(57)【要約】【課題】  ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式の無線通信において、他の装置と無線通信装置との間における通信品質の劣化を抑制することができる無線通信装置及び通信方法を提供すること。【解決手段】  時分割多元接続／時分割複信方式を使用し、上り信号に基づいて下り信号を制御する無線通信装置において、端末からの受信無線信号に基づいて、伝播路の変動状態を検出する。検出した伝播路の変動状態に基づいて、上り及び下りタイムロットを選択して割り当てる。【選択図】  図４
2009005154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の他の装置との無線通信において時分割多元接続／時分割複信方式を使用し、上り信号に基づいて下り信号を制御する無線通信装置であって、
前記他の装置からの受信無線信号に基づいて、前記他の装置との伝播路の変動状態を検出する伝播路状態検出部と、
前記伝播路状態検出部によって検出された前記伝播路の変動状態に基づいて、前記上り信号の伝送期間である上りタイムスロットおよび前記下り信号の伝送期間である下りタイムロットを選択して割り当てるスロット割り当て部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記伝播路状態検出部は、検出された前記伝播路の変動状態に基づいて、前記他の装置との伝播路の状態が変動する変動周期を把握し、
前記スロット割り当て部は、前記伝播路状態検出部で把握された前記変動周期に応じて、前記上りタイムスロットおよび前記下りタイムロットを選択して割り当てる、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記スロット割り当て部は、前記伝播路状態検出部で把握された前記伝播路の変動状態に応じて、前記複数の他の装置について順番を定め、当該順番に基づいて前記上りタイムスロットおよび前記下りタイムロットを選択して割り当てる、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記スロット割り当て部は、前記把握された伝播路の変動周期を示す値が小さい順番の他の端末ほど、前記上りタイムスロットと、前記下りタイムスロットとの間の時間差が短くなるように、前記上りタイムスロットおよび前記下りタイムスロットを選択して割り当てる、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記伝播路状態検出部による前記伝播路の変動状態の検出は、前記他の装置からの受信無線信号の電力値の変動を検出することにより行われる、ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記伝播路状態検出部による前記伝播路の変動状態の検出は、前記受信無線信号のドップラ変動を検出することにより行われる、ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項７】
複数の他の装置との無線通信において時分割多元接続／時分割複信方式を使用し、上り信号に基づいて下り信号を制御する無線通信装置における通信方法であって、
前記他の装置との伝播路の変動状態を検出するステップと、
前記検出された前記伝播路の変動状態に基づいて、前記上り信号の伝送期間である上りタイムスロットおよび前記下り信号の伝送期間である下りタイムロットを選択して割り当てるステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の端末との無線通信において時分割多元接続／時分割複信方式を使用し、上りタイムスロットの信号に基づいて、下りタイムスロットの信号を制御する無線通信装置及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な無線通信方式が提案されており、その一つに、ＰＨＳ等の無線通信システムで使用されている時分割多元接続／時分割複信（以下、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかるＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式の無線通信システムでは、一つのキャリアを、５ｍｓ毎のフレームに分割し、さらにそのフレームを、上り４つ、下り４つの時間幅が等しい８つのタイムスロットに分割している。そして、各端末に対して、上り及び下りのタイムスロットを一つづつ割り当てることで、基地局と端末との間で、通信チャネルが確立される。図１０には、端末１０ａ乃至１０ｂにタイムスロットを割り当てたフレーム構成の一例が示されている。図１０に示すように、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式の無線通信システムでは、例えば、各端末１０ａ乃至１０ｂとの通信チャネルにおいて、上り下りタイムスロットの間隔をΔｔで、上りタイムスロットＵ＃１乃至Ｕ＃４と、下りタイムスロットＤ＃１乃至Ｄ＃４とを割り当てる。
【０００４】
一方、近年、上述した無線通信システムでは、複数のアンテナ素子を用いたアダプティブアレイ技術が適用されており、基地局が、受信した上りタイムスロットの信号に基づいて、送信する下りタイムスロットの信号に対して指向性制御を行っている。具体的に、基地局は、例えば、端末１０ａから受信した上りタイムスロットＵ＃１の信号に基づいて、各アンテナ素子に対する重み係数を算出する。そして、基地局は、端末１０ａに下りタイムスロットＤ＃１の信号を送信する際、算出した重み係数に基づいて、各アンテナ素子から出力される信号の振幅と位相とを調整し、端末１０ａに送信する信号の指向性制御を行っている。
【０００５】
上述した指向性制御により、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式の無線通信システムでは、基地局が、特定の端末に対して、送信信号の強度や、受信信号の感度を高めつつ、他の端末に対して、送信信号の強度や、受信信号の感度を低下させて、相互干渉を低減し、各端末との間で安定した通信を行っている。
【特許文献１】特開平１０−２５７００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した無線通信システムにおいて、例えば、端末１０ａまたは当該端末１０ａ周辺に存在する物体（例えば、車両）（図示せず）が高速（１００ｋｍ／ｈ〜）で移動する場合、基地局が、上りタイムスロットＵ＃１信号に基づいて、下りタイムスロットＤ＃１の指向性を制御しても、間隔Δｔの間に、当該基地局と端末１０ａとの伝播路の状態が急激に変動してしまっている場合がある。このような場合には、当該下りタイムスロットＤ＃１における信号の指向性が適切でなくなってしまう。その結果、例えば、端末１０ａの受信レベルが低減する等、基地局と端末との間における通信品質が、劣化するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式の無線通信において、他の装置と無線通信装置との間における通信品質の劣化を抑制することができる無線通信装置及び通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、複数の他の装置（例えば、移動端末）との無線通信において時分割多元接続／時分割複信方式を使用し、上り信号に基づいて下り信号を制御する無線通信装置（例えば、基地局）であって、前記他の装置からの受信無線信号に基づいて、前記他の装置との伝播路の変動状態を検出する伝播路状態検出部と、前記伝播路状態検出部によって検出された前記伝播路の変動状態に基づいて、前記上り信号の伝送期間である上りタイムスロットおよび前記下り信号の伝送期間である下りタイムロットを選択して割り当てるスロット割り当て部と、を備えることを要旨とする。
【０００９】
このような無線通信装置によれば、伝播路の変動状態に基づいて、上りタイムスロットおよび下りタイムロットを選択して割り当てることができる。このため、他の装置との間における伝播路が変動する場合であっても、上りタイムスロットから下りタイムスロットまでの間隔を、他の装置に適した長さに適応的に設定することができる。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記伝播路状態検出部は、検出された前記伝播路の変動状態に基づいて、前記他の装置との伝播路の状態が変動する変動周期を把握し、前記スロット割り当て部は、前記伝播路状態検出部で把握された前記変動周期に応じて、前記上りタイムスロットおよび前記下りタイムロットを選択して割り当てる、ことを要旨とする。
【００１１】
このような無線通信装置は、変動周期を把握することで、正確に伝播路の変動状態を検出することができるため、他の装置との間における伝播路が変動する場合には、かかる変動周期に応じて、より適切に上りタイムスロットおよび下りタイムスロットを割り当てることができる。したがって、通信先の他の装置または通信先の他の装置の周辺に存在する物体が高速（１００ｋｍ／ｈ〜）で移動することによって当該他の装置との伝播路の状態が急激に変動する場合でも、通信品質の劣化を抑制することができる。
【００１２】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は２の特徴に係り、前記スロット割り当て部が、前記伝播路状態検出部で把握された前記伝播路の変動状態に応じて、前記複数の他の装置について順番を定め、当該順番に基づいて前記上りタイムスロットおよび前記下りタイムロットを選択して割り当てる、ことを要旨とする。
【００１３】
このような無線通信装置は、他の装置が複数ある場合、他の装置毎の伝播路の変動状態に応じて、複数の他の装置について順番を定め、当該順番に基づいて上りタイムスロットおよび下りタイムロットを選択して割り当てることができる。これにより、複数の他の装置に対して適切に上りタイムスロットおよび下りタイムスロットを選択して割り当てることができる。
【００１４】
本発明の第４の特徴は、本発明の第２又は３の特徴に係り、前記スロット割り当て部が、前記把握された伝播路の変動周期を示す値が小さい順番の他の端末ほど、前記上りタイムスロットと、前記下りタイムスロットとの間の時間差が短くなるように、前記上りタイムスロットおよび前記下りタイムスロットを選択して割り当てる、ことを要旨とする。
【００１５】
このような無線通信装置によれば、他の装置との間の無線通信において、伝播路の変動周期を示す値が小さい他の装置ほど、上りタイムスロットから下りタイムスロットまでの間隔が短くなるように、上り及び下りのタイムスロットを選択して割り当てることができる。これにより、他の装置から受信した上りタイムスロットの信号に基づいて、他の装置用に指向性を制御した下りタイムスロットの信号を、他の装置や、当該他の装置の周辺に存在する物体（例えば、車両）が大きく移動（高速移動）するような状況に至る前、すなわち、伝播路の変動状態が急激に変化する前に送信することが可能となる。このため、他の装置との通信の品質が低下することを確実に低減させることができる。
【００１６】
本発明の第５の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記伝播路状態検出部による前記伝播路の変動状態の検出は、前記他の装置からの受信無線信号の電力値の変動を検出することにより行われる、ことを要旨とする。
【００１７】
このような特徴によれば、無線通信装置では、受信無線信号の電力値の変動周期から伝播路の状態の変動周期をより正確に検出することができる。
【００１８】
本発明の第６の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記伝播路状態検出部による前記伝播路の変動状態の検出は、前記受信無線信号のドップラ変動を検出することにより行われる、ことを要旨とする。
【００１９】
このような特徴によれば、無線通信装置では、ドップラ変動量の周期から変動周期をより正確に検出ことができる。
【００２０】
本発明の第７の特徴は、複数の他の装置との無線通信において時分割多元接続／時分割複信方式を使用し、上り信号に基づいて下り信号を制御する無線通信装置における通信方法であって、前記他の装置との伝播路の変動状態を検出するステップと、前記検出された前記伝播路の変動状態に基づいて、前記上り信号の伝送期間である上りタイムスロットおよび前記下り信号の伝送期間である下りタイムロットを選択して割り当てるステップと、を含むことを要旨とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の特徴によれば、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式の無線通信において、通信先となる他の装置または通信先となる他の装置の周辺に存在する物体が高速で移動することによって当該無線通信装置との伝播路の状態が急激に変動する場合であっても、通信品質の劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。
【００２３】
［第１実施形態］  
図１の概略図に示すように、本実施形態では、基地局１００と、複数の端末１０ａ乃至１０ｂとの間で、無線通信が行われている場合を例に挙げて説明する。また、本実施形態では、基地局１００と端末１０ａ乃至１０ｂとの間において、ＰＨＳ等で採用されている時分割多元接続／時分割複信方式（以下、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式）及び空間多重技術により、無線通信が行われている。
【００２４】
ここで、本実施形態では、上述したＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式において、１フレームは、５ｍｓであり、又、当該１フレームが、４つの上りタイムスロットと４つの下りタイムスロットとにより、時間幅の等しい８つのタイムスロットで構成されている。なお、上りタイムスロットと下りタイムスロットとの間にはガードタイムを有している。また、かかるＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式において、一つのタイムスロットは、空間多重により４つの信号が多重される。なお、上り及び下りのタイムスロット数と、空間多重される信号数とは、上述した数に限定されるものではない。また、本実施形態において、基地局１００は、無線通信システムに備えられているが、かかる無線通信システムにおいて、例えば、ネットワークやサーバ等の他の構成に関する説明を省略する。また、本実施形態において、端末１０ａ乃至１０ｂは、携帯電話機や、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｅｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）や、ノート型コンピュータなどのモバイル機器を想定している。
【００２５】
また、本実施形態では、図１（ａ）に示すように、端末１０ｂが移動せず、ほぼ同じ位置に存在し、端末１０ａが地点Ａにおいて、基地局１００との間で無線通信を開始し、通信開始後、地点Ｂへ移動する場合を例に説明する。また、図１（ｂ）に示すように、端末１０ａが移動せず、ほぼ同じ位置に存在し、端末１０ａが地点Ａにおいて、基地局１００との間で無線通信を開始し、通信開始後、端末１０ａの周辺に存在する物体Ｘ（例えば、車両）が地点Ｃから地点Ｄへ移動する場合（基地局１００と端末１０ａとの間を横切るように移動する場合）を例に説明する。また、端末１０ａ乃至１０ｂは、基地局１００との間で無線通信を開始する際、基地局１００へ、通信チャネルの確立を要求するリンクチャネル確立要求を送信する。なお、端末１０ａ乃至１０ｂは、かかるリンクチャネル確立要求を、自端末の位置登録や、ハンドオーバ等を行う際に送信する。また、端末１０ａ乃至１０ｂは、基地局１００から、リンクチャネル割当を受信すると、当該リンクチャネル割当に含まれる上り及び下りのタイムスロットの番号と通信用周波数とに基づいて、基地局１００との間で同期バーストを送受信して同期確立し、基地局１００との間で通信を開始する。
【００２６】
（基地局１００の全体概略構成）  
次に、本実施形態に係る基地局１００の構成について説明する。また、以下、本発明との関連がある部分について主に説明する。したがって、管理サーバ４０は、管理サーバ４０としての機能を実現する上で必須な、図示しない或いは説明を省略した機能ブロック（電源部など）を備える場合があることに留意されたい。
【００２７】
本実施形態に係る基地局１００は、複数の端末１０ａ乃至１０ｂとの無線通信において、上りタイムスロットの信号に基づいて、下りタイムスロットの信号を制御する。また、基地局１００は、複数のアンテナ素子を備えたアダプティブアレイアンテナを有し、各端末１０ａ乃至１０ｂに対して、無線信号の指向性を制御するアダプティブアレイ処理を実行する。具体的に、基地局１００は、図２に示すように、端末１０ａ乃至１０ｂとの間で無線通信する無線処理部２００と、各端末１０ａ乃至１０ｂとの間で送受信する信号の指向性を制御するアダプティブアレイ処理を行う信号処理部３００と、基地局１００内の各種機能を制御する制御部４００Ａとを具備する。
【００２８】
無線処理部２００は、アンテナ素子を有する第１無線部２０１乃至第４無線部２０４を備え、アダプティブアレイアンテナとして機能している。
【００２９】
第１無線部２０１乃至第４無線部２０４は、端末１０ａ乃至１０ｂから受信した無線信号にダウンコンバージョン等の変換を行い、変換した信号を信号処理部３００の各第１信号制御部３０１乃至第４信号制御部３０４（後述する）へ出力する。また、第１無線部２０１乃至第４無線部２０４は、信号処理部３００から入力した信号にアップコンバージョン等の変換を行い、端末１０ａ乃至１０ｂへ送信する。なお、第１無線部２０１乃至第４無線部２０４は、それぞれ同様に構成されている。
【００３０】
信号処理部３００は、第１無線部２０１乃至第４無線部２０４から出入力される各信号に対して重み付けし、第１無線部２０１乃至第４無線部２０４に指向性を制御した信号を送信させると共に、第１無線部２０１乃至第４無線部２０４から入力した信号の感度を高めるアダプティブアレイ処理を行う。具体的に、信号処理部３００は、第１信号制御部３０１乃至第４信号制御部３０４を備える。なお、第１信号制御部３０１乃至第４信号制御部３０４は、それぞれ同様に構成されているので、第１信号制御部３０１の構成について具体的に説明する。
【００３１】
第１信号制御部３０１は、図３に示すように、重み係数算出部３１０１と、受信信号用の乗算部３２０１乃至３２０４と、受信信号を合成する合成部３３０１と、送信信号を分離する分離部３４０１と、送信信号用の乗算部３５０１乃至３５０４とを備える。
【００３２】
重み係数算出部３１０１は、送信信号又は受信信号の重み係数ｗを算出する。ここで、重み係数ｗとは、受信信号及び送信信号に対して、振幅と位相とを調整するための係数である。また、かかる重み係数ｗには、端末１０ａ乃至１０ｂが移動すると、その値が変化する。
【００３３】
また、重み係数算出部３１０１は、第１無線部２０１乃至第４無線部２０４から出力された各信号に基づいて、信号毎の４つの重み係数ｗを算出し、算出した重み係数ｗを、乗算部３２０１乃至３２０４と、乗算部３５０１乃至３５０４とへ、それぞれ出力する。この時、重み係数算出部３１０１は、かかる重み係数ｗを、ユニークワード（ＵＷ：Ｕｎｉｑｕｅ Ｗｏｒｄ）等のサンプル信号との誤差が最小となるように算出する（最小２乗誤差法：ＭＭＳＥ）。なお、重み係数算出部３１０１は、１フレーム内の端末１０ａ乃至１０ｂの上りタイムスロット毎に、上述した重み係数ｗを算出する。
【００３４】
また、重み係数算出部３１０１は、算出した４つの重み係数ｗの中で、例えば、第１無線部２０１から出力された信号に基づいて算出された一つの重み係数ｗを、制御部４００Ａの伝播路状態検出部４０３（後述する。図４参照）へ通知する。なお、本実施形態では、端末１０ａ乃至１０ｂとの送受信信号が、第１信号制御部３０１に割り当てられている場合を例に説明する。よって、本実施形態において、端末１０ａ乃至１０ｂとの送受信信号における重み係数ｗは、第１信号制御部３０１から出力される。
【００３５】
乗算部３２０１乃至３２０４は、第１無線部２０１乃至第４無線部２０４から出力された各信号に対して、重み係数ｗで重み付けし、合成部３３０１へ出力する。また、合成部３３０１は、乗算部３２０１乃至３２０４から出力された各信号を合成し、制御部４００ＡのＴＤＭＡ分離処理部４０１（後述する。図４参照）へ出力する。
【００３６】
分離部３４０１は、制御部４００ＡのＴＤＭＡ多重処理部４０５（後述する。図４参照）から出力された信号を分離し、乗算部３５０１乃至３５０４へ出力する。また、乗算部３５０１乃至３５０４は、分離部３４０１から出力された信号に対して、重み係数ｗで重み付けし、各第１無線部２０１乃至第４無線部２０４へ出力する。
【００３７】
上述した重み係数算出部３１０１と、乗算部３２０１乃至３２０４と、合成部３３０１と分離部３４０１と、乗算部３５０１乃至３５０４との信号処理により、端末１０ａ乃至１０ｂとの無線通信時に、複数のアンテナ素子を備えたアダプティブアレイアンテナにおいて、同時に受信及び送信する信号に対する指向性制御が実施される。
【００３８】
（制御部４００Ａの構成）  
次に、制御部４００Ａの構成について具体的に説明する。制御部４００Ａは、端末１０ａ乃至１０ｂと基地局１００との間で通信する音声情報又はデータ情報の信号を、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式により制御する。
【００３９】
また、制御部４００Ａは、無線処理部２００と信号処理部３００とを介して、端末１０ａ乃至１０ｂから、通信チャネルの確立を要求するリンクチャネル確立要求（ＬＣＨ確立要求と呼ばれる）を受信すると、送信元の端末１０ａ乃至１０ｂに対して、通信チャネル用の上りタイムスロット及び下りタイムスロットを割り当てる。
【００４０】
また、制御部４００Ａは、割り当てた上りタイムスロット及び下りタイムスロットのスロット番号と通信用周波数とを含むリンクチャネル割当を、無線処理部２００と信号処理部３００とを介して、リンクチャネル確立要求の送信元である端末１０ａ乃至１０ｂへ送信する。そして、この後、制御部４００Ａは、端末１０ａ乃至１０ｂとの間で同期バーストを送受信し、同期確立することで、端末１０ａ乃至１０ｂとの通信チャネルを確立する。なお、制御部４００Ａは、通信チャネルを確立するまでの各種通信を、コントロールチャネル（ＣＣＨと呼ばれる）を使用して実施する。
【００４１】
また、図４を参照し、本発明との関連がある各種機能について具体的に説明する。本実施形態に係る制御部４００Ａは、図４に示すように、ＴＤＭＡ分離処理部４０１と、記憶部４０２と、伝播路状態検出部４０３と、タイムスロット割当部（スロット割り当て部）４０４と、ＴＤＭＡ多重処理部４０５とを具備する。
【００４２】
ＴＤＭＡ分離処理部４０１は、合成部３３０１からの信号を入力し、当該信号を復調すると共に、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式により分離する。また、ＴＤＭＡ多重処理部４０６は、端末１０ａ乃至１０ｂへ送信する信号を変調すると共に、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式により多重し、分離部３４０１へ出力する。
【００４３】
記憶部４０２は、伝播路変動テーブルＴ１と、割当テーブルＴ２とを備える。伝播路変動テーブルＴ１は、図５に示すように、端末１０ａ乃至１０ｂを識別する端末ＩＤと、当該端末１０ａ乃至１０ｂの伝播路の変動状態を示す値とを関連付けて記憶する。ここで、伝播路の変動状態を示す値とは、端末１０ａ乃至１０ｂにおける、各端末と基地局１００との間の伝播路の変動状態の大きさを示す値、すなわち、伝播路の状態が変動する変動周期（ｆａ）を示す値であり、後述する伝播路状態検出部４０３によって格納される。
【００４４】
また、本実施形態において、端末１０ａの端末ＩＤを、ＵＥ１０ａとし、端末１０ｂの端末ＩＤをＵＥ１０ｂとして説明する。また、本実施形態では、端末１０ａ（ＵＥ１０ａ）に対応する伝播路の変動周期（ｆａ）を示す値を変動周期ｃ１とし、端末１０ｂ（ＵＥ１０ｂ）対応する変動周期（ｆａ）を示す値を変動周期ｃ２として説明する。
【００４５】
割当テーブルＴ２は、図６に示すように、通信先の端末ＩＤと、当該端末ＩＤに対応する端末１０ａ乃至１０ｂに割り当てたタイムスロット番号とを関連付けて記憶する。なお、本実施形態では、上りタイムスロット番号を時系列の順に、Ｕ＃１乃至Ｕ＃４とし、下りタイムスロット番号を時系列の順に、Ｄ＃１乃至Ｄ＃４として説明する。また、本実施形態では、空間多重されるスロット番号に関しては説明を省略している。
【００４６】
また、本実施形態では、従来技術のように、各端末１０ａ乃至１０ｂに割り当てられている上りタイムスロットと下りタイムスロットとの時系列上の順番は、対応していない。つまり、各端末１０ａ乃至１０ｂにおいて、上りタイムスロットから下りタイムスロットとの間隔Δｔは一定ではない。よって、上りタイムスロットから下りタイムスロットの間隔が、最も短くなるタイムスロットの組み合わせは、上りタイムスロット番号Ｕ＃４と、下りタイムスロットＤ＃１とである。また、最も長くなる組み合わせは、上りタイムスロットＵ＃１と、下りタイムスロットＤ＃４とである。
【００４７】
ここで、本実施形態において、上りタイムスロット番号Ｕ＃４及び下りタイムスロット番号Ｄ＃１を通信チャネルＣＨ１とし、上りタイムスロット番号Ｕ＃３及び下りタイムスロット番号Ｄ＃２を通信チャネルＣＨ２とし、上りタイムスロット番号Ｕ＃２及び下りタイムスロット番号Ｄ＃３を通信チャネルＣＨ３とし、上りタイムスロット番号Ｕ＃１及び下りタイムスロット番号Ｄ＃４を通信チャネルＣＨ４として以降説明する。
【００４８】
伝播路状態検出部４０３は、第１無線部２０１乃至第４無線部２０４と、記憶部４０２と接続する。伝播路状態検出部４０３は、伝播路の変動状態を検出し、検出した伝播路の変動状態に基づいて、端末１０ａ乃至１０ｂとの各伝播路の状態が変動する変動周期（ｆａ）を把握する。伝播路状態検出部４０３は、第１無線部２０１乃至第４無線部２０４で受信された上り方向信号の電力値の変動を変動周期（ｆａ）として把握する。具体的に、伝播路状態検出部４０３は、例えば、端末１０ａの移動、あるいは、端末１０ａの周辺に存在する物体Ｘの移動に起因するドップラ変動で変化する受信電力値を定期的に取得すると共に、当該受信電力値の変動周期（ｆａ）を把握する。また、伝播路状態検出部４０３は、把握した変動周期（ｆａ）を示す値を記憶部４０２に通知する。記憶部４０２は、伝播路状態検出部４０３からの通知された端末毎の変動周期（ｆａ）に関する値を記憶する。
【００４９】
タイムスロット割当部４０４は、記憶部４０２と接続する。タイムスロット割当部４０４は、端末１０ａ乃至１０ｂとの間で使用される通信チャネルにおいて、取得した変動周期（ｆａ）を示す値が小さい端末１０ａ乃至１０ｂほど、上りタイムスロットから下りタイムスロットの間隔が短くなるように、上りタイムスロットと下りタイムスロットとを選択して割り当てる。具体的に、タイムスロット割当部４０４は、伝播路変動テーブルＴ１に記憶される変動周期（ｆａ）を示す値が更新されると、端末ＩＤを変動周期（ｆａ）を示す値の小さい順に、順番を決定する。これにより、最初の順番になる端末については、変動周期（ｆａ）を示す値が最も小さい値となるが、これは、伝播路が最も大きく変動していることを意味する。すなわち、当該端末または当該端末の周辺に存在する物体が高速に移動することによって、伝播路が最も激しく変動していることを意味する。
【００５０】
そして、決定した順番が、決定前の順番と異なる場合、タイムスロット割当部４０４は、当該順番に基づいて、最も変動周期（ｆａ）を示す値の小さい端末ＩＤから順に、上りタイムスロットから下りタイムスロットの間隔が短くなるように、通信チャネルＣＨ１（上りタイムスロット番号Ｕ＃４及び下りタイムスロット番号Ｄ＃１）、通信チャネルＣＨ２（上りタイムスロット番号Ｕ＃３及び下りタイムスロット番号Ｄ＃２）、通信チャネルＣＨ３（上りタイムスロット番号Ｕ＃２及び下りタイムスロット番号Ｄ＃３）、通信チャネルＣＨ４（上りタイムスロット番号Ｕ＃１及び下りタイムスロット番号Ｄ＃４）の順で、割り当てを変更する。  
なお、割り当ての変更は、上述した前記上りタイムスロットから下りタイムスロットの間隔Δｔに基づいて行われるが、かかる間隔Δｔについては、ＣＰＵや処理システムに応じて、適宜変えてもよい。すなわち、例えば、重み計算に２スロット期間を要するシステムにおいては、上りタイムスロット番号Ｕ＃４に対して下りタイムスロット番号Ｄ＃２を、また、上りタイムスロット番号Ｕ＃３に対して下りタイムスロット番号Ｄ＃１を割り当てるように設定するのが望ましい。
【００５１】
なお、タイムスロット割当部４０４は、決定した順番と決定前の順番とが同じ場合、かかる動作を行わない。また、基地局１００と通信する端末が一台の場合、タイムスロット割当部４０４は、当該端末に対して、通信チャネルＣＨ１のタイムスロットを割り当てる。
【００５２】
また、タイムスロット割当部４０４は、変更した通信チャネルＣＨ１乃至ＣＨ４の上りタイムスロット番号及び下りタイムスロット番号と、通信周波数とを含むリンクチャネル割当を、ＴＤＭＡ多重処理部４０５と信号処理部３００と無線処理部２００とを介して、変更した端末ＩＤに対応する端末１０ａ乃至１０ｂへ送信する。また、タイムスロット割当部４０４は、端末１０ａ乃至１０ｂとの通信チャネルＣＨ１乃至ＣＨ４を変更する度、変更した通信チャネルＣＨ１乃至ＣＨ４のタイムスロット番号をＴＤＭＡ分離処理部４０１及びＴＤＭＡ多重処理部４０５へ通知することで、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式による送受信信号の多重及び分離を適切に実施させる。
【００５３】
（無線通信装置の動作）  
次に、上述した基地局（無線通信装置）１００の動作について説明する。具体的には、（１）端末１０ａ乃至１０ｂとの無線通信におけるタイムスロット割り当て制御動作、及び（２）制御部４００Ａにおけるタイムスロット割り当て制御動作について説明する。なお、本実施形態では、端末１０ｂは、基地局１００との間で既に通信しながらほぼ同じ位置で移動を行わず、端末１０ａは、図１（ａ）に示す地点Ａにおいて、基地局１００との間で通信を開始し、通信開始後、地点Ｂに向けて高速で移動する場合を例に説明する。また、合わせて、本実施の形態では、端末ｂは、基地局１００との間で既に通信しながらほぼ同じ位置で移動を行わず、端末１０ａは、図１（ｂ）に示す地点Ａにおいて、基地局１００との間で通信を開始し、通信開始後、端末１０ａの周辺に存在する物体Ｘ（例えば、車両）が、地点Ｃから地点Ｄへ向けて高速で移動する場合（基地局１００と端末１０ａとの間を高速状態で横切る場合）を例に説明する。
【００５４】
（１）端末１０ａ乃至１０ｂとの無線通信おけるタイムスロット割り当て制御動作  
図７は、端末１０ｂとの間で既に通信する基地局１００が、端末１０ａとの間で、新たに通信を開始する際の動作を示すシーケンス図である。
【００５５】
ステップＳ１０１において、端末１０ａは、地点Ａで、例えば、位置登録を行うため、基地局１００に対して、リンクチャネル確立要求を送信する。
【００５６】
ステップＳ１０２において、基地局１００の制御部４００Ａは、端末１０ａから送信されたリンクチャネル確立要求を受信し、リンクチャネル割当を端末１０ａへ送信する。
【００５７】
ここで、基地局１００は、端末１０ｂとの通信において、通信チャネルＣＨ１を使用しているため、端末１０ａに対して、通信チャネルＣＨ２を割り当てると共に、当該通信チャネルＣＨ２の上りタイムスロット番号Ｕ＃３と下りタイムスロット番号Ｄ＃２とを含むリンクチャネル割当を端末１０ａへ送信する。
【００５８】
ステップＳ１０３において、端末１０ａは、リンクチャネル割当を受信し、同期バーストを基地局１００へ送信する。
【００５９】
ステップＳ１０４において、基地局１００は、端末１０ａからの同期バーストを受信すると共に、端末１０ａへ同期バーストを送信する。
【００６０】
ステップＳ１０５において、基地局１００と端末１０ａとの間で、同期確立され、通信が開始される。この時、端末１０ａが、地点Ｂに向けて高速で移動を開始する（図１（ａ））。または、端末１０ａの周辺の存在する物体Ｘ（例えば、車両）が地点Ｃから地点Ｄへ向けて高速で移動を開始する（図１（ｂ））。
【００６１】
ステップＳ１０６において、基地局１００では、伝播路変動テーブルＴ１において、端末１０ａ（ＵＥ１０ａ）における変動周期（ｆａ）を示す値Ｃ１が、端末１０ｂ（ＵＥ１０ｂ）における変動周期（ｆａ）を示す値Ｃ２よりも小さくなる。そして、タイムスロット割当部４０４は、端末１０ａとの通信において、通信チャネルＣＨ２から通信チャネルＣＨ１（上りタイムスロット番号Ｕ＃４及び下りタイムスロット番号Ｄ＃１）を割り当て変更し、端末１０ｂとの通信において、通信チャネルＣＨ２（上りタイムスロット番号Ｕ＃３及び下りタイムスロット番号Ｄ＃２）に割り当て変更する。
【００６２】
ステップＳ１０７において、タイムスロット割当部４０４は、端末１０ａ乃至１０ｂに対して、リンクチャネル割当を送信する。なお、この後、基地局１００は、端末１０ａ乃至１０ｂに対して、同期バーストを送受信し、同期確立を行うが、かかる動作については説明を省略する。
【００６３】
（２）制御部４００Ａにおけるタイムスロット割り当て制御は、上述したステップ１０６において実行されるが、かかる制御については、図８に示す基地局１００の制御部４００Ａにおけるタイムスロット割り当て制御の動作を示すフローチャートを用いて更に詳細に説明する。
【００６４】
ステップＳ１０６１において、制御部４００Ａの伝播路状態検出部４０３は、端末１０ａ乃至１０ｂのそれぞれについて、第１無線部２０１乃至第４無線部２０４で受信された上り方向信号の電力値の変動を変動周期（ｆａ）として把握し、把握した変動周期（ｆａ）を示す値（Ｃ１乃至Ｃ２）を記憶部４０２に通知する。記憶部４０２は、伝播路状態検出部４０３から通知された変動周期（ｆａ）を示す値（Ｃ１乃至Ｃ２）を、端末ＩＤ（ＵＥ１０ａ乃至ＵＥ１０ｂ）と関連付けて、伝播路変動テーブルＴ１に記憶する。この時、伝播路変動テーブルＴ１に記憶される端末１０ｂの変動周期（ｆａ）を示す値（Ｃ２）よりも、端末１０ａの変動周期（ｆａ）を示す値（Ｃ１）が小さくなっている。
【００６５】
ステップＳ１０６２において、タイムスロット割当部４０４は、伝播路変動テーブルＴ１に記憶される変動周期（ｆａ）が更新されると、端末ＩＤ（ＵＥ１０ａ及びＵＥ１０ｂ）を、変動周期（ｆａ）の値が小さい順に、順番を決定する。そして、決定した順番が、決定前の順番と異なるか否かを判定する。
【００６６】
ステップＳ１０６３において、タイムスロット割当部４０４は、決定前の順番と異なると判定した場合、当該順番に基づいて、最も変動周期（ｆａ）の小さい端末ＩＤから順に、上りタイムスロットから下りタイムスロットの間隔が短くなるように、端末１０ａの端末ＩＤ（ＵＥ１０ａ）に対して、通信チャネルＣＨ１（上りタイムスロット番号Ｕ＃４及び下りタイムスロット番号Ｄ＃１）を割り当て、端末１０ｂの端末ＩＤ（ＵＥ１０ｂ）に対して、通信チャネルＣＨ２（上りタイムスロット番号Ｕ＃３及び下りタイムスロット番号Ｄ＃２）を割り当てる。
【００６７】
なお、タイムスロット割当部４０４は、決定した順番と決定前の順番とが同じと判定した場合、動作を終了する。
【００６８】
（作用・効果）  
本実施形態に係る基地局１００によれば、タイムスロット割当部４０４は、基地局１００と端末１０ａ乃至１０ｂとの間の無線通信において、変動周期（ｆａ）を示す値が小さい端末１０ａ乃至１０ｂほど、上りタイムスロットから下りタイムスロットへの間隔が短く（狭く）なるように、通信チャネルの上り下りのタイムスロットを割り当てる。
【００６９】
図９には、本実施形態に係る基地局１００が、端末１０ａ乃至１０ｂに対して、タイムスロットを割り当てたフレーム構成が示されている。図９に示すように、端末１０ａ（自端末が高速移動する場合、又は、自端末の周辺に存在する物体Ｘが高速移動する場合における当該端末１０ａ）は、間隔Δｔ２の通信チャネルＣＨ２（上りタイムスロット番号Ｕ＃３と下りタイムスロットＤ＃２）から、間隔Δｔ２よりも狭い間隔Δｔ１の通信チャネル１（上りタイムスロットＵ＃４と下りタイムスロットＤ＃１）へ変更される。よって、本実施形態に係る基地局１００は、端末１０ａとの間の無線通信において、当該端末１０ａから受信した上りタイムスロットの信号に基づいて、例えば、端末１０ａ用に指向性を制御した下りタイムスロットの信号を、端末１０ａや当該端末１０ａの周辺に存在する物体Ｘが、大きく移動（高速移動）する前（伝播路の変動状態が急激に変化する前）に送信することが可能となる。このため、端末１０ａとの間における通信品質の劣化を確実に抑制させることができる。
【００７０】
（第１変更例）  
次に、上述した実施形態との相違点に着目し、第１変更例に係る基地局１００の構成について説明する。本変更例に係る基地局１００は、タイムスロット割当部４０４の構成を除き、上述した基地局１００の構成と同様である。よって、タイムスロット割当部４０４の構成について説明する。本変更例に係る基地局１００のタイムスロット割当部４０４は、予め定められた所定の閾値（ρＳＨ）を有しており、伝播路変動テーブルＴ１に記憶される変動周期（ｆａ）が、当該所定の閾値より小さくなる場合のみ、上述したステップＳ１０６２乃至Ｓ１０６３の動作を行う。
【００７１】
なお、伝播路変動テーブルＴ１に記憶される変動周期（ｆａ）が、当該所定の閾値より小さくならない場合、タイムスロット割当部４０４は、端末１０ａ乃至１０ｂに対して、従来技術で実施されていたように、間隔Δｔのタイムスロット（例えば、上りタイムスロットＵ＃１及び下りタイムスロットＤ＃１）を割り当てる。
【００７２】
本変更例に係る基地局１００によれば、変動周期（ｆａ）を示す値が所定の閾値よりも小さい端末１０ａ乃至１０ｂが存在する場合のみ、上り及び下りのタイムスロットの割り当てを変更するので、当該タイムスロットの割り当て頻度を、上述した実施形態に比べ低減できる。よって、本変更例に係る基地局１００によれば、通信チャネル（上り及び下りのタイムスロット）を割り当てる際の処理負荷を最低限に抑えつつ、変動周期（ｆａ）を示す値が小さい端末１０ａ乃至１０ｂが存在する場合には、当該端末１０ａ乃至１０ｂとの間における通信品質の劣化を抑制することができる。
【００７３】
［その他の実施形態］  
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
【００７４】
上述した実施形態では、本発明に係る基地局１００を例に挙げて説明したが、図４に示す記憶部４０２と、伝播路状態検出部４０３と、タイムスロット割当部４０４等の各機能は、基地局１００以外の装置に配置してもよい。例えば、これらの機能を、無線通信システムにおいて、基地局１００の上位に存在するサーバに配置することも可能である。つまり、本発明は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式により通信を行う様々な装置で適用することが可能である。
【００７５】
上述した実施形態では、伝播路の変動周期（ｆａ）に応じたタイムスロット割り当てについて説明した。しかし、伝播路の変動周期（ｆａ）を用いずに、通信品質（例えばＦＥＲ）に応じたタイムスロット割り当てを行ってもよい。すなわち、通信品質が低い端末ほど、上り下りタイムスロット間隔を短く設定する。通信品質の低い端末は、当該端末が高速移動しているか、又は、当該端末の周辺に存在する物体が高速移動している可能性があるため、通信品質の低い端末に対して、通信品質安定化のために対応可能な上り下りのタイムスロット間隔を割り当てることで、結果として、通信品質の劣化を抑制することができる。
【００７６】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基地局と端末とを示す全体概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る基地局の構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る基地局の信号制御部における論理ブロック構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る基地局の制御部における論理ブロック構成図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る基地局に記憶される伝播路変動テーブルを示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る基地局に記憶される割当テーブルを示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る通信方法のシーケンス図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る通信方法のフローチャート図である。
【図９】本第１実施形態に係る基地局と端末との通信におけるタイムスロットを割り当てたフレーム構成を示す図である。
【図１０】従来技術に係る基地局と端末との通信におけるタイムスロットを割り当てたフレーム構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１００：基地局、Δｔ：間隔、Δｔ１及びΔｔ２：間隔、ｆａ：変動周期、Ａ乃至Ｄ：地点、 Ｓ１０１乃至Ｓ１０７：ステップ、Ｓ１０６１乃至Ｓ１０６３：ステップ、Ｔ１：伝播路変動テーブル、Ｔ２：割当テーブル、Ｃ１乃至Ｃ２：変動周期を示す値、１０ａ乃至１０ｂ：端末、ＣＨ１乃至ＣＨ４：通信チャネル、２００：無線処理部、２０１：第１無線部、２０２：第２無線部、２０３：第３無線部、２０４：第４無線部、３００：信号処理部、３０１：第１信号制御部、３０２：第２信号制御部、３０３：第３信号制御部、３０４：第４信号制御部、４００Ａ，４００Ｂ：制御部、４０１：ＴＤＭＡ分離処理部、４０２：記憶部、４０３：伝播路状態検出部、４０４：タイムスロット割当部、４０５：ＴＤＭＡ多重処理部、３１０１：重み係数算出部、３２０１〜３２０４：乗算部、３３０１：合成部、３４０１：分離部、３５０１〜３５０４：乗算部。
【図１】
2009005154.tif 000003
【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】
2009005154.tif 000010
【図９】
2009005154.tif 000011
【図１０】
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