(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局がＴＤＤ方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線に前記ＴＤＤ方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当装置であって、
前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出する上り空きチャネル検出手段と、
前記上り空きチャネル検出手段により検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てる上りチャネル割当手段と
を備えたことを特徴とするチャネル割当装置。
【請求項２】
基地局から移動局への下り回線にＴＤＤ方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当装置であって、
前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出する下り空きチャネル検出手段と、
前記下り回線に対し、前記下り空きチャネル検出手段により検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記移動局から前記基地局への上り回線に割り当てられているチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てる下りチャネル割当手段と
を備えたことを特徴とするチャネル割当装置。
【請求項３】
基地局がＴＤＤ方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線、および該上り回線に対応する前記基地局から前記移動局への下り回線に前記ＴＤＤ方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当装置であって、
前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出する上り空きチャネル検出手段と、
前記上り空きチャネル検出手段により検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てる上りチャネル割当手段と、
前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出する下り空きチャネル検出手段と、
前記下り回線に対し、前記下り空きチャネル検出手段により検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記上り回線に割り当てられたチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てる下りチャネル割当手段と
を備えたことを特徴とするチャネル割当装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記基地局は複数のアンテナを有し、該複数のアンテナのうち受信電力が高いアンテナを用いて信号を送信することを特徴とするチャネル割当装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記基地局はアンテナを有し、該アンテナによる受信電力に応じて前記アンテナの指向性を変化させることを特徴とするチャネル割当装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記ＴＤＤ方式によるチャネルは、ＣＤＭＡ−ＴＤＤ方式によるチャネルであることを特徴とするチャネル割当装置。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記ＴＤＤ方式によるチャネルは、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式によるチャネルであることを特徴とするチャネル割当装置。
【請求項８】
基地局がＴＤＤ方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線に前記ＴＤＤ方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当方法であって、
前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出するステップと、
検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てるステップと
を備えたことを特徴とするチャネル割当方法。
【請求項９】
基地局から移動局への下り回線にＴＤＤ方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当方法であって、
前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出するステップと、
前記下り回線に対し、検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記移動局から前記基地局への上り回線に割り当てられているチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てるステップと
を備えたことを特徴とするチャネル割当方法。
【請求項１０】
基地局がＴＤＤ方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線、および該上り回線に対応する前記基地局から前記移動局への下り回線に前記ＴＤＤ方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当方法であって、
前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出するステップと、
検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てるステップと、
前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出するステップと、
前記下り回線に対し、検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記上り回線に割り当てられたチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てるステップと
を備えたことを特徴とするチャネル割当方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式を用いた移動通信システムにおいて、受信信号に基づく高精度な伝搬路推定を行い、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等を高精度に実現するためのチャネル割当装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＤＤ方式は、同一周波数を時間分割することにより、上り回線と下り回線を実現する無線アクセス方式であり、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ）、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ）等の多重方式において一般に用いられている。ＴＤＤ方式の特徴として、上り回線と下り回線の周波数が同一であることから、受信した信号から、周波数選択性のフェージングが推定できることがあげられる。
【０００３】
この特徴を生かす代表的な技術として送信ダイバーシチと開ループ送信電力制御の２つがある。それぞれについて説明する。
【０００４】
まず、送信ダイバーシチについて説明する。移動通信においては、移動局周辺の地形や地物により反射、回折、散乱等を受けるため多重波伝搬路となる。この場合、さまざまな方向から到来する多数の波が互いに干渉しあい、瞬時値変動（レイリーフェージング）が発生する。このフェージング受信波の包絡線は受信機の熱雑音レベル近くまで落ち込むために、高品質伝送を実現する場合の妨げとなる。このフェージングを軽減する技術として、２つ以上の受信波を利用するダイバーシチ受信がある。例えば、空間的に２本のアンテナを離すことにより独立に変動する受信波が得られ、２つの受信波を合成あるいは受信レベルの高い受信波を選択することにより品質の劣化を軽減する方式がダイバーシチ受信である。ダイバーシチ受信を行うためには、一般に複数の受信機が必要であり、装置の小型化に向かない。しかし、上り回線と、下り回線で周波数が異なるＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ  ）方式においては、フェージングが異なることから、移動局および基地局において受信ダイバーシチが行われている。これに対しＴＤＤ方式においては、送受信の周波数が同一周波数であることから、ダイバーシチ受信を行い受信レベルの高いアンテナから送信を行う送信ダイバーシチが行われている。一般に、移動局を小型化する目的から、基地局において、送信ダイバーシチが行われている。
【０００５】
次に、開ループ送信電力制御について説明する。移動通信においては、移動局の省電力化、他の移動局および基地局への干渉レベル（干渉電力）を低減する目的で送信電力制御が行われている。特に、ＣＤＭＡ方式においては、送信電力制御の精度が通信キャパシティに大きな影響を及ぼす。上り／下り回線の周波数が異なるＦＤＤ方式においては、受信電力あるいは受信した希望波電力と干渉電力の比等から希望波電力の上げ／下げを送信側に通知する閉ループ送信電力が一般的に用いられている。これに対し、ＴＤＤ方式では、上り／下りの周波数が同一であり、伝搬路の推定が可能であることから、受信電力に基づき送信電力を上げ／下げする開ループ送信電力制御が適用できる。開ループ送信電力制御は一般に移動局に適用されるが、報知チャネル等の送信電力が一定である共通制御チャネルの受信電力に基づき送信電力を変更する場合と、自分が通信中である通信チャネルの受信電力に基づき送信電力を変更する場合の２つの方式がある。
【０００６】
また、ＴＤＤ方式の特長を生かして、上り回線の受信性能を向上させるだけでなく、下り回線についても受信性能を向上させるアダプティブアレイアンテナが電子情報通信学会信学技報ＲＣＳ９８−７２等において提案されている。
【０００７】
図１４は従来のＴＤＤ方式におけるチャネル割当処理例を示すフローチャートである。この処理は移動局から基地局への上り回線にチャネルを割り当てるための処理である。従来のチャネル割当処理では、図１４に示すように、まずステップＳ１２０１において基地局で干渉レベルをもとに上り空きチャネルの検出を行う。干渉レベルがあるしきい値レベル以下である場合には、空きチャネルと判定する。ステップＳ１２０２において検出した空きチャネルの表を作成する。移動局（ＭＳ）からチャネル割当の要求が来ると（ステップＳ１２０３）、基地局は空きチャネルの表をもとにチャネルを払い出し、割り当てる（ステップＳ１２０４）。チャネルの払い出しの優先順位は、一般に検出した干渉レベルが低い順あるいは検出した順である。
【０００８】
また、従来のＴＤＤシステム、例えばＰＨＳにおいては、上り回線と下り回線は周波数チャネル、タイムスロットともに対になっていることから、下り回線のチャネルを決めることにより、上り回線のチャネルも決定することになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、ＴＤＤ方式においては、移動局の小型化、制御の簡素化等の観点から、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等は重要な技術である。しかし、いずれの技術も、受信信号から伝搬路の推定ができることに起因している技術であり、受信と送信の間隔が大きい場合には、それぞれの精度が著しく劣化し、その結果、通信の品質が低下するという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、ＴＤＤ方式を用いた移動通信システムにおいて、受信信号に基づく伝搬路推定を行う際に、受信に用いるチャネルと送信に用いるチャネルとが時間的に近くなるようにチャネル割当を行い、高精度な伝搬路推定を行えるようにすることである。これにより、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等を高精度に実現し、高品質な通信、送信電力の低減（移動局の消費電力の低減）等を実現することができる。比較的トラヒックが少ない場合には、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等の精度が大きく向上する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基地局がＴＤＤ方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線に前記ＴＤＤ方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当装置であって、前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出する上り空きチャネル検出手段と、前記上り空きチャネル検出手段により検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てる上りチャネル割当手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、基地局から移動局への下り回線にＴＤＤ方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当装置であって、前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出する下り空きチャネル検出手段と、前記下り回線に対し、前記下り空きチャネル検出手段により検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記移動局から前記基地局への上り回線に割り当てられているチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てる下りチャネル割当手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、基地局がＴＤＤ方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線、および該上り回線に対応する前記基地局から前記移動局への下り回線に前記ＴＤＤ方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当装置であって、前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出する上り空きチャネル検出手段と、前記上り空きチャネル検出手段により検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てる上りチャネル割当手段と、前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出する下り空きチャネル検出手段と、前記下り回線に対し、前記下り空きチャネル検出手段により検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記上り回線に割り当てられたチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てる下りチャネル割当手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記基地局は複数のアンテナを有し、該複数のアンテナのうち受信電力が高いアンテナを用いて信号を送信することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記基地局はアンテナを有し、該アンテナによる受信電力に応じて前記アンテナの指向性を変化させることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記ＴＤＤ方式によるチャネルは、ＣＤＭＡ−ＴＤＤ方式によるチャネルであることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のチャネル割当装置において、前記ＴＤＤ方式によるチャネルは、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式によるチャネルであることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、基地局がＴＤＤ方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線に前記ＴＤＤ方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当方法であって、前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出するステップと、検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てるステップとを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、基地局から移動局への下り回線にＴＤＤ方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当方法であって、前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出するステップと、前記下り回線に対し、検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記移動局から前記基地局への上り回線に割り当てられているチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てるステップとを備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、基地局がＴＤＤ方式によるチャネルを用いて一定電力の信号を移動局に送信し、前記移動局が受信した前記一定電力の信号の電力に基づき前記基地局に送信する信号の電力を制御する移動通信システムにおいて、前記移動局から前記基地局への上り回線、および該上り回線に対応する前記基地局から前記移動局への下り回線に前記ＴＤＤ方式によるチャネルを割り当てるチャネル割当方法であって、前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記移動局から前記基地局への上り空きチャネルを検出するステップと、検出された上り空きチャネルのうち、前記一定電力の信号の送信に用いるチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを、前記上り回線に優先的に割り当てるステップと、前記ＴＤＤ方式によるチャネルの中から、前記基地局から前記移動局への下り空きチャネルを検出するステップと、前記下り回線に対し、検出された下り空きチャネルのうち、前記下り回線に対応する前記上り回線に割り当てられたチャネルのタイムスロットからの遅延時間が小さいタイムスロットを有するチャネルを優先的に割り当てるステップとを備えたことを特徴とする。
【００２１】
以上の構成によれば、ＴＤＤ方式を用いた移動通信システムにおいて、受信信号に基づく高精度な伝搬路推定を行うことができる。これにより、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等を高精度に実現し、高品質な通信、送信電力の低減（移動局の消費電力の低減）等を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。
【００２３】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係るチャネル割当装置は、移動局から基地局への上り回線にＴＤＤ方式によるチャネルを割り当てる。基地局はチャネルの一部（例えば、報知チャネル）を用いて移動局に一定電力の信号を送信し、移動局は受信した一定電力の信号の電力に基づき基地局に送信する信号の電力を制御する。本実施形態において、チャネル割当装置は基地局の一部として実現されている。
【００２４】
本発明はＴＤＤ方式に関するものであり、アクセス方式がＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式でもＣＤＭＡ−ＴＤＤ方式でも有効であるが、本実施形態においてはアクセス方式としてＣＤＭＡ−ＴＤＤ方式を用いる。
【００２５】
図１は本実施形態におけるＴＤＤのフレーム構成の一例を示す図である。本実施形態では１６スロットＴＤＤを用いており、上りタイムスロット（＃１等）と下りタイムスロット（＃０等）とが交互になるように構成されている。ただし、上りタイムスロットまたは下りタイムスロットが連続する構成、上りタイムスロットの数と下りタイムスロットの数が非対称となる構成等をとってもよい。このように上り回線と下り回線で同じ周波数を時分割で使用することから、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等の技術が可能となる。
【００２６】
上りタイムスロットおよび下りタイムスロットがそれぞれ８つであることから、上りチャネル数および下りチャネル数は、それぞれ拡散コード数に８を乗じた数となる。本実施形態では拡散コード数は８である（＃１〜＃８）。
【００２７】
本実施形態では、タイムスロットが＃０または＃８であるチャネルを用いて基地局から移動局に一定電力の信号を送信する。ただし、タイムスロットが＃０または＃８である１６個のチャネルのすべてを用いて一定電力の信号を送信しなくてもよい。また、一定電力の信号を送信せずに、送信電力を報知していてもよい。
【００２８】
本実施形態では、１タイムスロット、１コードを割り当てる通信について説明するが、複数のタイムスロットあるいは複数のコードを割り当てる通信においても同様である。
【００２９】
図２は本実施形態に係るチャネル割当装置を備えた基地局の構成例を示す図である。基地局２００は、チャネル割当装置２５０、逆拡散部２１０ａ、２１０ｂ等、拡散部２１２ａ、２１２ｂ等を備える。逆拡散部および拡散部はそれぞれ拡散コードの数、すなわち８個ずつ備えられている。チャネル割当装置２５０は、干渉レベル測定部２１４、空きチャネル管理部２１６および空きチャネルデータベース２１８を備える。
【００３０】
図３は本実施形態における移動局の構成例を示す図である。移動局３００は、逆拡散部３１０、拡散部３１２、送信電力制御部３２０、電力増幅部３２２、および受信レベル測定部３２４を備える。受信データの受信レベルは受信レベル測定部３２４において測定され、その測定値に基づき送信電力制御部３２０は電力増幅部３２２に指示を出し、拡散部３１２で拡散された送信データの電力を制御する。
【００３１】
基地局２００および移動局３００の各構成要素はアンテナ（図示せず）等を除いて、その全部または一部をハードにより実現してもよいし、ソフトにより実現してもよい。
【００３２】
図４は本実施形態に係るチャネル割当処理例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ４０１において、基地局２００において、上り空きチャネルの検出を行う。より具体的には、チャネル割当装置２５０の干渉レベル測定部２１４において、受信した信号を基に各上りチャネルの干渉レベルを測定する。空きチャネル管理部２１６は、測定された干渉レベルがしきい値以下であるチャネルを空きチャネルと判定する。干渉レベルの測定およびその測定値に基づく空きチャネルの判定は、チャネル割当装置２５０の外部で行い、その結果をチャネル割当装置２５０に通知するようにすることもできる。
【００３３】
ステップＳ４０２において、空きチャネル管理部２１６は、検出した上り空きチャネルの表を作成する。
【００３４】
図５は上り空きチャネルの表の例を示す図である。Ｕ／ＤのＵは上りチャネルを示し、Ｄは下りチャネルを示す。Ｔｉｍｅ  ｓｌｏｔ  はタイムスロットを示す。Ｃｏｄｅは拡散コードを示す。アクセス方式としてＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式を用いる場合には、周波数チャネルがＣｏｄｅに相当する。
【００３５】
ステップＳ４０３において、空きチャネル管理部２１６により表（上り空きチャネル）のソートを行う。表のソートは、上り空きチャネルと送信電力が一定であるチャネル（タイムスロットが＃０または＃８のチャネル）との時間差により行い、時間差の少ない上り空きチャネルが上位に来るようにする。ソートした表は空きチャネルデータベース２１８に格納する。
【００３６】
図６は図５の上り空きチャネルの表をソートした後の上り空きチャネルの表を示す図である。タイムスロットが＃０または＃８に近いチャネルが上位に来ている。
【００３７】
ステップＳ４０１〜Ｓ４０３の処理は定期的に行い、上り空きチャネルの表を随時更新する。
【００３８】
移動局（ＭＳ）３００から基地局２００に上りチャネルの割当要求があると（ステップＳ４０４）、空きチャネル管理部２１６は空きチャネルデータベース２１８に格納された上り空きチャネルの表の上位のチャネル、すなわち送信電力が一定であるチャネルに時間的に近いチャネルを優先的に払い出し、割り当てる（ステップＳ４０５）。割り当てられたチャネルの情報は移動局３００に送信される。また、割り当てられたチャネルの拡散コードの情報は逆拡散部２１０ａ、２１０ｂ等に与えられる。
【００３９】
このように上り回線に対し、送信電力が一定である（下り）チャネルに時間的に近い上りチャネルが割り当てられる。移動局３００では、割り当てられた上りチャネルを用いて送信を行う際に、そのチャネルに時間的に近い送信電力が一定である下りチャネルを用いて送信電力制御を行うことができ、制御の精度を高くすることができる。
【００４０】
本実施形態においてチャネル割当装置２５０は基地局２００の一部として実現されているが、基地局２００から独立したものとし、上り空きチャネルの判定結果を基地局２００から受信してチャネル割当処理を行い、割当結果を基地局２００および移動局３００に送信するようにすることもできる。また、チャネル割当装置２５０を基地局の上位の制御装置の一部として実現し、当該制御装置でチャネル割当処理を行うこともできる。
【００４１】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るチャネル割当装置は、移動局から基地局への上り回線、および該上り回線に対応する基地局から移動局への下り回線にＴＤＤ方式によるチャネルを割り当てる。基地局はチャネルの一部を用いて移動局に一定電力の信号を送信し、移動局は受信した一定電力の信号の電力に基づき基地局に送信する信号の電力を制御する。
【００４２】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、チャネル割当装置を基地局の一部として実現し、アクセス方式としてＣＤＭＡ−ＴＤＤ方式を用い、ＴＤＤのフレーム構成は図１のものを用い、拡散コードの数は８である。また、タイムスロットが＃０または＃８であるチャネルを用いて基地局から移動局に一定電力の信号を送信する。
【００４３】
本実施形態においても、１タイムスロット、１コードを割り当てる通信について説明するが、複数のタイムスロットあるいは複数のコードを割り当てる通信においても同様である。
【００４４】
図７は本実施形態に係るチャネル割当装置を備えた基地局の構成例を示す図である。
【００４５】
基地局７００は、チャネル割当装置７５０、アンテナ７２６ａおよび７２６ｂ、送受信切替スイッチ７２８ａおよび７２８ｂ、無線受信部７３０ａおよび７３０ｂ、無線送信部７３２ａおよび７３２ｂ、加算部７３４ａおよび７３４ｂ、逆拡散部７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃ、７１０ｄ等、拡散部７１２ａ、７１２ｂ等、比較部７３６ａ、７３６ｂ等、合成部７３８ａ、７３８ｂ等、復号部７４０ａ、７４０ｂ等、および送信アンテナ選択部７４２ａ、７４２ｂ等を備える。拡散部、比較部、合成部、復号部、および送信アンテナ選択部はそれぞれ拡散コードの数、すなわち８個ずつ備えられている。また、逆拡散部は拡散コードの数にアンテナの数を乗じた数、すなわち１６個備えられている。チャネル割当装置７５０は、干渉レベル測定部７１４、空きチャネル管理部７１６および空きチャネルデータベース７１８を備える。
【００４６】
基地局７００では送信ダイバーシチ制御を行っている。基地局７００は２個のアンテナ７２６ａおよび７２６ｂを用いて移動局からの信号を受信する。送受信切替スイッチ、無線受信部、無線送信部、および加算部はそれぞれアンテナの数ずつ用意されている。なお、アンテナの数は２本より多くてもよい。
【００４７】
本実施形態においては、信号を受信する方式として、複数の受信信号を同相合成する最大比合成方式を用いている。アンテナ７２６ａおよび７２６ｂ、無線受信部７３０ａおよび７３０ｂを介して受信された複数の信号は逆拡散部７１０ａ等で逆拡散され、合成部７３８ａ等で同相合成される。そして、復号部で復号され、受信データとなる。なお、比較部７３６ａ等では、複数の信号に基づき受信レベルの高いアンテナ７２６ａまたは７２６ｂを特定する。信号を受信する方式として、最大比合成方式の代わりに、受信レベルの高いアンテナの受信信号をそのまま用いるアンテナ選択方式を用いるようにしてもよい。
【００４８】
信号の送信については、送信データを拡散部７１２ａ等で拡散し、送信アンテナ選択部７４２ａ等および加算部７３４ａ等を介して無線送信部７３２ａ等に送る。送信アンテナ選択部７４２ａ等は、比較部７３６ａ等で特定された受信レベルの高いアンテナ７２６ａまたは７２６ｂに対応する無線送信部７３２ａまたは７３２ｂに拡散された送信データを送るようにする。無線送信部７３２ａまたは７３２ｂでは送られてきた信号を対応するアンテナ７２６ａまたは７２６ｂから移動局に送信する。このように基地局において受信レベルの高いアンテナを選択して信号を送信することにより移動局においてダイバーシチ受信を行わなくてもダイバーシチゲインが得られる。
【００４９】
図８は本実施形態における移動局の構成例を示す図である。移動局８００は、逆拡散部８１０、拡散部８１２、送信電力制御部８２０、電力増幅部８２２、受信レベル測定部８２４、および空きチャネル判定部８４４を備える。
【００５０】
基地局７００および移動局８００の各構成要素はアンテナ７２６ａおよび７２６ｂ等を除いて、その全部または一部をハードにより実現してもよいし、ソフトにより実現してもよい。
【００５１】
図９は本実施形態に係るチャネル割当処理例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ９０１において、基地局７００で上り空きチャネルおよび下り空きチャネルの検出を行う。
【００５２】
上り空きチャネルの検出は、チャネル割当装置７５０の干渉レベル測定部７１４において、受信した信号を基に各上りチャネルの干渉レベルを測定する。空きチャネル管理部７１６は、測定された干渉レベルがしきい値以下であるチャネルを空きチャネルと判定する。干渉レベルの測定およびその測定値に基づく空きチャネルの判定は、チャネル割当装置７５０の外部で行い、その結果をチャネル割当装置２５０に通知するようにすることもできる。
【００５３】
下り空きチャネルの検出は、移動局８００の空きチャネル判定部８４４で判定された空きチャネルの通知を受けることにより行う。空きチャネル判定部８４４は、受信レベル測定部８２４で測定された受信データの受信レベルに基づき下り空きチャネルを判定する。移動局８００は下り空きチャネルの情報を基地局７００に送信する。
【００５４】
ステップＳ９０２において、空きチャネル管理部７１６は、検出した上り空きチャネルの表、および検出した下り空きチャネルの表を作成する。
【００５５】
ステップＳ９０３において、空きチャネル管理部７１６により表（上り空きチャネル）のソートを行う。表のソートは、上り空きチャネルと送信電力が一定であるチャネル（タイムスロットが＃０または＃８のチャネル）との時間差により行い、時間差の少ない上り空きチャネルが上位に来るようにする。
【００５６】
図１０はソートされた上り空きチャネルの表の例を示す図であり、図１１は下り空きチャネルの表の例を示す図である。図１０のｄｅｌａｙ１は送信電力が一定であるチャネルとの時間差（遅延時間）を示す。
【００５７】
ステップＳ９０４〜Ｓ９０９において、上り空きチャネルに下り空きチャネルを割り当てる。こうしておくことにより、上り回線に上り空きチャネルを割り当てるのと同時に、その上り回線に対応する下り回線に下り空きチャネルを割り当てることができるようになる。
【００５８】
下り空きチャネルの割当は、ｄｅｌａｙ１の小さい上り空きチャネルから順に行う。ここで、割当は上り空きチャネルと下り空きチャネルとの時間差（遅延時間）ｄｅｌａｙ２が最小になるように行う。遅延時間ｄｅｌａｙ１およびｄｅｌａｙ２が同じ場合には、上り空きチャネルと下り空きチャネルとがなるべく同じ拡散コードになるように割り当てるようにすることができる。なお、異なる上り空きチャネルに対して同一の下り空きチャネルを割り当てないようにしている。また、上りと下りとでトラヒック、通信容量等が非対称ということもあるので、上り空きチャネルに下り空きチャネルを割り当てられない場合もある。
【００５９】
図１２は図１０の上り空きチャネルに対して図１１の下り空きチャネルを割り当てた後の空きチャネルの表を示す図である。図１１の下り空きチャネルの数は図１０の上り空きチャネルの数に比べて２個少ないため、（Ｔｉｍｅ  ｓｌｏｔ，  Ｃｏｄｅ）  が（＃１３，  ＃２）  である上り空きチャネルおよび（＃１５，  ＃８）  である上り空きチャネルに対して下り空きチャネルを割り当てることができなかった。
【００６０】
上り空きチャネルに対して下り空きチャネルを割り当てた後の空きチャネルの表は空きチャネルデータベース７１８に格納される。
【００６１】
ステップＳ９０１〜Ｓ９０９の処理は定期的に行い、空きチャネルの表を随時更新する。なお、ステップＳ９０４〜Ｓ９０９の処理は、ＴＤＤのフレームが図１のように上りタイムスロットと下りタイムスロットとが交互になるように構成されている場合を考慮したものであり、異なる構成の場合には適宜変更することになる。
【００６２】
移動局（ＭＳ）８００から基地局７００にチャネルの割当要求があると（ステップＳ９１０）、空きチャネル管理部７１６は空きチャネルデータベース７１８に格納された空きチャネルの表の上位のチャネル、すなわち送信電力が一定であるチャネルに時間的に近い上り空きチャネル、および当該上り空きチャネルに割り当てられた当該上り空きチャネルに時間的に近い下り空きチャネルを優先的に払い出し、割り当てる（ステップＳ９１１）。割り当てられた上り空きチャネルの情報および下り空きチャネルの情報は移動局８００に送信される。また、割り当てられた上り空きチャネルの拡散コードの情報は逆拡散部７１０ａ等に与えられ、割り当てられた下り空きチャネルの拡散コードの情報は拡散部７１２ａ等に与えられる。
【００６３】
このように上り回線に対し、送信電力が一定である（下り）チャネルに時間的に近い上りチャネルが割り当てられる。移動局８００では、割り当てられた上りチャネルを用いて送信を行う際に、そのチャネルに時間的に近い送信電力が一定である下りチャネルを用いて送信電力制御を行うことができ、制御の精度を高くすることができる。
【００６４】
また、下り回線に対し、対応する上り回線に割り当てられた上りチャネルに時間的に近い下りチャネルが割り当てられる。基地局７００では、割り当てられた下りチャネルを用いて送信を行う際に、その下りチャネルに時間的に近い上りチャネルの伝送特性からその下りチャネルの伝送特性を推定することができ、送信ダイバーシチの精度を高くすることができる。
【００６５】
基地局７００の代わりに、アダプティブアレイアンテナを備えた基地局を用いることもできる。
【００６６】
図１３は本実施形態に係るチャネル割当装置を備えた基地局の他の構成例を示す図である。基地局１１００は、チャネル割当装置１１５０、アンテナ１１２６ａ、１１２６ｂ、１１２６ｃ等、ＲＦ部（無線部）１１４６ａ、１１４６ｂ、１１４６ｃ等、加算部１１３４ａ、１１３４ｂ、１１３４ｃ等、逆拡散部１１１０ａ、１１１０ｂ、１１１０ｃ等、拡散部１１１２等、受信アダプティブアレイ部１１４８等、および指向性制御部１１５２等を備える。拡散部、受信アダプティブアレイ部、および指向性制御部はそれぞれ拡散コードの数、すなわち８個ずつ備えられている。また、逆拡散部は拡散コードの数にアンテナの数を乗じた数だけ備えられている。チャネル割当装置１１５０は、干渉レベル測定部１１１４、空きチャネル管理部１１１６および空きチャネルデータベース１１１８を備える。
【００６７】
基地局１１００は複数のアンテナ１１２６ａ、１１２６ｂ、１１２６ｃ等からなるアダプティブアレイアンテナを備えている。ＲＦ部および加算部はそれぞれアンテナの数ずつ用意されている。
【００６８】
受信アダプティブアレイ部１１４８等は、各アンテナで受信した信号に基づき指向性制御部１１５２等を介して、アンテナの指向性を移動局の方向に向けるように制御する。これにより、アンテナゲインを向上でき、かつ、他の移動局あるいは基地局からの干渉レベル（干渉電力）を軽減できる。
【００６９】
図９に示すチャネル割当処理を行い、下り回線に対し、対応する上り回線に割り当てられた上りチャネルに時間的に近い下りチャネルを割り当てることにより、基地局１１００では、割り当てられた下りチャネルを用いて送信を行う際に、その下りチャネルに時間的に近い上りチャネルの伝送特性からその下りチャネルの伝送特性を推定することができ、アダプティブアレイアンテナの精度を高くすることができる。
【００７０】
本実施形態においてチャネル割当装置７５０および１１５０はそれぞれ基地局７００および１１００の一部として実現されているが、基地局７００および１１００から独立したものとし、上り空きチャネルの判定結果を基地局７００および１１００から、下り空きチャネルの判定結果を移動局８００から受信してチャネル割当処理を行い、割当結果を基地局７００および１１００、ならびに移動局８００に送信するようにすることもできる。また、チャネル割当装置７５０および１１５０を基地局の上位の制御装置の一部として実現し、当該制御装置でチャネル割当処理を行うこともできる。
【００７１】
本実施形態に係るチャネル割当装置は、上り回線にチャネルを割り当てた上で、その上り回線に対応する下り回線にチャネルを割り当てているが、上り回線にすでにチャネルが割り当てられているという前提で、下り回線にのみチャネルを割り当てるものとすることもできる。すなわち、上り回線へのチャネル割当方法によらず、下り回線に対し、対応する上り回線に割り当てられた上りチャネルに時間的に近い下りチャネルを割り当てることのみによっても、受信信号に基づく高精度な伝搬路推定を実現することができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＴＤＤ方式を用いた移動通信システムにおいて、受信信号に基づく高精度な伝搬路推定を行うことができる。これにより、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等を高精度に実現し、高品質な通信、送信電力の低減（移動局の消費電力の低減）等を実現することができる。比較的トラヒックが少ない場合には、送信ダイバーシチ、開ループ送信電力制御、アダプティブアレイアンテナ等の精度が大きく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１および第２実施形態におけるＴＤＤのフレーム構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るチャネル割当装置を備えた基地局の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態における移動局の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るチャネル割当処理例を示すフローチャートである。
【図５】上り空きチャネルの表の例を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るチャネル割当処理例により図５の上り空きチャネルの表をソートした後の上り空きチャネルの表を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るチャネル割当装置を備えた基地局の構成例を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態における移動局の構成例を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るチャネル割当処理例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るチャネル割当処理例によりソートされた上り空きチャネルの表の例を示す図である。
【図１１】下り空きチャネルの表の例を示す図である。
【図１２】図１０の上り空きチャネルに対して図１１の下り空きチャネルを割り当てた後の空きチャネルの表を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係るチャネル割当装置を備えた基地局の他の構成例を示す図である。
【図１４】従来のＴＤＤ方式におけるチャネル割当処理例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２００、７００、１１００    基地局
２１０ａ、２１０ｂ、３１０、７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃ、７１０ｄ、８１０、１１１０ａ、１１１０ｂ、１１１０ｃ    逆拡散部
２１２ａ、２１２ｂ、３１２、７１２ａ、７１２ｂ、８１２、１１１２    拡散部
２１４、７１４、１１１４    干渉レベル測定部
２１６、７１６、１１１６    空きチャネル管理部
２１８、７１８、１１１８    空きチャネルデータベース
２５０、７５０、１１５０    チャネル割当装置
３００、８００    移動局
３２０、８２０    送信電力制御部
３２２、８２２    電力増幅部
３２４、８２４    受信レベル測定部
７２６ａ、７２６ｂ、１１２６ａ、１１２６ｂ、１１２６ｃ    アンテナ
７２８ａ、７２８ｂ    送受信切替スイッチ
７３０ａ、７３０ｂ    無線受信部
７３２ａ、７３２ｂ    無線送信部
７３４ａ、７３４ｂ、１１３４ａ、１１３４ｂ、１１３４ｃ    加算部
７３６ａ、７３６ｂ    比較部
７３８ａ、７３８ｂ    合成部
７４０ａ、７４０ｂ    復号部
７４２ａ、７４２ｂ    送信アンテナ選択部
８４４    空きチャネル判定部
１１４６ａ、１１４６ｂ、１１４６ｃ    ＲＦ部
１１４８    受信アダプティブアレイ部
１１５２    指向性制御部
【図１】
0003620779.tif 000002
【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】
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【図８】
0003620779.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003620779.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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