JP2017143460A - 分散アンテナを用いた無線基地局およびアンテナ切替方法 - Google Patents

Abstract

【課題】分散アンテナを用いて１台以上の無線端末と同一周波数帯を共有して無線通信を行う無線基地局において、マルチキャスト通信、ユニキャスト通信、ＭＵ−ＭＩＭＯ通信に最適なアンテナの切り替えを簡単なスイッチ構成で行う。【解決手段】分散アンテナは、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のアンテナをそれぞれ有するＭ個（Ｍは１以上の整数）のアンテナ群として構成し、Ｎ個の送受信端子を介してＮブランチのＭＩＭＯ信号またはＮ個の同一の無線信号を送受信処理する無線信号処理部と、Ｎ個の送受信端子にそれぞれ対応して設けられ、送受信端子ごとにＭ個のアンテナ群の重複しない各１個のアンテナを選択して接続するＮ個のアンテナ切替部と、各通信モードに応じて、Ｎ個のアンテナ切替部に対してＭ個のアンテナ群からＮ個のアンテナを選択するアンテナ切替パターンを制御するアンテナ切替制御部とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、分散アンテナを介して１台以上の無線端末と同一周波数帯を共有して無線通信を行う無線基地局において、複数台の無線端末に同一の無線信号を送信するマルチキャスト通信、１台の無線端末と１つの無線信号またはシングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）信号を送受信するユニキャスト通信、複数台の無線端末とマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）信号を送受信するＭＵ−ＭＩＭＯ通信に、それぞれ最適なアンテナを選択する分散アンテナを用いた無線基地局およびアンテナ切替方法に関する。

近年、ノートパソコンやスマートフォン等の持ち運び可能で高性能な無線端末の普及により企業や公共スペースだけではなく、一般家庭でもIEEE802.11標準規格の無線ＬＡＮが広く使われるようになっている。IEEE802.11標準規格の無線ＬＡＮには、 2.4ＧHz帯を用いるIEEE802.11b/g/n 規格の無線ＬＡＮと、５ＧHz帯を用いるIEEE802.11a/n/ac規格の無線ＬＡＮがある。

IEEE802.11ｂ規格やIEEE802.11ｇ規格の無線ＬＡＮでは、2400ＭHzから2483.5ＭHz間に５ＭHz間隔で13チャネルが用意されている。ただし、同一場所で複数のチャネルを使用する際は、干渉を避けるためスペクトルが重ならないようにチャネルを使用すると最大で３チャネル、場合によっては４チャネルまで同時に使用できる。

IEEE802.11ａ規格の無線ＬＡＮでは、日本の場合は、5170ＭHzから5330ＭHz間と、5490ＭHzから5710ＭHz間で、それぞれ互いに重ならない８チャネルおよび11チャネルの合計19チャネルが規定されている。なお、IEEE802.11ａ規格では、チャネル当たりの帯域幅が20ＭHzに固定されている。

無線ＬＡＮの最大伝送速度は、IEEE802.11ｂ規格の場合は11Ｍbps であり、IEEE802.11ａ規格やIEEE802.11ｇ規格の場合は54Ｍbps である。ただし、ここでの伝送速度は物理レイヤ上での伝送速度である。実際にはＭＡＣ（Medium Access Control ）レイヤでの伝送効率が50〜70％程度であるため、実際のスループットの上限値はIEEE802.11ｂ規格では５Ｍbps 程度、IEEE802.11ａ規格やIEEE802.11ｇ規格では30Ｍbps 程度である。また、伝送速度は、情報を送信しようとする無線基地局や無線端末が増えればさらに低下する。

そのため、2009年に標準化が完了したIEEE802.11ｎ規格では、これまで20ＭHzと固定されていたチャネル帯域幅が最大で40ＭHzに拡大され、また、空間多重送信技術（ＭＩＭＯ：Multiple input multiple output）技術の導入が決定された。IEEE802.11ｎ規格で規定されているすべての機能を適用して送受信を行うと、物理レイヤでは最大で 600Ｍbps の通信速度を実現可能である。

さらに、2013年に標準化が完了したIEEE802.11ac規格では、チャネル帯域幅を80ＭHzや最大で 160ＭHzまで拡大することや、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ：Space Division Multiple Access）を適用したＭＵ−ＭＩＭＯ送信方法の導入が決定している。IEEE802.11ac規格で規定されているすべての機能を適用して送受信を行うと、物理レイヤでは最大で約 6.9Ｇbps の通信速度を実現可能である。

上記に示す標準化技術に加えて、無線基地局が有する複数のアンテナを分散配置することで基地局アンテナと端末アンテナとの間の距離を縮め、結果的に各無線通信の受信電力を向上させる分散アンテナ技術の検討が進んでいる（非特許文献１）。ここでは、図９に示すように、Ｌ個のアンテナを有するアンテナ群（ポート）をＮ個配置し、Ｎ×Ｌ個のアンテナをスイッチにより適応的に切り替えることにより、ＳＵ−ＭＩＭＯやＮＵ−ＭＩＭＯに対応するアンテナ構成を実現している。

Roh, Wonil, and Arogyaswami Paulraj. "MIMO channel capacity for the distributed antenna." Vehicular Technology Conference, 2002. Proceedings. VTC 2002-Fall. 2002 IEEE 56th. Vol. 2. IEEE, 2002.

ところで、非特許文献１では、Ｎ×Ｌ個のアンテナの組合せを（Ｎ，Ｌ）として、例えばＳＵ−ＭＩＭＯには１個のポートのＬ個のアンテナを用いる（１，Ｌ）構成、例えばＭＵ−ＭＩＭＯにはＮ個のポートで各１個のアンテナを用いる（Ｎ，１）構成など、いろいろなアンテナの選択パターンに応じたＭＩＭＯ特性が示されている。

しかし、このようなアンテナの選択パターンを実現するアンテナ切替部は、複数のアンテナと送受信端子の自由な切替を目的としているため、非常に多くのスイッチを使用し、それらを一括で制御する構成が想定される。そのため、ハード装置の複雑性やコストが増加し、さらに各スイッチの挿入損失の増加も懸念される。

また、非特許文献１では、無線基地局から同一信号を複数の無線端末に送信するマルチキャスト通信に適するアンテナの選択パターンは想定されていない。今後、無線ＬＡＮサービスでは映像伝送などのマルチキャストに対する要求は高まることが予想されるため、マルチキャストに対応した分散アンテナ技術も重要となる。

本発明は、分散アンテナを用いて１台以上の無線端末と同一周波数帯を共有して無線通信を行う無線基地局において、マルチキャスト通信、ユニキャスト通信、ＭＵ−ＭＩＭＯ通信に最適なアンテナの切り替えを簡単なスイッチ構成で行うことができる分散アンテナを用いた無線基地局およびアンテナ切替方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、分散アンテナを介して、１台以上の無線端末と同一周波数帯を共有して無線通信を行う分散アンテナを用いた無線基地局において、分散アンテナは、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のアンテナをそれぞれ有するＭ個（Ｍは１以上の整数）のアンテナ群として構成し、Ｎ個の送受信端子を介してＮブランチのＭＩＭＯ信号またはＮ個の同一の無線信号を送受信処理する無線信号処理部と、Ｎ個の送受信端子にそれぞれ対応して設けられ、送受信端子ごとにＭ個のアンテナ群の重複しない各１個のアンテナを選択して接続するＮ個のアンテナ切替部と、Ｎ個の送受信端子から複数台の無線端末に同一の無線信号を送信するマルチキャストモード、またはＮ個の送受信端子と１台の無線端末との間で１つの無線信号またはＮブランチのＳＵ−ＭＩＭＯ信号を送受信するユニキャストモード、またはＮ個の送受信端子と複数台の無線端末との間でＮブランチのＭＵ−ＭＩＭＯ信号を送受信するＭＵ−ＭＩＭＯモードのいずれかに応じて、Ｎ個のアンテナ切替部に対してＭ個のアンテナ群からＮ個のアンテナを選択するアンテナ切替パターンを制御するアンテナ切替制御部とを備える。

第１の発明の分散アンテナを用いた無線基地局において、アンテナ切替制御部は、マルチキャストモードのときに、Ｎ個のアンテナ切替部ごとに選択可能なアンテナの中から、アンテナ群ごとにそれぞれ１つのアンテナを選択するアンテナ切替パターンを設定する構成である。

第１の発明の分散アンテナを用いた無線基地局において、アンテナ切替制御部は、ユニキャストモードのときに、Ｎ個のアンテナ切替部ごとに選択可能なアンテナの中から、１台の無線端末における受信電力または信号電力対干渉電力比の上位Ｎ個のアンテナを選択するアンテナ切替パターンを設定する構成である。

第１の発明の分散アンテナを用いた無線基地局において、アンテナ切替制御部は、ＭＵ−ＭＩＭＯモードのときに、Ｎ個のアンテナ切替部ごとに選択可能なアンテナの中から、複数台の無線端末における信号電力対干渉電力比の合計値または最小値の上位Ｎ個のアンテナを選択するアンテナ切替パターンを設定する構成である。

第１の発明の分散アンテナを用いた無線基地局において、Ｎ個の送受信端子ごとに、アンテナ切替部で選択されたアンテナの信号電力について、マルチキャストモード、ユニキャストモード、ＭＵ−ＭＩＭＯモードごとに事前設定される基準値に調整する信号電力調整手段を備えてもよい。

第２の発明は、分散アンテナを介して、１台以上の無線端末と同一周波数帯を共有して無線通信を行う分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法において、分散アンテナは、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のアンテナをそれぞれ有するＭ個（Ｍは１以上の整数）のアンテナ群として構成し、無線信号処理部は、Ｎ個の送受信端子を介してＮブランチのＭＩＭＯ信号またはＮ個の同一の無線信号を送受信処理し、アンテナ切替制御部は、Ｎ個の送受信端子から複数台の無線端末に同一の無線信号を送信するマルチキャストモード、またはＮ個の送受信端子と１台の無線端末との間で１つの無線信号またはＮブランチのＳＵ−ＭＩＭＯ信号を送受信するユニキャストモード、またはＮ個の送受信端子と複数台の無線端末との間でＮブランチのＭＵ−ＭＩＭＯ信号を送受信するＭＵ−ＭＩＭＯモードのいずれかに応じて、Ｍ個のアンテナ群からＮ個のアンテナを選択するアンテナ切替パターンを設定し、Ｎ個の送受信端子にそれぞれ対応して設けられるＮ個のアンテナ切替部は、アンテナ切替制御部から設定されるアンテナ切替パターンに応じて、送受信端子ごとにＭ個のアンテナ群の重複しない各１個のアンテナを選択して接続する。

第２の発明の分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法において、アンテナ切替制御部は、マルチキャストモードのときに、Ｎ個のアンテナ切替部ごとに選択可能なアンテナの中から、アンテナ群ごとにそれぞれ１つのアンテナを選択するアンテナ切替パターンを設定する。

第２の発明の分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法において、アンテナ切替制御部は、ユニキャストモードのときに、Ｎ個のアンテナ切替部ごとに選択可能なアンテナの中から、１台の無線端末における受信電力または信号電力対干渉電力比の上位Ｎ個のアンテナを選択するアンテナ切替パターンを設定する。

第２の発明の分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法において、アンテナ切替制御部は、ＭＵ−ＭＩＭＯモードのときに、Ｎ個のアンテナ切替部ごとに選択可能なアンテナの中から、複数台の無線端末における信号電力対干渉電力比の合計値または最小値の上位Ｎ個のアンテナを選択するアンテナ切替パターンを設定する。

第２の発明の分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法において、Ｎ個の送受信端子ごとに備えた信号電力調整手段で、アンテナ切替部で選択されたアンテナの信号電力について、マルチキャストモード、ユニキャストモード、ＭＵ−ＭＩＭＯモードごとに事前設定される基準値に調整してもよい。

本発明は、Ｎ個のアンテナをそれぞれ有するＭ個のアンテナ群からそれぞれ重複しない１個のアンテナを選択するＮ個のアンテナ切替部を用い、無線信号処理部のＮ個の送受信端子に接続するＮ個のアンテナを選択することにより、マルチキャストモード、ユニキャストモード、ＭＵ−ＭＩＭＯモードにそれぞれ最適なアンテナの選択を簡単な構成で実現することができる。

本発明の無線基地局の実施例１〜３に対応する構成例を示す図である。 マルチキャストモードのアンテナ選択例を示す図である。 ユニキャストモードのアンテナ選択例を示す図である。 ＲＳＳＩまたはＳＩＲによるユニキャストモードのアンテナ選択基準を説明する図である。 ＭＵ−ＭＩＭＯモードのアンテナ選択例を示す図である。 ＲＳＳＩまたはＳＩＲによるＭＵ−ＭＩＭＯモードのアンテナ選択基準を説明する図である。 本発明の無線基地局の実施例４に対応する構成例を示す図である。 本発明の無線基地局の実施例４における信号電力調整例を示す図である。 従来の分散アンテナの構成例を示す。

図１は、本発明の無線基地局の実施例１〜３に対応する構成例を示す。
図１において、無線基地局は、無線基地局本体部１０と、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のアンテナをそれぞれ有するＭ個（Ｍは１以上の整数）のアンテナ群１７−１〜１７−Ｍにより構成される。アンテナ群１７−ｉ（ｉは１〜Ｍ）は、それぞれＮ個のアンテナｉ−１〜ｉ−Ｎを有するが、各アンテナが並列に複数であってもよい。アンテナ群１７−１〜１７−Ｍの周辺には、図示しないが１台または複数台の無線端末が配置される。アンテナ群の数Ｍは、複数台の無線端末の数より多くても少なくてもよい。アンテナ群を構成するアンテナの数Ｎは、無線基地局の送受信端子の数であり、ＭＩＭＯ信号のブランチ数に対応する。

無線基地局本体部１０は、有線インタフェース１１、通信モード切替部１２、無線信号処理部１３、記憶部１４、アンテナ切替制御部１５、Ｎ個のアンテナ切替部１６−１〜１６−Ｎにより構成される。

有線インタフェース１１は、ネットワークから入力する信号を無線基地局内で処理できる信号に変換し、変換した信号を通信モード切替部１２および無線信号処理部１３に出力する。また、無線信号処理部１３から入力する信号をネットワークで処理できる信号に変換し、変換した信号をネットワークに出力する。

通信モード切替部１２は、有線インタフェース１１から入力する信号または無線基地局内で生成される信号に応じた通信モードを選択してアンテナ切替制御部１５に通知する。通信モードは、複数台の無線端末に同一の無線信号（例えばビーコン信号、制御信号、映像信号等）を送信するマルチキャストモード、１台の無線端末との間で１つの無線信号またはＮブランチのＳＵ−ＭＩＭＯ信号を送受信するユニキャストモード、複数台の無線端末との間でＮブランチのＭＵ−ＭＩＭＯ信号を送受信するＭＵ−ＭＩＭＯモードである。

無線信号処理部１３は、有線インタフェース１１から入力する信号や無線基地局内で生成する信号を通信モードに対応する無線信号に変換し、送受信端子１〜Ｎに出力する。マルチキャストモードでは、送受信端子１〜Ｎに同一の無線信号が出力される。ユニキャストモードでは、送受信端子１〜Ｎに１台の無線端末宛の同一の無線信号またはＮブランチのＳＵ−ＭＩＭＯ信号が出力される。マルチキャストモードでは、送受信端子１〜Ｎに複数台の無線端末宛のＮブランチのＭＵ−ＭＩＭＯ信号が出力される。また、無線信号処理部１３は、送受信端子１〜Ｎに入力する無線信号を通信モードに対応して受信処理し、有線インタフェース１１に出力する。さらに、各アンテナにおける無線端末ごとの受信電力情報を取得し、記憶部１４に出力する。

記憶部１４は、各アンテナにおける無線端末ごとの受信電力情報をリスト化して記憶する。また、通信モード切替部１２からの指示に応じて受信電力情報を通信モード切替部１２に出力する。

アンテナ切替制御部１５は、通信モード切替部１２から入力する通信モードの情報に基づくアンテナ切替パターンに応じて、アンテナ切替部１６−１〜１６−Ｎで選択するアンテナの切り替えを制御する。

アンテナ切替部１６−１〜１６−Ｎは、無線信号処理部１３の送受信端子１〜Ｎにそれぞれ接続される端子と、アンテナ群１７−１〜１７−Ｍの各１つのアンテナに接続される端子１〜Ｍとの間で、１対Ｍの切り替えを行う。ここで、アンテナ切替部１６−ｊ（ｊは１〜Ｎ）の端子１〜Ｍには、アンテナ群１７−１〜１７−Ｍの各アンテナ１−ｊ〜Ｍ−ｊが接続される。ただし、アンテナ群１７−ｊのアンテナｊ−１〜ｊ−Ｎは、アンテナ群内における並び方は任意である。

アンテナ群１７−１〜１７−Ｍの各アンテナ１−１〜Ｍ−Ｎは、アンテナ切替制御部１５がアンテナ切替部１６−１〜１６−Ｎに設定する通信モードに対応するアンテナ切替パターンに応じて、無線信号処理部１３の送受信端子１〜Ｎに接続されるＮ個のアンテナが選択され、無線端末との間で無線信号を送受信する。具体例は、以下に示す実施例１〜実施例３として説明する。

（実施例１）
図２は、マルチキャストモードのアンテナ選択例を示す。
マルチキャストは、様々な場所に広範囲に点在する１つ以上の無線端末に同一の無線信号（例えばビーコン信号、制御信号、映像信号等）を送信する形態である。

図１および図２において、通信モード切替部１２でネットワークから入力する信号または無線基地局内で生成される信号からマルチキャストモードを検出すると、アンテナ切替制御部１５は、アンテナ切替部１６−１〜１６−４に対してアンテナ群１７−１〜１７−４からそれぞれ１つのアンテナを選択するアンテナ選択パターンを設定する。図２に示す例では、アンテナ切替部１６−１〜１６−４は、無線信号処理部１３の送受信端子１〜４と、アンテナ群１７−１〜１７−４のアンテナ１−１，２−２，３−３，４−４がそれぞれ接続される。

一方、無線信号処理部１３は、マルチキャストモードに対応して同一の無線信号を送受信端子１〜４から出力すると、アンテナ切替部１６−１〜１６−４を介してアンテナ群１７−１〜１７−４のアンテナ１−１，２−２，３−３，４−４から送信される。これにより、アンテナ群１７−１〜１７−４が形成する通信エリアに対して効率よくマルチキャスト通信が可能となり、広範囲に点在する無線端末２０−１〜２０−４に受信させることができる。

また、マルチキャストモードのアンテナ選択パターンは、無線基地局が広範囲に点在する無線端末から送信された信号を受信する受信モード、無線信号の有無を検出するセンシングモードにも適用することができる。すなわち、無線基地局が受信モードまたはセンシングモードになるときに、アンテナ群１７−１〜１７−４からそれぞれ１つのアンテナを選択するアンテナ選択パターンを設定する。

（実施例２）
図３は、ユニキャストモードのアンテナ選択例を示す。
ユニキャストは、送受信端子数に応じた複数のアンテナを用いて１つの無線端末と１つの無線信号またはＳＵ−ＭＩＭＯ信号を送受信する形態である。

図１および図３において、通信モード切替部１２でユニキャストモードを検出すると、アンテナ切替制御部１５は、アンテナ切替部１６−１〜１６−４ごとに選択可能なアンテナの中から、ユニキャスト通信する無線端末２０−３における受信電力または信号電力対干渉電力比の上位４個のアンテナを選択するアンテナ選択パターンを設定する。

ここで、無線信号処理部１３は、無線端末２０−１〜２０−４ごとに、アンテナ群１７−１のアンテナ１−１〜１−４、…、アンテナ群１７−４のアンテナ４−１〜４−４における受信電力（ＲＳＳＩ）を取得し、信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ）を求めてリスト化して記憶部１４に格納しておく。そのＲＳＳＩおよびＳＩＲのリスト化の一例を図４に示す。なお、例えば無線端末２０−１におけるアンテナ群１７−１のアンテナ１−１のＳＩＲは、無線端末２０−１とアンテナ１−１のＲＳＳＩを所望信号とし、無線端末２０−１とアンテナ１−２〜１−４のＲＳＳＩの合計を干渉信号とした場合や、予め設定した電力量を干渉信号とした場合の計算結果である。

図４に示す例では、無線端末２０−３とユニキャスト通信するときに、アンテナ切替部１６−１〜１６−４ごとに選択可能なアンテナの中から、ＲＳＳＩの上位４個のアンテナとして、アンテナ群１７−４のアンテナ４−１、アンテナ群１７−３のアンテナ３−２，３−３，３−４が選択される。または、ＳＩＲの上位４個のアンテナとして、アンテナ群１７−３のアンテナ３−１，３−２，３−３，３−４が選択される。なお、アンテナ切替部１６−１で選択可能なアンテナ群１７−３のアンテナ３−１とアンテナ群１７−４のアンテナ４−１は、それぞれのＳＩＲが同じ値（10）であるので、その一方が任意に選択される。ここでは、アンテナ群１７−３のアンテナ３−１が選択された例を示す。すなわち、ＲＳＳＩとＳＩＲに基づくアンテナ選択パターンが異なることになる。

一方、無線信号処理部１３は、ユニキャストモードに対応して１つの無線信号または４ブランチのＳＵ−ＭＩＭＯ信号を送受信端子１〜４から出力すると、アンテナ切替部１６−１〜１６−４を介して、ＲＳＳＩを基準とした場合にはアンテナ群１７−４のアンテナ４−１、アンテナ群１７−３のアンテナ３−２，３−３，３−４から送信され、宛先の無線端末２０−３に受信される。また、ＳＩＲを基準とした場合には、１つの無線信号または４ブランチのＳＵ−ＭＩＭＯ信号は、アンテナ群１７−３のアンテナ３−１，３−２，３−３，３−４から送信され、宛先の無線端末２０−３に受信される。このように、アンテナ切替部１６−１〜１６−４ごとに選択可能なアンテナの中から、ユニキャスト通信する無線端末２０−３のＲＳＳＩまたはＳＩＲの上位４個のアンテナを選択することにより、ユニキャスト通信する無線端末２０−３の通信品質を向上させることができる。

なお、選択される複数のアンテナはユニキャスト通信する無線端末の近傍になるが、１つのアンテナ群のアンテナに限らず、図３に示すように隣接するアンテナ群のアンテナが選択されることもある。

（実施例３）
図５は、ＭＵ−ＭＩＭＯモードのアンテナ選択例を示す。
ＭＵ−ＭＩＭＯは、送受信端子数に応じた複数のアンテナを用いて複数台の無線端末と互いに異なる情報を伝送するＭＵ−ＭＩＭＯ信号を送受信する形態である。

図１および図５において、通信モード切替部１２でＭＵ−ＭＩＭＯモードを検出すると、アンテナ切替制御部１５は、アンテナ切替部１６−１〜１６−４ごとに選択可能なアンテナの中から、ＭＵ−ＭＩＭＯ通信する無線端末２０−１〜２０−４におけるＳＩＲの合計値または最小値の上位４個のアンテナを選択するアンテナ選択パターンを設定する。なお、ＭＵ−ＭＩＭＯ通信する無線端末は予め指定され、ここでは無線端末２０−ｘが除外される例を示す。

ここで、無線信号処理部１３がリスト化して記憶部１４に格納したＲＳＳＩおよびＳＩＲのリスト化の一例を図６に示す。なお、各数値は、図４のものと同じである。

図６に示す例では、無線端末２０−１〜２０−４とＭＵ−ＭＩＭＯ通信するときに、アンテナ切替部１６−１〜１６−４ごとに選択可能なアンテナの中から、無線端末２０−１〜２０−４におけるＳＩＲの合計値の上位４個のアンテナとして、アンテナ群１７−２のアンテナ２−２、アンテナ群１７−３のアンテナ３−１，３−４、アンテナ群１７−４のアンテナ４−３が選択される。または、無線端末２０−１〜２０−４におけるＳＩＲの最小値の上位４個のアンテナとして、アンテナ群１７−２のアンテナ２−２、アンテナ群１７−３のアンテナ３−１，３−３、アンテナ群１７−４のアンテナ４−４が選択される。なお、アンテナ切替部１６−１〜１６−４ごとに選択可能なアンテナの中で、無線端末２０−１〜２０−４におけるＳＩＲの合計値または最小値が同じものがあれば、その１つが任意に選択される。

一方、無線信号処理部１３は、ＭＵ−ＭＩＭＯモードに対応して４ブランチのＭＵ−ＭＩＭＯ信号を送受信端子１〜４から出力すると、アンテナ切替部１６−１〜１６−４を介して、ＳＩＲの合計値を基準とした場合にはアンテナ群１７−２のアンテナ２−２、アンテナ群１７−３のアンテナ３−１，３−４、アンテナ群１７−４のアンテナ４−３から送信され、宛先の無線端末２０−１〜２０−４に受信される。または、ＳＩＲの最小値を基準とした場合には、４ブランチのＭＵ−ＭＩＭＯ信号はアンテナ群１７−２のアンテナ２−２、アンテナ群１７−３のアンテナ３−１，３−３、アンテナ群１７−４のアンテナ４−４から送信され、宛先の無線端末２０−１〜２０−４に受信される。このように、アンテナ切替部１６−１〜１６−４ごとに選択可能なアンテナの中から、ＭＵ−ＭＩＭＯ通信する無線端末２０−１〜２０−４におけるＳＩＲの合計値または最小値の上位４個のアンテナを選択することにより、ＭＵ−ＭＩＭＯ通信する無線端末２０−１〜２０−４の通信品質を向上させることができる。

なお、選択される複数のアンテナはＭＵ−ＭＩＭＯ通信する複数の無線端末に対して最適なアンテナが選択されるが、すべてのアンテナ群から必ずしも選択されるわけではなく、図５に示すようにアンテナが選択されないアンテナ群もある。すなわち、アンテナ群の数Ｍは、ＭＵ−ＭＩＭＯ通信する無線端末の数に対して多くても少なくも対応することができる。

（実施例４）
実施例１〜実施例３に示すように、各通信モードに応じて各アンテナ群を構成するアンテナの中から最適なアンテナが選択されるが、実施例４では、選択された複数のアンテナで送受信する信号電力を各通信モードに応じて調整することにより、干渉電力の低減を図る例を示す。

図７は、本発明の無線基地局の実施例４に対応する構成例を示す。
図７において、実施例４の無線基地局は、図１に示す実施例１〜３の無線基地局の構成に加えて、無線信号処理部１３の各送受信端子１〜Ｎと、アンテナ切替部１６−１〜１６−Ｎとの間に、信号電力制御部１８の制御により信号電力を調整する信号電力調整部１９−１〜１９−Ｎを接続する。信号電力制御部１８は、通信モード切替部１２から通知される通信モードの情報に応じた信号電力調整値を設定する。その一例を図８に示す。その他の構成は、図１に示す実施例１〜３の無線基地局と同様である。

図８には、実施例１のマルチキャストモードで選択された４個のアンテナと、当該アンテナごとに無線端末２０−１〜２０−４におけるＲＳＳＩの最小値を示す。また、実施例２のユニキャストモードで選択された４個のアンテナと、当該アンテナでユニキャスト通信する無線端末２０−３におけるＲＳＳＩを示す。また、実施例３のＭＵ−ＭＩＭＯモードで選択された４個のアンテナを示し、当該アンテナごとにＭＵ−ＭＩＭＯ通信する無線端末２０−１〜２０−４におけるＲＳＳＩの最小値を示す。

信号電力制御部１８は、通信モードごとに予め設定した基準値を信号電力調整部１９−１〜１９−４に通知する。ここでは、通信モードごとの基準値を−70dBｍとしているが、通信モードごとの値を用いてもよい。信号電力調整部１９−１〜１９−４は、信号電力制御部１８から通知される通信モードごとの基準値に応じて、選択されたアンテナのＲＳＳＩやその最小値に対する調整値が算出され、各アンテナで送受信される信号電力が基準値に基づいて調整される。

なお、信号電力の増幅および減衰の一方のみしかできない場合は、基準値として信号電力の上限値および下限値を設けることになる。

以上説明した実施例１〜実施例４の処理は、図１に示す通信モード切替部１２、無線信号処理部１３、記憶部１４およびアンテナ切替制御部１５、さらに図７に示す信号電力制御部１８において、専用のハードウェアで実現するだけでなく、各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行することにより実現させることができる。また、当該プログラムは記録媒体に記録するだけでなく、ネットワークを通して提供することも可能である。

１０ 無線基地局本体部
１１ 有線インタフェース
１２ 通信モード切替部
１３ 無線信号処理部
１４ 記憶部
１５ アンテナ切替制御部
１６−１〜１６−Ｎ アンテナ切替部
１７−１〜１７−Ｍ アンテナ群
１８ 信号電力制御部
１９−１〜１９−Ｎ 信号電力調整部

Claims (10)

1. 分散アンテナを介して、１台以上の無線端末と同一周波数帯を共有して無線通信を行う分散アンテナを用いた無線基地局において、
   前記分散アンテナは、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のアンテナをそれぞれ有するＭ個（Ｍは１以上の整数）のアンテナ群として構成し、
   Ｎ個の送受信端子を介してＮブランチのＭＩＭＯ信号またはＮ個の同一の無線信号を送受信処理する無線信号処理部と、
   前記Ｎ個の送受信端子にそれぞれ対応して設けられ、送受信端子ごとに前記Ｍ個のアンテナ群の重複しない各１個のアンテナを選択して接続するＮ個のアンテナ切替部と、
   前記Ｎ個の送受信端子から複数台の前記無線端末に同一の無線信号を送信するマルチキャストモード、または前記Ｎ個の送受信端子と１台の前記無線端末との間で１つの無線信号またはＮブランチのＳＵ−ＭＩＭＯ信号を送受信するユニキャストモード、または前記Ｎ個の送受信端子と複数台の前記無線端末との間でＮブランチのＭＵ−ＭＩＭＯ信号を送受信するＭＵ−ＭＩＭＯモードのいずれかに応じて、前記Ｎ個のアンテナ切替部に対して前記Ｍ個のアンテナ群からＮ個のアンテナを選択するアンテナ切替パターンを制御するアンテナ切替制御部と
   を備えたことを特徴とする分散アンテナを用いた無線基地局。
2. 請求項１に記載の分散アンテナを用いた無線基地局において、
   前記アンテナ切替制御部は、前記マルチキャストモードのときに、前記Ｎ個のアンテナ切替部ごとに選択可能なアンテナの中から、アンテナ群ごとにそれぞれ１つのアンテナを選択するアンテナ切替パターンを設定する構成である
   ことを特徴とする分散アンテナを用いた無線基地局。
3. 請求項１に記載の分散アンテナを用いた無線基地局において、
   前記アンテナ切替制御部は、前記ユニキャストモードのときに、前記Ｎ個のアンテナ切替部ごとに選択可能なアンテナの中から、前記１台の無線端末における受信電力または信号電力対干渉電力比の上位Ｎ個のアンテナを選択するアンテナ切替パターンを設定する構成である
   ことを特徴とする分散アンテナを用いた無線基地局。
4. 請求項１に記載の分散アンテナを用いた無線基地局において、
   前記アンテナ切替制御部は、前記ＭＵ−ＭＩＭＯモードのときに、前記Ｎ個のアンテナ切替部ごとに選択可能なアンテナの中から、前記複数台の無線端末における信号電力対干渉電力比の合計値または最小値の上位Ｎ個のアンテナを選択するアンテナ切替パターンを設定する構成である
   ことを特徴とする分散アンテナを用いた無線基地局。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の分散アンテナを用いた無線基地局において、
   前記Ｎ個の送受信端子ごとに、前記アンテナ切替部で選択されたアンテナの信号電力について、前記マルチキャストモード、前記ユニキャストモード、前記ＭＵ−ＭＩＭＯモードごとに事前設定される基準値に調整する信号電力調整手段を備えた
   ことを特徴とする分散アンテナを用いた無線基地局。
6. 分散アンテナを介して、１台以上の無線端末と同一周波数帯を共有して無線通信を行う分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法において、
   前記分散アンテナは、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のアンテナをそれぞれ有するＭ個（Ｍは１以上の整数）のアンテナ群として構成し、
   無線信号処理部は、Ｎ個の送受信端子を介してＮブランチのＭＩＭＯ信号またはＮ個の同一の無線信号を送受信処理し、
   アンテナ切替制御部は、前記Ｎ個の送受信端子から複数台の前記無線端末に同一の無線信号を送信するマルチキャストモード、または前記Ｎ個の送受信端子と１台の前記無線端末との間で１つの無線信号またはＮブランチのＳＵ−ＭＩＭＯ信号を送受信するユニキャストモード、または前記Ｎ個の送受信端子と複数台の前記無線端末との間でＮブランチのＭＵ−ＭＩＭＯ信号を送受信するＭＵ−ＭＩＭＯモードのいずれかに応じて、前記Ｍ個のアンテナ群からＮ個のアンテナを選択するアンテナ切替パターンを設定し、
   前記Ｎ個の送受信端子にそれぞれ対応して設けられるＮ個のアンテナ切替部は、前記アンテナ切替制御部から設定される前記アンテナ切替パターンに応じて、前記送受信端子ごとに前記Ｍ個のアンテナ群の重複しない各１個のアンテナを選択して接続する
   ことを特徴とする分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法。
7. 請求項６に記載の分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法において、
   前記アンテナ切替制御部は、前記マルチキャストモードのときに、前記Ｎ個のアンテナ切替部ごとに選択可能なアンテナの中から、アンテナ群ごとにそれぞれ１つのアンテナを選択するアンテナ切替パターンを設定する
   ことを特徴とする分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法。
8. 請求項６に記載の分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法において、
   前記アンテナ切替制御部は、前記ユニキャストモードのときに、前記Ｎ個のアンテナ切替部ごとに選択可能なアンテナの中から、前記１台の無線端末における受信電力または信号電力対干渉電力比の上位Ｎ個のアンテナを選択するアンテナ切替パターンを設定する
   ことを特徴とする分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法。
9. 請求項６に記載の分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法において、
   前記アンテナ切替制御部は、前記ＭＵ−ＭＩＭＯモードのときに、前記Ｎ個のアンテナ切替部ごとに選択可能なアンテナの中から、前記複数台の無線端末における信号電力対干渉電力比の合計値または最小値の上位Ｎ個のアンテナを選択するアンテナ切替パターンを設定する
   ことを特徴とする分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法。
10. 請求項６〜請求項９のいずれかに記載の分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法において、
    前記Ｎ個の送受信端子ごとに備えた信号電力調整手段で、前記アンテナ切替部で選択されたアンテナの信号電力について、前記マルチキャストモード、前記ユニキャストモード、前記ＭＵ−ＭＩＭＯモードごとに事前設定される基準値に調整する
    ことを特徴とする分散アンテナを用いた無線基地局のアンテナ切替方法。

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