JP2000114846A

JP2000114846A - 指向性アンテナ選択システム、指向性アンテナ選択方法、指向性アンテナ基地局、及び無線端末

Info

Publication number: JP2000114846A
Application number: JP10284467A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Sato; 一美佐藤; Minoru Namekata; 稔行方
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1998-10-06
Publication date: 2000-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】装置規模を縮小すると共に、最適な指向性アン
テナ選択に要する時間を短縮する。【解決部】基地局１は、報知チャネルを用いて全ての端
末３に向けて各指向性アンテナから同時に互いが直交関
係にある異なる周波数の信号を送信する。端末３は、受
信した直交周波数信号を用いて各指向性アンテナと端末
３との間の伝送路品質を測定し、伝送路品質の最も良好
な指向性アンテナを端末３との通信で利用するための情
報を送信する。これにより、基地局１と端末３とは良好
な伝送路が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の指向性アン
テナを有する無線基地局と無線端末との間で通信を行う
無線通信システムに好適な指向性アンテナ選択システ
ム、指向性アンテナ選択方法、指向性アンテナ基地局、
及び無線端末に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、屋内あるいは屋外での高速無線デ
ータ通信システムが必要とされている。高速なデータ通
信を実現する無線通信システムでは、送信された信号が
建物などによる反射により様々な経路を通って受信され
るマルチパス干渉の軽減が必要である。

【０００３】マルチパス干渉が生じると受信特性が著し
く劣化してしまう。一般に耐マルチパス受信方式として
等化器が用いられるが、高速無線通信システムに適用す
るには装置規模が大きく、小型化、低消費電力の点で極
めて不利で現実的でない。

【０００４】そこで、無線基地局（以下、基地局とい
う）と無線端末（以下、端末という）とのアンテナのう
ち少なくとも一方を複数の指向性アンテナで構成するこ
とにより、最適な伝搬パスを選択する機能を有した無線
通信システムが提案されている。この提案では、全アン
テナの受信信号のうちの適宜の信号を選択可能にするこ
とにより、最も良好な通信品質が得られるアンテナ又は
アンテナの組合せ（以下、最適アンテナという）に対応
した最適な伝搬パスを使用する。

【０００５】この提案の方式では、適応自動等化器等に
よる複雑な処理を必要としないので、無線送受信部に比
較的簡単な回路を付加するだけでマルチパスの影響を緩
和することができる。

【０００６】基地局側において複数の指向性アンテナを
利用する送信を行う場合には、これらの複数の指向性ア
ンテナから最適アンテナを選択する方法としては次の二
通りが挙げられる。

【０００７】一つは、基地局側で、複数の指向性アンテ
ナを１つずつ時間的に切り替えながら既知信号系列を送
信し、端末では各指向性アンテナから送信された既知信
号系列の受信品質を測定する方法である。端末は、各指
向性アンテナから送信された既知信号を用いて受信品質
を測定した後、その結果を基地局に送信する。基地局は
端末からの送信情報に基づいて、最も高い受信品質が得
られる指向性アンテナを送信アンテナとして設定する。

【０００８】もう一つの最適アンテナ選択方法は、特開
平９−２１９６７５号公報によって開示された方法であ
る。この提案における伝搬パス選択方法は、基地局にお
いて複数の指向性アンテナを用いて同時に周波数が異な
る複数のアンテナ選択用の信号を端末に送信するもので
ある。この場合には、アンテナ選択用の既知信号系列を
送信する期間をτとして、各アンテナから送信される信
号周波数ｆ1 ，ｆ2 ，…同士の周波数間隔をΔｆとする
と、基地局は、Δｆ＞１／τの関係が成立するように、
既知信号系列を設定する。

【０００９】これにより、受信側では、各指向性アンテ
ナから送信される信号同士の干渉及び周波数の相違によ
る歪み量の差の影響を受けることなく、受信品質を正確
に測定することが可能である。端末は、受信信号を周波
数解析し、各周波数スペクトルを用いて受信品質を測定
して、測定結果を用いて最適な指向性アンテナを選択す
る。

【００１０】この方式によれば、各指向性アンテナから
同時にアンテナ選択用の信号を送信することができるの
で、指向性アンテナを一つずつ切り替えて既知信号系列
を送信する場合に比べて、最適指向性アンテナの選択に
要する時間を大幅に短縮することができる。

【００１１】しかしながら、特開平９−２１９６７５号
公報の提案では、基地局は、周波数が相違するアンテナ
選択用の複数の信号を生成するために複数の発振器を設
ける必要があり、装置規模が増大してしまうという問題
があった。また、この提案では、アンテナ選択用信号を
送信するタイミングについては規定されていない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来、基
地局は、周波数が相違するアンテナ選択用の複数の信号
を生成するために複数の発振器を設ける必要があり、装
置規模が増大してしまうという問題点があった。また、
アンテナ選択用信号を送信するタイミングについては規
定されていないという問題点もあった。

【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、情報信号送信用の回路部分を兼用してアン
テナ選択用信号を送信可能にすることにより装置規模を
縮小することができる指向性アンテナ選択システム、指
向性アンテナ選択方法、指向性アンテナ基地局、及び無
線端末を提供することを目的とする。

【００１４】また、本発明は、基地局がアンテナ選択用
の信号を送信するタイミングを規定することによりに、
指向性アンテナ選択用信号の送信時間を短縮化すること
を可能にして、最適指向性アンテナの選択に要する時間
を短縮することができる指向性アンテナ選択システム、
指向性アンテナ選択方法、指向性アンテナ基地局、及び
無線端末を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
基地局指向性アンテナ選択装置は、基地局に、複数の指
向性アンテナと、前記複数の指向性アンテナから出力す
る送信信号に、所定周期でアンテナ制御用信号フィール
ドを挿入する制御用信号フィールド挿入手段と、前記制
御用信号フィールド挿入手段により挿入された前記アン
テナ制御用信号フィールドにて、直交関係を有し相互に
周波数が異なる直交周波数信号を前記複数の指向性アン
テナから送信する直交周波数信号送信手段とを具備し、
無線端末に、前記直交周波数信号送信手段により送信さ
れた前記直交周波数信号を受信する直交周波数信号受信
手段と、前記直交周波数信号受信手段により受信した前
記直交周波数信号に基づいて、前記複数の指向性アンテ
ナの伝送品質を測定する伝送品質測定手段と、前記伝送
品質測定手段の測定結果に基づいて前記複数の指向性ア
ンテナのうち少なくとも１つを選択するための指向性ア
ンテナ選択情報を前記基地局に送信するアンテナ選択情
報送信手段とを具備し、前記無線端末から前記指向性ア
ンテナ選択情報を受信し、該指向性アンテナ選択情報に
基づいて前記複数の指向性アンテナのうち少なくとも１
つを選択する指向性アンテナ選択手段を基地局に具備し
たものであり、本発明の請求項８に係る指向性アンテナ
選択方法は、基地局の複数の指向性アンテナから出力す
る送信信号に、所定周期でアンテナ制御用信号フィール
ドを挿入する第１のステップと、前記第１のステップに
より挿入された前記アンテナ制御用信号フィールドに
て、直交関係を有し相互に周波数が異なる直交周波数信
号を前記複数の指向性アンテナから送信する第２のステ
ップと、前記直交周波数信号送信手段により送信された
前記直交周波数信号を受信する無線端末側の第３のステ
ップと、前記第３のステップにより受信した前記直交周
波数信号に基づいて、前記複数の指向性アンテナの伝送
品質を測定する第４のステップと、前記第４のステップ
の測定結果に基づいて前記複数の指向性アンテナのうち
少なくとも１つを選択するための指向性アンテナ選択情
報を前記基地局に送信する第５のステップと、前記無線
端末から前記指向性アンテナ選択情報を受信し、該指向
性アンテナ選択情報に基づいて、前記複数の指向性アン
テナのうち少なくとも１つを選択する第６のステップと
を具備したものであり、本発明の請求項９に係る指向性
アンテナ基地局は、少なくとも１つの無線端末と通信を
行う指向性アンテナ基地局において、複数の指向性アン
テナと、前記複数の指向性アンテナから出力する送信信
号に、所定周期でアンテナ制御用信号フィールドを挿入
する制御用信号フィールド挿入手段と、前記制御用信号
フィールド挿入手段により挿入された前記アンテナ制御
用信号フィールドにて、直交関係を有し相互に周波数が
異なる直交周波数信号を前記複数の指向性アンテナから
送信する直交周波数信号送信手段と、前記無線端末か
ら、前記複数の指向性アンテナを選択するための指向性
アンテナ選択情報を受信する選択情報受信手段と、前記
選択情報受信手段で受信した前記指向性アンテナ選択情
報に基づいて前記複数の指向性アンテナのうち少なくと
も１つを選択する指向性アンテナ選択手段とを具備した
ものであり、本発明の請求項１０に係る無線端末は、少
なくとも１つの基地局と通信を行う無線端末において、
前記基地局から複数の指向性アンテナを介して送信され
た、アンテナ制御用信号フィールドにて、直交関係を有
し相互に周波数が異なる直交周波数信号を受信する直交
周波数信号受信手段と、前記直交周波数信号受信手段に
より受信した前記直交周波数信号に基づいて、前記複数
の指向性アンテナに基づく伝送品質を測定する伝送品質
測定手段と、前記伝送品質測定手段の測定結果に基づい
て前記複数の指向性アンテナのうち少なくとも１つを選
択するための指向性アンテナ選択情報を前記基地局に送
信するアンテナ選択情報送信手段とを具備したものであ
る。

【００１６】本発明の請求項１において、基地局は、直
交周波数信号送信手段によって、複数の指向性アンテナ
から直交関係を有し相互に周波数が異なる複数の直交周
波数信号を送信する。無線端末は、複数の指向性アンテ
ナから送信された直交周波数信号を受信する。これらの
直交周波数信号は直交関係を有しているので、相互に影
響を受けることなく分離抽出することができる。無線端
末は、受信した直交周波数信号によって、各指向性アン
テナに基づく複数の伝送路の品質を測定し、良好な伝送
路を得るために１つ以上の指向性アンテナを選択するた
めの指向性アンテナ選択情報を送出する。基地局は、指
向性アンテナ選択手段によって、指向性アンテナ選択情
報に基づく１つ以上のアンテナを選択する。

【００１７】本発明の請求項８において、基地局は、周
波数が異なり直交関係を有する直交周波数信号を各指向
性アンテナから夫々送信させる。端末は直交周波数信号
を受信して、各指向性アンテナに基づく伝送路の品質を
夫々測定し、良好な伝送路を得るための１つ以上の指向
性アンテナを選択するための指向性アンテナ選択情報を
送出する。基地局は、指向性アンテナ選択情報に基づい
て、１つ以上の指向性アンテナを選択する。

【００１８】本発明の請求項９において、基地局は、周
波数が異なり直交関係を有する直交周波数信号を各指向
性アンテナから夫々送信させる。この送信信号に応答し
て端末から送信された指向性アンテナ選択情報を受信し
て、複数の指向性アンテナのうち少なくとも１つを選択
する。

【００１９】本発明の請求項１０においては、周波数が
異なり直交関係を有する直交周波数信号が基地局の複数
の指向性アンテナから送信され、無線端末は、この基地
局からの信号を受信して、各指向性アンテナに基づく伝
送品質を測定し、良好な伝送路を得るための１つ以上の
指向性アンテナを選択するための指向性アンテナ選択情
報を送出する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係る
指向性アンテナ選択システムの一実施の形態を示すブロ
ック図である。図１（ａ）は基地局を示し、図１（ｂ）
は端末を示している。本実施の形態は、少なくとも１つ
の基地局と複数の端末によって構成された無線通信シス
テムに適用した例である。

【００２１】基地局１は、複数の狭指向性ビームＢ1 ，
Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 を形成することが可能な基地局アンテ
ナ部２を有している。基地局アンテナ部２は、例えば、
夫々狭指向性ビームＢ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 を形成する
４つの指向性アンテナ（図示せず）によって構成され
る。基地局１は、後述するように、基地局アンテナ部２
からの狭指向性ビームＢ1 乃至Ｂ4 によって、相互に直
交関係を有する異なる周波数のアンテナ選択用信号を同
時に送信することができるようになっている。

【００２２】基地局アンテナ部２は、狭指向性ビームＢ
1 乃至Ｂ4 が全体として基地局１の通信エリア内の全方
向をカバー可能なように４つの指向性アンテナが配置さ
れている。なお、基地局アンテナ部２を構成する指向性
アンテナ数は４としたが、この数は特に４個に限定され
ないことは明らかである。

【００２３】基地局１の送信信号生成部６は、通常の情
報信号である送信データ信号を生成すると共に、各種の
送信制御信号を生成して送信信号切替え部10に出力する
ようになっている。

【００２４】本実施の形態においては、基地局１は直交
周波数信号生成部９を有している。直交周波数信号生成
部９は、端末３との間の伝送路の品質が最適となる指向
性アンテナを選択するためのアンテナ選択用信号とし
て、互いが直交関係にある異なる周波数の信号（直交周
波数信号）を生成する。

【００２５】送信信号切替え部10は、送信信号生成部６
の出力と直交周波数信号生成部９の出力とを時分割に切
換え選択して送信部７に出力するようになっている。本
実施の形態においては、送信信号切替え部10は、報知チ
ャネルの全時間区間又はその一部の時間区間には直交周
波数信号生成部９の出力が送信されるように選択を行
い、その他の期間には送信信号生成部６の出力が送信さ
れるように選択を行うようになっている。

【００２６】図２は基地局１からの送信信号のチャネル
構成を説明するための説明図である。

【００２７】図２に示すように、報知チャネルは、送信
信号中に定期的に一定時間だけ挿入されるようになって
いる。報知チャネルは狭指向性ビームＢ1 乃至Ｂ4 の全
てを用いて全ての端末に信号を送信する期間である。図
２の例では報知チャネルの一部の期間（以下、アンテナ
制御用信号フィールドともいう）において、直交周波数
信号生成部９の出力が送信される。このように直交周波
数信号を報知チャネルの一部の区間を用いて送信しても
よく、また、全区間を用いて送信してもよい。更に、複
数報知チャネルおきに、直交周波数信号の伝送区間が存
在してもよい。

【００２８】なお、報知チャネルにおいては、送信信号
生成部６からの基地局ＩＤ及びシステム情報等の送信制
御信号も送信することもできるようになっている。ま
た、報知チャネル以外の期間には送信制御信号及び送信
データ信号が送信される。

【００２９】送信部７は、入力された信号に対して、無
線周波数への変換処理及びフィルタリングによる帯域外
輻射の抑圧処理等を行って、送受切替え部５を介して基
地局アンテナ部２に出力するようになっている。

【００３０】基地局アンテナ部２は、送信部７からの信
号を送信すると共に、受信信号を送受切替え部５を介し
て受信部８に供給するようになっている。送受切替え部
５は、送信部７からの信号を基地局アンテナ部２に出力
すると共に、基地局アンテナ部２からの受信信号を受信
部８に出力するようになっている。受信部８は、受信信
号に対して同期処理及び周波数変換処理等の所定の受信
処理を行って、受信データ信号、受信制御信号及び受信
アンテナ情報信号等を得るようになっている。受信部８
は、受信アンテナ情報信号についてはアンテナ切替え部
11に出力する。

【００３１】アンテナ切替え部11は、基地局アンテナ部
２が使用するアンテナを切換えるようになっている。ア
ンテナ切替え部11は、報知チャネルの信号については、
基地局アンテナ部２の全てのアンテナを用いて、信号を
端末３に送信させるようになっている。また、アンテナ
切替え部11は、報知チャネル以外の信号については、受
信アンテナ情報信号に基づいて選択した１つ以上の最適
な指向性アンテナを用いて、信号を端末３に送信させる
ようになっている。

【００３２】図３は横軸に周波数をとり縦軸に電力をと
って、狭指向性ビームＢ1 乃至Ｂ4を形成する４つの指
向性アンテナから送信される指向性アンテナ選択用の直
交周波数信号の電力スペクトルの一例を示すスペクトル
図である。

【００３３】図３に示すように、直交周波数信号生成部
９が生成する直交周波数信号ｓ1 乃至ｓ4 は、中心周波
数がｆ1 乃至ｆ4 である。直交周波数信号ｓ1 乃至ｓ4
は夫々４つの指向性アンテナに供給される。各信号ｓ1
乃至ｓ4 の電力スペクトルＳ-1乃至Ｓ-4は夫々実線、一
点鎖線、単破線及び長破線によって示してある。本実施
の形態においては、信号ｓ1 乃至ｓ4 は、周波数スペク
トルＳ-1乃至Ｓ-4が全て互いに直交するように配置され
ている。

【００３４】例えば、図３に示すように、時間間隔Ｔの
正弦波を各指向性アンテナから送信するものとすると、
中心周波数ｆ1 乃至ｆ4 同士の各周波数間隔が１／Ｔの
整数倍となるように設定する。

【００３５】この場合には、アンテナ選択用の直交周波
数信号ｓ1 乃至ｓ4 の各電力スペクトル同士が直交関係
を有することから、４つの指向性アンテナがこれらの信
号ｓ1 乃至ｓ4 を同時に送信した場合でも、直交周波数
信号は相互に干渉することなく伝送されることになる。

【００３６】なお、マルチパスによって選択性フェージ
ングが存在している場合には、周波数の相違によって歪
み量が異なるので、この場合には、歪み量の差の影響を
低減するために、中心周波数ｆ1 乃至ｆ4 同士の周波数
間隔を選択性フェージング周期に比べて十分に狭い値に
設定することが望ましい。

【００３７】一方、端末３は、無指向性の端末アンテナ
４を有する。端末アンテナ４は受信信号を送受切替え部
12に供給する。送受切替え部12は、端末アンテナ４から
の受信信号を受信部13に供給すると共に、送信部17から
の送信信号を端末アンテナ４に供給するようになってい
る。受信部13は、受信信号に対して、同期処理及び周波
数変換処理等の所定の受信処理を施した後、受信信号切
替え部14に供給する。

【００３８】受信信号切替え部14は、入力された受信信
号が直交周波数信号である場合には、この受信信号を伝
送路品質測定部15に供給し、その他の受信データ信号及
び受信制御信号については図示しない受信信号の処理部
に供給するようになっている。

【００３９】伝送路品質測定部15は、受信信号の電力ス
ペクトルを解析し、各指向性アンテナに対応する電力ス
ペクトルの解析結果に基づいて、端末３と基地局１との
間の伝送路の品質を各指向性アンテナ毎に測定する。伝
送路品質測定部15は、伝送路品質の測定結果をアンテナ
情報生成部16に出力する。

【００４０】アンテナ情報生成部16は、伝送路品質の測
定結果に基づいて、いずれの指向性アンテナを用いた場
合に伝搬パスの品質が高くなるかを判別し、少なくとも
１つ以上の最適指向性アンテナを選択するための最適指
向性アンテナ情報を生成して送信部17に出力するように
なっている。

【００４１】送信信号生成部18は、最適指向性アンテナ
情報以外のデータ信号及び制御信号を生成して送信部17
に出力する。送信部17は、最適指向性アンテナ情報信
号、データ信号及び制御信号に対して所定の送信信号処
理を施した後、これらの信号を時分割又は周波数分割で
送受切替え部12を介して端末アンテナ４に供給するよう
になっている。

【００４２】次に、このように構成された実施の形態の
動作について図４のフローチャートを参照して説明す
る。図４は破線の左側に基地局の処理を示し、右側に端
末の処理を示している。図４は指向性アンテナ選択まで
の動作手順を説明するためのものである。

【００４３】最適指向性アンテナの選択動作が開始され
ると、基地局１は、図４のステップＳ1 において送信フ
ィールドが報知チャネルであるか否かを判別する。報知
チャネルでない場合には、送信信号生成部６からの送信
データ信号が送信される。

【００４４】報知チャネルになると、処理がステップＳ
2 に移行して、アンテナ制御用信号フィールドであるか
否かが判断される。アンテナ制御用信号フィールドでな
いものと判断された場合には、送信信号生成部６からの
送信制御信号の送信が行われる。ステップＳ2 において
アンテナ制御用信号フィールドであるものと判断された
場合には、次のステップＳ3 において、全ての指向性ア
ンテナから直交周波数信号を送信する。

【００４５】即ち、直交周波数信号生成部９は、例えば
図３に示す、指向性アンテナ選択用の直交周波数信号ｓ
1 乃至ｓ4 を生成し、送信信号切替え部10を介して送信
部７に出力する。送信部７によって、直交周波数信号ｓ
1 乃至ｓ4 に所定の送信処理が施された後、送受切替え
部５を介して各信号ｓ1 乃至ｓ4 は、夫々基地局アンテ
ナ２の４つのアンテナに供給される。こうして、基地局
アンテナ２からは、４つの狭指向性ビームＢ1 乃至Ｂ4
が形成されて、相互に直交する異なる４つの周波数の直
交周波数信号が同時に全方位に向けて送信される。

【００４６】直交周波数信号は端末３において受信され
る。端末３の端末アンテナ４は狭指向性ビームＢ1 乃至
Ｂ4 による４つの直交周波数信号を受信し送受切替え部
12を介して受信部13に供給する。なお、端末３は、基地
局１から送信される指向性アンテナ選択用の直交周波数
信号を毎回受信してもよいし、何回かおきに受信しても
よい。

【００４７】受信部13は所定の受信信号処理を行う。受
信部13の出力は受信信号切替え部14を介して伝送路品質
測定部15に供給される。伝送路品質測定部15は受信した
４つの直交周波数信号の電力スペクトルを用いて、伝送
路品質を各指向性アンテナ毎に測定し、測定結果をアン
テナ情報生成部16に出力する。

【００４８】直交周波数信号ｓ1 乃至ｓ4 は直交関係を
有するので、各指向性アンテナに基づく伝送路品質を相
互の影響を受けることなく個別に測定可能である。

【００４９】アンテナ情報生成部16は、ステップＳ7 に
おいて、測定結果に基づいて、少なくとも１つ以上の最
適指向性アンテナを選択するため最適指向性アンテナ情
報を生成する。最適指向性アンテナ情報は、送信部17に
供給される。

【００５０】送信部17は、ステップＳ8 において、送信
フィールドがアンテナ情報信号フィールドであるか否か
を判断する。アンテナ情報信号フィールドでない場合に
は、送信部17は、送信信号生成部18からのデータ信号及
び制御信号等を送受切替え部12を介して端末アンテナ４
に供給する。アンテナ情報信号フィールドである場合に
は、送信部17は、ステップＳ9 において、最適指向性ア
ンテナ情報信号を送信する。この送信信号は送受切替え
部12を介して端末アンテナ４に供給され、基地局１に送
信される。

【００５１】ステップＳ10では、基地局１において最適
指向性アンテナ情報信号が受信される。送受切替え部５
は受信した信号を受信部８に供給する。受信部８は、受
信信号に対して所定の受信処理を行い、受信アンテナ情
報信号としてアンテナ切替え部11に出力する。

【００５２】アンテナ切替え部11は、受信アンテナ情報
信号に基づいて、最適指向性アンテナを選択し、端末３
に対する通信においては、選択した最適指向性アンテナ
を用いる。なお、指向性アンテナ選択後においても、報
知チャネルについては全ての指向性アンテナによって送
信が行われる。

【００５３】このように、本実施の形態においては、基
地局が報知チャネルによって指向性アンテナ選択用の信
号を送信するようになっており、端末は報知チャネルの
アンテナ制御フィールドを一度受信するだけで、最適な
指向性アンテナを選択することが可能となる。従って、
短時間で指向性アンテナの選択が可能となり、通信品質
を向上させることができる。端末は定期的に報知チャネ
ルを受信し、最適な指向性アンテナを選択するので、端
末の移動等によって最適な指向性アンテナが変化した場
合でも、迅速に対応可能である。

【００５４】更に、指向性アンテナ選択用の信号として
直交関係を有する異なる周波数の信号を用いて全ての指
向性アンテナから同時に送信するようになっており、短
時間で指向性アンテナの選択が可能である。

【００５５】図５は本発明の他の実施の形態を示すブロ
ック図である。図５において図１と同一の構成要素には
同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態は、４
つの指向性アンテナによって構成される基地局の具体的
な構成を示している。

【００５６】基地局41は、４つの指向性アンテナ２-1乃
至２-4を有している。基地局41は、４つの指向性アンテ
ナ２-1乃至２-4から同時に直交する異なる周波数の指向
性アンテナ選択用信号を送信するために、４つの送信系
統を有している。

【００５７】各送信系統は、指向性アンテナ選択用の直
交周波数信号を生成する直交周波数信号生成部９-1乃至
９-4を夫々具備する。報知チャネルで指向性アンテナを
選択するための直交周波数信号を送信する場合には、直
交周波数信号生成部９-1乃至９-4は夫々相互に直交する
異なる周波数の信号を生成し、送信信号切替え部10-1乃
至10-4を介して送信部７-1乃至７-4に供給する。

【００５８】なお、送信信号切替え部10-1乃至10-4は、
各送信系統が個々に備えていてもよく、また、全送信系
統で単一の送信信号切替え部10を共有してもよい。

【００５９】送信部７-1乃至７-4は、入力された信号に
対して、周波数変換処理及びフイルタリング処理等の送
信処理を行った後、送受切替え部５-1乃至５-4に出力す
る。送受切替え部５-1乃至５-4は夫々送信部７-1乃至７
-4の出力を指向性アンテナ２-1乃至２-4に供給すると共
に、アンテナ２-1乃至２-4の受信信号を受信部８-1乃至
８-4に供給するようになっている。

【００６０】指向性アンテナ２-1乃至２-4は、例えば、
狭指向性ビームＢ1 乃至Ｂ4 を形成するようになってお
り、アンテナ切替え部11に制御されて、送信信号を放射
するようになっている。

【００６１】なお、アンテナ切替え部11は、受信時にお
いても、全ての指向性アンテナ２-1乃至２-4を用いるこ
となく、少なくとも１つ以上の指向性アンテナを選択し
て受信させるようにしてもよい。端末からの送信信号を
複数の指向性アンテナで受信する場合には、各指向性ア
ンテナに対応する受信部の出力はダイバーシチ合成され
てもよいし、受信部８-1乃至８-4の出力のうちのいずれ
かを選択して出力してもよい。

【００６２】受信部８-1乃至８-4は、夫々指向性アンテ
ナ２-1乃至２-4によって受信された受信信号が与えられ
て、所定の受信処理をおこなう。受信部８-1乃至８-4
は、受信信号に最適指向性アンテナ情報信号が含まれる
場合には、この信号を受信アンテナ情報信号としてアン
テナ切替え部11に供給するようになっている。

【００６３】送信信号生成部６は送信制御信号及び送信
データ信号を生成し、報知チャネル信号については全て
の送信信号切替え部10-1乃至10-4に供給する。報知チャ
ネル信号以外の信号、即ち、特定の指向性アンテナによ
って送信する送信信号については、送信信号生成部６の
出力は対応する送信信号切替え部に供給される。

【００６４】なお、報知チャネルであるか否かに拘わら
ず、送信信号生成部６の出力信号を全ての送信信号切替
え部10-1乃至10-4に供給するようにしてもよい。この場
合でも、アンテナ切替え部11の制御によって指向性アン
テナを選択することにより、特定の指向性アンテナから
の送信が可能である。

【００６５】他の構成は図１の実施の形態と同様であ
る。

【００６６】次に、このように構成された実施の形態の
動作について図６のフローチャートを参照して説明す
る。図６は破線の左側が基地局の処理を示し、右側が端
末の処理を示している。図６において図５と同一の手順
には同一符号を付して説明を省略する。

【００６７】図６は指向性アンテナ選択用の信号による
伝送路品質の測定を複数回行う場合の動作を示してい
る。なお、本実施の形態においても、図４の動作フロー
を適用することができることは明らかである。

【００６８】送信側の処理は図４のフローと同様であ
る。直交周波数信号以外の信号については、送信信号生
成部６によって生成される。送信信号生成部６からの送
信データ信号及び送信制御信号は、全ての送信信号切替
え部10-1乃至10-4又は特定の送信信号切替え部に供給さ
れる。送信部７-1乃至７-4は、送信信号切替え部10-1乃
至10-4を介して入力された信号に送信処理を施し、送受
切替え部５-1乃至５-4を介して指向性アンテナ２-1乃至
２-4に供給する。

【００６９】一方、直交周波数信号ｓ1 乃至ｓ4 は、直
交周波数信号生成部９-1乃至９-4によって生成される。
この信号ｓ1 乃至ｓ4 は、夫々送信信号切替え部10-1乃
至10-4を介して送信部７-1乃至７-4に供給され、ステッ
プＳ3 において夫々指向性アンテナ２-1乃至２-4から送
信される。

【００７０】受信側において、端末３は、ステップＳ6
において伝送路品質の測定を行った後に、ステップＳ15
において伝送路品質のランク付けを送信側の各指向性ア
ンテナ２-1乃至２-4毎に行う。端末３はランク付けの結
果を記憶しておく。次に、ステップＳ16によって最初の
ランク付けであったか否かが判断される。いま、最初の
ランク付けであったものとすると、次のステップＳ17に
おいて、伝送路品質測定及びランク付けの回数を示すｎ
を１に初期化する。

【００７１】次いで、ステップＳ19において、ｎが予め
設定した回数Ｎに到達したか否かが判断される。Ｎが２
以上であるものとすると、処理をステップＳ20に移行
し、ｎをインクリメントする。

【００７２】一方、基地局１においては、適宜の報知チ
ャネル毎に又は毎報知チャネルで直交周波数信号を送信
している。端末３は、直交周波数信号を受信すると、ス
テップＳ6 において伝送路品質の測定を行い、ステップ
Ｓ15においてランク付けを行う。この場合には、最初の
ランク付けではないので、ステップＳ18に移行して、新
たなランク付けによって各指向性アンテナ２-1乃至２-4
毎にランクを更新する。なお、ランク付けの更新は、前
回までの全てのランク付けの結果に基づいて行われる。

【００７３】次のステップＳ19において、伝送路品質及
びランク付けの回数ｎがＮに到達したか否かを判断す
る。ｎがＮに到達していない場合には、ステップＳ20，
ステップＳ5 乃至ステップＳ19の処理を繰返す。ｎがＮ
に到達した場合には、処理をステップＳ7 に移行する。

【００７４】ステップＳ7 ではアンテナ選択が行われ
る。この場合には、アンテナ情報生成部16（図１参照）
は、ランク付けの結果に基づいて、最も良好な伝搬パス
を得るための１つ以上の最適指向性アンテナを指定する
最適指向性アンテナ情報を生成する。

【００７５】ステップＳ8 以降の処理は図４の動作フロ
ーと同様である。

【００７６】なお、図６のフローチャートにおいては、
伝送路品質の測定毎にランク付けの更新を行ったが、伝
送路品質の測定毎に今までのトータルのランク付けを更
新しなくても、各アンテナ毎の伝送路品質の測定結果又
はランク付けをＮ回分記憶しておき、この結果を用いて
１つ以上の最適な指向性アンテナを選択してもよい。

【００７７】このように、本実施の形態においては、図
１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【００７８】また、図６の動作フローを採用した場合に
は、複数回の伝送路品質の測定結果を用いて１つ以上の
最適指向性アンテナを選択しているので、図４の動作フ
ローを採用した場合に比して、瞬時的な伝送路品質の劣
化の影響を低減した正確な伝送路品質の測定が可能であ
るという利点がある。

【００７９】図７は本発明の他の実施の形態を説明する
ためのスペクトル図である。図７は横軸に周波数をとり
縦軸に電力レベルをとって、基地局が送信する指向性ア
ンテナ選択用の直交周波数信号の電力スペクトルを示し
ている。図７の破線は周波数選択性フェージングの変化
を示している。

【００８０】マルチパス環境においては、周波数選択性
フェージングによって周波数の違いによる異なる歪みが
生じる。従って、４本の指向性アンテナ選択用の信号と
して周波数帯域が異なる４つの直交周波数信号を用いた
場合には、指向性アンテナ毎に周波数選択フェージング
の影響が異なることから、伝送路の品質を高精度に測定
することができないことがある。そこで、各指向性アン
テナから異なる周波数帯の直交周波数信号を送信させる
ことによって、周波数選択性フェージングの影響を軽減
することができる。

【００８１】本実施の形態のハードウェア構成は、図１
又は図５の実施の形態と同様であり、図示を省略する。

【００８２】例えば、直交周波数信号を図５の指向性ア
ンテナ２-1乃至２-4に供給するものとする。この場合に
は、指向性アンテナ２-1に直交関係を有し周波数が異な
る３つの直交周波数信号ｓ1-1 ，ｓ1-2 ，ｓ1-3を与え
て送信させる。同様に、指向性アンテナ２-2乃至２-4に
は、夫々、直交関係を有し周波数が異なる直交周波数信
号ｓ2-1 乃至ｓ2-3 ，ｓ3-1 乃至ｓ3-3 ，ｓ4-1 乃至ｓ
4-3 を供給する。これらの直交周波数信号ｓ1-1 乃至ｓ
1-3 ，ｓ2-1 乃至ｓ2-3 ，ｓ3-1 乃至ｓ3-3 ，ｓ4-1 乃
至ｓ4-3 は相互に直交関係を有し、中心周波数は夫々ｆ
1-1 乃至ｆ1-3，ｆ2-1 乃至ｆ2-3 ，ｆ3-1 乃至ｆ3-3
，ｆ4-1 乃至ｆ4-3 である。

【００８３】図５に示すように、指向性アンテナ２-1に
供給される３つの直交周波数信号ｓ1-1 乃至ｓ1-3 は中
心周波数同士の間隔が比較的広い。同様に、各指向性ア
ンテナ２-2乃至２-4に供給される各３つずつの直交周波
数信号の中心周波数同士も、夫々比較的広い間隔を有す
る。また、各指向性アンテナ２-1乃至２-4が送信する直
交周波数ｓ1-1 乃至ｓ4-1 の中心周波数同士は、比較的
隣接している。同様に、各指向性アンテナ２-1乃至２-4
が送信する信号には、近接した帯域の直交周波数信号が
含まれる。

【００８４】このように構成された実施の形態において
は、各指向性アンテナは、夫々比較的帯域が離れた複数
の直交周波数信号を送信する。また、帯域が近接した複
数の直交周波数信号が全ての指向性アンテナによって送
信される。

【００８５】端末は、例えば図７の直交周波数信号を一
括受信し、各指向性アンテナから送信される複数のスペ
クトルについて夫々伝送路品質を測定し、各指向性アン
テナについて得られた複数の測定結果から、各指向性ア
ンテナ毎に平均の伝送路品質を求める。

【００８６】各指向性アンテナに対して複数の異なる周
波数の信号を用いて伝送路品質を測定しているので、周
波数選択性フェージングの影響を軽減して、各指向性ア
ンテナによる平均的な伝送路品質を求めることができ
る。

【００８７】このように、本実施の形態においては、各
指向性アンテナに指向性アンテナ選択用信号として複数
の帯域の直交周波数信号を送信させており、図１及び図
５の実施の形態よりも、より正確に各指向性アンテナ毎
の伝送路品質を測定することができる。これにより、通
信品質を一層向上させることができる。

【００８８】ところで、端末の伝送路品質測定部15（図
１参照）による伝送路品質の測定方法としては種々の方
法が考えられる。図８は伝送路品質測定の具体的な方法
の一例を示すスペクトル図である。図８は各周波数毎の
電力スペクトルをＩ，Ｑ軸上の複素スペクトルで示して
いる。図８（ａ）は基地局の指向性アンテナ２-1乃至２
-4（図５参照）から出力される直交周波数信号の中心周
波数ｆ1 乃至ｆ4 のスペクトルを示し、図８（ｂ）は端
末が受信した各直交周波数信号の中心周波数ｆ1 乃至ｆ
4 のスペクトルを示し、図８（ｃ）は送信信号と受信信
号との相関値を示している。なお、図８はアナログの複
素スペクトルを周波数間隔でサンプリングした線スペク
トルとして表したものである。

【００８９】基地局において生成された指向性アンテナ
選択用の直交周波数信号は、端末において受信される。
この場合において、伝送途中で歪みが生じなければ、端
末で受信した指向性アンテナ選択用信号の複素スペクト
ルは、基地局で生成された信号の複素スペクトルに一致
する。

【００９０】しかし、伝送路は周波数選択性フェージン
グが生じることから、周波数の相違によって位相及び振
幅（電力）が異なる歪みが生じる。図８（ａ），（ｂ）
においては、中心周波数ｆ2 の複素スペクトルには殆ど
歪みが生じていないが、中心周波数ｆ4 の複素スペクト
ルには大きな歪みが生じていることを示している。この
歪み量を定量的に測定する方法として、送信信号の複素
スペクトルＳ(f) と受信信号の複素スペクトルＲ(f) と
の相関を算出する方法が挙げられる。

【００９１】相関値Ｃ(f) は下記（１）式によって表さ
れる。但し、＊は複素共役を示す。

【００９２】受信信号に位相歪みがない場合には、相関値Ｃ(f) の位
相は０となるので、この場合の相関値Ｃ(f) はＩ軸上に
存在する。また、受信信号の電力の劣化がなければ、相
関値Ｃ(f) の電力は送信信号Ｓ(f) の２乗になる。つま
り、Ｃ(f) の位相が０に近く、Ｃ(f) の電力が大きい
程、伝送路品質が優れているものと判断することができ
る。

【００９３】この関係を利用して、相関値Ｃ(f) を各中
心周波数ｆ1 乃至ｆ4 で夫々算出する。これにより、各
直交周波数信号毎に伝送路品質を測定することが可能と
なり、その結果を用いて最適な指向性アンテナを選択す
ることができる。

【００９４】図８（ｃ）は直交周波数信号の送信信号Ｓ
(f) と受信信号Ｒ(f) との相関値Ｃ(f) を示している。
図８の例では、指向性アンテナ２-2が端末との通信に最
適であるものと判断することができる。なお、選択する
指向性アンテナは１つでも複数でも構わない。

【００９５】また、図８の方法では、各指向性アンテナ
から送信された直交周波数信号の複素スペクトルについ
て夫々複素乗算によって相関値Ｃ(f) を計算しなければ
ならないことから、装置規模が増大する。そこで、装置
を簡略化するために、単に受信信号の電力を測定するこ
とによって伝送路品質を測定してもよい。特に差動検波
を行う場合には、周波数選択性フェージングによる位相
歪みは問題とならないので、電力測定による伝送路品質
測定が有効である。

【００９６】図９はこのような電力測定による伝送路品
質測定を説明するためのスペクトル図である。図９は横
軸に周波数をとり縦軸に電力レベルをとって、各中心周
波数毎の電力レベルを示している。図９（ａ）は送信信
号を示し、図９（ｂ）は受信信号を示している。

【００９７】基地局の４つの指向性アンテナから相互に
直交するスペクトルの信号を一つずつ送信するものとす
る。この場合には、図９（ａ）に示すように、各指向性
アンテナから送信される直交周波数信号は相互に同一の
電力で送信される。また、送信信号の位相は、特定の値
に設定される必要はない。また、各指向性アンテナから
複数の直交周波数信号を送信する場合には、各指向性ア
ンテナから送信される直交周波数信号の合計電力が等し
くなればよい。

【００９８】端末は、各指向性アンテナから送信された
直交周波数信号を受信し、受信した直交周波数信号の中
心周波数における電力を測定し、電力が大きいほど伝送
路品質が優れているものと判断する。電力測定によって
伝送路品質を測定する場合には、端末は基地局から送信
される指向性アンテナ選択用信号の振幅又は位相を予め
知っておく必要はなく、単に電力の相対的な大きさから
のみ伝送路の品質を判定すればよい。

【００９９】図９（ｂ）の例では、中心周波数ｆ3 の電
力スペクトルが最も高いので、指向性アンテナ２-3が端
末との通信に最適な指向性アンテナとして選択される。
なお、選択する指向性アンテナは一つでも複数でも構わ
ない。

【０１００】ところで、上記各実施の形態において採用
する直交周波数信号としては、図３及び図７に示すよう
に、各中心周波数同士の各周波数間隔が１／Ｔ（時間間
隔）の整数倍に設定された信号であればよい。従って、
上記各実施の形態において採用する直交周波数信号とし
て、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重：Orthogonal Frequ
ency Division Multiplexing）信号を用いることも可能
である。

【０１０１】図１０はＯＦＤＭ信号として生成されたア
ンテナ選択用の直交周波数信号のスペクトルを示すスペ
クトル図である。

【０１０２】ＯＦＤＭ信号は、直交関係を有し、最小の
間隔で等間隔に配置された周波数スペクトル（サブキャ
リア）によって構成される。このように直交する最小間
隔で周波数スペクトルが配置されることから、同一の伝
送帯域を用いて各指向性アンテナから一度に多くの直交
する周波数のスペクトルを送信することができる。この
ため、雑音が平均化されて伝送路品質の測定精度が向上
する。

【０１０３】また、ＯＦＤＭ信号は、離散フーリエ変換
（高速フーリエ変換）及び離散逆フーリエ変換（高速逆
フーリエ変換）等のディジタル信号処理によって生成可
能である。図３及び図７に示す周波数スペクトルは、各
周波数スペクトルの周波数間隔は異なっているが、全て
の周波数スペクトルが直交しているので、サブキャリア
がまばらに配置されたＯＦＤＭ信号の一種とみなすこと
ができる。

【０１０４】つまり、図３及び図７の周波数スペクトル
は、ディジタル信号処理によって生成することが可能で
ある。従って、図１及び図５の実施の形態において、各
指向性アンテナに供給する直交周波数信号を生成するた
めの直交周波数信号生成部は、発振周波数が相違する発
振器を備える必要はない。

【０１０５】図１１及び図１２は本発明の他の実施の形
態を示すブロック図であり、直交周波数信号としてＯＦ
ＤＭ信号を採用した例を示している。図１１は基地局中
の直交周波数信号生成部を示し、図１２は端末中の伝送
路品質測定部を示している。他の構成は図１又は図５の
実施の形態と同様であり、図示を省略する。

【０１０６】図１１において、直交周波数信号生成部51
は、変調信号生成部19、サブキャリア配置部20、ＩＦＦ
Ｔ（高速逆フーリエ変換）部21及びガード区間付加部22
によって構成されている。

【０１０７】変調信号生成部19は指向性アンテナ選択用
の変調信号を生成する。サブキャリア配置部20は、変調
信号を各指向性アンテナ毎に異なる周波数に配置し、Ｏ
ＦＤＭ信号のサブキャリア信号を生成してＩＦＦＴ部21
に出力する。ＩＦＦＴ部21は、入力されたサブキャリア
信号を高速逆フーリエ変換することにより時間信号に変
換する。

【０１０８】この時間信号はガード区間付加部22に供給
される。ガード区間付加部22は、マルチパス伝搬環境で
生じるシンボル間干渉の影響を吸収するために、入力さ
れた時間信号にその一部をコピーしたガード区間を生成
して付加する。ガード区間付加部22からのＯＦＤＭ信号
が直交周波数信号として送信信号切替え部10（図１参
照）に供給される。

【０１０９】なお、ＯＦＤＭ信号は、ガード区間によっ
て隣接シンボルからの干渉を大幅に減少することができ
るので、周波数選択性フェージングによる伝送路品質の
劣化量を正確に測定することができる。

【０１１０】一方、端末の伝送路品質測定部52は、ガー
ド区間除去部23、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部24及び
伝送路品質算出部25によって構成されている。

【０１１１】ガード区間除去部23は、マルチパスによる
シンボル間干渉を防ぐために付加されたガード区間を除
去してＦＦＴ部24に出力する。ＦＦＴ部24は、入力され
たＯＦＤＭ時間波形を高速フーリエ変換することによ
り、元の周波数スペクトル信号（サブキャリア信号）に
変換して、伝送路品質算出部25に出力する。

【０１１２】伝送路品質算出部25は、基地局の各指向性
アンテナに割り当てられたサブキャリア信号を予め把握
している。伝送路品質算出部25は、各指向性アンテナに
対応するサブキャリア信号の相関値又は電力の合計を算
出する。伝送路品質算出部25の算出結果が図１のアンテ
ナ情報生成部16に供給されるようになっている。

【０１１３】このように構成された実施の形態において
は、指向性アンテナ選択用の直交周波数信号はＯＦＤＭ
信号として生成される。従って、直交周波数信号生成部
51においてＩＦＦＴ部を採用することができ、伝送路品
質測定部52においてＦＦＴ部24を採用することができ
る。

【０１１４】他の作用は図１及び図５の実施の形態と同
様である。

【０１１５】図１３は本発明の他の実施の形態を示すブ
ロック図である。図１３において図２と同一の構成要素
には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態
は、アンテナ選択用の直交周波数信号を含めた全ての送
信信号がＯＦＤＭ信号で伝送される場合の基地局の構成
を示している。

【０１１６】送信信号生成部55は、図１の送信信号生成
部６と同様に、指向性アンテナ選択用の信号以外の送信
データ信号又は送信制御信号を生成する。本実施の形態
においては、送信信号生成部55は、生成した信号を複素
平面にマッピングしてサブキャリア信号を得るようにな
っている。送信信号生成部55が生成したサブキャリア信
号は送信信号切替え部10-1乃至10-4に供給される。

【０１１７】また、送信信号切替え部10-1乃至10-4に
は、夫々アンテナ選択用信号生成部26-1乃至26-4の出力
も供給されるようになっている。アンテナ選択用信号生
成部26-1乃至26-4は、図１１の変調信号生成部19及びサ
ブキャリア配置部20に相当しており、夫々各指向性アン
テナ２-1乃至２-4に対応した周波数に配置した指向性ア
ンテナ選択用のサブキャリア信号を生成する。

【０１１８】送信信号切替え部10-1乃至10-4の出力は夫
々ＩＦＦＴ部27-1乃至27-4に供給される。ＩＦＦＴ部27
-1乃至27-4は、入力された信号をＩＦＦＴ処理してガー
ド区間付加部28-1乃至28-4に供給する。ガード区間付加
部28-1乃至28-4は、入力された信号にガード区間を付加
して送信部７-1乃至７-4に出力する。

【０１１９】他の構成は図２の実施の形態と同様であ
る。

【０１２０】次に、このように構成された実施の形態の
動作について説明する。

【０１２１】報知チャネルを用いて指向性アンテナ選択
用のＯＦＤＭ信号を送信する場合には、アンテナ選択用
信号生成部26-1乃至26-4からのサブキャリア出力は、送
信信号切替え部10-1乃至10-4を介してＩＦＦＴ27-1乃至
27-4に供給され、時間信号に変換される。生成された時
間信号は、ガード区間付加部28-1乃至28-4によって、シ
ンボル間干渉を吸収するためのガード区間が付加され、
送信部７-1乃至７-4に入力される。時間信号は、送信部
７-1乃至７-4によって、Ｄ/Ａ変換処理及びフィルタリ
ング処理等の処理が施され、送受切替え部５-1乃至５-4
を介して全ての指向性アンテナ２-1乃至２-4から同時に
送信される。こうして、各指向性アンテナ２-1乃至２-4
からは、夫々互いに直交する異なる周波数のＯＦＤＭ信
号が送信される。

【０１２２】端末は、アンテナ選択用のＯＦＤＭ信号を
高速フーリエ変換して、各サブキャリア信号を取り出
す。そして、各サブキャリア信号の電力等を測定するこ
とによって、伝送路の品質を指向性アンテナ毎に測定
し、最適な指向性アンテナを選択する。

【０１２３】また、基地局の送信信号生成部55は、送信
データ信号及び送信制御信号をマッピングしてサブキャ
リア信号を生成する。このサブキャリア信号が送信信号
切替え部10-1乃至10-4を介してＩＦＦＴ部27-1乃至27-4
に供給されて、ＯＦＤＭ信号が生成される。即ち、送信
データ信号又は送信制御信号についても、アンテナ選択
用の信号と同様に、ＯＦＤＭ信号によって、指向性アン
テナ２-1乃至２-4から送信される。

【０１２４】なお、アンテナ選択用の信号以外の送信制
御信号及び送信データ信号のＯＦＤＭ信号を、全ての指
向性アンテナ２-1乃至２-4から同時に送信してもよく、
また、選択された少なくとも１つ以上の指向性アンテナ
から送信してもよい。少なくとも一つ以上の指向性アン
テナを選択して信号を送信する場合には、送信信号切替
え部10-1乃至10-4で送信信号生成部55からの出力をＩＦ
ＦＴ部27-1乃至27-4に出力するか否かを制御してもよ
く、また、アンテナ切替え部11によって送信に用いる指
向性アンテナを制御してもよい。

【０１２５】他の作用は図５の実施の形態と同様であ
る。

【０１２６】このように本実施の形態においては、指向
性アンテナ選択用の信号だけでなく、送信データ信号及
び送信制御信号についてもＯＦＤＭ信号として送信して
いる。従って、指向性アンテナ選択用の信号を生成する
ための回路部分と、送信データ信号及び送信制御信号を
生成するための回路部分とを共用化することができ、装
置の構成を著しく縮小することが可能である。

【０１２７】ところで、報知チャネルでは、指向性アン
テナ選択用の信号の他に、無線チャネル構造に関する制
御信号及びシステム運用制御信号等の各種制御信号が伝
送される。報知チャネルにおいて、指向性アンテナ選択
用信号の送信区間（アンテナ制御用信号フィールド）
と、その他の制御信号送信区間とを時間的に分割しても
よいが、指向性アンテナ選択用の信号とその他の制御信
号とを同時に送信することも可能である。

【０１２８】図１４はこの場合において、指向性アンテ
ナ選択用の直交周波数信号とその他の報知チャネルの情
報信号とを同時刻に送信する場合の周波数スペクトルを
示すスペクトル図である。

【０１２９】図１４では４つの指向性アンテナ２-1乃至
２-4（図５参照）から送信させる直交周波数信号を示し
ている。指向性アンテナ２-1からは中心周波数ｆ1-1 乃
至ｆ1-3 の直交周波数信号が送信され、指向性アンテナ
２-2からは中心周波数ｆ2-1乃至ｆ2-3 の直交周波数信
号が送信され、指向性アンテナ２-3からは中心周波数ｆ
3-1 乃至ｆ3-3 の直交周波数信号が送信され、指向性ア
ンテナ２-4からは中心周波数ｆ4-1 乃至ｆ4-3 の直交周
波数信号が送信される。なお、これらの中心周波数ｆ1-
1 乃至ｆ4-4 は、図７と同様に、周波数選択性フェージ
ングを考慮して配置される。

【０１３０】更に、図１４に示すように、周波数ｆ4-1
と周波数ｆ1-2 との間及び周波数ｆ4-2 と周波数ｆ1-3
との間には、制御信号用も配置されるようになってい
る。この制御信号も全ての指向性アンテナ２-1乃至２-4
から同時に送信されるようになっている。

【０１３１】制御信号を指向性アンテナ選択用の信号と
直交する周波数に配置することにより、指向性アンテナ
選択用の信号と制御信号とを同時に送信した場合でも、
指向性アンテナ選択用の信号と他の報知チャネルの制御
信号とが相互に干渉し合うことはない。なお、指向性ア
ンテナ選択用の直交周波数信号は、各指向性アンテナ毎
に異なる周波数に配置されるが、その他の報知チャネル
の制御信号は、全ての指向性アンテナ２-1乃至２-4で同
一であり、配置される周波数も同一となる。

【０１３２】このように、指向性アンテナ選択用の直交
周波数信号と、報知チャネルのその他の制御信号とを、
直交する異なる周波数を用いて同時に送信することによ
って、報知チャネルの伝送帯域を有効に活用することが
でき、報知チャネルの伝送時間を短縮することができ
る。

【０１３３】図１５は本発明の他の実施の形態を示すブ
ロック図である。図１５において図５と同一の構成要素
には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態は
指向性アンテナ選択用の信号とその他の報知チャネルの
制御信号とを同時に送信することを可能にした基地局の
例を示している。

【０１３４】アンテナ選択用信号生成部56-1乃至56-4
は、図５の直交周波数信号生成部９-1乃至９-4と同様
に、アンテナ選択用の直交周波数信号を生成して信号合
成部29-1乃至29-4に出力するようになっている。

【０１３５】送信信号生成部57は、送信データ信号及び
送信制御信号を生成して信号合成部29-1乃至29-4及び送
信信号切替え部10-1乃至10-4に供給するようになってい
る。本実施の形態においては、送信信号生成部57は、報
知チャネルでアンテナ選択用の直交周波数信号と同時に
送信される送信制御信号を生成する場合には、アンテナ
選択用の直交周波数信号と異なる周波数であって、アン
テナ選択用の信号と直交関係を有する送信制御信号を生
成する。また、送信データ信号及び報知チャネルと同時
に送信されない送信制御信号を生成する場合には、アン
テナ選択用信号と同一の周波数を用いてもよい。

【０１３６】信号合成部29-1乃至29-4は、夫々アンテナ
選択用信号生成部56-1乃至56-4の出力と送信信号生成部
57の出力とを合成して、送信信号切替え部10-1乃至10-4
に出力するようになっている。

【０１３７】次に、このように構成された実施の形態の
動作について説明する。

【０１３８】送信信号生成部57から出力される信号のう
ち送信制御信号については、送信信号切替え部10-1乃至
10-4において、アンテナ選択用の信号と合成される。合
成された信号は、送信信号切替え部10-1乃至10-4から送
信部７-1乃至７-4に供給され、Ｄ／Ａ変換処理及びフィ
ルタリング処理等の送信処理が施される。送信部７-1乃
至７-4の出力は送受切替え部５-1乃至５-4を介して、全
ての指向性アンテナ２-1乃至２-4から同時に送信され
る。

【０１３９】送信信号生成部57の出力が送信データ信号
である場合には、送信信号生成部57の出力は送信信号切
替え部10-1乃至10-4を介して送信部７-1乃至７-4に入力
されて、同様に送信処理が行われる。送信部７-1乃至７
-4の出力は、送受切替え部５-1乃至５-4を介して全ての
指向性アンテナ２-1乃至２-4又はアンテナ切替え部11に
よって選択された少なくとも１つ以上の指向性アンテナ
から送信される。

【０１４０】このように、本実施の形態においては、図
５の実施の形態と同様の効果が得られると共に、指向性
アンテナ選択用の直交周波数信号と、その他の制御信号
とを同時に全ての指向性アンテナから送信することが可
能である。

【０１４１】図１６は本発明の他の実施の形態を示すブ
ロック図である。図１６において図１３と同一の構成要
素には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態
はアンテナ選択用の信号と制御信号とをＯＦＤＭ信号に
よって送信する場合であって、これらの信号を報知チャ
ネルにおいて同時に送信する場合の例を示している。

【０１４２】本実施の形態は送信信号生成部55に代えて
送信信号生成部58を用いると共に、信号合成部29-1乃至
29-4を採用した点が図１３の実施の形態と異なる。

【０１４３】送信信号生成部58は、送信データ信号又は
送信制御信号をＯＦＤＭ信号のサブキャリア信号として
信号合成部29-1乃至29-4又は送信信号切替え部10-1乃至
10-4に出力する。アンテナ選択用信号生成部26-1乃至26
-4は各指向性アンテナ２-1乃至２-4で異なる周波数の指
向性アンテナ選択用のサブキャリア信号を出力する。送
信信号生成部58は、例えば図１４に示すように、送信制
御信号をアンテナ選択用の信号と異なる周波数のサブキ
ャリアに配置するようになっている。

【０１４４】信号合成部29-1乃至29-4は、報知チャネル
で指向性アンテナ選択用の信号とその他の制御信号とを
同時に送信する場合には、アンテナ選択用信号生成部26
-1乃至26-4から出力されるサブキャリア信号と、送信信
号生成部58から出力されるサブキャリア信号とを合成す
るようになっている。

【０１４５】次に、このように構成された実施の形態の
動作について説明する。

【０１４６】送信信号生成部58は、送信データ信号及び
送信制御信号を生成する。指向性アンテナ選択用の信号
と同時に送信される送信制御信号は、指向性アンテナ選
択用の信号とは異なる周波数のサブキャリアに配置され
る。アンテナ選択用信号生成部26-1乃至26-4は各指向性
アンテナ２-1乃至２-4に対応したサブキャリア信号を生
成して送信信号切替え部10-1乃至10-4に供給する。

【０１４７】送信信号生成部58の出力とアンテナ選択用
信号生成部26-1乃至26-4の出力とは異なる周波数のサブ
キャリアに配置されることから、両者が互いに干渉する
ことはない。

【０１４８】信号合成部29-1乃至29-4の出力は、送信信
号切替え部10-1乃至10-4を介して、ＩＦＦＴ部27-1乃至
27-4に入力される。指向性アンテナ選択用のＯＦＤＭ信
号を送信しない区間においては、送信信号生成部58から
出力されるサブキャリア信号は、信号合成部29-1乃至29
-4には入力されず、送信信号切替え部10-1乃至10-4を介
してＩＦＦＴ部27-1乃至27-4に入力される。

【０１４９】ＩＦＦＴ部27-1乃至27-4は、入力されたサ
ブキャリア信号を時間信号に変換する。時間信号は、ガ
ード区間付加部28-1乃至28-4でガード区間が付加され、
送信部７-1乃至７-4において送信処理された後、送受切
替え部５-1乃至５-4を介して指向性アンテナ２-1乃至２
-4から送信される。

【０１５０】送受切替え部５-1乃至５-4の出力が報知チ
ャネルの信号である場合には、全ての指向性アンテナ２
-1乃至２-4から同時に送信が行われる。報知チャネルで
は、指向性アンテナ選択用のＯＦＤＭ信号は各指向性ア
ンテナ２-1乃至２-4には相互に異なる周波数に存在する
が、その他の制御信号は、全ての指向性アンテナ２-1乃
至２-4には同一の周波数で同一のＯＦＤＭ信号として存
在する。また、報知チャネル以外の送信信号は、全ての
指向性アンテナ２-1乃至２-4から送信してもよく、ま
た、端末から選択された最適な指向性アンテナをアンテ
ナ切替え部11によって切替選択して送信してもよい。

【０１５１】図１７は本発明の他の実施の形態を示すブ
ロック図である。図１７において図１６と同一の構成要
素には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態
もアンテナ選択用の信号と制御信号とをＯＦＤＭ信号に
よって送信する場合であって、これらの信号を報知チャ
ネルにおいて同時に送信する例を示している。

【０１５２】本実施の形態は、アンテナ選択用信号生成
部26-1乃至26-4に夫々代えてアンテナ選択用信号生成部
59-1乃至59-4を採用すると共に、信号合成部29-1乃至29
-4に夫々代えて信号合成部60-1乃至60-4を採用した点が
図１６の実施の形態と異なる。

【０１５３】アンテナ選択用信号生成部59-1乃至59-4
は、指向性アンテナ選択用のＯＦＤＭ信号の時間波形を
出力するようになっている。アンテナ選択用信号生成部
59-1乃至59-4は、指向性アンテナ選択用ＯＦＤＭ信号の
送信度に、高速逆フーリエ変換処理によってＯＦＤＭ時
間波形を生成するのではなく、予めメモリに格納した時
間波形を出力するようにしてもよい。

【０１５４】また、送信信号生成部58の出力はＩＦＦＴ
部27-1乃至27-4に供給されるようになっている。ＩＦＦ
Ｔ部27-1乃至27-4は、入力された信号をＩＦＦＴ処理
し、ガード区間付加部28-1乃至28-4に出力する。ガード
区間付加部28-1乃至28-4は入力された時間波形にガード
区間を付加して信号合成部60-1乃至60-4及び送信信号切
替え部10-1乃至10-4に出力する。

【０１５５】信号合成部60-1乃至60-4は、アンテナ選択
用信号生成部59-1乃至59-4から指向性アンテナ選択用の
ＯＦＤＭ信号が供給され、ガード区間付加部28-1乃至28
-4から送信データ信号又は送信制御信号のＯＦＤＭ信号
が与えられ、報知チャネルで同時に送信する信号につい
ては合成して送信信号切替え部10-1乃至10-4に出力す
る。

【０１５６】次に、このように構成された実施の形態の
動作について説明する。

【０１５７】送信信号生成部58は、送信データ信号又は
送信制御信号をＯＦＤＭ信号のサブキャリア信号として
ＩＦＦＴ部27-1乃至27-4に出力する。ＩＦＦＴ部27-1乃
至27-4によって、入力されたサブキャリア信号が時間信
号に変換され、時間信号は、ガード区間付加部28-1乃至
28-4においてガード区間が付加される。

【０１５８】一方、アンテナ選択用信号生成部59-1乃至
59-4は、指向性アンテナ選択用のＯＦＤＭ信号の時間波
形を出力する。

【０１５９】指向性アンテナ選択用のＯＦＤＭ信号を送
信する区間では、信号合成部60-1乃至60-4は、アンテナ
選択用信号生成部59-1乃至59-4から出力された指向性ア
ンテナ選択用のＯＦＤＭ信号の時間波形と、ガード区間
付加部28-1乃至28-4から出力されるＯＦＤＭ信号の時間
波形とを合成する。合成された信号は、送信信号切替え
部10-1乃至10-4を介して送信部７-1乃至7-4に供給され
る。

【０１６０】また、送信データ信号については、ガード
区間付加部28-1乃至28-4から出力されたＯＦＤＭ信号
は、信号合成部60-1乃至60-4には供給されず、送信信号
切替え部10-1乃至10-4を介して送信部７-1乃至７-4に供
給される。

【０１６１】他の作用は、図１６の実施の形態と同様で
ある。

【０１６２】このように、本実施の形態においては、図
１６の実施の形態と同様に、指向性アンテナ選択用の直
交周波数信号とその他の報知チャネルの制御信号との両
者をＯＦＤＭ信号とすることにより、簡単な基地局の装
置構成で両者を同時に送信することが可能である。更
に、報知チャネルで伝送する信号だけでなく、他のチャ
ネルの信号もＯＦＤＭ信号とすることにより、基地局の
装置構成を一層簡単にすることが可能となる。また、メ
モリを用いることにより、アンテナ選択用信号のＯＦＤ
Ｍ信号を送信毎に生成する必要が無く、処理を簡略化す
ることができる。

【０１６３】本実施の形態では、無線端末側で指向性ア
ンテナの選択を決定したが、図１８に示すように、直交
周波数信号に基づく各アンテナの伝送品質を指向性アン
テナ選択情報として基地局側に送信し、基地局側にて指
向性アンテナの選択決定を行ってもよい。

【０１６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、情
報信号送信用の回路部分を兼用してアンテナ選択用信号
を送信可能にすることにより装置規模を縮小することが
できるという効果を有する。また、基地局がアンテナ選
択用の信号を送信するタイミングを規定することにより
に、指向性アンテナ選択用信号の送信時間を短縮化する
ことを可能にして、最適指向性アンテナの選択に要する
時間を短縮することができるという効果も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る指向性アンテナ選択システムの一
実施の形態を示すブロック図。

【図２】報知チャネルを説明するための説明図。

【図３】直交周波数信号を説明するためのスペクトル図

【図４】図１の実施の形態の動作を説明するためのフロ
ーチャート。

【図５】本発明の他の実施の形態を示すブロック図。

【図６】図５の実施の形態の動作を説明するためのフロ
ーチャート。

【図７】本発明の他の実施の形態を説明するためのスペ
クトル図。

【図８】伝送路品質の測定方法を説明するためのスペク
トル図。

【図９】伝送路品質の測定方法を説明するためのスペク
トル図。

【図１０】ＯＦＤＭ信号を説明するためのスペクトル
図。

【図１１】本発明の他の実施の形態を示すブロック図。

【図１２】本発明の他の実施の形態を示すブロック図。

【図１３】本発明の他の実施の形態を示すブロック図。

【図１４】制御信号の配置を説明するためのスペクトル
図。

【図１５】本発明の他の実施の形態を示すブロック図。

【図１６】本発明の他の実施の形態を示すブロック図。

【図１７】本発明の他の実施の形態を示すブロック図。

【図１８】他の指向性アンテナ選択方法を示すフローチ
ャート。

【符号の説明】

１…基地局、２…基地局アンテナ、３…端末、４…端末
アンテナ、６…送信信号生成部、９…直交周波数信号生
成部、11…アンテナ切替え部、15…伝送路品質測定部、
16…アンテナ情報生成部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基地局に、複数の指向性アンテナと、前記複数の指向性アンテナから出力する送信信号に、所
定周期でアンテナ制御用信号フィールドを挿入する制御
用信号フィールド挿入手段と、前記制御用信号フィールド挿入手段により挿入された前
記アンテナ制御用信号フィールドにて、直交関係を有し
相互に周波数が異なる直交周波数信号を前記複数の指向
性アンテナから送信する直交周波数信号送信手段とを具
備し、無線端末に、前記直交周波数信号送信手段により送信された前記直交
周波数信号を受信する直交周波数信号受信手段と、前記直交周波数信号受信手段により受信した前記直交周
波数信号に基づいて、前記複数の指向性アンテナの伝送
品質を測定する伝送品質測定手段と、前記伝送品質測定手段の測定結果に基づいて前記複数の
指向性アンテナのうち少なくとも１つを選択するための
指向性アンテナ選択情報を前記基地局に送信するアンテ
ナ選択情報送信手段とを具備し、前記無線端末から前記指向性アンテナ選択情報を受信
し、該指向性アンテナ選択情報に基づいて前記複数の指
向性アンテナのうち少なくとも１つを選択する指向性ア
ンテナ選択手段を基地局に具備したことを特徴とする指
向性アンテナ選択システム。
【請求項２】前記直交周波数信号送信手段は、前記複数
の指向性アンテナの各々に夫々周波数が異なる複数の直
交周波数信号を、前記複数の指向性アンテナから全方向
に送信することを特徴とする請求項１記載の指向性アン
テナ選択システム。
【請求項３】前記伝送品質測定手段は、前記直交周波数
信号受信手段により受信した前記直交周波数信号と、前
記直交周波数信号送信手段で送信された前記直交周波数
信号の相関に基づいて、前記伝送品質を測定することを
特徴とする請求項１記載の指向性アンテナ選択システ
ム。
【請求項４】前記伝送品質測定手段は、前記直交周波数
信号受信手段により受信した前記直交周波数信号の振幅
及び又は電力に基づいて、前記伝送品質を測定すること
を特徴とする請求項１記載の指向性アンテナ選択システ
ム。
【請求項５】前記直交周波数信号は、ＯＦＤＭ信号であ
ることを特徴とする請求項１記載の指向性アンテナ選択
システム。
【請求項６】前記直交周波数信号と異なる周波数で且つ
直交する信号を前記複数の指向性アンテナのすべてから
前記直交周波数信号と同時に送信する送信手段とを更に
具備したことを特徴とする請求項１記載の指向性アンテ
ナ選択システム。
【請求項７】前記直交周波数信号と異なる周波数で且つ
直交する信号は、ＯＦＤＭ信号であることを特徴とする
請求項６記載の指向性アンテナ選択システム。
【請求項８】基地局の複数の指向性アンテナから出力す
る送信信号に、所定周期でアンテナ制御用信号フィール
ドを挿入する第１のステップと、前記第１のステップにより挿入された前記アンテナ制御
用信号フィールドにて、直交関係を有し相互に周波数が
異なる直交周波数信号を前記複数の指向性アンテナから
送信する第２のステップと、前記直交周波数信号送信手段により送信された前記直交
周波数信号を受信する無線端末側の第３のステップと、前記第３のステップにより受信した前記直交周波数信号
に基づいて、前記複数の指向性アンテナの伝送品質を測
定する第４のステップと、前記第４のステップの測定結果に基づいて前記複数の指
向性アンテナのうち少なくとも１つを選択するための指
向性アンテナ選択情報を前記基地局に送信する第５のス
テップと、前記無線端末から前記指向性アンテナ選択情報を受信
し、該指向性アンテナ選択情報に基づいて、前記複数の
指向性アンテナのうち少なくとも１つを選択する第６の
ステップとを具備したことを特徴とする指向性アンテナ
選択方法。
【請求項９】少なくとも１つの無線端末と通信を行う指
向性アンテナ基地局において、複数の指向性アンテナと、前記複数の指向性アンテナから出力する送信信号に、所
定周期でアンテナ制御用信号フィールドを挿入する制御
用信号フィールド挿入手段と、前記制御用信号フィールド挿入手段により挿入された前
記アンテナ制御用信号フィールドにて、直交関係を有し
相互に周波数が異なる直交周波数信号を前記複数の指向
性アンテナから送信する直交周波数信号送信手段と、前記無線端末から、前記複数の指向性アンテナを選択す
るための指向性アンテナ選択情報を受信する選択情報受
信手段と、前記選択情報受信手段で受信した前記指向性アンテナ選
択情報に基づいて前記複数の指向性アンテナのうち少な
くとも１つを選択する指向性アンテナ選択手段とを具備
したことを特徴とする指向性アンテナ基地局。
【請求項１０】少なくとも１つの基地局と通信を行う無
線端末において、前記基地局から複数の指向性アンテナを介して送信され
た、アンテナ制御用信号フィールドにて、直交関係を有
し相互に周波数が異なる直交周波数信号を受信する直交
周波数信号受信手段と、前記直交周波数信号受信手段により受信した前記直交周
波数信号に基づいて、前記複数の指向性アンテナに基づ
く伝送品質を測定する伝送品質測定手段と、前記伝送品質測定手段の測定結果に基づいて前記複数の
指向性アンテナのうち少なくとも１つを選択するための
指向性アンテナ選択情報を前記基地局に送信するアンテ
ナ選択情報送信手段とを具備したことを特徴とする無線
端末。