JP2007295627A - Wireless base station apparatus and antenna directivity control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空間分割多重(SDMA;Spatial Division Multiple Access)方式の無線基地局装置及びアンテナ指向性制御方法に関する。 The present invention relates to a spatial division multiplexing (SDMA) type radio base station apparatus and an antenna directivity control method.
従来のSDMA無線通信システムは、無線基地局にアダプティブアレーアンテナを備え、ユーザ端末(以下、単に端末と称する)毎に指向性の異なる放射パターンの送信ビームを形成して同じ時間に複数の端末向けの電波を送信している(例えば、特許文献1参照)。 A conventional SDMA wireless communication system includes an adaptive array antenna in a wireless base station, and forms a transmission beam having a radiation pattern with a different directivity for each user terminal (hereinafter simply referred to as a terminal), and is used for a plurality of terminals at the same time. (For example, refer to Patent Document 1).
無線基地局は、ある端末の放射パターンを形成する際に、アダプティブビームフォーミング(AdaptiveBeam Forming)により送信相手の端末の方向に指向性を持たせ、且つアダプティブヌルスティアリング(Adaptive Null Steering)によりそれ以外の端末の方向にヌルを形成する。
これにより、端末のCIR(Carrier to Interference Ratio)を一定値(例えば15dB)以上に保って通話品質を確保しつつ、同じ通話チャネル(TCH)を複数の端末に割当て、チャネルの利用効率を上げている。
When a radio base station forms a radiation pattern of a certain terminal, the radio base station gives directionality to the terminal of the transmission partner by adaptive beam forming, and other than that by adaptive null steering. A null is formed in the direction of the terminal.
As a result, the same call channel (TCH) is allocated to a plurality of terminals while maintaining the call quality by maintaining the CIR (Carrier to Interference Ratio) of the terminal at a certain value (for example, 15 dB) or more, and the channel utilization efficiency is improved. Yes.
また、従来のアダプティブアレーアンテナを備えた無線基地局として、不特定の端末に報知する場合、制御チャネル(CCH)用に、放射パターンの異なる複数種類の電波を順番に送信するものもある(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as a wireless base station equipped with a conventional adaptive array antenna, there is a wireless base station that transmits a plurality of types of radio waves with different radiation patterns for a control channel (CCH) in order when broadcasting to an unspecified terminal (for example, , See Patent Document 2).
これにより、特定の方向に指向性を持たせないオムニ送信において、放射パターンを動的に変え、ダイバーシチ効果により全方位に電波が均一に到達するようにしている。
しかし、従来のSDMA無線通信システムでは、CIRが悪くなり端末が別の無線基地局へハンドオーバを実行してから、ハンドオーバに失敗して元の無線基地局に切り戻ろうとした場合、元の無線基地局は当該端末が何処にいるのか分からないので、該端末に対して適切なCIRを確保することが難しい。このため、該端末との間で通信の同期を確立することができず、該端末の呼が切断されてしまうという問題がある。 However, in the conventional SDMA wireless communication system, when the CIR deteriorates and the terminal performs a handover to another radio base station and fails in the handover and tries to switch back to the original radio base station, the original radio base station Since the station does not know where the terminal is, it is difficult to secure an appropriate CIR for the terminal. For this reason, there is a problem that communication synchronization cannot be established with the terminal, and the call of the terminal is disconnected.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、SDMA無線通信システムにおいて、ある端末が通信中の無線基地局から他の無線基地局へハンドオーバで移動し、さらに、元の無線基地局に切り戻ろうとした場合に、該切り戻る端末に対して適切なCIRを確保することができる無線基地局装置及びアンテナ指向性制御方法を提供することも目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to move a terminal from a communicating wireless base station to another wireless base station by handover in an SDMA wireless communication system, Another object of the present invention is to provide a radio base station apparatus and an antenna directivity control method capable of ensuring an appropriate CIR for the terminal to be switched back when switching back to the original radio base station.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の無線基地局装置は、複数のアンテナからなるアレーアンテナと、前記アレーアンテナの指向性を制御するアダプティブビームフォーミング及びアダプティブヌルスティアリングにより端末毎に個別の放射パターンの送信ビームを形成する制御を行う送信制御手段とを備え、SDMA方式により各端末との間で無線通信する無線基地局装置において、端末から送信される信号を受信する際に、受信エラーを検出するエラー検出手段を備え、前記送信制御手段は、全ての端末について前記エラーが一定期間連続して検出された場合に、各端末の通話チャネルの送信ビームを交互に、且つ該放射パターンを特定の方向に指向性を持たせないオムニ送信をするように制御する、ことを特徴としている。
この発明によれば、無線基地局と通信中の全ての端末が、他の無線基地局へ移動した後で切り戻ってくる場合に、切り戻る端末がいずれの方向からアクセス(通信)してきても、該切り戻る端末に対して通話チャネルの適切なCIRを確保することができる。これにより、切り戻る端末の呼が切断されることを防止できる。
In order to solve the above problem, a radio base station apparatus according to
According to the present invention, when all terminals communicating with a radio base station switch back after moving to another radio base station, the terminal to be switched back can access (communication) from any direction. Therefore, it is possible to secure an appropriate CIR of the call channel for the terminal to be switched back. Thereby, it is possible to prevent the call of the terminal to be switched off from being disconnected.
請求項2に記載の無線基地局装置においては、前記送信制御手段は、前記オムニ送信にあたり、前記各端末の通話チャネルの送信ビームを、異なる種類の放射パターンで形成して送信するように制御する、ことを特徴としている。
この発明によれば、送信ビームの強度を全方位均一に制御することが可能になるので、いずれの方向からアクセス(通信)する端末に対しても、同様なCIRを確保することができる。
The radio base station apparatus according to
According to the present invention, since the intensity of the transmission beam can be controlled uniformly in all directions, the same CIR can be ensured for a terminal accessing (communication) from any direction.
請求項3に記載の無線基地局装置においては、前記送信制御手段は、前記オムニ送信にあたり、前記複数のアンテナで位相と振幅が同じになり、且つ、最大出力なるように、前記放射パターンを形成するための重み係数を計算する、ことを特徴としている。
この発明によれば、前記オムニ送信の送信電力を増加させることができる。
4. The radio base station apparatus according to
According to this invention, the transmission power of the omni transmission can be increased.
上記の課題を解決するために、請求項4に記載のアンテナ指向性制御方法は、複数のアンテナからなるアレーアンテナを備え、前記アレーアンテナの指向性を制御するアダプティブビームフォーミング及びアダプティブヌルスティアリングにより端末毎に個別の放射パターンの送信ビームを形成してSDMA方式により各端末との間で無線通信する無線基地局装置におけるアンテナ指向性制御方法であって、端末から送信される信号を受信する際に、受信エラーを検出する過程と、全ての端末について前記エラーが一定期間連続して検出された場合に、各端末の通話チャネルの送信ビームを交互に、且つ該放射パターンを特定の方向に指向性を持たせないオムニ送信をするように制御する過程と、を含む、ことを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, an antenna directivity control method according to
請求項5に記載のアンテナ指向性制御方法においては、前記オムニ送信にあたり、前記各端末の通話チャネルの送信ビームを、異なる種類の放射パターンで形成して送信するように制御する、ことを特徴としている。
6. The antenna directivity control method according to
請求項6に記載のアンテナ指向性制御方法においては、前記オムニ送信にあたり、前記複数のアンテナで位相と振幅が同じになり、且つ、最大出力なるように、前記放射パターンを形成するための重み係数を計算する、ことを特徴としている。
7. The antenna directivity control method according to
本発明によれば、無線基地局と通信中の全端末が他の無線基地局へ移動した後で切り戻ってくる場合、切り戻る端末がいずれの方向からアクセス(通信)してきても、該切り戻る端末に対して通話チャネルの適切なCIRを確保することができる。これにより、切り戻る端末の呼が切断されることを防止できる。 According to the present invention, when all terminals communicating with a radio base station switch back after moving to another radio base station, the terminal to be switched back can access (communication) from any direction. An appropriate CIR of the call channel can be secured for the returning terminal. Thereby, it is possible to prevent the call of the terminal to be switched off from being disconnected.
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による無線基地局装置(以下、単に無線基地局と称する)100の構成を示すブロック図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radio base station apparatus (hereinafter simply referred to as a radio base station) 100 according to an embodiment of the present invention.
この図1に示す無線基地局100は、端末との間でデジタル無線通信を行うPHS(登録商標)基地局である。
なお、本実施形態では、説明の便宜上、4本のアンテナで2台の端末とSDMA方式で多重通信する場合を例に挙げて説明するが、3台以上の端末をSDMA方式で多重通信する場合にも同様に適用可能である。
A
In this embodiment, for convenience of explanation, a case where four antennas perform multiplex communication with two terminals using the SDMA method will be described as an example. However, when three or more terminals are multiplexed using the SDMA method, The same applies to the above.
図1において、無線基地局100は、4つのアンテナANT1〜ANT4からなるアレーアンテナを備え、これらアンテナANT1〜4が送受信切り替えスイッチ2に接続されている。送受信切り替えスイッチ2は、これらアンテナANT1〜ANT4を時分割で制御して送信と受信との切り替え制御を行っている。送受信切り替えスイッチ2には無線部4の4つの受信部6と4つの送信部8とが接続されている。第1〜第4の受信部6はアンテナANT1〜4に各々対応して設けられており、送受信切り替えスイッチ2を介してそれぞれ接続される。第1〜第4の送信部8はアンテナANT1〜4に各々対応して設けられており、送受信切り替えスイッチ2を介してそれぞれ接続される。
In FIG. 1, the
受信部6は、ローノイズ増幅器とダウンコンバータとA/Dコンバータから構成されている(この構成は図示せず)。受信部6はまた、変復調部12に接続されている。受信部6では、自己に対応するアンテナで受信された信号がローノイズ増幅器を介してダウンコンバータに入力され、該ダウンコンバータ18の出力がA/Dコンバータでデジタル化されて変復調部12に出力される。
The
送信部8は、二つの乗算器#1_10,#2_10と、図示しないD/Aコンバータとアッパコンバータと電力増幅器から構成されている。送信部8はまた、変復調部12に接続されている。送信部8では、変復調部12から入力される二つの重み係数(複素数)が乗算器#1_10,#2_10にそれぞれ設定される。乗算器#1_10には、SDMA方式で多重通信する2台の端末のうち、一方の端末用の放射パターンを形成するための重み係数が設定される。乗算器#1_10は、設定された重み係数と当該端末に送信するデータを複素乗算して出力する。同様に、乗算器#2_10には、もう一方の端末用の放射パターンを形成するための重み係数が設定され、乗算器#2_10は、設定された重み係数と当該端末に送信するデータを複素乗算して出力する。これら乗算器#1_10,#2_10の出力は合成された後、D/Aコンバータによりアナログ化され、アッパコンバータと電力増幅器を介して、自己に対応するアンテナから送信される。
The
変復調部12は、複数のCPUから構成されており、送受信データの変復調およびデジタル信号処理による位相制御を行なっている。具体的には以下の5つの制御を行う。
The
(1)第1〜第4受信部6の各々の最終段で変換されたディジタル信号を、例えばD/U(Desire/Undesire;希望波/妨害波)すなわちCIR値が最大となるように合成し復調する。
(1) The digital signals converted at the final stage of each of the first to
(2)アンテナANT1〜ANT4での受信の各々の位相を算出して、送信時にはアンテナ端で同等の位相になるように制御する。 (2) The phase of each reception at the antennas ANT1 to ANT4 is calculated, and control is performed so that the phase is equivalent at the antenna end during transmission.
それによって、通信を行う端末の方向に送信/受信とも指向性を持たせることができる。 Accordingly, directivity can be given to both transmission / reception in the direction of the terminal that performs communication.
(3)干渉波と遅延波の到来方向にヌル点を作ることによって抑圧する。 (3) Suppression is performed by creating a null point in the arrival direction of the interference wave and the delayed wave.
(4)4本のアンテナANT1〜ANT4に供給する信号の位相を制御することによって、任意の方向に指向性を持たせてビームを絞って送信することを可能とする。 (4) By controlling the phases of the signals supplied to the four antennas ANT1 to ANT4, it is possible to transmit with the beam narrowed with directivity in an arbitrary direction.
この位相制御は、上記第1〜第4送信部8の乗算器#1_10,#2_10にそれぞれ重み係数を設定することで行う。
上述したように、乗算器#1_10にはSDMA方式で多重通信する2台の端末のうち、一方の端末用の放射パターンを形成するための重み係数を設定し、乗算器#2_10にはもう一方の端末用の放射パターンを形成するための重み係数を設定する。
これにより、2台の端末に対して、各々異なる重み付けが成された放射パターンの送信ビームにより、同時にデータを送信することができる。
さらに、その重み係数の設定により、各々の送信ビームの放射パターンの任意の方向にヌルを形成することができる。
This phase control is performed by setting weighting coefficients for the multipliers # 1_10 and # 2_10 of the first to
As described above, the multiplier # 1_10 is set with a weighting factor for forming a radiation pattern for one of the two terminals performing multiplex communication using the SDMA method, and the other is assigned to the multiplier # 2_10. A weighting factor for forming a radiation pattern for the terminal is set.
Thereby, data can be simultaneously transmitted to the two terminals by the transmission beams of the radiation patterns having different weights.
Further, by setting the weighting factor, nulls can be formed in any direction of the radiation pattern of each transmission beam.
(5)周囲の基地局や通話中、あるいはデータ(通信)のやりとりをしている端末以外の端末に対して、下り方向に与える干渉を減少させる。
この変復調部12は制御部14に接続されている。
(5) To reduce interference in the downlink direction to surrounding base stations and terminals other than terminals that are communicating or exchanging data (communications).
The
制御部14は、複数のCPUから構成され、無線基地局100全体の制御を行う。制御部14は、送信時の放射パターンを形成するための重み係数と受信時の放射パターンを形成するための重み係数をそれぞれ算出する機能と、空間分割多重するチャネルを割当てる機能と、各端末からの受信信号係数ベクトル(Spatial Signature)を計算する機能と、その受信信号係数ベクトルの変化速度を計算する機能と、各端末からの受信強度(RSSI)を統計処理する機能などを有する。具体的には以下の5つの制御を行う。受信信号係数ベクトルは、端末の受信情報(振幅と位相)を表すものである。
The
(1)変復調部12に対して必要なパラメータおよびタイミングを指示し、変復調部12が受信したデータを処理する。このデータ受信処理において、受信エラーの検出を行う。
(1) The necessary parameters and timing are instructed to the
また、空中に輻射すべき送信データを作成して変復調部12に渡す。
Also, transmission data to be radiated in the air is created and passed to the
(2)端末からの受信信号係数ベクトルの変化速度を計算する。 (2) The rate of change of the received signal coefficient vector from the terminal is calculated.
(3)端末からの上りの受信強度について、端末間の相関係数を統計処理する。 (3) Statistical processing is performed on the correlation coefficient between the terminals with respect to the uplink reception strength from the terminals.
(4)空間分割多重した場合の呼のQOS(Quality Of Service)が、空間分割多重していない場合の呼のQOS相当になるように、空間分割多重するチャネルの割当てを行う。 (4) Channels for space division multiplexing are allocated so that the QOS (Quality Of Service) of the call when space division multiplexing is performed is equivalent to the QOS of the call when space division multiplexing is not performed.
(5)2台の端末に対して空間分割多重により同じ通話チャネルを使用して通話を確立する場合は、端末のCIR値が当該端末のQOSを良好に保つために必要な値(例えば15dB)以上になるように、各端末に対応する重み係数を計算する。
この制御部14は回線インタフェース部15に接続されている。
(5) When a call is established for two terminals using the same call channel by space division multiplexing, the CIR value of the terminal is a value necessary for maintaining a good QOS of the terminal (for example, 15 dB) As described above, the weighting coefficient corresponding to each terminal is calculated.
The
回線インタフェース部16は、ISDN回線等のデジタル通信回線に接続され、これとのインタフェースの処理を実行する。上記変復調部12及び制御部14によって、アダプティブビームフォーミング機能及びアダプティブヌルスティアリング機能が実現される。
The
次に、上述した無線基地局100におけるアンテナ指向性制御に係る動作を説明する。初めに、図2,図4〜図7を参照して、無線基地局100と通信中の複数台の端末のうち、いずれかが他の無線基地局に移動した場合について説明する。図2は、図1に示す無線基地局100が行うアンテナ指向性制御処理の流れを示す第1のフローチャートである。図4〜図7は、アンテナの指向性を制御する動作を説明するための概念図である。図4は無線基地局100と通信中の端末201に対する放射パターンW1の概念図である。図5は無線基地局100と通信中の端末202に対する放射パターンW2の概念図である。図6は端末202が他の無線基地局へ移動後、無線基地局100と引き続き通信中の端末201に対する放射パターンW1a,bの概念図である。図7は端末202が他の無線基地局へ移動後における端末202に対する放射パターンW2aの概念図である。なお、図6,図7には、無線基地局100が端末202から最後に正常受信した時の端末202の位置を破線で示している。
Next, an operation related to antenna directivity control in the above-described
先ず、図4,図5に示すように、2台の端末201,202が無線基地局100と通信中である。無線基地局100は、一つの通話チャネルを使用して空間分割多重により端末201,202との間でそれぞれ通話状態となっている。この時、無線基地局100から端末201への送信ビームの放射パターンW1(図4参照)は、端末201の方向に指向性を有し、且つ端末202の方向へヌルを形成している。同様に、端末202への送信ビームの放射パターンW2(図5参照)は、端末202の方向に指向性を有し、且つ端末201の方向へヌルを形成している。
First, as shown in FIGS. 4 and 5, two
また、端末201に対するCIR値(端末201の送信ビーム(希望波)/端末202の送信ビーム(妨害波))が一定値(例えば15dB)以上となるように、且つ、端末202に対するCIR値(端末202の送信ビーム(希望波)/端末201の送信ビーム(妨害波))が一定値(例えば15dB)以上となるように、各端末201,202用の重み係数が計算されている。
Further, the CIR value for the terminal 201 (the transmission beam (desired wave) of the terminal 201 / the transmission beam (interference wave) of the terminal 202) is equal to or higher than a certain value (for example, 15 dB), and the CIR value (terminal of the terminal 202) The weighting coefficients for the
図2において、無線基地局100は、端末201,202からそれぞれ通話チャネル(TCH)のデータを受信し(ステップS1)、いずれかの端末からの受信に係るエラーを検出すると、ステップS3へ進み、エラーなしの場合はステップS6へ進む(ステップS2)。
In FIG. 2, the
ここでは、端末202からの受信に係るエラーを検出したとする。なお、ステップS6では、SDMAアルゴリズムにより、各端末用の重み係数を計算する。また、全ての端末(この例では2台の端末201,202の双方)について受信に係るエラーを検出した場合については後述する。 Here, it is assumed that an error related to reception from the terminal 202 is detected. In step S6, a weighting factor for each terminal is calculated by the SDMA algorithm. A case where an error related to reception is detected for all terminals (in this example, both of the two terminals 201 and 202) will be described later.
次いで、ステップS3では、そのエラー該当端末202が移動したとみなし、該端末202をヌル形成対象から除外して、正常受信の端末201用の重み係数を計算する(ステップS3)。なお、この例では、正常受信により無線基地局100と引き続き通信中の端末が1台なので、該端末201に最大のCIRを提供するように、公知のAAA(Adaptive Array Antenna)アルゴリズムにより、端末201の受信信号係数ベクトルに基づいて重み係数を計算する。他方、SDMAによる多重可能数が3台以上であり、無線基地局100と引き続き通信中の端末が複数在る場合は、それら引き続き通信中の端末の中で、重み係数を計算する端末以外の端末の方向に対してヌルを形成し、且つ一定値(例えば15dB)以上のCIRを確保するように、SDMAアルゴリズムにより、引き続き通信中の各端末の受信信号係数ベクトルに基づいて重み係数を計算する。
Next, in step S3, it is considered that the
上記ステップS3の処理により、エラー該当端末に対してヌルを形成しないので、無線基地局100と引き続き通信中の端末201への送信ビームは、送信相手への指向性が強化され、その送信電力がヌルを形成していたときに比べて増大する。図6にこの放射パターンW1aが示されている。図6に示すように、エラー該当端末202の方向にはヌルが形成されていない。
As a result of the process in step S3, no null is formed for the terminal corresponding to the error. Therefore, the transmission beam to the terminal 201 that is still communicating with the
次いで、ステップS4では、他の無線基地局へ移動したとみなしたエラー該当端末202用の重み係数を計算する(ステップS4)。この重み係数の計算においては、エラー該当端末202に関し、エラーの検出の直前の正常受信時の受信信号係数ベクトルに基づいて重み係数を計算する。さらに、正常受信により無線基地局100と引き続き通信中の端末201の方向へ最大のヌルを形成することを優先するとともに、エラー該当端末202に対する送信電力が最大となるように制御する。
Next, in step S4, a weighting coefficient for the error corresponding terminal 202 considered to have moved to another radio base station is calculated (step S4). In the calculation of the weighting factor, the weighting factor is calculated for the error corresponding terminal 202 based on the received signal coefficient vector at the time of normal reception immediately before the error detection. Further, priority is given to forming the maximum null in the direction of the terminal 201 that is continuously communicating with the
この実施例では、4本のアンテナANT1〜ANT4で放射パターンを形成するので、4次元のベクトル空間で重み係数の計算を行うが、先ず、4次元のベクトル空間で正常受信の端末201の方向へ最大のヌルを形成するように、重み係数の計算を行う。これにより、重み係数計算の自由度は4つから3つになる。次いで、残った3次元のベクトル空間で、エラー該当端末202へ送信する電力が最大となるように、重み係数を求める。図7にこの放射パターンW2aが示されている。図7に示すように、正常受信の端末201の方向へ最大のヌルが形成され、且つ、エラー該当端末202に対する送信電力が最大となるように制御されている。
In this embodiment, since the radiation patterns are formed by the four antennas ANT1 to ANT4, the weighting coefficient is calculated in the four-dimensional vector space. First, in the direction of the normal reception terminal 201 in the four-dimensional vector space. The weighting factor is calculated so as to form the maximum null. As a result, the number of degrees of freedom for calculating the weighting coefficient is changed from four to three. Next, a weighting factor is obtained so that the power transmitted to the
これにより、他の無線基地局に移動した端末用の送信ビームが、元の無線基地局と引き続き通信中の端末に与える悪影響を軽減し、且つ該移動した端末が切り戻ってくる場合に、該切り戻る端末に適した放射パターンを形成して適切なCIRを確保することができる。 As a result, the transmission beam for the terminal that has moved to another radio base station reduces the adverse effect on the terminal that is still communicating with the original radio base station, and when the moved terminal switches back, A radiation pattern suitable for the terminal to be switched back can be formed to ensure an appropriate CIR.
次いで、ステップS5では、無線基地局100と引き続き通信中の正常受信の端末の数に基づいて、正常受信の端末201の送信電力を下げる。この送信電力の下げ幅の値(XdB)は予めパラメータ化されている。図6にこの放射パターンW1bが示されている。
Next, in step S5, the transmission power of the normally receiving terminal 201 is reduced based on the number of normally receiving terminals that are still in communication with the
これにより、端末202が他の無線基地局に移動した後に、元の無線基地局100と引き続き通信中の端末201用の送信ビームの強度を弱めて切り戻る端末202の妨害波となることを防止し、該切り戻る端末202に対するCIRを向上させることができる。
As a result, after the terminal 202 moves to another radio base station, it is prevented from becoming an interference wave of the terminal 202 that switches back by reducing the intensity of the transmission beam for the terminal 201 that is still communicating with the original
なお、無線基地局100と引き続き通信中の端末201においては、上記ステップS3により自己に届く電力が増大し、さらに、上記ステップS4により自己に対する妨害波の影響が軽減される。この結果、端末201のCIRは大幅に向上しているので、端末201用送信ビームの送信電力を下げても、端末201に対して適切なCIRを確保することができ、その通話品質は良好に保たれる。
In terminal 201 that is still communicating with
図6に示すように、上記ステップS3により無線基地局100と引き続き通信中の端末201の送信ビームは、放射パターンW1aとなり、指向性が強化され、その送信電力は増大している。一方、図7に示すように、上記ステップS4により他の無線基地局に移動した端末202の送信ビームは、放射パターンW2aとなり、端末201に対するヌルが最大となっている。この結果、端末201の送信ビームの送信電力をパラメータ化された値(XdB)だけ下げても、端末201のCIR値は通話品質が良好に保たれるレベルに維持できる。そして、端末201の送信電力をXdB下げることによって、端末201の送信ビームは、放射パターンW1bとなり、端末202に対するヌルが大きくなる。さらに、上記ステップS4により端末202の送信ビームは、端末202に対して最大の送信電力となるようにも制御されるので、端末202のCIRは移動前のCIRに比べて著しく増大する。
As shown in FIG. 6, the transmission beam of the terminal 201 that is still communicating with the
上記のように本実施形態によれば、ある端末が通信中の無線基地局から他の無線基地局へハンドオーバで移動した場合に、元の無線基地局と引き続き通信中の端末の通話品質を良好に保つことができる。さらに、その移動した端末が元の無線基地局に切り戻ろうとした場合に、該切り戻る端末に対して適切なCIRを確保することができ、切り戻る端末との通信接続を容易に行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, when a terminal moves from a wireless base station in communication to another wireless base station by handover, the call quality of the terminal that is still in communication with the original wireless base station is good. Can be kept in. Furthermore, when the moved terminal tries to switch back to the original radio base station, an appropriate CIR can be secured for the switching back terminal, and communication connection with the switching back terminal can be easily performed. it can.
なお、上述したように、端末からの受信に係るエラーの検出によって当該端末が他の無線基地局へ移動したとみなしている。この理由は、実際に移動したことを検出するまで待っていては、この検出に100mS位かかり、この間に元の無線基地局と引き続き通信中の端末に対して良好なCIRを提供することができなくなり、該引き続き通信中の端末の通話品質が劣化する虞があるためである。 As described above, it is considered that the terminal has moved to another radio base station by detecting an error related to reception from the terminal. The reason for this is that if it waits until it detects that it has actually moved, this detection takes about 100 ms, and during this time it can provide good CIR to the terminal that is still communicating with the original radio base station. This is because there is a possibility that the call quality of the terminal that is still in communication may deteriorate.
次に、図3,図8を参照して、無線基地局100と通信中の全ての端末が他の無線基地局に移動した場合について説明する。図3は、図1に示す無線基地局100が行うアンテナ指向性制御処理の流れを示す第2のフローチャートである。図8は、アンテナの指向性を制御する動作を説明するための概念図である。先ず、図3において、無線基地局100は、端末201,202からそれぞれ通話チャネル(TCH)のデータを受信し(ステップS1)、全ての端末(この例では2台の端末201,202の双方)について受信に係るエラーを一定期間連続して検出すると、ステップS12〜S16の処理に進む(ステップS11)。
Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 8, a case will be described in which all terminals communicating with the
ステップS12〜S16では、各端末201,202の通話チャネルの送信ビームを交互に、且つ該放射パターンを特定の方向に指向性を持たせないオムニ送信する。このオムニ送信時には4本のアンテナANT1〜ANT4で位相と振幅が同じになり且つ最大出力となるように重み係数を計算する。そして、この重み係数を図1の各送信部8の2つの乗算器#1_10及び#2_10の双方に設定する。これにより、送信電力が6dB増える。
In steps S12 to S16, the transmission beams of the communication channels of the
また、オムニ送信は、一つの端末について、一定期間、複数フレームの連続バーストで行う。これは、端末の仕様で、複数回連続で下りの同期確立用データを受信しないと、上りの同期確立用データを送信しないものがあることを考慮した処理である。 Omni transmission is performed in a continuous burst of a plurality of frames for a certain period for one terminal. This is a process in consideration of the fact that there is a terminal specification that does not transmit uplink synchronization establishment data unless downlink synchronization establishment data is received continuously a plurality of times.
そして、いずれかの端末について、通話チャネルのデータを正常に受信し、通話チャネルを確立した場合に(ステップS14「YES」の場合)、その処理を終了する。これ以降は、上記図2の処理を実行する。 Then, when the communication channel data is normally received for any of the terminals and the communication channel is established (in the case of “YES” in step S14), the processing ends. Thereafter, the process of FIG. 2 is executed.
このように、通話チャネルの送信ビームをオムニ送信することにより、図8に示すように、該送信ビームの放射パターンW3は特定方向に指向性を持たないものとなるとともに、送信電力が増大するのでSDMA時に比べて通信圏が拡大する。これにより、無線基地局100と通信中の全ての端末が、他の無線基地局に移動した後、切り戻ってくる場合に、切り戻る端末がいずれの方向からアクセス(通信)してきても、該切り戻る端末が受信する電力はYdB(6dB以上)大きくなるので、切り戻る端末に対して通話チャネルの適切なCIRを確保することができる。この結果、切り戻る端末の呼が切断されることを防止できる。
Thus, by omni-transmitting the transmission beam of the speech channel, the radiation pattern W3 of the transmission beam does not have directivity in a specific direction and the transmission power increases as shown in FIG. The communication area expands compared to SDMA. Accordingly, when all terminals communicating with the
また、上記オムニ送信する送信ビームの放射パターンを、ダイバーシチ効果が得られる異なる放射パターンを用いて動的に変更するようにしてもよい。例えば、一つの端末について連続バーストで送信するビームを、ダイバーシチ効果が得られるように、異なる種類の放射パターンとする。このようによれば、送信ビームの強度を全方位均一に制御することができるので、いずれの方向からアクセス(通信)する端末に対しても、同様なCIRを確保することができる。 In addition, the radiation pattern of the transmission beam to be omni-transmitted may be dynamically changed using a different radiation pattern that provides a diversity effect. For example, different types of radiation patterns are used for a beam transmitted in a continuous burst for one terminal so as to obtain a diversity effect. According to this configuration, since the intensity of the transmission beam can be controlled uniformly in all directions, a similar CIR can be ensured for a terminal accessing (communication) from any direction.
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
2:送受信切り替えスイッチ、4:無線部、6:受信部、8:送信部、10:乗算器、12:変復調部、14:制御部、16:回線インタフェース部、ANT1〜ANT4:アンテナ、100:無線基地局装置(無線基地局)、201,202:端末 2: transmission / reception changeover switch, 4: wireless unit, 6: reception unit, 8: transmission unit, 10: multiplier, 12: modulation / demodulation unit, 14: control unit, 16: line interface unit, ANT1 to ANT4: antenna, 100: Radio base station apparatus (radio base station), 201, 202: terminal
Claims (6)
端末から送信される信号を受信する際に、受信エラーを検出するエラー検出手段を備え、
前記送信制御手段は、全ての端末について前記エラーが一定期間連続して検出された場合に、各端末の通話チャネルの送信ビームを交互に、且つ該放射パターンを特定の方向に指向性を持たせないオムニ送信をするように制御する、
ことを特徴とする無線基地局装置。 An array antenna comprising a plurality of antennas, and transmission control means for performing control to form a transmission beam of an individual radiation pattern for each terminal by adaptive beamforming and adaptive null steering for controlling the directivity of the array antenna, In a radio base station apparatus that performs radio communication with each terminal by the SDMA method,
When receiving a signal transmitted from the terminal, it comprises an error detection means for detecting a reception error,
When the error is continuously detected for a certain period of time for all terminals, the transmission control means alternately transmits the transmission beam of the communication channel of each terminal and directs the radiation pattern in a specific direction. Control to do no omni transmission,
A radio base station apparatus.
ことを特徴とする請求項1に記載の無線基地局装置。 In the omni transmission, the transmission control means controls the transmission beam of the communication channel of each terminal to be formed and transmitted with different types of radiation patterns.
The radio base station apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の無線基地局装置。 The transmission control means calculates a weighting factor for forming the radiation pattern so that the phase and amplitude are the same and the maximum output in the plurality of antennas in the omni transmission.
The radio base station apparatus according to claim 1 or 2.
端末から送信される信号を受信する際に、受信エラーを検出する過程と、
全ての端末について前記エラーが一定期間連続して検出された場合に、各端末の通話チャネルの送信ビームを交互に、且つ該放射パターンを特定の方向に指向性を持たせないオムニ送信する過程と、
を含む、ことを特徴とするアンテナ指向性制御方法。 An array antenna comprising a plurality of antennas is provided, and a transmission beam having an individual radiation pattern is formed for each terminal by adaptive beam forming and adaptive null steering for controlling the directivity of the array antenna. An antenna directivity control method in a radio base station apparatus that performs radio communication with
A process of detecting a reception error when receiving a signal transmitted from a terminal;
When the error is continuously detected for a certain period of time for all terminals, a process of alternately transmitting the transmission beam of the communication channel of each terminal and omni-transmitting the radiation pattern without directivity in a specific direction; ,
An antenna directivity control method comprising:
ことを特徴とする請求項4に記載のアンテナ指向性制御方法。 In the omni transmission, the transmission beam of the communication channel of each terminal is controlled to be formed and transmitted with different types of radiation patterns.
The antenna directivity control method according to claim 4.
ことを特徴とする請求項4または5に記載のアンテナ指向性制御方法。 In the omni transmission, a weighting factor for forming the radiation pattern is calculated so that the phase and amplitude are the same and the maximum output is obtained by the plurality of antennas.
6. The antenna directivity control method according to claim 4, wherein the antenna directivity is controlled.
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