JP4311937B2 - 無線基地システム、同期窓制御方法および同期窓制御プログラム - Google Patents
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Description
技術分野
この発明は、無線基地システム、同期窓制御方法および同期窓制御プログラムに関し、より特定的には、移動体通信システムにおいて複数の移動端末装置がパス多重接続することができる無線基地システム、およびそのような無線基地システムにおいて受信タイミング（同期位置）を適正化するための同期窓制御方法および同期窓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、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移動端末装置を無線基地システムに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。このＰＤＭＡ方式では、各ユーザの移動端末装置からの信号は、周知のアダプティブアレイ処理により分離抽出される。
このようなＰＤＭＡ方式による移動体通信システムにおいては、各移動端末装置から送信された信号が無線基地局に到来する受信タイミング（同期位置とも称する）は、端末装置の移動による端末装置−基地局の距離の変化や、電波の伝搬路特性の変動など、種々の要因により変動する。
ＰＤＭＡ方式の移動体通信システムにおいて同一タイムスロットに複数のユーザの移動端末装置がパス多重接続している場合において、それぞれの移動端末装置からの受信信号の同期位置が上述の理由により変動して互いに近接したり、場合によっては時間的前後関係が交差したりすることがある。
同期位置が近づきすぎると、複数の移動端末装置からの受信信号同士の時間相関が高くなり、アダプティブアレイ処理によるユーザごとの信号抽出の精度が劣化することになる。このため、各ユーザに対する通話特性も劣化することになる。
また、ＰＨＳでは、各移動端末装置からの受信信号は、各フレームごとにすべてのユーザに共通の既知のビット列からなる参照信号区間を含んでおり、複数ユーザの移動端末装置からの受信信号の同期位置が一致するようなことになれば、受信信号の参照信号区間が重なってユーザ同士を識別分離することができなくなり、ユーザ間の混信（いわゆるＳＷＡＰ）を引き起こすこととなる。
それゆえに、この発明の目的は、同一のタイムスロットにパス多重接続している複数ユーザの移動端末装置の通話特性の劣化やユーザ間の混信を抑制することができる無線基地システム、同期窓制御方法および同期窓制御プログラムを提供することである。
発明の開示
この発明によれば、複数の移動端末装置がパス多重接続することができる無線基地システムは、同期窓設定手段と、受信不許可手段と、送信タイミング制御手段とを備える。同期窓設定手段は、各移動端末装置からの受信信号の受信タイミングを中心として所定の時間長の同期窓を設定する。受信不許可手段は、各移動端末装置からの受信信号の次の受信タイミングが、設定された同期窓に入らないとき、受信信号の受信を許可しない。送信タイミング制御手段は、特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミングを制御する。
好ましくは、送信タイミング制御手段は、パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が狭まったときには、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を広げるように送信タイミングを制御する手段と、パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が広がったときには、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を狭めるように送信タイミングを制御する手段とを含む。
より好ましくは、送信タイミング制御手段は、送信タイミング制御手段による送信タイミングの制御後において、パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、特定のタイムスロットに対するパス多重接続を少なくとも部分的に解除する手段を含む。
より好ましくは、パス多重接続を解除する手段は、パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、当該無線基地システムの異なるタイムスロットに接続させる手段を含む。
より好ましくは、パス多重接続を解除する手段は、パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、異なる無線基地システムのタイムスロットに接続させる手段を含む。
より好ましくは、送信タイミング制御手段は、送信タイミング制御手段による送信タイミングの制御後において、パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、同期窓同士の重なり合った部分を、少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓から除外する手段を含む。
より好ましくは、無線基地システムは、特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を制御する同期窓幅制御手段をさらに備える。
より好ましくは、同期窓幅制御手段は、受信タイミングが所定期間にわたって一定している移動端末装置の同期窓幅を狭める手段を含む。
より好ましくは、同期窓幅制御手段は、同期窓幅が狭められた移動端末装置に受信エラーが発生したときに狭められた同期窓幅を広げる手段を含む。
より好ましくは、同期窓幅制御手段は、特定のタイムスロットにパス多重接続している移動端末装置の数が多いほど、接続している移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を狭める手段を含む。
この発明の他の局面によれば、複数の移動端末装置がパス多重接続することができる無線基地システムにおける同期窓制御方法は、各移動端末装置からの受信信号の受信タイミングを中心として所定の時間長の同期窓を設定するステップと、各移動端末装置からの受信信号の次の受信タイミングが、設定された同期窓に入らないとき、受信信号の受信を許可しないステップと、特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミングを制御するステップとを備える。
好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が狭まったときには、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を広げるように送信タイミングを制御するステップと、パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が広がったときには、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を狭めるように送信タイミングを制御するステップとを含む。
より好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、送信タイミングの制御後において、パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、特定のタイムスロットに対するパス多重接続を少なくとも部分的に解除するステップを含む。
より好ましくは、パス多重接続を解除するステップは、パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、当該無線基地システムの異なるタイムスロットに接続させるステップを含む。
より好ましくは、パス多重接続を解除するステップは、パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、異なる無線基地システムのタイムスロットに接続させるステップを含む。
より好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、送信タイミングの制御後において、パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、同期窓同士の重なり合った部分を、少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓から除外するステップを含む。
より好ましくは、同期窓制御方法は、特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を制御するステップをさらに備える。
より好ましくは、同期窓幅を制御するステップは、受信タイミングが所定期間にわたって一定している移動端末装置の同期窓幅を狭めるステップを含む。
より好ましくは、同期窓幅を制御するステップは、同期窓幅が狭められた移動端末装置に受信エラーが発生したときに狭められた同期窓幅を広げるステップを含む。
より好ましくは、同期窓幅を制御するステップは、特定のタイムスロットにパス多重接続している移動端末装置の数が多いほど、接続している移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を狭めるステップを含む。
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パス多重接続することができる無線基地システムにおける同期窓制御プログラムは、コンピュータに、各移動端末装置からの受信信号の受信タイミングを中心として所定の時間長の同期窓を設定するステップと、各移動端末装置からの受信信号の次の受信タイミングが、設定された同期窓に入らないとき、受信信号の受信を許可しないステップと、特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミングを制御するステップとを実行させる。
好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が狭まったときには、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を広げるように送信タイミングを制御するステップと、パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が広がったときには、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を狭めるように送信タイミングを制御するステップとを含む。
より好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、送信タイミングの制御後において、パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、特定のタイムスロットに対するパス多重接続を少なくとも部分的に解除するステップを含む。
より好ましくは、パス多重接続を解除するステップは、パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、当該無線基地システムの異なるタイムスロットに接続させるステップを含む。
より好ましくは、パス多重接続を解除するステップは、パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、異なる無線基地システムのタイムスロットに接続させるステップを含む。
より好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、送信タイミングの制御後において、パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、同期窓同士の重なり合った部分を、少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓から除外するステップを含む。
より好ましくは、同期窓制御プログラムは、特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を制御するステップをさらにコンピュータに実行させる。
より好ましくは、同期窓幅を制御するステップは、受信タイミングが所定期間にわたって一定している移動端末装置の同期窓幅を狭めるステップを含む。
より好ましくは、同期窓幅を制御するステップは、同期窓幅が狭められた移動端末装置に受信エラーが発生したときに狭められた同期窓幅を広げるステップを含む。
より好ましくは、同期窓幅を制御するステップは、特定のタイムスロットにパス多重接続している移動端末装置の数が多いほど、接続している移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を狭めるステップを含む。
したがって、この発明によれば、各ユーザの移動端末装置からの信号の基地局での受信タイミング（同期位置）を中心とする同期窓を設定し、同期窓以外での受信信号を排除するとともに、タイムスロット内での複数ユーザの同期窓同士の間隔を適切に保持するように、当該複数ユーザに対する送信信号の送信タイミングを制御しているので、複数ユーザの同期位置が互いに近接したり、交差したりすることを防止することができ、ひいては通話特性の劣化やユーザ間の混信を防止することができる。
発明を実施するための最良の形態
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。
図１は、この発明による無線基地システムの全体構成を示す機能ブロック図である。
図１を参照して、無線基地システムの複数本、たとえば４本のアンテナ１，２，３，４で受信された複数ユーザの移動端末装置からの信号は、対応する送受信回路５，６，７，８のそれぞれのＲＦ回路５ａ，６ａ，７ａ，８ａで受信処理が施され、さらにＡ／ＤおよびＤ／Ａ変換機９，１０，１１，１２でデジタル信号に変換される。
デジタル信号に変換されたそれぞれのアンテナからの４系統の受信信号は、サーキュレータ１３を介してデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１４に与えられる。破線１４で表わされたＤＳＰの内部は、ＤＳＰによってソフトウェア的に実行される処理を機能ブロック図で示したものである。
サーキュレータ１３を介してＤＳＰ１４に与えられた４系統の受信信号は、受信処理部１５の同期処理部１５ａに与えられる。同期処理部１５ａは、周知の同期位置推定方法により、当該無線基地システムにパス多重接続している複数ユーザ（この例ではユーザ１およびユーザ２）からのそれぞれの受信信号の同期位置を高精度に推定する。
同期窓制御部１５ｂは、ユーザごとの推定された同期位置に基づいて同期窓を設定し、この発明による同期窓制御を実行する。この発明による同期窓制御については後で詳細に説明する。
次に、受信信号に対してアダプティブアレイ処理部１５ｃにより周知のアダプティブアレイ処理が施され、ユーザ１および２用の算出されたウェイトを用いて、ユーザ１および２の受信信号が分離抽出される。
分離抽出されたユーザごとの信号は、検波部１５ｄで復調され、ユーザ１および２の復調データとしてＤＳＰ１４から出力される。
一方、ユーザ１および２の送信すべきデータ（音声データなど）は、ＤＳＰ１４の送信処理部１６の変調処理部１６ａに与えられる。変調処理部１６ａで変調されたユーザ１および２のデータは、それぞれ乗算器１６ｂ，１６ｃの一方入力に与えられる。
また、乗算器１６ｂ，１６ｃの他方入力には、アダプティブアレイ処理部１５ｃで算出されたユーザ１および２用のウェイトが与えられ、ユーザ１および２のデータの送信指向性が決定される。
乗算器１６ｂ，１６ｃのそれぞれの出力は、送信タイミング調整処理部１６ｄに与えられる。送信タイミング調整処理部１６ｄは、後述するように、同期窓制御部１５ｂから与えられるユーザ１および２用の送信タイミングの制御信号に基づいて、ユーザ１および２のデータ送信のタイミングを調整する。
送信信号合成処理部１６ｅは、ユーザ１および２の送信信号を合成し、図中１本の矢印で示す４系統の送信信号に変換し、サーキュレータ１３を介してＡ／ＤおよびＤ／Ａ変換機９，１０，１１，１２に配分する。Ａ／ＤおよびＤ／Ａ変換機９，１０，１１，１２でアナログ信号に変換された４系統の送信信号は、対応する送受信回路５，６，７，８のそれぞれのＲＦ回路５ａ，６ａ，７ａ，８ａで送信処理が施され、対応するアンテナ１，２，３，４を介して移動端末装置に向かって送出される。
次に、図２および図３を参照して、この発明による無線基地システムにおける同期窓制御方法の原理について説明する。
図２は、ある一つのタイムスロット内におけるタイミング図であり、当該タイムスロット内におけるユーザ１および２の受信信号の到来タイミングすなわち同期位置を示している。
この発明によれば、各ユーザの到来タイミングすなわち同期位置を中心として、その前後にαシンボルの区間を同期窓として設定する。そして次の受信タイミングにおいて、この同期窓以外のタイミングにおける受信は同期位置として認めない、すなわち当該信号の受信は不許可とするものである。
一般に、移動端末装置の移動によって受信タイミングが刻々と変化することはあるが、いきなり全く異なるタイミングに飛ぶようなことはなく、そのようなタイミングで受信することがあれば、なんらかのエラーによるものと考えられ、受信を不許可にすることが望ましい。
そこで、この発明では、図２に示すように、各ユーザの同期位置はフレームごとにある程度は変動し、また完全に正確に推定できない場合もあることを考慮して、当該フレームで推定された同期位置を中心に所定時間長の同期窓を設け、次の受信タイミングで、すなわち次の受信信号フレームで、設定されている同期窓の範囲内のみを同期位置とみなし、それ以外のタイミングを同期位置とはみなさず、そのようなタイミングでの受信を不許可とするようにしたものである。
図２に示すように、一つのタイムスロットに複数のユーザ１および２がパス多重接続している場合、２つの同期位置が存在し、対応して２つの同期窓が存在する。従来技術の説明で述べたように、複数のユーザの同期位置同士が近接したり、交差したりすると、通話特性の劣化や、混信の原因となる。
そこでこの発明では、同期位置同士の近接や交差を防止するために、複数のユーザの同期窓同士が重なり合うことを禁止するよう同期窓制御を行なっている。
図３を参照してより具体的に説明すると、図３において（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ、一つのタイムスロット内にユーザ１および２がパス多重接続している状態における受信タイミングおよび送信タイミングを示すタイミング図である。
図３の（Ａ）を参照して、ユーザ１の到来タイミング（同期位置）が、右向きの太線の矢印で示すようにユーザ２の同期位置に接近し、ユーザ１および２の同期窓同士の間隔が狭まると、同期窓同士が重なり合う可能性がある。そこで、そのような場合には、図３の（Ｂ）のユーザ１の送信タイミングを、左向きの太線の矢印で示すように早めるように送信タイミングを制御するものである。
すなわち、無線基地システムからの送信タイミングを早めれば、これを受信した移動端末装置からの送信タイミングも早まり、ひいては無線基地システムにおける受信タイミングも早まることになる。
このように、ユーザ１の送信タイミングを早める制御を実行することにより、その反射的効果としてユーザ１からの受信タイミングも早まり、ユーザ１の同期窓がユーザ２の同期窓に接近することを防止できる。なおこの場合、ユーザ２の送信タイミングを遅らせることによっても同様の効果を得ることができる。
言い換えれば、ユーザ１および２の同期窓同士が接近したときには、ユーザ１および２の送信タイミングの時間差が広がるように、ユーザ１および／または２の送信タイミングを制御するものである。
一方、図３の（Ａ）を参照して、ユーザ１の到来タイミング（同期位置）が、左向きの太線の矢印で示すようにユーザ２の同期位置から離れ、ユーザ１および２の同期窓同士の間隔が広がると、それぞれの同期窓が一つのタイムスロット内に収まらなくなる可能性がある。そこで、そのような場合には、図３の（Ｂ）のユーザ１の送信タイミングを、右向きの太線の矢印で示すように遅らせるように送信タイミングを制御するものである。
すなわち、無線基地システムからの送信タイミングを遅らせれば、これを受信した移動端末装置からの送信タイミングも遅れ、ひいては無線基地システムにおける受信タイミングも遅れることになる。
このように、ユーザ１の送信タイミングを遅らせる制御を実行することにより、その反射的効果としてユーザ１からの受信タイミングも遅れ、ユーザ１の同期窓がユーザ２の同期窓から必要以上に離れることを防止できる。なおこの場合、ユーザ２の送信タイミングを早めることによっても同様の効果を得ることができる。
言い換えれば、ユーザ１および２の同期窓同士が離れたときには、ユーザ１および２の送信タイミングの時間差が狭まるように、ユーザ１および／または２の送信タイミングを制御するものである。
図３に示すような同期窓制御は図１のＤＳＰ１４の同期窓制御部１５ｂおよび送信タイミング調整処理部１６ｄにより実行される。実際にはこれらの処理はＤＳＰ１４によりソフトウェア的に実行されるので、以下にこの発明の種々の実施形態について、対応するフロー図を参照して説明する。
［実施の形態１］
図４は、この発明の実施の形態１による同期窓制御処理を示すフロー図である。この実施の形態１は、図３を参照して説明した最も基本的な処理を表わすフロー図である。
図４を参照して、まずステップＳ１において、周知の方法で推定された同期位置を中心に前後αシンボルの長さの同期窓が設定される。
次に、ステップＳ２において、パス多重接続しているユーザの同期窓同士の間隔が、同期窓同士の重なりを防ぐための所定の閾値１以下であるか否かが判断される。
そして、間隔が閾値１以下であれば、ステップＳ４に進み、図３に関して説明したように、ユーザ同士の送信タイミング差を広げる処理が実行される。なお、送信タイミングを一度に移動させる幅は、１フレームごとにβシンボルづつとする。
一方、ステップＳ２において、同期窓同士の間隔が閾値１以下ではないと判断されると、ステップＳ３において、ユーザの同期窓同士の間隔が、同期窓の間隔が広がりすぎることを防ぐための所定の閾値２以上であるか否かが判断される。
そして、間隔が閾値２以上であれば、ステップＳ５に進み、図３に関して説明したように、ユーザ同士の送信タイミング差を狭める処理が実行される。なお、この場合も送信タイミングを一度に移動させる幅は、１フレームごとにβシンボルづつとする。
一方、ステップＳ３において、同期窓同士の間隔が閾値２以上ではないと判断されると、ステップＳ６に進み、現在設定されている同期窓を維持し、次のフレームにおける受信に備える。そして、次の受信タイミングでは、現在設定されている同期窓の範囲外での同期位置は認めない。
以上のように、この実施の形態１によれば、多重接続している各ユーザの移動端末装置からの信号の同期位置を中心とする同期窓を設定し、同期窓以外での受信信号を排除するとともに、同一タイムスロット内での複数ユーザの同期窓同士の間隔を適切に保持するように、当該複数ユーザに対する送信信号の送信タイミングを制御しているので、複数ユーザの同期位置が互いに近接したり、または当該タイムスロットからはみ出すことを防止することができる。
［実施の形態２］
図５は、この発明の実施の形態２による同期窓制御処理を示すフロー図である。この実施の形態２のステップＳ１〜Ｓ６の処理は、図４の実施の形態１のステップＳ１〜Ｓ６の処理と全く同じであり、その説明はここでは繰返さない。
この実施の形態２が、実施の形態１と異なるのは次の点である。すなわち、何らかの原因で、多重接続しているユーザ同士の受信タイミングが急激に接近した場合、前述のステップＳ４の送信タイミング差を広げる処理が間に合わず、結果的に同期窓同士が重なり合ってしまう事態が生じることがある。このような事態を放置すれば、同期位置の近接や交差などが生じる恐れがあるので何らかの対応策を講じる必要がある。
この実施の形態２では、ステップＳ７において、送信タイミングの制御後にそうのような同期窓同士の重なりが生じているか否かを判断し、生じていればステップＳ８に進んで、いわゆる干渉起動動作を起こし、当該タイムスロットにおいて同期窓が重なり合っているユーザの多重接続を解除する。
多重接続を解除する具体的な方法としては、ＴＣＨ切替やＨ／Ｏ（ハンドオーバ）などの手法がある。ＴＣＨ切替とは、あるタイムスロットで同期窓が重なり合っている多重接続ユーザの一方を、別のタイムスロットに移動させることにより多重接続を解除するものであり、Ｈ／Ｏとは、別のタイムスロットでも接続が不可能なときに、異なる基地局のタイムスロットに移動させることにより多重接続を解除するものである。
したがって、この実施の形態２によれば、送信タイミングの制御を行なったにもかかわらず同期窓の重なりが生じた場合には、当該タイムスロットにおけるパス多重接続を少なくとも部分的に（同期窓の重なりが生じているユーザ間で）解除することにより、ユーザの同期位置が互いに近接したり、または交差することを防止することができる。
［実施の形態３］
図６は、この発明の実施の形態３による同期窓制御処理を示すフロー図である。この実施の形態３は、以下の点を除いて、図５の実施の形態２と同じである。
すなわち、送信タイミングの制御後に同期窓同士の重なりが生じたことがステップＳ７において判断された場合の対応として、この実施の形態３では、ステップＳ９において、同期窓の重なり合っている部分を同期窓から除外する処理を行なうようにしている。言い換えると、次の受信フレームで、同期窓の重なり合っている部分に受信タイミングが来ても、同期位置とはみなさないようにしている。
したがって、この実施の形態３によれば、送信タイミングの制御を行なったにもかかわらず同期窓の重なりが生じた場合には、同期窓の重なり合っている部分における次の受信タイミングを除外しているので、ユーザの同期位置が互いに近接したり、または交差することを防止することができる。
［実施の形態４］
図７は、この発明の実施の形態４による同期窓制御処理を示すフロー図である。この実施の形態４のステップＳ１〜Ｓ６の処理は、図４の実施の形態１のステップＳ１〜Ｓ６の処理と全く同じであり、その説明はここでは繰返さない。
この実施の形態４が、実施の形態１と異なるのは次の点である。すなわち、ステップＳ１０において、受信タイミングが過去数フレームにわたって一定しておりかつ受信エラーもないと判断されたユーザについては、同期位置の大きな変動は予想しにくいため、ステップＳ１１において、当該ユーザの同期窓の窓幅を狭める制御を行なっている。ただし、ある一定幅以上に狭めることはしない。このように同期窓幅を狭めることにより、同期窓同士はより重なり合い難くなる。
このようにして同期窓幅が狭められた状態で、後続のフレームで当該ユーザの受信信号に受信エラーが発生していることがステップＳ１２で判断されると、ステップＳ１３において当該ユーザの同期窓幅を元の窓幅に広げる制御を行なう。ただし、元の窓幅を超えて広げることはない。このように受信エラーが発生し、電波の受信状態が不安定になった場合には、同期窓幅を広げることにより、同期位置を認める許容範囲を拡張し、変動する受信タイミングを確実に捉えようとするものである。
なお、受信エラーとは、所望のユーザからの所望波の到来方向に対する干渉波の到来方向の影響、所望波と干渉波との受信電力の差、などの要因により、アダプティブアレイ処理により所望波を正確に抽出できない場合をいうものであり、代表的なものとして、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）エラー、ＵＷ（Ｕｎｉｑｕｅ Ｗｏｒｄ）エラーなどがある。また、その検出方法は周知であり、たとえばＰＨＳの規格書であるスタンダード２８などに詳細に開示されているので、ここでは説明を省略する。
さらに、同期窓幅を狭め、または広げる方法としては、一度の処理で、一定値まで狭めまたは元の窓幅まで広げる方法と、数フレームごとに分けて段階的に、一定値まで狭めまたは元の窓幅まで広げる方法とがある。
したがって、この実施の形態４によれば、信号の受信状態に応じて同期窓幅を制御しているので、同期窓同士を重なり難くすることができ、ユーザの同期位置が互いに近接したり、または交差することを防止することができる。
［実施の形態５］
図８は、この発明の実施の形態５による同期窓制御処理を示すフロー図である。この実施の形態５のステップＳ１〜Ｓ６の処理は、図４の実施の形態１のステップＳ１〜Ｓ６の処理と全く同じであり、その説明はここでは繰返さない。
この実施の形態５が、実施の形態１と異なるのは次の点である。すなわち、ステップＳ１４において、デフォルトの同期窓幅を新規に設定し、当該タイムスロットにパス多重接続しているユーザの数が増えると、すなわち多重度が増大すると、それぞれのユーザのデフォルト同期窓幅を狭める制御を行なっている。
一つのタイムスロットに多重接続しているユーザの数が増えれば、当然にそれぞれのユーザの同期窓同士の間隔は狭まり、同期窓同士が重なり合う可能性が大きくなる。
そこで、この実施の形態５では、このように多重度の増大に応じて同期窓幅を狭めることにより、同期窓同士が重なり合う可能性を低くし、同期位置同士の近接または交差を防止するものである。
以上のように、この発明によれば、無線基地システムにおいて、各ユーザの移動端末装置からの信号の同期位置を中心とする同期窓を設定し、同期窓以外での受信信号を排除するとともに、同一タイムスロット内での複数ユーザの同期窓同士の間隔を適切に保持するように、当該複数ユーザに対する送信信号の送信タイミングを制御しているので、複数ユーザの同期位置が互いに近接したり、交差したりすることを防止することができ、ひいては通話特性の劣化やユーザ間の混信を防止することができる。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る無線基地システム、同期窓制御方法および同期窓制御プログラムによれば、無線基地システムにおいて複数ユーザの同期位置が互いに近接したり交差することがないよう複数ユーザに対する送信タイミングを制御することにより通話特性の劣化やユーザ間の混信を防止することができるので、移動体通信システムにおける通話特性の改善に有用である。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明による無線基地システムの全体構成を示す機能ブロック図である。
図２は、この発明による同期窓制御方法の原理を模式的に説明するタイミング図である。
図３は、この発明による同期窓制御方法の原理を模式的に説明するタイミング図である。
図４は、この発明の実施の形態１による同期窓制御処理を示すフロー図である。
図５は、この発明の実施の形態２による同期窓制御処理を示すフロー図である。
図６は、この発明の実施の形態３による同期窓制御処理を示すフロー図である。
図７は、この発明の実施の形態４による同期窓制御処理を示すフロー図である。
図８は、この発明の実施の形態５による同期窓制御処理を示すフロー図である。
この発明は、無線基地システム、同期窓制御方法および同期窓制御プログラムに関し、より特定的には、移動体通信システムにおいて複数の移動端末装置がパス多重接続することができる無線基地システム、およびそのような無線基地システムにおいて受信タイミング（同期位置）を適正化するための同期窓制御方法および同期窓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、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移動端末装置を無線基地システムに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。このＰＤＭＡ方式では、各ユーザの移動端末装置からの信号は、周知のアダプティブアレイ処理により分離抽出される。
このようなＰＤＭＡ方式による移動体通信システムにおいては、各移動端末装置から送信された信号が無線基地局に到来する受信タイミング（同期位置とも称する）は、端末装置の移動による端末装置−基地局の距離の変化や、電波の伝搬路特性の変動など、種々の要因により変動する。
ＰＤＭＡ方式の移動体通信システムにおいて同一タイムスロットに複数のユーザの移動端末装置がパス多重接続している場合において、それぞれの移動端末装置からの受信信号の同期位置が上述の理由により変動して互いに近接したり、場合によっては時間的前後関係が交差したりすることがある。
同期位置が近づきすぎると、複数の移動端末装置からの受信信号同士の時間相関が高くなり、アダプティブアレイ処理によるユーザごとの信号抽出の精度が劣化することになる。このため、各ユーザに対する通話特性も劣化することになる。
また、ＰＨＳでは、各移動端末装置からの受信信号は、各フレームごとにすべてのユーザに共通の既知のビット列からなる参照信号区間を含んでおり、複数ユーザの移動端末装置からの受信信号の同期位置が一致するようなことになれば、受信信号の参照信号区間が重なってユーザ同士を識別分離することができなくなり、ユーザ間の混信（いわゆるＳＷＡＰ）を引き起こすこととなる。
それゆえに、この発明の目的は、同一のタイムスロットにパス多重接続している複数ユーザの移動端末装置の通話特性の劣化やユーザ間の混信を抑制することができる無線基地システム、同期窓制御方法および同期窓制御プログラムを提供することである。
発明の開示
この発明によれば、複数の移動端末装置がパス多重接続することができる無線基地システムは、同期窓設定手段と、受信不許可手段と、送信タイミング制御手段とを備える。同期窓設定手段は、各移動端末装置からの受信信号の受信タイミングを中心として所定の時間長の同期窓を設定する。受信不許可手段は、各移動端末装置からの受信信号の次の受信タイミングが、設定された同期窓に入らないとき、受信信号の受信を許可しない。送信タイミング制御手段は、特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミングを制御する。
好ましくは、送信タイミング制御手段は、パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が狭まったときには、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を広げるように送信タイミングを制御する手段と、パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が広がったときには、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を狭めるように送信タイミングを制御する手段とを含む。
より好ましくは、送信タイミング制御手段は、送信タイミング制御手段による送信タイミングの制御後において、パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、特定のタイムスロットに対するパス多重接続を少なくとも部分的に解除する手段を含む。
より好ましくは、パス多重接続を解除する手段は、パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、当該無線基地システムの異なるタイムスロットに接続させる手段を含む。
より好ましくは、パス多重接続を解除する手段は、パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、異なる無線基地システムのタイムスロットに接続させる手段を含む。
より好ましくは、送信タイミング制御手段は、送信タイミング制御手段による送信タイミングの制御後において、パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、同期窓同士の重なり合った部分を、少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓から除外する手段を含む。
より好ましくは、無線基地システムは、特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を制御する同期窓幅制御手段をさらに備える。
より好ましくは、同期窓幅制御手段は、受信タイミングが所定期間にわたって一定している移動端末装置の同期窓幅を狭める手段を含む。
より好ましくは、同期窓幅制御手段は、同期窓幅が狭められた移動端末装置に受信エラーが発生したときに狭められた同期窓幅を広げる手段を含む。
より好ましくは、同期窓幅制御手段は、特定のタイムスロットにパス多重接続している移動端末装置の数が多いほど、接続している移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を狭める手段を含む。
この発明の他の局面によれば、複数の移動端末装置がパス多重接続することができる無線基地システムにおける同期窓制御方法は、各移動端末装置からの受信信号の受信タイミングを中心として所定の時間長の同期窓を設定するステップと、各移動端末装置からの受信信号の次の受信タイミングが、設定された同期窓に入らないとき、受信信号の受信を許可しないステップと、特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミングを制御するステップとを備える。
好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が狭まったときには、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を広げるように送信タイミングを制御するステップと、パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が広がったときには、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を狭めるように送信タイミングを制御するステップとを含む。
より好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、送信タイミングの制御後において、パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、特定のタイムスロットに対するパス多重接続を少なくとも部分的に解除するステップを含む。
より好ましくは、パス多重接続を解除するステップは、パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、当該無線基地システムの異なるタイムスロットに接続させるステップを含む。
より好ましくは、パス多重接続を解除するステップは、パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、異なる無線基地システムのタイムスロットに接続させるステップを含む。
より好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、送信タイミングの制御後において、パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、同期窓同士の重なり合った部分を、少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓から除外するステップを含む。
より好ましくは、同期窓制御方法は、特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を制御するステップをさらに備える。
より好ましくは、同期窓幅を制御するステップは、受信タイミングが所定期間にわたって一定している移動端末装置の同期窓幅を狭めるステップを含む。
より好ましくは、同期窓幅を制御するステップは、同期窓幅が狭められた移動端末装置に受信エラーが発生したときに狭められた同期窓幅を広げるステップを含む。
より好ましくは、同期窓幅を制御するステップは、特定のタイムスロットにパス多重接続している移動端末装置の数が多いほど、接続している移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を狭めるステップを含む。
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パス多重接続することができる無線基地システムにおける同期窓制御プログラムは、コンピュータに、各移動端末装置からの受信信号の受信タイミングを中心として所定の時間長の同期窓を設定するステップと、各移動端末装置からの受信信号の次の受信タイミングが、設定された同期窓に入らないとき、受信信号の受信を許可しないステップと、特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミングを制御するステップとを実行させる。
好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が狭まったときには、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を広げるように送信タイミングを制御するステップと、パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が広がったときには、複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を狭めるように送信タイミングを制御するステップとを含む。
より好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、送信タイミングの制御後において、パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、特定のタイムスロットに対するパス多重接続を少なくとも部分的に解除するステップを含む。
より好ましくは、パス多重接続を解除するステップは、パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、当該無線基地システムの異なるタイムスロットに接続させるステップを含む。
より好ましくは、パス多重接続を解除するステップは、パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、異なる無線基地システムのタイムスロットに接続させるステップを含む。
より好ましくは、送信タイミングを制御するステップは、送信タイミングの制御後において、パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、同期窓同士の重なり合った部分を、少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓から除外するステップを含む。
より好ましくは、同期窓制御プログラムは、特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を制御するステップをさらにコンピュータに実行させる。
より好ましくは、同期窓幅を制御するステップは、受信タイミングが所定期間にわたって一定している移動端末装置の同期窓幅を狭めるステップを含む。
より好ましくは、同期窓幅を制御するステップは、同期窓幅が狭められた移動端末装置に受信エラーが発生したときに狭められた同期窓幅を広げるステップを含む。
より好ましくは、同期窓幅を制御するステップは、特定のタイムスロットにパス多重接続している移動端末装置の数が多いほど、接続している移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を狭めるステップを含む。
したがって、この発明によれば、各ユーザの移動端末装置からの信号の基地局での受信タイミング（同期位置）を中心とする同期窓を設定し、同期窓以外での受信信号を排除するとともに、タイムスロット内での複数ユーザの同期窓同士の間隔を適切に保持するように、当該複数ユーザに対する送信信号の送信タイミングを制御しているので、複数ユーザの同期位置が互いに近接したり、交差したりすることを防止することができ、ひいては通話特性の劣化やユーザ間の混信を防止することができる。
発明を実施するための最良の形態
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。
図１は、この発明による無線基地システムの全体構成を示す機能ブロック図である。
図１を参照して、無線基地システムの複数本、たとえば４本のアンテナ１，２，３，４で受信された複数ユーザの移動端末装置からの信号は、対応する送受信回路５，６，７，８のそれぞれのＲＦ回路５ａ，６ａ，７ａ，８ａで受信処理が施され、さらにＡ／ＤおよびＤ／Ａ変換機９，１０，１１，１２でデジタル信号に変換される。
デジタル信号に変換されたそれぞれのアンテナからの４系統の受信信号は、サーキュレータ１３を介してデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１４に与えられる。破線１４で表わされたＤＳＰの内部は、ＤＳＰによってソフトウェア的に実行される処理を機能ブロック図で示したものである。
サーキュレータ１３を介してＤＳＰ１４に与えられた４系統の受信信号は、受信処理部１５の同期処理部１５ａに与えられる。同期処理部１５ａは、周知の同期位置推定方法により、当該無線基地システムにパス多重接続している複数ユーザ（この例ではユーザ１およびユーザ２）からのそれぞれの受信信号の同期位置を高精度に推定する。
同期窓制御部１５ｂは、ユーザごとの推定された同期位置に基づいて同期窓を設定し、この発明による同期窓制御を実行する。この発明による同期窓制御については後で詳細に説明する。
次に、受信信号に対してアダプティブアレイ処理部１５ｃにより周知のアダプティブアレイ処理が施され、ユーザ１および２用の算出されたウェイトを用いて、ユーザ１および２の受信信号が分離抽出される。
分離抽出されたユーザごとの信号は、検波部１５ｄで復調され、ユーザ１および２の復調データとしてＤＳＰ１４から出力される。
一方、ユーザ１および２の送信すべきデータ（音声データなど）は、ＤＳＰ１４の送信処理部１６の変調処理部１６ａに与えられる。変調処理部１６ａで変調されたユーザ１および２のデータは、それぞれ乗算器１６ｂ，１６ｃの一方入力に与えられる。
また、乗算器１６ｂ，１６ｃの他方入力には、アダプティブアレイ処理部１５ｃで算出されたユーザ１および２用のウェイトが与えられ、ユーザ１および２のデータの送信指向性が決定される。
乗算器１６ｂ，１６ｃのそれぞれの出力は、送信タイミング調整処理部１６ｄに与えられる。送信タイミング調整処理部１６ｄは、後述するように、同期窓制御部１５ｂから与えられるユーザ１および２用の送信タイミングの制御信号に基づいて、ユーザ１および２のデータ送信のタイミングを調整する。
送信信号合成処理部１６ｅは、ユーザ１および２の送信信号を合成し、図中１本の矢印で示す４系統の送信信号に変換し、サーキュレータ１３を介してＡ／ＤおよびＤ／Ａ変換機９，１０，１１，１２に配分する。Ａ／ＤおよびＤ／Ａ変換機９，１０，１１，１２でアナログ信号に変換された４系統の送信信号は、対応する送受信回路５，６，７，８のそれぞれのＲＦ回路５ａ，６ａ，７ａ，８ａで送信処理が施され、対応するアンテナ１，２，３，４を介して移動端末装置に向かって送出される。
次に、図２および図３を参照して、この発明による無線基地システムにおける同期窓制御方法の原理について説明する。
図２は、ある一つのタイムスロット内におけるタイミング図であり、当該タイムスロット内におけるユーザ１および２の受信信号の到来タイミングすなわち同期位置を示している。
この発明によれば、各ユーザの到来タイミングすなわち同期位置を中心として、その前後にαシンボルの区間を同期窓として設定する。そして次の受信タイミングにおいて、この同期窓以外のタイミングにおける受信は同期位置として認めない、すなわち当該信号の受信は不許可とするものである。
一般に、移動端末装置の移動によって受信タイミングが刻々と変化することはあるが、いきなり全く異なるタイミングに飛ぶようなことはなく、そのようなタイミングで受信することがあれば、なんらかのエラーによるものと考えられ、受信を不許可にすることが望ましい。
そこで、この発明では、図２に示すように、各ユーザの同期位置はフレームごとにある程度は変動し、また完全に正確に推定できない場合もあることを考慮して、当該フレームで推定された同期位置を中心に所定時間長の同期窓を設け、次の受信タイミングで、すなわち次の受信信号フレームで、設定されている同期窓の範囲内のみを同期位置とみなし、それ以外のタイミングを同期位置とはみなさず、そのようなタイミングでの受信を不許可とするようにしたものである。
図２に示すように、一つのタイムスロットに複数のユーザ１および２がパス多重接続している場合、２つの同期位置が存在し、対応して２つの同期窓が存在する。従来技術の説明で述べたように、複数のユーザの同期位置同士が近接したり、交差したりすると、通話特性の劣化や、混信の原因となる。
そこでこの発明では、同期位置同士の近接や交差を防止するために、複数のユーザの同期窓同士が重なり合うことを禁止するよう同期窓制御を行なっている。
図３を参照してより具体的に説明すると、図３において（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ、一つのタイムスロット内にユーザ１および２がパス多重接続している状態における受信タイミングおよび送信タイミングを示すタイミング図である。
図３の（Ａ）を参照して、ユーザ１の到来タイミング（同期位置）が、右向きの太線の矢印で示すようにユーザ２の同期位置に接近し、ユーザ１および２の同期窓同士の間隔が狭まると、同期窓同士が重なり合う可能性がある。そこで、そのような場合には、図３の（Ｂ）のユーザ１の送信タイミングを、左向きの太線の矢印で示すように早めるように送信タイミングを制御するものである。
すなわち、無線基地システムからの送信タイミングを早めれば、これを受信した移動端末装置からの送信タイミングも早まり、ひいては無線基地システムにおける受信タイミングも早まることになる。
このように、ユーザ１の送信タイミングを早める制御を実行することにより、その反射的効果としてユーザ１からの受信タイミングも早まり、ユーザ１の同期窓がユーザ２の同期窓に接近することを防止できる。なおこの場合、ユーザ２の送信タイミングを遅らせることによっても同様の効果を得ることができる。
言い換えれば、ユーザ１および２の同期窓同士が接近したときには、ユーザ１および２の送信タイミングの時間差が広がるように、ユーザ１および／または２の送信タイミングを制御するものである。
一方、図３の（Ａ）を参照して、ユーザ１の到来タイミング（同期位置）が、左向きの太線の矢印で示すようにユーザ２の同期位置から離れ、ユーザ１および２の同期窓同士の間隔が広がると、それぞれの同期窓が一つのタイムスロット内に収まらなくなる可能性がある。そこで、そのような場合には、図３の（Ｂ）のユーザ１の送信タイミングを、右向きの太線の矢印で示すように遅らせるように送信タイミングを制御するものである。
すなわち、無線基地システムからの送信タイミングを遅らせれば、これを受信した移動端末装置からの送信タイミングも遅れ、ひいては無線基地システムにおける受信タイミングも遅れることになる。
このように、ユーザ１の送信タイミングを遅らせる制御を実行することにより、その反射的効果としてユーザ１からの受信タイミングも遅れ、ユーザ１の同期窓がユーザ２の同期窓から必要以上に離れることを防止できる。なおこの場合、ユーザ２の送信タイミングを早めることによっても同様の効果を得ることができる。
言い換えれば、ユーザ１および２の同期窓同士が離れたときには、ユーザ１および２の送信タイミングの時間差が狭まるように、ユーザ１および／または２の送信タイミングを制御するものである。
図３に示すような同期窓制御は図１のＤＳＰ１４の同期窓制御部１５ｂおよび送信タイミング調整処理部１６ｄにより実行される。実際にはこれらの処理はＤＳＰ１４によりソフトウェア的に実行されるので、以下にこの発明の種々の実施形態について、対応するフロー図を参照して説明する。
［実施の形態１］
図４は、この発明の実施の形態１による同期窓制御処理を示すフロー図である。この実施の形態１は、図３を参照して説明した最も基本的な処理を表わすフロー図である。
図４を参照して、まずステップＳ１において、周知の方法で推定された同期位置を中心に前後αシンボルの長さの同期窓が設定される。
次に、ステップＳ２において、パス多重接続しているユーザの同期窓同士の間隔が、同期窓同士の重なりを防ぐための所定の閾値１以下であるか否かが判断される。
そして、間隔が閾値１以下であれば、ステップＳ４に進み、図３に関して説明したように、ユーザ同士の送信タイミング差を広げる処理が実行される。なお、送信タイミングを一度に移動させる幅は、１フレームごとにβシンボルづつとする。
一方、ステップＳ２において、同期窓同士の間隔が閾値１以下ではないと判断されると、ステップＳ３において、ユーザの同期窓同士の間隔が、同期窓の間隔が広がりすぎることを防ぐための所定の閾値２以上であるか否かが判断される。
そして、間隔が閾値２以上であれば、ステップＳ５に進み、図３に関して説明したように、ユーザ同士の送信タイミング差を狭める処理が実行される。なお、この場合も送信タイミングを一度に移動させる幅は、１フレームごとにβシンボルづつとする。
一方、ステップＳ３において、同期窓同士の間隔が閾値２以上ではないと判断されると、ステップＳ６に進み、現在設定されている同期窓を維持し、次のフレームにおける受信に備える。そして、次の受信タイミングでは、現在設定されている同期窓の範囲外での同期位置は認めない。
以上のように、この実施の形態１によれば、多重接続している各ユーザの移動端末装置からの信号の同期位置を中心とする同期窓を設定し、同期窓以外での受信信号を排除するとともに、同一タイムスロット内での複数ユーザの同期窓同士の間隔を適切に保持するように、当該複数ユーザに対する送信信号の送信タイミングを制御しているので、複数ユーザの同期位置が互いに近接したり、または当該タイムスロットからはみ出すことを防止することができる。
［実施の形態２］
図５は、この発明の実施の形態２による同期窓制御処理を示すフロー図である。この実施の形態２のステップＳ１〜Ｓ６の処理は、図４の実施の形態１のステップＳ１〜Ｓ６の処理と全く同じであり、その説明はここでは繰返さない。
この実施の形態２が、実施の形態１と異なるのは次の点である。すなわち、何らかの原因で、多重接続しているユーザ同士の受信タイミングが急激に接近した場合、前述のステップＳ４の送信タイミング差を広げる処理が間に合わず、結果的に同期窓同士が重なり合ってしまう事態が生じることがある。このような事態を放置すれば、同期位置の近接や交差などが生じる恐れがあるので何らかの対応策を講じる必要がある。
この実施の形態２では、ステップＳ７において、送信タイミングの制御後にそうのような同期窓同士の重なりが生じているか否かを判断し、生じていればステップＳ８に進んで、いわゆる干渉起動動作を起こし、当該タイムスロットにおいて同期窓が重なり合っているユーザの多重接続を解除する。
多重接続を解除する具体的な方法としては、ＴＣＨ切替やＨ／Ｏ（ハンドオーバ）などの手法がある。ＴＣＨ切替とは、あるタイムスロットで同期窓が重なり合っている多重接続ユーザの一方を、別のタイムスロットに移動させることにより多重接続を解除するものであり、Ｈ／Ｏとは、別のタイムスロットでも接続が不可能なときに、異なる基地局のタイムスロットに移動させることにより多重接続を解除するものである。
したがって、この実施の形態２によれば、送信タイミングの制御を行なったにもかかわらず同期窓の重なりが生じた場合には、当該タイムスロットにおけるパス多重接続を少なくとも部分的に（同期窓の重なりが生じているユーザ間で）解除することにより、ユーザの同期位置が互いに近接したり、または交差することを防止することができる。
［実施の形態３］
図６は、この発明の実施の形態３による同期窓制御処理を示すフロー図である。この実施の形態３は、以下の点を除いて、図５の実施の形態２と同じである。
すなわち、送信タイミングの制御後に同期窓同士の重なりが生じたことがステップＳ７において判断された場合の対応として、この実施の形態３では、ステップＳ９において、同期窓の重なり合っている部分を同期窓から除外する処理を行なうようにしている。言い換えると、次の受信フレームで、同期窓の重なり合っている部分に受信タイミングが来ても、同期位置とはみなさないようにしている。
したがって、この実施の形態３によれば、送信タイミングの制御を行なったにもかかわらず同期窓の重なりが生じた場合には、同期窓の重なり合っている部分における次の受信タイミングを除外しているので、ユーザの同期位置が互いに近接したり、または交差することを防止することができる。
［実施の形態４］
図７は、この発明の実施の形態４による同期窓制御処理を示すフロー図である。この実施の形態４のステップＳ１〜Ｓ６の処理は、図４の実施の形態１のステップＳ１〜Ｓ６の処理と全く同じであり、その説明はここでは繰返さない。
この実施の形態４が、実施の形態１と異なるのは次の点である。すなわち、ステップＳ１０において、受信タイミングが過去数フレームにわたって一定しておりかつ受信エラーもないと判断されたユーザについては、同期位置の大きな変動は予想しにくいため、ステップＳ１１において、当該ユーザの同期窓の窓幅を狭める制御を行なっている。ただし、ある一定幅以上に狭めることはしない。このように同期窓幅を狭めることにより、同期窓同士はより重なり合い難くなる。
このようにして同期窓幅が狭められた状態で、後続のフレームで当該ユーザの受信信号に受信エラーが発生していることがステップＳ１２で判断されると、ステップＳ１３において当該ユーザの同期窓幅を元の窓幅に広げる制御を行なう。ただし、元の窓幅を超えて広げることはない。このように受信エラーが発生し、電波の受信状態が不安定になった場合には、同期窓幅を広げることにより、同期位置を認める許容範囲を拡張し、変動する受信タイミングを確実に捉えようとするものである。
なお、受信エラーとは、所望のユーザからの所望波の到来方向に対する干渉波の到来方向の影響、所望波と干渉波との受信電力の差、などの要因により、アダプティブアレイ処理により所望波を正確に抽出できない場合をいうものであり、代表的なものとして、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）エラー、ＵＷ（Ｕｎｉｑｕｅ Ｗｏｒｄ）エラーなどがある。また、その検出方法は周知であり、たとえばＰＨＳの規格書であるスタンダード２８などに詳細に開示されているので、ここでは説明を省略する。
さらに、同期窓幅を狭め、または広げる方法としては、一度の処理で、一定値まで狭めまたは元の窓幅まで広げる方法と、数フレームごとに分けて段階的に、一定値まで狭めまたは元の窓幅まで広げる方法とがある。
したがって、この実施の形態４によれば、信号の受信状態に応じて同期窓幅を制御しているので、同期窓同士を重なり難くすることができ、ユーザの同期位置が互いに近接したり、または交差することを防止することができる。
［実施の形態５］
図８は、この発明の実施の形態５による同期窓制御処理を示すフロー図である。この実施の形態５のステップＳ１〜Ｓ６の処理は、図４の実施の形態１のステップＳ１〜Ｓ６の処理と全く同じであり、その説明はここでは繰返さない。
この実施の形態５が、実施の形態１と異なるのは次の点である。すなわち、ステップＳ１４において、デフォルトの同期窓幅を新規に設定し、当該タイムスロットにパス多重接続しているユーザの数が増えると、すなわち多重度が増大すると、それぞれのユーザのデフォルト同期窓幅を狭める制御を行なっている。
一つのタイムスロットに多重接続しているユーザの数が増えれば、当然にそれぞれのユーザの同期窓同士の間隔は狭まり、同期窓同士が重なり合う可能性が大きくなる。
そこで、この実施の形態５では、このように多重度の増大に応じて同期窓幅を狭めることにより、同期窓同士が重なり合う可能性を低くし、同期位置同士の近接または交差を防止するものである。
以上のように、この発明によれば、無線基地システムにおいて、各ユーザの移動端末装置からの信号の同期位置を中心とする同期窓を設定し、同期窓以外での受信信号を排除するとともに、同一タイムスロット内での複数ユーザの同期窓同士の間隔を適切に保持するように、当該複数ユーザに対する送信信号の送信タイミングを制御しているので、複数ユーザの同期位置が互いに近接したり、交差したりすることを防止することができ、ひいては通話特性の劣化やユーザ間の混信を防止することができる。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る無線基地システム、同期窓制御方法および同期窓制御プログラムによれば、無線基地システムにおいて複数ユーザの同期位置が互いに近接したり交差することがないよう複数ユーザに対する送信タイミングを制御することにより通話特性の劣化やユーザ間の混信を防止することができるので、移動体通信システムにおける通話特性の改善に有用である。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明による無線基地システムの全体構成を示す機能ブロック図である。
図２は、この発明による同期窓制御方法の原理を模式的に説明するタイミング図である。
図３は、この発明による同期窓制御方法の原理を模式的に説明するタイミング図である。
図４は、この発明の実施の形態１による同期窓制御処理を示すフロー図である。
図５は、この発明の実施の形態２による同期窓制御処理を示すフロー図である。
図６は、この発明の実施の形態３による同期窓制御処理を示すフロー図である。
図７は、この発明の実施の形態４による同期窓制御処理を示すフロー図である。
図８は、この発明の実施の形態５による同期窓制御処理を示すフロー図である。
Claims (30)
- 複数の移動端末装置がパス多重接続することができる無線基地システムであって、
各移動端末装置からの受信信号の受信タイミングを中心として所定の時間長の同期窓を設定する同期窓設定手段（１４）と、
各移動端末装置からの受信信号の次の受信タイミングが、前記設定された同期窓に入らないとき、前記受信信号の受信を許可しない受信不許可手段（１４）と、
特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が前記特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、前記複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミングを制御する送信タイミング制御手段（１４）とを備えた、無線基地システム。 - 前記送信タイミング制御手段は、
前記パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が狭まったときには、前記複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を広げるように送信タイミングを制御する手段と、
前記パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が広がったときには、前記複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を狭めるように送信タイミングを制御する手段とを含む、請求項１に記載の無線基地システム。 - 前記送信タイミング制御手段は、
前記送信タイミング制御手段による送信タイミングの制御後において、前記パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、前記特定のタイムスロットに対するパス多重接続を少なくとも部分的に解除する手段を含む、請求項１に記載の無線基地システム。 - 前記パス多重接続を解除する手段は、
前記パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、当該無線基地システムの異なるタイムスロットに接続させる手段を含む、請求項３に記載の無線基地システム。 - 前記パス多重接続を解除する手段は、
前記パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、異なる無線基地システムのタイムスロットに接続させる手段を含む、請求項３に記載の無線基地システム。 - 前記送信タイミング制御手段は、
前記送信タイミング制御手段による送信タイミングの制御後において、前記パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、前記同期窓同士の重なり合った部分を、前記少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓から除外する手段を含む、請求項１に記載の無線基地システム。 - 前記特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が前記特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、前記複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を制御する同期窓幅制御手段をさらに備えた、請求項１に記載の無線基地システム。
- 前記同期窓幅制御手段は、
受信タイミングが所定期間にわたって一定している移動端末装置の同期窓幅を狭める手段を含む、請求項７に記載の無線基地システム。 - 前記同期窓幅制御手段は、
前記同期窓幅が狭められた移動端末装置に受信エラーが発生したときに前記狭められた同期窓幅を広げる手段を含む、請求項８に記載の無線基地システム。 - 前記同期窓幅制御手段は、
前記特定のタイムスロットにパス多重接続している移動端末装置の数が多いほど、前記接続している移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を狭める手段を含む、請求項７に記載の無線基地システム。 - 複数の移動端末装置がパス多重接続することができる無線基地システムにおける同期窓制御方法であって、
各移動端末装置からの受信信号の受信タイミングを中心として所定の時間長の同期窓を設定するステップと、
各移動端末装置からの受信信号の次の受信タイミングが、前記設定された同期窓に入らないとき、前記受信信号の受信を許可しないステップと、
特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が前記特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、前記複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミングを制御するステップとを備えた、同期窓制御方法。 - 前記送信タイミングを制御するステップは、
前記パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が狭まったときには、前記複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を広げるように送信タイミングを制御するステップと、
前記パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が広がったときには、前記複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を狭めるように送信タイミングを制御するステップとを含む、請求項１１に記載の同期窓制御方法。 - 前記送信タイミングを制御するステップは、
前記送信タイミングの制御後において、前記パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、前記特定のタイムスロットに対するパス多重接続を少なくとも部分的に解除するステップを含む、請求項１１に記載の同期窓制御方法。 - 前記パス多重接続を解除するステップは、
前記パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、当該無線基地システムの異なるタイムスロットに接続させるステップを含む、請求項１３に記載の同期窓制御方法。 - 前記パス多重接続を解除するステップは、
前記パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、異なる無線基地システムのタイムスロットに接続させるステップを含む、請求項１３に記載の同期窓制御方法。 - 前記送信タイミングを制御するステップは、
前記送信タイミングの制御後において、前記パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、前記同期窓同士の重なり合った部分を、前記少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓から除外するステップを含む、請求項１１に記載の同期窓制御方法。 - 前記特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が前記特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、前記複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を制御するステップをさらに備えた、請求項１１に記載の同期窓制御方法。
- 前記同期窓幅を制御するステップは、
受信タイミングが所定期間にわたって一定している移動端末装置の同期窓幅を狭めるステップを含む、請求項１７に記載の同期窓制御方法。 - 前記同期窓幅を制御するステップは、
前記同期窓幅が狭められた移動端末装置に受信エラーが発生したときに前記狭められた同期窓幅を広げるステップを含む、請求項１８に記載の同期窓制御方法。 - 前記同期窓幅を制御するステップは、
前記特定のタイムスロットにパス多重接続している移動端末装置の数が多いほど、前記接続している移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を狭めるステップを含む、請求項１７に記載の同期窓制御方法。 - 複数の移動端末装置がパス多重接続することができる無線基地システムにおける同期窓制御プログラムであって、コンピュータに、
各移動端末装置からの受信信号の受信タイミングを中心として所定の時間長の同期窓を設定するステップと、
各移動端末装置からの受信信号の次の受信タイミングが、前記設定された同期窓に入らないとき、前記受信信号の受信を許可しないステップと、
特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が前記特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、前記複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミングを制御するステップとを実行させるための、同期窓制御プログラム。 - 前記送信タイミングを制御するステップは、
前記パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が狭まったときには、前記複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を広げるように送信タイミングを制御するステップと、
前記パス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士の間隔が広がったときには、前記複数の移動端末装置のそれぞれに対する送信信号の送信タイミング間の時間差を狭めるように送信タイミングを制御するステップとを含む、請求項２１に記載の同期窓制御プログラム。 - 前記送信タイミングを制御するステップは、
前記送信タイミングの制御後において、前記パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、前記特定のタイムスロットに対するパス多重接続を少なくとも部分的に解除するステップを含む、請求項２１に記載の同期窓制御プログラム。 - 前記パス多重接続を解除するステップは、
前記パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、当該無線基地システムの異なるタイムスロットに接続させるステップを含む、請求項２３に記載の同期窓制御プログラム。 - 前記パス多重接続を解除するステップは、
前記パス多重接続している複数の移動端末装置のいずれかを、異なる無線基地システムのタイムスロットに接続させるステップを含む、請求項２３に記載の同期窓制御プログラム。 - 前記送信タイミングを制御するステップは、
前記送信タイミングの制御後において、前記パス多重接続している少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が重なり合った場合に、前記同期窓同士の重なり合った部分を、前記少なくとも２つの移動端末装置のそれぞれの同期窓から除外するステップを含む、請求項２１に記載の同期窓制御プログラム。 - 前記特定のタイムスロットにパス多重接続している複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓同士が前記特定のタイムスロット内で適切な間隔を保持するように、前記複数の移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を制御するステップをさらにコンピュータに実行させるための、請求項２１に記載の同期窓制御プログラム。
- 前記同期窓幅を制御するステップは、
受信タイミングが所定期間にわたって一定している移動端末装置の同期窓幅を狭めるステップを含む、請求項２７に記載の同期窓制御プログラム。 - 前記同期窓幅を制御するステップは、
前記同期窓幅が狭められた移動端末装置に受信エラーが発生したときに前記狭められた同期窓幅を広げるステップを含む、請求項２８に記載の同期窓制御プログラム。 - 前記同期窓幅を制御するステップは、
前記特定のタイムスロットにパス多重接続している移動端末装置の数が多いほど、前記接続している移動端末装置のそれぞれの同期窓幅を狭めるステップを含む、請求項２７に記載の同期窓制御プログラム。
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