(57)【要約】【課題】全ての接続要求を拒否せずに確実に受け入れ、システム全体の無線リソースを考慮した無線リソース割当を行って、ユーザの利便性を向上させる空間多重スロット割当技法を提供する。【解決手段】アダプティブアレイ基地局は、各端末から送信された各接続要求を受信する受信部(111)と、受信部により受信した接続要求を送信してきた各端末に対して、該接続要求を所定の時間の経過後に再試行するよう要求する再試行要求を各端末に送信する送信部(114)と、各端末から送信された各接続要求に基づき、自局内の無線リソース割当の状況を示す割当管理テーブル(124)を参照して、所定の時間内において、各端末に対する無線リソース割当を予約する予約管理部(122)と、受信部により、所定の時間の経過後に各端末から送信された再試行要求を受信した後、予約された無線リソース割当を用いて各端末に割当制御を行う割当制御部(125,113)とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末と通信を行うアダプティブアレイ基地局の空間多重スロット割当方法であって、
接続要求を送信してきた各端末に対して、該接続要求を所定の時間の経過後に再試行するよう要求する再試行要求を前記各端末に送信するステップと、
前記各端末から送信された各接続要求に基づき、自局内の無線リソース割当の状況を示す割当管理テーブルを参照して、前記所定の時間内において、前記各端末に対する無線リソース割当を予約するステップと、
所定の時間の経過後に前記各端末から送信された再試行要求を受信するステップと、
前記予約された無線リソース割当を用いて前記各端末に割当制御を行うステップと、
を含む空間多重スロット割当方法。
【請求項２】
請求項１に記載の空間多重スロット割当方法において、
前記割当管理テーブルは、各無線リソース割当がサブスロット方式によるものか否かを示すスロット方式情報を持ち、
前記空間多重スロット割当方法は、
前記各端末から送信された各接続要求が、狭帯域呼であるか否かを判定する第１判定ステップをさらに有し、
前記予約するステップが、
前記割当管理テーブルに格納されている前記スロット方式情報を参照して、既存のサブスロット方式による無線リソース割当のうち、サブスロット対を形成していない単独サブスロットに対して、前記第１判定ステップにて狭帯域呼であると判定された接続要求の端末が、該単独サブスロットとサブスロット対を形成するように無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする空間多重スロット割当方法。
【請求項３】
請求項１に記載の空間多重スロット割当方法において、
前記各端末から送信された各接続要求が、狭帯域呼であるか否かを判定する第１判定ステップをさらに有し、
前記予約するステップが、
前記第１判定ステップにより狭帯域呼であると判定された端末の呼２つによって、サブスロット対を形成するように、サブスロット方式にて無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする空間多重スロット割当方法。
【請求項４】
請求項１に記載の空間多重スロット割当方法において、
前記割当管理テーブルは、各無線リソース割当がサブスロット方式によるものか否かを示すスロット方式情報を持ち、
前記空間多重スロット割当方法は、
前記各端末の移動速度が、所定値を超えるか否かを判定するステップをさらに有し、
前記予約するステップが、
前記割当管理テーブルに格納されている前記スロット方式情報を参照して、既存のサブスロット方式による無線リソース割当のうち、サブスロット対を形成していない単独サブスロットに対して、前記判定するステップにて所定値を超える移動速度であると判定された接続要求の端末が、該単独サブスロットとサブスロット対を形成するように無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする空間多重スロット割当方法。
【請求項５】
請求項１に記載の空間多重スロット割当方法において、
前記各端末の移動速度が、所定値を超えるか否かを判定するステップをさらに有し、
前記予約するステップが、
前記判定するステップにて所定値を超える移動速度であると判定された端末の呼２つによって、サブスロット対を形成するように、サブスロット方式にて無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする空間多重スロット割当方法。
【請求項６】
請求項２に記載の空間多重スロット割当方法において、
前記第１判定ステップにおける判定の結果、狭帯域呼でないと判定された接続要求の端末がある場合に、前記狭帯域呼でないと判定された端末の移動速度が、所定値を超えるか否かを判定する第２判定ステップをさらに有し、
前記予約するステップが、
前記割当管理テーブルに格納されている前記スロット方式情報を参照して、既存のサブスロット方式による無線リソース割当のうち、サブスロット対を形成していない単独サブスロットに対して、前記第１判定ステップにて狭帯域呼であると判定された、または、前記第２判定ステップにて所定値を超える移動速度であると判定された、接続要求の端末が、該単独サブスロットとサブスロット対を形成するように無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする空間多重スロット割当方法。
【請求項７】
請求項３に記載の空間多重スロット割当方法において、
前記第１判定ステップにおける判定の結果、狭帯域呼でないと判定された接続要求の端末がある場合に、前記狭帯域呼でないと判定された端末の移動速度が、所定値を超えるか否かを判定する第２判定ステップをさらに有し、
前記予約するステップが、
前記判定するステップにて所定値を超える移動速度であると判定された端末の呼２つによって、サブスロット対を形成するように、サブスロット方式にて無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする空間多重スロット割当方法。
【請求項８】
空間多重スロット割当方式で複数の端末と通信を行うアダプティブアレイ基地局であって、
各端末から送信された各接続要求を受信する受信部と、
前記受信部により受信した接続要求を送信してきた各端末に対して、該接続要求を所定の時間の経過後に再試行するよう要求する再試行要求を前記各端末に送信する送信部と、
前記各端末から送信された各接続要求に基づき、自局内の無線リソース割当の状況を示す割当管理テーブルを参照して、前記所定の時間内において、前記各端末に対する無線リソース割当を予約する予約管理部と、
前記受信部により、前記所定の時間の経過後に前記各端末から送信された再試行要求を受信した後、前記予約された無線リソース割当を用いて前記各端末に割当制御を行う割当制御部と、
を有するアダプティブアレイ基地局。
【請求項９】
請求項８に記載のアダプティブアレイ基地局において、
前記受信部と前記送信部とを持つ無線処理部を複数有し、
前記予約管理部と前記割当制御部とを持つ１つの中央制御部を有する、
ことを特徴とするアダプティブアレイ基地局。
【請求項１０】
請求項８または９に記載のアダプティブアレイ基地局において、
前記割当管理テーブルが、各無線リソース割当がサブスロット方式によるものか否かを示すスロット方式情報を持ち、
前記アダプティブアレイ基地局は、
前記各端末から送信された各接続要求が、狭帯域呼であるか否かを判定する帯域判定部をさらに有し、
前記予約管理部が、
前記割当管理テーブルに格納されている前記スロット方式情報を参照して、既存のサブスロット方式による無線リソース割当のうち、サブスロット対を形成していない単独サブスロットに対して、前記帯域判定部により狭帯域呼であると判定された接続要求の端末が、該単独サブスロットとサブスロット対を形成するように無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とするアダプティブアレイ基地局。
【請求項１１】
請求項８に記載のアダプティブアレイ基地局において、
前記各端末から送信された各接続要求が、狭帯域呼であるか否かを判定する帯域判定部をさらに有し、
前記予約管理部が、
前記帯域判定部により狭帯域呼であると判定された端末の呼２つによって、サブスロット対を形成するように、サブスロット方式にて無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とするアダプティブアレイ基地局。
【請求項１２】
請求項８または９に記載のアダプティブアレイ基地局において、
前記割当管理テーブルが、各無線リソース割当がサブスロット方式によるものか否かを示すスロット方式情報を持ち、
前記アダプティブアレイ基地局は、
前記各端末の移動速度が、所定値を超えるか否かを判定する移動速度判定部をさらに有し、
前記予約管理部が、
前記割当管理テーブルに格納されている前記スロット方式情報を参照して、既存のサブスロット方式による無線リソース割当のうち、サブスロット対を形成していない単独サブスロットに対して、前記移動速度判定部により所定値を超える移動速度であると判定された端末が、該単独サブスロットとサブスロット対を形成するように無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とするアダプティブアレイ基地局。
【請求項１３】
請求項８に記載のアダプティブアレイ基地局において、
前記各端末の移動速度が、所定値を超えるか否かを判定する移動速度判定部をさらに有し、
前記予約管理部が、
前記移動速度判定部により所定値を超える移動速度であると判定された端末の呼２つによって、サブスロット対を形成するように、サブスロット方式にて無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とするアダプティブアレイ基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間多重スロット割当方法およびアダプティブアレイ基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアダプティブアレイ基地局の空間多重方式では、最大空間多重数に到達した場合には新規の要求を拒否する構成になっていた。また、全ての呼を空間多重すると各呼へ適切なサービスグレードや空間多重を維持できないことがあった。そこで、呼のレベル別に分類し、空間多重をする呼としない呼を判定し、適切なサービスグレードを提供する従来技術（特許文献１を参照されたい。）が提案されている。
【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】
【０００３】
しかしながら、上述した従来技術は、呼に対して適切なサービスグレードを提供することを可能にするが、空間多重数が最大に達した場合に新規の呼の接続を受け入れることは依然としてできない。ここで特に問題なのは、VoIP（Voice Over IP=狭帯域呼）等の高い即時性を要求される呼であっても一律に拒絶されることである。図１３は、従来技術によるアダプティブアレイ基地局の説明図であり、図１３（ａ）は構成図であり、図１３（ｂ）は、従来技術によるアダプティブアレイ基地局への接続要求の処理を示すフローチャートである。即ち、これらの従来図に示すとおり、従来技術では、最大空間多重数に到達した状態で新規の接続要求を受信した場合、狭帯域呼・広帯域呼に拘らず、新規の呼の接続が拒否されていた。このように従来技術では、最大空間多重数に到達した状態で新規の接続要求を受信した場合、新規呼の接続を拒否するため、ハードウェアを改善して最大空間多重数を増加させない限り、同時接続ユーザ数を増やすことは不可能であった。また、空間多重スロットの割当は「早い者勝ち」であったため、VoIP（狭帯域呼）ユーザが多い場合においても、新規の広帯域呼を接続することができず、システム全体の周波数利用効率が悪くなるケースがあった。
【０００４】
即ち、VoIP(狭帯域呼)をサブスロットに割り当てるケースを考えた場合、新規の接続要求がVoIP(狭帯域呼)であるか否か判定する以前に、接続要求を受けた無線処理部（この図の例では、バースト受信部、スロット割当制御部、およびバースト送信部からなる）が最大空間多重数に到達していないという条件を満たしている必要があった。また、新規の接続要求を無線制御部単位で独立に処理しているため、仮に他の無線制御部（図示せず）の空間多重数などの無線リソースに余裕がある状態においても、新規の接続要求を受信した無線処理部部が最大空間多重数に到達していると、当該接続要求を拒否しなければならなかった。
【０００５】
そこで、本出願人は、最大空間多重数に到達したときに、新規の接続要求を受信した場合に、サブスロット方式を利用して新規の接続要求を受け入れる技法を開発した（特願２００６−２６４８５２号）。図１１、図１２に、本出願人により開発された技法による装置の構成図およびフローチャートを示す。しかしながら、現状のアダプティブアレイ基地局（装置）は、周波数帯およびタイムスロットの組み合わせ別に無線処理部が分割しており、出願人が開発した上記開発技法であっても、或る端末が通信要求を送信したキャリア（周波数）およびタイムスロットを制御・管理する無線処理部が、最大空間多重数に到達し、かつ、サブスロット方式で提供できる無線リソースがない場合には、前記或る端末は接続要求を拒否されてしまい、結局リトライを強いられる。
【０００６】
従って、拒否された端末は、別のキャリア周波数で、接続要求を再試行しなければならず、この問題は解決できていない。一方、接続要求を受けたタイミングでは拒否される状況であっても、僅かな時間間隔の後では、無線リソースが開放されて、接続要求を受け入れることができる場合もある。また、接続要求が拒否される状況であっても、システム全体としては無線リソースに余裕があり、サブスロットのみならずフルスロットでも接続要求元の端末に無線リソースを割り当てる能力がある場合も十分考えられる。即ち、この問題は、複数の無線処理部が、それぞれ自己が受け持つ範囲の無線リソースのみを制御・管理しているため、システム全体として無線リソースの効率的かつ適正な割り当て処理ができていないことに起因する。
【０００７】
例えば、新規のVoIP(狭帯域呼)にサブスロットを割り当てることを考えた場合、他の無線制御部にサブスロットのペアとなり得るサブスロット割り当て済VoIP(狭帯域)ユーザが単独で存在する場合においても、当該無線制御部内にペアとなり得るVoIP(狭帯域)ユーザが存在しなければ、新規サブスロットを割り当てる必要があり、無線処理部間でサブスロットの断片化が発生することになり、自局のシステム全体の同時接続ユーザ数及び周波数利用効率に無駄が生じていた。このように、上記の出願人が開発したサブスロット割当方式であっても依然として改善の余地が残されている。
【０００８】
さらに、特定のキャリア周波数における空間多重数が最大に達した場合、例えば、当該特定のキャリア周波数における空間多重スロットを割り当てられた端末ＴＭ２が移動すると、当該端末ＴＭ２と同じキャリア周波数における別の空間多重スロットが割り当てられた端末ＴＭ１が、端末ＴＭ２用に放射された送信波によって影響を受ける恐れがある。即ち、アダプティブアレイ基地局が送信する端末ＴＭ２用の送信波の影響により、端末ＴＭ２と同一のキャリア周波数を共有する（即ち、端末Ａと同じ周波数の同じタイミングにおける異なる空間（番号）を使用して通信している）端末ＴＭ１とアダプティブアレイ基地局との通信が、干渉を受ける恐れがある。この場合には、端末ＴＭ２も同様に干渉を受けることになる。
【０００９】
次に干渉発生のメカニズムを説明する。図１４に、干渉発生の典型的な状況を説明する概念図を示す。図に示すように、基地局ＢＳは、２つの端末ＴＭ１、ＴＭ２と通信を行っている。また、端末ＴＭ１,ＴＭ２は、同じキャリア周波数の同じタイミングの空間多重スロットを使用している。端末ＴＭ１は、アプリケーションとしてVoIPを使用しており、静止している。端末ＴＭ１は、基地局アダプティブアレイアンテナ技術により調整されたビームフォームＢＦ１１で電波を受けている。他方、端末ＴＭ２は高速移動（例えば、100km/hr）している。
【００１０】
時間t0では、端末ＴＭ１は、基地局アダプティブアレイアンテナ技術により調整せれたビームフォームＢＦ１で電波を受けているが、この時点では干渉は発生していない。時間t1では、端末ＴＭ２は、ビームフォームＢＦ２で電波を受けることになるが、端末ＴＭ１に向けたビームフォームＢＦ１１とビームフォームＢＦ２とが、ほぼ同一の方向に向けられることになり、双方が強く干渉を及ぼし合う。時間t2では、端末ＴＭ２は、ビームフォームＢＦ３で電波を受けることになるが、この時点では、ビームフォーム同士が重ならないため、端末ＴＭ２は、端末ＴＭ１に対するビームフォームＢＦ１１の干渉を受けない。
【００１１】
図１５は、図１４の端末ＴＭ１、ＴＭ２の伝送速度の時間変化を示すグラフである。図に示すように、ビームフォームが重なり合う「時間t1付近」で、伝送速度が双方の端末で大きく低下していることが分かる。このように、空間多重化技術を使う場合、或る端末が高速で移動すると、干渉が発生して伝送速度が大幅に低下する状況が発生し得る。
【００１２】
このような状況において、別のキャリア周波数の他の空間多重スロット、或いは、同じ周波数の別のタイミングの他の空間多重スロットに空きがある場合、アダプティブアレイ基地局が、端末ＴＭ２が使用する空間多重スロットの干渉を受けない「空いている他の空間多重スロット」を端末ＴＭ１に再割当することができる。このようにして、干渉を受けない空きスロットを端末ＴＭ１に再割当することができれば、端末ＴＭ２の干渉を回避することができる。この場合、端末ＴＭ２側の干渉も回避される。
【００１３】
しかしながら、干渉を受けない空きスロットがない（或いは不足している）場合、例えば、全キャリア周波数において空間多重数が最大に達している場合、アダプティブアレイ基地局は、端末ＴＭ１或いはＴＭ２に対して空間多重スロットの再割当を行うことができない。
【００１４】
そこで、本発明は、VoIP等の狭帯域呼のみならず、全ての接続要求を拒否せずに確実に受け入れ、システム全体の無線リソースを考慮した無線リソース割当を行って、ユーザの利便性を向上させる空間多重スロット割当方法およびアダプティブアレイ基地局を提供することを目的とする。さらに、本発明は、システム全体の無線リソースを考慮した無線リソース割当を行いながら、さらに各端末への干渉を抑える空間多重スロット割当方法およびアダプティブアレイ基地局を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した諸課題を解決すべく、第１の発明による方法は、
複数の端末と通信を行うアダプティブアレイ（アンテナ）基地局の空間多重スロット割当方法であって、
（アダプティブアレイ基地局が各端末から送信された各接続要求を受信するステップと、）
接続要求を送信してきた各端末に対して、該接続要求を所定の時間の経過後（ｍフレーム後）に再試行するよう要求する再試行要求を前記各端末に送信するステップと、
（自局内の無線リソース割当の状況を示す割当管理テーブルを管理・更新するステップと、）
前記各端末から送信された各接続要求（例えば、或る１つの接続要求、および、当該端末の接続要求の時点から所定の時間内にあった他の接続要求、或いは、当該端末の接続要求の時点より以前にされた他の接続要求であって、無線リソース割当の予約・割当をまだ完了していない接続要求など）に基づき、自局内の無線リソース割当の状況（例えば、現状の無線リソース割当の状況、さらには、所定の時間内の無線リソース割当の変化）を示す割当管理テーブルを参照して、前記所定の時間内において、前記各端末に対する無線リソース割当を予約するステップと、
所定の時間の経過後に前記各端末から送信された再試行要求を受信するステップと、
（前記再試行要求を受信した後、）前記予約された無線リソース割当を用いて前記各端末に割当制御を行うステップと、
を含む方法である。
【００１６】
また、第２の発明による空間多重スロット割当方法は、
前記割当管理テーブルは、各無線リソース割当がサブスロット方式によるものか否か（フルスロット方式よるものであるか）を示すスロット方式情報を持ち、
前記空間多重スロット割当方法は、
前記各端末から送信された各接続要求が、狭帯域呼であるか否か（広帯域呼であるか）を判定する第１判定ステップをさらに有し、
前記予約するステップが、
前記割当管理テーブルに格納されている前記スロット方式情報を参照して、既存のサブスロット方式による無線リソース割当のうち、サブスロット対を形成していない単独サブスロットに対して、前記第１判定ステップにて狭帯域呼であると判定された接続要求の端末が、該単独サブスロットとサブスロット対を形成するように無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする。
【００１７】
また、第３の発明による空間多重スロット割当方法は、
前記各端末から送信された各接続要求が、狭帯域呼であるか否か（広帯域呼であるか）を判定する第１判定ステップをさらに有し、
前記予約するステップが、
前記第１判定ステップにより狭帯域呼であると判定された端末の呼２つによって、サブスロット対（新たに接続要求をしてきた狭帯域呼の端末２つが同じ「１つのタイムスロット」を２つの呼同士でシェアしあうスロット使用の関係）を形成するように、サブスロット方式にて無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする。
即ち、自局内の割り当て済みの既存サブスロットに、単独サブスロットがない場合には、割当前の新たな呼同士でサブスロット対を構成させることが好適である。
【００１８】
さらに、空間多重スロット割当方法としては、前記端末からの接続要求が、当該端末の契約種別情報を含み、前記端末からの接続要求が、狭帯域呼であるか否か（或いは広帯域呼であるか）を当該端末の契約種別情報に基づき判定することができ、ＲＡバースト内に予め埋め込まれたＶｏＩＰ（狭帯域呼）ビットを読むことがないので、処理負荷を軽減できる。
【００１９】
例えば、空間多重スロット割当方法としては、前記各端末からの各接続要求が狭帯域呼でない場合（即ち、広帯域呼である場合）は、いずれかのキャリア周波数においてフルスロット方式の割当制御を行っている狭帯域呼の他の端末を、サブスロット方式の割当制御に変更し（即ち、割当済みのリソースであるフルスロットを一旦開放し、サブスロット方式で割り当てし直す）、当該端末にフルスロット方式にて（開放されたフルスロットを割り当てる）割当制御を行うように構成することができる。
【００２０】
また、第４の発明による空間多重スロット割当方法は、
前記割当管理テーブルは、各無線リソース割当がサブスロット方式によるものか否かを示すスロット方式情報を持ち、
前記空間多重スロット割当方法は、
前記各端末の移動速度が、所定値を超えるか否かを判定するステップをさらに有し、
前記予約するステップが、
前記割当管理テーブルに格納されている前記スロット方式情報を参照して、既存のサブスロット方式による無線リソース割当のうち、サブスロット対を形成していない単独サブスロットに対して、前記判定するステップにて所定値を超える移動速度であると判定された接続要求の端末が、該単独サブスロットとサブスロット対を形成するように無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする。
【００２１】
ここで、所定値とは、端末が高速で移動しているか否かを判定するための基準となる閾値であり、この所定値を超えた場合は、端末が高速移動を行っていると判定でき、一方、この所定値以下の場合は、端末が低速で移動、または、静止していると判定することが可能である。端末の移動速度は、移動速度情報を持つ無線通信システムであれば、システムが持つ移動速度情報を直接利用することができきる。また、無線通信のフレームに含まれる複数の既知信号における位相変化から移動速度を推定してもよい。さらに、フェージング速度（移動速度に相当する）推定方法を利用して、移動速度を推定してもよい。
【００２２】
また、第５の発明による空間多重スロット割当方法は、
前記各端末の移動速度が、所定値を超えるか否かを判定するステップをさらに有し、
前記予約するステップが、
前記判定するステップにて所定値を超える移動速度であると判定された端末の呼２つによって、サブスロット対を形成するように、サブスロット方式にて無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする。
【００２３】
また、第６の発明による空間多重スロット割当方法は、
前記第１判定ステップにおける判定の結果、狭帯域呼でない（即ち、広帯域呼である）と判定された接続要求の端末がある場合に、前記狭帯域呼でないと判定された端末の移動速度が、所定値を超えるか否かを判定する第２判定ステップをさらに有し、
前記予約するステップが、
前記割当管理テーブルに格納されている前記スロット方式情報を参照して、既存のサブスロット方式による無線リソース割当のうち、サブスロット対を形成していない単独サブスロットに対して、前記第１判定ステップにて狭帯域呼であると判定された、または、前記第２判定ステップにて所定値を超える移動速度であると判定された、接続要求の端末が、該単独サブスロットとサブスロット対を形成するように無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする。
【００２４】
また、第７の発明による空間多重スロット割当方法は、
前記第１判定ステップにおける判定の結果、狭帯域呼でない（即ち、広帯域呼である）と判定された接続要求の端末がある場合に、前記狭帯域呼でないと判定された端末の移動速度が、所定値を超えるか否かを判定する第２判定ステップをさらに有し、
前記予約するステップが、
前記判定するステップにて所定値を超える移動速度であると判定された端末の呼２つによって、サブスロット対を形成するように、サブスロット方式にて無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする。
【００２５】
上述したように本発明の解決手段を方法として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する装置、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【００２６】
例えば、本発明を装置として実現させた第８の発明による基地局（装置）は、
空間多重スロット割当方式で複数の端末と通信を行うアダプティブアレイ基地局（無線通信装置など）であって、
各端末から送信された各接続要求を受信する受信部（回路など）と、
前記受信部により受信した接続要求を送信してきた各端末に対して、該接続要求を所定の時間の経過後（ｍフレーム後）に、再試行するよう要求する再試行要求を前記各端末に送信する送信部（回路など）と、
前記各端末から送信された各接続要求（例えば、或る１つの接続要求、および、当該端末の接続要求の時点から所定の時間内にあった他の接続要求、或いは、当該端末の接続要求の時点より以前にされた他の接続要求であって、無線リソース割当の予約・割当をまだ完了していない接続要求など）に基づき、自局内の無線リソース割当の状況（例えば、各周波数帯およびスロット毎の現状の無線リソース割当の状況、さらには、所定の時間内の無線リソース割当の変化）を示す割当管理テーブルを参照して、前記所定の時間内において、前記各端末に対する無線リソース割当を予約する予約管理部（回路など）と、
前記受信部により、前記所定の時間の経過後に前記各端末から送信された再試行要求を受信した後、前記予約された無線リソース割当を用いて前記各端末に割当制御を行う割当制御部（回路など）と、
を有する。
【００２７】
また、第９の発明によるアダプティブアレイ基地局は、
前記受信部と前記送信部とを持つ（周波数帯およびタイムスロットの組み合わせ別に設けられた）無線処理部を複数有し、
前記予約管理部と前記割当制御部とを持つ１つの中央制御部を有する、
ことを特徴とする。
【００２８】
また、第１０の発明によるアダプティブアレイ基地局は、
前記割当管理テーブルが、各無線リソース割当がサブスロット方式によるものか否か（フルスロット方式よるものであるか）を示すスロット方式情報を持ち、
前記アダプティブアレイ基地局は、
前記各端末から送信された各接続要求が、狭帯域呼であるか否か（広帯域呼であるか）を判定する帯域判定部（回路など）をさらに有し、
前記予約管理部が、
前記割当管理テーブルに格納されている前記スロット方式情報を参照して、既存のサブスロット方式による無線リソース割当のうち、サブスロット対を形成していない単独サブスロットに対して、前記帯域判定部により狭帯域呼であると判定された接続要求の端末が、該単独サブスロットとサブスロット対を形成するように無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする。
【００２９】
また、第１１の発明によるアダプティブアレイ基地局は、
前記各端末から送信された各接続要求が、狭帯域呼であるか否か（広帯域呼であるか）を判定する帯域判定部をさらに有し、
前記予約管理部が、
前記帯域判定部により狭帯域呼であると判定された端末の呼２つによって、サブスロット対（新たに接続要求をしてきた狭帯域呼の端末２つが同じ「１つのスロット」をシェアしあうスロット使用の関係）を形成するように、サブスロット方式にて無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする。
【００３０】
また、第１２の発明によるアダプティブアレイ基地局は、
前記割当管理テーブルが、各無線リソース割当がサブスロット方式によるものか否かを示すスロット方式情報を持ち、
前記アダプティブアレイ基地局は、
前記各端末の移動速度が、所定値を超えるか否かを判定する移動速度判定部をさらに有し、
前記予約管理部が、
前記割当管理テーブルに格納されている前記スロット方式情報を参照して、既存のサブスロット方式による無線リソース割当のうち、サブスロット対を形成していない単独サブスロットに対して、前記移動速度判定部により所定値を超える移動速度であると判定された端末が、該単独サブスロットとサブスロット対を形成するように無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする。
【００３１】
また、第１３の発明によるアダプティブアレイ基地局は、
前記各端末の移動速度が、所定値を超えるか否かを判定する移動速度判定部をさらに有し、
前記予約管理部が、
前記移動速度判定部により所定値を超える移動速度であると判定された端末の呼２つによって、サブスロット対を形成するように、サブスロット方式にて無線リソース割当を予約する、
ことを特徴とする。
【００３２】
さらに、アダプティブアレイ基地局は、
前記各端末からの接続要求が、当該端末の契約種別情報を含み、
前記判定部は、
前記端末からの接続要求が、狭帯域呼であるか否か（或いは広帯域呼であるか）を当該端末の契約種別情報に基づき判定する、
ように構成することができる。
【００３３】
例えば、アダプティブアレイ基地局は、
前記割当制御部が、
前記端末からの接続要求が狭帯域呼でない場合（即ち、広帯域呼である場合）は、いずれかのキャリア周波数においてフルスロット方式の割当制御を行っている狭帯域呼の他の端末を、サブスロット方式の割当制御に変更し（即ち、割当済みのリソースであるフルスロットを一旦開放し、サブスロット方式にて割り当てし直す）、当該端末にフルスロット方式にて（開放されたフルスロットを割り当てる）割当制御を行う、
ように構成することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、アダプティブアレイ基地局の空間多重スロット割当に関して、VoIP等の狭帯域呼の接続要求のみならず、全ての接続要求を一旦ペンディングして、割当制御時間を確保し、この割当制御時間の間に、システム全体に渡って各端末への無線リソースを考慮した割当制御を行うことが可能となる。例えば、無線リソース全体の中から狭帯域呼同士の組み合わせを効率よく生成してサブスロットを割り当てていくことにより、システム全体の同時接続ユーザ数及び周波数利用効率を大幅に向上させることができ、新規の接続要求についても接続拒否することなく安定した通信が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。
【実施例１】
【００３６】
図１は、本発明の実施例１によるアダプティブアレイ基地局の構成を示すブロック図である。図に示すように、アダプティブアレイ基地局１００は、キャリア周波数帯番号とスロット番号の組み合わせ毎（例えば、組み合わせ数ｎ＝周波数帯の数８×スロットの数３＝２４）に設けた、第１〜第ｎまでの複数の無線処理部１１０〜１１０ｎを備える。第１〜第ｎの無線処理部１１０〜１１０ｎは、接続要求のＲＡバーストを受信するバースト受信部１１１〜１１１ｎ、ＲＡバーストの受信回数を格納・管理するＲＡバースト受信回数管理部１１２〜１１２ｎ、無線リソース割当予約を管理するバースト予約部１１３〜１１３ｎ、および、バースト送信部１１４〜１１４ｎを備える。また、各無線処理部１１０〜１１０ｎは、最大空間多重数を管理し、最大空間多重数に到達しているか否かを判定する最大空間多重数判定部（図示せず）をさらに備える。なお、ＣＰＵの処理能力の向上に伴い、「無線処理部の数＝周波数帯の数」という構成も可能である。
【００３７】
また、アダプティブアレイ基地局１００は、ｎ個の無線処理部１１０〜１１０ｎを制御する中央制御部１２０および複数のアンテナからなるアダプティブアレイアンテナＡＮＴをさらに備える。中央制御部１２０は、VoIP(狭帯域呼)であるか否かを判定するVoIP(狭帯域呼)判定部１２１、無線リソースの予約／割当状況などを管理する無線リソース予約管理部１２２、スロット割当およびその予約を制御する無線割当制御部１２５、サブスロット管理部１２３、および、割当管理テーブル１２４を備える。
【００３８】
次に、データの流れを示す。まず、端末側より基地局側に対して１回目のＲＡバースト(接続要求)が送信され、当該ＲＡバーストの使用したキャリア周波数に対応するバースト受信部１１１、この例では、第１の無線処理部１１０内のバースト受信部１１１において受信される。次に、バースト受信回数管理部１１２が、当該端末からのＲＡバースト(接続要求)が1回目か2回目なのかを判定する。当該端末からのＲＡバースト(接続要求)が1回目であった場合、バースト送信部１１４に通知され、ＡＡバースト(ペンディングであり、かつ、ｍフレーム後に再試行するよう要求する応答メッセージ)が当該端末に送信されると共に、VoIP(狭帯域呼)判定部１２１において、ＲＡバースト内に予め埋め込まれたVoIP(狭帯域呼)ビットを読み取る。次に無線リソース予約管理部１２２において、割当管理テーブル１２４を参照して、現在の無線リソース空き状況を調べる。空き無線リソースがない場合は、ｍフレームという割当制御時間だけ待つ。「ｍフレームという割当制御時間」だけ待っても、空き無線リソースがない場合は無線割当制御部１２５に「接続拒否」を通知する。この割当制御時間内に空き無線リソースが発生した場合は、その無線リソースを割当予約した旨を、無線割当制御部１２５に通知する。割当予約状況は、無線割当制御部１２５から、当該端末がＲＡバーストを送信してきた無線処理部に即座に転送される。空き無線リソースがあり、かつVoIP(狭帯域呼)なら、サブスロット管理部１２３にサブスロット使用状況を問い合わせた上で無線リソースを決定し、無線リソース予約管理部１２２に通知する。空きリソースがあり、かつ、非VoIP(即ち、広帯域呼)なら無線リソースを決定（予約）し、無線割当制御部１２５に「フルスロット割当（予約）」を通知する。次に、無線割当制御部１２５の割当予約結果は、各無線処理部のバースト予約部１１３〜１１３ｎに通知される。なお、サブスロット管理部１２３は、無線リソース予約管理部１２２に含めた構成でも良い。
【００３９】
【表１】
2008160823.tif 000003
（FS:フルスロット、SSのみ:単独サブスロット、(SS,SS):サブスロット対、空欄：完全な空きスロット）
【００４０】
一例として表１に割当管理テーブルを挙げる。この割当管理テーブルは、空間多重番号１に対するものであり、空間多重数が３の場合には、別にもう２つの同様な割当管理テーブルがある。また、この場合の割当予約のルールは、周波数帯域番号が大きいもの（即ち、周波数帯域＃８）から小さい番号へ順に狭帯域呼をサブスロット方式で割り当て、逆に、周波数帯域番号が小さいもの（即ち、周波数帯域＃１）から大きい番号へ順に広帯域呼を「フルスロット方式」で割り当てるものである。例えば、１つのVoIP（狭帯域呼）が接続要求してきた場合には、周波数帯域＃７のスロット＃２に単独サブスロットがあるため、この既存の単独サブスロットと対を成すように、サブスロットの割当予約を行う。このように順次に、狭帯域呼と、既存の単独サブスロットとを組み合わせてサブスロット対を構成していくと、単独サブスロットが消費されて無くなり、周波数帯域の使用効率が高くなる。最終的に、表１の単独サブスロットが無くなった場合には、新規に１つのスロットの半分を使って、新たに単独サブスロットを割り当てることとなる。
【００４１】
図２は、本発明の実施例１による無線リソース予約管理部１２２における割当アルゴリズムを示すフローチャートである。図に示すように、ステップＳ１０にて端末から送信されたＲＡバースト（接続要求）を受信する。ステップＳ１１では、無線リソース割当制御時間を確保するために当該端末にＡＡバースト（ペンディング、かつ、ｍフレーム経過後に再試行することを要求するメッセージ）を送信する。次にステップＳ１２にて、当該端末からの接続要求（呼）がVoIP（狭帯域）であるか否かを判定する。ステップＳ１２にて、接続要求（呼）がVoIP（狭帯域）であると判定された場合は、システム内に空き無線リソースがあるか否かを判定する（ステップＳ１３）。システム内に空き無線リソースがあると判定された場合は、ステップＳ１４に進み、サブスロットに空きがないか（即ち、１つのスロットにおいてサブスロット対を構成していない単独サブスロットがないか）を判定する。ステップＳ１４の判定条件を満たす場合、即ち、サブスロットに空きがない場合は、当該端末に、新規のサブスロットを割当予約する（ステップＳ１５）。
【００４２】
ステップＳ１２にて、接続要求（呼）がVoIP（狭帯域）でないと判定された場合は、ステップＳ１６に進み、システム内に空き無線リソースがあるか否かを判定する。ステップＳ１６にて、システム内に空き無線リソースがあると判定された場合は、ステップＳ１７に進み、当該端末に、フルスロットの割当予約をする。ステップＳ１６およびステップＳ１３にて、システム内に空き無線リソースがないと判定された場合は、ステップＳ１８に進み、当該端末に、接続拒否を示すＡＡバーストを予約する。ステップＳ１４にて、サブスロットに空きがあると判定された場合は、ステップＳ１９に進み、当該端末に、他の既存の単独サブスロットとサブスロット対を作るようなサブスロットの割当予約をする。
【００４３】
ステップＳ１５、およびＳ１７〜１９が終了した後、ステップＳ２０に進み、初回の接続要求の後、ｍフレーム経過を待って送信されてきた当該端末からの接続要求の再試行であるＲＡバーストを受信する。即ち、当該端末からのＲＡバースト(接続要求)が２回目であった場合、バースト受信回数管理部１１２はバースト予約部１１３を起動し、予約されているＡＡバーストのデータをバースト送信部１１４に転送し、ＡＡバースト(「フルスロット割当」、「既存の単独サブスロットとで対を構成するサブスロット割当」、「新規のサブスロット割当」、「割当拒否」のいずれか１つ)が端末に送信される。この再試行のＲＡバーストに応答して、ステップＳ２１にて、当該端末に予約結果を示すＡＡバーストを送信して処理を終える。ここで、「フルスロット」とは、通常のスロット構成のことである。これに対して「サブスロット」は、VoIP等の狭い帯域しか必要としない1組（2台）のユーザ（呼）に対して、「フルスロット」をタイムシェアで２分割して使用するスロット構成のことである。タイムシェアの方法は、図４に示すように（１）偶数フレームと奇数フレームを２ユーザで交互に使用する方法、（２）スロットを前半部と後半部に分割して2ユーザで使用する方法が考えられる（これについては図４を参照して詳細に説明する）。
【００４４】
図３は、端末と基地局との間の操作を示すシーケンス図である。図に示すように、端末ＵＴ、基地局ＢＳを構成する無線処理部Ａ、無線処理部Ｂ、およびこれら処理部および基地局の全体的な制御を司る中央制御部ＣＵの間でメッセージのやりとりがある。端末ＵＴが、Ｎフレームの時点に、最初の接続要求であるＲＡバーストを無線処理部Ａに送信する。無線処理部Ａは、これを一旦受付け、応答としてＡＡバースト（ペンディング、かつ、ｍフレーム経過後にリトライすることを要求）を端末ＵＴに送信する。無線処理部Ａは、中央制御部ＣＵに、端末ＵＴへの無線リソース割当要求を送信する。中央制御部ＣＵは、[Ｎ＋ｍ−１]フレームになるまでに、無線リソース割当（予約）を決定する。この例では、無線処理部Ｂが処理する無線リソースに決定する。そして、中央制御部ＣＵは、無線リソース割当結果（ＡＡバースト予約）を無線処理部Ａに送信する。また、中央制御部ＣＵは、無線リソース割当先の無線処理部Ｂにも無線リソース割当結果（ＴＣＨバースト予約）を送信する。
【００４５】
端末ＵＴは、ｍフレーム待った後（即ち[Ｎ＋ｍ]フレームの時点）に、最初の接続要求を送信したのと同じ無線処理部Ａに、再試行の接続要求を送信する。無線処理部Ａは、中央制御部ＣＵから受けて格納しておいたＡＡバースト（無線処理部Ｂのキャリア周波数を含む割当結果）を端末ＵＴに送信する。この後（[Ｎ＋ｍ＋１]フレーム以降）に、端末ＵＴと無線処理部Ｂとの間でＴＣＨ（トラフィックチャネル）が確立され、通信が開始される。この例では、中央制御部ＣＵは、最初の接続要求を送信してきた無線処理部Ａではなく、無線処理部Ｂの無線リソースを割り当てたが、無線リソースの状況によっては、同じ無線処理部Ａの無線リソースを割り当てる場合も有り得ることに注意されたい。また、このシーケンス図から理解できるように、中央制御部ＣＵは、「ｍフレーム」という割当制御時間を確保できるため、割当制御時間内の無線リソースの変化、および、まだ割当予約を決定していない接続要求を含む、自局内の全ての無線リソースの状況を勘案して、柔軟かつ効率的な無線リソースの割当が可能となる。例えば、無線リソースをあまり消費していない無線処理部に優先的に割り当てるアルゴリズムを採用しても良いし、狭帯域呼が接続要求をしてきた場合には、既存の単独サブスロットと組み合わせて、サブスロット対を構成させ、なるべく単独サブスロットの発生を抑制することを優先しても良いし、さらには、割当制御時間内にキューイングさせた新規の接続要求のうち、狭帯域呼同士でサブスロット対（即ち、１つのスロットを２つの呼で共有する）を構成させることを優先させてもよい。
【００４６】
なお、「ｍフレーム」という割当制御時間は、端末側にとっては「接続遅延時間」となる。例えば、従来技術では、ユーザが多数接続要求をしてきた場合などの混雑時には、キャリア周波数などを変更して、何度も接続要求リトライを繰り返して接続することを強いられていた。他方、本願発明の技法では、２回の接続要求でほぼ確実に無線リソースを確保できることから、本発明では、接続要求により無駄な周波数帯域の消費を抑制して（即ち、無駄なリトライを抑制して）、接続完了までの平均遅延時間を従来よりも短縮することも可能となるという利点がある。
【００４７】
図４は、本発明によるサブスロット方式の一例を説明するタイミングチャートである。図４（ａ）は、フルスロット方式の本来のタイムスロット（フルスロット）を示すものであり、基地局から見て上段のＴｘが送信側のタイムスロット＃１〜＃３であり、下段のＲｘが受信側のタイムスロット＃１〜＃３であり、非対称のタイムインターバルとなっている。
【００４８】
図４（ｂ）は偶数フレームと奇数フレームとによって交互にスロットを割り当てることによってサブスロット化する様子を示したものである。ユーザ１には、奇数フレームであるフレームＦ１のスロット＃１がサブスロットＳＳ１１として、フレームＦ３のスロット＃１がサブスロットＳＳ１２として割り当てられる。同様に、ユーザ２には、偶数フレームであるフレームＦ２のスロット＃１がサブスロットＳＳ２１として、フレームＦ４のスロット＃１がサブスロットＳＳ２２として割り当てられる。
【００４９】
図４（ｃ）は１つのタイムスロットを前半部と後半部とに分割してサブスロット化する方式を示す。ユーザ３には各フレームＦ１〜Ｆ４のスロット＃１の前半部が、サブスロットＳＳ３１〜ＳＳ３４として割り当てられる。他方、ユーザ４には各フレームＦ１〜Ｆ４のスロット＃１の後半部が、サブスロットＳＳ４１〜ＳＳ４４として割り当てられる。なお、送信側のスロットに比べてスロット長が半分である受信側のスロットは、フルスロットのままにしておき、いずれかのユーザのスロットを一時的に共用すれば、サブスロット化による通信品質・通信エリアの劣化が最小限に留めることができる。
【００５０】
図５は、本発明によるサブスロット方式の一例を説明するタイミングチャートであり、先にフルスロットを占有していた狭帯域呼のユーザをサブスロット化し、新規の広帯域呼のユーザにフルスロットを与えるケースを示す。図５（ａ）は、図４（ａ），と同様のフルスロット方式の本来のタイムスロット（フルスロット）を示すものである。
【００５１】
図５（ｂ）は、フレームＦ１の＃１において、広帯域呼のユーザ５にフルスロットＦＳ５１、狭帯域呼のユーザ６にフルスロットＦＳ６１、狭帯域呼のユーザ７にフルスロットＦＳ７１がそれぞれ割り当てられている。ここで、広帯域呼のユーザ８が接続要求を試行した場合を考える。基地局は、狭帯域呼のユーザ６、ユーザ７をサブスロット化してペアにするため、フルスロットＦＳ６１、ＦＳ７１のヘッダ部の何らかのフィールドにおいて、次期フレームＦ２からサブスロット化してスロット＃１の前半部と後半部とに切り替える旨をユーザ６、７に伝達し、ユーザ７が占有していたスロットを開放する。そして、次期フレームＦ２におけるユーザ６、７には、サブスロットＳＳ６１、ＳＳ７１を割り当てる。後続フレームＦ３におけるユーザ６、７には、サブスロットＳＳ６２、ＳＳ７２を割り当てる。開放されたスロットには、次期フレームＦ２から、広帯域呼のユーザ８にフルスロットＦＳ８１を割り当て、後続フレームＦ３にもフルスロットＦＳ８２を割り当てる。このようにして、従来は、最大多重数に到達した後は拒否されていたユーザ８のような広帯域呼のユーザを救済して受け入れることが可能となる。他方、広帯域呼のユーザ５は、フルスロットとして引続きＦＳ５２、ＦＳ５３を得る。図４、図５の実施例では、１つのスロットを２分割するサブスロット形式で説明したが、これは、単なる例示であり、３分割以上のサブスロットで本発明を実現することも可能であることに注意されたい。
【００５２】
また、接続拒否以外のＡＡバースト内には、割当先の無線リソースを示す情報が埋め込まれており、端末側はこの情報を参照して基地局との通信チャネルを確立することとなる。
【実施例２】
【００５３】
図６は、本発明の実施例２によるアダプティブアレイ基地局の構成を示すブロック図である。アダプティブアレイ基地局１００Ａの構成要素は、図１のアダプティブアレイ基地局１００のそれらとほぼ同様である。これら同じ構成要素の説明は省略し、相違点のみを説明する。図６に示すように、実施例２は、実施例１の構成に加えて、中央制御部１２０Ａに高速移動判定部１２６を設けたものである。高速移動判定部１２６は、端末の移動速度が所定の移動速度を超えるか否かを判定する。所定の移動速度は、メモリ（図示せず）から読み出したものを用いる。或いは、所定の移動速度は、現在の電波環境（干渉状態）や無線リソースに応じて、設定／算出してもよい。
【００５４】
高速移動判定部１２６は、アダプティブアレイ基地局１００Ａの管理下の端末、典型的には、新たに接続要求してきた端末の移動速度を取得する。移動速度は、ＲＡバースト内に予め埋め込まれた、端末が自ら取得した移動速度に関する情報を示す「高速移動ビット」から読み取る。或いは、アダプティブアレイ基地局１００Ａが、フレームに含まれる複数の既知信号における位相変化から、端末の移動速度を推定してもよい。さらに、フェージング速度（これら移動速度に対応して変化する。）に基づく推定方法を利用して、端末の移動速度を推定してもよい。
【００５５】
この移動速度の取得は、ＲＡバースト受信時だけでなく、他のバースト受信において行われる。また、略同時に、VoIP判定部１２１が、ＲＡバースト内に予め埋め込まれたVoIP（狭帯域呼）ビットを読み取る。或いは、端末がレジストレーション（登録）したときに、各端末には端末識別番号ＩＤが割り振られており、このレジストレーション時に、基地局によって既に広帯域呼か狭帯域呼かが決定されたり、端末側から帯域を指定したりすることができる。このような場合には、ＲＡバースト内にVoIP（狭帯域呼）ビットを埋め込む必要はなく、殆どのバースト信号に含まれている「端末識別番号ＩＤ」に基づき、基地局は、相手端末がVoIP（狭帯域呼）であるか否か（非VoIP）を容易に判定することができる。実施例２では、このVoIP（狭帯域呼）、非VoIPかの判定結果に加えて、高速移動中であるか否かの判定結果を無線リソース予約管理部１２２などにおいて使用する。
【００５６】
図７は、本発明の実施例２による無線リソース予約管理部における割当アルゴリズムを示すフローチャートである。実施例２の処理ステップは、実施例１のそれらと同様の処理ステップを含むものであり、実施例１の処理ステップと異なる点のみ説明する。実施例２では、ステップＳ１２の条件を満たさない場合に行われるステップＳ３０を新たに設ける。図に示すように、ステップＳ３０にて、当該呼が高速移動か否かを、高速移動判定部１２６の判定結果に基づき判定する。高速移動中の端末であると判定された場合は、ステップＳ１３に進む。高速移動中でない端末である判定された場合は、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１３，１６以降の処理は実施例１と同様である。このようにして、VoIPでない呼（即ち、広帯域呼）の端末が高速移動中である場合は、ステップＳ１３以降のサブスロット割当処理に進むことができ、サブスロット割当、即ち、接続の機会を得ることが可能となる。また、高速移動中の端末の接続を確保しながら、当該端末をサブスロット化することになるため、既存の同じ周波数を使って、空間多重化されている他の端末への干渉も低減することが可能となる。
【実施例３】
【００５７】
図８は、本発明の実施例３による無線リソース予約管理部における割当アルゴリズムを示すフローチャートである。この実施例では、既存のフルスロットの割り当てをサブスロットに変更し、このサブスロットと新規の呼のサブスロットとで「サブスロット対」を形成するものである。図に示すように、ステップＴ１０にて基地局が端末からのＲＡバースト（接続要求）を受信した後、当該端末から送信されたＡＡバースト（フルスロット割当）のキャリア周波数が最大空間多重数に到達済みであるか否かを判定する（ステップＴ１１）。最大空間多重数に到達済みでない場合は、ステップＴ１２にて、ＲＡバースト（接続要求）を送信してきた端末に対してＡＡバースト（フルスロット割当）を送信する。
【００５８】
ステップＴ１１においてキャリア周波数が最大空間多重数に到達済みであると判定された場合、ステップＴ１３にて、当該呼はVoIP（狭帯域呼）か否かを判定する。この判定は、当該呼を送信した端末のレジストレーション時に、端末の契約状況（狭帯域契約、広帯域契約の種別など）を通知させたり、或いは、接続要求の呼自体に、帯域指定を含ませたりして、これらの情報に基づき判定する。ステップＴ１３において、呼がVoIP（狭帯域呼）でない、即ち、広帯域呼であると判定された判定された場合は、当該呼における端末の移動速度情報を取得し、所定の移動速度を超えているか否かを判定する（ステップＴ１４）。ステップＴ１４において端末の移動速度が所定の移動速度でない、即ち、低速で移動、または移動していないと判定された場合は、当該呼のＱｏＳ（通信品質）を取得し、所定のＱｏＳを超える通信を行うものか否かを判定する（ステップＴ１５）。ステップＴ１５において端末のＱｏＳが所定のＱｏＳを超えていないと判定された場合は、ステップＴ１７に進み、基地局は端末にＡＡバースト（接続拒否）を送信し、処理を終える。この場合、拒否された端末は、別のキャリア周波数にシフトして再度ＲＡバースト（接続要求）を再試行する必要がある。
【００５９】
一方、ステップＴ１３、ステップＴ１４、ステップＴ１５のいずれか１つの判定条件を満たす場合は、ステップＴ１６に進む。ステップＴ１６にて、当該キャリア周波数における、フルスロット方式でフルスロットを既に割り当てられている端末の移動速度情報を取得する。この移動速度情報は、基地局が、各端末に対するフルスロット割当後における通信時に取得した信号品質などから推定してもよいし、また、端末が自らの移動状態に関する情報を取得し、この取得した情報を後で端末から基地局が取得してもよい。そして、ステップＴ１８にて、フルスロットを既に割り当てられている端末の移動速度情報が、所定の移動速度を超えるか否かを判定する。
【００６０】
ステップＴ１８において移動速度情報が所定の移動速度を超えると判定された場合は、ステップＴ１９にて、当該端末の割当をフルスロットからサブスロットに切り替える。具体的には、所定の移動速度を超える速度で移動している端末が占有していたフルスロットをサブスロット化するために、フルスロットのヘッダ部の何らかのフィールドにおいて、次期フレームからサブスロット化して、フルスロットを割り当てられている同一スロットの前半部または後半部のみをサブスロットとして割り当てる旨を当該端末に伝達し、当該端末が占有していたフルスロットを一旦開放する。そして、次期フレームにおいて、サブスロットを当該端末に割り当てる。
【００６１】
上記ステップにおいて既存のフルスロットの割り当てをサブスロットに変更した後、ステップＴ２０にて、このサブスロット化で生成した「１つのサブスロット」を、ＲＡバーストを送信した（接続要求した）新規の端末にＡＡバースト（サブスロット割当）を送信して処理を終える。既存のフルスロットの割り当てをサブスロットに変更し、このサブスロットと新規の呼のサブスロットとで「サブスロット対」が形成される。なと、ステップＴ１８の条件を満たさない場合は、ステップＴ１７に進み、端末にＡＡバースト（接続拒否）を送信して処理を終える。
【実施例４】
【００６２】
図９は、本発明の実施例４による無線リソース予約管理部における割当アルゴリズムを示すフローチャートである。この実施例では、２つの端末に既に割り当てられているフルスロットを、サブスロット化してサブスロット対を形成し、接続要求してきた新たな呼に、サブスロット化で空いたフルスロットを割り当てるものである。本実施例は、図８の実施例とステップＰ３０〜Ｐ３４以外の処理は同様であり、図８との相違部分のみを説明する。図９に示すように、ステップＰ１８にて、移動速度情報が所定の移動速度を超えると判定された場合は、当該所定の移動速度を超えて移動している、フルスロットを占有している端末が１組（即ち、合計２個）あるか否かを判定する。ステップＰ３０において判定条件を満たす場合（統一空間多重内に所定の移動速度を超えて移動し、フルスロットを占有している端末が１組ある場合）は、ペアを形成すべきそれぞれのフルスロットをサブスロットにそれぞれ切り替えて、サブスロット対（ペア）を形成し（ステップＰ３１、Ｐ３２）、ステップＰ３３に進む。ステップＰ３３では、フルスロットの空きがあるか否かを判定する。ステップＰ３１、Ｐ３２を経由してステップＰ３３に処理が進んだ場合は、フルスロットをサブスロットに切り替えた結果、当然「空きフルスロット」が生じるため、その後、ステップＰ３４に進み、接続要求してき端末にＡＡバースト（フルスロット割当）を送信して処理を終える。
【００６３】
このように上述した実施例によれば、最大空間多重数に到達した後の広帯域呼であっても拒否されずに接続要求を受け付けてもらうことが可能となる。即ち、端末にとっては、別のキャリア周波数にシフトして再度ＲＡバースト（接続要求）を送信して接続を再試行する必要がなくなり、スムーズに通信を開始することが可能となる。また、ステップＰ１８における判定条件を満たさない場合、処理を終了せずに、フルスロットを既に割り当てている呼で、VoIP（狭帯域呼）であるものが１組あるか否かを判定し、判定条件を満たす場合、上述した所定の移動速度を超える端末の呼に対して行ったサブスロット化と同様に、当該２つの呼をサブスロット化してもよい。これにより、さらなる同時接続ユーザ数の増加および周波数利用効率の向上を見込める。
【００６４】
図１０は、本発明によるサブスロット方式の一例を説明するタイミングチャートである。図１０は、図４（ａ）と同様のものである。図１０（ｂ）に示すように、高速移動しているフルスロットＦＳ９１を割り当てらているユーザ９をサブスロット化し、ユーザ１０用に「空きサブスロット」が生成されている。ユーザ９には、次期フレーム以降は、サブスロットＳＳ９１、ＳＳ９２が割り当てられる。他方、高速移動しているユーザ１０には、ユーザ９のフルスロットがサブスロットに切り替えたことによって空いたサブスロットを、次期フレームからサブスロットＳＳ０１，ＳＳ０２として割り当てられている。このようにして、サブスロット対を形成すべき単独サブスロットが存在しない場合には、既存の呼のフルスロットをサブスロット化することによって、新規の呼と既存の呼とて、サブスロット対を形成して、周波数を効率良く使用することが可能となる。
【００６５】
図１６は、本発明を適用してサブスロット化した端末ＴＭ１、ＴＭ２の伝送速度の時間変化を示すグラフである。図に示すように、ビームフォームが重なり合う「時間t1付近」での伝送速度の低下が、僅かなものになっている。このように、サブスロット化することによって、空間多重化技術を使う場合、或る端末が高速で移動するとことによって発生する干渉を、従来（図１５）に比べて大幅に抑制することが可能となる。従って、図に示すように、十分な伝送速度を双方の端末で得ることが可能である。特に、適応変調方式に本発明を適用した場合には、サブスロット化によって「みかけ上の帯域」は減少するが、電波の干渉が抑制されるため、より高レートの変調方式を選択することが可能となる。従って、サブスロット化しても、十分なスループットを得ることができる。
【００６６】
【表２】
2008160823.tif 000004
【００６７】
上の表は、本発明を適用前後の伝送速度（スループット）をシミュレーションした伝送速度推移表である。背景を網掛け表示してある時間10から時間15のあたりが、従来技術では、干渉によって双方の端末の伝送速度が大きく減少していた時間帯である。この表に示すように、本発明を適用することによって、本発明を適用した端末ＴＭ２のみならず、同じセル内に存在する端末ＴＭ１の電波の干渉も顕著に低減することが可能となることが、表２から観察できる。
【００６８】
上述したように、本発明によれば、新規の接続要求を一旦ペンディングしてシステム全体のリソース使用状況を判断する技法（「Extended RACH」と称する）を用いた空間多重スロット割当アルゴリズムを採用することで、新規の接続要求、特に、VoIP(狭帯域呼)に効率良くサブスロットを割り当てることができる。またVoIP(狭帯域呼)以外の通常呼に対しても、効率良くVoIP呼をサブスロット化して、サブスロット対を形成することにより空きリソースが増大するため、接続拒否の確率が減少し、システム全体の同時接続ユーザ数及び周波数利用効率を大幅に向上させることができる。
【００６９】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。例えば、無線処理部、中央制御部、これらの構成要素（無線リソース予約管理部など）は、ハードウェア（回路）で構成してもよいが、ＭＰＵやＤＳＰなどのプロセッサとソフトウェアモジュールとの組み合わせ、或いはハードウェアとソフトウェアモジュールとの組み合わせで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施例１によるアダプティブアレイ基地局の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１による無線リソース予約管理部１２２における割当アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図３】端末と基地局との間の操作を示すシーケンス図である。
【図４】本発明によるサブスロット方式の一例を説明するタイミングチャートである。
【図５】本発明によるサブスロット方式の一例を説明するタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施例２によるアダプティブアレイ基地局の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施例２による無線リソース予約管理部における割当アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例３による無線リソース予約管理部における割当アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施例４による無線リソース予約管理部における割当アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１０】本発明によるサブスロット方式の一例を説明するタイミングチャートである。
【図１１】本出願人により開発された技法による装置の構成図である。
【図１２】本出願人により開発された技法による装置のフローチャートである。
【図１３】従来技術によるアダプティブアレイ基地局の説明図である。
【図１４】干渉発生の典型的な状況を説明する概念図である。
【図１５】図１４の端末ＴＭ１、ＴＭ２の伝送速度の時間変化を示すグラフである。
【図１６】本発明を適用してサブスロット化した端末ＴＭ１、ＴＭ２の伝送速度の時間変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
１００  アダプティブアレイ基地局
１１０-１１０ｎ  無線処理部
１１１〜１１１ｎ  バースト受信部
１１２〜１１２ｎ  バースト受信回数管理部
１１３〜１１３ｎ  バースト予約部
１１４〜１１４ｎ  バースト送信部
１２０  中央制御部
１２１  VoIP判定部
１２２  無線リソース予約管理部
１２３  サブスロット管理部
１２４  割当管理テーブル
１２５  無線割当制御部
１００Ａ  アダプティブアレイ基地局
１２０Ａ  中央制御部
１２６  高速移動判定部
ＡＮＴ  アダプティブアレイアンテナ
Ｆ１-Ｆ４  フレーム
ＦＳ５１−ＦＳ５３  フルスロット
ＦＳ６１  フルスロット
ＦＳ７１  フルスロット
ＦＳ８１、ＦＳ８２  フルスロット
ＦＳ９１  フルスロット
ＳＳ１１、ＳＳ１２  サブスロット
ＳＳ２１、ＳＳ２２  サブスロット
ＳＳ３１−ＳＳ３４  サブスロット
ＳＳ４１−ＳＳ４４  サブスロット
ＳＳ６１、ＳＳ６２  サブスロット
ＳＳ７１、ＳＳ７２  サブスロット
ＳＳ９１、ＳＳ９２  サブスロット
ＳＳ０１、ＳＳ０２  サブスロット
【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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