(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の所望移動局への送信信号を異なる指向性パターンで空間多重して送出し、前記送信信号を移動局が受信してから一定時間後に当該移動局が送信する信号を受信する無線基地局であって、
前記移動局から送られる信号中のシンボル列の受信タイミングを特定するタイミング特定手段と、
特定した受信タイミングの差が第１の時間未満となるような２台の移動局を探索する手段と、
前記探索した２台の移動局からのシンボル列の受信タイミングの差が第１の時間以上に変化するように、前記２台の移動局のうちの少なくとも一方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを調整するタイミング調整手段と
を備えたことを特徴とする無線基地局。
【請求項２】
前記タイミング調整手段は、前記第１の時間と受信タイミング差との差分時間を算出する手段を含み、前記２台の移動局のうちの受信タイミングが早い方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを早くする時間と、前記２台の移動局のうちの受信タイミングが遅い方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを遅くする時間の合計時間が前記差分時間以上となるように送出タイミングを調整する
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局。
【請求項３】
前記無線基地局は、時分割されたタイムスロットで送受信する手段を含み、
前記タイミング特定手段は、受信用タイムスロットの開始からシンボル列の先頭を受信するまでの相対時刻を受信タイミングとして特定し、
前記タイミング調整手段は、前記第１の時間と受信タイミング差との差分時間を算出する手段を含み、前記２台の移動局のうちの受信タイミングが早い方の受信タイミングが前記差分時間以上のときには、当該受信タイミングが早い方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを少なくとも差分時間分だけ早くして送出タイミングを調整する
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局。
【請求項４】
前記無線基地局は、時分割されたタイムスロットで送受信する手段を含み、
前記タイミング特定手段は、受信用タイムスロットの開始からシンボル列の末端を受信するまでの相対時刻を受信タイミングとして特定し、
前記タイミング調整手段は、前記２台の移動局のうちの受信タイミングが遅い方の移動局の受信タイミングから前記受信用スロットの終了までの時間を残余時間として算出する手段と、前記第１の時間と受信タイミング差との差分時間を算出する手段とを含み、前記残余時間が前記差分時間以上のときには、当該受信タイミングが遅い方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを少なくとも差分時間分だけ遅らせて送出タイミングを調整する
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局。
【請求項５】
前記無線基地局は、時分割されたタイムスロットで送受信する手段を含み、
前記タイミング特定手段は、受信用タイムスロットの開始からシンボル列の先頭を受信するまでの相対時刻を受信タイミングとして特定し、
前記タイミング調整手段は、前記２台の移動局のうちの受信タイミングの遅い方の移動局からのシンボル列の末端を受信してから前記受信用スロットの終了までの時間を残余時間として算出する手段と、前記第１の時間と受信タイミング差との差分時間を算出する手段とを含み、前記受信タイミングが前記差分時間以上で、かつ前記残余時間以上のときには、受信タイミングが早い方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを少なくとも差分時間分だけ早くし、前記残余時間が前記差分時間以上で、かつ前記受信タイミング以上のときには、受信タイミングが遅い方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを少なくとも差分時間分だけ遅くして送出タイミングを調整する
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局。
【請求項６】
前記タイミング調整手段は、前記調整された送出タイミングとなるまで、送信用タイムスロットごとに順次、一定量ずつ送出タイミングを変化させる
ことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の無線基地局。
【請求項７】
複数の所望移動局への送信信号を異なる指向性パターンで空間多重して送出し、前記送信信号を移動局が受信してから一定時間後に当該移動局が送信する信号を受信する無線基地局の通信方法であって、
前記移動局から送られる信号中のシンボル列の受信タイミングを特定するステップと、
特定した受信タイミングの差が第１の時間未満となるような２台の移動局を探索するステップと、
前記探索した２台の移動局からのシンボル列の受信タイミングの差が第１の時間以上に変化するように、前記２台の移動局のうちの少なくとも一方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを調整するステップと
を含むことを特徴とする無線基地局の通信方法。
【請求項８】
複数の所望移動局への送信信号を異なる指向性パターンで空間多重して送出し、前記送信信号を移動局が受信してから一定時間後に当該移動局が送信する信号を受信する無線基地局を制御するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記移動局から送られる信号中のシンボル列の受信タイミングを特定するステップと、
特定した受信タイミングの差が第１の時間未満となるような２台の移動局を探索するステップと、
前記探索した２台の移動局からのシンボル列の受信タイミングの差が第１の時間以上に変化するように、前記２台の移動局のうちの少なくとも一方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを調整するステップと
をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動局への送信信号を異なる指向性パターンで空間多重化して送出するアダプティブアレー方式等の無線基地局及び当該無線基地局が移動局との間で行う通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動通信において利用者の急激な増大によって周波数資源が飽和してきており、この解決策として空間多重方式が注目されている。空間多重方式とは、アダプティブアレー装置を用いて、複数の移動局に対して互いに異なる指向性パターンを形成することにより、同一周波数で同時刻に複数の移動局の送受信信号を多重化する通信方式である。
【０００３】
アダプティブアレー装置を備えた無線基地局では、複数の移動局からの多重された受信信号から個々の移動局ごとの受信信号を分離するために、アンテナごとの受信信号に対して振幅と位相を調整するための重み係数を各移動局ごとに算出する。重み係数の算出方法としては、最小２乗誤差法（Minimum Mean Square Error：ＭＭＳＥ）が用いられる。つまり、アンテナごとの受信信号に当該アンテナ用の重み係数を乗じた値と参照信号との誤差の総和が最小になるようにして重み係数が算出される。ここで、参照信号としては、既知の信号、例えば、ＰＨＳではシンボル列を構成するＰＲ（プリアンブル）やＵＷ（ユニークワード）が用いられる。
【０００４】
なお、アダプティブアレー方式や空間多重化方式については、「アレーアンテナによる適応信号処理」（菊間信良著、科学技術出版）や「パス分割多元接続（ＰＤＭＡ）移動通信方式」（信学技報RCS93-84(1994-01),pp37-44）に詳しく記載されているので、ここではこれ以上の詳細な説明を省略する。
ところで、上記参照信号は、空間多重により無線接続される移動局ごとに異なる値であれば、重み係数の算出や信号の分離はなんら問題なく行えるが、例えば、ＰＨＳでは、上記のＰＲやＵＷは、すべての移動局で共通のものを用いるため、シンボル列を受信するタイミングが近接した場合には、多重化された受信信号から、移動局ごとのシンボル列を正常に分離することができないという不具合が生じる。このような不具合を回避するため、無線基地局では、シンボル列の受信タイミング差が一定時間以上となるような移動局のセットを選択して、当該選択した移動局のセットに対して空間多重を行うこととしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、当初、受信タイミング差が一定時間以上になるようにうまく空間多重されていたとしても、多重化された移動局のセットのうちの少なくとも１台の移動局が移動することによって、当該移動局と無線基地局との間の信号の伝播環境に変化が生じる。その結果、無線基地局において当該移動局からのシンボル列の受信タインミングが変化し、他の移動局のシンボル列との受信タイミング差が一定時間以下に近接してしまうことがある。かかる場合には、移動局ごとのシンボル列を分離できなくなり、通話不能に陥ることになる。
【０００６】
そこで、本発明は、空間多重された移動局からのシンボル列の受信タイミングが近接して将来通話不能に至る可能性があるときに、通話不能に陥ってしまうことを回避する無線基地局及び無線基地局の通信方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するため、本発明は、複数の所望移動局への送信信号を異なる指向性パターンで空間多重して送出し、前記送信信号を移動局が受信してから一定時間後に当該移動局が送信する信号を受信する無線基地局であって、前記移動局から送られる信号中のシンボル列の受信タイミングを特定するタイミング特定手段と、特定した受信タイミングの差が第１の時間未満となるような２台の移動局を探索する手段と、前記探索した２台の移動局からのシンボル列の受信タイミングの差が第１の時間以上に変化するように、前記２台の移動局のうちの少なくとも一方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを調整するタイミング調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本実施の形態は、移動局からのシンボル列を受信するタイミングが所定時間未満に近接したときに、当該タイミングが所定時間以上となるように、これらの移動局へ送信するシンボル列のタイミングを調整する機能を備えた無線基地局に関する。
【００１０】
以下、図面を参照して、本実施の形態について説明する。
（無線基地局の構成）
図１は、本発明の実施形態における無線基地局の主要部の構成を示すブロック図である。
本無線基地局は、無線部１１、２１、３１、４１と、アンテナ１０、２０、３０、４０と、モデム部６０と、制御部８０と、ベースバンド部７０と、信号処理部５０とを備える。
（無線部１１）
無線部１１は、送信部１２と、受信部１３とから構成される。送信部１２は、信号処理部５０から入力されるベースバンド信号（シンボル列）を中間周波数信号（以後、ＩＦ信号と略す）にまで変調し、ＩＦ信号を高周波信号（以後、ＲＦ信号と略す）に変換し送信出力レベルにまで増幅してアンテナ１０に出力する。受信部１３は、アンテナ１０からの受信信号をＩＦ信号にまで変換し、ベースバンド信号（シンボル列）に復調する。
【００１１】
無線部２１、３１、４１は、無線部１１と同じ構成なので説明を省略する。
（モデム部６０）
モデム部６０は、ベースバンド信号をπ／４シフトＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式により変復及び復調を行う。
（制御部８０）
制御部８０は、具体的にはＣＰＵ及びメモリで構成され、本無線基地局全体をの制御、特に、制御チャネルを介して移動局から発信を受けたとき、及び網からの着信を受けたとき、移動局に対して通信チャネルを割当てる。図２は、割当て管理テーブルの一例を示す。同図の割当て管理テーブルにおいて、横方向は時分割による通信チャネルを、縦方向はパス分割による多重化を示している。欄内のＰＳ−Ａ〜ＰＳ―Ｄは割当てられている移動局を示す。同図では。ＰＳ―Ａ、ＰＳ−Ｃ、及びＰＳ−Ｄとが時分割多重され、ＰＳ―ＡとＰＳ―Ｂとが空間多重されている状態を示している。
（ベースバンド部７０）
ベースバンド部７０は、図外の網（公衆網又は自営網）と接続し、電話網９０との間でベースバンド信号の接続を行う。
【００１２】
また、ベースバンド部７０は、時分割多重化処理を行う。図３は、時分割多重を行うためのＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの説明図を示す。ここでは、いわゆるＰＨＳ電話システムのＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームを示している。同図において、Ｔ０〜Ｔ３は送信タイムスロット、Ｒ０〜Ｒ３は受信タイムスロットである。制御チャネル（図中ＣＣＨ）は、送信タイムスロットと受信タイムスロットのペア（Ｔ０、Ｒ０）により構成される。また、通信チャネルＴＣＨ１、ＴＣＨ２及びＴＣＨ３は、（Ｔ１、Ｒ１）、（Ｔ２、Ｒ２）、（Ｔ３、Ｒ３）のペアによりそれぞれを構成する。通信チャネルＴＣＨ１、ＴＣＨ２及びＴＣＨ３は、時分割による区別であるが、各通信チャネルは、さらに空間多重により複数の通信チャネルが形成される。
（信号処理部５０）
信号処理部５０は、プログラマブルなディジタルシグナルプロセッサを中心に構成され、信号調整部５１と、クロック生成部５２と、送出タイミング調整部５３と、受信タイミング特定部５４とを有する。
【００１３】
クロック生成部５２は、空間多重する移動局（ユーザ）ごとに固有のクロックを発生し、それぞれを信号調整部５１に送る。本実施の形態では、説明の簡略化のため空間多重するユーザ数を２つとするので、クロック生成部５２は、ユーザＡ用のクロックＴＡとユーザＢ用のクロックＴＢを生成する。クロック生成部５２は、送出タイミング制御部５３から送出タイミングの通知を受けると、通知された送出タイミングと一致するようにクロックの生成タイミングを調整する。この際、クロック生成部５２は、次の時刻の送信タイムスロットで、クロックの生成タイミングを通知された送出タイミングに一致するように一度に変更するのではなく、現在のクロックの生成タイミングから通知された送出タイミングとなるまで、送信タイムスロットごとに一定量Δｔｃずつ生成タイミングを変化させる。これは、無線基地局からシンボル列の送信タイミングが急激に変化すると移動局においてシンボル列をうまく受信できなくなる場合があること及びＰＨＳ規格との整合性を考慮したものである。
【００１４】
信号調整部５１は、無線部１１、２１、３１、４１から入力されるシンボル列から、ユーザごとのシンボル列を生成してモデム部６０に出力するとともに、モデム部６０から送られるユーザごとのシンボル列から、無線部１１、２１、３１、４１ごとのシンボル列を生成して無線部１１、２１、３１、４１へ出力する。図４は、信号調整部５１の構成を示す図である。同図に示すように、信号調整部５１は、空間多重するユーザごとにユーザ処理部５１ａ、５１ｂを備える。同図のＸ１〜Ｘ４及びＳ１〜Ｓ４は、信号線や端子を示すが、説明の便宜上、当該信号線や端子が入出力されるシンボル列名をも示すものとする。Ｘ１〜Ｘ４は、無線部１１、２１、３１、４１から信号調整部５１へ送られるシンボル列を示し、Ｓ１〜Ｓ４は、信号調整部５１から無線部１１、２１、３１、４１へ送られるシンボル列を示す。
【００１５】
ユーザ処理部５１ａは、無線部１１、２１、３１、４１からシンボル列Ｘ１〜Ｘ４の入力を受付ける。ユーザ処理部５１ａは、これらのシンボル列からユーザＡのシンボル列Ｕａを生成して、モデム部６０に出力する。
また、ユーザ処理部５１ａは、モデム部６０からユーザＡのシンボル列Ｕａの入力を受付ける。ユーザ処理部５１ａは、このシンボル列から無線部１１、２１、３１、４１へのシンボル列Ｓａ１〜Ｓａ４を生成して、それぞれのシンボル列を各無線部へ出力する。他のユーザ処理部５１ｂも、同様にして各無線部へシンボル列Ｓｂ１〜Ｓｂ４を出力する。その結果、無線部１１には、各ユーザ処理部からのシンボル列Ｓａ１とＳｂ１とが加算されたシンボル列Ｓ１（＝Ｓａ１＋Ｓｂ１）が送られることになる。
【００１６】
次に、ユーザ処理部による処理の詳細について説明する。図５は、ユーザ処理部５１ａの構成を示す図である。
ウエイト算出部５５は、移動局との通信を開始してから最初の数個の受信タイムスロットにおいて、シンボル列中の既知の部分であるＰＲ（プリアンブル）とＵＷ（ユニークワード）のシンボルを用いてウエイトを算出する。すなわち、ウエイト算出部５５は、無線部１１、２１、３１、４１から送られるシンボル列Ｘ１〜Ｘ４と、参照信号発生部５０６から送られる固定のシンボル列Ｄを用いて、Ｅ＝Ｄ−（Ｗａ１×Ｘ１＋Ｗａ２×Ｘ２＋Ｗａ３×Ｘ３＋Ｗａ４×Ｘ４）を最小化するように、ウエイトＷａ１〜Ｗａ４を算出する。このようにして一旦算出されたウエイトＷａ１〜Ｗａ４は、それ以降のその受信タイムスロットでのシンボル列の受信において、及びその受信タイムスロットのペアとなる送信タイムスロットにおいて初期値として用いられる。
【００１７】
ウエイト算出部５５は、シンボル列を受信する際に、上記のように算出されたウエイトＷａ１〜Ｗａ４を出力し、乗算器５２１〜５２４及び加算器５０４によって、ユーザＡへのシンボル列Ｕａ（＝Ｗａ１×Ｘ１＋Ｗａ２×Ｘ２＋Ｗａ３×Ｘ３＋Ｗａ４×Ｘ４）が生成される。生成されたユーザＡへのシンボル列Ｕａは、モデム部６０へ送られる。
【００１８】
また、シンボル列を送信する際には、モデム部６０から送られるユーザＡへのシンボル列Ｕａは、一旦、バッファ５０７に格納される。バッファ５０７は、クロック生成部５２で生成したクロックＴＡに従って、シンボル列Ｕａを出力する。ウエイト算出部５３は、前述のように算出されたウエイトＷａ１〜Ｗａ４をクロックＴＡに従って出力する。乗算器５８１〜５８４のそれぞれは、シンボル列ＵａとウエイトＷａ１〜Ｗａ４とを乗算して、乗算結果であるシンボル列Ｓａ１（＝Ｗａ１×Ｕａ）、Ｓａ２（＝Ｗａ２×Ｕａ）、Ｓａ３（＝Ｗａ３×Ｕａ）、Ｓａ４（＝Ｗａ４×Ｕａ）を無線部１１、２１、３１、４１へ出力する。
【００１９】
ユーザ処理部５１ｂのウエイト算出部も、同様にしてウエイトの算出とシンボルを送受信する際のウエイトの出力を行い、ユーザ処理部５１ｂのバッファはクロックＴＢに従ってユーザＢへのシンボル列Ｕｂを出力する。ここで、クロック生成部５２がクロックＴＢをクロックＴＡよりもΔｔＳだけ遅れて生成した場合には、ユーザ処理部５１ｂから出力されるシンボル列Ｓｂ１〜Ｓｂ４は、ユーザ処理部５１ａから出力されるＳａ１〜Ｓａ４よりも、ΔｔＳだけ遅れたものとなる。
【００２０】
このように、無線基地局において、ユーザ（移動局）へ送信するシンボル列の送出タイミングを変えることにより、移動局では、シンボル列の受信時刻が変化し、当該受信時刻から一定時間経過後に無線基地局にシンボル列に送出するので、無線基地局では、移動局からのシンボル列の受信タイミングを変えることができる。
（受信タイミング特定部５４）
受信タイミング特定部５４は、シンボル列を受信する受信タイムスロットの開始時刻を基準とした、シンボル列を構成する先頭のシンボル点を受信する相対時刻をシンボル列の受信タイミングとして特定する。
【００２１】
図６（ａ）は、ユーザＡ、Ｂへのシンボル列の送出タイミングの例を示す。同図に示すように、無線基地局からは、Ｔ１スロットにおいて、ユーザＡへのシンボル列とユーザＢへのシンボル列とをＴ１スロット内の同一のタイミングで送信しているものとする。つまり、ユーザＡへのシンボル列の送出タイミングをｔＳａ、ユーザＢへのシンボル列の送出タイミングｔＳｂとすると、ｔＳａ＝ｔＳｂが成立している。
【００２２】
図６（ｂ）は、ユーザＡ、Ｂからのシンボル列の受信タイミングの例を示す。同図に示すように、無線基地局では、同図（ａ）に示したＴ１スロットの対となるＲ１スロットにおいて、ユーザＡからのシンボル列とユーザＢからのシンボル列とを異なる受信タイミングｔＲａ、ｔＲｂで受信している。これは、無線基地局と移動局との間のシンボル列の伝送時間が移動局ごとに相違することによる。このように、空間多重された移動局からのシンボル列の受信タイミングが一定時間以上離れていることによって、シンボル列の分離が可能となっている。
（送出タイミング調整部５３）
送出タイミング調整部５３は、受信タイミング特定部５４で特定された各ユーザからのシンボル列の受信タイミングｔＲａとｔＲｂより、受信タイミング差ΔｔＲ（＝｜ｔＲｂ−ｔＲａ｜）を算出する。
【００２３】
そして、送出タイミング調整部５３は、算出した受信タイミング差ΔｔＲが、閾値Δｔｍｉｎ以上ならば、これまでと同一のタイミングでシンボル列を送出しても、シンボル列の分離が可能なので調整を行わない。ここで、閾値とは、移動局ごとのシンボル列が分離できる最低限の時間差よりもマージンを加えた値である。受信タイミング差が閾値未満のときには、その後にさらに受信タイミング差が小さくなると分離できなくなる危険性がある。
【００２４】
一方、送出タイミング調整部５３は、ΔｔＲが閾値Δｔｍｉｎ未満ならば、ユーザが移動することによって、ΔｔＲが小さくなった場合には、ユーザごとのシンボル列が分離できなくなる危険性があるので、送出タイミングを変更することによって受信タイミング差が広がるようにする。つまり、ΔｔｍｉｎとΔｔＲとの差分であるΔｔＳ（＝Δｔｍｉｎ−ΔｔＲ）を算出し、当該ΔｔｓだけユーザＡと又はユーザＢへのシンボル列の送出タイミングを変更する。そして、送出タイミング調整部５３は、各ユーザのシンボル列の末尾のシンボルの受信時刻と受信スロットの終了時刻との時間差ｔＥａ、ｔＥｂを算出する。そして、送出タイミング調整部５３は、以下の（Ａ１）〜（Ａ４）の基準でシンボル列の送出タイミングを算出する。ここで、ｔＳａ’とｔＳｂ’とは、それぞれユーザＡとユーザＢへのシンボル列の変更後の送出タイミングを示す。
（Ａ１）ｔＲａ≧ΔｔＳ、かつｔＥｂ＜ΔｔＳならば（図７（ａ）に示す。）、ｔＳａ’＝ｔＳａ―ΔｔＳ、ｔＳｂ’＝ｔＳｂとする（図７（ｂ）に示す。）。
【００２５】
つまり、受信タイミングが早い方をさらに早くすることのできる最長時間ｔＲａがΔｔＳ以上で、かつ受信タイミングが遅い方をさらに遅くすることのできる最長時間ｔＥｂがΔｔＳ未満のときには、受信タイミングが早い方のユーザへのシンボル列の送出タイミングをΔｔＳだけ早くする。
（Ａ２）ｔＲａ＜ΔｔＳ、かつｔＥｂ≧ΔｔＳならば（図８（ａ）に示す。）、ｔＳａ’＝ｔＳａ、ｔＳｂ’＝ｔｓｂ＋ΔｔＳとする（図８（ｂ）に示す。）。
【００２６】
つまり、受信タイミングが早い方をさらに早くすることのできる最長時間ｔＲａがΔｔＳ未満で、かつ受信タイミングが遅い方をさらに遅くすることのできる最長時間ｔＥｂがΔｔＳ以上のときには、受信タイミングが遅い方のユーザへのシンボル列の送出タイミングをΔｔＳだけ遅くする。
（Ａ３）ｔＲａ≧ΔｔＳ、ｔＥｂ≧ΔｔＳ、かつｔＲａ≧ｔＥｂならば（図９（ａ）に示す。）、ｔＳａ’＝ｔＳａ―ΔｔＳ、ｔＳｂ’＝ｔＳｂとする（図９（ｂ）に示す。）。
【００２７】
つまり、受信タイミングが早い方をさらに早くすることのできる最長時間ｔＲａがΔｔＳ以上で、かつ受信タイミングが遅い方をさらに遅くすることのできる最長時間ｔＥｂがΔｔＳ以上であって、ｔＲａがｔＥｂ以上のときには、受信タイミングが早い方のユーザへのシンボル列の送出タイミングをΔｔＳだけ早くする。
（Ａ４）ｔＲａ≧ΔｔＳ、ｔＥｂ≧ΔｔＳ、かつｔＲａ＜ｔＥｂならば（図１０（ａ）に示す。）、ｔＳａ’＝ｔＳａ、ｔＳｂ’＝ｔＳｂ＋ΔｔＳとする（図１０（ｂ）に示す。）。
【００２８】
つまり、受信タイミングが早い方をさらに早くすることのできる最長時間ｔＲａがΔｔＳ以上で、かつ受信タイミングが遅い方をさらに遅くすることのできる最長時間ｔＥｂがΔｔＳ以上であって、ｔＲａがｔＥｂ未満のときには、受信タイミングが遅い方のユーザへのシンボル列の送出タイミングをΔｔＳだけ遅くする。
【００２９】
送出タイミング調整部５３は、上述のようにして送出タイミングが変更された場合には、変更された送出タイミングをクロック再生部５２に通知する。
次に、上述の基準に従って送出タイミングが変更されると、最終的にどのように受信タイミングが変化するかについて説明する。
図７（ｃ）は、図７（ｂ）で示す送出タイミングでユーザＡとユーザＢへシンボル列を送出した後の対応する受信スロットにおける、ユーザＡとユーザＢとからのシンボル列の受信タイミングを示す。同図に示すように、ユーザＡへのシンボル列の送出タイミングをΔｔｓ早くしたことにより、ユーザＡからのシンボル列の受信タイミングｔＲａ’もΔｔｓだけ早くなる。つまり、ｔＲａ’＝ｔＲａ―Δｔｓ＝ｔＲａ―（Δｔｍｉｎ―ΔｔＲ）＝ｔＲｂ―Δｔｍｉｎとなり、ユーザＡのシンボル列の受信タイミングとユーザＢのシンボル列の受信タイミングの差ΔｔＲ’はΔｔｍｉｎとなり、ユーザＡのシンボル列とユーザＢのシンボル列との分離が安全にできるようになる。
【００３０】
図８（ｃ）は、図８（ｂ）で示す送出タイミングでユーザＡとユーザＢへシンボル列を送出した後の対応する受信スロットにおける、ユーザＡとユーザＢとからのシンボル列の受信タイミングを示す。同図に示すように、ユーザＢへのシンボル列の送出タイミングをΔｔｓだけ遅くしたことにより、ユーザＢからのシンボル列の受信タイミングｔＲｂ’もΔｔｓだけ遅くなる。つまり、ｔＲｂ’＝ｔＲｂ＋Δｔｓ＝ｔＲｂ＋（Δｔｍｉｎ―ΔｔＲ）＝ｔＲａ＋Δｔｍｉｎとなり、ユーザＡのシンボル列の受信タイミングとユーザＢのシンボル列の受信タイミングの差ΔｔＲ’はΔｔｍｉｎとなり、ユーザＡのシンボル列とユーザＢのシンボル列との分離が安全にできるようになる。
【００３１】
図９（ｃ）は、図９（ｂ）で示す送出タイミングでユーザＡとユーザＢへシンボル列を送出した後の対応する受信スロットにおける、ユーザＡとユーザＢとからのシンボル列の受信タイミングを示す。同図に示すように、ユーザＡへのシンボル列の送出タイミングをΔｔｓだけ早くしたことにより、ユーザＡからのシンボル列の受信タイミングｔＲａ’もΔｔｓだけ早くなる。つまり、ｔＲａ’＝ｔＲａ―Δｔｓ＝ｔＲａ―（Δｔｍｉｎ―ΔｔＲ）＝ｔＲｂ―Δｔｍｉｎとなり、ユーザＡのシンボル列の受信タイミングとユーザＢのシンボル列の受信タイミングの差ΔｔＲ’はΔｔｍｉｎとなり、ユーザＡのシンボル列とユーザＢのシンボル列との分離が安全にできるようになる。
【００３２】
図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）で示す送出タイミングでユーザＡとユーザＢへシンボル列を送出した後の対応する受信スロットにおける、ユーザＡとユーザＢとからのシンボル列の受信タイミングを示す。同図に示すように、ユーザＢへのシンボル列の送出タイミングをΔｔｓだけ遅くしたことにより、ユーザＢからのシンボル列の受信タイミングｔＲｂ’もΔｔｓだけ遅くなる。つまり、ｔＲｂ’＝ｔＲｂ＋Δｔｓ＝ｔＲｂ＋（Δｔｍｉｎ―ΔｔＲ）＝ｔＲａ＋Δｔｍｉｎとなり、ユーザＡのシンボル列の受信タイミングとユーザＢのシンボル列の受信タイミングの差ΔｔＲ’はΔｔｍｉｎとなり、ユーザＡのシンボル列とユーザＢのシンボル列との分離が安全にできるようになる。
＜送出タイミングの調整動作＞
本実施の形態に係る無線基地局におけるシンボル列の送出タイミング制御の動作について説明する。図１１は、シンボル列の送出タイミング制御の動作手順を示すフローチャートである。
【００３３】
まず、信号調整部５１のユーザ処理部５１ａ、５１ｂは、無線部１１、２１、３１、４１からのシンボル列に基いて、それぞれユーザＡのシンボル列とユーザＢのシンボル列とを生成する（ステップＳ１０００）。
受信タイミング特定部５４は、ユーザＡのシンボル列の受信タイミングｔＲａと、ユーザＢのシンボル列の受信タイミングｔＲｂを特定する（ステップＳ１００２）。
【００３４】
次に、送出タイミング調整部５３は、受信タイミング差ΔｔＲ＝|ｔＲｂ―ｔＲａ|を算出し、ΔｔＲとΔｔｍｉｎの大きさを比較する。送出タイミング調整部５３は、ΔｔＲがΔｔｍｉｎ以上ならば、送出タイミングを変える必要がないので、タイミングの調整を行わない（ステップＳ１００３）。
一方、送出タイミング調整部５３は、ΔｔＲがΔｔｍｉｎ未満ならば、受信タイミング差ΔｔＲがΔｔｍｉｎ以上に変るように、上述した（Ａ１）〜（Ａ４）の基準に従って送出タイミングを算出し、当該送出タイミングをクロック生成部５２に通知する（ステップＳ１００３、Ｓ１００４）。
【００３５】
クロック生成部５２は、送出タイミング調整部５３より新たな送出タイミングの通知を受けたときには、現在のクロックの生成タイミングから、通知された送出タイミングとなるまで、送信タイムスロットごとに、順次Δｔｃずつずらしてクロックを生成し、信号調整部５１は、クロック生成部５２が生成したクロックに従って、ユーザＡ及びユーザＢへのシンボル列を送出する（ステップＳ１００５、Ｓ１００６）。
【００３６】
受信タイミング差ΔｔＲがΔｔｍｉｎ以上のとき又はクロックが通知された送出タイミングと一致した後は、クロック生成部５２は、クロックの生成タイミングを変更することなく、前回と同一のタイミングでクロックを生成し続け、信号調整部５１は、クロック生成部５２が生成したクロックに従って、ユーザＡ及びユーザＢへのシンボル列を送出する（ステップＳ１００７）。
＜まとめ＞
以上のように、本実施の形態に係る無線基地局では、ユ−ザからのシンボル列の受信タイミングが近接したときに、ユーザへのシンボル列の送出タイミングを変えることで受信タイミングの差を広げるので、近い将来にユーザからのシンボル列を分離できなくなり通話不能に陥る可能性のあるときに、通話不能にならないように前もって対処することが可能となる。
＜変形例＞
なお、本発明は、上記の実施形態に限定するものではなく、以下の変形例も当然に想定するところである。
（１）送出タイミングの変更について
本実施の形態では、１台の移動局（ユーザ）へのシンボル列の送出タイミングを変更するものとしたが、これに限定するものではなく、２台の移動局へのシンボル列の送出タイミングを変更するものとしてもよい。例えば、送信タイムスロットの範囲内で、受信タイミングが早い方の移動局へのシンボル列の送出タイミングをαだけ早くし、受信タイミングが遅い方の移動局へのシンボル列の送出タイミングを（Δｔｓ―α）だけ遅くするものとしてもよい。
（２）送出タイミングの変更量について
本実施の形態では、受信タイミング差ΔｔＲが閾値Δｔｍｉｎ未満のときに、受信タイミング差がΔｔｍｉｎに変るように、Δｔｓ（＝Δｔｍｉｎ―ΔｔＲ）を算出して送出タイミングを調整したが、これに限定するものではなく、受信タイミング差ΔｔＲがΔｔｍｉｎよりも幾分大きめになるようにΔｔｓ（＝Δｔｍｉｎ―ΔｔＲ＋α）を算出して送出タイミングを調整するものとしてもよい。これによって、受信タイミングを変えても、ユーザが引き続き移動することによって受信タイミングが再度近接する可能性がある場合にも、送出タイミングを再調整する処理を省略することができる。
（３）その他の受信タイミングを変化させる方法について
本実施の形態では、移動局において無線基地局からのシンボル列を受信したタイミングから一定時間経過後に無線基地局に対してシンボル列を送出する性質を利用して、無線基地局では、移動局へのシンボル列の送出タイミングを変えることによって、移動局からのシンボル列の受信タイミングを変えることとしたが、これに限定するものではない。例えば、無線基地局から移動局に対してシンボル列を送出するタイミングを指示する信号を送るものとしてもよい。
（４）受信タイミングについて
本実施の形態では、受信タイムスロットの開始時刻から、シンボル列の先頭を受信する時刻までの時間を受信タイミングとして特定したが、これに限定するものではない。例えば、受信タイムスロットの開始時刻から、ＵＷ（ユニークワード）のうちの特定のシンボル点を受信するまでの相対時刻や、或いはその他のシンボル点を受信するまでの相対時刻を受信タイミングとして特定してもよい。
（５）タイムスロットの枠を超えた送受信について
本実施の形態では、現在使用している送出用タイムスロットで、送出シンボル列を送出でき、かつ現在使用している受信用タイムスロットで移動局からのシンボル列を受信できるという条件を満たす範囲で、送出タイミングを調整したが、これに限定するものではない。シンボル列の送受信に重なりあう時間がなければ、隣接するタイムスロットにまたがってシンボル列を送受信することとなるような送出タイミングの調整であってもよい。また、信号調整部において、別個のタイムスロットで送受信するユーザのシンボル列が重なった場合でも分離できる機能を付加するものとすれば、隣接するタイムスロットのシンボル列と重なりあうこととなるような送出タイミングの調整であってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の無線基地局は、複数の移動局への送信信号を異なる指向性パターンで空間多重して送出し、前記送信信号を移動局が受信してから一定時間後に当該移動局が送信する信号を受信する無線基地局であって、移動局から送られる信号中のシンボル列の受信タイミングを特定するタイミング特定手段と、特定した受信タイミングの差が第１の時間未満となるような２台の移動局を探索する手段と、前記探索した２台の移動局からのシンボル列の受信タイミングの差が第１の時間以上に変化するように、前記２台の移動局のうちの少なくとも一方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを調整するタイミング調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００４０】
これにより、空間多重された移動局からのシンボル列の受信タイミングの差が第１の時間未満に近接して分離できなくなり通話不能に至る可能性があるときに、当該移動局へのシンボル列の送出タイミングを調整することにより、当該移動局からのシンボル列の受信タイミングの差を第１の時間以上に変えるので、移動局ごとにシンボル列の分離ができなくなって通話不能になるのを回避することができる。
【００４１】
ここで、前記タイミング調整手段は、前記第１の時間と受信タイミング差との差分時間を算出する手段を含み、前記２台の移動局のうちの受信タイミングが早い方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを早くする時間と、前記２台の移動局のうちの受信タイミングが遅い方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを遅くする時間の合計時間が前記差分時間以上となるように送出タイミングを調整することを特徴とすることができる。
【００４２】
これにより、第１の時間と受信タイミング差との差分時間を算出し、移動局へのシンボル列の送出タイミングを当該差分時間分以上の時間だけ変更するので、移動局からのシンボル列の受信タイミング差は、当該差分時間以上増加して第１の時間以上とすることができる。
ここで、前記無線基地局は、時分割されたタイムスロットで送受信する手段を含み、前記タイミング特定手段は、受信用タイムスロットの開始からシンボル列の先頭を受信するまでの相対時刻を受信タイミングとして特定し、前記タイミング調整手段は、前記第１の時間と受信タイミング差との差分時間を算出する手段を含み、前記２台の移動局のうちの受信タイミングが早い方の受信タイミングが前記差分時間以上のときには、当該受信タイミングが早い方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを少なくとも差分時間分だけ早くして送出タイミングを調整することを特徴とすることができる。
【００４３】
これにより、受信する時刻が早い方の移動局からのシンボル列の先頭を受信する時刻と受信用タイムスロットの開始時刻とが差分時間以上離れているときには、受信する時刻が早い方の移動局へのシンボル列の送出タイミングを差分時間以上早くすることで、当該移動局からのシンボル列の受信タイミングが差分時間以上早くなり、２台の移動局からの受信タイミング差を第１の時間以上とすることができる。
【００４４】
ここで、前記無線基地局は、時分割されたタイムスロットで送受信する手段を含み、前記タイミング特定手段は、受信用タイムスロットの開始からシンボル列の末端を受信するまでの相対時刻を受信タイミングとして特定し、前記タイミング調整手段は、前記２台の移動局のうちの受信タイミングが遅い方の移動局の受信タイミングから前記受信用スロットの終了までの時間を残余時間として算出する手段と、前記第１の時間と受信タイミング差との差分時間を算出する手段とを含み、前記残余時間が前記差分時間以上のときには、当該受信タイミングが遅い方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを少なくとも差分時間分だけ遅らせて送出タイミングを調整することを特徴とすることができる。
【００４５】
これにより、受信する時刻が遅い方の移動局からのシンボル列の末端を受信する時刻と受信用タイムスロットの終了時刻とが差分時間以上離れているときには、受信する時刻が遅い方の移動局へのシンボル列の送出タイミングを差分時間以上遅くすることで、当該移動局からのシンボル列の受信タイミングが差分時間以上遅くなり、２台の移動局からの受信タイミング差を第１の時間以上とすることができる。
【００４６】
ここで、前記無線基地局は、時分割されたタイムスロットで送受信する手段を含み、前記タイミング特定手段は、受信用タイムスロットの開始からシンボル列の先頭を受信するまでの相対時刻を受信タイミングとして特定し、前記タイミング調整手段は、前記２台の移動局のうちの受信タイミングの遅い方の移動局からのシンボル列の末端を受信してから前記受信用スロットの終了までの時間を残余時間として算出する手段と、前記第１の時間と受信タイミング差との差分時間を算出する手段とを含み、前記受信タイミングが前記差分時間以上で、かつ前記残余時間以上のときには、受信タイミングが早い方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを少なくとも差分時間分だけ早くし、前記残余時間が前記差分時間以上で、かつ前記受信タイミング以上のときには、受信タイミングが遅い方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを少なくとも差分時間分だけ遅くして送出タイミングを調整することを特徴とすることができる。
【００４７】
これにより、受信用タイムスロットの開始時刻から、受信する時刻が早い方の移動局からのシンボル列の先頭を受信する時刻までの空き時間スペースと、受信する時刻が遅い方の移動局からのシンボル列の末端を受信する時刻から受信用タイムスロットの終了時刻までの空き時間スペースとを比較し、当該空き時間スペースの長い方の時間スペースを利用するので、より長時間分の送出タイミングの差、従って受信タイミング差を確保することができ、シンボルを分離しやすくなる。
【００４８】
ここで、前記タイミング調整手段は、前記調整された送出タイミングとなるまで、送信用タイムスロットごとに順次、一定量ずつ送出タイミングを変化させることを特徴とすることができる。
これにより、無線基地局では、シンボル列の送出タイミングを少しずつ変更するので、移動局において、シンボル列の受信タイミングの急激な変化に追従できないような事態を回避することができる。
【００４９】
また、本発明は、複数の移動局への送信信号を異なる指向性パターンで空間多重して送出し、前記送信信号を移動局が受信してから一定時間後に当該移動局が送信する信号を受信する無線基地局の通信方法であって、移動局から送られる信号中のシンボル列の受信タイミングを特定するステップと、特定した受信タイミングの差が第１の時間未満となるような２台の移動局を探索するステップと、前記探索した２台の移動局からのシンボル列の受信タイミングの差が第１の時間以上に変化するように、前記２台の移動局のうちの少なくとも一方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを調整するステップとを含むことを特徴とする。
【００５０】
これにより、空間多重された移動局からのシンボル列の受信タイミングの差が第１の時間未満に近接して分離できなくなり通話不能になる可能性があるときに、当該移動局へのシンボル列の送出タイミングを調整することにより、当該移動局からのシンボル列の受信タイミングの差を第１の時間以上にするので、移動局ごとにシンボル列の分離ができなくなって通話不能になるのを回避することができる。
【００５１】
また、本発明は、複数の移動局への送信信号を異なる指向性パターンで空間多重して送出し、前記送信信号を移動局が受信してから一定時間後に当該移動局が送信する信号を受信する無線基地局を制御するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、移動局から送られる信号中のシンボル列の受信タイミングを特定するステップと、特定した受信タイミングの差が第１の時間未満となるような２台の移動局を探索するステップと、前記探索した２台の移動局からのシンボル列の受信タイミングの差が第１の時間以上に変化するように、前記２台の移動局のうちの少なくとも一方の移動局への送出シンボル列の送出タイミングを調整するステップとをコンピュータに実行させるプログラムを記録したことを特徴とする。
【００５２】
これにより、空間多重された移動局からのシンボル列の受信タイミングの差が第１の時間未満に近接して分離できなくなり通話不能に陥る可能性があるときに、当該移動局へのシンボル列の送出タイミングを調整することにより、当該移動局からのシンボル列の受信タイミングの差を第１の時間以上にするので、移動局ごとにシンボル列の分離ができなくなって通話不能になるのを回避することができる。
【００５３】
以上のように、本発明によって、空間多重化による通信方式の普及に際して大きな障害となっていた通話不能に陥る問題が解消されるので、その実用的効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における無線基地局の主要部の構成を示すブロック図である。
【図２】割当て管理テーブルの一例を示す。
【図３】時分割多重を行うためのＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの説明図である。
【図４】信号調整部５１の構成を示す図である。
【図５】ユーザ処理部５１ａの構成を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、ユーザＡ、Ｂへのシンボル列の送出タイミングの例を示す。
図６（ｂ）は、ユーザＡ、Ｂからのシンボル列の受信タイミングの例を示す。
【図７】図７（ａ）は、ユーザＡ、Ｂからのシンボル列の受信タイミングの例を示す。図７（ｂ）は、ユーザＡ、Ｂへのシンボル列の調整された送出タイミングの例を示す。
図７（ｃ）は、送出タイミング調整後におけるユーザＡ、Ｂからのシンボル列の受信タイミングの例を示す。
【図８】図８（ａ）は、ユーザＡ、Ｂからのシンボル列の受信タイミングの例を示す。図８（ｂ）は、ユーザＡ、Ｂへのシンボル列の調整された送出タイミングの例を示す。
図８（ｃ）は、送出タイミング調整後におけるユーザＡ、Ｂからのシンボル列の受信タイミングの例を示す。
【図９】図９（ａ）は、ユーザＡ、Ｂからのシンボル列の受信タイミングの例を示す。図９（ｂ）は、ユーザＡ、Ｂへのシンボル列の調整された送出タイミングの例を示す。
図９（ｃ）は、送出タイミング調整後におけるユーザＡ、Ｂからのシンボル列の受信タイミングの例を示す。
【図１０】図１０（ａ）は、ユーザＡ、Ｂからのシンボル列の受信タイミングの例を示す。
図１０（ｂ）は、ユーザＡ、Ｂへのシンボル列の調整された送出タイミングの例を示す。
図１０（ｃ）は、送出タイミング調整後におけるユーザＡ、Ｂからのシンボル列の受信タイミングの例を示す。
【図１１】シンボル列の送出タイミング制御の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０、２０、３０、４０  アンテナ
１１、２１、３１、４１  無線部
１２      送信部
１３      受信部
５０      信号処理部
５１      信号調整部
５１ａ    ユーザ処理部
５２      クロック生成部
５３      送出タイミング調整部
５４      受信タイミング特定部
６０      モデム部
７０      ベースバンド部
８０      制御部
９０      電話網
【図１】
0003979761.tif 000002
【図２】
0003979761.tif 000003
【図３】
0003979761.tif 000004
【図４】
0003979761.tif 000005
【図５】
0003979761.tif 000006
【図６】
0003979761.tif 000007
【図７】
0003979761.tif 000008
【図８】
0003979761.tif 000009
【図９】
0003979761.tif 000010
【図１０】
0003979761.tif 000011
【図１１】
0003979761.tif 000012