JP3338418B2 - 無線基地局 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の移動局との
間で空間多重により無線通信を行う無線基地局に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＰＨＳ、携帯電話等の移動局の増
加に伴い、周波数資源の有効利用に対する社会的要請が
高まっている。この要請に応える方法の１つに、空間多
重方式による通信がある。空間多重方式とは、無線基地
局において、送受信ともに、指向性を形成するアダプテ
ィブアレーアンテナを用いることにより、異なる方向に
ある複数の移動局と無線基地局との間で同時刻において
１つの周波数を用いて多重して通信する方式である。

【０００３】空間多重方式において、既に１台の移動局
が通信中である場合に、新たに別の移動局を空間多重し
ようとするとき、無線基地局は、次に示すようにして、
空間多重をするか否かを判断する。各無線基地局は、あ
らかじめそれぞれ所定の値が設定されている相関値しき
い値及び電界強度比しきい値とを記憶している。

【０００４】また、無線基地局は、既に通信中の移動局
及び新たに通信しようとする移動局の応答ベクトルを算
出する。ここで、応答ベクトルは、移動局の存在する方
向を示す情報である。次に、算出した２個の応答ベクト
ル間の相関値を計算する。また、前記２台の移動局の電
界強度を測定し、測定した２個の電界強度間の電界強度
比（Ｄ波レベル比）を算出する。ここで、電界強度比
は、０より大きく、１以下の値をとるものとし、算出さ
れた電界強度比が１以上の場合には、その逆数とする。

【０００５】次に、応答ベクトルの相関値が相関値しき
い値より小さい又は等しい（条件１）とき、かつ、２個
の電界強度間の電界強度比が電界強度比しきい値より大
きい又は等しい（条件２）ときに、無線基地局と移動局
との間の通信品質が良いと考えられるので、無線基地局
は、移動局との間で、空間多重方式により通信を行う。

【０００６】一方、前記条件１を満たさないとき、又は
前記条件２を満たさないとき、無線基地局と移動局との
間の通信品質が良くないと考えられるので、無線基地局
は、移動局との間で、他の空き通信チャネルを用いて通
信し、他の無線基地局へ通信を移し、又は通信を拒否す
る。このようにして、無線基地局と移動局との間で、一
定のトラフィック量を確保しつつ、一定の通信品質を保
証する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】無線基地局の通信環境
や通信状態により、無線基地局と移動局との間の通信品
質は異っているが、無線基地局は、固定的に設定された
相関値しきい値及び電界強度比しきい値を用いて、空間
多重を行うか否かを決定するので、無線基地局と移動局
との間で、一定のトラフィック量の確保と、一定の通信
品質の保証との間の関係を最適化できないという問題点
がある。

【０００８】上記問題点を解決するために、本発明は、
無線基地局と移動局との間において、一定のトラフィッ
ク量の確保と、一定の通信品質の保証との間の関係を最
適にすることができる無線基地局を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、複数の移動局との間で空間多重により
無線通信を行う無線基地局であって、あらかじめしきい
値を記憶しているしきい値記憶手段と、新たに無線通信
しようとする移動局との間の通信品質を示す品質指標値
を算出する第１算出手段と、算出された前記品質指標値
と前記しきい値とを比較して、空間多重を行うか否かを
判断する多重判断手段と、空間多重を行うと判断される
場合に、前記移動局との間で空間多重により無線通信を
行う通信手段と、無線基地局の通信環境状態を示す状態
指標値を算出する第２算出手段と、算出された状態指標
値に応じて、しきい値記憶手段に記憶されているしきい
値を更新するしきい値更新手段とを備えることを特徴と
する。

【００１０】ここで、前記しきい値記憶手段は、しきい
値として、第１しきい値と第２しきい値とをあらかじめ
記憶しており、前記第１算出手段は、品質指標値とし
て、既に通信中の移動局及び新たに無線通信しようとす
る移動局の応答ベクトル間の相関値と、前記２個の移動
局の電界強度間の電界強度比とを算出し、前記多重判断
手段は、前記相関値と前記第１しきい値とを比較し、又
は前記電界強度比と前記第２しきい値とを比較して、空
間多重を行うか否かを判断し、前記しきい値更新手段
は、算出された状態指標値に応じて、しきい値記憶手段
に記憶されている第１しきい値又は第２しきい値を更新
するように構成してもよい。

【００１１】ここで、前記多重判断手段は、前記相関値
が前記第１しきい値より小さいか又は等しい場合、か
つ、前記電界強度比が前記第２しきい値より大きいか又
は等しい場合に、空間多重を行うと判断するように構成
してもよい。ここで、前記第１算出手段は、状態指標値
として、空間多重により無線通信している移動局の通信
チャネルを単位時間当りに変更した回数を示す干渉回避
起動数、無線基地局の周囲に設置されている他の無線基
地局の設置密度、又は前記多重判断手段により前記品質
指標値と前記しきい値とを比較して空間多重を行わない
と判断されることにより単位時間当りにリンクチャネル
割当を拒否した拒否回数を算出し、前記しきい値更新手
段は、算出された状態指標値としての前記干渉回避起動
数、前記設置密度、又は前記拒否回数に応じて前記しき
い値を更新するように構成してもよい。

【００１２】ここで、前記しきい値更新手段は、定期的
にしきい値を更新するように構成してもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の１の実施の形態としての
無線基地局１００について説明する。無線基地局１００
は、ＰＨＳ規格で定められた時分割多重方式（ＴＤＭＡ
／ＴＤＤ、Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐ
ｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄ
ｕｐｌｅｘ）によりＰＨＳ移動局（以下、移動局と呼
ぶ。）と無線接続し、前記時分割多重に加えて、さらに
空間多重を行って移動局と通信する。 １ 無線基地局１００の構成 無線基地局１００は、図１に示すように、アンテナ部１
１〜１４、無線部２１〜２４、信号処理部５０、モデム
部６０、ベースバンド部７０、制御部８０及び情報記憶
部９０から構成される。 （１）ベースバンド部７０ ベースバンド部７０は、ＩＳＤＮ回線を介して、交換機
と接続されている。

【００１４】ベースバンド部７０は、ＩＳＤＮ回線を介
して、パケットデータを受信し、受信したパケットデー
タからトラフッィク情報を抜き出し、ＴＤＭＡ変調処理
及び空間多重処理を行って、複数個のチャネルを介し
て、抜き出したトラフィック情報を複数個のベースバン
ド信号に分解し、モデム部６０へ出力する。ここで、前
記ＴＤＭＡ変調処理は、ＰＨＳ規格に従って１個のＴＤ
ＭＡ／ＴＤＤフレーム内に４個のチャネルを多重する。
１個のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームは、４個の送信タイム
スロットと、４個の受信タイムスロットとから構成され
る。送信タイムスロット及び受信タイムスロットの各々
１個のタイムスロットは、時分割多重による１のチャネ
ルを構成する。各タイムスロットは、５ｍＳ長である。
さらに、前記空間多重処理は、前記各チャネルにつき最
大４個の信号を多重する。従って、ＴＤＭＡ変調処理及
び空間多重処理により、１個のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレー
ム内に最大１６個のチャネルにより多重化される。

【００１５】また、ベースバンド部７０は、１個のＴＤ
ＭＡ／ＴＤＤフレーム内の最大１６個のチャネルを介し
て、モデム部６０から複数のベースバンド信号を受け取
り、複数の受け取ったベースバンド信号からパケットデ
ータを生成し、生成したパケットデータをＩＳＤＮ回線
を介して、出力する。 （２）モデム部６０ モデム部６０は、信号処理部５０からπ／４シフトＱＰ
ＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ
Ｋｅｙｉｎｇ）により変調されたベースバンド信号を
受け取り、変調されたベースバンド信号を復調して、ベ
ースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号を
ベースバンド部７０へ出力する。

【００１６】また、モデム部６０は、ベースバンド部７
０からベースバンド信号を受け取り、受け取ったベース
バンド信号をπ／４シフトＱＰＳＫにより変調し、変調
されたベースバンド信号を信号処理部５０へ出力する。
なお、モデム部６０は、１個の時分割チャネルにおいて
空間多重される最大４つのＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームに
ついて、前記変調及び前記復調を並列して行う。 （３）情報記憶部９０ 情報記憶部９０は、しきい値テーブル２００、品質指標
値テーブル３００、情報記憶テーブル４００及び無線基
地局テーブル５００を有している。 （しきい値テーブル２００）しきい値テーブル２００
は、図２に一例として示すように、無線基地局１００の
通信環境状態を示す状態指標値２０１である干渉回避起
動数２１１と、設置密度２１２と、拒否回数２１３と、
しきい値２０２である相関値しきい値２１４と電界強度
比しきい値２１５とから構成される組をあらかじめ複数
個記憶している。

【００１７】ここで、干渉回避起動数２１１は、通信チ
ャネル切替回数及びハンドオーバ回数の和である。通信
チャネル切替回数とは、通信品質が悪いときに、無線基
地局が移動局に対して通信チャネルを切り換えるように
指示する単位時間当たりの回数であり、単位時間は、１
日である。例えば、干渉波によって妨害を受けるような
場合に、同じセル内でも妨害の少ない無線チャネルを選
択して切り替えることがある。また、ハンドオーバ回数
とは、ハンドオーバが発生する単位時間当たりの回数で
あり、ハンドオーバとは、移動機が通話しながら複数の
セルを横断するときに、通話中であっても移行先セルの
無線チャンネルに切り替えることをいう。また、自無線
基地局に空きチャネルがなく、他の無線基地局に通信チ
ャネルを切り換える場合にも、発生する。

【００１８】設置密度２１２は、無線基地局１００の近
辺に設置されている他の無線基地局の数である。拒否回
数２１３は、通信品質不良によりリンクチャネル割当が
拒否された単位時間当たりの回数であり、単位時間は、
１日である。相関値しきい値２１４は、既に通信チャネ
ルが割り当てられている移動局の応答ベクトルと新たに
空間多重される移動局の応答ベクトルとの相関値に関す
るしきい値である。

【００１９】電界強度比しきい値２１５は、既に通信チ
ャネルが割り当てられている移動局の電界強度と新たに
空間多重される移動局の電界強度との比に関するしきい
値である。図２に一例として示すように、干渉回避起動
数２１１は、「〜１０」、「１１〜５０」、「５１〜１
００」及び「１０１〜」の４種類の値の範囲を有する。
設置密度２１２は、「〜１０」及び「１１〜」の２種類
の値の範囲を有する。また、拒否回数２１３は、「〜１
０」、「１１〜１００」及び「１０１〜」の３種類の値
の範囲を有する。これらの範囲の組み合せにより、しき
い値テーブル２００は、状態指標値２０１をあらかじめ
２４個記憶しており、これらの２４個の状態指標値２０
１に対応する２４個のしきい値２０２が設定されてい
る。 （品質指標値テーブル３００）品質指標値テーブル３０
０は、図３に一例として示すように、各ＴＤＭＡ／ＴＤ
Ｄフレーム内の各タイムスロットについて、空間多重さ
れる４個のチャネルを用いる移動局の応答ベクトル３０
３と電界強度３０４との組を４個格納する領域をｎ個有
している。

【００２０】ここで、ｎ＝（ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム
の数）× ４（フレーム内のタイムスロットの数）であ
る。図３に一例として示すように、タイムスロット番号
３０１が「１」のタイムスロットについて、空間多重番
号３０２が「１」のチャネルを用いる移動局の応答ベク
トルは、「Ｒ１」であり、電界強度は、「Ｉ１」であ
り、空間多重番号３０２が「２」のチャネルを用いる移
動局の応答ベクトルは、「Ｒ２」であり、電界強度は、
「Ｉ２」であり、空間多重番号３０２が「３」及び
「４」のチャネルは、まだ用いられていないので、それ
ぞれ、応答ベクトル及び電界強度は、「空白」である。 （情報記憶テーブル４００）情報記憶テーブル４００
は、図４に一例として示すように、前の干渉回避起動数
Ｅｂ、現在の干渉回避起動数Ｅｔ、現在の設置密度Ｄ
ｔ、前の拒否回数Ｒｂ、現在の拒否回数Ｒｔ、相関値し
きい値Ｊｔ、電界強度比しきい値Ｋｔ及び多重化フラグ
Ｆをそれぞれ記憶する領域を有している。

【００２１】前の干渉回避起動数Ｅｂは、現時点より１
個前の単位時間において、計数された干渉回避起動数を
示す。現在の干渉回避起動数Ｅｔは、現時点を含む単位
時間において、計数中の干渉回避起動数である。現在の
設置密度Ｄｔは、現時点における無線基地局１００の近
辺に設置されている他の無線基地局の数である。

【００２２】前の拒否回数Ｒｂは、現時点より１個前の
単位時間において、計数された拒否回数である。現在の
拒否回数Ｒｔは、現時点を含む単位時間において、計数
中の拒否回数である。相関値しきい値Ｊｔは、既に通信
チャネルが割り当てられている移動局の応答ベクトルと
新たに空間多重される移動局の応答ベクトルとの相関値
に関するしきい値であり、空間多重を行うか否かを判断
するために用いられる。

【００２３】電界強度比しきい値Ｋｔは、既に通信チャ
ネルが割り当てられている移動局の電界強度と新たに空
間多重される移動局の電界強度との比に関するしきい値
であり、空間多重を行うか否かを判断するために用いら
れる。多重化フラグＦは、空間多重を行うか否かの判断
結果を示す。多重化フラグＦが「１」のときに、空間多
重を行うことを示し、多重化フラグＦが「０」のとき
に、空間多重を行わないことを示す。 （無線基地局テーブル５００）無線基地局テーブル５０
０は、図５に一例として示すように、無線基地局ＩＤ５
０１と電界強度５０２との組を複数個記憶する領域を有
する。

【００２４】無線基地局ＩＤ５０１は、無線基地局１０
０の他の無線基地局を識別する識別子であり、電界強度
５０２は、その識別子により識別される無線基地局の電
界強度である。無線基地局ＩＤ５０１と電界強度５０２
との組は、電界強度の強い順に並べられて記憶される。 （４）信号処理部５０ 信号処理部５０は、信号調整部５１、応答ベクトル算出
部５３及びＲＳＳＩ検出部５４から構成され、具体的に
は、プログラマブルなＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎ
ａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）により実現される。 （信号調整部５１）信号調整部５１は、無線部２１〜２
４から、それぞれ信号を受け取り、各ＴＤＭＡ／ＴＤＤ
フレーム内の４個の受信タイムスロットにおいて、受け
取った信号の内容が予め分かっている部分について、受
信されるべき信号との誤差を減らすように、無線部２１
〜２４の各送受信信号の振幅と位相とを調整することに
より、移動局ごとに指向性パターンを形成し、これによ
り、無線部２１〜２４から受け取った空間多重された信
号から移動局ごとの信号を分離してモデム部６０へ出力
し、また、モデム部６０から受け取った信号を所望の移
動局のみへ送信されるよう空間多重して無線部２１〜２
４へ出力する。 （ＲＳＳＩ検出部５４）ＲＳＳＩ検出部５４は、各ＴＤ
ＭＡ／ＴＤＤフレーム内のタイムスロットごとに、当該
タイムスロットにおいて無線部２１〜２４が受信した移
動局の電界強度を検出し、リンクチャネルの確立してい
ない移動局について、検出した電界強度を制御部８０へ
出力する。また、リンクチャネルの確立した移動局につ
いて、検出した電界強度を品質指標値テーブル３００
の、当該タイムスロット及び空間多重番号により特定さ
れる領域に書き込む。

【００２５】また、他の無線基地局の電界強度を検出
し、他の無線基地局を識別する識別子とともに、検出し
た電界強度を、電界強度の強い順に、無線基地局テーブ
ル５００に書き込む。なお、ＲＳＳＩ検出部５４は、移
動局からリンクチャネルの割当要求があったときに、前
記の検出を行う。 （応答ベクトル算出部５３）応答ベクトル算出部５３
は、各ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム内のタイムスロットご
とに、無線部２１〜２４から受け取った信号と信号調整
部５１により調整された信号とに基づいて、当該タイム
スロットにおいて通信している移動局の方向情報を含む
応答ベクトルを、次に示すようにして、算出する。

【００２６】移動局ａ、移動局ｂ、移動局ｃ、移動局ｄ
から空間多重されて送信され、それぞれ無線部２１〜２
４が受信した信号Ｘ1 、Ｘ2 、Ｘ3 及びＸ4 並びに移動
局ａ、移動局ｂ、移動局ｃ、移動局ｄから理想的に受信
されるべき信号Ａa 、Ａb 、Ａc 及びＡd について、 Ｘ1 ＝ｈ1aＡa ＋ｈ1bＡb ＋ｈ1cＡc ＋ｈ1dＡd Ｘ2 ＝ｈ2aＡa ＋ｈ2bＡb ＋ｈ2cＡc ＋ｈ2dＡd Ｘ3 ＝ｈ3aＡa ＋ｈ3bＡb ＋ｈ3cＡc ＋ｈ3dＡd Ｘ4 ＝ｈ4aＡa ＋ｈ4bＡb ＋ｈ4cＡc ＋ｈ4dＡd と表わすとき、応答ベクトル算出部５３は、Ｒa＝（ｈ1
a、ｈ2a、ｈ3a、ｈ4a）を算出する。

【００２７】ここで、Ｒaは、移動局ａの応答ベクトル
である。論理的には、無線部２１に受信された信号Ｘ1
と、移動局ａから理想的に受信されるべき信号Ａa との
相関をとることで、他局の信号の項が除かれｈ1aが求ま
るが、移動局で信号の全体にわたってＡa を知ることは
不可能なため、信号調整部５１によって分離された移動
局ａの信号Ｕaを代用してｈ1aを漸近的に求めている。
ｈ2a、ｈ3a、ｈ4aについても各々の無線部に受信された
信号と、分離された移動局ａの信号Ｕa との相関をとる
ことで求まる。

【００２８】移動局ｂ、移動局ｃ、移動局ｄの応答ベク
トルＲb 、Ｒc 、Ｒd 、についても同様にして算出す
る。応答ベクトル算出部５３は、リンクチャネルの確立
した移動局について、算出した応答ベクトルを品質指標
値テーブル３００内の、当該タイムスロット及び当該空
間多重チャネルを識別する空間多重番号により特定され
る領域に書き込む。リンクチャネルの確立していない移
動局について、算出した応答ベクトルを制御部８０へ出
力する。

【００２９】なお、応答ベクトル算出部５３は、移動局
からリンクチャネルの割当要求があったときに、前記の
算出を行う。 （５）アンテナ部１１〜１４、無線部２１〜２４ アンテナ部１１〜１４は、アダプティブアレイアンテナ
である。アンテナ部１１〜１４は、それぞれ無線部２１
〜２４に接続している。

【００３０】無線部２１は、ハイパワーアンプ等を含む
送信部１１１と、ローノイズアンプ等を含む受信部１１
２とから構成される。送信部１１１は、信号処理部５０
から入力された低周波信号を高周波信号に変換し、送信
出力レベルにまで増幅してアンテナ部１１に出力する。
送信部１１１は、制御部８０からの指示に応じて、ハイ
パワーアンプのゲインを制御する等して送信出力を調整
する。受信部１１２は、アンテナ１１部に受信された高
周波信号を低周波信号に変換し、増幅して信号処理部５
０に出力する。

【００３１】無線部２２、２３、２４は、無線部２１と
同じ構成であるので、説明を省略する。 （６）制御部８０ 制御部８０は、具体的には、マイクロプロセッサ、コン
ピュータプログラム（以下、プログラム）の記録されて
いるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及び
作業用に用いられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓ
ｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成され、マイクロプロセ
ッサがＲＯＭに記録されているプログラムを実行するこ
とにより、その機能を達成する。

【００３２】制御部８０は、無線基地局１００の全体の
動作を制御する。 （状態指標値の算出処理としきい値の更新処理）制御部
８０は、状態指標値の算出処理と、相関値しきい値と電
界強度比しきい値とからなるしきい値の更新処理とを、
繰り返し行う。制御部８０は、次に示すようにして、状
態指標値の算出処理を行う。

【００３３】制御部８０は、現時刻が午前０時であるか
否かを判断し、午前０時である場合に、情報記憶テーブ
ル４００の現在の干渉回避起動数Ｅｔを前の干渉回避起
動数Ｅｂへ複写し、現在の拒否回数Ｒｔを前の拒否回数
Ｒｂへ複写する。次に、現在の干渉回避起動数Ｅｔ及び
現在の拒否回数Ｒｔに０の値を設定する。また、２４０
時間（１０日）の経過を監視し、２４０時間の経過毎
に、次に示すようにして、設置密度Ｄｔの算出を行う。

【００３４】制御部８０は、無線基地局テーブル５００
から、無線基地局ＩＤ５０１と電界強度５０２との組を
順に読み出し、読み出した電界強度５０２と所定の電界
強度とを比較し、読み出した電界強度５０２が所定の電
界強度より大きいか等しい場合を計数する。このように
読出しと比較と計数とを繰り返す。こうして得られた計
数値を設置密度Ｄｔとする。

【００３５】制御部８０は、次に示すようにして、しき
い値の更新処理を行う。制御部８０は、現時刻が午前３
時であるか否かを判断し、午前３時である場合に、情報
記憶テーブル４００から前の干渉回避起動数Ｅｂと現在
の設置密度Ｄｔと前の拒否回数Ｒｂとを読み出し、読み
出した前の干渉回避起動数Ｅｂと現在の設置密度Ｄｔと
前の拒否回数Ｒｂとが含まれる範囲を、しきい値テーブ
ル２００の状態指標値２０１から抽出し、抽出された状
態指標値に対応するしきい値２０２を読み出す。読み出
したしきい値２０２に含まれる相関値しきい値２１４と
電界強度比しきい値２１５とを、それぞれ情報記憶テー
ブル４００の相関値しきい値Ｊｔと電界強度比しきい値
Ｋｔとに上書きする。 （リンクチャネル確立時の処理）制御部８０は、次に示
すようにして、リンクチャネル確立時の処理を行う。

【００３６】制御部８０は、新たに無線通信しようとす
る移動局について新たに空間多重しようとする場合に、
空きスロットがあるとして選択された候補チャネルにお
いて、まだ、他の移動局が空間多重されていないなら
ば、リンクチャネルを割り当てるように制御する。すで
に、他の移動局が空間多重されているならば、制御部８
０は、以下に示す多重化決定処理を行い、多重化決定処
理により設定された多重化フラグＦが「１」の場合に
は、リンクチャネルを割り当てるように制御する。多重
化フラグＦが「０」の場合には、他の候補チャネルをサ
ーチするか否かを判断し、サーチしない場合には、拒否
回数Ｒｔに１の値を加算し、リンクチャネルの割当を拒
否するように制御する。サーチする場合には、再度候補
チャネルをサーチするように制御する。 （多重化決定処理）制御部８０は、次に示すようにし
て、多重化決定処理を行う。

【００３７】制御部８０は、新たに無線通信しようとす
る移動局ａの応答ベクトルＲａを応答ベクトル算出部５
３から受け取り、品質指標値テーブル３００の当該タイ
ムスロットを識別するタイムスロット番号により識別さ
れる領域から、既存の移動局Ｘの応答ベクトルＲｘを読
み出し、以下に示すようにして、応答ベクトルＲａと応
答ベクトルＲｘとの相関値Ｊａを算出する。

【００３８】

【数１】

【００３９】次に、制御部８０は、新たに無線通信しよ
うとする移動局ａの電界強度ＩａをＲＳＳＩ検出部５４
から受け取り、品質指標値テーブル３００の当該タイム
スロットを識別するタイムスロット番号により識別され
る領域から、既存の移動局Ｘの電界強度Ｉｘを読み出
し、電界強度比Ｋａを Ｋａ ＝ Ｉａ ／ Ｉｘ により算出する。ここで、Ｋａ＞１の場合には、 Ｋａ ＝ Ｉｘ ／ Ｉａ により算出する。

【００４０】次に、算出した相関値Ｊａと、情報記憶テ
ーブル４００に記憶されている相関値しきい値Ｊｔとを
比較する。また、算出した電界強度比Ｋａと情報記憶テ
ーブル４００に記憶されている電界強度比しきい値Ｋｔ
とを比較する。Ｊａ≦Ｊｔ かつ Ｋａ≧Ｋｔの場合
に、多重化フラグＦを１の値に設定し、その他の場合
に、多重化フラグＦを０の値に設定する。

【００４１】なお、既に複数個（２〜３個）の移動局と
空間多重により通信している場合には、制御部８０は、
各移動局毎に、前記の判定処理を行う。 （通信中の処理）制御部８０は、次に示すようにして、
通信中の処理を行う。制御部８０は、通信品質が悪く、
無線基地局が移動局に対して通信チャネルを切り換える
ように指示すると判断する場合に、現在の干渉回避起動
数Ｅｔに１の値を加算し、移動局に対して、通信チャネ
ルを切り換えるように制御する。

【００４２】また、ハンドオーバが発生したと判断する
場合に、現在の干渉回避起動数Ｅｔに１の値を加算し、
移行先セルの無線チャンネルに切り替えるように制御す
る。 ２ 無線基地局１００の動作 無線基地局１００の動作について説明する。 （１）状態指標値の算出処理としきい値の更新処理の動
作 状態指標値の算出処理としきい値の更新処理の動作につ
いて、図６に示すフローチャートを用いて説明する。

【００４３】制御部８０は、状態指標値の算出処理を行
い（ステップＳ１０１）、相関値しきい値と電界強度比
しきい値とからなるしきい値の更新処理を行い（ステッ
プＳ１０２）、これらを繰り返す。次に、図６に示すフ
ローチャートのステップＳ１０１における状態指標値の
算出処理の詳細について、図７に示すフローチャートを
用いて説明する。

【００４４】制御部８０は、現時刻が午前０時であるか
否かを判断し、午前０時である場合に（ステップＳ１２
１）、情報記憶テーブル４００の現在の干渉回避起動数
Ｅｔを前の干渉回避起動数Ｅｂへ複写し、現在の拒否回
数Ｒｔを前の拒否回数Ｒｂへ複写する（ステップＳ１２
２）。次に、現在の干渉回避起動数Ｅｔ及び現在の拒否
回数Ｒｔに０の値を設定する（ステップＳ１２３）。ま
た、２４０時間（１０日）の経過を監視し、２４０時間
の経過毎に（ステップＳ１２４）、設置密度Ｄｔの算出
を行う（ステップＳ１２５）。

【００４５】次に、図７に示すフローチャートのステッ
プＳ１２５における設置密度Ｄｔの算出処理の詳細につ
いて、図８に示すフローチャートを用いて説明する。制
御部８０は、変数ｉに０の値を設定し（ステップＳ１４
１）、無線基地局テーブル５００から、無線基地局ＩＤ
５０１と電界強度５０２との組を順に読み出し（ステッ
プＳ１４２）、読み出しが終了すれば（ステップＳ１４
３）、変数ｉを設置密度Ｄｔに代入し（ステップＳ１４
６）、設置密度Ｄｔの算出処理を終了する。

【００４６】読み出しが終了していなければ（ステップ
Ｓ１４３）、読み出した電界強度と所定の電界強度とを
比較し、読み出した電界強度が所定の電界強度より大き
いか等しい場合（ステップＳ１４４）、変数ｉに１を加
算し（ステップＳ１４５）、ステップＳ１４２に制御を
戻す。そうでなければ（ステップＳ１４４）、ステップ
Ｓ１４６へ制御を移す。

【００４７】次に、図６に示すフローチャートのステッ
プＳ１０２におけるしきい値の更新処理の詳細につい
て、図９に示すフローチャートを用いて説明する。制御
部８０は、現時刻が午前３時であるか否かを判断し、午
前３時である場合に（ステップＳ１６１）、情報記憶テ
ーブル４００から前の干渉回避起動数Ｅｂと現在の設置
密度Ｄｔと前の拒否回数Ｒｂとを読み出し（ステップＳ
１６２）、読み出した前の干渉回避起動数Ｅｂと現在の
設置密度Ｄｔと前の拒否回数Ｒｂとが含まれる範囲を、
しきい値テーブル２００の状態指標値２０１から抽出
し、抽出された状態指標値に対応するしきい値２０２を
読み出す（ステップＳ１６３）。読み出したしきい値２
０２に含まれる相関値しきい値２１４を、情報記憶テー
ブル４００の相関値しきい値Ｊｔに上書きし（ステップ
Ｓ１６４）、読み出したしきい値２０２に含まれる電界
強度比しきい値２１５を、情報記憶テーブル４００の電
界強度比しきい値Ｋｔに上書きする（ステップＳ１６
５）。 （２）リンクチャネル確立時の動作 リンクチャネル確立時の動作について、図１０に示すフ
ローチャートを用いて説明する。

【００４８】無線基地局１００は、移動局からリンクチ
ャネル確立要求を受け（ステップＳ１８１）、又は無線
基地局１００は、移動局からリンクチャネル確立再要求
を受け（ステップＳ１８２）、応答ベクトル算出部５３
は応答ベクトルを算出し（ステップＳ１８３）、無線基
地局１００は、候補チャネルをサーチし（ステップＳ１
８４）、候補チャネルがなければ（ステップＳ１８
５）、移動局に対してリンクチャネル割当を拒否する
（ステップＳ１８６）。

【００４９】候補チャネルがあれば（ステップＳ１８
５）、新たに無線通信しようとする移動局について新た
に空間多重しようとする場合に、空きスロットがあると
して選択された候補チャネルにおいて、まだ他の移動局
が空間多重されていないならば（ステップＳ１８７）、
移動局に対してリンクチャネルを割り当てる（ステップ
Ｓ１８８）。すでに、他の移動局が空間多重されている
ならば（ステップＳ１８７）、制御部８０は、多重化決
定処理を行い（ステップＳ１８９）、多重化決定処理に
より設定された多重化フラグＦが「１」の場合には（ス
テップＳ１９０）、移動局に対してリンクチャネルを割
り当てる（ステップＳ１９４）。

【００５０】多重化フラグＦが「０」の場合には（ステ
ップＳ１９０）、制御部８０は、他の候補チャネルをサ
ーチするか否かを判断し、サーチしない場合には（ステ
ップＳ１９１）、拒否回数Ｒｔに１の値を加算し（ステ
ップＳ１９２）、移動局に対してリンクチャネルの割当
を拒否する（ステップＳ１９３）。サーチする場合には
（ステップＳ１９１）、ステップＳ１８４へ戻って、再
度候補チャネルのサーチから繰り返す。

【００５１】次に、図１０に示すフローチャートのステ
ップＳ１８９における多重化決定処理の詳細について、
図１１に示すフローチャートを用いて説明する。制御部
８０は、新たに無線通信しようとする移動局ａの応答ベ
クトルＲａを応答ベクトル算出部５３から受け取り（ス
テップＳ２２１）、品質指標値テーブル３００の当該タ
イムスロットを識別するタイムスロット番号により識別
される領域から、既存の移動局Ｘの応答ベクトルＲｘを
読み出し（ステップＳ２２２）、応答ベクトルＲａと応
答ベクトルＲｘとの相関値Ｊａを算出する（ステップＳ
２２３）。

【００５２】次に、制御部８０は、新たに無線通信しよ
うとする移動局ａの電界強度ＩａをＲＳＳＩ検出部５４
から受け取り（ステップＳ２２４）、品質指標値テーブ
ル３００の当該タイムスロットを識別するタイムスロッ
ト番号により識別される領域から、既存の移動局Ｘの電
界強度Ｉｘを読み出し（ステップＳ２２５）、電界強度
比Ｋａを算出する（ステップＳ２２６）。

【００５３】次に、制御部８０は、算出した相関値Ｊａ
と、情報記憶テーブル４００に記憶されている相関値し
きい値Ｊｔとを比較し、算出した電界強度比Ｋａと情報
記憶テーブル４００に記憶されている電界強度比しきい
値Ｋｔとを比較し、Ｊａ≦Ｊｔ（ステップＳ２２７）か
つ Ｋａ≧Ｋｔ（ステップＳ２２８）の場合に、多重化
フラグＦを１の値に設定し（ステップＳ２２９）、その
他の場合に（ステップＳ２２７、Ｓ２２８）、多重化フ
ラグＦを０の値に設定する（ステップＳ２３０）。 （３）通信中の処理動作 通信中の処理動作について、図１２に示すフローチャー
トを用いて説明する。

【００５４】制御部８０は、通信品質が悪く、無線基地
局が移動局に対して通信チャネルを切り換えるように指
示すると判断する場合に（ステップＳ２５１）、現在の
干渉回避起動数Ｅｔに１の値を加算し（ステップＳ２５
２）、移動局に対して、通信チャネルを切り換えるよう
に制御する（ステップＳ２５３）。また、制御部８０
は、ハンドオーバが発生したと判断する場合に（ステッ
プＳ２５４）、現在の干渉回避起動数Ｅｔに１の値を加
算し（ステップＳ２５５）、移行先セルの無線チャンネ
ルに切り替えるように制御する（ステップＳ２５６）。 ３ まとめ アダプティブアレイアンテナを搭載したＴＤＭＡ通信方
式の無線基地局１００は、同一タイムスロットに同一周
波数でパス多重無線チャネル割当を行う場合、同一スロ
ットにパス多重する際に用いる応答ベクトルの相関値し
きい値を調整し、周囲の環境等に応じた最適なパス多重
無線チャネル割当を行う。また、さらに、パス多重され
る移動局同士の電波強度の比を用いて、より通信品質の
良好なパス多重通信を行う。

【００５５】無線基地局１００は、干渉回避起動数を計
数し、無線基地局の周囲に設置されている他の無線基地
局の設置密度を計数し、通信品質不良によりリンクチャ
ネル割当が拒否された拒否回数を計数し、計数された前
記干渉回避起動数、前記設置密度及び前記拒否回数に応
じて相関値しきい値及び電界強度比しきい値を更新す
る。 ４ その他の変形例 （１）上記の実施の形態では、電界強度比として、２個
の移動局の電界強度の比を用いているが、デジベルを用
いるとしてもよい。 （２）制御部８０は、多重化フラグＦが「０」の場合
に、他の候補チャネルをサーチするか否かを判断すると
きに、判断の回数を計数し、計数した判断の回数により
決定するとしてもよい。例えば、判断の回数が２回以内
であれば、他の候補チャネルをサーチするとし、３回以
上であれば、拒否回数Ｒｔに１の値を加算し、リンクチ
ャネルの割当を拒否するように制御するとしてもよい。

【００５６】また、制御部８０は、多重化フラグＦが
「０」の場合に、他の基地局に制御を移すようにしても
よい。 （３）拒否回数、通信チャネル切替回数又はハンドオー
バ回数を計数する単位時間を１日以外の単位としてもよ
い。例えば、１時間、１２時間、３日などとしてもよ
い。

【００５７】また、拒否回数は、移動局からの一定数の
リンク確立要求当たりの拒否回数であるとしてもよい。 （４）制御部８０は、午前０時に情報記憶テーブル４０
０の現在の干渉回避起動数Ｅｔを前の干渉回避起動数Ｅ
ｂへ複写し、現在の拒否回数Ｒｔを前の拒否回数Ｒｂへ
複写し、現在の干渉回避起動数Ｅｔ及び現在の拒否回数
Ｒｔに０の値を設定するとしているが、もちろん他の時
刻でもよい。一日に複数回実施してもよい。 （５）制御部８０は、２４０時間（１０日）の経過を監
視し、２４０時間の経過毎に、設置密度Ｄｔの算出を行
うとしているが、この２４０時間に限らない。他の時間
としてもよい。 （６）制御部８０は、午前３時に、しきい値の更新処理
を行うとしているが、他の時刻であってもよい。一日に
複数回実施してもよい。また、情報記憶テーブル４００
の現在の干渉回避起動数Ｅｔを前の干渉回避起動数Ｅｂ
へ複写し、現在の拒否回数Ｒｔを前の拒否回数Ｒｂへ複
写し、現在の干渉回避起動数Ｅｔ及び現在の拒否回数Ｒ
ｔに０の値を設定する時刻と同じ時刻に行うとしてもよ
い。 （７）上記の実施の形態によると、制御部８０は、応答
ベクトル間の相関値が相関値しきい値Ｊｔより小さいか
又は等しい場合、かつ、電界強度比が前記電界強度比し
きい値Ｋｔより大きいか又は等しい場合に、空間多重を
行うとしている。図１３（ａ）〜（ｃ）は、横軸に相関
値、縦軸に電界強度比をとり、相関値と相関値しきい値
Ｊｔとの関係及び電界強度比と電界強度比しきい値Ｋｔ
との関係を図示している。図１３（ａ）において、線分
Ｌ１１と線分Ｌ１２と縦軸と横軸とにより囲まれた矩形
領域Ｅ１０（斜線により示される領域）が、前記の条件
に対応する部分である。相関値と電界強度比とがこの領
域Ｅ１０内に含まれる場合に、空間多重を行うとしてい
る。

【００５８】ここで、次に示すようにしてもよい。図１
３（ｂ）に示すように、相関値しきい値Ｊｔと電界強度
比しきい値Ｋｔとを結ぶ曲線Ｌ２１と縦軸と横軸とによ
り囲まれた領域Ｅ２０（斜線により示される領域）が、
相関値と相関値しきい値Ｊｔとの関係及び電界強度比と
電界強度比しきい値Ｋｔとの関係を示すものとし、相関
値と電界強度比とがこの領域Ｅ２０内に含まれる場合
に、空間多重を行うとしてもよい。

【００５９】また、図１３（ｃ）に示すように、相関値
しきい値Ｊｔと電界強度比しきい値Ｋｔとを結ぶ線分Ｌ
３１と線分Ｌ３２と線分Ｌ３３と線分Ｌ３４と縦軸と横
軸とにより囲まれた多角形領域Ｅ３０（斜線により示さ
れる領域）が、相関値と相関値しきい値Ｊｔとの関係及
び電界強度比と電界強度比しきい値Ｋｔとの関係を示す
ものとし、相関値と電界強度比とがこの多角形領域Ｅ３
０内に含まれる場合に、空間多重を行うとしてもよい。 （８）ＲＳＳＩ検出部５４は、移動局からリンクチャネ
ルの割当要求があったときに、前記の検出を行い、応答
ベクトル算出部５３は、移動局からリンクチャネルの割
当要求があったときに、前記の算出を行うとしている
が、移動局から同期バーストを受けたとき、又は、通信
チャネルバーストを受けたときに、前記検出及び前記算
出を行うとしてもよい。

【００６０】

【発明の効果】上記に説明したように、本発明は、複数
の移動局との間で空間多重により無線通信を行う無線基
地局であって、あらかじめしきい値を記憶しているしき
い値記憶手段と、新たに無線通信しようとする移動局と
の間の通信品質を示す品質指標値を算出する第１算出手
段と、算出された前記品質指標値と前記しきい値とを比
較して、空間多重を行うか否かを判断する多重判断手段
と、空間多重を行うと判断される場合に、前記移動局と
の間で空間多重により無線通信を行う通信手段と、無線
基地局の通信環境状態を示す状態指標値を算出する第２
算出手段と、算出された状態指標値に応じて、しきい値
記憶手段に記憶されているしきい値を更新するしきい値
更新手段とを備える。

【００６１】この構成によると、無線基地局の通信環境
状態を示す状態指標値によりしきい値を更新するので、
無線基地局の通信環境状態に応じて、適切に空間多重を
行うことができるという効果がある。このため、無線基
地局毎に、無線基地局と移動局との間において、一定の
トラフィック量の確保と一定の通信品質の保証との間の
関係を最適化することができる。

【００６２】ここで、前記しきい値記憶手段は、しきい
値として、第１しきい値と第２しきい値とをあらかじめ
記憶しており、前記第１算出手段は、品質指標値とし
て、既に通信中の移動局及び新たに無線通信しようとす
る移動局の応答ベクトル間の相関値と、前記２個の移動
局の電界強度間の電界強度比とを算出し、前記多重判断
手段は、前記相関値と前記第１しきい値とを比較し、又
は前記電界強度比と前記第２しきい値とを比較して、空
間多重を行うか否かを判断し、前記しきい値更新手段
は、算出された状態指標値に応じて、しきい値記憶手段
に記憶されている第１しきい値又は第２しきい値を更新
するように構成してもよい。

【００６３】この構成によると、既に通信中の移動局及
び新たに無線通信しようとする移動局の応答ベクトル間
の相関値と、前記２台の移動局の電界強度間の電界強度
比とを、通信品質を示す品質指標値とするので、移動局
と無線基地局との間の通信品質を正確に把握することが
できるという効果がある。ここで、前記多重判断手段
は、前記相関値が前記第１しきい値より小さいか又は等
しい場合、かつ、前記電界強度比が前記第２しきい値よ
り大きいか又は等しい場合に、空間多重を行うと判断す
るように構成してもよい。

【００６４】この構成によると、無線基地局の通信環境
状態に応じて、より適切に空間多重を行うことができる
という効果がある。ここで、前記第１算出手段は、状態
指標値として、空間多重により無線通信している移動局
の通信チャネルを単位時間当りに変更した回数を示す干
渉回避起動数、無線基地局の周囲に設置されている他の
無線基地局の設置密度、又は前記多重判断手段により前
記品質指標値と前記しきい値とを比較して空間多重を行
わないと判断されることにより単位時間当りにリンクチ
ャネル割当を拒否した拒否回数を算出し、前記しきい値
更新手段は、算出された状態指標値としての前記干渉回
避起動数、前記設置密度、又は前記拒否回数に応じて前
記しきい値を更新するように構成してもよい。

【００６５】この構成によると、干渉回避起動数を無線
基地局の通信環境状態を示す状態指標値とするので、無
線基地局の周囲に設置されている他の無線基地局の設置
密度を、無線基地局の通信環境状態を示す状態指標値と
するので、また、前記品質指標値と前記しきい値とを比
較して、空間多重を行わないと判断されることにより、
リンクチャネル割当が拒否された拒否回数を、無線基地
局の通信環境状態を示す状態指標値とするので、無線基
地局の通信環境状態を正確に把握することができるとい
う効果がある。

【００６６】ここで、前記しきい値更新手段は、定期的
にしきい値を更新するように構成してもよい。この構成
によると、しきい値が定期的に更新されるので、定期的
に更新されたしきい値を用いて、適切に空間多重を行う
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】無線基地局１００の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】しきい値テーブル２００の一例を示す。

【図３】品質指標値テーブル３００の一例を示す。

【図４】情報記憶テーブル４００の一例を示す。

【図５】無線基地局テーブル５００の一例を示す。

【図６】制御部８０の状態指標値の算出処理としきい値
の更新処理の動作を示すフローチャートである。

【図７】制御部の状態指標値の算出処理の詳細を示すフ
ローチャートである。

【図８】制御部８０の設置密度Ｄｔの算出処理の詳細を
示すフローチャートである。

【図９】制御部８０のしきい値の更新処理の詳細を示す
フローチャートである。

【図１０】無線基地局１００のリンクチャネル確立時の
動作を示すフローチャートである。

【図１１】制御部８０の多重化決定処理動作を示すフロ
ーチャートである。

【図１２】無線基地局１００の通信中の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図１３】相関値と相関値しきい値Ｊｔとの関係及び電
界強度比と電界強度比しきい値Ｋｔとの関係を示す。
（ａ）相関値と電界強度比とが矩形領域Ｅ１０内に含ま
れる場合に、空間多重を行うことを示している。（ｂ）
相関値と電界強度比とが領域Ｅ２０内に含まれる場合
に、空間多重を行うことを示している。（ｃ）相関値と
電界強度比とが多角形領域Ｅ３０内に含まれる場合に、
空間多重を行うことを示している。

【符号の説明】

１１〜１４ アンテナ部 ２１〜２４ 無線部 ５０ 信号処理部 ５１ 信号調整部 ５３ 応答ベクトル算出部 ５４ ＲＳＳＩ検出部 ６０ モデム部 ７０ ベースバンド部 ８０ 制御部 ９０ 情報記憶部

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の移動局との間で空間多重により無
   線通信を行う無線基地局であって、 あらかじめしきい値を記憶しているしきい値記憶手段
   と、 新たに無線通信しようとする移動局との間の通信品質を
   示す品質指標値を算出する第１算出手段と、 算出された前記品質指標値と前記しきい値とを比較し
   て、空間多重を行うか否かを判断する多重判断手段と、 空間多重を行うと判断される場合に、前記移動局との間
   で空間多重により無線通信を行う通信手段と、 無線基地局の通信環境状態を示す状態指標値を算出する
   第２算出手段と、算出された状態指標値に応じて、しき
   い値記憶手段に記憶されているしきい値を更新するしき
   い値更新手段とを備えることを特徴とする無線基地局。
2. 【請求項２】 前記しきい値記憶手段は、しきい値とし
   て、第１しきい値と第２しきい値とをあらかじめ記憶し
   ており、 前記第１算出手段は、品質指標値として、既に通信中の
   移動局及び新たに無線通信しようとする移動局の応答ベ
   クトル間の相関値と、前記２個の移動局の電界強度間の
   電界強度比とを算出し、 前記多重判断手段は、前記相関値と前記第１しきい値と
   を比較し、又は前記電界強度比と前記第２しきい値とを
   比較して、空間多重を行うか否かを判断し、 前記しきい値更新手段は、算出された状態指標値に応じ
   て、しきい値記憶手段に記憶されている第１しきい値又
   は第２しきい値を更新することを特徴とする請求項１記
   載の無線基地局。
3. 【請求項３】 前記多重判断手段は、前記相関値が前記
   第１しきい値より小さいか又は等しい場合、かつ、前記
   電界強度比が前記第２しきい値より大きいか又は等しい
   場合に、空間多重を行うと判断することを特徴とする請
   求項２に記載の無線基地局。
4. 【請求項４】 前記第１算出手段は、状態指標値とし
   て、空間多重により無線通信している移動局の通信チャ
   ネルを単位時間当りに変更した回数を示す干渉回避起動
   数、無線基地局の周囲に設置されている他の無線基地局
   の設置密度、又は前記多重判断手段により前記品質指標
   値と前記しきい値とを比較して空間多重を行わないと判
   断されることにより単位時間当りにリンクチャネル割当
   を拒否した拒否回数を算出し、 前記しきい値更新手段は、算出された状態指標値として
   の前記干渉回避起動数、前記設置密度、又は前記拒否回
   数に応じて前記しきい値を更新することを特徴とする請
   求項１〜請求項３のいずれかに記載の無線基地局。
5. 【請求項５】 前記しきい値更新手段は、定期的にしき
   い値を更新することを特徴とする請求項１〜請求項４の
   いずれかに記載の無線基地局。