JP3863793B2

JP3863793B2 - Radio base apparatus, slot allocation method, and slot allocation program

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Publication number: JP3863793B2
Application number: JP2002057563A
Authority: JP
Inventors: 健雄宮田; 直樹安藤; 義晴土居; 正悟中尾
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: JP2003259430A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線基地装置、スロット割当方法、およびスロット割当プログラムに関し、特に、複数の移動端末装置が空間多重接続することができる無線基地装置、およびそのような無線基地装置におけるスロット割当方法およびスロット割当プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、急速に発達しつつある移動体通信システム（たとえば、Personal Handyphone System：以下、ＰＨＳ）では、電波の周波数利用効率を高めるために、１つのタイムスロット（以下、スロット）を周波数分割するとともに、同一スロットの同一周波数をさらに空間的に分割することにより複数ユーザの移動無線端末装置（端末）を無線基地局（基地局）に空間（パス）多重接続させることができるＰＤＭＡ（Path Division Multiple Access）方式が提案されている。
【０００３】
このＰＤＭＡ方式では、現在のところアダプティブアレイ技術が採用されている。アダプティブアレイ処理とは、端末からの受信信号に基づいて、基地局のアンテナごとの受信係数（ウェイト）からなるウェイトベクトルを計算して適応制御することによって、所望の端末からの信号を正確に抽出する処理である。
【０００４】
このようなアダプティブアレイ処理により、各ユーザ端末のアンテナからの上り信号は、基地局のアレイアンテナによって受信され、受信指向性を伴って分離抽出されるとともに、基地局から当該端末への下り信号は、端末のアンテナに対する送信指向性を伴ってアレイアンテナから送信される。
【０００５】
このようなアダプティブアレイ処理は周知の技術であり、たとえば菊間信良著の「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、ここではその動作原理についての説明を省略する。
【０００６】
このように、アダプティブアレイ技術を用いて複数のユーザ端末が空間多重接続可能な基地局を空間多重基地局と称する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような空間多重基地局では、理想的には、すべてのスロットで空間多重接続可能なことが望ましい。
【０００８】
しかしながら、空間多重基地局において、アダプティブアレイ処理などのデジタル信号処理を行なうためのハードウェア（たとえばデジタル信号処理装置ＤＳＰ）には、コストなど様々な要因により、その性能（たとえばＤＳＰクロック速度）に制限が課せられることがある。
【０００９】
たとえば、高価なＤＳＰを用いて構成された空間多重基地局では、すべてのスロットで空間多重が可能なように構成することもできるが、安価なＤＳＰを用いて構成された空間多重基地局では、空間多重可能なスロットと空間多重不可のスロットとが混在する場合がある。
【００１０】
図６は、上述のように空間多重可能なスロットと空間多重不可のスロットとが混在する場合を模式的に示す図である。この例では４スロット単位で上りまたは下りの通信が行なわれているものとする。
【００１１】
まず、４スロットのうち、１つのスロットには、制御チャネル（Control Channel：ＣＣＨ）が割当てられる。ＣＣＨが割当られたスロットでは空間多重は不可である。図６の例では、スロット３にＣＣＨが割当られているものとする。
【００１２】
一般に、ハードウェア上の制約から、ＣＣＨが割当てられたスロットに対し、一定の関係を有するスロットの空間多重が制限される。図６の例では、ＣＣＨが割当られたスロット３に１つ先行するスロット２において空間多重は不可とされ、残りのスロット１および４では、空間多重は可能となる。
【００１３】
このような空間多重の制限は、基地局のハードウェア、コストなど、製品上の種々の都合により、部分的に発生するものであり、その態様も場合により様々であり、図６に示される態様に限られるものではない。
【００１４】
一方、ユーザ端末には、その位置、その移動速度などにより、基地局への空間多重接続に適した端末と、適していない端末とがある。
【００１５】
上述のように空間多重可能なスロットと空間多重が制限されるスロットとが混在する空間多重基地局において、ユーザ端末が空間多重接続に適した端末と適さない端末とからなる場合、当該基地局に接続を要求するすべてのユーザ端末が接続することができるように効率良くスロットの割当を行なうことは困難であるという問題があった。
【００１６】
それゆえに、この発明の目的は、空間多重可能なスロットと空間多重が制限されるスロットとが混在する場合であっても、接続を要するすべてのユーザ端末にが接続できるように、効率良くスロット割当を行うことができる無線基地装置、スロット割当方法、およびスロット割当プログラムを提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明の１つの局面によれば、複数の移動端末装置が空間多重接続することができる無線基地装置は、多重容易度判定手段と、スロット割当手段とを備える。複数の移動端末装置との通信は複数のスロット単位で行なわれ、複数のスロットは、空間多重が可能なスロットと、空間多重が制限されるスロットとを含む。多重容易度判定手段は、スロットの割当を必要とする移動端末装置が空間多重に適しているか否かを判定する。スロット割当手段は、多重容易度判定手段によって空間多重に適していると判定された移動端末装置を空間多重が可能なスロットに割当て、空間多重に適していないと判定された移動端末装置を空間多重が制限されるスロットに割当てる。
【００１８】
好ましくは、無線基地装置は、複数のスロットのそれぞれにおける干渉レベルの程度に基づいて、干渉レベルの低いスロットから優先的に割当てる通常割当優先順位を付与する割当優先順位付与手段をさらに備える。
【００１９】
好ましくは、多重容易度判定手段は、空間多重に適している移動端末装置および空間多重に適していない移動端末装置の中間の多重容易度の移動端末装置を判定し、スロット割当手段は、多重容易度判定手段によって中間の多重容易度であると判定された移動端末装置を、通常割当優先順位に従って割当てる。
【００２０】
好ましくは、スロット割当手段は、空間多重に適していると判定された移動端末装置を、空間多重が可能なスロットに空きが無ければ、通常割当優先順位に従って割当てる。
【００２１】
好ましくは、スロット割当手段は、空間多重に適していないと判定された移動端末装置を、空間多重が制限されるスロットに空きが無ければ、通常割当優先順位に従って割当てる。
【００２２】
好ましくは、多重容易度判定手段は、割当優先順位付与手段によって通常割当優先順位が２つ以上のスロットに付与されたときに、多重容易度の判定を行なう。
【００２３】
好ましくは、多重容易度判定手段は、スロットの割当を必要とする移動端末装置からの受信電力レベルに基づいて多重容易度の判定を行なう。
【００２４】
好ましくは、多重容易度判定手段は、スロットの割当を必要とする移動端末装置からの受信タイミングに基づいて多重容易度の判定を行なう。
【００２５】
好ましくは、多重容易度判定手段は、スロットの割当を要求する移動端末装置の移動速度に基づいて多重容易度の判定を行なう。
【００２６】
この発明の他の局面によれば、複数の移動端末装置が空間多重接続することができる無線基地装置におけるスロット割当方法であって、複数の移動端末装置との通信は複数のスロット単位で行なわれ、複数のスロットは、空間多重が可能なスロットと、空間多重が制限されるスロットとを含む。スロット割当方法は、スロットの割当を必要とする移動端末装置が空間多重に適しているか否かを判定するステップと、空間多重に適していると判定された移動端末装置を空間多重が可能なスロットに割当て、空間多重に適していないと判定された移動端末装置を空間多重が制限されるスロットに割当てるステップとを備える。
【００２７】
好ましくは、スロット割当方法は、複数のスロットのそれぞれにおける干渉レベルの程度に基づいて、干渉レベルの低いスロットから優先的に割当てる通常割当優先順位を付与するステップをさらに備える。
【００２８】
好ましくは、空間多重に適しているか否かを判定するステップは、空間多重に適している移動端末装置および空間多重に適していない移動端末装置の中間の多重容易度の移動端末装置を判定するステップを含み、スロットを割当てるステップは、中間の多重容易度であると判定された移動端末装置を、通常割当優先順位に従って割当てるステップを含む。
【００２９】
好ましくは、スロットを割当てるステップは、空間多重に適していると判定された移動端末装置を、空間多重が可能なスロットに空きが無ければ、通常割当優先順位に従って割当てる。
【００３０】
好ましくは、スロットを割当てるステップは、空間多重に適していないと判定された移動端末装置を、空間多重が制限されるスロットに空きが無ければ、通常割当優先順位に従って割当てる。
【００３１】
好ましくは、空間多重に適しているか否かを判定するステップは、通常割当優先順位が２つ以上のスロットに付与されたときに、多重容易度の判定を行なう。
【００３２】
好ましくは、空間多重に適しているか否かを判定するステップは、スロットの割当を必要とする移動端末装置からの受信電力レベルに基づいて多重容易度の判定を行なう。
【００３３】
好ましくは、空間多重に適しているか否かを判定するステップは、スロットの割当を必要とする移動端末装置からの受信タイミングに基づいて多重容易度の判定を行なう。
【００３４】
好ましくは、空間多重に適しているか否かを判定するステップは、スロットの割当を要求する移動端末装置の移動速度に基づいて多重容易度の判定を行なう。
【００３５】
この発明のさらに他の局面によれば、複数の移動端末装置が空間多重接続することができる無線基地装置におけるスロット割当プログラムであって、複数の移動端末装置との通信は複数のスロット単位で行なわれ、複数のスロットは、空間多重が可能なスロットと、空間多重が制限されるスロットとを含む。スロット割当プログラムは、コンピュータに、スロットの割当を必要とする移動端末装置が空間多重に適しているか否かを判定するステップと、空間多重に適していると判定された移動端末装置を空間多重が可能なスロットに割当て、空間多重に適していないと判定された移動端末装置を空間多重が制限されるスロットに割当てるステップとを実行させる。
【００３６】
好ましくは、スロット割当プログラムは、複数のスロットのそれぞれにおける干渉レベルの程度に基づいて、干渉レベルの低いスロットから優先的に割当てる通常割当優先順位を付与するステップをさらにコンピュータに実行させる。
【００３７】
好ましくは、空間多重に適しているか否かを判定するステップは、空間多重に適している移動端末装置および空間多重に適していない移動端末装置の中間の多重容易度の移動端末装置を判定するステップを含み、スロットを割当てるステップは、中間の多重容易度であると判定された移動端末装置を、通常割当優先順位に従って割当てるステップを含む。
【００３８】
好ましくは、スロットを割当てるステップは、空間多重に適していると判定された移動端末装置を、空間多重が可能なスロットに空きが無ければ、通常割当優先順位に従って割当てる。
【００３９】
好ましくは、スロットを割当てるステップは、空間多重に適していないと判定された移動端末装置を、空間多重が制限されるスロットに空きが無ければ、通常割当優先順位に従って割当てる。
【００４０】
好ましくは、空間多重に適しているか否かを判定するステップは、通常割当優先順位が２つ以上のスロットに付与されたときに、多重容易度の判定を行なう。
【００４１】
好ましくは、空間多重に適しているか否かを判定するステップは、スロットの割当を必要とする移動端末装置からの受信電力レベルに基づいて多重容易度の判定を行なう。
【００４２】
好ましくは、空間多重に適しているか否かを判定するステップは、スロットの割当を必要とする移動端末装置からの受信タイミングに基づいて多重容易度の判定を行なう。
【００４３】
好ましくは、空間多重に適しているか否かを判定するステップは、スロットの割当を要求する移動端末装置の移動速度に基づいて多重容易度の判定を行なう。
【００４４】
したがって、この発明では、スロットの割当を必要としている移動端末装置が空間多重に適しているか否かに応じて、当該移動端末装置に空間多重可能なスロットまたは空間多重が制限されるスロットを振分けるように構成しているので、スロット割当を要求するすべての移動端末装置が接続できる効率的なスロット割当を実現することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００４６】
まず、この発明の原理について説明する。前述のようにユーザ端末には、空間多重接続に適した（容易な）端末と、適していない（容易でない）端末とが存在する。
【００４７】
図１は、このようなユーザ端末ごとの空間多重容易度を模式的に説明する図である。
【００４８】
図１を参照して、空間多重基地局１はエリア２内のユーザ端末３〜６と通信する。ここで、エリア２の端に位置する遠方の端末３からの基地局１における上り受信電力レベルは低く、同一スロットにおいて他のユーザ端末と多重接続するのに適していない。
【００４９】
なぜなら、このような空間多重接続を許容する基地局では、多重接続している複数のユーザ端末同士の上り受信信号の電力比（Desired user's power: Desired user's power、以下ＤＤ比）が互いに揃っていることが望ましいからである。
【００５０】
というのは、もしも複数のユーザ端末からの受信電力に大きな差があれば、アダプティブアレイ処理の干渉除去能力が及ばなくなり、受信電力の低い方の受信信号は、受信エラーとみなされてしまう可能性があるからである。端末３のようなエリアの端に同等の上り受信電力の他ユーザが存在している可能性は低く、したがって、端末３は、他ユーザとの多重接続に適していない（多重しにくい）。
【００５１】
一方、図１を参照して、基地局１に近接する端末４からの基地局１における上り受信電力レベルは大きく、また基地局１に近接した狭いエリアに他ユーザが存在している可能性も低い。したがって、上述の理由により、この端末４もまた同一スロットにおいて多のユーザ端末と多重接続するのに適していない。
【００５２】
その他のユーザ端末５，６は、ユーザが最も分布しているエリアのユーザ端末と考えられ、これらの端末からの基地局１における上り受信電力レベルはほぼ中間的な値で揃っており、ユーザ端末同士のの多重接続に適しているものと考えられる。
【００５３】
このような状況において、たとえば空間多重可能なスロットに空間多重に適さないユーザ端末を割当ててしまうと、そのスロットにはもはや他のユーザ端末を割当てることができなくなってしまい、割当の効率を著しく損なうことになる。
【００５４】
このように、従来、空間多重基地局では、空間多重可能なスロットと空間多重が制限されるスロットとが混在していたため、効率的なスロット割当が困難であったが、この発明では、接続を要求しているユーザ端末が空間多重に適しているか否かに応じて、空間多重可能なスロットまたは空間多重が制限されるスロットを振分けることにより、効率的なスロット割当を実現しようとするものである。
【００５５】
より具体的に、この発明によれば、空間多重に適したユーザ端末、すなわち空間多重が容易なユーザ端末から接続（スロット割当）の要求があれば、この端末を空間多重が可能なスロットに優先的に割当てる。これに対し、空間多重に適さないユーザ端末、すなわち空間多重が容易でないユーザ端末から接続の要求があれば、この端末を空間多重が制限される（多重不可）スロットに優先的に割当てる。
【００５６】
すなわち、空間多重が容易でない端末がスロット割当を要求してきた場合、空間多重可能なスロットを割当ててしまうと、そのスロットについては、前述のように、後から接続を要求してきたユーザがもはや多重接続する機会を失ってしまうことになる。そこで、この発明では、空間多重が容易でない端末からスロット割当要求があれば、この端末を空間多重が制限されるスロットに優先的に割当てることにより、後からスロット割当を要求してきた空間多重が容易なユーザ端末ができるだけ多く空間多重可能スロットに割当られるようスロット割当を制御するように構成したものである。
【００５７】
なお、以上の原理説明では、接続を要求する端末からの上り受信電力を、端末の空間多重接続の容易性の判断要素として用いていたが、これは上り受信電力に限られるものではなく、当該端末のスロット内の予想受信タイミング位置（同期位置）からの上り受信タイミングのずれの大きさ、当該端末の移動速度を表わすフェージング速度など、様々な判断要素を用いることができる。また、これらの複数種類の判断要素を適宜組合せて、多重容易性の判断に用いても良い。
【００５８】
図２は、この発明の実施の形態による空間多重基地局１０００の構成を示す概略ブロック図である。
【００５９】
図２を参照して、空間多重基地局１０００は、複数本のアンテナ、たとえばｎ本のアンテナＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎからなるアレイアンテナを備えている。アンテナＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎは、受信信号合成部１０に接続される。
【００６０】
受信信号合成部１０に与えられた受信信号は、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た後、デジタル信号に変換されて、デジタル信号処理が施される。
【００６１】
より具体的に、受信信号合成部１０は、前述した周知のアダプティブアレイ処理により、各ユーザ端末からの信号を分離抽出し、受信信号として出力する。出力された受信信号は、図示しないモデムに与えられる。
【００６２】
空間多重基地局１０００はさらに、受信電力測定部１１と、受信タイミング測定部１２と、フェージング速度測定部１３と、チャネル割当制御部１４と、メモリ１５とを備えている。
【００６３】
受信電力測定部１１は、アンテナＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎのそれぞれから受信信号を受け、接続（スロット割当）を要求するユーザ端末の受信電力レベルの瞬時値であるＲＳＳＩを測定し、チャネル割当制御部１４に与える。
【００６４】
受信タイミング測定部１２は、受信信号合成部１０から与えられる受信信号から、周知の相関同期法などを用いて、接続を要求するユーザ端末の受信タイミングを測定し、受信タイミング情報として受信信号合成部１０およびチャネル割当制御部１４に与える。
【００６５】
すなわち、通常、１つのスロットに多重接続する複数ユーザの分離を容易にするため、スロット内のそれぞれの受信タイミング位置（同期位置）が互いに十分離れるように、多重ユーザの受信タイミング位置が予想される。受信タイミング部１２は、接続を要求するユーザ端末の受信タイミングと、予想される受信タイミングとのずれを算出して、上記受信タイミング情報を生成する。
【００６６】
フェージング速度測定部１３は、受信信号合成部１０から与えられる受信信号から、接続を要求するユーザ端末のフェージング速度を測定し、チャネル割当制御部１４に与える。
【００６７】
ユーザ端末からの伝搬路の伝搬環境は、たとえば伝搬路の受信係数の変動、すなわちフェージング速度によって表わされる。フェージング速度は物理量としては、いわゆるドップラー周波数（ｆＤ）によって表現される。
【００６８】
伝搬環境におけるドップラー周波数ｆＤはたとえば次のようにして推定される。すなわち、アダプティブアレイ処理で抽出された当該ユーザの受信信号の時間的に前後する２つの受信応答ベクトルの相関値を計算する。フェージングがなければ、２つの受信応答ベクトルは一致し、相関値は１となる。一方、フェージングが激しければ受信応答ベクトルの差は大きくなり、相関値は小さくなる。このような受信応答ベクトルの相関値とドップラー周波数ｆＤとの関係を予め実験的に求め、そのテーブルをメモリに保持しておけば、受信応答ベクトルの相関値を算出することによって、そのときのドップラー周波数ｆＤを推定することができる。
【００６９】
チャネル割当制御部１４は、受信電力測定部１１で測定されたＲＳＳＩと、受信タイミング測定部１２で測定された受信タイミング情報と、フェージング速度測定部１３で測定されたドップラー周波数ｆＤとに基づいて、メモリ１５に保持されている後述する多重可能スロット情報テーブルを参照して、この発明によるスロット割当制御を実行する。
【００７０】
図２に示した受信信号合成部１０、受信電力測定部１１、受信タイミング測定部１２、フェージング速度測定部１３、およびチャネル割当制御部１４の処理は、実際には、基地局のＤＳＰを用いてソフトウェアで実現される。
【００７１】
次に、図３は、図２に示した空間多重基地局１０００のメモリ１５に格納されている多重可能スロット情報テーブルの一例を示す図である。
【００７２】
この多重可能スロット情報テーブルは、当該空間多重基地局１０００においてＣＣＨが入るスロット（ＣＣＨ番号）によって決まる空間多重可能なスロットと空間多重不可のスロットとを示すものである。
【００７３】
図３を参照して、スロット１にＣＣＨが割当てられた場合には、スロット２、３および４は、すべて空間多重可能スロットとなる。次に、スロット２にＣＣＨが割当てられた場合には、スロット１、３および４はすべて空間多重可能スロットとなる。次に、スロット３にＣＣＨが割当てられた場合には、スロット２および４は空間多重可能スロットとなるが、スロット１は空間多重不可スロットとなる。最後に、スロット４にＣＣＨが割当てられた場合には、スロット１および３は空間多重可能スロットとなるが、スロット２は空間多重不可スロットとなる。
【００７４】
図２のチャネル割当制御部１４は、図３のテーブルを参照して、実際にＣＣＨが割当てられたスロット（ＣＣＨ番号）から、空間多重可能なスロットと空間多重不可のスロットとを特定し、後述するスロット割当処理に用いる。
【００７５】
図４は、図２の空間多重基地局１０００の図示しないＤＳＰで実行される、この発明の実施の形態によるスロット割当処理を示すフロー図である。
【００７６】
以下に説明する実施の形態の処理では、ユーザ端末の多重容易度を判定する要素として、上り受信信号レベル（ＲＳＳＩ）、上り受信タイミングのずれ、端末のフェージング速度（ドップラー周波数ｆＤ）を組合せて使用しているが、この発明はこのような組合せに限定されるものではなく、ユーザ端末の空間多重容易度を判定することができる要素であればどのような要素でも、単独でもまたは組合せても用いることができる。
【００７７】
図４を参照して、まずステップＳ１において、スロット選択動作が開始される。このようなスロット選択動作が起動されるのは、たとえば次のようなイベントが生じた場合である。
【００７８】
たとえば、あるユーザ端末が新規に当該基地局に対し発呼してきた（リンクチャネルを要求してきた）時点でスロット選択が起動される。または何らかの原因により当該基地局の別スロットからのチャネル切替（ＴＣＨ切替）が要求された場合にも起動される。
【００７９】
さらに、一旦スロットが割当てられた後の端末との通常通信状態においても、基地局は、通信状態（たとえば上り受信電力、上り受信タイミングのずれ、フェージング速度など）を常時監視しており、状態に変化が生じた場合にはスロット選択を起動する。
【００８０】
たとえば遠方に位置していた空間多重に適さないユーザ端末が基地局に接近して空間多重に適した端末に変化した場合には、スロット選択を起動して多重不可スロットから多重可能スロットへの割当の変更を実施する。反対に、空間多重に適していたユーザ端末が遠方に移動して空間多重に適さない端末に変化した場合には、スロット選択を起動して多重可能スロットから多重不可スロットへの割当の変更を実施する。
【００８１】
これらの場合にステップＳ１においてスロット選択は開始され、次にステップＳ２において、通常のスロット選択によるスロット優先順位付けが実行される。
【００８２】
このステップにおいては、スロット１〜４のそれぞれにおいて干渉波のレベルを測定し、干渉波のレベルがしきい値を超えるスロットには端末の割当を行なわない。そして、しきい値を超えないスロットのなかで、干渉波のレベルの低い方から順に割当の優先順位を付与していく。その結果、スロット割当の対象となるスロットが２つ以上あれば、ステップＳ３に進んで、以下に説明するように、ユーザ端末の多重容易性を判定してスロット割当を決定する。
【００８３】
なお、スロット割当の対象となるスロットがなければスロット割当を禁止し、１つしかなければ、以下の判定処理を行なうことなく当該端末をそのスロットに割当てる。
【００８４】
ステップＳ３においては、スロット割当を求めるユーザ端末の上り受信電力（ＲＳＳＩ）、上り受信タイミングのずれ、フェージング速度に基づいて、当該ユーザ端末が、空間多重に適していないユーザか否かの判定を行う。
【００８５】
この例で、空間多重に適していない（多重容易でない）ユーザ端末とは、まず図１に関連して先に説明したように、当該端末からの上り受信電力ＲＳＳＩが大き過ぎるか（たとえば５５ｄＢより大きい）、または小さ過ぎる（たとえば２０ｄＢより小さい）端末である。
【００８６】
あるいは、上り受信タイミングからみれば、空間多重に適していない端末とは、当該ユーザの受信タイミングが、予想される受信タイミングから大きくずれた（たとえば１シンボル以上ずれた）端末である。
【００８７】
あるいは、フェージング速度からみれば、空間多重に適していない端末とは、当該ユーザのフェージング速度（移動速度）が大き過ぎる（たとえばドップラー周波数ｆＤが６０Ｈｚより大きい）端末である。
【００８８】
したがって、ステップＳ３において、スロット割当を要求している端末が、ＲＳＳＩ、受信タイミングずれ、およびドップラー周波数ｆＤに関する上述の条件のいずれか１つでも満たしていれば、当該端末は、空間多重に適さない端末であると判定され、ステップＳ４に進む。
【００８９】
このステップＳ４では、空間多重が制限されるスロットのうちに空きがあれば、当該スロットに優先的に当該端末を割当て、空きがなければ、ステップＳ２で決定した通常の優先順位に基づいて、多重可能スロットに割当てる。
【００９０】
一方、ステップＳ３のすべての条件を満たさない場合、当該スロットは、空間多重に適さない端末ではないとして、ステップＳ５に進む。
【００９１】
このステップＳ５では、空間多重可能スロットのうちに空きがあれば、当該スロットに優先的に当該端末を割当て、空きがなければ、ステップＳ２で決定した通常の優先順位に基づいて、多重が制限されるスロットに割当てる。
【００９２】
この図４の実施の形態によるスロット割当では、空間多重に適していないユーザ端末を優先的に多重制限スロットに割当てるように制御しているので、空間多重可能スロットを、空間多重に適したユーザ端末のために空けておくことができ、効率的なスロット割当を行うことができる。
【００９３】
ところで、図４のステップＳ３に示した条件は、空間多重に適していない端末を判定するための条件であり、厳密には、この条件を満たしていない端末はすべて空間多重に適した端末であるとは必ずしもいうことはできない。
【００９４】
すなわち、厳密に、空間多重に適した（多重容易な）端末であることを判定するためには、ステップＳの条件を満たさないだけでなく、さらに条件が加重される。図５は、このような条件がさらに課されたスロット割当処理の他の例を示すフロー図である。
【００９５】
この図５の処理のステップＳ１１〜１４は、図４の処理のステップＳ１〜４と同じなので説明を省略する。
【００９６】
図５のステップＳ１３において、接続を要求しているユーザ端末が、ステップＳ１３に規定されている受信電力ＲＳＳＩ、受信タイミングのずれ、フェージング速度のいずれも満たしていない場合、すなわち空間多重に適さない端末ではないことが判定されると、ステップＳ１５に進み、真に空間多重に適した（多重容易な）端末であるか否かの判定がなされる。
【００９７】
この例で、真に空間多重に適している（多重容易な）ユーザ端末とは、まず図１に関連して先に説明したように、当該端末からの上り受信電力ＲＳＳＩが大き過ぎずかつ小さ過ぎず、一定の適正な範囲内（たとえば３５ｄＢ〜４５ｄＢ）にあり、同時に、上り受信タイミングからみれば、当該ユーザの受信タイミングが、予想される受信タイミングのすぐ近く（たとえば０．５シンボル以内のずれ）にあり、同時に、フェージング速度からみれば、当該ユーザのフェージング速度（移動速度）が小さい（たとえばドップラー周波数ｆＤが４０Ｈｚより小さい）端末である。
【００９８】
したがって、ステップＳ１５において、スロット割当を要求している端末が、ＲＳＳＩ、受信タイミングずれ、およびドップラー周波数ｆＤに関する上述の条件のすべてを満たしていれば、当該端末は、厳密に、空間多重に適した端末であると判定され、ステップＳ１６に進む。
【００９９】
このステップＳ１６では、空間多重可能スロットのうちに空きがあれば、当該スロットに優先的に当該端末を割当て、空きがなければ、ステップＳ１２で決定した通常の優先順位に基づいて、多重が制限されるスロットに割当てる。
【０１００】
ステップＳ１５のＲＳＳＩ、受信タイミングずれ、およびドップラー周波数ｆＤに関する条件の１つでも満たさなければ、当該ユーザ端末は、空間多重に適している端末と適していない端末との中間的なグレーゾーンの端末と判定され、ステップＳ１７に進む。
【０１０１】
ステップＳ１７では、ステップＳ１２で決定された通常の優先順位に基づいて、当該ユーザにスロットが割当られる。
【０１０２】
この図５の実施の形態によるスロット割当では、空間多重に適していないユーザ端末を優先的に多重制限スロットに割当てるとともに空間多重に適しているユーザ端末を優先的に多重可能スロットに割当てるように制御しているので、空間多重可能スロットを、空間多重に適したユーザ端末に有効に割当てることができ、効率的なスロット割当を行うことができる。
【０１０３】
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。
【０１０４】
【発明の効果】
以上のように、この発明では、接続を要求しているユーザ端末が空間多重に適しているか否かに応じて、当該ユーザ端末に空間多重可能なスロットまたは空間多重が制限されるスロットを振分けるように構成しているので、接続を要求するすべてのユーザが接続できる効率的なスロット割当を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空間多重基地局のエリア内のユーザ端末の分布状態を示す模式図である。
【図２】この発明の実施の形態による空間多重基地局の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態による空間多重基地局の多重可能スロット情報テーブルを示す図である。
【図４】この発明の実施の形態によるスロット割当制御を示すフロー図である。
【図５】この発明の実施の形態によるスロット割当制御の他の例を示すフロー図である。
【図６】空間多重可能スロットと空間多重不可スロットとが混在する態様を示す模式図である。
【符号の説明】
１空間多重基地局、２エリア、３，４，５，６ユーザ端末、１０受信信号合成部、１１受信電力測定部、１２受信タイミング測定部、１３フェージング速度測定部、１４チャネル割当制御部、１５メモリ、Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎアンテナ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio base apparatus, a slot allocation method, and a slot allocation program, and in particular, a radio base apparatus in which a plurality of mobile terminal apparatuses can be spatially multiplexed, and a slot allocation method and slot in such a radio base apparatus. Regarding the allocation program.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in a mobile communication system (for example, Personal Handyphone System: hereinafter referred to as PHS) that has been rapidly developed, in order to increase the frequency use efficiency of radio waves, one time slot (hereinafter referred to as a slot) is frequency-divided, PDMA (Path Division Multiple Access) that allows multiple users' mobile radio terminals (terminals) to be spatially (path) multiplexed connected to radio base stations (base stations) by further spatially dividing the same frequency in the same slot A scheme has been proposed.
[0003]
In this PDMA system, an adaptive array technology is currently employed. Adaptive array processing accurately extracts a signal from a desired terminal by calculating and adaptively controlling a weight vector consisting of a reception coefficient (weight) for each antenna of the base station based on a signal received from the terminal. It is processing to do.
[0004]
Through such adaptive array processing, the uplink signal from the antenna of each user terminal is received by the array antenna of the base station, separated and extracted with reception directivity, and the downlink signal from the base station to the terminal is The data is transmitted from the array antenna with transmission directivity with respect to the terminal antenna.
[0005]
Such adaptive array processing is a well-known technique, and is described in detail, for example, in “Chapter 3 MMSE Adaptive Array” on pages 35 to 49 of “Adaptive Signal Processing by Array Antenna” (Science and Technology Publishing) by Nobuyoshi Kikuma. Therefore, the description of the operation principle is omitted here.
[0006]
In this way, a base station in which a plurality of user terminals can be spatially multiplexed using the adaptive array technology is referred to as a spatial multiplexing base station.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a spatial multiplexing base station, ideally, it is desirable that spatial multiplexing connection is possible in all slots.
[0008]
However, in a spatial multiplexing base station, hardware (for example, a digital signal processing device DSP) for performing digital signal processing such as adaptive array processing is limited in performance (for example, DSP clock speed) due to various factors such as cost. May be imposed.
[0009]
For example, a spatial multiplexing base station configured using an expensive DSP can be configured to allow spatial multiplexing in all slots, but a spatial multiplexing base station configured using an inexpensive DSP There may be a mixture of slots that can be spatially multiplexed and slots that cannot be spatially multiplexed.
[0010]
FIG. 6 is a diagram schematically showing a case where slots that can be spatially multiplexed and slots that cannot be spatially mixed exist as described above. In this example, it is assumed that uplink or downlink communication is performed in units of 4 slots.
[0011]
First, a control channel (Control Channel: CCH) is assigned to one of the four slots. Spatial multiplexing is not possible in slots to which CCH is assigned. In the example of FIG. 6, it is assumed that CCH is assigned to slot 3.
[0012]
In general, due to hardware limitations, spatial multiplexing of slots having a certain relationship is limited with respect to slots to which CCH is assigned. In the example of FIG. 6, spatial multiplexing is not possible in the slot 2 that precedes the slot 3 to which CCH is allocated, and spatial multiplexing is possible in the remaining slots 1 and 4.
[0013]
Such restrictions on spatial multiplexing partially occur due to various product reasons such as hardware and cost of the base station, and there are various cases depending on the situation. The aspect shown in FIG. It is not limited to.
[0014]
On the other hand, the user terminal includes a terminal suitable for spatial multiplexing connection to a base station and a terminal unsuitable for the position and the moving speed.
[0015]
As described above, in a spatial multiplexing base station in which a slot capable of spatial multiplexing and a slot in which spatial multiplexing is restricted are mixed, when a user terminal is composed of a terminal suitable for spatial multiplexing connection and an unsuitable terminal, the base station There is a problem that it is difficult to allocate slots efficiently so that all user terminals that request connection can connect.
[0016]
Therefore, an object of the present invention is to efficiently allocate slots so that all user terminals requiring connection can be connected even when slots capable of spatial multiplexing and slots limited in spatial multiplexing are mixed. A radio base apparatus, a slot allocation method, and a slot allocation program.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, a radio base apparatus to which a plurality of mobile terminal apparatuses can be spatially multiplexed includes a multiplexing ease determination unit and a slot allocation unit. Communication with a plurality of mobile terminal apparatuses is performed in units of a plurality of slots, and the plurality of slots includes a slot capable of spatial multiplexing and a slot limited in spatial multiplexing. The multiplexing degree determination means determines whether or not the mobile terminal device that requires slot allocation is suitable for spatial multiplexing. The slot assigning means assigns the mobile terminal apparatus determined to be suitable for spatial multiplexing by the multiplexing ease determining means to a slot capable of spatial multiplexing, and spatially multiplexes the mobile terminal apparatus determined to be not suitable for spatial multiplexing. Are assigned to restricted slots.
[0018]
Preferably, the radio base apparatus further includes an allocation priority assigning unit that assigns a normal allocation priority that is preferentially assigned from a slot with a low interference level based on the degree of interference level in each of the plurality of slots.
[0019]
Preferably, the multiplexing degree determination means determines a mobile terminal apparatus having a multiplexing degree intermediate between the mobile terminal apparatus suitable for spatial multiplexing and the mobile terminal apparatus not suitable for spatial multiplexing, and the slot allocation means determines the multiplexing easy The mobile terminal apparatus determined to have an intermediate multiplexing ease by the degree determination means is allocated according to the normal allocation priority order.
[0020]
Preferably, the slot allocating unit allocates the mobile terminal apparatus determined to be suitable for spatial multiplexing according to the normal allocation priority if there is no space in the slot capable of spatial multiplexing.
[0021]
Preferably, the slot allocating unit allocates the mobile terminal apparatus determined to be not suitable for spatial multiplexing according to the normal allocation priority when there is no vacant slot in which spatial multiplexing is restricted.
[0022]
Preferably, the multiplexing ease determination means determines the multiplexing ease when the allocation priority assigning means assigns the normal allocation priority to two or more slots.
[0023]
Preferably, the multiplexing ease determination means determines the multiplexing ease based on a received power level from a mobile terminal apparatus that requires slot allocation.
[0024]
Preferably, the multiplexing ease determination means determines the multiplexing ease based on a reception timing from a mobile terminal apparatus that requires slot allocation.
[0025]
Preferably, the multiplexing ease determination means determines the multiplexing ease based on a moving speed of a mobile terminal apparatus that requests slot allocation.
[0026]
According to another aspect of the present invention, there is provided a slot allocation method in a radio base apparatus in which a plurality of mobile terminal apparatuses can be spatially multiplexed, and communication with the plurality of mobile terminal apparatuses is performed in units of a plurality of slots. The plurality of slots includes a slot capable of spatial multiplexing and a slot limited in spatial multiplexing. The slot allocation method includes a step of determining whether or not a mobile terminal apparatus requiring slot allocation is suitable for spatial multiplexing, and a slot capable of spatial multiplexing of a mobile terminal apparatus determined to be suitable for spatial multiplexing. And assigning a mobile terminal apparatus determined to be unsuitable for spatial multiplexing to a slot for which spatial multiplexing is restricted.
[0027]
Preferably, the slot allocation method further includes a step of assigning a normal allocation priority that is preferentially allocated from a slot with a low interference level, based on the degree of interference level in each of the plurality of slots.
[0028]
Preferably, the step of determining whether or not it is suitable for spatial multiplexing is a step of determining a mobile terminal device having a multiplexing ease intermediate between a mobile terminal device suitable for spatial multiplexing and a mobile terminal device not suitable for spatial multiplexing. And allocating the slots includes allocating the mobile terminal apparatus determined to have the intermediate multiplexing degree according to the normal allocation priority.
[0029]
Preferably, the step of assigning slots assigns the mobile terminal apparatus determined to be suitable for spatial multiplexing according to the normal allocation priority if there is no space in the slot that can be spatially multiplexed.
[0030]
Preferably, the step of assigning slots assigns the mobile terminal apparatus determined to be unsuitable for spatial multiplexing according to the normal allocation priority if there is no free slot in which spatial multiplexing is restricted.
[0031]
Preferably, in the step of determining whether or not it is suitable for spatial multiplexing, the degree of multiplexing is determined when the normal allocation priority is assigned to two or more slots.
[0032]
Preferably, in the step of determining whether or not it is suitable for spatial multiplexing, the degree of multiplexing is determined based on a received power level from a mobile terminal apparatus that requires slot allocation.
[0033]
Preferably, in the step of determining whether or not it is suitable for spatial multiplexing, the degree of multiplexing is determined based on the reception timing from the mobile terminal device that requires slot allocation.
[0034]
Preferably, in the step of determining whether or not it is suitable for spatial multiplexing, the degree of multiplexing is determined based on the moving speed of the mobile terminal device that requests slot allocation.
[0035]
According to still another aspect of the present invention, there is provided a slot allocation program in a radio base apparatus in which a plurality of mobile terminal apparatuses can be spatially multiplexed, and communication with the plurality of mobile terminal apparatuses is performed in units of a plurality of slots. The plurality of slots includes a slot capable of spatial multiplexing and a slot limited in spatial multiplexing. The slot allocation program determines whether or not a mobile terminal device that requires slot allocation is suitable for spatial multiplexing to a computer, and spatial multiplexing is performed on the mobile terminal device determined to be suitable for spatial multiplexing. And assigning the mobile terminal apparatus determined to be not suitable for spatial multiplexing to a slot in which spatial multiplexing is restricted.
[0036]
Preferably, the slot allocation program further causes the computer to execute a step of assigning a normal allocation priority that is preferentially allocated from a slot with a low interference level based on the degree of interference level in each of the plurality of slots.
[0037]
Preferably, the step of determining whether or not it is suitable for spatial multiplexing is a step of determining a mobile terminal device having a multiplexing ease intermediate between a mobile terminal device suitable for spatial multiplexing and a mobile terminal device not suitable for spatial multiplexing. And allocating the slots includes allocating the mobile terminal apparatus determined to have the intermediate multiplexing degree according to the normal allocation priority.
[0038]
Preferably, the step of assigning slots assigns the mobile terminal apparatus determined to be suitable for spatial multiplexing according to the normal allocation priority if there is no space in the slot that can be spatially multiplexed.
[0039]
Preferably, the step of assigning slots assigns the mobile terminal apparatus determined to be unsuitable for spatial multiplexing according to the normal allocation priority if there is no free slot in which spatial multiplexing is restricted.
[0040]
Preferably, in the step of determining whether or not it is suitable for spatial multiplexing, the degree of multiplexing is determined when the normal allocation priority is assigned to two or more slots.
[0041]
Preferably, in the step of determining whether or not it is suitable for spatial multiplexing, the degree of multiplexing is determined based on a received power level from a mobile terminal apparatus that requires slot allocation.
[0042]
Preferably, in the step of determining whether or not it is suitable for spatial multiplexing, the degree of multiplexing is determined based on the reception timing from the mobile terminal device that requires slot allocation.
[0043]
Preferably, in the step of determining whether or not it is suitable for spatial multiplexing, the degree of multiplexing is determined based on the moving speed of the mobile terminal device that requests slot allocation.
[0044]
Therefore, according to the present invention, depending on whether or not a mobile terminal apparatus that requires slot allocation is suitable for spatial multiplexing, a slot capable of spatial multiplexing or a slot for which spatial multiplexing is restricted is allocated to the mobile terminal apparatus. With this configuration, it is possible to realize efficient slot allocation that can connect all mobile terminal devices that request slot allocation.
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[0046]
First, the principle of the present invention will be described. As described above, there are user terminals that are suitable (easy) for spatial multiplexing and terminals that are not suitable (not easy).
[0047]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the degree of spatial multiplexing for each user terminal.
[0048]
Referring to FIG. 1, spatial multiplexing base station 1 communicates with user terminals 3 to 6 in area 2. Here, the uplink reception power level in the base station 1 from the distant terminal 3 located at the end of the area 2 is low, and is not suitable for multiplex connection with other user terminals in the same slot.
[0049]
This is because, in a base station that allows such a spatial multiplex connection, the power ratio (Desired user's power: Desired user's power, hereinafter referred to as DD ratio) of uplink received signals among a plurality of user terminals that are multiplex-connected is aligned with each other. This is because it is desirable.
[0050]
This is because if there is a large difference in the received power from multiple user terminals, the interference cancellation capability of adaptive array processing will not be achieved, and the received signal with the lower received power may be regarded as a reception error. Because there is. There is a low possibility that another user having the same uplink reception power exists at the end of the area such as the terminal 3, and therefore the terminal 3 is not suitable for multiple connection with other users (it is difficult to multiplex).
[0051]
On the other hand, referring to FIG. 1, the uplink received power level in the base station 1 from the terminal 4 close to the base station 1 is large, and there is a possibility that another user exists in a narrow area close to the base station 1. Low. Therefore, for the reason described above, this terminal 4 is also not suitable for multiplex connection with many user terminals in the same slot.
[0052]
The other user terminals 5 and 6 are considered to be user terminals in an area where the users are most distributed, and the uplink received power levels in the base station 1 from these terminals are almost equal to each other. It is considered suitable for multiplex connection between each other.
[0053]
In such a situation, for example, if a user terminal that is not suitable for spatial multiplexing is assigned to a slot that can be spatially multiplexed, other user terminals can no longer be assigned to that slot, and the allocation efficiency is significantly impaired. It will be.
[0054]
As described above, in the conventional spatial multiplexing base station, since slots capable of spatial multiplexing and slots limited in spatial multiplexing have been mixed, it has been difficult to efficiently allocate slots. Depending on whether or not the requesting user terminal is suitable for spatial multiplexing, an effective slot allocation is realized by allocating a slot that can be spatially multiplexed or a slot that is limited to spatial multiplexing. is there.
[0055]
More specifically, according to the present invention, if there is a request for connection (slot allocation) from a user terminal suitable for spatial multiplexing, that is, a user terminal that is easily spatially multiplexed, this terminal is given priority over a slot capable of spatial multiplexing. To assign. On the other hand, if there is a connection request from a user terminal that is not suitable for spatial multiplexing, that is, a user terminal that does not facilitate spatial multiplexing, this terminal is preferentially assigned to a slot in which spatial multiplexing is restricted (non-multiplexing).
[0056]
That is, when a terminal that is not easily spatially multiplexed requests slot assignment, if a slot capable of spatial multiplexing is assigned, the user who has requested connection later on that slot will no longer be able to make multiple connections. Will lose the opportunity to do. Therefore, in the present invention, if there is a slot allocation request from a terminal that is not easily spatially multiplexed, it is easy to perform spatial multiplexing that later requested slot allocation by preferentially allocating this terminal to a slot for which spatial multiplexing is restricted. The slot allocation is controlled so that as many user terminals as possible are allocated to the spatially multiplexable slots.
[0057]
In the above description of the principle, the uplink received power from the terminal requesting the connection is used as an element for determining the ease of spatial multiplexing connection of the terminal. However, this is not limited to the uplink received power. Various determination factors such as the magnitude of the deviation of the uplink reception timing from the expected reception timing position (synchronization position) in the terminal slot and the fading speed indicating the moving speed of the terminal can be used. Moreover, these multiple types of determination elements may be combined as appropriate and used for determination of the ease of multiplexing.
[0058]
FIG. 2 is a schematic block diagram showing a configuration of spatial multiplexing base station 1000 according to the embodiment of the present invention.
[0059]
Referring to FIG. 2, spatial multiplexing base station 1000 includes a plurality of antennas, for example, an array antenna including n antennas A1, A2,. Antennas A1, A2,..., An are connected to the reception signal combining unit 10.
[0060]
The received signal given to the received signal synthesizing unit 10 is subjected to various analog signal processing such as amplification and frequency conversion, and then converted to a digital signal to be subjected to digital signal processing.
[0061]
More specifically, the reception signal synthesis unit 10 separates and extracts signals from each user terminal by the known adaptive array processing described above, and outputs the signals as reception signals. The output received signal is given to a modem (not shown).
[0062]
The spatial multiplexing base station 1000 further includes a reception power measurement unit 11, a reception timing measurement unit 12, a fading rate measurement unit 13, a channel assignment control unit 14, and a memory 15.
[0063]
The received power measuring unit 11 receives received signals from each of the antennas A1, A2,..., An, measures RSSI that is an instantaneous value of the received power level of the user terminal requesting connection (slot allocation), and This is given to the allocation control unit 14.
[0064]
The reception timing measurement unit 12 measures the reception timing of the user terminal requesting connection from the reception signal given from the reception signal synthesis unit 10 using a well-known correlation synchronization method or the like, and receives the signal as a reception timing information. 10 and the channel assignment control unit 14.
[0065]
That is, normally, in order to facilitate the separation of a plurality of users who are multiplex-connected to one slot, the reception timing positions of multiple users are expected so that the reception timing positions (synchronization positions) in the slot are sufficiently separated from each other . The reception timing unit 12 calculates the difference between the reception timing of the user terminal requesting connection and the expected reception timing, and generates the reception timing information.
[0066]
The fading rate measuring unit 13 measures the fading rate of the user terminal requesting connection from the received signal given from the received signal combining unit 10 and gives it to the channel assignment control unit 14.
[0067]
The propagation environment of the propagation path from the user terminal is represented by, for example, a fluctuation in the reception coefficient of the propagation path, that is, a fading speed. The fading speed is expressed as a physical quantity by a so-called Doppler frequency (fD).
[0068]
The Doppler frequency fD in the propagation environment is estimated as follows, for example. That is, the correlation value of two reception response vectors that are temporally mixed in the received signal of the user extracted by adaptive array processing is calculated. If there is no fading, the two received response vectors match and the correlation value is 1. On the other hand, if fading is severe, the difference in the reception response vector becomes large and the correlation value becomes small. If the relationship between the correlation value of the reception response vector and the Doppler frequency fD is experimentally obtained in advance and the table is stored in the memory, the correlation value of the reception response vector is calculated, and the Doppler at that time is calculated. The frequency fD can be estimated.
[0069]
The channel assignment control unit 14 is based on the RSSI measured by the reception power measurement unit 11, the reception timing information measured by the reception timing measurement unit 12, and the Doppler frequency fD measured by the fading rate measurement unit 13. The slot allocation control according to the present invention is executed with reference to a later-described multiplexable slot information table held in the memory 15.
[0070]
The processing of the received signal combining unit 10, received power measuring unit 11, received timing measuring unit 12, fading rate measuring unit 13, and channel allocation control unit 14 shown in FIG. 2 is actually performed using the DSP of the base station. Realized in software.
[0071]
Next, FIG. 3 is a diagram showing an example of a multiplexable slot information table stored in the memory 15 of the spatial multiplexing base station 1000 shown in FIG.
[0072]
This multiplexable slot information table shows a slot that can be spatially multiplexed and a slot that cannot be spatially multiplexed, which are determined by the slot (CCH number) in which CCH enters in the spatial multiplexing base station 1000.
[0073]
Referring to FIG. 3, when CCH is assigned to slot 1, slots 2, 3 and 4 are all spatially multiplexable slots. Next, when CCH is assigned to slot 2, slots 1, 3, and 4 are all slots capable of spatial multiplexing. Next, when CCH is assigned to slot 3, slots 2 and 4 become spatially multiplexable slots, but slot1 becomes a spatially multiplex impossible slot. Finally, when a CCH is assigned to slot 4, slots 1 and 3 are spatially multiplexable slots, but slot2 is a spatially non-multiplexable slot.
[0074]
The channel assignment control unit 14 in FIG. 2 refers to the table in FIG. 3 to identify a slot that can be spatially multiplexed and a slot that cannot be spatially multiplexed from slots (CCH numbers) to which CCH is actually assigned. Used for slot allocation processing.
[0075]
FIG. 4 is a flowchart showing slot allocation processing executed by the DSP (not shown) of spatial multiplexing base station 1000 of FIG. 2 according to the embodiment of the present invention.
[0076]
In the processing of the embodiment described below, as elements for determining the degree of multiplexing of the user terminal, an uplink received signal level (RSSI), an uplink reception timing shift, and a terminal fading speed (Doppler frequency fD) are used in combination. However, the present invention is not limited to such a combination, and any element that can determine the degree of spatial multiplexing of a user terminal can be used, either alone or in combination. be able to.
[0077]
Referring to FIG. 4, first, in step S1, a slot selection operation is started. Such a slot selection operation is activated when the following event occurs, for example.
[0078]
For example, slot selection is activated when a certain user terminal newly calls the base station (requests a link channel). Alternatively, it is also activated when channel switching (TCH switching) is requested from another slot of the base station for some reason.
[0079]
Further, even in a normal communication state with a terminal once a slot has been allocated, the base station constantly monitors the communication state (for example, uplink reception power, uplink reception timing shift, fading speed, etc.) When a change occurs, slot selection is activated.
[0080]
For example, when a user terminal that is located far away and not suitable for spatial multiplexing approaches a base station and changes to a terminal suitable for spatial multiplexing, slot selection is activated and allocation from a non-multiplexable slot to a multiplexable slot is started. Implement changes. On the other hand, when a user terminal suitable for spatial multiplexing moves far and changes to a terminal that is not suitable for spatial multiplexing, slot assignment is activated to change the allocation from a multiplexable slot to a non-multiplexable slot. To do.
[0081]
In these cases, slot selection is started in step S1, and then slot prioritization by normal slot selection is executed in step S2.
[0082]
In this step, the level of the interference wave is measured in each of the slots 1 to 4, and no terminal is assigned to the slot in which the level of the interference wave exceeds the threshold value. Then, in the slots that do not exceed the threshold value, the priority of assignment is given in order from the lowest interference wave level. As a result, if there are two or more slots to be slot-assigned, the process proceeds to step S3, and the slot assignment is determined by determining the multiplexing ease of the user terminal as described below.
[0083]
If there is no slot to be assigned, slot assignment is prohibited. If there is only one slot, the terminal is assigned to that slot without performing the following determination process.
[0084]
In step S3, it is determined whether or not the user terminal is a user not suitable for spatial multiplexing based on the uplink received power (RSSI) of the user terminal for which slot allocation is requested, the deviation of the uplink reception timing, and the fading speed. .
[0085]
In this example, a user terminal that is not suitable for spatial multiplexing (not easy to multiplex) is, as described above with reference to FIG. 1, first, the uplink received power RSSI from the terminal is too large (for example, from 55 dB) A terminal that is large) or too small (eg, less than 20 dB).
[0086]
Alternatively, from the viewpoint of uplink reception timing, a terminal that is not suitable for spatial multiplexing is a terminal whose reception timing of the user is greatly deviated from the expected reception timing (for example, one symbol or more).
[0087]
Alternatively, in terms of fading speed, a terminal that is not suitable for spatial multiplexing is a terminal whose fading speed (moving speed) is too high (for example, the Doppler frequency fD is greater than 60 Hz).
[0088]
Therefore, in step S3, if a terminal requesting slot allocation satisfies any one of the above-described conditions regarding RSSI, reception timing shift, and Doppler frequency fD, the terminal is not suitable for spatial multiplexing. The terminal is determined to be a terminal, and the process proceeds to step S4.
[0089]
In this step S4, if there is an empty slot in which spatial multiplexing is restricted, the terminal is preferentially assigned to the slot, and if there is no empty, the multiplexing is performed based on the normal priority determined in step S2. Assign to possible slots.
[0090]
On the other hand, when not satisfying all the conditions of step S3, the said slot is not a terminal suitable for spatial multiplexing, and it progresses to step S5.
[0091]
In this step S5, if there is a vacant slot in the space multiplexing capable slot, the terminal is preferentially assigned to the slot, and if there is no vacant slot, multiplexing is limited based on the normal priority determined in step S2. Assigned to a slot.
[0092]
In the slot allocation according to the embodiment of FIG. 4, since control is performed so that user terminals that are not suitable for spatial multiplexing are preferentially allocated to the multiplexing restriction slots, the spatial multiplexing capable slots are designated as user terminals suitable for spatial multiplexing. Therefore, it is possible to perform slot allocation efficiently.
[0093]
By the way, the condition shown in step S3 of FIG. 4 is a condition for determining a terminal that is not suitable for spatial multiplexing. Strictly speaking, all terminals that do not satisfy this condition are terminals suitable for spatial multiplexing. That is not necessarily true.
[0094]
That is, strictly speaking, in order to determine that the terminal is suitable for spatial multiplexing (easy to multiplex), not only the condition of step S is not satisfied, but also the condition is weighted. FIG. 5 is a flowchart showing another example of slot allocation processing in which such a condition is further imposed.
[0095]
Steps S11 to 14 in the process of FIG. 5 are the same as steps S1 to S4 in the process of FIG.
[0096]
In step S13 of FIG. 5, when the user terminal requesting connection does not satisfy any of the reception power RSSI, reception timing shift, and fading speed defined in step S13, that is, a terminal that is not suitable for spatial multiplexing. If it is determined that the terminal is not, the process proceeds to step S15 to determine whether or not the terminal is truly suitable for spatial multiplexing (easy to multiplex).
[0097]
In this example, a user terminal that is truly suitable for spatial multiplexing (easy to multiplex) is, as described above with reference to FIG. 1, the uplink received power RSSI from the terminal is not too large and small. However, it is within a certain appropriate range (for example, 35 dB to 45 dB). At the same time, when viewed from the upstream reception timing, the reception timing of the user is very close to the expected reception timing (for example, within 0.5 symbols). At the same time, it is a terminal whose fading speed (moving speed) of the user is small (for example, the Doppler frequency fD is smaller than 40 Hz) when viewed from the fading speed.
[0098]
Therefore, in step S15, if a terminal requesting slot allocation satisfies all of the above-described conditions regarding RSSI, reception timing shift, and Doppler frequency fD, the terminal is strictly suitable for spatial multiplexing. The terminal is determined to be a terminal, and the process proceeds to step S16.
[0099]
In this step S16, if there is a free space multiplexing available slot, the terminal is preferentially assigned to the slot, and if there is no free space, multiplexing is limited based on the normal priority determined in step S12. Assigned to a slot.
[0100]
If even one of the conditions regarding RSSI, reception timing shift, and Doppler frequency fD in step S15 is not satisfied, the user terminal is a terminal in an intermediate gray zone between a terminal suitable for spatial multiplexing and a terminal not suitable for spatial multiplexing. The determination is made and the process proceeds to step S17.
[0101]
In step S17, a slot is allocated to the user based on the normal priority determined in step S12.
[0102]
In the slot allocation according to the embodiment of FIG. 5, control is performed so that user terminals not suitable for spatial multiplexing are preferentially allocated to the multiplexing restriction slots and user terminals suitable for spatial multiplexing are preferentially allocated to the multiplexing-capable slots. Therefore, the spatial multiplexing capable slot can be effectively allocated to user terminals suitable for spatial multiplexing, and efficient slot allocation can be performed.
[0103]
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.
[0104]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, according to whether or not a user terminal requesting connection is suitable for spatial multiplexing, a slot capable of spatial multiplexing or a slot for which spatial multiplexing is restricted is allocated to the user terminal. With this configuration, it is possible to realize efficient slot allocation that allows all users who request connection to connect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a distribution state of user terminals in an area of a spatial multiplexing base station.
FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration of a spatial multiplexing base station according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a multiplexable slot information table of the spatial multiplexing base station according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing slot allocation control according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing another example of slot allocation control according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a mode in which a spatial multiplexing capable slot and a spatial multiplexing impossible slot are mixed.
[Explanation of symbols]
1 spatial multiplexing base station, 2 areas, 3, 4, 5, 6 user terminals, 10 received signal combining unit, 11 received power measuring unit, 12 received timing measuring unit, 13 fading rate measuring unit, 14 channel allocation control unit Memory, A1, A2, ..., An antenna.

Claims

A radio base station capable of spatially multiplexing a plurality of mobile terminal apparatuses, wherein communication with the plurality of mobile terminal apparatuses is performed in units of a plurality of slots, and the plurality of slots are slots capable of spatial multiplexing. And a slot in which spatial multiplexing is limited,
Multiplexing ease determination means for determining whether a mobile terminal device requiring slot allocation is suitable for spatial multiplexing;
The mobile terminal apparatus determined to be suitable for spatial multiplexing by the multiplexing ease determination means is allocated to the slot capable of spatial multiplexing, and the mobile terminal apparatus determined to be unsuitable for spatial multiplexing is limited to the spatial multiplexing. And a slot allocation means for allocating to a slot to be assigned.

2. The radio base apparatus according to claim 1, further comprising: an assignment priority assigning unit that assigns a normal assignment priority that is preferentially assigned from a slot with a low interference level based on a degree of interference level in each of the plurality of slots. .

The multiplexing ease determination means determines a mobile terminal device having a multiplexing ease intermediate between a mobile terminal device suitable for spatial multiplexing and a mobile terminal device not suitable for spatial multiplexing,
The radio base apparatus according to claim 2, wherein the slot allocating unit allocates a mobile terminal apparatus determined to have an intermediate multiplexing ease by the multiplexing ease determining unit according to the normal allocation priority.

The said slot allocation means allocates the mobile terminal apparatus determined to be suitable for the said spatial multiplexing according to the said normal allocation priority, if there is no vacancy in the slot in which the said spatial multiplexing is possible. Wireless base equipment.

The slot allocation means allocates a mobile terminal apparatus determined to be unsuitable for the spatial multiplexing according to the normal allocation priority when there is no empty slot in which the spatial multiplexing is restricted. The wireless base device described.

6. The multiplexing ease determining unit according to claim 2, wherein the multiplexing ease determining unit determines the multiplexing ease when a normal allocation priority is assigned to two or more slots by the allocation priority assigning unit. Wireless base equipment.

The radio base apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the multiplexing ease determination means determines the multiplexing ease based on a received power level from a mobile terminal apparatus that requires allocation of the slot.

The radio base apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the multiplexing ease determination means determines the multiplexing ease based on a reception timing from a mobile terminal apparatus that requires allocation of the slot.

The radio base apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the multiplexing degree determination means determines the degree of multiplexing based on a moving speed of a mobile terminal apparatus that requests allocation of the slot.

A slot allocation method in a radio base apparatus in which a plurality of mobile terminal apparatuses can be spatially multiplexed, wherein communication with the plurality of mobile terminal apparatuses is performed in units of a plurality of slots, and the plurality of slots are spatially multiplexed. Including slots that are capable of being spatially limited and slots where spatial multiplexing is limited,
Determining whether a mobile terminal device requiring slot allocation is suitable for spatial multiplexing;
Assigning a mobile terminal apparatus determined to be suitable for spatial multiplexing to a slot capable of spatial multiplexing, and assigning a mobile terminal apparatus determined to be unsuitable for spatial multiplexing to a slot limited to spatial multiplexing; A slot allocation method comprising:

The slot allocation method according to claim 10, further comprising: assigning a normal allocation priority that is allocated preferentially from a slot with a low interference level based on a degree of interference level in each of the plurality of slots.

The step of determining whether or not it is suitable for spatial multiplexing includes the step of determining a mobile terminal device having a multiplexing degree intermediate between a mobile terminal device suitable for spatial multiplexing and a mobile terminal device not suitable for spatial multiplexing. ,
12. The slot allocation method according to claim 11, wherein the step of allocating the slot includes a step of allocating the mobile terminal apparatus determined to have the intermediate multiplexing ease according to the normal allocation priority.

The step of allocating the slot allocates a mobile terminal apparatus determined to be suitable for the spatial multiplexing according to the normal allocation priority if there is no available slot in the spatial multiplexing. The slot allocation method described.

The step of allocating the slot allocates a mobile terminal apparatus determined to be unsuitable for the spatial multiplexing according to the normal allocation priority if there is no empty slot in which the spatial multiplexing is restricted. The slot allocation method described in 1.

15. The step of determining whether or not it is suitable for the spatial multiplexing includes determining the degree of multiplexing when the normal allocation priority is given to two or more slots. The slot allocation method described.

The step of determining whether or not it is suitable for the spatial multiplexing performs determination of multiplexing ease based on a received power level from a mobile terminal apparatus that requires allocation of the slot. The slot allocation method described in 1.

The step of determining whether or not it is suitable for the spatial multiplexing performs determination of the degree of multiplexing based on a reception timing from a mobile terminal apparatus that requires the slot allocation. The slot allocation method described.

16. The step of determining whether or not it is suitable for the spatial multiplexing performs determination of multiplexing ease based on a moving speed of a mobile terminal device that requests allocation of the slot. Slot allocation method.

A slot allocation program in a radio base apparatus capable of spatially multiplexing a plurality of mobile terminal apparatuses, wherein communication with the plurality of mobile terminal apparatuses is performed in units of a plurality of slots, and the plurality of slots are spatially multiplexed. Including a slot capable of performing spatial multiplexing and a slot for which spatial multiplexing is limited,
Determining whether a mobile terminal device requiring slot allocation is suitable for spatial multiplexing;
Assigning a mobile terminal apparatus determined to be suitable for spatial multiplexing to a slot capable of spatial multiplexing, and assigning a mobile terminal apparatus determined to be unsuitable for spatial multiplexing to a slot limited to spatial multiplexing; A slot allocation program for executing

The slot assignment program according to claim 19, further causing the computer to execute a step of assigning a normal assignment priority that preferentially assigns from a slot with a low interference level based on a degree of interference level in each of the plurality of slots.

The step of determining whether or not it is suitable for spatial multiplexing includes the step of determining a mobile terminal device having a multiplexing degree intermediate between a mobile terminal device suitable for spatial multiplexing and a mobile terminal device not suitable for spatial multiplexing. ,
21. The slot allocation program according to claim 20, wherein the step of allocating the slot includes a step of allocating the mobile terminal apparatus determined to have the intermediate multiplexing degree according to the normal allocation priority.

The step of allocating the slot allocates a mobile terminal apparatus determined to be suitable for the spatial multiplexing according to the normal allocation priority if there is no vacant slot capable of the spatial multiplexing. The slot allocation program described.

The step of allocating the slot allocates a mobile terminal apparatus determined to be unsuitable for the spatial multiplexing according to the normal allocation priority if there is no vacancy in the slot where the spatial multiplexing is restricted. Slot allocation program described in 1.

24. The step of determining whether or not it is suitable for the spatial multiplexing performs determination of multiplexing ease when the normal allocation priority is given to two or more slots. The slot allocation program described.

The step of determining whether or not it is suitable for the spatial multiplexing performs determination of the degree of multiplexing based on a received power level from a mobile terminal apparatus that needs the slot allocation. Slot allocation program described in 1.

25. The step of determining whether or not it is suitable for the spatial multiplexing performs determination of the degree of multiplexing based on a reception timing from a mobile terminal device that requires allocation of the slot. The slot allocation program described.

25. The step of determining whether or not it is suitable for the spatial multiplexing performs determination of multiplexing ease based on a moving speed of a mobile terminal device that requests allocation of the slot. Slot assignment program.