JP4167691B2 - Adaptive array base station - Google Patents
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Description
本発明はSDMA(Space Division Multiple Access:空間分割多元接続)方式の通信システムに関するものであり、SDMA方式を採用するアダプティブアレイ基地局に関するものである。 The present invention relates to an SDMA (Space Division Multiple Access) communication system, and to an adaptive array base station adopting the SDMA method.
アダプティブアレイ基地局において、自基地局に接続している端末(自基地局接続端末)がハンドオーバを試みる場合は、その端末がハンドオーバに失敗し自基地局に戻される可能性があるため、基地局側では最大15秒間同期バーストの送受信モードに入る。そして、同期バースト送受信モード中に同期バースト以外のバーストを受信したとしても単に破棄するだけである(従来技術1)。また、他基地局に接続中の端末が移動などをすることによって、当該端末からの干渉が大きくなってしまった場合、基地局のスクランブルシード(8ビットの識別情報)が同じであれば、自基地局接続端末からの希望波と他基地局接続端末からの妨害波との区別がつけられなくなってしまうため、それまで干渉波方向にNULL(ヌル)を形成し、その送信ウェイトでロックできていたのが、ロックできなくなってしまう(従来技術2)。 In an adaptive array base station, when a terminal connected to its own base station (own base station connecting terminal) attempts handover, the terminal may fail to perform handover and be returned to its own base station. On the side, it enters the transmission / reception mode of synchronous burst for a maximum of 15 seconds. Even if a burst other than the synchronous burst is received during the synchronous burst transmission / reception mode, it is simply discarded (prior art 1). In addition, if a terminal connected to another base station moves and the interference from the terminal increases, if the base station scramble seed (8-bit identification information) is the same, Since it becomes impossible to distinguish between the desired wave from the base station connection terminal and the interference wave from the other base station connection terminal, NULL has been formed in the interference wave direction until then, and the transmission weight can be locked. It becomes impossible to lock (Prior Art 2).
しかしながら、従来技術1のように空間多重化技術を用いず単に他のバーストを破棄するだけでは、他基地局に接続中の端末(例えば、端末Aとする)から通話チャネルのTCHバーストを受信した場合にその方向にNULLが形成されないため、端末Aに干渉を与えてしまうことになる。また、従来技術2のように送信ウェイトがロックできない場合時分割多重が損なわれるため、他基地局に接続中の端末へ干渉を与えてしまう。本発明は、上記従来技術の課題に鑑みて、他基地局接続端末及び自基地局接続端末の通話品質を保証することのできるアダプティブアレイ基地局を提供することを目的とする。
However, just by discarding other bursts without using the spatial multiplexing technique as in the prior art 1, a TCH burst of the communication channel is received from a terminal connected to another base station (for example, terminal A). In this case, since NULL is not formed in that direction, the terminal A is interfered. Further, when the transmission weight cannot be locked as in the
上述の課題を解決するために、本願第1の発明のアダプティブアレイ基地局は、送信対象となる移動通信端末に対して、時間空間分割多元接続方式での通信を行う基地局において、送信ウェイト情報をバッファリングする手段と、前記送信対象となる移動通信端末に対するアダプティブビームフォーミングまたは他の基地局接続端末に対するヌル送信ができない場合に、所定の期間、前記バッファリングしてある前記送信ウェイト情報の中から、エラー情報に基づく最適な送信ウェイト情報であって、前記送信対象となる移動通信端末に対するアダプティブビームフォーミングまたは他の基地局接続端末に対するヌル送信ができない場合の発生時以前で且つ最も近い時刻の送信ウェイト情報を選択する手段と、前記最適な送信ウェイト情報に基づいて送信ウェイトを決定する手段と、前記送信ウェイトを用いて送信対象となる移動通信端末に送信する手段とを具備したことを特徴とする。さらに、本願第2の発明は、本願第1の発明のアダプティブアレイ基地局において、前記エラー情報は、CRCエラー数または、CRCエラー数とUWエラー数の合計であることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the adaptive array base station according to the first aspect of the present invention provides transmission weight information in a base station that performs communication in a time-space division multiple access scheme to a mobile communication terminal to be transmitted. Of the transmission weight information that has been buffered for a predetermined period of time when adaptive beamforming to the mobile communication terminal to be transmitted or null transmission to another base station connection terminal cannot be performed. To the optimum transmission weight information based on the error information, before the occurrence of the case where adaptive beam forming for the mobile communication terminal to be transmitted or null transmission to another base station connection terminal cannot be performed and at the nearest time Means for selecting transmission weight information and the optimum transmission weight information; It means for determining a transmission weight Zui, characterized by comprising a means for transmitting to the mobile communication terminal to be transmitted by using the transmission weight. Further, the second invention of the present application is the adaptive array base station of the first invention of the present application, wherein the error information is a CRC error number or a total of the CRC error number and the UW error number.
さらに、本願第3の発明の通信方法は、送信対象となる移動通信端末に対して、時間空間分割多元接続方式での通信を行う方法であって、送信ウェイト情報をバッファリングするステップと、前記送信対象となる移動通信端末に対するアダプティブビームフォーミングまたは他の基地局接続端末に対するヌル送信ができない場合に、所定の期間、前記バッファリングしてある前記送信ウェイト情報の中から、エラー情報に基づく最適な送信ウェイト情報であって、前記送信対象となる移動通信端末に対するアダプティブビームフォーミングまたは他の基地局接続端末に対するヌル送信ができない場合の発生時以前で且つ最も近い時刻の送信ウェイト情報を選択するステップと、前記最適な送信ウェイト情報に基づいて前記送信ウェイトを決定するステップと、前記送信ウェイトを用いて送信対象となる移動通信端末に送信するステップとを含むことを特徴とする。さらに、本願第4の発明は、本願第3の発明の通信方法において、前記エラー情報は、CRCエラー数または、CRCエラー数とUWエラー数の合計であることを特徴とする。 Furthermore, a communication method according to a third aspect of the present invention is a method for performing communication in a time-space division multiple access scheme to a mobile communication terminal to be transmitted, the step of buffering transmission weight information, When adaptive beamforming to a mobile communication terminal to be transmitted or null transmission to another base station connected terminal cannot be performed, an optimum based on error information is selected from the buffered transmission weight information for a predetermined period. Selecting transmission weight information at the nearest time prior to the occurrence of transmission weight information before adaptive beam forming for the mobile communication terminal to be transmitted or null transmission to another base station connected terminal; and And determining the transmission weight based on the optimal transmission weight information. A step that, characterized in that it comprises the steps of transmitting to the mobile communication terminal to be transmitted by using the transmission weight. Furthermore, a fourth invention of the present application is characterized in that, in the communication method of the third invention of the present application, the error information is a CRC error number or a total of the CRC error number and the UW error number.
本発明のアダプティブアレイ基地局によれば、他基地局接続端末及び自基地局接続端末の通話品質を保証することができる。 According to the adaptive array base station of the present invention, it is possible to guarantee the call quality of the other base station connection terminal and the own base station connection terminal.
次に添付図面を参照して、本発明によるアダプティブアレイ基地局をデジタル無線通信用アダブティブアレイ基地局であるPHS基地局に適用したときの実施の形態について詳細に説明する。なお、ここで使用する用語「PHS基地局」はパーソナルハンディーフォンシステム(ARIB STD-28)で使用する基地局を意味するものである。 Next, with reference to the attached drawings, an embodiment when the adaptive array base station according to the present invention is applied to a PHS base station which is an adaptive array base station for digital radio communication will be described in detail. The term “PHS base station” used here means a base station used in the personal handyphone system (ARIB STD-28).
添付図面は図1〜図13あり、図1はハンドオーバ時のシーケンスチャート、図2はアダプティブアレイ基地局でのビーム送信とNULL送信とを表す図、図3R>3はハンドオーバ後の同期バースト送信を表す図、図4は本発明の実施の形態であるアダプティブアレイ基地局の機能ブロック図、図5はTCHのデータフォーマット、図6はSYNCのデータフォーマット、図7は同期バーストビーム送信及び同期バーストNULL送信のタイムスロット例、図8は ハンドオーバ後の同期バーストNULL送信を表す図、図9はアダプティブアレイ基地局の送信ウェイトロック状態を表す図、図10は希望波と妨害波の推移を表す図、図11はアダプティブアレイ基地局の送信ウェイトアンロック状態を表す図、図12は送信ウェイト情報のバッファリング方法を説明するタイムスロット例、図13はバッファリングされた送信ウェイト情報を使用した状態を表す図である。 FIGS. 1 to 13 are attached drawings, FIG. 1 is a sequence chart at the time of handover, FIG. 2 is a diagram showing beam transmission and NULL transmission in an adaptive array base station, and FIG. 3R> 3 is a synchronous burst transmission after handover. FIG. 4 is a functional block diagram of an adaptive array base station according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a TCH data format, FIG. 6 is a SYNC data format, and FIG. 7 is a synchronous burst beam transmission and a synchronous burst NULL. Example of transmission time slot, FIG. 8 is a diagram showing synchronous burst NULL transmission after handover, FIG. 9 is a diagram showing a transmission wait lock state of an adaptive array base station, and FIG. 10 is a diagram showing transitions of a desired wave and an interference wave, FIG. 11 illustrates a transmission weight unlock state of the adaptive array base station, and FIG. 12 illustrates a transmission weight information buffering method. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a time slot, in which a buffered transmission weight information is used.
無線区間に設けられるチャネルは、基本的にユーザ情報を転送する通話チャネル(TCH)と、制御信号を転送する制御チャネル(CCH)とから構成される。そして、CCHからTCHへの移行時や、端末のハンドオーバ時には同期バーストを使って基地局と端末との間で同期確立を図り、その後TCHで通話をする。パーソナルハンディーフォンシステムの場合、同期バーストのフォーマットでは上りの同期ワードUWが32ビット用意されており、TCHのフォーマットでは上りのUWが16ビット用意されている。 The channels provided in the radio section basically include a communication channel (TCH) for transferring user information and a control channel (CCH) for transferring control signals. Then, at the time of transition from the CCH to the TCH or when the terminal is handed over, synchronization is established between the base station and the terminal using a synchronization burst, and then a call is made on the TCH. In the case of the personal handyphone system, 32 bits of uplink synchronization word UW are prepared in the format of synchronization burst, and 16 bits of uplink UW are prepared in the format of TCH.
PHS基地局において、自基地局に接続している端末がハンドオーバを試みた場合は、その端末がハンドオーバに失敗して自基地局に切り戻される可能性があるため、基地局側では最大15秒間同期バーストの同期バースト送受信モードに入る。そして、当該モード中に同期バースト以外のバーストを受信したとしても、そのバーストを単に破棄するだけで、次の同期バーストの送信には何ら変更を加えなかった。 In a PHS base station, if a terminal connected to the base station tries to perform a handover, the base station may fail to perform the handover and switch back to the base station. The synchronous burst transmission / reception mode of the synchronous burst is entered. Even if a burst other than the synchronization burst is received during this mode, the burst is simply discarded, and no change is made to the transmission of the next synchronization burst.
図1は、従来のハンドオーバ成功時のシーケンスチャートである。ハンドオーバには基地局から指示を出して切り替わる場合と、端末から指示を出して切り替わる場合との二つがあるが、ここでは前者のシーケンスチャートを示している。同図に示すように、ハンドオーバ元基地局103aからハンドオーバ指示105を出してから、端末101とハンドオーバ先基地局103bとの間では呼設定処理(図1のハンドオーバ処理109)を行うが、その間ハンドオーバ元基地局103aでは、端末101がハンドオーバに失敗して切り戻ってくる可能性があるため、15秒間同期バースト(107a〜107d)の送信を行っている。もしハンドオーバに成功すれば、ハンドオーバ元基地局103aでは15秒間の同期バースト送信後、切断処理を行う。図2及び図3は上記従来のシーケンスチャートにしたがって処理を行ったときの状態を表す図である。
FIG. 1 is a sequence chart when a conventional handover succeeds. There are two types of handover: switching when an instruction is issued from the base station and switching when an instruction is issued from the terminal. Here, the former sequence chart is shown. As shown in the figure, after issuing the handover instruction 105 from the handover
図2は、従来例でPHS基地局202(以下、基地局202)に端末PS2(以下、PS2)が接続しており、基地局201に端末PS1(以下、PS1)が接続しているときの状態を図で表したものである。基地局202は、自基地局に接続しているPS2に対してはアダプティブビームを送信(アダプティブビームフォーミング)し、基地局201(他基地局)に接続しているPS1に対しては干渉を与えないようにNULL(アダプティブヌルスティアリング)を形成する。また、PS2と通話状態にある基地局202では、TCH受信モードでPS2からのバースト信号(以下、TCHバースト)を受信して、その方向にアダプティブビームを送信する。また、基地局201と通話状態にあるPS1からのTCHバーストを基地局202が受信した場合、基地局202ではそのバーストを干渉波とみなし、その方向にNULLを形成する。
FIG. 2 shows a conventional example in which a terminal PS2 (hereinafter referred to as PS2) is connected to a PHS base station 202 (hereinafter referred to as base station 202) and a terminal PS1 (hereinafter referred to as PS1) is connected to the
図3は、従来例で基地局202に接続していたPS2が、他基地局にハンドオーバするときの状態を図で表したものである。基地局202ではPS2がハンドオーバに失敗して切り戻ってくる可能性があるため、最大15秒間同期バーストの送受信モードに入る。この時、基地局202でPS1からのTCHバーストを受信した場合、基地局202は同期バースト送受信モード中なのでそのTCHバーストを破棄するだけで、次の同期バーストの送信には何の影響も与えない。よって、PS1の方向にNULLを形成せずに同期バーストを送信してしまい、それがPS1にとって妨害波となってしまう。 FIG. 3 is a diagram showing a state when PS2 connected to the base station 202 in the conventional example is handed over to another base station. In the base station 202, there is a possibility that the PS2 may fail to perform handover and switch back, so that it enters the transmission / reception mode of synchronous burst for a maximum of 15 seconds. At this time, when the base station 202 receives the TCH burst from PS1, the base station 202 is in the synchronous burst transmission / reception mode, so only discarding the TCH burst has no effect on the transmission of the next synchronous burst. . Therefore, a synchronization burst is transmitted without forming NULL in the direction of PS1, which becomes an interference wave for PS1.
本発明の実施例1の形態では、端末がハンドオーバした後、ハンドオーバ元基地局での同期バースト送受信モード中にTCHバーストを受信した場合には、それを干渉波とみなし、TCHバーストが送られてきた方向にNULLを形成するように同期バーストの送信を行う。これにより、ハンドオーバに無関係の端末に対する、同期バーストでの妨害波を回避することができる。 In the form of Embodiment 1 of the present invention, when a TCH burst is received during the synchronous burst transmission / reception mode at the handover source base station after the terminal is handed over, it is regarded as an interference wave and the TCH burst is transmitted. A synchronous burst is transmitted so that a null is formed in the other direction. Thereby, it is possible to avoid the interference wave in the synchronization burst for the terminal unrelated to the handover.
図4を参照すると、本発明によるアダプティブアレイ基地局をデジタル無線通信用アダブティブアレイ基地局であるPHS基地局に適用したときの実施の形態を示す機能ブロック図が示されている。図4において、本実施の形態によるアダプティブアレイ基地局202は、4つのアンテナANT1〜ANT4を備え、これらアンテナANTが送受信切り替えスイッチ12に接続されている。送受信切り替えスイッチ12は、これらアンテナANT1〜ANT4を時分割で制御して送信と受信との切り替え制御を行っている。送受信切り替えスイッチ12には受信系モジュール14と送信系モジュール22とが接続されている。
Referring to FIG. 4, there is shown a functional block diagram showing an embodiment when the adaptive array base station according to the present invention is applied to a PHS base station which is an adaptive array base station for digital radio communication. In FIG. 4, the adaptive array base station 202 according to the present embodiment includes four antennas ANT1 to ANT4, and these antennas ANT are connected to the transmission /
受信系モジュール14は、各アンテナANT毎に備えた、4つのローノイズ増幅器(LNA)16、ダウンコンバータ(D/C)18、A/Dコンバータ(A/D)20により構成されている。受信系モジュール14はまた、モデム部30に接続され、ローノイズ増幅器16、ダウンコンバータ18およびA/Dコンバータ(A/D)20は、信号経路である送受信切り替えスイッチ12からモデム部30に向かってこの順番で接続されている。
The reception module 14 includes four low noise amplifiers (LNA) 16, a down converter (D / C) 18, and an A / D converter (A / D) 20 provided for each antenna ANT. The reception system module 14 is also connected to the
送信系モジュール22は、同様に、各アンテナANT毎に備えた、4つのD/Aコンバータ(D/A)24、アッパコンバータ(U/C)26、乗算回路(MP)28a及びbにより構成されている。送信系モジュール22はまた、モデム部30に接続され、D/Aコンバータ24、アッパコンバータ26および乗算回路28a及びbは、信号経路であるモデム部30から送受信系切り替えスイッチ12に向かってこの順番で接続されている。そして、2つの呼に空間多重する場合は、乗算回路28aと乗算回路28bとを使って各呼に異なる重みで送信できるようにしている。
Similarly, the transmission system module 22 includes four D / A converters (D / A) 24, an upper converter (U / C) 26, and multiplier circuits (MP) 28a and b provided for each antenna ANT. ing. The transmission system module 22 is also connected to the
モデム部30は、複数のCPUから構成されており、送受信データの変復調およびデジタル信号処理による位相制御を行なっている。具体的には以下の5つの制御を行う。
The
1.受信系モジュール14の最終段で変換されたディジタル信号の例えばD/U(Desire/Undesire: 希望波/妨害波)が最大となるように合成し復調する。 1. For example, D / U (Desire / Undesire) of the digital signal converted at the final stage of the reception system module 14 is synthesized and demodulated so as to be maximized.
2.アンテナANTでの受信の位相を算出して、送信時にはアンテナ端で同等の位相になるように制御する。それによって、通信を行う端末の方向に送信/受信とも指向性を持たせることができる。 2. The phase of reception at the antenna ANT is calculated, and control is performed so that the phase is equivalent at the antenna end during transmission. Accordingly, directivity can be given to both transmission / reception in the direction of the terminal that performs communication.
3.干渉波と遅延波の到来方向にヌル点を形成することによって抑圧する。 3. Suppression is performed by forming a null point in the arrival direction of the interference wave and the delayed wave.
4.n本のアンテナに供給する信号の位相を制御することによって、任意の方向に指向性を持たせてビームを絞って送信することを可能とする。 4). By controlling the phase of the signals supplied to the n antennas, it is possible to transmit with the beam narrowed with directivity in an arbitrary direction.
5.周囲の基地局や通話中、あるいはデータ(通信)のやりとりをしている当該ユーザ端末以外の端末に対して、下り方向に与える干渉を減少させる。 5. Interference in the downlink direction is reduced with respect to terminals other than the user terminal that is exchanging data (communications) during communication with surrounding base stations.
このモデム部30は制御部32に接続されている。制御部32は複数のCPUから構成され、基地局202全体の制御を行う。具体的には以下の6つの制御を行う。
The
1.モデム部30に対して必要なパラメータおよびタイミングを指示し、モデム部30が受信したデータを処理する。また、空中に輻射すべきデータを作成してモデム部30に渡す。さらに、キャリブレーションによって計算された重み付けによる送信出力の制御を指示する。
1. Necessary parameters and timings are instructed to the
2.ユーザ端末(ユーザの端末、以下単にユーザと称す)からのSpatial Signature(受信応答ベクトル)の変化速度を計算する。 2. The rate of change of the spatial signature (reception response vector) from the user terminal (user terminal, hereinafter simply referred to as user) is calculated.
3.ユーザからの上りの受信信号レベルRSSIの統計処理をする。 3. Statistical processing of the uplink received signal level RSSI from the user is performed.
4.空間多重した呼のGOS(Grade Of Service:通話品質)が空間多重でない通常の呼のGOSとできるだけ同じになるようなロジックで空間多重の物理スロット割当てを行う。 4). Spatial multiplexing physical slot allocation is performed with logic such that the GOS (Grade Of Service: call quality) of spatially multiplexed calls is as similar as possible to that of normal calls that are not spatially multiplexed.
5.複数ユーザに対して空間多重で通話を確立する場合は、夫々のユーザへのC/I(Carrier/Interference)がユーザのGOSを良好に保つ為に必要な値以上になるように、夫々のユーザへの重みを計算する。 5. When establishing a spatially multiplexed call for multiple users, each user has a C / I (Carrier / Interference) for each user that is greater than or equal to the value required to maintain the user's GOS. Calculate the weight to.
6.ISDN回線に接続され、これとのインタフェースの処理を実行する。 6). It is connected to the ISDN line and executes processing of an interface with the ISDN line.
電源部34は100Vの電源の供給を受け、アダプティブアレイ基地局202に電力を供給する電源部である。なお、モデム部30および制御部32によりデジタル信号処理部が形成される。基地局202では、N(Nは2以上の自然数)本のアンテナから受信した受信情報(振幅と位相)を元にして、各アンテナに対しそれぞれ所定の重み付けで送信するアダプティブアレイ送信を行っている。
The
前述したように、本実施の形態では端末がハンドオーバした後、アダプティブアレイ基地局202での同期バースト送受信モード中に、a及びbの処理を行うことができる。 As described above, in the present embodiment, after the terminal is handed over, the processes a and b can be performed during the synchronous burst transmission / reception mode in the adaptive array base station 202.
a.同期バーストを受信した場合:同期バーストを受信した方向に、同期バーストビーム送信を行う。 a. When a sync burst is received: A sync burst beam is transmitted in the direction in which the sync burst is received.
b.TCHバーストを受信した場合:それを干渉波とみなし、TCHバーストが送られてきた方向にNULLを形成するように同期バーストの送信を行う。 b. When a TCH burst is received: It is regarded as an interference wave, and a synchronous burst is transmitted so as to form a NULL in the direction in which the TCH burst is sent.
図5は、TCH(TCHバースト)の信号フォーマットである。過渡応答用ランプタイムR(各スロットの立上り時間の保障を行う)は4ビット、スタートシンボルSS(信号のスタートを示す)は2ビット、プリアンブルPR(ビット同期確立用)は6ビット、チャネル種別CIは4ビット、SA(SACCH)は16ビット、誤り検出符号CRCは16ビットで構成されており、実際に音声が乗る情報ビットIは160ビットで構成されている。TCHの場合、同期ワードUWは16ビットである。 FIG. 5 shows a signal format of TCH (TCH burst). Ramp time R for transient response (assuming the rise time of each slot) is 4 bits, start symbol SS (indicating signal start) is 2 bits, preamble PR (for bit synchronization establishment) is 6 bits, channel type CI Is composed of 4 bits, SA (SACCH) is composed of 16 bits, and the error detection code CRC is composed of 16 bits, and the information bit I on which the voice is actually carried is composed of 160 bits. In the case of TCH, the synchronization word UW is 16 bits.
図6は、SYNC(同期バースト)の信号フォーマットである。過渡応答用ランプタイムR(各スロットの立上り時間の保障を行う)は4ビット、スタートシンボルSS(信号のスタートを示す)は2ビット、プリアンブルPR(ビット同期確立用)は62ビット、チャネル種別CIは4ビット、着識別符号(接続を行う相手局の呼出符号を含む)は42ビット、発識別符号(自局の呼出符号を含む)は28ビット、アイドルビットは34ビット、誤り検出符号CRCは16ビットで構成されている。SYNCの場合、同期ワードUWは32ビットである。 FIG. 6 shows a signal format of SYNC (synchronous burst). The ramp time R for transient response (assuming the rise time of each slot) is 4 bits, the start symbol SS (indicating signal start) is 2 bits, the preamble PR (for bit synchronization establishment) is 62 bits, and the channel type CI Is 4 bits, the destination identification code (including the call code of the partner station to be connected) is 42 bits, the calling identification code (including the call code of the local station) is 28 bits, the idle bit is 34 bits, and the error detection code CRC is It consists of 16 bits. In the case of SYNC, the synchronization word UW is 32 bits.
TCH(図5)及びSYNC(図6)の双方にある同期ワードUWは、バースト毎に唯一の符号列を有する信号であり、通常、フレーム同期確立に使用する。他者の信号や雑音の中からこの符号を探し出し、これに選択的なフィルタをかけることにより同期状態を作り出す。本実施の形態では、受信したバーストが同期バーストなのかTCHバーストなのかを区別するためこの同期ワードUWを用いる。このときの処理をステップ1〜4に示す。 The synchronization word UW in both TCH (FIG. 5) and SYNC (FIG. 6) is a signal having a unique code string for each burst, and is normally used for establishing frame synchronization. This code is searched for from other people's signals and noise, and a selective filter is applied to this code to create a synchronization state. In this embodiment, this synchronization word UW is used to distinguish whether the received burst is a synchronization burst or a TCH burst. The process at this time is shown in steps 1-4.
ステップ1:同期バースト送受信モード中に受信したバーストは、まず同期バーストか否かをUWエラー数のみで確認する。具体的には、本来SYNC(図6)のUW信号に含まれる符号列と、受信したバーストのUW信号の符号列とを比較し、不一致ビット数(UWエラー数)をカウントする。 Step 1: A burst received during the synchronous burst transmission / reception mode is first confirmed by only the number of UW errors whether or not it is a synchronous burst. Specifically, the code sequence originally included in the UW signal of SYNC (FIG. 6) is compared with the code sequence of the received UW signal of the burst, and the number of mismatch bits (UW error count) is counted.
ステップ2:UWエラー数が許容範囲内(国内では4ビット以下、国外では1ビット以下)であった場合には、そのバーストを同期バーストとして処理する。すなわち、次の送信時に、同期バーストが送られてきた方向にアダプティブビーム送信を行う。 Step 2: If the number of UW errors is within an allowable range (4 bits or less in Japan, 1 bit or less outside of Japan), the burst is processed as a synchronization burst. That is, at the next transmission, adaptive beam transmission is performed in the direction in which the synchronization burst is transmitted.
ステップ3:UWエラー数が許容範囲を超えていた場合には、そのバーストは同期バーストではないと判断し、次に、TCHバーストか否かをUWエラー数のみで確認する。具体的には、本来TCH(図5)バーストのUW信号に含まれる符号列と、受信したバーストのUW信号の符号列とを比較し、不一致ビット数(UWエラー数)をカウントする。 Step 3: If the number of UW errors exceeds the allowable range, it is determined that the burst is not a synchronous burst, and then whether or not it is a TCH burst is confirmed only by the number of UW errors. Specifically, the code sequence originally included in the UW signal of the TCH (FIG. 5) is compared with the code sequence of the received UW signal of the burst, and the number of mismatch bits (UW error count) is counted.
ステップ4:UWエラー数が許容範囲内(国内では4ビット以下、国外では1ビット以下)であった場合には、そのバーストをTCHバーストとして処理する。すなわち、次の送信時に、TCHバーストが送られてきた方向に同期バースト送信によるアダプティブヌルスティアリングを行う。 Step 4: If the number of UW errors is within the allowable range (4 bits or less in Japan, 1 bit or less outside of Japan), the burst is processed as a TCH burst. That is, at the next transmission, adaptive null steering is performed by synchronous burst transmission in the direction in which the TCH burst is transmitted.
図7及び図8はステップ1〜4を用いて、同期バースト/TCHバーストの区別を行った場合の実施の形態を説明した図である。図7は、アダプティブアレイ基地局202による同期バーストビーム送信及び同期バーストNULL送信のタイムスロット例である。同図において、基地局202は、端末から1フレームの3スロット目(S701)で同期バーストを受信する。アダプティブアレイ基地局202は、端末に対して、1フレームの7スロット目(S703)で同期バーストを受信した方向に同期バーストビーム送信を行う。続いて、アダプティブアレイ基地局202は、端末から2フレームの3スロット目(S705)でTCHバーストを受信する。アダプティブアレイ基地局202は、端末に対して、2フレームの7スロット目(S707)でTCHバーストを受信した方向に同期バーストNULL送信を行う。 FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams for explaining an embodiment in which the synchronization burst / TCH burst is distinguished using steps 1 to 4. FIG. 7 is a time slot example of synchronous burst beam transmission and synchronous burst NULL transmission by the adaptive array base station 202. In the figure, the base station 202 receives a synchronization burst from the terminal in the third slot of one frame (S701). The adaptive array base station 202 performs synchronous burst beam transmission to the terminal in the direction in which the synchronous burst is received in the seventh slot (S703) of one frame. Subsequently, the adaptive array base station 202 receives the TCH burst from the terminal in the third slot of two frames (S705). Adaptive array base station 202 performs synchronous burst NULL transmission in the direction in which the TCH burst was received in the seventh slot (S707) of the second frame to the terminal.
図8は、基地局202に接続していたPS2が、他基地局にハンドオーバするときの状態を図で表したものである。基地局202と通話状態にあったPS2がハンドオーバした場合、基地局202ではPS2が切り戻ってくる可能性があるため、最大15秒間、同期バースト送受信モードに入る。その時、基地局202において、基地局201と通話状態にあるPS1のTCHバーストを受信した場合は、その方向に対してNULLを形成するようにして次の同期バーストの送信を行う。これにより、基地局202からのPS1に対する同期バーストでの妨害波を回避できる。
FIG. 8 is a diagram illustrating a state when PS2 connected to the base station 202 is handed over to another base station. When PS2 in communication with the base station 202 is handed over, the PS2 may switch back at the base station 202, so the synchronous burst transmission / reception mode is entered for a maximum of 15 seconds. At that time, when the base station 202 receives the TCH burst of PS1 in a communication state with the
図9は、基地局202(アダプティブアレイ基地局)に接続している端末が3機(PS2、PS3、PS4)あり、それらに対してアダプティブビームを送信し、基地局201に接続している端末PS1に対しては干渉を与えないようにNULLを形成している状態を表す図である。3機(PS2〜PS4)と通話状態にある基地局202では、TCH受信モードで3機(PS2〜PS4)からのTCHバーストを受信して、その方向にアダプティブビームを送信する。また、基地局201と通話状態にあるPS1からのTCHバーストを基地局202が受信した場合には、それを妨害波とみなし、その方向にNULLを形成する。このようにアダプティブビーム及びNULLの方向が決まって、送信ウェイトが確定している状態を「送信ウェイトがロックされている」と呼ぶものとする。
FIG. 9 shows that there are three terminals (PS2, PS3, PS4) connected to the base station 202 (adaptive array base station), which transmit adaptive beams to these terminals, and are connected to the
基地局202では、既に3機(PS2〜PS4)が通話状態にあるため、PS1は基地局202に対してハンドオーバすることができない。よって、基地局202ではPS1に対してNULLを形成し続けようとする。通常、各基地局では自接続端末を区別できるように、スクランブルシード(8ビットの識別情報)を設けてあり、端末からのバーストに付随してあるスクランブルシードを元に、その端末が自局接続端末か他局接続端末かを見分けている。 In the base station 202, since three machines (PS2 to PS4) are already in a call state, PS1 cannot be handed over to the base station 202. Therefore, the base station 202 tries to continue forming NULL for PS1. Normally, each base station is provided with a scramble seed (8-bit identification information) so that it can distinguish its own terminal, and that terminal connects to its own station based on the scramble seed attached to the burst from the terminal. The terminal is identified as a terminal connected to another station.
基地局201と基地局202とのスクランブルシードが異なっていれば、基地局202ではPS1のTCHバーストのスクランブルシードが自分のそれとは異なっているため、PS1が他局接続端末であるということを認識できる。よって、PS1を干渉波とみなし、その方向にNULLを形成することができる。しかしながら、基地局201と基地局202のスクランブルシードが同じ場合には、以下に示すような状況Aの下において、本来妨害波であるPS1からのTCHバーストと、希望波であるPS2からのTCHバーストとの区別がつかなくなることがある。
If the scramble seeds of the
状況A:図10は、基地局202における希望波と妨害波との推移を示したものである。縦軸は受信レベル、横軸は時間を表している。同図では、時間の経過と共にPS1からの妨害波1003のレベルが上がり、PS2からの希望波1001のレベルが下がっている。このような場合、基地局202では希望波と妨害波との区別がつかなくなってしまう。図11は、基地局202に接続している端末が3機(PS2、PS3、PS4)あり、基地局201に接続中の端末PS1が移動などをすることによって、それからの干渉が大きくなってしまった状態を表す図である。図11のような場合、各端末からの信号の受信レベルが変化して図10のような状態になる。
Situation A: FIG. 10 shows a transition between a desired wave and an interference wave in the base station 202. The vertical axis represents the reception level, and the horizontal axis represents time. In the figure, the level of the disturbing wave 1003 from PS1 increases with the passage of time, and the level of the desired wave 1001 from PS2 decreases. In such a case, the base station 202 cannot distinguish between the desired wave and the disturbing wave. In FIG. 11, there are three terminals (PS2, PS3, PS4) connected to the base station 202, and when the terminal PS1 connected to the
その結果、それまで他基地局接続端末の方向にNULLを形成し、その送信ウェイトでロックできていたのが、ロックできなくなってしまうのでNULLを形成できなくなってしまう。これにより、他基地局接続中の端末に対して干渉を与えてしまうことになる。また、それまで自基地局に接続している端末には十分なレベルでの送信を行っていたのが、送信ウェイトがロックできなくなったために、その端末に対する十分なレベルが確保できなくなってしまう。図11のような状態を「送信ウェイトのアンロック」と呼ぶものとする。 As a result, a NULL is formed in the direction of the other base station connection terminal so far, and it can no longer be locked because it cannot be locked. As a result, interference is given to a terminal connected to another base station. In addition, since the terminal connected to the base station has been transmitted at a sufficient level until then, the transmission weight cannot be locked, so that a sufficient level for the terminal cannot be secured. The state shown in FIG. 11 is referred to as “transmission wait unlock”.
送信ウェイトのアンロックは下記の両条件が揃った時に起こる。 Transmission wait unlock occurs when both of the following conditions are met.
条件ア:妨害波RSSI値が希望波RSSI値よりも一定値以上高い。 Condition A: The interference wave RSSI value is higher than the desired wave RSSI value by a certain value or more.
条件イ:CRCエラー数が一定値以上。 Condition A: CRC error count is a certain value or more.
送信ウェイトのアンロックが解除されるのは、下記の両条件を満たす時とする。 The unlocking of the transmission weight is released when both of the following conditions are satisfied.
条件ア:希望波RSSI値が妨害波RSSI値より十分高い値である。 Condition a: The desired wave RSSI value is sufficiently higher than the interference wave RSSI value.
条件イ:CRCエラー数が一定値以下の時、又は、妨害波となっている呼が切れた時。 Condition A: When the number of CRC errors is below a certain value, or when a call that is a disturbing wave is disconnected.
本発明による基地局202は、所定のタイミング(例えば、5msec毎)で送信ウェイトに関する情報(振幅、位相、UWエラー数、CRCエラー数など)をバッファリングする。そして、下記の両期間は、バッファリングしてある送信ウェイトに関する情報(以下、「送信ウェイト情報」とする)の中から最適なものを選択し、送信ウェイトを決定する。 The base station 202 according to the present invention buffers information related to transmission weights (amplitude, phase, number of UW errors, number of CRC errors, etc.) at a predetermined timing (for example, every 5 msec). In both the following periods, the optimum information is selected from the buffered transmission weight information (hereinafter referred to as “transmission weight information”), and the transmission weight is determined.
期間A:送信ウェイトのアンロック〜アンロック解除。 Period A: The transmission wait is unlocked to unlocked.
期間B:送信ウェイトのアンロック〜妨害波となっている呼の切断。 Period B: Unlocking transmission weight to disconnecting a call that is an interference wave.
送信ウェイト情報の選択は、直前までにバッファリングしていた送信ウェイト情報の中から最適なものを選択し、「最適な送信ウェイト情報の振幅及び位相」から送信ウェイトを算出し、それを用いて自局に接続している端末に送信するものとする。最適な送信ウェイト情報の選択方法の例を以下に示す。 The selection of transmission weight information is performed by selecting the optimum transmission weight information buffered immediately before, calculating the transmission weight from “the optimum amplitude and phase of transmission weight information”, and using it. It shall be transmitted to the terminal connected to its own station. An example of a method for selecting optimal transmission weight information is shown below.
選択方法I:CRCエラー数が1ビット以下のもの。CRCエラー数が1ビット以下のものが複数ある場合、アンロック発生前でアンロック発生時に最も近い時刻にバッファリングしたもの。 Selection method I: CRC error count is 1 bit or less. If there are multiple CRC errors that are 1 bit or less, the buffering is performed at the nearest time before the occurrence of unlocking.
選択方法II:CRCエラー数が全て2ビット以上の場合、UWエラー数とCRCエラー数との合計値が最も少ないもの。合計値同一のものが複数ある場合、アンロック発生前でアンロック発生時に最も近い時刻にバッファリングしたもの。 Selection method II: When the number of CRC errors is 2 bits or more, the sum of the number of UW errors and the number of CRC errors is the smallest. If there are multiple items with the same total value, the one buffered at the nearest time before the unlock occurred.
図12に送信ウェイト情報のバッファリング方法のタイムスロット例を示す。本実施の形態におけるフレーム長は5msecであり、バッファリングのタイミングも5msecとする。本実施の形態では送信ウェイト情報のバッファリングを、3スロット目、11スロット目、19スロット目・・・というように、8スロットおきに行うが(S1201)、これに限定されないことは明らかである。ここで、バッファリング方法の簡単な例を表1に示す。
本実施の形態では100msec間、バッファリングを行うものとし、5msecに1回バッファリングをするので、計20個の情報があるものとする。バッファリングする送信ウェイト情報は振幅、位相、CRCエラー、UWエラーとする。この例では妨害波RSSI値が希望波RSSI値より15dB以上高くなり、その時のCRCエラー数が2bit以上になった時に送信ウェイトのアンロックが起こるものとする。また、アンロックの解除は、妨害波RSSI値と希望波RSSI値との差が15dBより小さく、またCRCエラー数が1bit以下の時とする。 In this embodiment, buffering is performed for 100 msec, and buffering is performed once every 5 msec. Therefore, it is assumed that there are a total of 20 pieces of information. Transmission weight information to be buffered is amplitude, phase, CRC error, and UW error. In this example, it is assumed that when the interference wave RSSI value is 15 dB or more higher than the desired wave RSSI value and the CRC error count at that time becomes 2 bits or more, the transmission weight is unlocked. The unlocking is canceled when the difference between the interference wave RSSI value and the desired wave RSSI value is smaller than 15 dB and the number of CRC errors is 1 bit or less.
表1の場合、item8で妨害波RSSI値が希望波RSSI値を16dB上回ってあり、その時のCRCエラー数が9bitなので、この時に送信ウェイトのアンロックが起こる(図12のS1203)。基地局202はitem8の直前までの20個の送信ウェイト情報の中で上記の所定条件を満たすもの、表1の場合、item4の時の位相と振幅とを用いて送信ウェイトを算出し、次の送信を行う(図12R>2のS1205)。 In the case of Table 1, since the interference wave RSSI value is 16 dB higher than the desired wave RSSI value in item 8 and the number of CRC errors at that time is 9 bits, the transmission weight is unlocked at this time (S1203 in FIG. 12). The base station 202 calculates the transmission weight using the phase and amplitude at the time of item4 in the case of Table 1 that satisfies the above-mentioned predetermined condition among the 20 transmission weight information up to immediately before item8. Transmission is performed (S1205 in FIG. 12R> 2).
item9からitem11までは送信ウェイトアンロック状態が続いているので、item8と同様にして、バッファリングデータから送信ウェイトを算出している。item12では希望波RSSI値と妨害波RSSI値の差が8dB取れていて、その時のCRCエラー数が1bitなので、希望波と妨害波を区別でき、ビーム送信とNULL送信をできるようになる。よってこのとき送信ウェイトのアンロックは解除され、再び送信ウェイトをロックできる。 Since the transmission weight unlock state continues from item 9 to item 11, the transmission weight is calculated from the buffering data as in item 8. In item12, the difference between the desired wave RSSI value and the disturbing wave RSSI value is 8 dB, and the CRC error number at that time is 1 bit. Therefore, the desired wave and the disturbing wave can be distinguished, and beam transmission and NULL transmission can be performed. Therefore, at this time, the unlocking of the transmission weight is released and the transmission weight can be locked again.
図13は、基地局202に接続している端末が3機(PS2、PS3、PS4)あり、それらに対してアダプティブビームを送信しているときに、端末PS1(基地局201の接続端末)が近づいてきた状態を表した図である。基地局202ではNULLを形成していたPS1が近づいてきて、送信ウェイトがアンロックした場合でも、表1の例のようにバッファリングデータを用いることにより、直前の送信ウェイトがロックしていた状態での最良の送信ウェイトを使用することができる。これにより、基地局202がPS1に与える干渉も最低限におさえることができ、またPS2〜PS4に対する希望波(アダプティブビーム)も最低限は確保できることになり、4機(PS1〜PS4)全ての通話品質が向上する。 In FIG. 13, there are three terminals (PS2, PS3, PS4) connected to the base station 202, and when the adaptive beam is transmitted to them, the terminal PS1 (the connected terminal of the base station 201) is It is a figure showing the state which has approached. In the base station 202, even when PS1 forming NULL is approaching and the transmission weight is unlocked, the buffering data is used as in the example of Table 1 to lock the previous transmission weight. The best transmission weight at can be used. As a result, the interference that the base station 202 gives to PS1 can be kept to a minimum, and the desired wave (adaptive beam) for PS2 to PS4 can be kept to a minimum, and all four units (PS1 to PS4) can communicate. Quality is improved.
このように本発明によれば、他基地局接続中の端末に対する干渉を最小限に抑えることができ、また自基地局接続端末に対するレベルも最低限確保することができる。以上、本発明の実施の形態を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、パーソナルハンディーフォンシステム以外の通信システムで使用することも可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to minimize interference with a terminal connected to another base station, and it is possible to ensure a minimum level with respect to the terminal connected to the base station. Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to this, and can be used in a communication system other than the personal handyphone system.
PS1,PS2,PS3,PS4 端末
201 基地局
202 アダプティブアレイ基地局
PS1, PS2, PS3,
Claims (4)
送信ウェイト情報をバッファリングする手段と、
前記送信対象となる移動通信端末に対するアダプティブビームフォーミングまたは他の基地局接続端末に対するヌル送信ができない場合に、
所定の期間、前記バッファリングしてある前記送信ウェイト情報の中から、エラー情報に基づく最適な送信ウェイト情報であって、前記送信対象となる移動通信端末に対するアダプティブビームフォーミングまたは他の基地局接続端末に対するヌル送信ができない場合の発生時以前で且つ最も近い時刻の送信ウェイト情報を選択する手段と、
前記最適な送信ウェイト情報に基づいて送信ウェイトを決定する手段と、
前記送信ウェイトを用いて送信対象となる移動通信端末に送信する手段と、
を具備したことを特徴とする基地局。 In a base station that performs communication in a time-space division multiple access method for mobile communication terminals to be transmitted,
Means for buffering transmission weight information;
When adaptive beam forming for the mobile communication terminal to be transmitted or null transmission to other base station connected terminal is not possible,
Adaptive beamforming for the mobile communication terminal to be transmitted or other base station connection terminal, which is optimum transmission weight information based on error information out of the transmission weight information buffered for a predetermined period Means for selecting transmission weight information at the nearest time before the occurrence when null transmission cannot be performed ,
Means for determining a transmission weight based on the optimal transmission weight information;
Means for transmitting to the mobile communication terminal to be transmitted using the transmission weight;
A base station characterized by comprising:
送信ウェイト情報をバッファリングするステップと、
前記送信対象となる移動通信端末に対するアダプティブビームフォーミングまたは他の基地局接続端末に対するヌル送信ができない場合に、
所定の期間、前記バッファリングしてある前記送信ウェイト情報の中から、エラー情報に
基づく最適な送信ウェイト情報であって、前記送信対象となる移動通信端末に対するアダプティブビームフォーミングまたは他の基地局接続端末に対するヌル送信ができない場合の発生時以前で且つ最も近い時刻の送信ウェイト情報を選択するステップと、
前記最適な送信ウェイト情報に基づいて前記送信ウェイトを決定するステップと、
前記送信ウェイトを用いて送信対象となる移動通信端末に送信するステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。 A method of performing communication in a time-space division multiple access method for a mobile communication terminal to be transmitted,
Buffering transmit weight information;
When adaptive beam forming for the mobile communication terminal to be transmitted or null transmission to other base station connected terminal is not possible,
Adaptive beamforming for the mobile communication terminal to be transmitted or other base station connection terminal, which is optimum transmission weight information based on error information out of the transmission weight information buffered for a predetermined period Selecting transmission weight information at the nearest time before the occurrence when null transmission is not possible for
Determining the transmission weight based on the optimal transmission weight information;
Transmitting to the mobile communication terminal to be transmitted using the transmission weight;
A communication method comprising:
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