JP4203529B2 - Radio apparatus and antenna directivity control method - Google Patents

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Description

本発明は、空間分割多重(SDMA;Spatial Division Multiple Access)方式の無線装置およびアンテナ指向性制御方法に関する。   The present invention relates to a spatial division multiple access (SDMA) wireless device 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(以下、AAA(Adaptive Array Antenna)という)を備え、ユーザ端末(以下、端末という)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。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、かつ、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。   A conventional SDMA wireless communication system includes an adaptive array antenna (hereinafter referred to as AAA (Adaptive Array Antenna)) in a wireless base station, and forms a transmission beam having a radiation pattern having a different directivity for each user terminal (hereinafter referred to as a terminal). Then, radio waves for multiple terminals are transmitted at the same time. When a radio base station forms a radiation pattern of a certain terminal, it directs the direction of the terminal of the transmission partner by adaptive beam forming (Adaptive Beam Forming), and by adaptive null steering (Adaptive Null Steering). A null is formed in the direction of the other terminal. As a result, the same call channel (TCH) is allocated to a plurality of terminals while maintaining the call quality by keeping the CIR (Carrier to Interference Ratio) of the terminal at a certain value (for example, 15 dB) or more, thereby improving the channel utilization efficiency. Yes.

一般的に、無線基地局において、複数端末へのアンテナ毎の送信出力信号Y(t)は、入力信号ベクトルX(t)と送信重みベクトルWijの掛け算により、Y(t)=X(t)×Wijのように表すことができる。送信重みベクトルWは、重み係数Wij(j=1,2,3,・・・,n)を要素とするベクトルである。
ここで、4本のアンテナからなる無線基地局において、2つのユーザ端末(以下、端末という)をSDMA通信方式によって空間多重する場合について考える。なお、一方の端末に対する送信重みベクトルW1(w11,w12,w13,w14)、他方の端末に対する送信重みベクトルW2(w21,w22,w23,w24)とする。
各端末に対する重み係数は、AAAにおけるアルゴリズムでは式(1)で正規化される。

Figure 0004203529
In general, in a radio base station, a transmission output signal Y (t) for each antenna to a plurality of terminals is obtained by multiplying an input signal vector X (t) and a transmission weight vector Wij by Y (t) = X (t) × Wij can be expressed. The transmission weight vector W is a vector having weighting factors Wij (j = 1, 2, 3,..., N) as elements.
Here, consider a case where two user terminals (hereinafter referred to as terminals) are spatially multiplexed by an SDMA communication method in a radio base station including four antennas. It is assumed that transmission weight vector W1 (w11, w12, w13, w14) for one terminal and transmission weight vector W2 (w21, w22, w23, w24) for the other terminal.
The weighting factor for each terminal is normalized by equation (1) in the AAA algorithm.
Figure 0004203529

そして、送信重みベクトルがスケーリングされることにより、各アンテナからユーザ端末(以下、端末という)へ送信する電力が決定されるようになっている。スケーリングは、式(2)により行われる。

Figure 0004203529
Then, by scaling the transmission weight vector, power to be transmitted from each antenna to a user terminal (hereinafter referred to as a terminal) is determined. Scaling is performed by equation (2).
Figure 0004203529

このようなスケーリングを行いつつ、複数のアンテナの指向性制御として、各端末からの受信信号強度に応じて、送信信号の指向性に加えて送信強度を制御する技術も報告されている(例えば、特許文献1参照)。
特許第3167682号公報
While performing such scaling, as a directivity control of a plurality of antennas, a technique for controlling the transmission strength in addition to the directivity of the transmission signal according to the received signal strength from each terminal has been reported (for example, Patent Document 1).
Japanese Patent No. 3167682

しかしながら、上記従来技術の場合、アンテナ毎の指向性を制御するが、各端末に対する送信電力の効率化、CIRの安定化に問題があった。 また、式(2)において、2つの端末に対する4本のアンテナ用の送信重みベクトルの比がW1(1/5,2/5,2/5,4/5)、W2(5/6,3/6,1/6,1/6)である場合、これをスケーリングすると、(1/9,2/9,2/9,4/9)、(5/10,3/10,1/10,1/10)で表される。各端末への送信電力は、Wの各成分の2乗の和に比例するので、各端末への送信電力は、端末毎に相当程度が異なることになる。これは、スケーリングの値が各端末ごとに異なることに起因する。このように異なるスケーリングファクタでスケーリングすると、SDMAにより多重する端末間で送信重みベクトルのバランスが崩れる。この結果、端末毎にCIRが変動してしまい、総合的な端末の通話品質が劣化するという問題がある。   However, in the case of the above prior art, the directivity for each antenna is controlled, but there are problems in improving the transmission power efficiency and CIR stabilization for each terminal. Further, in Expression (2), the ratio of the transmission weight vectors for the four antennas for the two terminals is W1 (1/5, 2/5, 2/5, 4/5), W2 (5/6, 3 / 6, 1/6, 1/6), and scaling this, (1/9, 2/9, 2/9, 4/9), (5/10, 3/10, 1/10) , 1/10). Since the transmission power to each terminal is proportional to the sum of the squares of the components of W, the transmission power to each terminal varies considerably from terminal to terminal. This is due to the fact that the scaling value is different for each terminal. When scaling is performed with different scaling factors in this way, the balance of transmission weight vectors is lost between terminals multiplexed by SDMA. As a result, there is a problem that the CIR fluctuates for each terminal, and the overall call quality of the terminal deteriorates.

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、SDMA通信方式において、各端末の送信重みベクトルを同じ値でスケーリングし、端末毎のCIRの変動をなくし、且つ、各端末へ供給される電力を最大化することができる無線装置およびアンテナ指向性制御方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and in the SDMA communication system, the transmission weight vector of each terminal is scaled by the same value, CIR fluctuation for each terminal is eliminated, and the signal is supplied to each terminal. An object of the present invention is to provide a radio apparatus and an antenna directivity control method capable of maximizing power to be transmitted.

請求項1に記載の無線装置は、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およびアダプティブヌルスティアリングにより複数の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制御手段とを備え、SDMA方式により前記各端末との間で無線通信する無線装置において、前記制御手段は、前記各端末のCIR(Carrier to Interference Ratio)値が当該各端末のQOS(Quality Of Service)を良好に保つために必要な値以上になるように、前記各アンテナに対応する重み係数からなる端末個別の送信重みベクトルを算出し、前記端末毎に、前記算出された送信重みベクトルに対して同じ値を乗算し(前記算出された送信重みベクトルを同じ値でスケーリングし)、前記乗算する値が、前記各端末の前記重み係数の絶対値を前記アンテナ毎に加算した加算値のうち、最大の値である、ことを特徴とする。 The radio apparatus according to claim 1, wherein an array antenna including a plurality of antennas, and an adaptive beam forming and adaptive null steering for controlling directivity of the array antenna are used to transmit a transmission beam having an individual radiation pattern for each of a plurality of terminals. Control means for performing control, and in a wireless device that performs wireless communication with each terminal by the SDMA method, the control means has a CIR (Carrier to Interference Ratio) value of each terminal. A terminal-specific transmission weight vector composed of a weighting factor corresponding to each antenna is calculated so as to be equal to or greater than a value necessary for maintaining a good quality of service (QOS), and the calculated value is calculated for each terminal. multiplied by the same value to the transmission weight vector (scaled transmit weight vectors the calculated with the same value), Value serial multiplication, the out of the sum of the absolute value obtained by adding to each of the antenna of the weighting factor of each terminal, a maximum value, characterized in that.

このように、各端末の重み係数からなる各端末の送信重みベクトルを同じ値でスケーリングすることにより、各端末のCIRを全体として安定化させ、各端末毎のCIRの変動をなくすことができる。これにより、SDMA通信方式で空間多重している複数の端末の通話品質を安定させることができる。   In this way, by scaling the transmission weight vector of each terminal composed of the weight coefficient of each terminal by the same value, the CIR of each terminal can be stabilized as a whole, and the variation of CIR for each terminal can be eliminated. Thereby, the call quality of a plurality of terminals spatially multiplexed by the SDMA communication method can be stabilized.

また、各端末の重み係数の絶対値をアンテナ毎に加算し、これら加算値のうち最大の値により各端末の送信重みベクトルをスケーリングすることにより、各端末のCIRをより全体として安定化させることができる。 In addition, the absolute value of the weighting factor of each terminal is added for each antenna, and the transmission weight vector of each terminal is scaled by the maximum value among these added values, thereby further stabilizing the CIR of each terminal as a whole. Can do.

請求項2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およびアダプティブヌルスティアリングにより複数の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方式により前記各端末との間で無線通信する無線装置におけるアンテナ指向性制御方法であって、前記各端末のCIR(Carrier to Interference Ratio)値が当該各端末のQOS(Quality Of Service)を良好に保つために必要な値以上になるように、前記各アンテナに対応する重み係数からなる端末個別の送信重みベクトルを算出する過程と、前記端末毎に、前記算出された送信重みベクトルに対して同じ値を乗算する過程と、を含み、前記乗算する値が、前記各端末の前記重み係数の絶対値を前記アンテナ毎に加算した加算値のうち、最大の値である、ことを特徴とする。 The antenna directivity control method according to claim 2, comprising: an array antenna including a plurality of antennas; and an individual radiation pattern for each of a plurality of terminals by adaptive beam forming and adaptive null steering for controlling the directivity of the array antenna. Is an antenna directivity control method in a radio apparatus that performs radio communication with each terminal using the SDMA method, and the CIR (Carrier to Interference Ratio) value of each terminal is QOS of each terminal. A process of calculating a transmission weight vector for each terminal composed of a weighting factor corresponding to each antenna so as to be equal to or greater than a value necessary for maintaining a good (Quality Of Service), and the calculation for each terminal. and a step of multiplying the same value for transmit weight vector, only contains the values for the multiplication, the each terminal Of the addition value of the absolute value obtained by adding to each of the antenna Kiomomi coefficients, a maximum value, characterized in that.

本発明によれば、各アンテナに対応する重み係数からなる端末個別の送信重みベクトルを算出し、各端末の重み係数の絶対値をアンテナ毎に加算し、これら加算値のうち最大の値により各端末の送信重みベクトルをスケーリングすることにより、CIRの変動をなくし、安定させることができる。また、端末へ供給される電力を最大化することができる。   According to the present invention, a terminal-specific transmission weight vector composed of a weighting factor corresponding to each antenna is calculated, the absolute value of the weighting factor of each terminal is added for each antenna, and By scaling the transmission weight vector of the terminal, fluctuations in CIR can be eliminated and stabilized. In addition, the power supplied to the terminal can be maximized.

以下、本発明の無線装置およびアンテナ指向性制御方法の好適な実施形態について図1を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係る無線基地局装置(無線装置)100の構成を示すブロック図である。この図1に示す無線基地局装置(以下、単に無線基地局という)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、本実施の形態では、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。
Hereinafter, a preferred embodiment of a wireless device and an antenna directivity control method of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of radio base station apparatus (radio apparatus) 100 according to the present embodiment. A radio base station apparatus (hereinafter, simply referred to as a radio base station) 100 illustrated in FIG. 1 is a PHS (registered trademark) base station that performs digital radio communication with a terminal. In this embodiment, for convenience of explanation, a case where four antennas are used for multiplex communication with two terminals by the SDMA method will be described as an example. However, three or more terminals are multiplexed by the SDMA method. The same applies to the case.

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。無線部4は、第1〜第4の受信部6と、第1〜第4の送信部8とを備え、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、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いる。第1〜第4の受信部6および第1〜第4の送信部8は、送受信切り替えスイッチ2を介してそれぞれアンテナANT1〜ANT4に接続される。   In FIG. 1, the radio base station 100 includes an array antenna including four antennas ANT1 to ANT4, and these antennas ANT1 to ANT4 are connected to the transmission / reception changeover switch 2. The transmission / reception changeover switch 2 controls these antennas ANT1 to ANT4 in a time-sharing manner to perform switching control between transmission and reception. The radio unit 4 includes first to fourth receiving units 6 and first to fourth transmitting units 8, and the first to fourth receiving units 6 are provided corresponding to the antennas ANT1 to ANT4, respectively. The first to fourth transmitters 8 are provided corresponding to the antennas ANT1 to ANT4, respectively. The first to fourth reception units 6 and the first to fourth transmission units 8 are connected to the antennas ANT1 to ANT4 via the transmission / reception changeover switch 2, respectively.

受信部6は、不図示の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。また、受信部6は、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 receiving unit 6 includes a low noise amplifier (not shown), a down converter, and an A / D converter. The receiving unit 6 is connected to the modem unit 12. In the receiving unit 6, the signal received by the antenna corresponding to itself is input to the down converter via the low noise amplifier, and the output of the down converter 18 is digitized by the A / D converter and output to the modem unit 12. .

送信部8は、二つの乗算器#1_10,#2_10と、不図示の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。また、送信部8は、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 transmission unit 8 includes two multipliers # 1_10 and # 2_10, a D / A converter (not shown), an upper converter, and a power amplifier. The transmission unit 8 is connected to the modem unit 12. In the transmission unit 8, two weighting coefficients (complex numbers) input from the modem unit 12 are set in the multipliers # 1_10 and # 2_10, respectively. Multiplier # 1_10 is set with a weighting factor for forming a radiation pattern for one of the two terminals that perform multiplex communication using the SDMA scheme. Multiplier # 1_10 performs complex multiplication of the set weight coefficient and data to be transmitted to the terminal and outputs the result. Similarly, the multiplier # 2_10 is set with a weighting factor for forming a radiation pattern for the other terminal, and the multiplier # 2_10 performs complex multiplication of the set weighting factor and data to be transmitted to the terminal. And output. The outputs of the multipliers # 1_10 and # 2_10 are combined, converted into an analog signal by a D / A converter, and transmitted from an antenna corresponding to itself through an upper converter and a power amplifier.

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っている。具体的には以下の5つの制御を行う。   The modem unit 12 includes a plurality of CPUs, and performs phase control by modulation / demodulation of transmission / reception data and digital signal processing. Specifically, the following five controls are performed.

(1)第1〜第4の受信部6それぞれ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 last stage of each of the first to fourth receiving units 6 are combined so that, for example, a D / U (Desire / Undesire), that is, a CIR value is maximized. Demodulate.

(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。これにより、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。   (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. Thereby, directivity can be given to 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。この位相制御は、上記第1〜第4の送信部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。   (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. This phase control is performed by setting a weighting factor for each of the multipliers # 1_10 and # 2_10 of the first to fourth transmitters 8. 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 modem unit 12 is connected to the control unit 14.

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と、スケーリング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 control unit 14 includes a plurality of CPUs, and controls the entire radio base station 100. The control unit 14 has a function of calculating a weighting factor for forming a radiation pattern at the time of transmission and a weighting factor for forming a radiation pattern at the time of reception, a function of allocating a channel for space division multiplexing, The function to calculate the received signal coefficient vector (Spatial Signature), the function to calculate the rate of change of the received signal coefficient vector, the function to statistically process the received intensity (RSSI) from each terminal, the function to scale, etc. Have. Specifically, the following five controls are performed. The reception signal coefficient vector represents reception information (amplitude and phase) of the terminal.

(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。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。   (1) The necessary parameters and timing are instructed to the modem unit 12, and the data received by the modem unit 12 is processed. In this data reception process, a reception error is detected. Also, transmission data to be radiated in the air is created and passed to the modem unit 12.

(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) Allocation of channels for space division multiplexing is performed so that the quality of service (QOS) of a call when space division multiplexing is performed corresponds to the QOS of a 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。   (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.

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。
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およ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 control unit 14 is connected to the line interface unit 15.
The line interface unit 16 is connected to a digital communication line such as an ISDN line and executes an interface process therewith.
The modulation / demodulation unit 12 and the control unit 14 realize an adaptive beamforming function and an adaptive null steering function.

次に、制御部14による送信重みベクトルのスケーリングについて説明する。なお、ここでは4本のアンテナからなる無線基地局において、2つの端末をSDMA通信方式によって空間多重する場合について考える。   Next, the scaling of the transmission weight vector by the control unit 14 will be described. Here, consider a case where two terminals are spatially multiplexed by an SDMA communication system in a radio base station having four antennas.

制御部14は、正規化された各端末の送信重みベクトルを、式(3)でスケーリングする。

Figure 0004203529
The control unit 14 scales the normalized transmission weight vector of each terminal by Expression (3).
Figure 0004203529

例えば、式(3)において、4本のアンテナANT1〜ANT4からの各端末に対する送信重みベクトルの比が1つの端末に対する送信重みベクトルW1(w11,w12,w13,w14)=(1/5,2/5,2/5,4/5)、W2(w21,w22,w23,w24)=(5/6,3/6,1/6,1/6)である場合、そのスケーリングファクターは「30/31」となる。これによりスケーリングすると送信重みベクトルW1の端末では((30/31)・(1/5,2/5,2/5,4/5))、送信重みベクトルW2の端末では((30/31)・(5/6,3/6,1/6,1/6))で表される。このように、各端末について同じ値(ここでは、「30/31」)でスケーリングすることにより、各端末への送信重みベクトルを同じ値でスケーリングしているので、結果として各端末のCIRの変動をなくすことができ、且つ、各端末へ届く電力を最大化することができる。   For example, in Expression (3), the ratio of the transmission weight vector for each terminal from the four antennas ANT1 to ANT4 is the transmission weight vector W1 (w11, w12, w13, w14) = (1/5, 2) for one terminal. / 5, 2/5, 4/5), W2 (w21, w22, w23, w24) = (5/6, 3/6, 1/6, 1/6), the scaling factor is “30”. / 31 ". With this scaling, the terminal with the transmission weight vector W1 ((30/31) · (1/5, 2/5, 2/5, 4/5)), and the terminal with the transmission weight vector W2 ((30/31) (5/6, 3/6, 1/6, 1/6)) In this way, since the transmission weight vector to each terminal is scaled by the same value by scaling with the same value (here, “30/31”) for each terminal, the CIR variation of each terminal as a result. Can be eliminated, and the power reaching each terminal can be maximized.

ここで、本実施の形態のシミュレーションによるCIRの変動について説明する。図2は、従来のスケーリングにおける各端末間のCIR差を、図3は本発明のスケーリングにおける各端末間のCIR差を示した図である。なお、各図において、縦軸は度数分布確率を、横軸は端末間のCIR差を表している。図2に示すように従来のスケーリングでは、端末同士にCIRが+/−5dBの変動があることがわかる。一方、本発明によるスケーリングを行うと、図3に示すように0dBに相当することになり、端末同士でCIRの変動がないことがわかる。   Here, the fluctuation | variation of CIR by the simulation of this Embodiment is demonstrated. FIG. 2 shows the CIR difference between the terminals in the conventional scaling, and FIG. 3 shows the CIR difference between the terminals in the scaling of the present invention. In each figure, the vertical axis represents the frequency distribution probability, and the horizontal axis represents the CIR difference between terminals. As shown in FIG. 2, it can be seen that the conventional scaling has a variation of CIR of +/− 5 dB between terminals. On the other hand, when the scaling according to the present invention is performed, it corresponds to 0 dB as shown in FIG. 3, and it can be seen that there is no CIR variation between terminals.

このように、各アンテナに対応する重み係数からなる端末個別の送信重みベクトルを算出し、各端末の重み係数の絶対値をアンテナ毎に加算し、これら加算値のうち最大の値により各端末の送信重みベクトルをスケーリングすることにより、CIRの変動をなくし、安定させることができる。また、各端末に供給する電力を最大化することができる。これにより、SDMA通信方式で空間多重している複数の端末の通話品質を安定させることができる。   In this way, the transmission weight vector for each terminal consisting of the weighting coefficient corresponding to each antenna is calculated, the absolute value of the weighting coefficient for each terminal is added for each antenna, and the maximum value among these addition values is used for each terminal. By scaling the transmission weight vector, CIR fluctuations can be eliminated and stabilized. In addition, the power supplied to each terminal can be maximized. Thereby, the call quality of a plurality of terminals spatially multiplexed by the SDMA communication method can be stabilized.

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.

本実施の形態に係る無線基地局装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the radio base station apparatus which concerns on this Embodiment. 従来のスケーリングにおける各端末間のCIR差を示した図である。It is the figure which showed the CIR difference between each terminal in the conventional scaling. 本発明のスケーリングにおける各端末間のCIR差を示した図である。It is the figure which showed the CIR difference between each terminal in the scaling of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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(無線装置)。
2: Transmission / reception selector switch, 4: Wireless unit,
6: reception unit, 8: transmission unit,
10: multiplier, 12: modem unit
14: Control unit, 16: Line interface unit,
ANT1 to ANT4: antenna, 100: radio base station apparatus (radio apparatus).

Claims (2)

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およびアダプティブヌルスティアリングにより複数の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制御手段とを備え、SDMA方式により前記各端末との間で無線通信する無線装置において、
前記制御手段は、前記各端末のCIR(Carrier to Interference Ratio)値が当該各端末のQOS(Quality Of Service)を良好に保つために必要な値以上になるように、前記各アンテナに対応する重み係数からなる端末個別の送信重みベクトルを算出し、
前記端末毎に、前記算出された送信重みベクトルに対して同じ値を乗算し
前記乗算する値が、前記各端末の前記重み係数の絶対値を前記アンテナ毎に加算した加算値のうち、最大の値である、ことを特徴とする無線装置。
An array antenna comprising a plurality of antennas, and a control means for performing control to form a transmission beam of an individual radiation pattern for each of a plurality of terminals by adaptive beam forming and adaptive null steering for controlling the directivity of the array antenna. In a wireless device that performs wireless communication with each of the terminals by the SDMA method,
The control means includes a weight corresponding to each antenna so that a CIR (Carrier to Interference Ratio) value of each terminal is equal to or greater than a value necessary for maintaining a good quality of service (QOS) of each terminal. Calculate the transmission weight vector for each terminal consisting of coefficients,
For each terminal , multiply the calculated transmission weight vector by the same value,
The wireless device , wherein the value to be multiplied is the maximum value among the added values obtained by adding the absolute value of the weighting factor of each terminal for each antenna .
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およびアダプティブヌルスティアリングにより複数の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方式により前記各端末との間で無線通信する無線装置におけるアンテナ指向性制御方法であって、
前記各端末のCIR(Carrier to Interference Ratio)値が当該各端末のQOS(Quality Of Service)を良好に保つために必要な値以上になるように、前記各アンテナに対応する重み係数からなる端末個別の送信重みベクトルを算出する過程と、
前記端末毎に、前記算出された送信重みベクトルに対して同じ値を乗算する過程と、を含み、
前記乗算する値が、前記各端末の前記重み係数の絶対値を前記アンテナ毎に加算した加算値のうち、最大の値である、ことを特徴とするアンテナ指向性制御方法。
Each terminal includes an array antenna including a plurality of antennas, and forms a transmission beam having an individual radiation pattern for each of a plurality of terminals by adaptive beam forming and adaptive null steering for controlling the directivity of the array antenna. An antenna directivity control method in a wireless device that performs wireless communication with
Each terminal is composed of a weighting factor corresponding to each antenna so that a CIR (Carrier to Interference Ratio) value of each terminal is equal to or greater than a value necessary for maintaining a good quality of service (QOS) of each terminal. A process of calculating a transmission weight vector of
For each of the terminals, seen including a the steps of multiplying the same value for transmit weight vectors the calculated,
The antenna directivity control method characterized in that the value to be multiplied is the maximum value among the added values obtained by adding the absolute value of the weighting factor of each terminal for each antenna.
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