JP4704909B2

JP4704909B2 - 基地局装置及び基地局装置の制御方法

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Publication number: JP4704909B2
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Description

本発明は、基地局装置及び基地局装置の制御方法に関し、特に、複数の移動局装置と所定のキャリア周波数において空間分割多重方式により多重通信を行う基地局装置及び基地局装置の制御方法に関する。

空間分割多重方式（ＳＤＭＡ；Space Division Multiple Access）は、同一のキャリア周波数を空間的に分割し、周波数の利用効率を高める無線通信技術である。ＳＤＭＡを採用する従来の移動体通信システムでは、基地局装置にアダプティブアレーアンテナ（Adaptive Array Antenna）を設け、移動局装置毎にそれぞれ異なる指向性パターンを持つ送信ビームを形成して、各移動局装置に向けて電波を同時に送信している。基地局装置は、移動局装置に対して信号を送信する際に、アダプティブビームフォーミング（Adaptive Beamforming）により送信相手の移動局装置の方向に送信ビームを向け、アダプティブヌルステアリング（Adaptive Null Steering）により送信相手以外の移動局装置の方向に指向性パターンのヌル点を向ける制御を行う。基地局装置は、移動局装置から信号を受信する際も同様に、アダプティブビームフォーミングにより受信相手の移動局装置の方向（所望波方向）に受信ビームを向け、アダプティブヌルステアリングにより受信相手以外の移動局装置の方向（干渉波方向）に指向性パターンのヌル点を向ける。これにより、ＳＤＭＡ移動体通信システムは、基地局装置と移動局装置との間の通信品質を保ちつつ、同一のキャリア周波数を複数の移動局装置に同時に割り当てることにより、周波数の利用効率を高めている。

基地局装置が、既に第１の移動局装置との通信に使用中のキャリア周波数による通信チャネルを、空間多重により第２の移動局装置に対して割り当てる際、基地局装置は、第２の移動局装置との通信に用いる該通信チャネルを第２の移動局装置に通知する。第２の移動局装置は、基地局装置から通知された当該通信チャネルについてキャリアセンス（妨害波測定）を行う。キャリアセンスとは、指定された通信チャネルに、ある一定電力以上の妨害波信号が受信されているか否かを調べることをいう。通信チャネルにおいて妨害波信号が検出されると、該通信チャネルでの通信を開始することはできない。第２の移動局装置の通信品質が妨害波により劣化する可能性がある上、第２の移動局装置の通信が他の通信装置の通信を妨害する可能性もあるからである。

第１の移動局装置と当該通信チャネルで通信中の基地局装置は、アダプティブビームフォーミングにより第１の移動局装置の方向に送信ビームを向ける制御は行っているものの、第２の移動局装置を含むその他の移動局装置の方向に対して指向性パターンのヌル点を向ける制御までは行っていない。そのため、この状態で第２の移動局装置がキャリアセンスを行うと、第２の移動局装置は、基地局装置から第１の移動局装置に向けて送信される通信信号を妨害波信号として検出する。この場合キャリアセンスはパスされず、キャリアセンスをパスすることができなければ、第２の移動局装置は当該通信チャネルでの通信を拒否し、空間多重通信を開始することができない。そのため、基地局装置は、第２の移動局通信に対して通信チャネルを通知した後、第２の移動局装置が該通信チャネルについてキャリアセンスを完了するまでの間、第１の移動局装置に対する通信信号の送信を停止する必要がある。基地局装置が第２の移動局装置からの接続要求信号等から第２の移動局装置の方向を求め、該方向へのヌル制御を行う方法も考えられるが、該接続要求信号等と通信チャネルの周波数が異なる場合には第２の移動局装置に対するヌル制御の精度が悪くなり、キャリアセンスがパスしないことがあるため、第１の移動局装置に対する通信信号の送信を完全に停止する方が望ましい。

なお、下記特許文献１には、無線基地局が既に第１の端末との通信に使用中の通信チャネルで第２の端末に空間多重により収容する場合に、第２の端末に通信チャネルを指示後、第２の端末のキャリアセンスが終了するまでの期間、第１の端末への送信を停止することにより、第２の端末のキャリアセンスを確実にパスさせるための技術が開示されている。
特開２００４−２４８００１号公報

実際のＳＤＭＡ移動体通信システムにおいては、移動局装置の種類によってキャリアセンスを開始するタイミング及びキャリアセンスに要する期間がさまざまに異なる。そのため、上記従来の技術では、あらゆる種類の移動局装置に対してキャリアセンスをパスさせるために、基地局装置は第１の移動局装置に対する送信停止期間をある程度長めにとる必要がある。

しかしながら、基地局装置が第１の移動局装置に対する送信を長期間停止すると、第１の移動局装置はこれをフレームエラーとして検出し、ハンドオーバを起動する可能性が出てくる。そうなると、基地局装置が第１の移動局装置との通信に使用していた通信チャネルは空きチャネルとなり、該通信チャネルにおける空間多重通信は不成立に終わる。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、空間分割多重割当時に行われるキャリアセンス処理によるフレームエラーの発生を抑制し、空間分割多重割当の成功率を上げることのできる基地局装置及び基地局装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る基地局装置は、複数の移動局装置と所定のキャリア周波数における通信チャネルにおいて空間分割多重方式により多重通信が可能であるとともに、前記移動局装置から、前記通信チャネルにおける他の通信信号の有無に応じた多重通信の開始要求を受信し、該開始要求に応じて前記開始要求をした移動局装置に対して前記通信チャネルを割り当てる基地局装置において、前記複数の移動局装置のうち前記通信チャネルにおいて既に通信中の移動局装置に対して通信信号の断続送信を行う送信制御手段を含む、ことを特徴としている。

また、本発明に係る基地局装置の制御方法は、複数の移動局装置と所定のキャリア周波数における通信チャネルにおいて空間分割多重方式により多重通信が可能であるとともに、前記移動局装置から、前記通信チャネルにおける他の通信信号の有無に応じた多重通信の開始要求を受信し、該開始要求に応じて前記開始要求をした移動局装置に対して前記通信チャネルを割り当てる基地局装置の制御方法において、前記複数の移動局装置のうち前記通信チャネルにおいて既に通信中の移動局装置に対して通信信号の断続送信を行う、ことを特徴としている。

本発明によれば、通信信号を断続送信することにより、長時間送信が途絶える場合に比して、フレームエラーの発生が抑制される。また、送信がされない期間においてキャリアセンスを実施することができる。このため、空間分割多重割当時に行われるキャリアセンス処理によるフレームエラーの発生を抑制し、空間分割多重割当の成功率を上げることができるようになる。

また、本発明の一態様では、前記送信制御手段は、前記開始要求をした移動局装置に対して前記通信チャネルを通知後、前記複数の移動局装置のうち前記通信チャネルにおいて既に通信中の移動局装置に対して通信信号の断続送信を行う。こうすれば、通信チャネルにおいて既に通信中の移動局装置のスループットを大きく下げることなく、空間分割多重割当時に行われるキャリアセンス処理によるフレームエラーの発生を抑制し、空間分割多重割当の成功率を上げることができるようになる。

また、本発明の一態様では、複数の断続送信のパターンを記憶する送信パターン記憶手段をさらに含み、前記送信制御手段は、前記送信パターン記憶手段に記憶されるいずれかの前記断続送信のパターンを読み出すとともに、該パターンに従って、前記複数の移動局装置のうち前記通信チャネルにおいて既に通信中の移動局装置に対して通信信号の断続送信を行う。こうすれば、予め記憶された複数の断続送信パターンの中からいずれのパターンに基づいて通信チャネルに送信制御を行うことが可能となり、空間分割多重割当時に行われるキャリアセンス処理によるフレームエラーの発生を抑制し、空間分割多重割当の成功率を上げることができるようになる。

また、本発明の一態様では、前記開始要求をした移動局装置の識別情報に関連づけて、前記送信制御手段による前記断続送信のパターンを記憶する成功送信パターン記憶手段をさらに含み、前記送信制御手段は、前記開始要求をした移動局装置から再度、前記開始要求がされる場合に、該移動局装置の識別情報に関連づけて前記成功送信パターン記憶手段に記憶される前記断続送信のパターンを読み出すとともに、該パターンに従って、前記複数の移動局装置のうち前記通信チャネルにおいて既に通信中の移動局装置に対して通信信号の断続送信を行う。こうすれば、空間分割多重割当に成功した断続送信パターンが優先的に選択されるようになり、空間分割多重割当時に行われるキャリアセンス処理によるフレームエラーの発生を抑制し、空間分割多重割当の成功率を上げることができるようになる。

また、本発明の一態様では、前記送信パターンは、前記複数の移動局装置のうち前記通信チャネルにおいて既に通信中の移動局装置に対する通信信号の送信を停止するタイミング及びその送信を停止する期間を特定する情報を含む。こうすれば、移動局装置の種別に応じて最適な断続送信パターンを予め用意することが可能となり、空間分割多重割当時に行われるキャリアセンス処理によるフレームエラーの発生を抑制し、空間分割多重割当の成功率を上げることができるようになる。

また、本発明の一態様では、前記送信制御手段は、前記通信チャネルにおける通信信号の送信を一度停止した後、所定期間が経過するまで前記通信チャネルにおける通信信号の送信の停止を制限する。また、前記送信制御手段は、前記通信チャネルにおける通信信号の送信を一度停止した後、送信を開始し、再度送信を停止する際には通信信号の送信を一度停止した前記通信チャネルとは異なる通信チャネルの送信を停止するようにしてもよい。こうすれば、通信チャネルにおいて既に通信中の移動局装置のスループットを大きく下げることなく、空間分割多重割当時に行われるキャリアセンス処理によるフレームエラーの発生を抑制し、空間分割多重割当の成功率を上げることができるようになる。

また、本発明の一態様では、前記基地局装置は、前記複数の移動局装置と時分割多重方式及び空間分割多重方式により多重通信が可能であるとともに、前記開始要求をした移動局装置を除く少なくとも１つの移動局装置に既に割り当てられたいずれかのタイムスロットを、前記開始要求をした移動局装置に割り当てる多重化対象スロットとして選択する多重化対象スロット選択手段を含み、前記通信チャネルは、多重化対象スロット選択手段により選択される多重化対象スロット及び前記所定のキャリア周波数により特定される。こうすれば、時分割多重方式に加え、さらに空間分割による多重割当時に行われるキャリアセンス処理によるフレームエラーの発生を抑制し、空間分割多重割当の成功率を上げることができるようになる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る移動体通信システム１０の構成を示す図である。同図に示すように、移動体通信システム１０は、通信ネットワーク１６に有線伝送路で接続される基地局装置１２と基地局装置１２と無線伝送路で接続される複数の移動局装置１４とを含んで構成される。以下では、空間分割多重方式に加え、時分割多重方式（ＴＤＭＡ；Time Division Multiple Access）を採用する移動体通信システムを例にとって説明する。

図２は、基地局装置１２の構成を示すブロック図である。基地局装置１２は、制御部２０と記憶部３０と無線通信部４０と有線通信部５０とを含んで構成される。基地局装置１２は、例えば図１０（ａ）に示すように、所定の時間周期を有する１つのＴＤＭＡフレーム内に４つの時分割チャネルを多重し、さらに空間多重により１チャネル当たり少なくとも２つの移動局装置１４からの呼を収容する。各タイムスロットでは、それぞれ同一のキャリア周波数が使用される。

図２において、アダプティブアレーアンテナ４２は、無線部４４に接続されている。無線部４４は、送信部と受信部を備え、アダプティブアレーアンテナ４２を時分割で制御して送信と受信とを切り替えている。無線部４４の送信部は、アップコンバータ、電力増幅器等を備え、信号処理部４６から入力された信号をベースバンド信号から無線周波数信号に変換し、送信出力レベルにまで増幅してアダプティブアレーアンテナ４２に出力する。無線部４４の受信部は、ローノイズ増幅器、ダウンコンバータ等を備え、アダプティブアレーアンテナ４２で受信された信号を無線周波数信号からベースバンド信号に変換し、増幅して信号処理部４６に出力する。

信号処理部４６は、指向性パターンの形成に関する制御、即ち、無線部４４から入力される空間多重された各移動局装置１４からの受信信号を分離抽出して復調し回線インターフェース４８に出力する。また、回線インターフェース４８から入力された送信信号を変調し、所望の移動局装置１４へ送信できるように空間多重用に重み付けした信号を生成して無線部４４に出力する制御を行う。信号処理部４６は、１つの時分割チャネルにおいて空間多重される少なくとも２つの呼による信号を並列処理する。

有線通信部５０は、ＩＳＤＮ回線等の有線伝送路で通信ネットワーク１６に接続され、また制御部２０を介して信号処理部４６と接続されて、複数の通信回線と信号処理部４６との間で複数の信号（音声又はデータのベースバンド信号）を授受する。

制御部２０は、送信制御部２２、チャネル割当制御部２４及び通信チャネル通知部２８を含み、基地局装置１２全体の制御を行う。送信制御部２２は、無線部４４に移動局装置１４への送信を断続送信させる送信制御処理を行う。チャネル割当制御部２４は、多重化スロット選択部２６を含み、空間多重の対象となる呼及びタイムスロットを選択し、通信チャネルの割当を制御する。通信チャネル通知部２８は、チャネル割当制御部２４により決定される通信チャネルを、多重通信の接続要求をする移動局装置１４に対して通知する。制御部２０は、ＣＰＵ及びメモリ等から構成される。

記憶部３０は、送信パターン記憶部３２及び成功送信パターン記憶部３４を含み、送信制御部２２が行う送信制御処理に使用される送信制御情報を記憶する。記憶部３０は、例えば、制御部２０のメモリにより構成される。

図１０は、基地局装置１２が、１つの時分割チャネルに２つの移動局装置１４からの呼を空間多重する処理を説明する図である。図１０（ａ）は、呼が空間多重される前の状態を示しており、スロット１に係るチャネル（チャネル１）は第１の移動局装置１４（ＰＳ１）の呼１のみに、スロット２に係るチャネル（チャネル２）は第２の移動局装置１４（ＰＳ２）の呼２のみにそれぞれ使用されている。各チャネルには、それぞれ所定のキャリア周波数が割り当てられている。この状態から、新規にチャネル確立要求をする第３の移動局装置１４（ＰＳ３）からの呼３に対して、既に呼１が通信に使用中のチャネル１をさらに割り当てる処理を、図１１に基づいて説明する。本処理により、通信チャネルの割当状態は、図１０（ａ）から図１０（ｂ）に示す状態に変化する。以下、便宜上、多重化対象の通信チャネルにおいてすでに通信中の呼を被多重呼、該通信チャネルを新たに割り当てられる呼を多重呼と呼ぶ。

図１０（ａ）に示す状態では、ＰＳ１は基地局装置１２（ＣＳ）との間で既にチャネル１を用いて通信中である（Ｓ１００）。ここで、ＰＳ３がＣＳに対して接続要求信号を送信すると（Ｓ１０２）、ＣＳはＰＳ３に割り当てるべき通信チャネルを決定する。図１１に示す例では、チャネル割当制御部２４において、ＰＳ３の呼３が多重呼として選択され、多重化対象スロット選択部２６により、ＰＳ１の呼１に割り当てられたスロット１が多重化対象スロットとして選択される。通信チャネル通知部２８は、多重化対象スロット選択部２６により選択されたチャネル１に関する情報をＰＳ３に通知する（Ｓ１０４）。具体的には、スロット１及びスロット１において使用されるキャリア周波数を含む情報が通信チャネル通知部２８によりＰＳ３に通知される。通信チャネルの通知後、ＣＳは、送信制御部２２の制御により、所定の期間、チャネル１において既に通信中のＰＳ１に対する信号の送信を停止する（Ｓ１０６）。一方、ＰＳ３は、通信チャネル（チャネル１）に関する情報をＣＳから受信すると、該通信チャネルについてキャリアセンスを行う（Ｓ１０８）。ＰＳ３がキャリアセンスを行う期間中、ＣＳはＰＳ１への送信を停止しているため、ＰＳ３がＰＳ１向けの送信信号を妨害波として検出することはない。

ＰＳ３は、キャリアセンスがパスすると、ＣＳから通知された通信チャネルを使用して同期確立要求用の同期バースト信号（同期制御信号）をＣＳに送信する（Ｓ１１０）。ＣＳは、ＰＳ３から該同期バースト信号を受信したタイミング、あるいはタイマ等で予め設定されるＰＳ１への送信を停止後に所定期間が経過したタイミングで、ＰＳ１への送信を再開する。ＰＳ３から同期バースト信号を受信したＣＳは、該同期バースト信号への応答として同期バースト信号をＰＳ３に送信する（Ｓ１１２）。ＣＳ及びＰＳ３との間で同期確立されたタイミングで、多重呼である呼３のチャネル１への多重化は完了し、図１０（ｂ）に示す状態になる。次いで、ＰＳ３は、ＣＳからの同期バースト信号を受信することにより同期確立と判断し、ＣＳから割り当てられた通信チャネルを使用して通信信号をＣＳへ送信する（Ｓ１１４）。この通信信号は、アイドル信号であってもよく、あるいは音声やデータ等の有意な信号であってもよい。ＣＳも同様に、当該通信チャネルを使用して通信信号をＰＳ３に送信する（Ｓ１１６）。

前述の通り、実際のＳＤＭＡ移動体通信システムにおいては、移動局装置の種類によってキャリアセンスを開始するタイミング及びキャリアセンスに要する期間がさまざまに異なる。図５は、移動局装置の種別毎に、通信チャネルの通知を受けてからキャリアセンスを開始するまでのフレーム数（フレーム周期は５ミリ秒）及びキャリアセンスの実施に要するフレーム数を示している。同図によれば、例えば、ＰＳ１については、通信チャネルの通知を受けてからキャリアセンス開始までのフレーム数が２、キャリアセンスの実施に要するフレーム数が５であり、一方、ＰＳ１３については、キャリアセンス開始までのフレーム数が２２、キャリアセンスの実施に要するフレーム数が８であり、これらの例からも移動局装置種別によってキャリアセンスを開始するタイミング及びキャリアセンスに要する期間が大きく異なることが分かる。このため、従来のシステムでは、あらゆる移動局装置に対して確実にキャリアセンスをパスさせるために、ＣＳにおいてかなり長めの送信停止時間をとる必要があった。そうすると、必ず１回の送信停止でキャリアセンスをパスされることは可能であるが、逆に、キャリアセンスのパスを優先して送信停止時間を長くし過ぎると、今度は送信を停止された移動局装置側が、本来送信されてくるべきＣＳからの信号がないためにこれをフレームエラーとして検出し、ハンドオーバを起動する可能性が出てくる。そうすると結局、１つの通信チャネルに複数の移動局装置の呼を空間多重することができなくなる。

そこで、本実施の形態に係る基地局装置１２では、図５に示す送信停止時間１乃至３のように、各送信停止時間を短くすることで被多重呼に係る移動局装置１４におけるフレームエラーの発生を抑制しつつ、さまざまパターンで断続送信を繰り返すことによりいずれかのタイミングで呼に空間多重を成立させるようにしている。すなわち、本実施の形態に係る送信制御部２２は、多重呼に係る移動局装置１４に多重化対象の通信チャネルを通知後、該通信チャネルにおいて既に通信中の被多重呼に係る移動局装置に対して通信信号の断続送信を行う。こうすれば、キャリアセンスのタイミングと送信停止のタイミングとがなかなか一致しないことによりキャリアセンスがパスしない確率は増加する反面、フレームエラーレートの上昇を抑制することが可能となり、ハンドオーバの起動を防止することができる。

また、送信制御部２２は、送信パターン記憶部３２に記憶されるいずれかの断続送信のパターンを読み出すとともに、該パターンに従って、被多重呼に係る移動局装置に対して通信信号の断続送信を行ってもよい。図３は、送信パターン記憶部３２の例を示す図である。送信パターン記憶部３２は、例えば同図に示すように、送信パターン番号にそれぞれ関連づけて複数の断続送信のパターンを記憶する。断続送信パターンに、例えば、多重呼に係る移動局装置１４に通信チャネルを通知後の、被多重呼に係る移動局装置１４に対する通信信号の送信を停止するまでのフレーム数、及びその送信を停止する期間を特定する情報を含むようにしてもよい。

また、多重通信の開始要求をした移動局装置１４、すなわち、キャリアセンスをパスした移動局装置１４の断続送信のパターンを、該移動局装置１４の識別情報に関連づけて成功送信パターン記憶部３４に記憶させてもよい。そして、該移動局装置１４から再度、多重通信の開始要求がされる場合に、該移動局装置１４の識別情報に関連づけて成功送信パターン記憶部３４から断続送信のパターンを読み出すとともに、該パターンに従って、多重化対象の通信チャネルで通信中の移動局装置に対して通信信号の断続送信を行うようにしてもよい。図４は、成功送信パターン記憶部３４の例を示す図である。同図に示すように、成功送信パターン記憶部３４は、移動局装置１４の識別情報に関連づけて断続送信のパターンを記憶する。また、成功送信パターン記憶部３４は、移動局装置１４の識別情報に関連づけて、送信パターン記憶部３２における送信パターン番号を記憶するようにしてもよい。

次に、図６乃至９に基づいて、本実施の形態に係る呼の空間多重処理を説明する。図６は、図１０（ａ）に示す状態において、基地局装置１２が、通信に使用中の通信チャネルを多重呼に多重割当する代表的なケースを示している。図６（ａ）は、新規にチャネル確立を要求する呼３に、呼１が使用中のチャネル１を割り当てるケースを示す。同図（ｂ）は、呼３が新規にチャネル確立を要求してきた際、チャネル１を使用中の呼１に対して呼２が使用中のチャネル２を多重割当した後に、呼３に空きチャネル１を割り当てるケースを示す。同図（ｃ）は、呼１が使用中のチャネル１における通信品質が劣化したため、呼１に対して呼２が使用中の通信品質のよいチャネル２を多重割当するケースを示す。

以下、図７乃至９において、図１１における処理と実質的に同一の処理については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図７は、呼３をチャネル１に空間多重する処理のシーケンス図である。本処理により、通信チャネルの割当状態は、図１０（ａ）から同図（ｂ）（又は図６（ａ））に示す状態に変化する。図７に示す処理は、図１１にて説明した処理におけるＰＳ１への送信停止処理（Ｓ１０６）及びキャリアセンス処理（Ｓ１０８）を除いて同一の処理である。図７に示す処理では、ＣＳがＰＳ３にチャネル１に関する情報を通知した後（Ｓ１０４）、送信制御部２２は、送信パターン記憶部３２に記憶されるいずれかの断続送信のパターンを読み出し、該パターンに従って、ＰＳ１に対して通信信号の断続送信を行う（Ｓ２００，Ｓ２０２）。例えば、送信制御部２２が、図３に示される送信パターン記憶部３２から送信パターン１を読み出した場合、Ｓ１０４の処理の後、１フレーム周期はＰＳ１への送信を継続し、その後８フレーム周期の期間はＰＳ１への送信を停止する（Ｓ２００）。その後、送信制御部２２はＰＳ１への送信を再開する（Ｓ２０２）。このとき、ＰＳ３は、ＰＳ１への送信が再開されたＳ２０２のタイミングにおいてキャリアセンスを実施しており、ＣＳからＰＳ１への送信信号を妨害波として検出する（Ｓ２０４）。その結果、キャリアセンスをパスすることはできず、ＰＳ３はＣＳに対し多重通信の開始を要求することができない。

タイマ等により予め設定される所定時間を経過した後もＰＳ３からの多重通信開始要求を受信できない場合、ＣＳはＰＳ３のキャリアセンスが失敗したものと判断する。この場合、ＰＳ１への断続送信のパターンを変えて上記と同様の処理をリトライする。この際、ＰＳ１への送信停止を繰り返すと、ＰＳ１にてフレームエラーレートが上昇し、ハンドオーバが起動される可能性がある。そこで、ＰＳ１におけるフレームエラーの発生を抑制するために、一度送信停止した後は所定時間が経過するまで送信停止を制限するようにしてもよい。

ＰＳ３のキャリアセンスをパスさせるために、ＰＳ１への通信信号の送信を再び停止する場合、ＣＳの通信チャネル通知部２８は、ＰＳ３に対してチャネル１に関する情報を通知する（Ｓ１０４）。その後、送信制御部２２は、再度、送信パターン記憶部３２からいずれかの断続送信のパターンを読み出し、該パターンに従って、ＰＳ１に対して通信信号の断続送信を行う（Ｓ２０６，Ｓ２０８）。例えば、送信制御部２２が、図３に示される送信パターン記憶部３２から送信パターン２を読み出した場合、Ｓ１０４の処理の後、１２フレーム周期はＰＳ１への送信を継続し（Ｓ２０６）、その後６フレーム周期の期間ＰＳ１への送信を停止する（Ｓ２０８）。そして、その後送信制御部２２はＰＳ１への送信を再開する。このとき、ＰＳ３は、ＰＳ１への送信が停止されたＳ２０８のタイミングにおいてキャリアセンスを実施しているため、ＣＳからＰＳ１への送信信号を検出しない（Ｓ２１０）。したがって、キャリアセンスに成功する。キャリアセンスをパスすると、ＰＳ３はＣＳと同期確立し（Ｓ１１０，Ｓ１１２）、通信信号の送受信を開始する（Ｓ１１４，Ｓ１１６）。もし仮に、Ｓ２１０においてＰＳ３のキャリアセンスが再び失敗したとすると、ＣＳは、ＰＳ３がキャリアセンスをパスするまで、ＰＳ１への断続送信のパターンを変更しながら同様の処理を繰り返す。

なお、上記処理シーケンスでは、ＰＳ１に対して送信停止を繰り返す例を示したが、ＰＳ１におけるフレームエラーの発生を抑えるために、キャリアセンスが失敗した後に多重化対象スロットを変更するなどして、同じタイムスロットにおける呼に対して送信停止が繰り返されないようにしてもよい。たとえば、図７においてＳ２０４のキャリアセンスを実施し、ＣＳがＰＳ３のキャリアセンスが失敗したと判断したならば、所定時間経過後、ＣＳの通信チャネル通知部２８はＰＳ３に対しＳ１０４のＬＣＨ割当においてチャネル２に関する情報を通知する。そして、送信制御部２２は、送信パターン記憶部３２からいずれかの断続送信のパターンを読み出し、そのパターンに従ってチャネル２（スロット２）を使用している端末（例えばＰＳ２）に対する通信信号を断続送信する。

図８は、呼１をチャネル２に空間多重する処理のシーケンス図である。本処理により、通信チャネルの割当状態は、図１０（ａ）から図６（ｂ）に示す状態に変化する。図１０（ａ）に示す初期状態では、ＰＳ１はＣＳとの間でチャネル１により通信中であり（Ｓ１００）、ＰＳ２はＣＳとのチャネル２により通信中である（Ｓ１０１）。ここで、ＰＳ３がＣＳに対して接続要求信号を送信すると（Ｓ１０２）、ＣＳはＰＳ３に割り当てるべき通信チャネルを決定する。図６（ｂ）に示す例では、チャネル割当制御部２４において、チャネル１にて通信中であるＰＳ１の呼１が多重呼として選択され、多重化対象スロット選択部２６により、ＰＳ２の呼２に割り当てられたスロット２が多重化対象スロットとして選択される。そして、チャネル割当制御部２４は、ＰＳ３に、ＰＳ１がチャネル２に移動することにより、空きチャネルとなるチャネル１を割り当てる制御を行う。通信チャネル通知部２８は、多重化対象スロット選択部２６により選択されたチャネル２に関する情報をＰＳ１に通知し、通信チャネルがチャネル１からチャネル２に切り替える旨が指示される（Ｓ２１２）。具体的には、スロット２及びスロット２において使用されるキャリア周波数を含む情報が通信チャネル通知部２８によりＰＳ１に通知される。以下、ＰＳ２への送信停止処理（Ｓ２１４、Ｓ２１６）及びＰＳ１によるキャリアセンス処理（Ｓ２１８，Ｓ２２４）については、それぞれ、図７におけるＰＳ１への送信停止処理（Ｓ２００，Ｓ２０２）及びＰＳ３によるキャリアセンス処理（Ｓ２０４，Ｓ２１０）と移動局装置１４の種別が異なる以外は実質的に同一の処理内容であるため説明は省略する。Ｓ２２４においてＰＳ１によるキャリアセンスがパスし、ＰＳ１にチャネル２が多重割当されると（Ｓ２２６，Ｓ２２８）、ＰＳ１とＣＳとの間でチャネル２による通信が開始される（Ｓ２３０，Ｓ２３２）。そうすると、チャネル１は空きチャネルとなり、Ｓ２３４以降で、ＰＳ３によるキャリアセンス処理を含むＰＳ３へのチャネル割当処理が行われる。

図９は、呼１をチャネル２に空間多重する処理のシーケンス図である。本処理により、通信チャネルの割当状態は、図１０（ａ）から図６（ｃ）に示す状態に変化する。図９に示す処理は、図８に示す処理からＰＳ３の処理を省いたものであるので、説明を省略する。

以上に述べた基地局装置及び基地局装置の制御方法によれば、空間分割多重割当時に行われるキャリアセンス処理によるフレームエラーの発生を抑制し、空間分割多重割当の成功率を上げることができる。

なお、本発明は、以上に説明した実施の形態に限定されるものではない。例えば、以上に述べた実施の形態では、時分割多重方式及び空間分割多重方式の両方式を採用する移動体通信システムの例を示したが、本発明は、空間分割多重方式のみを採用するシステムにも、空間分割多重方式に他の多重化方式を組み合わせたシステムにも適用可能である。

また、上述した移動局装置に、キャリアセンスタイミング通知手段を備え、自己のキャリアセンスタイミング情報（キャリセンス開始タイミング、キャリアセンスに要する期間等）を基地局装置に送信するようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係る移動体通信システムの構成図である。本発明の実施の形態に係る基地局装置のブロック図である。送信パターン記憶部の例を示す図である。成功送信パターン記憶部の例を示す図である。移動局装置のキャリアセンス時間と送信停止時間との関係を示す図である。呼を空間多重する処理を説明する図である。呼を空間多重割当処理を説明するシーケンス図である。呼を空間多重する処理を説明するシーケンス図である。呼を空間多重する処理を説明するシーケンス図である。呼を空間多重する処理を説明する図である。従来の移動体通信システムにおける通信チャネルの多重割当処理を説明するシーケンス図である。

符号の説明

１０移動体通信システム、１２基地局装置、１４移動局装置、１６通信ネットワーク、２０制御部、２２送信制御部、２４チャネル割当制御部、２６多重化スロット選択部、２８通信チャネル通知部、３０記憶部、３２送信パターン記憶部、３４成功送信パターン記憶部、４０無線通信部、４２アダプティブアレーアンテナ、４４無線部、４６信号処理部、４８回線インターフェース、５０有線通信部。

Claims

複数の移動局装置と所定のキャリア周波数における通信チャネルにおいて空間分割多重方式により多重通信が可能であるとともに、前記移動局装置から、前記通信チャネルにおける他の通信信号の有無に応じた多重通信の開始要求を受信し、該開始要求に応じて前記開始要求をした移動局装置に対して前記通信チャネルを割り当てる基地局装置において、
前記複数の移動局装置のうち前記通信チャネルにおいて既に通信中の移動局装置に対して通信信号の断続送信を行う送信制御手段を含む、
ことを特徴とする基地局装置。
請求項１に記載の基地局装置において、
前記送信制御手段は、前記開始要求をした移動局装置に対して前記通信チャネルを通知後、前記複数の移動局装置のうち前記通信チャネルにおいて既に通信中の移動局装置に対して通信信号の断続送信を行う、
ことを特徴とする基地局装置。
請求項１又は２に記載の基地局装置において、
複数の断続送信のパターンを記憶する送信パターン記憶手段をさらに含み、
前記送信制御手段は、前記送信パターン記憶手段に記憶されるいずれかの前記断続送信のパターンを読み出すとともに、該パターンに従って、前記複数の移動局装置のうち前記通信チャネルにおいて既に通信中の移動局装置に対して通信信号の断続送信を行う、
ことを特徴とする基地局装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の基地局装置において、
前記開始要求をした移動局装置の識別情報に関連づけて、前記送信制御手段による前記断続送信のパターンを記憶する成功送信パターン記憶手段をさらに含み、
前記送信制御手段は、前記開始要求をした移動局装置から再度、前記開始要求がされる場合に、該移動局装置の識別情報に関連づけて前記成功送信パターン記憶手段に記憶される前記断続送信のパターンを読み出すとともに、該パターンに従って、前記複数の移動局装置のうち前記通信チャネルにおいて既に通信中の移動局装置に対して通信信号の断続送信を行う、
ことを特徴とする基地局装置。
請求項３又は４に記載の基地局装置において、
前記送信パターンは、前記複数の移動局装置のうち前記通信チャネルにおいて既に通信中の移動局装置に対する通信信号の送信を停止するタイミング及びその送信を停止する期間を特定する情報を含む、
ことを特徴とする基地局装置。
請求項１乃至５のいずれかに記載の基地局装置において、
前記送信制御手段は、前記通信チャネルにおける通信信号の送信を一度停止した後、所定期間が経過するまで前記通信チャネルにおける通信信号の送信の停止を制限する、
ことを特徴とする基地局装置。
請求項１乃至６のいずれかに記載の基地局装置において、
前記送信制御手段は、前記通信チャネルにおける通信信号の送信を一度停止した後、送信を開始し、再度送信を停止する際には通信信号の送信を一度停止した前記通信チャネルとは異なる通信チャネルの送信を停止する、
ことを特徴とする基地局装置。
請求項１乃至７のいずれかに記載の基地局装置において、
前記基地局装置は、前記複数の移動局装置と時分割多重方式及び空間分割多重方式により多重通信が可能であるとともに、
前記開始要求をした移動局装置を除く少なくとも１つの移動局装置に既に割り当てられたいずれかのタイムスロットを、前記開始要求をした移動局装置に割り当てる多重化対象スロットとして選択する多重化対象スロット選択手段を含み、
前記通信チャネルは、多重化対象スロット選択手段により選択される多重化対象スロット及び前記所定のキャリア周波数により特定される、
ことを特徴とする基地局装置。
複数の移動局装置と所定のキャリア周波数における通信チャネルにおいて空間分割多重方式により多重通信が可能であるとともに、前記移動局装置から、前記通信チャネルにおける他の通信信号の有無に応じた多重通信の開始要求を受信し、該開始要求に応じて前記開始要求をした移動局装置に対して前記通信チャネルを割り当てる基地局装置の制御方法において、
前記複数の移動局装置のうち前記通信チャネルにおいて既に通信中の移動局装置に対して通信信号の断続送信を行う、
ことを特徴とする基地局装置の制御方法。