JP2006287661A - 指向性制御可能なアンテナシステム、アダプティブアレーアンテナシステムおよび通信端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】「隠れ端末問題」および「さらされ端末問題」を解消し、さらに同一周波数での複数のデータパケットの衝突を回避することで、周波数利用効率を改善できるアンテナシステムおよび通信端末装置を提供する。
【解決手段】前記指向性制御可能なアンテナ１１の受信信号のチャネル状態を検出するチャネル状態検出手段１２と、チャネル状態検出手段１２により検出したチャネル状態をチャネル状態情報として所定時間保存するチャネル状態保存手段１３と、チャネル状態保存手段１３に保存されたチャネル状態情報にかかるチャネル状態から生成された仮想受信信号を受信信号に合成するチャネル状態合成手段１４と、指向性アンテナの特性を制御する指向性制御手段１５とを備え、指向性制御手段１５は、チャネル状態保存手段１３に記憶された情報に基づいてチャネル状態合成手段１４を駆動することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、データ送受信の衝突を回避することができる、自律分散型の無線ネットワークに好適な指向性制御可能なアンテナシステム、アダプティブアレーアンテナシステム、およびこれらを搭載した通信端末装置に関し、具体的にはいわゆる「隠れ端末問題」および「さらされ端末問題」を解消し、さらに同一周波数での複数のデータパケットの衝突を回避することで、周波数利用効率を改善できる上記アンテナシステムおよび通信端末装置に関する。

従来、固定基地局を必要としないアドホック無線ＬＡＮ（自律分散型ネットワーク）では、「隠れ端末問題」および「さらされ端末問題」により、データ転送効率が低下したり、ネットワークの利用効率が低下したりすることがある。

「隠れ端末問題」は、端末同士が互いにキャリアをセンスすることができないために生じるもので、通信相手となる端末と、自己端末のキャリアをセンスできない「隠れ端末」とが衝突し、データの転送効率の低下をもたらす。

「さらされ端末問題」は、通信を行っている受信端末とは干渉しない程度に遠くにあるにもかかわらず、送信端末からの信号をキャリアをセンスしてしまうため（自己端末が他の端末間のキャリアに「さらされる」ため）に通信が開始できない状態が生じるもので、本来通信できるにもかかわらず通信が制限されるため、ネットワークの利用効率が低下する。

アドホック無線ＬＡＮでは、端末にアダプティブアレーアンテナを搭載し、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式によるデータの送受信を行うことにより、上記の「隠れ端末問題」および「さらされ端末問題」を軽減している。

さらに本発明では、アダプティブアレーアンテナとＲＴＳ／ＣＴＳ方式の拡張による周囲端末への与干渉、周囲端末からの被干渉の低減が可能となり、かつ同一周波数において複数のデータパケットの送受信が可能となり（すなわち、データパケットの衝突を回避でき）周波数利用効率が改善される。

図９に示すアダプティブアンテナアレイ９は、複数のアンテナ素子９１１，９１２，９１３，９１４の受信信号の振幅・位相をアダプティブプロセッサ９２により適応的に制御する（複素ウェイト調整器９４１，９４２，９４３，９４４を調整する）ことで、アンテナアレイ９の特性を変化させることができる。これにより、希望波信号を最大の大きさとし、干渉波信号が受信されないようなヌル（ＮＵＬＬ）を形成することができる。各アンテナ素子９１１，９１２，９１３，９１４の出力は加算器９３により合成され端末本体に出力される。

ＲＴＳ／ＣＴＳ方式によるデータ送受信（ＩＥＥＥ ８０２．１１参照）では、図１０（Ａ）に示すように、ＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ ｔｏ Ｓｅｎｄ）パケットはデータパケットの送信アドレスと受信アドレスの情報を持ち、ＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ ｔｏ Ｓｅｎｄ）パケットはデータパケットの受信アドレスの情報を持っている。図１０（Ｂ）に示すように、受信端末ＴＢは、他の端末（送信端末ＴＡ）からのＲＴＳパケットを受信し、データ受信が可能であればＣＴＳパケットを送信端末ＴＡに送信する。ＣＴＳパケットを受信した送信端末ＴＡは、受信端末ＴＢにデータＤＡＴＡを送信する。

ところで、端末ＴＡおよび端末ＴＢの近在に端末ＴＣが存在している場合、図１１にチャートに示すように端末ＴＣはＲＴＳパケット／ＣＴＳパケットを受信すると、全方位について送信を禁止する。これにより、「隠れ端末問題」が生じることはない。すなわち、端末ＴＣは、端末ＴＤにデータ転送をした結果端末ＴＡと端末ＴＢに影響を与えない場合であっても、全方向送信を禁止する。このように、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式では、ＲＴＳパケット／ＣＴＳパケットをすべての端末で監視しているので、データ送信が衝突することがない。

しかし、上記方法では、端末ＴＣが端末ＴＤにデータ送信したい場合に、端末ＴＣの送信が端末ＴＢのデータ受信に影響しない場合であっても、上記端末ＴＣはＲＴＳを受信した段階でＮＡＶ(Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）が設定され送信禁止となっているために端末ＴＤにデータ送信ができないので（すなわち、端末ＴＣは「さらされ端末」となるので）、ネットワークの利用効率が低下する。

本発明の目的は、データ送受信の衝突を回避することができる自律分散型の無線ネットワークに好適な指向性制御可能なアンテナシステム、アダプティブアレーアンテナシステム、およびこれらを搭載した通信端末装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式によるデータ送信において、「隠れ端末問題」の解決に伴う「さらされ端末問題」を解決することができ、さらに同一周波数での複数のデータパケットの衝突を回避できる指向性制御可能なアンテナシステム、アダプティブアレーアンテナシステム、およびこれらを搭載した通信端末装置を提供することにある。

本発明の指向性制御可能なアンテナシステムは、
受信信号が検出されなくなった後に、前記受信信号のチャネル状態より仮想受信信号を擬似再現することができるアンテナシステムであって、
前記指向性制御可能なアンテナの受信信号のチャネル状態を検出するチャネル状態検出手段と、
前記チャネル状態検出手段により検出したチャネル状態をチャネル状態情報として所定時間保存するチャネル状態保存手段と、
前記チャネル状態保存手段に保存されたチャネル状態情報にかかるチャネル状態から生成された仮想受信信号を受信信号に合成するチャネル状態合成手段と、
前記指向性アンテナの特性を制御する指向性制御手段と、
を備え、
前記指向性制御手段は、前記チャネル状態保存手段に記憶された情報に基づいて前記チャネル状態合成手段を駆動する、
ことを特徴とする。

本発明のアダプティブアレーアンテナシステムは、
受信信号が検出されなくなった後に、前記受信信号のチャネル状態より仮想受信信号を擬似再現することができるアンテナシステムであって、
Ｎ個のアンテナ素子からなるアレーアンテナと、
前記各アンテナ素子が受信した信号をディジタル信号にそれぞれ変換するＮ個のＡＤ変換器と、
前記各ＡＤ変換器の出力に与えるべき重み情報をそれぞれ取得し、当該各ＡＤ変換器の出力に重み付けを行うＮ個の受信用重み付与手段と、
送信のためのディジタル信号についての重み情報をそれぞれ取得し、当該ディジタル信号に重み付けを行うＮ個の送信用重み付与手段と、
前記各送信用重み付与手段の出力をアナログ信号にそれぞれ変換するＮ個のＤＡ変換器と、
前記各ＡＤ変換器の出力信号から前記アレーアンテナが受信した信号のチャネル状態をチャネル状態情報として所定時間保存するチャネル状態保存装置と、
前記チャネル状態保存装置に保存されたチャネル状態情報にかかるチャネル状態から生成された仮想受信信号を受信信号に合成するチャネル状態合成装置と、
前記各受信用重み付与手段に前記重み情報を送出し、前記各送信用重み付与手段に前記送信のためのディジタル信号についての前記重み情報を送出する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記チャネル状態保存装置に記憶された情報に基づいて前記チャネル状態合成装置を駆動する、
ことを特徴とする。

本発明のアダプティブアレーアンテナシステムでは、
前記各ＡＤ変換器の出力に与えるべき重み情報が、前記送信のためのディジタル信号についての重み情報と同じとすることができる。

本発明のアダプティブアレーアンテナシステムでは、
前記チャネル状態は、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式によるデータ送受信が行われるときの、ＣＴＳ信号受信時に得られたチャネル状態とすることができる。

本発明の通信端末装置は、上記の指向性制御可能なアンテナシステムを搭載したことを特徴とし、また、上記のアダプティブアレーアンテナシステムを搭載したことをも特徴とする。

本発明によれば、自律分散型の無線ネットワークにおいて、データ送受信の衝突を回避することができるネットワークの利用率を向上させることができる。
特に、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式によるデータ送信において、「隠れ端末問題」の解決に伴う「さらされ端末問題」を解決することができる。

図１は本発明の指向性制御可能なアンテナシステムの実施形態を示す説明図である。
指向性制御可能なアンテナシステムは、受信信号のチャネル状態が検出されなくなった後に、チャネル状態から生成された受信信号を擬似再現することができる。この指向性制御可能なアンテナシステムは、自律分散型の無線ネットワーク用の通信端末に搭載される。

図１において、指向性制御可能なアンテナシステム１は、指向性制御可能なアンテナ１１と、チャネル状態検出手段１２と、チャネル状態保存手段１３と、チャネル状態合成手段１４と、指向性制御手段１５とを備えている。

指向性アンテナ１１は、受信信号ＲＳを受信し、送信信号ＳＳを送信することができる。
チャネル状態検出手段１２は、指向性制御可能なアンテナ１１の受信信号のチャネル状態を検出することができる。

チャネル状態保存手段１３は、チャネル状態検出手段１２により検出したチャネル状態をチャネル状態情報ＣｈＭとして所定時間保存することができる。チャネル状態保存手段１３は、複数のチャネル状態についてのチャネル状態情報をテーブルにして記憶しておくことができる。

チャネル状態合成手段１４は、チャネル状態保存手段１３に保存されたチャネル状態情報ＣｈＭにかかるチャネル状態から生成された仮想受信信号を受信信号ＲＳに合成することができる。

指向性制御手段１５は、指向性制御可能なアンテナ１１の特性を制御する機能を備えており、前記チャネル状態保存手段１３に記憶された情報に基づきチャネル状態合成手段１４を、仮想受信信号を除去するように駆動する。

指向性制御手段１５は、擬似再現されたチャネル状態から生成された仮想受信信号と干渉しないように、または擬似再現されたチャネル状態から生成された擬似信号を強調するように、チャネル状態保存手段１３に記憶されたチャネル状態の情報に固有系列を掛け合わせて変調を加えることができる。この場合、指向性制御手段１５は、図１の実線で示すように、チャネル状態合成手段１３から掛け合わせた前記固有系列の情報を取得して、擬似再現されたチャネル状態から生成された擬似信号を除去する制御、または擬似再現されたチャネル状態から生成された擬似信号を強調する制御を行うことができる。

また、指向性制御手段１５は、チャネル状態合成手段１３に保存されたチャネル状態に雑音が含まれている場合には、当該チャネル状態の情報から雑音の影響を低減した信号を生成し、当該信号に基づいて、指向性アンテナ１１の特性を制御するようにできる。

図２は本発明のアダプティブアレーアンテナシステムの実施形態を示す説明図である。このアダプティブアレーアンテナシステムも、図１の指向性制御可能なアンテナシステムと同様、自律分散型の無線ネットワーク用の通信端末に搭載される。

アダプティブアレーアンテナシステムは、受信信号の送信が停止され、チャネル状態が検出されなくなった後に、当該チャネル状態を擬似再現することができる。

図２において、アダプティブアレーアンテナシステム２は、４個のアンテナ素子２１（１），２１（２），２１（３），２１（４）からなるアレーアンテナ２１と、４個のＡＤ変換器２２（１），２２（２），２２（３），２２（４）と、４個の受信用重み付与手段２３（１），２３（２），２３（３），２３（４）と、４個の送信用重み付与手段（ウェイト調整器）２４（１），２４（２），２４（３），２４（４）と、４個のＤＡ変換器２５（１），２５（２），２５（３），２５（４）と、チャネル状態保存装置２６と、チャネル状態合成装置（本実施形態では、２７（１），２７（２），２７（３），２７（４）の４個）と、制御装置２８と、加算器２９とを備えている。

アンテナ素子２１（１），２１（２），２１（３），２１（４）は、サーキュレータＣ（１），Ｃ（２），Ｃ（３），Ｃ（４）を介して、受信信号を受信し、送信信号を送信することができる。

ＡＤ変換器２２（１），２２（２），２２（３），２２（４）は、アンテナ素子２１（１），２１（２），２１（３），２１（４）が受信した信号をディジタル信号にそれぞれ変換することができる。
受信用重み付与手段２３（１），２３（２），２３（３），２３（４）は、ＡＤ変換器２２（１），２２（２），２２（３），２２（４）の出力に与えるべき重み情報ＷＩｎｆ＿Ｒをそれぞれ取得し、各ＡＤ変換器の出力に重み付けを行うことができる。

送信用重み付与手段２４（１），２４（２），２４（３），２４（４）は、送信のためのディジタル信号についての重み情報ＷＩｎｆ＿Ｓをそれぞれ取得し、当該ディジタル信号に重み付けを行うことができる。

ＤＡ変換器２５（１），２５（２），２５（３），２５（４）は、送信用重み付与手段２４（１），２４（２），２４（３），２４（４）の出力をアナログ信号にそれぞれ変換することができる。

チャネル状態保存装置２６は、各ＡＤ変換器２２の出力信号からアレーアンテナ２１が受信した信号のチャネル状態をチャネル状態情報ＣｈＭとして所定時間保存することができる。チャネル状態保存装置２６は、複数のチャネル状態についてのチャネル状態情報をテーブルにして記憶しておくことができる。

チャネル状態合成装置２７は、チャネル状態保存装置２６に保存されたチャネル状態情報ＣｈＭにかかるチャネル状態から生成された仮想受信信号を受信信号ＲＳに合成することができる。

制御装置２８は、受信用重み付与手段２３（１），２３（２），２３（３），２３（４）に前記重み情報ＷＩｎｆ＿Ｒを送出し、各送信用重み付与手段２４（１），２４（２），２４（３），２４（４）に前記送信のためのディジタル信号についての前記重み情報ＷＩｎｆ＿Ｓを送出することができ、擬似再現されたチャネル状態の信号と干渉しないように、または擬似再現されたチャネル状態の信号を強調するように、チャネル状態保存装置２６に記憶されたチャネル状態の情報に変調を加えることができる。

この場合、制御装置２８は、図２の実線で示すように、チャネル状態保存装置２６からチャネル状態の情報を取得して、擬似再現されたチャネル状態の信号と干渉しない制御、または擬似再現されたチャネル状態の信号を強調する制御を行うことができる。

また、チャネル状態保存装置２６は受信信号から雑音を低減したものをチャネル状態として保存する。

図２のアダプティブアレーアンテナシステム２では、各ＡＤ変換器２１の出力に与えるべき重み情報ＷＩｎｆ＿Ｒが、送信のためのディジタル信号についての重み情報ＷＩｎｆ＿Ｓと同じとすることができる。

また、図２のアダプティブアレーアンテナシステム２は、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式によるデータ送受信に適用できる。この場合、擬似再現する前記チャネル状態は、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式によるデータ送受信が行われるときの、ＣＴＳ信号の受信時のチャネル状態とすることができる。

図３は本発明のアダプティブアレーアンテナシステムの一実施例を示す説明図である。図３のアダプティブアレーアンテナシステムは、図２に示したものと同じであり、通信端末装置に搭載される。
制御装置２８は、パケットの送信端末ＩＤ、受信端末ＩＤ、データパケット長、各アンテナ素子毎のチャネル状態（伝搬路の応答値）等の周囲端末情報を取得しており、受信信号チャネル状態保存装置２６に周囲端末情報に関連付けてテーブルとして保存されている。

制御装置２８は、周囲端末のうち、データを受信中の通信端末（周囲端末の一つ）があるときは、チャネル状態保存装置２６内のテーブルから該当するチャネル状態の情報を取出し、データ受信中端末での受信信号をヌルとするために必要な擬似的な干渉波（この干渉波を「バーチャル干渉波」と言う）を、チャネル状態合成装置２７（１），２７（２），２７（３），２７（４）に送出する。

これにより、通信端末装置Ｔは、データ送信をする場合において、信号チャネル状態保存装置２６に、送信相手先の端末以外の周囲端末情報が記憶されているときは、周囲端末にて送信信号が受信されないように各アンテナ素子の複素ウェイトを制御することができる。

アドホック無線ＬＡＮの無線ネットワークに使用される通信端末装置Ｔは、以下の機能を備えており、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式によるデータ送受信を行うことができる。

すなわち、（１）自己端末アドレスを指定アドレスとして含むＣＴＳパケットを受信したときは、アダプティブアレーアンテナ２の各アンテナ素子２１（１），２１（２），２１（３），２１（４）の複素ウェイトを受信電波が良好に受信できるようにセットする。

（２）自己端末アドレスを指定アドレスとして含むＲＴＳパケットを受信したときは、アダプティブアレーアンテナ２の各アンテナ素子２１（１），２１（２），２１（３），２１（４）の複素ウェイトを受信電波が良好に受信できるようにセットする。

（３）自己端末アドレスでない指定アドレスを含むＲＴＳパケットを受信したときは、全面送信禁止とし、ＲＴＳパケットを発信した発信元がＣＴＳ受信後に再度データ送信した時点で、アダプティブアレーアンテナ２の各アンテナ素子の複素ウェイトをデータ信号の受信電波がヌルとなるようにセットする。

（４）自己端末アドレスでない指定アドレスを含むＣＴＳパケットを受信したときは、アダプティブアレーアンテナ２のウェイトはそのままとする。

（５）上記のＲＴＳパケットまたはＣＴＳパケットの送信元の各アンテナ素子における伝搬路状態（チャネル応答値）を含む端末情報（周囲端末情報）を信号チャネル状態保存装置２６にＶ−ＮＡＶ（Ｖｅｒｔｕａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）として記憶する。

（６）データ送信をする場合に、信号チャネル状態保存装置２６に、送信相手先端末以外の周囲端末情報が記憶されているときは当該周囲端末に電波が送信されないように、各アンテナ素子の複素ウェイトをデータ信号の送信電波がヌルとなるようにセットする。

図４，図５，図６により通信端末装置Ｔの機能を説明する。
図４は、通信端末装置ＴのＶ−ＮＡＶ（擬似再現をするためのチャネル状態を表すＮＡＶ）の設定を示すフローチャートである。

図４に示すように、まず、キャリアセンスを行って周囲の状況をチェックするとともに、ＮＡＶの期限切れの端末をチェックする（Ｓ１０１）。つぎに、周囲にアクティブな端末が発生しているか否かをチェックし（Ｓ１０２）、発生していないときは処理をＳ１０１に戻す（Ｓ１０２の「ＮＯ」）。
Ｓ１０２において、周囲にアクティブな端末（周囲端末）が発生していることが検出されたときは（Ｓ１０２の「ＹＥＳ」）、周囲端末がＲＴＳパケットを発信しているか否かをチェックし（Ｓ１０３）、ＲＴＳパケットを発信しているときは（Ｓ１０３の「ＹＥＳ」）暫定ＮＡＶを保存して送信禁止モードにセットする（Ｓ１０４）。

周囲端末がＲＴＳパケットを発信していないときは（Ｓ１０３の「ＮＯ」）、ＣＴＳパケットを発信しているか否かをチェックし（Ｓ１０５）、ＣＴＳパケットを発信しているときは（Ｓ１０５の「ＹＥＳ」）、ＣＴＳ発生端末をＶ−ＮＡＶに受信端末として登録する（Ｓ１０６）。Ｓ１０５において、ＣＴＳパケットを発信していないときは（Ｓ１０５の「ＮＯ」）、データパケットの送信開始を待ちデータパケットが到来した送信端末から信号が受信されないようにヌルを形成し、Ｖ−ＮＡＶとして送信端末として登録し、暫定ＮＡＶを解除する（Ｓ１０７）。

図５は通信端末装置Ｔに呼が発生したときの処理を示すフローチャートである。
まず、呼が発生すると（Ｓ２０１）、信号チャネル状態保存装置２６を参照してＮＡＶの設定があるか否かをチェックする（Ｓ２０２）。ＮＡＶの設定があるときは（Ｓ２０２の「ＹＥＳ」）、全面送信禁止とするＮＡＶ（暫定ＮＡＶ）がセットされているか否かをチェックする（Ｓ２０３）。

暫定ＮＡＶがセットされているときは（Ｓ２０３の「ＹＥＳ」）、干渉波発生器１６は、ＮＡＶ推定値（信号チャネル状態保存装置２６に記憶されて周囲端末情報から計算される周囲端末との間でのチャネル状態）を利用して、仮想受信信号を生成し、各アンテナ素子１２１，１２２，１２３，１２４に注入する。これにより、周囲端末の中で現在別のデータを受信中で送信端末が送信した場合には干渉となってしまう端末にヌルを向けた複素ウェイトを形成することができる（Ｓ２０４）。Ｓ２０３で暫定ＮＡＶがセットされているときは（Ｓ２０３の「ＮＯ」）、送信を中止する（Ｓ２１０）。

Ｓ２０２においてＮＡＶの設定がないとき（Ｓ２０２の「ＮＯ」）、あるいはＳ２０４において希望しない端末にヌルを向けた（すなわち、ＮＡＶ推定値を除去した）送信ビームを形成したときは、干渉電力が所定値を下回るか否かをチェックし（Ｓ２０５）、下回っていないときは（Ｓ２０５の「ＮＯ」）送信を中止するが（Ｓ２１０）、下回っているときは（Ｓ２０５の「ＹＥＳ」）、ＲＴＳを送信した後（Ｓ２０６）、ＣＴＳの受信があったか否かをチェックする（Ｓ２０７）。ＣＴＳの受信がなかったときは（Ｓ２０７の「ＮＯ」）送信を中止するが（Ｓ２１０）、ＣＴＳの受信があったときは（Ｓ２０７の「ＹＥＳ」）、希望しない端末にヌルを向け（すなわち、ＮＡＶ推定値を除去し）かつＣＴＳパケットのパイロット信号を強めるように各アンテナ素子の複素ウェイトを制御する（Ｓ２０８）。この後、干渉電力が所定値を下回るか否かをチェックし（Ｓ２０９）、干渉電力が所定値を下回っていないときは（Ｓ２０９の「ＮＯ」）送信を中止し（Ｓ２１０）、下回っているときはデータ送信を行う（Ｓ２１１）。

図６は通信端末装置ＴがＲＴＳを受信したときの処理を示すフローチャートである。
通信端末装置ＴはＲＴＳを受信すると（Ｓ３０１）、信号チャネル状態保存装置２６を参照してＶ−ＮＡＶの設定があるか否かをチェックし（Ｓ３０２）、Ｖ−ＮＡＶの設定があるときは（Ｓ３０２の「ＹＥＳ」）ＮＡＶ推定値を利用して擬似干渉波を生成し、ＲＴＳを強め、希望しない端末にヌルを向けた（すなわち、ＮＡＶ推定値を除去した）複素ウェイトを形成し（Ｓ３０３）、Ｖ−ＮＡＶの設定がないときは（Ｓ３０２の「ＮＯ」）ＲＴＳのパイロット信号を強めるように各アンテナ素子の複素ウェイトを制御する（Ｓ３０４）。

そして、干渉電力が所定値を下回るか否かをチェックし（Ｓ３０５）、干渉電力が所定値を下回っていないときは（Ｓ３０５の「ＮＯ」）受信を中止し（Ｓ３０６）、下回っているときは（Ｓ３０５の「ＹＥＳ」）、ＣＴＳの送信を行う（Ｓ３０７）。

図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は上記のアダプティブアレーアンテナシステム１を搭載した通信端末装置Ｔの動作説明図、図８はこのときの信号のやりとりを示すチャートである。

本実施形態では、通信端末装置Ｔとして、ＴＡ，ＴＢ，ＴＣ，ＴＤが示されている（以下、「通信端末装置」を単に「端末」と言う）。
図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）では、端末ＴＡが端末ＴＢにデータを送信しているときに、端末ＴＡ，ＴＢのキャリアをセンスする位置にない端末ＴＤが、端末ＴＡ，ＴＢのキャリアをセンスする位置にある端末ＴＣにデータを送信する場合を説明する。

図７（Ａ）に示すように、端末ＴＡが端末ＴＢにＲＴＳパケットを送信するときには、端末ＴＣもＲＴＳパケットを受信する。このとき、端末ＴＣでは指向性が決定していないため、暫定ＮＡＶとして全面送信禁止をセットし、信号チャネル状態保存装置２６に登録する。

図７（Ｂ）に示すように、端末ＴＢは、ＲＴＳパケットを受信すると、各アンテナ素子のウェイトを制御して端末ＴＡからの信号を強めるようにＣＴＳパケットを送信する。端末ＴＣは、ＣＴＳパケットを受信したときは、端末ＴＢ向けのＶ−ＮＡＶを追加する。

図７（Ｃ）に示すように、端末ＴＡが端末ＴＢにデータを送信した場合に、端末ＴＣが当該データを受信したときは、端末ＴＣは端末ＴＡに向けてヌルの受信ビームを形成し、ヌルＶ−ＮＡＶを信号チャネル状態保存装置２６に登録する。

図８（Ａ），（Ｂ）のチャートに示すように、端末ＴＣが端末ＴＤにデータ送信をするとき（図８（Ａ）参照）や、端末ＴＤが端末ＴＣにデータ送信をするとき（図８（Ｂ）参照）に、端末ＴＣは端末ＴＡ，端末ＴＢとは衝突しない。したがって、さらされ端末である端末ＴＣがデータ受信ができないといった問題は生じない。上記の例では、端末ＴＣがデータ受信をする場合を説明したが、端末ＴＤにデータ送信する場合にもさらされ端末の問題は生じない。

さらに端末ＴＣ、ＴＤ共に通常の状態では干渉となるようなＶ−ＮＡＶが設定されている場合には、このＶ−ＮＡＶとして記憶されている周囲端末の伝搬路態が分かるために擬似干渉を発生させることでＴＡ，ＴＢでの受信信号がヌルとなるような各アンテナ素子のウェイトを、前述のフローチャートの説明の通りにＲＴＳ／ＣＴＳであらかじめやり取りを行うことで、生成することが可能である。結果として元々は干渉状態で送信できなかった端末間での通信が本発明のアダプティブアレーアンテナとＲＴＳ／ＣＴＳとの複合動作により、干渉を回避した上で同一周波数でのデータ通信が可能となる。

本発明の指向性制御可能なアンテナシステムの実施形態を示す説明図である。 本発明のアダプティブアレーアンテナシステムの実施形態を示す説明図である。 本発明のアダプティブアレーアンテナシステムの一実施例を示す説明図である。 本発明のアダプティブアレーアンテナシステムを搭載した通信端末装置のＶ−ＮＡＶの設定を示すフローチャートである。 本発明のアダプティブアレーアンテナシステムを搭載した通信端末装置に呼が発生したときの処理を示すフローチャートである。 本発明のアダプティブアレーアンテナシステムを搭載した通信端末装置がＲＴＳを受信したときの処理を示すフローチャートである。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は上記のアダプティブアレーアンテナシステムを搭載した通信端末装置Ｔの動作説明図である。 図６における端末配置での各端末間の信号のやりとりを示すチャートである。 従来のアダプティブアンテナアレイを示す図である。 （Ａ）はＲＴＳパケットとＣＴＳパケットのフレーム構成図、（Ｂ）は「さらされ問題」の説明図である。 図１０（Ｂ）における端末配置での各端末間の信号のやりとりを示すチャートである。

符号の説明

１ アンテナシステム
２ アダプティブアレーアンテナシステム
１１ 指向性制御可能なアンテナ
１２ チャネル状態検出手段
１３ チャネル状態保存手段
１４ チャネル状態合成手段
１５ 指向性制御手段
２１（１），２１（２），２１（３），２１（４） アンテナ素子
２１ アレーアンテナ
２２（１），２２（２），２２（３），２２（４） ＡＤ変換器
２３（１），２３（２），２３（３），２３（４） 受信用重み付与手段
２４（１），２４（２），２４（３），２４（４） 送信用重み付与手段（ウェイト調整器）
２５（１），２５（２），２５（３），２５（４） ＤＡ変換器
２６ チャネル状態保存装置
２７（１），２７（２），２７（３），２７（４） チャネル状態合成装置
２８ 制御装置
２９ 加算器

Claims (6)

1. 受信信号が検出されなくなった後に、前記受信信号のチャネル状態より仮想受信信号を擬似再現することができる指向性制御可能なアンテナシステムであって、
   前記指向性制御可能なアンテナの受信信号のチャネル状態を検出するチャネル状態検出手段と、
   前記チャネル状態検出手段により検出したチャネル状態をチャネル状態情報として所定時間保存するチャネル状態保存手段と、
   前記チャネル状態保存手段に保存されたチャネル状態情報にかかるチャネル状態から生成された仮想受信信号を受信信号に合成するチャネル状態合成手段と、
   前記指向性アンテナの特性を制御する指向性制御手段と、
   を備え、
   前記指向性制御手段は、前記チャネル状態保存手段に記憶された情報に基づいて前記チャネル状態合成手段を駆動する、
   ことを特徴とする指向性制御可能なアンテナシステム。
2. 受信信号が検出されなくなった後に、前記受信信号のチャネル状態より仮想受信信号を擬似再現することができるアダプティブアレーアンテナシステムであって、
   Ｎ個のアンテナ素子からなるアレーアンテナと、
   前記各アンテナ素子が受信した信号をディジタル信号にそれぞれ変換するＮ個のＡＤ変換器と、
   前記各ＡＤ変換器の出力に与えるべき重み情報をそれぞれ取得し、当該各ＡＤ変換器の出力に重み付けを行うＮ個の受信用重み付与手段と、
   送信のためのディジタル信号についての重み情報をそれぞれ取得し、当該ディジタル信号に重み付けを行うＮ個の送信用重み付与手段と、
   前記各送信用重み付与手段の出力をアナログ信号にそれぞれ変換するＮ個のＤＡ変換器と、
   前記各ＡＤ変換器の出力信号から前記アレーアンテナが受信した信号のチャネル状態をチャネル状態情報として所定時間保存するチャネル状態保存装置と、
   前記チャネル状態保存装置に保存されたチャネル状態情報にかかるチャネル状態から生成された仮想受信信号を受信信号に合成するチャネル状態合成装置と、
   前記各受信用重み付与手段に前記重み情報を送出し、前記各送信用重み付与手段に前記送信のためのディジタル信号についての前記重み情報を送出する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記チャネル状態保存装置に記憶された情報に基づいて前記チャネル状態合成装置を駆動する、
   ことを特徴とするアダプティブアレーアンテナシステム。
3. 前記各ＡＤ変換器の出力に与えるべき重み情報が、前記送信のためのディジタル信号についての重み情報と同じであることを特徴とする請求項２に記載のアダプティブアレーアンテナシステム。
4. 前記チャネル状態情報は、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式によるデータ送受信が行われるときの、ＣＴＳ信号の受信時のチャネル状態であることを特徴とする請求項２または３に記載のアダプティブアレーアンテナシステム。
5. 請求項１に記載の指向性制御可能なアンテナシステムを搭載したことを特徴とする通信端末装置。
6. 請求項２から４の何れかに記載のアダプティブアレーアンテナシステムを搭載したことを特徴とする通信端末装置。
   

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