JP2003060557A - アレーアンテナシステムを有する基地局 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｗ−ＣＤＭＡを用いた移動通信システムに
て、基地局が下りビームを形成するに当たり、移動局の
通信品質が最大となるようにアンテナ指向性を修正でき
る、アレーアンテナシステムを有する基地局を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 ４本の上り無線信号を受信し同一位相を
有する４本の検波信号から復調信号を出力する復調信号
出力部９と、復調信号と通信品質とに基づいて上り無線
信号に関する上り重み情報を算出する上り重み情報算出
部２５と、上り重み情報算出部２５が算出した上り重み
情報に上り搬送波と下り搬送波との波長比を乗算して得
た乗算重み情報を下り重み情報として出力する下り重み
情報算出部２６と、復調信号出力部９から出力された復
調信号に基づいて移動局の通信品質が極大となる補正値
を出力する補正値算出部２４とをそなえて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信システム
に用いて好適な、アレーアンテナシステムを有する基地
局に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動通信システムにおいては、基地局と
移動局との間における無線信号（ＲＦ［Radio Frequenc
y］信号）の伝搬環境が時間，場所等によって、常に変
動する。このため、通信品質に関する情報が、基地局と
移動局との間において、絶えず送受信されるようになっ
ている。

【０００３】広帯域符号分割多元接続方式（以下、Ｗ−
ＣＤＭＡ方式と称する：Wideband-Code Division Ｍult
iple Access）を用いた移動通信システムは、通信品質
として、ＳＩＲ（Signal Interference Ratio：ＳＩ
比）を使用している。このＳＩＲは、ＴＰＣ（Transmis
sion Power Control：送信電力制御）のために測定した
ものを利用している。

【０００４】この移動通信システムは、主に、マルチパ
スフェージングと周波数選択性フェージングとの影響を
受ける。このため、通信品質は干渉の影響を受ける。図
２６は移動通信システムの概略的な構成図である。この
図２６に示すアレーアンテナシステムを有する基地局
（ＢＴＳ：Base Transceiver Station）１００から移動
局（ＭＳ：Ｍobile Station）１０２に対して送信され
た搬送波（キャリア）は、建造物１０１又は山１０３に
よって反射，回折又は散乱される。そして、移動局１０
２においては、直接波に続いて、遅延した反射波を受信
することになり、この直接波と反射波とが干渉し、マル
チパスフェージングが発生する。このため、基地局１０
０が単一周波数の搬送波を送信したのにもかかわらず、
移動局１０２は、その周波数信号を、複数回受信する。

【０００５】また、基地局１００が高速信号（高速デー
タ）を伝送するときには、周波数選択性フェージングが
発生する。これらのフェージングは、移動局１０２が基
地局１００に対して搬送波を送信するときも同様に発生
するので、基地局１００と移動局１０２とは、いずれ
も、これらのフェージングの影響を軽減するための回路
を設けている。

【０００６】加えて、通信品質を向上させるために、移
動通信システムは、同一の周波数における干渉を可能な
限り除去する必要がある。このため、基地局１００は、
多数の電波の中から、特定の移動局１０２から送信され
たものを抽出するようにしている。この抽出のため、基
地局１００は、アンテナの指向性を用いてその特定の移
動局１０２を選択するようになっている。このアンテナ
の指向性は、電波が到来する角度（以下、到来角と称す
る。）の関数として定式化されており、このパターン
は、指向性パターンとしてシミュレーションを用いて得
られる。なお、以下、指向性をビームと称する。

【０００７】そして、ビームを制御する方法として、基
地局１００の受信側が、複数のアンテナを設けて、各ア
ンテナにて受信した受信信号の振幅と位相とを独立に制
御する方法が知られており、そのビームを適応的に変化
させる方法を用いたアンテナは、特にアダプティブアレ
ーアンテナと呼ばれる。このアダプティブアレーアンテ
ナが用いられる移動通信システムは、妨害波が広帯域周
波数を有するものである移動通信システム又は可変利得
増幅器がある移動通信システムである。これにより、受
信側は、干渉波成分を可能な限り、除去することができ
る。

【０００８】なお、受信側又は送信側とは、それぞれ、
移動局１０２又は基地局１００の受信回路又は送信回路
を意味する。図２７（ａ）はビームの一例を示す図であ
り、この図２７（ａ）に示す半円において、外側の利得
は内側の利得よりも大きい。また、ビームとビームとの
間において、利得がほぼゼロになることも示されてい
る。このパターンを有するアンテナを設けた場合は、図
２７（ｂ）に示すようになる。

【０００９】図２７（ｂ）はフィンガを説明するための
図である。この図２７（ｂ）に示す基地局１００は、４
系統の固定されたアンテナ素子（以下、アンテナと称す
る。）Ｘ０〜Ｘ３を有する。これらのアンテナＸ０〜Ｘ
３は、互いに、間隔δを離して設けられており、それぞ
れ、鉛直線に対して到来角θ₀〜θ₃（０度＜θ₀，θ₁，
θ₂，θ₃＜９０度）の方向から、電波が入射されるよう
になっている。なお、これらの到来角θ₀〜θ₃は、いず
れも、説明の便宜上、基地局１００に対して真横から見
たときの投影角である。

【００１０】ここで、基地局１００および移動局１０２
のいずれも、電波の到来方向が変動し、かつ、時間的に
変化する。また、図２８はアダプティブアレーアンテナ
の発生電圧（誘起電圧）を説明するための図である。こ
の図２８に示す受信電界強度は基地局１００において観
測されるものであり、４本の受信電界強度ピーク０〜３
が表示されている。ここで、ピーク０は直接波によるも
のであり、ピーク１〜３は、反射波によるものである。
これらの反射波は、それぞれ、反射により直接波よりも
長い行路を伝搬するからである。そして、各ピークは、
時刻ｔ₀および時刻ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃に表されている。

【００１１】また、ビームは、受信信号と、参照信号
と、補正されたアンテナウェイトとを用いて算出され
る。このアンテナウェイトとは、受信信号の位相の回転
に必要な移相量である。具体的には、送信局が、（１−
１）式に示す信号（データ）Ｅ_Sを送信し、受信局が、
（１−２）式に示す信号Ｅ_Rを受信したときに、受信局
が（１−３）式に示すアンテナウェイトＥ_wを、信号Ｅ_R
に乗算するのである。ここで、Ｅ₀は搬送波の最大振
幅，ｅｘｐは自然対数，ｊは虚数単位（ｊ²＝−１），
ω_tは角周波数，ｔは時刻をそれぞれ表す。また、αは
回転した移相量を表し、正の場合が進んでおり、負の場
合が遅れており、・は乗算を表す。

【００１２】 Ｅ_S＝Ｅ₀・ｅｘｐ（ｊ・ω_tｔ） …（１−１） Ｅ_R＝Ｅ₀・ｅｘｐ（ｊ・［ω_tｔ＋α］）…（１−２） Ｅ_w＝ｅｘｐ（−ｊ・α） …（１−３） 従って、Ｅ_R・Ｅ_Wは、（１−４）式に示すように得ら
れ、信号Ｅ_Sが再現されるのである。

【００１３】 Ｅ_R・Ｅ_w＝Ｅ₀・ｅｘｐ（ｊ・ω_tｔ）・ｅｘｐ（ｊ・α）・ｅｘｐ（−ｊ・α ） ＝Ｅ₀・ｅｘｐ（ｊ・ω_tｔ）…（１−４） 次に、アンテナＸ１にて発生する電圧について、図２９
を用いて説明する。図２９はアンテナ発生電圧を説明す
るための図であり、アンテナＸ０〜Ｘ３に対して、電波
が鉛直線と到来角θをなして入射されるようになってい
る。図２９に示すアンテナＸ０〜Ｘ３は、いずれも、直
線的に配置され、また、基準点Ｐ（黒い丸で表示したも
の）から、それぞれ、アンテナ間隔ｄ₀〜ｄ₃離れて設け
られている。なお、指向性が６０度のとき、これらのア
ンテナ間隔ｄ₀〜ｄ₃は、それぞれ、搬送波波長の半波長
以下にされるようになっている。ここで、行路Ｌ１およ
びＬ２は、それぞれ、アンテナＸ０（基準点Ｐ）および
アンテナＸ１における伝搬路の長さを表す。

【００１４】そして、行路Ｌ１と行路Ｌ２との間におけ
る行路差ＬΔはアンテナ間隔ｄ₀を用いて、（１−５）
式により表される。 ＬΔ＝ｄ₀・ｓｉｎθ …（１−５） 従って、アンテナＸ１における発生電圧Ｅ₁は、（１−
６）式により表される。ここで、ｆは搬送波周波数，τ
は時刻，ｋは０〜３の整数，ｄ_kはｋ番目のアンテナ間
隔をそれぞれ表す。それ以外のもので、上述したものと
同一の符号を有するものは同一のものを表す。

【００１５】 Ｅ₁＝Ｅ₀・ｅｘｐ（ｊ・２πｆτｋ） ＝Ｅ₀・ｅｘｐ（ｊ・２πｄ_kｓｉｎθ／λ）…（１−６） さらに、図２９に示すアンテナＸ１，Ｘ２，Ｘ３からの
出力は、減衰器および移相器（いずれも図示省略）に入
力されて加算され、その加算結果Ｅ_sumがアンテナＸ０
〜Ｘ３の合成結果として、（１−７）式に示す信号が出
力される。ここで、ΣはアンテナＸ０〜Ｘ３の発生電圧
をすべて加算することを表し、Ａ_kは発生電圧の最大振
幅を表す。また、Ψは移相量であり、受信した電波の到
来角の方向と、アンテナＸ０〜Ｘ３の位置とに基づいて
決定されるようになっている。

【００１６】 Ｅ_sum＝Ｅ₀・ΣＡ_k・ｅｘｐ｛ｊ・（２πｄ_kｓｉｎθ／λ＋Ψ）｝…（１−７ ） そして、基地局１００は、電波を移動局１０２に対して
下りビームを送信するときには、このΨを用いて、移相
量を決定するのである。従って、出力される搬送波の位
相は、全アンテナＸ０〜Ｘ３からの出力が一致するよう
に送信されるのである。さらに、（１−７）式の絶対値
｜Ｅ_sum｜を到来角θの関数として表されたものがビー
ムと呼ばれるのである。なお、｜｜は、絶対値を表すも
のである。

【００１７】例えば基地局１００は、下りビーム形成の
ために、上りビームを形成したアンテナウェイト又は上
りビームの到来角θを推定することによって算出したア
ンテナウェイトに基づいて下りアンテナウェイトを算出
し下りビームを形成する。また、基地局１００は、上り
チャネル（上り通話チャネル）の周波数と下りチャネル
（下り通話チャネル）の周波数とが異なる場合は、上り
ビームの形成に使用したアンテナウェイトを補正するよ
うになっている。

【００１８】アダプティブアレーアンテナを用いた方法
は、所望の信号波を抽出するために、その信号波の中心
周波数，到来方向，変調方法等を利用している。その算
出方法の一例として、ＬＭＳ（Least Ｍean Square）ア
ルゴリズムが知られている。このＬＭＳアルゴリズム
は、アンテナウェイトを算出した後の信号と、参照信号
（リファレンス信号）との差分値を計算し、その差分値
が、最小になるように、最小自乗法（最小２乗法）を用
いて算出するものである。

【００１９】このアンテナウェイトを算出するに当た
り、ＬＭＳアルゴリズムが用いられている。このＬＭＳ
アルゴリズムは、次の（１−８）式によって算出され
る。 Ｗ（ｍ＋１）＝Ｗ（ｍ）＋Δθ・Ｘ^*（ｍ）・Ｅ^*（ｍ）…（１−８） ここで、ｍはサンプリング時刻を表し、Ｗ（ｍ）はサン
プリング時刻ｍにおけるアンテナウェイト（アンテナウ
ェイトベクトル）を表し、また、Δθはアンテナ変更ス
テップサイズ（ステップサイズ）を表し、Ｘ（ｍ）はサ
ンプリング時刻ｍにおける受信信号ベクトルを表
す。"^*"は複素共役信号を表す。

【００２０】さらに、ステップサイズΔθの値は、収束
条件から、次の（１−９）式を満たす必要がある。ここ
で、λｍａｘは、相関行列の最大固有値を表す。 ０＜ Δθ ＜１／λｍａｘ…（１−９） 前記（１−８）式のアンテナウェイトＷ（ｍ）は収束し
ない。この理由は、アップリンク信号から算出された各
無線信号が、それぞれ、別の伝搬路を通って相手側に受
信されるからである。すなわち、行路差に基づいて搬送
波周波数が異なるからである。また、アンテナウェイト
収束速度とウェイトジッタとが相反することについて
は、図３０を用いて説明する。

【００２１】図３０はアンテナウェイト収束速度とウェ
イトジッタとが相反することを説明するための図であ
る。このウェイトジッタとは、アンテナウェイトの時間
平均値（ランダム過程においては、アンサンブル平均値
で表される。）の周辺を変動するランダム過程である。
そして、利得係数ｋが小さいと、時定数が長い時間にお
ける時間平均を得ることができウェイトジッタが小さく
なる。一方、利得係数ｋが小さいと、収束速度が低下す
る。すなわち、安定性（定常特性の良さ）と高速安定性
（過渡特性の良さ）とが相反するようになっている。

【００２２】そして、基地局１００は、電源投入時の初
期状態からＬＭＳアルゴリズムを用いてアンテナウェイ
トを所望の値に収束させる。次に、基地局１００は、移
動する移動局１０２から無線信号を受信すると、基地局
１００に含まれる上りＬＭＳアルゴリズム算出部が、そ
の信号に基づいて、新たなアンテナウェイトを算出し、
アンテナウェイトを更新するのである。

【００２３】図３１はアダプティブアレーアンテナの概
略的なブロック図である。この図３１に示すアダプティ
ブアレーアンテナ５０は、アンテナ（アンテナ素子）Ｘ
０〜Ｘｋ−１と、ｋ個（ｋ＝０，１，２，３）の乗算器
５１と、加算器５０ａ，５０ｂと、複素乗算器５０ｃ
と、ｋ個の乗算器５０ｄと、ｋ個の利得乗算器５０ｅと
をそなえて構成されている。

【００２４】そして、アンテナＸ０〜Ｘｋ−１のそれぞ
れにて受信された受信ベクトルは、ｋ個の乗算器５１に
て、アンテナウェイト（アンテナウェイトベクトル）Ｗ
０〜Ｗｋ−１と乗算され、これらの乗算結果は、加算器
５０ａにて加算されたアレー出力Ｙとして出力される。
さらに、アレー出力Ｙは、加算器５０ｂにて、参照信号
Ｄと加算されたエラー信号Ｅとして出力され、複素乗算
器５０ｃにてエラー信号Ｅの複素共役信号Ｅ^*が生成さ
れる。この複素共役信号Ｅ^*は、ｋ個の乗算器５０ｄの
それぞれに対して入力される。これらの乗算器５０ｄの
それぞれにて、アンテナＸ０〜Ｘｋ−１から出力された
受信ベクトルと乗算され、それらの乗算結果は、ｋ個の
利得乗算器５０ｅにて利得係数を乗算されたアンテナウ
ェイトＷ０〜Ｗｋ−１は、ｋ個の乗算器５１のそれぞれ
に入力されるのである。

【００２５】これにより、各アンテナＸ０〜Ｘｋ−１か
らの出力は、それぞれ、所定の係数を乗算されることに
より重み付けされる。従って、アレー応答により得られ
た参照信号と、実際のアレー出力信号との差分が最小に
なるように、最適なアンテナウェイトが算出される。ま
た、これにより、アンテナＸ０〜Ｘｋ−１にて受信され
た信号は、適応的に制御され、アンテナ指向性が最適化
されるのである。

【００２６】次に、アンテナウェイトの補正について説
明する。基地局１００が受信する無線信号ＲＸは、ＲＸ
＝（Ｉ＋ｊ・Ｑ）により表される。ここで、Ｉ，Ｑは、
それぞれ、受信信号のＩ成分，Ｑ成分である。また、基
地局１００は、フィンガと呼ばれる遅延量を補正するた
めに、受信信号ＲＸについて、位相を進めるか、又は、
位相を戻すかのいずれかの処理をするようにしている。

【００２７】具体的には、基地局１００は、位相を進め
るとき、受信信号ＲＸに、移相量（Ｘ＋ｊ・ｙ）を乗算
させ、また、位相回転を戻すときは、受信信号ＲＸに、
移相量（Ｘ−ｊ・ｙ）を乗算するのである。従って、基
地局１００は、受信信号ＲＸの位相を回転させることに
よって、アンテナウェイトを補正するのである。

【００２８】次に、基地局１００は、その位相回転処理
をした受信信号ＲＸに、アンテナウェイトを乗算して補
正するのである。ここで、アンテナウェイト補正値Ｗ
は、（１−１０）式で表される。 Ｗ＝ΔＷ＿Ｉ（ｋ）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ（ｋ） …（１−１０） また、（ΔＷ＿Ｉ（ｋ），ΔＷ＿Ｑ（ｋ））は、それぞ
れ、基地局１００における補正移相量（補正回転量）の
大きさを表し、具体的には帯域系無線信号の波形を示す
ｅｘｐ（ｊ・ω_t）＝ｃｏｓ（ω_t）＋ｊ・ｓｉｎ
（ω_t）の実数成分，虚数成分を表すものである。

【００２９】そして、受信側は、受信信号を復調するに
当たり、復調回路が、アンテナウェイト補正値Ｗ２につ
いて、Ｗ２＝Ｗ・（Ｘ＋ｊ・ｙ）・ＲＸなる演算をする
ようになっている。例えば、上りチャネルと下りチャネ
ルとの搬送波周波数が異なる場合には、搬送波の波長が
異なるので、上りビーム形成に使用したアンテナウェイ
トが補正される。

【００３０】図３２は従来の基地局１００のブロック図
であって、この図３２に示す基地局１００は、上りチャ
ネルと下りチャネルとの搬送波周波数が異なる移動通信
システムに用いられるものである。この図３２を用い
て、受信信号を復調する流れについて説明する。まず、
ＲＦ回路９０において、４本のアンテナＸ０〜Ｘ３のそ
れぞれから受信信号が検波され、それぞれの受信信号
は、フィンガ逆拡散部９１ａ〜９１ｄに入力されるよう
になっている。このフィンガ逆拡散部９１ａはアンテナ
Ｘ０〜Ｘ３から出力された信号（アンテナ出力）を位相
回転しないで逆拡散するものであり、図２８に示すピー
ク０について逆拡散するものである。また、フィンガ逆
拡散部９１ｂ，フィンガ逆拡散部９１ｃおよびフィンガ
逆拡散部９１ｄは、それぞれ、アンテナＸ０〜Ｘ３から
出力された信号の位相をθ₁，θ₂およびθ₃だけ回転さ
せるものであって、図２８に示す時刻ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃の
各時刻にて受信したピーク１，２および３について逆拡
散するものである。

【００３１】これにより、フィンガ逆拡散部９１ａ〜９
１ｄからは、それぞれ、ｔ₀〜ｔ₃の各時刻における信号
について自局が発生した拡散コードを乗算して４アンテ
ナ分の信号ｓ０〜ｓ３が出力される。例えば時刻ｔ₀に
おける各フィンガ逆拡散部９１ａ〜９１ｄからの信号ｓ
１，ｓ２，ｓ３，ｓ４は、位相回転部（ＤＢＦ〔Digita
l Beam Former〕部。上りビーム形成部）９２ａにてω_t
が乗算されることによって位相ω_tだけ戻される。

【００３２】この位相回転量ω_tは、上りアンテナウェ
イト算出部９２ｄによって入力されるようになってい
る。すなわち、このＤＢＦ部９２ａは、アンテナＸ０〜
Ｘ３にて受信した信号に、アンテナウェイトを複素乗算
して位相回転させ、これらの位相回転された信号は、い
ずれも、合成部９２ｂにて合成され、その合成結果は、
同期検波部９２ｃにて同期検波される。この同期検波さ
れたデータは、信号処理部９３に入力され、また、音声
増幅回路（図示省略）により、例えば音声信号等が得ら
れるのである。

【００３３】さらに、合成部９２ｂからの出力と、同期
検波部９２ｃからの出力とは、いずれも、上りアンテナ
ウェイト算出部９２ｄにて入力され、この上りアンテナ
ウェイト算出部９２ｄは、ＤＢＦ部９２ａと、下りアン
テナウェイト算出部９２ｅとの双方に入力されるのであ
る。これにより、各受信信号の位相が同一となって、Ｓ
ＩＲの改善が図れる。

【００３４】一方、送信系統については、まず、音声デ
ータ又はＦＡＸデータは、それぞれ、信号処理部９３か
ら出力され、送信信号生成部９２ｆにて送信フォーマッ
トに変更された信号が生成される。そして、この送信信
号生成部９２ｆからのデータは、拡散コードにより、拡
散部９２ｇにて拡散され、そして、ＤＢＦ部（Ｄと付さ
れたもの。）９２ｈにて、周波数をダウンされて、ＲＦ
回路９０に送信されるのである。

【００３５】すなわち、この方法によると、上りビーム
（上り指向性）の形成に使用したアンテナウェイトを用
いて下りビーム（下り指向性）が形成されている。換言
すれば、この方法は、マルチパスによる行路差をアンテ
ナの向きを変化させることによって、吸収するのであ
る。なお、実験結果によれば、人間が歩行する速度，自
動車の移動速度および新幹線の速度のそれぞれについ
て、人間又は自動車の移動のときは、適切にループ制御
により、マルチパスによる弊害を除去でき、一方、新幹
線がカーブを走行するときのその接線方向の速度につい
ては除去できない場合がある。

【００３６】図３３は下りビームと基地局１００とのビ
ームのずれを説明するための図である。この図３３に示
す基地局１００は、移動局１０２に対して信号を送信す
るために、ビームＢ１，Ｂ２を形成している。このビー
ムＢ１は、最適なビームであり、ビームＢ２は、Δθ
（ｉ）（ラジアン：ｒａｄ）だけずれたビームを表す。
なお、アダプティブアレーアンテナに関する技術は、例
えば「アレーアンテナによる適応信号処理技術と高分解
能到来波推定入門コース」菊間信良，１９９７年１０月
３０日，アンテナ・伝搬研究専門委員会，無線通信シス
テム研究専門委員会，電子情報通信学会等に記載されて
いる。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ビーム
形成が最適であるか否かを移動通信システム１１０は知
ることができない。すなわち、基地局１００は、下り搬
送波のビームを算出するに当たり、上りＬＭＳアルゴリ
ズム算出部と下りＬＭＳアルゴリズム算出部とのそれぞ
れにおいて、量子化誤差等の誤差が加わるので、下りビ
ームがずれることがある。さらに、フィールド実験によ
って、上り最大パスの方向が、下り最大パスと一致しな
いことが明らかにされている。

【００３８】従って、上りビーム算出時において、ずれ
が生じる可能性がある。さらに、下りビーム算出時にお
いて、搬送波の周波数の影響が完全に除去されたときで
も、下りビームにずれが生じるのである。すなわち、基
地局１００から移動局１０２に対して送信する搬送波周
波数の下りビームが最適に形成されないという課題があ
る。

【００３９】また、基地局１００がこれを回避するため
の他の方法として、基地局１００から移動局１０２に対
して送信するときに、基地局１００が同一の経路を選択
するようにもできる。この場合においても、移動局１０
２は、やはり、干渉が多くなるので、品質が劣化する。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、Ｗ
−ＣＤＭＡ方式を用いた移動通信システムにおいて、下
りビームを形成するに当たり、移動局の通信品質が最大
となるようにアンテナ指向性を修正できる、アレーアン
テナシステムを有する基地局を提供することを目的とす
る。

【００４０】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の基地
局は、移動局からの受信信号のビームを形成した上りア
ンテナウェイトを基に、下りアンテナウェイトを算出し
て移動局への送信信号の下りビームを形成するアレーア
ンテナシステムを有し、複数の上り無線信号を受信し同
一の位相を有する複数の検波信号に起因する復調信号を
出力する復調信号出力部と、復調信号と通信の品質に関
する通信品質とのそれぞれに基づいて、上り無線信号に
関する上り重み情報を算出する上り重み情報算出部と、
少なくとも上り重み情報算出部が算出した上り重み情報
に基づいて得た下り重み情報を出力する下り重み情報算
出部と、復調信号出力部から出力された復調信号に基づ
いて、移動局の通信品質が極大となる補正値を出力する
補正値算出部と、送信すべきデータを出力する送信信号
出力部と、送信すべきデータに、下り重み情報算出部か
ら出力された下り重み情報と補正値算出部から出力され
た補正値とを乗算して補正下り送信信号を出力する下り
指向性形成部とをそなえて構成されたことを特徴として
いる（請求項１）。

【００４１】また、下り重み情報算出部は、復調信号と
上り搬送波および下り搬送波の波長比とを乗算して得た
乗算重み情報を下り重み情報として出力する乗算器をそ
なえて構成されてもよい（請求項２）。さらに、補正値
算出部は、通信品質と位相角の間隔を表すステップサイ
ズとを関連付けて保持し、周期信号に基づいて、移相量
の間隔を表すステップサイズを出力する第１メモリ部
と、ステップサイズと受信した信号の受信信号ステップ
サイズとを比較して比較結果を出力する比較部と、ステ
ップサイズと下り重み情報とを関連付けて保持する第２
メモリ部と、第１メモリ部と第２メモリ部との読み書き
を制御する制御部とをそなえて構成されてもよい（請求
項３）。

【００４２】そして、復調信号出力部は、受信信号の位
相の回転に必要な移相量を表すアンテナウェイトを更新
するタイミングに関するキャリブレーションロジック信
号を出力する管理部をそなえ、管理部が、補正値算出部
にキャリブレーションロジック信号を入力するように構
成されてもよい（請求項４）。また、本発明のアレーア
ンテナシステムを有する基地局は、下りビームを補正す
る補正手段と、移動局における補正された下りビームの
信号の受信状態および補正前の下りビームの信号の受信
状態に応じて、下りビームを補正前の状態とするか補正
後の状態とするかを選択する選択手段とをそなえて構成
されたことを特徴としている（請求項５）。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 （Ａ）本発明の第１実施形態の説明 本発明を適用されるアレーアンテナシステムを有する基
地局は、主に、移動通信システムに用いられ、アダプテ
ィブアレーアンテナを設けている。

【００４４】図１は本発明の第１実施形態に係る移動通
信システムの概略的な構成図である。この図１に示す移
動通信システム１１０は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式のものであ
り、移動中の加入者に対して電話，ＦＡＸ又はデータ通
信等のサービスを提供するものであって、電話網１０４
と、交換局１０５と、複数の移動局６０と、基地局１と
をそなえて構成されている。

【００４５】ここで、電話網１０４は、移動通信システ
ム１１０と加入契約をした加入者電話機又は他の移動通
信システムから送信された音声信号等を伝送するもので
あって、家庭，オフィスに設けられた固定電話，個人が
有する携帯情報端末又は個人が有する携帯電話等を収容
している。この音声信号とは、加入者の音声信号のほか
に、ＦＡＸ信号，加入者がインターネットに接続するた
めのメッセージ信号又はテキストファイル等のデータ信
号等を意味する。

【００４６】そして、交換局１０５は、基地局１から送
信された音声信号を多重化した多重化信号を電話網１０
４に伝送するとともに、他の交換局から送信された多重
化された音声信号を基地局１に送信するものである。移
動局６０は、加入者電話機であって、例えば携帯電話で
ある。移動局６０は、基地局１との間において無線信号
を送受信するものであり、音声信号に関してエンコード
・デコードをするようになっている。また、移動局６０
は、基地局１に対して、仕様で定められる所定時間間隔
をおいて、位置登録データを送信するようになってい
る。

【００４７】基地局１は、移動局６０に対して、交換局
１０５からの多重化された音声信号を無線信号に変換
し、その無線信号を移動局６０に対して送信するととも
に、移動局６０から送信された無線信号を音声信号にし
その音声信号を多重化して交換局１０５に送信するもの
である。この基地局１は、移動局６０が報告する通信品
質が最大となるアンテナウェイト補正値を算出し、この
アンテナウェイト補正値に基づいて、送信電力を制御す
るようになっている。また、この基地局１は、固定局で
あって、アレーアンテナシステムを有する基地局として
機能している。

【００４８】一方、基地局１と移動局６０との間におい
ては、ＴＰＣとして、クローズドループＴＰＣ（以下、
クローズドループと略称する。）を用いている。このク
ローズドループとは、フィードバック制御であって、基
地局１が移動局６０から送信された情報に基づいて、基
地局１の送信電力を決定するものであり、インナループ
とアウターループとの二種類がある。

【００４９】インナーループは、基地局１が、移動局６
０により測定された受信信号のＳＩＲに基づいて基地局
送信電力をフィードバック制御するものである。基地局
１は、予め、移動局６０におけるＳＩＲ閾値を保持して
おり、次に、このＳＩＲ閾値と、移動局６０におけるＳ
ＩＲとを比較する。ここで、基地局１は、移動局６０に
おけるＳＩＲがＳＩＲ閾値よりも小さいときは、送信電
力を上げるよう制御するのである。

【００５０】さらに、基地局１は、移動局６０から送信
されたパイロット信号について基地局１におけるＳＩＲ
を測定し、この基地局１におけるＳＩＲに基づいて、移
動局６０に対してＴＰＣビットを送信するのである。ま
た、アウターループは、基地局１が、移動局６０におけ
る平均ビット誤り率又はフレーム誤り率を監視して、こ
れらの誤り率が仕様による要求値よりも小さくなるよう
に、基地局１に対して保持した移動局ＳＩＲ閾値の値を
変更するものである。

【００５１】これにより、まず、基地局１は、報知チャ
ネルを用いて、基地局送信電力を送信し、また、移動局
６０は、その報知チャネルの受信電力を測定し、報知チ
ャネルを介して受信した基地局送信電力とを比較して、
送信電力を制御するのである。なお、これらの基地局１
および移動局６０については、以下、詳述する。

【００５２】さらに、この移動通信システム１１０は、
移動局６０の位置に関するデータを保持する位置登録管
理局（図示省略、以下、管理局と略称する。）を有す
る。この管理局は、移動局６０からの位置登録データを
受信し、その移動局６０の現在位置を常時更新するよう
になっている。そして、管理局は、他の電話網の加入者
が発呼した電話番号に基づいて、その電話番号を有する
移動局６０の位置を検索し、その移動局６０が属するセ
ル１０６ａの基地局１を知る。そして、基地局１から移
動局６０に対して呼び出し信号が送信されるのである。

【００５３】また、移動通信システム１１０は、複数の
セル１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃを有し、各移動局６
０は、移動中に、これらのセル１０６ａ〜１０６ｃに設
けられた基地局を切り替えて通信するようになってい
る。なお、移動局６０は、無線通信ゾーンを６分割して
得た領域（セクタ）ごとに位置を管理されるようになっ
ている。

【００５４】また、この図１に示す伝搬路には、建造物
１０１又は山１０３が存在し、基地局１が送信した搬送
波は、反射，回折又は散乱されて移動局６０に到着す
る。このため、基地局１と各移動局６０とは、いずれ
も、直接波と反射波との干渉により、マルチパスフェー
ジングの影響を受け、通信品質は干渉の影響を受ける。
ここで、通信品質（通話品質）とは、基地局１又は移動
局６０における受信品質を表し、ＴＰＣのために測定さ
れたＳＩＲを利用している。従って、基地局１は、通信
品質として、インナーループ又はアウターループの結果
を用いるので、既存の仕様のままで、高い通信品質を得
ることができる。

【００５５】なお、通信品質は、ビット誤り率（ＢＥ
Ｒ：Bit Error Rate）を用いたり、又は、例えば受信電
界強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicat
or）の値を着信電力として用いることもでき、また、Ｓ
ＩＲ，ビット誤り率又は着信電力等を組み合わせること
もできる。さらに、基地局１からの搬送波は、複数の信
号が多重されたものであり、基地局１と移動局６０との
間を搬送波が伝搬に要する時間は、複数の信号ごとに時
間差を有する。このため、基地局１が高速データを送信
すると、周波数選択性フェージングが発生する。また、
これらは、移動局６０が基地局１に対して搬送波を送信
するときも同様である。

【００５６】図２は本発明の第１実施形態に係る基地局
１の要部を示す図である。この図２に示す基地局１は、
伝送信号処理部１０７，アンテナ（アンテナ素子）Ｘ０
〜Ｘ３，ハイブリッド１６，受信処理部４，送信処理部
１７，多重化部１５をそなえて構成されている。ここ
で、伝送信号処理部１０７は、受信処理部４にて復調さ
れた４系統の音声信号を多重化し、この多重化した音声
信号を伝送フォーマットに変換して交換局１０５に出力
するとともに、交換局１０５から入力された多重化され
た音声信号を４系統に分離して各音声信号を送信処理部
１７に入力するものである。この機能はＩＣ（Integrat
ed Circuit）等により実現される。

【００５７】また、アンテナＸ０〜Ｘ３は、それぞれ、
無線信号を送受信するものである。そして、これらに発
生する電圧の振幅と位相とが独立して制御され、その制
御信号が合成されて干渉波成分が除去されるようになっ
ている。なお、アンテナ数は４であり、第１実施形態
と、後述する第１実施形態の各変形例，第２実施形態お
よび第２実施形態の各変形例とにおいても、特に断らな
い限り４本であり、また、その数は４以上にすることが
できる。これらのアンテナＸ０〜Ｘ３は、基地局１の高
い場所に設けられ、それらの配置の位置は、直線的，平
面的又は曲面的になっている。

【００５８】そして、ハイブリッド１６は、アンテナＸ
０〜Ｘ３にて受信された無線信号を受信処理部４に入力
するとともに、多重化部１５から出力された無線信号を
アンテナＸ０〜Ｘ３に入力するものである。この機能は
例えばサーキュレータにより実現される。また、受信処
理部４は、アンテナＸ０〜Ｘ３から出力された無線信号
を検波して音声信号を復号し、その復号した音声信号を
音声信号伝送時の多重化フォーマットに変換し、多重化
した音声信号を交換局１０５に対して伝送するものであ
って、加入者１，２，３，４のそれぞれに対応して設け
られた第１受信処理部４ａ，第２受信処理部４ｂ，第３
受信処理部４ｃ，第４受信処理部４ｄをそなえて構成さ
れている。なお、第１受信処理部４ａ〜第４受信処理部
４ｄの数は、５以上の数を用いることもできる。

【００５９】ここで、第１受信処理部４ａは、アンテナ
Ｘ０から出力された無線信号を検波して音声信号を復号
しその復号した音声信号を多重化し、その多重化した音
声信号を交換局１０５に対して伝送するものであって、
受信部２と、Ａ／Ｄ変換部（Ａ／Ｄ変換器：Analogue/D
igital Converter）３ａと、復調部１０と、音声復号化
部１１とをそなえて構成されている。まず、受信部２
は、ハイブリッド１６から出力された無線信号を検波し
その検波信号を出力するものであり、例えばＲＦ回路に
より実現される。そして、Ａ／Ｄ変換部３ａは、受信部
２から出力されたアナログの検波信号をディジタル信号
に変換するものである。これにより、高速度のデータ
が、復調部１０に入力されるようになっている。また、
このＡ／Ｄ変換器３ａの精度を改善することによって、
ビット精度がさらに向上する。

【００６０】そして、図２に示す第２受信処理部４ｂ、
第３受信処理部４ｃ、第４受信処理部４ｄは、それぞ
れ、第１受信処理部４ａとほぼ同一であり、それらの説
明を省略する。さらに、復調部１０は、検波信号を逆拡
散して復調信号を出力するとともに、上りアンテナウェ
イトおよび下りアンテナウェイトを算出してそのアンテ
ナウェイト補正値（以下、補正値と略称する。）を算出
するものである。この機能は、遅延タップを設けたトラ
ンスバーサルフィルタ回路によって実現される。

【００６１】このアンテナウェイトとは、受信信号の位
相の回転に必要な移相量である。具体的には、送信局
が、（１−１）式に示す信号Ｅ_Sを送信し、受信局が、
（１−２）式に示す信号Ｅ_Rを受信したときに、受信局
が（１−３）式に示すアンテナウェイトＥ_wを、信号Ｅ_R
に乗算するのである。これにより、送信信号Ｅ_Sが再現
されるのである。また、ビームは、受信信号と、参照信
号と、補正されたアンテナウェイトとを用いて算出され
て計算される。

【００６２】以上のようなアダプティブアレーアンテナ
を搭載した基地局１は、より利得の大きいビームを、時
間，場所等に応じて適応的に変化させることができる。
また、アダプティブアレーアンテナによる合成は、干渉
波方向にゼロ点を生成でき、基地局１の受信信号の干渉
波を低減させることになる。これは、移動局６０の送信
電力を抑えることにつながる。

【００６３】続いて、音声復号化部１１は、復調部１０
からの復調信号を復号化して出力するものであって、移
動局データ抽出部１１ａをそなえて構成されている。こ
の移動局データ抽出部１１ａは、移動局６０における基
地局１からの無線信号を受信したときのＴＰＣの値を抽
出するものである。ここで、移動局６０は、基地局１に
対する送信電力の値を常時、基地局１に対して送信する
ようになっている。そして、基地局１において、後述す
る管理部３９に、この値が入力されるのである。なお、
この機能はＣＰＵ（Central Processing Unit），ＲＯ
Ｍ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access
Memory）等により実現される。

【００６４】従って、送信側にて音声符号化により圧縮
されたデータは伸張され、その伸張されたデータは、音
声増幅回路（図示省略）に入力され、音声信号又は元の
データ信号等が得られるのである。これにより、アンテ
ナＸ０〜Ｘ３にてフェージングを受けたチップレートの
高速信号は、受信部２にて周波数変換され、Ａ／Ｄ変換
部３ａを介して、復調部１０にて、検波信号はベースバ
ンド信号に変換され、その変換されたベースバンド信号
として、音声復号化されて復号されてから受信処理をす
る。

【００６５】次に、図２に示す基地局１の送信処理部１
７について説明する。送信処理部１７は、４系統に分離
された音声信号を伝送処理部１０７から受信し、各音声
信号を音声帯域に入るデータに符号化し、その符号化し
たデータを拡散して、拡散された無線信号を送信するも
のである。この送信処理部１７は、加入者１，２，３，
４のそれぞれに対応して設けられた第１送信処理部１７
ａ，第２送信処理部１７ｂ，第３送信処理部１７ｃ，第
４送信処理部１７ｄをそなえて構成されている。

【００６６】ここで、第１送信処理部１７ａは、伝送処
理部１０７から出力される変換信号を音声帯域に入るデ
ータに符号化し、その符号化したデータを拡散して、拡
散された無線信号を送信するものであって、送信部１４
と、Ｄ／Ａ変換部（Ｄ／Ａ変換器：Digital/Analogue C
onverter）３ｂと、変調部１３と、音声符号化部（送信
信号出力部）１２とをそなえて構成されている。

【００６７】音声符号化部１２は、例えば情報データ等
（送信すべきデータ）を出力するものであり、送信処理
部１７から入力された音声信号を圧縮して圧縮信号を出
力するものである。この機能は例えばＣＰＵ，ＲＯＭお
よびＲＡＭ等により実現される。次に、変調部１３は、
音声符号化部１２から入力された圧縮信号を自ら発生さ
せた拡散コードにより拡散させ、拡散信号（送信信号）
を出力するものである。この変調部１３は、例えば図３
に示すように、送信信号生成部２７と、メイン拡散部２
８と、ＤＢＦ部（Ｄと付されたもの。下り指向性形成
部：下りビーム形成部）２９とをそなえて構成されてい
る。そして、上りチャネルと下りチャネルとの搬送波周
波数が異なる基地局の加入者の変復調部として機能する
ようになっている。

【００６８】ここで、送信信号生成部２７は、音声符号
化部１２から入力される情報データを出力するものであ
る。具体的には、送信信号生成部２７は、情報データ
を、移動通信システム１１０の仕様に合致したフォーマ
ットの信号データを生成して出力するようになってお
り、この機能は例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等により
実現される。

【００６９】そして、メイン拡散部２８は、送信信号生
成部２７から出力された情報データ（変調データ）に、
拡散コードを乗算して、拡散信号を出力するものであ
る。この機能は例えばＬＳＩ（Large Scale Integratio
n）等により実現される。さらに、ＤＢＦ部２９は、こ
の情報データに、下りアンテナウェイト算出部２６から
出力された下りアンテナウェイトと、アンテナウェイト
補正値算出部（以下、補正値算出部と称する。）２４か
ら出力された補正値とを乗算して補正下り送信信号を出
力するものであり、下りビームを補正する補正手段とし
て機能している。この機能は、例えばＬＳＩ等により実
現され、これにより、通信品質を確実に向上させること
ができる。

【００７０】図４は本発明の第１実施形態に係るＤＢＦ
部２９のブロック図である。この図４に示すＤＢＦ部２
９は、４系統の上り情報データの各成分（Ｗ＿Ｉ
_ul（０）＋ｊ・Ｗ＿Ｑ_ul（０））〜（Ｗ＿Ｉ_ul（３）＋
ｊ・Ｗ＿Ｑ_ul（３））と、４系統の下りアンテナウェイ
ト（Ｗ＿Ｉ_dl（０）＋ｊ・Ｗ＿Ｑ_dl（０））^*〜（Ｗ＿
Ｉ_dl（３）＋ｊ・Ｗ＿Ｑ_dl（３））^*と、４系統の補正
値（ΔＷ＿Ｉ_dl（０）（ｓｉｒｍａｘ）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ
_dl（０）（ｓｉｒｍａｘ））^*〜（ΔＷ＿Ｉ_dl（３）
（ｓｉｒｍａｘ）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ_dl（３）（ｓｉｒｍａ
ｘ））^*とを入力されるようになっている。なお、ｓｉ
ｒｍａｘは、ＳＩＲの最大値を表す。

【００７１】そして、ＤＢＦ部２９は、４個の乗算器３
０ａと、４個の乗算器３０ｂとを有し、各乗算器３０
ａ，３０ｂにおいて、上記の各成分について複素乗算さ
れるのである。例えば、アンテナＸ０に入力する送信信
号については、拡散信号（Ｗ＿Ｉ_ul（０）＋ｊ・Ｗ＿Ｑ
_ul（０））と、下りアンテナウェイト（Ｗ＿Ｉ_dl（０）
＋ｊ・Ｗ＿Ｑ_dl（０））^*とが、乗算器３０ａにて乗算
される。この乗算器３０ａから出力された乗算結果と、
補正値（ΔＷ＿Ｉ_dl（０）（ｓｉｒｍａｘ）＋ｊ・ΔＷ
＿Ｑ_dl（０）（ｓｉｒｍａｘ））^*とが、乗算器３０ｂ
にて乗算され、この乗算結果が、送信信号として出力さ
れるのである。

【００７２】また、アンテナＸ１〜Ｘ３に入力する下り
データについても、アンテナＸ０についての操作と同一
の操作である。これにより、図３において、音声符号化
部１２から入力された情報データは、送信信号生成部２
７にて、移動通信システム１１０の仕様に合致したフォ
ーマットで出力され、メイン拡散部２８にて、拡散コー
ドを乗算されて拡散信号が生成され、さらに、ＤＢＦ部
２９にて、補正値算出部２４からの下り補正値（ΔＷ＿
Ｉ_dl（ｋ）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ_dl（ｋ））と、下りアンテナ
ウェイト算出部２６からの下りアンテナウェイト（Ｗ＿
Ｉ_dl（ｋ）＋ｊ・Ｗ＿Ｑ_dl（ｋ））^*と、メイン拡散部
２８からの拡散信号（Ｗ＿Ｉ_ul（０）＋ｊ・Ｗ＿Ｑ
_ul（０））とが入力されて乗算され、情報データ信号と
して出力されるのである。

【００７３】また、ＤＢＦ部２９は、下りメイン通話チ
ャネル（メイン通信チャネル），下りサブ通話チャネル
（サブ通信チャネル），通話チャネル又はキャリブレー
ションチャネルとの各チャネルを、キャリブレーション
をしているときに送信するようになっている。このよう
に、回路規模が小規模な乗算器３０ａ，３０ｂを用い
て、アンテナウェイトを計算できるので、処理効率が向
上し、また、簡便な回路変更により、より正確なアンテ
ナウェイトが得られる。

【００７４】再度、図２において、Ｄ／Ａ変換部３ｂ
は、変調部１３から入力されたディジタル信号をアナロ
グ信号に変換して出力するものである。そして、送信部
１４は、Ｄ／Ａ変換部３ｂから入力されたアナログ信号
を無線信号に変換して出力するものであり、ＲＦ回路に
より実現される。また、第２送信処理部１７ｂ，第３送
信処理部１７ｃ，第４送信処理部１７ｄは、第１送信処
理部１７ａと同一機能を有するものであるので、重複し
た説明を省略する。

【００７５】また、多重化部（Σ）１５は、第１送信処
理部１７ａ〜第４送受信処理部１７ｄのそれぞれから入
力された無線信号を多重化して出力するものであり、こ
の機能は、ＬＳＩにより実現される。これにより、交換
局１０５からの多重化された音声信号は、伝送処理部１
７において分離され、分離された音声信号は、それぞ
れ、第１送信処理部１７ａ〜第４送受信処理部１７ｄに
入力される。また、音声信号は、音声符号化部１２にて
圧縮信号に変換され、変調部１３にて拡散コードを乗算
され、Ｄ／Ａ変換部３ｂにてアナログ信号に変換され、
そのアナログ信号は、送信部１４にて、無線信号に変換
されて出力される。そして、第１送信処理部１７ａ〜第
４送受信処理部１７ｄのそれぞれから入力された無線信
号は、多重化部１４にて４多重され、その多重化された
無線信号が、ハイブリッド１６を介して、アンテナＸ０
〜Ｘ３から出力されるのである。

【００７６】次に、図３を用いて、復調部１０と変調部
１３との詳細を説明する。図３は本発明の第１実施形態
に係る復調部１０と変調部１３とを説明するための図で
ある。この図３に示す復調部１０は、復調信号出力部９
と、上りアンテナウェイト算出部（上り重み情報算出
部）２５と、下りアンテナウェイト算出部（下り重み情
報算出部）２６と、補正値算出部２４とをそなえて構成
されている。

【００７７】ここで、復調信号出力部９は、４本の上り
無線信号を受信し同一の位相を有する４本の検波信号に
起因する復調信号を出力するものである。この復調信号
出力部９は、移動局６０から基地局（固定局）１に対し
て送信された無線信号を、４本の上り無線信号として受
信するようになっている。これにより、基地局１は、時
間的な信号処理に加えて、空間的な信号処理が可能とな
り、干渉波成分を除去することができる。また、これに
より、基地局１は、フェージング環境下において、無線
信号を適切に復調することができる。

【００７８】ここで、復調信号出力部９は、移相量を表
すアンテナウェイトを含む４本の上り無線信号を受信し
同一の位相を有する４本の検波信号に起因する復調信号
を出力するのであって、フィンガ算出部２０と、ＤＢＦ
部（Ｕと表示されたもの。上り指向性形成部）２１と、
合成部（受信合成部）２２と、同期検波部２３とをそな
えて構成されている。

【００７９】ここで、フィンガ算出部２０は、受信した
拡散信号を逆拡散した信号を出力するものであって、４
個のサブフィンガ逆拡散部２０ａ〜２０ｄとを有する。
このサブフィンガ逆拡散部２０ａは、アンテナＸ０〜Ｘ
３を介して受信した拡散信号のそれぞれについて逆拡散
するものであって、図示を省略するが、拡散信号を保持
し拡散コードの段数（以下、段数を例えば２５６個とす
る。）を有するシフトレジスタからなるデータ保持部
と、拡散コードを生成するシフトレジスタからなる拡散
コード発生部と、データ保持部および拡散コード発生部
の２５６個のフリップフロップとを乗算して出力する２
５６個の乗算器と、２５６個の乗算器の出力を加算して
出力する加算器とを有する。そして、例えばアンテナＸ
０から入力された拡散信号は、チップ時間ごとに２５６
個のフリップフロップをシフトされ、２５６個の乗算結
果が加算されていき、相関値が最大になったところが得
られるのである。

【００８０】また、サブフィンガ逆拡散部２０ｂ，サブ
フィンガ逆拡散部２０ｃおよびサブフィンガ逆拡散部２
０ｄも、サブフィンガ逆拡散部２０ａと同様であるの
で、冗長な説明を省略する。これにより、フィンガ算出
部２０から、アンテナＸ０〜Ｘ３のそれぞれについて、
全部で１６系統の検波信号が、シンボルレートの速度で
出力されるのである。

【００８１】次に、ＤＢＦ部２１は、フィンガ算出部２
０からの逆拡散信号に、後述する（２−１）式に示す移
相量を乗算して得た信号を、４系統の検波信号として出
力するものである。すなわち、ＤＢＦ部２１は、アンテ
ナＸ０〜Ｘ３からの４系統の受信信号に、アンテナウェ
イトを複素乗算することにより位相回転させて出力する
ものである。

【００８２】また、合成部２２は、ＤＢＦ部２１から出
力された４系統の検波信号を合成するものであって、Ｄ
ＢＦ部２１から出力された位相回転された１６本の信号
を合成し合成信号として出力するものである。これによ
り、基地局１は、空間的な指向性パターンを作成し、こ
の指向性パターンに基づいて所望の方向に電波を送信で
き、また、多方向への不要な電波の送信を回避できる。
なお、この機能はＬＳＩ等により実現される。

【００８３】さらに、同期検波部２３は、合成部２２か
ら出力された合成信号をパイロット信号を用いて同期検
波するものであって、図示を省略するが、受信信号から
パイロット信号を抽出して再生するパイロット再生回路
を有し、その再生されたパイロットを合成部２２から出
力される受信信号に乗算することによって、シンボルレ
ートの速度を有するデータを復調出力するようになって
いる。また、この同期検波部２３は、受信信号のビット
誤り率，フレーム誤り率等の通信品質を計算して出力す
るようにもなっている。なお、この機能はＬＳＩ等によ
り実現される。

【００８４】そして、この同期検波部２３から出力され
た復調信号は、音声復号化部１１に入力され、音声増幅
されて音声信号等が得られるのである。また、上りアン
テナウェイト算出部２５は、復調信号と通信の品質に関
する通信品質（受信品質を表す通信品質）とのそれぞれ
に基づいて、上り無線信号に関する上りアンテナウェイ
トを算出するものである。この上りアンテナウェイト算
出部２５は、例えば図５に示すように、推定部２５ａ
と、ステップサイズ出力部２５ｂと、下り指向性パター
ン算出部２５ｃとをそなえて構成されている。

【００８５】ここで、推定部２５ａは上り無線信号の到
来方向と同一の指向性を有するビーム（指向性パター
ン）を推定するものである。また、ステップサイズ出力
部２５ｂは移相量の間隔を表すアンテナ変更ステップサ
イズ（以下、ステップサイズと略称する。）Δθ（ｉ）
を出力するものである。このビーム方向のステップサイ
ズΔθ（ｉ）の最小値（最小ステップサイズ）Δθ_min
は、５．６２５度に設定されている。

【００８６】なお、この最小ステップサイズΔθ
_minが、５．６２５度（ｄｅｇ）である理由は、シミュ
レーションによって得られたものであり、ビームが５．
６２５度ずれたとき、利得の損失の値は、０．２ｄＢ以
内であるという設定により計算して得られたものであ
る。ここで、利得損失が０．２ｄＢであることは、ＳＩ
Ｒの劣化と同一であることを意味している。従って、品
質の劣化は、実用上、影響は少ない。また、このステッ
プサイズΔθ（ｉ）をこれ以上細かいステップサイズΔ
θ（ｉ）にすることは、冗長であるとも考えられる。さ
らに、到来角５．６２５度は、位相差に換算すると、
１．４０６２５度に相当し、また、このときのアンテナ
ウェイトを表現するのに必要なビット数は、８ビットで
ある。従って、最小ステップサイズΔθ_minが５．６２
５度であることは、回路規模の点からいうと、妥当なス
テップと考えられる。

【００８７】さらに、上りアンテナウェイト算出部２５
は、受信信号の位相の回転に必要な移相量を表すアンテ
ナウェイトを、通信品質に基づいて、乗算アンテナウェ
イトとして算出するようになっている。すなわち、上り
アンテナウェイト算出部２５は、位相回転した送信信号
Ｅ_Rを受信すると、アンテナウェイトＥ_wを、その送信信
号Ｅ_Rに乗算するのである。

【００８８】これにより、フェージング環境下におい
て、無線信号を適切に復調することができる。次に、下
り指向性パターン算出部２５ｃはビーム（指向性パター
ン）と、ステップサイズΔθ（ｉ）と、ビームを算出す
る範囲を表す算出範囲情報とに基づいて、移動局６０の
通信品質が極大となる指向性パターンを算出するもので
ある。これらの機能は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲ
ＡＭにより実現される。

【００８９】具体的には、上りアンテナウェイト算出部
２５に入力されるアンテナウェイトω_ul（ｋ）は、移相
量であり、（２−１）式に示すようになる。ここで、ｋ
＝０，１，２，３であり、λ_ulは搬送波の波長で、ｄ
（０），ｄ（１），ｄ（２），ｄ（３）はそれぞれ基準
点から測定したｋ番目のアンテナＸ０〜Ｘ３の位置であ
り、θは角度であって受信波がブロードサイドから測定
して角度θの方向から到来したことを表すものである。

【００９０】 ω_ul（ｋ）＝（２π／λ_ul）×ｄ（ｋ）ｓｉｎθ…（２−１） すなわち、ｋ番目のアンテナにおける受信信号の位相
は、基準アンテナにおける受信信号よりも、空間にて位
相がω_ul（ｋ）だけ回転しているのである。また、上り
アンテナウェイト算出部２５は、この位相回転を打ち消
すために、後述する（２−２）式に示すアンテナウェイ
トを算出する。換言すれば、このアンテナウェイトと
は、上記の（１−１）式〜（１−４）式に示したよう
な、受信信号の位相の回転に必要な移相量である。

【００９１】 ｅｘｐ（ｊ・ω_ul ^*（ｋ）） ＝ｅｘｐ（Ｗ＿Ｉ_ul（ｋ）＋ｊ・Ｗ＿Ｑ_ul（ｋ））^*…（２−２） ここで、ω_ul（ｋ）は上り移相量，^*は複素共役を表
す。Ｗ＿Ｉ_ul（ｋ），Ｗ＿Ｑ_ul（ｋ）は、それぞれ、ｋ
番目のアンテナにおける移相量ω_ul（ｋ）のＩ成分，Ｑ
成分を表す。

【００９２】これにより、上りアンテナウェイト算出部
２５は、ＤＢＦ部２１に入力される受信信号と、同期検
波されて出力された復調信号とを用いて、アンテナＸ０
〜Ｘ３にて受信された受信信号の位相が同一になるよう
に、上りアンテナウェイトを算出するのである。この位
相回転により、元の送信信号は、適切な移相量を乗算さ
れ又は送信時の位相に戻される。

【００９３】さらに、下りアンテナウェイト算出部２６
は、上りアンテナウェイト算出部２５が算出した上りア
ンテナウェイトに基づいて得た下りアンテナウェイトを
出力するものである。具体的には、下りアンテナウェイ
ト算出部２６は、上りアンテナウェイト算出部２５が算
出した上りアンテナウェイトに、上り搬送波と下り搬送
波との波長比を乗算して得た乗算アンテナウェイトを下
りアンテナウェイトとして出力するようになっている。

【００９４】図６は本発明の第１実施形態に係る下りア
ンテナウェイト算出部２６のブロック図である。この図
６に示す下りアンテナウェイト算出部２６は、４個の複
素乗算器（乗算器）３０を有する。これらの複素乗算器
３０は、復調信号と上り搬送波および下り搬送波の波長
比とを乗算して得た乗算重み情報を下りアンテナウェイ
トとして出力するものである。

【００９５】具体的には、上りアンテナウェイト（Ｗ＿
Ｉ_ul（ｋ）＋ｊ・Ｗ＿Ｑ_ul（ｋ）） ^*の各成分（Ｗ＿Ｉ
_ul（０）＋ｊ・Ｗ＿Ｑ_ul（０））^*〜（Ｗ＿Ｉ_ul（３）
＋ｊ・Ｗ＿Ｑ_ul（３））^*と、波長比とを乗算するもの
である。すなわち、下りアンテナウェイト算出部２６
は、上りアンテナウェイトを用いて、搬送波周波数の違
いに相当する周波数差分を補正し、そして、後述するＤ
ＢＦ部２９にて、この上りアンテナウェイトが送信信号
（Ｉ＋ｊ・Ｑ）と複素乗算されて下りビームが形成され
るのである。

【００９６】この波長比の乗算は、簡易な演算なので、
基地局１は、迅速に下りアンテナウェイトを算出でき
る。ここで、移動局６０にて位相が同一になる下りアン
テナウェイトは、（２−３）式に示すように表される。
ここで、ω_dl（ｋ），Ｗ＿Ｉ_dl（ｋ），Ｗ＿Ｑ_dl（ｋ）
は、それぞれ、ｋ番目のアンテナにおける下り移相量，
移相量ｗ_dl（ｋ）のＩ成分，Ｑ成分を表す。

【００９７】 ｅｘｐ（ｊ・ω_dl ^*（ｋ）） ＝ｅｘｐ（Ｗ＿Ｉ_dl（ｋ）＋ｊ・Ｗ＿Ｑ_dl（ｋ））^*…（２−３） また、下り移相量ω_dl ^*（ｋ）は、 ω_dl ^*（ｋ）＝（２π／λ_dl）×ｄ（ｋ）ｓｉｎθ であるので、 ω_dl ^*（ｋ）＝（λ_ul／λ_dl）×ω_ul ^*（ｋ） となる。このため、ｋ番目のアンテナＸ（ｋ）における
下りアンテナウェイトは、それぞれ、（２−４）式に示
すようになる。

【００９８】 ＝ｅｘｐ（Ｗ＿Ｉ_dl ^*（ｋ）） ＝ｅｘｐ（ｊ・（λ_ul／λ_dl）×ω_ul ^*（ｋ）） ＝ｅｘｐ（ｊ・（λ_ul／λ_dl）×（Ｗ＿Ｉ_ul（ｋ）＋ｊ・Ｗ＿Ｑ_ul（ｋ））^* …（２−４） そして、この（２−４）式に示す結果が、ＤＢＦ部２９
に入力されるのである。

【００９９】続いて、補正値算出部２４（図３参照）
は、復調信号出力部９から出力された復調信号に基づい
て、移動局６０の通信品質が極大となる補正値を出力す
るものである。すなわち、補正値算出部２４は、復調信
号出力部９から出力された復調信号に基づいて、移動局
６０の通信品質が最大となる補正値を出力するものであ
る。

【０１００】図７は本発明の第１実施形態に係る補正値
算出部２４のブロック図である。この図７に示す補正値
算出部２４は、制御部２４ａと、メモリ部（第１メモリ
部）２４ｂと、比較部２４ｃと、４個のセレクタ２４
ｄ，２４ｅ，２４ｆ，２４ｇと、ＲＯＭ（第２メモリ
部）２４ｈ，２４ｉ，２４ｊ，２４ｋとをそなえて構成
されている。

【０１０１】ここで、メモリ部２４ｂは、通信品質と位
相角の間隔を表すステップサイズΔθ（ｉ）とを関連付
けて保持し、周期信号（以下、ウェイト変更周期パルス
と称する。）に基づいて、移相量の間隔を表すステップ
サイズΔθ（ｉ）を出力するものである。また、メモリ
部２４ｂは、通信品質とステップサイズΔθ（ｉ）とを
保持するようにもなっており、通信品質の一種類として
ＳＩＲデータを保持している。このＳＩＲデータは、制
御部２４ａから入力されるウェイト変更周期パルスによ
って比較部２４ｃに入力されるようになっている。この
ウェイト変更周期パルスの出力される周期は、予め設定
されるようになっている。また、設計方針の変更に応じ
て、種々の値に設定可能である。なお、メモリ部２４ｂ
は、例えばＲＡＭにより実現される。ＲＡＭを用いるこ
とによって、全ての通信品質を記憶することが容易にな
る。なお、メモリ部２４ｂは、レジスタを用いることも
可能である。

【０１０２】これにより、補正値算出部２４は、通信品
質が最大となる補正値のステップサイズΔθ（ｉ）を出
力できる。また、ＲＯＭ２４ｈ，２４ｉ，２４ｊ，２４
ｋは、それぞれ、ステップサイズΔθ（ｉ）と下りアン
テナウェイトとを関連付けて保持するものであり、この
機能はレジスタにより実現される。具体的には、ＲＯＭ
２４ｈは、アンテナＸ０（アンテナＸ０用）について、
ステップサイズΔθ（ｉ）ごとのアンテナウェイトを保
持するようになっている。さらに、他のＲＯＭ２４ｉ，
２４ｊ，２４ｋも、ＲＯＭ２４ｈと同様である。

【０１０３】そして、制御部２４ａは、メモリ部２４ｂ
とＲＯＭ２４ｈ，２４ｉ，２４ｊ，２４ｋとの読み書き
を制御するものであり、この機能は例えばＣＰＵ，ＲＯ
ＭおよびＲＡＭ等により実現される。また、制御部２４
ａは、ステップサイズΔθ（ｉ）を入力され、このステ
ップサイズΔθ（ｉ）を、ＲＯＭ２４ｈ，２４ｉ，２４
ｊ，２４ｋのそれぞれに入力するようにもなっている。

【０１０４】具体的には、制御部２４ａは、ステップサ
イズΔθ（ｉ）を入力され、このステップサイズΔθ
（ｉ）を比較部２４ｃに入力するのである。また、制御
部２４ａは、ウェイト変更周期設定データ（以下、設定
データと略称する。）を入力され、この設定データに基
づいて、メモリ部２４ｂに対して、アンテナウェイト変
更周期パルスを入力する。このアンテナウェイト変更周
期の更新周期は、１フレーム時間に相当する１０ミリ秒
である。さらに、制御部２４ａは、メモリ部２４ｂとＲ
ＯＭ２４ｈ，２４ｉ，２４ｊ，２４ｋとの書き込みタイ
ミングを制御するようにもなっている。

【０１０５】次に、比較部２４ｃは、ステップサイズΔ
θ（ｉ）と受信した信号のステップサイズΔθ（ｉ）と
を比較して比較結果Δθ（ｓｉｒｍａｘ）を出力するも
のである。この比較部２４ｃの機能は、例えばＣＰＵ，
ＲＯＭおよびＲＡＭ等により実現される。具体的には、
比較部２４ｃは、メモリ部２４ｂに保持されたデータ
と、制御部２４ａから出力されるステップサイズΔθ
（ｉ）とを比較して、大きい方を出力するようになって
いる。

【０１０６】さらに、４個のセレクタ（選択部）２４ｄ
〜２４ｇは、いずれも、比較部２４ｃから出力された比
較結果Δθ（ｓｉｒｍａｘ）と、制御部２４ａから出力
されたステップサイズΔθ（ｉ）とのうちの一方を選択
して出力するものである。そして、これらのセレクタ２
４ｄ〜２４ｇの機能は例えばレジスタにより実現され
る。

【０１０７】具体的には、４個のセレクタ２４ｄ〜２４
ｇは、それぞれ、制御部２４ａから入力されたステップ
サイズΔθ（ｉ）と、比較部２４ｃから入力されたステ
ップサイズΔθ（ｉ）（ｓｉｒｍａｘ）とを比較し、こ
れらのうちの大きい方を出力するようになっている。こ
の切り替えは、設定データを更新するキャリブレーショ
ンが開始されたときに行なわれる。各セレクタ２４ｄ〜
２４ｇは、キャリブレーションの開始を、キャリブレー
ションロジック信号により知るようになっている。

【０１０８】そして、キャリブレーションロジック信号
がオン（動作状態）のときは制御部２４ａから出力され
るステップサイズΔθ（ｉ）を選択して出力するととも
に、キャリブレーションロジック信号がオフ（非動作状
態）のときは比較部２４ｃから出力されるΔθ（ｓｉｒ
ｍａｘ）を選択して出力するのである。これにより、比
較部２４ｃにおいて、補正値について比較され、比較結
果の大きい方が記憶されるようになっている。

【０１０９】従って、アンテナウェイトを更新するタイ
ミングに関するキャリブレーションロジック信号を出力
する管理部３９をそなえ、管理部３９が、補正値算出部
２４にキャリブレーションロジック信号を入力するよう
になっている。この管理部３９を設けることにより、き
め細かいアンテナ制御が可能となる。図８は本発明の第
１実施形態に係る管理部３９のブロック図である。ま
た、この図８に示す管理部３９は、ステップサイズΔθ
（ｉ）と、キャリブレーション最大角度振り幅と、キャ
リブレーションウェイト変更周期とを出力するものでも
あって、キャリブレーションロジック信号出力部３９ａ
と、ステップサイズ出力部３９ｂと、キャリブレーショ
ン最大角度振り幅出力部３９ｃと、キャリブレーション
ウェイト変更周期出力部３９ｄとをそなえて構成されて
いる。

【０１１０】ここで、キャリブレーションロジック信号
出力部３９ａは、キャリブレーションロジック信号を出
力するものである。このキャリブレーションロジック信
号がオンにされるタイミングの一例は、アンテナウェイ
トが更新されるタイミングと関連がある。補正値を更新
するタイミングは、上りアンテナウェイトの変動量又は
タイマーに基づいて決定される。すなわち、１フレーム
（１０ミリ秒）に１回としたり、又は、１秒間のうちの
特定時間において１０ミリ秒間するようにもできる。な
お、キャリブレーションのタイミングと、キャリブレー
ションロジック信号とは、それぞれ、設計方針に応じて
種々、変更することができる。また、その詳細なタイミ
ングは、図９（ａ）〜（ｅ）を用いて後述する。

【０１１１】ステップサイズ出力部３９ｂは、ステップ
サイズΔθ（ｉ）を可変的に出力するものである。これ
により、基地局１および移動局６０の双方とも、より正
確な値を得ることができる。また、キャリブレーション
最大角度振り幅出力部３９ｃは、キャリブレーションの
角度振り幅の範囲を可変的に出力するものであり、この
最大角度振り幅の具体的な値は、移動通信システム１１
０のセクタが６角形で設計されているので、４０度〜６
０度の値を予め設定されるようになっている。

【０１１２】さらに、キャリブレーションウェイト変更
周期出力部３９ｄは、キャリブレーションのウェイトを
変更する周期を可変的に出力するものである。これらの
値は、上りアンテナウェイト算出の精度および下りビー
ム形成のずれを、予め定量的に解析することにより、初
期値として、設定されるようになっている。これによ
り、きめ細かい制御が可能となる。なお、これらの機能
は、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭ等により実現される。

【０１１３】そして、管理部３９は、上記の上り無線信
号に含まれる信号であって移動局６０の通信品質に関す
る信号に基づいて補正値を算出し、また、補正値を情報
データに乗算して得られた信号を送信するようにもなっ
ている。この補正値は、実験に基づく最適な値を選択す
ることもでき、これにより、例えば厳しいフェージング
環境を克服できる。

【０１１４】さらに、補正値算出部２４は、通信品質と
して、ＳＩＲのほかに、受信電力の大きさと、誤り率と
のうちの一つを入力されるようにもなっている。すなわ
ち、例えば移動通信システム１１０において、各セルが
６セクタに分割されており、基地局１から移動局６０に
対して見える角度は、最大６０度以内の範囲になり、こ
の角度は４０度にする等、実験値を用いて適宜な値が用
いられている。従って、基地局１は、フェージングの影
響を少なくできる。

【０１１５】また、補正値算出部２４は、ビームを形成
した後にキャリブレーションをするようにもなってい
る。なお、以下の説明において、補正値算出部２４は、
特に断らない限り、同一タイミングでデータを送信して
いる。次に、キャリブレーションロジック信号のオン・
オフについて、図９（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。

【０１１６】図９（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の第
１実施形態に係るキャリブレーションロジック信号を説
明するためのタイムチャートである。この図９（ａ）に
示すタイムチャートは上りアンテナウェイト算出部２５
のロジックであり、図９（ｂ）に示すものは下りアンテ
ナウェイト算出部２６のロジックであり、図９（ｃ）に
示すものは以下に説明するトリガパルスのロジックであ
り、また、図９（ｄ）に示すものはキャリブレーション
ロジック信号であり、図９（ｅ）に示すものは補正値算
出部２４のロジックである。

【０１１７】これらの図９（ａ）〜（ｅ）に示すロジッ
クは、ハイ又は”１”がオンを表し、また、ロー又は”
０”がオフを表す。なお、これらのロジックは、その逆
にしたり、ハイ又はローとは異なる複数のビットを用い
たロジックを使用することもできる。また、キャリブレ
ーションロジック信号は、補正値を更新する期間はオン
にし、それ以外の期間は常にオフにされている。

【０１１８】まず、図９（ａ）に示す電源投入時（パス
の出現等）ｔ１から初期引き込みの終了時（時刻ｔ２）
までは、図９（ｄ）に示すキャリブレーションロジック
信号は常時オフである。そして、管理部３９がキャリブ
レーションロジック信号を変更するタイミングは、上り
アンテナウェイトの変動量に基づいて決定される。具体
的には、基地局１は上りアンテナウェイトの変動の状況
を常時監視しており、その変動量が予め設定された閾値
よりも大きくなったときに、キャリブレーションロジッ
ク信号を変化させるのである。また、このタイミング
は、タイマーにより一定時間ごとに変化させるようにも
できる。

【０１１９】すなわち、上りアンテナウェイト算出部２
５が移動局６０に対してビームを形成した後に、アンテ
ナウェイト値が以下に示す（２−６）又は（２−７）の
条件が満足されたとき（時刻ｔ３）に、図９（ｄ）に示
すトリガパルスがオンにされるようになっている。これ
らの条件の一例を次の（２−５）〜（２−７）に示す。

【０１２０】（２−５）図９（ｄ）に示す時刻ｔ２に
て、上りアンテナウェイト算出部２５が移動局６０に対
してビームを形成した後に、１回キャリブレーションを
し（オン（１）と付されたところ）、その後、（２−
６）〜（２−７）の条件に従って、キャリブレーション
を動作させる。 （２−６）上りアンテナウェイト算出部２５が出力した
上りアンテナウェイトの値（平均値）が平均ウェイトに
あるオフセットを加算した閾値を超えた場合に、キャリ
ブレーションをする。すなわち、補正値算出部２４が、
上りアンテナウェイトの値の平均値に基づいて、キャリ
ブレーションを開始するようになっている。この場合、
図９（ｃ）に示すトリガパルスのロジックはオンにされ
るのである。従って、動作が安定する。

【０１２１】（２−７）上りアンテナウェイト値が、所
定の閾値を超える頻度を計算して、その超える頻度が一
定値を超えた場合に、キャリブレーションを実行する。
すなわち、補正値算出部２４が、アンテナウェイトの値
が第２の閾値を超える頻度に基づいて、キャリブレーシ
ョンを開始するようになっている。また、この場合も、
図９（ｃ）に示すトリガパルスのロジックがオンにされ
る。これにより、やはり、動作が安定する。また、これ
により、通信品質が向上する。

【０１２２】次に、下りビーム方向の値θから補正値Δ
θだけシフトした値について、図１０を用いて説明す
る。図１０は本発明の第１実施形態に係る下りビームを
形成する方法を説明するための図である。この図１０に
示す基地局１から移動局６０に向けて、３種類の下りビ
ームＡ，ＢおよびＣが形成されている。これらの下りビ
ームＡ，ＢおよびＣのビーム方向は、それぞれ、θ＋Δ
θ，θ，θ−Δθである。

【０１２３】このように、基地局１は、移動局６０の通
信品質が最大となるように下りビームを修正でき、ま
た、移動局６０は、この修正された下りビームにより、
さらに通信品質の高い上りビームを形成することができ
る。上述のごとく構成された本発明の第１実施形態の移
動通信システム１１０における動作について詳述する。

【０１２４】図２０は本発明の第１実施形態に係る下り
ビーム形成キャリブレーションを説明するためのフロー
チャートである。まず、移動局６０からの電波は、基地
局１のアンテナＸ０〜Ｘ３にて受信され、音声信号等に
復調される。また、アンテナＸ０〜Ｘ３からの受信信号
は、上りアンテナウェイト算出部２５にて、その振幅と
位相とが独立にされ、アンテナ指向性が、予めシミュレ
ーション等により得られた計算式を用いて最適な到来角
が得られる。

【０１２５】そして、基地局１が信号を受信すると、本
発明の下りビーム形成キャリブレーション方法が実行さ
れる。最初に、基地局１が、上りチャネルから算出した
上りアンテナウェイトに基づき、下りアンテナウェイト
を算出し（ステップＡ１）、下りアンテナウェイトを算
出して下りビームを形成し（ステップＡ２）、下りビー
ム形成をステップサイズΔθ（ｉ）ずらした補正値を下
りチャネルに複素乗算し（ステップＡ３）、さらに、基
地局１は、移動局６０が報告する通信品質の最大となる
補正値を算出し（ステップＡ４）、その補正値を下りチ
ャネルに複素乗算して下りビーム形成を修正する（ステ
ップＡ５）。

【０１２６】次に、本発明の下りビーム形成キャリブレ
ーション方法は、基地局１が、上りチャネルから算出し
たビーム方向からビームをステップサイズΔθ（ｉ）ず
らすことにより、ビーム形成する。具体的には、基地局
１は、上りチャネルから下りチャネル用のアンテナウェ
イトを算出し、下りビームＢを形成する。図２１は本発
明の第１実施形態に係るステップサイズΔθ（ｉ）を用
いたキャリブレーションを説明するためのフローチャー
トである。

【０１２７】まず、基地局１は、キャリブレーション最
大角度振り幅の範囲内において、ステップサイズΔθの
ステップ幅でビームを振って通信品質を取得する（ステ
ップＢ１）。このとき、基地局１は、移動局６０から報
告される通信品質が最大となる下りビーム方向を算出し
（ステップＢ２）、下りビームＢがステップサイズΔθ
だけずらされて通信品質が算出され、ビームＡが決定す
る。

【０１２８】そして、ステップＢ３において、基地局１
は、この方向θ＋Δθに対して送信信号を出力する。ま
た、移動局６０は、基地局１から送信される信号の通信
品質を測定し、この通信品質が最大になるように、上り
ビームを再度、形成する（ステップＢ４）。これによ
り、移動通信システム１１０において、干渉が多く品質
が劣化した場合においても、精度の高い下りビームが形
成される。

【０１２９】キャリブレーションロジック信号がオンに
なると、制御部２４ａ（図７参照）は、ステップサイズ
Δθ（ｉ）＝０のときの通信品質をメモリ部２４ｂに記
憶する。その後、制御部２４ａは、キャリブレーション
最大角度振り幅の範囲を設定されているステップサイズ
Δθ（ｉ）で、アンテナウェイト（ΔＷ＿Ｉ（０）＋ｊ
・ΔＷ＿Ｑ（０），ΔＷ＿Ｉ（１）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ
（１），ΔＷ＿Ｉ（２）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ（２），ΔＷ＿
Ｉ（３）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ（３））を変更していく。

【０１３０】次に、キャリブレーションウェイトの更新
周期で通信品質とそのときのステップサイズΔθ（ｉ）
の値をメモリ部２４ｂに記憶する。キャリブレーション
オフになるとメモリ部２４ｂに記憶されているステップ
サイズΔθ（ｉ）と通信品質とに基づいて、通信品質が
最大となるステップサイズΔθ（ｉ）（ｓｉｒｍａｘ）
が検出されて出力される。また、セレクタ２４ｄ〜２４
ｇは、それぞれ、キャリブレーションオンのときは制御
部２４ａからのステップサイズΔθ（ｉ）を選択し、さ
らに、キャリブレーションオフのときは比較部２４ｃか
ら出力されるステップサイズΔθ（ｉ）（ｓｉｒｍａ
ｘ）を選択する。

【０１３１】また、図１１（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本
発明の第１実施形態に係るキャリブレーション中のシー
ケンスを説明するための図である。ここで、図１１
（ａ）〜（ｅ）は図９（ａ）〜（ｅ）と同様なものであ
り、図１１（ｆ）は図１１（ｅ）の１区間を拡大したも
のである。そして、キャリブレーション最大角度振り幅
／ステップサイズΔθ（ｉ）＝ｋとした場合、ｉ＝０の
ときの補正値がＲＯＭ２４ｈ〜２４ｋ（図７参照）か
ら、アンテナごとに出力され、下りビームがΔθ（０）
だけずらされる。

【０１３２】このとき、基地局１のメモリ部２４ｂは、
移動局６０から報告される通信品質を記憶する。具体的
には、メモリ部２４ｂには、ｉ＝０からｉ＝ｋまで、下
りビームをずらし、各ｉにおける通信品質が記憶され
る。その後、ｋが０から３までにおける下りビームΔθ
（ｋ）の通信品質が比較され、そのうち、一番通信品質
のよいΔθ（ｓｉｒｍａｘ）が検出される。

【０１３３】また、図１１（ｄ）に示すキャリブレーシ
ョンロジック信号がオフになると、補正値算出部２４
は、Δθ（ｓｉｒｍａｘ）の補正値をＲＯＭ２４ｈ〜２
４ｋからＤＢＦ部２９に出力する。一方、キャリブレー
ションが開始されると、補正値算出部２４は、補正値Ｗ
を出力する前に、そのときの移動局６０が報告する通信
品質（ＳＩＲ，着信電力又は誤り率等）を記憶する。そ
の後、この補正値Ｗは、ＤＢＦ部２９に出力される。

【０１３４】そして、ＤＢＦ部２９は、送信信号（Ｉ＋
ｊ・Ｑ）に、アンテナウェイトＷ＿Ｉ（ｋ）＋ｊ・Ｗ＿
Ｑ（ｋ）と、補正値ΔＷ＿Ｉ（ｋ）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ
（ｋ）とを複素乗算する。これは、次の（２−５）式に
示す。 送信信号＝（Ｉ＋ｊ・Ｑ）^*Ｗ＿Ｉ（ｋ）＋ｊ・Ｗ＿Ｑ（ｋ）^*ΔＷ＿Ｉ（ｉ） ＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ（ｉ）…（２−５） ここで、ｋはアンテナ数，ｉはキャリブレーション中に
出力する補正値の数をそれぞれ表す。また、ｉ＝ＩＮＴ
（キャリブレーション最大角度振り幅）／（ステップサ
イズΔθ（ｉ））である。

【０１３５】これにより、各アンテナから送信される信
号は、それぞれ、位相回転され、ビームが形成される。
また、補正値算出部２４は、ステップサイズΔθ（ｉ）
がΔＷ＿Ｉ（ｋ）（ｉ）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ（ｋ）（ｉ）の
ときに、移動局６０が報告する通信品質を記憶し、予め
シミュレーションにより決定しるステップの大きさと対
応づける。

【０１３６】このように、基地局１は、移動局６０の通
信品質が最大となるように下りビームを修正でき、さら
に通信品質の高い上りビームを形成することができる。
そして、このように、移動通信システム１１０は、新た
な設備を投入しないで、通信品質の高い通信が可能とな
る。 （Ａ１）本発明の第１実施形態の第１変形例の説明 第１実施形態における補正値算出部２４は、別態様でも
可能である。

【０１３７】図１２は本発明の第１実施形態の第１変形
例に係る補正値算出部のブロック図である。この図１２
に示す補正値算出部４０が補正値算出部２４と異なる点
は、比較部２４ｃにおける比較方法である。すなわち、
図１２に示す比較部２４ｃは、２種類の時刻における通
信品質を比較するものである。具体的には、比較部２４
ｃは、４本のアンテナウェイトにおける現時刻における
通信品質と、１サンプリング時刻前における通信品質と
を比較し、４系統の通信品質に基づいて４系統の通信品
質値を出力するようになっている。この１サンプリング
時刻前における通信品質値は、その通信品質値に対応す
るステップサイズΔθ（ｉ）とともにメモリ部２４ｂに
記憶されるようになっている。このメモリ部（図７参
照）の機能は例えばレジスタにより実現される。レジス
タが用いられる理由は、常に比較して大きい方を記憶す
るので、レジスタの方が実装しやすいからである。

【０１３８】なお、本変形例の移動通信システムも、移
動通信システム１１０（図１参照）と同一の構成であ
る。さらに図７と同一の符号を有するものは同一のもの
又は同様の機能を有するものなので、更なる説明を省略
する。このような構成によって、比較部２４ｃにおい
て、現時刻のアンテナウェイトにおける通信品質と、１
サンプリング時刻前のアンテナウェイトにおける通信品
質とが比較され、通信品質の大きい方の通信品質値とス
テップサイズΔθ（ｉ）とがそれぞれメモリ２４ｂに記
憶され、通信品質が最大となる補正値が検出される。そ
して、キャリブレーションが終了すると通信品質が最大
となるΔθ（ｓｉｒｍａｘ）が出力される。次に、補正
値算出部４０は、ビーム方向がΔθ（ｉ＋１）の方向に
ずれる補正値（ΔＷ＿Ｉ（ｋ）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ（ｋ））
をＤＢＦ部２９に出力する。

【０１３９】このように、ｉを変化させることにより、
通信品質が最大となるステップサイズΔθ（ｉ）が検出
される。そして、キャリブレーションが終了すると、検
出した通信品質が最大となる補正値ΔＷ＿Ｉ（ｋ）（ｓ
ｉｒｍａｘ）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ）を
ＤＢＦ部２９に出力する。この結果、各アンテナから送
信される信号は、次の（３−１）式に示すようになる。

【０１４０】 送信信号＝（Ｉ＋ｊ・Ｑ）^*・Ｗ＿Ｉ（ｋ）＋ｊ・Ｗ＿Ｑ（ｋ）^*・［ΔＷ＿Ｉ （ｉ）（ｓｉｒｍａｘ）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ（ｉ）（ｓｉｒｍａｘ）］…（３−１） これにより、通信品質が最大となるビームが形成され
る。このように、基地局１は、移動局６０の通信品質が
最大となるように下りビームを修正でき、また、移動局
６０は、この修正された下りビームにより、さらに通信
品質の高い上りビームを形成することができる。

【０１４１】（Ａ２）本発明の第１実施形態の第２変形
例の説明 補正値算出部２４，４０を変形した場合について、図１
３を用いて説明する。なお、本変形例の移動通信システ
ムは、上記移動通信システム１１０と同一であり、ま
た、本変形例の基地局は上記基地局１と以下に示す補正
値算出部４０ａ以外の部材については、同一のものを使
用しているので、それらについての詳細は省略する。

【０１４２】図１３は本発明の第１実施形態の第２変形
例に係る補正値算出部４０ａのブロック図である。この
図１３に示す補正値算出部４０ａは、ＲＯＭ２４ｈ〜２
４ｋのそれぞれと並列に固定値出力部３３が設けられて
おり、ＲＯＭ２４ｈ〜２４ｋの出力側に、セレクタ（第
２選択部）３４ａ，３４ｂが設けられている。ここで、
固定値出力部（一定値保持部）３３は、一定値を保持す
るものである。この一定値とは、Ｗ＿Ｉ（０）〜Ｗ＿Ｉ
（３）がすべて１であり、Ｗ＿Ｑ（０）〜Ｗ＿Ｑ（３）
がすべて０であるデータである。すなわち、情報データ
ｅｘｐ（ｊ・ｗ_dl（ｋ））に、実数分１のみが乗算さ
れ、位相分は補正されないまま、出力されるのである。
また、この固定値出力部３３の機能は例えばＲＡＭによ
り実現される。

【０１４３】そして、セレクタ３４ａ，３４ｂは、それ
ぞれ、固定値出力部３３からの出力とＲＯＭ２４ｈ〜２
４ｋからの出力とを選択してこれらの出力のうちの一方
を出力するものである。また、セレクタ３４ａ，３４ｂ
は、例えば制御部２４ａによって、その選択を切り替え
られるようになっている。これらのセレクタ３４ａ，３
４ｂが協働して選択手段として機能し、移動局６０にお
ける補正された下りビームの信号の受信状態および補正
前の下りビームの信号の受信状態に応じて、下りビーム
を補正前の状態とするか補正後の状態とするかを選択す
るようになっている。

【０１４４】また、セレクタ３４ｂの入力側には、ロジ
ックを反転するインバータ３６が設けられている。従っ
て、ＲＯＭ２４ｈ〜２４ｋからの出力と固定値出力部３
３からの出力とのそれぞれについて、出力したロジック
と、そのロジックを反転したロジックとが、制御部２４
ａの制御によって、選択されて出力されるのである。従
って、本発明のアレーアンテナシステムを有する基地局
１は、移動局６０からの受信信号のビームを形成した上
りアンテナウェイトを基に、下りアンテナウェイトを算
出して移動局６０への送信信号の下りビームを形成する
アレーアンテナシステムを有し、下りビームを補正する
補正手段と、移動局６０における補正された下りビーム
の信号の受信状態および補正前の下りビームの信号の受
信状態に応じて、下りビームを補正前の状態とするか補
正後の状態とするかを選択する選択手段とをそなえて構
成されたことになる。

【０１４５】このような構成によって、基地局１は、キ
ャリブレーションをしていない間は、第１実施形態にて
説明したものと同様にデータ送信する。一方、キャリブ
レーション中は、基地局１は、固定値出力として補正値
（ΔＷ＿Ｉ（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ
（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ））を出力し続ける。また、メイ
ン拡散部２８は、キャリブレーションをするときのみ、
オンを出力する。

【０１４６】このように、キャリブレーション中の通話
チャネルのビームが変更されないので、第１実施形態に
て得られる通信品質と比較して、通話チャネルの品質劣
化が少なくなる。 （Ｂ）本発明の第２実施形態の説明 第２実施形態における変調部は第１実施形態における変
調部１３と異なっている。また、第２実施形態における
移動通信システムも、第１実施形態における移動通信シ
ステム１１０と同様である。

【０１４７】図１４は本発明の第２実施形態に係る基地
局１ａのブロック図である。この図１４に示す基地局１
ａは、移動局６０に対して、交換局１０５からの多重化
された音声信号を無線信号に変換し、その無線信号を移
動局６０に対して送信するとともに、移動局６０から送
信された無線信号を音声信号にしその音声信号を多重化
して交換局１０５に送信するものである。

【０１４８】ここで、基地局１ａから移動局６０に対し
て、以下に示すメイン拡散部２８，サブ拡散部２８ａか
ら、２種類のデータを送信するようになっている。すな
わち、情報データは通話チャネルにより送信され、そし
て、これらのメイン拡散部２８，サブ拡散部２８ａは、
それぞれ、別の拡散コードにより拡散されるようになっ
ている。

【０１４９】また、基地局１ａは、報知チャネルを用い
て、２種類のデータを送信していることと、それらのデ
ータに使用している拡散コードとについて、情報を報知
するようにもなっている。従って、通信に適合した基地
局情報，チャネル情報等を報知できる。一方、移動局６
０は、これらに割り当てられた拡散コードを、予め報知
チャネルから得るようにしている。

【０１５０】これにより、基地局１ａは、既存の回路を
変更しないで、異なるデータ送信形式をサポートでき
る。従って、送受信回路の規模を小さくできる。この基
地局１ａの変調部１３ａは、音声符号化部１２から入力
された圧縮信号を自ら発生させた拡散コードにより拡散
させ、拡散信号を出力するものであって、送信信号生成
部２７と、メイン拡散部２８，サブ拡散部２８ａと、Ｄ
ＢＦ部２９と、ＤＢＦ部（Ｃと付されたもの。指向性形
成部）３１とをそなえて構成されている。そして、上り
チャネルと下りチャネルとの搬送波周波数が異なる基地
局１ａの変復調部として機能している。

【０１５１】このサブ拡散部２８ａは、送信信号生成部
２７から出力された情報データ（変調データ）に、拡散
コードを乗算して出力するものである。そして、サブ拡
散部２８ａにて拡散されるデータは、サブ通話チャネル
として使用されるようになっている。一方、メイン拡散
部２８にて拡散されるデータは、メイン通話チャネルと
して使用されるのである。

【０１５２】さらに、ＤＢＦ部３１は、情報データに、
下りアンテナウェイト算出部２６から出力された下りア
ンテナウェイトと補正値算出部２４から出力された補正
値とを乗算して補正下り送信信号を出力するものであ
る。ここで、サブ拡散部２８ａと、ＤＢＦ部３１とは、
それぞれ、例えばＬＳＩ等により、実現される。なお、
この図１４に示すもので、図７と同一の符号を有するも
のは同一のもの又は同様の機能を有するものなので、重
複した説明を省略する。

【０１５３】そして、音声符号化部１２から出力された
音声データ等の通話データは、拡散コードを乗算して出
力された拡散信号として出力される。また、これらのメ
イン拡散部２８とサブ拡散部２８ａにてそれぞれ拡散さ
れた拡散信号は、ＤＢＦ部２９とＤＢＦ部３１とに入力
されるようになっている。従って、変調部１３ａが、情
報データに割り当てられた拡散コード（第１拡散コー
ド）を用いて拡散した下りメイン通話チャネルと、同じ
情報データにその割り当てられた拡散コードと直交する
他の拡散コード（第２拡散コード）を用いて拡散した下
りサブ通話チャネルとを送信するように構成されたこと
になる。これにより、既存の回路を流用し又は小さな回
路修正により、通信品質を向上できる。

【０１５４】さらに、変調部１３ａの出力側には、多重
部（送信合成部）３２ａ〜３２ｄがそれぞれ設けられて
いる。これらの多重部３２ａ〜３２ｄは、それぞれ、Ｄ
ＢＦ部２９，ＤＢＦ部３１から出力された２系統の補正
下り送信信号を加算して出力するものである。これらの
機能はＬＳＩ等により実現される。例えば多重部３２ａ
は、第１拡散コードで拡散された信号と、第２拡散コー
ドで拡散された信号とを加算し、この加算信号をアンテ
ナＸ０に入力するようになっている。多重部３２ｂ〜３
２ｄについても多重部３２ａと同様である。

【０１５５】なお、この加算結果が例えばロジック”
１”となったときに、ＤＢＦ部２９およびＤＢＦ部３１
のロジックがそれぞれ”１”および”０”である場合
と、各ロジックがそれぞれ”０”および”１”である場
合とがあり、これらのいずれの場合においても、基地局
１ａは、加算結果を送信する。そして、移動局６０は、
予め割り当てられた相互に直交する拡散コードを用い
て、受信データを逆拡散し多重されたデータを抽出でき
るようになっている。

【０１５６】図１５（ａ）〜（ｉ）はそれぞれ本発明の
第２実施形態に係るキャリブレーションロジック信号を
説明するためのタイムチャートである。この図１５
（ａ）に示すタイムチャートは上りアンテナウェイト算
出部２５のロジックであり、図１５（ｂ）に示すものは
下りアンテナウェイト算出部２６のロジックであり、図
１５（ｃ）に示すものは以下に説明するトリガパルスの
ロジックであり、また、図１５（ｄ）に示すものはキャ
リブレーションロジック信号であり、図１５（ｅ）に示
すものは補正値算出部２４のロジックである。

【０１５７】まず、図１５（ａ）に示す電源投入時（パ
スの出現等）ｔ１から初期引き込みの終了時（時刻ｔ
２）までの間は、図１５（ｄ）に示すキャリブレーショ
ンロジック信号は常時オフである。また、ＯＮ（１），
ＯＮ（２）と付された期間は、補正値を更新する期間で
ある。そして、上りアンテナウェイト算出部２５が移動
局６０に対してビームを形成した後に、アンテナウェイ
ト値が上記の（２−６）又は（２−７）の条件が満足さ
れたときに（時刻ｔ３）、図１５（ｄ）に示すトリガパ
ルスがオンにされるようになっている。これらの条件
は、上記の（２−５）〜（２−７）と同様である。

【０１５８】さらに、時刻ｔ４において、キャリブレー
ション中に、補正値算出部２４の値は、ΔＷ（ｓｉｒｍ
ａｘ）（２）の値がロードされるのである。また、図１
５（ｆ）に示すデータは、下りアンテナウェイト算出部
２６からＤＢＦ部２９に対して入力されるアンテナウェ
イト補正値の値であり、また、図１５（ｈ）に示すデー
タは、やはり、下りアンテナウェイト算出部２６からＤ
ＢＦ部３１に対して入力される補正値の値である。

【０１５９】図１５（ｇ），図１５（ｉ）に示すデータ
は図１５（ｆ），（ｉ）にそれぞれ示すデータの一部を
拡大したものである。ここで、ＤＢＦ部２９は、アンテ
ナＸ０〜Ｘ３のうちの偶数番目のものについての補正値
を処理し、また、ＤＢＦ部３１は、奇数番目のものにつ
いての補正値を処理するようになっている。これによ
り、ビームを迅速に形成することができる。

【０１６０】なお、基地局１ａは、受信信号について、
各パケットごとに、誤り率等を保持するようにしてお
り、これらの値を監視することによって、きめ細かい制
御が可能となる。このような構成によって、まず、基地
局１ａは、キャリブレーション中にキャリブレーション
ロジック信号として、４種類の拡散コードを用いて拡散
した通話チャネルを用いて通話チャネルと同時に送信し
て移動局６０の通信品質が最大となる下りビーム方向
（補正値ΔＷ＿Ｉ（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ）＋ｊ・ΔＷ＿
Ｑ（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ）を算出する。次に、キャリブ
レーション終了後に、通信品質が最大となる補正値（Δ
Ｗ＿Ｉ（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ（ｋ）
（ｓｉｒｍａｘ）を通話チャネルに複素乗算して、形成
したビームを修正する。

【０１６１】そして、下りキャリブレーションロジック
信号に通話チャネル信号を用いて移動局６０に対してデ
ータが送信される。メインの通話チャネルは、メイン拡
散部２８にて拡散されてＤＢＦ部２９に入力される。ま
た、キャリブレーションが終了するまでは、下りアンテ
ナウェイト算出部２６が算出した値（Ｗ＿Ｉ（ｋ）＋ｊ
・Ｗ＿Ｑ（ｋ））のみが複素乗算される。

【０１６２】図２２は本発明の第２実施形態に係る下り
ビーム形成キャリブレーションを説明するためのフロー
チャートである。本発明の下りビーム形成キャリブレー
ション方法は、キャリブレーション用の拡散コードを変
更して同時に複数回送信するものである。キャリブレー
ションが終了すると（ステップＣ１）、通信品質が最大
となる補正値（ΔＷ＿Ｉ（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ）＋ｊ・
ΔＷ＿Ｑ（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ））が複素乗算され、ビ
ーム形成が修正される（ステップＣ２）。また、キャリ
ブレーションロジック信号は、通話チャネルと同一の信
号を用いて、メイン拡散部２８にて、下りメイン通話チ
ャネルと直交する拡散コードにより拡散され（ステップ
Ｃ３）、ＤＢＦ部３１に入力される。

【０１６３】キャリブレーション中は、補正値算出部２
４から出力される補正値（ΔＷ＿Ｉ（ｋ）（ｉ）＋ｊ・
ΔＷ＿Ｑ（ｋ）（ｉ））が複素乗算され（ステップＣ
４）、下りメイン通話チャネルに加算されて送信される
（ステップＣ５）。移動局６０は、フィンガを割り当て
られ、時間多重処理により、拡散コードの異なる信号を
復調し、通信品質を測定する。そして、得られた通信品
質は、上りチャネルのスロットに組み込んで基地局１ａ
に報告する。その後、キャリブレーションが終了する
と、キャリブレーション用回路が停止する。

【０１６４】なお、拡散コードを割り当てられるフィン
ガは、多数あり、また、それらの到着間隔もそれぞれ異
なる。このため、基地局１ａは、例えばＲＡＭ等に、そ
の到着間隔等のデータを予め測定等して、記録する。ま
た、基地局１ａは、メインチャネルによる通信中に、キ
ャリブレーションする必要が生じた場合に、報知チャネ
ルで、２種類のチャネルを用いる情報を報知する。そし
て、サブチャネルのための情報を報知する。また、２種
類のチャネルを用いた送信が終了した場合には、再度、
１種類のチャネルのみに移行する。

【０１６５】これにより、通信を切断しないで、効率的
なデータ送受信が可能となる。なお、補正値算出部２４
のＲＯＭ２４ｈ〜２４ｋと並列に固定値保持部３３を設
け、さらに、セレクタ３４ａ，３４ｂをこれらのＲＯＭ
および固定値出力部３３の出力側に設け、ＲＯＭ出力お
よび固定値出力部３３の出力を選択的に出力するように
も構成できる。この場合、メイン拡散部２８は、キャリ
ブレーション時のみにオンを出力するようにしておく。

【０１６６】このように、下りキャリブレーションロジ
ック信号として、通話チャネル信号を用いており、既存
の仕様を変更しないで通信品質を向上させることができ
る。また、このようにして、第１実施形態にて得られた
ことと同様に、基地局１ａは、移動局６０の通信品質が
最大となるように下りビームを修正でき、また、移動局
６０は、この修正された下りビームにより、さらに通信
品質の高い上りビームを形成することができる。

【０１６７】（Ｂ１）本発明の第２実施形態の第１変形
例の説明 図１４に示す基地局１ａの変調部１３ａを変形したもの
を、図１６に示す。図１６は本発明の第２実施形態の第
１変形例に係る基地局１ｂのブロック図である。また、
本変形例における移動通信システムも移動通信システム
１１０と同一であり、図１６に示すもので、上述したも
のと同一の符号を有するものは同一のものを表す。

【０１６８】図１６に示す基地局１ｂも、移動局６０に
対して、交換局１０５からの多重化された音声信号を無
線信号に変換し、その無線信号を移動局６０に対して送
信するとともに、移動局６０から送信された無線信号を
音声信号にしその音声信号を多重化して交換局１０５に
送信するものである。また、図１６に示す変調部１３ｂ
は、音声符号化部１２から入力された圧縮信号を自ら発
生させた拡散コードにより拡散させ、拡散信号を出力す
るものであって、送信信号生成部２７と、メイン拡散部
２８，ＤＢＦ部２９のほかに、サブ拡散部（Ｓ１と付さ
れたもの。）２８ｂ，ＤＢＦ（Ｓ１：［サブ１］）３５
ａと、サブ拡散部（Ｓ２：［サブ２］）２８ｃ，ＤＢＦ
部３５ｂとをそなえて構成されている。

【０１６９】ここで、サブ拡散部２８ｃとＤＢＦ部３５
ｂとは、それぞれ、サブ拡散部（Ｓ１）２８ｂとＤＢＦ
部３５ａと、同一の機能を有するものである。そして、
ＤＢＦ部２９，ＤＢＦ部３５ａおよびＤＢＦ部３５ｂの
それぞれは、メイン拡散部２８，サブ拡散部２８ｂおよ
び２８ｃからの出力に基づいて、算出し、その算出して
得られた値を、多重部３２ａ〜３２ｄのそれぞれに対し
て送信するようになっている。すなわち、変調部１３ｂ
が、第２拡散コードとして、２種類の相互に直交する拡
散コードを用いて情報データに乗算したものを送信する
ようになっている。

【０１７０】そして、補正値算出部２４にて、通信品質
が最大となる補正値が算出されるのである。この変調部
１３ｂが図１４に示す変調部１３ａと相違する点は、下
りキャリブレーションロジック信号が、それぞれ、３種
類の相互に直交する拡散コードにより拡散されてデータ
（通話チャネル）が送信される点である。なお、キャリ
ブレーションが終了するとキャリブレーション用の回路
は停止する。

【０１７１】これら３種類の拡散信号が送信されるの
で、キャリブレーションの時間が短縮できる。また、図
１７は本発明の第２実施形態の第１変形例に係る補正値
算出部４０ｂのブロック図である。この図１７に示す補
正値算出部４０ｂは、ＲＯＭ２４ｈ〜ＲＯＭ２４ｋの出
力側に、共役複素数演算部３８が設けられている。この
共役複素数演算部３８は、入力された複素数の複素共役
の複素数を出力するものである。具体的には、共役複素
数演算部３８は、入力された複素数が、ａ＋ｂ・ｊで表
されているとした場合、ａ−ｂ・ｊを出力するのであ
る。ここで、ａ，ｂ（ｂは０でない実数）は、それぞ
れ、実数成分である。

【０１７２】これにより、ＲＯＭ２４ｈ〜ＲＯＭ２４ｋ
のそれぞれから出力された信号（ΔＷ＿Ｉ_dl（０）
（ｋ）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ_dl（０）（ｋ））は、それぞれ、
（ΔＷ＿Ｉ_dl（０）（ｋ）−ｊ・ΔＷ＿Ｑ_dl（０）
（ｋ））として出力される。加えて、これらのＲＯＭか
ら出力された信号は、セレクタ３４ａ，３４ｂおよび３
４ｃにも入力されるようになっている。また、共役複素
演算部３８から出力された信号は、セレクタ３４ａ，３
４ｂおよび３４ｃのそれぞれに、入力されるのである。

【０１７３】さらに、図１７に示すセレクタ３４ａは、
ＲＯＭ２４ｈから出力された信号と、共役複素演算部３
８から出力された信号とを、選択的に出力するものであ
り、この機能は例えばＬＳＩ等により実現される。この
ような構成によって、本発明の下りビーム形成キャリブ
レーション方法は、キャリブレーションロジック信号と
して通話チャネルを用いられる。

【０１７４】図２３は本発明の第２実施形態の第１変形
例に係る下りキャリブレーションロジック信号を説明す
るためのフローチャートである。本発明の下りビーム形
成キャリブレーション方法は、キャリブレーション用の
下り信号の拡散コードを変更するようにしている。すな
わち、キャリブレーション中において（ステップＤ
１）、基地局１は、キャリブレーションロジック信号と
して、通話チャネルの拡散コードを変更した信号を選択
して（ステップＤ２）、通話チャネルと同時に送信し
（ステップＤ３）、移動局６０の通信品質が最大となる
下りビーム方向（補正値）を算出する（ステップＤ
４）。そして、キャリブレーション終了後に通信品質が
最大となる補正値ΔＷ＿Ｉ（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ）＋ｊ
・ΔＷ＿Ｑ（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ）を通話チャネルに複
素乗算して、ビーム形成を修正する（ステップＤ５）。

【０１７５】図２４は本発明の第２実施形態の第１変形
例に係る下りキャリブレーションロジック信号を説明す
るためのフローチャートである。下りビームを形成すべ
く、本発明のキャリブレーションは、キャリブレーショ
ンが開始され（ステップＥ１）、キャリブレーション中
にキャリブレーションロジック信号を通話チャネルと同
時に送信して（ステップＥ２）、移動局６０の通信品質
が最大となる下りビーム方向（補正値）を算出する（ス
テップＥ３）。そして、キャリブレーション終了後に
（ステップＥ４）、通信品質が最大となる補正値（ΔＷ
＿Ｉ（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ）＋ｊ・ΔＷ＿Ｑ（ｋ）（ｓ
ｉｒｍａｘ））を通話チャネルに複素乗算して、ビーム
形成を修正する（ステップＥ５）。

【０１７６】また、図２５は本発明の第２実施形態の第
１変形例に係る通話チャネルを用いた下りキャリブレー
ションロジック信号を説明するためのフローチャートで
ある。まず、キャリブレーション中にキャリブレーショ
ンロジック信号として、４種類の拡散コードを用いて拡
散し（ステップＦ１）、その拡散した通話チャネルを用
いて、通話チャネルと同時に送信し（ステップＦ２）、
移動局６０の通信品質が最大となる下りビーム方向（補
正値）を算出する（ステップＦ３）。そして、キャリブ
レーション終了後（ステップＦ４）、通信品質が最大と
なる補正値（ΔＷ＿Ｉ（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ）＋ｊ・Δ
Ｗ＿Ｑ（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ））を算出し（ステップＦ
５）、そして、キャリブレーション終了後に通信品質が
最大となる補正値（ΔＷ＿Ｉ（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ）＋
ｊ・ΔＷ＿Ｑ（ｋ）（ｓｉｒｍａｘ））を通話チャネル
に複素乗算して、ビーム形成を修正する（ステップＦ
６）。

【０１７７】キャリブレーション以外の時間には、正常
な動作をする。送信信号生成部７から出力された信号
は、メイン拡散部２８，サブ拡散部２８ｂおよびサブ拡
散部２８ｃのそれぞれに入力される。そして、基地局１
ｂから移動局６０に対して、１種類の通話チャネルと２
種類のモニタチャネルとして、データを送信する。ま
た、これらの３種類のチャネルは、それぞれ、直交する
拡散コードにより拡散される。

【０１７８】一方、キャリブレーションが開始した後
は、キャリブレーション時のみ、サブ拡散部２８ｂ，２
８ｃはいずれもオンとなる。補正値算出部４０ｂは、各
Δθ（ｋ）だけずらしたときの通信品質をメモリに記憶
した後、Δθ（ｋ＋１）のアンテナウェイトをＤＢＦ部
３５ａ，３５ｂに出力する。ここで、多重部３２ａは、
ＤＢＦ部２９，ＤＢＦ部３５ａ，ＤＢＦ部３５ｂのそれ
ぞれから出力された信号を加算し、この加算信号をアン
テナＸ０に入力し、また、多重部３２ｂ〜３２ｄも加算
信号をそれぞれアンテナＸ１〜Ｘ３に入力する。

【０１７９】一方、移動局６０は、これらに割り当てら
れた拡散コードを、予め報知チャネルから得る。ここ
で、基地局１ｂは、報知チャネルを用いて、３種類のデ
ータとそれらのデータに使用している拡散コードとにつ
いて情報を報知し、これにより、通信に適合した基地局
情報，チャネル情報等を報知できる。これにより、基地
局１ｂは、既存の回路を変更しないで、異なるデータ送
信形式をサポートできる。従って、送受信回路の規模を
小さくできる。

【０１８０】このように、下りキャリブレーションロジ
ック信号として、通話チャネル信号を用いることができ
る。また、このように、基地局１ｂは、移動局６０の通
信品質が最大となるように下りビームを修正でき、ま
た、移動局６０は、この修正された下りビームにより、
さらに通信品質の高い上りビームを形成することができ
る。

【０１８１】（Ｂ２）本発明の第２実施形態の第２変形
例の説明 図１８は本発明の第２実施形態の第２変形例に係る基地
局のブロック図である。この図１８に示す基地局１ｃ
が、基地局１ｂと相違する点は、下りキャリブレーショ
ン用に専用チャネルを使用している点である。なお、本
変形例における移動通信システムも、移動通信システム
１１０と同一である。

【０１８２】変調部１３ｃは、情報データに第１拡散コ
ードを用いて拡散した通話チャネルと、情報データと異
なるモニタデータに第１拡散コードと直交する第３拡散
コードを用いて拡散したキャリブレーションチャネルと
を送信するものであって、送信信号生成部２７と、メイ
ン拡散部２８，ＤＢＦ部２９と、キャリブレーション用
送信信号生成部３７と、サブ拡散部２８ａ，ＤＢＦ部３
１とをそなえて構成されている。

【０１８３】これらのもので、上述したものと同一の符
号を有するものは同一のもの又は同様の機能を有するも
のなので、重複した説明を省略する。そして、変調部１
３ｃは、音声符号化部１２から入力された圧縮信号を第
１拡散コードにより拡散させて第１の拡散信号を出力す
るとともに、キャリブレーション用のデータ（モニタデ
ータ）を自ら発生させて第１拡散コードと直交する第３
拡散コードにより拡散させてキャリブレーション用の拡
散信号（キャリブレーションチャネル）を出力するので
ある。すなわち、キャリブレーション用のデータが、情
報データとは別の専用チャネルを用いて送信されるので
ある。

【０１８４】また、キャリブレーション用の送信信号
が、送信専用のものを用いているため、所望の移動局６
０に送信した信号のほかに、その移動局６０と異なる他
の移動局に対するキャリブレーション用信号として使用
することもできる。そして、このような構成によって、
基地局１ｃは、第１実施形態の場合と同一の動作をす
る。すなわち、基地局１ｃは、キャリブレーションをし
ていない間は、第１実施形態にて説明したものと同様に
データ送信する。

【０１８５】一方、キャリブレーション中は、基地局１
ｃは、基地局１ａと異なり、キャリブレーション用の送
信信号を用いて送信する。このように、下りキャリブレ
ーションロジック信号として、キャリブレーション用の
送信信号を用いても、第１実施形態にて得られたことと
同様の効果を得られる。すなわち、基地局１ｃは、移動
局６０の通信品質が最大となるように下りビームを修正
でき、また、移動局６０は、この修正された下りビーム
により、さらに通信品質の高い上りビームを形成するこ
とができる。

【０１８６】（Ｂ３）本発明の第２実施形態の第３変形
例の説明 図１９は本発明の第２実施形態の第３変形例に係る基地
局のブロック図である。この図１９に示す基地局１ｄ
は、変調部１３ｄを有する。この変調部１３ｄは、第３
拡散コードとして、２種類の相互に直交する拡散コード
を用いて情報データに乗算したものを送信するものであ
って、送信信号生成部２７と、メイン拡散部２８と、Ｄ
ＢＦ部２９と、キャリブレーション用送信信号生成部３
７と、サブ拡散部２８ｂと、ＤＢＦ部３５ａと、サブ拡
散部２８ｃと、ＤＢＦ部３５ｂとをそなえて構成されて
いる。

【０１８７】この図１９に示すもので、上述したものと
同一の符号を有するものは同一のものを表す。また、本
変形例における移動通信システムも、移動通信システム
１１０と同一である。図１９に示す変調部１３ｄが、変
調部１３ａ（図１４参照）と異なる点は、下りサブ通話
チャネルとして設けられたＤＢＦ部３１の代わりに、２
系統のＤＢＦが設けられている点である。そして、３種
類の直交する拡散信号が、それぞれ、送信されるように
なっている。また、ＤＢＦ部２９と、ＤＢＦ部３５ａ
と、ＤＢＦ部３５ｂとは、いずれも、補正値算出部４０
ｂから通信品質が最大となる補正値が入力されるように
なっている。

【０１８８】このような構成によって、基地局１ｄは、
通常時には、基地局１ａと同様の動作をする。一方、キ
ャリブレーションをするとき場合、送信信号生成部２７
から出力される送信信号は、メイン拡散部２８にて、第
１拡散コードを用いて、ＤＢＦ部２９に入力される。ま
た、キャリブレーション用送信信号生成部３７から出力
される送信信号は、それぞれ、サブ拡散部２８ｂ，２８
ｃとに入力される。そして、サブ拡散部２８ｂにて第２
拡散コードを乗算され、その乗算結果が、ＤＢＦ部３５
ａに入力され、また、サブ拡散部２８ｃにて第３拡散コ
ードを乗算されて、その乗算結果は、ＤＢＦ部３５ｂに
入力される。

【０１８９】さらに、これらのＤＢＦ部２９，ＤＢＦ部
３５ａおよびＤＢＦ部３５ｂからの出力は、それぞれ、
多重部３２ａ〜３２ｄに入力されて加算され、これらの
加算結果が、アンテナＸ０〜Ｘ３に入力される。このよ
うに、送信信号に加えて、下りキャリブレーションロジ
ック信号に２種類の直交する拡散コードにより拡散され
るので、合計３種類の信号が送信される。従って、キャ
リブレーションの時間が短縮できる。

【０１９０】そして、このように、基地局１ｄは、移動
局６０の通信品質が最大となるように下りビームを修正
でき、また、移動局６０は、この修正された下りビーム
により、さらに通信品質の高い上りビームを形成するこ
とができる。 （Ｃ）その他 本発明は上述した実施態様および各変形例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々
変形して実施することができる。

【０１９１】例えば、アンテナの振り角は、平面上にお
けるθのみならず、立体角を用いることもできる。本発
明のアレーアンテナシステムを有する基地局は、基地局
１（１ａ，１ｂ，１ｃ）に限定されず、他の無線装置に
適用することもできる。すなわち、本発明のアレーアン
テナシステムを有する基地局は、復調信号出力部９は、
基地局（固定局）１から移動局６０に対して送信された
無線信号を、例えば４系統の上り無線信号として受信す
るようにしてもよい。これにより、例えば中継機能を有
する無線端末の通信品質が向上する。

【０１９２】さらに、本発明のアレーアンテナシステム
を有する基地局は、衛星通信の地球局に適用することも
できる。 （Ｄ）付記 （付記１） 移動局からの受信信号のビームを形成した
上りアンテナウェイトを基に、下りアンテナウェイトを
算出して移動局への送信信号の下りビームを形成するア
レーアンテナシステムを有する基地局において、複数の
上り無線信号を受信し同一の位相を有する複数の検波信
号に起因する復調信号を出力する復調信号出力部と、該
復調信号と通信の品質に関する通信品質とのそれぞれに
基づいて、該上り無線信号に関する上り重み情報を算出
する上り重み情報算出部と、少なくとも該上り重み情報
算出部が算出した該上り重み情報に基づいて得た下り重
み情報を出力する下り重み情報算出部と、該復調信号出
力部から出力された該復調信号に基づいて、移動局の通
信品質が極大となる補正値を出力する補正値算出部と、
送信すべきデータを出力する送信信号出力部と、該送信
すべきデータに、該下り重み情報算出部から出力された
該下り重み情報と該補正値算出部から出力された該補正
値とを乗算して補正下り送信信号を出力する下りビーム
形成部とをそなえて構成されたことを特徴とする、アレ
ーアンテナシステムを有する基地局。

【０１９３】（付記２） 移動局からの受信信号のビー
ムを形成した上りアンテナウェイトを基に、下りアンテ
ナウェイトを算出して移動局への送信信号の下りビーム
を形成するアレーアンテナシステムを有する基地局にお
いて、移相量を表す重み情報を含む複数の上り無線信号
を受信し同一の位相を有する複数の検波信号に起因する
復調信号を出力する復調信号出力部と、該復調信号と受
信品質を表す通信品質とのそれぞれに基づいて、該上り
無線信号に関する上り重み情報を算出する上り重み情報
算出部と、該上り重み情報算出部が算出した該上り重み
情報に、少なくとも該上り重み情報算出部が算出した該
上り重み情報に基づいて得た下り重み情報を出力する下
り重み情報算出部と、該復調信号出力部から出力された
該復調信号に基づいて、移動局の通信品質が最大となる
補正値を出力する補正値算出部と、送信すべきデータを
出力する送信信号出力部と、該送信すべきデータに、該
下り重み情報算出部から出力された該下り重み情報と、
該補正値算出部から出力された該補正値とを乗算して補
正下り送信信号を出力する下りビーム形成部とをそなえ
て構成されたことを特徴とする、アレーアンテナシステ
ムを有する基地局。

【０１９４】（付記３） 移動局からの受信信号のビー
ムを形成した上りアンテナウェイトを基に、下りアンテ
ナウェイトを算出して移動局への送信信号の下りビーム
を形成するアレーアンテナシステムを有する基地局にお
いて、自局と他局とを識別しうる符号を用いて変調され
た複数の上り無線信号を受信し同一の位相を有する複数
の検波信号に起因する復調信号を出力する復調信号出力
部と、該復調信号と通信の品質に関する通信品質とのそ
れぞれに基づいて、該上り無線信号に関する上り重み情
報を算出する上り重み情報算出部と、少なくとも該上り
重み情報算出部が算出した該上り重み情報に基づいて得
た下り重み情報を出力する下り重み情報算出部該復調信
号出力部から出力された該復調信号に基づいて、移動局
の通信品質が極大となる補正値を出力する補正値算出部
と、送信すべきデータを出力する送信信号出力部と、該
送信すべきデータに、該下り重み情報算出部から出力さ
れた該下り重み情報と該補正値算出部から出力された該
補正値とを乗算して補正下り送信信号を出力する下りビ
ーム形成部とをそなえ、該上り重み情報算出部が、該上
り無線信号の到来方向と同一の指向性を有する指向性パ
ターンを推定する推定部と、該移相量の間隔を表すステ
ップサイズを出力するステップサイズ出力部と、該指向
性パターンと、該ステップサイズと、該指向性パターン
を算出する範囲を表す算出範囲情報とに基づいて、通信
品質が極大となる指向性パターンを算出する下り指向性
パターン算出部とをそなえて構成されたことを特徴とす
る、アレーアンテナシステムを有する基地局。

【０１９５】（付記４） 該下り重み情報算出部が、該
復調信号と上り搬送波および下り搬送波の波長比とを乗
算して得た乗算重み情報を該下り重み情報として出力す
る乗算器をそなえて構成されたことを特徴とする、付記
１又は付記２記載のアレーアンテナシステムを有する基
地局。 （付記５） 移動局からの受信信号のビームを形成した
上りアンテナウェイトを基に、下りアンテナウェイトを
算出して移動局への送信信号の下りビームを形成するア
レーアンテナシステムを有する基地局において、自局と
他局とを識別しうる符号を用いて変調された複数の上り
無線信号を受信し同一の位相を有する複数の検波信号に
起因する復調信号を出力する復調信号出力部と、該復調
信号と通信の品質に関する通信品質とのそれぞれに基づ
いて、該上り無線信号に関する上り重み情報を算出する
上り重み情報算出部と、少なくとも該上り重み情報算出
部が算出した該上り重み情報に基づいて得た下り重み情
報を出力する下り重み情報算出部と、該復調信号出力部
から出力された該復調信号に基づいて、移動局の通信品
質が極大となる補正値を出力する補正値算出部と、送信
すべきデータを出力する送信信号出力部と、該送信すべ
きデータに、該下り重み情報算出部から出力された該下
り重み情報と該補正値算出部から出力された該補正値と
を乗算して補正下り送信信号を出力する下りビーム形成
部とをそなえ、該補正値算出部が、該通信品質と位相角
の間隔を表すステップサイズとを関連付けて保持し、周
期信号に基づいて、該移相量の間隔を表すステップサイ
ズを出力する第１メモリ部と、該ステップサイズと受信
した信号の受信信号ステップサイズとを比較して比較結
果を出力する比較部と、該ステップサイズと下り重み情
報とを関連付けて保持する第２メモリ部と、該第１メモ
リ部と該第２メモリ部との読み書きを制御する制御部と
をそなえて構成されたことを特徴とする、アレーアンテ
ナシステムを有する基地局。

【０１９６】（付記６） 該復調信号出力部が、該下り
重み情報を更新するタイミングに関するキャリブレーシ
ョンロジック信号を出力する管理部をそなえ、該管理部
が、該補正値算出部に該キャリブレーションロジック信
号を入力するように構成されたことを特徴とする、付記
５記載のアレーアンテナシステムを有する基地局。

【０１９７】（付記７） 該管理部が、上記の上り無線
信号に含まれる信号であって移動局の通信品質に関する
信号に基づいて、該補正値を算出し、また、該補正値を
送信すべきデータに乗算して得られた信号を送信するよ
うに構成されたことを特徴とする、付記６記載のアレー
アンテナシステムを有する基地局。

【０１９８】（付記８） 該下りビーム形成部が、情報
データに第１拡散コードを用いて拡散した通話チャネル
と、該情報データと異なるダミーデータに該第１拡散コ
ードと直交する第３拡散コードを用いて拡散したキャリ
ブレーションチャネルとを送信するように構成されたこ
とを特徴とする、付記７記載のアレーアンテナシステム
を有する基地局。

【０１９９】（付記９） 該下りビーム形成部が、該第
３拡散コードとして、複数の相互に直交する拡散コード
を用いて該情報データに乗算したものを送信するように
構成されたことを特徴とする、付記８記載のアレーアン
テナシステムを有する基地局。 （付記１０） 該管理部が、該ステップサイズを可変的
に出力するように構成されたことを特徴とする、付記６
記載のアレーアンテナシステムを有する基地局。

【０２００】（付記１１） 該管理部が、該キャリブレ
ーションの角度振り幅の範囲を可変的に出力するように
構成されたことを特徴とする、付記５記載のアレーアン
テナシステムを有する基地局。 （付記１２） 該管理部が、該キャリブレーションのウ
ェイトを変更する周期を可変的に出力するように構成さ
れたことを特徴とする、付記５記載のアレーアンテナシ
ステムを有する基地局。

【０２０１】（付記１３） 該比較部が、複数の時刻に
おける通信品質を比較するように構成されたことを特徴
とする、付記５記載のアレーアンテナシステムを有する
基地局。 （付記１４） 該補正値算出部が、一定値を保持する一
定値保持部と、該一定値保持部からの出力と該第２メモ
リ部からの出力とを選択してこれらの出力のうちの一方
を出力する選択部とをそなえて構成されたことを特徴と
する、付記５記載のアレーアンテナシステムを有する基
地局。

【０２０２】（付記１５） 該補正値算出部が、該通信
品質として、信号／干渉比と、受信電力の大きさと、誤
り率とのうちの少なくとも一つを入力されるように構成
されたことを特徴とする、付記９記載のアレーアンテナ
システムを有する基地局。 （付記１６） 移動局からの受信信号のビームを形成し
た上りアンテナウェイトを基に、下りアンテナウェイト
を算出して移動局への送信信号の下りビームを形成する
アレーアンテナシステムを有する基地局において、前記
下りビームを補正する補正手段と、前記移動局における
前記補正された下りビームの信号の受信状態および補正
前の下りビームの信号の受信状態に応じて、下りビーム
を補正前の状態とするか補正後の状態とするかを選択す
る選択手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、
アレーアンテナシステムを有する基地局。

【０２０３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のアレーア
ンテナシステムを有する基地局（請求項１〜５）によれ
ば、以下のような効果ないし効果が得られる。 （１）本発明のアレーアンテナシステムを有する基地局
によれば、複数の上り無線信号を受信し同一の位相を有
する複数の検波信号に起因する復調信号を出力する復調
信号出力部と、復調信号と通信の品質に関する通信品質
とのそれぞれに基づいて、上り無線信号に関する上り重
み情報を算出する上り重み情報算出部と、少なくとも上
り重み情報算出部が算出した上り重み情報に基づいて得
た下り重み情報を出力する下り重み情報算出部と、復調
信号出力部から出力された復調信号に基づいて、移動局
の通信品質が極大となる補正値を出力する補正値算出部
と、送信すべきデータを出力する送信信号出力部と、送
信すべきデータに、下り重み情報算出部から出力された
下り重み情報と補正値算出部から出力された補正値とを
乗算して補正下り送信信号を出力する下り指向性形成部
とをそなえて構成されているので、アレーアンテナシス
テムを有する基地局は、最適なビームを形成でき、通信
品質が向上する。また、高額な設備投資をしないで、通
信品質を向上させることができる（請求項１）。

【０２０４】（２）下り重み情報算出部が、復調信号と
上り搬送波および下り搬送波の波長比とを乗算して得た
乗算重み情報を下り重み情報として出力する乗算器をそ
なえてされてもよく、このようにすれば、迅速に下り重
み情報を算出できる（請求項２）。 （３）補正値算出部が、通信品質と位相角の間隔を表す
ステップサイズとを関連付けて保持し、周期信号に基づ
いて、移相量の間隔を表すステップサイズを出力する第
１メモリ部と、ステップサイズと受信した信号の受信信
号ステップサイズとを比較して比較結果を出力する比較
部と、ステップサイズと下り重み情報とを関連付けて保
持する第２メモリ部と、第１メモリ部と第２メモリ部と
の読み書きを制御する制御部とをそなえてされてもよ
く、このようにすれば、通信品質が最大となる補正値の
ステップサイズを出力できる（請求項３）。

【０２０５】（４）復調信号出力部が、重み情報を更新
するタイミングに関するキャリブレーションロジック信
号を出力する管理部をそなえ、管理部が、補正値算出部
にキャリブレーションロジック信号を入力するように構
成されてもよく、このようにすれば、きめ細かいアンテ
ナ制御が可能となる（請求項４）。 （５）また、本発明のアレーアンテナシステムを有する
基地局によれば、下りビームを補正する補正手段と、移
動局における前記補正された下りビームの信号の受信状
態および補正前の下りビームの信号の受信状態に応じ
て、下りビームを補正前の状態とするか補正後の状態と
するかを選択する選択手段とをそなえて構成されている
ので、例えば厳しいフェージング環境を克服できる（請
求項５）。

【０２０６】（６）本発明のアレーアンテナシステムを
有する基地局によれば、移相量を表す重み情報を含む複
数の上り無線信号を受信し同一の位相を有する複数の検
波信号に起因する復調信号を出力する復調信号出力部
と、復調信号と受信品質を表す通信品質とのそれぞれに
基づいて、上り無線信号に関する上り重み情報を算出す
る上り重み情報算出部と、少なくとも上り重み情報算出
部が算出した上り重み情報に基づいて得た下り重み情報
を出力する下り重み情報算出部と、復調信号出力部から
出力された復調信号に基づいて、通信品質が最大となる
補正値を出力する補正値算出部と、送信すべきデータを
出力する送信信号出力部と、送信すべきデータに、下り
重み情報算出部から出力された下り重み情報と、補正値
算出部から出力された補正値とを乗算して補正下り送信
信号を出力する下り指向性形成部とをそなえて構成され
ているので、通信環境に応じてビームをきめ細かく制御
でき、通信品質が向上する。

【０２０７】（７）上り重み情報算出部が、上り無線信
号の到来方向と同一の指向性を有する指向性パターンを
推定する推定部と、移相量の間隔を表すステップサイズ
を出力するステップサイズ出力部と、指向性パターン
と、ステップサイズと、指向性パターンを算出する範囲
を表す算出範囲情報とに基づいて、通信品質が極大とな
る指向性パターンを算出する下り指向性パターン算出部
とをそなえて構成されているので、例えば中継機能を有
する無線端末の通信品質が向上し移動通信システムは加
入者を増加させることができる。

【０２０８】（８）管理部が上記の上り無線信号に含ま
れる信号であって移動局の通信品質に関する信号に基づ
いて、補正値を算出し、また、補正値を送信すべきデー
タに乗算して得られた信号を送信するように構成されて
もよく、このようにすれば、例えば厳しいフェージング
環境を克服できる。 （９）下りビーム形成部が、情報データに第１拡散コー
ドを用いて拡散した通話チャネルと、情報データと異な
るモニタデータに第１拡散コードと直交する第３拡散コ
ードを用いて拡散したキャリブレーションチャネルとを
送信するように構成されてもよく、このようにすれば、
所望の移動局に送信した信号のほかに、その移動局と異
なる他の移動局に対するキャリブレーション用信号とし
て使用することもできる。

【０２０９】（１０）下りビーム形成部が、第３拡散コ
ードとして、複数の相互に直交する拡散コードを用いて
情報データに乗算したものを送信するように構成されて
もよく、このようにすれば、キャリブレーションの時間
が短縮できる。 （１１）管理部が、ステップサイズを可変的に出力する
ように構成されてもよく、キャリブレーションの角度振
り幅の範囲を可変的に出力するように構成されてもよ
く、キャリブレーションの重み情報を変更する周期を可
変的に出力するように構成されてもよく、このようにす
れば、きめ細かい制御が可能となる。

【０２１０】（１２）比較部が、複数の時刻における通
信品質を比較するように構成されてもよく、このように
すれば、通信品質が最大となるビームが形成される。 （１３）補正値算出部が、一定値を保持する一定値保持
部と、一定値保持部からの出力と第２メモリ部からの出
力とを選択してこれらの出力のうちの一方を出力する選
択部とをそなえてされてもよく、このようにすれば、キ
ャリブレーション中の通話チャネルのビームが変更され
ないので、通話チャネルの品質劣化が少なくなる。

【０２１１】（１４）補正値算出部が、通信品質とし
て、信号／干渉比と、受信電力の大きさと、誤り率との
うちの少なくとも一つを入力されるように構成されても
よく、このようにすれば、基地局は、場所によらないで
フェージングの影響を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る移動通信システム
の概略的な構成図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る基地局の要部を示
す図である。

【図３】本発明の第１実施形態に係る復調部と変調部と
を説明するための図である。

【図４】本発明の第１実施形態に係るＤＢＦのブロック
図である。

【図５】本発明の第１実施形態に係る上りアンテナウェ
イト算出部のブロック図である。

【図６】本発明の第１実施形態に係る下りアンテナウェ
イト算出部のブロック図である。

【図７】本発明の第１実施形態に係る補正値算出部のブ
ロック図である。

【図８】本発明の第１実施形態に係る管理部のブロック
図である。

【図９】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の第１実施形
態に係るキャリブレーションロジック信号を説明するた
めのタイムチャートである。

【図１０】本発明の第１実施形態に係る下りビームを形
成する方法を説明するための図である。

【図１１】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本発明の第１実施
形態に係るキャリブレーション中のシーケンスを説明す
るための図である。

【図１２】本発明の第１実施形態の第１変形例に係る補
正値算出部のブロック図である。

【図１３】本発明の第１実施形態の第２変形例に係る補
正値算出部のブロック図である。

【図１４】本発明の第２実施形態に係る基地局のブロッ
ク図である。

【図１５】（ａ）〜（ｉ）はそれぞれ本発明の第２実施
形態に係るキャリブレーションロジック信号のロジック
を説明するためのタイムチャートである。

【図１６】本発明の第２実施形態の第１変形例に係る基
地局のブロック図である。

【図１７】本発明の第２実施形態の第１変形例に係るア
ンテナウェイト補正値算出部のブロック図である。

【図１８】本発明の第２実施形態の第２変形例に係る基
地局のブロック図である。

【図１９】本発明の第２実施形態の第３変形例に係る基
地局のブロック図である。

【図２０】本発明の第１実施形態に係る下りビーム形成
キャリブレーションを説明するためのフローチャートで
ある。

【図２１】本発明の第１実施形態に係るステップサイズ
を用いたキャリブレーションを説明するためのフローチ
ャートである。

【図２２】本発明の第２実施形態に係る下りビーム形成
キャリブレーションを説明するためのフローチャートで
ある。

【図２３】本発明の第２実施形態の第１変形例に係る下
りキャリブレーションロジック信号を説明するためのフ
ローチャートである。

【図２４】本発明の第２実施形態の第１変形例に係る下
りキャリブレーションロジック信号を説明するためのフ
ローチャートである。

【図２５】本発明の第２実施形態の第１変形例に係る通
話チャネルを用いた下りキャリブレーションロジック信
号を説明するためのフローチャートである。

【図２６】移動通信システムの概略的な構成図である。

【図２７】（ａ）はビームの一例を示す図であり、
（ｂ）はフィンガを説明するための図である。

【図２８】アダプティブアレーアンテナの発生電圧を説
明するための図である。

【図２９】アンテナ発生電圧を説明するための図であり

【図３０】アンテナウェイト収束速度とウェイトジッタ
とが相反することを説明するための図である。

【図３１】アダプティブアレーアンテナの概略的なブロ
ック図である。

【図３２】従来の基地局のブロック図である。

【図３３】下りビームと基地局とのビームのずれを説明
するための図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ 基地局 ２ 受信部 ３ａ Ａ／Ｄ変換部 ３ｂ Ｄ／Ａ変換部 Ｘ０〜Ｘ３ アンテナ（アンテナ素子） ４ 受信処理部 ４ａ 第１受信処理部 ４ｂ 第２受信処理部 ４ｃ 第３受信処理部 ４ｄ 第４受信処理部 ９ 復調信号出力部 １０ 復調部 １１ 音声復号化部 １１ａ 移動局データ抽出部 １２ 音声符号化部 １３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 変調部 １４ 送信部 １５ 多重化部 １６ ハイブリッド １７ 送信処理部 １７ａ 第１送信処理部 １７ｂ 第２送信処理部 １７ｃ 第３送信処理部 １７ｄ 第４送信処理部 ２０ フィンガ算出部 ２０ａ〜２０ｄ サブフィンガ逆拡散部 ２１，２９，３１，３５ａ，３５ｂ ＤＢＦ部（指向性
形成部） ２２ 合成部 ２３ 同期検波部 ２４，４０，４０ａ，４０ｂ アンテナウェイト補正値
算出部 ２４ａ 制御部 ２４ｂ メモリ部 ２４ｃ 比較部 ２４ｄ〜２４ｇ，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ セレクタ
（選択部） ２４ｈ〜２４ｋ ＲＯＭ ２５ 上りアンテナウェイト算出部 ２５ａ 推定部 ２５ｂ ステップサイズ出力部 ２５ｃ 下り指向性パターン算出部 ２６ 下りアンテナウェイト算出部 ２７ 送信信号生成部 ２８ メイン拡散部 ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ サブ拡散部 ３０ａ，３０ｂ 乗算器 ３２ａ〜３２ｄ 多重部（送信合成部） ３３ 固定値保持部 ３６ インバータ ３７ キャリブレーション用送信信号生成部 ３８ 共役複素数演算部 ３９ 管理部 ３９ａ キャリブレーションロジック信号出力部 ３９ｂ ステップサイズ出力部 ３９ｃ キャリブレーション最大角度振り幅出力部 ３９ｄ キャリブレーションウェイト変更周期出力部 ６０ 移動局 １０１ 建造物 １０３ 山 １０４ 電話網 １０５ 交換局 １０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ セル １０７ 伝送信号処理部 １１０ 移動通信システム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 健 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 中村 道春 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 CA06 DB01 EA04 FA13 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA29 FA30 FA32 GA02 HA05 5K059 CC02 CC04 DD31 5K067 AA03 CC24 EE10 HH21 KK02 KK03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動局からの受信信号のビームを形成し
   た上りアンテナウェイトを基に、下りアンテナウェイト
   を算出して移動局への送信信号の下りビームを形成する
   アレーアンテナシステムを有する基地局において、 複数の上り無線信号を受信し同一の位相を有する複数の
   検波信号に起因する復調信号を出力する復調信号出力部
   と、 該復調信号と通信の品質に関する通信品質とのそれぞれ
   に基づいて、該上り無線信号に関する上り重み情報を算
   出する上り重み情報算出部と、 少なくとも上り重み情報算出部が算出した上り重み情報
   に基づいて得た下り重み情報を出力する下り重み情報算
   出部と、 該復調信号出力部から出力された該復調信号に基づい
   て、移動局の通信品質が極大となる補正値を出力する補
   正値算出部と、送信すべきデータを出力する送信信号出
   力部と、 該送信すべきデータに、該下り重み情報算出部から出力
   された該下り重み情報と該補正値算出部から出力された
   該補正値とを乗算して補正下り送信信号を出力する下り
   指向性形成部とをそなえて構成されたことを特徴とす
   る、アレーアンテナシステムを有する基地局。
2. 【請求項２】 該下り重み情報算出部が、 該復調信号と上り搬送波および下り搬送波の波長比とを
   乗算して得た乗算重み情報を該下り重み情報として出力
   する乗算器をそなえて構成されたことを特徴とする、請
   求項１記載のアレーアンテナシステムを有する基地局。
3. 【請求項３】 該補正値算出部が、 該通信品質と位相角の間隔を表すステップサイズとを関
   連付けて保持し、周期信号に基づいて、該移相量の間隔
   を表すステップサイズを出力する第１メモリ部と、 該ステップサイズと受信した信号の受信信号ステップサ
   イズとを比較して比較結果を出力する比較部と、 該ステップサイズと下り重み情報とを関連付けて保持す
   る第２メモリ部と、 該第１メモリ部と該第２メモリ部との読み書きを制御す
   る制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請
   求項１記載のアレーアンテナシステムを有する基地局。
4. 【請求項４】 該復調信号出力部が、該重み情報を更新
   するタイミングに関するキャリブレーションロジック信
   号を出力する管理部をそなえ、 該管理部が、該補正値算出部に該キャリブレーションロ
   ジック信号を入力するように構成されたことを特徴とす
   る、請求項３記載のアレーアンテナシステムを有する基
   地局。
5. 【請求項５】 移動局からの受信信号のビームを形成し
   た上りアンテナウェイトを基に、下りアンテナウェイト
   を算出して移動局への送信信号の下りビームを形成する
   アレーアンテナシステムを有する基地局において、 前記下りビームを補正する補正手段と、 前記移動局における前記補正された下りビームの信号の
   受信状態および補正前の下りビームの信号の受信状態に
   応じて、下りビームを補正前の状態とするか補正後の状
   態とするかを選択する選択手段とをそなえて構成された
   ことを特徴とする、アレーアンテナシステムを有する基
   地局。