JP2001102996A - 基地局装置及び無線通信方法 - Google Patents

基地局装置及び無線通信方法

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JP2001102996A JP27622399A JP27622399A JP2001102996A JP 2001102996 A JP2001102996 A JP 2001102996A JP 27622399 A JP27622399 A JP 27622399A JP 27622399 A JP27622399 A JP 27622399A JP 2001102996 A JP2001102996 A JP 2001102996A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リニアアレイアンテナを用いた送信時に
指向性形成を行うことができ、しかも送信アンプの負荷
を軽減すること。 【解決手段】 CDMA通信においてユーザ多重して指
向性送信を行う場合に、適応的にアンテナバランスを設
定するための位相オフセットを決定する。これにより、
最大又は最小の振幅を与えるアンテナ素子をユーザ毎に
確実に分散させる。その結果、特定のアンテナ素子への
振幅の偏りを緩和することができ、送信アンプへの負荷
をより軽減させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル無線通
信システムにおいて使用されるリニアアレイアンテナを
備えた基地局装置及び無線通信方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル無線通信システムにおいて
は、適応無線伝送技術が適用されており、その一つとし
てリニアアレイアンテナが用いられている。このリニア
アレイアンテナは、複数のアンテナ素子を直線状に、搬
送波周波数の半波長の間隔で配置した構成を有する。
【0003】リニアアレイアンテナにおいては、それぞ
れのアンテナを介して入力された受信信号に対して複素
振幅を乗積して任意の指向性を与える。この技術として
は、特開平9-284200号公報に開示されている。
ここでは、リニアアレイアンテナの一例として、4本の
アンテナを直線状に配置したリニアアレイアンテナを備
えた基地局装置について説明する。
【0004】図3は、従来のリニアアレイアンテナを備
えた基地局装置の構成を示すブロック図である。この基
地局装置では、4本のアンテナ301〜304で無線信
号を受信し、アンテナ毎に設けられたRF部305〜3
08でそれぞれ無線信号に対して所定の無線受信処理
(ダウンコンバート、A/D変換など)を行い、規定周
波数帯域もしくは中間周波数帯域の信号を得る。そし
て、基地局装置では、この信号について復調処理を行っ
て受信データを得る。
【0005】一方、送信データについては、それぞれの
ユーザに対して変調部310でディジタル変調した後
に、これらの変調後の信号を線形加算し、RF部305
〜308で所定の無線送信処理(D/A変換、アップコ
ンバート)し、アンテナ301〜304を介して送信す
る。
【0006】基地局装置においてリニアアレイアンテナ
を使用する場合、通信時に特定方向への信号電力を調整
して、任意の指向性を与える。この場合、ウェイトベク
トル乗積部309で、各アンテナからの受信信号に対し
て複素振幅を乗積し、その結果を用いて任意の指向性を
与える。例えば、図4に示すように、基地局装置401
からθ方向の移動局402と通信を行う場合に、受信信
号に対して基地局装置401のアンテナ順に下記式
(1)に示す複素振幅のベクトルを乗積する。
【0007】 W=[1,exp(-jπsinθ),exp(-j2πsinθ),exp(-j3πsinθ)]T 式(1) このように、受信信号に対して上記のようなベクトル乗
算を行うことにより、基地局装置401から送信される
信号はθ方向に最大の電力を持ち、θから離れるに従っ
て弱くなるような電力分布(ビーム)を形成することが
できる。4本のリニアアレイアンテナでは、θ±22.
5°を超えると半分以下の信号電力に落とすことができ
る。
【0008】この電力分布の形成をθ方向へのビームフ
ォーミングと呼ぶ。このビームフォーミングによって、
所望信号に対する信号電力を高くすることができるの
で、あるユーザとの通信において、他のユーザの方向か
らの受信信号には影響されにくく、また不要波となる他
のユーザの方向への送信信号の電力も低減することがで
きる。例えば、図4に示すように、θ方向の移動局40
2との通信にはθ方向へのビーム404を用い、φ方向
の移動局403との通信にはφ方向へのビーム405を
用いる、という処理を同時に行うことが可能である。
【0009】これにより、各ユーザとの間の通信の品質
改善と、システム全体としての通信容量の増加とを期待
することができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような基地局装置におけるリニアアレイを用いた送信動
作時には、次のような問題を生じる。基地局装置におけ
るビームフォーミングの際のベクトル乗算では、通常、
特定のアンテナから受信された信号を基準として、この
信号に実部が1、虚部が0である複素振幅を乗算する。
上記式(1)では、1番目のアンテナに乗積する複素振
幅が実部1,虚部0となっている。
【0011】したがって、このベクトル乗算では、1番
目のアンテナについてはどの方向のビームについても実
部が1,虚部が0となるのに対して、他のアンテナにつ
いては位相回転からビームの多重時に相殺される成分が
出てくる。その結果、このようなベクトル乗算を行う
と、1番目のアンテナのみ送信電力が大きくなり、例え
ば50ユーザでは50の信号電力となり、送信アンプの
ダイナミックレンジを大きくとる必要がある。
【0012】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、リニアアレイアンテナを用いた送信時に指向性形
成を行うことができ、しかも送信アンプの負荷を軽減す
ることができる基地局装置及び無線通信方法を提供する
ことを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の基地局装置は、
複数のアンテナ素子で構成されたリニアアンテナと、受
信信号の到来方向に基づいて前記アンテナ素子毎の送信
ウェイトを算出する送信ウェイト算出手段と、前記送信
ウェイトにユーザ固有の位相オフセットを付与する位相
オフセット付与手段と、前記位相オフセットが付与され
た送信ウェイトを用いて電力分布形成を行う電力分布形
成手段と、を具備する構成を採る。
【0014】本発明の基地局装置は、複数のアンテナ素
子で構成されたリニアアンテナと、受信信号の到来方向
に基づいて前記アンテナ素子毎の送信ウェイトを算出す
る送信ウェイト算出手段、及び前記送信ウェイトにユー
ザ固有の位相オフセットを付与する位相オフセット付与
手段をユーザ毎に備えた処理部と、前記処理部において
前記位相オフセットが付与された送信ウェイトを付与し
た信号を前記アンテナ素子毎に多重して指向性送信する
指向性送信手段と、を具備する構成を採る。
【0015】これらの構成によれば、特定方向へのビー
ムフォーミングに用いるウェイトベクトルについてアン
テナ毎に同一の位相オフセットを加えるので、最大又は
最小の振幅を与えるアンテナ素子を一意に決定すること
ができる。これにより、最大又は最小の振幅を与えるア
ンテナ素子をユーザ毎に分散させることができる。その
結果、特定のアンテナ素子への振幅の偏りを緩和するこ
とができ、送信アンプへの負荷を軽減させることができ
る。
【0016】本発明の基地局装置は、上記構成におい
て、アンテナ素子毎の送信電力を監視する監視手段を具
備し、アンテナ素子間の送信電力差が所定値を超えたと
きに、位相オフセットを変更する構成を採る。
【0017】この構成によれば、最大又は最小の振幅を
与えるアンテナ素子をユーザ毎に確実に分散させること
ができる。その結果、特定のアンテナ素子への振幅の偏
りを緩和することができ、送信アンプへの負荷をより軽
減させることができる。
【0018】本発明の基地局装置は、上記構成におい
て、送信ウェイト算出手段が、ビームステアリング法に
より送信ウェイトを算出し、前記位相オフセット付与手
段が、ψ=nπsinθ(アンテナ数n=0,1,2,3)となる位
相オフセットを用いる構成を採る。
【0019】本発明の電力監視装置は、受信信号の到来
方向に基づいて複数のアンテナ素子毎の送信ウェイトを
算出する送信ウェイト算出手段、及び前記送信ウェイト
にユーザ固有の位相オフセットを付与する位相オフセッ
ト付与手段をユーザ毎に備えた処理部と、前記複数のア
ンテナ素子毎の送信電力を監視し、前記アンテナ素子間
の送信電力差が所定値を超えたときに位相オフセットを
変更する監視手段と、を具備する構成を採る。
【0020】これにより、CDMA通信においてユーザ
多重して指向性送信を行う場合に、適応的にアンテナバ
ランスを設定するための位相オフセットを決定すること
ができる。
【0021】本発明の無線通信方法は、受信信号の到来
方向に基づいて、リニアアレイアンテナを構成する複数
のアンテナ素子毎の送信ウェイトを算出する送信ウェイ
ト算出工程と、前記送信ウェイトにユーザ固有の位相オ
フセットを付与する位相オフセット付与工程と、前記位
相オフセットが付与された送信ウェイトを用いて電力分
布形成を行う電力分布形成工程と、形成された電力分布
で送信を行う送信工程と、を具備する。
【0022】この方法によれば、特定方向へのビームフ
ォーミングに用いるウェイトベクトルについてアンテナ
毎に同一の位相オフセットを加えるので、最大又は最小
の振幅を与えるアンテナ素子を一意に決定することがで
きる。これにより、最大又は最小の振幅を与えるアンテ
ナ素子をユーザ毎に分散させることができる。その結
果、特定のアンテナ素子への振幅の偏りを緩和すること
ができ、送信アンプへの負荷を軽減させることができ
る。
【0023】本発明の無線通信方法は、上記方法におい
て、アンテナ素子間の送信電力差を監視する監視工程
と、前記送信電力差が所定値を超えたときに、位相オフ
セットを変更する変更工程と、を具備する。
【0024】この方法によれば、最大又は最小の振幅を
与えるアンテナ素子をユーザ毎に確実に分散させること
ができる。その結果、特定のアンテナ素子への振幅の偏
りを緩和することができ、送信アンプへの負荷をより軽
減させることができる。
【0025】本発明の電力監視方法は、受信信号の到来
方向に基づいて複数のアンテナ素子毎の送信ウェイトを
算出する工程と、前記送信ウェイトにユーザ固有の位相
オフセットを付与する位相オフセット工程と、前記複数
のアンテナ素子毎の送信電力を監視し、前記アンテナ素
子間の送信電力差が所定値を超えたときに位相オフセッ
トを変更する工程と、を具備する。
【0026】この方法によれば、CDMA通信において
ユーザ多重して指向性送信を行う場合に、適応的にアン
テナバランスを設定するための位相オフセットを決定す
ることができる。
【0027】
【発明の実施の形態】本発明の骨子は、特定方向へのビ
ームフォーミングに用いるウェイトベクトルの各要素に
同一の位相回転を加え、最大又は最小の振幅を与えるア
ンテナ素子をユーザ毎に分散させて、特定のアンテナ素
子への振幅の偏りを緩和することにより、送信アンプへ
の負荷を軽減させることである。
【0028】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1に係る基地局装置の構成を示すブロック図であ
る。この基地局装置では、複数のアンテナ101−0〜
101−nを等間隔に線形配置した場合を想定してい
る。また、図1では、送信側の構成のみを示しており、
受信側の構成は従来の構成と同様であるので省略してい
る。
【0029】図1に示す基地局装置において、各アンテ
ナ101−0〜101−nで受信した信号は、それぞれ
のアンテナ毎に設けられたRF部102−0〜102−
nに送られ、そこで所定の無線受信処理(ダウンコンバ
ート、A/D変換など)される。この無線受信処理され
た規定周波数帯域もしくは中間周波数帯域の信号は、復
調処理された受信データとなる。
【0030】一方、送信データについては、それぞれの
ユーザに対してディジタル変調した後に、多重化部10
3−0〜103−nで線形加算され、RF部102−0
〜102−nで所定の無線送信処理(D/A変換、アッ
プコンバート)され、それぞれのユーザ毎にビームフォ
ーミングされた状態でアンテナ101−0〜101−n
を介して送信される。なお、このビームフォーミング
は、各ユーザ毎に設けられた処理部104−0〜104
−nでユーザ毎に行う。
【0031】次に、各処理部104−0〜104−nに
おける本発明に係るビームフォーミングについて説明す
る。ここでは、アンテナ数nが4であり、送信ウェイト
の算出方法がビームステアリング手法である場合につい
て説明する。
【0032】この処理部104−0〜104−nは、受
信信号の到来方向を推定する到来方向推定回路1042
と、推定された到来方向に基づいて送信ウェイトを求め
る送信ウェイト演算回路1041と、送信ウェイトに位
相オフセットを付与する位相オフセット付与回路104
3とをそれぞれ備える。
【0033】本実施の形態に係るビームフォーミング
(電力分布形成)を行う場合、まず、到来方向推定回路
1042において受信信号に基づいて到来方向を推定す
る。この推定結果を送信ウェイト演算回路1041に送
る。具体的には、あらかじめ中心角度をずらして複数の
ビームを形成しておき、各ビームで受信した信号の通信
品質を求め、最も通信品質の良いビームを選択する。そ
して、この選択したビームの角度の情報を送信ウェイト
演算回路1041に送る。なお、ここで、各ビームで受
信した信号の通信品質としては、SIR(Signal to In
terference Ratio)や受信電力などを挙げることができ
る。
【0034】送信ウェイト演算回路1041では、到来
方向推定回路1042から出力された角度情報に基づい
て送信ウェイトを算出する。ビームスティアリング手法
では、特定方向(θ方向)の移動局との通信を行うとき
に、上記式(1)のウェイトを用いる。
【0035】この送信ウェイトには、アンテナ毎に乗算
器1044で位相オフセットが付与される。この位相オ
フセットは、ψの位相回転を与えるように、位相オフセ
ット付与回路1043で準備される。このとき、1ユー
ザにおいて、各アンテナに対する位相オフセットは同じ
にする。このように、送信ウェイトに位相オフセットを
乗算することは、上記式(1)に下記式(2)を乗算す
ることである。これにより、位相オフセット乗算後の送
信ウェイトは、下記式(3)のようになる。
【0036】 Woffset=[exp(jψ),exp(jψ),exp(jψ),exp(jψ)]T 式(2) W'=[exp(jψ),exp(-j(πsinθ-ψ)),exp(-j(2πsinθ-ψ)), exp(-j(3πsinθ-ψ))]T 式(3) ここで、式(2),(3)におけるψをψ=nπsinθ(n
=0,1,2,3)に設定すると、式(3)において、いずれか
のアンテナ(n番目のアンテナ)に対する複素振幅が実
部1、虚部0になる。したがって、1ユーザにおいて、
各アンテナに対してψ=nπsinθ(n=0,1,2,3)で規定さ
れる同じ位相オフセットを与えておくことにより、最大
又は最小の振幅を与えるアンテナを一意に決定すること
ができる。
【0037】この位相オフセットをユーザ毎に変えてお
くことにより、ユーザ毎に最大又は最小の振幅を与える
アンテナを変えることができる。したがって、送信電力
が高くなるアンテナを分散させることができるので、特
定のアンテナに最大の振幅が集中して送信アンプに過大
な負荷をかけることを防止できる。なお、各ユーザ間の
位相オフセットは、オフセット量制御回路106により
制御される。
【0038】また、位相オフセットを付与した送信ウェ
イトは、乗算器1045で送信電力が乗算されて、アン
テナ毎の実際の送信電力が得られる。このアンテナ毎の
実際の送信電力は、アンテナ毎電力監視回路105に送
られる。
【0039】アンテナ毎電力監視回路105では、各ユ
ーザ毎に決められたアンテナ毎の送信電力を監視する。
上述したように位相オフセットをユーザ毎に変えて送信
ウェイトに乗算しても、基地局装置全体でやはり総送信
電力が高いアンテナや、総送信電力が低いアンテナが存
在する場合がある。アンテナ毎電力監視回路105は、
アンテナ間の送信電力の差を算出して、アンテナ間の送
信電力に大きな差が生じないようにする。この検出の方
法は、アンテナ間の送信電力の差に対してしきい値判定
などを行うことにより実現できる。
【0040】これにより、CDMA通信においてユーザ
多重して指向性送信を行う場合に、適応的にアンテナバ
ランスを設定するための位相オフセットを決定すること
ができ、最大又は最小の振幅を与えるアンテナ素子をユ
ーザ毎に確実に分散させることができる。その結果、特
定のアンテナ素子への振幅の偏りを緩和することがで
き、送信アンプへの負荷をより軽減させることができ
る。
【0041】アンテナ毎電力監視回路105でアンテナ
間の送信電力差が大きい場合には、アンテナ毎電力監視
回路105はその旨をオフセット量制御回路106に送
る。オフセット量制御回路106では、アンテナ毎電力
監視回路105から制御信号が送られたときに、各アン
テナの送信ウェイトに付与する位相オフセットを変えて
送信ウェイトに付与する。
【0042】オフセット量制御回路106での位相オフ
セットの変更の方法には特に制限はない。例えば、オフ
セット量制御回路106がすべてのユーザの処理部10
4−0〜104−nの位相オフセット付与回路1043
に制御信号を送り、位相オフセット付与回路1043で
位相オフセットを変えても良く、アンテナ毎電力監視回
路105で最も送信電力が高いユーザと最も送信電力が
低いユーザを抽出し、その旨を抽出されたユーザのオフ
セット量を交換するようにしても良い。このようにし
て、アンテナの負荷を分散するように制御する。
【0043】このようにして、アンテナ間の総送信電力
の差を補正して、アンテナ間の送信電力のばらつきを小
さくして送信アンプの負荷を軽減させる。このような方
法により、アンテナ間の送信電力差を調整することが可
能となる。
【0044】このようにして決定された送信ウェイト
は、乗算器1046で送信データに乗算される。このよ
うに送信ウェイトが乗算された送信データは、多重化部
103−0〜103−nでアンテナ毎にユーザ分多重さ
れる。
【0045】なお、移動局の視点からすると、基地局装
置で位相オフセットを付与した場合にも伝搬路状況の変
化、特に位相回転を生じたものと認識するので、通常の
処理により位相補償が可能である。このため、移動局側
では、受信に際して特別な処理を追加する必要を生じな
い。
【0046】(実施の形態2)図2は、本発明の実施の
形態2に係る基地局装置の構成を示すブロック図であ
る。なお、図2において、図1と同じ部分については図
1と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。この
基地局装置では、複数のアンテナ101−0〜101−
nを等間隔に線形配置した場合を想定している。また、
図2では、送信側の構成のみを示しており、受信側の構
成は従来の構成と同様であるので省略している。
【0047】本実施の形態に係るビームフォーミングを
行う場合、まず、到来方向推定回路1042において受
信信号に基づいて到来方向を推定する。この推定結果を
送信ウェイト演算回路1041に送る。到来方向の推定
については、実施の形態1と同様である。
【0048】送信ウェイト演算回路1041では、到来
方向推定回路1042から出力された角度情報に基づい
て送信ウェイトを算出する。ビームスティアリング手法
では、特定方向(θ方向)の移動局との通信を行うとき
に、上記式(1)のウェイトを用いる。また、送信ウェ
イト演算回路1042には、位相オフセット付与回路1
043からψの位相回転を与えるような位相オフセット
情報が送られ、送信ウェイトに位相オフセットが付与さ
れる。すなわち、送信ウェイト演算回路1041におい
て上記式(1)及び式(2)の積が求められる。したが
って、位相オフセット自体はユーザ毎に固有であるが、
送信ウェイトに乗算された形となるので、アンテナ毎に
ランダムに位相回転が加わることになる。この場合にお
いても、最大又は最小の振幅を与えるアンテナを一意に
決定することができる。
【0049】この位相オフセットをユーザ毎に変えてお
くことにより、ユーザ毎に最大又は最小の振幅を与える
アンテナを変えることができる。したがって、送信電力
が高くなるアンテナを分散させるので、特定のアンテナ
に最大の振幅が集中して送信アンプに過大な負荷をかけ
ることを防止できる。なお、各ユーザ間の位相オフセッ
トは、オフセット量制御回路201により制御される。
【0050】本発明は上記実施の形態1,2に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。例えば、
上記実施の形態1,2においては、アンテナ数が4であ
る場合について説明しているが、アンテナ数は、4以外
の数であっても良い。
【0051】また、上記実施の形態1,2においては、
送信ウェイトの算出方法がビームステアリングである場
合について説明しているが、その他の方法であっても良
い。ただし、この場合には、例えば、特定方向へのゲイ
ンを極端に低くするヌルステアリングの方式を採る場合
にも同様な制御が可能である。
【0052】さらに、上記実施の形態1,2において
は、アンテナ毎電力の監視対象が位相オフセットを乗算
した送信ウェイトである場合について説明しているが、
各ユーザの送信電力と送信ウェイトを監視し、これらの
2つを加味して位相オフセットを制御するようにしても
良い。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、特
定方向へのビームフォーミングに用いるウェイトベクト
ルの各要素に同一の位相回転を加え、最大又は最小の振
幅を与えるアンテナ素子をユーザ毎に分散させて、特定
のアンテナ素子への振幅の偏りを緩和するので、リニア
アレイアンテナによるビームフォーミングにおいて、複
数のビームを多重した際に生じる送信アンプの負荷を分
散させることができる。
【0054】CDMA通信においてユーザ多重して指向
性送信を行う場合に、適応的にアンテナバランスを設定
するための位相オフセットを決定することができ、最大
又は最小の振幅を与えるアンテナ素子をユーザ毎に確実
に分散させることができる。その結果、特定のアンテナ
素子への振幅の偏りを緩和することができ、送信アンプ
への負荷をより軽減させることができる。これにより、
基地局を設計する際にアンプのダイナミックレンジを大
きく取る必要が無くなり、装置規模と費用の削減を図る
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る基地局装置の構成
を示すブロック図
【図2】本発明の実施の形態2に係る基地局装置の構成
を示すブロック図
【図3】従来の基地局装置の構成を示すブロック図
【図4】ビームフォーミングを説明するための図
【符号の説明】
101−0〜101−n アンテナ 102−0〜102−n RF部 103−0〜103−n 多重化部 104−0〜104−n 処理部 105 アンテナ毎電力監視回路 106,201 オフセット量制御回路 1041 送信ウェイト演算回路 1042 到来方向推定回路 1043 位相オフセット付与回路 1044,1045,1046 乗算器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成13年1月22日(2001.1.2
2)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル無線通
信システムにおいて使用される複数のアンテナ素子を有
するアレイアンテナを備えた基地局装置及び無線通信方
法に関する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】ディジタル無線通信システムにおいて
は、適応無線伝送技術が適用されており、複数のアンテ
ナ素子を有するアレイアンテナが用いられている。アレ
イアンテナの一つとしてリニアアレイアンテナが用いら
れている。このリニアアレイアンテナは、複数のアンテ
ナ素子を直線状に、搬送波周波数の半波長の間隔で配置
した構成を有する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナを用
いた送信時に指向性形成を行うことができ、しかも送信
アンプの負荷を軽減することができる基地局装置及び無
線通信方法を提供することを目的とする。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の基地局装置は、
複数のアンテナ素子で構成されたアレイアンテナと、受
信信号の到来方向に基づいて前記アンテナ素子毎の送信
ウェイトを算出する送信ウェイト算出手段と、前記送信
ウェイトにユーザ固有の位相オフセットを付与する位相
オフセット付与手段と、前記位相オフセットが付与され
た送信ウェイトを用いて指向性送信を行う指向性送信手
と、を具備する構成を採る。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】本発明の基地局装置は、複数のアンテナ素
子で構成されたアレイアンテナと、受信信号の到来方向
に基づいて前記アンテナ素子毎の送信ウェイトを算出す
る送信ウェイト算出手段、及び前記送信ウェイトにユー
ザ固有の位相オフセットを付与する位相オフセット付与
手段をユーザ毎に備えた処理部と、前記処理部において
前記位相オフセットが付与された送信ウェイトを付与し
た信号を前記アンテナ素子毎に多重して指向性送信する
指向性送信手段と、を具備する構成を採る。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】本発明の無線通信方法は、受信信号の到来
方向に基づいて、アレイアンテナを構成する複数のアン
テナ素子毎の送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出
工程と、前記送信ウェイトにユーザ固有の位相オフセッ
トを付与する位相オフセット付与工程と、前記位相オフ
セットが付与された送信ウェイトを用いて電力分布形成
を行う電力分布形成工程と、形成された電力分布で送信
を行う送信工程と、を具備する。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0053
【補正方法】変更
【補正内容】
【0053】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、特
定方向へのビームフォーミングに用いるウェイトベクト
ルの各要素に同一の位相回転を加え、最大又は最小の振
幅を与えるアンテナ素子をユーザ毎に分散させて、特定
のアンテナ素子への振幅の偏りを緩和するので、アレイ
アンテナによるビームフォーミングにおいて、複数のビ
ームを多重した際に生じる送信アンプの負荷を分散させ
ることができる。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のアンテナ素子で構成されたリニア
    アンテナと、受信信号の到来方向に基づいて前記アンテ
    ナ素子毎の送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出手
    段と、前記送信ウェイトにユーザ固有の位相オフセット
    を付与する位相オフセット付与手段と、前記位相オフセ
    ットが付与された送信ウェイトを用いて指向性送信を行
    う指向性送信手段と、を具備することを特徴とする基地
    局装置。
  2. 【請求項2】 複数のアンテナ素子で構成されたリニア
    アンテナと、受信信号の到来方向に基づいて前記アンテ
    ナ素子毎の送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出手
    段、及び前記送信ウェイトにユーザ固有の位相オフセッ
    トを付与する位相オフセット付与手段をユーザ毎に備え
    た処理部と、前記処理部において前記位相オフセットが
    付与された送信ウェイトを付与した信号を前記アンテナ
    素子毎に多重して指向性送信する指向性送信手段と、を
    具備することを特徴とする基地局装置。
  3. 【請求項3】 アンテナ素子毎の送信電力を監視する監
    視手段を具備し、アンテナ素子間の送信電力差が所定値
    を超えたときに、位相オフセットを変更することを特徴
    とする請求項1又は請求項2記載の基地局装置。
  4. 【請求項4】 送信ウェイト算出手段は、ビームステア
    リング法により送信ウェイトを算出し、前記位相オフセ
    ット付与手段は、ψ=nπsinθ(アンテナ数n=0,1,2,
    3)となる位相オフセットを用いることを特徴とする請求
    項1から請求項3のいずれかに記載の基地局装置。
  5. 【請求項5】 受信信号の到来方向に基づいて複数のア
    ンテナ素子毎の送信ウェイトを算出する送信ウェイト算
    出手段、及び前記送信ウェイトにユーザ固有の位相オフ
    セットを付与する位相オフセット付与手段をユーザ毎に
    備えた処理部と、前記複数のアンテナ素子毎の送信電力
    を監視し、前記アンテナ素子間の送信電力差が所定値を
    超えたときに位相オフセットを変更する監視手段と、を
    具備することを特徴とする電力監視装置。
  6. 【請求項6】 受信信号の到来方向に基づいて、リニア
    アレイアンテナを構成する複数のアンテナ素子毎の送信
    ウェイトを算出する送信ウェイト算出工程と、前記送信
    ウェイトにユーザ固有の位相オフセットを付与する位相
    オフセット付与工程と、前記位相オフセットが付与され
    た送信ウェイトを用いて電力分布形成を行う電力分布形
    成工程と、形成された電力分布で送信を行う送信工程
    と、を具備することを特徴とする無線通信方法。
  7. 【請求項7】 アンテナ素子間の送信電力差を監視する
    監視工程と、前記送信電力差が所定値を超えたときに、
    位相オフセットを変更する変更工程と、を具備すること
    を特徴とする請求項5記載の無線通信方法。
  8. 【請求項8】 受信信号の到来方向に基づいて複数のア
    ンテナ素子毎の送信ウェイトを算出する工程と、前記送
    信ウェイトにユーザ固有の位相オフセットを付与する位
    相オフセット工程と、前記複数のアンテナ素子毎の送信
    電力を監視し、前記アンテナ素子間の送信電力差が所定
    値を超えたときに位相オフセットを変更する工程と、を
    具備することを特徴とする電力監視方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002097921A1 (en) * 2001-05-15 2002-12-05 Nokia Corporation Data transmission method and arrangement
JP4309110B2 (ja) * 2002-09-27 2009-08-05 パナソニック株式会社 適応アンテナ無線通信装置
US7263335B2 (en) 2004-07-19 2007-08-28 Purewave Networks, Inc. Multi-connection, non-simultaneous frequency diversity in radio communication systems
CN101137185B (zh) * 2007-01-18 2010-04-14 中兴通讯股份有限公司 一种智能天线技术应用于无线通信系统的方法
JP5557712B2 (ja) * 2010-12-03 2014-07-23 株式会社日立製作所 アンテナ送信電力制御を行う無線基地局装置
US9137132B1 (en) * 2013-09-25 2015-09-15 Sprint Communications Company L.P. Antenna monitoring system and method to monitor a distributed antenna system

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07105658B2 (ja) * 1989-08-08 1995-11-13 三菱電機株式会社 ビーム制御装置
JPH03165607A (ja) * 1989-11-24 1991-07-17 Mitsubishi Electric Corp フェーズドアレーアンテナ装置
US5274844A (en) * 1992-05-11 1993-12-28 Motorola, Inc. Beam pattern equalization method for an adaptive array
JP3069202B2 (ja) 1992-10-12 2000-07-24 アルパイン株式会社 経路探索方法
JP3165607B2 (ja) 1994-12-02 2001-05-14 エスケー化研株式会社 コンクリート表面厚付け岩石調化粧工法
CA2180051C (en) * 1995-07-07 2005-04-26 Seth David Silverstein Method and apparatus for remotely calibrating a phased array system used for satellite communication
US5572219A (en) 1995-07-07 1996-11-05 General Electric Company Method and apparatus for remotely calibrating a phased array system used for satellite communication
JPH09186643A (ja) * 1995-12-28 1997-07-15 Kyocera Corp 無線基地局
JPH09284200A (ja) 1996-04-10 1997-10-31 Mitsubishi Electric Corp 無線通信装置及び無線通信方法
JP3406831B2 (ja) * 1998-03-19 2003-05-19 富士通株式会社 無線基地局のアレーアンテナシステム
JPH11344517A (ja) * 1998-06-02 1999-12-14 Nec Corp 電波環境分析装置
US6346910B1 (en) * 1999-04-07 2002-02-12 Tei Ito Automatic array calibration scheme for wireless point-to-multipoint communication networks

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