JP3561705B2 - 伝送チャネル割当方法およびその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は伝送チャネル割当方法およびその装置に関し、特に、ＰＤＭＡ（Ｐａｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ 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。
【０００２】
【従来の技術】
近年、急速に発達しつつある携帯型電話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。
図３８は周波数分割多重接続（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ 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。まず、図３８を参照して、ＦＤＭＡ，ＴＤＭＡおよびＰＤＭＡについて簡単に説明する。図３８（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。
【０００３】
図３８（ｂ）に示すＴＤＭＡにおいては、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。
一方、最近では、携帯型電話機の普及によ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３８（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。
【０００４】
図３９は従来のＰＤＭＡ用基地局の受信システムを示す図である。この例では、ユーザ１と２とを識別するために、４本のアンテナ３〜６が設けられていて、それぞれのアンテナの出力は周波数変換回路７〜１０に与えられて局部発振信号Ｌｏによって周波数変換され、Ａ／Ｄ変換器１１によってデジタル信号に変換されてＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｅｒ ）１２に与えられる。
【０００５】
ＤＳＰ１２にはチャネル割当基準計算機１２１とチャネル割当装置１２２とアダプティブアレイ１３１と１３２とが設けられている。チャネル割当基準計算機１２１は２人のユーザ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し、その計算結果に応じてチャネル割当装置１２２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各アダプティブアレイ１３１，１３２に与える。アダプティブアレイ１３１，１３２はたとえば図４０に示すような信号合成回路で構成され、特定のユーザの信号のみを選択する働きにより各ユーザごとの信号を分離する。
【０００６】
図４０は従来のアダプティブアレイのブロック図である。この例では、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、４つの入力ポート１４〜１７が設けられていて、各入力ポート１４〜１７に入力された信号がウエイトベクトル計算機１８と乗算器２０〜２３とに与えられる。ウエイトベクトル計算機１８は、入力信号と予めメモリ１９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あるいは加算器２４の出力を用いて、ウエイトベクトルｗ１〜ｗ４を計算する。乗算器２０〜２３は各入力ポート１４〜１７の入力信号とウエイトベクトルｗ１〜ｗ４とをそれぞれ乗算し、加算器２４へ送る。加算器２４は乗算器２０〜２３の出力信号を加算して出力ポート２５および（あるいは）ウエイトベクトル計算機１８へ出力信号を送る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ＰＤＭＡ通信における受信信号ベクトルについて簡単に説明する。２つのアンテナのそれぞれにユーザ１からＡｓ１ （ｔ）とＢｓ１ （ｔ）という信号が受信されると、それぞれのアンテナの受信信号ｘ１ （ｔ）とｘ２ （ｔ）は次式で表わされる。
【０００８】
ｘ１ （ｔ）＝Ａｓ１ （ｔ）＋ｎ１ （ｔ）
ｘ２ （ｔ）＝Ｂｓ１ （ｔ）＋ｎ２ （ｔ）
上述の式でＡ，Ｂはユーザ１から送信され、各アンテナに受信された信号の係数であり、ｎ１ （ｔ），ｎ２ （ｔ）はノイズ成分である。ここで、ユーザ１の受信信号ベクトルＵ１は次式で表わされる。
【０００９】
【数１】
【００１０】
一方、上述の２つのアンテナにユーザ２からのＣｓ２ （ｔ）とＤｓ２ （ｔ）という信号が受信されると、各アンテナの受信信号ｘ１ （ｔ）とｘ２ （ｔ）とは次式で表わされる。
ｘ１ （ｔ）＝Ａｓ１ （ｔ）＋Ｃｓ２ （ｔ）＋ｎ１ （ｔ）
ｘ２ （ｔ）＝Ｂｓ１ （ｔ）＋Ｄｓ２ （ｔ）＋ｎ２ （ｔ）
ここで、ユーザ２の受信信号ベクトルＵ２は次式で表わされる。
【００１１】
【数２】
【００１２】
ユーザが１人の場合、受信信号ベクトルＵ１は簡単に求まるが、ユーザが２人になると信号が混じり合うため、それぞれの信号を分離するのが困難となる。また、ユーザが１人であっても複数の受信信号が到来することもある。受信信号ベクトルＵ１，Ｕ２の相関値が小さい値であれば、２人のユーザからの信号は、図４０に示したアダプティブアレイで分離できるので、同一の周波数および同一時刻（タイムスロット）に属するチャネルを使用して通信を行なうことが可能となる。しかし、受信信号ベクトルＵ１，Ｕ２の相関値が大きい場合、アダプティブアレイでの分離が困難となるため、同一の周波数および同一時刻（タイムスロット）に属するチャネルを使用して通信を行なうことができなくなる。
【００１３】
次に、ウエイトベクトルについて説明する。２つのアンテナにユーザ１の信号ｓ１ （ｔ）とユーザ２の信号ｓ２ （ｔ）が受信されると、次式が得られる。
ｘ１ （ｔ）＝Ａｓ１ （ｔ）＋Ｃｓ２ （ｔ）＋ｎ１ （ｔ）
ｘ２ （ｔ）＝Ｂｓ１ （ｔ）＋Ｄｓ２ （ｔ）＋ｎ２ （ｔ）
ここで、図４７のアダプティブアレイ１３１がチャネル割当装置１２２からの情報に従いユーザ１の信号を抽出する場合、すなわち、図４８に示されたアダプティブアレイにおいて、入力ポート１４、１５にそれぞれｘ１ （ｔ）、ｘ２ （ｔ）が入力され、ウエイトベクトル計算機１８がユーザ１の信号を抽出するように理想的なウエイトｗ１１、ｗ１２を計算する場合、出力信号ｙ１ （ｔ）は次式で表わされる。
【００１４】
ｙ１ （ｔ）＝ｗ１１（ｔ）ｘ１ （ｔ）＋ｗ１２（ｔ）ｘ２ （ｔ）＝ｓ１ （ｔ）＋ｎ（ｔ）
ここで、ユーザ１のウエイトベクトルＷ１ は次式で表わされる。
Ｗ１ ＝［ｗ１１，ｗ１２］Ｔ
一方、同様に図４７のアダプティブアレイ１３２がチャネル割当装置１２２からの情報に従いユーザ２の信号を抽出する場合、出力信号ｙ２ （ｔ）は次式で表わされる。
【００１５】
ｙ２ （ｔ）＝ｗ２１（ｔ）ｘ１ （ｔ）＋ｗ２２（ｔ）ｘ２ （ｔ）＝ｓ２ （ｔ）＋ｎ（ｔ）
ここで、ユーザ２のウエイトベクトルＷ２ は次式で表わされる。
Ｗ２ ＝［ｗ２１，ｗ２２］Ｔ
この２人ユーザのウエイトベクトルの相関値が大きい場合には、アダプティブアレイ１３１、１３２を用いても２人のユーザの分離は困難となるため、同一の周波数および同一の時刻に属するチャネルを使用して通信を行なうことはできなくなる。
【００１６】
一方、最近の携帯型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。
【００１７】
それゆえに、この発明の他の目的は、チャネルの利用効率が限界に達した場合に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。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、ユーザが多重接続を用いて端末装置でデータを送信または受信する場合に、接続を要求するユーザが使用するチャネルを割当てるための方法であって、時間軸方向に複数のタイムスロットが設けられ、各タイムスロットはパス多重方向に複数のチャネルを有していて、前記ユーザがチャネル割当要求を出したとき、時間軸方向にタイミングをずらしながら時間軸方向の空きスロットのチャネルを割当てて、空きスロットがなくなったときパス多重方向の空きスロットのチャネルを割当てることを特徴とする、伝送チャネル割当方法である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の第１の実施形態によるチャネル割当手順を説明するための図である。この発明では、同一時間，同一周波数に属する複数のチャネルをタイムスロットと総称し、図１の例では３個のタイムスロット１〜３が示されている。また、同一タイムスロット内で到来方向別に分離できる複数のユーザが通信しているとき、各ユーザが使用しているエリアをチャネルと称し、図１の例では合計９個のチャネルが示されている。この発明の第１の実施形態では、新規ユーザに対してｉ方向（時間方向）に順次チャネルを割当てて空きタイムスロットを埋め、空きスロットがなくなると、ｊ方向にチャネルを割当て（あるいはｊ方向にチャネルを変更して）パス多重を開始する。
【００２７】
図２はこの発明の第２の実施形態によるチャネル割当手順を説明するための図である。この実施形態では、ｊ方向に順次チャネルを割当てて１番目のタイムスロット１をパス多重で埋め、パス多重できなくなると、次のタイムスロット２でｊ方向に順次チャネルを割当てる。
図３はこの発明の第３の実施形態によるチャネル割当手順を説明するための図である。この実施形態では、特定のタイムスロット（たとえばタイムスロット１）を、ＰＤＭＡのプロトコルに対応していない端末装置の専用として予め確保しておく。このタイムスロットは、ＰＤＭＡのプロトコルに未対応であるため、１タイムスロットに１ユーザしか接続できない。
【００２８】
接続要求端末装置がＰＤＭＡ対応であれば、ｉ方向に順次チャネルを割当ててＰＤＭＡ用の空きタイムスロットを埋め、ＰＤＭＡの空きスロットがなくなると、ｊ方向にチャネルを割当ててパス多重を開始する。そして、接続要求端末装置がＰＤＭＡ未対応であれば、ＰＤＭＡ未対応端末専用スロットを割当てる。
図４はこの発明の第４の実施形態によるチャネル割当手順を説明するための図である。この図４に示した実施形態は、図１と同様にして新規ユーザに対してｉ方向（時間方向）に順次チャネルを割当てて空きスロットを埋め、空きスロットがなくなるとｊ方向にチャネルを割当てるが、ｊ方向に割当てる際にタイムスロットの接続タイミングがｉ方向にずらされている（Ｔ（１）→Ｔ（２）→Ｔ（３））。このようにタイムスロットを時間的にずらせることによって、各タイムスロットの識別がしやすくなり、パスの分離がより容易になる。
【００２９】
図５はこの発明の第５の実施形態によるチャネル割当手順を説明するための図である。この図５に示した実施形態は、図３と同様に、特定のタイムスロット（たとえばタイムスロット１）をＰＤＭＡのプロトコルに対応していない端末装置の専用として予め確保しておく。したがってこのタイムスロットはＰＤＭＡのプロトコルに未対応であるため、１タイムスロットに１ユーザしか接続できない。そして、接続要求端末装置がＰＤＭＡに対応していれば、ｊ方向に順次チャネルを割当て、１番目のタイムスロット２をパス多重で埋めて、パス多重できなくなると、ｉ方向すなわち次のタイムスロット３にチャネルを割当てる。接続要求端末装置がＰＤＭＡ未対応であれば、ＰＤＭＡ未対応端末専用タイムスロットに割当てる。
【００３０】
図６はこの発明の第６の実施形態によるチャネル割当手順を説明するための図である。前述の図３および図５の実施形態では、ＰＤＭＡ未対応の端末装置に対して専用のタイムスロット（タイムスロット１）を割当てるようにしたが、この図６に示した実施形態では、ＰＤＭＡ未対応の端末装置に対してタイムスロットを適宜決定する。すなわち、接続要求があると、その端末装置がＰＤＭＡ対応であるか否かを調べ、ＰＤＭＡ未対応であれば、適宜空いているタイムスロットをＰＤＭＡ用未対応端末用チャネルと決定する。一方、接続要求があった端末装置がＰＤＭＡ対応であれば、既に割り振られたＰＤＭＡ用タイムスロットに接続できれば接続し、接続できなければ他の空きタイムスロットをＰＤＭＡ端末用に割り振って接続させる。
【００３１】
図７は、図１に示した第１の実施形態によるチャネル割当の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに基づくプログラムは、図３９に示したチャネル割当基準計算機１２１によって実行される。
図７において、新規にユーザからチャネル割当要求があると、ステップ（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１において、図１に示したｉ方向（時間方向）にｉ＝１がセットされ、ステップＳＰ２において、１番目のタイムスロット１に接続中のユーザ数Ｍが調べられる。そして、ステップＳＰ３で、接続中のユーザ数Ｍが０が否かが判別される。
【００３２】
タイムスロット１のユーザ数Ｍが０であれば、図１に示したチャネル（１，１）は空きチャネルであることがわかるので、ステップＳＰ４において、そのチャネル（１，１）に、このユーザが割当てられる。このユーザは以後、チャネル（１，１）を伝送チャネルとして通信を行なうことになる。また、ステップＳＰ５では、このチャネル（１，１）における当該ユーザからの受信信号の受信信号ベクトルが測定され、ユーザ情報として図示しないメモリに記憶される。この受信信号ベクトルの測定方法については後で説明する。
【００３３】
一方、ステップＳＰ３で、タイムスロット１に接続中のユーザ数Ｍが０でないことが判別されると、少なくともチャネル（１，１）は既にあるユーザとの伝送に割当てられていることがわかるので、次のタイムスロット２のチャネル（２，１）での割当の可能性を調べる必要がある。
このため、まずステップＳＰ６において、ステップＳＰ１において設定したｉ＝１が、１つの周波数に対して予め決められているタイムスロット数Ｎよりも大きいか否かが判別される。Ｎは、たとえばＰＨＳでは通常３に設定されており、先に述べたようにこの発明の各実施形態においてもＮ＝３に設定されているものとする。
【００３４】
ｉ（＝１）はＮ（＝３）よりも小さいため、ステップＳＰ７においてｉは１だけインクリメントされてｉ＝２にセットされ、ステップＳＰ２において２番目のタイムスロット２に接続中のユーザ数Ｍが調べられる。そして、ステップＳＰ３でユーザ数Ｍが０か否かが判別される。
タイムスロット２のユーザ数Ｍが０であれば、図１に示したチャネル（２，１）は空きチャネルであることがわかるので、ステップＳＰ４において、そのチャネル（２，１）に、この新規ユーザが割当てられる。このユーザは以後、チャネル（２，１）を伝送チャネルとして通信を行なうことになる。また、ステップＳＰ５では、このチャネル（２，１）における当該ユーザからの受信信号ベクトルが測定され、ユーザ情報としてメモリに記憶される。
【００３５】
一方、ステップＳＰ３で、タイムスロット２に接続中のユーザ数Ｍが０でないことが判別されると、少なくともチャネル（２，１）は既にあるユーザとの伝送に割当てられていることがわかるので、次のタイムスロット３のチャネル（３，１）への割当の可能性を調べる必要がある。
以下、ステップＳＰ２〜ＳＰ７を繰返し、ｉ方向のｉ番目のタイムスロットｉのユーザ数Ｍが０であれば、当該ユーザはそのタイムスロットのチャネル（ｉ，１）に割当てられ（ＳＰ４）、そのユーザの受信信号ベクトルが測定され、メモリに記憶されることになる（ステップＳＰ５）。
【００３６】
一方、Ｎ（＝３）番目のタイムスロットＮに至っても空きスロットが見つからない場合、すなわちタイムスロットＮのチャネル（Ｎ，１）が空きチャネルでない場合には、ステップＳＰ６でｉ＝Ｎが判別され、ステップＳＰ８に進む。
ステップＳＰ８では、現在割当要求を行なっている当該ユーザの受信信号ベクトルが既知であるかあるいは未知であるかが判別される。すなわち、割当要求を行なっている当該ユーザが、過去にチャネルへの割当を既に受けているユーザであることが特定されれば、先行するチャネルへの接続時に既に受信信号ベクトルが測定され記憶されているので、その受信信号ベクトルは既知である。一方、割当要求を行なっている当該ユーザが、チャネルへの初めての割当を要求しているユーザであることが特定されれば、その受信信号ベクトルは未知であるため、ステップＳＰ９においてその受信信号ベクトルが測定される。
【００３７】
新規に割当要求を行なっている当該ユーザの既知の受信信号ベクトルまたはステップＳＰ９で新たに測定された受信信号ベクトルが、以下に説明する処理のために、ステップＳＰ１０において、メモリに一時的に記憶される。
この第１の実施形態では、ステップＳＰ６において、ｉ方向に空きタイムスロットがないことが判別された場合、ｊ方向にチャネルの割当を行なうことにより、同一タイムスロット内のいわゆるパス多重を開始することになる。
【００３８】
そのためには、同一タイムスロット内において、既にチャネルに接続している既存のユーザの信号と、パス多重で割当を要求している新規のユーザの信号とが干渉するか否かを判別する必要がある。
まず、ステップＳＰ１１において、ｉ方向にｉ＝１がセットされ、ステップＳＰ１２において、１番目のタイムスロット１に接続中のユーザ数Ｍが調べられる。そして、ステップＳＰ１３において、ｊ方向（パス多重方向）にｊ＝１がセットされる。
【００３９】
そして、ＳＰ１４において、前述のステップＳＰ４において測定されかつステップＳＰ５においてメモリに記憶された受信信号ベクトルのうち、チャネル（ｉ＝１，ｊ＝１）の受信信号ベクトルと、ステップＳＰ１０でメモリに一時的に記憶された、現在割当を要求しているユーザの受信信号ベクトルとが読出されて、それらの間の相互相関値Ｃが計算される。
【００４０】
次に、ステップＳＰ１５において、ステップＳＰ１４において計算された相互相関値Ｃが、信号間の干渉の発生の判断基準となるある基準値Ｓ（Ｓは０よりも大きく１よりも小さい）よりも小さいか否かが判別される。そして、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さいと判別されれば、既に接続されているチャネル（１，１）の既存のユーザの信号と、割当を要求している新規ユーザの信号との間には実質的に干渉が生じないものと判断する。
【００４１】
この場合には、ステップＳＰ１６において、ステップＳＰ１３で設定したｊ＝１が、ステップＳＰ１２で調べられたユーザ数Ｍ以上か否かが判別される。タイムスロット１においてチャネル（１，１）だけが既存のユーザと接続中であれば、ｊ＝Ｍ＝１であるため、ステップＳＰ１８に進み、タイムスロット１のチャネル（ｉ＝１，Ｍ＋１＝２）に新規ユーザの伝送チャネルが割当てられ、タイムスロット１内のパス多重が行なわれる。そして、ステップＳＰ１９で、このチャネル（１，２）における当該ユーザからの受信信号ベクトルが測定され、ユーザ情報として図示しないメモリに記憶される。
【００４２】
一方、タイムスロット１において既にパス多重が行なわれていて２以上のユーザが接続している場合には、ステップＳＰ１６でｊがＭ以上でないことが判別され、ステップＳＰ１７でｊを１だけインクリメントしてステップＳＰ１４に戻り、メモリに記憶されているチャネル（１，２）の受信信号ベクトルと、新規ユーザの受信信号ベクトルとの相互相関値Ｃが計算される。そして、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さいことがステップＳＰ１５で判別され、ｊがＭ以上であることがステップＳＰ１６で判別されれば、ステップＳＰ１８でチャネル（１，Ｍ＋１）に当該新規ユーザの伝送チャネルが割当てられる。
【００４３】
一方、ステップＳＰ１５において、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さくないと判別されれば、タイムスロット１において既に接続しているチャネルの既存のユーザの信号と、割当要求している新規ユーザの信号との間には実質的に干渉が生じるものと判断する。この場合には、次のタイムスロット２におけるパス多重の可能性を調べる必要がある。
【００４４】
このため、ステップＳＰ２０において、ステップＳＰ１１で設定したｉ＝１がタイムスロット数Ｎ（＝３）以上か否かが判別され、ｉ（＝１）はＮ（＝３）よりも小さいため、ステップＳＰ２１においてｉは１だけインクリメントされてｉ＝２にセットされる。そして、ステップＳＰ１２〜ステップＳＰ１５の処理を反復し、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さくなければ、ステップＳＰ２０でｉ＝Ｎ（＝３）が判別されるまで、ｉを１ずつインクリメントしながらステップＳＰ１２〜ステップＳＰ１５の処理が繰返される。相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さいタイムスロットが見つかれば、ステップＳＰ１６〜ＳＰ１８において、チャネル（ｉ，Ｍ＋１）に新規ユーザが割当てられる。一方、ステップＳＰ２０でｉ＝Ｎ（＝３）が判別されるまで、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さいタイムスロットが見つからなければ、いずれのタイムスロットにおいてもパス多重はできないものとして、ステップＳＰ２２において当該新規ユーザの接続は不許可となる。
【００４５】
以上のように、この発明の第１の実施形態によれば、同一タイムスロット内の接続中の既存のユーザの信号との干渉が生じない限り、新規ユーザに対しｊ方向のパス多重を行ない、タイムスロットの空きを埋めている。
なお、上述の実施形態では、受信信号ベクトルをチャネル割当基準の計算に用いるようにしたが、これに限ることなくウエイトベクトルまたは到来方向ベクトルを並列的に用いてチャネル割当基準を計算するようにしてもよい。
【００４６】
図８は図７に示した第１の実施形態の変形例を示すフローチャートである。この例は、図７に示したステップＳＰ８〜ＳＰ１０の動作を、ユーザのチャネル割当要求があれば、直ちに行なうようにしたものである。それ以外のステップＳＰ１〜ＳＰ６，ＳＰ１１〜ＳＰ２２の動作は図７と同じであるので、説明を省略する。
【００４７】
図９は図７に示した第１の実施形態の他の変形例を示すフローチャートである。この例はチャネル割当基準にウエイトベクトルを用いるようにしたものであり、図７のステップＳＰ５，ＳＰ８，ＳＰ９，ＳＰ１０，ＳＰ１４，ＳＰ１９における受信信号ベクトルを、ステップＳＰ３１〜ＳＰ３６でウエイトベクトルに置き換えたものである。それ以外の動作は図７と同じであるので、説明を省略する。
【００４８】
図１０は図９に示した実施形態のさらなる変形例を示すフローチャートである。この例は、図８の変形例と同様に、図９に示したステップＳＰ３２〜ＳＰ３４の動作を、ユーザのチャネル割当要求があれば直ちに行なうものである。それ以外の動作は図９と同じであるので、説明を省略する。
図１１は図７に示した第１の実施形態のさらに他の変形例を示すフローチャートである。この例はチャネル割当基準にユーザ信号の到来方向を用いるようにし、信号間の干渉発生基準値を角度差Ｓ（Ｓは０度から３６０度）としたものであり、図７のステップＳＰ５，ＳＰ８，ＳＰ９，ＳＰ１０，ＳＰ１４，ＳＰ１９における受信信号ベクトルを、ステップＳＰ３７〜ＳＰ４２でユーザ信号の到来方向に、ステップＳＰ１４における相互相関値をステップＳＰ４１で到来角度差にそれぞれ置き換えたものである。それ以外の動作は図７と同じであるので、説明を省略する。
【００４９】
図１２は図１１に示した実施形態のさらなる変形例を示すフローチャートである。この例も、図８の変形例と同様に、図１１のステップＳＰ３８〜ＳＰ４０の動作を、ユーザのチャネル割当要求があれば直ちに行なうものである。それ以外の動作は図１１と同じであるので、説明を省略する。
図１３は図２に示した第２の実施形態によるチャネル割当の具体的にな動作を説明するためのフローチャートである。図７に示した第１の実施形態のフローチャートでは、ユーザからチャネル割当要求があると、ステップＳＰ２〜ＳＰ７のループでタイムスロット１に空きがあるか否かを判別し、空きがあればそのタイムスロット内にチャネル割当を行ない、空きがなければステップＳＰ７でｉを１だけインクリメントし、次のタイムスロットに空きがあるか否かの判別を行なうようにした。
【００５０】
これに対して、図１３に示した第２の実施形態では、タイムスロット１内に接続しているユーザがいなければステップＳＰ２〜ＳＰ５でその空きのチャネルにチャネル割当を行ない、既に接続しているユーザがいれば、ステップＳＰ８〜ＳＰ１０で新規チャネル割当を要求しているユーザの受信信号ベクトルを測定する。ステップＳＰ１４で当該タイムスロット内の既存ユーザの信号と新規ユーザの信号との相互相関値Ｃを計算し、ステップＳＰ１５で既存のユーザと新規ユーザとが干渉するか否かを判別する。干渉せずかつタイムスロット内に空きがあればステップＳ１８でチャネル（ｉ，Ｍ＋１）に新規ユーザのチャネルを割当てる。干渉する場合にはステップＳＰ２１でｉを１だけインクリメントしてステップＳＰ２〜ＳＰ２０を反復し、次のタイムスロットにおいてチャネルの割当、すなわちパス多重を行なうための処理を行なう。
【００５１】
図１４は図１３に示した第２の実施形態の変形例を示すフローチャートである。この例は、ユーザからのチャネル割当要求があれば、図１３のステップＳＰ８〜ＳＰ１０の動作を直ちに実行して、新規チャネル割当を要求しているユーザの受信信号ベクトルを測定してメモリに記憶するようにしたものである。それ以外の動作は図１３と同じであるので、説明を省略する。
【００５２】
図１５は図３に示した第３の実施形態によるチャネル割当の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。図３で説明したように、この第３の実施形態では、たとえばタイムスロット１がＰＤＭＡのプロトコルに対応していない端末装置の専用タイムスロットとして予め確保されている。図１５のステップＳＰ５１において新規チャネル割当を要求しているユーザの端末装置がＰＤＭＡ対応であるか否かを判別し、ＰＤＭＡ対応の端末装置であればステップＳＰ１でｉ＝ｋ＋１を設定し、図７の第１の実施形態と同様にしてチャネル割当を行なう。ここで、ｋはＰＤＭＡ非対応端末専用のスロットの番号であり、ＰＤＭＡ対応の端末装置ではｋ番目のタイムスロットを避けてチャネル割当が行なわれる。
【００５３】
ステップＳＰ５１でユーザ端末装置がＰＤＭＡに対応していないことが判別されると、ステップ５２でＰＤＭＡ非対応端末専用としてタイムスロット１を設定するためにｋ＝１を設定する。ステップＳＰ５３においてｋ番目のタイムスロットに接続中のユーザがあるか否かを判別し、なければステップＳＰ５４でｋ番目のタイムスロットに新規ユーザを割当てる。しかし、既にユーザがいればステップＳＰ５５においてｋ≧Ｌであるか否かを判別する。ここで、Ｌは予め決められているＰＤＭＡ非対応端末専用のタイムスロットの数である。ｋがＬよりも小さければステップＳＰ５６においてｋを１だけインクリメントし、再びステップＳＰ５３で、次のＰＤＭＡ非対応端末専用タイムスロットに既にユーザがいるか否かを判別する。いなければステップＳＰ５４で新規ユーザのチャネルを割当てる。もし、ステップＳＰ５５においてｋ≧ＬであればステップＳＰ５７において新規ユーザの接続を不許可にする。
【００５４】
図１６は図１５に示した第３の実施形態の変形例を示すフローチャートである。この変形例では、ステップＳＰ５１でＰＤＭＡ対応の端末装置であることを判別した後、ステップＳＰ８〜ＳＰ１０を直ちに実行して新規チャネル割当を要求しているユーザの受信信号ベクトルをメモリに記憶している。その後、ステップＳＰ１〜ＳＰ７，ＳＰ１〜ＳＰ２２の動作を実行する。それ以外の動作は図１５と同じであるので、説明を省略する。
【００５５】
図１７は、図４に示した第４の実施形態によるチャネル割当の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。図４で説明したように、この第４の実施形態では、ｊ方向にチャネルを割当てる際に、チャネルの接続タイミングがｉ方向にずらされている（Ｔ（１）→Ｔ（２）→Ｔ（３））。図１７のステップＳＰ４３（図７のステップＳＰ４に対応）において、チャネル（ｉ，１）に新規ユーザを割当てる際に、当該チャネルの接続タイミングＴ（１）が指定される（たとえば基準時間Ｔ（１）＝０に指定される）。
【００５６】
次に、図１７のステップＳＰ４４（図７のステップＳＰ１８に対応）において、チャネル（ｉ，Ｍ＋１）に新規ユーザを割当てる際に、チャネルの接続タイミング（Ｍ＋１）が指定される。それ以外の動作は、図７と同じであるので、説明を省略する。
図１８は図５に示した第５の実施形態によるチャネル割当の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。図５で説明したように、タイムスロット１がＰＤＭＡ非対応端末専用タイムスロットとして割当てられており、ステップＳＰ５１でＰＤＭＡ非対応端末装置であることが判別されると、図１５の第３の実施形態の説明と同様にして、ステップＳＰ５２〜ＳＰ５７が実行される。しかし、ＰＤＭＡ対応の端末装置であれば、図１３の第２の実施形態と同じ動作を実行する。すなわち、接続を要求する端末装置がＰＤＭＡ対応であれば、ＰＤＭＡ非対応端末専用タイムスロット以外のタイムスロットをステップＳＰ１８でパス多重で割当てる。そして、パス多重ができなくなると、ステップＳＰ２，３で次のタイムスロットの空き状態を判別し、ステップＳＰ４でそのタイムスロットの最初のチャネルに新規ユーザのチャネルを割当てる。
【００５７】
図１９は図１８に示した第５の実施形態の変形例を示すフローチャートであり、図１８のステップＳＰ８〜ＳＰ１０の処理をステップＳＰ５１の後で行なっている。その後のステップＳＰ１〜ＳＰ５，ＳＰ１０，ＳＰ１３〜ＳＰ２２の動作は図１８と同じなので、説明を省略する。
図２０は図６に示した第６の実施形態によるチャネル割当の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。図６で説明したように、この第６の実施形態では、ＰＤＭＡ未対応端末用のタイムスロットを予め決めておくことなく適宜決定する。このために、ユーザのチャネル割当要求があると、ステップＳＰ５１においてユーザ端末がＰＤＭＡ未対応端末であるか否かを判別し、ＰＤＭＡ未対応端末であることを判別すると、ステップＳＰ５２〜ＳＰ５７を実行してタイムスロットを適宜割当てる。
【００５８】
一方、ステップＳＰ５１でユーザ端末がＰＤＭＡ対応であることを判別すると、ステップＳＰ１でｉ＝１に設定した後、ステップＳＰ２でｉ番目のタイムスロットに接続しているユーザ数Ｍを調べる。ステップＳＰ３でユーザ数Ｍが０でなければ、ステップＳＰ６０でそのタイムスロットに接続中のユーザ端末がＰＤＭＡ対応端末であるか否かを判別し、ＰＤＭＡ未対応のユーザであることが判別されれば、ステップＳＰ６１でｉを１だけインクリメントして他のタイムスロットでのパス多重を実行しようとする。
【００５９】
図２１は図２０に示した第６の実施形態の変形例を示すフローチャートである。図２１の例は、ステップＳＰ５１でＰＤＭＡ対応のユーザ端末であることを判別した後、図２０に示したステップＳＰ８とＳＰ９の処理を実行するものである。その後のステップＳＰ１以下の動作は図２０と同じなので、説明を省略する。以上で、第１ないし第６の基本的な伝送チャネル割当方法の実施形態の説明を終り、以下のこれらの実施形態に付随する種々の追加の実施の形態について説明する。
【００６０】
図２２は、この発明の第７の実施形態として、通話中のユーザが移動する場合のチャネル割当の具体的な動作を説明する図である。この第７の実施形態によれば、通信中のユーザが移動することにより２人のユーザの信号間に実質的に干渉が生じ、アクティブアレイを用いてユーザの信号を分離できなくなった場合に、ユーザの伝送チャネルを、ユーザ同士の間で実質的に干渉しないタイムスロットに移動させるものである。
【００６１】
すなわち、ユーザの通信中には、相互干渉の監視命令が出され、まずステップＳＰ７１でｉ方向にｉ＝１がセットされ、ステップＳＰ７２において、タイムスロット１に接続中のユーザ数Ｍが調べられる。
そして、ステップＳＰ７３で、タイムスロット１に２人以上のユーザが接続されていることが判別されると、タイムスロット１内でユーザ同士の信号の干渉が生じている可能性があるので、そのような干渉の有無を調べる必要がある。
【００６２】
まず、ステップＳＰ７６でｊ方向にｊ＝１がセットされてタイムスロット１のチャネル（１，ｊ）＝（１，１）が指定され、次いでステップＳＰ７７でｊ方向にｋ＝ｊ＋１＝２がセットされてタイムスロット１のチャネル（１，ｋ）＝（１，２）が指定される。
次に、これら同一タイムスロットに含まれる２つのチャネル（１，１），（１，２）の間の干渉の有無を判別するために、ステップＳＰ７８において、双方のチャネルに接続されているユーザ信号のウエイトベクトルの相互相関値Ｃが計算される。
【００６３】
次に、ステップＳＰ７９において、ステップＳＰ７８において計算された相互相関値Ｃが、信号間の干渉の発生の判断基準となる基準値Ｓよりも小さいかが判別される。そして、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも大きければ、同一タイムスロットの２つのチャネル（１，１），（１，２）に接続している２つのユーザ信号が実質的に干渉しているものと判別され、ステップＳＰ８０において、チャネル（１，２）に接続しているユーザ信号を別のチャネルに割当てるため、プログラムは前述の第１ないし第６の実施の形態のいずれかのチャネル割当方法のルーチンに進む。
【００６４】
そして、ステップＳＰ８１において、ｋがタイムスロット１のユーザ数Ｍ以上でないことが判別されれば、ステップＳＰ８２においてｋを１だけインクリメントして、ステップＳＰ７８においてチャネル（１，１），（１，３）に接続しているユーザ信号のウエイトベクトルの相互相関値Ｃが計算される。そして、両者の間で実質的に干渉しているものと判別されると、前述のようにステップＳＰ８０でチャネルの再割当が行なわれる。
【００６５】
上述のステップＳＰ７８〜ＳＰ８２の処理が繰返されてステップＳＰ８１においてｋがタイムスロット１のユーザ数Ｍに達したことが判別されると、ステップＳＰ８３でｊがＭ−１以上か否かが判別される。ｊがＭ−１に達していなければ、ステップＳＰ８４でｊが１だけインクリメントされ、以後、ステップＳＰ７７〜ＳＰ８２を介してチャネル（１，２）とチャネル（１，ｋ）との間の干渉の有無が判別される。そして、両者の間で干渉しているものと判断されると、前述のようにステップＳＰ８０でチャネルの再割当が行なわれる。
【００６６】
上述のステップＳＰ７７〜ＳＰ８４の処理が繰返され、ステップＳＰ８３でｊがＭ−１以上であることが判別されると、タイムスロット１に含まれる２以上のユーザのチャネルのすべての対の間の実質的な干渉の有無が判断されたことになる。そし、次のタイムスロット２での実質的な干渉の可能性を調べる必要がある。そこで、プログラムはステップＳＰ７４に進む。
【００６７】
一方、ステップＳＰ７３で、タイムスロット１に２人以上のユーザが接続されていないことが判別されると、タイムスロット１内ではユーザ同士の信号の干渉がないことがわかるので、次のタイムスロット２での実質的な干渉の可能性を調べる必要がある。そして、この場合にもプログラムはステップＳＰ７４に進み、ステップＳＰ７１で設定したｉ＝１がタイムスロット数Ｍ以上か否かが判別される。ここで、ｉ（＝１）はＮ（＝３）よりも小さいため、ステップＳＰ７５においてｉは１だけインクリメントされてｉ＝２にセットされ、ステップＳＰ７２においてタイムスロット２に接続中のユーザ数Ｍが調べられる。
【００６８】
以下、上述のステップＳＰ７３〜ＳＰ８４が繰返され、Ｎ個のタイムスロットのすべてにおいて、ユーザ間の実質的な干渉の有無が判断され、実質的な干渉が判断されると一方のユーザの伝送チャネルの移動（再割当）が実行される。
図２３は、図２２に示した第７の実施形態の変形例を示すフローチャートである。図２２に示した例では、ステップＳＰ８０でタイムスロット１のチャネル（１，ｋ）のユーザを別のチャネルに移動させた後、ステップＳＰ８１，ＳＰ８２に進み、チャネル（１，ｊ）を固定したままで、チャネル（１，ｋ）をｊ方向にインクリメントするようにしている。これに対し、図２３に示した例では、チャネル（１，ｋ）のユーザの別チャネルへの移動後に、ステップＳＰ８３，ＳＰ８４に進み、タイムスロット１のチャネル（１，ｊ），（１，ｋ）の双方をインクリメントするように構成したものである。それ以外の動作は図２２と同じであるので、説明を省略する。
【００６９】
図２４は図２２に示した第７の実施形態の変形例を示すフローチャートである。図２２に示した例では、ステップ７８においてタイムスロット１のチャネル（１，ｊ）のユーザ信号とタイムスロット１のチャネル（１，ｋ）のユーザ信号との実質的な干渉を判別するために、双方のユーザ信号のウエイトベクトルの相関値Ｃを調べるようにしたが、図２４に示した例では、ステップＳＰ８５で双方のユーザ信号の受信信号ベクトルの相関値Ｃを調べるようにしたものであり、それ以外の動作は図２２と同じであるので、説明を省略する。
【００７０】
図２５は図２３に示した実施形態の変形例である。この例は、図２４と同様にして、ステップＳＰ８５で双方のユーザ信号の受信信号ベクトルの相関値Ｃを調べるようにしたものである。
図２６は図２２に示した第７の実施形態の変形例を示すフローチャートである。この例は、ステップＳＰ８６において双方のユーザ信号の到来方向の角度差Ｃを求めるものである。
【００７１】
図２７は図２３に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。この例も、ステップＳＰ８６において双方のユーザ信号の到来方向の角度差Ｃを求めるものである。
図２８は通信中に受信信号ベクトルを更新する動作を示すフローチャートである。通信中にユーザが移動しているときに、受信信号ベクトルを通信中随時に測定することによって、ユーザ間の信号の干渉量の増減を調べるものである。
【００７２】
図２８は１タイムスロットに１人または２人以上のユーザがいる場合の受信信号ベクトルの更新動作を示している。図２８のステップＳＰ９１において、ｉ方向にｉ＝１にセットしてタイムスロット１を選択し、ステップＳＰ９２でタイムスロット１に接続されているユーザ数Ｍを調べる。ステップＳＰ９３で１以上のユーザがタイムスロット１に接続されていることを判別すると、ステップＳＰ９４でユーザが２以上であるか否かを判別する。ステップＳＰ９４において、ユーザ数が２より少ないこと、すなわちユーザ数が１であることが判別されれば、ステップＳＰ９９においてタイムスロット１の１番目のチャネル（１，１）のユーザの受信信号ベクトルを計算してメモリされている値を更新する。このようにユーザ数Ｍが１の場合の受信信号ベクトルは、図３２および図３３を参照して後述されるＭ＝１の場合に適用される受信信号ベクトル計算方法を用いて正確に計算される。
【００７３】
一方、ユーザ数が２以上であればステップＳＰ９５でｊ＝１にセットしてタイムスロット１のチャネル（１，１）を設定する。ステップＳＰ９６においてタイムスロット１のチャネル（１，１）のユーザの受信信号ベクトルを計算し、メモリされている値を更新する。このようにユーザ数Ｍが２以上の場合の受信信号ベクトルは、図３０および図３１を参照して後述されるＭ＝１またはＭ≧２の場合に適用される受信信号ベクトル計算方法を用いて正確に計算される。
【００７４】
そして、ステップＳＰ９７において、ｊ方向のチャネル番号ｊがユーザ数Ｍ以上になったか否かを判別し、以上でなければ、ステップＳＰ９８においてｊを１だけインクリメントして次のチャネル（１，ｊ）の受信信号ベクトルを計算してメモリに記憶されている値を更新する。
図２９も、１タイムスロットにユーザが何人いる場合でも受信信号ベクトルを更新する動作を示すフローチャートである。前述の図２８ではユーザが１人の場合に限り特別な計算方法を用いているのでステップＳＰ９４とＳＰ９９の処理が必要であったのに対して、図２９では、ステップＳＰ９６で、図３０および図３１に示されるＭ＝１またはＭ≧２の場合に適用される計算方法を用いているので、これらの処理を省略しており、それ以外の動作は図２８と同じである。
【００７５】
次に、１個のタイムスロットに２人以上のユーザが接続しているときの各ユーザの受信信号ベクトル計算方法について説明する。アンテナ素子数を２本とし、１つのタイムスロットに接続中のユーザ数を２人とした場合、受信信号は次式で表わされる。
Ｘ（ｔ）＝［ｘ１ （ｔ），ｘ２ （ｔ）］Ｔ
ｘ１ （ｔ）＝ｈ１１ｓ１ （ｔ）＋ｈ１２ｓ２ （ｔ）＋ｎ１ （ｔ）
ｘ２ （ｔ）＝ｈ２１ｓ１ （ｔ）＋ｈ２２ｓ２ （ｔ）＋ｎ２ （ｔ）
ここで、ｘｉ （ｔ）はｉ番目のアンテナの受信信号であり、ｓｉ （ｔ）はｉ番目のユーザの信号であり、ｎｉ （ｔ）はｉ番目のアンテナの熱雑音であり、ｈｉｊはｉ番目のアンテナに受信されたｊ番目のユーザ信号の係数を示し、［・］Ｔ は行列［・］の転置を表わす。
【００７６】
ここで、アダプティブアレイが良好に動作していると、ユーザ信号を分離し、取出しているため、ｓｉ （ｔ）はすべて既知となる。そこで、受信信号と既知となったユーザ信号とを掛け合わせ、アンサンブル平均（時間平均）を計算すると、次式で表わされる。
Ｅ［ｘ１ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＝ｈ１１Ｅ［ｓ１ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＋ｈ１２Ｅ［ｓ２ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＋Ｅ［ｎ１ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］
ここで、平均時間が十分長いと、上述の式の右辺第１項のＥ［ｓ１ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＝１となり、第２項はユーザ１の信号とユーザ２の信号に相関がないため、Ｅ［ｓ２ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＝０となり、第３項はユーザ１の信号と雑音信号に相関がないため、Ｅ［ｎ１ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＝０となるので、１番目のユーザの１番目のアンテナに受信されたベクトル値ｈ１１は次式で計算できる。
【００７７】
Ｅ［ｘ１ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＝ｈ１１
以下、アンテナを順番に変えて同様にしてベクトル値ｈ２１は次式で計算できる。
Ｅ［ｘ２ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＝ｈ２１
これにより、ユーザ１の受信信号ベクトルＲ１ ＝［ｈ１１，ｈ２１］Ｔ も計算できる。
【００７８】
図３０は上述の各ユーザの受信信号ベクトル計算方法を示すフローチャートである。図３０において、ステップＳＰ１０１で時刻を示すパラメータｋを設定し、ステップＳＰ１０２でアンテナ素子を示すパラメータｍ＝１，ｅｍ ＝０を設定する。なお、ｅｍ はアンテナの素子数だけある。ステップＳＰ１０３でｅｍ ＝ｅｍ ＋ｘｍ （ｋ）ｓｊ （ｋ）を演算する。ここで、ｘｍ （ｋ）はｍ番目のアンテナの時刻ｋの受信信号であり、ｓｊ （ｋ）はｊ番目のユーザの変調された信号であり、アダプティブアレイにより分離された信号である。
【００７９】
ステップＳＰ１０４でｍ≧アンテナ素子数Ｎか否かを判別し、ｍがＮよりも小さければステップＳＰ１０５でパラメータｍを１だけインクリメントし、ステップＳＰ１０３，ＳＰ１０４を繰返す。
ステップＳＰ１０４でパラメータｍがアンテナ素子数Ｎと等しくなるかあるいは大きくなると、ステップＳＰ１０６で時刻を示すパラメータｋが時間平均を行なう所定のシンボル数Ｔ以上か否かを判別する。大きければステップＳＰ１０７でｋを１だけインクリメントし、次の時刻におけるステップＳＰ１０２〜ＳＰ１０６の処理を繰返す。そして、ｋ＝Ｔになると、ステップＳＰ１０８でｍ＝１に設定し、ステップＳＰ１０９でｅｍ をＴで除算して平均値ｈｍｊを求める。ステップＳＰ１１０でｍ≧Ｎでないことを判別すると、ステップＳＰ１１１でパラメータｍを１だけインクリメントし、ステップＳＰ１０９で次のアンテナ素子の平均値を求める。ステップＳＰ１１０でパラメータｍがＮになったことを判別すると、受信信号ベクトルＲｊ ＝［ｈｉｊ，…，ｈＮｊ］Ｔ を出力する。
【００８０】
図３１は図３０に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。前述の図３０に示した例では、ステップＳＰ１０３〜ＳＰ１０５のループで各アンテナ素子ごとの受信信号ｅｍ を加算し、ステップＳＰ１０９でアンサンブル平均値を求めるようにしたが、この図３１に示した例では、ステップＳＰ１１２で加算とアンサンブル平均を求めるようにしたものであり、それ以外の動作は図３０と同じである。
【００８１】
上述の説明は１個のタイムスロットに１人以上のユーザが接続しているときの各ユーザの受信信号ベクトル計算方法について説明したが、次に１個のタイムスロットに１人のユーザが接続しているときのそのユーザの受信信号ベクトル計算方法について説明する。アンテナ素子数を２本とし、接続中のユーザ数を１人とした場合、受信信号は次式で示される。
【００８２】
Ｘ（ｔ）＝［ｘ１ （ｔ），ｘ２ （ｔ）］Ｔ
ｘ１ （ｔ）＝ｈ１１ｓ１ （ｔ）＋ｎ１ （ｔ）
ｘ２ （ｔ）＝ｈ２１ｓ１ （ｔ）＋ｎ２ （ｔ）
ただし、ｘｉ （ｔ）はｉ番目のアンテナの受信信号であり、ｓｉ （ｔ）は１番目のユーザの信号であり、ｎｉ （ｔ）はｉ番目のアンテナの熱雑音であり、ｈｉｊはｉ番目のアンテナに受信された１番目のユーザ信号がフェージングなどの影響を受け、結果として変動した位相と振幅値を示す。［・］Ｔ は行列［・］の転置を表わす。
【００８３】
ここで、アダプティブアレイが良好に動作していると、ユーザ信号を分離し、取出しているため、ｓｉ （ｔ）は既知となる。そこで、受信信号を既知となったユーザ信号ｓ１ （ｔ）で割算し、アンサンブル平均（時間平均）を計算する。
Ｅ［ｘ１ （ｔ）÷ｓ１ （ｔ）］＝ｈ１１Ｅ［ｓ１ （ｔ）÷ｓ１ （ｔ）］＋Ｅ［ｎ１ （ｔ）÷ｓ１ （ｔ）］
ここで、平均時間が十分長いと、Ｅ［ｓ１ （ｔ）÷ｓ１ （ｔ）］＝１であり、雑音のランダム性によりＥ［ｎ１ （ｔ）÷ｓ１ （ｔ）］＝０なので、１番目のユーザの１番目のアンテナに受信されたベクトル値ｈ１１が計算できる。
【００８４】
Ｅ［ｘ１ （ｔ）÷ｓ１ （ｔ）］＝ｈ１１
以下、アンテナを順番に変えて同様に
Ｅ［ｘ２ （ｔ）÷ｓ１ （ｔ）］＝ｈ２１
となり、ユーザ１の受信信号ベクトルＲ１ ＝［ｈ１１，ｈ２１］Ｔ が計算できる。
図３２は上述の受信信号ベクトル計算方法を実行するためのフローチャートであり、ステップＳＰ１１４のみが図３０のＳＰ１０３と異なる。すなわち、ステップＳＰ１１４において各アンテナ素子ごとに時刻ｋの受信信号ｘｍ （ｋ）をｊ番目の変調された信号ｓｊ （ｋ）で割算したものを受信信号ｅｍ に加算していき、ステップＳＰ１０９においてＴで除算してｈｍｊが求められる。
【００８５】
図３３は図３２の変形例を示すフローチャートであり、図３１の変形例に対応している。すなわち、図３２のステップＳＰ１０９でのＴによる除算をステップＳＰ１１５で行なうようにしたものであり、それ以外の動作は図３２と同じである。
上述の説明ではいずれも図３９に示した構成を用いて複数のユーザが通信する場合について説明したが、次に図３４を参照して１人のユーザが複数のパスを利用して通信を行なう場合にチャネルを割当てる実施形態について説明する。
【００８６】
図３４において、ＤＳＰ１２内には、図３９と同様にしてチャネル割当計算機１２１とチャネル割当装置１２２とアダプティブアレイ１３１と１３２とが設けられるとともに、データ合成器１２３が設けられる。アダプティブアレイ１３１のユーザ１から送信されたチャネル（１，１）の信号を抽出し、アダプティブアレイ１３２は、チャネル（１，２）を用いて通信している同じユーザ１から送信されたチャネル（１，１）で送信された信号とは異なる信号を抽出する。この例では、チャネル（１，１）の信号として３２Ｋｂｐｓの信号がデータ合成器１２３に与えられ、チャネル（１，２）の信号として３２Ｋｂｐｓの信号がデータ合成器１２３に与えられ、データ合成器１２３から６４Ｋｂｐｓの信号系列に並び換えられたデータが出力される。
【００８７】
ところで、最近の携帯型電話機の急速な普及により、たとえ上述のようなＰＤＭＡ方式を採用したとしても、近い将来、周波数の利用効率が限界に達する事態が想定される。すなわち、新規のユーザからの接続要求があっても、どのタイムスロットにも接続可能な空きチャネルがなく、結局接続不許可になることが予想される。このような事態を放置すれば、移動通信システムの運用に著しい支障が生じることになる。
【００８８】
このような事態の対策の１つとして、加入料金等の差に応じて、ユーザ間に合理的な接続の優先度を設け、空きチャネルがない場合に、接続状態にある優先度の低いユーザの接続を強制的に切断して当該チャネルに優先度の高いユーザを割当てる方法が考えられる。
図３５および図３６は、このようなユーザの優先度に基づくチャネル割当を行なう実施形態の動作を説明するフロー図である。図３５に示したチャネル割当動作は、以下の点を除いて、基本的に図７に示した第１の実施形態の動作と同じである。
【００８９】
すなわち、図７の第１の実施形態では、ステップＳＰ２０で、接続可能な空きチャネルがＮ個のタイムスロットのいずれにも存在しないことが判断されると、ステップＳＰ２２で新規ユーザの接続を不許可としている。これに対し、図３５の実施形態では、ステップＳＰ２０１で、新規にチャネル割当を要求しているユーザの予め決められた接続優先度が最下位か否かが判断される。
【００９０】
最下位であることが判断されると、このユーザには、他のユーザを排除してまでチャネルが割当てられる余地は全くないため、ステップＳＰ２０２で接続拒否される。一方、最下位でないことが判断されると、より優先度の低い他のユーザを排除してチャネルが割当てられる可能性があるため、図３６の優先ユーザ接続ルーチンに移行する。
【００９１】
図３６において、ステップＳＰ２０３でまずｉ方向にｉ＝１がセットされ、ステップＳＰ２０４でタイムスロット１に接続中のユーザ数Ｍが調べられ、メモリに格納される。
次に、ステップＳＰ２０５でｊ方向にｋ＝１がセットされ、ステップＳＰ２０６において、チャネル（ｉ，ｋ）＝（１，１）に既に接続中のユーザの優先度を調べてメモリに格納する。ステップＳＰ２０７でｋがユーザ数Ｍ以上でないことが判断されると、ステップＳＰ２０８でｋを１だけインクリメントし、チャネル（１，２）のユーザの優先度を調べてメモリに格納する。
【００９２】
このステップＳＰ２０６〜ＳＰ２０８を繰返し、ステップＳＰ２０７においてｋがユーザ数Ｍに達したことが判断されると、ステップＳＰ２０９において、タイムスロット１に接続中のすべてのユーザを、優先度の低い順にソートする。ただし、ソート結果はこのルーチンの中でのみ保持されかつ有効であり、実際のチャネル配置の変更を伴わない。
【００９３】
次に、ステップＳＰ２１０において、ｊ方向にｋ＝１がセットされ、１つのタイムスロット内の、新規ユーザとの相関値が基準値を越える接続ユーザ数を示すパラメータＮＧを０にセットする。ステップＳＰ２１１において、新規にチャネル割当を要求しているユーザの優先度と、チャネル（ｉ，ｋ）＝（１，１）に接続中のユーザの優先度とが比較される。新規ユーザの優先度の方がチャネル（１，１）の既存ユーザの優先度よりも低いと判断されると、ステップＳＰ２０９で当該タイムスロットのユーザは既に優先度の低い順にソートされているので、新規ユーザの優先度は他の接続中のユーザと比較しても低いはずである。そこで、ステップＳＰ２１２でｉがタイムスロット数Ｎに達したことが判断されるまで、ステップＳＰ２１３でｉを１ずつインクリメントしながらステップＳＰ２１１での優先度の比較が繰返される。
【００９４】
一方、ステップＳＰ２１１で新規ユーザの優先度がチャネル（１，ｋ）の既存ユーザの優先度よりも高いことが判断されると、ステップＳＰ２１４でｊ方向にｍ＝１がセットされる。ステップＳＰ２１５でｍ＝ｋか否かが判断され、ステップＳＰ２１６で新規ユーザの受信信号ベクトルと、ｍ≠ｋであるチャネル（１，ｍ）のユーザの受信信号ベクトルとの相互相関値Ｃが計算される。
【００９５】
ステップＳＰ２１７において、ステップＳＰ２１６において計算された相互相関値Ｃが、信号間の干渉の発生の判断基準となる基準値Ｓよりも小さいか否かが判断される。そして、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さいと判断されると、新規ユーザをタイムスロット１のチャネル（１，ｋ）に割当てても、チャネル（１，ｍ）のユーザ信号との間で実質的に干渉は起こらないことが理解される。
【００９６】
ステップＳＰ２１８でｍがユーザ数Ｍに達したことが判断されるまで、ステップＳＰ２１９でｍを１ずつインクリメントしながら、ステップＳＰ２１５〜ＳＰ２１８を繰返し、タイムスロット１内のｍ＝ｋ以外のすべてのチャネル（１，ｍ）との間で、新規ユーザの信号が実質的な干渉を引き起こさないか否かが判断される。
【００９７】
そして、ステップＳＰ２１８でｍがユーザ数Ｍに達し、タイムスロット１内で実質的な干渉の発生がないことが判断されると、ステップＳＰ２２０で、チャネル（１，ｋ）に接続していたユーザの接続を強制的に切断し、ステップＳＰ２２１でチャネル（１，ｋ）に新規ユーザを割当てる。そして、ステップＳＰ２２２で、新規ユーザの受信信号ベクトルをチャネル（１，ｋ）のユーザ情報としてメモリに格納する。
【００９８】
一方、ステップＳＰ２１７で、タイムスロット１内のいずれかのチャネル（１，ｍ）に関して、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さくなく、タイムスロット１内での実質的な干渉の発生が判断されると、ステップＳＰ２２３でＮＧ≧１か否かが判別される。ＮＧ＝０にセットされているのでステップＳＰ２２４でＮＧを１だけインクリメントし、ステップＳＰ２２５でｋ＝ｍとしてステップＳＰ２１１で優先度の判断を行なう。すなわち、同一タイムスロット内で新規ユーザとの相関値が基準値を越える接続中ユーザが１人見つかったのでその接続ユーザとしか新規ユーザはチャネルの置換をすることができない。そこで、ｋ＝ｍとして２回目の優先度の判定を行なうことにした。
【００９９】
その後、ステップＳＰ２１７でＣ＜Ｓが再度判定されると、ステップＳＰ２２３でＮＧ≧１と判定される。すなわち、同一タイムスロット内で新規ユーザとの相関値が基準値を越える接続中ユーザが２人以上存在していることが判定されたことになる。この場合、新規ユーザをたとえどちらか一方の接続ユーザと置換しても他方のユーザとの実質的な相互干渉量が大きく、結局通話不能となる。したがって、この場合は、新規ユーザに対する当該タイムスロット内での割当は断念し、次のタイムスロットでの割当の可能性を調べることになる。
【０１００】
そこで、ステップＳＰ２１２で、ｉがタイムスロット数Ｎに達していないと判断されれば、ステップＳＰ２１３でｉを１だけインクリメントして、次のタイムスロットに対し、ステップＳＰ２０４〜ＳＰ２２５の処理を行なう。
そして、１つのタイムスロット内のいずれかのチャネルに接続しているユーザよりも新規ユーザの優先度が高いことがステップＳＰ２１１で判断され、かつそのタイムスロット内の他のチャネルに接続しているユーザとの間で実質的な干渉が生じないことがステップＳＰ２１４〜ＳＰ２２５で確認されれば、当該チャネルの優先度の低いユーザの切断をステップＳＰ２２０で強制的に切断し、ステップＳＰ２２１でそのチャネルに新規ユーザを割当てる。
【０１０１】
以上のように、加入料金の差などの合理的理由によりユーザ間の差別化を図ることにより、移動通信システムの周波数利用効率が限界に近づいた状況においても、システムの効率的な運用を図ることが可能となる。
次に、図３７は、基本的に図２２の第７の実施形態に対応し、通信中のユーザが移動することによりユーザの信号間に実質的な干渉が生じた場合に、予め決められた優先度に基づき、別のチャネルに移動させられるべきユーザを決定しようとするものである。
【０１０２】
この図３７の例は、以下の点を除いて図２２の第７の実施形態と同じである。すなわち、図２２の第７の実施形態では、同一タイムスロットに属する２つのチャネル間でユーザ信号の干渉が生じることが判断された場合に、ステップＳＰ８０において、チャネル（ｉ，ｊ）およびチャネル（ｉ，ｋ）のうちチャネル（ｉ，ｋ）に接続しているユーザを別のタイムスロットのチャネルに移動させるようにしている。これに対し、図３７の実施形態では、同一タイムスロットに属する２つのチャネル間で実質的な干渉の発生が判断された場合、これら２つのチャネルにそれぞれ接続しているユーザの優先度を比較し、優先度の低い方のユーザを、別のタイムスロットのチャネルに移動させるように制御している。したがって、優先度の高い方のユーザは接続中のチャネルに残留することが認められるので、他のチャネルへの再割当動作に入る必要がなく接続不許可になるようなおそれはない。したがってこの場合にも移動通信システムの合理的な運用が可能となる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、各ユーザの受信信号ベクトル，ウエイトベクトルまたは到来方向のいずれかを使用して干渉除去装置を用いて干渉を除去できるチャネルをユーザに割当てることができる。
また、通信中のユーザが移動しているとき、各ユーザの受信信号ベクトル，ウエイトベクトルまたは到来方向のいずれかを使用して同一タイムスロットのユーザ同士の干渉量を計算して、干渉除去装置を用いて干渉を除去できる新たなチャネルを割当てることができる。
【０１０４】
さらに、ＰＤＭＡ非対応の端末装置に対して、特定のタイムスロットを予め設定しておき、ＰＤＭＡ対応，非対応の端末装置からの要求があっても、ＰＤＭＡ非対応の端末装置に対して特定のタイムスロットを割当てることができる。
さらに、チャネルの利用効率が限界に近づいた場合にも合理的なチャネルの割当が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態におけるチャネル割当手順を説明するための図である。
【図２】この発明の第２の実施形態におけるチャネル割当手順を説明するための図である。
【図３】この発明の第３の実施形態におけるチャネル割当手順を説明するための図である。
【図４】この発明の第４の実施形態におけるチャネル割当手順を説明するための図である。
【図５】この発明の第５の実施形態におけるチャネル割当手順を説明するための図である。
【図６】この発明の第６の実施形態におけるチャネル割当手順を説明するための図である。
【図７】図１に示した第１の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】第１の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図９】第１の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図１０】図９に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図１１】第１の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図１２】図１１に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図１３】図２に示した第２の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】第２の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図１５】図３に示した第３の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】第３の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図１７】図４に示した第４の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１８】図５に示した第５の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１９】第５の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図２０】図６に示した第６の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２１】第６の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図２２】第７の実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図２３】第７の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図２４】第７の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図２５】図２３に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図２６】第７の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図２７】図２３に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図２８】通信中に受信信号ベクトルを更新する動作を示すフローチャートである。
【図２９】通信中の受信信号ベクトルを更新する動作を示すフローチャートである。
【図３０】１タイムスロットに１ユーザしかいない場合の受信信号ベクトルを更新する動作を示すフローチャートである。
【図３１】図３０に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図３２】１個のタイムスロットに１人のユーザが接続しているときのそのユーザの受信信号ベクトル計算方法を示すフローチャートである。
【図３３】図３１に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図３４】１人のユーザが複数のパス多重チャネルを利用して通信を行なう場合の実施形態を示す図である。
【図３５】優先度に基づくチャネル割当を行なう実施形態の動作を説明するフロー図である。
【図３６】優先度に基づくチャネル割当を行なう実施形態の動作を説明するフロー図である。
【図３７】優先度に基づくチャネル再割当を行なう実施形態の動作を説明するフロー図である。
【図３８】ＦＤＭＡ，ＴＤＭＡおよびＰＤＭＡにおけるユーザ信号の配置図である。
【図３９】従来のＰＤＭＡ用基地局の受信システムを示す図である。
【図４０】従来のアダプティブアレイのブロック図である
【符号の説明】
３〜６ アンテナ
７〜１０ 周波数変換回路
１１ Ａ／Ｄ変換器
１２ ＤＳＰ
１２１ チャネル割当基準計算機
１２２ チャネル割当装置
１２３ データ合波器
１３１，１３２ アダプティブアレイ
【発明の属する技術分野】
この発明は伝送チャネル割当方法およびその装置に関し、特に、ＰＤＭＡ（Ｐａｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ 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。
【０００２】
【従来の技術】
近年、急速に発達しつつある携帯型電話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。
図３８は周波数分割多重接続（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ 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。まず、図３８を参照して、ＦＤＭＡ，ＴＤＭＡおよびＰＤＭＡについて簡単に説明する。図３８（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。
【０００３】
図３８（ｂ）に示すＴＤＭＡにおいては、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。
一方、最近では、携帯型電話機の普及によ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３８（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。
【０００４】
図３９は従来のＰＤＭＡ用基地局の受信システムを示す図である。この例では、ユーザ１と２とを識別するために、４本のアンテナ３〜６が設けられていて、それぞれのアンテナの出力は周波数変換回路７〜１０に与えられて局部発振信号Ｌｏによって周波数変換され、Ａ／Ｄ変換器１１によってデジタル信号に変換されてＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｅｒ ）１２に与えられる。
【０００５】
ＤＳＰ１２にはチャネル割当基準計算機１２１とチャネル割当装置１２２とアダプティブアレイ１３１と１３２とが設けられている。チャネル割当基準計算機１２１は２人のユーザ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し、その計算結果に応じてチャネル割当装置１２２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各アダプティブアレイ１３１，１３２に与える。アダプティブアレイ１３１，１３２はたとえば図４０に示すような信号合成回路で構成され、特定のユーザの信号のみを選択する働きにより各ユーザごとの信号を分離する。
【０００６】
図４０は従来のアダプティブアレイのブロック図である。この例では、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、４つの入力ポート１４〜１７が設けられていて、各入力ポート１４〜１７に入力された信号がウエイトベクトル計算機１８と乗算器２０〜２３とに与えられる。ウエイトベクトル計算機１８は、入力信号と予めメモリ１９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あるいは加算器２４の出力を用いて、ウエイトベクトルｗ１〜ｗ４を計算する。乗算器２０〜２３は各入力ポート１４〜１７の入力信号とウエイトベクトルｗ１〜ｗ４とをそれぞれ乗算し、加算器２４へ送る。加算器２４は乗算器２０〜２３の出力信号を加算して出力ポート２５および（あるいは）ウエイトベクトル計算機１８へ出力信号を送る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ＰＤＭＡ通信における受信信号ベクトルについて簡単に説明する。２つのアンテナのそれぞれにユーザ１からＡｓ１ （ｔ）とＢｓ１ （ｔ）という信号が受信されると、それぞれのアンテナの受信信号ｘ１ （ｔ）とｘ２ （ｔ）は次式で表わされる。
【０００８】
ｘ１ （ｔ）＝Ａｓ１ （ｔ）＋ｎ１ （ｔ）
ｘ２ （ｔ）＝Ｂｓ１ （ｔ）＋ｎ２ （ｔ）
上述の式でＡ，Ｂはユーザ１から送信され、各アンテナに受信された信号の係数であり、ｎ１ （ｔ），ｎ２ （ｔ）はノイズ成分である。ここで、ユーザ１の受信信号ベクトルＵ１は次式で表わされる。
【０００９】
【数１】
一方、上述の２つのアンテナにユーザ２からのＣｓ２ （ｔ）とＤｓ２ （ｔ）という信号が受信されると、各アンテナの受信信号ｘ１ （ｔ）とｘ２ （ｔ）とは次式で表わされる。
ｘ１ （ｔ）＝Ａｓ１ （ｔ）＋Ｃｓ２ （ｔ）＋ｎ１ （ｔ）
ｘ２ （ｔ）＝Ｂｓ１ （ｔ）＋Ｄｓ２ （ｔ）＋ｎ２ （ｔ）
ここで、ユーザ２の受信信号ベクトルＵ２は次式で表わされる。
【００１１】
【数２】
ユーザが１人の場合、受信信号ベクトルＵ１は簡単に求まるが、ユーザが２人になると信号が混じり合うため、それぞれの信号を分離するのが困難となる。また、ユーザが１人であっても複数の受信信号が到来することもある。受信信号ベクトルＵ１，Ｕ２の相関値が小さい値であれば、２人のユーザからの信号は、図４０に示したアダプティブアレイで分離できるので、同一の周波数および同一時刻（タイムスロット）に属するチャネルを使用して通信を行なうことが可能となる。しかし、受信信号ベクトルＵ１，Ｕ２の相関値が大きい場合、アダプティブアレイでの分離が困難となるため、同一の周波数および同一時刻（タイムスロット）に属するチャネルを使用して通信を行なうことができなくなる。
【００１３】
次に、ウエイトベクトルについて説明する。２つのアンテナにユーザ１の信号ｓ１ （ｔ）とユーザ２の信号ｓ２ （ｔ）が受信されると、次式が得られる。
ｘ１ （ｔ）＝Ａｓ１ （ｔ）＋Ｃｓ２ （ｔ）＋ｎ１ （ｔ）
ｘ２ （ｔ）＝Ｂｓ１ （ｔ）＋Ｄｓ２ （ｔ）＋ｎ２ （ｔ）
ここで、図４７のアダプティブアレイ１３１がチャネル割当装置１２２からの情報に従いユーザ１の信号を抽出する場合、すなわち、図４８に示されたアダプティブアレイにおいて、入力ポート１４、１５にそれぞれｘ１ （ｔ）、ｘ２ （ｔ）が入力され、ウエイトベクトル計算機１８がユーザ１の信号を抽出するように理想的なウエイトｗ１１、ｗ１２を計算する場合、出力信号ｙ１ （ｔ）は次式で表わされる。
【００１４】
ｙ１ （ｔ）＝ｗ１１（ｔ）ｘ１ （ｔ）＋ｗ１２（ｔ）ｘ２ （ｔ）＝ｓ１ （ｔ）＋ｎ（ｔ）
ここで、ユーザ１のウエイトベクトルＷ１ は次式で表わされる。
Ｗ１ ＝［ｗ１１，ｗ１２］Ｔ
一方、同様に図４７のアダプティブアレイ１３２がチャネル割当装置１２２からの情報に従いユーザ２の信号を抽出する場合、出力信号ｙ２ （ｔ）は次式で表わされる。
【００１５】
ｙ２ （ｔ）＝ｗ２１（ｔ）ｘ１ （ｔ）＋ｗ２２（ｔ）ｘ２ （ｔ）＝ｓ２ （ｔ）＋ｎ（ｔ）
ここで、ユーザ２のウエイトベクトルＷ２ は次式で表わされる。
Ｗ２ ＝［ｗ２１，ｗ２２］Ｔ
この２人ユーザのウエイトベクトルの相関値が大きい場合には、アダプティブアレイ１３１、１３２を用いても２人のユーザの分離は困難となるため、同一の周波数および同一の時刻に属するチャネルを使用して通信を行なうことはできなくなる。
【００１６】
一方、最近の携帯型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。
【００１７】
それゆえに、この発明の他の目的は、チャネルの利用効率が限界に達した場合に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。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、ユーザが多重接続を用いて端末装置でデータを送信または受信する場合に、接続を要求するユーザが使用するチャネルを割当てるための方法であって、時間軸方向に複数のタイムスロットが設けられ、各タイムスロットはパス多重方向に複数のチャネルを有していて、前記ユーザがチャネル割当要求を出したとき、時間軸方向にタイミングをずらしながら時間軸方向の空きスロットのチャネルを割当てて、空きスロットがなくなったときパス多重方向の空きスロットのチャネルを割当てることを特徴とする、伝送チャネル割当方法である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の第１の実施形態によるチャネル割当手順を説明するための図である。この発明では、同一時間，同一周波数に属する複数のチャネルをタイムスロットと総称し、図１の例では３個のタイムスロット１〜３が示されている。また、同一タイムスロット内で到来方向別に分離できる複数のユーザが通信しているとき、各ユーザが使用しているエリアをチャネルと称し、図１の例では合計９個のチャネルが示されている。この発明の第１の実施形態では、新規ユーザに対してｉ方向（時間方向）に順次チャネルを割当てて空きタイムスロットを埋め、空きスロットがなくなると、ｊ方向にチャネルを割当て（あるいはｊ方向にチャネルを変更して）パス多重を開始する。
【００２７】
図２はこの発明の第２の実施形態によるチャネル割当手順を説明するための図である。この実施形態では、ｊ方向に順次チャネルを割当てて１番目のタイムスロット１をパス多重で埋め、パス多重できなくなると、次のタイムスロット２でｊ方向に順次チャネルを割当てる。
図３はこの発明の第３の実施形態によるチャネル割当手順を説明するための図である。この実施形態では、特定のタイムスロット（たとえばタイムスロット１）を、ＰＤＭＡのプロトコルに対応していない端末装置の専用として予め確保しておく。このタイムスロットは、ＰＤＭＡのプロトコルに未対応であるため、１タイムスロットに１ユーザしか接続できない。
【００２８】
接続要求端末装置がＰＤＭＡ対応であれば、ｉ方向に順次チャネルを割当ててＰＤＭＡ用の空きタイムスロットを埋め、ＰＤＭＡの空きスロットがなくなると、ｊ方向にチャネルを割当ててパス多重を開始する。そして、接続要求端末装置がＰＤＭＡ未対応であれば、ＰＤＭＡ未対応端末専用スロットを割当てる。
図４はこの発明の第４の実施形態によるチャネル割当手順を説明するための図である。この図４に示した実施形態は、図１と同様にして新規ユーザに対してｉ方向（時間方向）に順次チャネルを割当てて空きスロットを埋め、空きスロットがなくなるとｊ方向にチャネルを割当てるが、ｊ方向に割当てる際にタイムスロットの接続タイミングがｉ方向にずらされている（Ｔ（１）→Ｔ（２）→Ｔ（３））。このようにタイムスロットを時間的にずらせることによって、各タイムスロットの識別がしやすくなり、パスの分離がより容易になる。
【００２９】
図５はこの発明の第５の実施形態によるチャネル割当手順を説明するための図である。この図５に示した実施形態は、図３と同様に、特定のタイムスロット（たとえばタイムスロット１）をＰＤＭＡのプロトコルに対応していない端末装置の専用として予め確保しておく。したがってこのタイムスロットはＰＤＭＡのプロトコルに未対応であるため、１タイムスロットに１ユーザしか接続できない。そして、接続要求端末装置がＰＤＭＡに対応していれば、ｊ方向に順次チャネルを割当て、１番目のタイムスロット２をパス多重で埋めて、パス多重できなくなると、ｉ方向すなわち次のタイムスロット３にチャネルを割当てる。接続要求端末装置がＰＤＭＡ未対応であれば、ＰＤＭＡ未対応端末専用タイムスロットに割当てる。
【００３０】
図６はこの発明の第６の実施形態によるチャネル割当手順を説明するための図である。前述の図３および図５の実施形態では、ＰＤＭＡ未対応の端末装置に対して専用のタイムスロット（タイムスロット１）を割当てるようにしたが、この図６に示した実施形態では、ＰＤＭＡ未対応の端末装置に対してタイムスロットを適宜決定する。すなわち、接続要求があると、その端末装置がＰＤＭＡ対応であるか否かを調べ、ＰＤＭＡ未対応であれば、適宜空いているタイムスロットをＰＤＭＡ用未対応端末用チャネルと決定する。一方、接続要求があった端末装置がＰＤＭＡ対応であれば、既に割り振られたＰＤＭＡ用タイムスロットに接続できれば接続し、接続できなければ他の空きタイムスロットをＰＤＭＡ端末用に割り振って接続させる。
【００３１】
図７は、図１に示した第１の実施形態によるチャネル割当の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに基づくプログラムは、図３９に示したチャネル割当基準計算機１２１によって実行される。
図７において、新規にユーザからチャネル割当要求があると、ステップ（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１において、図１に示したｉ方向（時間方向）にｉ＝１がセットされ、ステップＳＰ２において、１番目のタイムスロット１に接続中のユーザ数Ｍが調べられる。そして、ステップＳＰ３で、接続中のユーザ数Ｍが０が否かが判別される。
【００３２】
タイムスロット１のユーザ数Ｍが０であれば、図１に示したチャネル（１，１）は空きチャネルであることがわかるので、ステップＳＰ４において、そのチャネル（１，１）に、このユーザが割当てられる。このユーザは以後、チャネル（１，１）を伝送チャネルとして通信を行なうことになる。また、ステップＳＰ５では、このチャネル（１，１）における当該ユーザからの受信信号の受信信号ベクトルが測定され、ユーザ情報として図示しないメモリに記憶される。この受信信号ベクトルの測定方法については後で説明する。
【００３３】
一方、ステップＳＰ３で、タイムスロット１に接続中のユーザ数Ｍが０でないことが判別されると、少なくともチャネル（１，１）は既にあるユーザとの伝送に割当てられていることがわかるので、次のタイムスロット２のチャネル（２，１）での割当の可能性を調べる必要がある。
このため、まずステップＳＰ６において、ステップＳＰ１において設定したｉ＝１が、１つの周波数に対して予め決められているタイムスロット数Ｎよりも大きいか否かが判別される。Ｎは、たとえばＰＨＳでは通常３に設定されており、先に述べたようにこの発明の各実施形態においてもＮ＝３に設定されているものとする。
【００３４】
ｉ（＝１）はＮ（＝３）よりも小さいため、ステップＳＰ７においてｉは１だけインクリメントされてｉ＝２にセットされ、ステップＳＰ２において２番目のタイムスロット２に接続中のユーザ数Ｍが調べられる。そして、ステップＳＰ３でユーザ数Ｍが０か否かが判別される。
タイムスロット２のユーザ数Ｍが０であれば、図１に示したチャネル（２，１）は空きチャネルであることがわかるので、ステップＳＰ４において、そのチャネル（２，１）に、この新規ユーザが割当てられる。このユーザは以後、チャネル（２，１）を伝送チャネルとして通信を行なうことになる。また、ステップＳＰ５では、このチャネル（２，１）における当該ユーザからの受信信号ベクトルが測定され、ユーザ情報としてメモリに記憶される。
【００３５】
一方、ステップＳＰ３で、タイムスロット２に接続中のユーザ数Ｍが０でないことが判別されると、少なくともチャネル（２，１）は既にあるユーザとの伝送に割当てられていることがわかるので、次のタイムスロット３のチャネル（３，１）への割当の可能性を調べる必要がある。
以下、ステップＳＰ２〜ＳＰ７を繰返し、ｉ方向のｉ番目のタイムスロットｉのユーザ数Ｍが０であれば、当該ユーザはそのタイムスロットのチャネル（ｉ，１）に割当てられ（ＳＰ４）、そのユーザの受信信号ベクトルが測定され、メモリに記憶されることになる（ステップＳＰ５）。
【００３６】
一方、Ｎ（＝３）番目のタイムスロットＮに至っても空きスロットが見つからない場合、すなわちタイムスロットＮのチャネル（Ｎ，１）が空きチャネルでない場合には、ステップＳＰ６でｉ＝Ｎが判別され、ステップＳＰ８に進む。
ステップＳＰ８では、現在割当要求を行なっている当該ユーザの受信信号ベクトルが既知であるかあるいは未知であるかが判別される。すなわち、割当要求を行なっている当該ユーザが、過去にチャネルへの割当を既に受けているユーザであることが特定されれば、先行するチャネルへの接続時に既に受信信号ベクトルが測定され記憶されているので、その受信信号ベクトルは既知である。一方、割当要求を行なっている当該ユーザが、チャネルへの初めての割当を要求しているユーザであることが特定されれば、その受信信号ベクトルは未知であるため、ステップＳＰ９においてその受信信号ベクトルが測定される。
【００３７】
新規に割当要求を行なっている当該ユーザの既知の受信信号ベクトルまたはステップＳＰ９で新たに測定された受信信号ベクトルが、以下に説明する処理のために、ステップＳＰ１０において、メモリに一時的に記憶される。
この第１の実施形態では、ステップＳＰ６において、ｉ方向に空きタイムスロットがないことが判別された場合、ｊ方向にチャネルの割当を行なうことにより、同一タイムスロット内のいわゆるパス多重を開始することになる。
【００３８】
そのためには、同一タイムスロット内において、既にチャネルに接続している既存のユーザの信号と、パス多重で割当を要求している新規のユーザの信号とが干渉するか否かを判別する必要がある。
まず、ステップＳＰ１１において、ｉ方向にｉ＝１がセットされ、ステップＳＰ１２において、１番目のタイムスロット１に接続中のユーザ数Ｍが調べられる。そして、ステップＳＰ１３において、ｊ方向（パス多重方向）にｊ＝１がセットされる。
【００３９】
そして、ＳＰ１４において、前述のステップＳＰ４において測定されかつステップＳＰ５においてメモリに記憶された受信信号ベクトルのうち、チャネル（ｉ＝１，ｊ＝１）の受信信号ベクトルと、ステップＳＰ１０でメモリに一時的に記憶された、現在割当を要求しているユーザの受信信号ベクトルとが読出されて、それらの間の相互相関値Ｃが計算される。
【００４０】
次に、ステップＳＰ１５において、ステップＳＰ１４において計算された相互相関値Ｃが、信号間の干渉の発生の判断基準となるある基準値Ｓ（Ｓは０よりも大きく１よりも小さい）よりも小さいか否かが判別される。そして、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さいと判別されれば、既に接続されているチャネル（１，１）の既存のユーザの信号と、割当を要求している新規ユーザの信号との間には実質的に干渉が生じないものと判断する。
【００４１】
この場合には、ステップＳＰ１６において、ステップＳＰ１３で設定したｊ＝１が、ステップＳＰ１２で調べられたユーザ数Ｍ以上か否かが判別される。タイムスロット１においてチャネル（１，１）だけが既存のユーザと接続中であれば、ｊ＝Ｍ＝１であるため、ステップＳＰ１８に進み、タイムスロット１のチャネル（ｉ＝１，Ｍ＋１＝２）に新規ユーザの伝送チャネルが割当てられ、タイムスロット１内のパス多重が行なわれる。そして、ステップＳＰ１９で、このチャネル（１，２）における当該ユーザからの受信信号ベクトルが測定され、ユーザ情報として図示しないメモリに記憶される。
【００４２】
一方、タイムスロット１において既にパス多重が行なわれていて２以上のユーザが接続している場合には、ステップＳＰ１６でｊがＭ以上でないことが判別され、ステップＳＰ１７でｊを１だけインクリメントしてステップＳＰ１４に戻り、メモリに記憶されているチャネル（１，２）の受信信号ベクトルと、新規ユーザの受信信号ベクトルとの相互相関値Ｃが計算される。そして、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さいことがステップＳＰ１５で判別され、ｊがＭ以上であることがステップＳＰ１６で判別されれば、ステップＳＰ１８でチャネル（１，Ｍ＋１）に当該新規ユーザの伝送チャネルが割当てられる。
【００４３】
一方、ステップＳＰ１５において、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さくないと判別されれば、タイムスロット１において既に接続しているチャネルの既存のユーザの信号と、割当要求している新規ユーザの信号との間には実質的に干渉が生じるものと判断する。この場合には、次のタイムスロット２におけるパス多重の可能性を調べる必要がある。
【００４４】
このため、ステップＳＰ２０において、ステップＳＰ１１で設定したｉ＝１がタイムスロット数Ｎ（＝３）以上か否かが判別され、ｉ（＝１）はＮ（＝３）よりも小さいため、ステップＳＰ２１においてｉは１だけインクリメントされてｉ＝２にセットされる。そして、ステップＳＰ１２〜ステップＳＰ１５の処理を反復し、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さくなければ、ステップＳＰ２０でｉ＝Ｎ（＝３）が判別されるまで、ｉを１ずつインクリメントしながらステップＳＰ１２〜ステップＳＰ１５の処理が繰返される。相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さいタイムスロットが見つかれば、ステップＳＰ１６〜ＳＰ１８において、チャネル（ｉ，Ｍ＋１）に新規ユーザが割当てられる。一方、ステップＳＰ２０でｉ＝Ｎ（＝３）が判別されるまで、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さいタイムスロットが見つからなければ、いずれのタイムスロットにおいてもパス多重はできないものとして、ステップＳＰ２２において当該新規ユーザの接続は不許可となる。
【００４５】
以上のように、この発明の第１の実施形態によれば、同一タイムスロット内の接続中の既存のユーザの信号との干渉が生じない限り、新規ユーザに対しｊ方向のパス多重を行ない、タイムスロットの空きを埋めている。
なお、上述の実施形態では、受信信号ベクトルをチャネル割当基準の計算に用いるようにしたが、これに限ることなくウエイトベクトルまたは到来方向ベクトルを並列的に用いてチャネル割当基準を計算するようにしてもよい。
【００４６】
図８は図７に示した第１の実施形態の変形例を示すフローチャートである。この例は、図７に示したステップＳＰ８〜ＳＰ１０の動作を、ユーザのチャネル割当要求があれば、直ちに行なうようにしたものである。それ以外のステップＳＰ１〜ＳＰ６，ＳＰ１１〜ＳＰ２２の動作は図７と同じであるので、説明を省略する。
【００４７】
図９は図７に示した第１の実施形態の他の変形例を示すフローチャートである。この例はチャネル割当基準にウエイトベクトルを用いるようにしたものであり、図７のステップＳＰ５，ＳＰ８，ＳＰ９，ＳＰ１０，ＳＰ１４，ＳＰ１９における受信信号ベクトルを、ステップＳＰ３１〜ＳＰ３６でウエイトベクトルに置き換えたものである。それ以外の動作は図７と同じであるので、説明を省略する。
【００４８】
図１０は図９に示した実施形態のさらなる変形例を示すフローチャートである。この例は、図８の変形例と同様に、図９に示したステップＳＰ３２〜ＳＰ３４の動作を、ユーザのチャネル割当要求があれば直ちに行なうものである。それ以外の動作は図９と同じであるので、説明を省略する。
図１１は図７に示した第１の実施形態のさらに他の変形例を示すフローチャートである。この例はチャネル割当基準にユーザ信号の到来方向を用いるようにし、信号間の干渉発生基準値を角度差Ｓ（Ｓは０度から３６０度）としたものであり、図７のステップＳＰ５，ＳＰ８，ＳＰ９，ＳＰ１０，ＳＰ１４，ＳＰ１９における受信信号ベクトルを、ステップＳＰ３７〜ＳＰ４２でユーザ信号の到来方向に、ステップＳＰ１４における相互相関値をステップＳＰ４１で到来角度差にそれぞれ置き換えたものである。それ以外の動作は図７と同じであるので、説明を省略する。
【００４９】
図１２は図１１に示した実施形態のさらなる変形例を示すフローチャートである。この例も、図８の変形例と同様に、図１１のステップＳＰ３８〜ＳＰ４０の動作を、ユーザのチャネル割当要求があれば直ちに行なうものである。それ以外の動作は図１１と同じであるので、説明を省略する。
図１３は図２に示した第２の実施形態によるチャネル割当の具体的にな動作を説明するためのフローチャートである。図７に示した第１の実施形態のフローチャートでは、ユーザからチャネル割当要求があると、ステップＳＰ２〜ＳＰ７のループでタイムスロット１に空きがあるか否かを判別し、空きがあればそのタイムスロット内にチャネル割当を行ない、空きがなければステップＳＰ７でｉを１だけインクリメントし、次のタイムスロットに空きがあるか否かの判別を行なうようにした。
【００５０】
これに対して、図１３に示した第２の実施形態では、タイムスロット１内に接続しているユーザがいなければステップＳＰ２〜ＳＰ５でその空きのチャネルにチャネル割当を行ない、既に接続しているユーザがいれば、ステップＳＰ８〜ＳＰ１０で新規チャネル割当を要求しているユーザの受信信号ベクトルを測定する。ステップＳＰ１４で当該タイムスロット内の既存ユーザの信号と新規ユーザの信号との相互相関値Ｃを計算し、ステップＳＰ１５で既存のユーザと新規ユーザとが干渉するか否かを判別する。干渉せずかつタイムスロット内に空きがあればステップＳ１８でチャネル（ｉ，Ｍ＋１）に新規ユーザのチャネルを割当てる。干渉する場合にはステップＳＰ２１でｉを１だけインクリメントしてステップＳＰ２〜ＳＰ２０を反復し、次のタイムスロットにおいてチャネルの割当、すなわちパス多重を行なうための処理を行なう。
【００５１】
図１４は図１３に示した第２の実施形態の変形例を示すフローチャートである。この例は、ユーザからのチャネル割当要求があれば、図１３のステップＳＰ８〜ＳＰ１０の動作を直ちに実行して、新規チャネル割当を要求しているユーザの受信信号ベクトルを測定してメモリに記憶するようにしたものである。それ以外の動作は図１３と同じであるので、説明を省略する。
【００５２】
図１５は図３に示した第３の実施形態によるチャネル割当の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。図３で説明したように、この第３の実施形態では、たとえばタイムスロット１がＰＤＭＡのプロトコルに対応していない端末装置の専用タイムスロットとして予め確保されている。図１５のステップＳＰ５１において新規チャネル割当を要求しているユーザの端末装置がＰＤＭＡ対応であるか否かを判別し、ＰＤＭＡ対応の端末装置であればステップＳＰ１でｉ＝ｋ＋１を設定し、図７の第１の実施形態と同様にしてチャネル割当を行なう。ここで、ｋはＰＤＭＡ非対応端末専用のスロットの番号であり、ＰＤＭＡ対応の端末装置ではｋ番目のタイムスロットを避けてチャネル割当が行なわれる。
【００５３】
ステップＳＰ５１でユーザ端末装置がＰＤＭＡに対応していないことが判別されると、ステップ５２でＰＤＭＡ非対応端末専用としてタイムスロット１を設定するためにｋ＝１を設定する。ステップＳＰ５３においてｋ番目のタイムスロットに接続中のユーザがあるか否かを判別し、なければステップＳＰ５４でｋ番目のタイムスロットに新規ユーザを割当てる。しかし、既にユーザがいればステップＳＰ５５においてｋ≧Ｌであるか否かを判別する。ここで、Ｌは予め決められているＰＤＭＡ非対応端末専用のタイムスロットの数である。ｋがＬよりも小さければステップＳＰ５６においてｋを１だけインクリメントし、再びステップＳＰ５３で、次のＰＤＭＡ非対応端末専用タイムスロットに既にユーザがいるか否かを判別する。いなければステップＳＰ５４で新規ユーザのチャネルを割当てる。もし、ステップＳＰ５５においてｋ≧ＬであればステップＳＰ５７において新規ユーザの接続を不許可にする。
【００５４】
図１６は図１５に示した第３の実施形態の変形例を示すフローチャートである。この変形例では、ステップＳＰ５１でＰＤＭＡ対応の端末装置であることを判別した後、ステップＳＰ８〜ＳＰ１０を直ちに実行して新規チャネル割当を要求しているユーザの受信信号ベクトルをメモリに記憶している。その後、ステップＳＰ１〜ＳＰ７，ＳＰ１〜ＳＰ２２の動作を実行する。それ以外の動作は図１５と同じであるので、説明を省略する。
【００５５】
図１７は、図４に示した第４の実施形態によるチャネル割当の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。図４で説明したように、この第４の実施形態では、ｊ方向にチャネルを割当てる際に、チャネルの接続タイミングがｉ方向にずらされている（Ｔ（１）→Ｔ（２）→Ｔ（３））。図１７のステップＳＰ４３（図７のステップＳＰ４に対応）において、チャネル（ｉ，１）に新規ユーザを割当てる際に、当該チャネルの接続タイミングＴ（１）が指定される（たとえば基準時間Ｔ（１）＝０に指定される）。
【００５６】
次に、図１７のステップＳＰ４４（図７のステップＳＰ１８に対応）において、チャネル（ｉ，Ｍ＋１）に新規ユーザを割当てる際に、チャネルの接続タイミング（Ｍ＋１）が指定される。それ以外の動作は、図７と同じであるので、説明を省略する。
図１８は図５に示した第５の実施形態によるチャネル割当の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。図５で説明したように、タイムスロット１がＰＤＭＡ非対応端末専用タイムスロットとして割当てられており、ステップＳＰ５１でＰＤＭＡ非対応端末装置であることが判別されると、図１５の第３の実施形態の説明と同様にして、ステップＳＰ５２〜ＳＰ５７が実行される。しかし、ＰＤＭＡ対応の端末装置であれば、図１３の第２の実施形態と同じ動作を実行する。すなわち、接続を要求する端末装置がＰＤＭＡ対応であれば、ＰＤＭＡ非対応端末専用タイムスロット以外のタイムスロットをステップＳＰ１８でパス多重で割当てる。そして、パス多重ができなくなると、ステップＳＰ２，３で次のタイムスロットの空き状態を判別し、ステップＳＰ４でそのタイムスロットの最初のチャネルに新規ユーザのチャネルを割当てる。
【００５７】
図１９は図１８に示した第５の実施形態の変形例を示すフローチャートであり、図１８のステップＳＰ８〜ＳＰ１０の処理をステップＳＰ５１の後で行なっている。その後のステップＳＰ１〜ＳＰ５，ＳＰ１０，ＳＰ１３〜ＳＰ２２の動作は図１８と同じなので、説明を省略する。
図２０は図６に示した第６の実施形態によるチャネル割当の具体的な動作を説明するためのフローチャートである。図６で説明したように、この第６の実施形態では、ＰＤＭＡ未対応端末用のタイムスロットを予め決めておくことなく適宜決定する。このために、ユーザのチャネル割当要求があると、ステップＳＰ５１においてユーザ端末がＰＤＭＡ未対応端末であるか否かを判別し、ＰＤＭＡ未対応端末であることを判別すると、ステップＳＰ５２〜ＳＰ５７を実行してタイムスロットを適宜割当てる。
【００５８】
一方、ステップＳＰ５１でユーザ端末がＰＤＭＡ対応であることを判別すると、ステップＳＰ１でｉ＝１に設定した後、ステップＳＰ２でｉ番目のタイムスロットに接続しているユーザ数Ｍを調べる。ステップＳＰ３でユーザ数Ｍが０でなければ、ステップＳＰ６０でそのタイムスロットに接続中のユーザ端末がＰＤＭＡ対応端末であるか否かを判別し、ＰＤＭＡ未対応のユーザであることが判別されれば、ステップＳＰ６１でｉを１だけインクリメントして他のタイムスロットでのパス多重を実行しようとする。
【００５９】
図２１は図２０に示した第６の実施形態の変形例を示すフローチャートである。図２１の例は、ステップＳＰ５１でＰＤＭＡ対応のユーザ端末であることを判別した後、図２０に示したステップＳＰ８とＳＰ９の処理を実行するものである。その後のステップＳＰ１以下の動作は図２０と同じなので、説明を省略する。以上で、第１ないし第６の基本的な伝送チャネル割当方法の実施形態の説明を終り、以下のこれらの実施形態に付随する種々の追加の実施の形態について説明する。
【００６０】
図２２は、この発明の第７の実施形態として、通話中のユーザが移動する場合のチャネル割当の具体的な動作を説明する図である。この第７の実施形態によれば、通信中のユーザが移動することにより２人のユーザの信号間に実質的に干渉が生じ、アクティブアレイを用いてユーザの信号を分離できなくなった場合に、ユーザの伝送チャネルを、ユーザ同士の間で実質的に干渉しないタイムスロットに移動させるものである。
【００６１】
すなわち、ユーザの通信中には、相互干渉の監視命令が出され、まずステップＳＰ７１でｉ方向にｉ＝１がセットされ、ステップＳＰ７２において、タイムスロット１に接続中のユーザ数Ｍが調べられる。
そして、ステップＳＰ７３で、タイムスロット１に２人以上のユーザが接続されていることが判別されると、タイムスロット１内でユーザ同士の信号の干渉が生じている可能性があるので、そのような干渉の有無を調べる必要がある。
【００６２】
まず、ステップＳＰ７６でｊ方向にｊ＝１がセットされてタイムスロット１のチャネル（１，ｊ）＝（１，１）が指定され、次いでステップＳＰ７７でｊ方向にｋ＝ｊ＋１＝２がセットされてタイムスロット１のチャネル（１，ｋ）＝（１，２）が指定される。
次に、これら同一タイムスロットに含まれる２つのチャネル（１，１），（１，２）の間の干渉の有無を判別するために、ステップＳＰ７８において、双方のチャネルに接続されているユーザ信号のウエイトベクトルの相互相関値Ｃが計算される。
【００６３】
次に、ステップＳＰ７９において、ステップＳＰ７８において計算された相互相関値Ｃが、信号間の干渉の発生の判断基準となる基準値Ｓよりも小さいかが判別される。そして、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも大きければ、同一タイムスロットの２つのチャネル（１，１），（１，２）に接続している２つのユーザ信号が実質的に干渉しているものと判別され、ステップＳＰ８０において、チャネル（１，２）に接続しているユーザ信号を別のチャネルに割当てるため、プログラムは前述の第１ないし第６の実施の形態のいずれかのチャネル割当方法のルーチンに進む。
【００６４】
そして、ステップＳＰ８１において、ｋがタイムスロット１のユーザ数Ｍ以上でないことが判別されれば、ステップＳＰ８２においてｋを１だけインクリメントして、ステップＳＰ７８においてチャネル（１，１），（１，３）に接続しているユーザ信号のウエイトベクトルの相互相関値Ｃが計算される。そして、両者の間で実質的に干渉しているものと判別されると、前述のようにステップＳＰ８０でチャネルの再割当が行なわれる。
【００６５】
上述のステップＳＰ７８〜ＳＰ８２の処理が繰返されてステップＳＰ８１においてｋがタイムスロット１のユーザ数Ｍに達したことが判別されると、ステップＳＰ８３でｊがＭ−１以上か否かが判別される。ｊがＭ−１に達していなければ、ステップＳＰ８４でｊが１だけインクリメントされ、以後、ステップＳＰ７７〜ＳＰ８２を介してチャネル（１，２）とチャネル（１，ｋ）との間の干渉の有無が判別される。そして、両者の間で干渉しているものと判断されると、前述のようにステップＳＰ８０でチャネルの再割当が行なわれる。
【００６６】
上述のステップＳＰ７７〜ＳＰ８４の処理が繰返され、ステップＳＰ８３でｊがＭ−１以上であることが判別されると、タイムスロット１に含まれる２以上のユーザのチャネルのすべての対の間の実質的な干渉の有無が判断されたことになる。そし、次のタイムスロット２での実質的な干渉の可能性を調べる必要がある。そこで、プログラムはステップＳＰ７４に進む。
【００６７】
一方、ステップＳＰ７３で、タイムスロット１に２人以上のユーザが接続されていないことが判別されると、タイムスロット１内ではユーザ同士の信号の干渉がないことがわかるので、次のタイムスロット２での実質的な干渉の可能性を調べる必要がある。そして、この場合にもプログラムはステップＳＰ７４に進み、ステップＳＰ７１で設定したｉ＝１がタイムスロット数Ｍ以上か否かが判別される。ここで、ｉ（＝１）はＮ（＝３）よりも小さいため、ステップＳＰ７５においてｉは１だけインクリメントされてｉ＝２にセットされ、ステップＳＰ７２においてタイムスロット２に接続中のユーザ数Ｍが調べられる。
【００６８】
以下、上述のステップＳＰ７３〜ＳＰ８４が繰返され、Ｎ個のタイムスロットのすべてにおいて、ユーザ間の実質的な干渉の有無が判断され、実質的な干渉が判断されると一方のユーザの伝送チャネルの移動（再割当）が実行される。
図２３は、図２２に示した第７の実施形態の変形例を示すフローチャートである。図２２に示した例では、ステップＳＰ８０でタイムスロット１のチャネル（１，ｋ）のユーザを別のチャネルに移動させた後、ステップＳＰ８１，ＳＰ８２に進み、チャネル（１，ｊ）を固定したままで、チャネル（１，ｋ）をｊ方向にインクリメントするようにしている。これに対し、図２３に示した例では、チャネル（１，ｋ）のユーザの別チャネルへの移動後に、ステップＳＰ８３，ＳＰ８４に進み、タイムスロット１のチャネル（１，ｊ），（１，ｋ）の双方をインクリメントするように構成したものである。それ以外の動作は図２２と同じであるので、説明を省略する。
【００６９】
図２４は図２２に示した第７の実施形態の変形例を示すフローチャートである。図２２に示した例では、ステップ７８においてタイムスロット１のチャネル（１，ｊ）のユーザ信号とタイムスロット１のチャネル（１，ｋ）のユーザ信号との実質的な干渉を判別するために、双方のユーザ信号のウエイトベクトルの相関値Ｃを調べるようにしたが、図２４に示した例では、ステップＳＰ８５で双方のユーザ信号の受信信号ベクトルの相関値Ｃを調べるようにしたものであり、それ以外の動作は図２２と同じであるので、説明を省略する。
【００７０】
図２５は図２３に示した実施形態の変形例である。この例は、図２４と同様にして、ステップＳＰ８５で双方のユーザ信号の受信信号ベクトルの相関値Ｃを調べるようにしたものである。
図２６は図２２に示した第７の実施形態の変形例を示すフローチャートである。この例は、ステップＳＰ８６において双方のユーザ信号の到来方向の角度差Ｃを求めるものである。
【００７１】
図２７は図２３に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。この例も、ステップＳＰ８６において双方のユーザ信号の到来方向の角度差Ｃを求めるものである。
図２８は通信中に受信信号ベクトルを更新する動作を示すフローチャートである。通信中にユーザが移動しているときに、受信信号ベクトルを通信中随時に測定することによって、ユーザ間の信号の干渉量の増減を調べるものである。
【００７２】
図２８は１タイムスロットに１人または２人以上のユーザがいる場合の受信信号ベクトルの更新動作を示している。図２８のステップＳＰ９１において、ｉ方向にｉ＝１にセットしてタイムスロット１を選択し、ステップＳＰ９２でタイムスロット１に接続されているユーザ数Ｍを調べる。ステップＳＰ９３で１以上のユーザがタイムスロット１に接続されていることを判別すると、ステップＳＰ９４でユーザが２以上であるか否かを判別する。ステップＳＰ９４において、ユーザ数が２より少ないこと、すなわちユーザ数が１であることが判別されれば、ステップＳＰ９９においてタイムスロット１の１番目のチャネル（１，１）のユーザの受信信号ベクトルを計算してメモリされている値を更新する。このようにユーザ数Ｍが１の場合の受信信号ベクトルは、図３２および図３３を参照して後述されるＭ＝１の場合に適用される受信信号ベクトル計算方法を用いて正確に計算される。
【００７３】
一方、ユーザ数が２以上であればステップＳＰ９５でｊ＝１にセットしてタイムスロット１のチャネル（１，１）を設定する。ステップＳＰ９６においてタイムスロット１のチャネル（１，１）のユーザの受信信号ベクトルを計算し、メモリされている値を更新する。このようにユーザ数Ｍが２以上の場合の受信信号ベクトルは、図３０および図３１を参照して後述されるＭ＝１またはＭ≧２の場合に適用される受信信号ベクトル計算方法を用いて正確に計算される。
【００７４】
そして、ステップＳＰ９７において、ｊ方向のチャネル番号ｊがユーザ数Ｍ以上になったか否かを判別し、以上でなければ、ステップＳＰ９８においてｊを１だけインクリメントして次のチャネル（１，ｊ）の受信信号ベクトルを計算してメモリに記憶されている値を更新する。
図２９も、１タイムスロットにユーザが何人いる場合でも受信信号ベクトルを更新する動作を示すフローチャートである。前述の図２８ではユーザが１人の場合に限り特別な計算方法を用いているのでステップＳＰ９４とＳＰ９９の処理が必要であったのに対して、図２９では、ステップＳＰ９６で、図３０および図３１に示されるＭ＝１またはＭ≧２の場合に適用される計算方法を用いているので、これらの処理を省略しており、それ以外の動作は図２８と同じである。
【００７５】
次に、１個のタイムスロットに２人以上のユーザが接続しているときの各ユーザの受信信号ベクトル計算方法について説明する。アンテナ素子数を２本とし、１つのタイムスロットに接続中のユーザ数を２人とした場合、受信信号は次式で表わされる。
Ｘ（ｔ）＝［ｘ１ （ｔ），ｘ２ （ｔ）］Ｔ
ｘ１ （ｔ）＝ｈ１１ｓ１ （ｔ）＋ｈ１２ｓ２ （ｔ）＋ｎ１ （ｔ）
ｘ２ （ｔ）＝ｈ２１ｓ１ （ｔ）＋ｈ２２ｓ２ （ｔ）＋ｎ２ （ｔ）
ここで、ｘｉ （ｔ）はｉ番目のアンテナの受信信号であり、ｓｉ （ｔ）はｉ番目のユーザの信号であり、ｎｉ （ｔ）はｉ番目のアンテナの熱雑音であり、ｈｉｊはｉ番目のアンテナに受信されたｊ番目のユーザ信号の係数を示し、［・］Ｔ は行列［・］の転置を表わす。
【００７６】
ここで、アダプティブアレイが良好に動作していると、ユーザ信号を分離し、取出しているため、ｓｉ （ｔ）はすべて既知となる。そこで、受信信号と既知となったユーザ信号とを掛け合わせ、アンサンブル平均（時間平均）を計算すると、次式で表わされる。
Ｅ［ｘ１ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＝ｈ１１Ｅ［ｓ１ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＋ｈ１２Ｅ［ｓ２ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＋Ｅ［ｎ１ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］
ここで、平均時間が十分長いと、上述の式の右辺第１項のＥ［ｓ１ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＝１となり、第２項はユーザ１の信号とユーザ２の信号に相関がないため、Ｅ［ｓ２ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＝０となり、第３項はユーザ１の信号と雑音信号に相関がないため、Ｅ［ｎ１ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＝０となるので、１番目のユーザの１番目のアンテナに受信されたベクトル値ｈ１１は次式で計算できる。
【００７７】
Ｅ［ｘ１ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＝ｈ１１
以下、アンテナを順番に変えて同様にしてベクトル値ｈ２１は次式で計算できる。
Ｅ［ｘ２ （ｔ）ｓ１ （ｔ）］＝ｈ２１
これにより、ユーザ１の受信信号ベクトルＲ１ ＝［ｈ１１，ｈ２１］Ｔ も計算できる。
【００７８】
図３０は上述の各ユーザの受信信号ベクトル計算方法を示すフローチャートである。図３０において、ステップＳＰ１０１で時刻を示すパラメータｋを設定し、ステップＳＰ１０２でアンテナ素子を示すパラメータｍ＝１，ｅｍ ＝０を設定する。なお、ｅｍ はアンテナの素子数だけある。ステップＳＰ１０３でｅｍ ＝ｅｍ ＋ｘｍ （ｋ）ｓｊ （ｋ）を演算する。ここで、ｘｍ （ｋ）はｍ番目のアンテナの時刻ｋの受信信号であり、ｓｊ （ｋ）はｊ番目のユーザの変調された信号であり、アダプティブアレイにより分離された信号である。
【００７９】
ステップＳＰ１０４でｍ≧アンテナ素子数Ｎか否かを判別し、ｍがＮよりも小さければステップＳＰ１０５でパラメータｍを１だけインクリメントし、ステップＳＰ１０３，ＳＰ１０４を繰返す。
ステップＳＰ１０４でパラメータｍがアンテナ素子数Ｎと等しくなるかあるいは大きくなると、ステップＳＰ１０６で時刻を示すパラメータｋが時間平均を行なう所定のシンボル数Ｔ以上か否かを判別する。大きければステップＳＰ１０７でｋを１だけインクリメントし、次の時刻におけるステップＳＰ１０２〜ＳＰ１０６の処理を繰返す。そして、ｋ＝Ｔになると、ステップＳＰ１０８でｍ＝１に設定し、ステップＳＰ１０９でｅｍ をＴで除算して平均値ｈｍｊを求める。ステップＳＰ１１０でｍ≧Ｎでないことを判別すると、ステップＳＰ１１１でパラメータｍを１だけインクリメントし、ステップＳＰ１０９で次のアンテナ素子の平均値を求める。ステップＳＰ１１０でパラメータｍがＮになったことを判別すると、受信信号ベクトルＲｊ ＝［ｈｉｊ，…，ｈＮｊ］Ｔ を出力する。
【００８０】
図３１は図３０に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。前述の図３０に示した例では、ステップＳＰ１０３〜ＳＰ１０５のループで各アンテナ素子ごとの受信信号ｅｍ を加算し、ステップＳＰ１０９でアンサンブル平均値を求めるようにしたが、この図３１に示した例では、ステップＳＰ１１２で加算とアンサンブル平均を求めるようにしたものであり、それ以外の動作は図３０と同じである。
【００８１】
上述の説明は１個のタイムスロットに１人以上のユーザが接続しているときの各ユーザの受信信号ベクトル計算方法について説明したが、次に１個のタイムスロットに１人のユーザが接続しているときのそのユーザの受信信号ベクトル計算方法について説明する。アンテナ素子数を２本とし、接続中のユーザ数を１人とした場合、受信信号は次式で示される。
【００８２】
Ｘ（ｔ）＝［ｘ１ （ｔ），ｘ２ （ｔ）］Ｔ
ｘ１ （ｔ）＝ｈ１１ｓ１ （ｔ）＋ｎ１ （ｔ）
ｘ２ （ｔ）＝ｈ２１ｓ１ （ｔ）＋ｎ２ （ｔ）
ただし、ｘｉ （ｔ）はｉ番目のアンテナの受信信号であり、ｓｉ （ｔ）は１番目のユーザの信号であり、ｎｉ （ｔ）はｉ番目のアンテナの熱雑音であり、ｈｉｊはｉ番目のアンテナに受信された１番目のユーザ信号がフェージングなどの影響を受け、結果として変動した位相と振幅値を示す。［・］Ｔ は行列［・］の転置を表わす。
【００８３】
ここで、アダプティブアレイが良好に動作していると、ユーザ信号を分離し、取出しているため、ｓｉ （ｔ）は既知となる。そこで、受信信号を既知となったユーザ信号ｓ１ （ｔ）で割算し、アンサンブル平均（時間平均）を計算する。
Ｅ［ｘ１ （ｔ）÷ｓ１ （ｔ）］＝ｈ１１Ｅ［ｓ１ （ｔ）÷ｓ１ （ｔ）］＋Ｅ［ｎ１ （ｔ）÷ｓ１ （ｔ）］
ここで、平均時間が十分長いと、Ｅ［ｓ１ （ｔ）÷ｓ１ （ｔ）］＝１であり、雑音のランダム性によりＥ［ｎ１ （ｔ）÷ｓ１ （ｔ）］＝０なので、１番目のユーザの１番目のアンテナに受信されたベクトル値ｈ１１が計算できる。
【００８４】
Ｅ［ｘ１ （ｔ）÷ｓ１ （ｔ）］＝ｈ１１
以下、アンテナを順番に変えて同様に
Ｅ［ｘ２ （ｔ）÷ｓ１ （ｔ）］＝ｈ２１
となり、ユーザ１の受信信号ベクトルＲ１ ＝［ｈ１１，ｈ２１］Ｔ が計算できる。
図３２は上述の受信信号ベクトル計算方法を実行するためのフローチャートであり、ステップＳＰ１１４のみが図３０のＳＰ１０３と異なる。すなわち、ステップＳＰ１１４において各アンテナ素子ごとに時刻ｋの受信信号ｘｍ （ｋ）をｊ番目の変調された信号ｓｊ （ｋ）で割算したものを受信信号ｅｍ に加算していき、ステップＳＰ１０９においてＴで除算してｈｍｊが求められる。
【００８５】
図３３は図３２の変形例を示すフローチャートであり、図３１の変形例に対応している。すなわち、図３２のステップＳＰ１０９でのＴによる除算をステップＳＰ１１５で行なうようにしたものであり、それ以外の動作は図３２と同じである。
上述の説明ではいずれも図３９に示した構成を用いて複数のユーザが通信する場合について説明したが、次に図３４を参照して１人のユーザが複数のパスを利用して通信を行なう場合にチャネルを割当てる実施形態について説明する。
【００８６】
図３４において、ＤＳＰ１２内には、図３９と同様にしてチャネル割当計算機１２１とチャネル割当装置１２２とアダプティブアレイ１３１と１３２とが設けられるとともに、データ合成器１２３が設けられる。アダプティブアレイ１３１のユーザ１から送信されたチャネル（１，１）の信号を抽出し、アダプティブアレイ１３２は、チャネル（１，２）を用いて通信している同じユーザ１から送信されたチャネル（１，１）で送信された信号とは異なる信号を抽出する。この例では、チャネル（１，１）の信号として３２Ｋｂｐｓの信号がデータ合成器１２３に与えられ、チャネル（１，２）の信号として３２Ｋｂｐｓの信号がデータ合成器１２３に与えられ、データ合成器１２３から６４Ｋｂｐｓの信号系列に並び換えられたデータが出力される。
【００８７】
ところで、最近の携帯型電話機の急速な普及により、たとえ上述のようなＰＤＭＡ方式を採用したとしても、近い将来、周波数の利用効率が限界に達する事態が想定される。すなわち、新規のユーザからの接続要求があっても、どのタイムスロットにも接続可能な空きチャネルがなく、結局接続不許可になることが予想される。このような事態を放置すれば、移動通信システムの運用に著しい支障が生じることになる。
【００８８】
このような事態の対策の１つとして、加入料金等の差に応じて、ユーザ間に合理的な接続の優先度を設け、空きチャネルがない場合に、接続状態にある優先度の低いユーザの接続を強制的に切断して当該チャネルに優先度の高いユーザを割当てる方法が考えられる。
図３５および図３６は、このようなユーザの優先度に基づくチャネル割当を行なう実施形態の動作を説明するフロー図である。図３５に示したチャネル割当動作は、以下の点を除いて、基本的に図７に示した第１の実施形態の動作と同じである。
【００８９】
すなわち、図７の第１の実施形態では、ステップＳＰ２０で、接続可能な空きチャネルがＮ個のタイムスロットのいずれにも存在しないことが判断されると、ステップＳＰ２２で新規ユーザの接続を不許可としている。これに対し、図３５の実施形態では、ステップＳＰ２０１で、新規にチャネル割当を要求しているユーザの予め決められた接続優先度が最下位か否かが判断される。
【００９０】
最下位であることが判断されると、このユーザには、他のユーザを排除してまでチャネルが割当てられる余地は全くないため、ステップＳＰ２０２で接続拒否される。一方、最下位でないことが判断されると、より優先度の低い他のユーザを排除してチャネルが割当てられる可能性があるため、図３６の優先ユーザ接続ルーチンに移行する。
【００９１】
図３６において、ステップＳＰ２０３でまずｉ方向にｉ＝１がセットされ、ステップＳＰ２０４でタイムスロット１に接続中のユーザ数Ｍが調べられ、メモリに格納される。
次に、ステップＳＰ２０５でｊ方向にｋ＝１がセットされ、ステップＳＰ２０６において、チャネル（ｉ，ｋ）＝（１，１）に既に接続中のユーザの優先度を調べてメモリに格納する。ステップＳＰ２０７でｋがユーザ数Ｍ以上でないことが判断されると、ステップＳＰ２０８でｋを１だけインクリメントし、チャネル（１，２）のユーザの優先度を調べてメモリに格納する。
【００９２】
このステップＳＰ２０６〜ＳＰ２０８を繰返し、ステップＳＰ２０７においてｋがユーザ数Ｍに達したことが判断されると、ステップＳＰ２０９において、タイムスロット１に接続中のすべてのユーザを、優先度の低い順にソートする。ただし、ソート結果はこのルーチンの中でのみ保持されかつ有効であり、実際のチャネル配置の変更を伴わない。
【００９３】
次に、ステップＳＰ２１０において、ｊ方向にｋ＝１がセットされ、１つのタイムスロット内の、新規ユーザとの相関値が基準値を越える接続ユーザ数を示すパラメータＮＧを０にセットする。ステップＳＰ２１１において、新規にチャネル割当を要求しているユーザの優先度と、チャネル（ｉ，ｋ）＝（１，１）に接続中のユーザの優先度とが比較される。新規ユーザの優先度の方がチャネル（１，１）の既存ユーザの優先度よりも低いと判断されると、ステップＳＰ２０９で当該タイムスロットのユーザは既に優先度の低い順にソートされているので、新規ユーザの優先度は他の接続中のユーザと比較しても低いはずである。そこで、ステップＳＰ２１２でｉがタイムスロット数Ｎに達したことが判断されるまで、ステップＳＰ２１３でｉを１ずつインクリメントしながらステップＳＰ２１１での優先度の比較が繰返される。
【００９４】
一方、ステップＳＰ２１１で新規ユーザの優先度がチャネル（１，ｋ）の既存ユーザの優先度よりも高いことが判断されると、ステップＳＰ２１４でｊ方向にｍ＝１がセットされる。ステップＳＰ２１５でｍ＝ｋか否かが判断され、ステップＳＰ２１６で新規ユーザの受信信号ベクトルと、ｍ≠ｋであるチャネル（１，ｍ）のユーザの受信信号ベクトルとの相互相関値Ｃが計算される。
【００９５】
ステップＳＰ２１７において、ステップＳＰ２１６において計算された相互相関値Ｃが、信号間の干渉の発生の判断基準となる基準値Ｓよりも小さいか否かが判断される。そして、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さいと判断されると、新規ユーザをタイムスロット１のチャネル（１，ｋ）に割当てても、チャネル（１，ｍ）のユーザ信号との間で実質的に干渉は起こらないことが理解される。
【００９６】
ステップＳＰ２１８でｍがユーザ数Ｍに達したことが判断されるまで、ステップＳＰ２１９でｍを１ずつインクリメントしながら、ステップＳＰ２１５〜ＳＰ２１８を繰返し、タイムスロット１内のｍ＝ｋ以外のすべてのチャネル（１，ｍ）との間で、新規ユーザの信号が実質的な干渉を引き起こさないか否かが判断される。
【００９７】
そして、ステップＳＰ２１８でｍがユーザ数Ｍに達し、タイムスロット１内で実質的な干渉の発生がないことが判断されると、ステップＳＰ２２０で、チャネル（１，ｋ）に接続していたユーザの接続を強制的に切断し、ステップＳＰ２２１でチャネル（１，ｋ）に新規ユーザを割当てる。そして、ステップＳＰ２２２で、新規ユーザの受信信号ベクトルをチャネル（１，ｋ）のユーザ情報としてメモリに格納する。
【００９８】
一方、ステップＳＰ２１７で、タイムスロット１内のいずれかのチャネル（１，ｍ）に関して、相互相関値Ｃが基準値Ｓよりも小さくなく、タイムスロット１内での実質的な干渉の発生が判断されると、ステップＳＰ２２３でＮＧ≧１か否かが判別される。ＮＧ＝０にセットされているのでステップＳＰ２２４でＮＧを１だけインクリメントし、ステップＳＰ２２５でｋ＝ｍとしてステップＳＰ２１１で優先度の判断を行なう。すなわち、同一タイムスロット内で新規ユーザとの相関値が基準値を越える接続中ユーザが１人見つかったのでその接続ユーザとしか新規ユーザはチャネルの置換をすることができない。そこで、ｋ＝ｍとして２回目の優先度の判定を行なうことにした。
【００９９】
その後、ステップＳＰ２１７でＣ＜Ｓが再度判定されると、ステップＳＰ２２３でＮＧ≧１と判定される。すなわち、同一タイムスロット内で新規ユーザとの相関値が基準値を越える接続中ユーザが２人以上存在していることが判定されたことになる。この場合、新規ユーザをたとえどちらか一方の接続ユーザと置換しても他方のユーザとの実質的な相互干渉量が大きく、結局通話不能となる。したがって、この場合は、新規ユーザに対する当該タイムスロット内での割当は断念し、次のタイムスロットでの割当の可能性を調べることになる。
【０１００】
そこで、ステップＳＰ２１２で、ｉがタイムスロット数Ｎに達していないと判断されれば、ステップＳＰ２１３でｉを１だけインクリメントして、次のタイムスロットに対し、ステップＳＰ２０４〜ＳＰ２２５の処理を行なう。
そして、１つのタイムスロット内のいずれかのチャネルに接続しているユーザよりも新規ユーザの優先度が高いことがステップＳＰ２１１で判断され、かつそのタイムスロット内の他のチャネルに接続しているユーザとの間で実質的な干渉が生じないことがステップＳＰ２１４〜ＳＰ２２５で確認されれば、当該チャネルの優先度の低いユーザの切断をステップＳＰ２２０で強制的に切断し、ステップＳＰ２２１でそのチャネルに新規ユーザを割当てる。
【０１０１】
以上のように、加入料金の差などの合理的理由によりユーザ間の差別化を図ることにより、移動通信システムの周波数利用効率が限界に近づいた状況においても、システムの効率的な運用を図ることが可能となる。
次に、図３７は、基本的に図２２の第７の実施形態に対応し、通信中のユーザが移動することによりユーザの信号間に実質的な干渉が生じた場合に、予め決められた優先度に基づき、別のチャネルに移動させられるべきユーザを決定しようとするものである。
【０１０２】
この図３７の例は、以下の点を除いて図２２の第７の実施形態と同じである。すなわち、図２２の第７の実施形態では、同一タイムスロットに属する２つのチャネル間でユーザ信号の干渉が生じることが判断された場合に、ステップＳＰ８０において、チャネル（ｉ，ｊ）およびチャネル（ｉ，ｋ）のうちチャネル（ｉ，ｋ）に接続しているユーザを別のタイムスロットのチャネルに移動させるようにしている。これに対し、図３７の実施形態では、同一タイムスロットに属する２つのチャネル間で実質的な干渉の発生が判断された場合、これら２つのチャネルにそれぞれ接続しているユーザの優先度を比較し、優先度の低い方のユーザを、別のタイムスロットのチャネルに移動させるように制御している。したがって、優先度の高い方のユーザは接続中のチャネルに残留することが認められるので、他のチャネルへの再割当動作に入る必要がなく接続不許可になるようなおそれはない。したがってこの場合にも移動通信システムの合理的な運用が可能となる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、各ユーザの受信信号ベクトル，ウエイトベクトルまたは到来方向のいずれかを使用して干渉除去装置を用いて干渉を除去できるチャネルをユーザに割当てることができる。
また、通信中のユーザが移動しているとき、各ユーザの受信信号ベクトル，ウエイトベクトルまたは到来方向のいずれかを使用して同一タイムスロットのユーザ同士の干渉量を計算して、干渉除去装置を用いて干渉を除去できる新たなチャネルを割当てることができる。
【０１０４】
さらに、ＰＤＭＡ非対応の端末装置に対して、特定のタイムスロットを予め設定しておき、ＰＤＭＡ対応，非対応の端末装置からの要求があっても、ＰＤＭＡ非対応の端末装置に対して特定のタイムスロットを割当てることができる。
さらに、チャネルの利用効率が限界に近づいた場合にも合理的なチャネルの割当が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態におけるチャネル割当手順を説明するための図である。
【図２】この発明の第２の実施形態におけるチャネル割当手順を説明するための図である。
【図３】この発明の第３の実施形態におけるチャネル割当手順を説明するための図である。
【図４】この発明の第４の実施形態におけるチャネル割当手順を説明するための図である。
【図５】この発明の第５の実施形態におけるチャネル割当手順を説明するための図である。
【図６】この発明の第６の実施形態におけるチャネル割当手順を説明するための図である。
【図７】図１に示した第１の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】第１の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図９】第１の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図１０】図９に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図１１】第１の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図１２】図１１に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図１３】図２に示した第２の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】第２の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図１５】図３に示した第３の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】第３の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図１７】図４に示した第４の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１８】図５に示した第５の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１９】第５の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図２０】図６に示した第６の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２１】第６の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図２２】第７の実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図２３】第７の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図２４】第７の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図２５】図２３に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図２６】第７の実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図２７】図２３に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図２８】通信中に受信信号ベクトルを更新する動作を示すフローチャートである。
【図２９】通信中の受信信号ベクトルを更新する動作を示すフローチャートである。
【図３０】１タイムスロットに１ユーザしかいない場合の受信信号ベクトルを更新する動作を示すフローチャートである。
【図３１】図３０に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図３２】１個のタイムスロットに１人のユーザが接続しているときのそのユーザの受信信号ベクトル計算方法を示すフローチャートである。
【図３３】図３１に示した実施形態の変形例を示すフローチャートである。
【図３４】１人のユーザが複数のパス多重チャネルを利用して通信を行なう場合の実施形態を示す図である。
【図３５】優先度に基づくチャネル割当を行なう実施形態の動作を説明するフロー図である。
【図３６】優先度に基づくチャネル割当を行なう実施形態の動作を説明するフロー図である。
【図３７】優先度に基づくチャネル再割当を行なう実施形態の動作を説明するフロー図である。
【図３８】ＦＤＭＡ，ＴＤＭＡおよびＰＤＭＡにおけるユーザ信号の配置図である。
【図３９】従来のＰＤＭＡ用基地局の受信システムを示す図である。
【図４０】従来のアダプティブアレイのブロック図である
【符号の説明】
３〜６ アンテナ
７〜１０ 周波数変換回路
１１ Ａ／Ｄ変換器
１２ ＤＳＰ
１２１ チャネル割当基準計算機
１２２ チャネル割当装置
１２３ データ合波器
１３１，１３２ アダプティブアレイ
Claims (1)
- ユーザが多重接続を用いて端末装置でデータを送信または受信する場合に、接続を要求するユーザが使用するチャネルを割当てるための方法であって、時間軸方向に複数のタイムスロットが設けられ、各タイムスロットはパス多重方向に複数のチャネルを有していて、前記ユーザがチャネル割当要求を出したとき、時間軸方向にタイミングをずらしながら時間軸方向の空きスロットのチャネルを割当てて、空きスロットがなくなったときパス多重方向の空きスロットのチャネルを割当てることを特徴とする、伝送チャネル割当方法。
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