JP2002325062A - 移動体通信システム、および移動通信端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基地局は、移動局から送信される大容量のデ
ータ情報を含む上り回線信号を用いて移動局の方位を検
知していた。しかし、移動局がデータ情報の送信をしな
い状況下では基地局は移動局に対して好適なビームフォ
ームを形成できず干渉が発生する。 【解決手段】 外部からの角度情報に基づいてアダプテ
ィブアレー処理を行い指向性を制御するとともに、共通
チャンネル及び個別チャンネルを用いて信号を送受信す
る基地局と、第１のアンテナおよび第２のアンテナが受
信した基地局からの信号に基づいて基地局の方位を検知
して基地局にフィードバックする移動局より移動体通信
システムを構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、適応アレーアンテ
ナ（adaptive array antenna）を有する基地局、基地局
と通信する移動局を含む移動体通信システムに関するも
のであり、特に、基地局の方向を検知して方向情報を基
地局にフィードバックする移動通信端末装置、および移
動通信端末装置からの方向情報に基づいて送信ビームフ
ォームを形成する基地局に関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信システムは、自動車電話や携帯
電話、携帯情報端末のような移動通信端末装置（以下、
移動局と記載する）と基地局の間を電波で接続すること
により構成されている。移動局から基地局に送信される
信号を伝達する回線が上り回線（uplink）であり、逆に
基地局から移動局に送信される信号を伝達する回線が下
り回線（downlink）である。基地局と移動局は以下説明
する各種チャンネルを利用して通信を行う。例えば、共
通チャンネルは、基地局が管轄するセル内に位置する全
ての移動局が共通で利用できるチャンネルである。ま
た、個別チャンネルは基地局がそれぞれの移動局と通信
するチャンネルである。基地局と移動局はデータ情報と
制御情報の２種類の情報を送受信する。一般的にデータ
情報のデータ量は制御情報のデータ量よりも大きい。例
えば、データ情報のデータ量が１秒間に数万ビット、音
声情報の場合１２．２ｋｂｐｓであるのに対し、方向制
御情報のデータ量は１秒間に数ビットから数十ビット程
度である。

【０００３】図７は基地局と移動局が個別チャンネルを
用いて送信データをやり取りする時間関係を説明する図
である。図７（ａ）（ｂ）の横軸はともに時間軸であ
り、時間軸上に送信データＳ１、Ｓ２がプロットされる
ことにより、移動局が送信データＳ１を、基地局が送信
データＳ２を送信した時刻がそれぞれ特定される。な
お、図７（ａ）は上り回線信号の送信時刻を示し、図７
（ｂ）は下り回線信号の送信時刻を示している。図７よ
り、移動局から基地局に送信データＳ１を送信する動作
と、基地局から移動局に送信データＳ２を送信する動作
が交互に繰り返されていることがわかる。なお、上り回
線信号及び下り回線信号には、先に説明した「データ情
報」、「制御情報」の少なくとも一方が含まれる。

【０００４】ＣＤＭＡ方式では、セルラ干渉除去のため
アダプティブアレー技術を適用することが有効である。
アダプティブアレー技術とは、ある制御アルゴリズムに
基づいて、アレーアンテナを構成する各アンテナ出力の
ウェイトを計算し、周囲の状態の変化に適応しながら指
向性を最適に制御する技術である。例えば、アダプティ
ブアレーアンテナを有する基地局は、移動局からの上り
回線信号（送信データＳ１）の送信ウェイトを下り回線
信号の送信ウェイトとして用いてビームフォームを形成
することで干渉を除去する。また、移動局から送信され
たデータ情報を受信しながら移動局の方向を検知して下
り回線信号の送信ウェイトを計算し、移動局に対する好
適なビームフォームを形成する方法もある。どちらの方
法を用いるにしても、基地局が好適なビームフォームを
生成するには、移動局からの上り回線信号を受信する必
要がある。したがって、移動局と基地局の通信は図７に
示すように交互に行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の移動体通信システムにおいては、基地局は移動局
からの上り回線信号に基づいて移動局に対するビームフ
ォームを生成する。しかし、基地局が移動局の方向を検
知して、移動局に対する好適なビームフォームを形成す
る方法は以下説明するような問題点がある。第一の問題
点として、移動局が基地局に対してデータ情報の送信を
しない状況下では、移動局に対して好適なビームフォー
ムを形成できない点があげられる。このような場合、基
地局からの下り回線信号により自セル内の他の端末や隣
接するセルに対する干渉が発生する可能性がある。この
ような干渉は、自セル内や隣接セルからの干渉によりチ
ャンネル容量の限界が決定されるＣＤＭＡシステムにお
いては、システム全体のチャンネル容量を減少させる原
因となる。

【０００６】第二の問題点として、基地局が移動局方向
の検知とウェイト計算を行う間、移動局は基地局に対し
て連続して送信しなければならない点があげられる。基
地局が移動局方向の検知とウェイト計算を行うのに数秒
程度要する。基地局がウェイト計算を完了するまでの
間、移動局は基地局に対する送信を継続して行う必要が
ある。つまり、移動局から送信すべきデータがない状況
でも、移動局は基地局に不要な送信を行う必要がある。
このように基地局が移動局の方向を検知するためだけに
移動局が行う送信は、システム内のトラヒックを増加さ
せる原因となる。

【０００７】移動局からの上り回線信号に依存せず、移
動局に対する好適なビームフォームを生成するため、基
地局が全ての方向に指向性パイロット信号を送信し、移
動局にパイロット受信特性をフィードバックさせる方法
もある。しかし、基地局が指向性パイロット信号を送信
するためには、専用のチャンネルを指向性パイロット信
号に割り当てる必要がある。指向性パイロット信号に専
用のチャンネルを割り当てると、下り回線のキャパシテ
ィが圧迫されることになる。

【０００８】第三の問題点として、移動局は基地局の方
向を検出する処理を行っておらず、基地局に対する好適
なビームフォームを生成できない点があげられる。つま
り、移動局は基地局に対して無指向性の信号を上り回線
信号として送信していたため、移動局からの上り回線信
号により在圏セル内の他の端末や隣接するセルに対する
干渉が発生する可能性がある。このような干渉は、自セ
ル内や隣接セルからの干渉によりチャンネル容量の限界
が決定されるＣＤＭＡシステムにおいては、チャンネル
容量を減少させる原因となる。

【０００９】この発明は、以上説明したような課題を解
決するためになされたものであり、移動局補助の下で基
地局がアダプティブアレー処理を行うことで、アダプテ
ィブアレー処理に要する基地局の負荷を軽減可能な移動
体通信システムを提供することを目的とする。具体的に
は、基地局が移動局からのデータ信号の送信がない場合
でも、移動局に対する好適なビームフォームを形成可能
な移動体通信システムを提供することを第一の目的とす
る。また、基地局が方向検知とウェイト計算を完了する
までになされる移動局からの不要な送信を抑制し、シス
テム内のトラヒックを減少させる事が可能な移動体通信
システムを提供することを第二の目的とする。また、移
動局が基地局に対する好適なビームフォームを形成可能
な移動体通信システムを提供することを第三の目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る移動体通
信システムは、外部からの角度情報に基づいてアダプテ
ィブアレー処理を行い指向性を制御するとともに、共通
チャンネル及び個別チャンネルを用いて信号を送受信す
る基地局と、互いに所定間隔だけ離隔して設けられた第
１のアンテナおよび第２のアンテナを有し、この第１の
アンテナおよび第２のアンテナが受信した前記基地局か
らの信号に基づいて前記基地局の方位を検知するととも
に、検知結果である基地局方位情報に基づいて、前記基
地局により実行されるアダプティブアレー処理に用いら
れる角度情報を生成して前記基地局に出力する移動局と
を含むものである。

【００１１】また、この発明に係る移動体通信システム
は、移動局からの角度情報に基づいて、移動局の位置す
る方位の指向性を高くし、他の移動局の位置する方位に
対する指向性を低くするように指向性を制御して、前記
移動局に信号を送信する基地局を含むものである。

【００１２】また、この発明に係る移動体通信システム
は、検知した基地局の方位に基づいて前記基地局の位置
する方位に対する指向性を高くし、前記基地局の位置方
位以外の方位の指向性を低くするように指向性を制御し
て、前記基地局に信号を送信する移動局を含むものであ
る。

【００１３】また、この発明に係る移動体通信システム
は、基地局の方位を検知して得た基地局方位情報に基づ
いて前記基地局の方位が変動しているか判断し、前記基
地局の方位が変動している場合に、前記基地局方位の変
動量を前記基地局に出力する移動局を含むものである。

【００１４】また、この発明に係る移動体通信システム
は、複数の基地局から送信された信号を受信するソフト
ハンドオーバー時において、受信した信号より各基地局
の方位を検知するとともに、検知結果である基地局方位
情報に基づいて各基地局について角度情報を生成し、そ
れぞれの基地局に前記角度情報を出力する移動局を含む
ものである。

【００１５】また、この発明に係る移動体通信システム
は、複数の基地局から送信された信号の受信電力を測定
して各基地局までの距離を求めるとともに、各基地局ま
での距離、基地局方位情報、及び基地局の位置情報に基
づいて現在位置を求める移動局を含むものである。

【００１６】この発明に係る移動通信端末装置は、外部
からの角度情報に基づいてアダプティブアレー処理を行
い指向性を制御するとともに、共通チャンネル及び個別
チャンネルを用いて信号を送受信する基地局からの信号
を受信する第１のアンテナと、この第１のアンテナと所
定の間隔を離間して備えられ、前記基地局から送信され
た信号を受信する第２のアンテナと、前記第１のアンテ
ナ及び前記第２のアンテナが送受信する信号に重み付け
を行って前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナの
指向性を制御するためのウェイトを、前記第１のアンテ
ナ及び前記第２のアンテナが受信した前記基地局からの
受信信号に基づいて制御するウェイト制御部と、前記受
信信号に基づいて前記基地局の方位を検出して基地局方
位情報を生成するとともに前記ウェイト制御部に出力
し、前記基地局方位情報より前記角度情報を生成して前
記基地局に出力する方位検出部とを備えたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１に係る移動体通信システムを説明する説明
図である。図１において、１は図示しないデジタル携帯
電話網、公衆電話回線網と接続された基地局、２は基地
局からの下り回線信号に基づいて基地局１の方位を検知
する移動局、３は基地局１から送信される電波を移動局
２が受信可能な領域であるセル、このセル３は３セクタ
から構成されている。４は共通チャンネルまたは個別チ
ャンネルを用いて基地局１から移動局２に通信する下り
回線信号、５は移動局２から基地局１にフィードバック
する角度情報、６は基地局１が形成するビームである。
図２は移動局２から基地局１にフィードバックする角度
情報を説明する図である。図２に示すように、角度情報
は地球の磁気方向である北をレファレンス方向とし、こ
のレファレンス方向に対して基地局の位置する方向を角
度で表されたものである。

【００１８】図１に示す移動体通信システムにおいて、
基地局１はＢＣＨ、ＦＡＣＨなどの共通チャンネルを用
いて常時下り回線信号４を無指向性ビームあるいはセク
タビームで送信する。またセル３内に位置する特定の移
動局２に対しては、ＤＣＨなどの個別チャンネルを用い
て特定の移動局２に向けて下り回線信号４を指向性ビー
ムで送信する。下り回線信号４とは基地局１が移動局２
に送信した信号を意味する。そして、下り回線信号４の
うち、共通チャンネルを用いて送信した下り回線信号４
を共通チャンネル信号、個別チャンネルを用いて送信し
た下り回線信号４を個別チャンネル信号と記載する。移
動局２はＳＣＨ（同期チャンネル）、ＣＰＩＣＨ（共通
パイロットチャンネル）、ＣＣＰＣＨ（共通制御物理チ
ャンネル）を利用してセルサーチして自局に最も近い基
地局１を選択する。そして、移動局２は選択した基地局
１に対して同期、スクランブルコード識別操作をした上
でＤＰＣＨなどの個別チャンネルを用いて基地局１と通
信する。

【００１９】移動局２と基地局１の間でリンクが確立さ
れると、移動局２は受信した共通チャンネル信号あるい
は個別チャンネル信号を用いて基地局１の方位を検知す
る。移動局２は検知した基地局１の方位と基準方向とな
るレファレンス方向より角度情報を生成したうえで、こ
の角度情報をデータ量の小さい制御情報として基地局１
に送信する。このように角度情報をデータ量の小さい制
御情報として送信する動作を以下「フィードバック」と
し、データ量の大きい音声情報や文字情報、動画像情報
を含むデータ情報を基地局に伝達する「送信」とは区別
して説明する。基地局１は移動局２よりフィードバック
された角度情報を用いて移動局２の位置する方位の指向
性が高く、それ以外の方位の指向性が低いビームフォー
ム、即ちビーム６を生成する。

【００２０】図３はこの発明の実施の形態１にかかる移
動体通信システムに含まれる移動通信端末装置の構成を
示すブロック図である。図３において、７は第１のアン
テナ、８は逆拡散部、９は乗算器、１０は加算器、１１
は第２のアンテナ、１２は逆拡散部、１３は乗算器、１
４はレイクコンバイナ、１５は受信ウェイト制御部、ｌ
６は方位検出部、１７は角度情報生成部、１８はレファ
レンス方向生成部、１９は送信キャリブレーション部、
２０、２１は乗算器、３８はレファレンス信号生成部で
ある。図４は移動通信端末装置の２系統のアンテナ配置
の例を示す平面図である。図４において２２は端末本体
である。なお、図４において図３と同一の符号は同一ま
たは相当部分を示すので説明は省略する。

【００２１】図４に示すように、第１のアンテナ７と第
２のアンテナ１１の相対位置についていくつかの設置方
法が考えられる。両方のアンテナを端末外部に設置して
もよいし、いずれかのアンテナを端末内部に実装しても
よい。端末用アンテナアレーにはリニアアレーアンテナ
と電子制御導波器アレーアンテナ（Electronically Ste
ering Passive Array Radiator Antenna）等の種類があ
る。図４（Ａ）には両方のアンテナが端末外部に設けた
場合を、図４（Ｂ）は両方のアンテナが端末内部に実装
された場合を、図４（Ｃ）は一方のアンテナを端末外部
に設け、もう一方のアンテナを端末内部に実装した場合
を示す。図４（Ｄ）、（Ｅ）はＥＳＰＡＲアンテナの外
観を示すものであり、図４（Ｄ）はＥＳＰＡＲアンテナ
を前から見た図、図４（Ｅ）は上から見た図を示す。

【００２２】次に動作について説明する。基地局１から
送信された下り回線信号は第１のアンテナ７および第２
のアンテナ１１により受信される。第１のアンテナ７が
受信した信号は逆拡散部８において逆拡散されて乗算器
９に出力される。乗算器９には受信ウェイト制御部１５
により制御される受信ウェイトが供給されており、乗算
器９に入力された信号は受信ウェイトが乗じられる。一
方、第２のアンテナ１１が受信した信号も第１のアンテ
ナ７が受信した信号と同じように、逆拡散部１２で逆拡
散され、乗算器１３で受信ウェイトを乗じられる。乗算
器９及び乗算器１３でそれぞれ受信ウェイトが乗じられ
た信号は、加算器１０において加算された後、レイクコ
ンバイナ１４において合成されてアレー出力を得ること
ができる。レイクコンバイナ１４においてマルチパス信
号が合成されて得られたアレー出力は受信ウェイト制御
部１５にフィードバックされる。受信ウェイト制御部１
５は、レイクコンバイナ１４からフィードバックされた
アレー出力とレファレンス信号生成部３８が生成したレ
ファレンス信号を用いて、アレー出力とレファレンス信
号の差を最小化するように受信ウェイトを制御する。こ
のようにして制御されたウェイトを用いることにより、
基地局１方向への指向性を高くして下り回線信号にメイ
ンビームを形成し、干渉信号への指向性を低くしてヌル
を形成する、即ち好適なビームフォームを生成できる。

【００２３】方位検出部１６は、第１の素子アンテナ
７、第２の素子アンテナ１１が受信した信号に基づいて
基地局１の方位を推定する。方位検知の方法としては、
例えばモノパルス法、ヌルサーチ法、ＭＵＳＩＣ法があ
る。以下、方位検知の方法としてモノパルス法を採用し
た場合について説明する。方位検出部１６は受信した信
号に基づいてモノパルスパターンを形成する。モノパル
スパターンは和パターンと差パターンから構成される。
リニアアレーでは開口を２分割して一方のサブアレーを
逆相で合成することで和と差のパターンを形成する。こ
の和パターンと差パターンそれぞれの出力振幅、位相を
計算することで方向を一義的に求めることができる。以
上説明した処理を実行することにより求めた基地局１の
方位は角度情報生成部１７に出力される。角度情報生成
部１７は方位推定部１６から出力された基地局１の方位
と、レファレンス方向生成部１８から出力されたレファ
レンス方向より角度情報を生成する。

【００２４】移動局２が送信する情報は音声情報、文字
情報、動画像情報などデータ量が大きい「データ情報」
とデータ量が小さい「制御情報」の２種類あることは既
に説明したとおりである。移動局２は、角度情報生成部
１８が生成した角度情報をデータ量が小さい「制御情
報」として基地局１にフィードバックする。角度情報を
基地局１に「フィードバック」する動作も送信の一種で
あるが、フィードバックされる情報は角度情報のみであ
り、データ量が大きいデータ情報は含まれない。このよ
うに、データ量が小さい角度情報のみをフィードバック
することにより、基地局１への上り回線を占有する時間
を短縮し、上り回線のトラヒック増加を抑制することが
できる。また、基地局１も移動局２からフィードバック
された角度情報により移動局２の位置を認識できるの
で、移動局方位の検知とウェイトの計算などの基地局側
の処理が軽減される。基地局が移動局の方位を検知する
移動体通信システムでは、基地局は複数の移動局の方位
を検知するため、方位検知に要する計算量が大きくな
る。これに対して、移動局は一つの基地局の方位を検知
すればよいので計算量が少ないというメリットがある。

【００２５】移動局２が角度情報を基地局１にフィード
バックすると、基地局１は移動局２に対して好適なビー
ムフォームを形成する。そして、移動局２が移動しない
限り基地局１がビームフォームを形成し直す必要性はな
い。そこで、移動局２は基地局１の方位に変動が見られ
ない場合、つまり移動局２が移動しない場合には、基地
局１に対して角度情報をフィードバックせず、基地局１
の方位に変動が見られる場合にのみ基地局１に前回基地
局方位測定時の測定結果に対する変動量をフィードバッ
クする。このように、移動局２が移動した場合のみフィ
ードバックすることにより、上り回線を占有する時間を
更に短縮し、上り回線のトラヒック増加をより一層抑制
することができる。なお、移動局２が移動した場合にフ
ィードバックする情報は、最新の角度情報でもよい。

【００２６】移動局２において、基地局１に送信するべ
き音声情報や文字情報、動画像情報などデータ量が大き
い「データ情報」が発生した時、送信キャリブレーショ
ン部１９は、方位検出部１６が推定した基地局１の方位
情報に基づいて、基地局１の位置する方位の指向性を上
げ、それ以外の方位の指向性を下げるビームフォームを
形成するように送信ウェイトを制御する。送信キャリブ
レーション部１９にて決定された送信ウェイトは乗算器
２０、２１に出力される。乗算器２０、２１は送信キャ
リブレーション部１９から出力された送信ウェイトを送
信する「データ情報」に乗じて重み付けを行う。このよ
うなアダプティブアレー処理を実行することにより、第
１のアンテナ７および第２のアンテナ１１が形成するビ
ームフォームは、基地局方位にメインビームが形成され
て、それ以外の方位に利得の低いサイドローブあるいは
ヌルが形成されたものとなる。したがって、移動局２が
形成したビームフォームが在圏セル内の他の端末や隣接
するセルに干渉することを抑制することができる。ま
た、移動局の送信電力を低減でき、バッテリの省電力化
を図ることもできる。

【００２７】図５はこの発明の実施の形態１にかかる移
動体通信システムに含まれる基地局の構成を示すブロッ
ク図である。図５において、２３はウェイト計算部、２
４は乗算器、２５は乗算器、２６は第１の基地局アンテ
ナ、２７は第Ｎの基地局アンテナである（Ｎ＞＝２）。
基地局１のウェイト計算部２３は移動局２よりフィード
バックされた角度情報に基づいて、移動局２の方位に対
する指向性が高く、それ以外の方位に対する指向性を下
げたビームフォームを形成するようにウェイトを計算す
る。そして、計算したウェイトを乗算器２４、２５に出
力する。乗算器２４、２５はウェイト計算部２３から出
力されたウェイトを送信データに乗じて重み付けを行
う。このようなアダプティブアレー処理を実行すること
により、第１のアンテナ２６および第Ｎのアンテナ２７
が形成するビームフォームは、特定の移動局の方位にメ
インビームが形成され、それ以外の方位に利得の低いサ
イドローブあるいはヌルが形成されたものとなる。ま
た、管轄するセルに位置する全ての移動局からフィード
バックされた方位情報を用いて、ある特定の移動局方位
の指向性を高くし、他の移動局方位の指向性を低くして
他の移動局に対する干渉を減少させることも可能であ
る。

【００２８】以上説明した移動体通信システムは、基地
局からの下り回線信号を用いて、移動局が基地局の方位
を検出して生成した角度情報を制御情報として基地局に
フィードバックし、基地局は移動局よりフィードバック
された角度情報を用いて移動局に対する好適なビームフ
ォームを形成するので、基地局は移動局からのデータ情
報の送信がない場合でも、データ量の小さい制御情報で
ある角度情報を用いて移動局に対する好適なビームフォ
ームを形成することができる。したがって、セル内の他
の移動局や隣接するセルに対する干渉を抑制することが
でき、システム全体のチャンネル容量、加入者容量を向
上させることができる。また、移動局は、共通チャンネ
ル、個別チャンネルを用いて基地局が送信した下り回線
信号より基地局の方位を検知するので、方向検知用の信
号を新たに割り当てる必要がないので、下り回線のトラ
ヒックを増大させずにすむという効果がある。また、移
動局が基地局にフィードバックする角度情報はデータ容
量がデータ情報に比べて小さい制御情報であるので、上
り回線のトラヒックがほとんど増加しない。さらに、移
動局から基地局に伝達するべきデータ情報がない場合に
は、基地局による方位検知のための送信を行う必要がな
いので、上り信号回線を占有する時間を短くすることが
できる。

【００２９】また、移動局は検知した基地局の方位に基
づいて、上り回線信号を送信する際に基地局に対して好
適なビームフォームを生成するので、移動局からの上り
回線信号がセル内の他の端末や隣接セルに干渉すること
を抑制することができる。このように、本発明は、セル
内に位置する各移動局がひとつの基地局の方位をそれぞ
れ検知して基地局にフィードバックするため、基地局は
従来行っていたような、管轄するセル内に位置する複数
の移動局の方位を検知するという処理を行う必要がなく
なる。つまり、移動局補助の下で基地局がアダプティブ
アレー処理を行うことになるため、基地局がアダプティ
ブアレー処理を行う負荷を軽減することができる。

【００３０】実施の形態２．図６はこの発明の実施の形
態２にかかる移動体通信システムを示す説明図である。
図６において、２８は第１の基地局、２９は第１のセ
ル、３０は第２の基地局、３１は第２のセル、３２は第
３の基地局、３３は第３のセル、３４は移動局、３５は
第１のビーム、３６は第２のビーム、３７は第３のビー
ム、３８、３９、４０はそれぞれの基地局から送信され
る下り回線信号である。なお、図６において図１に示す
符号と同一の符号は同一または相当部分を示すので説明
は省略する。以下、セルの境界に位置する移動局が複数
の基地局と通信する「ソフトハンドオーバー」時に基地
局の方位を検知して、基地局に角度情報をフィードバッ
クする動作について説明する。セルラ方式では移動局が
セルの境界に達した時に、現在接続している基地局を切
り替える必要がある。ＣＤＭＡの場合、セルの境界に位
置する移動局に対して隣接する複数のセルの基地局から
信号が送信される。これらの信号は同一周波数帯で基地
局を識別する信号が含まれている。移動局は複数の基地
局からの信号を全て受信し、いずれかのセルの内側に十
分入った時に他の基地局との通信を切断する。このよう
な切替動作をソフトハンドオーバーといい、ハンドオー
バー時の切断や品質の劣化を改善することができる。

【００３１】図６に示す移動体通信システムにおいて、
移動局３４が第１のセル２９、第２のセル３１、第３の
セル３３の境界に達すると、第１の基地局２８、第２の
基地局３０、第３の基地局３２は共通チャンネル或いは
個別チャンネルを用いて移動局３４にそれぞれ下り回線
信号３８、３９、４０を送信する。下り回線信号３８、
３９、４０は全て同一周波数帯で、それぞれ発信元の基
地局を識別する信号が含まれている。移動局３４は受信
した下り回線信号３８、３９、４０を用いて各基地局２
８、３０、３２の方位を検知する。そして、検知した各
基地局２８、３０、３２の方位と基準となるレファレン
ス方向よりそれぞれの基地局に伝達する角度情報４１、
４２、４３を生成し、データ量の小さい制御情報として
第１の基地局２８、第２の基地局３０、第３の基地局３
２にフィードバックする。移動局３４からフィードバッ
クされた角度情報に基づいて、各基地局２８、３０、３
２は移動局３４に対する指向性が高く、それ以外の方位
の指向性が低いビーム３５、３６、３７を生成する。

【００３２】また、移動局３４は第１の基地局２８、第
２の基地局３０、第３の基地局３２の複数の基地局から
の下り回線信号より基地局の方位を検知することによ
り、各基地局が移動局３４に対する好適なビームフォー
ムを形成するので、複数の基地局からの信号がひとつの
移動局に集中するソフトハンドオーバー時においても、
自セル内の他の端末や隣接セルに対する干渉が発生する
ことを抑制することができる。また、複数の基地局の位
置情報と複数の基地局の角度情報より移動局３４自体の
現在位置を推定することも可能である。具体的には、移
動局３４は第１の基地局２８、第２の基地局３０、第３
の基地局３２からの下り回線信号より各基地局２８、３
０、３２の方位を検知するとともに、周囲の基地局の共
通チャンネル信号の受信電力を測定する。そして、測定
した受信信号電力より各基地局の距離を測定する。この
ような処理で得た各基地局の方位、距離および予め把握
している各基地局の位置情報を合わせて、移動局自体の
現在位置を推定することができる。

【００３３】

【発明の効果】この発明に係る移動体通信システムは、
外部からの角度情報に基づいてアダプティブアレー処理
を行い指向性を制御するとともに、共通チャンネル及び
個別チャンネルを用いて信号を送受信する基地局と、互
いに所定間隔だけ離隔して設けられた第１のアンテナお
よび第２のアンテナを有し、この第１のアンテナおよび
第２のアンテナが受信した前記基地局からの信号に基づ
いて前記基地局の方位を検知するとともに、検知結果で
ある基地局方位情報に基づいて、前記基地局により実行
されるアダプティブアレー処理に用いられる角度情報を
生成して前記基地局に出力する移動局とを含むので、基
地局は移動局からのデータ情報の送信がない場合でも、
移動局が基地局の方位を検知して、データ量の小さい制
御情報である角度情報を用いて移動局に対する好適なビ
ームフォームを形成することができる。また、移動局補
助の下で基地局がアダプティブアレー処理を行うことに
なるため、基地局がアダプティブアレー処理を行う負荷
を軽減することができる。

【００３４】この発明に係る移動通信端末装置は、外部
からの角度情報に基づいてアダプティブアレー処理を行
い指向性を制御するとともに、共通チャンネル及び個別
チャンネルを用いて信号を送受信する基地局からの信号
を受信する第１のアンテナと、この第１のアンテナと所
定の間隔を離間して備えられ、前記基地局から送信され
た信号を受信する第２のアンテナと、前記第１のアンテ
ナ及び前記第２のアンテナが送受信する信号に重み付け
を行って前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナの
指向性を制御するためのウェイトを、前記第１のアンテ
ナ及び前記第２のアンテナが受信した前記基地局からの
受信信号に基づいて制御するウェイト制御部と、前記受
信信号に基づいて前記基地局の方位を検出して基地局方
位情報を生成するとともに前記ウェイト制御部に出力
し、前記基地局方位情報より前記角度情報を生成して前
記基地局に出力する方位検出部とを備えたので、基地局
はセル内の複数の移動局の方向検知をする必要がなくな
り、アダプティブアレー処理を行う基地局の負荷を軽減
させることができる。また、移動局が形成したビームフ
ォームが在圏セル内の他の端末や隣接するセルに干渉す
ることを抑制することができる。また、移動局の送信電
力を低減でき、バッテリの省電力化を図ることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る移動体通信シ
ステムを示す説明図である。

【図２】 移動局から基地局にフィードバックする角度
情報を示す説明図である。

【図３】 この発明の実施の形態１に係る移動体通信シ
ステムのうち移動通信端末装置の構成を示すブロック図
である。

【図４】 この発明の実施の形態１に係る移動通信端末
装置の外観およびアンテナは位置の一例を示す平面図で
ある。

【図５】 この発明の実施の形態１に係る移動体通信シ
ステムのうち基地局の構成を示すブロック図である。

【図６】 この発明の実施の形態２に係る移動体通信シ
ステムを示す説明図である。

【図７】 基地局と移動局が個別チャンネルを用いて送
信データをやり取りする時間関係を説明する図である。

【符号の説明】

１ 基地局、２ 移動局、３ セル、４ 下り回線信
号、５ 角度情報、６ ビーム、７ 第１のアンテナ、
８ 逆拡散部、９ 乗算器、１０ 加算器、１１ 第２
のアンテナ、１２ 逆拡散部、１３ 乗算器、１４ レ
イクコンバイナ、１５ 受信ウェイト制御部、１６ 方
位検出部、１７ 角度情報生成部、１８ レファレンス
方向生成部、１９ 送信キャリブレーション部、２０
乗算器、２１ 乗算器、２２ 端末本体、２３ ウェイ
ト計算部、２４ 乗算器、２５ 乗算器、２６ 第１の
基地局アンテナ、２７ 第Ｎの基地局アンテナ、２８
第１の基地局、２９ 第１のセル、３０ 第２の基地
局、３１ 第２のセル、３２ 第３の基地局、３３ 第
３のセル、３４ 移動局、３５ 第１のビーム、３６
第２のビーム、３７ 第３のビーム、３８ レファレン
ス信号生成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J021 AA06 CA06 DB02 DB03 EA04 FA06 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA26 FA32 GA02 HA05 HA10 5K067 AA03 AA21 AA43 BB03 BB04 DD11 DD20 EE02 EE10 EE24 FF02 FF03 JJ39 JJ52 JJ54 KK02 KK03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部からの角度情報に基づいてアダプテ
   ィブアレー処理を行い指向性を制御するとともに、共通
   チャンネル及び個別チャンネルを用いて信号を送受信す
   る基地局と、 互いに所定間隔だけ離隔して設けられた第１のアンテナ
   および第２のアンテナを有し、この第１のアンテナおよ
   び第２のアンテナが受信した前記基地局からの信号に基
   づいて前記基地局の方位を検知するとともに、検知結果
   である基地局方位情報に基づいて、前記基地局により実
   行されるアダプティブアレー処理に用いられる角度情報
   を生成して前記基地局に出力する移動局とを含むことを
   特徴とする移動体通信システム。
2. 【請求項２】 基地局は、移動局からの角度情報に基づ
   いて、移動局の位置する方位の指向性を高くし、他の移
   動局の位置する方位に対する指向性を低くするように指
   向性を制御して、前記移動局に信号を送信することを特
   徴とする請求項１に記載の移動体通信システム。
3. 【請求項３】 移動局は、検知した基地局の方位に基づ
   いて前記基地局の位置する方位に対する指向性を高く
   し、前記基地局の位置方位以外の方位の指向性を低くす
   るように指向性を制御して、前記基地局に信号を送信す
   ることを特徴とする請求項１に記載の移動体通信システ
   ム。
4. 【請求項４】 移動局は、基地局の方位を検知して得た
   基地局方位情報に基づいて前記基地局の方位が変動して
   いるか判断し、前記基地局の方位が変動している場合
   に、前記基地局方位の変動量を前記基地局に出力するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の移動体通信システム。
5. 【請求項５】 移動局は、複数の基地局から送信された
   信号を受信するソフトハンドオーバー時において、受信
   した信号より各基地局の方位を検知するとともに、検知
   結果である基地局方位情報に基づいて各基地局について
   角度情報を生成し、それぞれの基地局に前記角度情報を
   出力することを特徴とする請求項１に記載の移動体通信
   システム。
6. 【請求項６】 移動局は、複数の基地局から送信された
   信号の受信電力を測定して各基地局までの距離を求める
   とともに、各基地局までの距離、基地局方位情報、及び
   基地局の位置情報に基づいて現在位置を求めることを特
   徴とする請求項５に記載の移動体通信システム。
7. 【請求項７】 外部からの角度情報に基づいてアダプテ
   ィブアレー処理を行い指向性を制御するとともに、共通
   チャンネル及び個別チャンネルを用いて信号を送受信す
   る基地局からの信号を受信する第１のアンテナと、 この第１のアンテナと所定の間隔を離間して備えられ、
   前記基地局から送信された信号を受信する第２のアンテ
   ナと、 前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナが送受信す
   る信号に重み付けを行って前記第１のアンテナ及び前記
   第２のアンテナの指向性を制御するためのウェイトを、
   前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナが受信した
   前記基地局からの受信信号に基づいて制御するウェイト
   制御部と、 前記受信信号に基づいて前記基地局の方位を検出して基
   地局方位情報を生成するとともに前記ウェイト制御部に
   出力し、前記基地局方位情報より前記角度情報を生成し
   て前記基地局に出力する方位検出部とを備えたことを特
   徴とする移動通信端末装置。