無線使用率測定装置、プログラムおよび集積回路
【課題】ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定する。
【解決手段】ＣＤＭＡ方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定する無線使用率測定装置であって、無線使用率測定部１２は、プリアンブルの逆拡散を行なう逆拡散処理部１３と、各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する電力算出部１４と、逆拡散の結果と算出した電力値とに基づいて、前記スロットの宛先端末を識別することで無線制御装置から無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する無線使用率算出部１５と、を備える。
【解決手段】ＣＤＭＡ方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定する無線使用率測定装置であって、無線使用率測定部１２は、プリアンブルの逆拡散を行なう逆拡散処理部１３と、各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する電力算出部１４と、逆拡散の結果と算出した電力値とに基づいて、前記スロットの宛先端末を識別することで無線制御装置から無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する無線使用率算出部１５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤＭＡ方式を利用したシステムの無線使用率を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セルラ通信システムや無線ＬＡＮなど多種多様な無線システムが広く普及している。これらの無線システムを用いて通信サービスを展開する上で、端末の通信品質確保は非常に重要な課題である。端末の通信品質の影響を与える要素の一つとして、無線リンクの使用率（無線使用率）がある。無線使用率は、通信中の端末数と各端末の通信量に依存し、一般的に、端末数が多い程または各端末の通信量が多い程、無線使用率は高くなる傾向にある。
【０００３】
無線使用率が低いか、または無線使用率が高くても通信中の端末数が少ない場合、端末の通信の品質に与える影響は少ない。しかし、無線使用率が高く、かつ通信中の端末数が多い場合、ある端末が通信を要求しているにも関わらず、基地局が該当端末に対して十分な通信機会を与えることができず、端末の通信品質が劣化する可能性がある。従って、無線使用率を測定することで、端末の通信品質が劣化する可能性のある場所や時間帯の特定、更には品質劣化に対する対策を講じることが可能となる。特許文献１には、このような無線使用率を測定する技術として、無線環境の時間占有率を監視する無線環境装置およびプログラムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０４９５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の技術は、無線ＬＡＮシステムを対象としており、ＣＤＭＡ方式を利用したシステムの無線使用率の測定を行なうことはできない。また、既存の通信端末においては、報知情報と自端末宛ての情報のみを検出して復調動作を行なうが、端末ごとの無線使用率を把握しようとした場合には、測定対象となる基地局が収容可能な端末数分だけ測定用端末を用意し、受信機能だけ動作させる必要があり、装置構成が大きくなるという問題がある。また、基地局装置は各端末に対して通信機会を割り当てる役割を担うため、端末ごとの無線使用率をロギングすることが可能であるが、無線使用率のロギングを行なうことで基地局装置の処理負荷が増加するという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定することが可能な無線使用率測定装置、プログラムおよび集積回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の無線使用率測定装置は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定する無線使用率測定装置であって、前記無線制御装置からスロットを受信する受信信号処理部と、前記受信したスロットに含まれる情報に基づいて、いずれかの前記無線端末装置への無線使用率を測定する無線使用率測定部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このように、受信したスロットに含まれる情報に基づいて、いずれかの前記無線端末装置への無線使用率を測定するので、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定することが可能となる。また、無線制御装置や無線端末装置に改変を加える必要はなく、単一の無線使用率測定装置で無線使用率を測定することが可能となると共に、無線制御装置の処理負荷を増加させることが一切ない。
【０００９】
（２）また、本発明の無線使用率測定装置において、前記無線使用率測定部は、プリアンブルの逆拡散を行なう逆拡散処理部と、各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する電力算出部と、前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記スロットの宛先端末を識別することで前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する無線使用率算出部と、を備える。
【００１０】
このように、プリアンブルの逆拡散を行ない、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出し、逆拡散の結果と電力値とに基づいて、前記スロットの宛先端末を識別することで無線制御装置から無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定するので、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定することが可能となる。
【００１１】
（３）また、本発明の無線使用率測定装置において、前記無線使用率算出部は、前記プリアンブルのプリアンブル長と使用スロット数との相関性に基づいて、前記最大送信スロット数を算出し、前記算出した最大送信スロット数に基づいて、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定することを特徴とする。
【００１２】
このように、プリアンブルのプリアンブル長と使用スロット数との相関性に基づいて、最大送信スロット数を算出し、算出した最大送信スロット数に基づいて、無線制御装置から無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定するので、無線使用率の測定精度を高めることが可能となる。
【００１３】
（４）また、本発明の無線使用率測定装置において、前記無線使用率算出部は、前記逆拡散の結果、ＭＡＣ（Media Access Control） Ｉｎｄｅｘを検出することができたかどうかを判定すると共に、前記算出した電力値に基づいて前記スロットがアクティブスロットであるかどうかを判定し、前記各判定結果に基づいて、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定することを特徴とする。
【００１４】
このように、逆拡散の結果、ＭＡＣ（Media Access Control） Ｉｎｄｅｘを検出することができたかどうかを判定すると共に、算出した電力値に基づいてスロットがアクティブスロットであるかどうかを判定することで、無線制御装置から無線端末装置への無線リンクの無線使用率が測定可能となる。
【００１５】
（５）また、本発明の無線使用率測定装置において、前記逆拡散処理部は、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを引数とした１２８系列のＷａｌｓｈ符号を用いて、前記プリアンブルをプリアンブル長であると想定される長さ分だけ逆拡散し、各プリアンブル長においてＷａｌｓｈ符号ごとに相関値を算出することを特徴とする。
【００１６】
このように、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを引数とした１２８系列のＷａｌｓｈ符号を用いて、前記プリアンブルをプリアンブル長であると想定される長さ分だけ逆拡散し、各プリアンブル長においてＷａｌｓｈ符号ごとに相関値を算出するので、無線制御装置から無線端末装置への無線リンクの無線使用率が測定可能となる。
【００１７】
（６）また、本発明の無線使用率測定装置において、前記無線使用率算出部は、前記スロットに割り当てられた電力値と前記パイロットシンボルに割り当てられた電力値とから１チップ当たりの電力値を算出し、算出したデータチャネルの１チップ当たりの電力値とパイロットチャネルの１チップ当たりの電力値との比が閾値以下である場合に、前記スロットがアクティブスロットであると判定する。
【００１８】
このように、スロットに割り当てられた電力値と前記パイロットシンボルに割り当てられた電力値とから１チップ当たりの電力値を算出し、算出したデータチャネルの１チップ当たりの電力値とパイロットチャネルの１チップ当たりの電力値との比が閾値以下である場合に、前記スロットがアクティブスロットであると判定するので、複雑な処理を経ることなく、簡易かつ迅速に無線使用率を測定することが可能となる。
【００１９】
（７）また、本発明の無線使用率測定装置において、前記無線使用率算出部は、前記逆拡散処理部が算出した相関値の中で、プリアンブル長が最短である逆拡散範囲内で相関値の第一最大値と第二最大値を選択し、前記第一最大値、または、前記第一最大値と前記第二最大値の比の少なくとも一方が閾値を超えた場合、前記第一最大値を持つＷａｌｓｈ符号を生成するために用いたＭＡＣ Ｉｎｄｅｘをプリアンブルに含まれていたＭＡＣ Ｉｎｄｅｘと判定することを特徴とする。
【００２０】
このように、逆拡散処理部が算出した相関値の中で、プリアンブル長が最短である逆拡散範囲内で相関値の第一最大値と第二最大値を選択し、第一最大値、または、第一最大値と第二最大値の比の少なくとも一方が閾値を超えた場合、第一最大値を持つＷａｌｓｈ符号を生成するために用いたＭＡＣ Ｉｎｄｅｘをプリアンブルに含まれていたＭＡＣ Ｉｎｄｅｘと判定するので、複雑な処理を経ることなく、簡易かつ迅速に無線使用率を測定することが可能となる。
【００２１】
（８）また、本発明の無線使用率測定装置において、前記無線使用率算出部は、前記逆拡散処理部が算出したＷａｌｓｈ符号ごとの相関値の第一最大値と第二最大値の比をプリアンブル長ごとに求め、前記比の最大値が閾値を超えた場合、前記比が最大となる時のプリアンブル長を、前記スロットのプリアンブル長と判定することを特徴とする。
【００２２】
このように、逆拡散処理部が算出したＷａｌｓｈ符号ごとの相関値の第一最大値と第二最大値の比をプリアンブル長ごとに求め、同比の最大値が閾値を超えた場合、比が最大となる時のプリアンブル長を、前記スロットのプリアンブル長と判定するので、複雑な処理を経ることなく、簡易かつ迅速に無線使用率を測定することが可能となる。
【００２３】
（９）また、本発明のプログラムは、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定するプログラムであって、前記無線制御装置からスロットを受信する処理と、プリアンブルの逆拡散を行なう処理と、各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する処理と、前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記スロットの宛先端末を識別することで、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する処理と、を含む一連の処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２４】
このように、受信したスロットに含まれる情報に基づいて、いずれかの前記無線端末装置への無線使用率を測定するので、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定することが可能となる。また、無線制御装置や無線端末装置に改変を加える必要はなく、単一の無線使用率測定装置で無線使用率を測定することが可能となると共に、無線制御装置の処理負荷を増加させることが一切ない。
【００２５】
（１０）また、本発明の集積回路は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定する無線使用率測定装置に実装されることにより、前記無線使用率測定装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、前記無線制御装置からスロットを受信する機能と、プリアンブルの逆拡散を行なう機能と、各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する処理と、前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記データスロットの宛先端末を識別することで、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する機能と、を含む一連の機能を、前記無線使用率測定装置に発揮させることを特徴とする。
【００２６】
このように、受信したスロットに含まれる情報に基づいて、いずれかの前記無線端末装置への無線使用率を測定するので、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定することが可能となる。また、無線制御装置や無線端末装置に改変を加える必要はなく、単一の無線使用率測定装置で無線使用率を測定することが可能となると共に、無線制御装置の処理負荷を増加させることが一切ない。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、受信したスロットに含まれる情報に基づいて、いずれかの前記無線端末装置への無線使用率を測定するので、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定することが可能となる。また、無線制御装置や無線端末装置に改変を加える必要はなく、単一の無線使用率測定装置で無線使用率を測定することが可能となると共に、無線制御装置の処理負荷を増加させることが一切ない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態に係る無線使用率測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムにおいて、基地局と端末間で送信されるスロットの構成例を示す図である。
【図３Ａ】アクティブスロットを示す図である。
【図３Ｂ】アイドルスロットを示す図である。
【図４】ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムにおいて規定されているデータレート、使用スロット数、プリアンブル長の関係の一部を示す図である。
【図５】４スロット周期でスロット割り当てを行なう様子を示す図である。
【図６】各スロットの先頭にプリアンブルが挿入されている様子を示す図である。
【図７】無線使用率測定の方法の一覧表である。
【図８】プリアンブル長ごとの最大送信スロット数を示す図である。
【図９Ａ】逆拡散処理部１３から無線使用率算出部１５に入力された結果の一例を示す図である。
【図９Ｂ】逆拡散処理部１３から無線使用率算出部１５に入力された結果の一例を示す図である。
【図１０】電力算出部１４から無線使用率算出部１５に入力された結果の一例を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る無線使用率測定装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明は、セルラ通信システムとして普及しているＣＤＭＡ方式を利用したシステムの下りリンクの無線使用率を対象とし、端末毎の無線使用率を測定する。なお、端末毎の無線使用率が測定できれば、端末毎の無線使用率を加算することで、全端末の無線使用率（総無線使用率）を測定することは容易である。本明細書では、一例として、本発明をＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムに適用した場合を説明する。
【００３０】
図１は、本実施形態に係る無線使用率測定装置の概略構成を示すブロック図である。この無線使用率測定装置は、アンテナ１０で基地局（無線制御局装置）からの無線信号を受信し、ＲＦ信号処理部１１で受信信号を処理する。無線使用率測定部１２は、端末を識別する情報に対応する拡散符号を用いて逆拡散を行なう逆拡散処理部１３と、パイロットチャネルの電力とデータチャネルの電力を算出する電力算出部１４と、逆拡散処理部１３と電力算出部１４の結果より無線使用率を算出する無線使用率算出部１５と、から構成される。なお、パイロット部は常に送信されている情報である一方、データ部は基地局から特定の端末宛てに送られる情報がある場合のみ送信される。
【００３１】
（ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムについて）
図２は、ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムにおいて、基地局と端末間で送信されるスロットの構成例を示す図である。１スロットはデータチャネル（400chip）、ＭＡＣチャネル（64chip）、パイロットチャネル（96chip）から構成され、スロット長は１．６７ｍｓである。従って、１秒間に６００スロット（すなわち、1000/1.67）が使用可能となる。基地局は、スケジューリング指標に基づき、端末に対して各スロットを時分割で割り当てる。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、あるスロットに対して、割り当て端末が存在する場合にはデータチャネルに該当端末向けのデータが含まれる(Active Slotと呼ばれる）が、割り当てる端末が存在しない場合、データチャネルは送信されず、ＭＡＣチャネル、パイロットチャネルのみが送信される（Idle Slotと呼ばれる）。
【００３２】
ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムでは、基地局と端末間の無線品質に応じて割り当てられるスロット数は変化し、割り当てられるスロット数に応じてデータレートが変動する。図４は、ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムにおいて規定されているデータレート、使用スロット数、プリアンブル長の関係の一部を示す図である。無線品質の低い端末ほど低速のデータレートが選択されるが、その際は多くのスロットを割り当てることで、同一データを繰り返し伝送することで通信の成功確率を向上させる。なお、２スロット以上に渡る通信が行なわれる場合は、４スロット周期で該当端末に対するスロットが割り当てられる。
【００３３】
図５は、４スロット周期でスロット割り当てを行なう様子を示す図である。ここでは、端末Ａは２スロット伝送を、端末Ｂは１スロット伝送を選択した場合を例としている。図５に示すように、端末Ａの２番目のスロットは１番目のスロットの４スロット後に挿入される。なお、複数スロットが割り当てられた場合、端末は各スロットを受信する度にこれまで受信したスロットから得たデータ系列と、新しく受信したスロットから得たデータ系列を合成し、復調成功可否の判定を行なう。復調成功可否の判定の結果、正しくデータが復調されたと判断された場合、使用スロット数の上限に達していない場合でも通信を終了する。
【００３４】
図６は、各スロットの先頭にプリアンブルが挿入されている様子を示す図である。プリアンブルは、端末識別用の情報であるＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを引数としたＷａｌｓｈ符号で拡散されており、各端末はプリアンブル部をＷａｌｓｈ符号で逆拡散し相関値を検出することで、自分宛てのデータであるか否かを判定することが可能となる。ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘは合計１２８個用意されており、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘごとに異なるＷａｌｓｈ符号系列が生成される。また、プリアンブル長は６４／１２８／２５６／５１２／１０２４ｃｈｉｐのいずれかとなり、図４に示すようにデータレートによって異なる値をとる。なお、複数スロットに渡ってデータが送信される場合、第一番目のスロットにのみデータチャネル部にプリアンブルが挿入される。
【００３５】
（無線使用率の測定について）
本実施形態に係る無線使用率測定装置の起動後は、測定対処となる基地局との初期同期を確立する。初期同期が正常に確立した後、無線使用率の測定を開始する。逆拡散処理部１３は、端末を識別する情報であるＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを引数としたＷａｌｓｈ符号を用いてプリアンブルの逆拡散を行なう。この逆拡散処理では、逆拡散範囲Ｌをプリアンブル長と同じＬ＝６４，１２８，２５６，５１２，１０２４とし、スロットの先頭から範囲ＬだけＷａｌｓｈ符号による逆拡散を１２８系列分独立に行ない、１ｃｈｉｐ当たりの相関値を算出し、その結果を無線使用率算出部へ入力する。電力算出部１４は、データチャネルとパイロットチャネルにおける電力をＣｈｉｐ単位で計算し、１スロット範囲での計算が完了した後、Ｃｈｉｐ長で正規化することで、Ｃｈｉｐ当たりの電力値を算出し、無線使用率算出部１５へ入力する。
【００３６】
無線使用率算出部１５は、逆拡散処理部１３と電力算出部１４の測定結果に基づき、無線使用率の測定を行なう。図７は、無線使用率測定の方法の一覧表である。ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが検出できた場合、対象スロットはアクティブスロットであると判定され、検出したＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが対象スロットの宛先として保存される。ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが検出されない、かつアイドルスロットと判定された場合、対象スロットはアイドルスロットであると判定される。ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが検出されないが、アクティブスロットであると判定された場合、処理対象スロットは複数スロットに渡る伝送の２番目以降のスロットであると想定される。処理対象スロットがプリアンブル長から求めた最大送信スロット数以下である、かつ４スロット前のＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが検出済みの場合、対象スロットの宛先を４スロット前に検出したＭＡＣ Ｉｎｄｅｘとする。処理対象スロットが最大送信スロット数を上回っている、または処理対象スロットがプリアンブル長から求めた最大送信スロット数以下であっても４スロット前のＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが未検出の場合、処理対象スロットの宛先は不明であるとする。
【００３７】
（ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘと最大送信スロット数の検出について）
ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘと最大送信スロット数の検出は、逆拡散処理部１３の出力結果を用いて行なう。図４に示すように、プリアンブル長と使用スロット数には関係性があり、プリアンブル長を検出することで、使用スロット数の最大値（最大送信スロット数）を見積もることが可能となる。図８に、プリアンブル長ごとの最大送信スロット数を示す。
【００３８】
検出判定では、逆拡散範囲Ｌごとに「相関値の第一最大値」と「相関値の第一最大値と第二最大値の比」を算出する。その後、Ｌ＝６４の範囲での「相関値の第一最大値」と「相関値の第一最大値と第二最大値の比」を求め、第一最大値が閾値ΔＤ１ｓｔ以上か、第一最大値と第二最大値の比がΔＤＲＡＴＩＯ以上かどうかを判定する。両方共に閾値以上である場合、「相関値の第一最大値」の最大値を持つＭＡＣ ＩｎｄｅｘをＭＡＣ Ｉｎｄｅｘとする。一方、閾値以下である場合、該当スロットにはＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが含まれていないと判定する。また、相関値の第一最大値と第二最大値の比」が最大となるときの逆拡散範囲をプリアンブル長として判定する。
【００３９】
図９Ａおよび図９Ｂは、逆拡散処理部１３から無線使用率算出部１５に入力された結果の一例を示す図である。図９Ａに示すように、設定１は、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘ＝３がプリアンブル長＝１０２４ｃｈｉｐに含まれていた場合であり、図９Ｂに示すように、設定２は、プリアンブル自体が含まれていなかった場合の入力結果である。
【００４０】
設定１での結果を見ると、
Ｌ＝６４での「相関値の第一最大値」＝１０６
Ｌ＝６４での「相関値の第一最大値と第二最大値の比」＝２．６５
「相関値の第一最大値と第二最大値の比」の最大値＝１１．２７ （Ｌ＝１０２４）
となる。
【００４１】
一方、設定２では、
Ｌ＝６４での「相関値の第一最大値」＝６４
Ｌ＝６４での「相関値の第一最大値と第二最大値の比」＝１．２１
相関値の第一最大値と第二最大値の比」の最大値＝１．２７ （Ｌ＝５１２）
となる。
【００４２】
本実施形態では、例えば、ΔＤ１ｓｔ＝１００、ΔＤＲＡＴＩＯ＝２程度に設定することで、設定１においてＭＡＣ Ｉｎｄｅｘ＝３を検出できる一方、設定２においてはＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが含まれていないと判定することができる。また、設定１において、Ｌ＝１０２４のとき、相関値の第一最大値と第二最大値の比が最大（＝１１．２７）となることから、プリアンブル長＝１０２４と判定することが可能となる。
【００４３】
なお、本実施形態では「相関値の第一最大値」と「相関値の第一最大値と第二最大値の比」を判定に用いたが、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘやプリアンブル長の検出方法はこれら指標を用いる方法に限らず、例えば「相関値の第一最大値」と「相関値の第二最大値」の差の絶対値を用いてプリアンブル長を検出してもよい。
【００４４】
（アクティブスロットの検出について）
ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムでは、パイロットチャネルはアクティブスロット／アイドルスロットに依らず送信されているのに対して、データチャネルはアクティブスロットのみ送信されるため、パイロットチャネルの電力とデータチャネルの電力を比較することで、アクティブスロットの検出をすることが可能となる。
【００４５】
図１０は、電力算出部１４から無線使用率算出部１５に入力された結果の一例を示す図である。図１０に示すように、アクティブスロットにおいてはデータチャネルとパイロットチャネルの１ｃｈｉｐ当たりの電力値は同じ程度の値であるのに対し、アイドルスロットにおいてはパイロットチャネルの電力値はデータチャネルの電力値と比較して大きくなっていることが分かる。ここで、データチャネルとパイロットチャネルの電力値の比を求めると、アクティブスロットでは０．９９となるのに対し、アイドルスロットでは８．８９となる。
【００４６】
従って、本実施形態の場合、例えばΔＤｄａｔａ＝１と設定することで、アクティブスロットかアイドルスロットを判定することが可能となる。なお、本実施形態では「データチャネルの電力」と「パイロットチャネルの電力」の比を判定に用いたが、アクティブスロットの検出方法は比を用いる方法に限らず、例えば「データチャネルの電力」と「パイロットチャネルの電力」の差の絶対値を用いる方法でもよい。
【００４７】
図１１は、本実施形態に係る無線使用率測定装置の動作を示すフローチャートである。まず、受信したスロットの信号を取得する（ステップＳ１）。次に、ＰＮ符号を用いてプリアンブルの逆拡散、および逆拡散処理を行なう（ステップＳ２、ステップＳ３）。ステップＳ３では、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘの検出、およびプリアンブル長（すなわち、最大送信スロット長）の検出を行なう。次に、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを検出したかどうかを判断し（ステップＳ４）、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを検出した場合は、宛先は検出したＭＡＣ Ｉｎｄｅｘであり、使用スロット数は１であるとして（ステップＳ５）、ステップＳ１へ遷移する。
【００４８】
一方、ステップＳ４において、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを検出しない場合は、電力検出を行なう（ステップＳ６）。ここでは、アクティブスロットの検出を行なう。アクティブスロットを検出したかどうかを判断し（ステップＳ７）、アクティブスロットを検出しなかった場合は、宛先はアイドルスロットであるとし（ステップＳ８）、ステップＳ１へ遷移する。一方、ステップＳ７において、アクティブスロットを検出した場合は、（１)使用スロット数が最大送信スロット数以下であり、かつ、（２）４スロット前のＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが既知であるかどうかを判断する（ステップＳ９）。これらの（１）および（２）を同時に満たさない場合は、宛先は不明であり、使用スロット数は０であるとして、ステップＳ１へ遷移する（ステップＳ１０)。一方、ステップＳ９において、これらの（１）および（２）を同時に満たす場合は、宛先は４スロット前に検出したスロットのＭＡＣ Ｉｎｄｅｘであり、使用スロットを１つ増やして、ステップＳ１へ遷移する（ステップＳ１１）。
【００４９】
なお、本発明の特徴的な動作は、コンピュータにプログラムを実行させることによっても実現することが可能である。すなわち、本発明のプログラムは、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定するプログラムであって、前記無線制御装置からスロットを受信する処理と、プリアンブルの逆拡散を行なう処理と、各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する処理と、前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記スロットの宛先端末を識別することで、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する処理と、を含む一連の処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００５０】
また、本発明の特徴的な機能を発揮する集積回路を実装してもよい。すなわち、本発明の集積回路は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定する無線使用率測定装置に実装されることにより、前記無線使用率測定装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、前記無線制御装置からスロットを受信する機能と、プリアンブルの逆拡散を行なう機能と、各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する処理と、前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記データスロットの宛先端末を識別することで、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する機能と、を含む一連の機能を、前記無線使用率測定装置に発揮させる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定することが可能となる。また、基地局や端末に改変を加える必要はなく、単一の無線使用率測定装置で無線使用率を測定することが可能となると共に、基地局の処理負荷を増加させることが一切ない。
【符号の説明】
【００５２】
１０ アンテナ
１１ ＲＦ信号処理部
１２ 無線使用率測定部
１３ 逆拡散処理部
１４ 電力算出部
１５ 無線使用率算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤＭＡ方式を利用したシステムの無線使用率を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セルラ通信システムや無線ＬＡＮなど多種多様な無線システムが広く普及している。これらの無線システムを用いて通信サービスを展開する上で、端末の通信品質確保は非常に重要な課題である。端末の通信品質の影響を与える要素の一つとして、無線リンクの使用率（無線使用率）がある。無線使用率は、通信中の端末数と各端末の通信量に依存し、一般的に、端末数が多い程または各端末の通信量が多い程、無線使用率は高くなる傾向にある。
【０００３】
無線使用率が低いか、または無線使用率が高くても通信中の端末数が少ない場合、端末の通信の品質に与える影響は少ない。しかし、無線使用率が高く、かつ通信中の端末数が多い場合、ある端末が通信を要求しているにも関わらず、基地局が該当端末に対して十分な通信機会を与えることができず、端末の通信品質が劣化する可能性がある。従って、無線使用率を測定することで、端末の通信品質が劣化する可能性のある場所や時間帯の特定、更には品質劣化に対する対策を講じることが可能となる。特許文献１には、このような無線使用率を測定する技術として、無線環境の時間占有率を監視する無線環境装置およびプログラムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０４９５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の技術は、無線ＬＡＮシステムを対象としており、ＣＤＭＡ方式を利用したシステムの無線使用率の測定を行なうことはできない。また、既存の通信端末においては、報知情報と自端末宛ての情報のみを検出して復調動作を行なうが、端末ごとの無線使用率を把握しようとした場合には、測定対象となる基地局が収容可能な端末数分だけ測定用端末を用意し、受信機能だけ動作させる必要があり、装置構成が大きくなるという問題がある。また、基地局装置は各端末に対して通信機会を割り当てる役割を担うため、端末ごとの無線使用率をロギングすることが可能であるが、無線使用率のロギングを行なうことで基地局装置の処理負荷が増加するという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定することが可能な無線使用率測定装置、プログラムおよび集積回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の無線使用率測定装置は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定する無線使用率測定装置であって、前記無線制御装置からスロットを受信する受信信号処理部と、前記受信したスロットに含まれる情報に基づいて、いずれかの前記無線端末装置への無線使用率を測定する無線使用率測定部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このように、受信したスロットに含まれる情報に基づいて、いずれかの前記無線端末装置への無線使用率を測定するので、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定することが可能となる。また、無線制御装置や無線端末装置に改変を加える必要はなく、単一の無線使用率測定装置で無線使用率を測定することが可能となると共に、無線制御装置の処理負荷を増加させることが一切ない。
【０００９】
（２）また、本発明の無線使用率測定装置において、前記無線使用率測定部は、プリアンブルの逆拡散を行なう逆拡散処理部と、各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する電力算出部と、前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記スロットの宛先端末を識別することで前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する無線使用率算出部と、を備える。
【００１０】
このように、プリアンブルの逆拡散を行ない、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出し、逆拡散の結果と電力値とに基づいて、前記スロットの宛先端末を識別することで無線制御装置から無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定するので、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定することが可能となる。
【００１１】
（３）また、本発明の無線使用率測定装置において、前記無線使用率算出部は、前記プリアンブルのプリアンブル長と使用スロット数との相関性に基づいて、前記最大送信スロット数を算出し、前記算出した最大送信スロット数に基づいて、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定することを特徴とする。
【００１２】
このように、プリアンブルのプリアンブル長と使用スロット数との相関性に基づいて、最大送信スロット数を算出し、算出した最大送信スロット数に基づいて、無線制御装置から無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定するので、無線使用率の測定精度を高めることが可能となる。
【００１３】
（４）また、本発明の無線使用率測定装置において、前記無線使用率算出部は、前記逆拡散の結果、ＭＡＣ（Media Access Control） Ｉｎｄｅｘを検出することができたかどうかを判定すると共に、前記算出した電力値に基づいて前記スロットがアクティブスロットであるかどうかを判定し、前記各判定結果に基づいて、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定することを特徴とする。
【００１４】
このように、逆拡散の結果、ＭＡＣ（Media Access Control） Ｉｎｄｅｘを検出することができたかどうかを判定すると共に、算出した電力値に基づいてスロットがアクティブスロットであるかどうかを判定することで、無線制御装置から無線端末装置への無線リンクの無線使用率が測定可能となる。
【００１５】
（５）また、本発明の無線使用率測定装置において、前記逆拡散処理部は、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを引数とした１２８系列のＷａｌｓｈ符号を用いて、前記プリアンブルをプリアンブル長であると想定される長さ分だけ逆拡散し、各プリアンブル長においてＷａｌｓｈ符号ごとに相関値を算出することを特徴とする。
【００１６】
このように、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを引数とした１２８系列のＷａｌｓｈ符号を用いて、前記プリアンブルをプリアンブル長であると想定される長さ分だけ逆拡散し、各プリアンブル長においてＷａｌｓｈ符号ごとに相関値を算出するので、無線制御装置から無線端末装置への無線リンクの無線使用率が測定可能となる。
【００１７】
（６）また、本発明の無線使用率測定装置において、前記無線使用率算出部は、前記スロットに割り当てられた電力値と前記パイロットシンボルに割り当てられた電力値とから１チップ当たりの電力値を算出し、算出したデータチャネルの１チップ当たりの電力値とパイロットチャネルの１チップ当たりの電力値との比が閾値以下である場合に、前記スロットがアクティブスロットであると判定する。
【００１８】
このように、スロットに割り当てられた電力値と前記パイロットシンボルに割り当てられた電力値とから１チップ当たりの電力値を算出し、算出したデータチャネルの１チップ当たりの電力値とパイロットチャネルの１チップ当たりの電力値との比が閾値以下である場合に、前記スロットがアクティブスロットであると判定するので、複雑な処理を経ることなく、簡易かつ迅速に無線使用率を測定することが可能となる。
【００１９】
（７）また、本発明の無線使用率測定装置において、前記無線使用率算出部は、前記逆拡散処理部が算出した相関値の中で、プリアンブル長が最短である逆拡散範囲内で相関値の第一最大値と第二最大値を選択し、前記第一最大値、または、前記第一最大値と前記第二最大値の比の少なくとも一方が閾値を超えた場合、前記第一最大値を持つＷａｌｓｈ符号を生成するために用いたＭＡＣ Ｉｎｄｅｘをプリアンブルに含まれていたＭＡＣ Ｉｎｄｅｘと判定することを特徴とする。
【００２０】
このように、逆拡散処理部が算出した相関値の中で、プリアンブル長が最短である逆拡散範囲内で相関値の第一最大値と第二最大値を選択し、第一最大値、または、第一最大値と第二最大値の比の少なくとも一方が閾値を超えた場合、第一最大値を持つＷａｌｓｈ符号を生成するために用いたＭＡＣ Ｉｎｄｅｘをプリアンブルに含まれていたＭＡＣ Ｉｎｄｅｘと判定するので、複雑な処理を経ることなく、簡易かつ迅速に無線使用率を測定することが可能となる。
【００２１】
（８）また、本発明の無線使用率測定装置において、前記無線使用率算出部は、前記逆拡散処理部が算出したＷａｌｓｈ符号ごとの相関値の第一最大値と第二最大値の比をプリアンブル長ごとに求め、前記比の最大値が閾値を超えた場合、前記比が最大となる時のプリアンブル長を、前記スロットのプリアンブル長と判定することを特徴とする。
【００２２】
このように、逆拡散処理部が算出したＷａｌｓｈ符号ごとの相関値の第一最大値と第二最大値の比をプリアンブル長ごとに求め、同比の最大値が閾値を超えた場合、比が最大となる時のプリアンブル長を、前記スロットのプリアンブル長と判定するので、複雑な処理を経ることなく、簡易かつ迅速に無線使用率を測定することが可能となる。
【００２３】
（９）また、本発明のプログラムは、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定するプログラムであって、前記無線制御装置からスロットを受信する処理と、プリアンブルの逆拡散を行なう処理と、各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する処理と、前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記スロットの宛先端末を識別することで、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する処理と、を含む一連の処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２４】
このように、受信したスロットに含まれる情報に基づいて、いずれかの前記無線端末装置への無線使用率を測定するので、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定することが可能となる。また、無線制御装置や無線端末装置に改変を加える必要はなく、単一の無線使用率測定装置で無線使用率を測定することが可能となると共に、無線制御装置の処理負荷を増加させることが一切ない。
【００２５】
（１０）また、本発明の集積回路は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定する無線使用率測定装置に実装されることにより、前記無線使用率測定装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、前記無線制御装置からスロットを受信する機能と、プリアンブルの逆拡散を行なう機能と、各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する処理と、前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記データスロットの宛先端末を識別することで、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する機能と、を含む一連の機能を、前記無線使用率測定装置に発揮させることを特徴とする。
【００２６】
このように、受信したスロットに含まれる情報に基づいて、いずれかの前記無線端末装置への無線使用率を測定するので、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定することが可能となる。また、無線制御装置や無線端末装置に改変を加える必要はなく、単一の無線使用率測定装置で無線使用率を測定することが可能となると共に、無線制御装置の処理負荷を増加させることが一切ない。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、受信したスロットに含まれる情報に基づいて、いずれかの前記無線端末装置への無線使用率を測定するので、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定することが可能となる。また、無線制御装置や無線端末装置に改変を加える必要はなく、単一の無線使用率測定装置で無線使用率を測定することが可能となると共に、無線制御装置の処理負荷を増加させることが一切ない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態に係る無線使用率測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムにおいて、基地局と端末間で送信されるスロットの構成例を示す図である。
【図３Ａ】アクティブスロットを示す図である。
【図３Ｂ】アイドルスロットを示す図である。
【図４】ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムにおいて規定されているデータレート、使用スロット数、プリアンブル長の関係の一部を示す図である。
【図５】４スロット周期でスロット割り当てを行なう様子を示す図である。
【図６】各スロットの先頭にプリアンブルが挿入されている様子を示す図である。
【図７】無線使用率測定の方法の一覧表である。
【図８】プリアンブル長ごとの最大送信スロット数を示す図である。
【図９Ａ】逆拡散処理部１３から無線使用率算出部１５に入力された結果の一例を示す図である。
【図９Ｂ】逆拡散処理部１３から無線使用率算出部１５に入力された結果の一例を示す図である。
【図１０】電力算出部１４から無線使用率算出部１５に入力された結果の一例を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る無線使用率測定装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明は、セルラ通信システムとして普及しているＣＤＭＡ方式を利用したシステムの下りリンクの無線使用率を対象とし、端末毎の無線使用率を測定する。なお、端末毎の無線使用率が測定できれば、端末毎の無線使用率を加算することで、全端末の無線使用率（総無線使用率）を測定することは容易である。本明細書では、一例として、本発明をＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムに適用した場合を説明する。
【００３０】
図１は、本実施形態に係る無線使用率測定装置の概略構成を示すブロック図である。この無線使用率測定装置は、アンテナ１０で基地局（無線制御局装置）からの無線信号を受信し、ＲＦ信号処理部１１で受信信号を処理する。無線使用率測定部１２は、端末を識別する情報に対応する拡散符号を用いて逆拡散を行なう逆拡散処理部１３と、パイロットチャネルの電力とデータチャネルの電力を算出する電力算出部１４と、逆拡散処理部１３と電力算出部１４の結果より無線使用率を算出する無線使用率算出部１５と、から構成される。なお、パイロット部は常に送信されている情報である一方、データ部は基地局から特定の端末宛てに送られる情報がある場合のみ送信される。
【００３１】
（ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムについて）
図２は、ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムにおいて、基地局と端末間で送信されるスロットの構成例を示す図である。１スロットはデータチャネル（400chip）、ＭＡＣチャネル（64chip）、パイロットチャネル（96chip）から構成され、スロット長は１．６７ｍｓである。従って、１秒間に６００スロット（すなわち、1000/1.67）が使用可能となる。基地局は、スケジューリング指標に基づき、端末に対して各スロットを時分割で割り当てる。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、あるスロットに対して、割り当て端末が存在する場合にはデータチャネルに該当端末向けのデータが含まれる(Active Slotと呼ばれる）が、割り当てる端末が存在しない場合、データチャネルは送信されず、ＭＡＣチャネル、パイロットチャネルのみが送信される（Idle Slotと呼ばれる）。
【００３２】
ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムでは、基地局と端末間の無線品質に応じて割り当てられるスロット数は変化し、割り当てられるスロット数に応じてデータレートが変動する。図４は、ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムにおいて規定されているデータレート、使用スロット数、プリアンブル長の関係の一部を示す図である。無線品質の低い端末ほど低速のデータレートが選択されるが、その際は多くのスロットを割り当てることで、同一データを繰り返し伝送することで通信の成功確率を向上させる。なお、２スロット以上に渡る通信が行なわれる場合は、４スロット周期で該当端末に対するスロットが割り当てられる。
【００３３】
図５は、４スロット周期でスロット割り当てを行なう様子を示す図である。ここでは、端末Ａは２スロット伝送を、端末Ｂは１スロット伝送を選択した場合を例としている。図５に示すように、端末Ａの２番目のスロットは１番目のスロットの４スロット後に挿入される。なお、複数スロットが割り当てられた場合、端末は各スロットを受信する度にこれまで受信したスロットから得たデータ系列と、新しく受信したスロットから得たデータ系列を合成し、復調成功可否の判定を行なう。復調成功可否の判定の結果、正しくデータが復調されたと判断された場合、使用スロット数の上限に達していない場合でも通信を終了する。
【００３４】
図６は、各スロットの先頭にプリアンブルが挿入されている様子を示す図である。プリアンブルは、端末識別用の情報であるＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを引数としたＷａｌｓｈ符号で拡散されており、各端末はプリアンブル部をＷａｌｓｈ符号で逆拡散し相関値を検出することで、自分宛てのデータであるか否かを判定することが可能となる。ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘは合計１２８個用意されており、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘごとに異なるＷａｌｓｈ符号系列が生成される。また、プリアンブル長は６４／１２８／２５６／５１２／１０２４ｃｈｉｐのいずれかとなり、図４に示すようにデータレートによって異なる値をとる。なお、複数スロットに渡ってデータが送信される場合、第一番目のスロットにのみデータチャネル部にプリアンブルが挿入される。
【００３５】
（無線使用率の測定について）
本実施形態に係る無線使用率測定装置の起動後は、測定対処となる基地局との初期同期を確立する。初期同期が正常に確立した後、無線使用率の測定を開始する。逆拡散処理部１３は、端末を識別する情報であるＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを引数としたＷａｌｓｈ符号を用いてプリアンブルの逆拡散を行なう。この逆拡散処理では、逆拡散範囲Ｌをプリアンブル長と同じＬ＝６４，１２８，２５６，５１２，１０２４とし、スロットの先頭から範囲ＬだけＷａｌｓｈ符号による逆拡散を１２８系列分独立に行ない、１ｃｈｉｐ当たりの相関値を算出し、その結果を無線使用率算出部へ入力する。電力算出部１４は、データチャネルとパイロットチャネルにおける電力をＣｈｉｐ単位で計算し、１スロット範囲での計算が完了した後、Ｃｈｉｐ長で正規化することで、Ｃｈｉｐ当たりの電力値を算出し、無線使用率算出部１５へ入力する。
【００３６】
無線使用率算出部１５は、逆拡散処理部１３と電力算出部１４の測定結果に基づき、無線使用率の測定を行なう。図７は、無線使用率測定の方法の一覧表である。ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが検出できた場合、対象スロットはアクティブスロットであると判定され、検出したＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが対象スロットの宛先として保存される。ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが検出されない、かつアイドルスロットと判定された場合、対象スロットはアイドルスロットであると判定される。ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが検出されないが、アクティブスロットであると判定された場合、処理対象スロットは複数スロットに渡る伝送の２番目以降のスロットであると想定される。処理対象スロットがプリアンブル長から求めた最大送信スロット数以下である、かつ４スロット前のＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが検出済みの場合、対象スロットの宛先を４スロット前に検出したＭＡＣ Ｉｎｄｅｘとする。処理対象スロットが最大送信スロット数を上回っている、または処理対象スロットがプリアンブル長から求めた最大送信スロット数以下であっても４スロット前のＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが未検出の場合、処理対象スロットの宛先は不明であるとする。
【００３７】
（ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘと最大送信スロット数の検出について）
ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘと最大送信スロット数の検出は、逆拡散処理部１３の出力結果を用いて行なう。図４に示すように、プリアンブル長と使用スロット数には関係性があり、プリアンブル長を検出することで、使用スロット数の最大値（最大送信スロット数）を見積もることが可能となる。図８に、プリアンブル長ごとの最大送信スロット数を示す。
【００３８】
検出判定では、逆拡散範囲Ｌごとに「相関値の第一最大値」と「相関値の第一最大値と第二最大値の比」を算出する。その後、Ｌ＝６４の範囲での「相関値の第一最大値」と「相関値の第一最大値と第二最大値の比」を求め、第一最大値が閾値ΔＤ１ｓｔ以上か、第一最大値と第二最大値の比がΔＤＲＡＴＩＯ以上かどうかを判定する。両方共に閾値以上である場合、「相関値の第一最大値」の最大値を持つＭＡＣ ＩｎｄｅｘをＭＡＣ Ｉｎｄｅｘとする。一方、閾値以下である場合、該当スロットにはＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが含まれていないと判定する。また、相関値の第一最大値と第二最大値の比」が最大となるときの逆拡散範囲をプリアンブル長として判定する。
【００３９】
図９Ａおよび図９Ｂは、逆拡散処理部１３から無線使用率算出部１５に入力された結果の一例を示す図である。図９Ａに示すように、設定１は、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘ＝３がプリアンブル長＝１０２４ｃｈｉｐに含まれていた場合であり、図９Ｂに示すように、設定２は、プリアンブル自体が含まれていなかった場合の入力結果である。
【００４０】
設定１での結果を見ると、
Ｌ＝６４での「相関値の第一最大値」＝１０６
Ｌ＝６４での「相関値の第一最大値と第二最大値の比」＝２．６５
「相関値の第一最大値と第二最大値の比」の最大値＝１１．２７ （Ｌ＝１０２４）
となる。
【００４１】
一方、設定２では、
Ｌ＝６４での「相関値の第一最大値」＝６４
Ｌ＝６４での「相関値の第一最大値と第二最大値の比」＝１．２１
相関値の第一最大値と第二最大値の比」の最大値＝１．２７ （Ｌ＝５１２）
となる。
【００４２】
本実施形態では、例えば、ΔＤ１ｓｔ＝１００、ΔＤＲＡＴＩＯ＝２程度に設定することで、設定１においてＭＡＣ Ｉｎｄｅｘ＝３を検出できる一方、設定２においてはＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが含まれていないと判定することができる。また、設定１において、Ｌ＝１０２４のとき、相関値の第一最大値と第二最大値の比が最大（＝１１．２７）となることから、プリアンブル長＝１０２４と判定することが可能となる。
【００４３】
なお、本実施形態では「相関値の第一最大値」と「相関値の第一最大値と第二最大値の比」を判定に用いたが、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘやプリアンブル長の検出方法はこれら指標を用いる方法に限らず、例えば「相関値の第一最大値」と「相関値の第二最大値」の差の絶対値を用いてプリアンブル長を検出してもよい。
【００４４】
（アクティブスロットの検出について）
ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯシステムでは、パイロットチャネルはアクティブスロット／アイドルスロットに依らず送信されているのに対して、データチャネルはアクティブスロットのみ送信されるため、パイロットチャネルの電力とデータチャネルの電力を比較することで、アクティブスロットの検出をすることが可能となる。
【００４５】
図１０は、電力算出部１４から無線使用率算出部１５に入力された結果の一例を示す図である。図１０に示すように、アクティブスロットにおいてはデータチャネルとパイロットチャネルの１ｃｈｉｐ当たりの電力値は同じ程度の値であるのに対し、アイドルスロットにおいてはパイロットチャネルの電力値はデータチャネルの電力値と比較して大きくなっていることが分かる。ここで、データチャネルとパイロットチャネルの電力値の比を求めると、アクティブスロットでは０．９９となるのに対し、アイドルスロットでは８．８９となる。
【００４６】
従って、本実施形態の場合、例えばΔＤｄａｔａ＝１と設定することで、アクティブスロットかアイドルスロットを判定することが可能となる。なお、本実施形態では「データチャネルの電力」と「パイロットチャネルの電力」の比を判定に用いたが、アクティブスロットの検出方法は比を用いる方法に限らず、例えば「データチャネルの電力」と「パイロットチャネルの電力」の差の絶対値を用いる方法でもよい。
【００４７】
図１１は、本実施形態に係る無線使用率測定装置の動作を示すフローチャートである。まず、受信したスロットの信号を取得する（ステップＳ１）。次に、ＰＮ符号を用いてプリアンブルの逆拡散、および逆拡散処理を行なう（ステップＳ２、ステップＳ３）。ステップＳ３では、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘの検出、およびプリアンブル長（すなわち、最大送信スロット長）の検出を行なう。次に、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを検出したかどうかを判断し（ステップＳ４）、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを検出した場合は、宛先は検出したＭＡＣ Ｉｎｄｅｘであり、使用スロット数は１であるとして（ステップＳ５）、ステップＳ１へ遷移する。
【００４８】
一方、ステップＳ４において、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを検出しない場合は、電力検出を行なう（ステップＳ６）。ここでは、アクティブスロットの検出を行なう。アクティブスロットを検出したかどうかを判断し（ステップＳ７）、アクティブスロットを検出しなかった場合は、宛先はアイドルスロットであるとし（ステップＳ８）、ステップＳ１へ遷移する。一方、ステップＳ７において、アクティブスロットを検出した場合は、（１)使用スロット数が最大送信スロット数以下であり、かつ、（２）４スロット前のＭＡＣ Ｉｎｄｅｘが既知であるかどうかを判断する（ステップＳ９）。これらの（１）および（２）を同時に満たさない場合は、宛先は不明であり、使用スロット数は０であるとして、ステップＳ１へ遷移する（ステップＳ１０)。一方、ステップＳ９において、これらの（１）および（２）を同時に満たす場合は、宛先は４スロット前に検出したスロットのＭＡＣ Ｉｎｄｅｘであり、使用スロットを１つ増やして、ステップＳ１へ遷移する（ステップＳ１１）。
【００４９】
なお、本発明の特徴的な動作は、コンピュータにプログラムを実行させることによっても実現することが可能である。すなわち、本発明のプログラムは、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定するプログラムであって、前記無線制御装置からスロットを受信する処理と、プリアンブルの逆拡散を行なう処理と、各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する処理と、前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記スロットの宛先端末を識別することで、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する処理と、を含む一連の処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００５０】
また、本発明の特徴的な機能を発揮する集積回路を実装してもよい。すなわち、本発明の集積回路は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定する無線使用率測定装置に実装されることにより、前記無線使用率測定装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、前記無線制御装置からスロットを受信する機能と、プリアンブルの逆拡散を行なう機能と、各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する処理と、前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記データスロットの宛先端末を識別することで、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する機能と、を含む一連の機能を、前記無線使用率測定装置に発揮させる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムにおいて、端末毎の無線使用率を測定することが可能となる。また、基地局や端末に改変を加える必要はなく、単一の無線使用率測定装置で無線使用率を測定することが可能となると共に、基地局の処理負荷を増加させることが一切ない。
【符号の説明】
【００５２】
１０ アンテナ
１１ ＲＦ信号処理部
１２ 無線使用率測定部
１３ 逆拡散処理部
１４ 電力算出部
１５ 無線使用率算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定する無線使用率測定装置であって、
前記無線制御装置からスロットを受信する受信信号処理部と、
前記受信したスロットに含まれる情報に基づいて、いずれかの前記無線端末装置への無線使用率を測定する無線使用率測定部と、を備えることを特徴とする無線使用率測定装置。
【請求項２】
前記無線使用率測定部は、
プリアンブルの逆拡散を行なう逆拡散処理部と、
各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する電力算出部と、
前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記スロットの宛先端末を識別することで前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する無線使用率算出部と、を備えることを特徴とする請求項１記載の無線使用率測定装置。
【請求項３】
前記無線使用率算出部は、前記プリアンブルのプリアンブル長と使用スロット数との相関性に基づいて、前記最大送信スロット数を算出し、前記算出した最大送信スロット数に基づいて、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定することを特徴とする請求項２記載の無線使用率測定装置。
【請求項４】
前記無線使用率算出部は、前記逆拡散の結果、ＭＡＣ（Media Access Control） Ｉｎｄｅｘを検出することができたかどうかを判定すると共に、前記算出した電力値に基づいて前記スロットがアクティブスロットであるかどうかを判定し、前記各判定結果に基づいて、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定することを特徴とする請求項３記載の無線使用率測定装置。
【請求項５】
前記逆拡散処理部は、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを引数とした１２８系列のＷａｌｓｈ符号を用いて、前記プリアンブルをプリアンブル長であると想定される長さ分だけ逆拡散し、各プリアンブル長においてＷａｌｓｈ符号ごとに相関値を算出することを特徴とする請求項２記載の無線使用率測定装置。
【請求項６】
前記無線使用率算出部は、前記スロットに割り当てられた電力値と前記パイロットシンボルに割り当てられた電力値とから１チップ当たりの電力値を算出し、算出したデータチャネルの１チップ当たりの電力値とパイロットチャネルの１チップ当たりの電力値との比が閾値以下である場合に、前記スロットがアクティブスロットであると判定することを特徴とする請求項２記載の無線使用率測定装置。
【請求項７】
前記無線使用率算出部は、前記逆拡散処理部が算出した相関値の中で、プリアンブル長が最短である逆拡散範囲内で相関値の第一最大値と第二最大値を選択し、前記第一最大値、または、前記第一最大値と前記第二最大値の比の少なくとも一方が閾値を超えた場合、前記第一最大値を持つＷａｌｓｈ符号を生成するために用いたＭＡＣ Ｉｎｄｅｘをプリアンブルに含まれていたＭＡＣ Ｉｎｄｅｘと判定することを特徴とする請求項２記載の無線使用率測定装置。
【請求項８】
前記無線使用率算出部は、前記逆拡散処理部が算出したＷａｌｓｈ符号ごとの相関値の第一最大値と第二最大値の比をプリアンブル長ごとに求め、前記比の最大値が閾値を超えた場合、前記比が最大となる時のプリアンブル長を、前記スロットのプリアンブル長と判定することを特徴とする請求項２記載の無線使用率測定装置。
【請求項９】
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定するプログラムであって、
前記無線制御装置からスロットを受信する処理と、
プリアンブルの逆拡散を行なう処理と、
各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する処理と、
前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記スロットの宛先端末を識別することで、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する処理と、を含む一連の処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定する無線使用率測定装置に実装されることにより、前記無線使用率測定装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
前記無線制御装置からスロットを受信する機能と、
プリアンブルの逆拡散を行なう機能と、
各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する処理と、
前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記データスロットの宛先端末を識別することで、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する機能と、を含む一連の機能を、前記無線使用率測定装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
【請求項１】
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定する無線使用率測定装置であって、
前記無線制御装置からスロットを受信する受信信号処理部と、
前記受信したスロットに含まれる情報に基づいて、いずれかの前記無線端末装置への無線使用率を測定する無線使用率測定部と、を備えることを特徴とする無線使用率測定装置。
【請求項２】
前記無線使用率測定部は、
プリアンブルの逆拡散を行なう逆拡散処理部と、
各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する電力算出部と、
前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記スロットの宛先端末を識別することで前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する無線使用率算出部と、を備えることを特徴とする請求項１記載の無線使用率測定装置。
【請求項３】
前記無線使用率算出部は、前記プリアンブルのプリアンブル長と使用スロット数との相関性に基づいて、前記最大送信スロット数を算出し、前記算出した最大送信スロット数に基づいて、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定することを特徴とする請求項２記載の無線使用率測定装置。
【請求項４】
前記無線使用率算出部は、前記逆拡散の結果、ＭＡＣ（Media Access Control） Ｉｎｄｅｘを検出することができたかどうかを判定すると共に、前記算出した電力値に基づいて前記スロットがアクティブスロットであるかどうかを判定し、前記各判定結果に基づいて、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定することを特徴とする請求項３記載の無線使用率測定装置。
【請求項５】
前記逆拡散処理部は、ＭＡＣ Ｉｎｄｅｘを引数とした１２８系列のＷａｌｓｈ符号を用いて、前記プリアンブルをプリアンブル長であると想定される長さ分だけ逆拡散し、各プリアンブル長においてＷａｌｓｈ符号ごとに相関値を算出することを特徴とする請求項２記載の無線使用率測定装置。
【請求項６】
前記無線使用率算出部は、前記スロットに割り当てられた電力値と前記パイロットシンボルに割り当てられた電力値とから１チップ当たりの電力値を算出し、算出したデータチャネルの１チップ当たりの電力値とパイロットチャネルの１チップ当たりの電力値との比が閾値以下である場合に、前記スロットがアクティブスロットであると判定することを特徴とする請求項２記載の無線使用率測定装置。
【請求項７】
前記無線使用率算出部は、前記逆拡散処理部が算出した相関値の中で、プリアンブル長が最短である逆拡散範囲内で相関値の第一最大値と第二最大値を選択し、前記第一最大値、または、前記第一最大値と前記第二最大値の比の少なくとも一方が閾値を超えた場合、前記第一最大値を持つＷａｌｓｈ符号を生成するために用いたＭＡＣ Ｉｎｄｅｘをプリアンブルに含まれていたＭＡＣ Ｉｎｄｅｘと判定することを特徴とする請求項２記載の無線使用率測定装置。
【請求項８】
前記無線使用率算出部は、前記逆拡散処理部が算出したＷａｌｓｈ符号ごとの相関値の第一最大値と第二最大値の比をプリアンブル長ごとに求め、前記比の最大値が閾値を超えた場合、前記比が最大となる時のプリアンブル長を、前記スロットのプリアンブル長と判定することを特徴とする請求項２記載の無線使用率測定装置。
【請求項９】
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定するプログラムであって、
前記無線制御装置からスロットを受信する処理と、
プリアンブルの逆拡散を行なう処理と、
各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する処理と、
前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記スロットの宛先端末を識別することで、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する処理と、を含む一連の処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を適用して無線制御装置から無線端末装置への通信を行なう通信システムにおける無線使用率を測定する無線使用率測定装置に実装されることにより、前記無線使用率測定装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
前記無線制御装置からスロットを受信する機能と、
プリアンブルの逆拡散を行なう機能と、
各スロットにおいて、データを含むデータチャネルおよびパイロットシンボルを含むパイロットチャネルに割り当てられた電力値を算出する処理と、
前記逆拡散の結果と前記算出した電力値とに基づいて、前記データスロットの宛先端末を識別することで、前記無線制御装置から前記無線端末装置への無線リンクの無線使用率を測定する機能と、を含む一連の機能を、前記無線使用率測定装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−２１５０３（Ｐ２０１３−２１５０３Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３２２６（Ｐ２０１１−１５３２２６）
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
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