JP2005159504A - 基地局装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 基地局装置で、移動局装置との同期の確立中や確立直後においても、良好なアンテナ指向性制御を行う。
【解決手段】 それぞれのアンテナA1〜AN毎に相関値検出手段D1〜DNがプリアンブル信号に対応する所定の信号と受信信号との相関に関する値を検出し、位置検出手段E1〜EN、2が当該検出結果に基づいて受信信号中でプリアンブル信号が含まれる位置を検出し、到来角度検出手段3が当該検出位置について前記相関値の検出結果に基づいて受信信号の到来角度を検出し、指向性制御無線通信手段5、F1〜FNが当該検出結果に基づいてアンテナ毎のウエイトを生成して、複数のアンテナのそれぞれにより通信される信号にアンテナ毎のウエイトを乗算してこれら複数のアンテナの全体として指向性を制御して無線通信を行う。
【選択図】 図1
【解決手段】 それぞれのアンテナA1〜AN毎に相関値検出手段D1〜DNがプリアンブル信号に対応する所定の信号と受信信号との相関に関する値を検出し、位置検出手段E1〜EN、2が当該検出結果に基づいて受信信号中でプリアンブル信号が含まれる位置を検出し、到来角度検出手段3が当該検出位置について前記相関値の検出結果に基づいて受信信号の到来角度を検出し、指向性制御無線通信手段5、F1〜FNが当該検出結果に基づいてアンテナ毎のウエイトを生成して、複数のアンテナのそれぞれにより通信される信号にアンテナ毎のウエイトを乗算してこれら複数のアンテナの全体として指向性を制御して無線通信を行う。
【選択図】 図1
Description
本発明は、例えば、アダプティブアレイアンテナ(AAA:Adaptive Array Antenna)を用いて移動局装置と無線により通信する基地局装置に関し、特に、移動局装置との同期の確立中や確立直後においても、良好なアンテナ指向性制御を行う基地局装置に関する。
例えば、符号分割多元接続(CDMA:Code Division Multiple Access)方式などを採用する移動通信システムでは、基地局装置と移動局装置などとの間で信号を無線により通信することが行われる。基地局装置では、例えば、複数のアンテナから構成されるアダプティブアレイアンテナを備えて、無線送信時や無線受信時におけるアンテナの指向性を制御することが行われる(例えば、特許文献1参照。)。
図4には、アダプティブアレイアンテナを備えた基地局装置の構成例を示してある。なお、Nは、所定の複数値である。
同図に示される基地局装置に備えられたアンテナA1〜AN、RF(Radio Frequency)受信機B1〜BN、スライディングコリレータ(SC)C1〜CN、送信ウエイト乗算器F1〜FN、RF送信機G1〜GN、逆拡散用符号生成部1、到来角度検出部4、送信信号生成部6、拡散符号生成部7、及び複素乗算器8の構成や動作は、例えば、図1に示される基地局装置に備えられた対応する各処理部と同様であり、これらの処理部については説明の便宜上から図4と図1とで同一の符号を用いて示してある。
図4に示される基地局装置の送信ウエイト制御部21は、到来角度検出部4により求められる平均到来角度に基づいて、ウィーナー解により各アンテナA1〜ANの送信ウエイトを決定して各送信ウエイト乗算器F1〜FNへ出力する。これにより、複数であるN個のアンテナA1〜ANから構成されるアダプティブアレイアンテナの送信指向性が制御される。
このように、従来のアダプティブアレイアンテナでは、複数のアンテナA1〜ANにより受信した信号に基づいて受信信号の到来角度を推定し、ウィーナー解によって最適な送信ウエイトを決定してユーザ(例えば、移動局装置)の方向に対して主ビームを送信する。
図4には、アダプティブアレイアンテナを備えた基地局装置の構成例を示してある。なお、Nは、所定の複数値である。
同図に示される基地局装置に備えられたアンテナA1〜AN、RF(Radio Frequency)受信機B1〜BN、スライディングコリレータ(SC)C1〜CN、送信ウエイト乗算器F1〜FN、RF送信機G1〜GN、逆拡散用符号生成部1、到来角度検出部4、送信信号生成部6、拡散符号生成部7、及び複素乗算器8の構成や動作は、例えば、図1に示される基地局装置に備えられた対応する各処理部と同様であり、これらの処理部については説明の便宜上から図4と図1とで同一の符号を用いて示してある。
図4に示される基地局装置の送信ウエイト制御部21は、到来角度検出部4により求められる平均到来角度に基づいて、ウィーナー解により各アンテナA1〜ANの送信ウエイトを決定して各送信ウエイト乗算器F1〜FNへ出力する。これにより、複数であるN個のアンテナA1〜ANから構成されるアダプティブアレイアンテナの送信指向性が制御される。
このように、従来のアダプティブアレイアンテナでは、複数のアンテナA1〜ANにより受信した信号に基づいて受信信号の到来角度を推定し、ウィーナー解によって最適な送信ウエイトを決定してユーザ(例えば、移動局装置)の方向に対して主ビームを送信する。
しかしながら、従来のアダプティブアレイアンテナでは、新規なユーザと同期を確立した直後においては当該新規なユーザからの信号の到来角度が不明であるため、基地局装置は同期確立直後の新規なユーザに対しては全方位へ向けてビームを出力しなければならず、これにより、他のユーザへの干渉が大きくなって容量の低下又は接続断を招くことがあった。また、同期確立直後においては、新規なユーザの方向への他のユーザからの干渉が考慮されないでアンテナの送信ウエイトが決定されるため、同期確立直後における新規なユーザの受信品質が劣悪となることがあった。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、例えば、移動局装置との同期の確立中や確立直後においても、良好なアンテナ指向性制御を行うことができる基地局装置を提供することを目的とする。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、例えば、移動局装置との同期の確立中や確立直後においても、良好なアンテナ指向性制御を行うことができる基地局装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る基地局装置では、複数のアンテナを備え、これら複数のアンテナのそれぞれにより通信される信号にアンテナ毎のウエイトを乗算してこれら複数のアンテナの全体として指向性を制御して無線通信を行う機能を有し、移動局装置から無線により送信される同期確立用のプリアンブル信号を含む信号を受信する構成において、次のような処理を行う。
すなわち、それぞれのアンテナ毎に、プリアンブル信号相関値検出手段が、プリアンブル信号に対応する所定の信号と受信信号との相関に関する値を検出する。また、プリアンブル信号位置検出手段が、複数のアンテナについてのプリアンブル信号相関値検出手段による検出結果に基づいて、受信信号中でプリアンブル信号が含まれる位置を検出する。また、プリアンブル信号到来角度検出手段が、プリアンブル信号位置検出手段により検出される位置について、複数のアンテナについてのプリアンブル信号相関値検出手段による検出結果に基づいて、受信信号の到来角度(ここでは、プリアンブル信号の到来角度と同じ)を検出する。そして、指向性制御無線通信手段が、プリアンブル信号到来角度検出手段による検出結果に基づいてアンテナ毎のウエイトを生成して、複数のアンテナのそれぞれにより通信される信号にアンテナ毎のウエイトを乗算してこれら複数のアンテナの全体として指向性を制御して無線通信を行う。
従って、移動局装置から受信される同期確立用のプリアンブル信号に基づいて移動局装置からの受信信号の到来角度が検出されて、当該検出結果に基づいてアンテナ毎のウエイトによる通信の指向性が制御されるため、例えば、移動局装置との同期の確立中や確立直後においても、良好なアンテナ指向性制御を行うことができる。これにより、移動局装置との同期確立時や同期確立直後から、つまり、プリアンブル信号が受信されることに応じて、アンテナ毎のウエイトを制御することができ、指向性を制御した無線通信を行うことができる。
すなわち、それぞれのアンテナ毎に、プリアンブル信号相関値検出手段が、プリアンブル信号に対応する所定の信号と受信信号との相関に関する値を検出する。また、プリアンブル信号位置検出手段が、複数のアンテナについてのプリアンブル信号相関値検出手段による検出結果に基づいて、受信信号中でプリアンブル信号が含まれる位置を検出する。また、プリアンブル信号到来角度検出手段が、プリアンブル信号位置検出手段により検出される位置について、複数のアンテナについてのプリアンブル信号相関値検出手段による検出結果に基づいて、受信信号の到来角度(ここでは、プリアンブル信号の到来角度と同じ)を検出する。そして、指向性制御無線通信手段が、プリアンブル信号到来角度検出手段による検出結果に基づいてアンテナ毎のウエイトを生成して、複数のアンテナのそれぞれにより通信される信号にアンテナ毎のウエイトを乗算してこれら複数のアンテナの全体として指向性を制御して無線通信を行う。
従って、移動局装置から受信される同期確立用のプリアンブル信号に基づいて移動局装置からの受信信号の到来角度が検出されて、当該検出結果に基づいてアンテナ毎のウエイトによる通信の指向性が制御されるため、例えば、移動局装置との同期の確立中や確立直後においても、良好なアンテナ指向性制御を行うことができる。これにより、移動局装置との同期確立時や同期確立直後から、つまり、プリアンブル信号が受信されることに応じて、アンテナ毎のウエイトを制御することができ、指向性を制御した無線通信を行うことができる。
ここで、複数のアンテナの数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、通信としては、送信が行われてもよく、受信が行われてもよい。
また、アンテナ毎のウエイトとしては、送信のウエイトが用いられてもよく、受信のウエイトが用いられてもよい。
また、同期確立用のプリアンブル信号としては、種々な信号が用いられてもよい。
また、プリアンブル信号相関値検出手段により使用されるプリアンブル信号に対応する所定の信号としては、例えば、プリアンブル信号と同一の信号を用いることができる。
また、プリアンブル信号に対応する所定の信号と受信信号との相関に関する値としては、例えば、これら2つの信号の相関値を用いることができ、つまり相関度の高さを表す値を用いることができる。
また、通信としては、送信が行われてもよく、受信が行われてもよい。
また、アンテナ毎のウエイトとしては、送信のウエイトが用いられてもよく、受信のウエイトが用いられてもよい。
また、同期確立用のプリアンブル信号としては、種々な信号が用いられてもよい。
また、プリアンブル信号相関値検出手段により使用されるプリアンブル信号に対応する所定の信号としては、例えば、プリアンブル信号と同一の信号を用いることができる。
また、プリアンブル信号に対応する所定の信号と受信信号との相関に関する値としては、例えば、これら2つの信号の相関値を用いることができ、つまり相関度の高さを表す値を用いることができる。
以下で、更に、本発明に係る構成例を示す。
一構成例として、アンテナ毎のプリアンブル信号相関値検出手段は、I成分とQ成分について、プリアンブル信号に一致する所定の信号と受信信号との相関値を、相関を取るタイミングをずらして、取得する。
一構成例として、プリアンブル信号位置検出手段は、プリアンブル信号相関値検出手段により検出されるI成分の相関値とQ成分の相関値について、I成分の相関値の2乗値とQ成分の相関値の2乗値との和(IQ成分2乗値和)を取得する電力化手段を有する。
一構成例として、プリアンブル信号位置検出手段は、プリアンブル信号に関する所定の受信S/Nを取得して、当該受信S/Nが所定の閾値以上である位置或いは所定の閾値を超える位置を、受信信号中でプリアンブル信号が含まれる位置として検出するピーク判定手段を有する。ここで、所定の閾値としては、種々な値が用いられてもよい。
一構成例として、プリアンブル信号に関する受信S/Nとしては、(1)プリアンブル信号に対応する所定の信号と受信信号とのIQ成分2乗値和の各サンプリング点毎に、複数のアンテナについての当該IQ成分2乗値和を総和し、(2)当該総和値が最大値となるサンプリング点のところをプリアンブル信号の位置の候補として、当該位置における総和値(当該最大値)をsとし、(3)また、全てのサンプリング点における総和値を総和した値を、全てのサンプリング点の総数で除した結果値をnとし、(4)そして、受信S/N=s/nとして算出する。
一構成例として、プリアンブル信号到来角度検出手段は、隣接する2つのアンテナについての相関に関する値から受信プリアンブル信号の位相回転量を検出して、当該位相回転量から到来角度を検出する。また、例えば、隣接する2つのアンテナの組み合わせが複数ある場合には、これら複数の組み合わせについて位相回転量或いは到来角度を平均化することにより、到来角度の平均値を検出する。
本発明は、例えば、携帯電話システムや簡易型携帯電話システム(PHS:Personal Handy phone System)などの移動通信システムに適用することが可能である。
本発明は、例えば、時分割多元接続(TDMA:Time Division Multiple Access)方式や、周波数分割多元接続(FDMA:Frequency Division Multiple Access)方式や、符号分割多元接続(CDMA)方式などの種々な通信方式に適用することが可能である。
一構成例として、アンテナ毎のプリアンブル信号相関値検出手段は、I成分とQ成分について、プリアンブル信号に一致する所定の信号と受信信号との相関値を、相関を取るタイミングをずらして、取得する。
一構成例として、プリアンブル信号位置検出手段は、プリアンブル信号相関値検出手段により検出されるI成分の相関値とQ成分の相関値について、I成分の相関値の2乗値とQ成分の相関値の2乗値との和(IQ成分2乗値和)を取得する電力化手段を有する。
一構成例として、プリアンブル信号位置検出手段は、プリアンブル信号に関する所定の受信S/Nを取得して、当該受信S/Nが所定の閾値以上である位置或いは所定の閾値を超える位置を、受信信号中でプリアンブル信号が含まれる位置として検出するピーク判定手段を有する。ここで、所定の閾値としては、種々な値が用いられてもよい。
一構成例として、プリアンブル信号に関する受信S/Nとしては、(1)プリアンブル信号に対応する所定の信号と受信信号とのIQ成分2乗値和の各サンプリング点毎に、複数のアンテナについての当該IQ成分2乗値和を総和し、(2)当該総和値が最大値となるサンプリング点のところをプリアンブル信号の位置の候補として、当該位置における総和値(当該最大値)をsとし、(3)また、全てのサンプリング点における総和値を総和した値を、全てのサンプリング点の総数で除した結果値をnとし、(4)そして、受信S/N=s/nとして算出する。
一構成例として、プリアンブル信号到来角度検出手段は、隣接する2つのアンテナについての相関に関する値から受信プリアンブル信号の位相回転量を検出して、当該位相回転量から到来角度を検出する。また、例えば、隣接する2つのアンテナの組み合わせが複数ある場合には、これら複数の組み合わせについて位相回転量或いは到来角度を平均化することにより、到来角度の平均値を検出する。
本発明は、例えば、携帯電話システムや簡易型携帯電話システム(PHS:Personal Handy phone System)などの移動通信システムに適用することが可能である。
本発明は、例えば、時分割多元接続(TDMA:Time Division Multiple Access)方式や、周波数分割多元接続(FDMA:Frequency Division Multiple Access)方式や、符号分割多元接続(CDMA)方式などの種々な通信方式に適用することが可能である。
以下で、更に、他の構成例について説明する。
一構成例として、複数のアンテナを備え、これら複数のアンテナのそれぞれにより通信される信号にアンテナ毎のウエイトを乗算してこれら複数のアンテナの全体として指向性を制御して無線通信を行う機能を有し、移動局装置から無線により送信される信号を受信する基地局装置において、
受信信号の到来角度を検出する受信信号到来角度検出手段と、
受信信号到来角度検出手段により検出される到来角度の時間的な変化量を検出する到来角度時間変化量検出手段と、
到来角度時間変化量検出手段により検出される到来角度の時間的な変化量と所定の閾値との大小関係に応じてウエイト生成方式を切り替えて、アンテナ毎のウエイトを生成して、複数のアンテナのそれぞれにより通信される信号にアンテナ毎のウエイトを乗算してこれら複数のアンテナの全体として指向性を制御して無線通信を行う指向性制御無線通信手段と、
を備えたことを特徴とする基地局装置を実施することが可能である。
ここで、所定の閾値としては、種々な値が用いられてもよい。
また、ウエイト生成方式としては、種々な方式が用いられてもよい。
一構成例として、複数のアンテナを備え、これら複数のアンテナのそれぞれにより通信される信号にアンテナ毎のウエイトを乗算してこれら複数のアンテナの全体として指向性を制御して無線通信を行う機能を有し、移動局装置から無線により送信される信号を受信する基地局装置において、
受信信号の到来角度を検出する受信信号到来角度検出手段と、
受信信号到来角度検出手段により検出される到来角度の時間的な変化量を検出する到来角度時間変化量検出手段と、
到来角度時間変化量検出手段により検出される到来角度の時間的な変化量と所定の閾値との大小関係に応じてウエイト生成方式を切り替えて、アンテナ毎のウエイトを生成して、複数のアンテナのそれぞれにより通信される信号にアンテナ毎のウエイトを乗算してこれら複数のアンテナの全体として指向性を制御して無線通信を行う指向性制御無線通信手段と、
を備えたことを特徴とする基地局装置を実施することが可能である。
ここで、所定の閾値としては、種々な値が用いられてもよい。
また、ウエイト生成方式としては、種々な方式が用いられてもよい。
一構成例として、到来角度時間変化量検出手段は、受信信号到来角度検出手段により検出される受信信号の到来角度を記憶する到来角度記憶手段と、到来角度記憶手段に記憶された受信信号の到来角度とその後に受信信号到来角度検出手段により検出される受信信号の到来角度との差を、到来角度の時間的な変化量として検出する到来角度時間差検出手段から構成される。
一構成例として、指向性制御無線通信手段は、到来角度時間変化量検出手段により検出される到来角度の時間的な変化量と所定の閾値との大小関係を比較する到来角度時間変化量判定手段を有する。
一構成例として、指向性制御無線通信手段は、到来角度時間変化量検出手段により検出される到来角度の時間的な変化量が所定の閾値以上である場合或いは所定の閾値を超える場合には、共相等振幅方式又は全方位通信方式又は他の比較的広い方位(角度)の方式を、ウエイト生成方式として用いる。
一構成例として、指向性制御無線通信手段は、到来角度時間変化量検出手段により検出される到来角度の時間的な変化量が所定の閾値未満である場合或いは所定の閾値以下である場合には、ウィーナー解方式又は他の比較的狭い方位(角度)の方式を、ウエイト生成方式として用いる。
一構成例として、指向性制御無線通信手段は、到来角度時間変化量検出手段により検出される到来角度の時間的な変化量と所定の閾値との大小関係を比較する到来角度時間変化量判定手段を有する。
一構成例として、指向性制御無線通信手段は、到来角度時間変化量検出手段により検出される到来角度の時間的な変化量が所定の閾値以上である場合或いは所定の閾値を超える場合には、共相等振幅方式又は全方位通信方式又は他の比較的広い方位(角度)の方式を、ウエイト生成方式として用いる。
一構成例として、指向性制御無線通信手段は、到来角度時間変化量検出手段により検出される到来角度の時間的な変化量が所定の閾値未満である場合或いは所定の閾値以下である場合には、ウィーナー解方式又は他の比較的狭い方位(角度)の方式を、ウエイト生成方式として用いる。
以上説明したように、本発明に係る基地局装置によると、複数のアンテナのそれぞれにより通信される信号にアンテナ毎のウエイトを乗算してこれら複数のアンテナの全体として指向性を制御して無線通信を行う構成において、移動局装置から無線により送信される同期確立用のプリアンブル信号を含む信号を受信するに際して、それぞれのアンテナ毎にプリアンブル信号に対応する所定の信号と受信信号との相関に関する値(プリアンブル信号相関値)を検出し、複数のアンテナについての当該検出結果に基づいて受信信号中でプリアンブル信号が含まれる位置を検出し、当該検出した位置について複数のアンテナについてのプリアンブル信号相関値の検出結果に基づいて受信信号の到来角度を検出し、そして、当該検出結果に基づいてアンテナ毎のウエイトを生成して、複数のアンテナのそれぞれにより通信される信号にアンテナ毎のウエイトを乗算してこれら複数のアンテナの全体として指向性を制御して無線通信を行うようにしたため、例えば、移動局装置との同期の確立中や確立直後においても、良好なアンテナ指向性制御を行うことができる。
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
まず、図3を参照して、アダプティブアレイアンテナにおける到来角度推定の仕方の一例を説明する。
図3には、4本のアンテナ(アンテナ素子)#1〜#4が間隔dで直線上に並んでいる構成を示してあり、第1のアンテナ#1を原点つまり位相の中心としている。また、第1のアンテナ#1では、式1に示される複素の帯域信号v1(t)が受信されているとする。ここで、tは時刻を表し、s(t)は複素ベースバンド信号を表し、ωは搬送波の各周波数を表す。
まず、図3を参照して、アダプティブアレイアンテナにおける到来角度推定の仕方の一例を説明する。
図3には、4本のアンテナ(アンテナ素子)#1〜#4が間隔dで直線上に並んでいる構成を示してあり、第1のアンテナ#1を原点つまり位相の中心としている。また、第1のアンテナ#1では、式1に示される複素の帯域信号v1(t)が受信されているとする。ここで、tは時刻を表し、s(t)は複素ベースバンド信号を表し、ωは搬送波の各周波数を表す。
図3に示されるように、到来角度をθとすると、第1のアンテナ#1と第2のアンテナ#2とでは、式2に示される行路差aが発生する。なお、行路差aがマイナスである場合は、より早く到来波が到着することを意味する。
上記した行路差aによる到達時間の差τは、光速c及び搬送波の波長λを用いて、式3のように示される。なお、c=(ω・λ)/(2π)
すると、第2のアンテナ#2により受信される信号v2(t)は、式4のように示される。
更に、到達時間差τは搬送波の周期に対しては無視できないが、信号s(t)の変調周期に対しては充分に無視することができるため、式5のように近似することができる。
ところで、複素の帯域信号は周波数軸上では複素ベースバンド信号を搬送波周波数分シフトしただけのものであるため、複素ベースバンド信号の性質で複素の帯域信号の性質を表すことができる。そこで、帯域信号を等価的にベースバンド信号へ変換した等価低域系で考えると、第1のアンテナ#1での受信信号は式6に示される複素ベースバンド信号x1(t)のように表され、第2のアンテナ#2での受信信号は式7に示される複素ベースバンド信号x2(t)のように表される。
従って、第1のアンテナ#1と第2のアンテナ#2との位相回転差φは、式8のように示される。
これにより、到来角度θは、式9のように表される。また、同様にして、第2のアンテナ#2と第3のアンテナ#3との位相回転差や、第3のアンテナ#3と第4のアンテナ#4との位相回転差からも、到来角度θが得られる。
次に、CDMA方式を採用する移動通信システムの基地局装置と移動局装置との無線通信において、送信タイミングや拡散符号を特定する方法の一例を示す。
すなわち、基地局装置では、プリアンブル相関部により、移動局装置(端末)から無線送信されるランダムアクセスチャネル(RACH)の信号に含まれるプリアンブル信号を検出し、そして、第1共通制御物理チャネル(P−CCPCH)上の報知チャネル(BCH)を用いて、移動局装置に対して使用すべき送信タイミングや拡散符号を無線送信して通知する。一方、移動局装置では、基地局装置から通知された送信タイミングや拡散符号を使用してランダムアクセスチャネルの信号を無線送信する。なお、報知チャネルは、物理チャネル上にコード多重されたトランスポート層のチャネルである。
本実施例では、このような方法により、基地局装置のスライディングコリレータ(SC)やプリアンブル相関部において相関処理する拡散符号が特定され、また、新規なユーザ(本例では、移動局装置)から送信されるプリアンブル信号が基地局装置により受信される時間範囲(パスサーチの窓)が特定される。
すなわち、基地局装置では、プリアンブル相関部により、移動局装置(端末)から無線送信されるランダムアクセスチャネル(RACH)の信号に含まれるプリアンブル信号を検出し、そして、第1共通制御物理チャネル(P−CCPCH)上の報知チャネル(BCH)を用いて、移動局装置に対して使用すべき送信タイミングや拡散符号を無線送信して通知する。一方、移動局装置では、基地局装置から通知された送信タイミングや拡散符号を使用してランダムアクセスチャネルの信号を無線送信する。なお、報知チャネルは、物理チャネル上にコード多重されたトランスポート層のチャネルである。
本実施例では、このような方法により、基地局装置のスライディングコリレータ(SC)やプリアンブル相関部において相関処理する拡散符号が特定され、また、新規なユーザ(本例では、移動局装置)から送信されるプリアンブル信号が基地局装置により受信される時間範囲(パスサーチの窓)が特定される。
本発明の第1実施例に係る基地局装置を説明する。
図1には、アダプティブアレイアンテナを備えた本例の基地局装置の構成例を示してある。
本例の基地局装置は、複数であるN個のアンテナA1〜ANと、N個のRF受信機B1〜BNと、N個のスライディングコリレータ(SC)C1〜CNと、N個のプリアンブル相関部D1〜DNと、N個の電力化部E1〜ENと、N個の送信ウエイト乗算器F1〜FNと、N個のRF送信機G1〜GNと、逆拡散用符号生成部1と、ピーク判定部2と、プリアンブル到来角度検出部3と、到来角度検出部4と、送信ウエイト制御部5と、送信信号生成部6と、拡散符号生成部7と、複素乗算器8を備えている。
ここで、本例では、N本のアンテナA1〜ANが等間隔でリニアに並べて配置されている。そして、空間に配置されたこれら複数のアンテナA1〜ANからアダプティブアレイアンテナが構成されている。
また、N個備えられているそれぞれの処理部は、N本のアンテナA1〜ANに対応しており、N個のアンテナ処理系を構成している。
図1には、アダプティブアレイアンテナを備えた本例の基地局装置の構成例を示してある。
本例の基地局装置は、複数であるN個のアンテナA1〜ANと、N個のRF受信機B1〜BNと、N個のスライディングコリレータ(SC)C1〜CNと、N個のプリアンブル相関部D1〜DNと、N個の電力化部E1〜ENと、N個の送信ウエイト乗算器F1〜FNと、N個のRF送信機G1〜GNと、逆拡散用符号生成部1と、ピーク判定部2と、プリアンブル到来角度検出部3と、到来角度検出部4と、送信ウエイト制御部5と、送信信号生成部6と、拡散符号生成部7と、複素乗算器8を備えている。
ここで、本例では、N本のアンテナA1〜ANが等間隔でリニアに並べて配置されている。そして、空間に配置されたこれら複数のアンテナA1〜ANからアダプティブアレイアンテナが構成されている。
また、N個備えられているそれぞれの処理部は、N本のアンテナA1〜ANに対応しており、N個のアンテナ処理系を構成している。
本例の基地局装置に備えられたそれぞれの処理部の機能の一例を示す。
第1のアンテナA1は、移動局装置から送信された無線帯域信号を受信する機能や、移動局装置へ無線帯域信号を送信する機能を有している。また、第2のアンテナA2〜第NのアンテナANについても、それぞれ、同様な機能を有している。
第1のRF受信機B1は、第1のアンテナA1により受信された無線帯域信号を複素ベースバンド信号へ変換して出力する機能を有している。また、第2のRF受信機B2〜第NのRF受信機BNについても、それぞれ、同様な機能を有している。
逆拡散用符号生成部1は、N個のRF受信機B1〜BNのそれぞれから出力される複素のベースバンド信号を逆拡散により狭帯域信号に復調するための逆拡散用符号を生成する機能を有している。
第1のスライディングコリレータC1は、第1のRF受信機B1から出力される複素ベースバンド信号を逆拡散符号生成部1から出力される逆拡散用符号で逆拡散して拡散符号周期で復調信号を出力する機能を有している。また、第2のスライディングコリレータC2〜第NのスライディングコリレータCNについても、それぞれ、同様な機能を有している。また、本例では、N個のスライディングコリレータC1〜CNにおいて、同一のタイミングで各々逆拡散して出力する。
到来角度検出部4は、N個のスライディングコリレータC1〜CNから同時に出力されるN個の復調信号のうち、隣接したアンテナ同士の復調信号の組み合わせから位相回転差を求めた後に当該位相回転差を到来角度へ変換することを全ての組み合わせについて行い、そして、得られた(N−1)個の到来角度を平均して平均到来角度を求める機能を有している。
第1のアンテナA1は、移動局装置から送信された無線帯域信号を受信する機能や、移動局装置へ無線帯域信号を送信する機能を有している。また、第2のアンテナA2〜第NのアンテナANについても、それぞれ、同様な機能を有している。
第1のRF受信機B1は、第1のアンテナA1により受信された無線帯域信号を複素ベースバンド信号へ変換して出力する機能を有している。また、第2のRF受信機B2〜第NのRF受信機BNについても、それぞれ、同様な機能を有している。
逆拡散用符号生成部1は、N個のRF受信機B1〜BNのそれぞれから出力される複素のベースバンド信号を逆拡散により狭帯域信号に復調するための逆拡散用符号を生成する機能を有している。
第1のスライディングコリレータC1は、第1のRF受信機B1から出力される複素ベースバンド信号を逆拡散符号生成部1から出力される逆拡散用符号で逆拡散して拡散符号周期で復調信号を出力する機能を有している。また、第2のスライディングコリレータC2〜第NのスライディングコリレータCNについても、それぞれ、同様な機能を有している。また、本例では、N個のスライディングコリレータC1〜CNにおいて、同一のタイミングで各々逆拡散して出力する。
到来角度検出部4は、N個のスライディングコリレータC1〜CNから同時に出力されるN個の復調信号のうち、隣接したアンテナ同士の復調信号の組み合わせから位相回転差を求めた後に当該位相回転差を到来角度へ変換することを全ての組み合わせについて行い、そして、得られた(N−1)個の到来角度を平均して平均到来角度を求める機能を有している。
第1のプリアンブル相関部D1は、第1のアンテナA1及び第1のRF受信機B1により受信された新規なユーザからのプリアンブル信号を所定のサーチ範囲内の全サンプリング点で逆拡散してしてプリアンブル信号の相関値を求める機能を有している。また、第2のプリアンブル相関部D2〜第Nのプリアンブル相関部DNについても、それぞれ、同様な機能を有している。なお、それぞれのプリアンブル相関部D1〜DNは、例えば、マッチドフィルタを用いて構成することができる。
第1の電力化部E1は、第1のプリアンブル相関部D1により逆拡散された相関値の相関電力をサーチ範囲内の全サンプリング点で求める機能を有している。また、第2の電力化部E2〜第Nの電力化部ENについても、それぞれ、同様な機能を有している。
ピーク判定部2は、N個の電力化部D1〜DNにより求められたN個の相関電力からプリアンブルの所定の受信S/Nを測定し、測定した受信S/Nがあらかじめ定められた値よりも大きい場合には、プリアンブルの検出位置を出力する機能を有している。
プリアンブル到来角度検出部3は、ピーク判定部2から出力されるプリアンブルの検出位置を受信したときには、当該プリアンブル検出位置でN個のプリアンブル相関部D1〜DNから1個ずつ合計N個の相関値を取り出して、これらN個の相関値のうち、隣接したアンテナ同士の相関値の組み合わせからプリアンブル信号の位相回転差を求めた後に当該位相回転差をプリアンブル到来角度へ変換することを全ての組み合わせについて行い、そして、得られた(N−1)個のプリアンブル到来角度を平均して平均プリアンブル到来角度を求める機能を有している。なお、本例では、第1のアンテナA1と第2のアンテナA2とが隣接し、第2のアンテナA2と第3のアンテナA3とが隣接し、・・・、第(N−1)のアンテナA(N−1)と第NのアンテナANとが隣接しており、総じて隣接するアンテナの組み合わせが(N−1)通りある。
第1の電力化部E1は、第1のプリアンブル相関部D1により逆拡散された相関値の相関電力をサーチ範囲内の全サンプリング点で求める機能を有している。また、第2の電力化部E2〜第Nの電力化部ENについても、それぞれ、同様な機能を有している。
ピーク判定部2は、N個の電力化部D1〜DNにより求められたN個の相関電力からプリアンブルの所定の受信S/Nを測定し、測定した受信S/Nがあらかじめ定められた値よりも大きい場合には、プリアンブルの検出位置を出力する機能を有している。
プリアンブル到来角度検出部3は、ピーク判定部2から出力されるプリアンブルの検出位置を受信したときには、当該プリアンブル検出位置でN個のプリアンブル相関部D1〜DNから1個ずつ合計N個の相関値を取り出して、これらN個の相関値のうち、隣接したアンテナ同士の相関値の組み合わせからプリアンブル信号の位相回転差を求めた後に当該位相回転差をプリアンブル到来角度へ変換することを全ての組み合わせについて行い、そして、得られた(N−1)個のプリアンブル到来角度を平均して平均プリアンブル到来角度を求める機能を有している。なお、本例では、第1のアンテナA1と第2のアンテナA2とが隣接し、第2のアンテナA2と第3のアンテナA3とが隣接し、・・・、第(N−1)のアンテナA(N−1)と第NのアンテナANとが隣接しており、総じて隣接するアンテナの組み合わせが(N−1)通りある。
送信ウエイト制御部5は、到来角度検出部4により検出される平均到来角度やプリアンブル到来角度検出部3により検出される平均プリアンブル到来角度から応答ベクトル及び相関行列を生成し、当該相関行列の逆行列に当該応答ベクトルの複素共役を乗算したウィーナー解でN個のアンテナA1〜ANの送信ウエイトを決定する機能を有している。
送信信号生成部6は、移動局装置に対して送信する信号を生成する機能を有している。
拡散符号生成部7は、送信信号生成部6により生成される送信信号の帯域を広げるための拡散符号を生成する機能を有している。
複素乗算器8は、送信信号生成部6から出力される送信信号と拡散符号生成部7により生成される拡散符号とを複素乗算して出力する機能を有している。
第1の送信ウエイト乗算器F1は、送信ウエイト制御部5により決定された第1のアンテナA1に対する送信ウエイトと複素乗算器8から出力される拡散送信信号とを複素乗算してその結果を出力する機能を有している。また、第2の送信ウエイト乗算器F2〜第Nの送信ウエイト乗算器FNについても、それぞれ、同様な機能を有している。
第1のRF送信機G1は、第1の送信ウエイト乗算器F1からの出力を無線帯域信号へ変換して、当該信号を第1のアンテナA1により無線送信する機能を有している。また、第2のRF送信機G2〜第NのRF送信機GNについても、それぞれ、同様な機能を有している。
送信信号生成部6は、移動局装置に対して送信する信号を生成する機能を有している。
拡散符号生成部7は、送信信号生成部6により生成される送信信号の帯域を広げるための拡散符号を生成する機能を有している。
複素乗算器8は、送信信号生成部6から出力される送信信号と拡散符号生成部7により生成される拡散符号とを複素乗算して出力する機能を有している。
第1の送信ウエイト乗算器F1は、送信ウエイト制御部5により決定された第1のアンテナA1に対する送信ウエイトと複素乗算器8から出力される拡散送信信号とを複素乗算してその結果を出力する機能を有している。また、第2の送信ウエイト乗算器F2〜第Nの送信ウエイト乗算器FNについても、それぞれ、同様な機能を有している。
第1のRF送信機G1は、第1の送信ウエイト乗算器F1からの出力を無線帯域信号へ変換して、当該信号を第1のアンテナA1により無線送信する機能を有している。また、第2のRF送信機G2〜第NのRF送信機GNについても、それぞれ、同様な機能を有している。
本例の基地局装置により行われる動作の一例を示す。
まず、第1のアンテナA1で受信された複素の帯域信号は第1のRF受信機B1で複素ベースバンド信号へ変換される。同様に、第2のアンテナA2〜第NのアンテナANのそれぞれで受信された複素の帯域信号は第2のRF受信機B2〜第NのRF受信機BNのそれぞれで複素ベースバンド信号へ変換される。
次に、第1のRF受信機B1から出力される複素ベースバンド信号は、逆拡散用符号生成部1で生成された逆拡散用符号によって第1のスライディングコリレータC1で逆拡散され、復調信号が出力される。同様に、第2のRF受信機B2〜第NのRF受信機BNのそれぞれから出力される複素ベースバンド信号は、逆拡散用符号生成部1で生成された逆拡散用符号によって第2のスライディングコリレータC2〜第NのスライディングコリレータCNのそれぞれで逆拡散され、復調信号が出力される。ここで、N個のスライディングコリレータC1〜CNは、受信信号の到来角度を検出する目的で配置されており、全て同一のタイミングで逆拡散する。つまり、N個のスライディングコリレータC1〜CNから出力される復調信号には、受信したアンテナA1〜ANの行路差に応じた位相回転が含まれている。
まず、第1のアンテナA1で受信された複素の帯域信号は第1のRF受信機B1で複素ベースバンド信号へ変換される。同様に、第2のアンテナA2〜第NのアンテナANのそれぞれで受信された複素の帯域信号は第2のRF受信機B2〜第NのRF受信機BNのそれぞれで複素ベースバンド信号へ変換される。
次に、第1のRF受信機B1から出力される複素ベースバンド信号は、逆拡散用符号生成部1で生成された逆拡散用符号によって第1のスライディングコリレータC1で逆拡散され、復調信号が出力される。同様に、第2のRF受信機B2〜第NのRF受信機BNのそれぞれから出力される複素ベースバンド信号は、逆拡散用符号生成部1で生成された逆拡散用符号によって第2のスライディングコリレータC2〜第NのスライディングコリレータCNのそれぞれで逆拡散され、復調信号が出力される。ここで、N個のスライディングコリレータC1〜CNは、受信信号の到来角度を検出する目的で配置されており、全て同一のタイミングで逆拡散する。つまり、N個のスライディングコリレータC1〜CNから出力される復調信号には、受信したアンテナA1〜ANの行路差に応じた位相回転が含まれている。
その後、到来角度検出部4では、第1のスライディングコリレータC1から出力される復調信号と第2のスライディングコリレータC2から出力される復調信号の複素共役とを複素乗算して、第1のアンテナA1と第2のアンテナA2との行路差による位相回転差を求め、更に、当該位相回転差を上記式9に基づく演算によって受信信号の到来角度へ変換する。同様にして、第2のスライディングコリレータC2から出力される復調信号と第3のスライディングコリレータC3から出力される復調信号の複素共役とを複素乗算して、第2のアンテナA2と第3のアンテナA3との行路差による位相回転差を求めて受信信号の到来角度へ変換し、・・・、第(N−1)のスライディングコリレータC(N−1)から出力される復調信号と第NのスライディングコリレータCNから出力される復調信号の複素共役とを複素乗算して、第(N−1)のアンテナA(N−1)と第NのアンテナANとの行路差による位相回転差を求めて受信信号の到来角度へ変換するというように、互いに隣接する2つのアンテナに対応した2つのスライディングコリレータからの出力に基づいて当該2つのアンテナの間の位相回転差に基づく到来角度を求める。そして、得られた(N−1)個の到来角度を平均した結果(平均到来角度)を求め、当該平均到来角度を受信信号の最終的な到来角度推定値とする。
また、本例では、新規なユーザから送信されるプリアンブル信号について、基地局装置で受信される時間範囲が既知である。そこで、第1のプリアンブル相関部D1は、第1のRF受信機B1から出力されるベースバンド信号について、新規なユーザからのプリアンブル信号が受信され得るサーチ範囲内の全サンプリング点で逆拡散を行ってプリアンブル信号の相関値(プリアンブル相関値)を求める。同様に、第2のプリアンブル相関部D2〜第Nのプリアンブル相関部DNのそれぞれは、第2のRF受信機B2〜第NのRF受信機BNのそれぞれから出力されるベースバンド信号について、新規なユーザからのプリアンブル信号が受信され得るサーチ範囲内の全サンプリング点で逆拡散を行ってプリアンブル信号の相関値(プリアンブル相関値)を求める。
次に、第1の電力化部E1は、第1のプリアンブル相関部D1で逆拡散された相関値の相関電力をサーチ範囲内の全サンプリング点で求める。同様に、第2の電力化部E2〜第Nの電力化部ENのそれぞれは、第2のプリアンブル相関部D2〜第Nのプリアンブル相関部DNのそれぞれで逆拡散された相関値の相関電力をサーチ範囲内の全サンプリング点で求める。なお、本例では、相関電力は、相関値の同相成分(I成分)の2乗と直交成分(Q成分)の2乗との和として求められる。
次に、第1の電力化部E1は、第1のプリアンブル相関部D1で逆拡散された相関値の相関電力をサーチ範囲内の全サンプリング点で求める。同様に、第2の電力化部E2〜第Nの電力化部ENのそれぞれは、第2のプリアンブル相関部D2〜第Nのプリアンブル相関部DNのそれぞれで逆拡散された相関値の相関電力をサーチ範囲内の全サンプリング点で求める。なお、本例では、相関電力は、相関値の同相成分(I成分)の2乗と直交成分(Q成分)の2乗との和として求められる。
その後、ピーク判定部2は、N個の電力化部E1〜ENで求めた相関電力をサンプリング点毎に全加算して、N個のアンテナ当たりの相関電力(Nアンテナ当たり相関電力)を求める。また、当該Nアンテナ当たり相関電力について、最大値を有するサンプリング点を検出してプリアンブル信号の検出位置(プリアンブル検出位置)とみなし、当該最大値をN個のアンテナ当たりのプリアンブル信号の受信電力(Nアンテナ当たりプリアンブル受信電力)とみなす。また、前記Nアンテナ当たり相関電力の各サンプリング点についての総和を当該サンプリング点の数で除算して、その結果をN個のアンテナ当たりの受信雑音電力(Nアンテナ当たり受信雑音電力)とみなす。また、前記Nアンテナ当たりプリアンブル受信電力を前記Nアンテナ当たり受信雑音電力で除算して、その結果をプリアンブル信号の受信S/Nとみなす。そして、当該受信S/Nが予め定められた値より大きい場合には、プリアンブル信号を検出したものとして確定する。また、プリアンブル信号の検出が確定した場合にだけ、前記プリアンブル検出位置の情報を出力する。
前記プリアンブル検出位置の情報がピーク判定部2から出力された場合には、プリアンブル到来角度検出部3は、当該プリアンブル検出位置で、N個のプリアンブル相関部D1〜DNのそれぞれから、合計N個の相関値を取り出す。ここで,当該N個の相関値は全て同一のタイミングで逆拡散されているため、当該N個の相関値には受信したアンテナA1〜ANの行路差に応じた位相回転が含まれている。そして、第1のプリアンブル相関部D1から取り出した相関値と第2のプリアンブル相関部D2から取り出した相関値の複素共役とを複素乗算して、第1のアンテナA1と第2のアンテナA2との行路差による位相回転差を求めて、更に、当該位相回転差を上記式9に基づく演算によって受信信号の到来角度へ変換する。同様にして、第2のプリアンブル相関部D2から取り出した相関値と第3のプリアンブル相関部D3から取り出した相関値の複素共役とを複素乗算して、第2のアンテナA2と第3のアンテナA3との行路差による位相回転差を求めて受信信号の到来角度へ変換し、・・・、第(N−1)のプリアンブル相関部D(N−1)から取り出した相関値と第Nのプリアンブル相関部DNから取り出した相関値の複素共役とを複素乗算して、第(N−1)のアンテナA(N−1)と第NのアンテナANとの行路差による位相回転差を求めて受信信号の到来角度へ変換するというように、互いに隣接する2つのアンテナに対応した2つのプリアンブル相関部からの出力に基づいて当該2つのアンテナの間の位相回転差に基づく到来角度を求める。そして、得られた(N−1)個の到来角度を平均した結果(平均プリアンブル到来角度)を求め、当該平均プリアンブル到来角度をプリアンブル信号の最終的な到来角度推定値とする。
また、送信信号生成部6で生成された送信信号と拡散符号生成部7で生成された拡散符号とは複素乗算器8で複素乗算され、つまり当該送信信号が当該拡散符号により拡散され、N個の送信ウエイト乗算器F1〜FNのそれぞれへ一斉に出力される。
また、到来角度検出部4で求められた平均到来角度や、プリアンブル到来角度検出部3で求められた平均プリアンブル到来角度が、送信ウエイト制御部4に入力される。
送信ウエイト制御部4は、例えば、入力される平均到来角度と平均プリアンブル到来角度との一方又は両方に基づいて、ウィーナー解で各アンテナA1〜ANの送信ウエイトを決定して、第1のアンテナA1に対する送信ウエイトを第1の送信ウエイト乗算器F1へ出力し、同様に、第2のアンテナA2〜第NのアンテナANのそれぞれに対する送信ウエイトを第2の送信ウエイト乗算器F2〜第Nの送信ウエイト乗算器FNのそれぞれへ出力する。なお、ウィーナー解は、例えば、前記平均到来角度や前記平均プリアンブル到来角度から応答ベクトル及び相関行列を生成して、当該相関行列の逆行列に当該応答ベクトルの複素共役を乗算して求めることができる。
また、第1の送信ウエイト乗算器F1で送信ウエイトが乗算された送信信号は、第1のRF送信機G1で複素ベースバンド信号から複素の帯域信号へ変換されて第1のアンテナA1から出力される。同様に、第2の送信ウエイト乗算器F2〜第Nの送信ウエイト乗算器FNのそれぞれで送信ウエイトが乗算された送信信号は、第2のRF送信機G2〜第NのRF送信機GNのそれぞれで複素ベースバンド信号から複素の帯域信号へ変換されて第2のアンテナA2〜第NのアンテナA3のそれぞれから出力される。
また、到来角度検出部4で求められた平均到来角度や、プリアンブル到来角度検出部3で求められた平均プリアンブル到来角度が、送信ウエイト制御部4に入力される。
送信ウエイト制御部4は、例えば、入力される平均到来角度と平均プリアンブル到来角度との一方又は両方に基づいて、ウィーナー解で各アンテナA1〜ANの送信ウエイトを決定して、第1のアンテナA1に対する送信ウエイトを第1の送信ウエイト乗算器F1へ出力し、同様に、第2のアンテナA2〜第NのアンテナANのそれぞれに対する送信ウエイトを第2の送信ウエイト乗算器F2〜第Nの送信ウエイト乗算器FNのそれぞれへ出力する。なお、ウィーナー解は、例えば、前記平均到来角度や前記平均プリアンブル到来角度から応答ベクトル及び相関行列を生成して、当該相関行列の逆行列に当該応答ベクトルの複素共役を乗算して求めることができる。
また、第1の送信ウエイト乗算器F1で送信ウエイトが乗算された送信信号は、第1のRF送信機G1で複素ベースバンド信号から複素の帯域信号へ変換されて第1のアンテナA1から出力される。同様に、第2の送信ウエイト乗算器F2〜第Nの送信ウエイト乗算器FNのそれぞれで送信ウエイトが乗算された送信信号は、第2のRF送信機G2〜第NのRF送信機GNのそれぞれで複素ベースバンド信号から複素の帯域信号へ変換されて第2のアンテナA2〜第NのアンテナA3のそれぞれから出力される。
以上のように、本例の基地局装置では、例えば、接続中のユーザ(本例では、移動局装置)に対して到来角度を推定する一方で、新規なユーザとの同期確立処理に合わせて、当該新規なユーザからの信号の到来角度を推定し、これに基づいてアダプティブアレイアンテナの送信ウエイトを制御する。
従って、本例の基地局装置では、同期確立の過程で新規なユーザからの到来角度を推定してウィーナー解によって送信ウエイトを決定することにより、同期確立中において新規なユーザの方向への他のユーザの干渉を抑えることができ、また、同期確立直後における新規なユーザの受信品質を向上させることができる。更に、新規なユーザの方向に対して同期確立直後から主ビームを向ける制御が可能となるため、他のユーザへの干渉を低減することができる。
このように、本例の基地局装置では、同期確立直後から新規なユーザに対して最適な送信ウエイトを決定することができ、これにより、新規なユーザの他のユーザへの干渉や、他のユーザの新規なユーザへの干渉を抑えて、容量の低下や接続断を回避することができ、同期確立直後から新規なユーザの受信品質を向上させるとともに他のユーザへの干渉を低減することができる。
従って、本例の基地局装置では、同期確立の過程で新規なユーザからの到来角度を推定してウィーナー解によって送信ウエイトを決定することにより、同期確立中において新規なユーザの方向への他のユーザの干渉を抑えることができ、また、同期確立直後における新規なユーザの受信品質を向上させることができる。更に、新規なユーザの方向に対して同期確立直後から主ビームを向ける制御が可能となるため、他のユーザへの干渉を低減することができる。
このように、本例の基地局装置では、同期確立直後から新規なユーザに対して最適な送信ウエイトを決定することができ、これにより、新規なユーザの他のユーザへの干渉や、他のユーザの新規なユーザへの干渉を抑えて、容量の低下や接続断を回避することができ、同期確立直後から新規なユーザの受信品質を向上させるとともに他のユーザへの干渉を低減することができる。
なお、本例の基地局装置では、プリアンブル相関部D1〜DNの機能によりプリアンブル信号相関値検出手段が構成されており、電力化部E1〜ENの機能やピーク判定部2の機能によりプリアンブル信号位置検出手段が構成されており、プリアンブル到来角度検出部3の機能によりプリアンブル信号到来角度検出手段が構成されており、送信ウエイト制御部5の機能や送信ウエイト乗算器F1〜FNの機能により指向性制御無線通信手段が構成されている。
また、本例の基地局装置では、電力化部E1〜ENの機能により電力化手段が構成されており、ピーク判定部2の機能によりピーク判定手段が構成されている。
また、本例の基地局装置では、電力化部E1〜ENの機能により電力化手段が構成されており、ピーク判定部2の機能によりピーク判定手段が構成されている。
本発明の第2実施例に係る基地局装置を説明する。
図2には、アダプティブアレイアンテナを備えた本例の基地局装置の構成例を示してある。
本例の基地局装置は、複数であるN個のアンテナH1〜HNと、N個のRF受信機J1〜JNと、(N−1)個の複素乗算器K1〜K(N−1)と、(N−1)個の角度変換器L1〜L(N−1)と、N個の送信ウエイト乗算器M1〜MNと、N個のRF送信機O1〜ONと、平均化部11と、レジスタ12と、減算器13と、判定部14と、送信ウエイト制御部15と、送信信号生成部16を備えている。
ここで、本例では、N本のアンテナH1〜HNが等間隔でリニアに並べて配置されている。そして、空間に配置されたこれら複数のアンテナH1〜HNからアダプティブアレイアンテナが構成されている。
また、N個備えられているそれぞれの処理部は、N本のアンテナH1〜HNに対応しており、N個のアンテナ処理系を構成している。
図2には、アダプティブアレイアンテナを備えた本例の基地局装置の構成例を示してある。
本例の基地局装置は、複数であるN個のアンテナH1〜HNと、N個のRF受信機J1〜JNと、(N−1)個の複素乗算器K1〜K(N−1)と、(N−1)個の角度変換器L1〜L(N−1)と、N個の送信ウエイト乗算器M1〜MNと、N個のRF送信機O1〜ONと、平均化部11と、レジスタ12と、減算器13と、判定部14と、送信ウエイト制御部15と、送信信号生成部16を備えている。
ここで、本例では、N本のアンテナH1〜HNが等間隔でリニアに並べて配置されている。そして、空間に配置されたこれら複数のアンテナH1〜HNからアダプティブアレイアンテナが構成されている。
また、N個備えられているそれぞれの処理部は、N本のアンテナH1〜HNに対応しており、N個のアンテナ処理系を構成している。
本例の基地局装置に備えられたそれぞれの処理部の機能の一例を示す。
第1のアンテナH1は、移動局装置から送信された無線帯域信号を受信する機能や、移動局装置へ無線帯域信号を送信する機能を有している。また、第2のアンテナH2〜第NのアンテナHNについても、それぞれ、同様な機能を有している。
第1のRF受信機J1は、第1のアンテナH1により受信された無線帯域信号を複素ベースバンド信号へ変換して出力する機能を有している。また、第2のRF受信機J2〜第NのRF受信機JNについても、それぞれ、同様な機能を有している。
第1の複素乗算器K1は、第1のRF受信機J1からの出力と第2のRF受信機J2からの出力の複素共役とを複素乗算する機能を有している。同様に、第2の複素乗算器K2〜第(N−1)の複素乗算器K(N−1)のそれぞれは、第2のRF受信機J2〜第(N−1)のRF受信機J(N−1)のそれぞれからの出力と第3のRF受信機J3〜第NのRF受信機JNのそれぞれからの出力の複素共役とを複素乗算する機能を有している。
第1の角度変換器L1は、第1の複素乗算器K1から出力される複素乗算結果を角度へ変換する機能を有している。また、第2の角度変換器L2〜第Nの角度変換器LNについても、それぞれ、同様な機能を有している。
第1のアンテナH1は、移動局装置から送信された無線帯域信号を受信する機能や、移動局装置へ無線帯域信号を送信する機能を有している。また、第2のアンテナH2〜第NのアンテナHNについても、それぞれ、同様な機能を有している。
第1のRF受信機J1は、第1のアンテナH1により受信された無線帯域信号を複素ベースバンド信号へ変換して出力する機能を有している。また、第2のRF受信機J2〜第NのRF受信機JNについても、それぞれ、同様な機能を有している。
第1の複素乗算器K1は、第1のRF受信機J1からの出力と第2のRF受信機J2からの出力の複素共役とを複素乗算する機能を有している。同様に、第2の複素乗算器K2〜第(N−1)の複素乗算器K(N−1)のそれぞれは、第2のRF受信機J2〜第(N−1)のRF受信機J(N−1)のそれぞれからの出力と第3のRF受信機J3〜第NのRF受信機JNのそれぞれからの出力の複素共役とを複素乗算する機能を有している。
第1の角度変換器L1は、第1の複素乗算器K1から出力される複素乗算結果を角度へ変換する機能を有している。また、第2の角度変換器L2〜第Nの角度変換器LNについても、それぞれ、同様な機能を有している。
平均化部11は、(N−1)個の角度変換器L1〜L(N−1)で求められた角度を平均した結果(平均角度)を求める機能を有している。
レジスタ12は、平均化部11で求められた平均角度を所定の時間間隔毎に格納する機能を有している。
減算器13は、所定の時間間隔毎にレジスタ12に格納された平均角度から、平均化部11で求められた平均角度を減算する機能を有している。
判定部14は、減算器13による減算結果の絶対値を求めて、当該絶対値が所定の値より大きい場合には送信ウエイトを共相等振幅にする制御信号つまり全ての送信アンテナH1〜HNの送信ウエイトを同じにする制御信号をアクティブ(有効)として出力し、そうでない場合には当該制御信号をインアクティブ(無効)として出力する機能を有している。
送信ウエイト制御部15は、平均化部11により求められた平均角度に基づいて受信信号の到来方向を求めた後に、判定部14から出力される制御信号がアクティブである場合には共相等振幅で送信ウエイトを決定し、そうでない場合にはウィーナー解で送信ウエイトを決定する機能を有している。
レジスタ12は、平均化部11で求められた平均角度を所定の時間間隔毎に格納する機能を有している。
減算器13は、所定の時間間隔毎にレジスタ12に格納された平均角度から、平均化部11で求められた平均角度を減算する機能を有している。
判定部14は、減算器13による減算結果の絶対値を求めて、当該絶対値が所定の値より大きい場合には送信ウエイトを共相等振幅にする制御信号つまり全ての送信アンテナH1〜HNの送信ウエイトを同じにする制御信号をアクティブ(有効)として出力し、そうでない場合には当該制御信号をインアクティブ(無効)として出力する機能を有している。
送信ウエイト制御部15は、平均化部11により求められた平均角度に基づいて受信信号の到来方向を求めた後に、判定部14から出力される制御信号がアクティブである場合には共相等振幅で送信ウエイトを決定し、そうでない場合にはウィーナー解で送信ウエイトを決定する機能を有している。
送信信号生成部16は、移動局装置に対して送信する信号を生成する機能を有している。
第1の送信ウエイト乗算器M1は、送信ウエイト制御部15により決定された第1のアンテナH1に対する送信ウエイトと送信信号生成部16から出力される送信信号とを複素乗算してその結果を出力する機能を有している。また、第2の送信ウエイト乗算器M2〜第Nの送信ウエイト乗算器MNについても、それぞれ、同様な機能を有している。
第1のRF送信機O1は、第1の送信ウエイト乗算器M1からの出力を無線帯域信号へ変換して、当該信号を第1のアンテナH1により無線送信する機能を有している。また、第2のRF送信機O2〜第NのRF送信機ONについても、それぞれ、同様な機能を有している。
第1の送信ウエイト乗算器M1は、送信ウエイト制御部15により決定された第1のアンテナH1に対する送信ウエイトと送信信号生成部16から出力される送信信号とを複素乗算してその結果を出力する機能を有している。また、第2の送信ウエイト乗算器M2〜第Nの送信ウエイト乗算器MNについても、それぞれ、同様な機能を有している。
第1のRF送信機O1は、第1の送信ウエイト乗算器M1からの出力を無線帯域信号へ変換して、当該信号を第1のアンテナH1により無線送信する機能を有している。また、第2のRF送信機O2〜第NのRF送信機ONについても、それぞれ、同様な機能を有している。
本例の基地局装置により行われる動作の一例を示す。
まず、第1のアンテナH1で受信された複素の帯域信号は、第1のRF受信機J1で複素ベースバンド信号へ変換される。同様に、第2のアンテナH2〜第NのアンテナHNのそれぞれで受信された複素の帯域信号は、第2のRF受信機J2〜第NのRF受信機JNのそれぞれで複素ベースバンド信号へ変換される。
次に、第1のRF受信機J1から出力される複素ベースバンド信号と第2のRF受信機J2から出力される複素ベースバンド信号の複素共役とを第1の複素乗算器K1で複素乗算して、その結果を第1の角度変換器L1で角度へ変換することで、第1のアンテナH1で受信した信号と第2のアンテナH2で受信した信号との行路差による位相回転差が求められる。同様に、第2のRF受信機J2〜第(N−1)のRF受信機J(N−1)のそれぞれから出力される複素ベースバンド信号と第3のRF受信機J3〜第NのRF受信機JNのそれぞれから出力される複素ベースバンド信号の複素共役とを第2の複素乗算器K2〜第(N−1)の複素乗算器K(N−1)のそれぞれで複素乗算して、その結果を第2の角度変換器L2〜第(N−1)の複素乗算器L(N−1)のそれぞれで角度へ変換することで、第2のアンテナH2〜第(N−1)のアンテナH(N−1)のそれぞれで受信した信号と第3のアンテナH3〜第NのアンテナHNのそれぞれで受信した信号との行路差による位相回転差が求められる。
まず、第1のアンテナH1で受信された複素の帯域信号は、第1のRF受信機J1で複素ベースバンド信号へ変換される。同様に、第2のアンテナH2〜第NのアンテナHNのそれぞれで受信された複素の帯域信号は、第2のRF受信機J2〜第NのRF受信機JNのそれぞれで複素ベースバンド信号へ変換される。
次に、第1のRF受信機J1から出力される複素ベースバンド信号と第2のRF受信機J2から出力される複素ベースバンド信号の複素共役とを第1の複素乗算器K1で複素乗算して、その結果を第1の角度変換器L1で角度へ変換することで、第1のアンテナH1で受信した信号と第2のアンテナH2で受信した信号との行路差による位相回転差が求められる。同様に、第2のRF受信機J2〜第(N−1)のRF受信機J(N−1)のそれぞれから出力される複素ベースバンド信号と第3のRF受信機J3〜第NのRF受信機JNのそれぞれから出力される複素ベースバンド信号の複素共役とを第2の複素乗算器K2〜第(N−1)の複素乗算器K(N−1)のそれぞれで複素乗算して、その結果を第2の角度変換器L2〜第(N−1)の複素乗算器L(N−1)のそれぞれで角度へ変換することで、第2のアンテナH2〜第(N−1)のアンテナH(N−1)のそれぞれで受信した信号と第3のアンテナH3〜第NのアンテナHNのそれぞれで受信した信号との行路差による位相回転差が求められる。
その後、求めた(N−1)個の位相回転差を平均化部11で平均し、当該平均結果を、隣接したアンテナ間での行路差による平均位相回転差として求める。
次に、前記平均位相回転差は所定の時間間隔でレジスタ12に格納され、これと同時に、当該レジスタ12に直前まで格納されていた過去の平均位相回転差から最新の平均位相回転差を減算器13により減算して、当該減算結果を所定の時間間隔での平均位相回転差の変動量として求める。
ここで、前記平均位相回転差の変動量は移動局装置からの到来角度の変動に依存し、移動局装置が角度方向へ高速移動すればするほど前記平均位相回転差の変動量も大きくなる。そこで、判定部14は、前記平均位相回転差の変動量を絶対値へ変換した後に、当該絶対値が所定の値よりも大きい場合には、移動局装置の角度方向への移動速度が速いとみなして、主ビーム幅の広い共相等振幅で送信ウエイトを決定するように制御信号をアクティブにして出力する。逆に、判定部14は、前記絶対値が所定の値よりも小さい場合には、移動局装置からの到来方向の変動に対して送信ウエイトが充分に追従することが可能であるとみなして、主ビーム方向のS/Nが大きいウィーナー解で送信ウエイトを決定するように制御信号をインアクティブにして出力する。
次に、前記平均位相回転差は所定の時間間隔でレジスタ12に格納され、これと同時に、当該レジスタ12に直前まで格納されていた過去の平均位相回転差から最新の平均位相回転差を減算器13により減算して、当該減算結果を所定の時間間隔での平均位相回転差の変動量として求める。
ここで、前記平均位相回転差の変動量は移動局装置からの到来角度の変動に依存し、移動局装置が角度方向へ高速移動すればするほど前記平均位相回転差の変動量も大きくなる。そこで、判定部14は、前記平均位相回転差の変動量を絶対値へ変換した後に、当該絶対値が所定の値よりも大きい場合には、移動局装置の角度方向への移動速度が速いとみなして、主ビーム幅の広い共相等振幅で送信ウエイトを決定するように制御信号をアクティブにして出力する。逆に、判定部14は、前記絶対値が所定の値よりも小さい場合には、移動局装置からの到来方向の変動に対して送信ウエイトが充分に追従することが可能であるとみなして、主ビーム方向のS/Nが大きいウィーナー解で送信ウエイトを決定するように制御信号をインアクティブにして出力する。
更に、前記平均位相回転差は送信ウエイト制御部15にも入力される。
送信ウエイト制御部15は、入力される平均位相回転差を用いて上記式9に基づく演算によって受信信号の到来方向を求めた後に、判定部14からの制御信号がアクティブである時には共相等振幅で各アンテナH1〜HNの送信ウエイトを決定し、判定部14からの制御信号がインアクティブである時にはウィーナー解で各アンテナH1〜HNの送信ウエイトを決定する。なお、ウィーナー解は、例えば、前記到来方向から応答ベクトル及び相関行列を生成して、当該相関行列の逆行列に当該応答ベクトルの複素共役を乗算して求めることができる。
そして、送信ウエイト制御部15は、第1のアンテナH1に対する送信ウエイトを第1の送信ウエイト乗算器M1へ出力し、同様に、第2のアンテナH2〜第NのアンテナHNのそれぞれに対する送信ウエイトを第2の送信ウエイト乗算器M2〜第Nの送信ウエイト乗算器MNのそれぞれへ出力する。
送信ウエイト制御部15は、入力される平均位相回転差を用いて上記式9に基づく演算によって受信信号の到来方向を求めた後に、判定部14からの制御信号がアクティブである時には共相等振幅で各アンテナH1〜HNの送信ウエイトを決定し、判定部14からの制御信号がインアクティブである時にはウィーナー解で各アンテナH1〜HNの送信ウエイトを決定する。なお、ウィーナー解は、例えば、前記到来方向から応答ベクトル及び相関行列を生成して、当該相関行列の逆行列に当該応答ベクトルの複素共役を乗算して求めることができる。
そして、送信ウエイト制御部15は、第1のアンテナH1に対する送信ウエイトを第1の送信ウエイト乗算器M1へ出力し、同様に、第2のアンテナH2〜第NのアンテナHNのそれぞれに対する送信ウエイトを第2の送信ウエイト乗算器M2〜第Nの送信ウエイト乗算器MNのそれぞれへ出力する。
また、送信信号生成部16は、送信する信号を生成して、N個の送信ウエイト乗算器M1〜MNのそれぞれへ一斉に出力する。
そして、第1の送信ウエイト乗算器M1で送信ウエイトが乗算された送信信号は、第1のRF送信機O1で複素ベースバンド信号から複素の帯域信号へ変換されて第1のアンテナH1から出力される。同様に、第2の送信ウエイト乗算器M2〜第Nの送信ウエイト乗算器MNのそれぞれで送信ウエイトが乗算された送信信号は、第2のRF送信機O2〜第NのRF送信機ONで複素ベースバンド信号から複素の帯域信号へ変換されて第2のアンテナH2〜第NのアンテナHNのそれぞれから出力される。
そして、第1の送信ウエイト乗算器M1で送信ウエイトが乗算された送信信号は、第1のRF送信機O1で複素ベースバンド信号から複素の帯域信号へ変換されて第1のアンテナH1から出力される。同様に、第2の送信ウエイト乗算器M2〜第Nの送信ウエイト乗算器MNのそれぞれで送信ウエイトが乗算された送信信号は、第2のRF送信機O2〜第NのRF送信機ONで複素ベースバンド信号から複素の帯域信号へ変換されて第2のアンテナH2〜第NのアンテナHNのそれぞれから出力される。
以上のように、本例の基地局装置では、移動局装置の角度方向の移動速度に応じて送信ウエイトを決定して、アダプティブアレイアンテナのアンテナ指向性を制御する。
従って、本例の基地局装置では、例えば、移動局装置の角度方向の移動速度が速い場合には、主ビーム幅の広い共相等振幅で送信ウエイトを決定することにより、送信ウエイトの追従が充分でなくても、移動局装置の方向に比較的S/Nの高い送信を行うことができ、移動局装置での受信品質の大幅な劣化を避けることができる。このように、電波の到来方向の急激な変化に対して適切に対応することが可能である。なお、本例では、角度方向の移動速度が速い移動局装置に対して共相等振幅の方式を用いる構成としたが、他の構成例として、主ビーム幅の広い他の方式が用いられてもよい。
具体的な一例として、基地局装置が収容する移動局装置のうち、急激に角度(例えば、方向、方位)を変えるような高速で移動する移動局装置に対してアダプティブアレイアンテナのビーム形成が間に合わないことがあるが、本例の基地局装置では、移動局装置が位置する角度(例えば、方向、方位)の時間変化量が閾値を超える移動局装置に対しては全方位にビームを出すようにすることにより、このような問題を解消することができる。また、本例では、移動局装置が位置する角度(例えば、方向、方位)の時間変化量が閾値を超えた場合に高速であると判断する。
従って、本例の基地局装置では、例えば、移動局装置の角度方向の移動速度が速い場合には、主ビーム幅の広い共相等振幅で送信ウエイトを決定することにより、送信ウエイトの追従が充分でなくても、移動局装置の方向に比較的S/Nの高い送信を行うことができ、移動局装置での受信品質の大幅な劣化を避けることができる。このように、電波の到来方向の急激な変化に対して適切に対応することが可能である。なお、本例では、角度方向の移動速度が速い移動局装置に対して共相等振幅の方式を用いる構成としたが、他の構成例として、主ビーム幅の広い他の方式が用いられてもよい。
具体的な一例として、基地局装置が収容する移動局装置のうち、急激に角度(例えば、方向、方位)を変えるような高速で移動する移動局装置に対してアダプティブアレイアンテナのビーム形成が間に合わないことがあるが、本例の基地局装置では、移動局装置が位置する角度(例えば、方向、方位)の時間変化量が閾値を超える移動局装置に対しては全方位にビームを出すようにすることにより、このような問題を解消することができる。また、本例では、移動局装置が位置する角度(例えば、方向、方位)の時間変化量が閾値を超えた場合に高速であると判断する。
なお、本例の基地局装置では、複素乗算器K1〜K(N−1)の機能や角度変換器L1〜L(N−1)の機能や平均化部11の機能により受信信号到来角度検出手段が構成されており、レジスタ12の機能や減算器13の機能により到来角度時間変化量検出手段が構成されており、判定部14の機能や送信ウエイト制御部15の機能や送信ウエイト乗算器M1〜MNの機能により指向性制御無線通信手段が構成されている。
また、本例の基地局装置では、レジスタ12の機能により到来角度記憶手段が構成されており、減算器13の機能により到来角度時間差検出手段が構成されており、判定部14の機能により到来角度時間変化量判定手段が構成されている。
また、本例の基地局装置では、レジスタ12の機能により到来角度記憶手段が構成されており、減算器13の機能により到来角度時間差検出手段が構成されており、判定部14の機能により到来角度時間変化量判定手段が構成されている。
ここで、図2に示した本例の基地局装置に対する比較例について説明する。
本比較例に係る基地局装置は、例えば、図2に示した本例の基地局装置において、レジスタ12、減算器13、判定部14が備えられずに、送信ウエイト制御部15が常に同一の方式(例えば、ウィーナー解)で送信ウエイトを生成するような構成及び動作となる。
しかしながら、基地局装置では、複数のアンテナから受信した信号を基に受信信号の到来角度を求めて例えばウィーナー解によって最適な送信ウエイトを決定して信号を送信するに際して、移動局装置が基地局装置の近傍で高速に移動しているような場合には、受信信号の到来角度が急激に変動することがある。本比較例に係る基地局装置では、このようなことが生じると、送信ウエイトの追従が間に合わなくなって、移動局装置の方向に主ビームを向けることができなくなり、場合によっては移動局装置の方向にヌルが向けられて移動局装置の受信品質が大幅に劣化してしまう。
これに対して、本例の基地局装置では、移動局装置の角度方向の移動速度を検出して、検出した移動速度に応じて送信ウエイトを生成する方式を切り替えることにより、移動局装置の高速移動時においても送信ウエイトの追従性を向上させて、移動局装置の受信品質の劣化を抑えることができる。
本比較例に係る基地局装置は、例えば、図2に示した本例の基地局装置において、レジスタ12、減算器13、判定部14が備えられずに、送信ウエイト制御部15が常に同一の方式(例えば、ウィーナー解)で送信ウエイトを生成するような構成及び動作となる。
しかしながら、基地局装置では、複数のアンテナから受信した信号を基に受信信号の到来角度を求めて例えばウィーナー解によって最適な送信ウエイトを決定して信号を送信するに際して、移動局装置が基地局装置の近傍で高速に移動しているような場合には、受信信号の到来角度が急激に変動することがある。本比較例に係る基地局装置では、このようなことが生じると、送信ウエイトの追従が間に合わなくなって、移動局装置の方向に主ビームを向けることができなくなり、場合によっては移動局装置の方向にヌルが向けられて移動局装置の受信品質が大幅に劣化してしまう。
これに対して、本例の基地局装置では、移動局装置の角度方向の移動速度を検出して、検出した移動速度に応じて送信ウエイトを生成する方式を切り替えることにより、移動局装置の高速移動時においても送信ウエイトの追従性を向上させて、移動局装置の受信品質の劣化を抑えることができる。
また、本例の基地局装置に備えられたアダプティブアレイアンテナにおける送信ウエイトの収束速度や、移動局装置からの信号の到来方向の変化速度について説明する。
まず、本例の基地局装置では、RLS(Recursive Least Squares)アルゴリズムやLMS(Least Mean Square)アルゴリズムなどの推定アルゴリズムを用いて送信ウエイトを決定する。
概略的には、RLSアルゴリズムでは、式10に示されるようなw1(m)の更新式を用いる。また、誤差信号e1(m)は式11のように表される。
まず、本例の基地局装置では、RLS(Recursive Least Squares)アルゴリズムやLMS(Least Mean Square)アルゴリズムなどの推定アルゴリズムを用いて送信ウエイトを決定する。
概略的には、RLSアルゴリズムでは、式10に示されるようなw1(m)の更新式を用いる。また、誤差信号e1(m)は式11のように表される。
また、概略的には、LMSアルゴリズムでは、式12に示されるようなw2(m)の更新式を用いる。また、誤差信号e2(m)は式13のように表される。
ここで、RLSアルゴリズム、LMSアルゴリズムの計算量は、Nを素子数とすると、それぞれN2、Nに比例した量となり、この点では、素子数の多いアダプティブアレイアンテナではLMSアルゴリズムを採用するのが現実的である。しかしながら、RLSでは各要素に対する更新速度が入力信号ベクトルの相関行列Rxx−1(m)によって制御されているのに対して、LMSでは更新速度が誤差信号の大きさによって決定されており、ステップ定数μはウエイトベクトルのどの要素でもどの時点でも一定であるため、収束速度はRLSと比較して劣化する。つまり、LMSアルゴリズムではステップ定数μの値によって収束の度合いが異なってくる。
また、例えば、移動局装置の基地局装置からの距離によって、到来方向の変化の度合いが異なる。具体例として、移動局装置が基地局装置の角度方向へ時速90km(=秒速25m)で移動しているとすると、移動局装置が基地局装置から5km離れている場合には、1秒後の到来方向の変化量θ(5km)は式14により表される。
これに対して、移動局装置が基地局装置から100mしか離れていない場合には、1秒後の到来方向の変化量θ(100m)は式15により表され、到来方向の変化量がかなり大きくなる。
これに対して、移動局装置が基地局装置から100mしか離れていない場合には、1秒後の到来方向の変化量θ(100m)は式15により表され、到来方向の変化量がかなり大きくなる。
また、例えば、あらゆる高速の移動体装置に対して追従性を高めた場合には、他のユーザヘの干渉が大きくなって容量の低下や接続断を招いてしまう可能性がある。このため、一例として、基地局装置の近傍に存在して且つ移動局装置の角度方向への移動速度が速い場合に起こり得る到来方向の変化量を検出した場合にだけ共相等振幅(或いは、オムニ送信)とするような構成とすることが可能である。この構成では、通常は基地局装置の近傍への送信電力は小さくてもよいため、他のユーザヘの干渉が小さく、接続断を招く可能性を低くすることができる。また、本例では、主ビームと移動体装置の方角とが不一致であっても、到来方向の急激な変化を検出しない限りは、LMSアルゴリズムなどによる送信ウエイトの追従が実現されることが待機される。
なお、一例として、図1に示されるような構成と図2に示されるような構成を組み合わせた基地局装置を実施することもでき、このような基地局装置では、図1を参照して説明したようにプリアンブル信号やプリアンブル信号以外の通信信号に基づく送信ウエイト制御を行うとともに、図2を参照して説明したように高速な移動局装置に対して例えば無指向性パターンによるオムニビーム送信を行うようなことができる。
また、一例として、図1に示される到来角度検出部4としては、図2に示される(N−1)個の複素乗算器K1〜K(N−1)と(N−1)個の角度変換器L1〜L(N−1)と1個の平均化部11から成る部分と同様な処理部を用いて構成することが可能である。
また、一例として、図1に示される到来角度検出部4としては、図2に示される(N−1)個の複素乗算器K1〜K(N−1)と(N−1)個の角度変換器L1〜L(N−1)と1個の平均化部11から成る部分と同様な処理部を用いて構成することが可能である。
ここで、本発明に係る基地局装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々な装置やシステムとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係る基地局装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係る基地局装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
A1〜AN、H1〜HN・・アンテナ、 B1〜BN、J1〜JN・・RF受信機、 C1〜CN・・スライディングコリレータ、 D1〜DN・・プリアンブル相関部、 E1〜EN・・電力化部、 F1〜FN、M1〜MN・・送信ウエイト乗算器、 G1〜GN、O1〜ON・・RF送信機、 K1〜K(N−1)、8・・複素乗算器、 L1〜L(N−1)・・角度変換器、 1・・逆拡散用符号生成部、 2・・ピーク判定部、 3・・プリアンブル到来角度検出部、 4・・到来角度検出部、 5、15、21・・送信ウエイト制御部、 6、16・・送信信号生成部、 7・・拡散符号生成部、 11・・平均化部、 12・・レジスタ、 13・・減算器、 14・・判定部、
Claims (1)
- 複数のアンテナを備え、これら複数のアンテナのそれぞれにより通信される信号にアンテナ毎のウエイトを乗算してこれら複数のアンテナの全体として指向性を制御して無線通信を行う機能を有し、移動局装置から無線により送信される同期確立用のプリアンブル信号を含む信号を受信する基地局装置において、
それぞれのアンテナ毎に、プリアンブル信号に対応する所定の信号と受信信号との相関に関する値を検出するプリアンブル信号相関値検出手段を備え、
更に、複数のアンテナについてのプリアンブル信号相関値検出手段による検出結果に基づいて受信信号中でプリアンブル信号が含まれる位置を検出するプリアンブル信号位置検出手段と、
プリアンブル信号位置検出手段により検出される位置について、複数のアンテナについてのプリアンブル信号相関値検出手段による検出結果に基づいて受信信号の到来角度を検出するプリアンブル信号到来角度検出手段と、
プリアンブル信号到来角度検出手段による検出結果に基づいてアンテナ毎のウエイトを生成して、複数のアンテナのそれぞれにより通信される信号にアンテナ毎のウエイトを乗算してこれら複数のアンテナの全体として指向性を制御して無線通信を行う指向性制御無線通信手段と、を備えた、
ことを特徴とする基地局装置。
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