无线基站和移动台的制作方法

专利名称：无线基站和移动台的制作方法
技术领域：
本发明涉及按照空间多路复用方式无线连接多个移动台的无线基站和移动台。
近年来，在数字式通信机器中，为了提高传送效率用数字信息信号(基带信号)来调制载波进行信息的传送。
由于在数字通信中传送速度的提高或通过时分多址按同一频率容纳多个利用者的多信道化，从而实现了频率资源的有效利用。另外，人们正在关注利用自适应阵列方式以同一频率在同一时刻容纳多个信道的空间多路复用方式。
所谓自适应阵列方式是这样一种方式，即用多个天线适应性地形成定向性图形(也称之为阵列天线图)，由此来向特定方向的通信对方发送接收电波。因为有关自适应阵列方式的详细内容在「空域中的适应信号处理及其应用技术论文特集」(电子通信学会论文集VOL.J75-B-Ⅱ NO.11 NOVEMBER)中有所记载，所以这里就省略了详细说明。
所谓空间多路复用是在自适应阵列方式的无线基站中在同一频率的载波上同一时刻对多个移动台形成互不相同的定向性图形，由此来对多个移动台同时进行多路通信，也被称之为路分多址(PDMA:Path Division Multiple Access,也叫做路分多路复用)通信。有关PDMA，在「路分多址(PDMA)移动通信方式」(信学技报RCS93-84(1994-01).pp37-44)中有所记载，所以省略了详细说明。
在携带电话或PHS电话机等移动体通信系统中使用空间多路复用的情况下，在无线基站方发送接收的同时，就形成阵列天线图。这是因为在移动台实际设置阵列天线是很困难的，因移动台的携带性而使其位置和方向都发生很大的变化。
可是，近年来的携带电话或PHS电话机中，除了鞭状天线之外具备内装天线(图形天线或芯片天线)、进行分集接收的机种正在投入实用。这里，所谓分集接收是说选择接收多个天线中接收电平高的一方的接收信号(天线选择分集)或根据接收电平比合成接收各个天线的信号进行接收(最大比合成分集)。
但是，在空间多路复用按空间多路复用方式的无线基站进行分集接收的移动台的情况下，通信质量有可能劣化。这是因为鞭状天线与内装小型天线的空间位置关系因阵列天线图而有很大差异。具体地说，移动台在发送时使用鞭状天线的多，无线基站使阵列天线图朝向鞭状天线的空间位置。这时，即使在内装天线的位置上与向其他移动台的阵列天线图相干扰的情况下，按照分集接收，也仅以接收信号的电平进行选择判定，所以，内装天线被误选，而使通信质量劣化(误码增加等)。
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种不会因移动台中的分集接收而导致的通信质量的劣化的无线基站和移动台。
本发明的无线基站是按照空间多路复用方式无线连接多个移动台的无线基站，对被空间多路复用的各移动台发送分集接收的停止指示。
按照这样的构成，因为无线基站对被空间多路复用的各移动台发送分集接收的停止指示，所以，接收到停止指示的各移动台停止分集接收，而由一个天线进行接收，从而能够不发生因移动台中的分集接收而导致的通信质量的劣化。
因为从不进行空间多路复用的一般的无线基站不发送上述停止指示，所以移动台根据是否从无线基站发送了停止指示，能够对一般的无线基站提高分集接收的通信质量，同时，对本发明的无线基站也能够用一个天线的接收来提高阵列天线图的通信质量。
所述无线基站也可以设置有从移动台接收到通信信道的分配请求时作成通信信道分配信息的作成装置、在所述分配信息上附加所述停止指示的附加装置、作为对所述分配请求的应答发送附加了停止指示后的分配信息的发送装置。
按照这种构成，由于把停止指示附加于通信信道分配再进行发送，所以能够在通信信道的通信开始时，同时停止移动台中的分集接收。
所述无线基站设置有从移动台接收到通信信道的分配请求时决定是否与已经无线连接的移动台一起空间多路复用该移动台的决定装置、在决定为空间多路复用时作成该通信信道的分配信息的作成装置、在所述分配信息上附加所述停止指示的附加装置、作为对所述分配请求的应答发送停止指示附加后的分配信息并对已经无线连接的移动台在通信信道上发送停止指示的发送装置。
按照这种构成，能够在空间多路复用开始的同时，停止移动台中的分集接收。
本发明的移动台是具有多个天线并进行分集接收的移动台，设置有判定是否有来自无线基站的分集接收停止指示的判定装置、被判定为有停止指示时停止分集接收的停止装置。
按照该构成，由于移动台根据从无线基站发送来的分集接收停止指示来停止进行分集接收并由一个天线进行接收，所以，能够不发生因移动台中的分集接收引起的通信质量的劣化。
因为从不进行空间多路复用的一般的无线基站不发送停止指示，所以移动台根据是否从无线基站发送了上述停止指示，能够对一般的无线基站提高分集接收的通信质量，同时，对本发明的无线基站也能够用一个天线的接收来提高阵列天线图的通信质量。
所述移动台设置有作为通信信道的分配请求的应答来接收通信信道的分配信息的接收装置，所述判定装置判定接收到的分配信息中是否附加有分集接收的停止指示。
按照该构成，由于把停止指示附加于通信信道分配，所以，能够在通信信道的通信开始时，同时停止移动台中的分集接收。
所述判定装置还判定接收装置在通信信道上接收到的数据中是否包含所述停止指示。
按照该构成，由于在通信信道上发送停止指示，所以能够以更加灵活的定时进行无线基站的停止指示的发送，并能够根据状况停止分集接收。
从下面结合说明本发明的特定实施例的附图的描述将使本发明的这些和其他的目的、优点和特征更加清楚。


图1是实施例中的无线基站的结构框图。
图2是信号处理部50的结构框图。
图3是用户处理部51a的结构框图。
图4是无线基站中的链路信道分配处理流程图。
图5是无线通信信道分配信息的具体例。
图6是实施例中的移动台的结构框图。
图7是移动台中的无线通信信道确立处理的流程图。
图8是由无线基站管理的时隙分配表。
图9是无线基站中的有关停止指示的发送的流程图。
本实施例中的无线基站是用多个天线形成阵列天线图并与移动台无线连接的无线基站，被设置来作为按照PHS标准规定的双向时分多址(TDMA/TDD:Time Division Multiple Access/Time Division Duplex)无线连接PHS电话机的PHS基站，除时分多址之外，还进行空间多路复用的无线连接。这时，无线基站对应该新进行空间多路复用的移动台指示停止分集接收，接收到该指示的移动台停止分集接收。
<无线基站的构成>
图1是实施例中的无线基站的结构框图。该图中，无线基站设置有基带部70、调制解调部60、信号处理部50、无线部11、21、31、41、天线10～40、控制部80。
基带部70在经电话交换网连接的多条线路与调制解调部60之间对每个应空间多路复用的信号进行多路复用和分离的TDMA/TDD处理，这种处理使多个信号(表示声音或数据的基带信号)适合于TDMA/TDD帧。这里，所谓TDMA/TDD帧具有5mS的周期，由能够8等分的4个发送时隙和4个接收时隙构成。具体地说，基带部70从多条线路对调制解调部60以每TDMA/TDD帧多路复用4个信道，以便对来自多条线路的信号进行时分多址，每一个发送时隙把最大的4个信号输出到调制解调部60以便进行空间多路复用。基带部70从调制解调部60对多条线路从调制解调部60每一个接收时隙接收最大的4个信号，并分离TDMA/TDD帧的时分多址，然后输出到多条线路上。
调制解调部60调制从基带部70输入的信号，并解调从信号处理部50输入的信号，调制、解调的方式取为π/4移位QPSK。
信号处理部50把4根天线10～40作为一个阵列天线，并计算出阵列发送接收用的参数。这里，所谓阵列发送接收是说形成阵列天线图进行发送接收。所谓参数是对应该空间多路复用的各信号调整赋予无线部11、21、31、41的各发送接收信号的幅度和相位的加权系数。即在从多个天线同时发送或接收信号时，通过对无线部11、21、31、41的发送接收信号进行加权来形成对于一个信号的阵列天线图。具体地说，信号处理部50在接收时根据无线部11、21、31、41的各接收信号计算出参数，并用所计算出来的参数对各接收信号进行加权合成。这样，就形成了接收时的定向性图形。信号处理部50在发送时也使用接收时计算出来的参数对无线部11、21、31、41的各发送接收信号进行加权。这样，就形成了发送时的阵列天线图。
无线部11、21、31、41在阵列发送时把由信号处理部50加权了的各信号变换成为RF信号，并从天线10～40发送出去，在阵列接收时把来自天线10～40的信号变换成为基带带域的信号，并输出到信号处理部50。在全向发送接收时，仅无线部11由进行同样的动作，无线部21、31、41停止动作。
控制部80通过控制信号处理部50、调制解调部60和基带部70来进行本无线基站的整体控制。特别是控制部80经无线部11～41之一、信号处理部50、调制解调部60和基带部70从移动台接收到通信信道(traffic channel叫做TCH)的分配请求(叫做无线通信信道分配请求)时，选择空闲的通信信道，并在发送分配所选择的信道的分配信息(叫做无线通信信道分配)时，经调制解调部60、信号处理部50和无线部对该移动台发送分集接收的停止指示。
这里，无线通信信道(以下简称Lch)确立请求在控制信道(controlchannel叫做CCH)上从移动台发送到无线基站，以便在位置登录时、发出呼叫时、接受呼叫时、转交时、信道切换时等转移到通信信道上，这种确立请求是请求通信信道的分配和信道连接的信息。作为与此同样的信息，有Lch确立再请求。Lch确立再请求是与Lch确立请求同样的信息，是由于因对Lch确立请求无应答引起的时隙发生等原因而从移动台发送给无线基站的信息。Lch分配是从无线基站发送到移动台并包含指定应分配的通信信道的频率号和时隙号的信息。
控制部80指示信号处理部50，要在控制信道上进行全向发送接收而在通信信道上进行阵列接收。这里，所谓全向发送接收是说不形成阵列天线图而用一个天线进行按照无定向性(全方位)图进行发送接收。
<信号处理部50的构成>
图2是信号处理部50的结构框图。信号处理部50设置有用户处理部51a～51d、加法器551～554、切换发送接收的开关561～564，在从控制部80指示了阵列发送接收的情况下，进行加权系数的算出和加权，在指示全向发送接收的情况下，不使用户处理部51b～51d动作，仅使用户处理部51a动作。
用户处理部51a～51d对应于在各时隙中空间多路复用的最大4个用户信号。在接收时隙中，各用户处理部算出上述加权系数，然后用该加权系数合成从无线部11～41经开关561～564输入的接收信号，由此来提取出用户信号；在发送时隙中，把用刚好在接收时隙中算出来的加权系数加权过的用户信号输出到各无线部。
其中，因为在全向发送的情况下不加权，所以用户处理部51a把来自调制解调部60的控制信号经加法器551、开关561原样输出到无线部11。
加法器551合成对无线部11的各用户发送信号的加权了的成分。虽然加法器552～553与加法器551一样，但是其不同仅仅是分别对应于无线部21～41。
<用户处理部的构成>
因为用户处理部51a～51d的构成都一样，所以，这里仅以用户处理部51a为例进行说明。
图3是用户处理部51a的构成框图。用户处理部51a设置有加权计算部53、加法器54、参照信号发生部55、开关56、乘法器521～524、乘法器581～584。
加权计算部53在接收时隙中的各符号期间或特定的符号期间计算出加权系数，以便使来自各无线部11～41的各接收信号S1R～S4R和由参照信号发生部55产生的参照信号的误差的总和达到最小。这里，所谓参照信号是包含在控制信道中的控制信号或通信信道中的通信信号的已知的固定比特图形(固定符号)期间内的符号数据。作为参照信号的具体例，因为控制信号、通信信号中R(Ramp bits)、SS(Start Symbol)、PR(Preamble)、UW(Unique Word)的各字段都是已知的固定比特图形，所以可以作为参照信号来利用。另外，控制信号中发送识别码或接收识别码是已知的，所以可以作为参照信号来利用。这些都是在PHS标准中规定的，所以省略其详细说明。
另外，加权计算部53算出在接收时隙内的加权系数的符号期间和以后的符号期间内把所计算出来的加权系数输出到乘法器521～524。
加权计算部53在发送时隙，将用对应的刚好接收时隙中标出的加权系数输出到乘法器581～584。
在时隙是控制信道的接收时隙的情况下，参照信号发生部55对准符号时隙输出成为参照信号的符号数据，在时隙是通信信道的接收时隙的情况下，对准符号时隙把成为参照信号的符号数据输出到加权计算部53。
乘法器521～524和加法器54在接收时隙中用从加权计算部53输出的加权系数加权合成来自无线部11～41的接收信号X1～X4。合成结果意味着从被空间多路复用的最大4个用户a～d的接收信号中提取出来的用户a的接收符号。
乘法器581～584在发送时隙内用从加权计算部53输出的加权系数在无线部11～41的一个个加权用户a的发送符号。
<Lch分配处理>
图4是无线基站从移动台接收到控制信号时进行Lch分配处理的流程图。在该图的处理之后，转移到所分配到的通信信道(也叫做TCH)上的通信。
控制部80在控制信道的接收时隙经无线部11、信号处理部50、调制解调部60接收来自移动台的控制信号(步骤70)，这种接收既可以是全向接收也可以是阵列接收。
在所接收到的控制信号是Lch确立请求或者是Lch确立再请求的情况下(步骤71、78)，控制部80选择TDMA/TDD帧内的未使用的时分信道或未使用的空间多路复用通信信道作为应分配的通信信道的候补(步骤72)。
在未能选出通信信道的候补的情况下，控制部80把拒绝Lch分配发送到信号处理部50(步骤75)。
在能选出通信信道的候补的情况下，控制部80作成表示候补中的一个通信信道的号码和时隙位置的Lch分配信息(步骤74)，并把对移动台的分集接收的停止指示附加到所作成的Lch分配信息上(步骤76)，然后把附加后的Lch分配信息发送出去(步骤77)。
<分集接收的停止指示>
图5表示Lch分配信息的具体例，在该图中，Lch分配信息由5个八位字节(其中八位字节5是2比特)构成。图中的八位字节3的比特6(下称D标示符)以外都在PHS标准中有所规定，所以省略了详细说明。D标示符如果是“1”，就意味着对移动台的分集接收的停止指示。如果是“0”，就意味着可以进行分集接收，即既可以分集接收也可以用一个天线接收。
如以上的说明那样，按照本实施例中的无线基站，在通信信道中开始移动台的无线连接时，把分集接收停止指示发送到相应的移动台，所以，按照空间多路复用无线连接多个移动台期间，对于这些移动台停止分集接收，而能够进行用一根天线的接收。
<移动台的构成>
图6是本实施例中的移动台的结构框图。该移动台由天线110a、110b、发送接收切换部111、无线部112、调制解调部113、TDMA/TDD(Time DivisionMultiple Access/Time Division Duplex时分多址/时分双向)部114、声音处理部115、话筒116、扬声器117、开关119、控制部180构成，在从无线基站发送来分集接收停止指示的情况下，停止用两根天线的分集接收，进行用一根天线的接收。
在该图中，由天线110a、110b、发送接收切换部111、无线部112、调制解调部113、TDMA/TDD部114、声音处理部115、话筒116、扬声器117、开关119构成的电路部分是TDMA/TDD方式的移动体通信机的一般的构成，例如是进行按PHS的标准「RCRSTD-28」规定的TDMA/TDD方式的无线通信的电路。
天线110a、110b分别是鞭状天线、内装天线。这种情况下，发送由天线110a来进行，接收由天线110a、110b来进行。
开关119在控制部1 80的控制下进行分集接收时选择从天线110b经接收部123得到的接收信号和从天线110b经接收部125得到的接收信号中的电平高的一方，并把所选择出的接收信号输出到调制解调部113。在不进行分集接收的情况下，固定选择来自接收部123的接收信号，并输出到调制解调部113。
控制部180由存储器181和CPU182构成，CPU182执行被存储在存储器181内的程序，由此来进行本移动体通信机整体的控制。特别是控制部180从无线基站接收到分集接收的停止指示时，直到通话结束为止一直把开关119连接在接收部123侧。
<移动台的Lch确立处理>
图7是移动台中的Lch确立处理流程图。在从控制信道向通信信道转移时，无线通信信道确立处理从基站接受通信信道分配，把确立同步之前的处理作为在被分配到的信道上进行发送接收的前阶段。在从CCH的待机接收的接收状态发出呼叫的情况下、待机接收的接收状态下从基站在CCH上接受呼叫的情况下、切换到转移目标的基站的情况下、新进行位置登录的情况下进行该处理。
在这些情况下，控制部180首先在控制信道上把Lch确立请求发送到无线基站(步骤101)，然后，作为应答，接收从无线基站用控制信道发送来的Lch分配(步骤102)，接着判定接收到的Lch分配内是否包含分集接收停止指示(步骤103)，包含的情况下，停止分集接收(步骤104)。具体地说，控制部180从停止指示的接收开始直到通话结束为止一直把开关119连接在接收部123侧。
分集接收停止之后，或判定为不包含停止指示之后，控制部180切换到Lch分配指定的通信信道(步骤105)，进行通信信道的启动处理(步骤106)，转移为通信状态。
如以上之说明，按照本实施例中的移动台，在与空间多路复用的无线基站之间在通信信道上开始无线连接时，根据从该无线基站发送来的分集接收停止指示使分集接收停止，而能够进行用一根天线的接收。
<其他变形例>
(1)在上述实施例中，先是把分集接收停止指示附加于Lch分配，再从无线基站发送到移动台，但是，也可以把分集接收停止指示附加于在控制信道中间断发送的控制信息上发送出去。这时，移动台也可以通过控制信息的间断接收来接收停止指示，在从同一个无线基站分配通信信道时停止分集接收。或者，也可以从接收到停止指示开始停止分集接收。
(2)也可以在通信信道上发送停止指示，例如无线基站在按时分时隙仅无线连接一台的情况下，不使移动台的分集接收停止，也可以在开始第二台以后的无线连接的时刻，停止相互空间多路复用的移动台的分集接收。
这时，控制部180也可以参照图8所示的时隙分配表执行按照关于图9所示的停止指示的发送的流程图的处理。
图8的时隙分配表表示对每个时分分割的发送接收时隙分配的移动台的识别符。在该图的例子中，在发送接收时隙2、6中分配识别符为PS1、PS4的2台移动台，进行空间多路复用。在发送接收时隙3、7中分配识别符为PS2的1台移动台。在图4的步骤72中选择时追加该时隙分配表中记载的各识别符，在通信结束时再把它消除。图8中，前提是发送接收时隙1、5被用作控制信道的发送接收时隙。
如图9所示，无线基站参照作为Lch分割(图4的步骤74)后的时隙分配表，选择的通信信道在发送接收时隙是分配1台的情况(步骤91是)不附加停止指示。这时，由于不进行空间多路复用，所以不停止分集接收。
在是第二台的分配的情况下(步骤92是)，在第一台移动台的通信信道上的数据上附加分集接收停止指示(步骤93)。在图4的步骤74中作成的Lch分配上附加分集接收的停止指示(步骤94)。这时，因为把两台移动台进行空间多路复用，所以使两个移动台停止分集接收。
是第三台以后的情况下(步骤92否)，在图4的步骤74中作成的Lch分配上附加分集接收的停止指示(步骤94)。这时，因为进行空间多路复用的各移动台已经停止分集接收，所以，就把停止指示发送到新的移动台。
按照图9所示的构成，开始空间多路复用时成为其对象的移动台能够停止分集接收。
无线基站在各移动台的通信结束时，参照图8的时隙分配表在结束空间多路复用的情况下，即在发送接收时隙仅剩余一台的情况下，也可以对该移动台指示再开启分集接收。
(3)在上述的实施例中，前提是无线基站进行空间多路复用，但是也可以根据数据传输量的大小、临近的无线基站的设置密度、TCH切换的次数、被转交的次数等动地第变更或是进行空间多路复用或是不进行空间多路复用(或是阵列发送接收或是全向发送接收)。在全向发送接收的情况下，控制部180可以省略图4所示的步骤76。
(4)在上述的实施例中，表示了无线基站具备由4根天线构成的阵列天线的例子，也可以是其他根数的根数。
(5)在上述的实施例中，说明了本发明适用于PHS方式的无线基站的情况，但是对于其他移动体通信系统也能够适用本发明。
虽然参照附图以举例的方式已经充分说明了本发明，但是对于所属领域的普通技术人员来说，实现各种改形和变形是显而易见的。因此，除非这些改形和变形偏离本发明的覆盖范围，否则都应被包含在本发明之内。
权利要求
1．一种按照空间多路复用方式无线连接多个移动台的无线基站，其特征在于对被空间多路复用的各移动台发送分集接收的停止指示。
2．根据权利要求1的无线基站，其特征在于设置有从移动台接收到通信信道的分配请求时作成通信信道分配信息的作成装置、在所述分配信息上附加所述停止指示的附加装置、作为对所述分配请求的应答发送附加了停止指示后的分配信息的发送装置。
3．根据权利要求1的无线基站，其特征在于设置有从移动台接收到通信信道的分配请求时决定是否与已经无线连接的移动台一起空间多路复用该移动台的决定装置、在决定为空间多路复用时作成该通信信道的分配信息的作成装置、在所述分配信息上附加所述停止指示的附加装置、作为对所述分配请求的应答发送附加了停止指示后的分配信息并对已经无线连接的移动台在通信信道上发送停止指示的发送装置。
4．一种具有多个天线并进行分集接收的移动台，其特征在于设置有判定是否有来自无线基站的分集接收停止指示的判定装置、被判定为有停止指示时停止分集接收的停止装置。
5．根据权利要求4的移动台，其特征在于设置有作为通信信道的分配请求的应答来接收通信信道的分配信息的接收装置，所述判定装置判定接收到的分配信息中是否附加有分集接收的停止指示。
6．根据权利要求5的移动台，其特征在于判定装置还判定接收装置在通信信道上接收到的数据中是否包含所述停止指示。
全文摘要
无线基站从移动台接收到通信信道的分配请求时作成通信信道分配信息,在所述分配信息上附加分集接收停止指示,作为对所述分配请求的应答发送附加了停止指示后的分配信息。
文档编号H04B7/26GK1312661SQ01116848
公开日2001年9月12日 申请日期2001年2月13日 优先权日2000年2月14日
发明者石田明 申请人:三洋电机株式会社