信道分配方法以及利用該信道分配方法的基站裝置的製作方法
2023-05-31 23:28:56
專利名稱：信道分配方法以及利用該信道分配方法的基站裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及信道分配技術以及接收技術，尤其涉及對通信對象的終端裝置分配信道的信道分配方法以及利用該方法的基站裝置。
背景技術：
在無線通信中，一般期望有效利用有限的頻率資源。為了有效利用頻率資源，例如在儘可能近的距離重複使用同一頻率的電波。但是，在這種情況下，由於使用來自使用同一頻率的接近基站裝置等的同一信道幹擾，而通信質量惡化。防止由同一信道幹擾所引起的通信質量的下降的技術之一為自適應陣列天線技術。自適應陣列天線技術由不同的加權係數對由多個天線分別接收的信號加權後合成。加權係數按照應參考的信號和合成後的信號間的誤差變小的方式適應性地被更新。
為了加權係數的適應的更新，使用例如RLS(Recursive Least Squares)算法和LMS(Least Mean Squares)算法等的自適應算法。此外，也有加權係數基於從發送側到接收側的傳送路徑的響應係數(response factor)而被計算的情況。還有下述情況具備自適應陣列天線技術的無線裝置基於從所接收的信號導出的加權係數和響應係數導出發送用加權係數，由該發送用加權係數加權後發送應發送的信號。由此自適應陣列天線技術從所接收的信號提取期望成分，通過調節發送信號時的定向性(directivity)，能夠防止由同一信道幹擾所引起的通信質量的降低(例如參照專利文獻1)。
專利文獻1國際公開WO00/079702號論文(pamphlet)。
利用自適應陣列天線技術的多路復用連接(multiple access)技術為空分多址(Space Division Multiple AccessSDMA)或極分多址(Path DivisionMultiple AccessPDMA)。執行SDMA的基站裝置基於例如自適應陣列天線技術，將同一頻率的一個時隙按空間分割為多個，將與所分割的空間的每一個對應的無線信道分配給終端裝置。由此，該基站裝置在與分配無線信道的終端裝置之間傳輸數據。
在以上狀況下，本發明者認識到以下的問題。在從由SDMA多路復用的多個終端裝置分別接收的信號的強度差大的情況下，或者通過SDMA多路復用的多個終端裝置的空間相關值大的情況下，基站裝置不能充分進行多個終端裝置的空間的分離。關於前者的原因在於，在通過接收加權矢量實現的天線定向性中、具有比最大信號強度與最小信號強度的差值大的差值的多個信號，超過比由自適應陣列所引起的分離的界限的緣故。此外，在多個終端裝置的信號的功率差較大的情況下，功率較小側的用戶的信號隱藏在較大側的用戶的信號中，並且不能充分取得動態範圍(dynamicrange)，因此不能正確進行用戶信號的推定。
關於後者的原因在於，從多個終端裝置發送來的信號的到來角度差接近的緣故。此外，即使可將從多個終端裝置接收的信號按照方向分離的情況下，也不能取得所分離的信號的每一個和多個終端裝置之間的對應。即終端裝置對信號的到來方向或接收加權矢量的對應變得困難。還有，發送處理基於如上的接收的處理而進行，因此在接收時多個終端裝置的空間分離的不完整性也會對發送性能帶來影響。
發明內容
本發明正是基於上述狀況而提出的，其目的在於提供一種改善SDMA中的多個終端裝置的空間分離的不完整性的信道分配方法以及利用該方法的基站裝置。
本發明的一種方式為基站裝置。該裝置具備通信部，其與多個終端裝置分別通信；和控制部，其在下行線路中，按照通過空間分割對所述多個終端裝置進行多路復用連接的方式，對所述多個終端裝置分別分配信道，在上行線路(uplink)中，按照通過空間以外的多路復用要素的分割對所述多個終端裝置進行多路復用連接的方式，對所述多個終端裝置分別分配信道。
所謂「信道」是指用於在基站裝置和終端裝置等無線裝置間進行通信而設定的無線通信路，具體來說FDMA(Frequency Division MultipleAccess)的情況下指特定的頻帶，TDMA(Time Division Multiple Access)的情況下指特定的時隙(time slot)或時間片(slot)，在CDMA(Code DivisionMultiple Access)的情況下指特定的編碼序列，在SDMA的情況下，指特定的空間或路徑。這裡為它們中的任意一個。
通過以上的裝置，由於在上行線路中沒有通過空間的分割對多個終端裝置進行多路復用連接，因此能夠避免空間分割的不完整性，由於在下行線路(downlink)中通過空間的分割對多個終端裝置進行多路復用連接，因此增大傳送容量。
通信部，也可具備接收處理部，其從通過空間以外的多路復用要素的分割而多路復用連接的多個終端裝置分別接收信號，並且以從多個終端裝置的一個接收到的信號為單位，分別導出與多個終端裝置對應的接收用的傳送路徑特性；和發送處理部，其從在接收處理部中導出的接收用的傳送路徑特性導出發送用的傳送路徑特性後，基於所導出的發送用的傳送路徑特性，對通過空間分割而多路復用連接的多個終端裝置分別發送信號。
所謂「接收用的傳送路徑特性」表示所接收的信號中的傳送路徑特性，並且只要是相當於傳送路徑的特性的都可以。例如包括接收響應矢量、接收加權矢量、接收功率。
所謂「發送用傳送路徑特性」表示對於應發送信號的傳送路徑特性，並且只要是相當於傳送路徑的特性的都可以。例如包括發送響應矢量、發送加權矢量。另外，「發送用傳送路徑特性」的值也可與「接收用傳送路徑特性」的值相同。
控制部，將空間以外的多路復用要素設為時間，在上行線路中，為了通過時間分割進行多路復用連接，將多個終端裝置分別分配到多個時隙也可，接收處理部，以時隙為單位，分別導出與多個終端裝置對應的接收用的傳送路徑特性也可。控制部，在下行線路中，將在上行線路中分別分配到多個時隙的多個終端裝置分配到一個時隙也可。由控制部應分配多個終端裝置的時隙，包括多個時隙而構成一個幀，並且將幀連續地配置，在下行線路中，將在上行線路中分別分配到不同的幀中所包括的時隙的多個終端裝置分配到一個時隙也可。
所謂「以時隙為單位，分別導出與多個終端裝置對應的接收用的傳送路徑特性」，是指對分配到一個時隙的一個終端裝置導出接收用的傳送路徑特性，還有對多個終端裝置執行這些處理。
所謂「在上行線路不同的幀中所包括的時隙」表示例如奇數的(oddnumbered)幀中包括的時隙和偶數的(even numbered)幀中包括的時隙。
本發明的另一方式為信道分配方法。該方法，在下行線路中，按照通過空間分割對多個終端裝置進行多路復用連接的方式，對多個終端裝置分別分配信道，在上行線路中，按照通過空間以外的多路復用要素的分割對多個終端裝置進行多路復用連接的方式，對多個終端裝置分別分配信道。
本發明的另一方式也是信道分配方法。該方法具備進行通信的步驟，與多個終端裝置分別通信；和分配信道的步驟，在下行線路中，按照通過空間分割對多個終端裝置進行多路復用連接的方式，向多個終端裝置分別分配信道，在上行線路中，按照通過空間以外的多路復用要素的分割對多個終端裝置進行多路復用連接的方式，向多個終端裝置分別分配信道。
進行通信的步驟，也可具備從通過空間以外的多路復用要素的分割而多路復用連接後的多個終端裝置分別接收信號，以從多個終端裝置中的一個接收到的信號為單位，分別導出與多個終端裝置對應的接收用的傳送路徑特性的步驟；和從所導出的接收用的傳送路徑特性導出發送用的傳送路徑特性，基於所導出的發送用的傳送路徑特性，對通過上述空間分割而被多路復用連接的多個終端裝置分別發送信號的步驟。分配的步驟，將空間以外的多路復用要素設為時間，在上行線路中，為了通過時間的分割進行多路復用連接，將所述多個終端裝置分別分配到多個時隙，而分別導出接收用的傳送路徑特性的步驟，以時隙為單位，分別導出與多個終端裝置對應的接收用的傳送路徑特性。
分配步驟，在下行線路中，也可將在上行線路中分別分配到多個時隙的多個終端裝置分配到一個時隙。在分配步驟中應分配多個終端裝置的時隙，也可包括多個時隙而構成一個幀，並且將幀連續地配置，在下行線路中，將在上行線路中分別分配到不同的幀中所包括的時隙的多個終端裝置分配到一個時隙。
本發明的另一方式為程序。該程序使計算機執行介由無線網絡與多個終端裝置分別通信的步驟；和在下行線路中，按照通過空間分割對多個終端裝置進行多路復用連接的方式，對多個終端裝置分別分配信道，在上行線路中，按照通過空間以外的多路復用要素的分割對多個終端裝置進行多路復用連接的方式，對多個終端裝置分別分配信道，並且將分別分配了多個終端裝置的信道相關的信息存儲在存儲器中的步驟。
進行通信的步驟，也可具備從介由無線網絡、通過空間以外的多路復用要素的分割而多路復用連接的多個終端裝置分別接收信號，以從多個終端裝置中的一個接收到的信號為單位，分別導出與多個終端裝置對應的接收用的傳送路徑特性並存儲在存儲器中的步驟；和從所存儲的接收用的傳送路徑特性導出發送用的傳送路徑特性，基於所導出的發送用的傳送路徑特性，介由無線網絡，對通過空間的分割而被多路復用連接的多個終端裝置分別發送信號的步驟。將涉及信道的信息存儲在存儲器中的步驟，將空間以外的多路復用要素設為時間，在上行線路中，為了通過時間的分割進行多路復用連接，將多個終端裝置分別分配到多個時隙，分別導出接收用的傳送路徑特性並存儲在存儲器中的步驟，以時隙為單位，分別導出與多個終端裝置對應的接收用的傳送路徑特性。
將涉及信道的信息存儲在存儲器中的步驟，在下行線路中，也可將分別分配到上行線路的多個時隙的多個終端裝置分配到一個時隙。在將涉及信道的信息存儲在存儲器中的步驟中應分配多個終端裝置的時隙包括多個時隙而構成一個幀，並且將幀連續地配置，在下行線路中，將在上行線路中分別分配到不同的幀中所包括的時隙的多個終端裝置分配到一個時隙。
另外，可採用在方法、裝置、系統、記錄介質、電腦程式等之間變換以上的結構要素的任意的組合、本發明的表現的，也作為本發明的方式而有效。
發明效果通過本發明，能夠改善SDMA中的多個終端裝置的空間分離的不完整性。
圖1為表示本發明的實施例相關的通信系統的結構的圖。
圖2為表示本發明的實施例相關的分組格式(burst format)的圖。
圖3為表示圖1的第一無線部的結構的圖。
圖4為表示圖1的第一信號處理部的結構的圖。
圖5(a)-(e)為表示通過圖1的基站裝置分配的信道的結構的圖。
圖6為表示圖1的基站裝置的接收處理和發送處理的步驟的流程圖。
圖7為表示圖1的通信系統的通信處理的步驟的順序圖。
圖中10-基站裝置；12-無線部；14-信號處理部；16-調製解調部；18-基帶部；20-控制部；22-天線；24-網絡；26-終端裝置；34-天線；36-開關部；38-接收部；40-發送部；42-頻率變換部；44-正交檢波部；46-AGC；48-AD變換部；50-放大部；52-頻率變換部；54-正交調製部；56-DA變換部；68-合成部；70-接收加權矢量計算部；72-參考信號生成部；74-分離部；76-發送加權矢量計算部；78-乘法部；80-加法部；82-乘法部；100-通信系統；200-接收響應矢量計算部；300-數字接收信號；302-數字發送信號；304-合成信號；306-分離前信號；308-接收加權矢量；310-發送加權矢量；312-參考信號；318-無線部控制信號；320-調製解調部控制信號；322-基帶部控制信號；330-信號處理部控制信號；402-接收響應矢量。
具體實施例方式
在具體說明本發明之前，先敘述概要。本發明的實施例涉及連接有終端裝置，並且具備自適應陣列天線技術的基站裝置。在本實施例中，設定如簡易型攜帶電話系統那樣，利用TDD(Time Division Duplex)執行上下行線路的通信系統。基站裝置通過TDMA以及SDMA對多個終端裝置進行多路復用。在此，以TDMA/TDD的結構為前提，幀被連續地配置，並且對一個幀分別配置四個上行線路用的時隙和下行線路用的時隙。還有，由於基站裝置也執行SDMA，因此通過空間分割在一個時隙中設置多個信道，並將各個信道分配到終端裝置中。
在此本實施例相關的基站裝置，對下行線路用的一個時隙設置多個信道，但對上行線路用的一個時隙設置一個信道。即在下行線路中執行SDMA，但在上行線路中不執行SDMA。基站裝置對上行線路用的一個時隙基於從一個終端裝置接收到的信號來計算接收加權矢量和接收響應矢量。由於對一個終端裝置執行以上的計算，因此在上行線路執行SDMA時，不需要所分離的信號和終端裝置之間建立對應。即不需要以多個終端裝置的每一個為單位的信號的分離。其結果，能夠避免以它們的對應為原因的空間分離的不完整性。還有，以下行線路的一個時隙向應進行SDMA的多個終端裝置發送信號時的發送加權矢量，基於如上所述的所計算的接收加權矢量或接收響應矢量而被導出。因此，在下行線路中，在消除空間分離的不完整性的狀態下能夠執行SDMA。
圖1是表示本發明的實施例相關的通信系統100的結構。通信系統100包括基站裝置10、終端裝置26和網絡24。基站裝置10包括總稱為天線22的第一天線22a、第二天線22b、第n天線22n、無線部12、信號處理部14、調製解調部16、基帶部18和控制部20，並與網絡24連接。此外，無線部12包括第一無線部12a、第二無線部12b、第N無線部12n，而信號處理部14包括第一信號處理部14a、第二信號處理部14b、第M信號處理部14m。此外，作為信號包括無線部控制信號318、調製解調部控制信號320、基帶部控制信號322和信號處理部控制信號330。在圖1的通信系統中，基站裝置10與一個終端裝置26連接，但實際上可與多個終端裝置26連接，尤其通過SDMA對每一個時隙可連接M個終端裝置26。
基帶部18為與網絡24的接口，在通信系統中進行作為傳送對象的信息信號的收發處理。此外，也可進行糾錯或自動重發處理，在此省略說明。
調製解調部16，作為調製處理，通過π/4移位QPSK(QuadraturePhase Shift Keying)的調製方式對應發送的信息信號進行調製。此外，作為解調處理，對接收信號進行解調後，對所發送的信息信號進行再生。另外，在執行調製處理以及解調處理時必要的指示由控制部20通過調製解調部控制信號320構成。
信號處理部14進行基於自適應陣列天線所的收發處理所必需的信號處理。詳細內容後述，但在下行線路中，基於自適應陣列天線技術採用SDMA連接多個終端裝置26，並與其進行通信。在此，M個信號處理部14與能以一個時隙來空間分割多路復用連接的終端裝置26的數目對應。另一方面，在上行線路中，採用TDMA連接多個終端裝置26，並與其進行通信。因此，在發送處理中，應進行SDMA的終端裝置26的數目的信號處理部14工作，但在接收處理中只有第一信號處理部14a工作。
在上行線路中信號處理部14，從空間以外的多路復用要素、在此通過時間分割而多路復用連接的多個終端裝置26分別接收信號。還有，以從多個終端裝置26的一個接收到的信號、即以時隙為單位，分別導出與多個終端裝置26對應的接收用的傳送路徑特性。在此，接收用的傳送路徑特性例如為接收加權矢量或接收響應矢量。此外，在下行線路中，信號處理部14從所導出的接收用的傳送路徑特性導出發送用的傳送路徑特性，並基於所導出的發送用的傳送路徑特性，對進行了SDMA的多個終端裝置26分別發送信號。
無線部12進行由信號處理部14、調製解調部16、基帶部18處理的基帶的信號和無線頻率的信號間的頻率變換處理、放大處理、AD或DA變換處理等。
天線22對無線頻率的信號進行收發處理。天線的定向性也可任意，並天線22的天線數目為N。
控制部22對無線部12、信號處理部14、調製解調部16、基帶部18的定時或信道配置進行控制。控制部20按照以下那樣執行信道配置。在下行線路中，按照通過SDMA連接多個終端裝置26的方式，對多個終端裝置26分別分配信道，在上行線路中，按照通過除了SDMA、在此為TDMA連接多個終端裝置26的方式，對多個終端裝置26分別分配信道。另外，上行線路的信道直接與時隙對應。另一方面，控制部20，在下行線路中，將在上行線路中分別分配到多個時隙的終端裝置26分配到一個時隙。另外，應分配多個終端裝置26的時隙，包括多個時隙而構成一個幀，還有在幀被連續配置的情況下，控制部20也可在下行線路中，將在上行線路中分別分配到不同的幀中所包括的時隙的多個終端裝置26分配到一個時隙。
圖2表示本發明的實施例相關的分組(burst)格式。這裡為簡易型攜帶電話系統的分組格式。從分組的開頭到4碼元(symbol)間配置有用於定時同步的報頭(preamble)，在接下來的8碼元間配置有唯一字(uniqueword)。基站裝置10或終端裝置26中已知報頭和唯一字，因此也可作為後述的訓練(training)信號使用。在本實施例中，為了說明簡便，以圖2所示的簡易型攜帶電話系統的分組格式為對象進行了說明，但本發明並不限於此。
圖3表示第一無線部12a的結構。第一無線部12a包括開關部36、接收部38、發送部40。還有接收部38包括頻率變換部42、正交檢波部44、AGC(Automatic Gain Control)46和AD變換部48，發送部40包括放大部50、頻率變換部52、正交調製部54和DA變換部56。此外，作為信號包括總稱為數字接收信號300的第一數字接收信號300a和總稱為數字發送信號302的第一數字發送信號302a。
開關部36基於無線部控制信號318的指示，對接收部38和發送部40的信號的輸入輸出進行切換。
接收部38的頻率變換部42和發送部40的頻率變換部52進行無線頻率的信號和一個或多個中心頻率的信號間的頻率變換。
正交檢波部44通過正交檢波從中心頻率的信號生成基帶的模擬信號。另外，一般基帶的信號包括同相成分和正交成分的兩種成分，因此應通過兩條信號線來表示，但在此為了圖的清楚而通過一條信號線表示基帶信號。以下相同。另一方面，正交調製部54通過正交調製從基帶的模擬信號生成中心頻率的信號。
為了使基帶的模擬信號的振幅變為AD變換部48的動態範圍內的振幅，而AGC46自動地控制增益。
AD變換部48將基帶的模擬信號變換為數位訊號，而DA變換部56將基帶的數位訊號變換為模擬信號。在此，將從AD變換部48輸出的數位訊號作為數字接收信號300，將輸入到DA變換部56的數位訊號作為數字發送信號302。
放大部50放大應發送的無線頻率的信號。
圖4表示第一信號處理部14a的結構。第一信號處理部14a包括參考信號生成部72、接收加權矢量計算部70、合成部68、接收響應矢量計算部200、發送加權矢量計算部76和分離部74。還有，合成部68包括總稱為乘法部78的第一乘法部78a、第二乘法部78b、第N乘法部78n和加法部80，而分離部74包括總稱為乘法部82的第一乘法部82a、第二乘法部82b、第N乘法部82n。
此外，作為信號包括合成信號304、分離前信號306、總稱為接收加權矢量.308的第一接收加權矢量308a、第二接收加權矢量308b、第N接收加權矢量308n、總稱為發送加權矢量310的第一發送加權矢量310a、第二發送加權矢量310b、第N發送加權矢量310n、參考信號312和接收響應矢量402。
參考信號生成部72存儲有圖2所示的報頭信號，在訓練(training)期間中，輸出所存儲的報頭信號作為參考信號312，訓練結束後，判定合成信號304並輸出所判定的信號作為參考信號312。另外，訓練期間結束，通過來自未圖示的控制部20的信號處理部控制信號330來通知。
接收加權矢量計算部70通過RLS(Recursive Least Squares)算法或LMS(Least Mean Squares)算法等自適應算法來計算在數字接收信號300的加權中所必需的接收加權矢量308。另外，自適應算法的運算基於數字接收信號300、合成信號304和參考信號312來進行。例如LMS算法如下所示。關於RLS算法也同樣地執行。
(式1)w(n+1)＝w(n)+μu(n)e*(n)在此，W為接收加權矢量308，μ為遺忘因子(forgetting factor)，u為數字接收信號300，e為表示編碼間幹擾的誤差，即表示合成信號304和參考信號312之間的誤差。
乘法部78由接收加權矢量308對數字接收信號300進行加權。加法部80對來自乘法部78的輸出進行相加，並輸出合成信號304。
接收響應矢量計算部200計算接收響應矢量402作為接收信號對發送信號的接收響應特性。在此，為了方便說明，設終端裝置26的數目為2，但其中第一終端裝置26為通信對象，第二終端裝置26不是通信對象而相當於幹擾源。因此，關於第二終端裝置的信號從未圖示的第二信號處理部14b等輸入。另外，在不考慮作為幹擾源的第二終端裝置26的情況下，也可從以下的說明中刪除與第二終端裝置關聯的項。此外，為了方便說明，設天線22的數目為4。與數字接收信號300對應的輸入信號矢量X(t)如下所示。
(式2)X(t)＝H1Srx1(t)+H2Srx2(t)+N(t)在此，Srxi(t)表示第i個終端裝置26所發送的信號。還有，X(t)為上述的輸入信號矢量，設數字接收信號300的每一個為RXj(t)，則如下所示。另外，j為未圖示的天線22的編號，T表示矩陣的轉置。
(式3)X(t)＝〔RX1(t)，RX2(t)，…，RX4(t)〕T此外，Hi為接收響應矢量402，如果採用hij表示由第j個天線22所接收的來自第i個終端裝置26的信號的響應係數，則Hi如下所示。
(式4)Hi＝[h1i，h2i，…，h4i]T(i＝1，2)還有，N(t)為噪聲矢量，如果採用nj(t)表示第j個天線22所接收的信號、即第j個數字接收信號300中所包括的噪聲，則N(t)如下所示。
(式5)N(t)＝[n1(t)，n2(t)，…，n4(t)]T在此，在信號處理部14中，如果自適應陣列正常工作，則能夠分離來自多個終端裝置26的信號，因此上述的Srxi(t)全部變為已知的信號。另外，與該條件無關，在訓練信號的期間中，上述的Srxi(t)也全部為已知的信號。如果利用上述條件，則接收響應矢量402能夠按照下述那樣導出。
如果基於來自第一終端裝置26的信號Srx1(t)計算出總體均值(ensemble average)，則如下所示。
(式6)E[X(t)·Srx1*(t)]＝H1E[Srx1(t)·Srx1*(t)]+H2E[Srx2(t)·Srx1*(t)]+E[N(t)·Srx1*(t)]在此，E表示總體均值，但在此也可將總體均值置換為時間平均的處理。時間平均的處理執行足夠長的時間，則如下所示。
(式7)E[Srx1(t)·Srx1*(t)]＝1E[Srx2(t)·Srx1*(t)]＝0E[N(t)·Srx1*(t)]＝0這是因為在Srx1(t)和Srx2(t)之間無相關性，在Srx1(t)和N(t)之間也無相關性的緣故。如上所述，與接收響應矢量402對應的H1如下所示。
(式8)H1＝E[X(t)·Srx1*(t)]發送加權矢量計算部76根據作為接收響應特性的接收加權矢量308和接收響應矢量402推定在分離前信號306的加權中所必需的發送加權矢量310。發送加權矢量310的推定方法也任意，但作為最簡易的方法只要直接使用接收加權矢量308即可。或者，也可考慮接收處理和發送處理的時間差所產生的傳輸環境的都卜勒頻率(doppler frequency)變化，通過現有技術對接收加權矢量308和接收響應矢量402進行補正。在此為了簡化說明，在發送加權矢量310的推定中使用接收響應矢量402，但也可使用通過未圖示的信號線輸入的接收加權矢量308。
與應進行SDMA終端裝置26的每一個對應的接收響應矢量402，已由接收響應矢量計算部200導出。考慮對接收響應矢量402的都卜勒頻率變化，對接收響應矢量402的預測值如下所示。
(式9)V(q)(i)＝〔h1(q)(i)，h2(q)(i)，h3(q)(i)，h4(q)(i)〕在此也與接收響應矢量計算部200的說明相同，將天線22的數設為4。另外，q表示第q個的終端裝置26，該裝置相當於以相同的時隙應進行SDMA的終端裝置26。此外，i為時刻。對第一終端裝置26的發送加權矢量310，如下所示。
(式10)W(1)(i)TV(q)(i)＝0在此，q為2以上。還有，作為約束條件，加強以下的條件c1)、c2)。
(式11)c1)W(1)(i)V(1)(i)＝g(恆定值)c2)設‖W(1)(i)‖為最小。
另外，發送加權矢量310的推定並不限於此，也可通過使用偽相關值(pseudo correlation value)的方法或通過將射束(beam)朝向規定的終端裝置26的方法來進行。尤其關於使用偽相關值的方法，例如記載在文獻T.Ohgane，Y.Ogawa，and K.Itoh，Proc.VTC 97，vol.2，pp.725-729，1997年5月等中。
乘法部82由發送加權矢量310對分離前信號306進行加權，輸出數字發送信號302。
該結構，硬體上能由任意的計算機的CPU、存儲器、其他的LSI實現，軟體上由加載在存儲器中的具有預約管理功能的程序等來實現，但在此描述了通過它們的配合來實現的功能模塊。因此，本領域技術人員應理解這些功能模塊能只由軟體、只由硬體或它們的組合以各種方式來實現。
圖5(a)-(e)表示通過基站裝置10分配的信道的結構。另外，在它們的說明中，關於對控制信號分配的信道省略說明，但也可按照需要設計。圖5(a)表示由現有的TDMA分配的信道的結構。如圖所示，一個幀由8個時隙構成，還有8個時隙包括四個上行線路用的時隙和四個下行線路用的時隙。基站裝置10對第一終端裝置26各分配一個上行線路用時隙和下行線路用時隙。對第二終端裝置26也相同。另外，在此時隙相當於信道。
圖5(b)表示由現有的SDMA分配的信道的結構。另外，如圖所示還並用了TDMA。上行線路用的一個時隙通過空間的分割設置有兩個信道。還有，將一個時隙的兩個信道分別分配給第一終端終端裝置26和第二終端裝置26。關於下行線路用的一個時隙也相同。
圖5(c)表示通過本實施例相關的基站裝置10分配的信道的結構。一個幀與上述相同包括8個時隙。關於上行線路用的時隙，與圖5(a)相同，每一個幀包括4個時隙，一個時隙與一個信道對應。因此，對第一終端裝置26和第二終端裝置26，在一個幀中分配有其他的上行線路用的時隙。由此，避免從第一終端裝置26和第二終端裝置26分別發送的信號的衝突。即執行TDMA。
此外，關於下行線路用的時隙，與圖5(b)相同，在下行線路用的一個時隙中設置有兩個信道。還有，對第一終端裝置26和第二終端裝置26分配下行線路用的一個時隙中的兩個信道。在此，使一個幀的上行線路用的時隙與應分配的終端裝置26的數目對應，並對於第一終端裝置26和第二終端裝置26對每一個幀分配下行線路用的兩個信道。其結果，下行線路的通信速度比上行線路高。即執行SDMA。如果考慮郵件的收取和網際網路訪問等的使用，則對下行線路要求比上行線路更高速的傳送速度，因此符合該要求。
還有，如果基於簡易型攜帶電話系統的數值對圖5(c)進行說明，則如下所示。簡易型攜帶電話系統中，每一個時隙以32kbps執行通信，但也有以高速化為目的在一個幀中分配兩個時隙而實現以64kbps進行通信的情況。圖5(c)中，在上行線路中，第一終端裝置26和第二終端裝置26分別以32kbps進行通信，在下行線路中，第一終端裝置26和第二終端裝置26分別以64kbps進行通信。
圖5(d)表示通過本實施例相關的基站裝置10分配的信道的結構。一個幀與上述相同包括8個時隙。此外，一個幀中的對於上行線路和下行線路的時隙以及信道的配置與圖5(c)相同。圖5(d)中，信道和終端裝置26的關係與圖5(c)不同。關於上行線路，將其他的幀中分別配置在幀首的上行線路用的時隙分配給第一終端裝置26和第二終端裝置26。即第一終端裝置26對每兩個幀分配得到一個上行線路用的時隙。第二終端裝置26也相同。即第一終端裝置26和第二終端裝置26交替地分配得到上行線路用的時隙。
此外，關於下行線路，將設置在下行線路用的一個時隙中的兩個信道分別分配給第一終端裝置26和第二終端裝置26。即第一終端裝置26，對每一個幀分配得到一個下行線路用的時隙。第二終端裝置26也相同。其結果，與圖5(c)相同，下行線路的通信速度比上行線路高。如果考慮郵件的收取和網際網路訪問等的使用，則對下行線路要求比上行線路更高速的傳送速度，符合該要求。
還有，如果基於簡易型攜帶電話系統的數值對圖5(d)進行說明，則如下。在上行線路中，第一終端裝置26和第二終端裝置26相當於半速率(half rate)模式，因此第一終端裝置26和第二終端裝置26以16kbps進行通信，在下行線路中第一終端裝置26和第二終端裝置26以32kbps進行通信。另外，上行線路也可不是半速率模式，而是四分之一速率模式。
圖5(e)表示通過本實施例相關的基站裝置10分配的信道的結構。圖5(e)與合成了圖5(c)和圖5(d)的方式對應。即在上行線路中，對一個幀的上行線路用的四個時隙，分配第一終端裝置26到第四終端裝置26，對其他幀的上行線路用的四個時隙分配第五終端裝置26到第八終端裝置26。此外，在下行線路中，在下行線路用的每一個時隙設置8個信道，在對每個信道分配第一終端裝置26到第八終端裝置26。因此，第一終端裝置26對每兩個幀分配一個上行線路用的時隙。第二終端裝置26到第八終端裝置26也相同。另一方面，第一終端裝置26對每一幀分配得到下行線路用的四個信道。第二終端裝置26到第八終端裝置26也相同。
圖6為表示基於基站裝置10的接收處理和發送處理的步驟的流程圖。在接收處理中，第一信號處理部14a以一個時隙執行自適應陣列處理，從數字接收信號300導出接收加權矢量308(S10)。還有，第一信號處理部14a導出接收響應矢量402(S12)。控制部20，如果在下行線路中執行SDMA(S14是)，即在下行線路用的時隙的任一個中配置多個信道，則信號處理部14考慮分配到同一時隙的其他終端裝置26的接收響應矢量402，並導出對規定的終端裝置26的發送加權矢量310(S16)。另一方面，如果通過控制部20下行線路不執行SDMA(S14否)，信號處理部14從對規定的終端裝置26的接收響應矢量402導出對該終端裝置26的發送加權矢量310(S18)。基站裝置10基於所導出的發送加權矢量310，發送對規定終端裝置26的信號(S20)。
基於圖7，對以上結構的通信系統100的動作進行說明。圖7為表示通信系統100的通信處理的步驟的順序圖。在此，圖1中未圖示的兩個終端裝置26對基站裝置10請求分配信道，對基站裝置10和兩個終端裝置26之間進行的通信步驟進行說明。在此，兩個終端裝置26表示第一終端裝置26a和第二終端裝置26b。第一終端裝置26a對基站裝置10發送連接請求(S50)。基站裝置10對第一終端裝置26a分配信道，並發送包括了涉及所分配的信息的信道分配信息(S52)。另外，從連接請求到信道分配，在基站裝置10和第一終端裝置26a之間通信多個信號，但在此考慮說明的簡潔性而省略。第二終端裝置26b對基站裝置10發送連接請求(S54)。基站裝置10對第二終端裝置26b分配信道，並發送包括涉及所分配的信道的信息的信道分配信息(S56)。在此，設基站裝置10在下行線路中決定了第一終端裝置26a和第二終端裝置26b的基於SDMA的連接。
第一終端裝置26a以所分配的時隙向基站裝置10發送數據(S58)。基站裝置10導出接收加權矢量308並對所接收的信號進行處理，並且導出接收響應矢量402(S60)。第二終端裝置26b，以所分配的時隙向基站裝置10發送數據(S62)。基站裝置10導出接收加權矢量308並對所接收的信號進行處理，並導出接收響應矢量402(S64)。還有，基站裝置10從對第一終端裝置26a的接收響應矢量402和對第二終端裝置26b的接收響應矢量402導出發送加權矢量310(S66)。基站裝置10基於發送加權矢量310，向第一終端裝置26a發送數據(S68)，並且向第二終端裝置26b發送數據(S70)。在此，為了方便，將步驟68和步驟70作為不同的步驟表示，但第一終端裝置26a和第二終端裝置26b採用SDMA，因此本來作為相同的步驟被處理。
通過本發明的實施例，在上行線路中不執行SDMA，在下行線路中執行SDMA，因此提高上行線路的傳送品質，並提高下行線路的傳送容量。此外，在上行線路不執行SDMA，在下行線路執行SDMA，因此在推定接收用的傳送路徑特性時，不受其他終端裝置的影響，能夠確切地實現所推定的結果和終端裝置之間的對應，因此提高推定精度。此外，由於接收用的傳送路徑特性的推定精度提高，因此發送用的傳送路徑特性的推定精度也提高。此外，由於發送用的傳送路徑特性的推定精度提高，因此能夠防止因SDMA而產生特性的降低。
此外，在上行線路中對一個時隙設置一個信道，因此提高對分配到該信道的終端裝置的接收用的傳送路徑特性的推定精度。此外，在上行線路中對一個時隙設置一個信道，因此可不需要以多個終端裝置的每一個為單位的接收用傳送路徑特性的分離。此外，對一個終端裝置，在下行線路中分配比上行線路多的信道，因此可適用於在下行線路中需要比上行線路多的傳送容量的應用的使用中。此外，由於下行線路的通信質量提高，因此通信的穩定性也被改善。此外，由於下行線路的通信品質提高，因此提高了吞吐量。此外，由於下行線路的通信質量提高，因此通信區域擴大。此外，下行線路的通信容量(capacity)的緩衝力提高。
以上，基於實施例對本發明進行了說明。本領域技術人員應理解，本實施例為例示，這些各構成要素或各處理流程的組合可有各種變形例，此外這種變形例也在本發明的範圍中。
在本發明的實施例中，將通信系統100作為簡易型攜帶電話系統。但是，並不限於此，例如也可為攜帶電話系統、第三代攜帶電話系統、無線LAN系統、FWA(Fixed Wireless Access)系統。通過本變形例，在各種通信系統100中可適用本發明。也即基站裝置10可執行SDMA，也可執行TDD。
在本發明的實施例中，對基站裝置10通過TDMA對上行線路的多個終端裝置26進行多路復用進行了說明。但是並不限於此，也可通過例如FDMA和TDMA的組合對多個終端裝置26進行多路復用。通過本變形例，能夠對上行線路中的多個終端裝置26以各種方法進行多路復用。也即除了SDMA以外並且在至少一個頻帶實現TDD。
產業上的可利用性通過本發明，能夠改善SDMA中的多個終端裝置的空間分離的不完整性。
權利要求
1.一種基站裝置，具備通信部，其與多個終端裝置分別通信；和控制部，其在下行線路中，按照通過空間分割對所述多個終端裝置進行多路復用連接的方式，對所述多個終端裝置分別分配信道，在上行線路中，按照通過空間以外的多路復用要素的分割對所述多個終端裝置進行多路復用連接的方式，對所述多個終端裝置分別分配信道。
2.根據權利要求1所述的基站裝置，其特徵在於，所述通信部，具備接收處理部，其從通過所述空間以外的多路復用要素的分割而多路復用連接的多個終端裝置分別接收信號，並且以從所述多個終端裝置的一個接收到的信號為單位，分別導出與所述多個終端裝置對應的接收用的傳送路徑特性；和發送處理部，其從在所述接收處理部中導出的接收用的傳送路徑特性導出發送用的傳送路徑特性後，基於所導出的發送用的傳送路徑特性，對通過所述空間分割而多路復用連接的多個終端裝置分別發送信號。
3.根據權利要求2所述的基站裝置，其特徵在於，所述控制部，將所述空間以外的多路復用要素設為時間，在上行線路中，為了通過時間分割進行多路復用連接，將所述多個終端裝置分別分配到多個時隙，所述接收處理部，以時隙為單位，分別導出與所述多個終端裝置對應的接收用的傳送路徑特性。
4.根據權利要求3所述的基站裝置，其特徵在於，所述控制部，在下行線路中，將在上行線路中分別分配到多個時隙的所述多個終端裝置分配到一個時隙。
5.根據權利要求3所述的基站裝置，其特徵在於，由所述控制部應分配多個終端裝置的時隙，包括多個時隙而構成一個幀，並且將幀連續地配置，在下行線路中，將在上行線路中分別分配到不同的幀中所包括的時隙的所述多個終端裝置分配到一個時隙。
6.一種信道分配方法，在下行線路中，按照通過空間分割對多個終端裝置進行多路復用連接的方式，對多個終端裝置分別分配信道，在上行線路中，按照通過空間以外的多路復用要素的分割對多個終端裝置進行多路復用連接的方式，對多個終端裝置分別分配信道。
7.一種程序，用於使計算機執行介由無線網絡與多個終端裝置分別通信的步驟；和在下行線路中，按照通過空間分割對所述多個終端裝置進行多路復用連接的方式，對所述多個終端裝置分別分配信道，在上行線路中，按照通過空間以外的多路復用要素的分割對所述多個終端裝置進行多路復用連接的方式，對所述多個終端裝置分別分配信道，並且將分別分配了所述多個終端裝置的信道相關的信息存儲在存儲器中的步驟。
全文摘要
本發明用於在執行SDMA時提高信號的質量。在上行線路中信號處理部(14)，從通過時間分割而多路復用連接的多個終端裝置(26)分別接收信號。還有，以時隙為單位，分別導出與多個終端裝置(26)對應的接收用的傳送路徑特性。此外，在下行線路中信號處理部(14)，從所導出的接收用的傳送路徑特性導出發送用的傳送路徑特性，基於所導出的發送用的傳送路徑特性，對進行過SDMA的多個終端裝置(26)分別發送信號。控制部(20)，對下行線路，按照通過SDMA連接多個終端裝置(26)的方式，將信道分別分配給多個終端裝置(26)，對上行線路，按照通過TDMA連接多個終端裝置(26)的方式，將信道分別分配給多個終端裝置(26)。
文檔編號H04J15/00GK1969576SQ200580019470
公開日2007年5月23日 申請日期2005年5月16日 優先權日2004年6月28日
發明者宮田健雄, 河合克敏 申請人:三洋電機株式會社