无线基站的制作方法

专利名称：无线基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及自适应阵列方式的无线基站，其通过在每个时分复用的时隙，空间复用处理具有不同方向性图形的发送信号来无线连接移动站。
现有技术近年来，由于移动通信用户的急剧增加，频率资源日益紧张起来，作为此问题的解决措施，自适应阵列方式引起了人们的关注。
所谓的自适应阵列方式，是指通过多个天线自适应地形成方向性图形，在发送时电波只发送到特定方向的使用者，接收时也只接收特定方向的使用者的电波的方式。关于自适应阵列方式，因在《空间领域中的适应信号处理及其应用技术论文特集》(电子通信学会论文志VOL.J75-B-IINo.11 NOVEMBER)中已有记载，在此仅说明其概况。自适应阵列装置包括数组由发送电路、接收电路和天线构成的无线部，通过分别在发送时调整每个无线部的发送信号的振幅和相位，而接收时调整每个无线部的各接收信号的振幅和相位，形成发送时和接收时的各个方向性图形。
采用自适应阵列方式进行双方向通信时，最好能在双方间形成相对于通信对方的方向性图形。但是，在应用于移动通信的情况下，由于在移动站侧有装置大小及天线数量等客观条件的限制，在移动站侧形成方向性图形是不现实的。因此，可以认为只能在无线基站侧在发送时和接收时的双方形成方向性图形。
另外，在自适应阵列方式的无线基站中，通过相对于多个移动站形成各不相同的方向性图形，可使一个频率复用，同时进行通信。这种通信被称为路分多址(PDMA(Path Division Multiple Access))通信。关于PDMA，在《路分多址(PDMA)移动通信方式》(信学技报RCS93-84(1994-01)，pp37-44)中有详细记载。
当移动通信采用了自适应阵列方式时，因为传播环境随着移动站的移动而时时刻刻在发生着变化，无线基站也需要按照其变化而改变方向性图形。在这种情况下，现有的相位器的模拟处理会在精度、稳定性、追踪性等多方面产生问题，而对实现自适应阵列方式，数字信号处理是现实的。
具体的数字信号处理，如上所述，其内容为调整每个无线部的振幅和相位。当调制数字相位时，通过对表示1个符号的同相分量(以下简称为I(Inphase)分量)和正交分量(以下简称为Q(Quadrature)分量)适当地在每个无线部进行加权，来调整符号的振幅和相位。因此，计算出每个无线部的相对于同相分量和正交分量的各个加权系数是信号处理的主要内容。
而在采用了自适应阵列方式的无线基站中，通过利用同一频率形成多个方向性图形，不但有效利用了频率资源，而且，由于可避免邻近的无线基站间的相互干扰，可望有效地利用频率资源。
本发明的目的是为了提供避开邻近的无线基站间的发送波的相互干扰并有效利用频率资源的无线基站。

发明内容
为达到上述目的，本发明的无线基站，即通过在基于时分复用的每个时隙空间复用处理具有不同方向性图形的发送信号来无线连接移动站的自适应阵列方式无线基站，其包括存储装置，存储表示无线连接中的移动站的时隙分配情况的表；测定装置，测定上述表所表示的无线连接中的每个移动站的接收信号电平；判定装置，判定所测定的接收信号电平是否高于阈值；变更装置，为使判定为高于阈值的移动站占用1个时隙而变更移动站分配及上述表；控制装置，当被判定为高于阈值的移动站占用着1个时隙时，为使该时隙中的发送输出低于其他时隙而进行控制。
通过这种构成，控制装置通过变更频道分配，使位于无线基站附近的移动站处于同一时隙，而且，当在时隙内只有接收信号电平大(与无线基站近)的移动站占用着时，会使此时隙的发送输出变为小功率，从而可降低与设在周边的无线基站间的频率资源的干扰。
而且，在被判定为高于阈值的移动站占用过的时隙，当由于某个移动站的移动而被判定为小于阈值时，控制装置还可以进行控制以使得该时隙的发送输出恢复原有的发送输出。
通过这种构成，除了达到上述效果之外，可以随着移动站的移动适当地变更发送输出。
另外，上述无线基站可以包括信号处理部，计算出构成自适应阵列天线的每个天线的空间复用用的参数组，上述测定装置可以包括电场强度检测装置，检测每个时隙接收信号的电场强度；接收电平检测装置，基于所检测的电场强度和信号处理部所计算的参数组，检测在各时隙上空间复用的各个移动站的接收信号电平。
通过这种构成，可适当地检测出在各时隙上空间复用的各个移动站的接收信号电平。
另外，上述控制装置还可以构成为当被判定为高于阈值的移动站正在占用1个时隙时，将该时隙的频率变更为小功率发送用的频率。
通过这种构成，当在无线基站可利用的频率组中设有小功率专用频率时，可有效地区分使用小功率专用频率和正常功率用频率，从而可进一步降低频率资源的干扰。


图1是表示本发明实施方式的无线基站结构的框图。
图2是表示路径复用与TDMA/TDD(Time Division Multiple Access/Time Division duplex)帧的关系的说明图。
图3是表示加权下的符号数据调整的说明图。
图4是表示更详细的发送调整部结构的框图。
图5是表示详细的接收调整部结构的框图。
图6是表示接收信号处理部的概况处理的流程图。
图7是表示图6中各基本流程的处理内容的详细流程图。
图8是表示加权系数计算的详细流程图。
图9是表示位于无线基站周围的处于无线连接中的移动站的位置关系的示例图。
图10是表示分配表内容的变更情况图。
图11是表示存取控制部更详细的处理内容的流程图。
实施方式图1是表示本发明实施方式的无线基站构成的框图。
本无线基站是一种数字便携电话等的移动通信中的自适应阵列方式的基站，包括基带部1；信号处理部2；存取控制部3；发送输出控制部4；频率控制部5；本机振荡部6；电场强度检测部7；天线100、200、300、400；FEM(前端组件)110、210、310、410；无线部120、220、320、420。
在本图中，4根天线100～400是对同一移动站同时发送发送波、同时接收接收波的自适应阵列天线。在本实施方式中，根据移动站与无线基站间的距离，按每个时分的多路径复用的时隙调整来自4根天线的发送输出。
FEM110由以下部分构成HPA(高功率放大器)111，把来自无线部120的高频信号(以下简称为RF信号)放大到发送输出电平；LNA(低噪音放大器)112，放大所接收的来自移动站的RF信号；天线转换器113，发送时把天线100连接到HPA111，接收时把天线100连接到LNA112。
由于FEM210～410的结构与FEM110相同，故在此省略说明。
无线部120由以下部分构成发送部121，把通过发送调整部131从信号处理部2所输入的基带信号(符号数据列)调制成RF信号，并输出到HPA111；接收部122，把来自LNA112的接收RF信号解调成基带信号(符号数据列)。RF信号的频率取决于来自本机振荡部6的本机频率信号。这里的无线部120中的调制解调方式，如果是数字调制的话则其种类不受限制，如π/4位移QPSK等。在这种情况下，上述基带信号是把每个符号表示成同相分量(以下称为I分量)数据和正交分量(以下称为Q分量)数据的时间序列数据。
由于无线部220～420的结构与无线部120相同，故在此省略说明。
基带部1在通过电话交换网连接的多个路径与信号处理部2之间接收发送多个基带信号(声音或数据)。在本实施方式中，由于在时分(4分割)的各时隙中路径复用(最多为4)多个基带信号，所以基带部1相对于电话交换网最多可发送接收16个基带信号，而相对于信号处理部2，每个时分频道最多可接收发送4个基带信号。在各时分频道中各分配哪个基带信号(或是否复用)，由存取控制部3内的分配表31决定。
图2(a)是未路径复用的TDMA/TDD(Time Division MultipleAccess/Time DiVision duplex)帧说明图。TDMA/TDD帧具有5mS的长度，并被8等份，由上行(从移动站到无线基站)的4时隙R1～R4及下行(从无线基站到移动站)的4时隙T1～T4构成。例如，上行时隙R1与下行时隙T1的组共同构成了1个时分频道。各时分频道的频率f1～f4因是在附近的无线基站中从未被使用的频率中选取，所以有时频率相同，有时频率不同。图2(b)是路径复用时的TDMA/TDD帧说明图。如同图(b)所示，由路径复用在1个时分频道最多可容纳4台移动站。以下将时分频道内的基于路径复用的各个频道称为路径频道(或仅称为频道)。
信号处理部2进行每个时分频道的路径复用用的控制(信号处理)。因此，信号处理部2具有发送调整部131、231、331、431，调整与各天线对应的发送基带信号的相位及振幅；接收调整部132、232、332、432，调整与各天线对应的接收基带信号的相位及振幅；发送信号处理部21，对每个应路径复用的用户生成各发送调整部的调整值；接收信号处理部22，对每个应路径复用的用户生成各接收调整部的调整值；接收电平检测部23，检测每个路径复用用户的接收信号电平。在图1中，把信号处理部2的构成为图方便分成了功能块进行图示，但实际上，信号处理部2是以DSP(Digital Signal Processor)为中心构成，通过运行记述了各功能的程序来实现。
存取控制部3拥有分配表31用以存储相对于各路径频道的移动站的分配情况，并变更分配以使无线连接中的移动站中的位于无线基站附近的移动站使用相同的时分频道。图10(a)表示分配表31的一个例子。在同图(a)中，Tch1-Tch4表示图2(b)所示的各时分频道。f1-f4表示分配给各时分频道的频率。分配表31在每个时分频道保持无线连接中的移动站的标识符。例如，在时分频道Tch1中，移动站PS1、PS5、PS9被路径复用。
存取控制部3根据由接收电平检测部23所检测的接收信号电平是否大于阈值来判定无线连接中的移动站是否位于无线基站附近。在这里，所谓的阈值是在从一无线区域内的移动站得到的接收信号电平的下限加上安全系数后而设定的，这里的一无线区域与其说是基于本无线基站正常发送输出的无线区域到不如说是可以用小的发送输出进行通信的无线区域。
判定接收信号的电平后，存取控制部3进行变更移动站分配的控制以使判定为大于阈值的移动站占用1个时分频道。例如，如图9(a)所示，无线连接中的PS3和PS5位于无线基站附近，当这些移动站如图10(a)所示的分配表31被分配了不同的时分频道时，如图10(b)及图10(c)所示，存取控制部3将变更分配以使PS3和PS5拥有相同的时分频道。
这种变更后，当只有被判定为大于阈值的移动站占用着1个时分频道时，存取控制部3将把这个信息通知给发送输出控制部4。通过这个通知(以下称为小输出转换通知。)，该时分频道的发送输出将从正常的发送输出变更为小的发送输出。以下把小的发送输出的时分频道称为小功率隙。
另外，在小的发送输出的时分频道中，当某移动站的接收信号电平小于阈值时，存取控制部3将把这个信息通知给发送输出控制部4。通过这个通知(以下称为正常输出转换通知。)，该时分频道的发送输出将从小的发送输出变更为正常的发送输出。
另外，存取控制部3，在上述的小输出转换通知前把小小区用频率转换通知、在正常输出转换通知前把大小区用频率转换通知分别发送给频率控制部5。这里所说的小小区用频率是指在无线基站-移动站间可使用的频率组中，用于小小区(例如PHS情况下用20mW的发送输出进行通信时的无线区域)的频率。大小区用频率是指在同一频率组中，用于大小区(例如PHS情况下用超过20mW到500mW为止的发送输出进行通信时的无线区域)的频率。一般情况下，大小区用频率即可用于大小区也可用于小小区，但小小区用频率仅可用于小小区而不能用于大小区。当把在无线基站与移动站间可使用的频率组分成大小区用的频率和小小区用频率时，存取控制部3将把上述的小小区用频率转换通知及大小区用频率转换通知发送给频率控制部5。
发送输出控制部4一从存取控制部3接到小输出转换通知，就进行转换控制，把相应的时分频道中的发送输出从正常的发送输出转换成小的发送输出，或者一接到正常输出转换通知，就进行转换控制，把相应的时分频道中的发送输出从小的发送输出转换成正常的发送输出。这里所说的正常发送输出，按现有的无线基站的非定向性发送波来讲，约为500mW，若类似于本实施方式的无线基站，在4根天线的自适应阵列下，每台移动站的4根天线合计共约相当于125mW。另外，所说的小的发送输出，按现有的无线基站的非定向性发送波来讲，相当于20mW，在本实施方式的无线基站中，每台移动站的4根天线合计共相当于5mW。因各天线的发送输出由HPA的增益、发送部的增益、发送调整部调整后的符号数据的振幅这三者的乘积而定，所以发送输出控制部4通过调整这三者，来控制正常的发送输出与小的发送输出间的转换。
频率控制部5通过把本机振荡部6内的2个频率合成器以每个时分频道交互转换，而对每个时分频道的接收发送频率进行转换控制。另外，当频率控制部5从存取控制部3接到小小区用频率转换通知时，则把该时分频道的频率从大小区用频率变更为小小区用频率，当从存取控制部3接到大小区用频率转换通知时，则把该时分频道的频率从小小区用频率变更为大小区用频率。但是，当接到小小区用频率转换通知时，未必一定要变更成小小区用频率。
电场强度检测部7从各无线部内的接收部检测出对应天线的接收信号的电场强度。该电场强度的检测是在路径复用的来自多个移动站的接收信号混在一起的状态下进行的。并且，由接收电平检测部23还将检测路径复用的来自单个移动站的接收信号的电平。
<信号处理部>
信号处理部2包括发送调整部131、231、331、431；接收调整部132、232、332、432；发送信号处理部21；接收信号处理部22；接收电平检测部23。
<发送调整部131>
为形成自适应阵列的方向性图形，发送调整部131调整从发送信号处理部21输入的各基带信号的振幅和相位。具体来讲，由于从发送信号处理部21获得的各基带信号的每个符号都表示为I分量数据和Q分量数据，所以发送调整部131通过对路径复用的各基带信号的I分量数据、Q分量数据分别进行天线100用的加权，从而调整来自天线100的发送波的振幅和相位。图3为表示基于加权的符号数据的调整说明图。在本图中，在I-Q坐标平面中示出了符号数据和加权后的符号数据。I1、Q1表示符号数据；WI1、WQ1表示加权系数。WI1*I1、WQ1*Q1表示加权后的符号数据。
图4为表示发送调整部131的更详细的结构框图。
图中的I_U1、Q_U1分别表示从发送信号处理部21付给的对用户1的发送符号的I分量数据、Q分量数据。同样，I_U2、Q_U2表示对用户2、I_U3、Q_U3表示对用户3、I_U4、Q_U4表示对用户4的发送符号的I分量数据、Q分量数据。这里的用户1～4是指在1个时分频道中，可路径复用的4个移动站。
另外，WI1_U1、WQ1_U1分别表示从发送信号处理部21付给的对用户1的I分量数据、Q分量数据的加权系数。同样地，WI2_U1、WQ2_U1表示对用户2、WI3_U1、WQ3_U1表示对用户3、WI4_U1、WQ4_U1表示对用户4的I分量数据、Q分量数据的加权系数。
如同图所示，发送调整部131的组成有8个乘法器，加权每个用户的各分量；2个加法器，对加权后的4个I分量数据、Q分量数据分别进行相加(合成)；I缓冲器、Q缓冲器，把合成后的I分量数据、Q分量数据分别保持1个符号以上。据此，发送调整部131把每个用户的发送符号数据调整合成天线100用的相位和振幅。
发送调整部231、331、431的构成也与发送调整部131相同。只是从发送信号处理部21给出的加权系数分别是天线200、300、400用的这一点不同。
<接收调整部>
为生成接收时的方向性图形，接收调整部132依据来自信号处理部2的加权系数调整从无线部120输入的接收基带信号的振幅和相位。这里也一样，通过分别加权I分量数据、Q分量数据来调整振幅和相位。当在时分频道中多个移动站被路径复用时，从信号处理部2会给出各移动站的加权系数，接收调整部132加权每个移动站符号的各分量。
图5是表示接收调整部132更详细结构的框图。如本图所示，接收调整部132的结构包括I缓冲器、Q缓冲器，临时保持1个符号以上的从无线部120输入的接收信号的I分量数据、Q分量数据；8个乘法器。图中，I1、Q1为从无线部120通过I缓冲器、Q缓冲器输入的接收符号的I分量数据、Q分量数据。WI1_U1、WQ1_U1表示从接收信号处理部22付给的对用户1的I分量数据、Q分量数据的加权系数。同样地，WI2_U1、WQ2-_U1代表对用户2、WI3_U1、WQ3_U1代表对用户3、WI4_U1、WQ4_U1代表对用户4的I分量数据、Q分量数据的加权系数。
同图所示，接收调整部132在各乘法器中，通过对来自无线部120的接收符号数据的I分量数据、Q分量数据与用户单个的加权系数求积，来进行加权。
接收调整部232、332、432的构成也与接收调整部132相同。只是有两点不同一点是分别输入来自无线部220、320、420的接收符号数据，另一点是从发送信号处理部21所给出的加权系数分别用于天线200、300、400。
<发送信号处理部21>
发送信号处理部21在把从基带部1输入的每个时分频道的基带信号分配到发送调整部131、231、331、431的当时，就对各基带信号生成每个发送调整部的加权系数，并把所生成的加权系数分别输出到发送调整部131、231、331、431。关于加权系数的生成，发送信号处理部21在接收时隙中，暂时存储由接收信号处理部22计算出的接收时的加权系数，并在发送时隙中读出被存储的加权系数然后输出到各发送调整部。
<接收信号处理部22>
接收信号处理部22基于从各天线通过FEM、无线部所接收的接收基带信号，计算出每个应路径复用的用户的加权系数，根据所算出的加权系数在各接收调整部中从所调整的符号数据计算出每个用户的符号数据。
图6为表示接收信号处理部22的处理概况流程图。图中4个基本的流程是表示在1个符号期间，接收信号处理部22进行的信号处理。接收信号处理部22在每个符号期间，在时分频道中对1～4的每个用户进行路径复用的基本流程处理(步骤61-64)。
图7是表示图6中各基本流程处理内容的详细流程图。下面对用户1的处理进行说明。
在本图中，首先接收信号处理部22从符号时限t中的所有接收调整部内的I缓冲器及Q缓冲器读出(步骤71)所有I分量数据及Q分量数据(I1(t)～I4(t)、Q1(t)～Q4(t))，基于这些I分量数据及Q分量数据计算该符号对应的加权系数(步骤72)，把计算结果(WI1_U1(t)～WI4_U1(t)、WQ1_U1(t)～WQ4_U1(t))存储在内部的缓冲器中(步骤73)，并用其加权系数提供给接收调整部132，再从由接收调整部132所加权的符号数据(WI1_U1(t)*I1(t)～WI4_U1(t)*I1(t)、WQ1_U1(t)*I1(t)～WQ4_U1(t)*I1(t))中计算对用户1的合成信号(步骤74)。对用户1的符号时限t的合成信号YIa(t)、YQa(t)由下式求得。
YIa(t)＝∑WIi_U1(t)*Ii(t)
YQa(t)＝∑WQi_U1(t)*Qi(t)其中，i为从1到4的整数。此合成信号根据用户1的方向性图形，表示所接收的符号时限t中的接收符号。即表示剔除了其他用户的接收信号的接收符号。
图8是表示图7的步骤72的加权系数计算的详细流程图。
在同图的处理中，应用了采用卡尔曼滤波器的自适应阵列方面的公开技术。因其内容在《使用卡尔曼滤波器的自适应阵列天线的研讨》(电子信息通信学会论文集B-II Vol.J75-B-II No.11 pp835-843 1992年11月)中有详细记载，在此只做简要说明。
接收信号处理部22若未进行初始设定，则进行初始设定(步骤91、92)。在该初始设定中，要设定卡尔曼滤波器的推算误差分散矩阵的初始值P(0)和加权矩阵的初始值W(0)。在本实施方式中，初始值P(0)＝C*I，(C为常数，I为4×4的单位矩阵)，初始值W(0)为本图所示的4×1列向量。这个情况下，加权系数矩阵W(t)是作为本图所示的4×1列向量来表示的。
然后，作为输入信号，接收信号处理部22设定从所有接收调整部内的I缓冲器及Q缓冲器所得到的符号时限t的I分量数据、Q分量数据(步骤93)，并设定参照信号d(t)(步骤94)。这里的参照信号d(t)，是应从特定用户得到的接收信号的推算波形。作为推算波形，该符号时限t中的接收信号如果是已知数据，例如接收数据的前置部分和用户id等，接收信号处理部22则设定其波形，如果是未知数据，则形式判定接收符号接收数据并设定其波形。这里的基于形式判定的接收信号Y(t)，是分别把符号时限t的I分量数据、Q分量数据乘以过去的加权系数后进行合成而得来的。另外，把前置部分等已知数据作为推算波形时，会使所有用户成为相同的符号数据，为了使其成为不同的符号数据，可以把TDMA/TDD帧内的每个用户的符号时限错开数个符号量。
接下来，如同图所示，接收信号处理部22计算卡尔曼增益、计算提前推测误差、更新加权系数、更新相关矩阵(步骤95～98)。因步骤95～98是卡尔曼滤波器中采用了递归最小二乘法(RLS(Recursive LeastSquare)算法)的公开技术，故在此省略说明。
这样，接收信号处理部22计算出每个用户的加权系数。
<接收电平检测部>
接收电平检测部23使用由电场强度检测部7所检测出的每个天线的电场强度及由接收信号处理部22所得到的加权系数，在时分频道的接收时隙中检测出路径复用的每个用户(移动站)的接收信号电平。
具体来讲，当每个天线的电场强度为RSSI1～RSSI4、每个天线的输入信号为X1(t)～X4(t)、各用户的解调数据为U1(t)～U4(t)时，每个用户的接收信号电平L_U1、L_U2、L_U3、L_U4由下式求出。
L_U1＝∑{RSSIn×ABS(∑Xn(t)*U1(t))}L_U2＝∑{RSSIn×ABS(∑Xn(t)*U2(t))}L_U3＝∑{RSSIn×ABS(∑Xn(t)*U3(t))}L_U4＝∑{RSSIn×ABS(∑Xn(t)*U4(t))}其中，在各式中的第一个∑表示n＝1、2、3、4时的和，第二个∑表示t＝1、2、…、M时的和，而M表示1个时隙内的符号数。每个天线的输入信号(输入符号)如图8的步骤93所示，用Xn(t)＝In(t)+jQn(t)表示。用户1的解调数据用U1(t)＝YIa(t)+jYQa(t)表示(YIa(t)和YQa(t)已做过说明)。另外，上式中的ABS(X)表示X的复振幅即(SQRT(I2+Q2))。“*”为求出相关性的程度的相关运算。因输入符号Xn(t)、用户的解调数据Ui4(t)(其中i＝1、2、3、4)都分别用双值处理后的I分量和Q分量表示，所以相关运算本身也变得简单起来，另外运算结果也是复数。
这样，接收电平检测部23检测出每个用户的接收信号电平。
<存取控制部>
图11表示存取控制部3的更详细的处理内容流程。本图所示的处理由存取控制部3周期性地(比如每隔100m秒)进行。
如同图所示，存取控制部3从接收电平检测部23获得无线连接中的所有移动站的接收信号电平(步骤110)，分别判定各个接收信号电平是否大于阈值，并判定是否存在大于阈值的移动站与小于阈值的移动站混同的时分频道(也简单地称为时隙)(步骤111)。
判定后，如果不存在混同的时隙时，存取控制部3将结束处理。如果存在混同的时隙时，则判定该时分频道是否为小功率时隙(步骤112)。
当判定为小功率时隙时，存取控制部3把大小区用频率转换通知发送给频率控制部5(步骤113)，把正常输出转换通知发送给发送输出控制部4(步骤114)，解除判定为混同的时隙对应的小功率标志(步骤115)。这里所说的小功率标志，是与分配表31的各时分频道对应而设置的，表示时分频道中的发送输出是小功率还是正常功率。通过步骤113、步骤114的大小区用频率转换通知、正常输出转换通知，当小小区通信中的移动站开始远离无线基站，并将要离开小小区时，将从小功率转换成正常功率。
另一方面，当判定为不是小功率时隙的情况下，已经存在作为小功率时隙正在使用的时分频道(步骤116)，当此时分频道存在空路径频道时(步骤117)，存取控制部3把上述混同时隙中的判定为大于阈值的移动站转换到空的路径频道(变更分配)(步骤118)。这种频道间的转换，是从本无线基站向移动站发送频道转换通知，在转换目标的频道下，与该移动站再次建立链接频道。
另外，当判定为不是小功率时隙的情况下，当不存在作为小功率时隙正在使用的时分频道时，存取控制部3将确定成为小功率时隙的候补的时隙(步骤119)。虽然此候补时隙可以是任一时分频道，但是最好从判定为混同的时分时隙中确定被分配了很多小于阈值的移动站的时分频道作为候补时隙。
而且，如果在候补时隙中，判定为小于阈值的移动站可以移动的话(如果其他的时隙上有空的频道)(步骤120)，存取控制部3将把此移动站转换到其他的时分频道上(步骤121)，如果候补时隙的其他时隙上有接收信号电平大的移动站(步骤122)，且候补时隙上有空的频道存在的话(步骤123)，存取控制部3将把此移动站从其他时隙转换到候补时隙上(步骤124)。
然后，分配到候补时隙上的移动站的接收信号电平若都大于阈值(步骤125)，则存取控制部3将把小输出转换通知发送到发送输出控制部4(步骤126)，再把小小区用频率转换通知发送到频率控制部5(步骤127)，设定与候补频道对应的小功率标志(步骤128)。接到此通知后，通过频率控制部5，候补时隙的频率变更为小小区用频率，通过发送输出控制部4把正常功率变更为小功率。
<动作说明>
以上构成了本实施方式，下面说明此方式中的无线基站的动作。
现在，如图9(a)所示，PS1～PS10已经无线连接到了无线基站。图中的实线所表示的无线区域假设为现有的无线基站基于无方向性图形用正常功率(500mW)发送时的可以通信的范围(大小区)。在本无线基站中，以自适应阵列方式用正常功率(每个移动站的4根天线共计125mW)基于方向性图形形成时，在定向的方向上，也是用实线表示可以通信的范围。另外，如图10(a)所示的分配表31，图9(a)中的各移动站已被分配了频道。
在图10(a)中，因PS3和PS5距无线基站近，所以可分别以大于阈值的接收信号电平接收。
存取控制部3从接收电平检测部23获得各移动站的接收信号电平，当判断出时隙1与时隙3中混同着大于阈值的基站和小于阈值的基站时，将把空频道数多的频道3确定为候补时隙。
然后，存取控制部3逐个地转换移动站的频道，以使只有接收信号电平大于阈值的移动站占用候补时隙Tch3。
首先，把PS5从时隙Tch1转换到时隙Tch3。这种转换是基于无线基站向PS5发出频道转换指示，在候补时隙Tch3中，与PS5间建立链接频道而实现的。其结果，分配表31变为图10(b)所示的状态。
接下来，在图10(b)中，因在候补时隙Tch3中存在接收信号电平小于阈值的PS7，所以，存取控制部3把PS7的频道从候补时隙Tch3移动到时隙Tch1。其结果，分配表31变为图10(c)所示的状态。
这时，因只有接收信号电平大于阈值的移动站占用候补时隙，所以存取控制部3把小输出转换通知发送给发送输出控制部4。由此，通过发送输出控制部4，时隙Tch3的发送输出变更为每个移动站5mW。其结果，分配表31变为图10(d)所示的状态。
然后，存取控制部3把小小区用频率转换通知发送给频率控制部5。由此频率控制部5把时隙Tch3的频率变更为小小区用频率f5。其结果，分配表31变为图10(e)所示的状态。
这样一来，存取控制部3就变更频道分配，使位于无线基站附近的移动站处于同一时隙，而且，当只有接收信号电平大的(离无线基站近)移动站占用时隙时，将此时隙的发送输出变更为小功率。由此，可以降低无线基站间的频率资源的干扰。
而且，在上述实施方式中，转换了2个阶段的发送输出，也可以转换多阶段的发送输出。比如，当以无方向性图形转换到分别相当于500mW、100mW、20mW、5mW的第1到第4阶段的发送输出时，以来自位于100mW、20mW、5mW相当的各无线区域界限内的移动站的接收信号电平为基准，确定出第1到第3的阈值，可构成为由存取控制部3移动频道使接收信号电平处于同一阈值间的移动站占用同一时隙。
另外，以无方向性图形、500mW、100mW、20mW、5mW的发送输出，在4根天线的自适应阵列中，4根天线的合计分别相当于每1个移动站125mW、25mW、5mW、1mW；在8根天线的自适应阵列中，8根天线的合计分别相当于每1个移动站62.5mW、12.5mW、2.5mW、0.5mW。
此外，在上述实施方式中说明了4根天线的自适应阵列的情形，但8根天线等多根天线组成的自适应阵列装置也同样可适用于本发明。
另外，在上述实施方式中，因每个用户4根天线的发送输出合计为125mW，所以比如在1时隙内2个用户，复用2个用户时，则2个用户4根天线的发送输出合计为250mW。因此，如果在1时隙内只收容2个用户，且2个用户都远离基站时，也可使2个用户合计为500mW(每1用户为250mW)。具体来讲，在上述实施方式中，还可构建为把接收电平低于某阈值的用户们移动到有空频道的时隙中，并且，当有空频道时将提高对该用户的发送输出。
另外，在上述实施方式中，小功率时隙的频率变更成了小小区用频率，也可直接使用大小区用频率。
另外，在上述实施方式中，说明了只有1个阈值时的情况，也可分成2个阈值，一个是用于判断移动站接近小小区时的阈值，另一个是用于判断移动站离开小小区时的阈值。
而且，在上述实施方式中，对适用所谓的PHS电话系统的情况进行了说明，如果是时分多址方式的移动通信的话，则可运用本发明。
另外，上述实施方式中的天线配置，最好是在圆周上以等距离配置，但也可采用其他配置。
而且，也可使上述接收电平检测部基于超过一定期间以上的电场强度信号，来检测接收信号电平。
本发明的无线基站是一种自适应阵列方式的无线基站，其通过基于时分复用的每个时隙，把具有不同的方向性图形的发送信号空间复用来与移动站无线连接，具有表示对无线连接中的移动站的时隙的分配情况的分配表，判定对无线连接中的各移动站测定了的接收信号电平是否大于阈值，变更移动站的分配及上述表，以使只有判定为大于阈值的移动站占用一个时隙。而且，判定为大于阈值的移动站占用一个时隙时，还进行变更控制，以使该时隙中的发送输出小于其他时隙的发送输出。因此，由于本发明的无线基站可以避免对附近无线基站的发送信号产生干扰，因此在实际使用中是理想的。
权利要求
1.一种自适应阵列方式的无线基站，通过以每个基于时分复用的时隙，空间复用具有不同的方向性图形的发送信号来与移动站无线连接，其特征为包括存储装置，存储表示对无线连接中的移动站的时隙分配情况的表；测定装置，测定上述表所示的无线连接中的各移动站的接收信号电平；判定装置，判定所测定的接收信号电平是否大于阈值；变更装置，变更移动站的分配及上述分配表，以使判定为大于阈值的移动站占用1个时隙；控制装置，当判定为大于阈值的移动站占用1个时隙时进行控制以使该时隙中的发送输出小于其他时隙。
2.一种无线基站，其特征为权利要求1记载的控制装置，还在判定为大于阈值的移动站占用过的时隙中，当由于某一移动站的移动而判定为小于阈值时，进行控制以使该时隙的发送输出返回到原有的发送输出。
3.权利要求1或2记载的无线基站，其特征为包括信号处理部，计算出构成自适应阵列天线的每根天线的空间复用用的参数组，上述测定装置，包括电场强度检测装置，检测每个时隙的接收信号的电场强度；接收电平检测装置，基于检测出的电场强度以及信号处理部所计算出的参数组，检测各时隙空间复用的单个移动站的接收信号电平。
4.权利要求1记载的无线基站，其特征为上述控制装置，当判定为大于阈值的移动站占用1个时隙时，将该时隙的频率变更为小功率发送用的频率。
全文摘要
存取控制部3，具有表示对无线连接中移动站的时隙的分配情况的表，判定接收电平检测部22所测定的接收信号电平是否大于阈值，并变更移动站的分配及上述表，以使判定为大于阈值的移动站占用一个时隙，当判定为大于阈值的移动站占用一个时隙时，进行变更控制，以使该时隙中的发送输出小于其他时隙的发送输出。由此可避免附近的无线基站间的发送波的干扰。
文档编号H01Q3/26GK1391774SQ00811101
公开日2003年1月15日 申请日期2000年5月31日 优先权日1999年5月31日
发明者饭沼敏范 申请人:三洋电机株式会社