JP2000252734A - Antenna system for base station for mobile communication - Google Patents
Antenna system for base station for mobile communicationInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信用基地局
アンテナ装置に関する。The present invention relates to a base station antenna apparatus for mobile communication.
【０００２】[0002]
【従来の技術】移動通信においては、移動局（端末局）
や無線基地局から放射された電波がその周辺の建物など
で反射したり散乱するため、様々な経路を通った電波が
受信側の無線局に到達する。すなわち、移動通信におけ
る電波はマルチパス障害を受けることになり、通信経路
の変化や複数経路を通った電波の干渉によってフェージ
ングが発生する。2. Description of the Related Art In mobile communication, a mobile station (terminal station) is used.
And radio waves radiated from the radio base station are reflected or scattered by buildings around the radio wave, so that radio waves passing through various routes reach the radio station on the receiving side. That is, radio waves in mobile communication are subject to multipath failure, and fading occurs due to changes in communication paths and interference of radio waves passing through multiple paths.
【０００３】従って、端末局の位置の違いに応じて、端
末局や無線基地局における受信信号強度が大きく変動す
る。そして、受信強度が低い時には伝送品質が著しく劣
化する。このようなフェージングを克服するために有効
な方法として、ダイバーシチ受信が知られている。ダイ
バーシチ受信においては、一般に複数のアンテナを互い
に異なる位置に配置して、複数のアンテナのうち受信レ
ベルの大きな信号が得られるアンテナを常に選択して受
信する。[0003] Therefore, the received signal strength at the terminal station or the radio base station greatly fluctuates according to the difference in the position of the terminal station. When the reception strength is low, the transmission quality is significantly deteriorated. As an effective method for overcoming such fading, diversity reception is known. In diversity reception, generally, a plurality of antennas are arranged at mutually different positions, and an antenna from which a signal having a high reception level is obtained is always selected and received.
【０００４】ダイバーシチ受信を行う際には、選択可能
な複数のアンテナのそれぞれ（各ブランチ）の位置で受
信される複数の信号間の相関が重要な意味を持つ。ブラ
ンチ間の受信信号の相関が大きい場合、あるブランチに
おける信号強度が低下すると、他のブランチにおける信
号強度も低下してしまうため、ブランチを切換えても改
善効果がほとんど得られない。[0004] In performing diversity reception, the correlation between a plurality of signals received at the positions of each of a plurality of selectable antennas (each branch) has an important meaning. When the correlation between the received signals between the branches is large, if the signal strength in one branch is reduced, the signal strength in another branch is also reduced. Therefore, even if the branch is switched, almost no improvement effect is obtained.
【０００５】しかし、ブランチ間の相関がない場合、あ
るいは相関が小さい場合には、あるブランチにおける受
信強度が低下しても、他のブランチの受信強度が低下し
ているとは限らないため、ブランチを切換えたときに大
きな受信信号強度の改善効果が得られる可能性がある。[0005] However, when there is no correlation between the branches or when the correlation is small, even if the reception strength of one branch decreases, the reception strength of the other branch does not necessarily decrease. , There is a possibility that a great improvement effect of the received signal strength can be obtained.
【０００６】受信信号のブランチ間の相関は、複数のア
ンテナの間隔に依存している。特に、ダイバーシチ受信
を無線基地局に採用する場合には、複数のアンテナの間
隔を数波長程度離す必要があることが報告されている
（たとえばWilliam C. Y. Lee著、"Mobile Communicati
on Design Fundamentals Second Edition" ,Section 6.
2,John Wiley & Sons, Inc.）。[0006] The correlation between branches of a received signal depends on the spacing between a plurality of antennas. In particular, it has been reported that when diversity reception is used in a radio base station, the distance between a plurality of antennas must be separated by several wavelengths (for example, William CY Lee, "Mobile Communicati").
on Design Fundamentals Second Edition ", Section 6.
2, John Wiley & Sons, Inc.).
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の移動通信
の普及に伴って沢山のユーザが同時に移動通信を利用す
る機会が増えたため、他のユーザからの電波により通話
ができなくなったり、通話品質が劣化するいわゆる同一
チャネル間干渉が大きな問題になっている。この同一チ
ャネル間干渉を低減し、限られた周波数資源を有効に利
用する方法として、アダプティブアンテナが注目されて
いる。On the other hand, with the spread of mobile communication in recent years, the number of opportunities for many users to use mobile communication at the same time has increased. The so-called co-channel interference, which degrades, is a serious problem. As a method of reducing this co-channel interference and effectively using limited frequency resources, an adaptive antenna has been attracting attention.
【０００８】アダプティブアンテナは、環境に応じてア
ンテナの指向性のヌルを不要な電波の方向に向けること
により、不要な電波の干渉を抑制することができる。具
体的には、アダプティブアンテナは生成した指向性で受
信した信号と既知信号との誤差が最小になるようにアン
テナの指向性を決定することにより、受信信号に含まれ
る不要信号成分を低減することができる。このため、ア
ダプティブアンテナについては、特に無線基地局への導
入の検討が多くなされている。[0008] The adaptive antenna can suppress unnecessary radio wave interference by directing nulls of the directivity of the antenna in the direction of unnecessary radio waves according to the environment. Specifically, the adaptive antenna determines the directivity of the antenna such that the error between the signal received with the generated directivity and the known signal is minimized, thereby reducing unnecessary signal components included in the received signal. Can be. For this reason, many studies have been made on the introduction of adaptive antennas into wireless base stations.
【０００９】ところで、所望波に対してダイバーシチ受
信を行う場合には、受信信号のブランチ間の相関を下げ
るために複数のアンテナ素子の間隔を大きくする必要が
ある。しかし、複数のアンテナ素子の間隔を大きくする
と、アレー指向性の原理により、グレーティングローブ
（回折格子によって生じる大きな放射）が生じる。つま
り、アンテナ全体の放射パターンにはメインローブ以外
に複数の大きな放射が現れるため、たとえば図７に示す
ように複雑な形状の放射パターンになる。図７に示す例
は、３素子の円形配列アダプティブアレーアンテナを利
用する無線基地局に対し、所望波となるユーザ＃１から
の電波が１８０度方向から到来し、干渉波となるユーザ
＃２からの電波が５９度方向から到来する場合に、アン
テナにアダプティブ処理を施してユーザ＃１からの電波
を捕捉し、ユーザ＃２からの電波を抑圧するように指向
性を形成した場合の水平面内指向特性を示している。ま
た、円形に配置された３素子のアンテナの半径は２波長
に定めた。When diversity reception is performed on a desired wave, it is necessary to increase the interval between a plurality of antenna elements in order to reduce the correlation between branches of the received signal. However, when the interval between the plurality of antenna elements is increased, grating lobes (large radiation generated by the diffraction grating) occur due to the principle of array directivity. That is, since a plurality of large radiations other than the main lobe appear in the radiation pattern of the entire antenna, the radiation pattern has a complicated shape as shown in FIG. 7, for example. In the example shown in FIG. 7, a radio wave from user # 1 as a desired wave arrives from the 180 ° direction to a radio base station using a three-element circular array adaptive array antenna, and a radio wave from user # 2 as an interference wave is obtained. In the case where the radio wave arrives from the direction of 59 degrees, adaptive processing is performed on the antenna to capture the radio wave from the user # 1, and the directivity in the horizontal plane when the directivity is formed so as to suppress the radio wave from the user # 2 The characteristics are shown. Further, the radius of the three-element antenna arranged in a circular shape is set to two wavelengths.
【００１０】図７の例では、多数生じたグレーティング
ローブの影響によって、干渉波の到来方向（ユーザ＃２
の方向）に指向性のヌルを向けた結果、所望波の到来方
向（ユーザ＃１の方向）の指向性利得も低下している。
このような状況では所望の伝送特性は得られない。本発
明は、マルチパス障害によるフェージングの影響を緩和
するとともに、干渉波の影響を抑制ししかも所望波に対
する指向性利得が低下するのを防止可能な移動通信用基
地局アンテナ装置を提供することを目的とする。In the example of FIG. 7, the direction of arrival of the interference wave (user # 2) is affected by the influence of a large number of grating lobes.
), The directivity gain in the arrival direction of the desired wave (direction of user # 1) is also reduced.
In such a situation, desired transmission characteristics cannot be obtained. An object of the present invention is to provide a mobile communication base station antenna apparatus capable of reducing the influence of fading due to a multipath failure, suppressing the influence of an interference wave, and preventing the directional gain for a desired wave from being reduced. Aim.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項１の移動通信用基
地局アンテナ装置は、それぞれが少なくとも受信機能を
有する複数の通信手段と、前記複数の通信手段のそれぞ
れと接続可能に構成され、前記通信手段のブランチ数と
同数の複数のアンテナ素子を備え、前記複数のアンテナ
素子が互いに異なる位置に所定の位置関係で配置された
第１組のアンテナと、前記第１組のアンテナのアンテナ
素子の周辺に配置された少なくとも１つのアンテナ素子
で構成される第２組のアンテナと、前記複数の通信手段
の少なくとも１つのブランチについて、前記第１組のア
ンテナのアンテナ素子と前記第２組のアンテナのアンテ
ナ素子とを選択的に切り替えるスイッチ手段と、前記複
数の通信手段のそれぞれに接続される各アンテナ素子か
らの信号について振幅及び位相の重み付けを行ってから
合成しアンテナのアレー指向性を形成する指向性形成部
と、前記指向性形成部の入力信号と出力信号とに基づい
て、前記指向性形成部の各ブランチの信号に対する振幅
及び位相の重みを計算する指向性制御部とを設けたこと
を特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a base station antenna apparatus for mobile communication, wherein each of the plurality of communication means has at least a receiving function, and is connectable to each of the plurality of communication means. A first set of antennas comprising a plurality of antenna elements of the same number as the number of branches of the communication means, wherein the plurality of antenna elements are arranged at different positions in a predetermined positional relationship; and an antenna element of the first set of antennas. A second set of antennas composed of at least one antenna element arranged at the periphery, and at least one branch of the plurality of communication means, for the antenna elements of the first set of antennas and the second set of antennas; Switch means for selectively switching between antenna elements, and a signal from each antenna element connected to each of the plurality of communication means. A directivity forming unit that combines the weights of the width and the phase and then forms an array directivity of the antenna; and, based on an input signal and an output signal of the directivity forming unit, each branch of the directivity forming unit. A directivity control unit for calculating the amplitude and phase weights for the signals.
【００１２】第１組のアンテナを構成する複数のアンテ
ナ素子の間隔を数波長程度に大きくすれば、効果的なダ
イバーシチ受信を行って望ましい結果を得られる。しか
し、複数のアンテナ素子の間隔が大きいため、第１組の
アンテナだけを用いて指向性形成部の重み付けにより指
向性の適応制御を行い、干渉波の方向に指向性のヌルを
向けようとすると、図７に示すようにグレーティングロ
ーブの影響によって所望波の方向に対するアンテナ利得
も低下する可能性がある。If the interval between a plurality of antenna elements constituting the first set of antennas is increased to about several wavelengths, effective diversity reception can be performed and desired results can be obtained. However, since the interval between a plurality of antenna elements is large, adaptive control of directivity is performed by weighting the directivity forming unit using only the first set of antennas, and it is attempted to direct the null of directivity in the direction of the interference wave. As shown in FIG. 7, there is a possibility that the antenna gain in the direction of the desired wave is also reduced due to the influence of the grating lobe.
【００１３】請求項１の発明においては、スイッチ手段
を切り替えることによって、第１組のアンテナのアンテ
ナ素子と第２組のアンテナのアンテナ素子とを選択的に
切り替えることができる。第２組のアンテナのアンテナ
素子は、第１組のアンテナのアンテナ素子の周辺に配置
されているので、複数の通信手段の少なくとも１つのブ
ランチに接続するアンテナ素子を第１組のアンテナから
第２組のアンテナに切り替えることによって、使用する
アンテナ素子間の間隔が変わり、アンテナ全体の指向特
性に現れるグレーティングローブが減る。According to the first aspect of the present invention, by switching the switch means, the antenna element of the first set of antennas and the antenna element of the second set of antennas can be selectively switched. Since the antenna elements of the second set of antennas are arranged around the antenna elements of the first set of antennas, the antenna elements connected to at least one branch of the plurality of communication means are separated from the first set of antennas by the second set of antennas. By switching to a set of antennas, the spacing between the antenna elements used changes and grating lobes appearing in the directional characteristics of the entire antenna are reduced.
【００１４】たとえば、第１組のアンテナだけを用いて
図７に示すような指向特性になった場合には、そのまま
では所望波と干渉波との区別が困難であるが、１つのア
ンテナ素子を第２組のアンテナに切り替えれば、使用す
る複数のアンテナ素子の間隔の変化によって所望波の方
向に対するアンテナ利得が改善されるので、所望波と干
渉波との区別が可能になる。For example, when the directional characteristics shown in FIG. 7 are obtained by using only the first set of antennas, it is difficult to distinguish the desired wave from the interference wave as it is. By switching to the second set of antennas, the antenna gain in the direction of the desired wave is improved by changing the spacing between the plurality of antenna elements to be used, so that the desired wave and the interference wave can be distinguished.
【００１５】なお、第２組のアンテナのアンテナ素子を
第１組のアンテナの最も外側のアンテナ素子よりも内側
に配置すれば、第１組のアンテナだけを設ける場合と同
じ大きさのレドームの中に第２組のアンテナもそのまま
収納することができる。請求項２は、請求項１の移動通
信用基地局アンテナ装置において、前記指向性形成部が
出力する合成された受信信号に基づいて前記スイッチ手
段の状態を自動的に切り替える自動切り替え手段をさら
に設けたことを特徴とする。By arranging the antenna elements of the second set of antennas inside the outermost antenna element of the first set of antennas, the inside of the radome having the same size as when only the first set of antennas is provided. In addition, the second set of antennas can be stored as it is. According to a second aspect of the present invention, in the mobile communication base station antenna apparatus of the first aspect, an automatic switching unit that automatically switches a state of the switching unit based on a combined reception signal output by the directivity forming unit is further provided. It is characterized by having.
【００１６】請求項２においては、自動切り替え手段が
スイッチ手段を自動的に切り替えるので、手動で切り替
えを行うことなく常に好ましい指向特性が得られる。つ
まり、所望波と干渉波との区別が困難な場合には、その
区別が容易になるように受信信号に基づいて指向特性が
自動的に変更される。請求項３は、請求項２の移動通信
用基地局アンテナ装置において、前記自動切り替え手段
が、合成された受信信号におけるデータの誤り率を調べ
て前記スイッチ手段の状態を自動的に切り替えることを
特徴とする。According to the second aspect, since the automatic switching means automatically switches the switching means, a preferable directional characteristic can always be obtained without manual switching. That is, when it is difficult to distinguish between the desired wave and the interference wave, the directivity is automatically changed based on the received signal so that the distinction becomes easy. According to a third aspect of the present invention, in the mobile communication base station antenna apparatus of the second aspect, the automatic switching unit automatically switches a state of the switching unit by checking an error rate of data in the combined received signal. And
【００１７】２つの到来波間の空間相関は、それらの到
来方向が互いに直交する場合に最小（０）になり、到来
方向が同一である場合に最大（１）になる。空間相関が
１の場合には、出力の干渉信号抑圧度（ＳＩＮＲ）が低
く、２つの到来波の区別は困難である。空間相関が０に
近づくに従って、干渉信号抑圧度が高くなり、データの
誤り率が低下するので２つの到来波の区別は容易にな
る。つまり、合成された受信信号のデータ誤り率を調べ
ることによって、複数の到来波の分離が可能か否かを識
別できる。この識別を自動切り替え手段が行う。The spatial correlation between two arriving waves is minimum (0) when the directions of arrival are orthogonal to each other, and maximum (1) when the directions of arrival are the same. When the spatial correlation is 1, the output interference signal suppression (SINR) is low, and it is difficult to distinguish two arriving waves. As the spatial correlation approaches 0, the degree of suppression of the interference signal increases and the data error rate decreases, so that it is easy to distinguish between the two arriving waves. That is, by examining the data error rate of the combined received signal, it can be determined whether or not a plurality of incoming waves can be separated. This identification is performed by automatic switching means.
【００１８】請求項４は、請求項１の移動通信用基地局
アンテナ装置において、３以上のアンテナ素子を所定の
円周上に均等に配置して前記第１組のアンテナを構成
し、前記第２組のアンテナのアンテナ素子を前記円周の
内側に配置したことを特徴とする。請求項４において
は、第１組のアンテナを円形配列アダプティブアレーア
ンテナとして構成できる。このアンテナを用いることに
より、様々な方向に指向性のヌルを向けることができ
る。According to a fourth aspect of the present invention, in the base station antenna apparatus for a mobile communication according to the first aspect, the first set of antennas is constituted by arranging three or more antenna elements uniformly on a predetermined circumference. The antenna elements of the two sets of antennas are arranged inside the circumference. In claim 4, the first set of antennas can be configured as a circular array adaptive array antenna. By using this antenna, the directional null can be directed in various directions.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の移
動通信用基地局アンテナ装置の１つの実施の形態につい
て、図１，図３〜図６及び図８を参照して説明する。こ
の形態は全ての請求項に対応する。図１はこの形態のア
ンテナ装置の構成を示すブロック図である。図３は指向
性制御系の構成を示すブロック図である。図４はこの形
態のアンテナの水平面内放射パターンの例を示すグラフ
である。図５は２つの到来波の空間相関と出力ＳＩＮＲ
との関係を示すグラフである。図６は切り替え可能素子
数と２つの到来波の平均空間相関との関係を示すグラフ
である。図８はアンテナ素子の配置例を示す平面図であ
る。(First Embodiment) One embodiment of a base station antenna apparatus for mobile communication according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 3 to 6 and 8. FIG. . This form corresponds to all claims. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the antenna device of this embodiment. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the directivity control system. FIG. 4 is a graph showing an example of a radiation pattern in a horizontal plane of the antenna of this embodiment. FIG. 5 shows the spatial correlation and output SINR of two arriving waves.
6 is a graph showing a relationship with the graph. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the number of switchable elements and the average spatial correlation of two arriving waves. FIG. 8 is a plan view showing an example of arrangement of antenna elements.
【００２０】この形態では、請求項１の通信手段，スイ
ッチ手段，指向性形成部及び指向性制御部はそれぞれ送
受信機１５，スイッチ部１３，指向性形成部１６及び指
向性制御部１７に対応し、請求項１の第１組のアンテナ
は主アンテナ素子１１(1)，１１(2)，１１(3)に対応
し、第２組のアンテナは付加アンテナ素子１２に対応す
る。また、請求項２の自動切り替え手段は伝送特性判定
部１８に対応する。In this embodiment, the communication means, the switch means, the directivity forming section and the directivity control section in claim 1 correspond to the transceiver 15, the switch section 13, the directivity forming section 16 and the directivity control section 17, respectively. The first set of antennas of claim 1 corresponds to the main antenna elements 11 (1), 11 (2), 11 (3), and the second set of antennas corresponds to the additional antenna element 12. Further, the automatic switching means in claim 2 corresponds to the transmission characteristic determining unit 18.
【００２１】図１に示すアンテナ装置は、移動通信用基
地局のアンテナとして利用される。図１を参照すると、
このアンテナ装置は主アンテナ素子１１，付加アンテナ
素子１２，スイッチ部１３，送受信機１５，指向性形成
部１６，指向性制御部１７及び伝送特性判定部１８を備
えている。また、このアンテナ装置には３つの主アンテ
ナ素子１１(1)，１１(2)，１１(3)と、３つの送受信機
１５(1)，１５(2)，１５(3)とが備わっている。３つの
主アンテナ素子１１(1)，１１(2)，１１(3)は、この例
では半径ｄが２波長の円周上に均等に配置されている。
半径ｄを大きくしたのは、ダイバーシチ受信の効果を高
めるためである。The antenna device shown in FIG. 1 is used as an antenna of a mobile communication base station. Referring to FIG.
This antenna device includes a main antenna element 11, an additional antenna element 12, a switch unit 13, a transceiver 15, a directivity forming unit 16, a directivity control unit 17, and a transmission characteristic determining unit 18. This antenna device also includes three main antenna elements 11 (1), 11 (2), 11 (3) and three transceivers 15 (1), 15 (2), 15 (3). I have. In this example, the three main antenna elements 11 (1), 11 (2), and 11 (3) are evenly arranged on a circumference having a radius d of two wavelengths.
The reason for increasing the radius d is to enhance the effect of diversity reception.
【００２２】また、図８に示すように、付加アンテナ素
子１２は主アンテナ素子１１を配置した円の中心からＸ
軸方向に０．５波長、Ｙ軸方向に０．９波長それぞれず
れた位置に配置してある。スイッチ部１３には、３つの
高周波スイッチ１４(1)，１４(2)，１４(3)が備わって
いる。３つの主アンテナ素子１１(1)，１１(2)及び１１
(3)は、それぞれ高周波スイッチ１４(1)，１４(2)及び
１４(3)を介して３つの送受信機１５(1)，１５(2)及び
１５(3)と接続される。As shown in FIG. 8, the additional antenna element 12 is located at a distance X from the center of the circle where the main antenna element 11 is arranged.
It is arranged at a position shifted by 0.5 wavelength in the axial direction and 0.9 wavelength in the Y-axis direction. The switch unit 13 includes three high-frequency switches 14 (1), 14 (2), and 14 (3). Three main antenna elements 11 (1), 11 (2) and 11
(3) is connected to three transceivers 15 (1), 15 (2) and 15 (3) via high frequency switches 14 (1), 14 (2) and 14 (3), respectively.
【００２３】高周波スイッチ１４(1)，１４(2)，１４
(3)を切り替えることによって、付加アンテナ素子１２
を３つの送受信機１５(1)，１５(2)及び１５(3)のいず
れか１つと接続することができる。付加アンテナ素子１
２が接続された送受信機１５については、主アンテナ素
子１１は切り離される。付加アンテナ素子１２を選択し
た１つの高周波スイッチ１４以外の高周波スイッチ１４
は、主アンテナ素子１１を選択する。High frequency switches 14 (1), 14 (2), 14
By switching (3), the additional antenna element 12
Can be connected to any one of the three transceivers 15 (1), 15 (2) and 15 (3). Additional antenna element 1
The main antenna element 11 is disconnected from the transceiver 15 to which 2 is connected. High-frequency switch 14 other than one high-frequency switch 14 in which additional antenna element 12 is selected
Selects the main antenna element 11.
【００２４】従って、３つの高周波スイッチ１４(1)，
１４(2)，１４(3)の切り替えによって、３つの送受信機
１５(1)，１５(2)，１５(3)にそれぞれ主アンテナ素子
１１(1)，１１(2)，１１(3)が接続された状態と、送受
信機１５(1)に付加アンテナ素子１２が接続されて送受
信機１５(2)，１５(3)に主アンテナ素子１１(2)，１１
(3)が接続された状態と、送受信機１５(2)に付加アンテ
ナ素子１２が接続されて送受信機１５(1)，１５(3)に主
アンテナ素子１１(1)，１１(3)が接続された状態と、送
受信機１５(3)に付加アンテナ素子１２が接続されて送
受信機１５(1)，１５(2)に主アンテナ素子１１(1)，１
１(2)が接続された状態との４種類の状態の切り替えが
可能になっている。Therefore, the three high-frequency switches 14 (1),
By switching between 14 (2) and 14 (3), three transceivers 15 (1), 15 (2) and 15 (3) are respectively connected to the main antenna elements 11 (1), 11 (2) and 11 (3). Is connected, and the additional antenna element 12 is connected to the transceiver 15 (1), and the main antenna elements 11 (2), 11 (3) are connected to the transceivers 15 (2), 15 (3).
The state where (3) is connected and the additional antenna element 12 is connected to the transceiver 15 (2), and the main antenna elements 11 (1) and 11 (3) are connected to the transceivers 15 (1) and 15 (3). In the connected state, the additional antenna element 12 is connected to the transceiver 15 (3) and the main antenna elements 11 (1), 1 (1) are connected to the transceivers 15 (1), 15 (2).
It is possible to switch between four types of states, that is, the state where 1 (2) is connected.
【００２５】また、３つの高周波スイッチ１４(1)，１
４(2)，１４(3)は電気的な制御によって切り替え可能に
なっている。つまり、伝送特性判定部１８からの制御出
力Ｓ４によって高周波スイッチ１４(1)，１４(2)，１４
(3)の状態が決定される。送受信機１５は、受信信号お
よび送信信号の周波数変換や増幅等を行う。指向性形成
部１６は、３つの送受信機１５(1)，１５(2)，１５(3)
のそれぞれを通る３系統の信号の振幅及び位相の調整に
よって、アンテナの指向性を形成する。The three high-frequency switches 14 (1), 1
4 (2) and 14 (3) can be switched by electrical control. In other words, the high frequency switches 14 (1), 14 (2),
The state of (3) is determined. The transceiver 15 performs frequency conversion, amplification, and the like of the reception signal and the transmission signal. The directivity forming unit 16 includes three transceivers 15 (1), 15 (2), and 15 (3).
The directivity of the antenna is formed by adjusting the amplitudes and phases of the three systems of signals passing through each of them.
【００２６】指向性制御部１７は、指向性形成部１６に
入力される信号Ｓ１(1)，Ｓ１(2)，Ｓ１(3)と出力の信
号Ｓ２とに基づいて指向性形成部１６の指向性を制御す
るための重み信号Ｓ３を生成しそれを指向性形成部１６
に与える。すなわち、指向性制御部１７はアダプティブ
処理を施す。伝送特性判定部１８は、指向性形成部１６
から出力される受信信号（受信データ）に基づいて信号
の伝送特性を識別する。そして、識別結果に応じて制御
出力Ｓ４を制御する。The directivity control unit 17 controls the directivity of the directivity forming unit 16 based on the signals S1 (1), S1 (2), S1 (3) input to the directivity forming unit 16 and the output signal S2. Weighting signal S3 for controlling the directivity and generating the
Give to. That is, the directivity control unit 17 performs an adaptive process. The transmission characteristic determination unit 18
The transmission characteristics of the signal are identified based on the received signal (received data) output from the. Then, the control output S4 is controlled according to the identification result.
【００２７】図１のアンテナ装置における指向性制御系
は、図３のように構成されている。なお、図３において
は受信系だけを示してあるが、受信系と送信系の指向性
は同一でよいので、受信系で生成した重み信号Ｓ３をそ
のまま送信系の指向性形成部１６に印加すればよい。以
下、図３を参照して説明する。Ａ／Ｄ変換部１５ｂから
出力される３系統の受信信号は、それぞれ振幅位相可変
部５７，５８及び５９で振幅及び位相を調整された後、
信号合成部６０に印加される。信号合成部５４，５５及
び５６の各々の振幅及び位相の調整量は、ＬＭＳ制御部
５０により制御される。The directivity control system in the antenna device of FIG. 1 is configured as shown in FIG. Although only the receiving system is shown in FIG. 3, the directivity of the receiving system and that of the transmitting system may be the same, so that the weighting signal S3 generated by the receiving system is applied directly to the directivity forming unit 16 of the transmitting system. I just need. Hereinafter, description will be made with reference to FIG. The three-system reception signals output from the A / D conversion unit 15b are adjusted in amplitude and phase by amplitude / phase variable units 57, 58 and 59, respectively.
The signal is applied to the signal synthesis unit 60. The adjustment amounts of the amplitude and phase of each of the signal combining units 54, 55, and 56 are controlled by the LMS control unit 50.
【００２８】信号合成部６０は、振幅位相可変部５７が
出力する信号，振幅位相可変部５８が出力する信号及び
振幅位相可変部５９が出力する信号を合成して出力す
る。ＬＭＳ制御部５０は、信号合成部６０が出力する合
成信号と、既知信号発生部１１３が出力する既知信号と
の差を最小にするのに必要な振幅及び位相値（重み信号
Ｓ３）を、ＬＭＳ（Least Mean Square）法などの適応
アルゴリズムを用いて振幅位相可変部５７，５８，５９
の重み（振幅と位相値）を調整しながら探索する。The signal synthesizing section 60 synthesizes and outputs the signal output from the amplitude / phase variable section 57, the signal output from the amplitude / phase variable section 58, and the signal output from the amplitude / phase variable section 59. The LMS control unit 50 converts the amplitude and phase value (weight signal S3) necessary for minimizing the difference between the synthesized signal output from the signal synthesis unit 60 and the known signal output from the known signal generation unit 113 into an LMS (Least Mean Square) method using an adaptive algorithm such as the Least Mean Square method.
Search while adjusting the weight (amplitude and phase value) of.
【００２９】ＬＭＳ制御部５０によって求められた振幅
及び位相値（振幅と位相値）を重み信号Ｓ３として振幅
位相可変部１７，１８に与えることにより、干渉波の影
響が最小になるようにアンテナの指向特性を調整して送
受信できる。具体的に説明すると、ＬＭＳ制御部５０は
次のように動作する。 （１）各系統のＡ／Ｄ変換部１５ｂからの受信信号（ｘ
１，ｘ２，ｘ３とする）のベクトルｘを指向性制御部１
７に入力する。The amplitude and phase values (amplitude and phase values) obtained by the LMS control unit 50 are given to the amplitude and phase variable units 17 and 18 as the weight signal S3, so that the influence of the interference wave is minimized. Transmission and reception can be performed by adjusting the directional characteristics. More specifically, the LMS control unit 50 operates as follows. (1) The received signal (x) from the A / D converter 15b of each system
1, x2, x3) in the directivity control unit 1
Enter 7
【００３０】（２）振幅位相可変部５７，５８，５９に
与える重み（ｗ１，ｗ２，ｗ３とする）として、ある初
期値を代入しておく。たとえば、１系統の重みｗ１を１
とし、他の系統の重みｗ２，ｗ３を０とする（１本のア
ンテナだけで受信しているのと等価）。(2) A certain initial value is substituted as a weight (w1, w2, w3) to be given to the amplitude / phase variable units 57, 58, 59. For example, the weight w1 of one system is 1
And the weights w2 and w3 of the other systems are set to 0 (equivalent to receiving with only one antenna).
【００３１】（３）重みベクトルｗの共役転置ベクトル
ＷHを入力信号ベクトルｘにかけ算して出力信号ｙを得
る（各ブランチの受信信号ｘ１，ｘ２，ｘ３に重みｗ１
*，ｗ２*，ｗ３*をそれぞれかけて合成することと等
価）。すなわち、次式の計算を行う。 ｙ＝ｗHｘ （４）既知信号発生部１１３が出力する既知の参照信号
Ｓｄと前期出力信号ｙとの誤差ｅを求める。すなわち、
次式の計算を行う。(3) The output signal y is obtained by multiplying the conjugate transposed vector W H of the weight vector w by the input signal vector x (the received signal x1, x2, x3 of each branch is weighted w1
* , W2 * , and w3 * ). That is, the following equation is calculated. Request y = w H x (4) the error e between the known reference signal known signal generating unit 113 outputs Sd and year output signal y. That is,
The following equation is calculated.
【００３２】ｅ＝Ｓｄ−ｙ （５）次式を用いて重みベクトルｗを計算する。 ｗnext＝ｗcurrent＋μｘｅ* ｗnext：計算後の重みベクトル ｗcurrent：計算前の重みベクトル μ：ステップ係数と呼ばれる係数（１より小さい値に定
められる） ｅ*：誤差ｅの共役 （６）上記（３）〜（５）の処理を繰り返し行う。これ
によって、重みベクトルｗはある値に収束し、所望の指
向性が得られる。つまり、所望波（参照信号Ｓｄ）と相
関の高い信号を取り込み、相関の低い干渉波信号を抑圧
するように動作する。E = Sd−y (5) The weight vector w is calculated using the following equation. w next = w current + μxe * w next : weight vector after calculation w current : weight vector before calculation μ: coefficient called step coefficient (set to a value smaller than 1) e * : conjugate of error e (6) The processes (3) to (5) are repeated. As a result, the weight vector w converges to a certain value, and a desired directivity is obtained. That is, it operates to take in a signal having a high correlation with the desired wave (reference signal Sd) and suppress an interference wave signal having a low correlation.
【００３３】ところで、図１に示すように複数の主アン
テナ素子１１の間隔が大きい場合には、アダプティブ制
御を実施すると指向特性にグレーティングローブが現れ
るため、たとえば図７に示すように所望波の方向に対す
るアンテナ利得も低下する可能性がある。発生するグレ
ーティングローブの方向は、使用する各主アンテナ素子
１１(1)，１１(2)，１１(3)の位置関係によって定ま
る。そのため、図１のアンテナ装置においてはスイッチ
部１３の切り替えによってアンテナ全体の指向特性を変
更することができる。When the interval between the plurality of main antenna elements 11 is large as shown in FIG. 1, grating lobes appear in the directional characteristics when adaptive control is performed. For example, as shown in FIG. May also be reduced. The direction of the generated grating lobe is determined by the positional relationship between the main antenna elements 11 (1), 11 (2), and 11 (3) used. Therefore, in the antenna device of FIG. 1, the directivity of the entire antenna can be changed by switching the switch unit 13.
【００３４】たとえば、３つの主アンテナ素子１１
(1)，１１(2)，１１(3)をそれぞれ送受信機１５(1)，１
５(2)，１５(3)に接続すると、図７に示すような指向特
性になるが、主アンテナ素子１１(2)のかわりに、付加
アンテナ素子１２を接続して、２つの主アンテナ素子１
１(1)，１１(3)と付加アンテナ素子１２とで３素子のア
ダプティブアンテナアレーを構成すると、図４に示すよ
うな指向特性が得られる。この指向特性を利用すれば、
所望波と干渉波とを分離できる。For example, three main antenna elements 11
(1), 11 (2), 11 (3) are respectively connected to the transceivers 15 (1), 1
When connected to 5 (2) and 15 (3), the directional characteristics are as shown in FIG. 7. However, instead of the main antenna element 11 (2), an additional antenna element 12 is connected to connect two main antenna elements. 1
When a three-element adaptive antenna array is configured by 1 (1), 11 (3) and the additional antenna element 12, a directional characteristic as shown in FIG. 4 is obtained. By using this directional characteristic,
A desired wave and an interference wave can be separated.
【００３５】図４の例は、図８に示すような位置関係で
各アンテナ素子を配置した場合に、２ユーザ＃１，＃２
がこの基地局に図４に示す２方向からアクセスする場合
を想定し、アダプティブ処理を施した後の指向特性を計
算した結果を示している。付加アンテナ素子１２の切り
替えを行わない場合には、図７に示すように所望波と干
渉波との両方に対して指向性のヌルが向いてしまう可能
性があるが、図１に示すアンテナ装置を用いる場合に
は、図４に示すように、所望波の方向と指向性にヌルが
形成される方向とが異なるように指向性を制御すること
ができる。In the example of FIG. 4, when the antenna elements are arranged in a positional relationship as shown in FIG.
Shows the results of calculating the directional characteristics after performing the adaptive processing on the assumption that the base station is accessed from the two directions shown in FIG. When the additional antenna element 12 is not switched, the directivity null may be directed to both the desired wave and the interference wave as shown in FIG. 7, but the antenna device shown in FIG. 4, the directivity can be controlled such that the direction of the desired wave is different from the direction in which the null is formed in the directivity, as shown in FIG.
【００３６】従って、アンテナのグレーティングローブ
によって複数ユーザ間の分離特性が劣化した場合には、
スイッチ部１３の切り替えによって複数ユーザの信号の
分離特性を改善でき、複数ユーザに同一の周波数を割り
当てることが可能になる。図１のアンテナ装置のような
３素子の円形配列アダプティブアンテナアレーを用いた
基地局に２波が到来する場合、２つの到来波間の空間相
関とアダプティブ処理後の出力ＳＩＮＲ（干渉信号抑圧
度）との関係は図５に示すようになる。なお、空間相関
が０の場合は２つの到来波が互いに直交する方向から到
来することを意味し、空間相関が１の場合は２つの到来
波が同一方向から到来することを意味する。Therefore, when the separation characteristic between a plurality of users is deteriorated by the grating lobe of the antenna,
By switching the switch unit 13, the signal separation characteristics of a plurality of users can be improved, and the same frequency can be assigned to a plurality of users. When two waves arrive at a base station using a three-element circular array adaptive antenna array like the antenna apparatus of FIG. 1, the spatial correlation between the two incoming waves, the output SINR (interference signal suppression) after adaptive processing, and Is as shown in FIG. When the spatial correlation is 0, it means that two arriving waves come from directions orthogonal to each other, and when the spatial correlation is 1, it means that two arriving waves come from the same direction.
【００３７】図５を参照すると、空間相関が１の場合は
出力ＳＩＮＲが非常に悪く２波の区別ができないことが
わかる。また、空間相関が０の場合には出力ＳＩＮＲが
十分に大きいので２波を区別できることがわかる。つま
り、空間相関が大きくなるに従って２波の区別がより困
難になり、空間相関が小さくなるに従って２波の区別が
容易になる。空間相関と出力ＳＩＮＲとの間には図５に
示すような関係があるため、２つの到来波の空間相関を
知ることにより、２つの到来波の電波を区別できるかど
うかの判定も可能である。Referring to FIG. 5, it can be seen that when the spatial correlation is 1, the output SINR is very poor and two waves cannot be distinguished. Also, when the spatial correlation is 0, the output SINR is sufficiently large, and it can be seen that two waves can be distinguished. That is, as the spatial correlation increases, the distinction between the two waves becomes more difficult, and as the spatial correlation decreases, the distinction between the two waves becomes easier. Since there is a relationship as shown in FIG. 5 between the spatial correlation and the output SINR, it is possible to determine whether the radio waves of the two arriving waves can be distinguished by knowing the spatial correlation of the two arriving waves. .
【００３８】図１に示すアンテナ装置においては、伝送
特性判定部１８は指向性形成部１６が合成した受信信号
におけるデータの誤り率などを調べることによって伝送
特性を判定する。そして、誤り率がもっとも小さくなる
アンテナの構成を選択するように、伝送特性判定部１８
はスイッチ部１３を自動的に制御する。従って、複数の
到来波の間の分離特性が悪い場合には、それが改善され
るように送受信機１５(1)，１５(2)，１５(3)のいずれ
かに付加アンテナ素子１２が接続され、アンテナ全体の
指向特性が切り替わるので分離特性が改善される。In the antenna apparatus shown in FIG. 1, the transmission characteristic determining unit 18 determines the transmission characteristics by examining the error rate of the data in the received signal synthesized by the directivity forming unit 16. Then, the transmission characteristic determination unit 18 selects the antenna configuration that minimizes the error rate.
Automatically controls the switch unit 13. Therefore, when the separation characteristic between a plurality of arriving waves is poor, the additional antenna element 12 is connected to one of the transceivers 15 (1), 15 (2), and 15 (3) so as to improve it. As a result, the directivity characteristics of the entire antenna are switched, so that the separation characteristics are improved.
【００３９】なお、空間相関と出力ＳＩＮＲとの間には
図５に示すような関係があるので、分離特性の良否を複
数の到来波の空間相関の値で評価することも可能であ
る。 （第２の実施の形態）本発明の移動通信用基地局アンテ
ナ装置のもう１つの実施の形態について、図２を参照し
て説明する。この形態は、第１の実施の形態の変形例で
あり、以下に説明する部分以外は第１の実施の形態と同
一である。図２において、図１と同一の要素は同一の符
号を付けて示してある。Since there is a relationship as shown in FIG. 5 between the spatial correlation and the output SINR, it is also possible to evaluate the quality of the separation characteristics by the values of the spatial correlation of a plurality of arriving waves. (Second Embodiment) Another embodiment of the base station antenna apparatus for mobile communication according to the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is a modification of the first embodiment, and is the same as the first embodiment except for the parts described below. 2, the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【００４０】この形態では、送受信機１５の代わりに受
信機２５を用いてある。つまり、この形態では送信機能
が省略されている。また、主アンテナ素子１１(1)及び
１１(3)はそれぞれ受信機２５(1)及び２５(3)と直接接
続され、主アンテナ素子１１(2)は高周波スイッチ２４
を介して受信機２５(2)と接続されている。伝送特性判
定部１８の制御出力Ｓ４は、高周波スイッチ２４に印加
されている。In this embodiment, a receiver 25 is used instead of the transceiver 15. That is, the transmission function is omitted in this embodiment. The main antenna elements 11 (1) and 11 (3) are directly connected to the receivers 25 (1) and 25 (3), respectively.
And the receiver 25 (2). The control output S4 of the transmission characteristic determining unit 18 is applied to the high frequency switch 24.
【００４１】つまり、この例では、高周波スイッチ２４
を切り替えることによって、１つの受信機２５(2)につ
いてのみ主アンテナ素子１１(2)と付加アンテナ素子１
２との切り替えが可能になっている。That is, in this example, the high-frequency switch 24
By switching between the main antenna element 11 (2) and the additional antenna element 1 for only one receiver 25 (2).
2 can be switched.
【００４２】図６に示すグラフは、切り替え可能素子数
が０の場合（従来と同じ），切り替え可能素子数が１の
場合（図２の構成に相当），切り替え可能素子数が２の
場合，切り替え可能素子数が３の場合（図１の構成に相
当）のそれぞれについて、３素子円形配列アダプティブ
アンテナアレーに２波が様々な方向から到来する場合の
それらの空間相関の平均値を求めた結果を示している。
なお、付加アンテナ素子１２を配置する位置について
は、切り替えられる素子数毎に空間相関の平均値が最小
になる位置に配置する場合を想定している。The graph shown in FIG. 6 shows that when the number of switchable elements is 0 (the same as the conventional case), when the number of switchable elements is 1 (corresponding to the configuration of FIG. 2), when the number of switchable elements is 2, For each of the cases where the number of switchable elements is three (corresponding to the configuration in FIG. 1), the result of obtaining the average value of the spatial correlation when two waves arrive at the three-element circular array adaptive antenna array from various directions. Is shown.
It is assumed that the additional antenna element 12 is arranged at a position where the average value of the spatial correlation is minimized for each number of elements to be switched.
【００４３】図６を参照すると、３つの主アンテナ素子
１１のうちの１素子だけを付加アンテナ素子１２に切り
替え可能にする場合であっても、空間相関の平均値は
０．１５程度下がることがわかる。また、切り替え可能
素子数が１素子の場合と２素子以上の場合とでは、空間
相関の下げ幅が０．０２程度の違いにとどまることがわ
かる。つまり、図２に示すように、３つの主アンテナ素
子１１のうちの１素子だけを付加アンテナ素子１２に切
り替え可能にする構成であっても、十分な改善効果が得
られることがわかる。Referring to FIG. 6, even when only one of the three main antenna elements 11 can be switched to the additional antenna element 12, the average value of the spatial correlation can be reduced by about 0.15. Understand. Further, it can be seen that the difference in the spatial correlation is only about 0.02 between the case where the number of switchable elements is one and the case where the number of switchable elements is two or more. That is, as shown in FIG. 2, it can be seen that a sufficient improvement effect can be obtained even with a configuration in which only one of the three main antenna elements 11 can be switched to the additional antenna element 12.
【００４４】なお、上記各実施の形態では、第２組のア
ンテナとして単一の付加アンテナ素子１２をもうける場
合を説明したが、切り替え可能な複数の付加アンテナ素
子１２をもうけてもよい。また、主アンテナ素子１１の
素子数は２素子でもよいし、４素子以上でもかまわな
い。In each of the above embodiments, a case has been described in which a single additional antenna element 12 is provided as the second set of antennas. However, a plurality of switchable additional antenna elements 12 may be provided. The number of the main antenna elements 11 may be two or four or more.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、マ
ルチパス障害によるフェージングの影響を緩和するため
に第１組のアンテナのアンテナ素子間の間隔を大きくし
た場合に干渉波を抑制するためのアダプティブ処理を行
っても、アンテナ素子の切り替えによってグレーティン
グローブの発生する方向を変更し、所望波の方向の指向
性利得が低下するのを防止できる。As described above, according to the present invention, interference waves are suppressed when the distance between the antenna elements of the first set of antennas is increased in order to reduce the effect of fading due to multipath failure. Even if the adaptive processing is performed, the direction in which the grating lobes are generated is changed by switching the antenna element, so that the directivity gain in the direction of the desired wave can be prevented from being reduced.
【００４６】従って、送信部や受信部を増設することな
く、複数ユーザに同一周波数を割り当てて空間分割多重
アクセス方式の利用効率を改善でき、移動通信用基地局
アンテナ装置としてきわめて効果的である。Therefore, the same frequency can be allocated to a plurality of users and the utilization efficiency of the space division multiple access system can be improved without adding a transmitting unit or a receiving unit, and this is extremely effective as a base station antenna device for mobile communication.
【図１】第１の実施の形態のアンテナ装置の構成を示す
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an antenna device according to a first embodiment.
【図２】第２の実施の形態のアンテナ装置の構成を示す
ブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an antenna device according to a second embodiment.
【図３】指向性制御系の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a directivity control system.
【図４】第１の実施の形態のアンテナの水平面内放射パ
ターンの例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an example of a radiation pattern in a horizontal plane of the antenna according to the first embodiment.
【図５】２つの到来波の空間相関と出力ＳＩＮＲとの関
係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a relationship between a spatial correlation of two arriving waves and an output SINR.
【図６】切り替え可能素子数と２つの到来波の平均空間
相関との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the number of switchable elements and the average spatial correlation of two arriving waves.
【図７】アンテナの水平面内指向特性の例を示すグラフ
である。FIG. 7 is a graph showing an example of a directional characteristic in a horizontal plane of an antenna.
【図８】アンテナ素子の配置例を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing an example of arrangement of antenna elements.
１１ 主アンテナ素子 １２ 付加アンテナ素子 １３ スイッチ部 １４ 高周波スイッチ １５ 送受信機 １５ａ 受信部 １５ｂ Ａ／Ｄ変換部 １６ 指向性形成部 １６ａ 振幅位相可変部 １６ｂ 加算部 １７ 指向性制御部 １８ 伝送特性判定部 ２４ 高周波スイッチ ２５ 受信機 ３０ フィルタ ５０ ＬＭＳ制御部 ５４，５５，５６，６０ 信号合成部 ５７，５８，５９ 振幅位相可変部 １１３ 既知信号発生部 ｄ 半径 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Main antenna element 12 Additional antenna element 13 Switch part 14 High frequency switch 15 Transceiver 15a Receiving part 15b A / D conversion part 16 Directivity forming part 16a Amplitude / phase variable part 16b Addition part 17 Directivity control part 18 Transmission characteristic judgment part 24 High frequency switch 25 Receiver 30 Filter 50 LMS control unit 54, 55, 56, 60 Signal synthesis unit 57, 58, 59 Amplitude / phase variable unit 113 Known signal generation unit d Radius
フロントページの続き (72)発明者 鷹取 泰司 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 堀 俊和 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5J021 AA04 AA08 CA06 DB02 DB03 FA13 FA14 FA17 FA23 FA26 FA31 FA32 GA05 GA08 HA05 HA06 5K059 CC03 CC04 DD05 DD27 DD37Continuing from the front page (72) Inventor Yasushi Takatori 3-19-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Japan Inside Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Toshikazu Hori 3- 19-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Telephone Co., Ltd. F term (reference) 5J021 AA04 AA08 CA06 DB02 DB03 FA13 FA14 FA17 FA23 FA26 FA31 FA32 GA05 GA08 HA05 HA06 5K059 CC03 CC04 DD05 DD27 DD37
Claims (4)
複数の通信手段と、 前記複数の通信手段のそれぞれと接続可能に構成され、
前記通信手段のブランチ数と同数の複数のアンテナ素子
を備え、前記複数のアンテナ素子が互いに異なる位置に
所定の位置関係で配置された第１組のアンテナと、 前記第１組のアンテナのアンテナ素子の周辺に配置され
た少なくとも１つのアンテナ素子で構成される第２組の
アンテナと、 前記複数の通信手段の少なくとも１つのブランチについ
て、前記第１組のアンテナのアンテナ素子と前記第２組
のアンテナのアンテナ素子とを選択的に切り替えるスイ
ッチ手段と、 前記複数の通信手段のそれぞれに接続される各アンテナ
素子からの信号について振幅及び位相の重み付けを行っ
てから合成しアンテナのアレー指向性を形成する指向性
形成部と、 前記指向性形成部の入力信号と出力信号とに基づいて、
前記指向性形成部の各ブランチの信号に対する振幅及び
位相の重みを計算する指向性制御部とを設けたことを特
徴とする移動通信用基地局アンテナ装置。1. A plurality of communication means each having at least a reception function, and each of the plurality of communication means is configured to be connectable.
A first set of antennas including a plurality of antenna elements equal in number to the branches of the communication means, wherein the plurality of antenna elements are arranged at different positions in a predetermined positional relationship; and an antenna element of the first set of antennas. A second set of antennas arranged around at least one of the antenna elements of the first set of antennas and the second set of antennas for at least one branch of the plurality of communication means. Switch means for selectively switching between the antenna elements of the plurality of communication means, and weighting the amplitude and phase of the signals from each antenna element connected to each of the plurality of communication means, and then combining the signals to form an array directivity of the antenna. Directivity forming unit, based on an input signal and an output signal of the directivity forming unit,
A base station antenna device for mobile communication, comprising: a directivity control unit that calculates an amplitude and a phase weight for a signal of each branch of the directivity forming unit.
置において、前記指向性形成部が出力する合成された受
信信号に基づいて前記スイッチ手段の状態を自動的に切
り替える自動切り替え手段をさらに設けたことを特徴と
する移動通信用基地局アンテナ装置。2. The mobile communication base station antenna device according to claim 1, further comprising: an automatic switching unit that automatically switches a state of the switching unit based on a combined reception signal output by the directivity forming unit. A base station antenna apparatus for mobile communication.
置において、前記自動切り替え手段が、合成された受信
信号におけるデータの誤り率を調べて前記スイッチ手段
の状態を自動的に切り替えることを特徴とする移動通信
用基地局アンテナ装置。3. The base station antenna device for mobile communication according to claim 2, wherein said automatic switching means automatically switches the state of said switching means by examining an error rate of data in a combined received signal. Mobile communication base station antenna device.
置において、３以上のアンテナ素子を所定の円周上に均
等に配置して前記第１組のアンテナを構成し、前記第２
組のアンテナのアンテナ素子を前記円周の内側に配置し
たことを特徴とする移動通信用基地局アンテナ装置。4. The mobile communication base station antenna device according to claim 1, wherein the first set of antennas is configured by uniformly arranging three or more antenna elements on a predetermined circumference.
A base station antenna device for mobile communication, wherein antenna elements of a set of antennas are arranged inside the circumference.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP05565299A JP3370621B2 (en) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | Mobile communication base station antenna device |
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| JP05565299A JP3370621B2 (en) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | Mobile communication base station antenna device |
Publications (2)
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ID=13004778
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Country Status (1)
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| JP (1) | JP3370621B2 (en) |
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