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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine adaptive Antenne zur Verbindung mit einer Basisstation für ein Mobilkommunikationssystem,
ein Lokalgebiets-Funkkommunikationssystem, usw.
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Als eine Antenne zur Verwendung mit
einer Basisstation für
ein Mobilkommunikationssystem wird eine Antenne verwendet, die eine
Vielzahl von Sektorstrahlen bildet. In der Antenne wird ein Gebiet von
360 Grad auf einer horizontalen Ebene der Basisstation mit einer
Vielzahl von Strahlen abgedeckt. Als ein Beispiel werden sechs Strahlen
mit einer Strahlbreite von 60 Grad in der Umfangsrichtung angeordnet.
Als eine Antenne, die Sektorstrahlen bildet, ist eine Dipolantenne
mit einem Reflektor bekannt. In dieser Antenne hängt die Strahlbreite von der
Größe des Reflektors
und der Höhe
des Dipols zu dem Reflektor ab.
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Jedoch weist eine derartige Antenne,
die eine Vielzahl von Strahlen bildet, keine Einrichtung zum Steuern
der Differenz von Kommunikationsmengen von Strahlen in dem Dienstgebiet,
das die Basisstation abdeckt, auf. Z. B. ist in einem Gebiet eines bestimmten
Sektorstrahls die Kommunikationsmenge sehr groß. In einem Gebiet eines anderen
Sektorstrahls ist die Kommunikationsmenge sehr klein. Eine derartige
Situation tritt oft auf. Wenn die Kommunikationsmengen zwischen
den Strahlen auf der Zeitbasis nicht ausgeglichen sind, kann ein
derartiges Problem dadurch gelöst
werden, dass zu Anfang die Strahlbreiten der Sektorstrahlen verändert werden
oder indem zu Anfang die Anzahl von Kanälen geändert wird, die in den einzelnen
Sektoren aufgenommen werden. Für
den Fall, dass sich aber ein nicht ausgeglichener Kommunikationsverkehr
oft verändert,
ist es schwierig, ein derartiges Problem durch Verwenden der herkömmlichen
Antenne zu umgehen.
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Die WO 95/09490 betrifft eine adaptive
Antenne, die eine Einrichtung umfasst, um einen breiten Strahl und
einen schmalen Strahl auszugeben. Der breite Strahl und der schmale
Strahl werden in Abhängigkeit
von der benötigten
Kommunikationsklasse gewählt.
Der breite Strahl wird im Allgemeinen für einen Anrufaufbau verwendet.
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Mizuno et al. "Application of Adaptive Array Antennas
to Radio Communications",
Electronics and Communications in Japan, Part 1, Vol. 77, Seiten 48–58 beschreibt
dynamische Antennensteuertechniken.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, eine adaptive Antenne bereitzustellen, die ermöglicht,
dass Muster einer Vielzahl von Strahlen, die ein vorgegebenes Dienstgebiet
abdecken, entsprechend zu Kommunikationsumgebungen flexibel verändert werden.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es eine adaptive Antenne bereitzustellen, die erlaubt,
dass die Kommunikationsmenge zwischen Strahlen gut ausgeglichen
ist und die Kommunikationskapazität der Basisstation effektiv
verwendet wird.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist die Bereitstellung einer adaptiven Antenne, die ermöglicht,
dass die Muster von Strahlen stabil und optimal gesteuert werden,
um so die Kommunikationsmengen zwischen Strahlen gut auszugleichen.
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Um die oben beschriebenen Aufgaben
zu lösen,
stellt die vorliegende Erfindung eine adaptive Antenne in Übereinstimmung
mit dem Anspruch 1 bereit.
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In der adaptiven Antenne der vorliegenden Erfindung
steuert die Steuereinrichtung vorzugsweise das Muster (die Strahlbreite
und -richtung) von jedem der Strahlen in Übereinstimmung mit der erfassten Kommunikationsmenge,
um so zu bewirken, dass die Kommunikationsmengen der Strahlen fast angepasst
sind.
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Somit können Muster einer Vielzahl
von Strahlen, die ein vorgegebenes Dienstgebiet abdecken, flexibel
in Übereinstimmung
mit Veränderungen
von Kommunikationsumgebungen verändert werden.
Demzufolge kann verhindert werden, dass die Kommunikationsmengen
von Strahlen abweichen. Infolgedessen kann die Kommunikationskapazität der Basisstation
effektiv verwendet werden. Somit kann die Anzahl von Terminals,
die bedient werden können,
erhöht
werden.
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Die adaptive Antenne der vorliegenden
Erfindung weist vorzugsweise eine Vielzahl von ersten Antennenelementen
und eine Vielzahl von zweiten Antennenelementen auf, wobei die ersten
Antennenelemente einen Sendeantennenabschnitt bilden, wobei die
zweiten Antennenelemente einen Empfangsantennenabschnitt bilden
und analog zu dem Sendeantennenabschnitt sind, wobei das Verhältnis der Größe des Sendeantennenabschnitts
zu der Größe des Empfangsantennenabschnitts
gleich zu dem Kehrwert des Verhältnisses
einer Sendefrequenz zu einer Empfangsfrequenz ist. Somit sind die
Formen der Sendesektorstrahlen immer die gleichen wie die Formen
der Empfangssektorstrahlen. Demzufolge kann ein Kommunikationsdefekt
als Folge der Differenz von Formen von Sektorstrahlen verhindert
werden. Somit können
immer gute Kommunikationsumgebungen beibehalten werden.
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Die Steuereinrichtung weist vorzugsweise eine
Einrichtung zum Steuern eines Musters (einer Breite und einer Richtung)
von jedem der Strahlen auf, wenn die maximale Kommunikationsmenge
von jedem der Strahlen einen vorgegebenen Wert übersteigt. Nur wenn die Kommunikationsmenge
eines bestimmten Strahls exzessiv wird, werden somit vorzugsweise
die Muster von individuellen Strahlen so gesteuert, um die Kommunikationsmengen
unter den Strahlen gut auszugleichen. Da ein unnötiger Steuerprozess vermieden
wird, kann demzufolge die adaptive Antenne stabil gesteuert werden.
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Die Steuereinrichtung steuert vorzugsweise die
Strahlbreiten von wenigstens einem ersten Strahl und einem zweiten
Strahl, wobei der erste Strahl die maximale Kommunikationsmenge
aufweist, und wobei der zweite Strahl die minimale Kommunikationsmenge
aufweist. In diesem Fall steuert die Steuereinrichtung die Strahlbreiten
von wenigstens einem ersten Strahl und einem zweiten Strahl, wobei
der erste Strahl die maximale Kommunikationsmenge aufweist und wobei
der zweite Strahl die minimale Kommunikationsmenge aufweist, während die
Summe der Strahlbreite von jedem Strahl fast konstant gehalten wird.
Sogar dann, wenn die Muster von Strahlen verändert werden, kann somit verhindert
werden, dass ein Gebiet existiert, welches nicht abgedeckt ist.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale
und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich näher im Hinblick
auf die folgende ausführliche
Beschreibung einer Ausführungsform
der besten Vorgehensweise davon, wie in den beiliegenden Zeichnungen
dargestellt.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm, das den Aufbau einer adaptiven Antenne in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
schematisches Diagramm, das den Aufbau eines Gewichtungseinstellabschnitts
und eines Verstärkungsabschnitts
für einen
Empfangsantennenabschnitt der in 1 gezeigten
Antenne zeigt;
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3 eine
obere Ansicht, die die adaptive Antenne in Übereinstimmung mit der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 eine
externe Ansicht, die die in 3 gezeigte
adaptive Antenne zeigt;
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5 ein
Flussdiagramm, das einen Prozess eines Antennensteuerabschnitts
der in 1 gezeigten adaptiven
Antenne zeigt;
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6 ein
schematisches Diagramm, welches Strahlmuster für den Fall zeigt, dass die
Strahlbreiten von einzelnen Sektorstrahlen 60 Grad in der adaptiven
Antenne in Übereinstimmung
mit der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind;
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7 ein
schematisches Diagramm, das ein erstes Beispiel davon zeigt, wenn
die Strahlmuster, die in 6 gezeigt
sind, verändert
worden sind;
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8 ein
schematisches Diagramm, das ein zweites Beispiel davon zeigt, wenn
die Strahlmuster, die in 6 gezeigt
sind, verändert
worden sind; und
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9 ein
schematisches Diagramm, das ein drittes Beispiel davon zeigt, wenn
die in 6 gezeigten Strahlmuster
verändert
worden sind.
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Als nächstes werden unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung beschrieben werden.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer adaptiven Antenne in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Die adaptive Antenne in Übereinstimmung mit
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine Antenne zur Verwendung mit einer
Basisstation. Die adaptive Antenne deckt ein Gebiet von 360 Grad
auf einer horizontalen Ebene der Basisstation mit sechs Sektorstrahlen
ab.
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Bezug nehmend auf 1 weist die adaptive Antenne einen Empfangsantennenabschnitt 1 und
einen Sendeantennenabschnitt 2 auf. Der Empfangsantennenabschnitt 1 und
der Sendeantennenabschnitt 2 bilden jeweils sechs Sektorstrahlen
mit einem Feld von 12 Elementen. Die Größen des Empfangsantennenabschnitts 1 und
des Sendeantennenabschnitts 2 und die Intervalle der Antennenelemente hängen von
den Frequenzbändern
(oder Wellenlängen)
von Funkwellen ab, die empfangen und gesendet werden. In der Realität weisen
der Empfangsantennenabschnitt und der Sendeantennenabschnitt 2 unterschiedliche
Größen auf
und sie sind analog zueinander. Der Formparameter des Sendeantennenabschnitts 2 ist
gleich [Empfangsfrequenz/Sendefrequenz] multipliziert mit dem Formparameter
des Empfangsantennenabschnitts 1. Wenn z. B. angenommen
wird, dass die Sendefrequenz 1 GHz ist und die Empfangsfrequenz
2 GHz ist, dann ist die Größe des Sendeantennenabschnitts
zweimal so groß wie die
Größe des Empfangsantennenabschnitts.
Somit hängt
die Größe jedes
Antennenabschnitts von der Wellenlänge der Funkwelle zur Verwendung
ab. Die Intervalle der Antennenelemente sind unabhängig von
der Wellenlänge
der Funkwelle konstant. Zusätzlich
wird mit der gleichen existierenden Gewichtung das Strahlmuster
des Empfangsantennenabschnitts das gleiche wie das Strahlmuster
des Empfangsantennenabschnitts.
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Ein Signal, welches von einem Antennenelement
des Empfangsantennenabschnitts 1 empfangen wird, wird durch
einen Empfangssignal-Verstärkungsabschnitt 3 verstärkt. Das
verstärkte
Signal wird von einem Gewichtungseinstellabschnitt 5 gewichtet.
Das sich ergebende Signal wird an einen Empfangsabschnitt 8 geliefert.
Ein Signal, das von einem Sendeabschnitt 9 ausgegeben wird,
wird verteilt und dann durch einen Gewichtungseinstellabschnitt 6 gewichtet.
Das gewichtete Signal wird von einem Sendesignal-Verstärkungsabschnitt 4 verstärkt. Das verstärkte Signal
wird an den Sendeantennenabschnitt 2 gesendet. Der Empfangsabschnitt 8 wandelt das
empfangene RF-Signal in ein Basisbandsignal um. Der Sendeabschnitt 9 wandelt
ein moduliertes Basisbandsignal in ein RF-Signal um. Ein Signalverarbeitungsabschnitt 10 moduliert/demoduliert
ein Basisbandsignal. Ein Steuerabschnitt 11 steuert Signale,
die nach außen
gesendet werden sollen, und verwaltet Funkkanäle in Zuordnung zu dem Signalverarbeitungsabschnitt 10.
Der Steuerabschnitt 11 erfasst die Kommunikationsmenge
für jeden
Sektor. Die Kommunikationsmenge kann z. B. entsprechend zu der Anzahl
von Terminals, die für
jeden Sektor kommunizieren, und der Anzahl von Kanälen im Betrieb erhalten
werden.
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Ein Antennensteuerabschnitt 7 bestimmt eine
optimale Erregungsgewichtung von jedem Antennenelement entsprechend
zu der Information der Kommunikationsmenge für jeden Sektor, die von dem
Steuerabschnitt 11 empfangen wird, und sendet die ermittelte
Anregungsgewichtung sowohl an einen Empfangssignalgewichtungs-Einstellabschnitt 5 als auch
einen Sendesignalgewichtungs-Einstellabschnitt 6. An diesem
Punkt wird die gleiche Anregungsgewichtung an dem Empfangssignalgewichtungs-Einstellabschnitt 5 und
dem Sendesignalgewichtungs-Einstellabschnitt 6 eingestellt.
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2 ist
ein schematisches Diagramm, das den Aufbau des Gewichtungseinstellabschnitts
und des Verstärkungsabschnitts
des Empfangsantennenabschnitts zeigt.
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Bezug nehmend auf 2 werden sechs Sektorstrahlen mit 12
Antennenelementen 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 und 23 gebildet.
Ein Verstärker
mit niedrigem Rauschen (LNA) 41 und Verteilungseinheiten 42 sind
mit jedem der Antennenelemente verbunden. Die Verteilungszahl n
der Verteilungseinheiten 42 stellt dar, dass ein Antennenelement
verwendet wird, um n Sektorstrahlen zu bilden. Der Empfangssignal-Verstärkungsabschnitt 3 ist aus
dem Verstärker 41 mit
niedrigem Rauschen und den Verteilungseinheiten 42 gebildet.
Der Gewichtungseinstellabschnitt 5 weist Strahlbildungsschaltungen
(BFN) 46, 47, 48, 49, 50 und 51 entsprechend zu
jeweiligen Sektoren auf. Jede BFN richtet Anregungsgewichtungen
für sieben
(oder acht) Antennenelemente ein. Die gewichteten Signale werden
für jeden
Sektor durch eine Kombinationseinheit 45 kombiniert. Das
kombinierte Signal wird an den Empfangsabschnitt 8 ausgegeben.
Amplitudengewichtungen werden durch variable Dämpfer 43 aufgebaut. Phasengewichtungen
werden von variablen Phasenverschiebern 44 aufgebaut.
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Wie bei dem Empfangsantennenabschnitt
ist auch der Aufbau zum Steuern der Anregungsgewichtungen ebenfalls
an dem Sendeantennenabschnitt vorgesehen. Jedoch werden in dem Sendeantennenabschnitt
Hochleistungs-Verstärker
(HPA) anstelle von Verstärkern
mit niedrigem Rauschen verwendet. Die Positionen der Verteilungseinheit
und der Kombinationseinheit des Empfangsantennenabschnitts sind
in dem Sendeantennenabschnitt umgedreht.
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3 ist
eine obere Ansicht, die die Antenne zeigt. Bezug nehmend auf 3 sind 12 Antennenelemente
an jeweiligen Ecken eines Zwölfecks
angeordnet. 4 zeigt
eine externe Ansicht, die ein Antennenelement 21 zeigt.
Bezug nehmend auf 4 ist
das Antennenelement 21 aus einer Vielzahl von planaren
Antennenelementen 60 gebildet, die in der vertikalen Richtung
auf einem dielektrischen Substrat 61 angeordnet sind. Wenn
es jedoch nicht erforderlich ist, einen Strahl in der Elevationsrichtung
zu bilden, kann das Antennenelement aus einem einzelnen Antennenelement
gebildet sein. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Mikrostreifenantenne
oder ein Dipol mit einem Reflektor anstelle der planaren Antennenelemente
verwendet werden könnte.
In diesem Beispiel kann als ein Zuführungsverfahren ein Reihen-Zuführungsverfahren
oder ein Toumament-Zuführungsverfahren
unter Verwendung von Mikrostreifenleitungen verwendet werden.
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Die Merkmale der adaptiven Antenne
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung sind der Steuerabschnitt 11 als
eine Einrichtung zum Erfassen der Kommunikationsmenge für jeden
Strahl der Antennensteuerabschnitt 7 als eine Steuereinrichtung
zum Steuern jedes Strahhnusters in Übereinstimmung mit der Information
der erfassten Kommunikationsmenge. Da insbesondere die Anregungsgewichtung
jedes Antennenelements entsprechend zu der erfassten Kommunikationsmenge
gesteuert wird und dadurch das Muster jedes Strahls gesteuert wird,
kann die Abweichung der Kommunikationsmengen von Strahlen flexibel
kompensiert werden. Somit kann die Kommunikationskapazität der Basisstation
effektiv verwendet werden. Zusätzlich
kann die Anzahl von Terminals, die bei der Basisstation aufgenommen
werden können,
erhöht
werden. Demzufolge können
die Kosten äquivalent
verringert werden.
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Ferner ist die Form des Sendeantennenabschnitts
analog zu der Form des Empfangsantennenabschnitts. Zusätzlich ist
das Verhältnis
der Größe des Sendeantennenabschnitts
zu der Größe des Empfangsantennenabschnitts
gleich zu dem Kehrwert des Verhältnisses
der Sendefrequenz zu der Empfangsfrequenz. Wenn die gleiche Anregungsgewichtung
an dem Sendeantennenabschnitt und dem Empfangsantennenabschnitt
eingestellt ist, wird somit die Form eines Sektorstrahls des Sendeantennenabschnitts
die gleiche wie die Form eines Sektorstrahls des Empfangsantennenabschnitts.
Somit wird die Form des Sendesektorstrahls die gleiche wie die Form
des Empfangssektorstrahls. Somit kann ein Kommunikationsdefekt als
Folge der Differenz zwischen einem Sektorstrahl des Sendeantennenabschnitts
und einem Sektorstrahl des Empfangsantennenabschnitts verhindert
werden.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das einen Prozess des Antennensteuerabschnitts 7 zeigt.
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Der Antennensteuerabschnitt 7 bestimmt
die Strahlrichtung und die Strahlbreite jedes Sektors, so dass die
Kommunikationsmenge jedes Strahls in Übereinstimmung mit der Information
der Kommunikationsmenge für
jeden Strahl, die von dem Steuerabschnitt 11 empfangen
wird, ausgeglichen wird. Der Antennensteuerabschnitt 7 ermittelt
Anregungsgewichtungen zum Bilden von derartigen Strahlen und gibt
Anregungsgewichtungen an die Gewichtungseinstellabschnitte 5 und 6 aus.
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Als nächstes wird ein Beispiel des
Prozesses des Antennensteuerabschnitts 7 beschrieben werden.
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Es sei angenommen, dass die Strahlbreite jedes
Sektorstrahls in fünf
Stufen umgeschaltet wird, die 30 Grad, 45 Grad, 60 Grad, 75 Grad
und 90 Grad sind. Zusätzlich
wird angenommen, dass die Strahlbreite als der anfängliche
Wert (nominelle Wert) 60 Grad ist.
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Zunächst wird dem Antennensteuerabschnitt 7 Information über die
Kommunikationsmenge für
jeden Sektor von dem Steuerabschnitt 11 eingegeben (im
Schritt S1). Der Antennensteuerabschnitt 7 ermittelt den
Durchschnittswert der Kommunikationsmenge pro Einheitszeit für jeden
Sektor und bestimmt den am meisten belegten Sektor und den am wenigsten belegten
Sektor.
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Als nächstes bestimmt der Antennensteuerabschnitt 7 ein
gewünschtes
Muster (Strahlrichtung und Strahlbreite) von jedem Sektorstrahl
entsprechend zu den folgenden Regeln (im Schritt S2).
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Regel 1: Die Strahlbreite eines Sektors,
dessen Kommunikationsmenge die größte ist (am meisten belegt
ist), wird um eine Stufe verschmälert
(z. B. wird die Strahlbreite von 60 Grad auf 45 Grad umgeschaltet).
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Regel 2: Die Strahlbreite des Sektors,
dessen Kommunikationsmenge die kleinste ist (am wenigsten belegt
ist), wird um einen Grad verbreitert (z. B. wird die Strahlbreite
von 60 Grad auf 75 Grad umgeschaltet).
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Regel 3: Während die Strahlbreiten der
anderen Strahlen fest sind, werden nur die Strahlrichtungen der
relevanten Strahlen eingestellt.
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Danach ermittelt der Antennensteuerabschnitt 7 die
Antennenanregungsgewichtung für
das gewünschte
Muster von jedem Sektorstrahl (im Schritt S3). Der Antennensteuerabschnitt 7 gibt
ein Gewichtungssteuersignal zum Einstellen der ermittelten Anregungsgewichtung
an die Gewichtungseinstellabschnitte 5 und 6 aus
(im Schritt S4).
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Als Beispiele zur Ermittlung einer
Anregungsgewichtung gibt es mehrere Verfahren. Als ein erstes Verfahren
wird ein optimales Muster aus mehreren Mustern gewählt, die
erstellt worden sind. Als ein zweites Verfahren wird eine Anregungsgewichtung
beispielsweise durch ein Gradientenverfahren konvergieren gelassen,
so dass ein mittlerer quadratischer Fehler mit einem gewünschten
Muster minimal wird.
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Der Schritt S2 bis der Schritt S4
werden wiederholt, bis die Differenz zwischen den Kommunikationsverkehrsmengen
von Sektoren ein vorgegebener Wert oder weniger wird oder bis die
Strahlbreite eines bestimmten Sektors, dessen Kommunikationen konzentriert
werden, nicht verschmälert
werden kann.
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6 zeigt
eine Anordnung von Mustern von Sektorstrahlen für den Fall, dass die Strahlbreiten
davon 60 Grad sind. Wenn die Benutzer sich in der +X-Richtung konzentrierten
und dadurch die Kommunikationsmenge davon zunimmt, werden Muster, wie
in 7 gezeigt, verändert. Die
Strahlbreiten von Sektorstrahlen (Strahlen 1, 2 und 6),
bei denen die Kommunikationsmengen zunehmen, werden schmal. Andererseits
werden die Strahlbreiten von Sektorstrahlen (Strahlen 3, 4 und 5),
bei denen die Kommunikationsmengen relativ klein sind, breit. Zusätzlich weichen
die Strahlrichtungen von individuellen Sektoren allgemein in der
+X-Richtung ab. Derartige Muster sind für den Fall effektiv, dass ein
Ort, an dem sich Personen sammeln (z. B. an einem Bahnhof, einem
Bürodistrikt,
einer Veranstaltungshalle oder dgl.) in einer einzelnen Richtung
gesehen von der Basisstation vorhanden ist.
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8 zeigt
eine Anordnung von Mustern für den
Fall, dass sich die Benutzer in sowohl der +X-Richtung als auch in der –X-Richtung
sammeln. Die Strahlbreiten der Sektoren in der +X-Richtung und der –X-Richtung
werden schmal. Im Gegensatz dazu werden die Strahlbreiten der anderen
Sektoren breit. Derartige Muster sind für den Fall effektiv, dass die
Basisstation in der Mitte einer Hauptstraße mit dichtem Verkehr angeordnet
ist. 9 zeigt Muster für den Fall,
dass sich Benutzer in der Richtung von X > 0 sammeln. Derartige Muster sind für den Fall
effektiv, dass die Basisstation in der Nähe des Meeresufers oder eines
Gebirgebereichs angeordnet ist und dadurch die Verteilung der Benutzer
grafisch nicht stabil ist.
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Wie voranstehend beschrieben, kann
mit der adaptiven Antenne in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung die Verteilung der Benutzer in dem
Gebiet, das die Basisstation abdeckt, kompensiert werden. Mit der
adaptiven Antenne in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung können
die Kommunikationsmengen von Strahlen, die als Folge der Einflüsse von
geografischen und Verkehrsbedingungen nicht ausgeglichen sind, ausgeglichen
werden. Zusätzlich
können
die Kommunikationsmengen von Strahlen, die als Folge von zeitlichen
Schwankungen nicht ausgeglichen sind, kompensiert werden. Wenn ein
Sektorstrahl, dessen Kommunikationen stark belegt sind, schärfer gemacht
werden, nimmt die Antennenverstärkung
des Gebiets, das der Sektor abdeckt, zu. Somit kann die Sendeausgangsleistung
für die
Erhöhung
der Verstärkung
verringert werden.
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Wegen der voranstehend beschriebenen Gründe kann
die adaptive Antenne in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung die Variation des Kommunikationszustands
in dem Dienstgebiet, das die Basisstation abdeckt, sehr flexibel
handhaben. Somit kann man sagen, dass die adaptive Antenne eine
sehr hohe Verwendungseffizienz aufweist. Z. B. kann die adaptive
Antenne in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung die Anzahl von Benutzern (Terminals),
die aufgenommen werden können, äquivalent
um mehrere Faktoren im Vergleich mit den derjenigen, die die herkömmliche
Antenne aufweist, erhöhen.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf die voranstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Mit
anderen Worten, die vorliegende Erfindung weist andere Ausführungsformen
auf.
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Als andere Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden die Muster von individuellen Strahlen in einer
derartigen Weise gesteuert, dass der Betrag der Verringerung von
Strahlbreiten der Sektorstrahlen, die verschmälert werden, gleich zu dem
Betrag der Erhöhung
der Strahlbreiten der Sektorstrahlen, die verbreitert werden, wird.
Somit wird die Gesamtheit der Strahlbreiten von sämtlichen Strahlen
konstant gehalten. Der Winkelbereich, der mit sämtlichen Sektorantennen abgedeckt
wird, kann stabiler abgedeckt werden. Alternativ können die Strahlmuster
in einer derartigen Weise gesteuert werden, dass der Betrag der
Verringerung der Strahlbreiten von Sektorstrahlen, die verschmälert werden, kleiner
als der Betrag der Erhöhung
der Sektorstrahlen, die verbreitert werden, wird, vorausgesetzt,
dass der Unterschied von jedem Wert kleiner als ein vorgegebener
Schwellwert ist.
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Wenn andere Strahlmuster als ein
Strahl mit der größten Kommunikationsmenge
und ein Strahl mit der kleinsten Kommunikationsmenge gesteuert werden,
wird bevorzugt, die Strahlbreiten festzulegen und nur die Strahlrichtungen
zu verändern.
Somit können
die Strahlmuster, die ein Dienstgebiet abdecken, effektiv beibehalten
werden.
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Zusätzlich wird bevorzugt, die
Muster von einzelnen Strahlen nur dann zu steuern, wenn die Kommunikationsmenge
eines Strahls mit der größten Kommunikationsmenge
eine vorgegebene Kommunikationsmenge übersteigt. Somit kann die gesamte Antenne
einfach gesteuert werden.
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Eine adaptive Antenne in Übereinstimmung mit
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist eine Speichereinheit und eine Anregungsgewichtungsinformations-Wähleinrichtung
auf. Die Speichereinheit speichert eine Anregungsgewichtungsinformation
von jedem Antennenelement, um so das optimale Muster jedes Strahls
in Übereinstimmung
mit der Kommunikationsmenge davon zu erreichen. Die Anregungsgewichtungsinformation-Wähleinrichtung
wählt eine
relevante Anregungsgewichtungsinformation aus der Speichereinheit.
Mit der adaptiven Antenne in Übereinstimmung
mit dieser Ausführungsform
kann die optimale Anregungsgewichtung durch Wählen einer relevanten Anregungsgewichtungsinformation
in der Speichereinheit aufgebaut werden. Somit kann die optimale
Anregungsgewichtung schneller erhalten werden als bei dem System,
bei dem die Strahlbreite in Stufen umgeschaltet wird.
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Eine adaptive Antenne in Übereinstimmung mit
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist eine Speichereinheit und eine Anregungsgewichtungs-Berechnungseinrichtung
auf. Die Speichereinrichtung speichert eine Information von optimalen
Mustern in Übereinstimmung
mit Kommunikationsmengen von Strahlen. Die Anregungsgewichtungs-Berechnungseinrichtung
berechnet eine Anregungsgewichtung, bei der die Differenz zwischen
dem Muster jedes Strahls und einem gewünschten Muster minimal wird.
Somit können
mit der adaptiven Antenne in Übereinstimmung
mit dieser Ausführungsform
die optimalen Anregungsgewichtungen schneller als bei dem System
erhalten werden, bei dem die Strahlbreiten in Stufen verändert werden.
Die gespeicherte Information über
die optimalen Muster von Strahlen entsprechend zu den Kommunikationsmengen
davon kann in Übereinstimmung
mit Kommunikationsumgebungen (Kommunikationsmengen von einzelnen
Strahlen, die nicht ausgeglichen sind) frei verändert werden. Somit kann die
adaptive Antenne flexibler verschiedene Kommunikationsumgebungen
handhaben.
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Die berechneten Anregungsgewichtungen können in
Stufen verändert
werden, um so gewünschte
Anregungsgewichtungen zu ermitteln. Sogar dann, wenn die Muster
von Sektorstrahlen verändert
werden, wird somit eine Situation, bei der eine Kommunikation eines
Benutzers, der in einem Winkelgebiet anwesend ist, das der Sektor
abdeckt, getrennt wird, soweit wie möglich verhindert.
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Wenn eine Funktion zum Einstellen
von Anregungsgewichtungen von Antennenelementen und dadurch zum
Anordnen einer Vielzahl von Strahlen in der gleichen Form bereitgestellt
wird, kann eine Sendelast, die sich in einem bestimmten Gebiet konzentriert,
verteilt werden.
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Zusätzlich sind die Anzahl von
Sektoren, die eine Prismaform aufweisen, und die Anzahl von Antennenelementen
nicht auf diejenigen der voranstehend beschriebenen Ausführungsform
beschränkt. Ferner
können
Anregungsgewichtungen in einer digitalen Signalverarbeitungsschaltung
aufgebaut werden, die ein digitales Signal auf dem Basisband verarbeitet.