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【発明の名称】 チャネルの割当方法およびそれを利用した基地局装置
【発明者】 【氏名】甲村 真裕美
【要約】 【課題】通信されるデータに対して要求される許容遅延時間に適合するように、チャネルを割り当てたい。

【構成】信号処理部２２等は、時間分割多重における複数のチャネルのうちの少なくともひとつを使用しながら、端末装置との無線通信を実行する。制御部３０は、実行される無線通信に対する許容遅延時間を取得し、これがしきい値よりも小さければ、少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるように、端末装置にチャネルを割り当てる。また、制御部３０は、端末装置に対して空間分割多重を実行できるか否かを特定する。さらに、制御部３０は、取得した許容遅延時間がしきい値以上であり、かつ空間分割多重が実行できる場合、空間分割多重におけるチャネルを前記端末装置に割り当てる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間分割多重における複数のチャネルのうちの少なくともひとつを使用しながら、端末装置との無線通信を実行する通信部と、
前記通信部において実行される無線通信に対する許容遅延時間を取得する取得部と、
前記取得部において取得した許容遅延時間がしきい値よりも小さければ、少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるように、前記端末装置にチャネルを割り当てる制御部とを備え、
前記通信部は、前記端末装置に対して空間分割多重を実行できるか否かを特定し、
前記制御部は、前記取得部において取得した許容遅延時間がしきい値以上であり、かつ空間分割多重が実行できる場合、空間分割多重におけるチャネルを前記端末装置に割り当てることを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
所定の多重化要素にて規定される複数のチャネルのうちの少なくともひとつを使用しながら、端末装置との無線通信を実行する通信部と、
前記通信部において実行される無線通信に対する許容遅延時間を取得する取得部と、
前記取得部において取得した許容遅延時間がしきい値よりも小さければ、少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるように、前記端末装置にチャネルを割り当てる制御部とを備え、
前記通信部は、前記多重化要素とは別の多重化要素として、空間分割多重を前記端末装置に対して実行できるか否かを特定し、
前記制御部は、前記取得部において取得した許容遅延時間がしきい値以上であり、かつ空間分割多重が実行できる場合、空間分割多重におけるチャネルを前記端末装置に割り当てることを特徴とする基地局装置。
【請求項３】
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナを介して、所定の多重化要素にて規定される複数のチャネルのうちの少なくともひとつを使用しながら、端末装置との無線通信を実行する通信部と、
前記通信部において実行される無線通信に対する許容遅延時間を取得する取得部と、
前記取得部において取得した許容遅延時間がしきい値よりも小さければ、少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるように、前記端末装置にチャネルを割り当てる制御部とを備え、
前記通信部は、前記多重化要素とは別の多重化要素として、空間分割多重を前記端末装置に対して実行できるか否かを特定し、
前記制御部は、前記取得部において取得した許容遅延時間がしきい値以上であり、かつ空間分割多重が実行できる場合、空間分割多重におけるチャネルを前記端末装置に割り当てることを特徴とする基地局装置。
【請求項４】
前記取得部は、無線通信の対象となるデータの量も取得し、
前記制御部は、前記取得部において取得した許容遅延時間がしきい値よりも小さくても、データの量が別のしきい値よりも大きければ、少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるようなチャネルの割当を中止することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の基地局装置。
【請求項５】
端末装置との無線通信に対する許容遅延時間を取得するステップと、
取得した許容遅延時間がしきい値よりも小さければ、所定の多重化要素にて規定される複数のチャネルのうちの少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるように、前記端末装置にチャネルを割り当てるステップとを備え、
前記割り当てるステップは、前記多重化要素とは別の多重化要素として、空間分割多重を前記端末装置に対して実行できるか否かを特定した後、取得した許容遅延時間がしきい値以上であり、かつ空間分割多重が実行できる場合、空間分割多重におけるチャネルを前記端末装置に割り当てることを特徴とするチャネルの割当方法。
【請求項６】
端末装置との無線通信に対する許容遅延時間を取得するステップと、
取得した許容遅延時間がしきい値よりも小さければ、所定の多重化要素にて規定される複数のチャネルのうちの少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるように、前記端末装置にチャネルを割り当てるステップとを備え、
前記割り当てるステップは、前記多重化要素とは別の多重化要素として、空間分割多重を前記端末装置に対して実行できるか否かを特定した後、取得した許容遅延時間がしきい値以上であり、かつ空間分割多重が実行できる場合、空間分割多重におけるチャネルを前記端末装置に割り当てることをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャネルの割当技術に関し、特に所定の多重化要素にて規定されるチャネルを割り当てるチャネルの割当方法およびそれを利用した基地局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基地局装置は、通信対象となる端末装置に対して、チャネルを割り当てる。時間分割多重（ＴＤＭＡ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が実行される場合、ひとつのフレームの中に複数のタイムスロットが配置され、フレームが繰り返される。その際、タイムスロットがチャネルとして使用される。さらに、時間分割多重に対して、周波数分割多重（ＦＤＭＡ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）や空間分割多重（ＳＤＭＡ：Ｓｐａｃｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が組み合わされる場合、それらに応じたチャネルが割当可能になる。端末装置に対するチャネルの割当は、情報レートやエラーレート等の性能要求条件、信号対雑音比の信号受信状態をもとになされる。つまり、これらの通信規約にしたがって、チャネル、例えば、タイムスロット、拡散符号、周波数帯域の割当がなされる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特表２００３−５１３５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
どのようにチャネルを割り当てるかによって、周波数利用効率や通信品質が変化する。例えば、ＳＤＭＡを実行しているチャネルは、周波数利用効率を高くするが、互いの干渉によって通信品質が悪化しやすくなる。一方、スロットダイバーシチを実行しているチャネルは、再送を考慮しない場合に周波数利用効率を低くするが、通信品質が高くなる。このようなチャネルの割当は、無線回線の品質をもとになされてきた。その結果、所望の品質を満足するようなチャネルの使用が可能になる。
【０００４】
しかしながら、無線回線の品質をもとにしたチャネルの割当では、多種多様なサービスの品質が必ずしも満足されない。例えば、音声通信には、ユーザの主観的な品質が要求されるが、ＳＤＭＡを実行しているチャネルに音声通信が割り当てられると、将来的に音声通信に誤りが発生しやすくなる。また、誤りが発生した場合、再送制御がなされるが、再送制御が複数回なされると、遅延時間が増加することによって、音声通信のように許容遅延時間が短い場合に通信品質が悪化する。
【０００５】
一方、ベストエフォート型の通信に対して、スロットダイバーシチを実行するようにチャネルが割り当てられると、許容遅延時間よりも大幅に短い遅延時間になることがある。このような状況は、当該通信に対して問題はないが、スロットダイバーシチによって付加的なタイムスロットの割当がなされているので、他に通信に対して影響が及ぼされる。そのため、実際に通信されるサービスに応じたチャネルの割当が必要になる。
【０００６】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、通信されるデータに対して要求される許容遅延時間に適合するように、チャネルを割り当てるチャネルの割当技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の基地局装置は、時間分割多重における複数のチャネルのうちの少なくともひとつを使用しながら、端末装置との無線通信を実行する通信部と、通信部において実行される無線通信に対する許容遅延時間を取得する取得部と、取得部において取得した許容遅延時間がしきい値よりも小さければ、少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるように、前記端末装置にチャネルを割り当てる制御部とを備える。通信部は、前記端末装置に対して空間分割多重を実行できるか否かを特定し、制御部は、前記取得部において取得した許容遅延時間がしきい値以上であり、かつ空間分割多重が実行できる場合、空間分割多重におけるチャネルを前記端末装置に割り当ててもよい。
【０００８】
この態様によると、許容遅延時間が短ければ、複数のチャネルを割り当てるので、データの誤り確率が低減され、許容遅延時間に適合でき、許容遅延時間が長ければ、空間分割多重におけるチャネルを割り当てるので、伝送効率を向上できる。
【０００９】
本発明の別の態様もまた、基地局装置である。この基地局装置は、所定の多重化要素にて規定される複数のチャネルのうちの少なくともひとつを使用しながら、端末装置との無線通信を実行する通信部と、通信部において実行される無線通信に対する許容遅延時間を取得する取得部と、取得部において取得した許容遅延時間がしきい値よりも小さければ、少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるように、前記端末装置にチャネルを割り当てる制御部とを備える。通信部は、前記多重化要素とは別の多重化要素として、空間分割多重を前記端末装置に対して実行できるか否かを特定し、制御部は、前記取得部において取得した許容遅延時間がしきい値以上であり、かつ空間分割多重が実行できる場合、空間分割多重におけるチャネルを前記端末装置に割り当ててもよい。
【００１０】
この態様によると、許容遅延時間が短ければ、複数のチャネルを割り当てるので、データの誤り確率が低減され、許容遅延時間に適合でき、許容遅延時間が長ければ、空間分割多重におけるチャネルを割り当てるので、伝送効率を向上できる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様もまた、基地局装置である。この基地局装置は、複数のアンテナと、複数のアンテナを介して、所定の多重化要素にて規定される複数のチャネルのうちの少なくともひとつを使用しながら、端末装置との無線通信を実行する通信部と、通信部において実行される無線通信に対する許容遅延時間を取得する取得部と、取得部において取得した許容遅延時間がしきい値よりも小さければ、少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるように、前記端末装置にチャネルを割り当てる制御部とを備える。通信部は、前記多重化要素とは別の多重化要素として、空間分割多重を前記端末装置に対して実行できるか否かを特定し、制御部は、前記取得部において取得した許容遅延時間がしきい値以上であり、かつ空間分割多重が実行できる場合、空間分割多重におけるチャネルを前記端末装置に割り当ててもよい。
【００１２】
取得部は、無線通信の対象となるデータの量も取得し、制御部は、前記取得部において取得した許容遅延時間がしきい値よりも小さくても、データの量が別のしきい値よりも大きければ、少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるようなチャネルの割当を中止してもよい。この場合、データ量が大きければ、複数のチャネルを割り当てないので、伝送効率を向上できる。
【００１３】
本発明のさらに別の態様は、チャネルの割当方法である。この方法は、端末装置との無線通信に対する許容遅延時間を取得するステップと、取得した許容遅延時間がしきい値よりも小さければ、所定の多重化要素にて規定される複数のチャネルのうちの少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるように、前記端末装置にチャネルを割り当てるステップとを備える。割り当てるステップは、前記多重化要素とは別の多重化要素として、空間分割多重を前記端末装置に対して実行できるか否かを特定した後、取得した許容遅延時間がしきい値以上であり、かつ空間分割多重が実行できる場合、空間分割多重におけるチャネルを前記端末装置に割り当ててもよい。
【００１４】
本発明のさらに別の態様は、プログラムである。このプログラムは、端末装置との無線通信に対する許容遅延時間を取得するステップと、取得した許容遅延時間がしきい値よりも小さければ、所定の多重化要素にて規定される複数のチャネルのうちの少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるように、前記端末装置にチャネルを割り当てるステップとを備える。割り当てるステップは、前記多重化要素とは別の多重化要素として、空間分割多重を前記端末装置に対して実行できるか否かを特定した後、取得した許容遅延時間がしきい値以上であり、かつ空間分割多重が実行できる場合、空間分割多重におけるチャネルを前記端末装置に割り当てることをコンピュータに実行させる。
【００１５】
取得するステップは、無線通信の対象となるデータの量も取得し、割り当てるステップは、取得した許容遅延時間がしきい値よりも小さくても、データの量が別のしきい値よりも大きければ、少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるようなチャネルの割当を中止してもよい。
【００１６】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を、方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、通信されるデータに対して要求される許容遅延時間に適合するように、チャネルを割り当てることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、少なくともひとつの端末装置と、基地局装置によって構成される第二世代ディジタルコードレス電話システムに関する。基地局装置は、複数のタイムスロットにて形成されたフレームが繰り返されるように規定しており、通信対象となる端末装置に対してタイムスロットを割り当てる。つまり、基地局装置は、時間を多重化要素とした時分割多元接続（ＴＤＭＡ）によって複数の端末装置を接続する。さらに、基地局装置は、空間を多重化要素とした空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）にも対応する。このように、基地局装置は、ＴＤＭＡだけでなくＳＤＭＡにも対応するので、ここでは、タイムスロットもチャネルとして説明する。
【００１９】
基地局装置と端末装置との通信の内容として、さまざまなアプリケーションが存在する。アプリケーションとして、音声通話、メール、ブラウジング、ダウンロード、ＴＶ会議等が挙げられる。このようなアプリケーションの種類に応じて、通信システムに要求される許容遅延時間が異なる。音声通話やＴＶ会議などでは、即時性が要求されるので、許容遅延時間が短くなる。一方、メールやダウンロードなどでは、即時性が要求されないので、許容遅延時間が長くなる。アプリケーションに関係なく、基地局装置がチャネルを割り当てていれば、許容遅延時間に対する要求が満たされない場合がある。これに対して、実施例に係る基地局装置は、以下の処理を実行する。
【００２０】
基地局装置は、端末装置にチャネルを割り当てる際に、通信すべきアプリケーションにて要求される許容遅延時間を特定する。許容遅延時間がしきい値よりも小さければ、基地局装置は、端末装置に対してスロットダイバーシチを実行できるようなチャネルを割り当てる。つまり、基地局装置は、ひとつの端末装置に対して、異なったタイムスロットを少なくともふたつ割り当て、これらのタイムスロットに同一のデータを配置させる。一方、許容遅延時間がしきい値以上であれば、基地局装置は、ひとつの端末装置と別の端末装置とに対して、ＳＤＭＡを実行できるかを調査する。ＳＤＭＡを実行できる場合、基地局装置は、当該ひとつの端末装置に対して、別の端末装置に割り当てたタイムスロットと同一のタイムスロットにおけるチャネルを割り当てる。
【００２１】
許容遅延時間がしきい値よりも小さい場合、基地局装置は、スロットダイバーシチを実行することによって、通信品質を向上させて、当該許容遅延時間を満足させる。また、通信品質が向上することによって、再送による伝送効率の低下が抑制される。また、許容遅延時間がしきい値以上の場合、基地局装置は、可能であればＳＤＭＡを実行することによって、伝送効率を改善させる。
【００２２】
図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、端末装置１０と総称される第１端末装置１０ａ、第２端末装置１０ｂ、基地局装置１４、ネットワーク１８を含む。また、第１端末装置１０ａは、第１端末用アンテナ１２ａを含み、第２端末装置１０ｂは、第２端末用アンテナ１２ｂを含む。ここで、第１端末用アンテナ１２ａ、第２端末用アンテナ１２ｂは、端末用アンテナ１２と総称される。基地局装置１４は、基地局用アンテナ１６と総称される第１基地局用アンテナ１６ａ、第２基地局用アンテナ１６ｂ、第Ｎ基地局用アンテナ１６ｎを含む。
【００２３】
基地局装置１４は、複数の基地局用アンテナ１６を備えることによって、無線伝送路を介して端末装置１０を一端に接続とともに、ネットワーク１８を他端に接続する。基地局装置１４は、ＴＤＭＡにて複数の端末装置１０を接続できるように、フレームの繰り返しを規定する。フレームは、８つのタイムスロットにて構成されており、４つのタイムスロットが上り回線用に使用され、残りの４つのタイムスロットが下り回線用に使用される。なお、ひとつの端末装置に対して、ひとつの上り回線用のタイムスロットとひとつの下り回線用のタイムスロットとが割り当てられる。特に、４つの上り回線用のタイムスロットと４つの下り回線用のタイムスロットとは、対象的に使用される。
【００２４】
そのため、説明を簡潔にするために、ここでは、フレームに含まれた複数のタイムスロットとして、４つの上り回線用のタイムスロットあるいは４つの下り回線用のタイムスロットを説明する。基地局装置１４は、ＴＤＭＡに加えてＳＤＭＡも実行するので、ひとつのタイムスロットに、複数のチャネルであって、かつＳＤＭＡ用のチャネルが配置される。ここでは、前述のごとく、タイムスロットもチャネルとして説明する。なお、ひとつのタイムスロットに配置されるチャネルの数は、Ｍであるとする。また、通信は、チャネルに配置されたパケット信号によってなされる。パケット信号は、先頭部分に既知の信号、つまりプリアンブルを配置し、それに続いてデータ信号を配置する。
【００２５】
端末装置１０は、基地局装置１４に対して通信を実行するが、通信にて使用されるアプリケーションとして、音声通話、メール、ブラウジング、ダウンロード、ＴＶ会議等がある。端末装置１０は、通信を開始する際に、基地局装置１４に対して接続要求を送信し、基地局装置１４からチャネル割当の応答を受信する。受信したチャネル割当の応答には、使用すべき上り回線用のチャネルを識別するための情報と、使用すべき下り回線用のチャネルを識別するための情報とが含まれており、端末装置１０は、これらの情報にしたがって、基地局装置１４との通信を実行する。なお、チャネルを識別するための情報として、別のタイムスロットに対応したふたつのチャネルに関する情報が含まれている場合、端末装置１０は、ふたつのチャネルに同一のデータを送信する。
【００２６】
図２は、基地局装置１４の構成を示す。基地局装置１４は、基地局用アンテナ１６と総称される第１基地局用アンテナ１６ａ、第２基地局用アンテナ１６ｂ、第Ｎ基地局用アンテナ１６ｎ、無線部２０と総称される第１無線部２０ａ、第２無線部２０ｂ、第Ｎ無線部２０ｎ、信号処理部２２と総称される第１信号処理部２２ａ、第２信号処理部２２ｂ、第Ｍ信号処理部２２ｍ、モデム部２４と総称される第１モデム部２４ａ、第２モデム部２４ｂ、第Ｍモデム部２４ｍ、ベースバンド部２６、制御部３０を含む。
【００２７】
また、信号として、デジタル受信信号３００と総称される第１デジタル受信信号３００ａ、第２デジタル受信信号３００ｂ、第Ｎデジタル受信信号３００ｎ、デジタル送信信号３０２と総称される第１デジタル送信信号３０２ａ、第２デジタル送信信号３０２ｂ、第Ｎデジタル送信信号３０２ｎ、合成信号３０４と総称される第１合成信号３０４ａ、第２合成信号３０４ｂ、第Ｍ合成信号３０４ｍ、分離前信号３０８と総称される第１分離前信号３０８ａ、第２分離前信号３０８ｂ、第Ｍ分離前信号３０８ｍを含む。
【００２８】
基地局用アンテナ１６は、複数備えられている。ここでは、基地局用アンテナ１６の数をＮとする。無線部２０は、受信動作として、基地局用アンテナ１６によって受信した無線周波数の信号を周波数変換し、ベースバンドの信号を導出する。無線部２０は、ベースバンドの信号をデジタル受信信号３００として信号処理部２２に出力する。一般的に、ベースバンドの信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、無線部２０には、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）やＡ／Ｄ変換部も含まれる。
【００２９】
無線部２０は、送信動作として、信号処理部２２からのベースバンドの信号を周波数変換し、無線周波数の信号を導出する。ここで、信号処理部２２からのベースバンドの信号は、デジタル送信信号３０２として示される。無線部２０は、無線周波数の信号を基地局用アンテナ１６に出力する。つまり、無線部２０は、無線周波数のパケット信号を基地局用アンテナ１６から送信する。また、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。
【００３０】
信号処理部２２は、受信動作として、複数のデジタル受信信号３００に対してアダプティブアレイ信号処理を実行する。信号処理部２２は、アダプティブアレイ信号処理の結果を合成信号３０４としてモデム部２４に出力する。ここで、信号処理部２２は、第１信号処理部２２ａから第Ｍ信号処理部２２ｍまで、Ｍ個含まれ、それぞれは、ひとつのタイムスロットに配置された複数のチャネルに対して処理を実行する。例えば、複数の端末装置１０がＴＤＭＡによってのみ多重化される場合、これらのチャネルに対する処理は、第１信号処理部２２ａによって、時分割に実行される。
【００３１】
また、ひとつのタイムスロットにおいて、ふたつのチャネルがＳＤＭＡによって多重化される場合、これらのチャネルに対する処理は、第１信号処理部２２ａと第２信号処理部２２ｂとによって、並列に実行される。また、信号処理部２２は、送信動作として、モデム部２４から分離前信号３０８を入力し、複数の基地局用アンテナ１６のそれぞれに対応づけながらデジタル送信信号３０２として出力する。
【００３２】
信号処理部２２における受信処理をさらに詳しく説明する。信号処理部２２は、パケット信号のプリアンブル期間にわたって、複数のデジタル受信信号３００に対して、受信ウエイトベクトルを導出する。受信ウエイトベクトルは、基地局用アンテナ１６単位の成分を有する。なお、基地局用アンテナ１６単位の基地局用アンテナ１６とは、デジタル受信信号３００を受信した基地局用アンテナ１６に相当する。また、信号処理部２２は、受信ウエイトベクトルとデジタル受信信号３００とを対応づけながら乗算を実行する。また、複数の乗算結果は合成されるが、合成された結果が、前述の合成信号３０４に相当する。ＳＤＭＡがなされている場合、複数の信号処理部２２が以上の処理を並列に実行する。
【００３３】
モデム部２４は、受信処理として、信号処理部２２からの合成信号３０４に対して、復調を実行し、復調した信号をベースバンド部２６に出力する。また、モデム部２４は、送信処理として変調を実行し、変調した信号を分離前信号３０８として信号処理部２２に出力する。ベースバンド部２６は、基地局装置１４において処理すべき信号と、図示しないネットワーク１８とのインタフェースである。
【００３４】
制御部３０は、無線部２０、信号処理部２２、モデム部２４、ベースバンド部２６を制御することによって、端末装置１０との無線通信を実行する。具体的には、制御部３０は、ＴＤＭＡにおける複数のチャネルを規定しており、そのうちの少なくともひとつを端末装置１０に対して割り当てる。無線部２０、信号処理部２２、モデム部２４、ベースバンド部２６は、制御部３０によって割り当てられたチャネルを使用しながら、端末装置１０との無線通信を実行する。無線通信に先立って、制御部３０は、信号処理部２２等において実行される無線通信に対する許容遅延時間を取得する。
【００３５】
具体的に説明すると、下り回線の場合、ベースバンド部２６が、図示しないネットワーク１８から端末装置１０に送信すべきデータ信号を受けつける。受けつけたデータ信号には、当該データ信号が対応しているアプリケーションを示した識別情報が含まれている。例えば、識別情報は、音声電話、ＴＶ会議、メール等を示しており、制御部３０は、識別情報を受けつけることによって、データ信号に対応したアプリケーションの種類を取得する。制御部３０は、内部に記憶したデータベースを参照しながら、取得したアプリケーションの種類に対応した許容遅延時間を特定する。
【００３６】
図３は、制御部３０に記憶されたアプリケーションに対する許容遅延時間の関係のデータベースのデータ構造を示す。データベースは、アプリケーション欄２００、許容遅延時間欄２０２によって構成される。アプリケーション欄２００には、「音声電話」、「ＴＶ会議」、「メール」等が含まれている。また、許容遅延時間欄２０２には、アプリケーション欄２００でのアプリケーションに対応するように、許容遅延時間の値が「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」のごとく含まれている。なお、「Ａ」等は、具体的な数値であるとする。図２に戻る。
【００３７】
上り回線の場合も、制御部３０は、無線通信に先立って許容遅延時間を取得する。例えば、端末装置１０からのチャネル割当要求に、アプリケーションを示した識別情報が含まれており、制御部３０は、識別情報を取得する。これに続く処理は、下り回線の場合と同様であるので、ここでは、説明を省略する。制御部３０は、取得した許容遅延時間と、予め記憶しているしきい値とを比較する。許容遅延時間がしきい値よりも小さければ、制御部３０は、上り回線および下り回線のそれぞれに対して、少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるように、端末装置１０にチャネルを割り当てる。つまり、スロットダイバーシチが実現される。
【００３８】
一方、許容遅延時間がしきい値以上である場合、制御部３０は、信号処理部２２から端末装置１０に対する受信ウエイトベクトルを取得するとともに、他の端末装置１０に対する受信ウエイトベクトルを取得する。他の端末装置１０は、既にチャネルを割り当てている端末装置１０である。なお、対象とするタイムスロットにおいて新たなチャネルが割当可能であるとする。また、制御部３０は、端末装置１０に対する受信ウエイトベクトルと他の端末装置１０に対する受信ウエイトベクトルとの相関値を導出する。さらに、制御部３０は、導出した相関値がしきい値よりも小さければ、端末装置１０に対してＳＤＭＡを実行できると特定する。これは、端末装置１０と他の端末装置１０とが空間において分離可能な状態に相当する。その際、制御部３０は、他の端末装置１０に割り当てたチャネルが含まれたタイムスロットにおいて、ＳＤＭＡにおけるチャネルを端末装置１０に割り当てる。
【００３９】
制御部３０は、導出した相関値がしきい値以上であれば、端末装置１０に対してＳＤＭＡを実行できないと特定する。制御部３０は、他の端末装置１０にチャネルを割り当てていないタイムスロットでのチャネルを端末装置１０に割り当てる。なお、そのようなチャネルが存在しなければ、制御部３０は、端末装置１０へのチャネルの割当を拒否し、端末装置１０にその旨を通知する。
【００４０】
スロットダイバーシチでは、ひとつの端末装置１０との通信に対して、一組のタイムスロットだけではなく、タイミングが少なくとも異なった複数組のタイムスロットを使用することによって、同一内容のデータが重複して送信される。このように重複して送信されることによって、最終的に信号が受信される可能性が向上する。さらに、受信側においては、複数のタイムスロットでのデータに対して、最大比合成を実行することによって、信号の品質を向上できる。
【００４１】
また、ＳＤＭＡでは、ひとつのタイムスロットを空間的に分割することによって、複数のチャネルを規定し、複数の端末装置１０を多重化する。このように、空間分割することによって、多重化可能な端末装置１０の数を増加できるので、周波数の利用効率を向上できる。なお、ＳＤＭＡされているチャネル間の相関が高い場合、互いに影響を及ぼし合う。
【００４２】
以上の処理によって割り当てられたチャネルの一例を説明する。図４は、通信システム１００におけるフレームの構成を示す。横軸は、時間を示し、縦軸は、空間を示す。つまり、横方向の複数のチャネルは、ＴＤＭＡによる多重化に相当し、縦方向の複数のチャネルは、ＳＤＭＡによる多重化に相当する。また、横軸において、タイムスロットの番号が「１」から「４」と示されている。制御部３０は、第１端末装置１０ａに対して、「１」番のタイムスロットと「２」番のタイムスロットでのチャネルを割り当てている。その結果、第１端末装置１０ａに対して、スロットダイバーシチがなされている。なお、第１端末装置１０ａとの通信におけるデータ信号の許容遅延時間は、しきい値よりも小さいものとする。
【００４３】
また、制御部３０は、第２端末装置１０ｂに対して、「３」番のタイムスロットでのチャネルを割り当てている。なお、「３」番のタイムスロットには、第３端末装置１０ｃに割り当てられたチャネルも存在するので、制御部３０は、第２端末装置１０ｂと第３端末装置１０ｃに対して、ＳＤＭＡを実行している。なお、第２端末装置１０ｂとの通信におけるデータ信号の許容遅延時間は、しきい値以上であり、第２端末装置１０ｂと第３端末装置１０ｃとの間において、無線伝送路の相関が小さいものとする。
【００４４】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００４５】
図５は、第１信号処理部２２ａの構造を示す。第１信号処理部２２ａは、合成部４０、受信ウエイトベクトル計算部４２、参照信号生成部４４、分離部４６、送信ウエイトベクトル計算部４８を含む。また、合成部４０は、乗算部５０と総称される第１乗算部５０ａ、第２乗算部５０ｂ、第Ｎ乗算部５０ｎ、加算部５４を含み、分離部４６は、乗算部５２と総称される第１乗算部５２ａ、第２乗算部５２ｂ、第Ｎ乗算部５２ｎを含む。また、信号として、受信ウエイトベクトル３１０と総称される第１受信ウエイトベクトル３１０ａ、第２受信ウエイトベクトル３１０ｂ、第Ｎ受信ウエイトベクトル３１０ｎ、受信ウエイトベクトル信号３１２、送信ウエイトベクトル信号３１４と総称される第１送信ウエイトベクトル信号３１４ａ、第２送信ウエイトベクトル信号３１４ｂ、第Ｎ送信ウエイトベクトル信号３１４ｎを含む。なお、第２信号処理部２２ｂ等も同様に構成される。
【００４６】
乗算部５０は、受信ウエイトベクトル３１０によって、デジタル受信信号３００を重みづけする。加算部５４は、重みづけられた信号を加算し、第１合成信号３０４ａを出力する。参照信号生成部４４は、受信したパケット信号のプリアンブル期間中に、予め記憶したプリアンブルを参照信号として受信ウエイトベクトル計算部４２に出力し、データ信号期間中に、第１合成信号３０４ａの判定結果を参照信号として受信ウエイトベクトル計算部４２に出力する。
【００４７】
受信ウエイトベクトル計算部４２は、デジタル受信信号３００、第１合成信号３０４ａ、参照信号から、ＲＬＳアルゴリズムやＬＭＳアルゴリズムなどの適応アルゴリズムによって受信ウエイトベクトル３１０を計算する。また、受信ウエイトベクトル３１０は、基地局用アンテナ１６の数に応じた数の成分を有する。受信ウエイトベクトル計算部４２は、受信ウエイトベクトル信号３１２を送信ウエイトベクトル計算部４８に出力する。
【００４８】
送信ウエイトベクトル計算部４８は、受信ウエイトベクトル信号３１２をもとに、第１分離前信号３０８ａの重みづけに必要な送信ウエイトベクトル信号３１４を導出する。処理を簡略化するために、受信ウエイトベクトル信号３１２と送信ウエイトベクトル信号３１４とが同一であってもよい。分離部４６は、乗算部５２において、送信ウエイトベクトル信号３１４によって第１分離前信号３０８ａを重みづけし、デジタル送信信号３０２として出力する。
【００４９】
以上の構成による基地局装置１４の動作を説明する。図６は、基地局装置１４におけるチャネル割当処理の手順を示すフローチャートである。制御部３０は、通信対象となるデータ信号の種類を特定し（Ｓ１０）、データ信号の種類から許容遅延時間を取得する（Ｓ１２）。許容遅延時間がしきい値よりも小さく（Ｓ１４のＹ）、スロットダイバーシチが可能であれば（Ｓ１６のＹ）、制御部３０は、ふたつのチャネルを端末装置１０に割り当てる（Ｓ１８）。ここで、スロットダイバーシチが可能であるとは、少なくともふたつのチャネル、あるいはタイムスロットが空いている状態に相当する。
【００５０】
一方、スロットダイバーシチが可能でなければ（Ｓ１６のＮ）、制御部３０は、ひとつのチャネルを端末装置１０に割り当てる（Ｓ２０）。許容遅延時間がしきい値以上であり（Ｓ１４のＮ）、ＳＤＭＡが可能であれば（Ｓ２２のＹ）、制御部３０は、ＳＤＭＡのチャネルを端末装置１０に割り当てる（Ｓ２４）。一方、ＳＤＭＡが可能でなければ（Ｓ２２のＮ）、制御部３０は、ＳＤＭＡを実行していない通常のチャネルを端末装置１０に割り当てる（Ｓ２６）。
【００５１】
本発明の実施例によれば、許容遅延時間が短ければ、複数のチャネルを割り当てることによって、スロットダイバーシチを実行するので、データの誤り確率が低減されて、処理の遅延時間を許容遅延時間に適合できる。また、データの誤り確率が低減されるので、伝送効率の低下を抑制できる。また、遅延時間を短くできるので、リアルタイム性の高いアプリケーションを伝送できる。また、許容遅延時間が長ければ、ＳＤＭＡにおけるチャネルを割り当てるので、周波数の利用効率を向上できる。また、空間の相関性が高い場合には、ＳＤＭＡを実行しないので、ＳＤＭＡによる特性の悪化を抑制できる。
【００５２】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５３】
本発明の実施例において、制御部３０は、許容遅延時間がしきい値よりも短ければ、端末装置１０に対してスロットダイバーシチを実行する。しかしながらこれに限らず例えば、許容遅延時間に加えるように別の評価基準を使用してもよい。制御部３０は、無線通信の対象となるデータ信号のデータの量も取得する。そのため、データ信号には、アプリケーションを示した識別情報に加えて、データ量に関する情報も含まれる。制御部３０は、取得した許容遅延時間がしきい値よりも小さくても、データの量が別のしきい値よりも大きければ、少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるようなチャネルの割当を中止する。つまりこの場合は、ひとつのチャネルが割り当てられる。本変形例によれば、データ量が大きければ、複数のチャネルを割り当てないので、伝送効率を向上できる。
【００５４】
本発明の実施例において、所定の多重化要素を「時間」として、説明を行っている。しかしながらこれに限らず例えば、所定の多重化要素は、「時間」でなく、「周波数」や「符号」であってもよい。前者の場合は、ＦＤＭＡとＳＤＭＡとの組合せに相当し、後者の場合は、ＣＤＭＡとＳＤＭＡとの組合せに相当する。このような場合でも、実施例において説明した処理と同様の処理が実現されればよい。なお、「周波数」の場合、タイムスロットの代わりに、周波数チャネルが使用され、「符号」の場合、タイムスロットの代わりに、コードが使用される。信号処理部２２等は、所定の多重化要素にて規定される複数のチャネルのうちの少なくともひとつを使用しながら、端末装置１０との無線通信を実行する。制御部３０は、無線通信に対する許容遅延時間を取得し、これがしきい値よりも小さければ、少なくともふたつのチャネルに同一のデータが配置されるように、端末装置１０にチャネルを割り当てる。一方、許容遅延時間がしきい値以上であれば、制御部３０は、多重化要素とは別の多重化要素として、ＳＤＭＡを端末装置１０に対して実行できるか否かを特定する。制御部３０は、ＳＤＭＡが実行できる場合、ＳＤＭＡにおけるチャネルを端末装置１０に割り当てる。本変形例によれば、本発明をさまざまな多重化技術に適用できる。
【００５５】
本発明の実施例において、制御部３０は、ＳＤＭＡが実行できるかを決定するために、端末装置１０の受信ウエイトベクトル３１０と、他の端末装置１０の受信ウエイトベクトル３１０との相関値を使用している。これに限らず例えば、制御部３０は、端末装置１０からの信号の受信強度と、他の端末装置１０からの信号の受信強度との差異を使用してもよい。この場合、差異が小さければ、制御部３０は、ＳＤＭＡが実行できると決定する。本変形例によれば、処理を簡易にできる。つまり、ＳＤＭＡを実行することによって、通信品質が悪化することが防止できればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。
【図２】図１の基地局装置の構成を示す図である。
【図３】図２の制御部に記憶されたアプリケーションに対する許容遅延時間の関係のデータベースのデータ構造を示す図である。
【図４】図１の通信システムにおけるフレームの構成を示す図である。
【図５】図２の第１信号処理部の構造を示す図である。
【図６】図１の基地局装置におけるチャネル割当処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 端末装置、 １２ 端末用アンテナ、 １４ 基地局装置、 １６ 基地局用アンテナ、 １８ ネットワーク、 ２０ 無線部、 ２２ 信号処理部、 ２４ モデム部、 ２６ ベースバンド部、 ３０ 制御部、 １００ 通信システム。
【出願人】 【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
【出願日】 平成１８年８月１１日（２００６．８．１１）
【代理人】 【識別番号】１００１０５９２４
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
【公開番号】 特開２００８−４８０７２（Ｐ２００８−４８０７２Ａ）
【公開日】 平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願番号】 特願２００６−２２０５０１（Ｐ２００６−２２０５０１）