JP3939165B2 - 無線装置、無線通信システム、空間パス制御方法および空間パス制御プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線装置、無線通信システム、空間パス制御方法および空間パス制御プログラムに関し、特に、１つの無線端末と無線基地局との間で空間分割により形成された複数のパスを介して多重通信することができる無線装置、無線通信システム、空間パス制御方法および空間パス制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、急速に発達しつつある移動体通信システム（たとえば、Personal Handyphone System：以下、ＰＨＳ）では、電波の周波数利用効率を高めるために、同一周波数の同一タイムスロットを空間的に分割することにより形成される複数のパスを介して複数ユーザの移動無線端末装置（端末）を無線基地局（基地局）に空間多重接続させることができるＰＤＭＡ（Path Division Multiple Access）方式が提案されている。
【０００３】
このＰＤＭＡ方式では、現在のところアダプティブアレイ技術が採用されている。アダプティブアレイ処理とは、端末からの受信信号に基づいて、基地局のアンテナごとの受信係数（ウェイト）からなるウェイトベクトルを計算して適応制御することによって、所望の端末からの信号を正確に抽出する処理である。
【０００４】
このようなアダプティブアレイ処理により、各ユーザ端末のアンテナからの上り信号は、基地局のアレイアンテナによって受信され、受信指向性を伴って分離抽出されるとともに、基地局から当該端末への下り信号は、端末のアンテナに対する送信指向性を伴ってアレイアンテナから送信される。
【０００５】
このようなアダプティブアレイ処理は周知の技術であり、たとえば菊間信良著の「アレーアンテナによる適応信号処理」（科学技術出版）の第３５頁〜第４９頁の「第３章 ＭＭＳＥアダプティブアレー」に詳細に説明されているので、ここではその動作原理についての説明を省略する。
【０００６】
図８（ａ）は、このようなＰＤＭＡ方式の移動体通信システム（ＰＨＳ）において、空間分割により形成される複数のパスの１つを介して、１本アンテナの１つの端末２がＰＤＭＡ基地局１に接続されている様子を模式的に示す概念図である。
【０００７】
より具体的には、ＰＤＭＡ基地局１は、端末２の１本のアンテナ２ａからの上り信号をアレイアンテナ１ａで受信して、上述のアダプティブアレイ処理によって、受信指向性を伴って分離抽出している。一方、ＰＤＭＡ基地局１のアレイアンテナ１ａからは、端末２の１本のアンテナ２ａに送信指向性が向けられて下り信号が送信され、端末２側では、アダプティブアレイ処理を行なうことなく、そのアンテナ２ａで下り信号を受信している。
【０００８】
また、図８（ｂ）は、この場合のチャネル割当の態様を模式的に示すタイミング図である。図８（ｂ）の場合、同一周波数で時間軸方向に分割されたそれぞれのタイムスロットにユーザ１〜４が時分割多重されており、各スロットにおいては空間方向には１つのパスを介して１ユーザが割当られている。
【０００９】
これ対し、複数のアンテナを有する１つの端末とＰＤＭＡ基地局との間で、同一周波数・同一タイムスロットの複数の空間パスを介して多重通信するＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式が提案されている。
【００１０】
このようなＭＩＭＯ方式の通信技術については、西村他による「ＭＩＭＯチャネルでのＳＤＭＡ下り回線ビーム形成法」（２００１年１０月の信学技報Ａ−Ｐ２００１−１１６，ＲＣＳ２００１−１５５の第２３頁から第３０頁）、富里他による「移動通信用ＭＩＭＯチャネル信号伝達における無線信号処理」（２００１年１０月の信学技報Ａ−Ｐ２００１−９７，ＲＣＳ２００１−１３６の第４３頁から第４８頁）などに詳細に説明されている。
【００１１】
図９（ａ）は、このようなＭＩＭＯ方式の移動体通信システム（ＰＨＳ）において、空間分割により形成される複数の（たとえば４つの）パスを介して、４本アンテナの１つの端末１２がＰＤＭＡ基地局１１に空間多重接続されている様子を模式的に示す概念図である。
【００１２】
より具体的には、ＰＤＭＡ基地局１１は、端末１２の４本のアンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのそれぞれからの上り信号をアレイアンテナ１１ａで受信し、上述のアダプティブアレイ処理によって信指向性を伴って分離抽出している。一方、ＰＤＭＡ基地局１１のアレイアンテナ１１ａからは、端末１２の４本のアンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのそれぞれに送信指向性が向けられて下り信号が送信され、端末１２側では、アダプティブアレイ処理を行なうことなく、それぞれのアンテナで対応する下り信号を受信している。
【００１３】
また、図９（ｂ）は、この場合のチャネル割当の態様を模式的に示すタイミング図である。図９（ｂ）の場合、同一周波数で時間軸方向に分割されたそれぞれのタイムスロットにユーザ１〜４が時分割多重されており、各スロットにおいては空間方向には４つのパスを介して同一ユーザが多重して割当られている。
【００１４】
たとえば、図９（ｂ）の最初のタイムスロットに注目すると、４つの空間パスを介するチャネルのすべてにユーザ１が割当されている。そして、この同一スロットの４つのパスを介して、端末・基地局間でユーザ１の信号を分割して伝送し、受信側でそれらの信号を再構成するようにしている。図９（ｂ）に示すような１ユーザ４パス方式により、図８（ｂ）の１ユーザ１パス方式に比べて、通信速度を４倍にすることができる。
【００１５】
なお、ＰＤＭＡ方式の同一スロットの複数の空間パスのうちのいくつかを用いて、図９に示すような１ユーザ複数パス方式の通信を行ない、残りのパスを用いて同時に図８に示すような１ユーザ１パス方式の通信を行なってもよい。
【００１６】
なお、図９に示すようなＭＩＭＯ方式の信号の送受信の具体的方法については、たとえば、特開平１１−３２０３０号公報に詳細に開示されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示すような従来の１ユーザ１パスを前提とするＰＤＭＡ方式では、端末側で多重させる考えはなかったため、１ユーザ端末に対して、パス同士が干渉を引き起こすようなことはなかった。
【００１８】
しかしながら、図９に示すようなＭＩＭＯ方式では、端末側に多重機能を持たせた同一タイムスロットにおける１ユーザ複数パス方式を採用したため、当該ユーザに関するパス同士で信号の干渉が生じ、ひいては端末と基地局との接続が切れてしまう可能性が高くなる。
【００１９】
すなわち、基本的に干渉自体を解消することは困難なため、ＭＩＭＯ方式の移動体通信システムにおいて、パス同士の干渉が生じて端末・基地局間の接続が切れやすくなった場合に、どのようにして接続を維持することができるかが大きな問題となっていた。
【００２０】
それゆえに、この発明の目的は、ＭＩＭＯ方式のような１ユーザ複数パス方式で通信する移動体通信システムにおいて、パス同士に信号の干渉が生じても、端末・基地局間の接続が切れることを防止し、通信を維持することができる無線装置、無線通信システム、空間パス制御方法および空間パス制御プログラムを提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明の１つの局面によれば、単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置は、受信エラー検出手段と、動作選択手段とを備える。受信エラー検出手段は、複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出する。動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、受信エラーが検出された空間パスの通信動作を選択する。
【００２２】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する動作を選択する。
【００２３】
好ましくは、動作選択手段は、解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する。
【００２４】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスで同一の情報を送信する動作を選択する。
【００２５】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに変調方式を変更する動作を選択する。
【００２６】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である。
【００２７】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である。
【００２８】
好ましくは、基地局は、複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である。
【００２９】
この発明の他の局面によれば、単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置は、受信エラー検出手段と、動作選択手段とを備える。受信エラー検出手段は、複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出する。動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスの数および受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、受信エラーが検出された複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する第１の動作、受信エラーが検出された複数の空間パスで同一の情報を送信する第２の動作、および受信エラーが検出された空間パスの変調方式を変更する第３の動作のいずれかを選択する。
【００３０】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに第３の動作を選択する。
【００３１】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された複数の空間パスにおける受信エラー率が所定のしきい値を超えているときに第１の動作または第２の動作を選択する。
【００３２】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された複数の空間パスにおける干渉量が所定のしきい値を超えているときに第１の動作または第２の動作を選択する。
【００３３】
好ましくは、動作選択手段は、第１の動作を選択したときに解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する。
【００３４】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である。
【００３５】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である。
【００３６】
好ましくは、基地局は、複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である。
【００３７】
この発明のさらに他の局面によれば、第１の無線装置と第２の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線通信システムであって、第１の無線装置および第２の無線装置の各々は、受信エラー検出手段と、動作選択手段とを備える。受信エラー検出手段は、複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出する。動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、受信エラーが検出された空間パスの通信動作を選択する。
【００３８】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する動作を選択する。
【００３９】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスで同一の情報を送信する動作を選択する。
【００４０】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに変調方式を変更する動作を選択する。
【００４１】
好ましくは、第１の無線装置および第２の無線装置の一方は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、他方は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である。
【００４２】
好ましくは、基地局は、複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である。
【００４３】
この発明のさらに他の局面によれば、単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置における空間パス制御方法は、複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出するステップと、受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、受信エラーが検出された空間パスの通信動作を選択するステップとを備える。
【００４４】
好ましくは、通信動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する動作を選択する。
【００４５】
好ましくは、通信動作を選択するステップは、解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する。
【００４６】
好ましくは、通信動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスで同一の情報を送信する動作を選択する。
【００４７】
好ましくは、信記動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに変調方式を変更する動作を選択する。
【００４８】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である。
【００４９】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である。
【００５０】
好ましくは、基地局は、複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である。
【００５１】
この発明のさらに他の局面によれば、単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置における空間パス制御方法は、複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出するステップと、受信エラーが検出された空間パスの数および受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、受信エラーが検出された複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する第１の動作、受信エラーが検出された複数の空間パスで同一の情報を送信する第２の動作、および受信エラーが検出された空間パスの変調方式を変更する第３の動作のいずれかを選択するステップとを備える。
【００５２】
好ましくは、動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに第３の動作を選択する。
【００５３】
好ましくは、動作を選択するステップは、受信エラーが検出された複数の空間パスにおける受信エラー率が所定のしきい値を超えているときに第１の動作または第２の動作を選択する。
【００５４】
好ましくは、動作を選択するステップは、受信エラーが検出された複数の空間パスにおける干渉量が所定のしきい値を超えているときに第１の動作または第２の動作を選択する。
【００５５】
好ましくは、動作を選択するステップは、第１の動作を選択したときに解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する。
【００５６】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である。
【００５７】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である。
【００５８】
好ましくは、基地局は、複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である。
【００５９】
この発明のさらに他の局面によれば、単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置における空間パス制御プログラムは、コンピュータに、複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出するステップと、受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、受信エラーが検出された空間パスの通信動作を選択するステップとを実行させる。
【００６０】
好ましくは、通信動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する動作を選択する。
【００６１】
好ましくは、通信動作を選択するステップは、解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する。
【００６２】
好ましくは、通信動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスで同一の情報を送信する動作を選択する。
【００６３】
好ましくは、信記動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに変調方式を変更する動作を選択する。
【００６４】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である。
【００６５】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である。
【００６６】
好ましくは、基地局は、複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である。
【００６７】
この発明のさらに他の局面によれば、単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置における空間パス制御プログラムは、コンピュータに、複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出するステップと、受信エラーが検出された空間パスの数および受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、受信エラーが検出された複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する第１の動作、受信エラーが検出された複数の空間パスで同一の情報を送信する第２の動作、および受信エラーが検出された空間パスの変調方式を変更する第３の動作のいずれかを選択するステップとを実行させる。
【００６８】
好ましくは、動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに第３の動作を選択する。
【００６９】
好ましくは、動作を選択するステップは、受信エラーが検出された複数の空間パスにおける受信エラー率が所定のしきい値を超えているときに第１の動作または第２の動作を選択する。
【００７０】
好ましくは、動作を選択するステップは、受信エラーが検出された複数の空間パスにおける干渉量が所定のしきい値を超えているときに第１の動作または第２の動作を選択する。
【００７１】
好ましくは、動作を選択するステップは、第１の動作を選択したときに解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する。
【００７２】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である。
【００７３】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である。
【００７４】
好ましくは、基地局は、複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である。
【００７５】
したがって、この発明によれば、ＭＩＭＯ方式対応の移動体通信システムの端末または基地局において、受信エラーが検出された空間パスの通信動作を、当該空間パスの通信品質情報に基づいて、より確実性の高い通信方法に適宜切替選択するように構成しているので、空間パス間の干渉等により端末・基地局間の接続が切れることを防止し、通信を維持する確率を向上させることが可能となる。
【００７６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００７７】
図１は、この発明の実施の形態によるＭＩＭＯ方式対応のＰＤＭＡ基地局の構成を示す機能ブロック図である。図１を参照して、ｎ本のアンテナＡ１〜Ａｎで構成されるアレイアンテナで、図示しない端末から複数の空間パスを介して受信した受信信号電波は、ＲＦ回路２０において、増幅、周波数変換などの所定の信号処理が施された後、受信信号としてデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）２７に与えられる。
【００７８】
図１の機能ブロック図に示したＰＤＭＡ基地局の構成のうち、干渉量測定装置２１、復調回路２２、ＦＥＲカウンタ２３、制御回路２４、および変調回路２６の機能は、基地局のＤＳＰ２７によりソフトウェアで実現される。
【００７９】
干渉量測定装置２１は、上り受信信号に生じているパスごとの干渉量を測定し、測定した干渉量を、通信品質を評価する通信品質情報の要素の１つとしてメモリ２５に格納する。
【００８０】
より具体的に、干渉量測定装置２１は、後段の復調回路２２に入力される複素受信信号に含まれる干渉成分を測定するものであり、その測定方法としては、複素受信信号をy(t)とすると、メモリ２５に格納されている参照信号d(t)との誤差成分e(t)を計算し、その誤差の電力を干渉信号の電力とみなす方法が考えられる。この場合、干渉信号電力は下記の式で表わされる。
【００８１】
e(t)＝y(t)−d(t)
干渉電力＝Σ｜e(t)｜／Ｔ（ここでＴは観測時間または参照信号長）
干渉量測定回路２１で干渉量が測定された受信信号は、復調回路２２に与えられて所定の復調処理が施される。復調信号は、フレームエラー率（Frame Error Rate：ＦＥＲ）を検出するＦＥＲカウンタ２３に与えられる。
【００８２】
ＦＥＲカウンタ２３は、各パスごとの信号フレームにおけるエラー数をカウントし、その結果であるＦＥＲを、通信品質を評価する通信品質情報の要素の１つとしてメモリ２５に格納する。
【００８３】
ＦＥＲカウンタ２３でエラー数がカウントされた復調信号は、制御回路２４に与えられ、制御回路２４は、メモリ２５と通信し、メモリ２５に保持されているＦＥＲ、干渉量などの上り信号の通信品質情報を参照して、後述するこの発明の空間パス制御方法による下りの空間パス制御を実行する。なお、このＰＤＭＡ基地局によって実行される周知のアダプティブアレイ処理は、ＤＳＰ２７によってソフトウェアで実行されるが、図示の便宜上、制御回路２４によって実行されるものとする。
【００８４】
制御回路２４から出力される復調信号は、図示しないモデムに与えられる。
一方、図示しないモデムから供給された送信信号は、制御回路２４を介して変調回路２６によって所定の変調処理が施された後、ＲＦ回路２０に与えられる。
【００８５】
ＲＦ回路２０は、各パスごとの信号に周知の送信処理を施し、アンテナＡ１〜Ａｎを介して送信指向性を伴って対応する端末のアンテナに信号を送信する。
【００８６】
次に、図２は、この発明の実施の形態によるＭＩＭＯ方式対応のユーザ端末の構成を示す機能ブロック図である。図２を参照して、図示しないＰＤＭＡ基地局からｎ個の空間パスを介してｎ本のアンテナａ１〜ａｎでそれぞれ受信した受信信号電波は、ＲＦ回路３０において、増幅、周波数変換などの所定の信号処理が施された後、受信信号としてＤＳＰ３７に与えられる。
【００８７】
図２の機能ブロック図に示した端末の構成のうち、干渉量測定装置３１、復調回路３２、ＦＥＲカウンタ３３、制御回路３４、および変調回路３６の機能は、端末のＤＳＰ３７によりソフトウェアで実現される。
【００８８】
干渉量測定装置３１は、下り受信信号に生じているパスごとの干渉量を測定し、測定した干渉量を、通信品質を評価する通信品質情報の要素の１つとしてメモリ３５に格納する。干渉量の測定方法については、図１の干渉量測定装置２１に関して説明したとおりである。
【００８９】
干渉量測定回路３１で干渉量が測定された受信信号は、復調回路３２に与えられて所定の復調処理が施される。復調信号は、ＦＥＲを検出するＦＥＲカウンタ３３に与えられる。
【００９０】
ＦＥＲカウンタ３３は、各パスごとの信号フレームにおけるエラー数をカウントし、その結果であるＦＥＲを、通信品質を評価する通信品質情報の要素の１つとしてメモリ３５に格納する。
【００９１】
ＦＥＲカウンタ３３でエラー数がカウントされた復調信号は、制御回路３４に与えられ、制御回路３４は、メモリ３５と通信し、メモリ３５に保持されているＦＥＲ、干渉量などの下り信号の通信品質情報およびアンテナ割当情報を参照して、後述するこの発明の空間パス制御方法による上りの空間パス制御を実行する。
【００９２】
なお、この端末は、通常はアダプティブアレイ受信を行なわないが、後述するように、場合によって、ｎ本のアンテナのうちの複数のアンテナを用いて、メモリ３５に格納されているアンテナ割当情報に基づきアダプティブアレイ受信を行うことがある。その場合に実行される周知のアダプティブアレイ処理は、ＤＳＰ３７によってソフトウェアで実行されるが、図示の便宜上、制御回路３４によって実行されるものとする。
【００９３】
制御回路３４から出力される復調信号は、図示しないモデムに与えられる。
一方、図示しないモデムから供給された送信信号は、制御回路３４を介して変調回路３６によって所定の変調処理が施された後、ＲＦ回路３０に与えられる。
【００９４】
ＲＦ回路３０は、各パスごとの信号に周知の送信処理を施し、アンテナａ１〜ａｎを介して対応する空間パスを介してＰＤＭＡ基地局に信号を送信する。
【００９５】
次に、図３は、図２に示したこの発明の実施の形態によるＭＩＭＯ対応のユーザ端末の基本動作、すなわち空間パスにおいて下り受信エラーが発生した場合の端末動作を説明するフロー図である。図３に示す動作は、図２に示す端末のＤＳＰ３７によってソフトウェアで実行される。
【００９６】
なお、この例においては、ＭＩＭＯ対応端末はＮ本のアンテナを用いて、Ｎ個の空間パスを介してＰＤＭＡ基地局と多重接続されているものとする（多重数Ｎ）。
【００９７】
まず、ステップＳ１において、端末側では、多重数Ｎに相当するＮフレーム分の下り信号を基地局から受信する。
【００９８】
次に、ステップＳ２において、Ｎ個の空間パスを介して受信したＮフレームの受信信号に受信エラーが発生しているか否かが検出される。受信エラーが検出されなければ、そのまま処理を終了し、受信エラーが検出されればステップＳ３に進んで受信エラーが発生した空間パスの数を検出する。
【００９９】
ステップＳ３において、受信エラーが発生した空間パス数が１つであると判定されたときには、ステップＳ４に進み、第３の動作が実行される。この第３の動作では、受信エラーが発生した空間パスの変調度を下げるように当該パスの変調方式を変更する。この第３の動作の詳細については後述する。
【０１００】
一方、ステップＳ３において、受信エラーが発生した空間パス数が複数であると判定されたときには、ステップＳ５に進み、受信エラーが発生した空間パスの通信品質に関する情報を所定の選択基準と対比することにより、受信エラーが発生している空間パスの動作を決定する。
【０１０１】
すなわち、ステップＳ５において、ステップＳ６の第１の動作、ステップＳ７の第２の動作、ステップＳ８の第３の動作のいずれに進むかが決定される。
【０１０２】
ステップＳ６の第１の動作では、受信エラーが発生した複数の空間パスのうち１つの（たとえばＭ番目の）パスだけを残してエラーが発生している他のパスは解放（基地局との接続を切る）するように動作する。
【０１０３】
ステップＳ７の第２の動作では、受信エラーが発生した複数の空間パスで同一の上り信号を送信するように動作（パスダイバーシチ動作）する。これらの第１および第２の動作の詳細については後述する。
【０１０４】
ステップＳ８の第３の動作は、前述のステップＳ４の第３の動作と同じである。
【０１０５】
第１、第２および第３の動作の詳細について説明する前に、ステップＳ５における動作決定の手法について、具体例を挙げて説明する。前述のように、このステップＳ５においては、受信エラーが発生した空間パスの通信品質に関する情報を所定の選択基準と対比することにより、受信エラーが発生している空間パスの動作を決定する。空間パスの通信品質に関する情報としては、当該パスにおける受信エラー率、受信レベル劣化、干渉量、採用されている変調方式の変調度など、さまざまな要素が考えられる。
【０１０６】
ステップＳ５における動作決定（選択）手法の第１の例としては、受信エラーが発生した空間パスが複数の変調方式に対応しているか、すなわち端末および基地局の双方で複数の変調方式に対応しているか否かという通信品質情報に基づいて、動作決定を行なう手法が考えられる。
【０１０７】
より具体的に、複数の変調方式に対応している場合は、ステップＳ８の第３の動作（変調方式の変更）を選択し、対応していない場合は、ステップＳ６の第１の動作（１パスを残したパス解放）またはステップＳ７の第２の動作（パスダイバーシチ動作）のいずれかを選択する。
【０１０８】
ステップＳ５における動作決定（選択）手法の第２の例としては、受信エラーが発生した空間パスの受信エラー率が所定のしきい値を超えているか否かという通信品質情報に基づいて、動作決定を行なう手法が考えられる。
【０１０９】
より具体的に、受信エラー率が所定のしきい値を超えている場合は、ステップＳ６の第１の動作（１パスを残したパス解放）またはステップＳ７の第２の動作（パスダイバーシチ動作）のいずれかを選択し、超えていない場合は、空間パスが複数変調方式に対応可能な場合、ステップＳ８の第３の動作（変調方式の変更）を選択する。
【０１１０】
ステップＳ５における動作決定（選択）手法の第３の例としては、受信エラーが発生した空間パスの測定された干渉量が所定のしきい値を超えているか否かという通信品質情報に基づいて、動作決定を行なう手法が考えられる。
【０１１１】
より具体的に、干渉量が所定のしきい値を超えている場合は、ステップＳ６の第１の動作（１パスを残したパス解放）またはステップＳ７の第２の動作（パスダイバーシチ動作）のいずれかを選択し、超えていない場合は、空間パスが複数変調方式に対応可能な場合、ステップＳ８の第３の動作（変調方式の変更）を選択する。
【０１１２】
次に、図４は、図１に示したこの発明の実施の形態によるＭＩＭＯ対応のＰＤＭＡ基地局の基本動作、すなわち空間パスにおいて上り受信エラーが発生した場合の基地局動作を説明するフロー図である。図４に示す動作は、図１に示す基地局のＤＳＰ２７によってソフトウェアで実行される。
【０１１３】
なお、この例においても同様に、ＭＩＭＯ対応端末はＮ本のアンテナを用いて、Ｎ個の空間パスを介してＰＤＭＡ基地局と多重接続されているものとする（多重数Ｎ）。
【０１１４】
まず、ステップＳ１１において、ＰＤＭＡ基地局はアダプティブアレイ処理により、上り信号フレームをＭＩＭＯ対応のユーザ端末から受信する。
【０１１５】
次に、ステップＳ１２において、Ｎ個の空間パスを介して受信した受信信号に受信エラーが発生しているか否かが検出される。受信エラーが検出されなければ、そのまま処理を終了し、受信エラーが検出されればステップＳ１３に進んで、複数の空間パスを介して接続している相手先の端末が同一端末であるか否かが判定される。多重接続している同一端末がなければ処理を終了するが、上述のようにＮ個の空間パスを介して同一端末に多重接続していればステップＳ１４に進み、受信エラーが発生した空間パスの数を検出する。
【０１１６】
ステップＳ１４において、受信エラーが発生した空間パス数が１つであると判定されたときには、ステップＳ１５に進み、前述の第３の動作が実行される。この第３の動作では、受信エラーが発生した空間パスの変調度を下げるように当該パスの変調方式を変更する。この第３の動作の詳細については後述する。
【０１１７】
一方、ステップＳ１４において、受信エラーが発生した空間パス数が複数であると判定されたときには、ステップＳ１６に進み、受信エラーが発生した空間パスの通信品質に関する情報を所定の選択基準と対比することにより、受信エラーが発生している空間パスの動作を決定する。
【０１１８】
すなわち、ステップＳ１６において、ステップＳ１７の第１の動作、ステップＳ１８の第２の動作、ステップＳ１９の第３の動作のいずれに進むかが決定される。
【０１１９】
ステップＳ１７の第１の動作では、前述のように、受信エラーが発生した複数の空間パスのうち１つの（たとえばＭ番目の）パスだけを残してエラーが発生している他のパスは解放（端末との接続を切る）するように動作する。
【０１２０】
ステップＳ１８の第２の動作では、前述のように、受信エラーが発生した複数の空間パスで同一の上り信号を送信するように動作（パスダイバーシチ動作）する。これらの第１および第２の動作の詳細については後述する。
【０１２１】
ステップＳ１９の第３の動作は、前述のステップＳ１５の第３の動作と同じである。
【０１２２】
ステップＳ１６における動作決定の手法については、図３の端末動作のステップＳ５に関連して、第１の例、第２の例、第３の例として説明したとおりなので、ここでは説明を繰返さない。
【０１２３】
次に、図３のステップＳ６および図４のステップＳ１７における第１の動作の詳細について説明する。図５は、この第１の動作を示すフロー図である。前述のように、この第１の動作では、端末または基地局は、受信エラーが発生した複数の空間パスのうち１つの（たとえばＭ番目の）パスだけを残してエラーが発生している他のパスは解放（端末・基地局間の接続を切る）するように動作する。
【０１２４】
たとえば、端末と基地局との間の多重数が４であり、１多重目および３多重目の空間パスで受信エラーが発生した場合を想定する。
【０１２５】
この場合、図５のステップＳ２１で１多重目および３多重目の空間パスで受信エラーが発生したことが検出される。
【０１２６】
この場合、ステップＳ２２において、受信エラーが発生した１多重目および３多重目のうち、１多重目の接続のみを残し、３多重目の接続を解放（切断）する。この結果、４多重で通信していたものが３多重で通信することとなるため、通信速度は低下する。たとえば、４多重時に１２８Ｋｂｐｓの通信速度で通信していた場合、３多重になると９６Ｋｂｐｓと３／４の速度に低下する。
【０１２７】
しかしながら、１多重目の空間パスと３多重目の空間パスとが干渉しあって受信エラーが発生していた場合には、その一方を切断することによって、１多重目および３多重目の空間パスが共倒れ状態となることを防止し、少なくとも一方の空間パスを介する通信を維持することが可能となる。
【０１２８】
なお、ＭＩＭＯ対応の端末側でこの第１の動作を実行した場合、ステップＳ２３において、端末において、１多重目に用いているアンテナに加えて、解放された３多重目で使用していたアンテナをも用いたアダプティブアレイ受信を行なうことにより、１多重目の下り信号の受信性能が向上し、１多重目の信号の通信をより高い確率で維持することができるようになる。なお、このようなアダプティブアレイ受信を行なう際のアンテナの割当は、図２に示した端末のメモリ３５に格納されたアンテナ割当情報に基づいて行なわれる。
【０１２９】
次に、図３のステップＳ７および図４のステップＳ１８における第２の動作の詳細について説明する。図６は、この第２の動作を示すフロー図である。前述のように、この第２の動作では、端末または基地局は、受信エラーが発生した複数の空間パスで同一の信号を送信するように動作（パスダイバーシチ動作）する。
【０１３０】
たとえば、端末と基地局との間の多重数が４であり、１多重目および２多重目の空間パスで受信エラーが発生した場合を想定する。
【０１３１】
この場合、図６のステップＳ３１で１多重目および２多重目の空間パスで受信エラーが発生したことが検出される。
【０１３２】
この場合、ステップＳ３２において、端末側で下り受信エラーを検出した場合は端末が基地局に対して、または基地局側で上り受信エラーを検出した場合は基地局が端末に対して、１多重目および２多重目でパスダイバーシチ動作に切替えるためのネゴシエーションを起動する。
【０１３３】
ステップＳ３３において、ネゴシエーションに失敗したことが判定されるとそのまま動作を終了し、ネゴシエーションに成功したことが判定されると、ステップＳ３４において、１多重目および２多重目で同一信号を送信するパスダイバーシチ動作が実行される。この結果、４多重でそれぞれ異なる信号を送信する場合に比べて、パスダイバーシチ動作では通信速度は、３／４に低下することになる。
【０１３４】
しかしながら、受信側では、１多重目および２多重目の同一信号のうち、受信エラーのない方の空間パスの信号を選択したり、双方の信号を合成して利得を稼ぐなどの方法を取ることにより、受信の確率を向上させることができ、通信を維持することができる確率を高めることができる。
【０１３５】
次に、図３のステップＳ４およびステップＳ８、および図４のステップＳ１５およびステップＳ１９における第３の動作の詳細について説明する。図７は、この第３の動作を示すフロー図である。前述のように、この第３の動作では、受信エラーが発生した空間パスの変調度を下げるように当該パスの変調方式を変更する。
【０１３６】
たとえば、端末と基地局との間の多重数が４であり、１多重目の空間パスで受信エラーが発生した場合を想定する。
【０１３７】
この場合、図７のステップＳ４１で１多重目の空間パスで受信エラーが発生したことが検出される。
【０１３８】
この場合、ステップＳ３２において、端末側で下り受信エラーを検出した場合は端末が基地局に対して、または基地局側で上り受信エラーを検出した場合は基地局が端末に対して、１多重目で変調度を下げるためのネゴシエーションを起動する。
【０１３９】
ステップＳ４３において、ネゴシエーションに失敗したことが判定されるとそのまま動作を終了し、ネゴシエーションに成功したことが判定されると、ステップＳ４４において、１多重目で変調度を下げる動作が実行される。
【０１４０】
空間パスの変調度を下げるとは、端末および基地局で採用している変復調方式を変更することである。たとえば、従来のＰＨＳでは通常、変復調方式として、π／４シフトＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式が採用されている。
【０１４１】
一方で、最近の移動体通信システムでは、データ通信のように、従来の音声通信に比べて高品質、大容量の伝送が要求されるようになっており、そのために上述のπ／４シフトＱＰＳＫ方式に比べてより多値の（変調度の高い）変復調方式の適用が検討されている。
【０１４２】
このような多値変復調方式の一例として、周知の１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）方式のＰＨＳへの適用が検討されている。このような変調度の高い多値変復調方式では、通信速度は速いが、電波環境の影響を受けやすく受信エラーが発生しやすいという性質を有している。
【０１４３】
そこで、端末および基地局が、たとえばπ／４シフトＱＰＳＫ方式および１６ＱＡＭ方式の双方に対応するよう切替可能な無線装置である場合には、変調度の高い１６ＱＡＭ方式で通信中に受信エラーが検出された空間パスについては、１６ＱＡＭ方式から、より変調度が低く受信エラーの発生しにくいπ／４シフトＱＰＳＫ方式に切替える制御を行なう。これにより、当該空間パスにおける通信速度は低下するが、そのかわりに受信エラーの発生を防止し、通信を維持しようとするものである。
【０１４４】
なお、移動体通信システムにおける変復調方式としては、上述の１６ＱＡＭ、π／４シフトＱＰＳＫ以外にも、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫなど、さまざまな方式があり、この発明は１６ＱＡＭ、π／４シフトＱＰＳＫに限られるものではない。要するに、変調度の異なる複数の変復調方式に対応可能な空間パスであれば、変調度が高いものから低いものに変更するような制御を行なえばよい。
【０１４５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１４６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ＭＩＭＯ方式対応の移動体通信システムの端末または基地局において、受信エラーが検出された空間パスの通信動作を、当該空間パスの通信品質情報に基づいて、適宜切替選択するように構成したので、パス間の干渉等により端末・基地局間の接続が切れることを防止し、通信を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態によるＰＤＭＡ基地局の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態によるＭＩＭＯ対応の端末の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】 この発明の実施の形態によるＭＩＭＯ対応の端末の動作を説明するフロー図である。
【図４】 この発明の実施の形態によるＰＤＭＡ基地局の動作を説明するフロー図である。
【図５】 この発明の実施の形態による空間パス制御の第１の動作の詳細を示すフロー図である。
【図６】 この発明の実施の形態による空間パス制御の第２の動作の詳細を示すフロー図である。
【図７】 この発明の実施の形態による空間パス制御の第３の動作の詳細を示すフロー図である。
【図８】 従来の１ユーザ１パス方式の接続態様を模式的に示す概念図である。
【図９】 ＭＩＭＯ方式による１ユーザ４パス方式の接続態様を模式的に示す概念図である。
【符号の説明】
１，１１ 基地局、２，１２ 端末、２０，３０ ＲＦ回路、２１，３１ 干渉量測定装置、２２，３２ 復調回路、２３，３３ ＦＥＲカウンタ、２４，３４ 制御回路、２５，３５ メモリ、２６，３６ 変調回路、２７，３７ ＤＳＰ、Ａ１，・・・，Ａｎ，ａ１，・・・，ａｎ アンテナ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線装置、無線通信システム、空間パス制御方法および空間パス制御プログラムに関し、特に、１つの無線端末と無線基地局との間で空間分割により形成された複数のパスを介して多重通信することができる無線装置、無線通信システム、空間パス制御方法および空間パス制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、急速に発達しつつある移動体通信システム（たとえば、Personal Handyphone System：以下、ＰＨＳ）では、電波の周波数利用効率を高めるために、同一周波数の同一タイムスロットを空間的に分割することにより形成される複数のパスを介して複数ユーザの移動無線端末装置（端末）を無線基地局（基地局）に空間多重接続させることができるＰＤＭＡ（Path Division Multiple Access）方式が提案されている。
【０００３】
このＰＤＭＡ方式では、現在のところアダプティブアレイ技術が採用されている。アダプティブアレイ処理とは、端末からの受信信号に基づいて、基地局のアンテナごとの受信係数（ウェイト）からなるウェイトベクトルを計算して適応制御することによって、所望の端末からの信号を正確に抽出する処理である。
【０００４】
このようなアダプティブアレイ処理により、各ユーザ端末のアンテナからの上り信号は、基地局のアレイアンテナによって受信され、受信指向性を伴って分離抽出されるとともに、基地局から当該端末への下り信号は、端末のアンテナに対する送信指向性を伴ってアレイアンテナから送信される。
【０００５】
このようなアダプティブアレイ処理は周知の技術であり、たとえば菊間信良著の「アレーアンテナによる適応信号処理」（科学技術出版）の第３５頁〜第４９頁の「第３章 ＭＭＳＥアダプティブアレー」に詳細に説明されているので、ここではその動作原理についての説明を省略する。
【０００６】
図８（ａ）は、このようなＰＤＭＡ方式の移動体通信システム（ＰＨＳ）において、空間分割により形成される複数のパスの１つを介して、１本アンテナの１つの端末２がＰＤＭＡ基地局１に接続されている様子を模式的に示す概念図である。
【０００７】
より具体的には、ＰＤＭＡ基地局１は、端末２の１本のアンテナ２ａからの上り信号をアレイアンテナ１ａで受信して、上述のアダプティブアレイ処理によって、受信指向性を伴って分離抽出している。一方、ＰＤＭＡ基地局１のアレイアンテナ１ａからは、端末２の１本のアンテナ２ａに送信指向性が向けられて下り信号が送信され、端末２側では、アダプティブアレイ処理を行なうことなく、そのアンテナ２ａで下り信号を受信している。
【０００８】
また、図８（ｂ）は、この場合のチャネル割当の態様を模式的に示すタイミング図である。図８（ｂ）の場合、同一周波数で時間軸方向に分割されたそれぞれのタイムスロットにユーザ１〜４が時分割多重されており、各スロットにおいては空間方向には１つのパスを介して１ユーザが割当られている。
【０００９】
これ対し、複数のアンテナを有する１つの端末とＰＤＭＡ基地局との間で、同一周波数・同一タイムスロットの複数の空間パスを介して多重通信するＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式が提案されている。
【００１０】
このようなＭＩＭＯ方式の通信技術については、西村他による「ＭＩＭＯチャネルでのＳＤＭＡ下り回線ビーム形成法」（２００１年１０月の信学技報Ａ−Ｐ２００１−１１６，ＲＣＳ２００１−１５５の第２３頁から第３０頁）、富里他による「移動通信用ＭＩＭＯチャネル信号伝達における無線信号処理」（２００１年１０月の信学技報Ａ−Ｐ２００１−９７，ＲＣＳ２００１−１３６の第４３頁から第４８頁）などに詳細に説明されている。
【００１１】
図９（ａ）は、このようなＭＩＭＯ方式の移動体通信システム（ＰＨＳ）において、空間分割により形成される複数の（たとえば４つの）パスを介して、４本アンテナの１つの端末１２がＰＤＭＡ基地局１１に空間多重接続されている様子を模式的に示す概念図である。
【００１２】
より具体的には、ＰＤＭＡ基地局１１は、端末１２の４本のアンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのそれぞれからの上り信号をアレイアンテナ１１ａで受信し、上述のアダプティブアレイ処理によって信指向性を伴って分離抽出している。一方、ＰＤＭＡ基地局１１のアレイアンテナ１１ａからは、端末１２の４本のアンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのそれぞれに送信指向性が向けられて下り信号が送信され、端末１２側では、アダプティブアレイ処理を行なうことなく、それぞれのアンテナで対応する下り信号を受信している。
【００１３】
また、図９（ｂ）は、この場合のチャネル割当の態様を模式的に示すタイミング図である。図９（ｂ）の場合、同一周波数で時間軸方向に分割されたそれぞれのタイムスロットにユーザ１〜４が時分割多重されており、各スロットにおいては空間方向には４つのパスを介して同一ユーザが多重して割当られている。
【００１４】
たとえば、図９（ｂ）の最初のタイムスロットに注目すると、４つの空間パスを介するチャネルのすべてにユーザ１が割当されている。そして、この同一スロットの４つのパスを介して、端末・基地局間でユーザ１の信号を分割して伝送し、受信側でそれらの信号を再構成するようにしている。図９（ｂ）に示すような１ユーザ４パス方式により、図８（ｂ）の１ユーザ１パス方式に比べて、通信速度を４倍にすることができる。
【００１５】
なお、ＰＤＭＡ方式の同一スロットの複数の空間パスのうちのいくつかを用いて、図９に示すような１ユーザ複数パス方式の通信を行ない、残りのパスを用いて同時に図８に示すような１ユーザ１パス方式の通信を行なってもよい。
【００１６】
なお、図９に示すようなＭＩＭＯ方式の信号の送受信の具体的方法については、たとえば、特開平１１−３２０３０号公報に詳細に開示されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示すような従来の１ユーザ１パスを前提とするＰＤＭＡ方式では、端末側で多重させる考えはなかったため、１ユーザ端末に対して、パス同士が干渉を引き起こすようなことはなかった。
【００１８】
しかしながら、図９に示すようなＭＩＭＯ方式では、端末側に多重機能を持たせた同一タイムスロットにおける１ユーザ複数パス方式を採用したため、当該ユーザに関するパス同士で信号の干渉が生じ、ひいては端末と基地局との接続が切れてしまう可能性が高くなる。
【００１９】
すなわち、基本的に干渉自体を解消することは困難なため、ＭＩＭＯ方式の移動体通信システムにおいて、パス同士の干渉が生じて端末・基地局間の接続が切れやすくなった場合に、どのようにして接続を維持することができるかが大きな問題となっていた。
【００２０】
それゆえに、この発明の目的は、ＭＩＭＯ方式のような１ユーザ複数パス方式で通信する移動体通信システムにおいて、パス同士に信号の干渉が生じても、端末・基地局間の接続が切れることを防止し、通信を維持することができる無線装置、無線通信システム、空間パス制御方法および空間パス制御プログラムを提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明の１つの局面によれば、単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置は、受信エラー検出手段と、動作選択手段とを備える。受信エラー検出手段は、複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出する。動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、受信エラーが検出された空間パスの通信動作を選択する。
【００２２】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する動作を選択する。
【００２３】
好ましくは、動作選択手段は、解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する。
【００２４】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスで同一の情報を送信する動作を選択する。
【００２５】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに変調方式を変更する動作を選択する。
【００２６】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である。
【００２７】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である。
【００２８】
好ましくは、基地局は、複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である。
【００２９】
この発明の他の局面によれば、単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置は、受信エラー検出手段と、動作選択手段とを備える。受信エラー検出手段は、複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出する。動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスの数および受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、受信エラーが検出された複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する第１の動作、受信エラーが検出された複数の空間パスで同一の情報を送信する第２の動作、および受信エラーが検出された空間パスの変調方式を変更する第３の動作のいずれかを選択する。
【００３０】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに第３の動作を選択する。
【００３１】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された複数の空間パスにおける受信エラー率が所定のしきい値を超えているときに第１の動作または第２の動作を選択する。
【００３２】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された複数の空間パスにおける干渉量が所定のしきい値を超えているときに第１の動作または第２の動作を選択する。
【００３３】
好ましくは、動作選択手段は、第１の動作を選択したときに解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する。
【００３４】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である。
【００３５】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である。
【００３６】
好ましくは、基地局は、複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である。
【００３７】
この発明のさらに他の局面によれば、第１の無線装置と第２の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線通信システムであって、第１の無線装置および第２の無線装置の各々は、受信エラー検出手段と、動作選択手段とを備える。受信エラー検出手段は、複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出する。動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、受信エラーが検出された空間パスの通信動作を選択する。
【００３８】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する動作を選択する。
【００３９】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスで同一の情報を送信する動作を選択する。
【００４０】
好ましくは、動作選択手段は、受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに変調方式を変更する動作を選択する。
【００４１】
好ましくは、第１の無線装置および第２の無線装置の一方は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、他方は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である。
【００４２】
好ましくは、基地局は、複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である。
【００４３】
この発明のさらに他の局面によれば、単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置における空間パス制御方法は、複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出するステップと、受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、受信エラーが検出された空間パスの通信動作を選択するステップとを備える。
【００４４】
好ましくは、通信動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する動作を選択する。
【００４５】
好ましくは、通信動作を選択するステップは、解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する。
【００４６】
好ましくは、通信動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスで同一の情報を送信する動作を選択する。
【００４７】
好ましくは、信記動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに変調方式を変更する動作を選択する。
【００４８】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である。
【００４９】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である。
【００５０】
好ましくは、基地局は、複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である。
【００５１】
この発明のさらに他の局面によれば、単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置における空間パス制御方法は、複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出するステップと、受信エラーが検出された空間パスの数および受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、受信エラーが検出された複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する第１の動作、受信エラーが検出された複数の空間パスで同一の情報を送信する第２の動作、および受信エラーが検出された空間パスの変調方式を変更する第３の動作のいずれかを選択するステップとを備える。
【００５２】
好ましくは、動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに第３の動作を選択する。
【００５３】
好ましくは、動作を選択するステップは、受信エラーが検出された複数の空間パスにおける受信エラー率が所定のしきい値を超えているときに第１の動作または第２の動作を選択する。
【００５４】
好ましくは、動作を選択するステップは、受信エラーが検出された複数の空間パスにおける干渉量が所定のしきい値を超えているときに第１の動作または第２の動作を選択する。
【００５５】
好ましくは、動作を選択するステップは、第１の動作を選択したときに解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する。
【００５６】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である。
【００５７】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である。
【００５８】
好ましくは、基地局は、複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である。
【００５９】
この発明のさらに他の局面によれば、単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置における空間パス制御プログラムは、コンピュータに、複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出するステップと、受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、受信エラーが検出された空間パスの通信動作を選択するステップとを実行させる。
【００６０】
好ましくは、通信動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する動作を選択する。
【００６１】
好ましくは、通信動作を選択するステップは、解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する。
【００６２】
好ましくは、通信動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに複数の空間パスで同一の情報を送信する動作を選択する。
【００６３】
好ましくは、信記動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに変調方式を変更する動作を選択する。
【００６４】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である。
【００６５】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である。
【００６６】
好ましくは、基地局は、複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である。
【００６７】
この発明のさらに他の局面によれば、単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置における空間パス制御プログラムは、コンピュータに、複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出するステップと、受信エラーが検出された空間パスの数および受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、受信エラーが検出された複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する第１の動作、受信エラーが検出された複数の空間パスで同一の情報を送信する第２の動作、および受信エラーが検出された空間パスの変調方式を変更する第３の動作のいずれかを選択するステップとを実行させる。
【００６８】
好ましくは、動作を選択するステップは、受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに第３の動作を選択する。
【００６９】
好ましくは、動作を選択するステップは、受信エラーが検出された複数の空間パスにおける受信エラー率が所定のしきい値を超えているときに第１の動作または第２の動作を選択する。
【００７０】
好ましくは、動作を選択するステップは、受信エラーが検出された複数の空間パスにおける干渉量が所定のしきい値を超えているときに第１の動作または第２の動作を選択する。
【００７１】
好ましくは、動作を選択するステップは、第１の動作を選択したときに解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する。
【００７２】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である。
【００７３】
好ましくは、無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である。
【００７４】
好ましくは、基地局は、複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である。
【００７５】
したがって、この発明によれば、ＭＩＭＯ方式対応の移動体通信システムの端末または基地局において、受信エラーが検出された空間パスの通信動作を、当該空間パスの通信品質情報に基づいて、より確実性の高い通信方法に適宜切替選択するように構成しているので、空間パス間の干渉等により端末・基地局間の接続が切れることを防止し、通信を維持する確率を向上させることが可能となる。
【００７６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００７７】
図１は、この発明の実施の形態によるＭＩＭＯ方式対応のＰＤＭＡ基地局の構成を示す機能ブロック図である。図１を参照して、ｎ本のアンテナＡ１〜Ａｎで構成されるアレイアンテナで、図示しない端末から複数の空間パスを介して受信した受信信号電波は、ＲＦ回路２０において、増幅、周波数変換などの所定の信号処理が施された後、受信信号としてデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）２７に与えられる。
【００７８】
図１の機能ブロック図に示したＰＤＭＡ基地局の構成のうち、干渉量測定装置２１、復調回路２２、ＦＥＲカウンタ２３、制御回路２４、および変調回路２６の機能は、基地局のＤＳＰ２７によりソフトウェアで実現される。
【００７９】
干渉量測定装置２１は、上り受信信号に生じているパスごとの干渉量を測定し、測定した干渉量を、通信品質を評価する通信品質情報の要素の１つとしてメモリ２５に格納する。
【００８０】
より具体的に、干渉量測定装置２１は、後段の復調回路２２に入力される複素受信信号に含まれる干渉成分を測定するものであり、その測定方法としては、複素受信信号をy(t)とすると、メモリ２５に格納されている参照信号d(t)との誤差成分e(t)を計算し、その誤差の電力を干渉信号の電力とみなす方法が考えられる。この場合、干渉信号電力は下記の式で表わされる。
【００８１】
e(t)＝y(t)−d(t)
干渉電力＝Σ｜e(t)｜／Ｔ（ここでＴは観測時間または参照信号長）
干渉量測定回路２１で干渉量が測定された受信信号は、復調回路２２に与えられて所定の復調処理が施される。復調信号は、フレームエラー率（Frame Error Rate：ＦＥＲ）を検出するＦＥＲカウンタ２３に与えられる。
【００８２】
ＦＥＲカウンタ２３は、各パスごとの信号フレームにおけるエラー数をカウントし、その結果であるＦＥＲを、通信品質を評価する通信品質情報の要素の１つとしてメモリ２５に格納する。
【００８３】
ＦＥＲカウンタ２３でエラー数がカウントされた復調信号は、制御回路２４に与えられ、制御回路２４は、メモリ２５と通信し、メモリ２５に保持されているＦＥＲ、干渉量などの上り信号の通信品質情報を参照して、後述するこの発明の空間パス制御方法による下りの空間パス制御を実行する。なお、このＰＤＭＡ基地局によって実行される周知のアダプティブアレイ処理は、ＤＳＰ２７によってソフトウェアで実行されるが、図示の便宜上、制御回路２４によって実行されるものとする。
【００８４】
制御回路２４から出力される復調信号は、図示しないモデムに与えられる。
一方、図示しないモデムから供給された送信信号は、制御回路２４を介して変調回路２６によって所定の変調処理が施された後、ＲＦ回路２０に与えられる。
【００８５】
ＲＦ回路２０は、各パスごとの信号に周知の送信処理を施し、アンテナＡ１〜Ａｎを介して送信指向性を伴って対応する端末のアンテナに信号を送信する。
【００８６】
次に、図２は、この発明の実施の形態によるＭＩＭＯ方式対応のユーザ端末の構成を示す機能ブロック図である。図２を参照して、図示しないＰＤＭＡ基地局からｎ個の空間パスを介してｎ本のアンテナａ１〜ａｎでそれぞれ受信した受信信号電波は、ＲＦ回路３０において、増幅、周波数変換などの所定の信号処理が施された後、受信信号としてＤＳＰ３７に与えられる。
【００８７】
図２の機能ブロック図に示した端末の構成のうち、干渉量測定装置３１、復調回路３２、ＦＥＲカウンタ３３、制御回路３４、および変調回路３６の機能は、端末のＤＳＰ３７によりソフトウェアで実現される。
【００８８】
干渉量測定装置３１は、下り受信信号に生じているパスごとの干渉量を測定し、測定した干渉量を、通信品質を評価する通信品質情報の要素の１つとしてメモリ３５に格納する。干渉量の測定方法については、図１の干渉量測定装置２１に関して説明したとおりである。
【００８９】
干渉量測定回路３１で干渉量が測定された受信信号は、復調回路３２に与えられて所定の復調処理が施される。復調信号は、ＦＥＲを検出するＦＥＲカウンタ３３に与えられる。
【００９０】
ＦＥＲカウンタ３３は、各パスごとの信号フレームにおけるエラー数をカウントし、その結果であるＦＥＲを、通信品質を評価する通信品質情報の要素の１つとしてメモリ３５に格納する。
【００９１】
ＦＥＲカウンタ３３でエラー数がカウントされた復調信号は、制御回路３４に与えられ、制御回路３４は、メモリ３５と通信し、メモリ３５に保持されているＦＥＲ、干渉量などの下り信号の通信品質情報およびアンテナ割当情報を参照して、後述するこの発明の空間パス制御方法による上りの空間パス制御を実行する。
【００９２】
なお、この端末は、通常はアダプティブアレイ受信を行なわないが、後述するように、場合によって、ｎ本のアンテナのうちの複数のアンテナを用いて、メモリ３５に格納されているアンテナ割当情報に基づきアダプティブアレイ受信を行うことがある。その場合に実行される周知のアダプティブアレイ処理は、ＤＳＰ３７によってソフトウェアで実行されるが、図示の便宜上、制御回路３４によって実行されるものとする。
【００９３】
制御回路３４から出力される復調信号は、図示しないモデムに与えられる。
一方、図示しないモデムから供給された送信信号は、制御回路３４を介して変調回路３６によって所定の変調処理が施された後、ＲＦ回路３０に与えられる。
【００９４】
ＲＦ回路３０は、各パスごとの信号に周知の送信処理を施し、アンテナａ１〜ａｎを介して対応する空間パスを介してＰＤＭＡ基地局に信号を送信する。
【００９５】
次に、図３は、図２に示したこの発明の実施の形態によるＭＩＭＯ対応のユーザ端末の基本動作、すなわち空間パスにおいて下り受信エラーが発生した場合の端末動作を説明するフロー図である。図３に示す動作は、図２に示す端末のＤＳＰ３７によってソフトウェアで実行される。
【００９６】
なお、この例においては、ＭＩＭＯ対応端末はＮ本のアンテナを用いて、Ｎ個の空間パスを介してＰＤＭＡ基地局と多重接続されているものとする（多重数Ｎ）。
【００９７】
まず、ステップＳ１において、端末側では、多重数Ｎに相当するＮフレーム分の下り信号を基地局から受信する。
【００９８】
次に、ステップＳ２において、Ｎ個の空間パスを介して受信したＮフレームの受信信号に受信エラーが発生しているか否かが検出される。受信エラーが検出されなければ、そのまま処理を終了し、受信エラーが検出されればステップＳ３に進んで受信エラーが発生した空間パスの数を検出する。
【００９９】
ステップＳ３において、受信エラーが発生した空間パス数が１つであると判定されたときには、ステップＳ４に進み、第３の動作が実行される。この第３の動作では、受信エラーが発生した空間パスの変調度を下げるように当該パスの変調方式を変更する。この第３の動作の詳細については後述する。
【０１００】
一方、ステップＳ３において、受信エラーが発生した空間パス数が複数であると判定されたときには、ステップＳ５に進み、受信エラーが発生した空間パスの通信品質に関する情報を所定の選択基準と対比することにより、受信エラーが発生している空間パスの動作を決定する。
【０１０１】
すなわち、ステップＳ５において、ステップＳ６の第１の動作、ステップＳ７の第２の動作、ステップＳ８の第３の動作のいずれに進むかが決定される。
【０１０２】
ステップＳ６の第１の動作では、受信エラーが発生した複数の空間パスのうち１つの（たとえばＭ番目の）パスだけを残してエラーが発生している他のパスは解放（基地局との接続を切る）するように動作する。
【０１０３】
ステップＳ７の第２の動作では、受信エラーが発生した複数の空間パスで同一の上り信号を送信するように動作（パスダイバーシチ動作）する。これらの第１および第２の動作の詳細については後述する。
【０１０４】
ステップＳ８の第３の動作は、前述のステップＳ４の第３の動作と同じである。
【０１０５】
第１、第２および第３の動作の詳細について説明する前に、ステップＳ５における動作決定の手法について、具体例を挙げて説明する。前述のように、このステップＳ５においては、受信エラーが発生した空間パスの通信品質に関する情報を所定の選択基準と対比することにより、受信エラーが発生している空間パスの動作を決定する。空間パスの通信品質に関する情報としては、当該パスにおける受信エラー率、受信レベル劣化、干渉量、採用されている変調方式の変調度など、さまざまな要素が考えられる。
【０１０６】
ステップＳ５における動作決定（選択）手法の第１の例としては、受信エラーが発生した空間パスが複数の変調方式に対応しているか、すなわち端末および基地局の双方で複数の変調方式に対応しているか否かという通信品質情報に基づいて、動作決定を行なう手法が考えられる。
【０１０７】
より具体的に、複数の変調方式に対応している場合は、ステップＳ８の第３の動作（変調方式の変更）を選択し、対応していない場合は、ステップＳ６の第１の動作（１パスを残したパス解放）またはステップＳ７の第２の動作（パスダイバーシチ動作）のいずれかを選択する。
【０１０８】
ステップＳ５における動作決定（選択）手法の第２の例としては、受信エラーが発生した空間パスの受信エラー率が所定のしきい値を超えているか否かという通信品質情報に基づいて、動作決定を行なう手法が考えられる。
【０１０９】
より具体的に、受信エラー率が所定のしきい値を超えている場合は、ステップＳ６の第１の動作（１パスを残したパス解放）またはステップＳ７の第２の動作（パスダイバーシチ動作）のいずれかを選択し、超えていない場合は、空間パスが複数変調方式に対応可能な場合、ステップＳ８の第３の動作（変調方式の変更）を選択する。
【０１１０】
ステップＳ５における動作決定（選択）手法の第３の例としては、受信エラーが発生した空間パスの測定された干渉量が所定のしきい値を超えているか否かという通信品質情報に基づいて、動作決定を行なう手法が考えられる。
【０１１１】
より具体的に、干渉量が所定のしきい値を超えている場合は、ステップＳ６の第１の動作（１パスを残したパス解放）またはステップＳ７の第２の動作（パスダイバーシチ動作）のいずれかを選択し、超えていない場合は、空間パスが複数変調方式に対応可能な場合、ステップＳ８の第３の動作（変調方式の変更）を選択する。
【０１１２】
次に、図４は、図１に示したこの発明の実施の形態によるＭＩＭＯ対応のＰＤＭＡ基地局の基本動作、すなわち空間パスにおいて上り受信エラーが発生した場合の基地局動作を説明するフロー図である。図４に示す動作は、図１に示す基地局のＤＳＰ２７によってソフトウェアで実行される。
【０１１３】
なお、この例においても同様に、ＭＩＭＯ対応端末はＮ本のアンテナを用いて、Ｎ個の空間パスを介してＰＤＭＡ基地局と多重接続されているものとする（多重数Ｎ）。
【０１１４】
まず、ステップＳ１１において、ＰＤＭＡ基地局はアダプティブアレイ処理により、上り信号フレームをＭＩＭＯ対応のユーザ端末から受信する。
【０１１５】
次に、ステップＳ１２において、Ｎ個の空間パスを介して受信した受信信号に受信エラーが発生しているか否かが検出される。受信エラーが検出されなければ、そのまま処理を終了し、受信エラーが検出されればステップＳ１３に進んで、複数の空間パスを介して接続している相手先の端末が同一端末であるか否かが判定される。多重接続している同一端末がなければ処理を終了するが、上述のようにＮ個の空間パスを介して同一端末に多重接続していればステップＳ１４に進み、受信エラーが発生した空間パスの数を検出する。
【０１１６】
ステップＳ１４において、受信エラーが発生した空間パス数が１つであると判定されたときには、ステップＳ１５に進み、前述の第３の動作が実行される。この第３の動作では、受信エラーが発生した空間パスの変調度を下げるように当該パスの変調方式を変更する。この第３の動作の詳細については後述する。
【０１１７】
一方、ステップＳ１４において、受信エラーが発生した空間パス数が複数であると判定されたときには、ステップＳ１６に進み、受信エラーが発生した空間パスの通信品質に関する情報を所定の選択基準と対比することにより、受信エラーが発生している空間パスの動作を決定する。
【０１１８】
すなわち、ステップＳ１６において、ステップＳ１７の第１の動作、ステップＳ１８の第２の動作、ステップＳ１９の第３の動作のいずれに進むかが決定される。
【０１１９】
ステップＳ１７の第１の動作では、前述のように、受信エラーが発生した複数の空間パスのうち１つの（たとえばＭ番目の）パスだけを残してエラーが発生している他のパスは解放（端末との接続を切る）するように動作する。
【０１２０】
ステップＳ１８の第２の動作では、前述のように、受信エラーが発生した複数の空間パスで同一の上り信号を送信するように動作（パスダイバーシチ動作）する。これらの第１および第２の動作の詳細については後述する。
【０１２１】
ステップＳ１９の第３の動作は、前述のステップＳ１５の第３の動作と同じである。
【０１２２】
ステップＳ１６における動作決定の手法については、図３の端末動作のステップＳ５に関連して、第１の例、第２の例、第３の例として説明したとおりなので、ここでは説明を繰返さない。
【０１２３】
次に、図３のステップＳ６および図４のステップＳ１７における第１の動作の詳細について説明する。図５は、この第１の動作を示すフロー図である。前述のように、この第１の動作では、端末または基地局は、受信エラーが発生した複数の空間パスのうち１つの（たとえばＭ番目の）パスだけを残してエラーが発生している他のパスは解放（端末・基地局間の接続を切る）するように動作する。
【０１２４】
たとえば、端末と基地局との間の多重数が４であり、１多重目および３多重目の空間パスで受信エラーが発生した場合を想定する。
【０１２５】
この場合、図５のステップＳ２１で１多重目および３多重目の空間パスで受信エラーが発生したことが検出される。
【０１２６】
この場合、ステップＳ２２において、受信エラーが発生した１多重目および３多重目のうち、１多重目の接続のみを残し、３多重目の接続を解放（切断）する。この結果、４多重で通信していたものが３多重で通信することとなるため、通信速度は低下する。たとえば、４多重時に１２８Ｋｂｐｓの通信速度で通信していた場合、３多重になると９６Ｋｂｐｓと３／４の速度に低下する。
【０１２７】
しかしながら、１多重目の空間パスと３多重目の空間パスとが干渉しあって受信エラーが発生していた場合には、その一方を切断することによって、１多重目および３多重目の空間パスが共倒れ状態となることを防止し、少なくとも一方の空間パスを介する通信を維持することが可能となる。
【０１２８】
なお、ＭＩＭＯ対応の端末側でこの第１の動作を実行した場合、ステップＳ２３において、端末において、１多重目に用いているアンテナに加えて、解放された３多重目で使用していたアンテナをも用いたアダプティブアレイ受信を行なうことにより、１多重目の下り信号の受信性能が向上し、１多重目の信号の通信をより高い確率で維持することができるようになる。なお、このようなアダプティブアレイ受信を行なう際のアンテナの割当は、図２に示した端末のメモリ３５に格納されたアンテナ割当情報に基づいて行なわれる。
【０１２９】
次に、図３のステップＳ７および図４のステップＳ１８における第２の動作の詳細について説明する。図６は、この第２の動作を示すフロー図である。前述のように、この第２の動作では、端末または基地局は、受信エラーが発生した複数の空間パスで同一の信号を送信するように動作（パスダイバーシチ動作）する。
【０１３０】
たとえば、端末と基地局との間の多重数が４であり、１多重目および２多重目の空間パスで受信エラーが発生した場合を想定する。
【０１３１】
この場合、図６のステップＳ３１で１多重目および２多重目の空間パスで受信エラーが発生したことが検出される。
【０１３２】
この場合、ステップＳ３２において、端末側で下り受信エラーを検出した場合は端末が基地局に対して、または基地局側で上り受信エラーを検出した場合は基地局が端末に対して、１多重目および２多重目でパスダイバーシチ動作に切替えるためのネゴシエーションを起動する。
【０１３３】
ステップＳ３３において、ネゴシエーションに失敗したことが判定されるとそのまま動作を終了し、ネゴシエーションに成功したことが判定されると、ステップＳ３４において、１多重目および２多重目で同一信号を送信するパスダイバーシチ動作が実行される。この結果、４多重でそれぞれ異なる信号を送信する場合に比べて、パスダイバーシチ動作では通信速度は、３／４に低下することになる。
【０１３４】
しかしながら、受信側では、１多重目および２多重目の同一信号のうち、受信エラーのない方の空間パスの信号を選択したり、双方の信号を合成して利得を稼ぐなどの方法を取ることにより、受信の確率を向上させることができ、通信を維持することができる確率を高めることができる。
【０１３５】
次に、図３のステップＳ４およびステップＳ８、および図４のステップＳ１５およびステップＳ１９における第３の動作の詳細について説明する。図７は、この第３の動作を示すフロー図である。前述のように、この第３の動作では、受信エラーが発生した空間パスの変調度を下げるように当該パスの変調方式を変更する。
【０１３６】
たとえば、端末と基地局との間の多重数が４であり、１多重目の空間パスで受信エラーが発生した場合を想定する。
【０１３７】
この場合、図７のステップＳ４１で１多重目の空間パスで受信エラーが発生したことが検出される。
【０１３８】
この場合、ステップＳ３２において、端末側で下り受信エラーを検出した場合は端末が基地局に対して、または基地局側で上り受信エラーを検出した場合は基地局が端末に対して、１多重目で変調度を下げるためのネゴシエーションを起動する。
【０１３９】
ステップＳ４３において、ネゴシエーションに失敗したことが判定されるとそのまま動作を終了し、ネゴシエーションに成功したことが判定されると、ステップＳ４４において、１多重目で変調度を下げる動作が実行される。
【０１４０】
空間パスの変調度を下げるとは、端末および基地局で採用している変復調方式を変更することである。たとえば、従来のＰＨＳでは通常、変復調方式として、π／４シフトＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式が採用されている。
【０１４１】
一方で、最近の移動体通信システムでは、データ通信のように、従来の音声通信に比べて高品質、大容量の伝送が要求されるようになっており、そのために上述のπ／４シフトＱＰＳＫ方式に比べてより多値の（変調度の高い）変復調方式の適用が検討されている。
【０１４２】
このような多値変復調方式の一例として、周知の１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）方式のＰＨＳへの適用が検討されている。このような変調度の高い多値変復調方式では、通信速度は速いが、電波環境の影響を受けやすく受信エラーが発生しやすいという性質を有している。
【０１４３】
そこで、端末および基地局が、たとえばπ／４シフトＱＰＳＫ方式および１６ＱＡＭ方式の双方に対応するよう切替可能な無線装置である場合には、変調度の高い１６ＱＡＭ方式で通信中に受信エラーが検出された空間パスについては、１６ＱＡＭ方式から、より変調度が低く受信エラーの発生しにくいπ／４シフトＱＰＳＫ方式に切替える制御を行なう。これにより、当該空間パスにおける通信速度は低下するが、そのかわりに受信エラーの発生を防止し、通信を維持しようとするものである。
【０１４４】
なお、移動体通信システムにおける変復調方式としては、上述の１６ＱＡＭ、π／４シフトＱＰＳＫ以外にも、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫなど、さまざまな方式があり、この発明は１６ＱＡＭ、π／４シフトＱＰＳＫに限られるものではない。要するに、変調度の異なる複数の変復調方式に対応可能な空間パスであれば、変調度が高いものから低いものに変更するような制御を行なえばよい。
【０１４５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１４６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ＭＩＭＯ方式対応の移動体通信システムの端末または基地局において、受信エラーが検出された空間パスの通信動作を、当該空間パスの通信品質情報に基づいて、適宜切替選択するように構成したので、パス間の干渉等により端末・基地局間の接続が切れることを防止し、通信を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態によるＰＤＭＡ基地局の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態によるＭＩＭＯ対応の端末の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】 この発明の実施の形態によるＭＩＭＯ対応の端末の動作を説明するフロー図である。
【図４】 この発明の実施の形態によるＰＤＭＡ基地局の動作を説明するフロー図である。
【図５】 この発明の実施の形態による空間パス制御の第１の動作の詳細を示すフロー図である。
【図６】 この発明の実施の形態による空間パス制御の第２の動作の詳細を示すフロー図である。
【図７】 この発明の実施の形態による空間パス制御の第３の動作の詳細を示すフロー図である。
【図８】 従来の１ユーザ１パス方式の接続態様を模式的に示す概念図である。
【図９】 ＭＩＭＯ方式による１ユーザ４パス方式の接続態様を模式的に示す概念図である。
【符号の説明】
１，１１ 基地局、２，１２ 端末、２０，３０ ＲＦ回路、２１，３１ 干渉量測定装置、２２，３２ 復調回路、２３，３３ ＦＥＲカウンタ、２４，３４ 制御回路、２５，３５ メモリ、２６，３６ 変調回路、２７，３７ ＤＳＰ、Ａ１，・・・，Ａｎ，ａ１，・・・，ａｎ アンテナ。
Claims (54)
- 単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置であって、
前記複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出する受信エラー検出手段と、
前記受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、前記受信エラーが検出された空間パスの通信動作を選択する動作選択手段とを備える、無線装置。 - 前記動作選択手段は、前記受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに前記複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する動作を選択する、請求項１に記載の無線装置。
- 前記動作選択手段は、前記解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する、請求項２に記載の無線装置。
- 前記動作選択手段は、前記受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに前記複数の空間パスで同一の情報を送信する動作を選択する、請求項１に記載の無線装置。
- 前記動作選択手段は、前記受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに変調方式を変更する動作を選択する、請求項１に記載の無線装置。
- 前記無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、前記単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である、請求項１、２、４または５に記載の無線装置。
- 前記無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、前記単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である、請求項１から５のいずれかに記載の無線装置。
- 前記基地局は、前記複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である、請求項６または７に記載の無線装置。
- 単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置であって、
前記複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出する受信エラー検出手段と、
前記受信エラーが検出された空間パスの数および前記受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、前記受信エラーが検出された複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する第１の動作、前記受信エラーが検出された複数の空間パスで同一の情報を送信する第２の動作、および前記受信エラーが検出された空間パスの変調方式を変更する第３の動作のいずれかを選択する動作選択手段とを備える、無線装置。 - 前記動作選択手段は、前記受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに前記第３の動作を選択する、請求項９に記載の無線装置。
- 前記動作選択手段は、前記受信エラーが検出された複数の空間パスにおける受信エラー率が所定のしきい値を超えているときに前記第１の動作または前記第２の動作を選択する、請求項９に記載の無線装置。
- 前記動作選択手段は、前記受信エラーが検出された複数の空間パスにおける干渉量が所定のしきい値を超えているときに前記第１の動作または前記第２の動作を選択する、請求項９に記載の無線装置。
- 前記動作選択手段は、前記第１の動作を選択したときに前記解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する、請求項９に記載の無線装置。
- 前記無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、前記単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である、請求項９から１２のいずれかに記載の無線装置。
- 前記無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、前記単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である、請求項９から１３のいずれかに記載の無線装置。
- 前記基地局は、前記複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である、請求項１４または１５に記載の無線装置。
- 第１の無線装置と第２の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線通信システムであって、
前記第１の無線装置および前記第２の無線装置の各々は、
前記複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出する受信エラー検出手段と、
前記受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、前記受信エラーが検出された空間パスの通信動作を選択する動作選択手段とを備える、無線通信システム。 - 前記動作選択手段は、前記受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに前記複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する動作を選択する、請求項１７に記載の無線通信システム。
- 前記動作選択手段は、前記受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに前記複数の空間パスで同一の情報を送信する動作を選択する、請求項１７に記載の無線通信システム。
- 前記動作選択手段は、前記受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに変調方式を変更する動作を選択する、請求項１７に記載の無線通信システム。
- 前記第１の無線装置および前記第２の無線装置の一方は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、他方は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である、請求項１７から２０のいずれかに記載の無線通信システム。
- 前記基地局は、前記複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である、請求項２１に記載の無線通信システム。
- 単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置における空間パス制御方法であって、
前記複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出するステップと、
前記受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、前記受信エラーが検出された空間パスの通信動作を選択するステップとを備える、空間パス制御方法。 - 前記通信動作を選択するステップは、前記受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに前記複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する動作を選択する、請求項２３に記載の空間パス制御方法。
- 前記通信動作を選択するステップは、前記解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する、請求項２４に記載の空間パス制御方法。
- 前記通信動作を選択するステップは、前記受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに前記複数の空間パスで同一の情報を送信する動作を選択する、請求項２３に記載の空間パス制御方法。
- 前通信記動作を選択するステップは、前記受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに変調方式を変更する動作を選択する、請求項２３に記載の空間パス制御方法。
- 前記無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、前記単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である、請求項２３、２４、２６または２７に記載の空間パス制御方法。
- 前記無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、前記単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である、請求項２３から２７のいずれかに記載の空間パス制御方法。
- 前記基地局は、前記複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である、請求項２８または２９に記載の空間パス制御方法。
- 単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置における空間パス制御方法であって、
前記複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出するステップと、
前記受信エラーが検出された空間パスの数および前記受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、前記受信エラーが検出された複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する第１の動作、前記受信エラーが検出された複数の空間パスで同一の情報を送信する第２の動作、および前記受信エラーが検出された空間パスの変調方式を変更する第３の動作のいずれかを選択するステップとを備える、空間パス制御方法。 - 前記動作を選択するステップは、前記受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに前記第３の動作を選択する、請求項３１に記載の空間パス制御方法。
- 前記動作を選択するステップは、前記受信エラーが検出された複数の空間パスにおける受信エラー率が所定のしきい値を超えているときに前記第１の動作または前記第２の動作を選択する、請求項３１に記載の空間パス制御方法。
- 前記動作を選択するステップは、前記受信エラーが検出された複数の空間パスにおける干渉量が所定のしきい値を超えているときに前記第１の動作または前記第２の動作を選択する、請求項３１に記載の空間パス制御方法。
- 前記動作を選択するステップは、前記第１の動作を選択したときに前記解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する、請求項３１に記載の空間パス制御方法。
- 前記無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、前記単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である、請求項３１から３４のいずれかに記載の空間パス制御方法。
- 前記無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、前記単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である、請求項３１から３５のいずれかに記載の空間パス制御方法。
- 前記基地局は、前記複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である、請求項３６または３７に記載の空間パス制御方法。
- 単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置における空間パス制御プログラムであって、コンピュータに、
前記複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出するステップと、
前記受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、前記受信エラーが検出された空間パスの通信動作を選択するステップとを実行させる、空間パス制御プログラム。 - 前記通信動作を選択するステップは、前記受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに前記複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する動作を選択する、請求項３９に記載の空間パス制御プログラム。
- 前記通信動作を選択するステップは、前記解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する、請求項４０に記載の空間パス制御プログラム。
- 前記通信動作を選択するステップは、前記受信エラーが検出された空間パスが複数あるときに前記複数の空間パスで同一の情報を送信する動作を選択する、請求項３９に記載の空間パス制御プログラム。
- 前通信記動作を選択するステップは、前記受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに変調方式を変更する動作を選択する、請求項３９に記載の空間パス制御プログラム。
- 前記無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、前記単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である、請求項３９、４０、４２または４３に記載の空間パス制御プログラム。
- 前記無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、前記単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である、請求項３９から４３のいずれかに記載の空間パス制御プログラム。
- 前記基地局は、前記複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である、請求項４４または４５に記載の空間パス制御プログラム。
- 単一の他の無線装置との間に複数の空間パスを形成して通信を行うことができる無線装置における空間パス制御プログラムであって、コンピュータに、
前記複数の空間パスにおける受信エラーの発生を検出するステップと、
前記受信エラーが検出された空間パスの数および前記受信エラーが検出された空間パスの通信品質に関する情報に基づいて、前記受信エラーが検出された複数の空間パスのうち１つの空間パスを除く空間パスを解放する第１の動作、前記受信エラーが検出された複数の空間パスで同一の情報を送信する第２の動作、および前記受信エラーが検出された空間パスの変調方式を変更する第３の動作のいずれかを選択するステップとを実行させる、空間パス制御プログラム。 - 前記動作を選択するステップは、前記受信エラーが検出された空間パスが複数の変調方式に対応可能なときに前記第３の動作を選択する、請求項４７に記載の空間パス制御プログラム。
- 前記動作を選択するステップは、前記受信エラーが検出された複数の空間パスにおける受信エラー率が所定のしきい値を超えているときに前記第１の動作または前記第２の動作を選択する、請求項４７に記載の空間パス制御プログラム。
- 前記動作を選択するステップは、前記受信エラーが検出された複数の空間パスにおける干渉量が所定のしきい値を超えているときに前記第１の動作または前記第２の動作を選択する、請求項４７に記載の空間パス制御プログラム。
- 前記動作を選択するステップは、前記第１の動作を選択したときに前記解放された空間パスを利用したアダプティブアレイ受信動作を選択する、請求項４７に記載の空間パス制御プログラム。
- 前記無線装置は、移動体通信システムの基地局における無線装置であり、前記単一の他の無線装置は移動体通信システムの移動端末装置における無線装置である、請求項４７から５０のいずれかに記載の空間パス制御プログラム。
- 前記無線装置は、移動体通信システムの移動端末装置における無線装置であり、前記単一の他の無線装置は移動体通信システムの基地局における無線装置である、請求項４７から５１のいずれかに記載の空間パス制御プログラム。
- 前記基地局は、前記複数の空間パスを形成するアダプティブアレイ基地局である、請求項５２または５３に記載の空間パス制御プログラム。
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