JP2005136492A - Antenna device and control method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna device capable of switching between an adaptive antenna and an MIMO system, depending on a propagation environment. <P>SOLUTION: The purpose is attained by an antenna device provided with a propagation environment measuring means for measuring the status of arriving waves of radio waves arriving to a plurality of antenna elements; an application region determining value calculating means for calculating an application region determining value for determining application region of beam transmission for forming directivity by all antenna elements to transmit signals, and diversity transmission for forming directivity for each sub-array to transmit different signals, on the basis of the relation between the status of the arriving waves measured by the propagation environment measuring means and beam width capable of being formed by the plurality of antenna elements; and a transmission system switching means for switching to any one of the beam transmission and the diversity transmission on the basis of the application region determining value calculated. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、伝搬環境に応じて、電波の送信方式を切替えることのできるアンテナ装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to an antenna device capable of switching a radio wave transmission method according to a propagation environment and a control method thereof.

第3世代移動通信システムや無線LANシステムなどのさらなる大容量化を実現する方法としてアダプティブアンテナ(例えば、非特許文献1参照)およびMIMO(Multiple Input Multiple Output)方式(例えば、非特許文献2参照)の技術の検討が盛んに行われている。   Adaptive antennas (for example, see Non-Patent Document 1) and MIMO (Multiple Input Multiple Output) systems (for example, see Non-Patent Document 2) as methods for realizing further increase in capacity of third generation mobile communication systems and wireless LAN systems. The technology of this is being actively studied.

アダプティブアンテナとは、図23に示すように、各アンテナ#1〜#Kヘの給電振幅/位相(ウエイト1〜ウェイトK)を信号処理(アダプティブプロセッサ)200により適切に制御することでアンテナ放射パターンを成形し、所望の端末に対して最大の信号強度を与え、干渉端末には極力電波を放射しないようにするものである。   As shown in FIG. 23, the adaptive antenna is an antenna radiation pattern by appropriately controlling the feeding amplitude / phase (weight 1 to weight K) to each of the antennas # 1 to #K by a signal processing (adaptive processor) 200. The maximum signal strength is given to a desired terminal, and radio waves are not radiated as much as possible to the interference terminal.

一方、MIMO方式とは、送受信信双方にアレイアンテナを用いるシステムであって、多重伝搬環境では、複数のアンテナにおける各アンテナと端末の間の伝送状況が違うことを利用して、各々のアンテナで違う信号を伝送し、多重化を図って伝送容量を増大させようとするものである。このようにMIMO方式は、送受信アンテナを複数用意し、伝送容量の増大を実現する方式であるが、その実現方法において大きく2種類に分けられる。一つは、送信ダイバーシチ技術を応用したSTC型MIMO方式、もう一つは、SDM技術を利用したSDM型MIMO方式である。   On the other hand, the MIMO system is a system that uses array antennas for both transmission and reception signals. In a multi-propagation environment, the transmission status between each antenna and a terminal in a plurality of antennas is different. It is intended to increase the transmission capacity by transmitting different signals and multiplexing them. As described above, the MIMO scheme is a scheme that prepares a plurality of transmission / reception antennas and realizes an increase in transmission capacity, but there are roughly two types in the implementation method. One is an STC type MIMO system that applies transmission diversity technology, and the other is an SDM type MIMO system that uses SDM technology.

図24は、STC型MIMO方式の概念を示す図である。同図に示すように、STC型MIMO方式の送信側では、異なった送信データが時空間符号化部(STC:Space-Time coding)310で符号化されて並列に送られ、複数チャネルによる伝送が行われる(STCに関しては、非特許文献4参照)。受信側は、複数チャネルが混在した受信信号を受信し、STC320で時空間符号化処理を施して受信信号を復号する。   FIG. 24 is a diagram illustrating the concept of the STC type MIMO scheme. As shown in the figure, on the transmission side of the STC type MIMO system, different transmission data is encoded by a space-time coding unit (STC: Space-Time coding) 310 and sent in parallel, and transmission by a plurality of channels is performed. (Refer to non-patent document 4 for STC). The reception side receives a reception signal in which a plurality of channels are mixed, and performs a space-time coding process in STC 320 to decode the reception signal.

一方、図25は、SDM(Space Division Multiplexing)型MIMO方式の概念を示す図である。同図に示すように、SDM型MIMO方式の送信側では、ある一つの送信データがS/P350で直並列変換され、チャネル符号化部360〜360において複素重みがかけられて複数の送信系列が生成される。このようにして生成された複数の送信系列は、各アンテナ素子1〜Mから同時に送信される(例えば、非特許文献2参照)。受信側は、送信側の各アンテナ素子1〜Mから送信された信号を受信し、チャネル復号化部370〜370で復号処理を行って各系列に分離する。 On the other hand, FIG. 25 is a diagram showing a concept of an SDM (Space Division Multiplexing) type MIMO system. As shown in the figure, on the transmission side of the SDM MIMO scheme, one transmission data is serial-parallel converted by S / P 350, and a plurality of transmissions are performed by applying complex weights in channel encoders 360 1 to 360 M. A series is generated. The plurality of transmission sequences generated in this way are transmitted simultaneously from the respective antenna elements 1 to M (see, for example, Non-Patent Document 2). The reception side receives signals transmitted from the antenna elements 1 to M on the transmission side, and performs decoding processing in the channel decoding units 370 1 to 370 N to separate them into respective series.

上記したアダプティブアンテナ及びMIMO方式は、無線通信方式において、高品質、大容量を実現する画期的な技術であるが、両者は別々に提案されたもので、その適用範囲は到来波の状況に応じて異なる。例えば、到来波の角度広がりが大きくなり、フェージングの影響が大きくなって伝送品質が著しく劣化するような場合は、MIMO方式を用いてダイバーシチ送信を行うことでフェ−ジングによる信号の歪補償が可能となる。反対に、到来波の角度広がりが小さいときには、到来波の到来方向を正確に推定することができるので、任意の方向にビームパターンを形成するビーム送信(指向性送信)を行うことで、到来方向の異なる端末への干渉を除去することが可能である。すなわち、アダプティブアンテナとMIMO方式とでは、効果を得られる領域が異なっている。   The adaptive antenna and the MIMO system described above are epoch-making technologies for realizing high quality and large capacity in the wireless communication system, but both have been proposed separately, and their application range depends on the situation of incoming waves. Depending on. For example, if the angular spread of the incoming wave is large, the effect of fading is large, and transmission quality is significantly degraded, signal transmission can be compensated by fading by performing diversity transmission using the MIMO method. It becomes. On the other hand, when the angle spread of the incoming wave is small, the direction of arrival of the incoming wave can be accurately estimated, so by performing beam transmission (directional transmission) that forms a beam pattern in any direction, the direction of arrival It is possible to eliminate interference with different terminals. That is, the area where the effect can be obtained is different between the adaptive antenna and the MIMO system.

ところで、ブロードバンド無線アクセスを支える新技術として、ソフトウェアの書き換えだけで、周波数や通信方式などの機能変更や追加が可能な無線装置、いわゆるソフトウェア無線機(例えば、非特許文献3参照)の開発が現在進められている。このソフトウェア無線機は、例えば、図26に示すように、アンテナ#1〜#n、受信機(同図省略)で電波を受けて、A/D(A/Dコンバータ)410〜410で高速のA/D変換を行い、その結果をディジタル回路420でソフトウェア処理して信号を取り出し、入出力機器430に出力するというものである。すなわち、ソフトウェア無線機は、あらゆる通信方式に対応するべく、ソフト的信号処理で変復調を含めた方式を実現するものである。こうしたソフトウェア無線機においては、アダプティブアンテナとMIMO方式の機能をソフトウェアで実現するので、同じ無線機に搭載し、両者を使い分けることができると考えられている。 By the way, as a new technology that supports broadband wireless access, development of a wireless device that can change or add functions such as frequency and communication method by simply rewriting software, that is, a so-called software wireless device (for example, see Non-Patent Document 3) is currently being developed. It is being advanced. For example, as shown in FIG. 26, this software defined radio receives radio waves from antennas # 1 to #n and a receiver (not shown), and receives A / D (A / D converters) 410 1 to 410 n . High-speed A / D conversion is performed, and the result is processed by software in the digital circuit 420 to extract a signal and output to the input / output device 430. That is, the software defined radio implements a system including modulation / demodulation by software signal processing in order to cope with any communication system. In such a software defined radio, the adaptive antenna and MIMO system functions are realized by software, so it is considered that they can be installed in the same radio and used separately.

また、上記のようなアダプティブアンテナを用いた無線基地局装置において、フェージング相関が小さい場合であっても、良好な通信品質で無線通信を行うことができる技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この技術によれば、フェージング相関を監視し、その監視結果に応じて、ビーム送信とダイバーシチ送信とを切替えて無線送信処理を行うので、フェージングの相関が小さい場合であっても良好な通信品質で無線通信を行うことができる旨が記載されている。
特開2002−16534号公報 菊間信良,“アレイアンテナによる適応信号処理,”科学技術出版,1998 村田英一,“無線通信用MIMOチャネル伝送技術,”電子情報通信学会誌,Vol.86,No.3,pp.215−217,March,2003 鈴木康夫,荒木純道,“ソフトウェア無線機とその国内における開発の現状,”電子情報通信学会論文誌B,VoLJ84−B,No.7,pp.1120−1131,July,2001 Vahid Tarokh, et. A1.,"Space-Time Codes for High Data Rate Wireless Communication : Performance Criterion and Code Construction, "IEEE Trans. Information Theory, Vol. 44, No.2, March, 1998
In addition, in a radio base station apparatus using an adaptive antenna as described above, a technique that can perform radio communication with good communication quality even when fading correlation is small is disclosed (for example, Patent Documents). 1). According to this technique, fading correlation is monitored, and radio transmission processing is performed by switching between beam transmission and diversity transmission according to the monitoring result, so even if the correlation of fading is small, the communication quality is good. It is described that wireless communication can be performed.
JP 2002-16534 A Nobuyoshi Kikuma, “Adaptive signal processing by array antenna,” Science and Technology Publishing, 1998 Eiichi Murata, “MIMO channel transmission technology for wireless communication,” IEICE Journal, Vol. 86, no. 3, pp. 215-217, March, 2003 Yasuo Suzuki, Junmichi Araki, “Software Radios and Their Development Status in Japan,” IEICE Transactions B, VoLJ84-B, No. 7, pp. 1120-1131, July, 2001 Vahid Tarokh, et. A1., "Space-Time Codes for High Data Rate Wireless Communication: Performance Criterion and Code Construction," IEEE Trans. Information Theory, Vol. 44, No.2, March, 1998

上記のように、アダプティブアンテナとMIMO方式は、無線通信システムで用いられる送信端末と受信端末間の電波伝搬状況によって得られる効果の領域が異なる。このため、上記アダプティブアンテナとMIMO方式を使い分けるには、電波伝搬状況を把握し、両者のどちらがより適切かを判断する必要がある。   As described above, the adaptive antenna and the MIMO scheme differ in the area of effect obtained depending on the radio wave propagation situation between the transmitting terminal and the receiving terminal used in the wireless communication system. For this reason, in order to use the adaptive antenna and the MIMO system properly, it is necessary to grasp the radio wave propagation situation and determine which is more appropriate.

しかしながら、アダプティブアンテナとMIMO方式は互いに独立した技術であり、これらを使い分けるために伝搬状況を測定し判断するといった方法は確立されていない。このため、現在のところ、アダプティブアンテナとMIMO方式の異なる方式を同じ無線機に搭載、あるいは両方式をソフトウェアの書き換えで対応するソフトウェア無線機で実現することは難しい。   However, the adaptive antenna and the MIMO scheme are independent technologies, and no method has been established for measuring and judging the propagation state in order to use them appropriately. For this reason, at present, it is difficult to implement a different method of the adaptive antenna and the MIMO method in the same wireless device, or to realize both methods by software rewriting that supports software rewriting.

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、伝搬環境に応じてアダプティブアンテナとMIMO方式を切替えることのできるアンテナ装置及びその制御方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to provide an antenna device capable of switching between an adaptive antenna and a MIMO system according to a propagation environment, and a control method thereof. It is.

上記課題を解決するため、複数のアンテナ素子から構成されるアレイアンテナと、該アレイアンテナを制御する制御装置とを備えるアンテナ装置において、前記複数のアンテナ素子に到来する電波の到来波の状況を測定する伝搬環境測定手段と、前記伝搬環境測定手段にて測定した到来波の状況と前記複数のアンテナ素子により形成可能なビーム幅との関係に基づいて、全アンテナ素子で指向性を形成して信号を送信するビーム送信とサブアレイ毎に指向性を形成して異なる信号を送信するダイバーシチ送信の適用領域を判定するための適用領域判定値を算出する適用領域判定値算出手段と、前記算出した適用領域判定値に基づいて、前記ビーム送信又は前記ダイバーシチ送信のいずれかに切替える送信方式切替手段と、を備えることを特徴としている。   In order to solve the above problems, an antenna device comprising an array antenna composed of a plurality of antenna elements and a control device for controlling the array antenna is used to measure the situation of incoming waves of radio waves arriving at the plurality of antenna elements. Based on the relationship between the propagation environment measurement means that performs the measurement and the state of the arriving wave measured by the propagation environment measurement means and the beam width that can be formed by the plurality of antenna elements. Application region determination value calculating means for calculating an application region determination value for determining an application region of diversity transmission for transmitting different signals by forming directivity for each sub-array and beam transmission for transmitting, and the calculated application region Transmission method switching means for switching to either beam transmission or diversity transmission based on a determination value. It is.

また、本発明の請求項2によれば、前記アンテナ装置において、前記適用領域判定値算出手段は、
T=AS/BW
T:適用領域判定値
AS:到来波の角度広がり〔°〕
BW:ビーム幅〔°〕
に従って、前記適用領域判定値を算出することを特徴としている。
According to claim 2 of the present invention, in the antenna device, the application area determination value calculation means includes:
T = AS / BW
T: Applicable region judgment value AS: Angular spread of incoming wave [°]
BW: Beam width [°]
The application area determination value is calculated according to the above.

また、本発明の請求項3によれば、前記アンテナ装置において、前記適用領域判定値算出手段により算出される適用領域判定値と、受信電力と、アンテナ間の相関とを関連付けるテーブルを有し、前記送信方式切替手段は、受信した信号に基づいて前記適用領域判定値算出手段により算出される適用領域判定値に対応する値を前記テーブルから求め、その求めた値に基づいて、前記ビーム送信又は前記ダイバーシチ送信の適用領域を判定する適用領域判定手段を備えることを特徴としている。   Further, according to claim 3 of the present invention, the antenna device includes a table associating the application area determination value calculated by the application area determination value calculation means, the received power, and the correlation between the antennas, The transmission method switching means obtains a value corresponding to the application area determination value calculated by the application area determination value calculation means based on the received signal from the table, and based on the obtained value, the beam transmission or An application area determination unit that determines an application area of the diversity transmission is provided.

また、本発明の請求項4によれば、前記アンテナ装置において、前記送信方式切替手段は、前記テーブルから求めた値が第1の所定値未満であるときは、前記ビーム送信に切替え、前記求めた値が該第1の所定値以上であるときは、前記ダイバーシチ送信に切替える判定をすることを特徴としている。   According to claim 4 of the present invention, in the antenna apparatus, the transmission method switching means switches to the beam transmission when the value obtained from the table is less than a first predetermined value, and obtains the obtained value. When the measured value is greater than or equal to the first predetermined value, it is determined to switch to the diversity transmission.

また、本発明の請求項5によれば、前記アンテナ装置において、前記送信方式切替手段によりダイバーシチ送信が選択された場合に、前記複数のアンテナ素子を任意の組のサブアレイで分割して、各サブアレイにおいてビームを形成するサブアレイビーム形成手段を備えることを特徴としている。   According to claim 5 of the present invention, in the antenna device, when diversity transmission is selected by the transmission method switching means, the plurality of antenna elements are divided into an arbitrary set of subarrays, and each subarray And sub-array beam forming means for forming a beam.

また、本発明の請求項6によれば、前記アンテナ装置において、前記送信方式切替手段は、前記テーブルから求めた値が第2の所定値以上の所定範囲内であるときは、前記複数のアンテナ素子をM組(Mは2以上の整数)のサブアレイに分け、Mブランチ等利得又はMブランチ不等利得のダイバーシチ送信に切替える判定をすることを特徴としている。   According to claim 6 of the present invention, in the antenna apparatus, when the value obtained from the table is within a predetermined range greater than or equal to a second predetermined value, the transmission method switching means The element is divided into M sets (M is an integer of 2 or more) subarrays, and it is determined to switch to diversity transmission with M branch equal gain or M branch unequal gain.

また、本発明の請求項7によれば、前記アンテナ装置において、前記送信方式切替手段によりダイバーシチ送信が選択された場合に、既知信号を受信端末に送信する既知信号送信手段と、前記既知信号に基づいて受信端末より送信されるフィードバック情報を受信するフィードバック情報受信手段と、前記フィードバック情報を基に、サブアレイから送信する送信信号に位相差をつけて送信する位相制御送信手段と、を備えることを特徴としている。   According to claim 7 of the present invention, in the antenna device, when diversity transmission is selected by the transmission method switching means, known signal transmitting means for transmitting a known signal to a receiving terminal, and the known signal Feedback information receiving means for receiving feedback information transmitted from the receiving terminal based on the above, and phase control transmitting means for transmitting the transmission signal transmitted from the subarray with a phase difference based on the feedback information. It is a feature.

本発明によれば、到来波の状況と、アンテナのビーム幅との関係を求めることで、適切にビーム送信とダイバーシチ送信の適用判断を行うことが可能になる。その結果、伝搬環境に応じたビーム送信とダイバーシチ送信の切替えが実現でき、あらゆる伝搬環境において常に最大の伝送品質、容量を得ることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to appropriately determine whether to apply beam transmission and diversity transmission by obtaining the relationship between the state of the incoming wave and the beam width of the antenna. As a result, switching between beam transmission and diversity transmission according to the propagation environment can be realized, and maximum transmission quality and capacity can always be obtained in any propagation environment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係るアンテナ装置の構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the antenna device according to the present embodiment.

同図において、このアンテナ装置1は、複数のアンテナ素子#1〜#nからなるアレイアンテナと、該アレイアンテナを制御する制御装置10とから構成される。本実施形態に係るアンテナ装置1は、例えば、移動通信システムの無線基地局に具備される装置であって、端末(例:移動局)から送信された信号をアレイアンテナで受信し、受信信号とアンテナの静的放射パターン特性とを用いて伝搬環境を判断する。そして、その判断結果をもとに、全アンテナ素子で指向性を形成して信号を送信するビーム送信か、サブアレイ毎に指向性を形成して異なる信号を送信するダイバーシチ送信かを切替え、切替えられた送信方式を用いて信号を端末に無線送信する。   In the figure, the antenna device 1 includes an array antenna composed of a plurality of antenna elements # 1 to #n, and a control device 10 that controls the array antenna. The antenna device 1 according to the present embodiment is, for example, a device provided in a radio base station of a mobile communication system, and receives a signal transmitted from a terminal (eg, mobile station) with an array antenna, The propagation environment is judged using the static radiation pattern characteristics of the antenna. Based on the determination result, switching can be performed between beam transmission for transmitting signals by forming directivity with all antenna elements, or diversity transmission for transmitting different signals by forming directivity for each subarray. The signal is wirelessly transmitted to the terminal using the transmission method.

上記制御装置10は、到来波の状況を推定するためのDOA(DOA:Direction Of Arrival)アルゴリズムを実装する到来波推定部11と、ビーム送信アルゴリズムをソフトウェアで実装するビーム送信処理部12と、ダイバーシチ送信アルゴリズムをソフトウェアで実装するダイバーシチ送信処理部13と、ビーム送信又はダイバーシチ送信の切替制御を行うビーム送信/ダイバーシチ送信切替制御部14と、ビーム送信とダイバーシチ送信の切替えの際に参照される適用領域表(テーブル)を記憶する適用領域表記憶部15と、から構成される。   The control device 10 includes an arrival wave estimation unit 11 that implements a DOA (Direction Of Arrival) algorithm for estimating the state of an incoming wave, a beam transmission processing unit 12 that implements a beam transmission algorithm in software, and a diversity. A diversity transmission processing unit 13 that implements a transmission algorithm in software, a beam transmission / diversity transmission switching control unit 14 that performs switching control of beam transmission or diversity transmission, and an application area that is referred to when switching between beam transmission and diversity transmission And an application area table storage unit 15 for storing a table.

本実施形態では、ビーム送信/ダイバーシチ送信切替制御部14は、到来波推定部11で推定された到来波状況の推定結果と、適用領域表記憶部15に記憶されている適用領域表を利用して、送信に最適な送信方式(ビーム送信又はダイバーシチ送信)を判断し切替える。以下、詳細に説明する。   In the present embodiment, the beam transmission / diversity transmission switching control unit 14 uses the estimation result of the arrival wave state estimated by the arrival wave estimation unit 11 and the application region table stored in the application region table storage unit 15. Thus, the transmission method (beam transmission or diversity transmission) optimum for transmission is determined and switched. Details will be described below.

図2は、適用領域表記憶部15で記憶されるビーム送信とダイバーシチ送信の適用領域を判断するために用いる適用領域表である。この適用領域表は、到来電波の広がりを示すアングルスプレッド(AS)とアンテナビーム幅(BW)との関係に基づき作成されるが、作成方法の詳細について説明する前に、まず、図3を用いてビーム送信とダイバーシチ送信の動作概要を説明する。   FIG. 2 is an application area table used for determining application areas of beam transmission and diversity transmission stored in the application area table storage unit 15. This application area table is created based on the relationship between the angle spread (AS) indicating the spread of incoming radio waves and the antenna beam width (BW). Before explaining the details of the creation method, first, FIG. 3 will be used. The operation outline of beam transmission and diversity transmission will be described.

図3(a)は、ビーム送信を説明するための図で、図3(b)は、ダイバーシチ送信を説明するための図である。   FIG. 3A is a diagram for explaining beam transmission, and FIG. 3B is a diagram for explaining diversity transmission.

ビーム送信は、同図(a)に示すように、アレイアンテナの全アンテナ(アンテナ素子#1〜#16)を用いて鋭いビームを形成し、その方向を最も強い電波が飛んでくる方向(見通しでは端末100方向)に向けるものである。ビーム送信の場合、アレイアンテナに接続される送信機TXa20からは同じ信号が送信される。   In the beam transmission, a sharp beam is formed by using all the antennas (antenna elements # 1 to # 16) of the array antenna as shown in FIG. Then, the direction is toward the terminal 100. In the case of beam transmission, the same signal is transmitted from the transmitter TXa20 connected to the array antenna.

一方、ダイバーシチ送信は、同図(b)に示されるように、アレイアンテナのアンテナ素子#1〜#16を真ん中から半分に分け(#1〜#8、#9〜#16)、左右の各サブアレイに違う信号を伝送して、端末100側で合成するものである。すなわち、アンテナ素子#1〜#8に接続される送信機TXa20、アンテナ素子#9〜#16に接続される送信機TXb30からは違う信号が送信される。本例の場合、ある時刻t1において、送信機TXa20から信号系列aが、送信機Txb30から信号系列bが送信される。同様にして、次の時刻t2には、送信機TXa20から信号系列aが、送信機Txb30から信号系列bの位相を反転させた−bの信号系列が送信される場合を例示している。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, diversity transmission divides the antenna elements # 1 to # 16 of the array antenna in half from the middle (# 1 to # 8, # 9 to # 16), Different signals are transmitted to the subarray and synthesized on the terminal 100 side. That is, different signals are transmitted from the transmitter TXa20 connected to the antenna elements # 1 to # 8 and the transmitter TXb30 connected to the antenna elements # 9 to # 16. In this example, the signal sequence a is transmitted from the transmitter TXa20 and the signal sequence b is transmitted from the transmitter Txb30 at a certain time t1. Similarly, the case where the signal sequence a is transmitted from the transmitter TXa20 and the signal sequence of -b obtained by inverting the phase of the signal sequence b is transmitted from the transmitter TXab30 at the next time t2.

なお、上述したビーム送信は、任意の方向に適応的に指向性を形成して信号を送信することからアダプティブアンテナに分類され、また、ダイバーシチ送信はそれぞれの送信アンテナ(#1〜#8、#9〜#16)から別々の情報を送信することからMIMO方式に分類される。なお、MIMO(Multi Input Multi Output)方式とは、一般的に同一周波数・同一タイムスロットの複数の空間パスを介して多重通信する方式のことをいう。   The beam transmission described above is classified as an adaptive antenna because a signal is transmitted by adaptively forming directivity in an arbitrary direction, and diversity transmission is performed for each transmission antenna (# 1 to # 8, # 8). 9 to # 16), since different information is transmitted, it is classified as a MIMO system. The MIMO (Multi Input Multi Output) system generally refers to a system that performs multiplex communication via a plurality of spatial paths having the same frequency and the same time slot.

次に、図2に戻り、ビーム送信とダイバーシチ送信の適用領域を判定するための適用領域表について説明する。同図において、この適用領域表の横軸Tは、適用領域を判定するために用いる判定値を表し、縦軸は、相関係数(0〜1)と端末への到達電力(=受信電力劣化量〔dB〕)を表している。なお、相関波とは、参照信号との相関係数が1に近い波のことを言い、無相関波とは、参照信号との相関係数が0に近い波のことを言う。   Next, returning to FIG. 2, an application area table for determining application areas of beam transmission and diversity transmission will be described. In the figure, the horizontal axis T of the application area table represents a determination value used for determining the application area, and the vertical axis represents the correlation coefficient (0 to 1) and the power reached to the terminal (= received power deterioration). Quantity [dB]). The correlation wave means a wave having a correlation coefficient with a reference signal close to 1, and the non-correlation wave means a wave with a correlation coefficient with a reference signal close to 0.

本実施形態において、上記Tは、下記式にて定義される。   In the present embodiment, T is defined by the following formula.

T=AS/BW ・・・ (1)
=(SW−BW)/BW
ここで、
Tは、適用領域判定値であり、
ASは、到来波の角度広がり〔°〕であり、
BWは、アンテナのビーム幅〔°〕である。
上記ASは、本来到来してくる電波の広がりを表す値であるが、この値は、図4(a)に示すように、アレイアンテナのアンテナビーム(BP:Beam Pattern)を全方向にわたって回転させ、アレイの出力電力が大きくなる方向を探すことで、おおよそ推定することができる。このようにして到来波の状況を推定する方法はビームフォーマ法(BF)と呼ばれている。本実施形態では、一例として、到来波の状況推定にビームフォーマ法を用いる場合を例示するが、本発明はビームフォーマ法に限定されるものではなく、他の方法、例えば、Capon 法や最大エントロピー法などの線形予測法(LP:Linear Prediction)、さらに、アレイ入力の相関行列の固有展開に基づく最小ノルム法(Min-Norm)、MUSIC(MUltiple SIgnal Classication)、ESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)等を用いてもよい。
T = AS / BW (1)
= (SW-BW) / BW
here,
T is an application area determination value,
AS is the angular spread [°] of the incoming wave,
BW is the beam width [°] of the antenna.
The AS is a value that represents the spread of the incoming radio wave. As shown in FIG. 4A, this value rotates the antenna beam (BP: Beam Pattern) of the array antenna in all directions. It can be roughly estimated by searching for a direction in which the output power of the array increases. A method of estimating the state of the incoming wave in this way is called a beam former method (BF). In this embodiment, as an example, the case where the beamformer method is used for estimating the state of the incoming wave is illustrated, but the present invention is not limited to the beamformer method, and other methods such as the Capon method and the maximum entropy are used. Linear Prediction (LP: Linear Prediction), minimum norm method (Min-Norm) based on eigen expansion of correlation matrix of array input, MUSIC (MUltiple SIgnal Classication), ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance) Techniques) may be used.

図4の(b)は、上記のようにしてビームをスキャンニングして得られた角度と受信レベルの関数を表すBFスペクトラム(Pt(θ))である。このPt(θ)は、おおよそアンテナビーム(BP)のビーム幅(BW)の精度で到来波分布を表していると考えられる。到来波がある広がりをもって到来してくるとき、そのASは図4(b)に示すように、測定したPt(θ)の広がりSWがAS+BWとなる。すなわち、Pt(θ)を測定することでASが推定でき、ASの値はSW−BWとなる。   FIG. 4B is a BF spectrum (Pt (θ)) representing a function of the angle and the reception level obtained by scanning the beam as described above. This Pt (θ) is considered to represent the arrival wave distribution with the accuracy of the beam width (BW) of the antenna beam (BP). When the incoming wave arrives with a certain spread, the AS, as shown in FIG. 4B, the measured spread SW of Pt (θ) becomes AS + BW. That is, AS can be estimated by measuring Pt (θ), and the value of AS is SW−BW.

本実施形態では、上記式(1)を用い、BFスペクトラムより推定されるASと、アンテナビーム(BP)のビーム幅(BW)から適用領域の判定に用いるための判定値Tが算出される。このようにして算出されたTと、端末に到達する到達電力と、アレイアンテナの相関係数は関連付けられ適用領域表として作成される。   In the present embodiment, using the above equation (1), a determination value T for use in determining the application area is calculated from the AS estimated from the BF spectrum and the beam width (BW) of the antenna beam (BP). The T calculated in this way, the arrival power reaching the terminal, and the correlation coefficient of the array antenna are associated and created as an application area table.

このようにして作成される適用領域表では、AS、BWとビーム送信、ダイバーシチ送信の適切な適用領域が示される。本例では、領域(a)がビーム送信の適用領域として、領域(b)がダイバーシチ送信の適用領域として設定される場合を示している。   In the application area table created in this way, appropriate application areas for AS, BW, beam transmission, and diversity transmission are shown. In this example, the case where the area (a) is set as an application area for beam transmission and the area (b) is set as an application area for diversity transmission is shown.

次に、ビーム送信とダイバーシチ送信の適用領域決定方法を説明する。   Next, an application area determination method for beam transmission and diversity transmission will be described.

上述の如く、ASは、SW−BWで表されることから、上記式(1)に示すように、T=(SW−BW)/BWとすると、ビーム送信とダイバーシチ送信の適用領域は、以下のように決定することができる。   As described above, AS is represented by SW-BW. Therefore, as shown in the above equation (1), when T = (SW-BW) / BW, application areas of beam transmission and diversity transmission are as follows. Can be determined as follows.

1.Tがほぼ1.5より小さいときはビーム送信、Tがほぼ1.5より大きいときはダイバーシチ送信が適当である。   1. Beam transmission is appropriate when T is less than 1.5, and diversity transmission is appropriate when T is greater than 1.5.

そこで、このようなことを証明するために、本実施形態においては、シミュレーションおよび屋外実験を行い、ビーム送信とダイバーシチ送信の適用領域を決定した。以下に、そのシミュレーション及び屋外実験の結果について説明する。   Therefore, in order to prove this, in the present embodiment, simulations and outdoor experiments were performed to determine application areas for beam transmission and diversity transmission. The results of the simulation and outdoor experiment will be described below.

まず、シミュレーション条件は、図5(b)に示すように、到来波、アンテナビームともに方形で近似し、その幅を各々AS、BWとした。到来波は50波の集合と考え、AS内均一に50の平面波を配置し、その振幅は全て同じ、位相はランダムとした。また、到来波の電力はASに関らず一定とした。シミュレーションでは、この試行を1000回繰り返し、各受信電力を記録して、その平均電力と相関係数を求めた。なお、図5(a)は、上記のシミュレーション条件を図示したアンテナパターンであり、AS、BWに加え、アンテナ受信電力の合計(A)、到来波電力の合計(T)、取得電力(S)を図示している。   First, as shown in FIG. 5B, the simulation conditions were such that the incoming wave and the antenna beam were approximated by a square, and the widths thereof were AS and BW, respectively. The incoming waves are considered as a set of 50 waves, and 50 plane waves are uniformly arranged in the AS, the amplitudes are all the same, and the phases are random. In addition, the power of the incoming wave is constant regardless of the AS. In the simulation, this trial was repeated 1000 times, each received power was recorded, and the average power and the correlation coefficient were obtained. FIG. 5A is an antenna pattern illustrating the above simulation conditions. In addition to AS and BW, the total antenna reception power (A), the total arrival wave power (T), and the acquired power (S) are shown. Is illustrated.

また、図6は、屋外実験の条件を示す図である。同図(a)は、見通し、(b)は見通し外の状況において、1本の送信アンテナ(TX)から無線信号を送信し、16チャネルのベクトル受信機を用いて横16素子のアレイアンテナで受信した。
屋外実験では、送受信間距離、角度を変えて受信特性を数回測定し、測定データから受信電力を算出した。なお、見通しの状況においては、送受信間距離を20m、30m、角度X〔deg〕を0°、5°、10°、15°、20°、測定回数を各3回とした。また、見通し外の状況においては、送受信間距離は30mのみ、角度X〔deg〕を0°、5°、10°、15°、20°、測定回数を各5回とした。
Moreover, FIG. 6 is a figure which shows the conditions of an outdoor experiment. In the figure, (a) shows a line-of-sight, and (b) shows a non-line-of-sight situation. A radio signal is transmitted from one transmission antenna (TX), and a 16-channel vector receiver is used as a 16-element array antenna. Recieved.
In the outdoor experiment, the reception characteristics were measured several times while changing the distance and angle between transmission and reception, and the received power was calculated from the measured data. In the line-of-sight situation, the distance between transmission and reception was 20 m, 30 m, the angle X [deg] was 0 °, 5 °, 10 °, 15 °, 20 °, and the number of measurements was 3 times each. Further, in an out-of-sight situation, the distance between transmission and reception was only 30 m, the angle X [deg] was 0 °, 5 °, 10 °, 15 °, 20 °, and the number of measurements was 5 times each.

次に、シミュレーション結果と屋外実験結果について説明する。   Next, simulation results and outdoor experiment results will be described.

図7は、アンテナ素子(ポート)数と到達電力との関係を示すシミュレーション結果及び屋外実験結果を示す図である。同図において、横軸は電波を受信するアンテナ素子数、縦軸は見通しで最大電力が得られた値からの相対電力である。また、同図中、「Sim」はシミュレーション結果を、「Exp」は屋外実験結果を表している。   FIG. 7 is a diagram showing simulation results and outdoor experiment results showing the relationship between the number of antenna elements (ports) and the reached power. In the figure, the horizontal axis represents the number of antenna elements that receive radio waves, and the vertical axis represents the relative power from the value at which the maximum power was obtained in line of sight. In the figure, “Sim” represents the simulation result, and “Exp” represents the outdoor experiment result.

同図に示すように、屋外実験の結果とシミュレーション結果が合っていることがわかる。明らかに、見通しでは受信するアンテナ素子数を増やしていくと受信電力が上昇し、アンテナ素子数Nの比(N/16)、すなわち指向性利得の上昇に比例しているのがわかる。一方、見通し外では、ある値以上はアンテナ素子数を増やしても電力が上昇しないことがわかる。この場合はAS=10度で、約8素子より増やしても、アンテナ指向性利得に比例した電力の上昇は得られない。   As shown in the figure, it can be seen that the results of the outdoor experiment match the simulation results. Obviously, it can be seen that the received power increases as the number of antenna elements to be received increases, and is proportional to the ratio of the number N of antenna elements (N / 16), that is, the increase in directivity gain. On the other hand, outside the line of sight, it can be seen that the power does not increase above a certain value even if the number of antenna elements is increased. In this case, AS = 10 degrees, and even if it is increased from about 8 elements, an increase in power proportional to the antenna directivity gain cannot be obtained.

図8は、電力が上昇しない状況におけるBFスペクトラムPt(θ)とビームパターンBPを示す図である。同図において、両図とも、横軸は角度〔deg〕、縦軸は振幅〔dBmV〕を表している。   FIG. 8 is a diagram showing the BF spectrum Pt (θ) and the beam pattern BP in a situation where the power does not increase. In both figures, the horizontal axis represents angle [deg] and the vertical axis represents amplitude [dBmV].

図8において、(a)に示すBFスペクトラムPt(θ)は到来波の様子を示すと考えられ、同図より、明らかに到来波が、ビームより広がっているのがわかる。よって、そこに鋭いビームを向けても受信電力は上昇しない。   In FIG. 8, the BF spectrum Pt (θ) shown in FIG. 8A is considered to indicate the state of the incoming wave, and it can be seen from FIG. 8 that the incoming wave clearly spreads from the beam. Therefore, the received power does not increase even if a sharp beam is directed there.

このことを具体的なアンテナについてまとめると、図9及び図10となる。図9は16素子、60度ビームパターンの素子アンテナを0.7波長間隔で直線状に並べた場合、図10は、120度ビームパターンの素子アンテナを間隔0.5波長とした場合である。図9及び図10とも、16素子全てを用いてビームを形成した場合と、真ん中から半分の8素子サブアレイとした場合のASと受信電力、相関係数を示すシミュレーションの結果を示している。   This is summarized in FIG. 9 and FIG. 10 for a specific antenna. FIG. 9 shows a case where element antennas having 16 elements and a beam pattern of 60 degrees are arranged linearly at intervals of 0.7 wavelength, and FIG. 10 shows a case where element antennas of a 120 degree beam pattern are arranged at intervals of 0.5 wavelength. 9 and 10 show simulation results showing AS, received power, and correlation coefficient when a beam is formed by using all 16 elements and when an 8-element sub-array is formed from the middle.

図9、図10とも、ASが広くなるにつれ、16素子送信と8素子送信で電力の差が小さくなっていくことがわかる。これは図7と同様に素子数を増やしても受信電力は頭打ちになることを示している。   9 and 10, it can be seen that as the AS becomes wider, the difference in power between 16-element transmission and 8-element transmission becomes smaller. This shows that the received power reaches a peak even when the number of elements is increased as in FIG.

一方、アレイを真ん中から2つに分けた場合の、各サブアレイ間の相関係数はASが広くなるにつれて急激に低下する。すなわち、もしASが10度の場合、相関係数が0.2以下と非常に低いので、ダイバーシチ送信を行って、3dB受信電力を増加させることができれば(図中黒四角印)、16素子全てを用いて送信を行う場合より高い電力を伝送することができる。この傾向は、図9、図10とも同様である。   On the other hand, when the array is divided into two from the middle, the correlation coefficient between the subarrays rapidly decreases as the AS becomes wider. That is, if AS is 10 degrees, the correlation coefficient is very low, 0.2 or less, so if diversity transmission can be performed to increase 3 dB received power (black square mark in the figure), all 16 elements It is possible to transmit higher power than in the case of performing transmission using. This tendency is the same as in FIGS.

そこで、一般的な性質を明らかにするために、アンテナ素子数を4、8、16、32と変化させ、各々の場合について、フルアレイと半分のサブアレイのASと電力、相関係数の関係をシミュレーションにより調べ、図11、12に示した。各図には各々のBWも示してある。これらのシミュレーション結果から以下が言える。   Therefore, in order to clarify general properties, the number of antenna elements is changed to 4, 8, 16, and 32, and in each case, the relationship between AS, power, and correlation coefficient of the full array and the half subarray is simulated. And shown in FIGS. Each figure also shows each BW. The following can be said from these simulation results.

図11より、受信電力は、
BW>AS:ほぼ一定(平面波到来時に近い値−2dB以内)
BW<AS:ASの大きさに比例して低下
図12より、相関係数は、
BW>AS:0.75以上
BW<AS<2BW:0.3〜0.9(ASに反比例して減少)
2BW<AS:0.33以下
これらの結果は、アンテナのBWと到来波のASの関係で受信電力と相関係数が決まることを示している。そこで、この関係を整理し、適用領域表に反映したものが、図13(図1)である。同図において、ASは、既に説明したように、SW−BWで表すことができる。
From FIG. 11, the received power is
BW> AS: almost constant (value close to -2 dB when plane wave arrives)
BW <AS: Decreasing in proportion to the magnitude of AS From FIG. 12, the correlation coefficient is
BW> AS: 0.75 or more BW <AS <2 BW: 0.3 to 0.9 (decrease inversely proportional to AS)
2BW <AS: 0.33 or less These results show that the received power and the correlation coefficient are determined by the relationship between the BW of the antenna and the AS of the incoming wave. Thus, FIG. 13 (FIG. 1) shows this relationship organized and reflected in the application area table. In the figure, AS can be represented by SW-BW as already described.

以上をまとめると実際のアンテナにおいては、以下が言える。   In summary, in an actual antenna, the following can be said.

「送信アンテナとしてN素子からなるアレイアンテナが動作して、端末に情報を伝送する無線通信方式がある。任意のアンテナウエイトWiを乗算して放射パターンBPを形成し、BPを周方向に回転させて得られた受信電力と角度の関数をスペクトラムPt(θ)(θは角度)とする。Pt(θ)の最大値方向角度θmにビームピークを向けた時の放射パターンBPm、およびスペクトラムPt(θ)の各最大値から3dB低下した2点の角度幅をBW、およびSWとして、上記式(1)を定義する。   “There is a wireless communication system in which an array antenna consisting of N elements operates as a transmitting antenna and transmits information to a terminal. A radiation pattern BP is formed by multiplying an arbitrary antenna weight Wi, and the BP is rotated in the circumferential direction. The function of received power and angle obtained in this way is defined as a spectrum Pt (θ) (θ is an angle), a radiation pattern BPm when the beam peak is directed to the maximum value direction angle θm of Pt (θ), and a spectrum Pt ( The above equation (1) is defined with the angular widths of two points that are 3 dB lower than the maximum values of θ) as BW and SW.

上記式(1)において、
1.Tがほぼ1.5未満のときは、アンテナ素子Nの全ての各ウエイトWiを、放射パターンが角度θmにおいて最大利得となるように制御し、ビームパターンを形成して通信を行う。
2.Tがほぼ1.5以上のときは、アンテナ素子をほぼ同数(N/2)の2組のサブアレイに分けて、各サブアレイのウエイトWi1、Wi2をそれぞれの放射パターンが角度θmにおいて最大利得となるように制御し、各サブアレイでダイバーシチ送信を行って通信を行う」
すなわち、上記した1、2の条件を調べることで、アダプティブアンテナとして動作するビーム送信とMIMO方式として動作するダイバーシチ送信の使い分けが可能となる。なお、本実施形態では、適応領域の境界を示すほぼ1.5のTの値を第1の所定値としている。
In the above formula (1),
1. When T is less than about 1.5, all the weights Wi of the antenna element N are controlled so that the radiation pattern has the maximum gain at the angle θm, and communication is performed by forming a beam pattern.
2. When T is approximately 1.5 or more, the antenna elements are divided into two sets of approximately the same number (N / 2) of subarrays, and each of the weights Wi1 and Wi2 of each subarray has a maximum gain at an angle θm. , And perform communication by performing diversity transmission in each sub-array. "
That is, by examining the above-described conditions 1 and 2, it is possible to selectively use beam transmission that operates as an adaptive antenna and diversity transmission that operates as a MIMO system. In the present embodiment, a value of T of about 1.5 indicating the boundary of the adaptive region is set as the first predetermined value.

上記整理した結果は、適用領域表として作成され、適用領域表記憶部15で保持される。制御装置10は、通信相手となる端末に信号を無線送信する際、上記適用領域表を参照して、ビーム送信又はダイバーシチ送信のいずれか判断し切替える。図14は、この制御装置10でなされるビーム送信とダイバーシチ送信の切替え制御の処理手順を示すフローチャートである。   The organized result is created as an application area table and held in the application area table storage unit 15. When wirelessly transmitting a signal to a terminal as a communication partner, the control device 10 refers to the application area table and determines whether to perform beam transmission or diversity transmission. FIG. 14 is a flowchart showing a processing procedure for switching control between beam transmission and diversity transmission performed by the control device 10.

同図において、ステップS1では、到来波推定部11においてASが推定される。この推定結果は、ビーム送信/ダイバーシチ送信切替制御部14に送られる。ステップS2では、ビーム送信/ダイバーシチ送信切替制御部14は、到来波推定部11より受けとったASの推定結果と、BWとから適用領域判定値Tを算出する。その後、ビーム送信/ダイバーシチ送信切替制御部14は、適用領域表記憶15部に記憶されている適用記憶表を参照し、上記算出したTが、ほぼ1.5未満であるか、ほぼ1.5以上であるかを判定(ステップS3)し、Tが、ほぼ1.5未満と判定された場合には、ビーム送信を行う指示信号を生成してビーム送信処理部12に出力する。ビーム送信処理部12では、ビームパターンを形成して通信を行う処理(ステップS4)が行われる。   In the figure, in step S1, the incoming wave estimation unit 11 estimates the AS. This estimation result is sent to the beam transmission / diversity transmission switching control unit 14. In step S2, the beam transmission / diversity transmission switching control unit 14 calculates the application region determination value T from the AS estimation result received from the arrival wave estimation unit 11 and the BW. Thereafter, the beam transmission / diversity transmission switching control unit 14 refers to the application storage table stored in the application region table storage 15 unit, and the calculated T is approximately less than 1.5 or approximately 1.5. Whether it is the above or not is determined (step S3), and when T is determined to be less than about 1.5, an instruction signal for performing beam transmission is generated and output to the beam transmission processing unit 12. In the beam transmission processing unit 12, a process of forming a beam pattern and performing communication (step S4) is performed.

一方、上記判定(ステップS3)で、ほぼ1.5以上と判定された場合には、ダイバーシチ送信を行う指示信号を生成してダイバーシチ送信処理部13に出力する。ダイバーシチ送信処理部13では、各サブアレイでダイバーシチ送信を行って通信を行う処理(ステップS5)がなされる。   On the other hand, if it is determined in the above determination (step S3) that it is approximately 1.5 or more, an instruction signal for performing diversity transmission is generated and output to the diversity transmission processing unit 13. The diversity transmission processing unit 13 performs processing (step S5) for performing communication by performing diversity transmission in each sub-array.

このように、本実施形態によれば、到来波の状況とアンテナのビーム幅との関からビーム送信とダイバーシチ送信の適用判断を行うことための適用領域判定値を算出し、その算出した適用領域判定値に基づいて、ビーム送信とダイバーシチ送信の適用判断を行うようにしたので、適切にビーム送信とダイバーシチ送信の切替えを実現できる。
また、シミュレーション及び屋外実験の結果に基づき、上記適用判断の際に用いる適用領域表を作成し管理するようにしたので、実伝搬環境に近い形でのビーム送信とダイバーシチ送信の切替えを実現することができ、あらゆる伝搬環境において常に最大の伝送品質、容量を得ることができる。
Thus, according to the present embodiment, the application area determination value for performing application determination of beam transmission and diversity transmission is calculated from the relationship between the state of the incoming wave and the beam width of the antenna, and the calculated application area Since application determination of beam transmission and diversity transmission is performed based on the determination value, switching between beam transmission and diversity transmission can be realized appropriately.
In addition, based on the results of simulations and outdoor experiments, the application area table used in the above application determination is created and managed, so that switching between beam transmission and diversity transmission in a form close to the actual propagation environment is realized. The maximum transmission quality and capacity can always be obtained in any propagation environment.

さらに、ビーム送信とダイバーシチ送信の切替えを、ビーム送信処理部12に実装される機能とダイバーシチ送信処理部13に実装される機能の切替えにより行う構成としたので、伝搬環境に応じたアダプティブアンテナとMIMO方式の切替えをソフトウェア無線機で実現することが可能である。   Furthermore, since the beam transmission and the diversity transmission are switched by switching the function implemented in the beam transmission processing unit 12 and the function implemented in the diversity transmission processing unit 13, the adaptive antenna and the MIMO according to the propagation environment are configured. Switching between methods can be realized with a software defined radio.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、ビーム送信とダイバーシチ送信の使い分けとして、フルアレイ1つと半分のサブアレイ2つの2通りのみを例示したが、本実施形態に係るアンテナ装置1は、ダイバーシチ送信(MIMO方式)の場合において、任意の2つの組によりダイバーシチ送信を行う。例えば、図15に示すように、到達電力を最大にするに足りるアンテナ素子数n(本例では、アンテナ素子#1〜#n)で送信し、残りの素子(本例では、アンテナ素子#n+1〜#16)は、本体素子(#n)との相関が低いので、ダイバーシチ(不等利得)として使用する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, only two types, ie, one full array and two half sub-arrays, are exemplified as the proper use of beam transmission and diversity transmission. However, the antenna device 1 according to the present embodiment is in the case of diversity transmission (MIMO method). , Diversity transmission is performed by any two sets. For example, as shown in FIG. 15, transmission is performed with the number of antenna elements n (in this example, antenna elements # 1 to #n) sufficient to maximize the reached power, and the remaining elements (in this example, antenna element # n + 1). ˜ # 16) are used as diversity (unequal gain) because the correlation with the body element (#n) is low.

本実施形態では、このことを証明するために図16〜図20に示すシミュレーションを行った。図16〜図20は、16素子アレイの場合の、任意のn:16−n素子サブアレイにおけるASと電力、相関の関係を示すシミュレーション結果を示す図である。   In the present embodiment, simulations shown in FIGS. 16 to 20 were performed in order to prove this. 16 to 20 are diagrams showing simulation results showing the relationship between AS, power, and correlation in an arbitrary n: 16-n element sub-array in the case of a 16-element array.

図16〜図20において、横軸はサブエレメント数(n)、縦軸の左側はアンテナ組TXa20、TXb30間の相関係数(電圧)、右側は受信電力劣化量(dB)を表している。また、図16はAS=1度のとき、図17はAS=3度のとき、図18はAS=6度のとき、図19はAS=10度のとき、図20はAS=20度のときのシミュレーション結果である。   16 to 20, the horizontal axis represents the number of sub-elements (n), the left side of the vertical axis represents the correlation coefficient (voltage) between the antenna sets TXa20 and TXb30, and the right side represents the received power deterioration amount (dB). 16 is AS = 1 degree, FIG. 17 is AS = 3 degrees, FIG. 18 is AS = 6 degrees, FIG. 19 is AS = 10 degrees, and FIG. 20 is AS = 20 degrees. It is a simulation result.

図16〜図20のシミュレーション結果が示すように、ASにより相関係数は変化し、一方サブアレイ数nにより、各受信電力とサブアレイ間の受信電力比に差が見える。ダイバーシチ送信(MIMO方式)により、どのような場合にどんなサブアレイ構成が適切であるかは、これらのシミュレーション結果から判断が可能である。すなわち、この場合にも図21に示すような適用領域を示すことができる。例えば、Tが1.2(T=C21)以下ではビーム送信を行い、1.3<T<1.7(T=C22)では、本例で説明した不等利得ダイバーシチ(本例では、2サブアレイ不等利得ダイバーシチ)を行い、Tが1.7以上では等利得ダイバーシチ(本例では、2サブアレイ等利得ダイバーシチ)を行うという考え方である。特に、不等利得ダイバーシチでは、その場合の適切なサブアレイの素子数nも規定できる。   As shown in the simulation results of FIGS. 16 to 20, the correlation coefficient changes depending on the AS, while a difference appears in the received power ratio between each received power and the subarrays depending on the number of subarrays n. It is possible to determine from the simulation results which subarray configuration is appropriate in which case by diversity transmission (MIMO method). That is, also in this case, an application area as shown in FIG. 21 can be shown. For example, when T is 1.2 (T = C21) or less, beam transmission is performed, and when 1.3 <T <1.7 (T = C22), the unequal gain diversity described in this example (in this example, 2) The sub-array unequal gain diversity is performed, and equal gain diversity (in this example, two sub-array equal gain diversity) is performed when T is 1.7 or more. In particular, in unequal gain diversity, an appropriate number n of sub-array elements in that case can also be defined.

既に説明したように、どの点でビーム送信、等利得/不等利得ダイバーシチを切替えるかは方式によるため、明確に各領域をここで確定することはできないが、このような適用領域表を作成しておき、その方式での最適な領域を明らかにして各領域の境界であるC21、C22を特定しておけば、第1の実施形態と同様の原理で、容易にビーム送信とダイバーシチ送信(MIMO通信(等利得/不等利得ブランチ形)の使い分けが可能となる。つまりASの変化に対応して、ビーム送信とダイバーシチ送信(MIMO通信(等利得/不等利得)の適用判断をきめ細かく行うことが可能になり、これらを適切に使い分けることで、あらゆる伝搬環境において常に最大の伝送品質、容量を得ることができる。   As already explained, the point at which beam transmission, equal gain / unequal gain diversity is switched depends on the method, so each region cannot be clearly defined here, but such an application region table is created. In addition, if C21 and C22 which are boundaries between the respective regions are clarified by identifying the optimum region in the method, beam transmission and diversity transmission (MIMO) can be easily performed according to the same principle as in the first embodiment. Communication (equal gain / unequal gain branch type) can be used properly, that is, beam transmission and diversity transmission (MIMO communication (equal gain / unequal gain)) must be determined in detail in response to changes in AS. By properly using these, the maximum transmission quality and capacity can always be obtained in any propagation environment.

(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第1の実施形態及び第2の実施形態では、フルアレイを2つに分けてダイバーシ伝送する場合を例示したが、
本実施形態では、フルアレイを4つに分割して4ブランチダイバーシチとする。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment and the second embodiment, the case where the full array is divided into two and transmitted by diversity is exemplified.
In the present embodiment, the full array is divided into four to provide 4-branch diversity.

本実施形態においても、上記第1の実施形態と同様の検討を行って、電力、相関係数をシミュレーション等により明らかにし、Tによって適用領域を分けることができる。さらに、この場合も第2の実施形態と同様の検討を行って、同じくTと4つサブアレイの構成素子数の組について、電力と相関の関係をシミュレーション等により明らかにすれば、Tと等利得/不等利得4ブランチダイバーシチの適用領域が明確になる。   Also in this embodiment, the same examination as in the first embodiment is performed, the power and the correlation coefficient are clarified by simulation or the like, and the application area can be divided by T. Further, in this case as well, if the same examination as in the second embodiment is performed and the relationship between the power and the correlation is clarified by simulation or the like for T and the number of constituent elements of the four subarrays, the gain equal to T is obtained. / The application area of unequal gain 4-branch diversity becomes clear.

従って、図21に示すように、さらに、C41、C42を明確にすれば、全アレイビーム送信から2、4ブランチの等利得/不等利得ダイバーシチ送信までの適用領域を明確にすることができる。つまり非常に広いASの場合まで含めて、ビーム送信とダイバーシチ送信(MIMO方式:2、4ブランチの等利得/不等利得)の適用判断を行うことが可能になる。従って、これらを適切に使い分けることで、あらゆる伝搬環境において常に最大の伝送品質、容量を得ることが可能となる。   Therefore, as shown in FIG. 21, if C41 and C42 are further clarified, the application area from all array beam transmission to equal gain / unequal gain diversity transmission of 2, 4 branches can be clarified. In other words, it is possible to determine whether to apply beam transmission and diversity transmission (MIMO method: equal gain / unequal gain of two or four branches), even in the case of a very wide AS. Accordingly, by properly using these, it is possible to always obtain the maximum transmission quality and capacity in any propagation environment.

なお、本実施形態では、図21において、T=C21の値が第2の所定値を表している。また、C21〜C22までの範囲、C22〜C41までの範囲、C41〜C42までの範囲、C42からある上限値までの範囲、これらの範囲が請求項6記載の所定範囲に対応する。   In the present embodiment, in FIG. 21, the value of T = C21 represents the second predetermined value. Further, the range from C21 to C22, the range from C22 to C41, the range from C41 to C42, the range from C42 to a certain upper limit value, and these ranges correspond to the predetermined range described in claim 6.

(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。図22は、ダイバーシチ送信の方法として、端末100から位相情報のみをフィードバックする場合を示す実施形態である。MIMO方式では、異なった信号を各ブランチ(TXa20、TXb30)で伝送し、通信品質を改善するSTCを用いるのが一般的である。しかし、本実施形態では、TXa20、TXb30より予め既知の信号を端末100に伝送し、その位相差を端末100にフィードバックする。これにより、端末100では受信信号の電界ベクトルを同相合成でき、正に受信電力を増加させることができる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 22 is an embodiment showing a case where only phase information is fed back from terminal 100 as a diversity transmission method. In the MIMO scheme, it is common to use STC that transmits different signals in each branch (TXa20, TXb30) and improves communication quality. However, in this embodiment, a known signal is transmitted to the terminal 100 in advance from the TXa 20 and the TXb 30, and the phase difference is fed back to the terminal 100. As a result, terminal 100 can perform in-phase synthesis of the electric field vector of the received signal, and can positively increase the received power.

具体的には、TXa20、TXb30は、信号系列の最初に既知信号(レプリカ)XYを挿入して伝送し、その後、送信される情報に端末100からフィードバックされたXYの位相差の情報を付加して送信する。端末100は、受信したXYの各信号から両者の伝搬路の位相差αを計算し、送信側にフィードバッする。ここで、フィードバックする情報は位相のみでよい。なぜなら、2つのサブアレイは元々1つのフルアレイを真ん中から半分にしたものであるため、非常に近接している。このため、伝送路としての振幅は比較的変化が少ないと考えられるからである。もちろんαを複素数として位相、振幅の情報すなわち複素信号差をフィードバックすればさらに効果は高くなる。   Specifically, TXa20 and TXb30 insert and transmit a known signal (replica) XY at the beginning of the signal sequence, and then add information on the XY phase difference fed back from terminal 100 to the transmitted information. To send. The terminal 100 calculates the phase difference α between the two propagation paths from the received XY signals and feeds back to the transmission side. Here, the information to be fed back may be only the phase. Because the two sub-arrays are originally close to each other because they are one full array halved from the middle. For this reason, it is considered that the amplitude of the transmission path is relatively small. Of course, if α is a complex number and phase and amplitude information, that is, a complex signal difference is fed back, the effect is further enhanced.

なお、本実施形態は、上述した第1の実施形態〜第3の実施形態への適用が可能であり、その場合、電力を向上できる点が違うだけで第1の実施形態〜第3の実施形態で述べた効果と同様の効果が得られる。   In addition, this embodiment can be applied to the first to third embodiments described above, and in this case, the first to third embodiments are different only in that the power can be improved. The same effect as described in the embodiment can be obtained.

(変形例)
以上本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまでも例示であり、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば以下のような変形例が考えられる。
(Modification)
Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments are merely examples, and various modifications can be made to the above embodiments without departing from the spirit of the present invention. For example, the following modifications can be considered.

(1)上記実施形態では、ビーム送信処理部12とダイバーシチ送信処理部13を独立して設ける場合を例示したが、1つの送信処理部にビーム送信処理機能と、ダイバーシチ送信処理機能を実装するような態様であってもよい。なお、ビーム送信処理機能と、ダイバーシチ送信処理機能は、無線又は有線によるソフトウェアの遠隔ダウンロードにより、適宜アップグレード等が可能である。   (1) In the above-described embodiment, the case where the beam transmission processing unit 12 and the diversity transmission processing unit 13 are provided independently is illustrated, but the beam transmission processing function and the diversity transmission processing function are implemented in one transmission processing unit. It may be a mode. Note that the beam transmission processing function and the diversity transmission processing function can be upgraded as appropriate by remote download of software by wireless or wire.

(2)上記実施形態では、N素子のアレイアンテナを等比で2分割したサブアレイ、又はN素子のアレイアンテナの比率を変えて2分割したサブアレイを例示したが、等間隔で重なりあってサブアレイを配置することも考えられる。この場合、素子間が無相関とみなせることが条件となる。   (2) In the above embodiment, the sub-array in which the N-element array antenna is divided into two at equal ratios or the sub-array in which the ratio of the N-element array antenna is changed into two is illustrated. However, the sub-arrays are overlapped at equal intervals. Arrangement is also possible. In this case, the condition is that the elements can be regarded as uncorrelated.

(3)また、上記各実施形態では、好適な例として、制御装置10を基地局に適用する場合を例示したが、端末に適用した場合でも、良好な送信特性を実現することができる。   (3) In each of the above embodiments, a case where the control apparatus 10 is applied to a base station is illustrated as a preferred example. However, even when the control apparatus 10 is applied to a terminal, good transmission characteristics can be realized.

本実施形態に係るアンテナ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the antenna apparatus which concerns on this embodiment. ビーム送信とダイバーシチ送信の適用領域を判断するために用いる適用領域表である。It is an application area | region table | surface used in order to judge the application area | region of beam transmission and diversity transmission. ビーム送信とダイバーシチ送信の動作概要を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement outline | summary of beam transmission and diversity transmission. ビームフォーマ法(BF)と、BFスペクトラムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a beam former method (BF) and a BF spectrum. シミュレーション条件を説明するための図である。It is a figure for demonstrating simulation conditions. 屋外実験の条件を示す図である。It is a figure which shows the conditions of an outdoor experiment. アンテナ素子(ポート)数と到達電力との関係を示すシミュレーション結果及び屋外実験結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result and the outdoor experiment result which show the relationship between the number of antenna elements (ports) and reach | attainment power. 電力が上昇しない状況におけるBFスペクトラムPt(θ)とビームパターンBPを示す図である。It is a figure which shows BF spectrum Pt ((theta)) and the beam pattern BP in the condition where electric power does not rise. 16素子アレイにおける8素子×2組分割送信時の到達電力と相関係数との関係を示すシミュレーション結果(0.7波長間隔、60度ビーム)を示す図である。It is a figure which shows the simulation result (0.7 wavelength interval, 60 degree beam) which shows the relationship between the arrival power at the time of 8 element x2 group division | segmentation transmission in a 16 element array, and a correlation coefficient. 16素子アレイにおける8素子×2組分割送信時の到達電力と相関係数との関係を示すシミュレーション結果(0.5波長間隔、120度ビーム)を示す図である。It is a figure which shows the simulation result (0.5 wavelength space | interval, 120 degree | times beam) which shows the relationship between the arrival power at the time of 8 element x 2 group division | segmentation transmission in a 16 element array, and a correlation coefficient. アレイ素子数によるアングルスプレッドと到達電力との関係を示すシミュレーション結果である。It is a simulation result which shows the relationship between the angle spread by the number of array elements, and arrival power. アレイ素子数によるアングルスプレッドと相関係数との関係を示すシミュレーション結果である。It is a simulation result which shows the relationship between the angle spread by the number of array elements, and a correlation coefficient. アンテナビーム幅、到来波アングルスプレッドと到達電力、相関係数の関係を示し、ビーム送信とダイバーシチ送信の適用領域を判断するために用いる適用領域表である。It is an application area | region table | surface which shows the relationship between an antenna beam width, an incoming wave angle spread, arrival power, and a correlation coefficient, and is used in order to judge the application area | region of beam transmission and diversity transmission. 制御装置でなされるビーム送信とダイバーシチ送信の切替え制御の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the switching control of the beam transmission and diversity transmission which are performed with a control apparatus. 本発明の第2の実施形態における不等利得ダイバーシチ送信の動作概要を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement outline | summary of the unequal gain diversity transmission in the 2nd Embodiment of this invention. 16素子アレイにおけるn、16−n素子の2組分割送信時の到達電力と相関係数の関係を示すシミュレーション結果(AS=1度)である。It is the simulation result (AS = 1 degree) which shows the relationship between the arrival power at the time of 2 division | segmentation transmission of n and 16-n elements in a 16 element array, and a correlation coefficient. 16素子アレイにおけるn、16−n素子の2組分割送信時の到達電力と相関係数の関係を示すシミュレーション結果(AS=3度)である。It is a simulation result (AS = 3 degree | times) which shows the relationship between the arrival power at the time of 2 group division | segmentation transmission of n and 16-n elements in a 16 element array, and a correlation coefficient. 16素子アレイにおけるn、16−n素子の2組分割送信時の到達電力と相関係数の関係を示すシミュレーション結果(AS=6度)である。It is a simulation result (AS = 6 degree | times) which shows the relationship between the arrival power at the time of 2 sets division | segmentation transmission of n and 16-n elements in a 16 element array, and a correlation coefficient. 16素子アレイにおけるn、16−n素子の2組分割送信時の到達電力と相関係数の関係を示すシミュレーション結果(AS=10度)である。It is a simulation result (AS = 10 degree | times) which shows the relationship between the arrival power at the time of 2 group division | segmentation transmission of n and 16-n elements in a 16 element array, and a correlation coefficient. 16素子アレイにおけるn、16−n素子の2組分割送信時の到達電力と相関係数の関係を示すシミュレーション結果(AS=20度)である。It is a simulation result (AS = 20 degree | times) which shows the relationship between the arrival power at the time of 2 division | segmentation transmission of n and 16-n element in a 16 element array, and a correlation coefficient. 本発明の第3の実施形態におけるビーム送信と等/不等利得ダイバーシチ送信の適用領域を判断するために用いる適用領域表である。It is an application area | region table | surface used in order to judge the application area | region of beam transmission and equal / unequal gain diversity transmission in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態におけるダイバーシチ送信の方法として、受信端末から位相情報のみをフィードバックする場合を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the case where only phase information is fed back from a receiving terminal as a diversity transmission method in the 4th Embodiment of this invention. アダプティブアンテナの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of an adaptive antenna. STC型MIMO方式の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of STC type MIMO system. SDM型MIMO方式の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of a SDM type MIMO system. ソフトウェア無線機の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a software defined radio.

符号の説明Explanation of symbols

1 アンテナ装置
10 制御装置
11 到来波推定部
12 ビーム送信処理部
13 ダイバーシチ送信処理部
14 ビーム送信/ダイバーシチ送信切替制御部
15 適用領域表記憶部
100 端末(移動局)
200 アダプティブプロセッサ
210 加算器
310、320 STC(時空間符号化部)
350 S/P(直並列変換部)
360〜360 チャネル符号化部
370〜370 チャネル復号化部
380 P/S(並直列変換部)
410〜410 A/D(A/Dコンバータ)
420 ディジタル回路
430 入出力機器
#1〜#n,#1〜#K,#1〜#M,#1〜#N アンテナ素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna apparatus 10 Control apparatus 11 Arrival wave estimation part 12 Beam transmission process part 13 Diversity transmission process part 14 Beam transmission / diversity transmission switching control part 15 Application area | region table memory | storage part 100 Terminal (mobile station)
200 Adaptive processor 210 Adder 310, 320 STC (space-time coding unit)
350 S / P (series-parallel converter)
360 1 to 360 M channel encoder 370 1 to 370 N channel decoder 380 P / S (parallel serial converter)
410 1 to 410 n A / D (A / D converter)
420 Digital circuit 430 Input / output device # 1 to #n, # 1 to #K, # 1 to #M, # 1 to #N Antenna element

Claims (8)

複数のアンテナ素子から構成されるアレイアンテナと、該アレイアンテナを制御する制御装置とを備えるアンテナ装置において、
前記複数のアンテナ素子に到来する電波の到来波の状況を測定する伝搬環境測定手段と、
前記伝搬環境測定手段にて測定した到来波の状況と前記複数のアンテナ素子により形成可能なビーム幅との関係に基づいて、全アンテナ素子で指向性を形成して信号を送信するビーム送信とサブアレイ毎に指向性を形成して異なる信号を送信するダイバーシチ送信の適用領域を判定するための適用領域判定値を算出する適用領域判定値算出手段と、
前記算出した適用領域判定値に基づいて、前記ビーム送信又は前記ダイバーシチ送信のいずれかに切替える送信方式切替手段と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
In an antenna device comprising an array antenna composed of a plurality of antenna elements and a control device for controlling the array antenna,
Propagation environment measuring means for measuring the situation of incoming waves of radio waves arriving at the plurality of antenna elements;
Based on the relationship between the state of the incoming wave measured by the propagation environment measuring means and the beam width that can be formed by the plurality of antenna elements, beam transmission and sub-array for transmitting a signal with directivity formed by all antenna elements An application area determination value calculating means for calculating an application area determination value for determining an application area of diversity transmission for forming different directivities and transmitting different signals;
Based on the calculated application area determination value, transmission method switching means for switching to either the beam transmission or the diversity transmission;
An antenna device comprising:
請求項1に記載のアンテナ装置において、
前記適用領域判定値算出手段は、
T=AS/BW
T:適用領域判定値
AS:到来波の角度広がり〔°〕
BW:ビーム幅〔°〕
に従って、前記適用領域判定値を算出することを特徴とするアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
The application area determination value calculation means includes:
T = AS / BW
T: Applicable region judgment value AS: Angular spread of incoming wave [°]
BW: Beam width [°]
In accordance with the antenna device, the application area determination value is calculated.
請求項1又は2に記載のアンテナ装置において、
前記適用領域判定値算出手段により算出される適用領域判定値と、受信電力と、アンテナ間の相関とを関連付けるテーブルを有し、
前記送信方式切替手段は、受信した信号に基づいて前記適用領域判定値算出手段により算出される適用領域判定値に対応する値を前記テーブルから求め、その求めた値に基づいて、前記ビーム送信又は前記ダイバーシチ送信の適用領域を判定する適用領域判定手段を備えることを特徴とするアンテナ装置。
In the antenna device according to claim 1 or 2,
A table associating the application area determination value calculated by the application area determination value calculating means, the received power, and the correlation between the antennas;
The transmission method switching means obtains a value corresponding to the application area determination value calculated by the application area determination value calculation means based on the received signal from the table, and based on the obtained value, the beam transmission or An antenna apparatus comprising: an application area determination unit that determines an application area of the diversity transmission.
請求項3に記載のアンテナ装置において、
前記送信方式切替手段は、前記テーブルから求めた値が第1の所定値未満であるときは、前記ビーム送信に切替え、前記求めた値が該第1の所定値以上であるときは、前記ダイバーシチ送信に切替える判定をすることを特徴とするアンテナ装置。
The antenna device according to claim 3, wherein
The transmission method switching means switches to the beam transmission when the value obtained from the table is less than a first predetermined value, and when the obtained value is greater than or equal to the first predetermined value, An antenna device characterized by determining to switch to transmission.
請求項1乃至4いずれかに記載のアンテナ装置において、
前記送信方式切替手段によりダイバーシチ送信が選択された場合に、前記複数のアンテナ素子を任意の組のサブアレイで分割して、各サブアレイにおいてビームを形成するサブアレイビーム形成手段を備えることを特徴とするアンテナ装置。
The antenna device according to any one of claims 1 to 4,
An antenna comprising: sub-array beam forming means for dividing the plurality of antenna elements into an arbitrary set of sub-arrays and forming a beam in each sub-array when diversity transmission is selected by the transmission method switching means. apparatus.
請求項1乃至4いずれかに記載のアンテナ装置において、
前記送信方式切替手段は、前記テーブルから求めた値が第2の所定値以上の所定範囲内であるときは、前記複数のアンテナ素子をM組(Mは2以上の整数)のサブアレイに分け、Mブランチ等利得又はMブランチ不等利得のダイバーシチ送信に切替える判定をすることを特徴とするアンテナ装置。
The antenna device according to any one of claims 1 to 4,
The transmission method switching means divides the plurality of antenna elements into M sets (M is an integer of 2 or more) subarrays when the value obtained from the table is within a predetermined range of a second predetermined value or more, An antenna device characterized by switching to diversity transmission of M branch equal gain or M branch unequal gain.
請求項1乃至4いずれかに記載のアンテナ装置において、
前記送信方式切替手段によりダイバーシチ送信が選択された場合に、既知信号を受信端末に送信する既知信号送信手段と、
前記既知信号に基づいて受信端末より送信されるフィードバック情報を受信するフィードバック情報受信手段と、
前記フィードバック情報を基に、サブアレイから送信する送信信号に位相差をつけて送信する位相制御送信手段と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
The antenna device according to any one of claims 1 to 4,
Known signal transmitting means for transmitting a known signal to a receiving terminal when diversity transmission is selected by the transmission method switching means;
Feedback information receiving means for receiving feedback information transmitted from the receiving terminal based on the known signal;
Based on the feedback information, phase control transmission means for transmitting a transmission signal transmitted from the subarray with a phase difference;
An antenna device comprising:
複数のアンテナ素子から構成されるアンテナ装置の制御方法において、
前記複数のアンテナ素子に到来する電波の到来波の状況を測定し、
前記測定した到来波の状況と前記複数のアンテナ素子により形成可能なビーム幅との関係に基づいて、全アンテナ素子で指向性を形成して信号を送信するビーム送信とサブアレイ毎に指向性を形成して異なる信号を送信するダイバーシチ送信の適用領域を判定するための適用領域判定値を算出し、
前記算出した適用領域判定値に基づいて、前記ビーム送信又は前記ダイバーシチ送信のいずれかに切替えることを特徴とするアンテナ装置の制御方法。
In a control method of an antenna device composed of a plurality of antenna elements,
Measure the state of incoming waves of radio waves arriving at the plurality of antenna elements,
Based on the relationship between the measured state of incoming waves and the beam width that can be formed by the plurality of antenna elements, directivity is formed by all antenna elements and signal transmission is performed and directivity is formed for each subarray. And calculating an application area determination value for determining an application area of diversity transmission for transmitting different signals,
A method for controlling an antenna apparatus, comprising: switching to either beam transmission or diversity transmission based on the calculated application area determination value.
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