CN1236566C - 具有发送方向性的无线装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

在自适应阵列(2000)中，衰落率测定电路(2300)测定用户的衰落率，发送电路(2400)对发送加权矢量施加与衰落率对应的加权。由此，对衰落率大的用户增大发送功率，能够对这种用户进行发送方向性控制。

Description

具有发送方向性的无线装置及 其控制方法
技术领域
本发明涉及具有发送方向性的无线装置、其控制方法及其控制程序，特别涉及自适应阵列无线基站中所用的无线装置、其控制方法及其控制程序。
背景技术
近年来，作为便携电话等移动通信系统的无线基站，使用阵列天线的自适应阵列(adaptive array)无线基站正在被实用化。这种自适应阵列无线基站的工作原理例如被说明于下述文献。
B.Widrow，et al.：“Adaptive Antenna Systems(自适应天线系统)”，Proc.IEEE.vol.55，No.12，pp.2143-2159(Dec.1967).
S.P.Applebaum：“Adaptive Arrays(自适应阵列)”，IEEE Trans.Antennas & Propag.，vol.AP-24，No.5，pp.585-598(Sept.1976).
O.L.Frost，III：“Adaptive Least Squares OptimizationSubject to Linear Equality Constraints(服从线性相等约束的自适应最小二乘优化)”，SEL-70-055，Technical Report.No.6796-2，Information System Lab.，Stanford Univ.(Aug.1970).
B.Widrow and S.D.Stearns：“Adaptive SignalProcessing(自适应信号处理)”，Prentice-Hall，Englewood Cliffs(1985).
R.A.Monzingo and T.W.Miller：“Introduction to AdaptiveArrays(自适应阵列入门)”，John Wiley & Sons，New York(1980).
J.E.Hudson：“Adaptive Array Principles(自适应阵列原理)”，Peter Peregrinus Ltd.London(1981).
R.T.Compton，Jr.：“Adaptive Antennas-Concepts andPerformance(自适应天线——概念和性能)”，Prentice-Hall，Englewood Cliffs(1988).
E.Nicolau and D.Zaharia：“Adaptive Arrays(自适应阵列)”，Elsevier，Amsterdam(1989).
图17是这种自适应阵列无线基站的工作原理的示意图。在图17中，1个自适应阵列无线基站1包括由n个天线#1、#2、#3、...、#n构成的阵列天线2，将其电波到达的范围表示为第1斜线区域3。另一方面，将相邻的另一无线基站6的电波到达的范围表示为第2斜线区域7。
在区域3内，在用户A的终端——便携电话机4和自适应阵列无线基站1之间进行电波信号的发送接收(箭头5)。另一方面，在区域7内，在另一用户B的终端——便携电话机8和无线基站6之间进行电波信号的发送接收(箭头9)。
这里，在偶尔用户A的便携电话机4的电波信号的频率和用户B的便携电话机8的电波信号的频率相等的情况下，在用户B处于某些位置时，来自用户B的便携电话机8的电波信号会在区域3内成为无用的干扰信号，混入到用户A的便携电话机4和自适应阵列无线基站1之间的电波信号中。
这样，在接收到来自用户A及用户B两者的混合电波信号的自适应阵列无线基站1中，如果不施加任何处理，则会接收来自用户A及B两者的信号混合而成的信号，妨碍本来要通话的用户A的通话。
在自适应阵列无线基站1中，为了从接收到的信号中除去来自用户B的信号，采用下述结构及处理。
[自适应阵列天线的结构]
图18是自适应阵列100的结构的方框图。在图18所示的例子中，为了从包含多个用户信号的输入信号中提取希望的用户的信号，设有n个输入端口20-1～20-n。输入到各输入端口20-1～20-n中的信号经开关电路10-1～10-n被提供给加权矢量控制部11和乘法器12-1～12-n。
加权矢量控制部11用输入信号、存储器14中预先存储的与特定的用户的信号对应的训练信号以及加法器13的输出，来计算加权矢量w1i～wni。这里，下标i表示是与第i个用户进行发送接收所用的加权矢量。
乘法器12-1～12-n将来自各输入端口20-1～20-n的输入信号和加权矢量w1i～wni分别相乘，提供给加法器13。加法器13将乘法器12-1～12-n的输出信号相加，作为接收信号SRX(t)来输出，该接收信号SRX(t)也被提供给加权矢量控制部11。
自适应阵列100还包含：乘法器15-1～15-n，接受来自自适应阵列无线基站1的输出信号STX(t)，与加权矢量控制部11提供的加权矢量w1i～wni分别相乘并输出。乘法器15-1～15-n的输出分别被提供给开关电路10-1～10-n。即，开关电路10-1～10-n在接收信号时，将从输入端口20-1～20-n提供的信号提供给信号接收部1R，而在发送信号时，将来自信号发送部1T的信号提供给输入输出端口20-1～20-n。
[自适应阵列的工作原理]
接着，简单说明图18所示的信号接收部1R的工作原理。
以下，为了简化说明，设天线元数为4个，设同时接收的用户数PS为2个。此时，从各天线向接收部1R提供的信号由下式来表示。
RX1(t)＝h11Srx1(t)+h12Srx2(t)+n1(t)    …(1)
RX2(t)＝h21Srx1(t)+h22Srx2(t)+n2(t)    …(2)
RX3(t)＝h31Srx1(t)+h32Srx2(t)+n3(t)    …(3)
RX4(t)＝h41Srx1(t)+h42Srx2(t)+n4(t)    …(4)
这里，信号RXj(t)表示第j个(j＝1，2，3，4)天线的接收信号，信号Srxi(t)表示第i个(i＝1，2)用户发送的信号。
而系数hji表示第j个天线接收到的、来自第i个用户的信号的复数系数，nj(t)表示第j个接收信号中包含的噪声。
将上式(1)～(4)用矢量形式来表记，则如下所述。
X(t)＝H1Srx1(t)+H2Srx2(t)+N(t)          …(5)
X(t)＝[RX1(t)，RX2(t)，...，RXn(t)]T    …(6)
Hi＝[h1i，h2i，...，hni]T，(i＝1，2)    …(7)
N(t)＝[n1(t)，n2(t)，...，nn(t)]T       …(8)
在式(6)～(8)中，[...]T表示[...]的转置。
这里，X(t)表示输入信号矢量，Hi表示第i个用户的接收信号系数矢量，N(t)表示噪声矢量。
如图18所示，自适应阵列天线将来自各个天线的输入信号乘以加权系数w1i～wni并合成的信号作为接收信号SRX(t)来输出。这里，天线的个数n为4。
在上述准备下，例如提取第1个用户发送的信号Srx1(t)的情况下自适应阵列的工作如下所述。通过将输入信号矢量X(t)和加权矢量W1的矢量相乘，自适应阵列100的输出信号y1(t)可以由下式来表示。
y 1 ( t ) = X ( t ) W 1 T - - - ( 9 )
W1＝[w11，w21，w31，w41]T                …(10)
即，加权矢量W1是以第j个输入信号RXj(t)乘以的加权系数wji(j＝1，2，3，4)为元素的矢量。
这里，向式(9)所示的y1(t)代入式(5)所示的输入信号矢量X(t)，则如下所述。
y 1 ( t ) = H 1 W 1 T Srx 1 ( t ) + H 2 W 1 T Srx 2 ( t ) + N ( t ) W 1 T - - - ( 11 )
这里，在自适应阵列100理想工作的情况下，通过上述参考文献中也记载了的周知方法，加权矢量W1由加权矢量控制部11逐次控制，以满足下面的联立方程。
H 1 W 1 T = 1 - - - ( 12 )
H 2 W 1 T = 0 - - - ( 13 )
完全控制加权矢量W1，以满足式(12)及式(13)，则来自自适应阵列100的输出信号y1(t)结果如下式所示。
y1(t)＝Srx1(t)+N1(t)                          …(14)
N1(t)＝n1(t)w11+n2(t)w21+n3(t)w31+n4(t)w41      …(15)
即，在输出信号y1(t)中，得到2个用户中第1个用户发送的信号Srxi(t)。
另一方面，在图18中，输入到自适应阵列100中的输入信号STX(t)被提供给自适应阵列100中的发送部1T，提供给乘法器15-1、15-2、15-3、...、15-n的一个输入端。向这些乘法器的另一个输入端，分别复制并施加由加权矢量控制部11如上所述根据接收信号而算出的加权矢量w1i、w2i、w3i、...、wni。
这些乘法器加权过的输入信号经对应的开关10-1、10-2、10-3、...、10-n被送至对应的天线#1、#2、#3、...、#n，被发送到图17所示的区域3内。
这里，用户A、B的识别如下所述来进行。即，便携电话机的电波信号采用帧结构来传递。便携电话机的电波信号大体包括由对无线基站来说已知的信号序列构成的前置码和由对无线基站来说已知的信号序列构成的数据(语音等)。
前置码的信号序列包含用于区分相应用户是否是无线基站期望通话的用户的信息的信号列。自适应阵列无线基站1的加权矢量控制部11将从存储器14中取出的与用户A对应的训练信号、和接收到的信号序列进行对比，进行加权矢量控制(加权系数的决定)，以提取认为包含与用户A对应的信号序列的信号。
图19是用户A和自适应阵列无线基站1之间的电波信号的发送接收的形象化图。
即，对用与接收时相同的阵列天线2来发送的信号，与接收信号同样进行以用户A为目标的加权，所以发送的电波信号好像具有指向用户A的方向性一样，由用户A的便携电话机4接收。
在对如图17所示表示电波从自适应阵列无线基站1可到达的范围的区域3如图19所示适当控制自适应阵列天线来输出电波信号的情况下，如图19的区域3a所示，从自适应阵列无线基站1输出具有以用户A的便携电话机4为目标的方向性的电波信号。
如上所述，自适应阵列无线基站1能够以特定的用户为目标，进行具有指向该目标的方向性的电波信号的发送接收，所以能够实现如下所述的路分多址移动通信方式(Path Division Multiple Access：PDMA)。
即，在便携电话机等移动通信系统中，为了实现频率的有效利用，提出了各种传输信道分配方法，上述PDMA是其中的一种。
图20是频分多址(Frequency Division Multiple Access：FDMA)、时分多址(Time Division Multiple Access：TDMA)及PDMA等各种通信系统中的信道的配置图。
参照图20，来简单说明FDMA、TDMA及PDMA。图20(a)是FDMA的信道分配方式的图，用不同频率f1～f4的电波对用户1～4的模拟信号进行频率分割来传输。各用户1～4的信号用滤波器来分离。
在图20(b)所示的TDMA中，各用户的数字化过的信号用不同频率f1～f4的电波而且每隔一定的时间(时隙)进行时间分割来传输。各用户的信号通过滤波器和来自基站及各用户移动终端装置的时间同步来分离。
另一方面，在图20(c)所示的PDMA方式中，在空间上分割相同频率上的1个时隙，来传输多个用户的数据。在该PDMA中，各用户的信号用滤波器、基站及各用户移动终端装置间的时间同步、以及使用自适应阵列等的相互干扰除去装置来分离。
即，在使用PDMA方式的情况下，如图19所示，不限于分离和与不同无线基站对应的2个用户发送接收的电波信号以使其不相互干扰的情况，还需要在同一自适应阵列无线基站1管辖的区域内，除去用同一频率及同一时隙、与不同用户发送接收的电波信号的相互干扰。
在图19所示的例子中，通过利用自适应阵列天线形成的方向性，能够除去来自与相邻基站进行电波信号的发送接收的用户B的终端的电波信号对与自适应阵列无线基站1进行电波信号的发送接收的用户A的电波信号的干扰。
然而，随着用户A的迅速移动等，有时期望的用户A和自适应阵列无线基站1之间的无线传输线路的状态变化，电波信号的强度变化(衰落)。
在PDMA方式这样的空分复用通信中，如果这种衰落的程度变得很大，则自适应阵列无线基站1难以控制指向期望的用户A的方向性，方向性会偏离用户A。
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种具有发送方向性的无线装置、发送方向性的控制方法以及控制程序，在根据PDMA方式来进行电波信号的发送接收的系统中，能够防止因衰落而使指向期望的终端的方向性偏离。
本发明的另一目的在于提供一种具有发送方向性的无线装置、发送方向性的控制方法以及控制程序，在根据PDMA方式来进行电波信号的发送接收的系统中，除了基于衰落的发送方向性控制之外，还并用基于接收功率的发送方向性控制，从而能够对期望的终端进行更准确的方向性控制。
发明内容
根据本发明，具有用于与多个终端装置进行路分多址的发送方向性的无线装置包括：接收部件，用于从接收电波信号中分离特定的终端装置的接收信号；接收部件包含：多个接收信号分离部件，通过将接收电波信号乘以与每个终端装置对应的接收加权矢量，来提取接收信号，以及衰落率测定部件，用于测定每个终端装置的衰落率；还包括：发送部件，用于生成具有指向特定的终端装置的方向性的发送信号；发送部件包含：个发送信号生成部件，对每个终端装置，通过将发送信号乘以按照来自衰落率测定部件的衰落率对接收加权矢量进行加权所得的发送加权矢量，来生成具有方向性的发送信号。
最好，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，发送部件通过将接收加权矢量乘以与Xi成正比的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
更好的是，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，发送部件通过只在Xi在规定的衰落率F0以上的情况下将接收加权矢量乘以与(Xi-F0)成正比的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
更好的是，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，发送部件通过将接收加权矢量乘以从由按照衰落率的每个规定的范围而预先设定的多个系数构成的表中按照Xi而决定出的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
根据本发明另一方面，具有用于与多个终端装置进行路分多址的发送方向性的无线装置包括：接收部件，用于从接收电波信号中分离特定的终端装置的接收信号；接收部件包含：多个接收信号分离部件，通过将接收电波信号乘以与每个终端装置对应的接收加权矢量，来提取接收信号，接收强度测定部件，用于测定每个终端装置的接收电波强度，以及衰落率测定部件，用于测定每个终端装置的衰落率；还包括：发送部件，用于生成具有指向特定的终端装置的方向性的发送信号；发送部件包含：多个发送信号生成部件，对每个终端装置，通过将发送信号乘以按照来自接收强度测定部件的接收电波强度及来自衰落率测定部件的衰落率对接收加权矢量进行加权所得的发送加权矢量，来生成具有方向性的发送信号。
最好，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，发送部件通过将接收加权矢量乘以与Xi成正比的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
更好的是，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，发送部件通过只在Xi在规定的衰落率F0以上的情况下将接收加权矢量乘以与(Xi-F0)成正比的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
更好的是，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，发送部件通过将接收加权矢量乘以从由按照衰落率的每个规定的范围而预先设定的多个系数构成的表中按照Xi而决定出的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
根据本发明另一方面，具有用于与多个终端装置进行路分多址的发送方向性的无线装置的控制方法包含下述步骤：实时导出与每个终端装置对应的接收加权矢量，分离来自终端装置的接收信号；测定每个终端装置的衰落率；对每个终端装置，导出按照测定出的衰落率对接收加权矢量进行加权所得的发送加权矢量；以及通过将发送信号乘以发送加权矢量，来生成具有发送方向性的发送信号。
最好，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，对接收加权矢量的加权处理通过将接收加权矢量乘以与Xi成正比的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
更好的是，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，对接收加权矢量的加权处理通过只在Xi在规定的衰落率F0以上的情况下将接收加权矢量乘以与(Xi-F0)成正比的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
更好的是，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，对接收加权矢量的加权处理通过将接收加权矢量乘以从由对衰落率的每个规定的范围预先设定的多个系数构成的表中按照Xi而决定出的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
根据本发明另一方面，具有用于与多个终端装置进行路分多址的发送方向性的无线装置的控制方法包含下述步骤：实时导出与每个终端装置对应的接收加权矢量，分离来自终端装置的接收信号；根据接收到的电波信号和分离出的接收信号，来测定每个终端装置的接收电波强度；测定每个终端装置的衰落率；对每个终端装置，导出按照测定出的接收电波强度及衰落率对接收加权矢量进行加权所得的发送加权矢量；以及通过将发送信号乘以发送加权矢量，来生成具有发送方向性的发送信号。
最好，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，对接收加权矢量的加权处理通过将接收加权矢量乘以与Xi成正比的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
更好的是，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，对接收加权矢量的加权处理通过只在Xi在规定的衰落率F0以上的情况下将接收加权矢量乘以与(Xi-F0)成正比的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
更好的是，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，对接收加权矢量的加权处理通过将接收加权矢量乘以从由对衰落率的每个规定的范围预先设定的多个系数构成的表中按照Xi而决定出的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
根据本发明另一方面，具有用于与多个终端装置进行路分多址的发送方向性的无线装置的控制程序使计算机执行下述步骤：实时导出与每个终端装置对应的接收加权矢量，分离来自终端装置的接收信号；测定每个终端装置的衰落率；对每个终端装置，导出按照测定出的衰落率对接收加权矢量进行加权所得的发送加权矢量；以及通过将发送信号乘以发送加权矢量，来生成具有发送方向性的发送信号。
最好，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，对接收加权矢量的加权处理通过将接收加权矢量乘以与Xi成正比的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
更好的是，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，对接收加权矢量的加权处理通过只在Xi在规定的衰落率F0以上的情况下将接收加权矢量乘以与(Xi-F0)成正比的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
更好的是，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，对接收加权矢量的加权处理通过将接收加权矢量乘以从由对衰落率的每个规定的范围预先设定的多个系数构成的表中按照Xi而决定出的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
根据本发明另一方面，具有用于与多个终端装置进行路分多址的发送方向性的无线装置的控制程序使计算机执行下述步骤：实时导出与每个终端装置对应的接收加权矢量，分离来自终端装置的接收信号；根据接收到的电波信号和分离出的接收信号，来测定每个终端装置的接收电波强度；测定每个终端装置的衰落率；对每个终端装置，导出按照测定出的接收电波强度及衰落率对接收加权矢量进行加权所得的发送加权矢量；以及通过将发送信号乘以发送加权矢量，来生成具有发送方向性的发送信号。
最好，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，对接收加权矢量的加权处理通过将接收加权矢量乘以与Xi成正比的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
更好的是，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，对接收加权矢量的加权处理通过只在Xi在规定的衰落率F0以上的情况下将接收加权矢量乘以与(Xi-F0)成正比的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
更好的是，在设多个终端装置为M个(M：自然数)、多个终端装置中的第i个(i：自然数)终端装置的衰落率为Xi时，对接收加权矢量的加权处理通过将接收加权矢量乘以从由对衰落率的每个规定的范围预先设定的多个系数构成的表中按照Xi而决定出的系数，来生成与第i个终端装置对应的发送加权矢量。
因此，根据本发明的能够进行发送方向性控制的无线装置、发送方向性的控制方法以及控制程序，在与由于衰落而使方向性偏离的终端进行电波信号的发送接收的情况下，通过按照相应用户的衰落率的大小来增大来自基站的发送功率，能够恢复发送方向性控制。
再者，通过与现有的基于接收功率的测定值的发送功率控制组合，能够实现更准确的发送方向性的控制。
附图说明
图1是本发明实施例的无线装置的结构的示意性方框图。
图2是图1的自适应阵列2000的一个结构例的示意性方框图。
图3是图2所示的自适应阵列的结构的情况下发送接收电波信号的方向性及到达距离的图。
图4是本发明实施例1的自适应阵列的结构的示意性方框图。
图5是本发明实施例1的自适应阵列2000的发送方向性的第1控制方法的流程图。
图6是本发明实施例1的自适应阵列2000的发送方向性的第2控制方法的流程图。
图7是本发明实施例1的自适应阵列2000的发送方向性的第3控制方法的流程图。
图8是图7的控制方法中所用的规定衰落速度和功率提高系数的关系的表的图。
图9是进行了图5～图7所示的处理的情况下发送电波的方向性及到达距离的示意图。
图10是本发明实施例2的自适应阵列的结构的示意性方框图。
图11是本发明实施例2的自适应阵列2000的发送方向性的控制方法的流程图。
图12是用于说明接收功率测定电路2600的工作的流程图。
图13是用于说明发送加权矢量控制部2410及2510的工作的流程图。
图14是进行了图13所示的处理的情况下发送电波的方向性及到达距离的示意图。
图15是用于说明本发明实施例2的发送加权矢量控制部的工作的流程图。
图16是用于说明本发明实施例2的发送加权矢量控制部的另一工作的流程图。
图17是自适应阵列无线基站的基本工作的原理性示意图。
图18是现有自适应阵列无线装置的结构的示意性方框图。
图19是自适应阵列无线基站和用户之间的电波信号的发送接收的形象化示意图。
图20是基站和移动终端装置之间的数据的发送接收的原理图。
具体实施方式
[实施例1]
图1是PDMA基站的发送接收系统1000的结构的示意性方框图。
在图1所示的结构中，为了识别用户PS1和PS2，设有4个天线#1～#4。
在接收工作中，天线的输出被提供给RF电路1010，在RF电路1010中，由接收放大器进行放大，通过本地振荡信号进行变频后，由滤波器除去无用的频率分量，进行A/D变换后，作为数字信号提供给数字信号处理器1020。
在数字信号处理器1020中，设有信道分配基准计算器1030、信道分配装置1040、以及自适应阵列2000。信道分配基准计算器1030预先计算来自2个用户的信号是否能够通过自适应阵列来分离。按照其计算结果，信道分配装置1040将包含选择频率和时间的用户信息的信道分配信息提供给自适应阵列2000。自适应阵列2000根据信道分配信息，对来自4个天线#1～#4的信号实时进行加权运算，从而只分离特定的用户的信号。
[用自适应阵列的方向性来等功率地进行发送的结构]
图2是图1所示的自适应阵列2000的第1结构的示意性方框图。
即，在图2所示的自适应阵列中，用户为2个，与此对应，单纯地设置2套图11所示的现有自适应阵列的结构。
在此情况下，在从2个用户PS1和PS2用同一频率及时隙进行空分复用通信时，4个阵列天线的接收信号RXi(t)由上式(1)～(4)来表示。
在接收工作时，如上所述，自适应阵列无线基站用自适应阵列技术来分离空分复用的接收信号。
此时，假设将为了提取从用户PS1发送的信号Srx1(t)而由基站的接收电路计算的加权矢量Wrx1、和用于提取从用户PS2发送的信号Srx2(t)的加权系数Wrx2分别表示如下。
Wrx1＝[w11，w21，w31，w41]T    …(16)
Wrx2＝[w12，w22，w32.w42]T     …(17)
这里，Wik是用于提取来自第k个终端的信号的加权矢量的第i个加权系数分量。
在发送时，形成天线的方向性，以便将给用户PS1的发送信号Stx1(t)发送到用户PS1，将给用户PS2的发送信号Stx2(t)发送到用户PS2，所以例如将下式所示的接收时的加权矢量归一化所得的加权矢量作为发送时的加权矢量。
Wtx1＝Wrx1/(M|Wrx1|)        …(18)
Wtx2＝Wrx2/(M|Wrx2|)        …(19)
这里，在式(18)及(19)中，M表示空分多址用户数，在上述例子中M＝2。
加权矢量Wtx1是用于将信号Stx1(t)只发送到用户PS1的加权矢量，将方向性的零点控制得指向用户PS2的方向。因此，加权矢量Wtx1对天线#1～#4形成下述方向性：电波被发射到用户PS1的方向，但是电波不被发送到用户PS2的方向。
同样，加权矢量Wtx2是用于将信号Stx2(t)只发送到用户PS2的加权矢量。因此，形成下述天线方向性：向用户PS1只发送信号Stx1(t)，而向用户PS2只发送信号Stx2(t)。
在此情况下，各加权矢量的大小被归一化为1/M，所以发送功率对各用户都是等功率，来自基站的总发送功率被归一化为1。
图3是在图2所示的自适应阵列的结构中对同一基站内的2个用户PS1及PS2以路径分割的状态来发送接收电波信号的状态的图。即，在图3所示的状态下，示出下述情况：与基站1和第1用户PS1的距离相比，基站和第2用户PS2的距离更近。
即使在这种情况下，也如上所述，以与给用户PS1的发送功率相同的发送功率向用户PS2发射电波。
如上所述，指向用户PS1的天线的方向性被控制得使其零点相当于指向用户PS2的方向。然而，如上所述，由于衰落，有时难以这样进行用户PS1的方向性控制。
[按照用户来控制发送功率的自适应阵列天线的结构]
图4是用于说明按照表示衰落程度的衰落率的大小来控制发送功率、从而能够控制指向目标用户的发送方向性的、本发明实施例1的无线装置中的自适应阵列2000的结构的示意性方框图。
自适应阵列2000包含：接收电路2100，用于接受来自4个天线#1～#4的接收信号，分离为来自各用户的接收信号；发送电路2400，输出进行了下述加权处理的结果，即，使得给各用户的发送信号Stxj(t)具有指向各用户的方向性；4个天线#1～#4；以及开关电路2010-1～2010-4，被设在接收电路2100及发送电路2400之间，在发送时及接收时，用于分别切换天线#1～#4和接收电路2100或发送电路2400的连接路径。
在图4中，为了简化说明，设天线的个数为4个，但是本发明不限于这种情况，能够更一般地应用于n个(n：自然数)的情况。
再者，以下为了简化说明，说明与基站进行电波的发送接收的用户的数目为2的情况。
接收电路2100包含：第1接收加权矢量控制部2110，接受来自开关电路2010-1～2010-4的输出；乘法器2120-1～2120-4，分别按照从接收加权矢量控制部2110输出的加权矢量Wrx1，将来自对应的开关电路2010-1～2010-4的输出乘以加权系数并输出其结果；以及加法器2140，接受来自乘法器2120-1～2120-4的输出，将其相加结果作为来自第1用户PS1的接收信号Srx1(t)来输出。
第1接收加权矢量控制部2110用来自切换电路2110-1～2110-4的接收信号和存储器2130中预先存储的与来自用户PS1的信号对应的训练信号或来自加法器2140的输出，来计算加权矢量W11～W41。对应于来自第2用户PS2的接收信号，设有和与第1用户对应的结构同样结构的第2接收加权矢量控制部2210、乘法器2220-1～2220-4、存储器2230及加法器2240。
在接收电路2100中，为了分离来自第2用户PS2的接收信号Srx2(t)，设有和与第1用户PS1对应的结构同样的结构。
接收电路2100还包含：衰落率测定电路2300，用于接受来自切换电路2010-1～2010-4的输出，测定各个用户的衰落率。
发送电路2400包含：第1发送加权矢量控制部2410，接受向第1用户PS1输出的发送信号Stx1(t)，根据来自第1接收加权矢量控制部2110的用于第1用户PS1的接收加权矢量的值、和来自衰落率测定电路2300的用于第1用户PS1的衰落率信息，来计算发送加权矢量；以及乘法器2420-1～2420-4，分别接受从第1发送加权矢量控制部2410输出的发送加权矢量Wtx1，将发送信号Stx1(t)乘以各个加权系数并输出。即，从乘法器2420-1～2420-4分别输出信号Stx1(t)w11、Stx1(t)w21、Stx1(t)w31及Stx1(t)w41。
与用于第1用户PS1的同样，发送电路2400还包含：第2发送加权矢量控制部2520，用于生成给第2用户PS2的发送信号；以及乘法器2520-1～2520-4。
向第2发送加权矢量控制部2510提供来自衰落率测定电路2300的用于第2用户PS2的衰落率信息RSP2、和来自第2接收加权矢量控制部2210的接收加权矢量的信息，第2发送加权矢量控制部2510据此来输出发送加权矢量Wtx2。
衰落率测定电路2300估计表示各用户的衰落程度的衰落率。作为衰落率的估计方法，以往提出了例如下述方法：求时间上前后的接收信号中包含的基准信号的相关值来估计衰落率，例如公开于(日本)特开平7-162360号公报。然而本发明中的衰落率的估计方法不限于这种方法，可以采用使用响应矢量相关值等各种方法。
接着，图5是用DSP 1020(图1)通过软件来执行图4的功能方框图所示的本发明实施例1的自适应阵列2000进行的发送方向性的第1控制方法的情况下的处理的流程图。
在该第1控制方法中，将对应的发送加权矢量乘以与对各用户测定出的衰落率成正比的系数，从而对衰落率大的终端增大发送功率。
在图5中，在步骤S1中开始发送加权矢量的计算后，首先衰落率测定电路2300测定空分复用用户数M的值，并且测定各个用户的衰落率Xi(步骤S2)。
接着，在步骤S3中，将用于识别多址用户的参数i的值初始化为1。
在步骤S4中，计算对应的用户i的发送加权矢量W′txi，暂时保存到存储器中，将发送加权矢量W′txi乘以与测定出的衰落率Xi成正比的系数。由此，将发送信号乘以按照衰落率而加权过的发送加权矢量Wtxi，能够按照衰落率来调整发送功率。
接着，在步骤S5中，判断参数i的值是否超过了多址用户数M。在参数i的值未超过用户数M的情况下，在步骤S6中将参数i的值递增1，处理返回到步骤S4，重复执行步骤S4的处理，直至参数i的值超过用户数M。
在步骤S5中，在参数i的值超过了用户数M的情况下，处理进至步骤S7。
在步骤S7中，根据法律上的管制，控制各用户的发送加权矢量Wtxi(i＝1，2，...，M)，使得给各用户的发送功率不超过管制值。更具体地说，设各个用户的发送加权矢量的绝对值的平方和的平方根为Ptx，并且设发送功率的最大值为Pmax，通过将各用户的发送加权矢量Wtxi乘以Pmax/Ptx，来限制发送加权矢量的最大值。
然后，在步骤S8中发送加权矢量的计算结束。
接着，图6是用DSP 1020(图1)通过软件来执行图4的功能方框图所示的本发明实施例1的自适应阵列2000进行的发送方向性的第2控制方法的情况下的处理的流程图。
在该第2控制方法中，在对各用户测定出的衰落率Xi中，只对超过规定的衰落率F0的终端，将对应的发送加权矢量乘以与(Xi-F0)成正比的系数，对其他终端不进行发送加权矢量的加权，从而对衰落率大的终端增大发送功率。
图6所示的流程图与图5所示的流程图只有下述点不同，对相同的处理不重复进行说明。即，在图6中设有步骤S9及S10的处理来取代图5的步骤S4。
在步骤S9中，判定对每个多址用户测定出的衰落率Xi是否超过了规定的衰落率F0。然后，只对判定为超过了规定的衰落率F0的用户执行步骤S10的处理。
在步骤S10中，计算对应的用户i的发送加权矢量W′txi，暂时保存到存储器中，按照测定出的衰落率Xi，将发送加权矢量W′txi乘以与(Xi-F0)成正比的系数。由此，只对衰落率超过规定的大小的终端，将发送信号乘以按照衰落率而加权过的发送加权矢量Wtxi，能够按照衰落率来调整发送功率。
图7是用DSP 1020(图1)通过软件来执行图4的功能方框图所示的本发明实施例1的自适应阵列2000进行的发送方向性的第3控制方法的情况下的处理的流程图。
在该第3控制方法中，根据按照衰落率的每个规定的范围而预先设定的多个系数构成的表，将对应的发送加权矢量乘以按照对各用户测定出的衰落率Xi而决定的系数，从而对衰落率大的终端增大发送功率。
图7所示的流程图与图5所示的流程图只有下述点不同，对相同的处理不重复进行说明。即，在图6中设有步骤S11的处理来取代图5的步骤S4。
在步骤S11中，计算对应的用户i的发送加权矢量W′txi，暂时保存到存储器中。然后按照测定出的衰落率Xi，根据例如图8所示的预先设定的表来决定对应的功率提高系数并乘发送加权矢量W′txi。由此，将发送信号乘以按照衰落率而加权过的发送加权矢量Wtxi，能够按照衰落率来调整发送功率。
图9是这种实施例1的发送方向性控制方法的效果的示意性说明图。在图9中，期望终端PS1由于其迅速的移动等衰落而偏离当初指向PS1的发送电波的方向性的范围(实线(X)所示的范围)，与干扰终端——终端PS2的发送电波的方向性的范围(实线(Y)所示的范围)之差(实线双向箭头)增大，需要扩展虚线(Z)所示的方向性的范围(虚线双向箭头)。
因此，在本发明实施例1中，通过按照表示衰落程度的衰落率来提高给期望终端的发送功率(在法律上管制的范围内)，能够恢复指向暂时偏离的期望终端的方向性。
图10是用于说明除了表示衰落程度的衰落率的大小、还按照接收功率的大小来控制发送功率、从而能够控制指向目标用户的发送方向性的、本发明实施例2的无线装置中的自适应阵列2000的结构的示意性方框图。
图10所示的自适应阵列除以下点外，与图4所示的自适应阵列相同。即，与衰落率测定电路2300并联，设有接收功率测定电路2600，接受来自切换电路2010-1～2010-4的输出，测定正在接收的电波信号的接收功率值。
第1发送加权矢量控制部2410接受向第1用户PS1输出的发送信号Stx1(t)，根据来自第1接收加权矢量控制部2110的用于第1用户PS1的接收加权矢量的值、来自衰落率测定电路2300的用于第1用户PS1的衰落率信息、以及来自接收功率测定电路2600的接收功率信息，来计算发送加权矢量。
向第2发送加权矢量控制部2510提供来自衰落率测定电路2300的用于第2用户PS2的衰落率信息、来自接收功率测定电路2600的接收功率信息、以及来自第2接收加权矢量控制部2210的接收加权矢量的信息，第2发送加权矢量控制部2510据此来输出发送加权矢量Wtx2。
其中，只测定接收功率来控制发送功率(发送方向性)的方法是已知的，例如公开于(日本)特开2000-106539。
接着，说明图10所示的接收功率测定电路2600的工作。
首先，在设天线元数为4个、同时通信的用户数为2个的情况下，经各天线从接收电路输出的信号由上式(1)～(4)来表示。
此时，再次写出将该式(1)～(4)表示的天线的接收信号用矢量来表记的式子，则如下式(5)～(8)所示。
X(t)＝H1Srx1(t)+H2Srx2(t)+N(t)          …(5)
X(t)＝[RX1(t)，RX2(t)，...，RXn(t)]T    …(6)
Hi＝[h1i，h2i，...，hni]T，(i＝1，2)    …(7)
N(t)＝[n1(t)，n2(t)，...，nn(t)]T       …(8)
这里，如果自适应阵列良好地工作，则能分离、提取来自各用户的信号，所以上述信号Srxi(t)(i＝1，2)都为已知的值。
首先，利用信号Srxi(t)是已知的信号这一事实，能够如下所述导出接收信号矢量H1＝[h11，h21，h31，h41]及H2＝[h12，h22，h32，h42]。
即，将接收信号和已知的用户信号、例如来自第1用户的信号Srx1(t)相乘，计算非采样平均(时间平均)，则如下所述。
E[X(t)·Srx1(t)]＝H1·E[Srx1(t)·Srx1(t)]
        +H2·E[Srx2(t)·Srx1(t)]+E[N(t)·Srx1(t)]
                                                 …(20)
在式(20)中，E[...]表示时间平均。在取该平均的时间足够长的情况下，该平均值如下所述。
E[Srx1(t)·Srx2(t)]＝1            …(21)
E[Srx2(t)·Srx1(t)]＝0            …(22)
E[N(t)·Srx1(t)]＝0                 …(23)
这里，式(22)的值为0是因为信号Srx1(t)和信号Srx2(t)互不相关。此外，式(23)的值为0是因为信号Srx1(t)和噪声信号N(t)之间不相关。
因此，式(20)的非采样平均结果如下所示，等于接收信号系数矢量H1。
E[X(t)·Srx1(t)]＝H1                      …(24)
通过上述过程，能够测定从第1个用户PS1发送的信号的接收信号系数矢量H1。
同样，通过进行输入信号矢量X(t)和信号Srx2(t)的非采样平均操作，能够测定从第2个用户PS2发送的信号的接收信号系数矢量H2。
接着，图11是用DSP 1020(图1)通过软件来执行图10的功能方框图所示的本发明实施例2的自适应阵列2000进行的发送方向性的控制方法的情况下的处理的流程图。
在该控制方法中，将对应的发送加权矢量乘以与对各用户测定出的衰落率对应的系数，并且并行地将对应的发送加权矢量乘以与对各用户测定出的接收功率对应的系数，从而按照衰落率的大小及接收功率大小来调整给终端的发送功率。
在图11中，在步骤S21中开始发送加权矢量的计算后，首先衰落率测定电路2300及接收功率测定电路2600测定空分复用用户数M的值，并且测定各个用户的衰落率Xi及接收功率Pi(步骤S22)。
接着，在步骤S23中，将用于识别多址用户的参数i的值初始化为1。
在步骤S24中，按照后述接收功率来调整发送功率。
接着，在步骤S25中，判断参数i的值是否超过了多址用户数M。在参数i的值未超过用户数M的情况下，在步骤S26中将参数i的值递增1，处理返回到步骤S24，重复执行步骤S24的处理，直至参数i的值超过用户数M。
在步骤S25中，在参数i的值超过了用户数M的情况下，处理进至步骤S27。
在步骤S27中，将用于识别多址用户的参数i的值初始化为1。
在步骤S28中，按照上述衰落率来调整发送功率。即，在该步骤S28中，执行参照图5～图8说明过的第1控制方法(图5的步骤S4)、第2控制方法(图6的步骤S9及S10)、第3控制方法(图7的步骤S11)中的某一个。其详细说明在此就不重复了。
接着，在步骤S29中，判断参数i的值是否超过了多址用户数M。在参数i的值未超过用户数M的情况下，在步骤S30中将参数i的值递增1，处理返回到步骤S84，重复执行步骤S28的处理，直至参数i的值超过用户数M。
在步骤S29中，在参数i的值超过了用户数M的情况下，处理进至步骤S31。
步骤S31与图5～图7的步骤S7相同，根据法律上的管制，控制各用户的发送加权矢量Wtxi(i＝1，2，...，M)，使得给各用户的发送功率不超过管制值。
然后，在步骤S8中发送加权矢量的计算结束。
图12是从结合图10及图11说明过的实施例2的发送方向性控制中特别抽出了导出来自各用户的接收功率Pi的过程而示出的流程图，是与图11的步骤S21及S22对应的处理。
首先，开始接收功率测定后(步骤S100)，首先接收功率测定电路2600确认空分复用用户数M的值(步骤S102)。
接着，接收功率测定电路2600将用于识别空分多址用户的参数i的值初始化为1(步骤S104)。
接着，将表示接收时刻的参数t的值初始化为1(步骤S106)。
接着，将与第i个用户对应的接收信号系数矢量的与第k个天线对应的值hki初始化为0(步骤S107)，将用于识别天线的参数k的值初始化为1(步骤S108)。
接着，接收功率测定电路2600通过将时刻t之前的阶段中的值hki加上时刻t的第k个天线接收到的接收信号RXk(t)和第i个用户信号Srx1(t)之积的值来更新接收信号系数矢量的元素hki的值(步骤S110)。
接着，判断参数k的值是否达到了天线元数N以上(步骤S112)，在未完成与天线元数相应的处理的情况下，将参数k的值递增1(步骤S114)，重复步骤S110的处理。
另一方面，在参数k的值与天线元数的值相等的情况下，接着判断表示时刻的参数t的值是否在平均时间T以上(步骤S116)，在参数t的值低于平均时间T的情况下，再将参数t的值递增1，处理返回到步骤S108。
这里，平均时间T表示例如通信系统决定的信号序列的长度，例如如果是PHS系统，则为120个码元。
另一方面，在参数t达到平均时间T以上的情况下(步骤S116)，将参数k的值再次初始化为1，再将与第i个用户对应的接收信号功率值Pi的值初始化为0(步骤S120)。
接着，将步骤S108至S116之间计算出的接收信号系数矢量的元素hki的值置换为通过将累积值hki的值除以平均时间T而平均处理过的值，再将接收信号功率Pi的值更新为接收信号功率值Pi加上接收信号矢量的元素值hki的平方所得的值(步骤S122)。
接着，判定参数k的值是否达到了天线元数N以上(步骤S124)，在参数k的值低于天线元数N的情况下，将参数K递增1(步骤S126)，处理返回到步骤S122。
另一方面，在判断为参数k的值在天线元数N以上的情况下(步骤S124)，将接收信号功率值Pi的值除以天线元数n所得的值重新作为接收功率Pi而保存到存储器中(步骤S128)。
接着，判断参数i的值是否在空分复用用户数M以上，在参数i的值低于用户数M的情况下(步骤S130)，将参数i的值递增1(步骤S132)，处理返回到步骤S106。
另一方面，在参数i的值在用户数M以上的情况下(步骤S130)，处理结束(步骤S134)。
通过进行上述处理，能够根据与各用户对应的接收信号系数矢量的值Hi来测定与第i个用户对应的接收功率Pi。
这样，与各用户对应的接收信号功率Pi如下所示。
P 1 = H 1 2 / n = ( h 11 2 + h 21 2 + h 31 2 + h 41 2 ) / n - - - ( 25 ) P 2 = H 2 2 / n = ( h 12 2 + h 22 2 + h 32 2 + h 42 2 ) / n - - - ( 26 )
接着，发送加权矢量控制部2410及2510在图11的步骤S24中，根据接收功率测定电路2600如上所述求出的接收信号功率，根据下式来导出与各用户对应的发送加权矢量Wtxi(i＝1，2)。
Wtx1＝(P1Wrx1)/(|Wrx1|(P1+P2))        …(27)
Wtx2＝(P2Wrx1)/(|Wrx1|(P1+P2))        …(28)
通过上式(27)及(28)导出的加权矢量Wtx1及Wtx2具有下述方向性：向分别对应的用户的方向发射电波，但是不向对应的用户以外的方向发射电波。
使用上述加权矢量Wtx1及Wtx2，用户PS2的接收功率P2大于用户PS1的接收功率P1。而且，由于发送功率与加权矢量的大小成正比，所以给用户PS1的发送功率大于给用户PS2的发送功率。此外，来自基站的总发送功率与以往同样被归一化为1，所以与现有方式相比，从基站到远的终端(用户PS1)的发送功率增大，到近的终端(用户PS2)的发送功率被抑制。
在以上说明中，说明了天线数为4个、用户为2个的情况，但是本发明不限于这种情况，而是还能够更一般地应用于天线元数为n个、空分多址终端数为M的情况。
在此情况下，与第i个终端对应的接收功率Pi由下式来表示。
P i = H i 2 / n = ( h 1 i 2 + h 2 i 2 + · · · + h ni 2 ) / n - - - ( 29 )
此外，发送加权矢量Wtxi由下式来表示。
Wtx i = ( ( P 1 + · · · + P i - 1 + P i + 1 + · · · + P M ) Wrx i ) / ( | Wrx i | ( M - 1 ) · ( P 1 + P 2 + · · · + P M ) ) - - - ( 30 )
图13是通过上述过程来导出发送加权矢量的处理的流程图。更具体地说，是从结合图10及图11说明过的实施例2的发送方向性控制中抽出了根据测定接收功率Pi来导出发送加权矢量的过程而示出的图，是与图11的步骤S21～S26对应的处理。
首先，开始发送加权矢量的计算后(步骤S200)，发送加权矢量控制部2410从接收功率测定电路2600接受空分复用用户数M及其接收功率Pi的测定结果(步骤S202)。
接着，将表示用户的参数i的值初始化为1(步骤S204)。接着，发送加权矢量控制部2410按照式(30)来计算发送加权矢量，保存到存储器中(步骤S206)。接着，判定参数i的值是否在空分复用用户数M以上。如果参数i的值低于用户数M(步骤S208)，则将参数i的值递增1(步骤S210)，处理返回到步骤S206。
另一方面，在参数i的值在用户数M以上的情况下(步骤S208)，发送加权矢量的计算结束(步骤S212)。
这样，通过计算出的发送加权矢量，能生成具有与特定的用户对应的方向性的发送电波信号。
图14是根据如上导出的发送加权矢量从基站向用户PS1及用户PS2发送的电波信号的方向性及到达范围的图，是与图3对比的图。
由于按照接收终端离基站1的距离，换言之，按照接收功率的大小来控制发送加权矢量，所以在终端接近基站的情况下，抑制发送功率，减少对其他小区的无用干扰，增大给远的终端、例如由于衰落而使方向性偏离的终端的发送功率，所以具有最大到达距离稳固增大的效果。
接收信号功率测定电路2600也可以采用下述结构。
即，在例如PHS中，在基站新确立用户和中心信道的情况下，首先进行载波检测(测定所有通信信道的D/U的操作)，将信干比(D/U)达到某种程度以上、或者D/U最好的信道作为通信信道指定给终端PS。接着，终端PS侧测定基站CS指定的信道的D/U，在D/U在规定值以上的情况下，用指定的通话信道开始通信。
在进行这种载波检测的情况下，接收功率测定电路也能测定，所以图10所示的接收功率测定电路2600也可以与这种情况下使用的电路公用。
在实施例2的能够进行发送方向性控制的无线装置中，也可以用下述方法来求发送加权矢量。首先，进行接收信号中包含的用户PSi的接收信号系数Hi的测定。接着，根据测定出的接收信号系数矢量Hi通过实施例1的式(29)来求各信号功率Pi。
接着，用下式来计算与各个用户对应的发送加权矢量Wtxi。
Wtx i = ( ( P 1 1 / 2 + · · · + P i - 1 1 / 2 + P i + 1 1 / 2 + · · · + P M 1 / 2 ) Wrx i ) / ( | Wrx i | ( M - 1 ) · ( P 1 1 / 2 + P 2 1 / 2 + · · · + P M 1 / 2 ) ) - - - ( 31 )
这里，加权矢量Wtxi形成下述方向性：向期望的用户PSi的方向发射电波，而不向非期望的用户PSi的方向发射电波。
图15是根据这种过程来求发送加权矢量的处理的流程图，是与图11的步骤S21～S26对应的处理。
在图15所示的流程图中，除了步骤S306中的发送加权矢量的计算式(31)置换了图13所示的流程图中的步骤S206中的发送加权矢量的计算式(30)以外，基本上是与图13的流程图同样的处理流程，所以不重复其说明。
在该图15所示的方法中，由于按照接收终端离基站1的距离，换言之，按照接收功率的大小来控制发送加权矢量，所以在终端接近基站的情况下，抑制发送功率，减少对其他小区的无用干扰，增大给远的终端的发送功率，所以具有最大到达距离稳固增大的效果。
在实施例2的能够进行发送方向性控制的无线装置中，也可以用下述方法来求发送加权矢量。首先，进行接收信号中包含的用户PSi的接收信号系数Hi的测定。接着，根据测定出的接收信号系数矢量Hi通过式(29)来求各信号功率Pi。
在该无线装置中，预先规定各终端的发送功率的最大值Pmax。然后，根据下式来计算与各用户PSi(i＝1，2，...，M)对应的发送加权矢量Wtxi。
i)在Pi的值在Pmax以上的情况下
Wtxi＝(Pmax Wrxi)/(PiM|Wrxi|)            …(32)
i)在Pi的值低于Pmax的情况下
Wtxi＝(Pmax Wrxi)/(M|Wrxi|)            …(33)
如果采用如上导出发送加权矢量的结构，则能始终抑制给接近基站的终端的发送功率，所以能够减少对其他小区的多余干扰。
图16是用于说明如上所述的发送加权矢量的导出处理流程的流程图，是与图11的步骤S21～S26对应的处理。
参照图16，首先，开始发送加权矢量的计算后(步骤S400)，将空分复用用户数M、和其接收功率Pi的测定结果从接收功率测定电路2600提供给发送加权矢量控制部2410。
接着，发送加权矢量控制部2410将用于识别用户的参数i的值初始化为1(步骤S404)。
接着，判定接收功率Pi是否在预定的最大值Pmax以上(步骤S406)。
在接收功率Pi在最大功率Pmax以上的情况下(步骤S406)，发送加权矢量控制部2410按照式(32)来计算发送加权矢量，保存到存储器中(步骤S408)。
另一方面，在接收功率Pi低于最大功率Pmax的情况下，发送加权矢量控制部2410按照式(33)来计算发送加权矢量，保存到存储器中(步骤S410)。
接着，判定参数i的值是否在用户数M以上(步骤S412)，在参数i的值低于用户数M的情况下，将参数i的值递增1(步骤S414)，处理返回到步骤S406。
另一方面，在参数i的值在用户数M以上的情况下(步骤S412)，发送加权矢量的计算结束(步骤S416)。
在发送加权矢量控制部2510中也进行上述处理。
在该图16所示的方法中，由于按照接收终端离基站1的距离，换言之，按照接收功率的大小来控制发送加权矢量，所以在终端接近基站的情况下，抑制发送功率，减少对其他小区的无用干扰，增大给远的终端的发送功率，所以具有最大到达距离稳固增大的效果。
在本发明实施例2中，除了实施例1说明过的基于测定衰落率的发送加权矢量的加权之外，还进行基于测定接收功率的发送加权矢量的加权，所以对由于衰落而使方向性偏离的终端用户，也能够以更合适的发送功率来送出电波，能够控制发送方向性。
如上所述，根据本发明的能够进行发送方向性控制的无线装置、发送方向性的控制方法以及控制程序，在与由于衰落而使方向性偏离的终端进行电波信号的发送接收的情况下，通过按照相应用户的衰落率的大小来增大来自基站的发送功率，能够恢复发送方向性控制。
再者，通过与现有的基于接收功率的测定值的发送功率控制组合，能够实现更准确的发送方向性的控制。
产业上的可利用性
根据本发明，能够恢复对由于衰落而使方向性偏离的用户的发送方向性控制，在具有与多个终端装置进行路分多址的发送方向性的无线装置中很有效。

Claims (16)

1、一种具有发送方向性的无线装置，具有用于与多个终端装置进行路分多址的发送方向性，包括：
接收部件，用于从接收电波信号中分离特定的上述终端装置的接收信号；以及
发送部件，用于生成具有指向上述特定的终端装置的方向性的发送信号，
其中，上述接收部件包含：
多个接收信号分离部件，通过将上述接收电波信号乘以与每个上述终端装置对应的接收加权矢量，来提取上述接收信号；以及
衰落率测定部件，用于测定每个上述终端装置的衰落率，
上述发送部件包含：多个发送信号生成部件，对每个上述终端装置，通过将发送信号乘以按照来自上述衰落率测定部件的衰落率对上述接收加权矢量进行加权所得的发送加权矢量，来生成具有上述方向性的发送信号。
2、如权利要求1所述的具有发送方向性的无线装置，其中，
在设上述多个终端装置为M个、上述多个终端装置中的第i个终端装置的上述衰落率为Xi时，其中，上述的M和i为自然数，
上述发送部件通过将上述接收加权矢量乘以与Xi成正比的系数，来生成与上述第i个终端装置对应的上述发送加权矢量。
3、如权利要求1所述的具有发送方向性的无线装置，其中，
在设上述多个终端装置为M个、上述多个终端装置中的第i个终端装置的上述衰落率为Xi时，其中，上述的M和i为自然数，
上述发送部件通过只在Xi在规定的衰落率F0以上的情况下将上述接收加权矢量乘以与Xi-F0成正比的系数，来生成与上述第i个终端装置对应的上述发送加权矢量。
4、如权利要求1所述的具有发送方向性的无线装置，其中，
在设上述多个终端装置为M个、上述多个终端装置中的第i个终端装置的上述衰落率为Xi时，其中，上述的M和i为自然数，
上述发送部件通过将上述接收加权矢量乘以从由按照衰落率的每个规定的范围而预先设定的多个系数构成的表中按照Xi而决定出的系数，来生成与上述第i个终端装置对应的上述发送加权矢量。
5、一种具有发送方向性的无线装置，具有用于与多个终端装置进行路分多址的发送方向性，包括：
接收部件，用于从接收电波信号中分离特定的上述终端装置的接收信号；以及
发送部件，用于生成具有指向上述特定的终端装置的方向性的发送信号，
其中，上述接收部件包含：
多个接收信号分离部件，通过将上述接收电波信号乘以与每个上述终端装置对应的接收加权矢量，来提取上述接收信号；
接收强度测定部件，用于测定每个上述终端装置的接收电波强度；以及
衰落率测定部件，用于测定每个上述终端装置的衰落率，上述发送部件包含：多个发送信号生成部件，对每个上述终端装置，通过将发送信号乘以按照来自上述接收强度测定部件的接收电波强度及来自上述衰落率测定部件的衰落率对上述接收加权矢量进行加权所得的发送加权矢量，来生成具有上述方向性的发送信号。
6、如权利要求5所述的具有发送方向性的无线装置，其中，
在设上述多个终端装置为M个、上述多个终端装置中的第i个终端装置的上述衰落率为Xi时，其中，上述的M和i为自然数，
上述发送部件通过将上述接收加权矢量乘以与Xi成正比的系数，来生成与上述第i个终端装置对应的上述发送加权矢量。
7、如权利要求5所述的具有发送方向性的无线装置，其中，
在设上述多个终端装置为M个、上述多个终端装置中的第i个终端装置的上述衰落率为Xi时，其中，上述的M和i为自然数，
上述发送部件通过只在Xi在规定的衰落率F0以上的情况下将上述接收加权矢量乘以与Xi-F0成正比的系数，来生成与上述第i个终端装置对应的上述发送加权矢量。
8、如权利要求5所述的具有发送方向性的无线装置，其中，
在设上述多个终端装置为M个、上述多个终端装置中的第i个终端装置的上述衰落率为Xi时，其中，上述的M和i为自然数，
上述发送部件通过将上述接收加权矢量乘以从由按照衰落率的每个规定的范围而预先设定的多个系数构成的表中按照Xi而决定出的系数，来生成与上述第i个终端装置对应的上述发送加权矢量。
9、一种具有发送方向性的无线装置的控制方法，该无线装置具有用于与多个终端装置进行路分多址的发送方向性，该控制方法包含下述步骤：
实时导出与每个上述终端装置对应的接收加权矢量，分离来自上述终端装置的接收信号；
测定每个上述终端装置的衰落率；
对每个上述终端装置，导出按照上述测定出的衰落率对上述接收加权矢量进行加权所得的发送加权矢量；以及
通过将发送信号乘以上述发送加权矢量，来生成具有方向性的发送信号。
10、如权利要求9所述的具有发送方向性的无线装置的控制方法，其中，
在设上述多个终端装置为M个、上述多个终端装置中的第i个终端装置的上述衰落率为Xi时，其中，上述的M和i为自然数，
对上述接收矢量的加权处理通过将上述接收加权矢量乘以与Xi成正比的系数，来生成与上述第i个终端装置对应的上述发送加权矢量。
11、如权利要求9所述的具有发送方向性的无线装置的控制方法，其中，
在设上述多个终端装置为M个、上述多个终端装置中的第i个终端装置的上述衰落率为Xi时，其中，上述的M和i为自然数，
对上述接收矢量的加权处理通过只在Xi在规定的衰落率F0以上的情况下将上述接收加权矢量乘以与Xi-F0成正比的系数，来生成与上述第i个终端装置对应的上述发送加权矢量。
12、如权利要求9所述的具有发送方向性的无线装置的控制方法，其中，
在设上述多个终端装置为M个、上述多个终端装置中的第i个终端装置的上述衰落率为Xi时，其中，上述的M和i为自然数，
对上述接收矢量的加权处理通过将上述接收加权矢量乘以从由对衰落率的每个规定的范围预先设定的多个系数构成的表中按照Xi而决定出的系数，来生成与上述第i个终端装置对应的上述发送加权矢量。
13、一种具有发送方向性的无线装置的控制方法，该无线装置具有用于与多个终端装置进行路分多址的发送方向性，该控制方法包含下述步骤：
实时导出与每个上述终端装置对应的接收加权矢量，分离来自上述终端装置的接收信号；
根据接收到的电波信号和上述分离出的接收信号，来测定每个上述终端装置的接收电波强度；
测定每个上述终端装置的衰落率；
对每个上述终端装置，导出按照上述测定出的接收电波强度及衰落率对上述接收加权矢量进行加权所得的发送加权矢量；以及
通过将发送信号乘以上述发送加权矢量，来生成具有方向性的发送信号。
14、如权利要求13所述的具有发送方向性的无线装置的控制方法，其中，
在设上述多个终端装置为M个、上述多个终端装置中的第i个终端装置的上述衰落率为Xi时，其中，上述的M和i为自然数，
对上述接收矢量的加权处理通过将上述接收加权矢量乘以与Xi成正比的系数，来生成与上述第i个终端装置对应的上述发送加权矢量。
15、如权利要求13所述的具有发送方向性的无线装置的控制方法，其中，
在设上述多个终端装置为M个、上述多个终端装置中的第i个终端装置的上述衰落率为Xi时，其中，上述的M和i为自然数，
对上述接收矢量的加权处理通过只在Xi在规定的衰落率F0以上的情况下将上述接收加权矢量乘以与Xi-F0成正比的系数，来生成与上述第i个终端装置对应的上述发送加权矢量。
16、如权利要求13所述的具有发送方向性的无线装置的控制方法，其中，
在设上述多个终端装置为M个、上述多个终端装置中的第i个终端装置的上述衰落率为Xi时，其中，上述的M和i为自然数，
对上述接收矢量的加权处理通过将上述接收加权矢量乘以从由对衰落率的每个规定的范围预先设定的多个系数构成的表中按照Xi而决定出的系数，来生成与上述第i个终端装置对应的上述发送加权矢量。
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