JPH10322267A - 無線回線制御方法および方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線基地局のセクタアンテナから１フレーム
毎にアクセス用チャネルを無線端末に対して送受信する
とともに１フレーム毎にセクタを切り替える無線回線制
御において、無線端末での同期確立動作時および通信時
その他の通信制御を無線基地局のアンテナ構造に関係な
しに行う。 【解決手段】 無線基地局のアンテナのセクタ番号ｓを
アクセス用チャネルの識別番号ａと特定の関数関係に設
定し、無線基地局と通信を行う無線端末は、セクタ番号
ｓを意識することなく識別番号ａにしたがって送受信を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＴＤＭＡ(Time Divi
sion Multiple Access) を用いる無線通信に利用する。
本発明は、移動通信や、屋内で可搬の無線端末を用いた
無線ＬＡＮに利用するに適する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高速無線アクセス通信の要求が高
まっている。高速無線アクセス通信においては、ＴＤＭ
Ａが主要なアクセス方式のひとつである。

【０００３】また、高速無線アクセス通信のためには、
マルチパス干渉波の抑圧や周波数有効利用のために、セ
クタアンテナが利用される。セクタアンテナとは、複数
の指向性アンテナを用いて、周辺の全方向の局と通信を
可能とするアンテナである。セクタアンテナを用いたア
クセス方式においては、無線基地局がセクタアンテナを
順次切り替えながら、複数の指向性アンテナがカバーす
る全方向に報知チャネルを送信する。ＴＤＭＡの場合に
は、ＴＤＭＡフレーム毎にセクタを切り替える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで問題となるの
は、高速無線アクセス方式の場合、無線基地局における
設置環境あるいは電波の伝搬環境によって、無線基地局
のセクタアンテナのセクタ数またはブランチ数の最適値
が異なることである。しかし、セクタ数またはブランチ
数が無線基地局毎に異なると、無線端末は、複数の無線
基地局のいずれかと通信を行うにあたり、その無線基地
局におけるアクセス用チャネルの送信方法と、アクセス
用チャネル送信セクタ数との関係についての情報を参照
しながら行うことが必要になる。しかし、多数の無線基
地局を設置して高速無線アクセス方式を実現する場合に
は、無線端末が個々にそれら無線基地局の情報を保持し
ておくことは困難である。かりに保持することができた
としても、無線基地局の増減設あるいは仕様変更の度
に、その情報を更新することはさらに困難である。した
がって、無線端末に情報を保持させることなく、無線基
地局のアクセス用チャネル送信セクタ数を変化させた場
合でも柔軟に対応できる方法が求められている。

【０００５】また、高速無線アクセス方式では、ゾーン
をピコセル化し、ＰＨＳのように多数の無線基地局を設
置することが検討されているが、その場合、複数の無線
基地局からのアクセス用チャネルが一つの無線端末に受
信される場合が多く発生することも問題となる。すなわ
ち、無線キャリア周波数が複数あり、同一無線キャリア
周波数を複数の無線基地局で使用する場合があり、さら
に、無線基地局ではセクタアンテナを用いてアクセス用
チャネルを送信しているため、一つの無線基地局から送
信されたセクタの異なる複数のアクセス用チャネルが無
線端末に到達する場合がある。すなわち、無線端末は、
複数の基地局／周波数／タイミング／方向でアクセス用
チャネルを受信する場合がある。このとき無線端末に
は、受信する無線キャリア周波数およびセクタを切替
え、その中から最良のアクセス用チャネルを選択するこ
とが要求される。しかし、受信する無線キャリア周波数
およびセクタを切替えて受信される複数のアクセス用チ
ャネルの中から最適な一つを選択し、同期を確立する方
法はこれまでにない。

【０００６】従来、基地局にセクタアンテナを使用して
情報を報知する場合は、単純にＴＤＭＡフレームごとに
セクタを切り替えていた。この場合、無線端末は、複数
の基地局／周波数／タイミング／方向の報知チャネルを
受信する場合が考えられるので、その中から最良の報知
チャネルを選択し、同期確立することが要求される。本
発明は、このような課題を解決し、無線基地局のアンテ
ナの構造に関係なく、無線端末では同期確立動作時およ
び通信時その他の場合に同一の通信制御を行うことがで
きる無線回線制御方式を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点は無
線回線制御方法であり、無線基地局の複数のアンテナエ
レメントから１フレーム毎にアクセス用チャネルを無線
端末に対して送受信するとともに、１フレーム毎にアン
テナエレメントを切替える無線回線制御方法において、
アンテナエレメントの番号ｓをアクセス用チャネルの識
別番号ａと特定の関数関係に設定し、無線基地局と通信
を行う無線端末はアンテナエレメントの番号ｓを意識す
ることなく識別番号ａにしたがって送受信を行うことを
特徴とする。ここで「個々のアンテナエレメント」と
は、セクタアンテナの個々のセクタ、あるいはダイバー
シチのために設けられた複数のアンテナの各々をいう。

【０００８】識別番号は“０”から“Ｎ−１”を循環す
る整数であり、アンテナエレメントの数はＮの約数であ
ることが望ましい。

【０００９】すなわち、セクタアンテナを用いる場合、
無線基地局のセクタ数は自由に設定することができる
が、このとき、セクタ数をＮの約数とすれば、全方向に
均等にアクセス用チャネルを送受信することができる。
識別番号を上りアクセス用チャネルおよび下りアクセ
ス用チャネルにそれぞれ付与し、それぞれのアンテナエ
レメントの番号に対する関数関係を同一としその循環位
相を異なるようにすることもできる。すなわち、上りア
クセス用チャネルと下りアクセス用チャネルとで循環位
相をずらしておくことにより、無線基地局または無線端
末における処理時間の遅延をこの循環位相のずれによっ
て吸収することができる。これにより、例えば、無線端
末では、下りアクセス用チャネルで無線基地局のユニー
クワードを検出し、上りアクセス用チャネルでその無線
基地局に、最小限の遅延で回線接続要求を行うことがで
きる。したがって、迅速な回線接続および通信を行うこ
とができる。

【００１０】本発明の第二の観点は無線回線制御方式で
あり、無線基地局と、ＴＤＭＡ方式によりこの無線基地
局と接続される無線端末とを備え、この無線基地局は、
複数のアンテナエレメントと、１フレーム毎にアクセス
用チャネルを送受信する手段とを備えた無線回線制御方
式において、無線基地局は、アクセス用チャネルの識別
番号をａ、アンテナエレメントの番号をｓとするとき、 ｓ＝ｆ（ａ） （ｆは特定の関数関係を示す） に設定する手段を備え、無線端末は、この識別番号ａに
したがって無線基地局との通信を行う手段を備えたこと
を特徴とする。

【００１１】複数のアンテナエレメントでセクタアンテ
ナを構成し、このセクタアンテナを無線基地局に複数設
け、無線基地局にはさらに、この複数のセクタアンテナ
についてダイバーシチ手段を設けることもできる。無線
端末には、複数の方位別にかつ１フレーム毎に送受信方
位が転換されるセクタアンテナと、このセクタアンテナ
のセクタ切替が一巡する毎に送受信周波数を転換する手
段と、すべてのタイミングにおいて受信信号にユニーク
ワードが到来するか否かの検出をつづけるオープンアパ
ーチャ手段と、このオープンアパーチャ手段に当該ユニ
ークワードが検出されたときに以降規定回数にわたり同
期の確認を実行する同期確立手段とを含むことが望まし
い。これにより、複数のアクセス用チャネルの中から最
良な通信品質のチャネルを迅速かつ確実に選択すること
ができる。

【００１２】無線端末にはまた、同期設定まで送受信周
波数をランダムに転換する手段を備えることが望まし
い。これにより、複数の無線端末が存在するときに、多
数の無線端末が同じアクセス用チャネルに同期を確立し
ようとすることを回避することができる。

【００１３】無線端末には、オープンアパーチャ手段に
当該ユニークワードが検出されてもアンテナセクタおよ
び送受信周波数の組合せについて一巡するまで同期確立
を保留し、その一巡するなかで受信または送信信号の品
質が最良になる前記組合せについて同期確立を行う選択
手段を備えることが望ましい。これにより、同期確立可
能な複数のアクセス用チャネルについて、最良の通信品
質を確保することができるチャネルに対し、同期確立を
行うことができる。

【００１４】選択手段は、前記組合せについてその通信
品質をそれぞれ記録する手段を備えてもよいし、あるい
は、前記組合せについてその最良の通信品質の組合わせ
を記録する手段を備えてもよい。 さらに、前記選択手
段は、前記記録する手段の記録内容にしたがって通信品
質が最良のアクセス用チャネルを決定し、そのアクセス
用チャネルについて再度オープンアパーチャを実行する
手段を含むこともできる。これにより、複数のアクセス
用チャネルの通信品質を検討している間に、初期に受信
したアクセス用チャネルの同期がずれた場合にも、再度
オープンアパーチャを実行することによりこれに対応す
ることができる。

【００１５】

【発明を実施するための最良の形態】以下、図面を参照
して本発明の実施の形態について説明する。

【００１６】図１は本発明を実施する基本的な構成を示
す図であり、無線基地局１および無線端末３とそれぞれ
に設けられたセクタアンテナ２−１〜２−ｋ、４とを示
す。ここで、無線基地局１にはダイバーシチ制御のため
に複数のセクタアンテナ２−１〜２−ｋが設けられるも
のとする。セクタアンテナ２−１〜２−ｋのそれぞれの
セクタ数ｐ、ｑ−ｐ、…、ｍ−ｒは、互いに等しくても
よく、異なっていてもよい。

【００１７】無線基地局１は、セクタアンテナ２−１〜
２−ｋから１フレーム毎にアクセス用チャネルを無線端
末に対して送受信するとともに、１フレーム毎にセクタ
を切り替える。すなわち、フレーム毎に順次セクタ＃０
〜＃ｍ−１を切り替え、複数のセクタアンテナの各ブラ
ンチにわたり行う。このとき、セクタ番号ｓをアクセス
用チャネルの識別番号ａと特定の関数関係に設定する。
すなわち、アクセス用チャネルの識別番号をａ、セクタ
アンテナのセクタ番号をｓとするとき、 ｓ＝ｆ（ａ） （ｆは特定の関数関係を示す） に設定する。無線基地局１と通信を行う無線端末３は、
セクタ番号ｓを意識することなく識別番号ａにしたがっ
て送受信を行う。

【００１８】ＴＤＭＡフレームの構成例を図２に示す。
このフレームは、アクセス用チャネル（Ａｃｈ）、制御
用チャネル（Ｃｃｈ）、ユーザチャネル（Ｕｃｈ）によ
り構成される。制御用チャネルは１フレームに複数あ
り、各無線端末に１チャネルずつ割り当てられる。ユー
ザチャネルは１フレームに複数あり、各無線端末に必要
なチャネル数割り当てられる。アクセス用チャネルは、
１フレームに上下１つずつあり、無線基地局に接続する
全無線端末で共通に使用し、報知情報や制御用チャネル
の割当情報等をやりとりする。

【００１９】アクセス用チャネルの構成を図３に示す。
アクセス用チャネルは、ガードタイム、クロック再生符
号、ユニークワード、メッセージにより構成される。メ
ッセージには情報報知および制御用チャネル割当情報等
が入る。

【００２０】ＴＤＭＡでは同期制御（タイミング制御）
の設計が重要な検討項目であり、アクセス用チャネル内
のユニークワードを用いてタイミングを制御する方法が
従来から一般的である。すなわち、無線端末が無線基地
局に同期するとき、最初はオープンアパーチャによるユ
ニークワード検出を行い、検出されたらオープンアパー
チャ検出を中止し、以降のフレームからはそのタイミン
グの付近でナローアパーチャによるユニークワード検出
を行い、ナローアパーチャによるユニークワード検出が
複数の規定回数確認されたときに同期確立とする。ここ
で、オープンアパーチャとは、全てのタイミングにおい
てユニークワード検出を有効とするユニークワード検出
方法であり、ナローアパーチャとは、ユニークワード誤
検出を抑圧するために、オープンアパーチャによってユ
ニークワードを検出したタイミングから以降のフレーム
のフレーム内相対タイミングの前後数シンボルの時間の
みユニークワード検出を有効とするユニークワード検出
方法である。

【００２１】本実施の形態では、このユニークワード検
出方法を修正し、複数の基地局／周波数／タイミング／
方向で制御用チャネルの報知情報を受信した場合に、そ
の中から最良のチャネルを選択して同期確立する。すな
わち、無線端末３では、セクタアンテナ４のセクタを周
期的に切り替えながら、オープンアパーチャによるユニ
ークワード検出を行う。ユニークワードが検出され通信
品質がしきい値（受信パワー、エラービット数等、また
はそれらの複合）以上であった場合、そのチャネルにお
いて後方保護（誤同期を防ぐためユニークワードを連続
で一定回数検出した場合に同期確立とする方法）を行
い、同期を確立する。ここで、最良の品質のチャネルに
同期するために、無線端末３は、あるセクタを用いて基
地局の制御用チャネルの送信周期の間、制御用チャネル
をスキャンし、報知制御用チャネルを検出したら、その
タイミングと受信品質、使用セクタをメモリに記憶す
る。すべてのセクタについて同様の処理を行い、最良の
受信品質のアクセス用チャネルについて後方保護を行
う。

【００２２】図４および図５に無線基地局１と無線端末
３の詳細な構成例を示す。

【００２３】無線基地局１は、複数のセクタアンテナ２
−１〜２−ｋおよびそのセクタを切り替えるアンテナ切
替器１１と、送受信を切り替えるスイッチ１２と、アン
テナ切替器１１およびスイッチ１２を介して受信信号が
供給されその受信信号を検波して復調する受信復調部１
３と、受信復調部１３の出力を処理する受信信号処理部
１４と、各無線端末への送信信号を処理する送信信号処
理部１５と、この送信信号処理部１５の出力を変調して
スイッチ１２を介してアンテナ側に出力する送信変調部
１６と、受信復調部１３の出力からユニークワードを検
出するユニークワード検出部１７と、このユニークワー
ド検出部１７の検出出力タイミングおよび自走クロック
にしたがってアンテナ切替部１１、受信信号処理部１４
および送信信号処理部１５の動作タイミングを制御する
タイミング制御部１８とを備える。

【００２４】無線端末３も同様に、セクタアンテナ４の
セクタを切り替えるアンテナ切替器３１と、送受信を切
り替えるスイッチ３２と、アンテナ切替器３１およびス
イッチ３２を介して受信信号が供給されその受信信号を
検波して復調する受信復調部３３と、受信復調部３３の
出力を処理する受信信号処理部３４と、無線基地局への
送信信号を処理する送信信号処理部３５と、この送信信
号処理部３５の出力を変調してスイッチ３２を介してア
ンテナ側に出力する送信変調部３６と、受信復調部３３
の出力からユニークワードを検出するユニークワード検
出部３７と、このユニークワード検出部３７の検出出力
にしたがってアンテナ切替器３１、受信信号処理部３４
および送信信号処理部３５の動作タイミングを制御する
タイミング制御部３８とを備え、さらに、タイミング制
御のために必要な情報を記憶するメモリ３９を備える。

【００２５】セクタ切替えの動作を図６〜図８を参照し
て説明する。図６は無線基地局におけるアクセス用チャ
ネル番号とセクタ番号との対応を示す図である。図７は
無線端末におけるアクセス用チャネル送受信制御を示す
図である。図８は無線基地局において無線端末にアクセ
ス用チャネル下りを応答する方法を示す図である。

【００２６】ここで、アクセス用チャネル番号周期をＮ
（Ｎ：自然数）とする。また、無線基地局のアクセス用
チャネル送信セクタ数をｍ（ｍ：Ｎ以下の自然数）と
し、それぞれのセクタに０〜ｍ−１のセクタ番号が付与
されているものとする（図１）。無線基地局は、１フレ
ーム毎にアクセス用チャネル番号を０〜Ｎ−１の範囲で
変化させる。そして、それに応じてセクタを＃０〜＃ｍ
−１に変化させ、順次アクセス用チャネルの送受信を行
う。

【００２７】アクセス用チャネル番号がａのときのセク
タ番号ｓを ｓ＝ａ ｍｏｄ ｍ …（１） とし、アクセス用チャネル番号周期を“１２”、アクセ
ス用チャネル送信セクタ数を“６”とした場合の例を図
６に示す。ただし、ｘ ｍｏｄ ｙという式は、ｘをｙ
で除算した場合の余りを表す。この例では、１２フレー
ム中にセクタ番号０、１、２、３、４、５となるサイク
ルを２回繰り返す。図６では１周期分（１２フレーム）
を示している。

【００２８】式（１）を用いる場合、アクセス用チャネ
ル送信セクタ数がアクセス用チャネル周期の約数であれ
ば、全てのセクタで均等に送信ができる。すなわち、電
波の伝搬環境が異なることや（屋外と屋内等）、設置場
所が異なることにより、各無線基地局についてアクセス
用チャネル送信セクタ数が異なる場合でも、アクセス用
チャネル番号周期の約数とすることによって、全てのセ
クタで均等に送信ができる。

【００２９】セクタ番号ｓを導出する関数は他にも考え
られる。式（１）の代わりに、 ｓ＝ａ ｄｉｖ （Ｎ ｄｉｖ ｍ） …（２） とし、アクセス用チャネル番号周期を“１２”、アクセ
ス用チャネル送信セクタ数を“６”とした場合では、ア
クセス用チャネル送信セクタ番号は０、０、１、１、
２、２、３、３、４、４、５、５の繰り返しとなる。た
だし、ｘ ｄｉｖｙという式はｘをｙで除算したときの
商（余りは切捨て）を表す。式（２）を用いる場合にお
いても、アクセス用チャネル送信セクタ数がアクセス用
チャネル番号周期の約数であれば、全てのセクタで均等
に送信ができる。

【００３０】また、関数として式（１）および式（２）
のような計算式を用いずに、あらかじめアクセス用チャ
ネル番号ａの値に対するセクタ番号ｓを設定してメモリ
３９に記憶しておき、動作させるときにメモリ３９から
記憶内容を読み出すことにより任意の繰り返しパターン
を設定することもできる。

【００３１】このようにして、無線基地局ではアクセス
用チャネル下り送信方法を任意に選択することができる
が、無線端末ではその送信方法をその都度検出すること
なく、一律の制御で受信することができる。すなわち、
無線基地局はＮフレーム内で同一セクタから複数回アク
セス用チャネルを送信する場合があるが、無線端末では
Ｎフレーム周期で制御を行い、複数のアクセス用チャネ
ルが受信可能である場合でも、そのうちの一つのアクセ
ス用チャネルについてのみ同期引込動作および送受信を
行う。

【００３２】無線端末がアクセス用チャネル上りを送信
するときは、図７に示すように、アクセス用チャネル下
りを受信したフレームからＮフレーム毎のフレームにて
送信する。無線端末は、無線基地局のアクセス用チャネ
ル送信セクタ数に関わらず、同期確立動作時および通信
時において、Ｎフレームを周期とした制御を行う。無線
端末ではＮフレームごとでのみ受信するため、無線基地
局ではアクセス用チャネル上りを受信したフレームと同
一のアクセス用チャネル番号のフレームにて、その無線
端末に応答するためのアクセス用チャネル下りを送信す
る。図８に示すように、セクタ番号が同じでもアクセス
用チャネル番号が異なるフレームでは応答は送信しな
い。図８では、ａ＝３のときのようすを示している。

【００３３】無線端末では、アクセス用チャネル下りを
受信した後に、処理時間がある程度長くかかる場合に
は、同じフレームのアクセス用チャネル上りで送信する
ことが不可能となり、Ｎフレームの時間待ってから送信
することになるため、迅速な通信ができない。これを改
善するため、無線基地局で上りと下りのアクセス用チャ
ネル番号をサイクルのパターンは同一にしてサイクルの
位相を数フレームずらす方法がある。この場合のアクセ
ス用チャネル番号とセクタ番号との対応例を図９に示
す。

【００３４】この方法では、あるフレーム上において、
下りアクセス用チャネル番号をａｄ、上りアクセス用チ
ャネル番号をａｕとし、 ａｕ＝ａｄ−ｋ （ａｄ≧ｋの場合） ＝ａｄ−ｋ＋Ｎ （ａｄ＜ｋの場合） …（３） とし（ｋは整数）、セクタ番号は、上りセクタ番号をｓ
ｕ、下りセクタ番号ｓｄとし、 ｓｄ＝ｆ（ａｄ） ｓｕ＝ｆ（ａｕ） …（４） とすることにより、無線端末はｋフレーム後のアクセス
用チャネル上りに送信することができる。図９は、Ｎ＝
１２、ｍ＝６、式（３）においてｋ＝１、式（４）にお
いて式（１）を使用の場合の例である。以上の説明では
無線基地局のアンテナとして指向性のあるセクタアンテ
ナを用いた場合について説明したが、本発明は、無線基
地局に無指向性のアンテナを使用した場合にも利用でき
る。その場合の構成例を図１０に示す。この構成例は、
無線基地局１に無指向性アンテナ５−１、５−２、…が
設けられる。この場合には、アクセス用チャネル送信セ
クタ番号の代わりに、アクセス用チャネル送信アンテナ
番号を利用する。

【００３５】以上の説明では無線基地局でのセクタ切り
替えを主に説明したが、以下では、無線端末側での同期
制御について説明する。

【００３６】図１１は同期制御の一例を示すフローチャ
ートである。この例では、最初に検出したアクセス用チ
ャネルを基に同期するものとする。ここで、無線基地局
のアンテナブランチ数をｋ、各ブランチのセクタ数が同
一でありｐ（ｐ＝ｑ−ｐ＝…＝ｍ−ｒ）、無線端末のア
ンテナのセクタ数をｎとし、それぞれのセクタに番号が
付与されているものとする。ただし、無線基地局のすべ
てのセクタアンテナからアクセス用チャネルを送信して
いるとは限らず、特定のブランチのみである場合もあ
る。ここでは、アクセス用チャネルを送信するブランチ
およびセクタのみを考えるものとする。

【００３７】無線端末は、ある無線キャリア周波数にお
いて、セクタ＃０を用いて （ｋ×ｐフレーム）＋（アクセス用チャネルユニークワ
ード長〔シンボル〕）−１〔シンボル〕 以上の時間、オープンアパーチャによりアクセス用チャ
ネルのユニークワード検出を行う（Ｓ１）。セクタ＃０
でユニークワードを検出できなかった場合には、セクタ
＃１で同様の処理を行う。なお不検出の場合には順次、
セクタ＃ｎ−１まで同様の処理を行い、全て不検出であ
れば、無線キャリア周波数を変更して同様の制御を行
う。全ての無線キャリア周波数で不検出であれば、圏外
処理を施し、再度、セクタ＃０からオープンアパーチャ
を行う。

【００３８】また、複数の無線端末について、それぞれ
の無線端末が同一の無線キャリア周波数からオープンア
パーチャを開始すると、その周波数に同期制御を行う無
線端末が集中してしまいスループットの低下や干渉等の
問題が発生するため、各無線端末でランダムに無線キャ
リア周波数を選択することが有効である。例えば、乱数
発生や同期処理を開始した時刻等の値により周波数の選
択の順番を変えたり、無線端末の製造番号によって周波
数の選択の順番を変えることもできる。

【００３９】オープンアパーチャの結果、アクセス用チ
ャネルを示すユニークワードを検出した場合には（Ｓ
２）、そのユニークワードを含むアクセス用チャネルの
通信品質が閾値を越えていれば（Ｓ３）、ｋ×ｐフレー
ム後にナローアパーチャによるユニークワードの検出を
行う（Ｓ４）。ナローアパーチャによりユニークワード
が検出され（Ｓ５）、この検出が規定回数連続したら
（Ｓ６）、同期確立（Ｓ７）とする。不検出があった場
合には最初からやり直す。

【００４０】アクセス用チャネルの検出については、ユ
ニークワードの検出のみをもってアクセス用チャネルの
検出とする方法と、ユニークワードの検出後にそのチャ
ネルの通信品質を測定し、測定値が閾値を越えた場合に
アクセス用チャネルの検出とする方法がある（Ｓ３）。

【００４１】本実施の形態では、通信品質を考慮に入れ
たアクセス用チャネルの同期確立を行う。通信品質につ
いては、 １．受信レベル ２．誤り訂正ビット数 ３．ＣＲＣエラー検出 ４．疑似エラーパルス のような判定基準要素のうち、一つ以上について閾値を
定め、測定値との大小を判定する。すなわち、 １．受信レベルの閾値を設け、閾値未満のものは廃棄
し、閾値以上のものを採用する。 ２．誤りビット数は、ビット誤り訂正を行った場合に、
ユニークワードを検出したアクセス用チャネルのメッセ
ージ部において、ビット誤りを検出し訂正したビット数
の閾値を設け、閾値を越えるものは廃棄し、閾値以下の
ものを採用する。 ３．ＣＲＣエラー検出は、ＣＲＣ(Cyclic Redundancy C
heck) を行った場合に、ユニークワード検出したアクセ
ス用チャネルのメッセージ部において、エラー検出があ
る場合は廃棄し、エラー検出がない場合は採用する。 ４．疑似エラーパルスは、疑似エラーパルス発生器を搭
載し、ユニークワードを検出したアクセス用チャネルに
おいてカウントした疑似エラーパルス数の閾値を設け、
閾値を越えるものは廃棄し、閾値以下のものを採用す
る。ここで、疑似エラーパルスとは、ディジタル復調器
において符号判定をする前の位相情報にしたがって、実
際にはビットエラーとはならないような場合でも、信号
空間において判定点からの距離が大きいときに発生させ
るパルスのことである。

【００４２】また、無線基地局のアンテナとして無指向
性アンテナを用いる場合にも、無線基地局のセクタアン
テナのセクタ数を１とすることで、同様に扱うことがで
きる。

【００４３】次に、検出した全てのアクセス用チャネル
の中から通信品質が最良のものを元に同期する同期制御
の三つの例を図１２〜図１４を参照して説明する。

【００４４】図１２に示す同期制御は、オープンアパー
チャによるユニークワード検出を開始するところまで
は、図１１に示したものと同様である（Ｓ１１、Ｓ１
２）。無線端末では、オープンアパーチャによるユニー
クワードを検出した場合にはそのタイミングおよびセク
タ情報とともにその通信品質をメモリに記録しておく
（Ｓ１３）。このオープンアパーチャは、全てのセクタ
および全ての無線キャリア周波数について切替えながら
行われる（Ｓ１４）。そして、その通信品質をそのタイ
ミングおよびセクタ情報とともにそれぞれメモリに記録
する（Ｓ１３）。

【００４５】無線端末で、全てのオープンアパーチャに
よるユニークワード検出を終了し、複数のアクセス用チ
ャネル候補が検出されたら、その中から通信品質の最良
のものについてナローアパーチャ以降の処理を行う。す
なわち、複数のアクセス用チャネル候補についての通信
品質の記録をメモリを参照して比較する（Ｓ１５）。そ
の中から最良の通信品質のアクセス用チャネルを選択
し、同期確立を行うアクセス用チャネルをこれに決定す
る（Ｓ１６）。このアクセス用チャネルについてナロー
アパーチャを行い（Ｓ１７）、ユニークワード規定回数
検出されたら（Ｓ１８、Ｓ１９）、同期確立とする（Ｓ
２０）。

【００４６】もし、このとき、通信品質が最良のアクセ
ス用チャネルについてナローアパーチャが失敗した場合
には、再びメモリを参照し、他に候補があれば（Ｓ２
１）、その候補を選択し（Ｓ２２）、再びナローアパー
チャ（Ｓ１７〜Ｓ２０）を実行する。候補がなければ、
オープンアパーチャ（Ｓ１１）からやり直す。通品品質
が最良の候補を第一候補とし、さらに通信品質が良好な
順に、第二、第三、の候補とするが、何番目の候補ま
で、ナローアパーチャの対象とするかは任意に設定でき
るものとする。

【００４７】通信品質の優劣は、 ５．受信レベル（値の大小または閾値による判定） ６．誤り訂正ビット数（値の大小または閾値による判
定） ７．ユニークワード不一致ビット数（値の大小による判
定） ８．ＣＲＣエラー検出（ＣＲＣエラー検出の有無） ９．疑似エラーパルス（値の大小または閾値による判
定） の判定基準要素５〜９またはその複合にしたがって判定
する。複合とは、例えば、ある要素では同一の値である
とき、他の要素で優劣を判定するという意味である。こ
こで、 ５．受信レベルは値の大小により優劣を判定する。また
は閾値を設け、閾値未満のものは廃棄し、閾値以上のも
のを採用する。 ６．誤り訂正ビット数はビット誤り訂正機能を搭載した
場合に、ユニークワード検出したアクセス用チャネルの
メッセージ部において、ビット誤りを検出して訂正した
ビット数の大小により優劣を判定する。または、閾値を
設け、閾値を越えるものは廃棄し、閾値以下のものを採
用する。 ７．ユニークワード不一致ビット数は、検出したユニー
クワードにおいて、“０”からユニークワード相関検出
閾値の範囲内で、不一致であったビット数の大小により
優劣を判定する。 ８．ＣＲＣエラー検出は、ＣＲＣ機能を搭載した場合
に、ユニークワード検出したアクセス用チャネルのメッ
セージ部において、エラー検出がある場合は廃棄し、エ
ラー検出がない場合は採用する。 ９．疑似エラーパルスは、疑似エラーパルス発生器を搭
載した場合に、ユニークワード検出したアクセス用チャ
ネルにおいてカウントした疑似エラーパルス数の大小に
より優劣を判定する。または、閾値を設け、閾値を越え
るものは廃棄し、閾値以下のものを採用する。

【００４８】このように、複数のアクセス用チャネル候
補を相互に比較することにより通信品質の最良のものを
選択する。このとき、アクセス用チャネル候補数が多い
場合には、アクセス用チャネル候補相互の比較に先立っ
て、あらかじめ定められた閾値との比較により候補数を
絞り込むようにする。

【００４９】図１３に示す同期制御もまた、オープンア
パーチャによるユニークワード検出を開始するところま
では、図１１に示したものと同様である（Ｓ３１、Ｓ３
２）。無線端末では、オープンアパーチャによるユニー
クワードを検出した場合にはそのタイミングおよびセク
タ情報とともにその通信品質を記録しておくが、この例
では、まず、メモリの内容を検索する（Ｓ３３）。この
とき、今回のオープンアパーチャによりユニークワード
が検出されたアクセス用チャネル候補の通信品質が前回
以前にメモリに記録されたアクセス用チャネル候補の通
信品質よりも優れている場合に限り、メモリの記録内容
を更新することにより、その通信品質をタイミングおよ
びセクタの情報とともに記録する。

【００５０】すなわち、メモリ内容を検索し（Ｓ３
３）、他に優位な記録がなければ（Ｓ３４）、その通信
品質をタイミングおよびセクタの情報とともにメモリに
記録する（Ｓ３５）。

【００５１】このオープンアパーチャは、全てのセクタ
および全ての無線キャリア周波数について切替えながら
行われる（Ｓ３６）。全てのアクセス用チャネルについ
てオープンアパーチャが終了したら、メモリの内容を検
索する（Ｓ３７）。このとき、メモリには、唯一のアク
セス用チャネルについての記録のみが残されている。こ
れにより、アクセス用チャネルが決定される（Ｓ３
８）。以降の動作は図１１に示した例と同様である（Ｓ
３９〜Ｓ４２）。

【００５２】図１３に示した同期制御は、オープンアパ
ーチャ終了後に、複数のアクセス用チャネル候補から一
つの選択する手順を省略することができるため、フロー
の処理速度は図１２に示した例に比較して速くすること
ができる。しかし、メモリに記録された唯一のアクセス
用チャネルについてナローアパーチャ以降のユニークワ
ード検出に失敗した場合には、他の候補が存在しないた
め、再び最初のステップからやり直すことが必要にな
る。

【００５３】図１４は選択制御の動作例を示す。この選
択制御は、図１２に示した同期制御に挿入される形で実
行される。

【００５４】図１２に示した同期制御において、アクセ
ス用チャネルが決定したときに（Ｓ１６、Ｓ３８）、そ
れ以前のステップで複数のアクセス用チャネル候補につ
いてオープンアパーチャを実行しているため、初期にオ
ープンアパーチャを行ったアクセス用チャネル候補につ
いては時間の経過にともない記録したタイミングからず
れていることが考えられる。その理由としては、無線基
地局および無線端末のクロック精度の誤差が挙げられ
る。すなわち、無線基地局と無線端末とはそれぞれ独立
したクロックにより動作している。無線基地局および無
線端末はそれぞれ異なる環境下に設置されているため、
クロック精度に誤差が生じる。このタイミングのずれを
考慮せずにナローアパーチャを実行しても、ナローアパ
ーチャに失敗する確率が高くなる。

【００５５】そこで、アクセス用チャネルが決定した後
に、そのチャネルがあった無線キャリア周波数およびセ
クタについて再度オープンアパーチャを実行する（Ｓ５
１）。すなわち、アクセス用チャネルのユニークワード
が検出されたら（Ｓ５２）、そのアクセス用チャネルの
通信品質をメモリに記録する（Ｓ５３）。このステップ
Ｓ５１〜Ｓ５３をオープンアパーチャによりユニークワ
ードを検出する規定時間繰り返す（Ｓ５４）。規定時間
経過後に、オープンアパーチャにより検出されたアクセ
ス用チャネル候補についてメモリに記録された通信品質
を比較する（Ｓ５５）。その中から最良の通信品質のア
クセス用チャネル候補にアクセス用チャネルを決定する
（Ｓ５６）。その後、ナローアパーチャ（Ｓ１７、Ｓ３
９）によりユニークワード検出に移行する。

【００５６】これにより、多数のアクセス用チャネルに
ついてオープンアパーチャを施した後であっても、所望
のアクセス用チャネルについて確実にナローアパーチャ
を行うことができる。特に、図１２で説明したフローで
は、複数のアクセス用チャネルについて通信品質を比較
するステップが存在するため、フローの処理時間が図１
３に示したフローに比較して長くかかることから、図１
４に示した制御は有用である。

【００５７】図１５は選択制御の別の動作例を示す。こ
の選択制御は、図１３に示した同期制御に挿入される形
で実行される。

【００５８】この選択制御では、アクセス用チャネルが
決定した（Ｓ１６、Ｓ３８）後に、そのチャネルがあっ
た周波数およびセクタでオープンアパーチャによるユニ
ークワード検出を行う（Ｓ６１）。そして、ユニークワ
ードが検出されると（Ｓ６２）、メモリの内容を検索し
（Ｓ６３）、他に優位な記録がなければ（Ｓ６４）、そ
の通信品質をタイミングおよびセクタの情報とともにメ
モリに記録する（Ｓ６５）。オープンアパーャによるユ
ニークワード検出を規定時間経過するまで行い（Ｓ６
６）、それが終了すると、メモリの内容を検索する（Ｓ
６７）。このとき、メモリには、唯一のアクセス用チャ
ネルについての記録のみが残されている。これにより、
アクセス用チャネルが決定される（Ｓ６８）。その後、
ナローアパーチャ（Ｓ１７、Ｓ３９）によりユニークワ
ード検出に移行する。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
無線基地局のアンテナの構造に関係なく、無線端末では
同期確立動作および通信時その他の場合に同一の制御を
行うことができる。したがって、無線端末の構成および
通信制御を簡単化することができる。これにより、迅速
な通信を行うことができるため、電波を有効に利用する
ことができる。また、端末装置では、複数のアクセス用
チャネルの中から最良な通信品質のチャネルを迅速かつ
確実に選択することができ、これにより、電波の有効利
用を図ることができるとともに、高い通信品質の移動通
信を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する基本的な構成を示すブロック
図。

【図２】ＴＤＭＡフレームの構成例を示す図。

【図３】アクセス用チャネルの構成例を示す図。

【図４】無線基地局の詳細な構成例を示すブロック図。

【図５】無線端末の詳細な構成例を示すブロック図。

【図６】無線基地局におけるアクセス用チャネル番号と
セクタ番号との対応例を示す図。

【図７】無線端末におけるアクセス用チャネル送受信制
御を説明する図。

【図８】無線基地局において無線端末にアクセス用チャ
ネル下りで応答する方法を説明する図。

【図９】アクセス用チャネル番号とセクタ番号との対応
例を示す図。

【図１０】無線基地局に無指向性のアンテナを使用した
場合の構成例を示すブロック図。

【図１１】同期制御の一例を示すフローチャート。

【図１２】同期制御の別の例を示すフローチャート。

【図１３】同期制御の別の例を示すフローチャート。

【図１４】選択制御の一例を示すフローチャート。

【図１５】選択制御の別の例を示すフローチャート。

【符号の説明】

１ 無線基地局 ２−１〜２−ｋ、４ セクタアンテナ ３ 無線端末 ５−１、５−２、… 指向性アンテナ １１、３１ アンテナ切替器 １２、３２ スイッチ １３、３３ 受信復調部 １４、３４ 受信信号処理部 １５、３５ 送信信号処理部 １６、３６ 送信変調部 １７、３７ ユニークワード検出部 １８、３８ タイミング制御部 ３９ メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 政彦 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線基地局の複数のアンテナエレメント
   から１フレーム毎にアクセス用チャネルを無線端末に対
   して送受信するとともに、１フレーム毎にアンテナエレ
   メントを切り替える無線回線制御方法において、 アンテナエレメントの番号ｓをアクセス用チャネルの識
   別番号ａと特定の関数関係に設定し、前記無線基地局と
   通信を行う無線端末はアンテナエレメントの番号ｓを意
   識することなく識別番号ａにしたがって送受信を行うこ
   とを特徴とする無線回線制御方法。
2. 【請求項２】 前記識別番号は“０”から“Ｎ−１”を
   循環する整数であり、前記アンテナエレメントの数ｓは
   Ｎの約数である請求項１記載の無線回線制御方法。
3. 【請求項３】 前記識別番号が上りアクセス用チャネル
   および下りアクセス用チャネルにそれぞれ付与され、そ
   れらの識別番号に対して前記関数関係が同一でありその
   循環位相が異なる請求項２記載の無線回線制御方法。
4. 【請求項４】 無線基地局と、ＴＤＭＡ方式によりこの
   無線基地局と接続される無線端末とを備え、この無線基
   地局は、複数のアンテナエレメントと、１フレーム毎に
   アクセス用チャネルを送受信する手段とを備えた無線回
   線制御方式において、 前記無線基地局は、アクセス用チャネルの識別番号を
   ａ、アンテナエレメントの番号をｓとするとき、 ｓ＝ｆ（ａ） （ｆは特定の関数関係を示す） に設定する手段を備え、 前記無線端末は、この識別番号ａにしたがって前記無線
   基地局との通信を行う手段を備えたことを特徴とする無
   線回線制御方式。
5. 【請求項５】 前記無線基地局には複数のアンテナを備
   え、この複数のアンテナについてダイバーシチ手段が設
   けられた請求項４記載の無線回線制御方式。
6. 【請求項６】 前記無線端末は、複数の方位別にかつ１
   フレーム毎に送受信方位が転換されるセクタアンテナ
   と、このセクタアンテナのセクタ切替が一巡する毎に送
   受信周波数を転換する手段と、すべてのタイミングにお
   いて受信信号に前記ユニークワードが到来するか否かの
   検出をつづけるオープンアパーチャ手段と、このオープ
   ンアパーチャ手段に当該ユニークワードが検出されたと
   きに以降規定回数にわたり同期の確認を実行する同期確
   立手段とを含む請求項４記載の無線回線制御方式。
7. 【請求項７】 前記無線端末には、同期設定まで送受信
   周波数をランダムに転換する手段を備えた請求項６記載
   の無線回線制御方式。
8. 【請求項８】 前記無線端末には、前記オープンアパー
   チャ手段に当該ユニークワードが検出されても前記アン
   テナセクタおよび前記送受信周波数の組合せについて一
   巡するまで同期確立を保留し、その一巡するなかで受信
   または送信信号の品質が最良になる前記組合せについて
   同期確立を行う選択手段を備えた請求項６記載の無線回
   線制御方式。
9. 【請求項９】 前記選択手段は、前記組合せについてそ
   の通信品質をそれぞれ記録する手段を備えた請求項８記
   載の無線回線制御方式。
10. 【請求項１０】 前記選択手段は、前記組合せについて
    その最良の通信品質の組合わせを記録する手段を備えた
    請求項８記載の無線回線制御方式。
11. 【請求項１１】 前記選択手段は、前記記録する手段の
    記録内容にしたがってアクセス用チャネルを決定し、そ
    のアクセス用チャネルについて再度オープンアパーチャ
    を実行する手段を含む請求項９または１０記載の無線回
    線制御方式。