CN1675859A - 适应控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适应控制装置，可以适应控制阵列天线的指向性，并可以连续追踪各个移动终端。本发明的改变无线装置的阵列天线的指向性的适应控制装置，具有：设定单元，设定包含如下内容的参数：接收从上述无线装置发送的无线频率信号的接收机和上述无线装置间的距离、以及相对于上述无线装置的上述接收机的相对移动速度和移动方向；评价单元，评价上述接收机或上述无线装置的接收功率在经过规定的期间后，发生何种程度的变化；以及加权控制单元，对包含在上述阵列天线中的多个天线元件的多个加权系数进行调整，改变上述指向性，把上述接收功率的变化量控制在不依赖于上述接收机和上述无线装置间的距离的一定的范围内。

Description

适应控制装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及对阵列天线的指向性进行适应控制的适应控制装置。

背景技术

在代表蜂窝通信的这种技术领域中，伴随着通信的高速化和高品质化的要求，通信带宽正在逐渐地实现宽带化。要想将宽带无线信号充分地传送给小区整体，需要比窄带情况多的功率。但是，由于移动终端的发送能力所受到的制约比无线基站更为严格，所以不能简单地提高发送功率。另一方面，虽然可通过减小小区半径，来克服与发送功率相关的问题，但是，从设置在大服务区域内的无线基站数大量增加、设备投资、以及系统管理等观点来看是不利的。对于这些问题，即使使上下链路的传送带宽非对称化，也不能全部解决。

从该观点考虑，具有通过使天线的指向性变得尖锐，使电波适当地偏向所期望的方向，从而使小区半径维持较大的技术。该技术有两种方法，一种是使主波束的方向适合希望波而适应控制指向性的波束形成法(即，使SINR＝S/(N+I)的S增加的方法)，另一种是使零陷(Null)适合干扰波而适应控制指向性的零陷形成法(即，抑制SINR＝S/(N+I)的I的方法)。无论哪一种，在这些适应控制方法中，都是通过推断路径的到来方向(DoA：Direction of Arrival)，利用最速下降法等收敛算法，依次更新多个天线元件的多个加权系数，而使指向性强的波束(被事先固定的窄波束宽度的波束)指向所希望的方向。该波束宽度被设定成把在小区边缘的接收功率保证在系统设计值以上。

另外，在采用扩频方式的通信系统中，进行发送功率控制(TCP：Transmission Power Control)、且为了使由无线基站接收的信号具有一定以上的通信质量(尤其是接收功率水平)，对移动终端的发送功率进行控制。更具体来说，根据无线基站与移动终端的距离远近，增大或减小移动终端的发送功率。

图1是表示以往的波束控制中的天线增益的概念图。如图1(A)所示，位于小区端部的移动终端相对于无线基站，以速度v在圆周方向上移动。移动终端以发送功率PT₁发送信息，无线基站中的接收功率为PR₁(PT₁、PG、r₁)。当移动终端移动时，相对于无线基站的每个单位时间的角度变化(角速度)为Δθ₁，其间，功率增益变化为ΔPG₁＝PG(0)-PG(Δθ₁)。因此，移动后由无线基站所接收的功率为

PR₁＝PT₁+PG(Δθ₁)-P_ATT(r₁)

   ＝PT₁+PG(0)-ΔPG₁-P_ATT(r₁)

此处，PG(θ)表示相位角θ中的波束增益，P_ATT(r)表示相对于距离r的电波的距离衰减量。

另外，图1(B)表示位于无线基站附近的移动终端相对于无线基站以速度v在圆周方向上移动的情况。移动终端以发送功率PT₂发送信息，相对于无线基站的每个单位时间的角度变化(角速度)为Δθ₂，其间，功率增益变化为ΔPG₂＝PG(0)-PG(Δθ₂)。因此，移动后由无线基站所接收的功率为

PR₂＝PT₂+PG(Δθ₂)-P_ATT(r₂)

   ＝PT₂+PG(0)-ΔPG₂-P_ATT(r₂)

在以往的波束控制方法中，不管移动终端的远近，都是以固定的波束宽度形成波束，并适当调整波束的方向。如图1(A)、(B)及上述公式所示，即使移动终端的移动速度(v)和移动方向(圆周方向)是相同的，当与无线基站的距离变大时，角速度(Δθ₁)变小，距离变小时，角速度(Δθ₂)变大(Δθ₁＜Δθ₂)。另外，功率增益的变化量为ΔPG₁＜ΔPG₂。因此，关于无线基站从移动后的移动终端所接收的功率PR₁、PR₂，从远方的移动终端所接收的接收功率PR₁虽然没有变得很小(减小了ΔPG₁)，但是，从附近的移动终端所接收的接收功率PR₂却变得非常小(减小了ΔPG₂)。因此，要想使无线基站中的接收功率水平在一定以上，相对于在附近移动的移动终端，或用更多的功率来发送，或必须在角速度变大之前调整波束方向。

然而，前者的方法由于尽管位于附近位置也要加大功率，所以同时增大了对其他通信信号的干扰，因此，不是有利的方法。而根据后者的方法，由于在角速度变大之前调整波束方向，所以，必须进行高速追踪移动终端那样的高性能适应控制，增大了系统中的控制负担。

关于这一点，专利文献1(特开2002-94448号公报)公开了以组单位来进行波束控制的技术，通过将多个移动局划分成相互靠近的移动局组，一个波束可以覆盖位于一个组的区域。由此，比起以移动局为单位来控制波束的情况，可以降低系统和基站所要求的控制负担。

然而，在通信系统内，不是总能够划分成那样的组，在划分组困难的情况下，很难达到所希望的目的。

[专利文献1]

特开2002-94448号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以适应控制阵列天线的指向性，并可以连续追踪各个移动终端的适应控制装置。为了达到上述的目的，本发明提出了如下的装置。

根据本发明，提供一种适应控制装置，在具有用于发送和接收无线频率信号的阵列天线的无线装置中使用，用于改变上述阵列天线的指向性，其特征在于，包括：

设定单元，设定包含如下内容的参数：接收从上述无线装置发送的无线频率信号的接收机和上述无线装置间的距离、以及相对于上述无线装置的上述接收机的相对移动速度和移动方向；

评价单元，评价上述接收机或上述无线装置的接收功率在经过规定的期间后，发生何种程度的变化；以及

加权控制单元，对包含在上述阵列天线中的多个天线元件的多个加权系数进行调整，

改变上述指向性，把上述接收功率的变化量控制在不依赖于上述接收机和上述无线装置间的距离的一定的范围内。

附图说明

图1是表示以往的波束控制中的天线增益的概念图。

图2是表示本发明的实施例的天线系统的概念图。

图3是表示功率测定部的其他实施方式的图。

图4是表示傅立叶变换部的其他实施方式的图。

图5是表示本发明实施例的波束控制中的天线增益的概念图。

图6是表示其他实施例的适应控制装置的方框图。

图7是表示相对于不同指向性的波束的天线增益的概念图。

图8是表示其他实施例的适应控制装置的方框图。

图9表示利用本发明实施例的适应控制装置的无线基站的概念图。

具体实施方式

图2是表示本发明实施例的天线系统的概念图。大体上，天线系统200包括阵列天线202和适应控制装置204。为了便于说明，对设置在无线基站的天线系统200进行说明，但也可以把天线系统200设置在移动终端上。另外，以下说明的阵列天线的控制方法也可以在接收波束形成和发送波束形成中使用。

阵列天线202例如具有N个天线元件206和将来自这些天线元件206的信号进行相加的合成部208。由合成部208对通过天线元件206接收的信号分别进行适当的加权，进行合成，而形成接收信号。另外，在进行发送时，在对发送信号进行了适当的加权后从天线元件206发送。在接收时使用加权系数WR₁～WR_N进行加权计算，在发送时使用加权系数WT₁～WT_N进行加权计算。这些加权系数由适应控制装置204进行适宜的设定，被控制为，按照规定的更新期间依次被更新，可跟踪移动终端装置。

适应控制装置204具有：设定部210，根据合成前或合成后的接收信号，设定计算加权系数所必要的参数；和加权控制部212，根据设定的参数输出加权系数。设定部210具有：功率测定部214，根据来自1个或多个天线元件206的合成前的接收信号计算出功率；以及距离计算部216，根据计算出的功率计算出与移动终端的距离。距离计算部216根据例如

P_ATT(r)＝P₀+γ×10log(r)

这样的公知的关于功率的关系式，推测移动终端以及无线基站之间的距离r。这里，P_ATT(r)表示电波的距离衰减量，P₀表示小区边缘(小区的端部)的距离衰减量，γ表示规定的常数。

关于距离的上述关系式只不过是一个例子，可以根据需要进一步增加校正项，或利用其他的关系式。另外，成为计算距离时的基础的功率值可以根据来自合成前的1个天线元件206的信号计算出，也可以根据来自多个天线元件206的信号计算出。在后者的情况下，如图所示，需要对多个信号进行合成以及平均化的功率合成部。从简化电路结构等的观点看，优选前者，从抑制噪音的影响(例如，提高S/N比)等观点看，优选后者。另外，不依赖这种公知的关系式，例如如果能够利用GPS等获得移动终端的坐标，则可根据移动终端和无线基站的各坐标，直接算出距离。但是，在该情况下，和利用上述公知关系式的情况不同，必须将GPS接收机等装置安装在移动终端上。

设定部210具有：傅立叶变换部218，其对合成前的一个或多个天线元件206所接收的信号进行傅立叶变换，求出频谱；速度算出部220，其根据该频谱，提取出多普勒频谱，算出移动终端的相对速度。如果移动终端相对于无线基站移动，则其间收发的信号会产生频率偏移(多普勒偏移)，可以根据下面的式子算出相对速度。

V＝f_d×λ＝fd×c/f_c

此处，v表示移动终端的相对速度，f_d表示多普勒频率，λ表示电波的波长，c表示光速，f_c表示载波频率。与上述计算距离的情况相同，相对速度v可以根据合成前的来自一个天线元件206的信号算出，也可以根据来自多个天线元件206的信号算出。后者的情况如图4所示，需要通过对各信号进行傅立叶变换，并将它们合成而形成一个频谱的合成部。

设定部210具有方向推定部222，其求出移动终端的相对于无线基站的移动方向或角速度(Δθ)。该角速度例如可以根据从移动终端开始的路径的到来方向(DoA)算出。另外用于推断距离的功率测定部214和距离算出部216、用于推断速度的傅立叶变换部218和速度算出部220、以及方向推断部222不必全部设置。距离r、速度v和角速度Δθ那样的参数利用这些单元或其他的信息输入来设定，因为只要提供给后一部分的加权控制部212即可。

加权控制部212具有评价部224，其根据来自设定部210的各种参数，对移动终端的接收功率经过规定的时间后(例如，更新下一个加权系数时)发生变化的程度进行评价。加权控制部212具有收敛算法部226，其根据评价部224的评价结果，执行用于更新加权系数的算法。该算法例如是LMS(Least Mean Square)之类的最速下降法，用于将依赖加权系数而变化的评价函数的值变成最小或最大。例如，可以将与接收信号和已知信号之间的误差有关的功率值设为评价函数，依次更新加权系数，使得该评价函数所取的值最小。该算法计算的初始值是在初始值生成部227中准备和设定的。加权控制部212具有加权调整部228，用于将收敛算法部226所算出的加权系数设定给各天线元件206。将表示来自加权调整部228的加权系数的信号供给各天线元件206，进行实际的加权系数调整。加权控制部212具有积分值算出部230，其根据来自设定部210的参数，算出移动终端所接收的接收功率在规定的期间的积分值。

如上所述，在以往的波束控制中，进行如下控制：使固定波束宽度的波束每次都偏向所希望的方向(移动终端所在的方向)。该波束宽度被设定成保证小区边缘的接收功率在系统设计值以上。在该情况下，例如像位于小区边缘那样的距离无线基站远的移动终端在以速度v在圆周方向上移动时，移动终端或无线基站的接收功率的变化(ΔPG₁)小，但是，移动终端在无线基站附近以相同的速度在圆周方向上移动时，移动终端或无线基站的接收功率的变化(ΔPG₂)大。简而言之，本发明的实施例通过对距离无线基站远的移动终端使波束宽度变窄，对距离无线基站近的移动终端使波束变宽的控制，不管距离远近，都可以使波束连续地追踪移动终端。

图5是表示本发明实施例的波束控制中的天线增益的概念图。如图5(A)所示，位于小区端部的移动终端相对于无线基站以速度v在圆周方向上移动。为了说明方便起见，假定在圆周方向上移动，但不失一般性。移动终端以发送功率PT₁来发送信息，无线基站的接收功率为PR₁(PT₁、PG、r₁)。当移动终端移动时，相对于无线基站的每个单位时间的角度变化(角速度)为Δθ₁，其间，功率增益变化为ΔPG₁＝PG₁(0)-PG₁(Δθ₁)。首先，移动前无线基站所接收的功率为

PR₁＝PT₁+PG₁(0)-P_ATT(r₁)……(a)

此处，PG₁(θ)表示相对于相位角θ的功率增益，P_ATT(r)表示相对于距离r的电波的距离衰减量。移动后的无线基站所接收的功率为

PR₁＝PT₁+PG₁(Δθ₁)-P_ATT(r₁)

   ＝PT₁+PG₁(0)-ΔPG₁-P_ATT(r₁)……(b)

另外，如图5(B)所示，位于无线基站附近的移动终端相对于无线基站以相同的速度v在圆周方向上移动。移动终端以发送功率PT₂来发送信息，相对于无线基站的每个单位时间的角度变化(角速度)为Δθ₂，其间，功率增益变化为ΔPG₂＝PG₂(0)-PG₂(Δθ₂)。首先，移动前无线基站所接收的功率为

PR₂＝PT₂+PG₂(0)-P_ATT(r₂)……(c)

移动后的无线基站所接收的功率为

PR₂＝PT₂+PG₂(Δθ₂)-P_ATT(r₂)

   ＝PT₂+PG₂(0)-ΔPG₂-P_ATT(r₂)……(d)

在本发明实施例中，不管距离远近，都进行使接收功率相等的控制。具体来说，进行使PR₁＝PR₂成立的控制。需要注意，与以往不同，在本发明实施例中，功率增益PG₁和PG₂不一定相同。要想使PR₁＝PR₂成立，在移动前需要使

PT₁+PG₁(0)-P_ATT(r₁)＝PT₂+PG₂(0)-P_ATT(r₂)

成立。在移动后需要使

PT₁+PG₁(0)-ΔPG₁-P_ATT(r₁)＝PT₂+PG₂(0)-ΔPG₂-P_ATT(r₂)

成立。因此，进行满足

ΔPG₁＝ΔPG₂……(e)

的控制。

这样，在功率增益的变化量恒定的条件下进行波束控制时，如图5(A)、(B)所示，对于远方的移动终端，波束宽度变窄，指向性变强，对于附近的移动终端，波束宽度变宽。因此，附近的移动终端即使以高速度v在圆周方向上移动，功率也不会急剧减少(减少量为ΔPG₂)，与远方终端一样，可以进行良好的追踪。在该情况下，移动终端的发送功率也与距离无关，是恒定的(PT₁＝PT₂)。这种依赖于移动终端距离的指向性波束，可以通过当初假定的该指向性的具体形状来调整加权系数，或者，与当初假定的该具体形状不同，作为满足(e)条件的控制结果，可以得到所希望的指定性。无论哪一种，在本发明实施例中，针对每个加权系数的更新步骤，进行满足(e)条件的控制。

另外，关于使该(e)条件成立所进行的控制，可以进行使ΔPG₁和ΔPG₂之间的误差小于规定值D的控制(ε＜D，ε＝|ΔPG₁-ΔPG₂|)，或者，可以进行使ΔPG₁和ΔPG₂小于规定范围M的控制(ΔPG₁＜M，ΔPG₂＜M)。

另外，从系统控制的稳定性的观点看，不是每获得一个接收样本便对加权系数进行实际的更新，而是每获得一个接收样本，对加权系数进行计算，但是，优选加权调整部228的加权系数的更新按照规定数目的多个接收样本来进行。另外，该情况下的稳定性，相当于依次更新的加权系数所实现的指向性变化的平滑度。

例如，假设每次进行加权系数的更新(更新期间为T1)时都满足上述(e)的条件，但是，对期间的多个样本所算出的各个加权值，并没有利用(e)的条件，而是通过平均化而得到的。这样，也可能算出没有瞬时满足(e)条件的加权系数，但是，通过使多个样本平均化，可以稳定地算出每个更新期间T1的加权系数。

或者，即使对于在更新期间T1内算出的加权系数，通过加上一定的限制，也能稳定地算出加权系数。例如，可以把在一定期间内的接收功率的积分值，控制成不管距离远近，始终是恒定的。即，如图5(A)所示，远方移动终端的相位角从0变化到Δθ₁间的总接收功率S1为

$S1=\underset{\mathrm{\θ}=0}{\overset{\mathrm{\Δ\θ}1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{PR}}_1({\mathrm{PT}}_1,\mathrm{PG}\left({\mathrm{\θ}}_1\right),r_1)$

其相当于图5(A)中斜线所示的面积。同样地，无线基站附近的移动终端的相位角从0变化到Δθ₁间的总接收功率S2为

$S2=\underset{\mathrm{\θ}=0}{\overset{\mathrm{\Δ\θ}2}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{PR}}_2({\mathrm{PT}}_2,\mathrm{PG}\left({\mathrm{\θ}}_2\right),r_2)$

其相当于图5(B)中斜线所示的面积。并且，将这些总接收功率控制成在更新期间T1内相等(S1＝S2)。这样，除了在每个更新期间内(e)条件充足，在其间所得到的样本的总接收功率也恒定，所以，可以更稳定地算出加权系数。

图6是表示其他实施例的适应控制装置的方框图。适应控制装置600具有：第1设定部602，其根据合成前或合成后的接收信号，设定计算加权系数所必需的第1参数；和第1加权控制部604，其根据所设定的第1参数，输出第1加权系数。这些与图2的适应控制装置相同。进而，适应控制装置600具有：存储部606，其依次存储用于计算加权系数的距离r、速度v、角速度Δθ等参数。适应控制装置600具有第2设定部608，其利用保存在存储部606中的过去的参数，推断将来的参数。例如，第2推断部608根据过去的两个时刻的距离r、速度v、角速度Δθ等参数，推断现在的距离r、速度v、角速度Δθ等参数。第2设定部608所参照的参数的种类和数量可以根据需要进行适当地变更。适应控制装置600具有：第2加权控制部610，其根据该第2设定部608所设定的第2参数，输出第2加权系数。第1和第2加权控制部604、610在输出加权系数这一点上是相同的，但是，成为计算的基础的参数是不同的。

适应控制装置600具有：到来角比较部612，其判定由第1加权系数所实现的指向性的主方向(指向波束顶点的方向)和由第2加权系数所实现的指向性的主方向的相差量。适应控制装置600具有：功率比较部614，其判定在基于第1加权系数而实现了第1指向性时所接收的功率和在基于第2加权系数而实现了第2指向性时所接收的功率的相差量。进而，适应控制装置600还具有：选择部616，其根据来自到来角比较部612的输出和/或来自功率比较部614的输出，选择第1加权系数或第2加权系数。

如上所述，第1和第2加权控制部604、610在输出加权系数这一点上是相同的，但是，成为计算的基础的参数是不同的。因此，如果使在第1和第2设定部中设定的参数相等，则第1和第2加权控制部604、610中算出的加权系数也相等。然而，有时候在当前时刻t＝t_n所得到的第1参数和根据过去时刻t＝t_n-1，t_n-2，…的参数所推断的第2参数是不同的。例如，在移动终端高速移动时，由于移动速度和移动方向的变化小，所以，比起第1参数，第2参数更能准确地反映实际情况。在该情况下，只用第1参数来充分追踪移动终端是很困难的。在本实施例中，用到来角比较部612判定第1加权系数所实现的指向性的主方向和第2加权系数所实现的指向性的主方向的相差量。该相差量ΔΘ在大于规定阈值的情况下，到来角比较部612还判断出用第1参数算出的第1加权系数不能追踪移动终端。并且，作为计算下一个加权系数的初始值，不是最新的第1加权系数，而是到来角比较部612将指示信号给予选择部616，使得从适应控制装置600中输出的第2加权系数。由此，使上述相差量ΔΘ减小，从而可以追踪高速移动的移动终端。

图7(A)表示相对于无线基站，远方的移动终端(未图示)所形成的第1指向性702和第2指向性704。第1指向性702是通过上述第1参数和第1加权系数实现的。第2指向性704是通过上述第2参数和第2加权系数实现的。在各个不同指向性的情况下，接收机所接收的功率的相差量用ΔP1表示。同样，图7(B)表示相对于无线基站，附近的移动终端(未图示)所形成的第1指向性706和第2指向性708。在各个不同指向性的情况下，接收机所接收的功率的相差量用ΔP2表示。

如图7(A)和(B)所示，两个指向性间的接收功率的相差量，根据无线基站和移动终端之间的距离远近而不同，并且

ΔP1＞ΔP2

的关系成立。其意味着远方的移动终端对指向性变化的影响大，附近的移动终端对其影响小。即，在到来角的相差量ΔΘ变大时，追踪远方的移动终端也是困难的，但是，对于附近的移动终端，由于波束宽度宽，依然可以追踪。所以，用功率比较部614算出关于两个指向性的功率的相差量ΔP1、ΔP2，在该相差量大于规定阈值的情况下，将指示信号给予选择部616，有利于选择第2加权系数。

另外，在本实施例中，虽然设置了到来角比较部612和功率比较部614，但是，从减轻处理负担的观点看，也可以省略功率比较部614。当设置双方时，只由在不能追踪远方的移动终端的情况这样的实际需要的情况下，才可以强制设定加权计算的初始值(这样做的利点在于，从系统控制的稳定性的观点考虑，应该尽量避免导入这种不连续性。)。

图8是表示其他实施例的适应控制装置的方框图。适应控制装置800具有：第1设定部802，其根据合成前或合成后的接收信号，设定计算加权系数所必需的第1参数；和第1加权控制部804，其根据所设定的第1参数，输出第1加权系数。这些与图2的适应控制装置相同。进而，适应控制装置800还具有：存储部806，其依次存储用于计算加权系数的距离r、速度v、角速度Δθ等参数。适应控制装置800还具有第2设定部808，其利用保存在存储部806中的过去的参数，推断将来的参数。适应控制装置800还具有：第2加权控制部810，其根据该第2设定部808所设定的第2参数，输出第2加权系数。适应控制装置800还具有：到来角比较部612，其判定第1加权系数所实现的指向性的主方向和第2加权系数所实现的指向性的主方向的相差量。适应控制装置800还具有：功率比较部814，其判定实现第1加权系数的第1指向性时所接收的功率和实现第2加权系数的第2指向性时所接收的功率的相差量。以上的要素与上述图6所说明的各要素相同。

在本实施例中，设有校正部816，其根据第1加权系数和第2加权系数、以及来自到来角比较器812和/或功率比较部814的指示信号，输出校正信号A。校正信号A被反馈给第1加权控制部804。从本实施例的适应控制装置800中输出的加权系数是从第1加权控制部804中输出的第1加权系数。

如上所述，关于利用第1和第2加权系数而分别实现的指向性，当所算出的到来角的相差量ΔΘ和/或接收功率的相差量ΔP大于规定值时，将该意思通知给校正部816。校正部816响应该通知，输出基于第1和第2加权系数间的相差量而算出的校正信号A。校正信号A的内容是对第1参数的下一次的计算内容进行修正的内容，而不是将计算下一次加权系数的初始值强制设定为第2加权系数，例如，可以列举出将偏移量附加到参数或加权系数上。如果强制地不连续地变更初始值，则波束有可能远离移动终端。但是，如本实施例所示，如果通过导入校正信号A这样的反馈信号来依次更新第1加权系数，则即使对例如高速移动的移动终端，加权系数也能稍微平滑地变化。

图9表示利用本发明实施例的适应控制装置的无线基站902和904。第1无线基站902具有第1阵列天线906和第1适应控制装置908。第1适应控制装置908具有：第1设定部910，其根据合成前或合成后的接收信号，设定计算加权系数所必需的第1参数；和第1加权控制部912，其根据所设定的第1参数，输出第1加权系数。第1适应控制装置908还具有：存储部914，其依次存储用于计算加权系数的距离r、速度v、角速度Δθ等参数。第1适应控制装置908还具有第2设定部916，其利用保存在存储部914中的过去的参数，推断将来的参数。这些要素与图6所示的相同。

第2无线基站904也与第1无线基站902一样，具有第2阵列天线918和第2适应控制装置920。第2适应控制装置920具有：第1设定部922，其根据合成前或合成后的接收信号，设定计算加权系数所必需的第1参数；和第1加权控制部924，其根据所设定的第1参数，输出第1加权系数。第1加权控制部924中图示有初始值设定部926。第2适应控制装置920具有与第1适应控制装置908相同的要素，但是，为简单起见，关于其他要素，省略图示。

移动终端处于第1无线基站902的小区内，利用第1无线基站902适应控制的指向性波束来进行通信。假设该移动终端到达小区的端部之后，继续通信，并移交(越区切换)到第2无线基站904的小区内。在进行该越区切换时，第1适应控制装置908将与该移动终端有关的参数提供给越区切换目的地的无线基站904。具体来说，将该参数输入给初始值设定部924。所提供的参数一般包含距离r、速度v、以及角速度Δθ，但是，如果在越区切换时距离r是已知的，则可以省略它。这样，通过在越区切换的同时，移交参数，越区切换目的地的无线基站904可以快速地准备适当的指向性波束，可以缩短波束形成的初始引入时间。另外，在图示的例子中，与越区切换相一致地提供根据过去的参数所推断的现在的参数，但是，代替它或者在其基础上还可以提供当前的参数。

以上，对本发明的优选实施例进行了说明，但是，本发明不限于此，在本发明的主要技术构思的范围内，可以进行各种变形和变更。

Claims (14)

1、一种适应控制装置，在具有用于发送和接收无线频率信号的阵列天线的无线装置中使用，用于改变上述阵列天线的指向性，其特征在于，包括：

设定单元，设定包含如下内容的参数：接收从上述无线装置发送的无线频率信号的接收机和上述无线装置间的距离、以及相对于上述无线装置的上述接收机的相对移动速度和移动方向；

评价单元，评价上述接收机或上述无线装置的接收功率在经过规定的期间后，发生何种程度的变化；以及

加权控制单元，对包含在上述阵列天线中的多个天线元件的多个加权系数进行调整，

改变上述指向性，把上述接收功率的变化量控制在不依赖于上述接收机和上述无线装置间的距离的一定的范围内。

2、根据权利要求1所述的适应控制装置，其特征在于，还具有：

积分单元，算出上述接收功率在规定的期间内的积分值，

改变上述指向性，把上述积分值也控制在不依赖于上述接收机和上述无线装置间的距离的一定的范围内。

3、根据权利要求1所述的适应控制装置，其特征在于，

上述设定单元具有距离算出单元，其利用通过上述阵列天线接收到的接收功率值与电波的传播衰减量的已知关系，算出上述距离。

4、根据权利要求3所述的适应控制装置，其特征在于，

上述距离算出单元根据通过一个天线元件接收的接收功率值，算出上述距离。

5、根据权利要求3所述的适应控制装置，其特征在于，

上述距离算出单元根据通过多个天线元件接收的接收功率值，算出上述距离。

6、根据权利要求1所述的适应控制装置，其特征在于，上述设定单元具有：

傅立叶变换单元，求出通过上述阵列天线接收的信号的频谱；和

速度推断单元，通过根据上述频谱来判定多普勒频率偏移，来求出上述相对速度。

7、根据权利要求6所述的适应控制装置，其特征在于，

上述设定单元的上述傅立叶变换单元根据通过一个天线元件接收的信号，求出频谱。

8、根据权利要求6所述的适应控制装置，其特征在于，

上述设定单元的上述傅立叶变换单元根据通过多个天线元件接收的信号，求出频谱。

9、根据权利要求1所述的适应控制装置，其特征在于，上述设定单元具有：

第1设定单元，根据来自阵列天线的接收信号，设定包含如下内容的第1参数：接收从上述无线装置发送的无线频率信号的接收机与上述无线装置间的距离、以及相对于上述无线装置的上述接收机的相对移动速度和移动方向；

存储单元，连接在上述第1设定单元的输出端，存储用于决定将被依次更新的加权系数的使用过的过去的参数；和

第2设定单元，输出作为当前的参数的、通过利用被保存在上述存储单元中的参数而推断出的第2参数，

上述加权控制单元算出基于第1参数的第1加权系数、以及基于第2参数的第2加权系数，

上述加权控制单元在基于上述第1加权系数所实现的第1指向性的主方向与基于上述第2加权系数所实现的第2指向性的主方向的相差量大于规定值的情况下，将上述第2加权系数作为初始值，算出下一个加权系数。

10、根据权利要求9所述的适应控制装置，其特征在于，

上述加权控制单元在上述阵列天线的指向性是第1指向性时由上述接收机所接收的功率与上述阵列天线的指向性是第2指向性时由上述接收机所接收的功率的相差量大于规定值的情况下，将上述第2加权系数作为初始值，算出下一个加权系数。

11、根据权利要求1所述的适应控制装置，其特征在于，

上述设定单元具有：

第1设定单元，根据来自阵列天线的接收信号，设定包含如下内容的第1参数：接收从上述无线装置发送的无线频率信号的接收机与上述无线装置间的距离、以及相对于上述无线装置的上述接收机的相对移动速度和移动方向；

存储单元，连接在上述第1设定单元的输出端，存储用于决定将被依次更新的加权系数的使用过的过去的参数；和

第2设定单元，输出作为当前的参数的、通过利用被保存在上述存储单元中的参数而推断出的第2参数，

上述加权控制单元算出基于第1参数的第1加权系数、以及基于第2参数的第2加权系数，

该适应控制装置具有：校正单元，在由上述第1加权系数所实现的第1指向性的主方向与由上述第2加权系数所实现的第2指向性的主方向的相差量大于规定值的情况下，将与上述第2加权系数相关的信息反馈给第1设定单元，对上述第1参数进行校正。

12、根据权利要求11所述的适应控制装置，其特征在于，

上述校正单元在上述阵列天线的指向性是第1指向性时上述接收机所接收的功率与上述阵列天线的指向性是第2指向性时上述接收机所接收的功率的相差量大于规定值的情况下，将与上述第2加权系数相关的信息反馈给第1设定单元，对上述第1参数进行校正。

13、根据权利要求1所述的适应控制装置，其特征在于，

上述接收机是在蜂窝通信系统中所使用的移动终端，上述无线装置是设置在每个小区的无线基站。

14、根据权利要求13所述的适应控制装置，其特征在于，

上述移动终端在小区间越区切换时，也移交与移动终端有关的上述参数。

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