JP2001160773A - アンテナのビーム制御方法 - Google Patents
アンテナのビーム制御方法Info
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- JP2001160773A JP2001160773A JP34426399A JP34426399A JP2001160773A JP 2001160773 A JP2001160773 A JP 2001160773A JP 34426399 A JP34426399 A JP 34426399A JP 34426399 A JP34426399 A JP 34426399A JP 2001160773 A JP2001160773 A JP 2001160773A
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- Japan
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- antenna
- phase shifter
- radio lan
- lan antenna
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の無線LAN用アンテナは、常時ビーム指
向方向を可変していたので、移相器を構成するPINダイ
オードへの負担が重く、このため耐久性が劣化して移相
器の動作不良を引き起こしていた。本発明は、この移相
器動作不良を低減してアンテナの信頼性を高めることが
可能な無線LAN用アンテナのビーム制御方法を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 ビームを所定方向に順次可変して特定エ
リアをカバーするようにした無線LAN用アンテナにおい
て、到来するマルチパス信号の変動に対応して最大レベ
ルの受信信号が得られる方向へのビーム指向頻度に基づ
き、ビーム指向方向を通信可能となる確率の高い所定数
の方向に限定したことを特徴とする無線LAN用アンテナ
のビーム制御方法である。
向方向を可変していたので、移相器を構成するPINダイ
オードへの負担が重く、このため耐久性が劣化して移相
器の動作不良を引き起こしていた。本発明は、この移相
器動作不良を低減してアンテナの信頼性を高めることが
可能な無線LAN用アンテナのビーム制御方法を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 ビームを所定方向に順次可変して特定エ
リアをカバーするようにした無線LAN用アンテナにおい
て、到来するマルチパス信号の変動に対応して最大レベ
ルの受信信号が得られる方向へのビーム指向頻度に基づ
き、ビーム指向方向を通信可能となる確率の高い所定数
の方向に限定したことを特徴とする無線LAN用アンテナ
のビーム制御方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアンテナのビーム制
御方法に関し、特に無線LAN用アンテナの故障率を低減
することが可能なビーム制御方法に関する。
御方法に関し、特に無線LAN用アンテナの故障率を低減
することが可能なビーム制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ(以下PC
と記す)の小型化と低価格化の進展に伴い、人件費削減
等の省力化のためオフィスには多数のPCが導入されてい
る。さらに、情報を一元化して業務効率を向上させるこ
とを目的として、各個人がそれぞれ使用するPCに蓄積し
た種々のデータ情報の受け渡しを行うため各PC間を接続
したLAN(Local Area Network)が普及している。
と記す)の小型化と低価格化の進展に伴い、人件費削減
等の省力化のためオフィスには多数のPCが導入されてい
る。さらに、情報を一元化して業務効率を向上させるこ
とを目的として、各個人がそれぞれ使用するPCに蓄積し
た種々のデータ情報の受け渡しを行うため各PC間を接続
したLAN(Local Area Network)が普及している。
【０００３】特に、無線信号により各PC間を接続したも
のは無線LANと呼ばれ、ケーブルによるPC間の接続配線
工事が不要であるため、ネットワークが簡単に構成でき
るとともにPCの設置場所変更を伴うオフィスレイアウト
の変更にも柔軟に対応できる等の利点を有している。
のは無線LANと呼ばれ、ケーブルによるPC間の接続配線
工事が不要であるため、ネットワークが簡単に構成でき
るとともにPCの設置場所変更を伴うオフィスレイアウト
の変更にも柔軟に対応できる等の利点を有している。
【０００４】図2は、オフィス内無線LANの構成例と電波
伝搬状態を示す図である。この例に示す無線LANは、オ
フィスの天井に配置された無線基地局50と、フロアに配
置されそれぞれアンテナ51a、52a、・・・を備えた複数のP
C51b、52b、・・・とから構成される。なお、この無線LAN
においては複数のユーザの同時通信を可能とするための
多元接続方式としてCDMA(Code Devision Multile Acces
s、符号分割多元接続)が採用されている。
伝搬状態を示す図である。この例に示す無線LANは、オ
フィスの天井に配置された無線基地局50と、フロアに配
置されそれぞれアンテナ51a、52a、・・・を備えた複数のP
C51b、52b、・・・とから構成される。なお、この無線LAN
においては複数のユーザの同時通信を可能とするための
多元接続方式としてCDMA(Code Devision Multile Acces
s、符号分割多元接続)が採用されている。
【０００５】図2に示す無線LANは以下のように機能す
る。即ち、各PC51b、52b、・・・にはCDMA方式に従って固
有の識別コードが割り当てられており、信号受信の場合
は受信信号と当該識別コードとの相関演算により、所定
レベル以上の相関波形が出力すれば自局PC宛の信号と判
断する。また、送信相手PCの識別コードにより情報信号
を変調して送信すれば、同じ識別コードを有する送信相
手PCのみが当該送信信号を上記と同じ相関演算処理によ
り信号を復調することができる。以上のようにして複数
のPC51b、52b、・・・が無線基地局50を介して同時に通信
しても混信を起こすことなくデータの受け渡しを行うこ
とができる。
る。即ち、各PC51b、52b、・・・にはCDMA方式に従って固
有の識別コードが割り当てられており、信号受信の場合
は受信信号と当該識別コードとの相関演算により、所定
レベル以上の相関波形が出力すれば自局PC宛の信号と判
断する。また、送信相手PCの識別コードにより情報信号
を変調して送信すれば、同じ識別コードを有する送信相
手PCのみが当該送信信号を上記と同じ相関演算処理によ
り信号を復調することができる。以上のようにして複数
のPC51b、52b、・・・が無線基地局50を介して同時に通信
しても混信を起こすことなくデータの受け渡しを行うこ
とができる。
【０００６】この際に、室内特有の電波伝搬状況が発生
するので、以下これについて説明する。各PC51b、52b、
・・・が無線基地局50からの信号を受信する例を用いて説
明すれば、各PC51b、52b、・・・には、直接各PCに到達す
る直接波w1a、w2a、・・・と、建物構造物(床、壁、天井
等)から反射して各PCに到達する反射波w1b、w2b、w1c、
w2c・・・とが混在するマルチパス信号が到達する。通常
は、伝搬距離が短いため伝搬ロスの小さい直接波w1a、w
2a、・・・を受信することにより最大レベルの信号が得ら
れるが、電波伝搬環境の変化に伴い直接波w1a、w2a、・・
・によって最大レベルの信号を得ることが保証されな
い。
するので、以下これについて説明する。各PC51b、52b、
・・・が無線基地局50からの信号を受信する例を用いて説
明すれば、各PC51b、52b、・・・には、直接各PCに到達す
る直接波w1a、w2a、・・・と、建物構造物(床、壁、天井
等)から反射して各PCに到達する反射波w1b、w2b、w1c、
w2c・・・とが混在するマルチパス信号が到達する。通常
は、伝搬距離が短いため伝搬ロスの小さい直接波w1a、w
2a、・・・を受信することにより最大レベルの信号が得ら
れるが、電波伝搬環境の変化に伴い直接波w1a、w2a、・・
・によって最大レベルの信号を得ることが保証されな
い。
【０００７】図3は、PC付近を人が歩行する場合の電波
伝搬環境の変化例を説明する図である。この図に示す電
波伝搬環境においては、直接波w1aは人60により遮断さ
れPC51bに到達しない。従って、この場合にはpc51bまで
の伝搬距離が一番短い(伝搬ロスが一番少ない)反射波w1
bを受信することにより、最大レベルの信号を得ること
になる。
伝搬環境の変化例を説明する図である。この図に示す電
波伝搬環境においては、直接波w1aは人60により遮断さ
れPC51bに到達しない。従って、この場合にはpc51bまで
の伝搬距離が一番短い(伝搬ロスが一番少ない)反射波w1
bを受信することにより、最大レベルの信号を得ること
になる。
【０００８】以上のような電波伝搬環境の変化に対応す
るため、各PCにそれぞれ備えられたアンテナ51a、52a、
・・・は、後述するようにビーム指向方向を可変できる構
成となっており、所定の時間間隔(通常、数十マイクロ
秒)にてビーム方向を全方位に順次指向することにより
常に最大レベルの受信信号が得られるように制御され
る。なお、上述した直接波と反射波とを同時に受信する
ことによるフェージングを回避するため、アンテナの放
射パターンはビーム幅が所定値以下の形状となるように
設計されている。
るため、各PCにそれぞれ備えられたアンテナ51a、52a、
・・・は、後述するようにビーム指向方向を可変できる構
成となっており、所定の時間間隔(通常、数十マイクロ
秒)にてビーム方向を全方位に順次指向することにより
常に最大レベルの受信信号が得られるように制御され
る。なお、上述した直接波と反射波とを同時に受信する
ことによるフェージングを回避するため、アンテナの放
射パターンはビーム幅が所定値以下の形状となるように
設計されている。
【０００９】図4は、各PCに設置されるアンテナの構成
例を示すブロック図である。この例に示すアンテナは、
n個の放射素子ant1、ant2、・・・antnをそれぞれ移相器φ
1、φ2、・・・φnを介して電力合成・分配器PWDに接続して
構成されたもので、一般にフェーズドアレーアンテナと
呼ばれるものである。
例を示すブロック図である。この例に示すアンテナは、
n個の放射素子ant1、ant2、・・・antnをそれぞれ移相器φ
1、φ2、・・・φnを介して電力合成・分配器PWDに接続して
構成されたもので、一般にフェーズドアレーアンテナと
呼ばれるものである。
【００１０】このフェーズドアレーアンテナの動作につ
いては、例えば、文献「R.C.Johnsonand H.Jasik edito
rs, antenna engineering handbook second ed.,chapte
r 20 phased arrays, McGraw-Hill,New York,1984.」に
詳細に記述されているので説明は省略するが、要するに
ビームを指向する方向において各放射素子ant1、ant2、
・・・antnが有する放射パターンの位相が同相となるよう
に、各移相器φ1、φ2、・・・φnの位相を調整して所定方
向にビームが指向するようにしたものである。なお、上
述したようにPC側のアンテナにおいてはビーム指向方向
を高速で可変するため、移相器φ1、φ2、・・・φnは高速
動作が可能なPINダイオードを用いて構成されたものが
使用される。
いては、例えば、文献「R.C.Johnsonand H.Jasik edito
rs, antenna engineering handbook second ed.,chapte
r 20 phased arrays, McGraw-Hill,New York,1984.」に
詳細に記述されているので説明は省略するが、要するに
ビームを指向する方向において各放射素子ant1、ant2、
・・・antnが有する放射パターンの位相が同相となるよう
に、各移相器φ1、φ2、・・・φnの位相を調整して所定方
向にビームが指向するようにしたものである。なお、上
述したようにPC側のアンテナにおいてはビーム指向方向
を高速で可変するため、移相器φ1、φ2、・・・φnは高速
動作が可能なPINダイオードを用いて構成されたものが
使用される。
【００１１】図5は、図4に示したアンテナによる全方位
カバーのためのビーム指向例を示す図である。この図に
示すように各PCに備えられたアンテナは、全方位を8セ
クタでカバーするために8方向に指向することが可能な
ビーム指向特性を有しており、電波伝搬環境の変化に拘
わらず最大レベルの信号の受信を可能にしている。
カバーのためのビーム指向例を示す図である。この図に
示すように各PCに備えられたアンテナは、全方位を8セ
クタでカバーするために8方向に指向することが可能な
ビーム指向特性を有しており、電波伝搬環境の変化に拘
わらず最大レベルの信号の受信を可能にしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
ような従来の無線LAN用アンテナのビーム制御方法にお
いては以下に示すような問題点があった。つまり、所定
の時間間隔(通常数十マイクロ秒)にてビーム指向方向を
常時可変する必要があるので、アンテナを構成する移相
器も常時動作が要求される。即ち、移相器を構成するPI
Nダイオードは常時オンオフ動作を繰り返し負荷電流の
瞬断・流入が連続的に発生するので、耐久性が劣化して
最終的に破損に至る確率が極めて高くなり、結果として
移相器の故障を引き起こしアンテナの信頼性を低下させ
る。本発明は、上述した従来の無線LAN用アンテナのビ
ーム制御方法に関する問題を解決するためになされたも
ので、移相器(PINダイオード)の故障率を低減してアン
テナの信頼性を高めることが可能な無線LAN用アンテナ
のビーム制御方法を提供することを目的とする。
ような従来の無線LAN用アンテナのビーム制御方法にお
いては以下に示すような問題点があった。つまり、所定
の時間間隔(通常数十マイクロ秒)にてビーム指向方向を
常時可変する必要があるので、アンテナを構成する移相
器も常時動作が要求される。即ち、移相器を構成するPI
Nダイオードは常時オンオフ動作を繰り返し負荷電流の
瞬断・流入が連続的に発生するので、耐久性が劣化して
最終的に破損に至る確率が極めて高くなり、結果として
移相器の故障を引き起こしアンテナの信頼性を低下させ
る。本発明は、上述した従来の無線LAN用アンテナのビ
ーム制御方法に関する問題を解決するためになされたも
ので、移相器(PINダイオード)の故障率を低減してアン
テナの信頼性を高めることが可能な無線LAN用アンテナ
のビーム制御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】上記目的を達成するため
に、本発明に係わる無線LAN用アンテナのビーム制御方
法の請求項1記載の発明は、ビームを所定方向に順次可
変して特定エリアをカバーするようにした無線LAN用ア
ンテナにおいて、到来するマルチパス信号の変動に対応
して最大レベルの受信信号が得られる方向へのビーム指
向頻度に基づき、ビーム指向方向を通信可能となる確率
の高い所定数の方向に限定した。
に、本発明に係わる無線LAN用アンテナのビーム制御方
法の請求項1記載の発明は、ビームを所定方向に順次可
変して特定エリアをカバーするようにした無線LAN用ア
ンテナにおいて、到来するマルチパス信号の変動に対応
して最大レベルの受信信号が得られる方向へのビーム指
向頻度に基づき、ビーム指向方向を通信可能となる確率
の高い所定数の方向に限定した。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図示した実施の形態例に基
づいて本発明を詳細に説明する。図1は本発明に係わる
無線LAN用アンテナのビーム制御方法を実施する場合の
ビーム制御シーケンスの形態例を示すフローチャート図
である。この例に示すシーケンスは、電源をオンしてア
ンテナを駆動すると、図5に示した8方向へのビーム指向
を順次行い(ST1)、それぞれのビーム指向方向ごとの受
信信号レベルを比較して最大レベルの信号を得るビーム
指向方向を決定しながら無線信号の送受信を開始する。
この受信信号最大レベルを得るビーム指向方向において
通信が断となる場合(ST3、NO)はエラーメッセージを出
力するが(ST4)、通信が可能であれば(ST3、YES)上記8方
向へのビーム指向を所定時間(例えば1時間)繰り返し(ST
5、NO)、受信信号最大レベルとなるビーム指向方向の頻
度を計数する(ST2)。
づいて本発明を詳細に説明する。図1は本発明に係わる
無線LAN用アンテナのビーム制御方法を実施する場合の
ビーム制御シーケンスの形態例を示すフローチャート図
である。この例に示すシーケンスは、電源をオンしてア
ンテナを駆動すると、図5に示した8方向へのビーム指向
を順次行い(ST1)、それぞれのビーム指向方向ごとの受
信信号レベルを比較して最大レベルの信号を得るビーム
指向方向を決定しながら無線信号の送受信を開始する。
この受信信号最大レベルを得るビーム指向方向において
通信が断となる場合(ST3、NO)はエラーメッセージを出
力するが(ST4)、通信が可能であれば(ST3、YES)上記8方
向へのビーム指向を所定時間(例えば1時間)繰り返し(ST
5、NO)、受信信号最大レベルとなるビーム指向方向の頻
度を計数する(ST2)。
【００１５】上記頻度の計数結果から、受信信号最大レ
ベルが得られる頻度が一番多いビーム指向方向(BSmax
1)、2番目に多いビーム指向方向(BSmax2)、3番目に多い
ビーム指向方向(BSmax3)を決定する(ST6)。その後、ビ
ーム指向方向をBSmax1に設定し(ST9)、通信が可能であ
る限りはビームをこの指向方向に固定し指向方向を可変
しないが(ST10、YES)、通信が断になったときには(ST1
0、NO)ビーム指向方向をBSmax2に替える(ST11)。
ベルが得られる頻度が一番多いビーム指向方向(BSmax
1)、2番目に多いビーム指向方向(BSmax2)、3番目に多い
ビーム指向方向(BSmax3)を決定する(ST6)。その後、ビ
ーム指向方向をBSmax1に設定し(ST9)、通信が可能であ
る限りはビームをこの指向方向に固定し指向方向を可変
しないが(ST10、YES)、通信が断になったときには(ST1
0、NO)ビーム指向方向をBSmax2に替える(ST11)。
【００１６】この状態にて通信が可能である限りはビー
ム指向方向をBSmax2に固定するが(ST12、YES)、通信が
断となったときには(ST12、NO)ビーム指向方向をBSmax3
に替える(ST13)。この状態において通信可能であればビ
ーム指向方向をBSmax3に固定するが(ST14、YES)、通信
が断となればビーム指向方向をBSmax1に戻す(ST14、NO
及びST15、NO)とともに通信可能となるまで上記したBSm
ax1〜BSmax3の切り替え手順を3回繰り返す(ST15、NO)。
この処理を行っても通信可能とならない場合には最初の
手順(8方向へのビーム指向)に戻る(ST15、YES)。
ム指向方向をBSmax2に固定するが(ST12、YES)、通信が
断となったときには(ST12、NO)ビーム指向方向をBSmax3
に替える(ST13)。この状態において通信可能であればビ
ーム指向方向をBSmax3に固定するが(ST14、YES)、通信
が断となればビーム指向方向をBSmax1に戻す(ST14、NO
及びST15、NO)とともに通信可能となるまで上記したBSm
ax1〜BSmax3の切り替え手順を3回繰り返す(ST15、NO)。
この処理を行っても通信可能とならない場合には最初の
手順(8方向へのビーム指向)に戻る(ST15、YES)。
【００１７】要するに本発明に係わる無線LAN用アンテ
ナのビーム制御方法は、受信信号最大レベルを得るビー
ム指向方向の発生頻度に基づき、通信可能となる可能性
の一番高いビーム指向方向(BSmax1、これは直接波が到
来する方向に一致する場合が多い)を基本ビームとして
これを主に使用し、電波伝搬環境の変化によって通信断
となった場合のみ他の通信可能となる確率が高いビーム
方向(BSmax2、BSmax3)に可変するようにした。従って、
本発明に係わる無線LAN用アンテナのビーム制御方法
は、一旦、基本ビームBSmax1(或いはBSmax2、BSmsx3)を
決定すれば常時ビーム指向方向を可変しないので、移相
器を構成するPINダイオードの連続オンオフ動作が不要
となり、その結果、移相器の故障率を低減できアンテナ
の信頼性を改善することができる。
ナのビーム制御方法は、受信信号最大レベルを得るビー
ム指向方向の発生頻度に基づき、通信可能となる可能性
の一番高いビーム指向方向(BSmax1、これは直接波が到
来する方向に一致する場合が多い)を基本ビームとして
これを主に使用し、電波伝搬環境の変化によって通信断
となった場合のみ他の通信可能となる確率が高いビーム
方向(BSmax2、BSmax3)に可変するようにした。従って、
本発明に係わる無線LAN用アンテナのビーム制御方法
は、一旦、基本ビームBSmax1(或いはBSmax2、BSmsx3)を
決定すれば常時ビーム指向方向を可変しないので、移相
器を構成するPINダイオードの連続オンオフ動作が不要
となり、その結果、移相器の故障率を低減できアンテナ
の信頼性を改善することができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、所定エリ
アをカバーするビーム指向を所定時間実施することによ
り電波伝搬環境の変化に対しても通信確率の高い所定数
のビーム指向方向を決定するとともに、これらのビーム
を固定的に使用するようにしたので、移相器の連続動作
を不要としてこの故障率を低減でき、従って、信頼性の
高い無線LAN用アンテナを実現する上で著効を奏す。
アをカバーするビーム指向を所定時間実施することによ
り電波伝搬環境の変化に対しても通信確率の高い所定数
のビーム指向方向を決定するとともに、これらのビーム
を固定的に使用するようにしたので、移相器の連続動作
を不要としてこの故障率を低減でき、従って、信頼性の
高い無線LAN用アンテナを実現する上で著効を奏す。
【図１】本発明に係わる無線LAN用アンテナのビーム制
御シーケンスを示すフローチャート図
御シーケンスを示すフローチャート図
【図２】オフィス内無線LANの構成例と電波伝搬状態を
示す図
示す図
【図３】オフィス内の電波伝搬環境の変化例を示す図
【図４】PCに備えられるアンテナの構成例を示すブロッ
ク図
ク図
【図５】PCに備えられるアンテナのビーム指向例を示す
図
図
50・・無線基地局 51a、52a・・PCに配置されたアンテナ 51a、51b・・PC(パーソナルコンピュータ) 60・・人 w1a、w2a・・直接波 w1b、w1c、w2b、w2c・・反射波
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 AA11 AB01 DB03 EA04 FA02 FA06 FA32 GA02 HA01 5K033 AA05 AA07 BA04 CA00 CB00 DA19 DB08 EA06 5K059 CC01 CC04 DD37 5K067 AA02 AA23 BB21 DD13 DD27 DD51 EE02 EE10 EE16 FF02 GG01 GG11 KK02
Claims (1)
- 【請求項１】 ビームを所定方向に順次可変して特定エ
リアをカバーするようにしたアンテナにおいて、 到来するマルチパス信号の変動に対応して最大レベルの
受信信号が得られる方向へのビーム指向頻度に基づき、
ビーム指向方向を通信可能となる確率の高い所定数の方
向に限定したことを特徴とするアンテナのビーム制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34426399A JP2001160773A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | アンテナのビーム制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34426399A JP2001160773A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | アンテナのビーム制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001160773A true JP2001160773A (ja) | 2001-06-12 |
Family
ID=18367896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34426399A Pending JP2001160773A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | アンテナのビーム制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001160773A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005191935A (ja) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Kyocera Corp | 移動体通信システム及び移動体通信基地局 |
| JP2008118725A (ja) * | 2008-01-29 | 2008-05-22 | Kyocera Corp | アダプティブアレイ基地局 |
| US7603077B2 (en) | 2004-06-25 | 2009-10-13 | Funai Electric Co., Ltd. | Broadcast receiver with automatic channel scanning |
| JP2019522411A (ja) * | 2016-06-01 | 2019-08-08 | 日本電気株式会社 | 基地局、指向性受信方法、及び、プログラム |
| WO2019188551A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 日本電信電話株式会社 | 無線通信方法、無線通信システム及び無線局装置 |
-
1999
- 1999-12-03 JP JP34426399A patent/JP2001160773A/ja active Pending
Cited By (8)
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| JP4503284B2 (ja) * | 2003-12-25 | 2010-07-14 | 京セラ株式会社 | 移動体通信システム及び移動体通信基地局 |
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| WO2019188551A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 日本電信電話株式会社 | 無線通信方法、無線通信システム及び無線局装置 |
| US11509378B2 (en) | 2018-03-30 | 2022-11-22 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Apparatus search for optimal directional beams |
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