(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１台以上の移動機に対してスペクトル拡散信号を送信する多ビームセルラ無線基地局において、
共通チャネルを、指向性パターンが予め定まっている共通ビームで送信する第１のアンテナと、
前記移動機毎の個別チャネルを、指向性パターンが該移動機毎に異なる方向に形成される個別ビームで送信する複数の第２のアンテナと、
前記共通ビームの送信時間区間と前記個別ビームの送信時間区間とが、周期スロット内で重ならないように切り替える切替手段と
を有し、前記共通ビームと前記個別ビームとを同一周波数で送信すること、および前記第１のアンテナは前記第２のアンテナと共用され、前記共通ビームは前記第２のアンテナを全て使用して送信されることを特徴とする多ビームセルラ無線基地局。
【請求項２】
前記周期スロット毎に、送信対象となる前記移動機の変更に応じて、前記第２のアンテナから送信される前記個別ビームの指向性パターンを適応的に形成する個別ビーム形成手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の多ビームセルラ無線基地局。
【請求項３】
前記共通チャネルは、共通パイロットチャネルを有し、
前記個別チャネルは、個別トラヒックチャネル及び個別パイロットチャネルを有し、
前記切替手段は、前記移動機毎の前記個別トラヒックチャネル及び前記個別パイロットチャネルを時間的に同期させて送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の多ビームセルラ無線基地局。
【請求項４】
前記移動機毎の前記個別パイロットチャネル及び前記個別トラヒックチャネルを相互に直交する符号によって拡散する手段を更に有することを特徴とする請求項３に記載の多ビームセルラ無線基地局。
【請求項５】
前記共通チャネルは、共通パイロットチャネルを有し、
前記個別チャネルは、個別トラヒックチャネル及び個別パイロットチャネルを有し、
前記切替手段は、前記移動機毎の前記個別トラヒックチャネル及び前記個別パイロットチャネルを、時間的に重なることなく、時分割多重化して送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の多ビームセルラ無線基地局。
【請求項６】
前記複数の個別チャネルを、同一の拡散符号によって拡散する手段を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の多ビームセルラ無線基地局。
【請求項７】
請求項３から５のいずれか１項に記載の多ビームセルラ無線基地局と通信する移動機であって、
受信したビームを、周期スロット同期信号に基づいて前記共通チャネルと前記個別チャネルとに切り替える切替手段を有することを特徴とする移動機。
【請求項８】
受信した前記個別パイロットチャネルから伝送路特性を推定する手段と、該推定した伝送路特性を利用した前記個別チャネルの復調手段とを更に有することを特徴とする請求項７に記載の移動機。
【請求項９】
請求項３から５のいずれか１項に記載の多ビームセルラ無線基地局と、前記共通チャネル及び前記個別チャネルを同一指向性パターンのビームで送信する１ビームセルラ無線基地局とを有するセルラ無線基地局システムであって、
前記１ビームセルラ無線基地局は、前記多ビームセルラ無線基地局から送信される信号のデータ形式について、個別パイロットチャネルの部分は前記個別トラヒックチャネルを送信し、その他の部分は同じデータ形式の信号を送信することを特徴とするセルラ無線基地局システム。
【請求項１０】
前記多ビームセルラ無線基地局から送信される前記移動機毎の前記個別トラヒックチャネルの信号に含まれる情報の伝送速度と、前記１ビームセルラ無線基地局から送信される前記移動機毎の前記個別トラヒックチャネルの信号に含まれる情報の伝送速度とが等しくなるようにすることを特徴とする請求項９に記載のセルラ無線基地局システム。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載のセルラ無線基地局システムと通信する移動機であって、
信号の送信元であるセルラ無線基地局が、前記多ビーム無線基地局であるか又は前記１ビーム無線基地局であるかを識別する識別手段を有し、その識別に応じて受信信号を処理することを特徴とする移動機。
【請求項１２】
セルラ無線基地局が１台以上の移動機へスペクトル拡散信号を送信するスペクトラム拡散信号送信方法において、
共通チャネルを、指向性パターンが予め定まっているアンテナビームである共通ビームで、周期スロット毎に一定時間に渡って送信する第１の段階と、
前記各移動機に対応する個別チャネルを、該各移動機に対して指向性パターンを該移動機毎に異なる方向に適応的に形成するアンテナビームである個別ビームで、前記周期スロット毎に前記一定時間以外の時間に渡って送信する第２の段階とを有し、
同一周波数で送信される前記共通チャネルと前記個別チャネルとが、時間的に重ならないこと、および前記共通ビームを送信するアンテナは前記個別ビームを送信するアンテナと共用され、前記個別ビームを送信するアンテナは複数存在し、前記共通ビームは前記個別ビームを送信するアンテナを全て使用して送信されることを特徴とするスペクトラム拡散信号送信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトル拡散信号によって通信を行うディジタルセルラ移動通信等に用いられるセルラ無線基地局装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セルラ移動体通信の基地局において、個々の移動機宛の各個別チャネル毎に送信アンテナの指向性を制御して送信する方式が考えられている。
【０００３】
図９は、指向性制御をしたときのビームの展開図である。基地局９０１は、移動機(1)９０２及び移動機(2)９０３に対して、それぞれ指向性を制御した個別ビーム９０４及び９０５によって個別チャネル信号を送信している。同時に、固定の指向性パターンを持つ共通ビーム９０６によって、サービスエリア内の複数の移動機に共通の信号（共通チャネル信号）を送信している。
【０００４】
図１０は、個別チャネルの指向性を制御する場合の従来のセルラ無線基地局装置の構成図である。共通チャネル送信部１００１は、固定ビームアンテナ１０１１に接続され、アンテナ１０１１から共通チャネル信号が送信される。ここでアンテナ１０１１は、固定の指向性パターン（図９の共通ビーム９０６の指向性パターンに相当）を持っている。また個別チャネル送信部１００２〜１００４は、個別ビーム形成部１０２０に接続され、それぞれの個別チャネル毎に移動機宛の指向性が制御されてアンテナ１０２１〜１０２３から送信される。例えば図１０の個別チャネル送信部(1)１００２から図９の移動機(1)に対して送信を行うのであれば、m素子アレイアンテナ１０２１〜１０２３から送信されるビームの指向性が図９における個別ビーム(1)９０４となるように個別ビーム形成部１０２０において、個別チャネル送信部(1)１００２からの信号の重み付けを行う。スペクトル拡散信号によって通信を行うディジタルセルラ移動通信の場合、図１０において共通チャネル信号及び個別チャネル信号は同一周波数で常時送信されている。
【０００５】
例えば特開平9-252266に開示されているＣＤＭＡセルラ無線基地局装置等におけるパイロットチャネル、通信チャネル（パイロットシンボルを含む）がここで述べている共通チャネル、個別チャネルにそれぞれ相当する。また例えばIMT-2000の方式の一つであるcdma2000方式（3GPP2 C.S0002-A，1999年12月15日）では、Pilotチャネル、Syncチャネルなどが共通チャネルに相当し、Trafficチャネル、Auxiliary Pilotチャネルなどが個別チャネルに相当する。
【０００６】
図１１は、個別チャネルの指向性を制御する場合の従来のセルラ無線移動機装置の構成図である。ここで基地局から送信される信号は直接拡散によりスペクトル拡散されているものとし、個別チャネルは、情報を伝送する個別トラヒックチャネルと、既知パターンの信号を伝送する個別パイロットチャネル（特開平9-252266におけるパイロットシンボル、cdma2000方式におけるAuxiliary Pilotに相当）から構成されるものとする。
【０００７】
図１１において、アンテナ１１０１により受信された信号は、無線受信部１１０２でダウンコンバートされる。そして、共通チャネルについては、共通チャネル拡散符号１１１１により相関回路１１１２で逆拡散され、チップ同期回路１１１３において、符号位相毎のパワーを積分する（フィルタリング）することにより、チップ同期信号を出力する。このチップ同期信号を用いて、個別チャネルの相関回路１１２２における個別トラヒックチャネル拡散符号１１２１との逆拡散の符号位相、並びに相関回路１１２６における個別パイロットチャネル拡散符号１１２５との逆拡散の符号位相を決定する。また、他セルが同じ共通チャネル拡散符号１１１１を使用し、かつ符号位相をずらして共通チャネルを送信するシステムの場合には、相関回路１１１２の出力から他セルモニタ回路１１１４により、異なる符号位相の共通チャネルの受信レベルを測定することにより、他セル信号レベル情報を得ることができる。
【０００８】
個別パイロットチャネルについては、個別パイロットチャネル拡散符号１１２５により相関回路１１２６で逆拡散され、その出力から伝送路推定回路１１２７により伝送路特性情報（キャリア位相情報）を検出して個別トラヒックチャネルの検波回路１１２３に伝える。個別トラヒックチャネルについては、個別トラヒックチャネル拡散符号１１２１により相関回路１１２２で逆拡散した信号を、上記伝送路推定回路１１２７から供給される伝送路特性情報をもとに検波回路１１２３において同期検波し、データ判定回路１１２４で判定して復調し、復調データを出力する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようにスペクトル拡散信号によって通信を行う従来のセルラ無線基地局装置等では、共通チャネルと個別チャネルが同一の周波数で同時に送信されているため、共通ビームと個別ビームが重なって送信されるエリアにおいて、共通ビームと個別ビームの間で相互に干渉が生ずる。共通チャネルと個別チャネルを直交する拡散符号で拡散することにより相互の干渉を低減することも可能であるが、マルチパスによる干渉は避けられず、基地局において個別チャネルの送信アンテナ指向性制御を行うことを想定すると、共通チャネル信号と個別チャネル信号の伝搬経路が異なるために伝搬遅延にずれが生ずることにより、共通チャネルと個別チャネル相互間のマルチパス干渉は更に大きいものとなる。
【００１０】
そこで、本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためのものであり、セルラ無線基地局において個別チャネルの指向性制御を行う場合に、共通チャネルと個別チャネルとの相互干渉をなくすことができる多ビームセルラ無線基地局及び移動機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、１台以上の移動機に対してスペクトル拡散信号を送信する多ビームセルラ無線基地局において、共通チャネルを、指向性パターンが予め定まっている共通ビームで送信する第１のアンテナと、移動機毎の個別チャネルを、指向性パターンが該移動機毎に形成される個別ビームで送信する第２のアンテナと、共通ビームの送信時間区間と個別ビームの送信時間区間とが、周期スロット内で重ならないように切り替える切替手段とを有し、共通ビームと個別ビームとを同一周波数で送信するものである。これにより、基地局から送信する共通ビームと個別ビーム間の相互干渉をなくすことができる。
【００１２】
本発明の他の実施形態によれば、周期スロット毎に、送信対象となる移動機の変更に応じて、第２のアンテナから送信される個別ビームの指向性パターンを適応的に形成する個別ビーム形成手段を更に有することも好ましい。
【００１３】
本発明の他の実施形態によれば、共通チャネルは、共通パイロットチャネルを有し、個別チャネルは、個別トラヒックチャネル及び個別パイロットチャネルを有し、切替手段は、移動機毎の個別トラヒックチャネル及び個別パイロットチャネルを時間的に同期させて送信することも好ましい。
【００１４】
本発明の他の実施形態によれば、移動機毎の個別パイロットチャネル及び個別トラヒックチャネルを相互に直交する符号によって拡散する手段を更に有することも好ましい。
【００１５】
本発明の他の実施形態によれば、共通チャネルは、共通パイロットチャネルを有し、個別チャネルは、個別トラヒックチャネル及び個別パイロットチャネルを有し、切替手段は、移動機毎の個別トラヒックチャネル及び個別パイロットチャネルを、時間的に重なることなく、時分割多重化して送信することも好ましい。
【００１６】
本発明の他の実施形態によれば、複数の個別チャネルを、同一の拡散符号によって拡散する手段を更に有することも好ましい。
【００１７】
本発明の移動局によれば、前述した多ビームセルラ無線基地局（請求項３から５に相当するもの）と通信するものであって、受信したビームを、周期スロット同期信号に基づいて共通チャネルと個別チャネルとに切り替える切替手段を有するものである。
【００１８】
本発明の移動機の他の実施形態によれば、受信した個別パイロットチャネルから伝送路特性を推定する手段と、該推定した伝送路特性を利用した個別チャネルの復調手段とを更に有することも好ましい。
【００１９】
本発明のセルラ無線基地局システムによれば、前述の多ビームセルラ無線基地局（請求項３から５に相当するもの）と、共通チャネル及び個別チャネルを同一指向性パターンのビームで送信する１ビームセルラ無線基地局とを有するものであって、１ビームセルラ無線基地局は、多ビームセルラ無線基地局から送信される信号のデータ形式について、個別パイロットチャネルの部分は個別トラヒックチャネルを送信し、その他の部分は同じデータ形式の信号を送信するものである。
【００２０】
本発明のセルラ無線基地局システムの他の実施形態によれば、多ビームセルラ無線基地局から送信される移動機毎の個別トラヒックチャネルの信号に含まれる情報の伝送速度と、１ビームセルラ無線基地局から送信される移動機毎の個別トラヒックチャネルの信号に含まれる情報の伝送速度とが等しくなるようにすることも好ましい。
【００２１】
本発明の移動機によれば、前述のセルラ無線基地局システムと通信するものであって、信号の送信元であるセルラ無線基地局が、多ビーム無線基地局であるか又は１ビーム無線基地局であるかを識別する識別手段を有し、その識別に応じて受信信号を処理するものである。
【００２２】
本発明のスペクトラム拡散信号送信方法によれば、共通チャネルを、指向性パターンが予め定まっているアンテナビームである共通ビームで、周期スロット毎に一定時間に渡って送信する第１の段階と、各移動機に対応する個別チャネルを、該各移動機に対して指向性パターンを適応的に形成するアンテナビームである個別ビームで、周期スロット毎に一定時間以外の時間に渡って送信する第２の段階とを有し、同一周波数で送信される共通チャネルと個別チャネルとが、時間的に重ならないようにしたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を用いて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２４】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態による多ビームセルラ無線基地局の構成図である。同図において、１０１は共通チャネル送信部、１０２は個別チャネル送信部(1)、１０３は個別チャネル送信部(2)、１０４は個別チャネル送信部(n)、１１１は固定ビームアンテナ、１２０は個別ビーム形成部、１２１はアンテナアレイ(1)、１２２はアンテナアレイ(2)、１２３はアンテナアレイ(m)、１３０は同期スイッチ部、１３１はスイッチ(1)、１３２はスイッチ(2)、１３３はスイッチ(3)、１３４はスイッチ(m+1)、１４０は切替タイミング制御部である。
【００２５】
図１の多ビームセルラ無線基地局の動作について説明する。共通チャネル送信部１０１は、スペクトル拡散された共通チャネルの信号を送出し、スイッチ(1)１３１が閉じているときのみ固定ビームアンテナ１１１から共通チャネル信号が送信される。固定ビームアンテナ１１１は、当該基地局装置によりサービスすべきエリア全体をカバーするようなビームパターンを持ち、サービスエリア内の全移動機がこのアンテナから送信された信号を受信できるため、アンテナ１１１のビームをここでは共通ビームと呼ぶ。図１は、nチャネル（n≧1）の個別チャネルが同時に送信される場合を示しており、個別チャネル送信部(1)１０２はある特定の移動機宛のスペクトル拡散された個別チャネル信号を送出し、個別ビーム形成部１２０において個別チャネル信号に対して当該移動機宛の個別ビームを形成するための重み付けがなされてm素子のアンテナアレイ(1)１２１〜アンテナアレイ(m)１２３のそれぞれに対して出力される。これらの出力信号は、スイッチ(2)１３２〜スイッチ(m+1)１３４が閉じられているときのみそれぞれ対応するアンテナアレイから送信される。個別チャネル送信部(2)１０３〜個別チャネル送信部(n)１０４から送出されるそれぞれ異なる個別チャネル信号についても同様の動作が行われる。切替タイミング制御部１４０は、スイッチ(1)〜スイッチ(m+1)１３４の切替タイミングを制御するもので、スイッチ(1)１３１が閉じている時間と、スイッチ(2)１３２〜スイッチ(m+1)１３４が閉じている時間が重ならないようにタイミングを同期させて切替えるように制御を行う。
【００２６】
図１では、共通ビームを専用の固定ビームアンテナ１１１から送信しているが、専用の固定ビームアンテナを用いずに、m素子アレイアンテナ１２１〜１２３を用いて共通ビームを形成して送信してもよい。また、図１では、アレイアンテナを用いて個別ビームの指向性制御を行っているが、アンテナビームの指向性制御可能なアンテナであれば、いずれのアンテナであっても図１におけるアレイアンテナの代わりに用いることができる。
【００２７】
図２は、図１の多ビームセルラ無線基地局によって送信される各チャネルの信号フォーマットである。同図では、一定周期（スロット）毎に、スロットの先頭区間で共通チャネル信号が送信され、スロットの残りの区間で個別チャネル信号が送信されることを示している。ここで共通チャネルとしては例えば共通パイロットチャネルが送信される。共通パイロットチャネルはセル内の全移動機が受信してチップやスロットなどのタイミングを同期するために用いられ、またセルの識別のために利用されることもある。さらに個別チャネルは、情報を伝送するための個別トラヒックチャネルと、トラヒックチャネルの復調のための参照信号等に利用するために既知パターンの信号を伝送する個別パイロットチャネルから構成されている。図２においては個別トラヒックチャネルと個別パイロットチャネルの両者は同時に送信される。この場合個別トラヒックチャネル信号と個別パイロットチャネル信号を区別できるように、別々の符号で拡散することが考えられ、相互の干渉を低減するために相互に直交する符号を用いてもよい。
【００２８】
図３は、図２の信号フォーマットの別の例として、個別パイロットチャネルと個別トラヒックチャネル信号を時分割で送信する信号フォーマットである。各チャネルの時分割のタイミングは、図３に示されるタイミングに限定されない。
【００２９】
なお、共通チャネルを送信するタイミングは、図２及び図３のようにスロットの先頭区間に限定されず、個別チャネルの送信タイミングと重ならないタイミングであれば任意のタイミングで（場合によっては複数の区間で）送信してもよい。同様に、個別チャネルを送信するタイミングについても、共通チャネルの送信タイミングと重ならないタイミングであれば任意のタイミングで送信してもよい。
【００３０】
以上に説明した実施の形態において、共通チャネルと個別チャネルの送信電力はいずれも任意に設定することができる。また、図２及び図３に示したように、個別チャネルが個別トラヒックチャネルと個別パイロットチャネルから構成される場合、それぞれのチャネルの送信電力はやはり任意に設定することができる。
【００３１】
また、スロット毎に個別チャネル送信先移動機を変更することも可能であり、その場合は、送信先移動機の変更があったときに移動機に応じた個別ビームを再度形成する。さらに、スロット毎に使用する個別チャネル数を変更してもよい。
【００３２】
個別ビームが複数ある場合に、それぞれの個別ビームが異なる方向に指向性を持っているならば、それらの複数の個別ビームに送信する複数の個別チャネル信号をスペクトル拡散するための符号として同一の符号を用いることもできる。
【００３３】
以上のように、第１の実施の形態によれば、共通ビームで送信される共通チャネルと個別ビームで送信される個別チャネルの送信が時間的に重ならないため、共通ビームと個別ビームの間の干渉をなくすことができる。さらに、例えば共通ビームで共通パイロットチャネルが送信されセルの識別にも利用される場合は、特に近接基地局で同一周波数を使用するセルラシステム（CDMAセルラシステム等）において基地局間で送信タイミングを同期させているならば、近接基地局の個別ビームによる共通パイロットチャネルへの干渉がなくなるため、移動機が受信する共通パイロットチャネル信号の品質が大幅に向上し、周辺基地局のサーチが容易になる。また、同様に、個別チャネル信号に対する共通チャネルからの干渉が大幅に軽減するため、個別チャネルの送信電力を低減でき、または個別ビームによるカバーエリアを広げることができる。
【００３４】
＜第２の実施の形態＞
図４は、本発明の第２の実施の形態によるセルラ無線移動機装置の構成図である。図４において、４０１はアンテナ、４０２は無線受信部、４０３はスイッチ、４１０は共通チャネル処理部、４１１は共通チャネル拡散符号、４１２は相関回路、４１３はチップ／スロット同期回路、４１４は他セルモニタ回路、４２０は個別チャネル処理部、４２１は個別トラヒックチャネル拡散符号、４２２は相関回路、４２３は検波回路、４２４はデータ判定回路、４２５は個別パイロットチャネル拡散符号、４２６は相関回路、４２７は伝送路推定回路である。
【００３５】
図４のセルラ無線移動機装置の動作について説明する。ここでは受信する信号のフォーマットは、図２に従っているものとする。アンテナ４０１により受信された信号は、無線受信部４０２でダウンコンバートされ、スイッチ４０３を経由して共通チャネル処理部４１０または個別チャネル処理部４２０に入力される。スイッチ４０３は、スロット同期信号に基づいてスロットと同期するタイミングで、共通チャネル信号を受信しているときは共通チャネル処理部に接続し、個別チャネル信号を受信しているときは個別チャネル処理部に接続するように接続先を切替える。そして、共通チャネルについては、共通チャネル拡散符号４１１により相関回路４１２で逆拡散され、それをもとにチップ／スロット同期回路４１３において、チップ同期信号、スロット同期信号を抽出して出力する。このチップ同期信号を用いて、個別チャネルの相関回路４２２における個別トラヒックチャネル拡散符号４２１との逆拡散の符号位相、並びに相関回路４２６における個別パイロットチャネル拡散符号４２５との逆拡散の符合位相を決定する。また、他セルが同じ共通チャネル拡散符号４１１を使用し、かつ符号位相をずらして共通チャネルを送信するシステムの場合には、相関回路４１２の出力から他セルモニタ回路４１４により、異なる符号位相の共通チャネルの受信レベルを測定することにより、他セル信号レベル情報を得ることができる。
【００３６】
個別パイロットチャネルについては、個別パイロットチャネル拡散符号４２５により相関回路４２６で逆拡散され、その出力から伝送路推定回路４２７により伝送路特性情報（キャリア位相情報）を検出して個別トラヒックチャネルの検波回路４２３に伝える。個別トラヒックチャネルについては、個別トラヒックチャネル拡散符号４２１により相関回路４２２で逆拡散した信号を、上記伝送路推定回路４２７から供給される伝送路特性情報をもとに検波回路４２３において同期検波し、データ判定回路４２４で判定して復調し、復調データを出力する。
【００３７】
なお、チップ同期信号／スロット同期信号を得るためには必ずしも共通チャネル信号を利用する必要はなく、個別チャネルの相関回路出力等からチップ同期信号／スロット同期信号を得てもよい。また、他セルが同じ共通チャネル拡散符号４１１を使用しかつ符号位相をずらして共通チャネルを送信するシステムではない場合は、他セル信号レベル情報を得るための構成は不要である。
【００３８】
以上の説明は、個別トラヒックチャネルが単一の拡散符号で拡散されている場合に対応しているが、複数の拡散符号で拡散されて多重されている場合は、個別トラヒックチャネル拡散符号４２１，相関回路４２２，検波回路４２３，データ判定回路４２４を複数設けて、それぞれの拡散符号毎に処理を行うことで対応することができる。
【００３９】
受信信号のフォーマットが図２と異なる場合であっても、基地局が共通チャネルを共通ビームでスロット毎にスロット内一定時間にわたって送信し、１つ又は複数の個別チャネルを個別ビームで、共通ビームと重ならないタイミングで共通ビームと同一周波数で送信しているのであれば、受信する信号に応じて対応する回路を動作させることにより復調までの動作を達成できる。
【００４０】
以上のように、第２の実施の形態によれば、基地局が共通チャネルを共通ビームでスロット毎にスロット内一定時間にわたって送信し、１つ又は複数の個別チャネルを個別ビームで、共通ビームと重ならないタイミングで共通ビームと同一周波数で送信する場合に、当該移動機宛の個別トラヒックチャネルを正確に同期検波して復調することが可能となる。
【００４１】
＜第３の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態による多ビームセルラ無線基地局と、個別チャネルの指向性制御を行わない１ビームセルラ無線基地局が混在する場合を考える。ここでは、図１の構成の多ビームセルラ無線基地局と、図５に示す構成の１ビームセルラ無線基地局が混在するものとする。図５において、共通チャネルと個別チャネルとは時間の重なりがないように送信され、いずれのチャネルも固定ビームアンテナ５１１によって同一のビームで送信される。このとき図１の構成のセルラ無線基地局からは、例えば図６に示すように個別パイロットチャネルを含む個別チャネル信号が送信されるものとし、図５に示す１ビームセルラ無線基地局からは図７に示すように個別パイロットチャネルを有しない個別チャネルが送信されるものとする。図６及び図７の信号フォーマットは、個別パイロットチャネルの有無が異なり，それ以外の信号の形式は同等である。
【００４２】
図８は、このような場合にセルラ無線基地局からの信号を受信する、本発明の第３の実施の形態による移動機の構成図である。図８において、８０１はアンテナ、８０２は無線受信部、８０３はスイッチ、８１０は共通チャネル処理部、８１１は共通チャネル拡散符号、８１２は相関回路、８１３はチップ／スロット同期回路、８１４は他セルモニタ回路、８１５は伝送路推定回路、８２０は個別チャネル処理部、８２１は個別トラヒックチャネル拡散符号、８２２は相関回路、８２３は検波回路、８２４はデータ判定回路、８２５は個別パイロットチャネル拡散符号、８２６は相関回路、８２７は伝送路推定回路である。
【００４３】
図８のセルラ無線移動機装置の動作について説明する。本移動機装置宛の信号を送信しているセルラ無線基地局が、図１の構成のものか又は図５の構成のものか本装置は認識しているものとする。また、図１に示す構成のセルラ無線基地局からは共通チャネル及び図６に示すフォーマットの個別チャネル信号が送信され、図５に示す構成の１ビームセルラ無線基地局からは共通チャネル及び図７に示すフォーマットの個別チャネル信号が送信されるものとする。
【００４４】
アンテナ８０１により受信された信号は、無線受信部８０２でダウンコンバートされ、スイッチ８０３を経由して共通チャネル処理部８１０または個別チャネル処理部８２０に入力される。スイッチ８０３は、スロット同期信号に基づいてスロットと同期するタイミングで、共通チャネル信号を受信しているときは共通チャネル処理部に接続し、個別チャネル信号を受信しているときは個別チャネル処理部に接続するように接続先を切り替える。そして、共通チャネルについては、共通チャネル拡散符号８１１により相関回路８１２で逆拡散され、それをもとにチップ／スロット同期回路８１３において、チップ同期信号、スロット同期信号を抽出して出力する。このチップ同期信号を用いて、個別チャネルの相関回路８２２における個別トラヒックチャネル拡散符号８２１との逆拡散の符号位相、並びに相関回路８２６における個別パイロットチャネル拡散符号８２５との逆拡散の符合位相を決定する。また、当該移動機宛の信号を送信しているセルラ無線基地局が図５の構成である場合は、共通チャネルと個別チャネルが同一の共通ビームで送信されていることから、相関回路８１２の出力から伝送路推定回路８１５により伝送路特性情報（キャリア位相情報）を検出して個別トラヒックチャネルの検波回路８２３に伝える。さらに、他セルが同じ共通チャネル拡散符号８１１を使用し、かつ符号位相をずらして共通チャネルを送信するシステムの場合には、相関回路８１２の出力から他セルモニタ回路８１８により、異なる符号位相の共通チャネルの受信レベルを測定することにより、他セル信号レベル情報を得ることができる。
【００４５】
当該移動機宛の信号を送信しているセルラ無線基地局が図１の構成である場合は、個別パイロットチャネルについては、個別パイロットチャネル拡散符号８２５により相関回路８２６で逆拡散され、その出力から伝送路推定回路８２７により伝送路特性情報（キャリア位相情報）を検出して個別トラヒックチャネルの検波回路８２３に伝える。
【００４６】
個別トラヒックチャネルについては、個別トラヒックチャネル拡散符号８２１により相関回路８２２で逆拡散した信号を、上記伝送路推定回路８１５または伝送路推定回路８２７から供給される伝送路特性情報をもとに検波回路８２３において同期検波し、データ判定回路８２４で判定して復調し、復調データを出力する。
【００４７】
なお、チップ同期信号／スロット同期信号を得るためには必ずしも共通チャネル信号を利用する必要はなく、個別チャネルの相関回路出力等からチップ同期信号／スロット同期信号を得てもよい。また他セルが同じ共通チャネル拡散符号８１１を使用しかつ符号位相をずらして共通チャネルを送信するシステムではない場合は他セル信号レベル情報を得るための構成は不要である。
【００４８】
以上の説明は、個別トラヒックチャネルが単一の拡散符号で拡散されている場合に対応しているが、複数の拡散符号で拡散されて多重されている場合は、個別トラヒックチャネル拡散符号８２１、相関回路８２２、検波回路８２３及びデータ判定回路８２４を複数設けて、それぞれの拡散符号毎に処理を行うことで対応することができる。
【００４９】
受信信号のフォーマットが図６及び図７と異なる場合であっても、基地局が共通チャネルをスロット毎にスロット内一定時間にわたって送信し、１つ又は複数の個別チャネルを、共通チャネルと重ならないタイミングで共通チャネルと同一周波数で送信しているのであれば、受信する信号に応じて対応する回路を動作させることにより復調までの動作を達成できる。
【００５０】
個別トラヒックチャネル信号を図６に類するフォーマットで伝送する場合と図７に類するフォーマットで伝送する場合では伝送速度が異なるが、誤り訂正符号化等を行っている場合はその符号化率を調整することによって符号化前／復号後の情報速度を揃えることもできる。
【００５１】
以上のように、第３の実施の形態によれば、個別チャネルの指向性を制御する基地局と制御しない基地局が混在する場合に、当該移動機宛の個別トラヒックチャネルを正確に同期検波して復調することが可能となる。また個別チャネルとして個別パイロットチャネルを含む場合と含まない場合で、誤り訂正符号化等の符号化率を調整して符号化前／復号後の個別トラヒックチャネルの情報速度を揃えることによって、個別チャネルの指向性制御の有無によらず、トラヒックチャネルの上位レイヤに対しては同等の物理レイヤを提供することが可能となる。
【００５２】
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【００５３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、共通ビームで送信される共通チャネルと個別ビームで送信される個別チャネルの送信が時間的に重ならないため、共通ビームと個別ビームの間の干渉をなくすことができる。さらに、例えば共通ビームで共通パイロットチャネルが送信されセルの識別にも利用される場合は、特に近接基地局で同一周波数を使用するセルラーシステム（CDMAセルラーシステム等）において基地局間で送信タイミングを同期させているならば、近接基地局の個別ビームによる共通パイロットチャネルへの干渉がなくなるため、移動機が受信する共通パイロットチャネル信号の品質が大幅に向上し、周辺基地局のサーチが容易になる。また同様に個別チャネル信号に対する共通チャネルからの干渉が大幅に軽減するため、個別チャネルの送信電力を低減でき、または個別ビームによるカバーエリアを広げることができる。
【００５４】
本発明の第２の実施の形態によれば、基地局が共通チャネルを共通ビームでスロット毎にスロット内一定時間にわたって送信し、１つまたは複数の個別チャネルを個別ビームで、共通ビームと重ならないタイミングで共通ビームと同一周波数で送信する場合に、当該移動機宛の個別トラヒックチャネルを正確に同期検波して復調することが可能となる。
【００５５】
本発明の第３の実施の形態によれば、個別チャネルの指向性を制御する基地局と制御しない基地局が混在する場合に、当該移動機宛の個別トラヒックチャネルを正確に同期検波して復調することが可能となる。また、個別チャネルとして個別パイロットチャネルを含む場合と含まない場合で、誤り訂正符号化等の符号化率を調整して符号化前／復号後の個別トラヒックチャネルの情報速度を揃えることによって、個別チャネルの指向性制御の有無によらず、トラヒックチャネルの上位レイヤに対しては同等の物理レイヤを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における多ビームセルラ無線基地局の構成図である。
【図２】本発明の第１及び第２における第１の送信信号フォーマットである。
【図３】本発明の第１の実施の形態における第２の送信信号フォーマットである。
【図４】本発明の第２の実施の形態における移動機の構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態のシステムにおける１ビームセルラ無線基地局の構成図である。
【図６】図１の多ビームセルラ無線基地局から送信される個別チャネル信号フォーマットである。
【図７】１ビームセルラ無線基地局から送信される個別チャネル信号フォーマットである。
【図８】本発明の第３の実施の形態のシステムにおける移動機の構成図である。
【図９】共通ビームと個別ビームを説明するビーム展開図である。
【図１０】従来の多ビームセルラ無線基地局の構成図である。
【図１１】従来の移動機の構成図である。
【符号の説明】
１０１  共通チャネル送信部
１０２、１０３、１０４  個別チャネル送信部
１１１  共通ビームを発信するアンテナ
１２１、１２２、１２３  個別ビームを発信するｍ素子アレイアンテナ
１２０  個別ビーム形成部
１３０  同期スイッチ部
１３１、１３２、１３３、１３４  同期スイッチ部内のスイッチ
１４０  切替えタイミング制御部
４０１  受信アンテナ
４０２  受信部
４０３  切替部
４１０  共通チャネル処理部
４１１  共通チャネル拡散符号
４１２  相関回路
４１３  チップ／スロット同期回路
４１４  他セルモニタ回路
４２０  個別チャネル処理部
４２１  個別トラヒックチャネル拡散符号
４２２  個別トラヒックチャネル用の相関回路
４２３  検波回路
４２４  データ判定回路
４２５  個別パイロットチャネル拡散符号
４２６  個別パイロットチャネル用の相関回路
４２７  伝送路推定回路
５０１  共通チャネル送信部
５０２、５０３、５０４  個別チャネル送信部
５１１  アンテナ
５３０  同期スイッチ部
５３１、５３２、５３３、５３４  同期スイッチ部内のスイッチ
５４０  切替えタイミング制御部
５４１  信号合成部
８０１  受信アンテナ
８０２  受信部
８０３  切替部
８１０  共通チャネル処理部
８１１  共通チャネル拡散符号
８１２  相関回路
８１３  チップ／スロット同期回路
８１４  他セルモニタ回路
８１５  伝送路推定回路
８２０  個別チャネル処理部
８２１  個別トラヒックチャネル拡散符号
８２２  個別トラヒックチャネル用の相関回路
８２３  検波回路
８２４  データ判定回路
８２５  個別パイロットチャネル拡散符号
８２６  個別パイロットチャネル用の相関回路
８２７  伝送路推定回路
９０１  セルラ無線基地局
９０２、９０３  移動機
９０４、９０５  個別ビーム
９０６  共通ビーム
１００１  共通チャネル送信部
１０１１  共通ビームを発信するアンテナ
１００２、１００３、１００４  個別チャネル送信部
１０２０  個別ビーム形成部
１０２１、１０２２、１０２３  ｍ素子アレイアンテナ
１１０１  受信アンテナ
１１０２  受信部
１１１０  共通チャネル処理部
１１１１  共通チャネル拡散符号
１１１２  相関回路
１１１３  チップ／スロット同期回路
１１１４  他セルモニタ回路
１１２０  個別チャネル処理部
１１２１  個別トラヒックチャネル拡散符号
１１２２  個別トラヒックチャネル用の相関回路
１１２３  検波回路
１１２４  データ判定回路
１１２５  個別パイロットチャネル拡散符号
１１２６  個別パイロットチャネル用の相関回路
１１２７  伝送路推定回路
【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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