JPWO2003001834A1 - 無線通信基地局システム及び無線通信方法及び無線通信プログラム及び無線通信プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Abstract
マクロセクタゾーン１００に在圏する移動局３００と無線通信するマクロ無線／光送受信機４００と、マイクロセクタゾーン２００に在圏する移動局と無線通信するマイクロ無線／光送受信機５００とを、光ファイバ網６００を用いて共通基地局７００に接続する無線通信基地局システムの構成により、マクロセクタゾーン１００とマイクロセクタゾーン２００が共存するセル構成に、同一の周波数を用いるＣＤＭＡ方式を適用した場合に発生するマクロセクタとマイクロセクタのゾーン間の干渉を低減し、基地局の容量を増大させる。
Description
技術分野
本発明は、スペクトル拡散変調方式を用いた符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｅｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、以下、ＣＤＭＡ方式という。）による移動体通信の無線通信基地局システムに関するものである。
背景技術
従来のマクロセルとマイクロセルが共存する移動体通信の無線通信システムは、１９９７年９月１９日に公開の株式会社ワイ・アール・ピー移動通信基盤技術研究所の特開平９−２４７０７９に記載されている。以下、図１２から図１６を用いて従来技術の説明を行う。
図１２は、マクロセルの中にマイクロセルが存在し、マクロセルと接続されている移動局Ａ、ＢおよびＣが存在している図を表している。ここで、移動局とは、移動体通信を行う携帯電話機などを意味している。各移動局Ａ、ＢおよびＣは、マクロセル基地局において一定の受信電力となるように、送信電力制御が行われる。移動局からの送信信号は、距離に比例して減衰するため、マクロセル基地局と各移動局との位置関係から、移動局Ａ、Ｃは移動局Ｂと比較して高送信電力となる。ここで、移動局Ａはマイクロセル基地局と近い位置関係にあるため、その送信信号は、マイクロセルにおいて強い干渉となる。一方、移動局Ｂの信号は、マクロセル基地局への送信電力が比較的低いため、マイクロセル基地局における干渉は移動局Ａと比較して小さい。また、移動局Ｃは、高送信電力でマクロセル基地局に送信するが、マイクロセル基地局から離れているため、移動局Ｂと同様、マイクロセルにおける干渉は移動局Ａと比較して小さい。すなわち、移動局Ｂ、Ｃが及ぼすマイクロセルでの干渉は移動局Ａに比べ小さくなる。この結果、マクロセル、マイクロセルで同一周波数帯域を使用した場合、マクロセルに接続している移動局Ａ、ＢおよびＣから、マイクロセル基地局が受ける受信信号電力は、図１３に示すようになる。これは、マイクロセル基地局が受ける干渉電力を表しており、マイクロセルの受信信号電力の高い移動局Ａからの信号が多大な干渉となり、通信品質を劣化させる原因となっていることがわかる。
特開平９−２４７０７９は、マクロセルとマイクロセルが共存するセル構成に、ＣＤＭＡ方式を適用した場合に、マイクロセル基地局において発生する、マクロセルに接続している移動局からの干渉を抑制する一手段を与えるものであり、図１４がその概念を表している。図１４は、システムの周波数帯域を３分割して使用する例であり、移動局Ａはシステム周波数帯域の下１／３の周波数帯域を、移動局Ｂはシステム周波数帯域の中１／３の周波数帯域を、移動局Ｃはシステム周波数帯域の上１／３の周波数帯域を使用している。前述の記載から、移動局Ａからの信号は、図１４に示すような多大な干渉電力となる。しかし、これはシステムの周波数帯域の下１／３のみを劣化させるだけであり、残りの２／３の周波数帯域には干渉を与えない。したがって、残りの２／３の周波数帯域を使用しているマイクロセル移動局については、マクロセル移動局からの干渉の影響は少なくなる。図１５、１６は、この概念を用いた発明の実施形態を示すものである。図１５、１６は、マクロセルとマイクロセルにおいて、システム周波数帯域を同様に分割して使用する実施の形態を示している。この実施形態においては、システムで使用可能な周波数帯域１３をＷとし、マクロセルおよびマイクロセルにおいて、それぞれシステム周波数帯域１３をＭ個の周波数帯域（＃１、＃２、・・・、＃Ｍ）に分割して使用している。したがって、各マクロセル移動局およびマイクロセル移動局が用いる周波数帯域Ｗは、Ｗ／Ｍとなる。すなわち、各移動局の信号はＷ／Ｍの狭帯域に拡散されて送信される。マクロセル基地局およびマイクロセル基地局は、各々の移動局を各狭帯域に分散的に割当てる。この場合、例えば、＃１の帯域を使用するマクロセル移動局１１の信号は、同一帯域を使用するマイクロセル移動局１２にのみ干渉を与えるが、他の帯域を用いるマイクロセル移動局には干渉を与えない。すなわち、図１６に示すように、＃１の帯域を使用するマクロセル移動局１１がマイクロセル基地局の付近に存在した場合、＃１の帯域を使用するマイクロセル基地局１２に多大な干渉となり、その通信品質を劣化させるが、＃２〜＃Ｍの帯域を使用するマイクロセル基地局は影響を受けない。すなわち、マイクロセルでは、＃２〜＃Ｍにおいて、＃１の帯域を使用するマクロセル移動局１１の干渉を受けずに通信が可能となる。このように、マクロセルおよびマイクロセルにおいて、システム周波数帯域を複数の周波数帯域に分割して使用することで、マクロセル移動局からの干渉を減少させるというものである。
しかし、以上のように、従来のシステム周波数帯域を複数の周波数帯域に分割した場合、帯域制限のために、分割した周波数帯域毎に個別のフィルタが高周波帯に必要となり、回路の小型化、軽量化、および低価格化が困難であり、管理も複雑になるという課題があった。そして、これは基地局がマクロセル基地局とマイクロセル基地局と別々に設置される場合に、基地局の設置場所の適切な選択が限られるマイクロセル基地局により大きな問題となる。マイクロセル基地局は、トラヒックの少ないゾーンだけでなくトラヒックの集中するゾーンに合わせて、通信チャネルの利用効率を上げるために適宜増設されるため、マクロセクタゾーンシステムで使用の周波数帯域がマイクロセクタ基地局の通信に使用できなくなることはシステム容量を制限してしまう、という課題もあった。
本発明は、マクロセクタゾーンおよびマイクロセクタゾーンのシステム容量の増大を図るため、マクロセクタゾーン（マクロセル）、マイクロセクタゾーン（マイクロセル）ともに、周波数帯域の制限をすることのない無線通信基地局システムを構築することを目的とする。
発明の開示
この発明に係る無線通信基地局システムは、移動局と無線通信する領域をマクロセクタゾーンとして、マクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信するマクロ無線通信機と、
上記マクロセクタゾーン内の一部をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信するマイクロ無線通信機と、
上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機に共通の基地局とを備えることを特徴とする。
また、無線通信基地局システムは、さらに、
移動局が位置登録を行うために必要なセットアップチャネルを上記マクロ無線通信機用および上記マイクロ無線通信機用に個別に割り当て、割り当てたチャネル割り当て情報を上記基地局に送信する無線網制御装置を備えることを特徴とする。
また、上記基地局は、上記マクロ無線通信機および上記マイクロ無線通信機を介して、移動局が送信した位置登録要求を受信し、受信した位置登録要求を上記無線網制御装置に送信し、
上記無線網制御装置は、上記基地局が送信した位置登録要求に応じて、マイクロセクタゾーン内への位置登録要求かマクロセクタゾーン内への位置登録要求かを判断し、マイクロセクタゾーン内への位置登録要求であれば上記基地局に位置登録許可を送信し、マクロセクタゾーン内への位置登録要求であれば上記基地局に位置登録不許可を送信することを特徴とする。
また、上記基地局は、電気信号を符号化し変調する、各々が複数の移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部と、
上記複数の符号化／変調部が変調した電気信号を多重化する、上記複数の符号化／変調部と接続された多重化部とを備えることを特徴とする。
また、上記基地局は、電気信号を符号化し変調する、各々が複数の移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部と、
上記複数の符号化／変調部が変調した電気信号を多重化する、上記複数の符号化／変調部のすべてと接続された多重化部とを備えることを特徴とする。
また、上記基地局は、電気信号を符号化し変調する、すべての移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部と、
上記複数の符号化／変調部が変調した電気信号を多重化し、多重化した電気信号を出力する、上記複数の符号化／変調部のすべてと接続された多重化部とを備え、
上記マイクロ無線通信機は、上記多重化部が出力した電気信号に時間的操作を加える遅延器を備えることを特徴とする。
また、上記マクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記マイクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記複数の基地局は、上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機とが変換した光信号を電気信号に変換する複数の光／電気変換器と、
上記複数の光／電気変換器が変換した電気信号を復調し復号化する、上記複数の光／電気変換器と接続された復調／復号化部を備えることを特徴とする。
また、上記マクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記マイクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記基地局は、上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機とが変換した光信号を電気信号に変換する複数の光／電気変換器と、
上記複数の光／電気変換器が変換した電気信号を復調し復号化する、上記複数の光／電気変換器のすべてと接続された復調／復号化部を備えることを特徴とする。
また、上記マクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記マイクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光換器と、無線信号に時間的操作を加える遅延器を備え、
上記基地局は、上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機とが変換した光信号を電気信号に変換する複数の光／電気変換器と、
上記複数の光／電気変換器が変換した電気信号を復調し復号化する、上記複数の光／電気変換器のすべてと接続された復調／復号化部とを備えることを特徴とする。
また、上記基地局の符号化／変調部は、上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機とを複数選択する送信系セクタ／アンテナブランチセレクタを備えることを特徴とする。
また、上記基地局の復調／復号化部は、上記複数の光／電気変換器が変換した電気信号を選択して受信する受信系セクタ／アンテナブランチセレクタを備えることを特徴とする。
また、上記基地局は、上記復調／復号化部が、復調した受信信号と受信信号を拡散するための拡散情報と受信信号の伝送路を推定した推定伝送路特性から干渉情報を生成する、復調／復号化部のすべてに接続された干渉レプリカ生成部を備えることを特徴とする。
また、上記復調／復号化部は、移動局の移動速度を検出し送信する移動速度検出部を備え、
上記無線網制御装置は、上記復調／復号化部が送信した移動局の移動速度を受信し、無線網制御装置が定めた基準移動速度と比較し、移動局の移動速度が基準移動速度より高速の場合は、上記マクロ無線通信機に割り当てるチャネル割り当て情報を上記基地局に送信し、移動局の移動速度が基準移動速度以下の場合は、上記マイクロ無線通信機に割り当てるチャネル情報を上記基地局に送信することを特徴とする。
また、上記基地局は、移動局の受信信号の受信電力と基地局が定めた基準受信電力とを比較し、
受信電力が基準受信電力より高い場合は、上記干渉レプリカ生成部で干渉レプリカを生成し、移動局からの受信信号の到来角度と同一方向に位置する上記マイクロセクタゾーン内と上記マクロセクタゾーン内のいずれかに在圏する他の移動局の受信信号から干渉レプリカを減算し、移動局の受信信号の到来方向にアンテナの指向性を向け、
受信電力が基準受信電力以下の場合は、上記マイクロセクタゾーン内と上記マイクロセクタゾーンに隣接するマイクロセクタゾーンとに在圏する他の移動局の受信信号から干渉レプリカを減算し、移動局からの受信信号の到来角度と同一方向に位置する上記マクロセクタゾーン内に在圏する他の移動局の受信信号から干渉レプリカを減算することを特徴とする。
また、上記マクロ無線通信機は、アダプティブアレーアンテナを備え、
上記マイクロ無線通信機は、オムニアンテナとセクタアンテナのいずれかを備えることを特徴とする。
また、この発明の無線通信基地局システムは、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、移動局と無線通信する領域をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する複数のマイクロ無線通信機と、
上記マイクロ無線通信機が無線通信するためにチャネルを割り当て、割り当てたチャネル割り当て情報を送信する無線網制御装置と、
上記複数のマイクロ無線通信機に共通の基地局とを備え、
上記基地局は、上記無線網制御装置が送信したチャネル割り当て情報を受信し、上記マイクロ無線通信機が無線通信するためのチャネル割り当て情報を上記マイクロ無線通信機に送信し、
移動局の受信信号の受信電力が高いマイクロセクタゾーンと無線通信するマイクロ無線通信機とマイクロセクタゾーンに隣接するマイクロセクタゾーンと無線通信する複数のマイクロ無線通信機とを選択する送信系セクタ／アンテナブランチセレクタを備え、電気信号を符号化し変調する、各々が複数の移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部と、
上記複数の符号化／変調部が変調した電気信号を多重化する、上記複数の符号化／変調部と接続された多重化部と、
上記マイクロ無線通信機が変換した光信号を電気信号に変換する複数の光／電気変換器と、
上記複数の光／電気変換器が変換した移動局の受信信号から、受信信号の受信電力が高いマイクロセクタゾーンと無線通信するマイクロ無線通信機とマイクロセクタゾーンに隣接するマイクロセクタゾーンと無線通信する複数のマイクロ無線通信機とを選択する受信系セクタ／アンテナブランチセレクタを備え、電気信号を復調し復号化する上記複数の光／電気変換器と接続された復調／復号化部とを備えることを特徴とする。
また、この発明に係る無線通信方法は、移動局と無線通信する領域をマクロセクタゾーンとして、マクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信し、
上記マクロセクタゾーン内の一部をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信し、
上記マクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信と上記マイクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信とを共通の基地局において行うことを特徴とする。
また、この発明に係る無線通信プログラムは、移動局と無線通信する領域をマクロセクタゾーンとして、マクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する処理、
上記マクロセクタゾーン内の一部をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する処理、
上記マクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信と上記マイクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信とを共通の基地局において行う処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、この発明に係る無線通信プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、移動局と無線通信する領域をマクロセクタゾーンとして、マクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する処理、
上記マクロセクタゾーン内の一部をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する処理、
上記マクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信と上記マイクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信とを共通の基地局において行う処理をコンピュータに実行させる無線通信プログラムを記録したことを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
（１）本実施の形態の基本的構成に対する説明
ＣＤＭＡ方式による本実施の形態の動作を示す。まず、本実施の形態における概念図を図１に、具体図を図２に示す。マクロセクタゾーン１００は、図で示したマクロ無線／光送受信機４００と移動局３００とが無線通信可能な領域をいう。ここで、マクロ無線／光送受信機４００はマクロ無線通信機の一例である。マイクロセクタゾーン２００は、図で示したマイクロ無線／光送受信機５００と移動局３００とが無線通信可能な領域をいう。ここで、マイクロ無線／光送受信機５００はマイクロ無線通信機の一例である。マクロ無線／光送受信機４００とマイクロ無線／光送受信機５００は、図１および図２のように、アンテナを含む通信装置であり、アンテナを介して、移動局３００と送受信を行う。マイクロ無線／光送受信機５００の無線通信領域であるマイクロセクタゾーン２００は、マクロ無線／光送受信機４００の無線通信領域であるマクロセクタゾーン１００とオーバーレイされた構成を持っている。ここで、マイクロセクタゾーン２００はマクロセクタゾーン１００内に１以上存在する領域であり、マクロセクタゾーン１００内に点在していても良いし、図２のようにマクロセクタゾーン１００内に一面に敷きつめらていてもよい。また、各セクタゾーン１００、２００にあるアンテナは、１本である必要はなく２本以上でもよい。そして、マイクロセクタゾーン２００に在圏する移動局３００との無線通信を可能とするマイクロ無線／光送受信機５００とマクロセクタゾーン１００に在圏する移動局３００との無線通信を可能とするマクロ無線／光送受機４００とは、図２に示した光ファイバ網６００によって、共通の基地局７００につながっている。しかし、光伝送装置は、光ファイバ網６００に限られることはなく、マイクロ波等光信号を伝送できる装置であればよい。また、基地局７００は、マクロセクタゾーン単位で設置されている。
次に、実施の形態１について図２によって詳細に説明する。上記の通り、マクロ無線／光送受信機４００は、マクロセクタゾーン１００内に位置する移動局３００と無線通信するための通信装置である。また、マイクロ無線／光送受信機５００は、マイクロセクタゾーン２００内に位置する移動局３００と無線通信するための通信装置である。マイクロ無線／光送受信機５００は、マイクロセクタゾーン２００内に在圏する移動局３００との無線通信を可能にすることで、マクロセクタゾーン１００内の不感地帯やトラフィックの集中するゾーンをカバーする目的、あるいはマイクロセクタゾーン化により通信チャネルの利用効率を上げてシステム容量を増加する目的で設置されている。ここで、チャネルとは、特定の目的のために割り当てられる周波数の帯域のことをいう。したがって、後述するセットアップチャネルとは、無線通信に備えて初めて割り当てられる周波数の帯域をいい、通信チャネルとは、通信のために割り当てられる周波数の帯域をいう。したがって、後述するように、無線網制御装置９００により、一つのセクタゾーンに一つのセットアップチャネルが割り当てられるが、セットアップチャネルが割り当てられた後、そのセクタゾーン内の複数の移動局３００と通信する場合に、同一チャネル内の異なるコードをそれぞれの移動局３００に割り当てることによって通信が可能となる。
各基地局７００は、それぞれ、通信回線８００を介して無線網制御装置９００と接続される。通信回線８００は、移動局３００を所有するユーザのデータや制御データを運ぶ、ＴＴＣ ２Ｍインタフェース（２．０４８Ｍｂｐｓ）やＴ１インタフェース（１．５Ｍｂｐｓ）等の通信回線をいう。無線網制御装置９００は、マイクロセクタゾーン間で干渉しないことと、マクロセクタゾーン間で干渉しないことと、マクロセクタゾーンとマイクロセクタゾーン間で干渉しないようにセットアップチャネルを割り当てる。具体的には、無線網制御装置９００は、全てのマクロセクタゾーン１００と全てのマイクロセクタゾーン２００に対応したマクロ無線／光送受信機４００とマイクロ無線／光送受信機５００に対して、個別のセットアップチャネルを割り当てるか、もしくは周波数帯域の有効利用のために別のセクタゾーンで割り当てたセットアップチャネルを、それぞれのセクタゾーン間の干渉による回線品質の劣化を与えない範囲で、マクロ無線／光送受信機４００とマイクロ無線／光送受信機５００に繰返し割り当てる。ただし、干渉の問題から、マクロ無線／光送受信機４００に割り当てられたセットアップチャネルと、そのマクロ無線／光送受信機４００が無線通信する領域であるマクロセクタゾーン１００上にオーバレイされているマイクロセクタゾーン２００の無線通信を行うマイクロ無線／光送受信機５００に割り当てられたセットアップチャネルは異ならなければならない。また、マイクロセクタゾーン間の干渉を考慮して、隣り合うマイクロセクタゾーン２００に対応したマイクロ無線／光送受信機５００同士には異なるセットアップチャネルを割り当てる。
すなわち、実施の形態１では、マクロセクタゾーン１００上にマイクロセクタゾーン２００をオーバレイし、各セクタゾーン１００、２００内に位置する移動局３００との通信は、アンテナを含む通信装置を有するマクロ無線／光送受信機４００およびマイクロ無線／光送受信機５００によって行われる。このマクロセクタゾーン１００およびマイクロセクタゾーン２００の領域で通信を行う一以上のマクロ無線／光送受信機４００および一以上のマイクロ無線／光送受信機５００は、光ファイバ網６００によって、共通の基地局７００に接続される。この共通の基地局７００は、マクロセクタゾーン単位で設置され、基地局間は、それぞれの基地局７００が移動局３００との通信で扱うユーザデータや制御データを運ぶ通信回線８００を介して無線網制御装置９００と接続されている。無線網制御装置９００は、全てのマクロセクタゾーン１００とマイクロセクタゾーン２００に対して、個別のセットアップチャネルを割当てるか、もしくは、別のセクタゾーンで割当てたセットアップチャネルを、干渉による回線品質の劣化を及ぼさない範囲で、前記マクロセクタゾーン１００と前記マイクロセクタゾーン２００に繰り返し割当てる。この時、マクロセクタゾーン１００に割り当てたセットアップチャネルとマクロセクタゾーン１００上にオーバレイされているマイクロセクタゾーン２００に割り当てたセットアップチャネルについても、干渉をによる回線品質の劣化を考慮して異なるチャネルを割り当てる必要がある。
このように、共通の基地局７００というシステム構成をとることによって、基地局７００の適切な設置場所が限られるマイクロセクタ基地局とマイクロセクタ基地局とを別々に設置することや、トラヒックの少ないゾーンやトラヒックの集中するゾーンに適宜マイクロセクタ基地局を増設することを不要とした。これにより、マイクロセクタゾーン２００に配置する通信装置の小型化、軽量化、低価格化が実現できる。また、後述する図７に示す共通の基地局７００に設けられたユーザ単位に存在する符号化／変調部およびユーザ単位に存在する復調／復号化部が保持した情報を、共通の基地局７００という構成をとることで、共通の基地局７００がそれらの情報を無駄なく有効活用することができる。したがって、無線網制御装置９００による制御を最小限にして、共通の基地局７００がユーザの移動速度や位置条件およびサービスを受けるデータ速度によって最適な通信環境を与える制御を担うことができ、ユーザ間の干渉電力を最小化できる効果がある。
（２）位置登録の際の詳細動作
次に、実施の形態１について、位置登録の際の詳細動作を図３、４を用いて説明する。ここでは、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で定められているＷ−ＣＤＭＡ ＦＤＤ（ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｅｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）システムに適用した場合の動作を示しているが、３ＧＰＰに限らず他のシステムに適用していてもよい。無線網制御装置９００は、システム、セクタ情報１００１を、通信回線８００を介して基地局７００に送信する。以後、基地局７００、無線網制御装置９００間は通信回線８００を介して行われるものとする。基地局７００は、Ｐ−ＳＣＨ（Ｐｒｉｍａｒｙ−Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ＣＨａｎｎｅｌ：プライマリ同期チャネル）１００２とＳ−ＳＣＨ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ−Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ＣＨａｎｎｅｌ：セカンダリ同期チャネル）１００３、およびシステム・セクタ情報を持つＰ−ＣＣＰＣＨ（Ｐｒｉｍａｒｙ−Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ＣＨａｎｎｅｌ：プライマリ共通制御チャネル）１００４をエア（空間）に送信する。移動局３００は、これらの信号１００２〜１００４に基き、最も強い電力となるセクタゾーンのセットアップチャネルを走査、選択し、同期補足（１００５）後、ＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ ＣＨａｎｎｅｌ：物理ランダムアクセスチャネル）１００６を用いて、基地局７００を介して、無線網制御装置９００に対し位置登録要求を行う。基地局７００を介して、位置登録要求１００７を受け取った無線網制御装置９００は、図４に示す１００８の位置登録許可判断フローにて、移動局３００がマイクロセクタゾーン２００への位置登録を要求しているかを識別判断する（１００９）。マイクロセクタゾーン２００への位置登録要求の場合は位置登録を許可し、これを基地局７００に送信する（１０１０）。基地局７００は、図３に示すＳ−ＣＣＰＣＨ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ−Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ＣＨａｎｎｅｌ：セカンダリ共通制御チャネル）１０１２を用いて、これを移動局３００に伝達後、移動局３００は、ＲＡＣＨ（物理ランダムアクセスチャネル）１０１３を用いて、在圏セクタゾーンの位置登録、受信レベル通知と、周辺セクタゾーンのセットアップチャネル、受信レベル通知を行う。基地局７００を介して、在圏セクタゾーンの位置登録、受信レベル通知と、周辺セクタゾーンのセットアップチャネル、受信レベル通知を、無線網制御装置９００は受取り（１０１４）、位置登録する。
一方、マイクロセクタゾーン２００への位置登録でない場合、すなわち、マクロセクタゾーン１００への位置登録である場合は、図４に示す１００８の位置登録許可判断フローにて、位置登録を不許可とし（１０１１）、これを基地局７００に送信する。基地局７００が、Ｓ−ＣＣＰＣＨ（セカンダリ共通制御チャネル）１０１２を用いて、これを移動局３００に伝達する。これらの位置登録要求は、移動局３００を所有する人間は関与しておらず、移動局３００が自立して要求するものであるから、位置登録が不許可だった場合、移動局３００は、別のセクタからのＰ−ＣＣＰＣＨ（プライマリ共通制御チャネル）１００４を捕まえて、同期補足（１００５）後、再び位置登録要求を行う（１００６）。この結果、マイクロセクタゾーン２００からの電波（１００２〜１００４の送信信号）が建物等に遮断された特別な場所でない限り、マイクロセクタゾーン２００に優先的に位置登録がなされる。
以上の位置登録に伴う処理効果について図５、６を用いて説明する。まず移動局３００での受信性能改善効果について説明する。図５において、横軸と縦軸の交わる箇所は、マクロセクタゾーン１００内に設置された、移動局３００との通信を担うアンテナを含む通信装置の位置を示す。横軸は、該通信装置を中心とした距離を示す。この横軸上には、前記マクロセクタゾーン１００に設置されたアンテナを含む通信装置として、マクロ無線（ＲＦ）／光送受信機４００、およびマクロセクタゾーン１００にオーバレイされた、マイクロセクタゾーン２００に設置されたアンテナを含む通信装置として、マイクロ無線（ＲＦ）／光送受信機５００が示されている。縦軸は、マクロ無線／光送受信機４００およびマイクロ無線／光送受信機５００の送信電力を示している。１１００は、マクロセクタゾーン１００に設置されたマクロ無線／光送受信機４００からの送信電力が、移動局３００の距離に応じて、電波伝搬損失により減衰していく様子を表している。一方、１１０１は、各マイクロセクタゾーン２００に設置されたマイクロ無線／光送受信機５００からの送信電力が、移動局３００の距離に応じて、伝搬損失により減衰していく様子を表している。図５に示すように、マクロセクタゾーン１００に設置されたマクロ無線／光送受信機４００からの送信電力１１００は、ゾーン端の移動局３００にも送信信号が届くように高送信出力となる。この時、マクロセクタゾーン１００への無線通信とマイクロセクタゾーン２００への無線通信に同一の周波数を使うＣＤＭＡ方式では、マクロセクタゾーン１００の中心に位置するマクロ無線／光送受信機４００と距離が近いマイクロセクタゾーン２００内に在圏する移動局３００ほど、マクロ無線／光送受信機４００の送信電力１１００が干渉となって、通信品質が劣化することが分かる。そこで、本実施の形態の位置登録要求では、移動局３００をマイクロセクタゾーン２００のマイクロ無線／光送受信機５００と通信するように、無線網制御装置９００が位置登録の処理をするため、移動局３００での前記干渉がなくなる効果がある。すなわち、図５でいうところの、１１００を極小化し、１１０１がエアで支配的に送信されるようにする効果を持つことで、各セクタゾーンに在圏する移動局３００の受信性能が改善できる。
次に基地局７００での受信性能改善効果について図６を用いて説明する。移動局３００は、マクロセクタゾーン１００の端に位置しており、マクロセクタゾーン１００をカバーするマクロ無線／光送受信機４００と通信する。移動局３００の送信電力は、距離の離れたマクロセクタゾーン１００のマクロ無線／光送受信機４００における受信電力が所望の受信感度となるように送信電力制御を行うため、１２０１に示すような距離対送信電力特性となる。一方、各マイクロセクタゾーン２００内に在圏する移動局３００は、マイクロセクタゾーン２００であるために、送信電力は低く抑えられ、１２０２に示すような距離対送信電力特性となる。したがって、マクロセクタゾーン１００の端でオーバレイするマイクロセクタゾーン２００のマイクロ無線／光送受信機５００による無線通信ほど干渉を受け、自セクタゾーン２００に在圏する移動局３００に対する受信性能を劣化させてしまう。しかしながら、本実施の形態による位置登録処理により、移動局３００をマイクロセクタゾーン２００のマイクロ無線／光送受信機５００と優先的に通信するように、無線網制御装置９００が位置登録の処理をするため、マクロセクタゾーン１００端での前記移動局３００の干渉がなくなる効果がある。すなわち、図６でいうところの、１２０１を極小化し、１２０２がエアで支配的に送信されるようにする効果を持つことで、各セクタゾーンにおける移動局３００からの受信性能が改善できる。
このように、実施の形態１では、無線網制御装置９００が、システム情報、セクタ情報を、通信回線８００を介して、基地局７００に送信し、基地局７００がＰ−ＳＣＨ（プライマリ同期チャネル）、Ｓ−ＳＣＨ（セカンダリ同期チャネル）、Ｐ−ＣＣＰＣＨ（プライマリ共通制御チャネル）をエアに送信し、移動局３００が、これらを用いて、最も強い電力となるセクタのセットアップチャネルを走査、選択、同期捕捉した後、ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）を用いて、位置登録要求を基地局７００を介して無線網制御装置９００に行い、無線網制御装置９００が、該移動局３００がマイクロセクタゾーン２００への位置登録割当て要求か否かを識別判断し、該移動局３００がマイクロセクタゾーン２００への位置登録割当て要求であれば、無線網制御装置９００が位置登録を許可判断し、無線網制御装置９００が基地局７００に位置登録許可の情報を送信し、基地局７００がＳ−ＣＣＰＣＨ（セカンダリ共通制御チャネル）を用いて、位置登録許可を該移動局３００に伝達し、該移動局３００がＳ−ＣＣＰＣＨを受信後、再びＲＡＣＨを用いて在圏セクタゾーンの位置登録、および受信レベル通知を行うとともに、周辺セクタゾーンのセットアップチャネル、受信レベルの通知をも行う。一方、該移動局３００がマイクロセクタゾーン２００への位置登録割当て要求か否かを、無線網制御装置９００が識別判断した結果、該移動局３００が、マクロセクタゾーン１００への位置登録割当て要求であれば、無線網制御装置９００が、位置登録を不許可とし、無線網制御装置９００が基地局７００に位置登録不許可の情報を送信し、基地局７００がＳ−ＣＣＰＣＨ（セカンダリ共通制御チャネル）を用いて、位置登録不許可を該移動局３００に伝達し、該移動局３００がＳ−ＣＣＰＣＨを受信して位置登録不許可を認識後、再び他のセットアップチャネルを走査、選択、同期捕捉し、ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）を用いて、位置登録要求を行うような位置登録処理アルゴリズムを備えた。したがって、マクロセクタゾーン１００上にオーバレイされたマイクロセクタゾーン２００に移動局３００が優先的に位置登録を行い、発着呼直後の移動局３００および基地局７００からの送信電力を最小化することで、電力の消費を抑えることができ、また、ユーザ間の干渉電力を最小化できるという効果が得られる。
（３）マクロ無線／光送受信機、マイクロ無線／光送受信機、共通の基地局における送信系の電気信号の流れ
次に、マクロ無線／光送受信機４００、マイクロ無線／光送受信機５００、光ファイバ網６００、および基地局７００の構成を図７に示す。図において、＃ｉは、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００を表わしている。＃ｊは、ｊ番目のマイクロセクタゾーン２００を表わしている。基地局７００は、マクロセクタゾーン単位に設置されるため、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００に対し、基地局７００は一つであるが、マイクロセクタゾーン２００に対しては、図のようにｊ番目のマイクロセクタゾーン２００に限らず、複数のマイクロセクタゾーン２００に対して基地局７００は一つという構成が取れる。図７では、右上のマクロ無線／光送受信機４００とそのマクロ無線／光送受信機４００と光ファイバ網６００で接続されている基地局７００中のＥ／Ｏ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ／Ｏｐｔｉｃａｌ）変換器７１３（電気／光変換器をいう）またはＯ／Ｅ（Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ）変換器７１４（光／電気変換器をいう）とＥ／Ｏ変換器７１３に接続されている多重化部７１２が一つのアンテナブランチを構成している。同様に、図７において右上から２番目のマクロ無線／光送受信機４００とそのマクロ無線／光送受信機４００と光ファイバ網６００で接続されている基地局７００中のＥ／Ｏ変換器７３３またはＯ／Ｅ変換器７３４とＥ／Ｏ変換器７３３に接続されている多重化部７３２が一つのアンテナブランチを構成している。さらに、同右下のマイクロ無線／光送受信機５００とそのマイクロ無線／光送受信機５００と光ファイバ網６００で接続されている基地局７００中のＥ／Ｏ変換器７５３またはＯ／Ｅ変換器７５４とＥ／Ｏ変換器７５３に接続されている多重化部７５２が一つのアンテナブランチを構成している。このように、アンテナブランチとは、アンテナからアンテナにぶら下がっている無線機のかたまりを意味している。したがって、アンテナブランチ＃ｉ−１であれば、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００への通信に用いる１番目のアンテナブランチに属することを意味する。また、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００への通信に用いるアンテナの数は一本とは限らない。したがって、アンテナの数と同数のアンテナブランチが存在することから、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００の通信に用いるアンテナブランチの数も一本とは限らないことになる。マイクロセクタゾーン２００への通信の場合も同様である。よって、図７には、アンテナブランチ＃ｉ−１とアンテナブランチ＃ｉ−ｋとアンテナブランチ＃ｊ−ｍとしか明示していないが、実際は、各セクタゾーンへの通信に用いるアンテナの数だけ基地局７００にアンテナブランチがぶら下っていることになる。また、このことから、図１、図２においては、マクロ無線／光送受信機４００は一つのマクロセクタゾーン１００に一つだけ図示されているが、一つのマクロセクタゾーン１００に常にマクロ無線／光送受信機４００が一つだけ存在するわけではなく、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００の通信に用いるアンテナの数だけマクロ無線／光送受信機４００が必要となる。図７では、ｋ個（ｋ≧２）分のマクロ無線／光送受信機４００が必要となる。マイクロ無線／光送受信機５００についても同様に、一つの基地局７００と無線通信する領域であるマイクロセクタゾーン２００が、たとえば３つあり、そのそれぞれのゾーンと無線通信するためにそれぞれ４つのアンテナが必要であれば、基地局７００にぶら下っているアンテナブランチは１２であるから、マイクロ無線／光送受信機５００も１２必要となる。一つの基地局７００と無線通信する領域であるマイクロセクタゾーン２００がｊ番目のマイクロセクタゾーン２００のみであり、ｊ番目のマイクロセクタゾーン２００にアンテナがｍ個（ｍ≧１）ある場合は、ｍ個のマイクロ無線／光送受信機５００が必要となる。
図７に示した送信系の電気信号の流れを説明する。無線網制御装置９００（無線網制御装置９００は図示していない）から通信回線８００を介して送信された信号は、基地局７００のユーザ（移動局）＃１用の符号化／変調部７１１、ユーザ＃２の符号化／変調部７３１、・・・、ユーザ＃Ｎの符号化／変調部７５１のうち、無線通信の対象となるユーザ用の符号化／変調部に送信される。たとえば、ユーザ＃１に対しては、基地局７００のユーザ＃１用の符号化／変調部７１１に送信され、誤り保護のための符号化後、変調される。同様に、基地局７００がサポートする、他のユーザ＃２〜＃Ｎ（Ｎ≧２）までの符号化／変調部７３１、・・・、符号化／変調部７５１においても、通信回線８００を介して得た各ユーザのデータを、誤り保護のための符号化後、変調する。したがって、本実施の形態の場合、符号化／変調部はユーザ単位で回路の数が定められる。しかし、符号化／変調部はユーザ単位で回路の数が定められる場合に必ずしも限ることはなく、符号化／変調部は任意の複数であればよい。ユーザ＃１〜＃Ｎ用の符号化／変調部で変換された変調信号は、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００の１番目のアンテナブランチの多重化部７１２（＃ｉ−１）〜ｉ番目のマクロセクタゾーン１００のｋ番目のアンテナブランチの多重化部７３２（＃ｉ−ｋ）、および、ｊ番目のマイクロセクタゾーン２００の任意のｍ番目のアンテナブランチの多重化部７５２（＃ｊ−ｍ）といった、任意のマクロセクタゾーン１００またはマイクロセクタゾーン２００の多重化部へ送信することが可能である。
いずれのセクタゾーンのアンテナブランチに対して、符号化／変調部からの変調信号を送信するかは、各ユーザ用毎にある符号化／変調部（７１１、７３１、・・・、７５１）が選択する。
選択された多重化部（７１２、７３２、・・・、７５２）は、送信された複数のユーザのデジタルベースバンド変調信号を多重化する。その後、Ｅ／Ｏ変換器（７１３，７３３，・・・、７５３）が、電気信号であるデジタルベースバンド信号を光信号に変換し、該光信号は、光ファイバ網６００を介して、光ファイバ網６００とつながった任意のマクロ、無線／光送受信機４００、あるいはマイクロ無線／光送受信機５００へと送信される。ｉ番目のマクロセクタゾーン１００に位置する１番目のアンテナブランチ（＃ｉ−１）、およびｉ番目のマクロセクタゾーン１００に位置するｋ番目のアンテナブランチ（＃ｉ−ｋ）のマクロ無線／光送受信機４００へ、光ファイバ網６００を介して光信号が送信された場合、各光信号は、Ｏ／Ｅ変換器４１５、Ｏ／Ｅ変換器４２５によって、電気信号であるデジタルベースバンド信号に変換し、該デジタルベースバンド信号は、それぞれＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）変換器４１４（ディジタル／アナログ変換器をいう）、Ｄ／Ａ変換器４２４に送信される。Ｄ／Ａ変換器４１４およびＤ／Ａ変換器４２４は、前記デジタルベースバンド信号をアナログベースバンド信号に変換し、該アナログベースバンド信号は無線送信機４１３および無線送信機４２３に入力される。無線送信機４１３および無線送信機４２３は、アナログベースバンド信号を直交変調器にて直交変調し、ミキサにてアップコンバートし、増幅器にて送信信号を増幅し、フィルタにて帯域制限した後、デュプレクサ４１２およびデュプレクサ４２２、アンテナ４１１およびアンテナ４２１を介して、マクロセクタゾーン１００に在圏する移動局３００への高周波送信信号をエアに送信する。
一方、ｊ番目のマイクロセクタゾーン２００に位置するｍ番目のアンテナブランチ（＃ｊ−ｍ）のマイクロ無線／光送受信機５００へ、光ファイバ網６００を介して、光ファイバ網６００とつながった光信号が送信された場合も同様に、Ｏ／Ｅ変換器５２６が、光信号を電気信号であるデジタルベースバンド信号に変換し、該デジタルベースバンド信号は、Ｄ／Ａ変換器５２５に送信される。Ｄ／Ａ変換器５２５は、該デジタルベースバンド信号をアナログベースバンド信号に変換し、該アナログベースバンド信号は無線送信機５２４に入力される。無線送信機５２４は、アナログベースバンド信号を直交変調器にて直交変調し、ミキサにてアップコンバートし、増幅器にて増幅し、フィルタにて帯域制限した後、デュプレクサ５２２、アンテナ５２１を介して、マイクロセクタゾーン２００に在圏するユーザへの高周波送信信号を、エアに送信する。ただし、無線通信の可能なゾーン半径が非常に狭く、ユーザの所有する移動局３００に送信され直接波と建物などに反射して電波伝般した遅延波の時間差が小さすぎると、パス分離（直接波と遅延波の分離）が困難になり、大きなＲＡＫＥ受信効果が得られないような場合が生ずる。このような小さなセクタゾーンにおいては、予め遅延素子５２３（＃ｊ−ｍ）を、図７で示すように設けることで、直接波と遅延波に適切な時間差を与え、移動局３００側の受信復調部でパス分離を可能にし、ＲＡＫＥ受信効果を得ることが可能である。ここで、ＲＡＫＥ受信効果とは、移動局３００と基地局７００間の通信中、直接波と遅延波の位相差を合わせて合成することで、受信信号を増加させる（復調性能を高める）効果をいう。
このように、実施の形態１では、無線網制御装置９００から通信回線８００を介して送信された信号を、基地局７００において、ユーザ毎にある符号化部で誤り保護のために符号化し、変調部で、デジタルベースバンド信号に変調し、マクロセクタゾーン１００用またはマイクロセクタゾーン２００用の各アンテナブランチのそれぞれに存在する多重化部と接続できる構成とした。各ユーザのデジタルベースバンド信号を、どのアンテナブランチの多重化部へ送信するかは、各ユーザ毎に設けられた、符号化／変調部（７１１、７３１、・・・、７５１）で選択でき、マクロセクタゾーン１００であるか、マイクロセクタゾーン２００であるかを問わず、任意のセクタゾーンの任意のアンテナブランチの多重化部（７１２、７３２、・・・、７５２）に、デジタルベースバンド信号を送信できる。多重化部にて、複数のユーザのデジタルベースバンド信号を多重化し、Ｅ／Ｏ変換器を用いて、電気信号であるデジタルベースバンド信号を、光信号に変換し、光ファイバ網６００を介して、マクロ無線／光送受信機４００およびマイクロ無線／光送受信機５００に、光信号を送信する。任意の無線／光送受信機は、Ｏ／Ｅ変換器（４１５、４２５、・・・、５２６）によって光信号をデジタルベースバンド信号に変換し、Ｄ／Ａ変換器（４１４、４２４、・・・、５２５）によってデジタルベースバンド信号をアナログベースバンド信号に変換し、無線送信機（４１３、４２３、・・・、５２４）に入力する。無線送信機は入力されたアナログベースバンド信号を直交変換器にて直交変換し、ミキサにて高周波帯の信号にアップコンバートし、増幅器にて高周波帯送信信号を増幅し、フィルタにて帯域制限する。その後、デュプレクサ（４１２、４２２、・・・、５２２）およびアンテナ（４１１、４２１、・・・、５２１）を介して、マクロセクタゾーン１００に在圏するユーザ、またはマクロセクタゾーン１００にオーバーレイされたマイクロセクタゾーン２００に在圏するユーザへの高周波信号をエアに送信する。よって、各セクタゾーン毎にマクロセクタ基地局とマイクロセクタ基地局を別々に設置した場合に比べ、共通の基地局７００という構成をとることで、一つの基地局７００にユーザ単位に符号化／変調部を設けることが可能となる。そして、ユーザ単位に存在する符号化／変調部が保持した情報を、共通の基地局７００という構成をとることで、共通の基地局７００がそれらの情報を無駄なく有効活用することができる。したがって、無線網制御装置９００による制御を最小限にして、共通の基地局７００がユーザの移動速度や位置条件およびサービスを受けるデータ速度によって最適な通信環境を与える制御を担うことができ、ユーザ間の干渉電力を最小化できるという効果がある。
また、マイクロセクタゾーン２００に在圏する移動局３００への高周波信号処理において、マイクロセクタゾーン２００の半径が小さい場合は、アンテナブランチ毎に遅延素子５２３を挿入する構成としたことにより、パス分離が困難なマイクロセクタゾーン２００内でも、移動局３００において、パス分離、ＲＡＫＥ受信が可能となるという効果が得られる。
（４）マクロ無線／光送受信機、マイクロ無線／光送受信機、共通の基地局における受信系の電気信号の流れ
次に、受信系の信号の流れを図７を用いて説明する。ｉ番目のマクロセクタゾーン１００に在圏するユーザが所有する移動局３００からの高周波送信信号を、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００の１番目のアンテナブランチ（＃ｉ−１）〜ｉ番目のマクロセクタゾーン１００のｋ番目のアンテナブランチ（＃ｉ−ｋ）の無線／光送受信機４００がそれぞれ受信する。図７に示すとおり、アンテナブランチ（＃ｉ−１）では、アンテナ４１１、デュプレクサ４１２、無線受信機４１８（＃ｉ−１）が受信信号経路となっており、アンテナブランチ（＃ｉ−ｋ）では、アンテナ４２１、デュプレクサ４２２、無線受信機４２８（＃ｉ−ｋ）が受信信号経路となっている。無線受信機４１８および無線受信機４２８は、フィルタにて帯域制限し、増幅器にて受信信号を増幅し、ミキサにてダウンコンバートし、直交復調器にて直交復調することでアナログベースバンド信号を得る。アナログベースバンド信号は、Ａ／Ｄ変換器４１７（アナログ／デジタル変換器をいう）およびＡ／Ｄ変換器４２７でデジタルベースバンド信号に変換される。このデジタルベースバンド信号は、Ｅ／Ｏ変換器４１６およびＥ／Ｏ変換器４２６で、電気信号であるデジタルベースバンドから光信号に変換され、光ファイバ網６００を介して、基地局７００にあるＯ／Ｅ変換器７１４およびＯ／Ｅ変換器７３４で受信される。Ｏ／Ｅ変換器７１４およびＯ／Ｅ変換器７３４は、光信号を電気信号であるデジタルベースバンド信号に変換し、前記ユーザ用の変復調／符号化・復号化部（７１０、７３０、・・・、７５０）中、該当するユーザ用の復調／復号化部（７１５、７３５、・・・、７５５）にて復調され、誤り訂正復号され、通信回線８００を介して、無線網制御装置９００に送信される。
一方、ｊ番目のマイクロセクタゾーン２００に位置する複数のアンテナブランチのうち、ｍ番目のアンテナブランチ（＃ｊ−ｍ）は、マイクロセクタゾーン２００に在圏するユーザが所有する移動局３００からの送信信号を、マイクロ無線／光送受信機５００中のアンテナ５２１、デュプレクサ５２２、無線受信機５２９（＃ｊ−ｍ）、Ａ／Ｄ変換器５２８、Ｅ／Ｏ変換器５２７を介して受信する。また、送信系の場合と同様に、マイクロセクタゾーン２００が非常に狭いため、パス分離が困難であり、ＲＡＫＥ受信効果が得られない場合は、図に示すとおり、ｊ番目のマイクロセクタゾーン２００に位置するｍ番目のアンテナブランチ（＃ｊ−ｍ）中のデュプレクサ５２２と無線受信機５２９の間に遅延素子５３０（＃ｊ−ｍ）を挿入する。そうすれば、後段の復調／復号化部７５５の復調部で確実にパス分離が可能となり、ＲＡＫＥ受信効果が得られるになる。無線受信機５２９以降の信号処理の流れは、マクロセクタゾーン１００での受信の流れと同様である。
このように、実施の形態１では、マクロセクタゾーン１００、またはマクロセクタゾーン１００にオーバーレイされたマイクロセクタゾーン２００に在圏する移動局３００から、エアを介して送信された高周波信号を、各セクタゾーンにある１系統または複数の系統から成るアンテナブランチ毎の、マクロ無線／光送受信機４００またはマイクロ無線／光送受信機５００によって受信する。そして、マクロ無線／光送受信機４００またはマイクロ無線／光送受信機５００において受信した高周波信号を、アンテナ（４１１、４２１、・・・、５２１）、デュプレクサ（４１２、４２２、・・・、５２２）を介したのち、無線受信機（４１８、４２８、・・・、５２９）のフィルタで帯域制限し、増幅器で受信信号を増幅し、ミキサにてダウンコンバートし、直交復調器にて直交復調し、アナログベースバンド信号を得る。アナログベースバンド信号は、Ａ／Ｄ変換器（４１７、４２７、・・・、５２８）で電気信号であるデジタルベースバンド信号に変換され、Ｅ／Ｏ変換器（４１６、４２６、・・・、５２７）で光信号に変換されたのち、光ファイバ網６００を介して、マクロセクタゾーン１００およびマイクロセクタゾーン２００の共通の基地局７００のアンテナブランチ毎にあるＯ／Ｅ変換器（７１４、７３４、・・・、７５４）に伝送される。Ｏ／Ｅ変換器では、光信号を電気信号であるデジタルベースバンド信号に変換し、ユーザ毎にある復調／復号化部（７１５、７３５、・・・、７５５）に入力される。復調／復号化部は、すべてのアンテナブランチの多重化部と接続されているので、どのアンテナブランチのデジタルベースバンド信号であってもいずれかの復調／復号化部に入力することができる。復調／復号化部では、全アンテナブランチのデジタルベースバンド信号の中から複数のアンテナブランチのデジタルベースバンド信号を選択した後、復調部で復調し、復号化部で誤り訂正復号し、通信回線８００を介して、無線網制御装置９００に送信する。よって、各セクタゾーン毎にマクロセクタ基地局とマイクロセクタ基地局を別々に設置した場合に比べ、共通の基地局７００という構成をとることで、一つの基地局７００にユーザ単位に復調／復号化部を設けることが可能となる。そして、ユーザ単位に存在する復調／復号化部が保持した情報を、共通の基地局７００という構成をとることで、共通の基地局７００がそれらの情報を無駄なく有効活用することができる。したがって、無線網制御装置９００による制御を最小限にして、共通の基地局７００がユーザの移動速度や位置条件およびサービスを受けるデータ速度によって最適な通信環境を与える制御を担うことができ、ユーザ間の干渉電力を最小化できるという効果がある。
また、マイクロセクタゾーン２００に在圏するユーザへの高周波信号処理において、マイクロセクタゾーン２００半径が小さい場合は、アンテナブランチ毎に遅延素子５３０を挿入する構成としたので、パス分離が困難なマイクロセクタゾーン２００内でも、基地局７００において、パス分離、ＲＡＫＥ受信が可能となる効果がある。
（５）基地局内における送信系の信号処理の手順
次に、図８を用いて、送信系の信号処理の手順において、符号化／変調部（７１１、７３１、〜、７５１）の説明をする。
符号化／変調部中、誤り訂正符号化部７２０は、誤り保護のため、通信回線８００を介して入力された、ユーザ＃１への送信データを符号化し、符号化データが得られる。符号化データは、１次変調／適応重み付け部７２１にて１次変調して変調データを生成し、該１次変調データに対して、適応重み付け計算部７２８で求められた、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００に位置する１番目のアンテナブランチ（＃ｉ−１）〜ｉ番目のマクロセクタゾーン１００に位置するｋ番目のアンテナブランチ（＃ｉ−ｋ）毎の重み付け係数をもとに、同７２１で、アンテナブランチ毎に、振幅、位相の適応重み付けが行われ、次に、２次変調（拡散変調）７２２にて、アンテナブランチ毎に拡散変調される。このアンテナブランチ毎に生成されたデジタルベースバンド信号は、７２３の送信系セクタ／アンテナブランチセレクタに入力される。サーチャ受信レベル測定部７２６は、各アンテナブランチからの有効パスの選択と受信レベル（受信電力量）測定に基いて送信経路を選択し、送信対象ユーザが在圏するマクロセクタゾーン１００に位置するｉ番目のマクロセクタゾーンの１番目のアンテナブランチ（＃ｉ−１）〜ｉ番目のマクロセクタゾーンのｋ番目のアンテナブランチ（＃ｉ−ｋ）の全て、もしくはｉ番目のマクロセクタゾーンの１番目のアンテナブランチ（＃ｉ−１）〜ｉ番目のマクロセクタゾーンのｋ番目のアンテナブランチ（＃ｉ−ｋ）のいくつかに送信する。ここで、有効パスの選択とは、直接波やいくつかの遅延波の時間対電力量（インパルスレスポンス）の測定結果に基づき、数あるインパルスレスポンスの中から、電力量の大きさを基準に任意のｎ個のインパルスレスポンスを選択することをいう。すなわち、サーチャ受信レベル測定部７２６では、直接波と遅延波からなるマルチパスの中から、最も大きいｎ個のピーク信号の電力量と遅延時間を測定してｎ個のピーク電力を平均化することで、有効パスの選択を行っている。この送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３により、マクロセクタゾーン１００上にマイクロセクタゾーン２００がオーバレイされたゾーン間で、ユーザがいかなる移動をしようが、同一の該変復調／符号化・復号化部（７１０、７３０、・・・、７５０）が対応できるようになる。以上の信号処理手順は、マイクロセクタゾーン２００に在圏するユーザに対しても同様に行われる。
このように、本実施の形態に係る無線通信基地局システムは、符号化／変調部７１１の符号化部は通信回線８００を介して無線網制御装置９００から送信されたユーザの送信データを符号化して符号化データを出力し、符号化データを変調部にて１次変調して変調データを生成し、１次変調データに対して、適応重み付け計算部７２８にて導出した適応重み付け係数を用いて、ユーザの在圏セクタゾーンに配置されたアンテナブランチ本数分、すなわちアンテナブランチ毎に、位相および振幅の適応重み付けを行い、適応重み付け後の１次変調データを、２次変調部にて拡散変調し、拡散変調データを生成し、拡散変調データを、基地局７００と接続される全セクタゾーンの全アンテナブランチの中から、任意の複数のセクタのアンテナブランチに対して送信選択できる送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３を備える構成としたので、ユーザ単位に存在する符号化／変調部のリソースを、無駄なく有効活用できる。また、マクロセクタ基地局とマイクロセクタ基地局を別々に設置せず共通の基地局７００とする構成をとったので、無線網制御装置９００の制御を介さずに、共通の基地局７００のみの制御で、基地局７００から移動局３００に対する送信時に、ユーザの移動速度や位置条件およびサービスを受けるデータ速度に応じて、最適な干渉低減処理選択が行える。すなわち、無線網制御装置９００の制御時間を必要とせず、基地局単位で複数の基地局７００が平行してそれぞれ単独に最適な干渉低減処理を行えるという顕著な効果がある。
（６）基地局内における受信系の信号処理の手順
次に、図８を用いて受信系の信号処理の手順を説明する。受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４は、基地局７００に接続されている、全セクタゾーンの全アンテナブランチからデジタルベースバンド信号を受信できるような構成となっている。この受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４にて、ユーザ＃１が在圏するｉ番目のマクロセクタゾーン１００の有効パスを受信するアンテナブランチが、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００の１番目のアンテナブランチ（＃ｉ−１）〜ｉ番目のマクロセクタゾーン１００のｋ番目のアンテナブランチ（＃ｉ−ｋ）の中から選択され、サーチャ受信レベル測定部７２６、および信号修正部７２５の１次復調部（逆拡散）に入力される。前記選択された受信信号は、サーチャ受信レベル測定部７２６にて遅延プロファイル測定をもとに有効パスを選択する。本選択情報は、送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３同様、受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４のブランチ選択にも使われる。選択された有効パスのタイミング、および受信信号の伝送を推定する推定伝送路特性に基き、パス毎に１次復調（逆拡散）後、伝送路補償し、再生信号を得る。この再生信号と推定伝送路特性と個々のユーザに固定された値を持つ拡散コードを該ユーザ＃１の干渉レプリカ生成情報として、干渉レプリカ生成部７２７に入力する。その後、アンテナブランチ毎のチップレートの干渉レプリカを生成し、再び、信号修正部７２５の１次復調部に入力し、ユーザ毎に選択された前記アンテナブランチ毎の受信信号から、該干渉レプリカを信号修正部７２５の干渉レプリカ減算部で減算する。この減算後の受信信号と先の再生信号基き、パス毎に再度１次復調（逆拡散）を行い、信号修正部７２５のＲＡＫＥ合成部でＲＡＫＥ合成した信号を信号修正部７２５の２次復調部で２次復調する。なお、前記逆拡散の出力信号に対しては、適応重み付け計算部７２８にて、振幅および位相制御の適応重み付け係数を計算し、信号修正部７２５の適応重み付け乗算部にて、該適応重み付け係数を逆拡散した出力信号に適応重み付けすることも可能とし、これによって任意の指向性を持たせたアンテナビームを形成することができる。
前記２次復調部の出力である符号化再生信号は、誤り訂正復号部７２９に入力し、誤り訂正復号を行い、複合後の信号を通信回線８００を介して、無線網制御装置９００に、ユーザ＃１から受信した再生信号として送信する。
このように、本実施の形態に係る無線通信基地局システムは、復調／復号化部において、受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４を用いて、全セクタゾーンの全アンテナブランチ中、１つあるいは複数のセクタゾーンの複数のアンテナブランチを選択し、この出力であるデジタルベースバンド信号を、サーチャ受信レベル測定部７２６、および信号修正部７２５の１次復調部に入力し、サーチャ受信レベル測定部７２６にて、遅延プロファイル測定に基き、有効パスを選択し、信号修正部７２５の１次復調部にて、選択されたパス毎、かつパスから得られる受信信号タイミングで、逆拡散を行い、シンボルレートに変換するとともに、サーチャ受信レベル測定部７２６にて、遅延プロファイル測定に基き、パス毎の推定伝送路特性を得、該推定伝送路特性に基く、伝送路補償を行い、再生シンボルを得、再生シンボル、推定伝送路特性、および拡散コードを、このユーザの干渉レプリカ生成情報として、干渉レプリカ生成部７２７に入力し、干渉レプリカ生成部７２５において、全ユーザの前記干渉レプリカ生成情報を入力し、アンテナブランチ毎のチップレートの干渉レプリカを生成し、再び、信号修正部７２５の１次復調部に入力し、ユーザ毎に選択された前記アンテナブランチ毎の受信信号から、干渉レプリカを減算し、これと先の再生シンボルに基き、パス毎に再度逆拡散を行い、ＲＡＫＥ合成にて、再生シンボルを得、２次復調するとともに、逆拡散の出力信号に対しては、適応重み付け計算部７２８にて、振幅および位相制御の適応重み付け係数を計算し、適応重み付け係数を逆拡散後の出力信号に適応重み付けすることも可能とし、これによって任意の指向性を持たせたアンテナビームを形成するほか、信号修正部７２５の１次復調部、２次復調部及び移動速度検出部によって、ユーザの受信信号のレベル変動に基き、ユーザの移動速度を検出し、２次復調出力の符号化再生データを、誤り訂正復号部７２９に入力し、誤り訂正復号を行い、再生データを得、再生データを、通信回線８００を介して、無線網制御装置９００に送信するように構成した。したがって、マイクロセクタ基地局とマクロセクタ基地局を別々に設置するのではなく、共通の基地局７００とすることで、ユーザ単位にユーザの数だけ復調部／復号化部を設けることができる。そのため、各基地局がユーザ単位に存在する復調部／復号化部のリソースを、無駄なく有効活用できるという効果がある。また、移動局３００から基地局７００に対する送信時に、ユーザの移動速度や位置条件、およびサービスを受けるデータ速度に応じて、マクロセクタゾーン１００とマイクロセクタゾーン２００間の干渉除去が可能な、最適な干渉低減処理選択が行えるという効果が得られる。すなわち、無線網制御装置９００の制御時間を必要とせず、基地局単位で複数の基地局７００が平行してそれぞれ単独に最適な干渉低減処理を行えるという顕著な効果が生ずる。
また、図８に示す前記干渉レプリカ生成部７２７は、一つの基地局７００の全ユーザに対し共通の装置となっているため、全ユーザの干渉レプリカ生成情報を持つものである。したがって、全ユーザの干渉レプリカ生成情報を入力し、アンテナブランチ毎のチップレートの干渉レプリカを生成し、再び、ユーザ毎に存在する１次復調器部に入力し、ユーザ毎に選択された前記アンテナブランチ毎の受信信号から、干渉レプリカを減算する構成により、既存のマッチドフィルタとＲＡＫＥ受信機で構成された、信号修正部７２５の２次復調部から、大きな変更を伴わずに干渉キャンセラ機能を追加可能にする。ここで、干渉キャンセラ機能とは、全ユーザの多重化受信信号の中から求めるユーザの信号に対し干渉を除去するために、他のユーザの信号を減算する機能をいう。
このように、マイクロセクタ基地局とマクロセクタ基地局を別々に設置するのではなく、共通の基地局７００としたことから、一つの基地局７００の全ユーザに対し干渉レプリカ生成部７２７を一つ、共通の装置として設け、全ユーザの干渉レプリカ生成情報をその干渉レプリカ生成部７２７に保持する構成がとれる。そのため、たとえば、ユーザ１、ユーザ２、ユーザ３が通信時に互いに干渉を及ぼしている場合であって、ユーザ３の正確な受信信号を取り出す場合、干渉レプリカ減算を行わないと、ユーザ３の受信信号にユーザ１、２の干渉成分が残り、信号修正部７２５の２時復調部で出力され、誤り訂正復号部７２９に入力された信号は、データ誤りが多くなり、誤り訂正を行っても、元々ユーザ３が送信した信号（受信信号）を復元することができなくなってしまう。しかし、本実施の形態では、全ユーザの干渉レプリカ生成情報が干渉レプリカ生成部７２７に存在するために、ユーザ１、２の干渉レプリカ生成情報を入力することが可能となる。よって、その情報をもとに、ユーザ３の多重化受信信号からユーザ１、２の信号を減算することで干渉を除去し、除去後の出力信号を信号修正部７２５の２次復調部でＲＡＫＥ合成し、合成後の出力信号を誤り訂正復号部７２９で誤り訂正を行うことでユーザ３の送信した元の信号を復元できるという効果が得られる。
（７）基地局および無線網制御装置の干渉低減動作
次に、以上の構成を用いた移動体通信の無線通信基地局システムにおいて、発着呼後、移動局３００との個別チャネルを用いた通信における、基地局７００および無線網制御装置９００の干渉低減動作を図７〜図９を用いて説明する。
（７−１）無線網制御装置９００の干渉低減動作
まず、無線網制御装置９００の干渉低減動作を説明する。発着呼にて、移動局３００との個別チャネルを用いた無線通信が開始される。これは、図９のスタートを意味する（９０１）。図８に示した復調／復号化部（７１５，７３５，〜７５５）中の信号修正部７２５の移動速度検出部で、移動局３００の移動速度を検出し、無線網制御装置９００で、予め定められた基準移動速度と移動速度検出部７２５で検出された移動速度を比較し、高速で移動するユーザ（移動局３００）であるか識別判断する（９０２）。また、無線網制御装置９００が、移動局３００の移動によるセクタゾーンの切替り周期を測定し、セクタゾーン切替りが予め規定された時間間隔よりも早いか否かを比較することで、高速で移動するユーザであるかを識別判断することも可能である（９０２）。このようにして判断した結果、高速で移動するユーザ（移動局３００）であった場合、無線網制御装置９００はマクロセクタゾーン１００で通信を行うように、基地局７００に通信チャネルを割当てる指示を行う（９０３）。一方、高速で移動するユーザ（移動局３００）でない場合、移動局３００から基地局７００への上り送信電力および基地局７００から移動局３００への下り送信電力を極小化し、基地局７００におけるチャネル容量を増大させる目的から、マイクロセクタゾーン２００で通信を行うように、基地局７００に通信チャネルを割当てる（９０４）。以上、図９に示す境界線９２０より上部は、無線網制御装置９００によって行われる干渉除去の処理方法選択フローである。
このように、実施の形態１に係る無線通信基地局システムでは、個別チャネルを用いた通信が開始された場合、移動局３００の移動速度の検出結果と無線網制御装置９００が予め定めた基準移動速度とを比較し、通信中のユーザが高速で移動するか否か識別判断し、高速で移動するユーザであると判断した場合は、無線網制御装置９００が移動局３００をマクロセクタゾーン１００に割当て、高速で移動するユーザでないと判断した場合は、無線網制御装置９００が移動局３００をマイクロセクタゾーン２００に割当てるというセクタゾーン割当てアルゴリズムを備えた。したがって、通信中の移動局３００を所有するユーザの移動速度に応じて最適なセクタゾーン割当てを行うことができる。
すなわち、高速で移動するユーザの場合にも、無線網制御装置９００がマイクロセクタゾーン２００への通信チャネルを割り当ててしまうと、その位置登録後、ユーザは通信チャネルを割り当てたマイクロセクタゾーン２００から異なるマイクロセクタゾーン２００へ高速で移動し、さらには、別の基地局７００のマクロセクタゾーン１００に移動することも考えられる。この状態では無線網制御装置９００はマクロセクタゾーン１００またはマイクロセクタゾーン２００間のハンドオーバを頻繁に行なわなけらばならなくなり、無線網制御装置９００の負荷が高くなる。また、ユーザがいつ発呼するのかはユーザの意志によるものであり、位置登録後、ユーザの発呼が遅ければ遅いほどさらに無線網制御装置９００の負荷が高くなる可能性が高い。本実施の形態の場合は、高速で移動するユーザの場合は、マクロセクタゾーン１００へ通信チャネルを割り当てる処理とすることで無線網制御装置９００の負荷を軽減するという効果を得られる。また、低速で移動するユーザの場合は、マイクロセクタゾーン２００へ通信チャネルを割り当てる処理とすることで上り（ユーザから基地局７００へ送信される信号）と下り（基地局７００からユーザへ送信される信号）の送信電力の極小化という効果が得られる。
（７−２）基地局７００の干渉低減動作
次に、図９において境界線９２０より下部のフローである基地局７００の干渉除去処理方法選択フローを説明する。前記９０３において、マクロセクタゾーン１００で通信すると判断されたユーザは、基地局７００においてユーザの受信電力により、高送信電力ユーザであるかを識別する（７６０）。ここで、ユーザの受信電力が高ければ高送信電力ユーザであるが、サーチャ受信レベル測定部７２６によって測定された受信電力により高送信電力ユーザであるかを識別することが可能である。また、他の識別方法としては、基地局７００は、ユーザの個々に定められた拡散コードと受信信号データの比である拡散率と、予め定められた基準拡散率を比較して、基準拡散率より低拡散であれば、高送信電力ユーザであると識別することが可能である。ただし、これらの方法でなくても、高送信電力ユーザであるかを識別できればどんな方法を用いてもよい。
これらの方法から、高送信電力ユーザでないと識別された場合は、干渉除去処理フローを終了する（７６１）。
高送信電力ユーザであると識別された場合は、該ユーザの送信電力は他ユーザに対して干渉を及ぼすものであるから、該ユーザの干渉レプリカを干渉レプリカ生成部７２７で生成する（７６２）。次に、図８の信号修正部７２５の干渉レプリカ減算部で、高送信電力ユーザ信号の到来角（該ユーザの受信信号から識別が可能）と同一方向に位置するマイクロセクタゾーン２００に在圏する他のユーザの受信信号から高送信電力ユーザの干渉レプリカを減算する（７６３）。また、高送信電力ユーザ信号を受信したビームと同一のマクロセクタビームから、高送信電力ユーザの干渉レプリカを減算する（７６３）。さらに、高送信電力ユーザへの送信に対して、図８の１次変調／適応重み付け部７２１による１次変調信号の適応重み付けにて、高送信電力ユーザの到来方向にアンテナビームの指向性を向け（７６４）、干渉除去処理フローを終了する（７６５）。
一方、前記９０４において、マイクロセクタゾーン２００で通信すると判断されたユーザは、基地局７００において、上記識別方法により、高送信電力ユーザであるかを判断する（７７０）。
高送信電力ユーザでないと識別された場合は、干渉除去処理フローを終了する（７７１）。
高送信電力ユーザであると識別された場合は、該ユーザの干渉レプリカを干渉レプリカ生成部７２７で生成する（７７２）。次に、図８の信号修正部７２５の干渉レプリカ減算部で、高送信電力ユーザが在圏するマイクロセクタゾーン２００内、および周辺のマイクロセクタゾーン２００内の他ユーザの受信信号から、高送信電力ユーザの干渉レプリカを減算するとともに、高送信電力ユーザの位置と同一方向に向けられたマクロセクタビームで受信した他ユーザの受信信号から、高送信電力ユーザの干渉レプリカを減算し（７７３）、干渉除去処理フローを終了する（７７４）。
このように実施の形態１における無線通信基地局システムは、マクロセクタゾーン１００が割当てられたユーザに対して、高送信電力ユーザであるかを識別判断し、高送信電力ユーザであると判断した場合は、干渉レプリカ生成部７２７を用いて、該ユーザの干渉レプリカを生成し、該ユーザ信号の到来角と、同一方向に位置するマイクロセクタが割当てられたユーザの受信信号から、該ユーザの干渉レプリカを減算するとともに、該ユーザ信号を受信した、指向性を持ったマクロセクタゾーン１００のアンテナビームから、該ユーザの干渉レプリカを減算し、また該ユーザへの送信に対しては、該ユーザの到来方向にのみ、マクロクセクタゾーン１００のアンテナビームの指向性を持たせる処理アルゴリズムとした。これにより、通信中のユーザの位置条件、およびサービスを受けるデータ速度に応じて、マクロセクタゾーン１００とマイクロセクタゾーン２００間の干渉除去が可能な、最適な干渉低減処理選択が行えるという効果が得られる。すなわち、無線網制御装置９００によって、ユーザの移動速度が高速であるためにマクロセクタゾーン１００へ通信チャネルが割り当てられた場合には、アンテナビームの指向性制御（図９の７６４）により、高送信電力ユーザの方向以外にアンテナビームが向かないため、異方向のユーザへの干渉がなくなるという効果が得られる。一方、同一方向となるマイクロセクタ内のユーザは高送信電力ユーザの通信によって干渉を受けてしまう。そこで、高送信電力ユーザの干渉レプリカを干渉レプリカ生成部７２７で生成し、高送信電力ユーザの信号の到来角と同一方向のユーザ信号から高送信電力ユーザの干渉レプリカを減算（図９の７６３）することで、高送信電力ユーザの信号の到来角と同一方向のユーザ信号から高送信電力ユーザの信号による干渉を除去することができる。また、高送信電力ユーザの位置と同一方向に向けられたマクロセクタビームで受信した他ユーザの受信信号から、干渉レプリカを減算（図９の７６３）することで、高送信電力ユーザの信号による干渉を除去することができる。
一方、無線網制御装置９００によって、マイクロセクタゾーン２００が割当てられたユーザに対しては、基地局７００において、高送信電力ユーザであるかを識別判断し、高送信電力ユーザであると判断した場合は、干渉レプリカ生成部７２７を用いて、該ユーザの干渉レプリカを生成し、該ユーザが割当てられたマイクロセクタゾーン２００内、および周辺マイクロセクタゾーン２００内の他ユーザの受信信号から、該ユーザの干渉レプリカを減算するとともに、該ユーザの位置と同一方向に向けられたマクロセクタビームから受信した、他ユーザの受信信号から、該ユーザの干渉レプリカを減算する処理アルゴリズムを備えた。よって、通信中のユーザの位置条件、およびサービスを受けるデータ速度に応じて、マクロセクタゾーンとマイクロセクタゾーン間の干渉除去が可能な、最適な干渉低減処理選択が行えるという効果が得られる。すなわち、高送信電力ユーザの干渉レプリカを干渉レプリカ生成部７２７で生成し、高送信電力ユーザが在圏するマイクロセクタゾーン内および周辺マイクロセクタゾーン内の他ユーザの受信信号から高送信電力ユーザの干渉レプリカを減算（図９の７７３）することで、高送信電力ユーザが在圏するマイクロセクタゾーン内および周辺マイクロセクタゾーン内の他ユーザ信号から高送信電力ユーザの信号による干渉を除去することができる。この効果は、マイクロセクタゾーン２００に在圏するユーザが画像のような高速データを上り送信している場合であって、建物の障害を受けてマイクロ無線／光送受信機５００が受ける受信信号電力が低い場合に特に有効である。なぜなら、画像のような高速データは音声のような低速データに比べ、上り送信電力が高いことに加え、マイクロ無線／光送受信機５００が受ける受信電力が低いと、受信感度を保とうとするため、基地局７００はユーザ（移動局３００）に対し、上り送信電力を上げるように指示する結果、図９の９０４で示した上り／下り送信電力を極小化する効果をもってしても干渉の影響が大きくなるからである。したがって、この場合には、高送信電力ユーザの干渉レプリカを干渉レプリカ生成部７２７で生成し、高送信電力ユーザが在圏するマイクロセクタゾーン内および周辺マイクロセクタゾーン内の他ユーザの受信信号から高送信電力ユーザの干渉レプリカを減算（図９の７７３）することで、高送信電力ユーザが在圏するマイクロセクタゾーン内および周辺マイクロセクタゾーン内の他ユーザ信号から高送信電力ユーザの信号による干渉を除去することで、最適な干渉低減処理という顕著な効果が得られることになる。
また、高送信電力ユーザの位置と同一方向に向けられたマクロセクタビームで受信した他ユーザの受信信号から、干渉レプリカを減算（図９の７７３）することで、高送信電力ユーザの信号による干渉を除去することができるという効果が得られる。
実施の形態２．
実施の形態２に係る無線通信基地局システムでは、マクロ無線／光送受信機４００のアンテナをアダプティブアレーアンテナとし、マイクロ無線／光送受信機５００のアンテナをオムニアンテナあるいはセクタアンテナとする構成をとる。このような構成をとることで、マイクロ無線／光送受信機５００では、アンテナの指向性は固定ビームであるが、マクロ無線／光送受信機４００ではアンテナの指向性をユーザの移動に追随させることができる。ここで、オムニアンテナとは、アンテナビームが３６０度一様な電力となるアンテナをいい、セクタアンテナとは、サービスゾーンを数個のセクタに分割し、このセクタ毎にアンテナを設けた形態をいう。また、アダプティブアレーアンテナは、所望ユーザに対してはアンテナの指向性を向け、所望ユーザ以外に対してはアンテナの指向性を向けないようにすることで、ユーザ間の干渉電力を小さくする効果を持つ。
このように、マクロ無線／光送受信機４００のアンテナをアダプティブアレーアンテナにしてユーザ移動に対して追随するビームとしたので、マクロセクタゾーン１００からマイクロセクタゾーン２００への干渉範囲を狭められる効果が得られる。また、干渉レプリカによる干渉除去をする範囲をビームと同一方向にあるマイクロセクタゾーン２００のみに特定できる効果が得られる。さらに、マイクロ無線／光送受信機５００のアンテナをオムニアンテナあるいはセクタアンテナとしたことで、スポット的に電波を集中させることができ、干渉レプリカによる干渉除去する範囲を特定できる効果が得られる。
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を図１０に基づいて説明する。なお、図中の符号で、図２と同じ機能を持つものは、同一の符号を用いている。図１０において、基地局システムは、複数のマイクロセクタゾーン２００と無線通信するアンテナを含むマイクロ無線／光送受信機５００が設置されている。各マイクロセクタゾーン２００と無線通信するマイクロ無線／光送受信機５００は、不感地帯やトラヒックの集中するマイクロセクタゾーン２００をカバーする目的、あるいはマイクロセクタゾーン化により通信チャネルの利用効率を上げてシステム容量を増加する目的で設置されている。この実施の形態では、マイクロ無線／光送受信機５００が通信可能なエリアをマイクロセクタゾーン化し、かつマイクロ無線／光送受信機５００を分散配置している。マクロセクタゾーン１００は、複数のマイクロセクタゾーン２００が集まって構成され、複数のマイクロセクタゾーン２００は、マクロセクタゾーン１００内に点在していてもよいし、図１０のように、マクロセクタゾーン１００内に一面に敷きつめられていてもよい。前記分散配置されたマイクロ無線／光送受信機５００は、光ファイバ網６００を用いた光伝送装置にて基地局７００と接続される。また、基地局７００は、複数のマイクロセクタゾーン２００が集まって構成されるマクロセクタゾーン１００内に位置する全ユーザと通信を行い、前記マクロセクタゾーン１００毎に基地局７００が設置されている。各基地局間は、移動局３００を所有するユーザのデータや制御データを運ぶ、ＴＴＣ ２Ｍインタフェース（２．０４８Ｍｂｐｓ）やＴ１インタフェース（１．５Ｍｂｐｓ）等の通信回線８００を介して無線網制御装置９００と接続されている。この無線網制御装置９００は、基地局毎に個別のセットアップチャネルを割当てるか、もしくは別の基地局７００で割当てたセットアップチャネルを、干渉による回線品質の劣化を与えない範囲で、他の基地局７００に繰返し割当てる。基地局７００は、図７で述べた構成と同じである。また、ゾーン半径に応じて、移動局３００でのパス分離とＲＡＫＥ受信効果、基地局７００による送信ダイバーシチ効果を得るために、図７に示す遅延素子５２３を全マイクロ無線／光送受信機５００に設けることも可能である。
以下、該基地局システムの動作を、図１１を用いて説明する。移動局３００との通信開始に伴って、図８に示す基地局７００の符号化／変調部７１１内の送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３、および復調／復号化部７１５内の受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４にて、マイクロセクタゾーン２５２、２５３、２５９、２６０、２６１、２６７、２６８に配置された、計７つのアンテナブランチを、該移動局３００と通信を行うアンテナブランチとして初期設定する。次に該移動局３００からの受信信号をこれらアンテナブランチから受信した結果、図８に示すサーチャ受信レベル測定部７２６によって、移動局３００からの受信信号電力が最も高いパスが存在する、アンテナブランチが配置されたマイクロセクタゾーンは、マイクロセクタゾーン２６０であると判断したとする。その場合、該移動局３００との次の受信タイミングから、該移動局３００の在圏マイクロセクタゾーン２６０、およびその周辺６つのマイクロセクタゾーン２５５、２５８、２６３、２６５、２６２、２５７に配置されたアンテナブランチを、該移動局３００との通信に割当てるように、前記送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３、および受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４に対して、サーチャ受信レベル測定部７２６が、アンテナブランチ選択を行う。さらに、サーチャ受信レベル測定部７２６は、該移動局３００への送信信号を扱うアンテナブランチを、サーチャ／受信レベル７２６にて、有効パスが確認された、複数のアンテナブランチのみを選択するように、送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３の、アンテナブランチ選択制御を行う。また、通信中、該移動局３００が移動し、マイクロセクタゾーン２６０から、マイクロセクタゾーン２６２に移った場合を想定する。このとき、前記サーチャ受信レベル測定部７２６は、移動局３００からの受信信号電力が最も高いパスの存在するのはマイクロセクタゾーン２６２に配置されたアンテナブランチであると判断できる。この結果、サーチャ受信レベル測定部７２６は、図８に示す送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３、および受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４にて、アンテナブランチ選択を行って、該移動局３００との通信に使うアンテナブランチを、マイクロセクタゾーン２６２のアンテナブランチ、およびマイクロセクタゾーン２６２の周辺６つのマイクロセクタゾーン２５７、２６０，２６５、２６７、２６４、２５９のアンテナブランチに切替える。このように図１１に示す例では、移動局３００と通信するマイクロセクタゾーン２００が常に７つとなるように、移動局３００の移動に伴い、図８に示すサーチャ受信レベル測定部７２６、送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３、および受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４を用いて、アンテナブランチを順次切替えていく。この切替えは、基地局７００の変調部／符号化部および復調／復号化部が、無線網制御装置９００とは独立して行え、しかも、移動局３００の移動に伴う、マイクロセクタゾーン間のハンドオーバーを不要とする効果がある。さらに、基地局７００での送信ダイバーシチによる移動局３００のＲＡＫＥ受信効果、およびマイクロセクタゾーン化による移動局３００および基地局７００の送信電力低減効果も生まれる。また、基地局７００は、図８に示すように、干渉レプリカ生成、および干渉レプリカ減算機能、適応重み付け計算、および適応重み付け合成機能を有し、かつ複数のマイクロ無線／光送受信機５００に対し共通の基地局７００という構成となっているので、さらなる干渉低減効果が期待でき、基地局システムの容量増大を実現できる。なお、図１１の例では、アンテナブランチセレクタの割当てを、７つとしたが、電波伝搬環境、およびマイクロセクタゾーンのゾーン半径に応じて、数を増やすことも減らすことも可能である。
このように、本実施の形態では、複数のマイクロセクタゾーン２００が集まって、マクロセクタゾーン１００を構成し、各マイクロセクタゾーン２００には、アンテナを含むマイクロ無線／光送受信機５００を設置し、マイクロ無線／光送受信機５００が通信可能なエリアをマイクロセクタゾーン化し、かつマイクロ無線／光送受信機５００を複数、分散して配置している。この分散配置されたマイクロ無線／光送受信機５００は、光ファイバ網６００を用いた光伝送装置にて、基地局７００と接続する。基地局７００は、複数のマイクロセクタゾーン２００が集まって構成されるマクロセクタゾーン１００内に位置する全ユーザと通信を行い、マクロセクタゾーン単位で設置されている。各基地局間は、移動局３００との通信で扱うユーザデータや制御データを運ぶ通信回線８００を介して無線網制御装置９００と接続している。無線網制御装置９００は、基地局７００毎に個別のセットアップチャネルを割当てるか、もしくは別の基地局７００で割当てたセットアップチャネルを、干渉による回線品質の劣化を与えない範囲で、他の基地局７００に繰返し割当てる。基地局７００は、実施の形態１〜９で述べた構成と同じであり、ゾーン半径に応じて、遅延素子を全マイクロ無線／光送受信機５００に設けることも可能である。移動局３００との通信開始に伴って、基地局７００の変調部／符号化部および復調／復号化部における、送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３、および受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４にて、基地局７００がカバーするマクロセクタゾーン１００中、複数のマイクロセクタゾーン２００に配置のアンテナブランチを、該移動局３００と通信を行うアンテナブランチとして初期設定しておく。次に、該移動局３００からの受信信号を、これらアンテナブランチから受信した結果、サーチャ受信レベル測定部７２６によって初期設定されていたマイクロセクタゾーン２００に配置のアンテナブランチのうち、移動局３００からの受信信号電力が最も高いパスが存在する、アンテナブランチが配置されたマイクロセクタゾーン２００を中心に、このマイクロセクタゾーン２００、および周辺のマイクロセクタゾーン２００に配置されたアンテナブランチを、次の受信タイミングからの該移動局３００との通信に割当てるように、送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３および受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４に対して、サーチャ受信レベル測定部７２６が、アンテナブランチ選択を行う。サーチャ受信レベル測定部７２６は、該移動局３００への送信信号を扱うアンテナブランチを、サーチャ受信レベル測定部７２６にて、有効パスが確認された、複数のアンテナブランチのみを選択するように、送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３のアンテナブランチ選択制御を行う。通信中、該移動局３００が移動し、任意のマイクロセクタゾーン２００に移った場合は、前記サーチャ受信レベル測定部７２６にて、受信レベル（受信信号の電力）測定に基き、最も高い受信レベルとなるマイクロセクタゾーン２００に配置されたアンテナブランチの他、複数の周辺マイクロセクタゾーンを、再度、送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３および受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４を用いて、アンテナブランチ選択を行うことで、該移動局３００との通信に使うアンテナブランチを切替えていくように構成した。よって、移動局３００の移動に伴う、マイクロセクタゾーン間のハンドオーバーを不要とする効果があるのみならず、基地局７００での送信ダイバーシチによる移動局３００のＲＡＫＥ受信効果、およびマイクロセクタゾーン化による移動局３００、基地局７００の送信電力低減が得られ、また、基地局７００保有の、干渉レプリカ生成機能、および干渉レプリカ減算機能、適応重み付け計算機能、および適応重み付け合成機能、および共通の基地局７００という構成となっていること基地局システムの容量増大効果が得られる。
以上、すべての実施の形態では、各部の各動作は、お互いに関連しており、各部の動作は、上記に示された動作の関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。そして、このこのように置き換えることにより、方法の発明の実施形態とすることができる。また、上記各部の動作を、各部の処理と置き換えることにより、プログラムの実施の形態およびプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体の実施の形態とすることができる。そしてこれらの実施の形態は、すべてコンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。
また、各実施の形態のソフトウエアやプログラムは、ＲＯＭ（ＲＥＡＤ ＯＮＬＹ ＭＥＭＯＲＹ）に記憶されたファームウエアで実現されていても構わない。あるいは、ソフトウエアとファームウエアとハードウエアとの組み合わせで前述したプログラムの各機能を実現しても構わない。
プログラムの実施形態およびプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体の実施形態では、各処理はプログラムで実行されるが、このプログラムは、記録装置に記録されていて、記録装置から中央処理装置（ＣＰＵ）に読み込まれ、中央処理装置によって、各フローチャートが実行されることになる。なお、記録装置、中央処理装置は図示していない。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明は、マクロ無線通信機とマイクロ無線通信機に共通の基地局７００を備えたので、マイクロセクタゾーンに配置する無線通信機の小型化、軽量化、低価格化を実現できる。
また、無線網制御装置は、マクロ無線通信機とマイクロ無線通信機のセットアップチャネルを割り当てることができる。
また、無線網制御装置は、移動局がするマイクロセクタゾーン内への位置登録要求を優先して許可するため、基地局からの送信電力を最小化し、ユーザ間の干渉を減少させることができる。
また、基地局は、複数の移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部を有することで符号化／変調部がもつリソースの有効活用を図ることができる。
また、基地局は、各々が複数の移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部を有することでユーザ単位に存在する符号化／変調部がもつリソースのさらなる有効活用が図れる。
また、マイクロ無線通信機は、遅延器を有することで基地局から移動局への送信時にパス分離を可能とする。
また、基地局は、複数の移動局に対して設けられた複数の復調／復号化部を有することで復調／復号化部がもつリソースの有効活用が図れる。
また、基地局は、各々が複数の移動局に対して設けられた複数の復調／復号化部を有することでユーザ単位に存在する復調／復号化部がもつリソースのさらなる有効活用が図れる。
また、マイクロ無線通信機は、遅延器を有することで移動局から基地局への送信時にパス分離を可能とする。
また、符号化／変調部が有する送信系セクタ／アンテナブランチセレクタにより干渉低減処理選択を行うことができる。
また、復調／復号化部が有する受信系セクタ／アンテナブランチセレクタにより干渉低減処理選択を行うことができる。
また、干渉レプリカ生成部により、無線網制御装置の制御を必要としない干渉低減処理が図れる。
また、無線網制御装置が高速で移動するユーザであるかを識別することで、通信電力を極小化することができる。
また、基地局が、高送信電力ユーザであるかを識別することで、マクロセクタゾーンとマイクロセクタゾーン間の干渉除去が可能となる。
また、マイクロ無線通信機はオムニアンテナあるいはセクタアンテナのいずれかを備えることで、スポット的に電波を集中させることができる。
また、複数のマイクロ無線通信機に共通の基地局を有することで、マイクロセクタゾーン間のハンドオーバを不要とすることができる。
また、マクロ無線通信機とマイクロ無線通信機との無線通信を共通の基地局が行う方法により、マイクロセクタ基地局を不要とすることができる。
また、マクロ無線通信機とマイクロ無線通信機との無線通信を共通の基地局が行うプログラムにより、マクロ無線通信機とマイクロ無線通信機との無線通信処理をコンピュータ上で実行することができる。
また、マクロ無線通信機とマイクロ無線通信機との無線通信を共通の基地局が行うプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を媒体として、上記記録媒体からコンピュータが読み取ったプログラムにより、上記無線通信処理をコンピュータ上で実行することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、実施の形態１における無線通信基地局システムの概念図。
図２は、実施の形態１における無線通信基地局システムの構成図。
図３は、実施の形態１による移動局との位置登録の手順を示す図。
図４は、無線網制御装置によるセクタゾーン割当て方法を示すフローチャート。
図５は、実施の形態１によるマクロ無線／光送受信機とマイクロ無線／光送受信機の送信電力低減効果を示す図。
図６は、移動局の送信電力低減効果を示す図。
図７は、実施の形態１によるマクロ無線／光送受信機とマイクロ無線／光送受信機と基地局の構成図。
図８は、実施の形態１による符号化／変調部、復調／復号化部の構成図。
図９は、実施の形態１による干渉除去処理のフローチャート。
図１０は、実施の形態３による無線通信基地局システムの構成図。
図１１は、実施の形態３において移動局との通信に使うアンテナブランチの切り替えを示す図。
図１２は、従来のマクロセクタゾーンとマイクロセクタゾーンが共存する無線通信基地局システムの構成図。
図１３は、図１２のシステム構成時に、マイクロセクタ基地局が受ける受信信号電力を示した図。
図１４は、図１２のシステム構成時に、システムの周波数帯域を３分割して使用した場合のマイクロセクタ基地局が受ける受信信号電力を示した図。
図１５は、従来のマクロセクタゾーンとマイクロセクタゾーンが共存する無線通信基地局システムにおいて、システム周波数の分割によるマクロセクタゾーン／マイクロセクタゾーン間干渉回避方式を示す動作原理図。
図１６は、従来のマクロセクタゾーンとマイクロセクタゾーンが共存する無線通信基地局システムにおいて、システム周波数の分割によって＃１の帯域を使用するマクロセクタゾーン／マイクロセクタゾーン間の干渉を示す動作原理図。
本発明は、スペクトル拡散変調方式を用いた符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｅｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、以下、ＣＤＭＡ方式という。）による移動体通信の無線通信基地局システムに関するものである。
背景技術
従来のマクロセルとマイクロセルが共存する移動体通信の無線通信システムは、１９９７年９月１９日に公開の株式会社ワイ・アール・ピー移動通信基盤技術研究所の特開平９−２４７０７９に記載されている。以下、図１２から図１６を用いて従来技術の説明を行う。
図１２は、マクロセルの中にマイクロセルが存在し、マクロセルと接続されている移動局Ａ、ＢおよびＣが存在している図を表している。ここで、移動局とは、移動体通信を行う携帯電話機などを意味している。各移動局Ａ、ＢおよびＣは、マクロセル基地局において一定の受信電力となるように、送信電力制御が行われる。移動局からの送信信号は、距離に比例して減衰するため、マクロセル基地局と各移動局との位置関係から、移動局Ａ、Ｃは移動局Ｂと比較して高送信電力となる。ここで、移動局Ａはマイクロセル基地局と近い位置関係にあるため、その送信信号は、マイクロセルにおいて強い干渉となる。一方、移動局Ｂの信号は、マクロセル基地局への送信電力が比較的低いため、マイクロセル基地局における干渉は移動局Ａと比較して小さい。また、移動局Ｃは、高送信電力でマクロセル基地局に送信するが、マイクロセル基地局から離れているため、移動局Ｂと同様、マイクロセルにおける干渉は移動局Ａと比較して小さい。すなわち、移動局Ｂ、Ｃが及ぼすマイクロセルでの干渉は移動局Ａに比べ小さくなる。この結果、マクロセル、マイクロセルで同一周波数帯域を使用した場合、マクロセルに接続している移動局Ａ、ＢおよびＣから、マイクロセル基地局が受ける受信信号電力は、図１３に示すようになる。これは、マイクロセル基地局が受ける干渉電力を表しており、マイクロセルの受信信号電力の高い移動局Ａからの信号が多大な干渉となり、通信品質を劣化させる原因となっていることがわかる。
特開平９−２４７０７９は、マクロセルとマイクロセルが共存するセル構成に、ＣＤＭＡ方式を適用した場合に、マイクロセル基地局において発生する、マクロセルに接続している移動局からの干渉を抑制する一手段を与えるものであり、図１４がその概念を表している。図１４は、システムの周波数帯域を３分割して使用する例であり、移動局Ａはシステム周波数帯域の下１／３の周波数帯域を、移動局Ｂはシステム周波数帯域の中１／３の周波数帯域を、移動局Ｃはシステム周波数帯域の上１／３の周波数帯域を使用している。前述の記載から、移動局Ａからの信号は、図１４に示すような多大な干渉電力となる。しかし、これはシステムの周波数帯域の下１／３のみを劣化させるだけであり、残りの２／３の周波数帯域には干渉を与えない。したがって、残りの２／３の周波数帯域を使用しているマイクロセル移動局については、マクロセル移動局からの干渉の影響は少なくなる。図１５、１６は、この概念を用いた発明の実施形態を示すものである。図１５、１６は、マクロセルとマイクロセルにおいて、システム周波数帯域を同様に分割して使用する実施の形態を示している。この実施形態においては、システムで使用可能な周波数帯域１３をＷとし、マクロセルおよびマイクロセルにおいて、それぞれシステム周波数帯域１３をＭ個の周波数帯域（＃１、＃２、・・・、＃Ｍ）に分割して使用している。したがって、各マクロセル移動局およびマイクロセル移動局が用いる周波数帯域Ｗは、Ｗ／Ｍとなる。すなわち、各移動局の信号はＷ／Ｍの狭帯域に拡散されて送信される。マクロセル基地局およびマイクロセル基地局は、各々の移動局を各狭帯域に分散的に割当てる。この場合、例えば、＃１の帯域を使用するマクロセル移動局１１の信号は、同一帯域を使用するマイクロセル移動局１２にのみ干渉を与えるが、他の帯域を用いるマイクロセル移動局には干渉を与えない。すなわち、図１６に示すように、＃１の帯域を使用するマクロセル移動局１１がマイクロセル基地局の付近に存在した場合、＃１の帯域を使用するマイクロセル基地局１２に多大な干渉となり、その通信品質を劣化させるが、＃２〜＃Ｍの帯域を使用するマイクロセル基地局は影響を受けない。すなわち、マイクロセルでは、＃２〜＃Ｍにおいて、＃１の帯域を使用するマクロセル移動局１１の干渉を受けずに通信が可能となる。このように、マクロセルおよびマイクロセルにおいて、システム周波数帯域を複数の周波数帯域に分割して使用することで、マクロセル移動局からの干渉を減少させるというものである。
しかし、以上のように、従来のシステム周波数帯域を複数の周波数帯域に分割した場合、帯域制限のために、分割した周波数帯域毎に個別のフィルタが高周波帯に必要となり、回路の小型化、軽量化、および低価格化が困難であり、管理も複雑になるという課題があった。そして、これは基地局がマクロセル基地局とマイクロセル基地局と別々に設置される場合に、基地局の設置場所の適切な選択が限られるマイクロセル基地局により大きな問題となる。マイクロセル基地局は、トラヒックの少ないゾーンだけでなくトラヒックの集中するゾーンに合わせて、通信チャネルの利用効率を上げるために適宜増設されるため、マクロセクタゾーンシステムで使用の周波数帯域がマイクロセクタ基地局の通信に使用できなくなることはシステム容量を制限してしまう、という課題もあった。
本発明は、マクロセクタゾーンおよびマイクロセクタゾーンのシステム容量の増大を図るため、マクロセクタゾーン（マクロセル）、マイクロセクタゾーン（マイクロセル）ともに、周波数帯域の制限をすることのない無線通信基地局システムを構築することを目的とする。
発明の開示
この発明に係る無線通信基地局システムは、移動局と無線通信する領域をマクロセクタゾーンとして、マクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信するマクロ無線通信機と、
上記マクロセクタゾーン内の一部をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信するマイクロ無線通信機と、
上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機に共通の基地局とを備えることを特徴とする。
また、無線通信基地局システムは、さらに、
移動局が位置登録を行うために必要なセットアップチャネルを上記マクロ無線通信機用および上記マイクロ無線通信機用に個別に割り当て、割り当てたチャネル割り当て情報を上記基地局に送信する無線網制御装置を備えることを特徴とする。
また、上記基地局は、上記マクロ無線通信機および上記マイクロ無線通信機を介して、移動局が送信した位置登録要求を受信し、受信した位置登録要求を上記無線網制御装置に送信し、
上記無線網制御装置は、上記基地局が送信した位置登録要求に応じて、マイクロセクタゾーン内への位置登録要求かマクロセクタゾーン内への位置登録要求かを判断し、マイクロセクタゾーン内への位置登録要求であれば上記基地局に位置登録許可を送信し、マクロセクタゾーン内への位置登録要求であれば上記基地局に位置登録不許可を送信することを特徴とする。
また、上記基地局は、電気信号を符号化し変調する、各々が複数の移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部と、
上記複数の符号化／変調部が変調した電気信号を多重化する、上記複数の符号化／変調部と接続された多重化部とを備えることを特徴とする。
また、上記基地局は、電気信号を符号化し変調する、各々が複数の移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部と、
上記複数の符号化／変調部が変調した電気信号を多重化する、上記複数の符号化／変調部のすべてと接続された多重化部とを備えることを特徴とする。
また、上記基地局は、電気信号を符号化し変調する、すべての移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部と、
上記複数の符号化／変調部が変調した電気信号を多重化し、多重化した電気信号を出力する、上記複数の符号化／変調部のすべてと接続された多重化部とを備え、
上記マイクロ無線通信機は、上記多重化部が出力した電気信号に時間的操作を加える遅延器を備えることを特徴とする。
また、上記マクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記マイクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記複数の基地局は、上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機とが変換した光信号を電気信号に変換する複数の光／電気変換器と、
上記複数の光／電気変換器が変換した電気信号を復調し復号化する、上記複数の光／電気変換器と接続された復調／復号化部を備えることを特徴とする。
また、上記マクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記マイクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記基地局は、上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機とが変換した光信号を電気信号に変換する複数の光／電気変換器と、
上記複数の光／電気変換器が変換した電気信号を復調し復号化する、上記複数の光／電気変換器のすべてと接続された復調／復号化部を備えることを特徴とする。
また、上記マクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記マイクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光換器と、無線信号に時間的操作を加える遅延器を備え、
上記基地局は、上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機とが変換した光信号を電気信号に変換する複数の光／電気変換器と、
上記複数の光／電気変換器が変換した電気信号を復調し復号化する、上記複数の光／電気変換器のすべてと接続された復調／復号化部とを備えることを特徴とする。
また、上記基地局の符号化／変調部は、上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機とを複数選択する送信系セクタ／アンテナブランチセレクタを備えることを特徴とする。
また、上記基地局の復調／復号化部は、上記複数の光／電気変換器が変換した電気信号を選択して受信する受信系セクタ／アンテナブランチセレクタを備えることを特徴とする。
また、上記基地局は、上記復調／復号化部が、復調した受信信号と受信信号を拡散するための拡散情報と受信信号の伝送路を推定した推定伝送路特性から干渉情報を生成する、復調／復号化部のすべてに接続された干渉レプリカ生成部を備えることを特徴とする。
また、上記復調／復号化部は、移動局の移動速度を検出し送信する移動速度検出部を備え、
上記無線網制御装置は、上記復調／復号化部が送信した移動局の移動速度を受信し、無線網制御装置が定めた基準移動速度と比較し、移動局の移動速度が基準移動速度より高速の場合は、上記マクロ無線通信機に割り当てるチャネル割り当て情報を上記基地局に送信し、移動局の移動速度が基準移動速度以下の場合は、上記マイクロ無線通信機に割り当てるチャネル情報を上記基地局に送信することを特徴とする。
また、上記基地局は、移動局の受信信号の受信電力と基地局が定めた基準受信電力とを比較し、
受信電力が基準受信電力より高い場合は、上記干渉レプリカ生成部で干渉レプリカを生成し、移動局からの受信信号の到来角度と同一方向に位置する上記マイクロセクタゾーン内と上記マクロセクタゾーン内のいずれかに在圏する他の移動局の受信信号から干渉レプリカを減算し、移動局の受信信号の到来方向にアンテナの指向性を向け、
受信電力が基準受信電力以下の場合は、上記マイクロセクタゾーン内と上記マイクロセクタゾーンに隣接するマイクロセクタゾーンとに在圏する他の移動局の受信信号から干渉レプリカを減算し、移動局からの受信信号の到来角度と同一方向に位置する上記マクロセクタゾーン内に在圏する他の移動局の受信信号から干渉レプリカを減算することを特徴とする。
また、上記マクロ無線通信機は、アダプティブアレーアンテナを備え、
上記マイクロ無線通信機は、オムニアンテナとセクタアンテナのいずれかを備えることを特徴とする。
また、この発明の無線通信基地局システムは、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、移動局と無線通信する領域をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する複数のマイクロ無線通信機と、
上記マイクロ無線通信機が無線通信するためにチャネルを割り当て、割り当てたチャネル割り当て情報を送信する無線網制御装置と、
上記複数のマイクロ無線通信機に共通の基地局とを備え、
上記基地局は、上記無線網制御装置が送信したチャネル割り当て情報を受信し、上記マイクロ無線通信機が無線通信するためのチャネル割り当て情報を上記マイクロ無線通信機に送信し、
移動局の受信信号の受信電力が高いマイクロセクタゾーンと無線通信するマイクロ無線通信機とマイクロセクタゾーンに隣接するマイクロセクタゾーンと無線通信する複数のマイクロ無線通信機とを選択する送信系セクタ／アンテナブランチセレクタを備え、電気信号を符号化し変調する、各々が複数の移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部と、
上記複数の符号化／変調部が変調した電気信号を多重化する、上記複数の符号化／変調部と接続された多重化部と、
上記マイクロ無線通信機が変換した光信号を電気信号に変換する複数の光／電気変換器と、
上記複数の光／電気変換器が変換した移動局の受信信号から、受信信号の受信電力が高いマイクロセクタゾーンと無線通信するマイクロ無線通信機とマイクロセクタゾーンに隣接するマイクロセクタゾーンと無線通信する複数のマイクロ無線通信機とを選択する受信系セクタ／アンテナブランチセレクタを備え、電気信号を復調し復号化する上記複数の光／電気変換器と接続された復調／復号化部とを備えることを特徴とする。
また、この発明に係る無線通信方法は、移動局と無線通信する領域をマクロセクタゾーンとして、マクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信し、
上記マクロセクタゾーン内の一部をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信し、
上記マクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信と上記マイクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信とを共通の基地局において行うことを特徴とする。
また、この発明に係る無線通信プログラムは、移動局と無線通信する領域をマクロセクタゾーンとして、マクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する処理、
上記マクロセクタゾーン内の一部をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する処理、
上記マクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信と上記マイクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信とを共通の基地局において行う処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、この発明に係る無線通信プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、移動局と無線通信する領域をマクロセクタゾーンとして、マクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する処理、
上記マクロセクタゾーン内の一部をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する処理、
上記マクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信と上記マイクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信とを共通の基地局において行う処理をコンピュータに実行させる無線通信プログラムを記録したことを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
（１）本実施の形態の基本的構成に対する説明
ＣＤＭＡ方式による本実施の形態の動作を示す。まず、本実施の形態における概念図を図１に、具体図を図２に示す。マクロセクタゾーン１００は、図で示したマクロ無線／光送受信機４００と移動局３００とが無線通信可能な領域をいう。ここで、マクロ無線／光送受信機４００はマクロ無線通信機の一例である。マイクロセクタゾーン２００は、図で示したマイクロ無線／光送受信機５００と移動局３００とが無線通信可能な領域をいう。ここで、マイクロ無線／光送受信機５００はマイクロ無線通信機の一例である。マクロ無線／光送受信機４００とマイクロ無線／光送受信機５００は、図１および図２のように、アンテナを含む通信装置であり、アンテナを介して、移動局３００と送受信を行う。マイクロ無線／光送受信機５００の無線通信領域であるマイクロセクタゾーン２００は、マクロ無線／光送受信機４００の無線通信領域であるマクロセクタゾーン１００とオーバーレイされた構成を持っている。ここで、マイクロセクタゾーン２００はマクロセクタゾーン１００内に１以上存在する領域であり、マクロセクタゾーン１００内に点在していても良いし、図２のようにマクロセクタゾーン１００内に一面に敷きつめらていてもよい。また、各セクタゾーン１００、２００にあるアンテナは、１本である必要はなく２本以上でもよい。そして、マイクロセクタゾーン２００に在圏する移動局３００との無線通信を可能とするマイクロ無線／光送受信機５００とマクロセクタゾーン１００に在圏する移動局３００との無線通信を可能とするマクロ無線／光送受機４００とは、図２に示した光ファイバ網６００によって、共通の基地局７００につながっている。しかし、光伝送装置は、光ファイバ網６００に限られることはなく、マイクロ波等光信号を伝送できる装置であればよい。また、基地局７００は、マクロセクタゾーン単位で設置されている。
次に、実施の形態１について図２によって詳細に説明する。上記の通り、マクロ無線／光送受信機４００は、マクロセクタゾーン１００内に位置する移動局３００と無線通信するための通信装置である。また、マイクロ無線／光送受信機５００は、マイクロセクタゾーン２００内に位置する移動局３００と無線通信するための通信装置である。マイクロ無線／光送受信機５００は、マイクロセクタゾーン２００内に在圏する移動局３００との無線通信を可能にすることで、マクロセクタゾーン１００内の不感地帯やトラフィックの集中するゾーンをカバーする目的、あるいはマイクロセクタゾーン化により通信チャネルの利用効率を上げてシステム容量を増加する目的で設置されている。ここで、チャネルとは、特定の目的のために割り当てられる周波数の帯域のことをいう。したがって、後述するセットアップチャネルとは、無線通信に備えて初めて割り当てられる周波数の帯域をいい、通信チャネルとは、通信のために割り当てられる周波数の帯域をいう。したがって、後述するように、無線網制御装置９００により、一つのセクタゾーンに一つのセットアップチャネルが割り当てられるが、セットアップチャネルが割り当てられた後、そのセクタゾーン内の複数の移動局３００と通信する場合に、同一チャネル内の異なるコードをそれぞれの移動局３００に割り当てることによって通信が可能となる。
各基地局７００は、それぞれ、通信回線８００を介して無線網制御装置９００と接続される。通信回線８００は、移動局３００を所有するユーザのデータや制御データを運ぶ、ＴＴＣ ２Ｍインタフェース（２．０４８Ｍｂｐｓ）やＴ１インタフェース（１．５Ｍｂｐｓ）等の通信回線をいう。無線網制御装置９００は、マイクロセクタゾーン間で干渉しないことと、マクロセクタゾーン間で干渉しないことと、マクロセクタゾーンとマイクロセクタゾーン間で干渉しないようにセットアップチャネルを割り当てる。具体的には、無線網制御装置９００は、全てのマクロセクタゾーン１００と全てのマイクロセクタゾーン２００に対応したマクロ無線／光送受信機４００とマイクロ無線／光送受信機５００に対して、個別のセットアップチャネルを割り当てるか、もしくは周波数帯域の有効利用のために別のセクタゾーンで割り当てたセットアップチャネルを、それぞれのセクタゾーン間の干渉による回線品質の劣化を与えない範囲で、マクロ無線／光送受信機４００とマイクロ無線／光送受信機５００に繰返し割り当てる。ただし、干渉の問題から、マクロ無線／光送受信機４００に割り当てられたセットアップチャネルと、そのマクロ無線／光送受信機４００が無線通信する領域であるマクロセクタゾーン１００上にオーバレイされているマイクロセクタゾーン２００の無線通信を行うマイクロ無線／光送受信機５００に割り当てられたセットアップチャネルは異ならなければならない。また、マイクロセクタゾーン間の干渉を考慮して、隣り合うマイクロセクタゾーン２００に対応したマイクロ無線／光送受信機５００同士には異なるセットアップチャネルを割り当てる。
すなわち、実施の形態１では、マクロセクタゾーン１００上にマイクロセクタゾーン２００をオーバレイし、各セクタゾーン１００、２００内に位置する移動局３００との通信は、アンテナを含む通信装置を有するマクロ無線／光送受信機４００およびマイクロ無線／光送受信機５００によって行われる。このマクロセクタゾーン１００およびマイクロセクタゾーン２００の領域で通信を行う一以上のマクロ無線／光送受信機４００および一以上のマイクロ無線／光送受信機５００は、光ファイバ網６００によって、共通の基地局７００に接続される。この共通の基地局７００は、マクロセクタゾーン単位で設置され、基地局間は、それぞれの基地局７００が移動局３００との通信で扱うユーザデータや制御データを運ぶ通信回線８００を介して無線網制御装置９００と接続されている。無線網制御装置９００は、全てのマクロセクタゾーン１００とマイクロセクタゾーン２００に対して、個別のセットアップチャネルを割当てるか、もしくは、別のセクタゾーンで割当てたセットアップチャネルを、干渉による回線品質の劣化を及ぼさない範囲で、前記マクロセクタゾーン１００と前記マイクロセクタゾーン２００に繰り返し割当てる。この時、マクロセクタゾーン１００に割り当てたセットアップチャネルとマクロセクタゾーン１００上にオーバレイされているマイクロセクタゾーン２００に割り当てたセットアップチャネルについても、干渉をによる回線品質の劣化を考慮して異なるチャネルを割り当てる必要がある。
このように、共通の基地局７００というシステム構成をとることによって、基地局７００の適切な設置場所が限られるマイクロセクタ基地局とマイクロセクタ基地局とを別々に設置することや、トラヒックの少ないゾーンやトラヒックの集中するゾーンに適宜マイクロセクタ基地局を増設することを不要とした。これにより、マイクロセクタゾーン２００に配置する通信装置の小型化、軽量化、低価格化が実現できる。また、後述する図７に示す共通の基地局７００に設けられたユーザ単位に存在する符号化／変調部およびユーザ単位に存在する復調／復号化部が保持した情報を、共通の基地局７００という構成をとることで、共通の基地局７００がそれらの情報を無駄なく有効活用することができる。したがって、無線網制御装置９００による制御を最小限にして、共通の基地局７００がユーザの移動速度や位置条件およびサービスを受けるデータ速度によって最適な通信環境を与える制御を担うことができ、ユーザ間の干渉電力を最小化できる効果がある。
（２）位置登録の際の詳細動作
次に、実施の形態１について、位置登録の際の詳細動作を図３、４を用いて説明する。ここでは、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で定められているＷ−ＣＤＭＡ ＦＤＤ（ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｅｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）システムに適用した場合の動作を示しているが、３ＧＰＰに限らず他のシステムに適用していてもよい。無線網制御装置９００は、システム、セクタ情報１００１を、通信回線８００を介して基地局７００に送信する。以後、基地局７００、無線網制御装置９００間は通信回線８００を介して行われるものとする。基地局７００は、Ｐ−ＳＣＨ（Ｐｒｉｍａｒｙ−Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ＣＨａｎｎｅｌ：プライマリ同期チャネル）１００２とＳ−ＳＣＨ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ−Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ＣＨａｎｎｅｌ：セカンダリ同期チャネル）１００３、およびシステム・セクタ情報を持つＰ−ＣＣＰＣＨ（Ｐｒｉｍａｒｙ−Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ＣＨａｎｎｅｌ：プライマリ共通制御チャネル）１００４をエア（空間）に送信する。移動局３００は、これらの信号１００２〜１００４に基き、最も強い電力となるセクタゾーンのセットアップチャネルを走査、選択し、同期補足（１００５）後、ＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ ＣＨａｎｎｅｌ：物理ランダムアクセスチャネル）１００６を用いて、基地局７００を介して、無線網制御装置９００に対し位置登録要求を行う。基地局７００を介して、位置登録要求１００７を受け取った無線網制御装置９００は、図４に示す１００８の位置登録許可判断フローにて、移動局３００がマイクロセクタゾーン２００への位置登録を要求しているかを識別判断する（１００９）。マイクロセクタゾーン２００への位置登録要求の場合は位置登録を許可し、これを基地局７００に送信する（１０１０）。基地局７００は、図３に示すＳ−ＣＣＰＣＨ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ−Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ＣＨａｎｎｅｌ：セカンダリ共通制御チャネル）１０１２を用いて、これを移動局３００に伝達後、移動局３００は、ＲＡＣＨ（物理ランダムアクセスチャネル）１０１３を用いて、在圏セクタゾーンの位置登録、受信レベル通知と、周辺セクタゾーンのセットアップチャネル、受信レベル通知を行う。基地局７００を介して、在圏セクタゾーンの位置登録、受信レベル通知と、周辺セクタゾーンのセットアップチャネル、受信レベル通知を、無線網制御装置９００は受取り（１０１４）、位置登録する。
一方、マイクロセクタゾーン２００への位置登録でない場合、すなわち、マクロセクタゾーン１００への位置登録である場合は、図４に示す１００８の位置登録許可判断フローにて、位置登録を不許可とし（１０１１）、これを基地局７００に送信する。基地局７００が、Ｓ−ＣＣＰＣＨ（セカンダリ共通制御チャネル）１０１２を用いて、これを移動局３００に伝達する。これらの位置登録要求は、移動局３００を所有する人間は関与しておらず、移動局３００が自立して要求するものであるから、位置登録が不許可だった場合、移動局３００は、別のセクタからのＰ−ＣＣＰＣＨ（プライマリ共通制御チャネル）１００４を捕まえて、同期補足（１００５）後、再び位置登録要求を行う（１００６）。この結果、マイクロセクタゾーン２００からの電波（１００２〜１００４の送信信号）が建物等に遮断された特別な場所でない限り、マイクロセクタゾーン２００に優先的に位置登録がなされる。
以上の位置登録に伴う処理効果について図５、６を用いて説明する。まず移動局３００での受信性能改善効果について説明する。図５において、横軸と縦軸の交わる箇所は、マクロセクタゾーン１００内に設置された、移動局３００との通信を担うアンテナを含む通信装置の位置を示す。横軸は、該通信装置を中心とした距離を示す。この横軸上には、前記マクロセクタゾーン１００に設置されたアンテナを含む通信装置として、マクロ無線（ＲＦ）／光送受信機４００、およびマクロセクタゾーン１００にオーバレイされた、マイクロセクタゾーン２００に設置されたアンテナを含む通信装置として、マイクロ無線（ＲＦ）／光送受信機５００が示されている。縦軸は、マクロ無線／光送受信機４００およびマイクロ無線／光送受信機５００の送信電力を示している。１１００は、マクロセクタゾーン１００に設置されたマクロ無線／光送受信機４００からの送信電力が、移動局３００の距離に応じて、電波伝搬損失により減衰していく様子を表している。一方、１１０１は、各マイクロセクタゾーン２００に設置されたマイクロ無線／光送受信機５００からの送信電力が、移動局３００の距離に応じて、伝搬損失により減衰していく様子を表している。図５に示すように、マクロセクタゾーン１００に設置されたマクロ無線／光送受信機４００からの送信電力１１００は、ゾーン端の移動局３００にも送信信号が届くように高送信出力となる。この時、マクロセクタゾーン１００への無線通信とマイクロセクタゾーン２００への無線通信に同一の周波数を使うＣＤＭＡ方式では、マクロセクタゾーン１００の中心に位置するマクロ無線／光送受信機４００と距離が近いマイクロセクタゾーン２００内に在圏する移動局３００ほど、マクロ無線／光送受信機４００の送信電力１１００が干渉となって、通信品質が劣化することが分かる。そこで、本実施の形態の位置登録要求では、移動局３００をマイクロセクタゾーン２００のマイクロ無線／光送受信機５００と通信するように、無線網制御装置９００が位置登録の処理をするため、移動局３００での前記干渉がなくなる効果がある。すなわち、図５でいうところの、１１００を極小化し、１１０１がエアで支配的に送信されるようにする効果を持つことで、各セクタゾーンに在圏する移動局３００の受信性能が改善できる。
次に基地局７００での受信性能改善効果について図６を用いて説明する。移動局３００は、マクロセクタゾーン１００の端に位置しており、マクロセクタゾーン１００をカバーするマクロ無線／光送受信機４００と通信する。移動局３００の送信電力は、距離の離れたマクロセクタゾーン１００のマクロ無線／光送受信機４００における受信電力が所望の受信感度となるように送信電力制御を行うため、１２０１に示すような距離対送信電力特性となる。一方、各マイクロセクタゾーン２００内に在圏する移動局３００は、マイクロセクタゾーン２００であるために、送信電力は低く抑えられ、１２０２に示すような距離対送信電力特性となる。したがって、マクロセクタゾーン１００の端でオーバレイするマイクロセクタゾーン２００のマイクロ無線／光送受信機５００による無線通信ほど干渉を受け、自セクタゾーン２００に在圏する移動局３００に対する受信性能を劣化させてしまう。しかしながら、本実施の形態による位置登録処理により、移動局３００をマイクロセクタゾーン２００のマイクロ無線／光送受信機５００と優先的に通信するように、無線網制御装置９００が位置登録の処理をするため、マクロセクタゾーン１００端での前記移動局３００の干渉がなくなる効果がある。すなわち、図６でいうところの、１２０１を極小化し、１２０２がエアで支配的に送信されるようにする効果を持つことで、各セクタゾーンにおける移動局３００からの受信性能が改善できる。
このように、実施の形態１では、無線網制御装置９００が、システム情報、セクタ情報を、通信回線８００を介して、基地局７００に送信し、基地局７００がＰ−ＳＣＨ（プライマリ同期チャネル）、Ｓ−ＳＣＨ（セカンダリ同期チャネル）、Ｐ−ＣＣＰＣＨ（プライマリ共通制御チャネル）をエアに送信し、移動局３００が、これらを用いて、最も強い電力となるセクタのセットアップチャネルを走査、選択、同期捕捉した後、ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）を用いて、位置登録要求を基地局７００を介して無線網制御装置９００に行い、無線網制御装置９００が、該移動局３００がマイクロセクタゾーン２００への位置登録割当て要求か否かを識別判断し、該移動局３００がマイクロセクタゾーン２００への位置登録割当て要求であれば、無線網制御装置９００が位置登録を許可判断し、無線網制御装置９００が基地局７００に位置登録許可の情報を送信し、基地局７００がＳ−ＣＣＰＣＨ（セカンダリ共通制御チャネル）を用いて、位置登録許可を該移動局３００に伝達し、該移動局３００がＳ−ＣＣＰＣＨを受信後、再びＲＡＣＨを用いて在圏セクタゾーンの位置登録、および受信レベル通知を行うとともに、周辺セクタゾーンのセットアップチャネル、受信レベルの通知をも行う。一方、該移動局３００がマイクロセクタゾーン２００への位置登録割当て要求か否かを、無線網制御装置９００が識別判断した結果、該移動局３００が、マクロセクタゾーン１００への位置登録割当て要求であれば、無線網制御装置９００が、位置登録を不許可とし、無線網制御装置９００が基地局７００に位置登録不許可の情報を送信し、基地局７００がＳ−ＣＣＰＣＨ（セカンダリ共通制御チャネル）を用いて、位置登録不許可を該移動局３００に伝達し、該移動局３００がＳ−ＣＣＰＣＨを受信して位置登録不許可を認識後、再び他のセットアップチャネルを走査、選択、同期捕捉し、ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）を用いて、位置登録要求を行うような位置登録処理アルゴリズムを備えた。したがって、マクロセクタゾーン１００上にオーバレイされたマイクロセクタゾーン２００に移動局３００が優先的に位置登録を行い、発着呼直後の移動局３００および基地局７００からの送信電力を最小化することで、電力の消費を抑えることができ、また、ユーザ間の干渉電力を最小化できるという効果が得られる。
（３）マクロ無線／光送受信機、マイクロ無線／光送受信機、共通の基地局における送信系の電気信号の流れ
次に、マクロ無線／光送受信機４００、マイクロ無線／光送受信機５００、光ファイバ網６００、および基地局７００の構成を図７に示す。図において、＃ｉは、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００を表わしている。＃ｊは、ｊ番目のマイクロセクタゾーン２００を表わしている。基地局７００は、マクロセクタゾーン単位に設置されるため、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００に対し、基地局７００は一つであるが、マイクロセクタゾーン２００に対しては、図のようにｊ番目のマイクロセクタゾーン２００に限らず、複数のマイクロセクタゾーン２００に対して基地局７００は一つという構成が取れる。図７では、右上のマクロ無線／光送受信機４００とそのマクロ無線／光送受信機４００と光ファイバ網６００で接続されている基地局７００中のＥ／Ｏ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ／Ｏｐｔｉｃａｌ）変換器７１３（電気／光変換器をいう）またはＯ／Ｅ（Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ）変換器７１４（光／電気変換器をいう）とＥ／Ｏ変換器７１３に接続されている多重化部７１２が一つのアンテナブランチを構成している。同様に、図７において右上から２番目のマクロ無線／光送受信機４００とそのマクロ無線／光送受信機４００と光ファイバ網６００で接続されている基地局７００中のＥ／Ｏ変換器７３３またはＯ／Ｅ変換器７３４とＥ／Ｏ変換器７３３に接続されている多重化部７３２が一つのアンテナブランチを構成している。さらに、同右下のマイクロ無線／光送受信機５００とそのマイクロ無線／光送受信機５００と光ファイバ網６００で接続されている基地局７００中のＥ／Ｏ変換器７５３またはＯ／Ｅ変換器７５４とＥ／Ｏ変換器７５３に接続されている多重化部７５２が一つのアンテナブランチを構成している。このように、アンテナブランチとは、アンテナからアンテナにぶら下がっている無線機のかたまりを意味している。したがって、アンテナブランチ＃ｉ−１であれば、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００への通信に用いる１番目のアンテナブランチに属することを意味する。また、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００への通信に用いるアンテナの数は一本とは限らない。したがって、アンテナの数と同数のアンテナブランチが存在することから、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００の通信に用いるアンテナブランチの数も一本とは限らないことになる。マイクロセクタゾーン２００への通信の場合も同様である。よって、図７には、アンテナブランチ＃ｉ−１とアンテナブランチ＃ｉ−ｋとアンテナブランチ＃ｊ−ｍとしか明示していないが、実際は、各セクタゾーンへの通信に用いるアンテナの数だけ基地局７００にアンテナブランチがぶら下っていることになる。また、このことから、図１、図２においては、マクロ無線／光送受信機４００は一つのマクロセクタゾーン１００に一つだけ図示されているが、一つのマクロセクタゾーン１００に常にマクロ無線／光送受信機４００が一つだけ存在するわけではなく、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００の通信に用いるアンテナの数だけマクロ無線／光送受信機４００が必要となる。図７では、ｋ個（ｋ≧２）分のマクロ無線／光送受信機４００が必要となる。マイクロ無線／光送受信機５００についても同様に、一つの基地局７００と無線通信する領域であるマイクロセクタゾーン２００が、たとえば３つあり、そのそれぞれのゾーンと無線通信するためにそれぞれ４つのアンテナが必要であれば、基地局７００にぶら下っているアンテナブランチは１２であるから、マイクロ無線／光送受信機５００も１２必要となる。一つの基地局７００と無線通信する領域であるマイクロセクタゾーン２００がｊ番目のマイクロセクタゾーン２００のみであり、ｊ番目のマイクロセクタゾーン２００にアンテナがｍ個（ｍ≧１）ある場合は、ｍ個のマイクロ無線／光送受信機５００が必要となる。
図７に示した送信系の電気信号の流れを説明する。無線網制御装置９００（無線網制御装置９００は図示していない）から通信回線８００を介して送信された信号は、基地局７００のユーザ（移動局）＃１用の符号化／変調部７１１、ユーザ＃２の符号化／変調部７３１、・・・、ユーザ＃Ｎの符号化／変調部７５１のうち、無線通信の対象となるユーザ用の符号化／変調部に送信される。たとえば、ユーザ＃１に対しては、基地局７００のユーザ＃１用の符号化／変調部７１１に送信され、誤り保護のための符号化後、変調される。同様に、基地局７００がサポートする、他のユーザ＃２〜＃Ｎ（Ｎ≧２）までの符号化／変調部７３１、・・・、符号化／変調部７５１においても、通信回線８００を介して得た各ユーザのデータを、誤り保護のための符号化後、変調する。したがって、本実施の形態の場合、符号化／変調部はユーザ単位で回路の数が定められる。しかし、符号化／変調部はユーザ単位で回路の数が定められる場合に必ずしも限ることはなく、符号化／変調部は任意の複数であればよい。ユーザ＃１〜＃Ｎ用の符号化／変調部で変換された変調信号は、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００の１番目のアンテナブランチの多重化部７１２（＃ｉ−１）〜ｉ番目のマクロセクタゾーン１００のｋ番目のアンテナブランチの多重化部７３２（＃ｉ−ｋ）、および、ｊ番目のマイクロセクタゾーン２００の任意のｍ番目のアンテナブランチの多重化部７５２（＃ｊ−ｍ）といった、任意のマクロセクタゾーン１００またはマイクロセクタゾーン２００の多重化部へ送信することが可能である。
いずれのセクタゾーンのアンテナブランチに対して、符号化／変調部からの変調信号を送信するかは、各ユーザ用毎にある符号化／変調部（７１１、７３１、・・・、７５１）が選択する。
選択された多重化部（７１２、７３２、・・・、７５２）は、送信された複数のユーザのデジタルベースバンド変調信号を多重化する。その後、Ｅ／Ｏ変換器（７１３，７３３，・・・、７５３）が、電気信号であるデジタルベースバンド信号を光信号に変換し、該光信号は、光ファイバ網６００を介して、光ファイバ網６００とつながった任意のマクロ、無線／光送受信機４００、あるいはマイクロ無線／光送受信機５００へと送信される。ｉ番目のマクロセクタゾーン１００に位置する１番目のアンテナブランチ（＃ｉ−１）、およびｉ番目のマクロセクタゾーン１００に位置するｋ番目のアンテナブランチ（＃ｉ−ｋ）のマクロ無線／光送受信機４００へ、光ファイバ網６００を介して光信号が送信された場合、各光信号は、Ｏ／Ｅ変換器４１５、Ｏ／Ｅ変換器４２５によって、電気信号であるデジタルベースバンド信号に変換し、該デジタルベースバンド信号は、それぞれＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）変換器４１４（ディジタル／アナログ変換器をいう）、Ｄ／Ａ変換器４２４に送信される。Ｄ／Ａ変換器４１４およびＤ／Ａ変換器４２４は、前記デジタルベースバンド信号をアナログベースバンド信号に変換し、該アナログベースバンド信号は無線送信機４１３および無線送信機４２３に入力される。無線送信機４１３および無線送信機４２３は、アナログベースバンド信号を直交変調器にて直交変調し、ミキサにてアップコンバートし、増幅器にて送信信号を増幅し、フィルタにて帯域制限した後、デュプレクサ４１２およびデュプレクサ４２２、アンテナ４１１およびアンテナ４２１を介して、マクロセクタゾーン１００に在圏する移動局３００への高周波送信信号をエアに送信する。
一方、ｊ番目のマイクロセクタゾーン２００に位置するｍ番目のアンテナブランチ（＃ｊ−ｍ）のマイクロ無線／光送受信機５００へ、光ファイバ網６００を介して、光ファイバ網６００とつながった光信号が送信された場合も同様に、Ｏ／Ｅ変換器５２６が、光信号を電気信号であるデジタルベースバンド信号に変換し、該デジタルベースバンド信号は、Ｄ／Ａ変換器５２５に送信される。Ｄ／Ａ変換器５２５は、該デジタルベースバンド信号をアナログベースバンド信号に変換し、該アナログベースバンド信号は無線送信機５２４に入力される。無線送信機５２４は、アナログベースバンド信号を直交変調器にて直交変調し、ミキサにてアップコンバートし、増幅器にて増幅し、フィルタにて帯域制限した後、デュプレクサ５２２、アンテナ５２１を介して、マイクロセクタゾーン２００に在圏するユーザへの高周波送信信号を、エアに送信する。ただし、無線通信の可能なゾーン半径が非常に狭く、ユーザの所有する移動局３００に送信され直接波と建物などに反射して電波伝般した遅延波の時間差が小さすぎると、パス分離（直接波と遅延波の分離）が困難になり、大きなＲＡＫＥ受信効果が得られないような場合が生ずる。このような小さなセクタゾーンにおいては、予め遅延素子５２３（＃ｊ−ｍ）を、図７で示すように設けることで、直接波と遅延波に適切な時間差を与え、移動局３００側の受信復調部でパス分離を可能にし、ＲＡＫＥ受信効果を得ることが可能である。ここで、ＲＡＫＥ受信効果とは、移動局３００と基地局７００間の通信中、直接波と遅延波の位相差を合わせて合成することで、受信信号を増加させる（復調性能を高める）効果をいう。
このように、実施の形態１では、無線網制御装置９００から通信回線８００を介して送信された信号を、基地局７００において、ユーザ毎にある符号化部で誤り保護のために符号化し、変調部で、デジタルベースバンド信号に変調し、マクロセクタゾーン１００用またはマイクロセクタゾーン２００用の各アンテナブランチのそれぞれに存在する多重化部と接続できる構成とした。各ユーザのデジタルベースバンド信号を、どのアンテナブランチの多重化部へ送信するかは、各ユーザ毎に設けられた、符号化／変調部（７１１、７３１、・・・、７５１）で選択でき、マクロセクタゾーン１００であるか、マイクロセクタゾーン２００であるかを問わず、任意のセクタゾーンの任意のアンテナブランチの多重化部（７１２、７３２、・・・、７５２）に、デジタルベースバンド信号を送信できる。多重化部にて、複数のユーザのデジタルベースバンド信号を多重化し、Ｅ／Ｏ変換器を用いて、電気信号であるデジタルベースバンド信号を、光信号に変換し、光ファイバ網６００を介して、マクロ無線／光送受信機４００およびマイクロ無線／光送受信機５００に、光信号を送信する。任意の無線／光送受信機は、Ｏ／Ｅ変換器（４１５、４２５、・・・、５２６）によって光信号をデジタルベースバンド信号に変換し、Ｄ／Ａ変換器（４１４、４２４、・・・、５２５）によってデジタルベースバンド信号をアナログベースバンド信号に変換し、無線送信機（４１３、４２３、・・・、５２４）に入力する。無線送信機は入力されたアナログベースバンド信号を直交変換器にて直交変換し、ミキサにて高周波帯の信号にアップコンバートし、増幅器にて高周波帯送信信号を増幅し、フィルタにて帯域制限する。その後、デュプレクサ（４１２、４２２、・・・、５２２）およびアンテナ（４１１、４２１、・・・、５２１）を介して、マクロセクタゾーン１００に在圏するユーザ、またはマクロセクタゾーン１００にオーバーレイされたマイクロセクタゾーン２００に在圏するユーザへの高周波信号をエアに送信する。よって、各セクタゾーン毎にマクロセクタ基地局とマイクロセクタ基地局を別々に設置した場合に比べ、共通の基地局７００という構成をとることで、一つの基地局７００にユーザ単位に符号化／変調部を設けることが可能となる。そして、ユーザ単位に存在する符号化／変調部が保持した情報を、共通の基地局７００という構成をとることで、共通の基地局７００がそれらの情報を無駄なく有効活用することができる。したがって、無線網制御装置９００による制御を最小限にして、共通の基地局７００がユーザの移動速度や位置条件およびサービスを受けるデータ速度によって最適な通信環境を与える制御を担うことができ、ユーザ間の干渉電力を最小化できるという効果がある。
また、マイクロセクタゾーン２００に在圏する移動局３００への高周波信号処理において、マイクロセクタゾーン２００の半径が小さい場合は、アンテナブランチ毎に遅延素子５２３を挿入する構成としたことにより、パス分離が困難なマイクロセクタゾーン２００内でも、移動局３００において、パス分離、ＲＡＫＥ受信が可能となるという効果が得られる。
（４）マクロ無線／光送受信機、マイクロ無線／光送受信機、共通の基地局における受信系の電気信号の流れ
次に、受信系の信号の流れを図７を用いて説明する。ｉ番目のマクロセクタゾーン１００に在圏するユーザが所有する移動局３００からの高周波送信信号を、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００の１番目のアンテナブランチ（＃ｉ−１）〜ｉ番目のマクロセクタゾーン１００のｋ番目のアンテナブランチ（＃ｉ−ｋ）の無線／光送受信機４００がそれぞれ受信する。図７に示すとおり、アンテナブランチ（＃ｉ−１）では、アンテナ４１１、デュプレクサ４１２、無線受信機４１８（＃ｉ−１）が受信信号経路となっており、アンテナブランチ（＃ｉ−ｋ）では、アンテナ４２１、デュプレクサ４２２、無線受信機４２８（＃ｉ−ｋ）が受信信号経路となっている。無線受信機４１８および無線受信機４２８は、フィルタにて帯域制限し、増幅器にて受信信号を増幅し、ミキサにてダウンコンバートし、直交復調器にて直交復調することでアナログベースバンド信号を得る。アナログベースバンド信号は、Ａ／Ｄ変換器４１７（アナログ／デジタル変換器をいう）およびＡ／Ｄ変換器４２７でデジタルベースバンド信号に変換される。このデジタルベースバンド信号は、Ｅ／Ｏ変換器４１６およびＥ／Ｏ変換器４２６で、電気信号であるデジタルベースバンドから光信号に変換され、光ファイバ網６００を介して、基地局７００にあるＯ／Ｅ変換器７１４およびＯ／Ｅ変換器７３４で受信される。Ｏ／Ｅ変換器７１４およびＯ／Ｅ変換器７３４は、光信号を電気信号であるデジタルベースバンド信号に変換し、前記ユーザ用の変復調／符号化・復号化部（７１０、７３０、・・・、７５０）中、該当するユーザ用の復調／復号化部（７１５、７３５、・・・、７５５）にて復調され、誤り訂正復号され、通信回線８００を介して、無線網制御装置９００に送信される。
一方、ｊ番目のマイクロセクタゾーン２００に位置する複数のアンテナブランチのうち、ｍ番目のアンテナブランチ（＃ｊ−ｍ）は、マイクロセクタゾーン２００に在圏するユーザが所有する移動局３００からの送信信号を、マイクロ無線／光送受信機５００中のアンテナ５２１、デュプレクサ５２２、無線受信機５２９（＃ｊ−ｍ）、Ａ／Ｄ変換器５２８、Ｅ／Ｏ変換器５２７を介して受信する。また、送信系の場合と同様に、マイクロセクタゾーン２００が非常に狭いため、パス分離が困難であり、ＲＡＫＥ受信効果が得られない場合は、図に示すとおり、ｊ番目のマイクロセクタゾーン２００に位置するｍ番目のアンテナブランチ（＃ｊ−ｍ）中のデュプレクサ５２２と無線受信機５２９の間に遅延素子５３０（＃ｊ−ｍ）を挿入する。そうすれば、後段の復調／復号化部７５５の復調部で確実にパス分離が可能となり、ＲＡＫＥ受信効果が得られるになる。無線受信機５２９以降の信号処理の流れは、マクロセクタゾーン１００での受信の流れと同様である。
このように、実施の形態１では、マクロセクタゾーン１００、またはマクロセクタゾーン１００にオーバーレイされたマイクロセクタゾーン２００に在圏する移動局３００から、エアを介して送信された高周波信号を、各セクタゾーンにある１系統または複数の系統から成るアンテナブランチ毎の、マクロ無線／光送受信機４００またはマイクロ無線／光送受信機５００によって受信する。そして、マクロ無線／光送受信機４００またはマイクロ無線／光送受信機５００において受信した高周波信号を、アンテナ（４１１、４２１、・・・、５２１）、デュプレクサ（４１２、４２２、・・・、５２２）を介したのち、無線受信機（４１８、４２８、・・・、５２９）のフィルタで帯域制限し、増幅器で受信信号を増幅し、ミキサにてダウンコンバートし、直交復調器にて直交復調し、アナログベースバンド信号を得る。アナログベースバンド信号は、Ａ／Ｄ変換器（４１７、４２７、・・・、５２８）で電気信号であるデジタルベースバンド信号に変換され、Ｅ／Ｏ変換器（４１６、４２６、・・・、５２７）で光信号に変換されたのち、光ファイバ網６００を介して、マクロセクタゾーン１００およびマイクロセクタゾーン２００の共通の基地局７００のアンテナブランチ毎にあるＯ／Ｅ変換器（７１４、７３４、・・・、７５４）に伝送される。Ｏ／Ｅ変換器では、光信号を電気信号であるデジタルベースバンド信号に変換し、ユーザ毎にある復調／復号化部（７１５、７３５、・・・、７５５）に入力される。復調／復号化部は、すべてのアンテナブランチの多重化部と接続されているので、どのアンテナブランチのデジタルベースバンド信号であってもいずれかの復調／復号化部に入力することができる。復調／復号化部では、全アンテナブランチのデジタルベースバンド信号の中から複数のアンテナブランチのデジタルベースバンド信号を選択した後、復調部で復調し、復号化部で誤り訂正復号し、通信回線８００を介して、無線網制御装置９００に送信する。よって、各セクタゾーン毎にマクロセクタ基地局とマイクロセクタ基地局を別々に設置した場合に比べ、共通の基地局７００という構成をとることで、一つの基地局７００にユーザ単位に復調／復号化部を設けることが可能となる。そして、ユーザ単位に存在する復調／復号化部が保持した情報を、共通の基地局７００という構成をとることで、共通の基地局７００がそれらの情報を無駄なく有効活用することができる。したがって、無線網制御装置９００による制御を最小限にして、共通の基地局７００がユーザの移動速度や位置条件およびサービスを受けるデータ速度によって最適な通信環境を与える制御を担うことができ、ユーザ間の干渉電力を最小化できるという効果がある。
また、マイクロセクタゾーン２００に在圏するユーザへの高周波信号処理において、マイクロセクタゾーン２００半径が小さい場合は、アンテナブランチ毎に遅延素子５３０を挿入する構成としたので、パス分離が困難なマイクロセクタゾーン２００内でも、基地局７００において、パス分離、ＲＡＫＥ受信が可能となる効果がある。
（５）基地局内における送信系の信号処理の手順
次に、図８を用いて、送信系の信号処理の手順において、符号化／変調部（７１１、７３１、〜、７５１）の説明をする。
符号化／変調部中、誤り訂正符号化部７２０は、誤り保護のため、通信回線８００を介して入力された、ユーザ＃１への送信データを符号化し、符号化データが得られる。符号化データは、１次変調／適応重み付け部７２１にて１次変調して変調データを生成し、該１次変調データに対して、適応重み付け計算部７２８で求められた、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００に位置する１番目のアンテナブランチ（＃ｉ−１）〜ｉ番目のマクロセクタゾーン１００に位置するｋ番目のアンテナブランチ（＃ｉ−ｋ）毎の重み付け係数をもとに、同７２１で、アンテナブランチ毎に、振幅、位相の適応重み付けが行われ、次に、２次変調（拡散変調）７２２にて、アンテナブランチ毎に拡散変調される。このアンテナブランチ毎に生成されたデジタルベースバンド信号は、７２３の送信系セクタ／アンテナブランチセレクタに入力される。サーチャ受信レベル測定部７２６は、各アンテナブランチからの有効パスの選択と受信レベル（受信電力量）測定に基いて送信経路を選択し、送信対象ユーザが在圏するマクロセクタゾーン１００に位置するｉ番目のマクロセクタゾーンの１番目のアンテナブランチ（＃ｉ−１）〜ｉ番目のマクロセクタゾーンのｋ番目のアンテナブランチ（＃ｉ−ｋ）の全て、もしくはｉ番目のマクロセクタゾーンの１番目のアンテナブランチ（＃ｉ−１）〜ｉ番目のマクロセクタゾーンのｋ番目のアンテナブランチ（＃ｉ−ｋ）のいくつかに送信する。ここで、有効パスの選択とは、直接波やいくつかの遅延波の時間対電力量（インパルスレスポンス）の測定結果に基づき、数あるインパルスレスポンスの中から、電力量の大きさを基準に任意のｎ個のインパルスレスポンスを選択することをいう。すなわち、サーチャ受信レベル測定部７２６では、直接波と遅延波からなるマルチパスの中から、最も大きいｎ個のピーク信号の電力量と遅延時間を測定してｎ個のピーク電力を平均化することで、有効パスの選択を行っている。この送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３により、マクロセクタゾーン１００上にマイクロセクタゾーン２００がオーバレイされたゾーン間で、ユーザがいかなる移動をしようが、同一の該変復調／符号化・復号化部（７１０、７３０、・・・、７５０）が対応できるようになる。以上の信号処理手順は、マイクロセクタゾーン２００に在圏するユーザに対しても同様に行われる。
このように、本実施の形態に係る無線通信基地局システムは、符号化／変調部７１１の符号化部は通信回線８００を介して無線網制御装置９００から送信されたユーザの送信データを符号化して符号化データを出力し、符号化データを変調部にて１次変調して変調データを生成し、１次変調データに対して、適応重み付け計算部７２８にて導出した適応重み付け係数を用いて、ユーザの在圏セクタゾーンに配置されたアンテナブランチ本数分、すなわちアンテナブランチ毎に、位相および振幅の適応重み付けを行い、適応重み付け後の１次変調データを、２次変調部にて拡散変調し、拡散変調データを生成し、拡散変調データを、基地局７００と接続される全セクタゾーンの全アンテナブランチの中から、任意の複数のセクタのアンテナブランチに対して送信選択できる送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３を備える構成としたので、ユーザ単位に存在する符号化／変調部のリソースを、無駄なく有効活用できる。また、マクロセクタ基地局とマイクロセクタ基地局を別々に設置せず共通の基地局７００とする構成をとったので、無線網制御装置９００の制御を介さずに、共通の基地局７００のみの制御で、基地局７００から移動局３００に対する送信時に、ユーザの移動速度や位置条件およびサービスを受けるデータ速度に応じて、最適な干渉低減処理選択が行える。すなわち、無線網制御装置９００の制御時間を必要とせず、基地局単位で複数の基地局７００が平行してそれぞれ単独に最適な干渉低減処理を行えるという顕著な効果がある。
（６）基地局内における受信系の信号処理の手順
次に、図８を用いて受信系の信号処理の手順を説明する。受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４は、基地局７００に接続されている、全セクタゾーンの全アンテナブランチからデジタルベースバンド信号を受信できるような構成となっている。この受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４にて、ユーザ＃１が在圏するｉ番目のマクロセクタゾーン１００の有効パスを受信するアンテナブランチが、ｉ番目のマクロセクタゾーン１００の１番目のアンテナブランチ（＃ｉ−１）〜ｉ番目のマクロセクタゾーン１００のｋ番目のアンテナブランチ（＃ｉ−ｋ）の中から選択され、サーチャ受信レベル測定部７２６、および信号修正部７２５の１次復調部（逆拡散）に入力される。前記選択された受信信号は、サーチャ受信レベル測定部７２６にて遅延プロファイル測定をもとに有効パスを選択する。本選択情報は、送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３同様、受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４のブランチ選択にも使われる。選択された有効パスのタイミング、および受信信号の伝送を推定する推定伝送路特性に基き、パス毎に１次復調（逆拡散）後、伝送路補償し、再生信号を得る。この再生信号と推定伝送路特性と個々のユーザに固定された値を持つ拡散コードを該ユーザ＃１の干渉レプリカ生成情報として、干渉レプリカ生成部７２７に入力する。その後、アンテナブランチ毎のチップレートの干渉レプリカを生成し、再び、信号修正部７２５の１次復調部に入力し、ユーザ毎に選択された前記アンテナブランチ毎の受信信号から、該干渉レプリカを信号修正部７２５の干渉レプリカ減算部で減算する。この減算後の受信信号と先の再生信号基き、パス毎に再度１次復調（逆拡散）を行い、信号修正部７２５のＲＡＫＥ合成部でＲＡＫＥ合成した信号を信号修正部７２５の２次復調部で２次復調する。なお、前記逆拡散の出力信号に対しては、適応重み付け計算部７２８にて、振幅および位相制御の適応重み付け係数を計算し、信号修正部７２５の適応重み付け乗算部にて、該適応重み付け係数を逆拡散した出力信号に適応重み付けすることも可能とし、これによって任意の指向性を持たせたアンテナビームを形成することができる。
前記２次復調部の出力である符号化再生信号は、誤り訂正復号部７２９に入力し、誤り訂正復号を行い、複合後の信号を通信回線８００を介して、無線網制御装置９００に、ユーザ＃１から受信した再生信号として送信する。
このように、本実施の形態に係る無線通信基地局システムは、復調／復号化部において、受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４を用いて、全セクタゾーンの全アンテナブランチ中、１つあるいは複数のセクタゾーンの複数のアンテナブランチを選択し、この出力であるデジタルベースバンド信号を、サーチャ受信レベル測定部７２６、および信号修正部７２５の１次復調部に入力し、サーチャ受信レベル測定部７２６にて、遅延プロファイル測定に基き、有効パスを選択し、信号修正部７２５の１次復調部にて、選択されたパス毎、かつパスから得られる受信信号タイミングで、逆拡散を行い、シンボルレートに変換するとともに、サーチャ受信レベル測定部７２６にて、遅延プロファイル測定に基き、パス毎の推定伝送路特性を得、該推定伝送路特性に基く、伝送路補償を行い、再生シンボルを得、再生シンボル、推定伝送路特性、および拡散コードを、このユーザの干渉レプリカ生成情報として、干渉レプリカ生成部７２７に入力し、干渉レプリカ生成部７２５において、全ユーザの前記干渉レプリカ生成情報を入力し、アンテナブランチ毎のチップレートの干渉レプリカを生成し、再び、信号修正部７２５の１次復調部に入力し、ユーザ毎に選択された前記アンテナブランチ毎の受信信号から、干渉レプリカを減算し、これと先の再生シンボルに基き、パス毎に再度逆拡散を行い、ＲＡＫＥ合成にて、再生シンボルを得、２次復調するとともに、逆拡散の出力信号に対しては、適応重み付け計算部７２８にて、振幅および位相制御の適応重み付け係数を計算し、適応重み付け係数を逆拡散後の出力信号に適応重み付けすることも可能とし、これによって任意の指向性を持たせたアンテナビームを形成するほか、信号修正部７２５の１次復調部、２次復調部及び移動速度検出部によって、ユーザの受信信号のレベル変動に基き、ユーザの移動速度を検出し、２次復調出力の符号化再生データを、誤り訂正復号部７２９に入力し、誤り訂正復号を行い、再生データを得、再生データを、通信回線８００を介して、無線網制御装置９００に送信するように構成した。したがって、マイクロセクタ基地局とマクロセクタ基地局を別々に設置するのではなく、共通の基地局７００とすることで、ユーザ単位にユーザの数だけ復調部／復号化部を設けることができる。そのため、各基地局がユーザ単位に存在する復調部／復号化部のリソースを、無駄なく有効活用できるという効果がある。また、移動局３００から基地局７００に対する送信時に、ユーザの移動速度や位置条件、およびサービスを受けるデータ速度に応じて、マクロセクタゾーン１００とマイクロセクタゾーン２００間の干渉除去が可能な、最適な干渉低減処理選択が行えるという効果が得られる。すなわち、無線網制御装置９００の制御時間を必要とせず、基地局単位で複数の基地局７００が平行してそれぞれ単独に最適な干渉低減処理を行えるという顕著な効果が生ずる。
また、図８に示す前記干渉レプリカ生成部７２７は、一つの基地局７００の全ユーザに対し共通の装置となっているため、全ユーザの干渉レプリカ生成情報を持つものである。したがって、全ユーザの干渉レプリカ生成情報を入力し、アンテナブランチ毎のチップレートの干渉レプリカを生成し、再び、ユーザ毎に存在する１次復調器部に入力し、ユーザ毎に選択された前記アンテナブランチ毎の受信信号から、干渉レプリカを減算する構成により、既存のマッチドフィルタとＲＡＫＥ受信機で構成された、信号修正部７２５の２次復調部から、大きな変更を伴わずに干渉キャンセラ機能を追加可能にする。ここで、干渉キャンセラ機能とは、全ユーザの多重化受信信号の中から求めるユーザの信号に対し干渉を除去するために、他のユーザの信号を減算する機能をいう。
このように、マイクロセクタ基地局とマクロセクタ基地局を別々に設置するのではなく、共通の基地局７００としたことから、一つの基地局７００の全ユーザに対し干渉レプリカ生成部７２７を一つ、共通の装置として設け、全ユーザの干渉レプリカ生成情報をその干渉レプリカ生成部７２７に保持する構成がとれる。そのため、たとえば、ユーザ１、ユーザ２、ユーザ３が通信時に互いに干渉を及ぼしている場合であって、ユーザ３の正確な受信信号を取り出す場合、干渉レプリカ減算を行わないと、ユーザ３の受信信号にユーザ１、２の干渉成分が残り、信号修正部７２５の２時復調部で出力され、誤り訂正復号部７２９に入力された信号は、データ誤りが多くなり、誤り訂正を行っても、元々ユーザ３が送信した信号（受信信号）を復元することができなくなってしまう。しかし、本実施の形態では、全ユーザの干渉レプリカ生成情報が干渉レプリカ生成部７２７に存在するために、ユーザ１、２の干渉レプリカ生成情報を入力することが可能となる。よって、その情報をもとに、ユーザ３の多重化受信信号からユーザ１、２の信号を減算することで干渉を除去し、除去後の出力信号を信号修正部７２５の２次復調部でＲＡＫＥ合成し、合成後の出力信号を誤り訂正復号部７２９で誤り訂正を行うことでユーザ３の送信した元の信号を復元できるという効果が得られる。
（７）基地局および無線網制御装置の干渉低減動作
次に、以上の構成を用いた移動体通信の無線通信基地局システムにおいて、発着呼後、移動局３００との個別チャネルを用いた通信における、基地局７００および無線網制御装置９００の干渉低減動作を図７〜図９を用いて説明する。
（７−１）無線網制御装置９００の干渉低減動作
まず、無線網制御装置９００の干渉低減動作を説明する。発着呼にて、移動局３００との個別チャネルを用いた無線通信が開始される。これは、図９のスタートを意味する（９０１）。図８に示した復調／復号化部（７１５，７３５，〜７５５）中の信号修正部７２５の移動速度検出部で、移動局３００の移動速度を検出し、無線網制御装置９００で、予め定められた基準移動速度と移動速度検出部７２５で検出された移動速度を比較し、高速で移動するユーザ（移動局３００）であるか識別判断する（９０２）。また、無線網制御装置９００が、移動局３００の移動によるセクタゾーンの切替り周期を測定し、セクタゾーン切替りが予め規定された時間間隔よりも早いか否かを比較することで、高速で移動するユーザであるかを識別判断することも可能である（９０２）。このようにして判断した結果、高速で移動するユーザ（移動局３００）であった場合、無線網制御装置９００はマクロセクタゾーン１００で通信を行うように、基地局７００に通信チャネルを割当てる指示を行う（９０３）。一方、高速で移動するユーザ（移動局３００）でない場合、移動局３００から基地局７００への上り送信電力および基地局７００から移動局３００への下り送信電力を極小化し、基地局７００におけるチャネル容量を増大させる目的から、マイクロセクタゾーン２００で通信を行うように、基地局７００に通信チャネルを割当てる（９０４）。以上、図９に示す境界線９２０より上部は、無線網制御装置９００によって行われる干渉除去の処理方法選択フローである。
このように、実施の形態１に係る無線通信基地局システムでは、個別チャネルを用いた通信が開始された場合、移動局３００の移動速度の検出結果と無線網制御装置９００が予め定めた基準移動速度とを比較し、通信中のユーザが高速で移動するか否か識別判断し、高速で移動するユーザであると判断した場合は、無線網制御装置９００が移動局３００をマクロセクタゾーン１００に割当て、高速で移動するユーザでないと判断した場合は、無線網制御装置９００が移動局３００をマイクロセクタゾーン２００に割当てるというセクタゾーン割当てアルゴリズムを備えた。したがって、通信中の移動局３００を所有するユーザの移動速度に応じて最適なセクタゾーン割当てを行うことができる。
すなわち、高速で移動するユーザの場合にも、無線網制御装置９００がマイクロセクタゾーン２００への通信チャネルを割り当ててしまうと、その位置登録後、ユーザは通信チャネルを割り当てたマイクロセクタゾーン２００から異なるマイクロセクタゾーン２００へ高速で移動し、さらには、別の基地局７００のマクロセクタゾーン１００に移動することも考えられる。この状態では無線網制御装置９００はマクロセクタゾーン１００またはマイクロセクタゾーン２００間のハンドオーバを頻繁に行なわなけらばならなくなり、無線網制御装置９００の負荷が高くなる。また、ユーザがいつ発呼するのかはユーザの意志によるものであり、位置登録後、ユーザの発呼が遅ければ遅いほどさらに無線網制御装置９００の負荷が高くなる可能性が高い。本実施の形態の場合は、高速で移動するユーザの場合は、マクロセクタゾーン１００へ通信チャネルを割り当てる処理とすることで無線網制御装置９００の負荷を軽減するという効果を得られる。また、低速で移動するユーザの場合は、マイクロセクタゾーン２００へ通信チャネルを割り当てる処理とすることで上り（ユーザから基地局７００へ送信される信号）と下り（基地局７００からユーザへ送信される信号）の送信電力の極小化という効果が得られる。
（７−２）基地局７００の干渉低減動作
次に、図９において境界線９２０より下部のフローである基地局７００の干渉除去処理方法選択フローを説明する。前記９０３において、マクロセクタゾーン１００で通信すると判断されたユーザは、基地局７００においてユーザの受信電力により、高送信電力ユーザであるかを識別する（７６０）。ここで、ユーザの受信電力が高ければ高送信電力ユーザであるが、サーチャ受信レベル測定部７２６によって測定された受信電力により高送信電力ユーザであるかを識別することが可能である。また、他の識別方法としては、基地局７００は、ユーザの個々に定められた拡散コードと受信信号データの比である拡散率と、予め定められた基準拡散率を比較して、基準拡散率より低拡散であれば、高送信電力ユーザであると識別することが可能である。ただし、これらの方法でなくても、高送信電力ユーザであるかを識別できればどんな方法を用いてもよい。
これらの方法から、高送信電力ユーザでないと識別された場合は、干渉除去処理フローを終了する（７６１）。
高送信電力ユーザであると識別された場合は、該ユーザの送信電力は他ユーザに対して干渉を及ぼすものであるから、該ユーザの干渉レプリカを干渉レプリカ生成部７２７で生成する（７６２）。次に、図８の信号修正部７２５の干渉レプリカ減算部で、高送信電力ユーザ信号の到来角（該ユーザの受信信号から識別が可能）と同一方向に位置するマイクロセクタゾーン２００に在圏する他のユーザの受信信号から高送信電力ユーザの干渉レプリカを減算する（７６３）。また、高送信電力ユーザ信号を受信したビームと同一のマクロセクタビームから、高送信電力ユーザの干渉レプリカを減算する（７６３）。さらに、高送信電力ユーザへの送信に対して、図８の１次変調／適応重み付け部７２１による１次変調信号の適応重み付けにて、高送信電力ユーザの到来方向にアンテナビームの指向性を向け（７６４）、干渉除去処理フローを終了する（７６５）。
一方、前記９０４において、マイクロセクタゾーン２００で通信すると判断されたユーザは、基地局７００において、上記識別方法により、高送信電力ユーザであるかを判断する（７７０）。
高送信電力ユーザでないと識別された場合は、干渉除去処理フローを終了する（７７１）。
高送信電力ユーザであると識別された場合は、該ユーザの干渉レプリカを干渉レプリカ生成部７２７で生成する（７７２）。次に、図８の信号修正部７２５の干渉レプリカ減算部で、高送信電力ユーザが在圏するマイクロセクタゾーン２００内、および周辺のマイクロセクタゾーン２００内の他ユーザの受信信号から、高送信電力ユーザの干渉レプリカを減算するとともに、高送信電力ユーザの位置と同一方向に向けられたマクロセクタビームで受信した他ユーザの受信信号から、高送信電力ユーザの干渉レプリカを減算し（７７３）、干渉除去処理フローを終了する（７７４）。
このように実施の形態１における無線通信基地局システムは、マクロセクタゾーン１００が割当てられたユーザに対して、高送信電力ユーザであるかを識別判断し、高送信電力ユーザであると判断した場合は、干渉レプリカ生成部７２７を用いて、該ユーザの干渉レプリカを生成し、該ユーザ信号の到来角と、同一方向に位置するマイクロセクタが割当てられたユーザの受信信号から、該ユーザの干渉レプリカを減算するとともに、該ユーザ信号を受信した、指向性を持ったマクロセクタゾーン１００のアンテナビームから、該ユーザの干渉レプリカを減算し、また該ユーザへの送信に対しては、該ユーザの到来方向にのみ、マクロクセクタゾーン１００のアンテナビームの指向性を持たせる処理アルゴリズムとした。これにより、通信中のユーザの位置条件、およびサービスを受けるデータ速度に応じて、マクロセクタゾーン１００とマイクロセクタゾーン２００間の干渉除去が可能な、最適な干渉低減処理選択が行えるという効果が得られる。すなわち、無線網制御装置９００によって、ユーザの移動速度が高速であるためにマクロセクタゾーン１００へ通信チャネルが割り当てられた場合には、アンテナビームの指向性制御（図９の７６４）により、高送信電力ユーザの方向以外にアンテナビームが向かないため、異方向のユーザへの干渉がなくなるという効果が得られる。一方、同一方向となるマイクロセクタ内のユーザは高送信電力ユーザの通信によって干渉を受けてしまう。そこで、高送信電力ユーザの干渉レプリカを干渉レプリカ生成部７２７で生成し、高送信電力ユーザの信号の到来角と同一方向のユーザ信号から高送信電力ユーザの干渉レプリカを減算（図９の７６３）することで、高送信電力ユーザの信号の到来角と同一方向のユーザ信号から高送信電力ユーザの信号による干渉を除去することができる。また、高送信電力ユーザの位置と同一方向に向けられたマクロセクタビームで受信した他ユーザの受信信号から、干渉レプリカを減算（図９の７６３）することで、高送信電力ユーザの信号による干渉を除去することができる。
一方、無線網制御装置９００によって、マイクロセクタゾーン２００が割当てられたユーザに対しては、基地局７００において、高送信電力ユーザであるかを識別判断し、高送信電力ユーザであると判断した場合は、干渉レプリカ生成部７２７を用いて、該ユーザの干渉レプリカを生成し、該ユーザが割当てられたマイクロセクタゾーン２００内、および周辺マイクロセクタゾーン２００内の他ユーザの受信信号から、該ユーザの干渉レプリカを減算するとともに、該ユーザの位置と同一方向に向けられたマクロセクタビームから受信した、他ユーザの受信信号から、該ユーザの干渉レプリカを減算する処理アルゴリズムを備えた。よって、通信中のユーザの位置条件、およびサービスを受けるデータ速度に応じて、マクロセクタゾーンとマイクロセクタゾーン間の干渉除去が可能な、最適な干渉低減処理選択が行えるという効果が得られる。すなわち、高送信電力ユーザの干渉レプリカを干渉レプリカ生成部７２７で生成し、高送信電力ユーザが在圏するマイクロセクタゾーン内および周辺マイクロセクタゾーン内の他ユーザの受信信号から高送信電力ユーザの干渉レプリカを減算（図９の７７３）することで、高送信電力ユーザが在圏するマイクロセクタゾーン内および周辺マイクロセクタゾーン内の他ユーザ信号から高送信電力ユーザの信号による干渉を除去することができる。この効果は、マイクロセクタゾーン２００に在圏するユーザが画像のような高速データを上り送信している場合であって、建物の障害を受けてマイクロ無線／光送受信機５００が受ける受信信号電力が低い場合に特に有効である。なぜなら、画像のような高速データは音声のような低速データに比べ、上り送信電力が高いことに加え、マイクロ無線／光送受信機５００が受ける受信電力が低いと、受信感度を保とうとするため、基地局７００はユーザ（移動局３００）に対し、上り送信電力を上げるように指示する結果、図９の９０４で示した上り／下り送信電力を極小化する効果をもってしても干渉の影響が大きくなるからである。したがって、この場合には、高送信電力ユーザの干渉レプリカを干渉レプリカ生成部７２７で生成し、高送信電力ユーザが在圏するマイクロセクタゾーン内および周辺マイクロセクタゾーン内の他ユーザの受信信号から高送信電力ユーザの干渉レプリカを減算（図９の７７３）することで、高送信電力ユーザが在圏するマイクロセクタゾーン内および周辺マイクロセクタゾーン内の他ユーザ信号から高送信電力ユーザの信号による干渉を除去することで、最適な干渉低減処理という顕著な効果が得られることになる。
また、高送信電力ユーザの位置と同一方向に向けられたマクロセクタビームで受信した他ユーザの受信信号から、干渉レプリカを減算（図９の７７３）することで、高送信電力ユーザの信号による干渉を除去することができるという効果が得られる。
実施の形態２．
実施の形態２に係る無線通信基地局システムでは、マクロ無線／光送受信機４００のアンテナをアダプティブアレーアンテナとし、マイクロ無線／光送受信機５００のアンテナをオムニアンテナあるいはセクタアンテナとする構成をとる。このような構成をとることで、マイクロ無線／光送受信機５００では、アンテナの指向性は固定ビームであるが、マクロ無線／光送受信機４００ではアンテナの指向性をユーザの移動に追随させることができる。ここで、オムニアンテナとは、アンテナビームが３６０度一様な電力となるアンテナをいい、セクタアンテナとは、サービスゾーンを数個のセクタに分割し、このセクタ毎にアンテナを設けた形態をいう。また、アダプティブアレーアンテナは、所望ユーザに対してはアンテナの指向性を向け、所望ユーザ以外に対してはアンテナの指向性を向けないようにすることで、ユーザ間の干渉電力を小さくする効果を持つ。
このように、マクロ無線／光送受信機４００のアンテナをアダプティブアレーアンテナにしてユーザ移動に対して追随するビームとしたので、マクロセクタゾーン１００からマイクロセクタゾーン２００への干渉範囲を狭められる効果が得られる。また、干渉レプリカによる干渉除去をする範囲をビームと同一方向にあるマイクロセクタゾーン２００のみに特定できる効果が得られる。さらに、マイクロ無線／光送受信機５００のアンテナをオムニアンテナあるいはセクタアンテナとしたことで、スポット的に電波を集中させることができ、干渉レプリカによる干渉除去する範囲を特定できる効果が得られる。
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を図１０に基づいて説明する。なお、図中の符号で、図２と同じ機能を持つものは、同一の符号を用いている。図１０において、基地局システムは、複数のマイクロセクタゾーン２００と無線通信するアンテナを含むマイクロ無線／光送受信機５００が設置されている。各マイクロセクタゾーン２００と無線通信するマイクロ無線／光送受信機５００は、不感地帯やトラヒックの集中するマイクロセクタゾーン２００をカバーする目的、あるいはマイクロセクタゾーン化により通信チャネルの利用効率を上げてシステム容量を増加する目的で設置されている。この実施の形態では、マイクロ無線／光送受信機５００が通信可能なエリアをマイクロセクタゾーン化し、かつマイクロ無線／光送受信機５００を分散配置している。マクロセクタゾーン１００は、複数のマイクロセクタゾーン２００が集まって構成され、複数のマイクロセクタゾーン２００は、マクロセクタゾーン１００内に点在していてもよいし、図１０のように、マクロセクタゾーン１００内に一面に敷きつめられていてもよい。前記分散配置されたマイクロ無線／光送受信機５００は、光ファイバ網６００を用いた光伝送装置にて基地局７００と接続される。また、基地局７００は、複数のマイクロセクタゾーン２００が集まって構成されるマクロセクタゾーン１００内に位置する全ユーザと通信を行い、前記マクロセクタゾーン１００毎に基地局７００が設置されている。各基地局間は、移動局３００を所有するユーザのデータや制御データを運ぶ、ＴＴＣ ２Ｍインタフェース（２．０４８Ｍｂｐｓ）やＴ１インタフェース（１．５Ｍｂｐｓ）等の通信回線８００を介して無線網制御装置９００と接続されている。この無線網制御装置９００は、基地局毎に個別のセットアップチャネルを割当てるか、もしくは別の基地局７００で割当てたセットアップチャネルを、干渉による回線品質の劣化を与えない範囲で、他の基地局７００に繰返し割当てる。基地局７００は、図７で述べた構成と同じである。また、ゾーン半径に応じて、移動局３００でのパス分離とＲＡＫＥ受信効果、基地局７００による送信ダイバーシチ効果を得るために、図７に示す遅延素子５２３を全マイクロ無線／光送受信機５００に設けることも可能である。
以下、該基地局システムの動作を、図１１を用いて説明する。移動局３００との通信開始に伴って、図８に示す基地局７００の符号化／変調部７１１内の送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３、および復調／復号化部７１５内の受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４にて、マイクロセクタゾーン２５２、２５３、２５９、２６０、２６１、２６７、２６８に配置された、計７つのアンテナブランチを、該移動局３００と通信を行うアンテナブランチとして初期設定する。次に該移動局３００からの受信信号をこれらアンテナブランチから受信した結果、図８に示すサーチャ受信レベル測定部７２６によって、移動局３００からの受信信号電力が最も高いパスが存在する、アンテナブランチが配置されたマイクロセクタゾーンは、マイクロセクタゾーン２６０であると判断したとする。その場合、該移動局３００との次の受信タイミングから、該移動局３００の在圏マイクロセクタゾーン２６０、およびその周辺６つのマイクロセクタゾーン２５５、２５８、２６３、２６５、２６２、２５７に配置されたアンテナブランチを、該移動局３００との通信に割当てるように、前記送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３、および受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４に対して、サーチャ受信レベル測定部７２６が、アンテナブランチ選択を行う。さらに、サーチャ受信レベル測定部７２６は、該移動局３００への送信信号を扱うアンテナブランチを、サーチャ／受信レベル７２６にて、有効パスが確認された、複数のアンテナブランチのみを選択するように、送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３の、アンテナブランチ選択制御を行う。また、通信中、該移動局３００が移動し、マイクロセクタゾーン２６０から、マイクロセクタゾーン２６２に移った場合を想定する。このとき、前記サーチャ受信レベル測定部７２６は、移動局３００からの受信信号電力が最も高いパスの存在するのはマイクロセクタゾーン２６２に配置されたアンテナブランチであると判断できる。この結果、サーチャ受信レベル測定部７２６は、図８に示す送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３、および受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４にて、アンテナブランチ選択を行って、該移動局３００との通信に使うアンテナブランチを、マイクロセクタゾーン２６２のアンテナブランチ、およびマイクロセクタゾーン２６２の周辺６つのマイクロセクタゾーン２５７、２６０，２６５、２６７、２６４、２５９のアンテナブランチに切替える。このように図１１に示す例では、移動局３００と通信するマイクロセクタゾーン２００が常に７つとなるように、移動局３００の移動に伴い、図８に示すサーチャ受信レベル測定部７２６、送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３、および受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４を用いて、アンテナブランチを順次切替えていく。この切替えは、基地局７００の変調部／符号化部および復調／復号化部が、無線網制御装置９００とは独立して行え、しかも、移動局３００の移動に伴う、マイクロセクタゾーン間のハンドオーバーを不要とする効果がある。さらに、基地局７００での送信ダイバーシチによる移動局３００のＲＡＫＥ受信効果、およびマイクロセクタゾーン化による移動局３００および基地局７００の送信電力低減効果も生まれる。また、基地局７００は、図８に示すように、干渉レプリカ生成、および干渉レプリカ減算機能、適応重み付け計算、および適応重み付け合成機能を有し、かつ複数のマイクロ無線／光送受信機５００に対し共通の基地局７００という構成となっているので、さらなる干渉低減効果が期待でき、基地局システムの容量増大を実現できる。なお、図１１の例では、アンテナブランチセレクタの割当てを、７つとしたが、電波伝搬環境、およびマイクロセクタゾーンのゾーン半径に応じて、数を増やすことも減らすことも可能である。
このように、本実施の形態では、複数のマイクロセクタゾーン２００が集まって、マクロセクタゾーン１００を構成し、各マイクロセクタゾーン２００には、アンテナを含むマイクロ無線／光送受信機５００を設置し、マイクロ無線／光送受信機５００が通信可能なエリアをマイクロセクタゾーン化し、かつマイクロ無線／光送受信機５００を複数、分散して配置している。この分散配置されたマイクロ無線／光送受信機５００は、光ファイバ網６００を用いた光伝送装置にて、基地局７００と接続する。基地局７００は、複数のマイクロセクタゾーン２００が集まって構成されるマクロセクタゾーン１００内に位置する全ユーザと通信を行い、マクロセクタゾーン単位で設置されている。各基地局間は、移動局３００との通信で扱うユーザデータや制御データを運ぶ通信回線８００を介して無線網制御装置９００と接続している。無線網制御装置９００は、基地局７００毎に個別のセットアップチャネルを割当てるか、もしくは別の基地局７００で割当てたセットアップチャネルを、干渉による回線品質の劣化を与えない範囲で、他の基地局７００に繰返し割当てる。基地局７００は、実施の形態１〜９で述べた構成と同じであり、ゾーン半径に応じて、遅延素子を全マイクロ無線／光送受信機５００に設けることも可能である。移動局３００との通信開始に伴って、基地局７００の変調部／符号化部および復調／復号化部における、送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３、および受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４にて、基地局７００がカバーするマクロセクタゾーン１００中、複数のマイクロセクタゾーン２００に配置のアンテナブランチを、該移動局３００と通信を行うアンテナブランチとして初期設定しておく。次に、該移動局３００からの受信信号を、これらアンテナブランチから受信した結果、サーチャ受信レベル測定部７２６によって初期設定されていたマイクロセクタゾーン２００に配置のアンテナブランチのうち、移動局３００からの受信信号電力が最も高いパスが存在する、アンテナブランチが配置されたマイクロセクタゾーン２００を中心に、このマイクロセクタゾーン２００、および周辺のマイクロセクタゾーン２００に配置されたアンテナブランチを、次の受信タイミングからの該移動局３００との通信に割当てるように、送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３および受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４に対して、サーチャ受信レベル測定部７２６が、アンテナブランチ選択を行う。サーチャ受信レベル測定部７２６は、該移動局３００への送信信号を扱うアンテナブランチを、サーチャ受信レベル測定部７２６にて、有効パスが確認された、複数のアンテナブランチのみを選択するように、送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３のアンテナブランチ選択制御を行う。通信中、該移動局３００が移動し、任意のマイクロセクタゾーン２００に移った場合は、前記サーチャ受信レベル測定部７２６にて、受信レベル（受信信号の電力）測定に基き、最も高い受信レベルとなるマイクロセクタゾーン２００に配置されたアンテナブランチの他、複数の周辺マイクロセクタゾーンを、再度、送信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２３および受信系セクタ／アンテナブランチセレクタ７２４を用いて、アンテナブランチ選択を行うことで、該移動局３００との通信に使うアンテナブランチを切替えていくように構成した。よって、移動局３００の移動に伴う、マイクロセクタゾーン間のハンドオーバーを不要とする効果があるのみならず、基地局７００での送信ダイバーシチによる移動局３００のＲＡＫＥ受信効果、およびマイクロセクタゾーン化による移動局３００、基地局７００の送信電力低減が得られ、また、基地局７００保有の、干渉レプリカ生成機能、および干渉レプリカ減算機能、適応重み付け計算機能、および適応重み付け合成機能、および共通の基地局７００という構成となっていること基地局システムの容量増大効果が得られる。
以上、すべての実施の形態では、各部の各動作は、お互いに関連しており、各部の動作は、上記に示された動作の関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。そして、このこのように置き換えることにより、方法の発明の実施形態とすることができる。また、上記各部の動作を、各部の処理と置き換えることにより、プログラムの実施の形態およびプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体の実施の形態とすることができる。そしてこれらの実施の形態は、すべてコンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。
また、各実施の形態のソフトウエアやプログラムは、ＲＯＭ（ＲＥＡＤ ＯＮＬＹ ＭＥＭＯＲＹ）に記憶されたファームウエアで実現されていても構わない。あるいは、ソフトウエアとファームウエアとハードウエアとの組み合わせで前述したプログラムの各機能を実現しても構わない。
プログラムの実施形態およびプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体の実施形態では、各処理はプログラムで実行されるが、このプログラムは、記録装置に記録されていて、記録装置から中央処理装置（ＣＰＵ）に読み込まれ、中央処理装置によって、各フローチャートが実行されることになる。なお、記録装置、中央処理装置は図示していない。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明は、マクロ無線通信機とマイクロ無線通信機に共通の基地局７００を備えたので、マイクロセクタゾーンに配置する無線通信機の小型化、軽量化、低価格化を実現できる。
また、無線網制御装置は、マクロ無線通信機とマイクロ無線通信機のセットアップチャネルを割り当てることができる。
また、無線網制御装置は、移動局がするマイクロセクタゾーン内への位置登録要求を優先して許可するため、基地局からの送信電力を最小化し、ユーザ間の干渉を減少させることができる。
また、基地局は、複数の移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部を有することで符号化／変調部がもつリソースの有効活用を図ることができる。
また、基地局は、各々が複数の移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部を有することでユーザ単位に存在する符号化／変調部がもつリソースのさらなる有効活用が図れる。
また、マイクロ無線通信機は、遅延器を有することで基地局から移動局への送信時にパス分離を可能とする。
また、基地局は、複数の移動局に対して設けられた複数の復調／復号化部を有することで復調／復号化部がもつリソースの有効活用が図れる。
また、基地局は、各々が複数の移動局に対して設けられた複数の復調／復号化部を有することでユーザ単位に存在する復調／復号化部がもつリソースのさらなる有効活用が図れる。
また、マイクロ無線通信機は、遅延器を有することで移動局から基地局への送信時にパス分離を可能とする。
また、符号化／変調部が有する送信系セクタ／アンテナブランチセレクタにより干渉低減処理選択を行うことができる。
また、復調／復号化部が有する受信系セクタ／アンテナブランチセレクタにより干渉低減処理選択を行うことができる。
また、干渉レプリカ生成部により、無線網制御装置の制御を必要としない干渉低減処理が図れる。
また、無線網制御装置が高速で移動するユーザであるかを識別することで、通信電力を極小化することができる。
また、基地局が、高送信電力ユーザであるかを識別することで、マクロセクタゾーンとマイクロセクタゾーン間の干渉除去が可能となる。
また、マイクロ無線通信機はオムニアンテナあるいはセクタアンテナのいずれかを備えることで、スポット的に電波を集中させることができる。
また、複数のマイクロ無線通信機に共通の基地局を有することで、マイクロセクタゾーン間のハンドオーバを不要とすることができる。
また、マクロ無線通信機とマイクロ無線通信機との無線通信を共通の基地局が行う方法により、マイクロセクタ基地局を不要とすることができる。
また、マクロ無線通信機とマイクロ無線通信機との無線通信を共通の基地局が行うプログラムにより、マクロ無線通信機とマイクロ無線通信機との無線通信処理をコンピュータ上で実行することができる。
また、マクロ無線通信機とマイクロ無線通信機との無線通信を共通の基地局が行うプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を媒体として、上記記録媒体からコンピュータが読み取ったプログラムにより、上記無線通信処理をコンピュータ上で実行することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、実施の形態１における無線通信基地局システムの概念図。
図２は、実施の形態１における無線通信基地局システムの構成図。
図３は、実施の形態１による移動局との位置登録の手順を示す図。
図４は、無線網制御装置によるセクタゾーン割当て方法を示すフローチャート。
図５は、実施の形態１によるマクロ無線／光送受信機とマイクロ無線／光送受信機の送信電力低減効果を示す図。
図６は、移動局の送信電力低減効果を示す図。
図７は、実施の形態１によるマクロ無線／光送受信機とマイクロ無線／光送受信機と基地局の構成図。
図８は、実施の形態１による符号化／変調部、復調／復号化部の構成図。
図９は、実施の形態１による干渉除去処理のフローチャート。
図１０は、実施の形態３による無線通信基地局システムの構成図。
図１１は、実施の形態３において移動局との通信に使うアンテナブランチの切り替えを示す図。
図１２は、従来のマクロセクタゾーンとマイクロセクタゾーンが共存する無線通信基地局システムの構成図。
図１３は、図１２のシステム構成時に、マイクロセクタ基地局が受ける受信信号電力を示した図。
図１４は、図１２のシステム構成時に、システムの周波数帯域を３分割して使用した場合のマイクロセクタ基地局が受ける受信信号電力を示した図。
図１５は、従来のマクロセクタゾーンとマイクロセクタゾーンが共存する無線通信基地局システムにおいて、システム周波数の分割によるマクロセクタゾーン／マイクロセクタゾーン間干渉回避方式を示す動作原理図。
図１６は、従来のマクロセクタゾーンとマイクロセクタゾーンが共存する無線通信基地局システムにおいて、システム周波数の分割によって＃１の帯域を使用するマクロセクタゾーン／マイクロセクタゾーン間の干渉を示す動作原理図。
Claims (19)
- 移動局と無線通信する領域をマクロセクタゾーンとして、マクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信するマクロ無線通信機と、
上記マクロセクタゾーン内の一部をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信するマイクロ無線通信機と、
上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機に共通の基地局とを備えることを特徴とする無線通信基地局システム。 - 無線通信基地局システムは、さらに、
移動局が位置登録を行うために必要なセットアップチャネルを上記マクロ無線通信機用および上記マイクロ無線通信機用に個別に割り当て、割り当てたチャネル割り当て情報を上記基地局に送信する無線網制御装置を備えることを特徴とする請求項１記載の無線通信基地局システム。 - 上記基地局は、上記マクロ無線通信機および上記マイクロ無線通信機を介して、移動局が送信した位置登録要求を受信し、受信した位置登録要求を上記無線網制御装置に送信し、
上記無線網制御装置は、上記基地局が送信した位置登録要求に応じて、マイクロセクタゾーン内への位置登録要求かマクロセクタゾーン内への位置登録要求かを判断し、マイクロセクタゾーン内への位置登録要求であれば上記基地局に位置登録許可を送信し、マクロセクタゾーン内への位置登録要求であれば上記基地局に位置登録不許可を送信することを特徴とする請求項２記載の無線通信基地局システム。 - 上記基地局は、電気信号を符号化し変調する、各々が複数の移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部と、
上記複数の符号化／変調部が変調した電気信号を多重化する、上記複数の符号化／変調部と接続された多重化部とを備えることを特徴とする請求項１記載の無線通信基地局システム。 - 上記基地局は、電気信号を符号化し変調する、各々が複数の移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部と、
上記複数の符号化／変調部が変調した電気信号を多重化する、上記複数の符号化／変調部のすべてと接続された多重化部とを備えることを特徴とする請求項１記載の無線通信基地局システム。 - 上記基地局は、電気信号を符号化し変調する、すべての移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部と、
上記複数の符号化／変調部が変調した電気信号を多重化し、多重化した電気信号を出力する、上記複数の符号化／変調部のすべてと接続された多重化部とを備え、
上記マイクロ無線通信機は、上記多重化部が出力した電気信号に時間的操作を加える遅延器を備えることを特徴とする請求項１記載の無線通信基地局システム。 - 上記マクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記マイクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記複数の基地局は、上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機とが変換した光信号を電気信号に変換する複数の光／電気変換器と、
上記複数の光／電気変換器が変換した電気信号を復調し復号化する、上記複数の光／電気変換器と接続された復調／復号化部を備えることを特徴とする請求項１記載の無線通信基地局システム。 - 上記マクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記マイクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記基地局は、上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機とが変換した光信号を電気信号に変換する複数の光／電気変換器と、
上記複数の光／電気変換器が変換した電気信号を復調し復号化する、上記複数の光／電気変換器のすべてと接続された復調／復号化部を備えることを特徴とする請求項１記載の無線通信基地局システム。 - 上記マクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、
上記マイクロ無線通信機は、電気信号を光信号に変換する電気／光換器と、無線信号に時間的操作を加える遅延器を備え、
上記基地局は、上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機とが変換した光信号を電気信号に変換する複数の光／電気変換器と、
上記複数の光／電気変換器が変換した電気信号を復調し復号化する、上記複数の光／電気変換器のすべてと接続された復調／復号化部とを備えることを特徴とする請求項１記載の無線通信基地局システム。 - 上記基地局の符号化／変調部は、上記マクロ無線通信機と上記マイクロ無線通信機とを複数選択する送信系セクタ／アンテナブランチセレクタを備えることを特徴とする請求項４記載の無線通信基地局システム。
- 上記基地局の復調／復号化部は、上記複数の光／電気変換器が変換した電気信号を選択して受信する受信系セクタ／アンテナブランチセレクタを備えることを特徴とする請求項７記載の無線通信基地局システム。
- 上記基地局は、上記復調／復号化部が復調した受信信号と受信信号を拡散するための拡散情報と受信信号の伝送路を推定した推定伝送路特性とから干渉情報を生成する、上記復調／復号化部のすべてに接続された干渉レプリカ生成部を備えることを特徴とする請求項７記載の無線通信基地局システム。
- 上記復調／復号化部は、移動局の移動速度を検出し送信する移動速度検出部を備え、
上記無線網制御装置は、上記復調／復号化部が送信した移動局の移動速度を受信し、無線網制御装置が定めた基準移動速度と比較し、移動局の移動速度が基準移動速度より高速の場合は、上記マクロ無線通信機に割り当てるチャネル割り当て情報を上記基地局に送信し、移動局の移動速度が基準移動速度以下の場合は、上記マイクロ無線通信機に割り当てるチャネル情報を上記基地局に送信することを特徴とする請求項７記載の無線通信基地局システム。 - 上記基地局は、移動局の受信信号の受信電力と基地局が定めた基準受信電力とを比較し、
受信電力が基準受信電力より高い場合は、上記干渉レプリカ生成部で干渉レプリカを生成し、移動局からの受信信号の到来角度と同一方向に位置する上記マイクロセクタゾーン内と上記マクロセクタゾーン内のいずれかに在圏する他の移動局の受信信号から干渉レプリカを減算し、移動局の受信信号の到来方向にアンテナの指向性を向け、
受信電力が基準受信電力以下の場合は、上記マイクロセクタゾーン内と上記マイクロセクタゾーンに隣接するマイクロセクタゾーンとに在圏する他の移動局の受信信号から干渉レプリカを減算し、移動局からの受信信号の到来角度と同一方向に位置する上記マクロセクタゾーン内に在圏する他の移動局の受信信号から干渉レプリカを減算することを特徴とする請求項１２記載の無線通信基地局システム。 - 上記マクロ無線通信機は、アダプティブアレーアンテナを備え、
上記マイクロ無線通信機は、オムニアンテナとセクタアンテナのいずれかを備えることを特徴とする請求項１記載の無線通信基地局システム。 - 電気信号を光信号に変換する電気／光変換器を備え、移動局と無線通信する領域をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する複数のマイクロ無線通信機と、
上記マイクロ無線通信機が無線通信するためにチャネルを割り当て、割り当てたチャネル割り当て情報を送信する無線網制御装置と、
上記複数のマイクロ無線通信機に共通の基地局とを備え、
上記基地局は、上記無線網制御装置が送信したチャネル割り当て情報を受信し、上記マイクロ無線通信機が無線通信するためのチャネル割り当て情報を上記マイクロ無線通信機に送信し、
移動局の受信信号の受信電力が高いマイクロセクタゾーンと無線通信するマイクロ無線通信機とマイクロセクタゾーンに隣接するマイクロセクタゾーンと無線通信する複数のマイクロ無線通信機とを選択する送信系セクタ／アンテナブランチセレクタを備え、電気信号を符号化し変調する、各々が複数の移動局に対して設けられた複数の符号化／変調部と、
上記複数の符号化／変調部が変調した電気信号を多重化する、上記複数の符号化／変調部と接続された多重化部と、
上記マイクロ無線通信機が変換した光信号を電気信号に変換する複数の光／電気変換器と、
上記複数の光／電気変換器が変換した移動局の受信信号から、受信信号の受信電力が高いマイクロセクタゾーンと無線通信するマイクロ無線通信機とマイクロセクタゾーンに隣接するマイクロセクタゾーンと無線通信する複数のマイクロ無線通信機とを選択する受信系セクタ／アンテナブランチセレクタを備え、電気信号を復調し復号化する上記複数の光／電気変換器と接続された復調／復号化部とを備えることを特徴とする無線通信基地局システム。 - 移動局と無線通信する領域をマクロセクタゾーンとして、マクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信し、
上記マクロセクタゾーン内の一部をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信し、
上記マクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信と上記マイクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信とを共通の基地局において行うことを特徴とする無線通信方法。 - 移動局と無線通信する領域をマクロセクタゾーンとして、マクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する処理、
上記マクロセクタゾーン内の一部をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する処理、
上記マクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信と上記マイクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信とを共通の基地局において行う処理、をコンピュータに実行させるための無線通信プログラム。 - 移動局と無線通信する領域をマクロセクタゾーンとして、マクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する処理、
上記マクロセクタゾーン内の一部をマイクロセクタゾーンとして、マイクロセクタゾーンに在圏する移動局と無線通信する処理、
上記マクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信と上記マイクロセクタゾーンに在圏する移動局との無線通信とを共通の基地局において行う処理、をコンピュータに実行させるための無線通信プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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