JP4777401B2 - Radio base station and radio communication method - Google Patents

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Description

本発明は、アダプティブアレイアンテナを備えた無線基地局、および無線基地局の無線通信方法に関する。   The present invention relates to a radio base station provided with an adaptive array antenna, and a radio communication method for the radio base station.

複数のアンテナ素子を備えたアダプティブアレイ無線基地局と移動通信端末とで構成される無線通信システムでは、無線基地局と無線通信を行う端末の使用者の状態によっては、受信時においてスループットが低下するという問題が生じる。例えば、使用者が、80km/h以上にて移動しているときに端末を使用しているような場合では、受信信号に高速なフエージング変動が生じ、スループットが低下する。
そのため、よりよいスループットが得られるように、相手側通信端末から取得した受信品質情報から、適応アレイアンテナによる伝送か、MIMOによる伝送かを選択する無線通信装置が提案されている(特許文献1参照)。
特開2007一28569号公報
In a radio communication system composed of an adaptive array radio base station having a plurality of antenna elements and a mobile communication terminal, throughput is reduced during reception depending on the state of the user of the terminal that performs radio communication with the radio base station. The problem arises. For example, when the user is using the terminal while moving at 80 km / h or more, high-speed fading fluctuation occurs in the received signal, and the throughput decreases.
For this reason, a radio communication apparatus has been proposed that selects transmission using an adaptive array antenna or transmission using MIMO from reception quality information acquired from a counterpart communication terminal so as to obtain better throughput (see Patent Document 1). ).
Japanese Patent Laid-Open No. 2007-128569

しかしながら、上述した特許文献1に記載の無線通信装置では、選択された伝送方法による無線通信を行う際、無線通信に利用されるアンテナ素子が配置される間隔によっては、適切なスループットを得ることができない場合がある。
これは、アンテナ素子が配置される間隔が小さい場合、アンテナ相関(フエージング相関)が高くなり、一方、アンテナ素子の配置される間隔が大きい場合、アンテナ相関が低くなるため、無線通信に利用するアンテナの間隔によっては、選択された伝送方法に適したアンテナ素子が選択されないために通信品質を保持できない場合があるからである。
そのため、無線信号の伝送方法を切り替えただけでは、ユーザの利用状況などに伴う伝搬環境の変化に対して選択した伝送方式による最適なスループットを得ることができないという問題がある。
However, in the wireless communication device described in Patent Document 1 described above, when performing wireless communication using the selected transmission method, an appropriate throughput may be obtained depending on the interval at which the antenna elements used for wireless communication are arranged. There are cases where it is not possible.
This is because the antenna correlation (fading correlation) increases when the interval between the antenna elements is small, while the antenna correlation decreases when the interval between the antenna elements is large. This is because the communication quality may not be maintained because the antenna element suitable for the selected transmission method is not selected depending on the antenna interval.
Therefore, there is a problem that it is not possible to obtain the optimum throughput by the selected transmission method with respect to the change of the propagation environment according to the user's usage situation only by switching the wireless signal transmission method.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、伝搬環境の変化に応じて無線信号の伝送方式を選択した際においても、通信品質を保持して最適なスループットを得ることができる無線基地局および無線通信方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to maintain communication quality even when a radio signal transmission method is selected according to changes in the propagation environment. An object of the present invention is to provide a radio base station and a radio communication method capable of obtaining a high throughput.

上記目的を達成するため、本発明の無線基地局は、複数のアンテナを有し、通信先装置と無線通信を実行する無線基地局において、前記複数のアンテナについて、各アンテナの受信品質情報を取得する取得部と、前記取得部において取得された各アンテナの受信品質に関する値の変動傾向を把握する把握部と、前記把握部において把握された、前記各アンテナにおける受信品質に関する値の変動傾向に応じて、前記無線通信における伝送方式を決定し、かつ、前記複数のアンテナの中から、当該決定された伝送方式で利用する少なくとも2以上のアンテナを選択する選択部と、前記選択部において決定された伝送方式に関する情報を、前記通信先装置に送信する送信部と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a radio base station of the present invention has a plurality of antennas, and obtains reception quality information of each antenna for the plurality of antennas in a radio base station that performs radio communication with a communication destination device. An acquisition unit that performs acquisition, a grasping unit that grasps a fluctuation trend of a value related to reception quality of each antenna acquired by the acquisition unit, and a change trend of a value related to reception quality of each antenna that is grasped by the grasping unit Determining a transmission method in the wireless communication and selecting at least two or more antennas to be used in the determined transmission method from the plurality of antennas; A transmission unit configured to transmit information related to a transmission method to the communication destination device.

本発明の無線基地局は、前記把握部において把握された、前記各アンテナにおける受信品質に関する値の変動傾向に基づいて、前記各アンテナ間の相関度を判定する判定部と、をさらに備え、前記選択部は、前記判定部において判定された前記各アンテナ間の相関度に応じて、前記無線通信に利用するアンテナを選択することが好ましい。   The radio base station of the present invention further includes a determination unit that determines a degree of correlation between the antennas based on a tendency of variation in a value related to reception quality at each antenna, which is grasped by the grasping unit, Preferably, the selection unit selects an antenna to be used for the wireless communication according to a degree of correlation between the antennas determined by the determination unit.

前記判定部は、前記把握部において把握された、前記各アンテナにおける受信品質に関する値の変動傾向において、受信品質に関する値が直前に取得された受信品質に関する値と比較して第1の所定値以上に低下している時点を検出し、前記各アンテナ間における、当該検出した時点の時間差に応じて、前記相関度を判定することが好ましい。   In the variation tendency of the value related to the reception quality at each of the antennas grasped by the grasping unit, the determination unit is equal to or more than a first predetermined value compared to the value related to the reception quality acquired immediately before the value related to the reception quality. It is preferable to detect the time point when the correlation is lowered and to determine the degree of correlation according to the time difference between the detected time points between the antennas.

また、本発明の無線基地局は、前記複数のアンテナが、アレイアンテナであり、前記選択部は、前記無線通信における伝送方式として、指向性制御による無線通信と、MIMOによる無線通信のいずれかを決定することが好ましい。   Further, in the radio base station of the present invention, the plurality of antennas are array antennas, and the selection unit selects one of radio communication by directivity control and radio communication by MIMO as a transmission method in the radio communication. It is preferable to determine.

また、本発明の無線基地局は、前記複数のアンテナにおける各アンテナのウェイトを算出する算出部と、をさらに備え、前記選択部は、前記算出部におけるウェイトを算出する時間間隔と、前記判定部において判定された前記時点が生じる周期とに基づいて前記無線通信に利用する伝送方式を決定することが好ましい。   The radio base station of the present invention further includes a calculation unit that calculates a weight of each antenna in the plurality of antennas, and the selection unit includes a time interval for calculating a weight in the calculation unit, and the determination unit It is preferable to determine a transmission method to be used for the wireless communication based on the cycle in which the time point determined in step 1 occurs.

また、本発明の無線通信方法は、複数のアンテナを有し、通信先装置と無線通信を実行する無線基地局の無線通信方法において、前記複数のアンテナについて、各アンテナの受信品質情報を取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得した各アンテナの受信品質に関する値の変動傾向を把握する把握ステップと、前記把握ステップにおいて把握した、前記各アンテナにおける受信品質に関する値の変動傾向に応じて、前記無線通信における伝送方式を決定し、かつ、前記複数のアンテナの中から、無線通信に利用する少なくとも2以上のアンテナを選択する選択ステップと、前記選択ステップにおいて決定された伝送方式に関する情報を、前記通信先装置に送信する送信ステップと、を有することを特徴とする。
In addition, the wireless communication method of the present invention is a wireless base station wireless communication method having a plurality of antennas and performing wireless communication with a communication destination device, and for each of the plurality of antennas, obtains reception quality information of each antenna. According to the obtaining step, the grasping step for grasping the fluctuation tendency of the value related to the reception quality of each antenna obtained in the obtaining step, and the fluctuation tendency of the value relating to the reception quality at each antenna obtained in the grasping step, A step of determining a transmission method in wireless communication and selecting at least two or more antennas to be used for wireless communication from the plurality of antennas; and information on the transmission method determined in the selection step, And a transmission step of transmitting to the communication destination device.

本発明の無線基地局は、各アンテナの受信品質に関する値の変動傾向から、伝搬環境に応じた伝送方式を選択するとともに、選択した伝送方式に適したアンテナ素子を選択することで、通信品質を保持して最適なスループットを得ることができる。   The radio base station according to the present invention selects the transmission method according to the propagation environment from the fluctuation tendency of the value related to the reception quality of each antenna, and selects the antenna element suitable for the selected transmission method, thereby improving the communication quality. It is possible to obtain the optimum throughput.

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の無線基地局の構成例の一例を示すブロック図である。図1に示す無線基地局20は、アレイアンテナである複数のアンテナ素子1と、複数のアンテナ毎に設けられ、相手側通信装置からの無線信号をup/downコンバートする複数の無線(RF)部2と、送信制御部3と、受信制御部4とにより構成されている。送信制御部3は、送信処理部5を備える。受信制御部4は、複数のアンテナにおける各アンテナのウェイトを算出するウェイト算出部(算出部)11と、複数のアンテナについて、各アンテナの受信品質を示す受信品質情報を所定の間隔ごとに取得する受信品質情報取得部(取得部)12と、受信品質情報取得部12において取得された各アンテナの受信品質に関する値の変動傾向を把握する受信品質変動傾向把握部(把握部)13と、受信品質変動傾向把握部13において把握された、各アンテナにおける受信品質に関する値の変動傾向に基づいて、各アンテナ間の相関度を判定する相関判定部(判定部)14と、相関判定部14において判定された各アンテナ間の相関度に応じて、無線通信における伝送方式を決定し、かつ複数のアンテナの中から無線通信に利用するアンテナを選択するアンテナ選択部(選択部)7と、選択されたアンテナから放射されるビームを形成するための処理を行う受信処理部8とを備える。本実施例において、ウェイト算出部11と受信品質情報取得部12と受信品質変動傾向把握部13と相関判定部14は、受信制御部4にて備えられているが、これに限られるものではなく、独立して構成しても良い。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration example of a radio base station according to the present invention. A radio base station 20 shown in FIG. 1 includes a plurality of antenna elements 1 that are array antennas, and a plurality of radio (RF) units that are provided for each of the plurality of antennas and up / down convert radio signals from a counterpart communication device. 2, a transmission control unit 3, and a reception control unit 4. The transmission control unit 3 includes a transmission processing unit 5. The reception control unit 4 acquires a weight calculation unit (calculation unit) 11 that calculates the weight of each antenna in a plurality of antennas and reception quality information indicating reception quality of each antenna for each of the plurality of antennas at predetermined intervals. A reception quality information acquisition unit (acquisition unit) 12, a reception quality fluctuation trend grasping unit (grasping unit) 13 for grasping a fluctuation tendency of a value related to reception quality of each antenna acquired by the reception quality information acquisition unit 12, and a reception quality A correlation determination unit (determination unit) 14 that determines the degree of correlation between the antennas based on the variation tendency of the value regarding the reception quality at each antenna, which is grasped by the variation tendency grasping unit 13, and the correlation determination unit 14 determine The transmission method for wireless communication is determined according to the degree of correlation between each antenna, and the antenna to be used for wireless communication is selected from multiple antennas. Comprising-option antenna selecting section (selecting section) 7, and a reception processing unit 8 to perform processing for forming a beam emitted from the selected antenna. In this embodiment, the weight calculation unit 11, the reception quality information acquisition unit 12, the reception quality fluctuation tendency grasping unit 13, and the correlation determination unit 14 are provided in the reception control unit 4. However, the present invention is not limited to this. It may be configured independently.

受信品質情報取得部12は、通信相手となる通信先装置からの受信無線信号の受信品質情報を取得する。受信品質情報における、受信品質に関する値として、複数のアンテナの各アンテナにおいて測定される受信電力を示す値やSINR等の受信品質を示す値を取得する。受信品質変動傾向把握部13は、取得された各アンテナの受信品質に関する値の変動傾向を把握する。   The reception quality information acquisition unit 12 acquires reception quality information of a reception radio signal from a communication destination device that is a communication partner. As a value related to reception quality in the reception quality information, a value indicating reception power measured at each antenna of a plurality of antennas and a value indicating reception quality such as SINR are acquired. The reception quality fluctuation tendency grasping unit 13 grasps the fluctuation tendency of the value related to the reception quality of each acquired antenna.

相関判定部14は、受信品質変動傾向把握部13において把握された、各アンテナにおける受信品質に関する値の変動傾向に基づいて、相関度を判定する。   The correlation determination unit 14 determines the degree of correlation based on the variation tendency of the value related to reception quality at each antenna, which is grasped by the reception quality variation tendency grasping unit 13.

アンテナ選択部7は、相関判定部14において判定された各アンテナ間の相関度に応じて、複数のアンテナの中から、無線通信における伝送方式として、アダプティブアレイアンテナを用いた指向性制御による無線通信と、MIMOによる無線通信のいずれかを決定する。さらに、アンテナ選択部7は、無線通信に利用する少なくとも2以上のアンテナ素子を選択する。アンテナ選択部7が選択するアンテナは、通信先装置からの無線信号の受信に使用すると共に、通信先装置への無線信号の送信に利用する。   The antenna selection unit 7 performs wireless communication by directivity control using an adaptive array antenna as a transmission method in wireless communication from among a plurality of antennas according to the degree of correlation between the antennas determined by the correlation determination unit 14. And any one of MIMO wireless communication is determined. Further, the antenna selection unit 7 selects at least two or more antenna elements used for wireless communication. The antenna selected by the antenna selection unit 7 is used for receiving a radio signal from the communication destination device and used for transmitting a radio signal to the communication destination device.

送信処理部(送信部)5は、通信先装置と適切に無線通信を行えるようにするために、アンテナ選択部7において決定された伝送方式に関する情報を、通信先装置に送信する。   The transmission processing unit (transmission unit) 5 transmits information on the transmission method determined by the antenna selection unit 7 to the communication destination device in order to appropriately perform wireless communication with the communication destination device.

次に、相関判定部14において判定された各アンテナ間の相関度に基づく、アンテナ選択部7による伝送方式の選択およびアンテナ選択の方法について図2のフローチャートを用いて説明する。なお、複数のアンテナは、アレイアンテナにより構成され、ウェイト算出部11は、複数のアレイアンテナにおける各アンテナのウェイトを算出しているものとする。   Next, a transmission method selection and antenna selection method by the antenna selection unit 7 based on the correlation degree between the antennas determined by the correlation determination unit 14 will be described with reference to the flowchart of FIG. The plurality of antennas are configured by array antennas, and the weight calculation unit 11 calculates the weight of each antenna in the plurality of array antennas.

無線基地局の受信制御部4が、通信先装置との通信を開始すると(ステップ101)、受信品質情報取得部12は、各アンテナの受信無線信号の受信品質情報を取得し、受信品質変動傾向把握部13は、取得された各アンテナの受信品質情報における受信品質に関する値の変動傾向を把握する(ステップ102)。相関判定部14は、受信品質変動傾向把握部13が把握した各アンテナの変動傾向に応じて、各アンテナ間における相関度の判定を行う(ステップ103)(相関度の判定に関する詳細は後述する)。そして、アンテナ選択部7は、相関判定部14において判定された受信品質に関する値の変動傾向に関する情報を利用して、無線通信における伝送方式を決定するとともに、無線通信に利用する少なくとも2以上のアンテナを選択する(ステップ104〜112)。   When the reception control unit 4 of the radio base station starts communication with the communication destination device (step 101), the reception quality information acquisition unit 12 acquires the reception quality information of the reception radio signal of each antenna, and the reception quality fluctuation tendency The grasping unit 13 grasps the fluctuation tendency of the value related to the reception quality in the received reception quality information of each antenna (step 102). Correlation determination unit 14 determines the degree of correlation between the antennas according to the variation tendency of each antenna grasped by reception quality variation tendency grasping unit 13 (step 103) (details regarding the determination of the correlation degree will be described later). . Then, the antenna selection unit 7 uses the information regarding the fluctuation tendency of the value related to the reception quality determined by the correlation determination unit 14 to determine a transmission method in wireless communication and at least two or more antennas used for wireless communication Is selected (steps 104 to 112).

図2のフローチャートでは、アンテナ選択部7における伝送方式の決定、および、アンテナの選択方法として、アンテナ選択部7が、ウェイト算出部11がウェイトを算出したウェイト更新時間間隔と、相関判定部14において判定された受信品質に関する値の変動傾向に関する情報を利用している。まず、アンテナ選択部7は、ウェイト更新時間間隔と、各アンテナにおける変動傾向において、受信品質に関する値が所定値以下となる時点(タイミング)が生じる周期(落ち込み時間間隔)とを比較する(ステップ104)。比較の結果、落ち込み時間間隔がウェイト更新時間間隔よりも大きい場合(Yesの場合)には、相関度が高いと思われる任意のアンテナ素子群(第1のアンテナ素子群)の各アンテナ素子の相関度を調査し(ステップ105)、真に相関度が高いアンテナ素子群か否かを判定する(ステップ106)。アンテナ選択部7は、相関度が高いアンテナ素子群であると判定した場合(Yesの場合)、伝搬環境の変化に追従して通信品質を保持するために指向性制御による無線通信を行うことを選択し、さらに第1のアンテナ素子群の中から無線通信に利用する少なくとも2以上のアンテナ素子を選択する(ステップ107)。この場合、アンテナ相関の低いアンテナ素子が加わると、通信品質が劣化する可能性が高くなるため、アンテナ相関の高いアンテナ素子のみを選択して通信を行うように制御する必要がある。   In the flowchart of FIG. 2, as the transmission method determination and antenna selection method in the antenna selection unit 7, the antenna selection unit 7 uses the weight update time interval calculated by the weight calculation unit 11 and the correlation determination unit 14. Information on the fluctuation tendency of the value related to the determined reception quality is used. First, the antenna selection unit 7 compares the weight update time interval with a cycle (falling time interval) in which a time point (timing) at which a value related to reception quality becomes a predetermined value or less in a variation tendency of each antenna (step 104). ). As a result of the comparison, when the drop time interval is larger than the weight update time interval (in the case of Yes), the correlation of each antenna element of an arbitrary antenna element group (first antenna element group) that seems to have a high correlation degree The degree is investigated (step 105), and it is determined whether or not the antenna element group has a truly high degree of correlation (step 106). When the antenna selection unit 7 determines that the antenna element group has a high degree of correlation (in the case of Yes), the antenna selection unit 7 performs wireless communication by directivity control in order to keep the communication quality following the change in the propagation environment. Then, at least two or more antenna elements used for wireless communication are selected from the first antenna element group (step 107). In this case, if an antenna element having a low antenna correlation is added, there is a high possibility that the communication quality is deteriorated. Therefore, it is necessary to perform control by selecting only an antenna element having a high antenna correlation.

ステップ106において、アンテナ選択部7は、相関度が低いアンテナ素子群であると判定した場合(Noの場合)、他の任意のアンテナ素子群の各アンテナ素子の相関度を調査して、最も相関度の高いアンテナ素子群を選択し、指向性制御による無線通信を行うことを選択して、最も相関度の高いアンテナ素子群の中から無線通信に利用する少なくとも2以上のアンテナ素子を選択する(ステップ108)。   In step 106, when the antenna selection unit 7 determines that the antenna element group has a low degree of correlation (in the case of No), the antenna selection unit 7 investigates the degree of correlation of each antenna element of another arbitrary antenna element group and finds the highest correlation. The antenna element group having a high degree is selected, wireless communication by directivity control is selected, and at least two or more antenna elements used for the wireless communication are selected from the antenna element group having the highest degree of correlation ( Step 108).

ステップ104において、アンテナ選択部7は、落ち込み時間間隔がウェイト更新時間間隔よりも小さい場合(Noの場合)には、相関度が低いと思われる他の任意のアンテナ素子群(第2のアンテナ素子群)の各アンテナ素子の相関度を調査し(ステップ109)、真に相関度が低いアンテナ素子群か否かを判定する(ステップ110)。アンテナ選択部7は、相関度が低いアンテナ素子群であると判定した場合(Yesの場合)、相関度が低いほど通信容量を増大できるMIMOによる無線通信を行うことを選択し、さらに第2のアンテナ素子群の中から無線通信に利用する少なくとも2以上のアンテナ素子を選択する(ステップ111)。   In step 104, when the drop time interval is smaller than the weight update time interval (in the case of No), the antenna selection unit 7 selects another arbitrary antenna element group (second antenna element) that is considered to have a low degree of correlation. The degree of correlation of each antenna element in the group) is examined (step 109), and it is determined whether or not the antenna element group has a truly low degree of correlation (step 110). When it is determined that the antenna element group has a low correlation degree (in the case of Yes), the antenna selection unit 7 selects to perform wireless communication by MIMO that can increase the communication capacity as the correlation degree is lower, and further to the second At least two or more antenna elements used for wireless communication are selected from the antenna element group (step 111).

ステップ110において、アンテナ選択部7は、相関度が高いアンテナ素子群であると判定した場合(Noの場合)、最も相関度の低いアンテナ素子群を選択し、MIMOによる無線通信を行うことを選択して、最も相関度の低いアンテナ素子群の中から無線通信に利用する少なくとも2以上のアンテナ素子を選択する(ステップ112)。   In Step 110, when the antenna selection unit 7 determines that the antenna element group has a high degree of correlation (in the case of No), the antenna selection unit 7 selects the antenna element group with the lowest degree of correlation and selects to perform wireless communication by MIMO. Then, at least two or more antenna elements used for wireless communication are selected from the antenna element group having the lowest correlation (step 112).

そして、受信処理部8では、ウェイトを生成し、アンテナ選択部7で選択されたアンテナを用いて、通信相手となる通信装置と無線信号を当該生成されたウェイトを用いて送受信する。   Then, the reception processing unit 8 generates a weight, and transmits / receives a radio signal to / from a communication apparatus serving as a communication partner using the generated weight by using the antenna selected by the antenna selection unit 7.

次に、相関判定部14が、受信品質変動傾向把握部13において把握された、各アンテナにおける受信品質に関する値の変動傾向を利用して、各アンテナ間の相関度を判定する方法(図2のフローチャートにおけるステップ103)について説明する。   Next, the correlation determination unit 14 uses the fluctuation tendency of the value related to the reception quality at each antenna grasped by the reception quality fluctuation tendency grasping unit 13 to determine the degree of correlation between the antennas (in FIG. 2). Step 103) in the flowchart will be described.

(各アンテナ間の相関度の判定方法1)
相関判定部14は、受信品質変動傾向把握部13において把握された、各アンテナにおける受信品質に関する値の変動傾向において、受信電力を示す値が直前に取得した受信電力を示す値と比較して所定値以上に低下している時点を検出し、各アンテナ間における、当該検出した時点の時間差に応じて、相関度を判定する。このとき、あるアンテナにおいて検出された時点の直後に、他のアンテナにおいて所定値(第1の所定値)以上に低下している時点が検出された場合、時間差が小さければ相関度は高く、一方、他のアンテナにおいて所定値以上低下している時点との時間差が大きければ相関度は低くなる。
(Method 1 for determining the degree of correlation between antennas)
Correlation determining unit 14 compares the value indicating the reception power with the value indicating the reception power acquired immediately before the value indicating the reception quality at each antenna, as determined by reception quality variation tendency determination unit 13. A point of time when the value drops below the value is detected, and the degree of correlation is determined according to the time difference between the detected points of time between the antennas. At this time, when a time point lower than a predetermined value (first predetermined value) is detected immediately after the time point detected at a certain antenna, the degree of correlation is high if the time difference is small. If the time difference from the time point when the other antennas are lower than the predetermined value is large, the degree of correlation is low.

(各アンテナ間の相関度の判定方法2)
相関判定部14は、受信品質変動傾向把握部13において把握された、各アンテナにおける受信品質に関する値の変動傾向において、受信電力を示す値が所定値(第2の所定値)以下となる時点を検出し、アンテナ間における、当該検出した時点の頻度、すなわち、時間当たりに、受信電力を示す値が所定値以下となる回数に応じて、相関度を判定するようにしても良い。
(Method 2 for determining correlation between antennas)
Correlation determining unit 14 determines a time point when the value indicating the received power is equal to or less than a predetermined value (second predetermined value) in the variation tendency of the value related to reception quality at each antenna, as grasped by reception quality variation tendency grasping unit 13. The degree of correlation may be determined according to the frequency of detection and the frequency at the time of detection, that is, the number of times that the value indicating the received power becomes a predetermined value or less per time.

(各アンテナ間の相関度の判定方法3)
相関判定部14は、2つのアンテナの受信信号同士を複素乗算して(複素共役を乗算する)求めた時間平均に応じて、相関度を判定するようにしても良い。相関度が高ければ、時間平均が高くなり、相関度が低ければ、時間平均が0に近い数値となる。
(Method 3 for determining correlation between antennas)
The correlation determination unit 14 may determine the degree of correlation according to a time average obtained by performing complex multiplication (multiplication with a complex conjugate) between the reception signals of the two antennas. If the degree of correlation is high, the time average is high, and if the degree of correlation is low, the time average is a numerical value close to zero.

(各アンテナ間の相関度の判定方法4)
相関判定部14は、各アンテナにおける、受信品質に関する値が時間の経過に伴って変動する変動傾向に応じて、各アンテナの受信品質に関する受信電力を示す値それぞれに付与する重み係数を決定し、受信電力を示す値に重み係数を付与することにより算出される推定受信電力値に基づいて、各アンテナ間の相関度を判定、または推定するようにしても良い。
(Method 4 for determining correlation between antennas)
Correlation determining unit 14 determines a weighting factor to be given to each value indicating the received power related to the reception quality of each antenna, according to the fluctuation tendency that the value related to the reception quality of each antenna varies with time. The degree of correlation between the antennas may be determined or estimated based on an estimated received power value calculated by adding a weighting factor to a value indicating the received power.

以下に、推定受信電力値に基づいて各アンテナ間の相関度を判定する場合について説明する。
受信電力を示す値の変動傾向は、3種類の傾向A、B、Cを組合せることによって構成される。傾向A、B、Cについて、図3を参照しながら説明する。図3は、受信品質情報(受信品質に関する値)Xが、時間(1フレーム期間)の経過に伴って、X1からX2〜X5のいずれかへ変動する様子を模式的に示す。
傾向Aは、受信品質情報がX1からX2へ変動する場合、およびX1からX3へ変動する場合のように、受信品質情報が所定の閾値α内で変動したことを示す。ここで、所定の閾値αは、受信品質が安定した状態であると判断できる範囲(受信品質の雑音による揺らぎ幅程度)に設定される。傾向Bは、受信品質情報がX1からX4へ変動する場合のように、受信品質情報が所定の閾値αを超えて受信品質が上昇する方向に変動したことを示す。傾向Cは、受信品質情報がX1からX5へ変動する場合のように、受信品質情報が所定の閾値αを下回り受信品質が低下する方向に変動したことを示す。
Below, the case where the correlation degree between each antenna is determined based on an estimated received power value is demonstrated.
The fluctuation tendency of the value indicating the received power is configured by combining three kinds of trends A, B, and C. The tendencies A, B, and C will be described with reference to FIG. FIG. 3 schematically shows how the reception quality information (value regarding reception quality) X varies from X1 to any one of X2 to X5 as time (one frame period) elapses.
The tendency A indicates that the reception quality information has changed within a predetermined threshold value α as in the case where the reception quality information changes from X1 to X2 and from X1 to X3. Here, the predetermined threshold α is set to a range in which the reception quality can be determined to be stable (about the fluctuation width due to the noise of the reception quality). The tendency B indicates that the reception quality information has changed in a direction in which the reception quality increases by exceeding a predetermined threshold value α, as in the case where the reception quality information changes from X1 to X4. The tendency C indicates that the reception quality information has changed below the predetermined threshold value α, and the reception quality has decreased in a direction that the reception quality decreases, as in the case where the reception quality information changes from X1 to X5.

相関判定部14は、傾向A,B,Cの組合せによって変動傾向を判定する。図4(a)は、受信品質情報Xの変動を時間の経過に伴って示すグラフの一例である。図4(a)では、時刻t1からt6へと時間が経過するに伴って、新しい受信品質情報がプロットされている。図4(b)は、重み係数の決定手法を説明するための表である。   The correlation determination unit 14 determines a variation tendency by a combination of the trends A, B, and C. FIG. 4A is an example of a graph showing the variation of the reception quality information X over time. In FIG. 4A, new reception quality information is plotted as time elapses from time t1 to t6. FIG. 4B is a table for explaining a method for determining a weighting factor.

X11からX12への変動は、所定の閾値α内での変動であるので、図4(b)に示すように、傾向Aとして示される。また、X12からX13への変動は、所定の閾値αを超えて受信品質が上昇する方向への変動であるので、図4(b)に示すように、傾向Bとして示される。同様に、X13からX16までの3回の変動それぞれは、3回の傾向Bとして示される。
相関判定部14は、1回の傾向Aと4回の傾向Bとの組合せ(ABBBB)に基づいて、変動傾向は向上型変動傾向であると判定し、X11〜X16それぞれに付与する重み係数D1〜D6を、時間の経過に伴って大きくして、D1<D2<D3<D4<D5<D6とする。
Since the change from X11 to X12 is a change within a predetermined threshold value α, as shown in FIG. Further, since the change from X12 to X13 is a change in the direction in which the reception quality increases exceeding the predetermined threshold value α, it is indicated as a trend B as shown in FIG. Similarly, each of the three variations from X13 to X16 is shown as a trend B of 3 times.
The correlation determination unit 14 determines that the variation tendency is an improved variation tendency based on a combination of one trend A and four trends B (ABBBB), and a weighting coefficient D1 to be assigned to each of X11 to X16. ˜D6 is increased with time to satisfy D1 <D2 <D3 <D4 <D5 <D6.

また、相関判定部14は、変動傾向が、例えば、2回の傾向Aと3回の傾向Cの組合せ(ACACC)である場合には、変動傾向は低下型変動傾向であると判定し、重み係数D1〜D6を、時間の経過に伴って大きくして、D1<D2<D3<D4<D5<D6とする。
また、相関判定部14は、変動傾向が、例えば、5回の傾向Aの組合せ(AAAAA)である場合には、変動傾向は安定型変動傾向であると判定し、重み係数D1〜D6を均一な値、即ち、D1=D2=D3=D4=D5=D6≠0とする。
Further, the correlation determination unit 14 determines that the fluctuation tendency is a decreasing fluctuation tendency when the fluctuation tendency is, for example, a combination of the tendency A twice and the tendency C three times (ACACC). The coefficients D1 to D6 are increased with time to satisfy D1 <D2 <D3 <D4 <D5 <D6.
Further, when the fluctuation tendency is, for example, a combination of five tendency A (AAAAAA), the correlation determination unit 14 determines that the fluctuation tendency is a stable fluctuation tendency, and uniformizes the weighting factors D1 to D6. In other words, D1 = D2 = D3 = D4 = D5 = D6 ≠ 0.

相関判定部14は、受信品質情報X11〜X16と、X11〜X16に対応する重み係数D1〜D6とをそれぞれ乗算し、乗算値の平均値を算出することにより、推定受信電力値を算出する。そして、相関判定部14は、算出された推定受信電力値に基づいて変動傾向を推定し、当該推定した変動傾向から各アンテナ間の相関度を判定する。   Correlation determining section 14 multiplies reception quality information X11-X16 and weighting coefficients D1-D6 corresponding to X11-X16, respectively, and calculates an average value of the multiplication values, thereby calculating an estimated reception power value. Then, the correlation determination unit 14 estimates a fluctuation tendency based on the calculated estimated received power value, and determines the degree of correlation between the antennas based on the estimated fluctuation tendency.

上述したように、図2に記載のフローチャートでは、伝送方式として、指向性制御による無線通信と、MIMOによる無線通信のいずれかを決定し、さらに、無線通信に利用するアンテナとして少なくとも2以上を選択した。しかしながら、無線基地局と相手側通信装置との間の無線状況によっては、いずれの伝送方式を利用したとしても、通信品質を保持することができない場合がある。そのため、このような場合も考慮して、上述した指向性制御による無線通信や、MIMOによる無線通信だけでなく、伝送方式の選択の際には、選択ダイバーシティを選択し、1本のアンテナを利用した無線通信を実行してもよい。これらの選択の際には、上述したように、ウェイト算出部11がウェイトを算出したウェイト更新時間間隔や、相関判定部14において判定された受信品質に関する値の変動傾向に関する情報を利用して、伝送方式や利用するアンテナを決定すればよい。   As described above, in the flowchart shown in FIG. 2, the transmission method is determined as either directivity control wireless communication or MIMO wireless communication, and at least two or more antennas are selected for wireless communication. did. However, depending on the radio conditions between the radio base station and the counterpart communication device, communication quality may not be maintained regardless of which transmission method is used. Therefore, in consideration of such cases, not only the above-described directivity control wireless communication and MIMO wireless communication, but also the selection diversity is selected when a transmission method is selected, and one antenna is used. The wireless communication may be executed. At the time of these selections, as described above, using the weight update time interval at which the weight calculation unit 11 calculates the weight and the information regarding the fluctuation tendency of the value regarding the reception quality determined by the correlation determination unit 14, What is necessary is just to determine the transmission system and the antenna to be used.

上述したように、本発明は、各アンテナの受信品質に関する値の変動傾向から、伝搬環境に応じた伝送方式を選択するとともに、選択した伝送方式に適したアンテナを選択することで、通信品質を保持して最適なスループットを得ることができるものである。   As described above, according to the present invention, the communication quality is improved by selecting a transmission method according to the propagation environment and selecting an antenna suitable for the selected transmission method from the fluctuation tendency of the value regarding the reception quality of each antenna. The optimum throughput can be obtained by holding.

本発明の無線基地局の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the wireless base station of this invention. 相関判定部において判定された各アンテナ間の相関度に基づく、アンテナ選択部による伝送方式の選択およびアンテナ選択の方法について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the method of selection of the transmission system and antenna selection by an antenna selection part based on the correlation degree between each antenna determined in the correlation determination part. 受信品質情報Xが、時間の経過に伴って変動する様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a mode that the reception quality information X fluctuates with progress of time. 受信品質情報Xが、時間の経過に伴って変動する傾向と、重み係数の決定手法を説明する図である。It is a figure explaining the tendency which the reception quality information X fluctuates with progress of time, and the determination method of a weighting coefficient.

符号の説明Explanation of symbols

1 アンテナ素子
2 無線(RF)部
3 送信制御部
4 受信制御部
5 送信処理部
7 アンテナ選択部
8 受信処理部
11 ウェイト算出部
12 受信品質情報取得部
13 受信品質変動傾向把握部
14 相関判定部
20 無線基地局
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna element 2 Radio | wireless (RF) part 3 Transmission control part 4 Reception control part 5 Transmission processing part 7 Antenna selection part 8 Reception processing part 11 Weight calculation part 12 Reception quality information acquisition part 13 Reception quality fluctuation tendency grasp part 14 Correlation determination part 20 radio base stations

Claims (6)

複数のアンテナを有し、通信先装置と無線通信を実行する無線基地局において、
前記複数のアンテナについて、各アンテナの受信品質情報を取得する取得部と、
前記取得部において取得された各アンテナの受信品質に関する値の変動傾向を把握する把握部と、
前記把握部において把握された、前記各アンテナにおける受信品質に関する値の変動傾向に応じて、前記無線通信における伝送方式を決定し、かつ、前記複数のアンテナの中から、当該決定された伝送方式で利用する少なくとも2以上のアンテナを選択する選択部と、
前記選択部において決定された伝送方式に関する情報を、前記通信先装置に送信する送信部と、
を備えることを特徴とする無線基地局。
In a wireless base station having a plurality of antennas and performing wireless communication with a communication destination device,
For the plurality of antennas, an acquisition unit that acquires reception quality information of each antenna;
A grasping unit for grasping a variation tendency of a value related to reception quality of each antenna obtained in the obtaining unit;
The transmission method in the wireless communication is determined according to the variation tendency of the value regarding the reception quality at each antenna, which is grasped by the grasping unit, and the determined transmission method is selected from the plurality of antennas. A selector for selecting at least two antennas to be used;
A transmission unit for transmitting information on the transmission method determined in the selection unit to the communication destination device;
A radio base station comprising:
前記把握部において把握された、前記各アンテナにおける受信品質に関する値の変動傾向に基づいて、前記各アンテナ間の相関度を判定する判定部と、をさらに備え、
前記選択部は、
前記判定部において判定された前記各アンテナ間の相関度に応じて、前記無線通信に利用するアンテナを選択する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。
A determination unit that determines the degree of correlation between the antennas based on a variation tendency of a value related to reception quality at each antenna, which is grasped by the grasping unit;
The selection unit includes:
According to the degree of correlation between the antennas determined by the determination unit, an antenna to be used for the wireless communication is selected.
The radio base station according to claim 1.
前記判定部は、
前記把握部において把握された、前記各アンテナにおける受信品質に関する値の変動傾向において、受信品質に関する値が直前に取得された受信品質に関する値と比較して第1の所定値以上に低下している時点を検出し、前記各アンテナ間における、当該検出した時点の時間差に応じて、前記相関度を判定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の無線基地局。
The determination unit
In the fluctuation tendency of the value related to the reception quality at each of the antennas grasped by the grasping unit, the value related to the reception quality is lower than the first predetermined value as compared with the value related to the reception quality acquired immediately before. Detecting a time point, and determining the degree of correlation according to the time difference between the detected time points between the antennas,
The radio base station according to claim 2.
前記複数のアンテナは、アレイアンテナであり、
前記選択部は、
前記無線通信における伝送方式として、指向性制御による無線通信と、MIMOによる無線通信のいずれかを決定する、
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の無線基地局。
The plurality of antennas are array antennas;
The selection unit includes:
As a transmission method in the wireless communication, determine one of wireless communication by directivity control and wireless communication by MIMO,
The radio base station according to claim 1, wherein the radio base station is a radio base station.
前記複数のアンテナにおける各アンテナのウェイトを算出する算出部と、をさらに備え、
前記選択部は、
前記算出部におけるウェイトを算出する時間間隔と、前記判定部において判定された前記時点が生じる周期とに基づいて前記無線通信に利用する伝送方式を決定する、
ことを特徴とする請求項3に記載の無線基地局。
A calculation unit for calculating a weight of each antenna in the plurality of antennas,
The selection unit includes:
Determining a transmission method to be used for the wireless communication based on a time interval for calculating a weight in the calculation unit and a cycle in which the time point determined by the determination unit occurs;
The radio base station according to claim 3.
複数のアンテナを有し、通信先装置と無線通信を実行する無線基地局の無線通信方法において、
前記複数のアンテナについて、各アンテナの受信品質情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得した各アンテナの受信品質に関する値の変動傾向を把握する把握ステップと、
前記把握ステップにおいて把握した、前記各アンテナにおける受信品質に関する値の変動傾向に応じて、前記無線通信における伝送方式を決定し、かつ、前記複数のアンテナの中から、無線通信に利用する少なくとも2以上のアンテナを選択する選択ステップと、
前記選択ステップにおいて決定された伝送方式に関する情報を、前記通信先装置に送信する送信ステップと、
を有することを特徴とする無線基地局の無線通信方法。
In a radio communication method of a radio base station having a plurality of antennas and performing radio communication with a communication destination device,
An obtaining step of obtaining reception quality information of each antenna for the plurality of antennas;
A grasping step for grasping a fluctuation tendency of a value related to reception quality of each antenna obtained in the obtaining step;
At least two or more of the plurality of antennas used for wireless communication are determined in accordance with the fluctuation tendency of the value related to the reception quality at each of the antennas grasped in the grasping step, and used for the wireless communication from the plurality of antennas A selection step of selecting an antenna of
A transmission step of transmitting information related to the transmission method determined in the selection step to the communication destination device;
A wireless communication method for a wireless base station, comprising:
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