JP2005006325A - 無線通信システムの能力を高める方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアド・ビームによって提供される、無線システム中で増加したユーザ・サポート能力を利用して、利用可能なウォルシュ符号の数が固定されるという制限条件を克服する方法を提供する。
【解決手段】本願発明は、システムのセクタ内のユーザに向けてステアド・ビームを送信し、各ユーザはそれ自身の独自のステアド・ビームを介して基地局からデータを受信する。このステアド・ビームは、複数のユーザが同じビーム上で搬送されるデータを受信することを防止する。少なくとも２人のユーザへのステアド・ビームが十分に離れており、互いに干渉しない場合は、基地局は、符号化および復号化用として、同じウォルシュ符号など同じ符号を２人のユーザに割り当て、所与のセクタ内にいる複数のユーザに同じ符号が割り当てられるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信システムに関する。

無線通信システムは、複数のユーザが共通の資源を共用できるデータ共用構成を利用している。図１に示すように、無線システム１００は、特定の各通達範囲域、すなわちセクタ１０４のための通信ハブとして動作する基地局１０２を有する。

所与のセクタ１０４内のユーザ１０６に関連するモバイル装置は共通の資源を共用する。基地局１０２は、資源割当てアルゴリズムを使用して、この資源がユーザ１０６の間で正しく分配されることを保証することができる。当技術分野で周知のように、ＣＤＭＡでは、複数のユーザ１０６が所与のセクタ１０４中で同じ周波数でデータの送受信を行うように割り当てられる。セクタ１０４中の異なるユーザ１０６を区別するために、ウォルシュ符号化(Walsh coding)または他の直交符号化方式が（基地局１０２から各ユーザ１０６への）フォワード・リンク中で使用され、各ユーザ１０６のデータを符号化し、ユーザごとにデータを区別する。図１に示すように、基地局１０２は、セクタ１０４中の複数のユーザ１０６（説明のために、この例ではＣｏｄｅ１、Ｃｏｄｅ２などで示す）によって受信される広域ビーム（ｂｒｏａｄ ｂｅａｍ）１０７を送信する。

現在知られている無線システムの能力は、無線規格によって設定された利用可能なウォルシュ符号の数によって制限される。ＣＤＭＡ信号の搬送波の容量を増大させることは可能であるが、利用可能なウォルシュ符号の数は、やはり固定されている。したがって、このシステムが、ユーザ数の増加をサポートする能力を有していたとしても、規格によって利用可能なウォルシュ符号の数が設定されているため、システムは、その追加の能力を利用することができない。

ステアド・ビーム（steered beam）によって提供される、無線システム中で増加したユーザ・サポート能力を利用して、利用可能なウォルシュ符号の数が固定されるという制限条件を克服する方法が望まれている。

本発明は、無線通信システムにおける可能なユーザ数を増加させる方法を対象とする。この方法は、システムのセクタ内のユーザに向けてステアド・ビームを送信し、各ユーザがそれ自身の独自のステアド・ビームを介して基地局からデータを受信することを含む。ステアド・ビームは、複数のユーザが同じビーム上で搬送されたデータを受信することを防止する。

少なくとも２人のユーザへのステアド・ビームが十分に離れており、互いに干渉しない場合は、基地局は、符号化および復号化用として、同じウォルシュ符号など同じ符号を２人のユーザに割り当てる。すなわち、本発明は、基地局が所与のセクタ中の複数のユーザに同じ符号を割り当てて、無線規格で設定された利用可能な符号の数が固定されていることによる限界を克服することができるようにする。結果として、本発明によると、利用可能な符号の数と、１つのセクタに収容できるユーザ数との１対１の対応を利用して、従来知られているシステムよりも多くのユーザを収容できるようにすることにより、無線システムの能力を高めることができる。

以下に述べる例では、能力を改善するためにステアド・ビームを使用する無線システムに焦点を当てるが、本発明の方法を任意のシステムに組み込んで、システムがサポートできるユーザ数を増やすことができると同時に、増大したシステム能力を利用することができる。

当技術分野で知られているように、無線システムにおける従来型のアンテナは、広域ビームを介して信号を送り、広い範囲全体にわたって多数のユーザ１０６をカバーする。ステアド・ビーム・システムでは、より焦点を絞った幅の狭いビームを使用して、ユーザごとに所与の任意の時間に各ユーザ１０６に達するようにする。したがって、ステアド・ビーム・システムにおける基地局１０２は、一人のユーザ１０６に対応するデータを送るとき、セクタ１０４中の多数のまたはすべてのユーザが受信できる広域ビームを介してデータを送るのではなく、そのユーザ１０６に、独特の幅の狭いビームの焦点を絞る。言い換えると、基地局１０２は、ユーザごとにビームを形成し、送信する。

図２は、セクタ１０４中の複数のユーザ１０６を示す図である。分りやすくするため、ユーザ１０６を１つのセクタ１０４中にだけ示しているが、各セクタ１０４には、任意の数のユーザ１０６を含めることができる。各ユーザ１０４は、基地局１０２から焦点を絞った幅の狭いビーム１０８を受信し、データを受け取る。図２に示すように、セクタ１０４は複数のサブセクションに分割することができる。この例では、中央のサブセクション１１０により、左のサブセクション１１２と右のサブセクション１１４が分離されているが、このサブセクションは、任意の形状、大きさ、構成を有することができる。

左右のサブセクション１１２、１１４中のユーザ１０６は、セクタ１０４内で互いに十分に離れているので、異なるサブセクション１１２とサブセクション１１４中の各ユーザ１０６は同じウォルシュ符号を使用することができる。図示した例では、左のサブセクション１１２中の一方のユーザ１０６は、右のサブセクション１１４中の他方のユーザと同じ符号（すなわち、この例ではＣｏｄｅ１）を有する。言い換えると、ユーザ１０６用のビームは、互いに干渉しない程度に十分離れているので、広域のアンテナ・ビームを使用するのではなく、特定のユーザ１０６に個々のビームの焦点を絞ることにより、基地局１０２は、異なるサブセクション１１２、１１４中のユーザ１０６に同じウォルシュ符号を割り当てることができるようになる。

初めは異なるサブセクション１１２、１１４中に位置していた２人のユーザ１０６が、互いに接近する場合、ユーザ１０６は、それぞれに焦点を絞ったビーム１０８の間で十分干渉を起こす距離まで互いに接近することがある。割り当てられた同じウォルシュ符号を有する複数ユーザ間の干渉により、一方のユーザ１０６が他方のユーザ１０６用のデータを誤って受け取り、復号させることもある。これを回避するため、一方のユーザ１０６について、自分に割り当てられたウォルシュ符号を変更し、同じウォルシュ符号を有する複数のユーザ１０６間の潜在的な干渉を回避するためにウォルシュ符号のハンドオフ（handoff）を行うことができる。

説明のためにすぎないが、図２にはサブセクション１１０を示す。ここでは、ユーザ１０６が互いに接近し過ぎているので、このサブセクション１１０中のどのユーザ１０６もその他のサブセクション１１２、１１４中のユーザ１０６と同じウォルシュ符号を使用することができない。同様に、あるユーザ１０６が、同じウォルシュ符号を使用する別のユーザ１０６がいるサブセクションに移動した場合、干渉を回避するため、一方のユーザ１０６のウォルシュ符号を変更すべきである。ユーザが接近したことを検出し、一方のユーザのウォルシュ符号を変更すべきかどうかを判定する具体的な方法は、任意の既知のプロセスによって実施することができる。

すなわち、本発明は、ユーザ１０６が十分に離れており（例えば、異なるサブセクション１１２、１１４中に位置する）、したがって各ユーザ１０６に向けて焦点を絞ったビーム１０８が互いに干渉しない場合に、同じセクタ１０４内でウォルシュ符号などの符号を再使用可能にする。本発明によれば、どの無線規格にも変更を加えずに所与のセクタを占めるユーザ１０６数を増大させることができる。本発明は、規格の変更ではなく、ステアド・ビーム・システムの利点およびウォルシュ符号の再利用の利点を組み合わせることにより実装して、無線規格に記述されているウォルシュ符号の数の制限条件を克服することができる。本発明は、レーダまたはソナーを用いてデータを送信する軍事用途、ならびに従来の消費者用途を含むどんな無線用途にも使用することができる。

この特定の発明を例示的な実施形態に関して説明してきたが、この説明は、限定的な意味で解釈されることを意味するものではない。本発明を説明してきたが、この説明を参照すれば、本明細書に添付の特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨から逸脱せずに、例示の実施形態の様々な修正形態ならびに本発明の追加の実施形態が当業者には明らかであることが理解されよう。したがって、本発明の方法、システムと、説明した方法およびシステムの部分は、ネットワークの諸エレメント、無線ユニット、基地局、基地局コントローラ、移動交換局、および／またはレーダ・システムなど種々のロケーションで実装され得る。さらに、説明したシステムを実装し、使用するために必要な処理回路は、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、ソフトウェアで駆動される処理回路、ファームウェア、プログラム可能な論理装置、ハードウェア、個別部品または前記部品の構成で実装され得ることが、この開示によって、当業者には理解されよう。ここに例示し、説明した例示の用途に厳密に従うことなしに、また本発明の趣旨と範囲から逸脱せずに、これらの他の様々な修正、改編、および方法を本発明に対して実施できることが当業者には容易に理解できよう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の範囲に含まれるこのような修正形態または実施形態をカバーすることが企図されている。

無線システム・オペレーティング環境の一実施形態を示す図である。 本発明の一実施形態による方法を示す図である。

Claims (6)

1. 無線通信システムにおいてデータを送信する方法であって、
   符号を用いてあるセクタ中の第１のユーザにデータを送信する工程と、
   前記第１のユーザおよび第２のユーザが同じ符号を使用するように、前記符号を用いて前記セクタ中の前記第２のユーザにデータを送信する工程とを含み、前記データが、前記第１のユーザおよび前記第２のユーザに同時に送信されることを特徴とする方法。
2. 前記データが、第１のステアド・ビームを介して前記第１のユーザに送信され、第２のステアド・ビームを介して前記第２のユーザに送信されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のユーザと前記第２のユーザとの間の距離が所定量未満になったときには、前記第２のユーザに関連付けられた前記符号を第２の符号に変更する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記符号がウォルシュ符号であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 無線通信システムにおいてデータを送信する方法であって、
   第１のステアド・ビームを介して符号を用いてセクタ中の第１のユーザにデータを送信する工程と、
   前記第１のユーザおよび第２のユーザが同じ前記符号を使用するように、第２のステアド・ビームを介して、前記符号を用いて前記セクタ中の前記第２のユーザにデータを送信する工程とを含み、前記データが、前記第１のユーザおよび前記第２のユーザに同時に送信されるものであり、さらに、
   前記第１のユーザと前記第２のユーザとの間の距離が所定量未満になったときには、前記第２のユーザに関連付けられた前記符号を第２の符号に変更する工程とを含むことを特徴とする方法。
6. 前記符号および前記第２の符号がウォルシュ符号であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
   

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