JP2008079052A - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る無線通信装置は、複数の素子アンテナを用い、通信先の対向無線通信装置から受信した受信無線信号に基づいて、送信無線信号の指向性を適応制御する無線通信装置であって、指向性を適応制御する第1の制御方法にしたがって送信無線信号を処理する送信制御部と、対向無線通信装置との伝播路の変動状態を検出する伝播路状態検出部と、伝播路の変動状態に基づいて、指向性を変更するか否かを判断する判断部とを備え、送信制御部は、指向性を変更すると判断された場合、第1の制御方法とは異なる第2の制御方法に変更し、第2の制御方法にしたがって送信無線信号を処理する。
【選択図】図3
Description
(第1実施形態に係る移動体通信システムの全体概略構成)
図1は、本実施形態に係る無線通信装置を含む移動体通信システムの全体概略構成図である。移動体通信システムは、無線基地局100(無線通信装置)と無線通信端末200(対向無線通信装置)とを具備する。なお、移動体通信システムを構成する無線基地局及び無線通信端末の数は、図1に示した数に限定されるものではない。
次に、本実施形態に係る無線基地局100の構成について説明する。図3は、本実施形態に係る無線基地局100の機能ブロック構成図である。また、以下、本発明との関連がある部分について主に説明する。したがって、無線基地局100は、無線基地局100としての機能を実現する上で必須な、図示しない或いは説明を省略した論理ブロック(電源部など)を備える場合があることに留意されたい。
次に、図4を参照し、上述した無線基地局100の動作について説明する。具体的には、無線基地局100が、アダプティブアレイ制御を用いて、上り方向信号RSup(受信無線信号)に基づいて、下り方向信号RSdown(送信無線信号)を送信する際の制御動作について説明する。
本発明に係る無線基地局100によれば、処理時間Δtが、無線通信端末200から送信された上り方向信号RSupの受信電力値の変動周期faの略半分であると判定された場合、無線通信端末200へ送信する下り方向信号RSdownのアダプティブアレイ制御を、位置イにヌルを向けるように、第2のアレーウエイトを用いて行われる。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、第1実施形態では、無線基地局100の伝播路状態検出部105が、受信部102_1乃至102_nで受信された上り方向信号RSupの電力値の変動を変動周期faとして把握していたが、伝播路状態検出部105は、上り方向信号RSupのドップラ変動を検出することにより変動周期faとして把握してもよい。ここで、上述した変動周期として把握されるドップラ変動は、無線通信端末200の移動速度に応じてドップラ変動した上り方向信号RSupの周波数を示す。また、伝播路状態検出部105は、把握した変動周期faを判断部106に通知する。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。第1実施形態に係る無線基地局100が、図3に示すように、アンテナ相関検出部112を更に備えても良い。
第1実施形態では、無線基地局100が、無線通信端末200から送信された上り方向信号RSupのドップラ変動量を検出することで、伝播路変動を検出するように構成されていたが、本実施形態では、無線通信端末200が、下り方向信号RSdownのドップラ変動量を検出することで、伝播路変動を検出する。
次に、本発明の第3実施形態に係る無線基地局100の構成について、上述した第1実施形態との相違点に着目して説明する。以下、第1実施形態に係る無線基地局100と異なる部分について主に説明し、同様の機能については、その説明を適宜省略する。
本実施形態では、第1実施形態に係る無線基地局100において、第2のアレーウエイトが算出される機能についてより具体的に説明する。本実施形態に係る無線基地局100は、図9に示すように、トレーニング信号記憶部122と、希望波電力算出部123と、絶対値算出部124と、希望波位相差算出部125と、位相算出部126とを更に備える。
本実施形態に係る無線基地局100の動作について説明する。なお、本実施形態に係る無線基地局100は、上述した第1実施形態に係る無線基地局100の動作と比べ、図4に示したステップS17aの動作のみが異なるため、主に当該ステップS17aの動作について、図10乃至12を参照して説明する。
ARx(i):i番目の受信部における希望波受信電力
例えば、図12の例では、位相算出部126は、受信部102_1乃至102_3において、希望波受信電力とウエイトの絶対値との乗算値は、それぞれ“0.21”、“0.25”、“0.09”として算出する。
なお、各項は以下のように示される。
φTX(i):i番目の受信部における補正後の位相
φRX(i):i番目の受信部における受信信号とトレーニング信号との位相差
φ (i) :i番目の受信部における補正項
また、第2のウエイト算出部127は、絶対値算出部124により算出された絶対値ATX(i)と、位相算出部126により算出された位相φRX(i)とを用いて、(4)式により、第2のアレーウエイトW(i)を算出する(ステップS17a3)。
また、本実施形態に係るアダプティブ処理制御部128は、処理時間Δtが変動周期faの略半分であると判断部106によって判定された場合、第2のアレーウエイトを適用し、略半分でないと判定された場合、第1のアレーウエイトを適用する。
本実施形態に係る無線基地局100によれば、処理時間Δtが、無線通信端末200から送信された上り方向信号RSupの変動周期faの略半分の下限値fL乃至上限値fH内であると判定された場合、無線通信端末200へ送信する下り方向信号RSdownのアダプティブアレイ制御を、位置イにヌルを向けるように、第2のアレーウエイトを用いて行われる。
次に、本発明の第4実施形態に係る無線基地局100の構成について、上述した第1実施形態との相違点に着目して説明する。以下、第1実施形態に係る無線基地局100と異なる部分について主に説明し、同様の機能については、その説明を適宜省略する。
本実施形態に係る無線基地局100は、図13に示すように、第1実施形態に係る無線基地局100で具備していた第2のウエイト算出部104を具備せず、新たに、トレーニング信号記憶部122と、希望波電力算出部123と、アンテナ選択部131とを具備する。なお、トレーニング信号記憶部122と、希望波電力算出部123との構成は、上述した第3実施形態と同様であるため、説明を省略する。
本実施形態に係る無線基地局100の動作について説明する。なお、本実施形態に係る無線基地局100は、上述した第1実施形態に係る無線基地局100の動作と比べ、図4に示したステップS17aの動作が異なるため、主に当該ステップS17aの動作について、図14のステップS117aを参照して説明する。
本実施形態に係る無線基地局100によれば、処理時間Δtが変動周期faの略半分であると判断部106によって判定された場合、第2の適応制御を適用し、略半分でないと判定された場合、第1の適応制御を適用する。
次に、本発明の第5実施形態に係る無線基地局100の構成について、上述した第1実施形態との相違点に着目して説明する。以下、第1実施形態に係る無線基地局100と異なる部分について主に説明し、同様の機能については、その説明を適宜省略する。
本実施形態に係る無線基地局100は、図15に示すように、第1実施形態に係る無線基地局100で具備していた第1のウエイト算出部103と、第2のウエイト算出部104と、判断部106とを具備せず、新たに、トレーニング信号記憶部122と、補正係数算出部141と、ウエイト算出部142とを具備する。
本実施形態に係る無線基地局100の動作について説明する。なお、本実施形態に係る無線基地局100は、上述した第1実施形態に係る無線基地局100の動作と比べ、図4に示したステップS15乃至ステップS17a及びS17bの動作のみが異なるため、図16を参照して、異なる動作を主に説明する。
ステップS217において、ウエイト算出部142では、下記(6)式のE[|e(t)|2]が最小となるよう送信ウエイトWを算出する。ここで、E[|e(t)|2]は期待値演算、Hは複素共役転置、X(t)は受信信号の系列を表す。
本実施形態に係る無線基地局100によれば、変動周期faに応じた補正項ε(t)を算出して、無線通信端末200が、上り方向信号RSupを送信した時点t1における位置イに、変動周期faに応じて、ヌル(又はピーク)をずらした送信ウエイトWが算出される。
次に、本発明の第6実施形態に係る無線基地局100の構成について、上述した第1実施形態との相違点に着目して説明する。以下、第1実施形態に係る無線基地局100と異なる部分について主に説明し、同様の機能については、その説明を適宜省略する。
本実施形態に係る無線基地局100では、無線通信端末200との間において送受信される上り方向信号RSup及び下り方向信号RSdownは、複数の周波数帯域を用いている。
本実施形態に係る無線基地局100の動作について、上述した実施形態との相違点に着目し、図18を参照して説明する。
本実施形態に係る無線基地局100によれば、複数の周波数帯域の相関値が、所定の閾値以上の高い周波数帯域に対応する適応制御部151_1乃至151_3が、グループ化されて、同じグループ内で一の第1又は第2のアレーウエイトを共有して、無線通信端末200へ下り方向信号RSdownを送信するので、複数の周波数帯域毎の適応制御部151_1乃至151_3で第1又は第2のアレーウエイトを算出する場合に比べ、演算処理負荷の増加を抑制できる。
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
Claims (15)
- 複数の素子アンテナを用い、通信先の無線通信装置である対向無線通信装置から受信した受信無線信号に基づいて、前記対向無線通信装置に送信する送信無線信号の指向性を適応制御する無線通信装置であって、
前記送信無線信号の指向性を適応制御する第1の制御方法にしたがって前記送信無線信号を処理する送信制御部と、
前記受信無線信号に基づいて、前記対向無線通信装置との伝播路の変動状態を検出する伝播路状態検出部と、
前記伝播路状態検出部によって検出された前記伝播路の変動状態に基づいて、前記送信無線信号の指向性を変更するか否かを判断する判断部と
を備え、
前記送信制御部は、前記判断部によって前記送信無線信号の指向性を変更すると判断された場合、前記第1の制御方法とは異なる第2の制御方法に変更し、前記第2の制御方法にしたがって前記送信無線信号を処理する無線通信装置。 - 前記伝播路状態検出部は、検出された前記伝播路の変動状態に基づいて、前記対向無線通信装置との伝播路の状態が変動する変動周期を把握し、
前記判断部は、前記変動周期に基づいて、前記送信無線信号の指向性を変更するか否かを判断する請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記判断部は、指向性を変更するか否かを判断するにあたり、前記対向無線通信装置から前記受信無線信号を受信した時点から、前記送信無線信号を送信する時点までの処理時間と、前記伝播路状態検出部によって把握された前記変動周期とを比較し、
前記送信制御部は、前記判断部による前記処理時間と前記変動周期との比較結果に基づいて、前記受信無線信号を受信した時点における前記対向無線通信装置の位置にヌルが向く前記送信無線信号を送信する請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記判断部は、指向性を変更するか否かを判断するにあたり、前記処理時間が前記変動周期の略半分であるか否かを判定し、
前記送信制御部は、前記処理時間が前記変動周期の略半分であると前記判断部によって判定された場合、前記第2の制御方法にしたがって前記受信無線信号を受信した時点における前記対向無線通信装置の位置にヌルが向く前記送信無線信号を送信する請求項3に記載の無線通信装置。 - 前記伝播路状態検出部による前記変動状態の検出は、前記受信無線信号のドップラ変動を検出することにより行われる請求項2に記載の無線通信装置。
- 前記伝播路状態検出部による前記変動状態の検出は、前記受信無線信号の電力値の変動を検出することにより行われる請求項2に記載の無線通信装置。
- 前記複数の素子アンテナのそれぞれが受信する前記受信無線信号の相関度を検出するアンテナ相関検出部をさらに備え、
前記送信制御部は、前記アンテナ相関検出部によって検出された前記相関度に基づいて、前記第2の制御方法にしたがって前記受信無線信号を受信した時点における前記対向無線通信装置の位置にヌルが向く前記送信無線信号を送信する請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記対向無線通信装置から送信された振幅及び位相の値が既知である既知信号を受信し、受信した既知信号と、予め前記無線通信装置に記憶された既知信号との位相差を演算する位相差演算部をさらに備え、
前記送信制御部は、前記位相差演算部によって演算された前記位相差を用い、前記第2の制御方法にしたがって前記受信無線信号を受信した時点における前記対向無線通信装置の位置にヌルが向く送信ウエイトを前記送信無線信号に適用する請求項3に記載の無線通信装置。 - 前記位相差演算部は、前記複数の素子アンテナのそれぞれが受信する前記受信無線信号について、前記既知信号との位相差を演算し、
前記送信制御部は、前記第2の制御方法において、前記位相差演算部によって演算された複数の前記位相差と、前記複数の素子アンテナのそれぞれが受信する前記受信無線信号の電力値とに基づいて、前記複数の素子アンテナを介して送信される前記送信無線信号の電力値が、前記受信無線信号を受信した時点における前記対向無線通信装置の位置において小さくなる前記送信ウエイトを適用する請求項8に記載の無線通信装置。 - 前記受信無線信号の状態に基づいて、少なくとも何れかの前記素子アンテナを選択するアンテナ選択部をさらに備え、
前記送信制御部は、前記アンテナ選択部によって選択された前記素子アンテナを介して前記送信無線信号を送信する請求項1または2に記載の無線通信装置。 - 前記アンテナ選択部は、前記受信無線信号の電力値が最も低い何れかの前記素子アンテナを選択する請求項10に記載の無線通信装置。
- 前記伝播路状態検出部によって検出された前記伝播路の変動状態に基づいて、前記送信無線信号の送信ウエイトを算出する算出式において用いられる補正項を演算する補正項演算部をさらに備え、
前記送信制御部は、前記補正項演算部によって演算された前記補正項を用い、前記第2の制御方法にしたがって前記送信ウエイトを前記送信無線信号に適用する請求項3に記載の無線通信装置。 - 前記受信無線信号は、複数の周波数帯域を用いており、
前記周波数帯域のそれぞれの相関度を検出する周波数帯域相関検出部をさらに備え、
前記送信制御部は、前記周波数帯域相関検出部によって検出された前記相関度が所定の閾値以上である複数の周波数帯域を対象として、前記受信無線信号を受信した時点における前記対向無線通信装置の位置にヌルが向く同一のウエイトが用いられた前記第2の制御方法にしたがって送信無線信号を送信する請求項3に記載の無線通信装置。 - 複数の素子アンテナを用い、通信先の無線通信装置である対向無線通信装置から受信した受信無線信号に基づいて、前記対向無線通信装置に送信する送信無線信号の指向性を適応制御する無線通信装置における無線通信方法であって、
前記送信無線信号の指向性を適応制御する第1の制御方法の何れかにしたがって前記送信無線信号を処理する制御ステップと、
前記受信無線信号に基づいて、前記対向無線通信装置との伝播路の変動状態を検出する検出ステップ部と、
検出された前記伝播路の変動状態に基づいて、前記送信無線信号の指向性を変更するか否かを判断する判断ステップと
を備え、
前記制御ステップにおいて、前記判断ステップによって前記送信無線信号の指向性を変更すると判断された場合、前記第1の制御方法とは異なる第2の制御方法に変更し、前記第2の制御方法にしたがって前記受信無線信号を受信した時点における前記対向無線通信装置の位置にヌルが向くように前記送信無線信号を処理する無線通信方法。 - 前記制御ステップにおいて、前記判断ステップによって前記送信無線信号の指向性を変更すると判断された場合、前記第1の制御方法にしたがって前記受信無線信号を受信した時点における前記対向無線通信装置の位置にビームが向くように前記送信無線信号を処理する請求項14に記載の無線通信方法。
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