WO2002007344A1 - Terminal d'informations et systeme de communication sans fil, procede et programme de communication - Google Patents

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WO2002007344A1
WO2002007344A1 PCT/JP2001/006036 JP0106036W WO0207344A1 WO 2002007344 A1 WO2002007344 A1 WO 2002007344A1 JP 0106036 W JP0106036 W JP 0106036W WO 0207344 A1 WO0207344 A1 WO 0207344A1
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WO
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signal
antenna
directivity
wireless
base station
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PCT/JP2001/006036
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English (en)
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Inventor
Yoshiharu Doi
Original Assignee
Sanyo Electric Co., Ltd.
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842Weighted combining
    • H04B7/0848Joint weighting
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • HELECTRICITY
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    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842Weighted combining
    • H04B7/086Weighted combining using weights depending on external parameters, e.g. direction of arrival [DOA], predetermined weights or beamforming

Definitions

  • the present invention relates to a wireless information terminal (hereinafter, referred to as a mobile station) including a mobile phone connected to a wireless base station, a portable information communication device, and the like, and a wireless communication comprising the wireless base station and the mobile station.
  • a wireless information terminal hereinafter, referred to as a mobile station
  • a mobile phone connected to a wireless base station, a portable information communication device, and the like
  • a wireless communication comprising the wireless base station and the mobile station.
  • the path division multiple access method is a method in which a radio base station uses a directional antenna to communicate with a plurality of mobile stations existing in different directions at the same time using a carrier wave of one frequency.
  • an adaptive array device is an antenna having directivity used by a radio base station.
  • An adaptive array device has a plurality of fixedly installed antenna elements, and dynamically changes the amplitude and phase of a transmission / reception signal for each antenna element, thereby enabling transmission and reception of the entire antenna.
  • a directional pattern also called an array antenna pattern.
  • the adaptive array device not only increases the transmission strength and reception sensitivity in the direction of the desired mobile station in forming the directivity pattern, but also increases the transmission strength and reception in the direction of other mobile stations that are path division multiplexed. It also reduces sensitivity.
  • the adaptive array device is described in detail in “Special Issue on Adaptive Signal Processing in the Spatial Domain and Its Application Technology” (Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, VOL. J75-B-2 No. 11). ing.
  • the service area is divided into sections called wireless zones,
  • a frequency to be used for a carrier is assigned to each wireless zone, and the wireless base station and mobile station in each wireless zone communicate using a carrier of the assigned frequency, and are located at positions where the mutual carriers do not interfere with each other The same frequency is repeatedly assigned to the wireless zone.
  • FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the path division multiple access system and the wireless zone system
  • 900 is a service area
  • 91 is one of wireless zones
  • 902 is the wireless zone.
  • 903 is a radio base station
  • 904 and 905 are mobile stations
  • 906 and 907 are radio base station orientations for mobile stations 904 and 905, respectively.
  • the directivity patterns 908 and 909 indicate the directivity patterns of the mobile stations 904 and 905, respectively.
  • the directivity pattern is defined as the range in which the transmission signals from the radio base station and the mobile station reach at an appropriate intensity in communication within one radio zone, and the signal transmitted by the radio base station and the mobile station with the appropriate sensitivity. Indicates the range in which can be received. This range is understood to also represent a range that interferes with communications in other wireless zones using the same frequency.
  • the radio base station 903 forms the different directivity patterns 906 and 907 so that the mobile stations 904 and 90 can be formed by path division multiplexing using the carrier of the frequency f 1. Communicate with 5.
  • This diagram schematically shows that the frequency f l is again assigned to the radio zone outside the directivity pattern of the radio base station 903 and the mobile stations 904 and 905.
  • mobile stations 904 and 905 transmit and receive with uniform directivity in all directions.
  • a radio base station uses the adaptive array device to apply a directional pattern to the movement of each mobile station performing path division multiplexing.
  • MMSE method least mean square error method
  • the control of the directivity pattern in reception is control for separating and extracting a signal received from a specific mobile station by suitably combining signals received through each antenna element.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram showing the contents of control by the MMSE method when a signal from a mobile station is received by the adaptive array device.
  • this control is based on the received signal vectors xl (t), x2 (t), *, ⁇ (1;)
  • the weight vector wl (t—1), w2 (t—1),..., WN (t—1) corresponding to the tena element is multiplied by the sum y (t).
  • (t) is a control for determining a suitable weight vector so that the received signal component from the mobile station to be separated and extracted is contained at the maximum, and the received signal component from other mobile stations is contained at the minimum.
  • t indicates a time when the signal arrives, and is a value indicating, for example, an elapsed time in a time slot in a unit of a time for receiving one symbol in the PHS standard. Therefore, the received signal vector x, the weight vector w, etc. are signal sequences corresponding to the values 1, 2,... Of t.
  • the weight vector w is a parameter for forming a directional pattern, and the weight vector w and the received signal vector X represent a signal having amplitude and phase as a complex vector.
  • an appropriate initial value is defined, and a portion of the transmission signal transmitted from the mobile station, in which the signal content is fixedly specified in advance, for example, for symbol synchronization in the PHS standard
  • a signal of a preamble or a unique word (UW: Unique Word) such as a code (hereinafter referred to as a “reference signal”).
  • UW Unique Word
  • the error between d (t) and signal y (t) should be minimized.
  • the value is changed within a predetermined range, and is updated every unit time as follows.
  • Equation 2 at each time t, an error e (t) between the signal y (t) calculated using the weight vector at the time t_1 and the reference signal d (t) is calculated.
  • wi (t-1) is modified to calculate Wi (t).
  • Wi (t) the value of the byte vector converges to a constant value, and the signal y (t) approaches the signal of the mobile station to be separated and extracted. Since the preamble and unique code that constitute the reference signal are transmitted prior to the destination data, which is the communication content, the signal y (t) is received at the target data reception stage. The signal of the mobile station to be roughly separated and extracted is shown. After the call is started, for example, the weight vector value finally obtained in the previous time slot is used as the initial value in the next time slot.
  • the directivity pattern in transmission is controlled by distributing the transmission signal to a specific mobile station in accordance with each antenna element, and for each distributed signal, the final signal corresponding to each antenna element obtained at the time of reception is obtained. This is the process of simultaneously transmitting the signals obtained by multiplying the weight vectors by each antenna element. As a result, a transmission gain having directivity is obtained for the specific mobile station, and the transmission signal strength for other mobile station directions is suppressed.
  • the radio base station adjusts the vector at the time of reception based on signals received through a plurality of antenna elements and information of a part whose signal content is known in advance such as a preamble and a unique code. While extracting and extracting signals from a specific mobile station, and directing directivity to the specific mobile station using the weight vector at the time of transmission to prevent interference to some extent and maintain communication quality to achieve path division multiplexing. Communication with each mobile station is performed using the access method.
  • a plurality of mobile stations are connected using a carrier of one frequency by a path division multiple access method based on directivity control in a wireless base station, and a wireless zone method is used.
  • a path division multiple access method based on directivity control in a wireless base station
  • a wireless zone method is used.
  • the present invention provides a wireless communication system in which the number of mobile stations that can be connected using a fixed frequency resource is increased while maintaining communication quality, and a mobile station in the system.
  • the purpose is to do.
  • a wireless information terminal is a wireless information terminal that communicates with a wireless base station, wherein a calculating means for calculating information for controlling the antenna directivity is provided. And receiving means for forming and receiving directivity in which a reception gain of a signal transmitted from the radio base station is increased.
  • the wireless information terminal forms reception directivity in the direction of the wireless base station with which communication is to be performed, so that it is possible to remove an interference signal coming from another wireless base station.
  • a radio base station performs directivity control in the direction of a wireless information terminal to be communicated with and transmits / receives the signal.Therefore, a signal received from another wireless information terminal is removed and transmitted to another wireless information terminal. It has the ability to not transmit interference signals.
  • the frequency reuse interval can be shortened, and the frequency use efficiency is improved.
  • the wireless information terminal further includes: an obtaining unit that obtains a symbol for symbol synchronization notified from the wireless base station; and a storage unit that stores the obtained code.
  • the means may calculate, for each symbol, information for controlling the antenna directivity based on the stored code.
  • the wireless information terminal forms directivity based on the symbol synchronization code notified from the wireless base station.
  • the wireless information terminal cooperates with the wireless base station that notifies the different symbol synchronization code for each wireless information terminal and the wireless information terminal in cooperation with each other, so that the wireless information terminal reduces errors synchronized with signals other than the signal addressed to the wireless information terminal.
  • a directivity pattern can be formed with high accuracy, and communication quality is improved.
  • the wireless information terminal further comprising: generating means for generating a reference signal serving as a reference for forming antenna directivity by modulating the stored code, wherein the antenna directivity is Is expressed as a weighting factor for the signal for each antenna, and the calculating means reduces the difference between the signal obtained by multiplying the signal received for each antenna by the weighting factor and the reference signal so as to reduce the difference.
  • the receiving means may form and receive the directionality by multiplying a signal received for each antenna by a weighting coefficient and adding the result.
  • the wireless information terminal according to (3) further comprising: multiplying a transmission signal by the calculated weighting factor for each antenna and transmitting the signal, whereby a transmission gain of a signal transmitted to the wireless base station is increased.
  • a transmission unit for forming and transmitting an increased directivity may be provided. According to this configuration, the wireless information terminal reduces the interference signal power radiated to other than the wireless base station to be communicated with, so that the frequency reuse interval can be further shortened and the frequency use efficiency is improved.
  • the symbol synchronization code may indicate a preamble and a unique word, or one of them.
  • a different symbol synchronization code is assigned to each wireless information terminal, the code is notified to each wireless information terminal, and the code is included in information addressed to each wireless information terminal. It comprises a wireless base station to transmit and the wireless information terminal according to any one of (1) to (5).
  • a communication method is a communication method used in a wireless information terminal that communicates with a wireless base station, comprising: a calculating step of calculating information for controlling antenna directivity; and using the calculated information. Receiving a signal transmitted from the wireless base station by forming directivity such that a reception gain of the signal is increased.
  • the communication method of (7) further includes: an obtaining step of obtaining a code for symbol synchronization notified from the radio base station; and a storing step of storing the obtained code. May calculate, for each symbol, information for controlling the antenna directivity based on the stored code.
  • the communication method of (8) further includes a generation step of generating a reference signal serving as a reference for forming antenna directivity by modulating the stored code,
  • the information to be controlled is expressed as a weighting factor for a signal for each antenna
  • the calculating step includes: calculating a weighting factor such that a difference between a signal obtained by multiplying a signal received for each antenna by a weighting factor and added and a reference signal is reduced.
  • the reception step may calculate and receive the signal by forming a directivity by multiplying a signal received for each antenna by a weight coefficient and adding the result.
  • a transmission step of forming and transmitting a different directivity may be included.
  • the code for symbol synchronization may indicate a preamble, a unique word, or any one of them.
  • a program according to the present invention is a computer-executable program for realizing, using a computer, a communication method used in a wireless information terminal communicating with a wireless base station, and controls an antenna directivity.
  • the program according to (12) further includes: an acquiring step of acquiring a symbol for symbol synchronization notified from the radio base station; and a storage step of storing the acquired code. May calculate, for each symbol, information for controlling the antenna directivity based on the stored code.
  • the program according to (13) further includes a generation step of generating a reference signal serving as a reference for forming antenna directivity by modulating the stored code, and controlling the antenna directivity.
  • the information is expressed as a weighting factor for the signal for each antenna, and the calculating step calculates the weighting factor such that the difference between the signal obtained by multiplying the signal received for each antenna by the weighting factor and the reference signal is small.
  • a signal received for each antenna may be multiplied by a weighting factor and added to form a directivity and received.
  • the program of (14) is further transmitted to the radio base station by multiplying a transmission signal by the calculated weighting factor for each antenna and transmitting the multiplied signal.
  • the code for symbol synchronization may indicate a preamble and a unique word, or any one of them.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless base station.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the signal processing unit 50.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the user processing unit 51a.
  • FIG. 4 is a diagram showing a data structure and a content example of the unique code information.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of radio base station 100 when a link channel establishment request is received from a mobile station to start a call or data communication.
  • FIG. 6 is a diagram showing an outline of a link channel establishment sequence between a mobile station and a radio base station.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a main part of the mobile station.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an operation of mobile station 200 when a link channel is allocated from a radio base station as a response to a link channel establishment request.
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the path division multiplexing access system and the wireless zone system when both the wireless base station and the mobile station perform directivity control.
  • FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the path division multiple access scheme and the radio zone scheme when the radio base station performs directivity control and the mobile station does not perform directivity control.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram showing the contents of control by the MMSE method when a signal from a mobile station is received by the adaptive array device.
  • the radio base station uses a time-division multiplexed access time-division bidirectional (TDMAZTDD, Time division on Mu 1 tiple access / ⁇ ime division) duplex defined by the PHS standard.
  • TDMAZTDD Time division on Mu 1 tiple access / ⁇ ime division
  • it is a radio base station that performs path division multiplexing of up to four signals at the same frequency using the path division multiplex access method and wirelessly connects to mobile stations.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of radio base station 100 according to the present embodiment.
  • the radio base station 100 includes antennas 11 to 14, radio units 21 to 24, a signal processing unit 50, a modem unit 60, a baseband unit 70, a control unit 80, and a unique word storage unit 90.
  • the radio base station 100 multiplexes four channels in one T.DMA / TDD frame according to the PHS standard, and processes signals of up to four telephone lines to be path-division multiplexed into one channel in parallel.
  • One TDMA / TDD frame has a period of 5 ms, and is composed of four transmission time slots and four reception time slots obtained by dividing each period into eight.
  • One time slot each for transmission and reception constitutes one time division channel by time division multiplexing.
  • the baseband unit 70 transmits and receives a plurality of signals (voice or data baseband signals) between the plurality of lines connected via the telephone switching network and the signal processing unit 50.
  • the modem section 60 modulates and demodulates the digitized baseband signal between the signal processing section 50 and the baseband section 70 by 7 ⁇ / 4 shift QPSK (Quadrature Phase Shift Keying). Has functions. This modulation and demodulation are performed in parallel for up to four TDMAZTDD frames that are path division multiplexed in one time division channel.
  • the signal processing unit 50 controls the formation of the directivity pattern under the control of the control unit 80, that is, separates and extracts the path-division multiplexed reception signals from the mobile stations input from the radio units 21 to 24. Control to generate a signal for path division multiplexing so that the transmission signal input from the modem unit 60 can be transmitted to a desired mobile station, and output the signal to each of the radio units 21 to 24.
  • the part that does This is realized by a digital DSP (Digital Signal Processor).
  • the control is performed by the MMSE method. Specifically, the control is performed as follows for each time slot in a maximum of four TDMAZTDD frames processed in parallel by the modem unit 60.
  • the weight vector is adjusted so as to reduce the error between the sum of signals obtained by multiplying the signals actually received by the radio units 21 to 24 and the weight vector corresponding to each radio unit and the reference signal.
  • a signal obtained by multiplying the transmission signal by the weight vector obtained by the immediately preceding reception is distributed to each of the radio units 21 to 24.
  • transmission and reception by forming a directional pattern in the path division multiple access method are performed only on communication channels (T channels).
  • T channels communication channels
  • the path division multiple access method is used for communication on other control channels. Control processing similar to that of the conventional wireless base station. However, for the reference signal, a different reference signal is used for each mobile station, which will be described later.
  • the radio units 21 to 24 are all equivalent, and the radio unit 21 includes a transmission unit 111 including a high power amplifier and the like and a reception unit 112 including a low noise amplifier and the like.
  • the transmission unit 111 converts a low-frequency signal input from the signal processing unit 50 into a high-frequency signal, amplifies the signal to a transmission output level, and outputs the signal to the antenna 11. It has a function to adjust the transmission output by controlling the gain of the high-power amplifier, etc.
  • the receiving unit 112 has a function of converting a high-frequency signal received by the antenna 11 into a low-frequency signal, amplifying the signal, and outputting the amplified signal to the signal processing unit 50.
  • the control unit 80 is specifically configured by a CPU (Central Processor Identifying Unit), a memory, and the like, and has a function of controlling each unit of the wireless base station 100 by the CPU executing a program in the memory.
  • a CPU Central Processor Identifying Unit
  • the unique word storage unit 90 includes a unique word for assigning to a plurality of mobile stations to be path-division-multiplexed, and holds unique word information indicating a relationship between each unique word and each mobile station to which the unique word is assigned.
  • unique word information will be described later in detail.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the signal processing unit 50.
  • the signal processing unit 50 includes transmission / reception switching switches 561 to 564, adders 551 to 554, and user processing units 51a to 51d.
  • Each of the user processing units 51a to 51d adjusts the weight vector for one TDMAZTDD frame so as to optimally transmit and receive one signal of the mobile station communicating in the time slot for each time slot. It receives input signals XI to X4 from each radio unit and outputs output signals Sal to Sa4 to each radio unit. That is, each of the user processing units 51 a to 51 d separates and extracts a signal from one of the mobile stations that are path division multiplexed and transmits the signal to the modem unit 60, and transmits the signal from the modem unit 60. The transmission signal to the mobile station is adjusted for each antenna and output to each radio unit.
  • the transmission / reception changeover switches 561 to 564 are switched according to transmission and reception under the control of the control unit 80.
  • the adders 551 to 554 add the output signals to the radio units adjusted for each mobile station by the user processing units 51 a to 51 d and output the signals to the radio units 21 to 24.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the user processing unit 51a.
  • the user processing unit 51a includes multipliers 521-524, 581 to 584, an adder 59, a transmission / reception switch 56, a reference signal generation unit 55, a byte calculation unit 58, and a weight storage unit 57.
  • the reference signal generation unit 55 generates a reference signal indicating a signal transmitted by the mobile station for the unique word and the start symbol (SS) and the preamble (PR) fixedly defined by the PHS standard. .
  • a reference signal is generated according to the value of the unique code received from the control unit 80. Since the control unit 80 passes each unique word value to each user processing unit, the reference signal generated by the reference signal generation unit of each user processing unit for the unique word is different.
  • Weight calculation section 58 calculates the weight vector in the MMSE method described above.
  • the weight calculation unit 58 obtains a temporary sum signal obtained by multiplying the received signal vectors of XI, X2, X3, and X4 obtained from the radio units 21 to 24 by the corresponding weight vectors, and calculates the temporary reception signal.
  • Received signal and reference signal generator Compare the reference signal obtained in step 55 and adjust the weight vector as follows so that the difference becomes smaller.
  • the received signals X1 to X4 are represented as vector sequences xl (t), x2 (t), x3 (t), and x4 (t) that change with time, and the weight vectors corresponding to each are represented as When wl (t), w2 (t), w3 (t), and w4 (t) are represented, and the tentative reception signal is represented by y (t), the weight calculation unit 58 calculates the tentative reception signal y by the following Equation 3. Find (t). t indicates the time using the reception time of one symbol in the time slot of the PHS standard as a unit time.
  • the value of w (t-1) is determined in advance so that the difference e (t) between the provisional received signal y (t) and the reference signal d (t) is minimized.
  • the value is adjusted by fluctuating within the range, and the value is used as the weight vector w (t). Note that e (t) is obtained by the following equation (4).
  • the weight storage unit 57 stores the eight vector calculated by the weight calculation unit 58 at the time of reception, and transmits the stored byte vector to the antenna element at the time of transmission, which is transmitted from the modem unit to one mobile station. Multiply each signal distributed for each.
  • the unique word information stored in the unique word storage unit 90 will be described.
  • FIG. 4 is a diagram showing a data structure and a content example of the unique guide information.
  • the unique word information is information in which the value of the unique word is associated with information indicating the allocation state of the unit word.
  • the unique code has four different values, for example, a 16-bit value such as “001 1 1 10101001 100” in binary.
  • the assignment status takes the value of user 1, user 2, etc. for identifying the mobile station, or a value indicating that it has not been assigned yet.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an operation of the radio base station 100 when receiving a link channel establishment request from a mobile station to start a call or data communication. This operation is realized by the control of the control unit 80.
  • control section 80 When receiving a link channel establishment request from a mobile station (step S01) or receiving a link channel establishment re-request (step SO2), control section 80 assigns a request to the mobile station. A search is made for an available channel (step S03). If there is no such channel (step SO4), control is performed to transmit a link channel assignment rejection notification to the mobile station (step SO8). If there is a channel that can be assigned (step SO 4), the control unit 80 refers to the unique code information held in the unique code storage unit 90 and selects one unassigned unique word, and chosen:! The unique code information is updated so as to associate the second code with the mobile station (step S05), and a link channel assignment notification including a notification of the selected unique word is transmitted to the mobile station.
  • step S06 As an example, when two mobile stations are communicating with each other by the path division multiple access method, and further when a link channel establishment request or the like is received from a new mobile station, the unique word information is shown in the content example of FIG. If it is in the state, by executing step S05, one of the unique words that have not been allocated yet is selected, "100101 1 1 1 1 1001 10", and the unique word information indicates that the unique word is assigned to the new mobile station. The unique word having the value of “100101 1 1 1 1 1001 10” is updated along with the information identifying the available channel such as frequency, time slot, etc. It will be transmitted to the new mobile station.
  • step S06 the control unit 80 passes the unique code notified to the mobile station to the reference signal generation unit of the user processing unit that performs processing corresponding to the new mobile station (step S07).
  • the reference signal generation unit 55 of the user processing unit 51c generates a signal including the value of the unique word and scheduled to be transmitted from the mobile station as a reference signal.
  • the user processing unit 5lc transmits the transmission data to the mobile station including the unique word.
  • FIG. 6 is a diagram showing an outline of a link channel establishment sequence between a mobile station and a radio base station.
  • the radio base station when a link channel establishment request is received from the mobile station (S101), the radio base station performs the operation shown in FIG. On the other hand, a link channel assignment notification including a unique word notification is performed (S102). Further, after the notification, the communication including the unique code is transmitted in the transmission data to the mobile station in communication on the allocated link channel.
  • the mobile station uses the unique word value according to the PHS standard as described later. It has a function of transmitting and receiving communication data with a radio base station by forming directivity using a reference signal including the unique word and using the reference signal including the unique word.
  • the wireless base station 100 can communicate with the mobile station that is about to start a call or the like.
  • the mobile station notifies the mobile station of a unique word different from that of another mobile station, uses the unique word as a reference signal for separating and extracting a received signal from the mobile station that has notified the mobile station, and transmits the unique word included in a transmission signal to the mobile station. .
  • the wireless base station 100 can avoid interference with other mobile stations, maintain communication quality, and communicate with the mobile station by the path division multiple access method. become able to.
  • the mobile station according to the present embodiment is a wireless information terminal that transmits and receives direction information with respect to the direction of the wireless base station that is the communication partner, and uses a time division multiple access method defined by the PHS standard. Communicate with wireless base stations.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a main part of mobile station 200 according to the embodiment of the present invention.
  • the mobile station 200 has a radio unit (hereinafter referred to as a radio unit A) composed of an antenna 210, a switching switch 2 13, a transmission circuit 211, and a reception circuit 212, and an antenna 2 2, a radio section (hereinafter referred to as radio section B) comprising a switching switch 2 23, a transmission circuit 22 1, and a reception circuit 22 2, and a DSP 260 (broken frame in the figure).
  • Adaptor that transmits and receives array antenna patterns by forming It is a live array device.
  • the two antennas 210 and 220 may be rod-like rod antennas, planar pattern antennas, helical antennas at the rod ends, chip antennas (antennas mounted as chip components on the board), etc.
  • antenna 210 is a rod antenna
  • antenna 220 is a chip antenna.
  • the DSP 260 shown by the broken line frame actually operates according to the program, but the operation is divided into functional blocks in the figure.
  • Multipliers 214 and 224 weight reception signals input from reception circuits 212 and 222 by multiplying them by weight vectors Wl and W2 from weight calculation section 236, respectively.
  • Multipliers 215 and 225 weight transmission signals input from modulation circuit 240 by weight vectors Wl and W2 from weight control section 238, respectively.
  • the adder 230 adds the received signals weighted by the multipliers 214 and 224.
  • Demodulation circuit 231 demodulates the received signal after addition by adder 230.
  • the demodulation result is output as a received bit string.
  • the remodulation circuit 232 remodulates the received bit string input from the demodulation circuit 231 into symbol data (symbol waveform data).
  • UW information storage section 239 stores unique word information different for each mobile station notified from the radio base station via the control channel.
  • the memory 233 holds a reference signal table.
  • the reference signal table contains signals defined as bit patterns for synchronization according to the PHS standard, that is, a start symbol (SS), a preamble (PR) that is fixedly determined other than a unique word, and the stored unique word (UW). ) Is stored as symbol data (symbol waveform data) obtained by modulating.
  • the counter 235 counts the number of symbols (from 0 to 120 in the PHS) from the first to the last symbol in the reception time slot in synchronization with the symbol timing. This count value is used to distinguish between a symbol period of the synchronization bit pattern including the unique word and a period other than the symbol period.
  • the symbol period from the third symbol to the 16th symbol is the period of the synchronization bit pattern including SS, PR, and UW.
  • the switch 234 In normal reception, when the count value of the counter 235 indicates the symbol period of the synchronization bit pattern during normal reception, the switch 234 outputs symbol data (waveform data) representing a reference signal read from the memory 233. The symbol data from the remodulation circuit 232 is selected during the other periods.
  • the weight calculation section 236 weights the reception signals input from the reception circuits 212 and 222 and adds them together, and the symbol data input from the switch 234 The weight vector is calculated for each symbol so as to minimize the error with respect to.
  • the calculation of the weight vector is the same as that of the weight calculation unit 58 described above.
  • the memory 237 stores the weight vector calculated by the byte calculation unit 236.
  • This weight vector may be a weight vector calculated for the symbol at the end of the reception time slot, and is used in the transmission time slot immediately after the reception time slot.
  • the weight vectors of the radio units A and B are Wl and W2.
  • the weight control unit 238 reads out the weight vectors Wl and W2 from the memory 237 in the transmission time slot and outputs them to the multipliers 215 and 216.
  • the modulation circuit 240 modulates a bit string to be transmitted to generate a transmission signal (symbol data).
  • the array antenna pattern is formed using the vector calculated in the reception time slot, the array antenna pattern is received, and the memory 230 is used. Then, an antenna is stored, and an array antenna pattern is formed by using the stored wait vector in a transmission time slot immediately thereafter, and the transmission is performed.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of mobile station 200 when the mobile station receives a link channel assignment from the radio base station in response to the link channel establishment request sent to the radio base station.
  • the link channel establishment request and the link channel assignment are performed via the control channel prior to the communication on the link channel.
  • the mobile station 200 receives the link channel assignment from the radio base station (step S10), and stores the unique word information included in the link channel assignment in the UW information storage unit 239 (step SI10). 1).
  • different codes are assigned to the unique word information for each mobile station from the radio base station as described above.
  • the mobile station 200 uses a start symbol (SS), a preamble (PR), and the stored unique word (UW), whose codes are fixedly determined according to the PHS standard, by using, for example, a remodulation circuit 232.
  • SS start symbol
  • PR preamble
  • UW stored unique word
  • the mobile station 200 After performing the unique code acquisition and reference signal generation processing, the mobile station 200 uses the acquired unique code value as a unique word in the PHS standard in communication on the link channel and uses the generated reference signal. It transmits and receives communication data to and from the wireless base station with directivity.
  • the mobile station 200 acquires a unique code for each mobile station from the radio base station via the control channel prior to transmission / reception on the communication channel, and includes the unique word. Since the byte vector is calculated using the reference signal, the inconvenience of erroneously synchronizing with a signal other than the one addressed to the own mobile station can be avoided, and the array antenna pattern can be formed with high accuracy. By performing this directivity control, interference signals radiated to other wireless zones are reduced, the interval for allocating the same frequency is shortened, and the efficiency of frequency utilization is improved.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of the path division multiple access method and the wireless zone method when both the wireless base station and the mobile station perform directivity control.
  • the figure shows that each wireless zone is regulated. Under ideal conditions with a regular regular hexagonal shape, the directivity of the mobile station should be controlled. This almost eliminates the emission of interference signals to other wireless zones and the reception of interference signals from other wireless zones, indicating that the same frequency fl can be used repeatedly in adjacent wireless zones.
  • the radio base station and the mobile station according to the present invention have been described based on the embodiments. However, it is needless to say that the present invention is not limited to these embodiments. That is,
  • the present invention may be a method including the steps described in the embodiment. Further, the method may be a computer program for realizing the method using a computer system, or may be a digital signal representing the program.
  • the present invention also provides a computer-readable recording medium on which the program or the digital signal is recorded, for example, a flexible disk, a hard disk, a CD-ROM, an MO, a DVD, a DVD-ROM, a DVD-RAM, a semiconductor memory. And so on.
  • the present invention may be the computer program or the digital signal transmitted via an electric communication line, a wireless or wired communication line, or a network represented by the Internet, or the like.
  • the present invention is a computer system including a microprocessor and a memory, wherein the memory stores the program, and the microprocessor operates according to the program stored in the memory.
  • the method may be implemented.
  • program or the digital signal may be recorded on the recording medium and transferred, or may be transferred via the network or the like, and may be executed in another independent computer system.
  • each mobile station transmits communication data to the PHS system.
  • the present invention can be applied to a communication system that transmits and receives communication data in a format including a so-called synchronization code corresponding to a unique code as a component of a standard physical slot. Also unique word May be a bit string used as an identifier.
  • the radio base station notifies the mobile station of the value of the unique word.
  • the information to be notified is not limited to the value of the unique word itself.
  • identification information such as a number such as 1, 2, 3, or 4 may be used as long as it is information necessary for specifying a word.
  • the unique word information stored in the unique word storage unit 90 fixedly includes four different unique word values in advance, and the control unit 80 The value of the unique code included in the unique code information is given to the reference signal generation unit 55 of each of the user processing units 5 la to 51 d.
  • the control unit 80 It is also possible to generate four different unique codes by generating random numbers, etc., and to include them in the unique code information.
  • the radio base station uses the unique word in the unique code information for the mobile station that has completed communication among mobile stations that have communicated by the path division multiplex access method.
  • the unique card information may be updated so that the information associating the mobile station with the mobile station indicates that there is no correspondence.
  • the wireless information terminal according to the present invention is applied as a mobile phone, a portable information communication device, and the like, and the wireless communication system according to the present invention can be used to improve frequency resource utilization efficiency. Further, the communication method and the program according to the present invention are used in the wireless information terminal, and improve the use efficiency of frequency resources.

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Description

明 細 書 無線情報端末、 無線通信システム、 通信方法及びプログラム 技術分野
本発明は、 無線基地局と接続される携帯電話機、 携帯型情報通信機器等を含む 無線情報端末 (以下、 移動局と称する。 ) 、 及び、 当該無線基地局と当該移動局 とからなる無線通信システムに関する。 背景技術
近年、 携帯電話機、 携帯型情報通信機器等を含む無線情報端末の増加に伴い、 周波数資源の有効利用に対する社会的要請が高まっている。 この要請に応える技 術に、 パス分割多重アクセス方式及び無線ゾーン方式 (後者はセルラー方式とも 言う。 ) がある。
パス分割多重アクセス方式とは、 無線基地局が、 指向性を有するアンテナを用 いて、 一の周波数の搬送波により同時刻に異なる方向に存在する複数の移動局と 通信を行う方式を言う。
パス分割多重ァクセス方式において、 無線基地局が用いる指向性を有するアン テナに、 ァダプティブアレイ装置がある。 ァダプティブアレイ装置は、 固定的に 設置された複数のアンテナ素子を備え、 個々のアンテナ素子に対する送受信信号 の振幅と位相とを動的に変化させることにより、 アンテナ全体として、 送信、 受 信のための指向性パターン (アレイアンテナパターンともいう。 ) を形成するも のである。
ァダプティブアレイ装置は、 指向性パターンの形成において、 所望の移動局の 方向へ送信強度及び受信感度を高めるのみならず、 パス分割多重している他の移 動局の方向へ送信強度及び受信感度を低下させることをも行う。 なお、 ァダプテ ィプアレイ装置については、 「空間領域における適応信号処理とその応用技術論 文特集」 (電子通信学会論文誌 V O L. J 7 5 - B - 2 N o . 1 1 ) に詳細に 記載されている。
無線ゾーン方式とは、 サービスエリアを無線ゾーンと呼ばれる区画に分割し、
rr正された用紙 (規則 9ί) 無線ゾーン毎に搬送波に用いるべき周波数を割り当て、 各無線ゾーンにある無線 基地局及び移動局は、 割り当てられた周波数の搬送波を用いて通信する方式を言 い、 互いの搬送波が干渉しない位置にある無線ゾーンに、 繰り返し同一周波数を 割り当てる。
図 1 0は、 パス分割多重アクセス方式及び無線ゾーン方式を説明するための模 式図であり、 9 0 0はサービスエリア、 9 0 1は無線ゾーンの一つ、 9 0 2は当 該無線ゾーンに割り当てられた周波数、 9 0 3は無線基地局、 9 0 4及び 9 0 5 は移動局、 9 0 6及び 9 0 7はそれぞれ移動局 9 0 4及び 9 0 5に対する無線基 地局の指向性パターン、 9 0 8及び 9 0 9はそれぞれ移動局 9 0 4及び 9 0 5の 指向性パターンを示している。
ここで、 指向性パターンは、 一の無線ゾーン内での通信において、 無線基地局 及び移動局からの送信信号が適正な強度で到達する範囲、 及び、 無線基地局及び 移動局が適正感度で信号を受信できる範囲を表している。 この範囲は、 同一周波 数を用いる他の無線ゾーンにおける通信と干渉する範囲をも表すと理解される。 同図において、 無線基地局 9 0 3は、 異なる指向性パターン 9 0 6及び 9 0 7 を形成することによって、 周波数 f 1 の搬送波を用いてパス分割多重により移 動局 9 0 4及び 9 0 5と通信する。 同図は、 無線基地局 9 0 3並びに移動局 9 0 4及び 9 0 5の指向性パターン外にある無線ゾーンに対し、 再び周波数 f l が 割り当てられることを模式的に示している。 なお、 従来、 移動局 9 0 4及び 9 0 5は、 全方向に対して均一な指向性をもって送受信を行う。
さて、 パス分割多重アクセス方式において、 無線基地局ほ、 混信を防ぎ、 通信 品質を維持するため、 前記ァダプティブアレイ装置を用いて、 パス分割多重して いる各移動局の動きに指向性パターンを追随変化させる。 以下、 アンテナ素子を N個とした場合の、 最小二乗平均誤差方式 (MMS E方式) による受信時及び送 信時の指向性パターンの制御内容を示す。
受信における指向性パターンの制御は、 各アンテナ素子を通じて受信される信 号を好適に合成することにより、 特定の移動局からの受信信号を分離抽出する制 御である。
図 1 1は、 ァダプティブアレイ装置により移動局からの信号を受信する際の M M S E方式による制御内容を示す概念図である。 [数 1] y (t) =w (t - 1) xx (t) =wl (t - 1) xx 1 (t) + w2 (t— 1) xx2 (t) + - · · +wN (t - 1) xxN (t)
この制御は、 同図及び数 1に示すように、 各アンテナ素子を通じて実際に得ら れた受信信号ベクトル x l (t) 、 x2 (t) 、 * · ·、 χΝ (1;) と、 各アン テナ素子に対応するウェイトベクトル wl (t— 1) 、 w2 (t— 1) 、 · · · 、 wN (t— 1) とをそれぞれ掛け合せた値の総和 y (t) に対して行われ、 y (t) が、 分離抽出対象となる移動局からの受信信号成分を最大に含み、 他の移 動局からの受信信号成分を最小に含むよう、 好適なウェイトべクトルを決定する 制御である。
ここで、 tは信号が到達する時刻を示し、 例えば、 PHS規格における 1シン ポルを受信する時間を単位としたタイムスロット内での経過時間を示す値である 。 従って、 受信信号べクトル x、 ウェイトべクトル w等は tの値 1、 2、 · · · に対応する信号列である。 また、 ゥヱイトベクトル wは指向性パターン形成用の パラメ一夕であり、 このウェイトベクトル wと受信信号ベクトル Xとは、 振幅、 位相を有する信号を複素ベクトルで表したものである。
ウェイトべクトルは、 '適当な値の初期値が定められており、 移動局から送られ る送信信号のうち予め信号内容が固定的に規定されている部分、 例えば PHS規 格におけるシンポル同期用の符号であるプリアンブルやユニークワード (UW: Un i que Wo r d) 等の部分の信号 (以下、 「参照信号」 という。 ) d ( t) と、 信号 y (t) との誤差を最小とするように、 予め定められた範囲内で値 を変動させて、 次のようにして単位時間毎に更新される。
[数 2] e (t) =d (t) -y (t) =d (t) -∑ (w i (t - 1) x x i (t) )
数 2に示すように、 各時刻 tにおいて、 時刻 t_ 1のウェイトベクトルを用い て算出した信号 y (t) と、 参照信号 d (t) との誤差 e (t) を算出する。 こ の誤差を小さくするように、 wi (t— 1) を修正して Wi (t) を算出する。 理論的には、 各時刻においてこの算出を繰り返すことにより、 ゥヱイトベクトル の値は一定値に収束し、 信号 y (t) は分離抽出対象の移動局の信号に近づく。 参照信号を構成するプリアンブルやユニークヮ一ドは、 通信内容である目的デ 一夕に先行して送られるため、 目的データの受信段階において、 信号 y (t) は 、 略分離抽出対象の移動局の信号を示す。 なお、 通話が開始された後は、 例えば 前回のタイムスロットにおいて最終的に得られたウェイトべクトル値を、 その次 のタイムスロットにおける初期値として用いられる。
送信における指向性パターンの制御は、 特定の移動局への送信信号を各アンテ ナ素子に対応して分配し、 分配した各々の信号に対し、 受信時に得られた各アン テナ素子に対応する最終的なウェイトべクトルを掛け合せて得られた信号を、 各 アンテナ素子から同時に送信する処理である。 これにより、 前記特定の移動局に 指向性を有する送信利得が得られ、 他の移動局方向に対する送信信号強度が抑制 される。
このように、 無線基地局は、 受信時に、 複数のアンテナ素子を通じて受信され た信号とプリアンブルやユニークヮ一ド等の予め信号内容が既知である部分の情 報とに基づいてゥヱイ トべクトルを調整しつつ特定の移動局からの信号を分離抽 出し、 送信時にはそのウェイトべクトルを利用して特定の移動局に指向性を向け ることにより、 ある程度混信を防ぎ通信品質を維持してパス分割多重アクセス方 式で各移動局との通信を行っている。
以上述べたように、 従来の無線通信システムでは、 無線基地局における指向性 制御に基づくパス分割多重アクセス方式により一の周波数の搬送波を用いて複数 の移動局を接続し、 また、 無線ゾーン方式により一定の距離をおいて周波数を再 利用することで、 周波数資源の有効利用を図っている。
しかしながら、 無線通信システムの利用者の急増により、 前記のパス分割多重 ァクセス方式、 及び無線ゾ一ン方式を用いてもなお周波数資源は逼迫しており、 一定の周波数資源を用いて接続できる移動局の数をさらに増やしたいという要請 がある。 発明の開示
上記問題点を解決するために、 本発明は、 通信品質を維持しつつ、 一定の周波 数資源を用いて接続できる移動局の数を増やした無線通信システム、 及び当該シ ステムにおける移動局を提供することを目的とする。
( 1 ) 本発明の無線情報端末は、 無線基地局と交信する無線情報端末であって、 アンテナ指向性を制御する情報を算出する算出手段と、 算出された情報を用いて 前記無線基地局から送信される信号の受信利得が大きくなる指向性を形成して受 信する受信手段とを備える。
この構成によれば、 無線情報端末は交信すべき無線基地局の方向に対して受信 指向性を形成するため、 他の無線基地局から到来する干渉信号を除去できる。 無 線基地局は、 従来、 交信すべき無線情報端末方向に対して指向性制御を行って送 受信するため、 他の無線情報端末から受信された信号を除去し、 他の無線情報端 末へ干渉信号を送出しない能力を備えている。 当該無線情報端末と無線基地局と が協働することにより、 周波数の再利用間隔を短縮でき、 周波数利用効率が向上 する。
( 2 ) 前記 ( 1 ) の無線情報端末は、 さらに、 無線基地局から通知されるシンポ ル同期用の符号を取得する取得手段と、 取得された符号を記憶する記憶手段とを 備え、 前記算出手段は、 記憶された符号を基準としてアンテナ指向性を制御する 情報をシンボル毎に算出してもよい。
この構成によれば、 無線情報端末は、 無線基地局から通知されるシンボル同期 用の符号に基づいて指向性を形成する。 無線情報端末ごとに相異なるシンボル同' 期用の符号を通知する無線基地局と、 当該無線情報端末とが協働することにより 、 無線情報端末は自端末宛て以外の信号に同期する誤りを低減し、 精度良く指向 性パターンを形成することができ、 通信品質を向上する。
( 3) 前記 (2 ) の無線情報端末は、 さらに、 前記記憶された符号を変調するこ とによりアンテナ指向性を形成する基準となる参照信号を生成する生成手段を備 え、 前記アンテナ指向性を制御する情報は、 アンテナ毎の信号に対する重み係数 として表され、 前記算出手段は、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じ て加算した信号と参照信号との差が小さくなるよう重み係数を算出し、 前記受信 手段は、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算することにより指 向性を形成して受信してもよい。
この構成によれば、 前記 (2 ) と同様の効果を有する。
(4 ) 前記 (3 ) の無線情報端末は、 さらに、 前記算出された重み係数をアンテ ナ毎に送信信号に乗じて送出することにより前記無線基地局に対して送信される 信号の送信利得が大きくなる指向性を形成して送信する送信手段を備えてもよい この構成によれば、 無線情報端末は、 交信すべき無線基地局以外に放射する干 渉信号電力を低減するため、 周波数の再利用間隔を一層短縮でき、 周波数利用効 率が向上する。
(5) 前記 (2) 乃至 (4) の何れかの無線情報端末において、 前記シンボル同 期用の符号は、 プリアンブル及びユニークワード、 又はその何れか一方を示すこ ととしてもよい。
この構成によれば、 前記 (2) 乃至 (4) の何れかの効果を有する。
(6) 本発明の無線通信システムは、 無線情報端末毎に相異なるシンボル同期用 の符号を割り当て、 当該符号を各無線情報端末に通知し、 各無線情報端末宛ての 情報に当該符号を含めて送信する無線基地局と、 前記 (1) 乃至 (5) の何れか に記載の無線情報端末とから構成される。
この構成によれば、 前記 (1) 乃至 (5) の何れかの効果を有する。
(7) 本発明の通信方法は、 無線基地局と交信する無線情報端末で用いられる通 信方法であって、 アンテナ指向性を制御する情報を算出する算出ステップと、 算 出された情報を用いて前記無線基地局から送信される信号の受信利得が大きくな る指向性を形成して受信する受信ステップとを含む。
この構成によれば、 前記 (1) と同様の効果を有する。
(8) 前記 (7) の通信方法は、 さらに、 無線基地局から通知されるシンボル同 期用の符号を取得する取得ステップと、 取得された符号を記憶する記憶ステップ とを含み、 前記算出ステップは、 記憶された符号を基準としてアンテナ指向性を 制御する情報をシンボル毎に算出してもよい。
この構成によれば、 前記 (2) と同様の効果を有する。
(9) 前記 (8) の通信方法は、 さらに、 前記記憶された符号を変調することに よりアンテナ指向性を形成する基準となる参照信号を生成する生成ステップを含 み、 前記アンテナ指向性を制御する情報は、 アンテナ毎の信号に対する重み係数 として表され、 前記算出ステップは、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を 乗じて加算した信号と参照信号との差が小さくなるよう重み係数を算出し、 前記 受信ステツプは、 ァンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算すること により指向性を形成して受信してもよい。
この構成によれば、 前記 (2) と同様の効果を有する。 (10) 前記 (9) の通信方法は、 さらに、 前記算出された重み係数をアンテナ 毎に送信信号に乗じて送出することにより前記無線基地局に対して送信される信 号の送信利得が大きくなる指向性を形成して送信する送信ステップを含んでもよ い。
この構成によれば、 前記 (4) と同様の効果を有する。
(1 1) 前記 (8) 、 (9) 又は (10) の通信方法において、 前記シンボル同 期用の符号は、 プリアンブル及びユニークワード、 又ばその何れか一方を示すと してもよい。
この構成によれば、 前記 (8) 、 (9) 又は (10) と同様の効果を有する。 (12) 本発明のプログラムは、 無線基地局と交信する無線情報端末で用いられ る通信方法を、 コンピュータを用いて実現するためのコンピュータ実行可能なプ ログラムであって、 アンテナ指向性を制御する情報を算出する算出ステップと、 算出された情報を用いて前記無線基地局から送信される信号の受信利得が大きく なる指向性を形成して受信する受信ステップとを含む。
この構成によれば、 前記 (1) と同様の効果を有する。
(13) 前記 (12) のプログラムは、 さらに、 無線基地局から通知されるシン ボル同期用の符号を取得する取得ステップと、 取得された符号を記憶する記憶ス テツプとを含み、 前記算出ステップは、 記憶された符号を基準としてアンテナ指 向性を制御する情報をシンボル毎に算出してもよい。
この構成によれば、 前記 (2) と同様の効果を有する。
(14) 前記 (13) のプログラムは、 さらに、 前記記憶された符号を変調する ことによりアンテナ指向性を形成する基準となる参照信号を生成する生成ステツ プを含み、 前記アンテナ指向性を制御する情報は、 アンテナ毎の信号に対する重 み係数として表され、 前記算出ステップは、 アンテナ毎に受信された信号に重み 係数を乗じて加算した信号と参照信号との差が小さくなるよう重み係数を算出し 、 前記受信ステップは、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算す ることにより指向性を形成して受信してもよい。
この構成によれば、 前記 (2) と同様の効果を有する。
(15) 前記 (14) のプログラムは、 さらに、 前記算出された重み係数をアン テナ毎に送信信号に乗じて送出することにより前記無線基地局に対して送信され る信号の送信利得が大きくなる指向性を形成して送信する送信ステップを含んで もよい。
この構成によれば、 前記 (4) と同様の効果を有する。
( 1 6 ) 前記 (1 3) 、 (1 4) 又は (1 5 ) の何れかのプログラムにおいて、 前記シンボル同期用の符号は、 プリアンブル及びユニークワード、 又はその何れ か一方を示すとしてもよい。
この構成によれば、 前記 (1 3 ) 、 (1 4) 又は (1 5) と同様の効果を有す る。 図面の簡単な説明
図 1は、 無線基地局の構成を示すブロック図である。
図 2は、 信号処理部 5 0の構成を示すブロック図である。
図 3は、 ユーザ処理部 5 1 aの構成を示すプロック図である。
図 4は、 ユニークヮード情報のデータ構造と内容例とを示す図である。
図 5は、 通話やデータ通信を開始するために移動局からリンクチャネル確立要求 を受けた場合の無線基地局 1 0 0の動作を示すフローチヤ一トである。
図 6は、 移動局と無線基地局の間のリンクチャネル確立シーケンスの概略を示す 図である。
図 7は、 移動局の主要部の構成を示すブロック図である。
図 8は、 リンクチャネル確立要求への応答として無線基地局からリンクチャネル 割当を受けた場合の移動局 2 0 0の動作を示すフローチャートである。
図 9は、 無線基地局及び移動局の双方が指向性制御を行う場合の、 パス分割多重 ァクセス方式及び無線ゾーン方式を説明するための模式図である。
図 1 0は、 無線基地局が指向性制御を行い、 移動局が指向性制御を行わない場合 の、 パス分割多重アクセス方式及び無線ゾーン方式を説明するための模式図であ る。
図 1 1は、 ァダプティブアレイ装置により移動局からの信号を受信する際の MM S E方式による制御内容を示す概念図である。 発明を実施するための最良の形態 <無線基地局 >
本実施の形態における無線基地局は、 PHS規格で定められた時分割多重ァク セス 時分割双方向 (TDMAZTDD、 T i me D i v i s i on Mu 1 t i p l e Ac c e s s /Ύ ime D i v i s i on Dup l ex) 方式 に加え、 更にパス分割多重アクセス方式により、 同一周波数で最大 4つの信号を パス分割多重して、 移動局と無線接続する無線基地局である。
<全体構成〉
図 1は、 本実施の形態における無線基地局 100の構成を示すプロック図であ る。
無線基地局 100は、 アンテナ 1 1〜14、 無線部 21〜24、 信号処理部 5 0、 モデム部 60、 ベースバンド部 70、 制御部 80及びユニークワード記憶部 90を備える。
無線基地局 100は、 PHS規格に従って 1つの T.DMA/TDDフレーム内 に 4つのチャネルを多重し、 1チャネルにっきパス分割多重されるべき最大 4つ の電話回線の信号を並列に処理する。 1つの TDMA/TDDフレームは、 5m Sの周期を有し、 各周期を 8等分して得られる 4つの送信タイムスロットと 4つ の受信タイムスロットとから構成される。 送信、 受信各々 1つのタイムスロット は時分割多重による 1つの時分割チャネルを構成する。
ベースバンド部 70は、 電話交換網を介して接続される複数の回線と信号処理 部 50との間で複数の信号 (音声又はデータのベースパンド信号) を授受する。 モデム部 60は、 信号処理部 50とベースパンド部 70との間で、 デジタル化 されたベースパンド信号に対して 7Γ/4シフト QPSK (Qua d r a t u r e Pha s e Sh i f t K e y i n g) により変調及び復調を行う機能を有 する。 この変調及び復調は、 1つの時分割チャネルにおいてパス分割多重される 最大 4つの TDMAZTDDフレームについて並列に行われる。
信号処理部 50は、 制御部 80の制御下で、 指向性パターンの形成に関する制 御、 即ち、 各無線部 21~24から入力されるパス分割多重された各移動局から の受信信号を分離抽出しモデム部 60に出力し、 また、 モデム部 60から入力さ れた送信信号を所望の移動局へ送信できるようにパス分割多重する信号を生成し て各無線部 21〜24に出力する制御を行う部分であり、 具体的には、 プロダラ マプルな D S P (D i g i t a l S i gn l Pr o c e s s or) により 実現される。
当該制御は、 前記 MMSE方式で行われ、 具体的には、 モデム部 60で並列に 処理される最大 4つの TDMAZTDDフレーム内のタイムスロット毎に、 次の ように行われる。 受信時には現に各無線部 21〜24が受信した信号に各無線部 に対応するゥヱイ トベクトルとを乗じた信号の総和と、 参照信号との誤差を少な くするようにウェイトベクトルを調整する。 また、 送信時には直前の受信により 求められたゥヱイ トベクトルを送信信号に乗じた信号を各無線部 21〜24に分 配する。
なお、 パス分割多重アクセス方式で指向性パターンを形成して送受信を行うの は、 通信チャネル (Tチャネル) での通信のみであり、 その他の制御チャネルで の通信についてはパス分割多重アクセス方式を用いず従来の無線基地局と同様の 制御処理を行う。 但し、 参照信号に関しては、 移動局毎に異なる参照信号を用い るが、 これについては後述する。
無線部 21〜24はいずれも同等であり、 無線部 21はハイパワーアンプ等を 含む送信部 111とローノイズアンプ等を含む受信部 1 12とから構成される。 送信部 1 1 1は、 信号処理部 50から入力された低周波信号を高周波信号に変 換し、 送信出力レベルにまで増幅してアンテナ 1 1に出力するもので、 制御部 8 0からの指示に応じて、 ハイパワーアンプのゲインを制御する等して送信出力を 調整する機能を有する。
受信部 1 12は、 アンテナ 1 1に受信された高周波信号を低周波信号に変換し 、 増幅して信号処理部 50に出力する機能を有する。
制御部 80は、 具体的には CPU (Cen t r a l Pr o c e s s i ng Un i t) 及びメモリ等で構成され、 CPUがメモリ中のプログラムを実行する ことにより無線基地局 100の各部を制御する機能を有する。
また、 ユニークワード記憶部 90は、 パス分割多重する複数の移動局に割り当 てるためのユニークヮードを含み、 各ユニークヮードとそれを割り当てた各移動 局との関係を示すユニークワード情報を保持する。 なお、 ユニークワード情報に ついては後に詳しく説明する。
図 2は、 信号処理部 50の構成を示すブロック図である。 信号処理部 50は、 送受信切替スィツチ 561〜 564、 加算器 551-55 4、 ユーザ処理部 51 a〜51 dから構成される。
ユーザ処理部 51 a~51 dはそれぞれ、 1つの TDMAZTDDフレームに ついて、 タイムスロットごとに、 タイムスロットにおいて通信している移動局の うち 1つの信号を最適に送受信するようウェイトべクトルの調整を行うものであ り、 各無線部からの入力信号 XI〜X4を受け取り、 各無線部への出力信号 S a l〜Sa4を出力する。 即ち、 ユーザ処理部 51 a〜51 dそれぞれは、 パス分 割多重されている^動局のうち 1つからの信号を分離抽出してモデム部 60に伝 え、 また、 モデム部 60から伝えられた当該移動局に対する送信信号をアンテナ 毎に調整して各無線部に出力するものである。
送受信切替スイッチ 561〜 564は、 制御部 80の制御により送信、 受信に 応じて切り替えられる。
また、 加算器 551 ~554は、 ユーザ処理部 51 a〜51 dによって移動局 毎に調整された各無線部への出力信号を加算し、 無線部 21〜24へ出力するも のである。
図 3は、 ユーザ処理部 51 aの構成を示すブロック図である。
ユーザ処理部 51 aは、 乗算器 521-524, 581〜584、 加算器 59 、 送受信切替スィッチ 56、 参照信号発生部 55、 ゥヱイト算出部 58、 ウェイ ト記憶部 57から構成される。
ここで、 参照信号発生部 55は、 ユニークワード、 及び PHS規格により固定 的に定められているスタートシンボル (SS) 及びプリアンブル (PR) につい て、 移動局が送信する信号を示す参照信号を発生する。 このとき、 ユニークヮー ドの部分については、 制御部 80から受け付けたユニークヮ一ドの値に従って参 照信号を発生する。 制御部 80は、 各ユーザ処理部に対しそれぞれ異なるュニ一 クワードの値を渡すので、 各ユーザ処理部の参照信号発生部がユニークワードに ついて 生する参照信号はそれぞれ異なる。
ウェイト算出部 58は、 上述した MMSE方式におけるゥヱイトべクトルを算 出する。 ゥヱイ ト算出部 58は、 無線部 21~24からそれぞれ得られる XI、 X2、 X3、 X4の受信信号ベクトルと、 それぞれに対応するゥヱイトベクトル とを掛け合せたものの総和を仮受信信号とし、 この仮受信信号と参照信号発生部 55により得た参照信号とを比較しその差が小さくなるように、 次のようにして ウェイトべクトルを調整する。
ここで、 受信信号 X1〜X4を時間に応じて変化するベクトル列 x l (t) 、 x 2 (t) 、 x 3 (t) 、 x4 (t) と表し、 それぞれに対応するウェイトべク トルを wl (t) 、 w2 (t) 、 w3 (t) 、 w4 (t) と表し、 仮受信信号を y (t) と表すと、 ウェイ ト算出部 58は、 次の数 3により仮受信信号 y (t) を求める。 tは PHS規格のタイムスロットにおける 1シンボルの受信時間を単 位時間として、 時刻を示すものである。
[数 3] y (t) =wl (t— 1) χχ 1 (t) +w2 (t - 1) χ 2 ( t) +w3 (t - 1) xx3 (t) +w4 (t - 1) x x4 (t)
仮受信信号 y (t) を求めた後に、 仮受信信号 y (t) と参照信号 d (t) の 差 e (t) を最小とするように w (t— 1) の値を予め定めた範囲内で変動させ ることにより調整して、 その値をウェイトベクトル w (t) とする。 なお、 e ( t) は次の数 4により求まる。
[数 4] e (t) =d (t) -y (t)
ウェイト記憶部 57は、 受信時にゥヱイ ト算出部 58が算出したゥエイトべク トルを記憶し、 記憶したゥヱイトベクトルを、 送信時、 モデム部から与えられる 1つの移動局への送信信号をアンテナ素子毎に分配した各信号に乗ずる。
<データ構造 >
以下、 ユニークワード記憶部 90に保持されているユニークワード情報につい て説明する。
図 4は、 ユニークヮ一ド情報のデータ構造及び内容例を示す図である。
同図に示すように、 ユニークワード情報は、 ユニークワードの値とそのュニ一 タワードの割り当て状態を示す情報とが対応付られたものである。 ユニークヮ一 ドには異なる 4種類の値があり、 例えば 2進数で 「001 1 1 10101001 100」 等の 16ビッ卜の値をとる。 割り当て状態は、 移動局を特定するための ユーザ 1、 ユーザ 2等の値、 若しくは未だ割り当てられていないことを示す値を とる。
<動作 >
以下、 上述の構成を備える無線基地局 100の動作について、 本発明の特徴で ある各ユニークヮードの各移動局への割り当ての制御動作を中心に説明する。 図 5は、.通話やデータ通信を開始するために移動局からリンクチャネル確立要 求を受けた場合の無線基地局 100の動作を示すフローチャートである。 なお、 この動作は制御部 80の制御により実現されるものである。
制御部 80は、 移動局からのリンクチャネル確立要求を受信した場合 (ステツ プ S01) 、 又はリンクチャネル確立再要求を受信した場合 (ステップ SO 2) には、 その移動局に対して割り当てることができるチャネルを探し (ステップ S 03) 、 そのようなチャネルがなければ (ステップ SO 4) 、 リンクチャネル割 り当て拒否通知をその移動局に送信するよう制御する (ステップ SO 8) 。 割り当てることができるチャネルがある場合には (ステップ SO 4) 、 制御部 80は、 ユニークヮード記憶部 90に保持されているユニークヮード情報を参照 して、 未だ割り当てられていないユニークワードを 1つ選択し、 選択された:!二 一クヮ一ドとその移動局とを対応づけるようにユニークヮード情報を更新し (ス テツプ S05) 、 選択された 1つのユニークワードの通知を含めたリンクチヤネ ル割り当て通知をその移動局に送信するよう制御する (ステップ S06) 。 一例として、 2つの移動局がパス分割多重アクセス方式により通信中である場 合に、 更に新たな移動局からリンクチャネル確立要求等を受けた場合において、 ユニークワード情報が図 4の内容例に示す状態であれば、 ステップ S05の実行 により、 未だ割り当てられていないユニークワードの 1つ 「100101 1 1 1 1 1001 10」 が選択され、 前記ユニークワード情報は、 前記ユニークワード が前記新たな移動局に割り当てられたことを示すように更新され、 ステップ S 0 6の実行によりその 「100101 1 1 1 1 1001 10」 という値のユニーク ワードが周波数、 タイムスロット等の使用可能なチャネルを特定する情報と共に 前記新たな移動局に送信されることになる。
ステップ S 06の実行後、 制御部 80は、 前記新たな移動局に対応する処理を 行うユーザ処理部の参照信号発生部に対して移動局に通知したユニークヮードを 渡す (ステップ S07) 。 これにより、 例えばユーザ処理部 51 cの参照信号発 生部 55は、 そのユニークワードの値を含み、 その移動局から送られてくること が予定される信号を参照信号として発生することになる。 また、 ユーザ処理部 5 l cは、 移動局に対する送信データにそのユニークワードを含めて送信する。 図 6は、 移動局と無線基地局の間のリンクチャネル確立シーケンスの概略を示 す図である。
同図に示すように、 移動局からリンクチャネル確立要求を受けた場合 (S 1 0 1 ) 、 無線基地局は、 図 5に示す動作を行い、 ステップ S 0 6の実行により、 移 動局に対してユニークワードの通知を含むリンクチャネル割り当て通知を行う ( S 1 0 2) 。 また、 当該通知を行った以降、 割り当てたリンクチャネルでの通信 において、 移動局に対する送信デ一夕にそのユニークヮードを含めて送信する。 なお、 この移動局は、 後述するように、 従来の P H S規格に従った移動局の構 成に加えて、 無線基地局からユニークヮードの通知を受けた場合にそのユニーク ワードの値を P H S規格におけるユニークワードの代わりに使用し、 さらに当該 ユニークワードを含む参照信号を用いて指向性を形成して無線基地局との間で通 信データを送受信する機能を備えたものとする。
このように、 無線基地局 1 0 0は、 通話等を開始しょうとする移動局に対して
、 他の移動局と異なるユニークワードを通知し、 当該ユニークワードをその通知 した移動局からの受信信号を分離抽出するための参照信号として用いると共に、 当該移動局への送信信号に含めて送信する。
従って、 無線基地局 1 0 0は、 前記移動局と協働することにより、 他の移動局 との干渉を回避し通信品質を維持してその移動局とパス分割多重アクセス方式で 通信することができるようになる。
く移動局 >
本実施の形態における移動局は、 通信相手である無線基地局の方向に対して指 向性を形成して送受信する無線情報端末であつて、 P H S規格で定められた時分 割多重アクセス方式により無線基地局と通信する。
<全体構成〉
図 7は、 本発明の実施の形態におけ移動局 2 0 0の主要部の構成を示すプロッ ク図である。 同図のように移動局 2 0 0は、 アンテナ 2 1 0、 切替スィツチ 2 1 3、 送信回路 2 1 1、 受信回路 2 1 2からなる無線部 (以下無線部 Aと呼ぶ) と 、 アンテナ 2 2 0、 切替スィッチ 2 2 3、 送信回路 2 2 1、 受信回路 2 2 2から なる無線部 (以下無線部 Bと呼ぶ) と、 D S P 2 6 0 (図中の破線枠) とを備え 、 2本のアンテナによりアレーアンテナパターンを形成して送受信するァダプテ ィブアレー装置である。
2本のアンテナ 210、 220は、 それぞれ棒状のロッドアンテナ、 面状のパ ターンアンテナ、 ロッド先端のへリカルアンテナ、 チップアンテナ (基板上にチ ップ部品として取り付けられたアンテナ) 等でよいが、 ここでは、 アンテナ 21 0がロッドアンテナ、 アンテナ 220がチップアンテナとする。
破線枠で示した DSP260は、 実際にはプログラムに従って動作するが、 同 図ではその動作を機能ブロックに分けて記載してある。 DSP 260は、 乗算器 214、 224、 215、 225、 加算器 230、 復調回路 231、 再変調回路 232、 メモリ 233、 スィッチ 234、 カウンタ 235、 ゥヱイト計算部 23 6、 メモリ 237、 ゥ: πイト制御部 238、 UW情報記憶部 239、 及び変調回 路 240に相当する。
乗算器 214、 224は、 それぞれ受信回路 212、 222から入力される受 信信号に、 ウェイ ト計算部 236からのウェイトベク トル Wl、 W 2を乗じるこ とにより重み付けする。
乗算器 215、 225は、 それぞれ変調回路 240から入力される送信信号に 、 ゥヱイト制御部 238からウェイトベクトル Wl、 W2を乗じることにより重 み付けする。
加算器 230は、 乗算器 214、 224により重み付けされた受信信号を加算 する。
復調回路 231は、 加算器 230による加算後の受信信号を復調する。 復調結 果は受信ビット列として出力される。
再変調回路 232は、 復調回路 231から入力される受信ビット列を、 シンポ ルデータ (シンボルの波形データ) に再変調する。
UW情報記憶部 239は、 制御チャネルを通じて無線基地局から通知される移 動局毎に相異なるユニークワード情報を記憶する。
メモリ 233は、 参照信号テーブルを保持する。 参照信号テーブルは、 PHS 規格により同期用ビットパターンとして規定される信号、 即ち、 ユニークワード 以外で固定的に定まっているスタートシンボル (SS) 、 プリアンブル (PR) 、 及び前記記憶されたユニークワード (UW) を変調して得られるシンボルデ一 タ (シンボルの波形データ) を記憶する。 カウンタ 2 3 5は、 通常の受信では、 受信タイムスロットにおいて先頭から末 尾のシンポルまでシンポルタイミングに同期してシンボル数 (P H Sでは 0から 1 2 0まで) をカウントする。 このカウント値は、 ユニークワードを含む同期用 ビットパターンのシンボル期間とそうでない期間とを区別するために利用される 。 通常の受信では、 第 3シンボルから第 1 6シンポルまでのシンボル期間が S S 、 P R、 UWからなる同期用ビットパターンの期間である。
スィッチ 2 3 4は、 通常の受信では、 カウンタ 2 3 5のカウント値が同期用ビ ットパターンのシンボル期間を示すときは、 メモリ 2 3 3から読み出される参照 信号を表すシンボルデータ (の波形データ) を選択し、 それ以外の期間では再変 調回路 2 3 2からのシンボルデータを選択する。
ウェイト計算部 2 3 6は、 受信回路 2 1 2、 受信回路 2 2 2から入力されるそ れぞれ受信信号に重み付けしそれらを加算した結果と、 スィッチ 2 3 4から入力 されるシンボルデ一タとの誤差を最小にするようにウェイトベクトルをシンボル 毎に算出する。 ウェイ トベクトルの算出については、 既に説明したウェイ ト算出 部 5 8と同様である。
メモリ 2 3 7は、 ゥヱイ ト計算部 2 3 6により算出されたウェイトべクトルを 記憶する。 このウェイ トベクトルは、 受信タイムスロットの末尾のシンボルにつ いて算出されたウェイ トべクトルでよく、 受信タイムスロット直後の送信タイム スロットにおいて利用される。 無線部 A、 Bのゥヱイ トベクトルを W l、 W 2と する。
ウェイト制御部 2 3 8は、 送信タイムスロットにおいてメモリ 2 3 7からゥェ イトベクトル W l、 W 2を読み出して、 乗算器 2 1 5 , 2 1 6に出力する。 変調回路 2 4 0は、 送信すべきビット列を変調して送信信号 (シンボルデータ ) を生成する。
以上のように構成された移動局 2 0 0では、 通信チャネルでの送受信において 、 受信タイムスロットで算出されたゥヱイ トべクトルを用いてアレーアンテナパ ターンを形成して受信するとともにメモリ 2 3 7にゥヱイ トべクトルを記憶させ 、 その直後の送信タイムスロッ卜において記憶されているウェイ トべクトルを用 いてァレーアンテナパターンを形成して送信する。
<動作 > 以下、 上述の構成を備える移動局 2 0 0の動作について説明する。
図 8は、 移動局が無線基地局に対して行ったリンクチャネル確立要求への応答 として、 無線基地局からリンクチャネル割り当てを受けた場合の、 移動局 2 0 0 の動作を示すフローチャートである。 このリンクチャネル確立要求とリンクチャ ネル割り当てとは、 リンクチャネルでの通信に先行して、 制御チャネルを介して 行われるものである。
移動局 2 0 0は、 無線基地局からのリンクチャネル割り当てを受信し (ステツ プ S 1 0 ) 、 当該リンクチャネル割り当てに含まれるユニークワード情報を UW 情報記憶部 2 3 9に記憶する (ステップ S I 1 ) 。 ここで、 当該ユニークワード 情報は、 前述したように無線基地局から移動局毎に異なる符号 (ビット列) が割 り当てられる。 移動局 2 0 0は、 P H S規格により固定的に符号が決まっている スタートシンボル (S S ) 、 プリアンブル (P R) 、 及び前記記憶されたュニー クワード (UW) を、 例えば再変調回路 2 3 2を用いて変調して参照信号を生成 し (ステップ S 1 2 ) 、 生成した参照信号をメモリ 2 3 3に格納する (ステップ S 1 3 ) 。
なお、 これらの動作は、 実際には D S P 2 6 0がプログラムを実行することに より実現されるものである。
このユニークヮード取得及び参照信号生成処理を行った後、 移動局 2 0 0は、 リンクチャネルでの通信において、 取得したユニークヮードの値を P H S規格に おけるユニークワードとして使用し、 生成した参照信号を用いて指向性を形成し て無線基地局との間で通信データを送受信する。
このように、 移動局 2 0 0は、 通信チャネルでの送受信に先行して、 制御チヤ ネルを介して無線基地局から移動局ごとに相異なるユニークヮ一ドを取得し、 当 該ユニークワードを含む参照信号を用いて前記ゥヱイトベクトルを算出するため 、 自移動局宛て以外の信号に誤って同期する不都合を回避でき、 精度良くアレー アンテナパターンを形成する。 この指向性制御を行うことにより、 他の無線ゾ一 ンへ放射される干渉信号を低減し、 同一周波数の割当て間隔を短縮し、 周波数の 利用効率を向上する。
図 9に、 無線基地局及び移動局の双方が指向性制御をする場合の、 パス分割多 重アクセス方式及び無線ゾーン方式の模式図を示す。 同図は、 各無線ゾーンが規 則的な正六角形形状を有する理想的な条件においては、 移動局の指向性制御によ ?て他の無線ゾーンへの干渉信号の放射、 及び他の無線ゾーンからの干渉信号の 受信がほぼなくなり、 隣接無線ゾーンにおいても繰り返し同一周波数 f l を使 用できることを表している。
くその他の変形例 >
以上、 本発明に係る無線基地局及び移動局について、 実施の形態に基づいて説 明したが、 本発明はこれら実施の形態に限られないことは勿論である。 即ち、
( 1 ) 本発明は、 実施の形態で説明したステップを含む方法であるとしてもよい 。 また、 これらの方法を、 コンピュータシステムを用いて実現するためのコンビ ユータプログラムであるとしてもよいし、 前記プログラムを表すデジタル信号で あるとしてもよい。
また、 本発明は、 前記プログラム又は前記デジタル信号を記録したコンビユー タ読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、 C D— R OM、 MO、 DVD, DVD - R OM, DVD - RAM, 半導体メモリ等 であるとしてもよい。
また、 本発明は、 電気通信回線、 無線又は有線通信回線、 若しくはインターネ ットに代表されるネットワーク等を経由して伝送される前記コンピュータプログ ラム又は前記デジタル信号であるとしてもよい。
また、 本発明は、 マイクロプロセッサ及ぴメモリを備えたコンピュータシステ ムであり、 前記メモリは前記プログラムを記憶しており、 前記マイクロプロセッ サは前記メモリに記憶されている前記プログラムに従って動作することにより、 前記方法を実現するとしてもよい。
また、 前記プログラム又は前記デジタル信号は、 前記記録媒体に記録されて移 送され、 若しくは、 前記ネッ トワーク等を経由して移送され、 独立した他のコン ピュータシステムにおいて実施されるとしてもよい。
(2) 本実施の形態では、 P H Sシステムにおける無線基地局及び移動局を例と して説明したが、 パス分割多重アクセス方式を採る通信システムであって、 各移 動局が通信データを、 P H S規格の物理スロットの構成要素としてのユニークヮ ードに相当するいわゆる同期用符号を含んだ形式の通信データを送受信するよう な通信システムであれば本発明を適用することができる。 また、 ユニークワード は、 識別子として用いられるビット列であればよい。
(3) 本実施の形態では、 無線基地局がユニークワードの値を移動局に通知する こととしたが、 通知する情報は、 ユニークワードの値そのものであることに限定 されることはなく、 ユニークワードを特定するために必要な情報であれば、 例え ば 1、 2、 3、 4といった番号等の識別情報であってもよい。 但し、 無線基地局 と移動局の双方が、 その識別情報に基づいて算出する等によってユニークヮード の値を特定できるようにしておく必要がある。 例えば、 リンクチャネル割り当て 通知に用いる P H S規格で規定されたリンクチヤネル割当メッセージ内の未使用 のビットをユニークヮードの値の識別情報を通知するものとして利用することと してもよい。
(4) 本実施の形態では、 ユニークワード記憶部 9 0に格納されているユニーク ヮード情報には予め固定的に 4つの異なるユニークヮードの値が含まれているこ ととして、 制御部 8 0がそのユニークヮード情報に含まれるユニークヮードの値 を、 各ユーザ処理部 5 l a〜5 1 dの参照信号発生部 5 5に与えることとしたが 、 ユニークワードを予め固定的に保持する他に、 制御部 8 0が乱数を発生する等 により異なる 4つのユニークヮードを発生させてユニークヮード情報に含ませる こととしてもよい。
( 5) 本実施の形態では特に示さなかったが、 無線基地局は、 パス分割多重ァク セス方式で通信した移動局のうち、 通信を終了したものについては、 ユニークヮ ード情報中のユニークワードとその移動局とを対応付けている情報を、 対応がな いことを示すようにユニークヮード情報を更新することとしてもよい。 産業上の利用可能性
本発明に係る無線情報端末は、 携帯電話機、 携帯型情報通信機器等として適用 され、 本発明に係る無線通信システムは、 周波数資源の利用効率を向上するため に利用できる。 また、 本発明に係る通信方法及びプログラムは、 前記無線情報端 末において用いられ、 周波数資源の利用効率を向上する。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 無線基地局と交信する無線情報端末であって、
アンテナ指向性を制御する情報を算出する算出手段と、
算出された情報を用いて前記無線基地局から送信される信号の受信利得が大き くなる指向性を形成して受信する受信手段と
を備えることを特徴とする無線情報端末。
2. 前記無線情報端末は、 さらに、
無線基地局から通知されるシンボル同期用の符号を取得する取得手段と、 取得された符号を記憶する記憶手段とを備え、
前記算出手段は、 記憶された符号を基準としてアンテナ指向性を制御する情報 をシンポル毎に算出する
ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の無線情報端末。
3. 前記無線情報端末は、 さらに、
前記記憶された符号を変調することによりアンテナ指向性を形成する基準とな る参照信号を生成する生成手段を備え、
前記アンテナ指向性を制御する情報は、 アンテナ毎の信号に対する重み係数と して表され、
前記算出手段は、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算した信 号と参照信号との差が小さくなるよう重み係数を算出し、
前記受信手段は、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算するこ とにより指向性を形成して受信する
ことを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の無線情報端末。
4. 前記無線情報端末は、 さらに、
前記算出された重み係数をアンテナ毎に送信信号に乗じて送出することにより 前記無線基地局に対して送信される信号の送信利得が大きくなる指向性を形成し て送信する送信手段を備える ことを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の無線情報端末。
5. 前記シンボル同期用の符号は、
プリアンブル及びユニークヮード、 又はその何れか一方を示すことを特徴とす る請求の範囲第 2項乃至第 4項の何れかに記載の無線情報端末。
6. 無線情報端末毎に相異なるシンボル同期用の符号を割り当て、 当該符号を各 無線情報端末に通知し、 各無線情報端末宛ての情報に当該符号を含めて送信する 無線基地局と、
請求の範囲第 1項乃至第 5項の何れかに記載の無線情報端末と
からなる無線通信システム。
7. 無線基地局と交信する無線情報端末で用いられる通信方法であって、 アンテナ指向性を制御する情報を算出する算出ステップと、
算出された情報を用いて前記無線基地局から送信される信号の受信利得が大き くなる指向性を形成して受信する受信ステップと
を含むことを特徴とする通信方法。
8. 前記通信方法は、 さらに、
無線基地局から通知されるシンボル同期用の符号を取得する取得ステップと、 取得された符号を記憶する記憶ステップとを含み、
前記算出ステップは、 記憶された符号を基準としてアンテナ指向性を制御する 情報をシンボル毎に算出する
ことを特徴とする請求の範囲第 7項に記載の通信方法。
9. 前記通信方法は、 さらに、
前記記憶された符号を変調することによりアンテナ指向性を形成する基準とな る参照信号を生成する生成ステツプを含み、
前記アンテナ指向性を制御する情報は、 アンテナ毎の信号に対する重み係数と して表され、 前記算出ステップは、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算し た信号と参照信号との差が小さくなるよう重み係数を算出し、
前記受信ステップは、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算す ることにより指向性を形成して受信する
ことを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の通信方法。
1 0. 前記通信方法は、 さらに、
前記算出された重み係数をアンテナ毎に送信信号に乗じて送出することにより 前記無線基地局に対して送信される信号の送信利得が大きくなる指向性を形成し て送信する送信ステップを含む
ことを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の通信方法。
1 1 . 前記通信方法において、
前記シンボル同期用の符号は、 プリアンブル及びユニークワード、 又はその何 れか一方を示すことを特徴とする請求の範囲第 8項乃至第 1 0項の何れかに記載 の通信方法。
1 2. 無線基地局と交信する無線情報端末で用いられる通信方法を、 コンビユー タを用いて実現するためのコンピュータ実行可能なプログラムであって、 アンテナ指向性を制御する情報を算出する算出ステップと、
算出された情報を用いて前記無線基地局から送信される信号の受信利得が大き くなる指向性を形成して受信する受信ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
1 3. 前記プログラムは、 さらに、
無線基地局から通知されるシンボル同期用の符号を取得する取得ステップと、 取得された符号を記憶する記憶ステップとをコンピュータに実行させ、 前記算出ステップは、 記憶された符号を基準としてアンテナ指向性を制御する 情報をシンボル毎に算出する
ことを特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載のプログラム。
1 4. 前記プログラムは、 さらに、
前記記憶された符号を変調することによりアンテナ指向性を形成する基準とな る参照信号を生成する生成ステップをコンピュータに実行させ、
前記アンテナ指向性を制御する情報は、 アンテナ毎の信号に対する重み係数と して表され、
前記算出ステップは、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算し た信号と参照信号との差が小さくなるよう重み係数を算出し、
前記受信ステップは、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算す ることにより指向性を形成して受信する
ことを特徴とする請求の範囲第 1 3項に記載のプログラム。
1 5. 前記プログラムは、 さらに、
前記算出された重み係数をアンテナ毎に送信信号に乗じて送出することにより 前記無線基地局に対して送信される信号の送信利得が大きくなる指向性を形成し て送信する送信ステップを、 コンピュータに実行させる
ことを特徴とする請求の範囲第 1 4項に記載のプログラム。
1 6. 前記プログラムにおいて、
前記シンボル同期用の符号は、 プリアンブル及びユニークワード、 又はその何 れか一方を示すことを特徴とする請求の範囲第 1 3項乃至第 1 5項の何れかに記 載のプログラム。
補正書の請求の範囲
[2001年 1 2月 5日 (05 1 2. 01 ) 国際事務局受理:出願当初の請求の範囲 1 ,3,5,7,9,1 1—1 2,1 4.1 6は補正された;出願当初の請求の範囲 2,8, 1 3は 取り下げられた;他の請求の範囲は変更なし。 (4頁) ]
1. 無線基地局と交信する無線情報端末であって、
無線基地局から通知されるシンボル同期用の符号を取得する取得手段と、 取得された符号を記憶する記憶手段と、
記憶された符号を基準としてアンテナ指向性を制御する情報をシンポル毎に算 出する算出手段と、
算出された情報を用いて前記無線基地局から送信される信号の受信利得が大き くなる指向性を形成して受信する受信手段と
を備えることを特徴とする無線情報端末。
2. (削除)
3. 前記無線情報端末は、 さらに、
前記記憶された符号を変調することによりアンテナ指向性を形成する基準とな る参照信号を生成する生成手段を備え、
前記アンテナ指向性を制御する情報は、 アンテナ毎の信号に対する重み係数と して表され、
前記算出手段は、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算した信 号と参照信号との差が小さくなるよう重み係数を算出し、
前記受信手段は、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算するこ とにより指向性を形成して受信する
ことを特徴とする請求の範囲第丄項に記載の無線情報端末。 4. 前記無線情報端末は、 さらに、
前記算出された重み係数をアンテナ毎に送信信号に乗じて送出することにより 前記無線基地局に対して送信される信号の送信利得が大きくなる指向性を形成し て送信する送信手段を備える
24
補正された用紙 (条約第 19条) ことを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の無線情報端末。
5. 前記シンボル同期用の符号は、
プリアンブル及びユニークヮード、 又はその何れか一方を示すことを特徴とす る請求の範囲第丄項乃至第 4項の何れかに記載の無線情報端末。
6. 無線情報端末毎に相異なるシンボル同期用の符号を割り当て、 当該符号を各 無線情報端末に通知し、 各無線情報端末宛ての情報に当該符号を含めて送信する 無線基地局と、
請求の範囲第 1項乃至第 5項の何れかに記載の無線情報端末と
からなる無線通信システム。
7. 無線基地局と交信する無線情報端末で用いられる通信方法であって、
無線基地局から通知されるシンボル同期用の符号を取得する取得ステップと、 取得された符号を記憶する記憶ステツプと、
記憶された符号を基準としてアンテナ指向性を制御する情報をシンボル毎に算 出する算出ステップと、
算出された情報を用いて前記無線基地局から送信される信号の受信利得が大き くなる指向性を形成して受信する受信ステップと
を含むことを特徴とする通信方法。
8. (削除)
9. 前記通信方法は、 さらに、.
前記記憶された符号を変調することによりアンテナ指向性を形成する基準とな る参照信号を生成する生成ステツプを含み、
前記アンテナ指向性を制御する情報は、 アンテナ毎の信号に対する重み係数と して表され、
25
補正された用紙 (条約第 19条) 前記算出ステップは、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算した 信号と参照信号との差が小さくなるよう重み係数を算出し、
前記受信ステップは、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算す ることにより指向性を形成して受信する
ことを特徴とする請求の範囲第: L項に記載の通信方法。
1 0. 前記通信方法は、 さらに、
前記算出された重み係数をアンテナ毎に送信信号に乗じて送出することにより 前記無線基地局に対して送信される信号の送信利得が大きくなる指向性を形成し て送信する送信ステップを含む
ことを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の通信方法。.
1 1 . 前記通信方法において、
前記シンボル同期用の符号は、 プリアンブル及びユニークワード、 又はその何 れか一方を示すことを特徴とする請求の範囲第: L項乃至第 1 0項の何れかに記載 の通信方法。
1 2. 無線基地局と交信する無線情報端末で用いられる通信方法を、 コンビユー タを用いて実現するためのコンピュータ実行可能なプログラムであって、
無線基地局から通知されるシンポル同期用の符号を取得する取得ステップと、 取得された符号を記憶する記憶ステップと、
記憶された符号を基準としてアンテナ指向性を制御する情報をシンボル毎に算 出する算出ステップと、
算出された情報を用いて前記無線基地局から送信される信号の受信利得が大き くなる指向性を形成して受信する受信ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
1 3. (削除)
26
補正された用紙 (条約第 19条)
1 4. 前記プログラムは、 さらに、
前記記憶された符号を変調することによりアンテナ指向性を形成する基準とな る参照信号を生成する生成ステップをコンピュータに実行させ、
前記アンテナ指向性を制御する情報は、 アンテナ毎の信号に対する重み係数と して表され、 , 前記算出ステツプは、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算し た信号と参照信号との差が小さくなるよう重み係数を算出し、
前記受信ステップは、 アンテナ毎に受信された信号に重み係数を乗じて加算す ることにより指向性を形成して受信する
ことを特徴とする請求の範囲第 項に記載のプログラム。
1 5. 前記プログラムは、 さらに、
前記算出された重み係数をアンテナ毎に送信信号に乗じて送出することにより 前記無線基地局に対して送信される信号の送信利得が大きくなる指向性を形成し て送信する送信ステップを、 コンピュータに実行させる
ことを特徴とする請求の範囲第 1 4項に記載のプログラム。
1 6. 前記プログラムにおいて、
前記シンボル同期用の符号は、 プリアンブル及びユニークワード、 又はその何 れか一方を示すことを特徴とする請求の範囲第 項乃至第 1 5項の何れかに記 載のプログラム。
27
補正された用紙 (条約第 19条)
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