JP2003264501A - 適応アンテナ基地局装置 - Google Patents
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- H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アレーアンテナを備えた基地局装置であっ
て、複数パスに対する到来方向推定の演算量を低減す
る。 【解決手段】 Ｎ個（Ｎは自然数）のアンテナ素子１−
１〜Ｎで構成するアレーアンテナ１と、アンテナ素子１
−１〜Ｎで受信する高周波信号を周波数変換後に直交検
波するＮ個の受信部２−１〜Ｎと、Ｍ個（Ｍは自然数）
のパス成分の遅延時間に対応した逆拡散処理を行うＮ×
Ｍ個の逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜Ｎと、アンテナ素子間
１−１〜Ｎの相関演算をパス毎に行うＭ個の相関演算部
４−１〜Ｍと、相関演算部４−１〜Ｍの出力信号を合成
する相関合成部５と、相関合成部５の出力を用いて到来
方向推定する到来方向推定部６とを具備する構成を採る
ことにより、Ｍ個のパスの到来方向推定を一括して行う
ことが可能となり、演算量と装置コストの低減を可能と
する。
て、複数パスに対する到来方向推定の演算量を低減す
る。 【解決手段】 Ｎ個（Ｎは自然数）のアンテナ素子１−
１〜Ｎで構成するアレーアンテナ１と、アンテナ素子１
−１〜Ｎで受信する高周波信号を周波数変換後に直交検
波するＮ個の受信部２−１〜Ｎと、Ｍ個（Ｍは自然数）
のパス成分の遅延時間に対応した逆拡散処理を行うＮ×
Ｍ個の逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜Ｎと、アンテナ素子間
１−１〜Ｎの相関演算をパス毎に行うＭ個の相関演算部
４−１〜Ｍと、相関演算部４−１〜Ｍの出力信号を合成
する相関合成部５と、相関合成部５の出力を用いて到来
方向推定する到来方向推定部６とを具備する構成を採る
ことにより、Ｍ個のパスの到来方向推定を一括して行う
ことが可能となり、演算量と装置コストの低減を可能と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アレーアンテナを
用いた方向推定結果を基にアレーアンテナ指向性を可変
する適応アンテナを備えたＣＤＭＡ移動通信方式の基地
局装置に関する。
用いた方向推定結果を基にアレーアンテナ指向性を可変
する適応アンテナを備えたＣＤＭＡ移動通信方式の基地
局装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】基地局装置が受信する信号は、様々な信
号による干渉を受けて、受信品質の劣化が生ずる。この
干渉を抑圧し、受信すべき電波の到来方向のみを強く受
信する技術として、アレーアンテナが知られている。ア
レーアンテナでは、受信信号に乗算する重み付け係数
（以下、この重み付け係数を「ウエイト」という。）を
調整して受信信号に対して与える振幅と位相を調整する
ことにより、受信すべき電波の到来方向のみを強く受信
することができる。
号による干渉を受けて、受信品質の劣化が生ずる。この
干渉を抑圧し、受信すべき電波の到来方向のみを強く受
信する技術として、アレーアンテナが知られている。ア
レーアンテナでは、受信信号に乗算する重み付け係数
（以下、この重み付け係数を「ウエイト」という。）を
調整して受信信号に対して与える振幅と位相を調整する
ことにより、受信すべき電波の到来方向のみを強く受信
することができる。
【０００３】また、受信品質を高める技術として、レイ
ク受信がある。レイク受信では、マルチパス環境下であ
ってもそれぞれ異なるパスを通って到来する信号を時間
軸上で合成することにより、パスダイバーシチ利得を得
ることができる。アレーアンテナを備えた基地局装置で
も、一般にこのレイク受信を併せて行うことが多い。
ク受信がある。レイク受信では、マルチパス環境下であ
ってもそれぞれ異なるパスを通って到来する信号を時間
軸上で合成することにより、パスダイバーシチ利得を得
ることができる。アレーアンテナを備えた基地局装置で
も、一般にこのレイク受信を併せて行うことが多い。
【０００４】この場合、基地局装置は、各パスを通って
到来する信号の到来方向をそれぞれ推定し、アレーアン
テナによってその推定した方向に指向性を形成して信号
を受信する。以下、アレー受信とレイク受信とを併せて
行う従来の適応アンテナ基地局装置について説明する。
到来する信号の到来方向をそれぞれ推定し、アレーアン
テナによってその推定した方向に指向性を形成して信号
を受信する。以下、アレー受信とレイク受信とを併せて
行う従来の適応アンテナ基地局装置について説明する。
【０００５】図８は、従来の基地局装置の構成を示すブ
ロック図である。パス数がＭ個である場合は、Ｎ個のア
ンテナ６０−１〜Ｎ、Ｎ個の受信部６１−１〜Ｎ、Ｎ×
Ｍ個の逆拡散部６２−１〜Ｍ−１〜Ｎ、Ｍ個のビーム形
成部６４−１〜Ｍ、Ｍ個の到来方向推定部６３−１〜
Ｍ、レイク合成部６５、データ判定部６６から構成され
る。下記に詳細な説明をする。ここで、ＮとＭは整数で
ある。
ロック図である。パス数がＭ個である場合は、Ｎ個のア
ンテナ６０−１〜Ｎ、Ｎ個の受信部６１−１〜Ｎ、Ｎ×
Ｍ個の逆拡散部６２−１〜Ｍ−１〜Ｎ、Ｍ個のビーム形
成部６４−１〜Ｍ、Ｍ個の到来方向推定部６３−１〜
Ｍ、レイク合成部６５、データ判定部６６から構成され
る。下記に詳細な説明をする。ここで、ＮとＭは整数で
ある。
【０００６】従来の基地局装置では、Ｎ個のアンテナ６
０−１〜Ｎにより受信する信号は、各アンテナ６０−１
〜Ｎに対応して設けられたＮ個の受信部６１−１〜Ｎに
より無線処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等）を施
された後、Ｎ×Ｍ個の逆拡散部６２−１〜Ｍ−１〜Ｎに
入力する。
０−１〜Ｎにより受信する信号は、各アンテナ６０−１
〜Ｎに対応して設けられたＮ個の受信部６１−１〜Ｎに
より無線処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等）を施
された後、Ｎ×Ｍ個の逆拡散部６２−１〜Ｍ−１〜Ｎに
入力する。
【０００７】逆拡散部６２−１〜Ｍ−１〜Ｎは、第１パ
ス〜第Ｍパスを通ってそれぞれ到来する信号に対して逆
拡散処理を行う。つまり、逆拡散部６２−ｐ−１〜Ｎ
は、第ｐパス（ｐは１からＭまでの整数）を通って到来
する信号の受信タイミングに合わせて、Ｎ個の受信部６
１−１〜Ｎの出力信号に対し、Ｎ個の逆拡散処理を行
う。これにより、逆拡散部６２−ｐ−１〜Ｎでは、Ｎ個
のアンテナ６０−１〜Ｎで受信された第ｐパスの信号
（以下、「パスｐの信号」という）が取り出される。逆
拡散部６２−ｐ−１〜Ｎの出力であるパスｐのＮ個の信
号は、到来方向推定部６３−ｐおよびビーム形成部６４
−ｐに入力する。
ス〜第Ｍパスを通ってそれぞれ到来する信号に対して逆
拡散処理を行う。つまり、逆拡散部６２−ｐ−１〜Ｎ
は、第ｐパス（ｐは１からＭまでの整数）を通って到来
する信号の受信タイミングに合わせて、Ｎ個の受信部６
１−１〜Ｎの出力信号に対し、Ｎ個の逆拡散処理を行
う。これにより、逆拡散部６２−ｐ−１〜Ｎでは、Ｎ個
のアンテナ６０−１〜Ｎで受信された第ｐパスの信号
（以下、「パスｐの信号」という）が取り出される。逆
拡散部６２−ｐ−１〜Ｎの出力であるパスｐのＮ個の信
号は、到来方向推定部６３−ｐおよびビーム形成部６４
−ｐに入力する。
【０００８】到来方向推定部６３−１〜Ｍでは、パス１
〜パスＭの信号の到来方向θ1〜θMがそれぞれ推定され
る。推定された到来方向θ1〜θMはＭ個のビーム形成部
６４−１〜Ｍに入力する。
〜パスＭの信号の到来方向θ1〜θMがそれぞれ推定され
る。推定された到来方向θ1〜θMはＭ個のビーム形成部
６４−１〜Ｍに入力する。
【０００９】ビーム形成部６４−ｐでは、到来方向θp
を用いて生成した受信ウエイトを逆拡散部の出力信号で
あるＮ個のパスｐの信号に乗算し、合成する。これによ
り、ビーム形成部６４−ｐからは、アレー合成されたパ
スｐの信号を出力し、ビーム形成部６４−１〜Ｍとして
はＭ個のアレー合成信号を出力し、レイク合成部６５に
入力する。
を用いて生成した受信ウエイトを逆拡散部の出力信号で
あるＮ個のパスｐの信号に乗算し、合成する。これによ
り、ビーム形成部６４−ｐからは、アレー合成されたパ
スｐの信号を出力し、ビーム形成部６４−１〜Ｍとして
はＭ個のアレー合成信号を出力し、レイク合成部６５に
入力する。
【００１０】レイク合成部６５では入力されたＭ個のア
レー合成されたパスｐの信号に、チャネル推定値Ｓ1〜
ＳMの複素共役（Ｓ1）*〜（ＳM）*をそれぞれ乗算され
て回線変動ｈ1〜ｈMが補償された後、レイク合成され
る。レイク合成された信号はデータ判定部６６で復調さ
れ、これにより受信データが得られる。
レー合成されたパスｐの信号に、チャネル推定値Ｓ1〜
ＳMの複素共役（Ｓ1）*〜（ＳM）*をそれぞれ乗算され
て回線変動ｈ1〜ｈMが補償された後、レイク合成され
る。レイク合成された信号はデータ判定部６６で復調さ
れ、これにより受信データが得られる。
【００１１】次いで、上記従来の基地局装置で行われる
到来方向の推定動作としてビームフォーマ法について説
明する。到来方向推定部６３−ｐは、第ｐパスの信号の
サンプル時刻ｋΔＴ（ただし、ｋは自然数、ΔＴはサン
プリング間隔）であるアンテナ６０−ｎの信号ｘ
n（ｋ）から、（数１）で示される第ｐパス信号ベクト
ルｘ（ｋ）を構成し、さらに、所定Ｎｓサンプル期間毎
に蓄積した第ｐパス信号ベクトルｘ（ｋ）を用いて（数
２）で示される相関行列Ｒを算出する。ただし、ｎ＝１
〜Ｎ、Ｔは転置、Ｈは複素共役転置を示す。
到来方向の推定動作としてビームフォーマ法について説
明する。到来方向推定部６３−ｐは、第ｐパスの信号の
サンプル時刻ｋΔＴ（ただし、ｋは自然数、ΔＴはサン
プリング間隔）であるアンテナ６０−ｎの信号ｘ
n（ｋ）から、（数１）で示される第ｐパス信号ベクト
ルｘ（ｋ）を構成し、さらに、所定Ｎｓサンプル期間毎
に蓄積した第ｐパス信号ベクトルｘ（ｋ）を用いて（数
２）で示される相関行列Ｒを算出する。ただし、ｎ＝１
〜Ｎ、Ｔは転置、Ｈは複素共役転置を示す。
【００１２】
【数１】
【００１３】
【数２】
【００１４】ここで、得られた相関行列Ｒを用いて、
（数３）に示す到来方向推定評価関数Ｆ（θ）のθを可
変することで角度スペクトラムを算出し、更に、最大と
なる峰の位置を検出し、到来方向推定値θpとする。た
だし、ａ（θ）はアレーアンテナの素子配置で決まるス
テアリングベクトルであり、素子間隔ｄの等間隔直線ア
レーの場合、（数４）のように表すことができる。ここ
で、λは搬送波の波長であり、θはアレーの法線方向を
０°方向としている。
（数３）に示す到来方向推定評価関数Ｆ（θ）のθを可
変することで角度スペクトラムを算出し、更に、最大と
なる峰の位置を検出し、到来方向推定値θpとする。た
だし、ａ（θ）はアレーアンテナの素子配置で決まるス
テアリングベクトルであり、素子間隔ｄの等間隔直線ア
レーの場合、（数４）のように表すことができる。ここ
で、λは搬送波の波長であり、θはアレーの法線方向を
０°方向としている。
【００１５】
【数３】
【００１６】
【数４】
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成を採る従来の適応アンテナ基地局装置では、パス毎に
角度スペクトラムを求めており、同一の動作をする到来
方向推定部をパス毎に備える必要があり、装置規模が増
大してしまうという問題がある。Ｍ個のパスの信号をレ
イク合成する場合には、同一の動作をするＭ個の到来方
向推定部を備えなければならない。また、角度スペクト
ラムを求める場合には、上記式（数３）および上記式
（数４）に示す演算を行う必要がある。これにより、上
記従来の適応アンテナ基地局装置は、アンテナ素子数の
増加およびレイク合成の対象とするパス数の増加に応じ
て、演算量が指数関数的に増大してしまうという問題が
ある。さらに、上記構成は通信端末毎に用意されるた
め、基地局装置が同時に通信可能な通信端末数（すなわ
ち、チャネル数）が増加すると、さらに装置規模および
演算量が増大してしまう。最近の通信端末データ数の飛
躍的な増加に伴い、基地局装置の装置規模および演算量
はますます増大する傾向にある。
成を採る従来の適応アンテナ基地局装置では、パス毎に
角度スペクトラムを求めており、同一の動作をする到来
方向推定部をパス毎に備える必要があり、装置規模が増
大してしまうという問題がある。Ｍ個のパスの信号をレ
イク合成する場合には、同一の動作をするＭ個の到来方
向推定部を備えなければならない。また、角度スペクト
ラムを求める場合には、上記式（数３）および上記式
（数４）に示す演算を行う必要がある。これにより、上
記従来の適応アンテナ基地局装置は、アンテナ素子数の
増加およびレイク合成の対象とするパス数の増加に応じ
て、演算量が指数関数的に増大してしまうという問題が
ある。さらに、上記構成は通信端末毎に用意されるた
め、基地局装置が同時に通信可能な通信端末数（すなわ
ち、チャネル数）が増加すると、さらに装置規模および
演算量が増大してしまう。最近の通信端末データ数の飛
躍的な増加に伴い、基地局装置の装置規模および演算量
はますます増大する傾向にある。
【００１８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、アレーアンテナを備えた適応アンテナ基地局装置
であって、パスダイバーシチ利得を得て、到来方向推定
時の演算量を削減して装置規模を削減し、さらに、大電
力干渉波ユーザが存在する場合、干渉波方向にアレーア
ンテナの指向性のヌルを形成することで所望信号対干渉
波電力比（ＳＩＲ）を改善する指向性形成が可能となる
適応アンテナ基地局装置を提供することを目的とする。
あり、アレーアンテナを備えた適応アンテナ基地局装置
であって、パスダイバーシチ利得を得て、到来方向推定
時の演算量を削減して装置規模を削減し、さらに、大電
力干渉波ユーザが存在する場合、干渉波方向にアレーア
ンテナの指向性のヌルを形成することで所望信号対干渉
波電力比（ＳＩＲ）を改善する指向性形成が可能となる
適応アンテナ基地局装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の適応アンテナ基
地局装置は、Ｎ個（Ｎは整数）のアンテナ素子で構成す
るアレーアンテナと、前記アレーアンテナの各アンテナ
素子で受信する高周波信号を周波数変換後に直交検波す
るＮ個の受信部と、前記受信部の出力信号が含むＭ個
（Ｍは整数）のパス成分の遅延時間に対応した逆拡散を
前記受信部の出力信号に施すＮ×Ｍ個の逆拡散部と、前
記逆拡散部の出力信号に前記アンテナ素子間の相関演算
をパス毎に行うＭ個の相関演算部と、前記相関演算部の
出力信号を合成する相関合成部と、前記相関合成部の出
力を用いて到来方向推定する到来方向推定部とを具備す
る構成を採る。
地局装置は、Ｎ個（Ｎは整数）のアンテナ素子で構成す
るアレーアンテナと、前記アレーアンテナの各アンテナ
素子で受信する高周波信号を周波数変換後に直交検波す
るＮ個の受信部と、前記受信部の出力信号が含むＭ個
（Ｍは整数）のパス成分の遅延時間に対応した逆拡散を
前記受信部の出力信号に施すＮ×Ｍ個の逆拡散部と、前
記逆拡散部の出力信号に前記アンテナ素子間の相関演算
をパス毎に行うＭ個の相関演算部と、前記相関演算部の
出力信号を合成する相関合成部と、前記相関合成部の出
力を用いて到来方向推定する到来方向推定部とを具備す
る構成を採る。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、Ｎ個（Ｎは自然数）のアンテナ素子で構成するアレ
ーアンテナと、前記アレーアンテナの各アンテナ素子で
受信する符号多重化された高周波信号を周波数変換後に
直交検波するＮ個の受信部と、前記受信部の出力信号が
含むＭ個（Ｍは自然数）のパス成分の遅延時間に対応し
た逆拡散を前記受信部の出力信号に施すＮ×Ｍ個の逆拡
散部と、前記逆拡散部の出力信号に前記アンテナ素子間
の相関演算をパス毎に行うＭ個の相関演算部と、前記相
関演算部の出力信号を合成する相関合成部と、前記相関
合成部の出力を用いて到来方向推定する到来方向推定部
とを有する適応アンテナ基地局装置に関するものであ
り、一度の到来方向推定処理でＭ個を上限とするパス方
向を一括して推定するという作用を有する。
は、Ｎ個（Ｎは自然数）のアンテナ素子で構成するアレ
ーアンテナと、前記アレーアンテナの各アンテナ素子で
受信する符号多重化された高周波信号を周波数変換後に
直交検波するＮ個の受信部と、前記受信部の出力信号が
含むＭ個（Ｍは自然数）のパス成分の遅延時間に対応し
た逆拡散を前記受信部の出力信号に施すＮ×Ｍ個の逆拡
散部と、前記逆拡散部の出力信号に前記アンテナ素子間
の相関演算をパス毎に行うＭ個の相関演算部と、前記相
関演算部の出力信号を合成する相関合成部と、前記相関
合成部の出力を用いて到来方向推定する到来方向推定部
とを有する適応アンテナ基地局装置に関するものであ
り、一度の到来方向推定処理でＭ個を上限とするパス方
向を一括して推定するという作用を有する。
【００２１】本発明の請求項２に記載の発明は、相関演
算部は、パス毎に１つのアンテナ素子から得られる信号
ベクトルを基準として、他のアンテナ素子から得られる
信号ベクトルとの間での複素相関演算を行うことで各パ
スに応じた相関ベクトルを算出する請求項１記載の適応
アンテナ基地局装置に関するものであり、相関行列を算
出する場合に比べ演算量を削減し、それに伴う装置規模
を削減するという作用を有する。
算部は、パス毎に１つのアンテナ素子から得られる信号
ベクトルを基準として、他のアンテナ素子から得られる
信号ベクトルとの間での複素相関演算を行うことで各パ
スに応じた相関ベクトルを算出する請求項１記載の適応
アンテナ基地局装置に関するものであり、相関行列を算
出する場合に比べ演算量を削減し、それに伴う装置規模
を削減するという作用を有する。
【００２２】本発明の請求項３に記載の発明は、相関演
算部は、パス毎にアンテナ素子から得られる信号ベクト
ルのすべての組合せで複素相関演算を行うことで各パス
に応じた相関行列を算出する請求項１記載の適応アンテ
ナ基地局装置に関するものであり、演算量は増加する
が、到来するパスの角度広がりが大きい伝搬環境下で
は、相関ベクトルを用いたものに比べ精度良く到来方向
を推定するという作用を有する。
算部は、パス毎にアンテナ素子から得られる信号ベクト
ルのすべての組合せで複素相関演算を行うことで各パス
に応じた相関行列を算出する請求項１記載の適応アンテ
ナ基地局装置に関するものであり、演算量は増加する
が、到来するパスの角度広がりが大きい伝搬環境下で
は、相関ベクトルを用いたものに比べ精度良く到来方向
を推定するという作用を有する。
【００２３】本発明の請求項４に記載の発明は、到来方
向推定部は、相関合成部の出力を基に角度スペクトルを
算出し、前記角度スペクトルの最大となる峰の位置を検
出し、到来方向推定値とする請求項１ないし請求項３の
いずれか記載の適応アンテナ基地局装置に関するもので
あり、Ｍ個のパスの合成電力が最大となるステアリング
ビーム方向を推定し、干渉波の影響を抑圧するという作
用を有する。
向推定部は、相関合成部の出力を基に角度スペクトルを
算出し、前記角度スペクトルの最大となる峰の位置を検
出し、到来方向推定値とする請求項１ないし請求項３の
いずれか記載の適応アンテナ基地局装置に関するもので
あり、Ｍ個のパスの合成電力が最大となるステアリング
ビーム方向を推定し、干渉波の影響を抑圧するという作
用を有する。
【００２４】本発明の請求項５に記載の発明は、到来方
向推定部は、相関合成部の出力を基に角度スペクトルを
算出し、前記角度スペクトルの峰の位置を検出し、Ｍ個
を上限とする到来方向推定値とする請求項１ないし請求
項３のいずれか記載の適応アンテナ基地局装置に関する
ものであり、１つの角度スペクトラムからＭ個を上限と
するパスの到来方向を推定するので、演算量を削減し、
それに伴う装置規模を削減するという作用を有する。
向推定部は、相関合成部の出力を基に角度スペクトルを
算出し、前記角度スペクトルの峰の位置を検出し、Ｍ個
を上限とする到来方向推定値とする請求項１ないし請求
項３のいずれか記載の適応アンテナ基地局装置に関する
ものであり、１つの角度スペクトラムからＭ個を上限と
するパスの到来方向を推定するので、演算量を削減し、
それに伴う装置規模を削減するという作用を有する。
【００２５】本発明の請求項６に記載の発明は、到来方
向推定部の出力信号を用いてアレーアンテナの指向性を
決定するビームウエイトを生成し、前記ビームウエイト
と逆拡散部の出力を乗算し、パス毎に合成するＭ個のビ
ーム形成部と、パス毎に得られる前記ビーム形成部の出
力を合成するレイク合成部と、前記レイク合成部の出力
から符号判定により受信データを出力するデータ判定部
を有する請求項１ないし請求項５のいずれか記載の適応
アンテナ基地局装置に関するものであり、近接した方向
から到来するＭ個のパスの合成電力が最大となる方向に
対し、パスに共通なアレーアンテナの指向性を向けて受
信し、干渉波の影響を抑圧するという作用を有する。
向推定部の出力信号を用いてアレーアンテナの指向性を
決定するビームウエイトを生成し、前記ビームウエイト
と逆拡散部の出力を乗算し、パス毎に合成するＭ個のビ
ーム形成部と、パス毎に得られる前記ビーム形成部の出
力を合成するレイク合成部と、前記レイク合成部の出力
から符号判定により受信データを出力するデータ判定部
を有する請求項１ないし請求項５のいずれか記載の適応
アンテナ基地局装置に関するものであり、近接した方向
から到来するＭ個のパスの合成電力が最大となる方向に
対し、パスに共通なアレーアンテナの指向性を向けて受
信し、干渉波の影響を抑圧するという作用を有する。
【００２６】本発明の請求項７に記載の発明は、到来方
向推定部の出力信号を用いてアレーアンテナの指向性を
決定する送信ビームウエイトを生成し、送信信号に乗算
する送信ビーム形成部と、前記送信ビーム形成部の出力
信号に各アンテナ素子に対応した拡散符号を乗算するＮ
個の拡散部と、前記拡散部の出力信号をアレーアンテナ
から送信するＮ個の送信部とを有する請求項１ないし請
求項５のいずれか記載の適応アンテナ基地局装置に関す
るものであり、近接した方向から到来するＭ個のパスに
対して、合成電力が最大となる方向にアレーアンテナの
指向性を向けて送信することで他への干渉を抑圧し、ま
た、方向が異なり広がりのあるＭ個のパスに対しては、
１つの角度スペクトラムからＭ個を上限とするパスの到
来方向にアレーアンテナの指向性を向けて送信すること
で演算量と装置規模を削減するという作用を有する。
向推定部の出力信号を用いてアレーアンテナの指向性を
決定する送信ビームウエイトを生成し、送信信号に乗算
する送信ビーム形成部と、前記送信ビーム形成部の出力
信号に各アンテナ素子に対応した拡散符号を乗算するＮ
個の拡散部と、前記拡散部の出力信号をアレーアンテナ
から送信するＮ個の送信部とを有する請求項１ないし請
求項５のいずれか記載の適応アンテナ基地局装置に関す
るものであり、近接した方向から到来するＭ個のパスに
対して、合成電力が最大となる方向にアレーアンテナの
指向性を向けて送信することで他への干渉を抑圧し、ま
た、方向が異なり広がりのあるＭ個のパスに対しては、
１つの角度スペクトラムからＭ個を上限とするパスの到
来方向にアレーアンテナの指向性を向けて送信すること
で演算量と装置規模を削減するという作用を有する。
【００２７】本発明の請求項８に記載の発明は、Ｎ個の
アンテナ素子で構成するアレーアンテナと、受信波に含
まれるＮU個（ＮUは自然数）のユーザ別情報に対応し
て、前記アレーアンテナの各アンテナ素子で受信する符
号多重化された高周波信号を周波数変換後に直交検波す
るＮU×Ｎ個の受信部と、前記受信部の出力信号が含む
Ｍ個のパス成分の遅延時間に対応した逆拡散を前記受信
部の出力信号に施すＮU×Ｎ×Ｍ個の逆拡散部と、前記
逆拡散部の出力信号に前記アンテナ素子間の相関演算を
パス毎に行うＮU×Ｍ個の相関演算部と、前記相関演算
部の出力信号を合成するＮU個の相関合成部と、前記相
関合成部のＮU個の出力信号を合成するユーザ間相関合
成部と、ユーザ間相関合成部の出力から対象となるユー
ザの相関合成部の出力を減算して、（ＮU−１）個の他
ユーザの相関成分を算出するＮU個の他ユーザ相関減算
部と、前記他ユーザ相関減算部の出力を用いて対象とな
るユーザの到来方向推定するＮU個の到来方向推定部と
を有する適応アンテナ基地局装置に関するものであり、
他ユーザの到来波に起因する相関ベクトル成分を抑圧
し、他ユーザからの送信電力が大きい場合であっても、
あらかじめ決められたユーザの電波の到来方向を精度よ
く検出するという作用を有する。
アンテナ素子で構成するアレーアンテナと、受信波に含
まれるＮU個（ＮUは自然数）のユーザ別情報に対応し
て、前記アレーアンテナの各アンテナ素子で受信する符
号多重化された高周波信号を周波数変換後に直交検波す
るＮU×Ｎ個の受信部と、前記受信部の出力信号が含む
Ｍ個のパス成分の遅延時間に対応した逆拡散を前記受信
部の出力信号に施すＮU×Ｎ×Ｍ個の逆拡散部と、前記
逆拡散部の出力信号に前記アンテナ素子間の相関演算を
パス毎に行うＮU×Ｍ個の相関演算部と、前記相関演算
部の出力信号を合成するＮU個の相関合成部と、前記相
関合成部のＮU個の出力信号を合成するユーザ間相関合
成部と、ユーザ間相関合成部の出力から対象となるユー
ザの相関合成部の出力を減算して、（ＮU−１）個の他
ユーザの相関成分を算出するＮU個の他ユーザ相関減算
部と、前記他ユーザ相関減算部の出力を用いて対象とな
るユーザの到来方向推定するＮU個の到来方向推定部と
を有する適応アンテナ基地局装置に関するものであり、
他ユーザの到来波に起因する相関ベクトル成分を抑圧
し、他ユーザからの送信電力が大きい場合であっても、
あらかじめ決められたユーザの電波の到来方向を精度よ
く検出するという作用を有する。
【００２８】本発明の請求項９に記載の発明は、ＮU個
の到来方向推定部の出力信号とＮU個の他ユーザ相関減
算部の出力信号からＮU個のユーザ毎の干渉波となる他
ユーザ成分の受信電力が最小になるビームウエイトを生
成し、前記ビームウエイトとＭ×Ｎ個の逆拡散部の出力
信号を乗算し、ＮU個のユーザ毎にＭ個のパスを合成す
るＮU×Ｍ個のビーム形成部と、前記ビーム形成部の出
力を合成するＮU個のレイク合成部と、前記レイク合成
部の出力から符号判定により受信データを出力するＮU
個のデータ判定部を有する請求項８記載の適応アンテナ
基地局装置に関するものであり、干渉波を適応的に抑圧
するという作用を有する。
の到来方向推定部の出力信号とＮU個の他ユーザ相関減
算部の出力信号からＮU個のユーザ毎の干渉波となる他
ユーザ成分の受信電力が最小になるビームウエイトを生
成し、前記ビームウエイトとＭ×Ｎ個の逆拡散部の出力
信号を乗算し、ＮU個のユーザ毎にＭ個のパスを合成す
るＮU×Ｍ個のビーム形成部と、前記ビーム形成部の出
力を合成するＮU個のレイク合成部と、前記レイク合成
部の出力から符号判定により受信データを出力するＮU
個のデータ判定部を有する請求項８記載の適応アンテナ
基地局装置に関するものであり、干渉波を適応的に抑圧
するという作用を有する。
【００２９】本発明の請求項１０に記載の発明は、ＮU
個の到来方向推定部の出力信号からアレーアンテナのス
テアリングベクトルを合成する全ユーザ方向合成部と、
ＮU個のユーザ毎に前記到来方向推定部の出力信号と前
記全ユーザ方向合成部の出力信号から他ユーザへの送信
電力を最小にする送信ビームウエイトを生成し送信信号
に乗算するＮU個の送信ビーム形成部と、前記送信ビー
ム形成部の出力信号をＮU個のユーザとＮ個のアンテナ
素子に対応した拡散符号を乗算するＮU×Ｎ個の拡散部
と、前記拡散部の出力信号をアレーアンテナから送信す
るＮU×Ｎ個の送信部とを有する請求項８又は請求項９
記載の適応アンテナ基地局装置に関するものであり、近
接した方向から到来するＭ個のパスの合成電力が最大と
なる方向に対しパスに共通なアレーアンテナの指向性を
向けて送信し、さらには同時に通信している他ユーザに
対してはアレーアンテナの指向性のヌルを形成すること
ができ、ＳＩＲを改善するという作用を有する。
個の到来方向推定部の出力信号からアレーアンテナのス
テアリングベクトルを合成する全ユーザ方向合成部と、
ＮU個のユーザ毎に前記到来方向推定部の出力信号と前
記全ユーザ方向合成部の出力信号から他ユーザへの送信
電力を最小にする送信ビームウエイトを生成し送信信号
に乗算するＮU個の送信ビーム形成部と、前記送信ビー
ム形成部の出力信号をＮU個のユーザとＮ個のアンテナ
素子に対応した拡散符号を乗算するＮU×Ｎ個の拡散部
と、前記拡散部の出力信号をアレーアンテナから送信す
るＮU×Ｎ個の送信部とを有する請求項８又は請求項９
記載の適応アンテナ基地局装置に関するものであり、近
接した方向から到来するＭ個のパスの合成電力が最大と
なる方向に対しパスに共通なアレーアンテナの指向性を
向けて送信し、さらには同時に通信している他ユーザに
対してはアレーアンテナの指向性のヌルを形成すること
ができ、ＳＩＲを改善するという作用を有する。
【００３０】本発明の請求項１１に記載の発明は、全ユ
ーザ方向合成部は、アレーアンテナの推定方向のステア
リングベクトルを送信電力に依存した重み付け係数で合
成する請求項１２記載の適応アンテナ基地局装置に関す
るものであり、各ユーザの送信電力に依存したヌル形成
し、最適な送信ビームを形成するという作用を有する。
ーザ方向合成部は、アレーアンテナの推定方向のステア
リングベクトルを送信電力に依存した重み付け係数で合
成する請求項１２記載の適応アンテナ基地局装置に関す
るものであり、各ユーザの送信電力に依存したヌル形成
し、最適な送信ビームを形成するという作用を有する。
【００３１】本発明の請求項１２に記載の発明は、ユー
ザ間相関合成部は、高速データレートの信号であるユー
ザの相関合成部の出力を合成する請求項９ないし請求項
１１のいずれか記載の適応アンテナ基地局装置に関する
ものであり、送信電力が大きい高速データレートの信号
の到来波に起因する相関ベクトル成分を抑圧し、あらか
じめ決められたユーザの電波の到来方向を精度よく検出
するという作用を有する。
ザ間相関合成部は、高速データレートの信号であるユー
ザの相関合成部の出力を合成する請求項９ないし請求項
１１のいずれか記載の適応アンテナ基地局装置に関する
ものであり、送信電力が大きい高速データレートの信号
の到来波に起因する相関ベクトル成分を抑圧し、あらか
じめ決められたユーザの電波の到来方向を精度よく検出
するという作用を有する。
【００３２】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図７を用いて説明する。
から図７を用いて説明する。
【００３３】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１に係る適応アンテナ基地局装置の構成を示すブロ
ック図であり、アレーアンテナ１、受信部２−１〜Ｎ、
逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜Ｎ、相関演算部４−１〜Ｍ、
相関合成部５、到来方向推定部６から構成される。以下
に詳細を記す。
形態１に係る適応アンテナ基地局装置の構成を示すブロ
ック図であり、アレーアンテナ１、受信部２−１〜Ｎ、
逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜Ｎ、相関演算部４−１〜Ｍ、
相関合成部５、到来方向推定部６から構成される。以下
に詳細を記す。
【００３４】アレーアンテナ１は、符号多重化された高
周波信号をアンテナ素子１−１〜Ｎにて受信し、Ｎ個の
アンテナ素子１−１〜Ｎに設けられた受信部２−１〜Ｎ
に入力し、高周波増幅、周波数変換、直交検波およびＡ
／Ｄ変換を順次施し、逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜Ｎに入
力する。
周波信号をアンテナ素子１−１〜Ｎにて受信し、Ｎ個の
アンテナ素子１−１〜Ｎに設けられた受信部２−１〜Ｎ
に入力し、高周波増幅、周波数変換、直交検波およびＡ
／Ｄ変換を順次施し、逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜Ｎに入
力する。
【００３５】逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜Ｎは、Ｎ個のア
ンテナ素子１−１〜Ｎに到来するＭ個のマルチパス成分
（以下、第１パス〜第Ｍパスとする。）に対して逆拡散
処理を行う。つまり、逆拡散部３−１−１は、アンテナ
素子１−１に到来する第１パスの受信タイミングに合わ
せて逆拡散処理を行い、逆拡散部３−１−ｐ（ｐはＭを
上限とする自然数）は、アンテナ素子１−１に到来する
第ｐパスの受信タイミングに合わせて逆拡散処理を行
う。このため、逆拡散部はＭ×Ｎ個が必要となる。
ンテナ素子１−１〜Ｎに到来するＭ個のマルチパス成分
（以下、第１パス〜第Ｍパスとする。）に対して逆拡散
処理を行う。つまり、逆拡散部３−１−１は、アンテナ
素子１−１に到来する第１パスの受信タイミングに合わ
せて逆拡散処理を行い、逆拡散部３−１−ｐ（ｐはＭを
上限とする自然数）は、アンテナ素子１−１に到来する
第ｐパスの受信タイミングに合わせて逆拡散処理を行
う。このため、逆拡散部はＭ×Ｎ個が必要となる。
【００３６】相関演算部４−１〜Ｍは、第ｐパスの信号
のサンプル時刻ｋΔＴ（ただし、ｋは自然数、ΔＴはサ
ンプリング間隔）におけるアンテナ１−ｎにおける信号
ｘp n（ｋ）から（数５）で示される第ｐパス信号ベクト
ルｘp（ｋ）を構成し、さらに、予め決められたＮｓサ
ンプル期間毎に蓄積した第ｐパス信号ベクトルｘ
p（ｋ）を用いて（数６）で示される相関ベクトルｒpを
求める。ただし、ｎ＝１〜Ｎ、Ｔは転置を示す。
のサンプル時刻ｋΔＴ（ただし、ｋは自然数、ΔＴはサ
ンプリング間隔）におけるアンテナ１−ｎにおける信号
ｘp n（ｋ）から（数５）で示される第ｐパス信号ベクト
ルｘp（ｋ）を構成し、さらに、予め決められたＮｓサ
ンプル期間毎に蓄積した第ｐパス信号ベクトルｘ
p（ｋ）を用いて（数６）で示される相関ベクトルｒpを
求める。ただし、ｎ＝１〜Ｎ、Ｔは転置を示す。
【００３７】
【数５】
【００３８】
【数６】
【００３９】相関合成部５は、相関演算部４−１〜Ｍで
得られた相関ベクトルを（数７）に示すように合成す
る。
得られた相関ベクトルを（数７）に示すように合成す
る。
【００４０】
【数７】
【００４１】到来方向推定部６は、（数８）に示す到来
方向推定評価関数Ｆ（θ）におけるθを可変することで
角度スペクトラムを算出し、角度スペクトルの受信電力
レベルの高い順にＮｄ個（Ｎｄは自然数）の峰となる位
置を検出し、到来方向推定値とする。ただし、ａ（θ）
はアレーアンテナ１の素子配置で決まるステアリングベ
クトルであり、素子間隔ｄの等間隔直線アレーの場合、
（数９）のように表すことができる。ここで、λは搬送
波の波長であり、θはアレーの法線方向を０°方向とし
ている。また、Ｈは複素共役転置を表す。
方向推定評価関数Ｆ（θ）におけるθを可変することで
角度スペクトラムを算出し、角度スペクトルの受信電力
レベルの高い順にＮｄ個（Ｎｄは自然数）の峰となる位
置を検出し、到来方向推定値とする。ただし、ａ（θ）
はアレーアンテナ１の素子配置で決まるステアリングベ
クトルであり、素子間隔ｄの等間隔直線アレーの場合、
（数９）のように表すことができる。ここで、λは搬送
波の波長であり、θはアレーの法線方向を０°方向とし
ている。また、Ｈは複素共役転置を表す。
【００４２】
【数８】
【００４３】
【数９】
【００４４】図２はアレーアンテナ素子１−１〜Ｎ数Ｎ
＝８、パス数Ｍ＝２（等レベル２パスと仮定）の場合の
角度スペクトラム算出結果を示す。横軸は方位角［ｄｅ
ｇ］、縦軸は受信電力を正規化した受信電力正規化レベ
ル［ｄＢ］を示す。図２（ａ）はパス１の到来角度θ1
＝２０°、パス２の到来角度θ2＝−２０°の結果であ
り、図２（ｂ）はθ1＝５°、パス２の到来角度θ2＝−
５°の結果である。（数８）で示す到来方向推定はビー
ムフォーマ法に属するものであり、アレーアンテナ１で
形成されるアレーウエイトＷ＝ａH（θ）により形成さ
れるステアリングビーム幅より、Ｍ個のパスの到来角度
が十分離れている場合はＭ個を上限とるパス方向に対す
る角度スペクトラムの峰を検出することができる（図２
（ａ））。また、Ｍ個のパスの到来角度が近接している
場合（図２（ｂ））、角度スペクトルの峰は重複し、Ｍ
個のパスの合成電力が最大となるステアリングビーム方
向が到来方向となる。
＝８、パス数Ｍ＝２（等レベル２パスと仮定）の場合の
角度スペクトラム算出結果を示す。横軸は方位角［ｄｅ
ｇ］、縦軸は受信電力を正規化した受信電力正規化レベ
ル［ｄＢ］を示す。図２（ａ）はパス１の到来角度θ1
＝２０°、パス２の到来角度θ2＝−２０°の結果であ
り、図２（ｂ）はθ1＝５°、パス２の到来角度θ2＝−
５°の結果である。（数８）で示す到来方向推定はビー
ムフォーマ法に属するものであり、アレーアンテナ１で
形成されるアレーウエイトＷ＝ａH（θ）により形成さ
れるステアリングビーム幅より、Ｍ個のパスの到来角度
が十分離れている場合はＭ個を上限とるパス方向に対す
る角度スペクトラムの峰を検出することができる（図２
（ａ））。また、Ｍ個のパスの到来角度が近接している
場合（図２（ｂ））、角度スペクトルの峰は重複し、Ｍ
個のパスの合成電力が最大となるステアリングビーム方
向が到来方向となる。
【００４５】以上のように、本実施の形態により、（数
７）に示されるパス毎の相関ベクトルを合成した相関ベ
クトルを用いて、到来方向推定部６から角度スペクトル
を算出し、Ｎｄが１である場合は、Ｍ個のパスの合成電
力が最大となる方向がステアリングビーム方向となり、
Ｎｄが１より大きい場合には、一度の到来方向推定処理
で、Ｍ個のパス方向を一括して推定する。この場合、１
つの角度スペクトラムからＭ個のパスの到来方向を推定
するので、演算量と装置規模を削減する効果がある。
７）に示されるパス毎の相関ベクトルを合成した相関ベ
クトルを用いて、到来方向推定部６から角度スペクトル
を算出し、Ｎｄが１である場合は、Ｍ個のパスの合成電
力が最大となる方向がステアリングビーム方向となり、
Ｎｄが１より大きい場合には、一度の到来方向推定処理
で、Ｍ個のパス方向を一括して推定する。この場合、１
つの角度スペクトラムからＭ個のパスの到来方向を推定
するので、演算量と装置規模を削減する効果がある。
【００４６】なお、本実施の形態では、相関ベクトルを
用いて到来方向推定を行っているが、（数６）の代わり
に（数１０）により相関行列を算出し、（数８）の代わ
りに（数１１）の到来方向推定評価関数を用いることで
相関行列を用いた到来方向推定を行う。この場合、演算
量は増加するが、到来するパスの角度広がりが大きい伝
搬環境下では、相関ベクトルを用いたものに比べ精度の
良い到来方向推定の実施が可能である。
用いて到来方向推定を行っているが、（数６）の代わり
に（数１０）により相関行列を算出し、（数８）の代わ
りに（数１１）の到来方向推定評価関数を用いることで
相関行列を用いた到来方向推定を行う。この場合、演算
量は増加するが、到来するパスの角度広がりが大きい伝
搬環境下では、相関ベクトルを用いたものに比べ精度の
良い到来方向推定の実施が可能である。
【００４７】
【数１０】
【００４８】
【数１１】
【００４９】なお、本実施の形態では、ビームフォーマ
法に属する到来方向推定法を用いて動作の説明を行った
が、ＭＵＳＩＣ、ＥＳＰＲＩＴ等の固有値分解手法を用
いてもよい。この場合、演算量は増加するが、近接到来
パスの分解能及びそれらの推定精度が向上する。
法に属する到来方向推定法を用いて動作の説明を行った
が、ＭＵＳＩＣ、ＥＳＰＲＩＴ等の固有値分解手法を用
いてもよい。この場合、演算量は増加するが、近接到来
パスの分解能及びそれらの推定精度が向上する。
【００５０】また、上記実施の形態では、複数のアンテ
ナを搬送波の半波長の間隔で直線状に配置した場合を想
定して説明した。しかし、これに限られるものではな
く、本発明は、複数のアンテナを備えて指向性を形成す
る基地局装置にはすべて適用可能である。
ナを搬送波の半波長の間隔で直線状に配置した場合を想
定して説明した。しかし、これに限られるものではな
く、本発明は、複数のアンテナを備えて指向性を形成す
る基地局装置にはすべて適用可能である。
【００５１】（実施の形態２）図３は実施の形態２にお
ける到来方向推定部６の結果に基づき受信指向性ビーム
を形成する構成を示すブロック図であり、アレーアンテ
ナ１、受信部２−１〜Ｎ、逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜
Ｎ、相関演算部４−１〜Ｍ、相関合成部５、到来方向推
定部６、ビーム形成部７−１〜Ｍ、レイク合成部８、デ
ータ判定部９から構成される。以下、実施の形態１と異
なる部分を主に説明する。
ける到来方向推定部６の結果に基づき受信指向性ビーム
を形成する構成を示すブロック図であり、アレーアンテ
ナ１、受信部２−１〜Ｎ、逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜
Ｎ、相関演算部４−１〜Ｍ、相関合成部５、到来方向推
定部６、ビーム形成部７−１〜Ｍ、レイク合成部８、デ
ータ判定部９から構成される。以下、実施の形態１と異
なる部分を主に説明する。
【００５２】アレーアンテナ１による受信信号を基に到
来方向推定部６が方向推定値を得るまでの動作は実施の
形態１と同様である。なお、本実施の形態では、到来方
向推定部６は角度スペクトラムの最大の峰となる方向の
みを検出し、その推定値θｓを出力する。
来方向推定部６が方向推定値を得るまでの動作は実施の
形態１と同様である。なお、本実施の形態では、到来方
向推定部６は角度スペクトラムの最大の峰となる方向の
みを検出し、その推定値θｓを出力する。
【００５３】ビーム形成部７−１〜Ｍは、アレーアンテ
ナ１の主ビームを方向推定されたθｓ方向に向けるビー
ムウエイトベクトルＷ1を生成し、（数１２）のように
逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜Ｎの出力である第ｐパス信号
ベクトルに対し、ビームウエイトベクトルＷ1を乗算し
た結果であるアレー合成信号ｙp（ｋ）を出力する。た
だし、ｐ＝１〜Ｍである。ビームウエイトベクトルＷ1
としては、具体的にはステアリングベクトルａ（θ
ｓ）、チェビシェフビーム等を用いる。
ナ１の主ビームを方向推定されたθｓ方向に向けるビー
ムウエイトベクトルＷ1を生成し、（数１２）のように
逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜Ｎの出力である第ｐパス信号
ベクトルに対し、ビームウエイトベクトルＷ1を乗算し
た結果であるアレー合成信号ｙp（ｋ）を出力する。た
だし、ｐ＝１〜Ｍである。ビームウエイトベクトルＷ1
としては、具体的にはステアリングベクトルａ（θ
ｓ）、チェビシェフビーム等を用いる。
【００５４】
【数１２】
【００５５】レイク合成部８は、第１〜Ｍパスに対する
アレー合成信号ｙ1（ｋ）〜ｙM（ｋ）に対し、チャネル
推定値Ｓ1〜ＳMの複素共役値（Ｓ1）*〜（ＳM）*をそれ
ぞれ乗算し、回線変動値ｈ1〜ｈMが補償された後、レイ
ク合成される。レイク合成された信号は、データ判定部
９で符号判定され、これにより受信データが得られる。
アレー合成信号ｙ1（ｋ）〜ｙM（ｋ）に対し、チャネル
推定値Ｓ1〜ＳMの複素共役値（Ｓ1）*〜（ＳM）*をそれ
ぞれ乗算し、回線変動値ｈ1〜ｈMが補償された後、レイ
ク合成される。レイク合成された信号は、データ判定部
９で符号判定され、これにより受信データが得られる。
【００５６】このように、本実施の形態によれば、到来
方向推定部６の推定結果に基づき、ビーム形成部７−１
〜Ｍが、近接した方向から到来するＭ個のパスの合成電
力が最大となる方向に対しパスに共通なアレーアンテナ
１の指向性を向けて受信することが可能となる。
方向推定部６の推定結果に基づき、ビーム形成部７−１
〜Ｍが、近接した方向から到来するＭ個のパスの合成電
力が最大となる方向に対しパスに共通なアレーアンテナ
１の指向性を向けて受信することが可能となる。
【００５７】また、基地局アレーアンテナの設置場所
が、周辺の建物高よりも十分高い場所にある場合、一般
的に、到来波の角度広がりは、１０°程度以下と考えら
れ、このような環境下では本実施の形態の適用が非常に
有効である。
が、周辺の建物高よりも十分高い場所にある場合、一般
的に、到来波の角度広がりは、１０°程度以下と考えら
れ、このような環境下では本実施の形態の適用が非常に
有効である。
【００５８】また、本実施の形態は、パス毎に到来方向
推定することなく、Ｍ個のパスに共通の到来方向推定部
６における１回の角度スイープ演算により、Ｍ個のパス
の合成電力が最大となる方向推定が可能であり、演算量
と演算回路規模の削減が可能となる。
推定することなく、Ｍ個のパスに共通の到来方向推定部
６における１回の角度スイープ演算により、Ｍ個のパス
の合成電力が最大となる方向推定が可能であり、演算量
と演算回路規模の削減が可能となる。
【００５９】また、本実施の形態では、多重方式として
ＣＤＭＡ（符号分割多重接続）方式を用いる通信システ
ムに使用される基地局装置について説明したが、これに
限定されるものではない。本発明は、ＴＤＭＡ（時間分
割多重接続）方式やＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方
式の多重方式とこれらの融合方式を用いる通信システム
に使用される基地局装置にも適用可能なものである。
ＣＤＭＡ（符号分割多重接続）方式を用いる通信システ
ムに使用される基地局装置について説明したが、これに
限定されるものではない。本発明は、ＴＤＭＡ（時間分
割多重接続）方式やＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方
式の多重方式とこれらの融合方式を用いる通信システム
に使用される基地局装置にも適用可能なものである。
【００６０】また、上記実施の形態では、Ｎ個のアンテ
ナ素子を搬送波の半波長の間隔で直線状に配置した場合
を想定して説明した。しかし、これに限られるものでは
なく、本発明は、Ｎ個のアンテナ素子を備えて指向性を
形成する基地局装置にはすべて適用可能である。
ナ素子を搬送波の半波長の間隔で直線状に配置した場合
を想定して説明した。しかし、これに限られるものでは
なく、本発明は、Ｎ個のアンテナ素子を備えて指向性を
形成する基地局装置にはすべて適用可能である。
【００６１】なお、上記実施の形態では、レイク合成を
用いて各パスを通って到来した信号を合成した。しか
し、これに限られるものではなく、本発明では、各パス
を通って到来した信号をアンテナ毎に合成できる方法で
あれば、いかなる合成方法を用いてもよい。
用いて各パスを通って到来した信号を合成した。しか
し、これに限られるものではなく、本発明では、各パス
を通って到来した信号をアンテナ毎に合成できる方法で
あれば、いかなる合成方法を用いてもよい。
【００６２】（実施の形態３）図４は実施の形態１にお
ける到来方向推定部６の結果に基づき送信指向性を適応
的に形成する構成を示すブロック図であり、アレーアン
テナ１、受信部２−１〜Ｎ、逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜
Ｎ、相関演算部４−１〜Ｍ、相関合成部５、到来方向推
定部６、変調部２０、送信ビーム形成部２１、拡散部２
２−１〜Ｎ、送信部２３−１〜Ｎから構成される。以
下、実施の形態１と異なる部分を主に説明する。
ける到来方向推定部６の結果に基づき送信指向性を適応
的に形成する構成を示すブロック図であり、アレーアン
テナ１、受信部２−１〜Ｎ、逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜
Ｎ、相関演算部４−１〜Ｍ、相関合成部５、到来方向推
定部６、変調部２０、送信ビーム形成部２１、拡散部２
２−１〜Ｎ、送信部２３−１〜Ｎから構成される。以
下、実施の形態１と異なる部分を主に説明する。
【００６３】アレーアンテナ１による受信信号を基に到
来方向推定部６が方向推定値を得るまでの動作は実施の
形態１と同様である。
来方向推定部６が方向推定値を得るまでの動作は実施の
形態１と同様である。
【００６４】変調部２０は、送信データは適宜変調フォ
ーマットに変調する。ここでの変調フォーマットはアナ
ログ変調方式およびディジタル変調方式の全ての振幅変
調方式、周波数変調方式、位相変調方式を含む。
ーマットに変調する。ここでの変調フォーマットはアナ
ログ変調方式およびディジタル変調方式の全ての振幅変
調方式、周波数変調方式、位相変調方式を含む。
【００６５】送信ビーム形成部２１は、変調部２０の出
力をアレーアンテナ１のアンテナ素子数Ｎに等しい数に
分配し、それぞれの出力に対し、送信ウエイトベクトル
Ｗｓ＝［ｗ1、ｗ2、・・・、ｗn］の要素を乗算して出
力する。
力をアレーアンテナ１のアンテナ素子数Ｎに等しい数に
分配し、それぞれの出力に対し、送信ウエイトベクトル
Ｗｓ＝［ｗ1、ｗ2、・・・、ｗn］の要素を乗算して出
力する。
【００６６】ここで、到来方向推定部６は、Ｎｄ＝１で
あり、角度スペクトラムが最大となる峰の方向のみを検
出し、その推定値θｓを出力する場合に、送信ウエイト
ベクトルＷｓは（数１３）のようにステアリングベクト
ルａ（θ）を用いるか、θｓ方向に主ビームが向くチェ
ビシェフビームウエイト等を用いる。
あり、角度スペクトラムが最大となる峰の方向のみを検
出し、その推定値θｓを出力する場合に、送信ウエイト
ベクトルＷｓは（数１３）のようにステアリングベクト
ルａ（θ）を用いるか、θｓ方向に主ビームが向くチェ
ビシェフビームウエイト等を用いる。
【００６７】
【数１３】
【００６８】また、到来方向推定部６は、Ｎｄが１より
大きく、角度スペクトラムの峰のレベルの高いものから
順にＮｄ個の峰の方向を検出し、その推定値θｋを出力
する場合に、送信ウエイトベクトルＷｓは（数１４）の
ようにステアリングベクトルａ（θ）を合成した値を用
いるか、推定方向に主ビームが向く複数のチェビシェフ
ビームウエイト合成したもの等を用いる。ただしｋ＝１
〜Ｎｄ。
大きく、角度スペクトラムの峰のレベルの高いものから
順にＮｄ個の峰の方向を検出し、その推定値θｋを出力
する場合に、送信ウエイトベクトルＷｓは（数１４）の
ようにステアリングベクトルａ（θ）を合成した値を用
いるか、推定方向に主ビームが向く複数のチェビシェフ
ビームウエイト合成したもの等を用いる。ただしｋ＝１
〜Ｎｄ。
【００６９】
【数１４】
【００７０】拡散部２２−１〜Ｎは、送信ビーム形成部
２１からの出力信号を予め定められた拡散率の拡散符号
で拡散し、送信部２３−１〜Ｎに出力する。送信部２３
−１〜Ｎは拡散部２２−１〜Ｎの出力に所定の無線処理
（Ｄ／Ａ変換、周波数アップコンバート等）を施した後
に、アンテナ素子１−１〜Ｎを介して通信端末に送信す
る。
２１からの出力信号を予め定められた拡散率の拡散符号
で拡散し、送信部２３−１〜Ｎに出力する。送信部２３
−１〜Ｎは拡散部２２−１〜Ｎの出力に所定の無線処理
（Ｄ／Ａ変換、周波数アップコンバート等）を施した後
に、アンテナ素子１−１〜Ｎを介して通信端末に送信す
る。
【００７１】以上のように、本実施の形態により、実施
の形態１の効果に加え、Ｎｄ＝１である場合に送信ビー
ム形成部２１は、近接した方向から到来するＭ個のパス
の合成電力が最大となる方向に対しパスに共通なアレー
アンテナ１の指向性を向けて送信することが可能とな
る。このため、基地局アレーアンテナの設置場所が、周
辺の建物高よりも十分高い場合にある場合、一般的に、
到来波の角度広がりは、１０°程度以下と考えられ、こ
のような環境下では、本実施の形態の適用が非常に有効
であり、不要な方向に電波を放射することなく通信端末
の受信特性が向上する。
の形態１の効果に加え、Ｎｄ＝１である場合に送信ビー
ム形成部２１は、近接した方向から到来するＭ個のパス
の合成電力が最大となる方向に対しパスに共通なアレー
アンテナ１の指向性を向けて送信することが可能とな
る。このため、基地局アレーアンテナの設置場所が、周
辺の建物高よりも十分高い場合にある場合、一般的に、
到来波の角度広がりは、１０°程度以下と考えられ、こ
のような環境下では、本実施の形態の適用が非常に有効
であり、不要な方向に電波を放射することなく通信端末
の受信特性が向上する。
【００７２】また、本実施の形態は、パス毎に到来方向
推定することなく、到来方向推定部６の１回の角度スイ
ープ演算により、Ｍ個のパスの合成電力が最大となる方
向推定が可能であり、処理量の削減、演算回路規模の削
減が可能となる。
推定することなく、到来方向推定部６の１回の角度スイ
ープ演算により、Ｍ個のパスの合成電力が最大となる方
向推定が可能であり、処理量の削減、演算回路規模の削
減が可能となる。
【００７３】また、Ｎｄが１より大きい場合に送信ビー
ム形成部２１は、Ｍ個を上限とする推定方向に向くビー
ムを形成することが可能となる。この場合、基地局アレ
ーアンテナの設置場所が、周辺の建物高と同程度以下の
高さに設置される場合、一般的に、到来波の角度広がり
は大きくなり、それぞれが角度広がりをもつＭ個のパス
が到来する環境となる。本実施の形態では、このような
環境下に対し、方向の異なるそれぞれに広がりあるパス
に対し、指向性を持ったビームを形成することが可能と
なり、通信端末では、それぞれのパス方向からの電波を
受けることが可能となり、通信端末でレイク合成等など
により、効率的にＭ個のパスの合成受信が可能となり受
信特性が向上する。
ム形成部２１は、Ｍ個を上限とする推定方向に向くビー
ムを形成することが可能となる。この場合、基地局アレ
ーアンテナの設置場所が、周辺の建物高と同程度以下の
高さに設置される場合、一般的に、到来波の角度広がり
は大きくなり、それぞれが角度広がりをもつＭ個のパス
が到来する環境となる。本実施の形態では、このような
環境下に対し、方向の異なるそれぞれに広がりあるパス
に対し、指向性を持ったビームを形成することが可能と
なり、通信端末では、それぞれのパス方向からの電波を
受けることが可能となり、通信端末でレイク合成等など
により、効率的にＭ個のパスの合成受信が可能となり受
信特性が向上する。
【００７４】また、本実施の形態は、一度の到来方向推
定処理で、Ｍ個のパス方向を一括して推定することが可
能となる。この場合、１つの角度スペクトラムからＭ個
のパスの到来方向を推定が可能であり、演算量と装置規
模の削減が可能である。
定処理で、Ｍ個のパス方向を一括して推定することが可
能となる。この場合、１つの角度スペクトラムからＭ個
のパスの到来方向を推定が可能であり、演算量と装置規
模の削減が可能である。
【００７５】また、本実施の形態では、多重方式として
ＣＤＭＡ方式を用いる通信システムに使用される基地局
装置について説明したが、これに限定されるものではな
い。本発明は、ＴＤＭＡ方式やＯＦＤＭ方式の多重方式
とこれらの融合したい方式を用いる通信システムに使用
される基地局装置にも適用可能なものである。
ＣＤＭＡ方式を用いる通信システムに使用される基地局
装置について説明したが、これに限定されるものではな
い。本発明は、ＴＤＭＡ方式やＯＦＤＭ方式の多重方式
とこれらの融合したい方式を用いる通信システムに使用
される基地局装置にも適用可能なものである。
【００７６】また、上記実施の形態では、Ｎ個のアンテ
ナ素子を搬送波の半波長の間隔で直線状に配置した場合
を想定して説明した。しかし、これに限られるものでは
なく、本発明は、Ｎ個のアンテナ素子を備えて指向性を
形成する基地局装置にはすべて適用可能である。
ナ素子を搬送波の半波長の間隔で直線状に配置した場合
を想定して説明した。しかし、これに限られるものでは
なく、本発明は、Ｎ個のアンテナ素子を備えて指向性を
形成する基地局装置にはすべて適用可能である。
【００７７】なお、上記実施の形態では、レイク合成を
用いて各パスを通って到来した信号を合成した。しか
し、これに限られるものではなく、本発明では、各パス
を通って到来した信号をアンテナ毎に合成できる方法で
あれば、いかなる合成方法を用いてもよい。
用いて各パスを通って到来した信号を合成した。しか
し、これに限られるものではなく、本発明では、各パス
を通って到来した信号をアンテナ毎に合成できる方法で
あれば、いかなる合成方法を用いてもよい。
【００７８】（実施の形態４）図５は、本発明の実施の
形態４に係る適応アンテナ基地局装置の構成を示すブロ
ック図であり、アレーアンテナ１、受信部２−１〜Ｎ、
逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜Ｎ、相関演算部４−１〜Ｍ、
相関合成部５、ユーザ間相関合成部３０、他ユーザ相関
減算部３１、到来方向推定部３２から構成される。図１
に示す基地局装置と異なる部分は、各ユーザで得られる
相関合成部５の出力を合成するユーザ間相関合成部３０
と、その出力を基に他ユーザの相関成分を減算する他ユ
ーザ相関減算部３１を備えている点である。以下では本
発明の実施の形態１と異なる部分の動作説明を主に行
う。なお、以下では受信波に含まれ、同時に通信を行っ
ている全ユーザ数をＮuとする。
形態４に係る適応アンテナ基地局装置の構成を示すブロ
ック図であり、アレーアンテナ１、受信部２−１〜Ｎ、
逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜Ｎ、相関演算部４−１〜Ｍ、
相関合成部５、ユーザ間相関合成部３０、他ユーザ相関
減算部３１、到来方向推定部３２から構成される。図１
に示す基地局装置と異なる部分は、各ユーザで得られる
相関合成部５の出力を合成するユーザ間相関合成部３０
と、その出力を基に他ユーザの相関成分を減算する他ユ
ーザ相関減算部３１を備えている点である。以下では本
発明の実施の形態１と異なる部分の動作説明を主に行
う。なお、以下では受信波に含まれ、同時に通信を行っ
ている全ユーザ数をＮuとする。
【００７９】アレーアンテナ１による受信信号を基に相
関合成部５が、（数７）に示す第ｕユーザの相関ベクト
ルｒ(u)を得られるまでの動作は実施の形態１と同様で
ある。ただし、ｕ＝１〜Ｎuである。
関合成部５が、（数７）に示す第ｕユーザの相関ベクト
ルｒ(u)を得られるまでの動作は実施の形態１と同様で
ある。ただし、ｕ＝１〜Ｎuである。
【００８０】ユーザ間相関合成部３０は、第ｕユーザで
はないユーザの受信信号から得られる相関ベクトルｒ
(u)を（数１５）に示すように合成する。なお、（数１
５）では、全ユーザの相関合成部５の出力をさらに合成
しているが、他ユーザにとって、大きな干渉を与える高
速データレートのデータのみを各ユーザのＳＩＲ推定値
に応じて選択し、相関合成部５の出力を合成しても良
い。例えば、音声レートより高速なデータのみを選択す
る。
はないユーザの受信信号から得られる相関ベクトルｒ
(u)を（数１５）に示すように合成する。なお、（数１
５）では、全ユーザの相関合成部５の出力をさらに合成
しているが、他ユーザにとって、大きな干渉を与える高
速データレートのデータのみを各ユーザのＳＩＲ推定値
に応じて選択し、相関合成部５の出力を合成しても良
い。例えば、音声レートより高速なデータのみを選択す
る。
【００８１】
【数１５】
【００８２】他ユーザ相関減算部３１は、ユーザ間相関
合成部３０の出力Ｖから、対象としている第ｕ0ユーザ
の相関ベクトルｒ(u0)を減算することで、他ユーザの相
関ベクトルの合成成分からなる他ユーザ相関ベクトルＵ
(u0)を（数１６）のように求め、さらに（数１７）に示
すように、他ユーザ相関ベクトル成分を除去した干渉除
去相関ベクトルＲ(u0)を算出する。ここで、ｒ1 (u0)は
相関ベクトルｒ(u0)の第１要素、Ｕ1 (u0)は他ユーザ相
関ベクトルＵ(u0)の第１要素、αは１より小さい正値定
数であり、具体的にはα＝０．５程度に設定する。ある
いは、αを第ｕ 0ユーザのＳＩＲ推定値に応じて可変す
る構成でもよく、ＳＩＲが十分高い場合はαを小さくす
る可変制御を加えても良い。
合成部３０の出力Ｖから、対象としている第ｕ0ユーザ
の相関ベクトルｒ(u0)を減算することで、他ユーザの相
関ベクトルの合成成分からなる他ユーザ相関ベクトルＵ
(u0)を（数１６）のように求め、さらに（数１７）に示
すように、他ユーザ相関ベクトル成分を除去した干渉除
去相関ベクトルＲ(u0)を算出する。ここで、ｒ1 (u0)は
相関ベクトルｒ(u0)の第１要素、Ｕ1 (u0)は他ユーザ相
関ベクトルＵ(u0)の第１要素、αは１より小さい正値定
数であり、具体的にはα＝０．５程度に設定する。ある
いは、αを第ｕ 0ユーザのＳＩＲ推定値に応じて可変す
る構成でもよく、ＳＩＲが十分高い場合はαを小さくす
る可変制御を加えても良い。
【００８３】
【数１６】
【００８４】
【数１７】
【００８５】到来方向推定部３２は、相関ベクトルｒ
(u0)の代わりに、他ユーザ相関減算部３１の出力である
干渉除去相関ベクトルＲ(u0)を用いて、実施の形態１と
同様に方向推定値を得る。すなわち、（数１８）に示す
到来方向推定評価関数Ｆ（θ）のθを可変することで角
度スペクトラムを算出し、角度スペクトルの峰のレベル
の高い順にＮｄ個の峰の方向を検出し、到来方向推定値
とする。ただし、ａ（θ）はアレーアンテナ１のステア
リングベクトルである。
(u0)の代わりに、他ユーザ相関減算部３１の出力である
干渉除去相関ベクトルＲ(u0)を用いて、実施の形態１と
同様に方向推定値を得る。すなわち、（数１８）に示す
到来方向推定評価関数Ｆ（θ）のθを可変することで角
度スペクトラムを算出し、角度スペクトルの峰のレベル
の高い順にＮｄ個の峰の方向を検出し、到来方向推定値
とする。ただし、ａ（θ）はアレーアンテナ１のステア
リングベクトルである。
【００８６】
【数１８】
【００８７】以上のように、本実施の形態により、実施
の形態１の効果に加え、さらに他ユーザ相関減算部３１
の出力である干渉除去相関ベクトルＲ(u0)を用いて到来
方向推定を行うことで、他ユーザの到来波に起因する相
関ベクトル成分を除去することができ、他ユーザからの
送信電力が大きい場合でも、第ｕ0ユーザの電波の到来
方向を精度よく検出することができる。また、他ユーザ
のパスが異なる方向から到来する場合でも、相関合成部
５は、パスの到来波成分を合成した相関ベクトルを算出
しているので、一括してそれらのパス成分を除去するこ
とが可能である。これにより、装置構成の簡易化、演算
量の低減化が図られる。
の形態１の効果に加え、さらに他ユーザ相関減算部３１
の出力である干渉除去相関ベクトルＲ(u0)を用いて到来
方向推定を行うことで、他ユーザの到来波に起因する相
関ベクトル成分を除去することができ、他ユーザからの
送信電力が大きい場合でも、第ｕ0ユーザの電波の到来
方向を精度よく検出することができる。また、他ユーザ
のパスが異なる方向から到来する場合でも、相関合成部
５は、パスの到来波成分を合成した相関ベクトルを算出
しているので、一括してそれらのパス成分を除去するこ
とが可能である。これにより、装置構成の簡易化、演算
量の低減化が図られる。
【００８８】なお、本実施の形態では、相関合成部５
は、到来波のパスを合成した相関ベクトルを用いた構成
にしているが、これに限定されず、パス個別の相関ベク
トルを用いて、同様に他ユーザ相関成分を減算する構成
も可能である。
は、到来波のパスを合成した相関ベクトルを用いた構成
にしているが、これに限定されず、パス個別の相関ベク
トルを用いて、同様に他ユーザ相関成分を減算する構成
も可能である。
【００８９】なお、本実施の形態では、相関ベクトルを
用いて到来方向推定を行っているが、（数６）の代わり
に（数１０）により相関行列を算出し、（数１８）の代
わりに（数１９）の到来方向推定評価関数を用いること
で相関行列を用いた到来方向推定が可能である。この場
合、演算量は増加するが、到来するパスの角度広がりが
大きい伝搬環境下であっても、相関ベクトルを用いたも
のに比べ精度の良い到来方向の推定が可能である。
用いて到来方向推定を行っているが、（数６）の代わり
に（数１０）により相関行列を算出し、（数１８）の代
わりに（数１９）の到来方向推定評価関数を用いること
で相関行列を用いた到来方向推定が可能である。この場
合、演算量は増加するが、到来するパスの角度広がりが
大きい伝搬環境下であっても、相関ベクトルを用いたも
のに比べ精度の良い到来方向の推定が可能である。
【００９０】
【数１９】
【００９１】なお、本実施の形態では、ビームフォーマ
法に属する到来方向推定法を用いて動作の説明を行った
が、ＭＵＳＩＣ、ＥＳＰＲＩＴ等の固有値分解手法を用
いてもよい。この場合、演算量は増加するが、近接到来
パスの分解能及びそれらの推定精度が向上する効果が得
られる。
法に属する到来方向推定法を用いて動作の説明を行った
が、ＭＵＳＩＣ、ＥＳＰＲＩＴ等の固有値分解手法を用
いてもよい。この場合、演算量は増加するが、近接到来
パスの分解能及びそれらの推定精度が向上する効果が得
られる。
【００９２】また、本実施の形態では、多重方式として
ＣＤＭＡ方式を用いる通信システムに使用される基地局
装置について説明したが、これに限定されるものではな
い。本発明は、ＴＤＭＡ方式やＯＦＤＭ方式の多重方式
とこれらを融合した多重方式を用いる通信システムに使
用される基地局装置にも適用可能なものである。
ＣＤＭＡ方式を用いる通信システムに使用される基地局
装置について説明したが、これに限定されるものではな
い。本発明は、ＴＤＭＡ方式やＯＦＤＭ方式の多重方式
とこれらを融合した多重方式を用いる通信システムに使
用される基地局装置にも適用可能なものである。
【００９３】また、上記実施の形態では、Ｎ個のアンテ
ナ素子を搬送波の半波長の間隔で直線状に配置した場合
を想定して説明した。しかし、これに限られるものでは
なく、本発明は、Ｎ個のアンテナ素子を備えて指向性を
形成する基地局装置にはすべて適用可能である。
ナ素子を搬送波の半波長の間隔で直線状に配置した場合
を想定して説明した。しかし、これに限られるものでは
なく、本発明は、Ｎ個のアンテナ素子を備えて指向性を
形成する基地局装置にはすべて適用可能である。
【００９４】（実施の形態５）図６は実施の形態４にお
ける到来方向推定部３２の結果に基づき受信指向性ビー
ムを形成する構成を示すブロック図であり、アレーアン
テナ１、受信部２−１〜Ｎ、逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜
Ｎ、相関演算部４−１〜Ｍ、相関合成部５、ユーザ間相
関合成部３０、他ユーザ相関減算部３１、到来方向推定
部３２、ビーム形成部４０−１〜Ｍ、レイク合成部８、
データ判定部９から構成される。以下、実施の形態４と
異なる部分を主に説明する。なお、以下では同時に通信
を行っている全ユーザ数をＮuとする。
ける到来方向推定部３２の結果に基づき受信指向性ビー
ムを形成する構成を示すブロック図であり、アレーアン
テナ１、受信部２−１〜Ｎ、逆拡散部３−１〜Ｍ−１〜
Ｎ、相関演算部４−１〜Ｍ、相関合成部５、ユーザ間相
関合成部３０、他ユーザ相関減算部３１、到来方向推定
部３２、ビーム形成部４０−１〜Ｍ、レイク合成部８、
データ判定部９から構成される。以下、実施の形態４と
異なる部分を主に説明する。なお、以下では同時に通信
を行っている全ユーザ数をＮuとする。
【００９５】アレーアンテナ１による受信信号を基に到
来方向推定部３２が方向推定値を得るまでの動作は実施
の形態１と同様である。なお、本実施の形態では、到来
方向推定部３２は角度スペクトラムの最大となる峰の方
向のみを検出し、その推定値θｓを出力する。
来方向推定部３２が方向推定値を得るまでの動作は実施
の形態１と同様である。なお、本実施の形態では、到来
方向推定部３２は角度スペクトラムの最大となる峰の方
向のみを検出し、その推定値θｓを出力する。
【００９６】ビーム形成部４０−１〜Ｍは、到来方向推
定の推定値θｓと、他ユーザ関数減算部３１での処理過
程に得られる（数１６）の他ユーザ相関ベクトルＵ(u0)
を基に、（数２０）で示されるアレーアンテナ１のビー
ムウエイトベクトルＷ(u0)を生成し、（数２１）のよう
に逆拡散部３−ｐ−１〜Ｎの出力である第ｐパス信号ベ
クトルに対し、ビームウエイトベクトルＷ(u0)を乗算し
た結果であるアレー合成信号ｙp（ｋ）を出力する。た
だし、ＩはＮ次の単位行列、ＴＰ（ｘ）はＮ次ベクトル
ｘから、Ｎ行Ｎ列のエルミート対称Ｔｏｅｐｌｉｔｚ行
列生成する関数、Ｕ1 (u0)は他ユーザ相関ベクトルＵ
(u0)の第１要素である。また、βは、１より小さい正値
定数であり、１に近いほど他ユーザの到来波電力が大き
いものとしてその到来方向にヌルを形成するパラメータ
であり、具体的には、β＝０．２程度で用いる。
定の推定値θｓと、他ユーザ関数減算部３１での処理過
程に得られる（数１６）の他ユーザ相関ベクトルＵ(u0)
を基に、（数２０）で示されるアレーアンテナ１のビー
ムウエイトベクトルＷ(u0)を生成し、（数２１）のよう
に逆拡散部３−ｐ−１〜Ｎの出力である第ｐパス信号ベ
クトルに対し、ビームウエイトベクトルＷ(u0)を乗算し
た結果であるアレー合成信号ｙp（ｋ）を出力する。た
だし、ＩはＮ次の単位行列、ＴＰ（ｘ）はＮ次ベクトル
ｘから、Ｎ行Ｎ列のエルミート対称Ｔｏｅｐｌｉｔｚ行
列生成する関数、Ｕ1 (u0)は他ユーザ相関ベクトルＵ
(u0)の第１要素である。また、βは、１より小さい正値
定数であり、１に近いほど他ユーザの到来波電力が大き
いものとしてその到来方向にヌルを形成するパラメータ
であり、具体的には、β＝０．２程度で用いる。
【００９７】
【数２０】
【００９８】
【数２１】
【００９９】レイク合成部８は、第１〜Ｍパスに対する
アレー合成信号ｙ1（ｋ）〜ｙM（ｋ）に対し、チャネル
推定値Ｓ1〜ＳMの複素共役値（Ｓ1）*〜（ＳM）*をそれ
ぞれ乗算し、回線変動値ｈ1〜ｈMが補償された後、レイ
ク合成される。レイク合成された信号は、データ判定部
９で符号判定され、これにより受信データが得られる。
アレー合成信号ｙ1（ｋ）〜ｙM（ｋ）に対し、チャネル
推定値Ｓ1〜ＳMの複素共役値（Ｓ1）*〜（ＳM）*をそれ
ぞれ乗算し、回線変動値ｈ1〜ｈMが補償された後、レイ
ク合成される。レイク合成された信号は、データ判定部
９で符号判定され、これにより受信データが得られる。
【０１００】このように、本実施の形態によれば、到来
方向推定部３２の推定結果に基づき、ビーム形成部４０
が、近接した方向から到来するＭ個のパスの合成電力が
最大となる方向に対しパスに共通なアレーアンテナ１の
指向性を向けて受信することが可能であり、さらに、異
なる拡散符号により同時にアクセスされる他の通信端末
方向に、アレーアンテナ１の指向性ビームのヌルを向け
ることができ、ＳＩＲを改善し、基地局における受信特
性を大きく向上することが可能である。
方向推定部３２の推定結果に基づき、ビーム形成部４０
が、近接した方向から到来するＭ個のパスの合成電力が
最大となる方向に対しパスに共通なアレーアンテナ１の
指向性を向けて受信することが可能であり、さらに、異
なる拡散符号により同時にアクセスされる他の通信端末
方向に、アレーアンテナ１の指向性ビームのヌルを向け
ることができ、ＳＩＲを改善し、基地局における受信特
性を大きく向上することが可能である。
【０１０１】また、本実施の形態では、相関ベクトルを
用いて、方向推定及びビーム形成するので、相関行列を
用いた場合に比べ、演算量が低減し、演算回路コストを
低下することが可能である。
用いて、方向推定及びビーム形成するので、相関行列を
用いた場合に比べ、演算量が低減し、演算回路コストを
低下することが可能である。
【０１０２】なお、本実施の形態で用いたパス毎の相関
演算部４−１〜Ｍ及び相関合成部５の代わりに、Ｍ個の
パスから最大電力パスを選択し、そのパスの相関ベクト
ル演算する構成でもよい。
演算部４−１〜Ｍ及び相関合成部５の代わりに、Ｍ個の
パスから最大電力パスを選択し、そのパスの相関ベクト
ル演算する構成でもよい。
【０１０３】また、本実施の形態では、すべてのパスに
対し、共通なビームウエイトを用いた指向性を形成して
いるが、パス毎の到来方向が推定が可能な場合、それぞ
れに対し同様な方法で得られたアレーアンテナ１のビー
ムウエイトを用いる構成でも同様な効果が得られる。
対し、共通なビームウエイトを用いた指向性を形成して
いるが、パス毎の到来方向が推定が可能な場合、それぞ
れに対し同様な方法で得られたアレーアンテナ１のビー
ムウエイトを用いる構成でも同様な効果が得られる。
【０１０４】なお、本実施の形態では、相関ベクトルを
用いて到来方向推定とビームウエイト生成を行っている
が、（数６）の代わりに（数１０）により相関行列を算
出し、（数１８）の代わりに（数１９）の到来方向推定
評価関数を用いることで相関行列を用いた到来方向推定
が可能である。この場合、ビーム形成部４０は、（数２
２）あるいは（数２３）を用いて、ビームウエイトを生
成することが可能である。
用いて到来方向推定とビームウエイト生成を行っている
が、（数６）の代わりに（数１０）により相関行列を算
出し、（数１８）の代わりに（数１９）の到来方向推定
評価関数を用いることで相関行列を用いた到来方向推定
が可能である。この場合、ビーム形成部４０は、（数２
２）あるいは（数２３）を用いて、ビームウエイトを生
成することが可能である。
【０１０５】
【数２２】
【０１０６】
【数２３】
【０１０７】また、本実施の形態では、多重方式として
ＣＤＭＡ方式を用いる通信システムに使用される基地局
装置について説明したが、これに限定されるものではな
い。本発明は、ＴＤＭＡ方式やＯＦＤＭ方式の多重方式
とこれらを融合した多重方式を用いる通信システムに使
用される基地局装置にも適用可能なものである。
ＣＤＭＡ方式を用いる通信システムに使用される基地局
装置について説明したが、これに限定されるものではな
い。本発明は、ＴＤＭＡ方式やＯＦＤＭ方式の多重方式
とこれらを融合した多重方式を用いる通信システムに使
用される基地局装置にも適用可能なものである。
【０１０８】また、上記実施の形態では、Ｎ個のアンテ
ナ素子を搬送波の半波長の間隔で直線状に配置した場合
を想定して説明した。しかし、これに限られるものでは
なく、本発明は、Ｎ個のアンテナ素子を備えて指向性を
形成する基地局装置にはすべて適用可能である。
ナ素子を搬送波の半波長の間隔で直線状に配置した場合
を想定して説明した。しかし、これに限られるものでは
なく、本発明は、Ｎ個のアンテナ素子を備えて指向性を
形成する基地局装置にはすべて適用可能である。
【０１０９】なお、上記実施の形態では、レイク合成を
用いて各パスを通って到来した信号を合成した。しか
し、これに限られるものではなく、本発明では、各パス
を通って到来した信号をアンテナ毎に合成できる方法で
あれば、いかなる合成方法を用いてもよい。
用いて各パスを通って到来した信号を合成した。しか
し、これに限られるものではなく、本発明では、各パス
を通って到来した信号をアンテナ毎に合成できる方法で
あれば、いかなる合成方法を用いてもよい。
【０１１０】（実施の形態６）図７は実施の形態４にお
ける到来方向推定部３２の結果に基づき送信指向性を適
応的に形成する構成を示すブロック図であり、アレーア
ンテナ１、受信部２−１〜Ｎ、逆拡散部３−１〜Ｍ−１
〜Ｎ、相関演算部４−１〜Ｍ、相関合成部５、他ユーザ
相関減算部３１、到来方向推定部３２、変調部２０、送
信ビーム形成部５１、拡散部２２−１〜Ｎ、送信部２３
−１〜Ｎ、ユーザ間相関合成部３０、全ユーザ方向合成
部５０から構成される。以下、実施の形態４と異なる部
分を主に説明する。なお、以下では同時に通信を行って
いる全ユーザ数をＮuとする。
ける到来方向推定部３２の結果に基づき送信指向性を適
応的に形成する構成を示すブロック図であり、アレーア
ンテナ１、受信部２−１〜Ｎ、逆拡散部３−１〜Ｍ−１
〜Ｎ、相関演算部４−１〜Ｍ、相関合成部５、他ユーザ
相関減算部３１、到来方向推定部３２、変調部２０、送
信ビーム形成部５１、拡散部２２−１〜Ｎ、送信部２３
−１〜Ｎ、ユーザ間相関合成部３０、全ユーザ方向合成
部５０から構成される。以下、実施の形態４と異なる部
分を主に説明する。なお、以下では同時に通信を行って
いる全ユーザ数をＮuとする。
【０１１１】アレーアンテナ１による第ｕ0ユーザの受
信信号を基に到来方向推定部３２が方向推定値を得るま
での動作は実施の形態４と同様である。なお、本実施の
形態では、到来方向推定部３２で出力する到来方向推定
数をＮｄとする。ただし、Ｎｄ≧１である。
信信号を基に到来方向推定部３２が方向推定値を得るま
での動作は実施の形態４と同様である。なお、本実施の
形態では、到来方向推定部３２で出力する到来方向推定
数をＮｄとする。ただし、Ｎｄ≧１である。
【０１１２】全ユーザ方向合成部５０は、各ユーザの受
信信号を基にして得られる到来方向推定部３２の第ｕユ
ーザに対する到来方向推定値θk (u)におけるアレーアン
テナ１のステアリングベクトルａ（θk (u)）を（数２
４）のように合成する。ただし、ｋ＝１〜Ｎｄ、ｕ＝１
〜Ｎuである。
信信号を基にして得られる到来方向推定部３２の第ｕユ
ーザに対する到来方向推定値θk (u)におけるアレーアン
テナ１のステアリングベクトルａ（θk (u)）を（数２
４）のように合成する。ただし、ｋ＝１〜Ｎｄ、ｕ＝１
〜Ｎuである。
【０１１３】
【数２４】
【０１１４】変調部２０は、送信データは適宜変調フォ
ーマットに変調する。ここでの変調フォーマットはアナ
ログ変調方式およびディジタル変調方式の全ての振幅変
調方式、周波数変調方式、位相変調方式を含む。
ーマットに変調する。ここでの変調フォーマットはアナ
ログ変調方式およびディジタル変調方式の全ての振幅変
調方式、周波数変調方式、位相変調方式を含む。
【０１１５】送信ビーム形成部５１は、第ｕ0ユーザの
到来方向推定値θk (u0)及び全ユーザ方向合成部５０の
出力Ｚを用いて、まず、他ユーザの推定方向のステアリ
ングベクトルを合成した他ユーザ方向合成ベクトルＵ
(u0)を（数２５）のように算出し、さらに、（数２６）
で示すように第ｕ0ユーザの推定方向に主ビームを向
け、他ユーザ方向にはヌルを形成する送信ビームウエイ
トＷ(u0)を生成し、変調部２０の出力をアレーアンテナ
１の素子数Ｎに等しい数に分配それぞれの出力に対し、
送信ウエイトベクトルＷ(u0)＝［ｗ１、ｗ２、・・・、
ｗｎ］の要素を乗算して出力する。ただし、ＩはＮ次の
単位行列、ＴＰ（ｘ）はＮ次ベクトルｘから、Ｎ行Ｎ列
のエルミート対称Ｔｏｅｐｌｉｔｚ行列生成する関数、
Ｕ1 (u0)は他ユーザ方向合成ベクトルＵ(u0)の第１要素
である。また、γは、１より小さい正値定数であり、１
に近いほど他ユーザの到来波電力が大きいものとしてそ
の到来方向にヌルを形成するパラメータであり、具体的
には、γ＝０．２程度で用いる。なお、ここではγをユ
ーザによらない定数としているが、各ユーザ間の送信電
力比に応じて可変しても良い。
到来方向推定値θk (u0)及び全ユーザ方向合成部５０の
出力Ｚを用いて、まず、他ユーザの推定方向のステアリ
ングベクトルを合成した他ユーザ方向合成ベクトルＵ
(u0)を（数２５）のように算出し、さらに、（数２６）
で示すように第ｕ0ユーザの推定方向に主ビームを向
け、他ユーザ方向にはヌルを形成する送信ビームウエイ
トＷ(u0)を生成し、変調部２０の出力をアレーアンテナ
１の素子数Ｎに等しい数に分配それぞれの出力に対し、
送信ウエイトベクトルＷ(u0)＝［ｗ１、ｗ２、・・・、
ｗｎ］の要素を乗算して出力する。ただし、ＩはＮ次の
単位行列、ＴＰ（ｘ）はＮ次ベクトルｘから、Ｎ行Ｎ列
のエルミート対称Ｔｏｅｐｌｉｔｚ行列生成する関数、
Ｕ1 (u0)は他ユーザ方向合成ベクトルＵ(u0)の第１要素
である。また、γは、１より小さい正値定数であり、１
に近いほど他ユーザの到来波電力が大きいものとしてそ
の到来方向にヌルを形成するパラメータであり、具体的
には、γ＝０．２程度で用いる。なお、ここではγをユ
ーザによらない定数としているが、各ユーザ間の送信電
力比に応じて可変しても良い。
【０１１６】
【数２５】
【０１１７】
【数２６】
【０１１８】拡散部２２−１〜Ｎは、送信ビーム形成部
５１からの出力信号を予め設定した拡散率の拡散符号で
拡散し、送信部２３−１〜Ｎに出力する。送信部２３−
１〜Ｎは拡散部２２−１〜Ｎの出力に無線処理（Ｄ／Ａ
変換、周波数アップコンバート等）を施した後に、アン
テナ素子１−１〜Ｎを介して通信端末に送信する。
５１からの出力信号を予め設定した拡散率の拡散符号で
拡散し、送信部２３−１〜Ｎに出力する。送信部２３−
１〜Ｎは拡散部２２−１〜Ｎの出力に無線処理（Ｄ／Ａ
変換、周波数アップコンバート等）を施した後に、アン
テナ素子１−１〜Ｎを介して通信端末に送信する。
【０１１９】以上のように、本実施の形態により、到来
方向推定部３２のＮｄが１である場合に送信ビーム形成
部５１は、近接した方向から到来するＭ個のパスの合成
電力が最大となる方向に対しパスに共通なアレーアンテ
ナ１の指向性を向けて送信し、さらには受信波に含ま
れ、同時に通信している他ユーザに対してはアレーアン
テナ１の指向性のヌルを形成することが可能となり、Ｓ
ＩＲの改善が可能となる。基地局アレーアンテナの設置
場所が、周辺の建物高よりも十分高い場所にある場合、
一般的に、到来波の角度広がりは、１０°程度以下と考
えられ、このような環境下では、本実施の形態の適用が
非常に有効であり、通信端末方向に送信ビームを絞るこ
とで、不要な方向に電波を放射することなく、他ユーザ
間への与干渉を低減し、加入者容量の増大を図ることが
可能となる。
方向推定部３２のＮｄが１である場合に送信ビーム形成
部５１は、近接した方向から到来するＭ個のパスの合成
電力が最大となる方向に対しパスに共通なアレーアンテ
ナ１の指向性を向けて送信し、さらには受信波に含ま
れ、同時に通信している他ユーザに対してはアレーアン
テナ１の指向性のヌルを形成することが可能となり、Ｓ
ＩＲの改善が可能となる。基地局アレーアンテナの設置
場所が、周辺の建物高よりも十分高い場所にある場合、
一般的に、到来波の角度広がりは、１０°程度以下と考
えられ、このような環境下では、本実施の形態の適用が
非常に有効であり、通信端末方向に送信ビームを絞るこ
とで、不要な方向に電波を放射することなく、他ユーザ
間への与干渉を低減し、加入者容量の増大を図ることが
可能となる。
【０１２０】また、本実施の形態は、パス毎に到来方向
推定することなく、Ｍ個のパスに共通の到来方向推定部
３２における一回の角度スイープ演算により、Ｍ個パス
の合成電力が最大となる方向推定が可能であり、処理量
の削減、演算回路規模の削減が可能である。
推定することなく、Ｍ個のパスに共通の到来方向推定部
３２における一回の角度スイープ演算により、Ｍ個パス
の合成電力が最大となる方向推定が可能であり、処理量
の削減、演算回路規模の削減が可能である。
【０１２１】また、到来方向推定部３２のＮｄが１より
大きい場合に送信ビーム形成部５１は、Ｍ個の推定方向
に向くビームを形成することが可能となる。基地局アレ
ーアンテナの設置場所が、周辺の建物高と同程度以下の
高さに設置される場合、一般的に、到来波の角度広がり
は大きくなり、それぞれが角度広がりをもつＭ個のパス
が到来する環境が多くなり、このような環境下では、方
向の異なるそれぞれに広がりあるパスに対し、指向性を
持ったビームを形成することができ、通信端末では、そ
れぞれのパス方向からの電波を受けることが可能とな
り、通信端末でレイク合成等などにより、効率的にＭ個
のパスを合成受信することで受信特性が向上する。
大きい場合に送信ビーム形成部５１は、Ｍ個の推定方向
に向くビームを形成することが可能となる。基地局アレ
ーアンテナの設置場所が、周辺の建物高と同程度以下の
高さに設置される場合、一般的に、到来波の角度広がり
は大きくなり、それぞれが角度広がりをもつＭ個のパス
が到来する環境が多くなり、このような環境下では、方
向の異なるそれぞれに広がりあるパスに対し、指向性を
持ったビームを形成することができ、通信端末では、そ
れぞれのパス方向からの電波を受けることが可能とな
り、通信端末でレイク合成等などにより、効率的にＭ個
のパスを合成受信することで受信特性が向上する。
【０１２２】また、本実施の形態では、相関ベクトルを
用いて、方向推定及び送信ビーム形成しており、相関行
列を用いた場合に比べ、演算量を低減、演算回路コスト
の低下が可能である。また、従来からあるウィーナー解
を求める方式では逆行列演算が必要となるが本実施の形
態では、逆行列演算は不要であり、演算処理量が低減す
るという効果を有する。
用いて、方向推定及び送信ビーム形成しており、相関行
列を用いた場合に比べ、演算量を低減、演算回路コスト
の低下が可能である。また、従来からあるウィーナー解
を求める方式では逆行列演算が必要となるが本実施の形
態では、逆行列演算は不要であり、演算処理量が低減す
るという効果を有する。
【０１２３】なお、本実施の形態で用いた、パス毎の相
関演算部４−１〜Ｍ及び相関合成部５の代わりに、Ｍ個
のパスから最大電力パスを選択し、そのパスの相関ベク
トル演算する簡易構成としても良い。
関演算部４−１〜Ｍ及び相関合成部５の代わりに、Ｍ個
のパスから最大電力パスを選択し、そのパスの相関ベク
トル演算する簡易構成としても良い。
【０１２４】また、本実施の形態では、多重方式として
ＣＤＭＡ方式を用いる通信システムに使用される基地局
装置について説明したが、これに限定されるものではな
い。本発明は、ＴＤＭＡ方式やＯＦＤＭ方式の多重方式
とこれらを融合した多重方式を用いる通信システムに使
用される基地局装置にも適用可能なものである。
ＣＤＭＡ方式を用いる通信システムに使用される基地局
装置について説明したが、これに限定されるものではな
い。本発明は、ＴＤＭＡ方式やＯＦＤＭ方式の多重方式
とこれらを融合した多重方式を用いる通信システムに使
用される基地局装置にも適用可能なものである。
【０１２５】また、上記実施の形態では、Ｍ個のアンテ
ナ素子を搬送波の半波長の間隔で直線状に配置した場合
を想定して説明した。しかし、これに限られるものでは
なく、本発明は、Ｍ個のアンテナ素子を備えて指向性を
形成する基地局装置にはすべて適用可能である。
ナ素子を搬送波の半波長の間隔で直線状に配置した場合
を想定して説明した。しかし、これに限られるものでは
なく、本発明は、Ｍ個のアンテナ素子を備えて指向性を
形成する基地局装置にはすべて適用可能である。
【０１２６】なお、上記実施の形態では、レイク合成を
用いて各パスを通って到来した信号を合成した。しか
し、これに限られるものではなく、本発明では、各パス
を通って到来した信号をアンテナ毎に合成できる方法で
あれば、いかなる合成方法を用いてもよい。
用いて各パスを通って到来した信号を合成した。しか
し、これに限られるものではなく、本発明では、各パス
を通って到来した信号をアンテナ毎に合成できる方法で
あれば、いかなる合成方法を用いてもよい。
【０１２７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アレーア
ンテナを備えた適応アンテナ基地局装置であって、Ｍ個
のパスに対する到来方向推定時の演算量を削減し、演算
処理の高速化、あるいは装置構成の簡易化を可能とす
る。また、本到来方向推定部による推定方向に指向性を
向ける指向性制御機能を付加した送信部あるいは受信部
により、ＳＩＲを改善し、高品質な通信が可能となる。
ンテナを備えた適応アンテナ基地局装置であって、Ｍ個
のパスに対する到来方向推定時の演算量を削減し、演算
処理の高速化、あるいは装置構成の簡易化を可能とす
る。また、本到来方向推定部による推定方向に指向性を
向ける指向性制御機能を付加した送信部あるいは受信部
により、ＳＩＲを改善し、高品質な通信が可能となる。
【図１】本発明の実施の形態１による適応アンテナ基地
局装置の構成を示すブロック図
局装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１による到来方向推定部の推定結果
を示す図
を示す図
【図３】本発明の実施の形態２による適応アンテナ基地
局装置の構成を示すブロック図
局装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態３による適応アンテナ基地
局装置の構成を示すブロック図
局装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態４による適応アンテナ基地
局装置の構成を示すブロック図
局装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態５による適応アンテナ基地
局装置の構成を示すブロック図
局装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態６による適応アンテナ基地
局装置の構成を示すブロック図
局装置の構成を示すブロック図
【図８】従来の適応アンテナ基地局装置の構成を示すブ
ロック図
ロック図
１ アレーアンテナ
１−１〜Ｎ アンテナ素子
２−１〜Ｎ 受信部
３−１〜Ｍ−１〜Ｎ 逆拡散部
４−１〜Ｍ 相関演算部
５ 相関合成部
６ 到来方向推定部
７−１〜Ｍ ビーム形成部
８ レイク合成部
９ データ判定部
２０ 変調部
２１ 送信ビーム形成部
２２−１〜Ｎ 拡散部
２３−１〜Ｎ 送信部
３０ データ間相関合成部
３１ 他ユーザ相関減算部
３２ 到来方向推定部
５０ 全ユーザ方向合成部
５１ 送信ビーム形成部
６０−１〜Ｎ アンテナ
６１−１〜Ｎ 受信部
６２−１〜Ｍ−１〜Ｎ 逆拡散部
６３−１〜Ｍ 到来方向推定部
６４−１〜Ｍ ビーム形成部
６５ レイク合成部
６６ データ判定部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０４Ｊ 13/00 Ｄ
(72)発明者 湯田 泰明
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 星野 正幸
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 5J021 AA05 DB01 EA04 FA13 FA18
FA29 GA02 HA05
5K022 EE02 EE32
5K059 CC02 CC03 CC04 DD35
5K067 AA21 AA23 CC10 CC24 EE10
GG08 KK02 KK03
Claims (12)
- 【請求項１】 Ｎ個（Ｎは自然数）のアンテナ素子で構
成するアレーアンテナと、前記アレーアンテナの各アン
テナ素子で受信する符号多重化された高周波信号を周波
数変換後に直交検波するＮ個の受信部と、前記受信部の
出力信号が含むＭ個（Ｍは自然数）のパス成分の遅延時
間に対応した逆拡散を前記受信部の出力信号に施すＮ×
Ｍ個の逆拡散部と、前記逆拡散部の出力信号に前記アン
テナ素子間の相関演算をパス毎に行うＭ個の相関演算部
と、前記相関演算部の出力信号を合成する相関合成部
と、前記相関合成部の出力を用いて到来方向推定する到
来方向推定部とを有する適応アンテナ基地局装置。 - 【請求項２】 相関演算部は、パス毎に１つのアンテナ
素子から得られる信号ベクトルを基準として、他のアン
テナ素子から得られる信号ベクトルとの間での複素相関
演算を行うことで各パスに応じた相関ベクトルを算出す
る請求項１記載の適応アンテナ基地局装置。 - 【請求項３】 相関演算部は、パス毎にアンテナ素子か
ら得られる信号ベクトルのすべての組合せで複素相関演
算を行うことで各パスに応じた相関行列を算出する請求
項１記載の適応アンテナ基地局装置。 - 【請求項４】 到来方向推定部は、相関合成部の出力を
基に角度スペクトルを算出し、前記角度スペクトルの最
大となる峰の位置を検出し、到来方向推定値とする請求
項１ないし請求項３のいずれか記載の適応アンテナ基地
局装置。 - 【請求項５】 到来方向推定部は、相関合成部の出力を
基に角度スペクトルを算出し、前記角度スペクトルの峰
の位置を検出し、Ｍ個を上限とする到来方向推定値とす
る請求項１ないし請求項３のいずれか記載の適応アンテ
ナ基地局装置。 - 【請求項６】 到来方向推定部の出力信号を用いてアレ
ーアンテナの指向性を決定するビームウエイトを生成
し、前記ビームウエイトと逆拡散部の出力を乗算し、パ
ス毎に合成するＭ個のビーム形成部と、パス毎に得られ
る前記ビーム形成部の出力を合成するレイク合成部と、
前記レイク合成部の出力から符号判定により受信データ
を出力するデータ判定部を有する請求項１ないし請求項
５のいずれか記載の適応アンテナ基地局装置。 - 【請求項７】 到来方向推定部の出力信号を用いてアレ
ーアンテナの指向性を決定する送信ビームウエイトを生
成し、送信信号に乗算する送信ビーム形成部と、前記送
信ビーム形成部の出力信号に各アンテナ素子に対応した
拡散符号を乗算するＮ個の拡散部と、前記拡散部の出力
信号をアレーアンテナから送信するＮ個の送信部とを有
する請求項１ないし請求項５のいずれか記載の適応アン
テナ基地局装置。 - 【請求項８】 Ｎ個のアンテナ素子で構成するアレーア
ンテナと、受信波に含まれるＮU個（ＮUは自然数）のユ
ーザ別情報に対応して、前記アレーアンテナの各アンテ
ナ素子で受信する符号多重化された高周波信号を周波数
変換後に直交検波するＮU×Ｎ個の受信部と、前記受信
部の出力信号が含むＭ個のパス成分の遅延時間に対応し
た逆拡散を前記受信部の出力信号に施すＮU×Ｎ×Ｍ個
の逆拡散部と、前記逆拡散部の出力信号に前記アンテナ
素子間の相関演算をパス毎に行うＮU×Ｍ個の相関演算
部と、前記相関演算部の出力信号を合成するＮU個の相
関合成部と、前記相関合成部のＮU個の出力信号を合成
するユーザ間相関合成部と、ユーザ間相関合成部の出力
から対象となるユーザの相関合成部の出力を減算して、
（ＮU−１）個の他ユーザの相関成分を算出するＮU個の
他ユーザ相関減算部と、前記他ユーザ相関減算部の出力
を用いて対象となるユーザの到来方向推定するＮU個の
到来方向推定部とを有する適応アンテナ基地局装置。 - 【請求項９】 ＮU個の到来方向推定部の出力信号とＮU
個の他ユーザ相関減算部の出力信号からＮU個のユーザ
毎の干渉波となる他ユーザ成分の受信電力が最小になる
ビームウエイトを生成し、前記ビームウエイトとＭ×Ｎ
個の逆拡散部の出力信号を乗算し、ＮU個のユーザ毎に
Ｍ個のパスを合成するＮU×Ｍ個のビーム形成部と、前
記ビーム形成部の出力を合成するＮU個のレイク合成部
と、前記レイク合成部の出力から符号判定により受信デ
ータを出力するＮU個のデータ判定部を有する請求項８
記載の適応アンテナ基地局装置。 - 【請求項１０】 ＮU個の到来方向推定部の出力信号か
らアレーアンテナのステアリングベクトルを合成する全
ユーザ方向合成部と、ＮU個のユーザ毎に到来方向推定
値と前記全ユーザ方向合成部の出力信号から他ユーザへ
の送信電力を最小にする送信ビームウエイトを生成し送
信信号に乗算するＮU個の送信ビーム形成部と、前記送
信ビーム形成部の出力信号をＮU個のユーザとＮ個のア
ンテナ素子に対応した拡散符号を乗算するＮU×Ｎ個の
拡散部と、前記拡散部の出力信号をアレーアンテナから
送信するＮU×Ｎ個の送信部とを有する請求項８又は請
求項９記載の適応アンテナ基地局装置。 - 【請求項１１】 全ユーザ方向合成部は、アレーアンテ
ナの推定方向のステアリングベクトルを送信電力に依存
した重み付け係数で合成する請求項１０記載の適応アン
テナ基地局装置。 - 【請求項１２】 ユーザ間相関合成部は、高速データレ
ートの信号であるユーザの相関合成部の出力を合成する
請求項８ないし請求項１１のいずれか記載の適応アンテ
ナ基地局装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002066467A JP3888189B2 (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | 適応アンテナ基地局装置 |
| US10/383,552 US7117016B2 (en) | 2002-03-12 | 2003-03-10 | Adaptive antenna base station apparatus |
| EP03005524A EP1345337B1 (en) | 2002-03-12 | 2003-03-11 | Adaptive antenna base station apparatus with direction of arrival estimation |
| CNB031199437A CN100512032C (zh) | 2002-03-12 | 2003-03-12 | 自适应天线基站装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002066467A JP3888189B2 (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | 適応アンテナ基地局装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003264501A true JP2003264501A (ja) | 2003-09-19 |
| JP3888189B2 JP3888189B2 (ja) | 2007-02-28 |
Family
ID=27764479
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002066467A Expired - Fee Related JP3888189B2 (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | 適応アンテナ基地局装置 |
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|---|---|
| US (1) | US7117016B2 (ja) |
| EP (1) | EP1345337B1 (ja) |
| JP (1) | JP3888189B2 (ja) |
| CN (1) | CN100512032C (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005065242A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-03-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 無線通信装置および無線通信方法 |
| JP2006013786A (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-12 | Ntt Docomo Inc | 適応アンテナアレー受信装置及びその方法 |
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