JP2005006089A - Radio communication apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide radio communication apparatus which gives a power ratio between a transmission signal and an interference signal in the direction of each mobile station which carries out space division multiplex communication in accordance with a modulation scheme used for the mobile station, and a radio communication method. <P>SOLUTION: At a step S01, the modulation schemes used for respective mobile stations are recorded, at a step S02, the total transmission power of the radio communication apparatus is distributed among paths corresponding to respective mobile stations in accordance with D/U ratios required to obtain desired communication qualities using respective modulation schemes, and at a step S03, power coefficients are determined according to the ratios of the distributed powers to evenly distributed power. By transmitting a transmission signal whose transmission power is adjusted using a weight vector adjusted for every path or a variable gain amplifier having a controlled gain for every path in accordance with the thus determined power coefficients, an intended power ratio is given between the desired signal and the interference signal in the direction toward each mobile station. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間分割多重通信を行う無線通信装置に関し、特に、無線通信装置の省電力化を図る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話システム等の移動無線通信システムの利用者の急増に伴い、周波数資源の有効利用に対する社会的要請が高まっている。この要請に応える1つの技術に空間分割多重方式による通信がある。
空間分割多重方式とは、無線基地局と当該無線基地局から異なる方向に位置する複数の移動局それぞれとの間で、アンテナ装置の指向性を利用することによって同時刻に単一の搬送波を用いて多重通信する方式である。
【0003】
この方式には、指向性を適応制御できるアダプティブアレイアンテナ装置が用いられる。アダプティブアレイアンテナ装置は、固定的に設置された複数のアンテナを備え、個々のアンテナの送受信信号間に適切な振幅比と位相差とを与えることによって、アンテナ装置全体として、所望方向に大きな利得を有し(ビームを向けるとも言う)かつ非所望方向に小さな利得を有する(ヌル点を向けるとも言う)指向性パターンを形成する。アダプティブアレイアンテナ装置を用いた指向性パターンの適応制御の動作原理と構成について、例えば、非特許文献1に詳細に述べられているので、ここでは説明を省略する。
【0004】
従来の無線基地局は、アダプティブアレイアンテナ装置を用いて、多重通信している複数の移動局それぞれに異なる指向性パターンを形成し、形成した指向性パターンを用いて各移動局との間で信号を送受信する。この種の無線基地局の構成、及び、そこで指向性パターンを形成するために行われる信号処理について、特許文献1に詳しく開示されている。
【0005】
空間多重分割方式によれば、ある移動局用に形成される指向性パターンの他の移動局方向に向けた利得は、現実には無限小にまでは小さくならないから、ある移動局へ宛てた送信信号は他の移動局方向に向けてもある程度漏洩する。そして、この漏洩した送信信号は他の移動局にとっての干渉信号となる。
一般に、通信品質に関して、ビットエラーレートを所期の目標値以下に抑制するために、所望信号の電力と干渉信号の電力との間に、変調方式に応じて定まる所定の比(所要D/U比と称する)と同等か又はそれを上回る電力比がなければならないことは周知である。
【0006】
このため、従来の無線基地局は、各移動局方向において、その移動局用の指向性パターンと他の移動局用の指向性パターンとの間に所定の利得比を持たせることによって、送信信号の電力と干渉信号の電力との間に所要D/U比を与えている。
図7は、従来の無線基地局が2つの移動局と多重通信している場合の、各移動局へ宛てた送信信号の送信電力(縦軸)と当該無線基地局からの方向(横軸)との関係の典型例を表すグラフである。図7に見られるように、従来の無線基地局は、各移動局方向において、送信信号の電力と干渉信号の電力との間に、所要D/U比を満たす一律の電力比を与えている。
【0007】
【特許文献1】
特許第3113637号公報
【0008】
【非特許文献1】
「アレーアンテナによる適用信号処理」、菊間信良著、科学技術出版刊、1998年11月25日初版、第3章
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術の無線基地局は各移動局方向に向けて送信信号と干渉信号との間に一律の電力比を与えることから、多重している移動局毎に異なる変調方式を用いる場合、所要D/U比が小さい変調方式を用いる移動局に必要以上に大きな送信電力で信号を送信することとなって、無線基地局の省電力化が阻害されるという問題が生じる。
【0010】
上記の問題に鑑み、本発明は、空間分割多重方式により複数の移動局と多重通信する無線基地局に適用可能な無線通信装置であって、多重通信している各移動局方向に向けて、送信信号と干渉信号との間に、その移動局に用いる変調方式に応じた電力比を与える無線通信装置の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
(1)上記問題を解決するため、本発明の無線通信装置は、複数の移動局それぞれに向けた送信信号を、個別の指向性パターンに従って合成して送信することによって、空間分割多重通信を行う無線通信装置であって、各送信信号を、個別の変調方式を用いて変調する変調手段と、各送信信号の最大送信電力を、当該送信信号の変調に用いた変調方式に応じて個別に決定する決定手段と、各送信信号を、前記決定された最大送信電力それぞれを所望方向に生ぜしめる個別の指向性パターンに従って合成して送信する送信手段とを備える。
(2)また、前記決定手段は、各送信信号について、当該送信信号の最大送信電力と、当該最大送信電力が生じる方向に他の送信信号が漏洩する漏洩電力との比が、当該送信信号の変調に用いた変調方式に応じて所定のビット誤り率を達成するために必要な比と同等か又はそれを上回る大きさに、各最大送信電力を決定してもよい。
(3)また、前記決定手段は、各最大送信電力を、その合計が自装置から送信可能な最大電力を超えない大きさに決定してもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】
本実施の形態における無線通信装置は、時分割多重アクセス(TDMA:Time Division Multiple Access)方式と空間分割多重アクセス(SDMA:Space Division Multiple Access)方式とを併用して、複数の移動局と無線通信する無線基地局である。時分割多重アクセス方式と空間分割多重アクセスとを併用する点で、本無線基地局は、従来実施されている無線基地局、例えばPHS(Personal Handy phone System)規格に従う無線基地局、と共通している。
【0013】
しかしながら、本無線基地局は、空間分割多重する個々の移動局へ宛てた情報信号それぞれを、固有の変調方式を用いて変調し、かつそれぞれの変調方式に応じた固有の強度で1つの周波数の搬送波に多重して送信するという、従来にない特徴を有している。
以下、この特徴を実現するための構成と、そこからもたらされる効果とについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、従来と共通する事項については、簡略に説明するか又は説明を省略する。
(1.全体構成)
図1は、第1の実施の形態における無線基地局100の全体構成を示す機能ブロック図である。無線基地局100は、アダプティブアレイ部10、変復調部40、ベースバンド部50、制御部60、及び記憶部70から構成される。
【0014】
アダプティブアレイ部10、変復調部40、及びベースバンド部50における信号処理機能は、DSP(Digital Signal Processor)がメモリに記憶されているプログラムを実行することによって実現される。制御部60の機能は、CPU(Central Processing Unit)がメモリに記憶されているプログラムを実行することによって実現される。
【0015】
制御部60は、移動局から制御チャネルを通して既定の変調方式を用いて送信されるリンクチャネル割り当て要求情報に応じて、当該移動局との本体的な通信に使用するリンクチャネル、変調方式、及び当該移動局宛ての送信信号の送信電力を決定する。当該既定の変調方式は、例えばπ/4QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調方式であってもよい。そして、記憶部70は、当該決定されたリンクチャネル、変調方式、及び送信電力の調整量を示す電力係数を対応付けて記憶する。この決定処理については、後に詳述する。
【0016】
その後、無線基地局100の各部は、決定されたリンクチャネルを通して移動局との間で本体的な通信を行う。
ベースバンド部50は、電話交換網等のネットワークを介して、図外の複数の通信装置からそれぞれ、音声又はデータ等を表す送信情報信号を取得する。そして、当該取得された送信情報信号を時分割多重信号に時分割多重し、当該時分割信号を変復調部40に出力する。また、変復調部40から入力された時分割多重信号を、前記複数の通信装置それぞれへの受信情報信号に時分割分離し、当該ネットワークを介して供給する。
【0017】
こうした時分割多重及び時分割分離処理は、例えば従来のPHS規格に準じて実施できる。その場合の時分割多重信号は、5mSの周期で繰り返されるTDMAフレームによって表され、1つのTDMAフレームは、4つの送信タイムスロットと4つの受信タイムスロットとに8等分され、送信、受信各々1つのタイムスロットの組が、1つの移動局との双方向のリンクチャネルを構成する。つまり、1つの時分割多重信号に、4つのリンクチャネルが収容される。
【0018】
無線基地局100が、4つのこのような時分割多重信号を空間分割多重するとした場合、タイムスロット毎、分割される空間(以降、パスと称する)毎に、最大で16のリンクチャネルが1つの周波数の搬送波によって形成される。そして、この場合、ベースバンド部50は、空間分割多重される4つの信号を並列処理する。
【0019】
変復調部40は、ベースバンド部50から与えられ空間分割多重されるべき4つの時分割多重信号をそれぞれ送信信号に変調し、変調して得られた各送信信号をアダプティブアレイ部10へ出力する。また、変復調部40は、アダプティブアレイ部10から空間分割分離して得られた4つの受信信号を与えられ、それぞれを時分割多重信号に復調し、復調して得られた各時分割多重信号をベースバンド部50へ出力する。
【0020】
変復調部40は、空間分割多重される各信号の各タイムスロット期間を、信号が収容されるパスとタイムスロットとに対応付けて記憶部70に記憶されている変調方式を用いて変調及び復調する。なお、変復調部40が処理する変調方式は全て、実現方法が周知であるものとする。例えば、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、π/4QPSK、BPSK(BiPhase Shift Keying)を処理するものとして、それぞれを処理する回路を備え、タイムスロット毎に必要な回路を動作させる。
【0021】
アダプティブアレイ部10は、パス毎に個別の指向性パターンを形成し、形成した指向性パターンを用いてそのパスに収容される信号を送受信する。アダプティブアレイ部10は、さらに、空間分割多重される各送信信号の各タイムスロット期間における信号レベルを、送信信号が収容されるパス及びタイムスロットに対応付けて記憶部70に記憶されている電力係数に応じて調整し、当該調整後の各送信信号を送信する。アダプティブアレイ部10については、後に詳述する。
(2.電力係数決定処理)
図2は、制御部60が実行する電力係数決定処理を示したフローチャートである。
【0022】
この処理は、空間分割多重メンバに変動があったタイムスロットについて実行され、当該変動後の各移動局の電力係数を決定する。ここで空間分割多重メンバの変動とは、そのタイムスロットにおいて、新たな移動局が空間分割多重に参加すること、及び、移動局が空間分割多重から離脱することを言う。
この処理は、記憶部70に保持されている所要D/U比情報を参照し、電力係数情報を更新する。
【0023】
図3は、所要D/U比情報を保持するためのテーブルの一具体例である所要D/U比テーブル200を示している。所要D/U比テーブル200は、変調方式欄201、及び所要D/U比欄202を有している。
変調方式欄201は、変復調部40が処理可能な各変調方式の識別名を保持し、所要D/U比欄202は、変調方式に対応する所要D/U比を保持する。
【0024】
ここで、所要D/U比を、便宜上、最大所要D/U比を0dBとするdB値によって表している。最大所要D/U比の具体的な実装値は、回路構成や使用する部品の精度特性といった実装上の要因を考慮して決定される設計事項である。
図4は、電力係数情報を保持するためのテーブルの一具体例である電力係数テーブル300を示している。電力係数テーブル300は、タイムスロット欄301、パス欄302、変調方式欄303、電力配分比欄304、及び電力係数欄305を有している。
【0025】
タイムスロット欄301はタイムスロットを識別するスロット番号を保持し、パス欄302はパスを識別するパス番号を保持し、変調方式欄303は当該タイムスロットの当該パスに設けられるリンクチャネルで使用する変調方式を保持し、電力配分比欄304は当該タイムスロットで無線基地局100が出力可能な全送信電力の各パスへの配分比を保持し、電力係数欄305は当該リンクチャネルで送信する送信電力の調整量を保持する。
【0026】
以下、電力係数決定処理の各ステップを詳細に説明する。
(ステップS01:変調方式の記録)
このステップは、リンクチャネルでの通信に用いると決定された変調方式を、電力係数テーブル300の当該リンクチャネルに対応する変調方式欄303に記録する。
【0027】
変調方式を決定するための手順は、従来のPHS規格に規定されたリンクチャネル割り当て手順に組み込んで容易に実現できる。一具体例として、移動局が無線基地局100へ送信するリンクチャネル割り当て要求情報を、従来のPHS規格に規定されているリンクチャネル割り当て要求情報の各フィールドに、当該移動局が使用を希望する変調方式を表す変調方式フィールドを追加したフォーマット(不図示)で表すことが考えられる。
【0028】
この場合、制御部60は、移動局が変調方式フィールドに示した変調方式を承認する場合にのみ、当該移動局へリンクチャネル割り当て通知情報を返信すればよい。そして、制御部60は、割り当てたリンクチャネルに対応する変調方式欄303に、承認した変調方式を記録する。
また、このステップでは、通信が終了した場合、当該通信を行っていたリンクチャネルに対応する変調方式欄に、当該リンクチャネルが未使用となったことを表す記号を記録する。
(ステップS02:電力配分比の算出)
このステップは、無線基地局100から出力可能な全送信電力の各パスへの配分比を示す電力配分比を、次のように算出する。
【0029】
電力係数テーブル300から、空間分割多重メンバに変動があったタイムスロットについて、有効な変調方式が記録されているパスを検索する。そのようなパスがただ一つある場合、つまり、当該タイムスロットでの通信が空間分割多重することなく行われている場合には、全送信電力を示す1をそのパスに対応する電力配分比欄304へ記録する。
【0030】
そのようなパスが2つ以上ある場合には、まず、所要D/U比テーブル200から各パスに使用される変調方式に対応する所要D/U比を検索し、検索された所要D/U比のうちの最大値と2番目に大きな値との差の半分を補正値として求める。次に、最大の所要D/U比はそのままで、それ以外の各D/U比には当該求めた補正値をそれぞれ加えて、補正D/U比とする。そして、当該各補正D/U比に従って全送信電力1を配分した電力配分比を算出する。
【0031】
このステップは、図4に示した具体例に対して、次のように適用される。
タイムスロット1に適用した場合、16QAMを使用する1つのパスと、BPSKを使用する1つのパスが検索される。補正値は(0−(−6.02))/2から3.01と求まり、各パスの補正D/U比は、0dB、−3.01dBである。全送信電力1をこの補正D/U比である約1:0.5に配分して得られる0.667及び0.333が、対応するパスの電力配分比欄304に記録される。
【0032】
タイムスロット2に適用した場合、16QAMを使用する1つのパスと、π/4QPSKを使用する1つのパスと、BPSKを使用する2つのパスが検索される。補正値は(0−(−3.01))/2から1.51と求まり、各パスの補正D/U比は、パス番号順に、−4.51dB、−1.50dB、−4.51dB、0dBである。全送信電力1をこの補正D/U比である約0.354:0.707:0.354:1に配分して得られる0.146、0.293、0.146、0.414が、対応するパスの電力配分比欄304に記録される。
(ステップS03:電力係数の算出)
このステップは、各パスに配分された電力配分比の0.250に対するdB値を算出し、それを各パスの電力係数と決定する。ここで、0.250とは、送信電力が各パス均等に配分された場合の電力配分比である。
【0033】
このステップは、図4に示した具体例に対し、次のように適用される。
タイムスロット1に適用した場合、各パスの電力配分比は、パス番号順に、0.667、0.333であり、0.250に対するdB値である4.26、1.25が、対応するパスの電力係数欄305に記録される。
タイムスロット2に適用した場合、各パスの電力配分比は、パス番号順に、0.146、0.293、0.146、0.414であり、それぞれの0.250に対するdB値である−2.33、0.69、−2.33、2.91が、対応するパスの電力係数欄305に記録される。
【0034】
このようにして、リンクチャネル、つまり、タイムスロットとパスの組毎に、電力係数が決定され、電力係数テーブル300に記録される。
(3.アダプティブアレイ部10の詳細)
図5は、アダプティブアレイ部10の詳細な構成を示す機能ブロック図である。アダプティブアレイ部10は、アンテナ11〜14、無線部20、信号処理部30から構成される。
【0035】
無線部20は、ローノイズアンプを用いて実現される受信部21、ハイパワーアンプを用いて実現される送信部22、及び、送受信切り替えスイッチ23を含む。信号処理部30は、DSPを用いた信号処理によって実現される指向性制御部31〜34、及び加算器360を含む。
指向性制御部31〜34は、例えば最小二乗誤差法を用いて、タイムスロット毎、パス毎に個別の指向性パターンを形成する。最小二乗誤差法の論理的な根拠、並びに具体的な計算方法は、従来の技術の項で引用した非特許文献1に詳述されている周知事項である。ここでは、指向性制御部31の動作について、1つの受信タイムスロット、1つのパスに着目して簡単に説明する。
【0036】
受信信号調整部310は、受信ウェイト計算部320から供給される受信ウェイトベクトルと呼ばれる複素ベクトルと、受信部21から供給されるアンテナ毎の受信信号とを複素乗算することよって、受信信号にアンテナ個別の振幅及び位相変化を与えてから、加算合成する。
参照信号生成部340は、所望される受信信号を表す参照信号を生成し、受信ウェイト計算部320は、参照信号生成部340から供給される参照信号と受信信号調整部310から得られる合成信号との誤差を減少させる方向に、受信ウェイトベクトルを逐次修正する。
【0037】
この操作によって、誤差を極小化する最適受信ウェイトベクトルが得られる。最適受信ウェイトベクトルを適用して得られた合成信号において、所望信号成分は極大化され、かつ非所望信号成分は極小化される。つまり、所望方向に大きな利得を有し、かつ非所望方向に小さな利得を有する受信指向性パターンが形成される。
【0038】
送信ウェイト計算部330は、最適受信ウェイトベクトルを受信タイムスロット毎に記憶する。そして、各送信タイムスロットにおいて、直前の対応する受信タイムスロットで記憶した最適受信ウェイトベクトルに基づいて送信ウェイトベクトルを算出する。
送信信号調整部350は、送信ウェイト計算部330から供給される送信ウェイトベクトルを用いて、変復調部40から供給される送信信号にアンテナ個別の振幅及び位相変化を与え、その結果信号を対応するアンテナから送信することによって、受信指向性パターンと等しい送信指向性パターンを形成する。
(4.送信電力の調整)
次に、送信信号の、各タイムスロット期間における送信電力を調整するための構成について説明する。
【0039】
送信ウェイト計算部330は、自らが処理するパスの各送信タイムスロットに適用される電力係数を、電力係数テーブル300の対応する電力係数欄305から取得する。
そして、送信タイムスロット毎に、対応する最適受信ウェイトベクトルを取得された電力係数でスカラー倍することによって送信ウェイトベクトルを算出し、当該算出された送信ウェイトベクトルを送信信号調整部350へ供給する。
【0040】
送信信号調整部350は、このスカラー倍操作によって得られた送信ウェイトベクトルを用いることで、最適受信ウェイトベクトルを用いた場合と同等の利得比を有する指向性パターンを形成し、かつ送信信号の振幅を調整する。
指向性制御部32〜34もまた、それぞれが処理するパスについて、並列して同様の動作を行う。
【0041】
なお、ウェイトベクトルのスカラー倍操作は送信信号の振幅調整操作なので、dB表示された電力係数に対して、実際の倍率を10の(電力係数/20)乗倍として与えることで、相応する電力比が得られる点に注意する。
(5.具体例)
図6は、前述した構成によって得られる、送信電力と当該無線基地局からの方向との関係の一例を示すグラフであり、図4の電力係数テーブル300のタイムスロット1の数値に基づいて一具体例を描いている。
【0042】
ここで、実線がパス1に収容される移動局Aに宛てた送信信号Aの送信電力、破線がパス2に収容される移動局Bに宛てた送信信号Bの送信電力を表している。d、uは、4つの信号に送信電力が均等配分された場合の各信号の最大電力、最小電力である。そして(d−u)は、アダプティブアレイ部10が有する方向分離性能に応じて各信号一律にもたらされる電力比である。
【0043】
送信信号A、Bは個々に振幅調整され、送信信号Aの送信電力は均等配分時に比べて4.26dBアップ、送信信号Bの送信電力は均等配分時に比べて1.25dBアップされる。
そして、図から明らかなように、移動局Aの方向における所望信号と干渉信号との比は(d−u+3.01)であり、移動局Bの方向における所望信号と干渉信号との比は(d−u−3.01)である。
【0044】
この場合、16QAMの所要D/U比をRDU16QAMと表記し、アダプティブアレイ部10が、少なくともRDU16QAM−3.01の電力比(実施の形態では、この値をπ/4QPSKの所要D/U比として例示した)を各信号にもたらすだけの方向分離性能を有していれば、移動局A、移動局Bそれぞれの方向における所望信号と干渉信号との比が、RDU16QAM、(RDU16QAM−6.02)となるので、16QAM信号と、BPSK信号とを、適正に空間分割多重できる。
【0045】
また、アダプティブアレイ部10が、RDU16QAMの方向分離性能を有していれば、送信信号Bの送信電力を図6からさらに−3.01dBダウンできるので、送信電力をさらに削減して無線基地局の省電力化に貢献できる。
(その他の変形例)
なお、本発明を上記の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
(1)本発明は、実施の形態で説明した方法を、コンピュータシステムを用いて実現するためのコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記プログラムを表すデジタル信号であるとしてもよい。
【0046】
また、本発明は、前記プログラム又は前記デジタル信号を記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、CD、MO、DVD、BD、半導体メモリ等であるとしてもよい。
また、本発明は、電気通信回線、無線又は有線通信回線、若しくはインターネットに代表されるネットワーク等を経由して伝送される前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号であるとしてもよい。
【0047】
また、本発明は、マイクロプロセッサ及びメモリを備えたコンピュータシステムであり、前記メモリは前記プログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは前記メモリに記憶されている前記プログラムに従って動作することにより、前記方法を実現するとしてもよい。
また、前記プログラム又は前記デジタル信号は、前記記録媒体に記録されて移送され、若しくは、前記ネットワーク等を経由して移送され、独立した他のコンピュータシステムにおいて実施されるとしてもよい。
(2)無線基地局と、移動局とが、通信を継続しながら使用する変調方式を切り替え可能な場合には、実施の形態で述べた空間分割多重メンバが変動する場合として、変調方式を切り替える場合を含めてもよい。
(3)ステップS02の電力配分比の算出処理において、最大の所要D/U比を与える送信信号が複数ある場合には、前述した補正値の加算を行わない。この補正値の加算は、最大の所要D/U比を与える送信信号がただ1つである場合に、2番手の送信信号の送信電力が低減することによって、所望信号と干渉信号との比が拡大することを考慮したものだからである。
(4)送信信号の電力調整を行うための別法として、電力係数に応じた利得を生じる可変利得アンプを用いてもよい。この場合、例えば指向性制御部31における送信信号調整部350の前段にそのような可変利得アンプを設け、変復調部40から取得した送信信号のレベルを調整した後、送信信号調整部350へ引き渡すことが考えられる。このような可変利得アンプは、他にも、変復調部40からパス毎の送信信号を加算合成するための加算器360までの間の、好適な箇所に挿入できる。
【0048】
【発明の効果】
(1)本発明の無線通信装置は、複数の移動局それぞれに向けた送信信号を、個別の指向性パターンに従って合成して送信することによって、空間分割多重通信を行う無線通信装置であって、各送信信号を、個別の変調方式を用いて変調する変調手段と、各送信信号の最大送信電力を、当該送信信号の変調に用いた変調方式に応じて個別に決定する決定手段と、各送信信号を、前記決定された最大送信電力それぞれを所望方向に生ぜしめる個別の指向性パターンに従って合成して送信する送信手段とを備える。
【0049】
この構成によれば、空間分割多重する送信信号それぞれを、変調方式に応じた必要最小限の送信電力で送信できるようになるので、無線基地局の省電力化に貢献できる。
(2)また、前記決定手段は、各送信信号について、当該送信信号の最大送信電力と、当該最大送信電力が生じる方向に他の送信信号が漏洩する漏洩電力との比が、当該送信信号の変調に用いた変調方式に応じて所定のビット誤り率を達成するために必要な比と同等か又はそれを上回る大きさに、各最大送信電力を決定してもよい。
【0050】
この構成によれば、前述した必要最小限の送信電力を、変調方式に応じたビット誤り率に応じて決定するので、無線基地局の省電力化に加えて、適正な通信品質の確保が可能となる。
(3)また、前記決定手段は、各最大送信電力を、その合計が自装置から送信可能な最大電力を超えない大きさに決定してもよい。
【0051】
この構成によれば、前述した効果に加えて、送信可能な最大電力を上限として各送信信号に最適な電力配分を行うことができる。
(4)本発明の無線通信方法は、複数の移動局それぞれに向けた送信信号を、個別の指向性パターンに従って合成して送信することによって、空間分割多重通信を行う通信方法であって、各送信信号を、個別の変調方式を用いて変調する変調ステップと、各送信信号の最大送信電力を、当該送信信号の変調に用いた変調方式に応じて個別に決定する決定ステップと、各送信信号を、前記決定された最大送信電力それぞれを所望方向に生ぜしめる個別の指向性パターンに従って合成して送信する送信ステップとを含む。
【0052】
この構成によれば、前記(1)と同様の効果が得られる。
(5)本発明のプログラムは、複数の移動局それぞれに向けた送信信号を、個別の指向性パターンに従って合成して送信することによって、空間分割多重通信を行う無線通信装置を制御するための、コンピュータ実行可能なプログラムであって、各送信信号を、個別の変調方式を用いて変調する変調ステップと、各送信信号の最大送信電力を、当該送信信号の変調に用いた変調方式に応じて個別に決定する決定ステップと、各送信信号を、前記決定された最大送信電力それぞれを所望方向に生ぜしめる個別の指向性パターンに従って合成して送信する送信ステップとをコンピュータに実行させる。
【0053】
この構成によれば、前記(1)と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】無線基地局の全体構成を示す機能ブロック図である。
【図2】電力係数決定処理を示すフローチャートである。
【図3】所要D/U比テーブルの内容例である。
【図4】電力係数テーブルの内容例である。
【図5】アダプティブアレイ部の詳細構成を示す機能ブロック図である。
【図6】無線基地局が送信する送信信号の送信電力と方向との関係を示すグラフである。
【図7】従来の無線基地局が送信する送信信号の送信電力と方向との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10 アダプティブアレイ部
11〜14 アンテナ
20 無線部
21 受信部
22 送信部
23 送受信切り替えスイッチ
30 信号処理部
31〜34 指向性制御部
40 変復調部
50 ベースバンド部
60 制御部
70 記憶部
100 無線基地局
200 所要D/U比テーブル
300 電力係数テーブル
310 受信信号調整部
320 受信ウェイト計算部
330 送信ウェイト計算部
340 参照信号生成部
350 送信信号調整部
360 加算器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless communication apparatus that performs space division multiplex communication, and more particularly, to a technique for reducing power consumption of the wireless communication apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the rapid increase in users of mobile radio communication systems such as mobile phone systems, social demands for effective use of frequency resources are increasing. One technology that meets this demand is communication using the space division multiplexing method.
The space division multiplexing method uses a single carrier wave at the same time by using the directivity of the antenna device between a radio base station and each of a plurality of mobile stations located in different directions from the radio base station. Multiple communication.
[0003]
In this method, an adaptive array antenna apparatus capable of adaptively controlling directivity is used. An adaptive array antenna apparatus includes a plurality of antennas fixedly installed, and gives a large gain in a desired direction as a whole antenna apparatus by giving an appropriate amplitude ratio and phase difference between transmission and reception signals of individual antennas. A directional pattern is formed (also referred to as directing the beam) and having a small gain in an undesired direction (also referred to as pointing the null point). Since the operation principle and configuration of the directivity pattern adaptive control using the adaptive array antenna apparatus are described in detail in, for example, Non-Patent Document 1, description thereof is omitted here.
[0004]
A conventional radio base station uses an adaptive array antenna apparatus to form different directivity patterns for each of a plurality of mobile stations performing multiplex communication, and signals are transmitted to each mobile station using the formed directivity patterns. Send and receive. The configuration of this type of radio base station and the signal processing performed to form a directivity pattern there are disclosed in detail in Patent Document 1.
[0005]
According to the spatial division division scheme, the gain directed toward other mobile stations in the directivity pattern formed for a certain mobile station is not actually reduced to infinitesimal, so transmission to a certain mobile station The signal leaks to some extent even in the direction of other mobile stations. The leaked transmission signal becomes an interference signal for other mobile stations.
In general, with regard to communication quality, in order to suppress the bit error rate below an intended target value, a predetermined ratio (required D / U) determined according to a modulation method between the power of a desired signal and the power of an interference signal. It is well known that there must be a power ratio that is equal to or above that).
[0006]
For this reason, the conventional radio base station provides a transmission signal in each mobile station direction by giving a predetermined gain ratio between the directivity pattern for the mobile station and the directivity pattern for other mobile stations. The required D / U ratio is given between the power of the interference signal and the power of the interference signal.
FIG. 7 shows the transmission power (vertical axis) of the transmission signal addressed to each mobile station and the direction from the radio base station (horizontal axis) when the conventional radio base station performs multiplex communication with two mobile stations. It is a graph showing the typical example of a relationship. As shown in FIG. 7, the conventional radio base station gives a uniform power ratio satisfying the required D / U ratio between the power of the transmission signal and the power of the interference signal in each mobile station direction. .
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3113737
[0008]
[Non-Patent Document 1]
"Applied signal processing by array antenna", Nobuyoshi Kikuma, Science and Technology Publishing, First Edition, November 25, 1998, Chapter 3
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the wireless base station of the prior art gives a uniform power ratio between the transmission signal and the interference signal in the direction of each mobile station, it is necessary to use different modulation schemes for each mobile station being multiplexed. Since a signal is transmitted with a transmission power larger than necessary to a mobile station using a modulation method with a small D / U ratio, there arises a problem that power saving of the radio base station is hindered.
[0010]
In view of the above problems, the present invention is a radio communication apparatus applicable to a radio base station that performs multiplex communication with a plurality of mobile stations by a space division multiplex method, toward each mobile station that is performing multiplex communication. An object of the present invention is to provide a radio communication apparatus that gives a power ratio according to a modulation scheme used for a mobile station between a transmission signal and an interference signal.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to solve the above problem, the wireless communication apparatus of the present invention performs space division multiplex communication by combining and transmitting transmission signals directed to each of a plurality of mobile stations according to individual directivity patterns. A wireless communication apparatus, wherein modulation means for modulating each transmission signal using an individual modulation method and the maximum transmission power of each transmission signal are individually determined according to the modulation method used for modulation of the transmission signal Determining means for transmitting, and transmitting means for combining and transmitting each transmission signal according to an individual directivity pattern that generates each of the determined maximum transmission powers in a desired direction.
(2) In addition, for each transmission signal, the determination unit determines that a ratio between the maximum transmission power of the transmission signal and the leakage power at which another transmission signal leaks in the direction in which the maximum transmission power is generated is Depending on the modulation scheme used for modulation, each maximum transmission power may be determined to be equal to or greater than the ratio required to achieve a predetermined bit error rate.
(3) Moreover, the said determination means may determine each maximum transmission power to the magnitude | size which the sum total does not exceed the maximum power which can be transmitted from an own apparatus.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The radio communication apparatus according to the present embodiment uses a time division multiple access (TDMA) scheme and a space division multiple access (SDMA) scheme in combination with a plurality of mobile stations. Wireless base station. This radio base station is common to radio base stations that have been conventionally implemented, for example, radio base stations that comply with the PHS (Personal Handyphone System) standard, in that both time division multiple access and space division multiple access are used. Yes.
[0013]
However, this radio base station modulates each information signal addressed to each mobile station to be space-division-multiplexed using a specific modulation scheme, and has one frequency with a specific intensity corresponding to each modulation scheme. It has an unprecedented feature in that it is multiplexed on a carrier wave and transmitted.
Hereinafter, a configuration for realizing this feature and an effect brought about by the configuration will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the matter which is common in the past, it demonstrates briefly or abbreviate | omits description.
(1. Overall configuration)
FIG. 1 is a functional block diagram showing an overall configuration of the radio base station 100 according to the first embodiment. The radio base station 100 includes an adaptive array unit 10, a modem unit 40, a baseband unit 50, a control unit 60, and a storage unit 70.
[0014]
The signal processing functions in the adaptive array unit 10, the modulation / demodulation unit 40, and the baseband unit 50 are realized by a DSP (Digital Signal Processor) executing a program stored in a memory. The function of the control unit 60 is realized by a CPU (Central Processing Unit) executing a program stored in the memory.
[0015]
In accordance with link channel assignment request information transmitted from a mobile station through a control channel using a predetermined modulation scheme, the control unit 60 uses a link channel, a modulation scheme, and a link scheme used for main communication with the mobile station. The transmission power of the transmission signal addressed to the mobile station is determined. The predetermined modulation scheme may be, for example, a π / 4 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) modulation scheme. Then, the storage unit 70 stores the determined link channel, modulation scheme, and power coefficient indicating the transmission power adjustment amount in association with each other. This determination process will be described in detail later.
[0016]
Thereafter, each unit of the radio base station 100 performs main communication with the mobile station through the determined link channel.
The baseband unit 50 acquires transmission information signals representing voice or data from a plurality of communication devices (not shown) via a network such as a telephone exchange network. Then, the acquired transmission information signal is time division multiplexed into a time division multiplexed signal, and the time division signal is output to the modem unit 40. Further, the time division multiplexed signal input from the modem unit 40 is time-division-separated into received information signals to each of the plurality of communication devices, and is supplied via the network.
[0017]
Such time division multiplexing and time division separation processing can be performed according to, for example, the conventional PHS standard. In this case, the time division multiplexed signal is represented by a TDMA frame repeated at a period of 5 ms, and one TDMA frame is divided into eight equal parts into four transmission time slots and four reception time slots, and each of transmission and reception is 1 A set of two time slots constitutes a bidirectional link channel with one mobile station. That is, four link channels are accommodated in one time division multiplexed signal.
[0018]
When the radio base station 100 spatially multiplexes four such time division multiplexed signals, a maximum of 16 link channels are provided for each time slot and for each divided space (hereinafter referred to as a path). Formed by a carrier of frequency. In this case, the baseband unit 50 performs parallel processing on the four signals that are spatially multiplexed.
[0019]
The modem unit 40 modulates the four time-division multiplexed signals, which are given from the baseband unit 50 and are to be space-division multiplexed, into transmission signals, and outputs the transmission signals obtained by the modulation to the adaptive array unit 10. Further, the modem unit 40 is provided with four received signals obtained by space division separation from the adaptive array unit 10, demodulates each of them into a time division multiplexed signal, and demodulates each time division multiplexed signal obtained by the demodulation. Output to the baseband unit 50.
[0020]
The modem unit 40 modulates and demodulates each time slot period of each space-division multiplexed signal using a modulation scheme stored in the storage unit 70 in association with the path and time slot in which the signal is accommodated. . Note that all the modulation schemes processed by the modem unit 40 are assumed to be well known. For example, assuming that 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation), π / 4 QPSK, and BPSK (BiPhase Shift Keying) are processed, a circuit for processing each is provided, and a necessary circuit is operated for each time slot.
[0021]
The adaptive array unit 10 forms individual directivity patterns for each path, and transmits and receives signals accommodated in the paths using the formed directivity patterns. The adaptive array unit 10 further compares the signal level in each time slot period of each transmission signal that is space-division-multiplexed with the power coefficient stored in the storage unit 70 in association with the path and time slot in which the transmission signal is accommodated. And adjust each transmission signal after the adjustment. The adaptive array unit 10 will be described in detail later.
(2. Power coefficient determination process)
FIG. 2 is a flowchart showing a power coefficient determination process executed by the control unit 60.
[0022]
This process is executed for the time slot in which the space division multiplexing member has changed, and determines the power coefficient of each mobile station after the change. Here, the fluctuation of the space division multiplexing member means that a new mobile station participates in the space division multiplexing and the mobile station leaves the space division multiplexing in the time slot.
This process refers to the required D / U ratio information held in the storage unit 70 and updates the power coefficient information.
[0023]
FIG. 3 shows a required D / U ratio table 200 which is a specific example of a table for holding required D / U ratio information. The required D / U ratio table 200 has a modulation method column 201 and a required D / U ratio column 202.
The modulation method column 201 holds the identification name of each modulation method that can be processed by the modem unit 40, and the required D / U ratio column 202 holds the required D / U ratio corresponding to the modulation method.
[0024]
Here, for the sake of convenience, the required D / U ratio is represented by a dB value where the maximum required D / U ratio is 0 dB. A specific mounting value of the maximum required D / U ratio is a design item determined in consideration of mounting factors such as a circuit configuration and accuracy characteristics of components to be used.
FIG. 4 shows a power coefficient table 300 which is a specific example of a table for holding power coefficient information. The power coefficient table 300 includes a time slot column 301, a path column 302, a modulation method column 303, a power distribution ratio column 304, and a power coefficient column 305.
[0025]
The time slot column 301 holds a slot number for identifying a time slot, the path column 302 holds a path number for identifying a path, and the modulation method column 303 is a modulation used in a link channel provided in the path of the time slot. The power distribution ratio column 304 holds the distribution ratio of all transmission powers that can be output by the radio base station 100 in the time slot to each path, and the power coefficient column 305 transmits the transmission power transmitted on the link channel. Hold the adjustment amount.
[0026]
Hereinafter, each step of the power coefficient determination process will be described in detail.
(Step S01: Modulation method recording)
In this step, the modulation scheme determined to be used for communication on the link channel is recorded in the modulation scheme column 303 corresponding to the link channel in the power coefficient table 300.
[0027]
The procedure for determining the modulation scheme can be easily realized by being incorporated in the link channel assignment procedure defined in the conventional PHS standard. As a specific example, the mobile station transmits the link channel assignment request information transmitted to the radio base station 100 in each field of the link channel assignment request information defined in the conventional PHS standard. It may be expressed in a format (not shown) to which a modulation method field indicating a method is added.
[0028]
In this case, the control unit 60 may return link channel allocation notification information to the mobile station only when the mobile station approves the modulation scheme indicated in the modulation scheme field. Then, the control unit 60 records the approved modulation scheme in the modulation scheme column 303 corresponding to the allocated link channel.
Also, in this step, when communication is completed, a symbol indicating that the link channel is not used is recorded in the modulation scheme column corresponding to the link channel with which the communication was performed.
(Step S02: Calculation of power distribution ratio)
In this step, a power distribution ratio indicating a distribution ratio of all transmission powers that can be output from the radio base station 100 to each path is calculated as follows.
[0029]
The power coefficient table 300 is searched for a path in which an effective modulation scheme is recorded for a time slot in which the space division multiplexing member has changed. When there is only one such path, that is, when communication in the time slot is performed without space division multiplexing, 1 indicating the total transmission power is set to the power distribution ratio column corresponding to that path. Record to 304.
[0030]
When there are two or more such paths, first, the required D / U ratio corresponding to the modulation scheme used for each path is searched from the required D / U ratio table 200, and the searched required D / U is searched. A half of the difference between the maximum value and the second largest value of the ratio is obtained as a correction value. Next, the maximum required D / U ratio is left as it is, and the obtained correction value is added to each of the other D / U ratios to obtain a corrected D / U ratio. Then, a power distribution ratio obtained by allocating the total transmission power 1 according to each correction D / U ratio is calculated.
[0031]
This step is applied to the specific example shown in FIG. 4 as follows.
When applied to time slot 1, one path using 16QAM and one path using BPSK are searched. The correction value is obtained from (0 − (− 6.02)) / 2 to 3.01, and the correction D / U ratio of each path is 0 dB and −3.01 dB. 0.667 and 0.333 obtained by distributing the total transmission power 1 to about 1: 0.5, which is the corrected D / U ratio, are recorded in the power distribution ratio column 304 of the corresponding path.
[0032]
When applied to time slot 2, one path using 16QAM, one path using π / 4QPSK, and two paths using BPSK are searched. The correction value is obtained from (0 − (− 3.01)) / 2 to 1.51, and the correction D / U ratio of each path is −4.51 dB, −1.50 dB, −4.51 dB in order of the path number. , 0 dB. 0.146, 0.293, 0.146, 0.414 obtained by allocating the total transmission power 1 to this corrected D / U ratio of about 0.354: 0.707: 0.354: 1, It is recorded in the power distribution ratio column 304 of the corresponding path.
(Step S03: Calculation of power coefficient)
In this step, a dB value with respect to 0.250 of the power distribution ratio allocated to each path is calculated and determined as the power coefficient of each path. Here, 0.250 is a power distribution ratio when the transmission power is distributed equally to each path.
[0033]
This step is applied to the specific example shown in FIG. 4 as follows.
When applied to time slot 1, the power distribution ratio of each path is 0.667 and 0.333 in order of path number, and the dB values of 4.26 and 1.25 for 0.250 are the corresponding paths. Is recorded in the power coefficient column 305.
When applied to time slot 2, the power distribution ratio of each path is 0.146, 0.293, 0.146, 0.414 in order of path number, and is the dB value for each 0.250 -2. .33, 0.69, -2.33, 2.91 are recorded in the power coefficient column 305 of the corresponding path.
[0034]
In this way, the power coefficient is determined for each link channel, that is, each time slot / path pair, and recorded in the power coefficient table 300.
(3. Details of adaptive array section 10)
FIG. 5 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the adaptive array unit 10. The adaptive array unit 10 includes antennas 11 to 14, a radio unit 20, and a signal processing unit 30.
[0035]
The radio unit 20 includes a receiving unit 21 realized using a low noise amplifier, a transmitting unit 22 realized using a high power amplifier, and a transmission / reception changeover switch 23. The signal processing unit 30 includes directivity control units 31 to 34 realized by signal processing using a DSP, and an adder 360.
The directivity control units 31 to 34 form individual directivity patterns for each time slot and each path using, for example, the least square error method. The logical basis of the least square error method and the specific calculation method are well-known matters detailed in Non-Patent Document 1 cited in the section of the prior art. Here, the operation of the directivity control unit 31 will be briefly described by focusing on one reception time slot and one path.
[0036]
The reception signal adjustment unit 310 performs complex multiplication of a complex vector called a reception weight vector supplied from the reception weight calculation unit 320 and a reception signal for each antenna supplied from the reception unit 21, thereby multiplying the reception signal individually for each antenna. Are added and synthesized.
The reference signal generation unit 340 generates a reference signal representing a desired reception signal, and the reception weight calculation unit 320 includes the reference signal supplied from the reference signal generation unit 340 and the combined signal obtained from the reception signal adjustment unit 310. The reception weight vector is sequentially corrected so as to reduce the error of.
[0037]
By this operation, an optimum reception weight vector that minimizes the error can be obtained. In the synthesized signal obtained by applying the optimum reception weight vector, the desired signal component is maximized and the undesired signal component is minimized. That is, a reception directivity pattern having a large gain in the desired direction and a small gain in the undesired direction is formed.
[0038]
The transmission weight calculation unit 330 stores the optimal reception weight vector for each reception time slot. Then, in each transmission time slot, a transmission weight vector is calculated based on the optimum reception weight vector stored in the immediately preceding corresponding reception time slot.
The transmission signal adjustment unit 350 uses the transmission weight vector supplied from the transmission weight calculation unit 330 to give the transmission signal supplied from the modulation / demodulation unit 40 an individual antenna amplitude and phase change, and the resultant signal is assigned to the corresponding antenna. The transmission directivity pattern equal to the reception directivity pattern is formed by transmitting from.
(4. Adjustment of transmission power)
Next, a configuration for adjusting the transmission power of the transmission signal in each time slot period will be described.
[0039]
The transmission weight calculation unit 330 acquires the power coefficient applied to each transmission time slot of the path processed by itself from the corresponding power coefficient column 305 of the power coefficient table 300.
Then, a transmission weight vector is calculated by multiplying the corresponding optimum reception weight vector by the acquired power coefficient for each transmission time slot, and the calculated transmission weight vector is supplied to the transmission signal adjustment unit 350.
[0040]
The transmission signal adjustment unit 350 uses the transmission weight vector obtained by the scalar multiplication operation to form a directivity pattern having a gain ratio equivalent to that when the optimum reception weight vector is used, and the amplitude of the transmission signal Adjust.
The directivity control units 32 to 34 also perform the same operation in parallel on the paths processed by each.
[0041]
Since the weight vector scalar multiplication operation is an amplitude adjustment operation of the transmission signal, the actual power is given as a power factor of 10 (power coefficient / 20) with respect to the power coefficient displayed in dB. Note that
(5. Specific example)
FIG. 6 is a graph showing an example of the relationship between the transmission power and the direction from the radio base station, which is obtained by the above-described configuration, and is based on the value of time slot 1 in the power coefficient table 300 of FIG. An example is drawn.
[0042]
Here, the solid line represents the transmission power of the transmission signal A addressed to the mobile station A accommodated in the path 1, and the broken line represents the transmission power of the transmission signal B addressed to the mobile station B accommodated in the path 2. d and u are the maximum power and the minimum power of each signal when the transmission power is equally distributed among the four signals. (Du) is a power ratio that is uniformly provided for each signal according to the direction separation performance of the adaptive array unit 10.
[0043]
The amplitudes of the transmission signals A and B are individually adjusted, the transmission power of the transmission signal A is increased by 4.26 dB compared to the case of the equal distribution, and the transmission power of the transmission signal B is increased by 1.25 dB compared to the case of the equal distribution.
As is apparent from the figure, the ratio of the desired signal and the interference signal in the direction of the mobile station A is (d−u + 3.01), and the ratio of the desired signal and the interference signal in the direction of the mobile station B is ( d-u-3.01).
[0044]
In this case, the required D / U ratio of 16QAM is RDU 16QAM And the adaptive array unit 10 is at least RDU 16QAM If the mobile station A has a direction separation performance sufficient to bring a power ratio of −3.01 (in the embodiment, this value is exemplified as a required D / U ratio of π / 4QPSK) to each signal, The ratio of the desired signal to the interference signal in each direction of mobile station B is RDU 16QAM , (RDU 16QAM −6.02), the 16QAM signal and the BPSK signal can be appropriately space-division multiplexed.
[0045]
Further, the adaptive array unit 10 is connected to the RDU. 16QAM Since the transmission power of the transmission signal B can be further reduced by −3.01 dB from FIG. 6, the transmission power can be further reduced to contribute to the power saving of the radio base station.
(Other variations)
Although the present invention has been described based on the above embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiment. The following cases are also included in the present invention.
(1) The present invention may be a computer program for realizing the method described in the embodiment using a computer system, or may be a digital signal representing the program.
[0046]
Further, the present invention may be a computer-readable recording medium in which the program or the digital signal is recorded, for example, a flexible disk, a hard disk, a CD, an MO, a DVD, a BD, a semiconductor memory, or the like.
The present invention may be the computer program or the digital signal transmitted via an electric communication line, a wireless or wired communication line, a network represented by the Internet, or the like.
[0047]
The present invention is also a computer system including a microprocessor and a memory, wherein the memory stores the program, and the microprocessor operates according to the program stored in the memory, so that the method is performed. May be realized.
Further, the program or the digital signal may be recorded on the recording medium and transferred, or transferred via the network or the like, and executed in another independent computer system.
(2) When the radio base station and the mobile station can switch the modulation scheme to be used while continuing communication, the modulation scheme is switched as the case where the space division multiplexing member described in the embodiment fluctuates. Cases may be included.
(3) In the power distribution ratio calculation process in step S02, when there are a plurality of transmission signals giving the maximum required D / U ratio, the above-described correction value is not added. The addition of the correction value is performed when the ratio of the desired signal to the interference signal is reduced by reducing the transmission power of the second transmission signal when there is only one transmission signal giving the maximum required D / U ratio. This is because it is intended to expand.
(4) As another method for adjusting the power of the transmission signal, a variable gain amplifier that generates a gain according to the power coefficient may be used. In this case, for example, such a variable gain amplifier is provided in front of the transmission signal adjustment unit 350 in the directivity control unit 31 to adjust the level of the transmission signal acquired from the modulation / demodulation unit 40, and then delivered to the transmission signal adjustment unit 350. Can be considered. In addition, such a variable gain amplifier can be inserted at a suitable place between the modem unit 40 and the adder 360 for adding and synthesizing transmission signals for each path.
[0048]
【The invention's effect】
(1) A wireless communication device of the present invention is a wireless communication device that performs space division multiplex communication by combining and transmitting transmission signals directed to a plurality of mobile stations according to individual directivity patterns, Modulation means for modulating each transmission signal using an individual modulation method, determination means for individually determining the maximum transmission power of each transmission signal according to the modulation method used for modulation of the transmission signal, and each transmission Transmitting means for combining and transmitting a signal according to an individual directivity pattern that generates each of the determined maximum transmission powers in a desired direction.
[0049]
According to this configuration, each of the transmission signals to be space-division multiplexed can be transmitted with the minimum necessary transmission power corresponding to the modulation scheme, which can contribute to power saving of the radio base station.
(2) In addition, for each transmission signal, the determination unit determines that a ratio between the maximum transmission power of the transmission signal and the leakage power at which another transmission signal leaks in the direction in which the maximum transmission power is generated is Depending on the modulation scheme used for modulation, each maximum transmission power may be determined to be equal to or greater than the ratio required to achieve a predetermined bit error rate.
[0050]
According to this configuration, the necessary minimum transmission power described above is determined according to the bit error rate according to the modulation scheme, so that appropriate communication quality can be ensured in addition to the power saving of the radio base station. It becomes.
(3) Moreover, the said determination means may determine each maximum transmission power to the magnitude | size which the sum total does not exceed the maximum power which can be transmitted from an own apparatus.
[0051]
According to this configuration, in addition to the above-described effects, optimal power distribution can be performed for each transmission signal with the maximum transmittable power as an upper limit.
(4) A wireless communication method of the present invention is a communication method for performing space division multiplex communication by combining transmission signals directed to a plurality of mobile stations in accordance with individual directivity patterns and transmitting the signals. A modulation step for modulating the transmission signal using an individual modulation method, a determination step for individually determining the maximum transmission power of each transmission signal according to the modulation method used for modulation of the transmission signal, and each transmission signal Transmitting in combination with each determined maximum transmission power in accordance with an individual directivity pattern that produces the desired direction.
[0052]
According to this configuration, the same effect as in (1) can be obtained.
(5) The program of the present invention controls a wireless communication apparatus that performs space division multiplex communication by combining and transmitting transmission signals directed to each of a plurality of mobile stations according to individual directivity patterns. A computer-executable program for modulating each transmission signal using an individual modulation scheme and the maximum transmission power of each transmission signal according to the modulation scheme used to modulate the transmission signal And a transmission step of combining and transmitting each transmission signal in accordance with an individual directivity pattern that generates each of the determined maximum transmission powers in a desired direction.
[0053]
According to this configuration, the same effect as in (1) can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an overall configuration of a radio base station.
FIG. 2 is a flowchart showing a power coefficient determination process.
FIG. 3 is a content example of a required D / U ratio table.
FIG. 4 is a content example of a power coefficient table.
FIG. 5 is a functional block diagram showing a detailed configuration of an adaptive array unit.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between transmission power and direction of a transmission signal transmitted by a radio base station.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between transmission power and direction of a transmission signal transmitted by a conventional radio base station.
[Explanation of symbols]
10 Adaptive array section
11-14 Antenna
20 Radio section
21 Receiver
22 Transmitter
23 Transmission / reception selector switch
30 Signal processor
31-34 Directivity control unit
40 modem
50 Baseband part
60 Control unit
70 storage unit
100 radio base station
200 Required D / U ratio table
300 Power coefficient table
310 Received signal adjustment unit
320 Receive weight calculator
330 Transmission weight calculator
340 Reference signal generator
350 Transmission signal adjustment unit
360 adder

Claims (5)

複数の移動局それぞれに向けた送信信号を、個別の指向性パターンに従って合成して送信することによって、空間分割多重通信を行う無線通信装置であって、
各送信信号を、個別の変調方式を用いて変調する変調手段と、
各送信信号の最大送信電力を、当該送信信号の変調に用いた変調方式に応じて個別に決定する決定手段と、
各送信信号を、前記決定された最大送信電力それぞれを所望方向に生ぜしめる個別の指向性パターンに従って合成して送信する送信手段と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
A wireless communication device that performs space division multiplex communication by combining and transmitting transmission signals directed to each of a plurality of mobile stations according to individual directivity patterns,
Modulation means for modulating each transmission signal using an individual modulation method;
Determining means for individually determining the maximum transmission power of each transmission signal according to the modulation scheme used for modulation of the transmission signal;
A radio communication apparatus comprising: a transmission unit configured to synthesize and transmit each transmission signal according to an individual directivity pattern that generates each of the determined maximum transmission powers in a desired direction.
前記決定手段は、各送信信号について、当該送信信号の最大送信電力と、当該最大送信電力が生じる方向に他の送信信号が漏洩する漏洩電力との比が、当該送信信号の変調に用いた変調方式に応じて所定のビット誤り率を達成するために必要な比と同等か又はそれを上回る大きさに、各最大送信電力を決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
For each transmission signal, the determining means determines the ratio of the maximum transmission power of the transmission signal and the leakage power at which another transmission signal leaks in the direction in which the maximum transmission power is generated. The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein each maximum transmission power is determined to be equal to or greater than a ratio required to achieve a predetermined bit error rate according to a method.
前記決定手段は、各最大送信電力を、その合計が自装置から送信可能な最大電力を超えない大きさに決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the determining means determines the maximum transmission power so that a sum thereof does not exceed a maximum power that can be transmitted from the own apparatus.
複数の移動局それぞれに向けた送信信号を、個別の指向性パターンに従って合成して送信することによって、空間分割多重通信を行う通信方法であって、
各送信信号を、個別の変調方式を用いて変調する変調ステップと、
各送信信号の最大送信電力を、当該送信信号の変調に用いた変調方式に応じて個別に決定する決定ステップと、
各送信信号を、前記決定された最大送信電力それぞれを所望方向に生ぜしめる個別の指向性パターンに従って合成して送信する送信ステップと
を含むことを特徴とする無線通信方法。
A communication method for performing space division multiplex communication by combining and transmitting transmission signals directed to each of a plurality of mobile stations according to individual directivity patterns,
A modulation step for modulating each transmission signal using a separate modulation scheme;
A determination step of individually determining the maximum transmission power of each transmission signal according to the modulation scheme used for modulation of the transmission signal;
And a transmission step of transmitting each transmission signal by combining and transmitting each of the determined maximum transmission powers according to an individual directivity pattern that generates each of the determined maximum transmission powers in a desired direction.
複数の移動局それぞれに向けた送信信号を、個別の指向性パターンに従って合成して送信することによって、空間分割多重通信を行う無線通信装置を制御するための、コンピュータ実行可能なプログラムであって、
各送信信号を、個別の変調方式を用いて変調する変調ステップと、
各送信信号の最大送信電力を、当該送信信号の変調に用いた変調方式に応じて個別に決定する決定ステップと、
各送信信号を、前記決定された最大送信電力それぞれを所望方向に生ぜしめる個別の指向性パターンに従って合成して送信する送信ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
A computer-executable program for controlling a wireless communication apparatus that performs space division multiplex communication by combining and transmitting transmission signals directed to each of a plurality of mobile stations according to individual directivity patterns,
A modulation step for modulating each transmission signal using a separate modulation scheme;
A determination step of individually determining the maximum transmission power of each transmission signal according to the modulation scheme used for modulation of the transmission signal;
A program that causes a computer to execute a transmission step of combining and transmitting each transmission signal according to an individual directivity pattern that generates each of the determined maximum transmission powers in a desired direction.
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