JP4178096B2 - 無線基地局 - Google Patents

Description

本発明は、無線電波を用いて移動局と通信する無線基地局に関する。

移動体通信システム（Personal Handy phone System；以下「ＰＨＳ」と呼称する）において、ＰＨＳ規格により定められた時分割多重方式（ＴＤＭＡ／ＴＤＤ；Time Division Multiple Access／Time Division Duplex）により移動局と通信を行う無線基地局は、電波資源の有効利用及び設備コストの削減という観点から、カバーエリアを拡大したいという要求がある。

無線基地局のカバーエリアを拡大するためには、より遠方の移動局との通信を可能にするために、送信電力を上げること及び受信感度を上げることが必要である。無線基地局は、送信電力増幅器の高出力化を行うことにより送信電力を上げることが可能であるが、受信感度を上げるためにはアンテナ素子数を増やす必要があり、アンテナ素子数を増やすことは回路の大型化及びコストアップに繋がるという問題がある。そこで、アンテナ素子数を増やすことなく、等価的に受信感度を上げるための方法として、特許文献１に示す様な、受信ダイバーシチ方式がある。

特許文献１に示す無線基地局は、時分割多重方式とアレーアンテナによる空間多重方式とを併用して移動局と通信を行うが、ここで開示されている受信ダイバーシチ方式は、各フレームにおいて、１つの移動局からのリンクチャネルを、１つのスロットではなく、タイミングおよび周波数の異なる複数のスロットに割り当て、複数のスロットで同一内容の信号を受信し、受信した全ての信号を対応する重み情報に基づいて最大比合成することにより受信信号を生成する。このように、同じ情報を、タイミング及び周波数の異なる複数のスロットで受信することにより、１つのスロットで受信エラーとなった場合でも、他の何れかのスロットで同一の移動局からの同一の信号が無線基地局に到達する可能性があり、最終的に信号が受信される可能性が高まる。従って、上記のダイバーシチ受信方式では、無線基地局の相対的な受信感度が上がり、遠方の移動局からの電波であっても受信しやすいため、カバーエリアを拡大することができる。
特開２００２−２９０２９９号公報

しかしながら、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームのスロットは、最大４個の移動局に割り当てることが可能であるのに対して、上記の特許文献１による受信ダイバーシチ方式では、１フレームのスロットを４個の移動局に割り当てることができず、スロットの利用効率が低いという問題がある。従って、本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、アンテナ素子数を増やすことなく、且つ、タイムスロットの利用効率を高く保ちながら、等価的な受信感度の高い無線基地局を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、複数の無線部を有し、時分割多重により移動局と通信を行う無線基地局であって、複数の無線部の内、２以上の無線部において、無線部毎に異なるチャネルの１のタイムスロットを１の移動局に割り当て、前記２以上の無線部を介して前記１の移動局から送信される送信信号を受信し、受信した２以上の受信信号をそれぞれ復調した後、エラーが最も少ない１の受信信号を選択することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明は、２の無線部を有し、時分割多重により移動局と通信を行う無線基地局であって、２の無線部において、無線部毎に異なるチャネルの１のタイムスロットを移動局に割り当て、前記２の無線部を介して、割り当てられた２のタイムスロットを用いて前記移動局から送信される送信信号を受信し、受信した２の受信信号をそれぞれ復調し、復調した２の受信信号のエラーの程度を判断し、エラーが少ないと判断された１の受信信号を選択するよう制御することを特徴とする。

また、前記無線基地局は、２の無線部において時分割多重に用いられる同一タイミングの２のタイムスロットを前記移動局に割り当てることを特徴とする。
また、前記無線基地局は、既に当該無線基地局と通信中である移動局から送信される送信信号の受信レベルを取得し、又は新規の移動局から送信される通信要求の受信レベルを取得し、取得した受信レベルに応じて、各移動局から送信される送信信号を２の無線部を介して受信するか又は１の無線部を介して受信するかを判断し、２の無線部を介して受信すると判断された移動局に対して、２の無線部において無線部毎に異なるチャネルの１のタイムスロットを割り当てることを特徴とする。

また、前記無線基地局は、前記２個の無線部の内、エラーが少ないと判断した受信信号を受信した１の無線部を介して、移動局に送信信号を送信するように制御ことを特徴とする。

以上説明したように、本発明は、複数の無線部を有し、時分割多重により移動局と通信を行う無線基地局であって、複数の無線部の内、２以上の無線部において、無線部毎に異なるチャネルの１のタイムスロットを１の移動局に割り当て、前記２以上の無線部を介して前記１の移動局から送信される送信信号を受信し、受信した２以上の受信信号をそれぞれ復調した後、エラーが最も少ない１の受信信号を選択することを特徴とする無線基地局である。

この構成によると、同一の移動局から送信される送信信号を２以上の無線部で受信するので、１の無線部のみで受信する場合と比較して、エラーの少ない信号が受信できる可能性が高まる。また、それぞれの受信信号を復調した後に、エラーの少ない受信信号を選択するので、エラーの少ない信号を通信相手である電話機に送信することが出来る。これにより、エラーになり易いカバーエリア端などの移動局から送信される送信信号の受信感度が等価的に高まる。

また、本発明は、２の無線部を有し、時分割多重により移動局と通信を行う無線基地局であって、２の無線部において、無線部毎に異なるチャネルの１のタイムスロットを移動局に割り当て、前記２の無線部を介して割り当てられた２のタイムスロットを用いて前記移動局から送信される送信信号を受信し、受信した２の受信信号をそれぞれ復調し、復調した２の受信信号のエラーの程度を判断し、エラーが少ないと判断された１の受信信号を選択するよう制御することを特徴とする無線基地局である。

この構成によると、２個の無線部を有する無線基地局において、各無線部が時分割多重に用いるＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの同一タイミングに空きスロットがある場合に、上記の様に２個のスロットを１個の移動局に割り当れば、エラーの少ない信号が受信できる可能性が高まる。また、それぞれの受信信号を復調した後に、エラーの少ない受信信号を選択するので、エラーの少ない信号を通信相手である電話機に送信することが出来る。これにより、エラーになり易いカバーエリア端などの移動局から送信される送信信号の受信感度が等価的に高まる。更には、通信に使われていない空きスロットを有効に利用することが出来る。

前記無線基地局は、さらに、既に当該無線基地局と通信中である移動局から送信される送信信号の受信レベルを取得し又は新規の移動局から送信される通信要求の受信レベルを取得し、取得した受信レベルに応じて、各移動局から送信される送信信号を２の無線部を介して受信するか又は１の無線部を介して受信するかを判断し、２の無線部を介して受信すると判断された移動局に、２の無線部において無線部毎に異なるチャネルの２のタイムスロットを割り当てるように構成してもよい。

この構成によると、無線基地局と通信中の移動局及び新たに通信要求を発信した移動局から送信される送信信号の受信レベルに基づき、２個の無線部を用いるか１個の無線部を用いるか判断しているので、無線基地局のカバーエリア端など、エラーが発生し易い移動局に対して、選択的に２個のタイムスロットを割り当て、２個の無線部を介して受信することが出来る。２個の無線部を介して受信することにより、エラーの少ない信号が受信できる可能性が高い。

ここで、前記無線基地局は、さらに、前記２個の無線部の内、何れかの無線部を介して時分割多重に用いられるタイムスロットを用いて前記移動局に送信信号を送信し、前記２個の無線部の内、エラーが少ないと判断した受信信号を受信した１の無線部を介して、前記移動局に送信信号を送信するように制御するように構成してもよい。
この構成によると、ＴＤＭＡ／ＴＤＤの場合、双方向伝送方式であるため、２個の無線部を介して受信信号を受信している場合、２個の受信信号の内エラーが少なかった一方の無線部を介して下り信号を送信することにより、送信信号においてもエラーが少なくなることが期待できる。従って、移動局への送信時においても無線部を選択的に用いることにより送受信ともに通話品質が改善され、カバーエリア端などに存在する移動局との通信に有用である。

本発明に係る実施の形態として、無線基地局１００について図面を参照して説明する。無線基地局１００は、２個の無線部を有し、各無線部がＰＨＳ規格で定められた時分割多重方式により４チャネル多重通信を行うことで、無線基地局１００全体では最大で８個の移動局と通信することが可能であるＰＨＳ基地局である。
＜構成＞
ここでは、無線基地局１００の構成について説明する。

図１は、無線基地局１００の構成を示すブロック図である。同図に示す様に、無線基地局１００は、無線部１０１、無線部１０２、信号処理部１０３、信号処理部１０４、モデム部１０５、モデム部１０６、制御部１０７、切替部１０８及びベースバンド部１０９から構成される。
なお、以下では、「スロット」と「タイムスロット」とを同一意味として用いることがある。

（１）無線部１０１、無線部１０２
無線部１０１は、４個のアンテナ素子から構成されるアンテナ、アンテナと接続された受信部及びアンテナと接続された送信部から構成される。無線部１０１は、ＰＨＳ規格に従いＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム内に４個のチャネルを時分割多重して通信を行う。
より詳しくは、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームは、４個の送信スロット（下りスロット）と４個の受信スロット（上りスロット）とから構成され、１個の送信スロットと対応する１個の受信スロットとの組が、時分割多重による１個のチャネルを構成することにより、無線部１０１は４個のチャネルを構成し４個の移動局と通信を行うことが可能である。以下では、無線部１０１が移動局と通信を行うＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームをフレームＡと呼称し、フレームＡの送信スロットを前から順に、Ｔａ１、Ｔａ２、Ｔａ３、Ｔａ４、フレームＡの受信スロットを前から順に、Ｒａ１、Ｒａ２、Ｒａ３、Ｒａ４と呼称する。

無線部１０１は、信号処理部１０３と接続されており、受信部はアンテナを介して受信した高周波信号を低周波信号に変換し、低周波信号を増幅して信号処理部１０３へ出力する。送信部は、信号処理部１０３から入力された低周波信号を高周波信号に変換し、アンテナを介して高周波信号を移動局に送信する。
無線部１０２は、無線部１０１と同様の構成を有し、ＰＨＳ規格に従いＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム内に４個のチャネルを時分割多重して通信を行う。以下では、無線部１０２が通信を行うＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームのフレームＢと呼称し、フレームＢの送信スロットを前から順に、Ｔｂ１、Ｔｂ２、Ｔｂ３、Ｔｂ４、フレームＢの受信スロットを前から順に、Ｒｂ１、Ｒｂ２、Ｒｂ３、Ｒｂ４と呼称する。無線部１０２の詳細な説明は省略する。

（２）信号処理部１０３、信号処理部１０４
信号処理部１０３は、フレームＡのタイムスロット毎に、無線部１０１から移動局毎に受信された受信信号を取得し、各タイムスロットにおいて通信している各移動局について、タイムスロットの始点を基準として、ＵＷ信号が受信される時刻を、以下に示す様にして測定する。

タイムスロットにおいて受信される一連の信号のうちＵＷ信号が含まれる部分が、ＰＨＳ規格で定められている。信号処理部１０３は、ＵＷ信号の受信波形を予め記憶している。信号処理部１０３は、無線部１０１により移動局毎に分離された受信信号においてＵＷ信号にあたる部分の信号波形と、前記予め記憶されている信号波形との相関値を計算する。ここで計算される相関値は、両波形が一致する度合いを表す指標である。

信号処理部１０３は、前記計算した相関値の他に、前記ＵＷ信号にあたる部分を前後に１乃至数シンボルの通信時間に相当する時間ずらした期間を、順次対象として、各期間に受信された信号波形と予め記憶されている信号波形との相関値を計算する。これらの中で最も高い相関値が得られた期間を、ＵＷ信号が受信された期間（タイミング）であると判断する。

信号処理部１０３は、タイムスロットの始点を基準として、前記ＵＷ信号が受信されたと判断される期間の開始時刻を、各移動局に関する受信タイミングとする。なお、分解能は１波形周期に対するオーバーサンプル数により決まる。信号処理部１０３は、測定した受信タイミングを記憶する。信号処理部１０３は、移動局から受信する受信信号の受信タイミングを検出するとその所定時間後に前記移動局へ信号を送信することがＰＨＳ規格により定められているため、ＰＨＳ規格に従い、信号処理部１０３は、送信信号の送信タイミングを管理する。

また、信号処理部１０３は、タイムスロット毎に受信した移動局の端末ＩＤと受信レベルとを検出し、検出した端末ＩＤと受信レベルとを制御部１０７へ出力する。端末ＩＤとは、通信中に無線基地局１００が移動局を照合するために用いる記号である。受信レベルは、移動局が既定のレベルで送信した送信信号を、無線基地局１００が受信するときの受信信号のレベルであって、各移動局の通信能力を表す指標として用いられる。受信レベルが高い移動局ほど無線基地局１００との通信能力が高いことを表す。

信号処理部１０４は、信号処理部１０３と同様の構成及び機能を有する。図１に示す様に、信号処理部１０４は無線部１０２と接続されており、信号処理部１０３と同様に、受信タイミングを測定して、測定した受信タイミングを制御部１０７へ出力する。無線部１０２から移動局毎に受信された受信信号を取得し、各タイムスロットにおいて通信している各移動局について、信号処理部１０３と同様の処理により、ＵＷ信号が受信される時刻である受信タイミングを測定し、測定した受信タイミングを記憶し、移動局へ送信する送信信号の送信タイミングを管理する。

また、信号処理部１０４は、タイムスロット毎に受信した移動局の受信レベルを検出し、検出した受信レベルを制御部１０７へ出力する。
（３）モデム部１０５、モデム部１０６
モデム部１０５は、信号処理部１０３からπ／４シフトＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）により変調されたベースバンド信号を受け取り、変調されたベースバンド信号を復調してベースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号を、切替部１０８を介してベースバンド部１０９へ出力する。また、モデム部１０５は、切替部１０８を介してベースバンド部１０９からベースバンド信号を受け取り、受け取ったベースバンド信号をπ／４シフトＱＰＳＫにより変調し、変調されたベースバンド信号を信号処理部１０３へ出力する。

モデム部１０６は、モデム部１０５と同様の構成及び機能を有する。モデム部１０６は、図１に示す様に信号処理部１０４と接続されており、信号処理部１０４から変調されたベースバンド信号を受け取り、変調されたベースバンド信号を復調してベースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号を切替部１０８を介してベースバンド部１０９へ出力する。また、モデム部１０６は、切替部１０８を介してベースバンド部１０９からベースバンド信号を受け取り、受け取ったベースバンド信号をπ／４シフトＱＰＳＫにより変調し、変調されたベースバンド信号を信号処理部１０４へ出力する。なお、切替部１０８については後述する。

（４）制御部１０７
制御部１０７は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどから構成される。制御部１０７は、マイクロプロセッサが、前記ＲＯＭに記録されているコンピュータプログラムを実行することにより、無線基地局１００全体の動作を制御する。
（スロット割当テーブル）
制御部１０７は、スロット割当テーブルを記憶しており、スロット割当テーブルを用いて、タイムスロット割当処理を行う。スロット割当テーブルは、端末ＩＤ欄、受信レベル欄、フレームＡ欄及びフレームＢ欄を有する。スロット割当テーブルは、無線基地局１００が移動局と通信を行っていない状態では、端末ＩＤ欄、受信レベル欄、フレームＡ欄及びフレームＢ欄は全て空欄であり、無線基地局１００が移動局と通信を行う度に各欄にデータが記述されていく。

端末ＩＤ欄は、無線基地局１００と通信中である移動局の端末ＩＤが記述される。端末ＩＤとは、通信中である移動局を識別するための記号である。ここでは端末ＩＤとして「ＰＳ１」、「ＰＳ２」等を用いる。
受信レベル欄は、対応する端末ＩＤにより識別される移動局の受信レベルが記述される。

フレームＡ欄は、無線部１０１が通信を行うフレームＡに含まれる受信スロットの内、当該移動局に割り当てられている受信スロットのスロット名が記述される。フレームＢ欄は、無線部１０２が通信を行うフレームＢに含まれる受信スロットの内、当該移動局に割り当てられている受信スロットのスロット名が記述される。
ここで、スロット名は、「１」、「２」、「３」、「４」の何れかの数値で記述されている。受信スロットＲａ１及びＲｂ１を「１」と表し、受信スロットＲａ２及びＲｂ２の場合を「２」と表し、受信スロットＲａ３及びＲｂ３を「３」と表し、受信スロットＲａ４及びＲｂ４を「４」と表す。

（リンクチャネル確立処理）
制御部１０７は、無線部１０１及び信号処理部１０３を介して、或いは、無線部１０２及び信号処理部１０４を介して移動局から新たにリンクチャネル確立要求（タイムスロットの割り当てを要求する信号）を受信すると、以下に示すようにして、リンクチャネル確立処理を行う。

制御部１０７は、移動局から受信する受信信号の受信レベルと当該移動局の端末ＩＤとを信号処理部１０３又は信号処理部１０４から受け取ると、前記端末ＩＤを内部に記憶しているスロット割当テーブルの端末ＩＤ欄に書き込む。続いて、前記受信レベルを受信レベル欄に書き込む。次に、制御部１０７はフレームＡの各受信スロット及びフレームＢの各受信スロットについて、既に移動局に割り当てられているか否か順次調べる。

制御部１０７は、フレームＡの受信スロット及びフレームＢの受信スロットにおいて、同一タイミングの２個の受信スロットが空きスロットである場合、リンクチャネル確立要求を発信した移動局に、同一タイミングの２個の受信スロットを割り当てる。
フレームＡの受信スロット及びフレームＢの受信スロットにおいて、同一タイミングの空きスロットが複数個ある場合には、何れか２個の同一タイミングの空きスロットを移動局に割り当てる。

制御部１０７は、当該移動局に割り当てられたフレームａの受信スロットのスロット名を、スロット割当テーブルのフレームＡ欄に書き込み、当該移動局に割り当てられたフレームＢの受信スロットのスロット名を、スロット割当テーブルのフレームＢ欄に書き込む。
無線基地局１００は、当該移動局に割り当てたフレームＡの受信スロットを用いて当該移動局からの受信信号を受信し、同様に割り当てたフレームＢの受信スロットを用いて当該移動局からの受信信号を受信する。すなわち、無線基地局１００は、当該移動局から送信される送信信号を２個の無線部を用いて受信する。

以上の様にして、無線基地局１００が、まだ如何なる移動局ともリンクチャネルを確率していない状態から、新たに４個の移動局（それぞれの端末ＩＤをＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、ＰＳ４とする）からリンクチャネル確立要求を受けて、タイムスロットを割り当てた場合の、スロット割当テーブル２００を図２に示す。
スロット割当テーブル２００に依ると、端末ＩＤがＰＳ１である移動局は、無線基地局１００への受信信号の受信レベルが「８０」であり、フレームＡの受信スロット「Ｒａ１」及びフレームＢの受信スロット「Ｒｂ１」が割り当てられている。端末ＩＤがＰＳ２である移動局は、無線基地局１００への受信信号の受信レベルが「６５」であり、フレームＡの受信スロット「Ｒａ２」及びフレームＢの受信スロット「Ｒｂ２」が割り当てられている。端末ＩＤがＰＳ３である移動局、及び、端末ＩＤがＰＳ４である移動局についても同様であるため、説明は省略する。

このときの無線基地局１００のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの状態を図３に示す。同図に示す様に、フレームＡ３０１及びフレームＢ３０２の受信スロットは、ＰＳ１からＰＳ４までの４個の移動局に割り当てられ通信中であり、空きスロットは無い。同図に依ると、無線基地局１００は、ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３及びＰＳ４に対して、フレームＡ３０１の送信スロットを用いて送信信号を送信する。

上記の様に、フレームＡ３０１及びフレームＢ３０２の受信スロットが全て通信中の状態において、無線基地局１００は、新たに他の移動局からリンクチャネル確率要求を受信すると、以下に示す様にスロット入替処理を行い、新たな移動局に受信スロットを割り当てる。
（スロット入替処理）
制御部１０７は、新たな移動局からリンクチャネル割当要求を受け取ると、前述の様に、信号処理部１０３又は信号処理部１０４から端末ＩＤ（ＰＳ５とする）を受け取り、受け取った端末ＩＤをスロット割当テーブル２００の端末ＩＤ欄に書き込む。続いて、制御部１０７は、信号処理部１０３又は信号処理部１０４からＰＳ５の受信レベルを受け取り、受け取った受信レベルをスロット割当テーブル２００の受信レベル欄に書き込む。

制御部１０７は、フレームＡ及びフレームＢの受信スロットを用いて通信中であるＰＳ１からＰＳ４までの４個の移動局の受信レベルと新たにチャネル割当要求を受け付けたＰＳ５の受信レベルとを、スロット割当テーブルから取得する。制御部１０７は、取得した５個の受信レベルのうち、数値が高いものを２個選択し、選択された受信レベルを有する移動局からの受信信号を、フレームＡ及びフレームＢの同一時間の受信スロットで受信するようにスロットを入れ替える。

具体的には、図４に示したスロット割当テーブル４００の端末ＩＤ欄及び受信レベル欄を見ると、受信レベルは、ＰＳ１＞ＰＳ２＞ＰＳ３＞ＰＳ４＞ＰＳ５の順に高い。従って、制御部１０７は、相対的に受信レベルが高いＰＳ１及びＰＳ２の２個の移動局からの受信信号を、それぞれ１個の無線部で受信するように、ＰＳ１に割り当てられているフレームＢの受信スロットＲｂ１を、ＰＳ２に割り当て、ＰＳ２に割り当てられているフレームＡの受信スロットＲａ２及びフレームＢの受信スロットＲｂ２を、新たな移動局ＰＳ５に割り当てる。制御部１０７は、スロット割当テーブル４００のフレームＡ欄及びフレームＢ欄に、スロット入替後のスロット名を更新して書き込む。

このときの、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの状態を図５に示す。同図に示すように、無線基地局１００は、受信信号の受信レベルが最も高いＰＳ１からの受信信号を、無線部１０１のみを介して受信し、続いて受信レベルが高いＰＳ２からの受信信号を、無線部１０２のみを介して受信する。無線基地局１００は、ＰＳ１及びＰＳ２と比較して受信レベルが低いＰＳ３、ＰＳ４及びＰＳ５から受信する受信信号を、それぞれ、無線部１０１及び無線部１０２の２個の無線部を介して受信する。同図に依ると、無線基地局１００は、ＰＳ１、ＰＳ３、ＰＳ４に対しては、フレームＡ５０１の送信スロットを用いて送信信号を送信し、ＰＳ２、ＰＳ５に対しては、フレームＢ５０２の送信スロットを用いて送信信号を送信する。

制御部１０７は、更に新たな移動局からリンクチャネル割当要求を受け取ると、前述の様に、スロットを入れ替える処理を繰り返す。
制御部１０７は、フレームＡ及びフレームＢの全てのタイムスロットが通信中（８個の移動局と通信中）である場合、新たな移動局からリンクチャネル割当要求を受け付けても、新たな移動局へのリンクチャネルの割り当てを拒否する。

（エラーチェック及び切替指示）
制御部１０７は、ある移動局からの受信信号を、２個の無線部を介して受信している場合、以下のように前記移動局との通信を制御する。
受信時において（上り：ＰＳ→無線基地局１００）、制御部１０７は、無線部１０１及び信号処理部１０３を介してモデム部１０５に入力され、モデム部１０５が復調した信号と、無線部１０２及び信号処理部１０４を介してモデム部１０６に入力され、モデム部１０６が復調した信号とを取得する。制御部１０７は、モデム部１０５及びモデム部１０６から取得した復調後の信号に、エラーがあるか否かを判断する。モデム部１０５から取得した信号にエラーがある場合、制御部１０７は、モデム部１０５とベースバンド部１０９とを切断し、モデム部１０６とベースバンド部１０９とを接続する様に、切替部１０８に切替指示を出力する。モデム部１０６から取得した信号にエラーがある場合、制御部１０７は、モデム部１０６とベースバンド部１０９とを切断し、モデム部１０５とベースバンド部１０９とを接続する様に切替部１０８に切替指示を出力する。

送信時において（下り：無線基地局１００→ＰＳ）、制御部１０７は、モデム部１０５又はモデム部１０６のうち、受信時に用いたモデム部とベースバンド部１０９とを接続するように、切替部１０８に切替指示を出力する。
一方、制御部１０７は、ある移動局からの受信信号を、１個の無線部を介して受信している場合、受信時及び送信時共に、モデム部１０５とモデム部１０６とが共にベースバンド部１０９に接続するように、切替部１０８に切替指示を出力する。

図６を用いて、エラーチェック及び切替指示の具体例を説明する。
図６に示したフレームＡ６０１の受信スロットの上部に表示されている○印は、当該受信スロットで受信した受信信号をモデム部１０５で復調した信号にエラーが無いことを示し、×印は、当該受信スロットで受信した受信信号をモデム部１０５で復調した信号にエラーが有ることを示している。同様に、フレームＢ６０２の受信スロットの上部に表示されている○印は、当該受信スロットで受信した受信信号をモデム部１０６で復調した信号にエラーが無いことを示し、×印は、当該受信スロットで受信した受信信号をモデム部１０６で復調した信号にエラーが有ることを示している。また、フレームＢ６０２の下部に表示された「１０５」、「１０６」又は「１０５及び１０６」は、制御部１０７が切替部１０８に対して出力する切替指示を示している。

受信スロットＲａ１で受信している受信信号はＰＳ１からの受信信号であり、受信スロットＲｂ１で受信している受信信号は、ＰＳ２からの受信信号である。当該受信スロットにおいて、無線部１０１及び無線部１０２は、それぞれが異なるチャネルを受信しているため、制御部１０７は、切替部１０８に対して切替指示として「１０５及び１０６」を出力する。

受信スロットＲａ２及び受信スロットＲｂ２で受信している受信信号は、共にＰＳ５からの受信信号であり、これら受信信号をそれぞれモデム部１０５及びモデム部１０６で復調した信号の内、モデム部１０５で復調した信号にエラーが有るため、制御部１０７は、切替部１０８に対して切替指示として「１０６」を出力する。
受信スロットＲａ３及び受信スロットＲｂ３で受信している受信信号は、共にＰＳ３からの受信信号であり、これらの受信信号をそれぞれモデム部１０５及びモデム部１０６で復調した信号は共にエラーが無いため、制御部１０７は切替指示を出力しない。受信スロットＲａ３及び受信スロットＲｂ３の下部に表示されている（１０６）は、切替部１０８が、モデム部１０６に接続されていることを示している。

受信スロットＲａ４及び受信スロットＲｂ４で受信している受信信号は、共にＰＳ４からの受信信号であり、これらの受信信号をモデム部１０５及びモデム部１０６で復調した信号の内、モデム部１０６で復調した信号にエラーが有るため、制御部１０７は、切替部１０８に対して切替指示として「１０５」を出力する。
送信スロットＴａ１及び送信スロットＴｂ１について、制御部１０７は、受信スロットＲａ１及びＲｂ１と同様に、切替部１０８に対して切替指示として「１０５及び１０６」を出力する。

送信スロットＴａ２及び送信スロットＴｂ２については、制御部１０７は、受信スロットＲａ２及びＲｂ２と同様に、切替部１０８に対して切替指示として「１０６」を出力する。このときモデム部１０５は、ベースバンド部１０９からベースバンド信号を受け取らないので、フレームＡの送信スロットＴａ２はＰＳ５との通信には用いられない。
送信スロットＴａ３及び送信スロットＴｂ３については、制御部１０７は、受信スロットＲａ３及びＲｂ３と同様に、切替部１０８に対して切替指示を出力しない。このとき切替部１０８はモデム部１０６に接続されている。モデム部１０５は、ベースバンド部１０９からベースバンド信号を受け取らないので、フレームＡの送信スロットＴａ３はＰＳ３との通信には用いられない。

送信スロットＴａ４及び送信スロットＴｂ４については、制御部１０７は、受信スロットＲａ４及びＲｂ２４同様に、切替部１０８に対して切替指示として「１０５」を出力する。このときモデム部１０６は、ベースバンド部１０９からベースバンド信号を受け取らないので、フレームＢの送信スロットＴｂ４はＰＳ４との通信には用いられない。
制御部１０７は、前述のエラーチェック及び切替部１０８への切替指示の出力を、タイムスロット毎に繰り返し行い、更に、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム毎に繰り返し行う。

（５）切替部１０８
切替部１０８は、ベースバンド部１０９とモデム部１０５、ベースバンド部１０９とモデム部１０６、又は、ベースバンド部１０９とモデム部１０５及びモデム部１０６を接続するための切替可能なスイッチである。切替部１０８は、初期状態ではベースバンド部１０９が、モデム部１０５及びモデム部１０６に接続するように設定されている。

切替部１０８は、制御部１０７からの切替指示を受けて、スイッチを切り替える。
（６）ベースバンド部１０９
ベースバンド部１０９は、ＩＳＤＮ回線を介して、交換機と接続されている。
ベースバンド部１０９は、ＩＳＤＮ回線を介して、パケットデータを受信し、受信したパケットデータからトラフッィク情報を抜き出し、ＴＤＭＡ変調処理を行って、複数個のチャネルを介して、抜き出したトラフィック情報を複数個のベースバンド信号に分解し、切替部１０８へ出力する。

ここで、前記ＴＤＭＡ変調処理は、ＰＨＳ規格に従って１個のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム内に４個のチャネルを時分割多重する。
また、ベースバンド部１０９は、１個のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム内の最大４個のチャネルを介して、モデム部１０５及び／又はモデム部１０６から複数のベースバンド信号を受け取り、複数の受け取ったベースバンド信号からパケットデータを生成し、生成したパケットデータをＩＳＤＮ回線を介して、出力する。

＜動作＞
ここでは、無線基地局１００の動作について、図７から図１１に示すフローチャートを用いて説明する。
（１）全体の動作
図７に示すフローチャートは、無線基地局１００全体の動作を示すフローチャートである。無線基地局１００は、新規の移動局から通信要求を受信しなければ（ステップＳ１０１でＮＯ）、ステップＳ１０７に進み処理を続ける。無線基地局１００は、新規の移動局から通信要求を受信すると（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、通信要求に含まれ端末ＩＤと受信レベルとを取得して、取得した前記端末ＩＤと前記受信レベルとを、制御部１０７が記憶しているスロット割当テーブルに書き込む（ステップＳ１０２）。

制御部１０７は、スロット割当テーブルを用いて、タイムスロットの状態をチェックする（ステップＳ１０３）。フレームＡ及びフレームＢ共に空いている同一タイミングの受信スロットがある場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、制御部１０７は、フレームＡ及びフレームＢ共に空いている同一タイミングの受信スロットを新規の通信要求を受けた当該移動局に割り当てる（ステップＳ１０５）。フレームＡ及びフレームＢ共に空いている同一タイミングの受信スロットが無い場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、制御部１０７は、スロット入替処理を行う（ステップＳ１０６）。続いて通信処理を行い（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０１に戻り処理を続ける。

（２）スロット入替処理の動作
図８及び図９に示すフローチャートは、制御部１０７が行うスロット入替処理の動作を示すフローチャートである。なお、ここで示す動作は、図７のステップＳ１０６の詳細である。
制御部１０７は、フレームＡ及びフレームＢ両方の受信スロットを用いて移動局からの受信信号を受信している受信スロットがあるか否か判断し、両受信スロットを用いて受信信号を受信している受信スロットが無い場合（ステップＳ２０１で「無」）、無線基地局１００は、既に８個の移動局と通信中であることから、新規の移動局に対して、リンクチャネルの割り当てを拒否する（ステップＳ２０２）。その後、ステップＳ１０７に戻り処理を続ける。

両受信スロットを用いて移動局からの受信信号を受信している受信スロットが有る場合（ステップＳ２０１で「有」）、無線基地局１００と通信中の移動局は８個以下であり、新規の移動局に対してリンクチャネルの割り当てが可能であることから、制御部１０７は、無線基地局１００が、フレームＡ及びフレームＢ両方の受信スロットを用いて受信信号を受信している全ての移動局について、移動局から受信している受信信号の受信レベルを、スロット割当テーブルから取得する（ステップＳ２０３）。

更に、制御部１０７は、ステップＳ１０２においてスロット割当テーブルに書き込んだ新規の移動局の受信レベルを取得する（ステップＳ２０４）。制御部１０７は、ステップＳ２０３及びステップＳ２０４で取得した全ての受信レベルの内、受信レベルの高い２個の移動局を選択する（ステップＳ２０５）。
続いて、制御部１０７は、ステップＳ２０５で選択された２個の移動局に、当該新規の移動局が含まれるか否か判断する。選択された２個の移動局に、当該新規の移動局が含まれる場合（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、制御部１０７は、選択された２個の移動局の内、当該新規の移動局でない他方の移動局に割り当てられているフレームＡのスロット及びフレームＢのスロットの内、何れか一方のスロットを当該移動局に割り当てる（ステップＳ２０７）。即ち、無線基地局１００は、フレームＡ及びフレームＢの同一タイミングのスロットを用いて、それぞれが受信レベルの高い２個の移動局の何れかと通信を行う。

ステップＳ２０５で選択された２個の移動局に、当該新規の移動局が含まれない場合（ステップＳ２０６でＮＯ）、選択された２個の移動局（移動局ａ、移動局ｂとする）のうち、何れか一方の移動局（移動局ａ）に割り当てられているフレームＡのスロット及びフレームＢのスロットの内、何れか一方のスロットを他方の移動局（移動局ｂ）に割り当て、移動局ｂに割り当てられているフレームＡのスロット及びフレームＢのスロットを共に空きスロットにする（ステップＳ２１１）。

ステップＳ２１１で生成されたフレームＡ及びフレームＢの２個の空きスロットを当該新規の移動局に割り当てる（ステップＳ２１２）。
（３）通信処理の動作
図１０及び図１１に示すフローチャートは、無線基地局１００による通信処理の動作を示すフローチャートである。なお、ここで説明する動作は、図７のステップＳ１０７の詳細である。

ステップＳ３０１からステップＳ３１７まで、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム毎に繰り返す。ステップＳ３０２からステップＳ３１１まで、受信スロット毎に繰り返す。
無線部１０１又は無線部１０２を介して移動局から受信信号を受信する（ステップＳ３０３）。無線部１０１を介して受信信号を受信した場合は、信号処理部１０３を介してモデム部１０５へ出力し、無線部１０２を介して受信信号を受信した場合は、信号処理部１０４を介してモデム部１０６へ出力する（ステップＳ３０４）。

当該移動局に、無線部１０１及び無線部１０２両方の受信スロットが割り当てられている場合（ステップＳ３０５でＹＥＳ）、制御部１０７は、モデム部１０５及びモデム部１０６で復調したデータ取得する（ステップＳ３０６）。制御部１０７は、モデム部１０５及びモデム部１０６から取得したデータにエラーがあるか否かエラーチェックを行う（ステップＳ３０７）。

エラーチェックの結果、モデム部１０５及びモデム部１０６から取得したデータの内、どちらか一方にエラーが有る場合（ステップＳ３０８で「一方にエラー有」）、制御部１０７は、エラーの無いモデム部とベースバンド部１０９とが接続するように切替部１０８に対して切替指示を出力し、切替部１０８は、切替指示に基づきスイッチを切り替える（ステップＳ３０９）。続いて、モデム部１０５又は／及びモデム部１０６から切替部１０８及び、ベースバンド部１０９を介してパケットデータをＩＳＤＮ回線に出力する（ステップＳ３１０）。

次に、ステップＳ３１２からステップＳ３１６まで送信スロット毎に繰り返す。ベースバンド部１０９は、ＩＳＤＮ回線からパケットデータを受信する（ステップＳ３１３）。制御部１０７は、対応する受信スロットで受信した受信信号の復調に用いられたモデム部とベースバンド部１０９とが接続するように、切替部１０８に切替指示を出力し、切替部１０８は、制御部１０７から受け取る指示に基づきスイッチを切り替える（ステップＳ３１４）。ベースバンド部１０９からモデム部、信号処理部、無線部を介して、移動局に対して送信信号を送信する（ステップＳ３１５）。

＜まとめ＞
以上説明した様に、本発明の無線基地局１００は、無線部１０１と無線部１０２とを有するＰＨＳ基地局であって、２個の無線機においてそれぞれが異なるチャネルのタイムスロットで信号を受信し、復調後に、無線部１０１で受信したデータに誤りがあり、無線部１０２で受信した同一内容のデータに誤りが無い場合において、この誤りの無い無線部１０２の復調データを選択する。

無線基地局１００は、時分割多重の各スロットで上記の動作を行うことにより、誤りスロットのリカバリーができ、等価的に受信性能を改善することができる。特に、カバーエリア端に存在する移動局など、受信感度が要求される移動局との通信において有効である。
＜その他の変形例＞
（１）上記実施の形態において無線基地局１００は、２個の無線部、２個の信号処理部、１個の制御部、１個の切替部及び１個のベースバンド部から構成されるが、１個の無線部、１個の信号処理部、１個の制御部及び１個のベースバンド部から構成される無線装置２個により構成される無線基地局も本発明に含まれる。即ち、独立した２個の無線装置それぞれが１の移動局からの受信信号を受信し、それぞれの受信信号を復調した後に、エラーの有無をチェックして、エラーの無い一方の受信信号のみを出力するように構成する。

（２）スロット入替処理においては、受信レベルに対するしきい値を有し、ある移動局が送信する送信信号の受信レベルがしきい値以下である場合、前記移動局からの送信信号を無線部１０１及び無線部１０２を介して受信し、送信信号の受信レベルがしきい値より大きい場合は、前記移動局からの送信信号を無線部１０１又は無線部１０２の何れかを介して受信する様に構成してもよい。

（３）また、高い通信品質に保つために、受信レベルに対するしきい値を有し、移動局から送信される送信信号の受信レベルが前記しきい値以下の場合には、無線部１０１及び無線部１０２を介して送信信号を受信する様に構成してもよい。この場合、無線基地局１００は、最大で８個の移動局と通信することはできないが、個々の移動局との通信品質を良好に保つことができる。

（４）制御部１０７が行うエラーチェック判断処理は、「エラーの有無」を判断しているが、「エラーの有無」ではなく、「エラーの程度」をチェックし、エラーの少ない受信信号を選択する様に切替部１０８に切替指示を出力する構成も本発明に含まれ。具体的には、１個の移動局から送信される送信信号を無線部１０１及び無線部１０２を介して受信している場合、受信した２個の受信信号をそれぞれモデム部１０５及びモデム部１０６で復調した後、制御部１０７は、モデム部１０５及びモデム部１０６から復調後の受信信号を取得し、それぞれの受信信号に含まれるエラー数（符号誤り）を測定し、測定したエラー数を比較し、エラー数が少ない一方の受信信号をベースバンド部１０９へ出力する様に切替部１０８に対して切替指示を出力する。

（５）上記実施の形態において無線基地局１００は、２個の無線部を有するが、２個以上の無線部、無線部と同数の信号処理部及び無線部と同数のモデム部を有し、２個以上の無線部の同一タイミングのタイムスロットを１個の移動局に割り当て、２個以上の無線部を介して前記１個の移動局から送信される送信信号を受信し、受信した２個以上の受信信号を復調した後にエラーの無い１個の受信信号を選択して出力する構成も本発明に含まれる。

また、前述の様に、制御部１０７は、２個以上のモデム部がそれぞれ復調した受信信号を取得し、それぞれの受信信号に含まれるエラー数を測定し、測定したエラー数を比較し、エラーの最も少ない１個の受信信号をベースバンド部１０９へ出力する様に切替部１０８に対して切替指示を出力する構成も本発明に含まれる。
また、時分割多重方式と併用してアレーアンテナを用いてパス多重通信を行う無線基地局であっても本発明に含まれる。

（６）上記の実施の形態では、無線基地局１００は、無線部１０１及び無線部１０２の各ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームにおいて、同一タイミングの２個の受信スロットを１個の移動局に割り当てる構成を有しているが、同一タイミングではなくても、無線部１０１の受信スロット１個と無線部１０２の受信スロット１個とを移動局に割り当てる構成も本発明に含まれる。これにより、通信に使われていないタイムスロットを有効利用することができる。

（７）ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームは１個のスロットを制御用チャネルとして用いる。ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームは１個の制御チャネルと３個の通信チャネルとから構成され、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームのタイムスロットは３個の移動局に割り当てる。
（８）本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。

また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、半導体メモリ等に記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている前記コンピュータプログラム又は、前記デジタル信号を電気通信回路、無線又は有線通信回路、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送するものとしてもよい。

また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリとを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、前記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサが前記コンピュータプログラムに従って動作するとしてもよい。
また、前記プログラム又は前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、又は、前記プログラム又は前記デジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。

（９）上記実施の形態及び上記変形例を組み合わせるとしてもよい。

本発明は、ＰＨＳ規格により定められた時分割多重方式により移動局と通信を行う無線基地局はにおいて、設備コストの削減方法として利用できる。

無線基地局１００の構成を示すブロック図である。 制御部１０７が記憶しているスロット割当テーブル２００のデータ構造を示す図である。 無線基地局１００が通信を行うＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの概念図であり、図２に対応している。 制御部１０７が記憶しているスロット割当テーブル４００のデータ構造を示す図である。 無線基地局１００が通信を行うＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの概念図であり、図４に対応している。 制御部１０７が行うエラーチェックと通信処理とを説明する図である。 無線基地局１００全体の動作を示すフローチャートである。 制御部１０７によるスロット入替処理の動作を示すフローチャートであり、図９に続く。 制御部１０７によるスロット入替処理の動作を示すフローチャートであり、図８から続く。 無線基地局１００の通信処理の動作を示すフローチャートであり、図１１に続く。 無線基地局１００の通信処理の動作を示すフローチャートであり、図１０から続く。

符号の説明

１００ 無線基地局
１０１ 無線部
１０２ 無線部
１０３ 信号処理部
１０４ 信号処理部
１０５ モデム部
１０６ モデム部
１０７ 制御部
１０８ 切替部
１０９ ベースバンド部

Claims (6)

1. １以上の移動局との間で通信を行う無線基地局であって、
   第１通信フレームを時分割多重して形成される複数のスロットの各々を介して、いずれかの移動局との間で、無線による通信を行う第１無線部と、
   第２通信フレームを時分割多重して形成される複数のスロットの各々を介して、いずれかの移動局との間で、無線による通信を行う第２無線部と、
   通信チャネルが確立された移動局について、当該移動局から受信した信号の受信レベルと、当該移動局との通信に用いられている各スロットの情報とを対応付けて保持しているテーブル記憶手段と、
   新たに移動局から通信チャネルの確立要求があった場合に、第１通信フレーム及び第２通信フレームの両方に空きスロットがあるとき、第１通信フレーム及び第２通信フレームのそれぞれ１個の空きスロットを当該移動局に割り当て、前記第１通信フレーム及び前記第２通信フレームの両方に空きスロットが無いとき、前記テーブル記憶手段から、受信レベルの高い方から２個の移動局を選択して、スロット入替処理を行うことにより、新たな移動局に、１個又は２個のスロットを割り当てる制御手段と
   を備えることを特徴とする無線基地局。
2. 前記制御手段は、
   新たに移動局から通信チャネルの確立要求があった場合に、前記テーブル記憶手段に、当該移動局について、当該移動局からの受信レベルを書き込み、
   第１通信フレーム及び第２通信フレームの両方に空きスロットがないとき、前記テーブル記憶手段から、受信レベルの高い方から２個の移動局を選択し、その結果、選択した２個の移動局に新たに通信チャネルの確立を要求する移動局が含まれ、選択した移動局のうち、すでに通信チャネルの確立している移動局に割り当てられている２個のスロットのうち、１個のスロットの割り当てを解除し、解除された１個のスロットを新たに通信チャネルの確立要求をする前記移動局に割り当てるように前記スロット入替処理を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記制御手段は、
   新たに移動局から通信チャネルの確立要求があった場合に、前記テーブル記憶手段に、当該移動局について、当該移動局からの受信レベルを書き込み、
   第１通信フレーム及び第２通信フレームの両方に空きスロットがないとき、前記テーブル記憶手段から、受信レベルの高い方から２個の移動局を選択し、その結果、すでに通信チャネルの確立された２個の移動局が選択され、選択された２個の移動局のうちの一方の移動局に割り当てられている２個のスロットのうちの１個の割り当てを解除し、解除された１個のスロットを選択された他方の移動局に割り当て、当該他方の移動局に割り当てられていた２個のスロットを、新たに通信チャネルの確立要求をする移動局に割り当てるように前記スロット入替処理を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
4. 前記制御手段は、受信レベルに対する閾値を有し、
   前記スロット入替処理の際、前記テーブル記憶手段から、第１通信フレーム及び第２通信フレームのそれぞれのスロットを用いて通信中である移動局の受信レベルを取得し、取得した前記受信レベルが前記閾値以下である場合には、当該通信中である移動局からの送信信号を、前記第１無線部及び前記第２無線部の両方を介して受信するように制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の無線基地局。
5. 前記無線基地局は、
   前記第１無線部及び前記第２無線部を介して移動局から受信した２個の受信信号のエラーの程度を判断し、エラーが少ないと判断された受信信号を受信した１個の無線部を介して、前記移動局に送信信号を送信するように制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の無線基地局。
6. １以上の移動局との間で通信を行う無線基地局で用いられる制御方法であって、
   前記無線基地局は、
   第１通信フレームを時分割多重して形成される複数のスロットの各々を介して、いずれかの移動局との間で、無線による通信を行う第１無線部と、
   第２通信フレームを時分割多重して形成される複数のスロットの各々を介して、いずれかの移動局との間で、無線による通信を行う第２無線部と、
   通信チャネルが確立された移動局について、当該移動局から受信した信号の受信レベルと、当該移動局との通信に用いられている各スロットの情報とを対応付けて保持しているテーブル記憶手段とを備え、
   前記制御方法は、
   新たに移動局から通信チャネルの確立要求があった場合に、第１通信フレーム及び第２通信フレームの両方に空きスロットがあるとき、第１通信フレーム及び第２通信フレームのそれぞれ１個の空きスロットを当該移動局に割り当て、前記第１通信フレーム及び前記第２通信フレームの両方に空きスロットが無いとき、前記テーブル記憶手段から、受信レベルの高い方から２個の移動局を選択して、スロット入替処理を行うことにより、新たな移動局に、１個又は２個のスロットを割り当てることを特徴とする制御方法。

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