JP3877726B2 - 無線基地装置、通信チャネル割当方法および割当プログラム - Google Patents
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Description
この発明は、移動通信システムにおける無線基地装置および通信チャネルの割当ての制御方法および制御プログラムに関する。
背景技術
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、良好な通信品質を達成するために、複数本のアンテナからなるアレイアンテナを用いて、いわゆるアダプティブアレイ処理を行うことにより、指向性を有する送受信を可能とする基地局が実用化されている。
さらには、このようなアレイアンテナによるアダプティブアレイ処理を用いれば、電波の周波数利用効率を高めるために、同一周波数の同一タイムスロットを空間的に分割することにより複数ユーザの無線端末装置(端末)を無線基地局(基地局)に空間多重接続させることができるPDMA(Path Division Multiple Access)方式またはSDMA(Space Division Multiple Access)方式とよばれる通信方式も可能となる。
このようなアダプティブアレイ技術によれば、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アダプティブアレイ処理により受信指向性を伴って分離抽出される。一方、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。
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、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、ここではその動作原理についての説明を省略する。
なお、以下の説明においては、このようなアダプティブアレイ処理を用いて端末に対する下りの送信指向性制御を行なう基地局を、「アダプティブアレイ基地局」と称する。
ところで、上述した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。
図13は、端末とPHS基地局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。
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。各スロットは120シンボルから構成される。
PHSシステムでは、このような構成のフレームが所定数、たとえば20フレーム単位で1周期を構成している。すなわち、PHSシステムでは、1つの基地局は、所定回数、たとえば、20フレームに1回の割合で、サービスエリア内の端末との間でコントロールチャネルを使った交信を行ない、端末は、当該端末の位置において通話可能であるかの情報等を得る。
図13に示したフレーム構成において、たとえば、20フレームの周期の最初の1フレームでは、1つの受信用および1つの送信用のスロットを1組としてコントロールチャネルに割当てられ、残りの3組のスロットが3ユーザに対する通話チャネルにそれぞれ割当てられている。
残りの19フレームでは、コントロールチャネルに対応する1組のスロットは空けられており、残りの3組のスロットが引続き3ユーザに対する通話チャネルに割当てられる。
PHSシステムでは、同期確立の制御手順の際に、まず、コントロール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:Undesiredwave)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。
図14は、このようなPHSの通話シーケンスフローを示す図である。以下、図14を参照して、簡単にその説明を行なう。
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。
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。
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。
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。
ところで、前述のように、コントロールチャネルCCHを、たとえば20フレーム周期のうち1フレームのみで通信に使用し、残りの19フレームにおいて空けておくこととすると、電波の使用効率が下がり、特に、トラフィックの多い状態では、効率が悪いという問題点があった。
一方、上述の残りの19フレームのコントロールチャネル用のスロットを使って通話を行うことも不可能ではないが、その場合は、20フレームに1フレームの割合でコントロールチャネルを使った本来の交信を行うため、当該スロットに割当てられた通話チャネルの通信データが20フレームに1回の割合(100msに1回の割合)で途切れてしまうことになる。これがノイズとなり、通話品質が劣化してしまうという問題があった。
それゆえに、この発明の目的は、複数の端末と基地局とが接続する移動体通信システムにおいて、電波の使用効率を向上させることが可能な無線基地装置および通信チャネルの割当ての制御方法および制御プログラムを提供することである。
発明の開示
この発明の1つの局面によれば、移動体通信システムにおける無線基地装置であって、移動体通信システムにおいて送受信される信号は、複数のフレームに分割され、各フレームは少なくとも1つの制御信号を伝達するための制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含み、無線基地装置は、周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルをモニタするための受信レベル検知手段と、端末装置から接続要求があった場合に、受信レベル検知手段の検知結果に応じて、制御用スロットを情報通信のために割当てるチャネル割当手段とを備える。
好ましくは、チャネル割当手段は、無線基地局の通信用スロットに空きがない場合に、受信レベル検知手段の検知結果により周辺の他の基地局のうち制御用スロットの信号を受信可能な基地局の個数が所定数以上であることに応じて、制御用スロットを情報通信のために割当てる。
好ましくは、チャネル割当手段は、無線基地局の通信用スロットに空きがない場合に、受信レベル検知手段の検知結果により周辺の他の基地局からの制御用スロットの信号レベルが所定値以上であることに応じて、制御用スロットを情報通信のために割当てる。
この発明の他の局面によれば、移動体通信システムにおける無線基地装置であって、移動体通信システムにおいて送受信される信号が、複数のフレームに分割され、各フレームは少なくとも1つの制御信号を伝達するための制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含む無線基地装置における通信チャネル割当方法であって、周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルをモニタするステップと、端末装置から接続要求があった場合に、受信レベル検知手段の検知結果に応じて、制御用スロットを情報通信のために割当てるステップとを備える。
好ましくは、割当てるステップは、無線基地局の通信用スロットの空きを探索するステップと、無線基地局の通信用スロットに空きがない場合に、周辺の他の基地局のうち制御用スロットの信号を受信可能な基地局の個数が所定数以上であることに応じて、制御用スロットを情報通信のために割当てるステップとを含む。
好ましくは、割当てるステップは、無線基地局の通信用スロットの空きを探索するステップと、無線基地局の通信用スロットに空きがない場合に、周辺の他の基地局からの制御用スロットの信号レベルが所定値以上であることに応じて、制御用スロットを情報通信のために割当てるステップとを含む。
この発明のさらに他の局面によれば、移動体通信システムにおける無線基地装置であって、移動体通信システムにおいて送受信される信号が、複数のフレームに分割され、各フレームは少なくとも1つの制御信号を伝達するための制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含む無線基地装置における通信チャネル割当プログラムであって、コンピュータに、周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルをモニタするステップと、端末装置から接続要求があった場合に、受信レベル検知手段の検知結果に応じて、制御用スロットを情報通信のために割当てるステップとを実行させる。
好ましくは、割当てるステップは、無線基地局の通信用スロットの空きを探索するステップと、無線基地局の通信用スロットに空きがない場合に、周辺の他の基地局のうち制御用スロットの信号を受信可能な基地局の個数が所定数以上であることに応じて、制御用スロットを情報通信のために割当てるステップとを含む。
好ましくは、割当てるステップは、無線基地局の通信用スロットの空きを探索するステップと、無線基地局の通信用スロットに空きがない場合に、周辺の他の基地局からの制御用スロットの信号レベルが所定値以上であることに応じて、制御用スロットを情報通信のために割当てるステップとを含む。
この発明のさらに他の局面によれば、移動体通信システムにおける無線基地装置であって、移動体通信システムにおいて送受信される信号は、複数のフレームに分割され、各フレームは、制御信号を伝達するための少なくとも1つの制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含み、無線基地装置は、周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび受信タイミングをモニタするための受信レベル検知手段と、端末装置から接続要求があった場合に、受信レベル検知手段の検知結果に応じて、制御用スロットを情報通信のために割当てるチャネル割当手段と、端末装置から接続要求があった場合に、受信レベル検知手段の検知結果を格納する記憶手段と、制御用スロットを情報通信のために割当てた後に、フレーム内に空きスロットが生じたことに応じて、記憶手段中に格納された検知結果に基づいて、制御信号の送信を再開する制御手段とを備える。
好ましくは、制御手段は、空きスロットが制御用スロットである場合は、記憶手段中に格納された検知結果に基づいて、周辺の基地局との間で制御用スロットの信号の送出タイミングの同期をとり、制御信号の送信を再開する。
好ましくは、制御手段は、空きスロットが制御用スロットでない場合は、i)制御用スロットで情報通信を行っている端末を、改めて空きスロットに割当て、ii)記憶手段中に格納された検知結果に基づいて、周辺の基地局との間で制御用スロットの信号の送出タイミングの同期をとり、制御信号の送信を再開する。
この発明のさらに他の局面によれば、移動体通信システムにおける無線基地装置であって、移動体通信システムにおいて送受信される信号が、複数のフレームに分割され、各フレームは少なくとも1つの制御信号を伝達するための制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含む無線基地装置における通信チャネル割当方法であって、周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび受信タイミングをモニタするステップと、端末装置から接続要求があった場合に、周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルに応じて、制御用スロットを情報通信のために割当てるステップと、端末装置から接続要求があった場合に、周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび受信タイミングを記憶するステップと、制御用スロットを情報通信のために割当てた後に、フレーム内に空きスロットが生じたことに応じて、記憶された周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび受信タイミングに基づいて、制御信号の送信を再開するステップとを備える。
好ましくは、再開するステップは、空きスロットが制御用スロットである場合は、記憶された周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび受信タイミングに基づいて、周辺の基地局との間で制御用スロットの信号の送出タイミングの同期をとり、制御信号の送信を再開するステップを含む。
好ましくは、再開するステップは、空きスロットが制御用スロットでない場合は、制御用スロットで情報通信を行っている端末を、改めて空きスロットに割当てるステップと、記憶手段中に格納された検知結果に基づいて、周辺の基地局との間で制御用スロットの信号の送出タイミングの同期をとり、制御信号の送信を再開するステップとを含む。
この発明のさらに他の局面によれば、移動体通信システムにおける無線基地装置であって、移動体通信システムにおいて送受信される信号が、複数のフレームに分割され、各フレームは少なくとも1つの制御信号を伝達するための制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含む無線基地装置における通信チャネル割当プログラムであって、コンピュータに、周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび受信タイミングをモニタするステップと、端末装置から接続要求があった場合に、周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルに応じて、制御用スロットを情報通信のために割当てるステップと、端末装置から接続要求があった場合に、周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび受信タイミングを記憶するステップと、制御用スロットを情報通信のために割当てた後に、フレーム内に空きスロットが生じたことに応じて、記憶された周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび受信タイミングに基づいて、制御信号の送信を再開するステップとを実行させる。
好ましくは、再開するステップは、空きスロットが制御用スロットである場合は、記憶された周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび受信タイミングに基づいて、周辺の基地局との間で制御用スロットの信号の送出タイミングの同期をとり、制御信号の送信を再開するステップを含む。
好ましくは、再開するステップは、空きスロットが制御用スロットでない場合は、制御用スロットで情報通信を行っている端末を、改めて空きスロットに割当てるステップと、記憶手段中に格納された検知結果に基づいて、周辺の基地局との間で制御用スロットの信号の送出タイミングの同期をとり、制御信号の送信を再開するステップとを含む。
この発明のさらに他の局面によれば、移動体通信システムにおける無線基地装置であって、移動体通信システムにおいて送受信される信号は、複数のフレームに分割され、各フレームは、制御信号を伝達するための少なくとも1つの制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含み、無線基地装置は、複数のアンテナと、複数のアンテナからの信号に基づいてアダプティブアレイ処理により所望の端末装置からの信号を分離するための受信指向性制御手段と、通信用スロットに収容できる個数以上の端末装置から接続要求があった場合に、制御用スロットを情報通信のために割当てる制御手段とを備え、受信指向性制御手段は、制御用スロットを情報通信のために割当てる場合、複数のアンテナのうちの所定数のアンテナにより受信指向性を制御し、残りのアンテナで制御信号の受信を行う。
好ましくは、無線装置は、アダプティブアレイ処理により所望の端末装置への指向性を有する送信信号を生成するための送信指向性制御手段をさらに備え、送信指向性制御手段は、制御用スロットを情報通信のために割当てる場合、複数のアンテナのうちの所定数のアンテナにより送信指向性を制御し、残りのアンテナで制御信号の送信を行う。
この発明のさらに他の局面によれば、複数のアンテナからの信号に基づいてアダプティブアレイ処理により所望の端末装置との間で指向性を有する信号を送受信する無線基地装置であって、移動体通信システムにおいて送受信される信号が、複数のフレームに分割され、各フレームは少なくとも1つの制御信号を伝達するための制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含む無線基地装置における通信チャネル割当方法であって、端末装置から接続要求があった場合に、周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルに応じて、制御用スロットを情報通信のために割当てるステップと、制御用スロットを情報通信のために割当てる場合、複数のアンテナのうちの所定数のアンテナにより送受信指向性を制御し、残りのアンテナで制御信号の受信を行うステップとを備える。
この発明のさらに他の局面によれば、移動体通信システムにおいて、複数のアンテナからの信号に基づいてアダプティブアレイ処理により所望の端末装置との間で指向性を有する信号を送受信する無線基地装置であって、移動体通信システムにおいて送受信される信号が、複数のフレームに分割され、各フレームは少なくとも1つの制御信号を伝達するための制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含む無線基地装置における通信チャネル割当プログラムであって、コンピュータに、端末装置から接続要求があった場合に、周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルに応じて、制御用スロットを情報通信のために割当てるステップと、制御用スロットを情報通信のために割当てる場合、複数のアンテナのうちの所定数のアンテナにより送受信指向性を制御し、残りのアンテナで制御信号の受信を行うステップとを実行させる。
発明を実施するための最良の形態
[実施の形態1]
以下、この発明の実施の形態1を図面を参照して詳しく説明する。
図1は、この発明の実施の形態によるアダプティブアレイ基地局1000の構成を示す概略ブロック図である。なお、以下の説明では、本発明に係る基地局1000が、アダプティブアレイ基地局であるものとして説明を行うが、本発明は、必ずしもアダプティブアレイ基地局に限定されず、1フレーム内の複数スロットについて、通話などのユーザの情報通信のための通信チャネルとリンク確立等の制御のための制御チャネルとが混在して割当てられている移動体通信システムの基地局に適用可能なものである。
逆に、アダプティブアレイ基地局であれば、上述したように、空間多重接続させることができるSDMA方式で通信する基地局に適用することも可能である。
図1を参照して、アダプティブアレイ基地局1000は、複数本のアンテナ、たとえば、アンテナ#1〜#4からなるアレイアンテナを備えている。
アンテナ#1〜#4は、それぞれ、無線部10に接続される。
受信時には、アンテナ#1〜#4で受信した信号が無線部10を介して受信部20に与えられる。受信部20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る。さらに、受信部20では、制御部40により制御されて、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、復調部30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、公衆回路網(図示せず)に対して出力される。
ここで、受信レベル検知部50は、受信部20からの信号を受け取って、後に説明するように、アンテナ#1〜#4での受信信号、特に他の基地局からのコントロールチャネルCCHの受信信号電力(受信レベル)を制御部40に対して出力する。
記憶部60は、後に説明するように、基地局1000のサービスエリア内の端末からリンクチャネル(LCH)確立要求を受けた際に、コントロールチャネルCCHのスロット番号や、フレームの送信タイミングなど、コントロールチャネルを通話チャネル(TCH)として割当てた後に、基地局1000がコントロールチャネルCCHの送信を再開するために必要となる情報を、制御部40から受け取って記憶する。
チャネル割当計算部70は、端末からリンクチャネル(LCH)確立要求を受けた際に、通話チャネルに空きがあるか否かや、コントロールチャネルCCHを通話チャネルとして割当てることが可能かを判断して、制御部40に通知するとともに、チャネル割当の情報を記憶部60に格納する。
一方、送信時には、公衆回路網(図示せず)から与えられた送信信号は、制御部40を介して変調部80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、送信部90に与えられる。送信部90においては、送信信号に対して、アダプティブアレイ処理により下り送信指向性が制御され、D/A変換器(図示せず)でアナログ信号に変換され、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。
送信時には、送信部90からの信号が無線部10を介してアンテナ#1〜#4に供給されて、アンテナ#1〜#4から所望の端末に対して送信される。
図2は、基地局1000と回りの基地局との電波状態を説明するための第1の概念図である。
基地局1000のサービスエリア内の端末からリンクチャネル(LCH)確立要求を受けた際に、基地局1000では、周辺に存在する基地局であって、受信可能なレベルのコントロールチャネルCCHの信号を送信している基地局数と、周辺基地局から受信する個々のコントロールチャネルCCHのレベルを判定する。
図2では、基地局1000の位置において、受信可能なコントロールチャネルCCHの信号を送信している基地局は、その電波の到達範囲が実線で示されている。したがって、図2の場合では、周辺の基地局5局のうち、2局からのコントロールチャネルCCHの信号が基地局1000の位置で受信可能である。
図3は、基地局1000と回りの基地局との電波状態を説明するための第2の概念図である。
市街地などトラフィックの多い地域では、基地局は、より高密度に配置されている。
したがって、図2の場合と比べて、より基地局の密度の高い図3のように、周辺の基地局5局のうち、たとえば、4局からのコントロールチャネルCCHの信号が基地局1000の位置で受信可能である場合がある。
このような場合は、仮に、基地局1000において、本来のコントロールチャネルCCHの交信を停止して、たとえば20フレームのすべてにおいてコントロールチャネルCCHを通話用に振り替えても、基地局1000と通話状態にある端末以外の端末が新たに発呼しようとする場合に、基地局1000のサービスエリア内では、他の周辺の基地局からのコントロールチャネルでの制御信号を受信可能であるため、サービス提供に問題が生じない。
一方、基地局の密度が低く、たとえばサービスエリアの重なりがあまりないような場合、すなわち、基地局1000以外に周辺基地局が存在しないか、あっても1〜2局の場合は、基地局1000において、本来のコントロールチャネルCCHの交信を停止してすべてのフレームでCCHを通話用に振り替えると、他の端末はサービスエリアの圏外にあることと同じになり、当該端末はその位置ではサービスを受けることができなくなる。
したがって、以下に説明するように、基地局1000のチャネル割当計算部70は、端末からリンクチャネル(LCH)確立要求を受けた際に、通話チャネルに空きがあるか否かという判断に加えて、受信可能なコントロールチャネルCCHの信号を送信している周辺基地局数または周辺基地局から受信するコントロールチャネルCCHのレベルに基づいて、基地局1000のコントロールチャネルCCHを通話チャネルとして割当てることが可能かを判断する。
図4は、チャネル割当てのために、アダプティブアレイ基地局1000のチャネル割当計算部70によって実行される動作を説明するためのフローチャートである。
なお、これらの処理は、基地局1000内の図示しないデジタルシグナルプロセッサ(DSP)が、図4に示すフローチャートにしたがってソフトウェアに基づいて行うことも可能である。このDSPは、図4に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、公衆回線を介して図示しないセンタからダウンロードすることもできる。
図4を参照して、チャネル割当て処理の開始後(ステップS100)、リンクチャネル(LCH)確立要求があるか否かの判断が行われる(ステップS102)。LCH確立要求が受信されていなければ、リンクチャネル割当ての拒否が送信される(ステップS110)が、LCH確立要求が受信されている場合、続いて、空きの通話スロットが存在するかが判断される(ステップS104)。
空きの通話スロットが存在すれば、通話チャネル(TCH)についてリンクチャネルの割当てが送信され(ステップS106)、割当て処理が終了する(ステップS120)。
これに対して、空きの通話スロットが存在しない場合は、周辺の基地局であって、受信可能なレベルのコントロールチャネルCCHの信号を送信している基地局数が、所定の数、たとえば、3局以上であるかの判断が行われる(ステップS108)。このような基地局の「所定数」は、予め記憶部60に格納されているものとする。
条件を満たす周辺基地局の個数が、所定数以上存在する場合は、ステップS112に処理を移行し、所定数に満たなければ、処理をステップS110に進めてリンクチャネル割当ての拒否を送信する。
なお、このとき、コントロールチャネル信号を受信できる周辺基地局の個数が所定数以上であるという条件ではなく、周辺基地局から受信する個々のコントロールチャネルCCHのうち、そのレベルが比較的高い所定のレベル以上のものがあるかという条件を満たした場合には、ステップS112に処理を移行し、いずれの条件も満たされなければ、処理をステップS110に進めてリンクチャネル割当ての拒否を送信することとしてもよい。このような「所定のレベル」も、予め記憶部60に格納されているものとする。
すなわち、比較的受信レベルが低くても受信可能な周辺基地局の個数が多いか、または数が少なくても比較的受信レベルが高い周辺基地局が存在するかの少なくともいずれかの条件を満たせば、本来のコントロールチャネルCCHの送信を停止し、通話チャネルに振り替えても、他の端末はいずれかの周辺基地局からサービスを受けることができるものと判断する。
ステップS108の条件が満たされると、続いて、現状のタイミング等で、コントロールチャネルを通話チャネルに割り当てが可能かを判断し(ステップS112)、割当てが不可であれば、リンクチャネル割当ての拒否を送信する(ステップS110)。
一方、コントロールチャネルを通話チャネルに割り当てることが可能であれば、基地局1000からのコントロールチャネルCCHの送信を停止し(ステップS114)、続いて、通話チャネルへの切換の直前の時点でのコントロールチャネルCCHのスロット番号や、フレームの送信タイミングなど、基地局1000がコントロールチャネルCCHの送信を再開するために必要となる情報を記憶部60に格納する(ステップS116)。
続いて、基地局1000は、コントロールチャネルCCHへのリンクチャネルの割当てを、リンクチャネル割当て要求を送信してきた端末に対して送信して(ステップS118)、処理が終了する(ステップS120)。
以上のように、この発明の実施の形態1によれば、1フレーム内に通話チャネルと制御チャネルとが混在する移動体通信システムにおいて、基地局と通話中の端末以外の端末に対するサービスの質を劣化させることなく、当該基地局と接続できる端末数を増加させることができるので、電波の使用効率を向上させることが可能となる。
[実施の形態2]
次に説明する実施の形態2では、実施の形態1によるコントロールチャネルCCHでの送信停止および通話チャネルの割当処理に加えて、その後本来の通話チャネルに空きができたときに、本来のチャネル割当形態に復帰することができるように構成したものである。
この発明の実施の形態2による基地局1000の構成は、基本的に、図1に示した実施の形態1の基地局1000の構成と同じなので、その図示を省略する。以下に、機能面で異なる点についてのみ説明する。
図1の受信レベル検知部50は、実施の形態1で説明したように、周辺の他の基地局からのコントロールチャネルCCHの受信レベルを検出するとともに、その受信タイミングをも検出して、制御部40に対して出力する。
また、記憶部60は、実施の形態1で説明したように、基地局1000自身が交信するコントロールチャネルCCHのスロット番号、フレームの送信タイミングなどの情報を記憶するとともに、周辺の他の基地局からのコントロールチャネルCCHの受信レベル、受信タイミングなどの周辺基地局のコントロールチャネルCCHの信号状況に関する情報を制御部40から受取って記憶する。
基地局1000は、コントロールチャネルCCHを通話チャネルとして割当てた後に、本来の通話チャネルに再び空きが生じた場合は、以下に説明するような復帰処理を行って、1フレーム内において、3つのスロットの組により通話を行い、1つのスロットの組で制御信号を交信する本来のチャネル割当状態に戻る。
図5は、このようにコントロールチャネルCCHを通話チャネルとして割当てる処理(上述の実施の形態1の処理)およびコントロールチャネルの交信を復帰する処理(実施の形態2の独自の処理)の流れの概念を示す図である。
図5において、縦軸は時間を、横軸は1フレーム内のスロット、たとえば、下り通信用のスロットの構成を示す。
図5を参照して、時刻t0においては、先頭のスロット1がコントロールチャネルCCHに割当てられており、残りのスロット2〜スロット4は、通話チャネルTCHに割当てられているものとする。
この状態で、時刻t1においては、スロット2〜スロット4をそれぞれ使って、ユーザ1〜ユーザ3が通話を行っているものとする。
4人目のユーザ4からリンクチャネル確立の要求に基づいて、図2で説明したように周辺基地局からのコントロールチャネル信号のレベル等が条件を満たす場合は、時刻t2において、それまでコントロールチャネルの通信に用いていたスロット1を、ユーザ4に対する通話用に割当てる。
続いて、時刻t3において、スロット3で通話していたユーザ2の通話が終了して、スロット3が空き状態となったものとする。
すると、基地局1000は、時刻t4において、スロット1で通話していたユーザ4に対してチャネルの切り替えを指示し、ユーザ4は空いたスロット3で通話を開始する。このとき、基地局1000は、コントロールチャネル用のスロット1を時刻t2においてユーザ4に割当てる際に記憶部60に格納しておいた、自身が発していたコントロールチャネルの通話スロット番号やコントロールチャネルの送信タイミングに基づいて、再び、スロット1を用いてコントロールチャネルの通信を開始する。
図6は、コントロールチャネルの送信タイミングを説明するための概念図である。
図6に示すとおり、基地局1000は、たとえば、PHSシステムでは、20フレームごと(100msecごと)の周期で、コントロールチャネルによる通信を行っている。基地局1000内のユーザは、この1周期ごとに発信されるコントロールチャネルの信号により、たとえば、電波強度の情報などサービスを受けることが可能かについての情報を知ることができる。
図2に示すように、基地局1000の周囲には、複数の基地局が配置され、これらの周辺の基地局からもコントロールチャネルCCHの信号が発せられている。そこで、基地局1000と周辺の基地局とは、図6に示したコントロールチャネルの1周期内において、相互に同期を取りつつ、各基地局の固有のタイミングで、コントロールチャネルCCHの信号の送信を行っている。
図6に示した例では、基地局1000は、コントロールチャネルを通話チャネルに割当てる前は、コントロールチャネルの1周期内におけるタイミングTMiで、コントロールチャネルCCHの信号を送信していたものとする。
通話チャネルに空きが生じて、コントロールチャネルの送信を再開する際には、基地局1000は、周辺の基地局のうち、上述したようなコントロールチャネルの送信のために同期をとっていた周辺基地局の送信タイミングTM1等を検出し、原則として、検出された送信タイミングから自分が以前に送信していたコントロールチャネルCCHの送信タイミングを見つけ、その見つけた以前の送信タイミングで、コントロールチャネルの信号の送信を再開する。
図7は、図5におけるコントロールチャネルの信号の送信を再開する処理をさらに詳しく説明するためのフロー図である。
図5および図7を参照すると、時刻t3において、以前に使用していた制御チャネルと違うスロット(スロット3)に空きが生じた場合に、もともとのコントロールチャネル用のスロット(スロット1)で通話を行っているユーザ4の端末PSに対して、基地局1000から通話チャネルTCHの切り替えの指示が与えられる。
端末PSでは、指定された通話スロット3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。
以後は、新たに確立された通話チャネルを用いて、ユーザ4と基地局1000との間で交信が行われる。
基地局1000では、以前に送信していたコントロールチャネルの情報をもとに、コントロールチャネルの信号の送信を再開する。このとき、記憶部60に格納されていた周辺基地局のコントロールチャネルCCHの信号の状況(受信レベル、受信タイミング)に対する情報と、コントロールチャネルの通話スロット番号やコントロールチャネルの送信タイミングなどのデータを用いて、再開処理が行われる。
ただし、例外的に、コントロールチャネルの信号の送信を再開する際に、以前に同期をとっていた基地局からのコントロールチャネルの信号が受信できなくなっていたり、あるいは、新たにコントロールチャネルの信号が受信されるようになった周辺基地局ができた場合など、以前とは周辺基地局の状況が変化していることを受信レベル検知部50が検知する場合がある。この場合は、基地局1000は、記憶部60に記憶されている周辺基地局のコントロールチャネルCCHの信号の状況(受信レベル、受信タイミング)に基づいて、周辺基地局との間で、相互に同期を取る処理を再度行った上で、コントロールチャネルの1周期内において、基地局1000の固有のタイミングで、コントロールチャネルCCHの信号の送信を再開する。
図8は、コントロールチャネルを通話チャネルに割当てる処理およびコントロールチャネルの信号の送信再開の処理のために、アダプティブアレイ基地局1000の制御部40およびチャネル割当計算部70によって実行される動作を説明するためのフローチャートである。
なお、これらの処理は、基地局1000内の図示しないデジタルシグナルプロセッサ(DSP)が、図8に示すフローチャートにしたがってソフトウェアに基づいて行うことも可能である。このDSPは、図8に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、公衆回線を介して図示しないセンタからダウンロードすることもできる。
まず、前提として、3つの通話チャネル用のスロットのいずれかに空きがある場合は、基地局1000のチャネル割当計算部70は、リンクチャネル(LCH)確立要求があれば、この空きのスロットを新たなユーザに対して割当てる。
一方、図8を参照して、3つの通話チャネルがすでに全て使用中の状態において処理が開始されると(ステップS200)、まず、リンクチャネル確立要求があるか否かの判断が行われる(ステップS202)。LCH確立要求が受信されていなければ、リンクチャネル割当ての拒否が送信される(ステップS218)が、LCH確立要求が受信されている場合、続いて、コントロールチャネル用の通話スロットを通話スロットとして使用可能であるかが判断される(ステップS204)。この判断方法は、図4(ステップS108,112)を参照して実施の形態1に関連してすでに説明したのでここでは繰返さない。
現状のタイミング等で、コントロールチャネルを通話チャネルに割り当てが不可であれば、チャネル割当計算部70は、リンクチャネル割当ての拒否を送信する(ステップS218)。
一方、コントロールチャネルを通話チャネルに割り当てることが可能であれば、基地局1000からのコントロールチャネルCCHの送信を停止し、通話チャネルへの切換の直前の時点でのコントロールチャネルCCHのスロット番号や、フレームの送信タイミングなど、基地局1000がコントロールチャネルCCHの送信を再開するために必要となる情報を記憶部60に格納する。続いて、基地局1000は、コントロールチャネルCCHへのリンクチャネルの割当てを、リンクチャネル割当て要求を送信してきた端末に対して送信して、コントロールチャネルのスロットを通話スロットに割当てる(ステップS206)。
以後、制御部40およびチャネル割当計算部70は、空きスロットが発生するか否かを監視しつつ、待機状態となる(ステップS208)。
空きスロットが発生すると(ステップS208)、空いたスロットが以前コントロールチャネルの信号の送信に用いられていたスロットであるかが判断される(ステップS210)。
空いたスロットが以前のコントロールチャネル信号用であった場合、以前に送信していたコントロールチャネルの情報をもとに、周辺基地局と同期をとって、コントロールチャネルの信号の送信を再開し(ステップS212)、処理は終了する(ステップS216)。
一方、空いたスロットが以前のコントロールチャネル信号用でない場合、制御部40およびチャネル割当計算部70は、まず、図7で説明したとおり、もともとのコントロールチャネル用のスロットで通話を行っているユーザの端末PSに対して、空いたスロットへの通話チャネルTCHの切り替えを行わせる。続いて、基地局1000は、以前に送信していたコントロールチャネルの情報をもとに、周辺基地局と同期をとって、コントロールチャネルの信号の送信を再開し(ステップS114)、処理は終了する(ステップS116)。
以上のように、この発明の実施の形態2によれば、1フレーム内に通話チャネルと制御チャネルとが混在する移動体通信システムにおいて、基地局と通話中の端末以外の端末に対するサービスの質を劣化させることなく、当該基地局と接続できる端末数を増加させることができるので、電波の使用効率を向上させることが可能となる。そして、通話端末数が減ったときには本来のチャネル割当状態に復帰することにより、当該基地局のサービスを向上させることができる。
[実施の形態3]
図9は、この発明の実施の形態によるアダプティブアレイ基地局2000の構成を示す概略ブロック図である。なお、以下の説明では、本発明に係るアダプティブアレイ基地局2000は、上述したように、アンテナ本数と空間多重の多重度との条件が許す範囲で、空間多重接続により通信できるSDMA方式に適用することも可能である。
図9を参照して、アダプティブアレイ基地局2000は、複数本のアンテナ、たとえば、アンテナ#1〜#4からなるアレイアンテナを備えている。なお、必要に応じて、このアンテナの本数は、より多くの本数とすることも、あるいは、より少ない本数とすることも可能である。
アンテナ#1〜#4は、それぞれ、無線部100に接続される。
受信時には、アンテナ#1〜#4で受信した信号が無線部100を介して直交検波部110に与えられる。直交検波部110において、受信信号は、同相検波軸信号と、直交検波軸信号とに分離されるとともに、A/D変換器(図示せず)によりデジタル信号に変換される。各同相検波軸信号および直交検波軸信号は、さらに、同期処理部120に与えられ、同期処理が行われた後、切換部130に与えられる。
切換部130は、後に説明するように、コントロールチャネルCCHのスロットを通話チャネルに割当てない場合は、4つのアンテナ#1〜#4からの信号を受信指向性形成部140に与えるのに対し、コントロールチャネルCCHのスロットを通話チャネルに割当てる場合は、少なくとも、もともとコントロールチャネルのスロットとしていたスロットについては、4つのアンテナ#1〜#4のうち、たとえば、アンテナ#1からの信号を受信処理部150に与え、アンテナ#2〜#4の信号を受信指向性形成部140に与える。
受信指向性形成部140では、制御部170により制御されて、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。一方、受信処理部150では、アンテナ#1からの信号が与えられる場合、この信号に対して制御信号の復調処理前に必要な処理を行う。
受信処理部150からの信号および受信指向性形成部140で分離抽出された各ユーザの受信信号は、復調部160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、公衆回路網(図示せず)に対して出力される。
制御部170は、端末からリンクチャネル(LCH)確立要求を受けた際に、通話チャネルに空きがあるか否かや、コントロールチャネルCCHを通話チャネルとして割当てることが可能かを判断する。
一方、送信時には、公衆回路網(図示せず)から与えられた送信信号は、制御部170を介して変調部180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る。変調部180からの信号は、送信指向性形成部190および送信処理部200に与えられる。
送信指向性形成部200においては、送信信号に対して、アダプティブアレイ処理により下り送信指向性が制御される。このとき、コントロールチャネルCCHのスロットを通話チャネルに割当てない場合は、送信指向性を4つのアンテナ#1〜#4への信号に対して生成するのに対し、コントロールチャネルCCHのスロットを通話チャネルに割当てる場合は、少なくとも、もともとコントロールチャネルのスロットとしていたスロットについては、4つのアンテナ#1〜#4のうち、アンテナ#2〜#4の信号に対して送信指向性を生成する。このとき、送信指向性形成部200は、後に説明するように、受信指向性形成部140からのウェイトベクトルに基づいて、このような送信指向性の生成処理を行う。
一方、送信処理部200は、コントロールチャネルCCHのスロットを通話チャネルに割当てる場合において、コントロールチャネルCCHへの制御信号について、直交変調前に必要な処理を行う。
切換部210は、コントロールチャネルCCHのスロットを通話チャネルに割当てない場合は、送信指向性形成部190からの信号を直交変調部210に与え、送信指向性形成部190からの信号を変調した信号が4つのアンテナ#1〜#4に与えられる。これに対し、コントロールチャネルCCHのスロットを通話チャネルに割当てる場合は、切換部210は、送信指向性形成部190からの信号と送信処理部200からの信号とを直交変調部210に与え、4つのアンテナ#1〜#4のうち、アンテナ#1には、送信処理部200からの信号を変調した信号が与えられ、アンテナ#2〜#4には送信指向性形成部190からの信号を変調した信号が与えられる。
したがって、コントロールチャネルCCHのスロットを通話チャネルに割当てない場合は、4つのアンテナ#1〜#4を用いて送受信の指向性が制御されるのに対し、コントロールチャネルCCHのスロットを通話チャネルに割当てる場合は、4つのアンテナ#1〜#4のうち、アンテナ#2〜#4を用いて送受信の指向性が制御される。
このとき、コントロールチャネルCCHの信号については、指向性のない電波により、基地局2000とサービスエリア内の端末との間で送受信される。したがって、基地局2000において、コントロールチャネルCCHを通話用に振り替えても、基地局2000のサービスエリア内の端末は、制御信号を受信可能であるため、基地局2000と通話状態にある端末以外の端末が、新たに発呼しようとする場合でも、サービス提供に問題が生じない。
図10は、図9に示した基地局2000において、受信指向性形成部140のうち、1人のユーザに対応する構成を示すブロック図である。
まず、コントロールチャネルCCHのスロットを通話チャネルに割当てない場合で、4つのアンテナ#1〜#4を用いて受信の指向性が制御されるときの動作を説明する。
図10に示した例においては、4つのアンテナ#1〜#4からの信号に基づいて、2人のユーザの端末PS1と端末PS2から信号を含む入力信号から、希望するユーザ端末PS1からの信号を抽出する。したがって、端末PS2からの信号は、干渉波として作用する。
4つのアンテナ#1〜#4からの信号RX1〜RX4が、受信指向性計算器142と乗算器144.1〜144.4とに与えられる。
受信指向性計算器142は、入力信号と予めメモリ148に記憶されている参照信号と加算器146の出力とを用いて、ウエイトベクトルw11〜w41を計算する。ここで、添字のうち後の1は、1番目のユーザPS1との間の送受信に用いられるウエイトベクトルであることを示す。
すなわち、受信信号のプリアンブルの信号系列は、所定の参照情報の信号列を含んでいる。受信指向性計算器142は、メモリ148から取出した参照信号(ユニークワード信号)と、受信した信号系列とを対比し、ユーザ端末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。
乗算器144.1〜144.4は、入力信号RX1〜RX4とウエイトベクトルw1i〜w4iとをそれぞれ乗算し、加算器146へ与える。加算器146は、乗算器144.1〜144.4の出力信号を加算して受信信号y1(t)として出力し、この受信信号y1(t)は、受信指向性計算器262にも与えられる。
[アダプティブアレイの動作原理]
各アンテナから受信指向性形成部140に対して与えられる信号は、以下のような式で表わされる。
ここで、信号RXj(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Srxi(t)は、i番目(i=1,2)のユーザが送信した信号を示す。
さらに、係数hji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、nj(t)は、j番目の受信信号に含まれる雑音を示している。
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。
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、Hiはi番目のユーザの受信信号係数ベクトル、N(t)は雑音ベクトルをそれぞれ示している。
アダプティブアレイアンテナは、図10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w1i〜w4iを掛けて合成した信号を受信信号y1(t)として出力する。
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。
アダプティブアレイの出力信号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。
すなわち、ウエイトベクトルW1は、j番目の入力信号RXj(t)に掛け合わされる重み係数wj1(j=1,2,3,4)を要素とするベクトルである。
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。
ここで、アダプティブアレイ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受信指向性計算器142により逐次制御される。
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。
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。
図11は、図9に示した基地局2000において、送信指向性形成部190のうち、1人のユーザの端末PS1に対応する構成を示すブロック図である。
図11を参照して、送信指向性形成部190は、受信指向性計算器142により与えられる受信指向性情報に基づいて、ウエイトベクトルw11〜w41を算出する送信指向性計算器192と、変調部180からの出力信号STX(t)とウエイトベクトルw11〜w41とをそれぞれ乗算して出力する乗算器196.1〜196.4とを含む。乗算器196.1〜196.4の出力w11STX(t)〜w41STX(t)は、直交変調後、それぞれ、アンテナ#1〜#4に与えられる。
これらの乗算器に与えられるウエイトベクトルw11〜w41は、それぞれ、受信指向性計算器142により、図10において説明したように、受信信号に基づいて算出されたウエイトベクトルw11,w21,w31,w41が、原則的にはコピーされて印加される。ただし、ユーザ端末PS1が移動中等であることが検出された場合には、この移動速度等に応じて、補正した値としても良い。
以上のような処理により、端末PS1との間で、指向性を持った信号の送受信が可能となる。
さらに、コントロールチャネルCCHのスロットを通話チャネルに割当てる場合で、3つのアンテナ#2〜#4を用いて受信の指向性が制御されるときは、受信の処理では、信号RX1(t)が0であるものとして、送信の処理では、信号w11STX(t)が0であるものとして処理が行われる。
図12は、チャネル割当てのために、アダプティブアレイ基地局2000の制御部40によって実行される動作を説明するためのフローチャートである。
なお、これらの処理は、基地局2000内の図示しないデジタルシグナルプロセッサ(DSP)が、図12に示すフローチャートにしたがってソフトウェアに基づいて行うことも可能である。このDSPは、図12に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、公衆回線を介して図示しないセンタからダウンロードすることもできる。
図12を参照して、チャネル割当て処理の開始後(ステップS300)、リンクチャネル(LCH)確立要求があるか否かの判断が行われる(ステップS302)。LCH確立要求が受信されていなければ、リンクチャネル割当ての拒否が送信される(ステップS310)が、LCH確立要求が受信されている場合、続いて、空きの通話スロットが存在するかが判断される(ステップS304)。
空きの通話スロットが存在すれば、通話チャネル(TCH)についてリンクチャネルの割当てが送信され(ステップS306)、割当て処理が終了する(ステップS320)。
これに対して、空きの通話スロットが存在しない場合は、続いて、現状のタイミング等で、コントロールチャネルを通話チャネルに割り当てが可能かを判断し(ステップS308)、割当てが不可であれば、リンクチャネル割当ての拒否を送信する(ステップS310)。
一方、コントロールチャネルを通話チャネルに割り当てることが可能であれば、割当てた通話チャネルTCHは、コントロールチャネルCCH用のアンテナ#1以外のアンテナ#2〜#4で送受信するように切換部130および210を制御する(ステップS112)。
続いて、基地局2000は、コントロールチャネルCCHへのリンクチャネルの割当てを、リンクチャネル割当て要求を送信してきた端末に対して送信して(ステップS314)、処理が終了する(ステップS320)。
以上の説明では、コントロールチャネルCCHのスロットを通話チャネルに割当てる場合は、4本のアンテナのうち、3本のアンテナで送受信の指向性を制御し、残りの1本でコントロール信号の送受信を行うこととしたが、より一般的には、コントロールチャネルCCHのスロットを通話チャネルに割当てる場合は、n本(n:自然数)のアンテナのうち、(n−m)本(m:自然数)のアンテナで送受信の指向性を制御し、残りのm本でコントロール信号の送受信を行うこととしてもよい。
以上のように、この発明の実施の形態3によれば、1フレーム内に通話チャネルと制御チャネルとが混在する移動体通信システムにおいて、コントロールチャネルの交信を維持しつつ当該基地局と接続できる端末数を増加させることができるので、基地局と通話中の端末以外の端末に対するサービスの質を劣化させることなく、電波の使用効率を向上させることが可能となる。
産業上の利用可能性
この発明によれば、基地局と通話中の端末以外の端末に対するサービスの質を劣化させることなく当該基地局と接続できる端末数を増加させることができるようにしたので、複数の端末と基地局とが接続する移動体通信システムにおいて有効である。
【図面の簡単な説明】
図1は、この発明の実施の形態1および2によるアダプティブアレイ基地局1000の構成を示す概略ブロック図である。
図2は、基地局1000と回りの基地局との電波状態を説明するための第1の概念図である。
図3は、基地局1000と回りの基地局との電波状態を説明するための第2の概念図である。
図4は、アダプティブアレイ基地局1000のチャネル割当計算部70によって実行される動作を説明するためのフローチャートである。
図5は、コントロールチャネルを通話チャネルとして割当てる処理およびコントロールチャネルの交信を復帰する処理の流れの概念を示す図である。
図6は、コントロールチャネルの送信タイミングを説明するための概念図である。
図7は、図5におけるコントロールチャネルの信号の送信を再開する処理をさらに詳しく説明するためのフロー図である。
図8は、制御部40およびチャネル割当計算部70によって実行される動作を説明するためのフローチャートである。
図9は、この発明の実施の形態3によるアダプティブアレイ基地局2000の構成を示す概略ブロック図である。
図10は、基地局2000において、受信指向性形成部140のうち、1人のユーザに対応する構成を示すブロック図である。
図11は、基地局2000において、送信指向性形成部190のうち、1人のユーザに対応する構成を示すブロック図である。
図12は、アダプティブアレイ基地局2000の制御部170によって実行される動作を説明するためのフローチャートである。
図13は、端末とPHS基地局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14は、通話シーケンスフローを示す図である。
Claims (22)
- 移動体通信システムにおける無線基地装置(1000)であって、前記移動体通信システムにおいて送受信される信号は、複数のフレームに分割され、各フレームは少なくとも1つの制御信号を伝達するための制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含み、
前記無線基地装置は、
周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルをモニタするための受信レベル検知手段(50)と、
前記無線基地装置の通信用スロットに空きがない場合において新規の端末装置から接続要求があった場合に、前記受信レベル検知手段の検知結果が、前記周辺の基地局のいずれかからの制御用スロットでの制御信号の前記無線基地装置による受信が可能であることを示したことに応じて、前記無線基地装置の前記制御用スロットを前記新規の端末装置との情報通信のために割当てるチャネル割当手段(70)とを備える、無線基地装置。 - 前記チャネル割当手段は、前記無線基地局の通信用スロットに空きがない場合に、前記受信レベル検知手段の検知結果により周辺の他の基地局のうち前記制御用スロットの信号を受信可能な基地局の個数が所定数以上であることに応じて、前記制御用スロットを前記情報通信のために割当てる、請求項1記載の無線基地装置。
- 前記チャネル割当手段は、前記無線基地局の通信用スロットに空きがない場合に、前記受信レベル検知手段の検知結果により周辺の他の基地局からの前記制御用スロットの信号レベルが所定値以上であることに応じて、前記制御用スロットを前記情報通信のために割当てる、請求項1記載の無線基地装置。
- 移動体通信システムにおける無線基地装置(1000)であって、前記移動体通信システムにおいて送受信される信号が、複数のフレームに分割され、各フレームは少なくとも1つの制御信号を伝達するための制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含む無線基地装置における通信チャネル割当方法であって、
周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルをモニタするステップと、
前記無線基地装置の通信用スロットに空きがない場合において新規の端末装置から接続要求があった場合に、前記信号レベルをモニタするステップの検知結果が、前記周辺の基地局のいずれかからの制御用スロットでの前記無線基地装置による制御信号の受信が可能であることを示したことに応じて、前記無線基地装置の前記制御用スロットを前記新規の端末装置との情報通信のために割当てるステップとを備える、通信チャネル割当方法。 - 前記割当てるステップは、
前記無線基地局の通信用スロットの空きを探索するステップと、
前記無線基地局の通信用スロットに空きがない場合に、周辺の他の基地局のうち前記制御用スロットの信号を受信可能な基地局の個数が所定数以上であることに応じて、前記制御用スロットを前記情報通信のために割当てるステップとを含む、請求項4記載の通信チャネル割当方法。 - 前記割当てるステップは、
前記無線基地局の通信用スロットの空きを探索するステップと、
前記無線基地局の通信用スロットに空きがない場合に、周辺の他の基地局からの前記制御用スロットの信号レベルが所定値以上であることに応じて、前記制御用スロットを前記情報通信のために割当てるステップとを含む、請求項4記載の通信チャネル割当方法。 - 移動体通信システムにおける無線基地装置(1000)であって、前記移動体通信システムにおいて送受信される信号が、複数のフレームに分割され、各フレームは少なくとも1つの制御信号を伝達するための制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含む無線基地装置における通信チャネル割当プログラムであって、コンピュータに、
周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルをモニタするステップと、
前記無線基地装置の通信用スロットに空きがない場合において新規の端末装置から接続要求があった場合に、前記信号レベルをモニタするステップの検知結果が、前記周辺の基地局のいずれかからの制御用スロットでの制御信号の前記無線基地装置による受信が可能であることを示したことに応じて、前記無線基地装置の前記制御用スロットを前記新規の端末装置との情報通信のために割当てるステップとを実行させる、通信チャネル割当プログラム。 - 前記割当てるステップは、
前記無線基地局の通信用スロットの空きを探索するステップと、
前記無線基地局の通信用スロットに空きがない場合に、周辺の他の基地局のうち前記制御用スロットの信号を受信可能な基地局の個数が所定数以上であることに応じて、前記制御用スロットを前記情報通信のために割当てるステップとを含む、請求項7記載の通信チャネル割当プログラム。 - 前記割当てるステップは、
前記無線基地局の通信用スロットの空きを探索するステップと、
前記無線基地局の通信用スロットに空きがない場合に、周辺の他の基地局からの前記制御用スロットの信号レベルが所定値以上であることに応じて、前記制御用スロットを前記情報通信のために割当てるステップとを含む、請求項7記載の通信チャネル割当プログラム。 - 移動体通信システムにおける無線基地装置(1000)であって、前記移動体通信システムにおいて送受信される信号は、複数のフレームに分割され、各フレームは、制御信号を伝達するための少なくとも1つの制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含み、
前記無線基地装置は、
周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび受信タイミングをモニタするための受信レベル検知手段(50)と、
前記無線基地装置の通信用スロットに空きがない場合において新規の端末装置から接続要求があった場合に、前記受信レベル検知手段の検知結果が、前記周辺の基地局のいずれかからの制御用スロットでの制御信号の前記無線基地装置による受信が可能であることを示したことに応じて、前記無線基地装置の前記制御用スロットを前記新規の端末装置との情報通信のために割当てるチャネル割当手段(70)と、
前記新規の端末装置から接続要求があった場合に、前記受信レベル検知手段の検知結果を格納する記憶手段(60)と、
前記制御用スロットを前記情報通信のために割当てた後に、前記フレーム内に空きスロットが生じたことに応じて、前記記憶手段中に格納された前記検知結果に基づいて、前記制御信号の送信を再開する制御手段(40)とを備える、無線基地装置。 - 前記制御手段は、前記空きスロットが前記制御用スロットである場合は、前記記憶手段中に格納された前記検知結果に基づいて、前記周辺の基地局との間で前記制御用スロットの信号の送出タイミングの同期をとり、前記制御信号の送信を再開する、請求項10記載の無線基地装置。
- 前記制御手段は、前記空きスロットが前記制御用スロットでない場合は、
i)前記制御用スロットで前記情報通信を行っている端末装置を、改めて前記空きスロットに割当て、
ii)前記記憶手段中に格納された前記検知結果に基づいて、前記周辺の基地局との間で前記制御用スロットの信号の送出タイミングの同期をとり、前記制御信号の送信を再開する、請求項10記載の無線基地装置。 - 移動体通信システムにおける無線基地装置(1000)であって、前記移動体通信システムにおいて送受信される信号が、複数のフレームに分割され、各フレームは少なくとも1つの制御信号を伝達するための制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含む無線基地装置における通信チャネル割当方法であって、
周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび受信タイミングをモニタするステップと、
前記無線基地装置の通信用スロットに空きがない場合において新規の端末装置から接続要求があった場合に、前記周辺の基地局からの前記制御用スロットの信号レベルが、前記周辺の基地局のいずれかからの制御用スロットでの制御信号の前記無線基地装置による受信が可能であることを示したことに応じて、前記無線基地装置の前記制御用スロットを前記新規の端末装置との情報通信のために割当てるステップと、
前記新規の端末装置から接続要求があった場合に、前記周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび前記受信タイミングを記憶するステップと、
前記制御用スロットを前記情報通信のために割当てた後に、前記フレーム内に空きスロットが生じたことに応じて、記憶された前記周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび前記受信タイミングに基づいて、前記制御信号の送信を再開するステップとを備える、通信チャネル割当方法。 - 前記再開するステップは、前記空きスロットが前記制御用スロットである場合は、記憶された前記周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび前記受信タイミングに基づいて、前記周辺の基地局との間で前記制御用スロットの信号の送出タイミングの同期をとり、前記制御信号の送信を再開するステップを含む、請求項13記載の通信チャネル割当方法。
- 前記再開するステップは、
前記空きスロットが前記制御用スロットでない場合は、前記制御用スロットで前記情報通信を行っている端末装置を、改めて前記空きスロットに割当てるステップと、
前記記憶手段中に格納された前記検知結果に基づいて、前記周辺の基地局との間で前記制御用スロットの信号の送出タイミングの同期をとり、前記制御信号の送信を再開するステップとを含む、請求項13記載の通信チャネル割当方法。 - 移動体通信システムにおける無線基地装置(1000)であって、前記移動体通信システムにおいて送受信される信号が、複数のフレームに分割され、各フレームは少なくとも1つの制御信号を伝達するための制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含む無線基地装置における通信チャネル割当プログラムであって、コンピュータに、
周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび受信タイミングをモニタするステップと、
前記無線基地装置の通信用スロットに空きがない場合において新規の端末装置から接続要求があった場合に、前記周辺の基地局からの前記制御用スロットの信号レベルが、前記周辺の基地局のいずれかからの制御用スロットでの制御信号の前記無線基地装置による受信が可能であることを示したことに応じて、前記無線基地装置の前記制御用スロットを前記新規の端末装置との情報通信のために割当てるステップと、
前記新規の端末装置から接続要求があった場合に、前記周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび前記受信タイミングを記憶するステップと、
前記制御用スロットを前記情報通信のために割当てた後に、前記フレーム内に空きスロットが生じたことに応じて、記憶された前記周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび前記受信タイミングに基づいて、前記制御信号の送信を再開するステップとを実行させる、通信チャネル割当プログラム。 - 前記再開するステップは、前記空きスロットが前記制御用スロットである場合は、記憶された前記周辺の基地局からの制御用スロットの信号レベルおよび前記受信タイミングに基づいて、前記周辺の基地局との間で前記制御用スロットの信号の送出タイミングの同期をとり、前記制御信号の送信を再開するステップを含む、請求項16記載の通信チャネル割当プログラム。
- 前記再開するステップは、
前記空きスロットが前記制御用スロットでない場合は、前記制御用スロットで前記情報通信を行っている端末装置を、改めて前記空きスロットに割当てるステップと、
前記記憶手段中に格納された前記検知結果に基づいて、前記周辺の基地局との間で前記制御用スロットの信号の送出タイミングの同期をとり、前記制御信号の送信を再開するステップとを含む、請求項16記載の通信チャネル割当プログラム。 - 移動体通信システムにおける無線基地装置(2000)であって、前記移動体通信システムにおいて送受信される信号は、複数のフレームに分割され、各フレームは、制御信号を伝達するための少なくとも1つの制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含み、
前記無線基地装置は、
複数のアンテナ(#1〜#4)と、
前記複数のアンテナからの信号に基づいてアダプティブアレイ処理により所望の端末装置からの信号を分離するための受信指向性制御手段(140)と、
前記無線基地装置の通信用スロットに空きがない場合において新規の端末装置から接続要求があった場合に、周辺の基地局からの前記制御用スロットの信号レベルが、前記周辺の基地局のいずれかからの制御用スロットでの制御信号の前記無線基地装置による受信が可能であることを示したことに応じて、前記無線基地装置の前記制御用スロットを前記新規の端末装置との情報通信のために割当てる制御手段(170)とを備え、
前記受信指向性制御手段は、前記制御用スロットを前記情報通信のために割当てる場合、前記複数のアンテナのうちの、少なくともアダプティブアレイ処理によって信号を分離するのに必要な所定数のアンテナにより受信指向性を制御し、残りのアンテナで前記制御信号の受信を行う、無線基地装置。 - 前記無線装置は、
アダプティブアレイ処理により所望の端末装置への指向性を有する送信信号を生成するための送信指向性制御手段(190)をさらに備え、
前記送信指向性制御手段は、前記制御用スロットを前記情報通信のために割当てる場合、前記複数のアンテナのうちの所定数のアンテナにより送信指向性を制御し、残りのアンテナで前記制御信号の送信を行う、請求項19記載の無線基地装置。 - 移動体通信システムにおいて、複数のアンテナ(#1〜#4)からの信号に基づいてアダプティブアレイ処理により所望の端末装置との間で指向性を有する信号を送受信する無線基地装置(2000)であって、前記移動体通信システムにおいて送受信される信号が、複数のフレームに分割され、各フレームは少なくとも1つの制御信号を伝達するための制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含む無線基地装置における通信チャネル割当方法であって、
前記無線基地装置の通信用スロットに空きがない場合において新規の端末装置から接続要求があった場合に、周辺の基地局からの前記制御用スロットの信号レベルが、前記周辺の基地局のいずれかからの制御用スロットでの制御信号の前記無線基地装置による受信が可能であることを示したことに応じて、前記無線基地装置の前記制御用スロットを前記新規の端末装置との情報通信のために割当てるステップと、
前記制御用スロットを前記情報通信のために割当てる場合、前記複数のアンテナのうちの、少なくともアダプティブアレイ処理によって信号を分離するのに必要な所定数のアンテナにより送受信指向性を制御し、残りのアンテナで前記制御信号の受信を行うステップとを備える、通信チャネル割当方法。 - 移動体通信システムにおいて、複数のアンテナ(#1〜#4)からの信号に基づいてアダプティブアレイ処理により所望の端末装置との間で指向性を有する信号を送受信する無線基地装置(2000)であって、前記移動体通信システムにおいて送受信される信号が、複数のフレームに分割され、各フレームは少なくとも1つの制御信号を伝達するための制御用スロットと情報通信のための複数の通信用スロットを含む無線基地装置における通信チャネル割当プログラムであって、コンピュータに、
前記無線基地装置の通信用スロットに空きがない場合において新規の端末装置から接続要求があった場合に、周辺の基地局からの前記制御用スロットの信号レベルが、前記周辺の基地局のいずれかからの制御用スロットでの制御信号の前記無線基地装置による受信が可能であることを示したことに応じて、前記無線基地装置の前記制御用スロットを前記新規の端末装置との情報通信のために割当てるステップと、
前記制御用スロットを前記情報通信のために割当てる場合、前記複数のアンテナのうちの、少なくともアダプティブアレイ処理によって信号を分離するのに必要な所定数のアンテナにより送受信指向性を制御し、残りのアンテナで前記制御信号の受信を行うステップとを実行させる、通信チャネル割当プログラム。
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