JP2003224502A - 無線通信システムおよびアダプティブアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線信号の干渉を抑制可能な無線通信システ
ムを提供する。 【解決手段】 本発明は、第１の無線基地局２と、スマ
ートアンテナ３と、制御用装置４と、第２の無線基地局
５とを備えている。スマートアンテナ３は、アレイアン
テナ６と、スマートアンテナ部７とを有する。スマート
アンテナ部７は、ウェイト記憶部１１と、ビームフォー
ミング部１２と、RSSI検出部１３と、入出力部１４と、
スマートアンテナ制御部１５とを有する。制御用装置４
は、パケット受信電力測定部２１と、ウェイト制御部２
２と、パケット送信指示部２３とを有する。本発明で
は、同一チャネルや隣接チャネル等の干渉を与えるチャ
ネルを使用している他の無線基地局からの無線信号に基
づいてウェイト情報の更新を行うため、他の無線基地局
との干渉を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナの指向性
制御を行う無線通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】2.4GHz周波数帯を利用した無線LANシス
テムは、直接拡散方式（DS/SS方式）を用いたIEEE802.1
1bや周波数ホッピング（FH/SS方式）Bluetoothなど複数
存在し、互いのシステムはそれぞれ干渉源となると考え
られ、電子レンジもこの周波数帯に干渉を与えている。
また今後、無線LANシステムに対する需要が高まり、無
線基地局が増加すると、個々の無線ＬＡＮシステム同士
が互いに干渉を与える機会も増えることが予想される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】IEEE802.11のようなCS
MA/CA方式では、各無線端末は無線基地局との間で通信
できるが、無線端末同士は互いの送信信号を受信できな
い。このような場合、キャリアセンスにより無線端末が
送信しているかどうかを知ることができない隠れ端末問
題が存在する。

【０００４】このような問題を解決するために、IEEE80
2.11はRTS機能を有する。RTS機能とは、データパケット
を送信する前にRTSパケットと呼ばれるパケットを送信
することにより、無線基地局がその応答としてCTSパケ
ットを送信する。CTSパケットは各無線端末が受信で
き、CTSパケットの情報により、所望の無線端末に対し
てある一定期間パケットの送信を停止することが可能と
なる。このため、所望の無線端末のみがパケットを送信
できるようになり、パケットの衝突を防止できる。

【０００５】一方、複数のアンテナを用いてそれぞれの
素子から入射される信号に対して適切なウェイトを乗算
し、その後にウェイトを合成してアンテナのビームパタ
ーンを制御するアダプティブアレイがある。このような
アダプティブアレイを使用することにより特定の方向か
らの受信電力を低減させ、所望の方向の受信電力を高め
ることができる。

【０００６】今後、無線LANシステムが普及するにつ
れ、限られた無線帯域の中で、無線LANシステムのトラ
フィックが増加することが予想される。また、無線LAN
システムが複数存在する状況では、各無線LANシステム
は互いに干渉を与える。また、IEEE802.11bなどでは、
実際に干渉しないで同時使用可能なチャネル数は4chと
少ない。

【０００７】また、IEEE802.11bが使用する2.4GHz帯に
は、Bluetoothやコードレス電話、干渉源としての電子
レンジが存在する。このような状況で今後、無線帯域の
有効利用が必要となる。

【０００８】CSMA／CA方式は、干渉が存在すると、パケ
ット送信前にキャリアセンスをしてしまい、パケットが
大きく遅延するという問題がある。

【０００９】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、無線信号の干渉を抑制可能な
無線通信システムを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、複数のアンテナ素子を有するアレイ
アンテナと、前記アレイアンテナの指向性を制御するス
マートアンテナ部と、前記スマートアンテナ部に接続さ
れる第１の無線基地局と、前記スマートアンテナ部に着
脱可能に接続される制御装置と、を備え、前記制御装置
は前記複数のアンテナ素子の指向性を制御するためのウ
ェイト情報を生成するウェイト情報制御部を有し、前記
スマートアンテナ部は、前記ウェイト情報を記憶するウ
ェイト情報記憶部と、前記ウェイト情報に基づいて、前
記複数のアンテナ素子の指向性パターンを形成するビー
ムフォーミング部と、を有する。

【００１１】本発明では、着脱可能な制御装置により、
スマートアンテナ部での受信電力に基づいて、複数のア
ンテナ素子のウェイト情報を生成する。このため、無線
基地局同士の干渉を抑制できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る無線通信シス
テムについて、図面を参照しながら具体的に説明する。

【００１３】（第１の実施形態）図１は本発明に係る無
線通信システムの第１の実施形態である無線ＬＡＮシス
テムの概略構成を示すブロック図である。図１の無線Ｌ
ＡＮシステムは、通信ネットワーク１に接続される第１
の無線基地局２と、第１の無線基地局２に接続されるス
マートアンテナ３と、通信ネットワーク１およびスマー
トアンテナ３に着脱可能に接続される制御用装置４と、
通信ネットワーク１に接続され第１の無線基地局２に対
して干渉を与える第２の無線基地局５とを備えている。

【００１４】スマートアンテナ３は、複数のアンテナ素
子からなるアレイアンテナ６と、アレイアンテナ６を制
御するスマートアンテナ部７とを有する。スマートアン
テナ部７は、ウェイト情報を記憶するウェイト記憶部１
１と、ウェイト情報に基づいてアレイアンテナ６の指向
性パターンを形成するビームフォーミング部１２と、ビ
ームフォーミング部１２から出力された受信信号の受信
強度を表すRSSI(Received Signal Strength Indicator)
情報を検出するRSSI検出部１３と、制御用装置４から送
られたウェイト情報を受信する入出力部１４と、スマー
トアンテナ部７内の制御を行うスマートアンテナ制御部
１５とを有する。

【００１５】制御用装置４は、スマートアンテナ部７で
受信されたパケットを解読してパケットごとの電力を測
定するパケット受信電力測定部２１と、アレイアンテナ
６のウェイト情報を生成するウェイト制御部２２と、第
２の無線基地局５に対してパケットの送信を指示するパ
ケット送信指示部２３とを有する。

【００１６】第２の無線基地局５は、無線基地局として
の必要最小限の機能を持っていればよく、スマートアン
テナが接続されていてもよいし、接続されていなくても
よい。ただし、第２の無線基地局５は、第１の無線基地
局２の使用周波数チャネルと干渉するチャネルを使用し
ているものとする。

【００１７】パケット送信指示部２３が無線パケットの
送信を指示すると、第２の無線基地局５は無線パケット
を送信する。この無線パケットは第１の無線基地局２の
アレイアンテナ６で受信される。第１の無線基地局２内
のビームフォーミング部１２は、受信信号をRSSI検出部
１３に送信してRSSIを検出するとともに、第１の無線基
地局２と制御用装置４に送信する。

【００１８】RSSI検出部１３で検出されたRSSI情報は、
入出力部１４から制御用装置４内のウェイト制御部２２
に送信される。

【００１９】ウェイト制御部２２は、RSSI情報に基づい
てウェイト情報を生成し、生成したウェイト情報を入出
力部１４を介してスマートアンテナ制御部１５に送信す
る。スマートアンテナ制御部１５は、ウェイト制御部２
２で生成されたウェイト情報をビームフォーミング部１
２に送信する。

【００２０】以降、更新されたウェイト情報に基づいて
ウェイト制御部２２は新たなウェイト情報を生成する処
理を繰り返す。

【００２１】図２は第１の実施形態におけるウェイト情
報の更新処理を示すフローチャートであり、スマートア
ンテナ制御部１５が行う処理手順を示している。

【００２２】まず、スマートアンテナ制御部１５は、電
源投入時に、制御用装置４から入出力部１４を介して開
始信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ
１）。開始信号が入力されると、RSSI検出部１３で検出
されたRSSI情報を取り込む（ステップＳ２）。

【００２３】続いて、取り込んだRSSI情報を入出力部１
４を介して制御用装置４に送信する（ステップＳ３）。
このRSSI情報に基づいて制御用装置４内のウェイト制御
部２２でウェイト情報が生成される。生成されたウェイ
ト情報が制御用装置４から入出力部１４を介して入力さ
れると、そのウェイト情報をビームフォーミング部１２
に送る（ステップＳ４）。

【００２４】続いて、制御用装置４から入出力部１４を
介して終了信号が入力されたか否かを判定する（ステッ
プＳ５）。終了信号が入力されるまで、ステップＳ２〜
Ｓ５の処理を繰り返す。終了信号が入力されると、その
時点でのウェイト情報をウェイト記憶部に保存する（ス
テップＳ６）。

【００２５】ステップＳ１で開始信号が入力されなけれ
ば、スマートアンテナ制御部１５にウェイト情報が読み
込まれているか否かを判定する（ステップＳ７）。ウェ
イト情報が読み込まれていなければ、ウェイト記憶部１
１よりウェイト情報を読み出してビームフォーミング部
１２に送る（ステップＳ８）。

【００２６】このように、第１の実施形態では、複数の
無線基地局を有する無線ＬＡＮシステムにおいて、同一
チャネルや隣接チャネル等の干渉を与えるチャネルを使
用している他の無線基地局からの無線信号に基づいてウ
ェイト情報の更新を行うため、他の無線基地局との干渉
を低減することができる。

【００２７】図３は、図１の無線ＬＡＮシステムの変形
例であり、アレイアンテナ６を共用する複数のスマート
アンテナ部７と、複数のスマートアンテナ部７のそれぞ
れに対応して設けられる複数の第１の無線基地局２とを
有する。通信ネットワーク１と各スマートアンテナ部７
に着脱可能に接続される制御用装置４は、各スマートア
ンテナ部７との間でデータの送受信を行う。スマートア
ンテナ部７と第１の無線基地局２の内部構成は、図１と
同様である。

【００２８】第１の無線基地局２はそれぞれ、互いに干
渉しないチャネル(例えば、Ch1,Ch5,Ch9,Ch13）を使用
し、対応するスマートアンテナ部７の制御により無線信
号の送受信を行う。

【００２９】図３の無線ＬＡＮシステムでは、各スマー
トアンテナ部７ごとに別々にウェイト情報を設定するた
め、各無線基地局がそれぞれ別々の周波数チャネルを同
時に使用することができる。

【００３０】また、各スマートアンテナ部７で干渉を低
減できるため、通常は互いに干渉し合う複数の無線基地
局を同時に使用することができる。さらに、同様の機能
をもつ無線ＬＡＮシステムの各無線基地局が使用する周
波数チャネルを互いにずらす（インターリーブする）こ
とにより、より干渉を低減することができる。

【００３１】（第２の実施形態）第２の実施形態は、受
信信号の受信電力が低い場合には、受信信号を無線基地
局に送信しないようにするものである。

【００３２】図４は本発明に係る無線通信システムの第
２の実施形態である無線ＬＡＮシステムの概略構成を示
すブロック図である。図４の無線ＬＡＮシステムは、ス
マートアンテナ部７の内部構成が図１と異なる他は、図
１と同様に構成されている。

【００３３】図４のスマートアンテナ部７は、ウェイト
記憶部１１、ビームフォーミング部１２、RSSI検出部１
３、入出力部１４およびスマートアンテナ制御部１５の
他に、受信電力が閾値以上か否かを判定するRSSI判定部
１６と、ビームフォーミング部１２の出力を無線基地局
装置に送信するか否かを切り替えるスイッチ１７と、閾
値を保存する閾値保存部１８とを有する。

【００３４】図５は図４の無線ＬＡＮシステムの処理動
作を示すフローチャートである。まず、制御用装置４か
らの指示により、第２の無線基地局５は無線パケットを
送信する（ステップＳ１１）。この無線パケットを第１
の無線基地局２内のアレイアンテナ６が受信すると、第
１の無線基地局２内のRSSI検出部１３は、受信信号のRS
SI情報を検出し、検出したRSSI情報を制御用装置４に送
信する（ステップＳ１２）。

【００３５】続いて、制御用装置４は、第１の無線基地
局２のサービスエリア内の各無線端末からの平均受信電
力を計算し（ステップＳ１３）、その結果に基づいて、
サービスエリア内の無線端末の最低受信電力を検出し
（ステップＳ１４）、検出された最低受信電力を閾値に
設定し、この閾値を閾値保存部に保存する（ステップＳ
１５）。

【００３６】その後、ビームフォーミング部１２から出
力された受信信号のうち、受信電力が閾値以上の信号の
み、スイッチ１７をオンして第１の無線基地局２に送信
する（ステップＳ１６）。

【００３７】このように、第２の実施形態では、通信品
質のよい無線端末のみ通信が行えるので、スループット
の向上が図れる。

【００３８】（第３の実施形態）第３の実施形態は、一
方のスマートアンテナ３から送信された無線信号に基づ
いて、他方のスマートアンテナ３のウェイト情報を設定
するものである。

【００３９】図６は本発明に係る無線通信システムの第
３の実施形態である無線ＬＡＮシステムの概略構成を示
すブロック図である。図６の無線ＬＡＮシステムは、第
１の無線基地局２に接続される第１のスマートアンテナ
３ａと、第２の無線基地局５に接続される第２のスマー
トアンテナ３ｂと、通信ネットワーク１および第１のス
マートアンテナ部３ａに着脱可能に接続される第１の制
御用装置４ａと、通信ネットワーク１および第２のスマ
ートアンテナ部３ｂに着脱可能に接続される第２の制御
用装置４ｂとを備えている。

【００４０】第１および第２のスマートアンテナ３ａ，
３ｂはいずれも図１と同様に構成されている。ただし、
図６では、一部の構成要素を省略して図示している。

【００４１】図７は図６の無線ＬＡＮシステムの処理動
作を示すフローチャートである。まず、第２の制御用装
置４は、ネットワーク部１９と通信ネットワーク１を介
して第１の無線基地局２に無線パケットの送信を指示す
る（ステップＳ２１）。この指示を受けて、第１の無線
基地局２は、無線パケットを第１のスマートアンテナ３
ａのアレイアンテナ６から送信する（ステップＳ２
２）。

【００４２】この無線パケットを第２のスマートアンテ
ナ３ｂが受信すると、ビームフォーミング部１２は受信
信号を出力する（ステップＳ２３）。ビームフォーミン
グ部１２から出力された受信信号は、第２の無線基地局
５に送信されるとともに、第２のスマートアンテナ３ｂ
内のRSSI検出部１３にも入力される（ステップＳ２
４）。RSSI検出部１３は、受信信号のRSSI情報を検出
し、検出したRSSI情報を、入出力部１４を介して第２の
制御用装置４内のウェイト制御部２２に送信する（ステ
ップＳ２５）。

【００４３】第２の制御用装置４は、RSSI情報を、通信
ネットワーク１を介して第１の制御用装置４に送信する
（ステップＳ２６）。第１の制御用装置４内のウェイト
制御部２２は、第２の制御用装置４からのRSSI情報に基
づいて第１のスマートアンテナ３ａ用のウェイト情報を
生成する(ステップＳ２７）。

【００４４】生成されたウェイト情報は、第１のスマー
トアンテナ３ａ内のウェイト記憶部に記憶される（ステ
ップＳ２８）。

【００４５】このように、第３の実施形態では、第２の
スマートアンテナ３ｂからの受信電力情報に基づいて、
第１のスマートアンテナ３ａの送信ビームパターンを形
成するため、第１および第２の無線基地局５間での干渉
を低減することができる。このとき、第１の無線基地局
２の機能により、第１の無線基地局２と通信している無
線端末での受信電力を第１の制御用装置４に送信してビ
ームパターンの形成の条件としてもよい。

【００４６】また、第３の実施形態では、第１の無線基
地局２は干渉を受けた情報を使用せずにビームパターン
を形成できるため、ビームパターンを形成するビームフ
ォーミング部１２が送信時と受信時で異なる場合に有効
である。

【００４７】（第４の実施形態）第４の実施形態は、Ｕ
ＤＰパケット送受信用のＵＤＰアンテナが接続された無
線基地局において、パケット遅延の小さいＵＤＰパケッ
トを受信するものである。

【００４８】図８は本発明に係る無線通信システムの第
４の実施形態の概略構成を示すブロック図である。図８
の無線通信システムは、無線基地局２に接続されたＵＤ
Ｐアンテナ３０を備えている。ＵＤＰアンテナ３０は、
ＵＤＰ用アンテナ３１とＵＤＰアンテナ部３２とを有す
る。

【００４９】ＵＤＰアンテナ部３２は、アンテナ３０に
対する送受信信号を分離するサーキュレータ３３と、受
信したパケットがＲＴＳパケットか否かを判定するＲＴ
Ｓ判定部３４と、受信信号を無線基地局２に送信するか
否かを切り替えるスイッチ３５と、無線基地局２から送
信されたパケットがＵＤＰパケットであることを検知す
るＵＤＰパケット検知部３６と、ＡＣＫ（アクノリッ
ジ）パケットを生成する確認応答パケット生成部３７
と、ＵＤＰパケット部３２内の制御を行う制御部３８と
を有する。

【００５０】無線基地局２から送信された信号は、ＵＤ
Ｐパケット検知部３６に入力される。ＵＤＰパケット検
知部３６は、送信信号がＵＤＰパケットか否か示す信号
を制御部３８に送信する。制御部３８は、送信信号がＵ
ＤＰパケットの場合には、スイッチ３５をオフするとと
もに、確認応答パケット生成部３７にＡＣＫパケットの
生成を指示する。確認応答パケット生成部３７で生成さ
れたＡＣＫパケットは、所定のタイミングで無線基地局
２に送信される。

【００５１】無線基地局２からの送信信号がＵＤＰパケ
ットでなければ、制御部３８はスイッチ３５をオンし、
送信信号はサーキュレータ３３を介してＵＤＰ用アンテ
ナ３１から無線端末３９に無線パケット信号として送信
される。

【００５２】一方、無線端末３９が送信した無線パケッ
ト信号は、ＵＤＰ用アンテナ３１で受信された後、サー
キュレータ３３を介して、ＲＴＳ判定部３４に入力され
る。ＲＴＳ判定部３４にて、受信パケットがＲＴＳパケ
ットであると判定されると、制御部３８はスイッチ３５
をオンする。これにより、ＲＴＳパケットは、スイッチ
３５を介して無線基地局２に送信される。

【００５３】図９は図８の無線通信システムの処理手順
を示すフローチャートである。まず、通信途中に、無線
基地局２からの送信パケットがＵＤＰパケットであるか
否かを判定する（ステップＳ３１）。送信パケットがＵ
ＤＰパケットの場合には、スイッチ３５をオフして無線
端末３９からの受信パケットを無線基地局２に送信しな
いようにする（ステップＳ３２）。また、送信パケット
がＵＤＰパケットでない場合には、スイッチ３５をオン
して（ステップＳ３３）、ステップＳ２１の処理に戻
る。

【００５４】ステップＳ３２の処理後に、制御部３８
は、無線基地局２が送信したパケットの送信終了時刻を
検出する（ステップＳ３４）。

【００５５】続いて、ＵＤＰパケットの送信が終了した
か否かを判定し（ステップＳ３５）、終了するまでステ
ップＳ３５に留まり、送信パケットの送信終了時刻から
所定時間が経過した後にＡＣＫパケットを無線基地局２
に送信する（ステップＳ３６）。

【００５６】続いて、ＲＴＳ判定部３４にて、無線端末
３９からの受信パケットがＲＴＳパケットか否かを判定
し（ステップＳ３７）、ＲＴＳパケットであれば、ステ
ップＳ３３に戻る。

【００５７】一方、受信パケットが存在しなかったり、
ＲＴＳパケット以外のときは、無線基地局２からの送信
パケットがＵＤＰパケット以外か否かを判定し（ステッ
プＳ３８）、ＵＤＰパケット以外であれば、ステップＳ
３３に戻る。

【００５８】このように、第４の実施形態では、無線基
地局２が送信する無線パケットがＵＤＰパケットの場合
は、アンテナ３１からの受信信号を無線基地局２に送信
せずに、ＵＤＰパケットに対応するＡＣＫパケットを無
線基地局２に送信するため、無線基地局２は少ないキャ
リアセンスでパケットを送信し続けることができ、無線
端末３９はパケット遅延の小さいＵＤＰパケットを受信
することができる。

【００５９】ただし、無線端末３９から無線基地局２へ
のパケット送信要求が生じた場合には、無線端末３９が
ＲＴＳ信号を送信することにより、アンテナ３１での受
信信号を無線基地局２に送信してＡＣＫパケットを生成
しないようにするため、通常の受信動作を行うことがで
きる。

【００６０】これにより、ストリーミング放送などが一
般化し、無線基地局２からのブロードキャストによる放
送型の通信が多くなって、干渉が多く存在するような場
所でも、パケット遅延の小さいストリーミング伝送が可
能になる。

【００６１】また、ＵＤＰパケットの宛先をマルチキャ
ストアドレスやブロードキャストアドレスにすることに
より、複数の無線端末３９がパケットを受信でき、複数
の無線端末３９がＡＣＫパケットを送信して衝突を起こ
しても、衝突して誤ったパケットが無線基地局２に受信
されないために、パケット遅延を低減し、なおかつ複数
の端末に対するストリーミング伝送を効率的に行うこと
ができる。

【００６２】上述した図８および図９では、ＵＤＰパケ
ット判定とＲＴＳパケット判定とを行う例を示したが、
いずれか一方の判定だけを行ってもよい。

【００６３】（第５の実施形態）第５の実施形態は、着
脱可能なコンピュータ（以下、ＰＣ）にて複数のアダプ
ティブアレイの位相設定を行うものである。

【００６４】図１０は本発明に係る無線通信システムの
第５の実施形態の概略構成を示すブロック図である。図
１０の無線通信システムは、複数のアンテナ素子４１ａ
〜４１ｃを共用する複数のアダプティブアレイ４２ａ〜
４２ｃと、複数のアダプティブアレイ４２ａ〜４２ｃの
位相設定を行う制御部４３と、制御部４３に着脱可能に
接続されるＰＣ４４とを備えている。

【００６５】複数のアダプティブアレイ４２ａ〜４２ｃ
はそれぞれ、各アンテナ素子４１ａ〜４１ｃに対応して
設けられる複数の移相器４５ａ〜４５ｃと、合成器４６
と、受信機４７と、移相器番号判別部４８と、出力ポー
ト選択部４９とを有する。移相器番号判別部４８は、位
相設定を行うべき移相器４５ａ〜４５ｃを判別する。出
力ポート選択部４９は、判別された移相器４５ａ〜４５
ｃに対する設定情報を制御部４３に要求する。

【００６６】制御部４３は、ＰＣインタフェース部５１
とアダプティブアレイ・インタフェース部５２とを有す
る。ＰＣインタフェース部５１は、不揮発性のステータ
ス保持メモリ５３と、不揮発性のデータ保持メモリ５４
と、アドレス出力部５５と、データ出力部５６と、ＰＣ
接続判定部５７とを有する。アダプティブアレイ・イン
タフェース部５２は、制御対象判別部５８と、制御対象
選択信号出力部５９と、設定シーケンス出力部６０とを
有する。

【００６７】ステータス保持メモリ５３は、ＰＣ４４が
制御部４３に接続されたか否かを示すステータス情報を
記憶する。データ保持メモリ５４は、ＰＣ４４がアダプ
ティブアレイ４２ａ〜４２ｃ内の移相器４５ａ〜４５ｃ
を制御するのに必要なアドレスとデータを記憶する。ア
ドレス出力部５５は、ＰＣ４４が出力したアドレスまた
はデータ保持メモリ５４に記憶されているアドレスを出
力する。データ出力部５６は、ＰＣ４４が出力したデー
タまたはデータ保持メモリ５４に記憶されているデータ
を出力する。ＰＣ接続判定部５７は、ステータス保持メ
モリ５３に記憶されているステータス情報に基づいて、
アドレス出力部５５から出力されるアドレスとデータ出
力部５６から出力されるデータを選択する。

【００６８】例えば、ステータス保持メモリ５３に記憶
されているステータス情報によりＰＣ４４が接続されて
いることがわかると、アドレス出力部５５とデータ出力
部５６はそれぞれ、ＰＣ４４が出力したアドレスとデー
タを出力する。また、ステータス情報によりＰＣ４４が
接続されていないことがわかると、アドレス出力部５５
とデータ出力部５６はそれぞれ、データ保持メモリ５４
に記憶されているアドレスとデータを順に出力する。

【００６９】アダプティブアレイ・インタフェース部５
２は、ＰＣインタフェース部５１から出力されたアドレ
ス値に基づいて制御対象となる移相器４５ａ〜４５ｃを
判別し、ＰＣインタフェース部５１から出力されるデー
タ値を移相器４５ａ〜４５ｃへの設定シーケンスとして
アダプティブアレイ４２ａ〜４２ｃに出力する。

【００７０】制御対象判別部５８は、アドレス出力部５
５から出力されるアドレス値に対応するアダプティブア
レイの移相器を判別する。制御対象選択信号出力部５９
は、制御対象である移相器４５ａ〜４５ｃをもつアダプ
ティブアレイ４２ａ〜４２ｃが制御信号を受け取れるよ
うに移相器ＩＤを出力する。設定シーケンス出力部６０
は、データ出力部５６から出力されるデータ値を制御対
象の移相器４５ａ〜４５ｃに設定するための制御信号を
移相器４５ａ〜４５ｃの種類に応じたシーケンスで出力
する。

【００７１】本実施形態では、設定対象は移相器４５ａ
〜４５ｃのみであるが、設定シーケンス出力部６０の機
能により、ゲインの制御等の異なる設定シーケンスであ
っても対応することができる。

【００７２】制御部４３から出力される移相器ＩＤと設
定シーケンスは、各アダプティブアレイに共通に入力さ
れる。本明細書では、アダプティブアレイ４２ａについ
て説明するが、アダプティブアレイ４２ｂ，４２ｃも同
様に構成されて同様に動作する。

【００７３】移相器番号判別部４８は、制御対象選択信
号出力部５９から出力される移相器ＩＤがアダプティブ
アレイ４２ａに対応するか否かを判別し、対応する場合
には、設定シーケンス出力部６０から出力される設定シ
ーケンスを出力ポート選択部４９から移相器ＩＤに対応
する移相器４５ａ〜４５ｃに出力する。移相器４５ａ〜
４５ｃは、出力ポート選択部４９からの設定シーケンス
に従って位相設定を行う。

【００７４】このように、第５の実施形態では、制御部
４３に対して着脱可能なＰＣ４４により各アダプティブ
アレイ４２ａ〜４２ｃの位相設定を行うことができる。
また、各アダプティブアレイ４２ａ〜４２ｃで制御部４
３を共用するため、各アダプティブアレイ４２ａ〜４２
ｃの構成を簡略化できる。

【００７５】また、ＰＣ４４の設定情報は制御部４３内
の不揮発性のデータ保持メモリ５４に記憶されるため、
ＰＣ４４を取り外してもこのメモリからデータを読み出
して各アダプティブアレイ４２ａ〜４２ｃの位相設定を
行うことができる。したがって、各アダプティブアレイ
４２ａ〜４２ｃに移相量保持用のメモリを設ける必要が
なくなり、各アダプティブアレイ４２ａ〜４２ｃの構成
をさらに簡略化できる。

【００７６】また、不揮発性のデータ保持メモリ５４に
設定情報を記憶しているので、ＰＣ４４を取り外した後
に電源を切っても、再び電源を入れたときに位相設定を
再現できる。

【００７７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、着脱可能な制御装置により複数のアンテナ素子の
ウェイト情報を生成するため、無線基地局同士の干渉を
低減させることができる。また、制御装置を着脱可能に
したことで、無線基地局２の構成を簡略化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無線通信システムの第１の実施形
態である無線ＬＡＮシステムの概略構成を示すブロック
図。

【図２】第１の実施形態におけるウェイト情報の更新処
理を示すフローチャート

【図３】図１の無線ＬＡＮシステムの変形例を示すブロ
ック図。

【図４】本発明に係る無線通信システムの第２の実施形
態である無線ＬＡＮシステムの概略構成を示すブロック
図。

【図５】図４の無線ＬＡＮシステムの処理動作を示すフ
ローチャート。

【図６】本発明に係る無線通信システムの第３の実施形
態である無線ＬＡＮシステムの概略構成を示すブロック
図。

【図７】図６の無線ＬＡＮシステムの処理動作を示すフ
ローチャート。

【図８】本発明に係る無線通信システムの第４の実施形
態の概略構成を示すブロック図。

【図９】図８の無線通信システムの処理手順を示すフロ
ーチャート。

【図１０】本発明に係る無線通信システムの第５の実施
形態の概略構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１ 通信ネットワーク ２ 第１の無線基地局 ３ スマートアンテナ ４ 制御用装置 ５ 第２の無線基地局 ６ アレイアンテナ ７ スマートアンテナ部 １１ ウェイト記憶部 １２ ビームフォーミング部 １３ RSSI検出部 １４ 入出力部 １５ スマートアンテナ部 ２１ パケット受信電力測定部 ２２ ウェイト制御部 ２３ パケット送信指示部 ３０ ＵＤＰアンテナ ３１ ＵＤＰ用アンテナ ３２ ＵＤＰアンテナ部 ３３ サーキュレータ ３４ ＲＴＳ判定部 ３５ スイッチ ３６ ＵＤＰパケット検知部 ３７ 確認応答パケット生成部 ３８ 制御部 ３９ 無線端末 ４１ａ〜４１ｃ アンテナ素子 ４２ａ〜４２ｃ アダプティブアレイ ５１ 制御部 ５２ アダプティブインタフェース部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾 林 秀 一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 柴 田 治 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 青 木 亜 秀 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 5K059 CC03 CC04 DD32 5K067 AA03 AA42 CC24 DD42 DD44 DD57 EE10 EE16 HH22 KK02 KK03

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のアンテナ素子を有するアレイアンテ
   ナと、 前記アレイアンテナの指向性を制御するスマートアンテ
   ナ部と、 前記スマートアンテナ部に接続される第１の無線基地局
   と、 前記スマートアンテナ部に着脱可能に接続される制御装
   置と、を備え、 前記制御装置は、前記複数のアンテナ素子の指向性を制
   御するためのウェイト情報を生成するウェイト情報制御
   部を有し、 前記スマートアンテナ部は、 前記ウェイト情報を記憶するウェイト情報記憶部と、 前記ウェイト情報に基づいて、前記複数のアンテナ素子
   の指向性パターンを形成するビームフォーミング部と、
   を有することを特徴とする無線通信システム。
2. 【請求項２】前記ウェイト情報は、前記スマートアンテ
   ナ部から送られてきた受信電力に基づいて生成されるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 【請求項３】前記第１の無線基地局に無線信号の干渉を
   与える第２の無線基地局と、 前記第１および第２の無線基地局がともに接続される通
   信ネットワークと、 前記アレイアンテナで受信されて前記ビームフォーミン
   グ部から出力された信号の受信強度を表すRSSI情報を検
   出するRSSI検出部を備え、 前記制御装置は、前記第２の無線基地局から無線パケッ
   トを送信させ、 前記RSSI検出部は、前記第２の無線基地局が無線パケッ
   トを送信している間に、前記ビームフォーミング部から
   出力される電力を検出し、 前記ウェイト情報制御部は、前記RSSI検出部で検出され
   た電力に基づいて前記ウェイト情報を生成することを特
   徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
4. 【請求項４】前記アレイアンテナを共用する複数の前記
   スマートアンテナ部と、 前記複数のスマートアンテナ部のそれぞれに対応して設
   けられ、対応する前記スマートアンテナ部に接続される
   複数の前記第１の無線基地局と、を備え、 前記制御装置内の前記ウェイト情報制御部は、前記複数
   のスマートアンテナ部のそれぞれに対応する前記ウェイ
   ト情報を生成することを特徴とする請求項１または２に
   記載の無線通信システム。
5. 【請求項５】前記RSSI検出部で検出されたRSSI情報が所
   定の閾値以上であるか否かを判定するRSSI判定部と、 RSSI情報が前記閾値以上と判定された場合のみ、前記ビ
   ームフォーミング部の出力信号を前記第１の無線基地局
   に送信する切替手段と、を備えることを特徴とする請求
   項１〜３のいずれかに記載の無線通信システム。
6. 【請求項６】複数のアンテナ素子を有する第１のアレイ
   アンテナと、 前記第1のアレイアンテナの指向性を制御する第1のスマ
   ートアンテナ部と、 前記第1のスマートアンテナ部に接続される第１の無線
   基地局と、 前記第1のスマートアンテナ部に着脱可能に接続される
   第１の制御装置と、 複数のアンテナ素子を有する第２のアレイアンテナと、 前記第２のアレイアンテナの指向性を制御する第２のス
   マートアンテナ部と、 前記第２のスマートアンテナ部に接続される第２の無線
   基地局と、 前記第２のスマートアンテナ部に着脱可能に接続される
   第２の制御装置と、 前記第１および第２の制御装置が接続される通信ネット
   ワークと、を備え、 前記第１の制御装置は、前記第２のアレイアンテナから
   送信されて前記第１のアレイアンテナで受信された信号
   の受信電力情報を前記通信ネットワークを介して前記第
   ２の制御装置に送信し、 前記第２の制御装置は、前記第１のアレイアンテナから
   送信されて前記第２のアレイアンテナで受信された信号
   の受信電力情報を前記通信ネットワークを介して前記第
   １の制御装置に送信することを特徴とする無線通信シス
   テム。
7. 【請求項７】前記第１のスマートアンテナ部は、 前記ウェイト情報を記憶するウェイト情報記憶部と、 前記ウェイト情報に基づいて、前記複数のアンテナ素子
   の指向性パターンを形成するビームフォーミング部と、 前記第１のアレイアンテナで受信されて前記ビームフォ
   ーミング部から出力された信号の受信強度を表すRSSI情
   報を検出する第１のRSSI検出部と、を有し、 前記第２のスマートアンテナ部は、 前記ウェイト情報を記憶するウェイト情報記憶部と、 前記ウェイト情報に基づいて、前記複数のアンテナ素子
   の指向性パターンを形成するビームフォーミング部と、 前記第２のアレイアンテナで受信されて前記ビームフォ
   ーミング部から出力された信号の受信強度を表すRSSI情
   報を検出する第２のRSSI検出部と、を有し、 前記第１の制御装置は、前記第２のRSSI検出部で検出さ
   れたRSSI情報に基づいて、前記第１のアレイアンテナの
   指向性を制御するためのウェイト情報を生成し、 前記第２の制御装置は、前記第１のRSSI検出部で検出さ
   れたRSSI情報に基づいて、前記第２のアレイアンテナの
   指向性を制御するためのウェイト情報を生成することを
   特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
8. 【請求項８】アンテナと、 前記アンテナを制御するアンテナ制御部と、 前記アンテナ制御部に接続される無線基地局と、を備
   え、 前記アンテナ制御部は、 前記アンテナで受信されたパケットがＲＴＳパケットか
   否かを判定するＲＴＳ判定部と、 前記アンテナで受信されたパケットを前記無線基地局に
   送信するか否かを切り替える切替部と、 前記アンテナで受信されたパケットが前記ＲＴＳパケッ
   トであると判定されると、前記切替部をオンして前記パ
   ケットを前記無線基地局に送信し、前記ＲＴＳパケット
   でないと判定されると、前記切替部をオフして前記パケ
   ットを前記無線基地局に送信しないようにする切替制御
   部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
9. 【請求項９】アンテナと、 前記アンテナを制御するアンテナ制御部と、 前記アンテナ制御部に接続される無線基地局と、を備
   え、 前記アンテナ制御部は、 前記無線基地局から送信されたパケットがＵＤＰパケッ
   トか否かを判定するＵＤＰ判定部と、 確認応答パケットを生成するＡＣＫパケット生成部と、 前記無線基地局から送信されたパケットを前記アンテナ
   に送信するか否かを切り替える切替部と、 前記無線基地局から送信されたパケットが前記ＵＤＰパ
   ケットであると判定されると、前記切替部をオフして前
   記パケットを前記アンテナに送信しないようにし、かつ
   前記ＵＤＰパケットの送信終了後に前記確認応答パケッ
   トを前記無線基地局に送信し、前記無線基地局から送信
   されたパケットが前記ＵＤＰパケットでないと判定され
   ると、前記切替部をオンして前記パケットを前記アンテ
   ナに送信する切替制御部と、を有することを特徴とする
   無線通信システム。
10. 【請求項１０】複数のアンテナ素子と、 前記複数のアンテナ素子に接続される少なくとも一つの
    ビーム形成回路と、 前記ビーム形成回路の各々にウェイト設定を行う制御部
    と、 前記制御部に着脱可能に接続されウェイトを算出するウ
    ェイト発生部と、を備え、 前記制御部は、前記ウェイト発生部が算出したウェイト
    を記憶するデータ保持記憶部を有し、 前記制御部の電源が切れた状態から電源が入った状態に
    なった後、前記データ保持記憶部により記憶されたウェ
    イトを前記ビーム形成回路の各々に設定することを特徴
    とするアダプティブアレイ。
11. 【請求項１１】前記制御部は、前記ウェイト発生部の接
    続の有無を記憶するステータス保持記憶部をさらに有
    し、 前記制御部の電源が切れた状態から電源が入った状態に
    なった後、前記ステータス保持記憶部に記憶されたステ
    ータスが「接続なし」の場合に、前記データ保持記憶部
    により記憶されたウェイトを前記ビーム形成回路の各々
    に設定することを特徴とする請求項１０に記載のアダプ
    ティブアレイ。
12. 【請求項１２】複数のアンテナ素子と、 前記複数のアンテナ素子に接続する複数のビーム形成回
    路と、 複数の前記ビーム形成回路の各々にウェイト設定を行う
    制御部と、を備え、 前記制御部は、複数の前記ビーム形成回路のいずれかを
    特定する情報を出力する制御対象選択出力部と、 特定された前記ビーム形成回路に設定するウェイトを出
    力する設定シーケンス出力部と、を備えることを特徴と
    するアダプティブアレイ。