JP3883987B2

JP3883987B2 - チャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システム

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Publication number: JP3883987B2
Application number: JP2003189073A
Authority: JP
Inventors: 敏生谷田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2023-06-30
Also published as: JP2005026931A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はチャネル割当技術に関する。特に複数の基地局装置を接続する場合のチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話システムや簡易型携帯電話システムが普及し、多くのユーザによって使用されている。これらのシステムにおいて、端末装置は、基地局装置から割当てられたチャネルで所定のデータを通信する。また、ひとつの基地局装置は、複数のチャネルをそれぞれ端末装置に割当て、これらの端末装置を多重化する。特に、携帯電話システムや簡易型携帯電話システムでは、一般的に多重化技術としてＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）が使用されている。例えば、簡易型携帯電話システムの場合、８タイムスロットでひとつのフレームが構成されており、そのうちの４タイムスロットが下り通信に、残りの４タイムスロットが上り回線に使用されている。この４タイムスロットのうち、１タイムスロットは制御チャネルに、残りの３タイムスロットは通話チャネルに対応する。
【０００３】
さらに、通話チャネルによるデータの伝送効率を向上させるために、複数の基地局装置を接続して、制御チャネルを共通にする技術が検討されている。そのような技術では、簡易型携帯電話システムのふたつの基地局装置を接続し、そのうちのひとつをマスター基地局装置に、他方をスレーブ基地局装置に予めつ設定する。マスター基地局装置は、１フレームにおける上下回線のそれぞれ４タイムスロットを、通常通りに１つの制御チャネルと３つの通話チャネルとして使用する。一方、スレーブ基地局装置は、４タイムスロットをすべて通話チャネルとして使用する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１０２０５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
端末装置が基地局装置との間で通信を開始する場合、端末装置はマスタ基地局装置が送信する制御チャネルを受信し、マスタ基地局装置に対してチャネルの割当を要求する。制御の容易化のために、一般的にマスタ基地局装置は、スレーブ基地局装置より自らが送受信するチャネルを優先的に端末装置に割当てる。マスタ基地局装置は、端末装置に割当てるためのチャネルが存在しない場合に、スレーブ基地局装置に対して、端末装置へのチャネルの割当を要求する。スレーブ基地局装置が端末装置にチャネルを割当てられる場合、マスタ基地局装置が制御チャネルによって、その旨を端末装置に通知する。
【０００６】
基地局装置あたりのデータ伝送容量を高めるために、ＴＤＭＡに加えて、空間の分割にもとづいたＳＤＭＡ（ＳｐａｃｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）によっても端末装置を多重化する技術が検討されている。ＳＤＭＡにおいては、複数の端末装置がひとつの基地局装置から同一の周波数とタイミングのタイムスロットを割当てられている。前述のマスタ基地局装置がＳＤＭＡに対応しており、かつ前述のごとくスレーブ基地局装置よりマスタ基地局装置のチャネルを優先的に割り当てる場合、スレーブ基地局装置のチャネルが割り当てられていないにもかかわらず、マスタ基地局装置によってＳＤＭＡされるようにチャネルが端末装置に割り当てられている場合がある。
【０００７】
ＳＤＭＡは一般的にアダプティブアレイアンテナにもとづいたアンテナの指向性の制御によってなされるが、複数の端末装置の配置によっては、アンテナ指向性に寄る空間の分割が十分でなくなる。そのような場合、同一の周波数およびタイミングに割り当てられたチャネル同士が干渉となり、データの伝送特性が劣化する。一方、マスタ基地局装置とスレーブ基地局装置の周波数は一般的に異なるように設定されているため、マスタ基地局装置とスレーブ基地局装置のチャネル間の干渉は、問題とならない場合が多い。
【０００８】
本発明者はこうした状況を認識して、本発明をなしたものであり、その目的はデータ伝送特性を改善するチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は、基地局装置である。この装置は、多重接続すべき複数の端末装置に対してチャネルをそれぞれ割り当てるチャネル割当部と、それぞれのチャネルに割り当てられた端末装置に対して、データ伝送処理を行う信号処理部と、チャネル割当部が、空間以外の多重化要素の分割をもとにした多重接続によって、新たな端末装置にチャネルを割り当てられない場合に、新たな端末装置に対するチャネルの割当てを他の基地局装置に要求し、かつ当該他の基地局装置からチャネル割当ての可能性に関する情報を受けつけるカスケード処理部とを含む。この装置において、チャネル割当部は、チャネル割当ての可能性に関する情報にもとづいて、他の基地局装置によるチャネル割当てが不可能と認識した場合に、空間の分割をもとにした多重接続によって、新たな端末装置にチャネルを割り当ててもよい。
【００１０】
「チャネル」とは、基地局装置と端末装置などの無線装置間で通信を行うために設定される無線通信路のことをいい、具体的には、ＦＤＭＡ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）の場合は特定の周波数帯域を指し、ＴＤＭＡの場合は特定のタイムスロットまたはスロットを指し、ＣＤＭＡ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）の場合は特定の符号系列を指すが、ここではこれらを区別しないものとする。
【００１１】
以上の装置により、空間以外の多重化要素の分割をもとにした多重接続ができない場合、かつ他の基地局装置によるチャネル割当てが不可能の場合のみに、空間の分割をもとにした多重接続を実行するために、空間の分割の不十分を理由とした特性劣化を低減可能である。
【００１２】
カスケード処理部は、チャネル割当部で既に割り当てたチャネル数が、空間以外の多重化要素の分割によって割当て可能なチャネル数に等しくなった場合に、チャネル割当部が新たな端末装置にチャネルを割り当てられなくてもよい。受信した信号の強度を測定する強度測定部をさらに含み、カスケード処理部は、空間以外の多重化要素の分割によって割当可能なチャネルのうち、チャネル割当部によって割り当てられていないチャネルのタイミングで測定した信号の強度が所定のしきい値以上の場合に、チャネル割当部が新たな端末装置にチャネルを割り当てられなくてもよい。
【００１３】
「チャネルのタイミング」とは、チャネルが占める期間の全体であってもよく、あるいはチャネルが占める期間の一部期間であってもよく、チャネルが占める期間に含まれたタイミングであればよい。
【００１４】
本発明の別の態様も、基地局装置である。この装置は、ネットワークに対してベースバンド信号を送受信する回線制御部と、無線回線を介した端末装置に対して、無線信号を送受信する無線部と、多重接続すべき複数の端末装置に対してチャネルをそれぞれ割り当てるチャネル割当部と、それぞれのチャネルに割り当てられた端末装置に対して、ベースバンド信号と無線信号との間の信号処理を行う信号処理部と、チャネル割当部が、空間以外の多重化要素の分割をもとにした多重接続によって、新たな端末装置にチャネルを割り当てられない場合に、新たな端末装置に対するチャネルの割当てを他の基地局装置に要求し、かつ当該他の基地局装置からチャネル割当ての可能性に関する情報を受けつけるカスケード処理部とを含む。この装置において、チャネル割当部は、チャネル割当ての可能性に関する情報にもとづいて、他の基地局装置によるチャネル割当てが不可能と認識した場合に、空間の分割をもとにした多重接続によって、新たな端末装置にチャネルを割り当ててもよい。
【００１５】
本発明のさらに別の態様は、チャネル割当方法である。この方法は、空間以外の多重化要素の分割をもとにした多重接続によって、所定の端末装置にチャネルを割り当てるステップと、端末装置にチャネルを割り当てられなかった場合に、端末装置に対するチャネルの割当を他の基地局装置に要求するステップと、他の基地局装置がチャネルを割り当てられなかった場合に、空間の分割をもとにした多重接続によって、端末装置にチャネルを割り当てるステップとを含む。
【００１６】
以上の方法により、空間以外の多重化要素の分割をもとにした多重接続ができない場合、かつ他の基地局装置によるチャネル割当てが不可能の場合のみに、空間の分割をもとにした多重接続を実行するために、空間の分割の不十分を理由とした特性劣化を低減可能である。
【００１７】
本発明のさらに別の態様は、通信システムである。この通信システムは、所定の端末装置から接続要求を受けつけ、かつ要求を受けつけた端末装置にチャネルを割り当てて、複数の端末装置を多重接続する主基地局装置と、主基地局装置に接続され、かつ複数の端末装置にチャネルをそれぞれ割り当てて多重接続する従基地局装置とを含む。この通信システムにおいて、主基地局装置が、空間以外の多重化要素の分割をもとにした多重接続によって、所定の端末装置にチャネルを割り当てられなかった場合であって、さらに従基地局装置が、端末装置にチャネルを割り当てられなかった場合に、主基地局装置が、空間の分割をもとにした多重接続によって、端末装置にチャネルを割り当ててもよい。
【００１８】
本発明のさらに別の態様は、プログラムである。このプログラムは、空間以外の多重化要素の分割をもとにした多重接続によって、所定の端末装置にチャネルを割り当てるステップと、割り当てたチャネルに関する情報を記憶するステップと、記憶したチャネルに関する情報にもとづいて、新たな端末装置にチャネルを割り当てられなかった場合に、ネットワークを介して、新たな端末装置に対するチャネルの割当を他の基地局装置に要求するステップと、ネットワークを介して、他の基地局装置がチャネルを割り当てられなかった通知を受けつけた場合に、空間の分割をもとにした多重接続によって、新たな端末装置にチャネルを割り当てるステップとを含む。
【００１９】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本実施の形態は、複数のタイムスロットのうちの１組の上下回線のタイムスロットを制御チャネルに割当て、残りを通信チャネルに割り当てたマスタ基地局装置と、複数のタイムスロットをすべて通信チャネルに割当てたスレーブ基地局装置を接続した通信システムに関し、さらにマスタ基地局装置が、ＴＤＭＡによってだけではなく、ＳＤＭＡによってもチャネルを多重化する場合を想定する。本実施の形態に係るマスタ基地局装置は、制御チャネルによって端末装置からの接続要求を受け付けると、ＳＤＭＡでなく割当てるチャネル（以下、「非ＳＤＭＡチャネル」という）のうち、まだ割当てていないチャネルの存在を確認する。
【００２１】
マスタ基地局装置は、割当てていない非ＳＤＭＡチャネルが存在すれば、端末装置に非ＳＤＭＡチャネルを割当てるが、割当てていない非ＳＤＭＡチャネルが存在しなければ、スレーブ端末装置に対して、端末装置のチャネルの割り当てを要求する。スレーブ基地局装置は、割当てていないチャネルが存在すれば、当該チャネルを端末装置に割当てるが、割当てていないチャネルが存在しなければ、マスタ基地局装置に対して、端末装置のチャネルの割当拒否を通知する。マスタ基地局装置は、端末装置にＳＤＭＡによって割当てるチャネル（以下、「ＳＤＭＡチャネル」という）を割当てる。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る通信システム１００を示す。通信システム１００は、端末装置１０、マスタ基地局装置１２、スレーブ基地局装置１４、ネットワーク１６を含む。また、端末装置１０は、端末アンテナ２４を含み、マスタ基地局装置１２は、カスケード接続信号線１８、マスタ基地局アンテナ２０と総称される第１マスタ基地局アンテナ２０ａ、第２マスタ基地局アンテナ２０ｂ、第３マスタ基地局アンテナ２０ｃ、第４マスタ基地局アンテナ２０ｄを含み、スレーブ基地局装置１４は、スレーブ基地局アンテナ２２と総称される第１スレーブ基地局アンテナ２２ａ、第２スレーブ基地局アンテナ２２ｂ、第３スレーブ基地局アンテナ２２ｃ、第４スレーブ基地局アンテナ２２ｄを含む。
【００２３】
端末装置１０は、ユーザが使用する装置であり、端末アンテナ２４を介して後述のマスタ基地局装置１２やスレーブ基地局装置１４に接続されることによって、通信処理を実行する。ここでは、通信システム１００として、簡易型携帯電話システムを想定するため、端末装置１０はマスタ基地局装置１２やスレーブ基地局装置１４から割当てられたチャネルで通信する。
【００２４】
マスタ基地局装置１２は、端末装置１０にチャネルを割当て、端末装置１０と通信する基地局装置である。マスタ基地局装置１２の複数のタイムスロットのうちの１組の上下回線のタイムスロットは、制御チャネルに割当てられており、残りのタイムスロットが通信チャネルに割り当てられる。また、マスタ基地局装置１２は、複数のマスタ基地局アンテナ２０にもとづくアダプティブアレイ処理によって、アンテナの指向性を制御し、図示しない複数の端末装置１０をＳＤＭＡで多重化する。さらに、マスタ基地局装置１２は、ネットワーク１６とも接続する。
【００２５】
スレーブ基地局装置１４は、マスタ基地局装置１２と同様に端末装置１０にチャネルを割当てて、端末装置１０と通信する基地局装置である。マスタ基地局装置１２と異なってスレーブ基地局装置１４の複数のタイムスロットのすべては、通信チャネルに割当てられる。スレーブ基地局装置１４は、カスケード接続信号線１８を介してマスタ基地局装置１２に接続されており、端末装置１０へのスレーブ基地局装置１４のチャネルの割当ては、マスタ基地局装置１２の制御チャネルにもとづいてなされる。ここで、スレーブ基地局装置１４は、複数のスレーブ基地局アンテナ２２を有するが、アダプティブアレイ処理のみを実行し、ＳＤＭＡによる図示しない端末装置１０の多重化を実行しないとする。
【００２６】
図２（ａ）−（ｂ）は、チャネルの構造を示す。図２（ａ）は、マスタ基地局装置１２によって割り当てられるチャネルの構造を示す。ここでは、ＳＤＭＡチャネルによる空間軸の多重度を２、非ＳＤＭＡチャネルによる時間軸の多重度、すなわちタイムスロット数を４としており、その中に制御チャネルとは別に、チャネル（２，１）からチャネル（４，２）の合計６チャネルを配置している。また、ひとつのチャネルには、ひとつの端末装置１０が割当てられている。図２（ａ）は、上り回線あるいは下り回線のいずれか一方を示し、他方も同一の配置となっている。一方、図２（ｂ）は、スレーブ基地局装置１４によって割り当てられるチャネルの構造を示す。スレーブ基地局装置１４は、ＳＤＭＡによる多重化を実行せず、さらに制御チャネルを割り当てないため、非ＳＤＭＡチャネルとして、チャネル（１，１）からチャネル（４，１）の合計４チャネルを配置している。図２（ｂ）も、上り回線あるいは下り回線のいずれか一方を示し、他方も同一の配置となっている。
【００２７】
図３は、本実施の形態で使用されるバーストフォーマットの一例として、簡易型携帯電話システムのバーストフォーマットを示す。このバーストは、図２のチャネルの信号に相当する。バーストの先頭から４シンボルの間に、タイミング同期に使用するためのプリアンブルが、それに続く８シンボルの間に、ユニークワードが配置されている。プリアンブルとユニークワードは、端末装置１０、マスタ基地局装置１２、スレーブ基地局装置１４にとって既知であるため、後述のトレーニング信号として使用可能である。
【００２８】
図４は、マスタ基地局装置１２の構造を示す。マスタ基地局装置１２は、無線部３０と総称される第１無線部３０ａ、第２無線部３０ｂ、第３無線部３０ｃ、第４無線部３０ｄ、無線信号処理部３２、中央制御部４０、カスケードＩＦ部４２、回線接続部４４、無線制御部４６、音声制御部４８を含み、無線信号処理部３２は、第１信号処理部３４、第２信号処理部３６、モデム部３８を含む。信号として、受信デジタル信号２００と総称される第１受信デジタル信号２００ａ、第２受信デジタル信号２００ｂ、第３受信デジタル信号２００ｃ、第４受信デジタル信号２００ｄ、送信デジタル信号２０２と総称される第１送信デジタル信号２０２ａ、第２送信デジタル信号２０２ｂ、第３送信デジタル信号２０２ｃ、第４送信デジタル信号２０２ｄ、信号処理制御信号２０４、合成信号２０６、分離前信号２０８を含む。
【００２９】
無線部３０は、後述の無線信号処理部３２等で処理されるベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換処理、増幅処理、ＡＤまたはＤＡ変換処理等を行う。受信動作では、受信した信号をベースバンドの信号に変換して受信デジタル信号２００を出力し、送信動作では、ベースバンドの送信デジタル信号２０２を無線周波数の信号に変換して出力する。ここでは、簡易型携帯電話システムを想定するため、無線周波数を１．９ＧＨｚ帯とする。
【００３０】
第１信号処理部３４と第２信号処理部３６は、アダプティブアレイアンテナ信号処理を行う。ここでは、ＳＤＭＡを可能にするため、第１信号処理部３４がひとつの端末装置１０を対象にしたアダプティブアレイ信号処理を実行し、第２信号処理部３６が別の端末装置１０を対象にしたアダプティブアレイ信号処理を実行する。
【００３１】
モデム部３８は、変調処理として、送信したい情報信号を変調し、送信信号を生成する。また、復調処理として、受信信号を復調し、送信された情報信号を再生する。ここでは、送信信号を分離前信号２０８とし、再生した情報信号を合成信号２０６とする。また、変調方式は、π／４シフトＱＰＳＫとする。
【００３２】
中央制御部４０は、マスタ基地局装置１２全体の動作タイミングを制御すると共に、チャネルを交換制御する。また、端末装置１０に対して、非ＳＤＭＡチャネルやＳＤＭＡチャネルの割当を実行する。ここでは、図２（ａ）に示されたチャネル（２，１）、チャネル（３，１）、チャネル（４，１）、すなわち非ＳＤＭＡチャネルを優先的に割り当てる。チャネル（２，１）、チャネル（３，１）、チャネル（４，１）がすべて割り当てた場合や、チャネル（２，１）、チャネル（３，１）、チャネル（４，１）のうち割り当てられていないチャネルが存在するが、当該チャネルのタイミングでモデム部３８が測定した干渉信号の強度が、予め設定したしきい値より大きい場合には、後述のカスケード接続信号線１８を介して、スレーブ基地局装置１４に対して、新たに接続すべき端末装置１０のチャネル割当てを要求する。後述のカスケード接続信号線１８を介して、スレーブ基地局装置１４から端末装置１０のチャネル割当拒否の通知が入力された場合、中央制御部４０は、図２（ａ）のチャネル（２，２）、チャネル（３，２）、チャネル（４，２）のいずれかを割り当てる。
【００３３】
無線制御部４６は、無線信号処理部３２の制御と、無線プロトコル処理を行う。無線制御部４６と前述の中央制御部４０のいずれかが、端末装置１０に対して、非ＳＤＭＡチャネルやＳＤＭＡチャネルの割当を実行する。
【００３４】
回線接続部４４は、ネットワーク１６とのインターフェースである。ここでは、ネットワーク１６は、ＩＳＤＮ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｅｒｖｉｃｅｓＤｉｇｉｔａｌＮｅｔｗｏｒｋ）とする。
【００３５】
カスケードＩＦ部４２は、カスケード接続信号線１８を接続し、カスケード接続信号線１８を介してスレーブ基地局装置１４と情報交換する。
音声制御部４８は、ダイヤルトーンを検出したり、ＢＴを発生したりする処理を行う。
【００３６】
スレーブ基地局装置１４の構成は、マスタ基地局装置１２と同一であってもよく、図示しないスイッチによって、マスタ基地局装置１２とスレーブ基地局装置１４が切替えられる。スレーブ基地局装置１４に設定されると、中央制御部４０や無線制御部４６は、ＳＤＭＡにもとづいたチャネル割当を実行せず、図２（ｂ）に示したように、非ＳＤＭＡチャネルのみを割り当てる。また、中央制御部４０の制御は、カスケードＩＦ部４２を介したマスタ基地局装置１２に含まれた中央制御部４０の制御に従う。
【００３７】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされた予約管理機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００３８】
図５は、第１信号処理部３４の構造を示す。第１信号処理部３４は、合成部５０、受信ウエイトベクトル計算部５６、参照信号生成部５８、受信応答ベクトル計算部６０、分離部６２、送信ウエイトベクトル計算部６６を含み、合成部５０は、乗算部５２と総称される第１乗算部５２ａ、第２乗算部５２ｂ、第３乗算部５２ｃ、第４乗算部５２ｄ、加算部５４を含み、分離部６２は、乗算部６４と総称される第１乗算部６４ａ、第２乗算部６４ｂ、第３乗算部６４ｃ、第４乗算部６４ｄを含む。また、信号として、受信ウエイト信号２１０と総称される第１受信ウエイト信号２１０ａ、第２受信ウエイト信号２１０ｂ、第３受信ウエイト信号２１０ｃ、第４受信ウエイト信号２１０ｄ、受信応答ベクトル信号２１２、送信ウエイト信号２１４と総称される第１送信ウエイト信号２１４ａ、第２送信ウエイト信号２１４ｂ、第３送信ウエイト信号２１４ｃ、第４送信ウエイト信号２１４ｄ、受信ウエイト参照信号２１６、受信応答参照信号２１８を含む。
【００３９】
受信ウエイトベクトル計算部５６は、受信デジタル信号２００と受信ウエイト参照信号２１６から、受信デジタル信号２００の重み付けに必要な受信ウエイト信号２１０を、ＲＬＳ（ＲｅｃｕｒｓｉｖｅＬｅａｓｔＳｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムやＬＭＳ（ＬｅａｓｔＭｅａｎＳｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムなどの適応アルゴリズムによって計算する。
【００４０】
乗算部５２は、受信デジタル信号２００を受信ウエイト信号２１０で重み付けし、加算部５４は乗算部５２の出力を加算して、合成信号２０６を出力する。
参照信号生成部５８は、トレーニング期間中は予め記憶したトレーニング信号を受信ウエイト参照信号２１６、受信応答参照信号２１８として出力する。またトレーニング期間後は合成信号２０６を予め規定しているしきい値で判定して、その結果を受信ウエイト参照信号２１６、受信応答参照信号２１８として出力する。なお、判定は硬判定である必要はなく、軟判定でもよい。
【００４１】
受信応答ベクトル計算部６０は、送信信号に対する受信信号の受信応答特性として受信応答ベクトル信号２１２を、受信デジタル信号２００、受信応答参照信号２１８から計算する。受信応答ベクトル信号２１２の計算方法は任意のものでよいが、一例として次に示すように、相関処理にもとづいて実行される。なお、受信デジタル信号２００と受信応答参照信号２１８は、第１信号処理部３４内からだけではなく、図示しない信号線によって、他のユーザの端末装置１０に対応する第２信号処理部３６からも入力されるものとする。第１の端末装置１０に対応する受信デジタル信号２００をｘ１（ｔ）、第２の端末装置１０に対応する受信デジタル信号２００をｘ２（ｔ）と示し、第１の端末装置１０に対応する受信応答参照信号２１８をＳ１（ｔ）、第２の端末装置１０に対応する受信応答参照信号２１８をＳ２（ｔ）と示せば、ｘ１（ｔ）とｘ２（ｔ）は、次の式で示される。
【００４２】
【数１】

ここで、ｈｉｊは、第ｉ番目の端末装置１０から第ｊマスタ基地局アンテナ２０ｊまでの応答特性であり、また雑音は無視する。第１の相関行列Ｒ１は、Ｅをアンサンブル平均として、次の式で示される。
【００４３】
【数２】

受信応答参照信号２１８間の第２の相関行列Ｒ２も次の式のように計算される。
【００４４】
【数３】

最終的に、第２の相関行列Ｒ２の逆行列と第１の相関行列Ｒ１を乗算し、次の式で示される受信応答ベクトル信号２１２が求められる。
【００４５】
【数４】

送信ウエイトベクトル計算部６６は、分離前信号２０８の重み付けに必要な送信ウエイト信号２１４を、受信応答特性である受信ウエイト信号２１０や受信応答ベクトル信号２１２から推定する。送信ウエイト信号２１４の推定方法は、任意とするが、最も簡易な方法として、受信ウエイト信号２１０や受信応答ベクトル信号２１２をそのまま使用すればよい。あるいは、受信処理と送信処理の時間差で生じる伝搬環境のドップラー周波数変動を考慮して、従来の技術によって、受信ウエイト信号２１０や受信応答ベクトル信号２１２を補正してもよい。なお、ここでは、送信ウエイト信号２１４の推定に、受信応答ベクトル信号２１２を使用する。
【００４６】
乗算部６４は、分離前信号２０８を送信ウエイト信号２１４でそれぞれ重み付けし、送信デジタル信号２０２を出力する。なお、以上の動作におけるタイミングは、信号処理制御信号２０４に従うものとする。
【００４７】
図６は、マスタ基地局装置１２とスレーブ基地局装置１４間の信号のフォーマットを示す。図示した信号は、マスタ基地局装置１２からカスケード接続信号線１８を介してスレーブ基地局装置１４に伝送される信号のうち、マスタ基地局装置１２がスレーブ基地局装置１４に、端末装置１０のチャネル割当を要求するための信号である。当該信号は、図示のごとく８ビットを単位とした各種の内容が含まれており、図中の情報領域は、さらに複数の領域に分割される。当該信号において、「ＣＨ確立要求」が、イベントの種別を示しており、スレーブ基地局装置１４は「ＣＨ確立要求」によって、マスタ基地局装置１２からの端末装置１０のチャネル割当が要求されたことを認識する。また、カスケード接続信号線１８を介してマスタ基地局装置１２とスレーブ基地局装置１４の間で伝送される信号の種別が変わった場合、図６のうち「ＣＨ確立要求」と「情報」の領域が、対応するものに変わる。
【００４８】
図７は、チャネル割当て処理を示すフローチャートである。マスタ基地局装置１２は、端末装置１０からのチャネル割当要求を受け付け、中央制御部４０が当該端末装置１０に対して非ＳＤＭＡチャネルを割当可能かを判定する（Ｓ１０）。端末装置１０に対して、非ＳＤＭＡチャネルが割り当て可能であれば（Ｓ１０のＹ）、マスタ基地局装置１２が端末装置１０に非ＳＤＭＡチャネルを割り当てる（Ｓ１２）。一方、端末装置１０に対して、非ＳＤＭＡチャネルが割り当て可能でなければ（Ｓ１０のＮ）、カスケードＩＦ部４２はスレーブ基地局装置１４に対して、端末装置１０のチャネルの割当を要求する（Ｓ１４）。
【００４９】
スレーブ基地局装置１４の中央制御部４０が、端末装置１０に対してチャネルを割り当て可能であれば（Ｓ１４のＹ）、スレーブ基地局装置１４が端末装置１０にチャネルを割り当てる（Ｓ１６）。一方、端末装置１０に対して、チャネルが割り当て可能でなければ（Ｓ１４のＮ）、カスケードＩＦ部４２はマスタ基地局装置１２に対して、端末装置１０のチャネルの割当拒否を通知し、マスタ基地局装置１２の中央制御部４０が、端末装置１０に対してＳＤＭＡチャネルを割り当て可能であれば（Ｓ１８のＹ）、マスタ基地局装置１２が端末装置１０にＳＤＭＡチャネルを割り当てる（Ｓ２０）。一方、端末装置１０に対して、ＳＤＭＡチャネルが割り当て可能でなければ（Ｓ１８のＮ）、マスタ基地局装置１２は端末装置１０にチャネル割当拒否を通知する（Ｓ２２）。
【００５０】
以上の構成による通信システム１００の動作を、図８に示したチャネル割当て処理のシーケンス図に基づいて説明する。端末装置１０は、マスタ基地局装置１２にチャネル確立を要求する（Ｓ５０）。マスタ基地局装置１２の中央制御部４０は、既に割り当てたチャネルにもとづいて、端末装置１０に非ＳＤＭＡチャネルの割当が不可能と判断する（Ｓ５２）。マスタ基地局装置１２のカスケードＩＦ部４２は、カスケード接続信号線１８を介してスレーブ基地局装置１４に、端末装置１０のチャネル確立を要求する（Ｓ５４）。
【００５１】
スレーブ基地局装置１４の中央制御部４０は、既に割り当てたチャネルにもとづいて、端末装置１０にチャネルの割当が不可能と判断する（Ｓ５６）。スレーブ基地局装置１４のカスケードＩＦ部４２は、カスケード接続信号線１８を介してマスタ基地局装置１２に、端末装置１０のチャネル割当拒否を通知する（Ｓ５８）。マスタ基地局装置１２の中央制御部４０は、既に割り当てたチャネルにもとづいて、端末装置１０にＳＤＭＡチャネルを割り当てる（Ｓ６０）。さらに、マスタ基地局装置１２は、端末装置１０にチャネル割当てを通知する（Ｓ６２）。
【００５２】
本実施の形態によれば、時間と周波数を分割したチャネルが、空間を分割したチャネルより優先的に割り当てられるため、空間の分割が不十分であることによるチャネル間の干渉を防止でき、データ伝送特性を改善できる。
【００５３】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５４】
本実施の形態において、通信システム１００は、簡易型携帯電話システムを対象とした。しかしこれに限らず例えば、ＴＤＭＡ方式を採用したセルラー型の携帯電話システムなどであってもよい。本変形例によれば、様々な通信システムに対して本発明を適用可能になる。つまり、端末装置に対して割当てたチャネルに時間的制限があればよい。
【００５５】
本実施の形態において、スレーブ基地局装置１４は、複数の端末装置１０をＳＤＭＡ以外の多重化技術によってのみ多重化している。しかしこれに限らず例えば、スレーブ基地局装置１４もマスタ基地局装置１２と同様に複数の端末装置１０をＳＤＭＡによって多重化してもよい。その際は、マスタ基地局装置１２が非ＳＤＭＡチャネルを割り当てた後に、スレーブ基地局装置１４が非ＳＤＭＡチャネルを割り当て、さらに、マスタ基地局装置１２がＳＤＭＡチャネルを割り当てた後に、スレーブ基地局装置１４がＳＤＭＡチャネルを割り当ててもよい。また、マスタ基地局装置１２が非ＳＤＭＡチャネルを割り当てた後に、スレーブ基地局装置１４が非ＳＤＭＡチャネルとＳＤＭＡチャネルを割り当て、さらに、マスタ基地局装置１２がＳＤＭＡチャネルを割り当ててもよい。本変形例によれば、マスタ基地局装置とスレーブ基地局装置のデータ伝送容量がさらに向上する。つまり、最初になされるマスタ基地局装置のチャネル割当処理において、非ＳＤＭＡチャネルの割当のみが、実行されればよい。
【００５６】
本実施の形態において、ひとつのマスタ基地局装置１２に対してひとつのスレーブ基地局装置１４が、カスケード接続信号線１８を介して接続されている。しかしこれに限らず例えば、ひとつのマスタ基地局装置１２に対して複数のスレーブ基地局装置１４が接続されてもよい。その場合、マスタ基地局装置１２から、複数のスレーブ基地局装置１４のそれぞれに対応してカスケード接続信号線１８が設けられ、ひとつのマスタ基地局装置１２を中心にして、複数のスレーブ基地局装置１４がスター形状に配置されてもよく、あるいは、マスタ基地局装置１２から、スレーブ基地局装置１４が直列に配置されるようにカスケード接続信号線１８が設けれてもよい。つまり、複数のスレーブ基地局装置１４が、マスタ基地局装置１２の制御チャネルを共有できるように、カスケード接続信号線１８が設けられ、マスタ基地局装置１２とスレーブ基地局装置１４間の信号が取り決められればよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によればデータ伝送特性を改善するチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る通信システムを示す構成図である。
【図２】図２（ａ）−（ｂ）は、図１のチャネルの構造を示す図である。
【図３】図１のバーストフォーマットを示す図である。
【図４】図１のマスタ基地局装置の構造を示す図である。
【図５】図４の第１信号処理部の構造を示す図である。
【図６】図１のマスタ基地局装置とスレーブ基地局装置間の信号のフォーマットを示す図である。
【図７】図１のチャネル割当て処理を示すフローチャートである。
【図８】図１のチャネル割当て処理のシーケンス図である。
【符号の説明】
１０端末装置、１２マスタ基地局装置、１４スレーブ基地局装置、１６ネットワーク、１８カスケード接続信号線、２０マスタ基地局アンテナ、２２スレーブ基地局アンテナ、２４端末アンテナ、３０無線部、３２無線信号処理部、３４第１信号処理部、３６第２信号処理部、３８モデム部、４０中央制御部、４２カスケードＩＦ部、４４回線接続部、４６無線制御部、４８音声制御部、５０合成部、５２乗算部、５４加算部、５６受信ウエイトベクトル計算部、５８参照信号生成部、６０受信応答ベクトル計算部、６２分離部、６４乗算部、６６送信ウエイトベクトル計算部、１００通信システム、２００受信デジタル信号、２０２送信デジタル信号、２０４信号処理制御信号、２０６合成信号、２０８分離前信号、２１０受信ウエイト信号、２１２受信応答ベクトル信号、２１４送信ウエイト信号、２１６受信ウエイト参照信号、２１８受信応答参照信号。

Claims

多重接続すべき複数の端末装置に対して、時間あるいは周波数あるいは符号の分割および空間の分割をもとにしたチャネルをそれぞれ割り当てるチャネル割当部と、
それぞれのチャネルに割り当てられた端末装置に対して、データ伝送処理を行う信号処理部と、
前記チャネル割当部が、時間あるいは周波数あるいは符号の分割および空間の分割をもとにした多重接続によって、新たな端末装置に、空間の分割ではなく、時間あるいは周波数あるいは符号の分割をもとにしたチャネルを割り当てられない場合に、前記新たな端末装置に対するチャネルの割当てを他の基地局装置に要求し、かつ当該他の基地局装置によってチャネルの割当が不可能と判断された場合に、当該他の基地局装置からチャネル割当拒否に関する情報を受けつけるカスケード処理部とを含み、
前記チャネル割当部は、前記チャネル割当拒否を受けつけた場合に、時間あるいは周波数あるいは符号の分割および空間の分割をもとにした多重接続によって、前記新たな端末装置に、空間の分割をもとにしたチャネルを割り当てることを特徴とする基地局装置。
前記カスケード処理部は、前記チャネル割当部で既に割り当てたチャネル数が、時間あるいは周波数あるいは符号の分割によって割当て可能なチャネル数に等しくなった場合に、前記チャネル割当部が前記新たな端末装置にチャネルを割り当てられないとすることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
受信した信号の強度を測定する強度測定部をさらに含み、
前記カスケード処理部は、時間あるいは周波数あるいは符号の分割によって割当可能なチャネルのうち、前記チャネル割当部によって割り当てられていないチャネルのタイミングで測定した信号の強度が所定のしきい値以上の場合に、前記チャネル割当部が前記新たな端末装置にチャネルを割り当てられないとすることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
ネットワークに対してベースバンド信号を送受信する回線制御部と、
無線回線を介した端末装置に対して、無線信号を送受信する無線部と、
多重接続すべき複数の端末装置に対して、時間あるいは周波数あるいは符号の分割および空間の分割をもとにしたチャネルをそれぞれ割り当てるチャネル割当部と、
それぞれのチャネルに割り当てられた端末装置に対して、ベースバンド信号と無線信号との間の信号処理を行う信号処理部と、
前記チャネル割当部が、時間あるいは周波数あるいは符号の分割および空間の分割をもとにした多重接続によって、新たな端末装置に、空間の分割ではなく、時間あるいは周波数あるいは符号の分割をもとにしたチャネルを割り当てられない場合に、前記新たな端末装置に対するチャネルの割当てを他の基地局装置に要求し、かつ当該他の基地局装置によってチャネルの割当が不可能と判断された場合に、当該他の基地局装置からチャネル割当拒否に関する情報を受けつけるカスケード処理部とを含み、
前記チャネル割当部は、前記チャネル割当拒否を受けつけた場合に、時間あるいは周波数あるいは符号の分割および空間の分割をもとにした多重接続によって、前記新たな端末装置に、空間の分割をもとにしたチャネルを割り当てることを特徴とする基地局装置。
時間あるいは周波数あるいは符号の分割および空間の分割をもとにした多重接続によって、所定の端末装置に、空間の分割ではなく、時間あるいは周波数あるいは符号の分割をもとにしたチャネルを割り当てるステップと、
前記端末装置に、空間の分割ではなく、時間あるいは周波数あるいは符号の分割をもとにしたチャネルを割り当てられなかった場合に、前記端末装置に対するチャネルの割当を他の基地局装置に要求するステップと、
前記他の基地局装置によってチャネルの割当が不可能と判断され、当該他の基地局装置からチャネル割当拒否に関する情報を受けつけた場合に、時間あるいは周波数あるいは符号の分割および空間の分割をもとにした多重接続によって、前記端末装置に、空間の分割をもとにしたチャネルを割り当てるステップと、
を含むことを特徴とするチャネル割当方法。
所定の端末装置から接続要求を受けつけ、かつ要求を受けつけた端末装置に、時間あるいは周波数あるいは符号の分割および空間の分割をもとにしたチャネルを割り当てて、複数の端末装置を多重接続する主基地局装置と、
前記主基地局装置に接続され、かつ複数の端末装置にチャネルをそれぞれ割り当てて多重接続する従基地局装置とを含み、
前記主基地局装置が、時間あるいは周波数あるいは符号の分割および空間の分割をもとにした多重接続によって、所定の端末装置に、空間の分割ではなく、時間あるいは周波数あるいは符号の分割をもとにしたチャネルを割り当てられなかった場合であって、さらに従基地局装置が、チャネルの割当を不可能と判断した場合に、前記主基地局装置が、時間あるいは周波数あるいは符号の分割および空間の分割をもとにした多重接続によって、前記端末装置に、空間の分割をもとにしたチャネルを割り当てることを特徴とする通信システム。
時間あるいは周波数あるいは符号の分割および空間の分割をもとにした多重接続によって、所定の端末装置に、空間の分割ではなく、時間あるいは周波数あるいは符号の分割をもとにしたチャネルを割り当てるステップと、
割り当てたチャネルに関する情報を記憶するステップと、
前記記憶したチャネルに関する情報にもとづいて、新たな端末装置に、空間の分割ではなく、時間あるいは周波数あるいは符号の分割をもとにしたチャネルを割り当てられなかった場合に、ネットワークを介して、前記新たな端末装置に対するチャネルの割当を他の基地局装置に要求するステップと、
前記他の基地局装置によってチャネルの割当が不可能と判断され、当該他の基地局装置からチャネル割当拒否に関する情報を前記ネットワークを介して受けつけた場合に、時間あるいは周波数あるいは符号の分割および空間の分割をもとにした多重接続によって、前記新たな端末装置に、空間の分割をもとにしたチャネルを割り当てるステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。