JP2002359584A

JP2002359584A - 無線基地局装置及び指向性送信方法

Info

Publication number: JP2002359584A
Application number: JP2001163866A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Aoyama; 高久青山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2002-12-13

Abstract

(57)【要約】【課題】受信側である通信端末において共通チャ
ネルを用いてチャネル推定を行うことが可能なＡＡＡ基
地局を提供すること。【解決手段】オムニ用アンテナ素子を含む複数のアン
テナ素子１０１〜１０４から受信した信号の到来方向を
到来方向推定部１０７におて推定する。ステアリングベ
クトル生成部１０９において、候補ベクトル生成部１１
３において生成した候補ステアリングベクトルが補正値
算出部１０８において算出した補正値を用いて補正さ
れ、オムニ用アンテナ素子を基準とするステアリングベ
クトルが生成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指向性を適応的に
制御して信号の送受信を行うアダプティブアレイアンテ
ナ技術を用いた基地局装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル無線通信においては、複数の
アンテナ素子のアンテナ素子出力に複素係数（以下、
「ウエイト」という）を加えて指向性を適応的に制御す
るアダプティブアレイアンテナ（以下、「ＡＡＡ」とい
う）技術が通信品質を改善する技術として期待されてい
る。このＡＡＡ技術では、複数の通信相手から送信され
た伝送波の到来方向が異なることを利用して指向性を適
応的に制御することにより干渉波を抑圧することができ
る。このため、このアダプティブアレイアンテナ技術
は、他チャネルからの干渉波を除去する方法として好適
である。

【０００３】また、近年の移動通信システムにおいて
は、１つの無線基地局のサービスエリアを数ｋｍ程度と
し、多数の基地局を配置するセルラシステムが広く用い
られている。このセルラシステムでは、空間的に離れて
配置された複数の無線基地局が互いに同一の無線チャネ
ルを使用することにより、有限な無線チャネルを有効に
利用することが出来る。このセルラシステムにおける基
地局は、セル内の全ての通信端末に送信する共通チャネ
ルについては無指向性（オムニ）送信を行い、各通信端
末に個別に割り当てられた個別チャネルについてはＡＡ
Ａを用いて指向性送信を行う方式が考えられている。こ
のようにＡＡＡを用いて指向性送信を行う基地局を、本
明細書において、ＡＡＡ基地局と称することがある。

【０００４】上記共通チャネルには、例えば、回線推定
等を行うためのパイロットシンボルを伝送するパイロッ
トチャネルが含まれる。各通信端末は、共通チャネルに
含まれるパイロットシンボルを参照して伝播路における
位相回転等を推定し、この推定した位相回転を補償して
個別チャネルに含まれるデータ信号を復調する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基地局
からＡＡＡを用いて個別チャネルの信号を送信する場合
には、基地局のアンテナ端において個別チャネルに意図
的に位相回転が付与されるので、通信端末においては、
オムニ送信される共通チャネルと指向性送信される個別
チャネルとの間に位相のずれが生じ、共通チャネルを用
いて個別チャネルの位相回転を推定することが出来ない
という問題がある。

【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、受信側である通信端末において共通チャネルを
用いてチャネル推定を行うことが可能なＡＡＡ基地局を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の無線基地局装置
は、無指向性送信を行うアンテナ素子を含む複数のアン
テナ素子と、前記複数のアンテナ素子から受信した信号
の到来方向を推定する推定手段と、前記推定手段におい
て推定した受信信号の到来方向に基づいて、前記複数の
アンテナ素子のそれぞれについて無指向性送信を行うア
ンテナ素子を基準とした位相回転を付与するステアリン
グベクトルを生成する生成手段と、前記ステアリングベ
クトルを用いて送信信号に指向性を形成する指向性制御
手段と、共通チャネルを前記複数のアンテナ素子のうち
前記無指向性送信を行うアンテナ素子から送信する送信
手段と、を具備する構成を採る。

【０００８】この構成によれば、無指向性送信用のアン
テナ素子を基準としたステアリングベクトルに基づいて
送信信号に指向性を形成するので、受信側において共通
チャネルと個別チャネルとが略同位相で受信される。し
たがって、受信側では、共通チャネルを用いて算出した
チャネル推定値を用いて個別チャネルの復調処理を行う
ことが出来る。

【０００９】本発明の無線基地局装置は、上記無線基地
局装置において、生成手段は、複数のアンテナ素子のそ
れぞれに対して、前記複数のアンテナ素子に含まれる基
準アンテナ素子を基準とした位相回転を付与する候補ス
テアリングベクトルを生成する手段と、前記基準アンテ
ナ素子を基準とした位相回転を、前記無指向性送信を行
うアンテナ素子を基準とした位相回転に補正する補正値
を生成する補正値算出手段と、前記補正値算出手段にお
いて算出した補正値を前記候補ステアリングベクトルに
乗算してステアリングベクトルを生成する手段と、を具
備する構成を採る。

【００１０】本発明の無線基地局装置は、上記無線基地
局装置において、補正値算出手段は、推定手段において
推定した受信信号の到来方向情報と無指向性送信用のア
ンテナ素子の位置情報とに基づいて補正値を算出する構
成を採る。

【００１１】本発明の無線基地局装置は、上記無線基地
局装置において、補正値算出手段は、無指向性送信を行
うアンテナ素子から送信する信号と、複数のアンテナ素
子のうち前記無指向性送信を行うアンテナ素子以外のア
ンテナ素子から送信する信号とが受信側装置において同
位相で受信されるように候補ステアリングベクトルを補
正する補正値を算出する構成を採る。

【００１２】これらの構成によれば、基準アンテナ素子
を基準にして生成した候補ステアリングベクトルを補正
することにより、無指向性送信用アンテナ素子を基準と
したステアリングベクトルを生成する。このようにして
生成したステアリングベクトルを用いて送信信号に指向
性を形成することにより、受信側において、共通チャネ
ルと個別チャネルとが略同位相で受信され、共通チャネ
ルを用いて算出したチャネル推定値を用いて個別チャネ
ルの復調処理を行うことが出来る。

【００１３】本発明の無線基地局装置は、上記無線基地
局装置において、推定手段は、通信端末から送信された
信号の到来方向を推定し、前記通信端末から送信された
信号の到来方向の精度を測定する測定手段と、前記測定
手段において測定した到来方向の精度に基づいて前記通
信端末側で共通チャネルをチャネル推定に用いるか否か
を指示する制御信号を生成する制御信号生成手段と、を
具備し、送信手段は、前記制御信号を前記通信端末に送
信する構成を採る。

【００１４】この構成によれば、到来方向の精度に基づ
いて前記通信端末におけるチャネル推定用のチャネルを
制御する制御信号を送信するので、受信側において、こ
の制御信号に基づいて共通チャネルと個別チャネルを適
当に用いて個別チャネル用のチャネル推定値を算出する
ことが出来るので、チャネル推定値の精度が向上する。

【００１５】本発明の通信端末装置は、上記無線基地局
装置から送信された制御信号を受信する受信手段と、共
通チャネルに含まれるパイロット信号に基づいてチャネ
ル推定値を算出する第１チャネル推定手段と、自装置に
割り当てられた個別チャネルに含まれるパイロット信号
に基づいてチャネル推定値を算出する第２チャネル推定
手段と、前記制御信号を参照し、第１チャネル推定手段
において算出したチャネル推定値と第２チャネル推定手
段において算出したチャネル推定値とを用いて、個別チ
ャネルに含まれるデータ信号の復調に用いるチャネル推
定値を生成するチャネル推定値生成手段と、前記チャネ
ル推定値制御手段において生成したチャネル推定値を用
いて自装置に割り当てられた個別チャネルに含まれるデ
ータ信号の復調を行う復調手段と、を具備する構成を採
る。

【００１６】この構成によれば、無線基地局装置から送
信された制御信号に基づいて共通チャネルと個別チャネ
ルを適当に用いて個別チャネルの復調用のチャネル推定
値を算出することが出来るので、チャネル推定値の精度
が向上し、通信品質が向上する。

【００１７】本発明の指向性送信方法は、無指向性送信
を行うアンテナ素子を含む複数のアンテナ素子から受信
した信号の到来方向を推定する到来方向推定工程と、前
記到来方向推定工程において推定した受信信号の到来方
向に基づいて、前記無指向性送信を行うアンテナ素子を
基準とするステアリングベクトルを生成する工程と、前
記ステアリングベクトルを用いて送信信号に指向性を形
成する指向性制御工程と、共通チャネルを前記無指向性
送信を行うアンテナ素子から送信する工程と、を具備す
るようにした。

【００１８】この方法によれば、無指向性送信用アンテ
ナ素子を基準としたステアリングベクトルに基づいて送
信信号に指向性を形成するので、受信側において共通チ
ャネルと個別チャネルとが略同位相で受信される。した
がって、受信側では、共通チャネルを用いて算出したチ
ャネル推定値を用いて個別チャネルの復調処理を行うこ
とが出来る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の骨子は、共通チャネルを
送信する無指向性送信用アンテナ素子を基準にしてステ
アリングベクトルを生成し、このステアリングベクトル
を用いて送信信号に指向性を形成することにより、共通
チャネルで送信された信号と個別チャネルで送信された
信号を、受信側において略同位相で受信することが出来
るようにすることである。

【００２０】以下、本発明の実施形態について添付図面
を参照して詳細に説明する。（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１に係る
無線通信システムの概略構成を示す図である。セルラシ
ステムを構成する基地局１００は、自セル内に存在する
通信端末１５１と無線通信を行う。基地局１００は、ア
ンテナ素子１０１〜１０４を備えており、このアンテナ
素子１０１〜１０４から送信する信号に適応的に位相回
転を付与することにより、送信信号の指向性を適応的に
制御する。基地局１００のセルには多数の通信端末が存
在することが考えられるが、ここでは、説明を簡単にす
るために通信端末１５１のみが存在する場合について説
明する。

【００２１】図２は、基地局１００の内部構成を示す図
である。送受信共用器１０５は、アンテナ素子１０１〜
１０４から取り込んだ受信信号を受信無線部１０６に出
力するとともに、送信無線部１１２から出力された送信
信号をアンテナ素子１０１〜１０４に出力する。受信無
線部１０６は、受信信号をＲＦ周波数帯からＩＦ周波数
帯に周波数変換し、さらにベースバンド周波数帯に周波
数変換する。

【００２２】到来方向推定部１０７は、ベースバンド周
波数帯に変換された受信信号に対して逆拡散処理及び同
期検波処理を施し、さらにＭＵＳＩＣ（Multiple Signa
l Classification）法、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of
Signal Parameters via Rotational Invariance Techni
ques）法、ビームサーチ法等のアルゴリズムを用いて受
信信号の到来方向を推定し、受信信号の到来方向を示す
到来角θ（到来方向情報）を求める。到来角θは補正値
算出部１０８及び候補ベクトル生成部１１３に出力され
る。

【００２３】補正値算出部１０８は、各アンテナ素子に
付与される位相回転を、オムニ用アンテナ素子を基準と
した位相回転に補正する補正値φを生成する。本明細書
においては、基地局に備えられた複数のアンテナ素子
（すなわち、アンテナ素子１０１〜１０４）に含まれる
アンテナ素子であって共通チャネルが送信されるアンテ
ナ素子を「オムニ用アンテナ素子」と称することがあ
る。オムニ用アンテナ素子として用いるアンテナ素子
は、アンテナ素子１０１〜１０４のうちから予め選択さ
れたアンテナ素子であっても良いし、所定のタイミング
で適応的に選択されたアンテナ素子であっても良い。例
えば、アンテナ素子１０１〜１０４が直線状に配置され
ている場合（リニアアンテナの場合）は、アンテナ素子
間での位相のずれを小さくするためにその中央付近に存
在するアンテナ素子を選択することが好ましい。

【００２４】候補ベクトル生成部１１３は、アンテナ素
子１０１〜１０４に含まれる基準アンテナ素子を基準と
して（すなわち、基準アンテナ素子の位相回転をゼロに
して）候補ステアリングベクトルａ（θ）を生成する。
この基準アンテナ素子は、予めアンテナ素子１０１〜１
０４のうちで選択されたアンテナ素子であっても良い
し、候補ステアリングベクトル生成の際に適宜設定して
も良い。

【００２５】ステアリングベクトル生成部１０９は、候
補ベクトル生成部１１３において生成された候補ステア
リングベクトルａ（θ）を補正値算出部１０８から出力
された補正値φに基づいて補正し、ステアリングベクト
ルａ′（θ）を生成する。

【００２６】送信信号生成部１１０は、通信端末１５１
に送信する信号を生成し、生成した信号に拡散処理を施
してＡＡＡ指向性制御部１１１に出力する。つまり、送
信信号生成部１１０は、共通チャネル用の信号及び個別
チャネル用の信号を生成し、生成した共通チャネル用の
信号と個別チャネル用の信号をそれぞれＡＡＡ指向性制
御部１１１に出力する。個別チャネルには、各通信端末
用のデータ信号とパイロット信号が含まれている。

【００２７】ＡＡＡ指向性制御部１１１は、送信信号生
成部１１０から出力された個別チャネルの送信信号にス
テアリングベクトル生成部１０９において生成された補
正後のステアリングベクトルを乗算する。これにより、
ＡＡＡ指向性制御部１１１において、個別チャネルの送
信信号に、ステアリングベクトルに応じた指向性が形成
される。指向性を形成された送信信号は送信無線部１１
２に出力される。一方、共通チャネルの送信信号は、Ａ
ＡＡ指向性制御部１１１において位相回転を付与され
ず、オムニ用アンテナ素子でのみ送信されるようにな
る。この後、各アンテナ毎に共通チャネル用の信号と個
別チャネル用の信号をコード多重して送信無線部１１２
に出力される。

【００２８】送信無線部１１２は、送信信号をベースバ
ンド周波数帯からＩＦ周波数帯に周波数変換し、さらに
無線周波数帯に周波数変換し、この無線周波数帯に周波
数変換した送信信号を送受信共用器１０５を介してアン
テナ素子１０１〜１０４より無線送信する。

【００２９】次に、上記構成の基地局１００の動作につ
いて説明する。通信端末１５１から送信された信号は、
アンテナ素子１０１〜１０４から取り込まれ、送受信共
用器１０５を介して受信無線部１０６に入力される。受
信信号は、受信無線部１０６においてベースバンド周波
数帯に周波数変換されて、到来方向推定部１０７に出力
される。

【００３０】到来方向推定部１０７では、受信信号の到
来方向が推定され、推定された到来方向を示す到来角θ
が補正値算出部１０８及びステアリングベクトル生成部
１０９に出力される。補正値算出部１０８では、各アン
テナ素子に付与される位相回転を、オムニ用アンテナ素
子を基準とした位相回転に補正する補正値φ（θ，Ｔ）
が算出される。

【００３１】この補正値φ（θ，Ｔ）について図３を参
照して説明する。図３には通信端末１５１から基地局１
００に伝送波が到来する様子を示している。この図にお
いて、アンテナ素子の形状は間隔ｄで線上にアンテナ素
子が配置されたリニアアレイであり、到来角θの方向か
ら受信波が到来しているものとする。また、受信波の波
長をλとする。アンテナ素子１０２から受信される到来
波の位相は、アンテナ素子１０１から受信される到来波
の位相と比較して、行路差ｄsinθに対応して、２πｄs
inθ／λだけ位相がずれる。この位相のずれを補正する
補正値φ（θ，Ｔ）は（式１）に従って求められる。

【数１】ここで、Ｔはオムニ用アンテナ素子の位置を示すパラメ
ータである。つまり、アンテナ素子１０１がオムニ用ア
ンテナ素子の場合はＴ＝１、アンテナ素子１０２がオム
ニ用アンテナ素子の場合はＴ＝２、アンテナ素子１０３
がオムニ用アンテナ素子の場合はＴ＝３、アンテナ素子
１０４がオムニ用アンテナ素子の場合はＴ＝４である。
また、ｊは虚数単位である。このように、補正値φ
（θ，Ｔ）は、到来角θと、オムニ用アンテナ素子の位
置を示すパラメータＴの関数として表される。尚、本明
細書において、「オムニ用アンテナ素子の位置を示すパ
ラメータＴ」を「オムニ用アンテナ素子の位置情報」と
称することがある。

【００３２】次いで、候補ベクトル生成部１１３では、
候補ステアリングベクトルａ（θ）が生成される。候補
ステアリングベクトルは、一般的に（式２）に従って生
成される。

【数２】ここで、Ｋは基地局１００に備えられたアンテナ素子の
本数である。本実施の形態においては、アンテナ素子は
４本なのでＫ＝４となる。この（式２）は、アンテナ素
子１０１を基準アンテナ素子とした場合の候補ステアリ
ングベクトルを示している。すなわち、ａ₁＝１である
から、この候補ステアリングベクトルａ（θ）に基づい
て送信信号の指向性を制御すると、アンテナ素子１０１
を基準として各アンテナ素子に位相回転が付与される。

【００３３】ステアリングベクトル生成部１０９では、
補正値算出部１０８から出力された補正値φを候補ステ
アリングベクトルａ（θ）に乗算することにより、（式
３）に示す補正後のステアリングベクトルａ′（θ）が
生成される。

【数３】本実施の形態においては、ａ₁′がアンテナ素子１０１
から送信する信号に乗算され、ａ₂′がアンテナ素子１
０２から送信する信号に乗算され、ａ₃′がアンテナ素
子１０３から送信する信号に乗算され、ａ₄′がアンテ
ナ素子１０４から送信する信号に乗算されるとする。つ
まり、送信信号をＷ＝（ｗ₁，ｗ₂，ｗ₃，ｗ₄）とする
と、後段のＡＡＡ指向性制御部１１１では、この送信信
号Ｗとａ′（θ）とが複素乗算される。

【００３４】この（式３）によれば、例えばアンテナ素
子１０２がオムニ用アンテナ素子の場合には、Ｔ＝２よ
りａ₂′＝１となり、オムニ用アンテナ素子であるアン
テナ素子１０２を基準として（すなわち、オムニ用アン
テナ素子であるアンテナ素子１０２に付与される位相回
転をゼロとして）送信信号に付与する位相回転が制御さ
れる。また、ａ₁′＝ｅｘｐ（ｊ２πｄsinθ／λ）、ａ
₃′＝ｅｘｐ（−ｊ２πｄsinθ／λ）、ａ₄′＝ｅｘｐ
（−ｊ２π２ｄsinθ／λ）となるので、各アンテナ素
子に対してオムニ用アンテナ素子（すなわちアンテナ素
子１０２）を基準とした位相回転が付与される。

【００３５】また、（式３）において、ａ_i′＝ｅｘｐ
（−ｊ２π（ｉ−Ｔ）ｄsinθ／λ）のうち、（ｉ−
Ｔ）ｄの部分はオムニ用アンテナ素子からｉ番目のアン
テナ素子までの距離を示す。すなわち、本実施の形態に
係るステアリングベクトルは、オムニ用アンテナ素子か
らｉ番目のアンテナ素子までの距離に応じた行路差（ｉ
−Ｔ）ｄsinθに基づいて、送信側である基地局１００
のアンテナ端から受信側である通信端末１５１のアンテ
ナ端までの区間においてオムニ用アンテナ素子と他のア
ンテナ素子との間に生ずる位相のずれを補償するベクト
ルである。

【００３６】このように、ステアリングベクトル生成部
１０９において、候補ベクトル生成部１１３において生
成した候補ステアリングベクトルが補正値算出部１０８
において算出した補正値を用いて補正され、オムニ用ア
ンテナ素子を基準とするステアリングベクトルが生成さ
れる。

【００３７】ＡＡＡ指向性送信部１１１では、送信信号
生成部１１０において生成された送信信号に、上記（式
３）に従って生成された補正後のステアリングベクトル
ａ′（θ）が乗算される。これにより、送信信号に対し
て、補正後のステアリングベクトルａ′（θ）に応じた
位相回転が付与される。このようにして生成したアンテ
ナ毎の送信信号は、この後にコード多重され、送信無線
部１１２において無線周波数帯に周波数変換され、送受
信共用器１０５を介してアンテナ素子１０１〜１０４の
それぞれから送信される。

【００３８】ここで、図４を参照して、アンテナ素子１
０１〜１０４から送信される信号の構成について説明す
る。ここでは、アンテナ素子１０２がオムニ用アンテナ
素子である場合を例に説明する。アンテナ素子１０２か
らは、共通チャネルと通信端末１５１に割り当てられた
個別チャネルがコード多重されて送信される。また、ア
ンテナ素子１０１、１０３、及び１０４からは、通信端
末１５１に割り当てられた個別チャネルが送信される。
個別チャネルに含まれる信号には、補正後のステアリン
グベクトルが乗算されている。

【００３９】以上説明したように、本実施の形態におい
ては、補正値算出部１０８において、各アンテナ素子に
付与される位相回転をオムニ用アンテナ素子を基準とし
た位相回転に補正する補正値を算出し、ステアリングベ
クトル生成部１０９において、この補正値を考慮したス
テアリングベクトルを生成する。この補正を加えたステ
アリングベクトルは、ＡＡＡ指向性制御部１１１におい
て送信信号に乗算されるので、個別チャネルの送信信号
にオムニ用アンテナ素子を基準とした位相回転が付与さ
れる。これにより、オムニ用アンテナ素子から無指向性
送信（オムニ送信）される共通チャネルとオムニ用アン
テナ素子以外のアンテナ素子から送信される個別チャネ
ルとが通信端末１５１において略同位相で受信されるの
で、通信端末１５１は共通チャネルにより求めたチャネ
ル推定値（位相回転量）を参照して個別チャネルで送信
された信号を復調することが出来る。一般に、共通チャ
ネルにより求めたチャネル推定値は、個別チャネルより
求めたチャネル推定値よりも精度が高いので、通信端末
１５１は受信信号を精度良く復調することが出来る。

【００４０】（実施の形態２）本実施の形態は実施の形
態１の変形例であり、図１に示す基地局１００において
到来方向の推定精度を測定し、図１に示す通信端末１５
１において到来方向の推定精度に応じて共通チャネルよ
り求めたチャネル推定値と個別チャネルより求めたチャ
ネル推定値を適応的に制御して個別チャネルに含まれる
データ信号の復調処理を行うようにした。本実施の形態
に係る通信端末も、実施の形態１と同様に、セルラシス
テムを構成する基地局のセル内に存在し、この基地局と
無線通信を行うものとする。

【００４１】以下、図５及び図６を参照して、本実施の
形態に係る基地局及び通信端末について説明する。ま
ず、図５を参照して本実施の形態に係る基地局について
説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係る基地局
の構成を示す図である。この図５において、図２と同じ
部分には図２と同じ符号を付して、その詳しい説明は省
略する。

【００４２】図５において、回線状態推定部２０１は、
受信信号の通信品質を測定することにより回線状態を推
定する。到来方向推定精度測定部２０２は、到来方向推
定部１０７において推定された到来方向を示す到来角θ
と、回線状態推定部２０１において測定された受信信号
の通信品質に基づいて到来方向の精度を測定する。制御
信号生成部２０３は、到来方向推定精度測定部２０２に
おける到来方向の推定精度の測定結果に応じて通信端末
側で、共通チャネルを用いてチャネル推定等の処理を行
うかを判断するために、共通チャネルをチャネル推定に
用いるか否かを指示するの制御信号を生成し、生成した
制御信号に固有の拡散コードを乗算する。

【００４３】次いで、図６を参照して本実施の形態に係
る通信端末について説明する。図６は、本発明の実施の
形態２に係る通信端末の構成を示すブロック図である。
この図において、送受信共用器３０２は、アンテナ素子
３０１から取り込んだ受信信号を受信無線部３０３に出
力する。受信無線部３０３は、受信信号をＲＦ周波数帯
からＩＦ周波数帯に周波数変換し、さらにベースバンド
周波数帯に周波数変換する。同期部３０４は、共通チャ
ネルのパイロット信号、個別チャネルのパイロット信
号、又は共通チャネルに含まれるパイロット信号及び個
別チャネルに含まれるパイロット信号の双方を用いて、
受信信号の到来タイミングを検出する。

【００４４】逆拡散部３０５は、共通チャネルに固有に
割り当てられた拡散コードを用いて受信信号に逆拡散処
理を施し、受信信号から共通チャネルを分離する。チャ
ネル推定部３０６は、逆拡散部３０５にて逆拡散された
共通チャネルに含まれるパイロット信号を用いてチャネ
ル推定を行う。

【００４５】逆拡散部３０７は、制御信号に固有の拡散
コードを用いて受信信号に逆拡散処理を施し、受信信号
から制御信号を分離する。同期検波部３０８は、逆拡散
部３０７において分離された制御信号に同期検波及びＲ
ＡＫＥ合成を施す。復調部３０９は、ＲＡＫＥ合成後の
制御信号を復調する。

【００４６】逆拡散部３１０は、自局に割り当てられた
拡散コード（すなわち、自局に割り当てられた個別チャ
ネルに割り当てられた拡散コード）を受信信号に乗算し
て個別チャネルを分離する。チャネル推定部３１１は、
自端末に割り当てられた個別チャネルに含まれているパ
イロット信号を用いてチャネル推定を行う。

【００４７】チャネル推定値生成部３１２は、復調部３
０９において復調された制御信号を参照しつつ、チャネ
ル推定部３０６において求められた共通チャネルのチャ
ネル推定値とチャネル推定部３１１において求められた
個別チャネルのチャネル推定値とを用いて、個別チャネ
ルのデータ信号の復調に用いるチャネル推定値を生成す
る。同期検波部３１３は、チャネル推定値生成部３１２
で生成したチャネル推定値を用いて位相回転を補償し、
個別チャネルに対して同期検波及びＲＡＫＥ合成を施
す。

【００４８】次に、上記構成の基地局及び通信端末の動
作について説明する。アンテナ素子１０１〜１０４から
受信された信号は、送受信共用器１０５を介して受信無
線部１０６に入力される。受信信号は、受信無線部１０
６においてベースバンド周波数帯に周波数変換され、到
来方向推定部１０７及び回線状態推定部２０１に出力さ
れる。

【００４９】回線状態推定部２０１では、受信信号の通
信品質が測定され、測定された通信品質を示す情報が到
来方向推定精度測定部２０２に出力される。通信品質と
しては、例えば、ＳＩＲ（Signal to Interference Rat
io）等が用いられる。

【００５０】到来方向推定精度測定部２０２において
は、回線状態推定部２０１にて測定された受信信号の通
信品質に基づいて、到来方向推定部１０７において推定
した到来方向の精度を測定する。通信品質が良い場合に
は推定された到来方向の精度が良く、逆に通信品質が悪
い場合には推定された到来方向の精度も悪いと考えられ
る。したがって、到来方向推定精度測定部２０２では、
予め通信品質の閾値を設定し、回線状態推定部２０１に
て測定された通信品質が設定された閾値以上である場合
には到来方向推定が精度良く行われていると判断され、
逆に、測定された通信品質が閾値以下である場合には到
来方向推定の精度が悪いと判断される。到来方向の推定
精度が悪いと、この到来方向の推定結果を基にして生成
される候補ステアリングベクトルａ（θ）の補正が十分
に行われなくなり、通信端末において共通チャネルに基
づいて位相情報を取得することが出来なくなる。したが
って、閾値には、候補ステアリングベクトルａ（θ）の
補正が十分行われるように考慮された値、すなわち、通
信端末において共通チャネルを用いて取得する個別チャ
ネルの位相情報が十分な精度を持つように考慮された値
が設定される。

【００５１】制御信号生成部２０３では、到来方向推定
精度測定部２０２の判断に従って制御信号が生成され
る。すなわち、到来方向推定精度測定部２０２において
到来方向の推定精度が低いと判断された場合には、通信
端末において共通チャネルを用いて取得した位相情報を
個別チャネルの受信にも用いることが出来る旨を示す制
御信号が生成される。逆に、到来方向推定精度測定部２
０２において到来方向の推定精度が高いと判断された場
合には、通信端末において共通チャネルを用いて取得し
た位相情報を個別チャネルの受信に用いることが出来な
い旨を示す制御信号が生成される。このようにして生成
された制御信号は、ＡＡＡ指向性制御部１１１に出力さ
れる。制御信号は、送信信号生成部１１０において生成
された送信信号と同様にして通信端末に送信される。

【００５２】このように送信された信号は、アンテナ素
子３０１から通信端末に取り込まれる。アンテナ素子３
０１から受信された信号は、送受信共用器３０２を介し
て受信無線部３０３に入力される。受信無線部３０３で
は、受信信号がベースバンド周波数帯に周波数変換され
る。ベースバンド周波数帯に周波数変換された受信信号
は、同期部３０４、逆拡散部３０５、逆拡散部３０７、
逆拡散部３１０に出力される。

【００５３】同期部３０４では、受信信号に含まれるパ
イロット信号を用いて受信信号の到来タイミングを測定
する。逆拡散部３０５では、共通チャネルに固有の拡散
コードを用いて受信信号に逆拡散処理が施され、受信信
号から共通チャネルが分離される。また、逆拡散部３０
７では、制御信号に固有の拡散コードを用いて受信信号
に逆拡散処理が施され、受信信号から制御信号が分離さ
れる。さらに、逆拡散部３１０では、自局（自端末）に
割り当てられた個別チャネルに固有の拡散コードを用い
て受信信号に逆拡散処理が施され、受信信号から自局に
割り当てられた個別チャネルが分離される。逆拡散部３
０５、３０７、３１０における逆拡散処理は、同期部３
０４にて測定された到来タイミングと同期をとって行わ
れる。

【００５４】チャネル推定部３０６においては、逆拡散
部３０５において分離された共通チャネルに含まれるパ
イロット信号を用いてチャネル推定が行われる。同期検
波部３０８では、チャネル推定部３０６において求めら
れたチャネル推定値を用いて、逆拡散部３０７において
分離された制御信号に対して同期検波及びＲＡＫＥ合成
が施される。復調部３０９では、ＲＡＫＥ合成後の制御
信号に対して復調処理が施され、復調結果がチャネル推
定値生成部３１２に出力される。

【００５５】また、チャネル推定部３１１では、逆拡散
部３１０において分離された個別チャネルに含まれるパ
イロット信号を用いてチャネル推定が行われ、チャネル
推定値が求められる。求められたチャネル推定値は、チ
ャネル推定値生成部３１２に出力される。

【００５６】チャネル推定値生成部３１２では、復調部
３０９より出力された制御信号が参照されて、個別チャ
ネルの復調に用いるチャネル推定値が生成される。すな
わち、共通チャネルから求めたチャネル推定値を個別チ
ャネルの復調に用いることが可能である場合には、共通
チャネルより求めたチャネル推定値と個別チャネルより
求めたチャネル推定値が合成され、合成後のチャネル推
定値が同期検波部３１３に出力される。逆に、共通チャ
ネルより求めたチャネル推定値を個別チャネルの復調に
用いることが不可能である場合には、個別チャネルのチ
ャネル推定値のみが同期検波部３１３に出力される。

【００５７】同期検波部３１３では、チャネル推定値生
成部３１２から出力されたチャネル推定値を用いて逆拡
散部３１０において分離された個別チャネルに含まれる
データ信号に対して同期検波及びＲＡＫＥ合成等の復調
処理が施される。

【００５８】尚、本実施の形態においては、到来方向の
推定精度が受信信号の通信品質に基づいて判断される場
合について説明したが、本発明はこれに限られず、到来
方向推定部１０７にて推定された到来方向の分散に基づ
いて判断されるようにしても良い。すなわち、推定され
た到来方向の分散が所定の範囲内に収まっていれば到来
方向の推定精度が良好であると判断され、逆に分散が所
定の範囲内に収まっていない場合には到来方向の推定精
度が良好でないと判断される。

【００５９】また、本実施の形態においては、共通チャ
ネルを用いて取得された位相情報を個別チャネルの受信
に用いることが出来るか否かを制御信号によって通信端
末に通知したが、通信品質の測定結果や推定した到来方
向の分散を示す情報を共通チャネルから求められるチャ
ネル推定値の信頼度を示す信頼度情報として通信端末に
通知しても良い。通信端末は、チャネル推定値生成部３
１２において、共通チャネルから求められたチャネル推
定値と個別チャネルから求められたチャネル推定値に、
基地局より送信された信頼度情報に応じた重み付けを
し、重み付け後のチャネル推定値を合成する。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オムニ用アンテナ素子を基準としたステアリングベクト
ルに基づいて送信信号に指向性を形成するので、受信側
の通信端末において共通チャネルと個別チャネルとが略
同位相で受信される。したがって、受信側の通信端末で
は、共通チャネルを用いて算出したチャネル推定値を用
いて個別チャネルの復調処理を行うことが出来るので、
チャネル推定の精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信システム
の概略構成を示す図

【図２】本発明の実施の形態１に係る基地局の内部構成
を示す図

【図３】基地局のアンテナ素子配置と到来波の関係を示
す図

【図４】各アンテナ素子から送信される信号の概念図

【図５】本発明の実施の形態２に係る基地局の構成を示
す図

【図６】本発明の実施の形態２に係る通信端末の構成を
示すブロック図

【符号の説明】

１００基地局１０１〜１０４アンテナ素子１０７到来方向推定部１０８補正値算出部１０９ステアリングベクトル生成部１１１ＡＡＡ指向性制御部１１３候補ベクトル生成部１５１通信端末２０１回線状態推定部２０２到来方向推定精度測定部２０３制御信号生成部３０６、３１１チャネル推定部３１２チャネル推定値生成部３１３同期検波部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5J021 AA06 CA06 DB01 EA04 FA13 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA26 FA29 FA30 FA32 GA02 GA08 HA05 HA10 5K059 AA08 CC02 DD10 DD31 EE02 5K067 CC24 EE02 EE10 HH21 HH22 KK01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無指向性送信を行うアンテナ素子を含む
複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子から受
信した信号の到来方向を推定する推定手段と、前記推定
手段において推定した受信信号の到来方向に基づいて、
前記複数のアンテナ素子のそれぞれについて無指向性送
信を行うアンテナ素子を基準とした位相回転を付与する
ステアリングベクトルを生成する生成手段と、前記ステ
アリングベクトルを用いて送信信号に指向性を形成する
指向性制御手段と、共通チャネルを前記複数のアンテナ
素子のうち前記無指向性送信を行うアンテナ素子から送
信する送信手段と、を具備することを特徴とする無線基
地局装置。
【請求項２】生成手段は、複数のアンテナ素子のそれ
ぞれに対して、前記複数のアンテナ素子に含まれる基準
アンテナ素子を基準とした位相回転を付与する候補ステ
アリングベクトルを生成する手段と、前記基準アンテナ
素子を基準とした位相回転を、前記無指向性送信を行う
アンテナ素子を基準とした位相回転に補正する補正値を
生成する補正値算出手段と、前記補正値算出手段におい
て算出した補正値を前記候補ステアリングベクトルに乗
算してステアリングベクトルを生成する手段と、を具備
することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項３】補正値算出手段は、推定手段において推
定した受信信号の到来方向情報と無指向性送信を行うア
ンテナ素子の位置情報とに基づいて補正値を算出するこ
とを特徴とする請求項２記載の無線基地局装置。
【請求項４】補正値算出手段は、無指向性送信を行う
アンテナ素子から送信する信号と、複数のアンテナ素子
のうち前記無指向性送信を行うアンテナ素子以外のアン
テナ素子から送信する信号とが受信側装置において同位
相で受信されるように候補ステアリングベクトルを補正
する補正値を算出することを特徴とする請求項２又は請
求項３のいずれかに記載の無線基地局装置。
【請求項５】推定手段は、通信端末から送信された信
号の到来方向を推定し、前記通信端末から送信された信号の到来方向の精度を測
定する測定手段と、前記測定手段において測定した到来
方向の精度に基づいて前記通信端末側で共通チャネルを
チャネル推定に用いるか否かを指示する制御信号を生成
する制御信号生成手段と、を具備し、送信手段は、前記制御信号を前記通信端末に送信するこ
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
の無線基地局装置。
【請求項６】請求項５記載の無線基地局装置から送信
された制御信号を受信する受信手段と、共通チャネルに
含まれるパイロット信号に基づいてチャネル推定値を算
出する第１チャネル推定手段と、自装置に割り当てられ
た個別チャネルに含まれるパイロット信号に基づいてチ
ャネル推定値を算出する第２チャネル推定手段と、前記
制御信号を参照し、第１チャネル推定手段において算出
したチャネル推定値と第２チャネル推定手段において算
出したチャネル推定値とを用いて、個別チャネルに含ま
れるデータ信号の復調に用いるチャネル推定値を生成す
るチャネル推定値生成手段と、前記チャネル推定値制御
手段において生成したチャネル推定値を用いて自装置に
割り当てられた個別チャネルに含まれるデータ信号の復
調を行う復調手段と、を具備することを特徴とする通信
端末装置。
【請求項７】無指向性送信を行うアンテナ素子を含む
複数のアンテナ素子から受信した信号の到来方向を推定
する到来方向推定工程と、前記到来方向推定工程におい
て推定した受信信号の到来方向に基づいて、前記無指向
性送信を行うアンテナ素子を基準とするステアリングベ
クトルを生成する工程と、前記ステアリングベクトルを
用いて送信信号に指向性を形成する指向性制御工程と、
共通チャネルを前記無指向性送信を行うアンテナ素子か
ら送信する工程と、を具備することを特徴とする指向性
送信方法。