JP2013207591A

JP2013207591A - 基地局および通信制御方法

Info

Publication number: JP2013207591A
Application number: JP2012074933A
Authority: JP
Inventors: Toru Sawara; 徹佐原
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2013-10-07

Abstract

【課題】周波数選択性フェージングがある環境においても、より安定した空間分割多重の選択を行うことができる基地局および通信制御方法を提供する。
【解決手段】制御部１３０は、信号処理部１２０から受信した空間相関値、受信電力比、送信タイミング差、電力レベル、フェージング速度、瞬時エラーに基づいて、多重リソースと被多重リソースの空間分割多重の可否判定を行い、空間分割多重が可である多重リソースと被多重リソースのペアを選択する。制御部１３０は、選択した多重リソースと被多重リソースの空間相関値と受信電力比にΔＦ（多重リソースと被多重リソースの周波数差）で重み付けを行って多重優先度を計算し、多重優先度の高いリソースで空間分割多重を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、時分割複信方式、空間分割多元接続方式を用いて無線通信を行う基地局および通信制御方法に関する。

ＰＨＳ等の無線通信システムにおいては、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ：Space Division Multiple Access）方式が採用されている。

従来、上述した無線通信システムでは、空間分割多重を行う基地局は、ある移動局（多重呼：空間分割多重を行おうとする既存呼）と、他の移動局（被多重呼：空間分割多重が行われる既存呼）の電力比と空間相関値を測定し、その結果を用いて、ＳＤＭＡ方式により空間分割多重を行って空き無線リソースを生成し、生成した空き無線リソースに移動局を割り当てている（特許文献１参照）。

特開２００３−１８８７９０号

上述した無線通信システムでは、既存呼の電力比と空間相関値の結果を用いて１の無線リソースを割り当てる移動局を選択しているため、ある移動局（多重呼）の無線リソース（多重リソース）と、当該移動局の移動先となる、他の移動局（被多重呼）の無線リソース（被多重リソース）との間に周波数差があると、無線伝搬路における周波数選択性フェージングの影響で、空間分割多重前と、空間分割多重後とで相関が変化し、適切な空間分割多重の選択を行うことができないことがあった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、周波数選択性フェージングがある環境においても、より安定した空間分割多重の選択を行うことができる基地局および通信制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、ＴＤＤ方式を採用し、アダプティブアレイ方式で無線通信を行う複数アンテナを有する基地局であって、接続中の各移動局の、接続中の他の移動局に対する各多重優先度を少なくとも移動局間の無線リソースの周波数差に基づいて設定し、設定した多重優先度に基づいて、接続中の複数の移動局を選択し、選択した複数の移動局をＳＤＭＡ方式により１の無線リソースに割り当てることを特徴とする。

前記多重優先度は、更に、接続中の各移動局の、接続中の他の移動局に対する空間相関値と電力比に基づき設定することが好ましい。

また、本発明は、接続要求を行った移動局に対し、直前に接続要求して接続した他の移動局が利用する無線リソースと同一周波数帯、または、隣接する周波数帯の無線リソースを割当てることが好ましい。

また、本発明は、ＴＤＤ方式を採用し、アダプティブアレイ方式で無線通信を行う複数アンテナを有する基地局の通信制御方法であって、接続中の各移動局の、接続中の他の移動局に対する各多重優先度を少なくとも移動局間の無線リソースの周波数差に基づいて設定するステップと、設定した多重優先度に基づいて、接続中の複数の移動局を選択し、選択した複数の移動局をＳＤＭＡ方式により１の無線リソースに割り当てるステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、多重リソースと被多重リソースとの間の周波数差が大きい場合に、空間分割多重を行われ難くすることで、周波数選択性フェージングがある環境においても、より安定した空間分割多重の選択を行うことが可能になる。

本発明の実施形態に係る基地局を含む無線通信システムの概略構成図である。基地局が空間分割多重を行うときの動作を説明するフローチャートである。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る基地局を含む無線通信システムの概略構成図である。図１に示す無線通信システムは、移動局１０−１〜１０−ｎ（以下、移動局１０という）と基地局１００を備える。なお、基地局１００には、ネットワーク、サーバ等の外部装置が接続されるが、これらの外部装置については説明を省略する。

基地局１００は、移動局１０との間において、ＰＨＳ等で採用されている時分割複信（ＴＤＤ）方式により無線通信を行う。ここで、本実施形態では、基地局１００が、４つの上りタイムスロットと、４つの下りタイムスロットとを用いて、移動局１０との間で無線通信を行うこととして説明する。また、上りタイムスロットの１つと、下りタイムスロットの１つには、ＣＣＨ（Control Channel)が割り当てられているものとする。なお、基地局１００は、上りタイムスロットと下りタイムスロットの対を移動局１０に割り当てるが、本実施形態では、上りタイムスロットと下りタイムスロットの対を、単にタイムスロットとして説明する。

基地局１００は、複数のアンテナ素子を用いてアダプティブアレイ制御を実行すると共に、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）方式により、同一のタイムスロットとを用いて、複数の移動局１０との間で無線信号を送受信する。

また、基地局１００は、移動局１０から送信された呼接続要求を受信すると、呼接続要求に応じて、移動局１０に、タイムスロットで指定される無線リソースを割り当てる。

ここで、本実施形態において、呼接続とは、音声通信やデータ通信等で用いられるＴＣＨ（Traffic Channel）をいい、呼接続要求とは、移動局１０が、基地局１００に対して、新たなＴＣＨ（呼接続）の割り当てを要求するためのＴＣＨ確立要求をいう。

なお、基地局１００は、基本的にはＴＤＤ方式により無線通信を行い、新たな移動局１０から呼接続要求を受信した際に、空きの無線リソースがない場合には、既に無線通信を行っている複数の移動局１０との間で、ＳＤＭＡ方式による無線通信を行って、新たな移動局１０用に無線リソースを空けるように構成されている。

次に、基地局１００の構成について説明する。なお、図１に示す基地局１００は、本発明との関連がある構成部分についてのみ示している。基地局１００は、アダプティブアレイアンテナと接続する無線通信部１１０と、信号処理部１２０と、制御部１３０とを具備する。

無線通信部１１０は、アンテナを介して移動局１０から受信した無線信号に、ダウンコンバート等の無線処理を行い、処理後の信号を信号処理部１２０へ出力する。また、無線通信部１１０は、信号処理部１２０から入力した信号にアップコンバート等の無線処理を行い、アンテナを介して移動局１０へ無線信号を送信する。

信号処理部１２０は、無線通信部１１０に指向性を制御した無線信号を送信させると共に、無線通信部１１０から入力した信号の感度を高めるアダプティブアレイ制御を実行する。信号処理部１２０が、アダプティブアレイ制御を実行することで、基地局１００は、複数の移動局１０との間でＳＤＭＡ方式により、同一のタイムスロットを用いて無線通信を実行する。

制御部１３０は、ＴＤＤ方式、ＳＤＭＡ方式に基づいて信号処理部１２０の動作を制御する。

次に、基地局１００が、空間分割多重を行うときの動作を図２のフローチャートに基づいて説明する。信号処理部１２０は、事前に多重リソースと被多重リソースの位置を制御部１３０から取得しておく。信号処理部１２０は、アンテナ、無線通信部１１０を介して信号を受信し、多重リソース（ｍ）と被多重リソース（ｌ）のアレイ応答ベクトルからから、多重リソースと被多重リソースとの間の空間相関値を計算し、計算した空間相関値を制御部１３０に通知する。数１は、アレイ応答ベクトルを示している。ｋは、アンテナ素子番号である。数２は、空間相関値の計算式を示している。空間相関値とは、２つの移動局の存在する方向の近さを表すものであり、空間相関値が大きい場合は、２つの移動局がほぼ同一方向に存在し、基地局は移動局からの信号の分離が困難となる。

また、信号処理部１２０は、被多重リソースと多重リソースの電力比（ＤＤ比：Desired to Desired Ratio）、送信タイミング差、電力レベル、フェージング速度、瞬時エラーを計算し、制御部１３０に通知する（Ｓ１０１）。電力比（ＤＤ比）とは、移動局間の受信電力レベルの比を表すものであり、受信電力比（ＤＤ比）が大きい場合は、基地局は移動局からの信号の分離が困難となる。

制御部１３０は、信号処理部１２０から受信した空間相関値、受信電力比、送信タイミング差、電力レベル、フェージング速度、瞬時エラーに基づいて、多重リソースと被多重リソースの空間分割多重の可否判定を行い、空間分割多重が可である多重リソースと被多重リソースを選択する（Ｓ１０２）。空間分割多重の可否判定は、受信電力比等の通信品質を示す指標と、予め定められた指標の閾値とを比較して行う。

その後、制御部１３０は、選択した多重リソースと被多重リソースの空間相関値と受信電力比に、ΔＦ（多重リソースと被多重リソースの周波数差）で重み付け（数３参照）を行って、ΔＦが大きくなるに伴い多重優先度が低くなるように多重優先度（数値が小さい方が優先度が高い）を計算する（Ｓ１０３）。

制御部１３０は、空間相関値と電力比の比率をΔＦに伴い変化させ（数４、数５参照）、ΔＦが大きくなるに伴い多重優先度が低くなる（値は大きくなる）ように多重優先度を計算するようにしてもよい。

ここで、ＡとＢはそれぞれ空間相関値と受信電力比の重み係数である。制御部１３０は、空間分割多重が可である全ての被多重リソースとの間で多重優先度を計算したならば、多重優先度の高いリソースと空間分割多重を行って、移動局（多重呼）と移動局（被多重呼）を１の無線リソースに割り当てる（Ｓ１０４）。

また、制御部１３０は、無線リソース割当の際に、多重リソースと被多重リソースの周波数差ができる限り小さくなるように、接続要求を行った移動局に対し、直前に接続要求して接続した他の移動局が利用する無線リソースと同一周波数帯、または、隣接する周波数帯の無線リソースを割当てる。

１０、１０−１〜１０−ｎ移動局
１００基地局
１１０無線通信部
１２０信号処理部
１３０制御部

Claims

ＴＤＤ方式を採用し、アダプティブアレイ方式で無線通信を行う複数アンテナを有する基地局であって、
接続中の各移動局の、接続中の他の移動局に対する各多重優先度を少なくとも移動局間の無線リソースの周波数差に基づいて設定し、
設定した多重優先度に基づいて、接続中の複数の移動局を選択し、選択した複数の移動局をＳＤＭＡ方式により１の無線リソースに割り当てることを特徴とする基地局。
前記多重優先度は、更に、接続中の各移動局の、接続中の他の移動局に対する空間相関値と電力比に基づき設定することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
接続要求を行った移動局に対し、直前に接続要求して接続した他の移動局が利用する無線リソースと同一周波数帯、または、隣接する周波数帯の無線リソースを割当てることを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
ＴＤＤ方式を採用し、アダプティブアレイ方式で無線通信を行う複数アンテナを有する基地局の通信制御方法であって、
接続中の各移動局の、接続中の他の移動局に対する各多重優先度を少なくとも移動局間の無線リソースの周波数差に基づいて設定するステップと、
設定した多重優先度に基づいて、接続中の複数の移動局を選択し、選択した複数の移動局をＳＤＭＡ方式により１の無線リソースに割り当てるステップと、
を含むことを特徴とする通信制御方法。