JP3620779B2 - チャネル割当装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はTDD(Time Division Duplex)方式を用いた移動通信システムにおいて、受信信号に基づく高精度な伝搬路推定を行い、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等を高精度に実現するためのチャネル割当装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
TDD方式は、同一周波数を時間分割することにより、上り回線と下り回線を実現する無線アクセス方式であり、TDMA(Time Division Multiple Access )、CDMA(Code Division Multiple Access )等の多重方式において一般に用いられている。TDD方式の特徴として、上り回線と下り回線の周波数が同一であることから、受信した信号から、周波数選択性のフェージングが推定できることがあげられる。
【0003】
この特徴を生かす代表的な技術として送信ダイバーシチと開ループ送信電力制御の2つがある。それぞれについて説明する。
【0004】
まず、送信ダイバーシチについて説明する。移動通信においては、移動局周辺の地形や地物により反射、回折、散乱等を受けるため多重波伝搬路となる。この場合、さまざまな方向から到来する多数の波が互いに干渉しあい、瞬時値変動(レイリーフェージング)が発生する。このフェージング受信波の包絡線は受信機の熱雑音レベル近くまで落ち込むために、高品質伝送を実現する場合の妨げとなる。このフェージングを軽減する技術として、2つ以上の受信波を利用するダイバーシチ受信がある。例えば、空間的に2本のアンテナを離すことにより独立に変動する受信波が得られ、2つの受信波を合成あるいは受信レベルの高い受信波を選択することにより品質の劣化を軽減する方式がダイバーシチ受信である。ダイバーシチ受信を行うためには、一般に複数の受信機が必要であり、装置の小型化に向かない。しかし、上り回線と、下り回線で周波数が異なるFDD(Frequency Division Duplex )方式においては、フェージングが異なることから、移動局および基地局において受信ダイバーシチが行われている。これに対しTDD方式においては、送受信の周波数が同一周波数であることから、ダイバーシチ受信を行い受信レベルの高いアンテナから送信を行う送信ダイバーシチが行われている。一般に、移動局を小型化する目的から、基地局において、送信ダイバーシチが行われている。
【0005】
次に、開ループ送信電力制御について説明する。移動通信においては、移動局の省電力化、他の移動局および基地局への干渉レベル(干渉電力)を低減する目的で送信電力制御が行われている。特に、CDMA方式においては、送信電力制御の精度が通信キャパシティに大きな影響を及ぼす。上り/下り回線の周波数が異なるFDD方式においては、受信電力あるいは受信した希望波電力と干渉電力の比等から希望波電力の上げ/下げを送信側に通知する閉ループ送信電力が一般的に用いられている。これに対し、TDD方式では、上り/下りの周波数が同一であり、伝搬路の推定が可能であることから、受信電力に基づき送信電力を上げ/下げする開ループ送信電力制御が適用できる。開ループ送信電力制御は一般に移動局に適用されるが、報知チャネル等の送信電力が一定である共通制御チャネルの受信電力に基づき送信電力を変更する場合と、自分が通信中である通信チャネルの受信電力に基づき送信電力を変更する場合の2つの方式がある。
【0006】
また、TDD方式の特長を生かして、上り回線の受信性能を向上させるだけでなく、下り回線についても受信性能を向上させるアダプティブアレイアンテナが電子情報通信学会信学技報RCS98−72等において提案されている。
【0007】
図14は従来のTDD方式におけるチャネル割当処理例を示すフローチャートである。この処理は移動局から基地局への上り回線にチャネルを割り当てるための処理である。従来のチャネル割当処理では、図14に示すように、まずステップS1201において基地局で干渉レベルをもとに上り空きチャネルの検出を行う。干渉レベルがあるしきい値レベル以下である場合には、空きチャネルと判定する。ステップS1202において検出した空きチャネルの表を作成する。移動局(MS)からチャネル割当の要求が来ると(ステップS1203)、基地局は空きチャネルの表をもとにチャネルを払い出し、割り当てる(ステップS1204)。チャネルの払い出しの優先順位は、一般に検出した干渉レベルが低い順あるいは検出した順である。
【0008】
また、従来のTDDシステム、例えばPHSにおいては、上り回線と下り回線は周波数チャネル、タイムスロットともに対になっていることから、下り回線のチャネルを決めることにより、上り回線のチャネルも決定することになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、TDD方式においては、移動局の小型化、制御の簡素化等の観点から、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等は重要な技術である。しかし、いずれの技術も、受信信号から伝搬路の推定ができることに起因している技術であり、受信と送信の間隔が大きい場合には、それぞれの精度が著しく劣化し、その結果、通信の品質が低下するという問題があった。
【0010】
本発明の目的は、TDD方式を用いた移動通信システムにおいて、受信信号に基づく伝搬路推定を行う際に、受信に用いるチャネルと送信に用いるチャネルとが時間的に近くなるようにチャネル割当を行い、高精度な伝搬路推定を行えるようにすることである。これにより、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等を高精度に実現し、高品質な通信、送信電力の低減(移動局の消費電力の低減)等を実現することができる。比較的トラヒックが少ない場合には、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等の精度が大きく向上する。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、基地局がTDD方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線に前記TDD方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当装置であって、前記TDD方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出する上り空きチャネル検出手段と、前記上り空きチャネル検出手段により検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てる上りチャネル割当手段とを備えたことを特徴とする。
【0012】
請求項2に記載の発明は、基地局から移動局への下り回線にTDD方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当装置であって、前記TDD方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出する下り空きチャネル検出手段と、前記下り回線に対し、前記下り空きチャネル検出手段により検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記移動局から前記基地局への上り回線に割り当てられているチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てる下りチャネル割当手段とを備えたことを特徴とする。
【0013】
請求項3に記載の発明は、基地局がTDD方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線、および該上り回線に対応する前記基地局から前記移動局への下り回線に前記TDD方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当装置であって、前記TDD方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出する上り空きチャネル検出手段と、前記上り空きチャネル検出手段により検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てる上りチャネル割当手段と、前記TDD方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出する下り空きチャネル検出手段と、前記下り回線に対し、前記下り空きチャネル検出手段により検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記上り回線に割り当てられたチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てる下りチャネル割当手段とを備えたことを特徴とする。
【0014】
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記基地局は複数のアンテナを有し、該複数のアンテナのうち受信電力が高いアンテナを用いて信号を送信することを特徴とする。
【0015】
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記基地局はアンテナを有し、該アンテナによる受信電力に応じて前記アンテナの指向性を変化させることを特徴とする。
【0016】
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記TDD方式によるチャネルは、CDMA−TDD方式によるチャネルであることを特徴とする。
【0017】
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記TDD方式によるチャネルは、TDMA−TDD方式によるチャネルであることを特徴とする。
【0018】
請求項8に記載の発明は、基地局がTDD方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線に前記TDD方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当方法であって、前記TDD方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出するステップと、検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てるステップとを備えたことを特徴とする。
【0019】
請求項9に記載の発明は、基地局から移動局への下り回線にTDD方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当方法であって、前記TDD方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出するステップと、前記下り回線に対し、検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記移動局から前記基地局への上り回線に割り当てられているチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てるステップとを備えたことを特徴とする。
【0020】
請求項10に記載の発明は、基地局がTDD方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線、および該上り回線に対応する前記基地局から前記移動局への下り回線に前記TDD方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当方法であって、前記TDD方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出するステップと、検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てるステップと、前記TDD方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出するステップと、前記下り回線に対し、検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記上り回線に割り当てられたチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てるステップとを備えたことを特徴とする。
【0021】
以上の構成によれば、TDD方式を用いた移動通信システムにおいて、受信信号に基づく高精度な伝搬路推定を行うことができる。これにより、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等を高精度に実現し、高品質な通信、送信電力の低減(移動局の消費電力の低減)等を実現することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。
【0023】
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態に係るチャネル割当装置は、移動局から基地局への上り回線にTDD方式によるチャネルを割り当てる。基地局はチャネルの一部(例えば、報知チャネル)を用いて移動局に一定電力の信号を送信し、移動局は受信した一定電力の信号の電力に基づき基地局に送信する信号の電力を制御する。本実施形態において、チャネル割当装置は基地局の一部として実現されている。
【0024】
本発明はTDD方式に関するものであり、アクセス方式がTDMA−TDD方式でもCDMA−TDD方式でも有効であるが、本実施形態においてはアクセス方式としてCDMA−TDD方式を用いる。
【0025】
図1は本実施形態におけるTDDのフレーム構成の一例を示す図である。本実施形態では16スロットTDDを用いており、上りタイムスロット(#1等)と下りタイムスロット(#0等)とが交互になるように構成されている。ただし、上りタイムスロットまたは下りタイムスロットが連続する構成、上りタイムスロットの数と下りタイムスロットの数が非対称となる構成等をとってもよい。このように上り回線と下り回線で同じ周波数を時分割で使用することから、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等の技術が可能となる。
【0026】
上りタイムスロットおよび下りタイムスロットがそれぞれ8つであることから、上りチャネル数および下りチャネル数は、それぞれ拡散コード数に8を乗じた数となる。本実施形態では拡散コード数は8である(#1〜#8)。
【0027】
本実施形態では、タイムスロットが#0または#8であるチャネルを用いて基地局から移動局に一定電力の信号を送信する。ただし、タイムスロットが#0または#8である16個のチャネルのすべてを用いて一定電力の信号を送信しなくてもよい。また、一定電力の信号を送信せずに、送信電力を報知していてもよい。
【0028】
本実施形態では、1タイムスロット、1コードを割り当てる通信について説明するが、複数のタイムスロットあるいは複数のコードを割り当てる通信においても同様である。
【0029】
図2は本実施形態に係るチャネル割当装置を備えた基地局の構成例を示す図である。基地局200は、チャネル割当装置250、逆拡散部210a、210b等、拡散部212a、212b等を備える。逆拡散部および拡散部はそれぞれ拡散コードの数、すなわち8個ずつ備えられている。チャネル割当装置250は、干渉レベル測定部214、空きチャネル管理部216および空きチャネルデータベース218を備える。
【0030】
図3は本実施形態における移動局の構成例を示す図である。移動局300は、逆拡散部310、拡散部312、送信電力制御部320、電力増幅部322、および受信レベル測定部324を備える。受信データの受信レベルは受信レベル測定部324において測定され、その測定値に基づき送信電力制御部320は電力増幅部322に指示を出し、拡散部312で拡散された送信データの電力を制御する。
【0031】
基地局200および移動局300の各構成要素はアンテナ(図示せず)等を除いて、その全部または一部をハードにより実現してもよいし、ソフトにより実現してもよい。
【0032】
図4は本実施形態に係るチャネル割当処理例を示すフローチャートである。まず、ステップS401において、基地局200において、上り空きチャネルの検出を行う。より具体的には、チャネル割当装置250の干渉レベル測定部214において、受信した信号を基に各上りチャネルの干渉レベルを測定する。空きチャネル管理部216は、測定された干渉レベルがしきい値以下であるチャネルを空きチャネルと判定する。干渉レベルの測定およびその測定値に基づく空きチャネルの判定は、チャネル割当装置250の外部で行い、その結果をチャネル割当装置250に通知するようにすることもできる。
【0033】
ステップS402において、空きチャネル管理部216は、検出した上り空きチャネルの表を作成する。
【0034】
図5は上り空きチャネルの表の例を示す図である。U/DのUは上りチャネルを示し、Dは下りチャネルを示す。Time slot はタイムスロットを示す。Codeは拡散コードを示す。アクセス方式としてTDMA−TDD方式を用いる場合には、周波数チャネルがCodeに相当する。
【0035】
ステップS403において、空きチャネル管理部216により表(上り空きチャネル)のソートを行う。表のソートは、上り空きチャネルと送信電力が一定であるチャネル(タイムスロットが#0または#8のチャネル)との時間差により行い、時間差の少ない上り空きチャネルが上位に来るようにする。ソートした表は空きチャネルデータベース218に格納する。
【0036】
図6は図5の上り空きチャネルの表をソートした後の上り空きチャネルの表を示す図である。タイムスロットが#0または#8に近いチャネルが上位に来ている。
【0037】
ステップS401〜S403の処理は定期的に行い、上り空きチャネルの表を随時更新する。
【0038】
移動局(MS)300から基地局200に上りチャネルの割当要求があると(ステップS404)、空きチャネル管理部216は空きチャネルデータベース218に格納された上り空きチャネルの表の上位のチャネル、すなわち送信電力が一定であるチャネルに時間的に近いチャネルを優先的に払い出し、割り当てる(ステップS405)。割り当てられたチャネルの情報は移動局300に送信される。また、割り当てられたチャネルの拡散コードの情報は逆拡散部210a、210b等に与えられる。
【0039】
このように上り回線に対し、送信電力が一定である(下り)チャネルに時間的に近い上りチャネルが割り当てられる。移動局300では、割り当てられた上りチャネルを用いて送信を行う際に、そのチャネルに時間的に近い送信電力が一定である下りチャネルを用いて送信電力制御を行うことができ、制御の精度を高くすることができる。
【0040】
本実施形態においてチャネル割当装置250は基地局200の一部として実現されているが、基地局200から独立したものとし、上り空きチャネルの判定結果を基地局200から受信してチャネル割当処理を行い、割当結果を基地局200および移動局300に送信するようにすることもできる。また、チャネル割当装置250を基地局の上位の制御装置の一部として実現し、当該制御装置でチャネル割当処理を行うこともできる。
【0041】
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態に係るチャネル割当装置は、移動局から基地局への上り回線、および該上り回線に対応する基地局から移動局への下り回線にTDD方式によるチャネルを割り当てる。基地局はチャネルの一部を用いて移動局に一定電力の信号を送信し、移動局は受信した一定電力の信号の電力に基づき基地局に送信する信号の電力を制御する。
【0042】
本実施形態においても、第1実施形態と同様に、チャネル割当装置を基地局の一部として実現し、アクセス方式としてCDMA−TDD方式を用い、TDDのフレーム構成は図1のものを用い、拡散コードの数は8である。また、タイムスロットが#0または#8であるチャネルを用いて基地局から移動局に一定電力の信号を送信する。
【0043】
本実施形態においても、1タイムスロット、1コードを割り当てる通信について説明するが、複数のタイムスロットあるいは複数のコードを割り当てる通信においても同様である。
【0044】
図7は本実施形態に係るチャネル割当装置を備えた基地局の構成例を示す図である。
【0045】
基地局700は、チャネル割当装置750、アンテナ726aおよび726b、送受信切替スイッチ728aおよび728b、無線受信部730aおよび730b、無線送信部732aおよび732b、加算部734aおよび734b、逆拡散部710a、710b、710c、710d等、拡散部712a、712b等、比較部736a、736b等、合成部738a、738b等、復号部740a、740b等、および送信アンテナ選択部742a、742b等を備える。拡散部、比較部、合成部、復号部、および送信アンテナ選択部はそれぞれ拡散コードの数、すなわち8個ずつ備えられている。また、逆拡散部は拡散コードの数にアンテナの数を乗じた数、すなわち16個備えられている。チャネル割当装置750は、干渉レベル測定部714、空きチャネル管理部716および空きチャネルデータベース718を備える。
【0046】
基地局700では送信ダイバーシチ制御を行っている。基地局700は2個のアンテナ726aおよび726bを用いて移動局からの信号を受信する。送受信切替スイッチ、無線受信部、無線送信部、および加算部はそれぞれアンテナの数ずつ用意されている。なお、アンテナの数は2本より多くてもよい。
【0047】
本実施形態においては、信号を受信する方式として、複数の受信信号を同相合成する最大比合成方式を用いている。アンテナ726aおよび726b、無線受信部730aおよび730bを介して受信された複数の信号は逆拡散部710a等で逆拡散され、合成部738a等で同相合成される。そして、復号部で復号され、受信データとなる。なお、比較部736a等では、複数の信号に基づき受信レベルの高いアンテナ726aまたは726bを特定する。信号を受信する方式として、最大比合成方式の代わりに、受信レベルの高いアンテナの受信信号をそのまま用いるアンテナ選択方式を用いるようにしてもよい。
【0048】
信号の送信については、送信データを拡散部712a等で拡散し、送信アンテナ選択部742a等および加算部734a等を介して無線送信部732a等に送る。送信アンテナ選択部742a等は、比較部736a等で特定された受信レベルの高いアンテナ726aまたは726bに対応する無線送信部732aまたは732bに拡散された送信データを送るようにする。無線送信部732aまたは732bでは送られてきた信号を対応するアンテナ726aまたは726bから移動局に送信する。このように基地局において受信レベルの高いアンテナを選択して信号を送信することにより移動局においてダイバーシチ受信を行わなくてもダイバーシチゲインが得られる。
【0049】
図8は本実施形態における移動局の構成例を示す図である。移動局800は、逆拡散部810、拡散部812、送信電力制御部820、電力増幅部822、受信レベル測定部824、および空きチャネル判定部844を備える。
【0050】
基地局700および移動局800の各構成要素はアンテナ726aおよび726b等を除いて、その全部または一部をハードにより実現してもよいし、ソフトにより実現してもよい。
【0051】
図9は本実施形態に係るチャネル割当処理例を示すフローチャートである。まず、ステップS901において、基地局700で上り空きチャネルおよび下り空きチャネルの検出を行う。
【0052】
上り空きチャネルの検出は、チャネル割当装置750の干渉レベル測定部714において、受信した信号を基に各上りチャネルの干渉レベルを測定する。空きチャネル管理部716は、測定された干渉レベルがしきい値以下であるチャネルを空きチャネルと判定する。干渉レベルの測定およびその測定値に基づく空きチャネルの判定は、チャネル割当装置750の外部で行い、その結果をチャネル割当装置250に通知するようにすることもできる。
【0053】
下り空きチャネルの検出は、移動局800の空きチャネル判定部844で判定された空きチャネルの通知を受けることにより行う。空きチャネル判定部844は、受信レベル測定部824で測定された受信データの受信レベルに基づき下り空きチャネルを判定する。移動局800は下り空きチャネルの情報を基地局700に送信する。
【0054】
ステップS902において、空きチャネル管理部716は、検出した上り空きチャネルの表、および検出した下り空きチャネルの表を作成する。
【0055】
ステップS903において、空きチャネル管理部716により表(上り空きチャネル)のソートを行う。表のソートは、上り空きチャネルと送信電力が一定であるチャネル(タイムスロットが#0または#8のチャネル)との時間差により行い、時間差の少ない上り空きチャネルが上位に来るようにする。
【0056】
図10はソートされた上り空きチャネルの表の例を示す図であり、図11は下り空きチャネルの表の例を示す図である。図10のdelay1は送信電力が一定であるチャネルとの時間差(遅延時間)を示す。
【0057】
ステップS904〜S909において、上り空きチャネルに下り空きチャネルを割り当てる。こうしておくことにより、上り回線に上り空きチャネルを割り当てるのと同時に、その上り回線に対応する下り回線に下り空きチャネルを割り当てることができるようになる。
【0058】
下り空きチャネルの割当は、delay1の小さい上り空きチャネルから順に行う。ここで、割当は上り空きチャネルと下り空きチャネルとの時間差(遅延時間)delay2が最小になるように行う。遅延時間delay1およびdelay2が同じ場合には、上り空きチャネルと下り空きチャネルとがなるべく同じ拡散コードになるように割り当てるようにすることができる。なお、異なる上り空きチャネルに対して同一の下り空きチャネルを割り当てないようにしている。また、上りと下りとでトラヒック、通信容量等が非対称ということもあるので、上り空きチャネルに下り空きチャネルを割り当てられない場合もある。
【0059】
図12は図10の上り空きチャネルに対して図11の下り空きチャネルを割り当てた後の空きチャネルの表を示す図である。図11の下り空きチャネルの数は図10の上り空きチャネルの数に比べて2個少ないため、(Time slot, Code) が(#13, #2) である上り空きチャネルおよび(#15, #8) である上り空きチャネルに対して下り空きチャネルを割り当てることができなかった。
【0060】
上り空きチャネルに対して下り空きチャネルを割り当てた後の空きチャネルの表は空きチャネルデータベース718に格納される。
【0061】
ステップS901〜S909の処理は定期的に行い、空きチャネルの表を随時更新する。なお、ステップS904〜S909の処理は、TDDのフレームが図1のように上りタイムスロットと下りタイムスロットとが交互になるように構成されている場合を考慮したものであり、異なる構成の場合には適宜変更することになる。
【0062】
移動局(MS)800から基地局700にチャネルの割当要求があると(ステップS910)、空きチャネル管理部716は空きチャネルデータベース718に格納された空きチャネルの表の上位のチャネル、すなわち送信電力が一定であるチャネルに時間的に近い上り空きチャネル、および当該上り空きチャネルに割り当てられた当該上り空きチャネルに時間的に近い下り空きチャネルを優先的に払い出し、割り当てる(ステップS911)。割り当てられた上り空きチャネルの情報および下り空きチャネルの情報は移動局800に送信される。また、割り当てられた上り空きチャネルの拡散コードの情報は逆拡散部710a等に与えられ、割り当てられた下り空きチャネルの拡散コードの情報は拡散部712a等に与えられる。
【0063】
このように上り回線に対し、送信電力が一定である(下り)チャネルに時間的に近い上りチャネルが割り当てられる。移動局800では、割り当てられた上りチャネルを用いて送信を行う際に、そのチャネルに時間的に近い送信電力が一定である下りチャネルを用いて送信電力制御を行うことができ、制御の精度を高くすることができる。
【0064】
また、下り回線に対し、対応する上り回線に割り当てられた上りチャネルに時間的に近い下りチャネルが割り当てられる。基地局700では、割り当てられた下りチャネルを用いて送信を行う際に、その下りチャネルに時間的に近い上りチャネルの伝送特性からその下りチャネルの伝送特性を推定することができ、送信ダイバーシチの精度を高くすることができる。
【0065】
基地局700の代わりに、アダプティブアレイアンテナを備えた基地局を用いることもできる。
【0066】
図13は本実施形態に係るチャネル割当装置を備えた基地局の他の構成例を示す図である。基地局1100は、チャネル割当装置1150、アンテナ1126a、1126b、1126c等、RF部(無線部)1146a、1146b、1146c等、加算部1134a、1134b、1134c等、逆拡散部1110a、1110b、1110c等、拡散部1112等、受信アダプティブアレイ部1148等、および指向性制御部1152等を備える。拡散部、受信アダプティブアレイ部、および指向性制御部はそれぞれ拡散コードの数、すなわち8個ずつ備えられている。また、逆拡散部は拡散コードの数にアンテナの数を乗じた数だけ備えられている。チャネル割当装置1150は、干渉レベル測定部1114、空きチャネル管理部1116および空きチャネルデータベース1118を備える。
【0067】
基地局1100は複数のアンテナ1126a、1126b、1126c等からなるアダプティブアレイアンテナを備えている。RF部および加算部はそれぞれアンテナの数ずつ用意されている。
【0068】
受信アダプティブアレイ部1148等は、各アンテナで受信した信号に基づき指向性制御部1152等を介して、アンテナの指向性を移動局の方向に向けるように制御する。これにより、アンテナゲインを向上でき、かつ、他の移動局あるいは基地局からの干渉レベル(干渉電力)を軽減できる。
【0069】
図9に示すチャネル割当処理を行い、下り回線に対し、対応する上り回線に割り当てられた上りチャネルに時間的に近い下りチャネルを割り当てることにより、基地局1100では、割り当てられた下りチャネルを用いて送信を行う際に、その下りチャネルに時間的に近い上りチャネルの伝送特性からその下りチャネルの伝送特性を推定することができ、アダプティブアレイアンテナの精度を高くすることができる。
【0070】
本実施形態においてチャネル割当装置750および1150はそれぞれ基地局700および1100の一部として実現されているが、基地局700および1100から独立したものとし、上り空きチャネルの判定結果を基地局700および1100から、下り空きチャネルの判定結果を移動局800から受信してチャネル割当処理を行い、割当結果を基地局700および1100、ならびに移動局800に送信するようにすることもできる。また、チャネル割当装置750および1150を基地局の上位の制御装置の一部として実現し、当該制御装置でチャネル割当処理を行うこともできる。
【0071】
本実施形態に係るチャネル割当装置は、上り回線にチャネルを割り当てた上で、その上り回線に対応する下り回線にチャネルを割り当てているが、上り回線にすでにチャネルが割り当てられているという前提で、下り回線にのみチャネルを割り当てるものとすることもできる。すなわち、上り回線へのチャネル割当方法によらず、下り回線に対し、対応する上り回線に割り当てられた上りチャネルに時間的に近い下りチャネルを割り当てることのみによっても、受信信号に基づく高精度な伝搬路推定を実現することができる。
【0072】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、TDD方式を用いた移動通信システムにおいて、受信信号に基づく高精度な伝搬路推定を行うことができる。これにより、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等を高精度に実現し、高品質な通信、送信電力の低減(移動局の消費電力の低減)等を実現することができる。比較的トラヒックが少ない場合には、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等の精度が大きく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1および第2実施形態におけるTDDのフレーム構成の一例を示す図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係るチャネル割当装置を備えた基地局の構成例を示す図である。
【図3】本発明の第1実施形態における移動局の構成例を示す図である。
【図4】本発明の第1実施形態に係るチャネル割当処理例を示すフローチャートである。
【図5】上り空きチャネルの表の例を示す図である。
【図6】本発明の第1実施形態に係るチャネル割当処理例により図5の上り空きチャネルの表をソートした後の上り空きチャネルの表を示す図である。
【図7】本発明の第2実施形態に係るチャネル割当装置を備えた基地局の構成例を示す図である。
【図8】本発明の第2実施形態における移動局の構成例を示す図である。
【図9】本発明の第2実施形態に係るチャネル割当処理例を示すフローチャートである。
【図10】本発明の第2実施形態に係るチャネル割当処理例によりソートされた上り空きチャネルの表の例を示す図である。
【図11】下り空きチャネルの表の例を示す図である。
【図12】図10の上り空きチャネルに対して図11の下り空きチャネルを割り当てた後の空きチャネルの表を示す図である。
【図13】本発明の第2実施形態に係るチャネル割当装置を備えた基地局の他の構成例を示す図である。
【図14】従来のTDD方式におけるチャネル割当処理例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
200、700、1100 基地局
210a、210b、310、710a、710b、710c、710d、810、1110a、1110b、1110c 逆拡散部
212a、212b、312、712a、712b、812、1112 拡散部
214、714、1114 干渉レベル測定部
216、716、1116 空きチャネル管理部
218、718、1118 空きチャネルデータベース
250、750、1150 チャネル割当装置
300、800 移動局
320、820 送信電力制御部
322、822 電力増幅部
324、824 受信レベル測定部
726a、726b、1126a、1126b、1126c アンテナ
728a、728b 送受信切替スイッチ
730a、730b 無線受信部
732a、732b 無線送信部
734a、734b、1134a、1134b、1134c 加算部
736a、736b 比較部
738a、738b 合成部
740a、740b 復号部
742a、742b 送信アンテナ選択部
844 空きチャネル判定部
1146a、1146b、1146c RF部
1148 受信アダプティブアレイ部
1152 指向性制御部
Claims (10)
- 基地局がTDD方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線に前記TDD方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当装置であって、
前記TDD方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出する上り空きチャネル検出手段と、
前記上り空きチャネル検出手段により検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てる上りチャネル割当手段と
を備えたことを特徴とするチャネル割当装置。 - 基地局から移動局への下り回線にTDD方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当装置であって、
前記TDD方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出する下り空きチャネル検出手段と、
前記下り回線に対し、前記下り空きチャネル検出手段により検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記移動局から前記基地局への上り回線に割り当てられているチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てる下りチャネル割当手段と
を備えたことを特徴とするチャネル割当装置。 - 基地局がTDD方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線、および該上り回線に対応する前記基地局から前記移動局への下り回線に前記TDD方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当装置であって、
前記TDD方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出する上り空きチャネル検出手段と、
前記上り空きチャネル検出手段により検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てる上りチャネル割当手段と、
前記TDD方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出する下り空きチャネル検出手段と、
前記下り回線に対し、前記下り空きチャネル検出手段により検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記上り回線に割り当てられたチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てる下りチャネル割当手段と
を備えたことを特徴とするチャネル割当装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記基地局は複数のアンテナを有し、該複数のアンテナのうち受信電力が高いアンテナを用いて信号を送信することを特徴とするチャネル割当装置。
- 請求項1ないし3のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記基地局はアンテナを有し、該アンテナによる受信電力に応じて前記アンテナの指向性を変化させることを特徴とするチャネル割当装置。
- 請求項1ないし5のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記TDD方式によるチャネルは、CDMA−TDD方式によるチャネルであることを特徴とするチャネル割当装置。
- 請求項1ないし5のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記TDD方式によるチャネルは、TDMA−TDD方式によるチャネルであることを特徴とするチャネル割当装置。
- 基地局がTDD方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線に前記TDD方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当方法であって、
前記TDD方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出するステップと、
検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てるステップと
を備えたことを特徴とするチャネル割当方法。 - 基地局から移動局への下り回線にTDD方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当方法であって、
前記TDD方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出するステップと、
前記下り回線に対し、検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記移動局から前記基地局への上り回線に割り当てられているチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てるステップと
を備えたことを特徴とするチャネル割当方法。 - 基地局がTDD方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線、および該上り回線に対応する前記基地局から前記移動局への下り回線に前記TDD方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当方法であって、
前記TDD方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出するステップと、
検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てるステップと、
前記TDD方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出するステップと、
前記下り回線に対し、検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記上り回線に割り当てられたチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てるステップと
を備えたことを特徴とするチャネル割当方法。
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