JP3914955B2 - 基地局装置 - Google Patents

Description

本発明は同一の無線周波数を時間分割して上り回線と下り回線を交互に通信する送受信同一帯域方式を適用した時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムの基地局装置に関する。

従来、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）を用いた移動体通信システムとして、Ｗ−ＣＤＭＡ方式が知られている。Ｗ−ＣＤＭＡ方式は、複信方式としてはＦＤＤ(Frequency Division Duplex：周波数分割複信)方式を用いている。

複信方式には、この他にＴＤＤ(Time Division Duplex：時分割複信方式)が知られている。ＴＤＤは、送受信同一帯域方式であり、ピンポン方式とも呼ばれ、同一の無線周波数を時間分割して上り回線と下り回線を交互に通信する方式である。

また、多元接続方式とは、同一の帯域で複数の局が同時に通信を行う際の回線接続方式のことである。ＣＤＭＡとは、情報信号のスペクトルを、情報を拡散符号で拡散して広い帯域で伝送するスペクトル拡散通信によって多元接続を行う技術である。直接拡散方式とは、拡散において拡散符号を情報信号に乗じる方式である。

即ち、直接拡散ＣＤＭＡでは、複数の通信回線が同一の周波数を共有するため受信端でのそれぞれの通信波の強さを同一にする問題（遠近問題）があり、この克服がＣＤＭＡ通信システム実現の前提になる。

遠近問題は、異なる位置にいる多数移動局（移動無線端末装置）からの電波を同時に受信する基地局受信で厳しくなり、このため移動局側では各伝送路の状態に応じた送信電力制御が必須である。

ＴＤＤ方式においては、上下回線の周波数帯域が同一であることからフェージングなど伝搬路の状態について、上下回線の間隔が十分に小さければ高い相関性があり、これを利用してオープンループ制御による送信電力制御が可能である。

このようなＣＤＭＡ移動体通信システムにおいて、通信フレームを複数のタイムスロットに時間的に分割して、通信チャネルや制御チャネルの各々にタイムスロットを割り当てて複数回線の通信を行う時分割多重の構成を備えるものがある。

図８は、従来の時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムにおけるフレーム図を示す。

この図８に示すように、１フレーム８０１を８個のタイムスロット０〜７に分割して、タイムスロット０〜３を下り回線、タイムスロット４〜７を上り回線とする例である。

基地局（図示せず）から移動局（図示せず）へ向かう下り回線８０２には、同期用制御チャネルなどの共通制御チャネル８０３や、基地局と個別の移動局との間の個別制御チャネルとユーザ情報チャネル８０４が多重され、移動局から基地局へ向かう上り回線８０５には、個別制御チャネルとユーザ情報チャネル８０６が多重されている。

移動局は、電源投入時に、下り回線８０２の共通制御チャネル８０３の同期用制御チャネルを検出することにより受信して、基地局との同期を獲得する。その後、個別制御チャネルを介して回線接続を行い、ユーザ情報チャネル８０４による通信を開始する。ここで、割り当てられた下り回線タイムスロットの受信品質を測定し、この測定結果に基づいて、割り当てられた上り回線タイムスロットの送信電力制御を行う。

しかし、上記従来の時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムにおいては、上下回線の情報量に応じて、上り回線と下り回線のタイムスロットの割り当てを変えると、同期用制御チャネルの構成が不規則となり、移動局が電源投入時に基地局との同期を獲得するまでの時間が長くなる。

また、各通信回線について、割り当てられた下り回線タイムスロットと上り回線タイムスロットの間隔が大きいため、上下回線の伝搬路状態の相関が低くなりオープンループ制御の送信電力制御の効果が低下していた。

本発明は、上下回線の情報量が非対称な場合に情報量に応じて上下回線のタイムスロットの割り当てを変化させても移動局における基地局との同期の獲得時間を短くすることができ、また、オープンループ制御の送信電力制御を有効に機能させることができる時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムの基地局装置を提供することを目的とする。

本発明の基地局装置は、上り回線および下り回線がそれぞれ割り当てられた複数のタイムスロットからなる通信フレームを用いるＣＤＭＡ／ＴＤＤ移動体通信システムにおける基地局装置であって、あらかじめ定められたパターンで周期的に下り回線タイムスロットを配置する配置手段と、前記配置手段が配置した以外のタイムスロットを、上り回線と下り回線の情報量に応じて上り回線タイムスロットまたは下り回線タイムスロットとして割り当てる割り当て手段と、同期用制御チャネルを含む共通制御チャネルを前記配置手段が配置した下り回線タイムスロットで送信し、下り回線のユーザ情報チャネルを下り回線タイムスロットのいずれかのタイムスロットで送信する送信手段と、を有する構成を採る。

本発明によれば、上下回線の情報量が非対称な場合に情報量に応じて上下回線のタイムスロットの割り当てを変化させても移動局における基地局との同期の獲得時間を短くすることができ、また、オープンループ制御の送信電力制御を有効に機能させることができる。

以下、本発明の時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システム及びその方法の実施の形態を図面を用いて具体的に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムにおける基地局のブロック図を示す。

この図１に示す基地局１００は、第１符号化手段１０１、第２符号化手段１０２及び第３符号化手段１０３を有する符号化部１０４と、第１拡散手段１０５、第２拡散手段１０６及び第３拡散手段１０７を有する拡散部１０８と、多重手段１０９と、Ｄ／Ａ変換手段１１０と、送信周波数変換手段１１１と、受信周波数変換手段１１２と、Ａ／Ｄ変換手段１１３と、分配手段１１４と、第１相関検出手段１１５、第２相関検出手段１１６及び第３相関検出手段１１７を有する相関検出部１１８と、第１復号手段１１９、第２復号手段１２０及び第３復号手段１２１を有する復号部１２２と、送受信アンテナ１２３と、送受信切り替え手段１２４と、制御手段１２５とを備えて構成されている。

各符号化手段１０１〜１０３は、第１〜第３下り回線個別制御チャネル信号１３１，１３２，１３３の符号化を行うものであり、各拡散手段１０５〜１０７は、その符号化によって得られる各チャネルの符号化信号１３４，１３５，１３６の拡散を行うものである。

多重手段１０９は、その拡散によって得られる各チャネルの拡散信号１３７，１３８，１３９を多重するものであり、Ｄ／Ａ変換手段１１０は、その多重信号１４０をアナログ信号１４１に変換するものであり、送信周波数変換手段１１１は、アナログ信号１４１を無線周波数の送信信号１４２に変換するものである。

送受信切り替え手段１２４は、送受信アンテナ１２３を送信側と受信側に切り替えて接続するものであり、上記送信信号１４２は送受信切り替え手段１２４を介して送受信アンテナ１２３から図示せぬ移動局へ無線送信されるようになっている。

受信周波数変換手段１１２は、送受信アンテナ１２３で受信され、送受信切り替え手段１２４を介して送られてきた無線周波数の受信信号１４３をベースバンド周波数の信号１４４に変換するものである。

Ａ／Ｄ変換手段１１３は、そのベースバンド周波数の信号１４４をディジタル受信信号１４５に変換するものであり、分配手段１１４は、ディジタル信号に変換された受信信号１４５を各チャネル信号１４６，１４７，１４８に分配するものである。

各相関検出手段１１５〜１１７は、上り回線共通個別チャネル信号１４６〜１４８の相関検出を行うものであり、各復号手段１１９〜１２１は、その各チャネルの相関検出信号１４９，１５０，１５１の復号を行い、これら各チャネルの復号信号１５２，１５３，１５４を出力するものである。また、制御手段１２５は、前記した各手段の制御を行うものである。

このような構成において、まず、同期用制御チャネルなどの下り回線共通チャネル信号１３１〜１３３が、各符号化手段１０１〜１０３で符号化され、更にフレーム組み立てされて、各拡散手段１０５〜１０７へ出力される。但し、それらの符号化は誤り訂正符号化であってもよく、また、その場合にはインターリーブ処理も施される。

各拡散手段１０５〜１０７においては、拡散符号を用いて各チャネルの符号化信号１３４〜１３６の周波数帯域が拡散され、この各拡散信号１３７〜１３９が多重手段１０９へ出力される。但し、拡散符号は制御手段１２５から指示されるようにしてもよい。

多重手段１０９においては、各拡散信号１３７〜１３９が制御手段１２５の指示に応じてタイムスロットに配置されて時間多重される。この際、同一のタイムスロットに配置されたチャネルが加算多重される。但し、加算多重処理が行われる場合、それぞれのチャネルの拡散信号１３７〜１３９毎に振幅を制御する送信電力制御がなされるようにしてもよい。

多重信号１４１においては、Ｄ／Ａ変換手段１１０でディジタル信号からアナログ信号１４１に変換され、この変換された信号１４１が送信周波数変換手段１１１で無線周波数に周波数変換され、更にその周波数変換された送信信号１４２が送受信切り替え手段１２４を介して送受信アンテナ１２３から移動局へ送信される。

ここで、送受信切り替え手段１２４は、制御手段１２５の指示に応じて送受信アンテナ１２３を、下り回線タイムスロットでは送信周波数変換手段１１１に接続し、上り回線タイムスロットでは受信周波数変換手段１１２に接続する。

一方、送受信アンテナ１２３で受信された移動局からの信号は、送受信切り替え手段１２４を介して受信信号１４３として受信周波数変換手段１１２に入力され、ここで、ベースバンド周波数に変換される。

ベースバンド周波数のアナログ信号１４４は、Ａ／Ｄ変換手段１１３でディジタル信号１４５に変換され、分配手段１１４へ出力される。分配手段１１４においては、制御手段１２５の指示に応じて、ディジタル信号１４５が時間分離され、これによって得られた各上り共通制御チャネル信号１４６〜１４８が各相関検出手段１１５〜１１７へ出力される。

各相関検出手段１１５〜１１７においては、各上り共通制御チャネル信号１４６〜１４８の逆拡散が行われ、受信された信号と拡散符号との相関値が検出される。このとき、それぞれの拡散符号は、制御手段１２５から指示されるようにしてもよい。

検出された相関値（相関信号）１４９〜１５１は、それぞれ各復号手段１１９〜１２１へ出力され、ここで、相関値１４９〜１５１に基づいた上り共通制御チャネル信号の復号が行われる。このとき、移動局で上り回線の誤り訂正符号化を行うのであれば、デインターリーブ処理を施して、誤り訂正復号を行う構成とする。

また、各符号化手段１０１〜１０３、各拡散手段１０５〜１０７、各相関検出手段１１５〜１１７、各復号手段１１９〜１２１などは、各チャネル毎に設けなくても、時分割によって共通のものを使用してもよい。

ここで、制御手段１２５が行う制御のうちタイムスロットの割り当て制御について、図２を参照して説明する。図２は時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムにおける通信フレームのタイムスロットの割り当てを示すフレーム図であり、１フレーム２０１を１６個のタイムスロット０〜１６に分割する例である。

但し、図２において、凡例で代表して示す枠２０２は、下り回線共通制御チャネルと下り回線ユーザ情報チャネルが配置されるタイムスロットを示し、枠２０３は、下り回線ユーザ情報チャネルだけが配置されるタイムスロット、枠２０４は、上り回線チャネルが配置されるタイムスロットを示す。

制御手段１２５は、まず、下り回線の情報量と上り回線の情報量を比較して、上り回線と下り回線に割り当てるタイムスロット数を決定する。このとき同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネル信号の伝送に必要な個数のタイムスロット数は、優先的に下り回線に割り当て、それ以外のタイムスロットは、情報量を考慮して下り回線と上り回線に割り当てる。

そして、同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネルを予め定められたタイムスロット間隔でフレーム内に配置し、そのタイムスロットを下り回線タイムスロットとする。

更に、残る下り回線タイムスロットをフレーム内に配置していく。このとき、同期用制御チャネルを含む制御チャネル信号を伝送する下り回線タイムスロット直後のタイムスロット以外のタイムスロットを優先して下り回線タイムスロットを配置する。そして、その他のタイムスロットを上り回線タイムスロットとする。

同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネルを配置する下り回線タイムスロットは、下り回線共通制御チャネルだけが配置されるのではなく、そのほかの下り回線チャネルも配置されることがあり、その場合は、配置された複数のチャネルの信号が多重されて伝送される。

図２の(ａ)は、１６のタイムスロットの内、４個のタイムスロットを下り回線タイムスロット、１２個のタイムスロットを上り回線タイムスロットとした場合の例であり、タイムスロット０、４、８、１２を下り回線タイムスロットとし、それ以外のタイムスロットを上り回線タイムスロットとしている。

(ｂ)は、８個のタイムスロットを下り回線タイムスロット、８個のタイムスロットを上り回線タイムスロットとした場合の例であり、タイムスロット０、４、８、１２を同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネルを伝送する下り回線タイムスロットとし、更にタイムスロット２、６、１０、１４を下り回線タイムスロットとしており、それ以外のタイムスロット１、３、５、７、９、１１、１３、１５を上り回線タイムスロットとしている。

(ｃ)は、１２個のタイムスロットを下り回線タイムスロット、４個のタイムスロットを上り回線タイムスロットとした場合の例であり、タイムスロット０、４、８、１２を同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネル信号を伝送する下り回線タイムスロットとし、更にタイムスロット２、３、６、７、１０、１１、１４、１５を下り回線タイムスロットとしており、それ以外のタイムスロット１、５、９、１３を上り回線タイムスロットとしている。

(ｄ)は、１５個のタイムスロットを下り回線タイムスロット、１個のタイムスロットを上り回線タイムスロットとした場合の例であり、タイムスロット０、４、８、１２を同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネル信号を伝送する下り回線タイムスロットとし、更にタイムスロット２、３、５、６、７、９、１０、１１、１３、１４、１５を下り回線タイムスロットとしており、タイムスロット１を上り回線タイムスロットとしている。

上記(ｃ)、(ｄ)では、上り回線タイムスロットは、同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネル信号を伝送するタイムスロットの直後に位置している。

タイムスロットの割り当ては、情報量の変化に応じて割り当てを手動で切り替えて変更してもよいし、新たな呼の接続や切断など情報量に変化があった場合や一定の時間間隔毎に自動的に割り当てし直したりしてもよい。

ここで、移動局は、電源投入時に、まず、同期用制御チャネルに用いられている拡散符号で受信信号を逆拡散することにより同期用制御チャネル信号を検出し、基地局との同期を獲得する。

このような条件下において、移動局は、電源投入時には、下り回線と上り回線のタイムスロットの割り当てを知らないが、予め同期用制御チャネルが３タイムスロット置きに配置されていることがわかっているので、相関値を４タイムスロット周期で積分していくことで、同期用制御チャネル信号のタイミングを検出することができる。

この検出したタイミングで、同期用制御チャネルを含む共通制御チャネル信号の復号を行い、下り回線タイムスロットと上り回線タイムスロットの配置や各チャネル割り当てられたタイムスロットを識別する。

その後、共通制御チャネルや個別制御チャネルを用いて接続処理を行い、ユーザ情報チャネルを確立する。移動局と基地局間のユーザ情報チャネルは、フレーム２０１内における下り回線と上り回線の配置が様々であることから、下り回線ユーザ情報チャネルの割り当てられたタイムスロットから上り回線ユーザ情報チャネルの割り当てられたタイムスロットまでに多数のタイムスロットがあり、時間間隔が大きい状態が生じる。

上り回線の送信電力制御をオープンループ制御で行う場合、下り回線の伝搬路状態と上り回線の伝搬路状態の相関性を用いているため、時間間隔が大きいと相関性が低下して送信電力制御の精度の劣化を招く。

しかし、下り回線共通制御チャネル信号が３タイムスロット置きに送信されているため、その下り回線共通制御チャネル信号を受信して受信品質を測定し、この受信品質に基づいて送信電力制御を行えば、受信品質を測定した下り回線のタイムスロットと送信電力制御をして送信する上り回線タイムスロットとの間の時間が、最大でも２タイムスロットとなり、効率的な送信電力制御が可能となる。

なお、１フレームを構成するタイムスロットの個数は１６でなくともよい。また、共通制御チャネルを配置する下り回線の間隔は３タイムスロット置きでなくてもよい。更に、共通制御チャネルを配置する下り回線タイムスロットは等間隔で配置しなくも、予め定められたパターンで周期性をもって配置すればよい。

このように、実施の形態１によれば、基地局１００の制御手段１２５の制御によって、通信フレーム内のタイムスロットを予め定められた間隔置きに固定的な下り回線タイムスロットとして配置し、それ以外のタイムスロットについては、システム内の上り回線の総情報量と下り回線の総情報量との比に応じて、下り回線タイムスロットと上り回線タイムスロットとに分配し、同期用制御チャネルを含む制御チャネル信号は上記の固定的な下り回線タイムスロットにおいて伝送し、各通信チャネルの下り回線と上り回線は情報量に応じて必要な数量の上記下り回線タイムスロットと上り回線タイムスロットにそれぞれ割り当てて伝送することにより、上下回線の情報量が非対称な場合に情報量に応じて上下回線のタイムスロットの割り当てを変化させても、移動局における基地局との同期獲得時間を短くすることができ、また、オープンループ制御の送信電力制御を有効に機能させることができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムに適用される通信フレームのタイムスロットの割り当てを示すフレーム図を示す。

但し、図３は、１フレーム３０１を１６個のタイムスロット０〜１６に分割する例である。また、図３において、凡例で代表して示す枠３０２は、下り回線共通制御チャネルと下り回線ユーザ情報チャネルが配置されるタイムスロットを示し、枠３０３は、下り回線ユーザ情報チャネルだけが配置されるタイムスロット、枠３０４は、上り回線チャネルが配置されるタイムスロットを示す。

図１に示した基地局１００の制御手段１２５は、まず、下り回線の情報量と上り回線の情報量を比較して、上り回線と下り回線に割り当てるタイムスロット数を決定する。

このとき同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネル信号の伝送に必要な個数のタイムスロット数を、優先的に下り回線に割り当て、それ以外のタイムスロットを、情報量を考慮して下り回線と上り回線に割り当てる。

そして、同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネルをフレーム内に１タイムスロット置きに配置し、そのタイムスロットを下り回線タイムスロットとする。更に、その他の下り回線タイムスロットをフレーム内に配置し、残ったタイムスロットを上り回線タイムスロットとする。

同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネルを配置する下り回線タイムスロットは、下り回線共通制御チャネルだけが配置されるのではなく、そのほかの下り回線チャネルもは位置されることがあり、その場合は、配置された複数のチャネルの信号が多重されて伝送される。

図３の(ａ)は、８個のタイムスロットを下り回線タイムスロット、８個のタイムスロットを上り回線タイムスロットとした場合の例であり、タイムスロット０、２、４、６、８、１０、１２、１４を、同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネル信号を伝送する下り回線タイムスロットとしている。それ以外のタイムスロット１、３、５、７、９、１１、１３、１５を、上り回線タイムスロットとしている。

(ｂ)は、１２個のタイムスロットを下り回線タイムスロット、４個のタイムスロットを上り回線タイムスロットとした場合の例であり、タイムスロット０、２、４、６、８、１０、１２、１４を、同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネルを伝送する下り回線タイムスロットとし、更にタイムスロット１、５、９、１３を、下り回線タイムスロットとしている。それ以外のタイムスロット３、７、１１、１５を、上り回線タイムスロットとしている。

(ｃ)は、１４個のタイムスロットを下り回線タイムスロット、２個のタイムスロットを上り回線タイムスロットとした場合の例であり、タイムスロット０、２、４、６、８、１０、１２、１４を、同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネルを伝送する下り回線タイムスロットとし、更にタイムスロット１、３、５、９、１１、１３を、下り回線タイムスロットとしている。それ以外のタイムスロット７、１５を、上り回線タイムスロットとしている。

(ｄ)は、１５個のタイムスロットを下り回線タイムスロット、１個のタイムスロットを上り回線タイムスロットとした場合の例であり、タイムスロット０、２、４、６、８、１０、１２、１４を、同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネルを伝送する下り回線タイムスロットとし、更にタイムスロット１、３、５、７、９、１１、１３を、下り回線タイムスロットとしている。そしてタイムスロット１５を、上り回線タイムスロットとしている。

このように図３では、上り回線タイムスロットを、必ず、同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネル信号を伝送するタイムスロットの直後に配置している。

即ち、同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネル信号を伝送するタイムスロットを１タイムスロット置きに配置することで、それ以外のどのタイムスロットに上り回線タイムスロットを配置しても、その上り回線タイムスロットの直前のタイムスロットは、必ず同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネルを伝送するタイムスロットとなる構成にすることができる。

タイムスロットの割り当ては、情報量の変化に応じて割り当てを手動で切り替えて変更してもよいし、新たな呼の接続や切断など情報量に変化があった場合や一定の時間間隔毎に自動的に割り当てし直したりしてもよい。

このような条件下において、図示せぬ移動局は、電源投入時に、まず、同期用制御チャネルに用いられている拡散符号で受信信号を逆拡散することにより同期用制御チャネルを検出して、基地局との同期を獲得する。

移動局は、電源投入時には、下り回線と上り回線のタイムスロットの割り当てを知らないが、相関値を２タイムスロット周期で積分していくことで、同期用制御チャネルのタイミングを検出することができる。

そして、検出したタイミングで同期用制御チャネルを含む共通制御チャネル信号の復号を行い、下り回線タイムスロットと上り回線タイムスロットの配置や各チャネル割り当てられたタイムスロットを識別し、共通制御チャネルや個別制御チャネルを用いて接続処理を行い、ユーザ情報チャネルを確立する。

移動局と基地局間のユーザ情報チャネルは、フレーム内における下り回線と上り回線の配置が様々であることから、下り回線ユーザ情報チャネルの割り当てられたタイムスロットから上り回線ユーザ情報チャネルの割り当てられたタイムスロットまでに多数のタイムスロットがあり、時間間隔が大きいような場合が生じる。

上り回線の送信電力制御をオープンループ制御で行う場合、下り回線の伝搬路状態と上り回線の伝搬路状態の相関性が低下して送信電力制御の精度の劣化を招いてしまう。しかし、共通制御チャネルが１タイムスロット置きに送信されているため、これを受信してこれの受信品質に基づいて送信電力制御を行えば、送信電力制御をして送信する上り回線タイムスロットの直前の下り回線タイムスロットの受信品質を用いることができるため、効果的な送信電力制御が可能となる。なお、１フレームを構成するタイムスロットの個数は１６でなくともよい。

このように、実施の形態２によれば、１タイムスロット置きのタイムスロットを固定的な下り回線タイムスロットとして、それ以外のタイムスロットについては、システム内の上り回線の総情報量と下り回線の総情報量の比に応じて、下り回線タイムスロット数と上り回線タイムスロットとに分配し、同期用制御チャネルを含む制御チャネル信号を、上記の固定的な下り回線タイムスロットにおいて伝送し、各通信チャネルの下り回線と上り回線は情報量に応じて必要な数量の上記下り回線タイムスロットと上り回線タイムスロットにそれぞれ割り当てて伝送することにより、上下回線の情報量が非対称な場合に情報量に応じて上下回線のタイムスロットの割り当てを変化させても、移動局の基地局との同期の獲得時間が短く、また、オープンループ制御の送信電力制御が有効に機能させることができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３に係る時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムにおける移動局のブロック図を示す。

この図４に示す基地局４００は、符号化手段４０１と、拡散手段４０２と、増幅手段４０３と、Ｄ／Ａ変換手段４０４と、送信周波数変換手段４０５と、受信周波数変換手段４０６と、Ａ／Ｄ変換手段４０７と、分配手段４０８と、第１相関検出手段４０９及び第２相関検出手段４１０を有する相関検出部４１１と、第１復号手段４１２及び第２復号手段４１３を有する復号部４１４と、送受信アンテナ４１５と、送受信切り替え手段４１６と、制御手段４１７とを備えて構成されている。

符号化手段４０１は、上り回線チャネル信号４２１を符号化するものであり、拡散手段４０２は、その符号化信号４２２を拡散するものである。増幅手段４０３は、その拡散信号４２３を増幅するものである。

Ｄ／Ａ変換手段４０４は、そのディジタルの増幅信号４２４をアナログ信号４２５に変換するものであり、送信周波数変換手段４０５は、そのアナログ信号４２５を無線周波数の送信信号４２６に変換するものである。

送受信切り替え手段４１６は、送受信アンテナ４１５を送信側と受信側に切り替えて接続するものであり、上記送信信号４２６は送受信切り替え手段４１６を介して送受信アンテナ４１５から図１に示した基地局１００へ無線送信されるようになっている。

受信周波数変換手段４０６は、送受信アンテナ４１５で受信され、送受信切り替え手段４１６を介して送られてきた無線周波数の受信信号４２７をベースバンド周波数の信号４２８に変換するものである。

Ａ／Ｄ変換手段４０７は、そのベースバンド周波数の信号４２８をディジタル受信信号４２９に変換するものであり、分配手段４０８は、ディジタル信号に変換された受信信号４２９を各チャネル信号４３０，４３１に分配するものである。

各相関検出手段４０９，４１０は、下り回線共通個別チャネル信号４３０，４３１の相関検出を行うものであり、各復号手段４１２，４１３は、その各チャネルの相関検出信号４３２，４３３の復号を行い、これら各チャネルの復号信号４３４，４３５を出力するものである。また、制御手段４１７は、前記した各手段の制御を行うものである。

このような構成において、上り回線チャネル信号４２１が、符号化手段４０１で符号化され、フレーム組み立てされて、拡散手段４０２へ出力される。但し、その符号化は、誤り訂正符号化であってもよく、また、その場合にはインターリーブ処理も施される。

拡散手段４０２においては、拡散符号が用いられて符号化信号４２２の周波数帯域が拡散され、この拡散信号４２３が増幅手段４０３へ出力される。但し、前記した拡散符号は、制御手段４１７から指示される構成であってもよい。

増幅手段４０３においては、拡散信号４２３が制御手段４１７の指示に応じて割り当てられたタイムスロットに配置され、更に、制御手段４１７の指示に応じて拡散信号４２３の振幅が増幅／低減される送信電力制御が行われ、Ｄ／Ａ変換手段へ出力される。

Ｄ／Ａ変換手段４０４においては、そのディジタルの増幅信号４２４がアナログ信号４２５に変換され、送信周波数変換手段４０５へ出力され、送信周波数変換手段４０５においては、アナログ信号４２５が無線周波数に変換され、この無線周波数の送信信号４２６が送受信切り替え手段４１６へ出力される。

送受信切り替え手段４１６においては、制御手段４１７の指示に応じて、送受信アンテナ４１５が、上り回線タイムスロットでは送信周波数変換手段４０５に、下り線タイムスロットでは受信周波数変換手段４０６に接続される。

即ち、上り回線タイムスロットでは、送信周波数変換手段４０５で無線周波数に変換された送信信号４２６が送受信アンテナ４１５から基地局１００に向けて送信される。

一方、下り回線タイムスロットでは、送受信アンテナ４１５で受信された基地局１００からの信号４２７が、受信周波数変換手段４０６へ出力される。

受信周波数変換手段４０６においては、受信信号４２７がベースバンド周波数に変換され、Ａ／Ｄ変換手段４０７へ出力される。Ａ／Ｄ変換手段４０７においては、その変換されたアナログ信号４２８がディジタル信号４２９に変換され、分配手段４０８へ出力される。

分配手段４０８においては、制御手段４１７の指示に応じて、ディジタル信号４２９が時間分離され、各相関検出手段４０９，４１０へ出力される。

各相関検出手段４０９，４１０においては、時間分離された信号４３０，４３１の逆拡散がそれぞれ行われ、これによって受信信号と拡散符号の相関値４３２，４３３が検出される。このとき、それぞれの拡散符号が、制御手段４１７から指示される構成であってもよい。検出された相関値４３２，４３３は、それぞれ各復号手段４１２，４１３へ出力されると共に、制御手段４１７へ出力される。

各復号手段４１２，４１３においては、相関値４３２，４３３に応じて下り回線共通制御チャネル信号４３４，４３５の復号が行われる。このとき、基地局１００で下り回線の誤り訂正符号化を行うのであれば、デインターリーブ処理を施して、誤り訂正復号する構成とする。また、相関検出手段４０９、４１０、復号手段４１２、４１３などは、各チャネル毎に設けなくても、時分割によって共通のものを使用してもよい。

ここで、移動局４００の電源投入時における基地局１００との同期の獲得について、図１に示したように３タイムスロット置きに同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネル信号を伝送するタイムスロットが配置されている場合を例に説明する。

移動局４００は、電源投入時には基地局１００との同期が確立されていないため、上り回線と下り回線のタイムスロットの割り当てやタイミングが把握できていない。

そこで、移動局４００は、図５に示すように、任意の時刻ｔ１を起点とする４タイムスロット長５０１の区間について、サンプリングタイミング毎に、受信信号と下り同期用制御チャネルの拡散符号との相関値を、４タイムスロット間隔で積分していく。

この積分回数を増やしていくと、雑音成分が低減されるため同期用制御チャネルのタイミングに一致する図５に示すサンプリングタイミング５０２における相関値の積分値が、他のサンプリングタイミングにおける相関値の積分値に比べて大きく検出される。

しかし、積分回数を増やしすぎると、移動局４００と基地局１００が同期していない分だけ、移動局４００のサンプリングタイミング自体がずれていくため同期用制御チャネルのタイミング５０２の検出が難しくなる。

同期用制御チャネルを含む共通制御チャネルが一定の間隔で配置されていないと、上記のような積分による雑音成分の除去が難しいため、同期用制御チャネルのタイミングを検出することが難しい。

しかし、上り回線と下り回線に割り当てるタイムスロット数が変化しても、同期用制御チャネルを含む共通制御チャネルが一定の間隔で配置されていれば、その周期で積分を行うことができるので同期用制御チャネルのタイミングの検出を容易にすることができる。

図４に示す移動局４００においては、そのような積分による同期の確率を制御手段４１７で行う構成で示してあるが、制御手段４１７とは別に図示せぬ同期手段を設けてもよい。

このように、実施の形態３によれば、受信信号の拡散符号との相関値を予め定められたタイムスロット間隔で積分して同期用制御チャネルを検出することにより、上下回線の情報量が非対称な場合に情報量に応じて上下回線のタイムスロットの割り当てを変化させても、時間をかけることなく容易に移動局において基地局との同期を確立することができる。

（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４に係る時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムに適用される通信フレームのタイムスロットの割り当てを示すフレーム図を示す。

但し、図６は、１フレーム６０１を１６個のタイムスロット０〜１６に分割する例である。また、図６において、凡例で代表して示す枠６０２は、下り回線共通制御チャネルが配置されるタイムスロットを示し、枠６０３は、下り回線ユーザ情報チャネルが配置されるタイムスロット、枠６０４は、上り回線ユーザ情報チャネルが配置されるタイムスロットを示す。

即ち、１フレーム６０１を１６タイムスロットに分割して、タイムスロット０、２、４、６、８、１０、１２、１４の８個のタイムスロットに同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネルを配置し、タイムスロット１、５、９、１３に下り回線ユーザ情報チャネルを配置し、タイムスロット３、１１に上り回線ユーザ情報チャネルを配置している。

この図６を参照して、図４に示した移動局４００の制御手段４１７の送信電力制御動作について説明する。

下り回線ユーザ情報チャネルは、移動局４００との間の個別チャネルであるため、送信電力は移動局４００の受信品質が予め定められた基準を満たすように制御されている。

一方、下り回線共通制御チャネルは、共通チャネルであるため、移動局４００での受信品質を基準とした送信電力制御がなされているわけでなく、このため、フェージング変動によっては一時的に受信品質が劣化する。

しかし、上り回線の送信電力制御をオープンループ制御で行う場合は、上り回線と下り回線の伝搬路状態の同一性を利用して行うため、受信品質を測定する下り回線タイムスロットと送信する上り回線タイムスロットの間隔が大きいと、下り回線と上り回線の伝搬路状態の同一性は低下し、送信電力制御の精度が低下してしまう。

受信品質が高ければ伝搬路状態を推定する精度が高くなるが、送信までの間隔が大きくなると伝搬路状態が変化してしまう。

これらの点を考慮して、各タイムスロットでの受信品質に適切な重みをつけて合成して伝搬路状態を推定する。伝搬路状態の変動が速い場合には、送信するタイムスロット３の直前タイムスロット２の共通制御チャネルの重みを高め、他のタイムスロットの共通制御チャネルやユーザ情報チャネルの重みを低く設定する。但し、タイムスロット２の共通制御チャネルの重みの比率を１として、他のタイムスロットのチャネルの重みの比率を０としてもよい。

一方、伝搬路状態の変動が遅い場合には、伝送路状態を精度高く推定できるのでタイムスロット１のユーザ情報チャネルの重みを高くして、タイムスロット０とタイムスロット２の共通制御チャネルの重みを低く設定する。但し、タイムスロット１のユーザ情報チャネルの重みの比率を１として、他のタイムスロットの共通制御チャネルの重みの比率を０としてもよい。

なお、タイムスロット３の上り回線ユーザ情報チャネルの送信電力制御について記述したが、タイムスロット１１の上り回線ユーザ情報チャネルの送信電力制御についても同様である。

また、送信するタイムスロットの直前の３つのタイムスロットのチャネルに重みをつけて合成する例を示したが、当然ながらそれより前のタイムスロットの下り回線チャネルを利用してもよい。

この場合、上記の例は、送信するタイムスロットの４タイムスロット以上前のタイムスロットのチャネルの重みを０とした場合に相当する。また、上記の例では、共通制御チャネルを配置した下り回線タイムスロット以外の下り回線タイムスロットにユーザ情報チャネルが配置されているが、ユーザ情報チャネルが下り回線共通制御チャネルが配置されているタイムスロットと同じタイムスロットに配置されている場合でも同様である。

更に、ユーザ情報チャネルが上り回線だけに配置され、下り回線には配置されていない場合も考えられるが、これはユーザ情報チャネルの重みが比率を０としたものとして扱えばよい。

また、上記の例では、重みをつけて合成して伝送路状態を推定したものであるが、推定した伝搬路状態の時間的な変化量の推移から送信するタイムスロットでの伝搬路状態を予測して送信電力制御してもよい。

更に、上記ではオープンループ制御による送信電力制御のみを行う例であるが、下り回線を通して基地局から移動局に送信電力を指示するクローズドループ制御を併用するような送信電力制御であっても同様である。

このように、実施の形態４によれば、受信信号の拡散符号との相関値を予め定められたタイムスロット間隔で積分して同期用制御チャネルを検出することにより、上下回線の情報量が非対称な場合に情報量に応じて上下回線のタイムスロットの割り当てを変化させても、時間をかけることなく容易に移動局において基地局との同期を確立することができる。

また、上り回線ユーザ情報チャネルがどの上り回線タイムスロットに配置されても、その直前のタイムスロットに配置されている下り回線共通制御チャネルの受信品質を測定することにより、伝搬路状態の変動が速い場合にも効果的なオープンループ制御の送信電力制御を行うことができる。

（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態７に係る時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムに適用される通信フレームのタイムスロットの割り当てを示すフレーム図を示す。

但し、図７は、１フレーム７０１を１６個のタイムスロット０〜１６に分割する例である。また、図７において、凡例で代表して示す枠７０２は、下り回線共通制御チャネルが配置されるタイムスロットを示し、枠７０３は、下り回線ユーザ情報チャネルが配置されるタイムスロット、枠７０４は、上り回線ユーザ情報チャネルが配置されるタイムスロットを示す。

即ち、１フレーム７０１を１６タイムスロットに分割して、タイムスロット０、２、４、６、８、１０、１２、１４の８個のタイムスロットに同期用制御チャネルを含む下り回線共通制御チャネルを配置し、タイムスロット５、１０に下り回線ユーザ情報チャネルを配置し、タイムスロット３、１１に上り回線ユーザ情報チャネルを配置している。

この図７を参照して、図４に示した移動局４００の制御手段４１７の送信電力制御動作について説明する。但し、送信するタイムスロットの直前のタイムスロットに配置されている下り回線チャネルの重みの比率を１とし、その他の下り回線チャネルの重みの比率を０とした場合について説明する。

送信するタイムスロット３の直前のタイムスロット２には共通制御チャネルが配置されている。従って、タイムスロット３の送信電力制御は、タイムスロット２の下り回線共通制御チャネルの受信品質に基づいて行われる。

一方、送信するタイムスロット１１の直前のタイムスロット１０には共通制御チャネルとユーザ情報チャネルの両方が配置されている。従って、タイムスロット１１の送信電力制御は、タイムスロット１０の下り回線共通制御チャネルの受信品質とユーザ情報チャネルの受信品質の両方に基づいて行うことができる。

共通制御チャネルの受信品質とユーザ情報チャネルの受信品質の両方を測定するためには、２つの相関検出手段が必要である。どちらか一方に切り替えて受信品質の測定を測定できる構成とすることで、相関検出手段は１つで済む。

下り回線と上り回線のユーザ情報チャネルの配置がどのようなものであっても、下り回線共通制御チャネルの受信品質を測定する構成では、下り回線ユーザ情報チャネルが、上り回線ユーザ情報チャネルの配置されたタイムスロットの直前のタイムスロットに配置されている場合でも、精度の低い下り回線共通制御チャネルの受信品質に基づいて送信電力制御を行うことになる。

このため、送信電力制御の効果が劣化してしまうが、下り回線ユーザ情報チャネルが、上り回線ユーザ情報チャネルの配置されているタイムスロットの直前のタイムスロットに配置されている場合には、受信品質を測定するチャネルをユーザ情報チャネルに切り替える構成とすることで、精度高く測定可能なユーザ情報チャネルの受信品質を測定することができ、これによって上り回線ユーザ情報チャネルの送信電力制御を効果的に行うことができる。

このように、実施の形態５によれば、受信信号の拡散符号との相関値を予め定められたタイムスロット間隔で積分して同期用制御チャネルを検出することにより、上下回線の情報量が非対称な場合に情報量に応じて上下回線のタイムスロットの割り当てを変化させても、時間をかけることなく容易に移動局において基地局との同期を確立することができる。

また、上り回線ユーザ情報チャネルが、どの上り回線タイムスロットに配置されても、その直前のタイムスロットに配置されている下り回線共通制御チャネルの受信品質とユーザ情報チャネルの受信品質とを切り替えて測定することにより、伝搬路状態の変動が速い場合にも少ない個数の相関検出手段で効果的なオープンループ制御の送信電力制御を行うことができる。

本発明の実施の形態１に係る時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムにおける基地局のブロック図 実施の形態１の時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムにおける通信フレームのタイムスロットの割り当てを示すフレーム図 本発明の実施の形態２に係る時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムに適用される通信フレームのタイムスロットの割り当てを示すフレーム図 本発明の実施の形態３に係る時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムにおける移動局のブロック図 実施の形態３の移動局が、任意の時刻を起点とする４タイムスロット長の区間についてサンプリングタイミング毎に受信信号と下り同期用制御チャネルの拡散符号との相関値を４タイムスロット間隔で積分した場合の積分結果図 本発明の実施の形態４に係る時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムに適用される通信フレームのタイムスロットの割り当てを示すフレーム図 本発明の実施の形態５に係る時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムに適用される通信フレームのタイムスロットの割り当てを示すフレーム図 従来の時分割複信ＣＤＭＡ移動体通信システムにおけるフレーム図

符号の説明

１００ 基地局
１２５，４１７ 制御手段
４００ 移動局

Claims (14)

1. 上り回線および下り回線がそれぞれ割り当てられた複数のタイムスロットからなる通信フレームを用いるＣＤＭＡ／ＴＤＤ移動体通信システムにおける基地局装置であって、
   あらかじめ定められたパターンで周期的に下り回線タイムスロットを配置する配置手段と、
   前記配置手段が配置した以外のタイムスロットを、上り回線と下り回線の情報量に応じて上り回線タイムスロットまたは下り回線タイムスロットとして割り当てる割り当て手段と、
   同期用制御チャネルを含む共通制御チャネルを前記配置手段が配置した下り回線タイムスロットで送信し、下り回線のユーザー情報チャネルを下り回線タイムスロットのいずれかのタイムスロットで送信する送信手段と、を有する基地局装置。
2. 前記割り当て手段は、前記配置手段が配置した下り回線タイムスロットの一つ後のタイムスロットのうち少なくとも１つのタイムスロットに上り回線タイムスロットを割り当てる請求項１に記載の基地局装置。
3. 上り回線および下り回線がそれぞれ割り当てられた複数のタイムスロットからなる通信フレームを用いるＣＤＭＡ／ＴＤＤ移動体通信システムにおける基地局装置であって、
   あらかじめ定められたパターンで周期的に下り回線タイムスロットを配置する第１配置手段と、
   前記第１配置手段が配置した下り回線タイムスロットの一つ後のタイムスロットのうち少なくとも１つのタイムスロットに上り回線タイムスロットを配置する第２配置手段と、
   前記第１配置手段及び第２配置手段が配置した以外のタイムスロットを、上り回線と下り回線の情報量に応じて上り回線タイムスロットまたは下り回線タイムスロットとして割り当てる割り当て手段と、
   同期用制御チャネルを含む共通制御チャネルを前記第１配置手段が配置した下り回線タイムスロットで送信し、下り回線のユーザー情報チャネルを下り回線タイムスロットのいずれかで送信する送信手段と、を有する基地局装置。
4. 上り回線および下り回線がそれぞれ割り当てられた複数のタイムスロットからなる通信フレームを用いるＣＤＭＡ／ＴＤＤ移動体通信システムにおける基地局装置であって、
   あらかじめ定められたパターンで周期的に下り回線タイムスロットを配置する第１配置手段と、
   前記第１配置手段が配置した下り回線タイムスロットの一つ後のタイムスロットのうち少なくとも１つのタイムスロットに上り回線タイムスロットを配置する第２配置手段と、
   前記第１配置手段及び第２配置手段が配置した以外のタイムスロットを、上り回線と下り回線の情報量に応じて上り回線タイムスロットまたは下り回線タイムスロットとして割り当てる割り当て手段と、
   同期用制御チャネルを含む共通制御チャネルを前記第１配置手段が配置した下り回線タイムスロットで送信し、下り回線のユーザー情報チャネルを前記割り当て手段が割り当てた下り回線タイムスロットのいずれかで送信する送信手段と、を有する基地局装置。
5. 前記送信手段は、下り回線のユーザー情報チャネルを前記割り当て手段が割り当てた下り回線タイムスロットのいずれかで送信する請求項１から請求項４のいずれかに記載の基地局装置。
6. 前記あらかじめ定められたパターンは、３タイムスロット長以上の周期である請求項１から請求項５のいずれかに記載の基地局装置。
7. 前記あらかじめ定められたパターンで配置される下り回線タイムスロットの数は、通信フレーム中のタイムスロット数の半分より少ない請求項１から請求項６のいずれかに記載の基地局装置。
8. 上り回線および下り回線がそれぞれ割り当てられた複数のタイムスロットからなる通信フレームを用いるＣＤＭＡ／ＴＤＤ移動体通信システムにおける基地局装置の通信方法であって、
   あらかじめ定められたパターンで周期的に下り回線タイムスロットを配置する配置工程と、
   前記配置工程で配置した以外のタイムスロットを、上り回線と下り回線の情報量に応じて上り回線タイムスロットまたは下り回線タイムスロットとして割り当てる割り当て工程と、
   同期用制御チャネルを含む共通制御チャネルを前記配置工程で配置した下り回線タイムスロットで送信し、下り回線のユーザー情報チャネルを下り回線タイムスロットのいずれかのタイムスロットで送信する送信工程と、を有する通信方法。
9. 前記割り当て工程は、前記配置工程が配置した下り回線タイムスロットの一つ後のタイムスロットのうち少なくとも１つのタイムスロットに上り回線タイムスロットを割り当てる請求項８に記載の通信方法。
10. 上り回線および下り回線がそれぞれ割り当てられた複数のタイムスロットからなる通信フレームを用いるＣＤＭＡ／ＴＤＤ移動体通信システムにおける基地局装置の通信方法であって、
    あらかじめ定められたパターンで周期的に下り回線タイムスロットを配置する第１配置工程と、
    前記第１配置工程が配置した下り回線タイムスロットの一つ後のタイムスロットのうち少なくとも１つのタイムスロットに上り回線タイムスロットを配置する第２配置工程と、
    前記第１配置工程及び第２配置工程が配置した以外のタイムスロットを、上り回線と下り回線の情報量に応じて上り回線タイムスロットまたは下り回線タイムスロットとして割り当てる割り当て工程と、
    同期用制御チャネルを含む共通制御チャネルを前記第１配置工程が配置した下り回線タイムスロットで送信し、下り回線のユーザー情報チャネルを下り回線タイムスロットのいずれかで送信する送信工程と、を有する通信方法。
11. 上り回線および下り回線がそれぞれ割り当てられた複数のタイムスロットからなる通信フレームを用いるＣＤＭＡ／ＴＤＤ移動体通信システムにおける基地局装置の通信方法であって、
    あらかじめ定められたパターンで周期的に下り回線タイムスロットを配置する第１配置工程と、
    前記第１配置工程が配置した下り回線タイムスロットの一つ後のタイムスロットのうち少なくとも１つのタイムスロットに上り回線タイムスロットを配置する第２配置工程と、
    前記第１配置工程及び第２配置工程が配置した以外のタイムスロットを、上り回線と下り回線の情報量に応じて上り回線タイムスロットまたは下り回線タイムスロットとして割り当てる割り当て工程と、
    同期用制御チャネルを含む共通制御チャネルを前記第１配置工程が配置した下り回線タイムスロットで送信し、下り回線のユーザー情報チャネルを前記割り当て工程が割り当てた下り回線タイムスロットのいずれかで送信する送信工程と、を有する通信方法。
12. 前記送信工程は、下り回線のユーザー情報チャネルを前記割り当て工程が割り当てた下り回線タイムスロットのいずれかで送信する請求項８から請求項１１のいずれかに記載の通信方法。
13. 前記あらかじめ定められたパターンは、３タイムスロット長以上の周期である請求項８から請求項１２のいずれかに記載の通信方法。
14. 前記あらかじめ定められたパターンで配置される下り回線タイムスロットの数は、通信フレーム中のタイムスロット数の半分より少ない請求項８から請求項１３のいずれかに記載の通信方法。
    

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