(57)【要約】【課題】無線端末における消費電力を低減させつつ、適切なアダプティブアレイ制御を可能とする。【解決手段】無線基地局１における制御部１０２は、上り伝送速度を下り伝送速度よりも遅くする必要があるか否かを判定する上下非対称通信判定部１５２と、上下非対称通信判定部１５２により上り伝送速度を下り伝送速度よりも遅くする必要があると判定された場合に、上り伝送速度に応じた数の上りタイムスロットと、下り伝送速度に応じた数の下りタイムスロットとを無線端末に割り当てるタイムスロット割り当て部１５４部とを備え、当該タイムスロット割り当て部１５４は、タイムスロットの割り当ての際、同一のフレームに含まれる、上りタイムスロットと、下りタイムスロットとの組み合わせを無線端末に割り当てる。【選択図】図３
2010130148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上り方向の通信に用いられる上り時間帯と、前記上り時間帯に続く、下り方向の通信に用いられる下り時間帯とからなり、前記上り時間帯が複数の上りタイムスロットに分割され、前記下り時間帯が複数の下りタイムスロットに分割された複数のフレームが構成され、前記上りタイムスロット及び前記下りタイムスロットを用いて、無線端末との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行うアダプティブアレイ方式の無線基地局であって、
前記無線端末の上り方向の伝送速度が前記無線端末の下り方向の伝送速度よりも遅い場合に、前記上り方向の伝送速度に応じた数の前記上りタイムスロットと、前記下り方向の伝送速度に応じた数の前記下りタイムスロットとを前記無線端末に割り当てる割り当て部を備え、
前記割り当て部は、同一の前記フレームに含まれる、前記上りタイムスロットと、前記下りタイムスロットとの組み合わせを前記無線端末に割り当てる無線基地局。
【請求項２】
前記割り当て部は、前記複数のフレームのうち、所定のフレームに含まれる前記上りタイムスロットを前記無線端末に割り当てるとともに、割り当てられた前記上りタイムスロットを含む前記所定のフレームに含まれる前記下りタイムスロットを前記無線端末に割り当てる請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
前記割り当て部は、前記無線端末が前記上り方向の伝送速度を前記下り方向の伝送速度よりも遅くすることを要求した場合に、前記上り方向の伝送速度を前記下り方向の伝送速度よりも遅いとする請求項１又は２に記載の無線基地局。
【請求項４】
前記割り当て部は、前記フレームに含まれる前記上りタイムスロットのうち、最後方の前記上りタイムスロットを前記無線端末に割り当てる請求項１乃至３の何れかに記載の無線基地局。
【請求項５】
前記割り当て部は、前記フレームに含まれる未割り当ての前記上りタイムスロットのうち、最後方の前記上りタイムスロットを前記無線端末に割り当てる請求項１乃至３の何れかに記載の無線基地局。
【請求項６】
前記割り当て部は、前記フレームに含まれる前記下りタイムスロットのうち、最前方の前記上りタイムスロットを前記無線端末に割り当てる請求項１乃至５の何れかに記載の無線基地局。
【請求項７】
前記割り当て部は、前記フレームに含まれる未割り当ての前記下りタイムスロットのうち、最前方の前記上りタイムスロットを前記無線端末に割り当てる請求項１乃至５の何れかに記載の無線基地局。
【請求項８】
上り方向の通信に用いられる上り時間帯と、前記上り時間帯に続く、下り方向の通信に用いられる下り時間帯とからなり、前記上り時間帯が複数の上りタイムスロットに分割され、前記下り時間帯が複数の下りタイムスロットに分割された複数のフレームが構成され、前記上りタイムスロット及び前記下りタイムスロットを用いて、無線端末との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行うアダプティブアレイ方式の無線基地局における通信制御方法であって、
前記無線基地局が、前記無線端末の上り方向の伝送速度が前記無線端末の下り方向の伝送速度よりも遅い場合に、前記上り方向の伝送速度に応じた数の前記上りタイムスロットと、前記下り方向の伝送速度に応じた数の前記下りタイムスロットを前記無線端末に割り当てるステップを備え、
前記上りタイムスロットと前記下りタイムスロットとを前記無線端末に割り当てるステップは、同一の前記フレームに含まれる、前記上りタイムスロットと、前記下りタイムスロットとの組み合わせを前記無線端末に割り当てる通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線端末との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行うアダプティブアレイ方式の無線基地局、及び、当該無線基地局における通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）の無線通信システムでは、複数のアンテナを備えたアダプティブアレイ方式の無線基地局が用いられる。アダプティブアレイ方式の無線基地局は、無線端末との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行う。この際、無線基地局は、移動する無線端末との間の通信品質を確保すべく、送信時に無線端末の方向へ適応的にビームを向ける制御（アダプティブアレイ制御）を行う。
【０００３】
例えば、無線基地局は、無線端末と通信状態にある場合、トラフィックチャネル（ＴＣＨ）を用いた、当該無線端末からのバースト信号を受信する。そして、無線基地局は、無線端末に対して信号を送信する際に、受信信号であるバースト信号の到来方向にビームが向くように制御を行う（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、無線基地局は、無線端末からの同期バースト信号を受信した場合、アンテナ毎の受信ウェイトを演算する。そして、無線基地局は、各受信ウェイトに基づいて、アンテナ毎の送信ウェイトを演算する。更に、無線基地局は、無線端末に対して信号を送信する際に、送信ウェイトに基づいて、受信信号の到来方向にビームが向くように制御を行う（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
ところで、上述したＰＨＳの無線通信システムでは、無線端末の消費電力を低減させるための対策が検討されている。具体的には、一般的に、無線端末から無線基地局へ向かう上り方向のデータ量は、無線基地局から無線端末へ向かう下り方向のデータ量よりも少ないことに鑑み、以下のような対策が検討されている。無線基地局は、無線端末に対し、上り方向については、ハーフレートあるいはクオーターレートに対応する数のタイムスロット（上りタイムスロット）を割り当て、下り方向については、フルレートに対応する数のタイムスロット（下りタイムスロット）を割り当てる。
【０００６】
このようなタイムスロットの割り当て方法が採用される場合には、上り方向と下り方向の双方でフルレートに対応する数のタイムスロットが割り当てられる場合と比較して、無線端末における上り方向の通信処理の時間が減少し、当該無線端末の消費電力が低減する。
【特許文献１】特開２００３−１１５７９２号公報
【特許文献２】特開２００３−２６４４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した無線通信システムでは、無線端末は移動し、無線区間の伝搬環境は随時変化する。したがって、上述したアダプティブアレイ制御が適切に行われるためには、無線基地局は、無線端末からの信号の受信後、できるだけ迅速にビームの方向を決定し、信号を無線端末へ送信する必要がある。
【０００８】
ところが、上りタイムスロットの割り当て数が減少するために、以下のような問題が生じる。具体的には、伝送を行うためのフレームが、上り方向の通信に用いられる上り時間帯と、当該上り時間帯に続く、下り方向の通信に用いられる下り時間帯とからなり、上り時間帯が複数の上りタイムスロットに分割され、下り時間帯が複数の下りタイムスロットに分割されたフレーム（一般に用いられるＴＤＤ用フレーム）の場合、上りタイムスロットと下りタイムスロットとが別個独立に割り当てられると、当該フレーム内において、下りタイムスロットのみが割り当てられ、上りタイムスロットが割り当てられない場合がある。この場合、特定の無線端末に対して割り当てられる上りタイムスロットから下りタイムスロットまでの間隔が広がり、無線基地局において、信号の受信から送信までの時間が長くなってしまう場合がある。
【０００９】
上記問題点に鑑み、本発明は、無線端末における消費電力を低減させつつ、適切なアダプティブアレイ制御を可能とした無線基地局及び通信制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の側面は、上り方向の通信に用いられる上り時間帯と、前記上り時間帯に続く、下り方向の通信に用いられる下り時間帯とからなり、前記上り時間帯が複数の上りタイムスロットに分割され、前記下り時間帯が複数の下りタイムスロットに分割された複数のフレームが構成され、前記上りタイムスロット及び前記下りタイムスロットを用いて、無線端末との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行うアダプティブアレイ方式の無線基地局であって、前記無線端末の上り方向の伝送速度が前記無線端末の下り方向の伝送速度よりも遅い場合に、前記上り方向の伝送速度に応じた数の前記上りタイムスロットと、前記下り方向の伝送速度に応じた数の前記下りタイムスロットとを前記無線端末に割り当てる割り当て部（タイムスロット割り当て部１５４）を備え、前記割り当て部は、同一の前記フレームに含まれる、前記上りタイムスロットと、前記下りタイムスロットとの組み合わせを前記無線端末に割り当てることを要旨とする。
【００１１】
このような無線基地局によれば、上り方向の伝送速度を下り方向の伝送速度よりも遅くする必要がある場合、同一のフレームに含まれる上りタイムスロットと下りタイムスロットとの双方が組となって無線端末に割り当てられることになる。このため、割り当てられた上りタイムスロットから下りタイムスロットまでの間隔は、常にフレーム長に対応する時間よりも短くなる。すなわち、無線基地局における信号の受信から送信までの時間は、常にフレーム長に対応する時間よりも短くなる。
【００１２】
本発明の第２の側面は、前記割り当て部は、前記複数のフレームのうち、所定のフレームに含まれる前記上りタイムスロットを前記無線端末に割り当てるとともに、割り当てられた前記上りタイムスロットを含む前記所定のフレームに含まれる前記下りタイムスロットを前記無線端末に割り当てることを要旨とする。
【００１３】
本発明の第３の側面は、前記割り当て部は、前記無線端末が前記上り方向の伝送速度を前記下り方向の伝送速度よりも遅くすることを要求した場合に、前記上り方向の伝送速度を前記下り方向の伝送速度よりも遅いとすることを要旨とする。
【００１４】
本発明の第４の側面は、前記割り当て部は、前記フレームに含まれる前記上りタイムスロットのうち、最後方の前記上りタイムスロットを前記無線端末に割り当てることを要旨とする。
【００１５】
本発明の第５の側面は、前記割り当て部は、前記フレームに含まれる未割り当ての前記上りタイムスロットのうち、最後方の前記上りタイムスロットを前記無線端末に割り当てることを要旨とする。
【００１６】
本発明の第６の側面は、前記割り当て部は、前記フレームに含まれる前記下りタイムスロットのうち、最前方の前記上りタイムスロットを前記無線端末に割り当てることを要旨とする。
【００１７】
本発明の第７の側面は、前記割り当て部は、前記フレームに含まれる未割り当ての前記下りタイムスロットのうち、最前方の前記上りタイムスロットを前記無線端末に割り当てることを要旨とする。
【００１８】
本発明の第８の側面は、上り方向の通信に用いられる上り時間帯と、前記上り時間帯に続く、下り方向の通信に用いられる下り時間帯とからなり、前記上り時間帯が複数の上りタイムスロットに分割され、前記下り時間帯が複数の下りタイムスロットに分割された複数のフレームが構成され、前記上りタイムスロット及び前記下りタイムスロットを用いて、無線端末との間で時分割複信及び時分割多重により通信を行うアダプティブアレイ方式の無線基地局における通信制御方法であって、前記無線基地局が、前記無線端末の上り方向の伝送速度が前記無線端末の下り方向の伝送速度よりも遅い場合に、前記上り方向の伝送速度に応じた数の前記上りタイムスロットと、前記下り方向の伝送速度に応じた数の前記下りタイムスロットを前記無線端末に割り当てるステップを備え、前記上りタイムスロットと前記下りタイムスロットとを前記無線端末に割り当てるステップは、同一の前記フレームに含まれる、前記上りタイムスロットと、前記下りタイムスロットとの組み合わせを前記無線端末に割り当てることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、無線端末に割り当てられた上りタイムスロットから下りタイムスロットまでの間隔は、常にフレーム長に対応する時間よりも短くなる。すなわち、無線基地局における信号の受信から送信までの時間は、常にフレーム長に対応する時間よりも短くなる。したがって、無線基地局は、上り伝送速度を遅くすることにより、無線端末における消費電力を低減させつつ、無線端末からの信号の受信後、迅速にビームの方向を決定して、信号を無線端末へ送信することができ、適切なアダプティブアレイ制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの構成、（２）無線通信システムの動作、（３）作用・効果、（４）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００２１】
（１）無線通信システムの構成
まず、本発明の実施形態に係る無線通信システムの構成について、（１．１）無線通信システムの全体概略構成、（１．２）無線基地局の構成、（１．３）無線端末の構成の順に説明する。
【００２２】
（１．１）無線通信システムの全体概略構成
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１０の全体概略構成図である。
【００２３】
図１に示すように、無線通信システム１０は、ＰＨＳの無線通信システムである。この無線通信システム１０は、無線基地局１と、無線端末２Ａ、無線端末２Ｂ及び無線端末２Ｃとを含む。図１において、無線端末２Ａ乃至２Ｃは、無線基地局１が提供するセル３に在圏している。無線基地局１と、無線端末２Ａ乃至２Ｃとは、時分割複信及び時分割多重により通信を行う。
【００２４】
（１．２）無線基地局の構成
次に、無線基地局１の構成について、（１．２．１）無線基地局の概略構成、（１．２．２）無線基地局の詳細構成の順に説明する。
【００２５】
（１．２．１）無線基地局の概略構成
図２は、無線基地局１の概略構成図である。図２に示すように、無線基地局１は、アダプティブアレイ方式の無線基地局であり、制御部１０２、記憶部１０３、Ｉ／Ｆ部１０４、受信部１０６、送信部１０７、アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄを含む。
【００２６】
制御部１０２は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局１が具備する各種機能を制御する。記憶部１０３は、例えばメモリによって構成され、無線基地局１における制御などに用いられる各種情報を記憶する。
【００２７】
Ｉ／Ｆ部１０４は、ルータ等を介してネットワークに存在するアクセスゲートウェイ等に接続される。
【００２８】
受信部１０６は、アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄを介して、無線端末２Ａ乃至２Ｃの何れかからの無線信号を受信する。送信部１０７は、アダプティブアレイアンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄを介して、無線端末２Ａ乃至２Ｃへ無線信号を送信する。
【００２９】
（１．２．２）無線基地局の詳細構成
次に、無線基地局１の詳細構成、具体的には、制御部１０２、受信部１０６及び送信部１０７の機能ブロック構成について説明する。図３は、無線基地局１の制御部１０２、受信部１０６及び送信部１０７の機能ブロック構成図である。以下においては、無線基地局１が、無線端末２Ａと通信を行うものとして説明する。但し、無線基地局１が、無線端末２Ｂ及び無線端末２Ｃと通信を行う場合も同様である。
【００３０】
図３に示すように、制御部１０２は、上下非対称通信判定部１５２及びタイムスロット割り当て部１５４を含む。受信部１０６は、検波部１６２、受信ウェイト演算部１６４、受信ウェイト保存部１６６及び復調部１６８を含む。送信部１０７は、送信ウェイト演算部１７２及び変調部１７４を含む。
【００３１】
受信部１０６内の検波部１６２は、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄによって受信された、無線端末２Ａからのリンクチャネル（ＬＣＨ）確立要求メッセージの信号や、上下非対称通信割り当て要求の信号（後述）を入力する。更に、検波部１６２は、入力したＬＣＨ確立要求メッセージの信号や、上下非対称通信割り当て要求の信号を検波し、検波後の信号を、受信ウェイト演算部１６４を介して復調部１６８へ出力する。
【００３２】
復調部１６８は、受信ウェイト演算部１６４からのＬＣＨ確立要求メッセージの信号や、上下非対称通信割り当て要求の信号を入力し、復調する。更に、復調部１６８は、復調により得られたデータを、制御部１０２内の上下非対称通信判定部１５２へ出力する。
【００３３】
制御部１０２内の上下非対称通信判定部１５２は、受信部１０６内の復調部１６８からのデータを入力する。次に、上下非対称通信判定部１５２は、入力したデータを解析する。更に、上下非対称通信判定部１５２は、解析結果に基づいて、無線端末２Ａによって、上り方向の伝送速度（以下、上り伝送速度という）を下り方向の伝送速度（以下、下り伝送速度という）よりも遅くすることが要求されたか否かを判定するとともに、上り伝送速度及び下り伝送速度を特定する。
【００３４】
上り伝送速度が下り伝送速度よりも遅い場合とは、例えば、上り方向がハーフレートであり、下り方向がフルレートである場合や、上り方向がクオーターレートであり、下り方向がフルレートである場合である。上下非対称通信判定部１５２は、判定結果と、特定した上り伝送速度及び下り伝送速度をスロット割り当て部１５４へ出力する。
【００３５】
スロット割り当て部１５４は、上下非対称通信判定部１５２からの判定結果と、上り伝送速度及び下り伝送速度を入力する。判定結果が、無線端末２Ａによって上り伝送速度が下り伝送速度より遅くなることを要求していることを示している場合、スロット割り当て部１５４は、同一のフレームに含まれる、上りタイムスロット及び下りタイムスロットのうち、上り伝送速度に応じた数の上りタイムスロットと、下り伝送速度に応じた数の下りタイムスロットとの組み合わせを無線端末２Ａに割り当てる。
【００３６】
本実施形態において、フレームは、上り方向の通信に用いられる上り時間帯と、上り時間帯に続く、下り方向の通信に用いられる下り時間帯とからなり、上り時間帯が複数の上りタイムスロットに分割され、下り時間帯が複数の下りタイムスロットに分割されて構成されるものであり、時系列において、複数存在する。
【００３７】
また、本実施形態において、フルレートとは、１フレーム毎に１つのタイムスロットが割り当てられる場合の伝送速度と同じ伝送速度を示す。ハーフレートとは、２フレーム毎に、１つのタイムスロットが割り当てられる場合の伝送速度と同じ伝送速度を示す。更に、クオーターレートとは、４フレーム毎に、１つのタイムスロットが割り当てられる伝送速度と同じ伝送速度を示す。
【００３８】
更に、スロット割り当て部１５４は、無線端末２Ａに対して割り当てた上りタイムスロットの番号及び下りタイムスロットの番号と、これら上りタイムスロット及び下りタイムスロットを含むフレームの番号とを、送信部１０７内の送信ウェイト演算部１７２を介して、変調部１７４へ出力する。
【００３９】
変調部１７４は、送信ウェイト演算部１７２からの上りタイムスロットの番号及び下りタイムスロットの番号と、フレームの番号とを含んだＬＣＨ確立割り当てメッセージの信号や、上下非対称通信割り当て応答の信号（後述）を変調する。更に、変調部１７４は、変調したＬＣＨ確立割り当てメッセージの信号や、上下非対称通信割り当て応答の信号を、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄを介して送信する。
【００４０】
その後、受信部１０６内の検波部１６２は、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄによって受信された、無線端末２Ａに割り当てられた上りタイムスロットを用いたトラフィックチャネル（ＴＣＨ）の信号を入力する。更に、検波部１６２は、入力したＴＣＨの信号を検波し、検波後の信号を受信ウェイト演算部１６４へ出力する。
【００４１】
受信ウェイト演算部１６４は、検波部１６２からのＴＣＨの信号を入力すると、これらの信号に基づいて、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄ毎の受信ウェイトを演算する。更に、受信ウェイト演算部１６４は、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄ毎の受信ウェイトを受信ウェイト保存部１６６へ出力する。受信ウェイト保存部１６６は、受信ウェイト演算部１６４からのアンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄ毎の受信ウェイトを保存する。
【００４２】
また、受信ウェイト演算部１６４は、検波後のＴＣＨの信号を復調部１６８へ出力する。
【００４３】
復調部１６８は、受信ウェイト演算部１６４からの検波後のＴＣＨの信号を入力し、復調する。
【００４４】
送信部１０７内の送信ウェイト演算部１７２は、受信ウェイト保存部１６６に保存されているアンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄ毎の受信ウェイトに基づいて、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄ毎の送信ウェイトを演算する。次に、送信ウェイト演算部１７２は、送信ウェイトを変調部１７４へ出力する。
【００４５】
変調部１７４は、送信ウェイト演算部１７２からのアンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄ毎の送信ウェイトを入力する。更に、変調部１７４は、無線端末２Ａに対して割り当てた下りタイムスロットにおいて、入力した各送信ウェイトに応じて、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄ毎の送信ウェイトを設定し、無線信号を、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄを介して送信する。このような受信した信号のフィードバックにより、送信時において、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄによって受信された無線信号の到来方向に、ビームが向くように制御が行われる。
【００４６】
（２）無線通信システムの動作
まず、無線端末２Ａが無線基地局１に接続する際の動作を説明する。なお、無線端末２Ｂ及び２Ｃが無線端末１に接続する際も同様の動作が行われる。
【００４７】
図４は、無線通信システム１０において、無線端末２Ａが無線基地局１に接続する際の動作を示すシーケンス図である。
【００４８】
ステップＳ１０１において、無線端末２Ａは、無線基地局１に対して、ＬＣＨ確立要求メッセージの信号を送信する。このＬＣＨ確立要求メッセージには、無線端末２Ａが希望する上り伝送速度と下り伝送速度が含まれている。無線基地局１は、ＬＣＨ確立要求メッセージの信号を受信する。
【００４９】
ステップＳ１０２において、無線基地局１は、タイムスロットの割り当て処理を行う。
【００５０】
図５は、無線基地局１におけるタイムスロットの割り当て処理の詳細な動作を示すフローチャートである。
【００５１】
ステップＳ２０１において、無線基地局１は、受信したＬＣＨ確立要求メッセージに含まれる、無線端末２Ａが希望する上り伝送速度と下り伝送速度とに基づいて、無線端末２Ａによって、上り伝送速度が下り伝送速度よりも遅い上下非対称通信が要求されたか否かを判定する。
【００５２】
ステップＳ２０１において、無線端末２Ａにより、上り伝送速度が下り伝送速度よりも遅い上下非対称通信が要求されたと判定された場合、Ｓ２０２において、無線基地局１は、上り伝送速度に応じて、上りタイムスロットを割り当てる。
【００５３】
図６乃至図８は、本発明の実施形態に係るタイムスロットの割り当ての一例を示す図である。
【００５４】
図６乃至図８に示すように、各フレームは、上り方向の通信に用いられる上り時間帯と、当該上り時間帯に続く、下り方向の通信に用いられる下り時間帯とからなり、上り時間帯が４つの上りタイムスロットＵ１乃至Ｕ４に分割され、下り時間帯が４つの下りタイムスロットＤ１乃至Ｄ４に分割されている。
【００５５】
図６は、上り伝送速度がハーフレートの場合である。無線基地局１は、上り伝送速度がハーフレートであることに応じて、連続する４つのフレーム１乃至４のうち、フレーム１及びフレーム３の上りタイムスロットＵ１を無線端末２Ａに割り当てる。以降、連続する４つのフレーム毎に、この割り当てが繰り返される。
【００５６】
図７は、上り伝送速度がクオーターレートの場合である。無線基地局１は、上り伝送速度がクオーターレートであることに応じて、連続する４つのフレーム１乃至４のうち、フレーム１の上りタイムスロットＵ１を無線端末２Ａに割り当てる。以降、連続する４つのフレーム毎に、この割り当てが繰り返される。
【００５７】
図８は、上り伝送速度がハーフレートの場合である。無線基地局１は、上り伝送速度がハーフレートであることに応じて、連続する４つのフレーム１乃至４のうち、フレーム１及びフレーム３の上りタイムスロットＵ４を無線端末２Ａに割り当てる。すなわち、無線基地局１は、同一フレーム内の下りタイムスロットに最も近い２つの上りタイムスロットＵ４を無線端末２Ａに割り当てている。
【００５８】
なお、最後方の上りタイムスロットＵ４が、無線端末２Ａ以外の無線端末に既に割り当て済みの場合には、無線基地局１は、未割り当ての上りタイムスロットのうち、最後方の上りタイムスロットを無線端末２Ａに割り当てるようにしてもよい。
【００５９】
再び、図５に戻って説明する。ステップＳ２０２において上りタイムスロットが無線端末２Ａに割り当てられた後、ステップＳ２０３において、無線基地局１は、その割り当てられた上りタイムスロットを含むフレームに含まれる下りタイムスロットを、下り伝送速度に応じて、無線端末２Ａに割り当てる。
【００６０】
図６では、下り伝送速度がフルレートであり、フレーム１及びフレーム３のそれぞれに含まれる上りタイムスロットＵ１が無線端末２Ａに割り当てられている。この場合、無線基地局１は、連続する４つのフレーム１乃至４のうち、無線端末２Ａに割り当てられた上りタイムスロットＵ１を含むフレーム１及びフレーム３のそれぞれに含まれる、下りタイムスロットＤ１及びＤ２を無線端末２Ａに割り当てる。
【００６１】
図７では、下り伝送速度がハーフレートであり、フレーム１に含まれる上りタイムスロットＵ１が無線端末２Ａに割り当てられている。この場合、無線基地局１は、連続する４つのフレーム１乃至４のうち、無線端末２Ａに割り当てられた上りタイムスロットＵ１を含むフレーム１に含まれる、下りタイムスロットＤ１及びＤ２を無線端末２Ａに割り当てる。
【００６２】
図８では、下り伝送速度がフルレートであり、フレーム１及びフレーム３のそれぞれに含まれる上りタイムスロットＵ１が無線端末２Ａに割り当てられている。この場合、無線基地局１は、連続する４つのフレーム１乃至４のうち、無線端末２Ａに割り当てられた上りタイムスロットＵ４を含むフレーム１及びフレーム３のそれぞれに含まれる、下りタイムスロットＤ１及びＤ２を無線端末２Ａに割り当てる。
【００６３】
図６乃至図８では、無線基地局１は、フレーム１やフレーム３に含まれる、下りタイムスロットＤ１乃至Ｄ４のうち、最前方の下りタイムスロットＤ１と、当該下りタイムスロットＤ１の次の下りタイムスロットＤ２を無線端末２Ａに割り当てている。
【００６４】
なお、最前方の下りタイムスロットＤ１が、無線端末２Ａ以外の無線端末に既に割り当て済みの場合には、無線基地局１は、未割り当ての上りタイムスロットのうち、最前方の下りタイムスロットから順に無線端末２Ａに割り当てるようにしてもよい。
【００６５】
このようにして、無線基地局１は、上りタイムスロットと、下りタイムスロットとを無線端末２Ａに割り当てる際、同一のフレームに含まれる、上りタイムスロットと、下りタイムスロットとの組み合わせを無線端末２Ａに割り当てることになる。
【００６６】
再び、図５に戻って説明する。ステップＳ２０１において、無線端末２Ａにより、上り伝送速度が下り伝送速度よりも遅い上下非対称通信が要求されていないと判定された場合（ここでは、上り伝送速度が下り伝送速度と同一である場合）、Ｓ２０４において、無線基地局１は、通常のタイムスロットの割り当て処理を行う。すなわち、無線基地局１は、上り伝送速度に応じた上りタイムスロットの割り当てと、下り伝送速度に応じた下りタイムスロットの割り当てとを別個独立に行う。
【００６７】
なお、上り伝送速度及び下り伝送速度が同一であって、且つ、ハーフレート以下である場合には、無線基地局１は、上りタイムスロットと、下りタイムスロットとを無線端末２Ａに割り当てる際、同一のフレームに含まれる、上りタイムスロットと、下りタイムスロットとの組み合わせを無線端末２Ａに割り当てるようにしてもよい。例えば、上り伝送速度と下り伝送速度とがともにハーフレートである場合、無線基地局１は、上りタイムスロットと下りタイムスロットとを同一のフレーム内に割り当てる。また、上り伝送速度と下り伝送速度とが同一であって、１のフレームに２つのタイムスロットが割り当てられ、次のフレームにタイムスロットが割り当てられていないという繰り返しによるフルレートの場合、無線基地局１は、上りタイムスロットと下りタイムスロットとを同一のフレーム内に割り当てる。
【００６８】
再び、図４に戻って説明する。ステップＳ１０２において、無線端末２Ａに対して上りタイムスロットと下りタイムスロットとが割り当てられた後、ステップＳ１０３において、無線基地局１は、割り当てられた上りタイムスロット及び下りタイムスロットの番号と、これら上りタイムスロット及び下りタイムスロットを含むフレームの番号とを含んだＬＣＨ確立割り当てメッセージの信号を、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄを介して送信する。無線端末２Ａは、無線基地局１からのＬＣＨ確立割り当てメッセージの信号を受信する。これにより、無線端末２Ａは、自身に割り当てられた上りタイムスロット及び下りタイムスロット（ここでは、上りタイムスロットＵ１と、下りタイムスロットＤ１及びＤ２とする）を認識することができる。
【００６９】
その後、ステップＳ１０４及びステップＳ１０６において、無線端末２Ａは、上りタイムスロットＵ１及び上りタイムスロットＵ２を用いて、無線基地局１へ同期バーストの信号を送信する。また、ステップＳ１０５及びステップＳ１０７において、無線基地局１は、下りタイムスロットＤ１及び上りタイムスロットＤ２を用いて、無線端末２Ａへ同期バーストの信号を送信する。なお、ステップＳ１０４乃至ステップＳ１０７の動作は順不同である。
【００７０】
その後、ステップＳ１０８において、無線端末２Ａは、割り当てられた上りタイムスロットＵ１を用いて、音声等の情報を含んだＴＣＨの信号を無線基地局１へ送信する。無線基地局１は、この上りタイムスロットＵ１を用いたＴＣＨの信号を受信する。
【００７１】
Ｓ１０９において、無線基地局１は、アダプティブアレイ制御を行う。具体的には、無線基地局１は、上りタイムスロットＵ１を用いたＴＣＨの信号に基づいて、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄ毎の受信ウェイトを演算する。更に、無線基地局１は、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄ毎の受信ウェイトに基づいて、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄ毎の送信ウェイトを演算する。更に、無線基地局１は、無線端末２Ａに対して割り当てた下りタイムスロットＤ１及びＤ２において、各送信ウェイトに応じて、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄ毎の送信ウェイトを設定する。
【００７２】
その後、ステップＳ１１０及びステップＳ１１１において、無線基地局１は、送信ウェイトが設定された下りタイムスロットＤ１及びＤ２を用いて、音声等の情報を含んだＴＣＨの信号を、無線端末２Ａへ送信する。これにより、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄによって受信された、上りタイムスロットＵ１を用いたＴＣＨの信号の到来方向に、ビームが向くように制御が行われる。無線端末２Ａは、下りタイムスロットＤ１及びＤ２を用いたＴＣＨの信号を受信する。
【００７３】
（３）作用・効果
従来、無線基地局は、上りタイムスロットの割り当てと、下りタイムスロットの割り当てとを別個独立に行っていた。図９は、従来のタイムスロットの割り当ての一例を示す図である。図９は、上り伝送速度がハーフレート、下り伝送速度がフルレートの場合である。無線基地局は、下り伝送速度に応じて、連続する４つのフレーム１乃至４のそれぞれに含まれる、下りタイムスロットＤ１を無線端末に割り当てる。また、無線基地局は、上り伝送速度に応じて、フレーム１及びフレーム３のそれぞれに含まれる、上りタイムスロットＵ１を無線端末に割り当てる。図９の場合、フレーム２に含まれる下りタイムスロットＤ１における送信ウェイトは、フレーム１に含まれる上りタイムスロットＵ１における受信ウェイトに基づいて演算されることになる。フレーム１に含まれる上りタイムスロットＵ１からフレーム２に含まれる下りタイムスロットＤ１までの間隔は、フレーム長に対応する時間よりも長い。したがって、無線基地局は、無線端末からの信号の受信後、迅速にビームの方向を決定し、信号を無線端末へ送信することができない。
【００７４】
これに対して、本発明の実施形態に係る無線通信システム１０において、無線基地局１は、上り伝送速度に応じた数の上りタイムスロットと、下り伝送速度に応じた数の下りタイムスロットとを無線端末２Ａに割り当てる。この際、無線基地局１は、無線端末２Ａからの要求によって、上り伝送速度を下り伝送速度よりも遅くする必要が生じた場合、同一のフレームに含まれる、上りタイムスロットと、下りタイムスロットとの組み合わせを無線端末２Ａに割り当てる。
【００７５】
このため、無線端末２Ａに割り当てられた上りタイムスロットから下りタイムスロットまでの間隔は、常にフレーム長に対応する時間よりも短くなる。すなわち、図６乃至図８に示すように、無線基地局１における信号の受信から送信までの時間は、常にフレーム長に対応する時間よりも短くなる。したがって、無線基地局１は、上り伝送速度を遅くすることによる無線端末２Ａの消費電力を低減させつつ、無線端末２Ａからの信号の受信後、迅速にビームの方向を決定して、信号を無線端末２Ａへ送信することができ、適切なアダプティブアレイ制御が可能となる。
【００７６】
更には、無線基地局１は、１つのフレームに含まれる上りタイムスロットのうち、最後方の上りタイムスロット、あるいは、１つのフレームに含まれる未割り当ての上りタイムスロットのうち、最後方の上りタイムスロットを無線端末２Ａに割り当てる。また、無線基地局１は、１つのフレームに含まれる下りタイムスロットのうち、最前方の下りタイムスロット、あるいは、１つのフレームに含まれる未割り当ての下りタイムスロットのうち、最前方の下りタイムスロットを無線端末２Ａに割り当てる。
【００７７】
したがって、単に、無線基地局１が、同一のフレームに含まれる、上りタイムスロットと、下りタイムスロットとの組み合わせを無線端末２Ａに割り当てる場合よりも、無線端末２Ａに割り当てられた上りタイムスロットから下りタイムスロットまでの間隔は、更に短くなり、適切なアダプティブアレイ制御が可能となる。
【００７８】
（４）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【００７９】
上述した実施形態では、図４のステップＳ１０１及びステップＳ１０２に示すように、無線端末２Ａが、無線基地局１に対して、ＬＣＨ確立要求メッセージを送信したことを契機として、無線基地局１は、タイムスロットの割り当て処理を行ったが、無線基地局１と無線端末２Ａとが通信中に、タイムスロット割り当て処理が行われるようにしてもよい。
【００８０】
図１０は、無線通信システム１０において、無線基地局１と無線端末２Ａとが通信中の場合の動作を示すシーケンス図である。
【００８１】
ステップＳ３０１において、無線基地局１と無線端末２Ａとは通信中である。この通信中に、ステップＳ３０２において、無線端末２Ａは、割り当てられている上りタイムスロット（ここでは、上りタイムスロットＵ１）を用い、無線基地局１に対して、上下非対称通信割り当て要求の信号を送信する。この上下非対称通信割り当て要求には、無線端末２Ａが希望する上り伝送速度及び下り伝送速度が含まれている。無線基地局１は、上下非対称通信割り当て要求の信号を受信する。
【００８２】
ステップＳ３０２において、無線基地局１は、タイムスロットの割り当て処理を行う。具体的な動作は、図５に示す動作と同様であので、その説明は省略する。
【００８３】
ステップＳ３０２において、無線端末２Ａに対して上りタイムスロットと下りタイムスロットとが割り当てられた後、無線基地局１は、割り当てられた上りタイムスロット及び下りタイムスロットの番号と、これら上りタイムスロット及び下りタイムスロットを含むフレームの番号とを含んだ上下非対称通信割り当て応答の信号を、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄを介して送信する。無線端末２Ａは、無線基地局１からの上下非対称通信割り当て応答の信号を受信する。これにより、無線端末２Ａは、自身に割り当てられた上りタイムスロット及び下りタイムスロット（ここでは、上りタイムスロットＵ１と、下りタイムスロットＤ１及びＤ２とする）を認識することができる。
【００８４】
その後、ステップＳ３０５において、無線端末２Ａは、上りタイムスロットＵ１を用いてＴＣＨの信号を送信し、ステップＳ３０６において、無線端末２Ａは、上りタイムスロットＵ２を用いて同期バーストの信号を送信する。一方、ステップＳ３０７において、無線基地局１は、下りタイムスロットＤ１を用いてＴＣＨの信号を送信し、ステップＳ３０８において、無線基地局１は、下りタイムスロットＤ２を用いて同期バーストの信号を送信する。
【００８５】
その後、ステップＳ３０９において、無線端末２Ａは、割り当てられた上りタイムスロットＵ１を用いて、音声等の情報を含んだＴＣＨの信号を無線基地局１へ送信する。無線基地局１は、この上りタイムスロットＵ１を用いたＴＣＨの信号を受信する。
【００８６】
ステップＳ３１０において、無線基地局１は、アダプティブアレイ制御を行う。具体的な動作は、図４のステップＳ１０９の動作と同様であので、その説明は省略する。
【００８７】
その後、ステップＳ３１１及びステップＳ３１２において、無線基地局１は、送信ウェイトが設定された下りタイムスロットＤ１及びＤ２を用いて、音声等の情報を含んだＴＣＨの信号を、無線端末２Ａへ送信する。これにより、アンテナ１０８Ａ乃至１０８Ｄによって受信された、上りタイムスロットＵ１を用いたＴＣＨの信号の到来方向に、ビームが向くように制御が行われる。無線端末２Ａは、下りタイムスロットＤ１及びＤ２を用いたＴＣＨの信号を受信する。
【００８８】
なお、以上で説明した実施形態では、下り伝送速度がフルレート以下であったが、下り伝送速度がフルレートの2倍以上の伝送速度であって、上り伝送速度がフルレートであった場合でも、無線基地局1は、上りタイムスロットと下りタイムスロットとを同一のフレーム内に割り当てる。
【００８９】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る無線基地局の概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る、無線基地局における制御部、送信部及び受信部の機能ブロック構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る無線通信システムにおいて、無線端末が無線基地局に接続する際の動作を示すシーケンス図である。
【図５】本発明の実施形態に係る無線基地局１における、タイムスロットの割り当て処理の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係るタイムスロットの割り当ての第１の例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係るタイムスロットの割り当ての第２の例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係るタイムスロットの割り当ての第３の例を示す図である。
【図９】従来のタイムスロットの割り当ての一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る無線通信システムにおいて、無線基地局と無線端末とが通信中の場合の動作を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００９１】
１…無線基地局、２Ａ〜２Ｃ…無線端末、３…セル、１０…無線通信システム、１０２…制御部、１０３…記憶部、１０４…Ｉ／Ｆ部、１０６…受信部、１０７…送信部、１０８Ａ〜１０８Ｄ…アンテナ、１５２…上下非対称通信判定部、１５４…タイムスロット割り当て部、１６２…検波部、１６４…受信ウェイト演算部、１６６…受信ウェイト保存部、１６８…復調部、１７２…送信ウェイト演算部、１７４…変調部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010130148.tif 000009
【図８】
2010130148.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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