JP2000201012A - アダプティブアレ―装置 - Google Patents

アダプティブアレ―装置

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JP2000201012A
JP2000201012A JP11303405A JP30340599A JP2000201012A JP 2000201012 A JP2000201012 A JP 2000201012A JP 11303405 A JP11303405 A JP 11303405A JP 30340599 A JP30340599 A JP 30340599A JP 2000201012 A JP2000201012 A JP 2000201012A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、状況に応じて複数波を高効率に利用
しかつ多数の移動機を効率よく収容するアダプティブア
レー装置を提供する。 【解決手段】第１パターン算出部６は、全てのアンテナ
によるアレーアンテナパターンを形成し、第２、第３パ
ターン算出部７、８はそれぞれアンテナ１０ａ〜４０ａ
のグループ、アンテナ５０ａ〜８０ａのグループに対し
て異なる周波数を用いて、グループ内のアンテナによる
アレーアンテナパターンを形成する。制御部３は、第１
パターン算出部６と、第２、第３パターン算出部７、８
の動作を切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のアンテナに
より適応的にアレーアンテナパターンを作るアダプティ
ブアレー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ディジタル方式の通信機器におい
ては、伝送の効率化のためディジタル情報信号（ベース
バンド信号）で搬送波を変調することにより、情報の伝
送が行われている。ディジタル通信では、伝送速度の向
上や時分割多重により同一周波数に複数の利用者を収容
する多チャンネル化により、周波数資源の有効利用が図
られている。その反面、伝送速度の高速化に伴ってフェ
ージングによる通信品質の劣化が問題となり、種々の対
策技術が開発されている。
【０００３】フェージング対策の１つとしてアダプティ
ブアレー方式が注目されている。アダプティブアレー方
式とは、複数のアンテナにより適応的に指向性パターン
（アレーアンテナパターンとも呼ばれる。）を作り、特
定方向の利用者だけに電波が届くようにする方式であ
る。例えば、送信回路と受信回路とアンテナとからなる
無線部を４組み備えたアダプティブアレー装置の場合、
送信時には各送信回路のゲイン及び送信信号の位相を、
受信時には各受信回路のゲイン及び受信信号の位相を、
それぞれ調整することによって、送信時、受信時のそれ
ぞれの指向性パターンを形成することができる。アダプ
ティブアレー方式の詳細については「空間領域における
適応信号処理とその応用技術論文特集」（電子通信学会
論文誌 VOL.J75-B-II NO.11 NOVEMBER）に記載されてい
るので、ここでは詳細な説明を省略する。
【０００４】アダプティブアレー方式を用いて双方向の
通信を行うためには、双方で通信相手に対する指向性パ
ターンを形成することが望ましい。ところが無線電話等
の移動通信に適用する場合には、移動機側において装置
の大きさやアンテナ数など物理的な制約があるので、移
動機側で指向性パターンを制御することは現実的ではな
い。そこで、無線基地局において受信時と送信時との両
方で指向性パターンを形成することが考えられている。
すなわち、基地局では、受信時に最適に形成された指向
性パターンと同じ指向性パターンを送信時にも形成して
電波を送出する。これにより無線基地局では、複数の移
動機に対して互いに異なる指向性パターンを形成するこ
とにより１つの周波数に多重して同時に通信することが
できる。この通信は、パス分割多元接続（ＰＤＭＡ(Pat
h Division Multiple Access)）通信と呼ばれる。この
ＰＤＭＡについては、「パス分割多元接続（ＰＤＭＡ）
移動通信方式」（信学技報RCS93-84(1994-01),pp37-4
4）に記載されているので、詳細については省略する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術に
おけるアダプティブアレー装置は、異なる指向性パター
ンを形成することにより一波（１つの周波数）を有効に
利用し得るものの、複数波（複数の周波数）を相互に有
効利用することまではできなかった。例えば、無線電話
機の基地局において、予め割り当てられた周波数が限ら
れている場合、より効率良く周波数資源を利用する技術
が開発されていない。
【０００６】本発明は、状況に応じて複数波を高効率に
利用しかつ多数の移動機を効率よく収容するアダプティ
ブアレー装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のアダプティブアレー装置は、全てのアンテ
ナによるアレーアンテナパターンを形成する第１形成手
段と、複数のアンテナを２以上のアンテナからなる複数
のグループに分割し、分割されたグループ毎に異なる周
波数を用いて、グループ内のアンテナによるアレーアン
テナパターンを形成する第２形成手段と、第１形成手段
によるパターン形成と第２形成手段によるパターン形成
とを選択的に切り換える制御手段とを備える。
【０００８】また、上記アダプティブアレー装置は、時
分割多重方式による無線電話機の基地局として使用さ
れ、前記制御手段は、回線接続しているチャネル数に応
じて前記切換を行うよう構成されている。さらに、第２
形成手段は、何れかのグループにおいて制御チャネルと
して使用するタイムスロットにおいてアレーアンテナパ
ターンを形成せず、他のタイムスロットにおいてアレー
アンテナパターンを形成するよう構成されている。
【０００９】また、上記アダプティブアレー装置は、ｍ
ｎ（ｍ、ｎは２以上の整数）本のアンテナを有し、前記
第２形成手段は、ｍ本のアンテナからなるｎ個のグルー
プに分割するよう構成されている。さらに、上記アダプ
ティブアレー装置は、デジタル信号プロセッサを有し、
前記第１形成手段は、全てのアンテナの各送受信信号に
与えるゲインと位相とをデジタル信号プロセッサに算出
させ、算出されたゲインと位相をを用いてアレーアンテ
ナパターンを形成し、前記第２形成手段は、各グループ
内のアンテナの各送受信信号に与えるゲインと位相とを
デジタル信号プロセッサに算出させ、算出されたゲイン
と位相と用いてアレーアンテナパターンを形成するよう
構成されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】＜第１実施形態＞第１実施形態に
おけるアダプティブアレー装置は、ＰＨＳ規格にて定め
られている双方向時分割多重（ＴＤＭＡ／ＴＤＤ）方式
によりＰＨＳ電話機を回線接続するＰＨＳ基地局として
設置され、上記時分割多重に加えてパス分割多元接続
（以下、パス多重と呼ぶ）も行なう。 ＜全体構成＞図１は、第１実施形態におけるアダプティ
ブアレー装置の構成を示すブロック図である。
【００１１】同図のように本アダプティブアレー装置
は、ベースバンド部１、信号処理部２、制御部３、ロー
カル発振器４、５、アンテナ１０ａ〜８０ａ、フロント
エンドモジュール（以下ＦＥＭと略す）１０ｂ〜８０
ｂ、無線部１０ｃ〜８０ｃを備えて構成され、全てのア
ンテナ１０ａ〜８０ａによるパス多重用の指向性パター
ンの形成と、アンテナ１０ａ〜４０ａからなるグループ
（以下グループＡと呼ぶ）と、アンテナ５０ａ〜８０ａ
からなるグループ（以下グループＢと呼ぶ）とに分割
し、分割されたグループ毎に異なる周波数を用いて、グ
ループ内のアンテナによるパス多重用の指向性パターン
の形成とを切り換えて動作する。以下では、全てのアン
テナ１０ａ〜８０ａによるパス多重用の指向性パターン
を形成して通信することを「全アンテナモード」と呼
び、グループＡとグループＢとで異なる周波数を用いて
グループ毎に４本のアンテナによるパス多重用の指向性
パターンを形成して通信する動作を「グループモード」
と呼ぶ。また、上記指向性パターンはアレーアンテナパ
ターンとも呼ばれる。
【００１２】図２に全アンテナモードにおける動作説明
図を示す。同図では、全アンテナモードにおいて、４台
の子機ＰＳ１〜ＰＳ４に対して同じ周波数ｆ１を用いて
パス多重を行なう場合を示している。また、図３にグル
ープモードにおける動作説明図を示す。同図では、グル
ープモードにおいて、グループＡにより２台の子機ＰＳ
１、ＰＳ２に対して周波数ｆ１を用いてパス多重を行な
い、同時に、グループＢにより２台の子機ＰＳ３、ＰＳ
４に対して周波数ｆ２を用いてパス多重を行なう場合を
示している。なお、図２及び図３は、時分割多重におけ
る１タイムスロットにおけるパス多重の様子を示してい
る。
【００１３】図１において、ベースバンド部１は、電話
交換網を介して接続される複数の回線と信号処理部２の
間で複数の情報信号（音声又はデータを示すベースバン
ド信号）を送受信する。本実施例では、時分割多重化用
に、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム毎に４チャネルを多重化
し、パス分割用にＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム中の１チャ
ネル当たり最大４つの情報信号を多重化するものとす
る。ここで、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームとは、５ｍＳの
周期を有し、８等分されてできる上り（ＰＨＳ無線電話
機から本基地局）４タイムスロットと下り（本基地局か
らＰＨＳ無線電話機）４タイムスロットから構成され
る。
【００１４】信号処理部２は、全アンテナモードでは８
本のアンテナを１つのアレーアンテナとして、パス多重
すべき信号毎に指向性パターンを形成するための各種パ
ラメータを算出し（第１パターン算出部６）、グループ
モードにおいてはグループＡ、Ｂそれぞれと１つのアレ
ーアンテナとして、グループ毎にパス多重すべき信号毎
に指向性パターンを形成するための各種パラメータを算
出する（第２、第３パターン算出部７、８）。ここで、
各種パラメータとは、パス多重化すべき信号毎に当該信
号を送受信する複数のアンテナ毎に与えるゲインと位相
量とを含む。つまり、１つの信号の指向性パターンは、
複数のアンテナから当該信号を同時に送信又は受信する
ときに、アンテナ毎に当該信号に与えられるゲインと位
相量とを調整することにより形成される。ゲインの調整
は、例えばアンテナに対応する送信部又は受信部の増幅
率を調整することや、アンテナ毎に送信信号又は受信信
号自身の振幅を調整することにより行われる。その結
果、アンテナ毎に送信信号の振幅が調整される。位相の
調整はアンテナ毎に信号自身の位相を付加することによ
り行われる。パス多重は、複数の送受信信号に、異なる
指向性パターンを形成することにより実現される。
【００１５】制御部３は、全アンテナモードとグループ
モードとを、ベースバンド部１におけるトラフィック量
（回線接続しているＰＨＳ無線電話機の台数）等に応じ
て切り換える。ローカル発振器４は無線部１０ｃ〜４０
ｃに対するローカル周波数信号を生成し、ローカル発振
器５は無線部５０ｃ〜８０ｃに対するローカル周波数信
号を生成する。ローカル発振器４、５は、制御部３の制
御の下で全アンテナモードでは、同一周波数を、グルー
プモードでは異なる周波数のローカル周波数信号を生成
する。また、ローカル発振器４、５は、内部に２つの周
波数シンセサイザを有し、タイムスロット毎に交互に周
波数シンセサイザを切り換えることにより、タイムスロ
ット毎に異なるローカル周波数信号を生成する。
【００１６】アンテナ１０ａと、ハイパワーアンプ１３
とローノイズアンプ１４とアンテナスイッチ１５とを有
するＦＥＭ１０ｂと、送信部１１と受信部１２とを有す
る無線部１０ｃとからなる回路部分は、ローカル発振器
４から出力されるローカル周波数信号を用いて、パス多
重すべき複数の信号を送受信する。回路部分２０ａ、
ｂ、ｃ〜回路部分４０ａ、ｂ、ｃについても同様であ
る。
【００１７】アンテナ５０ａ、ＦＥＭ５０ｂ、無線部５
０ｃからなる回路部分は、ローカル発振器５から出力さ
れるローカル周波数信号を用いて、パス多重すべき複数
の信号を送受信する。回路部分６０ａ、ｂ、ｃ〜回路部
分８０ａ、ｂ、ｃについても同様である。 ＜アンテナ配置＞図４はアンテナ１０ａ〜８０ａの配置
例を示す。同図では、８本のバーチカルアンテナを上か
ら見た場合の配置関係を示し、全アンテナを円周上に等
間隔で配置するとともに、グループモードにおいて分割
されるグループ内の４つのアンテナを正方形の４頂点に
配置する例を示している。
【００１８】なお、このように円周上に配置する以外
に、異なるグループ２本のアンテナをを４列に交互に配
置する場合などのように複数方向に指向性パターンを形
成し易いように配置することが望ましい。また、指向性
パターンの形成を容易にするためには、アンテナ本数を
８本に限らず多いほど望ましい。 ＜ベースバンド部１＞図５は、全アンテナモードにおけ
るベースバンド部１のＴＤＭＡ／ＴＤＤ処理及びパス多
重処理の様子を示す説明図である。
【００１９】同図において、横軸は時間軸であり、１周
期（５ｍＳ）分のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームを示してい
る。Ｒ１〜Ｒ４は受信タイムスロット、Ｔ１〜Ｔ４は送
信タイムスロットである。f_CCH、f1、f2、f3は、ベー
スバンド部１とは直接関係しないが、８本のアンテナか
ら送受信されるキャリア周波数を示す。f_CCHは、制御
チャネルの送受信用の周波数であり、ＰＨＳ規格におい
て固定的に定められている。f1、f2、f3は、通話チャネ
ル用の周波数であり、ＰＨＳ規格において複数波のうち
空チャネルが存在する周波数を任意に使用するように定
められている。従ってf1、f2、f3は、周辺の他の基地局
の使用状況に応じて、f1＝f2＝f3となる場合もあれば、
タイムスロット毎に異なる場合もある。
【００２０】また、縦軸は、全アンテナを用いて一周波
数上でパス多重される数を示す。この例では４多重する
ものとし、タイムスロット毎に４つの指向性パターンを
形成することにより４台のＰＨＳ子機に対する信号がパ
ス多重される場合を示している。ただし、図中の×印を
記したタイムスロットＲ１とＴ１からなる制御チャネル
は、その周波数が制御チャネル専用なので、通信チャネ
ルを多重化することができない。
【００２１】同図に示すように、全アンテナモードにお
いては、制御チャネル用のタイムスロットを除いたタイ
ムスロットはＰＨＳ子機との通話チャネルとして使用可
能なので、全アンテナモードにおいて、本アダプティブ
アレー装置は最大１２台のＰＨＳ子機を同時に収容する
ことができる。図６は、グループモードにおけるベース
バンド部１のＴＤＭＡ／ＴＤＤ処理及びパス多重処理の
様子を示す説明図である。
【００２２】同図において横軸は時間軸であり図５と同
様である。縦軸はパス多重の数を示す。同図の上２段に
示すように、この例では、グループＡを用いて一周波数
上で２多重するものとしている。同様に、下２段は、グ
ループＢを用いて、グループＡとは異なる一周波数を用
いて２多重するものとしている。同図に示すように、制
御チャネル用のタイムスロットはグループＡに設けられ
るので、グループＢは全タイムスロットを通話チャネル
としてパス多重することができる。その結果、グループ
モードにおいて、本アダプティブアレー装置は最大１４
台のＰＨＳ子機を同時に収容することができる。 ＜信号処理部２＞図７は、信号処理部２のより詳細な構
成を示すブロック図である。
【００２３】この信号処理部２は、全アンテナモードに
おいて各種パラメータを算出する第１パターン算出部６
と、グループモードにおいて各種パラメータを算出する
第２、第３パターン算出部７、８と、モード切換え用の
スイッチ群とを有する。図中の８つの○印は、スイッチ
群の各スイッチを示す。より具体的には、信号処理部２
は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成さ
れ、第１〜３パターン算出部６〜８及びスイッチ群は、
それぞれＤＳＰにおいてそれらの機能を記述したプログ
ラムを実行させることにより実現される。
【００２４】同図の第１パターン算出部６は、図２、図
５の例と同じく最大４信号をパス多重し、また第２、第
３パターン算出部７、８は、図３、図６と同じくそれぞ
れ最大２信号をパス多重するものとする。また、図中の
Ｓ１〜Ｓ８は各アンテナの送受信信号を、Ｕ１〜Ｕ４は
ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム内の１タイムスロットにおい
てパス多重すべき４回線分のベースバンド信号を表す。
【００２５】第１パターン算出部６は、各タイムスロッ
ト毎に、ベースバンド信号Ｕ１〜Ｕ４のそれぞれを８本
のアンテナから分散して送受信するための、アンテナ毎
のゲインG1_n〜G8_nと、位相量φ1_n〜φ8_nとを算出す
る。ここでｎはパス多重数と同数のパラメータが存在す
ることを意味し、ベースバンド信号Ｕ１〜Ｕ４に対応し
てｎ＝１〜４の４つのパラメータが存在する。
【００２６】図８に、これらのパラメータ相互の関係を
表した説明図を示す。同図において縦軸はゲインを、横
軸はユーザの区別を表す。A1〜A8はアンテナ１０ａ〜８
０ａを示す。例えば、ユーザＵ１は、アンテナ１０ａか
らはゲインG1_1、位相量φ1_1で送受信され、アンテナ
２０ａからはゲインG2_1、位相量φ2_1で送受信され
る。アンテナ３０ａ〜８０ａについても同様である。こ
のようにして、８本のアンテナ毎に個別にゲインと位相
量とが与えられる。この場合、８本のアンテナからの全
送信出力は２５０ｍＷであり、１ユーザあたりの８本の
アンテナからの送信出力は６２．５ｍＷである。
【００２７】また、アンテナ１０ａからは、４つのベー
スバンド信号Ｕ１〜Ｕ４がそれぞれのゲインと位相量に
て重畳して送受信される。第１パターン算出部６は、受
信時には、信号Ｓ１〜Ｓ８からベースバンド信号Ｕ１〜
Ｕ４を分離するのに適したゲインと位相量を算出し、送
信時には、受信時に算出したゲインと位相量を用いてベ
ースバンド信号Ｕ１〜Ｕ４から信号Ｓ１〜Ｓ８を生成す
る。
【００２８】なお、図８では、パス多重数を４としてい
るが、第１パターン算出部６は、実際に接続するチャネ
ル数に応じて１つ又は複数（本実施例では最大４つ）の
指向性パターン用のパラメータを算出する。第２、第３
パターン算出部７、８は、第１パターン算出部６と比較
してパス多重数とアンテナ数とが異なっているだけであ
り、これ以外は同じであるので説明を省略する。
【００２９】図９、図１０に、第２、第３パターン算出
部７、８それぞれにより算出されるパラメータ相互の関
係を表した説明図を示す。図９、１０についても図８と
同様である。なお、図９、１０では、それぞれパス多重
数を２としているが、第２、第３パターン算出部７、８
は、実際に接続するチャネル数に応じて１つ又は複数
（本実施例では最大２つ）の指向性パターン用のパラメ
ータを算出する。 ＜制御部３＞図１１は、制御部３による全アンテナモー
ドとグループモードとを切り換える処理を示すフローチ
ャートである。
【００３０】制御部３は、ベースバンド部１におけるト
ラフィック量（回線接続数）を監視しており、トラフィ
ックが増加（新たに回線接続）しかつトラフィック量が
Ｎ１（例えば１２）以上になった場合に（ステップ１
１、１２：yes）、全アンテナモードからグループモー
ドに切換え（ステップ１３）、トラフィックが減少し
（接続中の回線が新たに切断）しかつトラフィック量が
Ｎ２（例えば１１）以下になった場合に（ステップ１
４、１５：yes）、グループモードから全アンテナモー
ドに切換える（ステップ１６）。
【００３１】この切換え処理において、Ｎ１、Ｎ２を１
２、１１としているのは、本実施例では全アンテナモー
ドでは最大１２台、グループモードでは、最大１４台が
接続可能であるので１１台から１２台になった時点で全
アンテナモードからグループモードへ、１２台から１１
台になった時点でグループモードから全アンテナモード
へ切り換えるためである。このように、Ｎ１、Ｎ２は、
グループモード、全アンテナモードそれぞれの接続可能
数に応じて定めればよい。
【００３２】以上のように本実施例におけるアダプティ
ブアレー装置によれば、全アンテナモードとグループモ
ードとを切り換えることができる。また、本実施例のよ
うに無線基地局として運用する場合には、通信チャネル
とのパス多重に適さない制御チャネルが存在するので、
全アンテナモードに比べてグループモードではより多く
の通信チャネルを確保することができる。
【００３３】なお、無線基地局の１波あたりの送信出力
は、規格上、上限が定められているので、パス多重数に
応じて子機１台当たりの実効的な送信出力は異なってく
る。例えば、図２においては、８本のアンテナからの送
信出力の総和が２５０ｍＷであるものとすると、４多重
されているので子機１台当たりの実効的な送信出力は６
２．５ｍＷとなる。また図３において、各グループにお
ける４本のアンテナからの送信出力の総和がそれぞれ２
５０ｍＷであるものとすると、２多重されているので子
機１台当たりの実効的な送信出力は１２５ｍＷとなる。
【００３４】このように全アンテナモードとグループモ
ードとでは、子機１台当たりの実効的な送信出力が異な
るので、設置状況や接続状況に応じてモードを切り換え
るようにしてもよい。また、本実施例では、全アンテナ
数を８、グループ数を２、グループ内のアンテナ数を４
としているが、これらは任意に設定してもよい。グルー
プ内のアンテナ数をグループ毎に異なる数としてもよ
い。 ＜第２実施形態＞図１２は、第２実施形態におけるアダ
プティブアレー装置の構成を示すブロック図である。同
図の構成は、図１の構成と比較して、アンテナ９０ａ〜
１６０ａ、ＦＥＭ９０ｂ〜１６０ｂ、無線部９０ｃ〜１
６０ｃ、ローカル発振器４４、５５、４入力１出力のセ
レクタ１０ｄ〜１６０ｄが新たに追加された点と、ベー
スバンド部１、信号処理部２、制御部３の代わりにベー
スバンド部１００、信号処理部２００、制御部３００を
備える点とが異なっており、アンテナ数が増えたことに
よりグループ数及びチャネル数が増え、１台の子機に対
して複数の通信チャネルを割り当てることができるよう
に構成されている。以下、同じ機能を有する構成要素に
は同じ符号を付しているので説明を省略し、異なる点を
主に説明する。
【００３５】アンテナ９０ａ〜１６０ａ、ＦＥＭ９０ｂ
〜１６０ｂ、無線部９０ｃ〜１６０ｃは、アンテナ１０
ａ〜８０ａ、ＦＥＭ１０ｂ〜８０ｂ、無線部１０ｃ〜８
０ｃと同等のものである。ローカル発振器４４、５５
は、それぞれ図１のローカル発振器４と同等のものであ
る。
【００３６】セレクタ１０ｄ〜１６０ｄは、ローカル発
振器４、５、４４、５５に生成される４つのローカル周
波数信号から１つを選択して無線部１０ｃ〜１６０ｃの
それぞれに対して出力する。ベースバンド部１００は、
ベースバンド部１に対して電話交換網を介して接続可能
な回線数が３３になっている点と、１タイムスロット当
たりのパス多重数が最大８である点とが異なる。これ以
外は同様である。
【００３７】信号処理部２００は、１６本のアンテナを
用いてパス多重する全アンテナモードと、４本のアンテ
ナからなる４つのグループＡ〜Ｄ毎に異なる周波数を用
いてパス多重を行なうグループモードとをサポートする
点が異なる。ここでグループＡはアンテナ１０ａ〜４０
ａ、グループＢはアンテナ５０ａ〜８０ａ、グループＣ
はアンテナ９０ａ〜１２０ａ、グループＤはアンテナ１
３０ａ〜１６０ａからなる。
【００３８】そのため信号処理部２００は、１６本のア
ンテナに対するゲインと位相量とを算出する第４パター
ン算出部と、４本のアンテナ対するゲインと位相量とを
算出する第５〜第８パターン算出部とを有する。これら
のパターン算出部は、何れも、第１実施形態の第１パタ
ーン算出部６に対してアンテナ数とパス多重数とが異な
るのみで、これ以外は同様の構成である。
【００３９】制御部３００は、全アンテナモードとグル
ープモードとを、ベースバンド部１００におけるトラフ
ィック量に応じて切り換える。さらに、制御部３００
は、１台の子機に対して複数チャネルを割り当てる制御
を行なう。具体的には、子機から発呼要求とともに、割
り当てを希望するチャネル数の指定を受付け、十分な空
き通信チャネルが存在する場合、指定された数の通信チ
ャネルを割り当てる。
【００４０】図１３は、グループモードにおけるベース
バンド部１００のＴＤＭＡ／ＴＤＤ処理及びパス多重処
理の様子を示す説明図である。同図は、図６に対して、
さらにグループＣ、Ｄによる時分割多重とパス多重が追
加されている点が異なっている。その結果、通信チャネ
ル数が３１となっている。
【００４１】以上のように構成された本実施形態におけ
るアダプティブアレー装置について、その動作を説明す
る。本アダプティブアレー装置におけるパス多重動作に
ついては、第１実施形態と同様なので省略し、以下、制
御部３００によるチャネル割り当てについて説明する。
【００４２】図１３に示したグループモードにおいて、
制御部３００は、子機からのチャネル数の指定に応じ
て、１台の子機に対して複数チャネルを割り当てる。同
時に割当可能なチャネルは、グループＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄか
らそれぞれ３、４、４、４チャネルまでが割り当て可能
であるので、最大で１５チャネルになる。例えば、制御
部３００は、子機から４チャネルの割り当てを指定され
た場合には、グループＢ、Ｃ、Ｄの何れかが４つの空き
チャネルを有していれば、１グループ内の４チャネルを
割り当てる。また５チャネル以上の割り当てを指定され
た場合には、例えばグループＡから３チャネル、グルー
プＢから２チャンネルを割り当てる。
【００４３】一方、子機は、同一周波数の４チャネルま
でしか指定しない場合には、既存のＰＨＳ子機に対し
て、発呼時に制御チャネルを介してチャネル数指定を行
い、同一周波数の４チャネルを用いて送受信する構成と
すればよい。また、５チャネル以上を指定する場合に
は、子機は、さらに複数の異なる周波数で送受信する必
要があるため、無線部を２系統備える構成とすればよ
い。
【００４４】最大の１５チャネルを割り当てを受けるた
めには、子機は、４系統の無線部を有する構成とすれば
よい。以上のように本実施例におけるアダプティブアレ
ー装置によれば、全アンテナモードとグループモードと
を切り換えることができ、グループを構成するアンテナ
の組み合わせを柔軟に変更することができる。
【００４５】さらに、１台の子機に対して複数の通信チ
ャネルを割り当てる構成なので、高速データ通信に適し
ている。例えば、最大の１５チャネルを割り当てた場
合、４８０ｋbps（３２ｋbps×１５チャネル）の伝送速
度又は帯域を確保することができ、例えば、動画の無線
伝送をリアルタイムに高品質で実現することができる。
また、チャネル数を子機から指定することができるの
で、伝送するデータサイズやリアルタイム性に応じて必
要な伝送速度又は帯域を確保することができる。
【００４６】なお、上記実施形態においてもアンテナ
数、グループ数、パス多重数は、任意に設計することが
できる。また、パス多重数は、複数又は単一としてよ
い。また、ＰＨＳ無線基地局として使用する場合を説明
したが、ＰＨＳ以外の無線電話の基地局であってもよい
し、その他の無線局であってもよい。
【００４７】
【発明の効果】本発明のアダプティブアレー装置は、全
てのアンテナによるアレーアンテナパターンを形成する
第１形成手段と、複数のアンテナを２以上のアンテナか
らなる複数のグループに分割し、分割されたグループ毎
に異なる周波数を用いて、グループ内のアンテナによる
アレーアンテナパターンを形成する第２形成手段と、第
１形成手段によるパターン形成と第２形成手段によるパ
ターン形成とを選択的に切り換える制御手段とを備え
る。
【００４８】この構成によれば、アダプティブアレー装
置は、全アンテナを１つのアレーアンテナとしてパス多
重する動作モードと、グループ毎にアレーアンテナとし
てパス多重する動作モードとを切り換えるので、状況に
応じて何れかの動作モードを切り換えることにより１波
と複数波の利用を切換えて、周波数資源を高効率に利用
しかつ多数の移動機を効率よく収容することができると
いう効果がある。
【００４９】また、上記アダプティブアレー装置は、時
分割多重方式による無線電話機の基地局として使用さ
れ、前記制御手段は、回線接続しているチャネル数に応
じて前記切換を行うよう構成されている。さらに、第２
形成手段は、何れかのグループにおいて制御チャネルと
して使用するタイムスロットにおいてアレーアンテナパ
ターンを形成せず、他のタイムスロットにおいてアレー
アンテナパターンを形成するよう構成してもよい。
【００５０】この構成によれば、本アダプティブアレー
装置は、上記効果に加えて、無線基地局として設置さ
れ、パス多重に適さない制御チャネルが存在するので、
全アンテナモードに比べてグループモードではより多く
の通信チャネルを確保することができる。また、上記ア
ダプティブアレー装置は、ｍｎ（ｍ、ｎは２以上の整
数）本のアンテナを有し、前記第２形成手段は、ｍ本の
アンテナからなるｎ個のグループに分割するよう構成さ
れている。
【００５１】この構成によれば、各グループのアンテナ
本数が同じであるので、グループ毎にパス多重数を同じ
することができるのでアレーアンテナパターンの形成を
より簡単に行なうことができる。さらに、上記アダプテ
ィブアレー装置は、デジタル信号プロセッサを有し、前
記第１形成手段は、全てのアンテナの各送受信信号に与
えるゲインと位相とをデジタル信号プロセッサに算出さ
せ、算出されたゲインと位相をを用いてアレーアンテナ
パターンを形成し、前記第２形成手段は、各グループ内
のアンテナの各送受信信号に与えるゲインと位相とをデ
ジタル信号プロセッサに算出させ、算出されたゲインと
位相と用いてアレーアンテナパターンを形成するよう構
成されている。
【００５２】この構成によれば、アレーアンテナパター
ンの形成はデジタル信号プロセッサを動作させるプログ
ラムにより実現できるので、グループ数、アンテナ数、
グループ毎のパス多重数を任意に設定することが容易に
なり、しかもそれらを動的に変更することも容易に実現
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例におけるアダプティブアレ
ー装置の構成を示すブロック図である。
【図２】全アンテナモードにおける動作説明図を示す。
【図３】グループモードにおける動作説明図を示す。
【図４】アンテナ１０ａ〜８０ａの配置例を示す。
【図５】全アンテナモードにおけるベースバンド部１の
ＴＤＭＡ／ＴＤＤ処理及びパス多重処理の様子を示す説
明図である。
【図６】グループモードにおけるベースバンド部１のＴ
ＤＭＡ／ＴＤＤ処理及びパス多重処理の様子を示す説明
図である。
【図７】信号処理部２のより詳細な構成を示すブロック
図である。
【図８】第１パターン算出部６により算出されるパラメ
ータ相互の関係を表した説明図を示す。
【図９】第２パターン算出部７により算出されるパラメ
ータ相互の関係を表した説明図を示す。
【図１０】第３パターン算出部８により算出されるパラ
メータ相互の関係を表した説明図を示す。
【図１１】制御部３による全アンテナモードとグループ
モードとを切り換える処理を示すフローチャートであ
る。
【図１２】第２実施形態におけるアダプティブアレー装
置の構成を示すブロック図である。
【図１３】グループモードにおけるベースバンド部１０
０のＴＤＭＡ／ＴＤＤ処理及びパス多重処理の様子を示
す説明図である。
【符号の説明】
１ ベースバンド部 ２ 信号処理部 ３ 制御部 ４、５ ローカル発振器 ６ 第１パターン算出部 ７ 第２パターン算出部 ８ 第３パターン算出部 １０ａ〜８０ａ アンテナ １０ｂ〜８０ｂ ＦＥＭ １０ｃ〜８０ｃ 無線部 １１ 送信部 １２ 受信部 １３ ハイパワーアンプ １４ ローノイズアンプ １５ アンテナスイッチ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のアンテナをもつアダプティブアレ
    ー装置であって、 全てのアンテナによるアレーアンテナパターンを形成す
    る第１形成手段と、 複数のアンテナを２以上のアンテナからなる複数のグル
    ープに分割し、分割されたグループ毎に異なる周波数を
    用いて、グループ内のアンテナによるアレーアンテナパ
    ターンを形成する第２形成手段と、 第１形成手段によるパターン形成と第２形成手段による
    パターン形成とを選択的に切り換える制御手段とを備え
    ることを特徴とするアダプティブアレー装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のアダプティブアレー装置
    は、時分割多重方式による無線電話機の基地局として使
    用され、 前記制御手段は、回線接続しているチャネル数に応じて
    前記切換を行うことを特徴とするアダプティブアレー装
    置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の第２形成手段は、 何れかのグループにおいて制御チャネルとして使用する
    タイムスロットにおいてアレーアンテナパターンを形成
    せず、他のタイムスロットにおいてアレーアンテナパタ
    ーンを形成することを特徴とするアダプティブアレー装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項１又は２記載のアダプティブアレ
    ー装置は、ｍｎ（ｍ、ｎは２以上の整数）本のアンテナ
    を有し、 前記第２形成手段は、ｍ本のアンテナからなるｎ個のグ
    ループに分割することを特徴とするアダプティブアレー
    装置。
  5. 【請求項５】 請求項１、２又は３記載のアダプティブ
    アレー装置は、デジタル信号プロセッサを有し、 前記第１形成手段は、全てのアンテナの各送受信信号に
    与えるゲインと位相とをデジタル信号プロセッサに算出
    させ、算出されたゲインと位相をを用いてアレーアンテ
    ナパターンを形成し、 前記第２形成手段は、グループ毎に、グループ内のアン
    テナの各送受信信号に与えるゲインと位相とをデジタル
    信号プロセッサに算出させ、算出されたゲインと位相と
    用いてアレーアンテナパターンを形成することを特徴と
    するアダプティブアレー装置。
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