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JP2001268633A - Radio communication system, radio base station, and mobile station - Google Patents

Radio communication system, radio base station, and mobile station

Info

Publication number
JP2001268633A
JP2001268633A JP2000081471A JP2000081471A JP2001268633A JP 2001268633 A JP2001268633 A JP 2001268633A JP 2000081471 A JP2000081471 A JP 2000081471A JP 2000081471 A JP2000081471 A JP 2000081471A JP 2001268633 A JP2001268633 A JP 2001268633A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
mobile station
base station
communication channel
directivity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000081471A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Yamada
知之 山田
Kazuhiro Uehara
一浩 上原
Shuji Kubota
周治 久保田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2000081471A priority Critical patent/JP2001268633A/en
Publication of JP2001268633A publication Critical patent/JP2001268633A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To evade deterioration in error rate due to the influence of a delay wave on a control channel sent and received with omini-directivity when a mobile communication system is structured by a spatial time-division multiple access system(SDMA). SOLUTION: The radio communication system, radio base station, and mobile station are provided which are constituted by using a spectrum-spread system hardly affected by a delay wave as a modulation system and a demodulation system for a control channel sent and received with omini-directivity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は空間分割多重アク
セス方式(SDMA)を用いた移動通信方式の改良に関
する。
The present invention relates to an improvement of a mobile communication system using a space division multiple access system (SDMA).

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に移動通信方式では基地局と複数の
移動局との間の通信はそれぞれが周波数が異なるチャネ
ルを用いて行われている。この通信方式によれば同一通
話ゾーン内に格納できる移動局の数を増すには各移動局
に割当たる周波数チャネルの数を増す必要が生じる。各
移動局に割り当てることができる周波数チャネルの数に
は限度があるため、同一の通話ゾーン内に収納できる移
動局の数にも限界が存在する。
2. Description of the Related Art Generally, in a mobile communication system, communication between a base station and a plurality of mobile stations is performed using channels having different frequencies. According to this communication method, in order to increase the number of mobile stations that can be stored in the same call zone, it is necessary to increase the number of frequency channels allocated to each mobile station. Since there is a limit to the number of frequency channels that can be assigned to each mobile station, there is also a limit to the number of mobile stations that can be accommodated in the same call zone.

【0003】このような背景から、同一の周波数チャネ
ルを共用しながら、複数の移動局が基地局と通話が確保
できる技術が考えられている。この技術が空間分割多重
アクセス方式(SDMA)である。空間分割多重アクセ
ス方式(SDMA)とは、基地局が複数の移動局に対し
て別々の指向性を形成し同時に同一の周波数チャネルで
複数の移動局と通信を行う多重アクセス方式(Mult
i−Beam Adaptive Base−Stat
ion Antennas for Cellular
Land Mobile Radio Syste
m:S.C. Swales,IEEE VTC,19
89)である。
[0003] From such a background, a technique has been considered in which a plurality of mobile stations can secure a call with a base station while sharing the same frequency channel. This technique is a space division multiple access system (SDMA). The space division multiple access scheme (SDMA) is a multiple access scheme (Multi) in which a base station forms different directivities for a plurality of mobile stations and simultaneously communicates with the plurality of mobile stations on the same frequency channel.
i-Beam Adaptive Base-Stat
ion Antennas for Cellular
Land Mobile Radio System
m: S. C. Swales, IEEE VTC, 19
89).

【0004】尚、空間分割多重アクセス方式(SDM
A)を用いた移動通信方式はまだ実用化されていない。
従って、ここで説明する従来の技術は開発途中の先行技
術である。図5に示すように同一の通話ゾーンZN内に
おいて、基地局BSが移動局MS1、MS2に対してメ
インビームB1、B2を向けてやることにより、同一の
周波数チャネルでも同時に移動局MS1とMS2と通話
を行うことができる。メインビームB1、B2の数を増
すことにより、同一の周波数チャネルを用いていながら
同時に通話することができる移動局の数を増加させるこ
とができる特徴を有する。
The space division multiple access system (SDM)
The mobile communication system using A) has not been put to practical use yet.
Therefore, the prior art described here is a prior art under development. As shown in FIG. 5, the base station BS directs the main beams B1 and B2 to the mobile stations MS1 and MS2 in the same call zone ZN, so that the mobile stations MS1 and MS2 can simultaneously operate on the same frequency channel. Can make calls. By increasing the number of main beams B1 and B2, it is possible to increase the number of mobile stations that can simultaneously talk while using the same frequency channel.

【0005】これに対し、図6に示すように基地局BS
がオムニ指向性(円形指向性)で送信及び受信を行う場
合には、同一の周波数チャネルで然も同一通話ゾーンZ
N内では基地局BSと移動局MS1とMS2は何れか一
方しか通話することができない。つまり、空間分割多重
アクセス方式(以下単にSDMAと称すことにする)技
術を用いることにより、一つの周波数チャネルに収容で
きる加入者容量を大きくできる利点が得られる。
On the other hand, as shown in FIG.
Performs transmission and reception with omni directional (circular directional), the same call zone Z on the same frequency channel
Within N, only one of the base station BS and the mobile stations MS1 and MS2 can talk. In other words, the use of the space division multiple access (hereinafter simply referred to as SDMA) technique has the advantage of increasing the subscriber capacity that can be accommodated in one frequency channel.

【0006】ところでSDMA技術を実用化する場合
に、着呼信号及び報知信号等の基地局BSの配下にある
全ての移動局に対して信号を送る必要がある制御信号を
伝送する際は、図6に示したオムニ指向性で送信及び受
信を行う必要がある。着呼信号は移動局の位置を基地局
が知らないためブロードキャスティングする必要がある
のでオムニ指向性で送信しなければならない。また制御
ゾーンの識別を行うための位置情報信号、使用している
発信制御チャネルの番号を移動局に知らせる発信制御チ
ャネル情報信号、上り発信制御チャネルに移動局からの
信号がなく空であることを示す発信制御チャネルの空き
線信号等の報知信号は全ての移動局を対象とする信号で
あり、やはりオムニ指向性で送信する必要がある。尚、
上記した報知信号はあるモデルケースであり、他のシス
テムでは異なることもある。一方通話チャネル及び通話
中チャネル切り替えを制御する通話チャネルに付随する
制御チャネルは特定の移動局を対象にしたチャネルであ
り、特定の移動局に特定の移動局に指向性を向けてSD
MAを適用することが可能である。
[0006] When the SDMA technology is put into practical use, a control signal, such as an incoming call signal and a broadcast signal, which needs to be transmitted to all mobile stations under the control of the base station BS, is transmitted. It is necessary to perform transmission and reception with the omni-directional pattern shown in FIG. Since the base station does not know the position of the mobile station, the incoming call signal needs to be broadcasted, so that it must be transmitted with omni-directionality. Also, a position information signal for identifying the control zone, a transmission control channel information signal for notifying the mobile station of the number of the transmission control channel being used, and a signal from the mobile station on the uplink transmission control channel that the mobile station is empty. The broadcast signal such as the idle line signal of the transmission control channel is a signal intended for all mobile stations, and needs to be transmitted with omni-directionality as well. still,
The above notification signal is a model case and may be different in other systems. On the other hand, the control channel associated with the speech channel and the speech channel for controlling the channel switching during the speech is a channel intended for a specific mobile station, and the directivity is directed to the specific mobile station and directed to the specific mobile station.
MA can be applied.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来はSDMAを用い
て特定の移動局に指向性を形成する通話チャネル等の変
復調方式と、オムニ指向性で送信及び受信を行う制御チ
ャネルの復調方式と同じ方式を採っている。例えば通話
チャネルにQPSK変復調方式を用いている場合は、オ
ムニ指向性で送受信する制御チャネルもQPSK変復調
方式を用いている。
Conventionally, a modulation / demodulation system such as a communication channel for forming directivity to a specific mobile station by using SDMA and a demodulation system for a control channel for transmitting and receiving with omni directivity are the same. Has been adopted. For example, when the QPSK modulation / demodulation method is used for the communication channel, the control channel for transmitting / receiving the omni-directional signal also uses the QPSK modulation / demodulation method.

【0008】特定の移動局に指向性を形成するSDMA
によればメインビームの方向から到来する希望波を強く
受信し、他の方向から到来する遅延波を抑圧するため、
遅延波の影響を受け難い特徴が得られる。しかしQPS
K変復調方式の信号をオムニ指向性で受信すると、あら
ゆる方向から入力してくる遅延波(反射波)を全て受信
してしまい、特定の移動局に指向性を形成する場合と比
較して遅延波の影響を受けやすいと云う欠点がある。
SDMA for forming directivity to a specific mobile station
According to according to strongly receive the desired wave arriving from the direction of the main beam, to suppress the delayed wave arriving from other directions,
The characteristic which is hardly affected by the delayed wave can be obtained. But QPS
When a signal of the K modulation / demodulation method is received with omni-directional pattern, all delayed waves (reflected waves) input from all directions are received, and compared with the case where directivity is formed at a specific mobile station, a delayed wave is generated. There is a disadvantage that it is easily affected by

【0009】従って、制御信号をオムニ指向性で送受信
した場合には制御信号は遅延波の影響を大きく受け、制
御チャネルの誤り率が大きくなってしまう大きな欠点が
発生する。この発明の目的は遅延波の影響を受けやすい
オムニ指向性で送受信を行わなくてはならない制御チャ
ネルの信号の誤り率を低減することができる無線通信シ
ステムとこれに用いる無線基地局及び移動局を提供する
ことにある。
Therefore, when the control signal is transmitted and received with omni-directionality, the control signal is greatly affected by the delay wave, and a large drawback occurs in that the error rate of the control channel increases. An object of the present invention is to provide a radio communication system capable of reducing the error rate of a signal of a control channel that must transmit and receive with omni-directionality susceptible to delay waves, and a radio base station and a mobile station used for the radio communication system. To provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1で
は、着呼信号及び報知信号等の基地局の配下の全ての移
動局を対象とする信号の伝送を行う制御チャネルは、オ
ムニ指向性で送信及び受信を行い、通話チャネル及び通
話チャネルに付随する制御チャネル等の特定の移動局を
対象とする信号の伝送を行うチャネルは、空間分割多重
アクセス方式技術を用いて特定の移動局に対して指向性
を向けて送受信を行う無線通信システムにおいて、オム
ニ指向性で送信及び受信を行う制御チャネルの信号の変
調及び復調方式をスペクトラム拡散方式としたことを特
徴とする無線通信システムを提案する。
According to the first aspect of the present invention, a control channel for transmitting signals for all mobile stations under the control of a base station, such as an incoming call signal and a broadcast signal, is omni-directional. A channel for transmitting and receiving signals and transmitting a signal intended for a specific mobile station, such as a communication channel and a control channel associated with the communication channel, is transmitted to a specific mobile station using a space division multiple access technique. In a wireless communication system that performs transmission and reception with directivity, a modulation and demodulation method of a control channel signal that performs transmission and reception with omni directivity is a spread spectrum method.

【0011】この発明の請求項2では、通話チャネルの
受信指向性を形成するために複数のアンテナ素子の出力
のそれぞれの複素振幅に複素ウエイトを乗算して総和を
得る第1信号処理部と、通話チャネルの送信指向性を形
成するために移動局に送信すべき信号を複数に分岐し、
この複数に分岐した信号のそれぞれに複素ウエイトを乗
算し、それぞれをアンテナ素子に入力して指向性を持た
せて空中に放射する第2信号処理部と、第1信号処理部
で求めた総和の信号を復調する通話チャネル用受信機
と、第2信号処理部に送信すべき信号を与える通話チャ
ネル用送信機と、オムニ指向性を持つアンテナに受信さ
れる移動局からの制御信号をスペクトラム拡散方式で復
調する制御チャネル用受信機と、オムニ指向性を持つア
ンテナに印加し、移動局に送り出す制御信号をスペクト
ラム拡散変調方式で変調する制御チャネル用送信機と、
複数のアンテナ素子に誘起され移動局から送られてくる
信号の位相差を計測し、移動局が存在する方位を決定
し、この方位情報を第1信号処理部及び第2信号処理部
に入力して通話チャネルの受信指向性及び送信指向性を
移動局が存在する方位に向ける制御を行う方位測定手段
と、によって構成した無線基地局を提案する。
According to a second aspect of the present invention, a first signal processing section for multiplying a complex amplitude of each output of a plurality of antenna elements by a complex weight to form a summation in order to form a reception directivity of a communication channel, The signal to be transmitted to the mobile station is divided into a plurality of signals to form the transmission directivity of the communication channel,
A second signal processing unit that multiplies each of the plurality of branched signals by a complex weight, inputs each of the signals to an antenna element, emits the air with directivity, and a sum of sums obtained by the first signal processing unit. A communication channel receiver for demodulating a signal, a communication channel transmitter for providing a signal to be transmitted to the second signal processing unit, and a spread spectrum system for transmitting a control signal from a mobile station received by an omni-directional antenna A control channel receiver for demodulating with, a control channel transmitter for applying to an antenna having omni directivity, and modulating a control signal to be transmitted to a mobile station by spread spectrum modulation,
The phase difference between signals induced by the plurality of antenna elements and transmitted from the mobile station is measured, the direction in which the mobile station is located is determined, and this direction information is input to the first signal processing unit and the second signal processing unit. The present invention proposes a radio base station constituted by azimuth measuring means for controlling the reception directivity and the transmission directivity of a communication channel to the azimuth where the mobile station exists.

【0012】この発明の請求項3では、請求項2記載の
無線基地局において、第1信号処理部、第2信号処理
部、通話チャネル用受信機、通話チャネル用送信機をそ
れぞれN個設け、同一通話ゾーン内においてN個の移動
局と通信可能とした事を特徴とする無線基地局を提案す
る。この発明の請求項4では、送受信アンテナと、無線
基地局から送られて送受信アンテナに誘起される制御信
号をスペクトラム拡散方式で復調する制御チャネル用受
信機と、無線基地局から送られて送受信アンテナに誘起
される通信チャネル信号を復調する通話チャネル用受信
機と、送受信アンテナにスペクトラム拡散方式により変
調された制御信号を与える制御チャネル用送信機と、送
受信アンテナに無線基地局に送りこむ通話信号を印加す
る通話チャネル用送信機と、によって構成した移動局を
提案する。
According to a third aspect of the present invention, in the wireless base station according to the second aspect, N first signal processing units, second signal processing units, speech channel receivers, and speech channel transmitters are provided, respectively. We propose a radio base station characterized in that it can communicate with N mobile stations in the same call zone. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a transmission / reception antenna, a control channel receiver for demodulating a control signal transmitted from the radio base station and induced by the transmission / reception antenna by a spread spectrum method, and a transmission / reception antenna transmitted from the radio base station. Channel receiver that demodulates the communication channel signal induced by the signal, a control channel transmitter that provides a control signal modulated by the spread spectrum method to the transmission / reception antenna, and applies a communication signal to be transmitted to the radio base station to the transmission / reception antenna. And a mobile station configured by using a transmitter for a communication channel.

【0013】[0013]

【作用】この発明で提案した無線通信システムによれ
ば、オムニ指向性で信号の授受を行う制御チャネルでは
スペクトラム拡散変復調方式を用いるから、このスペク
トラム拡散変復調方式によれば遅延波の影響を受け難い
ため、制御チャネルの誤り率を低位に維持することがで
きる。この結果、SDMAを用いた通信方式を採りなが
ら制御チャネルの動作が安定した無線通信システムを構
築することができる利点が得られる。
According to the radio communication system proposed in the present invention, since the spread spectrum modulation / demodulation system is used in the control channel for transmitting and receiving signals with omni-directionality, the spread spectrum modulation / demodulation system is less susceptible to delay waves. Therefore, the error rate of the control channel can be kept low. As a result, there is obtained an advantage that it is possible to construct a wireless communication system in which the operation of the control channel is stable while employing the communication method using SDMA.

【0014】また、請求項3で提案した無線基地局の構
成によれば同一の通話ゾーン内においてN個の移動局を
同一周波数チャネルで通話させることができる。この結
果周波数チャネルを有効に活用しようとするSDMA本
来の目的が実現できることになる。
Further, according to the configuration of the radio base station proposed in claim 3, N mobile stations can talk on the same frequency channel in the same call zone. As a result, the original purpose of the SDMA for effectively utilizing the frequency channel can be realized.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1にこの発明による無線通信シ
ステムに用いる無線基地局の位置実施例を示す。SDM
Aにより特定の移動局に指向性を形成する必要があるた
め、アンテナは複数本必要である。図1ではK本のアレ
ーアンテナ素子AN1〜ANKを設けた場合を示す。こ
れら複数本のアレーアンテナ素子AN1〜ANKにはN
個の信号処理部11A〜11Nが接続される。これらN
個の信号処理部11A〜11Nと、N個の通話チャネル
用受信機12A〜12N及びN個の通話チャネル用送信
機13A〜13Nと、1個の制御チャネル用受信機14
と、1個の制御チャネル用送信機15と、1個の方位測
定手段16と、1個のシステム制御装置17とによりN
個の移動局と通信が可能な基地局を構成した場合を示
す。
FIG. 1 shows an embodiment of a radio base station used in a radio communication system according to the present invention. SDM
Since it is necessary to form directivity for a specific mobile station by A, a plurality of antennas are required. FIG. 1 shows a case where K array antenna elements AN1 to ANK are provided. The plurality of array antenna elements AN1 to ANK have N
Signal processing units 11A to 11N are connected. These N
Signal processing units 11A to 11N, N traffic channel receivers 12A to 12N, N traffic channel transmitters 13A to 13N, and one control channel receiver 14
, One control channel transmitter 15, one azimuth measuring means 16, and one system controller 17.
This shows a case where a base station capable of communicating with a plurality of mobile stations is configured.

【0016】N個の信号処理部11A〜11Nはそれぞ
れ、アレーアンテナ素子AN1〜ANKの本数と同じ数
の複素ウエイト乗算器B1〜BKと、加算及び分岐器D
と、ウエイト制御部CCとを具備して構成される。つま
り、この信号処理部11A〜11Nは受信時はアレーア
ンテナ素子AN1〜ANKに指向性を形成するための第
1信号処理手段として動作し、送信時はアレーアンテナ
素子AN1〜ANKの輻射特性に指向性を与える第2信
号処理手段として動作する。
Each of the N signal processing units 11A to 11N has the same number of complex weight multipliers B1 to BK as the number of array antenna elements AN1 to ANK, and an addition and branching unit D.
And a weight control unit CC. That is, the signal processing units 11A to 11N operate as first signal processing means for forming directivity in the array antenna elements AN1 to ANK at the time of reception, and are directed to the radiation characteristics of the array antenna elements AN1 to ANK at the time of transmission. It operates as a second signal processing means for giving the property.

【0017】第1信号処理手段として動作する場合はア
レーアンテナ素子AN1〜ANKの出力である複素振幅
X1〜XKに複素ウエイト乗算器B1〜BKにより複素
ウエイトW1〜WKを乗算し、加算及び分岐器Dは加算
器として動作し、加算結果として総和出力Y1〜YNを
得る。複素ウエイトW1〜WKを適宜に選定することに
よりアレーアンテナ素子AN1〜ANKの指向性を変え
ることができる。第2信号処理手段として動作する場合
は加算及び分岐器Dは分岐器として動作し、通話チャネ
ル用送信機13Aから出力される送信信号を、この例で
はK分割し、そのK分割した信号にそれぞれ複素ウエイ
ト乗算器B1〜BKにより複素ウエイトW1〜WKを乗
算し、複素ウエイトが乗算された複素振幅を各アレーア
ンテナ素子AN1〜ANKに印加することにより、指向
性が与えられた電波が放射される。
When operating as the first signal processing means, the complex amplitudes X1 to XK, which are the outputs of the array antenna elements AN1 to ANK, are multiplied by complex weights W1 to WK by complex weight multipliers B1 to BK. D operates as an adder, and obtains sum outputs Y1 to YN as an addition result. By appropriately selecting the complex weights W1 to WK, the directivity of the array antenna elements AN1 to ANK can be changed. When operating as the second signal processing means, the adder and splitter D operates as a splitter, divides the transmission signal output from the communication channel transmitter 13A into K in this example, and divides the transmission signal into the K-divided signals. By multiplying the complex weights W1 to WK by the complex weight multipliers B1 to BK and applying the complex amplitude multiplied by the complex weight to each of the array antenna elements AN1 to ANK, radio waves having directivity are emitted. .

【0018】アレーアンテナ素子AN1〜ANKの指向
性を決定する方法について説明する。各アレーアンテナ
素子AN1〜ANKには例えば結合器J1〜JKを通じ
て方位測定手段16が接続してある。方位測定手段16
は移動局から各移動局に割り当てられたタイムスロット
毎に送信された制御信号を捕らえ、各アレーアンテナ素
子AN1〜ANKに誘起される信号の位相差を計測し、
その位相差によって各移動局の電波の到来方位を決定す
る。
A method for determining the directivity of the array antenna elements AN1 to ANK will be described. The azimuth measuring means 16 is connected to each of the array antenna elements AN1 to ANK through, for example, couplers J1 to JK. Direction measuring means 16
Captures a control signal transmitted from the mobile station for each time slot assigned to each mobile station, measures the phase difference between signals induced in each of the array antenna elements AN1 to ANK,
The arrival direction of the radio wave of each mobile station is determined based on the phase difference.

【0019】電波の到来方位が決定されたことにより方
位測定手段16はそれぞれの移動局の方位情報をシステ
ム制御装置17に入力し、システム制御装置17から各
ウエイト制御部CCにウエイト情報を転送させ、各信号
処理部11A〜11Nの各指向性を方位測定手段16で
測定して得られた方位に向けさせる。SDMAを行うと
きの指向性形成方法としては幾つかのアルゴリズムが知
られている。希望波に関する事前知識で分類すると、二
つの系統に分けられる。
When the direction of arrival of the radio wave is determined, the direction measuring means 16 inputs the direction information of each mobile station to the system controller 17 and causes the system controller 17 to transfer the weight information to each weight controller CC. The directivity of each of the signal processing units 11A to 11N is directed to the azimuth obtained by measurement by the azimuth measuring means 16. Several algorithms are known as a directivity forming method when performing SDMA. Classification based on prior knowledge about the desired wave can be divided into two systems.

【0020】一つは事前知識としては希望波のレプリカ
(参照波)を用いる方法であり、レプリカを参照信号と
して最小二乗法により指向性を形成するMMSE(RL
S、LMS)と呼ばれるアルゴリズムである。他の一つ
は事前知識として希望波の到来方向(DOA)を用いる
方法であり、MSN、DCMPと呼ばれるアルゴリズム
が知られている(詳しくは「アレーアンテナによる適応
信号処理:菊間伸良著、科学技術出版社」を参照)。そ
の他に信号の定包絡線性と言う性質を利用して事前知識
なしにブラインドで指向性を形成するCMAというアル
ゴリズムもある。これらは希望波にメインビームを向け
る一方、干渉波に対してヌル(利得ゼロの向)を向ける
方法である。その他に、干渉波に対してヌルを向けるの
ではなく、希望波にメインビームを向け、希望波以外の
方向には低い利得の指向性パターンを形成することによ
り干渉波を抑圧する固定的なビームフォーミング方法も
SDMAで用いることができる。ここまでの説明は受信
時の第1信号処理部の場合を説明したが、送信時は加算
又は分岐器Dを分岐器として動作させ、信号の流れを逆
にすれば良い。
One is a method using a replica (reference wave) of a desired wave as prior knowledge. The MMSE (RL) which forms directivity by the least square method using the replica as a reference signal.
S, LMS). Another method is to use the direction of arrival (DOA) of the desired wave as prior knowledge, and algorithms called MSN and DCMP are known (for details, see "Adaptive signal processing by array antenna: Nobuyoshi Kikuma, Science Technology publishers "). In addition, there is also an algorithm called CMA, which forms a directivity blindly without using prior knowledge using the property of constant envelope of a signal. In these methods, a main beam is directed to a desired wave, while null (a direction of zero gain) is directed to an interference wave. In addition, instead of pointing the null to the interference wave, the main beam is directed to the desired wave, and a fixed beam that suppresses the interference wave by forming a directional pattern with low gain in directions other than the desired wave A forming method can also be used in SDMA. The description so far has been directed to the case of the first signal processing unit at the time of reception. However, at the time of transmission, the addition or the branching unit D may be operated as a branching unit to reverse the signal flow.

【0021】制御チャネル用受信機14及び制御チャネ
ル用送信機15は通話チャネル用受信機12A〜12N
と通話チャネル用送信機13A〜13Nの動作タイミン
グとは時分割されて動作する。図2にその様子を示す。
タイムスロットT1では制御チャネル用受信機14及び
制御チャネル用送信機15が動作し、移動局との間で制
御信号の授受を行う。タイムスロットT2では通話チャ
ネル用受信機12A〜12Nと通話チャネル用送信機1
3A〜13Nが動作して各移動局との通話回線を形成す
る。
The control channel receiver 14 and the control channel transmitter 15 are communication channel receivers 12A to 12N.
The operation timings of the communication channel transmitters 13A to 13N are time-divisionally operated. FIG. 2 shows this state.
In the time slot T1, the control channel receiver 14 and the control channel transmitter 15 operate to exchange control signals with the mobile station. In the time slot T2, the communication channel receivers 12A to 12N and the communication channel transmitter 1
3A to 13N operate to form a communication line with each mobile station.

【0022】制御チャネル用受信機14、及び制御チャ
ネル用送信機15が動作するタイムスロットではウエイ
ト制御部CCは複素ウエイトW1のみを1とし、他の複
素ウエイトW2〜WKをゼロにしてアレーアンテナ素子
AN1のみに信号を与え、オムニ指向性で送受信を行わ
せる。次にこの発明の特徴とする構成を説明する。この
発明の特徴とする構成は通話チャネル用受信機12A〜
12Nと通話チャネル用送信機13A〜13Nの変調方
式を例えばQPSKを用いるものとした場合、制御チャ
ネル用受信機14及び制御チャネル用送信機15をスペ
クトラム拡散変復調方式の受信機及び送信機を用いる点
である。
In the time slot in which the control channel receiver 14 and the control channel transmitter 15 operate, the weight control unit CC sets only the complex weight W1 to 1, sets the other complex weights W2 to WK to zero, and sets the array antenna element to zero. A signal is given to only AN1, and transmission / reception is performed with omni-directionality. Next, the configuration of the present invention will be described. The configuration of the present invention is characterized by the communication channel receivers 12A to 12A.
When the modulation method of the 12N and the communication channel transmitters 13A to 13N uses, for example, QPSK, the control channel receiver 14 and the control channel transmitter 15 use a spread spectrum modulation / demodulation receiver and transmitter. It is.

【0023】スペクトル拡散変復調方式に関しては既に
良く知られている方式であるからここではその説明を省
略するが、スペクトラム拡散方法を採ることにより遅延
波(反射波)の影響に対する耐性を高めることができ
る。なぜならスペクトラム拡散はRAKE受信が実現可
能であり、遅延波を合成して有効利用し、遅延波による
特性劣化を生じにくいという特徴を持っているからであ
る。図3はこの発明による無線基地局の他の実施例を示
す。図3に示す実施例ではオムニ指向性を持つ制御チャ
ネル用アンテナMを通話チャネルに用いるアレーアンテ
ナ素子AN1〜ANKから独立させて設けた実施例を示
す。従って、この場合にはシステム制御装置17及びウ
エイト制御部CCではアレーアンテナ素子AN1〜AN
Kをオムニ指向性に切り替えるプログラムを持たなくて
済むことになる。その他の構成は図1に示した無線基地
局の構成と同様であるから図3に関してはこれ以上の説
明は省略する。
Since the spread spectrum modulation / demodulation method is already well known, its description is omitted here. However, by adopting the spread spectrum method, the resistance to the influence of a delayed wave (reflected wave) can be increased. . The reason is that the spread spectrum has a feature that the RAKE reception can be realized, the delayed waves are combined and used effectively, and the characteristic deterioration due to the delayed waves hardly occurs. FIG. 3 shows another embodiment of the radio base station according to the present invention. The embodiment shown in FIG. 3 shows an embodiment in which the control channel antenna M having omni-directionality is provided independently of the array antenna elements AN1 to ANK used for the communication channel. Therefore, in this case, the system control device 17 and the weight control unit CC use the array antenna elements AN1 to AN
It is not necessary to have a program for switching K to omni-directional. The other configuration is the same as the configuration of the wireless base station shown in FIG. 1, and therefore, further description of FIG. 3 will be omitted.

【0024】図4はこの発明で提案する移動局の実施例
を示す。この発明で提案する移動局は通話チャネル用受
信機21と、通話チャネル用送信機22と、制御チャネ
ル用受信機23と、制御チャネル用送信機24とこれら
の動作を制御するシステム制御装置25とによって構成
される。この発明の特徴とする構成は制御チャネル用受
信機23をスペクトラム拡散復調方式の受信機で構成し
た点と、制御チャネル用送信機24をスペクトラム拡散
変調方式の送信機で構成した点である。
FIG. 4 shows an embodiment of a mobile station proposed in the present invention. The mobile station proposed in the present invention comprises a speech channel receiver 21, a speech channel transmitter 22, a control channel receiver 23, a control channel transmitter 24, and a system control device 25 for controlling these operations. Composed of The feature of the present invention lies in that the control channel receiver 23 is constituted by a spread spectrum demodulation type receiver and the control channel transmitter 24 is constituted by a spread spectrum modulation type transmitter.

【0025】この構成により、図1又は図3に示した無
線基地局に対してスペクトラム拡散変調した制御信号を
送り届けることができ、又基地局から送られてくるスペ
クトラム拡散した制御信号を受信することができる。
With this configuration, a spread spectrum modulated control signal can be sent to the radio base station shown in FIG. 1 or FIG. 3, and a spread spectrum control signal sent from the base station can be received. Can be.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば基
地局でオムニ指向性で送信及び受信する制御チャネルの
変復調方式にスペクトラム拡散方式を用いることによ
り、オムニ指向性で送受信する制御チャネルの遅延波の
影響に対する耐性を高めることが可能であり、制御チャ
ネルの誤り率特性を向上させることができ、これにより
信頼性の高いSDMAを用いた無線通信システムを構築
することができる利点が得られる。
As described above, according to the present invention, the spread of the control channel transmitted and received in the omni-directional pattern is achieved by using the spread spectrum method for the modulation and demodulation of the control channel transmitted and received in the omni-directional pattern in the base station. It is possible to increase the resistance to the influence of waves, improve the error rate characteristics of the control channel, and thereby obtain the advantage that a highly reliable wireless communication system using SDMA can be constructed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明による無線基地局の位置実施例を示す
ブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a position embodiment of a radio base station according to the present invention.

【図2】図1の動作を説明するためのタイムチャート。FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of FIG. 1;

【図3】この発明による無線基地局の変形実施例を示す
ブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a modified embodiment of the radio base station according to the present invention.

【図4】この発明による移動局の実施例を示すブロック
図。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of a mobile station according to the present invention.

【図5】SDMA方式の概念図。FIG. 5 is a conceptual diagram of the SDMA system.

【図6】SDMA方式の制御チャネルに適用されるオム
ニ指向性を説明するための概念図。
FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining omni directivity applied to a control channel of the SDMA scheme.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

AN1〜ANK アレーアンテナ素子 X1〜XK 複素振幅 W1〜WK 複素ウエイト J1〜JK 結合器 B1〜BK 複素ウエイト乗算器 CC1〜CCK ウエイト制御部 11A〜11N 第1信号処理部(第2信号処理
部) 12A〜12N 通話チャネル用受信機 13A〜13N 通話チャネル用送信機 14 制御チャネル用受信機 15 制御チャネル用送信機 16 方位測定手段 17 システム制御装置
AN1 to ANK Array antenna elements X1 to XK Complex amplitude W1 to WK Complex weight J1 to JK Combiner B1 to BK Complex weight multiplier CC1 to CCK Weight control units 11A to 11N First signal processing unit (second signal processing unit) 12A 1212N Receiver for communication channel 13AA13N Transmitter for communication channel 14 Receiver for control channel 15 Transmitter for control channel 16 Direction measurement means 17 System controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 周治 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 5J021 AA05 AA06 AA11 AB01 DB01 FA13 FA14 FA16 FA32 GA02 HA10 5K022 EE01 EE23 EE31 5K067 AA02 CC10 DD42 EE02 EE10 EE53 KK02 KK03  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Shuji Kubota 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Nippon Telegraph and Telephone Corporation (reference) 5J021 AA05 AA06 AA11 AB01 DB01 FA13 FA14 FA16 FA32 GA02 HA10 5K022 EE01 EE23 EE31 5K067 AA02 CC10 DD42 EE02 EE10 EE53 KK02 KK03

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 着呼信号、及び報知信号等の基地局の配
下の全ての移動局を対象とする制御信号の伝送を行う制
御チャネルは、オムニ指向性で送信及び受信を行い、 通話チャネル及び通信チャネルに付随する制御チャネル
等の特定の移動局を対象とする信号の伝送を行うチャネ
ルは、空間分割多重アクセス方式技術を用いて特定の移
動局に対して指向性を向けて送受信を行う無線通信シス
テムにおいて、 上記オムニ指向性で送信及び受信を行う制御チャネルの
信号の変調及び復調方式をスペクトラム拡散方式とした
ことを特徴とする無線通信システム。
A control channel for transmitting a control signal for all mobile stations under the control of a base station, such as an incoming call signal and a broadcast signal, performs transmission and reception with omni-directionality. A channel for transmitting a signal intended for a specific mobile station, such as a control channel attached to a communication channel, is a radio channel for transmitting and receiving directivity to a specific mobile station using a space division multiple access technique. In a communication system, a modulation and demodulation method of a signal of a control channel that performs transmission and reception with the omni-directional pattern is a spread spectrum method.
【請求項2】 A、通話チャネルの受信指向性を形成す
るために複数のアンテナ素子の出力の複素振幅に複素ウ
エイトを乗算して総和を得る第1信号処理部と、 B、通話チャネルの送信指向性を形成するために移動局
に送信すべき信号を複数に分岐し、この複数に分岐した
信号のそれぞれに複素ウエイトを乗算し、それぞれをア
ンテナ素子に入力して指向性を持たせて空中に放射する
第2信号処理部と、 C、上記第1信号処理部で求めた総和の信号を復調する
通話チャネル用受信機と、 D、上記第2信号処理部に送信すべき信号を与える通話
チャネル用送信機と、 E、オムニ指向性を持つアンテナに受信される移動局か
らの制御信号をスペクトラム拡散方式で復調する制御チ
ャネル用受信機と、 F、オムニ指向性を持つアンテナに印加し、移動局に送
り出す制御信号をスペクトラム拡散変調方式で変調する
制御チャネル用送信機と、 G、上記複数のアンテナ素子に誘起され、移動局から送
られてくる信号の位相差を計測し、移動局が存在する方
位を決定し、この方位情報を上記第1信号処理部に入力
して上記通話チャネルの受信指向性を移動局が存在する
方位に向ける制御を行う方位測定手段と、 によって構成したことを特徴とする無線基地局。
2. A: a first signal processing unit for multiplying a complex amplitude of outputs of a plurality of antenna elements by a complex weight to form a reception directivity of a communication channel to obtain a sum; and B: transmitting a communication channel. A signal to be transmitted to the mobile station is formed into a plurality of signals in order to form directivity, and each of the plurality of branched signals is multiplied by a complex weight. C, a communication channel receiver for demodulating the sum signal obtained by the first signal processing unit, and D: a communication for providing a signal to be transmitted to the second signal processing unit. E, a control channel receiver for demodulating a control signal from a mobile station received by an antenna having omni directivity by a spread spectrum method, and F, an antenna having omni directivity, A control channel transmitter for modulating a control signal to be transmitted to a mobile station by spread spectrum modulation; and G, a phase difference between signals induced from the plurality of antenna elements and transmitted from the mobile station. Azimuth measuring means for determining an existing azimuth, inputting the azimuth information to the first signal processing unit, and controlling the reception directivity of the communication channel to the azimuth where the mobile station is present. Characteristic radio base station.
【請求項3】 請求項2記載の無線基地局において、上
記第1信号処理部、第2信号処理部、通話チャネル用受
信機、通話チャネル用送信機をそれぞれN個設け、同一
通話ゾーン内においてN個の移動局と通信可能とした事
を特徴とする無線基地局。
3. The radio base station according to claim 2, wherein the first signal processing unit, the second signal processing unit, the communication channel receiver, and the communication channel transmitter are provided N each, and the number of the first signal processing unit, the second signal processing unit, and the communication channel transmitter are N. A radio base station capable of communicating with N mobile stations.
【請求項4】 A、送受信アンテナと、 B、無線基地局から送られて上記送受信アンテナに誘起
される制御信号をスペクトラム拡散方式で復調する制御
チャネル用受信機と、 C、無線基地局から送られて上記送受信アンテナに誘起
される通信チャネル信号を復調する通話チャネル用受信
機と、 D、上記送受信アンテナにスペクトラム拡散方式により
変調された制御信号を与える制御チャネル用送信機と、 E、上記送受信アンテナに無線基地局に送りこむ通話信
号を印加する通話チャネル用送信機と、 によって構成したことを特徴とする移動局。
4. A transmission / reception antenna, B: a control channel receiver for demodulating a control signal transmitted from the radio base station and induced by the transmission / reception antenna by a spread spectrum method, C: transmission from the radio base station A communication channel receiver for demodulating a communication channel signal induced by the transmission / reception antenna; and D; a control channel transmitter for providing a control signal modulated by a spread spectrum method to the transmission / reception antenna; A mobile station characterized by comprising: a communication channel transmitter for applying a communication signal to be transmitted to a radio base station to an antenna.
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