JP2001094488A - 適応アンテナを用いた通信装置 - Google Patents
適応アンテナを用いた通信装置Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/2605—Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
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- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、移動通信システムの無線基地局等に
適用される適応アンテナを用いた通信装置に関し、上り
と下りの周波数の差の大小にかかわらず、上りの到来角
情報から下りリンクの各アンテナ素子に入力されるウエ
イトを適応制御できるようにすることを目的とする。 【解決手段】上りリンクのユーザ信号の情報から各ユー
ザの到来角情報を抽出し、希望ユーザの到来角に基づい
て各アンテナ・ブランチに対応した擬似的ユーザ信号を
生成し、これらの擬似的ユーザ信号を用いて任意適応ア
ルゴリズムにより、それぞれのアンテナ・ブランチに適
用する下りリンクのウエイトを制御する。
適用される適応アンテナを用いた通信装置に関し、上り
と下りの周波数の差の大小にかかわらず、上りの到来角
情報から下りリンクの各アンテナ素子に入力されるウエ
イトを適応制御できるようにすることを目的とする。 【解決手段】上りリンクのユーザ信号の情報から各ユー
ザの到来角情報を抽出し、希望ユーザの到来角に基づい
て各アンテナ・ブランチに対応した擬似的ユーザ信号を
生成し、これらの擬似的ユーザ信号を用いて任意適応ア
ルゴリズムにより、それぞれのアンテナ・ブランチに適
用する下りリンクのウエイトを制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信システム
の無線基地局等に適用される適応アンテナを用いた通信
装置に関する。
の無線基地局等に適用される適応アンテナを用いた通信
装置に関する。
【０００２】ＩＭＴ２０００と呼ばれる次世代移動通信
システムにおいては、音声ばかりでなく、画像等の比較
的容量の大きなデータ通信を行えることが要求されてい
る。そのような要求から無線基地局においてシステム容
量を向上するためのより高度な技術として、各ユーザ信
号のＳＩＲ（信号対干渉の比）を改善し、システム容量
を増大することができる適応アンテナ（アダプティブ・
アレー・アンテナ）が有力候補と目されている。
システムにおいては、音声ばかりでなく、画像等の比較
的容量の大きなデータ通信を行えることが要求されてい
る。そのような要求から無線基地局においてシステム容
量を向上するためのより高度な技術として、各ユーザ信
号のＳＩＲ（信号対干渉の比）を改善し、システム容量
を増大することができる適応アンテナ（アダプティブ・
アレー・アンテナ）が有力候補と目されている。
【０００３】かかる適応アンテナは、移動通信システム
の無線基地局に複数のアンテナ素子を設け、それぞれの
素子に入力する信号に任意ウエイト（振幅、位相）を与
えて希望方向へのビーム形成を行うものであるが、希望
ユーザ（通信相手のユーザ）にはビームの利得の高い部
分を向ける一方、干渉ユーザ（通信相手となっていない
ユーザ）に対してはビームの利得の低い部分を向けるよ
うに、アンテナ・ブランチに適用するウエイトを制御で
きることが必要とされる。
の無線基地局に複数のアンテナ素子を設け、それぞれの
素子に入力する信号に任意ウエイト（振幅、位相）を与
えて希望方向へのビーム形成を行うものであるが、希望
ユーザ（通信相手のユーザ）にはビームの利得の高い部
分を向ける一方、干渉ユーザ（通信相手となっていない
ユーザ）に対してはビームの利得の低い部分を向けるよ
うに、アンテナ・ブランチに適用するウエイトを制御で
きることが必要とされる。
【０００４】
【従来の技術】従来例の構成を図１２に示す。図中、１
は複数のアンテナ・ブランチ（アンテナ素子）からなる
アレーアンテナである。２は分波器であり、一つのアン
テナ・ブランチを送受信に共用する場合に送受信経路の
アイソレーションを得るために用いる。３はウエイト乗
算器３であり、このウエイト乗算器３は上りリンクにお
いて、アダプティブ・アレイ・アンテナ（ＡＡＡ）を用
いる時のウエイトと各アンテナ・ブランチの上り信号と
を掛け合わせるものである。４はウエイト乗算器３の出
力信号を足し合わせる加算器である。
は複数のアンテナ・ブランチ（アンテナ素子）からなる
アレーアンテナである。２は分波器であり、一つのアン
テナ・ブランチを送受信に共用する場合に送受信経路の
アイソレーションを得るために用いる。３はウエイト乗
算器３であり、このウエイト乗算器３は上りリンクにお
いて、アダプティブ・アレイ・アンテナ（ＡＡＡ）を用
いる時のウエイトと各アンテナ・ブランチの上り信号と
を掛け合わせるものである。４はウエイト乗算器３の出
力信号を足し合わせる加算器である。
【０００５】５は上りリンクのアダプティブ処理部（Ａ
ＡＡウエイト演算部）であり、このアダプティブ処理部
５は各アンテナ・ブランチのウエイトを各アンテナ・ブ
ランチの上り信号と加算器４からの合成信号と任意参照
信号集に基づいて計算する。このアダプティブ処理部５
で算出された各アンテナ・ブランチのウエイトは各アン
テナ・ブランチに対応した乗算器９にそれぞれ入力す
る。
ＡＡウエイト演算部）であり、このアダプティブ処理部
５は各アンテナ・ブランチのウエイトを各アンテナ・ブ
ランチの上り信号と加算器４からの合成信号と任意参照
信号集に基づいて計算する。このアダプティブ処理部５
で算出された各アンテナ・ブランチのウエイトは各アン
テナ・ブランチに対応した乗算器９にそれぞれ入力す
る。
【０００６】１１はデータの生成部であり、このデータ
生成部１１では符号化やフレーム・フォーマットに合わ
せたデータ生成が行われ、生成されたデータは信号分配
器１０で分岐してそれぞれウエイト乗算器９に入力さ
れ、アダプティブ処理部５からのウエイトと掛け合わさ
れる。この各アンテナ・ブランチに対応した出力（ユー
ザ信号）は、ユーザ信号多重化部１２で同一セルあるい
は同一セクタのユーザ信号とそれぞれのブランチごとに
多重化され、分波器２を通ってアレーアンテナ１から出
力される。
生成部１１では符号化やフレーム・フォーマットに合わ
せたデータ生成が行われ、生成されたデータは信号分配
器１０で分岐してそれぞれウエイト乗算器９に入力さ
れ、アダプティブ処理部５からのウエイトと掛け合わさ
れる。この各アンテナ・ブランチに対応した出力（ユー
ザ信号）は、ユーザ信号多重化部１２で同一セルあるい
は同一セクタのユーザ信号とそれぞれのブランチごとに
多重化され、分波器２を通ってアレーアンテナ１から出
力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のシステムは、下
りリンクにおいては、特に上りと下りで周波数が異なる
ＦＤＤ（Frequency Division Duplex)の場合、「Ｗ−Ｃ
ＤＭＡにおけるアダプティブ・アレー・アンテナ送信に
よる下り回線干渉抑圧効果」（ＲＣＳ９８−７２）に示
すように、上りリンクでアダプティブ制御を行い、下り
リンクについては上りリンクで生成したと全く同じアダ
プティブ・ウエイトをそのまま用いて送信するものであ
るが、アレー・アンテナのビーム形状は周波数によって
変化する性質のものなので、上述の方法は受信周波数と
送信周波数の差が１０％程度までであることを条件に使
用できる、という制約がある。
りリンクにおいては、特に上りと下りで周波数が異なる
ＦＤＤ（Frequency Division Duplex)の場合、「Ｗ−Ｃ
ＤＭＡにおけるアダプティブ・アレー・アンテナ送信に
よる下り回線干渉抑圧効果」（ＲＣＳ９８−７２）に示
すように、上りリンクでアダプティブ制御を行い、下り
リンクについては上りリンクで生成したと全く同じアダ
プティブ・ウエイトをそのまま用いて送信するものであ
るが、アレー・アンテナのビーム形状は周波数によって
変化する性質のものなので、上述の方法は受信周波数と
送信周波数の差が１０％程度までであることを条件に使
用できる、という制約がある。
【０００８】この場合、従来例のシステムでは、下りリ
ンクにおいて上りリンクのウエイトを用いているため、
ＦＤＤの場合、受信周波数と送信周波数の差が大きい
と、必ずしも希望ユーザ方向にビームの利得の高い部分
が向いているとは限らず、また干渉ユーザ方向について
も同様にレベルの低いビームが向いている保証はない。
特に、周波数差が１０％を超える場合はこの傾向が更に
悪化して、特性の劣化を招く。
ンクにおいて上りリンクのウエイトを用いているため、
ＦＤＤの場合、受信周波数と送信周波数の差が大きい
と、必ずしも希望ユーザ方向にビームの利得の高い部分
が向いているとは限らず、また干渉ユーザ方向について
も同様にレベルの低いビームが向いている保証はない。
特に、周波数差が１０％を超える場合はこの傾向が更に
悪化して、特性の劣化を招く。
【０００９】また、ＣＤＭＡのようにアンテナ（アンテ
ナ素子数Ｎ）の自由度（Ｎ−１）を超えるユーザが同時
に通信を行う場合は、効率の良い特性改善は図れない。
ナ素子数Ｎ）の自由度（Ｎ−１）を超えるユーザが同時
に通信を行う場合は、効率の良い特性改善は図れない。
【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、上りと下りの周波数の差の大小にかかわら
ず、上りの到来角情報から下りリンクの各アンテナ素子
に入力されるウエイトを適応制御できるようにすること
を目的とし、これにより通信装置のシステム容量の増加
を図ることができる。
のであり、上りと下りの周波数の差の大小にかかわら
ず、上りの到来角情報から下りリンクの各アンテナ素子
に入力されるウエイトを適応制御できるようにすること
を目的とし、これにより通信装置のシステム容量の増加
を図ることができる。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、複
数のアンテナ素子からなるアレー・アンテナを設け、そ
れぞれのアンテナ素子に入力する信号に任意ウエイトを
適応的に与えてビーム形成を行う適応アンテナを用いた
通信装置に適用されるものである。上述の課題を解決す
るために、本発明に係る適用アンテナを用いた通信装置
は、上りリンクのユーザ信号の情報から各ユーザの到来
角情報を抽出し、希望ユーザの到来角に基づいて各アン
テナ・ブランチに対応した擬似的ユーザ信号を生成し、
これらの擬似的ユーザ信号を用いて任意適応アルゴリズ
ムにより、それぞれのアンテナ・ブランチに適用する下
りリンクのウエイトを制御する。
数のアンテナ素子からなるアレー・アンテナを設け、そ
れぞれのアンテナ素子に入力する信号に任意ウエイトを
適応的に与えてビーム形成を行う適応アンテナを用いた
通信装置に適用されるものである。上述の課題を解決す
るために、本発明に係る適用アンテナを用いた通信装置
は、上りリンクのユーザ信号の情報から各ユーザの到来
角情報を抽出し、希望ユーザの到来角に基づいて各アン
テナ・ブランチに対応した擬似的ユーザ信号を生成し、
これらの擬似的ユーザ信号を用いて任意適応アルゴリズ
ムにより、それぞれのアンテナ・ブランチに適用する下
りリンクのウエイトを制御する。
【００１２】上記のように擬似的ユーザ信号を生成して
ウエイトを制御するには、希望ユーザの到来角と該希望
ユーザの到来角を挟む擬似的な第１、第２の到来角とを
設定し、更にそれらの到来角以外に擬似的な到来方向
（第３、第４・・・）をＮ−３個以上設定し（Ｎ：アン
テナ素子数、Ｎ＞３）、それら到来方向情報と、アンテ
ナ配列等から決定される位相情報と、それぞれが無相関
あるいは相関の低い信号とを用いて各アンテナ・ブラン
チに対応した擬似的ユーザ信号を生成し、これらの擬似
的ユーザ信号を用いて任意適応アルゴリズムにより、そ
れぞれのアンテナ・ブランチに適用する下りリンクのウ
エイトを制御する。
ウエイトを制御するには、希望ユーザの到来角と該希望
ユーザの到来角を挟む擬似的な第１、第２の到来角とを
設定し、更にそれらの到来角以外に擬似的な到来方向
（第３、第４・・・）をＮ−３個以上設定し（Ｎ：アン
テナ素子数、Ｎ＞３）、それら到来方向情報と、アンテ
ナ配列等から決定される位相情報と、それぞれが無相関
あるいは相関の低い信号とを用いて各アンテナ・ブラン
チに対応した擬似的ユーザ信号を生成し、これらの擬似
的ユーザ信号を用いて任意適応アルゴリズムにより、そ
れぞれのアンテナ・ブランチに適用する下りリンクのウ
エイトを制御する。
【００１３】そして、希望ユーザの到来角を挟む擬似的
な第１、第２の到来方向を、希望ユーザ方向に利得が最
大のビームを向けた時のヌル方向のうちメインビームに
最も近い方向とすることができる。
な第１、第２の到来方向を、希望ユーザ方向に利得が最
大のビームを向けた時のヌル方向のうちメインビームに
最も近い方向とすることができる。
【００１４】また、各セルあるいは各セクタにおいて集
計された各ユーザの到来角と第１、第２の到来角を基に
選んだ各角度範囲の代表値を用いて第３、第４・・・の
擬似的到来方向を設定することができる。
計された各ユーザの到来角と第１、第２の到来角を基に
選んだ各角度範囲の代表値を用いて第３、第４・・・の
擬似的到来方向を設定することができる。
【００１５】また、逐次的に各アンテナ・ブランチに適
用するウエイトを更新するにあたっては、任意時間毎に
各ユーザ機能ブロックで形成されるビーム・パターンと
希望ユーザ方向と干渉ユーザ方向の情報から、希望方向
ユーザのレベルと各干渉ユーザ方向のレベルを算出し、
その前のレベルと比較する機能を設け、新しくウエイト
を更新した方が特性が向上する場合は新しいウエイトに
更新し、逆に前の状態の方が特性が良い場合はそのウエ
イトを保持し、適応アルゴリズムはその選択によらず新
しいウエイトを元に次のウエイトを計算するようにす
る。このようにすることで、適応アルゴリズムは収束の
過程において必ずしも最適値を更新していくとは限らず
誤差関数は最適値を挟んで変動することがあるので、こ
れに対処することができる。
用するウエイトを更新するにあたっては、任意時間毎に
各ユーザ機能ブロックで形成されるビーム・パターンと
希望ユーザ方向と干渉ユーザ方向の情報から、希望方向
ユーザのレベルと各干渉ユーザ方向のレベルを算出し、
その前のレベルと比較する機能を設け、新しくウエイト
を更新した方が特性が向上する場合は新しいウエイトに
更新し、逆に前の状態の方が特性が良い場合はそのウエ
イトを保持し、適応アルゴリズムはその選択によらず新
しいウエイトを元に次のウエイトを計算するようにす
る。このようにすることで、適応アルゴリズムは収束の
過程において必ずしも最適値を更新していくとは限らず
誤差関数は最適値を挟んで変動することがあるので、こ
れに対処することができる。
【００１６】擬似的ユーザ信号の生成に用いる無相関あ
るいは相関の低い信号としては、お互いに直交するコー
ドを用いることができる。
るいは相関の低い信号としては、お互いに直交するコー
ドを用いることができる。
【００１７】マルチパスが生じる場合には、上りリンク
の有効マルチパスの到来角情報から下りリンクのビーム
形成を行う時に用いる到来方向を一つ決定し、その方向
にのみビームを向けるように制御することができる。
の有効マルチパスの到来角情報から下りリンクのビーム
形成を行う時に用いる到来方向を一つ決定し、その方向
にのみビームを向けるように制御することができる。
【００１８】また、下りリンクのウエイトを算出する場
合は、アンテナ・ブランチに適用するウエイトを規格化
制御し、１ユーザ当たりの送信電力を任意の値に保つこ
とによって通信装置の全送信電力を任意の値に保つこと
ができる。
合は、アンテナ・ブランチに適用するウエイトを規格化
制御し、１ユーザ当たりの送信電力を任意の値に保つこ
とによって通信装置の全送信電力を任意の値に保つこと
ができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明の一実施例としての
適応アンテナを用いた通信装置の無線系回路構成を示す
図である。この実施例はＣＤＭＡ（コード分割多重アク
セス）の移動通信システムの無線基地局に本発明の適応
アンテナを適用したものである。
施の形態を説明する。図１は本発明の一実施例としての
適応アンテナを用いた通信装置の無線系回路構成を示す
図である。この実施例はＣＤＭＡ（コード分割多重アク
セス）の移動通信システムの無線基地局に本発明の適応
アンテナを適用したものである。
【００２０】図中、１は複数のアンテナ・ブランチ（ア
ンテナ素子）からなるアレー・アンテナである。２は分
波器であり、一つのアンテナを送受信に共用する場合に
送受信経路のアイソレーションを得るために用いる。３
はウエイト乗算器３であり、上りリンクにおいて、アダ
プティブ・アレイ・アンテナ（ＡＡＡ）を用いる時のウ
エイトと各アンテナ・ブランチの上り信号を掛け合わせ
るものである。４はウエイト乗算器３の出力信号を足し
合わせる加算器であり、５は上りリンクの各アンテナ・
ブランチのウエイトを計算するアダプティブ処理部（Ａ
ＡＡウエイト演算部）である。
ンテナ素子）からなるアレー・アンテナである。２は分
波器であり、一つのアンテナを送受信に共用する場合に
送受信経路のアイソレーションを得るために用いる。３
はウエイト乗算器３であり、上りリンクにおいて、アダ
プティブ・アレイ・アンテナ（ＡＡＡ）を用いる時のウ
エイトと各アンテナ・ブランチの上り信号を掛け合わせ
るものである。４はウエイト乗算器３の出力信号を足し
合わせる加算器であり、５は上りリンクの各アンテナ・
ブランチのウエイトを計算するアダプティブ処理部（Ａ
ＡＡウエイト演算部）である。
【００２１】なお、本発明においては、上りのアダプテ
ィブ・アレイ・アンテナの方式は特に限定されるもので
はないため、上りリンクに関する上記構成はあくまで一
例として示したものであり、この他にも種々の形態が可
能である。
ィブ・アレイ・アンテナの方式は特に限定されるもので
はないため、上りリンクに関する上記構成はあくまで一
例として示したものであり、この他にも種々の形態が可
能である。
【００２２】６は到来方向推定部であり、この到来方向
推定部６は上りの各アンテナ・ブランチの各ユーザ信号
からその到来方向（到来角）を推定する機能ブロックで
ある。この到来方向推定部６は各ユーザごとに設けられ
ており、上りのマルチパス信号の到来方向から代表値と
して一つの到来方向を下りリンク・ビーム・フォーミン
グのために算出する。この到来方向推定部６の到来角推
定方法としては、文献「 '９８信学会総合大会ｂ−５−
１７２」や「 '９７信学会総合大会Ｂ一５−９４」等に
示す方式が知られているが、本発明における上りの到来
角推定の方式は特に限定されるものではなく、どの方式
によっても良い。
推定部６は上りの各アンテナ・ブランチの各ユーザ信号
からその到来方向（到来角）を推定する機能ブロックで
ある。この到来方向推定部６は各ユーザごとに設けられ
ており、上りのマルチパス信号の到来方向から代表値と
して一つの到来方向を下りリンク・ビーム・フォーミン
グのために算出する。この到来方向推定部６の到来角推
定方法としては、文献「 '９８信学会総合大会ｂ−５−
１７２」や「 '９７信学会総合大会Ｂ一５−９４」等に
示す方式が知られているが、本発明における上りの到来
角推定の方式は特に限定されるものではなく、どの方式
によっても良い。
【００２３】ところで、ＦＤＤシステムの下りリンクの
場合、上りと下りではチャネル複素包絡線変動の相関は
低いが、マルチパスの各到来角方向は同じであり、また
電力についてもその大きさは瞬間瞬間には異なるが比較
的長期間にわたり規格化および平均化すると同じとな
る。従ってこのうち、上りの信号から抽出される各パス
の到来角の情報に関しては、上り信号に対して瞬時に下
り信号を返す場合においても信頼性が高く、下りの各ア
ンテナ素子のウエイトを決める上で有用な情報となる。
場合、上りと下りではチャネル複素包絡線変動の相関は
低いが、マルチパスの各到来角方向は同じであり、また
電力についてもその大きさは瞬間瞬間には異なるが比較
的長期間にわたり規格化および平均化すると同じとな
る。従ってこのうち、上りの信号から抽出される各パス
の到来角の情報に関しては、上り信号に対して瞬時に下
り信号を返す場合においても信頼性が高く、下りの各ア
ンテナ素子のウエイトを決める上で有用な情報となる。
【００２４】７はユーザ方向データ蓄積部であり、この
ユーザ方向データ蓄積部７は各セルあるいは各セクタご
とに到来方向推定部６で求めた各ユーザの到来方向推定
値（到来角の推定値）を集約し、任意に設定した角度範
囲に当てはまるユーザの数（ユーザ度数）をカウントす
る。この様にして各角度範囲のユーザ分布を求めてメモ
リにテーブル化し（図６参照）、任意時間ごとにこのテ
ーブルのデータを随時更新して行く。そして、ユーザの
到来角とその到来角から一意的に決まる擬似的な角度２
つ、更にこれら３つの角度とユーザ方向データ蓄積部７
で生成した角度範囲との情報から適応的にヌルを向ける
方向を抽出して、下りリンクの下りウエイト計算部８に
入力する。この詳しい動作については後述する。
ユーザ方向データ蓄積部７は各セルあるいは各セクタご
とに到来方向推定部６で求めた各ユーザの到来方向推定
値（到来角の推定値）を集約し、任意に設定した角度範
囲に当てはまるユーザの数（ユーザ度数）をカウントす
る。この様にして各角度範囲のユーザ分布を求めてメモ
リにテーブル化し（図６参照）、任意時間ごとにこのテ
ーブルのデータを随時更新して行く。そして、ユーザの
到来角とその到来角から一意的に決まる擬似的な角度２
つ、更にこれら３つの角度とユーザ方向データ蓄積部７
で生成した角度範囲との情報から適応的にヌルを向ける
方向を抽出して、下りリンクの下りウエイト計算部８に
入力する。この詳しい動作については後述する。
【００２５】下りウエイト計算部８では、ユーザ方向デ
ータ蓄積部７からの角度情報と自身で発生した無相関あ
るいは相関の低い信号（例：直交コード）とを用いて、
下りリンクの周波数を考慮した擬似的ユーザ信号を生成
し、この擬似的ユーザ信号に基づいてヌル・フォーミン
グを含むアダプティブ処理を行い、下りリンクのウエイ
トを算出して、それらのウエイトを各アンテナ・ブラン
チに対応したウエイト乗算器９に入力する。
ータ蓄積部７からの角度情報と自身で発生した無相関あ
るいは相関の低い信号（例：直交コード）とを用いて、
下りリンクの周波数を考慮した擬似的ユーザ信号を生成
し、この擬似的ユーザ信号に基づいてヌル・フォーミン
グを含むアダプティブ処理を行い、下りリンクのウエイ
トを算出して、それらのウエイトを各アンテナ・ブラン
チに対応したウエイト乗算器９に入力する。
【００２６】データ生成部１１では符号化やフレーム・
フォーマットに合わせたデータ生成が行われ、生成され
たデータは信号分配器１０で分岐してそれぞれウエイト
乗算器９に入力され、下りウエイト計算部８からのウエ
イトと掛け合わされる。この各アンテナ・ブランチに対
応した出力は、ユーザ信号多重化部１２で同一セルある
いは同一セクタのユーザ信号とそれぞれのブランチごと
に多重化され、分波器２を通ってアンテナ１から出力さ
れる。
フォーマットに合わせたデータ生成が行われ、生成され
たデータは信号分配器１０で分岐してそれぞれウエイト
乗算器９に入力され、下りウエイト計算部８からのウエ
イトと掛け合わされる。この各アンテナ・ブランチに対
応した出力は、ユーザ信号多重化部１２で同一セルある
いは同一セクタのユーザ信号とそれぞれのブランチごと
に多重化され、分波器２を通ってアンテナ１から出力さ
れる。
【００２７】尚、以上の説明においてはＲＦ信号からＩ
Ｆ信号、ベースバンド信号、さらにデジタル信号まで、
あるいはその逆の周波数変換回路は省略して示してお
り、全ての処理はデジタル領城で行われる。また、図１
にはユーザ方向データ蓄積部７を除いてユーザ１人分の
機能ブロック（以下、ユーザ機能ブロックという）を示
している。
Ｆ信号、ベースバンド信号、さらにデジタル信号まで、
あるいはその逆の周波数変換回路は省略して示してお
り、全ての処理はデジタル領城で行われる。また、図１
にはユーザ方向データ蓄積部７を除いてユーザ１人分の
機能ブロック（以下、ユーザ機能ブロックという）を示
している。
【００２８】図２はユーザ方向データ蓄積部７の詳細な
構成例を示す図である。図２に示すように、ユーザ方向
データ蓄積部７では、同一セルあるいは同一セクタ内の
各ユーザ機能ブロックからの到来角情報を集め、任意角
度範囲毎にユーザ数をカウントしてテーブル化してお
き、これを任意時間で更新していく。到来角グループ化
部７１は各ユーザの到来角を代表到来角にグループ化し
てメモリ部７２に出力する。メモリ部７２では、これら
を各角度範囲で集計し、メモリに保持しておく。そし
て、擬似的ユーザ到来方向計算部７３では各ユーザの到
来角（到来方向推定部６からの出力）とそれにより一意
的に決まる第１、第２の擬似的ユーザ到来方向θn を次
式（１）によりθn 計算部７３１で算出する。 θn ＝ sin-1［（λd ／２πｄ）｛（２ｎ／Ｎ）π＋φ 0 ｝］ ・・・（１） ｄ：素子間隔 Ｎ：素子数、 φ0 ：隣接素子間の位相差（メインビームの方向によ
る） λd ：下り周波数の波長、 ｎ：±１
構成例を示す図である。図２に示すように、ユーザ方向
データ蓄積部７では、同一セルあるいは同一セクタ内の
各ユーザ機能ブロックからの到来角情報を集め、任意角
度範囲毎にユーザ数をカウントしてテーブル化してお
き、これを任意時間で更新していく。到来角グループ化
部７１は各ユーザの到来角を代表到来角にグループ化し
てメモリ部７２に出力する。メモリ部７２では、これら
を各角度範囲で集計し、メモリに保持しておく。そし
て、擬似的ユーザ到来方向計算部７３では各ユーザの到
来角（到来方向推定部６からの出力）とそれにより一意
的に決まる第１、第２の擬似的ユーザ到来方向θn を次
式（１）によりθn 計算部７３１で算出する。 θn ＝ sin-1［（λd ／２πｄ）｛（２ｎ／Ｎ）π＋φ 0 ｝］ ・・・（１） ｄ：素子間隔 Ｎ：素子数、 φ0 ：隣接素子間の位相差（メインビームの方向によ
る） λd ：下り周波数の波長、 ｎ：±１
【００２９】このように、各ユーザ機能ブロックにおい
て、希望ユーザの到来角を挟む擬似的な第１、第２の到
来方向を、希望ユーザ方向に利得が最大のビームを向け
た時のヌル方向のうちメインビームに最も近い方向とす
る。
て、希望ユーザの到来角を挟む擬似的な第１、第２の到
来方向を、希望ユーザ方向に利得が最大のビームを向け
た時のヌル方向のうちメインビームに最も近い方向とす
る。
【００３０】次に、セクタ構成（アンテナ・アレーが指
向するセクタの範囲など）、アンテナ構成（アンテナ
数、アンテナ間隔等〉などから、これら希望ユーザ方向
を含む第１，第２の擬似的ユーザ到来方向を含まない角
度範囲のうち、ユーザ数の多い順に（角度範囲の度数に
は、ユーザの情報レートが低いほど大きくなる係数を考
慮する）、第３、第４、・・・の擬似的ユーザ到来方向
を選択部７３２で選択する。つまり、希望ユーザの到来
角と該希望ユーザの到来角を挟む擬似的な第１、第２の
到来角とを設定し、更にそれらの到来角以外に擬似的な
到来方向をＮ−３個以上（Ｎ：アンテナ素子数、Ｎ＞
３）設定する。
向するセクタの範囲など）、アンテナ構成（アンテナ
数、アンテナ間隔等〉などから、これら希望ユーザ方向
を含む第１，第２の擬似的ユーザ到来方向を含まない角
度範囲のうち、ユーザ数の多い順に（角度範囲の度数に
は、ユーザの情報レートが低いほど大きくなる係数を考
慮する）、第３、第４、・・・の擬似的ユーザ到来方向
を選択部７３２で選択する。つまり、希望ユーザの到来
角と該希望ユーザの到来角を挟む擬似的な第１、第２の
到来角とを設定し、更にそれらの到来角以外に擬似的な
到来方向をＮ−３個以上（Ｎ：アンテナ素子数、Ｎ＞
３）設定する。
【００３１】このように、各セルあるいは各セクタにお
いて集計された各ユーザの到来角と第１、第２の到来角
を基に選んだ各角度範囲の代表値を用いて第３、第４・
・・の擬似的到来方向を設定する。
いて集計された各ユーザの到来角と第１、第２の到来角
を基に選んだ各角度範囲の代表値を用いて第３、第４・
・・の擬似的到来方向を設定する。
【００３２】図６はこの選択部７３２の上記動作を説明
するための図であり、第３、４、・・の擬似的ユーザ信
号の到来角の設定方法を示している。この図６において
は、６０°セクタ、アンテナ数５、１λ間隔のリニア配
列で、希望ユーザ信号到来方向がａ、第１、２の擬似的
ユーザ到来方向がそれぞれｂ、ｃであり、干渉ユーザ分
布はそれぞれの角度範囲について棒グラフの形で示して
ある。この場合、第３、４の擬似的ユーザ信号の到来角
はユーザ数の多い順（ｂ、ｃ以外の度数の多い順）に
ｄ、ｅのように設定する。
するための図であり、第３、４、・・の擬似的ユーザ信
号の到来角の設定方法を示している。この図６において
は、６０°セクタ、アンテナ数５、１λ間隔のリニア配
列で、希望ユーザ信号到来方向がａ、第１、２の擬似的
ユーザ到来方向がそれぞれｂ、ｃであり、干渉ユーザ分
布はそれぞれの角度範囲について棒グラフの形で示して
ある。この場合、第３、４の擬似的ユーザ信号の到来角
はユーザ数の多い順（ｂ、ｃ以外の度数の多い順）に
ｄ、ｅのように設定する。
【００３３】図３は、下りリンクＡＡＡ機能ブロックと
しての下りウエイト計算部８の詳細な構成例を示した送
信系の構成図である。図中、図１と同一のものは同一の
記号で示してある。この図３において、コード発生部８
１において必要な数の無相関あるいは相関の低い信号
（例：直交コード）を発生させ、擬似的ユーザ信号生成
部８２でユーザ方向データ蓄積部７からの到来角情報と
コード発生部８１の信号とから擬似的なユーザ信号を生
成し、各アンテナ・ブランチごとに各擬似的ユーザ信号
を合成して出力する。乗算部８３では、ウエイト計算部
８６で計算された各アンテナ・ブランチのウエイトを擬
似的ユーザ信号生成部８２の擬似的ユーザ信号に乗算し
て出力し、合成部８４では乗算部８３それぞれの出力を
合成して出力する。
しての下りウエイト計算部８の詳細な構成例を示した送
信系の構成図である。図中、図１と同一のものは同一の
記号で示してある。この図３において、コード発生部８
１において必要な数の無相関あるいは相関の低い信号
（例：直交コード）を発生させ、擬似的ユーザ信号生成
部８２でユーザ方向データ蓄積部７からの到来角情報と
コード発生部８１の信号とから擬似的なユーザ信号を生
成し、各アンテナ・ブランチごとに各擬似的ユーザ信号
を合成して出力する。乗算部８３では、ウエイト計算部
８６で計算された各アンテナ・ブランチのウエイトを擬
似的ユーザ信号生成部８２の擬似的ユーザ信号に乗算し
て出力し、合成部８４では乗算部８３それぞれの出力を
合成して出力する。
【００３４】一方、ウエイト計算部８６においては、擬
似的ユーザ信号生成部８２からの各アンテナ・ブランチ
ごとの擬似的ユーザ信号の合成信号を入力し、またコー
ド発生部８１で生成された信号のうち希望ユーザ方向に
適用した信号をリフォレンス信号として合成部８５に入
力して合成部８４の出力との差をとったものをウエイト
計算部８６に入力する。
似的ユーザ信号生成部８２からの各アンテナ・ブランチ
ごとの擬似的ユーザ信号の合成信号を入力し、またコー
ド発生部８１で生成された信号のうち希望ユーザ方向に
適用した信号をリフォレンス信号として合成部８５に入
力して合成部８４の出力との差をとったものをウエイト
計算部８６に入力する。
【００３５】図４にはコード発生部８１の詳細な構成例
を示す。一般的に適応処理においては、用いるユーザ信
号が互いに相関が低くなければ良好に機能しないため、
ユーザ信号には無相関あるいは相関の低い信号の設定が
前提条件である。本発明の方式の場合は、このユーザ信
号を劣化の全く無い理想的な信号とすることができるた
め、無相関であることが保証されている直交コードを用
いることができる。図４は下り専用にそのようなコード
を発生するコード発生器８１の詳細を示したものであ
る。内部にはアンテナ数Ｎ個以上の直交コードが書き込
まれたコードメモリがあり、このコードメモリからコー
ドを読み出し、擬似的ユーザ信号生成部８２に渡す。各
直交コードは同一の周期を持ち、これを繰り返して使用
する。コード発生部８１で発生する無相関あるいは相関
の低い信号Ｃm (t) を以下に示す。 Ｃm (t) ＝ａm (t) ＋ｊｂm (t) ・・・・（２） ｍ＝希望（ｍ＝０）および擬似的ユーザ番号このうち、
希望ユーザの擬似的信号に用いたコードはリフォレンス
信号として、合成部８５に入力する。
を示す。一般的に適応処理においては、用いるユーザ信
号が互いに相関が低くなければ良好に機能しないため、
ユーザ信号には無相関あるいは相関の低い信号の設定が
前提条件である。本発明の方式の場合は、このユーザ信
号を劣化の全く無い理想的な信号とすることができるた
め、無相関であることが保証されている直交コードを用
いることができる。図４は下り専用にそのようなコード
を発生するコード発生器８１の詳細を示したものであ
る。内部にはアンテナ数Ｎ個以上の直交コードが書き込
まれたコードメモリがあり、このコードメモリからコー
ドを読み出し、擬似的ユーザ信号生成部８２に渡す。各
直交コードは同一の周期を持ち、これを繰り返して使用
する。コード発生部８１で発生する無相関あるいは相関
の低い信号Ｃm (t) を以下に示す。 Ｃm (t) ＝ａm (t) ＋ｊｂm (t) ・・・・（２） ｍ＝希望（ｍ＝０）および擬似的ユーザ番号このうち、
希望ユーザの擬似的信号に用いたコードはリフォレンス
信号として、合成部８５に入力する。
【００３６】図５には擬似的ユーザ信号発生部８２の詳
細な構成を示す。ここでは以下のようにして、希望およ
び擬似的ユーザ信号を生成する。先ず、コード発生部８
１から上述の式（２）のような無相関あるいは相関の低
い信号Ｃm (t) を入力する。この信号Ｃm (t) は等分配
され、乗算部８２１に入力される。
細な構成を示す。ここでは以下のようにして、希望およ
び擬似的ユーザ信号を生成する。先ず、コード発生部８
１から上述の式（２）のような無相関あるいは相関の低
い信号Ｃm (t) を入力する。この信号Ｃm (t) は等分配
され、乗算部８２１に入力される。
【００３７】次に、希望あるいは擬似的ユーザの到来角
情報を位相項計算部８２２に入力し、各アンテナ・ブラ
ンチに対応した位相項を次式のように決める。 Ａmn＝〔１， exp(jkd sinθm ),exp(jk2d sinθm ),・・・ ・・・exp(jknd sinθm ),・・・exp(jk(N-1) sin θm ) ］ ・・・（３） ｋ＝２π／λd （λd は下り周波数の波長） ｄ：アンテナ間距離 θm ：ｍ番目ユーザ信号到来角 ｎ：０〜Ｎ−１、アンテナ・ブランチ番号 Ｎ：アンテナの数
情報を位相項計算部８２２に入力し、各アンテナ・ブラ
ンチに対応した位相項を次式のように決める。 Ａmn＝〔１， exp(jkd sinθm ),exp(jk2d sinθm ),・・・ ・・・exp(jknd sinθm ),・・・exp(jk(N-1) sin θm ) ］ ・・・（３） ｋ＝２π／λd （λd は下り周波数の波長） ｄ：アンテナ間距離 θm ：ｍ番目ユーザ信号到来角 ｎ：０〜Ｎ−１、アンテナ・ブランチ番号 Ｎ：アンテナの数
【００３８】これより、各アンテナ・ブランチに対応し
た擬似的なユーザ信号を、乗算部８２１において χmn(t) ＝Ｃm (t) ・Ａmn ・・・・（４） のように生成すると、各ブランチの信号は合成部８２３
で合成され、次のようになる。 Ｘn (t) ＝Σχmn(t) ・・・・・（５） （但し、Σはｍ＝１からＭまでの加算）Ｍ：全擬似的ユ
ーザ信号数
た擬似的なユーザ信号を、乗算部８２１において χmn(t) ＝Ｃm (t) ・Ａmn ・・・・（４） のように生成すると、各ブランチの信号は合成部８２３
で合成され、次のようになる。 Ｘn (t) ＝Σχmn(t) ・・・・・（５） （但し、Σはｍ＝１からＭまでの加算）Ｍ：全擬似的ユ
ーザ信号数
【００３９】そして図３に示すウエイト計算部８６にお
いて、これらの各アンテナ・ブランチ信号を用い、例え
ばＬＭＳ（Least Mean Square ）適応アルゴリズムを適
用すると、希望ユーザの各アンテナ・ブランチに対する
適応ウエイトＷ0nが次のように遂次的に計算される。 Ｗ0n(t＋Δｔ) ＝Ｗ0n(t) ＋μ・Ｘn * (t) ・ｅ(t) ・・・（６） Ｙ0 (t) ＝ΣＷ0n(t) ・Ｘn (t) （但し、Σはｎ＝１からＮ−１までの加算） ｒ0 (t) ＝Ｃ0 (t) ｅ(t) ＝ｒ0 (t) −Ｙ0 (t) μ：ステップ・サイズ なお、適応アルゴリズムの初期値は希望ユーザの到来方
向に同相条件となるウエイトとする。
いて、これらの各アンテナ・ブランチ信号を用い、例え
ばＬＭＳ（Least Mean Square ）適応アルゴリズムを適
用すると、希望ユーザの各アンテナ・ブランチに対する
適応ウエイトＷ0nが次のように遂次的に計算される。 Ｗ0n(t＋Δｔ) ＝Ｗ0n(t) ＋μ・Ｘn * (t) ・ｅ(t) ・・・（６） Ｙ0 (t) ＝ΣＷ0n(t) ・Ｘn (t) （但し、Σはｎ＝１からＮ−１までの加算） ｒ0 (t) ＝Ｃ0 (t) ｅ(t) ＝ｒ0 (t) −Ｙ0 (t) μ：ステップ・サイズ なお、適応アルゴリズムの初期値は希望ユーザの到来方
向に同相条件となるウエイトとする。
【００４０】但し、本発明においは、適用する適応アル
ゴリズムは特に限定されるものではなく、本発明が生成
する擬似的なユーザ信号を用いることのできるアルゴリ
ズムであれば、どのような方式でも良い。また、ここで
述べているのは、１ユーザに関する部分であり、実際に
は各ユーザごと同様の処理を行う。
ゴリズムは特に限定されるものではなく、本発明が生成
する擬似的なユーザ信号を用いることのできるアルゴリ
ズムであれば、どのような方式でも良い。また、ここで
述べているのは、１ユーザに関する部分であり、実際に
は各ユーザごと同様の処理を行う。
【００４１】図７は本発明に関する移動通信環境におけ
る典型的なマルチパスの時間特性、いわゆる遅延プロフ
ォイルを示す。例えば同図（ａ）のような伝搬環境の場
合、本発明においては矢印で示すパスのユーザ信号（パ
スレベルが最も大きい信号）から抽出した到来角情報を
擬似的ユーザ信号生成に用いるようにする。また同図
（ｂ）に示すように、マルチパスのレベルが変化した場
合は、同様に矢印で示すパスのユーザ信号（変化後にパ
スレベルが最も大きい信号）から抽出した到来角情報を
用いる。このように受信レベルの高いパスは到来角推定
においても信頼性があり、この方向に下りビーム・フォ
ーミングを行うことが適当である。更にアクセス方式が
ＣＤＭＡの場合、パス分離は簡単に行えるため、この方
式が有効である。
る典型的なマルチパスの時間特性、いわゆる遅延プロフ
ォイルを示す。例えば同図（ａ）のような伝搬環境の場
合、本発明においては矢印で示すパスのユーザ信号（パ
スレベルが最も大きい信号）から抽出した到来角情報を
擬似的ユーザ信号生成に用いるようにする。また同図
（ｂ）に示すように、マルチパスのレベルが変化した場
合は、同様に矢印で示すパスのユーザ信号（変化後にパ
スレベルが最も大きい信号）から抽出した到来角情報を
用いる。このように受信レベルの高いパスは到来角推定
においても信頼性があり、この方向に下りビーム・フォ
ーミングを行うことが適当である。更にアクセス方式が
ＣＤＭＡの場合、パス分離は簡単に行えるため、この方
式が有効である。
【００４２】図８は本発明の他の実施例の構成図であ
り、下りリンクのウエイトの更新制御部１３を含む構成
を示す。図８中、前記したものは同じ記号で示す。ウエ
イト更新制御部１３にはユーザ方向データ蓄積部７から
全ユーザのグループ化されていない到来角度情報が入力
され、これを用いて任意時間ごとに各ユーザの機能ブロ
ックにおいては、形成したビームの希望ユーザ方向のレ
ベルを「Ｓ」とし、その他干渉ユーザ方向のレベルを各
「Ｉ」としてその和をＩn とし、Ｓ／ｌn （すなわちＳ
ＩＲ）を算出する。そして、その値が前回の値よりも改
善されている場合には、下りウエイト計算部８で今回計
算したウエイトに更新して下りウエイト乗算部９に渡
し、改善されていない場合は、前回のウエイトを保持す
るように制御する。その場合、ウエイト更新式に用いる
ウエイトは、アルゴリズムをストップさせないために、
実際に用いるウエイトを更新するしないに関わらず、逐
次算出されるウエイトで計算していく。そして任意時間
ごとに同様に比較を行い、実際に用いるウエイトを更
新、あるいは保持していく。
り、下りリンクのウエイトの更新制御部１３を含む構成
を示す。図８中、前記したものは同じ記号で示す。ウエ
イト更新制御部１３にはユーザ方向データ蓄積部７から
全ユーザのグループ化されていない到来角度情報が入力
され、これを用いて任意時間ごとに各ユーザの機能ブロ
ックにおいては、形成したビームの希望ユーザ方向のレ
ベルを「Ｓ」とし、その他干渉ユーザ方向のレベルを各
「Ｉ」としてその和をＩn とし、Ｓ／ｌn （すなわちＳ
ＩＲ）を算出する。そして、その値が前回の値よりも改
善されている場合には、下りウエイト計算部８で今回計
算したウエイトに更新して下りウエイト乗算部９に渡
し、改善されていない場合は、前回のウエイトを保持す
るように制御する。その場合、ウエイト更新式に用いる
ウエイトは、アルゴリズムをストップさせないために、
実際に用いるウエイトを更新するしないに関わらず、逐
次算出されるウエイトで計算していく。そして任意時間
ごとに同様に比較を行い、実際に用いるウエイトを更
新、あるいは保持していく。
【００４３】図９はこのウエイト更新制御部１３におけ
る制御手順を示すフローチャートである。任意時間（Δ
ｔ≧ｔ0 ，ｔ0 はウエイト更新時間）ごとに更新ウエイ
トＷ o (t＋Δt)を入力し（ステップＳ１）、そのウエイ
トＷo (t＋Δt)を用いて希望ユーザを含めた各ユーザ方
向のビーム・パターン・レベルを用いてＳ／Ｉn をｒ(t
＋Δt)＝Ｓ(t＋Δt)／Ｉn (t＋Δt)にて算出する（ステ
ップＳ２）。この値ｒ（ｔ＋Δｔ）と前回の値Ｒとを比
較して（ステップＳ３）、新しいウエイトの方が大きい
場合は、ウエイト乗算器９に渡すウエイトをＷ1 ＝Ｗo
(t＋Δt)にてこの値に更新するとともに（ステップＳ
５）、この値を前回の値Ｒとして保持する（ステップＳ
４）。また、小さい場合はウエイトの更新を行わずに前
回の値を保持して用いる（ステップＳ６）。
る制御手順を示すフローチャートである。任意時間（Δ
ｔ≧ｔ0 ，ｔ0 はウエイト更新時間）ごとに更新ウエイ
トＷ o (t＋Δt)を入力し（ステップＳ１）、そのウエイ
トＷo (t＋Δt)を用いて希望ユーザを含めた各ユーザ方
向のビーム・パターン・レベルを用いてＳ／Ｉn をｒ(t
＋Δt)＝Ｓ(t＋Δt)／Ｉn (t＋Δt)にて算出する（ステ
ップＳ２）。この値ｒ（ｔ＋Δｔ）と前回の値Ｒとを比
較して（ステップＳ３）、新しいウエイトの方が大きい
場合は、ウエイト乗算器９に渡すウエイトをＷ1 ＝Ｗo
(t＋Δt)にてこの値に更新するとともに（ステップＳ
５）、この値を前回の値Ｒとして保持する（ステップＳ
４）。また、小さい場合はウエイトの更新を行わずに前
回の値を保持して用いる（ステップＳ６）。
【００４４】このように、逐次的に各アンテナブランチ
に適用するウエイトを更新する場合、任意時間毎に各ユ
ーザブロックで形成されるビーム・パターンと希望ユー
ザ方向と干渉ユーザ方向の情報から、希望方向ユーザの
レベルと各干渉ユーザ方向のレベルを算出し、その前の
レベルと比較する機能を設け、新しくウエイトを更新し
た方が特性が向上する場合は新しいウエイトに更新し、
逆に前の状態の方が特性が良い場合はそのウエイトを保
持し、適応アルゴリズムはその選択によらず新しいウエ
イトを元に次のウエイトを計算するようにする。
に適用するウエイトを更新する場合、任意時間毎に各ユ
ーザブロックで形成されるビーム・パターンと希望ユー
ザ方向と干渉ユーザ方向の情報から、希望方向ユーザの
レベルと各干渉ユーザ方向のレベルを算出し、その前の
レベルと比較する機能を設け、新しくウエイトを更新し
た方が特性が向上する場合は新しいウエイトに更新し、
逆に前の状態の方が特性が良い場合はそのウエイトを保
持し、適応アルゴリズムはその選択によらず新しいウエ
イトを元に次のウエイトを計算するようにする。
【００４５】このウエイト更新制御部１３における制御
は、図１０に示すように、適応アルゴリズムは収束の過
程において必ずしも最適値を更新していくとは限らず、
誤差関数は最適値を挟んで変動することへの対処方法を
考慮したものである。
は、図１０に示すように、適応アルゴリズムは収束の過
程において必ずしも最適値を更新していくとは限らず、
誤差関数は最適値を挟んで変動することへの対処方法を
考慮したものである。
【００４６】図１１は本発明のまた他の実施例の構成図
であり、ウエイトの規格化制御部１４を含む下りビーム
ホーミング機能ブロックを示す。ウエイト規格化制御部
１４においては、下りウエイト計算部８の出力ウエイト
に対して、下式（７）に示したように、各アンテナ・ブ
ランチのウエイト（一般的に複素数）の絶対値を用いた
演算を行ってａm を算出した後、下式（８）のように元
のウエイトにその値を掛けて新たなウエイトとし、ウエ
イト乗算器９に渡す。 ａm ＝ (Ｎ）1/2 ／Σ｜Ｗmn｜ ・・・（７） （但し、Σはｎ＝０から（Ｎ−１）までの加算） Ｗ´mn＝ａm ・Ｗmn ・・・（８）
であり、ウエイトの規格化制御部１４を含む下りビーム
ホーミング機能ブロックを示す。ウエイト規格化制御部
１４においては、下りウエイト計算部８の出力ウエイト
に対して、下式（７）に示したように、各アンテナ・ブ
ランチのウエイト（一般的に複素数）の絶対値を用いた
演算を行ってａm を算出した後、下式（８）のように元
のウエイトにその値を掛けて新たなウエイトとし、ウエ
イト乗算器９に渡す。 ａm ＝ (Ｎ）1/2 ／Σ｜Ｗmn｜ ・・・（７） （但し、Σはｎ＝０から（Ｎ−１）までの加算） Ｗ´mn＝ａm ・Ｗmn ・・・（８）
【００４７】このようにすることで、無線基地局の送信
電力に制限がある場合などユーザ一人一人の送信電力を
規格化制御することによって、無線基地局全体の送信電
力を制限以下に保ちながら、適応処理制御を行う。
電力に制限がある場合などユーザ一人一人の送信電力を
規格化制御することによって、無線基地局全体の送信電
力を制限以下に保ちながら、適応処理制御を行う。
【００４８】このように、下りリンクのウエイトを算出
する場合は、アンテナブランチに適用するウエイトを規
格化制御し、１ユーザ当たりの送信電力を任意の値に保
つことによって基地局の全送信電力を任意の値に保つこ
とができる。
する場合は、アンテナブランチに適用するウエイトを規
格化制御し、１ユーザ当たりの送信電力を任意の値に保
つことによって基地局の全送信電力を任意の値に保つこ
とができる。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上りのユーザ信号から上りと下りで同一の到来角情報を
用い、更に各ユーザに無相関あるいは相関の低い信号を
用いて擬似的ユーザ信号を生成して、これによる下りビ
ーム適応制御を行うことにより、ＦＤＤシステム等の上
りと下りの周波数差の大小に関わらず、上りの到来角情
報から下りリンクの各アンテナ素子に入力されるウエイ
トを適応制御できる。また、希望ユーザ方向にはビーム
の頂点を常に向け、最大利得を確保するとともに、アン
テナの自由度を超える干渉ユーザが存在する場合におい
ても、下りリンクの各ユーザの受信ＳＩＲを最適にする
ように各アンテナ・ブランチのウエイトを制御すること
ができる。よって、本発明を無線基地局等の通信装置に
適用することで、システム容量の増大に寄与するところ
が大きい。
上りのユーザ信号から上りと下りで同一の到来角情報を
用い、更に各ユーザに無相関あるいは相関の低い信号を
用いて擬似的ユーザ信号を生成して、これによる下りビ
ーム適応制御を行うことにより、ＦＤＤシステム等の上
りと下りの周波数差の大小に関わらず、上りの到来角情
報から下りリンクの各アンテナ素子に入力されるウエイ
トを適応制御できる。また、希望ユーザ方向にはビーム
の頂点を常に向け、最大利得を確保するとともに、アン
テナの自由度を超える干渉ユーザが存在する場合におい
ても、下りリンクの各ユーザの受信ＳＩＲを最適にする
ように各アンテナ・ブランチのウエイトを制御すること
ができる。よって、本発明を無線基地局等の通信装置に
適用することで、システム容量の増大に寄与するところ
が大きい。
【図１】本発明に係る一実施例としての適応アンテナを
用いた通信装置のブロック構成を示す図である。
用いた通信装置のブロック構成を示す図である。
【図２】実施例装置におけるユーザ方向データ蓄積部の
詳細な構成例を示す図である。
詳細な構成例を示す図である。
【図３】実施例装置における下りウエイト計算部の詳細
な構成例を示す図である。
な構成例を示す図である。
【図４】実施例装置の下りウエイト計算部におけるコー
ド発生部の詳細な構成例を示す図である。
ド発生部の詳細な構成例を示す図である。
【図５】実施例装置の下りウエイト計算部における擬似
的ユーザ信号生成部の詳細な構成例を示す図である。
的ユーザ信号生成部の詳細な構成例を示す図である。
【図６】実施例装置におけるユーザ方向データ蓄積部の
動作説明のための図である。
動作説明のための図である。
【図７】実施例装置におけるマルチパスに対する動作説
明のための図である。
明のための図である。
【図８】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図９】他の実施例装置におけるウエイト更新制御部の
処理手順を示すフローチャートである。
処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】他の実施例装置におけるウエイト更新制御部
の制御による収束状態を説明する図である。
の制御による収束状態を説明する図である。
【図１１】本発明のまた他の実施例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図１２】従来例を示すブロック図である。
１ アンテナ ２ 分波器 ３ ウエイト乗算器 ４ 加算器 ５ アダプティブ処理部（ＡＡＡウエイト演算部） ６ 到来方向推定部 ７ ユーザ方向データ蓄積部 ７１ グループ化部 ７２ メモリ部 ７３ 擬似的到来方向計算部 ７３１ θn 計算部 ７３２ 選択部 ８ 下りウエイト計算部 ８１ コード発生部 ８２ 擬似的ユーザ信号生成部 ８２１ 乗算部 ８２２ 位相項計算部 ８３ 乗算部 ８４ 合成部 ８５ 合成部 ８６ ウエイト計算部 ９ ウエイト乗算器 １０ 加算器 １１ データ生成部 １２ ユーザ信号多重化部 １３ ウエイト更新制御部 １４ ウエイト規格化制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｂ Ｈ０４Ｑ 7/22 Ｈ０４Ｑ 7/04 Ａ 7/24 7/26 7/30
Claims (9)
- 【請求項１】複数のアンテナ素子からなるアレー・アン
テナを設け、それぞれのアンテナ素子に入力する信号に
任意ウエイトを適応的に与えてビーム形成を行う適応ア
ンテナを用いた通信装置であって、 上りリンクのユーザ信号の情報から各ユーザの到来角情
報を抽出し、希望ユーザの到来角に基づいて各アンテナ
・ブランチに対応した擬似的ユーザ信号を生成し、これ
らの擬似的ユーザ信号を用いて任意適応アルゴリズムに
より、それぞれのアンテナ・ブランチに適用する下りリ
ンクのウエイトを制御することを特徴とする適応アンテ
ナを用いた通信装置。 - 【請求項２】上記ウエイトを制御する方法は、上りリン
クのユーザ信号の情報から各ユーザの到来角情報を抽出
し、希望ユーザの到来角と該希望ユーザの到来角を挟む
擬似的な第１、第２の到来角とを設定し、更にそれらの
到来角以外に擬似的な到来方向をＮ−３個以上設定し
（Ｎ：アンテナ素子数、Ｎ＞３）、それら到来方向情報
と、アンテナ配列等から決定される位相情報と、それぞ
れが無相関あるいは相関の低い信号とを用いて各アンテ
ナ・ブランチに対応した擬似的ユーザ信号を生成し、こ
れらの擬似的ユーザ信号を用いて任意適応アルゴリズム
により、それぞれのアンテナ・ブランチに適用する下り
リンクのウエイトを制御することを特徴とする請求項１
記載の適応アンテナを用いた通信装置。 - 【請求項３】各セルあるいは各セクタにおいて、各ユー
ザの到来角情報を集め、任意角度範囲ごとに各ユーザ情
報を集計し任意時間ごとに更新するメモリ機能を設けた
ことを特徴とする請求項１または２記載の適応アンテナ
を用いた通信装置。 - 【請求項４】希望ユーザの到来角を挟む擬似的な第１、
第２の到来方向を、希望ユーザ方向に利得が最大のビー
ムを向けた時のヌル方向のうちメインビームに最も近い
方向とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の適応アンテナを用いた通信装置。 - 【請求項５】各セルあるいは各セクタにおいて集計され
た各ユーザの到来角と第１、第２の到来角を基に選んだ
各角度範囲の代表値を用いて第３、第４・・・の擬似的
到来方向を設定することを特徴とする請求項４記載の適
応アンテナを用いた通信装置。 - 【請求項６】逐次的に各アンテナ・ブランチに適用する
ウエイトを更新するにあたり、任意時間毎に各ユーザ機
能ブロックで形成されるビーム・パターンと希望ユーザ
方向と干渉ユーザ方向の情報から、希望方向ユーザのレ
ベルと各干渉ユーザ方向のレベルを算出し、その前のレ
ベルと比較する機能を設け、新しくウエイトを更新した
方が特性が向上する場合は新しいウエイトに更新し、逆
に前の状態の方が特性が良い場合はそのウエイトを保持
し、適応アルゴリズムはその選択によらず新しいウエイ
トを元に次のウエイトを計算するようにすることを特徴
とする請求項１〜５のいずれかに記載の適応アンテナを
用いた通信装置。 - 【請求項７】擬似的ユーザ信号の生成に用いる無相関あ
るいは相関の低い信号にはお互いに直交するコードを用
いることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の
適応アンテナを用いた通信装置。 - 【請求項８】上りリンクの有効マルチパスの到来角情報
から下りリンクのビーム形成を行う時に用いる到来方向
を一つ決定し、その方向にのみビームを向けるように制
御することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載
の適応アンテナを用いた通信装置。 - 【請求項９】下りリンクのウエイトを算出する場合は、
アンテナ・ブランチに適用するウエイトを規格化制御
し、１ユーザ当たりの送信電力を任意の値に保つことに
よって通信装置の全送信電力を任意の値に保つことを特
徴とする請求項〜８のいずれかに記載の適応アンテナを
用いた通信装置。
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