JP3574055B2

JP3574055B2 - 無線基地局

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Publication number: JP3574055B2
Application number: JP2000256525A
Authority: JP
Inventors: 健雄宮田; 忠芳伊藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2020-08-25
Also published as: AU2001280169A1; EP1324627A4; EP1324627A1; ATE323384T1; DE60118762D1; US20040022205A1; TWI275310B; CN1470143A; CN1248533C; JP2002077980A; WO2002017666A1; US7623488B2; EP1324627B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の移動局と空間多重により無線通信を行う無線基地局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＰＨＳ、携帯電話機等の移動体端末の増加に伴い、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。この要請に応える方法の１つに空間多重方式がある。
空間多重方式とは、異なる方向にある複数の移動局に対してそれぞれ指向性パターンを形成することにより同時刻において同一周波数で複数の移動局と通信する通信方式である。
【０００３】
空間多重方式により通信を行う無線基地局は、固定的に設置された複数のアンテナを有し、複数のアンテナの各信号の振幅と位相とをウェイトベクトルで重み付けすることにより、複数のアンテナ全体として指向性パターンを形成する。個々の移動局に対応する指向性パターンを形成するために、無線基地局は、個々の移動局に対応するウェイトベクトルを移動局の方向に追随して算出している。算出方法の一手法としては、複数のアンテナより受信される各信号を適当なウェイトベクトルで重み付け合成した信号と無線基地局が生成した参照信号とを比較し、その差が最小になるようにウェイトベクトルを単位時間ごとに更新する方法がある。ここで参照信号としては、移動局からの信号に含まれるプリアンブルやユニークワード等、無線基地局にとってそのビットパターンが既知の信号が用いられる。時間経過とともにウェイトベクトルの値は一定値に収束し、プリアンブル、ユニークワード等に続いて送られてくる信号が、収束したウェイトベクトルで重み付け合成されて抽出される。送信時には直前の受信時に算出したウェイトベクトルを用いる。
【０００４】
なお、空間多重技術については、「パス分割多元接続（ＰＤＭＡ）移動通信方式」（信学技報ＲＣＳ９３−８４（１９９４−０１），ｐｐ３７−４４）に記載されている。
ところで無線基地局は、既に通信中の移動局と新たに通信チャネルの割当要求を受付けた他の移動局とについて、両移動局を空間多重により通信することの適否を次のように判断する。
【０００５】
無線基地局は、前記両移動局について受信応答ベクトルを計算し、計算した２個の応答ベクトル間の相関値を算出する。ここで応答ベクトルとは移動局が存在する方向に関する情報であり、２つの移動局の応答ベクトルの相関値は、２つの移動局が存在する方向の近さを示す指標となる。
算出した相関値がしきい値より大きい場合には、両者が略同方向に存在するため、指向性パターンの差異によって両者の信号を分離することは不可能であると考えられる。この場合には、無線基地局は、両者を空間多重不適と判断する。
【０００６】
また、無線基地局は、前記両移動局の信号の電界強度を受信応答ベクトルに基づいて求め、２つの電界強度の比を算出する。
算出した電界強度比がしきい値よりも大きい場合には、指向性パターンを最善に形成しても、両者の信号の強度比がアンテナの利得比を上回るため、両者の信号を適切に分離できないと考えられる。この場合には、無線基地局は、両者を空間多重不適と判断する。
【０００７】
複数の移動局をさらに時分割多重方式を併用して接続する無線基地局は、新たな移動局に対して通信チャネルを割り当てる際、時分割多重通信に用いられるタイムスロットに空きがない場合には、前記空間多重の適否判断をタイムスロット毎に行い、新たな移動局との間で空間多重不適と判断される移動局が使用していないタイムスロットにおいて、空間多重により通信チャネルを割り当てる。
【０００８】
このようにして無線基地局は空間多重通信に適した移動局の組み合わせによってのみ空間多重を行い、さらに空間多重している間は無線基地局の指向性パターンを各移動局が存在する方向に追随することにより、混信を防ぎ、適切な通信品質を保って通信を行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によれば、無線基地局は、新たな移動局に対して空間多重により通信チャネルを割当てる際、当該新たな移動局と既に通信中の移動局との応答ベクトルの相関値、及び当該新たな移動局から受信した信号の電界強度と既に通信中の移動局から受信した信号の電界強度との比を、それぞれのしきい値と比較することにより空間多重の適否を判断しているが、この方法によって両移動局が空間多重に適すると判断された場合であっても、両者に対して重み係数の算出に失敗し、正しい指向性パターンを形成できない場合があった。
【００１０】
正しい指向性パターンを形成できない場合、新たな移動局が通信を開始できないだけでなく、既に通信中の移動局との通信が途切れる場合もあり、各移動局に適切な通信品質を保証できないという問題があった。
上記問題に鑑みて、本発明は、空間多重の適否判断の精度を向上し、無線基地局と移動局との間において一定の通信品質を保証することができる無線基地局を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明の無線基地局は、複数の移動局と通信する無線基地局であって、第１の移動局の通信品質を示す指標に基づいて、前記第１の移動局と第２の移動局とを空間多重通信するか否かを判定する判定手段と、空間多重すると判定された場合に前記第１の移動局と前記第２の移動局とを空間多重通信する通信手段とを備える。
【００１２】
また前記指標は、無線基地局から前記第１の移動局への信号の送信タイミングと無線基地局から前記第２の移動局への信号の送信タイミングとの間の送信タイミング差であり、前記判定手段は前記送信タイミング差が所定タイミング差より大きい場合に空間多重通信すると判定するよう構成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態における無線基地局について図面を用いて説明する。
＜無線基地局１００の構成＞
図１は、本実施形態の無線基地局１００の構成を示すブロック図である。
同図において無線基地局１００は、アンテナ１１〜１４、送受信切替スイッチ２１〜２４、受信部３１〜３４、加算部４１〜４４、送信部５１〜５５、信号処理部５０ａ〜ｄ、ＴＤＭＡ処理部６０、ディジタル網インタフェース部７０、制御部８０、情報記憶部９０から構成され、４チャネル多重マルチキャリアＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式による時分割多重双方向通信を行い、かつＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの各スロットにおいてアダプティブアレイ方式による空間多重通信（空間分割多元接続）を行う。特に無線基地局１００は、新たに通信チャネルの割り当てを要求してきた移動局、すなわちリンクチャネル確立要求を送信してきた移動局（以下、新規移動局と呼ぶこととする）と、既に通信チャネルを割当てている移動局（以下、通信中移動局と呼ぶこととする）との空間多重の適否を各種情報から判定し、この判定結果に応じて新規ＰＳに割当てる通信チャネルの決定を行う。
【００１４】
送受信切替スイッチ２１〜２４は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの送受信に応じて送信と受信とを切替えるためのスイッチである。
受信部３１は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの受信時においてアンテナ１１、送受信切替スイッチ２１を介して受信される高周波信号を低周波の信号に変換し、さらにＡ／Ｄ変換した信号を信号処理部５０ａ〜ｄへ出力する。受信部３２〜３４についても同様である。
【００１５】
加算部４１は、信号処理部５０ａ〜ｄより出力される信号を加算して送信部５１に出力する。つまり加算部４１は、アンテナ１１用に重み付けされた各移動局への送信信号を多重化して送信部５１に出力している。
加算部４２〜４４についても同様である。
送信部５１は、加算部４１からの低周波の信号をＤ／Ａ変換して高周波信号に変換、増幅し、送受信切替スイッチ２１を介してアンテナ１１に出力する。送信部５２〜５３についても同様である。
【００１６】
信号処理部５０ａは、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）により実現され、制御部８０の制御下で、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームにおいて時分割多重している各移動局に対応してアダプティブアレイ制御に関する信号処理を行う。同図の信号処理部５０ａは、その信号処理の構成を機能的に示し、アレイ受信部５５、ウェイト計算部５６、アレイ送信部５７から構成される。アレイ受信部５５は、各受信タイムスロットにおいて受信部３１〜３４からの信号をウェイト計算部５６からのウェイトベクトルで重み付け合成することにより１つの移動局に対応する受信信号を抽出してＴＤＭＡ処理部６０に出力する。アレイ送信部５７は、各送信タイムスロットにおいてＴＤＭＡ処理部６０からの１つの移動局に対する送信信号をウェイト計算部５６からのウェイトベクトルで重み付けして加算部４１〜４４に出力する。ウェイト計算部５６は、各受信タイムスロットにおいては受信部３１〜３４からの信号に基づいて１つの移動局に対応する受信信号を抽出するためのウェイトベクトルを計算してアレイ受信部５５に供給し、各送信タイムスロットにおいてはアレイ受信部５５に供給したものと同じウェイトベクトルをアレイ送信部５７に供給する。
【００１７】
またウェイト計算部５６は、移動局から受信される信号に基づいて、各タイムスロットにおける空間多重の適否判定に用いるための各種パラメータの検出や算出等を行う。ウェイト計算部５６については後に詳しく説明する。
信号処理部５０ｂ〜ｄについても信号処理部ａと同じ構成であり、各タイムスロットにつき１つの移動局のアダプティブアレイ制御の信号処理及び空間多重適否判定用の各種パラメータの検出等を行う。
【００１８】
すなわち信号処理部５０ａ〜ｄは、１組の送受信タイムスロットを制御チャネルに割当て、残り３組の送受信タイムスロットを通信チャネルに割当てることにより最大３つの移動局を時分割多重し、かつそれぞれがアダプティブアレイ制御を行うことにより最大４つの移動局を空間多重するので、合計最大１２の移動局を多重して通信することができる。
【００１９】
ＴＤＭＡ処理部６０は、信号処理部５０ａ〜５０ｄとディジタル網インタフェース７０との間で呼毎のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの分解及び組み立てを行う。
またＴＤＭＡ処理部６０は、タイミング制御部６１を備える。タイミング制御部６１は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの基準タイミングを発生する他、個毎の受信タイミング及び送信タイミングを管理する。ここで管理される送信タイミングもウェイト計算部５６で計算または検出される各種パラメータと同様に空間多重の適否判定に用いられる。
【００２０】
ディジタル網インタフェース７０は、ＩＳＤＮ回線を介して交換機（図外）と接続されており、ＴＤＭＡ処理部６０と交換機との間で伝送方式に応じた信号の変換等を行う。
情報記憶部９０は、しきい値テーブル２００、品質指標値テーブル３００、新規ＰＳ情報４００を記憶する。これらは制御部８０により読み書きされる。詳しいデータ構成については図２〜４を用いて後に説明する。
【００２１】
制御部８０は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などから構成され、マイクロプロセッサがＲＯＭに記録されているプログラムを実行することにより、その機能を達成する。
＜ウェイト計算部５６の詳細説明＞
以下、ウェイト計算部５６のウェイトベクトルの算出について説明する。
【００２２】
【数１】

数１に示すように、アレイ受信部５５は、受信部３１〜３４から渡される受信信号ベクトルｘ_１（ｔ）、ｘ_２（ｔ）、ｘ３（ｔ）、ｘ４（ｔ）のそれぞれに対してウェイトベクトルｗ_１（ｔ）、ｗ_２（ｔ）、ｗ３（ｔ）、ｗ４（ｔ）をそれぞれ掛け合せた値の総和である仮受信信号ｙ_１（１）を求め、判定部（不図示）により位相を補正した結果である抽出信号Ｓ_１（ｔ）に変換する。
【００２３】
なお、ｔは信号が到達する時間を示し、ＰＨＳ規格における１シンボ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をとる。
従って、受信信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ３、ｘ４、ウェイトベクトルｗ_１、ｗ_２、ｗ３、ｗ４等はｔの値が１、２、・・・という信号列である。また、受信信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ３、ｘ４、ウェイトベクトルｗ_１、ｗ_２、ｗ３、ｗ４、仮受信信号ｙ_１、抽出信号Ｓ_１は、振幅、位相を有するもので、複素数で表すことができる。
【００２４】
ここでは、ウェイト計算機５６は、最小二乗平均誤差方式（ＭＭＳＥ方式）を用いて次のようにしてウェイトベクトルを算出するものとする。
ウェイトベクトルは、適当な値の初期値が定められており、参照信号ｄ（ｔ）と、抽出信号Ｓ_１（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ｗ（ｔ）の値を変動させて調整することにより、単位時間毎にｗ（ｔ＋１）に更新されるものである。ここで、ｗはウェイトベクトルｗ_１、ｗ_２、ｗ３、ｗ４を表す。
【００２５】
参照信号ｄ（ｔ）と抽出信号Ｓ_１（ｔ）との誤差をｅ（ｔ）とすると、
【００２６】
【数２】

よって、誤差ｅ（ｔ）の平均２乗誤差は次のように表される。
【００２７】
【数３】

ここでＥ［］はアンサンブル平均を表す。
ｗ_１（ｔ＋１）、ｗ_２（ｔ＋１）は、この平均２乗誤差を小さくするようにそれぞれｗ_１（ｔ）、ｗ_２（ｔ）を修正した値をとる。時間経過と共にウェイトベクトルの値は一定値に収束し、プリアンブル、ユニークワード等に続いて送られるところの通信内容である本体的なデータの受信段階では、抽出信号Ｓ_１（ｔ）は正確なものとなる。なお、通信が開始された後は、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ベクトルの値がその次の回のタイムスロットに関してのウェイトベクトルの初期値として用いられることもある。
【００２８】
次に、ウェイト計算部５６における空間多重適否判定用の各種パラメータの検出及び算出について説明する。
ウェイト計算部５６は、応答ベクトル計算部５６１、ＲＳＳＩ（ＲｅｃｅｉｖｅＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｉｏｎ）測定部５６２、ＭＳＥ（ＭｅａｎＳｑｕａｒｅＥｒｒｏｒ）計算部５６３、ＦＤ計算部５６４から構成される。
【００２９】
応答ベクトル計算部５６１は、各受信タイムスロットにおいて、受信部３１〜３４より信号処理部５０ａに入力される各信号と、アレイ受信部５５で重み付け合成された信号とに基づいて、移動局の応答ベクトルを算出する。応答ベクトルは、移動局から無線基地局１００までの信号の伝播路、すなわち移動局から無線基地局１００への信号の到来方向等を表すものである。
【００３０】
以下、応答ベクトル計算部５６１が行う応答ベクトル算出方法について説明する。
移動局１、移動局２、移動局３、移動局４が送信する信号をＳ_１’（ｔ−τ_１）、Ｓ_２’（ｔ−τ_２）、Ｓ_３’（ｔ−τ_３）、Ｓ_４’（ｔ−τ_４）とし、アンテナ１１〜１４（それぞれ第１アンテナ〜第４アンテナともいう）及び受信部３１〜３４を介して信号処理部５０ａに入力される各信号をｘ_１（ｔ）、ｘ_２（ｔ）、ｘ_３（ｔ）、ｘ_４（ｔ）とする。またｈ_ｉｊは、移動局ｊから第ｉアンテナまでの伝播路を表す複素数である。ここでτ１、τ２、τ３、τ４は、ｔを基準としたときの無線基地局１００における受信タイミングであり、個々の移動局と無線基地局１００との間の距離の違いによって生じる到来時間の差を表す。
【００３１】
Ｓ_１’（ｔ−τ_１）〜Ｓ_４’（ｔ−τ_４）とｘ_１（ｔ）〜ｘ_４（ｔ）との間には次の関係が成立する。
【００３２】
【数４】

なお、ｎ_１（ｔ）、ｎ_２（ｔ）、ｎ_３（ｔ）、ｎ_４（ｔ）は雑音である。また、無線基地局１００が分離抽出した抽出信号Ｓ_１（ｔ）と、ユーザＡが送信する信号であるＳ_１’（ｔ−τ_１）とは、送信された信号が正常に受信でき分離抽出が適切に行えたとすれば等しいものとなる。
【００３３】
信号処理部５０ａの応答ベクトル計算部５６１は、抽出信号Ｓ_１（ｔ）の複素共役であるＳ_１ ^＊（ｔ）と、信号ｘ_１（ｔ）、ｘ_２（ｔ）、ｘ_３（ｔ）、ｘ_４（ｔ）とを用いて次式のように受信応答ベクトルの成分であるｈ_１１、ｈ_２１、ｈ_３１、ｈ_４１を算出する。
【００３４】
【数５】

ここでＥ［］はアンサンブル平均を表しており、ある程度の期間、ｔ＝１、２、・・・、ｎにおける平均値を意味する。例えばｎを１００とし、１００シンボル期間における平均値を算出する。
【００３５】
抽出信号Ｓ_１（ｔ）、Ｓ_２（ｔ）、Ｓ_３（ｔ）、Ｓ_４（ｔ）が正常に得られ、それぞれ送信された信号Ｓ_１’（ｔ−τ_１）、Ｓ_２’（ｔ−τ_２）、Ｓ_３’（ｔ−τ_３）、Ｓ_４’（ｔ−τ_４）と同等とみなせる状態においては、数４について、Ｓ_１’（ｔ−τ_１）、Ｓ_２’（ｔ−τ_２）、Ｓ_３’（ｔ−τ_３）、Ｓ_４’（ｔ−τ_４）をそれぞれＳ_１（ｔ）、Ｓ_２（ｔ）、Ｓ_３（ｔ）、Ｓ_４（ｔ）と置き換え、両辺にＳ_１ ^＊（ｔ）を乗じてアンサンブル平均をとると、次の数６が得られる。
【００３６】
【数６】

ここでＥ［Ｓ_１（ｔ）Ｓ_１ ^＊（ｔ）］＝１であり、また、基本的に各移動局から送信された信号Ｓ_１’（ｔ−τ_１）、Ｓ_２’（ｔ−τ_２）、Ｓ_３’（ｔ−τ_３）、Ｓ_４’（ｔ−τ_４）の間には相関関係がなく、信号Ｓ_１’（ｔ−τ_１）と雑音成分にも相関関係がないため、Ｅ（Ｓ_２（ｔ）Ｓ_１ ^＊（ｔ）］＝０、Ｅ（Ｓ_３（ｔ）Ｓ_１ ^＊（ｔ）］＝０、Ｅ（Ｓ_４（ｔ）Ｓ_１ ^＊（ｔ）］＝０、Ｅ［ｎ_１（ｔ）Ｓ_１ ^＊（ｔ）］＝０、Ｅ［ｎ_２（ｔ）Ｓ_１ ^＊（ｔ）］＝０、Ｅ［ｎ_３（ｔ）Ｓ_１ ^＊（ｔ）］＝０、Ｅ［ｎ_４（ｔ）Ｓ_１ ^＊（ｔ）］＝０である。
【００３７】
従って、数６から数５が導出できることになる。なお、これにより雑音成分の影響を数式上除去している。
信号処理部５０ａにおける応答ベクトル計算部５６１は、数５に示した計算を行って移動局ｊに対する応答ベクトルＨ_ｊ＝（ｈ_１ｊ，ｈ_２ｊ，ｈ_３ｊ，ｈ_４ｊ）を求める。また信号処理部５０ｂ〜ｄにおける応答ベクトル計算部５６１それぞれも、同様の手順により応答ベクトルを算出する。
【００３８】
また応答ベクトル計算部５６１は、通信中の移動局だけでなく、新規移動局につても当該移動局から通信チャネル割当て要求を受付けたときに、制御チャネルにおいて新規移動局の応答ベクトルの計算を行う。
ＲＳＳＩ測定部５６２は、タイムスロット毎に移動局の受信信号から電界強度を検出する。
【００３９】
またＲＳＳＩ測定部５６２は、新規移動局から通信チャネルの割当て要求を受付けたときにも制御チャネルにて電界強度の検出を行う。
ＭＳＥ計算部５６３は、タイムスロット毎に移動局の数３に示した平均２乗誤差を算出する。
またＲＳＳＩ測定部５６２は、新規移動局から通信チャネルの割当て要求を受け付けたときにも制御チャネルにて新規移動局のＭＳＥを計算する。
【００４０】
ＦＤ計算部５６４は、タイムスロット毎に移動局のフェージングスピードを計算する。フェージングスピードは、移動局の過去の応答ベクトルと現在の応答ベクトルとの相関で表される。過去の応答ベクトルと現在の応答ベクトルについては応答ベクトル計算部５６１から得られるものを内部メモリ等に記憶しておいて用いる。過去の応答ベクトルは、例えば現在の応答ベクトルのフレームの１つ前のフレームの応答ベクトルである。フェージングスピード（相関）が大きいほど、過去の移動局からの信号の到来方向と現在の移動局からの信号の到来方向とが同方向により等しいことを示し、小さいほど方向が離れていることを示す。故にフェージングスピードは過去から現在までの移動局の移動速度を示す指標となる。移動速度が大き過ぎると、移動局に追随した指向性パターンを形成し難く、また他の移動局の信号に干渉の影響を与えやすいため、他の移動局と同時刻に空間多重するのに適さない。
【００４１】
またＦＤ計算部５６４は、新規移動局から通信チャネルの割当て要求を受け付けたときにも制御チャネルにて新規移動局のフェージングスピードを計算する。
以上のようにして信号処理部５０ａ〜ｄそれぞれにおけるウェイト計算部５６の各構成要素は、タイムスロット毎に通信中移動局または新規移動局の各種パラメータを算出または検出する。ウェイト計算部５６の各構成要素は、求めたパラメータを制御部８０に出力し、制御部８０はそれらパラメータを情報記憶部９０に格納する。
＜情報記憶部９０の詳細＞
以下、情報記憶部９０に記憶されるしきい値テーブル２００、品質指標値テーブル３００及び新規ＰＳ情報４００の構成について説明する。
【００４２】
図２はしきい値テーブル２００の構成を示す。
同図に示すようにしきい値テーブル２００は、相関値しきい値Ｊ_ｔ（欄２０１）、電界強度比しきい値Ｋ_ｔ（欄２０２）、送信タイミング差しきい値Ｌ_ｔ（欄２０３）、平均２乗誤差しきい値Ｅ_ｔ（欄２０４）、フェージングスピードしきい値Ｓ_ｔ（欄２０５）、電界強度しきい値Ｉ_ｔ（欄２０６）からなる。
【００４３】
相関値しきい値Ｊ_ｔは、通信中移動局の応答ベクトルと新規移動局の応答ベクトルとの相関値に関するしきい値である。
電界強度比しきい値Ｋ_ｔは、通信中移動局から受信した信号の電界強度と新規移動局から受信した信号の電界強度との比に関するしきい値である。
送信タイミング差しきい値Ｌ_ｔは、通信中移動局の送信タイミングと新規移動局の送信タイミングとの差に関するしきい値である。
【００４４】
平均２乗誤差しきい値Ｅ_ｔは、通信中移動局及び新規移動局のＭＳＥに関するしきい値である。
フェージングスピードしきい値Ｓ_ｔは、通信中移動局及び新規移動局のＦＤに関するしきい値である。
電界強度しきい値Ｉ_ｔは、通信中移動局及び新規移動局の電界強度に関するしきい値である。
【００４５】
しきい値テーブル２００には予めこれらのしきい値が格納されているものとする。ディジタル網を介してまたは制御部８０が算出したしきい値を用いてしきい値テーブル２００を適宜更新するよう構成してもよい。
図３は品質指標値テーブル３００の一例を示す。
同図に示すように品質指標値テーブル３００は、タイムスロット番号３０１、チャネル番号３０２、応答ベクトル３０３、電界強度３０４、送信タイミング３０５、平均２乗誤差３０６及びフェージングスピード３０７の各欄から構成される。
【００４６】
タイムスロット番号３０１における２、３、４は、通信チャネルが割当てられた３つのタイムスロットの番号を示す。
チャネル番号３０２におけるチャネル番号（１、２、３、４）の組、（５、６、７、８）の組及び（９、１０、１１、１２）の組はタイムスロット番号２、３、４のスロットにおける信号処理部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの処理に対応してつけられる番号である。
【００４７】
各行それぞれは、１つの通信中移動局に対応するタイムスロット番号、チャネル番号及び各種パラメータを示す。例えば、タイムスロット番号２、チャネル番号１において通信中の移動局の各種パラメータは、応答ベクトルがＲ_１、電界強度がＩ_１、送信タイミングがＰ_１、平均２乗誤差がＥ_１、フェージングスピードがＳ_１である。（空白）は、そのチャネル番号のチャネルにおいて移動局と通信していないことを示す。
【００４８】
同図のテーブルは、無線基地局１００は、タイムスロット番号２のスロットにおいてチャネル番号１、２（信号処理部５０ａ及び５０ｂ）を用いて２つの移動局を空間多重して通信し、タイムスロット番号３のスロットにおいてチャネル番号５（信号処理部５０ａ）を用いて１つの移動局と通信し、タイムスロット番号４のスロットにおいてチャネル番号９、１０、１１、１２（信号処理部５０ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を用いて４つの移動局と空間多重して通信していることを示す。
【００４９】
品質指標値テーブル３００の各種パラメータは、ウェイト計算部５６の各構成要素及びタイミング制御部６１より出力されるパラメータであり、制御部８０によりタイムスロット毎に更新される。
図４は新規ＰＳ情報４００の構成を示す。
同図に示すように新規ＰＳ情報４００は、新規移動局に対応する各種パラメータ、すなわち新規移動局の応答ベクトルＲ_ＮＥＷ（欄４０１）、電界強度Ｉ_ＮＥＷ（欄４０２）、送信タイミングＰ_ＮＥＷ（欄４０３）、平均２乗誤差Ｅ_ＮＥＷ（欄４０４）、フェージングスピードＳ_ＮＥＷ（欄４０５）から構成される。
【００５０】
応答ベクトルＲ_ＮＥＷは、新規移動局の応答ベクトルであり、無線基地局１００が新規移動局よりリンクチャネル確立要求を受付けたとき制御チャネル上の信号から応答ベクトル計算部５６によって計算され、制御部８０により新規ＰＳ情報４００に格納される。
電界強度Ｉ_ＮＥＷは、新規移動局の電界強度であり、無線基地局１００が新規移動局よりリンクチャネル確立要求を受けたとき制御チャネル上の信号からＲＳＳＩ測定部５６２により計算されて、制御部８０により新規ＰＳ情報４００に格納される。
【００５１】
送信タイミングＰ_ＮＥＷは、新規移動局の送信タイミングであり、タイミング制御部６１が新規移動局よりリンクチャネル確立要求を受けたときの受信タイミングから推定し、制御部８０により新規ＰＳ情報４００に格納される。ここでタイミング制御部６１は、新規移動局の送信タイミングを推定することとしているが、推定せずに、常に所定のタイミングを新規移動局の送信タイミングと決定して制御部８０に出力するよう構成してもよい。
【００５２】
平均２乗誤差Ｅ_ＮＥＷは、新規移動局の平均２乗誤差である。新規移動局からリンクチャネル確立要求を受けたとき制御チャネル上で受信される信号から平均２乗誤差が計算されて、制御部８０により新規ＰＳ情報４００に格納される。
フェージングスピードＳ_ＮＥＷは、新規移動局のフェージングスピードである。新規移動局からリンクチャネル確立要求を受けたとき制御チャネル上で受信される信号から計算される。通信中移動局のフェージングスピードは前回のフレームの応答ベクトルと現在の応答ベクトルとの相関であるのに対し、新規移動局のフェージングスピードは前回のフレームの応答ベクトルがないので、例えば、現在のフレームの受信タイムスロットの前半の応答ベクトルと後半の応答ベクトルとの相関をとることとしている。
＜リンクチャネル確立時の動作＞
制御部８０を中心とする無線基地局１００の動作について説明する。
【００５３】
図５は、リンクチャネル確立時の制御部８０を中心とする処理手順を示すシーケンス図である。
制御部８０は、新規移動局からリンクチャネル確立要求を受信すると（ステップＳ１８１）、ウェイト計算部５６及びタイミング制御部６１に新規移動局の各種パラメータを求めさせ、その結果である応答ベクトルＲ_ＮＥＷ、電界強度Ｉ_ＮＥＷ、送信タイミングＰ_ＮＥＷ、平均２乗誤差Ｅ_ＮＥＷ、フェージングスピードＳ_ＮＥＷを取得し（ステップＳ１８４）、情報記憶部９０の新規ＰＳ情報４００に格納する（ステップＳ１８３）。
【００５４】
次に制御部８０は、各タイムスロットにおける空間多重の適否を判定することにより新規移動局にどのチャネルを割当てるかを決定する処理を行う。
制御部８０は、タイムスロット番号２、３、４のうち１つのタイムスロットを選択し（ステップＳ１８６）、当該タイムスロットで使用しているチャネルがあるか否か、すなわち当該タイムスロットを使用して通信している移動局があるか否かを判定する。この判定は品質指標値テーブル３００を参照して、当該タイムスロットにおいて各種パラメータが格納されているチャネルがあるか、又は全てのチャネルの各種パラメータが空白であるかによりなされる。
【００５５】
この判定において当該タイムスロットを使用しているチャネルがないと判定した場合（ステップＳ１８７、ＮＯ）、制御部８０は、新規移動局に対して当該タイムスロットの空きチャネルの通知を含むリンクチャネル割当てを行い（ステップＳ１９２）、新規移動局と無線基地局との間でＴＣＨ同期バーストを送受信してリンクチャネルが確立する（Ｓ１９３）。
【００５６】
ステップＳ１８７の判定において、当該タイムスロットを使用しているチャネルがあると判定した場合（ステップＳ１８７、ＹＥＳ）、制御部８０は、多重判定処理を行い（ステップＳ１８８）、その判定の結果、多重可と判定した場合には（ステップＳ１８９、可）、先と同様のリンクチャネル割当てを行い、リンクチャネルを確立する（ステップＳ１９２、Ｓ１９３）。
【００５７】
ステップＳ１８８の多重判定処理の結果、多重不可と判定した場合には（ステップ１８９、不可）、制御部８０は、他のタイムスロットについて処理を繰り返す（ステップＳ１９０）。
全てのタイムスロットにおいて多重不可と判定された場合には、制御部８０は、新規移動局に対してリンクチャネル割当て拒否の通知を行う（ステップＳ１９１）。その結果、新規移動局は、待ち受けに入る（ステップＳ１９４）。
【００５８】
図６は、図５の多重判定処理の詳細を示すフローチャートである。
制御部８０は、品質指標値テーブル３００を参照することにより当該タイムスロットに空きチャネルがあるか否かを判定する（ステップＳ６０１）。
判定の結果、当該タイムスロットに空きチャネルがない場合は、多重不可と判定して多重判定処理を終了する（ステップＳ６１２）。
【００５９】
空きチャネルがある場合には、制御部８０は、品質指標値テーブル３００に格納されたパラメータと新規ＰＳ情報４００に格納されたデータとから、最高相関値Ｊ_ＭＡＸ、最大電界強度比Ｋ_ＭＡＸ、最短送信タイミング差Ｌ_ＭＩＮを計算して取得する（ステップＳ６０２、Ｓ６０３、Ｓ６０４）。
最高相関値Ｊ_ＭＡＸは、当該タイムスロットにおける各通信中移動局の応答ベクトルＲ_ｉ（ｉは各通信中移動局のチャネル番号）と、新規移動局の応答ベクトルＲ_ＮＥＷとの各相関のうち最も高い値とする。
【００６０】
例えば図３の品質指標値テーブル３００の場合、タイムスロット番号２のスロットにおける各通信中移動局の応答ベクトルはＲ_１及びＲ_２であるから、制御部８０は、Ｒ_１とＲ_ＮＥＷとの相関Ｊ_１と、Ｒ_２とＲ_ＮＥＷとの相関Ｊ_２を計算し、Ｊ_１とＪ_２のうち値が大きい方を最高相関値Ｊ_ＭＡＸとする。
２つの移動局の間の相関値が大きい場合には、両者が略同方向に存在するため、指向性パターンの差異によって両者の信号を分離することは不可能であると考えられる。よって新規移動局と通信中移動局との相関を計算し、これを空間多重適否判定の指標として用いている。
【００６１】
この場合には、無線基地局は、両者を空間多重不適と判断する。
また、無線基地局は、前記両移動局からの信号の電界強度を測定し、測定した２個の電界強度の比を算出する。
最大電界強度比Ｋ_ＭＡＸは、新規移動局の電界強度Ｉ_ＮＥＷと、当該タイムスロットにおける各通信中移動局の電界強度Ｉ_ｉ（ｉは各通信中移動局のチャネル番号）とから数７により計算される各電界強度比のうち最大のものとする。
【００６２】
【数７】

例えば図３の品質指標値テーブル３００の場合、タイムスロット番号２のスロットにおける各通信中移動局の電界強度はＩ_１及びＩ_２であるから、制御部８０はＩ_ＮＥＷとＩ_１の電界強度比Ｋ_１と、Ｉ_ＮＥＷとＩ_２との電界強度比Ｋ_２を計算し、Ｋ_１とＫ_２のうち値が大きい方を最大電界強度比Ｋ_ＭＡＸとする。
【００６３】
２つの移動局の電界強度比が大きい場合には、指向性パターンを最善に形成しても、両者の信号の強度比がアダプティブアレー装置の利得比を上回るため、両者の信号を適切に分離できないと考えられる。よって新規移動局と通信中移動局との電界強度比を計算し、これを空間多重適否の判定の指標として用いている。
最短送信タイミング差Ｌ_ＭＩＮは、新規移動局の送信タイミングＰ_ＮＥＷと各通信中移動局の送信タイミングＰ_ｉ（ｉは各通信中移動局のチャネル番号）とから数８により計算される各送信タイミング差のうち最短のものとする。
【００６４】
【数８】

例えば図３の品質指標値テーブル３００の場合、タイムスロット番号２のスロットにおける各通信中移動局の送信タイミングはＰ_１及びＰ_２であるかた、制御部８０はＰ_ＮＥＷとＰ_１との送信タイミング差Ｌ_１と、Ｐ_ＮＥＷとＰ_２との送信タイミング差Ｌ_２とを計算しＬ_１とＬ_２のうち最短の方を最短送信タイミング差Ｌ_ＭＡＸとする。
【００６５】
２つの移動局の送信タイミング差が短い場合、２つの移動局は無線基地局１００からの信号を正しく分離することができず、信号を取り違えて復調することがある。よって新規移動局と通信中移動局との送信タイミング差を計算し、これを空間多重適否の判定の指標として用いている。
ここまでの処理によって制御部８０は、新規移動局の空間多重適否判定のための指標、すなわち最高相関値Ｊ_ＭＡＸ、最大電界強度比Ｋ_ＭＡＸ及び最短送信タイミング差Ｌ_ＭＩＮを計算により取得する。また制御部８０は、また新規ＰＳ情報４００から平均２乗誤差Ｅ_ＮＥＷ、フェージングスピードＳ_ＮＥＷ及び電界強度Ｉ_ＮＥＷを取得する。
【００６６】
平均２乗誤差が大きい場合、アレイ受信に用いる誤差が収束していないか大きなレベルで残留する結果となっているはずであるので、この場合その誤差にかかる移動局に対して指向性パターンが高精度に形成できない。よって平均２乗誤差を空間多重適否の判定の指標として用いている。
またフェージングスピードが激しい、つまり単位時間あたりの移動量が大きい移動局についてはアレイ受信時の指向性パターン形成が高精度に行えた場合であっても、受信スロットから送信スロットまでのタイムラグにより移動局が大きく移動するので、受信時と同じ指向性パターンを送信時に形成しても、その指向性パターンは移動局の方向とは大きくずれる。このように移動局の指向性パターンが正しく形成できない場合、他の移動局の指向性パターン形成にも悪影響を与えることとなる。なぜなら他の移動局に対して形成する指向性パターンは、フェージングスピードの激しい移動局に対して正しくヌルを向けることが難しいからである。よってフェージングスピードを空間多重適否の判定の指標として用いている。
【００６７】
また電界強度が低い場合にも指向性パターン形成が高精度に行えないので、電界強度を空間多重適否の判定の指標として用いている。
以降ステップＳ６０５〜Ｓ６１０において制御部８０は、これらの指標をしきい値テーブル２００に格納されたしきい値と比較する処理を行う。
制御部８０は、まず最高相関値Ｊ_ＭＡＸと相関値しきい値Ｊ_ｔとを比較する（ステップＳ６０５）。比較の結果、最高相関値Ｊ_ＭＡＸが相関値しきい値Ｊ_ｔ以下の場合、ステップＳ６０６の処理に進み、それ以外の場合は多重不可と判定する（ステップＳ６１２）
次に最短送信タイミング差Ｌ_ＭＩＮと送信タイミング差しきい値Ｌ_ｔとを比較する（ステップ６０６）。比較の結果、最短送信タイミング差Ｌ_ＭＩＮが送信タイミング差しきい値Ｌ_ｔ以上の場合、ステップＳ６０７の処理に進み、それ以外の場合は多重不可と判定する（ステップＳ６１２）。
【００６８】
次に最大電界強度比Ｋ_ＭＡＸと電界強度比Ｋ_ｔとを比較する（ステップＳ６０７）。比較の結果、最大電界強度比Ｋ_ＭＡＸが電界強度比しきい値Ｋ_ｔ以下の場合、ステップＳ６０８の処理に進み、それ以外の場合は多重不可と判定する（ステップＳ６１２）。
次に平均２乗誤差Ｅ_ＮＥＷと平均２乗誤差しきい値Ｅ_ｔとを比較する（ステップＳ６０８）。比較の結果、平均２乗誤差Ｅ_ＮＥＷが平均２乗誤差しきい値Ｅ_ｔ以下の場合、ステップＳ６０９の処理に進み、それ以外の場合は多重不可と判定する（ステップＳ６１２）。
【００６９】
次にフェージングスピードS_NEWとフェージングスピードS_tとを比較する（ステップS609）。比較の結果、フェージングスピードS_NEWがフェージングスピードしきい値S_t 以下の場合、ステップS610の処理に進み、それ以外の場合は多重不可と判定する（ステップS612）。
次に電界強度I_NEWと電界強度しきい値Itとを比較する（ステップS610）。比較の結果、電界強度I_NEWが電界強度しきい値I_t以下の場合、ステップS611の処理に進み、それ以外の場合は多重不可と判定する（ステップS612）。
【００７０】
以上の処理によりステップＳ６０５〜Ｓ６１０の判定において全てＹＥＳである場合、制御部８０は新規移動局を当該タイムスロットにおいて通信中移動局と多重して通信可能と判定する（ステップＳ６１１）。
図６に示す多重判定処理は、ステップＳ６０５〜Ｓ６１０の６つの判定条件を全て満足する場合に多重可と判定するものであるが、これら６つの判定条件のうちの１つ、あるいはいくつかの判定条件を満足する場合に多重可と判定してもよい。
【００７１】
以上の処理により制御部８０は、新規移動局に対して空間多重の適否を判定し、判定条件を満たさない場合にはそのタイムスロットのチャネルを割当てないようにし、空間多重のないタイムスロットかまたは判定条件を満たすスロットのチャネルを割当てる。これにより新規移動局には、空間多重のないタイムスロットか又は空間多重するが通信品質が保証されたタイムスロットのチャネルが割当てられることとなり、通信の安定性が向上する。その結果、通信特性の向上、干渉起動数の低下、異常切断等の劣悪状態を回避することができる。
【００７２】
また本実施形態においては相関値や電界強度比に関する判定（ステップＳ６０５、Ｓ６０７）の他に４つの判定条件（ステップＳ６０６、Ｓ６０８、Ｓ６０９、Ｓ６１０）を用いて空間多重の適否を判定するので、従来より空間多重可と判定される確率が低いがこれにより精度高く空間多重適否の判定を行う。
以上ではリンクチャネル確立時における空間多重の可不可を判定する実施形態について説明したが、リンクチャネル確立時のみでなく、制御部８０は、リンクチャネル確立後も空間多重している複数の通信中移動局について監視して空間多重の可不可の判定を行い、不可と判定した通信中移動局についてはチャネル切替えやハンドオーバ等を行わせて空間多重を解除する。以下に、その監視処理について説明する。
＜監視処理＞
図７は、制御部８０が行う監視処理の手順を示すフローチャートである。
【００７３】
制御部８０は、タイムスロット毎に図７の監視処理を行う。
まず制御部８０は、現在のタイムスロットにおいて空間多重しているか否かを判定する。この判定は、品質指標値テーブル３００のデータ格納状況を見るか、信号処理部５０ａ〜ｄの少なくとも２つが動作しているかにより行われる。
判定の結果、空間多重していない場合は監視処理を終了する。
【００７４】
空間多重している場合、制御部８０は、最高相関値Ｊ_ＭＡＸを取得する（ステップＳ７０２）。この最高相関値Ｊ_ＭＡＸは、多重判定処理のものと計算方法は同じであるが、２つの通信中の応答ベクトルを用いている点でことなる。すなわち最高相関値Ｊ_ＭＡＸは、当該タイムスロットで空間多重している複数の通信中移動局のうちの２つを組み合わせ、各組の通信中移動局ｉと通信中移動局ｊ（ｉ，ｊはチャネル番号）との相関のうち最高のものとする。
【００７５】
次に制御部８０は、最大電界強度比Ｋ_ＭＡＸを取得する（ステップＳ７０３）。この最大電界強度比Ｋ_ＭＡＸは、当該タイムスロットで空間多重している複数の通信中移動局のうちの２つを組み合わせ、各組の通信中移動局ｉと通信中移動局ｊ（ｉ，ｊはチャネル番号）との電界強度比のうち最大のものとする。
次に制御部８０は、最短送信タイミング差Ｌ_ＭＩＮを取得する（ステップＳ７０４）。この最短送信タイミング差Ｊ_ＭＡＸは、当該タイムスロットで空間多重している複数の通信中移動局のうちの２つを組み合わせ、各組の通信中移動局ｉと通信中移動局ｊ（ｉ，ｊはチャネル番号）との間の送信タイミング差のうち最短のものとする。
【００７６】
次に制御部８０は、最小平均２乗誤差Ｅ_ＭＩＮを取得する（ステップＳ７０５）。この最小平均２乗誤差Ｅ_ＭＩＮは、当該タイムスロットで空間多重している複数の通信中移動局の各平均２乗誤差Ｅ_ｉのうち最小のものとする。
次に制御部８０は、最小フェージングスピードＳ_ＭＩＮを取得する（ステップＳ７０６）。この最小フェージングスピードＳ_ＭＩＮは、当該タイムスロットで空間多重している複数の通信中移動局の各フェージングスピードＳ_ｉのうち最小のものとする。
【００７７】
さらに制御部８０は、最大電界強度Ｉ_ＭＡＸを取得する（ステップＳ７０７）。この最大電界強度Ｉ_ＭＡＸは、当該タイムスロットで空間多重している複数の通信中移動局の各最大電界強度Ｉ_ｉのうち最小のものとする。
以上のようにして制御部８０は、空間多重適否判定のための各種指標を取得すると、これらの指標をしきい値テーブル２００に格納されたしきい値と比較する処理を行う（ステップＳ７０８）。このしきい値判定の処理は、図６のフローチャートに示したステップＳ６０６〜Ｓ６１２の処理と同じである。ただしステップＳ６０８〜Ｓ６１０において平均２乗誤差Ｅ_ＮＥＷ、フェージングスピードＳ_ＮＥＷ及び電界強度Ｉ_ＮＥＷの替わりに最小平均２乗誤差Ｅ_ＭＩＮ、最小フェージングスピードＳ_ＭＩＮ及び最大電界強度Ｉ_ＭＡＸを用いている点が異なる。
【００７８】
しきい値判定の結果、多重不可と判定した場合には（ステップＳ７０９）、制御部８０は当該タイムスロットの空間多重を解除する処理を行う（ステップＳ７１０）。空間多重解除とは、当該タイムスロットにおいて空間多重している複数の通信中移動局のうち少なくとも１つの移動局を選択し、その移動局に対してチャネル切替え要求又はハンドオーバ要求を送信して、チャネル切替え又はハンドオーバを行わせることである。空間多重解除の対象となる移動局の選択の仕方としては、いくつかあげられるが、例えば、最高相関値Ｊ_ＭＡＸ、最大電界強度比Ｋ_ＭＡＸ及び最短送信タイミング差Ｌ_ＭＩＮ算出のパラメータとなった通信中移動局ｉ及び通信中移動局ｊのうち少なくとも１つを選択する、または最小平均２乗誤差Ｅ_ＭＩＮ、最小フェージングスピードＳ_ＭＩＮ及び最大電界強度Ｉ_ＭＡＸに対応する移動局ｉのうち少なくとも１つを選択する等がある。
【００７９】
以上本発明の実施形態にかかる無線基地局１００について説明したが、本発明は上記実施形態に限らず、以下のようにしてもよい。
以上本発明の実施形態にかかる無線基地局１００について説明したが、本発明は上記実施形態に限らず、以下のようにしてもよい。
（１）上記実施形態では、新規移動局にチャネル割当てを行う際に、通信中移動局が使用しているタイムスロットを共用させて空間多重するか否かを判定するという構成であった。ここで新規移動局とは、他の無線基地局の無線ゾーンからハンドオーバにより移動してきた移動局や無線基地局１００の無線ゾーンで電源投入後にリンクチャネル確立要求を出してきた移動局等である。この構成に限らず、通信中チャネル切替えにより無線基地局１００の１つのタイムスロットから他の１つのタイムスロットにスロット切替える移動局に対してチャネル割当てを行う際に、切替え先のスロットで既に通信している移動局と当該タイムスロットを共用させて空間多重するか否かを判定するよう構成してもよい。
（２）上記実施形態において、新規移動局より得られる各種パラメータを用いて空間多重判定を行うかわりに、通信中移動局より得られる各種パラメータ等をもちいて新規移動局についての空間多重判定を行うよう構成してもよい。
【００８０】
例えば、本実施形態における監視処理の結果、空間多重を解除したスロットの番号を記憶し、解除したときから所定期間は、当該スロットにおいて新規移動局を通信中移動局と空間多重しない判定を行うよう構成してもよい。
また、品質指標値テーブル３００に格納されている通信中移動局のパラメータから指向性形成の精度に影響する不安定な要素をもつタイムスロットを検出し、当該タイムスロットでは新規移動局を空間多重しない判定を行うよう構成してもよい。
【００８１】
より具体的には、品質指標値テーブル３００を参照して、通信中移動局の電界強度が所定のしきい値よりも高いタイムスロットでは、新規移動局を空間多重しないと判定するよう構成してもよい。
さらに、品質指標値テーブル３００を参照して、通信中移動局のフェージングスピードが所定のしきい値より高いタイムスロットでは新規移動局を空間多重しないと判定するよう構成してもよい。
【００８２】
【発明の効果】
本発明の無線基地局は、複数の移動局と通信する無線基地局であって、第１の移動局の通信品質を示す指標に基づいて、前記第１の移動局と第２の移動局とを空間多重通信するか否かを判定する判定手段と、空間多重すると判定された場合に前記第１の移動局と前記第２の移動局とを空間多重通信する通信手段とを備える。
【００８３】
また前記指標は、無線基地局から前記第１の移動局への信号の送信タイミングと無線基地局から前記第２の移動局への信号の送信タイミングとの間の送信タイミング差であり、前記判定手段は前記送信タイミング差が所定タイミング差より大きい場合に空間多重通信すると判定するよう構成される。
この構成により以下の効果を生じる。送信タイミング差が０に近い場合、つまり無線基地局が第１の移動局への信号と第２の移動局への信号とをほぼ同時に送信した場合、ユニークワードが同じであるため、第１の移動局は自分に送信されてきた信号と第２の移動局宛に送信されてきた信号とを分離しにくくなり、自分宛の信号とみなして第２の移動局宛の信号を間違って抽出することがある。第２の移動局についても同じことが起こる。よって本発明は、送信タイミング差が所定タイミング差より大きい場合に空間多重し、小さい場合には空間多重をしないよう判定することで、移動局が他の移動局宛の信号を間違って抽出するという事態が防止できるという効果がある。
【００８４】
また前記指標は、前記第１の移動局から得られる信号と所望の信号とから算出される誤差であり、前記判定手段は前記誤差が所定値より低い場合に空間多重通信すると判定するよう構成される。
この構成において誤差は、すなわち理想の指向性パターンと実際の指向性パターンとの差であるから、指向性形成の精度を最も正確に示す。指向性の精度が低い移動局を他の移動局と空間多重すると、精度の低い移動局だけでなく他の移動局に干渉して悪影響を与えることとなる。よって誤差が所定値より低い場合に空間多重し、高い場合に空間多重しないよう判定することで各移動局に対する指向性形成の精度がたもたれ通信品質が向上する。
【００８５】
前記指標は、自局が算出する前記第１の移動局の単位時間あたりの移動量であり、前記判定手段は前記移動量が所定移動量より大きい場合に空間多重通信すると判定するよう構成される。
無線基地局の実際の運用においては、ダイバーシチゲインを稼ぐために個々のアンテナの間隔を広くして設置している。間隔が広い場合、形成される指向性パターンは移動局の移動変化に弱くなり、高速に移動する移動局の追随は大変困難となる。よって移動量が所定移動量より大きい場合に空間多重して、小さい場合に空間多重しないよう判定することで、上記と同様に指向性形成の精度がたもたれ通信品質が向上する。
【００８６】
前記指標は、無線基地局から前記第１の移動局への信号の送信タイミングと無線基地局から前記第２の移動局への信号の送信タイミングとの間の送信タイミング差、前記第１の移動局から得られる信号と所望の信号とから算出される誤差、自局が算出する前記第１の移動局の単位時間あたりの移動量、第１の移動局より受信される信号の電界強度、第１の移動局の応答ベクトルと第２の移動局の応答ベクトルとの相関値、及び第１の移動局より受信される信号の電界強度と第２の移動局より受信される信号の電界強度との比であり、前記判定手段は、前記指標の少なくとも３つをそれぞれのしきい値と比較することにより、前記第１の移動局と前記第２の移動局とを空間多重通信するか否かを判定するよう構成される。
【００８７】
この構成によれば、複数の指標のなかから少なくとも３つの指標を使って空間多重の可否を判定するので、２つ以下の指標のみで空間多重の可否を判定するよりも、空間多重される確率は低くなるものの、指向性形成の精度は高くなり通信品質が保たれるという効果がある。
また本発明の無線機基地局は、複数の移動局と通信する無線基地局であって、空間多重して通信している第１の移動局と第２の移動局について、第１の移動局の通信品質を示す指標に基づいて、前記第１の移動局と第２の移動局との空間多重を継続するか否かを判定する判定手段と、継続しないと判定した場合に前記第１の移動局と前記第２の移動局との空間多重を解除する解除手段とを備え、前記指標は、無線基地局から前記第１の移動局への信号の送信タイミングと無線基地局から前記第２の移動局への信号の送信タイミングとの間の送信タイミング差、前記第１の移動局から得られる信号と所望の信号とから算出される誤差、自局が算出する前記第１の移動局の単位時間あたりの移動量、第１の移動局より受信される信号の電界強度、第１の移動局の応答ベクトルと第２の移動局の応答ベクトルとの相関値、及び第１の移動局より受信される信号の電界強度と第２の移動局より受信される信号の電界強度との比のうちの少なくとも３つであることを特徴とする。
【００８８】
この構成によれば空間多重して通信している各移動局について、少なくとも３つの指標から空間多重を維持するか解除するかを判定するので、空間多重して通信している間において、指向性形成の精度が劣化することなく通信品質が保たれるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の無線基地局１００の構成を示すブロック図である。
【図２】しきい値テーブル２００の構成を示す。
【図３】品質指標値テーブル３００の一例を示す。
【図４】新規ＰＳ情報４００の構成を示す。
【図５】リンクチャネル確立時の制御部８０を中心とする処理手順を示すシーケンス図である。
【図６】図５の多重判定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】制御部８０が行う監視処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１〜１４アンテナ
２１〜２４送受信切替えスイッチ
３１〜３４受信部
４１〜４４加算部
５１〜５５送信部
５１ａ〜５１ｄ信号処理部
５５アレイ受信部
５６ウェイト計算部
５６１応答ベクトル計算部
５６２ＲＳＳＩ測定部
５６３ＭＳＥ計算部
５６４ＦＤ計算部
５７アレイ受信部
６０ＴＤＭＡ処理部
６１タイミング制御部
７０ディジタル網インタフェース
８０制御部
９０情報記憶部

Claims

複数の移動局と通信する無線基地局であって、
各移動局について、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム上の１スロットにおいて移動局へ送信される信号の送信タイミングを特定する特定手段と、
前記特定手段により特定される第１の移動局へ送信される信号の送信タイミングと第２の移動局へ送信される信号の送信タイミングとのタイミング差が所定タイミング差より大きいか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記タイミング差が所定タイミング差より大きいと判定された場合に、前記第１の移動局と前記第２の移動局とを空間多重通信する通信手段と
を備えることを特徴とする無線基地局。
前記無線基地局は、さらに、
前記第１の移動局から得られる信号と所望の信号との誤差を算出する誤差算出手段と、
前記誤差が所定値より低いか否かを判定する誤差判定手段とを備え、
前記通信手段は、前記判定手段により前記タイミング差が所定タイミング差より大きいと判定された場合であって、かつ、前記誤差判定手段により前記誤差が所定値より低いと判定された場合に前記第１の移動局と前記第２の移動局とを空間多重通信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
前記無線基地局は、さらに、
前記第１の移動局のフェージングスピードを算出するフェージングスピード算出手段と、
前記フェージングスピードが所定値より大きいか否かを判定するフェージングスピード判定手段とを備え、
前記通信手段は、前記判定手段により前記タイミング差が所定タイミング差より大きいと判定された場合であって、かつ、前記フェージングスピード判定手段により前記フェージングスピードが所定値より小さいと判定された場合に前記第１の移動局と前記第２の移動局とを空間多重通信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
前記判定手段は、
前記第１の移動局からチャネル割当要求を受付けた場合に、前記第１の移動局と既に通信中の前記第２の移動局とを空間多重通信するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
前記無線基地局は、さらに、
前記第１の移動局から得られる信号と所望の信号との誤差を計算し、当該が所定の誤差しきい値より低いか否かを判定する誤差判定と、
前記第１の移動局のフェージングスピードを算出し、当該フェージングスピードが所定のフェージングスピードしきい値より小さいか否かを判定するフェージングスピード判定と、
第１の移動局より受信される信号の電界強度を測定し、当該電界強度が所定の電界強度しきい値より大きいか否かを判定する電界強度判定と、
第１の移動局の応答ベクトルと第２の移動局の応答ベクトルとの相関値を計算し、当該相関値が所定の相関値しきい値より小さいか否かを判定する相関値判定と
第１の移動局より受信される信号の電界強度と第２の移動局より受信される信号の電界強度との比を計算し、当該電界強度比が所定の電界強度比より小さいか否かを判定する電界強度比判定とのうち１つ以上の判定を行うしきい値判定手段を備え、
前記通信手段は、前記判定手段により前記タイミング差が所定タイミング差より大きいと判定された場合であって、かつ、前記しきい値判定手段により行われた判定のすべてが肯定的に判定された場合に前記前記第１の移動局と前記第２の移動局とを空間多重通信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
前記無線基地局は、さらに、
前記通信手段により第１の移動局と前記第２の移動局とが空間多重通信している間、当該空間多重通信を継続するか否かを判定して、継続しないと判定した場合には当該空間多重通信を解除する解除手段を備え、
当該解除手段は、前記判定手段により前記タイミング差が所定タイミング差より大きいと判定されない場合、又は、前記しきい値判定手段により行われた判定のいずれか１つが否定的に判定された場合に当該空間多重通信を継続しないと判定する
ことを特徴とする請求項５に記載の無線基地局。