(57)【要約】【課題】移動局装置の特性に起因する空間多重通信の失敗を防止すること。【解決手段】複数の多重化候補移動局装置のうち、その一部である複数の移動局装置に係る組み合わせを多重化対象として選出する組み合わせ選出部２２と、空間多重通信の成否に応じて、該多重通信に係る組み合わせに含まれる少なくとも１つの移動局装置について多重通信に関する適性を示す適性情報を記憶する適性情報記憶部２５とを含み、組み合わせ選出部２２は、各多重化候補移動局装置について適性情報記憶部２５に記憶される適性情報に基づいて、前記組み合わせを選出する。【選択図】図３
2008010976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ多重化候補となる移動局装置である複数の多重化候補移動局装置のうち、その一部である複数の移動局装置と空間分割多重による多重通信を行う基地局装置であって、
前記複数の多重化候補移動局装置から、前記複数の移動局装置となる組み合わせを選出する組み合わせ選出手段と、
前記多重通信の成否に応じて、該多重通信に係る前記組み合わせに含まれる少なくとも１つの移動局装置について多重通信に関する適性を示す適性情報を記憶する適性情報記憶手段と、
を含み、
前記組み合わせ選出手段は、前記各多重化候補移動局装置について前記適性情報記憶手段に記憶される適性情報に基づいて、前記組み合わせを選出する、
ことを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基地局装置において、
前記組み合わせ選出手段は、前記多重通信に係る通信チャネルにおいて先に通信する移動局装置を選出する被多重装置選出手段を含み、
前記適性情報は、前記被多重装置選出手段による選出に係る適性を示す被多重適性情報を含み、
前記被多重装置選出手段は、前記被多重適性情報に基づいて前記選出を行う、
ことを特徴とする基地局装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の基地局装置において、
前記組み合わせ選出手段は、前記多重通信に係る通信チャネルにおいて先に通信する移動局装置に加えて該通信チャネルで通信を開始する移動局装置を選出する多重装置選出手段を含み、
前記適性情報は、前記多重装置選出手段による選出に係る適性を示す多重適性情報を含み、
前記多重装置選出手段は、前記被多重適性情報に基づいて前記選出を行う、
ことを特徴とする基地局装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の基地局装置において、
前記適性情報は、前記多重通信の失敗回数に応じて決定される、
ことを特徴とする基地局装置。
【請求項５】
それぞれ多重化候補となる移動局装置である複数の多重化候補移動局装置のうち、その一部である複数の移動局装置と空間分割多重による多重通信を行う空間多重方法であって、
前記複数の多重化候補移動局装置から、前記複数の移動局装置となる組み合わせを選出する組み合わせ選出ステップと、
前記多重通信の成否に応じて、該多重通信に係る前記組み合わせに含まれる少なくとも１つの移動局装置について多重通信に関する適性を示す適性情報を適性情報記憶手段に記憶させるステップと、
を含み、
前記組み合わせ選出ステップは、前記各多重化候補移動局装置について前記適性情報記憶手段に記憶される適性情報に基づいて、前記組み合わせを選出する、
ことを特徴とする空間多重方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局装置及び空間多重方法に関し、特に、空間多重する移動局装置を選出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間分割多重（ＳＤＭＡ：Space Division Multiple Access）方式を適用する基地局装置は、指向性を動的に制御するアダプティブアレイアンテナを備えており、電波の放射パターンを絞り込むことにより、同一のキャリア周波数において空間的に離れた複数の移動局装置それぞれと同一のタイミングで通信を行うことができる。
【０００３】
しかし、空間多重通信では、空間多重された移動局装置相互の空間的位置関係が変化しやすいこと、アダプティブアレイアンテナによる指向性制御の性能に限界があること等により、空間多重によらない通信に比べて良好な通信品質を維持することが難しい。
【０００４】
そこで、従来の基地局装置では、空間多重の起動を通信チャネルに空きがない場合に限ることにより、空間多重の起動回数を抑えるようにしている。また、各移動局装置からの受信信号に係るＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indication：受信電力レベル）のダイナミックレンジや受信応答ベクトルの変化速度等に基づいて空間多重に最も適する２つの移動局装置を選択することにより、良好な通信品質を有する空間多重通信を確立し維持するようにしている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−５８０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術では、移動局装置の特性（仕様）によらず各移動局装置の受信信号から算出される各種パラメータのみに基づいて空間多重する移動局装置を選択するため、移動局装置の特性が原因で空間多重通信に必ず失敗するような移動局装置を選択してしまう場合があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、移動局装置の特性に起因する空間多重通信の失敗を防止することができる基地局装置及び基地局装置の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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る基地局装置は、それぞれ多重化候補となる移動局装置である複数の多重化候補移動局装置のうち、その一部である複数の移動局装置と空間分割多重による多重通信を行う基地局装置であって、前記複数の多重化候補移動局装置から、前記複数の移動局装置となる組み合わせを選出する組み合わせ選出手段と、前記多重通信の成否に応じて、該多重通信に係る前記組み合わせに含まれる少なくとも１つの移動局装置について多重通信に関する適性を示す適性情報を記憶する適性情報記憶手段とを含み、前記組み合わせ選出手段は、前記各多重化候補移動局装置について前記適性情報記憶手段に記憶される適性情報に基づいて、前記組み合わせを選出することを特徴としている。
【０００８】
本発明では、空間多重通信の成否に応じて、該多重通信に係る少なくとも１つの移動局装置について多重通信に関する適性を示す適性情報を記憶する。そして、各多重化候補移動局装置についてすでに記憶された適性情報に基づいて、空間多重通信を行う複数の移動局装置の組み合わせを選出する。
【０００９】
本発明によれば、空間多重通信の成否に係る実績に基づいて、多重通信に必ず失敗するような移動局装置を多重通信の対象から除外できるため、移動局装置の特性に起因する空間多重通信の失敗を防止することができる。
【００１０】
また、本発明の一態様では、前記組み合わせ選出手段は、前記多重通信に係る通信チャネルにおいて先に通信する移動局装置を選出する被多重装置選出手段を含み、前記適性情報は、前記被多重装置選出手段による選出に係る適性を示す被多重適性情報を含み、前記被多重装置選出手段は、前記被多重適性情報に基づいて前記選出を行う。こうすれば、被多重装置として空間多重されると必ず多重通信に失敗するような移動局装置を被多重装置として選出することを防止できるようになる。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記組み合わせ選出手段は、前記多重通信に係る通信チャネルにおいて先に通信する移動局装置に加えて該通信チャネルで通信を開始する移動局装置を選出する多重装置選出手段を含み、前記適性情報は、前記多重装置選出手段による選出に係る適性を示す多重適性情報を含み、前記多重装置選出手段は、前記被多重適性情報に基づいて前記選出を行う。こうすれば、多重装置として空間多重されると必ず多重通信に失敗するような移動局装置を多重装置として選出することを防止できるようになる。
【００１２】
また、本発明の一態様では、前記適性情報は、前記多重通信の失敗回数に応じて決定される。こうすれば、例えば、空間多重通信の失敗率が所定確率以上である移動局装置や空間多重通信の連続失敗回数が所定回数以上である移動局装置を、多重通信の対象として選出することを防止できるようになる。
【００１３】
また、本発明に係る基地局装置の制御方法は、それぞれ多重化候補となる移動局装置である複数の多重化候補移動局装置のうち、その一部である複数の移動局装置と空間分割多重による多重通信を行う空間多重方法であって、前記複数の多重化候補移動局装置から、前記複数の移動局装置となる組み合わせを選出する組み合わせ選出ステップと、前記多重通信の成否に応じて、該多重通信に係る前記組み合わせに含まれる少なくとも１つの移動局装置について多重通信に関する適性を示す適性情報を適性情報記憶手段に記憶させるステップとを含み、前記組み合わせ選出ステップは、前記各多重化候補移動局装置について前記適性情報記憶手段に記憶される適性情報に基づいて、前記組み合わせを選出することを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る移動体通信システムの全体構成図である。同図に示すように、本移動体通信システムは、基地局装置１０と複数の移動局装置１２（ここでは４つとする）を含んで構成されている。
【００１５】
各移動局装置１２は、基地局装置１０と無線通信を行うものであり、例えば可搬型の携帯電話機や携帯情報端末である。ここでは、時分割多重接続（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）方式により多重通信を行う。なお、各通信に使用される無線チャネル（通信チャネル）は、時分割スロットのスロット番号と所定周波数帯域におけるいずれかのキャリア周波数との組み合わせにより特定される。
【００１６】
基地局装置１０は、後述するようにアダプティブアレイアンテナを備えており、このアダプティブアレイアンテナを用いて、同一の時分割スロット及び同一のキャリア周波数において、複数の移動局装置１２のそれぞれと空間分割多重接続（ＳＤＭＡ）方式による多重通信を行う。
【００１７】
図２は、基地局装置１０の機能ブロック図である。基地局装置１０は、制御部２０、アダプティブアレイアンテナ３０、無線通信部３２、空間多重処理部３４、変復調部３６、時分割多重処理部３８を含んで構成されている。
【００１８】
制御部２０は、無線通信部３２、空間多重処理部３４、変復調部３６、時分割多重処理部３８等と接続されており、基地局装置１０全体の制御を行う。また、制御部２０は、スロット制御部２１を含んでおり、各移動局装置１２との通信に用いる時分割スロットの割当を制御する。なお、制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）及びメモリを含んで構成されており、上記の機能は、メモリに記憶される各種制御プログラムをＣＰＵが実行することによって実現されるものである。
【００１９】
アダプティブアレイアンテナ３０は、複数のアンテナの配列であり、無線通信部３２から入力される信号を各アンテナから送信し、また、各移動局装置１２から送信される信号を各アンテナで受信して、その信号を無線通信部３２に出力するものである。この送信及び受信は、無線通信部３２からの制御に従って時分割で切り替えられる。
【００２０】
無線通信部３２は、信号処理部３４から入力される送信信号を無線信号にアップコンバートし、送信出力レベルにまで増幅して、アダプティブアレイアンテナ３０に供給する。また、アダプティブアレイアンテナ３０で受信される無線信号をダウンコンバートし、空間多重処理部３４に出力するものである。
【００２１】
空間多重処理部３４は、アダプティブアレイアンテナ３０による放射パターンを動的に制御して変復調部３６から入力される信号を所望の移動局装置１２へ送信できるようにすべく空間多重用に重み付けした送信信号を生成し、その信号を無線信号部３２に出力する。また、無線信号部３２から入力される受信信号から、空間多重された各移動局装置１２の受信信号を時分割スロット毎に分離抽出し、変復調部３６に出力するものである。
【００２２】
また、空間多重処理部３４は、各移動局装置１２の受信電力レベル（ＲＳＳＩ：Receive Signal Strength Indication） 等に基づいて空間多重確率を定期的に算出し、その算出結果を後述する組み合わせ選出部２２に供給する。ここで、空間多重確率とは、空間多重通信に関する品質情報の一種であり、特定の移動局装置１２の組み合わせについて特定の時分割スロットにおいて空間多重通信をする場合に、空間多重している状態をどの程度維持できるかを表すパラメータである。
【００２３】
変復調部３６は、時分割多重処理部３８から入力されるベースバンド送信信号を所定の変調方式により変調し、変調された信号を空間多重処理部３４に出力する。また、空間多重処理部３４から入力される各移動局装置１２の受信信号を所定の復調方式により復調し、復調されたベースバンド受信信号を時分割多重処理部３８に出力する。
【００２４】
時分割多重処理部３８は、時分割多重に係る機能を備えており、上位レイヤの装置（図示せず）との間で各移動局装置１２のベースバンド信号を授受するものである。具体的には、上位レイヤの装置から入力される各移動局装置１２のベースバンド信号を分割し、分割した各ベースバンド信号を後述するスロット制御部２１により指定された所定のスロット番号に係る時分割スロットにそれぞれ格納したベースバンド送信信号を生成して、変復調部３６に出力する。また、変復調部３６から入力されるベースバンド受信信号から各移動局装置１２のベースバンド信号を分離抽出し、上位レイヤの装置に出力する。
【００２５】
次に、スロット制御部２１の構成を詳細に説明する。図３は、スロット制御部２１の構成を示すブロック図である。同図に示すように、スロット制御部２１は、組み合わせ選出部２２及び適性情報記憶部２５を含んで構成されており、移動局装置１２からのチャネル確立要求等に応じて、移動局装置１２との通信に使用する時分割スロットの割当や割当の解除を行うものである。また、空間多重を起動する際には、空間多重を行う時分割スロット及び空間多重する移動局装置１２の組み合わせを決定する。
【００２６】
組み合わせ選出部２２は、被多重装置選出部２３及び多重装置選出部２４を含んで構成されており、空間多重を起動する際に、それぞれ多重化候補となる複数の移動局装置１２（以下、多重化候補移動局装置と称する）から、空間多重の多重化対象となる複数の移動局装置１２（以下、多重化対象移動局装置と称する）の組み合わせを選出するものである。また、被多重装置選出部２３は、空間多重通信に使用する時分割スロットにおいて先に通信する１又は複数の移動局装置１２（以下、被多重装置と称する）を選出するものであり、多重装置選出部２４は、同一の当該時分割スロットにおいて、被多重装置に加えて通信を開始する少なくとも１つの移動局装置１２（以下、多重装置と称する）を選出するものである。
【００２７】
ここで、基地局装置１０において空間多重を起動する処理を、図５の概念図に基づいて説明する。同図（ａ）に示すように、ここでは、１つのＴＤＭＡフレームが送受信それぞれ４つの時分割スロット（スロット＃１〜＃４）で構成されており、各時分割スロットが４つの移動局装置（ＰＳ＃１〜＃４）によりそれぞれ使用されているものとする。この場合に、ある移動局装置１２（ＰＳ＃５）からのチャネル確立要求を受信すると、スロット制御部２１は、空間多重通信を起動して、当該ＰＳ＃５に割り当てるための空きスロット（通信に使用されていない時分割スロット）を確保する。具体的には、例えば同図（ｂ）に示すように、移動局装置ＰＳ＃１に対するスロット＃１の割当を解除するとともに、他の移動局装置ＰＳ＃２に割り当てたスロット＃２をＰＳ＃１にさらに割り当てることにより、スロット＃１を空きスロットとする。そして、スロット制御部２１は、チャネル確立要求をしてきた移動局装置１２（ＰＳ＃５）に対して、新たに空きスロットとして確保したスロット＃１を割り当てる（同図（ｃ））。なお、同図（ｂ）において、被多重装置としてＰＳ２を選出するのが被多重装置選出部２３であり、多重装置としてＰＳ＃１を選出するのが多重装置選出部２４である。
【００２８】
適性情報記憶部２５は、空間多重が起動される度に、当該空間多重に係る少なくとも１つの移動局装置１２について、その起動の成否に応じた情報を多重通信の起動に関する適性を示す適性情報として記憶するものである。ここで、空間多重の起動の成否に応じた情報とは、空間多重の起動成否の実績（履歴）に基づいて決定される情報であり、例えば、空間多重の起動失敗回数に応じた値（起動失敗率や連続起動失敗回数等）である。なお、適性情報には、被多重装置として空間多重通信を行うための適性を示す被多重適性情報や多重装置として空間多重通信を行うための適性を示す多重適性情報が含まれる。図４は、適性情報記憶部２５の一例を示す図である。同図に示すように、適性情報記憶部２５は、移動局装置１２を識別するための識別情報（移動局装置ＩＤ）に関連付けて、適性情報を記憶している。また、適性情報には、被多重適性情報（ここでは、被多重装置として空間多重を起動した場合の起動失敗率とする）と多重適性情報（ここでは、多重装置として空間多重を起動した場合の起動失敗率とする）が含まれている。同図において、移動局装置１２（ＰＳ＃１）の被多重適性情報が１００％とあるのは、ＰＳ＃１が被多重装置として選出された空間多重通信では、その起動に必ず失敗していることを表している。
【００２９】
適性情報記憶部２５に記憶される各適性情報は、組み合わせ選出部２２が複数の多重化候補移動局装置の中から多重化対象移動局装置の組み合わせを選出する際の基礎情報として使用される。すなわち、組み合わせ選出部２２は、各多重化候補移動局装置の適性情報（空間多重の起動の成否に係る実績）に基づいて、多重化対象移動局装置の組み合わせを選出する。例えば、空間多重の起動失敗率が所定確率未満である移動局装置１２や空間多重の連続失敗回数が所定回数以下である移動局装置１２のみを多重化対象移動局装置として選出するようにしてもよい。こうすれば、空間多重の起動に必ず失敗するような（空間多重の起動失敗率が１００％である）移動局装置１２は、多重通信の対象として選出されなくなる。また、被多重装置選出部２３は、適性情報に含まれる被多重適性情報に基づいて被多重装置の選出を行い、多重装置選出部２４は、適性情報に含まれる多重適性情報に基づいて多重装置の選出を行うようにしてもよい。こうすれば、被多重装置として空間多重されると必ず空間多重の起動に失敗するような移動局装置１２は、被多重装置として選出されなくなる。また、多重装置として空間多重されると必ず多重通信の起動に失敗するような移動局装置１２は、多重装置として選出されなくなる。こうして、移動局装置１２の特性に起因する空間多重通信の失敗を防止することができる。
【００３０】
ここで、基地局装置１０の動作について説明する。図６は、基地局装置１０におけるスロット割当処理を示すフロー図である。
【００３１】
基地局装置１０がある移動局装置１２からのチャネル確立要求を受信すると、同図に示すように、スロット制御部２１は、空きスロットが存在するか否かを確認する（Ｓ１００）。Ｓ１００において空きスロットが存在することが確認されると、スロット制御部２１は、チャネル確立要求をしてきた移動局装置１２に対して、当該空きスロットを割り当てる（Ｓ１１２）。
【００３２】
一方、Ｓ１００において空きスロットが存在しない、すなわち、全ての時分割スロットが使用中であると判定されると、組み合わせ選出部２２は、空間多重処理部３４から、通信中であるいずれか２以上の移動局装置１２の組み合わせ全てに関して定期的に算出されている空間多重確率を取得する（Ｓ１０２）。そして、Ｓ１０２において取得した空間多重確率が所定閾値以上である組み合わせ、すなわち、安定した空間多重を維持できると期待される移動局装置１２の組み合わせ（以下、組み合わせ候補と称する）が存在するか否かを判定する（Ｓ１０４）。Ｓ１０４において組み合わせ候補が存在しないと判定されると、スロット制御部２１は、チャネル確立要求をしてきた移動局装置１２に対してスロットの割当を拒否する（Ｓ１０６）。
【００３３】
Ｓ１０４において２以上の組み合わせ候補が存在すると判定されると、組み合わせ選出部２２は、適性情報記憶部２５に記憶される適性情報（被多重適性情報及び多重適性情報）に基づいて、当該２以上の組み合わせ候補の中から、過去に空間多重の起動失敗歴のない移動局装置１２のみを含む組み合わせのいずれか１つを多重化対象として選出する（Ｓ１０８）。すなわち、被多重適性情報（起動失敗率）が所定確率未満である被多重装置と多重適性情報（起動失敗率）が所定確率未満である多重装置とからなる組み合わせ候補のうちいずれか１つを選出する。なお、Ｓ１０４において組み合わせ候補が１つしかないと判定された場合、組み合わせ選出部２２は、当該１つの組み合わせ候補を多重化対象の組み合わせとして選出する（図示せず）。
【００３４】
次に、スロット制御部２１は、Ｓ１０８において選出された組み合わせ含まれる少なくとも１つの被多重装置が使用中の時分割スロットを空間多重に使用するスロットとし、当該スロットを当該組み合わせに含まれる少なくとも１つの多重装置に割り当てることにより、空間多重を起動する（Ｓ１１０）。そして、空間多重を起動したことにより発生した空きチャネルを、チャネル確立要求をしてきた移動局装置１２に割り当てる（Ｓ１１２）。
【００３５】
上記実施形態によれば、空間多重確率のみに基づいて空間多重する移動局装置１２の組み合わせを選出するのではなく、当該空間多重確率が所定閾値以上である移動局装置１２の組み合わせの中から、被多重適性情報（起動失敗率）が所定確率未満である被多重装置と多重適性情報（起動失敗率）が所定確率未満である多重装置とからなる組み合わせのいずれか１つを多重化対象として選出するため、多重通信に必ず失敗するような移動局装置１２を多重化対象から除外することが可能となり、移動局装置１２の特性に起因する空間多重通信の失敗を防止することができるようになる。
【００３６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、以上の説明では、空間分割多重接続（ＳＤＭＡ）方式と時分割多重接続（ＴＤＭＡ）方式を併用する移動体通信システムを例示したが、本発明は、空間分割多重接続方式を採用するあらゆる通信システムに適用可能である。
【００３７】
また、本実施形態において、適性情報記憶部２５には、適性情報として空間多重の起動の成否に応じた情報を記憶するようにしたが、起動に限らずその後の通信フェーズにおける通信の成否に応じた情報を記憶するようにしてもよい。
【００３８】
また、基地局装置１０に空間多重の起動失敗や通信維持失敗の原因を特定する失敗原因特定部を設け、前記適性情報に失敗原因特定部により特定された失敗原因に係る情報をさらに含めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係る移動体通信システムの全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る基地局装置の機能ブロック図である。
【図３】スロット制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】適性情報記憶部の一例を示す図である。
【図５】基地局装置における空間多重起動処理を示す概念図である。
【図６】基地局装置におけるスロット割当処理を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  基地局装置、１２  移動局装置、２０  制御部、２１  スロット制御部、２２  組み合わせ選出部、２３  被多重装置選出部、２４  多重装置選出部、２５  適性情報記憶部、３０  アダプティブアレイアンテナ、３２  無線通信部、３４  空間多重処理部、３６  変復調部、３８  時分割多重処理部。
【図１】
2008010976.tif 000003
【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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