无线基站以及通信控制方法

专利名称：无线基站以及通信控制方法
技术领域：
本发明涉及一种接收来自多个无线终端的无线信号的无线基站、以及在该无线基 站中的通信控制方法。
背景技术：
在多个无线终端与无线基站之间利用时分双工(TDD)以及时分复用(TDMA)的方 式进行通信的无线通信系统中，各无线终端与无线基站的距离按每个无线终端而不相同。 因此，虽然为每个终端分配了不同的时隙，但是因由距离远而发生的传播延迟，有时无线基 站会同时从各无线终端收到突发信号(burst signal) 0为了防止同时接收这样的突发信号(冲突)，例如在专利文献1以及专利文献2记 载的技术中，无线基站向各无线终端发送用于防止冲突的控制信号。各无线终端基于所接 收的控制信号，来强制地调整突发信号的发送定时(timing)。这样的控制，被称为时间对准 控制(time alignmentcontrol)。专利文献1日本特开2001-169343号公报专利文献2日本特开2002-77087号公报但是，当无线终端从无线基站的附近移动到远方后，即使进行如上所述的时间对 准控制，也有时无线基站接收到的突发信号的时间位置(接收窗口)，会偏离到时隙的后 侧。这样，当存在无线基站的接收定时极度延迟的突发信号的情况下，该突发信号就 与下一个突发信号发生冲突，并使正常的解调变得困难。特别，在PHS (个人手持电话系统，Personal Handy Phone System)的无线通信系 统中，伴随着宏蜂窝化，由于无线终端与无线基站的距离的变化大，因此容易发生上述的信 号冲突。

发明内容
鉴于上述的问题点，本发明的目的是提供一种防止来自各无线终端的无线信号冲 突的无线基站以及通信控制方法。为了解决上述的课题，本发明具有以下的特征。本发明的第一个特征，是将用于通 信的时间段进行分割得到的多个时隙分配给多个无线终端(无线终端2A、2B)，并在与上述 多个无线终端之间进行采用上述时隙的通信的无线基站(无线基站1)，其要旨为具备由 天线(108a至108h)、和处理射频频带的信号的射频处理部(RF部107a至107h)构成的多 个无线部(无线部106a至106h)，上述多个无线部接收来自上述多个无线终端的采用第一 频率的时隙的无线信号；检测由上述多个无线部接收的来自上述无线终端的无线信号的延 迟的延迟检测部(延迟检测部154)；当由上述延迟检测部检测的延迟的时间在规定时间以 上的情况下，将上述多个无线部的一部分的频率切换成第二频率，并且对上述无线终端分 配上述第二频率的时隙的频率控制部(频率控制部156)。
这样的无线基站，为两个无线终端分配了作为同一频率的第一频率的时隙后，在 由多个无线部接收来自该两个无线终端的无线信号之际，当无线信号的延迟的时间在规定 时间以上的情况下，将多个无线部的一部分的频率切换成与第一频率不同的第二频率，并 且对两个无线终端的任一个分配第二频率的时隙。由此，作为冲突的无线信号的发送源的两个无线终端，一方无线终端继续进行采 用第一频率的时隙的通信，而另一方无线终端开始进行采用第二频率的时隙的通信。所以， 防止了无线信号的冲突。本发明的第二特征，与本发明的第一特征有关，其要旨为上述延迟检测部，检测 由上述多个无线部接收的来自两个上述无线终端的无线信号的冲突，上述频率控制部，当 由上述延迟检测部检测到来自两个上述无线终端的无线信号的冲突的情况下，将上述多个 无线部的一部分的频率切换成第二频率，并且对两个上述无线终端的任一个分配上述第二 频率的时隙。本发明的第三特征，与本发明的第二特征有关，其要旨为上述频率控制部，对从 由上述延迟检测部检测到冲突的来自两个上述无线终端的无线信号之中、时间位置为后方 的无线信号的发送源的无线终端分配上述第二频率的时隙。本发明的第四特征，与本发明的第二或第三特征有关，其要旨为上述频率控制 部，从分配对象中除去下述时隙对在由上述延迟检测部检测到冲突的来自两个上述无线 终端的无线信号之中、时间位置为前方的无线信号的发送源的无线终端所分配的上述第一 频率的时隙的下一个时隙。本发明的第五特征，与本发明的第二 第四特征的任一个有关，其要旨为上述频 率控制部，对分配了上述第二频率的时隙的上述无线终端，通知上述第二频率和所分配的 上述第二频率的时隙的识别信息。本发明的第六特征，与本发明的第二 第五特征的任一个有关，其要旨为上述频 率控制部，将频率为上述第一频率的无线部的数量与频率为上述第二频率的无线部的数量 设定为相同。本发明的第七特征，与本发明的第二 第六特征的任一个有关，其要旨为上述延 迟检测部，当与时间位置为前方的无线信号对应的接收数据中的尾部的信噪比恶化到第一 规定水平以下、并且与时间位置为后方的无线信号对应的接收数据中的头部的信噪比恶化 到第二规定水平以下的情况下，检测出上述时间位置为前方的无线信号、与上述时间位置 为后方的无线信号发生了冲突。本发明的第八特征，与本发明的第一特征有关，其要旨为具备定时调整部(定时 调整部168)，上述定时调整部基于由上述延迟检测部检测到的延迟的时间，来调整上述第 二频率的时隙的发送定时。这样的无线基站，当检测无线信号的延迟的情况下，基于该延迟的时间，对第二频 率的时隙的发送定时进行调整。由此，无线基站，在与产生了延迟的无线信号的发送源的无线终端之间，进行采用 与第一频率不同的第二频率的时隙的通信，进而，通过调整发送定时，消除延迟，并防止无 线信号的冲突。本发明的第九特征，与本发明第八特征有关，其要旨为具备连接目的地设定部(连接目的地设定部170)，上述连接目的地设定部将上述多个无线部的一部分设定为产生 延迟的上述无线信号的发送源的上述无线终端的连接目的地。本发明的第十特征，与本发明的第八特征有关，其要旨为上述频率控制部，基于 由上述延迟检测部检测到的延迟的时间，来决定上述无线部的频率使用数，上述定时调整 部，调整由上述频率控制部决定的上述频率的各自的时隙的发送定时。本发明的第十一特征，与本发明的第十特征有关，其要旨为上述频率控制部，当 由上述延迟检测部检测到的延迟的时间超过上述时隙的保护时间的情况下，决定上述频率 使用数。本发明的第十二特征，是将对用于通信的时间段进行分割得到的多个时隙分配给 多个无线终端，并在与上述多个无线终端之间进行采用上述时隙的通信的无线基站中的通 信控制方法，上述通信控制方法具备下述步骤由天线和处理射频频带的信号的射频处理 部构成的多个无线部，接收来自上述多个无线终端的采用第一频率的时隙的无线信号的步 骤；上述无线基站，检测由上述多个无线部接收的来自上述无线终端的无线信号的延迟的 步骤；上述无线基站，当检测到的上述延迟的时间在规定时间以上的情况下，将上述多个无 线部的一部分的频率切换成第二频率，并且对上述无线终端分配上述第二频率的时隙的步 马聚o本发明的第十三特征，与本发明的第十二特征有关，其要旨为具备下述步骤上 述无线基站，基于检测到的上述延迟的时间，对上述第二频率的时隙的发送定时进行调整 的步骤。根据本发明，在无线基站中，可以防止来自各无线终端的无线信号的冲突。


图1是本发明的实施方式所涉及的无线通信系统的全体概略结构图。图2是本发明的实施方式1所涉及的无线基站的结构图。图3是表示本发明的实施方式1所涉及的帧的结构的图。图4是表示本发明的实施方式1所涉及的无线基站中的上行时隙分配的一个例子 的图。图5是表示本发明的实施方式1所涉及的无线基站中的接收数据的结构的图。图6是表示本发明的实施方式1所涉及的无线基站中的2RF模式的无线通信部的 结构的图。图7是表示本发明的实施方式1所涉及的无线基站中的上行时隙的再分配的一个 例子的图。图8是表示本发明的实施方式1所涉及的无线基站中的4RF模式的无线通信部的 结构的图。图9是表示本发明的实施方式1所涉及的无线基站的动作的流程图。图10是表示本发明的实施方式1所涉及的无线基站中的无线信号的冲突检测动 作的流程图。图11是表示本发明的实施方式1所涉及的无线基站中的无线通信部的结构变更 动作的流程图。
图12是表示本发明的实施方式1所涉及的无线基站中的上行时隙的再分配动作 的流程图。图13是表示本发明的实施方式1所涉及的无线基站中的上行时隙的分配监视动 作的流程图。图14是本发明的实施方式2所涉及的无线基站的结构图。图15是表示本发明的实施方式2所涉及的通信区域的扩大的一个例子的图。图16是表示本发明的实施方式2所涉及的通信定时调整的一个例子的图。图17是表示本发明的实施方式2所涉及的无线基站的动作的流程图。图18是表示本发明的实施方式2所涉及的无线基站中的延迟检测动作的流程图。图19是表示本发明的实施方式2所涉及的无线基站中的延迟时间计算动作的流 程图。图20是表示本发明的实施方式2所涉及的无线基站中的频率使用数决定、无线通 信部的结构设定以及通信定时调整动作的流程图。图21是表示本发明的实施方式2所涉及的无线基站的无线终端的连接目的地的 单元设定动作的流程图。图中1…无线基站，2A 2C…无线终端，3…小区，10…无线通信系统，102…控制部， 103…存储部，104…基带信号处理部，105…无线通信部，106a 106h…无线部，107a 107h…RF部，108a 108h…天线，152…分配部，154…延迟检测部，156…频率控制部， 162…分配部，164…延迟检测部，166…频率控制部，168…定时调整部，170…连接目的地设 定部
具体实施例方式以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。在以下的实施方式的附图记载 中，对同一或者类似的部分标注同一或者类似的符号。(1)无线通信系统的结构首先，对本发明的实施方式所涉及的无线通信系统的结构进行说明。图1本发明的实施方式的无线通信系统10的整体概略结构图。如图1所示，无线通信系统10是PHS的无线通信系统。这个无线通信系统10包 括无线基站1、无线终端2A、无线终端2B以及无线终端2C。在图1中，无线终端2A以及2B 位于进行了位置登记的无线基站1所提供的小区3内，而无线终端2C不位于小区3内。在初始状态中，无线基站1在从小区3内的无线终端2A以及2B有了呼叫连接请 求的情况下，对这些无线终端2A以及2B分配后述的帧内的时隙。由此，无线基站1与无线 终端2A以及2B可以利用TDD以及TDMA方式进行无线信号的传输。(2)实施方式1(2. 1)无线基站的结构接着，对实施方式1所涉及的无线基站1的结构进行说明。图2是实施方式1所 涉及的无线基站1的结构图。如图2所示，无线基站1包括控制部102、存储部103、基带信 号处理部104和无线通信部105。
控制部102，例如由CPU构成，控制无线基站1所具备的各种功能。存储部103，例 如由存储器构成，存储用于无线基站1中的控制等中的各种信息。基带信号处理部104包括基带电路等，进行编码以及解码等。无线通信部105进行自适应阵列控制。该无线通信部105包括无线部106a至 106h。无线部106a包括用于处理射频信号的RF部107a和天线108a。同样，无线部106b 至106h包括对应的RF部107b至107h之中的一个和对应的天线108b至108h之中的一个。RF部107a至107h包括RF电路等，进行调制以及解调，通过对应的天线108a至 108h，在与无线终端2A以及2B之间，进行无线信号的发送以及接收。控制部102包括分配部152、延迟检测部154以及频率控制部156。分配部152，在初始状态中，对无线终端2A以及2B，分配频率fl的帧内的时隙。此 时，无线部106b至106h的频率为n。图3是表示帧的结构的图。如图3所示，频率fl的帧，由用于上行方向(从无线 终端2向无线基站1的方向)的通信中的上行时间段和用于下行方向(从无线基站1向无 线终端2的方向)的通信中的下行时间段来构成，上行时间段被分割为四个上行时隙U1至 U4，而下行时间段被分割为四个下行时隙D1至D4。在图3所示的帧中，分配部152将频率fl的各帧内的第一个上行时隙U1和第一 个下行时隙D1分配给无线终端2A。而且，分配部152，将频率fl的各帧内的第二个上行时 隙U2和第二个下行时隙D2分配给无线终端2B。图4是表示上行时隙的分配的一个例子的 图。然后，无线终端2A以及2B，采用所分配的频率fl的上行时隙，向无线基站1发送 无线信号，采用所分配的频率fl的下行时隙，接收来自无线基站1的无线信号。延迟检测部154，采用频率fl的上行时隙检测从无线终端2A以及2B发送的无线 信号的冲突。具体地，延迟检测部154输入与来自无线通信部105的连续的频率fl的上行 时隙中的两个无线信号(来自无线终端2A的无线信号和来自无线终端2B的无线信号)对 应的接收数据。接着，延迟检测部154，对与连续的两个无线信号(来自无线终端2A的无线信号 和来自无线终端2B的无线信号)对应的两个接收数据，进行CRC(循环冗余校验，Cyclic Redundancy Check)校验，判定错误帧数(CRC错误数)是否在规定数以上。当与两个接收 数据相关的CRC错误数在规定数以上时，延迟检测部154进一步检测时间位置为前方的接 收数据中的尾部的信噪比(SNR)，并且检测时间位置为后方的接收数据中的头部的信噪比 (SNR)。图5是表示接收数据的结构的图。图5所示的接收数据具有240位的位长。该接 收数据从开头起依次由4位长的瞬态响应用斜坡时间(R)、2位长的开始符号(SS)、6位长 的前同步码(PR)、16位长的独特字(UW)、180位长的信息部、16位长的CRC、16位长的保护 部构成。头部由瞬态响应用斜坡时间(R)、开始符号(SS)、前同步码(PR)、独特字(UW)构 成，而尾部由CRC构成。接着，延迟检测部154，判定时间位置为前方的接收数据中的尾部的SNR是否恶化 到第一规定水平以下、并且时间位置为后方的接收数据中的头部的SNR是否恶化到第二规 定水平以下。
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当时间位置为前方的接收数据中的尾部的SNR恶化到第一规定水平以下、并且时 间位置为后方的接收数据中的头部的SNR也恶化到第二规定水平以下的情况下，延迟检测 部154判定为连续两个无线信号，即、对应于时间位置为前方的接收数据的时间位置为前 方的无线信号、与对应于时间位置为后方的接收数据的时间位置为后方的无线信号发生了 冲突。例如，在图1的例子中，无线终端2A位于无线基站1的远方。因此，如图4所示， 在无线基站1中接收到的来自无线终端2A的无线信号，延迟并偏离出到频率fl的上行时 隙U1的后方，并且与对应于频率f 1的上行时隙U2的来自无线终端2B的无线信号发生冲突。当时间位置为前方的无线信号与时间位置为后方的无线信号发生冲突的情况下， 频率控制部156，判定无线通信部105的结构，并进行结构的分割。这里，无线通信部105的 结构，在初始状态下，无线部106a至106h的频率是fl，并由无线部106a至106h构成一个 单元的状态(1RF模式)。当无线通信部105的结构为1RF模式的情况下，频率控制部156针对无线通信部 105，构成由无线部106a至106d组成的单元1，并且构成由无线部106e至106h组成的单元 2。这样将无线通信部105分割为两个单元的结构，被称为2RF模式。图6，是表示2RF模式 的无线通信部105的构成的图。当无线通信部105的结构被分割为2RF模式的情况下，频率控制部156针对单元 1内的无线部106a至106d，维持频率为fl。进而，频率控制部156，在单元1内的无线部 106a至106d中，维持与无线终端2A的通信，该无线终端2A是冲突的两个无线信号之中的 时间位置为前方的无线信号的发送源。而且，当无线通信部105的结构被分割为2RF模式的情况下，频率控制部156针对 单元2内的无线部106e至106h，将频率从fl切换为f2。进而，频率控制部156，针对冲突 的两个无线信号之中的时间位置为后方的无线信号的发送源的无线终端2B，分配频率f2 的帧内的上行时隙U1。图7是表示2RF模式下的上行时隙的分配的一个例子的图。另外，进行频率f2的上行时隙U1的再分配的同时，频率控制部156也可以对无线 终端2B分配频率f2的帧内的下行时隙D1。进而，频率控制部156通过基带信号处理部104以及无线通信部105，将与分配给 无线终端2B的上行时隙U1对应的频率f2、该上行时隙U1的时隙编号，通知给无线终端2B。 另外，对于无线终端2B，当分配了频率f2的帧内的下行时隙D1的情况下，频率控制部156 也将下行时隙D1的时隙编号通知给无线终端2B。无线终端2B，通过识别与被再分配的上行时隙U1对应的频率f2、和时隙编号，可 以识别发送时应该使用的频率和上行时隙。通知目的地的无线终端2B的ID等的识别信息被包含在来自该无线终端2B的无 线信号中。频率控制部156由该无线终端2B的识别信息，可以确定通知目的地。以上，对1R模式的情况进行了说明，当无线通信部105的结构为2RF模式的情况 下，也就是无线部106a至106d的频率为fl，无线部106e至106h的频率为f2的情况下， 频率控制部156针对无线通信部105构成四个单元，即、由无线部106a以及106b构成的单 元1、由无线部106c以及106d构成的单元2、由无线部106e以及106f构成的单元3、由无线部106g以及106h构成的单元4。这样将无线通信部105分割为四个单元的结构，被称为 4RF模式。图8是表示4RF模式的无线通信部105的结构图。当无线通信部105的结构被分割为4RF模式的情况下，频率控制部156针对单元 1内的无线部106a以及106b，维持频率为fl。进而，频率控制部156，在单元1内的无线部 106a以及106b中，维持与无线终端2A的通信，该无线终端2A是冲突的两个无线信号之中 的时间位置为前方的无线信号的发送源。而且，当无线通信部105的结构被分割为4RF模式的情况下，频率控制部156针对 单元2内的无线部106c以及106d，将频率从fl切换为f2。而且，频率控制部156针对单 元3内的无线部106e以及106f，将频率从f2切换为f3，针对单元4内的无线部106g以及 106h，将频率从f2切换为f4。进而，频率控制部156针对冲突的两个无线信号之中的时间位置为后方的无线信 号的发送源的无线终端2B，分配频率f2至f5的任一帧内的上行时隙U1。另外，进行频率f2至f4的任一个的上行时隙U1的再分配的同时，频率控制部 156，也可以对无线终端2B分配与所分配的上行时隙U1的频率相同的频率f2至f4的任一 个的帧内的下行时隙D1。进而，频率控制部156通过基带信号处理部104以及无线通信部105，将与分配给 无线终端2B的上行时隙U1对应的频率f2至f4的任一个和该上行时隙U1的时隙编号，通 知给无线终端2B。另外，当对无线终端2B分配了频率f2至f4的任一个的帧内的下行时隙D1的情 况下，频率控制部156，也将下行时隙D1的时隙编号通知给无线终端2B。在通知了频率与时隙编号以后，频率控制部156从分配对象中除去对冲突的两个 无线信号之中的时间位置为前方的无线信号的发送源的无线终端2A分配的频率f 1的上行 时隙U1的下一个频率fl的上行时隙U2、也就是将与延迟的来自无线终端2A的无线信号对 应的频率fl的上行时隙U1的下一频率fl的上行时隙U2。与从分配对象除去的上行时隙 U2对应的频率fl和该上行时隙U2的时隙编号，被存储在存储部103中。然后，分配部152判定作为无线终端2A以及2B以外的无线终端的无线终端2C是 否进入小区3内、且是否进行了来自该无线终端2C的呼叫连接请求。当进行了来自无线终 端2C的呼叫连接请求的情况下，分配部152将由存储在存储部103中的频率fl和时隙编 号所确定的频率fl的上行时隙U2以外的上行时隙分配给无线终端2C。(2. 2)无线基站的动作接着，对实施方式1所涉及的无线基站1的动作进行说明。图9是表示实施方式 1的无线基站1的动作的流程图。在步骤S101中，无线基站1进行无线信号的冲突检测。图10是表示无线信号的冲突检测动作的流程图。在步骤S201中，无线基站1内 的控制部102获取与从无线终端2A以及2B接收的连续的两个无线信号(时间位置为前方 的无线信号以及时间位置为后方的无线信号)对应的接收数据，并判定这些连续的两个接 收数据的CRC错误数是否在规定数以上。当两个接收数据的CRC错误数在规定数以上的情况下，在步骤S202中，控制部102 检测时间位置为前方的接收数据中的尾部的SNR，并且检测时间位置为后方的接收数据中的头部的SNR，并判定时间位置为前方的接收数据中的尾部的SNR是否恶化到第一规定水 平以下、并且时间位置为后方的接收数据中的头部的SNR是否恶化到第二规定水平以下。当时间位置为前方的接收数据中的尾部的SNR恶化到第一规定水平以下、并且时 间位置为后方的接收数据中的头部的SNR也恶化到第二规定水平以下的情况下，来自无线 终端2A的时间位置为前方的无线信号与来自无线终端2B的时间位置为后方的无线信号发 生了冲突。在这种情况下，在图9的步骤S102中，无线基站1进行无线通信部105的结构变 更与频率切换。图11是表示无线通信部105的结构变更以及频率切换的动作的流程图。在步骤 S301中，无线基站1内的控制部102，判定当前的无线通信部105的结构是否为1RF模式。在当前的无线通信部105的结构为1RF模式的情况下，在步骤S302中，控制部102 将无线通信部105的结构变更为分割成单元1和单元2的2RF模式。在步骤S305中，控制部102将无线通信部105内的单元2的频率从fl切换成f2。另一方面，在步骤S301中，当判定为当前的无线通信部105的结构不是1RF模式 的情况下，在步骤S304中，控制部102判定当前的无线通信部105的结构是否为2RF模式。在当前的无线通信部105的结构不是2RF模式的情况下，结束一系列的动作。另 一方面，在当前的无线通信部105的结构是2RF模式的情况下，在步骤S305中，控制部102 将无线通信部105的结构变更为分割成单元1至单元4的2RF模式。在步骤S306中，控制部102将无线通信部105内的单元2的频率从fl切换成f2， 将单元3的频率从f2切换成f3，将单元4的频率从f2切换成f4。在步骤S303中，当无线通信部105内的单元2的频率被切换后，或者在步骤S306 中，当无线通信部105内的单元2至4的频率被切换后，在图9的步骤S103中，无线基站1 进行上行时隙的再分配。图12是表示上行时隙再分配的动作的流程图。在步骤S401中，无线基站1内的 控制部102，针对无线通信部105内的单元1，维持频率为n。进而，控制部102，在单元1 中，维持与无线终端2A的通信，该无线终端2A是冲突的两个无线信号之中的时间位置为前 方的无线信号的发送源。在步骤S402中，控制部102，在2RF模式的情况下，对时间位置为后方的无线信号 的发送源无线终端2B分配频率f2的上行时隙U1。另一方面，控制部102，在4RF模式的情 况下，分配频率f2至f4的任一个的上行时隙U1。在步骤403中，控制部102，对无线终端2B，在2RF模式的情况下，通知与分配给无 线终端2B的上行时隙U1对应的频率f2，在4RF模式的情况下，通知与分配给无线终端2B 的上行时隙U1对应的频率f2至f4。进而，控制部102，向无线终端2B通知分配给该无线 终端2B的上行时隙U1的时隙编号。然后，在步骤S404中，控制部102，当2RF模式的情况下，在与频率f2对应的单元 2中，开始与无线终端2B的通信。另一方面，控制部102，当4RF模式的情况下，在与频率f2 至f4的任一个对应的单元2至单元4的任一个中，开始与无线终端2B的通信。然后，在图9的步骤S 104中，无线基站1进行时隙分配监视。图13是表示时隙分配监视动作的流程图。在步骤S501中，无线基站1内的控制部102从分配对象中除去对无线终端2A分配的频率f 1的上行时隙U1的下一个频率f 1的 上行时隙U2。在步骤S502中，控制部102判定无线终端2C是否进入小区、并且是否进行了来自 该无线终端2C的呼叫连接请求。当进行了来自无线终端2C的呼叫连接请求的情况下，控制部102对无线终端2C 分配从分配对象中除去的、频率fl的上行时隙U2以外的上行时隙。(2. 3)作用 效果在本发明的实施方式所涉及的无线通信系统10中，无线基站1对两个无线终端2A 以及2B分配了同一频率f 1的上行时隙以后，当接收到来自该无线终端2A以及2B的无线 信号之际，检测出该无线信号的冲突。当检测到无线信号的冲突、并且无线通信部105的结构为1RF模式的情况下，无线 基站1将无线通信部105分割为单元1以及单元2并切换成2RF模式，维持单元1的频率 为fl、并且将单元2的频率切换成f2。进而，无线基站1对无线终端2B，分配频率f2的上 行时隙。而且，当检测到无线信号的冲突、并且无线通信部105的结构为2RF模式的情况 下，无线基站1将无线通信部105分割为单元1至单元4并切换成4RF模式，维持单元1的 频率为fl、并且将单元2至单元4的频率切换成f2至f4。进而，无线基站1对在冲突的两 个无线信号之中的时间位置为后方的无线信号的发送源的无线终端2B，分配频率f2至f4 的任一个的上行时隙。由此，在发生冲突的无线信号的发送源的两个无线终端2A以及2B之中，一方的无 线终端2A继续进行采用频率f 1的上行时隙的通信，而另一方的无线终端2B开始进行采用 频率f2、或者采用频率f2至f4的任一个的上行时隙的通信。所以，防止了无线信号的冲突。而且，无线基站1，从分配对象中除去对冲突的两个无线信号之中的时间位置为前 方的无线信号的发送源的无线终端2A所分配的频率f 1的上行时隙的下一个上行时隙。就来自无线终端2A的无线信号而言，在由无线基站1中接收时，存在偏离到分配 给该无线终端2A的上行时隙的后侧的情况，因此，如上所述，无线基站1从分配对象中除去 对无线终端2A分配的频率fl的上行时隙的下一个上行时隙，由此防止了以后来自无线终 端2A的无线信号与其它的无线信号发生冲突。而且，无线基站1，当变更无线通信部105的结构的情况下，将变更后的各单元所 具有的无线部106的数量设定为同一数量。具体地，当无线通信部105的结构变更为2RF 模式的情况下，单元1由4个无线部106a至106d构成，单元2由4个无线部106e至106h 构成。而且，当无线通信部105的结构变更为4RF模式的情况下，单元1由2个无线部106a 以及106b构成，单元2由2个无线部106c以及106d构成，单元3由2个无线部106e以及 106f构成，单元4由2个无线部106g以及106h构成。当一个单元所具有的天线108的数量减少后，指向性变得缓和，存在无线信号的 到达距离变短的可能性。因此，如上所述，将变更后的各单元所具有的无线部106的数量设 为同一数量，将各单元的指向性与无线信号的到达距离恶化的程度设定为同等，因此可以 防止只有一部分单元，指向性和无线信号的到达距离极端恶化，其结果不能与无线终端通信的情况。(3)实施方式2(3.1)无线基站的结构接着，对实施方式2的无线基站1的结构进行说明。图14是实施方式2的无线基站1的结构图。如图14所示，实施方式2的无线基站1，与实施方式1所涉及的无线基站1 相比，不同点是控制部102还包含定时调整部168以及连接目的地设定部170。分配部162，在呼叫设定前的初始状态中，对无线终端2A以及2B分配频率f 1的帧 内的时隙。此时，无线部106b至106hde频率为Π。然后，无线终端2A以及2B，采用所分配的频率fl的上行时隙，将无线信号发送到 无线基站1，并采用所分配的频率Π的下行时隙，从无线基站1接收无线信号。延迟检测部164采用频率fl的上行时隙来检测从无线终端2A以及2B发送的无 线信号的延迟。具体地，延迟检测部164输入与来自无线通信部105的频率fl的上行时隙 中的连续两个无线信号(来自无线终端2A的无线信号和来自无线终端2B的无线信号)对 应的接收数据。接着，延迟检测部164，对与连续的两个无线信号(来自无线终端2A的无线信号 和来自无线终端2B的无线信号)对应的两个接收数据，进行CRC校验，判定错误帧的数量 (CRC错误数)是否在规定数量以上。当两个接收数据的错误帧的数量在规定数量以上的情 况下，延迟检测部164进一步检测时间位置为前方的接收数据中的尾部的SNR，并且检测时 间位置为后方的接收数据中的头部的SNR。接着，延迟检测部164，判定时间位置为前方的接收数据中的尾部的SNR是否恶化 到第一规定水平以下，并且时间位置为后方的接收数据中的头部的SNR是否恶化到第二规 定水平以下。当位置为前方的接收数据中的尾部的SNR恶化到第一规定水平以下、并且时间位 置为后方的接收数据中的头部的SNR恶化到第二规定水平以下的情况下，延迟检测部164 判定为与时间位置为前方的接收数据对应的无线信息延迟了。当检测到延迟的情况下，延迟检测部164进一步计算延迟时间Td。具体地，延迟 检测部164计算互相关函数。这里，互相关函数是已知的独特字(UW)的时间位置、与对应 于产生了延迟的无线信号的接收数据(延迟数据)的头部之间的差分。接着，延迟检测部 164计算互相关函数成为峰值的时间作为延迟时间Td。频率控制部166基于延迟时间Td，决定无线通信部105使用的频率的数量(频率 使用数)。具体地，频率控制部166，在保护时间Tg、n作为正整数的情况下，将满足(n-l)Tg < Td < nTg的η决定为频率使用数。例如，当2Tg < Td < 3Tg的情况下，频率控制部166 将频率使用数定为3。接着，频率控制部166，以与频率使用数相同数量来构成由无线通信部105内的无 线部106a至106h组成的单元。进而，频率控制部166将决定的使用数的频率，一个一个地 分配给单元。另外，初始状态是由无线部106a至106h构成一个单元的状态(1RF模式)。例如，当频率使用数为3的情况下，频率控制部166构成由无线部106a至106c组 成的单元1、由无线部106d至106f组成的单元2、由无线部106g至106h组成的单元3，作 为3RF模式。进而，频率控制部166，对单元1分配频率Π、对单元2分配频率f2、对单元3分配频率f3。 由上述的处理，无线通信部105被分割成多个单元，进而各单元被分配不同的频 率。由此，作为无线基站1的通信区域的、以无线基站1为中心的圆形区域的扩大成为可能。 具体地，无线基站1的通信区域，以与频率使用数相同的倍率沿着直径方向扩大。扩大后的无线基站1的通信区域，由以无线基站1为中心的圆形以及环形的通信 区域构成。各圆形以及环形的通信区域(分割通信区域)的直径方向的长度相同，分别为 C · Tg。这里C为光速。图15是表示扩大后的通信区域的一个例子的。图15是无线基站1的通信区域沿 着直径方向扩大3倍的情况下的例子。分割通信区域201是扩大前的通信区域。由分割通 信区域201至203组成的通信区域是扩大后的通信区域。分割通信区域201是与无线基站 1之间的距离为0至C · Tg的区域。频率fl的单元1，在与分割通信区域201内的无线终 端之间进行通信。分割通信区域202是与无线基站1之间的距离为C · Tg至C · 2Tg的区 域。频率f2的单元2，在与分割通信区域202内的无线终端之间进行通信。分割通信区域 203是与无线基站1之间的距离为C · 2Tg至C · 3Tg的区域。频率f2的单元2，在与分割 通信区域203内的无线终端之间进行通信。频率控制部166也可以对于与越远离无线基站 1的分割通信区域对应的单元，使其发送功率越大。定时调整部168，对各单元的通信定时(采用时隙的通信中的发送以及接收的定 时)进行调整。具体地，当η为正整数、C为光速的情况下，定时调整部168，将负责与无线 基站1之间的距离为(n-1)OTg至nC· Tg的区域的分割通信区域所对应的单元的通信定 时向前方仅移位(n-1) · Tgo图16是表示通信定时的调整的一个例子的图。图16是如图15所示那样构成分 割通信区域201至203、频率fl的单元1在与分割通信区域201内的无线终端之间进行通 信、频率f2的单元2在与分割通信区域202内的无线终端之间进行通信、单元3在与分割 通信区域203内的无线终端之间进行通信的情况下的例子。单元1的通信定时，没有变更。 另一方，单元2的通信定时向前方仅移位Tg，单元3的通信定时向前方仅移位2Tg。连接目的地设定部170，将单元的任一个设定为延迟的无线信号的发送源的无线 终端的连接目的地。具体地，当η为正整数，C为光速的情况下，连接目的地设定部170，针 对无线信号的延迟时间Td，确定满足(n-l)Tg<Td<nTg的η。进而，连接目的地设定部 170，针对所确定的η，将负责与(n-l)C *Tg至nC -Tg的区域对应的分割通信区域的单元设 定为延迟的无线信号的发送源的无线终端的连接目的地。进而，连接目的地设定部170生成指示信息，该指示信息用于指示延迟的无线信 号的发送源的无线终端，以使其与设定为连接目的地的单元进行连接。在这个指示信息中 包含设定为连接目的地的单元的通信定时。指示信息通过基带信号处理部104以及无线通 信部105，被发送到无线终端。然后，开始进行在指示信息的发送目的地的无线终端、与设定为连接目的地的单 元之间的通信。(3.2)无线基站的动作接着，说明实施方式2的无线基站的动作。图17是表示实施方式2的无线基站1 的动作的流程图。
在步骤S601中，无线基站1，检测无线信号的延迟。图18是表示无线信号的延迟检测动作的流程图。在步骤S701中，无线基站1内 的控制部102获取与从无线终端2A以及2B接收的连续的两个无线信号(时间位置为前方 的无线信号以及时间位置为后方的无线信号)对应的接收数据，并判定这些连续的两个接收数据的CRC错误数是否在规定数量以上。当两个接收数据的CRC错误数在规定数量以上的情况下，在步骤S702中，控制 部102检测时间位置为前方的接收数据中的尾部的SNR、并且检测时间位置为后方的接收 数据中的头部的SNR，判定时间位置为前方的接收数据中的尾部的SNR是否恶化到第一规 定水平以下、并且时间位置为后方的接收数据中的头部的SNR是否恶化到第二规定水平以 下。当时间位置为前方的接收数据中的尾部的SNR恶化到第一规定水平以下，并且时 间位置为后方的接收数据中的头部的SNR恶化到第二规定水平以下的情况下，在来自无线 终端2A的无线信号中产生延迟。这种情况下，在图17的步骤S602中，无线基站1计算延迟时间。图19是表示延迟时间计算动作的流程图。在步骤S801中，无线基站1内的控制 部102，将已知的独特字(UW)的时间位置与延迟数据(时间位置为后方的接收数据)的头 部之间的差分作为互相关函数进行计算。在步骤S802中，控制部102将互相关函数处于峰值的时间作为延迟时间Td来算
出ο然后，在图17的步骤S603中，无线基站1对频率使用数决定、无线通信部的结构 设定以及通信定时进行调整。图20是表示对频率使用数决定、无线通信部的结构设定以及通信定时进行调整 的动作的流程图。下面以延迟时间Td为小于保护时间的三倍即3Tg的情况为例进行说明。在步骤S901中，无线基站1内的控制部102，判定延迟时间Td是否比保护时间Tg 更大。当延迟时间Td在保护时间Tg以下的情况下，结束一系列的动作。另一方面，当延迟时间Td大于保护时间Tg的情况下，在步骤902中，控制部102， 判定延迟时间Td是否大于保护时间Tg、并且是否小于保护时间Tg的2倍。当延迟时间Td 在保护时间Tg以下的情况下，结束一系列的动作。当延迟时间Td大于保护时间Tg、并且小于保护时间Tg的二倍的情况下，在步骤 S903中，控制部102决定无线通信部105的频率使用数为2。接着，在步骤S904中，控制部 102将无线通信部105的结构设定为2RF模式。这里，构成单元1以及单元2。进而，控制 部102，将决定的使用数的频率，一个一个地分配给单元1和单元2。在步骤S905中，控制部102将单元2的通信定时向前方仅移位保护时间Tg。另一方面，在步骤S902中，当判定延迟时间Td为保护时间Tg的二倍以上的情况 下，在步骤S906中，控制部102将无线通信部105的频率使用数决定为3。接着，在步骤 S907中，控制部102将无线通信部105的结构设定为3RF模式。这里，构成单元1、单元2 以及单元3。进而，控制部102，将决定的使用数的频率，一个一个地分配给单元1、单元2以 及单元3。接着，在步骤S908中，控制部102将单元2的通信定时向前方仅移位一个保护时间Tg。进而，在步骤S909中，控制部102将单元3的通信定时向前方仅移位保护时间Tg的 二倍(2Tg)。然后，在图17的步骤S604中，无线基站1进行无线终端2A的连接目的地的单元
设定。 图21，是表示无线终端的连接目的地的的单元设定的动作的流程图。另外，下面设 为通信区域被分割为二、并且无线通信部105的结构为2RF模式。在步骤S1001中，无线基站1内的控制部102，将延迟的无线信号的发送源的无线 终端2A的连接目的地设定为单元2。在步骤S1002中，控制部102，生成指示信息，并将生 成的指示信息发送到无线终端2A，该指示信息用于指示延迟的无线信号的发送源的无线终 端2A与单元2进行连接。然后，在步骤S1003中，采用频率f2的时隙开始与指示信息的发 送目的地的无线终端2A与单元2进行通信。另外，在3RF模式的情况下，控制部102生成 指示信息，并将生成的指示信息发送到无线终端2A，该指示信息用于指示延迟的无线信号 的发送源的无线终端2A与单元3进行连接。(3. 3)作用 效果在本发明的实施方式的无线通信系统10中，无线基站1，当检测来自无线终端的 无线信号的延迟的情况下，基于该延迟的时间，决定无线通信部105的频率使用数，并在无 线通信部105内构成与该频率使用数对应的数量的单元。而且，无线基站1，对各单元分配 不同的频率。进而，无线基站1将负责与延迟的时间对应的分割通信区域的单元的通信定 时向前方移位。由此，在无线通信部105内构成的一个单元，通过负责与延迟的时间对应的通信 区域，进一步，通过将该单元的通信的定时向前方移位，来消除延迟，并防止无线信号的冲 突。而且，来自越远离无线基站1的无线终端的信号，越容易与其他无线信号的发生冲突， 但是由于防止了无线信号的冲突，因此无线基站1可以在与远距离的无线终端之间进行通 信，扩大了通信区域。(4)其它实施方式如上所述，由实施方式记载本发明，但是作为构成该公开的一部分的论述以及附 图不应该理解为是对本发明的限定。本领域技术人员根据该公开可以明确地获知各种各样 的代替实施方式、实施例以及运用技术。在上述的实施方式1，在无线基站1中，当来自无线终端2A的无线信号与来自无线 终端2B的无线信号冲突的情况下，对时间位置为后方的无线信号的发送源的无线终端2B， 分配与迄今为止不同频率的上行时隙，但是也可以对时间位置为前方的无线信号的发送源 的无线终端2A，分配与迄今为止不同频率的上行时隙。而且，上述的实施方式1，无线通信部105内的无线部106a至106h，在全部初始状 态中运行，但是，例如在初始状态中，也可以将半数的无线部105e至105h设为等待状态， 当检测到无线信号的冲突的情况下再开始运行。这种情况下，控制部102内的频率控制部 156，在无线部106e至106h开始运行时，将该无线部106e至106h的频率，设定为与无线部 106a至106的频率不同的频率。而且，上述实施方式1，无线基站1检测来自无线终端的无线信号的冲突，但是也 可以与实施方式2同样，检测无线信号的延迟、以及该延迟的时间。
而且，上述的实施方式1以及实施方式2，无线通信部105被设定为分割成两个单 元的2RF模式、分割成三个单元的3RF模式、分割成四个单元的4RF模式，但是在一个单元 中只要至少包含一个无线部106就可以，例如，无线通信部105也可以变更为分割成8个单 元的8RF模式。而且，上述的实施方式1以及实施方式2，说明了具备多个天线108a至108h，并进 行自适应阵列控制的无线基站1，但是在其他的多天线技术，例如利用ΜΙΜ0(多路输入多路 输出，Multiple Input Multiple Output)的情况中，也可以同样适用本发明。这样本发明，应该理解为包含此处没有记载的各种各样的实施方式等。所以，本发 明是根据该公布由适当的权利要求的范围的发明特定事项来限定的。 本发明的无线基站以及无线通信控制方法，可以防止来自各无线终端的无线信号 的冲突，作为无线基站以及通信控制方法有用。
权利要求
一种无线基站，将对用于通信的时间段进行分割得到的多个时隙分配给多个无线终端，并在与上述多个无线终端之间进行采用上述时隙的通信，上述无线基站具备由天线和对射频频带的信号进行处理的射频处理部构成的多个无线部，上述多个无线部接收来自上述多个无线终端的采用第一频率的时隙的无线信号；延迟检测部，上述延迟检测部检测由上述多个无线部接收的来自上述无线终端的无线信号的延迟；和频率控制部，当由上述延迟检测部检测到的延迟的时间在规定时间以上的情况下，上述频率控制部将上述多个无线部的一部分的频率切换成第二频率，并且对上述无线终端分配上述第二频率的时隙。
2.根据权利要求1所述的无线基站，其特征在于，上述延迟检测部，检测由上述多个无线部接收的来自两个上述无线终端的无线信号的 冲突，上述频率控制部，当由上述延迟检测部检测到来自两个上述无线终端的无线信号的冲 突的情况下，将上述多个无线部的一部分的频率切换成第二频率，并且对两个上述无线终 端的任一个分配上述第二频率的时隙。
3.根据权利要求2所述的无线基站，其特征在于，上述频率控制部，对从由上述延迟检测部检测到冲突的来自两个上述无线终端的无线 信号之中、时间位置为后方的无线信号的发送源的无线终端分配上述第二频率的时隙。
4.根据权利要求2或3所述的无线基站，其特征在于，上述频率控制部，从分配对象中除去下述时隙对在由上述延迟检测部检测到冲突的 来自两个上述无线终端的无线信号之中、时间位置为前方的无线信号的发送源的无线终端 所分配的上述第一频率的时隙的下一个时隙。
5.根据权利要求2 4中任一项所述的无线基站，其特征在于，上述频率控制部，对分 配了上述第二频率的时隙的上述无线终端，通知上述第二频率和所分配的上述第二频率的 时隙的识别信息。
6.根据权利要求2 5中任一项所述的无线基站，其特征在于，上述频率控制部，将频率为上述第一频率的无线部的数量与频率为上述第二频率的无 线部的数量设定为相同。
7.根据权利要求2 6中任一项所述的无线基站，其特征在于，上述延迟检测部，当与时间位置为前方的无线信号对应的接收数据中的尾部的信噪比 恶化到第一规定水平以下、并且与时间位置为后方的无线信号对应的接收数据中的头部的 信噪比恶化到第二规定水平以下的情况下，检测出上述时间位置为前方的无线信号、与上 述时间位置为后方的无线信号发生了冲突。
8.根据权利要求1所述的无线基站，其特征在于，具备定时调整部，上述定时调整部基于由上述延迟检测部检测到的延迟的时间，来调 整上述第二频率的时隙的发送定时。
9.根据权利要求8所述的无线基站，其特征在于，具备连接目的地设定部，上述连接目的地设定部将上述多个无线部的一部分设定为产 生延迟的上述无线信号的发送源的上述无线终端的连接目的地。
10.根据权利要求8所述的无线基站，其特征在于，上述频率控制部，基于由上述延迟检测部检测到的延迟的时间，来决定上述无线部的 频率使用数，上述定时调整部，调整由上述频率控制部决定的上述频率的各自的时隙的发送定时。
11.根据权利要求10所述的无线基站，其特征在于，上述频率控制部，当由上述延迟检测部检测到的延迟的时间超过上述时隙的保护时间 的情况下，决定上述频率使用数。
12.一种通信控制方法，该通信控制方法是将对用于通信的时间段进行分割得到的多 个时隙分配给多个无线终端，并在与上述多个无线终端之间进行采用上述时隙的通信的无 线基站中的通信控制方法，上述通信控制方法具备下述步骤由天线和处理射频频带的信号的射频处理部构成的多个无线部，接收来自上述多个无 线终端的采用第一频率的时隙的无线信号的步骤；上述无线基站，检测由上述多个无线部接收的来自上述无线终端的无线信号的延迟的 步骤；和上述无线基站，当检测到的上述延迟的时间在规定时间以上的情况下，将上述多个无 线部的一部分的频率切换成第二频率，并且对上述无线终端分配上述第二频率的时隙的步骤。
13.根据权利要求12所述的通信控制方法，其特征在于，具备下述步骤上述无线基站，基于检测到的上述延迟的时间，对上述第二频率的时隙 的发送定时进行调整的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种无线基站以及通信控制方法，其目的是防止来自各无线终端的无线信号的冲突。无线基站(1)对无线终端(2A)分配频率(f1)的上行时隙(U1)，对无线终端(2B)分配(f1)的上行时隙(U2)。在此状态中，无线基站(1)，当检测到来自从无线终端(2A)以及(2B)的两个无线信号的冲突的情况下，在无线通信部(105)内的无线部(106a)至(106h)之中，将一部分的频率切换为(f2)，并且对无线终端(2B)分配频率(f2)的上行时隙。
文档编号H04W72/04GK101848031SQ20101014917
公开日2010年9月29日 申请日期2010年3月26日 优先权日2009年3月26日
发明者高桥宏和 申请人:京瓷株式会社