JP2000013290A - ダイバーシチ通信装置及び方法 - Google Patents

ダイバーシチ通信装置及び方法

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JP2000013290A
JP2000013290A JP10177525A JP17752598A JP2000013290A JP 2000013290 A JP2000013290 A JP 2000013290A JP 10177525 A JP10177525 A JP 10177525A JP 17752598 A JP17752598 A JP 17752598A JP 2000013290 A JP2000013290 A JP 2000013290A
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transmission
directivity pattern
weight coefficient
error
pattern
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Minako Takeishi
美奈子 武石
Katsuhiko Hiramatsu
勝彦 平松
Keiji Takakusaki
恵二 高草木
Hideki Yukitomo
英記 行友
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の算出式を用いて送受指向性パター
ンの誤差を最小にする送信重み係数を求める場合に、指
向性利得抑圧部の近似性を向上させ、演算量を軽減する
ことができるようにすること。 【解決手段】 ダイバーシチ受信回路１１３で、複数の
アンテナ１０４で受信された信号から受信重み係数を推
定し、重み係数補正回路１１７で、受信重み係数をもと
に目標指向性パターンを形成すると共に、任意の送信重
み係数より送信指向性パターンを形成し、送信指向性パ
ターンと目標指向性パターンとの誤差を検出したのち対
数変換し、この対数変換された誤差を縮小するように送
信重み係数を更新し、指向性形成回路１１８で、更新さ
れた送信重み係数を用いて送信信号に指向性を付与する
ことにより、指向性利得抑圧部の近似性が向上され、演
算量が軽減される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は移動体通信システム
の基地局装置又は移動局装置等に適用されるダイバーシ
チ通信装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の適応ダイバーシチ送信技術の一例
について説明する。適応ダイバーシチ送信とは、移動体
通信システムにおいて主に基地局が携帯電話機等の移動
局に対して行うことを前提に検討されている技術であ
る。
【０００３】具体的には、まず、基地局において、アダ
プティブアレイアンテナなどの基地局のダイバーシチ受
信回路により得られた受信重み係数情報をもとに、移動
局の方向を推定する。そして、基地局から移動局に対し
て信号を送信する場合に、その推定した方向に対して指
向性利得を持たせた信号を生成して送信する方式であ
る。このような、適応ダイバーシチ送信を行うことによ
り移動局側での受信利得の改善、他移動局への干渉の軽
減が可能となる。
【０００４】以降、本明細書内ではアダプティブアレイ
アンテナをダイバーシチの中に含めて表記する。
【０００５】この技術を用いるに当たり、通信に用いる
送受搬送波周波数が同じ時分割複信（Time Division Du
plex:以下ＴＤＤと記す）システムであれば、受信重み
係数を変更すること無く送信重み係数として用いること
が可能である。
【０００６】しかし、送受搬送波周波数が異なる周波数
分割複信（Frequency Division Duplex:以下ＦＤＤと記
す）の場合はアンテナ間隔に対する送受信搬送波の位相
が異なるため、受信重み係数をそのまま送信重み係数と
して用いても、必要とされる指向性は得られない。従っ
て受信重み係数に対して何らかの送受信周波数差の補正
を行う必要が生じる。
【０００７】こうした送受信周波数差を補正する方法と
しては、予め受信信号の到来方向が判る場合、もしくは
到来方向を推定した後、所定の変換式を用いて受信重み
係数から送信重み係数を一括変換する方法や、受信指向
性パターンから所望波到来方向だけに指向性を向けるよ
うなパターンを形成する送信重み係数を求める方法、受
信指向性パターンと送信指向性パターンとの誤差を最小
にするような送信重み係数を、所定の算出式を用いて負
帰還制御により求める方法などがあげられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来のＦＤＤシステムでの適応ダイバーシチ送信に
おいては、受信重み係数から送信重み係数を所定の算出
式により求め、適切な送信パターンを実現している。
【０００９】しかし、先に延べた一括変換の方法を用い
て求めた送信重み係数による送信指向性パターンと受信
指向性パターンを比較した場合、信号到来方向近辺のパ
ターンは近似しているが、信号到来方向から離れるに従
って送受指向性パターンのずれが大きくなってしまう。
【００１０】一方、所定の算出式を用いて送受指向性パ
ターンの誤差を最小にする送信重み係数を求める方法で
は、ヌル点と呼ばれる極端に指向性利得を抑圧した部分
の近似性が悪く、また2次元平面上の全方向（０°〜３
６０°）のパターン誤差を調べる必要があり、求める送
信重み係数の値が収束するまで多くの時間と演算量を必
要としてしまう。
【００１１】ヌル点は、例えば基地局において、移動局
Ａからの信号受信時に所望波に対して干渉波があった場
合にその干渉波を抑圧するために生じる。このことから
ヌル点方向には他の移動局Ｂが存在すると考えられ、移
動局Ａに対して適応送信ダイバーシチを行う場合に、こ
のヌル点方向の信号送出レベルを抑圧すれば、それだけ
移動局Ｂに対する干渉が軽減されることになる。このた
め、受信指向性パターンのヌル点を、送信指向性パター
ンにおいても近似することはシステムの性能向上に重要
な役割を果たす事になる。
【００１２】本発明は、所定の算出式を用いて送受指向
性パターンの誤差を最小にする送信重み係数を求める場
合に、指向性利得抑圧部の近似性を向上させ、演算量を
軽減することができるダイバーシチ通信装置及び方法を
提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、以下の構成とした。
【００１４】請求項１記載のダイバーシチ通信装置は、
ダイバーシチ受信信号から推定された受信重み係数をも
とに目標指向性パターンを求めると共に、任意の送信重
み係数より送信指向性パターンを求め、前記送信指向性
パターンと前記目標指向性パターンとの誤差を検出した
のち対数変換し、この対数変換された誤差を縮小するよ
うに前記送信重み係数を更新する機能、を具備すること
を特徴とするダイバーシチ通信装置。
【００１５】この構成により、１０-n（nは整数）倍と
いう指向性利得の変動に伴う誤差の変動範囲をより精度
よく扱うことができ、指向性利得抑圧部の近似性を向上
させることができる。
【００１６】また、請求項２記載のダイバーシチ通信装
置は、複数のアンテナで受信された信号から受信重み係
数を推定するダイバーシチ受信手段と、前記受信重み係
数をもとに目標指向性パターンを形成すると共に、任意
の送信重み係数より送信指向性パターンを形成し、前記
送信指向性パターンと前記目標指向性パターンとの誤差
を検出したのち対数変換し、この対数変換された誤差を
縮小するように前記送信重み係数を更新する重み係数補
正手段と、前記更新された送信重み係数を用いて送信信
号に指向性を付与する指向性形成手段と、を具備する構
成とした。
【００１７】この構成により、１０-n（nは整数）倍と
いう指向性利得の変動に伴う誤差の変動範囲をより精度
よく扱うことができ、指向性利得抑圧部の近似性を向上
させることができる。
【００１８】また、請求項３記載のダイバーシチ通信装
置は、請求項２記載のダイバーシチ通信装置において、
重み係数補正手段は、受信重み係数をもとに受信指向性
パターンを形成し、前記受信指向性パターンを任意のア
ルゴリズムで目標指向性パターンに変換する機能、を具
備する構成とした。
【００１９】この構成により、目標とするパターンを形
成するための処理部を簡略化することができ、全体の処
理量を少なくすることができる。
【００２０】また、請求項４記載のダイバーシチ通信装
置は、請求項２又は請求項３記載のダイバーシチ通信装
置において、重み係数補正手段は、複数のアンテナ配置
に対する信号入射角により求まる全角度方向の信号ベク
トルをもとに、目標指向性パターン及び送信指向性パタ
ーンが鏡像となる角度範囲を検出し、この検出された鏡
像の一方の角度範囲内で前記目標指向性パターン及び前
記送信指向性パターンの形成と、誤差の検出と、前記送
信重み係数の更新との制御を行う第１補正制御手段、を
具備する構成とした。
【００２１】この構成により、アンテナの水平面での指
向性では３６０°の全方位内でパターンが鏡像となる任
意の軸が存在するので、誤差検出及び送信重み係数更新
をこの半分の領域で行ない、パターン形成時に３６０°
にすることで、補正精度をほぼ同程度に維持し、かつ、
演算量の削減が可能となる。
【００２２】また、請求項５記載のダイバーシチ通信装
置は、請求項２又は請求項３記載のダイバーシチ通信装
置において、重み係数補正手段は、複数のアンテナがセ
クタアンテナである場合に、前記複数のセクタアンテナ
の指向性に応じた角度範囲を設定し、この設定された角
度範囲内で、目標指向性パターン及び送信指向性パター
ンの形成と、誤差の検出と、送信重み係数の更新との制
御を行う第２補正制御手段、を具備する構成とした。
【００２３】この構成により、全方位の半分（１８０°
範囲）を処理の対象とする請求項４に比べ、セクタアン
テナの指向性を利用して受信対象範囲近辺までのパター
ンに限定する事で更に演算量の削減を可能とする。
【００２４】また、請求項６記載のダイバーシチ通信装
置は、請求項２又は請求項３記載のダイバーシチ通信装
置において、重み係数補正手段は、目標指向性パターン
及び送信指向性パターンの形成と、誤差の検出と、送信
重み係数の更新との制御を、設定された角度範囲の最小
角度から最大角度まで一定角度間隔で増加させながら行
うと共に、最大角度から最小角度まで所定角度間隔で減
少させながら行う第３補正制御手段、を具備する構成と
した。
【００２５】この構成により、全方位の場合だけでなく
処理角度範囲が半分、もしくは任意の範囲に限定された
場合の端点での不連続の影響によるパターン近似精度の
劣化を少なくすることができる。
【００２６】また、請求項７記載のダイバーシチ通信装
置は、請求項２又は請求項３記載のダイバーシチ通信装
置において、重み係数補正手段は、目標指向性パターン
及び送信指向性パターンの形成と、誤差の検出と、送信
重み係数の更新との制御を、設定された角度範囲内で制
御の開始点となる角度から最大角度まで一定角度間隔で
増加させながら行う場合に、前記開始点の角度を任意に
ずらした位置から前記一定角度間隔で増加させる動作を
繰り返して行う第４補正制御手段、を具備する構成とし
た。
【００２７】この構成により、収束速度をあげながら演
算量を削減することが可能となり、環境の変化への追従
精度も向上できる。
【００２８】また、請求項８記載の基地局装置は、請求
項１乃至請求項７のいずれかに記載のダイバーシチ通信
装置、を具備する構成とした。
【００２９】この構成により、基地局装置が請求項１乃
至請求項７のいずれかに記載の作用効果を得ることがで
きる。
【００３０】また、請求項９記載の移動局装置は、請求
項１乃至請求項７のいずれかに記載のダイバーシチ通信
装置、を具備する構成とした。
【００３１】この構成により、移動局装置が請求項１乃
至請求項７のいずれかに記載の作用効果を得ることがで
きる。
【００３２】また、請求項１０記載の移動体通信システ
ムは、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のダイバ
ーシチ通信装置を基地局装置及び移動局装置に具備する
構成とした。
【００３３】この構成により、移動体通信システムが請
求項１乃至請求項７のいずれかに記載の作用効果を得る
ことができる。
【００３４】また、請求項１１記載のダイバーシチ通信
方法は、ダイバーシチ受信信号から推定された受信重み
係数をもとに目標指向性パターンを求めると共に、任意
の送信重み係数より送信指向性パターンを求め、前記送
信指向性パターンと前記目標指向性パターンとの誤差を
検出したのち対数変換し、この対数変換された誤差を縮
小するように前記送信重み係数を更新するようにした。
【００３５】この方法により、１０-n（nは整数）倍と
いう指向性利得の変動に伴う誤差の変動範囲をより精度
よく扱うことができ、指向性利得抑圧部の近似性を向上
させることができる。
【００３６】また、請求項１２記載のダイバーシチ通信
方法は、複数のアンテナで受信された信号から受信重み
係数を推定し、この推定された受信重み係数をもとに目
標指向性パターンを形成すると共に、任意の送信重み係
数より送信指向性パターンを形成し、前記送信指向性パ
ターンと前記目標指向性パターンとの誤差を検出したの
ち対数変換し、この対数変換された誤差を縮小するよう
に前記送信重み係数を更新し、この更新された送信重み
係数を用いて送信信号に指向性を付与するようにした。
【００３７】この方法により、１０-n（nは整数）倍と
いう指向性利得の変動に伴う誤差の変動範囲をより精度
よく扱うことができ、指向性利得抑圧部の近似性を向上
させることができる。
【００３８】また、請求項１３記載のダイバーシチ通信
方法は、請求項１２記載のダイバーシチ通信方法におい
て、目標指向性パターンを形成する際に、受信重み係数
をもとに受信指向性パターンを形成し、この形成された
受信指向性パターンを任意のアルゴリズムで目標指向性
パターンに変換するようにした。
【００３９】この方法により、目標とするパターンを形
成するための処理部を簡略化することができ、全体の処
理量を少なくすることができる。
【００４０】また、請求項１４記載のダイバーシチ通信
方法は、請求項１２又は請求項１３記載のダイバーシチ
通信方法において、目標指向性パターン及び送信指向性
パターンの形成と、誤差の検出と、送信重み係数の更新
との制御を行う際に、複数のアンテナ配置に対する信号
入射角により求まる全角度方向の信号ベクトルをもと
に、目標指向性パターン及び送信指向性パターンが鏡像
となる角度範囲を検出し、この検出された鏡像の一方の
角度範囲内で行うようにした。
【００４１】この方法により、アンテナの水平面での指
向性では３６０°の全方位内でパターンが鏡像となる任
意の軸が存在するので、誤差検出及び送信重み係数更新
をこの半分の領域で行ない、パターン形成時に３６０°
にすることで、補正精度をほぼ同程度に維持し、かつ、
演算量の削減が可能となる。
【００４２】また、請求項１５記載のダイバーシチ通信
方法は、請求項１２又は請求項１３記載のダイバーシチ
通信方法において、複数のアンテナがセクタアンテナで
ある場合に、目標指向性パターン及び送信指向性パター
ンの形成と、誤差の検出と、送信重み係数の更新との制
御を行う際、前記複数のセクタアンテナの指向性に応じ
た角度範囲を設定し、この設定された角度範囲内で行う
ようにした。
【００４３】この方法により、全方位の半分（１８０°
範囲）を処理の対象とする請求項１４に比べ、セクタア
ンテナの指向性を利用して受信対象範囲近辺までのパタ
ーンに限定する事で更に演算量の削減を可能とする。
【００４４】また、請求項１６記載のダイバーシチ通信
方法は、請求項１２又は請求項１３記載のダイバーシチ
通信方法において、目標指向性パターン及び送信指向性
パターンの形成と、誤差の検出と、送信重み係数の更新
との制御を行う際に、設定された角度範囲の最小角度か
ら最大角度まで一定角度間隔で増加させながら行うと共
に、最大角度から最小角度まで所定角度間隔で減少させ
ながら行うようにした。
【００４５】この方法により、全方位の場合だけでなく
処理角度範囲が半分、もしくは任意の範囲に限定された
場合の端点での不連続の影響によるパターン近似精度の
劣化を少なくすることができる。
【００４６】また、請求項１７記載のダイバーシチ通信
方法は、請求項１２又は請求項１３記載のダイバーシチ
通信方法において、目標指向性パターン及び送信指向性
パターンの形成と、誤差の検出と、送信重み係数の更新
との制御を行う際に、設定された角度範囲内で制御の開
始点となる角度から最大角度まで一定角度間隔で増加さ
せながら行い、この場合に、前記開始点の角度を任意に
ずらした位置から前記一定角度間隔で増加させる動作を
繰り返すようにした。
【００４７】この方法により、収束速度をあげながら演
算量を削減することが可能となり、環境の変化への追従
精度も向上できる。
【００４８】また、請求項１８記載の送受重み係数周波
数差補正方法は、ダイバーシチ受信により求められた受
信重み係数をもとに目標指向性パターンを形成し、前記
目標指向性パターンと送信指向性パターンとの誤差量を
対数変換した値をもとに、所定のアルゴリズムを用いて
送信重み係数を求めるようにした。
【００４９】この方法により、１０-n（nは整数）倍と
いう指向性利得の変動に伴う誤差の変動範囲をより精度
よく扱うことができ、指向性利得抑圧部の近似性を向上
させることができる。
【００５０】
【発明の実施の形態】以下、本発明のダイバーシチ通信
装置及び方法の実施の形態を図面を用いて具体的に説明
する。
【００５１】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１に係るダイバーシチ通信装置のブロック図を示
す。
【００５２】この図１において、１００は２本のアンテ
ナを有する自動車電話機等の移動局、１０３は移動局１
００と電波通信を行う基地局である。基地局１０３は、
他のネットワークシステムとの中継器の役割を果たすも
のであり、複数（この例では４本）のアンテナ１０４〜
１０７を有しており、これらアンテナ群を用いて、移動
局１００のアンテナ１０１、１０２と電波を送受信す
る。
【００５３】基地局１０３のアンテナ１０４〜１０７で
受信されたアナログ信号は、ＩＦ(Intermediate Freque
ncy：中間周波数)増幅部１０８において、中間周波数信
号に変換されて増幅された後、無線信号処理部１０９に
入力される。
【００５４】無線信号処理部１０９では、復調回路１１
０で直交復調が行われ、この復調信号がＡ／Ｄ変換回路
１１１でデジタル信号に変換されて、ベースバンド信号
処理部１１２へ入力される。
【００５５】ベースバンド信号処理部１１２では、ダイ
バーシチ受信回路１１３で４本のアンテナ１０４〜１０
７からの入力信号が重み付け合成された後、データ復号
回路１１４で復号され、この復号信号がインタフェース
部１１５を介して外部のネットワークシステムへ伝送さ
れる。
【００５６】一方、基地局１０３からの信号送信は、イ
ンタフェース部１１５を介して入力された信号が、送信
信号変調回路１１６で変調され、指向性形成回路１１８
に入力される。
【００５７】指向性形成回路１１８は、後述で詳細に説
明する重み係数補正回路１１７において、ダイバーシチ
受信回路１１３で得られた受信重み係数の値から求めら
れた送信重み係数を用いて、変調信号に指向性を付与
し、４つの送信信号を生成する。これら送信信号は、Ｒ
Ｆ変調部１１９で、それぞれ無線搬送波周波数に変換さ
れ、アンテナ１０４〜１０７から送信される。
【００５８】図２は、重み係数補正回路１１７のブロッ
ク図を示す。
【００５９】この図２に示されるように、重み係数補正
回路１１７は、ダイバーシチ受信回路１１３からの受信
重み係数Ｗｒをもとに目標とする指向性パターンを求め
る目標パターン形成回路２０１と、送信重み係数Ｗｔよ
り送信指向性パターンを求める送信パターン形成回路２
０２と、その送信指向性パターンと、目標とする指向性
パターンとの誤差を検出する誤差検出回路２０３及び、
検出された誤差を対数変換する対数変換回路２０４で構
成される誤差検出部２０５と、誤差を縮小するように送
信重み係数Ｗｒを更新する更新部２０６とを備えて構成
されている。
【００６０】また、図３は本実施の形態１で用いる指向
性パターン図である。同図（ａ）に受信指向性パターン
３００、（ｂ）に目標とするパターン３０１と本発明に
よる送信重み係数補正後の指向性パターン３０２、
（ｃ）に目標とするパターン３０１と従来方式による送
信重み係数補正後の指向性パターン３０３をそれぞれ示
す。
【００６１】以下、図１〜図３を用いて重み係数補正回
路１１７の動作を説明する。
【００６２】移動局１００からの到来電波によりダイバ
ーシチ受信回路１１３で推定された受信重み係数Ｗｒが
得られると、重み係数補正回路１１７では、目標パター
ン形成回路２０１で受信指向性パターン３００を形成す
る。更に任意のアルゴリズムで受信指向性パターン３０
０を目標とするパターン３０１に変換し、誤差検出部２
０５へ送る。
【００６３】本実施の形態１では、目標とするパターン
３０１への変換アルゴリズムの一例としてメインローブ
を残して他をすべて指向性利得抑圧部とする変換方法を
用いる。
【００６４】一方、送信指向性パターン形成回路２０２
では、受信重み係数Ｗｒを初期値として送信指向性パタ
ーン３０２を形成し、誤差検出部２０５へ送出する。誤
差検出部２０５では、誤差検出回路２０３で２つのパタ
ーンの誤差を求め、対数変換回路２０４で誤差量を対数
変換して更新部２０６へ出力する。
【００６５】更新部２０６では、対数変換された誤差量
をもとに所定のアルゴリズムに従い、誤差を縮小するよ
うに送信重み係数Ｗｔを更新する。この送信指向性パタ
ーン形成、誤差検出、送信重み係数Ｗｔの更新の動作を
所定の繰り返し回数、もしくは誤差が一定に収束するま
で行ない、送信指向性パターン１２１を形成する。
【００６６】このように、実施の形態１によれば、重み
係数補正回路１１７において、誤差量を対数変換して用
いる事で指向性利得の小さい部分の誤差も送信重み係数
Ｗｔの更新に有効に用いることができ、指向性利得抑圧
部分の近似性を向上することができる。
【００６７】なお、本実施の形態１では送信重み係数Ｗ
ｔの初期値に受信重み係数Ｗｒを用いたが、他の任意の
値を用いても差し支えない。更に、目標とするパターン
に受信指向性パターン３００そのものを用いてもかまわ
ない。
【００６８】（実施の形態２）図４は、本発明の実施の
形態２に係るダイバーシチ通信装置のブロック図を示
す。但し、この図４に示す実施の形態２において図１の
実施の形態１の各部に対応する部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。
【００６９】図４に示す実施の形態２が実施の形態１と
異なる点は、図４に符号４０１で示す重み係数補正回路
であり、その重み係数補正回路４０１の内部構成を図５
に示す。
【００７０】図５に示す重み係数補正回路４０１は、受
信重み係数Ｗｒをもとに目標とする指向性パターンを形
成する目標パターン形成回路５０１と、送信重み係数Ｗ
ｔより送信指向性パターンを形成する送信パターン形成
回路５０２と、その送信指向性パターンと目標とする指
向性パターンとの誤差を検出する誤差検出部５０３と、
誤差を縮小するように送信重み係数Ｗｔを更新する更新
部５０４と、誤差の検出及び、送信重み係数の更新範囲
を制御する補正制御回路５０５とを備えて構成されてい
る。
【００７１】図６は、本実施の形態２のダイバーシチ通
信装置における基地局のアンテナの配置と電波到来及び
送出角度の設定図を示す。図７は、本実施の形態２で用
いる指向性パターン図であり、この図６に目標とする受
信指向性パターン７００及び本発明による送信重み係数
補正後の指向性パターン７０１と、全方向を対象範囲と
する従来方式による送信重み係数補正後の指向性パター
ン７０２とをそれぞれ示す。
【００７２】以下、本実施の形態２の特徴的な動作につ
いて説明する。
【００７３】本実施の形態２では、予め設定されたアン
テナ１０４〜１０７の配置に対して、入射角θによって
求まる全方向等レベルの信号ベクトル（ステアリングベ
クトル）をもとに、指向性パターンが鏡像となる角度範
囲を求め、補正制御回路５０５で重み係数の更新を行な
う範囲を制限する事で演算量を削減できるようにした。
【００７４】以下、具体的に説明する。図６のアンテナ
配置により求められるステアリングベクトルＸ(θ)は次
式(１)のようになる。
【００７５】
【数１】
【００７６】ここで、三角関数ｓｉｎθの定義から９０
°線を中心にＸ(θ)は鏡像となることがわかる。従っ
て、受信重み係数Ｗｒは一意であるから、受信指向性パ
ターンは−９０°≦θ≦９０°と９０°≦θ≦２７０°
の範囲で鏡像となるので、予め補正制御回路５０５に誤
差検出及び、重み係数の更新を行なう角度範囲として−
９０°≦θ≦９０°を設定する。
【００７７】重み係数補正回路４０１においては、受信
重み係数Ｗｒが求まった後、補正制御回路５０５で制御
される目標パターン形成回路５０１で、−９０°≦θ≦
９０°範囲での指向性パターンを形成する。
【００７８】一方で送信パターン形成回路５０２では、
受信重み係数を初期値として送信指向性パターンを形成
し、誤差検出部５０３で２つのパターンの誤差を検出す
る。ここで求められた誤差をもとに更新部５０４では、
所定のアルゴリズムに従って誤差を縮小するように送信
重み係数Ｗｔを更新する。
【００７９】この時、補正制御回路５０５は、送信指向
性パターンの形成と誤差検出、及び送信重み係数の更新
を行なう角度範囲を−９０°≦θ≦９０°とする制御を
行なう。この送信指向性パターン形成、誤差検出、送信
重み係数の更新の一連の動作を角度範囲内（−９０°≦
θ≦９０°）で所定の繰り返し回数もしくは誤差が一定
に収束するまで行なう。
【００８０】このように、実施の形態２によれば、予め
設定されたアンテナ１０４〜１０７の配置に対して入射
角θによって求まる全方向で処理を行なった場合の補正
精度と、ほぼ同程度の精度の維持しながら、演算量を削
減することができる。
【００８１】なお、本実施の形態２では、目標とする指
向性パターンに受信指向性パターンを用いたが他のアル
ゴリズムを用いて目標とするパターンを形成してもよ
い。また、送信重み係数の初期値に受信重み係数を用い
たが、他の任意の値を用いても差し支えない。
【００８２】（実施の形態３）図８は、本発明の実施の
形態３に係るダイバーシチ通信装置のブロック図を示
す。但し、この図８に示す実施の形態３において図４の
実施の形態２の各部に対応する部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。
【００８３】図８に示す実施の形態３が実施の形態２と
異なる点は、アンテナ１０４〜１０７がセクタアンテナ
であることと、重み係数補正回路８０１がセクタアンテ
ナ１０４〜１０７の指向性に応じて重み係数補正処理の
角度範囲を限定するという特徴を有することにある。
【００８４】その重み係数補正回路８０１の内部構成を
図９に示す。また、アンテナ１０４〜１０７の対象範囲
及びアンテナ指向性を図１０に示す。
【００８５】更に、図１１は本実施の形態３で用いる指
向性パターン図である。この図１１に目標とする受信指
向性パターン１１００と本発明による送信重み係数補正
後の指向性パターン１１０１、及び全方向を対象範囲と
する従来方式による送信重み係数補正後の指向性パター
ン１１０２をそれぞれ示す。
【００８６】上述したように、本実施の形態３では、セ
クタアンテナ１０４〜１０７の指向性によって重み係数
補正処理の角度範囲を限定するという特徴をもっている
ので、図１０に示すアンテナ指向性から、予め図９に示
す補正制御回路９０５に誤差検出及び、重み係数の更新
を行なう角度範囲を−７０°≦θ≦７０°で設定するこ
とにする。
【００８７】重み係数補正回路８０１では受信重み係数
が求まった後、補正制御回路９０５の制御により、目標
とする指向性パターンを求める目標パターン形成回路９
０１では、−７０°≦θ≦７０°範囲での指向性パター
ンを形成する。
【００８８】一方で送信パターン形成回路９０２では、
受信重み係数を初期値として送信指向性パターンを形成
し、誤差検出部９０３で、２つのパターンの誤差を検出
する。ここで求められた誤差をもとに更新部９０４で
は、所定のアルゴリズムに従って誤差を縮小するように
送信重み係数を更新する。
【００８９】この時、補正制御回路９０５は、送信指向
性パターンの形成と誤差検出、及び送信重み係数の更新
の一連の処理を行なう角度範囲を、−７０°≦θ≦７０
°とする制御を行なう。この送信指向性パターン形成、
誤差検出、送信重み係数の更新の動作を角度範囲内（−
７０°≦θ≦７０°）で所定の繰り返し回数もしくは誤
差が一定に収束するまで行なう。
【００９０】このように、実施の形態３によれば、補正
精度を劣化させる事なく演算量を削減する事ができる。
【００９１】なお、本実施の形態３では、目標とする指
向性パターンに受信指向性パターンを用いたが他のアル
ゴリズムを用いて目標とするパターンを形成してもよ
い。また、送信重み係数の初期値に受信重み係数を用い
たが、他の任意の値を用いても差し支えない。
【００９２】（実施の形態４）図１２は、本発明の実施
の形態４に係るダイバーシチ通信装置のブロック図を示
す。但し、この図１２に示す実施の形態４において図８
の実施の形態３の各部に対応する部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。
【００９３】本実施の形態４が実施の形態３と異なる点
は、重み係数補正回路１２０１が、重み係数補正処理の
角度範囲を任意の区間に限定した場合に、指向性パター
ンの形成と誤差検出、及び送信重み係数の更新を限定さ
れた角度範囲端で折り返し、角度範囲内を交互に逆向き
に処理を行なうという特徴を有することにある。
【００９４】図１３に、重み係数補正回路１３０１のブ
ロック図を示す。この図１３に示すように、重み係数補
正回路１２０１は、受信重み係数Ｗｒをもとに目標とす
る指向性パターンを形成する目標パターン形成回路１３
０１と、送信重み係数Ｗｔより送信指向性パターンを形
成する送信指向性パターン形成回路１３０２と、この送
信指向性パターンと目標とする指向性パターンとの誤差
を検出する誤差検出部１３０３と、誤差を縮小するよう
に送信重み係数を更新する更新部１３０４と、誤差の検
出、送信重み係数の更新範囲及び更新方向を制御する補
正制御回路１３０５とを備えて構成されている。
【００９５】図１４は、本実施の形態４で用いる指向性
パターン図である。この図１４に目標とする受信指向性
パターン１４００と本発明による送信重み係数補正後の
指向性パターン１４０１、及び上記実施の形態３で形成
（片方向のみで更新）した送信重み係数補正後の指向性
パターン１４０２をそれぞれ示す。
【００９６】以下、本実施の形態４の特徴的な動作を図
１５のフロー図を参照して説明する。
【００９７】但し、本実施の形態４では更新角度範囲を
−７０°≦θ≦７０°とする。重み係数補正回路１２０
１では、受信重み係数Ｗｒが求まった後、補正制御回路
１３０５の制御に応じて目標パターン形成回路１３０１
で、−７０°≦θ≦＋７０°範囲の指向性パターンを形
成する。
【００９８】この場合、補正制御回路１３０５は、送信
指向性パターンの形成と誤差検出、及び送信重み係数Ｗ
ｔの更新の一連の処理を、まず、図１５に示すステップ
ＳＴ１５０１から始める。即ち、θに−７０°を代入し
て送信指向性パターンを形成する。
【００９９】次に、ステップＳＴ１５０２において、誤
差検出部１３０３で、−７０°での送信指向性パターン
と目標とする指向性パターンとの誤差を検出し、この検
出された誤差をもとに更新部１３０４で、所定のアルゴ
リズムに従って誤差を縮小するように送信重み係数Ｗｔ
を更新する。
【０１００】次に、ステップＳＴ１５０３において、θ
を任意の角度間隔（＝Δθ）で増加させた後、ステップ
ＳＴ１５０４において、θが処理角度範囲の端（＋７０
°≦θ）となったか否か判断し、端となっていなければ
ステップＳＴ１５０２に戻って処理を繰り返し、端とな
っていればステップＳＴ１５０５において、θに＋７０
°を代入して送信指向性パターンを形成する。
【０１０１】つまり、補正制御回路１３０５が、送信指
向性パターンの形成と誤差検出、及び送信重み係数Ｗｔ
の更新の一連の処理を、まず、−７０°から始め、θを
任意の角度間隔（＝Δθ）で増加させながら＋７０°と
なるまで順に繰り返し、＋７０°での送信指向性パター
ンが形成されるように制御する。
【０１０２】次に、ステップＳＴ１５０６において、誤
差検出部１３０３で、＋７０°での送信指向性パターン
と目標とする指向性パターンとの誤差を検出し、この検
出された誤差をもとに更新部１３０４で、所定のアルゴ
リズムに従って誤差を縮小するように送信重み係数Ｗｔ
を更新する。
【０１０３】次に、ステップＳＴ１５０７において、θ
を任意の角度間隔（＝Δθ）で減少させた後、ステップ
ＳＴ１５０８において、θが処理角度範囲の逆の端（θ
≦−７０°）となったか否か判断し、逆の端となってい
なければステップＳＴ１５０６に戻って処理を繰り返
す。
【０１０４】逆の端となっていれば、ステップＳＴ１５
０９において、補正制御回路１３０５が、誤差が一定に
収束したか否かを判断し、収束していなければステップ
ＳＴ１５０１に戻って上記一連の処理を繰り返し、収束
していれば処理を終了する。
【０１０５】このように、実施の形態４によれば、全方
位の場合だけでなく処理角度範囲が半分、もしくは任意
の範囲に限定された場合の端点での不連続の影響による
パターン近似精度の劣化を少なくすることができる。
【０１０６】なお、本実施の形態では処理角度範囲を−
７０°≦θ≦７０°とし、始点を−７０°としたが、ど
のような範囲、始点をとってもかまわない。また、目標
とする指向性パターンに受信指向性パターンを用いたが
他のアルゴリズムを用いて目標とするパターンを形成し
てもよい。更に、送信重み係数の初期値に受信重み係数
を用いたが、他の任意の値を用いても差し支えない。
【０１０７】（実施の形態５）図１６は、本発明の実施
の形態５に係るダイバーシチ通信装置のブロック図を示
す。但し、この図１６に示す実施の形態５において図１
２の実施の形態４の各部に対応する部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。
【０１０８】本実施の形態５が実施の形態４と異なる点
は、重み係数補正回路１６０１が、指向性パターンの形
成と誤差検出、及び送信重み係数の更新の一連の処理を
任意の角度間隔Δθで行ない、所定の繰り返し回数もし
くは誤差が一定に収束するまで処理を繰り返すときに、
角度間隔Δθを維持したまま、処理点となる角度をずら
して処理を行うことで角度間隔Δθの中を更に細かく補
完し、演算量を削減しながら、精度を維持できるという
特徴を有することにある。
【０１０９】図１７に、重み係数補正回路１６０１の内
部構成を示す図である。この図１７に示すように、重み
係数補正回路１６０１は、受信重み係数Ｗｒをもとに目
標とする指向性パターンを形成する目標パターン形成回
路１７０１と、送信重み係数Ｗｔより送信指向性パター
ンを形成する送信指向性パターン形成回路１７０２と、
この送信指向性パターンと目標とする指向性パターンと
の誤差を検出する誤差検出部１７０３と、誤差を縮小す
るように送信重み係数を更新する更新部１７０４、誤差
の検出、送信重み係数の更新範囲及び更新方向を制御す
る補正制御回路１７０５とを備えて構成されている。
【０１１０】図１８は本実施の形態５で用いる指向性パ
ターン図である。同図に目標とする受信指向性パターン
１８００、本発明による送信重み係数補正後の指向性パ
ターン１８０１、及び固定処理点角度での送信重み係数
補正後の指向性パターン１８０２をそれぞれ示す。
【０１１１】以下、本実施の形態５の特徴的な動作を図
１９のフロー図を参照して説明する。
【０１１２】但し、本実施の形態５では更新角度範囲を
０°≦θ＜３６０°とする。また、重み係数補正回路１
６０１では、受信重み係数Ｗｒが求まった後、補正制御
回路１３０５の制御に応じて目標パターン形成回路１３
０１で、０°≦θ＜３６０°範囲の指向性パターンを形
成する。
【０１１３】この場合、補正制御回路１７０５は、送信
指向性パターンの形成と誤差検出、及び送信重み係数Ｗ
ｔの更新の一連の処理を、まず、図１９に示すステップ
ＳＴ１９０１から始める。即ち、始点としてα＝０°を
代入した後、ステップＳＴ１９０２において、θに（０
°＋α）を代入して送信指向性パターンを形成する。
【０１１４】次に、ステップＳＴ１９０３において、誤
差検出部１７０３で、０°での送信指向性パターンと目
標とする指向性パターンとの誤差を検出し、この検出さ
れた誤差をもとに更新部１７０４で、所定のアルゴリズ
ムに従って誤差を縮小するように送信重み係数Ｗｔを更
新する。
【０１１５】次に、ステップＳＴ１９０４において、θ
を任意の角度間隔Δθ（本実施の形態ではΔθ=１０
°）で増加させた後、ステップＳＴ１９０５において、
θが３６０°を越える（３６０°＜θ）ことを判断しな
がら、３６０°＜θとなるまでステップＳＴ１９０１〜
１９０５を繰り返す。
【０１１６】次に、ステップＳＴ１９０６において、始
点を０°＋α（Δθ＝ｎα：ｎは整数、本実施の形態５
ではα=２°）ずらした角度とし、ステップＳＴ１９０
７においてα≦１０°となるまで、ステップＳＴ１９０
１〜１９０７で再度θを１０°づつ増加させながら３６
０°を越える（３６０°＜θ）まで行なう。
【０１１７】このようにして始点を８°（始点＋（ｎ−
１）α）までずらしながら、もう一方の端まで一連の処
理を行なうことを、ステップＳＴ１９０８において、所
定の繰り返し回数もしくは誤差が一定に収束するまで判
断しながら行なう。
【０１１８】このように、実施の形態５によれば、収束
速度をあげながら演算量を削減する事が可能となり、環
境の変化への追従精度も向上できる。
【０１１９】なお本実施の形態５では目標とする指向性
パターンに受信指向性パターンを用いたが他のアルゴリ
ズムを用いて目標とするパターンを形成してもよい。ま
た、送信重み係数の初期値に受信重み係数を用いたが、
他の任意の値を用いても差し支えない。
【０１２０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、１０-n（nは整数）倍という指向性利得の変
動に伴う誤差の変動範囲をより精度よく扱うことがで
き、指向性利得抑圧部の近似性を向上させることができ
る。
【０１２１】また、目標とするパターンを形成するため
の処理部を簡略化することができ、全体の処理量を少な
くすることができる。
【０１２２】また、アンテナの水平面での指向性では３
６０°の全方位内でパターンが鏡像となる任意の軸が存
在する場合に、誤差検出及び送信重み係数更新をこの半
分の領域で行ない、パターン形成時に３６０°にするこ
とで、補正精度をほぼ同程度に維持し、かつ、演算量の
削減が可能となる。
【０１２３】また、全方位の半分（１８０°範囲）を処
理の対象とする場合に比べ、セクタアンテナの指向性を
利用して受信対象範囲近辺までのパターンに限定する事
で更に演算量の削減を可能とする。
【０１２４】また、全方位の場合だけでなく処理角度範
囲が半分、もしくは任意の範囲に限定された場合の端点
での不連続の影響によるパターン近似精度の劣化を少な
くすることができる。
【０１２５】また、収束速度をあげながら演算量を削減
することが可能となり、環境の変化への追従精度も向上
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るダイバーシチ通信
装置のブロック図
【図２】上記実施の形態１のダイバーシチ通信装置にお
ける重み係数補正回路のブロック図
【図３】上記実施の形態１で用いる指向性パターン図
【図４】本発明の実施の形態２に係るダイバーシチ通信
装置のブロック図
【図５】上記実施の形態２に係るダイバーシチ通信装置
における重み係数補正回路のブロック図
【図６】上記実施の形態２のダイバーシチ通信装置にお
ける基地局のアンテナの配置と電波到来及び送出角度の
設定図
【図７】上記実施の形態２で用いる指向性パターン図
【図８】本発明の実施の形態３に係るダイバーシチ通信
装置のブロック図
【図９】上記実施の形態３に係るダイバーシチ通信装置
における重み係数補正回路のブロック図
【図１０】上記実施の形態３におけるセクタアンテナの
指向性図
【図１１】上記実施の形態３で用いる指向性パターン図
【図１２】本発明の実施の形態４に係るダイバーシチ通
信装置のブロック図
【図１３】上記実施の形態４に係るダイバーシチ通信装
置における重み係数補正回路のブロック図
【図１４】上記実施の形態４で用いる指向性パターン図
【図１５】上記実施の形態４に係るダイバーシチ通信装
置における重み係数補正処理を説明するためのフロー図
【図１６】本発明の実施の形態５に係るダイバーシチ通
信装置のブロック図
【図１７】上記実施の形態５に係るダイバーシチ通信装
置における重み係数補正回路のブロック図
【図１８】上記実施の形態５で用いる指向性パターン図
【図１９】上記実施の形態５に係るダイバーシチ通信装
置における重み係数補正処理を説明するためのフロー図
【符号の説明】
１００ 移動局 １０３ 基地局 １０４〜１０７ 基地局のアンテナ １１３ ダイバシチ受信回路 １１７，４０１，８０１，１２０１，１６０１ 重み係
数補正回路 １１８ 指向性形成回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高草木 恵二 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 行友 英記 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA11 CA01 CA06 DB01 EA04 FA25 FA26 GA02 HA06 HA10 5K059 CC04 DD07 DD10 DD33 DD35 5K067 AA00 BB02 CC24 DD44 EE02 EE10 EE32 KK03

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ダイバーシチ受信信号から推定された受
    信重み係数をもとに目標指向性パターンを求めると共
    に、任意の送信重み係数より送信指向性パターンを求
    め、前記送信指向性パターンと前記目標指向性パターン
    との誤差を検出したのち対数変換し、この対数変換され
    た誤差を縮小するように前記送信重み係数を更新する機
    能、を具備することを特徴とするダイバーシチ通信装
    置。
  2. 【請求項２】 複数のアンテナで受信された信号から受
    信重み係数を推定するダイバーシチ受信手段と、前記受
    信重み係数をもとに目標指向性パターンを形成すると共
    に、任意の送信重み係数より送信指向性パターンを形成
    し、前記送信指向性パターンと前記目標指向性パターン
    との誤差を検出したのち対数変換し、この対数変換され
    た誤差を縮小するように前記送信重み係数を更新する重
    み係数補正手段と、前記更新された送信重み係数を用い
    て送信信号に指向性を付与する指向性形成手段と、を具
    備することを特徴とするダイバーシチ通信装置。
  3. 【請求項３】 重み係数補正手段は、受信重み係数をも
    とに受信指向性パターンを形成し、前記受信指向性パタ
    ーンを任意のアルゴリズムで目標指向性パターンに変換
    する機能、を具備することを特徴とする請求項２記載の
    ダイバーシチ通信装置。
  4. 【請求項４】 重み係数補正手段は、複数のアンテナ配
    置に対する信号入射角により求まる全角度方向の信号ベ
    クトルをもとに、目標指向性パターン及び送信指向性パ
    ターンが鏡像となる角度範囲を検出し、この検出された
    鏡像の一方の角度範囲内で前記目標指向性パターン及び
    前記送信指向性パターンの形成と、誤差の検出と、前記
    送信重み係数の更新との制御を行う第１補正制御手段、
    を具備することを特徴とする請求項２又は請求項３記載
    のダイバーシチ通信装置。
  5. 【請求項５】 重み係数補正手段は、複数のアンテナが
    セクタアンテナである場合に、前記複数のセクタアンテ
    ナの指向性に応じた角度範囲を設定し、この設定された
    角度範囲内で、目標指向性パターン及び送信指向性パタ
    ーンの形成と、誤差の検出と、送信重み係数の更新との
    制御を行う第２補正制御手段、を具備することを特徴と
    する請求項２又は請求項３記載のダイバーシチ通信装
    置。
  6. 【請求項６】 重み係数補正手段は、目標指向性パター
    ン及び送信指向性パターンの形成と、誤差の検出と、送
    信重み係数の更新との制御を、設定された角度範囲の最
    小角度から最大角度まで一定角度間隔で増加させながら
    行うと共に、最大角度から最小角度まで所定角度間隔で
    減少させながら行う第３補正制御手段、を具備すること
    を特徴とする請求項２又は請求項３記載のダイバーシチ
    通信装置。
  7. 【請求項７】 重み係数補正手段は、目標指向性パター
    ン及び送信指向性パターンの形成と、誤差の検出と、送
    信重み係数の更新との制御を、設定された角度範囲内で
    制御の開始点となる角度から最大角度まで一定角度間隔
    で増加させながら行う場合に、前記開始点の角度を任意
    にずらした位置から前記一定角度間隔で増加させる動作
    を繰り返して行う第４補正制御手段、を具備することを
    特徴とする請求項２又は請求項３記載のダイバーシチ通
    信装置。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載
    のダイバーシチ通信装置、を具備することを特徴とする
    基地局装置。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載
    のダイバーシチ通信装置、を具備することを特徴とする
    移動局装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項７のいずれかに記
    載のダイバーシチ通信装置を基地局装置及び移動局装置
    に具備することを特徴とする移動体通信システム。
  11. 【請求項１１】 ダイバーシチ受信信号から推定された
    受信重み係数をもとに目標指向性パターンを求めると共
    に、任意の送信重み係数より送信指向性パターンを求
    め、前記送信指向性パターンと前記目標指向性パターン
    との誤差を検出したのち対数変換し、この対数変換され
    た誤差を縮小するように前記送信重み係数を更新するこ
    とを特徴とするダイバーシチ通信方法。
  12. 【請求項１２】 複数のアンテナで受信された信号から
    受信重み係数を推定し、この推定された受信重み係数を
    もとに目標指向性パターンを形成すると共に、任意の送
    信重み係数より送信指向性パターンを形成し、前記送信
    指向性パターンと前記目標指向性パターンとの誤差を検
    出したのち対数変換し、この対数変換された誤差を縮小
    するように前記送信重み係数を更新し、この更新された
    送信重み係数を用いて送信信号に指向性を付与すること
    を特徴とするダイバーシチ通信方法。
  13. 【請求項１３】 目標指向性パターンを形成する際に、
    受信重み係数をもとに受信指向性パターンを形成し、こ
    の形成された受信指向性パターンを任意のアルゴリズム
    で目標指向性パターンに変換することを特徴とする請求
    項１２記載のダイバーシチ通信方法。
  14. 【請求項１４】 目標指向性パターン及び送信指向性パ
    ターンの形成と、誤差の検出と、送信重み係数の更新と
    の制御を行う際に、複数のアンテナ配置に対する信号入
    射角により求まる全角度方向の信号ベクトルをもとに、
    目標指向性パターン及び送信指向性パターンが鏡像とな
    る角度範囲を検出し、この検出された鏡像の一方の角度
    範囲内で行うことを特徴とする請求項１２又は請求項１
    ３記載のダイバーシチ通信方法。
  15. 【請求項１５】 複数のアンテナがセクタアンテナであ
    る場合に、目標指向性パターン及び送信指向性パターン
    の形成と、誤差の検出と、送信重み係数の更新との制御
    を行う際、前記複数のセクタアンテナの指向性に応じた
    角度範囲を設定し、この設定された角度範囲内で行うこ
    とを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載のダイバ
    ーシチ通信方法。
  16. 【請求項１６】 目標指向性パターン及び送信指向性パ
    ターンの形成と、誤差の検出と、送信重み係数の更新と
    の制御を行う際に、設定された角度範囲の最小角度から
    最大角度まで一定角度間隔で増加させながら行うと共
    に、最大角度から最小角度まで所定角度間隔で減少させ
    ながら行うことを特徴とする請求項１２又は請求項１３
    記載のダイバーシチ通信方法。
  17. 【請求項１７】 目標指向性パターン及び送信指向性パ
    ターンの形成と、誤差の検出と、送信重み係数の更新と
    の制御を行う際に、設定された角度範囲内で制御の開始
    点となる角度から最大角度まで一定角度間隔で増加させ
    ながら行い、この場合に、前記開始点の角度を任意にず
    らした位置から前記一定角度間隔で増加させる動作を繰
    り返すことを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載
    のダイバーシチ通信方法。
  18. 【請求項１８】 ダイバーシチ受信により求められた受
    信重み係数をもとに目標指向性パターンを形成し、前記
    目標指向性パターンと送信指向性パターンとの誤差量を
    対数変換した値をもとに、所定のアルゴリズムを用いて
    送信重み係数を求めることを特徴とする送受重み係数周
    波数差補正方法。
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