(57)【要約】【課題】ＴＤＤ方式またはＴＤＤ／ＦＤＤ複合方式を採用する無線通信システムにおいて、下り通信から上り通信に切り替わる直前に下り信号を受信している移動局の受信特性を改善できる無線通信方法及びシステムを提供する。【解決手段】基地局は、移動局に対して、該移動局へ上り信号の無線リソースを割り当てる直前に下り信号に無線リソースを割り当てる可能性がある他移動局に無線リソースを割り当てるための情報である送信情報を通知する。移動局は、送信情報に基づいて他移動局から送信される信号を受信し、他移動局との伝搬路特性及び移動局と基地局間の伝搬路特性を計算し、それらの計算結果を用いて、基地局に送信でき、かつ他移動局の方向に指向性のヌルを一致させるための係数を作成し、該係数を用いて基地局に上り信号を送信する。【選択図】図１
2009177409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局が、移動局に対して、該移動局へ上り信号の無線リソースを割り当てる直前に下り信号に無線リソースを割り当てる可能性がある他移動局に無線リソースを割り当てるための情報である送信情報を通知し、
前記移動局が、前記送信情報に基づいて前記他移動局から送信される信号を受信し、前記他移動局との伝搬路特性を計算し、前記移動局と前記基地局間の伝搬路特性を計算し、前記他移動局との伝搬路特性及び前記移動局と前記基地局間の伝搬路特性の計算結果を用いて、前記基地局に対して送信が可能であり、かつ前記他移動局の方向に指向性のヌルを一致させるための係数を作成し、前記係数を送信信号に乗算して前記基地局に上り信号として送信する無線通信方法。
【請求項２】
前記送信情報に前記他移動局が送信する信号のコードの情報を含み、
前記移動局が、前記コードを用いて前記移動局と他移動局間の伝搬路特性を計算する請求項１記載の無線通信方法。
【請求項３】
基地局が、移動局から通知される既知信号の受信強度、あるいは下り信号に同期して前記移動局から送信される上り信号の伝搬路による遅延時間に基づいて該基地局と前記移動局間の距離を示す遠近情報を前記移動局毎に計算し、
前記遠近情報に基づいて、通信中の移動局のうち、前記基地局に最も近い移動局または所定の距離よりも近い移動局の上り信号に、上り通信に切り替わって最初の無線リソースを割り当てる無線通信方法。
【請求項４】
移動局が、該移動局に対する上り信号の無線リソースを割り当てる直前に下り信号に無線リソースを割り当てる可能性がある他移動局との伝搬路特性及び前記移動局と前記基地局間の伝搬路特性を計算し、前記他移動局との伝搬路特性の相関値、または前記他移動局との伝搬路特性と、前記基地局との伝搬路特性との相関値を基地局に通知し、
前記基地局が、前記移動局から通知された相関値に基づいて、相関が最も小さい移動局の組み合わせを選択し、スイッチングポイントの前後にて選択した移動局に無線リソースを割り当てる無線通信方法。
【請求項５】
移動局に対して、該移動局に対する上り信号の無線リソースを割り当てる直前に下り信号に無線リソースを割り当てる可能性がある他移動局に無線リソースを割り当てるための情報である送信情報を通知する基地局と、
前記送信情報に基づいて前記他移動局から送信される信号を受信し、前記他移動局との伝搬路特性、及び前記移動局と前記基地局間の伝搬路特性を計算し、前記他移動局との伝搬路特性及び前記移動局と前記基地局間の伝搬路特性の計算結果を用いて、前記基地局に対して送信が可能であり、かつ前記他移動局の方向に指向性のヌルを一致させるための係数を作成し、前記係数を送信信号に乗算して前記基地局に上り信号として送信する移動局と、
を有する無線通信システム。
【請求項６】
前記送信情報に前記他移動局が送信する信号のコードの情報を含み、
前記移動局は、
前記コードを用いて前記移動局と他移動局間の伝搬路特性を計算する請求項５記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記他移動局は、
複数のアンテナ素子を備える請求項５記載の無線通信システム。
【請求項８】
移動局と、
前記移動局から通知される既知信号の受信強度、あるいは下り信号に同期して前記移動局から送信される上り信号の伝搬路による遅延時間に基づいて該基地局と前記移動局間の距離を示す遠近情報を前記移動局毎に計算し、前記遠近情報に基づいて、通信中の移動局のうち、前記基地局に最も近い移動局または所定の距離よりも近い移動局の上り信号に、上り通信に切り替わって最初の無線リソースを割り当てる基地局と、
を有する無線通信システム。
【請求項９】
前記移動局に対する上り信号の無線リソースを割り当てる直前に下り信号に無線リソースを割り当てる可能性がある他移動局との伝搬路特性及び前記移動局と前記基地局間の伝搬路特性を計算し、前記他移動局との伝搬路特性の相関値、または前記他移動局との伝搬路特性と、前記基地局との伝搬路特性との相関値を送信する移動局と、
前記移動局から送信された相関値に基づいて、相関が最も小さい移動局の組み合わせを選択し、スイッチングポイントの前後にて選択した移動局に無線リソースを割り当てる基地局と、
を有する無線通信システム。
【請求項１０】
移動局に対する上り信号の無線リソースを割り当てる直前に下り信号に無線リソースを割り当てる可能性がある他移動局に無線リソースを割り当てるための情報である送信情報を作成するスケジューラと、
前記他移動局の制御情報に前記スケジューラから受け取った前記送信情報を挿入する他移動局送信情報通知部と、
を有する基地局。
【請求項１１】
前記送信情報に前記他移動局が送信する信号のコードの情報を含む請求項１０記載の基地局。
【請求項１２】
移動局から通知される既知信号の受信強度、あるいは下り信号に同期して前記移動局から送信される上り信号の伝搬路による遅延時間に基づいて該基地局と前記移動局間の距離を示す遠近情報を前記移動局毎に計算する遠近情報検出部と、
前記遠近情報に基づいて、通信中の移動局のうち、前記基地局に最も近い移動局または所定の距離よりも近い移動局の上り信号に、上り通信に切り替わって最初の無線リソースを割り当てるスケジューラと、
を有する基地局。
【請求項１３】
移動局から送信される、該移動局に対する上り信号の無線リソースを割り当てる直前に下り信号に無線リソースを割り当てる可能性がある他移動局との伝搬路特性の相関値、前記他移動局との伝搬路特性と、前記基地局との伝搬路特性との相関値に基づいて、相関が最も小さい移動局の組み合わせを選択し、スイッチングポイントの前後にて選択した移動局に無線リソースを割り当てるスケジューラを有する基地局。
【請求項１４】
前記基地局から送信される、上り信号の無線リソースを割り当てる直前に下り信号に無線リソースを割り当てる可能性がある他移動局に無線リソースを割り当てるための情報である送信情報に基づいて前記他移動局との伝搬路特性を計算する移動局間伝搬路計算部と、
前記基地局との伝搬路特性を計算する基地局伝搬路計算部と、
前記他移動局との伝搬路特性及び前記移動局と前記基地局間の伝搬路特性の計算結果を用いて、前記基地局に対して送信が可能であり、かつ前記他移動局の方向に指向性のヌルを一致させるための係数を作成する係数計算部と、
を有する移動局。
【請求項１５】
前記送信情報に前記他移動局が送信する信号のコードの情報を含み、
前記移動局間伝搬路計算部は、
前記コードを用いて前記移動局と他移動局間の伝搬路特性を計算する請求項１４記載の移動局。
【請求項１６】
基地局から送信される、上り信号の無線リソースを割り当てる直前に下り信号に無線リソースを割り当てる可能性がある他移動局に無線リソースを割り当てるための情報である送信情報に基づいて前記他移動局との伝搬路特性を計算する移動局間伝搬路計算部と、
前記基地局との伝搬路特性を計算する基地局伝搬路計算部と、
前記他移動局との伝搬路特性の相関値、または前記他移動局との伝搬路特性と前記移動局と前記基地局間の伝搬路特性との相関値を計算する制御部と、
を有する移動局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時分割復信（ＴＤＤ: Time Division Duplex）方式、またはＴＤＤ方式と周波数分割復信（ＦＤＤ: Frequency Division Duplex）方式の複合方式を採用する無線通信方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の移動体通信システムでは、Ｗｅｂサイトの閲覧やテレビジョン放送の視聴等に移動局を用いることで、基地局から移動局へ送信される下り信号（ＤＬ）の情報量が多い。しかしながら、今後は、通信ゲーム等のニーズが増えることで移動局から基地局へ送信される上り信号（ＵＬ）の増大が予想される。
【０００３】
上り信号の増大に対応する通信方式としては、ＦＤＤ方式やＴＤＤ方式、あるいはＴＤＤ方式とＦＤＤ方式の複合方式（以下、ＴＤＤ／ＦＤＤ方式と略す）が知られている。
【０００４】
ＦＤＤ方式は、周波数帯域を上り用と下り用に分けて同時に通信を行うため、周波数帯域を変更する場合に移動局や基地局が備えるフィルタ等の周波数特性を変更する必要があり、また無線リソースも周波数単位で変更するため、柔軟に変更することが困難である。
【０００５】
一方、ＴＤＤ方式は、同じ周波数帯域を用いて上りと下りで交互に通信するため、上り信号及び下り信号に対する無線リソースの割り当てをパケット単位で自由に変更できる利点がある。しかしながら、ＴＤＤ方式またはＴＤＤ／ＦＤＤ方式は、下りと上りを切り替えるスイッチングポイント（ＳＰ: Switching-Point）で下り信号に対して上り信号が干渉する問題がある。この下り信号へ上り信号が干渉する問題について図９を用いて説明する。
【０００６】
図９において、ＤＬ  Ｍ１、ＤＬ  Ｍ２は、移動局Ｍ１、Ｍ２の下り信号に割り当てられた基地局Ｂ０の無線リソースを示し、ＵＬ  Ｍ３、ＵＬ  Ｍ４は、移動局Ｍ３、Ｍ４の上り信号に割り当てられた基地局Ｂ０の無線リソースを示している。スイッチングポイント（ＳＰ）は、ＤＬ  Ｍ２とＵＬ  Ｍ３間である。
【０００７】
一般に、基地局Ｂ０から移動局Ｍ１、Ｍ２に送信された下り信号は移動局Ｍ１、Ｍ２に遅延して到達し、移動局Ｍ３から基地局Ｂ０に送信された上り信号は基地局に遅延して到達する。この基地局Ｂ０から移動局Ｍ１、Ｍ２に送信される下り信号の伝搬路遅延時間をｄB0-M1、ｄB0-M2とし、移動局Ｍ３から基地局Ｂ０に送信される上り信号の伝搬路遅延時間をｄB0-M3とする。
【０００８】
この基地局Ｂ０における移動局Ｍ３の上り信号に対する無線リソースの割り当て開始時刻と、移動局Ｍ３から送信された上り信号の基地局Ｂ０への到達時刻とを一致させるためには、移動局Ｍ３から伝搬路遅延時間ｄB0-M3だけ早く上り信号の送信を開始する必要がある。その場合、図９に示すように基地局Ｂ０から移動局Ｍ１、Ｍ２に送信された下り信号に対して、移動局Ｍ３から基地局Ｂ０に送信された上り信号が干渉するため、移動局Ｍ１、Ｍ２における下り信号の受信特性が劣化する。
【０００９】
下り信号に対する上り信号の干渉を回避するための背景技術としては、スイッチングポイントにガード区間（ＧＰ: Guard Period）を設ける方法が知られている（非特許文献１参照）。
【００１０】
図１０に示すように、ＴＤＤ方式では、１フレームが複数のパケットに分割され、各パケットは移動局毎のユーザデータであるデータ２０１、２０３と、パケットの受信側で伝搬路特性の計算等に用いる既知信号２０２とによって構成されている。ガード区間ＧＰ２０４は、下りから上りに切り替わる直前の下り方向に送信されるパケットの最後に設けられている。このガード区間ＧＰ２０４は、無線リソースが利用できない無駄な期間であるため、できるだけ短いことが望ましい。
【００１１】
また、下り信号に対する上り信号の干渉を回避する他の背景技術として、特許文献１に記載された技術がある。特許文献１では、干渉波を複数のアンテナ素子から成るアレーアンテナで受信し、各アンテナ素子で受信した受信信号間の相関行列の固有値と固有ベクトルを求めている。そして、干渉波の到来方向に指向性のヌル（零点）が向くように、固有ベクトルと直交する直交ベクトルを生成して送受信を行うことで干渉波を回避することが記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２０３５２２号公報
【非特許文献１】3GPP TR 25.221.V7.1.0 (2006-09) Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels(TDD) 5.1章
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したようにＴＤＤ方式またはＴＤＤ／ＦＤＤ複合方式を採用する従来の無線通信システムでは、下り通信から上り通信に切り替わる直前に下り信号を受信している移動局の受信特性が劣化する問題がある。
【００１３】
また、下り信号に対する上り信号の干渉を回避するためにガード区間を設ける方法では、上述したように無線リソースを利用できない無駄な期間が発生する問題がある。特に、基地局が管理するセル内のいかなる移動局とも干渉しないガード区間長（ＧＰ長）は下記式（１）で定義されるため、無線リソースを利用できないガード区間長を短くすると、セル半径が制約される。したがって、ＴＤＤ方式ではセルが小さくなり、ＦＤＤ方式と比べて同じエリアをカバーするのに多くの基地局が必要になるため、無線通信システムのコストが増大する問題がある。
【００１４】
【数１】
2009177409.tif 000003
【００１５】
例えば、図１０に示したフレーム内の各スイッチングポイント（ＳＰ）に設けられるガード区間長（ＧＰ長）τbを２５μｓ（９６チップ）とした場合、無線リソースはその３％が無駄になり、セル半径ｒcは３．７５ｋｍ以内に制限される。
【００１６】
なお、特許文献１には、受信した干渉波の信号に基づいて該干渉波の到来方向に指向性のヌル（零点）を合わせることが記載されているが、実際の干渉波はどれだけの時間存在するのか不明である。そのため、特許文献１に記載された技術を、ＴＤＤ方式またはＴＤＤ／ＦＤＤ複合方式を採用する無線通信システムに適用するのは困難である。
【００１７】
本発明は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、ＴＤＤ方式またはＴＤＤ／ＦＤＤ複合方式を採用する無線通信システムにおいて、下り通信から上り通信に切り替わる直前に下り信号を受信している移動局の受信特性を改善できる無線通信方法及びシステム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】
【００１８】
上記目的を達成するため本発明の無線通信方法は、基地局が、移動局に対して、該移動局へ上り信号の無線リソースを割り当てる直前に下り信号に無線リソースを割り当てる可能性がある他移動局に無線リソースを割り当てるための情報である送信情報を通知し、
前記移動局が、前記送信情報に基づいて前記他移動局から送信される信号を受信し、前記他移動局との伝搬路特性を計算し、前記移動局と前記基地局間の伝搬路特性を計算し、前記他移動局との伝搬路特性及び前記移動局と前記基地局間の伝搬路特性の計算結果を用いて、前記基地局に対して送信が可能であり、かつ前記他移動局の方向に指向性のヌルを一致させるための係数を作成し、前記係数を送信信号に乗算して前記基地局に上り信号として送信する方法である。
【００１９】
または、基地局が、移動局から通知される既知信号の受信強度、あるいは下り信号に同期して前記移動局から送信される上り信号の伝搬路による遅延時間に基づいて該基地局と前記移動局間の距離を示す遠近情報を前記移動局毎に計算し、
前記遠近情報に基づいて、通信中の移動局のうち、前記基地局に最も近い移動局または所定の距離よりも近い移動局の上り信号に、上り通信に切り替わって最初の無線リソースを割り当てる方法である。
【００２０】
または、移動局が、該移動局に対する上り信号の無線リソースを割り当てる直前に下り信号に無線リソースを割り当てる可能性がある他移動局との伝搬路特性及び前記移動局と前記基地局間の伝搬路特性を計算し、前記他移動局との伝搬路特性の相関値、または前記他移動局との伝搬路特性と、前記基地局との伝搬路特性との相関値を基地局に通知し、
前記基地局が、前記移動局から通知された相関値に基づいて、相関が最も小さい移動局の組み合わせを選択し、スイッチングポイントの無線リソースを割り当てる方法である。
【００２１】
一方、本発明の無線通信システムは、移動局に対して、該移動局に対する上り信号の無線リソースを割り当てる直前に下り信号に無線リソースを割り当てる可能性がある他移動局に無線リソースを割り当てるための情報である送信情報を通知する基地局と、
前記送信情報に基づいて前記他移動局から送信される信号を受信し、前記他移動局との伝搬路特性、及び前記移動局と前記基地局間の伝搬路特性を計算し、前記他移動局との伝搬路特性及び前記移動局と前記基地局間の伝搬路特性の計算結果を用いて、前記基地局に対して送信が可能であり、かつ前記他移動局の方向に指向性のヌルを一致させるための係数を作成し、前記係数を用いて前記基地局に上り信号を送信する移動局と、
を有する。
【００２２】
または、移動局と、
前記移動局から通知される既知信号の受信強度、あるいは下り信号に同期して前記移動局から送信される上り信号の伝搬路による遅延時間に基づいて該基地局と前記移動局間の距離を示す遠近情報を前記移動局毎に計算し、前記遠近情報に基づいて、通信中の移動局のうち、前記基地局に最も近い移動局または所定の距離よりも近い移動局の上り信号に、上り通信に切り替わって最初の無線リソースを割り当てる基地局と、
を有する。
【００２３】
または、前記移動局に対する上り信号の無線リソースを割り当てる直前に下り信号に無線リソースを割り当てる可能性がある他移動局との伝搬路特性及び前記移動局と前記基地局間の伝搬路特性を計算し、前記他移動局との伝搬路特性の相関値、または前記他移動局との伝搬路特性と、前記基地局との伝搬路特性との相関値を送信する移動局と、
前記移動局から送信された相関値に基づいて、相関が最も小さい移動局の組み合わせを選択し、スイッチングポイントの前後にて選択した移動局に無線リソースを割り当てる基地局と、
を有する。
【００２４】
または、これらの組み合わせによる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ガード区間を設けることなく下り信号に対する上り信号の干渉を低減できるため、下り通信から上り通信に切り替わる直前に下り信号を受信している移動局の受信特性が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に本発明について図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。なお、図１に示す破線は制御信号の送受信経路を示している。
【００２７】
図１に示すように、無線通信システムは、基地局１００及び複数の移動局３００を備え、基地局１００と各移動局３００とが伝搬路２００を介して無線通信を行う構成である。
【００２８】
基地局１００は、スケジューラ１０１、制御情報挿入部１０２、他移動局送信情報通知部１０３、基地局既知信号発生部１０４、信号配置部１０５、無線送信部１０６、無線受信部１０７及び信号抽出部１０８を備えている。
【００２９】
基地局既知信号発生部１０４は、移動局３００による伝搬路特性の計算等で用いる、基地局１００及び移動局３００で既知の信号（既知信号）を生成する。
【００３０】
信号配置部１０５は、基地局既知信号発生部１０４で生成された既知信号を、システムで採用している通信方式にしたがってパケット内に配置する。
【００３１】
スケジューラ１０１は、スイッチングポイント（ＳＰ）の直前に、下り信号に無線リソースを割り当てる可能性がある移動局（ＭＲＥ候補）に無線リソースを割り当てるための情報である送信情報（他移動局送信情報）を他移動局送信情報通知部１０３に通知する。この他移動局送信情報には少なくとも基地局１００から移動局３００へ送信するパケットの送信時刻を示す情報が含まれる。なお、他移動局送信情報には、システムで採用している通信方式によっては、ユーザデータの符号化に用いている符号化方式を示すコード情報も含まれる。
【００３２】
他移動局送信情報通知部１０３は、スイッチングポイント（ＳＰ）の直後に上り信号の無線リソースを割り当てる可能性のある移動局（ＭＴＦ候補）の制御情報に、スケジューラ１０１から受け取った他移動局送信情報を挿入する。
【００３３】
スケジューラ１０１は、ユーザデータと共にネットワークから送信される宛先情報にて指定された移動局３００に無線リソースを割り当て、その割り当て情報を信号配置部１０５に出力し、各移動局の送受信情報を制御情報挿入部１０２に出力する。
【００３４】
制御情報挿入部１０２は、移動局３００毎の送受信情報及び他移動局送信情報を含む制御情報を信号配置部１０５に出力する。
【００３５】
信号配置部１０５は、システムで採用している通信方式にしたがって制御情報をパケット内に配置すると共に、スケジューラ１０１から受け取った割り当て情報にしたがって送受信情報をパケット内に配置し、システムで採用している通信方式に対応した形式の送信信号を出力する。
【００３６】
無線送信部１０６は、信号配置部１０５から出力された送信信号を無線信号に変換し、下り信号として送信する。基地局１００から送信された無線信号は、伝搬路２００にてマルチパスやフェージング等の影響を受ける。
【００３７】
移動局３００は、無線受信部３０１、信号抽出部３０２、基地局伝搬路計算部３０３、移動局間伝搬路計算部３０４、係数計算部３０５、伝搬路補正部３０６、制御部３０７、移動局既知信号発生部３０８、信号配置部３０９、送信前信号処理部３１０及び無線送信部３１１を備えている。
【００３８】
無線受信部３０１には伝搬路２００を介して受信した無線信号が入力される。
【００３９】
信号抽出部３０２は、システムで採用している通信方式にしたがって受信信号から制御情報を抽出する。
【００４０】
制御部３０７は、信号抽出部３０２で抽出された制御情報から自移動局宛の送受信情報と他移動局送信情報を取得し、送受信情報を信号抽出部３０２及び信号配置部３０９に出力する。
【００４１】
基地局伝搬路計算部３０３は、基地局１００から送信された既知信号を用いて、その複素共役（もしくはそのままの信号）を乗算して雑音を減らすために平均化することで基地局１００との伝搬路特性を計算し、その計算結果である基地局伝搬路計算値を出力する。
【００４２】
基地局伝搬路計算部３０３は、基地局１００から送信された既知信号を用いて基地局１００との伝搬路特性を計算し、その計算結果である基地局伝搬路計算値を出力する。
【００４３】
信号抽出部３０２は、制御部３０７から受け取った送受信情報から自移動局宛の信号を抽出する。
【００４４】
伝搬路補正部３０６は、自移動局宛の信号に基地局伝搬路計算部３０３で算出された基地局伝搬路計算値の複素共役を乗算することで、伝搬路２００の影響を除いたユーザデータを出力する。伝搬路補正部３０６から出力されたユーザデータは音声信号や表示信号等に変換されて移動局のユーザに提供される。
【００４５】
また、制御部３０７は、移動局間伝搬路計算部３０４に他移動局送信情報を出力する。
【００４６】
移動局間伝搬路計算部３０４は、他移動局送信情報にて指定された時刻に、他移動局の移動局既知信号と同じ信号を生成し、他移動局４００からの信号を受信して該既知信号の複素共役（もしくはそのままの信号）を乗算して平均化することで他移動局との間の伝搬路特性を計算し、その計算結果である移動局間伝搬路計算値を出力する。
【００４７】
係数計算部３０５は、異なる時刻に受信した移動局間伝搬路計算値と基地局伝搬路計算値を用いて、スイッチングポイントの直後の上り信号がその直前の下り信号に干渉しないよう、下り信号を受信している他移動局の方向に指向性のヌル（零点）を一致させるための係数を算出する。
【００４８】
移動局既知信号発生部３０８は基地局１００及び移動局３００が共に既知である既知信号を生成する。
【００４９】
信号配置部３０９は、移動局既知信号発生部３０８で生成された既知信号をシステムで採用している通信方式にしたがってパケット内に配置し、データを割り当て情報にしたがってパケット内に配置して、システムで採用している通信方式に対応した形式の送信信号を出力する。
【００５０】
信号配置部３０９は、ユーザデータを送受信情報にしたがって配置して配置信号（送信信号）を出力する。
【００５１】
送信前信号処理部３１０は、係数計算部３０５から受け取った係数を送信信号に乗算して無線送信部３１１に出力する。
【００５２】
無線送信部３１１は、送信前信号処理部３１０から受け取った送信信号を無線信号に変換し、上り信号として基地局１００に送信する。
【００５３】
基地局１００の無線受信部１０７は、移動局３００から上り信号を受信すると、信号抽出部１０８により受信信号をネットワークで送受信できる形式に再配置し、再配置後の信号をネットワークに送信する。
【００５４】
本実施形態の無線通信システムによれば、基地局１００が、下り通信から上り通信に切り替わった直後に上り信号を送信する移動局３００に対して、切り替わる直前に下り信号を受信している移動局（他移動局４００）の送信情報を通知し、上り信号を送信する移動局３００は、事前に下り信号を受信している他移動局４００との間の伝搬路特性の計算または下り信号を受信している他移動局４００との間の伝搬路特性を検出し、上り信号が下り信号に干渉しないように下り信号を受信している他移動局４００の方向に指向性のヌル（零点）を一致させて上り信号を送信する。したがって、下り信号に対する上り信号の干渉が低減され、下り通信から上り通信に切り替わる直前に下り信号を受信している移動局の受信特性が改善される。
（第２の実施の形態）
図２は第２の実施の形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【００５５】
なお、図２に示す無線通信システムは、基地局及び移動局がそれぞれ複数のアンテナ素子（図２では２本のみ記載）を備え、周知のアンテナアレー技術により電波の指向性を制御する構成例を示している。
【００５６】
図２に示すように、第２の実施の形態の無線通信システムは、第１の実施の形態で示した基地局１００に遠近情報検出部１０９及び切替部１１０を追加し、移動局３００に切替部３１２を追加した構成である。
【００５７】
基地局１００が有する切替部１１０は、無線送信部及び無線受信部で複数のアンテナ素子１１１（図２では１１１1、１１１2）を共有するために用いられる。無線送信部から出力された無線信号は切替部１１０を通して複数のアンテナ素子１１１へ供給され、複数のアンテナ素子１１１で受信した無線信号は切替部１１０を通して無線受信部へ供給される。
【００５８】
同様に、移動局３００が有する切替部３１１は、無線送信部及び無線受信部で複数のアンテナ素子３１３（図２では３１３1、３１３2）を共有するために用いられる。無線送信部から出力された無線信号は切替部３１１を通して複数のアンテナ素子３１３へ供給され、複数のアンテナ素子３１３で受信した無線信号は切替部３１１を通して無線受信部へ供給される。
【００５９】
遠近情報検出部１０９は、移動局３００から通知される既知信号の受信品質（受信強度）、あるいは下り信号に同期して移動局３００から送信される上り信号の伝搬路による遅延時間に基づいて基地局１００と移動局３００間の距離を示す遠近情報を移動局３００毎に計算し、該遠近情報をスケジューラに通知する。
【００６０】
スケジューラは、遠近情報検出部１０９から通知された遠近情報に基づいて通信中の移動局のうち、基地局に充分に近い移動局、すなわち基地局に最も近い移動局または所定の距離よりも近い移動局の上り信号に、上り通信に切り替わって最初の無線リソースを割り当てることで、上り通信に切り替わる直前に無線リソースが割り当てられた、下り信号を受信中の移動局に上り信号が干渉する時間を短縮する。その他の構成は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００６１】
本実施形態の無線通信システムでは、基地局に近い移動局の上り信号に、上り通信に切り替わって最初の無線リソースを割り当てることで、下り信号に対する上り信号の干渉時間を低減できる。したがって、第１の実施の形態の無線通信システムと同様に、下り通信から上り通信に切り替わる直前に下り信号を受信している移動局の受信特性が改善される。
【００６２】
なお、アンテナアレーである１１１、３１３には、複数のアンテナ素子を用いて電波の指向性を制御する構成、あるいは単一のアンテナ素子を備え、複数の偏波を利用して電波の指向性を制御する構成もある。
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、複数の移動局から伝搬路特性の計算に用いる既知信号を一度に送信する方法について述べる。このような送信手法はサウンディングと呼ばれる。
【００６３】
基地局は、新たに通信を開始する移動局や前回のサウンディングから長時間経過した移動局等、複数の移動局（以下、サウンディング移動局群と称す）を分離・検出できるように移動局毎に既知信号のコードやシフト値、ディレイ等の情報（以下、サウンディング情報と称す）を割り当て、各移動局に対応するサウンディング情報を通知する。
【００６４】
サウンディング移動局群は、基地局から通知されたサウンディング情報に基づいて既知のサウンディング時刻に送信を行う。
【００６５】
基地局は、伝搬路特性を計算させる複数の移動局（以下、計算移動局群と称す）に対して、各移動局に割り当てたサウンディング情報を他移動局送信情報に含めて通知する。
【００６６】
計算移動局群は、既知のサウンディング時刻にサウンディング移動局群との伝搬路特性を計算し、その計算結果の移動局間伝搬路計算値、または移動局間伝搬路計算値と基地局間伝搬路計算値の相関値を相関情報としてサウンディング情報に関連づけて基地局に通知する。
【００６７】
基地局のスケジューラは、計算移動局群から通知された相関情報に基づいて相関が充分に小さい移動局の組み合わせを選択し、スイッチングポイントの前後にて、これら相関の小さい移動局に無線リソースを割り当てる。
【００６８】
本実施形態の無線通信システムによれば、移動局が、移動局間の伝搬路特性の計算値または移動局間伝搬路計算値と基地局間伝搬路計算値との相関値を基地局に通知し、基地局のスケジューラがそれらの情報から相関の小さい移動局の組み合わせを選択し、スイッチングポイントの前後にて選択した移動局に無線リソースを割り当てるため、下り信号に対する上り信号の干渉が低減する。したがって、第１及び第２の実施の形態の無線通信システムと同様に、下り通信から上り通信に切り替わる直前に下り信号を受信している移動局の受信特性が改善される。
（第１実施例）
図３は第１実施例の無線通信システムの処理手順を示すシーケンス図である。
【００６９】
第１実施例は上述した第１の実施の形態の無線通信システムの実施例である。
【００７０】
図３に示すように、基地局１００は、他移動局送信情報通知ステップＳ０３にて、上り通信に切り替わって最初に無線リソースを割り当てる移動局ＭＴＦに、スイッチングポイントの直前に下り信号の無線リソースを割り当てた移動局ＭＲＥの送信情報を通知する。
【００７１】
移動局ＭＴＦは、移動局間伝送路計算ステップＳ０４にて、不図示の移動局ＭＲＥからの送信信号を受信し、該移動局ＭＲＥとの間の伝搬路特性の計算または該移動局ＭＲＥの方向を検知する。
【００７２】
移動局ＭＲＥの方向は、周知のＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）法やＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameter via Rotational Invariance Techniques）法等を用いて推定すればよい。
【００７３】
次に、移動局ＭＴＦは、係数計算ステップＳ０５にて、移動局ＭＲＥの方向に指向性のヌルを一致させるための係数を算出する。
【００７４】
続いて、移動局ＭＴＦは、送信ステップＳ０６にて、該係数を乗算した上り信号を送信する。その結果、移動局ＭＲＥの下り信号に対する移動局ＭＴＦの上り信号による干渉を低減できる。
【００７５】
図４は第１実施例の無線通信システムによる無線リソースの割り当ての様子を示す模式図である。
【００７６】
図４は時間の経過にしたがって無線リソースが切り替わっていく様子を示している。図４に示すＵＬ  ＭＲＥは、移動局ＭＲＥの上り信号に割り当てられた無線リソースを示し、ＤＬ  ＭＴＦは移動局ＭＴＦの下り信号に割り当てられた無線リソースを示し、ＤＬ  ＭＲＥは移動局ＭＲＥの下り信号に割り当てられた無線リソースを示し、ＵＬ  ＭＴＦは移動局ＭＴＦの上り信号に割り当てられた無線リソースを示している。
【００７７】
図４では、上述した基地局による他移動局送信情報通知ステップＳ０３の処理にて、移動局ＭＲＥの下り信号に無線リソースが割り当てられた後、移動局ＭＴＦの上り信号に無線リソースが割り当てられる様子を示している。
【００７８】
図５は第１実施例の無線通信システムの動作例を示す模式図である。
【００７９】
上述したように、移動局ＭＴＦは、制御情報を受信すると移動局ＭＲＥの送受信情報と他移動局送信情報を取得する。
【００８０】
図５（ａ）に示すように、移動局ＭＴＦは、他移動局送信情報に含まれる移動局ＭＲＥの送信時間及び既知信号のコード情報により、移動局ＭＲＥの上り信号（ＵＬ  ＭＲＥ）の送信中に既知信号を用いて移動局ＭＴＦ−ＭＲＥ間の伝搬路特性ＨMTF-MREを計算する。
【００８１】
図５（ｂ）に示すように、移動局ＭＴＦは、下り信号（ＤＬ  ＭＴＦ）の受信中に、基地局Ｂ０との伝搬路特性ＨMTF-B0を計算する。
【００８２】
図５（ｃ）に示すように、移動局ＭＴＦは、上り信号（ＵＬ  ＭＴＦ）の送信時に、これらの伝搬路特性ＨMTF-MRE、ＨMTF-B0の計算値を用いて、基地局Ｂ０に対して上り信号の送信が可能であり、かつ移動局ＭＲＥに対して指向性のヌルを一致させるための係数を求め、該係数を送信信号に乗算して送信する。このようにすることで、移動局ＭＲＥの下り信号に対する移動局ＭＴＦからの上り信号による干渉を低減できる。
（第２実施例）
図６は第２実施例の無線通信システムの処理手順を示すシーケンス図である。
【００８３】
第２実施例は上述した第２の実施の形態の無線通信システムの実施例である。
【００８４】
図６に示すように、基地局１００は、まず遠近情報検出ステップＳ１３にて、移動局３００から通知される既知信号の受信品質情報（受信強度）あるいは移動局３００から下り信号に同期して送信された上り信号の伝搬路遅延時間を用いて、基地局１００と各移動局３００間の距離を示す情報である遠近情報を計算する。
【００８５】
次に、基地局１００は、無線リソース割り当てステップＳ１４にて、遠近情報を用いて通信中の複数の移動局３００のうち、基地局１００に対して充分に近い位置にいる移動局３００に、上り通信に切り替わった最初の無線リソースを割り当てる。
【００８６】
次に、基地局１００は、他移動局送信情報ステップＳ１５にて、上り通信に切り替わって最初に無線リソースを割り当てた移動局ＭＴＦに、下り通信時の最後に無線リソースを割り当てた移動局ＭＲＥの送信情報を通知する。
【００８７】
移動局ＭＴＦは、移動局間伝送路計算ステップＳ１６にて、不図示の移動局ＭＲＥからの信号を受信し、該移動局ＭＲＥとの伝搬路特性の計算または該移動局ＭＲＥの方向を検知する。
【００８８】
次に、移動局ＭＴＦは、係数計算ステップＳ１７にて、基地局Ｂ０に対して上り信号の送信が可能であり、かつ移動局ＭＲＥの方向に指向性のヌルを一致させるための係数を算出する。また、移動局ＭＴＦは、送信ステップＳ１８にて、該係数を送信信号に乗算して送信する。その結果、移動局ＭＲＥの下り信号に対する移動局ＭＴＦの上り信号による干渉を低減できる。
【００８９】
なお、下り信号に対する上り信号の干渉を低減する処理を何も実施しないとき、移動局ＭＴＦの上り信号が移動局ＭＲＥの下り信号に干渉する時間ΔＩMTF-MREは下記式（２）で求めることができる。
【００９０】
ここで、ｄB0-MTFは基地局−移動局ＭＴＦ間の伝搬路遅延時間、ｄB0-MREは基地局−移動局ＭＲＥ間の伝搬路遅延時間、ｄMTF-MREは移動局ＭＴＦ−移動局ＭＲＥ間の伝搬路遅延時間である。
【００９１】
【数２】
2009177409.tif 000004
【００９２】
本実施例の無線通信システムによれば、基地局１００と近い移動局ＭＴＦの上り信号に、上り通信に切り替わって最初の無線リソースを割り当てることで、干渉時間ΔＩMTF-MREを低減できる。
（第３実施例）
図７は第３実施例の無線通信システムの処理手順を示すシーケンス図である。
【００９３】
第３実施例は上述した第３の実施の形態の無線通信システムの実施例である。
【００９４】
図７に示すように、基地局１００は、まずサウンディング移動局群、計算移動局群選択ステップＳ２４にて、新たに通信を開始する移動局や前回のサウンディングから長時間経過した移動局をサウンディング移動局群とし、それ以外の移動局のうち、例えば遠近情報を用いて近くに存在すると判定した複数の移動局を計算移動局群とする。
【００９５】
次に、基地局１００は、サウンディング情報通知ステップＳ２５にて、サウンディング移動局群の各移動局３００に固有のサウンディング情報をそれぞれ割り当てて通知する。サウンディング情報には、既知信号のコード、またはシフト、ディレイ等の情報が含まれる。
【００９６】
次に、基地局１００は、他移動局送信情報通知ステップＳ２６にて、計算移動局群に対して、サウンディング移動局群に割り当てたサウンディング情報の範囲を通知する。サウンディング情報の範囲とは、例えばサウンディング移動局群の各移動局３００に割り当てたコード情報の範囲（コード１〜コード１６）である。
【００９７】
サウンディング移動局群は、サウンディング送信ステップＳ２７にて、既知のサウンディング時刻に計算移動局群へサウンディング情報を送信する。
【００９８】
計算移動局群は、サウンディング移動局群からサウンディング情報を受信すると、移動局間伝搬路計算ステップにて、該サウンディング情報を用いて複数の既知信号を生成し、サウンディング移動局群の各移動局３００との間の伝搬路特性を計算する。
【００９９】
次に、計算移動局群は、相関情報通知ステップＳ２９にて、例えば制御部３０７によりサウンディング移動局群の各移動局３００との伝搬路特性の計算結果（移動局間伝搬路計算値）の相関値または移動局間伝搬路計算値と基地局間伝搬路計算値の相関値を計算し、算出した相関値を相関情報としてサウンディング情報に関連づけて基地局１００に通知する。
【０１００】
各移動局３００との伝搬路特性の計算結果は、例えば受信信号に既知信号の複素共役を乗算し平均化することで得られる。また、移動局間伝搬路計算値と基地局伝搬路計算値の相関値は、受信信号に既知信号を乗算し平均化することで得られた伝搬路計算ベクトルの複素共役と、基地局から送信された下り信号から得られる伝搬路計算ベクトルを乗算することで得られる。
【０１０１】
基地局１００は、低相関移動局選択ステップＳ３０にて、計算移動局群から通知された相関情報に基づいて相関値が充分に小さい移動局３００の組み合わせを選択する。すなわち、移動局間伝搬路計算値の大きさが充分に小さいか、基地局伝搬路計算値と移動局間伝搬路計算値のベクトルの相関関係が充分に小さい移動局３００の組み合わせを選択する。
【０１０２】
基地局１００は、ＳＰ前後無線リソース割り当てステップＳ３１にて、スイッチングポイントの前後で相関値が小さい移動局３００の組み合わせに無線リソースを割り当てる。このとき、固有ベクトル多重や空間多重を行うために、無線リソースに複数の移動局３００の下り信号または上り信号を割り当ててもよい。
【０１０３】
基地局１００は、通信形式選択ステップＳ３２にて、相関値が十分に小さい移動局３００の組み合わせが存在する場合は、ガード区間のないパケット構成（図８（ｂ））を選択し、相関値が十分に小さい移動局３００の組み合わせが存在しない場合は、ガード区間（ＧＰ）を設けたパケット構成（図８（ａ））を選択することで干渉を回避する。
【０１０４】
第３実施例の無線通信システムによれば、移動局間伝搬路計算値が十分に小さいか、基地局伝搬路計算値と移動局間伝搬路計算値の相関値が十分に小さい移動局３００の組み合わせを選択し、スイッチングポイントの前後で相関値が小さい移動局３００の組み合わせに無線リソースを割り当てることで、移動局ＭＲＥの下り信号に対する移動局ＭＴＦからの上り信号による干渉を低減できる。
【０１０５】
例えば、干渉波を送信する移動局ＭＴＦｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ：整数）と移動局ＭＴＦｉから干渉波を受信する移動局ＭＲＥｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ：整数）間の移動局伝搬路計算値ＨMTFi-MREiと、基地局Ｂ０と移動局ＭＴＦｉの基地局伝搬路計算値ＨB0-MTFiまたは基地局Ｂ０と移動局ＭＲＥｉの基地局伝搬路計算値ＨB0-MREiとの相関が小さい場合、移動局ＭＴＦｉにて上述した送信前信号処理を実施して送信すると、移動局ＭＲＥｉで受信する移動局ＭＴＦｉからの干渉波が小さくなる。この干渉波のレベルが雑音レベルより小さい場合は干渉波の影響を無視できる。
【０１０６】
なお、相関値の大きさは、例えば以下の式（３）で示す相関行列の値を用いて判定すればよい。
【０１０７】
【数３】
2009177409.tif 000005
【０１０８】
ここで、Hはエルミートを表し、さらに以下の式（４）の結果が大きいなどで判断できる。
【０１０９】
【数４】
2009177409.tif 000006
【０１１０】
但し、｜｜は行列式を表す。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】第１の実施の形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第２の実施の形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施例の無線通信システムの処理手順を示すシーケンス図である。
【図４】第１実施例の無線通信システムによる無線リソースの割り当ての様子を示す模式図である。
【図５】第１実施例の無線通信システムの動作例を示す模式図である。
【図６】第２実施例の無線通信システムの処理手順を示すシーケンス図である。
【図７】第３実施例の無線通信システムの処理手順を示すシーケンス図である。
【図８】本発明の無線通信システムで用いるパケットの構成例を示す模式図である。
【図９】下り信号に対して上り信号が干渉する様子を示す模式図である。
【図１０】ＴＤＤ方式で用いるフレーム及びパケットの構成例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１００    基地局
１０１    スケジューラ
１０２    制御情報挿入部
１０３    他移動局送信情報通知部
１０４    基地局既知信号発生部
１０５、３０９    信号配置部
１０６、３１１    無線送信部
１０７、３０１    無線受信部
１０８、３０２    信号抽出部
１０９    遠近情報検出部
１１０、３１２    切替部
１１１1，１１１2、３１３1、３１３2    アンテナ素子
２００    伝搬路
３００    移動局
３０３    基地局伝搬路計算部
３０４    移動局間伝搬路計算部
３０５    係数計算部
３０６    伝搬路補正部
３０７    制御部
３０８    移動局既知信号発生部
３１０    送信前信号処理部
４００    他移動局
【図１】
2009177409.tif 000007
【図２】
2009177409.tif 000008
【図３】
2009177409.tif 000009
【図４】
2009177409.tif 000010
【図５】
2009177409.tif 000011
【図６】
2009177409.tif 000012
【図７】
2009177409.tif 000013
【図８】
2009177409.tif 000014
【図９】
2009177409.tif 000015
【図１０】
2009177409.tif 000016