WO2003063526A1 - Procede et dispositif pour commander la retroaction dans la diversite de transmission en boucle fermee - Google Patents

Description

明 細 書

閉ループ送信ダイパーシチにおけるフィー ドバック制御方法及び装置 技術分野

本発明は閉ループ送信ダイパーシチシステムにおけるフィー ドバック制御方法 及び装置に係わり、特に、ハン ドオーバ先基地局に対するアンテナウェイ 卜をハン ドオーバによる基地局切替よ り先に計算してフィー ドパックすることによ りハン ドオーバ直後に起こる送信ダイバーシチの遅延を回避するフィー ドバック制御方 法及び装置に関する。

背景技術

閉ループ送信ダイバーシチ方式は、 セルラー移動通信システムの無線基地局に 複数のアンテナ素子を設け、基地局において、①同一の送信データ信号に移動局か ら送られてく るフィードバック情報に基づいて異なる振幅おょぴ位相制御を施し- ②該振幅および位相制御を施された送信データにパイ ロッ ト信号を多重して異な るアンテナを用いて送信し、 ③移動局側では下りパイ ロッ ト信号を用いて前記フ イー ドバック情報 （振幅および位相制御量） を再ぴ決定して上りチャネル信号に 多重化して基地局側に伝送し、以後、上記動作を繰り返す。

第 3世代移動通信システムである W-CDMA における閉ループ送信ダイバーシ ティでは 2本の送信アンテナを用いる方式が採用されている。 図 1 3は、 2 本の 送信アンテナを用いる場合のシステム構成を示す図である。 互いに直交するパイ ロ ッ トパターン _{P l}、 p ₂ がパイ口 ッ ト信号生成部 11 において生成され、 合成部

CBi_; CB₂ において送信データに組み込まれてそれぞれ送信アンテナ 10- 1、 10-2 から 信される。 移動局受信側のチャネル推定部（図示せず）は受信パイ ロッ ト信 号と対応する既知のパイ ロッ トパターンとの相関をと ることによ り、 基地局の各 送信アンテナ 10- 1、 10- 2から移動局受信アンテナ 12 までのチャネルインパルス 応答ベク トル ぃ ₂を推定することができる。 '

制御量計算部 13 はこれらチャネル推定値を用いて（1)式で示す電力 Pを最大と する基地局の各送信アンテナ 10- 1、 10-2 の振幅および位相制御べク トル （ゥェ ィ トべク トル） i= [ wい w ₂ ] ^τを計算する。 そして、 これを量子化してフィ 一ドパック情報と して上りチャネル信号に多重化して基地局側に伝送する。但し、 W ! , W ₂の両方の値を伝送する必要は無く 、 W 1 = 1 と して求めた場合の W ₂の 値のみ伝送すればよい。

P = w.^H H ^H H w. (1)

H = Ci^! . h_₂] (2)

ここで、 h_!、 i_₂はそれぞれアンテナ 10-1およびアンテナ 10-2からのチヤネ ルイ ンパルス応答べク トルである。 また H^Hや w^Hの肩の添え字は、 Hや wのエル ミー ト共役をとることを表す。 イ ンパルス応答ぺク トル h iはイ ンパルス応答の 長さを とする と、 次式で表される。

h_i = [ h ； _x , h i 2 h i _L] ^T (3)

ソフ トハン ドオーバ時には（1)式の代わり に次式を最大とする制御べク トル 1 を計算する。

P =1^H (H ₁ ^HH ₁ + H ₂ ^HH ₂ + ... ) w_ (4) ここで H _kは 番目の基地局からの信号のチャネルイ ンパルス応答である。

移動局では、 このよ うにして、 重み係数 （ウェイ トべク トル） を制御計算部 13 において計算し、 多重化部 1 8において該重み係数をブイ一ドパック情報と して 上り送信データに多重し、送信アンテナ 14から、基地局に送信する。基地局では、 受信ァンテナ 15 で、 移動局からのフィー ドパック情報を受信し、 フィー ドパッ ク情報抽出部 16において、 制御量である重み係数 w w ₂を抽出し、 振幅 ·位 相制御部 17 が乗算器 MPi，MP₂を用いて下り送信データに重み係数 w i , w ₂を 乗算し、 送信アンテナ 10-1、 10-2 から送出する信号の振幅、 位相制御を行う。 これによ り、 移動局では効率よく 2 本のダイパーシチ送信アンテナ 10-1、 10-2 から送信された信号を受信することが出来る。

W-CDMAでは、 重み係数 w ₂を 1 ビッ トに量子化するモー ド 1 と、 4 ビッ トに 量子化するモー ド 2 の 2通り の方法が規定されている。 モー ド 1 では 1 ビッ 卜の フィー ドバック情報を毎ス口 ッ ト伝送して制御するため、 制御速度が速い反面、 量子化が粗いため正確な制御が出来ない。 一方、 モー ド 2では 4 ビッ トの情報で 制御するため、 よ り精度の高い制御ができる反面、 各スロ ッ トで 1 ビッ トずつ伝 送して 4スロッ 卜で 1 ワードのフィー ドバック情報を伝送するため、 フェージン グ周波数が高い場合にはこれに追従できずに特性が劣化する。 このように、 フィ 一ドバック情報を伝送する上りチャネル信号伝送レー 卜が限られている場合、 制 御精度とフェージング追従速度は トレー ドオフの関係にある。

図 1 4は 3^rd Generation Partnership Project (以下 3GPP と称す） で標準化さ れている上り リ ンクのフレーム構成図で、 送信データのみが送信される DPDCH データチャネル (Dedicated Physical D ata Channel)と、 Pilotやフィー ドノくック 情報等の制御データが多重されて送信されている DPCCH 制御チヤネル (Dedicated Physical Control Channel)とが直交符号によ り実数軸および虚数軸 に多重されている。 すなわち、 移動局から基地局への上り信号のフレームフォー マツ 卜において、 1 フレームは 10msecで、 15スロ ッ ト （ slot #。〜 slot # i ₄ )で 構成されている。 DPDCHデータチャネルは QPSK変調の直交する Iチャンネル にマッピングされ、 DPCCH制御チャネルは QPSK変調の直交する Qチャンネル にマッ ビングされる。 DPDCHデータチャネル（Iチヤンネル）の各スロ ッ トは n ビ ッ 卜で構成され、 nはシンボル速度に応じて変化する。 DPDCH データチャネル には 1 以上の トランスポー トチャネルのデータを最大 6チャネルまで多重して送 信できる。 制御データを送信する DPCCH 制御チャネル（Q チャンネル）の各スロ ッ トは 10 ビッ トで構成され、 シンボル速度は 15ksps —定であり、 パイロ ッ ト PILOT, 送信電力制御データ TPC、 トランスポー ト 'フォーマッ ト 'コンビネーシ ヨ ン'インジケータ TFCI、 フィー ドバック情報 FBI を送信する。 PIL0T、 TPC、 TFCI、 FBI のビッ ト数は必要に応じて変更することができる。 PILOT は受信側 でチャネル推定（伝搬路特性の推定）をしたり、 SIRを測定する際に利用するもの、 TPC は送信電力制御に利用するもの、 TFCI はデータのシンボル速度や 1 フレー ム当たり のビッ ト数、レペティシヨ ンによ り増加するビッ ト数等を送信するもの、

FBIは基地局における送信ダイバーシチを制御するための前述のフィ一ドパック 情報 （重み係数；ウェイ 卜べク トル） を送信するものである。

W - CDMAの Rele ase -99規格では、 ブイ一ドパック情報の伝送により上りチヤ ネルの伝送効率が低下するのを回避するため、 送信アンテナ数として 2本よ り多 い場合は考慮されていない。 しかしながらフィー ドバック情報の増加や更新速度 の低減を許容すれば、 3本以上への拡張も可能である。

図 1 5は、 送信アンテナ数が 4本の場合の構成例を示す図である。 なお、 図 1 5においては、 図 1 3 と同様の構成要素には同様の参照番号を付して、 説明を省 略する。 送信アンテナ数が N本の場合 （図 1 5の例で、 送信アンテナ 10-：!〜 10-4 の 4本）、無線機地局で N個の互いに直交するパイ口 V ト信号 Pi(t), P ₂ (t), ... P_N(t) をそれぞれ異なる送信ァンテナを用いて送信する。 これらパイロッ ト信号間には 以下の関係がある。

J P i (t)P j (t) dt=0 (i≠j) (5)

各パイ 口 ッ ト信号はそれぞれフェージングによる振幅および位相変動を受け、 これらの合成信号が移動局受信アンテナ 12 に入力される。 移動局受信機のチヤ ネル推定部（図示せず）はフェージングの影響を受けた受信パイ口 ッ ト信号と既知 パイ ロ ッ ト信号 Pi(t), P ₂ (t), ... P_N(t)との相関をそれぞれ求めることによ り、 各 パイ ロ ッ ト信号のチャネルイ ンパルス応答ベク トル , , . . . i]__Nを推定す ることが出来る。

制御量計算部 13 はこれらチャネルインパルス ¾答べク トルを用いて、 （6)式で 示す電力 Pが最大となるように基地局の各送信アンテナ 10-：！〜 10-4 の振幅およ ぴ位相制御べク トル （ウェイ トべク トル） w = [ w！ , w 2 , . . . w _N ] ^τを計算し、 これを量子化してフィー ドパック情報と し、多重化部 1 8で上りチャネル信号に 多重化して基地局側に伝送する。

Ρ = wi^H H ^H H w. (6)

但し、 図 1 5 の場合でも W = 1 と して求めた場合の W ₂， W a , · · · w _Nの値を伝 送すればよい。事実、 図 1 5ではウェイ トべク トル _{W l}を下り送信データ信号に乗 算する乗算器 MP が省略されている。

図 1 6は、 移動局の詳細な構成例を示す図である。 なお、 図 1 6では、 基地局 の送信アンテナ数は 4本あると している。まず、基地局からの下りデータ信号は、 受信アンテナ 12において受信され、 データチャネル逆拡散部 20 とパイロッ 卜チ ャネル逆拡散部 22に送られる。 データチャネル逆拡散部 20では、 データチヤネ ルが逆拡散され、 パイ ロ ッ トチャネル逆拡散部 22 では、 パイ 口 ッ トチャネルが 逆拡散される。 パイ ロッ トチャネル逆拡散部 22 の処理結果である、 逆拡散後の パイ 口 ッ ト信号は、 チャネル推定部 23·；！〜 23-4に入力される。 チャネル推定部 23 - 1〜23 -4は、 基地局の送信アンテナ 10-；!〜 10-4から受信ァ ンテナ 12までの各チャネル推定値を求めるため、 受信パイ口 ッ ト信号 〜P ₄ ' と既知のパイ ロ ッ ト信号 Ρ ι〜Ρ ₄を比較する。 そして、 受信したパイ ロッ ト 信号の伝搬による振幅 · 位相変調の状態を示すチャネルィンパルス応答！]^〜^ を得て、 制御量計算部 13に入力する。 制御量計算部 13は、 フィー ドバック情報 と して送信可能な多数のウェイ 卜べク トルを有しており、 これらを用いて電力 P を算出し、 最大の電力 Pを与える ウェイ トベク トルを求めて、 フィー ドパック情 報とする。

チャネル推定部 23— 1〜23— 4 は、 各送信アンテナ毎のインパルス応答をチ ャネル推定部 24 に入力し、 該チャネル推定部 24は全体と してのインパルス応答 l_を求め、 これを受信機 21 に入力してデータチャネルの復調に使用する。 また、 制御量計算部 13 は求めたウェイ 卜べク トルをフィ一 ドパック情報と して多重化 部 18に入力し、 多重化部 18は該フィ一ドパック情報と送信データ信号を多重す る。 データ変調部 25は多重データに基いて直交変調し、 拡散変調部 26は拡散変 調して送信アンテナ 14 から、 フィー ドパック情報を含む上りデータ信号を基地 局に向けて送信する。 ·

図 1 6では、 下り受信データを復調するために、 パイロッ トチャネルから求め たチャネル応答ベク トル i、 2、 · · ·、 i_Nを用いて同期検波を行う方法を示 している。 この場合、 受信機 21 においてデータシンボルの同期検波に用いられ るチャネル推定値は以下のよ うに計算される。

^= H w (8)

ここで、 は移動局受信アンテナで合成されたデータチャネルのチャネルィンパ ノレス応答べク トノレであり、 べク トルの長さは Lである。

閉ループ送信ダイバーシチの最適ウェイ トは、 （1)式で示す電力 Pを最大にする ウェイ トと して計算されるが、 ウェイ トを精度良く求めるには、 ある区間平均し た電力 P の値を用いて比較する必要がある。 この平均区間は、 パイロ ッ トシンポ ルの受信電力やフェージング速度、 フィー ドバック周波数などによって決定され る。 すなわち、 パイ ロッ トの受信電力が低い場合は、 ウェイ トの精度を上げるた めに平均区間を長く しなければならないし、 フェージング速度が遅い場合は、 平 均区間を長くすることによ り精度良く ウェイ トを求めることができる。 逆にフエ 一ジング速度が速い場合は、 平均区間を短く設定しなければならない。 いずれに しろ、 この測定区間は最適ウェイ トを求めるための遅延時間となる。

したがって、 移動局が通信している基地局がハンドオーバによって切り替つて 新たに閉ループ送信ダイパーシチを開始する際、①その開始タイ ミ ングがハン ド オーバ先の基地局アンテナのウェイ 卜計算に要する測定区間分、遅延が生じるか、 あるいは、②切替った直後に十分な測定区間を確保できない事態が生じる。 また、 移動局で計算したアンテナウェイ 卜が、 フィードパック情報と して上りチャネル 信号に多重化され、 基地局に伝送されて送信アンテナウェイ トと して反映される までに遅延（フィ一ドバック遅延）が生じ、このフィー ドパック遅延もハン ドォー パ先の基地局が閉ループ送信ダイパ一シチを開始するまでの遅延となる。さらに、 基地局が切替る直前に移動局から送信されたフィー ドパック情報は、 フィー ドパ ック遅延によ り、 ハン ドオーバ先の基地局のゥヱイ ト と して処理されてしま う と いう問題もある。

図 1 7は、 ハン ドオーバする場合の従来システムの構成例であり、 2 つの基地 局； I , 2間でハン ドオーバを行う場合の例を示しており、 図 1 3 と同一部分には 同一符号を付している。尚、基地局 1, 2及び移動局 4の全アンテナは送受信共用に なっている。又、図 1 3 のフィー ドバック情報抽出部 16 及び振幅'位相制御部 17 は一体化され、更にアンテナ割り 当て機能を付加されてアンテナ割当，ウェイ ト制 御部 1 2 と して示されている。又、基地局 1，2は同一構成になっている。 ハン ドォ ーパは、基地局 1 , 2 と上位装置である基地局制御装置 3 と移動局 4 との間の上 位レイヤでメ ッセージを送受することによ り行われる。

各基地局 1 , 2にはそれぞれ 2本の送受信アンテナ 10- 1, 10- 2; 20- 1, 20- 2が設け られている。この場合、基地局 1では w 1を固定して w 2を制御し、基地局 2では、 W 3を固定して W 4を制御することもできる。

移動局 4は現在通信している基地局 1 のパイ 口ッ ト信号 Ρ ι, Ρ 2のみを受信して、 送信ダイパーシチの最適ウェイ ト w i， w ₂の計算を行っている。 そして、 ハン ド オーバによ り基地局 2に切替った後は、 ハンドオーバ先の基地局 2のパイロ ッ ト 信号 P ₃，P ₄を用いて、 アンテナウェイ ト w ₃ , w ₄の計算を開始する。 .

7

図 18 に、 移動局 4が基地局 1 から基地局 2にハン ドオーバした場合の受信制 御タイ ミ ングおよびフィー ドパック制御の流れを示す。 ここでは、 ウェイ トの測 定区間は 1スロッ トであり、 ウェイ 卜のフィードバックも 1スロ ッ ト毎に行われ ている。 また、 フィー ドパック遅延は約半スロ ッ トを仮定している。 図から分か るよ う に、 ハン ドオーバにより基地局 1 から基地局 2に切替った直後にウェイ ト の計算を開始した場合、 ①送信ダイパーシチを第 2スロ ッ 卜の先頭から開始する には、 ハン ドオーバ直後の測定区間を通常の半分の半スロ ッ トにしなければなら なレ、（測定区間が短い）。 さ らに、 ②ハン ドオーバ直前にフィー ドパックされたゥ エイ トは、 基地局 1 のウェイ 卜であるため、 ハン ドオーバ直後の第 1 スロ ッ トで は用いられず、 ③実際に送信ダイバーシチが開始されるのは第 2スロ ッ 卜力ゝらと なり制御が 1 スロ ッ ト遅延する。

フィー ドパック遅延 DL は、 フィー ドバック情報の伝送遅延や処理遅延だけで なく、 1つのアンテナウェイ 卜の量子化ビッ ト数や、 1 スロッ 卜に割り 当てられ るフィー ドパック ビッ ト数によっても決まってく る。 今、 アンテナウェイ トを 2 ビッ 卜で量子化したと して、 1スロッ 卜に割り当てられるフィー ドパックビッ ト 力 S 1 ビッ トならば、 1つのアンテナウェイ トをフィー ドパックするのに 2スロッ 卜の時間を要する。 さ らに、 基地局の送信アンテナ数が多い場合は、 各アンテナ の制御ウェイ トを順番にフィー ドバック していくために、 アンテナ数に比例した フィー ドバック遅延が生じる。 したがって、 ハン ドオーバによ り基地局が切替つ た場合には、 全てのアンテナの最適ゥエー 卜がフィー ドパックされるまでに大き な遅延が生じてしま う。 つま り、 ハン ドオーバ時に基地局が切替った直後には、 閉ループ送信ダイバーシチが完全に機能するまでに長い時間がかかり、 特性の劣 ィ匕につながる。

この特性劣化の影響が顕著に現れるのは、 高速セル選択を行う場合である。 高 速セル選択とは、 ソフ トハン ドオーバにおける複数のアクティブ基地局（ソフ 卜ハ ン ドオーバにおいて移動局が同時に通信中の基地局）の中で最も受信電力レベル の高い基地局を選択して、 その基地局のみからデータを送信し、 かつその基地局 の選択切替をフェージングに追従可能な程度に高速に行う伝送方式である。 これ によ り 、複数の基地局からデータを同時に送信するソフ トハン ドオーバに対して、 下り リ ンクの干渉を減らし、 かつ安定した受信電力レベルを確保することができ る。 但しこの場合、 基地局の切替が頻繁に行われる為、 切替直後に閉ループ送信 ダイバーシチが完全に機能するまでに生じる特性劣化の影響が大きく なり、 高速 セル切替の利得が得られない問題もある。

以上から本発明の目的は、ノ、ン ドオーバ（通常のハン ドオーバやソフ トハン ドォ —パを含む） によ り基地局が切替った直後のアンテナウェイ 卜の測定区間が短縮 するのを回避できるよう にすることである。

本発明の別の目的は、ハン ドオーバ直後から送信ダイパーシチのアンテナ制御 を開始できるよ うにすることができる。

本発明の別の目的は、 ハン ドオーバ直後から十分な送信ダイパーシチ利得を得 ることができるよ うにすることである。

本発明の別の目的は、送信ビームフォーミ ングのよ う にフィー ドバック遅延が 大きいシステムや、 高速セル選択のよ うに切替頻度が高いシステムにおいて適用 できるよ う にすることである。

発明の開示

本発明の第 1 は、移動局から無線基地局に少なく とも位相制御量を表すフィー ドパック情報を伝送する閉ル一プ送信ダイパーシチおけるフィードバック制御方 法であり、 移動局は、ハン ドオーバ制御中に、ハン ドオーバ先の基地局が送信する 下りパイ 口 ッ ト信号を受信し、 該受信したパイ口 ッ ト信号に基いてハン ドオーバ 先の基地局に送信する位相制御量を表すフィードパック情報を予め計算し、 ハン ドオーバによる基地局切替完了前に該フィ一ドバック情報をハンドオーバ先の基 地局に送信する。

本発明の第 2は、移動局から無線基地局に少なく とも位相制御量を表すフィ一 ドパック情報を伝送する閉ループ送信ダイパーシチおけるブイ一ドパック制御方 法であり 、移動局は、ソフ 卜ハン ドオーバ制御中に、複数の基地局が送信する下り パイ口 ッ ト信号をそれぞれ受信し、 各パイ 口ッ ト受信信号に基いて各基地局に送 信する位相制御量を表すフィ一ドパック情報を計算し、 ソフ トハンドオーバによ る基地局切替完了前に該フィ一ドバック情報をハンドオーバ先の基地局に送信す る。 以上の第 1、第 2 の発明によれば、ノ、ン ドオーバ （通常のハン ドオーバゃソフ ト ハン ドオーバ） によ り基地局が切替った直後のアンテナウェイ 卜の測定区間が短 縮するのを回避できる。 また、 ハンドオーバ直後から送信ダイバーシチのアンテ ナ制御を開始するこ とができ、 しかも、 ハン ドオーバ直後から十分な送信ダイバ ーシチ利得を得ることができる。

図面の簡単な説明

図 1 は本発明のフィー ドバック制御方法を説明するための閉ループ送信ダィバ ーシチシステムの概略構成図である。

図 2は本発明における受信制御タイ ミ ングおよびフィー ドバック制御の様子を 示す説明図である。

図 3は本発明の受信制御タイ ミ ングおよぴフィ一ドパック制御の様子を示す別 の説明図である。

図 4は本発明の第 1実施例における閉ループ送信ダイパーシチシステムの構成 図である。

図 5は制御量計算装置の構成説明図である。

図 6 はハン ドオーバ時のシーケンス説明図である。

図 7はソフ 卜ハン ドオーバ時のシーケンス説明図である。

図 8 は第 2実施例の閉ループ送信ダイパーシチシステムの構成図である。 図 9は移動局の要部構成図である。

図 1 0はソフ トハンドオーバ時に高速セル選択を行う場合のシーケンス説明図 である。

図 1 1 は閉ループ送信ビームフォーミ ングシステムの構成図である。

図 1 2は等間隔直線アレーアンテナ説明図である。

図 1 3は 2本の送信アンテナを用いる場合の従来のシステム構成図である。 図 1 4は上り リ ンクのフレーム構成図である。

図 1 5は送信アンテナ数が 4本の場合の送信ダイバーシチシステムの構成例で ある。

図 1 6は移動局の詳細な構成例である。

図 1 7はハン ドオーバする場合の従来システムの構成図である。 図 1 8はハン ドオーバした場合の受信制御タイ ミング説明図である。

発明を実施するための最良の形態

( A ) 本発明の概略

図 1は本発明のブイ一ドバック制御方法を説明するための閉ループ送信ダイパ ーシチシステムの概略構成図であり、 2 つの基地局 5 1 , 5 2間でハン ドオーバ を行う場合の例を示している。 閉ループ送信ダイパーシチシステムは、 基地局 5 1 , 5 2、 上位装置である基地局制御装置 5 3、 移動局 5 4 で構成されている。基 地局 5 1 , 5 2、 基地局制御装置 5 3、 移動局 5 4は上位レイヤにおいて周知のシ 一ケンスにしたがってハンドオーバ制御を行い、 移動局は該ハンドオーバ制御に 基いて基地局を切り換えるよ う になつている。

ハン ドオーバ制御していない通常通信時、移動局 5 4の一方の制御量計算装置、 例えば第 1制御量計算装置 5 4 a は現在通信している基地局 5 1 のパイ 口ッ ト信 号 P i, P2を受信して、 送信ダイパーシチの最適ゥヱイ ト W l、 W 2の計算を行って いる。 第 1制御量計算装置 5 4 a はこの計算した最適ウェイ ト w W 2をブイ一 ドパック情報と して切替器 54c を介して多重化部 54d に入力し、多重化部は上り 送信データ とフィー ドバック情報とを多重して基地局 51に送信する。基地局 1は 受信したブイ一ドノ ック情報に基いて下り送信データ信号に振幅、位相制御を施 して移動局 54 に向けて送信する。以後、ハン ドオーバ制御していない通常通信時 には、上記動作が繰り返される。

•通常のハン ドオーバ

他の基地局 52 からの受信電界強度が大きくなるとハン ドオーバ制御状態にな る。通常のハン ドオーバにおいては、移動局 54 は同時に 1 つの基地局と しか通信 ができない。 このため、 切替先の基地局 52 と移動局間の通信チャネル TCHが設 定される と、移動局 5 4は該通信チャネルの周波数に切り換え、 しかる後、同期確 立、タイムァラインメ ン 卜調整などのために切替先基地局 5 2 との間で同期バー ス トゃ通信パース 卜の送受を行い、最終的に通信チャネル TCHの起動が完了した 後、切替先基地局 52 と本来の通話のための通信を再開する。このため、周波数を切 り換えてから通信チャネル TCH の起動が完了するまで通話が途絶える。 従来は、 通信チャネル TCH の起動が完了した後、移動局 5 4は基地局 52 のアンテナの重 00300

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み係数 （ウェイ ト） を計算する。このよ うに、 アンテナウェイ 卜の計算をハン ドォ 一パー後に開始するため、 アンテナウェイ 卜の測定区間およびフィー ドパック遅 延の影響によ り、 実際の送信ダイバーシチの効果が現れるまでに遅延が生じる。 そこで本発明では、基地局 5 2のアンテナのウェイ トを早目に計算する。すなわ ち、 移動局 54 は、ハン ドオーバ制御において設定された通信チャネル TGH の周 波数に切り替えた後、該通信チャネル TCHの起動準備開始と同時に、 第 2制御量 計算装置 54b に基地局 5 2のアンテナのウェイ ト計算開始を指示する。これによ り、第 2制御量計算装置 54bは基地局 5 2のパイ 口ッ ト信号 P ₃ ,P ₄を受信して、 送信ダイバーシチの最適ゥヱイ 卜 w ₃、 w ₄の計算を行う。そして、遅延時間を考慮 して基地局の切り替え開始時刻よ り所定時間前に、ゥヱイ ト w ₃、 w ₄を基地局 52 に送信する。基地局 52は受信したゥヱイ ト w ₃、 w ₄に基いて下り送信データ信号 に振幅、位相制御を施して移動局 54 に向けて送信する。この結果、基地局 52 は本 来の通信開始と同時に送信ダイパーシチ制御を行うことができる。以後、ハン ドォ ーバ制御していない通常通信時における送信ダイパ一シチ制御が行われる。

'ソフ 卜ノヽン ドオーバ

ハン ドオーバ以外の通信時に、他の基地局 5 2からの受信電界強度が大き く な る とハン ドオーバ制御状態になる。ソフ トハン ドオーバにおいて、移動局 54 は同 時に 2 以上の基地局と通信することができる。 このため、 基地局 52 と移動局間 の通信チヤネル TCHが設定されると、移動局 54は基地局 51 との間で通話のため の通信を継続しながら，基地局 52 との間に無線リ ンクを確立する。かかるソフ ト ハン ドオーバにおいて、 基地局 51 からのパイロ ッ ト信号の強度が設定時間以上 連続して設定レベル以下になる と、ソフ トハン ドオーバによる基地局の切り換え が行われ、移動局 54は基地局 52との間で通話のための通信（本来の通信）を開始す る。かかる ソフ トハンドオーバでは通話が途絶えることはない。 しかし、従来移動 局 54は、基地局 52 との間で本来の通信を開始した後、基地局 52のアンテナの重 み係数 （ウェイ ト） を計算する。このよう に、 アンテナウェイ 卜の計算をソフ 卜ハ ン ドオーバによる基地局切替後に開始するため、 アンテナウェイ トの測定区間お ょぴフィー ドバック遅延の影響によ り、 実際の送信ダイパーシチの効果が現れる までに遅延が生じる。 そこで本発明では、基地局 5 2のアンテナのウェイ トを早目に計算する。すなわ ち、 移動局 54 は、ソフ トハン ドオーバにおいて基地局 52 との間に無線リ ンクが 確立すれば、直ちに、第 2制御量計算装置 54bに基地局 5 2のアンテナのウェイ 卜 計算を開始を指示する。これによ り、 第 1 制御量計算装置 54aのウェイ ト計算と 並行して、 第 2 制御量計算装置 54b は基地局 5 2のパイ口ッ ト信号 P ₃ ,P ₄を受 信して、 送信ダイバーシチの最適ウェイ ト w ₃、 w ₄の計算を行う。そして、フィー ドパック制御遅延時間を考慮して基地局の切り替え開始時刻よ り所定時間前に、 ゥヱイ 卜 w ₃、 w ₄を基地局 52 に送信する。基地局 52 は受信したウェイ ト w ₃、 w ₄に基いて下り送信データ信号に振幅、位相制御を施して移動局 54 に向けて送 信する。この結果、基地局 52 は本来の通信開始と同時に送信ダイバーシチ制御を 行う こ とができる。以後、ハン ドオーバ制御していない通常通信時における送信ダ ィバーシチ制御が行われる。

以上要約すれば、移動局 54は、現在通信を行っている基地局 51のパイ ロ ッ ト 信号だけでなく 、ハンドオーバ先の基地局 52のパイ口 ッ ト信号も同時に受信し、 両方の基地局アンテナの最適ウェイ トを計算する。 そして、 ハンドオーバによ り 基地局が切替るよ り前に、 あらかじめ設定されているフィードバック遅延分早い タイ ミ ングで、 フィー ドパック情報をハン ドオーバ先基地局 52 に送信してゥェ ィ トを切り替えさせる。

図 2 は、 移動局 5 4が基地局 5 1から基地局 52 にハン ドオーバした時の本発 明における受信制御タイ ミングおよびフィ一ドパック制御の様子を示したもので ある。移動局 54は、ハン ドオーバによ り基地局 51から基地局 52に切替る前に、 基地局 52 のパイ ロ ッ トを用いたウェイ 卜の計算を開始している。 したがって、 従来のよ う に（図 18参照）、ハン ドオーバ直後の測定区間が短く なることがなく（① 参照）、 精度良く アンテナウェイ トを計算することができる。 この効果は、 測定区 間が長い場合によ り顕著に表れる。

図 3は、 本発明の受信制御タイ ミ ングおよびフィー ドバック制御の様子を示す 別の例である。 ここで、 アンテナウェイ トを計算する測定区間は 1スロ ッ トであ り、 フィー ドパック遅延は半スロ ッ ト となっている。 したがって、 ハン ドオーバ のタイ ミングよ り 1 スロ ッ ト半早く、基地局 5 2のパイ ロッ トシンボルを用いて、 P0200300

13

アンテナウェイ 卜の測定を開始している。 これによつて、 ハン ドオーバ直後から 基地局 52の送信ダイパーシチ制御を開始することができる。

(B)第 1実施例

図 4は本発明の第 1実施例における閉ループ送信ダイバーシチシステムの構成 図であり、 2つの基地局間でハン ドオーバを行う場合の例を示しており、 図 1 と 同一部分には同一符号を付している。図 1 と異なる点は、基地局 51,52の構成を明 確にしている点、移動局に 54内にハン ドオーバその他の制御を行う移動局制御部 54eを示している点である。

基地局 51， 52は同様な構成を備え、それぞれノ、ンドオーバなどの制御を行う基 地局制御部 51a，52a、アンテナ割り 当て、ウェイ 卜制御を行うアンテナ割当 'ゥヱ ィ ト制御部 51b,52b、ウェイ ト wi、W2; W3 W4を乗算するウェイ ト乗算部 51c,52c、 パイ ロ ッ ト Ρι、Ρ₂； Pa, P 4を発生するパイ 口ッ ト発生部 51d、52d、 ノ ィロ ッ ト を送信データに合成するパイ 口 ッ ト合成部 51e,52e、2 本の送受信アンテナ 51f-l,51f-2； 52 f -l,52f-2 等を備えている。アンテナ 51f-l,51 ί -2 はフェージン グ相関が十分低く（無相関に）なるよ う に、 すなわち、 ダイバーシチ効果を発揮す るよ う に例えば 20波長（20λ)分の長さだけ離れて配置されている。同様にアンテ ナ 52f-l,52f-2 も十分離れて例えば 20波長（20λ)分の長さだけ離れて配置されて いる。

ハン ドオーバ状態でなければ、移動局 5 4 と通信中の基地局（例えば基地局 51 とする）において、パイ ロ ッ ト信号発生部 5 1 dは互いに直交するパイ ロ ッ ト信号 Ρ ι、 P ₂を発生し、 パイ 口 ッ ト合成部 51eの合成部 CB^CBsは送信データに該パ イ ロ ッ ト信号を合成し、送信ァンテナ 51f-l,51 f -2 から送信する。 移動局 5 4の 第 1 制御量計算装置 5 4 aは受信したパイ 口ッ ト信号 P 1' 、 P 2' と対応する既 知のパイ ロ ッ ト信号 P₂ との相関をとるこ とによ り 、 基地局 5 1 の各送信ァ ンテナ 51f-l,51 ί -2から移動局受信アンテナ 54f までのチャネルイ ンパルス応答 べク トル 1ぃ i}_2を推定し、 ついで、 これらチャネル推定値を用いて（1)式で示 す電力 Pを最大とする基地局 5 1 の各送信アンテナ 51f-l,51 f -2の振幅および位 相制御べク トル （ウェイ トべク トル） 1- [w i、 w ₂] ^τを計算する。 そして、 これを量子化して切替器 54c を介してブイ一ドバック情報と して多重化部 18 に 入力し、 多重化部 18 は該フィードバック情報と上り送信データ信号とを多重化 して送受信アンテナ 54f よ り基地局側に伝送する。 但し、 w i、 w ₂の両方の値を 伝送する必要は無く 、 w = 1 と して求めた場合の w₂の値のみ伝送すればよい。 基地局 51 では、 受信アンテナ 51 f -2で、 移動局 54からのブイ一ドパック情 報を受信し、 アンテナ割当 *ウェイ ト制御部 51b において、 制御量である重み係 数 _{W l}, w ₂を抽出し、 乗算部 51cの乗算器 ΜΡι，ΜΡ₂を用いて下り送信データに 重み係数 W i , w ₂を乗算し、 送信アンテナ 51f-l，51 f -2 から送出する。 これに よ り、 移動局 54では効率よく 2本のダイバーシチ送信アンテナ 51f-l，51 f -2か ら送信された信号を受信することが出来る。 以後、同様の制御が行われる。

以上は基地局 51 と移動局 54間で通信を行う場合であるが、基地局 52 と移動局 54 間で通信を行う場合も同様である。、但し、この場合には、第 2 制御量計算装置 54b が受信したパイ ロ ッ ト信号 P 、 Ρ ₄' と対応する既知のパイロッ ト信号 Ρ ₃、 Ρ ₄との相関をとることによ り、 基地局 52の各送信アンテナ 52f-l,52 f -2か ら移動局受信アンテナ 54f までのチャネルインパルス応答べク トル ₃、 を推 定し、 ついで、 これらチャネル推定値を用いて（1)式で示す電力 Pを最大とする基 地局 52 の各送信アンテナ 52f-l,52 f -2 の振幅および位相制御べク トル （ウェイ トべク トル） i= [w ₃、 4 ] ^τを計算する。

図 5 は第 1、第 2制御量計算装置 54a,54b の構成説明図である。 第 1制御量計 算装置 54aにおいて、 パイ口 ッ トチャネル逆拡散部 61aは、 受信信号のパイ 口 ッ 卜チャネルを逆拡散してパイロッ ト信号 P 、 Ρ₂' を出力する。 チャネル推定部 62a-l，62a-2は逆拡散によ り得られた受信パイロ ッ ト信号 Ρ ι , P ₂' と既知のパ ィ ロ ッ ト信号 Ρ ι、 P 2 の相関を演算し、 基地局 51 の送信アンテナ 51f-l,51 f -2 から受信アンテナ 54f までの各チャネル推定値 、 iL₂を演算する。制御量計算 部 63a は、これらチャネル推定値を用いて（1)式で示す電力 Pを最大とする基地局 51の各送信アンテナ 51f-l,51f-2のウェイ トべク トル i= [_{W l}、 w ₂] ^τを計算 する。

また、 第 2 制御量計算装置 54bにおいて、 パイ ロッ トチャネル逆拡散部 61b は、 受信信号のパイロ ッ トチャネルを逆拡散してパイロッ ト信号 Ρ ₃' 、 Ρ ₄' を 出力する。 チャネル推定部 62b-l,62b-2は逆拡散によ り得られた受信パイロ ッ ト 信号 P 、 P ' と既知のパイ ロ ッ ト信号 P ₃、 P ₄の相関を演算し、 基地局 52 の送信アンテナ 52f- l, 52f- 2から受信アンテナ 54f までの各チャネル推定値 ii_3、 .4を演算する。制御量計算部 63bは、これらチャネル推定値を用いて（1)式で示す 電力 Pを最大とする基地局 52 の各送信アンテナ 52f- l, 52 f - 2 のウェイ トべク ト

W = [ W ₃、 W ₄」 ^τを計 する。

'通常のハン ドオーバ

基地局 51 との間で通信を行っている時、他の基地局 5 2からの受信電界強度が 大きく なる と、図 6のシーケンスにしたがって、ハン ドォ パ制御が開始する。 すなわち、 移動局 5 4は他の基地局 5 2からの受信電界強度が大き く なる と、 無線状態 （周辺無線基地局からの受信レベル） を基地局 51 を介して基地局制御 装置 53に報告する（ステップ 1)。

基地局制御装置 53 は無線状態報告（チャネル切替要求）を受信すれば確認応答 を移動局 54に返す（ステップ 2)。 しかる後、基地局制御装置 53は、移動局 54 と切 眷先の基地局 52間の通信に割り 当てる通信チャネル TCHを選択し（ステップ 3)、 該通信チャネル TCHを起動するよ う基地局 52に指令する（ハンドオーバ要求、ス テップ 4 )。 基地局 52は TCH起動指令を受信すれば確認応答する（ステップ 5 )。 ついで、基地局制御装置 53 は、 通信中の無線基地局 51 に対して、 前記割り当 てる通信チャネル TCH を通知し（ステップ 6 )、 基地局 51 は該通知された通信チ ャネルをハン ドオーバ先の通信チャネルと して移動局 54 に通知する（ステップ 7 )。移動局 54はハン ドオーバ先の通信チャネル TCHを受信すれば、直ちに、該通 信チャネル TCHに応じたチャネルに切り替え、 基地局 52 と通信可能状態にする (ステップ 8 )。これと同時に、移動局制御部 54e (図 4)は、 第 2制御量計算装置 54b にウェイ ト計算開始を指示し、第 1 制御量計算装置 54a にゥ -ィ ト計箅停止を指 示し、切替器 54c に第 2制御量計算装置 54bが計算したウェイ ト情報を選択出力 するよ う指示する（ステップ 9)。なお、 第 2制御量計算装置 54bは基地局 52の送 受信アンテナ 52f- l, 52f- 2に応じたウェイ トを計算する。

以後、切替先基地局 52 と移動局 54 の間で、 フレーム同期確立やタイムァライ メ ン ト調整を行う ために同期パース ト信号、通信パース ト信号を送受する（TCH 起動準備、ステップ 1 0 )。正常な通信が可能になれば、切替先の基地局 52は TCH 起動完了を基地局制御装置 53 に報告する（ステップ 1 1 )。基地局制御装置 53 は TCH起動完了信号を受信すれば基地局 51 にチャネル開放を指示してハン ドォー パを完了する（ステップ 1 2 )。

以上のよ うに、移動局 54は基地局 5 2のアンテナのウェイ 卜 w ₃、 w ₄を早目に 計算するから、 基地局 52 との間で本来の通信を開始する時刻より所定時間前に ウェイ ト w ₃、 w ₄を基地局 52に送信できる。 この結果、基地局 52は受信したゥ イ ト w ₃、 w ₄に基いて下り送信データ信号に振幅、位相制御を施して移動局 54 に向けて送信するから、本来の通信開始と同時に送信ダイパーシチ制御を行える。 以後、ハン ドオーバ制御していない通常通信時における送信ダイパーシチ制御が 行われる（ステップ 1 3 )。

'ソフ トノヽン ドオーバ

以上は通常のハン ドオーバの場合であるが、ソフ トハン ドオーバの場合には図 7 のシーケンスにしたがってハン ドオーバ制御が開始する。

すなわち、ハン ドオーバ以外の通信時に、他の基地局 5 2からの受信電界強度が 設定レベルよ り大きく なると、 移動局 54は、 基地局 51を介して受信レベル通知 メ ッセージを基地局制御装置 53に通知する （ステップ 1 )。 このメ ッセージを受 信する と、 基地局制御装置 53 は基地局 52 に対して移動局 54へ割り 当てる通信 チャンネル TCH等を指示する（無線リ ンク追加要求、ステップ 2 )。基地局 52は無 線リ ンク追加要求に対して無線リ ンク追加要求応答を基地局制御装置 53 に返す (ステップ 3 )。

ついで、 基地局制御装置 53 は基地局 51，52 を介して、 アクティブセッ ト更新 要求を移動局 54に送る（ステップ 4 )。 移動局 54はアクティブセッ ト更新要求を 受信すれば、 アクティブセッ 卜更新応答を基地局制御装置 53 に返すと共に（ステ ップ 5 )、 基地局 52から通信チャネル TCHを獲得する（ステップ 6 )

以後、 移動局 54 は該通信チャネルで基地局 52 とも交信可能になり（無線リ ン ク確立、ステップ 7 )、 基地局 51, 52 と同時に交信する。 又、これと同時に、移動局 制御部 54e (図 4)は、第 2制御量計算装置 54bにもウェイ ト計算開始を指示する（ス テツプ 8 )。この結果、第 1、第 2制御量計算装置 54a、54bは並行してウェイ ト計算 を行う。なお、第 2制御量計算装置 54bは基地局 52の送受信アンテナ 52f- l，52f-2 に応じたウェイ ト w ₃ , w ₄を計算する。

かかる状態において、 基地局 51 からのパイ ロ ッ ト信号の強度が設定時間以上 連続して設定レベル以下になると、 移動局 54は基地局 51 を介して受信レベルを 基地局制御装置 53 に通知する（ステップ 9 )。 この通知によ り、 基地局制御装置 53 は移動局 54 と基地局 51 間の通信終了を決定し、 基地局 51, 52 を介して移動 局 54 にハン ドオーバを指示する （ステップ 1 0 )。 移動局 54 はハン ドオーバが 指示されると、 ハン ドオーバ完了を基地局制御装置 53に送信する と共に（ステツ プ 1 1 )、 基地局 51 間の無線回線を切断する （ステップ 1 2 )。 基地局制御装置 53はハン ドオーバ完了を受信すれば基地局 51 に通信チャネルの使用禁止を指示 し（ステップ 1 3 )、ハン ドオーバ制御が完了する。

以上のよ うに、移動局 54は基地局 5 2のアンテナのウェイ ト w ₃、w ₄を早目に 計算するから、 基地局 52 との間で本来の通信を開始する時刻よ り所定時間前に ウェイ ト w ₃、 w ₄を基地局 52に送信する。 この結果、基地局 52は受信したゥェ ィ ト w ₃、 w ₄に基いて下り送信データ信号に振幅、位相制御を施して移動局 54 に向けて送信するから、 本来の通信開始と同時に送信ダイパーシチ制御を行う こ とができる。以後、ハン ドオーバ制御していない通常通信時における送信ダイバー シチ制御が行われる（ステップ 1 4 )_a

以上、第 1実施例によれば、移動局 54は、 現在通信を行っている基地局 51のパ イ ロッ ト信号だけでなく 、 ハン ドオーバ先の基地局 52 のパイ ロ ッ ト信号も同時 に受信し、 両方の基地局アンテナの最適ウェイ トを計算する。 そして、 ハン ドォ ーパによ り基地局が切替るよ り前に、 あらかじめ設定されているフィー ドパック 遅延分早いタイ ミ ングで、 フィー ドパック情報をハン ドオーバ先基地局 52 のゥ ヱイ トに切り替える。 このため、 ハン ドオーバ直後から遅延なく送信ダイバーシ チのアンテナ制御を開始でき、 しかも、 ハン ドオーバ直後から十分な送信ダイバ ーシチ利得を得ることができるよ うになった。

( C) 第 2実施例

第 2実施例はソフ トハン ドオーバにおける高速セル選択に本発明を適用する例 である。高速セル選択とは、ソフ トハン ドオーバにおける複数のアクティブ基地局 の中で最も受信電力レベルの高い基地局を選択して、 その基地局のみからデータ を送信し、 かつ基地局の選択切替をフ ージングに追従可能な程度に高速に行う 方式である。

•第 2実施例の閉ループ送信ダイバーシチシステムの構成

図 8 は第 2実施例の閉ループ送信ダイバーシチシステムの構成図であり、 2つ の基地局間でハン ドオーバを行う場合の例を示しており、 図 4の第 1実施例と同 一部分には同一符号を付している。第 1実施例と異なる点は、

(1)移動局 54にセル選択部 54gを設けたて点、

(2)基地局 51, 52のアンテナ割当 ·ウェイ制御部の代わりに、セル選択部 51g、52g、 ウェイ ト制御部 51h、521iを設けた点、

(3)基地局 51, 52 にスィ ツチ 51i, 52iを設けた点、

である。

ソフ トハン ドオーバ状態になっているものとすると、 移動局 54 はいずれかの 基地局 51, 52から受信した信号のデータチャネルを逆拡散して送信データを復調、 出力する。以上と並行して、 移動局 54のセル選択部 54gは、 各基地局 51、52から のパイ ロ ッ トチャネルの受信電力を測定し、受信電力の大きい基地局を移動局制 御部 54e に通知する。 移動局制御部 54e は、①ソフ トハン ドオーバ時に制御量計 算装置 54a, 54 の両方にウェイ ト計算実行を指示すると共に、②切替器 54eに受 信電力の大きい基地局に応じた制御量計算装置からのウェイ トを選択出力するよ う指示し、更に、③受信電力の大きい基地局の選択を指示するセル選択情報を多重 化部 54dに入力する。多重化部 54dは受信電力の大きい基地局に応じた制御量計 算装置から入力したウェイ ト W i、W j とセル選択情報と上り送信データ信号とを 多重して各基地局 51, 52に向けて送信する。

各基地局のセルウェイ ト制御部 51h, 52h は受信信号よ り振幅/位相制御データ である ウェイ ト W1、W2 ; W3, W4を抽出し、乗算部 51c、52cを制御してこれらウェイ トを下り送信データに乗算させる。又、セル選択部 51g、52_gは受信信号よ りセル選 択情報を抽出し、自局が指示されている場合には、スィ ツチ 51i，52i を開いて下り 送信データを通過させ、自局が指示されていなければスィ ッチ 51i, 52iを閉じて下 り送信データの通過を阻止する。従って、受信電力の大きな基地局からのみ送信デ ータが送信され、受信電力の小さな基地局からはパイ口 ッ ト信号のみが送信され 0

19

る。常時、移動局 54は上記制御を行い、常に受信電力の大きな基地局から送信デー タを受信する。

• 移動局の要部構成

図 9は移動局の要部構成図であり、図 5 と同一部分には同一符号を付している。 セル選択部 54gの電力計算部 65は基地局 51から受信したパイロ ッ トの受信電力 を計算し、電力計算部 66 は基地局 51 から受信したパイ口 ッ 卜の受信電力を計算 し、比較部 67 は両電力を比較し、大きい方の基地局を移動局制御部 54e に通知す る。これによ り、移動局制御部 54eは前述の制御を行う。

• 高速セル選択の制御

高速セル選択はソフ トハン ドオーバ時に基地局制御装置 53 を介さずに行われ る。 但し、 無線リ ンクをはっているァクティブセッ トの基地局 51，52は、 基地局 制御装置 53 からテンポラ リ の ID番号を割当てられている。 移動局 54は、 共通 パイ ロ ッ トチャネル等の受信電力を測定して、 全てのアクティブセッ トの受信品 質を測定する。 そして、 最も品質の良い基地局の ID 番号をセル選択情報で基地 局に通知する。 選択された基地局 （Primary cell) は、 移動局 54に対してデータ 信号を送信するが、非選択基地局（non-primary cell)はデータ信号の送信を停止す る。 高速セル選択によってデータ送信基地局が切り替わると同時に、 移動局は新 しい Primary cell との間で送信ダイパ一シチを開始するが、 従来は、アンテナゥ ヱイ トの計算を基地局切り替え後に開始するため、 アンテナウェイ 卜の測定区間 およぴフィ一ドパック遅延の影響によ り、 実際の送信ダイバ一シチの効果が現れ るまでに遅延が生じる問題があつた。

そこで、第 2 実施例ではソフ トハン ドオーバ時に高速セル選択を行う場合、 移 動局は常時 2 つの基地局と通信を行い、受信電力の大きい方の基地局から送信デ ータを受信する。このとき各基地局に応じた制御量計算装置 54a， 54bは常時ゥェ ィ ト計算する。 このため、基地局を高速に切り替える際であても、切替指示と計算 済みウェイ トを同時に送信することができ、 切替先の基地局による本来の通信制 御と送信ダイパーシチ制御を同時に実行することができる。

図 10 はソフ トハン ドオーバ時に高速セル選択を行う場合のシーケンス説明図 である。尚、既にソフ トハン ドオーバ状態になっており 、移動局 54 と各基地局 51,52間に無線リ ンクが確立しているものとする。又、

ソフ トハン ドオーバ時、移動局 54は、 アクティブセッ トである基地局 51,52の 送信ダイパーシチ制御量（ウェイ ト）を同時に別々に計算する（ステツプ 1 )。そして、 移動局は 54受信電力 P が最大の基地局を Primary と して選択する。 移動局 54 の多重化部 54dは、 前記選択された Primary基地局 ID とその基地局の送信ダイ バーシチウヱイ トと上り リ ンクの送信データとを多重化して基地局 51,52に向け て送信する。 基地局 51,52 は、 移動局 54 からフィー ドパック された選択基地局 の IDおよびアンテナ制御ウェイ ト情報を受信し、 IDがー致した基地局のみが送 信ダイバーシチのウェイ トを用いて振幅、位相制御を実行し、下り送信データを送 信する（ステップ 2 a , 2 b)。 以後、上記動作が繰り返され、いっかはソフ トハン ドオーバから脱却する。

以上よ り、第 2実施例によれば、選択基地局の ID (セル選択情報）をフィ一ドパッ クする以前に、送信ダイバーシチのゥ -イ トを計算し、基地局選択情報と ウェイ ト を同時に送信することにより、 Primaryが切り替わった瞬閒に遅延無く送信ダイ バーシチの効果を発揮することができる。

(D) 第 3実施例

図 1 1 は閉ループ送信ビームフォーミ ングシステムの構成図であり、図 4の第 1 実施例と同一部分には同一符号を付している。異なる点はアンテナ素子をビーム フォーミ ング用のアレイアンテナ 51j と した点、図 4のアンテナ割当 'ウェイ ト制 御部 51b を受信処理部 51k、フィー ドパック情報抽出部 51m、振幅'位相制御部 51ηで置き換えている点である。

閉ループ送信ビームフォ一ミングの原理は、 閉ループ送信ダイバーシチと同じ である。 一般に、 送信ダイパーシチでは、 各アンテナが無相関になるよ うにアン テナ間隔を 10 波長程度以上に広くする。 一方、 ビームフォーミングでは、 アン テナ間隔を 0.5〜1波長程度に設定し、移動局の方向にビーム指向性が形成される よ う にウェイ 卜が調整される。

図 1 1 において、 受信処理部 51kは上りチャネル信号を受信処理し、 フィー ド パック情報抽出部 51mは、移動局 54から送られてく るフィー ドパック情報（ゥェ ィ ト _{W 1}〜w ₄)を抽出し、振幅 ·位相制御部 51η はフィードバック情報に基いて乗 0300

21

算器 MP 1〜MP 4を制御して各アンテナ素子に入力する送信データ信号の振幅、位 相を制御する。アレーアンテナ 51j は等間隔直線ァレーアンテナで構成できる。 、 等間隔直線ア レーアンテナは図 1 2 に示すよ う に各アンテナ素子 A。〜 A m (m=4)を等間隔 dで直線的に配置したァレイ了ンテナであり、 移相器 P S。〜 P S m

π / λ ) の位相差を与 えて各アンテナ素子 A。〜 A mに給電する と 0 の方向に指向性を生じる。 尚、ァレ —アンテナ 5 1;jの各アンテ.ナ素子 # 1〜# 4の電波経路は同じであるからパイ ロ ッ ト は 1つのアンテナ素子 # 4からのみ送信しても良い。

ビームフォーミ ングの場合、 ウェイ ト（w i〜 w ₄ )は移動局 54の移動に伴う角度 方向の変化に追従すればよいため、 送信ダイバーシチに比べると ウェイ 卜の更新 速度は遅く て良い。 したがって、 閉ループビームフォーミ ングでは、 最適ウェイ 卜の測定時間を長く設定するのが一般的である。 また、 フィー ドパック遅延の影 響が少ないため、 アレーアンテナの本数を增やすことができ、 長いスロ ッ トをか けて全てのアンテナのウェイ 卜をフィー ドバックすることができる。 その反面、 ハン ドオーバによ り基地局が切替った後に、 ビームフォーミングが完全に機能す るまでに長い遅延時間を要してしまい、 その区間送信ダイバーシチの利得を得る ことができない。

そこで、 第 3実施例では、 ハン ドオーバによ り基地局が切替るよ り早めにフィ 一ドバック情報（ウェイ ト）を計算してハン ドオーバ先の基地局に通知しておく こ とによ り、 遅延無く ビ一ムフォーミ ングを開始する。 尚、第 3 実施例の閉ループ 送信ビームフォーミ ングにおいても、 フィー ドバック制御遅延時間を考慮してハ ン ドオーバによる切替よ り早目にウェイ トを切替先の基地局に送信する。

( E ) 変形例

送信ダィバーシチには、①位相と振幅を制御する方法、②位相のみを制御する方 法がある。以上の実施例は本発明を①の場合に適用した例であるが、本発明を②の 場合にも適用することができる。すなわち、 「移動局から無線基地局へ位相制御量 を表すフィー ドパック情報を伝送し、基地局において該フィー ドバック情報に基 いて送信データ信号に位相制御をする」よ うに実施例を変形し、本発明を位相のみ を制御する送信ダイパーシチに適用するこ とができる。 ( F) まとめ

ハン ドオーバによる基地局の切替は、 上位レイヤーの制御情報と して基地局か ら移動局に通知されるが、 移動局ではハン ドオーバによる基地局の切替情報を得 た直後に、 ハン ドオーバ先基地局のアンテナゥヱイ トの計算を開始することがで きる。 あるいは、 ハンドオーバ候補となる受信電力の大きい基地局のパイロッ ト 信号を用いてあらかじめ各基地局の最適なアンテナウェイ 卜を計算しておく こと もできる。 システムによっては、 移動局が通知したハン ドオーバ候補の中から、 基地局制御局がハン ドオーバする基地局を決定し、 基地局および移動局に通知す る形態をと るものもある。

ソフ トハン ドオーバ時は、 複数の基地局のパイ ロ ッ 卜信号を用いて、 （4) 式で 示す電力 Pを最大にするウェイ トを計算する。 ここで計算されるゥヱイ 卜は、 各 基地局アンテナに共通なウェイ トである。 移動局が移動するのに伴い、 ソフ トノヽ ン ドオーバのアクティブ基地局が入れ替わる。 したがって、 実際に基地局が入れ 替わるよ り前に、 新しいアクティブ基地局のパイ ロッ ト信号を用いて、 アンテナ ウェイ トを計算しておく ことによ り、 入れ替え直後の測定区間が短く なる問題を 解決するこ とができる。 また、 フィー ドパック情報をフィー ドパック遅延分早め に新しいァクティブ基地局のウェイ トに切り替えることにより、 送信ダイバ一シ チが開始されるまでの遅延をなく し、 特性劣化を抑えることができる。

閉ループ送信ビームフォーミ ングシステムにおいては、 ハン ドオーバによ り基 地局が切替るよ り早めにフィー ドパック情報（ウェイ ト）を計算してハン ドオーバ 先の基地局に通知しておく こ とにより 、 遅延無く ビームフォーミ ングを開始でき る。

ソフ トハン ドオーバにおける高速セル選択方式では基地局を高速に切り替える 力 常時各基地局のウェイ トを計算するため、基地局切替指示と同時に計算済みゥ エイ トを送信するこ とができ、 切替先の基地局による本来の通信制御と送信ダイ バーシチ制御を同時に実行することができる。

以上本発明によ.れば、ハン ドオーバによ り基地局が切替った直後のアンテナゥ エイ ト測定区間の短縮を回避できる。又、ノヽン ドオーバ直後から送信ダイバーシチ のアンテナ制御を開始することができ、しかも、ハン ドオーバ直後から十分な送信 ダイパーシチ利得を得ることができる。 更に、ソフ トハンドオーバにおいても、 ま た、 送信ビームフォーミ ングのよ うにフィー ドパック遅延が大きいシステムや、 高速セル選択のよ う に切替頻度が高いシステムにおいても同様の効果を奏するこ とができる。

Claims

請求の範囲

1 . 移動局から無線基地局に少なく とも位相制御量を表すフィー ドバック情報 を伝送する閉ループ送信ダイパーシチおけるフィー ドパック制御方法において、 ハン ドオーバ制御中に、ハン ドオーバ先の基地局が送信する下りパイロ ッ ト信 号を受信し、

該受信したパイ 口 ッ ト信号に基いて該ハンドオーバ先の基地局に送信する位相 制御量を表すブイ一ドバック情報を予め計算し、

ハン ドオーバによる基地局切替完了前に該フイー ドバック情報をハン ドオーバ 先の基地局に送信する、

ことを特徴とする閉ループ送信ダイバ一シチにおけるフィー ドバック制御方法:

2 . 無線基地局に複数のアンテナ素子を設け、

該基地局において同一の送信データ信号に移動局からのフィ一ドパック情報に 基づいて異なる位相制御を施し、

該位相制御を施された送信データにパイ ロッ ト信号を多重して異なるアンテナ を用いて送信し、

移動局側では下りパイ ロ ッ ト信号を用いて前記フイー ドバック情報を計算し、 該フィ一ドパック情報をハン ドオーバによる基地局切替完了前に上りチャネル信 号に多重化して基地局側に伝送する、

ことを特徴とする請求項 1記載のフィ一ドパック制御方法。

3 . フィー ドバック制御遅延時間を考慮してハン ドオーバによる基地局切替完 了よ り早目に前記フィ一ドパック情報をハン ドォ一パ先の基地局に送信する、 ことを特徴とする請求項 1記載の閉ループ送信ダイパーシチにおけるフィード バック制御方法。

4 . 基地局の各アンテナ素子をビームフォーミ ング用のアレイァンテナで構成 するこ とを特徴とする請求項 1記載の閉ループ送信ダイパーシチにおけるフィー ドバック制御方法。

5 . 移動局から無線基地局に少なく と も位相制御量を表すフィ一ドパック情報 を伝送する閉ループ送信ダイパーシチおけるフィー ドバック制御方法において、 ソフ トハン ドオーバ制御中に、複数の基地局が送信する下りパイロ ッ ト信号を それぞれ受信し、

各パイ ロ ッ ト受信信号に基いて各基地局に送信する位相制御量を表すフィ一ド パック情報を計算し、

ソフ トハン ドオーバによる基地局切替完了前に該フィー ドバック情報をハンド オーバ先の基地局に送信する、

ことを特徴とする閉ループ送信ダイパーシチにおけるフィー ドパック制御方法

6 . 無線基地局に複数のアンテナ素子を設け、

該基地局において同一の送信データ信号に移動局からのフィ一ドパック情報に 基づいて異なる位相制御を施し、

該位相制御を施された送信データにパイ 口 ッ ト信号を多重して異なるアンテナ を用いて送信し、

移動局側では下りパイ 口 ッ ト信号を用いて前記フィ一ドパック情報を計算し、 該フィ一 ドバック情報をソフ トハン ドオーバによる基地局切替完了前に上りチヤ ネル信号に多重化して基地局側に伝送する、

ことを特徴とする請求項 5記載のフィー ドパック制御方法。

7 . フィー ドパック制御遅延時間を考慮してソフ トハン ドオーバによる基地局 切替完了よ り早目に前記フィ一ドバック情報をハン ドオーバ先の基地局に送信す る、

ことを特徴とする請求項 5記載の閉ループ送信ダイパーシチにおけるフィー ド バック制御方法。

8 . 移動局から無線基地局に少なく とも位相制御量を表すフィー ドパック情報 を伝送する閉ループ送信ダイパーシチおけるフィードパック制御方法において、 ソフ 卜ハン ドオーバ制御中に、複数の基地局が送信する下りパイ口 ッ ト信号を それぞれ受信し、

各パイ 口 ッ ト受信信号に基いて各基地局に送信する位相制御量を表すフィ一ド バック情報を計算する と共に、該パイ ロ ッ ト受信信号に基いて各基地局からの受 信電力を計算し、

受信電力が最大の基地局を切替先の基地局と判定し、

該切替先基地局の ID と該切替先基地局に送信するフィードパック情報とを同 時に基地局に向けて送信する、

ことを特徴とする閉ループ送信ダイバーシチにおけるフィ一ドバック制御方法 ( 9 . 移動局から無線基地局に少なく とも位相制御量を表すフィードバック情報 を伝送する閉ループ送信ダイバーシチおける移動局のフイードパック装置におい て、

ハン ドオーバ制御中に、ハン ドオーバ先の基地局が送信する下りパイ口 ッ ト信 号を受信する受信部、

該受信したパイ ロッ ト信号に基いてハン ドオーバ先の基地局に送信する位相制 御量を表すフィ一ドパック情報を予め計算する制御量計算部、

ハン ドオーバによる基地局切替完了前に該フィード

バック情報をハン ドオーバ先の基地局に送信する送信部、

を備えたことを特徴とする移動局のフィードパック装置。

1 0 . 移動局から無線基地局に少なく と も位相制御量を表すフィ一ドバック情 報を伝送する閉ループ送信ダイパーシチおける移動局のフィ一ドパック装置にお レヽて、

ソフ トハン ドオーバ制御中に、複数の基地局が送信する下りパイロ ッ ト信号を それぞれ受信する受信部、

各パイ ロッ ト受信信号に基いて各基地局に送信する位相制御量を表すフィ一ド パック情報を計算する制御量計算部、

ソフ トハン ドオーバによる基地局切替完了前に該フィー ドパック情報をハン ド オーバ先の基地局に送信する送信部、

を備えたことを特徴とする移動局のフィ一ドパック装置。

1 1 . 移動局から無線基地局に少なく と も位相制御量を表すフィー ドパック情 報を伝送する閉ループ送信ダイパーシチおける移動局のブイ一ドバック装置にお レ、て、

ソフ トハン ドオーバ制御中に、複数の基地局が送信する下りパイロ ッ ト信号を それぞれ受信する受信部、

各パイ 口ッ ト受信信号に基いて各基地局に送信する位相制御量を表すブイ一ド バック情報を計算する制御量計算部、 各パイロ ッ ト受信信号に基いて各基地局からの受信電力を計算する受信電力計 算部、

受信電力が最大の基地局を切替先の基地局と判定する切替先基地局判定部.、 該切替先基地局の ID と該切替先基地局に送信するフィードバック情報とを基 地局に向けて同時に送信する送信部、

を有することを特徴とする移動局のフィー ドパック装置。