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JP2001320318A - Gps-supported cellular communication - Google Patents

Gps-supported cellular communication

Info

Publication number
JP2001320318A
JP2001320318A JP2000360413A JP2000360413A JP2001320318A JP 2001320318 A JP2001320318 A JP 2001320318A JP 2000360413 A JP2000360413 A JP 2000360413A JP 2000360413 A JP2000360413 A JP 2000360413A JP 2001320318 A JP2001320318 A JP 2001320318A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base station
antenna
mobile
mobile station
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2000360413A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
L Mcman Michael
エル、マクマーン マイケル
Carl M Panasik
エム、パナシック カール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Texas Instruments Inc filed Critical Texas Instruments Inc
Publication of JP2001320318A publication Critical patent/JP2001320318A/en
Abandoned legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a radio communication system for discriminating a movement machine by using space diversity, on the basis of GPS data and also improving communication performance. SOLUTION: The traveling machine 202 acquires information, showing its own location, speed and time from a GPS satellite and transmits the information to a base station 100. The base station, equipped with a beam direction variable antenna array 700 group movement machines in its area, allocates a channel/ time slot (diffusion code in the case of CDMA) to the group and directs an antenna bean 110. When a movement machine moves in the area or travels into/out of the area, the base station reallocates a channel/time slot (diffusion code).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、無線電気通信シス
テムに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to wireless telecommunications systems.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】背景:TDMA及びCDMA 無線電話システムは広く使用されているため、世界の多
くの地域には、適切な無線電話通信をサポートするのに
必要なシステムがある。移動体通信に共通する1つのア
ーキテクチャーはセルラー電話システムである。セルラ
ー電話システムは、手に持てる移動機(mobile unit)
と、固定型(stationary)送受信機ユニット、つまり
「基地局(bases)」とから構成される。移動機の電源
が入れられると、移動機は近くの基地局との交信を確定
し、その基地局はシステムへの接続を用意する。移動機
のユーザーが移動するのに伴い、移動機は異なる基地局
と交信するので、ユーザーはどこかの基地局と常に接続
される。各基地局の交信区域が「セル」である。
BACKGROUND: Due to the widespread use of TDMA and CDMA wireless telephone systems, many parts of the world have the systems needed to support proper wireless telephone communication. One common architecture for mobile communications is the cellular telephone system. Cellular telephone systems are mobile units that can be held
And a fixed transceiver unit, or "bases". When the mobile is turned on, it establishes contact with a nearby base station, which prepares a connection to the system. As the user of the mobile station moves, the mobile station communicates with a different base station, so that the user is always connected to some base station. The communication area of each base station is a “cell”.

【0003】セルラー電話通信は、RF(無線周波)信号
を介して行われる。規制が存在するため、セルラー電話
サービス・プロバイダーが使用できるのは、限定された
範囲の周波数だけである。これが、セルラー電話システ
ムが一度に(at any one time)処理できるユーザー容
量、つまりユーザーの数を制限しているのである。セル
ラー電話サービス・プロバイダーは、個々のユーザーに
対する通信の品質を低下させずに、運用するシステムの
容量を増加させることを常に追求している。制限された
帯域幅に複数のユーザーがアクセスできるようにする方
法はいくつかある。現在、一般に実施されている2つの
方法は、時分割多元接続(TDMA)と符号分割多元接続
(CDMA)である。
[0003] Cellular telephone communications are performed via RF (radio frequency) signals. Due to the regulations, cellular telephone service providers can only use a limited range of frequencies. This limits the user capacity, or number of users, that a cellular telephone system can handle at any one time. Cellular telephone service providers are constantly seeking to increase the capacity of operating systems without compromising the quality of communication for individual users. There are several ways to allow multiple users access to the limited bandwidth. Currently, two commonly practiced methods are time division multiple access (TDMA) and code division multiple access (CDMA).

【0004】時分割多元接続は、周波数分割多元接続を
使用してシステム帯域幅を周波数チャネルに分割すると
ともに、各チャネルを個々のタイム・スロットにさらに
分割することによって容量を増加させる。各ユーザー
は、所定のチャネルの所定のタイム・スロットの中で送
信する。周波数チャネル内の所定のタイム・スロット
(time division)からデータを読み出すことにより、
個々の移動機のユーザーのデータをシステム帯域幅から
抽出することができる。このデータ転送方法の容量は有
限である。つまり、利用できるチャネルの全タイム・ス
ロットが使用中になると、システムはその後のユーザー
を受け入れることができない。
[0004] Time division multiple access increases capacity by dividing system bandwidth into frequency channels using frequency division multiple access and further dividing each channel into individual time slots. Each user transmits in a given time slot of a given channel. By reading data from a given time slot in the frequency channel,
Individual mobile user data can be extracted from the system bandwidth. The capacity of this data transfer method is finite. That is, once all the time slots of the available channels are in use, the system cannot accept subsequent users.

【0005】符号分割多元接続は、異なる通信方法を提
供する。CDMAにおける周波数チャネルはもっと広く、各
チャネルは、TDMAにおける個々のチャネルよりもずっと
広いシステム帯域幅を占有する。(代表的なTDMAの周波
数チャネルの帯域幅は30kHzになり、代表的なCDMAの
周波数チャネルの帯域幅は1.5MHzになることがあ
る。)多くのユーザーは同じ帯域幅で同時に送信し、拡
散符号の集合により個々のユーザーを識別する。広帯域
幅の周波数チャネル内の各符号チャネルは、システムで
使用される他のすべての拡散符号と(理想的には)直交
する独自の拡散符号を有している。拡散符号は、各信号
を区別して変調する。適切な復調(「逆拡散(despread
ing)符号」)を適用することにより、すべての信号か
ら所定の信号が取り出される。逆拡散符号に対応しない
信号は雑音として現れるので、排除される。
[0005] Code division multiple access offers different communication methods. The frequency channels in CDMA are wider and each channel occupies much more system bandwidth than the individual channels in TDMA. (The bandwidth of a typical TDMA frequency channel can be 30 kHz and the bandwidth of a typical CDMA frequency channel can be 1.5 MHz.) Many users transmit and spread simultaneously on the same bandwidth. Individual users are identified by a set of codes. Each code channel in the wideband frequency channel has its own spreading code that is (ideally) orthogonal to all other spreading codes used in the system. The spreading code modulates each signal separately. Proper demodulation ("despread
ing) The predetermined signal is extracted from all the signals by applying the code ")". Signals that do not correspond to the despreading code appear as noise and are rejected.

【0006】背景:TDMAとCDMAの限界 TDMAとCDMAは、ともに容量と通信品質に限界がある。Background: Limitations of TDMA and CDMA Both TDMA and CDMA have limitations in capacity and communication quality.

【0007】上で考察したように、TDMAシステムの容量
は有限であり制限されている。チャネルおよびタイム・
スロットがすべて使用中のとき、他のユーザーを受け入
れることはできない。同じ周波数で送信している基地局
が、問題となるような干渉波を発生させないように十分
に遠く離れているときに限り、システム帯域幅を再利用
することができる。TDMAシステムは、使用できる帯域幅
を、クラスタ、つまり隣接するセルのグループの中で分
割するのが普通である。システムの容量は、セルの送信
電力(およびセルによってカバーされる面積)を小さく
することによって増加することができ、このことは、所
定の地域内で利用できる帯域幅をより頻繁に再利用する
ことを可能にする。クラスタ内の所定のセルに割り当て
られた帯域幅は、十分遠く離れている他のセルで再利用
できるだけなので、(同じ周波数を使用する近くのセル
によって発生する干渉波である)同一チャネル干渉はほ
とんど問題にならない。帯域幅を再利用することは、TD
MAシステムの容量を最大にするために必要である。
[0007] As discussed above, the capacity of a TDMA system is finite and limited. Channel and time
When the slots are all occupied, they cannot accept other users. System bandwidth can be reused only when base stations transmitting on the same frequency are far enough apart so as not to cause interfering waves of interest. TDMA systems typically divide the available bandwidth into clusters, or groups of adjacent cells. The capacity of the system can be increased by reducing the transmit power of the cell (and the area covered by the cell), which means that the available bandwidth within a given area is reused more frequently. Enable. Since the bandwidth allocated to a given cell in the cluster can only be reused by other cells that are far enough away, co-channel interference (which is the interference caused by nearby cells using the same frequency) is almost It doesn't matter. Reusing bandwidth is a TD
Required to maximize MA system capacity.

【0008】さらに容量を増加させるため、セルは複数
のセクタに分割され、各セクタは異なる集合の周波数チ
ャネルを送信する。(無指向性アンテナとは反対に)制
限された指向性アンテナを使用することは、所定のセル
の信号を妨害する同じ周波数を使用する信号が少なくな
り、同一チャネル干渉を低減することという意味があ
る。
[0008] To further increase capacity, the cell is divided into multiple sectors, each transmitting a different set of frequency channels. Using a limited directional antenna (as opposed to an omni-directional antenna) means that fewer signals using the same frequency will interfere with the signal in a given cell, reducing co-channel interference. is there.

【0009】CDMAシステムの限界はTDMAシステムとは異
なる。全移動機が独立して送信するのであるから、それ
らの相対的時間遅れ(relative time delays)はランダ
ムな分布をする。このことは、(たとえば、マルチパス
伝搬で生じる信号到着時間のばらつき(irregularitie
s)のため)実際の使用で完全に直交していることを続
ける拡散符号の集合は判っていないから、信号が基地局
で復調されるときに問題を発生する。他の信号の非直交
成分は、復調された信号に干渉波として現れる。
[0009] The limitations of CDMA systems are different from TDMA systems. Since all mobile stations transmit independently, their relative time delays have a random distribution. This can be attributed to, for example, variations in signal arrival times caused by multipath propagation.
A problem arises when the signal is demodulated at the base station because the set of spreading codes that remain completely orthogonal in actual use is not known). Non-orthogonal components of other signals appear as interference waves in the demodulated signal.

【0010】CDMAの容量の低下の仕方は、TDMAの容量と
は異なる。ユーザー数が増加すると、何らかの所定の信
号を濾波するための信号の数が多くなる。多数の信号が
送信されるほど、信号が復号されるときに現れる干渉波
が大きくなる。常に1ユーザーだけ多く受け入れること
ができるが、全ユーザーの信号対妨害比(signal-to-in
terference ratio)(S/I)が若干悪化する。したがっ
て、CDMAは干渉による限界がある。
[0010] The way of reducing the capacity of CDMA is different from the capacity of TDMA. As the number of users increases, the number of signals to filter any given signal increases. The more signals that are transmitted, the greater the interference that will appear when the signals are decoded. Only one user can be accepted at any one time, but the signal-to-interference ratio (signal-to-in
terference ratio) (S / I) deteriorates slightly. Therefore, CDMA is limited by interference.

【0011】背景:全地球測位システム(GPS) GPSは、特別に符号化された衛星信号を提供する衛星航
法システムである。これらの信号がGPS受信機によって
処理されると、その受信機の位置、速度および時刻を決
定することができる。全地球測位システムには、空間
(Space)セグメント、制御(Control)セグメント、お
よびユーザー・セグメントの3つの主要なセグメントが
ある。
Background: Global Positioning System (GPS) GPS is a satellite navigation system that provides specially encoded satellite signals. Once these signals have been processed by the GPS receiver, the position, speed and time of the receiver can be determined. The Global Positioning System has three main segments: a Space segment, a Control segment, and a User segment.

【0012】空間セグメントは、GPS衛星の空間軌道か
ら無線信号を送信するGPS衛星から構成される。これら
の衛星は、いかなる所定の時刻の(平らな地球上の)ど
の地点からでも、少なくとも5個のGPS衛星が見えるよ
うな位置にある。
The spatial segment is composed of GPS satellites that transmit radio signals from the spatial orbit of GPS satellites. These satellites are located so that at least 5 GPS satellites are visible from any point (on a flat earth) at any given time.

【0013】制御セグメントは、世界中に位置している
追跡局から構成され、これらの追跡局は、衛星からの信
号をモニタし、各衛星の軌道モデルにこれらの信号を組
み入れる。これらのモデルは、各衛星ごとの正確な軌道
データとクロックの補正を計算する。
The control segment consists of tracking stations located around the world, which monitor signals from satellites and incorporate these signals into each satellite's orbit model. These models calculate accurate orbit data and clock correction for each satellite.

【0014】ユーザー・セグメントは、GPS受信機およ
びユーザー・コミュニティから構成される。通常、受信
機は、少なくとも4つのGPS衛星からの信号を使用し
て、その受信機の位置、速度および時刻を計算する。
[0014] The user segment is composed of a GPS receiver and a user community. Typically, a receiver uses signals from at least four GPS satellites to calculate its position, speed, and time.

【0015】GPSに支援されたセルラー通信 本願は、移動電話機(mobile telephone unit)の内部
にあるGPS受信機からの位置および速度情報を使用し
て、通信性能を向上させることを開示する。移動機がGP
Sデータ(移動機の位置、速度および時刻)を受信する
と、その移動機は、既存のセルラー・バックグラウンド
・チャネルを介して、このデータを基地局に中継する。
GPS-Assisted Cellular Communication This application discloses using position and speed information from a GPS receiver inside a mobile telephone unit to improve communication performance. Mobile device is GP
Upon receiving the S data (mobile station position, speed and time), the mobile station relays this data to the base station via the existing cellular background channel.

【0016】移動端末の位置および速度が(ディジタル
制御チャネルで送信される定期的メッセージまたはコマ
ンドによるメッセージを介して)基地局で判っていれ
ば、ネットワーク全体の性能を向上させることができ
る。このデータは、(TDMAシステムにおける)周波数チ
ャネルと時分割ダイバーシティ、あるいは(CDMAシステ
ムにおける)拡散符号ダイバーシティに加え、空間ダイ
バーシティを効率的に使用して、異なる移動機を識別で
きるようにする。システム・パラメータとしての空間ダ
イバーシティは、周波数、時刻または拡散符号に無関係
なことは勿論である。
If the location and speed of the mobile terminal are known at the base station (via periodic or commanded messages transmitted on a digital control channel), the overall network performance can be improved. This data allows the use of spatial diversity in addition to frequency channels and time division diversity (in a TDMA system) or spread code diversity (in a CDMA system) to enable different mobile stations to be distinguished. Spatial diversity as a system parameter is, of course, independent of frequency, time or spreading code.

【0017】空間ダイバーシティは、基地局のマルチビ
ーム・ビーム方向可変アンテナ(multi-beam steerable
antenna)と組み合わせて使用されたとき、特に有用で
ある。目標移動機(target mobile)の位置および速度
に関する知識は、基地局からその特定の移動機へ直接送
信することに使用できる。このことは、基地局または移
動機の送信機の電力を増加させずにセルのサイズを大き
くすることができるし、基地局と移動機の双方で必要な
電力を低減することもできる。したがって、移動電話サ
ービス・プロバイダーは、より少数のセル・サイトを配
置して、所定の地域にサービスを提供することができ
る。基地局の受信機は、所望の移動機の方向でより高感
度になるので、送受器をより低電力にすることもでき
る。これにより、電池の耐用時間とユーザーの通話時間
が増加する。基地局の無指向性アンテナに比べ、(たと
えば、都市内ビルディングの内部など)信号対妨害比が
小さい環境においても交信が可能である。
Spatial diversity is based on the multi-beam steerable antenna of a base station.
Antenna) is particularly useful when used in combination. Knowledge of the location and speed of the target mobile can be used to transmit directly from the base station to that particular mobile. This can increase the cell size without increasing the power of the base station or the transmitter of the mobile station, and can also reduce the power required by both the base station and the mobile station. Thus, mobile telephone service providers can deploy fewer cell sites to serve a given area. Since the base station receiver is more sensitive in the direction of the desired mobile, the handset can also have lower power. This increases the service life of the battery and the user's talk time. Communication is possible even in an environment where the signal-to-interference ratio is small (for example, inside an urban building) as compared with the omnidirectional antenna of the base station.

【0018】空間ダイバーシティを使用することは、干
渉を小さくするアルゴリズムのための複雑さを緩和する
ことができ、あるいは、複雑さにおいて同等なアルゴリ
ズムで、雑音がより多い環境において同じビット誤り率
(BER)の性能を達成できるようにする。各基地局は、
各移動端末の位置および距離に関する情報を持っている
ので、遠近による影響(near-far effect)を抑えるこ
とができる。このことは、送受器の電力制御アルゴリズ
ムの複雑さを低減し、基地局から指示される電力制御の
必要を少なくするので、最終的には、送受器が簡単にな
り、消費電力もさらに小さくなる。
The use of spatial diversity can reduce the complexity for algorithms that reduce interference, or the same bit error rate (BER) in more noisy environments with algorithms that are equivalent in complexity. ) Performance. Each base station
Since the mobile terminal has information on the position and distance of each mobile terminal, a near-far effect can be suppressed. This reduces complexity of the handset power control algorithm and reduces the need for base station-directed power control, which ultimately simplifies the handset and further reduces power consumption .

【0019】いくつかの実施例では、移動機を物理的に
グループ化することを利用するため、周波数および拡散
符号が動的に再割り当てされる。相互に近い目標移動機
に対してビーム方向可変アンテナを使用する。周波数お
よび拡散符号を再割り当てすることは、システム容量を
さらに効率的に使用して、同じシステムに所属する干渉
発生源(friendly interferers)からの干渉を低減す
る。
In some embodiments, the frequency and spreading codes are dynamically reassigned to take advantage of physically grouping mobiles. A variable beam direction antenna is used for target mobiles close to each other. Reassigning frequency and spreading codes uses system capacity more efficiently and reduces interference from friendly interferers belonging to the same system.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】添付の図面を参照して開示した本
発明を説明するが、これらの図面は本発明の重要な実例
となる実施例を示しているので、その内容を本発明に組
み込むことにする。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described with reference to the accompanying drawings, which show important illustrative embodiments of the invention, and which are incorporated into the invention. I will.

【0021】以下、現時点における好適実施例を詳細に
参照して、本願の示す多数の発明の教示を説明する。し
かしながら、この種の実施例は、以下に示す本発明の教
示を数多く利用するうちのわずかな例を示すにすぎない
ことを理解されたい。一般に、本願の明細書における記
述は、本発明が主張するいろいろな事項のすべてを必ず
しも限定するものではない。その上ある種の記述は、あ
る種の発明に適用されるが、他の発明には適用されな
い。
The numerous teachings of the present invention will now be described with reference to the presently preferred embodiment in detail. It should be understood, however, that such examples are merely illustrative of many of the many uses of the teachings of the invention that follow. In general, statements made in the specification of the present application do not necessarily limit all of the various aspects claimed by the present invention. Moreover, certain statements may apply to some inventions but not to others.

【0022】本好適実施例は、地球を取り巻く軌道上の
GPS衛星から位置、速度および時刻に関する情報を受信
するGPS装置が装備された移動機を使用する。この情報
は、(定期的にまたはコマンドによって)RF信号を介
して、移動機から、特定の移動機にサービスを提供する
基地局へ送信される。この好適実施例におけるGPSデー
タは、セルラー・システムの既存のバックグラウンド・
チャネル(たとえば、アクセス・チャネル)で送信され
るので、このデータを取り込むためシステムに簡単な改
造を施す必要があるにすぎない。
The preferred embodiment is designed for orbiting the earth.
Use mobile devices equipped with GPS devices that receive position, speed and time information from GPS satellites. This information is transmitted (periodically or by command) from the mobile station to the base station serving the particular mobile station via an RF signal. The GPS data in this preferred embodiment is based on the existing background data of the cellular system.
Since it is transmitted on a channel (eg, an access channel), it is only necessary to make simple modifications to the system to capture this data.

【0023】基地局は、ビーム方向が可変の複数の狭い
ビームをもつアンテナ・アレイが装備される。本好適実
施例では、必要なことではないが、各移動機ごとに少な
くとも1つのアンテナ・ビームが存在する。狭ビームの
ビーム方向可変アンテナ・アレイは、無指向性アンテナ
よりも大きい方向付けされた利得範囲(more directed
regions of gain)を提供する。アンテナ・ビームは、
それがカバーする範囲で調整が可能であるため、移動機
からの位置情報が基地局で受信されると、移動する移動
機や、システムに出入する移動機を補償するように再調
整できる。図1は、ビーム方向可変アンテナのビーム1
10を多数もつ基地局100を示す。各ビームをいろい
ろな方向に向けることが可能である。各ビームによって
カバーされる地域を調整できるので、干渉源を削減した
り回避したりすることができる。図2は、方向可変ビー
ム110Aが特定の移動機を選択できる方法と、干渉源
204にヌル(null)を配置できる方法を示す。
The base station is equipped with an antenna array having a plurality of narrow beams with variable beam directions. In the preferred embodiment, although not required, there is at least one antenna beam for each mobile. Narrow beam steerable antenna arrays provide more directed gain range than omni-directional antennas.
regions of gain). The antenna beam is
Since the adjustment can be made within the range covered by the information, when the position information from the mobile device is received by the base station, the mobile device can be readjusted to compensate for the mobile device moving and the mobile device entering and exiting the system. FIG. 1 shows a beam 1 of the variable beam direction antenna.
10 shows a base station 100 having a large number of ten. Each beam can be directed in different directions. Since the area covered by each beam can be adjusted, interference sources can be reduced or avoided. FIG. 2 shows how the directional beam 110A can select a particular mobile station and how null can be placed at the interference source 204.

【0024】移動機の数よりも多くのアンテナを使用す
ることは、追加アンテナの複雑な重み付けパラメータが
各種の干渉源にヌルを配置する精度を高めるために利用
できることや、アンテナ・ビームの方向を頻繁に変える
ことを少なくするなど、ある種の利点をもたらす。これ
については、別の実施例で詳細に考察する。
The use of more antennas than the number of mobile stations is due to the fact that the complex weighting parameters of the additional antennas can be used to increase the accuracy of placing nulls at various sources, and the direction of the antenna beam can be reduced. It offers certain benefits, such as less frequent changes. This will be discussed in detail in another embodiment.

【0025】基地局は、移動機のGPS位置データを使用
して、個々の移動機にアンテナ・ビームを向ける。移動
機が移動すると、GPS装置によって提供された位置およ
び速度情報は、その移動機の新しい位置にアンテナ・ビ
ームを向け、かつその移動機のその後の位置を容易に予
測するために使用できる。
The base station uses the mobile station's GPS location data to direct the antenna beam to each mobile station. As the mobile moves, the position and speed information provided by the GPS device can be used to direct the antenna beam to the new position of the mobile and to easily predict the subsequent position of the mobile.

【0026】ビーム方向可変指向性アンテナ(steerabl
e directional antenna)のビームを使用することは、
多くの利点をもたらす。たとえば、基地局は、システム
に所属する干渉源(アンテナ利得の中に入っていない異
なる空間領域中の他の移動機)からの信号を受信するこ
とはない。基地局は、(TDMAシステムの場合は)同じ周
波数チャネルで、(CDMAシステムの場合は)同じまたは
隣接拡散符号で送信中の他の基地局からの信号を多く受
信することはない。ビーム方向可変指向性アンテナは、
目標移動機の感度を高くするので、所定のセルの半径を
広げたり(CDMAに有利)、同じ半径ならばさらに低い送
信電力で動作できるようにする(CDMAおよびTDMAに有
利)。
A beam direction variable directional antenna (steerabl)
e directional antenna)
Brings many benefits. For example, the base station does not receive signals from interference sources belonging to the system (other mobile stations in different spatial regions that are not within antenna gain). The base station does not receive many signals from other base stations transmitting on the same frequency channel (for a TDMA system) or the same or adjacent spreading codes (for a CDMA system). The variable beam direction directional antenna is
Since the sensitivity of the target mobile station is increased, the radius of a predetermined cell is increased (advantageous in CDMA), or operation at lower transmission power is possible at the same radius (advantageous in CDMA and TDMA).

【0027】図3は、移動機がセルに入りシステムにア
クセスするときの一連のイベントを示す(ステップ30
2)。次に移動機は、標準バックグラウンド通信チャネ
ルで基地局にGPSデータを送信し、移動機の位置、速度
および時刻を基地局に通知する(ステップ304)。こ
のデータは、移動機によって、移動機内のGPS受信機か
ら取得される。このデータを受信した後、基地局は、自
局のアンテナ・アレイからその特定の移動機にアンテナ
・ビームを割り当てる。このアンテナ・ビームは、受信
したGPSデータによって決定された移動機の位置に向け
られる(ステップ306)。
FIG. 3 shows the sequence of events when a mobile station enters a cell and accesses the system (step 30).
2). Next, the mobile station transmits GPS data to the base station via the standard background communication channel, and notifies the base station of the position, speed, and time of the mobile station (step 304). This data is obtained by the mobile device from a GPS receiver in the mobile device. After receiving this data, the base station assigns an antenna beam from its antenna array to that particular mobile station. This antenna beam is directed to the location of the mobile station determined by the received GPS data (step 306).

【0028】位置を予測する機能は、従来の適応型アン
テナ・システムに必要な追跡アルゴリズムを非常に簡単
にする。たいていのセルラー・システムは、周波数分割
デユプレックス(FDD)であり、送信チャネルおよび受
信チャネルが同じ周波数ではなく、かつ異なる周波数の
伝搬効果が追跡の精度を限定しているため、固有の追跡
誤差を有する。
The ability to predict location greatly simplifies the tracking algorithm required for conventional adaptive antenna systems. Most cellular systems are frequency division duplex (FDD), which introduces inherent tracking errors because the transmit and receive channels are not at the same frequency, and the propagation effects of different frequencies limit the accuracy of the tracking. Have.

【0029】TDMAおよびCDMAはいくつかの態様で異なる
が、開示した発明は両システムに利点をもたらす。
Although TDMA and CDMA differ in some aspects, the disclosed invention provides advantages for both systems.

【0030】上に考察したように、TDMAシステムは、利
用できる帯域幅を個々の周波数チャネルに分割し、さら
にこれらのチャネルをタイム・スロットに分割すること
により動作する。
As discussed above, a TDMA system operates by dividing the available bandwidth into individual frequency channels, and further dividing those channels into time slots.

【0031】TDMAシステムにおける帯域幅は、(隣接セ
ルではない)近くのセルで再利用されるので、システム
はより多くのユーザーを受け入れることができる。これ
らの近くのセルの境界線にいるユーザーからの信号は、
同一チャネル干渉を発生させる。従来技術によるシステ
ムは、セルを複数の地域に分割し、特定のセルの異なる
地域に異なる周波数チャネルを割り当てていた。このよ
うに同一チャネル干渉を発生させるセルの数を少なくし
て、システムの性能を向上させた。図4aは、同じ周波
数チャネルを使用するセル402が近くにあり、無指向
性アンテナを使用するセルのクラスタ400を示す。こ
の図で陰をつけたセル402は、相互に同一チャネル干
渉を発生させる。図4bおよび図4cは、さらに同一チ
ャネル干渉を低減するために、それぞれ3つまたは6つ
の地域に分割されたセルを示す。ビーム方向可変指向性
アンテナは、この60度のセクタ以上にセルを再分割で
きるようにするので、周波数および/または符号の再利
用を可能にして容量をさらに増加させる。
Since the bandwidth in a TDMA system is reused in nearby cells (not neighboring cells), the system can accommodate more users. Signals from users at the borders of these nearby cells,
Cause co-channel interference. Prior art systems divide a cell into multiple regions and assign different frequency channels to different regions of a particular cell. As described above, the number of cells that cause co-channel interference is reduced, and the performance of the system is improved. FIG. 4a shows a cluster 400 of cells using omni-directional antennas with nearby cells 402 using the same frequency channel. The cells 402 shaded in this figure cause co-channel interference with each other. FIGS. 4b and 4c show cells divided into three or six regions, respectively, to further reduce co-channel interference. Variable beam direction directional antennas allow cells to be subdivided into more than this 60 degree sector, thus allowing for frequency and / or code reuse to further increase capacity.

【0032】現在開示されている発明は、基地局のセル
が、同じチャネルで送信し干渉しているセルにアンテナ
・ビームを向けることなく移動機に注目できるように
し、かつ基地局自体が、その情報に対して意図された特
定の移動機に向けられた自身のチャネルを、より小さい
地域に送信できるようにすることにより、同一チャネル
干渉をさらに大きく低減することができる。図5は、ビ
ーム方向可変アンテナの選択度を示すとともに、狭ビー
ムのアンテナが所望の移動機202を目標にすることが
できる方法を示す。
The presently disclosed invention allows a cell of a base station to focus on a mobile station without directing an antenna beam to the interfering cell transmitting on the same channel, and the base station itself Co-channel interference can be further reduced by allowing its channel intended for the particular mobile station intended for the information to be transmitted to a smaller area. FIG. 5 illustrates the selectivity of a variable beam direction antenna and illustrates how a narrow beam antenna can target a desired mobile 202.

【0033】図7は、複数のアンテナ・ビームを同時に
異なる方向に向けることができる複数のアンテナ素子7
02を備えた、ビーム方向可変アンテナ・アレイ700
を示す。
FIG. 7 illustrates a plurality of antenna elements 7 capable of simultaneously directing a plurality of antenna beams in different directions.
Beam steerable antenna array 700 comprising
Is shown.

【0034】CDMAシステムは、信号を区別するために第
2レベルの変調(「拡散符号」)を利用する。上で考察
したように、同じシステムの他の移動機の非直交成分
は、復号された信号の中で雑音として現れる。現在開示
されている発明を使用することにより、特定の移動機専
用のアンテナ・ビームによって受信される移動機はごく
わずかなので、信号が復号されるときにはほとんど干渉
波を発生させない。特定の拡散符号は、いくつかの地域
で他のシステムが使用してもよいし、あるいは、同じシ
ステム内の異なる場所で使用されてもよい。同じ拡散符
号を使用するこれらの近くの地域は、(TDMAシステムに
おける同一チャネル干渉と同様)同一チャネル干渉、同
一符号干渉を発生することがありうる。GPSデータは、
セル内の全ユーザーの位置を提供しているから、アンテ
ナ・アレイは、干渉する移動機にヌルを配置する一方、
所望のユーザーにビームを向けることができるので、全
ユーザーの信号対妨害比を大きくする。
[0034] CDMA systems utilize a second level of modulation ("spreading code") to distinguish the signals. As discussed above, the non-orthogonal components of other mobiles in the same system appear as noise in the decoded signal. By using the presently disclosed invention, very few mobile stations are received by the antenna beam dedicated to a particular mobile station, so that little interference is generated when the signal is decoded. Certain spreading codes may be used by other systems in some regions or may be used at different locations within the same system. These nearby areas that use the same spreading code can generate co-channel interference, similar to co-channel interference in TDMA systems, co-code interference. GPS data is
Providing the location of all users in the cell, the antenna array places nulls on interfering mobiles, while
Since the beam can be directed to the desired user, the signal to interference ratio for all users is increased.

【0035】符号の再利用は、本発明によって可能にな
った感度の増加と干渉の低減のため、近接する地域でも
実施できる。さらに符号を再利用できることは、符号の
「パッキング」をほとんど高密度にしない。換言する
と、使用される異なる符号語間に非常に大きい相対ハミ
ング距離が存在する。ハミング距離とは、拡散符号間の
類似性のことである。相対ハミング距離が大きい符号は
多くの記号を有しており、その中では記号が異なってい
る。当業者には判るように、使用される符号の類似性が
少ないときは干渉が減少する。
Code reuse can also be performed in nearby areas due to the increased sensitivity and reduced interference made possible by the present invention. In addition, the ability to reuse the code results in little "packing" of the code. In other words, there is a very large relative Hamming distance between the different codewords used. The Hamming distance is a similarity between spreading codes. A code having a large relative Hamming distance has many symbols, among which the symbols are different. As will be appreciated by those skilled in the art, interference is reduced when the codes used are less similar.

【0036】アンテナを多くすることによりCDMAシステ
ムも有利になる。移動機への送信に使用されていないア
ンテナ・パラメータは、所望の移動機からGPSデータを
受信するとともに移動機をヌルに配置することによっ
て、干渉する移動機にヌルを配置するために使用でき
る。ヌルとは、狭ビームのアンテナ・パターン間の領域
であって、そこではほとんど利得がない。干渉する移動
機をヌルにすることによって、通信性能は再び向上す
る。
By increasing the number of antennas, a CDMA system is also advantageous. Antenna parameters not used for transmission to the mobile station can be used to place nulls on interfering mobile stations by receiving GPS data from the desired mobile station and placing the mobile station null. Null is the area between the narrow beam antenna patterns where there is little gain. By nullifying the interfering mobile station, the communication performance is improved again.

【0037】別の実施例:アンテナ・ビームごとの複数
の移動機 現在開示されている発明は、いくつかの方法で実施され
る。実施例のうちの1つにおけるアンテナ・ビームの数
は、セルによってサービスされている全移動機の数より
も少ない。チャネルおよび拡散符号を動的に再割り当て
する機能を利用することは、各移動機の位置情報と結び
ついて、相互に近い移動機を1つのグループにして、1
つのアンテナ・ビームに伝えることができるように、
(TDMAにおける)周波数の再割り当て、または(CDMAに
おける)符号の再割り当てをできるようにする。たとえ
ばTDMAの場合、所定の周波数帯域内のいくつかのタイム
・スロットは異なるユーザーによって使用される。地理
的に相互に近いユーザーに所定の周波数帯域でタイム・
スロットが割り当てられ、そのユーザーは1つのアンテ
ナ・ビームの目標になる。
Alternative Embodiment: Multiple Mobile Stations per Antenna Beam The presently disclosed invention may be implemented in several ways. The number of antenna beams in one of the embodiments is less than the total number of mobiles served by the cell. Utilizing the function of dynamically reallocating channels and spreading codes is combined with the location information of each mobile station to group mobile stations that are close to each other into one group.
To be able to reach one antenna beam,
Allows for frequency reassignment (in TDMA) or code (in CDMA). For example, in the case of TDMA, some time slots in a given frequency band are used by different users. Users in geographically close proximity to each other
Slots are allocated and the user is targeted for one antenna beam.

【0038】同様にCDMAでも、相互に地理的に近いユー
ザーに類似性のない拡散符号を割り当てることができる
(符号間の直交性を大きくして逆拡散後の干渉を低減す
る)ように、拡散符号を動的に再割り当てできる。これ
らのユーザーは、1つのアンテナ・ビームの目標になり
うる。
Similarly, even in CDMA, spreading codes having no similarity can be assigned to users who are geographically close to each other (the orthogonality between codes is increased to reduce interference after despreading). Codes can be dynamically reassigned. These users can be targets for one antenna beam.

【0039】図6は、この処理を示す。第1に、移動機
はセルラー・システムにアクセスする(ステップ60
2)。次に移動機は、自身のGPS受信機から取得した自
身の位置、速度および時刻情報を基地局に送信する(ス
テップ604)。基地局は、システムの他の移動機の位
置について各移動機を分類する(ステップ606)。シ
ステムがTDMAであれば、空間的に相互に近い移動機が同
じ周波数チャネルの異なるタイム・スロットで交信する
ように、基地局は自身のユーザーの間に周波数チャネル
とタイム・スロットを動的に再割り当てる(ステップ6
08)。基地局は、その移動機のグループに割り当てら
れるアンテナ・ビームを、所望の地域に向ける(ステッ
プ610)。特定のアンテナの目標になった地域を移動
機が出入すると、チャネルおよびタイム・スロットが再
び動的に再割り当てされ(ステップ612)、この処理
を繰り返す。
FIG. 6 shows this processing. First, the mobile station accesses the cellular system (step 60).
2). Next, the mobile device transmits its own position, speed and time information obtained from its own GPS receiver to the base station (step 604). The base station classifies each mobile station for the location of other mobile stations in the system (step 606). If the system is TDMA, the base station dynamically reconfigures frequency channels and time slots during its own user so that mobile stations that are spatially close together communicate in different time slots on the same frequency channel. Assign (Step 6
08). The base station directs the antenna beam assigned to the mobile station group to the desired area (step 610). As the mobile enters and exits the area targeted by a particular antenna, the channels and time slots are dynamically reassigned again (step 612) and the process is repeated.

【0040】システムがCDMAであれば、空間的に近い移
動機が相対ハミング距離が非常に大きい符号を使用して
交信するように、基地局は拡散符号を動的に再割り当て
する(ステップ614)。基地局は、そのグループの移
動機と交信するために割り当てられるアンテナ・ビーム
を所望の地域に向ける(ステップ616)。アンテナの
目標になった地域を移動機が出入すると、拡散符号が再
び動的に再割り当てされ(ステップ614)、この処理
を繰り返す。
If the system is CDMA, the base station dynamically reassigns spreading codes so that spatially close mobiles communicate using codes with very large relative Hamming distances (step 614). . The base station directs the antenna beam assigned to contact the group of mobile stations to the desired area (step 616). When the mobile station enters and exits the area targeted by the antenna, the spreading code is dynamically re-assigned again (step 614) and the process is repeated.

【0041】定義:以下の記述は、本願の中で使用する
いくつかの技術用語の通常の意味の定義である。(しか
し、当業者は、文脈から異なる意味が必要か否かを認識
できるであろう。)これ以外の定義は、標準的技術用語
の辞書や雑誌で判るはずである。 拡散符号:CDMAは、同時に同じ帯域幅を使用して送信さ
れる信号を区別するために拡散符号を利用する。 チャネル:TDMAにおけるチャネルとは、システム帯域幅
内の特定周波数の分周のことである。TDMAにおいては、
チャネルはさらに時分割(time divisions)に分周され
る。CDMAにおけるチャネルは、所定の周波数帯域に特定
の符号を割り当てることである。 タイム・スロット/時分割:チャネル内の時分割であ
る。TDMAにおける複数のユーザーは、所定のチャネルで
交信する。各ユーザーは、データが送信される特定のタ
イム・スロットに割り当てられる。 基地局:移動機と無線によって交信する固定型送受信機
であり、最終的には固定回線の電話システムのような他
の電話システムに移動機を接続する。 セル:所定の基地局によってカバーされる地域。 移動機:RFを介して基地局と交信するための手で持て
る装置。普通はセル電話機と呼ばれる。 空間ダイバーシティ:基地局の機能であって、位置にも
とづいて、1つの移動機と他の移動機を区別する。 動的再割り当て:TDMAの処理の場合、通信を中断しない
ように、移動機に周波数チャネルを再割り当てし、タイ
ム・スロットを時間軸に再割り当てする機能。CDMAの処
理の場合、通信を中断しないように、移動機の間の拡散
符号を時間軸に再割り当てする機能。
Definitions: The following are definitions of the common meanings of some technical terms used in this application. (However, those skilled in the art will recognize from the context whether a different meaning is required.) Other definitions will be found in standard technical terminology dictionaries and journals. Spreading code: CDMA utilizes spreading codes to distinguish signals transmitted using the same bandwidth at the same time. Channel: A channel in TDMA is a frequency division of a specific frequency within the system bandwidth. In TDMA,
The channel is further divided into time divisions. The channel in CDMA is to assign a specific code to a predetermined frequency band. Time slot / time division: Time division within a channel. Multiple users in TDMA communicate on a given channel. Each user is assigned to a specific time slot in which data is transmitted. Base station: A fixed transceiver that communicates with a mobile device wirelessly, and ultimately connects the mobile device to another telephone system, such as a fixed-line telephone system. Cell: The area covered by a given base station. Mobile: A hand-held device for communicating with a base station via RF. It is usually called a cell phone. Spatial diversity: a function of a base station that distinguishes one mobile station from another based on location. Dynamic reassignment: In the case of TDMA processing, a function to reassign frequency channels to mobile devices and reassign time slots to the time axis so that communication is not interrupted. In the case of CDMA processing, a function to reassign the spreading code between mobile stations to the time axis so that communication is not interrupted.

【0042】変形実施例と変化 当業者には判るように、本願で説明されている発明着想
は、きわめて広範囲な用途で修正および変更できる。こ
のため、特許要旨(patented subject matter)の範囲
は、特定の例示にもとづく教示によって限定されること
はなく、特許請求の範囲によってのみ定義される。
Variations and Variations As will be appreciated by those skilled in the art, the inventive concepts described herein can be modified and varied over a very wide range of applications. Thus, the scope of a patented subject matter is not limited by the teachings of any particular example, but is defined only by the claims.

【0043】この着想を実施するための方法は多数存在
するが、本明細書で説明した特定の実施例は、実施可能
な実施例をすべて含んでいるわけではない。たとえば、
本実施例を説明する場合に、TDMAシステムとCDMAシステ
ムに詳細に言及しているが、GSM(移動通信用グローバ
ル・システム)、FDMA、W-TDMA(広帯域TDMA)、W-CDMA
(広帯域CDMA)、PHS(パーソナル・ハンディホン・シ
ステム)、UMTS(欧州次世代移動体電話システム)、PD
C(汎太平洋またはパーソナル通信システム)、無線デ
ータシステム、あるいはアナログシステムなど、他の無
線通信の手段も、まだ開発されていない将来の手段と同
様、本発明着想の教示を取り入れれば、本開示の意図内
にある。
Although there are many ways to implement this idea, the specific embodiments described herein do not include all possible embodiments. For example,
In describing the present embodiment, TDMA and CDMA systems are referred to in detail, but GSM (Global System for Mobile Communication), FDMA, W-TDMA (Wideband TDMA), W-CDMA
(Broadband CDMA), PHS (Personal Handy Phone System), UMTS (Europe's Next Generation Mobile Phone System), PD
Other means of wireless communication, such as C (pan-Pacific or personal communication systems), wireless data systems, or analog systems, as well as future means that have not yet been developed, should incorporate the teachings of the present invention and incorporate the teachings of the present invention. Is within the intention of.

【0044】本願の発明着想は、音声データの送信に限
定されるものではない。開示した着想を取り入れたLMDS
(Local Multi-point Distribution Service:ローカル
・マルチポイント分散サービス)やMMDS(Multi-point
Microwabe Distribution System:マルチポイント・マ
イクロ波分散システム)のような音声・画像データ伝送
は、本願の意図内にある。同様に、他の形式のデータ伝
送(たとえば、インターネット・アクセス・システムや
ローカル・ネットワーク遠隔アクセス・システム)は、
ここに示した発明着想を組み入れれば、本願の意図内に
ある。
The idea of the present invention is not limited to the transmission of audio data. LMDS incorporating the disclosed ideas
(Local Multi-point Distribution Service) or MMDS (Multi-point Distribution Service)
Audio and video data transmission, such as the Microwabe Distribution System, is within the contemplation of the present application. Similarly, other forms of data transmission (eg, Internet access systems and local network remote access systems)
It is within the intent of the present application to incorporate the inventive ideas presented herein.

【0045】他の実施例においては、個別のアンテナ素
子によって実行される機能を、RF信号処理によって実
行してもよい(たとえば、信号間の移相処理を使用して
空間ダイバーシティの態様を決定してもよい)。
In other embodiments, the functions performed by the individual antenna elements may be performed by RF signal processing (eg, phase shifting between signals may be used to determine aspects of spatial diversity. May be).

【0046】使用するアンテナは、好適実施例に示すア
ンテナよりも大きいか、異なる寸法で駆動してもよい。
GPSシステムは、地表または地表より高いところの3次
元の物理的寸法のすべてを決定する。たとえば、方位角
を変化させるだけでなく、地形(topography)を考慮し
て地表より高い位置で変化させてもよい。アンテナには
地域による変化(つまり、アンテナ自体からアンテナの
目標までの距離)もある。
The antenna used may be larger than the antenna shown in the preferred embodiment or may be driven with different dimensions.
The GPS system determines all three-dimensional physical dimensions above or below the ground. For example, in addition to changing the azimuth angle, it may be changed at a position higher than the ground surface in consideration of the topography. Antennas also have regional variations (ie, the distance from the antenna itself to the target of the antenna).

【0047】アンテナの方向を変えることは、(CDMAシ
ステムにおける)信号の逆拡散後に実行してもよい。さ
らに複数素子のアンテナには、位相および電力制御信号
を受信して各素子を制御するようにプログラミングでき
る電力増幅器を装備してもよい。
Reorienting the antenna may be performed after signal despreading (in a CDMA system). Further, the multi-element antenna may be equipped with a power amplifier that can be programmed to receive the phase and power control signals and control each element.

【0048】GPSによる支援は、マルチパス干渉を低減
するために使用してもよい。所望の信号を妨害する弱い
反射信号は、それが所望の移動機から直接発散するので
なければ、濾波される。
[0048] GPS assistance may be used to reduce multipath interference. Weakly reflected signals that interfere with the desired signal are filtered unless they emanate directly from the desired mobile.

【0049】移動機に関するGPSデータは、地形情報や
基盤設備情報(たとえば、主要幹線道路の位置)と組み
合わせて、システム資源の割り当てをより効率的に調整
してもよい。たとえば、特定の地域を知ることは、夜間
にシステムをもっと使用することになり、普段その時間
中にその地域を占有する移動機の数を知ることは、資源
を自動的に割り当てて、最繁時を補償できるようにす
る。GPS衛星によって提供される時刻データは、ある時
間中の移動機の密度を追跡するために使用してもよい。
このことは、システム設計および資源の割り当てに明ら
かな利点を伴うシステム使用方法のプロフィールを提供
する。このシステム自体は、システム使用方法の変化を
測定して、自動的に補償するように設計できる。
The GPS data for the mobile device may be combined with terrain information and infrastructure information (eg, locations of major arterial roads) to more efficiently adjust the allocation of system resources. For example, knowing a particular area would make more use of the system at night, and knowing the number of mobiles that would normally occupy that area during that time would automatically allocate resources and generate the most demand. Be able to compensate for time. The time data provided by GPS satellites may be used to track the density of the mobile station during a certain time.
This provides a profile of system usage with obvious advantages in system design and resource allocation. The system itself can be designed to measure changes in system usage and automatically compensate.

【0050】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1)移動機と基地局を有する無線通信の方法であっ
て、個々の移動機に関する位置情報を取得するステップ
と、前記位置情報を使用して通信性能を向上させるステ
ップと、を含む方法。
With respect to the above description, the following items are further disclosed. (1) A wireless communication method including a mobile station and a base station, the method including: obtaining position information on each mobile station; and improving communication performance using the position information.

【0051】(2)第1項記載の方法において、前記位
置情報は、前記移動機によって測位衛星から取得される
方法。
(2) The method according to item 1, wherein the position information is obtained from a positioning satellite by the mobile device.

【0052】(3)第1項および第2項のいずれか1項
に記載の方法において、前記基地局はビーム方向可変ア
ンテナを使用する方法であって、前記位置情報に従って
前記アンテナの方向を変えるステップ、をさらに含む方
法。
(3) The method according to any one of (1) and (2), wherein the base station uses a beam direction variable antenna, and changes the direction of the antenna according to the position information. The method further comprising:

【0053】(4)第1項から第3項のいずれか1項に
記載の方法において、前記基地局は、複数のビームをも
つビーム方向可変アンテナを使用する方法であって、個
々の移動機にアンテナ・ビームを向けるステップ、をさ
らに含む方法。
(4) The method according to any one of the above items (1) to (3), wherein the base station uses a variable beam direction antenna having a plurality of beams. Directing the antenna beam at the antenna.

【0054】(5)第1項から第4項のいずれか1項に
記載の方法であって、個々の移動機に関する速度情報を
取得するステップと、前記速度情報を使用して通信性能
を向上させるステップと、をさらに含む方法。
(5) The method according to any one of the above items (1) to (4), wherein the step of acquiring speed information on each mobile station and the improvement of communication performance using the speed information And the step of causing.

【0055】(6)第1項から第5項のいずれか1項に
記載の方法において、前記通信性能は、移動機の前記将
来位置を予測することによって部分的に向上する方法。
(6) The method according to any one of Items 1 to 5, wherein the communication performance is partially improved by predicting the future position of the mobile station.

【0056】(7)移動機と基地局を有する無線通信の
方法であって、個々の移動機について報告された位置情
報を取得するステップと、前記移動機の前記位置に従っ
て、ビーム方向可変アンテナのビームを向けるステップ
と、を含む方法。
(7) A method of wireless communication having a mobile station and a base station, comprising: obtaining position information reported for each mobile station; and providing a beam direction variable antenna according to the position of the mobile station. Directing a beam.

【0057】(8)第7項記載の方法において、前記位
置情報は、前記移動機によって測位衛星から取得される
方法。
(8) The method according to (7), wherein the position information is obtained by the mobile device from a positioning satellite.

【0058】(9)第7項または第8項に記載の方法に
おいて、前記アンテナのビームは、干渉源にヌルを向け
るように方向が変えられる方法。
(9) The method according to paragraph (7) or (8), wherein the beam of the antenna is redirected so as to null the interference source.

【0059】(10)移動機と基地局を有する無線通信
の方法において、前記基地局は、複数のビームをもつビ
ーム方向可変アンテナ・アレイを有する方法であって、
前記移動機から前記基地局に位置情報を送信するステッ
プと、移動機の位置に従って、前記移動機をグループ化
するステップと、1つのアンテナ・ビームが、同様な位
置の1つまたはそれ以上の移動機と交信するように、ア
ンテナ・アレイに指示するステップと、前記移動機によ
って使用される通信パラメータを動的に再割り当てする
ステップと、を含む方法。
(10) A method of wireless communication having a mobile station and a base station, wherein the base station has a variable beam direction antenna array having a plurality of beams,
Transmitting location information from the mobile station to the base station; grouping the mobile stations according to the location of the mobile station; and wherein one antenna beam moves one or more mobile stations at similar locations. A method comprising: instructing an antenna array to contact a mobile station; and dynamically reassigning communication parameters used by the mobile station.

【0060】(11)第10項記載の方法において、前
記移動機によって使用される前記通信パラメータは、時
分割多元接続システムにおけるチャネルと時分割である
方法。
(11) The method according to item 10, wherein the communication parameters used by the mobile station are a channel and a time division in a time division multiple access system.

【0061】(12)第10項記載の方法において、前
記移動機によって使用される前記通信パラメータは、符
号分割多元接続システムにおける符号チャネルである方
法。
(12) The method according to item 10, wherein the communication parameter used by the mobile station is a code channel in a code division multiple access system.

【0062】(13)第10項、第11項または第12
項に記載の方法において、前記通信パラメータは、通信
の干渉を低減するように再割り当てされる方法。
(13) Item 10, Item 11 or Item 12
Clause 7. The method of clause wherein the communication parameters are reassigned to reduce communication interference.

【0063】(14)第10項、第11項、第12項ま
たは第13項に記載の方法において、前記アンテナ・ア
レイは、干渉源にヌルを配置するように指示される方
法。
(14) A method according to any one of clauses 10, 11, 12 or 13, wherein the antenna array is instructed to place a null at the interference source.

【0064】(15)無線通信システムであって、基地
局と交信する移動機と、前記移動機に接続された位置受
信機であって、位置、速度および/または時刻情報を、
前記基地局以外の外部情報源から受信する前記位置受信
機と、を含む無線通信システムにおいて、前記受信した
情報は、前記移動機と前記基地局との間の通信性能を向
上させるために使用される無線通信システム。
(15) In a wireless communication system, a mobile station communicating with a base station and a position receiver connected to the mobile station, wherein position, speed, and / or time information are transmitted.
The position receiver receiving from an external information source other than the base station, in the wireless communication system, the received information is used to improve the communication performance between the mobile station and the base station Wireless communication system.

【0065】(16)第15項記載のシステムにおい
て、前記受信した情報は、GPSデータからなり、前記基
地局に送信され前記基地局によって使用されるシステ
ム。
(16) The system according to item 15, wherein the received information comprises GPS data, is transmitted to the base station, and is used by the base station.

【0066】(17)第15項または第16項に記載の
システムにおいて、前記基地局は、複数のビームをもつ
ビーム方向可変アンテナ・アレイを使用し、前記受信し
た情報に従って前記ビームの方向を変えるシステム。
(17) In the system according to the paragraph (15) or (16), the base station uses a variable beam direction antenna array having a plurality of beams and changes the direction of the beams according to the received information. system.

【0067】(18)第15項、第16項または第17
項に記載のシステムにおいて、前記受信した情報は、移
動機の将来の位置を予測することにより、通信性能を部
分的に向上させるために使用されるシステム。
(18) Item 15, Item 16 or Item 17
Item 13. The system according to Item 1, wherein the received information is used to partially improve communication performance by predicting a future position of the mobile device.

【0068】(19)無線通信システムであって、基地
局と通信する移動機と、前記移動機に接続され、衛星か
ら情報を受信する受信機であって、前記情報は、基地局
に送信される前記受信機と、各基地局にあるビーム方向
可変アンテナと、を含む無線通信システムにおいて、前
記ビーム方向可変アンテナは、前記基地局によって受信
された前記情報に従って、所定の地域をカバーするよう
に指示されるシステム。
(19) A radio communication system, comprising: a mobile station communicating with a base station; and a receiver connected to the mobile station and receiving information from a satellite, wherein the information is transmitted to the base station. In the wireless communication system including the receiver and a variable beam direction antenna at each base station, the variable beam direction antenna covers a predetermined area according to the information received by the base station. System directed.

【0069】(20)第19項記載のシステムにおい
て、前記ビーム方向可変アンテナは、干渉源にヌルを配
置するように指示されるシステム。
20. The system according to claim 19, wherein the variable beam direction antenna is instructed to place a null at an interference source.

【0070】(21)第19項または第20項に記載の
システムにおいて、前記通信システムは、時分割多元接
続、符号分割多元接続および周波数分割多元接続からな
るグループから選択された通信方法を使用するシステ
ム。
(21) In the system according to item 19 or 20, the communication system uses a communication method selected from a group consisting of time division multiple access, code division multiple access, and frequency division multiple access. system.

【0071】(22)移動機と基地局を使用する無線通
信の方法において、前記基地局はビーム方向可変アンテ
ナを使用する方法であって、個々の移動機の位置情報を
取得するステップと、前記位置情報にもとづいて、シス
テム資源を割り当てるステップと、移動機の位置変更に
もとづいて、前記システム資源の割り当てを変更するス
テップと、を含む方法。
(22) In a radio communication method using a mobile station and a base station, the base station uses a beam direction variable antenna, and obtains position information of each mobile station. A method comprising: allocating system resources based on location information; and changing the system resource allocation based on a change in location of a mobile station.

【0072】(23)第22項記載の方法において、前
記位置情報は、前記移動機によって衛星から取得され、
前記基地局に送信される方法。
(23) The method according to item 22, wherein the position information is acquired from a satellite by the mobile device,
A method transmitted to the base station.

【0073】(24)第22項または第23項に記載の
方法において、前記基地局は複数のビームをもつビーム
方向可変アンテナ・アレイを使用する方法であって、前
記位置情報にもとづいて、特定の移動機に前記アンテナ
のビームの方向を変えるステップ、をさらに含む方法。
(24) The method according to paragraph 22 or 23, wherein the base station uses a variable beam direction antenna array having a plurality of beams, and the base station specifies the position based on the position information. Redirecting the antenna beam to the mobile station.

【0074】(25)第22項記載の方法において、前
記基地局は複数のビームをもつビーム方向可変アンテナ
・アレイを使用する方法であって、干渉源にヌルを配置
するステップ、をさらに含む方法。
(25) The method according to paragraph 22, wherein the base station uses a variable beam direction antenna array having a plurality of beams, further comprising the step of placing nulls at the interference sources. .

【0075】(26)GPSデータにもとづき、空間ダイ
バーシティを使用して移動機を識別するとともに、通信
性能を向上させる無線通信システム。
(26) A radio communication system that identifies a mobile station using spatial diversity based on GPS data and improves communication performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】複数のビーム方向可変指向性アンテナを備えた
基地局を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a base station provided with a plurality of variable beam direction directional antennas.

【図2】ビーム方向可変アンテナを使用して、システム
に所属する移動体のような干渉源を回避する方法を示す
図。
FIG. 2 illustrates a method of using a steerable beam antenna to avoid sources of interference, such as mobiles belonging to the system.

【図3】位置データを送信してビーム方向可変アンテナ
の方向を変えるために使用する処理の流れ図を示す図。
FIG. 3 shows a flowchart of a process used to transmit position data and change the direction of a variable beam direction antenna.

【図4】セルのクラスタと、同じ周波数チャネルを再利
用する隣接セルが、同一チャネル干渉を発生させる方法
と、セルを再分割して同一チャネル干渉を低減する方法
とを示す図であって、aは、同じ周波数チャネルを使用
する近くのセルと無指向性アンテナを使用するセルのク
ラスタを示す図、bは、同一チャネル干渉を低減するた
めに、3つの地域に分割されたセルを示す図、cは、同
一チャネル干渉を低減するために、6つの地域に分割さ
れたセルを示す図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a cluster of cells and a method in which adjacent cells that reuse the same frequency channel cause co-channel interference and a method in which cells are subdivided to reduce co-channel interference; a shows a cluster of nearby cells using the same frequency channel and a cluster of cells using an omni-directional antenna, b shows a cell divided into three regions to reduce co-channel interference , C shows a cell divided into six regions in order to reduce co-channel interference.

【図5】ビーム方向可変アンテナが、位置情報が与えら
れた特定の移動機を目標にすることができる方法を示す
図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method in which a variable beam direction antenna can target a specific mobile device given position information.

【図6】ユーザーの位置とアンテナの稼働率に依存し
て、チャネルまたは符号を再割り当てする処理を示す
図。
FIG. 6 is a diagram showing a process of reassigning a channel or a code depending on a position of a user and an operation rate of an antenna.

【図7】複数のアンテナ・ビームの方向を変えることが
できる複数の素子を備えたアンテナ・アレイを示す図。
FIG. 7 shows an antenna array with multiple elements that can change the direction of multiple antenna beams.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 基地局 110 ビーム方向可変指向性アンテナのビーム 110A ビーム方向可変アンテナのビーム 110B 干渉源を回避するビーム方向可変アンテナの
ビーム 200 アンテナ・アレイ 202 所望の移動機 204 干渉源 400 クラスタ 402 第1層の再利用セル 700 ビーム方向可変アンテナ・アレイ 702 アンテナ素子
REFERENCE SIGNS LIST 100 base station 110 beam steerable directional antenna beam 110A beam steerable beam 110B beam steerable beam avoiding interferer 200 antenna array 202 desired mobile station 204 interferer 400 cluster 402 first layer Reusable cell 700 Beam direction variable antenna array 702 Antenna element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J021 AA04 DB01 EA04 FA13 GA02 GA06 GA08 HA10 5J062 AA08 CC07 DD12 GG03 5K022 EE01 5K028 AA04 AA06 BB04 HH01 LL02 5K067 AA11 AA23 CC24 EE02 EE10 EE46 JJ52 JJ56 KK02 KK03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動機と基地局を有する無線通信の方法
であって、 個々の移動機に関する位置情報を取得するステップと、 前記位置情報を使用して通信性能を向上させるステップ
と、を含む方法。
1. A method of wireless communication having a mobile station and a base station, comprising: obtaining position information on an individual mobile station; and improving communication performance using the position information. Method.
【請求項2】 無線通信システムであって、 基地局と交信する移動機と、 前記移動機に接続された位置受信機であって、位置、速
度および/または時刻情報を、前記基地局以外の外部情
報源から受信する前記位置受信機と、を含む無線通信シ
ステムにおいて、 前記受信した情報は、前記移動機と前記基地局との間の
通信性能を向上させるために使用される無線通信システ
ム。
2. A wireless communication system, comprising: a mobile station that communicates with a base station; and a position receiver connected to the mobile station, wherein the mobile station transmits position, speed and / or time information to other than the base station. A wireless communication system comprising: the position receiver receiving from an external information source; the received information is used to improve communication performance between the mobile station and the base station.
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