JP2002084217A - 基地局装置および到来方向推定方法 - Google Patents

基地局装置および到来方向推定方法

Info

Publication number
JP2002084217A
JP2002084217A JP2000272543A JP2000272543A JP2002084217A JP 2002084217 A JP2002084217 A JP 2002084217A JP 2000272543 A JP2000272543 A JP 2000272543A JP 2000272543 A JP2000272543 A JP 2000272543A JP 2002084217 A JP2002084217 A JP 2002084217A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
arrival
base station
antenna
estimating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000272543A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Hoshino
正幸 星野
Takaaki Kishigami
高明 岸上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000272543A priority Critical patent/JP2002084217A/ja
Priority to US10/129,378 priority patent/US7095984B2/en
Priority to CNB018025838A priority patent/CN1153375C/zh
Priority to PCT/JP2001/007517 priority patent/WO2002021723A1/ja
Priority to EP20010961239 priority patent/EP1235362A1/en
Priority to AU2001282567A priority patent/AU2001282567A1/en
Publication of JP2002084217A publication Critical patent/JP2002084217A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/74—Multi-channel systems specially adapted for direction-finding, i.e. having a single antenna system capable of giving simultaneous indications of the directions of different signals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7097—Interference-related aspects
    • H04B1/711—Interference-related aspects the interference being multi-path interference
    • H04B1/7115—Constructive combining of multi-path signals, i.e. RAKE receivers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アレーアンテナを備えた基地局装置にお
いて、パスダイバーシチ利得を得ることができ、しかも
到来方向推定時の演算量を削減して装置規模を削減する
こと。 【解決手段】 ＲＡＫＥ合成部１０４−１〜１０４−ｎ
が、第１パス〜第ｍパスの各パスを通って到来した信号
を各アンテナ毎に合成することにより、アンテナ間での
位相回転量を示す成分を複数含む信号を生成し、通信端
末毎に１つ備えられた到来方向推定部１０５が、ＲＡＫ
Ｅ合成部１０４−１〜１０４−ｎで生成された信号より
１つの角度スペクトラムを求め、その角度スペクトラム
の複数のピーク位置を検出することにより複数の到来方
向を一括して推定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル無線通
信システムにおいて使用されるアレーアンテナを備えた
基地局装置および到来方向推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】基地局装置が受信する信号は、様々な信
号による干渉を受けて、受信品質の劣化が生ずる。この
干渉を抑制し、所望の方向から到来する信号のみを強く
受信する技術として、アレーアンテナが知られている。
アレーアンテナとは、複数のアンテナ素子で構成され、
各アンテナ素子で受信する信号に各々振幅と位相の調整
を与えることにより任意の指向性を設定できるアンテナ
である。アレーアンテナでは、受信信号に乗算する重み
付け係数（以下、この重み付け係数を「ウェイト」とい
う。）を調整して受信信号に対して与える振幅と位相を
調整することにより、所望の方向から到来する信号のみ
を強く受信することができる。
【０００３】また、受信品質を高める技術として、ＲＡ
ＫＥ受信がある。ＲＡＫＥ受信では、マルチパス環境下
においてそれぞれ異なるパスを通って到来する信号を時
間軸上で合成することにより、パスダイバーシチ利得を
得ることができる。アレーアンテナを備えた基地局装置
でも、一般にこのＲＡＫＥ受信を併せて行うことが多
い。
【０００４】この場合、基地局装置は、各パスを通って
到来する信号の到来方向をそれぞれ推定し、アレーアン
テナによってその推定した方向に指向性を形成して信号
を受信する。以下、アレー受信とＲＡＫＥ受信とを併せ
て行う従来の基地局装置について説明する。
【０００５】図４は、従来の基地局装置の構成を示すブ
ロック図である。この基地局装置では、アンテナ１１−
１〜１１−ｎにて受信された信号は、各アンテナに対応
して設けられた無線部１２−１〜１２−ｎにて所定の無
線処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等）を施された
後、逆拡散部１３−１〜１３−ｍに入力される。
【０００６】逆拡散部１３−１〜１３−ｍは、第１パス
〜第ｍパスを通ってそれぞれ到来する信号に対して逆拡
散処理を行う。つまり、逆拡散部１３−１〜１３−ｍ
は、各パスを通って到来する信号の受信タイミングに合
わせて逆拡散処理を行う。これにより、各逆拡散部１３
−１では、アンテナ１１−１〜１１−ｎで受信された第
１パスの信号（以下、「パス１の信号」という。）がそ
れぞれ取り出され、各逆拡散部１３−ｍでは、アンテナ
１１−１〜１１−ｎで受信された第ｍパスの信号（以
下、「パスｍの信号」という。）がそれぞれ取り出され
る。ｎ個のパス１の信号は、到来方向推定部１４−１お
よびアレー受信部１５−１に入力され、ｎ個のパスｍの
信号は、到来方向推定部１４−ｍおよびアレー受信部１
５−ｍに入力される。
【０００７】到来方向推定部１４−１〜１４−ｍでは、
パス１〜パスｍの信号の到来方向θ 1〜θmが推定され
る。推定された到来方向θ1〜θmはそれぞれ、アレー受
信部１５−１〜１５−ｍに入力される。
【０００８】アレー受信部１５−１では、到来方向θ1
を用いて生成した受信ウェイトを各アンテナで受信され
たパス１の信号にそれぞれ乗算した後、乗算後の信号を
合成する。これにより、アレー受信部１５−１からは、
アレー合成されたパス１の信号が出力される。同様に、
アレー受信部１５−ｍからは、アレー合成されたパスｍ
の信号が出力される。
【０００９】アレー合成後の信号は、ＲＡＫＥ合成部１
６にて、チャネル推定値ｈ1 ’〜ｈm ’の複素共役ｈ1 ’ *
〜ｈm ’ *をそれぞれ乗算されて回線変動ｈ1〜ｈmが補償
された後、ＲＡＫＥ合成される。ＲＡＫＥ合成された信
号は、復調部１７で復調され、これにより復調データが
得られる。
【００１０】次いで、上記従来の基地局装置で行われる
到来方向の推定動作について説明する。なお、ここで
は、説明を簡単にするため、受信信号はパス１およびパ
ス２の２つのパスを通って到来するものとし、アレーア
ンテナは、アンテナ１１−１および１１−２の２本のア
ンテナ素子で構成されているものとする。つまり、図４
に示すブロック図において、ｍ＝２、ｎ＝２として説明
する。また、各アンテナ素子は、直線状に搬送波の半波
長の間隔で配置されているものとする。
【００１１】一般に、ｎ番目のアンテナ素子で受信され
たパスｍの信号は、下記式（１）のように示すことがで
きる。
【数１】 上記式（１）において、ｈmはパスｍの回線変動、θmは
パスｍの信号の到来方向、ｓ(ｔ)は希望信号を示す。ま
た、ｅj π (n-1)sin θ mは、各アンテナ素子間での位相回
転量を示す。なお、ここでは、説明を簡単にするため
に、受信信号に含まれる干渉成分と雑音成分は無視して
考えるものとする。
【００１２】よって、アンテナ１１−１で受信されたパ
ス１の信号は下記式（２）、アンテナ１１−２で受信さ
れたパス１の信号は下記式（３）、アンテナ１１−１で
受信されたパス２の信号は下記式（４）、アンテナ１１
−２で受信されたパス２の信号は下記式（５）のように
示される。
【数２】
【数３】
【数４】
【数５】
【００１３】到来方向推定部１４−１では、上記式
（２）に示す信号と上記式（３）に示す信号とを使用し
て、到来方向θ1を推定する。同様に、到来方向推定部
１４−２では、上記式（４）に示す信号と上記式（５）
に示す信号とを使用して、到来方向θ2を推定する。具
体的には、以下のようにして到来方向を推定する。な
お、ここでは、到来方向の推定方法の一例として、ビー
ムフォーマ法を用いるものとする。
【００１４】ビームフォーマ法では、各アンテナにて受
信された信号に乗算する受信ウェイトベクトルＷ(θ)を
下記式（６）とする。
【数６】
【００１５】そして、受信信号Ｘの自己相関行列Ｒxxを
用いて表現した下記式（７）に示す角度スペクトラムＰ
BF(θ)のピーク位置を検出することにより各パスの信号
の到来方向を推定する。
【数７】 なお、上記式（７）において、Ｈは複素共役転置、Ｅは
平均を示す。
【００１６】つまり、到来方向推定部１４−１では、上
記式（２）に示す信号と上記式（３）に示す信号に上記
式（６）に示す受信ウェイトベクトルを乗算した後、上
記式（７）によって、パス１の信号に対する角度スペク
トラムをθを変化させながら求める。そして、その角度
スペクトラムのピーク位置をパス１の信号の到来方向θ
1として推定する。今、例えば、パス１の信号に対する
角度スペクトラムが図５（ａ）に示すようになった場
合、到来方向θ1は−４０°方向と推定される。
【００１７】同様に、到来方向推定部１４−２では、上
記式（４）に示す信号と上記式（５）に示す信号に上記
式（６）に示す受信ウェイトベクトルを乗算した後、上
記式（７）によって、パス２の信号に対する角度スペク
トラムをθを変化させながら求める。そして、その角度
スペクトラムのピーク位置をパス２の信号の到来方向θ
2として推定する。今、例えば、パス２の信号に対する
角度スペクトラムが図５（ｂ）に示すようになった場
合、到来方向θ2は０°方向と推定される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成を採る従来の基地局装置では、各パス毎に角度スペク
トラムを求めているため、同一の動作をする到来方向推
定部を各パス毎に備える必要があり、装置規模が増大し
てしまうという問題がある。ｍ個のパスの信号をＲＡＫ
Ｅ合成する場合には、同一の動作をするｍ個の到来方向
推定部を備えなければならない。
【００１９】また、角度スペクトラムを求めるには上記
式（６）および上記式（７）に示したような演算を行う
ため、上記従来の基地局装置では、アンテナ素子数の増
加およびＲＡＫＥ合成の対象とするパス数の増加に応じ
て、演算量が指数関数的に増大してしまうという問題が
ある。
【００２０】さらに、上記構成は図４に示すように通信
端末毎に用意されるため、基地局装置が同時に通信可能
な通信端末数（すなわち、チャネル数）を増加させる
と、さらに装置規模および演算量が増大してしまう。最
近の通信端末ユーザ数の飛躍的な増加に伴ない、基地局
装置の装置規模および演算量はますます増大する傾向に
ある。
【００２１】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、アレーアンテナを備えた基地局装置において、パ
スダイバーシチ利得を得ることができ、しかも到来方向
推定時の演算量を削減して装置規模を削減することがで
きる基地局装置および到来方向推定方法を提供すること
を目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の基地局装置は、
異なるパスを通って複数の方向から到来した同一信号を
複数のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナを用い
て受信する受信手段と、各アンテナ素子で受信された複
数の前記同一信号を各アンテナ素子毎に合成する第１合
成手段と、前記第１合成手段にて合成された信号を用い
て前記複数の方向を一括して推定する到来方向推定手段
と、を具備する構成を採る。
【００２３】本発明の基地局装置は、第１合成手段にて
合成された信号は、アンテナ素子間での位相回転量を示
す成分を複数含む信号である構成を採る。
【００２４】本発明の基地局装置は、到来方向推定手段
が、第１合成手段にて合成された信号より１つの角度ス
ペクトラムを求め、前記角度スペクトラムの複数のピー
ク位置を検出することにより複数の方向を一括して推定
する構成を採る。
【００２５】これらの構成によれば、到来方向推定手段
に入力する信号を各アンテナ素子毎に合成した信号とす
るため、到来方向推定手段では、アンテナ素子間での位
相回転量を示す成分を複数含む信号を用いて到来方向を
推定することができる。よって、到来方向推定手段で
は、１つの角度スペクトラムから複数の到来方向を一括
して推定することができる。これにより、基地局装置の
演算量および装置規模を削減することができる。
【００２６】本発明の基地局装置は、到来方向推定手段
にて推定された方向を用いて生成した受信ウェイトを第
１合成手段にて合成された信号に乗算した後、乗算後の
信号を合成する第２合成手段を具備し、前記方向に指向
性を形成して信号を受信する構成を採る。
【００２７】この構成によれば、到来方向推定手段と第
１合成手段とを結ぶ線が１本で足りるため、装置規模を
さらに削減することができるとともに、製造コストも抑
えることができる。
【００２８】本発明の基地局装置は、到来方向推定手段
にて推定された方向を用いて生成した送信ウェイトを送
信信号に乗算した後、乗算後の信号を送信する送信手段
を具備し、前記方向に指向性を形成して信号を送信する
構成を採る。
【００２９】この構成によれば、到来方向推定手段と送
信手段とを結ぶ線が、１本で足りるため、装置規模を削
減することができるとともに、製造コストも抑えること
ができる。
【００３０】本発明の到来方向推定方法は、異なるパス
を通って複数の方向から到来した同一信号を複数のアン
テナ素子で構成されるアレーアンテナを用いて受信し、
各アンテナ素子で受信された複数の前記同一信号を各ア
ンテナ素子毎に合成することにより、アンテナ素子間で
の位相回転量を示す成分を複数含む信号を生成し、その
生成した信号より１つの角度スペクトラムを求め、前記
角度スペクトラムの複数のピーク位置を検出することに
より前記複数の方向を一括して推定するようにした。
【００３１】この方法によれば、各アンテナ素子毎に合
成した信号を生成することによりアンテナ素子間での位
相回転量を示す成分を複数含む信号を生成するため、１
つの角度スペクトラムから複数の到来方向を一括して推
定することができる。これにより、演算量および装置規
模を削減することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】本発明者らは、到来方向の推定に
必要となる信号の成分に着目し、到来方向推定部に入力
する信号をＲＡＫＥ合成後の信号とすることにより、１
つの角度スペクトラムから複数パスの信号の到来方向を
一括して推定できることを見出し、本発明をするに至っ
た。
【００３３】すなわち、本発明の骨子は、到来方向推定
部に入力する信号を、各アンテナ素子間での位相回転量
を示す成分（すなわち、ｅj π (n-1)sin θ m）を複数含む
信号にして、一度の到来方向推定処理で複数パスの信号
の到来方向を一括して推定することにより、基地局装置
の装置規模および演算量を削減することである。
【００３４】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照して詳細に説明する。
【００３５】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図であ
る。なお、この基地局装置では、複数のアンテナ１０１
−１〜１０１−ｎを搬送波の半波長の間隔で直線状に配
置した場合を想定している。
【００３６】図１に示す基地局装置において、アンテナ
１０１−１〜１０１−ｎにて受信された信号は、各アン
テナに対応して設けられた無線部１０２−１〜１０２−
ｎにて所定の無線処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換
等）を施された後、逆拡散部１０３−１〜１０３−ｍに
入力される。
【００３７】逆拡散部１０３−１〜１０３−ｍは、第１
パス〜第ｍパスを通って各アンテナ１０１−１〜１０１
−ｎに到来する信号に対して逆拡散処理を行う。つま
り、逆拡散部１０３−１〜１０３−ｍは、各パスを通っ
てアンテナ１０１−１〜１０１−ｎに到来する信号の受
信タイミングに合わせて逆拡散処理を行う。
【００３８】これにより、アンテナ１０１−１と接続さ
れた逆拡散部１０３−１〜１０３−ｍでは、アンテナ１
０１−１で受信された第１パス〜第ｍパスの信号がそれ
ぞれ取り出される。同様に、アンテナ１０１−ｎと接続
された逆拡散部１０３−１〜１０３−ｍでは、アンテナ
１０１−ｎで受信された第１パス〜第ｍパスの信号がそ
れぞれ取り出される。アンテナ１０１−１で受信された
第１パス〜第ｍパスの信号はそれぞれ、ＲＡＥＫ合成部
１０４−１に入力され、アンテナ１０１−ｎで受信され
た第１パス〜第ｍパスの信号はそれぞれ、ＲＡＥＫ合成
部１０４−ｎに入力される。
【００３９】ＲＡＫＥ合成部１０４−１は、アンテナ１
０１−１で受信された第１パス〜第ｍパスの信号に対し
てチャネル推定値ｈ1 ’〜ｈm ’の複素共役ｈ1 ’ *〜ｈm
’ *をそれぞれ乗算して回線変動ｈ1〜ｈmを補償した
後、それらの信号をＲＡＫＥ合成する。同様に、ＲＡＫ
Ｅ合成部１０４−ｎは、アンテナ１０１−ｎで受信され
た第１パス〜第ｍパスの信号に対してチャネル推定値ｈ
1 ’〜ｈm ’の複素共役ｈ1 ’ *〜ｈm ’ *をそれぞれ乗算し
て回線変動ｈ1〜ｈmを補償した後、それらの信号をＲＡ
ＫＥ合成する。つまり、ＲＡＫＥ合成部１０４−１〜１
０４−ｎはそれぞれ、各アンテナ毎にパス１〜パスｍの
信号を合成する。ＲＡＫＥ合成された各アンテナ毎の信
号は、それぞれ到来方向推定部１０５およびアレー受信
部１０６に入力される。
【００４０】なお、チャネル推定の方法は特に限定され
ない。例えば、受信信号に含まれるパイロットシンボル
等の既知信号を用いてチャネル推定する方法等を採るこ
とができる。
【００４１】到来方向推定部１０５は、ＲＡＫＥ合成さ
れた各アンテナ毎の信号を用いて、パス１〜パスｍの信
号の到来方向θ1〜θmを一括して推定する。すなわち、
到来方向推定部１０５は、１つの角度スペクトラムから
複数パスの信号の到来方向を一括して推定する。到来方
向の推定動作については後述する。推定された到来方向
θ1〜θmは、アレー受信部１０６に入力される。
【００４２】アレー受信部１０６は、到来方向θ1〜θm
を用いて生成した受信ウェイトを、各アンテナ毎の信号
にそれぞれ乗算した後、乗算後の信号を合成する。アレ
ー合成の方法については後述する。アレー合成された信
号は、復調部１０７で復調され、これにより復調データ
が得られる。
【００４３】次いで、上記構成を有する基地局装置で行
われる到来方向の推定動作およびアレー合成動作につい
て説明する。なお、ここでは、説明を簡単にするため、
受信信号はパス１およびパス２の２つのパスを通って到
来するものとし、アレーアンテナは、アンテナ１０１−
１および１０１−２の２本のアンテナ素子で構成されて
いるものとする。つまり、図１に示すブロック図におい
て、ｍ＝２、ｎ＝２として説明する。
【００４４】上述したように、ｎ番目のアンテナ素子で
受信されたパスｍの信号は、上記式（１）のように示す
ことができる。よって、アンテナ１０１−１で受信され
たパス１の信号は下記式（８）、アンテナ１０１−１で
受信されたパス２の信号は下記式（９）、アンテナ１０
１−２で受信されたパス１の信号は下記式（１０）、ア
ンテナ１０１−２で受信されたパス２の信号は下記式
（１１）のように示される。
【数８】
【数９】
【数１０】
【数１１】 なお、ここでは、説明を簡単にするために、受信信号に
含まれる干渉成分と雑音成分は無視して考えるものとす
る。
【００４５】そして、上記式（８）と上記式（９）で示
される信号がＲＡＫＥ合成部１０４−１に入力され、上
記式（１０）と上記式（１１）で示される信号がＲＡＫ
Ｅ合成部１０４−２に入力される。
【００４６】ＲＡＫＥ合成部１０４−１では、上記式
（８）と上記式（９）で示される信号が、チャネル推定
値ｈ1 ’、ｈ2 ’の複素共役ｈ1 ’ *、ｈ2 ’ *をそれぞれ乗
算された後、ＲＡＫＥ合成される。よって、アンテナ１
０１−１で受信された信号のＲＡＫＥ合成後の信号は下
記式（１２）に示すようになる。
【数１２】
【００４７】また、ＲＡＫＥ合成部１０４−２では、上
記式（１０）と上記式（１１）で示される信号が、チャ
ネル推定値ｈ1 ’、ｈ2 ’の複素共役ｈ1 ’ *、ｈ2 ’ *をそ
れぞれ乗算された後、ＲＡＫＥ合成される。よって、ア
ンテナ１０１−２で受信された信号のＲＡＫＥ合成後の
信号は下記式（１３）に示すようになる。
【数１３】
【００４８】上記式（１２）および上記式（１３）に示
す信号はそれぞれ、到来方向推定部１０５に入力され
る。そして、到来方向推定部１０５では、上記式（１
２）および上記式（１３）に示す信号を用いて、一度の
到来方向推定処理で、パス１の信号の到来方向θ1とパ
ス２の信号の到来方向θ2とが一括して推定される。具
体的には、到来方向推定部１０５は、上記従来の方法と
同一の方法（一例として挙げたビームフォーマ-法）を
用いて、以下のようにして到来方向を一括して推定す
る。
【００４９】すなわち、到来方向推定部１０５は、上記
式（１２）に示す信号と上記式（１３）に示す信号に上
記式（６）に示す受信ウェイトベクトルを乗算した後、
上記式（７）によって、角度スペクトラムをθを変化さ
せながら求める。
【００５０】ここで、ＲＡＫＥ合成部１０４−２でＲＡ
ＫＥ合成された上記式（１３）に示す信号に着目する
と、上記式（１３）に示す信号には、アンテナ素子間で
の位相回転量を示す成分が複数含まれている。すなわ
ち、上記式（１３）に示す信号には、到来方向θ1を用
いて表される位相回転量ｅj π sin θ 1と到来方向θ2を用
いて表される位相回転量ｅj π sin θ 2との双方が含まれ
ている。
【００５１】よって、到来方向推定部１０５では、上記
式（１２）および上記式（１３）に示す信号を用いて角
度スペクトラムを求めた場合には、図２に示すように、
１つの角度スペクトラム上に２つのピークが現れること
となる。つまり、θ1の位置に１つ目のピークが現れ、
θ2の位置に２つ目のピークが現れる。
【００５２】そして、到来方向推定部１０５では、１つ
目のピーク位置がパス１の信号の到来方向θ1として推
定され、２つ目のピーク位置がパス２の信号の到来方向
θ2として推定される。つまり、１つの角度スペクトラ
ムから、到来方向θ1は−４０°方向と推定され、到来
方向θ2は０°方向と推定される。このように、到来方
向推定部１０５では、１つの角度スペクトラムから２つ
の到来方向が一括して推定される。推定された到来方向
θ1とθ2は、アレー受信部１０６へ出力される。
【００５３】アレー受信部１０６では、到来方向θ1と
θ2を用いて生成した受信ウェイトを、上記式（１２）
に示す信号と上記式（１３）に示す信号とにそれぞれ乗
算した後、乗算後の信号を合成する。
【００５４】例えば、アレー受信部１０６は、上記式
（６）に到来方向θ1を代入して生成したＷ(θ1)と上記
式（６）に到来方向θ2を代入して生成したＷ(θ2)とを
用いて、下記式（１４）に示す受信ウェイトを生成す
る。
【数１４】
【００５５】そして、アレー受信部１０６は、上記式
（１４）に示す受信ウェイトを、上記式（１２）に示す
信号と上記式（１３）に示す信号とにそれぞれ乗算した
後、乗算後の信号を合成する。これにより、基地局装置
は、θ1の方向から到来する信号とθ2の方向から到来す
る信号のみを強く受信することができる。
【００５６】このように、本実施の形態によれば、到来
方向推定部に入力する信号をＲＡＫＥ合成後の信号とす
るため、到来方向推定部では、各アンテナ素子間での位
相回転量を示す成分（すなわち、ｅj π (n-1)sin θ m）を
複数含む信号を用いて到来方向を推定することができ
る。よって、到来方向推定部では、１つの角度スペクト
ラムから複数の到来方向を一括して推定することができ
る。これにより、演算量を削減することができる。
【００５７】また、本実施の形態によれば、到来方向推
定部は１つの角度スペクトラムからすべての到来方向を
推定することができるため、基地局装置では通信端末毎
に１つの到来方向推定部を備えれば足りる。よって、基
地局装置の装置規模を削減することができる。
【００５８】また、上記従来の基地局装置では、パス数
分の到来方向推定部が必要だったため、到来方向推定部
とアレー受信部とを結ぶ線もパス数分必要だった。しか
し、本実施の形態によれば、通信端末毎に１つの到来方
向推定部を備えれば足りるため、到来方向推定部とアレ
ー受信部とを結ぶ線は１本で足りる。よって、装置規模
をさらに削減することができるとともに、製造コストも
抑えることができる。
【００５９】また、本実施の形態によれば、従来の方法
と同一の方法を用いて複数の到来方向を一括して推定す
ることができるため、到来方向推定部を新たに開発する
必要がなく従来の到来方向推定部をそのまま用いること
ができる。よって、装置規模の小さい基地局装置を開発
する場合に、開発コストを抑えることができる。
【００６０】なお、図１に示す構成と図４に示す従来の
構成とを比べると、図１に示す構成ではＲＡＫＥ合成部
がアンテナ数分必要となる。よって、本実施の形態で
は、ＲＡＫＥ合成部が従来に比べ増加する。しかしなが
ら、ＲＡＫＥ合成部での演算量は、到来方向推定に必要
となる行列演算等の演算量に比べて大幅に少ない。よっ
て、到来方向推定部を削減することにより、ＲＡＫＥ合
成部が増加しても、基地局装置全体として装置規模およ
び演算量を削減することができる。
【００６１】（実施の形態２）図３は、本発明の実施の
形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図であ
る。図３に示す基地局装置は、図１に示す構成に、さら
に変調部３０１とアレー送信部３０２と拡散部３０３と
を備えて構成され、到来方向推定部１０５で推定された
到来方向θ1〜θmを信号送信時にも用いるものである。
なお、図３において図１に示す構成と同じ構成には図１
と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。
【００６２】図３に示す基地局装置において、変調部３
０１は、送信データを変調してアレー送信部３０２に出
力する。また、到来方向推定部１０５は、推定した到来
方向θ1〜θmをアレー送信部３０２に出力する。
【００６３】アレー送信部３０１は、到来方向推定部１
０５にて推定された到来方向θ1〜θmを用いて送信ウェ
イトを生成する。そして、アレー送信部３０２は、変調
部３０１から出力された信号に送信ウェイトを乗算す
る。これにより、送信信号に対してθ1〜θmの角度方向
に指向性が形成される。送信ウェイト乗算後の送信信号
は、拡散部３０３に出力される。
【００６４】拡散部３０３は、アレー送信部３０２から
の出力信号を拡散して、拡散後の信号を無線部１０２に
出力する。無線部１０２は、拡散部３０３からの出力信
号に所定の無線処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバート
等）を施した後、アンテナ１０１−１〜１０１−ｎを介
して通信端末に送信する。
【００６５】このように、本実施の形態によれば、通信
端末毎に１つ備えられた到来方向推定部で推定された到
来方向θ1〜θmを信号送信時にも用いる。このため、到
来方向推定部とアレー送信部とを結ぶ線が、従来では通
信端末毎に複数必要だったものが、本実施の形態では１
本で足りる。よって、アレーアンテナを用いて指向性を
形成して信号を送信する基地局装置において、装置規模
を削減することができるとともに、製造コストも抑える
ことができる。
【００６６】なお、上記実施の形態では、ＲＡＫＥ合成
を用いて各パスを通って到来した信号を合成した。しか
し、これに限られるものではなく、本発明では、各パス
を通って到来した信号をアンテナ毎に合成できる方法で
あれば、いかなる合成方法を用いてもよい。
【００６７】また、上記実施の形態では、到来方向の推
定方法の一例としてビームフォーマ法を挙げた。しか
し、これに限られるものではなく、本発明は、ビームフ
ォーマ法以外の推定方法を用いる基地局装置にも適用可
能である。
【００６８】また、上記実施の形態では、複数のアンテ
ナを搬送波の半波長の間隔で直線状に配置した場合を想
定して説明した。しかし、これに限られるものではな
く、本発明は、複数のアンテナを備えて指向性を形成す
る基地局装置にはすべて適用可能である。つまり、アン
テナ毎に合成された信号がアンテナ間での位相回転量を
示す成分を複数含む信号になりさえすれば、各アンテナ
の配置状態には拘わらず本発明を実施することが可能で
ある。
【００６９】また、上記実施の形態では、多重方式とし
てＣＤＭＡ方式を用いる通信システムに使用される基地
局装置について説明した。しかし、これに限られるもの
ではなく、本発明は、ＴＤＭＡ方式やＯＦＤＭ方式等の
多重方式を用いる通信システムに使用される基地局装置
にも適用可能なものである。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アレーアンテナを備えた基地局装置において、パスダイ
バーシチ利得を得ることができ、しかも到来方向推定時
の演算量を削減して装置規模を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成
を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の到来
方向推定部で求められる角度スペクトラムの一例
【図３】本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成
を示すブロック図
【図４】従来の基地局装置の構成を示すブロック図
【図５】従来の基地局装置の到来方向推定部で求められ
る角度スペクトラムの一例
【符号の説明】
１０１−１〜１０１−ｎ アンテナ １０３−１〜１０３−ｍ 逆拡散部 １０４−１〜１０４−ｎ ＲＡＫＥ合成部 １０５ 到来方向推定部 １０６ アレー受信部 １０７ 復調部 ３０１ 変調部 ３０２ アレー送信部 ３０３ 拡散部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｂ Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 AA11 DB01 EA07 FA13 GA02 HA06 HA10 JA07 JA10 5K059 CC02 CC04 DD33 DD39 5K067 AA02 AA42 CC10 CC24 EE10 GG11 KK03

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 異なるパスを通って複数の方向から到来
    した同一信号を複数のアンテナ素子で構成されるアレー
    アンテナを用いて受信する受信手段と、各アンテナ素子
    で受信された複数の前記同一信号を各アンテナ素子毎に
    合成する第１合成手段と、前記第１合成手段にて合成さ
    れた信号を用いて前記複数の方向を一括して推定する到
    来方向推定手段と、を具備することを特徴とする基地局
    装置。
  2. 【請求項２】 第１合成手段にて合成された信号は、ア
    ンテナ素子間での位相回転量を示す成分を複数含む信号
    であることを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
  3. 【請求項３】 到来方向推定手段は、第１合成手段にて
    合成された信号より１つの角度スペクトラムを求め、前
    記角度スペクトラムの複数のピーク位置を検出すること
    により複数の方向を一括して推定することを特徴とする
    請求項１または請求項２記載の基地局装置。
  4. 【請求項４】 到来方向推定手段にて推定された方向を
    用いて生成した受信ウェイトを第１合成手段にて合成さ
    れた信号に乗算した後、乗算後の信号を合成する第２合
    成手段を具備し、前記方向に指向性を形成して信号を受
    信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれ
    かに記載の基地局装置。
  5. 【請求項５】 到来方向推定手段にて推定された方向を
    用いて生成した送信ウェイトを送信信号に乗算した後、
    乗算後の信号を送信する送信手段を具備し、前記方向に
    指向性を形成して信号を送信することを特徴とする請求
    項１から請求項４のいずれかに記載の基地局装置。
  6. 【請求項６】 異なるパスを通って複数の方向から到来
    した同一信号を複数のアンテナ素子で構成されるアレー
    アンテナを用いて受信し、各アンテナ素子で受信された
    複数の前記同一信号を各アンテナ素子毎に合成すること
    により、アンテナ素子間での位相回転量を示す成分を複
    数含む信号を生成し、その生成した信号より１つの角度
    スペクトラムを求め、前記角度スペクトラムの複数のピ
    ーク位置を検出することにより前記複数の方向を一括し
    て推定する到来方向推定方法。
JP2000272543A 2000-09-08 2000-09-08 基地局装置および到来方向推定方法 Withdrawn JP2002084217A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000272543A JP2002084217A (ja) 2000-09-08 2000-09-08 基地局装置および到来方向推定方法
US10/129,378 US7095984B2 (en) 2000-09-08 2001-08-31 Base station apparatus and direction-of-arrival estimating method
CNB018025838A CN1153375C (zh) 2000-09-08 2001-08-31 基站装置和到来方向估计方法
PCT/JP2001/007517 WO2002021723A1 (fr) 2000-09-08 2001-08-31 Dispositif de station de base et procede de deduction de la direction d'arrivee
EP20010961239 EP1235362A1 (en) 2000-09-08 2001-08-31 Base station device and arrival direction deducing method
AU2001282567A AU2001282567A1 (en) 2000-09-08 2001-08-31 Base station device and arrival direction deducing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000272543A JP2002084217A (ja) 2000-09-08 2000-09-08 基地局装置および到来方向推定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002084217A true JP2002084217A (ja) 2002-03-22

Family

ID=18758638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000272543A Withdrawn JP2002084217A (ja) 2000-09-08 2000-09-08 基地局装置および到来方向推定方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7095984B2 (ja)
EP (1) EP1235362A1 (ja)
JP (1) JP2002084217A (ja)
CN (1) CN1153375C (ja)
AU (1) AU2001282567A1 (ja)
WO (1) WO2002021723A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004297665A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Kyocera Corp 無線受信装置、通信制御方法
JP2005140768A (ja) * 2003-10-16 2005-06-02 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 電波到来方向推定装置及びそれを用いたアレーアンテナシステム
US7263083B2 (en) 2002-05-07 2007-08-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Radio communication device and arrival direction estimation method

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3796212B2 (ja) * 2002-11-20 2006-07-12 松下電器産業株式会社 基地局装置及び送信割り当て制御方法
CN100444531C (zh) * 2003-03-31 2008-12-17 富士通株式会社 接收装置
JP4299083B2 (ja) * 2003-09-09 2009-07-22 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 無線通信装置及び無線通信方法
CN100431386C (zh) 2005-05-12 2008-11-05 上海原动力通信科技有限公司 同频多小区终端来波方向的估计方法
SG133423A1 (en) * 2005-12-14 2007-07-30 Oki Techno Ct Singapore Pte A method, apraratus and receiver for demapping dual carrier modulated cofdm signals

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1070502A (ja) * 1996-08-28 1998-03-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 指向性制御アンテナ装置
JPH1141157A (ja) * 1997-07-23 1999-02-12 Kokusai Electric Co Ltd 受信装置
JP2000082977A (ja) * 1998-07-23 2000-03-21 Siemens Ag 受信機及びデ―タ復元方法
JP2000196328A (ja) * 1998-12-28 2000-07-14 Toshiba Corp 電波到来方向推定方法およびアンテナ装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69604595T2 (de) * 1995-08-22 2000-05-31 Thomson-Csf, Paris Verfahren und anordnung zur räumlichen multiplexierung/demultiplexierung von funksignalen in einem sdma-mobilfunksystem
US6122260A (en) * 1996-12-16 2000-09-19 Civil Telecommunications, Inc. Smart antenna CDMA wireless communication system
DE19753932A1 (de) * 1997-12-05 1999-06-10 Cit Alcatel Verfahren zur Bestimmung der Empfangsrichtung mittels einer Gruppenantenne, Funkfeststation und Funksystem
JP3233088B2 (ja) * 1998-01-22 2001-11-26 松下電器産業株式会社 指向性制御アンテナ装置
US5936575A (en) * 1998-02-13 1999-08-10 Science And Applied Technology, Inc. Apparatus and method for determining angles-of-arrival and polarization of incoming RF signals
JP3716398B2 (ja) 1998-03-05 2005-11-16 富士通株式会社 アレーアンテナによる到来方向推定方法及び該方法を用いたｄｓ−ｃｄｍａ受信装置
JP3510784B2 (ja) 1998-03-12 2004-03-29 シャープ株式会社 動画像記録方法、再生方法
JPH11266180A (ja) * 1998-03-18 1999-09-28 Fujitsu Ltd 無線基地局のアレーアンテナシステム
JP3406831B2 (ja) * 1998-03-19 2003-05-19 富士通株式会社 無線基地局のアレーアンテナシステム
JP3465739B2 (ja) 1998-04-07 2003-11-10 日本電気株式会社 Ｃｄｍａ適応アンテナ受信装置及び通信システム
JP2000022611A (ja) 1998-06-29 2000-01-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 送信電力制御方法及び無線通信装置
JP2000059278A (ja) 1998-08-03 2000-02-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無線通信装置
US6311043B1 (en) * 1998-10-27 2001-10-30 Siemens Aktiengesellschaft Method and measurement configuration for measuring the characteristics of radio channels
JP2000147083A (ja) 1998-11-06 2000-05-26 Ntt Mobil Communication Network Inc 到来角測定方法及び到来角測定器
US6075484A (en) * 1999-05-03 2000-06-13 Motorola, Inc. Method and apparatus for robust estimation of directions of arrival for antenna arrays
US6333713B1 (en) * 1999-08-24 2001-12-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Direction estimating apparatus, directivity controlling antenna apparatus, and direction estimating method
JP2002237766A (ja) * 2001-02-08 2002-08-23 Nec Corp 適応アンテナ受信装置
FR2824145B1 (fr) * 2001-04-27 2005-04-15 Thomson Csf Procede et dispositif d'estimation spatio-temporelle d'un ou plusieurs emetteurs

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1070502A (ja) * 1996-08-28 1998-03-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 指向性制御アンテナ装置
JPH1141157A (ja) * 1997-07-23 1999-02-12 Kokusai Electric Co Ltd 受信装置
JP2000082977A (ja) * 1998-07-23 2000-03-21 Siemens Ag 受信機及びデ―タ復元方法
JP2000196328A (ja) * 1998-12-28 2000-07-14 Toshiba Corp 電波到来方向推定方法およびアンテナ装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
菊間信良, アレーアンテナによる適応信号処理, JPNX006022892, pages 173 - 181, ISSN: 0000742633 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7263083B2 (en) 2002-05-07 2007-08-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Radio communication device and arrival direction estimation method
US7860064B2 (en) 2002-05-07 2010-12-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Radio communication device and arrival direction estimation method
US8520641B2 (en) 2002-05-07 2013-08-27 Panasonic Corporation Radio communication device and arrival direction estimation method
US8532064B2 (en) 2002-05-07 2013-09-10 Panasonic Corporation Radio communication device and arrival direction estimation method
JP2004297665A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Kyocera Corp 無線受信装置、通信制御方法
JP2005140768A (ja) * 2003-10-16 2005-06-02 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 電波到来方向推定装置及びそれを用いたアレーアンテナシステム
JP4555656B2 (ja) * 2003-10-16 2010-10-06 日本放送協会 電波到来方向推定装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002021723A1 (fr) 2002-03-14
CN1389030A (zh) 2003-01-01
US20020183007A1 (en) 2002-12-05
CN1153375C (zh) 2004-06-09
US7095984B2 (en) 2006-08-22
AU2001282567A1 (en) 2002-03-22
EP1235362A1 (en) 2002-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3888189B2 (ja) 適応アンテナ基地局装置
EP0767976B1 (en) Phased array spread spectrum system and method
US8559402B2 (en) Method and system for channel estimation in a spatial multiplexing MIMO system
JP4199128B2 (ja) 信号選択システムおよびその方法
AU764605B2 (en) Linear signal separation using polarization diversity
JP3967452B2 (ja) スペクトラム拡散無線伝送受信装置
AU2001296598B2 (en) Method and apparatus for estimating downlink beamforming weights in a communications system
US20070009016A1 (en) Radio communication system, radio communication method, radio transmitter and radio receiver
JP4107494B2 (ja) 無線通信システム
JP2004032656A (ja) 無線通信装置および到来方向推定方法
WO2013024459A1 (en) Methods circuits systems and associated computer executable code for performing beamforming based wireless communication
WO2004028037A1 (ja) 無線通信システム
JP2000059278A (ja) 無線通信装置
EP1248386A1 (en) Base station device
JP2002084217A (ja) 基地局装置および到来方向推定方法
JP3328930B2 (ja) 適応受信装置
JP2003524991A (ja) 受信アンテナダイバシティを伴うデュアルコード通信システム
EP1175023A1 (en) Method and apparatus for radio communication using array antenna
WO2000060698A1 (fr) Radioemetteur et procede de reglage de la directivite d&#39;emission
JP4001880B2 (ja) 空間多重伝送装置
WO2001054312A1 (fr) Procede de determination de la direction d&#39;arrivee et dispositif radiorecepteur
JPH10224281A (ja) ダイバーシチ合成回路
JPH1141157A (ja) 受信装置
JPH10173580A (ja) 受信機および受信装置
JP2002077009A (ja) アダプティブ・アレイを用いたｃｄｍａ受信装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040305

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040330

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040528

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050705

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050902

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060530

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20060602