(57)【要約】【課題】空間多重中の端末のスワップ（誤認）を検出し、誤認している端末の通話相手に対する通話品質上の悪影響を軽減させることができる無線装置を実現する。【解決手段】無音信号を発生する無音信号発生部１６と、複数の端末を空間多重により収容している場合に、端末からの受信信号に基づいて端末を誤認していることを検出し、該検出された誤認している端末の通話相手に対して無音信号を送信させる制御部１５とを備える。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間多重により一つの通信チャネルを使用して複数の端末と無線通信する無線通信手段と、通信網側の通信装置と通信する通信手段とを備え、前記端末と通信網側の通話相手との通話を可能にする無線装置において、
複数の端末を空間多重により収容している場合に、端末からの受信信号に基づいて、端末を誤認していることを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された誤認している端末の通話相手に対して、音声出力を停止させるか、又は、無音信号を送信させる通話制御手段と、
を備えたことを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記検出手段による検出結果に応じて、前記空間多重中の端末に対してハンドオーバーを指示するチャネル制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記検出手段による検出結果に応じて、前記空間多重中の端末に対してチャネルの再接続を指示するチャネル制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項４】
端末別に、受信ウエイトベクトルの履歴を保存するウエイトベクトル記憶手段を備え、
前記検出手段は、前記ウエイトベクトル記憶手段に記憶されている受信ウエイトベクトルに基づいて前記空間多重中の端末の方向の変化を検出し、少なくともこの検出結果に基づいて端末を誤認しているか否かを判断する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかの項に記載の無線装置。
【請求項５】
端末別に、受信タイミングの履歴を保存するタイミング記憶手段を備え、
前記検出手段は、前記タイミング記憶手段に記憶されている受信タイミングに基づいて前記空間多重中の端末の距離の変化を検出し、少なくともこの検出結果に基づいて端末を誤認しているか否かを判断する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかの項に記載の無線装置。
【請求項６】
端末別に、使用されている周波数の基準値からの誤差を記憶する周波数誤差記憶手段を備え、
前記検出手段は、前記周波数誤差記憶手段に記憶されている周波数誤差に基づいて前記空間多重中の端末を検出し、少なくともこの検出結果に基づいて端末を誤認しているか否かを判断する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかの項に記載の無線装置。
【請求項７】
端末別に異なる符号化がなされている前記端末からの受信音声の品質を評価する音声評価手段を備え、
前記検出手段は、少なくとも前記音声評価手段による評価結果に基づいて端末を誤認しているか否かを判断する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかの項に記載の無線装置。
【請求項８】
空間多重により一つの通信チャネルを使用して複数の端末と無線通信する無線通信手段と、通信網側の通信装置と通信する通信手段とを備え、前記端末と通信網側の通話相手との通話を可能にする無線装置における通信制御方法であって、
複数の端末を空間多重により収容している場合に、端末からの受信信号に基づいて、端末を誤認していることを検出する過程と、
前記検出された誤認している端末の通話相手に対して、音声出力を停止させる過程、又は、無音信号を送信させる過程と、
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（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれるものがある。このシステムにおいて無線基地局は、ＰＨＳ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ＳＤＭＡ無線通信システムでは、無線基地局が空間多重中の端末同士を、スワップ（ＳＷＡＰ）と呼ばれる誤認により取り違えることがある。例えば、無線環境の悪化により無線基地局によるアダプティブアレーアンテナの制御の精度が劣化すると、端末からのＣＩＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ）を良好に保てなくなり、空間多重中の端末からの所望波を取り違えて受信する虞がある。ここで、例えば上記ＰＨＳのシステムなどでは、一旦、通話が確立してしまうと、通信チャネル（ＴＣＨ）の情報にはユーザ識別情報が含まれなくなる。このため、無線基地局は、所望波を取り違えて受信してもそのまま正常に処理し、端末からの通話信号を誤った通話相手に対して送信することとなる。この結果、該通話相手の端末では、通話音声が混信状態で再生されるので問題である。特に、端末別に異なる音声符号化がなされている場合は、例えば端末別の音声スクランブルがなされていると、無線基地局が端末から受信した音声スクランブルデータを誤デスクランブルして通話相手に送ることになるので、通話相手の端末において大きな音声ノイズが発生し、通話品質上非常に具合が悪い。
【０００６】
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、空間多重中の端末のスワップ（誤認）を検出し、誤認している端末の通話相手に対する通話品質上の悪影響を軽減させ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。
【０００７】
【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、空間多重により一つの通信チャネルを使用して複数の端末と無線通信する無線通信手段と、通信網側の通信装置と通信する通信手段とを備え、前記端末と通信網側の通話相手との通話を可能にする無線装置において、複数の端末を空間多重により収容している場合に、端末からの受信信号に基づいて、端末を誤認していることを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された誤認している端末の通話相手に対して、音声出力を停止させるか、又は、無音信号を送信させる通話制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の無線装置においては、前記検出手段による検出結果に応じて、前記空間多重中の端末に対してハンドオーバーを指示するチャネル制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の無線装置においては、前記検出手段による検出結果に応じて、前記空間多重中の端末に対してチャネルの再接続を指示するチャネル制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の無線装置においては、端末別に、受信ウエイトベクトルの履歴を保存するウエイトベクトル記憶手段を備え、前記検出手段は、前記ウエイトベクトル記憶手段に記憶されている受信ウエイトベクトルに基づいて前記空間多重中の端末の方向の変化を検出し、少なくともこの検出結果に基づいて端末を誤認しているか否かを判断することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の無線装置においては、端末別に、受信タイミングの履歴を保存するタイミング記憶手段を備え、前記検出手段は、前記タイミング記憶手段に記憶されている受信タイミングに基づいて前記空間多重中の端末の距離の変化を検出し、少なくともこの検出結果に基づいて端末を誤認しているか否かを判断することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の無線装置においては、端末別に、使用されている周波数の基準値からの誤差を記憶する周波数誤差記憶手段を備え、前記検出手段は、前記周波数誤差記憶手段に記憶されている周波数誤差に基づいて前記空間多重中の端末を検出し、少なくともこの検出結果に基づいて端末を誤認しているか否かを判断することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の無線装置においては、端末別に異なる符号化がなされている前記端末からの受信音声の品質を評価する音声評価手段を備え、前記検出手段は、少なくとも前記音声評価手段による評価結果に基づいて端末を誤認しているか否かを判断することを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の通信制御方法は、空間多重により一つの通信チャネルを使用して複数の端末と無線通信する無線通信手段と、通信網側の通信装置と通信する通信手段とを備え、前記端末と通信網側の通話相手との通話を可能にする無線装置における通信制御方法であって、複数の端末を空間多重により収容している場合に、端末からの受信信号に基づいて、端末を誤認していることを検出する過程と、前記検出された誤認している端末の通話相手に対して、音声出力を停止させる過程、又は、無音信号を送信させる過程とを含むことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の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（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれるものを挙げて説明する。
【００１６】
図１において、無線基地局１は、ＰＨＳ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と端末２−２はＰＨＳ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。また、無線基地局１は、通信網３側の通信装置と通信回線１０１を介して通信を行う。これにより、端末２−１，２−２は、無線基地局１を介して通信網３側の端末との間で通信することができる。例えば、音声通話が可能である。
【００１７】
図２は、本発明の一実施形態による無線基地局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、無線部１２、信号処理部１３、回線インタフェース部１４、制御部１５、無音信号発生部１６、ウェイトベクトル記憶部２１、タイミング記憶部２２及び周波数誤差記憶部２３を有する。
【００１８】
無線基地局１は、ＰＨＳ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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
また、信号処理部１３は、アダプティブアレーアンテナ１１の指向性制御用に求めた端末別の受信ウェイトベクトルを制御部１５へ出力する。この受信ウェイトベクトルは、端末からの所望波の到来方向を示すものであり、端末からの受信信号に基づいてＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ：最小２乗誤差法）ベースなどの適応アルゴリズムにより求められる。
【００２２】
また、信号処理部１３は、端末からの受信信号に含まれるユニークワード（ＵＷ）信号の端末別の受信タイミングを検出する。ＵＷ信号は、各フレーム毎に所定の位置に含まれている既知の信号である。信号処理部１３は、検出したＵＷ信号の受信タイミングを制御部１５へ出力する。
【００２３】
また、信号処理部１３は、各端末のキャリア（搬送波）についての基準値からの周波数オフセット（周波数誤差）を検出する。そして、検出した周波数オフセットを制御部１５へ出力する。
信号処理部１３は、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）により実現される。
【００２４】
回線インタフェース１４は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ処理機能を有しており、ＩＳＤＮ回線等の通信回線１０１に接続され、通信回線１０１の複数の通信チャネルと信号処理部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。
【００２５】
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、端末のスワップ（誤認）の検出を行う。そして、スワップが検出された端末の通話相手に対して、回線インタフェースにより無音信号を送信させる制御を行う。制御部１５は、ＣＰＵ及びメモリ等から構成される。また、制御部１５は、信号処理部１３から受け取った、受信ウェイトベクトルをウェイトベクトル記憶部２１に、受信タイミングをタイミング記憶部２２に、周波数オフセットを周波数誤差記憶部２３に、それぞれ保存する。
無音信号発生部１６は、無音信号である無音のデジタル音成信号を発生して制御部１５へ出力する。
【００２６】
ウェイトベクトル記憶部２１は、端末別に、受信ウェイトベクトルの履歴を記憶する。タイミング記憶部２２は、端末別に、受信タイミングの履歴を記憶する。周波数誤差記憶部２３は、端末別に、周波数オフセットを記憶する。
【００２７】
次に、上記図２に示す無線基地局１のスワップ検出に係る動作を説明する。
初めに、スワップ検出時の動作について説明する。無線基地局１の制御部１５は、端末のスワップ検出において、上記各記憶部２１、２２、２３に記憶されている受信ウェイトベクトル、受信タイミング、周波数オフセットのいずれか、あるいは複数を用いる。
【００２８】
（１）受信ウェイトベクトルを用いたスワップ検出
受信ウェイトベクトルは、上記したように端末からの所望波の到来方向を示す。そこで、制御部１５は、特定の端末に関し、今回検出された受信ウェイトベクトル及び受信ウェイトベクトルの過去の履歴から、端末の方向の変化を検出する。そして、この検出結果が不適切な場合は、当該端末についてのスワップが発生していると判断する。
【００２９】
（２）受信タイミングを用いたスワップ検出
受信タイミングは無線基地局１と端末間の距離を示す。そこで、制御部１５は、特定の端末に関し、今回検出された受信タイミング及び受信タイミングの過去の履歴から、端末の距離の変化を検出する。そして、この検出結果が不適切な場合は、当該端末についてのスワップが発生していると判断する。
【００３０】
（３）周波数オフセットを用いたスワップ検出
周波数オフセットは端末固有のものである。そこで、制御部１５は、特定の端末に関し、今回検出された周波数オフセットが、過去の周波数オフセットと異なる場合は、当該端末についてのスワップが発生していると判断する。
【００３１】
また、制御部１５は、上記（１）〜（３）によるスワップ検出結果を複数組み合わせて、総合的にスワップ検出を行うこともできる。
【００３２】
次に、スワップ発生後の動作について説明する。制御部１５は、スワップ発生を検出すると、回線インタフェース１４へ無音信号を出力して該スワップが発生している端末の通話相手に対して送信させる。これにより、スワップが発生している端末の通話相手には無音信号が届くので、該通話相手の端末において、通話音声が混信状態で再生されることが防止される。また、端末別の音声スクランブルデータの誤デスクランブルデータが、スワップが発生している端末の通話相手へ送信されることがないので、該通話相手の端末において、大きな音声ノイズが発生することが防止される。
【００３３】
また、制御部１５は、スワップが発生している端末に対して音声出力を停止させる制御を行う。この音声停止制御の方法としては、例えば、音声出力を停止させる端末向けのＵＷ信号を異常信号にする。この異常なＵＷ信号受信により、受信端末は音声出力を停止する。あるいは、制御チャネル（ＦＡＣＣＨ；Ｆａｓｔ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）の内容を意味のないものとして、音声出力を停止させる端末へ送信する。この場合にも該無意味なＦＡＣＣＨ信号受信により、受信端末は音声出力を停止する。あるいは、上記異常なＵＷ信号と無意味なＦＡＣＣＨ信号とを組み合わせて用いるようにしてもよい。異常なＵＷ信号と無意味なＦＡＣＣＨ信号とを併用することにより、異常なＵＷ信号のみを用いることによるＦＥＲ（Ｆｒａｍｅ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）の劣化を防止できる。また、無意味なＦＡＣＣＨ信号のみでは、直前に出力された音声が繰返し出力されてノイズとなる場合があるが、異常なＵＷ信号と併用すれば確実に音声出力を無音化できる。
【００３４】
また、制御部１５が、スワップが発生している端末に対して、ハンドオーバーを指示するようにしてもよい。例えば、スワップ発生状態が所定期間以上継続した場合に、該スワップ発生対象の端末に対してハンドオーバーを指示する。これにより、当該スワップが解消できる。
【００３５】
また、スワップ解消のために、制御部１５が、スワップが発生している端末に対してチャネルの再接続を指示するようにしてもよい。例えば、スワップ発生状態が所定期間以上継続した場合に、該スワップ発生対象の端末に対してチャネル再接続を指示する。但し、スワップ発生時にはＣＩＲが劣化しているので、チャネル再接続に失敗する虞がある。この理由から、上記ハンドオーバー指示の方が好ましい。
【００３６】
次に、他の実施形態を説明する。図３は、本発明の他の実施形態による無線基地局１の構成を示すブロック図である。この図３において図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図３に示す無線基地局１では、音声評価部３１を備えている。音声評価部３１は、端末から受信した音声データの評価を行う。
【００３７】
端末からは、端末別に音声スクランブルデータが送信される。信号処理部１３は、端末から受信した音声スクランブルデータを、当該端末用の鍵でデスクランブルして回線インタフェース１４へ出力する。ここで、スワップが発生している端末については、誤った鍵でデスクランブルが行われることとなる。そこで、音声評価部３１は、デスクランブル後の音声データを回線インタフェース１４から取得して音声品質を評価する。この評価結果は制御部１５へ出力される。制御部１５は、音声評価部３１による評価結果に基づいてスワップが発生しているか否かを判断する。例えば、ノイズ成分が異常に多い場合にスワップが発生していると判断する。これにより、上記図２の各種記憶部２１、２２、２３を備えることなく、スワップ検出を行うことが可能となる。
【００３８】
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。例えば、上記図２の実施形態と図３の実施形態とを組み合わて、複数のスワップ検出結果から総合的にスワップが発生しているか否かを判断するようにしてもよい。
【００３９】
また、本発明は、空間多重方式の無線通信システムであれば、携帯電話等の各種の無線通信システムに同様に適用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、空間多重中の端末間の誤認（スワップ）を検出することができ、誤認している端末の通話相手の音声出力を無音化することができるので、誤認している端末の通話相手に対する通話品質上の悪影響を軽減させることができる。例えば、該通話相手の端末において、通話音声が混信状態で再生されることが防止される。また、端末別の音声スクランブルデータが誤デスクランブルされることによる該通話相手の端末における大きな音声ノイズの発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の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。
【図２】本発明の一実施形態による無線基地局１の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の他の実施形態による無線基地局１の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…無線基地局（無線装置）、２−１，２−２…携帯端末、３…通信網、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（検出手段、通話制御手段、チャネル制御手段）、１６…無音信号発生部、２１…ウェイトベクトル記憶部、２２…タイミング記憶部、２３…周波数誤差記憶部、３１…音声評価部
【図１】
2005026765.tif 000003
【図２】
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【図３】
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