(57)【要約】【課題】移動局装置におけるページング信号の受信精度を向上させる。【解決手段】移動局装置１００と、移動局装置１００と信号の送受信を行うアダプティブアレイアンテナ２０を備える基地局装置１０とにおいて、基地局装置１０が、移動局装置１００の位置を登録するために送信される位置登録信号を受信し、受信された位置登録信号に基づいて、アダプティブアレイアンテナ２０の各アンテナ素子の重み付けを算出し、算出された重み付けによりページング信号をアダプティブアレイアンテナ２０を介して移動局装置１００へ向けて送信する。【選択図】図５
2008011231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局装置と、前記移動局装置と信号の送受信を行うアダプティブアレイアンテナを備える基地局装置とによる無線通信方法であって、
前記基地局装置が、前記移動局装置により送信される当該移動局装置の位置登録のための位置登録信号を受信する受信ステップと、
前記基地局装置が、前記受信ステップにより受信された位置登録信号に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナの各アンテナ素子の重み付けを算出する重み付け算出ステップと、
前記基地局装置が、前記重み付け算出ステップにより算出された重み付けによりページング信号を前記アダプティブアレイアンテナを介して前記移動局装置へ向けて送信するページング信号送信ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記算出ステップは、
前記位置登録信号に基づいて、複数の重み付けを算出し、
前記ページング信号送信ステップは、
前記算出ステップにより算出された複数の重み付けのそれぞれにより異なるタイミングで前記ページング信号を送信する、
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無線通信方法であって、
前記算出ステップは、
前記位置登録信号の到来方向にビームを向けた指向性パターンが形成されるように前記各アンテナ素子の重み付けを算出する、
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の無線通信方法であって、
前記算出ステップは、
前記位置登録信号の干渉波の到来方向にヌルを向けた指向性パターンが形成されるように前記各アンテナ素子の重み付けを算出する、
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項５】
移動局装置と信号の送受信を行うアダプティブアレイアンテナを備える基地局装置であって、
前記移動局装置により送信される当該移動局装置の位置登録のための位置登録信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された位置登録信号に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナの各アンテナ素子の重み付けを算出する重み付け算出手段と、
前記重み付け算出手段により算出された重み付けによりページング信号を前記アダプティブアレイアンテナを介して前記移動局装置へ向けて送信する送信手段と、
を含むことを特徴とする基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局装置によるページング信号の送信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動局装置への着信は、基地局装置から送信されるページング信号により伝達される。ページング信号は、移動局装置の位置が登録された基地局装置のみならず、その周辺にある基地局装置からも一斉に送信される。移動局装置のページング信号の受信電力を抑えるために、ページング信号の送信間隔が長くとられることが望ましく、１回のページング信号を確実に受信できるような通信技術の必要性が増してきている。従来では、アダプティブアレイアンテナを備える基地局装置が、ページング信号をアダプティブアレイアンテナを介して所定の複数の放射パターンで送信し、ページング信号の受信確率を高くする技術が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１２７６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の従来技術では、移動局装置の位置を考慮せずにページング信号を送信していたため、必ずしもページング信号の受信確率が向上しないことがあった。
【０００４】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、移動局装置の位置を反映させた指向性パターンによりページング信号を送信し、移動局装置におけるページング信号の受信精度を向上させる無線通信方法及び基地局装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る無線通信方法は、移動局装置と、前記移動局装置と信号の送受信を行うアダプティブアレイアンテナを備える基地局装置とによる無線通信方法であって、前記基地局装置が、前記移動局装置により送信される当該移動局装置の位置登録のための位置登録信号を受信する受信ステップと、前記基地局装置が、前記受信ステップにより受信された位置登録信号に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナの各アンテナ素子の重み付けを算出する重み付け算出ステップと、前記基地局装置が、前記重み付け算出ステップにより算出された重み付けによりページング信号を前記アダプティブアレイアンテナを介して前記移動局装置へ向けて送信するページング信号送信ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係る基地局装置は、移動局装置と信号の送受信を行うアダプティブアレイアンテナを備える基地局装置であって、前記移動局装置により送信される当該移動局装置の位置登録のための位置登録信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された位置登録信号に基づいて、前記アダプティブアレイアンテナの各アンテナ素子の重み付けを算出する重み付け算出手段と、前記重み付け算出手段により算出された重み付けによりページング信号を前記アダプティブアレイアンテナを介して前記移動局装置へ向けて送信する送信手段と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明では、基地局装置はアダプティブアレイアンテナを備える。そして、基地局装置は、移動局装置から送信される位置登録信号をアダプティブアレイアンテナにより受信する。そして、受信した位置登録信号に基づいて、アダプティブアレイアンテナの各アンテナ素子の重み付けを算出する。そして、移動局に対するページング信号に対して、位置登録信号に基づいて算出された重みを付けて送信する。
【０００８】
本発明によると、アダプティブアレイアンテナを備える基地局装置により、移動局装置から受信した位置登録信号に基づいて、移動局装置の位置を反映させた指向性パターンによりページング信号を送信し、移動局装置におけるページング信号の受信精度を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明の一態様では、前記算出ステップは、前記位置登録信号に基づいて、複数の重み付けを算出し、前記ページング信号送信ステップは、前記算出ステップにより算出された複数の重み付けのそれぞれにより異なるタイミングで前記ページング信号を送信する、ことを特徴とする。これによって、移動局装置の方向にページング信号のヌルが重なる可能性を低減し、移動局装置におけるページング信号の受信精度を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明の一態様では、前記算出ステップは、前記位置登録信号の到来方向にビームを向けた指向性パターンが形成されるように前記各アンテナ素子の重み付けを算出する、ことを特徴とする。これによって、ページング信号を送信する際に、移動局装置により送信された位置登録信号の到来方向にビームを向けて、移動局装置におけるページング信号の受信精度を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記算出ステップは、前記位置登録信号の干渉波の到来方向にヌルを向けた指向性パターンが形成されるように前記各アンテナ素子の重み付けを算出する、ことを特徴とする。これによって、ページング信号を送信する際に、移動局装置により送信された位置登録信号の干渉波の到来方向にヌルを向けて、移動局装置におけるページング信号の受信精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態とする）について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
図１には、本実施形態に係る移動体通信システムのセル配置の一例を示す。図１に示されるように、セル２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃのそれぞれに、基地局装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが配置される。基地局装置１０はそれぞれ、アダプティブアレイアンテナを備え、移動局装置１００と無線通信を行う基地局装置である。なお、以下、基地局装置１０Ａ，１０Ｂや１０Ｃを一般化して指し示す場合には、基地局装置１０と記載する。
【００１４】
移動局装置１００は、セル２００Ａに在圏し、基地局装置１０Ａに位置登録している。移動体通信システムにおいては、自由に移動可能な移動局装置１００に対する呼を伝達するために、移動局装置１００の現在位置と距離的に近い基地局装置１０にその位置が登録される。移動局装置１００は、位置登録を行うために近くの基地局装置１０に位置登録信号を送信する。そして、移動局装置１００により送信された位置登録信号を受信した基地局装置１０は、その位置登録信号に含まれる移動局装置１００の識別子を取得し、移動体通信システムの位置登録データベースにその移動局装置の識別子を自己の識別子に対応付けて登録する。位置登録データベースに移動局装置１００の位置登録が行われると、位置登録を行った基地局装置１０は、移動局装置１００に位置登録信号の応答信号を返す。
【００１５】
本実施形態では、セル２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃは、一つのページングエリアを形成しているものとする。そして、図１に示されるように、移動局装置１００への呼を伝達する場合には、移動局装置１００が位置登録する基地局装置１０Ａのみならず、同じページングエリアにある基地局装置１０Ｂ，１０Ｃからも一斉にページング信号が送信される。
【００１６】
図２には、基地局装置１０と移動局装置１００が含まれるＶｏＩＰ（Voice over IP）システムのシステム構成図を示す。図２に示されるように、ＶｏＩＰシステムは、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）サーバ３００、インターネット等のＩＰネットワーク４００、基地局装置１０と移動局装置１００を含む。
【００１７】
ＳＩＰサーバ３００は、ＶｏＩＰ通信の呼を制御するサーバである。ＳＩＰサーバ３００にＩＰネットワーク４００を介して、移動局装置１００に対する呼の要求があると、ＳＩＰサーバ３００は、位置登録データベースに問い合わせて、移動局装置１００が位置登録される基地局装置１０（上記の例では、基地局装置１０Ａ）を特定する。そして、特定した基地局装置１０に対して、ＳＩＰサーバによりＩＮＶＩＴＥ信号が送信される。ＩＮＶＩＴＥ信号は、ＶｏＩＰ通信のセッションの確立を要求する信号である。ＩＮＶＩＴＥ信号を受信した基地局装置１０は、同じページングエリアに含まれる他の基地局装置１０にもページング信号の送信要求を行う。そして、各基地局装置１０（上記の例では、基地局装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）が移動局装置１００に対して、ページング信号を一斉に送信する。
【００１８】
図３には、ページング信号が送信されるスロットを含む伝送フレームの構成単位の一例を示す。本実施形態では、ページング信号は、２チャネルを用いた時分割方式で送信されることとする。図３には、２つのチャネルのフレーム構成が示されており、上側を第１チャネル、下側を第２チャネルとする。第１チャネルと第２チャネルとでは、用いられる周波数が異なるが、フレームの基本的な構成は同じであり、その単位フレーム（５ｍｓ）は、上り信号と下り信号のそれぞれに３スロットずつ割り当てられた計６スロットからなる。そして、本実施形態では、ページング信号は、第１チャネルの送信スロットにおけるスロット２の前半部分をメインスロットとし、また、第２チャネルの送信スロットにおけるスロット２のうち後半部分をサブスロットとして、時分割方式により送信される。
【００１９】
本発明では、ページング信号は、アダプティブアレイアンテナにより指向性パターンが形成されて送信される。指向性パターンは、アダプティブアレイアンテナの各アンテナ素子で送信する信号に重みをつけることで形成される。本発明は、ページング信号を送信する際の重みを、移動局装置１００から受信した位置登録信号に基づいて算出することを特徴とする。
【００２０】
図４には、基地局装置１０のそれぞれにより送信されるページング信号の指向性パターンを示す。図４において、実線で示されるのはメインスロットの指向性パターンであり、破線で示されるのはサブスロットの指向性パターンである。図４にも示されるように、メインスロットとサブスロットとでは、移動局装置１００から受信した位置登録信号に基づいて、互いに異なる重み付け算出方法が用いられることで、異なる指向性パターンが形成される。そのようにメインスロットとサブスロットで異なる指向性パターンを形成してページング信号を送信すると、メインスロットとサブスロットで共に移動局装置１００方向にヌルが向く可能性が低減されるので、ページング信号の受信精度が向上する。
【００２１】
上記の処理を実現するために、本発明の基地局装置が備える構成を以下に説明する。
【００２２】
図５は、基地局装置１０の構成を示すブロック図である。図５に示されるように、基地局装置１０は、アダプティブアレイアンテナ２０、無線通信部２２、アダプティブアレイ処理部２４、制御部２６と通信部３０を含む。
【００２３】
アダプティブアレイアンテナ２０は、複数のアンテナ素子２０−１，２０−２，２０−３・・・２０−ｎをアレイ状に並べ、指向性を電波環境の変化に合わせて動的に変更できるようにしたアンテナシステムである。無線通信部２２は、アダプティブアレイアンテナ２０を時分割で制御して、送信と受信との処理を切り替えるものである。アダプティブアレイ処理部２４は、アダプティブアレイアンテナ２０の各アンテナ素子の重み付けを調整するものである。制御部２６は、プロセッサやメモリ等から構成され、基地局装置１０の各部を制御する。また、制御部２６は、メモリ等の記憶部により実現される重み付け記憶部２８を含む。通信部３０は、ＳＩＰサーバ３００や図示しない位置登録データベースサーバとの信号の送受信を行うネットワークインターフェースである。
【００２４】
基地局装置１０の各構成において行われる処理の詳細を、図６及び図７を参照しつつ、以下説明する。
【００２５】
［重み付け算出処理］
基地局装置１０において、移動局装置１００に対して送信するページング信号のアダプティブアレイアンテナ２０の重み付けは、移動局装置１００から受信した位置登録信号に基づいて算出される。位置登録信号は、移動局装置１００がセル２００を移る際に送信されるものである。例えば、移動局装置１００は、複数の基地局装置１０から受信した制御信号の受信レベルに基づいて、最も受信レベルの高い信号を送信する基地局装置１０が変わった場合に、位置登録信号を送信することとしてもよい。
【００２６】
図６は、基地局装置１０において、移動局装置１００に対して送信するページング信号のアダプティブアレイアンテナの重み付けを算出する際の処理に関するフロー図である。
【００２７】
各基地局装置１０は、移動局装置１００により送信された位置登録信号をアダプティブアレイアンテナ２０を介して受信する（Ｓ１０１）。そして、各基地局装置１０では、受信された位置登録信号が制御部２６のプロセッサにより解析されて、位置登録信号に含まれる移動局装置１００の識別子が取得される（Ｓ１０２）。
【００２８】
アダプティブアレイ処理部２４においては、受信した位置登録信号に基づいて、所定の重み付け算出アルゴリズムに従って、各アンテナ素子の重み付けベクトルが算出される（Ｓ１０３）。重み付け算出アルゴリズムは、ビームフォーミング、ヌルステアリングを実現するための公知のアルゴリズムであって構わない。例えば、ビームフォーミングには、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）、ＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）等、ヌルステアリングにはそれらに加えて、ＭＳＮ（Maximum Signal-to-Noise ratio）、ＤＣＭＰ（Directional Constrained Minimization of Power）、ＰＩ（Power Inversion）等のアルゴリズムを用いることとしてもよい。
【００２９】
本実施形態では、位置登録信号に基づいて、メインスロットとサブスロット用に異なる重み付け算出アルゴリズムを用いて、２つの重み付けベクトルが算出される。そして、算出された２つの重み付けベクトルは、位置登録信号から取得された移動局装置１００の識別子に対応づけられて重み付け記憶部に記憶される（Ｓ１０４）。
【００３０】
［ページング信号の送信処理］
図７は、ＳＩＰサーバ３００、基地局装置１０、移動局装置１００により行われるページング信号の送信処理に関するシーケンス図である。
【００３１】
ＳＩＰサーバ３００は、移動局装置１００を指定したＶｏＩＰ通信の要求を受信すると（Ｓ２０１）、位置登録データベースに問い合わせて、移動局装置１００が登録されている基地局装置１０（ここでは基地局装置１０Ａ）を特定する（Ｓ２０２）。そして、特定された基地局装置１０に対して、ＳＩＰサーバ３００によりＩＮＶＩＴＥ信号が送信される（Ｓ２０３）。ＩＮＶＩＴＥ信号には、ＶｏＩＰ通信の宛先情報として移動局装置１００を指定する情報が含まれる。
【００３２】
基地局装置１０Ａは、ＩＮＶＩＴＥ信号を受信すると、同じページングエリア内の基地局装置１０Ｂと１０Ｃに移動局装置１００に対するページング信号の送信要求を行う（Ｓ２０４）。そして、基地局装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃでは、メモリから移動局装置１００に対応付けて記憶されたページング信号を送信する際の重み付けベクトルが読み込まれる（Ｓ２０５）。本実施形態では、メインスロット用とサブスロット用のそれぞれの異なる重み付けベクトルが読み込まれ、以下それらをＷ１，Ｗ２とする。そして、各基地局装置１０では、メインスロットにおいては、ページング信号は、重み付けベクトルＷ１が乗算された後に送信される。また、サブスロットにおいては、ページング信号は、重み付けベクトルＷ２が乗算された後に送信される（Ｓ２０６）。
【００３３】
そして、移動局装置１００は、指向性が形成されたページング信号を受信すると、いずれかの基地局装置１０に接続する（Ｓ２０７）。本実施形態では、基地局装置１０Ａに接続することとしているが、他の基地局装置１０に接続することとしてもよい。その場合には、接続した基地局装置１０に位置登録がされていない場合には、ハンドオーバーが行われる。そして、移動局装置１００は、アクセスした基地局装置１０から送信されるＶｏＩＰのＩＮＶＩＴＥ信号を受信する（Ｓ２０７）。
【００３４】
以上説明した本発明の実施の形態に係る無線通信方法によると、アダプティブアレイアンテナを備える基地局装置により、移動局装置から受信した位置登録信号に基づいて算出された重み付けに従って、移動局装置の位置を反映させた指向性パターンによりページング信号を送信し、移動局装置におけるページング信号の受信精度を向上させることができる。
【００３５】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
【００３６】
上記の実施形態においては、ページング信号を２つのチャネルを用いて時分割送信しているが、１つのチャネルで異なる重み付けにより順次送信することとしても構わない。
【００３７】
また、上記の実施形態においては説明の便宜上、移動局装置を１台のみ用いて説明しているが、本発明の技術は、移動局装置が複数台存在した場合においてももちろん適用可能である。その場合には、各移動局装置から受信した位置登録信号に基づいて算出された重み付けベクトルを各移動局装置の識別子に対応付けて記憶することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】移動体通信システムのセル配置の一例を示す図である。
【図２】ＶｏＩＰシステムのシステム構成図である。
【図３】伝送フレームの構成単位の一例を示す図である。
【図４】各基地局装置により送信されるページング信号の指向性パターンを示す図である。
【図５】基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図６】重み付け算出処理のフロー図である。
【図７】ページング信号の送信処理のシーケンス図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  基地局装置、２０  アダプティブアレイアンテナ、２０−１，２０−２，２０−３，・・・，２０−ｎ  アンテナ素子、２２  無線通信部、２４  アダプティブアレイ処理部、２６  制御部、２８  重み付け記憶部、３０  通信部、１００  移動局装置、２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ  セル、３００  ＳＩＰサーバ、  ４００  ＩＰネットワーク。
【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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