(57)【要約】移動局から無線基地局に振幅および位相制御量を表すフィードバック情報を伝送する閉ループ送信ダイバーシチおけるフィードバック制御方法である。移動局は、ハンドオーバ制御中に、ハンドオーバ先の基地局が送信する下りパイロット信号を受信し、該受信したパイロット信号に基いてハンドオーバ先の基地局に送信する振幅および位相制御量を表すフィードバック情報を予め計算し、ハンドオーバによる基地局切替完了前に該フィードバック情報をハンドオーバ先の基地局に送信する。
2003063526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局から無線基地局に少なくとも位相制御量を表すフィードバック情報を伝送する閉ループ送信ダイバーシチおけるフィードバック制御方法において、
ハンドオーバ制御中に、ハンドオーバ先の基地局が送信する下りパイロット信号を受信し、
該受信したパイロット信号に基いて該ハンドオーバ先の基地局に送信する位相制御量を表すフィードバック情報を予め計算し、
ハンドオーバによる基地局切替完了前に該フィードバック情報をハンドオーバ先の基地局に送信する、
ことを特徴とする閉ループ送信ダイバーシチにおけるフィードバック制御方法。
【請求項２】
無線基地局に複数のアンテナ素子を設け、
該基地局において同一の送信データ信号に移動局からのフィードバック情報に基づいて異なる位相制御を施し、
該位相制御を施された送信データにパイロット信号を多重して異なるアンテナを用いて送信し、
移動局側では下りパイロット信号を用いて前記フィードバック情報を計算し、該フィードバック情報をハンドオーバによる基地局切替完了前に上りチャネル信号に多重化して基地局側に伝送する、
ことを特徴とする請求項１記載のフィードバック制御方法。
【請求項３】
フィードバック制御遅延時間を考慮してハンドオーバによる基地局切替完了より早目に前記フィードバック情報をハンドオーバ先の基地局に送信する、
ことを特徴とする請求項１記載の閉ループ送信ダイバーシチにおけるフィードバック制御方法。
【請求項４】
基地局の各アンテナ素子をビームフォーミング用のアレイアンテナで構成することを特徴とする請求項１記載の閉ループ送信ダイバーシチにおけるフィードバック制御方法。
【請求項５】
移動局から無線基地局に少なくとも位相制御量を表すフィードバック情報を伝送する閉ループ送信ダイバーシチおけるフィードバック制御方法において、
ソフトハンドオーバ制御中に、複数の基地局が送信する下りパイロット信号をそれぞれ受信し、
各パイロット受信信号に基いて各基地局に送信する位相制御量を表すフィードバック情報を計算し、
ソフトハンドオーバによる基地局切替完了前に該フィードバック情報をハンドオーバ先の基地局に送信する、
ことを特徴とする閉ループ送信ダイバーシチにおけるフィードバック制御方法。
【請求項６】
無線基地局に複数のアンテナ素子を設け、
該基地局において同一の送信データ信号に移動局からのフィードバック情報に基づいて異なる位相制御を施し、
該位相制御を施された送信データにパイロット信号を多重して異なるアンテナを用いて送信し、
移動局側では下りパイロット信号を用いて前記フィードバック情報を計算し、該フィードバック情報をソフトハンドオーバによる基地局切替完了前に上りチャネル信号に多重化して基地局側に伝送する、
ことを特徴とする請求項５記載のフィードバック制御方法。
【請求項７】
フィードバック制御遅延時間を考慮してソフトハンドオーバによる基地局切替完了より早目に前記フィードバック情報をハンドオーバ先の基地局に送信する、
ことを特徴とする請求項５記載の閉ループ送信ダイバーシチにおけるフィードバック制御方法。
【請求項８】
移動局から無線基地局に少なくとも位相制御量を表すフィードバック情報を伝送する閉ループ送信ダイバーシチおけるフィードバック制御方法において、
ソフトハンドオーバ制御中に、複数の基地局が送信する下りパイロット信号をそれぞれ受信し、
各パイロット受信信号に基いて各基地局に送信する位相制御量を表すフィードバック情報を計算すると共に、該パイロット受信信号に基いて各基地局からの受信電力を計算し、
受信電力が最大の基地局を切替先の基地局と判定し、
該切替先基地局のＩＤと該切替先基地局に送信するフィードバック情報とを同時に基地局に向けて送信する、
ことを特徴とする閉ループ送信ダイバーシチにおけるフィードバック制御方法。
【請求項９】
移動局から無線基地局に少なくとも位相制御量を表すフィードバック情報を伝送する閉ループ送信ダイバーシチおける移動局のフィードバック装置において、
ハンドオーバ制御中に、ハンドオーバ先の基地局が送信する下りパイロット信号を受信する受信部、
該受信したパイロット信号に基いてハンドオーバ先の基地局に送信する位相制御量を表すフィードバック情報を予め計算する制御量計算部、
ハンドオーバによる基地局切替完了前に該フィードバック情報をハンドオーバ先の基地局に送信する送信部、
を備えたことを特徴とする移動局のフィードバック装置。
【請求項１０】
移動局から無線基地局に少なくとも位相制御量を表すフィードバック情報を伝送する閉ループ送信ダイバーシチおける移動局のフィードバック装置において、
ソフトハンドオーバ制御中に、複数の基地局が送信する下りパイロット信号をそれぞれ受信する受信部、
各パイロット受信信号に基いて各基地局に送信する位相制御量を表すフィードバック情報を計算する制御量計算部、
ソフトハンドオーバによる基地局切替完了前に該フィードバック情報をハンドオーバ先の基地局に送信する送信部、
を備えたことを特徴とする移動局のフィードバック装置。
【請求項１１】
移動局から無線基地局に少なくとも位相制御量を表すフィードバック情報を伝送する閉ループ送信ダイバーシチおける移動局のフィードバック装置において、
ソフトハンドオーバ制御中に、複数の基地局が送信する下りパイロット信号をそれぞれ受信する受信部、
各パイロット受信信号に基いて各基地局に送信する位相制御量を表すフィードバック情報を計算する制御量計算部、
各パイロット受信信号に基いて各基地局からの受信電力を計算する受信電力計算部、
受信電力が最大の基地局を切替先の基地局と判定する切替先基地局判定部、
該切替先基地局のＩＤと該切替先基地局に送信するフィードバック情報とを基地局に向けて同時に送信する送信部、
を有することを特徴とする移動局のフィードバック装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は閉ループ送信ダイバーシチシステムにおけるフィードバック制御方法及び装置に係わり、特に、ハンドオーバ先基地局に対するアンテナウェイトをハンドオーバによる基地局切替より先に計算してフィードバックすることによりハンドオーバ直後に起こる送信ダイバーシチの遅延を回避するフィードバック制御方法及び装置に関する。
背景技術
閉ループ送信ダイバーシチ方式は、セルラー移動通信システムの無線基地局に複数のアンテナ素子を設け、基地局において、▲１▼同一の送信データ信号に移動局から送られてくるフィードバック情報に基づいて異なる振幅および位相制御を施し、▲２▼該振幅および位相制御を施された送信データにパイロット信号を多重して異なるアンテナを用いて送信し、▲３▼移動局側では下りパイロット信号を用いて前記フィードバック情報（振幅および位相制御量）を再び決定して上りチャネル信号に多重化して基地局側に伝送し、以後、上記動作を繰り返す。
第３世代移動通信システムであるＷ−ＣＤＭＡにおける閉ループ送信ダイバーシティでは２本の送信アンテナを用いる方式が採用されている。図１３は、２本の送信アンテナを用いる場合のシステム構成を示す図である。互いに直交するパイロットパターンＰ１、Ｐ２がパイロット信号生成部１１において生成され、合成部ＣＢ１，ＣＢ２において送信データに組み込まれてそれぞれ送信アンテナ１０−１、１０−２から送信される。移動局受信側のチャネル推定部（図示せず）は受信パイロット信号と対応する既知のパイロットパターンとの相関をとることにより、基地局の各送信アンテナ１０−１、１０−２から移動局受信アンテナ１２までのチャネルインパルス応答ベクトルｈ１、ｈ２を推定することができる。
制御量計算部１３はこれらチャネル推定値を用いて（１）式で示す電力Ｐを最大とする基地局の各送信アンテナ１０−１、１０−２の振幅および位相制御ベクトル（ウェイトベクトル）ｗ＝［ｗ１、ｗ２］Ｔを計算する。そして、これを量子化してフィードバック情報として上りチャネル信号に多重化して基地局側に伝送する。但し、ｗ１、ｗ２の両方の値を伝送する必要は無く、ｗ１＝１として求めた場合のｗ２の値のみ伝送すればよい。
Ｐ＝ｗＨＨＨＨｗ    ・・・・・・・・（１）
Ｈ＝［ｈ１、ｈ２］  ・・・・・・・・（２）
ここで、ｈ１、ｈ２はそれぞれアンテナ１０−１およびアンテナ１０−２からのチャネルインパルス応答ベクトルである。またＨＨやｗＨの肩の添え字は、Ｈやｗのエルミート共役をとることを表す。インパルス応答ベクトルｈｉはインパルス応答の長さをＬとすると、次式で表される。
ｈｉ＝［ｈｉ１、ｈｉ２、．．．、ｈｉＬ］Ｔ    ・・・・・・・・（３）
ソフトハンドオーバ時には（１）式の代わりに次式を最大とする制御ベクトルｗを計算する。
Ｐ＝ｗＨ（Ｈ１ＨＨ１＋Ｈ２ＨＨ２＋．．．）ｗ  ・・・・・・・・（４）
ここでＨｋはｋ番目の基地局からの信号のチャネルインパルス応答である。
移動局では、このようにして、重み係数（ウェイトベクトル）を制御計算部１３において計算し、多重化部１８において該重み係数をフィードバック情報として上り送信データに多重し、送信アンテナ１４から、基地局に送信する。基地局では、受信アンテナ１５で、移動局からのフィードバック情報を受信し、フィードバック情報抽出部１６において、制御量である重み係数ｗ１，ｗ２を抽出し、振幅・位相制御部１７が乗算器ＭＰ１，ＭＰ２を用いて下り送信データに重み係数ｗ１，ｗ２を乗算し、送信アンテナ１０−１、１０−２から送出する信号の振幅、位相制御を行う。これにより、移動局では効率よく２本のダイバーシチ送信アンテナ１０−１、１０−２から送信された信号を受信することが出来る。
Ｗ−ＣＤＭＡでは、重み係数ｗ２を１ビットに量子化するモード１と、４ビットに量子化するモード２の２通りの方法が規定されている。モード１では１ビットのフィードバック情報を毎スロット伝送して制御するため、制御速度が速い反面、量子化が粗いため正確な制御が出来ない。一方、モード２では４ビットの情報で制御するため、より精度の高い制御ができる反面、各スロットで１ビットずつ伝送して４スロットで１ワードのフィードバック情報を伝送するため、フェージング周波数が高い場合にはこれに追従できずに特性が劣化する。このように、フィードバック情報を伝送する上りチャネル信号伝送レートが限られている場合、制御精度とフェージング追従速度はトレードオフの関係にある。
図１４は３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ（以下３ＧＰＰと称す）で標準化されている上りリンクのフレーム構成図で、送信データのみが送信されるＤＰＤＣＨデータチャネル（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄａｔａ  Ｃｈａｎｎｅｌ）と、Ｐｉｌｏｔやフィードバック情報等の制御データが多重されて送信されているＤＰＣＣＨ制御チャネル（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）とが直交符号により実数軸および虚数軸に多重されている。すなわち、移動局から基地局への上り信号のフレームフォーマットにおいて、１フレームは１０ｍｓｅｃで、１５スロット（ｓｌｏｔ＃０〜ｓｌｏｔ＃１４）で構成されている。ＤＰＤＣＨデータチャネルはＱＰＳＫ変調の直交するＩチャンネルにマッピングされ、ＤＰＣＣＨ制御チャネルはＱＰＳＫ変調の直交するＱチャンネルにマッピングされる。ＤＰＤＣＨデータチャネル（Ｉチャンネル）の各スロットはｎビットで構成され、ｎはシンボル速度に応じて変化する。ＤＰＤＣＨデータチャネルには１以上のトランスポートチャネルのデータを最大６チャネルまで多重して送信できる。制御データを送信するＤＰＣＣＨ制御チャネル（Ｑチャンネル）の各スロットは１０ビットで構成され、シンボル速度は１５ｋｓｐｓ一定であり、パイロットＰＩＬＯＴ、送信電力制御データＴＰＣ、トランスポート・フォーマット・コンビネーション・インジケータＴＦＣＩ、フィードバック情報ＦＢＩを送信する。ＰＩＬＯＴ、ＴＰＣ、ＴＦＣＩ、ＦＢＩのビット数は必要に応じて変更することができる。ＰＩＬＯＴは受信側でチャネル推定（伝搬路特性の推定）をしたり、ＳＩＲを測定する際に利用するもの、ＴＰＣは送信電力制御に利用するもの、ＴＦＣＩはデータのシンボル速度や１フレーム当たりのビット数、レペティションにより増加するビット数等を送信するもの、ＦＢＩは基地局における送信ダイバーシチを制御するための前述のフィードバック情報（重み係数；ウェイトベクトル）を送信するものである。
Ｗ−ＣＤＭＡのＲｅｌｅａｓｅ−９９規格では、フィードバック情報の伝送により上りチャネルの伝送効率が低下するのを回避するため、送信アンテナ数として２本より多い場合は考慮されていない。しかしながらフィードバック情報の増加や更新速度の低減を許容すれば、３本以上への拡張も可能である。
図１５は、送信アンテナ数が４本の場合の構成例を示す図である。なお、図１５においては、図１３と同様の構成要素には同様の参照番号を付して、説明を省略する。送信アンテナ数がＮ本の場合（図１５の例で、送信アンテナ１０−１〜１０−４の４本）、無線機地局でＮ個の互いに直交するパイロット信号Ｐ１（ｔ），Ｐ２（ｔ），．．．ＰＮ（ｔ）をそれぞれ異なる送信アンテナを用いて送信する。これらパイロット信号間には以下の関係がある。
∫Ｐｉ（ｔ）Ｐｊ（ｔ）ｄｔ＝０（ｉ≠ｊ）  ・・・・・・・・（５）
各パイロット信号はそれぞれフェージングによる振幅および位相変動を受け、これらの合成信号が移動局受信アンテナ１２に入力される。移動局受信機のチャネル推定部（図示せず）はフェージングの影響を受けた受信パイロット信号と既知パイロット信号Ｐ１（ｔ），Ｐ２（ｔ），．．．ＰＮ（ｔ）との相関をそれぞれ求めることにより、各パイロット信号のチャネルインパルス応答ベクトルｈ１，ｈ２，．．．ｈＮを推定することが出来る。
制御量計算部１３はこれらチャネルインパルス応答ベクトルを用いて、（６）式で示す電力Ｐが最大となるように基地局の各送信アンテナ１０−１〜１０−４の振幅および位相制御ベクトル（ウェイトベクトル）ｗ＝［ｗ１，ｗ２，．．．ｗＮ］Ｔを計算し、これを量子化してフィードバック情報とし、多重化部１８で上りチャネル信号に多重化して基地局側に伝送する。
Ｐ＝ｗＨＨＨＨｗ      ・・・・・・・・（６）
Ｈ＝［ｈ１，ｈ２，．．ｈＮ］  ・・・・（７）
但し、図１５の場合でもｗ１＝１として求めた場合のｗ２，ｗ３，．．．ｗＮの値を伝送すればよい。事実、図１５ではウェイトベクトルｗ１を下り送信データ信号に乗算する乗算器ＭＰ１が省略されている。
図１６は、移動局の詳細な構成例を示す図である。なお、図１６では、基地局の送信アンテナ数は４本あるとしている。まず、基地局からの下りデータ信号は、受信アンテナ１２において受信され、データチャネル逆拡散部２０とパイロットチャネル逆拡散部２２に送られる。データチャネル逆拡散部２０では、データチャネルが逆拡散され、パイロットチャネル逆拡散部２２では、パイロットチャネルが逆拡散される。パイロットチャネル逆拡散部２２の処理結果である、逆拡散後のパイロット信号は、チャネル推定部２３−１〜２３−４に入力される。
チャネル推定部２３−１〜２３−４は、基地局の送信アンテナ１０−１〜１０−４から受信アンテナ１２までの各チャネル推定値を求めるため、受信パイロット信号Ｐ１′〜Ｐ４′と既知のパイロット信号Ｐ１〜Ｐ４を比較する。そして、受信したパイロット信号の伝搬による振幅・位相変調の状態を示すチャネルインパルス応答ｈ１〜ｈ４を得て、制御量計算部１３に入力する。制御量計算部１３は、フィードバック情報として送信可能な多数のウェイトベクトルを有しており、これらを用いて電力Ｐを算出し、最大の電力Ｐを与えるウェイトベクトルを求めて、フィードバック情報とする。
チャネル推定部２３−１〜２３−４は、各送信アンテナ毎のインパルス応答をチャネル推定部２４に入力し、該チャネル推定部２４は全体としてのインパルス応答ｈを求め、これを受信機２１に入力してデータチャネルの復調に使用する。また、制御量計算部１３は求めたウェイトベクトルをフィードバック情報として多重化部１８に入力し、多重化部１８は該フィードバック情報と送信データ信号を多重する。データ変調部２５は多重データに基いて直交変調し、拡散変調部２６は拡散変調して送信アンテナ１４から、フィードバック情報を含む上りデータ信号を基地局に向けて送信する。
図１６では、下り受信データを復調するために、パイロットチャネルから求めたチャネル応答ベクトルｈ１、ｈ２、・・・、ｈＮを用いて同期検波を行う方法を示している。この場合、受信機２１においてデータシンボルの同期検波に用いられるチャネル推定値は以下のように計算される。
ｈ＝Ｈｗ    （８）
ここで、ｈは移動局受信アンテナで合成されたデータチャネルのチャネルインパルス応答ベクトルであり、ベクトルの長さはＬである。
閉ループ送信ダイバーシチの最適ウェイトは、（１）式で示す電力Ｐを最大にするウェイトとして計算されるが、ウェイトを精度良く求めるには、ある区間平均した電力Ｐの値を用いて比較する必要がある。この平均区間は、パイロットシンボルの受信電力やフェージング速度、フィードバック周波数などによって決定される。すなわち、パイロットの受信電力が低い場合は、ウェイトの精度を上げるために平均区間を長くしなければならないし、フェージング速度が遅い場合は、平均区間を長くすることにより精度良くウェイトを求めることができる。逆にフェージング速度が速い場合は、平均区間を短く設定しなければならない。いずれにしろ、この測定区間は最適ウェイトを求めるための遅延時間となる。
したがって、移動局が通信している基地局がハンドオーバによって切り替って新たに閉ループ送信ダイバーシチを開始する際、▲１▼その開始タイミングがハンドオーバ先の基地局アンテナのウェイト計算に要する測定区間分、遅延が生じるか、あるいは、▲２▼切替った直後に十分な測定区間を確保できない事態が生じる。また、移動局で計算したアンテナウェイトが、フィードバック情報として上りチャネル信号に多重化され、基地局に伝送されて送信アンテナウェイトとして反映されるまでに遅延（フィードバック遅延）が生じ、このフィードバック遅延もハンドオーバ先の基地局が閉ループ送信ダイバーシチを開始するまでの遅延となる。さらに、基地局が切替る直前に移動局から送信されたフィードバック情報は、フィードバック遅延により、ハンドオーバ先の基地局のウェイトとして処理されてしまうという問題もある。
図１７は、ハンドオーバする場合の従来システムの構成例であり、２つの基地局１，２間でハンドオーバを行う場合の例を示しており、図１３と同一部分には同一符号を付している。尚、基地局１，２及び移動局４の全アンテナは送受信共用になっている。又、図１３のフィードバック情報抽出部１６及び振幅・位相制御部１７は一体化され、更にアンテナ割り当て機能を付加されてアンテナ割当・ウェイト制御部１２として示されている。又、基地局１，２は同一構成になっている。ハンドオーバは、基地局１，２と上位装置である基地局制御装置３と移動局４との間の上位レイヤでメッセージを送受することにより行われる。
各基地局１，２にはそれぞれ２本の送受信アンテナ１０−１，１０−２；２０−１，２０−２が設けられている。この場合、基地局１ではｗ１を固定してｗ２を制御し、基地局２では、ｗ３を固定してｗ４を制御することもできる。
移動局４は現在通信している基地局１のパイロット信号Ｐ１，Ｐ２のみを受信して送信ダイバーシチの最適ウェイトｗ１，ｗ２の計算を行っている。そして、ハンドオーバにより基地局２に切替った後は、ハンドオーバ先の基地局２のパイロット信号Ｐ３，Ｐ４を用いて、アンテナウェイトｗ３，ｗ４の計算を開始する。
図１８に、移動局４が基地局１から基地局２にハンドオーバした場合の受信制御タイミングおよびフィードバック制御の流れを示す。ここでは、ウェイトの測定区間は１スロットであり、ウェイトのフィードバックも１スロット毎に行われている。また、フィードバック遅延は約半スロットを仮定している。図から分かるように、ハンドオーバにより基地局１から基地局２に切替った直後にウェイトの計算を開始した場合、▲１▼送信ダイバーシチを第２スロットの先頭から開始するには、ハンドオーバ直後の測定区間を通常の半分の半スロットにしなければならない（測定区間が短い）。さらに、▲２▼ハンドオーバ直前にフィードバックされたウェイトは、基地局１のウェイトであるため、ハンドオーバ直後の第１スロットでは用いられず、▲３▼実際に送信ダイバーシチが開始されるのは第２スロットからとなり制御が１スロット遅延する。
フィードバック遅延ＤＬは、フィードバック情報の伝送遅延や処理遅延だけでなく、１つのアンテナウェイトの量子化ビット数や、１スロットに割り当てられるフィードバックビット数によっても決まってくる。今、アンテナウェイトを２ビットで量子化したとして、１スロットに割り当てられるフィードバックビットが１ビットならば、１つのアンテナウェイトをフィードバックするのに２スロットの時間を要する。さらに、基地局の送信アンテナ数が多い場合は、各アンテナの制御ウェイトを順番にフィードバックしていくために、アンテナ数に比例したフィードバック遅延が生じる。したがって、ハンドオーバにより基地局が切替った場合には、全てのアンテナの最適ウェートがフィードバックされるまでに大きな遅延が生じてしまう。つまり、ハンドオーバ時に基地局が切替った直後には、閉ループ送信ダイバーシチが完全に機能するまでに長い時間がかかり、特性の劣化につながる。
この特性劣化の影響が顕著に現れるのは、高速セル選択を行う場合である。高速セル選択とは、ソフトハンドオーバにおける複数のアクティブ基地局（ソフトハンドオーバにおいて移動局が同時に通信中の基地局）の中で最も受信電力レベルの高い基地局を選択して、その基地局のみからデータを送信し、かつその基地局の選択切替をフェージングに追従可能な程度に高速に行う伝送方式である。これにより、複数の基地局からデータを同時に送信するソフトハンドオーバに対して、下りリンクの干渉を減らし、かつ安定した受信電力レベルを確保することができる。但しこの場合、基地局の切替が頻繁に行われる為、切替直後に閉ループ送信ダイバーシチが完全に機能するまでに生じる特性劣化の影響が大きくなり、高速セル切替の利得が得られない問題もある。
以上から本発明の目的は、ハンドオーバ（通常のハンドオーバやソフトハンドオーバを含む）により基地局が切替った直後のアンテナウェイトの測定区間が短縮するのを回避できるようにすることである。
本発明の別の目的は、ハンドオーバ直後から送信ダイバーシチのアンテナ制御を開始できるようにすることができる。
本発明の別の目的は、ハンドオーバ直後から十分な送信ダイバーシチ利得を得ることができるようにすることである。
本発明の別の目的は、送信ビームフォーミングのようにフィードバック遅延が大きいシステムや、高速セル選択のように切替頻度が高いシステムにおいて適用できるようにすることである。
発明の開示
本発明の第１は、移動局から無線基地局に少なくとも位相制御量を表すフィードバック情報を伝送する閉ループ送信ダイバーシチおけるフィードバック制御方法であり、移動局は、ハンドオーバ制御中に、ハンドオーバ先の基地局が送信する下りパイロット信号を受信し、該受信したパイロット信号に基いてハンドオーバ先の基地局に送信する位相制御量を表すフィードバック情報を予め計算し、ハンドオーバによる基地局切替完了前に該フィードバック情報をハンドオーバ先の基地局に送信する。
本発明の第２は、移動局から無線基地局に少なくとも位相制御量を表すフィードバック情報を伝送する閉ループ送信ダイバーシチおけるフィードバック制御方法であり、移動局は、ソフトハンドオーバ制御中に、複数の基地局が送信する下りパイロット信号をそれぞれ受信し、各パイロット受信信号に基いて各基地局に送信する位相制御量を表すフィードバック情報を計算し、ソフトハンドオーバによる基地局切替完了前に該フィードバック情報をハンドオーバ先の基地局に送信する。
以上の第１、第２の発明によれば、ハンドオーバ（通常のハンドオーバやソフトハンドオーバ）により基地局が切替った直後のアンテナウェイトの測定区間が短縮するのを回避できる。また、ハンドオーバ直後から送信ダイバーシチのアンテナ制御を開始することができ、しかも、ハンドオーバ直後から十分な送信ダイバーシチ利得を得ることができる。
発明を実施するための最良の形態
（Ａ）本発明の概略
図１は本発明のフィードバック制御方法を説明するための閉ループ送信ダイバーシチシステムの概略構成図であり、２つの基地局５１，５２間でハンドオーバを行う場合の例を示している。閉ループ送信ダイバーシチシステムは、基地局５１，５２、上位装置である基地局制御装置５３、移動局５４で構成されている。基地局５１，５２、基地局制御装置５３、移動局５４は上位レイヤにおいて周知のシーケンスにしたがってハンドオーバ制御を行い、移動局は該ハンドオーバ制御に基いて基地局を切り換えるようになっている。
ハンドオーバ制御していない通常通信時、移動局５４の一方の制御量計算装置、例えば第１制御量計算装置５４ａは現在通信している基地局５１のパイロット信号Ｐ１，Ｐ２を受信して、送信ダイバーシチの最適ウェイトｗ１、ｗ２の計算を行っている。第１制御量計算装置５４ａはこの計算した最適ウェイトｗ１、ｗ２をフィードバック情報として切替器５４ｃを介して多重化部５４ｄに入力し、多重化部は上り送信データとフィードバック情報とを多重して基地局５１に送信する。基地局１は受信したフィードバック情報に基いて下り送信データ信号に振幅、位相制御を施して移動局５４に向けて送信する。以後、ハンドオーバ制御していない通常通信時には、上記動作が繰り返される。
・通常のハンドオーバ
他の基地局５２からの受信電界強度が大きくなるとハンドオーバ制御状態になる。通常のハンドオーバにおいては、移動局５４は同時に１つの基地局としか通信ができない。このため、切替先の基地局５２と移動局間の通信チャネルＴＣＨが設定されると、移動局５４は該通信チャネルの周波数に切り換え、しかる後、同期確立、タイムアラインメント調整などのために切替先基地局５２との間で同期バーストや通信バーストの送受を行い、最終的に通信チャネルＴＣＨの起動が完了した後、切替先基地局５２と本来の通話のための通信を再開する。このため、周波数を切り換えてから通信チャネルＴＣＨの起動が完了するまで通話が途絶える。従来は、通信チャネルＴＣＨの起動が完了した後、移動局５４は基地局５２のアンテナの重み係数（ウェイト）を計算する。このように、アンテナウェイトの計算をハンドオーバー後に開始するため、アンテナウェイトの測定区間およびフィードバック遅延の影響により、実際の送信ダイバーシチの効果が現れるまでに遅延が生じる。
そこで本発明では、基地局５２のアンテナのウェイトを早目に計算する。すなわち、移動局５４は、ハンドオーバ制御において設定された通信チャネルＴＣＨの周波数に切り替えた後、該通信チャネルＴＣＨの起動準備開始と同時に、第２制御量計算装置５４ｂに基地局５２のアンテナのウェイト計算開始を指示する。これにより、第２制御量計算装置５４ｂは基地局５２のパイロット信号Ｐ３，Ｐ４を受信して、送信ダイバーシチの最適ウェイトｗ３、ｗ４の計算を行う。そして、遅延時間を考慮して基地局の切り替え開始時刻より所定時間前に、ウェイトｗ３、ｗ４を基地局５２に送信する。基地局５２は受信したウェイトｗ３、ｗ４に基いて下り送信データ信号に振幅、位相制御を施して移動局５４に向けて送信する。この結果、基地局５２は本来の通信開始と同時に送信ダイバーシチ制御を行うことができる。以後、ハンドオーバ制御していない通常通信時における送信ダイバーシチ制御が行われる。
・ソフトハンドオーバ
ハンドオーバ以外の通信時に、他の基地局５２からの受信電界強度が大きくなるとハンドオーバ制御状態になる。ソフトハンドオーバにおいて、移動局５４は同時に２以上の基地局と通信することができる。このため、基地局５２と移動局間の通信チャネルＴＣＨが設定されると、移動局５４は基地局５１との間で通話のための通信を継続しながら，基地局５２との間に無線リンクを確立する。かかるソフトハンドオーバにおいて、基地局５１からのパイロット信号の強度が設定時間以上連続して設定レベル以下になると、ソフトハンドオーバによる基地局の切り換えが行われ、移動局５４は基地局５２との間で通話のための通信（本来の通信）を開始する。かかるソフトハンドオーバでは通話が途絶えることはない。しかし、従来移動局５４は、基地局５２との間で本来の通信を開始した後、基地局５２のアンテナの重み係数（ウェイト）を計算する。このように、アンテナウェイトの計算をソフトハンドオーバによる基地局切替後に開始するため、アンテナウェイトの測定区間およびフィードバック遅延の影響により、実際の送信ダイバーシチの効果が現れるまでに遅延が生じる。
そこで本発明では、基地局５２のアンテナのウェイトを早目に計算する。すなわち、移動局５４は、ソフトハンドオーバにおいて基地局５２との間に無線リンクが確立すれば、直ちに、第２制御量計算装置５４ｂに基地局５２のアンテナのウェイト計算を開始を指示する。これにより、第１制御量計算装置５４ａのウェイト計算と並行して、第２制御量計算装置５４ｂは基地局５２のパイロット信号Ｐ３，Ｐ４を受信して、送信ダイバーシチの最適ウェイトｗ３、ｗ４の計算を行う。そして、フィードバック制御遅延時間を考慮して基地局の切り替え開始時刻より所定時間前に、ウェイトｗ３、ｗ４を基地局５２に送信する。基地局５２は受信したウェイトｗ３、ｗ４に基いて下り送信データ信号に振幅、位相制御を施して移動局５４に向けて送信する。この結果、基地局５２は本来の通信開始と同時に送信ダイバーシチ制御を行うことができる。以後、ハンドオーバ制御していない通常通信時における送信ダイバーシチ制御が行われる。
以上要約すれば、移動局５４は、現在通信を行っている基地局５１のパイロット信号だけでなく、ハンドオーバ先の基地局５２のパイロット信号も同時に受信し、両方の基地局アンテナの最適ウェイトを計算する。そして、ハンドオーバにより基地局が切替るより前に、あらかじめ設定されているフィードバック遅延分早いタイミングで、フィードバック情報をハンドオーバ先基地局５２に送信してウェイトを切り替えさせる。
図２は、移動局５４が基地局５１から基地局５２にハンドオーバした時の本発明における受信制御タイミングおよびフィードバック制御の様子を示したものである。移動局５４は、ハンドオーバにより基地局５１から基地局５２に切替る前に、基地局５２のパイロットを用いたウェイトの計算を開始している。したがって、従来のように（図１８参照）、ハンドオーバ直後の測定区間が短くなることがなく（▲１▼参照）、精度良くアンテナウェイトを計算することができる。この効果は、測定区間が長い場合により顕著に表れる。
図３は、本発明の受信制御タイミングおよびフィードバック制御の様子を示す別の例である。ここで、アンテナウェイトを計算する測定区間は１スロットであり、フィードバック遅延は半スロットとなっている。したがって、ハンドオーバのタイミングより１スロット半早く、基地局５２のパイロットシンボルを用いて、アンテナウェイトの測定を開始している。これによって、ハンドオーバ直後から基地局５２の送信ダイバーシチ制御を開始することができる。
（Ｂ）第１実施例
図４は本発明の第１実施例における閉ループ送信ダイバーシチシステムの構成図であり、２つの基地局間でハンドオーバを行う場合の例を示しており、図１と同一部分には同一符号を付している。図１と異なる点は、基地局５１，５２の構成を明確にしている点、移動局に５４内にハンドオーバその他の制御を行う移動局制御部５４ｅを示している点である。
基地局５１，５２は同様な構成を備え、それぞれ、ハンドオーバなどの制御を行う基地局制御部５１ａ，５２ａ、アンテナ割り当て、ウェイト制御を行うアンテナ割当・ウェイト制御部５１ｂ，５２ｂ、ウェイトｗ１、ｗ２；ｗ３、ｗ４を乗算するウェイト乗算部５１ｃ，５２ｃ、パイロットＰ１、Ｐ２；Ｐ３、Ｐ４を発生するパイロット発生部５１ｄ、５２ｄ、パイロットを送信データに合成するパイロット合成部５１ｅ，５２ｅ、２本の送受信アンテナ５１ｆ−１，５１ｆ−２；５２ｆ−１，５２ｆ−２等を備えている。アンテナ５１ｆ−１，５１ｆ−２はフェージング相関が十分低く（無相関に）なるように、すなわち、ダイバーシチ効果を発揮するように例えば２０波長（２０λ）分の長さだけ離れて配置されている。同様にアンテナ５２ｆ−１，５２ｆ−２も十分離れて例えば２０波長（２０λ）分の長さだけ離れて配置されている。
ハンドオーバ状態でなければ、移動局５４と通信中の基地局（例えば基地局５１とする）において、パイロット信号発生部５１ｄは互いに直交するパイロット信号Ｐ１、Ｐ２を発生し、パイロット合成部５１ｅの合成部ＣＢ１，ＣＢ２は送信データに該パイロット信号を合成し、送信アンテナ５１ｆ−１，５１ｆ−２から送信する。移動局５４の第１制御量計算装置５４ａは受信したパイロット信号Ｐ１′、Ｐ２′と対応する既知のパイロット信号Ｐ１、Ｐ２との相関をとることにより、基地局５１の各送信アンテナ５１ｆ−１，５１ｆ−２から移動局受信アンテナ５４ｆまでのチャネルインパルス応答ベクトルｈ１、ｈ２を推定し、ついで、これらチャネル推定値を用いて（１）式で示す電力Ｐを最大とする基地局５１の各送信アンテナ５１ｆ−１，５１ｆ−２の振幅および位相制御ベクトル（ウェイトベクトル）ｗ＝［ｗ１、ｗ２］Ｔを計算する。そして、これを量子化して切替器５４ｃを介してフィードバック情報として多重化部１８に入力し、多重化部１８は該フィードバック情報と上り送信データ信号とを多重化して送受信アンテナ５４ｆより基地局側に伝送する。但し、ｗ１、ｗ２の両方の値を伝送する必要は無く、ｗ１＝１として求めた場合のｗ２の値のみ伝送すればよい。
基地局５１では、受信アンテナ５１ｆ−２で、移動局５４からのフィードバック情報を受信し、アンテナ割当・ウェイト制御部５１ｂにおいて、制御量である重み係数ｗ１，ｗ２を抽出し、乗算部５１ｃの乗算器ＭＰ１，ＭＰ２を用いて下り送信データに重み係数ｗ１，ｗ２を乗算し、送信アンテナ５１ｆ−１，５１ｆ−２から送出する。これにより、移動局５４では効率よく２本のダイバーシチ送信アンテナ５１ｆ−１，５１ｆ−２から送信された信号を受信することが出来る。以後、同様の制御が行われる。
以上は基地局５１と移動局５４間で通信を行う場合であるが、基地局５２と移動局５４間で通信を行う場合も同様である。、但し、この場合には、第２制御量計算装置５４ｂが受信したパイロット信号Ｐ３′、Ｐ４′と対応する既知のパイロット信号Ｐ３、Ｐ４との相関をとることにより、基地局５２の各送信アンテナ５２ｆ−１，５２ｆ−２から移動局受信アンテナ５４ｆまでのチャネルインパルス応答ベクトルｈ３、ｈ４を推定し、ついで、これらチャネル推定値を用いて（１）式で示す電力Ｐを最大とする基地局５２の各送信アンテナ５２ｆ−１，５２ｆ−２の振幅および位相制御ベクトル（ウェイトベクトル）ｗ＝［ｗ３、ｗ４］Ｔを計算する。
図５は第１、第２制御量計算装置５４ａ，５４ｂの構成説明図である。第１制御量計算装置５４ａにおいて、パイロットチャネル逆拡散部６１ａは、受信信号のパイロットチャネルを逆拡散してパイロット信号Ｐ１′、Ｐ２′を出力する。チャネル推定部６２ａ−１，６２ａ−２は逆拡散により得られた受信パイロット信号Ｐ１′、Ｐ２′と既知のパイロット信号Ｐ１、Ｐ２の相関を演算し、基地局５１の送信アンテナ５１ｆ−１，５１ｆ−２から受信アンテナ５４ｆまでの各チャネル推定値ｈ１、ｈ２を演算する。制御量計算部６３ａは、これらチャネル推定値を用いて（１）式で示す電力Ｐを最大とする基地局５１の各送信アンテナ５１ｆ−１，５１ｆ−２のウェイトベクトルｗ＝［ｗ１、ｗ２］Ｔを計算する。
また、第２制御量計算装置５４ｂにおいて、パイロットチャネル逆拡散部６１ｂは、受信信号のパイロットチャネルを逆拡散してパイロット信号Ｐ３′、Ｐ４′を出力する。チャネル推定部６２ｂ−１，６２ｂ−２は逆拡散により得られた受信パイロット信号Ｐ３′、Ｐ４′と既知のパイロット信号Ｐ３、Ｐ４の相関を演算し、基地局５２の送信アンテナ５２ｆ−１，５２ｆ−２から受信アンテナ５４ｆまでの各チャネル推定値ｈ３、ｈ４を演算する。制御量計算部６３ｂは、これらチャネル推定値を用いて（１）式で示す電力Ｐを最大とする基地局５２の各送信アンテナ５２ｆ−１，５２ｆ−２のウェイトベクトルｗ＝［ｗ３、ｗ４］Ｔを計算する。
・通常のハンドオーバ
基地局５１との間で通信を行っている時、他の基地局５２からの受信電界強度が大きくなると、図６のシーケンスにしたがって、ハンドオーバ制御が開始する。
すなわち、移動局５４は他の基地局５２からの受信電界強度が大きくなると、無線状態（周辺無線基地局からの受信レベル）を基地局５１を介して基地局制御装置５３に報告する（ステップ１）。
基地局制御装置５３は無線状態報告（チャネル切替要求）を受信すれば確認応答を移動局５４に返す（ステップ２）。しかる後、基地局制御装置５３は、移動局５４と切替先の基地局５２間の通信に割り当てる通信チャネルＴＣＨを選択し（ステップ３）、該通信チャネルＴＣＨを起動するよう基地局５２に指令する（ハンドオーバ要求、ステップ４）。基地局５２はＴＣＨ起動指令を受信すれば確認応答する（ステップ５）。
ついで、基地局制御装置５３は、通信中の無線基地局５１に対して、前記割り当てる通信チャネルＴＣＨを通知し（ステップ６）、基地局５１は該通知された通信チャネルをハンドオーバ先の通信チャネルとして移動局５４に通知する（ステップ７）。移動局５４はハンドオーバ先の通信チャネルＴＣＨを受信すれば、直ちに、該通信チャネルＴＣＨに応じたチャネルに切り替え、基地局５２と通信可能状態にする（ステップ８）。これと同時に、移動局制御部５４ｅ（図４）は、第２制御量計算装置５４ｂにウェイト計算開始を指示し、第１制御量計算装置５４ａにウェイト計算停止を指示し、切替器５４ｃに第２制御量計算装置５４ｂが計算したウェイト情報を選択出力するよう指示する（ステップ９）。なお、第２制御量計算装置５４ｂは基地局５２の送受信アンテナ５２ｆ−１，５２ｆ−２に応じたウェイトを計算する。
以後、切替先基地局５２と移動局５４の間で、フレーム同期確立やタイムアライメント調整を行うために同期バースト信号、通信バースト信号を送受する（ＴＣＨ起動準備、ステップ１０）。正常な通信が可能になれば、切替先の基地局５２はＴＣＨ起動完了を基地局制御装置５３に報告する（ステップ１１）。基地局制御装置５３はＴＣＨ起動完了信号を受信すれば基地局５１にチャネル開放を指示してハンドオーバを完了する（ステップ１２）。
以上のように、移動局５４は基地局５２のアンテナのウェイトｗ３、ｗ４を早目に計算するから、基地局５２との間で本来の通信を開始する時刻より所定時間前にウェイトｗ３、ｗ４を基地局５２に送信できる。この結果、基地局５２は受信したウェイトｗ３、ｗ４に基いて下り送信データ信号に振幅、位相制御を施して移動局５４に向けて送信するから、本来の通信開始と同時に送信ダイバーシチ制御を行える。以後、ハンドオーバ制御していない通常通信時における送信ダイバーシチ制御が行われる（ステップ１３）。
・ソフトハンドオーバ
以上は通常のハンドオーバの場合であるが、ソフトハンドオーバの場合には図７のシーケンスにしたがってハンドオーバ制御が開始する。
すなわち、ハンドオーバ以外の通信時に、他の基地局５２からの受信電界強度が設定レベルより大きくなると、移動局５４は、基地局５１を介して受信レベル通知メッセージを基地局制御装置５３に通知する（ステップ１）。このメッセージを受信すると、基地局制御装置５３は基地局５２に対して移動局５４へ割り当てる通信チャンネルＴＣＨ等を指示する（無線リンク追加要求、ステップ２）。基地局５２は無線リンク追加要求に対して無線リンク追加要求応答を基地局制御装置５３に返す（ステップ３）。
ついで、基地局制御装置５３は基地局５１，５２を介して、アクティブセット更新要求を移動局５４に送る（ステップ４）。移動局５４はアクティブセット更新要求を受信すれば、アクティブセット更新応答を基地局制御装置５３に返すと共に（ステップ５）、基地局６２から通信チャネルＴＣＨを獲得する（ステップ６）。
以後、移動局５４は該通信チャネルで基地局５２とも交信可能になり（無線リンク確立、ステップ７）、基地局５１，５２と同時に交信する。又、これと同時に、移動局制御部５４ｅ（図４）は、第２制御量計算装置５４ｂにもウェイト計算開始を指示する（ステップ８）。この結果、第１、第２制御量計算装置５４ａ、５４ｂは並行してウェイト計算を行う。なお、第２制御量計算装置５４ｂは基地局５２の送受信アンテナ５２ｆ−１，５２ｆ−２に応じたウェイトｗ３，ｗ４を計算する。
かかる状態において、基地局５１からのパイロット信号の強度が設定時間以上連続して設定レベル以下になると、移動局５４は基地局５１を介して受信レベルを基地局制御装置５３に通知する（ステップ９）。この通知により、基地局制御装置５３は移動局５４と基地局５１間の通信終了を決定し、基地局５１，５２を介して移動局５４にハンドオーバを指示する（ステップ１０）。移動局５４はハンドオーバが指示されると、ハンドオーバ完了を基地局制御装置５３に送信すると共に（ステップ１１）、基地局５１間の無線回線を切断する（ステップ１２）。基地局制御装置５３はハンドオーバ完了を受信すれば基地局５１に通信チャネルの使用禁止を指示し（ステップ１３）、ハンドオーバ制御が完了する。
以上のように、移動局５４は基地局５２のアンテナのウェイトｗ３、ｗ４を早目に計算するから、基地局５２との間で本来の通信を開始する時刻より所定時間前にウェイトｗ３、ｗ４を基地局５２に送信する。この結果、基地局５２は受信したウェイトｗ３、ｗ４に基いて下り送信データ信号に振幅、位相制御を施して移動局５４に向けて送信するから、本来の通信開始と同時に送信ダイバーシチ制御を行うことができる。以後、ハンドオーバ制御していない通常通信時における送信ダイバーシチ制御が行われる（ステップ１４）。
以上、第１実施例によれば、移動局５４は、現在通信を行っている基地局５１のパイロット信号だけでなく、ハンドオーバ先の基地局５２のパイロット信号も同時に受信し、両方の基地局アンテナの最適ウェイトを計算する。そして、ハンドオーバにより基地局が切替るより前に、あらかじめ設定されているフィードバック遅延分早いタイミングで、フィードバック情報をハンドオーバ先基地局５２のウェイトに切り替える。このため、ハンドオーバ直後から遅延なく送信ダイバーシチのアンテナ制御を開始でき、しかも、ハンドオーバ直後から十分な送信ダイバーシチ利得を得ることができるようになった。
（Ｃ）第２実施例
第２実施例はソフトハンドオーバにおける高速セル選択に本発明を適用する例である。高速セル選択とは、ソフトハンドオーバにおける複数のアクティブ基地局の中で最も受信電力レベルの高い基地局を選択して、その基地局のみからデータを送信し、かつ基地局の選択切替をフェージングに追従可能な程度に高速に行う方式である。
・第２実施例の閉ループ送信ダイバーシチシステムの構成
図８は第２実施例の閉ループ送信ダイバーシチシステムの構成図であり、２つの基地局間でハンドオーバを行う場合の例を示しており、図４の第１実施例と同一部分には同一符号を付している。第１実施例と異なる点は、
（１）移動局５４にセル選択部５４ｇを設けたて点、
（２）基地局５１，５２のアンテナ割当・ウェイ制御部の代わりに、セル選択部５１ｇ、５２ｇ、ウェイト制御部５１ｈ、５２ｈを設けた点、
（３）基地局５１，５２にスイッチ５１ｉ，５２ｉを設けた点、
である。
ソフトハンドオーバ状態になっているものとすると、移動局５４はいずれかの基地局５１，５２から受信した信号のデータチャネルを逆拡散して送信データを復調、出力する。以上と並行して、移動局５４のセル選択部５４ｇは、各基地局５１、５２からのパイロットチャネルの受信電力を測定し、受信電力の大きい基地局を移動局制御部５４ｅに通知する。移動局制御部５４ｅは、▲１▼ソフトハンドオーバ時に制御量計算装置５４ａ，５４ｂの両方にウェイト計算実行を指示すると共に、▲２▼切替器５４ｅに受信電力の大きい基地局に応じた制御量計算装置からのウェイトを選択出力するよう指示し、更に、▲３▼受信電力の大きい基地局の選択を指示するセル選択情報を多重化部５４ｄに入力する。多重化部５４ｄは受信電力の大きい基地局に応じた制御量計算装置から入力したウェイトｗｉ、ｗｊとセル選択情報と上り送信データ信号とを多重して各基地局５１，５２に向けて送信する。
各基地局のセルウェイト制御部５１ｈ，５２ｈは受信信号より振幅／位相制御データであるウェイトｗ１、ｗ２；ｗ３，ｗ４を抽出し、乗算部５１ｃ、５２ｃを制御してこれらウェイトを下り送信データに乗算させる。又、セル選択部５１ｇ、５２ｇは受信信号よりセル選択情報を抽出し、自局が指示されている場合には、スイッチ５１ｉ，５２ｉを開いて下り送信データを通過させ、自局が指示されていなければスイッチ５１ｉ，５２ｉを閉じて下り送信データの通過を阻止する。従って、受信電力の大きな基地局からのみ送信データが送信され、受信電力の小さな基地局からはパイロット信号のみが送信される。常時、移動局５４は上記制御を行い、常に受信電力の大きな基地局から送信データを受信する。
・移動局の要部構成
図９は移動局の要部構成図であり、図５と同一部分には同一符号を付している。セル選択部５４ｇの電力計算部６５は基地局５１から受信したパイロットの受信電力を計算し、電力計算部６６は基地局５１から受信したパイロットの受信電力を計算し、比較部６７は両電力を比較し、大きい方の基地局を移動局制御部５４ｅに通知する。これにより、移動局制御部５４ｅは前述の制御を行う。
・高速セル選択の制御
高速セル選択はソフトハンドオーバ時に基地局制御装置５３を介さずに行われる。但し、無線リンクをはっているアクティブセットの基地局５１，５２は、基地局制御装置５３からテンポラリのＩＤ番号を割当てられている。移動局５４は、共通パイロットチャネル等の受信電力を測定して、全てのアクティブセットの受信品質を測定する。そして、最も品質の良い基地局のＩＤ番号をセル選択情報で基地局に通知する。選択された基地局（Ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｅｌｌ）は、移動局５４に対してデータ信号を送信するが、非選択基地局（ｎｏｎ−ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｅｌｌ）はデータ信号の送信を停止する。高速セル選択によってデータ送信基地局が切り替わると同時に、移動局は新しいＰｒｉｍａｒｙ  ｃｅｌｌとの間で送信ダイバーシチを開始するが、従来は、アンテナウェイトの計算を基地局切り替え後に開始するため、アンテナウェイトの測定区間およびフィードバック遅延の影響により、実際の送信ダイバーシチの効果が現れるまでに遅延が生じる問題があった。
そこで、第２実施例ではソフトハンドオーバ時に高速セル選択を行う場合、移動局は常時２つの基地局と通信を行い、受信電力の大きい方の基地局から送信データを受信する。このとき各基地局に応じた制御量計算装置５４ａ，５４ｂは常時ウェイト計算する。このため、基地局を高速に切り替える際であても、切替指示と計算済みウェイトを同時に送信することができ、切替先の基地局による本来の通信制御と送信ダイバーシチ制御を同時に実行することができる。
図１０はソフトハンドオーバ時に高速セル選択を行う場合のシーケンス説明図である。尚、既にソフトハンドオーバ状態になっており、移動局５４と各基地局５１，５２間に無線リンクが確立しているものとする。又、
ソフトハンドオーバ時、移動局５４は、アクティブセットである基地局５１，５２の送信ダイバーシチ制御量（ウェイト）を同時に別々に計算する（ステップ１）。そして、移動局は５４受信電力Ｐが最大の基地局をＰｒｉｍａｒｙとして選択する。移動局５４の多重化部５４ｄは、前記選択されたＰｒｉｍａｒｙ基地局ＩＤとその基地局の送信ダイバーシチウェイトと上りリンクの送信データとを多重化して基地局５１，５２に向けて送信する。基地局５１，５２は、移動局５４からフィードバックされた選択基地局のＩＤおよびアンテナ制御ウェイト情報を受信し、ＩＤが一致した基地局のみが送信ダイバーシチのウェイトを用いて振幅、位相制御を実行し、下り送信データを送信する（ステップ２ａ，２ｂ）。以後、上記動作が繰り返され、いつかはソフトハンドオーバから脱却する。
以上より、第２実施例によれば、選択基地局のＩＤ（セル選択情報）をフィードバックする以前に、送信ダイバーシチのウェイトを計算し、基地局選択情報とウェイトを同時に送信することにより、Ｐｒｉｍａｒｙが切り替わった瞬間に遅延無く送信ダイバーシチの効果を発揮することができる。
（Ｄ）第３実施例
図１１は閉ループ送信ビームフォーミングシステムの構成図であり、図４の第１実施例と同一部分には同一符号を付している。異なる点はアンテナ素子をビームフォーミング用のアレイアンテナ５１ｊとした点、図４のアンテナ割当・ウェイト制御部５１ｂを受信処理部５１ｋ、フィードバック情報抽出部５１ｍ、振幅・位相制御部５１ｎで置き換えている点である。
閉ループ送信ビームフォーミングの原理は、閉ループ送信ダイバーシチと同じである。一般に、送信ダイバーシチでは、各アンテナが無相関になるようにアンテナ間隔を１０波長程度以上に広くする。一方、ビームフォーミングでは、アンテナ間隔を０．５〜１波長程度に設定し、移動局の方向にビーム指向性が形成されるようにウェイトが調整される。
図１１において、受信処理部５１ｋは上りチャネル信号を受信処理し、フィードバック情報抽出部５１ｍは、移動局５４から送られてくるフィードバック情報（ウェイトｗ１〜ｗ４）を抽出し、振幅・位相制御部５１ｎはフィードバック情報に基いて乗算器ＭＰ１〜ＭＰ４を制御して各アンテナ素子に入力する送信データ信号の振幅、位相を制御する。アレーアンテナ５１ｊは等間隔直線アレーアンテナで構成できる。、等間隔直線アレーアンテナは図１２に示すように各アンテナ素子Ａ０〜Ａｍ（ｍ＝４）を等間隔ｄで直線的に配置したアレイアンテナであり、移相器ＰＳ０〜ＰＳｍ（ｍ＝４）において入力信号Ｓに順次φ＝−ｋｄｓｉｎθ（但し、ｋ＝２π／λ）の位相差を与えて各アンテナ素子Ａ０〜Ａｍに給電するとθの方向に指向性を生じる。尚、アレーアンテナ５１ｊの各アンテナ素子＃１〜＃４の電波経路は同じであるからパイロットは１つのアンテナ素子＃４からのみ送信しても良い。
ビームフォーミングの場合、ウェイト（ｗ１〜ｗ４）は移動局５４の移動に伴う角度方向の変化に追従すればよいため、送信ダイバーシチに比べるとウェイトの更新速度は遅くて良い。したがって、閉ループビームフォーミングでは、最適ウェイトの測定時間を長く設定するのが一般的である。また、フィードバック遅延の影響が少ないため、アレーアンテナの本数を増やすことができ、長いスロットをかけて全てのアンテナのウェイトをフィードバックすることができる。その反面、ハンドオーバにより基地局が切替った後に、ビームフォーミングが完全に機能するまでに長い遅延時間を要してしまい、その区間送信ダイバーシチの利得を得ることができない。
そこで、第３実施例では、ハンドオーバにより基地局が切替るより早めにフィードバック情報（ウェイト）を計算してハンドオーバ先の基地局に通知しておくことにより、遅延無くビームフォーミングを開始する。尚、第３実施例の閉ループ送信ビームフォーミングにおいても、フィードバック制御遅延時間を考慮してハンドオーバによる切替より早目にウェイトを切替先の基地局に送信する。
（Ｅ）変形例
送信ダイバーシチには、▲１▼位相と振幅を制御する方法、▲２▼位相のみを制御する方法がある。以上の実施例は本発明を▲１▼の場合に適用した例であるが、本発明を▲２▼の場合にも適用することができる。すなわち、「移動局から無線基地局へ位相制御量を表すフィードバック情報を伝送し、基地局において該フィードバック情報に基いて送信データ信号に位相制御をする」ように実施例を変形し、本発明を位相のみを制御する送信ダイバーシチに適用することができる。
（Ｆ）まとめ
ハンドオーバによる基地局の切替は、上位レイヤーの制御情報として基地局から移動局に通知されるが、移動局ではハンドオーバによる基地局の切替情報を得た直後に、ハンドオーバ先基地局のアンテナウェイトの計算を開始することができる。あるいは、ハンドオーバ候補となる受信電力の大きい基地局のパイロット信号を用いてあらかじめ各基地局の最適なアンテナウェイトを計算しておくこともできる。システムによっては、移動局が通知したハンドオーバ候補の中から、基地局制御局がハンドオーバする基地局を決定し、基地局および移動局に通知する形態をとるものもある。
ソフトハンドオーバ時は、複数の基地局のパイロット信号を用いて、（４）式で示す電力Ｐを最大にするウェイトを計算する。ここで計算されるウェイトは、各基地局アンテナに共通なウェイトである。移動局が移動するのに伴い、ソフトハンドオーバのアクティブ基地局が入れ替わる。したがって、実際に基地局が入れ替わるより前に、新しいアクティブ基地局のパイロット信号を用いて、アンテナウェイトを計算しておくことにより、入れ替え直後の測定区間が短くなる問題を解決することができる。また、フィードバック情報をフィードバック遅延分早めに新しいアクティブ基地局のウェイトに切り替えることにより、送信ダイバーシチが開始されるまでの遅延をなくし、特性劣化を抑えることができる。
閉ループ送信ビームフォーミングシステムにおいては、ハンドオーバにより基地局が切替るより早めにフィードバック情報（ウェイト）を計算してハンドオーバ先の基地局に通知しておくことにより、遅延無くビームフォーミングを開始できる。
ソフトハンドオーバにおける高速セル選択方式では基地局を高速に切り替えるが、常時各基地局のウェイトを計算するため、基地局切替指示と同時に計算済みウェイトを送信することができ、切替先の基地局による本来の通信制御と送信ダイバーシチ制御を同時に実行することができる。
以上本発明によれば、ハンドオーバにより基地局が切替った直後のアンテナウェイト測定区間の短縮を回避できる。又、ハンドオーバ直後から送信ダイバーシチのアンテナ制御を開始することができ、しかも、ハンドオーバ直後から十分な送信ダイバーシチ利得を得ることができる。更に、ソフトハンドオーバにおいても、また、送信ビームフォーミングのようにフィードバック遅延が大きいシステムや、高速セル選択のように切替頻度が高いシステムにおいても同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明のフィードバック制御方法を説明するための閉ループ送信ダイバーシチシステムの概略構成図である。
図２は本発明における受信制御タイミングおよびフィードバック制御の様子を示す説明図である。
図３は本発明の受信制御タイミングおよびフィードバック制御の様子を示す別の説明図である。
図４は本発明の第１実施例における閉ループ送信ダイバーシチシステムの構成図である。
図５は制御量計算装置の構成説明図である。
図６はハンドオーバ時のシーケンス説明図である。
図７はソフトハンドオーバ時のシーケンス説明図である。
図８は第２実施例の閉ループ送信ダイバーシチシステムの構成図である。
図９は移動局の要部構成図である。
図１０はソフトハンドオーバ時に高速セル選択を行う場合のシーケンス説明図である。
図１１は閉ループ送信ビームフォーミングシステムの構成図である。
図１２は等間隔直線アレーアンテナ説明図である。
図１３は２本の送信アンテナを用いる場合の従来のシステム構成図である。
図１４は上りリンクのフレーム構成図である。
図１５は送信アンテナ数が４本の場合の送信ダイバーシチシステムの構成例である。
図１６は移動局の詳細な構成例である。
図１７はハンドオーバする場合の従来システムの構成図である。
図１８はハンドオーバした場合の受信制御タイミング説明図である。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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