JP3889611B2 - 多重制御装置、無線基地局及びタイムスロット割り当て変更方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の移動局と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、従来の時分割多重方式に空間多重方式を併用する通信がある。
図１４は、上述の時分割多重方式と空間多重方式との関係を示す図である。
【０００３】
時分割多重方式は、時分割により区切られた複数のタイムスロットそれぞれに１つの移動局を割り当てて通信する。
上述のタイムスロットは、制御用のタイムスロット（以下、「制御スロット」という。）と通話用のタイムスロット（以下、「通話スロット」という。）とに分けられ、例えば、受信用としてのスロットについて見れば、制御スロット１つに対し、通話スロットが３つ用意される。
【０００４】
同じく、送信用としてのスロットとして、制御スロット１つに対し、通話スロットが３つ用意されており、前記４つの受信用のスロットを合わせた計８つのスロットで１フレームを構成する。
空間多重方式は、無線基地局において、アンテナの指向性を制御するなどにより、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。
【０００５】
つまり、空間多重方式は、１つの通話スロットに２以上の移動局を割り当てて通信を行っている。
このため、空間多重される移動局どうしの電波が異なる方角から無線基地局に到来する必要があり、上述のアダプティブアレーアンテナにより形成される同じ指向性パターン内に存在する移動局どうしでは、お互いが送信する電波が干渉し、通信が困難となる。
【０００６】
図１５は、従来の無線基地局における新規接続の状況を示す図である。
なお、ここでは、受信用のスロットを例に説明するものとし、送信用のスロットも受信用のスロットと同様の移動局の割り当てがなされているものとする。
通常、無線基地局は、通信品質が良好となるように、移動局の位置関係に通信品質が左右されない時分割多重を優先して実施する。
【０００７】
つまり、無線基地局は、新規接続を要求している移動局を、先ず移動局が１つも割り当てられていない通話通話スロット（以下、「空スロット」という。）に割り当て、その後、例えば、図１５に示す時刻ｔ₀以降に示すように、空スロットがなくなった時点で、空間多重を行い、１つの通話スロットに２以上の移動局の割り当て、通信を試みる。
【０００８】
その際、無線基地局は、各移動局と無線基地局間における通信品質を予測し、決められたしきい値以上の通信品質が確保できるように、割り当て先となる通話スロットを選定する。
より具体的には、無線基地局は、次に示すようにして、通信品質を予測する。各無線基地局は、予めそれぞれ所定の値が設定されている空間相関値しきい値J_t及び電界強度比しきい値K_tとを記憶している。
【０００９】
無線基地局は、既に割り当て済みの移動局については、受信用の通話スロットを用いた通信の状態をもとに、また、新規接続要求を行った移動局については、この要求の通知に用いられた受信用の制御スロットによる通信の状態をもとに、上述の通信品質の評価に必要なデータをサンプリングする。
こうして得られたデータをもとに、無線基地局は、各移動局の存在する方向を示す応答ベクトルを算出し、算出した２個の応答ベクトル間の空間相関値J_Xを計算する。
【００１０】
また、前記２台の移動局の電界強度を測定し、測定した２台の電界強度間の電界強度比K_X（Ｄ波レベル比）を算出する。
ここで、電界強度比K_X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K_Xが１以上の場合には、その逆数とする。
そして、応答ベクトルの空間相関値J_Xが空間相関値しきい値J_t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K_Xが電界強度比しきい値K_t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。
【００１１】
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、他の通話スロットを用いて通信し又は新規接続を拒否する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、接続される移動局の数が増えるにつれ、空間多重の数が増加するため、新規接続の要求を行う移動局にとっては、前記条件の比較対象数が増加し、接続できる条件の成立がより困難になり、新規接続できる機会が減少するという問題がある。
【００１３】
また、仮に、上述の２条件を満足した場合であっても、例えば、図１５の時刻ｔ₁に示すように、実際に多重を行うと通話品質が所定のレベルを確保できないこともあり、このような場合、この通話スロットへの割り当てを解除（以下、「切り戻り」という。）せざるを得ない。
このような切り戻りが発生する理由の１つとして、新規接続要求を行った移動局からサンプリングされたデータの精度が低いことが挙げられる。
【００１４】
つまり、上述のように、新規接続の要求を行った移動局については、受信用の制御スロットによる通信の状態をもとに通信品質の評価に必要なデータを行っているが、受信用の制御スロットにおいてサンプリング可能な時間は、受信用の通話スロットに比べて極めて短い時間に限られているため、不安定な通信状態においては、通信品質の評価結果が実際よりも良くも悪しくもなり、正当な判定が行われない可能性がある。
【００１５】
さらに、移動局が高速で移動中の場合は、その移動方向などを把握した上で空間多重すべき通話スロットを決定することが望ましいが、受信用の制御スロットを用いて得られるデータは、サンプリングタイムが極めて短いため、移動方向の把握に必要な時系列的なデータを十分に収集できないという問題がある。
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、新規接続の際、容易に接続可能な無線基地局を提供することを目的とする。
【００１６】
また、上述の無線基地局に備えられ、上述の目的を達成するための処理を実行する多重制御装置を提供することを目的とする。
さらに、上述の目的を達成するためのタイムスロット割り当て変更方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【００１７】
【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、本発明に係る無線基地局は、時分割により区分された複数のタイムスロットのいずれかに移動局を割り当て、時分割多重及び空間多重により複数の移動局と無線通信を行う無線基地局であって、空間多重限界数未満である空間多重数Ｎの低多重タイムスロットが存在する状態を生成するか、または、当該状態を維持するように、前記割り当ての変更を試みるタイムスロット割り当て変更手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る多重制御装置は、時分割多重及び空間多重により複数の移動局と無線通信を行う無線基地局に備えられ、時分割により区分された複数のタイムスロットのいずれかに１以上の移動局を割り当てる空間多重制御装置であって、タイムスロットに割当てている接続中のユーザのうち、他のタイムスロットに割当て先を移行したとしても、移行先のタイムスロットの各接続ユーザの通信特性が良好となることが予測できるものに対し、前記移行を試みることにより、空間多重限界数未満である空間多重数Ｎの低多重タイムスロットが存在する状態を生成するか、または、前記低多重タイムスロットが既に存在する場合に新規ユーザの接続が要求されたとき、前記低多重タイムスロット以外のタイムスロットへの新規ユーザの割り当てを優先的に試みることにより、前記低多重タイムスロットが存在する状態を維持するように、前記空間多重を制御することを特徴とする。また、本発明に係るタイムスロット割り当て変更方法は、時分割により区分された複数のタイムスロットに移動局を割り当て、複数の移動局と時分割多重及び空間多重により無線通信を行う無線基地局において、前記割り当てを変更するタイムスロット割り当て変更方法であって、移動局の割り当てが１つも行われていない低多重タイムスロットを確保するように前記割り当ての変更を試みるタイムスロット割り当てステップを含むことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係るプログラムは、時分割により区分された複数のタイムスロットに移動局を割り当て、複数の移動局と時分割多重及び空間多重により無線通信を行う無線基地局において、前記割り当てを変更するためのプログラムであって、移動局の割り当てが１つも行われていない低多重タイムスロットを確保するように前記割り当ての変更を試みるタイムスロット割り当てステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明における第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 Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）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。
（無線基地局１００の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態における無線基地局１００の機能ブロック図である。
【００２１】
無線基地局１００は、アンテナ部１１〜１４、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。
【００２２】
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ＴＤＭＡ／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。
【００２３】
４個の送信タイムスロットのうち１個は、送信用の制御スロットであり、また、残りの３個は送信用の通話スロットである。
また４個の受信タイムスロットのうち１個は、受信用の制御スロットであり、また、残りの３個は受信用の通話スロットである。
また、ベースバンド部７０は、１個のＴＤＭＡ／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ＱＰＳＫ（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。
【００２４】
また、モデム部６０は、ベースバンド部７０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、通信品質予測テーブル４００、しきい値理想値テーブル４２０及び切替元選出テーブル６００を有している。
（しきい値テーブル２００）
図２は、通信品質の判定に用いるしきい値を格納するテーブルであるしきい値テーブル２００の論理的な構成を示す図である。
【００２５】
しきい値テーブル２００は、空間相関値しきい値J_t、電界強度比しきい値K_t、フェージングしきい値P_tからなる。
空間相関値しきい値J_tは、通信中移動局の応答ベクトルと新規移動局の応答ベクトルとから得られる空間相関値J_Xに関するしきい値である。
電界強度比しきい値K_tは、通信中移動局から受信した信号の電界強度と新規移動局から受信した信号の電界強度との比、即ち、電界強度比K_Xに関するしきい値である。
【００２６】
フェージングしきい値P_tは、通信中移動局及び新規移動局間の空間相関値J_Xの変化スピード、即ち、フェージング値P_Xに関するしきい値である。
フェージング値P_Xは、空間相関値J_Xの単位時間あたりの変化量である。
フェージング値P_Xが大きいほど、移動局間の相対移動速度が大きいものと推測されるため、アンテナ部１１〜１４のそれぞれが形成する指向性パターンの範囲から逸脱する可能性が高く、これら移動局と同時刻に、即ち、同じ通話スロット上において空間多重するのには適さない。
（品質指標値テーブル３００）
品質指標値テーブル３００は、図３に一例として示すように、各ＴＤＭＡ／ＴＤＤ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３０３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。
【００２７】
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。
（通信品質予測テーブル４００）
本第１の実施の形態においては、１つの移動局のみが割り当てられている通話スロット及びこの通話スロットに割り当てられている移動局を、割り当て済み移動局の通信品質によらずに実施するチャネル切替（以下、「強制ＴＣＨ切替」という。）の切替元としており、一方、強制ＴＣＨ切替の切替先は、この切替元となった移動局と切替先として想定される通話スロットに割り当てられている全ての移動局との間の通信品質の予測結果にもとづいて決定される。
【００２８】
ここで、上述の移動局の割り当ては、１チャネルを構成する１つの受信用通話スロットと送信用通話スロットとに対してそれぞれ実施されるものであるが、これら２つの通話スロットがペアで変更されるため、以下、通話スロットとは、受信用通話スロット及び送信用通話スロットの両者を示すものとして説明する。
ここで、便宜的にｎ（ｎは、１以上の整数）台の移動局が割り当てられている通話スロットを便宜的にｎ多重スロットということとし、この場合の空間多重の数（以下、「空間多重数」という。）はｎであるということとする。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、３つの通話スロット全てが１多重スロットとなっている場合について考える。
図４（ｂ）は、このような場合に、制御部８０により作成される強制ＴＣＨ切替における切替先を決定するための通信品質予測テーブル４００を示す図である。
【００３０】
図４（ｂ）に一例として示すように、通信品質予測テーブル４００には、２移動局間における２つの応答ベクトルにもとづいて算出される空間相関値J_Xと、この空間相関値J_Xの変化速度を示すフェージング値P_Xと、この２移動局間の電界強度比K_Xとが示されている。
さらに、通信品質予測テーブル４００には、上述の２移動局の組み合わせが２以上ある場合、上述の空間相関値J_X、電界強度比K_X及びフェージング値P_Xそれぞれについて、上述の各組み合わせにおける相対的な評価結果の順位を示すポイントＡ、ポイントＢ及びポイントＣが合わせて示されている。
【００３１】
組み合わせ４０１は、強制ＴＣＨ切替を実施する際に、通信品質の予測の評価対象となる２移動局の組を示す。
空間相関値４０２は、２移動局間の近さを示す指標である空間相関値J_Xを示している。
ポイント(Ａ)４０３は、上述の各空間相関値J_Xに、この空間相関値J_Xの理想値に近いものから遠いものへと順番を付したものである。
【００３２】
電界強度比４０４は、２移動局の電界強度の比である電界強度比K_Xを示している。
ポイント(Ｂ)４０５は、上述の各電界強度比K_Xに、この電界強度比の理想値（以下、「電界強度比理想値」という。）K_Rに近いものから遠いものへと順番を付したものである。
【００３３】
フェージング値４０６は、空間相関値J_Xの単位時間当りの変化量であるフェージング値P_Xを示している。
ポイント(Ｃ)４０７は、上述の各フェージング値P_Xに、このフェージング値P_Xの理想値に近いものから遠いものへと順番を付したものである。
トータルポイント４０８は、上述の各組み合わせ毎にポイントＡ、ポイントＢ及びポイントＣの値を合計した値を示す。
【００３４】
このように、空間多重数が２以下の場合、上述の通信品質の予測も、図４の組み合わせ４０１に示される組み合わせごとに実施すればよいこととなる。
しかしながら、実際にこのように空間多重数が２以下となる頻度は、少ないと考えられ、図５（ａ）に示すように、強制ＴＣＨ切替を行った結果、空間多重数が３以上となる場合が多い。
【００３５】
図５（ｂ）は、このような場合において、制御部８０により、通信品質予測テーブル４００に代えて作成される通信品質予測テーブル５００を示す。
通信品質予測テーブル５００において、組み合わせ５０１からトータルポイント５０８までの各値は、図４における組み合わせ４０１からトータルポイント４０８と同様である。
【００３６】
多重空間方法５１０は、説明上設けたものであり、実際にデータとして格納されてはおらず、１多重スロットの移動局を１多重以上の通話スロットに割り当てる組み合わせを示す。
ここで、同一の通話スロットに割り当てられている移動局の組み合わせは、同じグループに属しているものと捉えることができる。
【００３７】
強制ＴＣＨ切替の実施により、新たに空間多重されると、空間多重された通話スロットのグループに属する全ての移動局の通信品質に影響が及ぶ恐れがあるため、強制ＴＣＨ切替の切替先の選定には、このグループ単位での通信品質の予測が必要である。
品質評価グループ５１１は、このようなグループを特定する番号を示す。
（しきい値理想値テーブル４２０）
しきい値理想値テーブル４２０は、空間相関値しきい値J_tと、電界強度比しきい値K_tと、フェージングしきい値P_tと、これらしきい値それぞれに対応する空間相関値理想値J_Rと、電界強度比理想値K_Rと、フェージング理想値P_Rとを予め記憶している。
【００３８】
なお、空間相関値しきい値J_t及び空間相関値理想値間J_R（これら２値を含む）にある空間相関値J_Xと、電界強度比しきい値K_t及び電界強度比理想値間K_R（これら２値を含む）にある電界強度比K_Xと、フェージングしきい値P_t及びフェージング理想値間P_R（これら２値を含む）にあるフェージング値P_Xとを有する組み合わせにおいては、通信品質上の問題がないものと判定される。
【００３９】
理想値４１０は、空間相関値理想値J_R、電界強度比理想値K_R及びフェージング理想値P_Rの組を示す。
しきい値４１１は、空間相関値しきい値J_t、電界強度比しきい値K_t及びフェージングしきい値P_tの組を示す。
切替元選出テーブル６００は、１多重スロットが複数存在する場合、つまり、強制ＴＣＨ切替における切替元となり得る通話スロットが複数存在する場合、切替元の選出するためのテーブルであり、１多重スロットとなっている通話スロットそれぞれに優先順位とリトライ回数が対応付けられている。
（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、ＲＳＳＩ検出部５４及び通信不良検出部５５から構成され、具体的には、プログラマブルなＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ 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２１〜２４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２１〜２４へ出力する。
（ＲＳＳＩ検出部５４）
ＲＳＳＩ検出部５４は、各ＴＤＭＡ／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。
【００４０】
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もとづいて、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。
【００４１】
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２１〜２４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＝（ｈ1a、ｈ2a、ｈ3a、ｈ4a）を算出する。
【００４２】
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、このＡaの代わりに信号調整部５１によって分離された移動局ａの信号Ｕaを用いてｈ1aを漸近的に求めている。
【００４３】
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。
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。
【００４４】
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。
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。
（通信不良検出部５５）
通信不良検出部５５は、通信中の移動局全ての無線通信状況を監視し、これら移動局の無線通信に問題が生じた場合、直ちにその旨を制御部８０に通知する機能を有する。
（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。
【００４５】
アンテナ部１１〜１４は、それぞれ無線部２１〜２４に接続している。
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１１２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、アンテナ部１１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５０に出力する。
【００４６】
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、タイマ、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 Ａｃｃｅｓｓ 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。
【００４７】
制御部８０は、無線基地局１００の全体の動作を制御する。
（空スロット確保処理）
制御部８０は、後述の切替元選択処理及び通信品質予測処理を実施しつつ、恒常的に空スロットを確保するように、以下に示す空スロット確保処理を実施する。
【００４８】
即ち、制御部８０は、通話スロットへの移動局の割り当て状態が変化したとき、空スロットがなく、かつ、１つの移動局のみが割り当てられている通話スロットがないかどうかを判定し、このような通話スロットがある場合、この移動局を他の通話スロットに割り当て変更する強制ＴＣＨ切替を実施し、空スロットを確保するように試みる。
【００４９】
これは、従来、収容中の移動局及び無線基地局１００間の通信品質が低下したことにより移動局を他の通話スロットに割り当て変更する通常のチャネル切替ではなく、収容中の移動局及び無線基地局１００間の通信品質とは無関係に実施する切替である。
また、制御部８０は、上述の強制ＴＣＨ切替を試みる際、割り当て済みの移動局に関して、通信品質を予測するために必要な複数データをタイマ値ｔ１秒の時間をかけて収集し、これらデータ、即ち、空間相関値J_X、電界強度比K_X及びフェージング値P_Xにもとづいて、設定レベル以上の通信品質が確保可能かを判定し、さらに、ベースバンド部７０から外部の交換機へと向かうＩＳＤＮ回線の通信帯域に空があるか否かを判定した上で、強制ＴＣＨ切替について実施可否判定を行う。
【００５０】
ところで、一般的に、空間多重数が増えるにつれ、同一通話スロット内に割り当てられている移動局の通信品質は低下する傾向にある。
これは、同一周波数及び同一通話スロットにおいて電波を受信しているため、アダプティブアレイアンテナなどの指向性を有するアンテナで受信しているとしても、場合により電波干渉などの影響を受けてしまうことなどによる。
【００５１】
つまり、１多重スロットに割り当てられている移動局、即ち、強制ＴＣＨ切替における切替元となる移動局の通信品質は、２、３及び４多重スロットに割り当てられている移動局の通信品質に比べ良好であり、このような状況下で得られる、応答ベクトル、電界強度の精度も高いものと考えられる。
さらに、１多重スロットは、通話スロットであり、データは通話が終了するまで受信されるため、上述のフェージング値P_Xを精度よく算出するには十分な時間が確保できる。
【００５２】
そして、この強制ＴＣＨ切替の実施した結果、空スロットが確保される頻度が増加することとなる。
また、制御部８０は、通話スロットへの移動局の割り当て状態が変化したとき、空スロットがなく、かつ１多重スロットが２以上存在する場合、以下に示す切替元選択処理を実施して、切替元とする通話スロットを決定する。
【００５３】
さらに、制御部８０は、ベースバンド部７０に接続するＩＳＤＮ回線のトラフィックについて監視する。
（切替元選択処理）
図６は、上述の強制ＴＣＨ切替における切替元とする通話スロットを決定するための切替元選択処理を説明する図である。
【００５４】
制御部８０は、上述の強制ＴＣＨ切替を実施しようとするとき、切替元とする通話スロットを決定するため切替元選出テーブル６００を生成し、情報記憶部９０内に格納する。
そして、上述の強制ＴＣＨ切替が不成功に終わる毎に切替元選出テーブル６００の内容を更新することにより、次に切替元とする通話スロットを決定し、タイマ値ｔ２秒の時間待機した後、再度、空スロット確保処理を試みる。
【００５５】
この待機は、移動局側のレスポンスアビリティの限界を超えない範囲で、無線基地局１００から移動局にチャネル切替などの指示を与えることを目的として実行されるものである。
空スロット確保処理が実行される契機としては、空スロットに新規接続された（以下、「ケース１」という。）、２、３または４多重スロットに割り当てされている移動局の１つが空スロットに割り当て変更された（以下、「ケース２」という。）及び全ての通話スロットが２以上の空間多重状態となっているとき、このうちの２多重スロットにおいて、通話が終了し接続が解除された結果、１多重スロットとなった（以下、「ケース３」という。）などが挙げられる。
【００５６】
図６は、切替元のなる通話スロット及び移動局を決定するための切替元選出テーブル６００を示す図である。
ここで、上述のケース１及びケース２を例に挙げ、空スロット確保処理に伴う本テーブルの更新状況について説明する。
制御部８０は、ケース１及びケース２においては、最終的に通話スロットへの割り当て状態が変化した移動局が割り当てられている１多重スロットに対し、又ケース３においては、接続が終了した移動局が割り当てられていた１多重スロットに対し、最優先順位である１を対応づけて切替元選出テーブル６００に格納する。
【００５７】
制御部８０は、空スロット確保処理が実行される際、最優先順位が対応づけられている１多重スロットを切替元の通話スロットとして認識する。
このような優先順位付けを行う理由は、既に通信中の移動局を、強制ＴＣＨ切替の際に通信品質の低下が予測される切替元の移動局に選択することを避け、通話中のユーザに出来るだけ不快感を与えないようにするためである。
【００５８】
ところで、最優先順位を付した通話スロット以外にも１多重スロットが存在する場合、制御部８０は、各通話スロットを識別するためにそれぞれ対応づけられている固有の番号であるスロット番号の小さなものから大きなものに優先順位を対応づけて行く。
また、上述の優先順位の対応づけを行った１多重スロットに対して、リトライ回数３をデフォルト値としてそれぞれ対応づけて切替元選出テーブル６００に格納する。
【００５９】
以上が制御部８０により空スロット確保処理が実行される直前の処理であり、切替元となる通話スロット及び移動局を特定するための処理である。
そして、制御部８０は、通信品質予測テーブル４００において、切替元となっている移動局を含む組み合わせのうち、最もトータルポイント数が少ないもの、即ち、最も高い通信品質を得られると予想される組み合わせを選出し、当該組み合わせに含まれる移動局のうち切替元となっていない移動局が割り当てられている通話スロットを切替先の通話スロットとして決定する。
【００６０】
このように決定された切替元の移動局及び通話スロットと切替先の通話スロットにもとづいて、制御部８０は、強制ＴＣＨ切替を実施する。
この強制ＴＣＨ切替が成功した場合、制御部８０は、切替元選択処理を終了する。
一方、上述の強制ＴＣＨ切替が通信品質不良などにより失敗した場合、切替元となった１多重スロットの優先順位の値を最低の優先順位の値に変更すると共に、切替元選出テーブル６００において、この１多重スロットに対応づけられているリトライ回数を１ディクリメントし、さらに、他の１多重スロットにおける優先順位の値を繰り上げる。
【００６１】
なお、このような処理を繰り返した結果、１多重スロットに対応づけられているリトライ回数が０となった場合、制御部８０は、この１多重スロットを切替元の１多重スロットの候補から除外する。
また、この除外に伴い、制御部８０は、この除外された１多重スロットの優先順位の穴を埋めるべく、優先順位の見直しを図る。
（通信品質予測処理）
制御部８０は、次に示すようにして、通信品質の予測を行う。
【００６２】
制御部８０は、例えば、新たに無線通信しようとしているか、又は、既に通信中の移動局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、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、移動局ａ及び移動局Ｘ間における空間相関値Jaを算出する。
【００６３】
【数１】

【００６４】
次に、制御部８０は、上述の移動局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、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。
【００６５】
次に、算出した空間相関値Jaと、しきい値テーブル２００に記憶されている空間相関値しきい値J_tとを比較する。また、算出した電界強度比Kaとしきい値テーブル２００に記憶されている電界強度比しきい値K_tとを比較する。
Ja≦Jt かつ Ka≧Ktの場合に、空間多重が可能と判定され、その他の場合に、空間多重が不可能と判定される。
【００６６】
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、移動局毎に、前記の判定処理を行う。
さらに、制御部８０は、上述の空間相関値Ja時間的変化であるフェージング値Paを
Pa(t_n)=（Ja(t_n)-Ja(t_p)）/(t_n-t_p)
により算出する。
【００６７】
ここで、Ja(t_n)は、現在の時刻t_nにおける応答ベクトルにより算出された空間相関値であり、Ja(t_p)は、時刻ｔ_pにおける前回のフレームの応答ベクトルにより算出された空間相関値である。
なお、上述のタイマ値ｔ１と、t_n及びｔ_pとの関係は、
ｔ１≧(t_n-t_p)
という関係にある。
【００６８】
以上のように、制御部８０は、空間相関値Ja、電界強度比Ka及びフェージング値Paを求め、通信品質予測テーブル４００又は品質予測テーブル５００に格納する。
また、制御部８０は、上述の切替元選択処理により切替元に決定された移動局含むグループの通信品質の予測結果にもとづいて、最終的に強制ＴＣＨ切替を実施するか否かの判定を実施する。
【００６９】
即ち、上述のグループの組み合わせにおいて、１つ組でもしきい値割れが生じている場合、制御部８０は、このグループに属する組み合わせについては、強制ＴＣＨ切替の実施を取りやめる。
（新規接続時の処理）
制御部８０は、次に示すようにして、新規接続時の処理を行う。
【００７０】
即ち、移動局から新規接続の要求がなされた場合、制御部８０は、空スロットの有無を判定し、空スロットが有れば、この空スロットに新規接続を要求した移動局を割り当てる。
一方、空スロットが無ければ、制御部８０は、従来と同様の手順で接続を試みる。即ち、制御部８０は、既に割り当て済みの通話スロットに新規接続を要求した移動局を割り当てるように試みる。
【００７１】
その際、制御部８０は、割り当て済みの移動局及び当該新規接続の移動局に関して、設定レベル以上の通信品質が確保可能かを空間相関値J_X及び電界強度比K_Xにもとづいて判定し、上述の新規接続について実施可否判定を行う。
（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。
【００７２】
制御部８０は、通信品質が悪いと判定する場合に、移動局に対して、通話スロットを切替るように制御する。
また、ハンドオーバが発生したと判定する場合に、移行先セルの無線チャンネルに切替るように制御する。
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）空スロット確保処理の動作
空スロット確保処理について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７３】
制御部８０は、通話スロット内ユーザ数が変化する待機し（ステップＳ３０１）、通話スロット内ユーザ数が変化したとき、全通話スロット内に空きスロットがなく、かつ、1多重スロットがあるか否かを判定し（ステップＳ３０２）、これら条件を満足しない場合、処理を終了する。
一方、これら条件を満足する場合、制御部８０は、強制ＴＣＨ切替を試みた回数を示す値Ｍに１を代入し（ステップＳ３０３）、タイマの値を時間ｔ１秒に設定する（ステップＳ３０４）。
【００７４】
そして、制御部８０は、タイマの設定時間分だけ待機し（ステップＳ３０５）、この間、通信品質を予測するために必要な各移動局の応答ベクトル及び電界強度などを収集する。
。 前記タイマの設定時間が過ぎると、制御部８０は、全通話スロットで状態変化があるか否かを判定し（ステップＳ３０６）、全通話スロットで状態変化がある場合、全通話スロット内に空きスロットがなく、かつ、1多重スロットがあるか否かを判定するステップＳ３０２に戻る。
【００７５】
一方、全通話スロットで状態変化がない場合、制御部８０は、Ｍの値が１か否かを判定し（ステップＳ３０７）、Ｍの値が１の場合、上述のステップＳ３０３において、前記変化の原因となった移動局を収容する１多重スロットに最優先順位を付与し、リトライ回数Ｎのデフォルト値を設定し（ステップＳ３０８）、これ以外にも１多重スロットがあるか否かを判定し（ステップＳ３０９）、ある場合には、他の１多重スロットにこの通話スロットに対応づけられている識別番号であるスロット番号の小さい順から大きい順に優先順位を付与し、リトライ回数Ｎのデフォルト値を設定する（ステップＳ３１０）。
【００７６】
以上のステップが実行された後、上述のステップＳ３０７においてＭの値が１でない場合、または、上述のステップＳ３０９において他の１多重スロットが存在しない場合、制御部８０は、最先順位の１多重スロットの移動局を強制ＴＣＨ切替元とし（ステップＳ３１１）、切替先候補の通話スロットに対して強制ＴＣＨ切替を実施した場合の通信品質を予測し（ステップＳ３１２）、最高の通信品質が予想される切替先候補の通話スロット、即ち、トータルポイント数の少ない組み合わせにおける切替元の移動局以外の移動局が割り当てられている通話スロットを切替先の通話スロットとして選択する（ステップＳ３１３）。
【００７７】
そして、制御部８０は、通信品質予測テーブル４００又は５００において、強制ＴＣＨ切替の対象となった組み合わせが属するグループ内の全ての組み合わせについて、空間相関値、電界強度比K_X及びフェージング値P_Xがこれらに対応する各しきい値をクリアするか否かを判定し（ステップＳ３１４）、クリアする場合、ベースバンド部７０から外部の交換機へと向かうＩＳＤＮ回線の通信帯域に空があるか否かを判定し（ステップＳ３１５）、空がない場合、処理を終了する。
【００７８】
このような制御を行うのは、本制御を行っても新規呼が接続できない場合、意味がないためであり、無用な性能劣化の可能性を未然に防ぐことが目的である。一方、空がある場合、制御部８０は、強制ＴＣＨ切替をトライし（ステップＳ３１６）、当該強制ＴＣＨ切替が成功したか否かを判定し（ステップＳ３１７）、成功すれば処理を終了する。
【００７９】
また、当該強制ＴＣＨ切替が失敗した場合、制御部８０は、この切替元となった１多重スロットに対応づけられているリトライ回数を１ディクリメントする（ステップＳ３１８）。
そして、上述のディクリメントが実施された場合、または、ステップＳ３１４における判定においてクリアしなかった場合、制御部８０は、この切替元となった１多重スロットに対応づけられている順位を最低順位に変更し（ステップＳ３１９）、リトライ回数０となった通話スロットの移動局を強制ＴＣＨ切替元の候補から除外し（ステップＳ３２０）、０以外のリトライ回数が対応付けられている通話スロット、即ち、切替元となる候補が存在するか否かを判定し（ステップＳ３２１）、切替元となる候補が存在しない場合、制御部８０は、処理を終了する。
【００８０】
一方、切替元となる候補が存在する場合は、制御部８０は、タイマの値を時間ｔ２秒に設定すると共に、現状のＭの値に１インクリメントした値を新たなＭの値とし（ステップＳ３２２）、タイマの設定時間分だけ待機するステップＳ３０５に戻る。
なお、上述の通信品質予測処理に該当するステップは、Ｓ３０４、Ｓ３０５、Ｓ３１３及びＳ３１４である。
【００８１】
図８は、このような空スロット確保処理が実施された場合における、通話スロットへの移動局に割り当て状況の時系列な変化を示す図である。
空スロットが確保できる場合、制御部８０は、空間多重を行わずに１通話スロットに１移動局のみを割り当てる。
時刻ｔ0において、残り１の空スロットに移動局▲３▼を割り当てたことにより、全通話スロット内に空きスロットがなく、かつ、1多重スロットがある状態となったことを判定し、制御部８０は、空スロット確保処理を開始し、その結果、時刻ｔ１において、スロット３に割り当てられていた移動局▲３▼が、スロット１へと強制ＴＣＨ切替している
そして、ｔ４からｔ６までに示すように、新たに生成された空スロットに新規接続要求を行う移動局を収容することにより、空スロット確保処理が繰り返し実施されることとなる。
【００８２】
やがて、ｔ７に示すように、スロット１及びスロット２にそれぞれ４つの移動局を割り当てた後に、残り１つの空スロットに移動局▲９▼を割り当ててしまうと、もはや空スロットが生成できない状態となる。
この場合、これ以降、従来と同様の接続を試みる。
なお、１通話スロットにおいて最大４つの空間多重までが可能であるが、空間多重されている移動局相互の位置関係により空間多重できる移動局の数は変わるため、ｔ２０に示すように、スロット１において３つの移動局が、スロット２において４つの移動局が、スロット３において１つの移動局がそれぞれ割り当てられている場合であっても、通常の接続が行われる場合が生じる。
【００８３】
以上のように、本第１の実施の形態によれば、無線基地局１００において、空スロットを確保するように恒常的に強制ＴＣＨ切替を実施するため、空スロットが確保される頻度が増加し、この空スロットに新規接続を要求する移動局を割り当てることにより、新規接続が容易となる。
なお、本第1の実施の形態における、空スロット確保処理においては、空間多重数０の空スロットを生成するようにしたが、空間多重数がＭ（Ｍは、１以上、かつ、限界空間多重数（本第1の実施の形態では４）未満のスロット（以下、「低多重スロット」という。）を生成するとしてもよい。
【００８４】
Ｍの値をできるだけ小さくするように試みたうえで、この低多重スロットに新規接続を要求する移動局の割り当て先とすることにより、通信品質上の問題を起こさずスムーズに接続できる頻度が増加する。
また、本第1の実施の形態において、無線基地局１００は、ＰＨＳ移動局と無線接続するとしたが、これに限らず、携帯電話などのように、時分割多重方式及び空間多重方式を併用する無線通信方式であればよい。
【００８５】
また、本第1の実施の形態における、アンテナの数は、４本であったが、この数に限らず何本あってもよい。
その場合、アンテナの本数をＬ本とした場合、最大空間多重数は、Ｌとなる。また、図６において、ケース１及びケース２の場合を例に挙げて説明したが、ケース２のような状態の変化を強制ＴＣＨ切替の実施のトリガとするか否かについては、ユーザ設定により自由に変更できるとしてもよい。
【００８６】
また、本第1の実施の形態においては、空間相関値J_X、電界強度比K_X及びフェージング値P_Xの３つの値にもとづいて、強制ＴＣＨ切替を実施した場合における通信品質の予測を行ったが、これら以外のファクターにもとづいて品質予測を実施してもよい。
その場合、本第1の実施の形態においては、例えば、図５（ｂ）において、組み合わせ５０１における「▲４▼をスロット２へ」は、「▲２▼をスロット３へ」とした場合と同様の品質予測結果が得られるものとして、１つの組み合わせのみを示したが、同じ移動局の組み合わせであっても、切替対象が異なることにより、通信品質の予測値が異なって来る場合においては、切替対象の違いを考慮したよりきめ細かな場合分けを行って、通信品質を予測して行く必要がある。
【００８７】
例えば、空間多重されている各移動局から無線基地局１００への送信タイミングは、各移動局の信号を分離する上では、微妙にずれている方が都合がよい。
そこで、無線基地局１００は、空間多重されている各移動局の送信タイミングが重ならないように、これら移動局に送信タイミングを指示する。
ところが、この指示に対する移動局のレスポンスの速さは、各移動局毎に異なっており、レスポンスの速い移動局を他のスロットに割り当てことは問題ないが、レスポンスの遅い移動局を他のスロットに割り当てるのは問題になると思われる。
【００８８】
このように、例えば、通信品質予測のファクターとして、レスポンスの速さを考慮する場合、上述のように、よりきめ細かな場合分けを行って、通信品質を予測して行く必要がある。
また、本第1の実施の形態では、記載していないが、空スロット確保処理起動中に他の影響でユーザ配置が変わる場合、例えば、既存ユーザが通話を終了した、既存ユーザが性能低下等で強制ＴＣＨ切替を行った又は既存ユーザがハンドオーバで他基地局に移動したなどの現象が生じた場合、制御部８０は、割り込みをかけて本空スロット確保処理を中断するとしてもよい。
【００８９】
その場合、新しい移動局の割り当てが、空スロット確保処理の実施の条件、即ち、全通話スロット内に空きスロットがなく、かつ、１多重スロットあるという条件を満たしている場合、制御部８０は、再度最初から空スロット確保処理を起動する。
一方、上述の条件を満たしていない場合は、制御部８０は、空スロット確保処理は、実施しないこととなる。
【００９０】
また、新規接続を要求する移動局からが再度接続要求がなされた場合、制御部８０は、空スロット確保処理を終了し、端末の要求に従って通常のチャネル切替を実施するとしてもよい。
また、本第1の実施の形態における制御部８０により実施される空スロット確保処理の内容については、あくまで１例に過ぎず、空スロットを確保するように恒常的に強制ＴＣＨ切替を実施する処理であればよい。
【００９１】
図９は、このような異なる事例を挙げた空スロット確保処理のフローチャートであり、重要な部分のみの動作内容を記載している。
図９と図７との相違点について、図７を基準に説明すると、図７におけるステップＳ３０８からステップＳ３１１にかけて、強制ＴＣＨ切替の切替元とする通話スロット及び移動局を決定している部分が異なる。
【００９２】
以下、図９のフローチャートについて説明する。
制御部８０は、通話スロット内ユーザ数が変化する待機し（ステップＳ６０１）、通話スロット内ユーザ数が変化したとき、全通話スロット内に空きスロットがなく、かつ、1多重スロットがあるか否かを判定し（ステップＳ６０２）、これら条件を満足しない場合、処理を終了する。
【００９３】
一方、これら条件を満足する場合、制御部８０は、タイマの設定時間分だけ待機し（ステップＳ６０３）、この間、通信品質を予測するために必要な各移動局の応答ベクトル及び電界強度などを収集する。
前記タイマの設定時間が過ぎると、制御部８０は、全通話スロットで状態変化があるか否かを判定し（ステップＳ６０４）、全通話スロットで状態変化がある場合、全通話スロット内に空きスロットがなく、かつ、1多重スロットがあるか否かを判定するステップＳ６０２に戻る。
【００９４】
一方、全通話スロットで状態変化がない場合、制御部８０は、切替元移動局と切替先移動局との組の通信品質が良いもの、即ち、トータルポイント数の小さいものから順位付けを行って、各組にリトライ回数Nのデフォルト値を設定する（ステップＳ６０５）。
このステップＳ６０５は、図７のステップＳ３０８からステップＳ３１１に相当するステップであり、第１の実施の形態では、最初の強制ＴＣＨの切替元は、通話スロット内のユーザ数を変化させるきっかけとなった移動局であり、他に１多重スロットが存在しても、それら通話スロットの優先順位は、スロット番号順位に付与されていたに過ぎないのに対し、第１の実施の形態では、通信品質予測テーブル４００又は５００のトータルポイント数の小さい順に強制ＴＣＨの切替元を決定するという通信品質に重きを置いた切替元の決定がなされている。
【００９５】
即ち、制御部８０は、上述のトータルポイント数が最小となっている移動局の組み合わせを強制ＴＣＨ切替の対象とする（ステップＳ６０６）。
そして、制御部８０は、強制ＴＣＨ切替の対象となった組み合わせが属するグループ内の全ての組み合わせについて、空間相関値、電界強度比K_X及びフェージング値P_Xがこれらに対応する各しきい値をクリアするか否かを判定し（ステップＳ６０７）、クリアする場合、強制ＴＣＨ切替をトライし（ステップＳ６０８）、当該強制ＴＣＨ切替が成功したか否かを判定し（ステップＳ６０９）、成功すれば処理を終了する。
【００９６】
また、当該強制ＴＣＨ切替が失敗した場合、制御部８０は、切替元選出テーブル６００において、この切替元となった１多重スロットに対応づけられているリトライ回数を１ディクリメントし（ステップＳ６１０）する。
上述のディクリメントが実施された場合、または、ステップＳ６０７における判定においてクリアしなかった場合、制御部８０は、切替元となった１多重スロットに対応づけられている順位を最低順位に変更し（ステップＳ６１１）、リトライ回数０となった通話スロットの移動局を強制ＴＣＨ切替の切替元の候補から除外し（ステップＳ６１２）、０以外のリトライ回数が対応付けられている通話スロット、即ち、切替元となる候補が存在するか否かを判定し（ステップＳ６１３）、切替元となる候補が存在しない場合、制御部８０は、処理を終了する。
【００９７】
一方、切替元となる候補が存在する場合は、制御部８０は、トータルポイント数が最小となっている移動局の組み合わせを強制ＴＣＨ切替の対象とするステップＳ６０６に戻る。
このように、図７のフローチャートに対し、強制ＴＣＨ切替の切替元とする移動局の決定の仕方が異なっていても構わない。
【００９８】
また、図１０は、図７及び図９と異なる空スロット確保処理の1例を示す図である。
制御部８０は、通話スロット内ユーザ数が変化する待機し（ステップＳ７０１）、通話スロット内ユーザ数が変化したとき、全通話スロット内に空きスロットがなく、かつ、1多重スロットがあるか否かを判定し（ステップＳ７０２）、これら条件を満足しない場合、処理を終了する。
【００９９】
一方、これら条件を満足する場合、制御部８０は、タイマの設定時間分だけ待機し（ステップＳ７０３）、この間、通信品質を予測するために必要な各移動局の応答ベクトル及び電界強度などを収集する。
前記タイマの設定時間が過ぎると、制御部８０は、全通話スロットで状態変化があるか否かを判定し（ステップＳ７０４）、全通話スロットで状態変化がある場合、全通話スロット内に空きスロットがなく、かつ、1多重スロットがあるか否かを判定するステップＳ７０２に戻る。
【０１００】
一方、全通話スロットで状態変化がない場合、制御部８０は、切替元移動局と切替先移動局との組の通信品質が良いもの、即ち、トータルポイント数の小さいものから順位付けを行って、各組にリトライ回数Nのデフォルト値を設定する（ステップＳ７０５）。
制御部８０は、上述のトータルポイント数が最小となっている移動局の組み合わせを強制ＴＣＨ切替の対象とする（ステップＳ７０６）。
【０１０１】
そして、制御部８０は、強制ＴＣＨ切替の対象となった組み合わせが属するグループ内の全ての組み合わせについて、空間相関値、電界強度比K_X及びフェージング値P_Xがこれらに対応する各しきい値をクリアするか否かを判定し（ステップＳ７０７）、クリアする場合、強制ＴＣＨ切替をトライし（ステップＳ７０８）、当該強制ＴＣＨ切替が成功したか否かを判定し（ステップＳ７０９）、成功すれば処理を終了する。
【０１０２】
また、当該強制ＴＣＨ切替が失敗した場合、制御部８０は、切替元選出テーブル６００において、この通話スロットに対応づけられているリトライ回数を１ディクリメントする（ステップＳ７１０）。
つまり、図９におけるフローチャートで実施していたような、切替元となった１多重スロットに対応づけられている順位を最低順位に変更する処理は実施しない。
【０１０３】
これにより、強制ＴＣＨ切替が失敗した空間多重条件により、リトライ数が０となるまで、再度、強制ＴＣＨ切替がトライされるとととなる。
上述のディクリメントが実施された場合、または、ステップＳ７０７における判定においてクリアしなかった場合、制御部８０は、リトライ回数０となった通話スロットの移動局を強制ＴＣＨ切替の切替元の候補から除外し（ステップＳ７１１）、０以外のリトライ回数が対応付けられている通話スロット、即ち、切替元となる候補が存在するか否かを判定し（ステップＳ７１２）、切替元となる候補が存在しない場合、処理を終了する。
【０１０４】
一方、切替元となる候補が存在する場合は、制御部８０は、トータルポイント数が最小となっている移動局の組み合わせを強制ＴＣＨ切替の対象とするステップＳ７０６に戻る。
また、第１の実施の形態では、空スロットを確保するように恒常的に強制ＴＣＨ切替を実施しているが、新規接続が要求された時点で、空スロット確保処理を開始して空スロットを確保してもよい。
【０１０５】
その場合、図６のステップＳ３０１における判定の内容が、通話スロット内のユーザ数が変化したことではなく、新規接続の要求がなされたか否かを判定することとなる。
また、図６のフローチャートにおいて、リトライ回数Nの設定値を１多重スロットに対して一律に設定したが、それぞれ異なった回数を個別に設定しても構わない。
【０１０６】
また、第１の実施の形態においては、リトライ回数Nは、切替元となる通話スロットに対応づけているが、切替先となる通話スロットに対応づけてもよい。
（第2の実施の形態）
本発明における第２の実施の形態としての無線基地局１００について説明する。
【０１０７】
第2の実施の形態における、無線基地局は、第1の実施の形態と同様に、ＰＨＳ規格で定められた時分割多重方式により移動局と無線接続し、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無線基地局であり、図１と同様の機能部を有し、制御部８０により実施される処理の内容が異なる。
ここでは、第1の実施の形態と異なる処理を実施する制御部８０について説明する。
【０１０８】
第１の実施の形態において、制御部８０は、通話スロットへの移動局の割り当て状態が変化したとき、空スロットがなく、かつ、１つの移動局のみが割り当てられている通話スロットがある場合に、空スロット確保処理を実施し、新規接続を要求する移動局を優先的に空スロットに割り当てようとしていたのに対し、第２の実施の形態において、制御部８０は、新規接続を要求している移動局を優先的に１多重以上の通話スロットに割り当てる、つまり、優先的に空間多重を実施する点で異なる。
【０１０９】
より具体的には、制御部８０は、移動局から新規接続が要求された場合、先ず、移動局の割り当てが可能な１多重以上の通話スロットがあるか否かを判定し、このような通話スロットがあれば、移動局の割り当てを試みる。
その際、制御部８０は、第1の実施の形態における通信品質予測処理に相当する処理を以下に示すように実施する。
【０１１０】
即ち、制御部８０は、空間相関値J_X、電界強度比K_X及びフェージング値P_Xにもとづいて、通信品質を予測する。
ここで、フェージング値P_Xは、先に述べたように空間相関値J_Xの単位時間あたりの変化量であるため、通常、異なる通話スロットにおいて得られた空間相関値J_Xにもとづいて算出される。
【０１１１】
しかしながら、新規接続を要求している移動局は、接続要求時において通話スロットを用いて通信していないため、この移動局についてのフェージング値P_Xは、受信用の制御スロットのみを用いて得られる空間相関値J_Xから算出せざるを得ない。
つまり、フェージング値P_Xは、制御スロットの前半に得られる空間相関値J_Xと後半に得られる空間相関値J_Xとから算出される。
【０１１２】
これは、極めて短い時間間隔でサンプリングされたデータであり、通話スロットを用いて通信した場合に比べ、フェージング値P_Xの算出精度が劣っている。
このため、フェージング値P_Xが明らかに大きい場合に限り、この移動局の割り当てを取りやめるように配慮されている。
したがって、フェージングしきい値P_tは、空間相関値しきい値J_t及び電界強度比しきい値K_tに比べ、より緩和された値となっている。
制御部８０は、接続を要求する移動局に関するフェージング値P_Xがフェージングしきい値P_t以下であって、上述の新規接続を要求する移動局の１以上の多重スロットに割り当てを試みるとき、空スロットがある場合、通信品質の予測のために用いる空間相関値しきい値J_t、電界強度比しきい値K_tの値を、空スロットがない場合よりも厳しいハイレベルの値のしきい値を用いて、この新規接続を要求する移動局を１以上の多重スロットに割り当てるか否かを判定する。
【０１１３】
ハイレベルの値のしきい値を用いる理由は、第1の実施の形態に比べ、通信品質予測に用いる評価項目からフェージング値P_Xが除外されるために、通信品質予測精度が低下し、実際に１以上の多重スロットに新規接続を要求する移動局を割り当てたとき、通信品質の不良が生じることを回避するためである。
一方、上述の新規接続を要求する移動局の１以上の多重スロットに割り当てを試みるとき、空スロットがない場合、制御部８０は、通常レベルの値のしきい値を用いて、この新規接続を要求する移動局を１以上の多重スロットに割り当てるか否かを判定する。
【０１１４】
つまり、空スロットがない場合においては、従来どおりの接続を試みる。
図１１は、以上のような処理が実施された場合における、通話スロットへの移動局に割り当て状況の時系列な変化を示す図である。
時刻ｔ0において、移動局▲２▼が新規接続を要求しており、制御部８０は、空間多重数が増大するように、移動局▲２▼をスロット１に空間多重するように試みる。
【０１１５】
その際、この時点において、空スロットが２つ存在し、新規接続を要求する移動局の空間多重がうまく行かなかった場合の割り当て先の余地が残っているため、制御部８０は、スロット１への空間多重の可否判定に用いるしきい値は、通常よりもハイレベルに設定する。
時刻ｔ0においては、このようなしきい値を用いても、空間多重の可否判定がＯＫとなっている。
【０１１６】
時刻ｔ１においては、移動局▲３▼が新規接続を要求しており、制御部８０は、これをスロット１に空間多重するように試みる。
この場合も、この時点において、空スロットが２つ存在するため、制御部８０は、スロット１への空間多重の可否判定に用いるしきい値は、通常よりもハイレベルに設定する。
【０１１７】
しかし、上述の判定において、空間多重不可とされたため、時刻ｔ２において、スロット２に割り当てている。
このような処理を繰り返すことにより、スロット１及びスロット２は次第に埋まって行く。
移動局▲５▼が新規接続を要求しており、制御部８０は、これをスロット１、スロット２の順で空間多重を試みるが成功しない。
【０１１８】
そこで、制御部８０は、空スロットであるスロット３に移動局▲５▼を割り当てている。
以降、空スロットが存在しないので、従来と同様のスロット割り当て手順に従う。
即ち、制御部８０は、通信品質が最も良好となることが予測される通話スロットへと移動局▲５▼を多重する。
【０１１９】
その場合、制御部８０は、空間多重の可否判定に使用するしきい値は、通常レベルの値を設定する。
これは、確実に割り当てがうまく行く空スロットがもはや存在しないため、しきい値をハイレベルに設定した結果、全ての空間多重の可否判定において不可と判定されないようにするためである。
【０１２０】
図１２は、このような通常レベル及びハイレベルのしきい値の１例を示す図である。
しきい値テーブル９００は、空間相関値しきい値J_t、電界強度比しきい値K_t、における通常レベル、ハイレベルのしきい値及び理想値を示し、さらに、フェージングしきい値P_tを示すテーブルであり、このテーブルは、予め情報記憶部に格納されている。
【０１２１】
しきい値（通常レベル）９０１は、通常レベルのしきい値を示し、しきい値（ハイレベル）９０２は、通常レベルのしきい値よりも厳しい値であるハイレベルのしきい値を示し、また、理想値９０３は、理想値を示す。
ここで、空間相関値９０４は、空間相関値しきい値J_tを示し、電界強度比９０５は、電界強度比しきい値K_tを示し、フェージング値９０６は、フェージングしきい値P_tを示している。
【０１２２】
第２の実施の形態における無線基地局１００の動作
図１３は、第２の実施の形態における新規接続を要求する移動局を優先的に空間多重を実施する処理を示すフローチャートである。
制御部８０は、新規接続要求がなされるまで待機し（ステップＳ８０１）、新規接続要求がなされた場合、空スロットがあるか否かを判定（ステップＳ８０２）する。
【０１２３】
空スロットがある場合、制御部８０は、１以上の多重スロットであって、空間多重の余地が残っている通話スロットがあるか否かを判定し（ステップＳ８０３）する。
以上の多重スロットであって、空間多重の余地が残っている通話スロットがある場合、制御部８０は、ハイレベルのしきい値を通信品質の予測に用いるしきい値とし（ステップＳ８０４）、このしきい値をクリアする通信品質が予想されるか否かを判定し（ステップＳ８０５）する。
【０１２４】
このしきい値をクリアした場合、制御部８０は、新規接続の要求を行った移動局を上述の１以上の多重スロットに割り当て（ステップＳ８０６）、処理を終了する。
一方、１以上の多重スロットであって、空間多重の余地が残っている通話スロットがあるか否かを判定するステップＳ８０３において、このような通話スロットが存在しない場合、ハイレベルのしきい値をクリアする通信品質が予想されるか否かを判定するステップＳ８０５において、このようなハイレベルのしきい値をクリアすることができない場合、制御部８０は、新規接続を要求している移動局を空スロットに割り当てる。
【０１２５】
また、上述の新規接続要求がなされた場合において、空スロットがあるか否かを判定するステップＳ８０２において、空スロットがない場合、制御部８０は、通常レベルのしきい値を通信品質の予測に用いるしきい値とし（ステップＳ８０８）、このしきい値をクリアする通信品質が予想されるか否かを判定し（ステップＳ８０９）、クリアする場合には、空スロット以外の通話スロットに新規接続を要求している移動局を割り当てる（ステップＳ８１０）。
【０１２６】
一方、クリアしない場合には、制御部８０は、新規接続を要求している移動局に対し接続を拒否する（ステップＳ８１１）。
以上のように、本第２の実施形態によれば、無線基地局１００において、新規接続の際に積極的に空間多重を実施するため、空スロットが利用されずに残っている機会が増加する。
【０１２７】
また、空間多重の可否判定に際し、空スロットがある場合には、ハイレベルなしきい値を用いて上述の判定を実施するため、より信頼性の高い空間多重を実現でき、仮に、空間多重の不可の判定がなされた場合においても、空スロットが用意されているので、この空スロットに新規接続を要求する移動局を割り当てることによりスムーズな接続がなされる。
【０１２８】
なお、本第２の実施形態では、強制ＴＣＨ切替を実行した結果、新たに空間多重されることとなった通話スロットに割り当てられている移動局の通信品質が不良となった場合について記載していないが、このような場合、第１の実施の形態と同様に、強制ＴＣＨ切替を中止して、他の通話スロットを切替先として空間多重を試みるとしてもよい。
【０１２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る多重制御装置は、時分割多重及び空間多重により複数の移動局と無線通信を行う無線基地局に備えられ、時分割により区分された複数のタイムスロットのいずれかに１以上の移動局を割り当てる空間多重制御装置であって、タイムスロットに割当てている接続中のユーザのうち、他のタイムスロットに割当て先を移行したとしても、移行先のタイムスロットの各接続ユーザの通信特性が良好となることが予測できるものに対し、前記移行を試みることにより、空間多重限界数未満である空間多重数Ｎの低多重タイムスロットが存在する状態を生成するか、または、前記低多重タイムスロットが既に存在する場合に新規ユーザの接続が要求されたとき、前記低多重タイムスロット以外のタイムスロットへの新規ユーザの割り当てを優先的に試みることにより、前記低多重タイムスロットが存在する状態を維持するように、前記空間多重を制御することを特徴とする。
【０１３０】
これにより、新規接続において、前記低多重タイムスロットに対してさらに空間多重することにより、新規接続が容易に実施される。
つまり、前記低多重タイムスロットでは、空間多重数が少ないため、空間多重条件が緩和され、より容易に接続され得る。
また、本発明に係る無線基地局は、時分割により区分された複数のタイムスロットのいずれかに移動局を割り当て、時分割多重及び空間多重により複数の移動局と無線通信を行う無線基地局であって、空間多重限界数未満である空間多重数Ｎの低多重タイムスロットが存在する状態を生成するか、または、当該状態を維持するように、前記割り当ての変更を試みるタイムスロット割り当て変更手段を備えることを特徴とし、本発明に係るタイムスロット割り当て変更方法は、時分割により区分された複数のタイムスロットに移動局を割り当て、複数の移動局と時分割多重及び空間多重により無線通信を行う無線基地局において、前記割り当てを変更するタイムスロット割り当て変更方法であって、移動局の割り当てが１つも行われていない低多重タイムスロットを確保するように前記割り当ての変更を試みるタイムスロット割り当てステップを含むことを特徴とし、また、本発明に係るプログラムは、時分割により区分された複数のタイムスロットに移動局を割り当て、複数の移動局と時分割多重及び空間多重により無線通信を行う無線基地局において、前記割り当てを変更するためのプログラムであって、移動局の割り当てが１つも行われていない低多重タイムスロットを確保するように前記割り当ての変更を試みるタイムスロット割り当てステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【０１３１】
これにより、前記低多重タイムスロットを新規接続の際の割り当て先として利用することにより、新規接続が容易に実施される。
つまり、上述と同様に前記低多重タイムスロットでは、空間多重数が少ないため、空間多重条件が緩和され、より容易に接続され得る。
また、前記Ｎの数は、０であるとしてもよい。
【０１３２】
これにより、空間多重を実施しなくても接続できるタイムスロットが確保される。
また、前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記低多重タイムスロットを生成することにより前記状態を実現するとしてもよい。
これにより、低多重タイムスロットがない状態においても、新たに低多重タイムスロットを生成することにより低多重タイムスロットが確保される。
【０１３３】
また、前記複数のタイムスロットは、１の移動局のみが割り当てられている第１タイムスロットと１以上の移動局が割り当てられている第２タイムスロットとを含み、前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記１の移動局の割り当てを第１タイムスロットから第２タイムスロットへと変更することにより、第１タイムスロットを低多重タイムスロットにして前記生成を行うとしてもよい。
【０１３４】
これにより、１つの移動局の前記割り当てを変更するのみで、低多重タイムスロットを生成され、低多重タイムスロットが確保される。
また、前記第２タイムスロットは、複数あり、さらに、前記１の移動局の割り当てを第１タイムスロットから第２タイムスロットへと変更すると想定した場合において、当該変更がなされた後の第２タイムスロットに割り当てられている全ての移動局についての予測通信品質をそれぞれ求める通信品質予測手段と、前記予測通信品質が所定の通信品質を上回る第２タイムスロットのうちの１つを、前記１の移動局の割り当て先に決定する割り当て先決定手段とを備えるとしてもよい。
【０１３５】
これにより、所定の通信品質を確保しつつ、低多重タイムスロットが生成される。
また、前記割り当て先決定手段は、さらに、最も良い予測通信品質が得られる第２タイムスロットを前記割り当て先に決定するとしてもよい。
これにより、第２タイムスロットへの前記１の移動局の割り当て変更した場合における前記通信品質がより高められる。
【０１３６】
また、前記通信品質予測手段は、第２タイムスロットそれぞれに前記予測通信品質の順位付けを行い、前記割り当て先決定手段は、前記最先順位の第２タイムスロットを前記割り当て先に決定するとしてもよい。
これにより、最も良い予測通信品質が得られると思われるタイムスロットが容易に特定される。
【０１３７】
また、さらに、割り当て済み移動局に関する現状における現状通信品質を評価する通信品質評価手段を備え、前記タイムスロット割り当て変更手段は、さらに、前記変更を実行した後、前記割り当て先の第２タイムスロットに割り当てられている移動局において、前記現状通信品質が所定の通信品質を下回る移動局が１つでも存在する場合、前記変更がなされる前の状態に復旧するとしてもよい。
【０１３８】
これにより、現状通信品質の確保を優先しつつ、低多重タイムスロットの確保が実施される。
また、さらに、前記復旧に伴い、当該復旧直前において割り当て先となっていた第２タイムスロットの前記順位を最下位に訂正する訂正手段を備え、前記割り当て先決定手段は、前記訂正がなされたとき、最先順位の第２タイムスロットを前記割り当て先として新たに決定し、前記タイムスロット割り当て変更手段は、さらに、前記新たな割り当て先へと前記変更を実施するとしてもよい。
【０１３９】
これにより、低多重タイムスロットが確保される機会が増加する。
また、前記タイムスロット割り当て変更手段は、所定回数以上前記復旧が繰り返された場合、前記変更を中止するとしてもよい。
これにより、現状通信品質が所定の通信品質以上となる見込みがないスロットに対して無駄な前記変更を繰り返すことが避けられる。
【０１４０】
また、さらに、同一の第２タイムスロットへの前記変更の実施回数が所定回数以上となったとき、当該第２タイムスロットを前記割り当て先の決定の対象から除外する除外手段を備え、前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記除外により割り当て先の対象が無くなったとき、前記変更の中止を実施するとしてもよい。
【０１４１】
これにより、全ての第２タイムスロットについて所定回数以上の復旧が繰り返されるときまで前記変更がなされる。
また、第１タイムスロットは、複数存在し、さらに、複数の第１タイムスロットのうち、現時点より最も近い時刻に移動局の割り当て状態に変更が生じたものを、前記１の移動局の割り当て元として選択する割り当て元選択手段を備え、前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記選択がなされた割り当て元から前記割り当て先へと前記１の移動局の割り当てを変更するとしてもよい。
【０１４２】
これにより、割り当て状態に変更が生じていない通信品質が良好な移動局について、現状が維持され、割り当て変更の際に懸念される通信品質の一時的な低下が避けられる。
つまり、割り当て変更がなされた移動局については、もともと通信品質の一時的な低下が生じているものと思われ、このような移動局に対し、さらに、割り当て変更を実施して、再度、通信品質が一時的に低下したとしても、これら通信品質の低下の時間間隔は、非常に短いものであり、ユーザにとっては、通信品質の低下が１回しか生じていないように感じられるためメリットがある。
【０１４３】
また、さらに、割り当て済み移動局に関する現状における現状通信品質を評価する通信品質評価手段を備え、前記タイムスロット割り当て変更手段は、さらに、前記変更を実行した後、前記割り当て先の第２タイムスロットに割り当てられている移動局において、前記現状通信品質が所定の通信品質を下回る移動局が１つでも存在する場合、前記変更がなされる前の状態に復旧するとしてもよい。
【０１４４】
これにより、前記現状通信品質が所定の通信品質以上に保たれる。
また、前記複数のタイムスロットそれぞれは、各タイムスロットを特定するための識別子が対応づけられており、さらに、前記各識別子に対応する順位を記憶している記憶手段と、前記復旧に伴い、当該復旧直前において割り当て元となっていた第１タイムスロットに対応付けられている識別子の前記順位を最下位に修正する順位修正手段とを備え、前記割り当て元選択手段は、前記修正がなされたとき、最上位の順位の識別子が対応付けられている第１タイムスロットを前記割り当て元として選択し、前記タイムスロット割り当て変更手段は、さらに、新たに選択された割り当て元から前記割り当て先へと前記変更を実施するとしてもよい。
【０１４５】
これにより、所定の通信品質以上の前記現状通信品質が確保されるまで、前記割り当て変更が繰り返し実施される。
また、前記タイムスロット割り当て変更手段は、所定回数以上前記復旧が繰り返された場合、前記変更を中止するとしてもよい。
これにより、現状通信品質が所定の通信品質以上となる見込みがないスロットに対して無駄な前記変更を繰り返すことが避けられる。
【０１４６】
また、さらに、各第１タイムスロット毎に、各第１タイムスロットを前記割り当て元として前記変更がなされた変更回数をカウントするカウント手段を備え、カウントされた変更回数が所定回数以上である場合、当該カウントの対象となった第１タイムスロットを前記割り当て元の選定の対象から除外する割り当て元除外手段を備え、前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記除外により割り当て元の対象が全て無くなったとき、前記変更の中止を実施するとしてもよい。
【０１４７】
これにより、第１タイムスロット毎に前記変更を許容する上限回数の設定が可能となる。
また、前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記複数の移動局とは別の移動局から新たな接続の要求が到来したときに、前記変更を試みるとしてもよい。
これにより、前記別の移動局を低多重タイムスロットに割り当てれば、より確実な新規接続が実現される。
【０１４８】
また、前記タイムスロット割り当て変更手段は、低多重タイムスロット以外のスロットを優先的に前記別の移動局の割り当て先にして前記変更を試みるとしてもよい。
既に、低多重タイムスロットがあるとすれば、これにより、この低多重タイムスロットがそのまま残される。
【０１４９】
また、前記低多重タイムスロット以外のスロットは、１以上の移動局が割り当てられている第２タイムスロットであるとしてもよい。
既に、低多重タイムスロットがあるとすれば、これにより、第２タイムスロットを前記別の移動局の割り当て先とすることにより、この低多重タイムスロットの状態を維持しつつ、前記別の移動局が接続される。
【０１５０】
また、前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記変更を想定した場合における第２タイムスロットに割り当てられている移動局全てについての予測通信品質が所定の通信品質以上の場合、当該変更を実施し、前記各移動局のいずれかの予測通信品質が所定の通信品質未満で、かつ、低多重タイムスロットが既に存在する場合、前記第２タイムスロットに代えて、当該低多重タイムスロットを新たな前記割り当て先として前記変更を実施し、また、前記各移動局のいずれかの予測通信品質が所定の通信品質未満で、かつ、前記低多重タイムスロットが存在しない場合、当該変更を中止し、前記別の移動局の接続を拒否するとしてもよい。
【０１５１】
これにより、新規接続の実施よりも通信品質の確保を優先し、前記変更が行われる。
また、通信品質予測手段は、通信品質予測手段は、前記低多重タイムスロットが存在しない場合、前記所定の通信品質を示すしきい値の設定を第１のしきい値とし、前記低多重タイムスロットが存在する場合、前記しきい値の設定を第１のしきい値より厳しい第２のしきい値とするとしてもよい。
【０１５２】
これにより、低多重タイムスロットが確保されている間は、第２タイムスロットに割り当てられている移動局の予測通信品質が高められる。
また、さらに、割り当て済み移動局に関する現状における現状通信品質を評価する通信品質評価手段を備え、前記タイムスロット割り当て変更手段は、さらに、前記変更を実行した後、前記割り当て先の第２タイムスロットに割り当てられている移動局において、前記現状通信品質が所定の通信品質を下回る移動局が１つでも存在する場合、前記変更がなされる前の状態に復旧するとしてもよい。
【０１５３】
これにより、所定の通信品質以上の現状通信品質が確保される。
また、前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記割り当てがなされている移動局の数に変動が生じたとき、前記変更を試みるとしてもよい。
これにより、新規接続に限らず、割り当てがなされている移動局の数に変動が生じたときを契機として、前記変更が実施されるので、より低多重タイムスロットが確保される頻度が多くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における無線基地局の機能ブロック図である。
【図２】しきい値テーブルの論理的な構成を示す図である。
【図３】品質指標値テーブルの論理的な構成を示す図である。
【図４】（ａ）は、各スロットの移動局の割り当て状況を示す図である。
（ｂ）は、通信品質予測テーブルの論理的な構成を示す図である。
【図５】（ａ）は、各スロットの移動局の割り当て状況を示す図である。
（ｂ）は、通信品質予測テーブルの論理的な構成を示す図である。
【図６】切替元選択処理を説明する図である。
【図７】空スロット確保処理を示す図である。
【図８】空スロット確保処理が実施された場合における、スロットへの移動局に割り当て状況の時系列な変化を示す図である。
【図９】空スロット確保処理を示すフローチャートである。
【図１０】図７及び図９と異なる空スロット確保処理の1例を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態における、新規接続を要求する移動局を優先的に空間多重を実施する処理を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態における、通常レベル及びハイレベルのしきい値の１例を示す図である。
【図１３】第２の実施の形態における新規接続を要求する移動局を優先的に空間多重を実施する処理を示すフローチャートである。
【図１４】時分割多重方式と空間多重方式との関係を示す図である。
【図１５】従来の無線基地局における新規接続の状況を示す図である。
【符号の説明】
１１、１２、１３、１４ アンテナ部
２１ 無線部
２１、２２、２３、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
５５ 通信不良検出部
６０ モデム部
７０ ベースバンド部
８０ 制御部
９０ 情報記憶部
１００ 無線基地局
１１１ 送信部
１１２ 受信部

Claims (26)

1. 時分割多重及び空間多重により複数の移動局と無線通信を行う無線基地局に備えられ、時分割により区分された複数のタイムスロットのいずれかに１以上の移動局を割り当てる空間多重制御装置であって、
   タイムスロットに割当てている接続中のユーザのうち、他のタイムスロットに割当て先を移行したとしても、移行先のタイムスロットの各接続ユーザの通信特性が良好となることが予測できるものに対し、前記移行を試みることにより、空間多重限界数未満である空間多重数Ｎの低多重タイムスロットが存在する状態を生成するか、または、前記低多重タイムスロットが既に存在する場合に新規ユーザの接続が要求されたとき、前記低多重タイムスロット以外のタイムスロットへの新規ユーザの割り当てを優先的に試みることにより、前記低多重タイムスロットが存在する状態を維持するように、前記空間多重を制御することを特徴とする空間多重制御装置。
2. 時分割により区分された複数のタイムスロットのいずれかに移動局を割り当て、時分割多重及び空間多重により複数の移動局と無線通信を行う無線基地局であって、
   空間多重限界数未満である空間多重数Ｎの低多重タイムスロットが存在する状態を生成するか、または、当該状態を維持するように、前記割り当ての変更を試みるタイムスロット割り当て変更手段を備えることを特徴とする無線基地局。
3. 前記Ｎの数は、０であることを特徴とする請求項２記載の無線基地局。
4. 前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記低多重タイムスロットを生成することにより前記状態を実現することを特徴とする請求項３記載の無線基地局。
5. 前記複数のタイムスロットは、１の移動局のみが割り当てられている第１タイムスロットと１以上の移動局が割り当てられている第２タイムスロットとを含み、
   前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記１の移動局の割り当てを第１タイムスロットから第２タイムスロットへと変更することにより、第１タイムスロットを低多重タイムスロットにして前記生成を行うことを特徴とする請求項４記載の無線基地局。
6. 前記第２タイムスロットは、複数あり、
   さらに、
   前記１の移動局の割り当てを第１タイムスロットから第２タイムスロットへと変更すると想定した場合において、当該変更がなされた後の第２タイムスロットに割り当てられている全ての移動局についての予測通信品質をそれぞれ求める通信品質予測手段と、
   前記予測通信品質が所定の通信品質を上回る第２タイムスロットのうちの１つを、前記１の移動局の割り当て先に決定する割り当て先決定手段とを備えることを特徴とする請求項５記載の無線基地局。
7. 前記割り当て先決定手段は、さらに、最も良い予測通信品質が得られる第２タイムスロットを前記割り当て先に決定することを特徴とする請求項６記載の無線基地局。
8. 前記通信品質予測手段は、第２タイムスロットそれぞれに前記予測通信品質の順位付けを行い、
   前記割り当て先決定手段は、前記最先順位の第２タイムスロットを前記割り当て先に決定することを特徴とする請求項７記載の無線基地局。
9. さらに、
   割り当て済み移動局に関する現状における現状通信品質を評価する通信品質評価手段を備え、
   前記タイムスロット割り当て変更手段は、さらに、前記変更を実行した後、前記割り当て先の第２タイムスロットに割り当てられている移動局において、前記現状通信品質が所定の通信品質を下回る移動局が１つでも存在する場合、前記変更がなされる前の状態に復旧することを特徴とする請求項８記載の無線基地局。
10. さらに、
    前記復旧に伴い、当該復旧直前において割り当て先となっていた第２タイムスロットの前記順位を最下位に訂正する訂正手段を備え、
    前記割り当て先決定手段は、前記訂正がなされたとき、最先順位の第２タイムスロットを前記割り当て先として新たに決定し、
    前記タイムスロット割り当て変更手段は、さらに、前記新たな割り当て先へと前記変更を実施することを特徴とする請求項９記載の無線基地局。
11. 前記タイムスロット割り当て変更手段は、所定回数以上前記復旧が繰り返された場合、前記変更を中止することを特徴とする請求項１０記載の無線基地局。
12. さらに、
    同一の第２タイムスロットへの前記変更の実施回数が所定回数以上となったとき、当該第２タイムスロットを前記割り当て先の決定の対象から除外する除外手段を備え、
    前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記除外により割り当て先の対象が無くなったとき、前記変更の中止を実施することを特徴とする請求項１１記載の無線基地局。
13. 第１タイムスロットは、複数存在し、
    さらに、複数の第１タイムスロットのうち、現時点より最も近い時刻に移動局の割り当て状態に変更が生じたものを、前記１の移動局の割り当て元として選択する割り当て元選択手段を備え、
    前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記選択がなされた割り当て元から前記割り当て先へと前記１の移動局の割り当てを変更することを特徴とする請求項６記載の無線基地局。
14. さらに、
    割り当て済み移動局に関する現状における現状通信品質を評価する通信品質評価手段を備え、
    前記タイムスロット割り当て変更手段は、さらに、前記変更を実行した後、前記割り当て先の第２タイムスロットに割り当てられている移動局において、前記現状通信品質が所定の通信品質を下回る移動局が１つでも存在する場合、前記変更がなされる前の状態に復旧することを特徴とする請求項１３記載の無線基地局。
15. 前記複数のタイムスロットそれぞれは、各タイムスロットを特定するための識別子が対応づけられており、
    さらに、
    前記各識別子に対応する順位を記憶している記憶手段と、
    前記復旧に伴い、当該復旧直前において割り当て元となっていた第１タイムスロットに対応付けられている識別子の前記順位を最下位に修正する順位修正手段とを備え、
    前記割り当て元選択手段は、前記修正がなされたとき、最上位の順位の識別子が対応付けられている第１タイムスロットを前記割り当て元として選択し、
    前記タイムスロット割り当て変更手段は、さらに、新たに選択された割り当て元から前記割り当て先へと前記変更を実施することを特徴とする請求項１４記載の無線基地局。
16. 前記タイムスロット割り当て変更手段は、所定回数以上前記復旧が繰り返された場合、前記変更を中止することを特徴とする請求項１５記載の無線基地局。
17. さらに、
    各第１タイムスロット毎に、各第１タイムスロットを前記割り当て元として前記変更がなされた変更回数をカウントするカウント手段を備え、
    カウントされた変更回数が所定回数以上である場合、当該カウントの対象となった第１タイムスロットを前記割り当て元の選定の対象から除外する割り当て元除外手段を備え、
    前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記除外により割り当て元の対象が全て無くなったとき、前記変更の中止を実施することを特徴とする請求項１６記載の無線基地局。
18. 前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記複数の移動局とは別の移動局から新たな接続の要求が到来したときに、前記変更を試みることを特徴とする請求項３記載の無線基地局。
19. 前記タイムスロット割り当て変更手段は、低多重タイムスロット以外のスロットを優先的に前記別の移動局の割り当て先にして前記変更を試みることを特徴とする請求項１８記載の無線基地局。
20. 前記低多重タイムスロット以外のスロットは、１以上の移動局が割り当てられている第２タイムスロットであることを特徴とする請求項１９記載の無線基地局。
21. 前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記変更を想定した場合における第２タイムスロットに割り当てられている移動局全てについての予測通信品質が所定の通信品質以上の場合、当該変更を実施し、前記各移動局のいずれかの予測通信品質が所定の通信品質未満で、かつ、低多重タイムスロットが既に存在する場合、前記第２タイムスロットに代えて、当該低多重タイムスロットを新たな前記割り当て先として前記変更を実施し、また、前記各移動局のいずれかの予測通信品質が所定の通信品質未満で、かつ、前記低多重タイムスロットが存在しない場合、当該変更を中止し、前記別の移動局の接続を拒否することを特徴とする請求項２０記載の無線基地局。
22. 通信品質予測手段は、前記低多重タイムスロットが存在しない場合、前記所定の通信品質を示すしきい値の設定を第１のしきい値とし、前記低多重タイムスロットが存在する場合、前記しきい値の設定を第１のしきい値より厳しい第２のしきい値とすることを特徴とする請求項２１記載の無線基地局。
23. さらに、
    割り当て済み移動局に関する現状における現状通信品質を評価する通信品質評価手段を備え、
    前記タイムスロット割り当て変更手段は、さらに、前記変更を実行した後、前記割り当て先の第２タイムスロットに割り当てられている移動局において、前記現状通信品質が所定の通信品質を下回る移動局が１つでも存在する場合、前記変更がなされる前の状態に復旧することを特徴とする請求項２２記載の無線基地局。
24. 前記タイムスロット割り当て変更手段は、前記割り当てがなされている移動局の数に変動が生じたとき、前記変更を試みることを特徴とする請求項３記載の無線基地局。
25. 時分割により区分された複数のタイムスロットに移動局を割り当て、複数の移動局と時分割多重及び空間多重により無線通信を行う無線基地局において、前記割り当てを変更するタイムスロット割り当て変更方法であって、
    移動局の割り当てが１つも行われていない低多重タイムスロットを確保するように前記割り当ての変更を試みるタイムスロット割り当てステップを含むことを特徴とするタイムスロット割り当て変更方法。
26. 時分割により区分された複数のタイムスロットに移動局を割り当て、複数の移動局と時分割多重及び空間多重により無線通信を行う無線基地局において、前記割り当てを変更するためのプログラムであって、
    移動局の割り当てが１つも行われていない低多重タイムスロットを確保するように前記割り当ての変更を試みるタイムスロット割り当てステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。

Images