JP2010161782A - Wireless base station - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動局への送信信号を異なる指向性パターンで空間多重化して送出するアダプティブアレー方式の無線基地局に関する。 The present invention relates to an adaptive array radio base station that spatially multiplexes and transmits a transmission signal to a mobile station with different directivity patterns.
近年、ディジタル方式の通信機器においては、伝送の効率化のためディジタル情報信号(ベースバンド信号)で搬送波を変調することにより、情報の伝送が行われている。
ディジタル通信では、伝送速度の向上や時分割多重により同一周波数に複数の利用者を収容する多チャンネル化により、周波数資源の有効利用が図られている。さらに、アダプティブアレイ方式を利用して同一周波数で同一時刻に複数のチャネルを収容する空間多重方式が注目されている。
In recent years, in digital communication devices, information is transmitted by modulating a carrier wave with a digital information signal (baseband signal) for efficient transmission.
In digital communication, effective use of frequency resources is achieved by increasing the transmission speed and increasing the number of channels accommodating multiple users at the same frequency by time division multiplexing. Furthermore, a spatial multiplexing system that accommodates a plurality of channels at the same time at the same frequency by using an adaptive array system has attracted attention.
アダプティブアレイ方式とは、複数のアンテナにより適応的に指向性パターン(アレイアンテナパターンとも呼ばれる。)を作り、特定方向の利用者だけに電波が届くようにする方式である。例えば、送信回路と受信回路とアンテナとからなる無線部を4組み備えたアダプティブアレイ装置の場合、送信時に各送信回路毎に送信信号の振幅及び位相を、受信時には受信回路毎に振幅及び位相を、それぞれ調整することによって、送信時、受信時のそれぞれの指向性パターンを形成することができる。アダプティブアレイ方式の詳細については「空間領域における適応信号処理とその応用技術論文特集」(電子通信学会論文誌 VOL.J75-B-II NO.11 NOVEMBER)に記載されているので、ここでは詳細な説明を省略する。 The adaptive array method is a method in which a directivity pattern (also called an array antenna pattern) is adaptively formed by a plurality of antennas so that radio waves reach only users in a specific direction. For example, in the case of an adaptive array apparatus having four sets of radio units including a transmission circuit, a reception circuit, and an antenna, the amplitude and phase of the transmission signal for each transmission circuit at the time of transmission, and the amplitude and phase for each reception circuit at the time of reception. By adjusting each, directivity patterns at the time of transmission and at the time of reception can be formed. The details of the adaptive array method are described in “Special Issue on Adaptive Signal Processing in Spatial Domains and its Applied Technology” (Volume of the Institute of Electronics and Communication Engineers VOL.J75-B-II NO.11 NOVEMBER). Description is omitted.
アダプティブアレイ方式の無線基地局では、複数の移動局に対して互いに異なる指向性パターンを形成することにより1つの周波数で同時刻に複数の移動局を多重して同時に通信することができる。この通信は、パス分割多元接続(PDMA、Path Division Multiple Access、以下パス多重と呼ぶ。)通信と呼ばれる。このPDMAについては、「パス分割多元接続(PDMA)移動通信方式」(信学技報RCS93-84(1994-01),pp37-44)に記載されているので、詳細については省略する。 In an adaptive array radio base station, by forming different directivity patterns for a plurality of mobile stations, it is possible to multiplex a plurality of mobile stations at the same time and communicate at the same time. This communication is called path division multiple access (PDMA, Path Division Multiple Access, hereinafter referred to as path multiplexing) communication. Since this PDMA is described in “Path Division Multiple Access (PDMA) Mobile Communication System” (The IEICE Tech. RCS93-84 (1994-01), pp37-44), its details are omitted.
以上のように、アダプティブアレー方式を用いた無線基地局では、異なる指向性パターンを形成することにより一波(1つの周波数)を有効に利用することができる。 As described above, a radio base station using the adaptive array scheme can effectively use one wave (one frequency) by forming different directivity patterns.
しかしながら、アダプティブアレー方式を用いた無線基地局では、同一周波数を割当てられパス多重された移動局が移動に伴い接近した場合に、移動局は、他方の移動局に向けて送られた信号を拾ってしまうことになる。図9は、移動局が他の移動局へ向けて送られた信号を受信する例を示す説明図である。同図においてPS−A〜PS−Dは移動局を示し、これらが同一の周波数を割当てられているものとする。実線で示した31、32、33、34は、それぞれ移動局PS―A、PS―B、PS−C、PS―Dを指向する通信チャンネルの指向性パターンを表わしている。同図の矢印aで示すようにPS−Bが移動したとすると、移動後のPS−Bは、基地局からPS−Aへ向けて送られた信号を受信してしまう状況が発生する。そして、PS−Bは、当該受信した信号からPS−Aへのメッセージ列を復調して、意味のない雑音(ビーガー音)を発生することになる。 However, in a radio base station using an adaptive array system, when a mobile station assigned the same frequency and multiplexed by path approaches as the mobile station moves, the mobile station picks up a signal sent to the other mobile station. It will end up. FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example in which a mobile station receives a signal transmitted toward another mobile station. In the figure, PS-A to PS-D indicate mobile stations, and these are assigned the same frequency. 31, 32, 33, and 34 indicated by solid lines represent directivity patterns of communication channels directed to the mobile stations PS-A, PS-B, PS-C, and PS-D, respectively. Assuming that PS-B has moved as indicated by an arrow a in the figure, a situation occurs in which PS-B after movement receives a signal transmitted from the base station to PS-A. Then, PS-B demodulates the message sequence from the received signal to PS-A, and generates meaningless noise (beeger sound).
なぜなら、基地局では、移動局へ送る信号をその移動局が保持する移動局固有の秘密鍵コードによってしかデスクランブルできないように秘話スクランブル処理して送ることとしている。従って、移動局では、自局へ向けて送られた信号しか正しくデスクランブルすることができず、他の移動局への信号はたとえ受信したとしても、秘密鍵コードが合わないためデスクランブルにより、意味のないメッセージ列に変換され、それが雑音(ビーガー音)となって出力されるからである。このようなビーガー音は、ユーザに不快感をもたらし適切でない。 This is because the base station sends a signal to be transmitted to the mobile station after performing a secret scramble process so that it can be descrambled only by the private key code unique to the mobile station held by the mobile station. Therefore, the mobile station can correctly descramble only the signal sent to its own station, and even if signals to other mobile stations are received, the secret key code does not match, so descrambling, This is because it is converted into a meaningless message string, which is output as noise (beeger sound). Such veger sounds are unsuitable because they cause discomfort to the user.
ビーガー音の発生を防止するためには、移動局側で信号をスピーカに出力する前に、当該信号がビーガー音であるか音声であるかを周波数解析技術等を利用して判定し、ビーガー音と判定した場合には、当該信号をスピーカに出力しないようにする方法が考えられる。しかしながら、当該判定手段は完璧を期し難い上に、すべての移動局に当該判定手段を搭載する必要があり移動局の簡易性が損なわれる。 In order to prevent the generation of a beaker sound, before outputting a signal to the speaker on the mobile station side, it is determined whether the signal is a beager sound or a sound by using a frequency analysis technique or the like, If it is determined that the signal is not output to the speaker. However, it is difficult for the determination means to be perfect, and it is necessary to mount the determination means on all the mobile stations, which impairs the simplicity of the mobile stations.
そこで、本発明は、移動局がパス多重された他の移動局に向けて送られた信号を受信した場合であっても、移動局の機能の追加をすることなく、移動局で当該信号からビーガー音を発生しないようにする無線基地局を提供することを目的とする。 Therefore, even when the mobile station receives a signal sent to another mobile station that has been path-multiplexed, the mobile station does not add the function of the mobile station. It is an object of the present invention to provide a radio base station that prevents generation of a beager sound.
上記の問題点を解決するため、本発明の無線基地局は、移動局への送信信号を異なる指向性パターンで空間多重化して送出するアダプティブアレー方式の無線基地局であって、前記複数の移動局への送信信号中の送信シンボルのクロック位相を、移動局の方向に拘らず、互いに、ずらして空間多重化する多重化手段を備える。 In order to solve the above problems, the radio base station of the present invention is an adaptive array radio base station that spatially multiplexes and transmits a transmission signal to a mobile station with different directivity patterns, and the plurality of mobile stations Multiplexing means for spatially multiplexing the clock phase of the transmission symbol in the transmission signal to the station by shifting each other regardless of the direction of the mobile station.
本発明の無線基地局は、移動局への送信信号を異なる指向性パターンで空間多重化して送出するアダプティブアレー方式の無線基地局であって、前記複数の移動局への送信信号中の送信シンボルのクロック位相を、移動局の方向に拘らず、互いに、ずらして空間多重化する多重化手段を備える。
この構成によれば、移動局では、他の移動局へ向けて送られた信号を受信した場合でも、そのシンボルを取得する同期クロックが自局へのシンボルを取得する同期クロックと異なることから、正しくシンボルを復調できない。その結果、移動局で、意味のない雑音(ビーガー音)が発生するのを防止することができる。
The radio base station of the present invention is an adaptive array radio base station that spatially multiplexes and transmits a transmission signal to a mobile station with different directivity patterns, and is a transmission symbol in transmission signals to the plurality of mobile stations There are provided multiplexing means for spatially multiplexing the clock phases of the clock phases with respect to each other regardless of the direction of the mobile station.
According to this configuration, in the mobile station, even when a signal sent to another mobile station is received, the synchronization clock for acquiring the symbol is different from the synchronization clock for acquiring the symbol for the local station. The symbol cannot be demodulated correctly. As a result, it is possible to prevent the generation of meaningless noise (beeger sound) in the mobile station.
<無線基地局の概略構成>
図1は、本発明の実施形態における無線基地局の主要部の構成を示すブロック図である。
本無線基地局は、無線部11、21、31、41と、アンテナ10、20、30、40と、モデム部60と、制御部80と、ベースバンド部70と、信号処理部50とを備える。
<無線部11>
無線部11は、送信部12と、受信部13とから構成される。送信部12は、信号処理部50から入力されるベースバンド信号(シンボルデータ)を中間周波数信号(以後、IF信号と略す)にまで変調し、IF信号を高周波信号(以後、RF信号と略す)に変換し送信出力レベルにまで増幅してアンテナ10に出力する。受信部13は、アンテナ10からの受信信号をIF信号にまで変換し、ベースバンド信号(シンボルデータ)に復調する。
<Schematic configuration of radio base station>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a radio base station in the embodiment of the present invention.
The radio base station includes
<
The
無線部21、31、41は、無線部11と同じ構成なので説明を省略する。
<モデム部60>
モデム部60は、ベースバンド信号をπ/4シフトQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)方式により変復及び復調を行う。
<制御部80>
制御部80は、具体的にはCPU及びメモリで構成され、本無線基地局全体を制御し、特に、制御チャネルを介して移動局から発信を受けた時、及び、網からの着信を受けた時、移動局に対して通信チャネルを割当てる。図2は、割当て管理テーブルの一例を示す。同図の割当て管理テーブルにおいて、横方向は時分割による通信チャネルを、縦方向はパス分割による多重化を示している。欄内のPS−A〜PS―Dは割当てられている移動局を示す。同図ではPS―AとPS−CとPS−Dとが時分割多重され、PS―AとPS―Bとがパス多重されている状態を示している。
<ベースバンド部70>
ベースバンド部70は、図外の網(公衆網又は自営網)と接続し、電話網90との間でベースバンド信号の接続を行う。
Since the
<
The
<
Specifically, the
<Baseband
The
また、ベースバンド部70は、時分割多重化処理を行う。図3は、時分割多重を行うためのTDMA/TDDフレームの説明図を示す。ここでは、いわゆるPHS電話システムのTDMA/TDDフレームを示している。同図において、T0〜T3は送信タイムスロット、R0〜R3は受信タイムスロットである。制御チャネル(図中CCH)は、送信タイムスロットと受信タイムスロットのペア(T0、R0)により構成される。また、通信チャネルTCH1、TCH2、TCH3は、(T1、R1)、(T2、R2)、(T3、R3)のペアによりそれぞれを構成される。通信チャネルTCH1、TCH2、TCH3は時分割による区別であるが、各通信チャネルは、さらにパス多重により複数の通信チャネルが形成される。
The
また、ベースバンド部70は、移動局(ユーザ)へ送るベースバンド信号を当該移動局固有のパターンで秘話スクランブル処理する。秘話スクランブル処理された信号は、移動局によって移動局固有の秘密鍵コードでデスクランブルされ、もとの信号にもどすことができるが、秘密鍵コードが合わない場合には正しくもどされず、雑音(ビーガー音)となる。
<信号処理部50>
信号処理部50は、プログラマブルなディジタルシグナルプロセッサを中心に構成され、信号調整部51と、クロック生成部52と、応答ベクトル算出部53とを有する。
In addition, the
<Signal processing
The
クロック生成部52は、パス多重する移動局(ユーザ)ごとに固有のクロックを発生し、それぞれを信号調整部51に送る。本実施の形態では、説明の簡略化のためパス多重するユーザ数を2つとするので、クロック生成部52は、ユーザA用のクロックTA(図6(b)に示す。)とユーザB用のクロックTB(図6(c)に示す。)を生成する。クロック生成部52は、通常は、同一の時刻にクロックTAとクロックTBを生成するが、応答ベクトル算出部52からユーザの方向が近接しているためにシンボルの送信時刻をずらすように指示を受けた場合には、ユーザB用のクロックTBをユーザA用のクロックTAに対して0.5シンボル期間ずらしてクロックを生成する。
The
信号調整部51は、無線部11〜41から入力されるシンボルデータから、ユーザごとのシンボルデータを生成してモデム部60に出力するとともに、モデム部60から送られるユーザごとのシンボルデータから、無線部11〜41ごとのシンボルデータを生成して無線部11〜41へ出力する。
図4は、信号調整部51の構成を示す図である。同図に示すように、信号調整部51は、パス多重するユーザごとにユーザ処理部51a、51bを備える。同図のX1〜X4及びS1〜S4は、信号線や端子を示すが、説明の便宜上、当該信号線や端子が入出力されるシンボルデータ名をも示すものとする。X1〜X4は、無線部11〜41から信号調整部51へ送られるシンボルデータを示し、S1〜S4は、信号調整部51から無線部11〜41へ送られるシンボルデータを示す。
The
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the
ユーザ処理部51aは、無線部11〜41からシンボルデータX1〜X4の入力を受付ける。ユーザ処理部51aは、これらのシンボルデータからユーザAのシンボルデータUaを生成して、モデム部60に出力する。
また、ユーザ処理部51aは、モデム部60からユーザAのシンボルデータUaの入力を受付ける。ユーザ処理部51aは、このシンボルデータから無線部11〜41へのシンボルデータSa1〜Sa4を生成して、それぞれのシンボルデータを各無線部へ出力する。他のユーザ処理部51bも、同様にして各無線部へシンボルデータSb1〜Sb4を出力する。その結果、無線部11には、各ユーザ処理部からのシンボルデータSa1とSb1とが加算されたシンボルデータS1(=Sa1+Sb1)が送られることになる。
The
Further, the
次に、ユーザ処理部による処理の詳細について説明する。図5は、ユーザ処理部51aの構成を示す図である。
ウエイト算出部55は、受信タイムスロットごとに最初の数個のシンボルデータを用いて、ウエイトを算出する。すなわち、ウエイト算出部55は、クロックTAに従って、無線部11〜41から送られるシンボルデータX1〜X4と、参照信号発生部506から送られる固定のシンボルデータDを用いて、E=D−(Wa1×X1+Wa2×X2+Wa3×X3+Wa4×X4)を最小化するように、ウエイトWa1〜Wa4を算出する。このようにして算出されたウエイトWa1〜Wa4は、その受信タイムスロットの残りのシンボルデータの受信において、及びその受信タイムスロットのペアとなる送信タイムスロットにおいて初期値として用いられる。
Next, details of processing by the user processing unit will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the
The weight calculation unit 55 calculates the weight using the first several symbol data for each reception time slot. That is, the weight calculation unit 55 uses the symbol data X1 to X4 sent from the
ウエイト算出部55は、シンボルを受信する際に、上記のように算出されたウエイトWa1〜Wa4をクロックTAに従って出力する。そして、乗算器521〜524及び加算器504によって、ユーザAへのシンボルデータUa(=Wa1×X1+Wa2×X2+Wa3×X3+Wa4×X4)が生成される。生成されたユーザAへのシンボルデータUaは、モデム部60へ送られる。
When receiving the symbol, the weight calculating unit 55 outputs the weights Wa1 to Wa4 calculated as described above according to the clock TA. The
また、シンボルを送信する際には、モデム部60から送られるユーザAへのシンボルデータUaは、一旦、バッファ507に格納される。バッファ507は、クロック生成部52で生成したクロックTAに従ってシンボルデータUaを出力する。ウエイト算出部53は、前述のように算出されたウエイトWa1〜Wa4をクロックTAに従って出力する。乗算器581〜584のそれぞれは、シンボルデータUaとウエイトWa1〜Wa4とを乗算して、乗算結果であるシンボルデータSa1(=Wa1×Ua)、Sa2(=Wa2×Ua)、Sa3(=Wa3×Ua)、Sa4(=Wa4×Ua)を無線部11〜41へ出力する。
Further, when transmitting a symbol, the symbol data Ua sent from the
ユーザ処理部51bのウエイト算出部は、クロックTBに従って、ウエイトの算出と、シンボルを送受信する際のウエイトの出力を行い、ユーザ処理部51bのバッファはクロックTBに従って、ユーザBへのシンボルデータUbを出力する。ここでユーザAとユーザBの方向が近接しているため、クロック生成部52がクロックTBをクロックTAに対して0.5シンボル期間遅れて生成した場合には、ユーザ処理部51bから出力されるシンボルデータSb1〜Sb4は、ユーザ処理部51aから出力されるSa1〜Sa4に対して、0.5シンボル期間遅れたものとなる。
The weight calculation unit of the
図6は、一方のユーザのシンボルデータがずれて送信される例を示す説明図である。
同図に示すように、同一の時分割スロットT1に2つの移動局PS−A(ユーザA)と、PS−B(ユーザB)とがパス多重されて割当てられ、これらの方向が近接しているも
のとする。クロック生成部52は、ユーザ処理部51aに対してクロックTAを送り、ユーザ処理部51bに対して、クロックTAに対して0.5シンボル期間遅れたクロックTBを送る。これによって、それぞれのユーザへ送られるシンボルデータがずれることになる。同図のA0、A1、A2、A3は、PS−Aへ向けて送られるシンボルデータを示し、同図のB0、B1、B2、B3は、PS−Bへ向けて送られるシンボルデータを示す。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example in which the symbol data of one user is transmitted with a shift.
As shown in the figure, two mobile stations PS-A (user A) and PS-B (user B) are assigned to the same time division slot T1 by path multiplexing, and their directions are close to each other. It shall be. The
このようなシンボルの送信タイミングの調整により、以下で説明するように、移動局では、パス多重された他方の移動局へ向けて送られたシンボルデータを受信したとしても、そのシンボルデータの送信時刻(従って、受信時刻)は、自局へのシンボルデータの送信時刻(従って、受信時刻)とずれているため、同期が合わず、受信した他の移動局へのシンボルデータをもとどおりに正しく復調しない。このような復調誤りがあると、復調したシンボル(音声信号)のデスクランブルが中止されるので、意味のない雑音(ビーガー音)が発生するのを防止することができる。つまり、無線基地局は、移動局で、他の移動局の信号を受信したとしても正しく復調できないように、移動局ごとにシンボルの送信時刻を変えて送信するようにしたところが、本発明の最も大きな特徴である。
<応答ベクトル算出部52>
応答ベクトル算出部50は、無線部11から入力されるシンボルデータから、基地局から移動局への方向を示す応答ベクトルを算出する。応答ベクトルの算出方法を以下に説明する。ユーザAへの応答ベクトルをRa=(h1A、h2A、h3A、h4A)’とし、ユーザBへの応答ベクトルをRb=(h1B、h2B、h3B、h4B)’とし、R=(Ra、Rb)とする。無線部11〜41からのシンボルデータX1〜X4を用いて、X=(X1、X2、X3、X4)’とする。また、信号調整部51で算出されたUa、Ubを用いて、U=(Ua、Ub)’とする。そうすると、X=RUの関係式が成立するので、応答ベクトル算出部53は、XとUを用いて、各ユーザへの応答ベクトルRa、Rbを算出する。当該応答ベクトルは、そのユーザ(移動局)の基地局からの方向を示す情報を含む。当該方向が近似している場合には、移動局は、他の移動局へ送られた信号を受信しやすくなるので、応答ベクトル算出部53は、ユーザAの方向とユーザBの方向の差が一定値以下になった場合には、クロック生成部52に対して、ユーザB用のクロックTBの生成時刻をユーザA用のクロックTAの生成時刻に対して遅らせるように指示を送る。
By adjusting the symbol transmission timing in this way, as described below, even if the mobile station receives symbol data sent to the other path-multiplexed mobile station, the transmission time of the symbol data is received. (Accordingly, the reception time) is not synchronized with the transmission time of the symbol data to the own station (accordingly, the reception time). Does not demodulate. If there is such a demodulation error, descrambling of the demodulated symbol (voice signal) is stopped, so that it is possible to prevent generation of meaningless noise (beeger sound). In other words, the radio base station changes the transmission time of the symbol for each mobile station so that it cannot be correctly demodulated even if the mobile station receives a signal from another mobile station. It is a big feature.
<Response
The response
次に、上述の無線基地局から送られる信号を受信する側の無線移動局の処理について説明する。
<無線移動局の構成>
図7は、本発明の実施形態における無線移動局の主要部の構成を示すブロック図である。
Next, processing of the radio mobile station on the side receiving the signal transmitted from the radio base station will be described.
<Configuration of wireless mobile station>
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a main part of the radio mobile station in the embodiment of the present invention.
本無線移動局は、無線部200と、アンテナ250と、信号処理部220と、音声出力部240とを備える。
<無線部200>
無線部200は、変調器202と、送信回路201と、スイッチ205と、受信回路203と、復調器204とから構成される。
<タイミング部210>
タイミング部210は、同期調整部211と、クロック発生部212とを有する。<同期調整部211>
同期調整部211は、受信し復調したメッセージ列と同期ワードとが一致するように、クロック発生部212によるクロックの発生時刻を調整する。
The radio mobile station includes a
<
The
<
The
The
また、同期調整部211は、同期の調整が終了した後でも、常時、同期ワードとメッセージ列の一致を調べ、不一致となった場合には、同期の再調整を行うとともに、制御部222に同期はずれを通知する。
<クロック発生部212>
クロック発生部212は、同期調整部211からの指示に基いて、クロックを発生する。復調器204では、このクロックに合わせてメッセージ列を復調する。
In addition, the
<
The
さて、ここで、移動局PS−Aによる復調を例にとって、パス多重された他方の移動局PS−Bへ向けて送られてきた信号を受信した時に、当該信号を誤りをもって復調する過程について説明する。
復調器204は、受信信号を同期検波することによってI成分とQ成分とを取得する。図8は、同期検波したI成分を示す。Q成分についても、図示は省略するが同様な図で表わすことができる。
Now, taking a demodulation by the mobile station PS-A as an example, a process of demodulating the signal with an error when receiving a signal sent to the other mobile station PS-B that has been path-multiplexed will be described. To do.
The
移動局PS−Aは、1シンボル期間ごとに同期クロックを発生して、Ikを取得する。
同図のt1〜t4は、PS−Aの同期クロック発生時刻である。復調器204は、これらの同期クロックによって、I1〜I4={0.5、−0.25、−0.75、0.75}を取得する。
その後、時刻tMで、移動局PS−Aが、PS−Bに接近する等して、PS−Bを指向した送信信号の強度が強い地点へ移動したものとする。その結果、移動局PS−Aは、基地局からPS−Aへ向けられた信号を受信せずに、パス多重された他の移動局PS―Bへ向けられた信号を受信する場合がある。
The mobile station PS-A generates a synchronous clock every symbol period and acquires I k .
T 1 to t 4 in the figure are PS-A synchronous clock generation times. The
Thereafter, it is assumed that at time t M , the mobile station PS-A moves to a point where the intensity of the transmission signal directed to PS-B is strong, for example, by approaching PS-B. As a result, the mobile station PS-A may receive a signal destined for another path-multiplexed mobile station PS-B without receiving a signal destined for the PS-A from the base station.
PS−Aは、移動後もこれまでと同一の同期クロックで信号を復調する。同図のt5〜t9は、PS−Aの同期クロック発生時刻である。復調器204は、これらの同期クロックによって、I5(F)〜I9(F)={−0.75、0、0.75、−0.25、0.5}を取得する。ところが、無線基地局の信号処理部50において説明したように、基地局からPS−Bへ送られるシンボルデータの送信時刻は、PS−Aへ送られるシンボルデータの送信時刻に対して0.5シンボル期間分ずれているので、PS−Bへの本来の信号は、t5’〜t9’での信号I5(T)〜I9(T)={0.5、−0.25、0.5、−0.5、0.75}である。
PS-A demodulates the signal with the same synchronous clock as before even after movement. T 5 ~t 9 in the figure, a synchronous clock generation time of PS-A. The
以上のようにして、移動局は、他の移動局へ向けて送られた本来のIk(T)を取得せずに、誤ったIk(F)を取得する。移動局は、同様の理由により、誤ったQk(F)を取得することになる。
ところで、Ik、Qkとメッセージ列との間には、以下の関係がある。
メッセージ列{a1、a2、…、an、an+1、…}における(an、an+1)が2値データ列(Xk、Yk)に対応する。そして、2値データ列(Xk、Yk)とIk、Qkとの間には、以下の関係式が成立する。
As described above, the mobile station acquires an incorrect I k (F) without acquiring the original I k (T) sent to another mobile station. The mobile station will acquire an incorrect Q k (F) for the same reason.
By the way, there is the following relationship between I k and Q k and the message string.
Message sequence {a 1, a 2, ... , a n, a n + 1, ...} (a n, a n + 1) in the binary data string (X k, Y k) corresponding to. The following relational expression is established between the binary data string (X k , Y k ) and I k , Q k .
Ik=IK-1cos[θ(Xk、Yk)]−Qk-1sin[θ(Xk、Yk)]
Qk=IK-1sin[θ(Xk、Yk)]+Qk-1cos[θ(Xk、Yk)]
θ=―3π/4の場合、Xk=1、Yk=1
θ=3π/4の場合、Xk=0、Yk=1
θ=π/4の場合、Xk=0、Yk=0
θ=―π/4の場合、Xk=1、Yk=0
上式に基いて、Ik、Ik-1、Qk、Qk-1より、2値データ列(Xk、Yk)が得られ、これよりメッセージ列anが得られる。
I k = I K−1 cos [θ (X k , Y k )] − Q k−1 sin [θ (X k , Y k )]
Q k = I K-1 sin [θ (X k, Y k)] + Q k-1 cos [θ (X k, Y k)]
When θ = −3π / 4, X k = 1, Y k = 1
When θ = 3π / 4, X k = 0, Y k = 1
When θ = π / 4, X k = 0, Y k = 0
When θ = −π / 4, X k = 1, Y k = 0
Based on the above equation, I k, I k-1 , Q k, from
従って、上述のようなIk、Qkの誤りに起因して、メッセージ列anも当然に誤ったメッセージ列に変換される。その結果、復調したメッセージ列が同期ワードと異なることにより同期はずれが発生する場合や、同期ワードは一致していたとしても、CRCエラーが発生する場合がある。
<信号処理部220>
信号処理部220は、エラー判定部221と、制御部222と、デスクランブル処理部223とを有する。
<エラー判定部221>
エラー判定部221は、無線部200から送られてくるメッセージ列に対して、CRCチェックを行い、エラーの有無を制御部222に通知する。
<制御部222>
制御部222は、同期調整部211から同期はずれの通知を受けた場合、又はエラー判定部221からエラーの通知を受けた場合には、デスクランブル処理部223に対して、メッセージ列のデスクランブルを中止させる。
<デスクランブル処理部223>
デスクランブル処理部223は、無線部200より送られてくるメッセージ列をデスクランブルする。他の移動局へ向けて送られたメッセージ列は同期はずれやエラーが発生しているので、制御部222のデスクランブルの中止指示があり、デクスランブル処理部223は、当該メッセージ列をデスクランブルしない。従って、デスクランブル処理部223は、秘密鍵キーが合わないような他の移動局へのメッセージ列をデスクランブルすることがない。
<音声出力部240>
音声出力部240は、スピーカーで構成され、デスクランブル処理部223によって、デスクランブルされたメッセージ列(音声信号)を出力する。デスクランブル処理部223でデスクランブルされるのは、秘密鍵キーが一致するようなメッセージ列のみなので、誤った秘密鍵キーによりデスクランブルされた意味のない雑音(ビーガー音)を発生することがない。
Therefore, I k as described above, due to an error of the Q k, message sequence a n is also converted into naturally to the wrong message string. As a result, there may be a case where synchronization is lost due to the demodulated message sequence being different from the synchronization word, or a CRC error may occur even if the synchronization words match.
<
The
<
The
<
When receiving a notification of out of synchronization from the
<
The
<
The
以上のように、本実施形態における無線基地局は、パス多重された移動局へ送るシンボルの送信時刻を1シンボル期間内の適当な時刻分だけずらす処理を行う。このように送信タイミングを調整することによって、移動局では、パス多重された他方の移動局へ向けて送られたシンボルを受信したとしても、受信した信号からもとのシンボルを正しく復調できずに、誤ったシンボルを復調する。その結果、移動局で意味のない雑音(ビーガー音)の発生を防止することができる。 As described above, the radio base station in the present embodiment performs a process of shifting the transmission time of symbols to be transmitted to path-multiplexed mobile stations by an appropriate time within one symbol period. By adjusting the transmission timing in this way, the mobile station cannot correctly demodulate the original symbol from the received signal even if it receives the symbol sent to the other mobile station that has been path-multiplexed. Demodulate the wrong symbol. As a result, it is possible to prevent the generation of meaningless noise (beeger sound) in the mobile station.
なお、本発明は、上記実施形態には限定されるものでなく、以下の変形例も本発明に含まれることは勿論である。
(変形例1)
本実施の形態では、2つの移動局がパス多重されている場合の送信タイミングの調整について説明したが、これに限定するものではない。例えば、同一の時分割スロットに3つの移動局(PS−1、PS−2、PS−3)がパス多重されている場合には、PS−1へのシンボルデータの送信時刻に対して、PS−2へのシンボルデータの送信時刻を0.33シンボル期間だけずらし、さらに、PS−3へのシンボルデータの送信時刻を0.33シンボル期間だけずらすものとすることによって、移動局で、他の移動局へ向けて送られたシンボルデータを誤って復調されやすくすることができる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, the following modifications are also contained in this invention.
(Modification 1)
In the present embodiment, transmission timing adjustment when two mobile stations are path-multiplexed has been described, but the present invention is not limited to this. For example, when three mobile stations (PS-1, PS-2, PS-3) are path-multiplexed in the same time division slot, the PS for the transmission time of symbol data to PS-1 -2 by shifting the transmission time of symbol data to -2 by 0.33 symbol periods, and further shifting the transmission time of symbol data to PS-3 by 0.33 symbol periods. Symbol data sent to the mobile station can be easily demodulated erroneously.
同様に、一般に、N個にパス多重されている場合には、それぞれのシンボルの送信時刻をK/N(K=0、1、2、…、N−1)×T(シンボル期間)とすることができる。
さらに、1シンボル期間内に制限されることなく、1シンボル期間を超えて、例えば、1シンボル期間、1.5シンボル期間、又は2シンボル期間ずらすような送信タイミング調整を図ることも可能である。例えば、1シンボル期間ずらすとすると、もとのシンボルデータの値は正しく復調されることになるが、復調したシンボルの系列をずらすことができる。すなわち、本来のシンボル系列{a0、a1、a2、…}が1シンボル期間ずれて送信されるため、移動局では、{a1、a2、a3、…}として誤って復調することによって、シンボルa0が抜け落ち、同期ワードの不一致や、CRCエラーを発生させることができるようになる。
(変形例2)
本実施の形態では、パス多重している2つの移動局の方向が近似している場合に、シンボルの送信タイミングを調整するものとしたが、移動局の方向に係らず、常に送信タイミングを調整することとしてもよい。
Similarly, in general, when N paths are multiplexed, the transmission time of each symbol is K / N (K = 0, 1, 2,..., N−1) × T (symbol period). be able to.
Further, transmission timing adjustment is possible without being limited within one symbol period, such as shifting by one symbol period, 1.5 symbol period, or two symbol periods beyond one symbol period. For example, if the period is shifted by one symbol period, the value of the original symbol data is correctly demodulated, but the demodulated symbol sequence can be shifted. That is, since the original symbol sequence {a 0 , a 1 , a 2 ,...} Is transmitted with a shift of one symbol period, the mobile station erroneously demodulates as {a 1 , a 2 , a 3 ,. As a result, the symbol a 0 is lost, and a synchronization word mismatch or a CRC error can be generated.
(Modification 2)
In this embodiment, the transmission timing of symbols is adjusted when the directions of two mobile stations that are path-multiplexed are approximate. However, the transmission timing is always adjusted regardless of the direction of the mobile stations. It is good to do.
また、多数のアンテナを備え、パス多重できる多重化数を多くした場合には、各移動局へのシンボルの送信時刻が近接することとなり、移動局で、他の移動局へのシンボルを誤って復調しにくくなる。従って、パス多重の多重化数が少ない場合には、常に送信タイミングを調整し、パス多重化の多重化数が多い場合には、方向が近似している移動局の集合に対象を絞って送信タイミングを調整することとしてもよい。 In addition, when multiple antennas are provided and the number of multiplexed paths that can be multiplexed is increased, the transmission times of symbols to each mobile station will be close to each other, and the mobile station erroneously assigns symbols to other mobile stations. It becomes difficult to demodulate. Therefore, when the number of multiplexed paths is small, the transmission timing is always adjusted, and when the number of multiplexed paths is large, transmission is focused on a set of mobile stations whose directions are approximate. The timing may be adjusted.
10〜40 アンテナ
11〜41 無線部
12 送信部
13 受信部
50 信号処理部
51 信号調整部
51a、51b ユーザ処理部
52 クロック生成部
53 応答ベクトル算出部
60 モデム部
70 ベースバンド部
80 制御部
90 電話網
200 無線部
201 送信回路
202 変調器
203 受信回路
204 復調器
205 スイッチ
210 タイミング部
211 同期調整部
212 クロック発生部
220 信号処理部
221 エラー判定部
222 制御部
223 デスクランブル処理部
240 音声出力部
250 アンテナ
504 加算器
505 ウエイト算出部
506 参照信号発生部
507 バッファ
521〜524 乗算器
10 to 40
Claims (4)
前記複数の移動局の内、応答ベクトルが近似している移動局の集合を対象に、送信信号中の送信シンボルのクロック位相を、互いにずらして空間多重化する多重化手段
を備えたことを特徴とする無線基地局。 An adaptive array radio base station that spatially multiplexes and transmits transmission signals to a plurality of mobile stations with different directivity patterns,
A multiplexing unit that spatially multiplexes the clock phases of transmission symbols in a transmission signal by shifting each other for a set of mobile stations whose response vectors are approximated among the plurality of mobile stations is provided. A wireless base station.
前記複数の移動局から受信した信号に基づいて、当該移動局の基地局に対する応答ベクトルを算出する手段を備え、
前記応答ベクトルに基づいて、前記対象とする応答ベクトルが近似している移動局を選択することを特徴とする請求項1または2の何れかに記載の無線基地局。 The multiplexing means includes
Means for calculating a response vector for the base station of the mobile station based on signals received from the plurality of mobile stations;
The radio base station according to claim 1, wherein a mobile station that approximates the target response vector is selected based on the response vector.
前記複数の移動局の内、応答ベクトルが近似している移動局の集合を対象に、送信信号中の送信シンボルのクロック位相を、互いにずらして空間多重化するステップを備えたことを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method in a wireless base station of an adaptive array system that spatially multiplexes and transmits transmission signals to a plurality of mobile stations with different directivity patterns,
A step of spatially multiplexing a set of mobile stations having approximate response vectors among the plurality of mobile stations by shifting clock phases of transmission symbols in a transmission signal from each other; Wireless communication method.
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