JP3203231B2 - 伝送チャネル割当方法およびそれを用いた無線装置 - Google Patents
伝送チャネル割当方法およびそれを用いた無線装置Info
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Description
方法およびその装置に関し、特に、PDMA(Path Div
ision Multiple Access )方式の通信システムにおい
て、複数のユーザが同一周波数および同一時刻のチャネ
ルを使用して音声や映像などのデータを送受信する場合
に、接続を要求するユーザに、伝送に使用するチャネル
を割当てるための伝送チャネル割当方法およびその装置
に関する。
機のような移動通信システムにおいて、周波数の有効利
用を図るべく種々の伝送チャネル割当方法が提案されて
おり、その一部のものは実用化されている。
Division Multiple Access:FDMA),時分割多重接
続(Time Division Multiple Access :TDMA)およ
びPDMAの各種の通信システムにおけるチャネルの配
置図である。
MAおよびPDMAについて簡単に説明する。図17
(a)はFDMAを示す図であって、異なる周波数f1
〜f4の電波でユーザ1〜4のアナログ信号が周波数分
割されて伝送され、各ユーザ1〜4の信号は周波数フィ
ルタによって分離される。
各ユーザのデジタル化された信号が、異なる周波数f1
〜f4の電波で、かつ一定の時間(タイムスロット)ご
とに時分割されて伝送され、各ユーザの信号は周波数フ
ィルタと基地局および各ユーザ移動端末装置間の時間同
期とにより分離される。
り電波の周波数利用効率を高めるために、PDMA方式
が提案されている。このPDMA方式は、図17(c)
に示すように、同じ周波数における1つのタイムスロッ
トを空間的に分割して複数のユーザのデータを伝送する
ものである。このPDMAでは各ユーザの信号は周波数
フィルタと基地局および各ユーザ移動端末装置間の時間
同期とアダプティブアレイなどの相互干渉除去装置とを
用いて分離される。
信システム2000の構成を示す概略ブロック図であ
る。
S1とPS2とを識別するために、4本のアンテナ♯1
〜♯4が設けられている。
RF回路101に与えられ、RF回路101において、
受信アンプで増幅され、局部発振信号によって周波数変
換された後、フィルタで不要な周波数信号が除去され、
A/D変換されて、デジタル信号としてデジタルシグナ
ルプロセッサ102に与えられる。
チャネル割当基準計算機103と、チャネル割当装置1
04と、アダプティブアレイ100とが設けられてい
る。チャネル割当基準計算機103は、2人のユーザか
らの信号がアダプティブアレイによって分離可能かどう
かを予め計算する。その計算結果に応じて、チャネル割
当装置104は、周波数と時間とを選択するユーザ情報
を含むチャネル割当情報をアダプティブアレイ100に
与える。アダプティブアレイ100は、チャネル割当情
報に基づいて、4つのアンテナ♯1〜♯4からの信号に
対して、リアルタイムに重み付け演算を行なうことで、
特定のユーザの信号のみを分離する。
19は、アダプティブアレイ100のうち、1人のユー
ザに対応する送受信部100aの構成を示すブロック図
である。図17に示した例においては、複数のユーザ信
号を含む入力信号から希望するユーザの信号を抽出する
ため、n個の入力ポート20−1〜20−nが設けられ
ている。
れた信号が、スイッチ回路1−1〜10−nを介して、
ウエイトベクトル制御部11と乗算器12−1〜12−
nとに与えられる。
と予めメモリ14に記憶されている特定のユーザの信号
に対応したトレーニング信号と加算器13の出力とを用
いて、ウエイトベクトルw1i〜wniを計算する。ここ
で、添字iは、i番目のユーザとの間の送受信に用いら
れるウエイトベクトルであることを示す。
ト20−1〜20−nからの入力信号とウエイトベクト
ルw1i〜wniとをそれぞれ乗算し、加算器13へ与え
る。加算器13は、乗算器12−1〜12−nの出力信
号を加算して受信信号SRX(t)として出力し、この受
信信号SRX(t)は、ウエイトベクトル制御部11にも
与えられる。
ブアレイ無線基地局からの出力信号STX(t)を受け
て、ウエイトベクトル制御部11により与えられるウエ
イトベクトルw1i〜wniとそれぞれ乗算して出力する乗
算器15−1〜15−nを含む。乗算器15−1〜15
−nの出力は、それぞれスイッチ回路10−1〜10−
nに与えられる。つまり、スイッチ回路10−1〜10
−nは、信号を受信する際は、入力ポート20−1〜2
0−nから与えられた信号を、信号受信部1Rに与え、
信号を送信する際には、信号送信部1Tからの信号を入
出力ポート20−1〜20−nに与える。
図19に示した送受信部100aの動作原理について簡
単に説明する。
テナ素子数を4本とし、同時に通信するユーザ数PSを
2人とする。このとき、各アンテナから受信部1Rに対
して与えられる信号は、以下のような式で表わされる。
=1,2,3,4)のアンテナの受信信号を示し、信号
Srxi (t)は、i番目(i=1,2)のユーザが送
信した信号を示す。
受信された、i 番目のユーザからの信号の複素係数を示
し、nj (t)は、j番目の受信信号に含まれる雑音を
示している。
記すると、以下のようになる。
は、[…]の転置を示す。ここで、X(t)は入力信号
ベクトル、Hi はi番目のユーザの受信信号係数ベクト
ル、N(t)は雑音ベクトルをそれぞれ示している。
示したように、それぞれのアンテナからの入力信号に重
み係数w1i〜wniを掛けて合成した信号を受信信号SRX
(t)として出力する。なお、ここでは、アンテナの本
数nは4である。
ば、1番目のユーザが送信した信号Srx1 (t)を抽
出する場合のアダプティブアレイの動作は以下のように
なる。
(t)は、入力信号ベクトルX(t)とウエイトベクト
ルW1 のベクトルの掛算により、以下のような式で表わ
すことができる。
目の入力信号RXj (t)に掛け合わされる重み係数w
j1(j=1,2,3,4)を要素とするベクトルであ
る。
(t)に対して、式(5)により表現された入力信号ベ
クトルX(t)を代入すると、以下のようになる。
的に動作した場合、周知な方法により、ウエイトベクト
ルW1 は次の連立方程式を満たすようにウエイトベクト
ル制御部11により逐次制御される。
にウエイトベクトルW1 が完全に制御されると、アダプ
ティブアレイ100からの出力信号y1(t)は、結局
以下の式のように表わされる。
のユーザのうちの第1番目のユーザが送信した信号Sr
x1 (t)が得られることになる。
イ100に対する入力信号STX(t)は、アダプティブ
アレイ100中の送信部1Tに与えられ、乗算器15−
1,15−2,15−3,…,15−nの一方入力に与
えられる。これらの乗算器の他方入力にはそれぞれ、ウ
エイトベクトル制御部11により以上説明したようにし
て受信信号に基づいて算出されたウエイトベクトル
w1i,w2i,w3i,…,w niがコピーされて印加され
る。
力信号は、対応するスイッチ10−1,10−2,10
−3,…,10−nを介して、対応するアンテナ♯1,
♯2,♯3,…,♯nに送られ、送信される。
下に説明するように行なわれる。すなわち、携帯電話機
の電波信号はフレーム構成をとって伝達される。携帯電
話機の電波信号は、大きくは、無線基地局にとって基地
の信号系列からなるプリアンブルと、無線基地局にとっ
て既知の信号系列からなるデータ(音声など)から構成
されている。
無線基地局にとって通話すべき所望のユーザかどうかを
見分けるための情報の信号列を含んでいる。アダプティ
ブアレイ無線基地局1のウエイトベクトル制御部11
は、メモリ14から取出したユーザAに対応したトレー
ニング信号と、受信した信号系列とを対比し、ユーザP
S1に対応する信号系列を含んでいると思われる信号を
抽出するようにウエイトベクトル制御(重み係数の決
定)を行なう。
電話機の急速な普及により、チャネルの利用効率は限界
に近づきつつあり、将来、利用可能な伝送チャネル数を
ユーザからの割当要求が上回る事態が予想される。この
ような事態に、何らかの合理的な取決めをもって望まな
ければ、移動通信システムの運用自体に大きな混乱が生
じてしまうおそれがる。
求するユーザに対して、実質的に信号間の干渉なしに効
率的な伝送チャネルの割当が可能な伝送チャネル割当方
法およびその装置を提供することである。
率が限界的な領域に達した場合においても合理的な伝送
チャネルの割当が可能な伝送チャネル割当方法およびそ
の装置を提供することである。
ば、複数の端末装置との間でパス分割多元接続を行う際
に、空状態の伝送チャネルに予め接続可能性の優先順位
を導出し、これに基づいて伝送チャネルの割当てを制御
するものである。
割当方法は、複数の端末装置からの接続の要求に応答し
て、基地局への多重接続のための時間軸方向に多重化さ
れた複数のタイムスロットを含む伝送チャネルをそれぞ
れの端末装置に割当てる方法であって、各タイムスロッ
トごとに、すでに接続中のユーザの受信信号係数ベクト
ルと、新規のユーザからの受信信号係数ベクトルとの相
互相関値に基づいて、空状態にある伝送チャネルについ
て接続の優先順位を決定するステップと、優先順位に基
づいて、新規ユーザに対して伝送チャネルの割当てを行
うステップとを備える。
は、請求項1記載の伝送チャネルの割当方法の構成に加
えて、タイムスロットは、パス分割された複数のチャネ
ルを有し、伝送チャネルの割当てを行うステップは、優
先順位に基づいて伝送チャネルの割当てを行う前に、パ
ス多重されていないタイムスロット中のチャネルに伝送
チャネルの割当てを行うステップをさらに含む。
は、請求項1記載の伝送チャネルの割当方法の構成に加
えて、伝送チャネルの割当てを行うステップは、優先順
位に、予め収集された各チャネルの受信状態を示す情報
を参照して、伝送チャネルの割当てを行うステップを含
む。
置との間で時間軸方向に多重化された複数のタイムスロ
ットを含む伝送チャネルを用いて分割多重接続を行うた
めの無線装置であって、端末装置ごとに対応する受信ウ
ェイトベクトルを受信電波信号に乗算することで受信信
号をリアルタイムに分離する複数の受信信号分離手段
と、各タイムスロットごとに、すでに接続中のユーザの
受信信号係数ベクトルと、新規のユーザからの受信信号
係数ベクトルとの相互相関値を求める相関値計算手段
と、相関値に基づいて、空状態のチャネルの優先順位を
決定するランキング演算手段と、優先順位に基づいて、
新規ユーザに対して伝送チャネルの割当てを行うチャネ
ル割当手段とを備える。
の無線装置の構成に加えて、タイムスロットは、パス分
割された複数のチャネルを有し、チャネル割当手段は、
優先順位に基づいて伝送チャネルの割当てを行う前に、
パス多重されていないタイムスロット中のチャネルに伝
送チャネルの割当てを行う。
の無線装置の構成に加えて、チャネル割当手段は、予め
収集された各チャネルの受信状態を示す情報を保持する
記憶手段を含み、優先順に受信状態を示す情報を参照し
て、伝送チャネルの割当てを行う。
基地局の送受信システム1000の構成を示す概略ブロ
ック図である。
1とPS2とを識別するために、4本のアンテナ♯1〜
♯4が設けられている。
(M:自然数)であることに対応して、アンテナ♯1〜
♯4からの信号をそれぞれ受けて、対応するユーザから
の信号を分離するためのアダプティブアレイ1010.
1〜1010.Mが設けられている。アダプティブアレ
イ1010.1〜1010.Mのそれぞれの構成は、図
19で説明した従来のアダプティブアレイの構成と同様
である。
テナ♯1〜♯4からの信号とアダプティブアレイ101
0.1〜1010.Mからの出力信号とを受けて、受信
信号係数ベクトルを計算する受信信号係数ベクトル計算
装置1020と、受信信号係数ベクトル計算装置102
0により導出された各ユーザごとの受信信号係数ベクト
ルを格納・保持するためのメモリ1030と、メモリ1
030中に保持された受信信号係数ベクトルに応じて各
空チャネルに対する新規ユーザ割当のランキングを計算
するチャネル割当ランキング計算機1040と、各チャ
ネルの送受信状態の情報等を保持するメモリ1060
と、チャネル割当ランキング計算機1040とメモリ1
060とからの情報に基づいてチャネルの割当を行うチ
ャネル割当装置1050とを備える。
は、空チャネルにそれぞれについて、さらに1人の新規
ユーザを割り当てる場合の接続可能性を、後に説明する
ような基準に基づいて定量的に評価し、ランキングをつ
ける。メモリ1060は、チャネルのうち受信状態の良
くないチャネルに対する情報(以下、ブラックリスト情
報)等を保持している。チャネル割当装置1050は、
そのランキングとブラックリスト情報とに応じて、周波
数と時間とを選択するユーザ情報を含むチャネル割当情
報をアダプティブアレイ1010.1〜1010.Mに
与える。
0.Mは、チャネル割当情報に基づいて、4つのアンテ
ナ♯1〜♯4からの信号に対して、リアルタイムに重み
付け演算を行なうことで、特定のユーザの信号のみを分
離する。
信号係数ベクトルの値や、メモリ1060に保持される
ブラックリスト情報は、適宜更新される。
いて、さらに説明すると以下のとおりである。たとえ
ば、携帯電話のうちPHSにおいて、基地局CSが、新
たに端末PSと通信チャネルを確立する場合、まず、す
べてのチャネルの信号電力対干渉電力の比(以下、D/
U)を測定する操作(キャリアセンス)を行い、D/U
がある一定値以上となるか、あるいは最もD/Uが良い
チャネルを、通信チャネルとして指定する。次に、端末
PS側で基地局CSが指定したチャネルのD/Uを測定
して、D/Uが所定値以上の場合、指定された通話チャ
ネルを使い通信が開始される。
くなるチャネルであっても、端末PSの場所では通話不
能となるほどD/Uが悪い場合もある。このような状態
になると、基地局CSが通信チャネルを指定しても端末
PSからの応答が無いため、基地局CSは端末PSでの
チャネル判定が不合格となったと判断し、2度目の通信
チャネル指定が基地局CSから端末PSに対して再度行
なわれる。このとき、最初に指定された通信チャネル情
報は、ブラックリストに一定期間保持され、2度目の通
信チャンネル確立時に、その通信チャネルが指定されな
いように処理されることが必要である。このように、ブ
ラックリストには、過去に通信チャネルが確立されなか
ったチャネルの情報が保持されている。
図2は、PDMA方式におけるチャンネル配置を示す図
である。図2においては、パス多重度が4、タイムスロ
ットが3であって、チャネル(1,1)〜チャネル
(3,4)の合計12チャネルの場合が示されている。
信チャネルが確立し、チャネル(1,1)に第1のユー
ザが割り当てられ、それとは異なるタイムスロットのチ
ャネル(2,1)に第2のユーザが割り当てられてい
る。
グを行った場合の例を示す図である。チャネル(1,
1)とチャネル(2,1)が、すでに使用されている場
合に、第3のユーザの割当てを行う候補としては、たと
えば、上記2つのチャネルと異なるタイムスロット3に
属するするチャネル(3,1)と、上記2つのチャネル
と異なるパスであって、タイムスロット1に属するチャ
ネル(1,2)と、上記2つのチャネルと異なるパスで
あって、タイムスロット2に属するチャネル(2,2)
とが考えられる。
ば、すでに通信チャネルの確立しているユーザの受信信
号係数ベクトルと、新規のユーザの受信信号ベクトルと
の相関値に基づいて、タイムスロットごとにチャネルの
ランキングを行う。図3に示した例では、チャネル
(3,1)のランキングが1位であり、チャネル(1,
2)、チャネル(2,2)の順で、それぞれ2位、3位
となっている。
て、3番目のユーザへのチャネル割当てを行った状態を
示す図である。
1)に3番目のユーザとの通信チャネルが確立される。
動作]つぎに、図1に示した受信信号係数ベクトル計算
機1020の動作について説明する。
するユーザ数を2人とした場合、各アンテナを経て受信
回路から出力される信号は、上述した式(1)〜(4)
で表わされる。
れるアンテナの受信信号をベクトルで表記した式を再び
記すことにすると、以下の式(5)〜(8)のようにな
る。
していると、各ユーザからの信号を分離・抽出している
ため、上記信号Srxi (t)(i=1,2)はすべて
既知の値となる。
号であることを利用して、受信信号ベクトルH1 =[h
11,h21,h31,h41]およびH2 =[h12,h22,h
32,h42]を以下に説明するようにして導出することが
できる。
信号、たとえば第1のユーザからの信号Srx1 (t)
を掛け合わせて、アンサンブル平均(時間平均)を計算
すると以下のようになる。
均を示す。この平均をとる時間が十分長い場合、この平
均値は以下のようになる。
信号Srx1 (t)と信号Srx2(t)に互いに相関
がないためである。また、式(19)の値が0となるの
は、信号Srx1 (t)と雑音信号N(t)との間に相
関がないためである。
均は結果として以下に示すように、受信信号係数ベクト
ルH1 に等しくなる。
ーザPS1から送信された信号の受信信号係数ベクトル
H1 を測定することができる。
信号Srx2 (t)のアンサンブル平均操作を行なうこ
とで、2番目のユーザPS2から送信された信号の受信
信号係数ベクトルH2 を測定することが可能である。
割当ランキング計算装置1040およびチャネル割当装
置1050の動作を説明するためのフローチャートであ
る。
動作が開始されると(ステップS100)、まず、新規
割当ユーザの受信信号係数ベクトルが既知であるかが判
断され(ステップS102)、既知でない場合、新規チ
ャネル割当ユーザの受信信号係数ベクトルの測定が受信
信号係数ベクトル計算装置1020で行なわれる(ステ
ップS103)。
クトルが既知の場合(ステップS102)、続いて、タ
イムスロットの番号を示すパラメータiの値が1に初期
化され、新規チャネル割当ユーザの受信信号係数ベクト
ルとすでに接続中のユーザの受信信号係数ベクトルとの
相関係数の最小値を示す変数L_Minの値が1に初期
化される(ステップS104)。
のユーザ数Mが調べられ、その値が変数NPU[i]に
代入される(ステップS106)。ユーザ数Mが0の場
合、対応するタイムスロットの相関値の最大値を示す変
数Level[i]の値および変数L_Minの値がと
もに0とされる(ステップS110)つまり、いずれの
ユーザともまだ接続されていないタイムスロットがある
場合、そのタイムスロットのランキングが上位とされ
る。
数Nと比較され(ステップ134)、まだ、すべてのタ
イムスロットに対する処理が終了しておらず、変数iの
値がタイムスロットの総数Nよりも小さい場合は、変数
iの値が1だけインクリメントされ(ステップS13
6)、処理はステップS106に復帰する。一方、変数
iの値がタイムスロットの総数N以上の場合は(ステッ
プS134)、チャネル割当のために、処理はステップ
S140に移行する。
テムに応じて定められており、たとえば、PHSではN
=3である。
接続中のユーザがいる場合(ステップS108)、タイ
ムスロット内のパスを示すパラメータkの値が1に初期
化され、タイムスロット内の相関係数値の最大値を随時
表す変数C_Maxの値が0に初期化される(ステップ
S112)。
ザの受信信号係数ベクトルH(i,k)と新規接続ユーザの
受信信号係数ベクトルHnとの相互相関の値Cが、以下
の式に基づいて計算される(ステップS114)。
(i,k) |・|Hn|) ここで、(X・Y)は、ベクトルX、Yの内積を表し、
|X|はベクトルXの大きさを表す。
<S≦1)との比較が行なわれ(ステップS116)、
相互相関値Cが基準値S以上である場合は、変数Lev
el[i]の値は1とされる(ステップS132)。
場合は、パラメータkの値がi番目のタイムスロット内
に接続中のユーザ数Mとが比較され(ステップS11
8)、パラメータkがユーザ数M未満である場合は、相
互相関値Cの値と変数C_Maxの値とが比較され(ス
テップS120)、相互相関値Cの値が変数C_Max
の値よりも大きい場合は、変数C_Maxの値が相互相
関値Cの値と置き換えられて(ステップS122)、パ
ラメータkの値が1だけインクリメントされ(ステップ
S124)、処理はステップS114に復帰する。
りも大きい場合は、そのまま、パラメータkの値が1だ
けインクリメントされ(ステップS124)、処理はス
テップS114に復帰する。
ユーザ数Mとなるまで繰り返されることにより、i番目
のタイムスロット内の相互相関値Cがいずれも基準値S
よりも小さい場合、変数C_Maxは、相互相関値Cの
最大値を表していることになる。
の値がユーザ数M以上となったと判断された場合、変数
Level[i]には、変数C_Maxの値が代入され
る(ステップS126)。
と比較され、変数L_Minの値が変数C_Maxの値
よりも大きい場合、変数L_Minに変数C_Maxの
値が代入され(ステップS130)、パラメータiの値
とタイムスロットの総数Nとの比較が行なわれる(ステ
ップS134)。パラメータiの値が総数N未満の時
は、パラメータiの値が1だけインクリメントされて
(ステップS136)、処理はステップS106に復帰
する。一方、変数iの値がタイムスロットの総数N以上
の場合は(ステップS134)、チャネル割当のため
に、処理はステップS140に移行する。
Maxの値以下の場合、ただちに、パラメータiの値と
タイムスロットの総数Nとの比較が行なわれる(ステッ
プS134)。パラメータiの値が総数N未満の時は、
パラメータiの値が1だけインクリメントされて(ステ
ップS136)、処理はステップS106に復帰する。
一方、変数iの値がタイムスロットの総数N以上の場合
は(ステップS134)、チャネル割当のために、処理
はステップS140に移行する。
変数Level[i]の値は以下のように設定されるこ
とになる。
れのユーザとも接続されていない場合 変数L_Min=0に設定され、i番目のタイムスロッ
トに対応する変数Level[i]=0である。
のユーザがいる場合 ii−1)i番目のタイムスロット中で接続中のユーザ
との相互相関値がすべて基準値S未満であって、かつ、
i番目のタイムスロット内の相互相関値の最大値がすべ
てのタイムスロット中で最小のとき 変数L_Min=(i番目のタイムスロット内の相互相
関値の最大値)に設定され、変数Level[j]はそ
れぞれj番目のタイムスロット内の相互相関値の最大値
または1に設定される。
続中のユーザとの相互相関値がすべて基準値S以上であ
る場合 変数L_Min=1に設定され、すべてのタイムスロッ
トに対応する変数Level[i]=1である。
あるかの判定が行なわれ(ステップS140)、変数L
_Min=1のときは、上述のとおり、すべてのタイム
スロット中で接続中のユーザとの相互相関値がすべて基
準値S以上であることを意味するので、新規ユーザとの
接続が不許可となる(ステップS142)。
イムスロットを示すためのパラメータiの値が1に初期
化され(ステップS144)、すべてのタイムスロット
について変数Level[i]の値と変数L_Minの
値とが比較される(ステップS146、S148)。
nの値とが一致すると、新規ユーザに、(i、NPU
[i]+1)番目のチャネルの割当が行なわれ(ステッ
プS150)、新規ユーザの受信信号係数ベクトルを、
(i、NPU[i]+1)番目のチャネルのユーザ情報
としてメモリ1030に格納し(ステップS152)、
チャネル割当が終了する(ステップS154)。
いないタイムスロットがある場合か、いずれのタイムス
ロットもすでに接続しているユーザが存在する場合で
も、すでに接続されているユーザとの相互相関値が0で
あるときは、このタイムスロットに優先的に新規ユーザ
が接続される。また、いずれのタイムスロットもすでに
接続しているユーザが存在する場合、すでに接続中のユ
ーザと受信信号係数ベクトルの相互相関値が最も小さい
タイムスロットに新規ユーザが接続されることになる。
より、基地局から見て最もパス多重接続が容易なチャネ
ルに新規ユーザが接続されることになる。
明の実施の形態1の変形例1のPDMA用基地局の送受
信システム1200の構成を示す概略ブロック図であ
る。
ム1000の構成と異なる点は、メモリ1030が、直
接アダプティブアレイ1010.1〜1010.Mから
のウェイトベクトルの値を受けて格納し、チャネル割当
ランキング計算装置1040がメモリ1030中のウェ
イトベクトル値に基づいてランキング処理を行う点であ
る。その他の点は、実施の形態1の送受信システム10
00の構成と同様であるので同一部分には、同一符号を
付してその説明は繰り返さない。
の変形例1のチャネル割当ランキング計算装置1040
およびチャネル割当装置1050の動作を説明するため
のフローチャートである。実施の形態1では、すでに接
続しているユーザの受信信号係数ベクトルと新規接続ユ
ーザの受信信号係数ベクトルの相互相関値を基準とし
て、空チャネルのランキングを行う構成であった。
理は、すでに接続しているユーザのウエイトベクトルと
新規接続ユーザのウエイトベクトルの相互相関値を基準
として、空チャネルのランキングを行う構成となってい
る。
割当処理の構成と同様であるのでその説明は繰り返さな
い。
続していないタイムスロットがある場合か、いずれのタ
イムスロットもすでに接続しているユーザが存在する場
合でも、すでに接続されているユーザとの相互相関値が
0であるときは、このタイムスロットに優先的に新規ユ
ーザが接続される。また、いずれのタイムスロットもす
でに接続しているユーザが存在する場合、すでに接続中
のユーザとウェイトベクトルの相互相関値が最も小さい
タイムスロットに新規ユーザが接続されることになる。
より、基地局から見て最もパス多重接続が容易なチャネ
ルに新規ユーザが接続されることになる。
発明の実施の形態1の変形例1のPDMA用基地局の送
受信システム1400の構成を示す概略ブロック図であ
る。
ム1000の構成と異なる点は、受信信号係数ベクトル
計算装置1020が、受信信号到来方向計算装置107
0に置き換わり、チャネル割当ランキング計算装置10
40がメモリ1030中に格納された受信信号の到来方
向に基づいてランキング処理を行う点である。その他の
点は、実施の形態1の送受信システム1000の構成と
同様であるので同一部分には、同一符号を付してその説
明は繰り返さない。
1の変形例2のチャネル割当ランキング計算装置104
0およびチャネル割当装置1050の動作を説明するた
めのフローチャートである。
ーザの受信信号係数ベクトルと新規接続ユーザの受信信
号係数ベクトルの相互相関値を基準として、空チャネル
のランキングを行う構成であった。
理は、すでに接続しているユーザの受信信号到来方向と
新規接続ユーザの受信信号到来方向の角度差を基準とし
て、空チャネルのランキングを行う構成となっている。
割当動作が開始されると(ステップS300)、まず、
新規割当ユーザの受信信号の到来方向が既知であるかが
判断され(ステップS302)、既知でない場合、新規
チャネル割当ユーザの受信信号到来方向の測定が到来方
向計算装置1070で行なわれる(ステップS30
3)。
方向が既知の場合(ステップS302)、続いて、タイ
ムスロットの番号を示すパラメータiの値が1に初期化
され、新規チャネル割当ユーザの受信信号の到来方向と
すでに接続中のユーザの受信信号の到来方向との角度差
の最大値を示す変数L_Maxの値が0に初期化される
(ステップS304)。
のユーザ数Mが調べられ、その値が変数NPU[i]に
代入される(ステップS306)。ユーザ数Mが0の場
合、対応するタイムスロット内の角度差の最小値を示す
変数Level[i]の値および変数L_Maxの値が
ともに360(単位は「度」)とされる(ステップS3
10)つまり、いずれのユーザともまだ接続されていな
いタイムスロットがある場合、そのタイムスロットのラ
ンキングが上位とされる。
数Nと比較され(ステップ334)、まだ、すべてのタ
イムスロットに対する処理が終了しておらず、変数iの
値がタイムスロットの総数Nよりも小さい場合は、変数
iの値が1だけインクリメントされ(ステップS33
6)、処理はステップS306に復帰する。一方、変数
iの値がタイムスロットの総数N以上の場合は(ステッ
プS334)、チャネル割当のために、処理はステップ
S340に移行する。
接続中のユーザがいる場合(ステップS308)、タイ
ムスロット内のパスを示すパラメータkの値が1に初期
化され、タイムスロット内の角度差の最小値を随時表す
変数C_Minの値が0に初期化される(ステップS3
12)。
ザの受信信号の到来方向と新規接続ユーザの受信信号の
到来方向との角度差の値Cが、計算される(ステップS
314)。
≦360)との比較が行なわれ(ステップS316)、
角度差Cが基準値S以下である場合は、変数Level
[i]の値は0とされる(ステップS332)。
合は、パラメータkの値がi番目のタイムスロット内に
接続中のユーザ数Mとが比較され(ステップS31
8)、パラメータkがユーザ数M未満である場合は、角
度差Cの値と変数C_Minの値とが比較され(ステッ
プS320)、角度差Cの値が変数C_Minの値より
も小さい場合は、変数C_Minの値が角度差Cの値と
置き換えられて(ステップS322)、パラメータkの
値が1だけインクリメントされ(ステップS324)、
処理はステップS314に復帰する。
場合は、そのまま、パラメータkの値が1だけインクリ
メントされ(ステップS324)、処理はステップS3
14に復帰する。
ユーザ数Mとなるまで繰り返されることにより、i番目
のタイムスロット内の角度差Cがいずれも基準値Sより
も大きい場合、変数C_Minは、角度差Cの最小値を
表していることになる。
の値がユーザ数M以上となったと判断された場合、変数
Level[i]には、変数C_Minの値が代入され
る(ステップS326)。
と比較され、変数L_Maxの値が変数C_Minの値
よりも小さい場合、変数L_Maxに変数C_Minの
値が代入され(ステップS330)、パラメータiの値
とタイムスロットの総数Nとの比較が行なわれる(ステ
ップS334)。パラメータiの値が総数N未満の時
は、パラメータiの値が1だけインクリメントされて
(ステップS336)、処理はステップS306に復帰
する。一方、変数iの値がタイムスロットの総数N以上
の場合は(ステップS334)、チャネル割当のため
に、処理はステップS340に移行する。
Minの値以上の場合、ただちに、パラメータiの値と
タイムスロットの総数Nとの比較が行なわれる(ステッ
プS334)。パラメータiの値が総数N未満の時は、
パラメータiの値が1だけインクリメントされて(ステ
ップS336)、処理はステップS306に復帰する。
一方、変数iの値がタイムスロットの総数N以上の場合
は(ステップS334)、チャネル割当のために、処理
はステップS340に移行する。
変数Level[i]の値は以下のように設定されるこ
とになる。
れのユーザとも接続されていない場合 変数L_Max=360に設定され、i番目のタイムス
ロットに対応する変数Level[i]=360であ
る。
のユーザがいる場合 ii−1)i番目のタイムスロット中で接続中のユーザ
との角度差がすべて基準値Sよりも大きく、かつ、i番
目のタイムスロット内の角度差の最小値がすべてのタイ
ムスロット中で最大のとき 変数L_Max=(i番目のタイムスロット内の角度差
の最小値)に設定され、変数Level[j]はそれぞ
れj番目のタイムスロット内の角度差の最小値または0
に設定される。
続中のユーザとの角度差がすべて基準値S以下である場
合 変数L_Max=0に設定され、すべてのタイムスロッ
トに対応する変数Level[i]=0である。
あるかの判定が行なわれ(ステップS340)、変数L
_Max=0のときは、上述のとおり、すべてのタイム
スロット中で接続中のユーザとの相互相関値がすべて基
準値S以下であることを意味するので、新規ユーザとの
接続が不許可となる(ステップS342)。
イムスロットを示すためのパラメータiの値が1に初期
化され(ステップS344)、すべてのタイムスロット
について変数Level[i]の値と変数L_Maxの
値とが比較される(ステップS346、S348)。
xの値とが一致すると、新規ユーザに、(i、NPU
[i]+1)番目のチャネルの割当が行なわれ(ステッ
プS350)、新規ユーザの受信信号の到来方向を、
(i、NPU[i]+1)番目のチャネルのユーザ情報
としてメモリ1030に格納し(ステップS352)、
チャネル割当が終了する(ステップS354)。
続していないタイムスロットがある場合は、このタイム
スロットに優先的に新規ユーザが接続される。また、い
ずれのタイムスロットもすでに接続しているユーザが存
在する場合、すでに接続中のユーザと受信信号到来方向
の角度差が最も大きいタイムスロットに新規ユーザが接
続されることになる。
より、基地局から見て最もパス多重接続が容易なチャネ
ルに新規ユーザが接続されることになる。
実施の形態2のチャネル割当ランキング計算装置104
0およびチャネル割当装置1050のチャネル割当処理
動作を説明するためのフローチャートである。実施の形
態2の送受信システムの構成は、基本的に実施の形態1
の送受信システム1000の構成と同様である。
に、実施の形態2の送受信システムでは、チャネルの割
当処理にあたり、ユーザと全く接続されていないタイム
スロットがあった場合には、このタイムスロット中に含
まれるチャネルと優先的に接続を行う構成となってい
る。
態2のチャネル割当処理のうち、ステップS500〜ス
テップS534までの処理は、図5および6に示した実
施の形態1のチャネル割当処理のステップ100〜ステ
ップ134までの処理と同様であるのでその説明は繰り
返さない。
が終わった時点で、変数L_Min、変数Level
[i]の値は以下のように設定されることになる。
れのユーザとも接続されていない場合 変数L_Min=0に設定され、i番目のタイムスロッ
トに対応する変数Level[i]=0である。
のユーザがいる場合 ii−1)i番目のタイムスロット中で接続中のユーザ
との相互相関値がすべて基準値S未満であって、かつ、
i番目のタイムスロット内の相互相関値の最大値がすべ
てのタイムスロット中で最小のとき 変数L_Min=(i番目のタイムスロット内の相互相
関値の最大値)に設定され、変数Level[j]はそ
れぞれj番目のタイムスロット内の相互相関値の最大値
または1に設定される。
続中のユーザとの相互相関値がすべて基準値S以上であ
る場合 変数L_Min=1に設定され、すべてのタイムスロッ
トに対応する変数Level[i]=1である。
あるかの判定が行なわれ(ステップS540)、変数L
_Min=1のときは、上述のとおり、すべてのタイム
スロット中で接続中のユーザとの相互相関値がすべて基
準値S以上であることを意味するので、新規ユーザとの
接続が不許可となる(ステップS542)。
いて、変数L_Minの値が0であるかの判定が行なわ
れ(ステップS544)、変数L_Min=0のとき
は、上述のとおり、いずれのユーザとも接続していない
タイムスロットが存在することを意味するので、この空
のタイムスロットに対する割当が以下のようにして行な
われる。
めのパラメータiの値が1に初期化され(ステップS5
46)、続いて、ユーザ数NPU[i]の値が0である
タイムスロットを発見するように、パラメータiの値を
順次インクリメントしつつ、検索が行なわれる(ステッ
プS548、S550)。
ムスロットを発見すると、最も干渉レベルの低い周波数
のチャネルの割当が新規ユーザに行なわれ(ステップS
552)、新規ユーザの受信信号係数ベクトルを、
(i、1)番目のチャネルのユーザ情報としてメモリ1
030に格納し(ステップS554)、チャネル割当が
終了する(ステップS556)。
ないときは、タイムスロットを示すためのパラメータi
の値が1に初期化され(ステップS560)、すべての
タイムスロットについて変数Level[i]の値と変
数L_Minの値とが比較される(ステップS562、
S564)。
nの値とが一致すると、新規ユーザに、(i、NPU
[i]+1)番目のチャネルの割当が行なわれ(ステッ
プS566)、新規ユーザの受信信号係数ベクトルを、
(i、NPU[i]+1)番目のチャネルのユーザ情報
としてメモリ1030に格納し(ステップS568)、
チャネル割当が終了する(ステップS570)。
いないタイムスロットがある場合、このタイムスロット
に優先的に新規ユーザが接続される。言換えると、まだ
パス多重されていないときは、異なるタイムスロットに
空がある限りその空スロットに優先的に割当が行なわれ
る。また、いずれのタイムスロットもすでに接続してい
るユーザが存在する場合、すでに接続中のユーザと受信
信号係数ベクトルの相互相関値が最も小さいタイムスロ
ットに新規ユーザが接続されることになる。
より、基地局から見て最もパス多重接続が容易なチャネ
ルに新規ユーザが接続されることになる。
同様に、受信信号係数ベクトルの相互相関値のかわり
に、ウェイトベクトルの相互相関値や受信信号到来方向
の角度差を用いる構成とすることも可能である。
実施の形態3のチャネル割当ランキング計算装置104
0およびチャネル割当装置1050のチャネル割当処理
動作を説明するためのフローチャートである。実施の形
態3の送受信システムの構成は、基本的に実施の形態1
の送受信システム1000の構成と同様である。
に、実施の形態3の送受信システムでは、チャネルの割
当処理にあたり、メモリ1060に保持されているブラ
ックリスト情報の照会を行う構成となっている。
態3のチャネル割当処理のうち、ステップS600〜ス
テップS634までの処理は、図5および6に示した実
施の形態1のチャネル割当処理のステップ100〜ステ
ップ134までの処理と同様であるのでその説明は繰り
返さない。
が終わった時点で、変数L_Min、変数Level
[i]の値は以下のように設定されることになる。
れのユーザとも接続されていない場合 変数L_Min=0に設定され、i番目のタイムスロッ
トに対応する変数Level[i]=0である。
のユーザがいる場合 ii−1)i番目のタイムスロット中で接続中のユーザ
との相互相関値がすべて基準値S未満であって、かつ、
i番目のタイムスロット内の相互相関値の最大値がすべ
てのタイムスロット中で最小のとき 変数L_Min=(i番目のタイムスロット内の相互相
関値の最大値)に設定され、変数Level[j]はそ
れぞれj番目のタイムスロット内の相互相関値の最大値
または1に設定される。
続中のユーザとの相互相関値がすべて基準値S以上であ
る場合 変数L_Min=1に設定され、すべてのタイムスロッ
トに対応する変数Level[i]=1である。
あるかの判定が行なわれ(ステップS640)、変数L
_Min=1のときは、上述のとおり、すべてのタイム
スロット中で接続中のユーザとの相互相関値がすべて基
準値S以上であることを意味するので、新規ユーザとの
接続が不許可となる(ステップS642)。
からN番目のタイムスロットの基準値Level[1]
〜Level[N]を小さな順にソートしたテーブルを
作成する(ステップS644)。
ータiの値が1に初期化され(ステップS660)、続
いて、ステップS644で作成したテーブルのi番目の
タイムスロットxがブラックリストに登録されているか
否かの判定が行なわれる(ステップS662)。タイム
スロットxがブラックリストに登録されている場合、パ
ラメータiの値がタイムスロットの総数Nと比較され
(ステップS664)、ブラックリストに登録されてい
ないタイムスロットが発見されるまで、パラメータiの
値をインクリメントしながら検索が行なわれる(ステッ
プS666,S662、S664)。
スロットが発見されると(ステップS662)、(x,
NPU[x]+1)番目のチャネルの割当が新規ユーザ
に行なわれ(ステップS670)、新規ユーザの受信信
号係数ベクトルを、(x,NPU[x]+1)番目のチ
ャネルのユーザ情報としてメモリ1030に格納し(ス
テップS672)、チャネル割当が終了する(ステップ
S674)。
リストに登録されている場合、新規ユーザの接続は不許
可となる(ステップS668)。
いないタイムスロットがある場合、まず、相互相関値の
小さい順にランキングが生成される。さらに、ブラック
リスト情報を参照しつつ、新規ユーザへ接続されるチャ
ネルが割り当てられる。
より、基地局から見て最もパス多重接続が容易なチャネ
ルに新規ユーザが接続されることになる。
同様に、受信信号係数ベクトルの相互相関値のかわり
に、ウェイトベクトルの相互相関値や受信信号到来方向
の角度差を用いる構成とすることも可能である。
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
チャネル割当方法およびそれを用いた無線装置では、基
地局から見て最もパス多重接続が容易なチャネルに新規
ユーザが接続されるため、接続を要求するユーザに対し
て、実質的に信号間の干渉なしに効率的な伝送チャネル
の割当が可能であり、かつ、チャネルの利用効率が限界
領域に達した場合においても合理的な伝送チャネルの割
当がが可能である。
成を示す概略ブロック図である。
ある。
合の例を示す図である。
ユーザへのチャネル割当てを行った状態を示す図であ
る。
置1040およびチャネル割当装置1050の動作を説
明するための第1のフローチャートである。
置1040およびチャネル割当装置1050の動作を説
明するための第2のフローチャートである。
基地局の送受信システム1200の構成を示す概略ブロ
ック図である。
するための第1のフローチャートである。
するための第2のフローチャートである。
用基地局の送受信システム1400の構成を示す概略ブ
ロック図である。
説明するための第1のフローチャートである。
説明するための第2のフローチャートである。
するための第1のフローチャートである。
するための第2のフローチャートである。
するための第1のフローチャートである。
するための第2のフローチャートである。
図である。
000の構成を示す概略ブロック図である。
ーザに対応する送受信部100aの構成を示すブロック
図である。
2 デジタルシグナルプロセッサ、103 チャネル割
当基準計算器、104 チャネル割当装置、1000、
1200、1400 無線装置、1010.1〜101
0.M アダプティブアレイ、1020 受信信号係数
ベクトル計算装置、1030 メモリ、1040 チャ
ネル割当ランキング計算装置、1050 チャネル割当
装置、1060 メモリ、1070 到来方向計算装
置、2000 無線装置、#1〜#4 アンテナ。
Claims (6)
- 【請求項1】 複数の端末装置からの接続の要求に応答
して、基地局への多重接続のための時間軸方向に多重化
された複数のタイムスロットを含む伝送チャネルをそれ
ぞれの端末装置に割当てる方法であって、 各前記タイムスロットごとに、すでに接続中のユーザの
受信信号係数ベクトルと、新規のユーザからの受信信号
係数ベクトルとの相互相関値に基づいて、空状態にある
伝送チャネルについて接続の優先順位を決定するステッ
プと、 前記優先順位に基づいて、前記新規ユーザに対して伝送
チャネルの割当てを行うステップとを備える、伝送チャ
ネルの割当方法。 - 【請求項2】 前記タイムスロットは、パス分割された
複数のチャネルを有し、 前記伝送チャネルの割当てを行うステップは、 前記優先順位に基づいて伝送チャネルの割当てを行う前
に、パス多重されていないタイムスロット中のチャネル
に伝送チャネルの割当てを行うステップをさらに含む、
請求項1記載の伝送チャネルの割当方法。 - 【請求項3】 前記伝送チャネルの割当てを行うステッ
プは、 前記優先順位に、予め収集された各チャネルの受信状態
を示す情報を参照して、前記伝送チャネルの割当てを行
うステップを含む、請求項1記載の伝送チャネルの割当
方法。 - 【請求項4】 複数の端末装置との間で時間軸方向に多
重化された複数のタイムスロットを含む伝送チャネルを
用いて分割多重接続を行うための無線装置であって、 前記端末装置ごとに対応する受信ウェイトベクトルを前
記受信電波信号に乗算することで前記受信信号をリアル
タイムに分離する複数の受信信号分離手段と、 各前記タイムスロットごとに、すでに接続中のユーザの
受信信号係数ベクトルと、新規のユーザからの受信信号
係数ベクトルとの相互相関値を求める相関値計算手段
と、 前記相関値に基づいて、空状態のチャネルの優先順位を
決定するランキング演算手段と、 前記優先順位に基づいて、前記新規ユーザに対して伝送
チャネルの割当てを行うチャネル割当手段とを備える、
無線装置。 - 【請求項5】 前記タイムスロットは、パス分割された
複数のチャネルを有し、 前記チャネル割当手段は、 前記優先順位に基づいて伝送チャネルの割当てを行う前
に、パス多重されていないタイムスロット中のチャネル
に伝送チャネルの割当てを行う、請求項4記載の無線装
置。 - 【請求項6】 前記チャネル割当手段は、 予め収集された各チャネルの受信状態を示す情報を保持
する記憶手段を含み、 前記優先順に前記受信状態を示す情報を参照して、前記
伝送チャネルの割当てを行う、請求項4記載の無線装
置。
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1998
- 1998-09-29 JP JP27475498A patent/JP3203231B2/ja not_active Expired - Fee Related
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