JP4099118B2 - 信号伝送装置及び信号伝送方法 - Google Patents

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    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信の技術分野に関し、特に所定の地理的領域に属する1以上のユーザに信号を送信するための信号伝送装置及び信号伝送方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の技術分野では、次世代の通信方式に関する様々な研究が盛んに行われている。中でも、加入者容量を向上させ得る適応アレーアンテナ(AAA:adaptive array antenna)に関する技術は、特に注目されている技術の1つである。
【0003】
適応アレーアンテナは、例えばダイポールアンテナのようなアンテナ素子を複数個用意してアレイ状に配置し、各アンテナ素子に関する重み又はウエイト(weight)を適応制御することで、ある方向のアンテナ利得を大きくする。送信信号の宛先のような相手ノードの存在する方向(希望方向)のアンテナ利得を大きくする一方、他の方向のアンテナ利得を小さくすることで、干渉の少ない効率的な送信又は受信を行うことが可能になり、ひいてはセル又はセクタに収容し得る加入者容量を増大させることが可能になる(このような適応制御技術については、例えば非特許文献1参照。)。以下、簡単のため、「セクタ(sector)」に限定して説明を行うが、同様な考察が「セル(cell)」にも拡張され得る。
【0004】
従来の移動通信システム(例えば、W−CDMA方式の移動通信システム)の下りリンクで伝送される信号には、共通チャネル(common channel)及び個別チャネル(dedicated channel)が含まれる。個別チャネルについては、上述したような適応アレーアンテナによる指向性ビームを利用して、移動端末毎にビームパターンを適合させながら信号送信が行われる。一方、共通チャネルは、セクタに属する総てのユーザに共通する情報を含んでおり、それら総てのユーザが対象になるので、セクタの一部の地域のみを網羅する指向性の強いビームによる信号送信(以下、このような送信を「指向性ビーム送信」ということにする。)は行われない。むしろ、共通チャネルは、セクタ全域を網羅するような広範なビームパターンで送信される(以下、このような送信を「オムニセクタ送信」ということにする。)。
【0005】
図1は、従来の信号伝送装置の部分概略図を示す。図示されているように、信号伝送装置100は、互いに近接して設けられた複数のアンテナ素子102,104,106を有し、各アンテナ素子には電力増幅器108,110,112がそれぞれ設けられている。各電力増幅器108,110,112の入力には、重み調整部114,116,118にて適切な重み付けがなされた個別チャネルが入力される。但し、電力増幅器108の入力には、共通チャネルと重み付けされた個別チャネルとの合成された信号が入力される。そのような信号の合成は、合成部120で行われる。
【0006】
動作時にあっては、個別チャネルは、重み調整部114−118にて適切な重み(w〜w)が乗算され各電力増幅器108−112で適切に増幅された後に、複数のアンテナ素子102−106を通じ送信される。この信号送信は、セクタの一部のみをカバーするような指向性ビームで行われる(指向性ビーム送信)。共通チャネルは、合成部120を経て電力増幅器108に入力され、1つのアンテナ素子102を通じて送信される。他のアンテナ素子104,106は共通チャネルの送信には使用されない。アンテナ素子102自体は無指向性のアンテナであるため、共通チャネルはセクタ全域を網羅するようなビームパターンで送信される(オムニセクタ送信)。これにより、セクタ内のユーザ全員に共通チャネルを同時に送信することが可能になる。
【0007】
共通チャネルは、1つのアンテナ素子102からセクタ全域に送信される必要があるので、アンテナ素子102に付随する電力増幅器108は、他のアンテナ素子に付随するものに比べて大きな電力増幅能力を必要とする。例えば、送信電力の20%が共通制御チャネルに割り当てられ、10本のアンテナ素子を均等に使用して個別チャネルの指向性制御が行われる場合を想定すると、電力増幅器108は28%の送信電力を出力し、他の電力増幅器110−112はそれぞれ8%の送信電力を出力することになる。従って、共通チャネルの送信に使用される電力増幅器108は、他の電力増幅器110−112を上回る増幅能力を必要とする。
【0008】
しかしながら、そのような大電力の信号を出力し得る電力増幅器は、一般に多くのスペースを占有し、信号伝送装置全体を小型化しようとする要請に反する。また、システムの安全性や保守管理等の観点から、予備の電力増幅器が用意されるが、その予備の電力増幅器にも大型で大電力を出力し得るものが必要となり、この点も小型化の要請に反することになる。このような傾向は、共通チャネルを送信するのに必要な電力(全送信電力に占める割合)が大きくなるほど顕著になる。更に、共通チャネルのオムニセクタ送信に必要な電力が大きくなると、それに応じて個別チャネルに使用する送信電力が少なくなり、セクタ容量を制限してしまうことが懸念される。
【0009】
この点に関し、1つのアンテナ素子102だけでなく、アレーアンテナを構成する複数のアンテナ素子を利用しながら共通チャネルをセクタ全域に送信する技術がある(これについては例えば、非特許文献2参照。)。この技術によれば、複数のアンテナ素子に関する重みを適切に制御することで、複数のアンテナ素子を通じてセクタ全域に共通チャネルを送信することが可能になる。このため、共通チャネルの送信に専用のRF回路(特に、大型の電力増幅器108)は不要になり、無線通信装置が大型化してしまう問題を抑制することが可能になる。
【0010】
【非特許文献1】
A.Harada,S.Tanaka,M.Sawahashi,and F.Adachi,“Performance of Adaptive Antenna Array Diversity Transmitter forW−CDMA Forward Link”,Proc.PIMRC99,pp.1134−1138,Osaka,Japan,Sep.1999。
【0011】
【非特許文献2】
Ihara,et al.,“Efficient Common Channel Transmission Employing Multi−Beam Antennas for Adaptive Antenna Array Transmit Diversity in W−CDMA Forward Link”,。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非特許文献2に開示されているような技術をもってしても、セクタ全域に共通チャネルを送信することには変わりはない。即ち、セクタ全域に単独のアンテナ素子で信号を送信しても、複数のアンテナで送信しても、消費電力は原理的には等しい。従って、共通チャネルの送信に要する電力が大きくなると、個別チャネルのための総送信電力が低下してしまうことが依然として懸念される。
【0013】
本発明は、上述した問題点の少なくとも1つを解決するためになされたものである。本願の課題は、無線基地局配下の移動端末にオムニセクタ送信で送信される共通チャネルを送信する場合の送信電力を抑制することが可能な信号伝送装置及び信号伝送方法を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明による解決手段によれば、
複数のアンテナ素子より成るアレーアンテナを利用して信号を送信する信号伝送装置であって、
所定の地理的領域に属する任意の移動端末を対象とする第1信号を、所定の地理的領域の全部又は一部を網羅するビームパターンで送信するための送信信号に変換する第1送信信号生成手段と、
前記所定の地理的領域の一部に属する移動端末を対象とする第2信号を、所定のビームパターンで送信するための送信信号に変換する少なくとも1つの第2送信信号生成手段と、
前記第1送信信号生成部からの送信信号に各アンテナ素子に関する重みを付加し、前記第2送信信号生成部からの送信信号に各アンテナ素子に関する重みを付加する重み調整手段と、
前記複数のアンテナ素子毎に設けられ、重み付けされた各送信信号を合成する合成手段
を有することを特徴とする信号伝送装置
が、提供される。
【0015】
本発明によれば、従来の方式とは異なり、共通チャネルをセクタ全域に送信することは必須ではない。
【0016】
【発明の実施の形態】
図2は、本願実施例による信号伝送装置の主な機能に関するブロック図を示す。信号伝送装置200は、第1送信信号生成部202と複数の第2送信信号生成部204を有する。第1及び第2送信信号生成部202,204では、後述するように周波数、時間スロット又は拡散符号を利用して、送信される信号が互いに区別され得るように信号形式を調整する。第1送信信号生成部202の出力には、各アンテナ素子208に応じて設けられた重み調整部206が接続される。各重み調整部206からの出力は、アンテナ素子208毎に設けられた合成部210にそれぞれ与えられる。各アンテナ素子208とそれに付随する合成部210との間には、電力増幅器212が設けられている。この例では、増幅能力の等しい複数の電力増幅器212が設けられる。重み調整部206における調整内容は、重み制御部214によって設定される。
【0017】
同様に、第2送信信号生成部204の出力にも重み調整部216が接続され、各重み調整部216の出力は、対応する合成部210にそれぞれ接続される。重み調整部216における調整内容は、重み制御部218によって設定される。本実施例では、N個のアンテナ素子208に対してN個一組の重みが、ビーム毎に重み制御部214,218で設定される。また、第2送信信号生成部204は、送信される指向性ビームの数に合わせて用意される。
【0018】
第1送信信号生成部202の入力には、スイッチ部220を介して、基地局共通情報生成部222の出力が接続される。基地局共通情報生成部222は、例えば報知情報を生成し、これは、例えばW−CDMA方式の移動通信システムにおけるBCCHのようなセクタ内の全ユーザを対象とする情報であり、例えばセル番号、基地局のスクランブルコード等が含まれる。信号伝送装置200は、セクタ内の総てのユーザ(ユーザの移動端末)の位置を管理するユーザ位置情報管理部224と、各ユーザ宛ての情報を生成するユーザ情報生成部226を有する。ユーザの位置は、各移動端末からの上りチャネルの到来方向や電力レベル等に基づいて推定しても良い。或いは、移動端末から基地局へのフィードバック信号を利用して、セクタを網羅する複数のビームの内どのビームの範疇に属するかについての情報を、直接的に取得することも可能である。どのような手法を採用するにせよ、ユーザ位置情報管理部224は、セクタ内の総てのユーザの位置に関する情報を有する。尚、「位置情報」は、一般的には2次元平面上の1点を示す2つのパラメータで表現されるが、この場合における「位置情報」では、基地局からの距離よりも基地局から見た方位角が重要であるため、「位置情報」を方位角で表現することも有利である。各ユーザ宛の情報を生成するユーザ情報生成部226は、個々のユーザに関する情報を生成し、例えば、特定のユーザを呼び出すための着信情報等が生成される。
【0019】
ユーザ位置情報管理部224とユーザ情報生成部226との間には、ユーザ検出部228が描かれている。これは、ユーザ位置情報管理部224からの位置情報に基づいて、特定の指向性ビームに関連付けられるユーザを検出し、それをユーザ情報生成部226に通知する。ユーザ情報生成部226の出力及びスイッチ220の出力は、それらを合成する多重化部230に入力される。各多重化部230の出力は、第2送信信号生成部204の入力に接続される。
【0020】
図2の左側に示されるN個のアンテナ素子208は、適応アレーアンテナを形成するように、互いに接近した所定の形式で配置される。所定の形式としては、例えば、図3に示されるように、λ/2程度に接近させて等間隔に直線状に配置させることが可能である。但し、λは、送信信号のキャリア周波数における波長を示す。図中の矢印の向きは、主ビームの方向を示す。また、図4に示されるように、扇形を描くようにアンテナ素子を配置させることも可能である。図3,4に示されている例では、8本のアンテナ素子を利用しているが、任意のアンテナ素子数を採用することが可能である。また、この例では1つのセクタを形成する角度が120度であることを想定しているが、別の角度を有するセクタを形成することも可能である。更に、複数のアンテナ素子を他の形状で配列させることも可能である。いずれにせよ、複数のアンテナ素子208は、指向性パターンを適宜変化させ得るように配置される。
【0021】
以下、共通チャネルを送信するための手法を説明する。本願実施例では、セクタ内の全ユーザに関連する共通チャネルは、セクタ全域に送信しても良いし、セクタの一部に限定して送信しても良い。更に、セクタ全域に送信する場合に、第1送信信号生成部202を利用してN個1組の重みで実現される1つのビームパターンで送信しても良いし、複数の第2送信信号生成部204を利用して複数の指向性ビームで送信しても良い。以下、第1送信信号生成部202を利用してN個1組の重みで実現される1つのビームパターンで、共通チャネルを送信する場合について説明する。尚、N個のアンテナ素子及びN個1組の重みを利用して、セクタ全域に共通チャネルを送信すること自体については、例えば、上記の非特許文献2に開示されている。
【0022】
セクタ内の全ユーザに関連する共通チャネルは、基地局共通情報生成部222で作成される。共通チャネルのオムニセクタ送信が行われる場合は、スイッチ220は、端子Aの側に接続される。従って、共通チャネルは第1送信信号生成部202に入力される。第1送信信号生成部202では、共通チャネルが、所定のビームパターンで送信するための送信信号に変換される。後述するように、この送信信号は、周波数、時間スロット若しくは拡散符号又はこれらの組み合わせによって、アンテナ素子208から送信される他の信号と区別され得るように形成される。第1送信信号生成部202からの出力には、アンテナ素子208の各々に関連する重みが付加され、それらは合成部210に入力され、各アンテナ素子208から無線送信される。
【0023】
尚、スイッチ220の切り替えは、所定の時間スロットに合わせて行っても良いし、何らかの制御信号に応じて適宜行われるようにすることも可能である。また、説明の便宜上、スイッチ220は端子A又はBを択一的に選択するスイッチとして描かれているが、第1送信信号生成部202は、そのスイッチ220の切り替えに起因する入力信号の有無に応じて、出力信号を変化させることは必須でない点に留意を要する。例えば、スイッチ220が端子Aから端子Bに切り替わった後であっても、第1送信信号生成部202は、引き続き同じ情報を出力し続けるようにすることが可能である。
【0024】
無線送信される信号のビームパターンは、重み調整部206及び重み制御部214で設定される重みw(n)に依存して決定される。但し、nは、1以上N以下の整数であり、アンテナ素子208の素子番号を表す。より具体的には、重みw(n)は、例えば次式(1)で表現される。
【0025】
【数1】
Figure 0004099118
ここで、θは、1つの指向性ビームのメインローブが向く方向を示し、mは1以上M以下の整数である。Mは重ね合わせを行う指向性ビーム数を表し、本実施例ではM=8を想定している。即ち、メインローブの方向が異なる8つの指向性ビームを重ね合わせることで、1つのセクタ全域(120度)を網羅するビームパターンを形成しようとするのである。即ち、
{θm=1〜8={−52.5,−37.5,−22.5,−7.5,+7.5,+22.5,+37.5,+52.5}
である。
【0026】
この例では、数式(1)に示されるような、平均化された重みを使用しているが、セクタ全体を網羅するようなビームパターンを実現する重みはそのような形式に限定されず、様々な重みの可能性があり得る。例えば、R.C.Hanse,Phased Array Antenna,John Wiley andSons,1998に開示されているような、直交ビームの形成法を利用することが可能である。また、複数の指向性ビームを重ね合わせるのではなく、セクタ全域でのアンテナ利得がなるべく一定になるような重みを算出することも可能である。但し、重みを簡易に設定する観点からは、上記の数式(1)に基づいて重みを設定することが好ましい。
【0027】
図5は、数式(1)に示されるような重みを利用して、共通チャネル用のビームパターンを形成した場合の、アンテナ利得のシミュレーション結果を示す。このシミュレーションでは、各アンテナ素子208を図3に示されるように直線状に配列させた場合を想定している。比較のため、従来のように1つのアンテナ素子で送信する場合のアンテナ利得(ビームパターン)が波線で描かれている。また、同様な条件の下に、各アンテナ素子208を図4に示されるような扇型に配列させた場合のシミュレーション結果が、図6に示されている。図5,6に示されているように、8本のアンテナ素子で送信したパターンは、1本のアンテナ素子で送信した場合と同様に、±60度の範囲(120度)全域を良好に網羅していることが分かる。
【0028】
この手法によれば、複数のアンテナ素子208を利用して、セクタ全域を網羅するようなビームパターンで共通チャネルを無線送信することで、特定の電力増幅器だけに負担を課すことを回避することが可能になる。図1に示されているような特別に大型の電力増幅器108は不要になるので、各アンテナ素子208に付随する電力増幅器212は、総て同程度の増幅能力で足りる。このため、信号伝送装置を小型化することが可能になる。
【0029】
ところで、複数のアンテナ素子を利用して適切に重み付けしながら共通チャネルを送信することができるならば、その重みを調整することによって、広狭様々なビームパターンで共通チャネルを送信することも可能になる。
【0030】
図7は、様々なビームパターンの模式図を示す。図7(A)に示されるビームパターンは、N個の指向性ビームを重ね合わせることで、1セクタ全域を網羅しようとするビームパターンを示す。これは、複数のアンテナ素子を利用して、オムニセクタ送信する場合のビームパターンに利用することができる。図7(B)に示されるビームパターンは、特定の方向に鋭いメインローブを有する指向性の強いビームパターンを示す。特定の方向に送信ビームを絞ることで、送信電力を節約することが可能になる。図7(C)に示されるビームパターンは、(A),(B)のビームパターンの中間に位置付けられるものである。このようなビームパターンは、(例えば、θ,θ,θの3つの方向に関する指向性ビームを重ね合わせるようにして)数式(1)における重ね合わせの対象となる指向性ビームの種類及び数を調整することによって求めることが可能である。
【0031】
一方、共通チャネルに含まれる様々な信号の中には、例えばW−CDMA方式の移動通信システムにおけるP−CCPCH(Primary−Common Control Physical Channel)のように、セクタに属する総ての移動端末に送信されるべき情報が含まれる。このため、共通チャネルはセクタ全域に送信されていた。しかしながら、仮に、セクタ内のユーザの分布状況が信号伝送装置(基地局)で把握できるならば、適切なビームパターン(図7(B),(C))を利用することで、共通チャネルのオムニセクタ送信(図7(A))を行う必要性を排除することが可能になる。共通チャネルのオムニセクタ送信を回避することができれば、オムニセクタ送信のために使用されていた送信電力を、例えば個別チャネルに使用することが可能になり、ひいてはセクタ容量を増加させることが可能になる。また、図7(D)に示されるような複数のビームパターンの各々で異なる内容の共通チャネルを送信することも可能である。但し、このような複数のビームパターンを多重化する場合には、何らかの判断基準に基づいて各ビームを識別する必要がある。そのような判断基準としては、周波数、時間スロット若しくは拡散符号又はそれらの組み合わせを利用することが可能である(これについては後述する。)。
【0032】
図2,図8を参照しながら、ユーザの分布状況に応じて、全部又は一部が互いに異なる共通チャネルを複数の指向性ビームで送信する際の動作例を説明する。図8は、複数のビームパターンで様々な内容の共通チャネルを送信する様子を示す。図示している例では、指向方向の異なる9個のビームパターンθ〜θでセクタ全域(図中、波線で示される領域)が網羅されるように各ビームの重みが設定される。図示されているように、ユーザ1,3はビームパターンθに属し、ユーザ2,3,4はビームパターンθに属し、ユーザ5はビームパターンθに属し、ユーザ6,7はビームパターンθに属し、ユーザ8,9はビームパターンθに属している。
【0033】
各ユーザ1〜9の位置は、ユーザ位置情報管理部224にて把握される。例えば、ユーザから発せられた信号(上りリンク)の到来波の方向を信号伝送装置(基地局)で測定することで、ユーザの位置又はその方向を推定することが可能である。或いは、ユーザから、どの指向性ビームに所属しているかについての直接的な情報を得ることで、位置情報を得ることも可能である。いずれにせよ、ユーザ位置情報管理部224は、ユーザとその位置(例えば、基地局から見たユーザの方向)に関する情報を所有し、その情報をユーザ検出部228に与える。
【0034】
ユーザ検出部228は、信号伝送装置200から送信する指向性ビーム(の数)に合わせて設けられている。各ユーザ検出部228は、ユーザ位置情報管理部224からの位置情報を利用して、各自の担当するビームパターンθ〜θにどのユーザが所属しているかを見出す。例えば、ビームパターンθでカバーされる領域に、ユーザ2,3,4が存在していたとすると、そのθのビームパターンに関連するユーザ検出部228が、ユーザの位置情報に基づいて、自身の担当する地域にユーザ2,3,4が存在することを検出する。次に、そのユーザ検出部228は、ユーザ情報生成部226に、ユーザ2,3,4に関する情報を出力するよう要請する。この要請に応じて、ユーザ情報生成部226は、ユーザ2,3,4に関する情報を(それらが存在するならば)出力し、それを多重化部230に与える。以後その情報は、第2送信信号生成部204における信号処理に委ねられ、重み調整部216及び重み制御部218で設定された重みが加えられた後に、その重みにより決定されるビームパターンで、複数のアンテナ素子208から送信される。
【0035】
尚、各ユーザ宛の情報(例えばユーザ2,3,4に関する情報)に加えて、基地局共通情報生成部222からの全ユーザに関する情報を多重化部230で多重化し、第2送信信号生成部204に入力することが可能である。全ユーザに関する共通チャネルのオムニセクタ送信に加えて又はその代りに、その信号内容を個々のビームパターンで送信することが可能である。例えば、ビームパターンθに関しては、セクタ内の全ユーザ(ユーザ1〜9)に関する情報と、ユーザ2,3,4だけに関連する情報とが多重化されて送信され得る。同様に、ビームパターンθに関しては、セクタ内の全ユーザ(ユーザ1〜9)に関する情報と、ユーザ6,7だけに関連する情報とが多重化されて送信され得る。他のビームパターンについても同様である。このようにして、共通チャネルを送信する場合に、セクタ全域への送信が必須でないようにすることが可能である。尚、基地局共通情報生成部222からの信号を、第1送信信号生成部202に入力するか又は第2送信信号生成部204に入力するかの判別は、送信すべき信号の内容又は移動端末の分布状況に応じて、スイッチ部220により行われる。
【0036】
上述したように、複数のビームパターンを多重化する場合には、何らかの判断基準に基づいて各ビームを識別する必要がある。そのような判断基準としては、指向方向の相違に加えて、周波数、時間スロット又は拡散符号を利用することが可能である。より具体的には、第1送信信号生成部202及び/又は複数の第2送信信号生成部204にて、アンテナ素子から送信される送信信号同士が異なる周波数で送信されるように、異なる時間スロットで送信されるように、又は異なる拡散符号で拡散された後に送信されるように処理が行われる。以下、第2送信信号生成部204で行われ得る様々な識別化のパターンを例示する。
【0037】
図9,10は、周波数を異ならせることで、各ビームを区別する場合の様子を示す。周波数の異なる複数のビームは、第2送信信号生成部204(図2)でビーム毎に作成される。図9は、N個のビームで使用される周波数が総て異なる場合を示す。ユーザは、自分の位置する場所に向かって到来して来る共通チャネルを検出することで(その周波数を検出することで)、共通チャネルに含まれる情報を受信することになる。周波数の検出については、同期を利用する技術のような既存の手法を利用することが可能である。図10は、2ビーム毎に周波数を繰り返して使用する場合を示す。指向方向が充分に異なっているビームでは互いの干渉が空間的に抑制される。周波数の再利用を行うことで、その利用効率を改善することが可能になる。
【0038】
図11,12は、時間スロットを異ならせることで、各ビームを区別する場合の様子を示す。時間スロットの異なる複数のビームは、第2送信信号生成部204(図2)でビーム毎に作成される。図11は、N個のビームに関する時間スロットが総て異なる場合を示す。図12は、ビームの指向方向が異なることを利用して、2ビーム毎に同一の時間スロットを使用する場合を示す。これにより、スループット(伝送レート)を向上させることが可能になる。ユーザは、自分の位置する場所に向かって到来して来る共通チャネルを検出することで(その時間スロットを検出することで)、共通チャネルに含まれる情報を受信することになる。時間スロットの検出についても既存の手法を利用することが可能である。
【0039】
図13,14は、拡散符号を異ならせることで、各ビームを区別する場合の様子を示す。拡散符号の異なる複数のビームは、第2送信信号生成部204(図2)でビーム毎に作成される。図13は、N個のビームに関する拡散符号が総て異なる場合を示す。図14は、ビームの指向方向が異なることを利用して、2ビーム毎に同一の拡散符号を使用する場合を示す。これにより、符号の利用効率を向上させることが可能になる。ユーザは、自分の位置する場所に向かって到来して来る共通チャネルを検出することで(その拡散符号を検出することで)、共通チャネルに含まれる情報を受信することになる。拡散符号の検出についても既存の手法を利用することが可能である。
【0040】
図15,16,17は、周波数及び時間スロットを異ならせることで、各ビームを区別する場合の様子を示す。周波数及び時間スロットの異なる複数のビームは、第2送信信号生成部204(図2)でビーム毎に作成される。図15は、周波数は同じであるが時間スロットが異なるペアを2組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにすると、4ビーム毎に同一の周波数及び時間スロットを使用することになる。図16は、周波数は異なるが時間スロットは同じであるペアを2組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにしても、4ビーム毎に同一の周波数及び時間スロットを使用することになる。図17は、隣接するビーム間で周波数及び時間スロットの異なるペアを1組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにすると、2ビーム毎に同一の周波数及び時間スロットを使用することになる。
【0041】
図18,19,20は、周波数及び拡散符号を異ならせることで、各ビームを区別する場合の様子を示す。周波数及び拡散符号の異なる複数のビームは、第2送信信号生成部204(図2)でビーム毎に作成される。図18は、周波数は同じであるが拡散符号が異なるペアを2組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにすると、4ビーム毎に同一の周波数及び拡散符号を使用することになる。図19は、周波数は異なるが拡散符号は同じであるペアを2組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにしても、4ビーム毎に同一の周波数及び拡散符号を使用することになる。図20は、周波数及び拡散符号の異なるペアを1組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにすると、2ビーム毎に同一の周波数及び拡散符号を使用することになる。
【0042】
図21,22,23は、拡散符号及び時間スロットを異ならせることで、各ビームを区別する場合の様子を示す。拡散符号及び時間スロットの異なる複数のビームは、第2送信信号生成部204(図2)でビーム毎に作成される。図21は、拡散符号は同じであるが時間スロットが異なるペアを2組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにすると、4ビーム毎に同一の拡散符号及び時間スロットを使用することになる。図22は、拡散符号は異なるが時間スロットは同じであるペアを2組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにしても、4ビーム毎に同一の拡散符号及び時間スロットを使用することになる。図23は、拡散符号及び時間スロットの異なるペアを1組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにすると、2ビーム毎に同一の拡散符号及び時間スロットを使用することになる。
【0043】
図24は、周波数、時間スロット及び拡散符号を異ならせることで、各ビームを区別する場合の様子を示す。周波数、時間スロット及び拡散符号の異なる複数のビームは、第2送信信号生成部204(図2)でビーム毎に作成される。この例では、周波数は異なるが拡散符号及び時間スロットが同じであるペアを4組用意し、それらを繰り返し使用する場合を示す。このようにすると、8ビーム毎に同一の周波数、時間スロット及び拡散符号を使用することになる。
【0044】
次に、図7(D)に示されるように、指向性の強いビームに加えて、指向性の弱いビームが多重化される場合のビームの識別化について説明する。このような場合にも、図9乃至図24に例示したのと同様な手法で各ビームを識別することが可能である。オムニセクタ送信されるビームは、従来のように大型の電力増幅器を利用して1つのアンテナ素子102(図1)から送信しても良いし、本願実施例のように複数のアンテナ素子208(図2)を通じて送信しても良い。説明の便宜上、「ビーム0」が、オムニセクタ送信されるビームを表すものとする。指向性ビームは、ビーム毎に重み調整部216で重みが調整された後に複数のアンテナ素子208から送信される。
【0045】
図25,26は、周波数を異ならせることで、各ビームを区別する場合の様子を示す。図25は、ビーム0とN個のビームで使用される周波数が総て異なる場合を示す。図26は、ビーム0のものと異なる2つの周波数を1組用意し、2ビーム毎にその周波数を繰り返して使用する場合を示す。これにより周波数の利用効率が向上する。
【0046】
図27,28は、時間スロットを異ならせることで、各ビームを区別する場合の様子を示す。図27は、ビーム0とN個のビームに関する時間スロットが総て異なる場合を示す。図28は、ビームの指向方向が異なることを利用して、ビーム0のものと異なる2つの時間スロットを1組用意し、2ビーム毎に同一の時間スロットを使用する場合を示す。これにより、スループット(伝送レート)を向上させることが可能になる。
【0047】
図29,30は、拡散符号を異ならせることで、各ビームを区別する場合の様子を示す。図29は、ビーム0とN個のビームに関する拡散符号が総て異なる場合を示す。図30は、ビームの指向方向が異なることを利用して、ビーム0のものと異なる2つの拡散符号を1組用意し、2ビーム毎に同一の拡散符号を使用する場合を示す。これにより、符号の利用効率を向上させることが可能になる。
【0048】
図31乃至図38は、周波数及び時間スロットを異ならせることで、各ビームを区別する場合の様子を示す。図31は、ビーム0とN個のビームで異なる周波数を利用し、N個のビームについては、周波数は同じであるが時間スロットが異なるペアを1組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにすると、2ビーム毎に同一の周波数及び時間スロットを使用することになる。図32は、ビーム0とN個のビームで異なる時間スロットを利用し、N個のビームについては、周波数は異なるが時間スロットは同じであるペアを1組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにしても、2ビーム毎に同一の周波数及び時間スロットを使用することになる。図33は、ビーム0とN個のビームで異なる時間スロットを利用し、N個のビームについては、周波数は同じであるが時間スロットの異なるペアを2組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにすると、4ビーム毎に同一の周波数及び時間スロットを使用することになる。図34は、ビーム0とN個のビームで異なる時間スロットを利用し、N個のビームについては、周波数は異なるが時間スロットは同じであるペアを2組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにしても、4ビーム毎に同一の周波数及び時間スロットを使用することになる。図35は、ビーム0とN個のビームで異なる時間スロットを利用し、N個のビームについては、周波数及び時間スロットの異なるペアを1組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにすると、2ビーム毎に同一の周波数及び時間スロットを使用することになる。図36は、ビーム0とN個のビームで異なる周波数を利用し、N個のビームについては、周波数は異なるが時間スロットは同じであるペアを2組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにすると、4ビーム毎に同一の周波数及び時間スロットを使用することになる。図37は、ビーム0とN個のビームで異なる周波数を利用し、N個のビームについては、周波数は同じであるが時間スロットは異なるペアを2組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにしても、4ビーム毎に同一の周波数及び時間スロットを使用することになる。図38は、ビーム0とN個のビームで異なる周波数を利用し、N個のビームについては、周波数及び時間スロットの異なるペアを1組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにすると、2ビーム毎に同一の周波数及び時間スロットを使用することになる。
【0049】
図39,40は、周波数、時間スロット及び拡散符号を異ならせることで、各ビームを識別する場合の様子を示す。図39は、ビーム0とN個のビームで異なる拡散符号を利用し、N個のビームについては、周波数及び時間スロットの異なるペアを1組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。このようにすると、2ビーム毎に同一の周波数、時間スロット及び拡散符号を使用することになる。図40は、ビーム0とN個のビームで異なる拡散符号を利用し、N個のビームについては、周波数、時間スロット及び拡散符号の異なるペアを1組用意し、それを繰り返し使用する場合を示す。更に、この例では、ビーム0で2種類の共通チャネルを送信するために、周波数及び時間スロットは同じであるが拡散符号の異なるペア1組も用意されている。N個のビームについては、2ビーム毎に同一の周波数、時間スロット及び拡散符号を使用することになる。
【0050】
図9乃至図40に例示されるパターン以外にも様々なパターンでビームを識別することが可能である。例えば、周波数等を繰り返し使用する場合に、2ビーム毎や4ビーム毎だけでなく、任意のビーム数毎に同一の周波数等を使用するパターンを採用することが可能である。更に、これらのパターンを定期的に又は不定期的に変更することも可能である。様々なパターンの内、いずれを採用するかについては、製品用途に応じて適宜決定され得る。例えば、信号処理負担を簡易にする観点からは、周波数、時間スロット又は拡散符号の内の1つの基準に基づいて、ビームの識別化を行うことが好ましい。各ビームの識別性を強化する観点からは、2以上の基準の組み合わせに基づいて、ビームの識別化を行うことが好ましい。更に、直交周波数分割多重(OFDM)方式の通信システムのように、周波数軸上の情報が信号の復調精度に大きく影響する用途では、周波数以外の基準(時間、拡散符号、指向性)に基づいてビームの識別化を行うことが好ましい。
【0051】
次に、本願実施例によるオムニセクタ送信又は指向性ビーム送信を行うことで、共通チャネルとパイロットチャネルを多重化しながら送信する手法について説明する。ここで、パイロットチャネルとは、共通チャネルを復調するために使用される既知信号又は参照信号(変調パターンが受信機又はユーザ側で既知の信号)であり、例えば、同期検波のための参照信号、伝搬路の推定に使用される参照信号、SIR(Signal to Interference Ratio)の測定に使用される参照信号等が該当し得る。SIRは、例えば、セルサーチ、適応変復調、誤り訂正符号化、送信電力制御等に使用され得る。尚、共通チャネルは、CCCHのようなある地域に属するユーザに通知される信号である。このような共通チャネル及びパイロットチャネルを送信する場合に、それらを搬送する各ビームは、指向性、周波数、時間スロット又は拡散符号に基づいて互いに区別されることを要する。
【0052】
図41は、共通チャネルとパイロットチャネルを多重化する様々な手法の例を示す。当然ながら、これら以外の様々な多重化の手法があり得る。図41(A)は、異なる周波数を利用してそれらを多重化する場合を示す。図中、帯状のブロックの左右方向は時間軸に対応し、上下方向の長さは電力量に対応する。図41(B)は、時間スロットを利用してそれらを多重化する場合を示す。図41(C)は、異なる拡散符号を利用してそれらを多重化する場合を示す。図41(D)は、異なる周波数及び時間スロットを利用してそれらを多重化する場合を示す。図41(E)は、異なる拡散符号及び時間スロットを利用してそれらを多重化する場合を示す。
【0053】
図42は、共通チャネルとパイロットチャネルを多重化する場合のビームパターン例を示す。簡単のため、各ビームは、異なる拡散符号により互いに区別されるものとするが、上述したような様々な手法を利用して区別することが可能である。
【0054】
図42(A)は、共通チャネル及びパイロットチャネルが共にオムニセクタ送信のビームパターンで送信される場合の様子を示す。両者のビームパターンが同一であるため、パイロットチャネルを利用して高精度に伝搬路を推定することが可能である。また、セクタ内に1つのパイロットしかないので、電源投入時やハンドオーバ時に行われるセルサーチ等における処理負担が軽減され得る。
【0055】
図42(B)は、共通チャネル又はパイロットチャネルの一方が指向性の強いビームパターンで送信されるが、他方はセクタ全域に送信される場合の様子を示す。共通チャネル及びパイロットチャネルのビームパターンが異なるので、共通チャネルの伝搬路とパイロットチャネルの伝搬路は異なり得る。パイロットチャネルが指向性ビームで送信される場合に、伝搬路を正確に推定するには、各ビームからのパイロットチャネルを平均化することが有利である。このような場合は、ユーザがセクタのどこに位置していても、同一の拡散符号で容易に共通チャネルを取得することができる点で有利である。
【0056】
図42(C)は、共通チャネル及びパイロットチャネル共に指向性の強いビームパターンで送信される場合を示す。(A)と同様に、両者のビームパターンが一致しているので、高精度な伝搬路推定が可能になることに加えて、セクタ全域に信号を送信しないので送信電力を顕著に節約することが可能になる。セクタ全域に信号を送信しないので、図43に示されるように、基地局共通情報生成部222からの信号が、常に第2送信信号生成部204に供給されるような構成を採用することが可能になる。
【0057】
送信電力を節約する観点からは(C)のパターンが最も有利である。しかし、ユーザは自身の使用すべき拡散符号に関する情報を予め取得しておく必要があり、ユーザ(受信機)側の処理負担は(A)の場合より多い(例えば、電源投入時のセルサーチで行われるビーム探索に要する処理負担が大きくなる。)。従って、ユーザの負担を軽減すべき場合や、ユーザがセクタ内に広範に分布しているような場合には、(B)のパターンが有利である。更には、(B)のパターンと(C)のパターンを交互に行うことで、両者の恩恵を享受することも有利である。
【0058】
図44は、本願実施例で使用され得る動作手順の一例を示すフローチャートである。ステップ4302では、初期報知情報がセクタ全域に送信される。図2に示される要素を用いて説明すれば、基地局共通情報生成部222が、初期報知情報を、スイッチ部220の端子Aを通じて第1送信信号生成部202に入力する。第1送信信号生成部202の出力は、セクタ全域を網羅するビームパターンに関する重み付けがなされた後に、複数のアンテナ素子208から送信される(オムニセクタ送信)。初期報知情報は、報知情報を伝送する指向性の強いビームに使用される周波数、時間スロット又は拡散符号に関する情報を含むが、報知情報自体の内容は含まないような情報である。報知情報は、BCCHのようなセクタ全体に関する情報であり、セクタ内の全ユーザ宛ての情報であり、例えばセル番号が含まれてもよい。一般に、初期報知情報の情報量は、報知情報のものより少ない。
【0059】
ステップ4304では、ユーザの位置に関する位置情報が取得される。位置情報は、例えば、基地局からユーザを見た場合の方位角で表現することが可能である。位置情報は、ユーザ位置情報管理部224にて管理される。この位置情報は、移動端末からの上りチャネルの到来方向や信号強度等に基づいて推定することにより求めることが可能である。或いは、移動端末から直接的に位置情報を受信することも可能である。例えば、ある時点で指向性ビームθ,θ,θが利用可能である場合に、基地局は指向性ビームθ,θ,θを受信するのに必要な情報(周波数、時間スロット又は拡散符号等)を初期報知情報として送信する。ユーザはこの初期報知情報を捕捉し、自身の場所にふさわしいビーム(例えば指向性ビームθ)を選択する。そして、どのビームを選択したかを基地局にフィードバックすれば、移動端末の位置を基地局が直接的に把握できる。
【0060】
ステップ4306では、ユーザの位置情報に基づいて、送信信号が生成される。ユーザ位置情報管理部224にて管理されている位置情報は、複数のユーザ検出部228に与えられる。これらのユーザ検出部228は、それぞれが1つの指向性ビームに対応している。各ユーザ検出部228は、自身のビームに関連するユーザを検出し、そのユーザ宛ての情報が存在するならばそれを出力するように、ユーザ情報生成部226に要請する。ユーザ情報生成部226は、要請された情報を出力し、多重化部230の一方の入力に与える。多重化部230の他方の入力には、基地局共通情報生成部222からの報知情報がスイッチ部220の端子Bを通じて与えられる。本実施例では、基地局共通情報生成部222は、スイッチ部220の接続される端子の種別A,Bに応じて、異なる内容の情報を出力し得る。全ユーザに関する報知情報と、一部のユーザ宛の情報は多重化部230にて多重化され、第2送信信号生成部230にて信号を区別するための処理が行われる。信号の区別は、周波数、時間スロット若しくは拡散符号又はこれらの組み合わせに基づいて行われ得る。
【0061】
ステップ4308では、第2送信信号生成部204からの出力は、適切な指向性ビームを実現するための重みが付加された後に、合成部210、電力増幅器212及びアンテナ素子208を通じて無線送信される。処理フローは、再びステップ4302に戻り、初期報知情報を送信する。初期報知情報のオムニセクタ送信と報知情報の指向性ビーム送信を交互に行うことで、ユーザ側のビーム探索等に要する負担を軽減しつつ、基地局の送信電力も節約することが可能になる。送信モードの切り替えは、定期的に行っても良いし、要請に応じて不定期的に行っても良い。初期報知情報は、報知情報に比べて情報量が少ないので、それをセクタ全域に送信したとしても、基地局の送信電力は、報知情報をセクタ全域に送信する場合よりも少なくて済む。
【0062】
図43で説明した動作手順では、初期報知情報と報知信号とを交互に送信していたが、他の信号を送信することも可能である。例えば、図42で説明したようなパイロットチャネルを指向性ビームで送信する一方、共通チャネルの送信を、オムニセクタ送信と指向性ビーム送信で交互に行うことが可能である。更には、パイロットチャネルを指向性ビームで送信する一方、初期共通チャネルのオムニセクタ送信と、共通チャネルの指向性ビーム送信を交互に行うことも可能である。(但し、初期共通チャネルは、共通チャネルを受信するのに必要な情報であり、共通チャネルより少ない情報量を有する。)即ち、図42(B)及び(C)に示されるような送信形態を交互に行うことで、ユーザ及び基地局の双方に有利な信号伝送を行うことが可能になる。
【0063】
以上説明したように、本願実施例によれば、無線基地局配下の移動端末に、共通チャネルを送信する場合に、セクタ全域への送信が必須でないようにすることが可能になる。オムニセクタ送信が行われない場合は、共通チャネルは指向性ビームで送信される。即ち、セクタに属する任意の移動端末に送信すべき信号と、セクタの一部に属する移動端末に送信すべき信号とが、セクタの一部のみを網羅するビームパターンで送信される。この場合は、セクタ全域に共通チャネルを送信する代りに、セクタの一部に限定して送信すれば足りるので、送信電力を節約することが可能になる。節約できた電力を例えば個別チャネルに振り分けることで、システムの容量を向上させることが可能になる。
【0064】
一方、オムニセクタ送信を行って共通チャネルを送信する場合も、共通チャネルの指向性ビーム送信と、共通チャネルのオムニセクタ送信とを組み合わせることで、オムニセクタ送信に使用される電力を節約することが可能になる。例えば、報知情報の指向性ビーム送信と、報知情報を利用するための情報(初期報知情報)のオムニセクタ送信とを組み合わせることが可能である。言い換えれば、セクタに属する任意の移動端末に送信すべき信号は、セクタの一部のみを網羅するビームパターンで送信され、その信号を捕捉するのに必要な初期情報信号は、セクタ全域を網羅するビームパターンで送信され、更に、セクタの一部に属する移動端末に送信すべき信号は、セクタの一部のみを網羅するビームパターンで送信される。これにより、オムニセクタ送信で送信される情報量を少なくし、送信電力を節約することが可能になる。
【0065】
本願実施例による送信手法は、様々な信号送信に適用することが可能である。例えば、(1)セクタ内の特定の場所に位置するユーザ宛ての情報や、(2)セクタの何処かに位置するユーザ宛の情報(全ユーザ宛の情報)の送信に適用することが可能である。(1)には、個別チャネル、特定の場所に位置するユーザ宛の共通チャネル、特定の指向性ビームに関連する共通パイロットチャネル等が含まれる。(2)には、全ユーザ宛の共通チャネル(上記の初期報知情報を含む)、オムニセクタ送信に関する共通パイロットチャネル等が含まれる。これらの信号を適宜多重化することが可能である。多重化する信号の双方を指向性の強いビームで送信すると、電力を顕著に節約することが可能になる。多重化される情報は、周波数、時間スロット又は拡散符号の全部又は一部を異ならせることで互いに区別することが可能である。
【0066】
更に、異なる情報を区別しながらセクタの全部又は一部に指向性ビームで送信するのはもちろんのこと、同一内容の情報を複数の指向性ビームで区別しながらセクタ全域に送信することも有利である。そのようにすると、例えば、セクタの何処に位置していても情報を取得することが可能であることに加え、その情報がどの指向性ビームに由来するのか、即ち自分がセクタ内のどの地域に属しているかを見出す又は確認することが可能になる。
【0067】
本願実施例によれば、基地局共通情報生成部222(図2,図43)からの信号と、ユーザ情報生成部226からの信号との多重化は、第2送信信号生成部204に入力される前に、多重化部230にて行われていた。しかしながら、本発明はこのような態様に限定されず、他の場所で多重化を行うことも可能である。最終的に、アンテナ素子208から、それらの多重化された信号が送信されればよいからである。例えば、図45に示されるように、それらの多重化を合成部210で行うことも可能である。重み調整部207,209,211で調整される重みが、総て等しい場合には、その重みによって実現される指向性ビームに、基地局共通情報生成部222からの信号と、ユーザ情報生成部226からの信号とが多重化される。尚、多重化される信号同士を区別するために、送信信号生成部202,204にて、時間、周波数又は拡散符号を利用する適切な直交化が行われることを要する。但し、重み調整部209,211で設定される重みが互いに異なり、ビームの指向性が異なる場合に、双方のビームに基地局共通情報生成部222からの情報を効率的に多重化させる観点からは、図2に示されるように送信信号を生成する前に多重化することが望ましい。図45に示される構成でそれを実現するには、指向性の異なるビーム毎に、重み設定部207に相当する信号経路を用意する必要がある。
【0068】
以上説明したように本願実施例によれば、セクタ全域にいる各移動端末(ユーザ)の状況(位置を含む)に応じて、送信信号(特に、共通チャネル及び共通パイロットチャネル)の送信を、適切な送信形態で送信することにより、共通チャネル等の信号送信に要する電力量を低減させ、システム容量を向上させることが可能になる。オムニセクタ送信によるビーム、又は指向性ビーム送信による1以上のビームを用いてパイロット信号を共通チャネルと多重化することで、パイロット信号の効率的な伝送を行うことが可能になる。また、共通チャネルと個別チャネル、共通チャネルと共通パイロットチャネルのような様々な態様で多重化を行うことで、送信電力及び制御チャネルの帯域(リソース)を節約することが可能になる。
【0069】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、共通チャネルを基地局配下の移動端末に送信する場合の送信電力を抑制することが可能になる。
【0070】
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の信号伝送装置の部分概略図を示す。
【図2】本願実施例による信号伝送装置の機能ブロック図を示す。
【図3】複数のアンテナ素子の配置例を示す図である。
【図4】複数のアンテナ素子の他の配置例を示す図である。
【図5】アンテナ利得に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図6】アンテナ利得に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図7】様々なビームパターンの模式図を示す。
【図8】本願実施例により多重化された共通チャネルが各領域に送信されている様子を示す図である。
【図9】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図10】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図11】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図12】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図13】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図14】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図15】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図16】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図17】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図18】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図19】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図20】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図21】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図22】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図23】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図24】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図25】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図26】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図27】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図28】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図29】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図30】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図31】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図32】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図33】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図34】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図35】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図36】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図37】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図38】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図39】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図40】指向性ビームを多重化する具体例を示す図である。
【図41】共通チャネルとパイロットチャネルを多重化する具体例を示す図である。
【図42】共通チャネルとパイロットチャネルを送信するためのビームパターン例を示す図である。
【図43】本願実施例による信号伝送装置の機能部ロック図を示す。
【図44】本願実施例による動作手順を示すフローチャートである。
【図45】本願実施例による信号伝送装置の機能部ロック図を示す。
【符号の説明】
100 信号伝送装置
102,104,106 アンテナ素子
108,110,112 電力増幅器
114,116,118 重み調整部
120 合成部
200 信号伝送装置
202 第1送信信号生成部
204 第2送信信号生成部
206,207,209,211 重み調整部
208 アンテナ素子
210 合成部
212 電力増幅器
214 重み制御部
216 重み調整部
218 重み制御部
220 スイッチ部
222 基地局共通情報生成部
224 ユーザ位置情報管理部
226 ユーザ情報生成部
228 ユーザ検出部
230 多重化部

Claims (10)

  1. 複数のアンテナ素子を利用して信号を送信する信号伝送装置であって、
    所定の地理的領域に属する任意の移動端末に送信すべき第1信号を、所定の地理的領域の全部又は一部を網羅するビームパターンで送信するための送信信号に変換する第1送信信号生成手段と、
    前記所定の地理的領域の一部に属する少なくとも1つの移動端末に送信すべき第2信号を、所定のビームパターンで送信するための送信信号に変換する少なくとも1つの第2送信信号生成手段と、
    前記第1送信信号生成部からの送信信号に各アンテナ素子に関する重みを付加する第1重み調整手段と、
    前記少なくとも1つの第2送信信号生成部からの送信信号に各アンテナ素子に関する重みを付加する第2重み調整手段と、
    前記第1送信信号生成手段から出力され重み付けされた送信信号と、前記少なくとも1つの第2送信信号生成手段から出力され重み付けされた送信信号とをアンテナ素子毎に重ね合わせる合成手段と、
    を有することを特徴とする信号伝送装置。
  2. 前記所定のビームパターンを形成するための重みが、主ビーム方向の異なる複数の指向性ビームに使用される重みを平均化することで得られることを特徴とする請求項1記載の信号伝送装置。
  3. 前記合成手段は、前記第1送信信号生成手段の送信信号と前記少なくとも1つの第2送信信号生成手段の送信信号と、周波数、時間又は符号の少なくとも1つにより直交化させることを特徴とする請求項1記載の信号伝送装置。
  4. 更に、前記所定の地理的領域内の移動端末の位置情報を管理する管理手段と、
    前記位置情報に基づいて、前記第2信号を第2送信信号生成手段に与える手段
    を有することを特徴とする請求項1記載の信号伝送装置。
  5. 前記第1信号が、複数の移動端末に共通する共通チャネル及び共通チャネルを復調する際に使用される共通パイロットチャネルを含むことを特徴とする請求項1記載の信号伝送装置。
  6. 前記共通チャネルが、所定の地理的領域の何処かに在圏する通信者宛の情報又は所定の地理的領域の一部に在圏する通信者宛の情報の少なくとも1つを送信することを特徴とする請求項5記載の信号伝送装置。
  7. 更に、第1信号の情報の種類、又は所定の地理的領域に属する移動端末の状況に応じて、所定の地理的領域の全部又は一部への信号送信を選択する選択手段を有することを特徴とする請求項1記載の信号伝送装置。
  8. 複数のアンテナ素子を利用して信号を送信する信号伝送装置であって、
    所定の地理的領域に属する任意の移動端末に送信すべき第1信号、及び前記所定の地理的領域の一部に属する少なくとも1つの移動端末に送信すべき第2信号を、所定のビームパターンで送信するための送信信号に変換する複数の送信信号生成手段と、
    前記複数の送信信号生成部各々からの送信信号に前記複数のアンテナ素子に関する重みを付加する重み調整手段と、
    前記複数の送信信号生成手段から出力され重み付けされた送信信号各々を、アンテナ素子毎に重ね合わせる合成手段と、
    を有することを特徴とする信号伝送装置。
  9. 前記第1信号及び少なくとも1つの前記第2信号を、周波数、時間又は符号の少なくとも1つにより直交化し、直交した信号を前記送信信号生成手段に与える多重化手段を更に有する請求項8記載の信号伝送装置。
  10. 複数のアンテナを利用して、所定の地理的領域に属する任意の移動端末を対象とする第1信号、及び前記所定の地理的領域の一部に属する移動端末を対象とする第2信号を送信するための信号伝送方法であって、
    前記第1信号を、前記所定の地理的領域全域に送信する第1ステップと、
    前記第1信号を前記所定の地理的領域全域に送信する代りに、移動端末の位置情報を利用して前記移動端末の属する一部の地域に、前記第1信号及び前記第2信号を送信する第2ステップと、
    を有し、少なくとも報知情報を含む共通チャネルより少ない情報量を有し且つ該共通チャネルを受信するのに必要な情報を有する初期共通チャネルが前記第1信号に含まれ、前記共通チャネルが前記第2信号に含まれるようにした信号伝送方法。
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