JP2001326525A - Directivity control method for array antenna - Google Patents

Directivity control method for array antenna

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JP2001326525A JP2000142607A JP2000142607A JP2001326525A JP 2001326525 A JP2001326525 A JP 2001326525A JP 2000142607 A JP2000142607 A JP 2000142607A JP 2000142607 A JP2000142607 A JP 2000142607A JP 2001326525 A JP2001326525 A JP 2001326525A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an array antenna directivity control method capable of solving the problem on communication quality which occurs due to an error related to the directivity control of an array antenna, for instance, a direction estimation error, an error of the control system itself of the antenna, etc. SOLUTION: In this method, an antenna weight coefficient is controlled so that the antenna gain of a side lobe turned in a relatively wide direction including the direction of interference potential coming from a direction in which reception is unintended is regulated to a fixed value or below with respect to the interference. A plurality of antenna weight coefficients are preliminarily decided and stored as a table in a base station side, and a corresponding weight coefficient is referred to according to the position of a mobile station.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、フェーズドアレ
ーアンテナにおける指向性の制御方法に関するものであ
り、特にアレーアンテナの指向性を用いて、目的とする
電波と、干渉波となる電波を分離して空間分割多元接続
方法を容易ならしめるアレーアンテナの指向性制御方法
に関している。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a directivity control method for a phased array antenna, and more particularly to a method for separating a target radio wave and an interference radio wave by using the directivity of an array antenna. The present invention relates to a directivity control method for an array antenna which facilitates a space division multiple access method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、伝搬環境に応じてアンテナの指向
性をダイナミックに変化させ通信品質や周波数利用効率
の向上を図る技術として、空間分割多元接続方式が提案
されている。空間分割多元接続方式とは、一つの基地局
と複数の移動局間において、同一周波数で、同時に信号
の送信もしくは受信を行う方式である。
2. Description of the Related Art In recent years, a space division multiple access system has been proposed as a technique for dynamically changing the directivity of an antenna in accordance with a propagation environment to improve communication quality and frequency use efficiency. The space division multiple access system is a system for simultaneously transmitting or receiving signals at the same frequency between one base station and a plurality of mobile stations.

【0003】通常の通信のように単一の基地局と単一の
移動局間で通信を行う場合には、それぞれの局のアンテ
ナの指向性を相手局の方向に設定することにより、良好
な通信を行うことができる。しかし、単一の基地局と複
数の移動局間において同時に良好な通信を行うために
は、アンテナの指向性を調整する必要が生じる。例え
ば、基地局のアンテナの指向性を、通信を行う移動局の
方向には高いアンテナ利得を設定し、通信を行わない移
動局の方向には逆に低いアンテナ利得を設定して、妨害
となる電波を軽減することが求められる。しかも、この
指向性パターンは、移動局の移動に伴って逐次最適な通
信が行われるように設定することも求められる。
When communication is performed between a single base station and a single mobile station as in normal communication, good directivity is set by setting the directivity of the antenna of each station to the direction of the partner station. Communication can be performed. However, in order to simultaneously perform good communication between a single base station and a plurality of mobile stations, it is necessary to adjust the directivity of the antenna. For example, the directivity of the antenna of the base station may be disturbed by setting a high antenna gain in the direction of the mobile station performing communication and setting a low antenna gain in the direction of the mobile station not performing communication. It is required to reduce radio waves. In addition, it is also required that the directivity pattern be set so that optimal communication is sequentially performed as the mobile station moves.

【0004】この様な空間分割多元接続方式を実現する
ために、アダプティブアレーなどに代表されるアレーア
ンテナとデジタル信号処理を用いたアンテナ指向性制御
技術が注目されている。アダプティブアレーは、アダプ
ティブアレーアンテナとも呼ばれるが、ここでは簡単の
ために、アダプティブアレー、を用いる。
[0004] In order to realize such a space division multiple access scheme, an array antenna represented by an adaptive array or the like and an antenna directivity control technique using digital signal processing have been attracting attention. The adaptive array is also called an adaptive array antenna, but here, for simplicity, an adaptive array is used.

【0005】一般に、アダプティブアレーのアレーアン
テナを用いて指向性制御を行なう場合、指向性パターン
は、主方向に対しメインビームと、主方向以外に対しサ
イドローブと、ヌル点が形成される。ここで、メインビ
ームはアンテナの指向性パターンの最も高い方向であ
り、サイドローブはそのメインビーム以外の指向性パタ
ーンの高い方向であり、ヌル点は指向性パターンの落ち
込みを示す方向である。サイドローブやヌル点の数はア
レー素子数や素子の配列間隔に依存する。このような、
アダプティブアレーでは、良く知られているように、ア
レーアンテナを通じて受信したデジタル信号を複素関数
解析することで、目的とする信号を受信するために最適
なアレー素子の複素重み係数を求め、操作することによ
り、アンテナの指向性を意図するパターンに制御するも
のである。
In general, when directivity control is performed by using an array antenna of an adaptive array, a directivity pattern includes a main beam in a main direction, side lobes in a direction other than the main direction, and a null point. Here, the main beam is the highest direction of the directivity pattern of the antenna, the side lobe is the high direction of the directivity pattern other than the main beam, and the null point is the direction indicating the dip in the directivity pattern. The number of side lobes and null points depends on the number of array elements and the arrangement interval of elements. like this,
In an adaptive array, as is well known, a digital signal received through an array antenna is subjected to a complex function analysis to obtain and operate a complex weight coefficient of an optimal array element for receiving a target signal. Thus, the directivity of the antenna is controlled to an intended pattern.

【0006】このときの解析アルゴリズムのひとつに、
(1)受信すべき信号に含まれる参照信号を元に、希望
する信号の電力が最大になるように制御するという第一
の方法に基づくものがある。この方法は、到来方向推定
を行なわずとも最適なアレーアンテナの重み係数を導出
できるという利点はあるものの、移動局から基地局へ伝
送する電波と基地局から移動局へ伝送する電波のそれぞ
れの周波数が異なる場合、基地局の送信用アンテナに対
してアレーアンテナの重み係数を与える過程が必要とな
り、逆に制御が複雑になってしまうと言う欠点を持って
いる。
One of the analysis algorithms at this time is as follows:
(1) There is a method based on the first method of controlling the power of a desired signal to be maximum based on a reference signal included in a signal to be received. This method has the advantage that the optimal weighting factor of the array antenna can be derived without estimating the direction of arrival, but the respective frequencies of the radio waves transmitted from the mobile station to the base station and the radio waves transmitted from the base station to the mobile station In the case where is different, it is necessary to provide a weighting factor of the array antenna to the transmitting antenna of the base station, and on the contrary, the control becomes complicated.

【0007】他の解析アルゴリズムに、(2)受信すべ
き信号の到来方向を推定して、受信すべき信号が到来す
る方向と干渉信号が到来する方向とを既知とした上で、
受信すべき電波の方向にアレーアンテナの指向性のピー
クを向け、しかも干渉波の方向にはアンテナのヌル点が
向くようにするという第二の方法に基づくものがある。
この方法は、移動局から基地局へ伝送する電波と基地局
から移動局へ伝送する電波のそれぞれの周波数が異なる
場合でも適用可能であり適用可能範囲が広いという利点
はあるが、上記のヌル点の数が限られるため抑圧できる
干渉波数が限られることと、ヌル点付近の指向性パター
ン形状に由来する弱点を持っている。つまりアンテナ利
得がヌル点のみ低いため干渉波の位置が少しずれるとア
ンテナ利得が高くなり干渉波の除去が十分に行なえなく
なってしまう。
According to another analysis algorithm, (2) the arrival direction of the signal to be received is estimated, and the direction in which the signal to be received arrives and the direction in which the interference signal arrives are known.
There is a method based on the second method in which the directivity peak of the array antenna is directed to the direction of the radio wave to be received, and the null point of the antenna is directed to the direction of the interference wave.
This method is applicable even when the frequency of the radio wave transmitted from the mobile station to the base station and the frequency of the radio wave transmitted from the base station to the mobile station are different, and has an advantage that the applicable range is wide. Is limited, the number of interference waves that can be suppressed is limited, and there is a weak point derived from the directional pattern shape near the null point. That is, since the antenna gain is low only at the null point, if the position of the interference wave is slightly shifted, the antenna gain is increased and the interference wave cannot be sufficiently removed.

【0008】本発明の方法は、上記の第二の方法に沿う
ものである。希望する信号の方向にアレーアンテナのメ
インビームを向ける点では、従来の方法と同一である
が、サイドローブやヌル点の設定において、従来の方法
とは異なるものである。
The method of the present invention is in accordance with the above-mentioned second method. The point that the main beam of the array antenna is directed in the direction of a desired signal is the same as the conventional method, but differs from the conventional method in setting the side lobe and the null point.

【0009】一般に、アレーアンテナの素子数が増える
とヌル点の数も増えるが、ヌル点の数は、フェーズドア
レーアンテナの素子数および素子間隔に依存する。特に
アレー素子が半波長間隔に配列されている場合には(素
子アンテナ数−1)に制限される。つまり、これらヌル
点を向けることが可能な方向の数が限られており、従っ
て、干渉を避けることのできる局数が限られてくる、と
いう第一の弱点がある。また、指向性パターン形状に由
来する第二の弱点としては、到来方向の小さな誤差に対
しても、受信すべき信号と受信を避けるべき信号を分離
する性能が低下し易いという弱点がある。さらにこの方
法による第三の弱点としては、アンテナ指向性パターン
が計算により導出できても、最適な値であるという保証
はなく、例えば、基地局側から移動局側へ送信を行う場
合は、アンテナ指向性パターンが最適化できて移動局側
で通信品質が保てるかどうか、基地局側で導出された指
向性パターンを確認する必要があることである。特に複
数の移動局が隣接している場合に、確認を行う必要が出
てくる。この複雑さのために、従来、アダプティブアレ
ーは、この様な空間分割多元接続なる用途には使われて
こなかった。
In general, as the number of elements of an array antenna increases, the number of null points also increases. However, the number of null points depends on the number of elements and the element interval of a phased array antenna. In particular, when the array elements are arranged at half-wavelength intervals, the number is limited to (the number of element antennas-1). That is, the first weak point is that the number of directions in which these null points can be directed is limited, and thus the number of stations that can avoid interference is limited. As a second weakness derived from the directivity pattern shape, there is a weakness that the performance of separating a signal to be received from a signal to be avoided is easily deteriorated even with a small error in the direction of arrival. Further, as a third weakness of this method, even if the antenna directivity pattern can be derived by calculation, there is no guarantee that the value is an optimum value.For example, when transmitting from the base station side to the mobile station side, the antenna It is necessary to check the directivity pattern derived on the base station side to determine whether the directivity pattern can be optimized and communication quality can be maintained on the mobile station side. In particular, when a plurality of mobile stations are adjacent to each other, it is necessary to confirm. Because of this complexity, adaptive arrays have not hitherto been used in such space division multiple access applications.

【0010】従来のアレーアンテナの指向性制御方法で
は、複数の局が同一周波数で信号を送信や受信する場
合、推定された受信電波の到来方向や信号電力に関する
情報を用いてアレーアンテナの指向性制御を行っても、
複数の移動局が近接していると、空間的に信号を分離で
きない状況が発生していた。(ここで、空間的に分離で
きない、ということは、基地局が複数の移動局に対して
同一周波数で通信を行う際に、他の移動局に対して送信
する信号が、ある移動局に対して干渉波となり、これに
より一定の通信品質を確保できない状況を言う)。この
ような空間的に信号を分離できない状況では、空間分割
多元接続は不可能であるので、基地局側では移動局の位
置情報をもとに、移動局側で意図する到来方向の電波を
分離可能か、あるいは、分離不可能か、を認知するため
の何らかの判断がおこなわれ、通信の可否を判断してい
た。
In the conventional directivity control method for an array antenna, when a plurality of stations transmit and receive signals at the same frequency, the directivity of the array antenna is estimated using information on the estimated arrival direction of the received radio wave and signal power. Even if you control,
When a plurality of mobile stations are close to each other, there has been a situation where signals cannot be spatially separated. (Here, the inability to spatially separate means that when a base station communicates with a plurality of mobile stations at the same frequency, a signal transmitted to another mobile station is transmitted to a certain mobile station. It is a situation in which a constant communication quality cannot be ensured due to the interference wave. In such a situation where signals cannot be spatially separated, space division multiple access is impossible, so the base station separates the radio wave in the intended direction of arrival at the mobile station based on the location information of the mobile station. Some kind of judgment was made to recognize whether the communication was possible or inseparable, and whether communication was possible or not was determined.

【0011】また第二の方向における、受信すべき電波
の方向にアレーアンテナの指向性のピークを向け、しか
も干渉波の方向にヌル点が向くようにする従来の方法で
は、ヌル点付近の指向性パタンに由来する欠点を有して
いた。
In the second method, the directivity peak of the array antenna is directed in the direction of the radio wave to be received, and the null point is directed in the direction of the interference wave. It had the drawback derived from the sexual pattern.

【0012】従来の手法のほとんどが、希望波方向と干
渉波方向を必須の入力値とし、また必要であれば希望波
方向に向けるアンテナ利得と干渉波方向に向けるアンテ
ナ利得を入力値とし、希望の指向性パタンを形成するア
レーアンテナの重み係数を導出する手法であった。
Most of the conventional methods use the desired wave direction and the interference wave direction as essential input values, and if necessary, the antenna gain for the desired wave direction and the antenna gain for the interference wave direction as the input values. This is a method to derive the weighting factor of the array antenna that forms the directional pattern.

【0013】上記欠点を説明するために、従来の方法を
代表して例えば資料(SimonHaykin著、Adaptive Filter
Theory (Third edition)、Prentice Hall、1996)に
記載されたLCMV法(LinearlyConstrained Minimum Vari
ance beam forming algorithm)を用いて以下に説明す
る。ここではLCMV法をアルゴリズム1と呼ぶことにす
る。
[0013] In order to explain the above-mentioned drawbacks, for example, a document (Simon Haykin, Adaptive Filter)
LCMV method (Linearly Constrained Minimum Vari) described in Theory (Third edition), Prentice Hall, 1996).
ance beam forming algorithm). Here, the LCMV method is referred to as algorithm 1.

【0014】アレー素子数をNとし、ビームを向けたい
方向をθs、向けたくない範囲をθa〜θb、とすると
き、θ方向のアレー応答ベクトルv(θ)は次の数1で
表される。
When the number of array elements is N, the direction in which the beam is to be directed is θs, and the range in which the beam is not desired is θa to θb, the array response vector v (θ) in the θ direction is expressed by the following equation (1). .

【数1】 (Equation 1)

【0015】数1において、ωは周波数、gl(θ)は
l番目の素子のθ方向の複素利得、τl(θ)は時間遅
延である。また、θs、θaに対するアレー応答ベクト
ルv(θs)、v(θa)を以下では簡略化し、それぞ
れvs、vaと記載する。このとき、アレーアンテナの
重み係数は次の数2より求められる。
In equation ( 1 ), ω is the frequency, g l (θ) is the complex gain in the θ direction of the l-th element, and τ l (θ) is the time delay. In addition, the array response vectors v (θs) and v (θa) for θs and θa are simplified below, and described as vs and va, respectively. At this time, the weight coefficient of the array antenna is obtained from the following equation (2).

【0016】[0016]

【数2】 (Equation 2)

【0017】ここで、wはアレーアンテナの重み係数ベ
クトルでN行1列のベクトル、Hは複素共役転置、Cは
拘束行列(M行N列)、fは拘束応答ベクトル(N行1
列)である。Cとfは数3で与えられ、数4の条件を満
たす。
Here, w is a weight coefficient vector of the array antenna, a vector of N rows and 1 column, H is a complex conjugate transpose, C is a constraint matrix (M rows and N columns), and f is a constraint response vector (N rows and 1 column).
Column). C and f are given by Expression 3, and satisfy the condition of Expression 4.

【0018】[0018]

【数3】 (Equation 3)

【0019】[0019]

【数4】 (Equation 4)

【0020】またAはN行N列の行列であり、次の数5
で与えられる。
A is a matrix of N rows and N columns.
Given by

【数5】 ここでσn 2は非常に小さな正の値、Iは単位行列であ
る。
(Equation 5) Here, σ n 2 is a very small positive value, and I is a unit matrix.

【0021】アルゴリズム1に代表されるように、希望
波方向と干渉波方向を必須の入力値とし、また必要であ
れば希望波方向に向けるアンテナ利得と干渉波方向に向
けるアンテナ利得を入力値として求められたアレーアン
テナの重み係数によるアレーアンテナの指向性パタンで
は、ヌル点の形状は非常に鋭い谷となる事が知られてい
る。
As typified by Algorithm 1, the desired wave direction and the interference wave direction are set as essential input values, and the antenna gain for the desired wave direction and the antenna gain for the interference wave direction are set as the input values if necessary. It is known that the shape of the null point becomes a very sharp valley in the directivity pattern of the array antenna based on the obtained weight coefficient of the array antenna.

【0022】また、上記問題を解決する手段として、希
望する方向と希望する方向に対するアンテナ利得、そし
て、ある範囲とその範囲内におけるアンテナ利得を指定
し、その指定された、限られた範囲にある複数のサイド
ローブの最高利得についてあらかじめ決められた条件を
設け、低アンテナ利得の範囲を広く設定する手法が提案
されており、例えば文献(Ching-YuhTseng, Lloyd J. G
riddiths、"A simple algorithm to achieve desired p
atternsfor arbitrary arrays"、IEEE Trans. on signa
l processing, vol. 40, No. 11,Nov. 1992)に記載さ
れた方法を用いることができる。
As means for solving the above problem, a desired direction, an antenna gain in a desired direction, and a certain range and an antenna gain within the range are designated, and the antenna gain is within the designated limited range. A method of setting a predetermined condition for the maximum gain of a plurality of side lobes and setting a wide range of low antenna gain has been proposed, for example, in the literature (Ching-YuhTseng, Lloyd J. G.
riddiths, "A simple algorithm to achieve desired p
atterns for arbitrary arrays ", IEEE Trans. on signa
l processing, vol. 40, No. 11, Nov. 1992).

【0023】上記の様に、サイドローブを制御するため
には、以下の手続に示す様にアレーアンテナの重み係数
を修正する。ここでは、この手法をアルゴリズム2と
し、上記の数1〜数5に用いたのと同様の記号を用いて
説明する。 1。まず、アレーアンテナの重み係数wを上記に示した
従来の方法によって求める。 2。次に、アレーアンテナの重み係数wより計算された
ビームパタンから、θa〜θbの範囲に存在するサイド
ローブのピークの位置、大きさを調べる。 また、サイドローブの数をm、ピーク方向のアレー応答
ベクトルを、vi(i=1。。。m)、各ピークの値
を、ci(i=1。。。m)、と定義する。ここでci
複素数である。
As described above, to control the side lobe, the weight coefficient of the array antenna is modified as shown in the following procedure. Here, this method is referred to as Algorithm 2, and description will be made using the same symbols as those used in Equations 1 to 5. One. First, the weight coefficient w of the array antenna is obtained by the above-described conventional method. 2. Next, from the beam pattern calculated from the weight coefficient w of the array antenna, the position and magnitude of the peak of the side lobe existing in the range of θa to θb are examined. The number of side lobes is defined as m, the array response vector in the peak direction is defined as v i (i = 1..m), and the value of each peak is defined as c i (i = 1..m). . Here, c i is a complex number.

【0024】3。次に、サイドローブの大きさを・以下
とするアレーアンテナの重み係数の修正項を得るため
に、指向性の差を示すパラメータをfi(i=1。。。
m)として、
3. Next, in order to obtain a correction term of the weighting factor of the array antenna having a side lobe size of less than or equal to, a parameter indicating a difference in directivity is f i (i = 1.
m)

【数6】 を満たすfi(i=1。。。m)を数7より求める。(Equation 6) F i (i = 1..m) that satisfies

【0025】[0025]

【数7】 (Equation 7)

【0026】4。次に、行列A、行列C、ベクトルf、
を数8、数9のように与え、数10を解く。
4. Next, matrix A, matrix C, vector f,
Is given as Equations 8 and 9, and Equation 10 is solved.

【数8】 (Equation 8)

【0027】[0027]

【数9】 (Equation 9)

【0028】[0028]

【数10】 (Equation 10)

【0029】5。次に、w←w+Δwと代入し、θa〜
θbの間のサイドローブのピークの大きさをci(i=
1。。。m)の絶対値が所望の値(ε以下)になるま
で、上記の2から5を繰り返す。
5. Next, substituting w ← w + Δw, θa ~
The magnitude of the peak of the side lobe during θb is denoted by c i (i =
One. . . Steps 2 to 5 above are repeated until the absolute value of m) becomes a desired value (not more than ε).

【0030】上記に概略を示した方法では、一つのアレ
ーアンテナの重み係数を具体的に計算するには、通常の
電子計算機を用いても、計算時間が膨大になり、実時間
処理が必要な実システムの運用に向かないという欠点が
あった。
According to the method outlined above, in order to specifically calculate the weighting factor of one array antenna, the calculation time becomes enormous even if a general electronic computer is used, and real-time processing is required. There was a drawback that it was not suitable for operation of a real system.

【0031】[0031]

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記アルゴ
リズム1とアルゴリズム2に対する問題に鑑み提案され
たもので、実時間処理が必要な実システムへの導入を前
提とし、アレーアンテナの指向性制御に拘わる誤差、た
とえば方向推定誤差や、アンテナの制御系自体の誤差な
どにより発生する通信品質に関する問題を解消し、従来
の方法に比べて通信品質を改善させることができるアレ
ーアンテナの指向性制御方法を提案することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the problems with the above algorithms 1 and 2, and is premised on introduction into a real system requiring real-time processing. A directivity control method for an array antenna that can solve communication quality problems caused by related errors, for example, a direction estimation error and an error of an antenna control system itself, and improve communication quality as compared with the conventional method. The purpose is to propose.

【0032】下記に述べる、アルゴリズム1に対する発
明、手法1は、一般的なアルゴリズムを、前述した弱点
を克服して、実用化に適するように手続きを加えること
を目的としたものである。さらに、後半に述べるアルゴ
リズム2に対する発明、手法2は、アルゴリズム2に特
化する欠点、つまり計算時間に由来する問題を克服し、
実用化に適するように手続きを加えることを目的とした
ものである。
The invention for Algorithm 1 described below, Method 1, aims at adding a procedure to a general algorithm to overcome the above-mentioned weak points and to be suitable for practical use. Furthermore, the invention for Algorithm 2 described later, Method 2, overcomes the drawback specialized in Algorithm 2, that is, the problem derived from computation time,
The purpose is to add procedures so as to be suitable for practical use.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、アレーアンテナの指向性
制御方法に関しており、メインローブ方向には実質的に
単一の受信すべき電波の電波源が含まれるように調整す
る手続きと、予め決められた電波到来方向の範囲におい
て予め決められたアンテナ利得以下に各サイドローブ内
の最大アンテナ利得を抑える手続きと、この範囲内に受
信すべきでない電波源が含まれるように調整する手続き
と、を含む事を特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 relates to a directivity control method of an array antenna, wherein substantially a single reception should be performed in a main lobe direction. A procedure for adjusting the radio wave source to be included, a procedure for suppressing the maximum antenna gain in each side lobe below a predetermined antenna gain within a predetermined range of radio wave arrival directions, and a reception within this range And a procedure for adjusting so as to include radio sources that should not be included.

【0034】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の発明に加えて、メインローブ方向とサイドロー
ブ方向のカバーできる方向を対応づける表をつくる手続
きと、上述の表を参照して受信すべき電波の到来する方
向をメインローブの方向に向け、且、受信すべきでない
電波の到来方向にサイドローブの方向を向けることがで
きるかどうか判断する手続きと、を含むことを特徴とし
ている。
[0034] The invention described in claim 2 is the same as the claim 1.
In addition to the invention described in the above, a procedure for creating a table that associates the directions that can be covered by the main lobe direction and the side lobe direction, and the direction in which the radio wave to be received is directed to the main lobe direction with reference to the above table And a procedure for determining whether or not the direction of the side lobe can be directed to the arrival direction of the radio wave that should not be received.

【0035】また、請求項3に記載の発明は、アレーア
ンテナの指向性制御方法に関しており、限られた範囲に
ある複数のサイドローブの最高利得について予め決めら
れた条件を設け、これを満足するアレーアンテナの重み
係数を予め複数決定し、これを予め決められた方法で保
存する手続と、上記の各重み係数に関し、基地局の配置
と移動局の配置と、アレーアンテナの重み係数テーブル
との間の対応をとる対応表を用意する手続と、移動局に
関する位置情報から、上記の対応表を参照し、受信する
電波と受信を避ける電波とが空間的に分離可能か不可能
かを判断し、可能な場合は、対応表の情報を元に上記の
アレーアンテナの重み係数テーブルから重み係数を選択
し、不可能な場合は、予め決められた対応をとる手続
と、上記の選択された重み係数を用いてアレーアンテナ
を制御する手続と、を有する事を特徴としている。
The third aspect of the present invention relates to a method for controlling the directivity of an array antenna. A predetermined condition is provided for the maximum gain of a plurality of side lobes within a limited range, and this condition is satisfied. A procedure for determining a plurality of weighting factors of the array antenna in advance and storing the weighting factors in a predetermined manner, and for each of the above weighting factors, the allocation of the base station and the mobile station, and the weighting factor table of the array antenna. From the procedure for preparing a correspondence table that takes correspondence between them and the location information about the mobile station, refer to the above correspondence table and determine whether the radio waves to be received and the radio waves to avoid receiving are spatially separable or impossible. If possible, select a weighting factor from the above-mentioned array antenna weighting factor table based on the information in the correspondence table, and if not possible, take a predetermined correspondence procedure, It is characterized in that it has a, a procedure for controlling an array antenna using a weighting factor.

【0036】また、請求項4に記載の発明は、アレーア
ンテナの指向性制御方法に関しており、限られた範囲に
ある複数のサイドローブの最高利得について予め決めら
れた条件を設け、これを満足する重み係数を予め複数決
定し、予め決められた方法で保存する手続と、上記の各
重み係数が、基地局の配置と移動局の配置と、アレーア
ンテナの重み係数テーブルとの間の対応をとる対応表を
用意する手続と、移動局に関する位置情報から、上記の
対応表を参照し、受信する電波と受信を避ける電波とが
空間的に分離可能か不可能かを判断し、可能な場合は、
対応表の情報を元に上記のアレーアンテナの重み係数テ
ーブルから重み係数を選択し、不可能な場合は、予め決
められた対応をとる手続と、上記の選択された重み係数
を用いてアレーアンテナを制御する手続と、予め決めら
れた時間の後に、移動局の位置情報を更新し、再び上記
の、移動局に関する位置情報から、対応表を参照し、受
信する電波と受信を避ける電波とが空間的に分離可能か
不可能かを判断し、可能な場合は、対応表の情報を元に
上記のアレーアンテナの重み係数テーブルから重み係数
を選択し、不可能な場合は、予め決められた対応をとる
手続へ戻る手続と、を有する事を特徴としている。
The fourth aspect of the present invention relates to a method for controlling the directivity of an array antenna. A predetermined condition is provided for the maximum gain of a plurality of side lobes within a limited range, and this condition is satisfied. A procedure of determining a plurality of weighting factors in advance and storing the weighting factors in a predetermined manner, and the above-mentioned weighting factors correspond to the location of the base station, the location of the mobile station, and the weighting factor table of the array antenna. From the procedure for preparing the correspondence table and the location information on the mobile station, refer to the above correspondence table, determine whether the radio wave to be received and the radio wave to avoid receiving are spatially separable or impossible, and if possible, ,
A weighting factor is selected from the above-mentioned array antenna weighting factor table based on the information in the correspondence table, and if it is not possible, a procedure for taking a predetermined correspondence and an array antenna using the selected weighting factor are used. And after a predetermined time, update the location information of the mobile station, refer to the correspondence table again from the location information related to the mobile station, and determine the radio wave to be received and the radio wave to be avoided. Judge whether it is spatially separable or impossible.If possible, select a weighting factor from the above-mentioned array antenna weighting factor table based on the information in the correspondence table. And a procedure for returning to a procedure for taking a response.

【0037】また、請求項5に記載の発明は、上記した
請求項3または4に記載の発明の方法に加えて、アレー
アンテナの受信すべき信号の到来方向と、受信すべきで
ない信号の到来方向とは、装置の特性から発生する誤差
によるアンテナ利得の減少分を補える様にアレーアンテ
ナの重み係数を決める手続きを含むことを特徴としてい
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the method of the third or fourth aspect, the arrival direction of a signal to be received by the array antenna and the arrival of a signal not to be received are provided. The direction is characterized in that it includes a procedure for determining a weight coefficient of an array antenna so as to compensate for a decrease in antenna gain due to an error generated from the characteristics of the device.

【0038】また、請求項6に記載の発明は、上記した
請求項3または4に記載の発明の方法に加えて、移動局
の移動する領域の代表的地点におけるアレーアンテナの
重み係数が受信すべき信号の到来方向と受信すべきでな
い信号の到来方向の情報と共に通信に先だって用意さ
れ、記憶手段によって記憶され、通信時にその記憶手段
に蓄積された情報を活用する手続きを含むことを特徴と
している。
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the method of the third or fourth aspect, the weight coefficient of the array antenna at a representative point in the area where the mobile station moves is received. It is characterized by including a procedure prepared before communication together with information on the direction of arrival of the signal to be received and the direction of arrival of the signal not to be received, stored by the storage means, and utilizing the information accumulated in the storage means at the time of communication. .

【0039】また、請求項7に記載の発明は、上記した
請求項6に記載の発明の方法に加えて、少なくともひと
つの代表的地点におけるアレーアンテナの重み係数が通
信に先だって複数用意され、それぞれのアレーアンテナ
の重み係数は記憶手段によって記憶され、通信時にその
記憶手段に蓄積された複数の重み係数を、状況に応じて
選択して活用する手続きを含むことを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the method of the sixth aspect of the invention, a plurality of array antenna weighting factors at at least one representative point are prepared prior to communication. The weighting factor of the array antenna is stored by the storage means, and the method includes a procedure of selecting and utilizing the plurality of weighting factors stored in the storage means at the time of communication according to the situation.

【0040】また、請求項8に記載の発明は、上記した
請求項6あるいは7に記載の発明の方法に加えて、通信
時にその記憶手段に蓄積された複数のアレーアンテナの
重み係数から、状況に応じたアレーアンテナの重み係数
を選択する方法は、一定の通信品質を保つためのアレー
アンテナの重み係数がその記憶手段に蓄積されているか
判断する手続きを含むことを特徴としている。
According to the eighth aspect of the present invention, in addition to the method of the sixth or seventh aspect of the present invention, a situation is obtained based on the weighting factors of the plurality of array antennas stored in the storage means during communication. The method of selecting the weighting factor of the array antenna according to the above is characterized by including a procedure of determining whether the weighting factor of the array antenna for maintaining a constant communication quality is stored in the storage means.

【0041】また、請求項9に記載の発明は、上記した
請求項8に記載の発明の方法に加えて、上記の判断する
手続きが、上記の記憶手段に蓄積された第1のアレーア
ンテナの重み係数を選択しなかった場合は、複数の移動
局をカバーできるアンテナ指向性の設定となる第2の重
み係数を選択する手続きを含むことを特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, in addition to the method of the eighth aspect of the present invention, the above-mentioned procedure for determining the first array antenna stored in the storage means is provided. If a weight coefficient is not selected, the method includes a procedure of selecting a second weight coefficient that sets an antenna directivity capable of covering a plurality of mobile stations.

【0042】また、請求項10に記載の発明は、上記し
た請求項9に記載の発明の方法に加えて、通信時に上記
の記憶手段に蓄積された情報を活用するに当たり、移動
局の移動情報を予測情報として活用することにより、そ
の記憶手段に蓄積されたアレーアンテナの重み係数を、
予測して選択する手続きを含むことを特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, in addition to the method of the ninth aspect, when utilizing the information stored in the storage means at the time of communication, the mobile information of the mobile station is used. Is used as prediction information, the weighting factor of the array antenna stored in the storage means is
It is characterized by including a procedure for predicting and selecting.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を詳
細に説明する。先ず本発明の原理を説明し、次に図面を
用いて、実施例を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. First, the principle of the present invention will be described, and then embodiments will be described with reference to the drawings.

【0044】上述したの課題を解決するための本発明の
概略は、受信を意図しない方向から来る干渉波に対し
て、アレーアンテナのヌル点が向く様にアレーアンテナ
を制御するのではなく、受信を意図しない方向に向いて
いるサイドローブを制御し、広範囲にわたり、指定した
利得以下に設定するものである。こうすることにより、
推定した干渉波方向に誤差が生じても、性能の劣化を少
なく抑えることができる。
The outline of the present invention for solving the above-mentioned problem is that the array antenna is not controlled so that the null point of the array antenna is directed to an interference wave coming from a direction not intended for reception. Is controlled in the unintended direction, and the gain is set below a specified gain over a wide range. By doing this,
Even if an error occurs in the estimated interference wave direction, performance degradation can be suppressed to a small extent.

【0045】次に、従来の欠点である、アルゴリズム1
を適用した場合にヌル点の形状は非常に鋭い谷となり、
わずかな推定誤差による影響が大きい、という欠点を解
決する発明について、以下に詳細に説明する。
Next, algorithm 1 which is a disadvantage of the prior art
The shape of the null point becomes a very sharp valley when
An invention for solving the disadvantage that the influence of a small estimation error is large will be described in detail below.

【0046】この発明は、希望する方向と干渉波方向と
いう情報から、干渉波方向に対してできるだけ広い範囲
で低い利得のサイドローブをもつアレーアンテナの重み
係数を導出し、下記に示す第1の手法で導出したアレー
アンテナの重み係数をデータとして記憶し、サービスエ
リア内の任意の場所にいる移動局に対して適用可能とす
ることにも関している。
The present invention derives a weighting factor of an array antenna having a side lobe having a low gain in a wide range as much as possible in the interference wave direction from information of a desired direction and an interference wave direction. The present invention also relates to storing the weighting factor of the array antenna derived by the technique as data and making it applicable to a mobile station at an arbitrary location in a service area.

【0047】簡単のため、第1の実施形態として、サー
ビスエリア内に存在するユーザー数が2の場合のアレー
アンテナの重み係数導出ための第1の手法について以下
に記述する。
For simplicity, as a first embodiment, a first method for deriving a weight coefficient of an array antenna when the number of users existing in a service area is 2 will be described below.

【0048】ここで、下記アルゴリズムに必要となるパ
ラメータは以下の通りである。サービスエリア範囲をR
とする。ここで、アレーアンテナの正面方向を0度とし
た場合、R=[−θArea〜θArea]とする。また、設定す
る干渉波方向数をNuとし、干渉波方向を設定する間隔、
つまりヌル点を設定する間隔をΔθ(小さな値とする)
とする。ここで、Δθは、(Nu>1の時)ヌル点の方向
を設定する値であり、θ uからの距離を示す。干渉波と
して、θuを中心にNu個設定する。例えば、Nu=2のと
き、ヌル点を設定するのは2方向(θu-Δθ、θu
θ)であり、Nu=3のとき、3方向(θu-Δθ、θ、θu
+Δθ)である。また、希望する方向を設定する範囲をR
pとし、また、システムから要求される、希望する方向
から来る信号に対する利得(α)と干渉波方向から来る信
号に対する利得(β)とを指定し、これらの利得間に与え
る利得差を(α−β)とする。これは、希望信号を一定
の信号品質で受信するために必要な値であり、システム
を設計する際に条件として与えられるものである。
Here, the parameters required for the following algorithm
The parameters are as follows. Service area range R
And Here, the front direction of the array antenna is 0 degree.
Then R = [-θArea~ ΘArea]. Also set
NuAnd the interval for setting the interference wave direction,
That is, the interval for setting the null point is Δθ (small value)
And Here, Δθ is the direction of the null point (when Nu> 1)
Is the value that sets uIndicates the distance from. Interference waves
And θuNu are set around. For example, if Nu = 2
The null point is set in two directions (θu-Δθ, θu+ Δ
θ), and when Nu = 3, in three directions (θu-Δθ, θ, θu
+ Δθ). Also, set the range for setting the desired direction to R
pAnd the desired direction requested by the system
(Α) for the signal coming from the
Signal gain (β) and give between these gains
Let the gain difference be (α−β). This keeps the desired signal constant
The value required to receive with the signal quality of
Is given as a condition when designing.

【0049】ステップ1:希望する方向をθdとし、これ
を原点として0度と設定する。ヌル点の方向をθuと
し、これを、サービスエリア範囲Rの範囲内から一点導
出する。つまり、θu∈R、である。
Step 1: The desired direction is set to θ d, and this is set to 0 degree with respect to the origin. Let the direction of the null point be θu, and derive one point from within the service area range R. That is, θu∈R.

【0050】ステップ2: θuを中心にして正負に等間
隔(Δθ度)離れた方向にNu個のヌル点方向を設定す
る。また、与えられた、θd と、θuを含むNu個のヌル点
方向と、を元にアルゴリズム1を用いてアレーアンテナ
の重み係数を導出する。
Step 2: θuPositive and negative around the center
N away from each other (Δθ degrees)uSet null point directions
You. Also, given the θd And θuN includinguNull points
Array antenna using algorithm 1 based on direction and
Is derived.

【0051】ステップ3:アルゴリズム1に従って、正
規化されたアレーアンテナの重み係数wを求め、この値
から、期待されるアンテナ利得を計算する。ここで、ア
ンテナ利得がθd を中心とした一定の値α以上になる範
囲pと、θu を中心とした一定の値β以下となる範囲qを
調べる。ここで、pかqのどちらかが空ならばステップ5
に進む。また、qの範囲が、同じθd、θuを用いて過去
に導出したqよりも狭くなった場合もステップ5に進
む。これ以外の場合は、ステップ4に進む。ここのステ
ップの意味は、Δθをθuから離していくと(つまりヌ
ル点方向設定の間隔を増加させていくと)、ある範囲ま
では、利得β以下を保証する範囲が増加するが、さらに
間隔を増加していくと、それぞれの場所でヌル点ができ
るようになるため、利得β以下を保証する範囲が突然狭
くなる特性を持っているので、この時点で、ステップ2
からステップ5の操作を終する。例えば、θu=1で、N
u=3のとき、干渉波方向設定を、0.9、1、1.1、の3方
向とした場合、1度方向に深いヌル点ができるが、干渉
波方向設定を0、1、2とした場合、1度周辺の利得が全体
的に低下する。しかし、さらに間隔を増加することによ
り、それぞれの場所でヌル点ができるようになるため、
利得β以下を保証する範囲が突然狭くなるので、この時
点で終了する。
Step 3: According to algorithm 1, correct
Calculate the weighting factor w of the normalized array antenna and calculate this value.
, The expected antenna gain is calculated. Where
Antenna gain is θd Over a certain value α centered on
Enclosure p and θuRange q that is less than or equal to a fixed value β centered on
Find out. If either p or q is empty, step 5
Proceed to. Also, the range of q is the same θd,θuUsing the past
If the value is smaller than q derived in
No. Otherwise, go to step 4. Here
The meaning of the tip isuAway from (that is,
Increase the interval of the point direction setting),
Then, the range that guarantees the gain β or less increases,
Increasing the spacing creates null points at each location.
The range that guarantees the gain β or less suddenly becomes narrower.
At this point, step 2
Then, the operation of step 5 is completed. For example, θu= 1 and N
uWhen = 3, set the interference wave direction to three directions: 0.9, 1, 1.1.
Direction, there is a deep null point in the 1 degree direction, but interference
When the wave direction is set to 0, 1, and 2, the gain around 1 degree
Decline. However, by further increasing the spacing
And a null point can be created at each location,
At this time, the range that guarantees the gain β or less suddenly narrows.
End at the point.

【0052】ステップ4:wと[p, q]の対応を、w→[p,
q]、と記述する。また、干渉波方向設定をΔθだけ増加
させて2に戻る。
Step 4: The correspondence between w and [p, q] is changed to w → [p,
q]. In addition, the interference wave direction setting is increased by Δθ, and the process returns to 2.

【0053】ステップ5:ステップ2からステップ4ま
での繰り返しで求められた、特定のθd、θuの設定にお
ける重み係数のうち,Δθを大きくすることによって得
られた、最大のqの範囲を持つ重み係数w→[p、q]をテ
ーブルTに保存する。
Step 5: Among the weighting coefficients in the specific setting of θ d and θu, which are obtained by repeating Steps 2 to 4, have the maximum q range obtained by increasing Δθ. The weight coefficient w → [p, q] is stored in the table T.

【0054】ステップ6: 上記のステップ2 へ戻っ
て、新たなθuを設定し、アレーアンテナの重み係数w
newを計算する。 ただし、wnew は、以下の条件を満た
すとする。 {wnew→[pnew, qnew] |∀r:(r ∈ (qnew∩¬(qnew∩Q)))∩ (r ∈ R)} ここで、式の意味は、新しく導出されたwnewから導出さ
れる利得において、利得β以下を保証する範囲qnewのこ
れまでに無かった部分が新規に保証する範囲であり、か
つrが希望するエリアR内であるような、wnew、を意味
している。
Step 6: Returning to step 2 above, a new θ u is set, and the weight coefficient w of the array antenna is set.
Calculate new . However, it is assumed that w new satisfies the following conditions. {w new → [p new , q new ] | ∀r: (r ∈ (q new ∩¬ (q new ∩Q))) ∩ (r ∈ R)} where the meaning of the expression is newly derived in the gain derived from the w new new, ranges so far not been part of the range q new new to ensure less gain β guarantees a new, and r is such that within the area R desired, w new new, Means

【0055】ステップ7:ステップ2からステップ6ま
でで、任意のθuに対応する、特定のθdに着目した重み
係数がTに記録された。次に、テーブルTに記録されて
いるが、重複しているため不必要なアレーアンテナの重
み係数w’をテーブルTから消す。ただし、w’ は、以
下の条件を満たすとする。 {w’→[p’, q’] | q’⊆q∈Q, w→[p, q], w’, w ∈
T}
Step 7: In steps 2 to 6, a weighting factor corresponding to an arbitrary θ u and focusing on a specific θ d is recorded in T. Next, unnecessary weight coefficients w ′ of the array antenna, which are recorded in the table T but are unnecessary because they overlap, are deleted from the table T. However, w 'is assumed to satisfy the following conditions. {w '→ [p', q '] | q'⊆q∈Q, w → [p, q], w', w ∈
T}

【0056】ステップ8:希望局方向、つまり指向性を
向ける方向を特定のθdに着目した場合に、求められた
アレーアンテナの重み係数から得られるアンテナ利得の
うち、アンテナ利得がα以上となる条件を満たす範囲が
一番小さいものに着目する。つまり、Pに保存されてい
る区間のうち、最小の区間を持つpを、aとし、サービス
エリア範囲Rからaを除外した範囲をRp とする。つま
り、関数min()が、最小区間の要素を与える関数とする
とき、 a= min(P)、Rp←(Rp-Rp ∩ a。)、 とする。さらに、新たにθdd∈Rp}を決定し2へ戻
る。 Rpが空となるまでステップ2からステップ8を繰り
返す。
Step 8: When a desired station direction, that is, a direction in which directivity is directed, is focused on a specific θ d , among the antenna gains obtained from the obtained weighting factors of the array antenna, the antenna gain becomes α or more. Focus on the smallest range that satisfies the condition. That is, of the sections are stored in P, and p having the smallest section is a, the ranges excluding a from the service area range R to R p. That is, when the function min () is a function that gives the element of the minimum section, a = min (P) and R p ← (R p -R p ∩a.). Further, θ dd ∈R p } is newly determined, and the process returns to 2. Steps 2 to 8 are repeated until R p becomes empty.

【0057】ステップ9:テーブルTに登録されている
不必要なアレーアンテナの重み係数w’ を消す。ただ
し、wnew は、以下の条件を満たすとする。 {w’→[p’, q’] | (p’⊆p∈P) ∩ (q’⊆q∈Q), w→
[p, q], w’,w ∈T}
Step 9: Unnecessary array antenna weight coefficients w 'registered in the table T are deleted. However, it is assumed that w new satisfies the following conditions. {w '→ [p', q '] | (p'⊆p∈P) ∩ (q'⊆q∈Q), w →
[p, q], w ', w ∈T}

【0058】ステップ10:終了。テーブルT には有
効なアレーアンテナの重み係数wと、wによって求まるア
ンテナ利得の情報が残る。
Step 10: End. In the table T, information on the effective array antenna weighting factor w and information on the antenna gain determined by w remains.

【0059】以上の手続きによって得られるテーブルT
から、アレーアンテナの重み係数に関し、基地局の配置
と移動局の配置と、アレーアンテナの重み係数テーブル
との間の対応をとる対応表と、上記のアレーアンテナの
重み係数を表にしたアレーアンテナの重み係数テーブル
を作成することは容易である。つまりステップ1からス
テップ10までで、ユーザーを分離可能な場合のアレー
アンテナの重み係数を容易に導出できる。
Table T obtained by the above procedure
From the above, with regard to the weight coefficient of the array antenna, a correspondence table for associating the arrangement of the base station, the arrangement of the mobile station, and the weight coefficient table of the array antenna, and the array antenna in which the weight coefficient of the array antenna is listed Is easy to create. That is, in steps 1 to 10, it is possible to easily derive the weight coefficient of the array antenna when the user can be separated.

【0060】以下に、上に述べた第1の手法の特徴を述
べる。まず、第1の特徴として、得られる解は最適解と
は限らないが、必ず要求を満たす解だけを導出すること
をあげることができる。
The features of the first method described above will be described below. First, as a first feature, the obtained solution is not always the optimal solution, but it is possible to derive only the solution that always satisfies the requirements.

【0061】また、第2の特徴として、上記第1の手法
において、ヌル点を設定する範囲を0〜θAreaと設定
し、−θArea〜0の範囲において、0〜θAreaで得られた
結果を応用して使用することは可能である。具体的に
は、0〜θAreaの範囲において得られた重み係数
w1,。。。wM を、wM, 。。。w1 と逆順に置き換えるこ
とにより、−θArea〜0の範囲におけるアレーアンテナ
の重み係数とすることが可能である。
[0061] As a second aspect, in the first approach, the range for setting the null point is set to 0~Shita Area, in the range of - [theta] Area ~0, obtained in 0~Shita Area It is possible to apply the results and use them. Specifically, the weighting factor obtained in the range of 0 to θ Area
w 1 ,. . . w M , w M ,. . . by replacing w 1 in reverse order and, may be a weighting factor of the array antenna in the range of - [theta] Area ~0.

【0062】また、第3の特徴として、上記の第1の手
法において、ヌル点の設定数Nuを計算手続き内に導入
し、計算内で可変としてアレーアンテナの重み係数を調
べることは可能である。このためには、Nuを変化させ
て、ステップ1から6までを繰り返せば良い。
[0062] As a third aspect, in the first technique described above, by introducing a set number N u of the null point in the calculation procedure, the variable as examining the weighting coefficients of the array antenna is possible by computing is there. For this purpose, by changing the N u, it may be repeated from Step 1 to 6.

【0063】また、第4の特徴として、上記第1の手法
において、サービスエリア範囲Rを本来希望する範囲よ
りも広く設定することにより、実際に広域化したRの範
囲において使用可能なアレーアンテナの重み係数の数を
増やすことが可能である。こうすることにより、より適
した指向性パターンを用いることができる。
As a fourth feature, in the first method, by setting the service area range R wider than the originally desired range, an array antenna that can be used in the range of the actually widened R is set. It is possible to increase the number of weighting factors. By doing so, a more suitable directivity pattern can be used.

【0064】また、第5の特徴として上記第1の手法の
ステップ1においてθuの設定にあたり、Rの一番端にあ
たる値から順番に設定していくことによって、計算の複
雑さを削減することが可能である。
As a fifth feature, in step 1 of the first method, in setting θ u , the value is set in order from the end of R to reduce the complexity of calculation. Is possible.

【0065】また、第6の特徴として、上記第1の手法
ステップ3においてアレーアンテナの重み係数を計算し
てアンテナ利得を計算するにあたり、アンテナを構成す
る部品などから影響を受ける誤差を勘案して計算するこ
とにより、各アレーアンテナの重み係数に対して、特定
の誤差を許容できる範囲を情報として記憶することが可
能である。
As a sixth feature, in calculating the antenna gain by calculating the weight coefficient of the array antenna in step 3 of the first method, an error affected by components constituting the antenna is taken into account. By performing the calculation, it is possible to store, as information, a range in which a specific error can be allowed for the weight coefficient of each array antenna.

【0066】また、第7の特徴として、上記第1の手法
ステップ9において冗長なアレーアンテナの重み係数を
取り除くにあたり、上記記述では完全に形状が重なって
いるアレーアンテナの重み係数を削除しているが、わず
かに重なっている部分を取り除くことにより、記憶する
アレーアンテナの重み係数の数を削減することが可能で
ある。
As a seventh feature, when removing the redundant array antenna weighting factor in the first method step 9, the above description removes the weighting factor of the array antenna whose shape is completely overlapped. However, it is possible to reduce the number of array antenna weight coefficients to be stored by removing the slightly overlapping portion.

【0067】また、第8の特徴として、上記第1の手法
においては、干渉波を押さえることができる(アンテナ
利得がβ以下となる)範囲を1箇所としているが、n(n
>1)個所とすることにより、ユーザー数が2以上の場合
に対応することが可能である。このためには、ステップ
2において、干渉波数を1つ(θu)で行った後、ステッ
プ6までの繰り返し終了後、干渉波数を(ユーザー数―
1)まで増加させ、同様に繰り返せば良い。((ユーザ
ー数−1)までの計算が終了した時点でステップ7へ以
降する)このようにすれば、利得β以下を保証する範囲
を一部の場所に留めることなく、複数地点に設定できる
ため、複数の移動局がある場合でも対応が可能である。
As an eighth feature, in the first method, the range in which the interference wave can be suppressed (the antenna gain is equal to or less than β) is set to one place, but n (n
> 1) It is possible to cope with the case where the number of users is 2 or more by setting the number of locations. For this purpose, in step 2, the number of interference waves is set to one (θ u ), and after the repetition up to step 6, the number of interference waves is reduced to (the number of users−
What is necessary is just to increase to 1) and repeat similarly. (When the calculation up to (the number of users −1) is completed, the process proceeds to step 7). In this way, the range that guarantees the gain β or less can be set at a plurality of points without remaining in some places. However, even when there are a plurality of mobile stations, it is possible to cope with the situation.

【0068】さらに、第9の特徴として、上記第1の手
法から得られた、対応する重み係数が存在しない移動局
と干渉波方向の組み合わせについての結果を用いること
により、分離不可能な範囲を容易に知ることができる。
Further, as a ninth feature, by using the result of the combination of the mobile station having no corresponding weight coefficient and the direction of the interference wave obtained from the first method, an inseparable range is obtained. You can easily find out.

【0069】この様に、目的とする特定のユーザーが分
離不可能な場所にいる場合については、別の多元接続方
式を用いる。これにより、空間的に移動局を分離する必
要がなくなるため、この場合、基地局はそれぞれのユー
ザーに対して、干渉を考慮せずに済むようになり、この
ため、エリア内のユーザー数が2のときは、選択するア
レーアンテナの重み係数として、各々の移動局の方向を
希望する方向とするアレーアンテナの重み係数を選択す
る。
As described above, when the intended specific user is in an inseparable place, another multiple access method is used. This eliminates the need to spatially separate mobile stations, in which case the base station does not have to consider interference for each user, and thus the number of users in the area is two. In the case of (1), as the weighting factor of the selected array antenna, the weighting factor of the array antenna that sets the direction of each mobile station to the desired direction is selected.

【0070】さらに、ユーザー数が3以上で目的とする
特定のユーザーが分離不可能なユーザーを含むときは、
基地局の選択するアレーアンテナの重み係数は、各々の
方向を希望する方向とし、分離可能なユーザーに対して
は低アンテナ利得を有するアレーアンテナの重み係数を
選択する。たとえば、ユーザーA、B、Cが存在し、A、B
が隣接しているためにお互い分離できない場合、A、Bに
対しては、それぞれA、Bの方向を希望する方向とし、C
に対しては低アンテナ利得を有するアレーアンテナの重
み係数を選択する。
Further, when the number of users is 3 or more and the intended specific user includes an inseparable user,
The weighting factor of the array antenna selected by the base station is set to a desired direction in each direction, and for separable users, a weighting factor of the array antenna having a low antenna gain is selected. For example, users A, B, and C exist, and A, B
Are adjacent to each other, the directions of A and B are assumed to be the desired directions for A and B, respectively.
, A weight coefficient of an array antenna having a low antenna gain is selected.

【0071】次に、第2の実施形態として、アルゴリズ
ム2の欠点である、受信を意図しない方向に向いている
サイドローブを制御することは可能だが、計算時間が膨
大である、という欠点を解決する第2の手法について、
以下に詳細に説明する。
Next, as a second embodiment, it is possible to control the side lobe that is directed in a direction not intended for reception, which is a drawback of Algorithm 2, but that the calculation time is enormous. For the second approach to
This will be described in detail below.

【0072】この第2の手法は、希望する方向と干渉を
抑える範囲、またこの干渉を抑える範囲で設定されるア
ンテナ利得という情報から、干渉波方向に対してできる
だけ広い範囲で低い利得のサイドローブをもつアレーア
ンテナの重み係数を導出し、その導出したアレーアンテ
ナの重み係数を記憶装置にデータとして記憶し、そのデ
ータを逐次用いることにより、サービスエリア内の任意
の場所にいる移動局に対してサービスを適用する、とい
うものである。
The second method is based on the information that the desired direction and the interference suppression range and the antenna gain set in the interference suppression range are based on the side lobe having the low gain in the widest possible range in the interference wave direction. Deriving the weighting factor of the array antenna having the following, storing the derived weighting factor of the array antenna as data in a storage device, and sequentially using the data, the mobile station at an arbitrary location in the service area can be used. Apply the service.

【0073】次に、アレーアンテナの重み係数導出のた
めの第2の手法について以下に記述する。その際、簡単
のため、サービスエリア内に存在するユーザー数が2の
場合について取り扱う。
Next, a second method for deriving the weight coefficient of the array antenna will be described below. At this time, for simplicity, the case where the number of users existing in the service area is 2 is handled.

【0074】ここで、下記アルゴリズムに必要となるパ
ラメータは、上記のものと類似しており、以下の通りで
ある。まず、サービスエリア範囲をRとする。ここで、
アレーアンテナの正面方向を0度とした場合、R=[−θ
Area〜θArea]とする。干渉波抑圧範囲をRuとし、干渉
波抑圧範囲におけるアンテナ利得をεとし、希望する方
向から来る信号に対する利得(α)と干渉波方向から来る
信号に対する利得(β)との間に与える利得差を(α−
β)とする。これらは、システム設計上から要求される
値である。
Here, parameters required for the following algorithm are similar to those described above, and are as follows. First, let R be the service area range. here,
When the front direction of the array antenna is 0 degree, R = [− θ
Area to θ Area ]. The interference suppression range and R u, the antenna gain in the interference wave suppression range and epsilon, gain difference provided between the gain (beta) for signals coming from the interference wave direction gain (alpha) with respect to the signal coming from the desired direction To (α−
β). These are values required from the system design.

【0075】ステップ101:希望する方向をθdとし、こ
れを原点として0度と設定する。干渉波抑圧方向をθu
とし、これを、サービスエリア範囲Rの範囲内から一点
導出する(θu∈R)。また、θuを含む範囲Ruを干渉波
抑圧範囲として設定する。
Step 101: The desired direction is set to θ d, and this is set to 0 degree using the origin as the origin. Set the interference wave suppression direction to θ u
This is derived from the service area range R by one point (θ u ∈R). Further, to set the range R u containing theta u as interference suppression range.

【0076】ステップ102:次に、与えられた、θd
干渉波抑圧範囲、干渉波抑圧範囲におけるアンテナ利得
εを元にアルゴリズム2を用いてアレーアンテナの重み
係数を導出する。
Step 102: Next, the algorithm 2 is used to derive the weighting factor of the array antenna based on the given θ d , the interference wave suppression range, and the antenna gain ε in the interference wave suppression range.

【0077】ステップ103:アレーアンテナの重み係数w
から、期待されるアンテナ利得を計算する。ここで、θ
d を中心とした一定の値α以上の利得が得られる範囲p
と、干渉波抑圧範囲を中心とした一定の値β以下の利得
となる範囲qを調べる。ここで、この関係を、w→[p,q]
と記述する。 もし、pかqのどちらかが空ならばステッ
プ105に進む。また、qの範囲が、同じθd、θuを用い
て過去に導出したqよりも狭くなった場合もステップ10
5に進む。これ以外の場合は、ステップ104に進む。
Step 103: Weight coefficient w of array antenna
, The expected antenna gain is calculated. Where θ
d Range p over which a gain greater than a certain value α can be obtained
And a gain below a certain value β centered on the interference wave suppression range
Examine the range q. Here, this relationship is expressed as w → [p, q]
It is described. If either p or q is empty,
Proceed to step 105. Also, the range of q is the same θd,θuUsing
Is smaller than q derived in the past.
Go to 5. Otherwise, the process proceeds to step 104.

【0078】ステップ104: wと[p, q]の対応を、w→
[p, q]と記述する。 干渉波抑圧範囲をΔRuだけ増加さ
せてステップ102に戻る。
Step 104: The correspondence between w and [p, q] is changed to w →
Described as [p, q]. The interference suppression range is increased by [Delta] R u to return to step 102.

【0079】ステップ105:ステップ2からステップ4
までの繰り返しで求められた、特定のθd、θuの設定に
おける重み係数のうち,Δθを大きくすることによって
得られた、最大のqの範囲を持つ重み係数w→[p、q]を
テーブルTに保存する。
Step 105: Step 2 to Step 4
Of the weighting factors in the specific settings of θ d and θ u obtained by repeating the above, the weighting factor w → [p, q] having the maximum range of q obtained by increasing Δθ Store in table T.

【0080】ステップ106:ステップ102へ戻って、以下
の条件を満たす新たなθuを設定し、アレーアンテナの
重み係数wnewを計算する。 ただし、wnewは、以下の条
件を満たすものとする。 {wnew→[pnew, qnew] |∀r:(r ∈(qnew∩¬(qnew∩Q)))∩ (r ∈ R)}
Step 106: Returning to step 102, a new θ u satisfying the following conditions is set, and the weight coefficient w new of the array antenna is calculated. However, w new shall satisfy the following conditions. {w new → [p new , q new ] | ∀r: (r ∈ (q new ∩¬ (q new ∩Q))) ∈ (r ∈ R)}

【0081】ステップ107:ステップ2からステップ6
までで、任意のθuに対応する、特定のθdに着目した重
み係数がTに記録された。次に、上記のステップ7と同
様の操作で、Tに記録されている不必要なアレーアンテ
ナの重み係数w’を消す。ただし、w’ は、以下の条件
を満たすものとする。 {w’→[p’, q’] | q’⊆q∈Q, w→[p, q], w’, w ∈
T}
Step 107: Step 2 to Step 6
Up to this point, a weighting factor corresponding to an arbitrary θ u and focusing on a specific θ d is recorded in T. Next, the unnecessary array antenna weighting factor w ′ recorded in T is erased by the same operation as in step 7 described above. However, w 'shall satisfy the following conditions. {w '→ [p', q '] | q'⊆q∈Q, w → [p, q], w', w ∈
T}

【0082】ステップ108:希望局方向、つまり指向性
を向ける方向を特定のθdに着目した場合に、求められ
たアレーアンテナの重み係数から得られるアンテナ利得
のうち、αを満たす範囲が一番小さいものに着目する。
つまり、Pに保存されている値のうち最小の値をaと
し、Rからaを除外した範囲をRp とする。つまり、a=m
in(P)、とするとき、 Rp←(Rp-(Rp ∩a))、とす
る。次に、新たにθdd∈Rp}を決定しステップ102へ
戻る。さらに、Rpが空となるまでステップ2からステッ
プ8を繰り返す。
Step 108: When a desired station direction, that is, a direction in which directivity is directed, is focused on a specific θ d , a range satisfying α is the most of the antenna gains obtained from the obtained weight coefficients of the array antenna. Focus on the smaller ones.
That is, among the values stored in P, the minimum value is a, and the range excluding a from R is Rp . That is, a = m
When in (P), R p ← (R p- (R p ∩a)). Next, θ dd ∈R p } is newly determined, and the process returns to step 102. Furthermore, repeat steps 8 steps 2 through R p is empty.

【0083】ステップ109:テーブルTに登録されてい
る不必要なアレーアンテナの重み係数w’ を消す。 た
だし、w’ は、以下の条件を満たすものとする。 {w’→[p’, q’] | (p’⊆p∈P) ∩ (q’⊆q∈Q), w→
[p, q], w’,w ∈T}
Step 109: Unnecessary array antenna weighting factors w 'registered in table T are deleted. However, w 'shall satisfy the following conditions. {w '→ [p', q '] | (p'⊆p∈P) ∩ (q'⊆q∈Q), w →
[p, q], w ', w ∈T}

【0084】ステップ110: 終了。テーブルTには有
効なアレーアンテナの重み係数w と、w によって求まる
アンテナ利得の情報が残る。
Step 110: end. In the table T, information on the effective array antenna weighting factor w and information on the antenna gain determined by w remains.

【0085】この様にして求めたテーブルTから、対応
表と重みテーブルを作成できる。つまりステップ101か
らステップ110までの操作で、ユーザーを分離可能な場
合について、アレーアンテナの重み係数導出ができたこ
とになる。
From the table T obtained in this way, a correspondence table and a weight table can be created. That is, the weighting coefficients of the array antenna can be derived in the case where the users can be separated by the operations from step 101 to step 110.

【0086】この第2の手法の特徴は、上記第1の手法
の特徴1から特徴9までと同じ特徴を持っている。
The features of the second technique have the same features as the features 1 to 9 of the first technique.

【0087】こうして上記の第1の手法や第2の手法を
用いることにより、アレーアンテナの重み係数と対応表
が完成する。以上示した様に、限られた範囲におけるア
ンテナの最高利得についてあらかじめ決められた条件を
設け、これを満足する重み係数ベクトルを用いてアレー
アンテナの制御を行うことが、本発明の一つの要件であ
る。
By using the above-described first and second techniques, a weighting coefficient of the array antenna and a correspondence table are completed. As described above, one of the requirements of the present invention is to provide a predetermined condition for the maximum gain of the antenna in a limited range and to control the array antenna using a weight coefficient vector satisfying this condition. is there.

【0088】上記手法を用いることにより、アルゴリズ
ム1においては、実際の動作環境において複雑な計算を
必要とせず、干渉波抑圧効果の範囲の広いアレーアンテ
ナの重み係数を導出することが可能となる。
By using the above method, Algorithm 1 does not require complicated calculations in an actual operating environment, and can derive a weighting factor for an array antenna having a wide range of interference wave suppression effects.

【0089】また、これらをアレーアンテナの重み係数
テーブルと対応表とし記憶装置に記憶させておき、必要
な場合に参照するという上記の手法を用いることによ
り、アルゴリズム2においては、実際の動作環境におい
て複雑な計算を必要とせず、最適なアレーアンテナの重
み係数を導出可能となる。通常、アルゴリズム2を適用
して計算する場合は、現在の通常のコンピュータを用い
て計算することにより、リアルタイムでのアレーアンテ
ナの制御をすることは時間的な問題があり、運用上の障
害となる。
In addition, by using the above-described method of storing these in a storage device as a weight coefficient table and a correspondence table of an array antenna and referencing them when necessary, Algorithm 2 can be used in an actual operating environment. It is possible to derive an optimal array antenna weighting factor without requiring complicated calculations. Normally, when the calculation is performed by applying the algorithm 2, it is time-consuming to control the array antenna in real time by calculating using a current general computer, which is an operational obstacle. .

【0090】さらに、上記手法を用いることにより、ア
ルゴリズム1、アルゴリズム2による結果を用いて、移
動局の位置について、通信品質に関する要求を満たすア
レーアンテナの重み係数が導出可能か否かが即時に判断
できる。従来の方法では、たとえアレーアンテナの重み
係数が導出できた場合でも、求められたアレーアンテナ
の重み係数が適用可能であるかどうか判断することは、
難しい。これは、干渉方向と、希望方向の利得差が十分
に取れない場合も、従来の方法を用いて、計算出力とし
て、重み係数が導出されるため、本当に通信品質を確保
できる重み係数であるのかどうか、確認作業を必要とす
るためである。
Further, by using the above method, it is immediately determined whether or not the weighting factor of the array antenna satisfying the requirement regarding the communication quality can be derived for the position of the mobile station using the results of the algorithms 1 and 2. it can. In the conventional method, even if the weight coefficient of the array antenna can be derived, it is determined whether the obtained weight coefficient of the array antenna is applicable.
difficult. This is because, even when the gain difference between the interference direction and the desired direction cannot be sufficiently obtained, the weight coefficient is derived as a calculation output using the conventional method. This is because confirmation work is required.

【0091】そこで、あらかじめ、上記したアンテナ重
み係数を複数決定しておき、基地局側でこれらのアレー
アンテナの重み係数をテーブルとして保存しておき、移
動局の位置によって該当するアレーアンテナの重み係数
を参照する方法を本発明は提案している。より具体的に
は、この方法は、次の手順に沿ったものである。
Therefore, a plurality of antenna weighting factors are determined in advance, and the weighting factors of these array antennas are stored as a table on the base station side, and the weighting factor of the corresponding array antenna is determined according to the position of the mobile station. The present invention proposes a method of referring to. More specifically, the method follows the following procedure.

【0092】(1)限られた範囲にあるサイドローブの
最高利得について予め決められた条件を設け、これを満
足するアレーアンテナの重み係数を予め複数決定し、ア
レーアンテナの重み係数テーブルに保存する。この際、
基地局がサービスを対象とするエリア内で、任意の位置
に存在する移動局を想定し、どのような場合にも対応で
きるアレーアンテナの重み係数を用意する。さらに、各
アレーアンテナの重み係数が基地局と移動局の配置に関
し、どのような状態に適用可能かを示す配置とアレーア
ンテナの重み係数テーブル間の対応をとる対応表を用意
する。
(1) A predetermined condition is set for the maximum gain of side lobes within a limited range, and a plurality of weighting factors of the array antenna satisfying this condition are determined in advance and stored in the weighting factor table of the array antenna. . On this occasion,
Assuming a mobile station located at an arbitrary position in an area where the base station is to be serviced, a weight coefficient of an array antenna that can cope with any case is prepared. In addition, a correspondence table is prepared for associating the weight coefficient of each array antenna with an arrangement indicating what kind of state is applicable to the arrangement of the base station and the mobile station and the weight coefficient table of the array antenna.

【0093】(2)移動局に関する位置情報から、対応
表を参照し、空間的に分離可能か不可能かを判断する。
可能な場合は、対応表の情報を元に上記のアレーアンテ
ナの重み係数テーブルから、アレーアンテナの重み係数
を選択する。不可能な場合は、予め決められた対応をと
る。例えば、他の多元接続方式と組み合わせを行なう等
の措置をとる。 (3)選択されたアレーアンテナの重み係数を用いてア
レーアンテナを制御する。 (4)予め決められた時間の後に、移動局の位置情報を
更新し、上記(2)へ戻る。
(2) Referring to the correspondence table from the position information on the mobile station, it is determined whether or not spatial separation is possible.
If possible, the weighting factor of the array antenna is selected from the above-mentioned weighting factor table of the array antenna based on the information in the correspondence table. If it is not possible, take a predetermined action. For example, measures such as combining with another multiple access system are taken. (3) The array antenna is controlled using the weight coefficient of the selected array antenna. (4) After a predetermined time, the location information of the mobile station is updated, and the process returns to (2).

【0094】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図7を用いて説明する。これらの図において、概略
同じ物あるいは同じ機能を有するものについては同じ符
号を付して説明する。また、基地局から見てメインビー
ムの制御誤差ないにある複数の移動局については、実質
的に単一の移動局と見なす。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. In these figures, substantially the same components or components having the same functions are denoted by the same reference numerals and described. In addition, a plurality of mobile stations that have no main beam control error as viewed from the base station are regarded as substantially a single mobile station.

【0095】図1は、実施の形態を示すための本発明を
導入したアレーアンテナ装置の構成を示すブロック図で
ある。図1に示す装置は、アレーアンテナ1、アレー素
子2、周波数変換手段3、受信の中間周波数信号(また
はベースバンド信号)4、電波の到来方向推定手段5、
受信信号の方位6、送受信重み係数決定手段7、対応表
8、アレーアンテナの重み係数テーブル9、送信用重み
係数10、各アレー素子の重み調整手段11、受信用重
み係数12、および受信信号合成手段13で構成されて
いる。ここで、受信アンテナ及び送信用アンテナはアレ
ーアンテナ1を共通に用いても良い。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an array antenna apparatus according to an embodiment of the present invention. The apparatus shown in FIG. 1 includes an array antenna 1, an array element 2, frequency conversion means 3, a reception intermediate frequency signal (or baseband signal) 4, a radio wave arrival direction estimation means 5,
Received signal azimuth 6, transmission / reception weight coefficient determination means 7, correspondence table 8, array antenna weight coefficient table 9, transmission weight coefficient 10, weight adjustment means 11 for each array element, reception weight coefficient 12, and received signal synthesis Means 13 are provided. Here, the receiving antenna and the transmitting antenna may use the array antenna 1 in common.

【0096】指向性制御アンテナ装置の動作を、図1を
用いて以下に説明する。M(M>1)個のアンテナをア
レー素子2として用いたアレーアンテナ1により到来電
波を受信する。受信周波数変換手段3は、アレーアンテ
ナ1の各アレー素子2における受信の無線周波数を中間
周波数信号(またはベースバンド信号)4に変換する。
到来方向推定手段5は、受信の中間周波数信号(または
ベースバンド信号)4を用いて受信信号の方位6を推定
する。送受信重み係数決定手段7は、到来方向推定手段
5の推定結果と対応表8とアレーアンテナの重み係数テ
ーブル9をもとに各移動局から来る信号に対して指向性
のピークを向けるための送信用重み係数10を出力し、
重み調整手段11にて各アレー素子の重みを調整する。
また、各移動局から発生される受信信号に対して、各々
受信用重み係数12を出力する。受信信号合成手段13
は、受信用重み係数12を用いて受信の中間周波数信号
(またはベースバンド信号)4に対して重み付け合成処
理することによって各移動局から発生される信号に対し
て、受信の指向性合成を行う。
The operation of the directivity control antenna device will be described below with reference to FIG. An incoming radio wave is received by an array antenna 1 using M (M> 1) antennas as an array element 2. The reception frequency conversion means 3 converts the radio frequency of reception at each array element 2 of the array antenna 1 into an intermediate frequency signal (or baseband signal) 4.
The arrival direction estimating means 5 estimates the azimuth 6 of the received signal using the received intermediate frequency signal (or baseband signal) 4. The transmission / reception weight coefficient determination means 7 transmits a signal for directing a peak of directivity to a signal coming from each mobile station based on the estimation result of the arrival direction estimation means 5, the correspondence table 8 and the weight coefficient table 9 of the array antenna. Outputs a credit weighting factor of 10,
Weight adjustment means 11 adjusts the weight of each array element.
Also, for each of the received signals generated from each mobile station, a weighting coefficient for reception 12 is output. Received signal combining means 13
Performs the reception directivity synthesis on the signal generated from each mobile station by performing weighting synthesis processing on the reception intermediate frequency signal (or baseband signal) 4 using the reception weight coefficient 12. .

【0097】上記のアレーアンテナの重み係数テーブル
は、システムに必要とされるサービスエリア範囲をカバ
ーし、希望する方向と干渉波方向から来る信号に対する
利得差を満たすように設定し、提案手法1もしくは提案
手法2を用いて求められたものである。具体的な例とし
て図2を示す。図2は、アルゴリズム2に対する手法2
を用い、範囲Rを−60度から60度とし、干渉抑圧最
小範囲Ruを20度とし、α=−3、β=−43を使用し
た。
The above-mentioned array antenna weight coefficient table is set so as to cover the service area range required for the system and to satisfy the gain difference for signals coming from the desired direction and the interference wave direction. It is obtained using the proposed method 2. FIG. 2 is shown as a specific example. FIG. 2 shows method 2 for algorithm 2.
The use, the range R is 60 ° -60 °, the interference suppression minimum range R u and 20 degrees, alpha = -3, using beta = -43.

【0098】次に、アレーアンテナの重み係数を選択す
るための対応表について説明する。図4は移動局の数が
2の時に、それぞれのアレーアンテナの重み係数を持っ
た図2及び図3に示したA〜N(A)〜(N)の指向性
パタンのうち、どの指向性パタンを割り当てるか判断す
るための対応表の例である。この対応表は図1のアレー
アンテナの重み係数テーブル9に保存するアレーアンテ
ナの重み係数で形成されるアレーアンテナ1の指向性パ
タンの例を元に作成される。具体的には、図2及び図3
に示した全パタンについて、一定の与えられているアン
テナ利得以上の利得範囲を横軸に(ここでは−3d
B)、一定の与えられているアンテナ利得以下のを与え
られている範囲を縦軸にとり(ここでは−43dB)、
その領域が図4に示されている。図4では見易さのため
に、二次元図として示したが、数表としてまとめておく
ことも可能である。図4の読み方は、横軸を目的移動局
方向の角度、縦軸を干渉移動局方向の角度として読むこ
とにより、目的移動局の方向と干渉移動局の方向との方
向のみを入力値として、図2及び図3のアレーアンテナ
の重み係数の組み合わせA〜N(A)〜(N)からアレ
ーアンテナの重み係数の組を見いだすものである。図4
における空白部分は2局の移動局を分離できない場合で
ある。この様に記憶することにより、2局の方向のみを
入力するだけで空間的に分離できない旨を即座に判断で
きる。このように分離できない場合には、他の多元接続
方式と組み合わせる必要がある。よってこの場合のアレ
ーアンテナの重み係数の導出については、干渉波を考慮
せずにすむ。たとえば、ユーザー1が40度、ユーザー2
が60度に存在する場合には図4において、対応するアレ
ーアンテナの重み係数がない。そこで、ユーザー1に対
しては、横軸が40度を満たすアレーアンテナの重み係
数、G,I, J, K, L, M, N等のいずれかを選択する。ま
た、ユーザー2に対しては、K,L, Mのいずれかを選択す
る。
Next, a correspondence table for selecting the weight coefficient of the array antenna will be described. FIG. 4 shows which directivity pattern among the directivity patterns A to N (A) to (N) shown in FIGS. 2 and 3 having the weighting factor of each array antenna when the number of mobile stations is two. It is an example of a correspondence table for determining whether to assign a pattern. This correspondence table is created based on an example of the directivity pattern of the array antenna 1 formed by the array antenna weighting factors stored in the array antenna weighting factor table 9 of FIG. Specifically, FIGS. 2 and 3
Are plotted on the horizontal axis (in this case, -3d
B), the vertical axis is a range given below a given given antenna gain (here, -43 dB),
The area is shown in FIG. Although FIG. 4 shows a two-dimensional diagram for the sake of clarity, it may be summarized as a numerical table. The method of reading in FIG. 4 is such that by reading the horizontal axis as the angle in the direction of the target mobile station and reading the vertical axis as the angle in the direction of the interfering mobile station, only the directions of the direction of the target mobile station and the direction of the interfering mobile station are used as input values. A set of weighting factors of the array antenna is found from combinations A to N (A) to (N) of the weighting factors of the array antenna of FIGS. 2 and 3. FIG.
The blank portion in indicates that the two mobile stations cannot be separated. By storing in this way, it is possible to immediately judge that spatial separation cannot be achieved by inputting only the directions of two stations. If separation is not possible in this way, it must be combined with other multiple access schemes. Therefore, the derivation of the weight coefficient of the array antenna in this case does not need to consider the interference wave. For example, user 1 is 40 degrees, user 2
Is present at 60 degrees, there is no corresponding array antenna weighting factor in FIG. Thus, for the user 1, any one of the array antenna weighting factors, G, I, J, K, L, M, N, etc., whose horizontal axis satisfies 40 degrees is selected. For the user 2, one of K, L, and M is selected.

【0099】図4を用いて以下にアレーアンテナの重み
係数選択手段の使用方法を説明する。図4は、2局の移
動局を対象とする場合に、移動局の位置とアレーアンテ
ナの重み係数テーブル9に保存されているアレーアンテ
ナの重み係数を対応させるための図である。たとえば0
度方向と40度方向に移動局が存在する場合、0度方向
の移動局の信号を受信するにあたっては、横軸0度、縦
軸40度より導かれるアレーアンテナの重み係数の組A
を選択する。また、40度方向の移動局の信号を受信す
るにあたっては、横軸40度、縦軸0度より導かれるア
レーアンテナの重み係数の組G,K,Nのいずれかを選
択する。いずれでも選択できるが、アレーアンテナの重
み係数の組Gの領域の中心が、横軸40度、縦軸0度の
点に最も近いのでこの点が望ましい。送信受信で同じ周
波数を使用する場合は、受信用アレーアンテナの重み係
数と送信用アレーアンテナの重み係数は同じである。送
信受信で異なる周波数を使用する場合は各々別に用意す
る。この様に、アレーアンテナの重み係数をアレーアン
テナの重み係数テーブル9より選択参照することで、そ
の都度計算する必要がなくなり、アレーアンテナの重み
係数設定に費やす時間を短縮できる。
A method of using the weighting factor selecting means of the array antenna will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for associating the position of the mobile station with the weight coefficient of the array antenna stored in the weight coefficient table 9 of the array antenna when two mobile stations are targeted. For example, 0
When a mobile station exists in the 0 degree direction and the 40 degree direction, when receiving a signal of the 0 degree direction mobile station, a set A of weighting coefficients of the array antenna derived from 0 degree on the horizontal axis and 40 degrees on the vertical axis is used.
Select When receiving a signal from a mobile station in a direction of 40 degrees, one of the sets G, K, and N of the array antenna weighting factors derived from the horizontal axis at 40 degrees and the vertical axis at 0 degrees is selected. Either can be selected, but this point is desirable because the center of the area of the set G of the weighting factors of the array antenna is closest to the point of 40 degrees on the horizontal axis and 0 degrees on the vertical axis. When the same frequency is used for transmission and reception, the weighting factor of the receiving array antenna is the same as the weighting factor of the transmitting array antenna. When different frequencies are used for transmission and reception, they are prepared separately. In this manner, by selecting and referencing the weight coefficient of the array antenna from the weight coefficient table 9 of the array antenna, it is not necessary to calculate each time, and the time spent for setting the weight coefficient of the array antenna can be reduced.

【0100】図5は本提案手段の効果を示す。図5
(a)では(同じ周波数、あるいは非常に接近した周波
数を用いる)2局の移動局A、Bが存在し、移動局Bか
ら基地局に送る信号が反射するなどして、基地局から見
ると、見かけ上移動局Bの方向より複数の信号が到達す
る場合を示している。仮に、移動局Aのいる方向を0
度、Bのいる方向を40度と仮定する。基地局が移動局
Aから来る信号のみを取り出す場合、図4(b)に示す
様に、従来の手法では、受信局での干渉波(移動局A以
外の方向から来る信号)が非常に多い場合、除去できる
信号の数には限界があった。これはアルゴリズム1のタ
イプの手法を用いると、干渉抑圧を行うことのできる干
渉波の数に制限があったためである。しかし本提案方法
を用いると、図4(c)に示す様に、広範囲から来る干
渉信号の除去が可能となる。これは本手法が、広範囲に
対して干渉抑圧を行うことを目的としたものであり、こ
の範囲内であれば、干渉波の数に制限なく干渉波抑圧が
行えるためである。
FIG. 5 shows the effect of the proposed means. FIG.
In (a), there are two mobile stations A and B (using the same frequency or very close frequencies), and a signal transmitted from the mobile station B to the base station is reflected, and as seen from the base station. , A plurality of signals apparently arrive from the direction of the mobile station B. If the direction where mobile station A is located is 0
And the direction in which B is located is assumed to be 40 degrees. When the base station extracts only the signal coming from the mobile station A, as shown in FIG. 4B, in the conventional method, there are very many interference waves (signals coming from directions other than the mobile station A) at the receiving station. In some cases, the number of signals that could be removed was limited. This is because the number of interference waves for which interference suppression can be performed is limited when the algorithm 1 type technique is used. However, when the proposed method is used, it is possible to remove an interference signal coming from a wide range as shown in FIG. This is because the present method aims to perform interference suppression over a wide range, and within this range, interference wave suppression can be performed without limitation on the number of interference waves.

【0101】次に、移動局の方向の推定において誤差が
ある場合について説明する。図6は、このような誤差が
ある場合に、従来の制御方法による場合と本発明の制御
方法による場合を比較して説明するための図である。図
5(a)では2局の移動局A、Bが存在し、基地局側で
は、それぞれの移動局の方向を把握している場合を示し
ている。また、図6(b)は、従来の制御方法によるア
レーアンテナの指向性パターンを示している。ここで仮
に、基地局が、移動局Aのいる方向を0度、Bのいる方
向を40度にあるが、基地局側では、誤って移動局Aの
いる方向を5度、Bのいる方向を45度と判断したと仮
定する。このような僅かな方向推定誤差でも、従来の手
法では、基地局が移動局Aから来る信号のみを取り出す
場合、Aからの信号に対するアンテナ利得は殆ど変わら
ないが、Bから来る干渉波に対する利得を低く設定でき
る範囲が狭かったため、干渉信号の除去が難しくなって
しまいっていた。しかし本発明の制御方法による場合
は、図6(c)に示す様に、広範囲に対して干渉除去が
できるアレーアンテナの重み係数を用意することによ
り、多少の誤差があっても干渉信号の除去が可能とな
る。これは、従来は、移動局Bの方向がヌル点となるア
レーアンテナの重み係数を適用したのに対し、本発明で
は、受信すべきでない信号の到来方向周辺の広い範囲に
対して、サイドローブのピークが充分低い利得をもつア
レーアンテナの重み係数を用いて受信するためである。
Next, a case where there is an error in estimating the direction of the mobile station will be described. FIG. 6 is a diagram for comparing and explaining a case using the conventional control method and a case using the control method of the present invention when there is such an error. FIG. 5A shows a case where there are two mobile stations A and B, and the base station side knows the direction of each mobile station. FIG. 6B shows a directivity pattern of an array antenna according to a conventional control method. Here, suppose that the base station occupies the mobile station A in the direction of 0 ° and B exists in the direction of 40 °, but the base station erroneously changes the direction of the mobile station A in the direction of 5 ° and the direction of the B Is determined to be 45 degrees. Even with such a small direction estimation error, in the conventional method, when the base station extracts only the signal coming from the mobile station A, the antenna gain for the signal from A hardly changes, but the gain for the interference wave coming from B is reduced. Since the range that can be set low was narrow, it was difficult to remove the interference signal. However, according to the control method of the present invention, as shown in FIG. 6C, by preparing a weight coefficient of an array antenna capable of removing interference over a wide range, the interference signal can be removed even if there is some error. Becomes possible. Conventionally, the weighting factor of the array antenna in which the direction of the mobile station B is a null point is applied. On the other hand, according to the present invention, a side lobe is applied to a wide range around the arrival direction of a signal that should not be received. The reason for this is that the peak of is received using the weight coefficient of the array antenna having a sufficiently low gain.

【0102】次に、移動局の移動に合わせたアレーアン
テナの重み係数の選択方法について説明する。図7は移
動局の移動に合わせたアレーアンテナの重み係数の選択
方法を示す図である。図7(a)では2局の移動局A、
Bが存在し、それぞれ移動している場合を示し、図7
(b)では、この場合に予め用意した対応表を示してい
る。仮に、移動局Aのいる方向を40度、Bのいる方向
を−35度と仮定すると移動局Aに対する最適重みは、
図6(b)に示される様に4パタン(I,L,M,N)
存在する。移動局A、Bの移動方向を考慮に入れると、
アレーアンテナの重み係数は以下のように選択される。
移動局Aが+方向へ移動する場合:Mを選択し、移動局
Aが−方向へ移動する場合:Iを選択し、移動局Bが+
方向へ移動する場合:Nを選択し、移動局Bが−方向へ
移動する場合:Iを選択し、移動局Aが+方向へ移動
し、移動局Bが+方向へ移動する場合:Lを選択し、移
動局Aが+方向へ移動し、移動局Bが−方向へ移動する
場合:IもしくはMを選択(速度差より判断、移動局A
の方が速い場合Mを選択、移動局Bの方が速い場合Iを
選択)し、移動局Aが−方向へ移動し、移動局Bが+方
向へ移動する場合:IもしくはNを選択(速度差より判
断、移動局Aの方が速い場合Iを選択、移動局Bの方が
速い場合Nを選択)し、移動局Aが−方向へ移動し、移
動局Bが−方向へ移動する場合:Iを選択する。
Next, a method of selecting a weight coefficient of an array antenna according to the movement of a mobile station will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a method of selecting a weight coefficient of an array antenna according to movement of a mobile station. In FIG. 7A, two mobile stations A,
FIG. 7 shows a case where B exists and is moving respectively.
(B) shows a correspondence table prepared in advance in this case. Assuming that the direction in which the mobile station A is located is 40 degrees and the direction in which the mobile station A is located is -35 degrees, the optimal weight for the mobile station A is:
As shown in FIG. 6B, four patterns (I, L, M, N)
Exists. Taking the moving directions of the mobile stations A and B into consideration,
The weighting factor of the array antenna is selected as follows.
When mobile station A moves in the + direction: M is selected, and when mobile station A moves in the − direction: I is selected, and mobile station B
When moving in the direction: select N, when mobile station B moves in the-direction: select I, when mobile station A moves in the + direction, and when mobile station B moves in the + direction: L When the mobile station A moves in the + direction and the mobile station B moves in the-direction: I or M is selected (judging from the speed difference, mobile station A
If mobile station B is faster, select M, if mobile station B is faster, select I), mobile station A moves in the-direction, and mobile station B moves in the + direction: select I or N ( Judging from the speed difference, if the mobile station A is faster, select I; if the mobile station B is faster, select N), the mobile station A moves in the negative direction, and the mobile station B moves in the negative direction. Case: I is selected.

【0103】この様に、移動局の場所に応じて選択でき
るアレーアンテナの重み係数を複数用意することによ
り、移動情報に基づき最適な重みを選択でき、移動局の
移動に追従した最適なアレーアンテナの重み係数の選択
が可能となり、基地局側でのアレーアンテナの重み係数
変更回数が削減できる。
As described above, by preparing a plurality of weighting factors of the array antenna that can be selected according to the location of the mobile station, the optimum weight can be selected based on the movement information, and the optimum array antenna that follows the movement of the mobile station can be selected. Can be selected, and the number of times of changing the weight coefficient of the array antenna on the base station side can be reduced.

【0104】次に、デバイスの誤差を考慮した場合の、
アレーアンテナの重み係数の調整について説明する。図
8は、上記の実施の形態における重み調整手段11もし
くは受信信号合成手段13を構成するデバイスの誤差を
考慮した場合の、アレーアンテナの重み係数の調整を説
明するための図である。図8(a)は図2のパタンAを
生成するにあたり、受信信号合成手段13もしくは、ア
レーアンテナの重み係数調整手段11もしくは受信指向
性合成手段13及び周波数変換手段3及びアレー素子2
までの給電経路に合わせて2度以内の位相誤差が存在し
た場合の指向性パタンの変動を示す図である。また、図
8(b)は、受信信号合成手段13もしくは、アレーア
ンテナの重み係数調整手段11もしくは受信指向性合成
手段13及び周波数変換手段3及びアレー素子2までの
給電経路に合わせて3%の振幅誤差が存在する場合の指
向性パタンの変動を示す図である。図8(c)は、受信
信号合成手段13もしくは、アレーアンテナの重み係数
調整手段11もしくは受信指向性合成手段13及び周波
数変換手段3及びアレー素子2までの給電経路に合わせ
て1度以内の位相誤差と3%以内の振幅誤差が存在する
場合の指向性パタンの変動を示す図である。
Next, when a device error is considered,
The adjustment of the weight coefficient of the array antenna will be described. FIG. 8 is a diagram for explaining the adjustment of the weight coefficient of the array antenna when the error of the device constituting the weight adjustment unit 11 or the reception signal combining unit 13 in the above embodiment is considered. FIG. 8 (a) shows the reception signal synthesizing unit 13 or the array antenna weight coefficient adjusting unit 11 or the reception directivity synthesizing unit 13 and the frequency conversion unit 3 and the array element 2 when generating the pattern A of FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a change in directivity pattern when a phase error within two degrees exists in accordance with the power supply path up to the power supply path. FIG. 8 (b) shows the received signal combining means 13 or the weighting coefficient adjusting means 11 for the array antenna or the receiving directivity combining means 13, the frequency conversion means 3 and the feed path to the array element 2 in 3%. FIG. 9 is a diagram illustrating a change in directivity pattern when an amplitude error exists. FIG. 8C shows the phase within one degree in accordance with the power supply path to the reception signal combining means 13, the array antenna weight coefficient adjusting means 11, the reception directivity combining means 13, the frequency converting means 3 and the array element 2. FIG. 9 is a diagram illustrating a change in directivity pattern when an error and an amplitude error within 3% exist.

【0105】図8(a)および(b)に示すように、そ
れぞれのアレーアンテナの重み係数において信号伝送路
等の誤差を与えた状態で指向性パタンを繰り返し計算
し、特性を調べることにより、特定の誤差がある場合に
おいて、何パーセントの確率で、特定の利得を保証でき
るかを計算するが可能となる。この情報を用いて対応表
を作成することにより、誤差の影響を緩和したアレーア
ンテナの重み係数を用意し、使用に当たっては、それを
選択することが可能となる。
As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the directivity pattern is repeatedly calculated in a state where an error such as a signal transmission path is given in the weight coefficient of each array antenna, and the characteristic is examined. With a certain error, it is possible to calculate what percentage of the probability that a certain gain can be guaranteed. By creating a correspondence table using this information, it is possible to prepare an array antenna weighting coefficient in which the influence of the error is reduced, and to select it when using it.

【0106】次に、アレーアンテナの重み係数テーブル
に保存したアレーアンテナの重み係数を利用することに
より、装置誤差に対する許容度を検討する例を、図8を
用いて説明する。図8(a)は、受信信号合成手段13
もしくはもしくは受信指向性合成手段13及び周波数変
換手段3及びアレー素子2までの給電経路に合わせて2
度以内の位相誤差が存在した場合、図2に示したアレー
アンテナの重み係数の組み合わせAにおける指向性パタ
ンの変動を示す図である。この図では、95%以上の確
率で−40dB以下に保てることが示せている。また、
図(b)は、受信信号合成手段13もしくはもしくは受
信指向性合成手段13及び周波数変換手段3及びアレー
素子2までの給電経路に合わせて3%以内の振幅誤差が
存在した場合、図2に示したアレーアンテナの重み係数
の組み合わせAにおける指向性パタンの変動を示す図で
ある。この図でも、95%以上の確率で−40dB以下
に保てることが示せている。図(c)は、受信信号合成
手段13もしくはもしくは受信指向性合成手段13及び
周波数変換手段3及びアレー素子2までの給電経路に合
わせて1度以内の位相誤差と3%以内の振幅誤差が存在
する場合、図2に示したアレーアンテナの重み係数の組
み合わせAにおける指向性パタンの変動を示す図であ
る。この図でも、95%以上の確率で−40dB以下に
保てることが示せている。つまり、アレーアンテナの重
み係数テーブルに保存してある各アレーアンテナの重み
係数に対して、何パーセント以上の確率で、特定の利得
以下に保つことができるという情報を用いて、対応表を
作成することにより、誤差に対する許容度を持たせるこ
とができる。
Next, an example will be described with reference to FIG. 8 in which the tolerance for the device error is examined by using the array antenna weighting factor stored in the array antenna weighting factor table. FIG. 8A shows the reception signal combining means 13.
Alternatively, it is also possible to adjust the length of the power supply to the reception directivity synthesis means 13, the frequency conversion means 3 and the
FIG. 3 is a diagram illustrating a change in a directivity pattern in a combination A of weighting factors of the array antenna illustrated in FIG. 2 when a phase error within a degree exists. This figure shows that it is possible to maintain -40 dB or less with a probability of 95% or more. Also,
FIG. 2B shows a case where an amplitude error of 3% or less exists along the power supply path to the reception signal synthesizing unit 13 or the reception directivity synthesizing unit 13 and the frequency conversion unit 3 and the array element 2. FIG. 8 is a diagram showing a variation in directivity pattern in a combination A of weighting factors of an array antenna. This figure also shows that 95% or less can be maintained at -40 dB or less. FIG. 4C shows a phase error within 1 degree and an amplitude error within 3% in accordance with the power supply path to the reception signal synthesizing means 13 or the reception directivity synthesizing means 13 and the frequency conversion means 3 and the array element 2. FIG. 3 is a diagram showing a change in directivity pattern in a combination A of weighting factors of the array antenna shown in FIG. This figure also shows that 95% or less can be maintained at -40 dB or less. In other words, a correspondence table is created by using information that, with respect to the weighting factor of each array antenna stored in the weighting factor table of the array antenna, it is possible to maintain the gain below a specific gain with a probability of more than what percentage. Thereby, tolerance for an error can be given.

【0107】逆に、特定の利得をある確率以上で確保す
るための、誤差に対する許容度を検討することができ、
所望するアンテナ指向性を保証するための、デバイスの
誤差の上限を指定することが可能となる。
Conversely, the tolerance for an error to secure a specific gain at a certain probability or higher can be examined.
It is possible to specify an upper limit of a device error for guaranteeing a desired antenna directivity.

【0108】[0108]

【発明の効果】この発明は上記した構成からなるので、
以下に説明するような効果を奏することができる。
Since the present invention has the above-described configuration,
The following effects can be obtained.

【0109】請求項1に記載の発明では、広範囲にわた
る干渉波に対して、アレーアンテナの利得を低く抑える
事ができるようになった。
According to the first aspect of the present invention, the gain of the array antenna can be suppressed to a low level with respect to an interference wave in a wide range.

【0110】請求項2に記載の発明では、広範囲にわた
る干渉波に対して、アレーアンテナの利得を低く抑える
事ができるかどうかを、アンテナの制御を行なう運用の
さいには、短時間で判断できるようになった。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to determine in a short time whether or not the gain of the array antenna can be suppressed to a low level with respect to an interference wave in a wide range during the operation of controlling the antenna. It became so.

【0111】また、請求項3に記載の発明では、装置に
複雑な演算処理能力をもつことなく、希望する方向に対
して所望のアンテナ利得を有し、干渉波の方向に低いア
ンテナ利得を持ったアレーアンテナ特性とすることが短
時間ででき、また2つ以上のユーザーに対して同一周波
数の使用が可能であるか否か即時判断を行うことができ
る。また干渉波抑圧可能範囲が従来方法よりも広く設定
できるために、到来方向推定誤差に対する許容能力が高
いという利点を有する。
According to the third aspect of the present invention, the apparatus has a desired antenna gain in a desired direction and a low antenna gain in a direction of an interference wave without having a complicated arithmetic processing capability. The array antenna characteristics can be obtained in a short time, and it can be determined immediately whether two or more users can use the same frequency. Further, since the interference wave suppression range can be set wider than the conventional method, there is an advantage that the tolerance for the DOA estimation error is high.

【0112】また、請求項4に記載の発明では、請求項
1に記載の発明の効果に加えて、装置に複雑な演算処理
能力をもつことなく、移動局の変化に対応して、希望す
る方向に対して所望のアンテナ利得を有し、干渉波の方
向に低いアンテナ利得を持ったアレーアンテナ特性を、
短時間で導出することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the effects of the first aspect of the present invention, a desired device can be provided in response to a change in a mobile station without having a complicated arithmetic processing capability of the apparatus. Array antenna characteristics with a desired antenna gain in the direction and a low antenna gain in the direction of the interference wave,
It can be derived in a short time.

【0113】さらに、請求項5に記載の発明では、誤差
のある装置を用いても、短時間で、干渉波の方向には充
分に低いアンテナ利得を持ったアレーアンテナ特性とす
ることができる。
Further, according to the fifth aspect of the present invention, even if a device having an error is used, an array antenna characteristic having a sufficiently low antenna gain in the direction of an interference wave can be obtained in a short time.

【0114】さらに、請求項6に記載の発明では、移動
局の移動先を予測してアレーアンテナの重み係数が用意
されるので、実質的に短時間で、干渉波の方向には充分
に低いアンテナ利得を持ったアレーアンテナ特性とする
ことができる。
Furthermore, in the invention according to claim 6, since the destination of the mobile station is predicted and the weight coefficient of the array antenna is prepared, it is substantially short in a short time and is sufficiently low in the direction of the interference wave. Array antenna characteristics having antenna gain can be obtained.

【0115】さらに、請求項7および8に記載の発明で
は、複数のアレーアンテナの重み係数のうちから、通信
状況により最適なものを選択して、短時間で、干渉波の
方向には充分に低いアンテナ利得を持ったアレーアンテ
ナ特性とすることができる。
Further, according to the inventions set forth in claims 7 and 8, from among the plurality of array antenna weighting factors, an optimum one is selected according to the communication conditions, and the weighting factor is sufficiently short in the direction of the interference wave in a short time. An array antenna characteristic having a low antenna gain can be obtained.

【0116】さらに、請求項9に記載の発明では、第一
のアレーアンテナの重み係数を適用できなかった場合で
も、第二のアレーアンテナの重み係数を適用して次善の
方法を適用することができる。
Further, according to the ninth aspect of the present invention, even when the weighting factor of the first array antenna cannot be applied, the suboptimal method is applied by applying the weighting factor of the second array antenna. Can be.

【0117】さらに、請求項10に記載の発明では、移
動局の移動に合わせて短時間で、干渉波の方向には充分
に低いアンテナ利得を持ったアレーアンテナ特性とする
ことができる。
Further, according to the tenth aspect of the present invention, the array antenna characteristics having a sufficiently low antenna gain in the direction of the interference wave can be obtained in a short time in accordance with the movement of the mobile station.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態を示す、指向性制御アンテナ装置の
構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a directivity control antenna device according to an embodiment.

【図2】アレーアンテナの重み係数テーブルに保存する
アレーアンテナの重み係数で形成されるアレーアンテナ
の指向性パタンの例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of an array antenna directional pattern formed by array antenna weight coefficients stored in an array antenna weight coefficient table;

【図3】アレーアンテナの重み係数テーブルに保存する
アレーアンテナの重み係数で形成されるアレーアンテナ
の指向性パタンの例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an array antenna directional pattern formed by array antenna weighting factors stored in an array antenna weighting factor table;

【図4】対応表の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a correspondence table.

【図5】本発明をの効果を示す模式図で、(a)は、基
地局と、2局の移動局A、Bの配置を示す模式図で、
(b)は従来の制御方法による指向性パターンを示す図
で、(c)は本発明の制御方法による指向性パターンを
示す図である。
FIGS. 5A and 5B are schematic diagrams illustrating effects of the present invention, and FIG. 5A is a schematic diagram illustrating an arrangement of a base station and two mobile stations A and B;
(B) is a diagram showing a directivity pattern by a conventional control method, and (c) is a diagram showing a directivity pattern by a control method of the present invention.

【図6】移動局の方向の推定において誤差がある場合
に、本発明の効果を説明するための模式図であり、
(a)は基地局側で移動局A、B方向を誤って推定する
場合を示す模式図で、(b)は従来の制御方法によるア
レーアンテナの指向性パターンを示す図で、(c)は本
発明の制御方法による指向性パターンを示す図である。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the effect of the present invention when there is an error in estimating the direction of the mobile station;
(A) is a schematic diagram showing a case where the directions of the mobile stations A and B are erroneously estimated on the base station side, (b) is a diagram showing a directivity pattern of an array antenna by a conventional control method, and (c) is a diagram. FIG. 4 is a diagram illustrating a directivity pattern according to the control method of the present invention.

【図7】移動局の移動に合わせたアレーアンテナの重み
係数の選択方法を示す図で、(a)は2局の移動局A、
Bが存在し、それぞれ移動している場合を示す図で、
(b)は予め用意した対応表を示す図である。
7A and 7B are diagrams showing a method of selecting a weight coefficient of an array antenna according to movement of a mobile station, wherein FIG. 7A shows two mobile stations A,
B is a diagram showing a case where there is, and each is moving,
(B) is a diagram showing a correspondence table prepared in advance.

【図8】デバイスの誤差を考慮した場合のアレーアンテ
ナの重み係数の調整を説明するための図であり、受信信
号合成手段13もしくは、アレーアンテナの重み係数調
整手段11及び周波数変換手段3及びアレー素子2まで
の給電経路にそれぞれ、(a)は2度以内の位相誤差が
存在した場合の指向性パタンの変動を示す図であり、
(b)は、3%の振幅誤差が存在する場合の指向性パタ
ンの変動を示す図であり、(c)は、各々1度以内の位
相誤差と3%以内の振幅誤差が存在する場合の指向性パ
タンの変動を示す図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining adjustment of a weight coefficient of an array antenna in consideration of a device error; FIG. 8 is a diagram illustrating a reception signal combining unit 13 or a weight coefficient adjusting unit 11 of an array antenna, a frequency conversion unit 3, (A) is a diagram showing the variation of the directivity pattern when there is a phase error within 2 degrees in each of the power supply paths to element 2.
(B) is a diagram showing the variation of the directivity pattern when there is an amplitude error of 3%, and (c) is a diagram showing the case where a phase error of less than 1 degree and an amplitude error of less than 3% exist. FIG. 6 is a diagram illustrating a change in a directivity pattern.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アレーアンテナ 2 アレー素子 3 周波数変換手段 4 受信の中間周波数信号(またはベースバンド信号) 5 到来方向推定手段 6 受信信号の方位 7 送受信重み係数決定手段 8 対応表 9 重み係数テーブル 10 送信用重み係数 11 重み調整手段 12 受信用重み係数 13 受信信号合成手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Array antenna 2 Array element 3 Frequency conversion means 4 Intermediate frequency signal (or baseband signal) of reception 5 Arrival direction estimation means 6 Direction of reception signal 7 Transmission / reception weight coefficient determination means 8 Correspondence table 9 Weight coefficient table 10 Transmission weight coefficient DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Weight adjustment means 12 Weight coefficient for reception 13 Received signal synthesis means

フロントページの続き (72)発明者 小川 博世 神奈川県横須賀市光の丘3丁目4番 郵政 省通信総合研究所 横須賀無線通信研究セ ンター内 Fターム(参考) 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 EA04 FA14 FA15 FA16 FA17 FA18 FA20 FA24 FA26 FA32 GA02 GA06 HA04 HA05 HA07 5K059 CC03 CC04 5K067 AA03 CC24 EE02 EE10 EE22 GG11 HH21 HH23 KK02 KK03Continuation of the front page (72) Inventor Hiroyo Ogawa 3-4 Hikarinooka, Yokosuka City, Kanagawa Prefecture F-term (reference) 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 EA04 FA14 FA15 FA16 FA17 FA18 FA20 FA24 FA26 FA32 GA02 GA06 HA04 HA05 HA07 5K059 CC03 CC04 5K067 AA03 CC24 EE02 EE10 EE22 GG11 HH21 HH23 KK02 KK03

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メインローブ方向には実質的に単一の受
信すべき電波の電波源が含まれるように調整する手続き
と、予め決められた電波到来方向の範囲において予め決
められたアンテナ利得以下に各サイドローブ内の最大ア
ンテナ利得を抑える手続きと、この範囲内に受信すべき
でない電波源が含まれるように調整する手続きと、を含
む事を特徴とするアレーアンテナの指向性制御方法。
1. A procedure for adjusting the main lobe direction so as to include a substantially single radio wave source of a radio wave to be received, and a predetermined antenna gain or less within a predetermined radio wave arrival direction range. A method of controlling the maximum antenna gain in each side lobe and a procedure of adjusting the range so as to include a radio wave source that should not be received.
【請求項2】 請求項1に記載のアレーアンテナの指向
性制御方法において、メインローブ方向とサイドローブ
方向のカバーできる方向を対応づける表をつくる手続き
と、上述の表を参照して受信すべき電波の到来する方向
をメインローブの方向に向け、且、受信すべきでない電
波の到来方向にサイドローブの方向を向けることができ
るかどうか判断する手続きと、を含むことを特徴とする
アレーアンテナの指向性制御方法。
2. A method for controlling the directivity of an array antenna according to claim 1, wherein a table for associating a main lobe direction with a coverable direction of a side lobe direction is to be received with reference to the table. Determining whether the direction of arrival of the radio wave can be directed to the direction of the main lobe and the direction of the side lobe can be directed to the direction of arrival of the radio wave that should not be received. Directivity control method.
【請求項3】 限られた範囲にある複数のサイドローブ
の最高利得について予め決められた条件を設け、これを
満足するアレーアンテナの重み係数を予め複数決定し、
これを予め決められた方法で保存する手続と、上記の各
重み係数に関し、基地局の配置と移動局の配置と、アレ
ーアンテナの重み係数テーブルとの間の対応をとる対応
表を用意する手続と、移動局に関する位置情報から、上
記の対応表を参照し、受信する電波と受信を避ける電波
とが空間的に分離可能か不可能かを判断し、可能な場合
は、対応表の情報を元に上記のアレーアンテナの重み係
数テーブルから重み係数を選択し、不可能な場合は、予
め決められた対応をとる手続と、上記の選択された重み
係数を用いてアレーアンテナを制御する手続と、を有す
る事を特徴とするアレーアンテナの指向性制御方法。
3. A predetermined condition is set for a maximum gain of a plurality of side lobes within a limited range, and a plurality of weighting factors of an array antenna satisfying the condition are determined in advance.
A procedure for storing this in a predetermined manner, and a procedure for preparing a correspondence table for associating the arrangement of the base station, the arrangement of the mobile stations, and the array antenna weight coefficient table with respect to each of the above-mentioned weight coefficients. And, from the location information about the mobile station, refer to the above correspondence table, determine whether the radio wave to be received and the radio wave to avoid reception are spatially separable or impossible, and if possible, the information in the correspondence table If a weight coefficient is selected from the weight coefficient table of the array antenna based on the above, if it is not possible, a procedure for taking a predetermined correspondence, and a procedure for controlling the array antenna using the selected weight coefficient, And a directivity control method for an array antenna.
【請求項4】 限られた範囲にある複数のサイドローブ
の最高利得について予め決められた条件を設け、これを
満足する重み係数を予め複数決定し、予め決められた方
法で保存する手続と、上記の各重み係数が、基地局の配
置と移動局の配置と、アレーアンテナの重み係数テーブ
ルとの間の対応をとる対応表を用意する手続と、移動局
に関する位置情報から、上記の対応表を参照し、受信す
る電波と受信を避ける電波とが空間的に分離可能か不可
能かを判断し、可能な場合は、対応表の情報を元に上記
のアレーアンテナの重み係数テーブルから重み係数を選
択し、不可能な場合は、予め決められた対応をとる手続
と、上記の選択された重み係数を用いてアレーアンテナ
を制御する手続と、予め決められた時間の後に、移動局
の位置情報を更新し、再び上記の、移動局に関する位置
情報から、対応表を参照し、受信する電波と受信を避け
る電波とが空間的に分離可能か不可能かを判断し、可能
な場合は、対応表の情報を元に上記のアレーアンテナの
重み係数テーブルから重み係数を選択し、不可能な場合
は、予め決められた対応をとる手続へ戻る手続と、を有
する事を特徴とするアレーアンテナの指向性制御方法。
4. A procedure in which a predetermined condition is set for a maximum gain of a plurality of side lobes within a limited range, a plurality of weighting factors satisfying the condition are determined in advance, and stored in a predetermined method. Each weighting factor is a procedure for preparing a correspondence table for taking correspondence between the arrangement of the base station and the arrangement of the mobile station, and the weighting factor table of the array antenna. To determine whether the radio wave to be received and the radio wave to avoid reception are spatially separable or impossible.If possible, the weighting factor is calculated from the weighting factor table of the array antenna based on the information in the correspondence table. If it is not possible, a procedure for taking a predetermined correspondence, a procedure for controlling the array antenna using the selected weighting factor, and after a predetermined time, the position of the mobile station Update information Again, from the position information on the mobile station, referring to the correspondence table, determine whether the radio wave to be received and the radio wave to avoid reception are spatially separable or impossible, and if possible, the information in the correspondence table And selecting a weighting factor from the weighting factor table of the array antenna based on the above, and if not possible, returning to a procedure for taking a predetermined correspondence. Method.
【請求項5】 請求項3あるいは4に記載のアレーアン
テナの指向性制御方法において、アレーアンテナの受信
すべき信号の到来方向と、受信すべきでない信号の到来
方向とは、装置の特性から発生する誤差によるアンテナ
利得の減少分を補える様にアレーアンテナの重み係数を
決める手続きを含むことを特徴とするアレーアンテナの
指向性制御方法。
5. The directivity control method for an array antenna according to claim 3, wherein an arrival direction of a signal to be received by the array antenna and an arrival direction of a signal not to be received are generated from characteristics of the device. A directivity control method for an array antenna, comprising a procedure for determining a weight coefficient of the array antenna so as to compensate for a decrease in antenna gain due to an error.
【請求項6】 請求項3あるいは4に記載のアレーアン
テナの指向性制御方法において、移動局の移動する領域
の代表的地点におけるアレーアンテナの重み係数が受信
すべき信号の到来方向と受信すべきでない信号の到来方
向の情報と共に通信に先だって用意され、記憶手段によ
って記憶され、通信時にその記憶手段に蓄積された情報
を活用する手続きを含むことを特徴とするアレーアンテ
ナの指向性制御方法。
6. The array antenna directivity control method according to claim 3 or 4, wherein the weighting factor of the array antenna at a representative point in a region where the mobile station moves indicates the direction of arrival of the signal to be received and the direction of arrival of the signal to be received. A directivity control method for an array antenna, comprising a procedure prepared before communication with information on the direction of arrival of a non-signal, stored by a storage means, and utilizing information stored in the storage means during communication.
【請求項7】 請求項6に記載のアレーアンテナの指向
性制御方法において、少なくともひとつの代表的地点に
おけるアレーアンテナの重み係数が通信に先だって複数
用意され、それぞれのアレーアンテナの重み係数は記憶
手段によって記憶され、通信時にその記憶手段に蓄積さ
れた複数の重み係数を、状況に応じて選択して活用する
手続きを含むことを特徴とするアレーアンテナの指向性
制御方法。
7. The array antenna directivity control method according to claim 6, wherein a plurality of array antenna weight coefficients at at least one representative point are prepared prior to communication, and each array antenna weight coefficient is stored in a storage unit. A directivity control method for an array antenna, comprising a procedure of selecting and utilizing a plurality of weighting factors stored in the storage means during communication and according to the situation.
【請求項8】 請求項6あるいは7に記載のアレーアン
テナの指向性制御方法において、通信時にその記憶手段
に蓄積された複数のアレーアンテナの重み係数から、状
況に応じたアレーアンテナの重み係数を選択する方法
は、一定の通信品質を保つためのアレーアンテナの重み
係数がその記憶手段に蓄積されているか判断する手続き
を含むことを特徴とするアレーアンテナの指向性制御方
法。
8. The directivity control method for an array antenna according to claim 6, wherein the weighting factor of the array antenna according to the situation is determined from the weighting factors of the plurality of array antennas stored in the storage means during communication. A method for controlling directivity of an array antenna, comprising: a procedure for determining whether or not a weight coefficient of the array antenna for maintaining a constant communication quality is stored in its storage means.
【請求項9】 請求項8に記載のアレーアンテナの指向
性制御方法において、上記の判断する手続きが、上記の
記憶手段に蓄積された第1のアレーアンテナの重み係数
を選択しなかった場合は、複数の移動局をカバーできる
アンテナ指向性の設定となる第2の重み係数を選択する
手続きを含むことを特徴とするアレーアンテナの指向性
制御方法。
9. The directivity control method for an array antenna according to claim 8, wherein the determining step does not select the first array antenna weighting factor stored in the storage means. A directivity control method for an array antenna, comprising a procedure for selecting a second weighting factor for setting an antenna directivity capable of covering a plurality of mobile stations.
【請求項10】 請求項9に記載のアレーアンテナの指
向性制御方法において、通信時に上記の記憶手段に蓄積
された情報を活用するに当たり、移動局の移動情報を予
測情報として活用することにより、その記憶手段に蓄積
されたアレーアンテナの重み係数を、予測して選択する
手続きを含むことを特徴とするアレーアンテナの指向性
制御方法。
10. The directivity control method for an array antenna according to claim 9, wherein the information stored in said storage means at the time of communication is utilized by utilizing the movement information of the mobile station as prediction information. A directivity control method for an array antenna, comprising a procedure for predicting and selecting a weight coefficient of the array antenna stored in the storage means.
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