JP4601955B2 - 移動通信システム、移動通信方法、基地局および移動局 - Google Patents
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Description
技術分野
この発明は、複数の移動局と基地局との間で無線通信が行なわれる移動通信システムおよび移動通信方法に係り、またこの移動通信システムおよび移動通信方法における基地局および移動局に係るものであり、特に移動局における低消費電力化に関するものである。
背景技術
第１図は従来の移動通信システムの構成を示す図であり、固定通信局である基地局の回路ブロックと、移動通信局である３つの移動局の回路ブロックとを図示している。第１図の移動通信システムでは、隣接する３つの通信チャネル帯域が同一の通信方式によって使用可能になっており、各通信チャネル帯域を使って各移動局と基地局とがそれぞれ無線通信を行なう。なお、以下の説明では移動局は単一の移動局として説明しているが、各々の通信チャネル帯域における移動局群としても同様に考えることが可能である。
第１図において、ＢＳは基地局、ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３はそれぞれ第１移動局、第２移動局、第３移動局である。ｆ１，ｆ２，ｆ３はそれぞれ第１移動局ＭＳ１，第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３と基地局ＢＳとの無線通信で使用される搬送波周波数であり、第１通信チャネル帯域（特定通信チャネル帯域）ΔＦ１，第２通信チャネル帯域（隣接通信チャネル帯域）ΔＦ２，第３通信チャネル帯域（隣接通信チャネル帯域）ΔＦ３の中心周波数に相当する。各搬送波周波数の大小関係はｆ３＜ｆ１＜ｆ２となっており、第１通信チャネル帯域ΔＦ１は、第３通信チャネル帯域ΔＦ３と、第２通信チャネル帯域ΔＦ２とによって挟まれるように隣接している。
従来の基地局ＢＳの回路ブロックは以下のように構成されている。
第１図において、９０１は基地局ＢＳから第１移動局ＭＳ１へ送信するデータ信号（シンボル）、９０２は送信系帯域制限（波形整形）用のルート・ナイキスト・フィルタ、９０３Ａ，９０３Ｂ，９０３Ｃはそれぞれ搬送波周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の搬送波を出力する搬送波発振器、９０４は送信系の周波数変換器、９０５は送信系の電力増幅器、９０６は送受信アンテナである。
９０７は受信系の低雑音増幅器、９０８Ａ，９０８Ｂ，９０８Ｃはそれぞれ受信系の周波数変換器、９０９Ａ，９０９Ｂ，９０９Ｃはそれぞれ受信系帯域制限（波形整形）用のルート・ナイキスト・フィルタ、９１０Ａ，９１０Ｂ，９１０Ｃはそれぞれ復調器、９１１Ａ，９１１Ｂ，９１１Ｃはそれぞれ復調器９１０Ａ，９１０Ｂ，９１０Ｃで復調した第１移動局ＭＳ１，第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３からのデータ信号（シンボル）である。
また、従来の第１移動局ＭＳ１の回路ブロックは以下のように構成されている。
第１図において、１０１は第１移動局ＭＳ１から基地局ＢＳへ送信するデータ信号（シンボル）、１０２は送信系帯域制限（波形整形）用のルート・ナイキスト・フィルタ、１０３は搬送波周波数ｆ１の搬送波を出力する搬送波発振器、１０４は送信系の周波数変換器、１０５は送信系の電力増幅器、１０６は送受信アンテナである。
１０７は受信系の低雑音増幅器、１０８は受信系の周波数変換器、１０９は受信系帯域制限（波形整形）用のルート・ナイキスト・フィルタ、１１０は復調器、１１１は復調器１１０で復調した基地局ＢＳからのデータ信号（シンボル）である。
なお、第１図では、第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３の内部ブロックや、第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３に関係する基地局ＢＳの内部ブロックの図示を省略しているが（送受信アンテナ２０６，３０６を除く）、これらの構成は、第１移動局ＭＳ１に関係する内部ブロックと同様である。
以上のように構成された従来の移動通信システムにおいて、第１移動局ＭＳ１，第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３と基地局ＢＳとの間の通信について、以下の順で説明する。
・基地局ＢＳから第１移動局ＭＳ１への通信
・第１移動局ＭＳ１から基地局ＢＳへの通信
・第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３から基地局ＢＳへの通信
・基地局ＢＳから第１移動局ＭＳ１への通信
基地局ＢＳでは、第１移動局ＭＳ１へ送信するデータ信号９０１がルート・ナイキスト・フィルタ９０２へまず入力される。周波数変換器９０４は、ルート・ナイキスト・フィルタ９０２の出力を搬送波発振器９０３Ａからの搬送波周波数ｆ１の搬送波と混合し、中心周波数ｆ１，第１通信チャネル帯域ΔＦ１の信号に周波数変換する。周波数変換された信号は、電力増幅器９０５によって所要の送信電力まで増幅され、送受信アンテナ９０６から第１移動局ＭＳ１へ無線送信される。
第１移動局ＭＳ１では、基地局ＢＳから無線送信された中心周波数ｆ１，第１通信チャネル帯域ΔＦ１の無線信号を送受信アンテナ１０６が受信する。受信した無線信号を低雑音増幅器１０７が増幅すると、続いて周波数変換器１０８が低雑音増幅器１０７の出力を搬送波発振器１０３からの搬送波周波数ｆ１の搬送波と混合し、無線信号帯域からデータ信号帯域へ、つまりベースバンドへ周波数変換する。そして、周波数変換器１０８の出力は、ルート・ナイキスト・フィルタ１０９を介して復調器１１０で復調され、基地局ＢＳから送信されたデータ信号１１１が取り出される。
・第１移動局ＭＳ１から基地局ＢＳへの通信
第１移動局ＭＳ１では、基地局ＢＳへ送信するデータ信号１０１がルート・ナイキスト・フィルタ１０２へまず入力される。周波数変換器１０４は、ルート・ナイキスト・フィルタ１０２の出力を搬送波発振器１０３からの搬送波周波数ｆ１の搬送波と混合し、中心周波数ｆ１，第１通信チャネル帯域ΔＦ１の信号に周波数変換する。周波数変換された信号は、電力増幅器１０５によって所要の送信電力まで増幅され、送受信アンテナ１０６から基地局ＢＳへ無線送信される。
基地局ＢＳでは、第１移動局ＭＳ１から無線送信された中心周波数ｆ１，第１通信チャネル帯域ΔＦ１の無線信号を送受信アンテナ９０６が受信する。受信した無線信号を低雑音増幅器９０７が増幅すると、続いて周波数変換器９０８Ａが低雑音増幅器９０７の出力を搬送波発振器９０３Ａからの搬送波周波数ｆ１の搬送波と混合し、無線信号帯域からデータ信号帯域へ、つまりベースバンドへ周波数変換する。そして、周波数変換器９０８Ａの出力は、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａを介して復調器９１０Ａで復調され、基地局ＢＳから送信されたデータ信号９１１Ａが取り出される。
・第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３から基地局ＢＳへの通信
第１移動局ＭＳ１の場合と同様に、第２移動局ＭＳ２の送受信アンテナ２０６から送信された搬送波周波数ｆ２，第２通信チャネル帯域ΔＦ２の無線信号は、基地局ＢＳの送受信アンテナ９０６で受信される。受信された無線信号は、低雑音増幅器９０７で増幅されてから、搬送波発振器９０３Ｂからの搬送波周波数ｆ２の搬送波と周波数変換器９０８Ｂで混合され、無線信号帯域からデータ信号帯域へ周波数変換される。そして、周波数変換器９０８Ｂの出力は、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ｂを介して復調器９１０Ｂでデータ信号９１１Ｂに復調される。
第１移動局ＭＳ１の場合と同様に、第３移動局ＭＳ３の送受信アンテナ３０６から送信された搬送波周波数ｆ３，第３通信チャネル帯域ΔＦ３の無線信号は、基地局ＢＳの送受信アンテナ９０６で受信される。受信された無線信号は、低雑音増幅器９０７で増幅されてから、搬送波発振器９０３Ｃからの搬送波周波数ｆ３の搬送波と周波数変換器９０８Ｃで混合され、無線信号帯域からデータ信号帯域へ周波数変換される。そして、周波数変換器９０８Ｃの出力は、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ｃを介して復調器９１０Ｃでデータ信号９１１Ｃに復調される。
以上のように、送信系および受信系に設けられる帯域制限用のフィルタとしては、ナイキスト基準を満足するフィルタであるナイキスト・フィルタが一般的に用いられる。線形通信システムでは、一方の送信系から他方の受信系までのトータルの伝達特性がナイキスト・フィルタ特性を満たすように、送信系におけるフィルタ伝達関数と受信系におけるフィルタ伝達関数との積をナイキスト・フィルタ特性にしている。
つまり、総合の伝達関数の２乗根（√）を送信系と受信系とへそれぞれ配分した、いわゆるルート配分（ナイキスト配分ともいう）がしばしば採用される。第１図の場合には、例えば第１移動局ＭＳ１のルート・ナイキスト・フィルタ１０２と基地局ＢＳのルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａとがルート配分されている。
ここでナイキスト・フィルタ特性について簡単に説明する。
第２図はナイキスト・フィルタ特性を説明するための図であり、横軸は周波数、縦軸は振幅に対する係数（振幅係数）をそれぞれ表している。また、αはナイキスト・フィルタのロールオフ（帯域制限）率、Ｆｓは送受信するシンボル速度である。
ナイキスト・フィルタ特性では、周波数０で振幅係数１，シンボル速度Ｆｓの１／２の周波数で振幅係数０．５になり、振幅係数が０になる周波数やその振幅係数特性はロールオフ率αの値に応じて変化する。つまり、振幅係数が０になる周波数は（１／２＋α）Ｆｓなので、ロールオフ率αの値が信号帯域幅を変化させることになる。また、ナイキスト・フィルタによって帯域制限されるため、送受信アンテナから送信される無線信号の包絡線が変動するようになり、ロールオフ率αが小さいほどこの変動は大きくなる傾向にある。
例えば、現在商用サービスが行なわれているＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ：ＡＲＩＢ規格ＳＴＤ−２８）方式の場合には、通信速度が３８４ｋｂｐｓと低く信号帯域幅が狭いため、ロールオフ率α＝０．５が用いられている。
一方、近年盛んに開発が進められているＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：広帯域符号分割多元接続）方式の場合、通信速度が最大２Ｍｂｐｓと高く信号帯域幅を広く必要としているが、その帯域幅を抑えるためにロールオフ率α＝０．２２といった小さな値が規定されている。
従来の移動通信システム、移動通信方法、基地局および移動局は以上のように構成されているので、非線形歪信号成分による隣接通信チャネル帯域への妨害を抑えるために、移動局の送信系電力増幅器を非線形領域まで動作させることができず、電力増幅器の利用効率が悪くなってしまうという課題があった。
電力増幅器の利用効率が悪いということは、移動局におけるバッテリーの利用効率が低くなって消費電力が増加し、移動局の通信時間が短縮されてしまうことになる。
上記の課題について具体的に説明する。
第３図は上記の課題を説明するための図であり、第３図（ａ）は移動局の電力増幅器の入出力特性を示す図、第３図（ｂ），（ｃ）それぞれは移動局の電力増幅器が線形動作、非線形動作した場合の通信スペクトルを概念的に示す図である。
例えば第１移動局ＭＳ１の送信系における電力増幅器１０５のように、移動局から送信されるデータ信号を増幅するための電力増幅器は、移動局内部に設けられたバッテリーなどを電源とするため出力電力に制限があり、その入出力特性を表すと第３図（ａ）のようになる。第３図（ａ）では、横軸は入力電力Ｐｉｎ，縦軸は出力電力Ｐｏｕｔをそれぞれ表している。
第３図（ａ）において、入力電力Ｐｉｎが小さいときには、電力増幅器の入出力特性は線形と見なすことができるが（線形領域）、入力電力Ｐｉｎが増加すると出力電力Ｐｏｕｔの増加率が減少して出力飽和特性を示すようになる（非線形領域）。
例えば第１図の第１移動局ＭＳ１の電力増幅器１０５が線形領域において動作点ａまで動作する場合、第１〜第３移動局ＭＳ１〜ＭＳ３の各通信スペクトルＳ１〜Ｓ３は模式的に第３図（ｂ）のように表される。この第３図（ｂ）の場合、各通信チャネル帯域の通信スペクトルＳ１〜Ｓ３は相互に妨害しあわないため、問題を生じない。
しかしながら、第１移動局ＭＳ１の電力増幅器１０５が動作点ｂの非線形領域まで動作すると、電力増幅器１０５の非線形動作によって非線形歪信号成分が発生または増加し、第３図（ｃ）に示すように、第１移動局ＭＳ１は通信スペクトルＳ１’で通信するようになる。このとき、第１通信チャネル帯域ΔＦ１の通信スペクトルＳ１’は第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信スペクトルＳ２，Ｓ３にまで広がってしまい、第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３の各通信が妨害されてしまうことになる。
このような理由で、移動局の送信系における電力増幅器は、最大出力と動作点との差、すなわちバックオフを大きくして非線形歪信号成分が少なくなるように動作領域の設計が行なわれるため、利用効率が低くなっている。
特に、Ｗ−ＣＤＭＡ方式のようにロールオフ率αが小さく包絡線変動が大きくなる場合には、バックオフをより大きくする必要があるため、電力増幅器の利用効率はますます低くなって、移動局の通信時間がさらに短くなってしまう。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、移動局から送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器を非線形領域まで動作させることが可能な移動通信システム、移動通信方法、基地局および移動局を構成することを目的とする。
発明の開示
この発明に係る移動通信システムは、移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または隣接通信チャネル帯域に対する特定通信チャネル帯域からの妨害量を基地局が監視し、通信量または妨害量に応じて特定通信チャネル帯域における受信系帯域制限特性を基地局が変更するとともに、特定通信チャネル帯域における移動局群の送信系帯域制限特性を変更させるための情報を基地局が移動局群へ送信し、情報を元に送信系帯域制限特性を移動局群が変更し、基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点を移動局群が変更するようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信システムは、移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または隣接通信チャネル帯域に対する特定通信チャネル帯域からの妨害量を基地局が監視し、通信量または妨害量に応じて各通信チャネル帯域の設定周波数間隔を基地局が変更するとともに、設定周波数間隔を変更させるための情報を基地局が各移動局群へそれぞれ送信し、情報を元に通信チャネル帯域の設定周波数間隔を各移動局群がそれぞれ変更し、基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点を特定通信チャネル帯域の移動局群が変更するようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信システムは、通信量または妨害量が少ないほど、受信系帯域制限特性を基地局がより広帯域に変更し、基地局から送信された情報を元に送信系帯域制限特性を移動局群がより広帯域に変更し、送信系電力増幅器の動作点をより非線形領域へ制御するようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信システムは、通信量または妨害量が多いほど、特定通信チャネル帯域がより広帯域となるように、各通信チャネル帯域の設定周波数間隔を基地局が変更し、送信系電力増幅器の動作点を特定通信チャネル帯域の移動局群がより非線形領域へ制御するようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信システムは、通信を行なっている移動局群中の移動局数を通信チャネル帯域における通信量として基地局が監視するようにしたものである。
このことにより、通信量を具体的に把握できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信システムは、通信を行なっている移動局群中の移動局数を通信チャネル帯域における通信量として基地局が監視するようにしたものである。
このことにより、通信量を具体的に把握できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信システムは、隣接通信チャネル帯域の復調出力に現れるデータ信号中の特定通信チャネル帯域からの非線形歪信号成分を妨害量として基地局が監視するようにしたものである。
このことにより、妨害量を具体的に把握できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信システムは、隣接通信チャネル帯域の復調出力に現れるデータ信号中の特定通信チャネル帯域からの非線形歪信号成分を妨害量として基地局が監視するようにしたものである。
このことにより、妨害量を具体的に把握できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信方法は、基地局では、移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または隣接通信チャネル帯域に対する特定通信チャネル帯域からの妨害量が監視され、通信量または妨害量に応じて特定通信チャネル帯域における受信系帯域制限特性が変更されるとともに、特定通信チャネル帯域における移動局群の送信系帯域制限特性を変更させるための情報が移動局群へ送信され、移動局群では、情報を元に送信系帯域制限特性が変更され、基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点が変更されるようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信方法は、基地局では、移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または隣接通信チャネル帯域に対する特定通信チャネル帯域からの妨害量が監視され、通信量または妨害量に応じて各通信チャネル帯域の設定周波数間隔が変更されるとともに、設定周波数間隔を変更させるための情報が各移動局群へそれぞれ送信され、各移動局群では、情報を元に通信チャネル帯域の設定周波数間隔がそれぞれ変更され、特定通信チャネル帯域の移動局群では、基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点が変更されるようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信方法は、基地局では、通信量または妨害量が少ないほど、受信系帯域制限特性がより広帯域に変更され、移動局群では、基地局から送信された情報を元に送信系帯域制限特性がより広帯域に変更され、送信系電力増幅器の動作点がより非線形領域へ制御されるようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信方法は、基地局では、通信量または妨害量が多いほど、特定通信チャネル帯域がより広帯域となるように、各通信チャネル帯域の設定周波数間隔が変更され、特定通信チャネル帯域の移動局群では、送信系電力増幅器の動作点がより非線形領域へ制御されるようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る基地局は、移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または隣接通信チャネル帯域に対する特定通信チャネル帯域からの妨害量を監視し、通信量または妨害量に応じて特定通信チャネル帯域における受信系帯域制限特性を変更するとともに、特定通信チャネル帯域における移動局群の送信系帯域制限特性を変更させるための情報を移動局群へ送信するようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る基地局は、移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または隣接通信チャネル帯域に対する特定通信チャネル帯域からの妨害量を監視し、通信量または妨害量に応じて各通信チャネル帯域の設定周波数間隔を変更するとともに、設定周波数間隔を変更させるための情報を各移動局群へそれぞれ送信するようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る基地局は、通信量または妨害量が少ないほど、受信系帯域制限特性をより広帯域に変更するようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る基地局は、通信量または妨害量が多いほど、特定通信チャネル帯域がより広帯域となるように、各通信チャネル帯域の設定周波数間隔を変更するようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動局は、基地局が送信した特定通信チャネル帯域における移動局群の送信系帯域制限特性を変更させるための情報を元に、送信系帯域制限特性を変更し、基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点を変更するようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動局は、基地局が送信した設定周波数間隔を変更させるための情報を元に、通信チャネル帯域の設定周波数間隔を変更し、基地局と通信が行なわれている特定通信チャネル帯域の移動局群を構成する場合には、基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点を変更するようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動局は、基地局から送信された情報を元に送信系帯域制限特性をより広帯域に変更し、送信系電力増幅器の動作点をより非線形領域へ制御するようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動局は、特定通信チャネル帯域の移動局群を構成する場合には、送信系電力増幅器の動作点をより非線形領域へ制御するようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。発明を実施するための最良の形態
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
第４図はこの発明の実施の形態１による移動通信システムの構成を示す図であり、固定通信局である基地局の回路ブロックと、移動通信局である３つの移動局の各回路ブロックとを図示している。背景技術で説明した第１図と同一符号は同一または相当する構成であり重複説明を省略する。
第４図の基地局ＢＳにおいて、９１２はロールオフ率制御器、９１３Ａ，９１３Ｂ，９１３Ｃはそれぞれ通信チャネル帯域ΔＦ１，ΔＦ２，ΔＦ３における各復調出力を示す通信量、９１４はロールオフ率制御信号、９１５は第１移動局ＭＳ１へ送信するロールオフ率通知データ信号（シンボル）、９１６はデータ信号９０１とロールオフ率通知データ信号９１５とを多重化する多重化器である。
また、第４図の第１移動局ＭＳ１において、１１２はロールオフ率制御器、１１３は基地局ＢＳから送信されたロールオフ率通知データ信号、１１４はロールオフ率制御信号、１１５は増幅器制御器、１１６は増幅器制御信号である。
次に動作について説明する。
基地局ＢＳのロールオフ率制御器９１２は、復調器９１０Ａ〜９１０Ｃからそれぞれ得られる通信チャネル帯域ΔＦ１〜ΔＦ３の各通信量９１３Ａ〜９１３Ｃをそれぞれ監視している。そして第１移動局ＭＳ１との通信が通信量９１３Ａから判定されると、ロールオフ率制御器９１２は、第１通信チャネル帯域（特定通信チャネル帯域）ΔＦ１と隣接する第２，第３通信チャネル帯域（隣接通信チャネル帯域）ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量９１３Ｂ，９１３Ｃを把握し、これらの通信量に応じて第１移動局ＭＳ１との通信で用いる受信系のルートナイキスト・フィルタ９０９Ａのロールオフ率αをロールオフ率制御信号９１４によって変更する。
例えば第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３における通信量がいずれも０の場合（通信が行なわれていない場合）には、ロールオフ率制御器９１２は、ロールオフ率制御信号９１４によってルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａのロールオフ率αを大きくする。このとき、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａはロールオフ率αが大きな値に変更されるので、その受信系帯域制限特性が変更される。
また同時に、第１移動局ＭＳ１の送信系におけるルート・ナイキスト・フィルタ１０２のロールオフ率αを変更させるために、ロールオフ率制御器９１２は、変更したロールオフ率αを示すロールオフ率通知データ信号９１５を多重化器９１６へ出力してデータ信号９０１と多重化する。データ信号９０１と多重化されたロールオフ率通知データ信号９１５は、ルート・ナイキスト・フィルタ９０２，周波数変換器９０４，電力増幅器９０５を介して送受信アンテナ９０６から第１移動局ＭＳ１へ、第１移動局ＭＳ１の送信系帯域制限特性を変更させるための情報として無線送信される。
一方、第１移動局ＭＳ１は、多重化されたデータ信号９０１とロールオフ率通知データ信号９１５とを送受信アンテナ１０６で受信し、低雑音増幅器１０７，周波数変換器１０８，ルート・ナイキスト・フィルタ１０９を介して復調器１１０へ入力する。復調器１１０は、ロールオフ率通知データ信号９１５をデータ信号９０１から分離して、ロールオフ率通知データ信号１１３としてロールオフ率制御器１１２へ入力するとともに、増幅器制御器１１５へ入力する。
ロールオフ率制御器１１２は、ロールオフ率通知データ信号１１３の示すロールオフ率αで動作するように、ロールオフ率制御信号１１４を送信系のルート・ナイキスト・フィルタ１０２へ出力する。ルート・ナイキスト・フィルタ１０２は、ロールオフ率制御信号１１４によってロールオフ率αが変更されてその送信系帯域制限特性が変更される。増幅器制御器１１５はロールオフ率通知データ１１３を元に、増幅器制御信号１１６を電力増幅器１０５へ出力する。電力増幅器１０５は増幅器制御信号１１６に従い、増幅器の動作点（領域）を非線形領域へ制御する。
第１移動局ＭＳ１からのデータ信号１０１は、ロールオフ率αが変更された送信系のルート・ナイキスト・フィルタ１０２，周波数変換器１０４，非線形動作の電力増幅器１０５，送受信アンテナ１０６を介して基地局ＢＳへ送信され、基地局ＢＳの送受信アンテナ９０６，低雑音増幅器９０７，周波数変換器９０８Ａを介してロールオフ率αが変更された受信系のルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａへ入力され、復調器９１０Ａでデータ信号９１１Ａに復調される。
以上のような場合、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３における各通信量が０なので、第１移動局ＭＳ１の送信系における電力増幅器１０５を非線形領域で動作させても隣接通信チャネルの妨害にならないので、電力増幅器１０５の利用効率が上げられるようになり、第１移動局ＭＳ１の消費電力が低減されて、通信時間の長時間化が可能になる。
第５図はこの発明の実施の形態１による移動通信システムの通信動作を説明するための図であり、背景技術で説明した第３図と対応している。第５図では、第１移動局ＭＳ１が中心周波数ｆ１の第１通信チャネル帯域ΔＦ１で基地局ＢＳと通信し（通信スペクトルＳ１’）、中心周波数ｆ２，ｆ３の第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３では通信が行なわれていない（通信スペクトルＳ２，Ｓ３が無い）状態を表している。
前述したように、第１移動局ＭＳ１の送信系におけるルート・ナイキスト・フィルタ１０２のロールオフ率αを大きくすると、第１移動局ＭＳ１の通信スペクトルＳ１’は広がり、同時に非線形歪信号成分もより広い帯域まで広がる。しかしながら、このときの第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量は０なので、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３に対する妨害は生じない。
さらに、ロールオフ率αを大きくしたことによって得られる振幅変動の低減効果分以上にバックオフ量を減らし、電力増幅器１０５の動作領域をより非線形領域まで拡大することができるので、第１移動局ＭＳ１の消費電力がさらに低減されて、通信時間の長時間化が達成できる。
なお、上記の説明では、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量が無い場合を例にしていたが、この実施の形態１はこれに限定されるわけではない。つまり、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の通信量の多少によって、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａ，１０２のロールオフ率αを変更するようにしても良く、同様の効果が得られる。
また、上記の説明では、基地局ＢＳから第１移動局ＭＳ１へロールオフ率通知データ信号９１５を通知して第１移動局ＭＳ１の送信系帯域制限特性を第１移動局ＭＳ１に変更させるようにしているが、この動作はロールオフ率通知データ信号９１５に限定されるわけではなく、次の実施の形態２からも分かるように、移動局側の送信系帯域制限特性を変更させるための情報を送信すれば良く、同様の効果が得られる。
さらに、ロールオフ率制御器９１２が監視するのは第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量に限定されるわけではなく、復調器９１０Ｂ，９１０Ｃの復調出力に現れる第１通信チャネル帯域ΔＦ１からの非線形歪信号成分によって、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３に対する第１移動局ＭＳ１の通信の妨害量を測定しても良い。
すなわち、通信量９１３Ａ〜９１３Ｃの代わりに、復調器９１０Ｂ，９１０Ｃ出力の各非線形歪信号成分をロールオフ率制御器９１２へ入力して監視し、妨害量である非線形歪信号成分の多少によってルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａのロールオフ率αの変更と、ルート・ナイキスト・フィルタ１０２のロールオフ率αの変更とを上記動作と同様に行なうようにしても、同様の効果を得ることができる。
さらに、通信量や妨害量は特に限定される訳ではないが、例えば移動局ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３が複数の移動局からなる移動局群の場合には、各移動局群ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３中の通信している移動局数を各通信チャネル帯域ΔＦ１，ΔＦ２，ΔＦ３における通信量として基地局ＢＳが監視するようにしても良い。
以上のように、この実施の形態１によれば、第１通信チャネル帯域ΔＦ１に隣接する第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の通信量９１３Ｂ，９１３Ｃまたは妨害量を基地局ＢＳが監視して、通信量９１３Ｂ，９１３Ｃまたは妨害量に応じて第１通信チャネル帯域ΔＦ１における受信系帯域制限特性を基地局ＢＳが変更するとともに、第１通信チャネル帯域ΔＦ１を用いて通信する第１移動局ＭＳ１へ変更後の受信系帯域制限特性（ロールオフ率α）を基地局ＢＳが通知し、変更後の受信系帯域制限特性に合わせて送信系帯域制限特性を第１移動局ＭＳ１が変更し、第１移動局から送信するデータ信号１０１を増幅するための送信系電力増幅器１０５を第１移動局ＭＳ１が変更するようにしたので、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器１０５の利用効率を向上することができ、第１移動局ＭＳ１の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
また、この実施の形態１によれば、移動局ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３が複数の移動局からなる移動局群の場合には、各移動局群ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３中の通信している移動局数を各通信チャネル帯域ΔＦ１，ΔＦ２，ΔＦ３における通信量として基地局ＢＳが監視するようにしたので、通信量を具体的に把握できるという効果が得られる。
さらに、この実施の形態１によれば、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の復調出力に現れるデータ信号９１１Ｂ，９１１Ｃ中の第１通信チャネル帯域ΔＦ１からの非線形歪信号成分を妨害量として基地局ＢＳが監視するようにしたので、妨害量を具体的に把握できるという効果が得られる。
実施の形態２．
実施の形態１では、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａ，１０２のロールオフ率αを変更するようにしたが、ルート配分から配分率を変更して、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａ，１０２の帯域制限特性を変更させても良い。
第６図はこの発明の実施の形態２による移動通信システムの構成を示す図であり、第１図、第４図と同一符号は同一または相当する構成を示している。
第６図の基地局ＢＳにおいて、９１７は配分率制御器、９１８は配分率制御信号、９１９は第１移動局ＭＳ１へ送信する配分率通知データ信号（シンボル）である。
また、第６図の第１移動局ＭＳ１において、１１７は配分率制御器、１１８は基地局ＢＳから送信された配分率通知データ信号（シンボル）、１１９は配分率制御信号である。
次に動作について説明する。
基地局ＢＳの配分率制御器９１７は、復調器９１０Ａ〜９１０Ｃからそれぞれ得られる通信チャネル帯域ΔＦ１〜ΔＦ３の各通信量９１３Ａ〜９１３Ｃをそれぞれ監視している。そして第１移動局ＭＳ１との通信が通信量９１３Ａから判定されると、配分率制御器９１７は、第１通信チャネル帯域ΔＦ１と隣接する第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量９１３Ｂ，９１３Ｃを把握し、これらの通信量に応じて第１移動局ＭＳ１との通信で用いる受信系のルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａの配分率を配分率制御信号９１８によって変更する。
例えば第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３における各通信量が０の場合、配分率制御器９１７は、配分率制御信号９１８によってルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａの配分率をルート配分よりも大きくする。このとき、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａは、配分率が大きな値に変更されて、その受信系帯域制限特性が変更される。
また同時に、第１移動局ＭＳ１の送信系におけるルート・ナイキスト・フィルタ１０２の配分率を変更させるために、配分率制御器９１７は、変更した配分率を示す配分率通知データ信号９１８を多重化器９１６へ出力してデータ信号９０１と多重化する。データ信号９０１と多重化された配分率通知データ信号９１８は、送信系のルート・ナイキスト・フィルタ９０２，周波数変換器９０４，電力増幅器９０５を介して送受信アンテナ９０６から第１移動局ＭＳ１へ、第１移動局ＭＳ１の送信系帯域制限特性を変更させるための情報として無線送信される。
一方、第１移動局ＭＳ１は、多重化されたデータ信号９０１と配分率通知データ信号９１８とを送受信アンテナ１０６で受信し、低雑音増幅器１０７，周波数変換器１０８，ルート・ナイキスト・フィルタ１０９を介して復調器１１０へ入力する。復調器１１０は、配分率通知データ信号９１８をデータ信号９０１から分離して、配分率通知データ信号１１８として配分率制御器１１７へ入力するとともに、増幅器制御器１１５へ入力する。
配分率制御器１１７は、配分率通知データ信号１１８の示す配分率となるように、配分率制御信号１１９を送信系のルート・ナイキスト・フィルタ１０２へ出力する。ルート・ナイキスト・フィルタ１０２は、配分率制御信号１１９によって配分率が変更されてその送信系帯域制限特性が変更される。増幅器制御器１１５は配分率通知データ信号１１８を元に、増幅器制御信号１１６を電力増幅器１０５へ出力する。電力増幅器１０５は増幅器制御信号１１６に従い、増幅器の動作点（領域）を非線形領域へ制御する。
第１移動局ＭＳ１からのデータ信号１０１は、配分率が変更された送信系のルート・ナイキスト・フィルタ１０２，周波数変換器１０４，非線形動作の電力増幅器１０５，送受信アンテナ１０６を介して基地局ＢＳへ送信され、基地局ＢＳの送受信アンテナ９０６，低雑音増幅器９０７，周波数変換器９０８Ａを介して配分率が変更された受信系のルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａへ入力され、復調器９１０Ａでデータ信号９１１Ａに復調される。
このように、第１移動局ＭＳ１の送信系、基地局ＢＳの受信系における各ルート・ナイキスト・フィルタ１０２，９０９Ａの配分率をルート配分（√＝０．５乗）から変更するようにしても、帯域制限特性および包絡線振幅変動が変化するので、電力増幅器１０５を非線形動作させることができ、実施の形態１と同様の効果が得られる。
なお、配分率の変更は、送受信それぞれでルート配分にした場合と同様に、例えば移動局ＭＳで０．５乗⇒１乗としたときに基地局ＢＳで０．５乗⇒０乗とするように、送信系におけるフィルタ伝達関数と受信系におけるフィルタ伝達関数との積がナイキスト・フィルタ特性となるようにする。
なお、上記の説明では、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量が無い場合を例にしていたが、この実施の形態２はこれに限定されるわけではない。つまり、実施の形態１でも説明したように、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の通信量の多少によって、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａ，１０２の配分率を変更するようにしても良く、同様の効果が得られる。
さらに、配分率制御器９１７が監視するのは第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量に限定されるわけではなく、実施の形態１でも説明したように、復調器９１０Ｂ，９１０Ｃの復調出力に現れる第１通信チャネル帯域ΔＦ１からの非線形歪信号成分によって、配分率を変更しても良い。
さらに、通信量や妨害量は特に限定されないが、実施の形態１と同様に、各移動局群ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３の場合には、通信中の移動局数を各通信チャネル帯域ΔＦ１，ΔＦ２，ΔＦ３における通信量としても良い。
実施の形態３．
この実施の形態３では、実施の形態１，２のルート・ナイキスト・フィルタ１０２，９０９Ａの帯域制限特性を変更する手法に代えて、搬送波周波数ｆ１〜ｆ３を変更する手法について説明する。
第７図はこの発明の実施の形態３による移動通信システムの構成を示す図であり、第１図、第４図と同一符号は同一または相当する構成である。
第７図の基地局ＢＳにおいて、９２０は搬送波周波数制御器、９２１Ａ，９２１Ｂ，９２１Ｃはそれぞれ搬送波周波数制御信号、９２２は第１移動局ＭＳ１へ送信する搬送波周波数通知データ信号（シンボル）である。
また、第７図の第１移動局ＭＳ１において、１２０は搬送波周波数制御器、１２１は基地局ＢＳから送信された搬送波周波数通知データ信号（シンボル）、１２２は搬送波周波数制御信号である。
この実施の形態３では、搬送波発振器９０８Ａ〜９０８Ｃの搬送波周波数ｆ１〜ｆ３と、第１移動局ＭＳ１の搬送波発振器１０３の搬送波周波数ｆ１とが、搬送波周波数制御信号９２１Ａ〜９２１Ｃ，搬送波周波数制御信号１２２によってそれぞれ変更できるようになっている。もちろん、図示は省略しているが、第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３の搬送波周波数ｆ２，ｆ３も同様の構成によって変更可能である。
次に動作について説明する。
基地局ＢＳの搬送波周波数制御器９２０は、復調器９１０Ａ〜９１０Ｃからそれぞれ得られる通信チャネル帯域ΔＦ１〜ΔＦ３の各通信量９１３Ａ〜９１３Ｃをそれぞれ監視している。そして第１移動局ＭＳ１との通信が通信量９１３Ａから判定されると、搬送波周波数制御器９２０は、第１通信チャネル帯域ΔＦ１と隣接する第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量９１３Ｂ，９１３Ｃを把握し、これらの通信量に応じて搬送波発振器９０８Ａ〜９０８Ｃの搬送波周波数ｆ１〜ｆ３を変更する。
例えば第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３における通信量が多い場合には、搬送波周波数制御器９２０は、搬送波発振器９０８Ａ〜９０８Ｃへ搬送波周波数制御信号９２１Ａ〜９２１Ｃをそれぞれ出力して、搬送波周波数ｆ１〜ｆ３の設定周波数間隔を大きくする。特に限定されるものではないが、ここでは搬送波周波数ｆ１の値はそのまま変化させず、搬送波周波数ｆ２，ｆ３をそれぞれより低周波、より高周波へ推移させるものとする。
また同時に、変更後の搬送波周波数ｆ１（そのままの値）を第１移動局ＭＳ１へ通知するために、搬送波周波数制御器９２０は、搬送波周波数ｆ１を示す搬送波周波数通知データ信号９２２を多重化器９１６へ出力してデータ信号９０１と多重化し、送信系のルート・ナイキスト・フィルタ９０２，周波数変換器９０４，電力増幅器９０５を介して送受信アンテナ９０６から第１移動局ＭＳ１へ、各通信チャネル帯域の設定周波数間隔を変更させるための情報として無線送信する。
もちろん、同様の動作によって、第２，第３移動局ＭＳ２，ＭＳ３へ搬送波周波数ｆ２，ｆ３（変更された値）が通知される。
一方、第１移動局ＭＳ１では、多重化されたデータ信号９０１と搬送波周波数通知データ信号９２２とを送受信アンテナ１０６で受信し、低雑音増幅器１０７，周波数変換器１０８，受信系のルート・ナイキスト・フィルタ１０９を介して復調器１１０へ入力する。復調器１１０は、搬送波周波数通知データ信号９２２をデータ信号９０１から分離して、搬送波周波数通知データ信号１２１として搬送波周波数制御器１２０へ入力するとともに、増幅器制御器１１５へ入力する。
搬送波周波数制御器１２０は、搬送波周波数通知データ信号１２１の示す搬送波周波数ｆ１となるように、搬送波周波数制御信号１２２を搬送波発振器１０３へ出力する。搬送波発振器１０３は、搬送波周波数制御信号１２２によって搬送波周波数ｆ１が変更される（前述したように、ここでは搬送波周波数ｆ１は変更されない）。
もちろん、同様の動作によって、第２，第３移動局ＭＳ２，ＭＳ３の搬送波周波数ｆ２，ｆ３も同時に変更され、各チャネル帯域ΔＦ１〜ΔＦ３の中心周波数間隔ｆ１−ｆ２，ｆ３−ｆ１がそれぞれ変更されるようになる。増幅器制御器１１５は搬送波周波数通知信号１２１を元に、増幅器制御信号１１６を電力増幅器１０５へ出力する。電力増幅器１０５は増幅器制御信号１１６に従い、増幅器の動作点（領域）を非線形領域へ制御する。
第１移動局ＭＳ１からのデータ信号１０１は、ルート・ナイキスト・フィルタ１０２を通過した後に、搬送波周波数ｆ１の搬送波発振器１０３の出力と周波数変換器１０４で混合され、電力増幅器１０５，送受信アンテナ１０６を介して基地局ＢＳへ送信され、基地局ＢＳの送受信アンテナ９０６，低雑音増幅器９０７を通過した後に、搬送波周波数ｆ１の搬送波発振器１０３の出力と周波数変換器９０８Ａで混合され、受信系のルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａを介して復調器９１０Ａでデータ信号９１１Ａに復調される。
このように、第１通信チャネル帯域ΔＦ１と隣接する第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各中心周波数ｆ２，ｆ３をそれぞれ変更して中心周波数間隔を変更することにより、電力増幅器１０５の非線形動作によって発生または増加する非線形歪信号成分の第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３に対する妨害を抑制し、第１移動局ＭＳ１における電力増幅器１０５の動作領域をより非線形領域まで使用可能にすることができる。
第８図はこの発明の実施の形態３による移動通信システムの動作を説明するための図である。
第８図に示すように、通信チャネル帯域ΔＦ１〜ΔＦ３の各中心周波数間隔ｆ１−ｆ３，ｆ２−ｆ１がそれぞれ広がることにより、第１移動局ＭＳ１の通信スペクトルＳ１’の非線形歪信号成分が同様に発生または増加しても、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の通信スペクトルＳ２，Ｓ３に対する妨害量は減少する。
このとき、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３に対する妨害量と、周波数間隔ｆ１−ｆ３，ｆ２−ｆ１を変更する前の妨害量とが同程度になるまで、第１移動局ＭＳ１の電力増幅器１０５をさらに非線形領域で動作させることができるので、消費電力が低減されて通信時間を長時間化できる。
なお、上記の説明では、搬送波周波数通知データ信号１２１によって各異動局へ搬送波周波数を指定して通信チャネル帯域間の設定周波数間隔を変更するようにしてきたが、例えば特定チャネル帯域および隣接チャネル帯域搬送波周波数の組や、搬送波周波数と隣接チャネル帯域との周波数間隔などを用いることも可能であり、各通信チャネル帯域間の設定周波数間隔を変更させる情報であれば、この実施の形態３は特に限定されるものではない。
以上のように、この実施の形態３によれば、第１通信チャネル帯域ΔＦ１に隣接する第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の通信量９１３Ｂ，９１３Ｃまたは妨害量を基地局ＢＳが監視して、通信量９１３Ｂ，９１３Ｃまたは妨害量に応じて第１通信チャネル帯域ΔＦ１および第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各中心周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を基地局ＢＳが変更して中心周波数間隔ｆ１−ｆ２，ｆ３−ｆ１を広げるとともに、第１通信チャネル帯域ΔＦ１によって通信する第１移動局ＭＳ１および第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３によって通信する第２，第３移動局ＭＳ２，ＭＳ３へ変更後の中心周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３をそれぞれ基地局ＢＳが通知し、変更後の中心周波数ｆ１〜ｆ３に合わせて各移動局ＭＳ１〜ＭＳ３自身の中心周波数ｆ１〜ｆ３を各移動局ＭＳ１〜ＭＳ３がそれぞれ変更し、基地局ＢＳへ送信するデータ信号１０１を増幅するための送信系電力増幅器１０５の動作点を第１通信チャネル帯域ΔＦ１によって通信する第１移動局ＭＳ１が変更するようにしたので、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器１０５の利用効率を向上することができ、第１移動局ＭＳ１の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
なお、実施の形態１，２では、一つの通信方式において３つの通信チャネル帯域が使用可能である場合について説明したが、監視する隣接通信チャネル帯域の通信量（または妨害量）は同一通信方式である必要はなく、基地局ＢＳ内の受信系を異なる通信方式に対しても受信可能なようにすれば同様の効果を得ることができる。
また、実施の形態３の第８図では、注目する第１通信チャネル帯域ΔＦ１の両側に第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３が存在する場合について、第１通信チャネル帯域ΔＦ１の中心周波数ｆ１は変化させずに周波数間隔ｆ１−ｆ３，ｆ２−ｆ１をそれぞれ変更するようにしたが、片側にのみ同一通信方式の第２通信チャネル帯域ΔＦ２（またはΔＦ３）だけが存在する場合には、同一通信方式の第２通信チャネル帯域ΔＦ２（またはΔＦ３）との中心周波数間隔ｆ２−ｆ１（またはｆ１−ｆ３）のみを変更し、更に自チャネルも含めて搬送波周波数ｆ２，ｆ１（またはｆ１，ｆ３）を変更することで、異なる通信方式の第３通信チャネル帯域ΔＦ３（またはΔＦ２）との中心周波数間隔を変更することができるので、同様の効果を得ることができる。
さらに、実施の形態１〜３では、帯域制限用フィルタとしてナイキスト・フィルタを用いて説明しているが、例えばガウス型フィルタなど別の帯域制限特性を持つフィルタであっても良く、同様の効果を得ることができる。
さらに、実施の形態１〜３では、帯域制限特性を得るためにデータ信号帯域（ベースバンド）でフィルタを用いているが、搬送波周波数の信号になってからフィルタの帯域制限を行なっても良いし、あるいはいわゆる中間周波数帯域にデータ信号をいったん変換し、この中間周波数帯域でフィルタによる帯域制限を行なってから無線周波数帯域信号へ変換しても良く、同様の効果を得ることができる。
さらに、実施の形態３においては、隣接通信チャネル帯域との中心周波数間隔を、そのときの隣接通信チャネル帯域における通信量（または妨害量）に応じて時間的に変更する場合について説明したが、都市部と地方のように一般に通信量に統計的な差異が考えられる場合のように予め差異が予想される場合には、基地局の設置段階において都市部と地方部とによって中心周波数間隔を変更しても同様の効果を得ることができる。
さらに、実施の形態１，２で述べたように、配分率制御器９１７が監視するのは第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量に限定されるわけではなく、復調器９１０Ｂ，９１０Ｃの復調出力に現れる第１通信チャネル帯域ΔＦ１からの非線形歪信号成分によって、中心周波数間隔を変更させても良い。
さらに、実施の形態１から２では、第１通信チャネル帯域ΔＦ１を使用する第１移動局ＭＳ１と基地局ＢＳ間の通信に注目して説明したので、基地局の受信系帯域制限に対する制御は帯域制限のルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａのみに対して行なっているが、全ての通信チャネル帯域に対し同様な監視を行ない、全ての帯域制限特性を制御するようにしても同様の効果を得ることができる。
さらに、実施の形態１〜３では、送信系帯域制限特性を決定するための情報や各通信チャネル帯域間の設定周波数間隔を変更させるための情報を基地局から移動局へ多重化器９１６によって多重化して送信しているが、これらの情報を送信する手法は多重化に限定されるものではない。
さらに、実施の形態１〜３では、増幅器制御器１１５によって電力増幅器１０５の動作点を変更したが、この動作点の変更手段は特に限定されない。
さらに、一つの基地局に対する移動局（移動局群）の数や通信チャネル帯域の数は特に限定されない。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る移動通信システム、移動通信方法、基地局および移動局は、例えば小さなロールオフ率が要求されるＷ−ＣＤＭＡ方式などにおいて、移動局の消費電力を低減して通信時間を長くすることが可能なシステムに適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の移動通信システムの構成を示す図である。
第２図はナイキスト・フィルタ特性を説明するための図である。
第３図は背景技術の課題を説明するための図である。
第４図はこの発明の実施の形態１による移動通信システムの構成を示す図である。
第５図はこの発明の実施の形態１による移動通信システムの通信動作を説明するための図である。
第６図はこの発明の実施の形態２による移動通信システムの構成を示す図である。
第７図はこの発明の実施の形態３による移動通信システムの構成を示す図である。
第８図はこの発明の実施の形態３による移動通信システムの動作を説明するための図である。
この発明は、複数の移動局と基地局との間で無線通信が行なわれる移動通信システムおよび移動通信方法に係り、またこの移動通信システムおよび移動通信方法における基地局および移動局に係るものであり、特に移動局における低消費電力化に関するものである。
背景技術
第１図は従来の移動通信システムの構成を示す図であり、固定通信局である基地局の回路ブロックと、移動通信局である３つの移動局の回路ブロックとを図示している。第１図の移動通信システムでは、隣接する３つの通信チャネル帯域が同一の通信方式によって使用可能になっており、各通信チャネル帯域を使って各移動局と基地局とがそれぞれ無線通信を行なう。なお、以下の説明では移動局は単一の移動局として説明しているが、各々の通信チャネル帯域における移動局群としても同様に考えることが可能である。
第１図において、ＢＳは基地局、ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３はそれぞれ第１移動局、第２移動局、第３移動局である。ｆ１，ｆ２，ｆ３はそれぞれ第１移動局ＭＳ１，第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３と基地局ＢＳとの無線通信で使用される搬送波周波数であり、第１通信チャネル帯域（特定通信チャネル帯域）ΔＦ１，第２通信チャネル帯域（隣接通信チャネル帯域）ΔＦ２，第３通信チャネル帯域（隣接通信チャネル帯域）ΔＦ３の中心周波数に相当する。各搬送波周波数の大小関係はｆ３＜ｆ１＜ｆ２となっており、第１通信チャネル帯域ΔＦ１は、第３通信チャネル帯域ΔＦ３と、第２通信チャネル帯域ΔＦ２とによって挟まれるように隣接している。
従来の基地局ＢＳの回路ブロックは以下のように構成されている。
第１図において、９０１は基地局ＢＳから第１移動局ＭＳ１へ送信するデータ信号（シンボル）、９０２は送信系帯域制限（波形整形）用のルート・ナイキスト・フィルタ、９０３Ａ，９０３Ｂ，９０３Ｃはそれぞれ搬送波周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の搬送波を出力する搬送波発振器、９０４は送信系の周波数変換器、９０５は送信系の電力増幅器、９０６は送受信アンテナである。
９０７は受信系の低雑音増幅器、９０８Ａ，９０８Ｂ，９０８Ｃはそれぞれ受信系の周波数変換器、９０９Ａ，９０９Ｂ，９０９Ｃはそれぞれ受信系帯域制限（波形整形）用のルート・ナイキスト・フィルタ、９１０Ａ，９１０Ｂ，９１０Ｃはそれぞれ復調器、９１１Ａ，９１１Ｂ，９１１Ｃはそれぞれ復調器９１０Ａ，９１０Ｂ，９１０Ｃで復調した第１移動局ＭＳ１，第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３からのデータ信号（シンボル）である。
また、従来の第１移動局ＭＳ１の回路ブロックは以下のように構成されている。
第１図において、１０１は第１移動局ＭＳ１から基地局ＢＳへ送信するデータ信号（シンボル）、１０２は送信系帯域制限（波形整形）用のルート・ナイキスト・フィルタ、１０３は搬送波周波数ｆ１の搬送波を出力する搬送波発振器、１０４は送信系の周波数変換器、１０５は送信系の電力増幅器、１０６は送受信アンテナである。
１０７は受信系の低雑音増幅器、１０８は受信系の周波数変換器、１０９は受信系帯域制限（波形整形）用のルート・ナイキスト・フィルタ、１１０は復調器、１１１は復調器１１０で復調した基地局ＢＳからのデータ信号（シンボル）である。
なお、第１図では、第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３の内部ブロックや、第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３に関係する基地局ＢＳの内部ブロックの図示を省略しているが（送受信アンテナ２０６，３０６を除く）、これらの構成は、第１移動局ＭＳ１に関係する内部ブロックと同様である。
以上のように構成された従来の移動通信システムにおいて、第１移動局ＭＳ１，第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３と基地局ＢＳとの間の通信について、以下の順で説明する。
・基地局ＢＳから第１移動局ＭＳ１への通信
・第１移動局ＭＳ１から基地局ＢＳへの通信
・第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３から基地局ＢＳへの通信
・基地局ＢＳから第１移動局ＭＳ１への通信
基地局ＢＳでは、第１移動局ＭＳ１へ送信するデータ信号９０１がルート・ナイキスト・フィルタ９０２へまず入力される。周波数変換器９０４は、ルート・ナイキスト・フィルタ９０２の出力を搬送波発振器９０３Ａからの搬送波周波数ｆ１の搬送波と混合し、中心周波数ｆ１，第１通信チャネル帯域ΔＦ１の信号に周波数変換する。周波数変換された信号は、電力増幅器９０５によって所要の送信電力まで増幅され、送受信アンテナ９０６から第１移動局ＭＳ１へ無線送信される。
第１移動局ＭＳ１では、基地局ＢＳから無線送信された中心周波数ｆ１，第１通信チャネル帯域ΔＦ１の無線信号を送受信アンテナ１０６が受信する。受信した無線信号を低雑音増幅器１０７が増幅すると、続いて周波数変換器１０８が低雑音増幅器１０７の出力を搬送波発振器１０３からの搬送波周波数ｆ１の搬送波と混合し、無線信号帯域からデータ信号帯域へ、つまりベースバンドへ周波数変換する。そして、周波数変換器１０８の出力は、ルート・ナイキスト・フィルタ１０９を介して復調器１１０で復調され、基地局ＢＳから送信されたデータ信号１１１が取り出される。
・第１移動局ＭＳ１から基地局ＢＳへの通信
第１移動局ＭＳ１では、基地局ＢＳへ送信するデータ信号１０１がルート・ナイキスト・フィルタ１０２へまず入力される。周波数変換器１０４は、ルート・ナイキスト・フィルタ１０２の出力を搬送波発振器１０３からの搬送波周波数ｆ１の搬送波と混合し、中心周波数ｆ１，第１通信チャネル帯域ΔＦ１の信号に周波数変換する。周波数変換された信号は、電力増幅器１０５によって所要の送信電力まで増幅され、送受信アンテナ１０６から基地局ＢＳへ無線送信される。
基地局ＢＳでは、第１移動局ＭＳ１から無線送信された中心周波数ｆ１，第１通信チャネル帯域ΔＦ１の無線信号を送受信アンテナ９０６が受信する。受信した無線信号を低雑音増幅器９０７が増幅すると、続いて周波数変換器９０８Ａが低雑音増幅器９０７の出力を搬送波発振器９０３Ａからの搬送波周波数ｆ１の搬送波と混合し、無線信号帯域からデータ信号帯域へ、つまりベースバンドへ周波数変換する。そして、周波数変換器９０８Ａの出力は、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａを介して復調器９１０Ａで復調され、基地局ＢＳから送信されたデータ信号９１１Ａが取り出される。
・第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３から基地局ＢＳへの通信
第１移動局ＭＳ１の場合と同様に、第２移動局ＭＳ２の送受信アンテナ２０６から送信された搬送波周波数ｆ２，第２通信チャネル帯域ΔＦ２の無線信号は、基地局ＢＳの送受信アンテナ９０６で受信される。受信された無線信号は、低雑音増幅器９０７で増幅されてから、搬送波発振器９０３Ｂからの搬送波周波数ｆ２の搬送波と周波数変換器９０８Ｂで混合され、無線信号帯域からデータ信号帯域へ周波数変換される。そして、周波数変換器９０８Ｂの出力は、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ｂを介して復調器９１０Ｂでデータ信号９１１Ｂに復調される。
第１移動局ＭＳ１の場合と同様に、第３移動局ＭＳ３の送受信アンテナ３０６から送信された搬送波周波数ｆ３，第３通信チャネル帯域ΔＦ３の無線信号は、基地局ＢＳの送受信アンテナ９０６で受信される。受信された無線信号は、低雑音増幅器９０７で増幅されてから、搬送波発振器９０３Ｃからの搬送波周波数ｆ３の搬送波と周波数変換器９０８Ｃで混合され、無線信号帯域からデータ信号帯域へ周波数変換される。そして、周波数変換器９０８Ｃの出力は、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ｃを介して復調器９１０Ｃでデータ信号９１１Ｃに復調される。
以上のように、送信系および受信系に設けられる帯域制限用のフィルタとしては、ナイキスト基準を満足するフィルタであるナイキスト・フィルタが一般的に用いられる。線形通信システムでは、一方の送信系から他方の受信系までのトータルの伝達特性がナイキスト・フィルタ特性を満たすように、送信系におけるフィルタ伝達関数と受信系におけるフィルタ伝達関数との積をナイキスト・フィルタ特性にしている。
つまり、総合の伝達関数の２乗根（√）を送信系と受信系とへそれぞれ配分した、いわゆるルート配分（ナイキスト配分ともいう）がしばしば採用される。第１図の場合には、例えば第１移動局ＭＳ１のルート・ナイキスト・フィルタ１０２と基地局ＢＳのルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａとがルート配分されている。
ここでナイキスト・フィルタ特性について簡単に説明する。
第２図はナイキスト・フィルタ特性を説明するための図であり、横軸は周波数、縦軸は振幅に対する係数（振幅係数）をそれぞれ表している。また、αはナイキスト・フィルタのロールオフ（帯域制限）率、Ｆｓは送受信するシンボル速度である。
ナイキスト・フィルタ特性では、周波数０で振幅係数１，シンボル速度Ｆｓの１／２の周波数で振幅係数０．５になり、振幅係数が０になる周波数やその振幅係数特性はロールオフ率αの値に応じて変化する。つまり、振幅係数が０になる周波数は（１／２＋α）Ｆｓなので、ロールオフ率αの値が信号帯域幅を変化させることになる。また、ナイキスト・フィルタによって帯域制限されるため、送受信アンテナから送信される無線信号の包絡線が変動するようになり、ロールオフ率αが小さいほどこの変動は大きくなる傾向にある。
例えば、現在商用サービスが行なわれているＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ：ＡＲＩＢ規格ＳＴＤ−２８）方式の場合には、通信速度が３８４ｋｂｐｓと低く信号帯域幅が狭いため、ロールオフ率α＝０．５が用いられている。
一方、近年盛んに開発が進められているＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：広帯域符号分割多元接続）方式の場合、通信速度が最大２Ｍｂｐｓと高く信号帯域幅を広く必要としているが、その帯域幅を抑えるためにロールオフ率α＝０．２２といった小さな値が規定されている。
従来の移動通信システム、移動通信方法、基地局および移動局は以上のように構成されているので、非線形歪信号成分による隣接通信チャネル帯域への妨害を抑えるために、移動局の送信系電力増幅器を非線形領域まで動作させることができず、電力増幅器の利用効率が悪くなってしまうという課題があった。
電力増幅器の利用効率が悪いということは、移動局におけるバッテリーの利用効率が低くなって消費電力が増加し、移動局の通信時間が短縮されてしまうことになる。
上記の課題について具体的に説明する。
第３図は上記の課題を説明するための図であり、第３図（ａ）は移動局の電力増幅器の入出力特性を示す図、第３図（ｂ），（ｃ）それぞれは移動局の電力増幅器が線形動作、非線形動作した場合の通信スペクトルを概念的に示す図である。
例えば第１移動局ＭＳ１の送信系における電力増幅器１０５のように、移動局から送信されるデータ信号を増幅するための電力増幅器は、移動局内部に設けられたバッテリーなどを電源とするため出力電力に制限があり、その入出力特性を表すと第３図（ａ）のようになる。第３図（ａ）では、横軸は入力電力Ｐｉｎ，縦軸は出力電力Ｐｏｕｔをそれぞれ表している。
第３図（ａ）において、入力電力Ｐｉｎが小さいときには、電力増幅器の入出力特性は線形と見なすことができるが（線形領域）、入力電力Ｐｉｎが増加すると出力電力Ｐｏｕｔの増加率が減少して出力飽和特性を示すようになる（非線形領域）。
例えば第１図の第１移動局ＭＳ１の電力増幅器１０５が線形領域において動作点ａまで動作する場合、第１〜第３移動局ＭＳ１〜ＭＳ３の各通信スペクトルＳ１〜Ｓ３は模式的に第３図（ｂ）のように表される。この第３図（ｂ）の場合、各通信チャネル帯域の通信スペクトルＳ１〜Ｓ３は相互に妨害しあわないため、問題を生じない。
しかしながら、第１移動局ＭＳ１の電力増幅器１０５が動作点ｂの非線形領域まで動作すると、電力増幅器１０５の非線形動作によって非線形歪信号成分が発生または増加し、第３図（ｃ）に示すように、第１移動局ＭＳ１は通信スペクトルＳ１’で通信するようになる。このとき、第１通信チャネル帯域ΔＦ１の通信スペクトルＳ１’は第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信スペクトルＳ２，Ｓ３にまで広がってしまい、第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３の各通信が妨害されてしまうことになる。
このような理由で、移動局の送信系における電力増幅器は、最大出力と動作点との差、すなわちバックオフを大きくして非線形歪信号成分が少なくなるように動作領域の設計が行なわれるため、利用効率が低くなっている。
特に、Ｗ−ＣＤＭＡ方式のようにロールオフ率αが小さく包絡線変動が大きくなる場合には、バックオフをより大きくする必要があるため、電力増幅器の利用効率はますます低くなって、移動局の通信時間がさらに短くなってしまう。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、移動局から送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器を非線形領域まで動作させることが可能な移動通信システム、移動通信方法、基地局および移動局を構成することを目的とする。
発明の開示
この発明に係る移動通信システムは、移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または隣接通信チャネル帯域に対する特定通信チャネル帯域からの妨害量を基地局が監視し、通信量または妨害量に応じて特定通信チャネル帯域における受信系帯域制限特性を基地局が変更するとともに、特定通信チャネル帯域における移動局群の送信系帯域制限特性を変更させるための情報を基地局が移動局群へ送信し、情報を元に送信系帯域制限特性を移動局群が変更し、基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点を移動局群が変更するようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信システムは、移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または隣接通信チャネル帯域に対する特定通信チャネル帯域からの妨害量を基地局が監視し、通信量または妨害量に応じて各通信チャネル帯域の設定周波数間隔を基地局が変更するとともに、設定周波数間隔を変更させるための情報を基地局が各移動局群へそれぞれ送信し、情報を元に通信チャネル帯域の設定周波数間隔を各移動局群がそれぞれ変更し、基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点を特定通信チャネル帯域の移動局群が変更するようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信システムは、通信量または妨害量が少ないほど、受信系帯域制限特性を基地局がより広帯域に変更し、基地局から送信された情報を元に送信系帯域制限特性を移動局群がより広帯域に変更し、送信系電力増幅器の動作点をより非線形領域へ制御するようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信システムは、通信量または妨害量が多いほど、特定通信チャネル帯域がより広帯域となるように、各通信チャネル帯域の設定周波数間隔を基地局が変更し、送信系電力増幅器の動作点を特定通信チャネル帯域の移動局群がより非線形領域へ制御するようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信システムは、通信を行なっている移動局群中の移動局数を通信チャネル帯域における通信量として基地局が監視するようにしたものである。
このことにより、通信量を具体的に把握できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信システムは、通信を行なっている移動局群中の移動局数を通信チャネル帯域における通信量として基地局が監視するようにしたものである。
このことにより、通信量を具体的に把握できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信システムは、隣接通信チャネル帯域の復調出力に現れるデータ信号中の特定通信チャネル帯域からの非線形歪信号成分を妨害量として基地局が監視するようにしたものである。
このことにより、妨害量を具体的に把握できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信システムは、隣接通信チャネル帯域の復調出力に現れるデータ信号中の特定通信チャネル帯域からの非線形歪信号成分を妨害量として基地局が監視するようにしたものである。
このことにより、妨害量を具体的に把握できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信方法は、基地局では、移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または隣接通信チャネル帯域に対する特定通信チャネル帯域からの妨害量が監視され、通信量または妨害量に応じて特定通信チャネル帯域における受信系帯域制限特性が変更されるとともに、特定通信チャネル帯域における移動局群の送信系帯域制限特性を変更させるための情報が移動局群へ送信され、移動局群では、情報を元に送信系帯域制限特性が変更され、基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点が変更されるようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信方法は、基地局では、移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または隣接通信チャネル帯域に対する特定通信チャネル帯域からの妨害量が監視され、通信量または妨害量に応じて各通信チャネル帯域の設定周波数間隔が変更されるとともに、設定周波数間隔を変更させるための情報が各移動局群へそれぞれ送信され、各移動局群では、情報を元に通信チャネル帯域の設定周波数間隔がそれぞれ変更され、特定通信チャネル帯域の移動局群では、基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点が変更されるようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信方法は、基地局では、通信量または妨害量が少ないほど、受信系帯域制限特性がより広帯域に変更され、移動局群では、基地局から送信された情報を元に送信系帯域制限特性がより広帯域に変更され、送信系電力増幅器の動作点がより非線形領域へ制御されるようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動通信方法は、基地局では、通信量または妨害量が多いほど、特定通信チャネル帯域がより広帯域となるように、各通信チャネル帯域の設定周波数間隔が変更され、特定通信チャネル帯域の移動局群では、送信系電力増幅器の動作点がより非線形領域へ制御されるようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る基地局は、移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または隣接通信チャネル帯域に対する特定通信チャネル帯域からの妨害量を監視し、通信量または妨害量に応じて特定通信チャネル帯域における受信系帯域制限特性を変更するとともに、特定通信チャネル帯域における移動局群の送信系帯域制限特性を変更させるための情報を移動局群へ送信するようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る基地局は、移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または隣接通信チャネル帯域に対する特定通信チャネル帯域からの妨害量を監視し、通信量または妨害量に応じて各通信チャネル帯域の設定周波数間隔を変更するとともに、設定周波数間隔を変更させるための情報を各移動局群へそれぞれ送信するようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る基地局は、通信量または妨害量が少ないほど、受信系帯域制限特性をより広帯域に変更するようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る基地局は、通信量または妨害量が多いほど、特定通信チャネル帯域がより広帯域となるように、各通信チャネル帯域の設定周波数間隔を変更するようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動局は、基地局が送信した特定通信チャネル帯域における移動局群の送信系帯域制限特性を変更させるための情報を元に、送信系帯域制限特性を変更し、基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点を変更するようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動局は、基地局が送信した設定周波数間隔を変更させるための情報を元に、通信チャネル帯域の設定周波数間隔を変更し、基地局と通信が行なわれている特定通信チャネル帯域の移動局群を構成する場合には、基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点を変更するようにしたものである。
このことにより、隣接通信チャネル帯域に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動局は、基地局から送信された情報を元に送信系帯域制限特性をより広帯域に変更し、送信系電力増幅器の動作点をより非線形領域へ制御するようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
この発明に係る移動局は、特定通信チャネル帯域の移動局群を構成する場合には、送信系電力増幅器の動作点をより非線形領域へ制御するようにしたものである。
このことにより、非線形動作によって発生または増加する隣接通信チャネル帯域への非線形歪信号成分の妨害を抑制しつつ、送信系電力増幅器の利用効率を向上することができ、移動局の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。発明を実施するための最良の形態
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
第４図はこの発明の実施の形態１による移動通信システムの構成を示す図であり、固定通信局である基地局の回路ブロックと、移動通信局である３つの移動局の各回路ブロックとを図示している。背景技術で説明した第１図と同一符号は同一または相当する構成であり重複説明を省略する。
第４図の基地局ＢＳにおいて、９１２はロールオフ率制御器、９１３Ａ，９１３Ｂ，９１３Ｃはそれぞれ通信チャネル帯域ΔＦ１，ΔＦ２，ΔＦ３における各復調出力を示す通信量、９１４はロールオフ率制御信号、９１５は第１移動局ＭＳ１へ送信するロールオフ率通知データ信号（シンボル）、９１６はデータ信号９０１とロールオフ率通知データ信号９１５とを多重化する多重化器である。
また、第４図の第１移動局ＭＳ１において、１１２はロールオフ率制御器、１１３は基地局ＢＳから送信されたロールオフ率通知データ信号、１１４はロールオフ率制御信号、１１５は増幅器制御器、１１６は増幅器制御信号である。
次に動作について説明する。
基地局ＢＳのロールオフ率制御器９１２は、復調器９１０Ａ〜９１０Ｃからそれぞれ得られる通信チャネル帯域ΔＦ１〜ΔＦ３の各通信量９１３Ａ〜９１３Ｃをそれぞれ監視している。そして第１移動局ＭＳ１との通信が通信量９１３Ａから判定されると、ロールオフ率制御器９１２は、第１通信チャネル帯域（特定通信チャネル帯域）ΔＦ１と隣接する第２，第３通信チャネル帯域（隣接通信チャネル帯域）ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量９１３Ｂ，９１３Ｃを把握し、これらの通信量に応じて第１移動局ＭＳ１との通信で用いる受信系のルートナイキスト・フィルタ９０９Ａのロールオフ率αをロールオフ率制御信号９１４によって変更する。
例えば第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３における通信量がいずれも０の場合（通信が行なわれていない場合）には、ロールオフ率制御器９１２は、ロールオフ率制御信号９１４によってルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａのロールオフ率αを大きくする。このとき、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａはロールオフ率αが大きな値に変更されるので、その受信系帯域制限特性が変更される。
また同時に、第１移動局ＭＳ１の送信系におけるルート・ナイキスト・フィルタ１０２のロールオフ率αを変更させるために、ロールオフ率制御器９１２は、変更したロールオフ率αを示すロールオフ率通知データ信号９１５を多重化器９１６へ出力してデータ信号９０１と多重化する。データ信号９０１と多重化されたロールオフ率通知データ信号９１５は、ルート・ナイキスト・フィルタ９０２，周波数変換器９０４，電力増幅器９０５を介して送受信アンテナ９０６から第１移動局ＭＳ１へ、第１移動局ＭＳ１の送信系帯域制限特性を変更させるための情報として無線送信される。
一方、第１移動局ＭＳ１は、多重化されたデータ信号９０１とロールオフ率通知データ信号９１５とを送受信アンテナ１０６で受信し、低雑音増幅器１０７，周波数変換器１０８，ルート・ナイキスト・フィルタ１０９を介して復調器１１０へ入力する。復調器１１０は、ロールオフ率通知データ信号９１５をデータ信号９０１から分離して、ロールオフ率通知データ信号１１３としてロールオフ率制御器１１２へ入力するとともに、増幅器制御器１１５へ入力する。
ロールオフ率制御器１１２は、ロールオフ率通知データ信号１１３の示すロールオフ率αで動作するように、ロールオフ率制御信号１１４を送信系のルート・ナイキスト・フィルタ１０２へ出力する。ルート・ナイキスト・フィルタ１０２は、ロールオフ率制御信号１１４によってロールオフ率αが変更されてその送信系帯域制限特性が変更される。増幅器制御器１１５はロールオフ率通知データ１１３を元に、増幅器制御信号１１６を電力増幅器１０５へ出力する。電力増幅器１０５は増幅器制御信号１１６に従い、増幅器の動作点（領域）を非線形領域へ制御する。
第１移動局ＭＳ１からのデータ信号１０１は、ロールオフ率αが変更された送信系のルート・ナイキスト・フィルタ１０２，周波数変換器１０４，非線形動作の電力増幅器１０５，送受信アンテナ１０６を介して基地局ＢＳへ送信され、基地局ＢＳの送受信アンテナ９０６，低雑音増幅器９０７，周波数変換器９０８Ａを介してロールオフ率αが変更された受信系のルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａへ入力され、復調器９１０Ａでデータ信号９１１Ａに復調される。
以上のような場合、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３における各通信量が０なので、第１移動局ＭＳ１の送信系における電力増幅器１０５を非線形領域で動作させても隣接通信チャネルの妨害にならないので、電力増幅器１０５の利用効率が上げられるようになり、第１移動局ＭＳ１の消費電力が低減されて、通信時間の長時間化が可能になる。
第５図はこの発明の実施の形態１による移動通信システムの通信動作を説明するための図であり、背景技術で説明した第３図と対応している。第５図では、第１移動局ＭＳ１が中心周波数ｆ１の第１通信チャネル帯域ΔＦ１で基地局ＢＳと通信し（通信スペクトルＳ１’）、中心周波数ｆ２，ｆ３の第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３では通信が行なわれていない（通信スペクトルＳ２，Ｓ３が無い）状態を表している。
前述したように、第１移動局ＭＳ１の送信系におけるルート・ナイキスト・フィルタ１０２のロールオフ率αを大きくすると、第１移動局ＭＳ１の通信スペクトルＳ１’は広がり、同時に非線形歪信号成分もより広い帯域まで広がる。しかしながら、このときの第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量は０なので、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３に対する妨害は生じない。
さらに、ロールオフ率αを大きくしたことによって得られる振幅変動の低減効果分以上にバックオフ量を減らし、電力増幅器１０５の動作領域をより非線形領域まで拡大することができるので、第１移動局ＭＳ１の消費電力がさらに低減されて、通信時間の長時間化が達成できる。
なお、上記の説明では、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量が無い場合を例にしていたが、この実施の形態１はこれに限定されるわけではない。つまり、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の通信量の多少によって、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａ，１０２のロールオフ率αを変更するようにしても良く、同様の効果が得られる。
また、上記の説明では、基地局ＢＳから第１移動局ＭＳ１へロールオフ率通知データ信号９１５を通知して第１移動局ＭＳ１の送信系帯域制限特性を第１移動局ＭＳ１に変更させるようにしているが、この動作はロールオフ率通知データ信号９１５に限定されるわけではなく、次の実施の形態２からも分かるように、移動局側の送信系帯域制限特性を変更させるための情報を送信すれば良く、同様の効果が得られる。
さらに、ロールオフ率制御器９１２が監視するのは第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量に限定されるわけではなく、復調器９１０Ｂ，９１０Ｃの復調出力に現れる第１通信チャネル帯域ΔＦ１からの非線形歪信号成分によって、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３に対する第１移動局ＭＳ１の通信の妨害量を測定しても良い。
すなわち、通信量９１３Ａ〜９１３Ｃの代わりに、復調器９１０Ｂ，９１０Ｃ出力の各非線形歪信号成分をロールオフ率制御器９１２へ入力して監視し、妨害量である非線形歪信号成分の多少によってルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａのロールオフ率αの変更と、ルート・ナイキスト・フィルタ１０２のロールオフ率αの変更とを上記動作と同様に行なうようにしても、同様の効果を得ることができる。
さらに、通信量や妨害量は特に限定される訳ではないが、例えば移動局ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３が複数の移動局からなる移動局群の場合には、各移動局群ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３中の通信している移動局数を各通信チャネル帯域ΔＦ１，ΔＦ２，ΔＦ３における通信量として基地局ＢＳが監視するようにしても良い。
以上のように、この実施の形態１によれば、第１通信チャネル帯域ΔＦ１に隣接する第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の通信量９１３Ｂ，９１３Ｃまたは妨害量を基地局ＢＳが監視して、通信量９１３Ｂ，９１３Ｃまたは妨害量に応じて第１通信チャネル帯域ΔＦ１における受信系帯域制限特性を基地局ＢＳが変更するとともに、第１通信チャネル帯域ΔＦ１を用いて通信する第１移動局ＭＳ１へ変更後の受信系帯域制限特性（ロールオフ率α）を基地局ＢＳが通知し、変更後の受信系帯域制限特性に合わせて送信系帯域制限特性を第１移動局ＭＳ１が変更し、第１移動局から送信するデータ信号１０１を増幅するための送信系電力増幅器１０５を第１移動局ＭＳ１が変更するようにしたので、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器１０５の利用効率を向上することができ、第１移動局ＭＳ１の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
また、この実施の形態１によれば、移動局ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３が複数の移動局からなる移動局群の場合には、各移動局群ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３中の通信している移動局数を各通信チャネル帯域ΔＦ１，ΔＦ２，ΔＦ３における通信量として基地局ＢＳが監視するようにしたので、通信量を具体的に把握できるという効果が得られる。
さらに、この実施の形態１によれば、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の復調出力に現れるデータ信号９１１Ｂ，９１１Ｃ中の第１通信チャネル帯域ΔＦ１からの非線形歪信号成分を妨害量として基地局ＢＳが監視するようにしたので、妨害量を具体的に把握できるという効果が得られる。
実施の形態２．
実施の形態１では、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａ，１０２のロールオフ率αを変更するようにしたが、ルート配分から配分率を変更して、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａ，１０２の帯域制限特性を変更させても良い。
第６図はこの発明の実施の形態２による移動通信システムの構成を示す図であり、第１図、第４図と同一符号は同一または相当する構成を示している。
第６図の基地局ＢＳにおいて、９１７は配分率制御器、９１８は配分率制御信号、９１９は第１移動局ＭＳ１へ送信する配分率通知データ信号（シンボル）である。
また、第６図の第１移動局ＭＳ１において、１１７は配分率制御器、１１８は基地局ＢＳから送信された配分率通知データ信号（シンボル）、１１９は配分率制御信号である。
次に動作について説明する。
基地局ＢＳの配分率制御器９１７は、復調器９１０Ａ〜９１０Ｃからそれぞれ得られる通信チャネル帯域ΔＦ１〜ΔＦ３の各通信量９１３Ａ〜９１３Ｃをそれぞれ監視している。そして第１移動局ＭＳ１との通信が通信量９１３Ａから判定されると、配分率制御器９１７は、第１通信チャネル帯域ΔＦ１と隣接する第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量９１３Ｂ，９１３Ｃを把握し、これらの通信量に応じて第１移動局ＭＳ１との通信で用いる受信系のルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａの配分率を配分率制御信号９１８によって変更する。
例えば第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３における各通信量が０の場合、配分率制御器９１７は、配分率制御信号９１８によってルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａの配分率をルート配分よりも大きくする。このとき、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａは、配分率が大きな値に変更されて、その受信系帯域制限特性が変更される。
また同時に、第１移動局ＭＳ１の送信系におけるルート・ナイキスト・フィルタ１０２の配分率を変更させるために、配分率制御器９１７は、変更した配分率を示す配分率通知データ信号９１８を多重化器９１６へ出力してデータ信号９０１と多重化する。データ信号９０１と多重化された配分率通知データ信号９１８は、送信系のルート・ナイキスト・フィルタ９０２，周波数変換器９０４，電力増幅器９０５を介して送受信アンテナ９０６から第１移動局ＭＳ１へ、第１移動局ＭＳ１の送信系帯域制限特性を変更させるための情報として無線送信される。
一方、第１移動局ＭＳ１は、多重化されたデータ信号９０１と配分率通知データ信号９１８とを送受信アンテナ１０６で受信し、低雑音増幅器１０７，周波数変換器１０８，ルート・ナイキスト・フィルタ１０９を介して復調器１１０へ入力する。復調器１１０は、配分率通知データ信号９１８をデータ信号９０１から分離して、配分率通知データ信号１１８として配分率制御器１１７へ入力するとともに、増幅器制御器１１５へ入力する。
配分率制御器１１７は、配分率通知データ信号１１８の示す配分率となるように、配分率制御信号１１９を送信系のルート・ナイキスト・フィルタ１０２へ出力する。ルート・ナイキスト・フィルタ１０２は、配分率制御信号１１９によって配分率が変更されてその送信系帯域制限特性が変更される。増幅器制御器１１５は配分率通知データ信号１１８を元に、増幅器制御信号１１６を電力増幅器１０５へ出力する。電力増幅器１０５は増幅器制御信号１１６に従い、増幅器の動作点（領域）を非線形領域へ制御する。
第１移動局ＭＳ１からのデータ信号１０１は、配分率が変更された送信系のルート・ナイキスト・フィルタ１０２，周波数変換器１０４，非線形動作の電力増幅器１０５，送受信アンテナ１０６を介して基地局ＢＳへ送信され、基地局ＢＳの送受信アンテナ９０６，低雑音増幅器９０７，周波数変換器９０８Ａを介して配分率が変更された受信系のルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａへ入力され、復調器９１０Ａでデータ信号９１１Ａに復調される。
このように、第１移動局ＭＳ１の送信系、基地局ＢＳの受信系における各ルート・ナイキスト・フィルタ１０２，９０９Ａの配分率をルート配分（√＝０．５乗）から変更するようにしても、帯域制限特性および包絡線振幅変動が変化するので、電力増幅器１０５を非線形動作させることができ、実施の形態１と同様の効果が得られる。
なお、配分率の変更は、送受信それぞれでルート配分にした場合と同様に、例えば移動局ＭＳで０．５乗⇒１乗としたときに基地局ＢＳで０．５乗⇒０乗とするように、送信系におけるフィルタ伝達関数と受信系におけるフィルタ伝達関数との積がナイキスト・フィルタ特性となるようにする。
なお、上記の説明では、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量が無い場合を例にしていたが、この実施の形態２はこれに限定されるわけではない。つまり、実施の形態１でも説明したように、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の通信量の多少によって、ルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａ，１０２の配分率を変更するようにしても良く、同様の効果が得られる。
さらに、配分率制御器９１７が監視するのは第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量に限定されるわけではなく、実施の形態１でも説明したように、復調器９１０Ｂ，９１０Ｃの復調出力に現れる第１通信チャネル帯域ΔＦ１からの非線形歪信号成分によって、配分率を変更しても良い。
さらに、通信量や妨害量は特に限定されないが、実施の形態１と同様に、各移動局群ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３の場合には、通信中の移動局数を各通信チャネル帯域ΔＦ１，ΔＦ２，ΔＦ３における通信量としても良い。
実施の形態３．
この実施の形態３では、実施の形態１，２のルート・ナイキスト・フィルタ１０２，９０９Ａの帯域制限特性を変更する手法に代えて、搬送波周波数ｆ１〜ｆ３を変更する手法について説明する。
第７図はこの発明の実施の形態３による移動通信システムの構成を示す図であり、第１図、第４図と同一符号は同一または相当する構成である。
第７図の基地局ＢＳにおいて、９２０は搬送波周波数制御器、９２１Ａ，９２１Ｂ，９２１Ｃはそれぞれ搬送波周波数制御信号、９２２は第１移動局ＭＳ１へ送信する搬送波周波数通知データ信号（シンボル）である。
また、第７図の第１移動局ＭＳ１において、１２０は搬送波周波数制御器、１２１は基地局ＢＳから送信された搬送波周波数通知データ信号（シンボル）、１２２は搬送波周波数制御信号である。
この実施の形態３では、搬送波発振器９０８Ａ〜９０８Ｃの搬送波周波数ｆ１〜ｆ３と、第１移動局ＭＳ１の搬送波発振器１０３の搬送波周波数ｆ１とが、搬送波周波数制御信号９２１Ａ〜９２１Ｃ，搬送波周波数制御信号１２２によってそれぞれ変更できるようになっている。もちろん、図示は省略しているが、第２移動局ＭＳ２，第３移動局ＭＳ３の搬送波周波数ｆ２，ｆ３も同様の構成によって変更可能である。
次に動作について説明する。
基地局ＢＳの搬送波周波数制御器９２０は、復調器９１０Ａ〜９１０Ｃからそれぞれ得られる通信チャネル帯域ΔＦ１〜ΔＦ３の各通信量９１３Ａ〜９１３Ｃをそれぞれ監視している。そして第１移動局ＭＳ１との通信が通信量９１３Ａから判定されると、搬送波周波数制御器９２０は、第１通信チャネル帯域ΔＦ１と隣接する第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量９１３Ｂ，９１３Ｃを把握し、これらの通信量に応じて搬送波発振器９０８Ａ〜９０８Ｃの搬送波周波数ｆ１〜ｆ３を変更する。
例えば第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３における通信量が多い場合には、搬送波周波数制御器９２０は、搬送波発振器９０８Ａ〜９０８Ｃへ搬送波周波数制御信号９２１Ａ〜９２１Ｃをそれぞれ出力して、搬送波周波数ｆ１〜ｆ３の設定周波数間隔を大きくする。特に限定されるものではないが、ここでは搬送波周波数ｆ１の値はそのまま変化させず、搬送波周波数ｆ２，ｆ３をそれぞれより低周波、より高周波へ推移させるものとする。
また同時に、変更後の搬送波周波数ｆ１（そのままの値）を第１移動局ＭＳ１へ通知するために、搬送波周波数制御器９２０は、搬送波周波数ｆ１を示す搬送波周波数通知データ信号９２２を多重化器９１６へ出力してデータ信号９０１と多重化し、送信系のルート・ナイキスト・フィルタ９０２，周波数変換器９０４，電力増幅器９０５を介して送受信アンテナ９０６から第１移動局ＭＳ１へ、各通信チャネル帯域の設定周波数間隔を変更させるための情報として無線送信する。
もちろん、同様の動作によって、第２，第３移動局ＭＳ２，ＭＳ３へ搬送波周波数ｆ２，ｆ３（変更された値）が通知される。
一方、第１移動局ＭＳ１では、多重化されたデータ信号９０１と搬送波周波数通知データ信号９２２とを送受信アンテナ１０６で受信し、低雑音増幅器１０７，周波数変換器１０８，受信系のルート・ナイキスト・フィルタ１０９を介して復調器１１０へ入力する。復調器１１０は、搬送波周波数通知データ信号９２２をデータ信号９０１から分離して、搬送波周波数通知データ信号１２１として搬送波周波数制御器１２０へ入力するとともに、増幅器制御器１１５へ入力する。
搬送波周波数制御器１２０は、搬送波周波数通知データ信号１２１の示す搬送波周波数ｆ１となるように、搬送波周波数制御信号１２２を搬送波発振器１０３へ出力する。搬送波発振器１０３は、搬送波周波数制御信号１２２によって搬送波周波数ｆ１が変更される（前述したように、ここでは搬送波周波数ｆ１は変更されない）。
もちろん、同様の動作によって、第２，第３移動局ＭＳ２，ＭＳ３の搬送波周波数ｆ２，ｆ３も同時に変更され、各チャネル帯域ΔＦ１〜ΔＦ３の中心周波数間隔ｆ１−ｆ２，ｆ３−ｆ１がそれぞれ変更されるようになる。増幅器制御器１１５は搬送波周波数通知信号１２１を元に、増幅器制御信号１１６を電力増幅器１０５へ出力する。電力増幅器１０５は増幅器制御信号１１６に従い、増幅器の動作点（領域）を非線形領域へ制御する。
第１移動局ＭＳ１からのデータ信号１０１は、ルート・ナイキスト・フィルタ１０２を通過した後に、搬送波周波数ｆ１の搬送波発振器１０３の出力と周波数変換器１０４で混合され、電力増幅器１０５，送受信アンテナ１０６を介して基地局ＢＳへ送信され、基地局ＢＳの送受信アンテナ９０６，低雑音増幅器９０７を通過した後に、搬送波周波数ｆ１の搬送波発振器１０３の出力と周波数変換器９０８Ａで混合され、受信系のルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａを介して復調器９１０Ａでデータ信号９１１Ａに復調される。
このように、第１通信チャネル帯域ΔＦ１と隣接する第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各中心周波数ｆ２，ｆ３をそれぞれ変更して中心周波数間隔を変更することにより、電力増幅器１０５の非線形動作によって発生または増加する非線形歪信号成分の第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３に対する妨害を抑制し、第１移動局ＭＳ１における電力増幅器１０５の動作領域をより非線形領域まで使用可能にすることができる。
第８図はこの発明の実施の形態３による移動通信システムの動作を説明するための図である。
第８図に示すように、通信チャネル帯域ΔＦ１〜ΔＦ３の各中心周波数間隔ｆ１−ｆ３，ｆ２−ｆ１がそれぞれ広がることにより、第１移動局ＭＳ１の通信スペクトルＳ１’の非線形歪信号成分が同様に発生または増加しても、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の通信スペクトルＳ２，Ｓ３に対する妨害量は減少する。
このとき、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３に対する妨害量と、周波数間隔ｆ１−ｆ３，ｆ２−ｆ１を変更する前の妨害量とが同程度になるまで、第１移動局ＭＳ１の電力増幅器１０５をさらに非線形領域で動作させることができるので、消費電力が低減されて通信時間を長時間化できる。
なお、上記の説明では、搬送波周波数通知データ信号１２１によって各異動局へ搬送波周波数を指定して通信チャネル帯域間の設定周波数間隔を変更するようにしてきたが、例えば特定チャネル帯域および隣接チャネル帯域搬送波周波数の組や、搬送波周波数と隣接チャネル帯域との周波数間隔などを用いることも可能であり、各通信チャネル帯域間の設定周波数間隔を変更させる情報であれば、この実施の形態３は特に限定されるものではない。
以上のように、この実施の形態３によれば、第１通信チャネル帯域ΔＦ１に隣接する第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の通信量９１３Ｂ，９１３Ｃまたは妨害量を基地局ＢＳが監視して、通信量９１３Ｂ，９１３Ｃまたは妨害量に応じて第１通信チャネル帯域ΔＦ１および第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各中心周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を基地局ＢＳが変更して中心周波数間隔ｆ１−ｆ２，ｆ３−ｆ１を広げるとともに、第１通信チャネル帯域ΔＦ１によって通信する第１移動局ＭＳ１および第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３によって通信する第２，第３移動局ＭＳ２，ＭＳ３へ変更後の中心周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３をそれぞれ基地局ＢＳが通知し、変更後の中心周波数ｆ１〜ｆ３に合わせて各移動局ＭＳ１〜ＭＳ３自身の中心周波数ｆ１〜ｆ３を各移動局ＭＳ１〜ＭＳ３がそれぞれ変更し、基地局ＢＳへ送信するデータ信号１０１を増幅するための送信系電力増幅器１０５の動作点を第１通信チャネル帯域ΔＦ１によって通信する第１移動局ＭＳ１が変更するようにしたので、第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３に対する非線形歪信号成分の妨害を発生または増加させることなく、送信系電力増幅器１０５の利用効率を向上することができ、第１移動局ＭＳ１の通信時間を長時間化できるという効果が得られる。
なお、実施の形態１，２では、一つの通信方式において３つの通信チャネル帯域が使用可能である場合について説明したが、監視する隣接通信チャネル帯域の通信量（または妨害量）は同一通信方式である必要はなく、基地局ＢＳ内の受信系を異なる通信方式に対しても受信可能なようにすれば同様の効果を得ることができる。
また、実施の形態３の第８図では、注目する第１通信チャネル帯域ΔＦ１の両側に第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３が存在する場合について、第１通信チャネル帯域ΔＦ１の中心周波数ｆ１は変化させずに周波数間隔ｆ１−ｆ３，ｆ２−ｆ１をそれぞれ変更するようにしたが、片側にのみ同一通信方式の第２通信チャネル帯域ΔＦ２（またはΔＦ３）だけが存在する場合には、同一通信方式の第２通信チャネル帯域ΔＦ２（またはΔＦ３）との中心周波数間隔ｆ２−ｆ１（またはｆ１−ｆ３）のみを変更し、更に自チャネルも含めて搬送波周波数ｆ２，ｆ１（またはｆ１，ｆ３）を変更することで、異なる通信方式の第３通信チャネル帯域ΔＦ３（またはΔＦ２）との中心周波数間隔を変更することができるので、同様の効果を得ることができる。
さらに、実施の形態１〜３では、帯域制限用フィルタとしてナイキスト・フィルタを用いて説明しているが、例えばガウス型フィルタなど別の帯域制限特性を持つフィルタであっても良く、同様の効果を得ることができる。
さらに、実施の形態１〜３では、帯域制限特性を得るためにデータ信号帯域（ベースバンド）でフィルタを用いているが、搬送波周波数の信号になってからフィルタの帯域制限を行なっても良いし、あるいはいわゆる中間周波数帯域にデータ信号をいったん変換し、この中間周波数帯域でフィルタによる帯域制限を行なってから無線周波数帯域信号へ変換しても良く、同様の効果を得ることができる。
さらに、実施の形態３においては、隣接通信チャネル帯域との中心周波数間隔を、そのときの隣接通信チャネル帯域における通信量（または妨害量）に応じて時間的に変更する場合について説明したが、都市部と地方のように一般に通信量に統計的な差異が考えられる場合のように予め差異が予想される場合には、基地局の設置段階において都市部と地方部とによって中心周波数間隔を変更しても同様の効果を得ることができる。
さらに、実施の形態１，２で述べたように、配分率制御器９１７が監視するのは第２，第３通信チャネル帯域ΔＦ２，ΔＦ３の各通信量に限定されるわけではなく、復調器９１０Ｂ，９１０Ｃの復調出力に現れる第１通信チャネル帯域ΔＦ１からの非線形歪信号成分によって、中心周波数間隔を変更させても良い。
さらに、実施の形態１から２では、第１通信チャネル帯域ΔＦ１を使用する第１移動局ＭＳ１と基地局ＢＳ間の通信に注目して説明したので、基地局の受信系帯域制限に対する制御は帯域制限のルート・ナイキスト・フィルタ９０９Ａのみに対して行なっているが、全ての通信チャネル帯域に対し同様な監視を行ない、全ての帯域制限特性を制御するようにしても同様の効果を得ることができる。
さらに、実施の形態１〜３では、送信系帯域制限特性を決定するための情報や各通信チャネル帯域間の設定周波数間隔を変更させるための情報を基地局から移動局へ多重化器９１６によって多重化して送信しているが、これらの情報を送信する手法は多重化に限定されるものではない。
さらに、実施の形態１〜３では、増幅器制御器１１５によって電力増幅器１０５の動作点を変更したが、この動作点の変更手段は特に限定されない。
さらに、一つの基地局に対する移動局（移動局群）の数や通信チャネル帯域の数は特に限定されない。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る移動通信システム、移動通信方法、基地局および移動局は、例えば小さなロールオフ率が要求されるＷ−ＣＤＭＡ方式などにおいて、移動局の消費電力を低減して通信時間を長くすることが可能なシステムに適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の移動通信システムの構成を示す図である。
第２図はナイキスト・フィルタ特性を説明するための図である。
第３図は背景技術の課題を説明するための図である。
第４図はこの発明の実施の形態１による移動通信システムの構成を示す図である。
第５図はこの発明の実施の形態１による移動通信システムの通信動作を説明するための図である。
第６図はこの発明の実施の形態２による移動通信システムの構成を示す図である。
第７図はこの発明の実施の形態３による移動通信システムの構成を示す図である。
第８図はこの発明の実施の形態３による移動通信システムの動作を説明するための図である。
Claims (20)
- 少なくとも１以上の移動局からなる複数の移動局群と、上記複数の移動局群と複数の通信チャネル帯域によってそれぞれ通信する基地局とから構成される移動通信システムにおいて、
上記基地局は、上記移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または上記隣接通信チャネル帯域に対する上記特定通信チャネル帯域からの妨害量を監視し、上記通信量または上記妨害量に応じて上記特定通信チャネル帯域における受信系帯域制限特性を変更するとともに、上記特定通信チャネル帯域における上記移動局群の送信系帯域制限特性を変更させるための情報を上記移動局群へ送信し、
上記移動局群は、上記情報を元に上記送信系帯域制限特性を変更し、上記基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点を変更することを特徴とする移動通信システム。 - 少なくとも１以上の移動局からなる複数の移動局群と、上記複数の移動局群と複数の通信チャネル帯域によってそれぞれ通信する基地局とから構成される移動通信システムにおいて、
上記基地局は、上記移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または上記隣接通信チャネル帯域に対する上記特定通信チャネル帯域からの妨害量を監視し、上記通信量または上記妨害量に応じて各上記通信チャネル帯域の設定周波数間隔を変更するとともに、上記設定周波数間隔を変更させるための情報を各上記移動局群へそれぞれ送信し、
各上記移動局群は、上記情報を元に上記通信チャネル帯域の上記設定周波数間隔をそれぞれ変更し、
上記特定通信チャネル帯域の移動局群は、上記基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点を変更することを特徴とする移動通信システム。 - 基地局は、通信量または妨害量が少ないほど、受信系帯域制限特性をより広帯域に変更し、
移動局群は、上記基地局から送信された情報を元に送信系帯域制限特性をより広帯域に変更し、送信系電力増幅器の動作点をより非線形領域へ制御することを特徴とする請求の範囲第１項記載の移動通信システム。 - 基地局は、通信量または妨害量が多いほど、特定通信チャネル帯域がより広帯域となるように、各通信チャネル帯域の設定周波数間隔を変更し、
上記特定通信チャネル帯域の移動局群は、送信系電力増幅器の動作点をより非線形領域へ制御することを特徴とする請求の範囲第２項記載の移動通信システム。 - 基地局は、通信を行なっている移動局群中の移動局数を通信チャネル帯域における通信量として監視することを特徴とする請求の範囲第１項記載の移動通信システム。
- 基地局は、通信を行なっている移動局群中の移動局数を通信チャネル帯域における通信量として監視することを特徴とする請求の範囲第２項記載の移動通信システム。
- 基地局は、隣接通信チャネル帯域の復調出力に現れるデータ信号中の特定通信チャネル帯域からの非線形歪信号成分を妨害量として監視することを特徴とする請求の範囲第１項記載の移動通信システム。
- 基地局は、隣接通信チャネル帯域の復調出力に現れるデータ信号中の特定通信チャネル帯域からの非線形歪信号成分を妨害量として監視することを特徴とする請求の範囲第２項記載の移動通信システム。
- 少なくとも１以上の移動局からなる複数の移動局群と基地局との間で複数の通信チャネル帯域によってそれぞれ通信が行なわれる移動通信方法において、
上記基地局では、上記移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または上記隣接通信チャネル帯域に対する上記特定通信チャネル帯域からの妨害量が監視され、上記通信量または上記妨害量に応じて上記特定通信チャネル帯域における受信系帯域制限特性が変更されるとともに、上記特定通信チャネル帯域における上記移動局群の送信系帯域制限特性を変更させるための情報が上記移動局群へ送信され、
上記移動局群では、上記情報を元に上記送信系帯域制限特性が変更され、上記基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点が変更されることを特徴とする移動通信方法。 - 少なくとも１以上の移動局からなる複数の移動局群と基地局との間で複数の通信チャネル帯域によってそれぞれ通信が行なわれる移動通信方法において、
上記基地局では、上記移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または上記隣接通信チャネル帯域に対する上記特定通信チャネル帯域からの妨害量が監視され、上記通信量または上記妨害量に応じて各上記通信チャネル帯域の設定周波数間隔が変更されるとともに、上記設定周波数間隔を変更させるための情報が各上記移動局群へそれぞれ送信され、
各上記移動局群では、上記情報を元に上記通信チャネル帯域の上記設定周波数間隔がそれぞれ変更され、
上記特定通信チャネル帯域の移動局群では、上記基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点が変更されることを特徴とする移動通信方法。 - 基地局では、通信量または妨害量が少ないほど、受信系帯域制限特性がより広帯域に変更され、
移動局群では、上記基地局から送信された情報を元に送信系帯域制限特性がより広帯域に変更され、送信系電力増幅器の動作点がより非線形領域へ制御されることを特徴とする請求の範囲第９項記載の移動通信方法。 - 基地局では、通信量または妨害量が多いほど、特定通信チャネル帯域がより広帯域となるように、各通信チャネル帯域の設定周波数間隔が変更され、
上記特定通信チャネル帯域の移動局群では、送信系電力増幅器の動作点がより非線形領域へ制御されることを特徴とする請求の範囲第１０項記載の移動通信方法。 - 少なくとも１以上の移動局からなる複数の移動局群と複数の通信チャネル帯域によってそれぞれ通信する基地局において、
上記移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または上記隣接通信チャネル帯域に対する上記特定通信チャネル帯域からの妨害量を監視し、上記通信量または上記妨害量に応じて上記特定通信チャネル帯域における受信系帯域制限特性を変更するとともに、上記特定通信チャネル帯域における上記移動局群の送信系帯域制限特性を変更させるための情報を上記移動局群へ送信することを特徴とする基地局。 - 少なくとも１以上の移動局からなる複数の移動局群と複数の通信チャネル帯域によってそれぞれ通信する基地局において、
上記移動局群との通信が行なわれている特定通信チャネル帯域に隣接した隣接通信チャネル帯域における通信量または上記隣接通信チャネル帯域に対する上記特定通信チャネル帯域からの妨害量を監視し、上記通信量または上記妨害量に応じて各上記通信チャネル帯域の設定周波数間隔を変更するとともに、上記設定周波数間隔を変更させるための情報を各上記移動局群へそれぞれ送信することを特徴とする基地局。 - 通信量または妨害量が少ないほど、受信系帯域制限特性をより広帯域に変更することを特徴とする請求の範囲第１３項記載の基地局。
- 通信量または妨害量が多いほど、特定通信チャネル帯域がより広帯域となるように、各通信チャネル帯域の設定周波数間隔を変更することを特徴とする請求の範囲第１４項記載の基地局。
- 複数の通信チャネル帯域によって基地局とそれぞれ通信する複数の移動局群を少なくとも１以上で構成する移動局において、
上記基地局が送信した特定通信チャネル帯域における上記移動局群の送信系帯域制限特性を変更させるための情報を元に、上記送信系帯域制限特性を変更し、上記基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点を変更することを特徴とする移動局。 - 複数の通信チャネル帯域によって基地局とそれぞれ通信する複数の移動局群を少なくとも１以上で構成する移動局において、
上記基地局が送信した設定周波数間隔を変更させるための情報を元に、上記通信チャネル帯域の上記設定周波数間隔を変更し、上記基地局と通信が行なわれている特定通信チャネル帯域の移動局群を構成する場合には、上記基地局へ送信するデータ信号を増幅するための送信系電力増幅器の動作点を変更することを特徴とする移動局。 - 基地局から送信された情報を元に送信系帯域制限特性をより広帯域に変更し、送信系電力増幅器の動作点をより非線形領域へ制御することを特徴とする請求の範囲第１７項記載の移動局。
- 特定通信チャネル帯域の移動局群を構成する場合には、送信系電力増幅器の動作点をより非線形領域へ制御することを特徴とする請求の範囲第１８項記載の移動局。
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