JP2001274738A - 無線基地局 - Google Patents
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- JP2001274738A JP2001274738A JP2000082257A JP2000082257A JP2001274738A JP 2001274738 A JP2001274738 A JP 2001274738A JP 2000082257 A JP2000082257 A JP 2000082257A JP 2000082257 A JP2000082257 A JP 2000082257A JP 2001274738 A JP2001274738 A JP 2001274738A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＳＤＭＡによる容量増加効果を良好に発揮す
る。通話チャネルでの通話開始直後からの良好な通信品
質を得る。 【解決手段】 制御チャネルを送受信しているときに、
通話チャネルの指向性形成のためのパラメータ設定を行
い、制御チャネルから通話チャネルに移行したら即座に
適切な指向性で通話を開始する。
る。通話チャネルでの通話開始直後からの良好な通信品
質を得る。 【解決手段】 制御チャネルを送受信しているときに、
通話チャネルの指向性形成のためのパラメータ設定を行
い、制御チャネルから通話チャネルに移行したら即座に
適切な指向性で通話を開始する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通話チャネルのア
クセス方式にＳＤＭＡを用いる場合の通話チャネルの指
向性形成に利用する。
クセス方式にＳＤＭＡを用いる場合の通話チャネルの指
向性形成に利用する。
【０００２】
【従来の技術】空間分割多重アクセス（ＳＤＭＡ）と
は、無線基地局が複数の移動局に対して別々の指向性を
形成し、同時に同一のチャネルで複数の移動局と無線通
信を行う多重アクセス方式である(Multi-Beam Adaptive
Base-station Antennas for Cellular Land Mobile Ra
dio System:S.C.Swales,IEEE VTC,1989)。
は、無線基地局が複数の移動局に対して別々の指向性を
形成し、同時に同一のチャネルで複数の移動局と無線通
信を行う多重アクセス方式である(Multi-Beam Adaptive
Base-station Antennas for Cellular Land Mobile Ra
dio System:S.C.Swales,IEEE VTC,1989)。
【０００３】ＳＤＭＡを図７を参照して説明する。図７
に示すように、無線基地局ＢＳは、移動局ＭＳ１、ＭＳ
２に対してメインビーム＃１、＃２を向けてやることに
より、同一のチャネルでも同時に移動局ＭＳ１、ＭＳ２
と無線通信を行うことができる。
に示すように、無線基地局ＢＳは、移動局ＭＳ１、ＭＳ
２に対してメインビーム＃１、＃２を向けてやることに
より、同一のチャネルでも同時に移動局ＭＳ１、ＭＳ２
と無線通信を行うことができる。
【０００４】一方、もしオムニ指向性（無指向性）で送
受信を行うと同一チャネルでは一つの移動局としか無線
通信を行うことができない。つまり、ＳＤＭＡにより一
つのチャネルに収容できる加入者容量を大きくすること
ができる。しかし、着呼信号および報知信号などの無線
基地局の配下にある全ての移動局に対して信号を送る必
要のある制御信号を伝送する際はオムニ指向性で送受信
を行う必要がある。
受信を行うと同一チャネルでは一つの移動局としか無線
通信を行うことができない。つまり、ＳＤＭＡにより一
つのチャネルに収容できる加入者容量を大きくすること
ができる。しかし、着呼信号および報知信号などの無線
基地局の配下にある全ての移動局に対して信号を送る必
要のある制御信号を伝送する際はオムニ指向性で送受信
を行う必要がある。
【０００５】図８は、オムニ指向性を模式的に示した図
である。着呼信号は移動局の位置を無線基地局が知らな
いためブロードキャスティングする必要があるのでオム
ニ指向性で送信しなければならない。また制御ゾーンの
識別を行うための位置情報信号、使用している発信制御
チャネルの番号を移動局に知らせる発信制御チャネル情
報信号、上り発信制御チャネルに移動局からの信号がな
く空きであることを示す発信制御チャネルの空き線信号
などの報知信号は全ての移動局を対象とする信号であ
り、やはりオムニ指向性で送信する必要がある。
である。着呼信号は移動局の位置を無線基地局が知らな
いためブロードキャスティングする必要があるのでオム
ニ指向性で送信しなければならない。また制御ゾーンの
識別を行うための位置情報信号、使用している発信制御
チャネルの番号を移動局に知らせる発信制御チャネル情
報信号、上り発信制御チャネルに移動局からの信号がな
く空きであることを示す発信制御チャネルの空き線信号
などの報知信号は全ての移動局を対象とする信号であ
り、やはりオムニ指向性で送信する必要がある。
【０００６】なお、上記で述べた報知信号は、あるモデ
ルケースであり他のシステムでは異なることもある。一
方、通話チャネルおよび通話中チャネル切替を制御する
通話チャネルに付随する制御チャネルは特定の移動局を
対象にしたチャネルであり、特定の移動局に指向性を向
けてＳＤＭＡを行うことが可能である。
ルケースであり他のシステムでは異なることもある。一
方、通話チャネルおよび通話中チャネル切替を制御する
通話チャネルに付随する制御チャネルは特定の移動局を
対象にしたチャネルであり、特定の移動局に指向性を向
けてＳＤＭＡを行うことが可能である。
【０００７】したがって、オムニ指向性で送受信する制
御チャネルで通話を始める前の前処理を行い、通信リン
クを確立した上で、通話チャネルに切替え、特定の移動
局にメインビームを向けた指向性で通信を行う。
御チャネルで通話を始める前の前処理を行い、通信リン
クを確立した上で、通話チャネルに切替え、特定の移動
局にメインビームを向けた指向性で通信を行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のＳＤ
ＭＡにおける無線基地局では、通話チャネルは、特定の
移動局の方向に指向性を向けるので、複数のアンテナ素
子の複素ウェイトを調整して、適切な指向性を形成する
必要がある。従来の技術では、複素ウェイトの獲得動作
は通話チャネルに移行した後に開始していた。
ＭＡにおける無線基地局では、通話チャネルは、特定の
移動局の方向に指向性を向けるので、複数のアンテナ素
子の複素ウェイトを調整して、適切な指向性を形成する
必要がある。従来の技術では、複素ウェイトの獲得動作
は通話チャネルに移行した後に開始していた。
【０００９】複素ウェイトの獲得にはある程度の時間を
必要とするので、通話開始直後は適切な指向性を形成で
きない。したがって、不完全な指向性による容量増加効
果の低下、もしくは通話品質の劣化という欠点を有して
いる。
必要とするので、通話開始直後は適切な指向性を形成で
きない。したがって、不完全な指向性による容量増加効
果の低下、もしくは通話品質の劣化という欠点を有して
いる。
【００１０】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、ＳＤＭＡによる容量増加効果を良好に発揮す
ることができる無線基地局を提供することを目的とす
る。本発明は、通話チャネルでの通話開始直後からの良
好な通信品質を得ることができる無線基地局を提供する
ことを目的とする。
であって、ＳＤＭＡによる容量増加効果を良好に発揮す
ることができる無線基地局を提供することを目的とす
る。本発明は、通話チャネルでの通話開始直後からの良
好な通信品質を得ることができる無線基地局を提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手投】本発明は、制御チャネル
を送受信しているときに、通話チャネルの指向性形成の
ためのパラメータ設定を行い、制御チャネルから通話チ
ャネルに移行したら即座に適切な指向性で通話を開始で
きることを最も主要な特徴とする。従来技術とは、パラ
メータ設定を通話チャネルに移行した後に行うのではな
く通話チャネルに移行する前にあらかじめ行っておく点
で異なる。
を送受信しているときに、通話チャネルの指向性形成の
ためのパラメータ設定を行い、制御チャネルから通話チ
ャネルに移行したら即座に適切な指向性で通話を開始で
きることを最も主要な特徴とする。従来技術とは、パラ
メータ設定を通話チャネルに移行した後に行うのではな
く通話チャネルに移行する前にあらかじめ行っておく点
で異なる。
【００１２】これにより、適切な指向性で通話を始める
ことが可能であり、ＳＤＭＡによる容量増加効果を良好
に発揮することができる。また、通話チャネルでの通話
開始直後から良好な通話品質を得ることができる。
ことが可能であり、ＳＤＭＡによる容量増加効果を良好
に発揮することができる。また、通話チャネルでの通話
開始直後から良好な通話品質を得ることができる。
【００１３】すなわち、本発明は、不特定の移動局を対
象として制御チャネルにより無線通信を行う手段と、特
定の移動局を対象として通話チャネルおよび当該通話チ
ャネルに付随した制御チャネルにより無線通信を行う手
段とを備え、不特定の移動局を対象とした前記制御チャ
ネルによる無線通信は、前記通話チャネルの設定に先立
って実行され、前記特定の移動局を対象とする無線通信
では、当該移動局に対する無線信号の指向性形成のため
のパラメータを設定する手段を備えた無線基地局であ
る。
象として制御チャネルにより無線通信を行う手段と、特
定の移動局を対象として通話チャネルおよび当該通話チ
ャネルに付随した制御チャネルにより無線通信を行う手
段とを備え、不特定の移動局を対象とした前記制御チャ
ネルによる無線通信は、前記通話チャネルの設定に先立
って実行され、前記特定の移動局を対象とする無線通信
では、当該移動局に対する無線信号の指向性形成のため
のパラメータを設定する手段を備えた無線基地局であ
る。
【００１４】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記パラメータを設定する手段は、不特定の移動局を対象
とした前記制御チャネルによる無線通信の間に当該無線
通信により前記通話チャネルが設定される予定の特定の
移動局に対する無線信号の指向性形成のためのパラメー
タをあらかじめ設定する手段を含むところにある。
記パラメータを設定する手段は、不特定の移動局を対象
とした前記制御チャネルによる無線通信の間に当該無線
通信により前記通話チャネルが設定される予定の特定の
移動局に対する無線信号の指向性形成のためのパラメー
タをあらかじめ設定する手段を含むところにある。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明実施例を図１を参照して説
明する。図１は本発明第一実施例の無線基地局のブロッ
ク構成図である。
明する。図１は本発明第一実施例の無線基地局のブロッ
ク構成図である。
【００１６】本発明は、図１に示すように、不特定の移
動局を対象として制御チャネルにより無線通信を行い、
特定の移動局を対象として通話チャネルおよび当該通話
チャネルに付随した制御チャネルにより無線通信を行う
送受信機ＴＲを備え、不特定の移動局を対象とした前記
制御チャネルによる無線通信は、前記通話チャネルの設
定に先立って実行され、前記特定の移動局を対象とする
無線通信では、当該移動局に対する無線信号の指向性形
成のためのパラメータを設定する手段としてのウェイト
制御部ＷＣＯを備えた無線基地局である。
動局を対象として制御チャネルにより無線通信を行い、
特定の移動局を対象として通話チャネルおよび当該通話
チャネルに付随した制御チャネルにより無線通信を行う
送受信機ＴＲを備え、不特定の移動局を対象とした前記
制御チャネルによる無線通信は、前記通話チャネルの設
定に先立って実行され、前記特定の移動局を対象とする
無線通信では、当該移動局に対する無線信号の指向性形
成のためのパラメータを設定する手段としてのウェイト
制御部ＷＣＯを備えた無線基地局である。
【００１７】ここで、本発明の特徴とするところは、ウ
ェイト制御部ＷＣＯは、不特定の移動局を対象とした前
記制御チャネルによる無線通信の間に当該無線通信によ
り前記通話チャネルが設定される予定の特定の移動局に
対する無線信号の指向性形成のためのパラメータをあら
かじめ設定するところにある。
ェイト制御部ＷＣＯは、不特定の移動局を対象とした前
記制御チャネルによる無線通信の間に当該無線通信によ
り前記通話チャネルが設定される予定の特定の移動局に
対する無線信号の指向性形成のためのパラメータをあら
かじめ設定するところにある。
【００１８】（第一実施例）本発明第一実施例を図１な
いし図３を参照して説明する。図２は制御チャネルおよ
び通信チャネルの時系列的な位置関係を示す図である。
図３は本発明第一実施例の無線基地局のブロック構成図
である。ＳＤＭＡにより特定の移動局に指向性を形成す
る必要があるので、アンテナＡのアンテナ素子１〜ｋは
複数本（ｋ本）必要である。アンテナ素子１〜ｋの出力
である複素振幅ｘｌ〜ｘｋに複素ウェイト乗算器ＷＭＵ
により複素ウェイトｗ１〜ｗｋが乗算され、加算器ＡＤ
により総和出力ｙが得られる。個々のアンテナ素子１〜
ｋはオムニ指向性であるが、複素ウェイトｗ１〜ｗｋを
変えることによりアンテナＡ全体としては特定の方向に
指向性を形成することができる。総和出力ｙは送受信機
ＴＲの受信回路に入力され復調されて情報が得られる。
いし図３を参照して説明する。図２は制御チャネルおよ
び通信チャネルの時系列的な位置関係を示す図である。
図３は本発明第一実施例の無線基地局のブロック構成図
である。ＳＤＭＡにより特定の移動局に指向性を形成す
る必要があるので、アンテナＡのアンテナ素子１〜ｋは
複数本（ｋ本）必要である。アンテナ素子１〜ｋの出力
である複素振幅ｘｌ〜ｘｋに複素ウェイト乗算器ＷＭＵ
により複素ウェイトｗ１〜ｗｋが乗算され、加算器ＡＤ
により総和出力ｙが得られる。個々のアンテナ素子１〜
ｋはオムニ指向性であるが、複素ウェイトｗ１〜ｗｋを
変えることによりアンテナＡ全体としては特定の方向に
指向性を形成することができる。総和出力ｙは送受信機
ＴＲの受信回路に入力され復調されて情報が得られる。
【００１９】この説明では信号の流れは受信の場合であ
るが、送信の場合は、送受信機ＴＲの受信回路を送信回
路にし、加算器ＡＤを分岐器ＡＤにして信号の流れを逆
にすればよい。
るが、送信の場合は、送受信機ＴＲの受信回路を送信回
路にし、加算器ＡＤを分岐器ＡＤにして信号の流れを逆
にすればよい。
【００２０】ウェイト制御部ＷＣＯは、ＳＤＭＡ用の指
向性を形成するとき、アンテナ素子１〜ｋが所望の希望
波に指向性を向けるよう複素ウェイトを制御する。通話
チャネルの送受信を行うときはＳＤＭＡを用いて移動局
に指向性を向け、制御チャネルを送受信するときはオム
ニ指向性にする。
向性を形成するとき、アンテナ素子１〜ｋが所望の希望
波に指向性を向けるよう複素ウェイトを制御する。通話
チャネルの送受信を行うときはＳＤＭＡを用いて移動局
に指向性を向け、制御チャネルを送受信するときはオム
ニ指向性にする。
【００２１】さて、ＳＤＭＡを行うときの指向性形成の
複素ウェイト獲得方法として幾つかのアルゴリズムが知
られているが、希望波に関する事前知識で分類すると、
二つの系統に分けられる。一つは事前知識として希望波
のレプリカを用いる方法であり、レプリカを参照信号と
して最小二乗法により指向性を形成するＭＭＳＥ（ＲＬ
Ｓ、ＬＭＳ）と呼ばれるアルゴリズムである（アレーア
ンテナによる適応信号処理：菊間信良著、科学技術出
版）。もう一つは、事前知識として希望波の到来方向
（ＤＯＡ）を用いる方法であり、ＭＳＮ、ＤＣＭＰと呼
ばれるアルゴリズムが知られている（アレーアンテナに
よる適応信号処理：菊間信良著、科学技術出版）。
複素ウェイト獲得方法として幾つかのアルゴリズムが知
られているが、希望波に関する事前知識で分類すると、
二つの系統に分けられる。一つは事前知識として希望波
のレプリカを用いる方法であり、レプリカを参照信号と
して最小二乗法により指向性を形成するＭＭＳＥ（ＲＬ
Ｓ、ＬＭＳ）と呼ばれるアルゴリズムである（アレーア
ンテナによる適応信号処理：菊間信良著、科学技術出
版）。もう一つは、事前知識として希望波の到来方向
（ＤＯＡ）を用いる方法であり、ＭＳＮ、ＤＣＭＰと呼
ばれるアルゴリズムが知られている（アレーアンテナに
よる適応信号処理：菊間信良著、科学技術出版）。
【００２２】その他に信号の定包絡線性という性質を利
用して事前知識なしにブラインドで指向性を形成するＣ
ＭＡというアルゴリズムもある。これらは希望波にメイ
ンビームを向ける一方、干渉波に対してヌルを向ける方
法である。その他に、干渉波に対してヌルを向けるので
はなく、希望波にメインビームを向け希望波以外の方向
には低い利得の指向性パターンを形成することにより干
渉波を抑圧する固定的なビームフオーミング方法もＳＤ
ＭＡで用いることがでさる。
用して事前知識なしにブラインドで指向性を形成するＣ
ＭＡというアルゴリズムもある。これらは希望波にメイ
ンビームを向ける一方、干渉波に対してヌルを向ける方
法である。その他に、干渉波に対してヌルを向けるので
はなく、希望波にメインビームを向け希望波以外の方向
には低い利得の指向性パターンを形成することにより干
渉波を抑圧する固定的なビームフオーミング方法もＳＤ
ＭＡで用いることがでさる。
【００２３】従来技術の項で説明したように、ＳＤＭＡ
を適用して容量増加を狙う場合でも、通話を開始する前
の通信リンクの確立はオムニ指向性で送受信する制御チ
ャネルで行う。そして通信リンクを確立した後に移動局
に指向性を向けた通話チャネルに移行して通話を開始す
る。この状況を図２に時間軸に沿って模式的に示した。
制御チャネルはオムニ指向性のため一つのアンテナ素子
で送受信すればよいが、通話チャネルは移動局に指向性
を向けているので複素ウェイトを調整する必要がある。
従来技術は複素ウェイトの獲得を通話チャネルに移行し
た後に行うものであったが、本発明は制御チャネルで送
受信しているときに行うことを特徴とする。
を適用して容量増加を狙う場合でも、通話を開始する前
の通信リンクの確立はオムニ指向性で送受信する制御チ
ャネルで行う。そして通信リンクを確立した後に移動局
に指向性を向けた通話チャネルに移行して通話を開始す
る。この状況を図２に時間軸に沿って模式的に示した。
制御チャネルはオムニ指向性のため一つのアンテナ素子
で送受信すればよいが、通話チャネルは移動局に指向性
を向けているので複素ウェイトを調整する必要がある。
従来技術は複素ウェイトの獲得を通話チャネルに移行し
た後に行うものであったが、本発明は制御チャネルで送
受信しているときに行うことを特徴とする。
【００２４】複素ウェイトの獲得方法として希望波の到
来方向を用いる場合の本発明の適用例が第一実施例であ
り、希望波のレプリカを用いる場合が後述する第二実施
例である。
来方向を用いる場合の本発明の適用例が第一実施例であ
り、希望波のレプリカを用いる場合が後述する第二実施
例である。
【００２５】本発明第一実施例を実現する無線基地局構
成を図３に示す。なお、図１で示した無線基地局構成と
骨格は同じであるが、ウェイト制御部ＷＣＯの部分が少
し詳しく示されており、ウェイト制御部ＷＣＯは到来方
向測定装置Ｄ、ウェイト算出装置Ｗ、オムニ指向性用ウ
ェイトメモリＷＭおよびスイッチＳＷから構成されてい
る。
成を図３に示す。なお、図１で示した無線基地局構成と
骨格は同じであるが、ウェイト制御部ＷＣＯの部分が少
し詳しく示されており、ウェイト制御部ＷＣＯは到来方
向測定装置Ｄ、ウェイト算出装置Ｗ、オムニ指向性用ウ
ェイトメモリＷＭおよびスイッチＳＷから構成されてい
る。
【００２６】到来方向測定装置Ｄは、各アンテナ素子１
〜ｋの複素振幅を情報源として無線基地局に到来してい
る電波の到来方向を測定する装置である。到来方向を測
定する手段としてＭＵＳＩＣ、ＥＳＰＲＩＴ等のアルゴ
リズムが知られている（アレーアンテナによる適応信号
処理：菊間信良著、科学技術出版）。そして到来方向測
定装置Ｄで求めた到来方向と各アンテナ素子１〜ｋの複
素振幅を基に、ウェイト算出装置ＷによりＭＳＮ、ＤＣ
ＭＰと呼ばれるアルゴリズム等を用いて複素ウェイトを
算出する。
〜ｋの複素振幅を情報源として無線基地局に到来してい
る電波の到来方向を測定する装置である。到来方向を測
定する手段としてＭＵＳＩＣ、ＥＳＰＲＩＴ等のアルゴ
リズムが知られている（アレーアンテナによる適応信号
処理：菊間信良著、科学技術出版）。そして到来方向測
定装置Ｄで求めた到来方向と各アンテナ素子１〜ｋの複
素振幅を基に、ウェイト算出装置ＷによりＭＳＮ、ＤＣ
ＭＰと呼ばれるアルゴリズム等を用いて複素ウェイトを
算出する。
【００２７】制御チャネルで送受信を行っているとき
は、一つのアンテナ素子ｉ（ｉは１〜ｋのいずれか）の
複素振幅に乗算される複素ウェイトのみを１にして、他
の複素ウェイトを零とすることによりオムニ指向性で送
受信することができるので、制御チャネルの送受信時に
は複素ウェイトとしてオムニ指向性用ウェイトメモリＷ
Ｍに蓄積されているｗ１＝１、Ｗｉ＝０（ｉは１以外）
の複素ウェイトを用いればよい。これにより、第一実施
例の動作は以下のとおりとなる。
は、一つのアンテナ素子ｉ（ｉは１〜ｋのいずれか）の
複素振幅に乗算される複素ウェイトのみを１にして、他
の複素ウェイトを零とすることによりオムニ指向性で送
受信することができるので、制御チャネルの送受信時に
は複素ウェイトとしてオムニ指向性用ウェイトメモリＷ
Ｍに蓄積されているｗ１＝１、Ｗｉ＝０（ｉは１以外）
の複素ウェイトを用いればよい。これにより、第一実施
例の動作は以下のとおりとなる。
【００２８】（１）制御チャネルの送受信時にはスイッ
チＳＷをオムニ指向性用ウェイトメモリＷＭの側に切替
えてオムニ指向性で送受信する。（２）同時に制御チャ
ネルの送受信中に、到来方向測定装置Ｄを用いて複素振
幅からＤＯＡを測定する。（３）制御チャネルから通話
チャネルに切り替わった直後に、ウェイト算出装置Ｗを
用いて既に求められているＤＯＡと受信信号の複素振幅
から複素ウェイトを算出する。（４）スイッチＳＷをウ
ェイト算出装置Ｗの側に切替えて移動局にメインビーム
を向けた指向性で通話チャネルの送受信を行う。
チＳＷをオムニ指向性用ウェイトメモリＷＭの側に切替
えてオムニ指向性で送受信する。（２）同時に制御チャ
ネルの送受信中に、到来方向測定装置Ｄを用いて複素振
幅からＤＯＡを測定する。（３）制御チャネルから通話
チャネルに切り替わった直後に、ウェイト算出装置Ｗを
用いて既に求められているＤＯＡと受信信号の複素振幅
から複素ウェイトを算出する。（４）スイッチＳＷをウ
ェイト算出装置Ｗの側に切替えて移動局にメインビーム
を向けた指向性で通話チャネルの送受信を行う。
【００２９】ただし、（３）で通話チャネルに切り替わ
った直後に通話チャネルを受信して複素振幅情報を得る
必要があるので、切り替え時に複素ウェイトを得るまで
少し時間がかかる。しかし、時間のかかるＤＯＡ取得は
既に制御チャネルの送受信期間中に行ってあるので、通
話チャネルに移行した後にＤＯＡを求める従来技術の方
法と比べると瞬断を少なくすることができるという利点
を有している。
った直後に通話チャネルを受信して複素振幅情報を得る
必要があるので、切り替え時に複素ウェイトを得るまで
少し時間がかかる。しかし、時間のかかるＤＯＡ取得は
既に制御チャネルの送受信期間中に行ってあるので、通
話チャネルに移行した後にＤＯＡを求める従来技術の方
法と比べると瞬断を少なくすることができるという利点
を有している。
【００３０】（第二実施例）本発明第二実施例を図４を
参照して説明する。図４は本発明第二実施例の無線基地
局のブロック構成図である。本発明第二実施例を実現す
る無線基地局構成を図４に示す。図１で示した無線基地
局構成と骨格は同じであるが、ウェイト制御部ＷＣＯの
部分が少し詳しく示されており、ウェイト制御部ＷＣＯ
はウェイト算出装置Ｗ、ウェイト変換装置ＷＴおよびウ
ェイト選択スイッチＷＳから構成されている。ウェイト
算出装置Ｗは複数のアンテナ素子１〜ｋの出力の複素振
幅とウェイト乗算後の総和信号ｙと希望波の参照波形か
ら、前記したＭＭＳＥと呼ばれるアルゴリズムを用いて
希望波の方向にメインビームを向ける指向性を形成する
ための複素ウェイトを算出する装置であり、ウェイト変
換部ＷＴはある周波数における複素ウェイトを、同じ指
向性を形成する他の周波数における複素ウェイトに変換
する装置である。
参照して説明する。図４は本発明第二実施例の無線基地
局のブロック構成図である。本発明第二実施例を実現す
る無線基地局構成を図４に示す。図１で示した無線基地
局構成と骨格は同じであるが、ウェイト制御部ＷＣＯの
部分が少し詳しく示されており、ウェイト制御部ＷＣＯ
はウェイト算出装置Ｗ、ウェイト変換装置ＷＴおよびウ
ェイト選択スイッチＷＳから構成されている。ウェイト
算出装置Ｗは複数のアンテナ素子１〜ｋの出力の複素振
幅とウェイト乗算後の総和信号ｙと希望波の参照波形か
ら、前記したＭＭＳＥと呼ばれるアルゴリズムを用いて
希望波の方向にメインビームを向ける指向性を形成する
ための複素ウェイトを算出する装置であり、ウェイト変
換部ＷＴはある周波数における複素ウェイトを、同じ指
向性を形成する他の周波数における複素ウェイトに変換
する装置である。
【００３１】ウェイト選択スイッチＷＳは第一実施例の
スイッチＳＷとは機能が異なり、ウェイト算出装置Ｗの
複素ウェイトもしくはウェイト変換装置ＷＴの複素ウェ
イトを選択して、複素ウェイト乗算器ＷＭＵに印加する
機能を有している。また、制御チャネルはオムニ指向性
で送受信する必要があるので、一本のアンテナ素子ｉの
出力を送受信機ＴＲの受信回路に送り込む必要がある。
一方、通話チャネルで送受信するときは複素ウェイトを
乗算して足し合わせた総和信号ｙを受信回路に送り込む
必要があるので、送受信機入出力スイッチＴＲＳにより
送受信機ＴＲの入出力を切り替える。
スイッチＳＷとは機能が異なり、ウェイト算出装置Ｗの
複素ウェイトもしくはウェイト変換装置ＷＴの複素ウェ
イトを選択して、複素ウェイト乗算器ＷＭＵに印加する
機能を有している。また、制御チャネルはオムニ指向性
で送受信する必要があるので、一本のアンテナ素子ｉの
出力を送受信機ＴＲの受信回路に送り込む必要がある。
一方、通話チャネルで送受信するときは複素ウェイトを
乗算して足し合わせた総和信号ｙを受信回路に送り込む
必要があるので、送受信機入出力スイッチＴＲＳにより
送受信機ＴＲの入出力を切り替える。
【００３２】ウェイト変換装置ＷＴは制御チャネルの周
波数における複素ウェイトを、通話チャネルの周波数に
おける同じ指向性を持つ複素ウェイトに変換する機能を
有する。以下に第二実施例の動作を示す。
波数における複素ウェイトを、通話チャネルの周波数に
おける同じ指向性を持つ複素ウェイトに変換する機能を
有する。以下に第二実施例の動作を示す。
【００３３】（１）制御チャネルの送受信時には、送受
信機入出力スイッチＴＲＳを一本のアンテナ素子ｉと接
続する側に切替えてオムニ指向性で送受信を行う。
（２）制御チャネルの送受信時には、ウェイト選択スイ
ッチＷＳをウェイト算出装置Ｗの側に切替え、ウェイト
算出装置Ｗにより制御チャネルの周波数における複素ウ
ェイトを獲得する。（３）同時にウェイト変換装置ＷＴ
により（２）で求めた複素ウェイトを通話チャネルの周
波数における複素ウェイトに変換しておく。（４）制御
チャネルから通話チャネルに切り替わった直後にウェイ
ト選択スイッチＷＳをウェイト変換装置ＷＴの側に切替
える。（５）同時に送受信機入出力スイッチＴＲＳを総
和信号ｙと接続する側に切替え、移動局にメインビーム
を向けた指向性で送受信を行う。
信機入出力スイッチＴＲＳを一本のアンテナ素子ｉと接
続する側に切替えてオムニ指向性で送受信を行う。
（２）制御チャネルの送受信時には、ウェイト選択スイ
ッチＷＳをウェイト算出装置Ｗの側に切替え、ウェイト
算出装置Ｗにより制御チャネルの周波数における複素ウ
ェイトを獲得する。（３）同時にウェイト変換装置ＷＴ
により（２）で求めた複素ウェイトを通話チャネルの周
波数における複素ウェイトに変換しておく。（４）制御
チャネルから通話チャネルに切り替わった直後にウェイ
ト選択スイッチＷＳをウェイト変換装置ＷＴの側に切替
える。（５）同時に送受信機入出力スイッチＴＲＳを総
和信号ｙと接続する側に切替え、移動局にメインビーム
を向けた指向性で送受信を行う。
【００３４】このようにして、通話チャネルに移行する
前にあらかじめ通話チャネルの周波数における複素ウェ
イトを獲得しておくので通話チャネルに移行した直後に
すぐ最適な指向性で送受信を行うことが可能である。
前にあらかじめ通話チャネルの周波数における複素ウェ
イトを獲得しておくので通話チャネルに移行した直後に
すぐ最適な指向性で送受信を行うことが可能である。
【００３５】最後に、第二実施例に必須な装置の一つで
あるウェイト変換装置ＷＴの実現例を説明する。一例と
して、希望波の方向にメインビームを向け干渉波を考慮
に入れる必要のない指向性を形成する場合のウェイト変
換方法を説明する。あるアンテナ素子ｋの複素ウェイト
Ｗｋはｗｋ＝Ａｋｅｘｐ（ｊδｋ）と表わすことがで
き、Ａｋ、δｋはそれぞれ実数重み、移相量である。あ
る角度θ方向から到来する希望信号を受信したいとき
は、リニアアレイの場合は移相量を δｋ＝２πｆｄｋＳｉｎ（θ）／ｃ （式１） とすればよい（アレーアンテナによる適応信号処理：菊
間信良著、科学技術出版）。ここでｆは周波数、ｄｋは
基準点から測ったアンテナ素子の位置、ｃは光速であ
る。それで式１から周波数ｆｌ時の移相量δｋ（ｆｌ）
を用いて、異なる周波数ｆ２の移相量δｋ（ｆ２）を表
現すると、 δｋ（ｆ２）＝ｆ２／ｆｌ＊δｋ（ｆｌ） となり、複素ウェイトの変換式は Ｗｋ（ｆ２）＝Ａｋｅｘｐ（ｊｆ２／ｆｌ＊δｋ（ｆｌ）） ＝｜Ｗｋ（ｆｌ）｜ｅｘｐ（ｊｆ２／ｆ１＊ｃｏｓ−１（Ｒｅ（Ｗｋ（ｆｌ）／ ｜ｗｋ（ｆｌ）｜））） である。以上から、希望波の方向にメインビームを向け
る指向性を保ちながら、ある周波数の複素ウェイトを他
の周波数の複素ウェイトに変換する変換式が得られた。
あるウェイト変換装置ＷＴの実現例を説明する。一例と
して、希望波の方向にメインビームを向け干渉波を考慮
に入れる必要のない指向性を形成する場合のウェイト変
換方法を説明する。あるアンテナ素子ｋの複素ウェイト
Ｗｋはｗｋ＝Ａｋｅｘｐ（ｊδｋ）と表わすことがで
き、Ａｋ、δｋはそれぞれ実数重み、移相量である。あ
る角度θ方向から到来する希望信号を受信したいとき
は、リニアアレイの場合は移相量を δｋ＝２πｆｄｋＳｉｎ（θ）／ｃ （式１） とすればよい（アレーアンテナによる適応信号処理：菊
間信良著、科学技術出版）。ここでｆは周波数、ｄｋは
基準点から測ったアンテナ素子の位置、ｃは光速であ
る。それで式１から周波数ｆｌ時の移相量δｋ（ｆｌ）
を用いて、異なる周波数ｆ２の移相量δｋ（ｆ２）を表
現すると、 δｋ（ｆ２）＝ｆ２／ｆｌ＊δｋ（ｆｌ） となり、複素ウェイトの変換式は Ｗｋ（ｆ２）＝Ａｋｅｘｐ（ｊｆ２／ｆｌ＊δｋ（ｆｌ）） ＝｜Ｗｋ（ｆｌ）｜ｅｘｐ（ｊｆ２／ｆ１＊ｃｏｓ−１（Ｒｅ（Ｗｋ（ｆｌ）／ ｜ｗｋ（ｆｌ）｜））） である。以上から、希望波の方向にメインビームを向け
る指向性を保ちながら、ある周波数の複素ウェイトを他
の周波数の複素ウェイトに変換する変換式が得られた。
【００３６】一例として図５および図６にこの変換式を
用いて、搬送周波数２．４ＧＨｚで求めた複素ウェイト
を３．ＯＧＨｚの周波数での複素ウェイトに変換したと
きのそれぞれの複素ウェイトで形成される指向性パター
ンを示す。図５に示すように、用いるアダプティブアレ
イは３素子のリニアアレイとし、素子間隔は０．９２３
＊λ／２（λ：２．４ＧＨｚの場合の波長）とした。こ
の場合には、図６（１）および（２）に示すように、希
望波の到来方向は３０度であり、変換後のメインビーム
も３０度となっている。
用いて、搬送周波数２．４ＧＨｚで求めた複素ウェイト
を３．ＯＧＨｚの周波数での複素ウェイトに変換したと
きのそれぞれの複素ウェイトで形成される指向性パター
ンを示す。図５に示すように、用いるアダプティブアレ
イは３素子のリニアアレイとし、素子間隔は０．９２３
＊λ／２（λ：２．４ＧＨｚの場合の波長）とした。こ
の場合には、図６（１）および（２）に示すように、希
望波の到来方向は３０度であり、変換後のメインビーム
も３０度となっている。
【００３７】以上は干渉波を考えない場合であるが、干
渉波を考慮に入れて干渉彼の方向にヌルを向ける指向性
の場合の変換式は、上記のように簡単に求めることはで
きない。この場合はあらかじめ変換テーブルを作成して
おくことにより実現できる。
渉波を考慮に入れて干渉彼の方向にヌルを向ける指向性
の場合の変換式は、上記のように簡単に求めることはで
きない。この場合はあらかじめ変換テーブルを作成して
おくことにより実現できる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＳＤＭＡによる容量増加効果を良好に発揮することがで
きる。また、通話チャネルでの通話開始直後から良好な
通話品質を得ることができる。
ＳＤＭＡによる容量増加効果を良好に発揮することがで
きる。また、通話チャネルでの通話開始直後から良好な
通話品質を得ることができる。
【図１】本発明実施例の無線基地局のブロック構成図。
【図２】制御チャネルおよび通話チャネルの時系列的な
位置関係を示す図。
位置関係を示す図。
【図３】本発明第一実施例の無線基地局のブロック構成
図。
図。
【図４】本発明第二実施例の無線基地局のブロック構成
図。
図。
【図５】複素ウェイト変換例に用いるアダプティブアレ
イの構成図。
イの構成図。
【図６】複素ウェイト変換例を示す図。
【図７】ＳＤＭＡによる容量増加効果を説明するための
図。
図。
【図８】オムニ指向性を模式的に示した図。
１〜ｋ アンテナ素子 Ａ アンテナ ＡＤ 加算器、分岐器 Ｄ 到来方向測定装置 ＳＷ スイッチ ＴＲ 送受信機 ＴＲＳ 送受信機入出力スイッチ Ｗ ウェイト算出装置 ＷＣＯ ウェイト制御部 ＷＭＵ 複素ウェイト乗算器 ＷＭ オムニ指向性用ウェイトメモリ ＷＳ ウェイト選択スイッチ ＷＴ ウェイト変換装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 周治 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 AA11 AB02 DB02 EA04 FA13 FA32 GA02 HA10 5K067 AA13 BB01 BB21 EE02 EE10 JJ13 KK03
Claims (1)
- 【請求項１】 不特定の移動局を対象として制御チャネ
ルにより無線通信を行う手段と、特定の移動局を対象と
して通話チャネルおよび当該通話チャネルに付随した制
御チャネルにより無線通信を行う手段とを備え、 不特定の移動局を対象とした前記制御チャネルによる無
線通信は、前記通話チャネルの設定に先立って実行さ
れ、 前記特定の移動局を対象とする無線通信では、当該移動
局に対する無線信号の指向性形成のためのパラメータを
設定する手段を備えた無線基地局において、 前記パラメータを設定する手段は、不特定の移動局を対
象とした前記制御チャネルによる無線通信の間に当該無
線通信により前記通話チャネルが設定される予定の特定
の移動局に対する無線信号の指向性形成のためのパラメ
ータをあらかじめ設定する手段を含むことを特徴とする
無線基地局。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000082257A JP2001274738A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 無線基地局 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000082257A JP2001274738A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 無線基地局 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001274738A true JP2001274738A (ja) | 2001-10-05 |
Family
ID=18599087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000082257A Pending JP2001274738A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 無線基地局 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001274738A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006238423A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-09-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 無線基地局装置及び端末装置 |
-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000082257A patent/JP2001274738A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006238423A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-09-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 無線基地局装置及び端末装置 |
| US8593976B2 (en) | 2005-01-26 | 2013-11-26 | Panasonic Corporation | Wireless base station and terminal equipment |
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