JP2002185236A - アンテナシステム - Google Patents
アンテナシステムInfo
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- JP2002185236A JP2002185236A JP2001052659A JP2001052659A JP2002185236A JP 2002185236 A JP2002185236 A JP 2002185236A JP 2001052659 A JP2001052659 A JP 2001052659A JP 2001052659 A JP2001052659 A JP 2001052659A JP 2002185236 A JP2002185236 A JP 2002185236A
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- Japan
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- antenna
- angle
- receiver
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 移動通信基地局で、簡単な構成、処理で電波
到来方向を決定し、かつその方向に狭角ビームを送信す
る。 【解決手段】 互いに接近して配された広角ビームアン
テナ２１−１,２１−２を方向探査用受信機２２と通信
用受信機１５で受信し、両受信信号の振幅が一致してい
ることを利用して位相差を検出し、位相差に応じて電波
到来方向を決定し（図１Ｂ参照）、ビーム切替手段１２
を制御して、送信機１３を到来方向に向いている狭角ビ
ームアンテナ（１１−１〜１１−４の１つ）に接続す
る。
到来方向を決定し、かつその方向に狭角ビームを送信す
る。 【解決手段】 互いに接近して配された広角ビームアン
テナ２１−１,２１−２を方向探査用受信機２２と通信
用受信機１５で受信し、両受信信号の振幅が一致してい
ることを利用して位相差を検出し、位相差に応じて電波
到来方向を決定し（図１Ｂ参照）、ビーム切替手段１２
を制御して、送信機１３を到来方向に向いている狭角ビ
ームアンテナ（１１−１〜１１−４の１つ）に接続す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は移動通信方式にお
ける基地局に用いられるアンテナシステムに関し、特に
簡単な構成で移動局と狭角指向性（狭角ビーム）で通信
可能にしようとするものである。
ける基地局に用いられるアンテナシステムに関し、特に
簡単な構成で移動局と狭角指向性（狭角ビーム）で通信
可能にしようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の移動通信基地局アダプティブアレ
ーアンテナはそれぞれの通信チャネル毎に複数の受信機
を設置して、最適な受信信号を抽出し、そのときに用い
たアンテナウェイトを送信アンテナのウェイトとして用
いて送信していた。しかしながら、この方法では送受信
双方にチャネル毎の複数の送受信機が必要となり装置規
模が大きくなるという欠点があった。この問題を解決す
るために、図２０に示すような複数の狭角指向性（狭角
ビーム）アンテナ１１−１〜１１−４に、送信用ビーム
切替手段１２で送信機１３を選択的に接続し、受信用ビ
ーム切替手段１４で受信機１５を選択的に接続し、送受
信系統数を最小限に構成する方法が考えられている。こ
の方法は、狭ビームアンテナ１１−１〜１１−４のそれ
ぞれの信号強度を受信機１６−１〜１６−４で測定し
て、ビーム選択制御回路１７によりビーム切替手段１
２,１４を切替制御して最も電力の大きいアンテナに送
信機１３、受信機１５を切替える方法である。この方法
では、方向探査のための受信機１６−１〜１６−４がア
ンテナブランチ数だけ必要となる。さらに、この方法を
多重波環境の移動通信に適用すると、各アンテナブラン
チ毎に独立した信号強度変動が生じるため、正確なビー
ムスイッチを実現することは難しい［文献Tadashi Mats
umoto,Seiji Nishioka,and David J.Hodder,“Beam-Sel
ection Performance Analysis of a Switched Multibea
m Antenna System in Mobile Communications Environm
ents,”IEEE Trans. VT,Vol. 46,No.1, (FEB.1997
)］。
ーアンテナはそれぞれの通信チャネル毎に複数の受信機
を設置して、最適な受信信号を抽出し、そのときに用い
たアンテナウェイトを送信アンテナのウェイトとして用
いて送信していた。しかしながら、この方法では送受信
双方にチャネル毎の複数の送受信機が必要となり装置規
模が大きくなるという欠点があった。この問題を解決す
るために、図２０に示すような複数の狭角指向性（狭角
ビーム）アンテナ１１−１〜１１−４に、送信用ビーム
切替手段１２で送信機１３を選択的に接続し、受信用ビ
ーム切替手段１４で受信機１５を選択的に接続し、送受
信系統数を最小限に構成する方法が考えられている。こ
の方法は、狭ビームアンテナ１１−１〜１１−４のそれ
ぞれの信号強度を受信機１６−１〜１６−４で測定し
て、ビーム選択制御回路１７によりビーム切替手段１
２,１４を切替制御して最も電力の大きいアンテナに送
信機１３、受信機１５を切替える方法である。この方法
では、方向探査のための受信機１６−１〜１６−４がア
ンテナブランチ数だけ必要となる。さらに、この方法を
多重波環境の移動通信に適用すると、各アンテナブラン
チ毎に独立した信号強度変動が生じるため、正確なビー
ムスイッチを実現することは難しい［文献Tadashi Mats
umoto,Seiji Nishioka,and David J.Hodder,“Beam-Sel
ection Performance Analysis of a Switched Multibea
m Antenna System in Mobile Communications Environm
ents,”IEEE Trans. VT,Vol. 46,No.1, (FEB.1997
)］。
【０００３】一方、到来方向（ＤＯＡ）推定法としては
ＭＵＳＩＣ（ミュージック）などの高分解能信号処理技
術があるが、これは相関行列の演算など複雑な処理が必
要となるためにアンテナ数の増加とともに莫大な時間を
要することになる［文献R.O.Schmidt,“Multiple Emitt
er Location and Signal Parameter Estimation,”IEEE
Trans.AP,Vol-34,No.3,(Mar.1986)］。さらに、この方
法は異なる指向性を有する複数のアンテナを用いた場
合、処理が更に複雑になるため、図２１に示すように通
信用とは別に方向探査用の同一素子指向性を有するアレ
ーアンテナ１８−１〜１８−４が必要となり、これらア
ンテナ１８−１〜１８−４の受信信号を受信機１６−１
〜１６−４で受信し、その受信出力を回路１９でＭＵＳ
ＩＣ法による処理をして移動局の方向を求め、ビーム切
替手段１２，１４を制御する。
ＭＵＳＩＣ（ミュージック）などの高分解能信号処理技
術があるが、これは相関行列の演算など複雑な処理が必
要となるためにアンテナ数の増加とともに莫大な時間を
要することになる［文献R.O.Schmidt,“Multiple Emitt
er Location and Signal Parameter Estimation,”IEEE
Trans.AP,Vol-34,No.3,(Mar.1986)］。さらに、この方
法は異なる指向性を有する複数のアンテナを用いた場
合、処理が更に複雑になるため、図２１に示すように通
信用とは別に方向探査用の同一素子指向性を有するアレ
ーアンテナ１８−１〜１８−４が必要となり、これらア
ンテナ１８−１〜１８−４の受信信号を受信機１６−１
〜１６−４で受信し、その受信出力を回路１９でＭＵＳ
ＩＣ法による処理をして移動局の方向を求め、ビーム切
替手段１２，１４を制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、方向探査
を行ないその結果をビームスイッチの制御に用いる方法
においては、方向探査精度、装置規模、演算量などの問
題があった。この発明の目的は、これらの点を鑑み、最
小限の装置規模と演算量で、より精度の高い方向探査を
行ない、移動局と狭角ビームで通信を可能とするアンテ
ナシステムを提供することにある。
を行ないその結果をビームスイッチの制御に用いる方法
においては、方向探査精度、装置規模、演算量などの問
題があった。この発明の目的は、これらの点を鑑み、最
小限の装置規模と演算量で、より精度の高い方向探査を
行ない、移動局と狭角ビームで通信を可能とするアンテ
ナシステムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、複数
の狭角ビームが全体でカバーするサービス領域をほぼカ
バーする広角ビームのアンテナを接近させて２つ設け、
その一方を通信用受信機に接続し、他方を方向探査用受
信機に接続し、これら両受信機の両受信信号の位相よ
り、移動局の方向を測定する。上記広角ビームのアンテ
ナは狭角ビーム形成用の複数のアンテナ素子の１つを兼
用してもよい。
の狭角ビームが全体でカバーするサービス領域をほぼカ
バーする広角ビームのアンテナを接近させて２つ設け、
その一方を通信用受信機に接続し、他方を方向探査用受
信機に接続し、これら両受信機の両受信信号の位相よ
り、移動局の方向を測定する。上記広角ビームのアンテ
ナは狭角ビーム形成用の複数のアンテナ素子の１つを兼
用してもよい。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１Ａにこの発明の実施例を示
し、図５と対応する部分に同一番号を付けてある。この
実施例では広角指向性を有する（広角ビーム）アンテナ
２１−１と２１−２が設けられる。これら広角ビームア
ンテナ２１−１と２１−２はそれぞれ、狭角ビームアン
テナ１１−１〜１１−４の全てでカバーするサービス領
域をほぼカバーすることができるものであり、かつ両ア
ンテナ２１−１と２１−２は使用電波の波長（λ）の２
分の１以下程度に互いに接近し、その広角ビームの中心
軸は互いにほぼ平行とされている。
し、図５と対応する部分に同一番号を付けてある。この
実施例では広角指向性を有する（広角ビーム）アンテナ
２１−１と２１−２が設けられる。これら広角ビームア
ンテナ２１−１と２１−２はそれぞれ、狭角ビームアン
テナ１１−１〜１１−４の全てでカバーするサービス領
域をほぼカバーすることができるものであり、かつ両ア
ンテナ２１−１と２１−２は使用電波の波長（λ）の２
分の１以下程度に互いに接近し、その広角ビームの中心
軸は互いにほぼ平行とされている。
【０００７】一方の広角ビームアンテナ２１−１に方向
探査用受信機２２が接続され、また他方の広角ビームア
ンテナ２１−２に通信用受信機１５が接続される。通信
用受信機１５の受信信号と、方向探査用受信機２２の受
信信号とが方向測定手段２３に入力されて、両受信信号
の位相差により移動局の方向が測定され、その測定結果
がビーム選択制御回路２４に入力され、ビーム選択制御
回路２４はビーム切替手段１２を制御して、狭角アンテ
ナ１１−１〜１１−４中の測定した方向に、ビーム方向
が向いているアンテナに送信機１３を接続する。
探査用受信機２２が接続され、また他方の広角ビームア
ンテナ２１−２に通信用受信機１５が接続される。通信
用受信機１５の受信信号と、方向探査用受信機２２の受
信信号とが方向測定手段２３に入力されて、両受信信号
の位相差により移動局の方向が測定され、その測定結果
がビーム選択制御回路２４に入力され、ビーム選択制御
回路２４はビーム切替手段１２を制御して、狭角アンテ
ナ１１−１〜１１−４中の測定した方向に、ビーム方向
が向いているアンテナに送信機１３を接続する。
【０００８】通信用受信機１５で受信されるチャネル情
報、同期情報やチャネル推定情報等は方向探査用受信機
２２でも通信用受信機１５と同一の条件・状態で受信さ
れる。広角ビームアンテナ２１−１と２１−２は互いに
接近して設けられているため、広角ビームアンテナ２１
−１と２１−２の受信信号の相関は１に近い。よってこ
れら両受信信号の位相差を検知し、それぞれの信号が相
殺されるように位相を調整する（逆位相とする）と、信
号間の相関はほぼ１であり振幅の差は極めて小さいため
に位相差のみで到来方向を推定できる。つまりアンテナ
２１−１と２１−２の間隔がλ／２以下であるために、
図１Ｂに示すようにこの位相差と到来角度は１対１の対
応関係になる。位相差がπで電波到来方向真正面、つま
り角度０であり、位相差がπより小さくなるに従って到
来方向は左側方向に正面から離れ、逆に位相差がπより
大きくなるに従って到来方向は右側方向に正面から離れ
る。したがって、この位相差により推定された到来方向
に対応する狭角ビームにビーム切替手段１２を切替えて
送信機１３を接続することにより送信電力が狭ビームア
ンテナに供給される。このようにして移動局の移動に伴
い送信ビームを移動局に追尾させることができる。この
ように適応信号処理・逆行列演算などを行うことなく、
位相差を求めるだけで電波到来方向を検出することがで
きる。
報、同期情報やチャネル推定情報等は方向探査用受信機
２２でも通信用受信機１５と同一の条件・状態で受信さ
れる。広角ビームアンテナ２１−１と２１−２は互いに
接近して設けられているため、広角ビームアンテナ２１
−１と２１−２の受信信号の相関は１に近い。よってこ
れら両受信信号の位相差を検知し、それぞれの信号が相
殺されるように位相を調整する（逆位相とする）と、信
号間の相関はほぼ１であり振幅の差は極めて小さいため
に位相差のみで到来方向を推定できる。つまりアンテナ
２１−１と２１−２の間隔がλ／２以下であるために、
図１Ｂに示すようにこの位相差と到来角度は１対１の対
応関係になる。位相差がπで電波到来方向真正面、つま
り角度０であり、位相差がπより小さくなるに従って到
来方向は左側方向に正面から離れ、逆に位相差がπより
大きくなるに従って到来方向は右側方向に正面から離れ
る。したがって、この位相差により推定された到来方向
に対応する狭角ビームにビーム切替手段１２を切替えて
送信機１３を接続することにより送信電力が狭ビームア
ンテナに供給される。このようにして移動局の移動に伴
い送信ビームを移動局に追尾させることができる。この
ように適応信号処理・逆行列演算などを行うことなく、
位相差を求めるだけで電波到来方向を検出することがで
きる。
【０００９】通信チャネルが複数存在する場合は、図２
に、図１Ａと対応する部分に同一番号を付けて示すよう
な構成となる。それぞれビーム切替手段１２、送信機１
３及び受信機１５を備える複数個の送受信機２５−１〜
２５−Ｌと合成分配器２６が追加される点が異なる。送
受信装置２５−１〜２５−Ｌの各ビーム切替手段１２の
対応する出力は合成分配器２６で合成されて、狭角アン
テナ１１−１〜１１−４の対応するものへ給電され、広
角アンテナ２１−２の受信信号は合成分配器２６で分配
されて、送受信装置２５−１〜２５−Ｌの各通信用受信
機１５へ供給される。方向探査用受信機２２は時分割的
に任意のチャネルに設定され、送受信装置２５−１〜２
５−Ｌ中の対応する受信機１５と受信信号の位相差に基
く電波到来方向が推定され、それぞれのチャネルに応じ
た送信用狭角ビームを選択することができる。これによ
り、移動局の移動に伴い送信ビームはそれらを追尾する
ことができる。
に、図１Ａと対応する部分に同一番号を付けて示すよう
な構成となる。それぞれビーム切替手段１２、送信機１
３及び受信機１５を備える複数個の送受信機２５−１〜
２５−Ｌと合成分配器２６が追加される点が異なる。送
受信装置２５−１〜２５−Ｌの各ビーム切替手段１２の
対応する出力は合成分配器２６で合成されて、狭角アン
テナ１１−１〜１１−４の対応するものへ給電され、広
角アンテナ２１−２の受信信号は合成分配器２６で分配
されて、送受信装置２５−１〜２５−Ｌの各通信用受信
機１５へ供給される。方向探査用受信機２２は時分割的
に任意のチャネルに設定され、送受信装置２５−１〜２
５−Ｌ中の対応する受信機１５と受信信号の位相差に基
く電波到来方向が推定され、それぞれのチャネルに応じ
た送信用狭角ビームを選択することができる。これによ
り、移動局の移動に伴い送信ビームはそれらを追尾する
ことができる。
【００１０】次に複数の狭角ビームを構成するアンテナ
の一部を広角ビームアンテナに兼用する例を説明する。
図３Ａにその構成例を示し、広角ビームのアンテナ素子
３１−１〜３１−４よりなるアレーアンテナ３１と例え
ばバトラーマトリクスよりなるビームフォーマー３２と
によりマルチビームアンテナ３３が構成される。アンテ
ナ素子３１−１〜３１−４は使用電波の波長（λ）の２
分の１程度の間隔で配列され、それぞれ例えば図中破線
で示す広角指向性（広角ビーム）３４を有し、マルチビ
ームアンテナ３３は互いに方向が異なる複数の狭角指向
性（狭角ビーム）３５−１〜３５−４を有する。図３Ｂ
に示すように広角ビーム３４のサービス領域を全ての狭
角ビーム３５−１〜３５−４でほぼカバーするようにさ
れている。
の一部を広角ビームアンテナに兼用する例を説明する。
図３Ａにその構成例を示し、広角ビームのアンテナ素子
３１−１〜３１−４よりなるアレーアンテナ３１と例え
ばバトラーマトリクスよりなるビームフォーマー３２と
によりマルチビームアンテナ３３が構成される。アンテ
ナ素子３１−１〜３１−４は使用電波の波長（λ）の２
分の１程度の間隔で配列され、それぞれ例えば図中破線
で示す広角指向性（広角ビーム）３４を有し、マルチビ
ームアンテナ３３は互いに方向が異なる複数の狭角指向
性（狭角ビーム）３５−１〜３５−４を有する。図３Ｂ
に示すように広角ビーム３４のサービス領域を全ての狭
角ビーム３５−１〜３５−４でほぼカバーするようにさ
れている。
【００１１】ビーム切替手段１２の切替え出力はそれぞ
れデュプレクサ３６−１〜３６−４を介してビームフォ
ーマー３２の４つのポートの何れかに供給することがで
き、例えばデュプレクサ３６−１〜３６−４からビーム
フォーマー３２の４つのポートにそれぞれ、入力される
と、その各入力は狭角ビーム３５−１〜３５−４の１つ
の送信電波を形成する。つまり例えばデュプレクサ３６
−１からの入力は例えば狭角ビーム３５−１の送信電波
を形成する。マルチビームアンテナ３３の受信出力（送
信時の入力ポートよりの信号）はデュプレクサ３６−１
〜３６−４を介して例えばバトラマトリクスで構成され
るビーム分解器３７に供給され、例えば広角ビームアン
テナ素子３１−１と３１−２それぞれ自体の指向性、つ
まり広角ビーム３４による受信信号に戻され、これらア
ンテナ素子３１−１,３１−２と対応する各受信信号の
一方は通信用受信機１５に他方は方向探査用受信機２２
へそれぞれ供給される。ここで通信用受信機１５に受信
されるチャネル情報・同期情報やチャネル推定情報など
は同一の条件・状態で方向探査用受信機２２に受信され
るように調整する。
れデュプレクサ３６−１〜３６−４を介してビームフォ
ーマー３２の４つのポートの何れかに供給することがで
き、例えばデュプレクサ３６−１〜３６−４からビーム
フォーマー３２の４つのポートにそれぞれ、入力される
と、その各入力は狭角ビーム３５−１〜３５−４の１つ
の送信電波を形成する。つまり例えばデュプレクサ３６
−１からの入力は例えば狭角ビーム３５−１の送信電波
を形成する。マルチビームアンテナ３３の受信出力（送
信時の入力ポートよりの信号）はデュプレクサ３６−１
〜３６−４を介して例えばバトラマトリクスで構成され
るビーム分解器３７に供給され、例えば広角ビームアン
テナ素子３１−１と３１−２それぞれ自体の指向性、つ
まり広角ビーム３４による受信信号に戻され、これらア
ンテナ素子３１−１,３１−２と対応する各受信信号の
一方は通信用受信機１５に他方は方向探査用受信機２２
へそれぞれ供給される。ここで通信用受信機１５に受信
されるチャネル情報・同期情報やチャネル推定情報など
は同一の条件・状態で方向探査用受信機２２に受信され
るように調整する。
【００１２】アンテナ素子３１−１と３１−２の間隔は
１/２波長程度以下であり、図１Ａに示した場合と同様
に、方向測定手段２３により両受信信号の位相差を検出
することにより電波の到来方向を推定でき、その方向を
向いた狭角ビームに送信機１３の出力を給電することが
できる。通信チャネルが複数存在する場合は、図４に示
すような構成となる。ビーム切替手段１２、受信機１
３、受信機１５を備えた複数個の送受信機２５−１〜２
５−Ｌと合成分配器２６が追加される点が異なる。各ビ
ーム切替手段１２の対応出力は合成分配器２６で合成さ
れてデュプレクサ３６−１〜３６−４の対応するものへ
それぞれ供給され、ビーム分解器３７の出力中の通信用
受信機１５へ供給されるべきものは各送受信装置２５−
１〜２５−Ｌの通信用受信機１５に分配供給される。
１/２波長程度以下であり、図１Ａに示した場合と同様
に、方向測定手段２３により両受信信号の位相差を検出
することにより電波の到来方向を推定でき、その方向を
向いた狭角ビームに送信機１３の出力を給電することが
できる。通信チャネルが複数存在する場合は、図４に示
すような構成となる。ビーム切替手段１２、受信機１
３、受信機１５を備えた複数個の送受信機２５−１〜２
５−Ｌと合成分配器２６が追加される点が異なる。各ビ
ーム切替手段１２の対応出力は合成分配器２６で合成さ
れてデュプレクサ３６−１〜３６−４の対応するものへ
それぞれ供給され、ビーム分解器３７の出力中の通信用
受信機１５へ供給されるべきものは各送受信装置２５−
１〜２５−Ｌの通信用受信機１５に分配供給される。
【００１３】方向探査用受信器２２は時分割的に任意の
チャネルに設定され、そのチャネルの通信用受信機１５
の受信信号との位相差を検出してそれぞれのチャネルに
応じた送信狭角ビームを選択することができる。これに
より、移動局の移動に伴い送信ビームはそれらを追尾す
ることができる。次に図１〜図４中の方向測定手段２３
の好ましい例を説明する。その１つの動作原理を図５に
示す。方向測定手段２３に入力される受信信号の受信電
力は例えば図５ａの曲線４１に示すようにフェージング
などにより変動している。ｉ番目の信頼性のある測定方
向Φｉは次のように求める。時間間隔Ｔ毎に複数回（図
ではＭ＝５回）の瞬時受信電力ai１〜aiＭの測定を行
い、その代表値としてai１〜aiＭの平均電力Ａｉを取得
する。同時に両受信信号間の瞬時位相差を測定して瞬時
測定方向φｉ１〜φｉＭを求め、その代表値としてφｉ
１〜φｉＭの平均測定方向Φｉを取得する。このように
して、平均電力と平均測定方向は時間間隔Ｔ毎にＡ１,
Ａ２，…,Φ１,Φ２,…として取得される。これら平均
電力、平均測定方向は複数回分（図ではＮ＝３回分）が
メモリに蓄積される。例えば時間ｔ３において、メモリ
内の３回分の平均電力Ａ１，Ａ２,Ａ３の中から最大の
平均電力Ａ２が得られた時間ｔ２（この図では時間ｔ２
における平均電力Ａ２が、残りのＡ１，Ａ３より大き
い）の平均測定方向Φ２が信頼性のある測定方向として
決定される。このメモリはファーストイン・ファースト
アウト（ＦＩＦＯ）方式で順次新しいデータに更新され
ていく。例えば、時間ｔ４においては、時間ｔ１での平
均電力Ａ１と平均方向Φ１は捨てられて新しい平均電力
Ａ４と平均方向Φ４が蓄積される。この時点ｔ４で、改
めてメモリ内の平均電力Ａ２，Ａ３，Ａ４が比較され、
上述と同様のアルゴリズムにより新たな信頼性ある方向
を決定する（この図では信頼性ある方向はΦ２であ
る）。この時間間隔Ｔ及び最大値を求めるためデータ回
数Ｎは、それぞれの平均電力の相関ができるだけ小さく
なるように設定する。比較する複数の平均電力、この例
ではＮ＝３個の平均電力により、フェージングの構造が
わかり、フェージングによる落ち込み部分の平均方向は
選択しないようにする。これらのパラメータＴ，Ｎを適
当に選ぶことにより、測定方向の大きな誤りが起こる受
信電力低下時の測定方向は信頼性のある方向としては採
用されない。図５に示す例では平均方向Φ５は受信平均
電力Ａ５が低いので信頼性のある方向として採用されて
いない。これにより、Ｔ時間ごとの測定のたびに過去数
回（図ではＮ＝３）の平均電力をもとにした信頼性ある
方向が更新されるか否かの決定が行われる。図５ｂは平
均測定方向、図５ｃは信頼性ある方向と決定された方向
をそれぞれ示す。
チャネルに設定され、そのチャネルの通信用受信機１５
の受信信号との位相差を検出してそれぞれのチャネルに
応じた送信狭角ビームを選択することができる。これに
より、移動局の移動に伴い送信ビームはそれらを追尾す
ることができる。次に図１〜図４中の方向測定手段２３
の好ましい例を説明する。その１つの動作原理を図５に
示す。方向測定手段２３に入力される受信信号の受信電
力は例えば図５ａの曲線４１に示すようにフェージング
などにより変動している。ｉ番目の信頼性のある測定方
向Φｉは次のように求める。時間間隔Ｔ毎に複数回（図
ではＭ＝５回）の瞬時受信電力ai１〜aiＭの測定を行
い、その代表値としてai１〜aiＭの平均電力Ａｉを取得
する。同時に両受信信号間の瞬時位相差を測定して瞬時
測定方向φｉ１〜φｉＭを求め、その代表値としてφｉ
１〜φｉＭの平均測定方向Φｉを取得する。このように
して、平均電力と平均測定方向は時間間隔Ｔ毎にＡ１,
Ａ２，…,Φ１,Φ２,…として取得される。これら平均
電力、平均測定方向は複数回分（図ではＮ＝３回分）が
メモリに蓄積される。例えば時間ｔ３において、メモリ
内の３回分の平均電力Ａ１，Ａ２,Ａ３の中から最大の
平均電力Ａ２が得られた時間ｔ２（この図では時間ｔ２
における平均電力Ａ２が、残りのＡ１，Ａ３より大き
い）の平均測定方向Φ２が信頼性のある測定方向として
決定される。このメモリはファーストイン・ファースト
アウト（ＦＩＦＯ）方式で順次新しいデータに更新され
ていく。例えば、時間ｔ４においては、時間ｔ１での平
均電力Ａ１と平均方向Φ１は捨てられて新しい平均電力
Ａ４と平均方向Φ４が蓄積される。この時点ｔ４で、改
めてメモリ内の平均電力Ａ２，Ａ３，Ａ４が比較され、
上述と同様のアルゴリズムにより新たな信頼性ある方向
を決定する（この図では信頼性ある方向はΦ２であ
る）。この時間間隔Ｔ及び最大値を求めるためデータ回
数Ｎは、それぞれの平均電力の相関ができるだけ小さく
なるように設定する。比較する複数の平均電力、この例
ではＮ＝３個の平均電力により、フェージングの構造が
わかり、フェージングによる落ち込み部分の平均方向は
選択しないようにする。これらのパラメータＴ，Ｎを適
当に選ぶことにより、測定方向の大きな誤りが起こる受
信電力低下時の測定方向は信頼性のある方向としては採
用されない。図５に示す例では平均方向Φ５は受信平均
電力Ａ５が低いので信頼性のある方向として採用されて
いない。これにより、Ｔ時間ごとの測定のたびに過去数
回（図ではＮ＝３）の平均電力をもとにした信頼性ある
方向が更新されるか否かの決定が行われる。図５ｂは平
均測定方向、図５ｃは信頼性ある方向と決定された方向
をそれぞれ示す。
【００１４】前述したように測定間隔Ｔは得られた平均
電力の相関が小さい方がよく、フェージング構造がある
程度とし、受信電力の落ち込みの部分のみを比較するよ
うなことがないようにする。この点でＴは長い方がよい
が、長くするとそれだけ測定方向の更新が遅くなり、移
動局の移動が速い場合は移動局に対する追従性が悪くな
る。Ｔは移動局の移動速度つまりフェージングの周期に
応じて設定することが好ましい。また最大平均電力を検
出するため比較平均電力数Ｎも同様に受信電力の落ち込
み部分を選択しないように、これら比較平均電力により
フェージング構造がわかる程度の数が好ましく、例えば
３〜１０程度にされる。Ｔ時間ごとの測定に複数回（Ｍ
回）測定するのは雑音の影響を小さくするためであり、
なるべく接近して複数回測定し、Ｍは例えば１０〜２０
程度とされる。
電力の相関が小さい方がよく、フェージング構造がある
程度とし、受信電力の落ち込みの部分のみを比較するよ
うなことがないようにする。この点でＴは長い方がよい
が、長くするとそれだけ測定方向の更新が遅くなり、移
動局の移動が速い場合は移動局に対する追従性が悪くな
る。Ｔは移動局の移動速度つまりフェージングの周期に
応じて設定することが好ましい。また最大平均電力を検
出するため比較平均電力数Ｎも同様に受信電力の落ち込
み部分を選択しないように、これら比較平均電力により
フェージング構造がわかる程度の数が好ましく、例えば
３〜１０程度にされる。Ｔ時間ごとの測定に複数回（Ｍ
回）測定するのは雑音の影響を小さくするためであり、
なるべく接近して複数回測定し、Ｍは例えば１０〜２０
程度とされる。
【００１５】この信頼性ある方向を求めるための機能構
成例を図６に示す。方向測定手段２３に入力された両受
信信号は端子４２，４３より瞬時方向測定部４４に入力
され、両受信信号の瞬時位相差が複数回（Ｍ回）測定さ
れ、この瞬時位相差にもとづき、瞬時方向が求められ、
これらＭ個の瞬時測定方向は方向平均部４５で平均化さ
れ、その平均方向が方向ＦＩＦＯメモリ４６に格納され
る。また端子４２，４３よりの受信信号は瞬時電力測定
部４７に入力されて瞬時電力がＭ回測定され、これらＭ
個の瞬時電力は電力平均部４８で平均化され、その平均
電力が電力ＦＩＦＯメモリ４９に格納される。この瞬時
電力の測定は端子４２，４３の受信信号の一方のみにつ
いて行ってもよく、両者について行ってその和又は平均
値を求めてもよい。制御部５１により時間Ｔごとに瞬時
方向測定部４４、瞬時電力測定部４７が動作され、方向
平均部４５、電力平均部４８の各出力が方向ＦＩＦＯメ
モリ４６、電力ＦＩＦＯメモリ４９に格納され、電力Ｆ
ＩＦＯメモリ４９内に格納されている平均電力中の最大
のものが得られた測定時点が最大電力時点検出部５２で
検出され、その時点の平均方向が方向ＦＩＦＯメモリ４
６から読み出され、信頼性ある方向として出力部５３よ
り方向測定手段２３の測定方向として出力される。
成例を図６に示す。方向測定手段２３に入力された両受
信信号は端子４２，４３より瞬時方向測定部４４に入力
され、両受信信号の瞬時位相差が複数回（Ｍ回）測定さ
れ、この瞬時位相差にもとづき、瞬時方向が求められ、
これらＭ個の瞬時測定方向は方向平均部４５で平均化さ
れ、その平均方向が方向ＦＩＦＯメモリ４６に格納され
る。また端子４２，４３よりの受信信号は瞬時電力測定
部４７に入力されて瞬時電力がＭ回測定され、これらＭ
個の瞬時電力は電力平均部４８で平均化され、その平均
電力が電力ＦＩＦＯメモリ４９に格納される。この瞬時
電力の測定は端子４２，４３の受信信号の一方のみにつ
いて行ってもよく、両者について行ってその和又は平均
値を求めてもよい。制御部５１により時間Ｔごとに瞬時
方向測定部４４、瞬時電力測定部４７が動作され、方向
平均部４５、電力平均部４８の各出力が方向ＦＩＦＯメ
モリ４６、電力ＦＩＦＯメモリ４９に格納され、電力Ｆ
ＩＦＯメモリ４９内に格納されている平均電力中の最大
のものが得られた測定時点が最大電力時点検出部５２で
検出され、その時点の平均方向が方向ＦＩＦＯメモリ４
６から読み出され、信頼性ある方向として出力部５３よ
り方向測定手段２３の測定方向として出力される。
【００１６】図６に示した処理の手順を図７に示す。ま
ず瞬時方向、瞬時電力を測定し（Ｓ１）、その各測定回
数が所定値Ｍになるまで繰り返し測定する（Ｓ２）。所
定回数測定すると、そのＭ個の測定瞬時方向の平均方向
を計算してメモリ４６に記憶し（Ｓ３）、またＭ個の測
定瞬時電力の平均電力を計算してメモリ４９に記憶する
（Ｓ４）。メモリ４９中に存在するＮ個の平均電力中の
最大のものが得られた時点を検索し（Ｓ５）、その検索
した時点の平均方向をメモリ４６から読み出して方向測
定手段２３の信頼性のある測定方向として出力する（Ｓ
６）。次に時間Ｔが経過するのを待ち、経過するとステ
ップＳ１に戻る（Ｓ７）。
ず瞬時方向、瞬時電力を測定し（Ｓ１）、その各測定回
数が所定値Ｍになるまで繰り返し測定する（Ｓ２）。所
定回数測定すると、そのＭ個の測定瞬時方向の平均方向
を計算してメモリ４６に記憶し（Ｓ３）、またＭ個の測
定瞬時電力の平均電力を計算してメモリ４９に記憶する
（Ｓ４）。メモリ４９中に存在するＮ個の平均電力中の
最大のものが得られた時点を検索し（Ｓ５）、その検索
した時点の平均方向をメモリ４６から読み出して方向測
定手段２３の信頼性のある測定方向として出力する（Ｓ
６）。次に時間Ｔが経過するのを待ち、経過するとステ
ップＳ１に戻る（Ｓ７）。
【００１７】次に信頼性のある測定方向を得る他の手法
の動作原理を図８を参照して説明する。ｉ番目の信頼性
のある測定方向Φｉは次のように求める。時間間隔Ｔ毎
にＭ回（図ではＭ＝５）の瞬時受信電力ai１〜aiＭの測
定を行い、その代表値としてこれらai１〜aiＭの平均電
力Ａｉを取得する（図８ａ）。同時に両受信信号間の位
相差より瞬時測定方向φｉ１〜φｉＭを測定し、その代
表値としてこれらのφｉ１〜φｉＭの平均測定方向Φｉ
を取得する（図８ｂ）。このようにして、平均電力と平
均測定方向は時間間隔Ｔ毎に取得される。いま時間ｔ３
において平均電力Ａ３を取得し、このＡ３がしきい値Ｔ
ｈA より大きい場合、平均測定方向Φ３を信頼性ある測
定方向として決定して出力測定方向を更新し、Ａ３がし
きい値ＴｈA より小さい場合は測定方向は更新しない。
この時間間隔Ｔ及びしきい値Ｔｈ A を適当に選ぶことに
より、測定方向に大きな誤差が起こる受信電力低下時の
測定方向は信頼性ある測定方向としては採用されない。
図８ではΦ５は受信電力Ａ５がしきい値ＴｈAより低い
ので信頼性のある測定方向として採用されない。信頼性
ある測定方向として出力されるもの図８においては図８
ｃに示すものとなる。
の動作原理を図８を参照して説明する。ｉ番目の信頼性
のある測定方向Φｉは次のように求める。時間間隔Ｔ毎
にＭ回（図ではＭ＝５）の瞬時受信電力ai１〜aiＭの測
定を行い、その代表値としてこれらai１〜aiＭの平均電
力Ａｉを取得する（図８ａ）。同時に両受信信号間の位
相差より瞬時測定方向φｉ１〜φｉＭを測定し、その代
表値としてこれらのφｉ１〜φｉＭの平均測定方向Φｉ
を取得する（図８ｂ）。このようにして、平均電力と平
均測定方向は時間間隔Ｔ毎に取得される。いま時間ｔ３
において平均電力Ａ３を取得し、このＡ３がしきい値Ｔ
ｈA より大きい場合、平均測定方向Φ３を信頼性ある測
定方向として決定して出力測定方向を更新し、Ａ３がし
きい値ＴｈA より小さい場合は測定方向は更新しない。
この時間間隔Ｔ及びしきい値Ｔｈ A を適当に選ぶことに
より、測定方向に大きな誤差が起こる受信電力低下時の
測定方向は信頼性ある測定方向としては採用されない。
図８ではΦ５は受信電力Ａ５がしきい値ＴｈAより低い
ので信頼性のある測定方向として採用されない。信頼性
ある測定方向として出力されるもの図８においては図８
ｃに示すものとなる。
【００１８】この場合の方向測定手段２３の機能構成例
を図９に図６と対応する部分に同一参照符号を付けて示
す。この場合瞬時方向測定部４４でＭ回瞬時方向が測定
され、その平均方向が方向平均部４５で計算される。ま
た瞬時電力測定部４７で瞬時電力がＭ回測定され、その
平均電力が電力平均部４８で計算され、その平均電力が
比較部５５でしきい値設定部５６よりのしきい値ＴｈA
と比較され、しきい値ＴｈA 以上であれば方向平均部４
５よりの平均方向により出力部５３に保持されている測
定方向が更新され、信頼性ある測定方向として出力され
る。平均電力がしきい値ＴｈA より小さければ出力部５
３に保持されている測定方向の更新は行われない。
を図９に図６と対応する部分に同一参照符号を付けて示
す。この場合瞬時方向測定部４４でＭ回瞬時方向が測定
され、その平均方向が方向平均部４５で計算される。ま
た瞬時電力測定部４７で瞬時電力がＭ回測定され、その
平均電力が電力平均部４８で計算され、その平均電力が
比較部５５でしきい値設定部５６よりのしきい値ＴｈA
と比較され、しきい値ＴｈA 以上であれば方向平均部４
５よりの平均方向により出力部５３に保持されている測
定方向が更新され、信頼性ある測定方向として出力され
る。平均電力がしきい値ＴｈA より小さければ出力部５
３に保持されている測定方向の更新は行われない。
【００１９】この場合の処理手順の例を図１０に示す。
瞬時方向、瞬時電力の測定を所定回数（Ｍ回）行い（Ｓ
１，Ｓ２）、これらＭ個の瞬時方向の平均方向、瞬時電
力の平均電力をそれぞれ計算し（Ｓ３，Ｓ４）、その平
均電力がしきい値ＴｈA 以上か調べ（Ｓ５）、ＴｈA 以
上であれば出力測定方向を更新して（Ｓ６）、ＴｈA以
上でなければ出力測定方向を更新することなく、時間Ｔ
の経過を待ち、時間Ｔが経過するとステップＳ１に戻る
（Ｓ７）。信頼性のある測定方向を得る更に他の手法の
動作原理を図１１に示す。ｉ番目の信頼性のある方向Φ
ｉは次のように求める。時間間隔Ｔ毎にＭ回（図ではＭ
＝５）の瞬時測定方向φｉ１〜φｉＭを測定し、その代
表値としてφｉ１〜φｉＭの平均測定方向Φｉを取得す
る（図１１ｂ）。この平均測定方向は複数回分（ここで
はＮ＝２）がメモリに蓄積される。いま時間ｔ３におい
て、平均測定方向Φ３が得られ、メモリに格納され、そ
の時のメモリ内の２回分の平均測定方向Φ２とΦ３の差
分｜ΔΦ｜＝｜Φｉ−Φｉ−１｜を計算する。この差分
｜ΔΦ｜がしきい値Ｔｈφより小さい場合に、いま求め
た平均測定方向Φ３が信頼性のある測定方向として決定
される。このメモリはファーストイン・ファーストアウ
ト方式で順次新しいデータに更新されていく。例えば、
時間ｔ４においては、メモリは時間ｔ２での平均測定方
向Φ２は捨てられて新しい平均測定方向Φ４が蓄積され
る。この時点ｔ４で、改めてメモリ内の２つの平均測定
方向の差分がとられ、しきい値Ｔｈφとが比較され上述
と同様のアルゴリズムにより、出力測定方向の更新が行
われるか否かの決定がされる。この図では出力測定方向
はΦ４に更新される。この時間間隔Ｔ及び平均測定方向
差分のしきい値Ｔｈφを適当に選ぶことにより、測定方
向に大きな誤差が起こる受信電力低下時の平均測定方向
は信頼性のある測定方向としては採用されない。図では
Φ５は受信レベルＡ５が低いので平均測定方向Φ４との
差が大きくなるため、｜ΔΦ｜はしきい値Ｔｈφを超
え、図１１ｃに示すように信頼性ある測定方向としては
採用されない。
瞬時方向、瞬時電力の測定を所定回数（Ｍ回）行い（Ｓ
１，Ｓ２）、これらＭ個の瞬時方向の平均方向、瞬時電
力の平均電力をそれぞれ計算し（Ｓ３，Ｓ４）、その平
均電力がしきい値ＴｈA 以上か調べ（Ｓ５）、ＴｈA 以
上であれば出力測定方向を更新して（Ｓ６）、ＴｈA以
上でなければ出力測定方向を更新することなく、時間Ｔ
の経過を待ち、時間Ｔが経過するとステップＳ１に戻る
（Ｓ７）。信頼性のある測定方向を得る更に他の手法の
動作原理を図１１に示す。ｉ番目の信頼性のある方向Φ
ｉは次のように求める。時間間隔Ｔ毎にＭ回（図ではＭ
＝５）の瞬時測定方向φｉ１〜φｉＭを測定し、その代
表値としてφｉ１〜φｉＭの平均測定方向Φｉを取得す
る（図１１ｂ）。この平均測定方向は複数回分（ここで
はＮ＝２）がメモリに蓄積される。いま時間ｔ３におい
て、平均測定方向Φ３が得られ、メモリに格納され、そ
の時のメモリ内の２回分の平均測定方向Φ２とΦ３の差
分｜ΔΦ｜＝｜Φｉ−Φｉ−１｜を計算する。この差分
｜ΔΦ｜がしきい値Ｔｈφより小さい場合に、いま求め
た平均測定方向Φ３が信頼性のある測定方向として決定
される。このメモリはファーストイン・ファーストアウ
ト方式で順次新しいデータに更新されていく。例えば、
時間ｔ４においては、メモリは時間ｔ２での平均測定方
向Φ２は捨てられて新しい平均測定方向Φ４が蓄積され
る。この時点ｔ４で、改めてメモリ内の２つの平均測定
方向の差分がとられ、しきい値Ｔｈφとが比較され上述
と同様のアルゴリズムにより、出力測定方向の更新が行
われるか否かの決定がされる。この図では出力測定方向
はΦ４に更新される。この時間間隔Ｔ及び平均測定方向
差分のしきい値Ｔｈφを適当に選ぶことにより、測定方
向に大きな誤差が起こる受信電力低下時の平均測定方向
は信頼性のある測定方向としては採用されない。図では
Φ５は受信レベルＡ５が低いので平均測定方向Φ４との
差が大きくなるため、｜ΔΦ｜はしきい値Ｔｈφを超
え、図１１ｃに示すように信頼性ある測定方向としては
採用されない。
【００２０】なお受信電力が小さい場合は、平均位相差
が大きくなり、あるいは雑音に埋もれて平均位相差が大
きくなる。この場合の方向測定手段２３の機能構成例を
図１２に図６と対応する部分に同一参照符号を付けて示
す。両受信信号の位相差より瞬時方向が瞬時方向測定部
４４で時間ＴごとにＭ回測定され、これらＭ個の瞬時測
定方向が平均部４５で平均化されてＦＩＦＯメモリ４６
に格納される。ＦＩＦＯメモリ４６内の２個の平均測定
方向の差分｜ΔΦ｜が差分回路５８で計算され、その差
分｜ΔΦ｜が比較部５９で、しきい値設定器６１よりの
しきい値Ｔｈφと比較され、｜ΔΦ｜≦Ｔｈφであれ
ば、その時、メモリ４６に格納された平均測定方向Φｉ
により出力部５３に保持されていた測定方向が更新され
る。｜ΔΦ｜＞Ｔｈφであれば、出力部５３に対する更
新は行わない。
が大きくなり、あるいは雑音に埋もれて平均位相差が大
きくなる。この場合の方向測定手段２３の機能構成例を
図１２に図６と対応する部分に同一参照符号を付けて示
す。両受信信号の位相差より瞬時方向が瞬時方向測定部
４４で時間ＴごとにＭ回測定され、これらＭ個の瞬時測
定方向が平均部４５で平均化されてＦＩＦＯメモリ４６
に格納される。ＦＩＦＯメモリ４６内の２個の平均測定
方向の差分｜ΔΦ｜が差分回路５８で計算され、その差
分｜ΔΦ｜が比較部５９で、しきい値設定器６１よりの
しきい値Ｔｈφと比較され、｜ΔΦ｜≦Ｔｈφであれ
ば、その時、メモリ４６に格納された平均測定方向Φｉ
により出力部５３に保持されていた測定方向が更新され
る。｜ΔΦ｜＞Ｔｈφであれば、出力部５３に対する更
新は行わない。
【００２１】この場合の処理手順の例を図１３に示す。
両受信信号の位相差に基づく瞬時方向を所定回数（Ｍ
回）測定し（Ｓ１，Ｓ２）、このＭ個の瞬時測定方向を
平均化してメモリに格納し（Ｓ３）、今回の平均測定方
向と前回の平均測定方向との差分｜ΔΦ｜を計算し（Ｓ
４）、｜ΔΦ｜がしきい値Ｔｈφ以下であるかを調べ
（Ｓ５）、｜ΔΦ｜≦Ｔｈφであれば出力部５３の測定
方向を最新の平均測定方向で更新して、｜ΔΦ｜≦Ｔｈ
φでなければ更新することなく時間Ｔの経過を待ち、時
間Ｔが経過するとステップＳ１に戻る（Ｓ７）。
両受信信号の位相差に基づく瞬時方向を所定回数（Ｍ
回）測定し（Ｓ１，Ｓ２）、このＭ個の瞬時測定方向を
平均化してメモリに格納し（Ｓ３）、今回の平均測定方
向と前回の平均測定方向との差分｜ΔΦ｜を計算し（Ｓ
４）、｜ΔΦ｜がしきい値Ｔｈφ以下であるかを調べ
（Ｓ５）、｜ΔΦ｜≦Ｔｈφであれば出力部５３の測定
方向を最新の平均測定方向で更新して、｜ΔΦ｜≦Ｔｈ
φでなければ更新することなく時間Ｔの経過を待ち、時
間Ｔが経過するとステップＳ１に戻る（Ｓ７）。
【００２２】信頼性のある測定方向を得る方向測定手段
２３の更に他の機能構成例を図１４に図１２と対応する
部分に同一参照符号を付けて示す。瞬時方向測定部４４
で時間Ｔごとに瞬時方向をＭ回測定し、そのＭ個の測定
瞬時方向を平均部４５で平均化してＦＩＦＯメモリ４６
へ格納する。このＦＩＦＯメモリ４６は例えば最新の４
個の平均測定方向Φｉ＋１,Φｉ,Φｉ−１,Φｉ−２が
格納されている。つまり平均測定方向の最新の４個の時
系列が格納されている。この平均測定方向列系の隣接す
る平均測定方向の各差分を差分回路５８1 ,５８2 ，５
８3 で計算する。これら差分｜ΔΦ1 ｜＝｜（Φｉ＋
１）−Φｉ｜,｜ΔΦ2 ｜＝｜Φｉ−（Φｉ−１）｜,｜
ΔΦ3 ｜＝｜（Φｉ−１）−（Φｉ−２｜）中の最小の
ものが最小値検出部６３で検出され、その最小値の差分
のもととなる２つの平均測定方向の新しい方のものを信
頼性のある測定方向としてＦＩＦＯメモリ４６から読み
出して出力部５３へ出力する。例えば｜ΔΦ2 ｜が最小
であれば、その差分のもととなる平均測定方向Φｉ,Φ
ｉ−１の一方、好ましくは新しいものΦｉをメモリ４６
から読み出して出力部５３へ出力する。Φｉ−１を出力
してもよい。
２３の更に他の機能構成例を図１４に図１２と対応する
部分に同一参照符号を付けて示す。瞬時方向測定部４４
で時間Ｔごとに瞬時方向をＭ回測定し、そのＭ個の測定
瞬時方向を平均部４５で平均化してＦＩＦＯメモリ４６
へ格納する。このＦＩＦＯメモリ４６は例えば最新の４
個の平均測定方向Φｉ＋１,Φｉ,Φｉ−１,Φｉ−２が
格納されている。つまり平均測定方向の最新の４個の時
系列が格納されている。この平均測定方向列系の隣接す
る平均測定方向の各差分を差分回路５８1 ,５８2 ，５
８3 で計算する。これら差分｜ΔΦ1 ｜＝｜（Φｉ＋
１）−Φｉ｜,｜ΔΦ2 ｜＝｜Φｉ−（Φｉ−１）｜,｜
ΔΦ3 ｜＝｜（Φｉ−１）−（Φｉ−２｜）中の最小の
ものが最小値検出部６３で検出され、その最小値の差分
のもととなる２つの平均測定方向の新しい方のものを信
頼性のある測定方向としてＦＩＦＯメモリ４６から読み
出して出力部５３へ出力する。例えば｜ΔΦ2 ｜が最小
であれば、その差分のもととなる平均測定方向Φｉ,Φ
ｉ−１の一方、好ましくは新しいものΦｉをメモリ４６
から読み出して出力部５３へ出力する。Φｉ−１を出力
してもよい。
【００２３】この場合の処理手順の例を図１５に示す。
瞬時測定方向をＭ回測定し（Ｓ１，Ｓ２）、これらＭ個
の瞬時方向を平均してＦＩＦＯメモリ４６へ格納し（Ｓ
３）、ＦＩＦＯメモリ４６中の平均測定方向系列におけ
る隣接する平均測定方向間の差分をそれぞれ計算し（Ｓ
４）、これら差分中の最小のものを探し、その最小のも
のを求めた２つの平均測定方向Φｉ,Φｉ−１中の新し
い方Φｉを測定方向として出力し（Ｓ６）、時間Ｔの経
過を待ち、時間Ｔを経過するとステップＳ１に戻る（Ｓ
７）。
瞬時測定方向をＭ回測定し（Ｓ１，Ｓ２）、これらＭ個
の瞬時方向を平均してＦＩＦＯメモリ４６へ格納し（Ｓ
３）、ＦＩＦＯメモリ４６中の平均測定方向系列におけ
る隣接する平均測定方向間の差分をそれぞれ計算し（Ｓ
４）、これら差分中の最小のものを探し、その最小のも
のを求めた２つの平均測定方向Φｉ,Φｉ−１中の新し
い方Φｉを測定方向として出力し（Ｓ６）、時間Ｔの経
過を待ち、時間Ｔを経過するとステップＳ１に戻る（Ｓ
７）。
【００２４】以上各種例を述べたように方向測定手段２
３としては、図１６に示すように制御部５１により制御
され、瞬時方向測定部４４で両受信信号の瞬時位相差を
測定し、その位相差に基づく瞬時方向を測定し、好まし
くはその瞬時方向を複数回行い、これら複数の瞬時方向
の平均を方向平均部４５でとり、あるいは複数回瞬時位
相差を測定し、これらの瞬時位相差の平均を求め、その
瞬時位相差の平均に基づく方向を平均方向として求め、
信頼性有無判定部６５において、瞬時方向測定部４４又
は平均方向の信頼性の有無を図５乃至図１５で示したよ
うな手法により判定し、信頼性があると判定された方向
を測定方向として出力部５３へ出力する。また図５及び
図８に示す例では受信信号の瞬時電力を測定したが、受
信信号の瞬時振幅を測定してもよい。
３としては、図１６に示すように制御部５１により制御
され、瞬時方向測定部４４で両受信信号の瞬時位相差を
測定し、その位相差に基づく瞬時方向を測定し、好まし
くはその瞬時方向を複数回行い、これら複数の瞬時方向
の平均を方向平均部４５でとり、あるいは複数回瞬時位
相差を測定し、これらの瞬時位相差の平均を求め、その
瞬時位相差の平均に基づく方向を平均方向として求め、
信頼性有無判定部６５において、瞬時方向測定部４４又
は平均方向の信頼性の有無を図５乃至図１５で示したよ
うな手法により判定し、信頼性があると判定された方向
を測定方向として出力部５３へ出力する。また図５及び
図８に示す例では受信信号の瞬時電力を測定したが、受
信信号の瞬時振幅を測定してもよい。
【００２５】所で瞬時方向測定部４４の測定方向は、実
験によれば例えば図１７に示すようになった。この場合
の実際の電波到来方向は４５度である。このように測定
方向は可成変動している。その理由の一つは受信機雑音
の影響により測定方向が一定せず大きく変動していると
思われる。よって雑音の影響を抑圧するため、複数回の
瞬時測定方向を平均化した。この場合の平均測定方向、
つまり方向平均部４５の出力の、図１７の場合と同一条
件の受信信号に対する実験結果は図１８に示すようにな
った。この図１８より平均化することにより、測定方向
の変動を小さくすることができることが理解される。し
かし、平均化だけでは抑圧できない大きな変動が残って
いる。これは受信電力が著しく低下した時、つまり受信
電力の深い落ち込みがある場合や到来電波の空間的広が
りが大きく、フェージングにより落ち込みがある場合に
生じると考えられる。
験によれば例えば図１７に示すようになった。この場合
の実際の電波到来方向は４５度である。このように測定
方向は可成変動している。その理由の一つは受信機雑音
の影響により測定方向が一定せず大きく変動していると
思われる。よって雑音の影響を抑圧するため、複数回の
瞬時測定方向を平均化した。この場合の平均測定方向、
つまり方向平均部４５の出力の、図１７の場合と同一条
件の受信信号に対する実験結果は図１８に示すようにな
った。この図１８より平均化することにより、測定方向
の変動を小さくすることができることが理解される。し
かし、平均化だけでは抑圧できない大きな変動が残って
いる。これは受信電力が著しく低下した時、つまり受信
電力の深い落ち込みがある場合や到来電波の空間的広が
りが大きく、フェージングにより落ち込みがある場合に
生じると考えられる。
【００２６】これに対し、図７、図１０、図１３、図１
５に示した信頼性のある測定方向を求めて出力する場合
は、同一条件の受信信号に対する実験結果は何れも図１
９に示すようになり、急激な変動がなく、つまり大きな
誤差がなく、実際の到来方向４５度が可成り安定して得
られることが理解される。尚Ｍ＝１０、Ｎ＝８とした場
合これは図７、図１０、図１３、図１５に示した各手法
によれば、何れも受信電力が著しく低下した時の平均測
定方向は信頼性のあるものとされる確率が小さく安定し
た測定方向が得られ、耐雑音性能のみならず、耐干渉性
能も有することが理解される。
５に示した信頼性のある測定方向を求めて出力する場合
は、同一条件の受信信号に対する実験結果は何れも図１
９に示すようになり、急激な変動がなく、つまり大きな
誤差がなく、実際の到来方向４５度が可成り安定して得
られることが理解される。尚Ｍ＝１０、Ｎ＝８とした場
合これは図７、図１０、図１３、図１５に示した各手法
によれば、何れも受信電力が著しく低下した時の平均測
定方向は信頼性のあるものとされる確率が小さく安定し
た測定方向が得られ、耐雑音性能のみならず、耐干渉性
能も有することが理解される。
【００２７】上述において狭角ビームの数は４に限らず
任意の複数としてもよい。また方向測定手段２３などを
コンピュータによりプログラムを実行させて機能させる
こともできる。
任意の複数としてもよい。また方向測定手段２３などを
コンピュータによりプログラムを実行させて機能させる
こともできる。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば２つ
の広角ビームアンテナの一方を通信用受信機に接続し、
他方を方向探査用受信機に接続し、これらの受信機から
得られる信号の位相を測定することにより方向探査し、
送信機の出力を複数の狭角ビームの１つに給電するよう
にビームスイッチを制御することにより、送信電力の削
減（高利得による）および干渉低減（狭角ビーム）が可
能になり、しかも位相差の検出という頗る簡単な構成及
び処理により、電波到来方向を検出でき、移動局からの
受信信号の到来方向の変化に応じて、送信用狭角ビーム
（利得が高い）が切替るために実質的に追尾が可能とな
る。また方向探査用受信機は１個のみとし、他を通信用
受信機を兼用することにより図２１に示した従来技術よ
りも構成が著しく簡単になる。特に図２、図４に示した
ように複数の通信チャネルの送受信装置に対し、１つの
方向探査用受信機を利用できる。
の広角ビームアンテナの一方を通信用受信機に接続し、
他方を方向探査用受信機に接続し、これらの受信機から
得られる信号の位相を測定することにより方向探査し、
送信機の出力を複数の狭角ビームの１つに給電するよう
にビームスイッチを制御することにより、送信電力の削
減（高利得による）および干渉低減（狭角ビーム）が可
能になり、しかも位相差の検出という頗る簡単な構成及
び処理により、電波到来方向を検出でき、移動局からの
受信信号の到来方向の変化に応じて、送信用狭角ビーム
（利得が高い）が切替るために実質的に追尾が可能とな
る。また方向探査用受信機は１個のみとし、他を通信用
受信機を兼用することにより図２１に示した従来技術よ
りも構成が著しく簡単になる。特に図２、図４に示した
ように複数の通信チャネルの送受信装置に対し、１つの
方向探査用受信機を利用できる。
【００２９】また信頼性のある測定方向を求めるように
した場合は、誤動作なく、常に正しく移動局の方向に狭
角ビームを向けることができる。
した場合は、誤動作なく、常に正しく移動局の方向に狭
角ビームを向けることができる。
【図１】Ａはこの発明の実施例を示すブロック図、Ｂは
位相差と電波到来角度の関係を示す図である。
位相差と電波到来角度の関係を示す図である。
【図２】図１Ａの実施例を複数通信チャネルに適用した
例を示すブロック図。
例を示すブロック図。
【図３】Ａは狭角ビームと広角ビームとでアンテナを兼
用する場合のこの発明の実施例を示すブロック図、Ｂは
その複数の狭角ビームと広角ビームとの関係を示す図で
ある。
用する場合のこの発明の実施例を示すブロック図、Ｂは
その複数の狭角ビームと広角ビームとの関係を示す図で
ある。
【図４】図３Ａの実施例を複数通信チャネルに適用した
例を示すブロック図。
例を示すブロック図。
【図５】信頼性のある測定方向を得る動作原理を説明す
るための図。
るための図。
【図６】図５に示した原理に基づく方向測定手段２３の
機能構成例を示す図。
機能構成例を示す図。
【図７】図５に示した原理の処理手順の例を示す流れ
図。
図。
【図８】信頼性のある測定方向を得る他の動作原理を説
明するための図。
明するための図。
【図９】図８に示した原理に基づく方向測定手段２３の
機能構成例を示す図。
機能構成例を示す図。
【図１０】図８に示した原理の処理手順の例を示す流れ
図。
図。
【図１１】信頼性のある測定方向を得る更に他の動作原
理を説明するための図。
理を説明するための図。
【図１２】図１１に示した原理に基づく方向測定手段２
３の機能構成例を示す図。
３の機能構成例を示す図。
【図１３】図１１に示した原理の処理手順の例を示す流
れ図。
れ図。
【図１４】信頼性のある測定方向を得る更に他の例に基
づく方向測定手段２３の機能構成例を示す図。
づく方向測定手段２３の機能構成例を示す図。
【図１５】図１４に示した手段２３の処理手順の例を示
す流れ図。
す流れ図。
【図１６】信頼性のある測定方向を得るための方向測定
手段２３の一般的機能構成を示す図。
手段２３の一般的機能構成を示す図。
【図１７】瞬時方向の測定実験結果を示す図。
【図１８】瞬時測定方向を平均化した方向の実験結果を
示す図。
示す図。
【図１９】信頼性のある方向を測定方向とした実験結果
を示す図。
を示す図。
【図２０】従来のアンテナシステムを示すブロック図。
【図２１】従来のアンテナシステムの他の例を示すブロ
ック図。
ック図。
フロントページの続き (72)発明者 野島 俊雄 東京都千代田区永田町二丁目11番１号 株 式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ内 Ｆターム(参考） 5J021 AA06 AA13 CA06 DB03 DB04 EA04 FA17 FA20 FA24 FA26 FA29 FA31 FA32 GA02 HA05 5K059 CC04 DD37
Claims (11)
- 【請求項１】 互いに指向方向を異にする複数の狭角指
向性アンテナと、 これら狭角指向性アンテナに送信機を選択的に接続する
ビーム切替手段と、 上記狭角指向性アンテナの全てによりカバーされる領域
をほぼカバーする広角指向性を有し、互いに接近して設
けられた２つの広角アンテナと、 上記２つの広角指向性アンテナの一方に接続された通信
用受信機と、 上記２つの広角指向性アンテナの他方に接続された方向
探査用受信機と、 上記通信用受信機と上記方向探査用受信機の両受信信号
の位相差から移動局が存在する方向を測定する手段と、 上記測定した方向に応じて上記複数の狭角アンテナの１
つに上記送信機を接続するように上記ビーム切替手段を
制御するビーム選択制御回路と、 を具備するアンテナシステム。 - 【請求項２】 上記ビーム切替手段及び上記通信用受信
機はＮ組（Ｎは２以上の整数）設けられ、 上記Ｎ個のビーム切替手段の出力を上記狭角指向性アン
テナ対応ごとに合成し、そのアンテナに給電し、上記通
信用受信機に接続されるべき一方の広角指向性アンテナ
の受信信号を上記Ｎ個の通信用受信機に分配する合成分
配器が設けられ、 上記方向を測定する手段は、上記Ｎ個の通信用受信機の
受信信号を時分割的に入力して上記方向探査用受信機の
受信信号との位相差から各移動局の存在する方向を測定
する手段であり、 上記ビーム選択制御回路は、上記測定方向を、その測定
した時に用いた通信用受信機と組をなすビーム切替手段
をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１記載のア
ンテナシステム。 - 【請求項３】 半波長程度の間隔を有するアレーアンテ
ナ及びビームフォーマーからなるマルチビームアンテナ
と、 上記マルチビームアンテナの複数の狭角指向性の放射ビ
ームの１つを選択的に形成すべく、送信機の送信電力を
選択的に上記マルチビームアンテナに給電するビーム切
替手段と、 上記マルチビームアンテナの複数の狭角指向性で受信さ
れた信号を、上記アレーアンテナの１つの素子の特性の
受信信号に分解するビーム分解器と、 上記ビーム分解器により分解された１つの素子の特性の
受信信号が供給される通信用受信機と、 上記ビーム分解器により分解された他の１つの素子の特
性の受信信号が供給される方向探査用受信機と、 上記通信用受信機と上記方向探査用受信機の両受信信号
の位相差から移動局が存在する方向を測定する手段と、 上記測定した方向に応じて上記ビーム切替手段を制御し
て上記送信機の送信電力を上記移動局方向の上記狭角指
向性に給電させるビーム選択制御回路と、 を具備するアンテナシステム。 - 【請求項４】 上記ビーム切替手段及び上記通信用受信
機はＮ組（Ｎは２以上の整数）設けられ、 上記ビーム分解器の上記通信用受信機への受信信号は上
記Ｎ個の通信用受信機に分配供給され、 上記Ｎ個のビーム切替手段の出力を上記狭角指向性の放
射ビームごとに合成して、上記マルチビームアンナテへ
給電する合成器が設けられ、 上記方向を測定する手段は、上記Ｎ個の通信用受信機の
受信信号を時分割的に入力して、上記方向探査用受信機
の受信信号との位相差から各移動局の存在する方向を測
定する手段であり、 上記ビーム選択制御回路は、上記測定方向を、その測定
した時に用いた通信用受信機と組をなすビーム切替手段
をそれぞれ制御することを特徴とする請求項３記載のア
ンテナシステム。 - 【請求項５】 上記方向を測定する手段は、上記両受信
信号の位相差を測定して方向を測定する方向測定部と、
測定した方向の信頼性の有無を判定する手段と、信頼性
があると判定された方向を出力する出力部とを備えるこ
とを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のアンテ
ナシステム。 - 【請求項６】 上記信頼性有無判定手段は、上記両受信
信号の少くとも一方の大きさを測定する大きさ測定部
と、上記測定された方向及び上記測定された大きさをそ
れぞれ記憶する手段と、上記測定された大きさの最新の
複数個中の最大のものを検出する手段と、上記検出した
最大のものを測定した時の測定方向を信頼性があると判
定する手段とを具備することを特徴とする請求項５記載
のアンテナシステム。 - 【請求項７】 上記信頼性有無判定手段は、上記受信信
号の少くとも一方の大きさを測定する大きさ測定部と、
上記測定された大きさがしきい値を超えるか否か判定す
る手段と、しきい値を超えたと判定されると、その時の
上記測定された方向を信頼性があると判定する手段とを
具備することを特徴とする請求項５記載のアンテナシス
テム。 - 【請求項８】 上記信頼性有無判定手段は、今回測定さ
れた上記方向と前回測定された方向と差分を求める手段
と、上記差分がしきい値以下か否かを判定する手段と、
上記差分がしきい値以下と判定されると上記今回測定さ
れた方向を信頼性があると判定する手段とを具備するこ
とを特徴とする請求項５記載のアンテナシステム。 - 【請求項９】 上記信頼性有無判定手段は、上記測定さ
れた方向を記憶する手段と、上記最新の測定された方向
を含む過去の測定方向の系列における各隣接測定方向の
差分を求める手段と、これら差分中の最も小さいものを
検出する手段と、検出された最小差分を求めた２つの測
定方向の一方を信頼性があると判定する手段とを具備す
ることを特徴とする請求項５記載のアンテナシステム。 - 【請求項１０】 上記方向測定部はほぼ同時刻に上記両
受信信号の瞬時位相差を複数回測定する測定部と、これ
ら複数の瞬時位相差と対応する平均測定方向を求めて上
記測定方向とする平均部とよりなることを特徴とする請
求項５乃至９の何れかに記載のアンテナシステム。 - 【請求項１１】 上記大きさ測定部はほぼ同時刻に上記
受信信号の瞬時大きさを複数回測定する瞬時大きさ測定
部と、これら複数瞬時大きさを平均して上記測定大きさ
とする平均部とよりなることを特徴とする請求項６又は
７記載のアンテナシステム。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001052659A JP2002185236A (ja) | 2000-10-02 | 2001-02-27 | アンテナシステム |
| KR10-2001-0060954A KR100452536B1 (ko) | 2000-10-02 | 2001-09-29 | 이동통신기지국 장치 |
| EP01123595A EP1193792B1 (en) | 2000-10-02 | 2001-10-01 | Mobile communication base station equipment |
| DE60138078T DE60138078D1 (de) | 2000-10-02 | 2001-10-01 | Basisstationsanordnung für mobile Funkkommunikation |
| CA002358125A CA2358125C (en) | 2000-10-02 | 2001-10-01 | Mobile communication base station equipment |
| AU77319/01A AU756585B2 (en) | 2000-10-02 | 2001-10-01 | Mobile communication base station equipment |
| US09/968,511 US6907269B2 (en) | 2000-10-02 | 2001-10-02 | Mobile communication base station equipment |
| SG200106121A SG115412A1 (en) | 2000-10-02 | 2001-10-02 | Mobile communication base station equipment |
| CNB011385073A CN100446594C (zh) | 2000-10-02 | 2001-10-02 | 移动通信基站设备 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000301895 | 2000-10-02 | ||
| JP2000-301895 | 2000-10-02 | ||
| JP2001052659A JP2002185236A (ja) | 2000-10-02 | 2001-02-27 | アンテナシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002185236A true JP2002185236A (ja) | 2002-06-28 |
Family
ID=26601339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001052659A Pending JP2002185236A (ja) | 2000-10-02 | 2001-02-27 | アンテナシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002185236A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005136862A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-05-26 | Advanced Telecommunication Research Institute International | 無線通信システム、およびそれにおける送信機に対する受信機の存在方向の決定をコンピュータに実行させるためのプログラム |
| JP2006191610A (ja) * | 2004-12-30 | 2006-07-20 | Valeo Raytheon Systems Inc | 方位分解能を高めるビーム形状 |
| WO2016148127A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | 株式会社Ｎｔｔドコモ | ユーザ装置、基地局及び通信方法 |
| JP2017157908A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 日本電信電話株式会社 | 指向性切替アンテナを用いた無線基地局およびアンテナ指向性切替方法 |
| WO2018037695A1 (ja) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | ソニー株式会社 | 無線通信制御装置、無線通信装置および無線通信システム |
| JP2018506932A (ja) * | 2014-12-29 | 2018-03-08 | 華為技術有限公司Ｈｕａｗｅｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 操縦可能スポットライトビームを有するセルラーアレイ |
-
2001
- 2001-02-27 JP JP2001052659A patent/JP2002185236A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US10972167B2 (en) | 2015-03-16 | 2021-04-06 | Ntt Docomo, Inc. | User apparatus, base station, and communication method |
| JP2017157908A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 日本電信電話株式会社 | 指向性切替アンテナを用いた無線基地局およびアンテナ指向性切替方法 |
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| US11006283B2 (en) | 2016-08-25 | 2021-05-11 | Sony Corporation | Wireless communication control device, wireless communication device and wireless communication system |
| JP7131387B2 (ja) | 2016-08-25 | 2022-09-06 | ソニーグループ株式会社 | 無線通信制御装置、無線通信装置および無線通信システム |
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