(57)【要約】【課題】通信中の端末と同期バースト送受信中（同期確立中）の端末を同一の時分割チャネルで空間多重により収容することになった場合に、通信品質への悪影響を防止する。【解決手段】通信中の端末（ＵｓｅｒＢ）と同期バースト送受信中の端末（ＵｓｅｒＣ）を一つの時分割チャネル「Ｓｌｏｔ３」で空間多重により収容していることを検出する過程と、この検出により該通信中の端末（ＵｓｅｒＢ）を異なる時分割チャネルへ切替えさせる過程とを含むことを特徴とする。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割多重及び空間多重により複数の端末と無線通信を行う無線装置において、
通信中の端末とハンドオーバーまたは他の時分割チャネルからの切戻りによる同期確立中の切戻り端末を一つの時分割チャネルで空間多重により収容していることを検出する検出手段と、
前記検出により、前記通信中の端末を異なる時分割チャネルへ切替えさせる制御手段と、
を備えたことを特徴とする無線装置。
【請求項２】
時分割多重及び空間多重により複数の端末と無線通信を行う無線装置における通信制御方法であって、
通信中の端末とハンドオーバーまたは他の時分割チャネルからの切戻りによる同期確立中の切戻り端末を一つの時分割チャネルで空間多重により収容していることを検出する検出過程と、
前記検出により、前記通信中の端末を異なる時分割チャネルへ切替えさせる制御過程と、
を含むことを特徴とする通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間多重（ＳＤＭＡ；Ｓｐａｔｉａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式の無線通信システムに用いて好適な無線装置および通信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＳＤＭＡ無線通信システムは、無線基地局にアダプティブアレーアンテナ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ａｒｒａｙ  Ａｎｔｅｎｎａ）を備え、ユーザ端末（以下、端末という）毎に指向性の異なる放射パターンの送信ビームを形成して同じ時間に複数の端末向けの電波を送信している。無線基地局は、ある端末の放射パターンを形成する際に、アダプティブビームフォーミング（ＡｄａｐｔｉｖｅＢｅａｍ  Ｆｏｒｍｉｎｇ）により送信相手の端末の方向に指向性を持たせ、かつ、アダプティブヌルスティアリング（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｎｕｌｌ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）によりそれ以外の端末の方向にヌルを形成する。これにより、複数の端末に対して同じ時間に同じ周波数チャネルを割当てて、チャネルの利用効率を上げている。
【０００３】
上記したＳＤＭＡ無線通信システムとしては、例えばＰＨＳ（登録商標）（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）がある。このシステムにおいて無線基地局は、ＰＨＳ（登録商標）規格で定められた時分割多重方式（ＴＤＭＡ／ＴＤＤ；Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）により端末と無線接続し、該時分割多重に加えて、さらに空間多重を行って端末と通信する。そして、無線基地局は、端末との間の受信情報に基づいて適切な放射パターンを形成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−５８０６１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のＰＨＳ（登録商標）無線基地局では、同一の時分割チャネルで複数の端末を空間多重により収容している場合に、該空間多重中のある端末が通信チャネル（ＴＣＨ）を用いた通信中のモード（例えば音声通話、データ通信などを行うモード）から、同期バースト送受信中（同期確立中）のモードに移行すると、該同期バースト送受信中の端末に対する放射パターンを適切に形成することができないことがある。例えば、端末の移動により無線環境が一時的に悪化した後に復旧した場合に該端末が同期バースト送受信中となると、無線基地局で保持している過去の受信情報が有効ではなくなるので、該同期バースト送受信中の端末に対する適切な放射パターンを適切に形成することができない。
【０００６】
これにより、同一の時分割チャネルで通信中の他の端末へ向けた送信ビームが該同期バースト送受信中の端末に対する干渉波となり、同期バーストが正常に送受されないと、該同期バースト送受信中の端末との間で同期確立が失敗する。この結果、該同期バースト送受信中の端末においてハンドオーバーが起動されることになり、空間多重を継続することができず、チャネルの利用効率が低下するという問題が生じる。さらに、同期バースト送受信中の端末に対する送信電波が同一の時分割チャネルで通信中の他の端末に対する干渉波となり、該通信中の端末に対して悪影響を及ぼすという問題もある。
【０００７】
また、ハンドオーバーからの切戻りによって同期バースト送受信中となった端末については受信情報がないので、同様に適切な放射パターンを適切に形成することができない。この結果、同期バーストが正常に送受されないと、ハンドオーバーからの切戻りが失敗する虞がある。
【０００８】
このような理由から、通信中の端末と同期バースト送受信中（同期確立中）の端末とを同一の時分割チャネルで空間多重により収容することになった場合に、通信品質への悪影響を防止することが望まれている。特に、ハンドオーバーからの切戻りが失敗すると通信切断に繋がる虞があり、通信の信頼性の観点から、ハンドオーバーからの切戻りによって同期バースト送受信中となった端末については同期バースト送受の確実性を向上させることが強く要望されている。
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、通信中の端末と同期バースト送受信中（同期確立中）の端末を同一の時分割チャネルで空間多重により収容することになった場合に、通信品質への悪影響を防止することができる無線装置および通信制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の無線装置は、時分割多重及び空間多重により複数の端末と無線通信を行う無線装置において、通信中の端末とハンドオーバーまたは他の時分割チャネルからの切戻りによる同期確立中の切戻り端末を一つの時分割チャネルで空間多重により収容していることを検出する検出手段と、前記検出により、前記通信中の端末を異なる時分割チャネルへ切替えさせる制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の通信制御方法は、時分割多重及び空間多重により複数の端末と無線通信を行う無線装置における通信制御方法であって、通信中の端末とハンドオーバーまたは他の時分割チャネルからの切戻りによる同期確立中の切戻り端末を一つの時分割チャネルで空間多重により収容していることを検出する検出過程と、前記検出により、前記通信中の端末を異なる時分割チャネルへ切替えさせる制御過程とを含むことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による無線基地局（無線装置）と移動局（携帯端末）を有する無線通信システムの構成例を示すブロック図である。この例では本実施形態による無線通信システムとして、ＰＨＳ（登録商標）（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）を挙げて説明する。
【００１３】
図１において、無線基地局１は、ＰＨＳ（登録商標）規格で定められた時分割多重（ＴＤＭＡ／ＴＤＤ）方式に加え、更に空間多重方式を用いて、同一周波数で複数の信号を空間多重して、複数の端末との間でデジタル無線通信を行う。端末２−１（ＵｓｅｒＢ）と端末２−２（ＵｓｅｒＣ）はＰＨＳ（登録商標）端末である。端末２−１，２−２は、無線基地局１との間で、同一の時分割チャネルで空間多重により、それぞれの通信チャネル（ＴＣＨ）を用いて通信中である。例えば、ＴＣＨを介して音声通話やデータ通信が行われている。
【００１４】
図２は無線基地局１の構成を示すブロック図である。無線基地局１は、アダプティブアレーアンテナ１１と無線部１２と信号処理部１３と回線インタフェース部１４と制御部１５とを有する。
【００１５】
無線基地局１は、ＰＨＳ（登録商標）規格に従って１つのＴＤＭＡフレーム内に４つのチャネル（制御チャネル（ＣＣＨ）用に１つと、通信チャネル（ＴＣＨ）用に３つ）を時分割多重し、１つの時分割チャネルにつき空間多重が可能な最大ｍ本（ｍは２以上の整数）の通信回線の信号を並列に処理する。１つのＴＤＭＡフレームは、５ミリ秒の周期を有し、各周期を８等分して得られる４つの送信タイムスロットと４つの受信タイムスロットとから構成される。１つの送信タイムスロットと１つの受信タイムスロットの組は時分割多重による１つの時分割チャネルを構成する。
【００１６】
図２において、アダプティブアレーアンテナ１１は、無線部１２に接続されている。無線部１２は、送信部と受信部を備え、アダプティブアレーアンテナ１１を時分割で制御して送信と受信との切り替えを行っている。無線部１２の送信部は、アッパコンバータ、電力増幅器等を備え、信号処理部１３から入力された信号を低周波から高周波に変換し、送信出力レベルにまで増幅してアダプティブアレーアンテナ１１に出力する。無線部１２の受信部は、ローノイズ増幅器、ダウンコンバータ等を備え、アダプティブアレーアンテナ１１で受信された信号を高周波から低周波に変換し、増幅して信号処理部１３に出力する。
【００１７】
信号処理部１３は、指向性パターンの形成に関する制御、即ち、無線部１２から入力される空間多重された各端末からの受信信号を分離抽出して回線インタフェース１４に出力する。また、回線インタフェース１４から入力された送信信号を所望の端末へ送信できるように空間多重用に重み付けした信号を生成して無線部１２に出力する制御を行う。信号処理部１３は、１つの時分割チャネルにおいて空間多重される最大ｍ個の信号を並列処理する。信号処理部１３は、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）により実現される。
【００１８】
回線インタフェース１４は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ処理機能を有しており、ＩＳＤＮ回線等のデジタル通信回線に接続され、複数の通信回線と信号処理部１３との間で複数の信号（音声又はデータのベースバンド信号）を授受する。
【００１９】
制御部１５は、無線基地局１全体の制御を行う。また、制御部１５は、回線インタフェース１４に対して端末を収容する時分割チャネルを切替させる時分割チャネル切替制御処理を行う。制御部１５は、ＣＰＵ及びメモリ等から構成される。
【００２０】
次に、図３〜図８を参照して、図１の無線通信システムにおける通信制御に係る動作を説明する。図３は、同期バースト送受信中（同期確立中）のモードに移行する端末と無線基地局との間の通信処理の流れを示すシーケンスチャートである。図４は、同一の時分割チャネルで２台の端末が空間多重されている場合の送信ビームの放射パターン例を示す図である。図５〜図８は、時分割チャネルの切替制御について説明するための図である。
【００２１】
初めに、図３のステップＳ１では、端末２−１（ＵｓｅｒＢ）と端末２−２（ＵｓｅｒＣ）は、無線基地局１との間で、図５に示すように、時分割チャネル「Ｓｌｏｔ３」を使用して空間多重により、それぞれＴＣＨを用いて通信中（例えば通話中）である。ここで、他の時分割チャネル「Ｓｌｏｔ２」ではＵｓｅｒＡがＴＣＨを用いて通信中であり、時分割チャネル「Ｓｌｏｔ４」ではＵｓｅｒＤがＴＣＨを用いて通信中である。この時の端末２−１（ＵｓｅｒＢ）に対する送信ビームの放射パターン１０１が図４に示されている。図４に示すように、放射パターン１０１には、端末２−１（ＵｓｅｒＢ）の方向に送信ビームの指向性パターンが形成され、且つ、端末２−２（ＵｓｅｒＣ）の方向にヌルパターンが形成されている。これにより、端末２−１（ＵｓｅｒＢ）に対する通信品質が良好に保たれるとともに、端末２−１（ＵｓｅｒＢ）に対する送信ビームが端末２−２（ＵｓｅｒＣ）の干渉波となることが防止されている。
【００２２】
次いで、図３のステップＳ２において、端末２−２（ＵｓｅｒＣ）が、何らかの条件により、同期バースト送受信中（同期確立中）のモードに移行する。このモード移行により、無線基地局１の制御部１５は、図６に示すように、時分割チャネル「Ｓｌｏｔ３」において、通信中の端末端末２−１（ＵｓｅｒＢ）と同期バースト送受信中の端末２−２（ＵｓｅｒＣ）を空間多重により収容していることを検出する。
【００２３】
次いで、制御部１５は、時分割チャネル「Ｓｌｏｔ３」において通信中の端末２−１（ＵｓｅｒＢ）を異なる時分割チャネルへ切替えさせる。この例では、図７に示すように、時分割チャネル「Ｓｌｏｔ４」に切替させる。これにより、時分割チャネル「Ｓｌｏｔ４」では、端末２−１（ＵｓｅｒＢ）とＵｓｅｒＤの端末とが空間多重され、それぞれＴＣＨを用いて通信中となる。また、時分割チャネル「Ｓｌｏｔ３」には、同期バースト送受信中の端末２−２（ＵｓｅｒＣ）のみが収容されることとなる。この結果、端末２−２（ＵｓｅｒＣ）との間の同期バースト（ＳＹＮＣ）の送受信が安定して行われる。さらに、時分割チャネル「Ｓｌｏｔ４」では、時分割チャネル「Ｓｌｏｔ３」における端末２−１（ＵｓｅｒＢ）の受信情報が有効であるので、適切な放射パターンが形成され、通信品質が良好に保たれる。
【００２４】
次いで、端末２−２（ＵｓｅｒＣ）との間の同期バースト送受信が成功すると、図３のステップＳ３において、端末２−２（ＵｓｅｒＣ）は、図８に示すように、時分割チャネル「Ｓｌｏｔ３」でＴＣＨを用いた通信中のモードに移行し、例えば通話が再開される。
【００２５】
上述したように本実施形態によれば、通信中の端末と同期バースト送受信中（同期確立中）の端末を同一の時分割チャネルで空間多重により収容することになった場合に、該通信中の端末が異なる時分割チャネルに切替えられる。これにより、同期バースト送受信中の端末との間の同期バースト送受信が安定して行われるとともに、通信中の端末の通信品質が良好に維持されることとなり、通信品質への悪影響を防止することができる。
【００２６】
なお、上述した実施形態において、制御部１５が、通信中の端末とハンドオーバーからの切戻りによる同期確立中の切戻り端末を一つの時分割チャネルで空間多重により収容していることを検出し、この検出により該通信中の端末を異なる時分割チャネルへ切替えさせるようにしてもよい。
また、同期バースト送受信中の端末が一つの時分割チャネルで複数収容されている場合に、制御部１５が、ハンドオーバーからの切戻りによって同期バースト送受信中である切戻り端末の有無を検出し、この検出により切戻り端末を検出すると、該切戻り端末以外の全端末を異なる時分割チャネルへ切替えさせるようにしてもよい。
これにより、ハンドオーバーからの切戻りによって同期バースト送受信中となった端末については、特に同期バースト送受の確実性が向上し、ハンドオーバーからの切戻りの失敗が防止されるので、通信の信頼性が向上する。また、ハンドオーバーからの切戻り以外にも、一旦、他のチャネルに移動した後、また元のチャネルに切戻りしたときにも同様の処理が行われる。なお、「切戻り」とは、特定の端末が直前まで収容されていた所（無線基地局あるいは時分割チャネル）に、該同じ端末を復帰させることを言う。
【００２７】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、通信中の端末と同期確立中（同期バースト送受信中）の端末を同一の時分割チャネルで空間多重により収容することになった場合に、該通信中の端末が異なる時分割チャネルに切替えられる。これにより、同期確立中の端末との間の同期バースト送受信が安定して行われるとともに、通信中の端末の通信品質が良好に維持されることとなり、通信品質への悪影響を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による無線基地局と移動局を有する無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】無線基地局１の構成を示すブロック図である。
【図３】同期バースト送受信中のモードに移行する端末と無線基地局との間の通信処理の流れを示すシーケンスチャートである。
【図４】同一の時分割チャネルで２台の端末が空間多重されている場合の送信ビームの放射パターン例を示す図である。
【図５】時分割チャネルの切替制御について説明するための第１の図である。
【図６】時分割チャネルの切替制御について説明するための第２の図である。
【図７】時分割チャネルの切替制御について説明するための第３の図である。
【図８】時分割チャネルの切替制御について説明するための第４の図である。
【符号の説明】
１…無線基地局（無線装置）、２−１，２−２…携帯端末、１１…アダプティブアレーアンテナ、１２…無線部、１３…信号処理部、１４…回線インタフェース部、１５…制御部
【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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