JP3643805B2 - Wireless base station equipment - Google Patents

Description

【００１９】
ここで、信号ＲＸ_j （ｔ）は、ｊ番目（ｊ＝１，２，３，４）のアンテナの受信信号を示し、信号Ｓｒｘ_i （ｔ）は、ｉ番目（ｉ＝１，２）のユーザが送信した信号を示す。
【００２０】
さらに、係数ｈ_jiは、j 番目のアンテナに受信された、i 番目のユーザからの信号の複素係数を示し、ｎ_j （ｔ）は、ｊ番目の受信信号に含まれる雑音を示している。
【００２１】
上の式（１）〜（４）をベクトル形式で表記すると、以下のようになる。
【００２２】
【数２】

【００２３】
なお式（６）〜（８）において、［…］^T は、［…］の転置を示す。
ここで、Ｘ（ｔ）は入力信号ベクトル、Ｈ_i 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。
【００２４】
アダプティブアレイアンテナは、図１３に示したように、それぞれのアンテナからの入力信号に重み係数ｗ_1i〜ｗ_niを掛けて合成した信号を受信信号Ｓ_RX（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。
【００２５】
さて、以上のような準備の下に、たとえば、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。
【００２６】
アダプティブアレイ２１００の出力信号ｙ１（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。
【００２７】
【数３】

【００２８】
すなわち、ウエイトベクトルＷ₁ は、ｊ番目の入力信号ＲＸ_j （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。
【００２９】
ここで式（９）のように表わされたｙ１（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。
【００３０】
【数４】

【００３１】
ここで、アダプティブアレイ２１００が理想的に動作した場合、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２０１１により逐次制御される。
【００３２】
【数５】

【００３３】
式（１２）および式（１３）を満たすよう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２１００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。
【００３４】
【数６】

【００３５】
すなわち、出力信号ｙ１（ｔ）には、２人のユーザのうちの第１番目のユーザが送信した信号Ｓｒｘ₁ （ｔ）が得られることになる。
【００３６】
一方、図１３において、アダプティブアレイ２１００に対する入力信号Ｓ_TX（ｔ）は、アダプティブアレイ２１００中の送信部１Ｔに与えられ、乗算器２０１５−１，２０１５−２，２０１５−３，…，２０１５−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２０１１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ｗ_1i，ｗ_2i，ｗ_3i，…，ｗ_niがコピーされて印加される。
【００３７】
これらの乗算器によって重み付けされた入力信号は、対応するスイッチ２０１０−１，２０１０−２，２０１０−３，…，２０１０−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。
【００３８】
ここで、ユーザＰＳ１，ＰＳ２の識別は以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既知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未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。
【００３９】
プリアンブルの信号系列は、当該ユーザが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２０１１は、メモリ２０１４から取出したユーザＡに対応したユニークワード信号と、受信した信号系列とを対比し、ユーザＰＳ１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。
【００４０】
【発明が解決しようとする課題】
通話の確立を行うための動作中は、基地局に対して接続要求してきた端末を特定するための情報が基地局と端末との間でやり取りされる。
【００４１】
しかしながら、たとえば、ＰＨＳのシステムなどでは、一旦、通話が確立してしまうと、上述したユニークワード信号（ＵＷ信号）中には特にユーザを特定する情報が含まれていないのが一般的であるために、基地局は通話を行っている端末を識別することは原理的にできない。これは、上述したようなＰＤＭＡ方式ばかりでなく、従来のたとえば、ＴＤＭＡ方式のＰＨＳシステムでも同様である。
【００４２】
従来のＴＤＭＡ方式のＰＨＳシステムでは、隣接する基地局間で、通話中のユーザ同士が入れ替わってしまったり、特定の基地局との間で通話中の端末との交信に他の端末からの電波が割り込んでしまったりすることがあることが知られている。このような交信の不良は、スワップ（ＳＷＡＰ）と呼ばれる。
【００４３】
さらに、上述したＰＤＭＡ方式による移動体通信システムにおいては、各移動端末装置から送信された信号が無線基地局に到来する受信タイミング（同期位置とも称する）は、端末装置の移動による端末装置−基地局の距離の変化や、電波の伝搬路特性の変動など、種々の要因により変動する。ＰＤＭＡ方式の移動体通信システムにおいて同一タイムスロットに複数のユーザの移動端末装置がパス多重接続している場合において、それぞれの移動端末装置からの受信信号の受信タイミングが上述の理由により変動して互いに近接したり、場合によっては時間的前後関係が交差したりすることがある。
【００４４】
受信タイミングが近づきすぎると、複数の移動端末装置からの受信信号同士の相関値が高くなり、アダプティブアレイ処理によるユーザごとの信号抽出の精度が劣化することになる。このため、各ユーザに対する通話特性も劣化することになる。この場合、ＰＨＳでは、上述したように、各移動端末装置からの受信信号は、各フレームごとにすべてのユーザに共通の既知のビット列からなる参照信号（ユニークワード信号）区間を含んでおり、複数ユーザの移動端末装置からの受信信号の受信タイミングが一致するようなことになれば、受信信号の参照信号区間が重なってユーザ同士を識別分離することができなくなり、ユーザ間の混信（上述したＳＷＡＰ）を引き起こすこととなる。
【００４５】
さらに、ＰＤＭＡ方式の移動体通信システムにおいて、各タイムスロットに多重接続するユーザの数、すなわちパス多重度が増大すると、各スロット内における送信タイミング間隔は必然的に狭くなっていき、その結果、受信タイミングの近接や交差が起こりうる事態となる。そのような場合には、前述のように、通話特性が劣化したり、ユーザ間の混信が発生する可能性が生じてくる。
【００４６】
図１４は、ＰＤＭＡ方式のＰＨＳシステムのスワップの一つの形態を示す概念図である。
【００４７】
図１４においては、基地局ＣＳ１との間で１つのパスを通じて通話中のユーザ１の端末ＰＳ１と、基地局ＣＳ１との間で他のパスを通じて通話中のユーザ２の端末ＰＳ２との間で交信する信号が入れ替わってしまった場合を示している。
【００４８】
また、図１５は、ＰＤＭＡ方式ののＰＨＳシステムのスワップの他の形態を示す概念図である。
【００４９】
図１５においては、基地局ＣＳ１との間で１つのパスを通じて信号ＰＳ１で通話中のユーザ１の端末ＰＳ１の交信に対して、基地局ＣＳ１との間で他のパスを通じて通話中であったユーザ２の端末ＰＳ２からの信号ＰＳ２が割り込んでしまった場合を示している。
【００５０】
以上のようなスワップが起った場合、信号ＰＳ１と信号ＰＳ２との間では、かけられているスクランブルが異なるために、本来、交信中のユーザの端末には、他の端末に対応する信号は、雑音となって聞こえることになる。
【００５１】
それゆえに、この発明の目的は、基地局との間で交信をす移動体通信端末間でのスワップの発生を検知して、良好な通信品質を維持することが可能な無線基地局装置および多重接続制御方法を提供することである。
【００５２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係る無線基地局装置は、複数の端末からの受信信号に対して、空間多重接続を行うための無線基地局装置であって、
複数のアンテナを含むアレイアンテナと、
前記複数のアンテナからの信号を受けて所定の端末からの信号を分離して抽出するためのアダプティブアレイ処理手段と、
前記複数の端末からの信号のスワップの発生を検出するためのスワップ検出手段と、
前記スワップ検出手段により前記スワップの発生が検出されると、前記複数の端末に対して音声出力を停止させる音声停止制御信号を送信する送信制御手段とを備える。
【００５３】
好ましくは、前記受信信号は、時間軸方向に複数のスロットに分割して伝送され、各スロットにおいて複数の端末に対し空間多重接続を行うことが可能であって、前記送信制御手段は、前記スワップの発生が検出されると、当該スワップの発生したスロットに空間多重接続する複数の端末に対して、前記音声停止制御信号を送信する。
【００５４】
本発明に係る無線基地局装置は、複数の端末からの受信信号に対して、空間多重接続を行うための無線基地局装置であって、
複数のアンテナを含むアレイアンテナと、
前記複数のアンテナからの信号を受けて所定の端末からの信号を分離して抽出するためのアダプティブアレイ処理手段と、
前記複数の端末からの信号のスワップの発生を検出するためのスワップ検出手段と、
前記スワップの発生が検出されると、音声停止制御信号を送信した後に、受信信号のレベルに応じて、前記スワップの発生したスロットに空間多重接続する複数の端末に対して、他のスロットへのチャンネル切換および他の基地局への送受信対象の切換のいずれかを指示する送信制御手段とを備える。
【００５５】
好ましくは、前記無線基地局装置は、所定のタイミングで前記受信信号の周波数オフセットを抽出するためのオフセット推定手段と、前記複数の端末と前記周波数オフセットとを対応付けて記憶するための記憶手段とを含み、
前記スワップ検出手段は、各前記端末と対応付けられた前記周波数オフセットの値の変化と所定のしきい値との比較結果に基づいて、前記スワップの発生を検出する。
【００６０】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成を示す概略ブロック図である。
【００６１】
図１を参照して、ＳＤＭＡ基地局１０００は、複数本のアンテナ、たとえば、アンテナ♯１〜♯４で構成されるアレイアンテナへ送信信号を与え、あるいは、受信信号を受け取るための送受信部ＴＲＰ１〜ＴＲＰ４と、送受信部ＴＲＰ１〜ＴＲＰ４からの信号を受け取り、たとえば、ユーザ１に対応する信号の処理を行う信号処理部ＵＳＰ１と、送受信部ＴＲＰ１〜ＴＲＰ４からの信号を受け取り、ユーザ１に対応する信号の処理を行う信号処理部ＵＳＰ２と、信号処理部ＵＳＰ１およびＵＳＰ２からのオフセット周波数信号Δθ１およびΔθ２に基づいて、スワップの発生を検出するためのＳＷＡＰ検出部ＳＤＰと、信号処理部ＵＳＰ１およびＵＳＰ２からの信号に対して復調処理や時分割処理等を行うためのモデム部ＭＤＰおよびベースバンド部ＢＢＰと、ＳＤＭＡ基地局１０００の動作を制御するための制御部ＣＮＰとを備える。
【００６２】
送受信部ＴＲＰ１は、送信時の高周波信号処理を行うための送信部ＴＰ１と、受信時の高周波信号処理を行うための受信部ＲＰ１と、アンテナ＃１と送信部ＴＰ１と受信部ＲＰ１との接続を、送信モードまたは受信モードであるかに応じて切り替えるためのスイッチＳＷ部ＳＷ１とを含む。他の送受信部ＴＲＰ２〜ＴＲＰ４の構成も同様である。
【００６３】
なお、以上の説明では、アンテナ数は４本とし、ユーザとしては、２人であるものとしたが、より一般に、アンテナ数はＮ本（Ｎ：自然数）であり、ユーザは、アンテナ本数に応じた自由度に対応するユーザまで多重が可能である。
【００６４】
受信時には、アンテナ♯１〜♯４で受信した信号が受信部ＲＰ１〜ＲＰ４に与えられるようにスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は切換わる。受信部ＲＰ１〜ＲＰ４に与えられる受信信号は、そこで、増幅、周波数変換などの各種のアナログ信号処理が施され、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）によりデジタル信号に変換されて、ユーザ信号処理部ＵＳＰに与えられる。
【００６５】
ユーザ信号処理部ＵＳＰは、信号処理部ＵＳＰ１およびＵＳＰ２におけるアダプティブアレイ処理により、各ユーザの信号を分離抽出する。分離抽出された各ユーザの受信信号は、通常のモデム部ＭＤＰおよびベースバンド処理部ＢＢＰに与えられて、必要な復調処理および時分割処理が施され、元の信号に復元されて、公衆回路網ＰＣＮに供給される。
【００６６】
一方、送信時には、公衆回路網ＰＣＮから与えられた送信信号は、ベースバンド処理処理部ＢＢＰおよびモデム部ＭＤＰに与えられて必要な時分割処理および変調処理が施され、ユーザ信号処理部ＵＳＰに与えられる。
【００６７】
ユーザ信号処理部ＵＳＰにおいては、後述するように、必要に応じて下り送信指向性が制御され、送信部ＴＰ１〜ＴＰ４のＤ／Ａ変換器（図示せず）でアナログ信号に変換される。
【００６８】
アナログ信号に変換された送信信号は、送信部ＴＰ１〜ＴＰ４で、さらに、増幅、周波数変換など、無線送信に必要な各種のアナログ信号処理が施される。
【００６９】
送信時には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、送信部ＴＰ１〜ＴＰ４とアンテナ♯１〜♯４とを接続するように切換わり、送信部ＴＰ１〜ＴＰ４で無線信号処理された送信信号は、アンテナ♯１〜♯４から送信される。
【００７０】
ＳＤＭＡ基地局１０００は、さらに、後に説明するように、スワップ検出のために端末を一意に識別するためのデータＰＳ−ＩＤとこの端末の周波数オフセットとの対応関係を記録するための記憶部６と、スワップ検出部ＳＤＰからスワップ検出の通知を受けた後、スワップの検出されたスロット内の端末のすべてに対して、ミュート状態（出力音声が無音の状態）を指示する所定の時間をカウントするためのタイマー部８とを備える。
【００７１】
以下では、ＳＤＭＡ基地局１０００は、上述したＰＨＳシステムの基地局であるものとして、説明を行う。
【００７２】
ＰＨＳの通信方式としては、送信受信のためのそれぞれ４スロット（１スロット：６２５μｓ）からなる１フレーム（５ｍｓ）を基本単位としたＴＤＭＡ方式が採用されている。このフレームの構成は、ＳＤＭＡ方式でも同様である。このようなＰＨＳの通信方式は、たとえば、「第２世代コードレス通話システム」として標準化がなされている。
【００７３】
図２は、本発明において、端末とＳＤＭＡ基地局１０００との間で授受される信号の構成を説明するための概念図である。
【００７４】
１フレームの信号は８スロットに分割され、前半の４スロットがたとえば受信用であり後半の４スロットがたとえば送信用である。
【００７５】
各スロットは１２０シンボルから構成され、図２に示した例では、たとえば、１フレームの信号は、１つの受信用および１つの送信用のスロットを１組として３組のスロットが３ユーザに対する通話チャネルに、残りの１組のスロットが制御チャネルにそれぞれ割当てられている。
【００７６】
また、各フレームについては、上述したユニークワード信号（参照信号）区間を含み、巡回符号による誤り検出（ＣＲＣ：cyclic redundancy check）が可能な構成となっているものとする。
【００７７】
さらに、同一タイムスロットに複数のユーザの移動端末装置がパス多重接続している場合において、それぞれの移動端末装置からの受信信号の受信タイミングをずらすことで各ユーザを識別するために、基地局１０００から各端末に対しての送信タイミングが、基準となる送信タイミングからずらされているものとする。
【００７８】
ＰＨＳシステムでは、同期確立の制御手順の際に、まず、制御チャネルによるリンクチャネルの確立が行われた後に、干渉波（Ｕ波：Undesired wave）測定処理を行ない、さらに割り当てられたチャネルにより通話条件の設定処理を行った後に通話が開始される。このような手順については、ＰＨＳの規格である第２世代コードレス通話システム標準規格ＲＣＲ ＳＴＤ−２８（発行：（社団法人）電波産業界）に詳しく開示されている。
【００７９】
図３は、このような通話シーケンスフローを示す図である。以下、図３を参照して、簡単にその説明を行なう。
【００８０】
まずＰＨＳ端末からＣチャネル（コントロールチャネル：ＣＣＨ）を用いてリンクチャネル確立要求信号（ＬＣＨ確立要求信号）を基地局に対し送信する。ＰＨＳ基地局は、空きチャネル（空き通話チャネル：空きＴチャネル）を検出し（キャリアセンス）、Ｃチャネルを用いて空きＴチャネルを指定するリンクチャネル割当信号（ＬＣＨ割当信号）をＰＨＳ端末側に送信する。
【００８１】
ＰＨＳ端末側では、ＰＨＳ基地局から受信したリンクチャネル情報に基づき、指定されたＴチャネルに、ある一定以上のパワーの干渉波信号が受信されていないか測定（Ｕ波測定）し、一定のパワー以上の干渉波信号が検出されない場合、すなわち、他のＰＨＳ基地局がこの指定されたＴチャネルを使用していない場合には、指定されたＴチャネルを用いて同期バースト信号を基地局に送信し、基地局からも同期バースト信号を端末側に返信して同期確立を完了する。
【００８２】
一方、指定されたＴチャネルに、ある一定以上のパワーの干渉波信号が検出されていた場合、すなわち他のＰＨＳ基地局により使用中の場合には、ＰＨＳ端末は再度リンクチャネル確立要求信号から制御手順を繰返すことになる。
【００８３】
このようにして、ＰＨＳシステムにおいては、干渉波が小さく良好な通信特性が得られるチャネルを用いて、端末と基地局との間で通信チャネルの接続が行なわれている。
【００８４】
同期バーストにより、基地局と端末との間の同期が確立すると、制御信号用のスロットによる制御チャネル（Fast Associated Control Channel : FACCH）や、後に説明するように各スロットに含まれる信号による制御チャネル（Slow Associated Control Channel : SACCH）を通じて、通話条件の設定が基地局と端末との間で行われる。ここで、「通話条件の設定」とは、「呼の設定」や通話チャネルの「機能の設定」や、スクランブル用の「秘匿鍵」の設定や、「端末の認証」などの手続きを行うことを意味する。
【００８５】
このような「通話条件の設定」の後に、基地局と端末との間で、割り当てられたチャンネルを介して、通話のための通信が行われる。
【００８６】
図４は、図２に示した送受信信号の構成をより詳しく説明するための概念図である。
【００８７】
図４を参照して、１フレーム（５ｍｓｅｃ）の間に、上述したとおり、受信用の４スロットと、それに後続する送信用の４スロットが含まれている。
【００８８】
１スロットは、１２０シンボル（２４０ビット）の信号からなる。この１スロットは、その先頭部分は既知の信号列を含み、それに続いて、音声などのデータ信号を含んでいる。
【００８９】
まず、基地局から端末に対して送られる「下り同期バースト」について説明する。
【００９０】
下り同期バーストの「既知の信号列」としては、その先頭に存在する、信号が立上る（あるいは立下がる）ため時間に対応するランプビットＲに続いて、有意なデータの始まりを示すスタートシンボルＳＳや、端末が同期をとるために使用するプリアンブル信号ＰＲや、アダプティブアレイ処理を行なうにあたり、参照信号として用いられるユニークワードＵＷや、チャネル種別を表わす信号ＣＩ等が含まれている。
【００９１】
次に、下り同期バーストの「データ信号」としては、上記信号ＣＩの後ろに、基地局を識別するためのデータＣＳ−ＩＤと、端末を一意に識別するためのデータＰＳ−ＩＤとが含まれる。これらデータ信号に続いて、誤り検出符号ＣＲＣが設けられる。
【００９２】
次に、基地局から端末に対して送られる「下りＦＡＣＣＨ」について説明する。
【００９３】
下りＦＡＣＣＨの「既知の信号列」としても、その先頭に存在する、ランプビットＲに続いて、スタートシンボルＳＳや、プリアンブル信号ＰＲや、ユニークワードＵＷや、チャネル種別を表わす信号ＣＩ等が含まれている。
【００９４】
次に、下りＦＡＣＣＨの「データ信号」としては、上記信号ＣＩの後ろに、上述したＳＡＣＣＨ信号ＳＡと、制御情報としてのＦＡＣＣＨ信号とが含まれる。これらデータ信号に続いて、やはり、誤り検出符号ＣＲＣが設けられる。
【００９５】
最後に、基地局から端末に対して送られる通話情報を伝達するための「下りＴチャネル（ＴＣＨ）」について説明する。
【００９６】
下りＴＣＨの「既知の信号列」の構成は、下りＦＡＣＣＨと同様である。さらに、下りＴＣＨの「データ信号」としては、下りＦＡＣＣＨと同様に、上記信号ＣＩの後ろに、上述したＳＡＣＣＨ信号ＳＡが含まれ、ＦＡＣＣＨ信号の代わりに通話情報Ｉが含まれる。これらデータ信号に続いて、やはり、誤り検出符号ＣＲＣが設けられる。
【００９７】
したがって、下りＦＡＣＣＨと下りＴＣＨとは、データ信号として、ＦＡＣＣＨ情報が含まれるか、あるいは通話情報Ｉが含まれるかが相違するものの、その他の構成は基本的に同様である。
【００９８】
また、以上の説明では、下り信号について説明したが、ＳＤＭＡ基地局１０００が受信する上りの信号も基本的には同様の構成を有する。
【００９９】
［周波数オフセットの検出の構成］
まず、本発明に係るＳＤＭＡ基地局１０００の動作を説明する前提として、スワップ検出部ＳＤＰの構成および動作について説明する。
【０１００】
携帯電話等において送受信に用いられる変調方式としては、一般にＰＳＫ変調を基調とする変調方式のＱＰＳＫ変調等が用いられる。
【０１０１】
ＰＳＫ変調では、搬送波に同期した信号を受信信号に積算することによる検波を行なう同期検波が一般に行なわれる。
【０１０２】
同期検波においては、変調波中心周波数に同期した複素共役搬送波を局部発振器により生成する。しかし、同期検波を行なう場合、通常、送信側と受信側の発振器には周波数オフセットと呼ばれる周波数誤差が存在する。この誤差によって、受信機側においては、受信信号をＩＱ平面上に表わした場合、受信信号点の位置が回転してしまう。このため、周波数オフセットを補償しなければ同期検波を行なうことが困難である。
【０１０３】
このような周波数オフセットは、上述したような送受信期間の局部発振周波数の精度のみならず、設定誤差、温度変動、経時変化等により発生し、受信機に入力される信号にキャリア周波数成分が残留することにより、受信特性が急激に劣化してしまうという問題が生じる。
【０１０４】
このようなキャリア（搬送波）周波数オフセットを検出して補償することが必要となる。本発明においては、以下に説明するように、この検出された周波数オフセットの値を用いてスワップの発生を検出する。
【０１０５】
すなわち、ＳＤＭＡ基地局１０００は、リンク確立時に、端末からの同期バーストを受信すると、この同期バースト中に含まれる端末を特定するためのデータＰＳ−ＩＤと、その端末の周波数オフセットの値とを対応付けて、記憶部６に記録する。端末の発振周波数と基地局の発振周波数のずれである周波数オフセットの値は、短時間で見るとその変動は小さく、端末固有の値とみなすことができる。
【０１０６】
通話中も、ＳＤＭＡ基地局１０００は、端末からの信号を受信するたびに周波数オフセットを計算する。
【０１０７】
ＳＤＭＡ基地局１０００は、当該スロットに受信エラーがなく、かつ、そのスロットにおける周波数オフセットの値が、記憶している周波数オフセットの値と比較して所定のしきい値以内であれば、通話中の端末からの信号であるとみなして、記憶している当該端末についての周波数オフセットの値を更新する。一方、ＳＤＭＡ基地局１０００のスワップ検出部ＳＤＰは、受信エラーがあり、かつ周波数オフセットの値が所定のしきい値を超えて変動していれば、スワップが発生しているものと判定する。
【０１０８】
以下、さらに詳しく説明する。
図５は、図１に示したユーザ１信号処理部ＵＳＰ１の構成を示す概略ブロック図である。なお、ユーザ２信号処理部ＵＳＰ２も同様の構成を有する。
【０１０９】
なお、図１に示したユーザ信号処理部ＵＳＰおよび制御部ＣＮＰの処理は、実際には、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）を用いてソフトウェアで実現される。
【０１１０】
図５を参照して、ユーザ１信号処理部ＵＳＰ１は、アンテナ♯１〜♯４からの信号が受信部ＲＰ１〜ＲＰ４においてデジタル信号に変換された受信信号ベクトルＸ（ｔ）をそれぞれ受けて、ウェイトベクトルＷ（ｔ）の要素と各々乗算するための乗算器１２−１〜１２−４と、乗算器１２−１〜１２−４の出力を受けて加算し受信信号ｙ（ｔ）として出力する加算器１４と、加算器１４の出力を受けて、受信信号が１スロットの信号のうち参照信号が存在する区間を受信中であるか参照信号がない区間（データ部）を受信中であるか否かを検出する判定部４０と、１スロットの信号中に含まれるシンボル（たとえば１２０シンボル）のうちプリアンブルに含まれる参照信号を予め保持し信号ｄ（ｔ）として出力するメモリ３０と、メモリ３０からの出力と、信号ｙ（ｔ）とを受けて、判定部４０に制御されて、周波数オフセットΔθを検出するための周波数オフセット推定部１６と、受信信号ベクトルＸ（ｔ）と周波数オフセット推定部１６からの出力とを受けて、周知のアダプティブアレイ処理により、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を算出するためのウェイト計算部１０とを備える。
【０１１１】
ここで、受信信号ベクトルＸ（ｔ）は４本のアンテナのそれぞれからの信号を要素とするベクトルである。
【０１１２】
加算器１４による複素乗算和の結果であるアレイ出力信号ｙ（ｔ）は、復調部４２によって、ビットデータへの復調およびエラー判定がなされた後、分離抽出されたユーザ１からの受信信号として、モデム部ＭＤＰに供給される。
【０１１３】
同様に、ユーザ２信号処理部ＵＳＰ２からは、分離抽出されたユーザ２からの受信信号がモデム部ＭＤＰに供給される。
【０１１４】
受信ウェイトベクトル計算部１０では、ＲＬＳ（Recursive Least Squares）アルゴリズムやＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）アルゴリズムのようなアダプティブアレイアルゴリズムを使用している。
【０１１５】
このようなＲＬＳアルゴリズムやＳＭＩアルゴリズムは、アダプティブアレイ処理の分野では周知の技術であり、文献１：菊間信良著の「アレーアンテナによる適応信号処理」（科学技術出版）の第３５頁〜第４９頁の「第３章 ＭＭＳＥアダプティブアレー」に詳細に説明されているので、ここではその説明を省略する。
【０１１６】
一方、図１のモデム部ＭＤＰからの送信信号が、送信信号変調部４４によって変調され、乗算器１５−１〜１５−４のそれぞれの一方入力端子に与えられ、乗算器１５−１〜１５−４のそれぞれの他方入力端子には、通常の空間多重接続による通信中においては、受信ウェイトベクトル計算部１０で計算された受信ウェイトベクトルが、基本的には送信ウェイトベクトル計算部１７でコピーされて、送信ウェイトベクトルとして印加される。
【０１１７】
したがって、受信時と同じアンテナ＃１〜＃４を介して送信される信号には、受信信号と同様に特定の端末をターゲットとするウェイトベクトルによる重み付けがされているため、これらのアンテナから送信された電波信号は、原則として、この特定の端末をターゲットとする送信指向性をもって送出されることになる。
【０１１８】
ただし、この送信ウェイトベクトル計算部１７から出力される送信ウェイトベクトルの値は、スワップ検出部ＳＤＰの検出結果に応じて送信指向性制御装置１８の制御により変更される。すなわち、送信指向性制御装置１８は、制御部ＣＮＰの制御を受けて、スワップが検出された場合に、後に説明するように、各端末へのチャネルの切替やハンドオーバーを指示するための制御信号を送出する際に送信指向性を変更するための処理を行う。
【０１１９】
図６は、図５に示した周波数オフセット推定部１６の構成を説明するための概略ブロック図である。
【０１２０】
図６を参照して、周波数オフセット推定部１６は、加算器１４の出力ｙ（ｔ）を判定部４０を介して受けて、信号ｙ（ｔ）の位相をＩＱ平面上の所定の位相点に強制的に同期させるための強制位相同期処理部２０を含む。
【０１２１】
ここで、たとえば、信号ｙ（ｔ）は複数の端末のうち所望の端末からの信号を抽出した信号であり、たとえば、ＱＰＳＫ変調された信号であるものとする。したがって、強制位相同期処理部２０は、ＱＰＳＫ変調された信号のＩＱ平面上の所定の位相に対応する信号点に強制的に同期させる処理を行なうことになる。
【０１２２】
以下では、強制位相同期処理部２０から出力される信号をレプリカ信号ｄ′（ｔ）と呼ぶことにする。
【０１２３】
周波数オフセット推定部１６は、さらに、強制位相同期処理部からのレプリカ信号ｄ′（ｔ）とメモリ３０からの参照信号ｄ（ｔ）とを受けて、判定部４０により制御されて、いずれか一方を出力するスイッチ回路５０と、スイッチ回路５０からの出力と加算器１４からの出力の符号を反転させた上で加算するための加算器７０とを備える。受信ウェイトベクトル計算部１０は、加算器７０からの出力を受けて、周知のアダプティブアレイ処理により、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を算出する。
【０１２４】
周波数オフセット推定部１６は、さらに、加算器７０から出力される誤差信号ｅ（ｔ）の符号を反転させた信号と、スイッチ回路５０から出力される参照信号ｄ（ｔ）またはレプリカ信号ｄ′（ｔ）とを加算する加算器８０と、スイッチ回路５０からの出力を受けて複素共役の信号ｄ^*（ｔ）複素共役処理部６０と、複素共役処理部６０の出力と加算器８０の出力とを乗算するための乗算器９０と、乗算器９０の出力を受けてその虚数部を抽出することで、周波数オフセットΔθ１を抽出するオフセット抽出部１００とを備える。
【０１２５】
以上のような構成により、アレイアンテナにより受信した信号から周波数オフセットを推定することが可能となる。
【０１２６】
［スワップ発生検出の構成］
（周波数オフセット値によるスワップ発生の検出）
この周波数オフセット値は、各端末の発信器に特有の値を持つので、通常であれば周波数オフセットの推定値が短時間に大きく変動することはない。しかしながら、ユーザの端末間でスワップが生じた場合には、周波数オフセットの推定値の入れ替わり、もしくは、急変が起ることになる。したがって、ＳＷＡＰ検出部ＳＤＰは、この周波数オフセット値を受信ごとにモニタすることにより、この値の変化が所定のしきい値を超えたかどうかにより、スワップの発生を検出することが可能となる。
【０１２７】
（エラー分布によるスワップの検出）
図２において説明したとおり、同一タイムスロットに複数のユーザの移動端末装置がパス多重接続している場合において、各ユーザを識別するために、それぞれの移動端末装置からの受信信号の受信タイミングは、正常な受信中ではたとえば、時間Δｔだけずれている。
【０１２８】
図７は、このような信号ＰＳ１と信号ＰＳ２の受信タイミングを示す概念図である。
【０１２９】
図７に示すように、たとえば、ユーザの割り込みによるスワップが発生すると、端末ＰＳ２は、端末ＰＳ１向けの信号を自分への信号と誤認してしまうために、端末ＰＳ２は、端末ＰＳ１が送信するべきタイミングで上り信号を送出することになる。このため、端末ＰＳ１からの受信信号と端末ＰＳ２からの受信信号に、受信タイミングのずれがなくなってしまう。
【０１３０】
このようなスワップの発生した状態では、ＳＤＭＡ基地局１０００からみると割り込んだユーザＰＳ２がいなくなったように見えるために、ユーザＰＳ２については、参照信号エラー（ＵＷエラー）が発生する。
【０１３１】
一方、割り込まれたユーザＰＳ１の方では、ユニークワード信号は信号ＰＳ１と信号ＰＳ２で一致するために、ＵＷエラーは発生しないものの、情報データ（音声信号等）については、信号ＰＳ１と信号ＰＳ２とが互いに異なるために、ユーザＰＳ１の信号について受信エラー（ＣＲＣエラー）が頻発するようになる。
【０１３２】
したがって、ユーザ２人が空間多重により通信している場合に、一方のユーザについては、ＵＷエラーが発生し、他方のユーザについては、ＣＲＣエラーが発生しているならば、上述したオフセット周波数の値の変化と併せて、スワップが発生したものと判定できる。
【０１３３】
上述した例では、たとえば、ユーザＰＳ２については、ＵＷエラーは１００％発生することになり、ユーザＰＳ１については、ＣＲＣエラーが５０％の頻度で発生するというような事態が発生しうる。このような事態は、正常な送受信が行われている限り、発生し得ないものである。
【０１３４】
［スワップ検出後の基地局１０００の動作］
図８は、図１に示したＳＤＭＡ基地局１０００がスワップを検出した場合の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１３５】
ＳＤＭＡ基地局１０００は、スワップが検出されると（ステップＳ１００）、そのスワップの検出されたスロットで接続するユーザの端末に対して、通話情報の代わりに特に意味を持たないＦＡＣＣＨ信号の送出を行う。端末の側では、受信した信号がＦＡＣＣＨ信号であることを検知すると、その間は、通話情報が送信されてきていないものとして、ミュート状態（無音状態）となる（ステップＳ１０２）。ＳＤＭＡ基地局１０００では、スワップ検出後、タイマー部８が、スワップ検出からの経過時間をカウントしている。
【０１３６】
続いて、スワップ状態から復帰しているかの判定を行う（ステップＳ１０３）。スワップが発生している状態は、通信システムとしては、不安定な状態であるために、所定時間内にスワップが解消し、もとの状態に復帰している可能性がある。したがって、スワップ状態から復帰していれば、タイマ部８をオフ状態として（ステップＳ１０４）、処理は終了する（ステップＳ１１２）。
【０１３７】
一方、ステップＳ１０３においてスワップ状態から復帰していない場合、さらに、タイマ部８のカウントが所定時間に達していなければ（ステップＳ１０５）、処理はステップＳ１０２に復帰する。
【０１３８】
一方、ステップＳ１０５において、所定の時間が経過したと判断されると、続いて、当該スロットにおいて受信レベルが規定の値よりも小さいか否かの判定が行われる（ステップＳ１０６）。
【０１３９】
ステップＳ１０６において、受信レベルが規定の値以上であると判断されると、スワップの発生している端末は、両方とも、基地局１０００から遠い位置ではないと推定されるので、基地局１０００と当該スロットで交信中の全ての端末に対して、他のスロットに通信チャネル（ＴＣＨ）の切替を行うように指示する（ステップＳ１０８）。このようにすれば、当該スロットで交信していた全ての端末が他のスロットで改めて通信を始めるので、スワップにより、各端末に発生していた雑音が鳴り止むことになる。これにより、スワップへの対処が終了する（ステップＳ１１２）。
【０１４０】
一方、ステップＳ１０６において、受信レベルが規定値よりも小さいと判断されると、スワップの発生している端末は、両方とも、基地局１０００から遠い位置にあると推定されるので、基地局１０００と当該スロットで交信中の全ての端末に対して、他の基地局にハンドオーバーするように指示する（ステップＳ１１０）。このようにすれば、当該スロットで交信していた全ての端末が他の基地局を介して通信を始めるので、スワップにより、各端末に発生していた雑音が鳴り止むことになる。これにより、スワップへの対処が終了する（ステップＳ１１２）。
【０１４１】
以上説明したような構成によりスワップを検出し、スワップの発生したスロットで接続する端末に対してスワップへの対処処理を行うことで、端末において、スワップによる不快な雑音の発生を抑制することが可能となる。
【０１４２】
ここで、ステップＳ１０８においてチャネル切替の指示を制御チャネルにより送出する場合や、ステップＳ１１０においてハンドオーバーの指示を制御チャネルにより送出する場合には、「オムニ送信」を用いる。
【０１４３】
以下、「オムニ送信」について簡単に説明する。
図９は、通常の空間多重接続による通信中において、基地局１０００から端末ＰＳ１およびＰＳ２へ送出される送信信号の指向性を示す概念図である。
【０１４４】
図１０は、オムニ送信による通信において、基地局１０００から端末ＰＳ１およびＰＳ２へ送出される送信信号の指向性を示す概念図である。
【０１４５】
図９に示すとおり、空間多重接続による通信中においては、所望のユーザの端末に対して指向性を有し、他のユーザに対してはヌル方向となるように指向性が制御される。
【０１４６】
これに対して、オムニ送信では、図１０に示すとおり、各ユーザの端末の対しても特に指向性を有さない無指向性の電波が送出される。これにより、スワップが発生している場合でも、当該スロットで接続するすべてのユーザに対して、通話チャネルの切替やハンドオーバーの指示を送信することができる。
【０１４７】
今回開示された実施の形態はすべての点で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。
【０１４８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本願発明によれば、基地局においてスワップの発生を検出できるので、端末において、スワップによる不快な雑音の発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】 端末とＳＤＭＡ基地局１０００との間で授受される信号の構成を説明するための概念図である。
【図３】 通話シーケンスフローを示す図である。
【図４】 図２に示した送受信信号の構成をより詳しく説明するための概念図である。
【図５】 ユーザ１信号処理部ＵＳＰ１の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】 周波数オフセット推定部１６の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図７】 信号ＰＳ１と信号ＰＳ２の受信タイミングを示す概念図である。
【図８】 ＳＤＭＡ基地局１０００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】 通常の空間多重接続による通信中において、基地局１０００から端末ＰＳ１およびＰＳ２へ送出される送信信号の指向性を示す概念図である。
【図１０】 オムニ送信による通信において、基地局１０００から端末ＰＳ１およびＰＳ２へ送出される送信信号の指向性を示す概念図である。
【図１１】 周波数分割多重接続，時分割多重接続および空間多重分割接続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。
【図１２】 ＳＤＭＡ用基地局の送受信システム２０００の構成を示す概略ブロック図である。
【図１３】 アダプティブアレイ２１００のうち、１人のユーザに対応する送受信部２１００ａの構成を示すブロック図である。
【図１４】 ＰＤＭＡ方式のＰＨＳシステムのスワップの一つの形態を示す概念図である。
【図１５】 ＰＤＭＡ方式のＰＨＳシステムのスワップの他の形態を示す概念図である。
【符号の説明】
♯１〜♯４ アレイアンテナ、６ 記憶部、８ タイマー部、１０ 受信ウェイトベクトル計算部、１２−１〜１２−４ 乗算器、１４ 加算器、１７ 送信ウェイトベクトル計算部、１８ 送信指向性制御部、２０ 強制位相同期処理部、３０ メモリ、４０ 判定部、４２ 復調部、４４ 変調部、５０ スイッチ回路、６０ 複素共役処理部、７０，８０ 加算器、９０ 乗算器、１００ 周波数オフセット推定部、１０００ ＳＤＭＡ基地局、ＵＳＰ ユーザ信号処理部、ＳＤＰ スワップ検出部、ＣＮＰ 制御部、ＭＤＰ モデム部、ＢＢＰ ベースバンド部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a configuration of a wireless device used for a base station in wireless communication such as a mobile phone.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in a mobile communication system (for example, Personal Handyphone System: PHS) that has been rapidly developed, a plurality of users can be divided by spatially dividing the same time slot of the same frequency in order to improve the frequency utilization efficiency of radio waves. A PDMA (Path Division Multiple Access) system has been proposed that allows multiple mobile terminal apparatuses to be path-multiplexed to a radio base system. In this PDMA system, signals from each user's mobile terminal apparatus are separated and extracted by known adaptive array processing. The PDMA scheme is also called a spatial multiple access scheme (SDMA scheme (Spatial Division Multiple Access)).
[0003]
FIG. 11 shows channel arrangements in various communication systems of frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), and spatial division multiple access (SDMA). FIG.
[0004]
First, FDMA, TDMA, and SDMA will be briefly described with reference to FIG. FIG. 11A is a diagram illustrating FDMA, in which analog signals of users 1 to 4 are transmitted by being divided by radio waves of different frequencies f1 to f4, and signals of users 1 to 4 are separated by frequency filters. The
[0005]
In the TDMA shown in FIG. 11 (b), the digitized signal of each user is transmitted in radio waves of different frequencies f1 to f4 and time-divisionally transmitted at fixed time intervals (time slots). The signal is separated by the frequency filter and time synchronization between the base station and each user mobile terminal device.
[0006]
On the other hand, recently, an SDMA system has been proposed in order to increase the frequency use efficiency of radio waves due to the spread of mobile phones. In this SDMA system, as shown in FIG. 11C, one time slot at the same frequency is spatially divided to transmit data of a plurality of users. In this SDMA, the signal of each user is separated using a frequency filter, time synchronization between the base station and each user mobile terminal device, and a mutual interference canceller such as an adaptive array.
[0007]
FIG. 12 is a schematic block diagram showing a configuration of a transmission / reception system 2000 of a conventional SDMA base station.
[0008]
In the configuration shown in FIG. 12, four antennas # 1 to # 4 are provided in order to create directivity for transmission and reception.
[0009]
In the reception operation, the output of the antenna is given to the RF circuit 2101. In the RF circuit 2101, after being amplified by the reception amplifier and frequency-converted by the local oscillation signal, unnecessary frequency signals are removed by the filter. D-converted and supplied to the digital signal processor 2102 as a digital signal.
[0010]
The digital signal processor 2102 is provided with a channel allocation reference computer 2103, a channel allocation device 2104, and an adaptive array 2100. The channel assignment criterion calculator 2103 pre-calculates whether the signals from the two users can be separated by the adaptive array. In response to the calculation result, the channel allocation device 2104 gives channel allocation information including user information for selecting a frequency and time to the adaptive array 2100. Adaptive array 2100 separates only a specific user's signal by performing a weighting operation in real time on the signals from four antennas # 1 to # 4 based on the channel assignment information.
[0011]
[Configuration of adaptive array antenna]
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of the transmission / reception unit 2100a corresponding to one user in the adaptive array 2100. In the example illustrated in FIG. 13, n input ports 2020-1 to 2020-n are provided in order to extract a desired user signal from an input signal including a plurality of user signals.
[0012]
Signals input to the input ports 2020-1 to 2020-n are provided to the weight vector control unit 2011 and the multipliers 2012-1 to 2012-n via the switch circuits 2010-1 to 2010-n.
[0013]
The weight vector control unit 2011 uses the input signal, the unique word signal corresponding to the signal of a specific user stored in advance in the memory 2014, and the output of the adder 2013 to use the weight vector w._1i~ W_niCalculate Here, the subscript i indicates a weight vector used for transmission / reception with the i-th user.
[0014]
Multipliers 2012-1 to 2012-n are used to input signals from the input ports 2020-1 to 2020-n and the weight vector w._1i~ W_niAre respectively multiplied and given to the adder 2013. The adder 2013 adds the output signals of the multipliers 2012-1 to 2012-n and receives the received signal S._RX(T), and this received signal S_RX(T) is also given to the weight vector control unit 2011.
[0015]
Further, the transceiver unit 2100a outputs the output signal S from the adaptive array radio base station._TXIn response to (t), the weight vector w given by the weight vector control unit 2011_1i~ W_niAnd multipliers 2015-1 to 2015-n that respectively multiply and output. Outputs of the multipliers 2015-1 to 2015-n are respectively supplied to switch circuits 2010-1 to 2010-n. That is, the switch circuits 2010-1 to 2010-n receive signals from the input ports 2020-1 to 2020-n to the signal receiving unit 1R and transmit signals. The signal from the signal transmission unit 1T is given to the input / output ports 2020-1 to 2020-n.
[0016]
[Operation principle of adaptive array]
Next, the operation principle of the transmission / reception unit 2100a shown in FIG. 13 will be briefly described.
[0017]
In the following, in order to simplify the explanation, the number of antenna elements is four, and the number of users PS that communicate simultaneously is two. At this time, a signal given from each antenna to the receiving unit 1R is expressed by the following equation.
[0018]
[Expression 1]

[0019]
Where signal RX_j(T) indicates the received signal of the j-th (j = 1, 2, 3, 4) antenna, and the signal Srx_i(T) indicates a signal transmitted by the i-th (i = 1, 2) user.
[0020]
Furthermore, the coefficient h_jiDenotes the complex coefficient of the signal from the i th user received at the j th antenna, n_j(T) indicates noise included in the j-th received signal.
[0021]
The above equations (1) to (4) are expressed in the vector format as follows.
[0022]
[Expression 2]

[0023]
In formulas (6) to (8), [...]^TIndicates transposition of [...].
Where X (t) is the input signal vector, H_iRepresents a received signal coefficient vector of the i-th user, and N (t) represents a noise vector.
[0024]
As shown in FIG. 13, the adaptive array antenna has a weighting factor w as an input signal from each antenna._1i~ W_niThe signal synthesized by multiplying by the received signal S_RXOutput as (t). Here, the number n of antennas is four.
[0025]
With the above preparation, for example, the signal Srx transmitted by the first user₁The operation of the adaptive array when extracting (t) is as follows.
[0026]
The output signal y1 (t) of the adaptive array 2100 includes an input signal vector X (t) and a weight vector W.₁Can be expressed by the following equation.
[0027]
[Equation 3]

[0028]
That is, the weight vector W₁Is the jth input signal RX_jWeighting factor w multiplied by (t)_j1It is a vector whose elements are (j = 1, 2, 3, 4).
[0029]
Here, when the input signal vector X (t) expressed by the equation (5) is substituted for y1 (t) expressed by the equation (9), the result is as follows.
[0030]
[Expression 4]

[0031]
Here, when adaptive array 2100 operates ideally, weight vector W is determined by a well-known method.₁Are sequentially controlled by the weight vector control unit 2011 so as to satisfy the following simultaneous equations.
[0032]
[Equation 5]

[0033]
Weight vector W to satisfy equations (12) and (13)₁Is completely controlled, the output signal y1 (t) from the adaptive array 2100 is eventually expressed as:
[0034]
[Formula 6]

[0035]
That is, the output signal y1 (t) includes the signal Srx transmitted by the first user of the two users.₁(T) is obtained.
[0036]
On the other hand, in FIG. 13, the input signal S to the adaptive array 2100_TX(T) is given to the transmission unit 1T in the adaptive array 2100, and given to one input of the multipliers 2015-1, 2015-2, 2015-3, ..., 2015-n. Each of the other inputs of these multipliers has a weight vector w calculated based on the received signal as described above by the weight vector control unit 2011._1i, W_2i, W_3i, ..., w_niIs copied and applied.
[0037]
The input signals weighted by these multipliers correspond to the corresponding antennas # 1, # 2, # 3,..., Through the corresponding switches 2010-1, 2010-2, 2010-3,. Sent to #n and transmitted.
[0038]
Here, identification of the users PS1 and PS2 is performed as described below. That is, the radio signal of the mobile phone is transmitted in a frame configuration. The radio signal of a mobile phone is mainly composed of a preamble made up of a signal sequence known to the radio base station and data (speech etc.) made up of a signal sequence unknown to the radio base station.
[0039]
The preamble signal sequence includes a signal sequence of information for identifying whether or not the user is a desired user to be communicated to the radio base station. The weight vector control unit 2011 of the adaptive array radio base station 1 compares the unique word signal corresponding to the user A extracted from the memory 2014 with the received signal sequence, and includes a signal sequence corresponding to the user PS1. Weight vector control (determination of weighting factor) is performed so as to extract a possible signal.
[0040]
[Problems to be solved by the invention]
During operation for establishing a call, information for specifying a terminal that has requested connection to the base station is exchanged between the base station and the terminal.
[0041]
However, for example, in a PHS system, once a call is established, the unique word signal (UW signal) described above generally does not contain information that specifically identifies the user. In addition, the base station cannot in principle identify the terminal that is making a call. This applies not only to the PDMA system as described above, but also to a conventional PDMA system using, for example, a TDMA system.
[0042]
In a conventional TDMA PHS system, users who are in a call are exchanged between adjacent base stations, or radio waves from other terminals are used for communication with a terminal in a call with a specific base station. It is known that it may interrupt. Such poor communication is called swap (SWAP).
[0043]
Further, in the above-described mobile communication system based on the PDMA scheme, the reception timing (also referred to as a synchronization position) at which the signal transmitted from each mobile terminal apparatus arrives at the radio base station is the terminal apparatus-base station due to the movement of the terminal apparatus. The distance fluctuates due to various factors, such as a change in the distance and a fluctuation in the propagation path characteristics of the radio wave. In a PDMA type mobile communication system, when mobile terminal devices of a plurality of users are connected by path multiplexing in the same time slot, the reception timings of received signals from the respective mobile terminal devices fluctuate due to the above-mentioned reasons. They may be close to each other or, in some cases, temporal contexts may intersect.
[0044]
If the reception timing is too close, the correlation value between the received signals from a plurality of mobile terminal devices increases, and the accuracy of signal extraction for each user by adaptive array processing deteriorates. For this reason, the call characteristic for each user also deteriorates. In this case, in the PHS, as described above, the received signal from each mobile terminal apparatus includes a reference signal (unique word signal) section made up of a known bit string common to all users for each frame. If the reception timing of the received signal from the user's mobile terminal device matches, the reference signal sections of the received signal overlap, and the users cannot be identified and separated from each other. ).
[0045]
Furthermore, in the PDMA mobile communication system, when the number of users multiplexly connected to each time slot, that is, the path multiplicity increases, the transmission timing interval in each slot inevitably narrows. Timing proximity and crossing can occur. In such a case, as described above, there is a possibility that the call characteristics may deteriorate or interference between users may occur.
[0046]
FIG. 14 is a conceptual diagram showing one form of swap in a PDMA PHS system.
[0047]
In FIG. 14, communication is performed between the terminal PS1 of the user 1 who is talking with the base station CS1 through one path and the terminal PS2 of the user 2 who is talking with the base station CS1 through another path. This shows a case where the signals to be switched are switched.
[0048]
FIG. 15 is a conceptual diagram showing another form of swap in a PDMA PHS system.
[0049]
In FIG. 15, the user who was communicating with the base station CS1 through the other path with respect to the communication of the terminal PS1 of the user 1 who is communicating with the base station CS1 through the signal PS1 through one path. In this example, the signal PS2 from the second terminal PS2 is interrupted.
[0050]
When such a swap occurs, the signal PS1 and the signal PS2 are different in the scramble being applied. Therefore, a signal corresponding to the other terminal is originally transmitted to the terminal of the user in communication. You will hear noise.
[0051]
Therefore, an object of the present invention is to detect a occurrence of swap between mobile communication terminals communicating with a base station, and to maintain a good communication quality and multiplexing It is to provide a connection control method.
[0052]
[Means for Solving the Problems]
    In order to achieve such an object, a radio base station apparatus according to the present invention is a radio base station apparatus for performing spatial multiplexing connection on received signals from a plurality of terminals,
    An array antenna including a plurality of antennas;
    Adaptive array processing means for receiving signals from the plurality of antennas and separating and extracting signals from a predetermined terminal;
    Swap detection means for detecting occurrence of signal swaps from the plurality of terminals;
    The occurrence of the swap is detected by the swap detection means.WhenA voice stop control signal for stopping voice output to the plurality of terminals.SendingCommunication control means.
[0053]
    Preferably, the received signal is transmitted by being divided into a plurality of slots in the time axis direction, and a spatial multiplexing connection can be made to a plurality of terminals in each slot, and the transmission control means includes the swap control unit The occurrence ofOutThen, the voice stop control signal is transmitted to a plurality of terminals that are spatially multiplexed to the slot where the swap occurs.
[0054]
    A radio base station apparatus according to the present invention is a radio base station apparatus for performing spatial multiplexing connection on received signals from a plurality of terminals,
    An array antenna including a plurality of antennas;
    Adaptive array processing means for receiving signals from the plurality of antennas and separating and extracting signals from a predetermined terminal;
    Swap detection means for detecting occurrence of signal swaps from the plurality of terminals;
    SaidDetects occurrence of swapOutWhen done,soundVoice stop control signalSendAfter the transmission, depending on the level of the received signal, either of the switching of the channel to another slot and the switching of the transmission / reception target to another base station for a plurality of terminals spatially multiplexed to the slot where the swap has occurred IndicateTransmission control means.
[0055]
    Preferably, saidWireless base station equipmentIncludes an offset estimation means for extracting a frequency offset of the received signal at a predetermined timing, and a storage means for storing the plurality of terminals and the frequency offset in association with each other,
    The swap detection means detects the occurrence of the swap based on a comparison result between a change in the value of the frequency offset associated with each terminal and a predetermined threshold value.
[0060]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of the SDMA base station 1000 according to the first embodiment of the present invention.
[0061]
Referring to FIG. 1, SDMA base station 1000 provides transmission signals to a plurality of antennas, for example, an array antenna composed of antennas # 1 to # 4, or transmission / reception units TRP1 to TRP1 for receiving reception signals. For example, the signal processing unit USP1 that receives signals from the TRP4 and the transmission / reception units TRP1 to TRP4 and processes the signal corresponding to the user 1 and the signals from the transmission / reception units TRP1 to TRP4 and receives the signals corresponding to the user 1 Signal processor USP2 that performs processing, SWAP detector SDP for detecting the occurrence of swap based on offset frequency signals Δθ1 and Δθ2 from signal processors USP1 and USP2, and signals from signal processors USP1 and USP2 Modem unit MDP and base bar for performing demodulation processing, time division processing, etc. Comprises a de unit BBP, and a control unit CNP for controlling the operation of SDMA base station 1000.
[0062]
The transmission / reception unit TRP1 connects the transmission unit TP1 for performing high-frequency signal processing during transmission, the reception unit RP1 for performing high-frequency signal processing during reception, and the connection between the antenna # 1, the transmission unit TP1, and the reception unit RP1. A switch SW unit SW1 for switching depending on whether the mode is the transmission mode or the reception mode. The configurations of the other transmission / reception units TRP2 to TRP4 are the same.
[0063]
In the above description, the number of antennas is four and the number of users is two. However, more generally, the number of antennas is N (N: natural number), and the user depends on the number of antennas. It is possible to multiplex up to users corresponding to the degree of freedom.
[0064]
During reception, the switches SW1 to SW4 are switched so that signals received by the antennas # 1 to # 4 are given to the receiving units RP1 to RP4. The received signals given to the receiving units RP1 to RP4 are subjected to various analog signal processing such as amplification and frequency conversion, converted into digital signals by an A / D converter (not shown), and user signal processing. Given to the part USP.
[0065]
The user signal processing unit USP separates and extracts each user's signal by adaptive array processing in the signal processing units USP1 and USP2. The separated received signal of each user is given to a normal modem unit MDP and baseband processing unit BBP, subjected to necessary demodulation processing and time division processing, restored to the original signal, and public network Supplied to the PCN.
[0066]
On the other hand, at the time of transmission, a transmission signal given from the public network PCN is given to the baseband processing unit BBP and the modem unit MDP to perform necessary time division processing and modulation processing, and given to the user signal processing unit USP. It is done.
[0067]
In the user signal processing unit USP, as will be described later, the downlink transmission directivity is controlled as necessary, and is converted into an analog signal by the D / A converters (not shown) of the transmission units TP1 to TP4.
[0068]
The transmission signal converted into the analog signal is further subjected to various analog signal processing necessary for wireless transmission such as amplification and frequency conversion in the transmission units TP1 to TP4.
[0069]
At the time of transmission, the switches SW1 to SW4 are switched so as to connect the transmission units TP1 to TP4 and the antennas # 1 to # 4. 4 is transmitted.
[0070]
The SDMA base station 1000 further includes a storage unit 6 for recording the correspondence between the data PS-ID for uniquely identifying the terminal for swap detection and the frequency offset of the terminal, as will be described later. In order to count a predetermined time for instructing the mute state (the output sound is silent) to all the terminals in the slot where the swap is detected after receiving the notification of the swap detection from the swap detection unit SDP. The timer unit 8 is provided.
[0071]
In the following description, it is assumed that the SDMA base station 1000 is a base station of the above-described PHS system.
[0072]
As a PHS communication system, a TDMA system is adopted in which one frame (5 ms) consisting of 4 slots (1 slot: 625 μs) for transmission and reception is used as a basic unit. This frame configuration is the same in the SDMA system. Such a PHS communication method has been standardized as, for example, a “second generation cordless call system”.
[0073]
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a configuration of signals exchanged between the terminal and the SDMA base station 1000 in the present invention.
[0074]
The signal of one frame is divided into 8 slots, and the first 4 slots are for reception, for example, and the latter 4 slots are for transmission, for example.
[0075]
Each slot is composed of 120 symbols. In the example shown in FIG. 2, for example, a signal of one frame is a communication channel for three users, one slot for reception and one slot, and three slots for three users. The remaining one set of slots is assigned to each control channel.
[0076]
Further, each frame includes the above-described unique word signal (reference signal) section, and is configured to be able to perform error detection (CRC: cyclic redundancy check) using a cyclic code.
[0077]
Furthermore, in the case where a plurality of users' mobile terminal apparatuses are connected by path multiplexing in the same time slot, in order to identify each user by shifting the reception timing of the received signal from each mobile terminal apparatus, the base station 1000 It is assumed that the transmission timing for each terminal is shifted from the reference transmission timing.
[0078]
In the control procedure for establishing synchronization, in the PHS system, first, after establishing the link channel by the control channel, the interference wave (U wave: Undesired wave) measurement processing is performed, and the communication condition is determined by the assigned channel. The telephone call is started after performing the setting process. Such a procedure is disclosed in detail in the second generation cordless communication system standard RCR STD-28 (issued by: Radio Industry), which is a PHS standard.
[0079]
FIG. 3 is a diagram showing such a call sequence flow. Hereinafter, this will be briefly described with reference to FIG.
[0080]
First, a link channel establishment request signal (LCH establishment request signal) is transmitted from the PHS terminal to the base station using the C channel (control channel: CCH). The PHS base station detects a free channel (free call channel: free T channel) (carrier sense), and transmits a link channel assignment signal (LCH assignment signal) specifying a free T channel using the C channel to the PHS terminal side. To do.
[0081]
On the PHS terminal side, based on the link channel information received from the PHS base station, it is measured (U-wave measurement) whether an interference wave signal with a certain level or more of power is received on the designated T channel, and the constant power When the above interference wave signal is not detected, that is, when another PHS base station is not using the designated T channel, a synchronization burst signal is transmitted to the base station using the designated T channel. The base station returns a synchronization burst signal to the terminal side to complete the synchronization establishment.
[0082]
On the other hand, when an interference wave signal with a certain level or more of power is detected on the designated T channel, that is, when it is being used by another PHS base station, the PHS terminal controls again from the link channel establishment request signal. The procedure will be repeated.
[0083]
In this way, in the PHS system, communication channels are connected between the terminal and the base station using a channel with small interference waves and good communication characteristics.
[0084]
When synchronization between the base station and the terminal is established by the synchronization burst, the control channel (Fast Associated Control Channel: FACCH) by the slot for the control signal and the control channel by the signal included in each slot (described later) Call conditions are set between the base station and the terminal through the Slow Associated Control Channel (SACCH). Here, “call condition setting” means procedures such as “call setting”, “function setting” of call channel, “secret key” for scramble, “terminal authentication”, etc. Means.
[0085]
After such “call condition setting”, communication for a call is performed between the base station and the terminal via the assigned channel.
[0086]
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the configuration of the transmission / reception signal shown in FIG. 2 in more detail.
[0087]
Referring to FIG. 4, one frame (5 msec) includes 4 slots for reception and 4 slots for transmission subsequent thereto as described above.
[0088]
One slot consists of a signal of 120 symbols (240 bits). This one slot includes a known signal sequence at the head thereof, and subsequently includes a data signal such as voice.
[0089]
First, “downlink synchronization burst” sent from the base station to the terminal will be described.
[0090]
As the “known signal sequence” of the downlink synchronization burst, a start symbol SS indicating the beginning of significant data is followed by a ramp bit R corresponding to the time at which the signal rises (or falls) at the head thereof. In addition, a preamble signal PR used for synchronization by the terminal, a unique word UW used as a reference signal when performing adaptive array processing, a signal CI indicating a channel type, and the like are included.
[0091]
Next, the “data signal” of the downlink synchronization burst includes a data CS-ID for identifying the base station and a data PS-ID for uniquely identifying the terminal after the signal CI. . Following these data signals, an error detection code CRC is provided.
[0092]
Next, “downlink FACCH” sent from the base station to the terminal will be described.
[0093]
The “known signal sequence” of the downstream FACCH also includes the start symbol SS, the preamble signal PR, the unique word UW, the signal CI indicating the channel type, etc., following the ramp bit R present at the head. ing.
[0094]
Next, as the “data signal” of the downlink FACCH, the SCICH signal SA described above and the FACCH signal as control information are included after the signal CI. Following these data signals, an error detection code CRC is again provided.
[0095]
Finally, a “downlink T channel (TCH)” for transmitting call information transmitted from the base station to the terminal will be described.
[0096]
The configuration of the “known signal sequence” of the downlink TCH is the same as that of the downlink FACCH. Furthermore, as the “data signal” of the downlink TCH, the SACCH signal SA described above is included behind the signal CI as in the downlink FACCH, and the call information I is included instead of the FACCH signal. Following these data signals, an error detection code CRC is again provided.
[0097]
Therefore, although the downlink FACCH and the downlink TCH are different in whether the FACCH information or the call information I is included as a data signal, the other configurations are basically the same.
[0098]
In the above description, the downlink signal has been described, but the uplink signal received by the SDMA base station 1000 basically has the same configuration.
[0099]
[Frequency offset detection configuration]
First, as a premise for explaining the operation of the SDMA base station 1000 according to the present invention, the configuration and operation of the swap detection unit SDP will be explained.
[0100]
As a modulation method used for transmission / reception in a mobile phone or the like, a QPSK modulation of a modulation method based on PSK modulation is generally used.
[0101]
In PSK modulation, synchronous detection is generally performed in which detection is performed by adding a signal synchronized with a carrier wave to a received signal.
[0102]
In synchronous detection, a complex conjugate carrier synchronized with the center frequency of the modulated wave is generated by a local oscillator. However, when performing synchronous detection, there is usually a frequency error called a frequency offset between the transmitter and receiver oscillators. Due to this error, on the receiver side, when the received signal is represented on the IQ plane, the position of the received signal point is rotated. For this reason, it is difficult to perform synchronous detection unless the frequency offset is compensated.
[0103]
Such a frequency offset is caused not only by the accuracy of the local oscillation frequency in the transmission / reception period as described above, but also by a setting error, temperature fluctuation, change with time, etc., and a carrier frequency component remains in the signal input to the receiver. As a result, there arises a problem that the reception characteristics deteriorate rapidly.
[0104]
It is necessary to detect and compensate for such a carrier frequency offset. In the present invention, as described below, the occurrence of swap is detected using the detected frequency offset value.
[0105]
That is, when the SDMA base station 1000 receives a synchronization burst from a terminal at the time of link establishment, the SDMA base station 1000 associates the data PS-ID for specifying the terminal included in the synchronization burst with the frequency offset value of the terminal. In addition, it is recorded in the storage unit 6. The value of the frequency offset, which is the difference between the oscillation frequency of the terminal and the oscillation frequency of the base station, varies little when viewed in a short time, and can be regarded as a value unique to the terminal.
[0106]
Even during a call, the SDMA base station 1000 calculates a frequency offset each time it receives a signal from a terminal.
[0107]
If there is no reception error in the slot and the value of the frequency offset in the slot is within a predetermined threshold compared to the stored frequency offset value, the SDMA base station 1000 Assuming that the signal is from the terminal, the stored frequency offset value for the terminal is updated. On the other hand, if there is a reception error and the frequency offset value fluctuates beyond a predetermined threshold, the swap detection unit SDP of the SDMA base station 1000 determines that a swap has occurred.
[0108]
This will be described in more detail below.
FIG. 5 is a schematic block diagram showing the configuration of the user 1 signal processing unit USP1 shown in FIG. The user 2 signal processing unit USP2 has the same configuration.
[0109]
Note that the processes of the user signal processing unit USP and the control unit CNP shown in FIG. 1 are actually realized by software using a digital signal processor (DSP).
[0110]
Referring to FIG. 5, user 1 signal processing unit USP1 receives received signal vectors X (t) obtained by converting signals from antennas # 1 to # 4 into digital signals at receiving units RP1 to RP4, respectively. Multipliers 12-1 to 12-4 for multiplying the elements of the vector W (t) respectively, and addition that receives and adds the outputs of the multipliers 12-1 to 12-4 and outputs the received signal y (t) Receiving the output of the adder 14 and the adder 14, whether the received signal is receiving a section in which the reference signal exists in the signal of one slot, or is receiving the section (data portion) where there is no reference signal A determination unit 40 that detects whether or not, a memory 30 that holds in advance a reference signal included in a preamble among symbols (for example, 120 symbols) included in a signal of one slot, and outputs the signal as a signal d (t); The output y and the signal y (t) and controlled by the determination unit 40 to detect the frequency offset Δθ, the received signal vector X (t) and the frequency offset estimation unit And a weight calculator 10 for calculating a weight vector W (t) by a well-known adaptive array process.
[0111]
Here, the received signal vector X (t) is a vector having signals from the four antennas as elements.
[0112]
The array output signal y (t), which is the result of the complex multiplication sum by the adder 14, is demodulated into bit data and subjected to error determination by the demodulator 42. Supplied to the modem unit MDP.
[0113]
Similarly, from the user 2 signal processing unit USP2, the separated received signal from the user 2 is supplied to the modem unit MDP.
[0114]
The reception weight vector calculation unit 10 uses an adaptive array algorithm such as an RLS (Recursive Least Squares) algorithm or an SMI (Sample Matrix Inversion) algorithm.
[0115]
Such RLS algorithm and SMI algorithm are well-known techniques in the field of adaptive array processing. Reference 1: Pages 35-49 of "Adaptive signal processing by array antenna" written by Nobuyoshi Kikuma (Science and Technology Publishing). “Chapter 3 MMSE Adaptive Array” is described in detail in FIG.
[0116]
On the other hand, the transmission signal from the modem unit MDP in FIG. 1 is modulated by the transmission signal modulation unit 44 and supplied to one input terminal of each of the multipliers 15-1 to 15-4, and the multipliers 15-1 to 15- 4, the reception weight vector calculated by the reception weight vector calculation unit 10 is basically copied by the transmission weight vector calculation unit 17 during communication by normal spatial multiplex connection. , Applied as a transmission weight vector.
[0117]
Therefore, since signals transmitted via the same antennas # 1 to # 4 as at the time of reception are weighted by weight vectors targeting a specific terminal in the same manner as the received signals, they are transmitted from these antennas. In principle, the radio wave signal is transmitted with transmission directivity targeting this specific terminal.
[0118]
However, the value of the transmission weight vector output from the transmission weight vector calculation unit 17 is changed by the control of the transmission directivity control device 18 according to the detection result of the swap detection unit SDP. That is, the transmission directivity control device 18 receives control of the control unit CNP, and when a swap is detected, the control signal for instructing channel switching or handover to each terminal, as will be described later. When transmitting the message, the process for changing the transmission directivity is performed.
[0119]
FIG. 6 is a schematic block diagram for explaining the configuration of the frequency offset estimation unit 16 shown in FIG.
[0120]
Referring to FIG. 6, frequency offset estimation unit 16 receives output y (t) of adder 14 via determination unit 40, and sets the phase of signal y (t) to a predetermined phase point on the IQ plane. A forced phase synchronization processing unit 20 for forcibly synchronizing is included.
[0121]
Here, for example, the signal y (t) is a signal obtained by extracting a signal from a desired terminal among a plurality of terminals, and is, for example, a signal subjected to QPSK modulation. Therefore, the forced phase synchronization processing unit 20 performs processing for forcibly synchronizing with a signal point corresponding to a predetermined phase on the IQ plane of the QPSK modulated signal.
[0122]
Hereinafter, a signal output from the forced phase synchronization processing unit 20 is referred to as a replica signal d ′ (t).
[0123]
The frequency offset estimation unit 16 further receives the replica signal d ′ (t) from the forced phase synchronization processing unit and the reference signal d (t) from the memory 30, and is controlled by the determination unit 40 to either one of them. , And an adder 70 for adding the signals after inverting the signs of the output from the switch circuit 50 and the output from the adder 14. The reception weight vector calculation unit 10 receives the output from the adder 70 and calculates a weight vector W (t) by a known adaptive array process.
[0124]
The frequency offset estimation unit 16 further includes a signal obtained by inverting the sign of the error signal e (t) output from the adder 70, and a reference signal d (t) or replica signal d ′ ( t) is added to the adder 80 and the output from the switch circuit 50 is received as a complex conjugate signal d.^*(T) By extracting the complex conjugate processing unit 60, the multiplier 90 for multiplying the output of the complex conjugate processing unit 60 and the output of the adder 80, and receiving the output of the multiplier 90, the imaginary part is extracted. And an offset extraction unit 100 for extracting the frequency offset Δθ1.
[0125]
With the configuration as described above, it is possible to estimate the frequency offset from the signal received by the array antenna.
[0126]
[Swap occurrence detection configuration]
(Detection of swap occurrence by frequency offset value)
Since this frequency offset value has a value peculiar to the transmitter of each terminal, normally, the estimated value of the frequency offset does not fluctuate greatly in a short time. However, when a swap occurs between user terminals, the estimated value of the frequency offset is switched or a sudden change occurs. Therefore, the SWAP detection unit SDP can detect the occurrence of swap by monitoring the frequency offset value at every reception to determine whether or not the change in the value exceeds a predetermined threshold value.
[0127]
(Swap detection by error distribution)
As described in FIG. 2, in the case where a plurality of users' mobile terminal apparatuses are path-multiplexed in the same time slot, in order to identify each user, the reception timing of the received signal from each mobile terminal apparatus is: During normal reception, for example, the time Δt is shifted.
[0128]
FIG. 7 is a conceptual diagram showing the reception timing of such signals PS1 and PS2.
[0129]
As shown in FIG. 7, for example, when a swap occurs due to a user interrupt, the terminal PS2 misidentifies a signal for the terminal PS1 as a signal to itself, so the terminal PS2 should transmit the terminal PS1. An upstream signal is transmitted at the timing. For this reason, there is no difference in reception timing between the reception signal from the terminal PS1 and the reception signal from the terminal PS2.
[0130]
In such a state where the swap occurs, since it seems that the interrupted user PS2 disappears from the viewpoint of the SDMA base station 1000, a reference signal error (UW error) occurs for the user PS2.
[0131]
On the other hand, for the interrupted user PS1, since the unique word signal matches between the signal PS1 and the signal PS2, no UW error occurs. However, for information data (such as an audio signal), the signals PS1 and PS2 are Since they are different from each other, reception errors (CRC errors) frequently occur for the signal of the user PS1.
[0132]
Therefore, when two users are communicating by spatial multiplexing, if a UW error occurs for one user and a CRC error occurs for the other user, the value of the offset frequency described above is used. It can be determined that a swap has occurred in conjunction with the change in.
[0133]
In the above-described example, for example, a UW error occurs 100% for the user PS2, and a situation may occur where a CRC error occurs with a frequency of 50% for the user PS1. Such a situation cannot occur as long as normal transmission / reception is performed.
[0134]
[Operation of base station 1000 after swap detection]
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation when the SDMA base station 1000 shown in FIG. 1 detects a swap.
[0135]
When a swap is detected (step S100), the SDMA base station 1000 transmits a FACCH signal having no particular meaning instead of call information to a user terminal connected in the slot in which the swap is detected. . On the terminal side, when it is detected that the received signal is a FACCH signal, during that time, it is assumed that no call information has been transmitted, and a mute state (silent state) is entered (step S102). In the SDMA base station 1000, after detecting the swap, the timer unit 8 counts the elapsed time since the swap detection.
[0136]
Subsequently, it is determined whether or not the swap state is restored (step S103). Since the state in which the swap has occurred is an unstable state for the communication system, there is a possibility that the swap has been canceled within a predetermined time and has returned to the original state. Therefore, if the swap state is restored, the timer unit 8 is turned off (step S104), and the process ends (step S112).
[0137]
On the other hand, if it is not returned from the swap state in step S103, and if the count of the timer unit 8 has not reached the predetermined time (step S105), the process returns to step S102.
[0138]
On the other hand, if it is determined in step S105 that the predetermined time has elapsed, it is then determined whether or not the reception level is lower than a prescribed value in the slot (step S106).
[0139]
If it is determined in step S106 that the reception level is equal to or higher than the specified value, it is estimated that both terminals where the swap has occurred are not far from the base station 1000. All terminals communicating in the slot are instructed to switch the communication channel (TCH) to another slot (step S108). In this way, since all terminals communicating in the slot start communication again in other slots, the noise generated in each terminal is stopped due to the swap. As a result, the handling of the swap ends (step S112).
[0140]
On the other hand, if it is determined in step S106 that the reception level is lower than the specified value, it is estimated that both terminals where the swap has occurred are located far from the base station 1000. All the terminals communicating in the slot are instructed to perform handover to another base station (step S110). In this way, since all terminals communicating in the slot start communication via other base stations, the noise generated in each terminal is stopped due to the swap. As a result, the handling of the swap ends (step S112).
[0141]
It is possible to suppress the occurrence of unpleasant noise caused by swapping at the terminal by detecting swapping with the configuration as described above and processing the swap for the terminal connected in the slot where the swap occurred. It becomes.
[0142]
Here, “omni transmission” is used when a channel switching instruction is transmitted by the control channel in step S108, or when a handover instruction is transmitted by the control channel in step S110.
[0143]
Hereinafter, “omni transmission” will be briefly described.
FIG. 9 is a conceptual diagram showing the directivity of transmission signals transmitted from base station 1000 to terminals PS1 and PS2 during communication using a normal spatial multiplex connection.
[0144]
FIG. 10 is a conceptual diagram showing directivity of transmission signals transmitted from base station 1000 to terminals PS1 and PS2 in communication using omni transmission.
[0145]
As shown in FIG. 9, during communication by spatial multiplexing connection, directivity is controlled so as to have directivity with respect to a desired user's terminal and a null direction with respect to other users.
[0146]
On the other hand, in omni transmission, as shown in FIG. 10, omnidirectional radio waves having no directivity are transmitted to each user terminal. As a result, even when swapping occurs, it is possible to transmit a call channel switching or handover instruction to all users connected in the slot.
[0147]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0148]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since occurrence of swap can be detected in the base station, it is possible to suppress occurrence of unpleasant noise due to swap in the terminal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of an SDMA base station 1000 according to a first embodiment.
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a configuration of signals exchanged between a terminal and an SDMA base station 1000.
FIG. 3 is a diagram showing a call sequence flow.
4 is a conceptual diagram for explaining the configuration of a transmission / reception signal shown in FIG. 2 in more detail.
FIG. 5 is a schematic block diagram showing a configuration of a user 1 signal processing unit USP1.
FIG. 6 is a schematic block diagram for explaining a configuration of a frequency offset estimation unit 16;
FIG. 7 is a conceptual diagram showing reception timings of a signal PS1 and a signal PS2.
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the SDMA base station 1000;
FIG. 9 is a conceptual diagram showing the directivity of transmission signals transmitted from base station 1000 to terminals PS1 and PS2 during communication using a normal spatial multiplex connection.
FIG. 10 is a conceptual diagram showing directivity of transmission signals transmitted from base station 1000 to terminals PS1 and PS2 in communication by omni transmission.
FIG. 11 is a layout diagram of channels in various communication systems of frequency division multiplex connection, time division multiplex connection, and spatial multiplex division connection.
FIG. 12 is a schematic block diagram showing the configuration of a transmission / reception system 2000 for an SDMA base station.
13 is a block diagram showing a configuration of a transmission / reception unit 2100a corresponding to one user in the adaptive array 2100. FIG.
FIG. 14 is a conceptual diagram showing one form of swap in a PDMA PHS system.
FIG. 15 is a conceptual diagram showing another form of swap in a PDMA PHS system.
[Explanation of symbols]
# 1 to # 4 Array antenna, 6 storage unit, 8 timer unit, 10 reception weight vector calculation unit, 12-1 to 12-4 multiplier, 14 adder, 17 transmission weight vector calculation unit, 18 transmission directivity control unit , 20 forced phase synchronization processing unit, 30 memory, 40 determination unit, 42 demodulation unit, 44 modulation unit, 50 switch circuit, 60 complex conjugate processing unit, 70, 80 adder, 90 multiplier, 100 frequency offset estimation unit, 1000 SDMA base station, USP user signal processing unit, SDP swap detection unit, CNP control unit, MDP modem unit, BBP baseband unit.

Claims (4)

A radio base station apparatus for performing spatial multiplexing connection on received signals from a plurality of terminals,
An array antenna including a plurality of antennas;
Adaptive array processing means for receiving signals from the plurality of antennas and separating and extracting signals from a predetermined terminal;
Swap detection means for detecting occurrence of signal swaps from the plurality of terminals;
When the occurrence of the swap is detected by the swap detection means, a radio base station apparatus comprising transmission control means for transmitting a voice stop control signal for stopping voice output to the plurality of terminals.   The received signal is transmitted by being divided into a plurality of slots in the time axis direction, and it is possible to perform spatial multiplexing connection to a plurality of terminals in each slot, and the transmission control means can generate the swap. 2. The radio base station apparatus according to claim 1, wherein when detected, the voice base station apparatus transmits the voice stop control signal to a plurality of terminals spatially multiplexed to the slot in which the swap occurs. A radio base station apparatus for performing spatial multiplexing connection on received signals from a plurality of terminals,
An array antenna including a plurality of antennas;
Adaptive array processing means for receiving signals from the plurality of antennas and separating and extracting signals from a predetermined terminal;
Swap detection means for detecting occurrence of signal swaps from the plurality of terminals;
When the occurrence of the swap is detected, after transmitting a voice stop control signal, depending on the level of the received signal, a plurality of terminals spatially multiplex connected to the slot in which the swap has occurred are transferred to other slots. A radio base station apparatus comprising transmission control means for instructing either channel switching or transmission / reception object switching to another base station. The radio base station apparatus includes offset estimating means for extracting a frequency offset of the received signal at a predetermined timing, and storage means for storing the plurality of terminals and the frequency offset in association with each other,
The swap detection unit detects occurrence of the swap based on a comparison result between a change in the value of the frequency offset associated with each terminal and a predetermined threshold value. The radio base station apparatus according to item 1.

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