JPH09307335A - アダプティブアンテナ装置 - Google Patents
アダプティブアンテナ装置Info
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- JPH09307335A JPH09307335A JP8117407A JP11740796A JPH09307335A JP H09307335 A JPH09307335 A JP H09307335A JP 8117407 A JP8117407 A JP 8117407A JP 11740796 A JP11740796 A JP 11740796A JP H09307335 A JPH09307335 A JP H09307335A
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Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 構成を簡単にする。
【解決手段】 アンテナ素子１１1 の出力と、アンテナ
素子１１2 〜１１4 を重み制御器２２2 〜２２4 を通し
た出力とを合成し（２１）、周波数変換し（１２）、復
調し（１３）、デジタル信号に変換し（１４）、各チャ
ネルに分離して（１５）プロセッサ（１６）へ入力す
る。プロセッサ１６はチャネルごとにデータベース２３
から各種放射パターンデータを取出して制御器２２2 〜
２２4 の位相、振幅を設定して、その時の受信電力、Ｓ
／Ｎ、干渉状態を調べて、最適化する。
素子１１2 〜１１4 を重み制御器２２2 〜２２4 を通し
た出力とを合成し（２１）、周波数変換し（１２）、復
調し（１３）、デジタル信号に変換し（１４）、各チャ
ネルに分離して（１５）プロセッサ（１６）へ入力す
る。プロセッサ１６はチャネルごとにデータベース２３
から各種放射パターンデータを取出して制御器２２2 〜
２２4 の位相、振幅を設定して、その時の受信電力、Ｓ
／Ｎ、干渉状態を調べて、最適化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は例えば移動通信の
基地局に用いられ、移動端末のそれぞれに適した指向特
性を適応的に与えることを可能とするアダプティブアン
テナ装置に関する。
基地局に用いられ、移動端末のそれぞれに適した指向特
性を適応的に与えることを可能とするアダプティブアン
テナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図９に従来のアダプティブアンテナ装置
を示す。これは４つのアンテナ素子１１1 〜１１4 を備
えた場合であり、アンテナ素子１１1 〜１１4 よりの各
受信信号はそれぞれダウンコンバータ１２1 〜１２4 で
中間周波信号に変換され、これら中間周波信号はそれぞ
れ復調器１３1 〜１３4 でそれぞれ複素ベースバンド信
号、つまりＩ信号とＱ信号に復調され、これら各復調出
力はＡ／Ｄ変換器１４1〜１４4 でデジタル信号に変換
され、その各デジタル信号はそれぞれチャネル分離回路
１５1 〜１５4 で各チャネルこの例ではＮチャネルに分
離され、これら分離された第１〜第Ｎチャネルの復調デ
ジタル信号はＮ個のアダプティブプロセッサ１６1 〜１
６N へ供給されるアダプティブプロセッサ１６1 〜１６
N においてはそれぞれ当該チャネルについての４つのア
ンテナ素子１１1 〜１１4 からの受信信号の復調信号を
入力して、アダプティブ（適応）処理を行って当該チャ
ネルの受信出力が最適になるように処理され、その各ア
ダプティブプロセッサ１６1〜１６N よりの処理結果が
各ベースバンド信号としてそれぞれ出力端子１７1 〜１
７N を通じて図に示していない対応ベースバンド回路へ
供給される。
を示す。これは４つのアンテナ素子１１1 〜１１4 を備
えた場合であり、アンテナ素子１１1 〜１１4 よりの各
受信信号はそれぞれダウンコンバータ１２1 〜１２4 で
中間周波信号に変換され、これら中間周波信号はそれぞ
れ復調器１３1 〜１３4 でそれぞれ複素ベースバンド信
号、つまりＩ信号とＱ信号に復調され、これら各復調出
力はＡ／Ｄ変換器１４1〜１４4 でデジタル信号に変換
され、その各デジタル信号はそれぞれチャネル分離回路
１５1 〜１５4 で各チャネルこの例ではＮチャネルに分
離され、これら分離された第１〜第Ｎチャネルの復調デ
ジタル信号はＮ個のアダプティブプロセッサ１６1 〜１
６N へ供給されるアダプティブプロセッサ１６1 〜１６
N においてはそれぞれ当該チャネルについての４つのア
ンテナ素子１１1 〜１１4 からの受信信号の復調信号を
入力して、アダプティブ（適応）処理を行って当該チャ
ネルの受信出力が最適になるように処理され、その各ア
ダプティブプロセッサ１６1〜１６N よりの処理結果が
各ベースバンド信号としてそれぞれ出力端子１７1 〜１
７N を通じて図に示していない対応ベースバンド回路へ
供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来においては各チャ
ネルごとにアダプティブプロセッサを設け、これに当該
チャネルについての全てのアンテナ素子よりの信号を入
力する必要があった。アダプティブプロセッサ１６1 〜
１６N はデジタル回路であるため、高周波信号を直接処
理することができず、ダウンコンバータ１２1 〜１２4
により周波数を下げ、更に復調器１３1 〜１３4 で復調
し、Ａ／Ｄ変換器１４1 〜１４4 でデジタル信号に変換
する必要があり、各アンテナ素子ごとにダウンコンバー
タ、復調器、Ａ／Ｄ変換器、チャネル分離回路を必要と
し、アダプティブプロセッサは各チャネルについて並列
処理が必要であり、チャネル数を必要とする。これらの
ためハードウェアの規模が大きなものとなる欠点があっ
た。またアダプティブプロセッサはそれぞれ全アンテナ
素子の信号を入力として数値処理してパターンを決定す
るため、処理が複雑で、かつプロセッサの規模も大形化
する欠点があった。
ネルごとにアダプティブプロセッサを設け、これに当該
チャネルについての全てのアンテナ素子よりの信号を入
力する必要があった。アダプティブプロセッサ１６1 〜
１６N はデジタル回路であるため、高周波信号を直接処
理することができず、ダウンコンバータ１２1 〜１２4
により周波数を下げ、更に復調器１３1 〜１３4 で復調
し、Ａ／Ｄ変換器１４1 〜１４4 でデジタル信号に変換
する必要があり、各アンテナ素子ごとにダウンコンバー
タ、復調器、Ａ／Ｄ変換器、チャネル分離回路を必要と
し、アダプティブプロセッサは各チャネルについて並列
処理が必要であり、チャネル数を必要とする。これらの
ためハードウェアの規模が大きなものとなる欠点があっ
た。またアダプティブプロセッサはそれぞれ全アンテナ
素子の信号を入力として数値処理してパターンを決定す
るため、処理が複雑で、かつプロセッサの規模も大形化
する欠点があった。
【０００４】上述では受信用のアダプティブアンテナ装
置について述べたが、従来の送信用アダプティブアンテ
ナ装置も図７中のダウンコンバータがアップコンバータ
になり、復調器が変調器になり、チャネル分離回路がチ
ャネル合成回路になるだけであり、同様の問題があっ
た。
置について述べたが、従来の送信用アダプティブアンテ
ナ装置も図７中のダウンコンバータがアップコンバータ
になり、復調器が変調器になり、チャネル分離回路がチ
ャネル合成回路になるだけであり、同様の問題があっ
た。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、Ｋ個
のアンテナ素子の全て又は１つを除いて、各チャネルご
とに振幅及び位相を制御できる重み制御器が接続され、
Ｋ個のアンテナ素子は重み制御器を介して合成／分配器
に接続され、受信の場合は合成され、送信の場合は分配
され、合成／分配器に周波数変換器が接続され、受信の
場合はダウンコンバートされ、送信の場合はアップコン
バートされ、この周波数変換器に変／復調器が接続さ
れ、受信の場合は復調され、送信の場合は変調され、変
／復調器はＡ−Ｄ変換器に接続され、受信の場合はデジ
タル信号に変換され、送信の場合はアナログ信号に変換
され、Ａ−Ｄ変換器はチャネル分離／合成回路に接続さ
れ、受信の場合は各チャネルのベースバンド信号に分離
され、送信の場合は各ベースバンド信号が合成され、各
種の放射パターン波形のデータがパターンデータベース
に格納され、アダプティブプロセッサが、データベース
よりパターンデータを取出し、前記重み制御器にチャネ
ルごとに振幅、位相データとして設定して、その時の受
信電力、Ｓ／Ｎ，Ｄ／Ｕ（非干渉波／干渉波）などの値
に応じてパターンデータを制御して、各チャネルごとに
適切な放射パターンに設定する。
のアンテナ素子の全て又は１つを除いて、各チャネルご
とに振幅及び位相を制御できる重み制御器が接続され、
Ｋ個のアンテナ素子は重み制御器を介して合成／分配器
に接続され、受信の場合は合成され、送信の場合は分配
され、合成／分配器に周波数変換器が接続され、受信の
場合はダウンコンバートされ、送信の場合はアップコン
バートされ、この周波数変換器に変／復調器が接続さ
れ、受信の場合は復調され、送信の場合は変調され、変
／復調器はＡ−Ｄ変換器に接続され、受信の場合はデジ
タル信号に変換され、送信の場合はアナログ信号に変換
され、Ａ−Ｄ変換器はチャネル分離／合成回路に接続さ
れ、受信の場合は各チャネルのベースバンド信号に分離
され、送信の場合は各ベースバンド信号が合成され、各
種の放射パターン波形のデータがパターンデータベース
に格納され、アダプティブプロセッサが、データベース
よりパターンデータを取出し、前記重み制御器にチャネ
ルごとに振幅、位相データとして設定して、その時の受
信電力、Ｓ／Ｎ，Ｄ／Ｕ（非干渉波／干渉波）などの値
に応じてパターンデータを制御して、各チャネルごとに
適切な放射パターンに設定する。
【０００６】
実施例１ 図１にこの発明の第１実施例を示し、図７と対応する部
分に同一符号を付けてある。この例も４つのアンテナ素
子１１1 〜１１4 を用いた場合である。アンテナ素子１
１1 の受信信号は高周波合成回路２１へ直接供給される
が、他のアンテナ素子１１2 〜１１4 の各受信信号はそ
れぞれ重み制御器２２2 〜２２4 を通じて高周波合成回
路２１へ供給される。高周波合成回路２１の合成出力は
ダウンコンバータ１２により中間周波信号に変換され、
その中間周波信号は復調器１３で複素ベースバンド信号
に復調され、その復調出力はＡ／Ｄ変換器１４でデジタ
ル信号に変換され、そのデジタル信号はチャネル分離回
路１５でＮ個のチャネルに分離されてアダプティブプロ
セッサ１６へ供給され、アダプティブプロセッサ１６か
ら各チャネルのベースバンド信号が出力端子１７1 〜１
７N を通じて図に示していない対応ベースバンド回路へ
供給される。
分に同一符号を付けてある。この例も４つのアンテナ素
子１１1 〜１１4 を用いた場合である。アンテナ素子１
１1 の受信信号は高周波合成回路２１へ直接供給される
が、他のアンテナ素子１１2 〜１１4 の各受信信号はそ
れぞれ重み制御器２２2 〜２２4 を通じて高周波合成回
路２１へ供給される。高周波合成回路２１の合成出力は
ダウンコンバータ１２により中間周波信号に変換され、
その中間周波信号は復調器１３で複素ベースバンド信号
に復調され、その復調出力はＡ／Ｄ変換器１４でデジタ
ル信号に変換され、そのデジタル信号はチャネル分離回
路１５でＮ個のチャネルに分離されてアダプティブプロ
セッサ１６へ供給され、アダプティブプロセッサ１６か
ら各チャネルのベースバンド信号が出力端子１７1 〜１
７N を通じて図に示していない対応ベースバンド回路へ
供給される。
【０００７】アダプティブプロセッサ１６はパターンデ
ータベース２３から各種アンテナ指向性パターンが読出
され、これに応じて制御線２４を通じて重み制御器２２
2 〜２２4 の重みを各チャネルごとに制御して、適切な
パターンを設定する。重み制御器２２2 は例えば図２に
示すように構成されている。これは周波数分割多元接続
（ＦＤＭＡ）信号に適用した場合で入力端子２５を通じ
てアンテナ素子１１2 よりの受信信号が入力され、帯域
通過フィルタ２６1 〜２６N で各チャネルｆ1 〜ｆN ご
との信号に分離され、フィルタ２６1 〜２６N よりの各
チャネルｆ1 〜ｆN の信号は可変移相器２７1 〜２７N
をそれぞれ通じ、更に可変減衰器２８1 〜２８N をそれ
ぞれ通じて出力端子２９へ供給される。出力端子２９で
各チャネルの信号が合成されて図１中の合成回路２１へ
供給される。可変移相器２７1 〜２７N の移相量、可変
減衰器２８1 〜２８N の減衰量はそれぞれ制御端子３１
1 〜３１N よりの制御信号により制御される。各制御端
子３１1 〜３１Nによる対応する移相量の設定制御、減
衰量の設定制御は、それぞれ多重化されて入力された制
御信号を分離して行ってもよく、あるいは制御端子３１
1 〜３１Nとしてそれぞれ移相制御用と減衰制御用との
各一対づつ設けてそれぞれの制御を行ってもよい。図１
中の制御線２４は各重み制御器２２2 〜２２4 ごとに設
けられ、かつ、重み制御器２２2 に対するその制御線２
４は制御端子３１1 〜３１Nごとに設けられ、又は多重
伝送路が設けられ、多重化された各制御信号が制御端子
３１1 〜３１N に分離供給するようにされる。重み制御
器２２3 ，２２4 も重み制御器２２2 と同様の構成とさ
れている。
ータベース２３から各種アンテナ指向性パターンが読出
され、これに応じて制御線２４を通じて重み制御器２２
2 〜２２4 の重みを各チャネルごとに制御して、適切な
パターンを設定する。重み制御器２２2 は例えば図２に
示すように構成されている。これは周波数分割多元接続
（ＦＤＭＡ）信号に適用した場合で入力端子２５を通じ
てアンテナ素子１１2 よりの受信信号が入力され、帯域
通過フィルタ２６1 〜２６N で各チャネルｆ1 〜ｆN ご
との信号に分離され、フィルタ２６1 〜２６N よりの各
チャネルｆ1 〜ｆN の信号は可変移相器２７1 〜２７N
をそれぞれ通じ、更に可変減衰器２８1 〜２８N をそれ
ぞれ通じて出力端子２９へ供給される。出力端子２９で
各チャネルの信号が合成されて図１中の合成回路２１へ
供給される。可変移相器２７1 〜２７N の移相量、可変
減衰器２８1 〜２８N の減衰量はそれぞれ制御端子３１
1 〜３１N よりの制御信号により制御される。各制御端
子３１1 〜３１Nによる対応する移相量の設定制御、減
衰量の設定制御は、それぞれ多重化されて入力された制
御信号を分離して行ってもよく、あるいは制御端子３１
1 〜３１Nとしてそれぞれ移相制御用と減衰制御用との
各一対づつ設けてそれぞれの制御を行ってもよい。図１
中の制御線２４は各重み制御器２２2 〜２２4 ごとに設
けられ、かつ、重み制御器２２2 に対するその制御線２
４は制御端子３１1 〜３１Nごとに設けられ、又は多重
伝送路が設けられ、多重化された各制御信号が制御端子
３１1 〜３１N に分離供給するようにされる。重み制御
器２２3 ，２２4 も重み制御器２２2 と同様の構成とさ
れている。
【０００８】図１中のパターンデータベース２３に格納
されている各種指向性パターンは重み制御器２２2 ，２
２3 ，２２4 にそれぞれ設定すべき移相量及び減衰量と
して蓄えられている。例えば図３Ａに示すように指向性
パターン形状Ａ，Ｂ，Ｃ・・・に応じて重み制御器２２
2 ，２２3 ，２２4 にそれぞれ設定すべき振幅（減衰
量）／位相（移相量）が蓄えられている。
されている各種指向性パターンは重み制御器２２2 ，２
２3 ，２２4 にそれぞれ設定すべき移相量及び減衰量と
して蓄えられている。例えば図３Ａに示すように指向性
パターン形状Ａ，Ｂ，Ｃ・・・に応じて重み制御器２２
2 ，２２3 ，２２4 にそれぞれ設定すべき振幅（減衰
量）／位相（移相量）が蓄えられている。
【０００９】図１中のアダプティブプロセッサ１６は各
チャネルｆ1 〜ｆN の各１つごとにパターンデータベー
ス２３から各パターンのデータを適当に順次取出して重
み制御器２２2 〜２２4 に重みをそれぞれ設定して、そ
のベースバンド出力が適切なものになるようにする。移
動機−基地局間の信号のやりとりとパターン形状の選定
アルゴリズムの具体例を図４に示す。
チャネルｆ1 〜ｆN の各１つごとにパターンデータベー
ス２３から各パターンのデータを適当に順次取出して重
み制御器２２2 〜２２4 に重みをそれぞれ設定して、そ
のベースバンド出力が適切なものになるようにする。移
動機−基地局間の信号のやりとりとパターン形状の選定
アルゴリズムの具体例を図４に示す。
【００１０】基地局は定常状態では自局サービスエリア
（ゾーン、セル）内では一様な放射パターンとする。こ
の例では３６０°を１２０°ずつの３つのセクタに分割
して各セクタごとに制御する場合で、図４では１つのセ
クタ３２を示し、そのセクタ３２の全体をカバーする放
射パターン（定常パターン）３３が得られるように重み
制御器２２2 〜２２4 の各重みが設定されている。
（ゾーン、セル）内では一様な放射パターンとする。こ
の例では３６０°を１２０°ずつの３つのセクタに分割
して各セクタごとに制御する場合で、図４では１つのセ
クタ３２を示し、そのセクタ３２の全体をカバーする放
射パターン（定常パターン）３３が得られるように重み
制御器２２2 〜２２4 の各重みが設定されている。
【００１１】このセクタ３２内の移動機３４が発呼要求
し、移動機３４と基地局との間で通話開始までの間制御
信号のやりとり、つまり回線接続処理が行われる。この
回線接続処理の間に、アダプティブプロセッサ１６はパ
ターンデータベース２３からパターンを１つずつ取出
し、その移相量、及び減衰量を重み制御器２２2 〜２２
4 のその回線接続処理に用いられているチャネル（例え
ばｆ1 ）と対応する各可変移相器２７1 、各可変減衰器
２８1 にそれぞれ設定し、図４では放射パターンを例え
ばパターン波形Ｃのパターン３３C とし、その時の受信
電力、Ｓ／Ｎ、Ｄ／Ｕ（Ｄｉｓｉｅｒ／Ｕｎｄｉｓｉｅ
ｒ：非干渉率）などを調べ、次々とパターンデータベー
ス２３中の各パターンと対応した重みを重み制御器２２
2 〜２２4に設定し、その都度、受信電力、Ｓ／Ｎ、Ｄ
／Ｕなどを調べ、試行錯誤的に最も適切なパターンを選
択し、つまり図４中に示すように指向方向（主ビーム方
向）が移動機３４に向いたパターン３３B が使用パター
ンとして決定される。なおアダプティブプロセッサ１６
内で現在パターン制御しているチャネルｆ1 、（第１チ
ャネル）の受信電力を検出し、つまりチャネル分離回路
１５でその入力をその制御しているチャネルの出力端に
出力しその受信電力を検出し、また出力端子１７1 〜１
７N よりの各ベースバンド信号が供給される図示してい
ない各ベースバンド処理回路のチャネルｆ1 に対するも
のでＩ、Ｑベースバンド信号から元データ系列が再生さ
れるが、この再生出力からＳ／Ｎ、Ｄ／Ｕを求めて、端
子３０よりアダプティブプロセッサ１６に入力され、こ
れら受信電力、Ｓ／Ｎ、Ｄ／Ｕの各値にもとづき前記パ
ターン選択処理がなされる。他のチャネルについてパタ
ーン選択を行なっている時は、対応するチャネルのベー
スバンド処理回路よりのＳ／Ｎ、Ｄ／Ｕが端子３０より
プロセッサ１６へ入力される。
し、移動機３４と基地局との間で通話開始までの間制御
信号のやりとり、つまり回線接続処理が行われる。この
回線接続処理の間に、アダプティブプロセッサ１６はパ
ターンデータベース２３からパターンを１つずつ取出
し、その移相量、及び減衰量を重み制御器２２2 〜２２
4 のその回線接続処理に用いられているチャネル（例え
ばｆ1 ）と対応する各可変移相器２７1 、各可変減衰器
２８1 にそれぞれ設定し、図４では放射パターンを例え
ばパターン波形Ｃのパターン３３C とし、その時の受信
電力、Ｓ／Ｎ、Ｄ／Ｕ（Ｄｉｓｉｅｒ／Ｕｎｄｉｓｉｅ
ｒ：非干渉率）などを調べ、次々とパターンデータベー
ス２３中の各パターンと対応した重みを重み制御器２２
2 〜２２4に設定し、その都度、受信電力、Ｓ／Ｎ、Ｄ
／Ｕなどを調べ、試行錯誤的に最も適切なパターンを選
択し、つまり図４中に示すように指向方向（主ビーム方
向）が移動機３４に向いたパターン３３B が使用パター
ンとして決定される。なおアダプティブプロセッサ１６
内で現在パターン制御しているチャネルｆ1 、（第１チ
ャネル）の受信電力を検出し、つまりチャネル分離回路
１５でその入力をその制御しているチャネルの出力端に
出力しその受信電力を検出し、また出力端子１７1 〜１
７N よりの各ベースバンド信号が供給される図示してい
ない各ベースバンド処理回路のチャネルｆ1 に対するも
のでＩ、Ｑベースバンド信号から元データ系列が再生さ
れるが、この再生出力からＳ／Ｎ、Ｄ／Ｕを求めて、端
子３０よりアダプティブプロセッサ１６に入力され、こ
れら受信電力、Ｓ／Ｎ、Ｄ／Ｕの各値にもとづき前記パ
ターン選択処理がなされる。他のチャネルについてパタ
ーン選択を行なっている時は、対応するチャネルのベー
スバンド処理回路よりのＳ／Ｎ、Ｄ／Ｕが端子３０より
プロセッサ１６へ入力される。
【００１２】このパターン３３B が初期となって、移動
機は基地局を通じる通話を開始し、通話開始後は、この
初期パターン３３B に対し、その左右にわずかずれたパ
ターンを周期的に設定して、つまり初期パターン３３B
を左、右にわずか変化させて受信電力、Ｓ／Ｎ、Ｄ／Ｕ
などの調査を行い、移動機３４に対し常に最適なパター
ン形状を維持するようにする。初期パターンの選択は非
常に短時間で行う必要があるが、パターンの初期値が決
まると、このパターン形状の更新は短時間で行う必要は
ない。それは携帯機の場合は基地局から見た移動機３４
の動きは比較的狭い角度でかつ穏やかな変化であり、携
帯機がパターンの主ビームから急激にはずれたり、干渉
源の方向がパターンヌルから急に外れたりする可能性は
少ないからである。従ってパターンの更新は１秒程度で
も現実には十分であり、アダプティブプロセッサ１６は
余り速い演算速度は要求されず、かつ並列処理などもす
る必要はない。移動機３４の通話が終了し、回線切断処
理をすると、そのチャネルｆ1 の放射パターンは定常パ
ターン３３にする。
機は基地局を通じる通話を開始し、通話開始後は、この
初期パターン３３B に対し、その左右にわずかずれたパ
ターンを周期的に設定して、つまり初期パターン３３B
を左、右にわずか変化させて受信電力、Ｓ／Ｎ、Ｄ／Ｕ
などの調査を行い、移動機３４に対し常に最適なパター
ン形状を維持するようにする。初期パターンの選択は非
常に短時間で行う必要があるが、パターンの初期値が決
まると、このパターン形状の更新は短時間で行う必要は
ない。それは携帯機の場合は基地局から見た移動機３４
の動きは比較的狭い角度でかつ穏やかな変化であり、携
帯機がパターンの主ビームから急激にはずれたり、干渉
源の方向がパターンヌルから急に外れたりする可能性は
少ないからである。従ってパターンの更新は１秒程度で
も現実には十分であり、アダプティブプロセッサ１６は
余り速い演算速度は要求されず、かつ並列処理などもす
る必要はない。移動機３４の通話が終了し、回線切断処
理をすると、そのチャネルｆ1 の放射パターンは定常パ
ターン３３にする。
【００１３】一方、他のエリアで別の携帯機が発呼して
同一周波数を使用することになった場合、移動機３４に
対する干渉源が突然発生することになるので、このアル
ゴリズムではこの基地局で対応することはできない。し
かしこの干渉源となる移動機はこの移動機３４及び基地
局間の電波が干渉となるため、これが干渉とならないパ
ターンを成形するように動作し、干渉源となる移動機に
接続する基地局が本移動機３４方向に対してヌルを作る
ことになる。従ってこのアルゴリズムでも総合的には十
分な干渉抑圧効果が得られる。ただしこのアルゴリズム
ではフェージングなどの瞬時変動には対応できないの
で、他にダイバーシチ化などの対策が必要となる。セク
タ３２内で他の移動機からの発呼要求が生じれば、他の
チャネル、例えばｆ2 を用いて同様の処理を行う。この
ようにしてチャネルｆ1 〜ｆN のそれぞれに対し、１つ
の重み制御器に対する移相量、減衰量の各設定値は例え
ば図３Ｂに示すようになる。この例では各チャネル内で
平坦な特性としたが、所望の特性に近い曲線としてもよ
い。
同一周波数を使用することになった場合、移動機３４に
対する干渉源が突然発生することになるので、このアル
ゴリズムではこの基地局で対応することはできない。し
かしこの干渉源となる移動機はこの移動機３４及び基地
局間の電波が干渉となるため、これが干渉とならないパ
ターンを成形するように動作し、干渉源となる移動機に
接続する基地局が本移動機３４方向に対してヌルを作る
ことになる。従ってこのアルゴリズムでも総合的には十
分な干渉抑圧効果が得られる。ただしこのアルゴリズム
ではフェージングなどの瞬時変動には対応できないの
で、他にダイバーシチ化などの対策が必要となる。セク
タ３２内で他の移動機からの発呼要求が生じれば、他の
チャネル、例えばｆ2 を用いて同様の処理を行う。この
ようにしてチャネルｆ1 〜ｆN のそれぞれに対し、１つ
の重み制御器に対する移相量、減衰量の各設定値は例え
ば図３Ｂに示すようになる。この例では各チャネル内で
平坦な特性としたが、所望の特性に近い曲線としてもよ
い。
【００１４】このアルゴリズムにおいて試行放射パター
ンを選択するにあたり、アダプティブプロセッサ１６に
学習機能を持たせることも非常に有効である。基地局
は、その設置場所、周囲環境により放射パターンはある
限られた形状のみで済むことも多い。また干渉などもい
つも決まった方向（基地局）から来ることも多い。従っ
て、アダプティブプロセッサ１６が過去の経緯を記憶し
ておき、最も頻繁に発生する干渉や呼に対して適切な形
状の放射パターンをまず初期値として選択する機能を持
たせるだけでもかなり処理量が少なくなる。さらに、周
辺基地局の状況、時間帯や日、気温や交通量などの情報
を取り込みながら放射パターンとの相関をとることで、
より確実な放射パターンを短時間で選択出来るようにな
る。また、あらかじめ、ある場所で集中的な呼の発生が
予測される場合には、人為的にその方向へビームが向く
放射パターンの優先順位を上げておくことも有効であ
る。
ンを選択するにあたり、アダプティブプロセッサ１６に
学習機能を持たせることも非常に有効である。基地局
は、その設置場所、周囲環境により放射パターンはある
限られた形状のみで済むことも多い。また干渉などもい
つも決まった方向（基地局）から来ることも多い。従っ
て、アダプティブプロセッサ１６が過去の経緯を記憶し
ておき、最も頻繁に発生する干渉や呼に対して適切な形
状の放射パターンをまず初期値として選択する機能を持
たせるだけでもかなり処理量が少なくなる。さらに、周
辺基地局の状況、時間帯や日、気温や交通量などの情報
を取り込みながら放射パターンとの相関をとることで、
より確実な放射パターンを短時間で選択出来るようにな
る。また、あらかじめ、ある場所で集中的な呼の発生が
予測される場合には、人為的にその方向へビームが向く
放射パターンの優先順位を上げておくことも有効であ
る。
【００１５】さらに、パターン形状に曖昧さを持たせる
ことも有効となる。すでに述べたように、任意の基地局
において干渉、呼ともある程度集中する方向が存在する
と考えられるが、一方これらは必ずしも１点で集中する
ものでは無く、ある確率で集中する。このことから、放
射パターンもある確率でそのパターンとすることも良い
と考えられる。従って、ファジー的なパターン形状決定
も現実においては有効である。
ことも有効となる。すでに述べたように、任意の基地局
において干渉、呼ともある程度集中する方向が存在する
と考えられるが、一方これらは必ずしも１点で集中する
ものでは無く、ある確率で集中する。このことから、放
射パターンもある確率でそのパターンとすることも良い
と考えられる。従って、ファジー的なパターン形状決定
も現実においては有効である。
【００１６】従って、効率的なアダプティブ処理が可能
となり、処理速度のあまり早くないプロセッサを用いて
高い効果を得ることが出来るので、このような構成とす
ることによりさらに簡易な構成で高い周波数利用効率を
得ることが出来る。上述においては１つの放射パターン
として、主ビーム方向とヌル方向が同時に最適になるも
のを選択したが、主ビーム方向と、ヌル方向とを走査に
より決定するようにすることもできる。図５に図４と対
応する部分に同一符号を付けて示すように、この場合も
基地局は通常はセクタ３２の全体をカバーする定常パタ
ーン３３を放射しており、移動機３４からの発呼要求を
受けると、アダプティブプロセッサ１６はパターンデー
タベース２３から主ビーム３６の方向をステアリング
（回動）させるためのデータをパターンデータベース２
３から取出してセクタ３２の一縁から他縁に主ビーム方
向を回動させ、所望信号が最大となるように、主ビーム
３６の方向を決定する。次にヌルをもつ放射パターン３
７のヌル方向をステアリングさせるデータをパターンデ
ータベース２３から取出してセクタ３２の一縁から他縁
にヌル方向を回動させ、Ｄ／Ｕが最小となるようにパタ
ーン３７のヌル方向を決定する。ヌル方向の決定を先に
行った後、主ビーム方向の決定を行ってもよい。何れに
しても、その決定した両者のデータを掛け合わせて通話
開始時のパターン初期値とする。このように主ビーム方
向と、ヌル方向とをそれぞれ１次元で１回ずつ走査すれ
ば良いので、所望のパターンを高速に成形（設定）する
ことができる。その他については図４に示した場合と同
様である。
となり、処理速度のあまり早くないプロセッサを用いて
高い効果を得ることが出来るので、このような構成とす
ることによりさらに簡易な構成で高い周波数利用効率を
得ることが出来る。上述においては１つの放射パターン
として、主ビーム方向とヌル方向が同時に最適になるも
のを選択したが、主ビーム方向と、ヌル方向とを走査に
より決定するようにすることもできる。図５に図４と対
応する部分に同一符号を付けて示すように、この場合も
基地局は通常はセクタ３２の全体をカバーする定常パタ
ーン３３を放射しており、移動機３４からの発呼要求を
受けると、アダプティブプロセッサ１６はパターンデー
タベース２３から主ビーム３６の方向をステアリング
（回動）させるためのデータをパターンデータベース２
３から取出してセクタ３２の一縁から他縁に主ビーム方
向を回動させ、所望信号が最大となるように、主ビーム
３６の方向を決定する。次にヌルをもつ放射パターン３
７のヌル方向をステアリングさせるデータをパターンデ
ータベース２３から取出してセクタ３２の一縁から他縁
にヌル方向を回動させ、Ｄ／Ｕが最小となるようにパタ
ーン３７のヌル方向を決定する。ヌル方向の決定を先に
行った後、主ビーム方向の決定を行ってもよい。何れに
しても、その決定した両者のデータを掛け合わせて通話
開始時のパターン初期値とする。このように主ビーム方
向と、ヌル方向とをそれぞれ１次元で１回ずつ走査すれ
ば良いので、所望のパターンを高速に成形（設定）する
ことができる。その他については図４に示した場合と同
様である。
【００１７】更に高速な処理を行うにはアンテナ素子１
１1 〜１１4 中で主ビーム成形用と、ヌル成形用とに予
め分けておくと有効である。例えば図６Ａに示すように
４つのアンテナ素子１１1 〜１１4 中の中央の２つのア
ンテナ素子１１2 及び１１3により単指向性ビーム４１
の成形に用い、図６Ｂに示すように両端のアンテナ素子
１１1 及び１１4 を交差指向性パターン（ヌルパター
ン）４２の成形に用いる。これらのパターンデータとし
ては例えば図７Ａに示すように単指向性ビーム４１の方
向を０度、１０度、２０度・・・と１０度ごとに、重み
制御器２２2 及び２２3 の各可変移相器、各可変減衰器
に設定すべきデータがデータベースに格納される。この
例では単指向性ビームパターン４１として互いに半値幅
が異なるものを３種類用意し、状況に応じてその１つの
パターンを選択してその順次０度方向、１０度方向・・
・１２０度方向のデータを読出して重み制御器２２2 ，
２２ 3 にそれぞれ設定して、その単指向性ビーム４２の
方向を例えば図において左から右へ回動させる。この時
所望信号が最大となる方向を決定する。
１1 〜１１4 中で主ビーム成形用と、ヌル成形用とに予
め分けておくと有効である。例えば図６Ａに示すように
４つのアンテナ素子１１1 〜１１4 中の中央の２つのア
ンテナ素子１１2 及び１１3により単指向性ビーム４１
の成形に用い、図６Ｂに示すように両端のアンテナ素子
１１1 及び１１4 を交差指向性パターン（ヌルパター
ン）４２の成形に用いる。これらのパターンデータとし
ては例えば図７Ａに示すように単指向性ビーム４１の方
向を０度、１０度、２０度・・・と１０度ごとに、重み
制御器２２2 及び２２3 の各可変移相器、各可変減衰器
に設定すべきデータがデータベースに格納される。この
例では単指向性ビームパターン４１として互いに半値幅
が異なるものを３種類用意し、状況に応じてその１つの
パターンを選択してその順次０度方向、１０度方向・・
・１２０度方向のデータを読出して重み制御器２２2 ，
２２ 3 にそれぞれ設定して、その単指向性ビーム４２の
方向を例えば図において左から右へ回動させる。この時
所望信号が最大となる方向を決定する。
【００１８】同様にヌル方向の走査のため図７Ｂに示す
ように０度、１０度・・・１２０度に対する振幅（減衰
量）／位相（移相量）の各データが３つづつ格納されて
いる。この３つのヌルパターンの１つを選び、これにつ
いて順次０度方向、１０度方向・・・１２０度方向、デ
ータを読出して重み制御器２２4 に設定することにより
ヌルパターン４２のヌル方向が例えば０度方向から１０
度づつ１２０度方向に回動する。この時、Ｄ／Ｕが最小
となる方向を決定する。これら決定された方向が図６
Ａ，Ｂにそれぞれ示した方向となった場合、これらの合
成パターンは図６Ｃに示すパターンとなり、その主ビー
ム３６の方向が移動機３４方向にヌル方向が干渉源の方
向となる。従ってこの場合は非常に効率的なアダプティ
ブ処理が可能となり、処理速度がそれ程速くないプロセ
ッサでも使用できる。
ように０度、１０度・・・１２０度に対する振幅（減衰
量）／位相（移相量）の各データが３つづつ格納されて
いる。この３つのヌルパターンの１つを選び、これにつ
いて順次０度方向、１０度方向・・・１２０度方向、デ
ータを読出して重み制御器２２4 に設定することにより
ヌルパターン４２のヌル方向が例えば０度方向から１０
度づつ１２０度方向に回動する。この時、Ｄ／Ｕが最小
となる方向を決定する。これら決定された方向が図６
Ａ，Ｂにそれぞれ示した方向となった場合、これらの合
成パターンは図６Ｃに示すパターンとなり、その主ビー
ム３６の方向が移動機３４方向にヌル方向が干渉源の方
向となる。従ってこの場合は非常に効率的なアダプティ
ブ処理が可能となり、処理速度がそれ程速くないプロセ
ッサでも使用できる。
【００１９】上述ではこの発明をＦＤＭＡ（周波数分割
多元接続）方式に適用したが、ＴＤＭＡ（時分割多元接
続）方式にも適用できる。その場合、各重み制御器２２
2 〜２２4 において、受信信号チャネルごとにフィルタ
で分離される代りに、各チャネルのタイムスロットごと
に、可変移相器２７、可変減衰器２８がそれぞれそのチ
ャネル（タイムスロット）を利用している移動機の方向
や干渉源に応じて設定制御される。つまり図３Ｂにおい
て横軸が周波数ではなく時間（タイムスロット）とすれ
ばよい。またチャネル分離回路１５もタイムスロットに
応じ各チャネル出力端への切替えが行なわれる。更にＦ
ＤＭＡ−ＴＤＤ（時間分割同時送受話）方式にも、前記
ＦＤＭＡ方式の場合とＴＤＭＡ方式の場合とを組合せる
ことにより同様にこの発明を適用できる。
多元接続）方式に適用したが、ＴＤＭＡ（時分割多元接
続）方式にも適用できる。その場合、各重み制御器２２
2 〜２２4 において、受信信号チャネルごとにフィルタ
で分離される代りに、各チャネルのタイムスロットごと
に、可変移相器２７、可変減衰器２８がそれぞれそのチ
ャネル（タイムスロット）を利用している移動機の方向
や干渉源に応じて設定制御される。つまり図３Ｂにおい
て横軸が周波数ではなく時間（タイムスロット）とすれ
ばよい。またチャネル分離回路１５もタイムスロットに
応じ各チャネル出力端への切替えが行なわれる。更にＦ
ＤＭＡ−ＴＤＤ（時間分割同時送受話）方式にも、前記
ＦＤＭＡ方式の場合とＴＤＭＡ方式の場合とを組合せる
ことにより同様にこの発明を適用できる。
【００２０】次に図１と同じアンテナ構成として、スペ
クトラム拡散形のマルチプルアクセス方式、例えばＣＤ
ＭＡ方式を用いる場合にこの発明を適用した例を示す。
この場合、各アンテナ素子に接続されている重み制御器
の重みの値を以下のように、若干の前計算をすることで
実現出来る。すなわち、拡散コードの行をチャネル、列
を周波数とした正方行列をＣ、各チャネルにおいて適切
な重み行列をＸn （ｎ＝１〜Ｋ、Ｋ：アンテナ素子数）
とした時、各アンテナ素子に接続された各重み制御器に
かける周波数をパラメータとした重みＷ１〜ＷＫ（Ｋ：
アンテナ素子数）は以下である。
クトラム拡散形のマルチプルアクセス方式、例えばＣＤ
ＭＡ方式を用いる場合にこの発明を適用した例を示す。
この場合、各アンテナ素子に接続されている重み制御器
の重みの値を以下のように、若干の前計算をすることで
実現出来る。すなわち、拡散コードの行をチャネル、列
を周波数とした正方行列をＣ、各チャネルにおいて適切
な重み行列をＸn （ｎ＝１〜Ｋ、Ｋ：アンテナ素子数）
とした時、各アンテナ素子に接続された各重み制御器に
かける周波数をパラメータとした重みＷ１〜ＷＫ（Ｋ：
アンテナ素子数）は以下である。
【００２１】 Ｗn ＝Ｃ-1・Ｘn ・Ｃ （ｎ＝１〜Ｋ） …（１）
【００２２】
【数２】
【００２３】Ｎはチャネル数、Ｋはアンテナ素子数、Ｆ
はシステム帯域内の周波数分割数である。これにより、
スペクトラム拡散方式のマルチプルアクセス方式、例え
ばＣＤＭＡ方式を用いている場合においても、各アンテ
ナ素子においてＲＦ回路でパターン成形処理を行えるた
め、簡易な構成で高い周波数利用効率を得ることが出来
る。
はシステム帯域内の周波数分割数である。これにより、
スペクトラム拡散方式のマルチプルアクセス方式、例え
ばＣＤＭＡ方式を用いている場合においても、各アンテ
ナ素子においてＲＦ回路でパターン成形処理を行えるた
め、簡易な構成で高い周波数利用効率を得ることが出来
る。
【００２４】式（１）の説明を以下にする。スペクトラ
ム拡散方式では拡散コードで信号を拡散し、広い帯域を
有する信号として、同一帯域に多重化をして送信する。
従って、受信においては逆拡散を行って信号に変換す
る。拡散コードは各チャネルごとで、周波数をパラメー
タとしてコード表が決定されている。まずアンテナ素子
の１つについて考える。ｎ番目のアンテナ素子の出力信
号をＡｎ、拡散コード群をＣとするとこのアンテナ素子
から出力されるチャネル信号Ｓｎは以下で表される。
ム拡散方式では拡散コードで信号を拡散し、広い帯域を
有する信号として、同一帯域に多重化をして送信する。
従って、受信においては逆拡散を行って信号に変換す
る。拡散コードは各チャネルごとで、周波数をパラメー
タとしてコード表が決定されている。まずアンテナ素子
の１つについて考える。ｎ番目のアンテナ素子の出力信
号をＡｎ、拡散コード群をＣとするとこのアンテナ素子
から出力されるチャネル信号Ｓｎは以下で表される。
【００２５】 Ｓn ＝Ｃ・Ａn （ｎ＝１〜Ｋ） …（２）
【００２６】
【数３】
【００２７】アンテナ素子１１1 〜１１K から出力され
た各チャネル信号Ｓ１〜ＳＫにそれぞれ重みＸ１〜ＸＫ
をかけて、各チャネルごとに適切な放射パターンとする
と、その時のチャネル信号Ｚは以下で表される。 Ｚ＝Ｘ1 ・Ｓ1 ＋Ｘ2 ・Ｓ2 ＋……＋ＸＫ・ＳＫ …（３）
た各チャネル信号Ｓ１〜ＳＫにそれぞれ重みＸ１〜ＸＫ
をかけて、各チャネルごとに適切な放射パターンとする
と、その時のチャネル信号Ｚは以下で表される。 Ｚ＝Ｘ1 ・Ｓ1 ＋Ｘ2 ・Ｓ2 ＋……＋ＸＫ・ＳＫ …（３）
【００２８】
【数４】
【００２９】である。（３）式に（２）式を代入すると
以下の式となる。 Ｚ＝Ｘ1 ・Ｃ・Ａ1 ＋Ｘ2 ・Ｃ・Ａ2 ＋……＋ＸＫ・Ｃ・ＡＫ …（４） ここで、行列Ｃを正方行列（Ｎ＝Ｆ）とし、すなわち、
所望帯域幅をチャネル数と同じ数で分割することとす
る。これにより、Ｃは正方行列となるので、逆行列が存
在することになる。（４）式の両辺にＣ・Ｃ-1（＝Ｅ）
をかけると Ｚ＝Ｃ・Ｃ-1・Ｘ1 ・Ｃ・Ａ1 ＋Ｃ・Ｃ-1・Ｘ2 ・Ｃ・Ａ2 ＋…… ＋Ｃ・Ｃ-1・ＸＫ・Ｃ・ＡＫ …（５） Ｃでくくると Ｚ＝Ｃ・（Ｃ-1・Ｘ1 ・Ｃ・Ａ1 ＋Ｃ-1・Ｘ2 ・Ｃ・Ａ2 ＋…… ＋Ｃ-1・ＸＫ・Ｃ・ＡＫ） …（６） ここで、Ｃ-1・Ｘ1 ・Ｃ・Ａ1 ＋Ｃ-1・Ｘ2 ・Ｃ・Ａ2
＋……＋Ｃ-1・ＸＫ・Ｃ・ＡＫ＝ＡＳと置くと（６）式
は以下のようになる。
以下の式となる。 Ｚ＝Ｘ1 ・Ｃ・Ａ1 ＋Ｘ2 ・Ｃ・Ａ2 ＋……＋ＸＫ・Ｃ・ＡＫ …（４） ここで、行列Ｃを正方行列（Ｎ＝Ｆ）とし、すなわち、
所望帯域幅をチャネル数と同じ数で分割することとす
る。これにより、Ｃは正方行列となるので、逆行列が存
在することになる。（４）式の両辺にＣ・Ｃ-1（＝Ｅ）
をかけると Ｚ＝Ｃ・Ｃ-1・Ｘ1 ・Ｃ・Ａ1 ＋Ｃ・Ｃ-1・Ｘ2 ・Ｃ・Ａ2 ＋…… ＋Ｃ・Ｃ-1・ＸＫ・Ｃ・ＡＫ …（５） Ｃでくくると Ｚ＝Ｃ・（Ｃ-1・Ｘ1 ・Ｃ・Ａ1 ＋Ｃ-1・Ｘ2 ・Ｃ・Ａ2 ＋…… ＋Ｃ-1・ＸＫ・Ｃ・ＡＫ） …（６） ここで、Ｃ-1・Ｘ1 ・Ｃ・Ａ1 ＋Ｃ-1・Ｘ2 ・Ｃ・Ａ2
＋……＋Ｃ-1・ＸＫ・Ｃ・ＡＫ＝ＡＳと置くと（６）式
は以下のようになる。
【００３０】 Ｚ＝Ｃ・ＡＳ …（７） これは、ＡＳという信号を拡散することで、所望の信号
Ｚが得られることを示している。一方、ＡＳは以下のよ
うに表される。 ＡＳ＝（Ｃ-1・Ｘ1 ・Ｃ）・Ａ1 ＋（Ｃ-1・Ｘ2 ・Ｃ）・Ａ2 ＋…… ＋（Ｃ-1・ＸＫ・Ｃ）・ＡＫ …（８） 式（８）は各アンテナ素子の出力ＡｎにＣ-1・Ｘn ・Ｃ
（ｎ＝１〜Ｋ）をかけることを意味しており、これは各
アンテナ素子の出力Ａ１〜ＡＫにそれぞれ与える重みＷ
１〜ＷＫを示している。従って、重みＷ１〜ＷＫは以下
の式で表されることとなり、式（１）が導出される。
Ｚが得られることを示している。一方、ＡＳは以下のよ
うに表される。 ＡＳ＝（Ｃ-1・Ｘ1 ・Ｃ）・Ａ1 ＋（Ｃ-1・Ｘ2 ・Ｃ）・Ａ2 ＋…… ＋（Ｃ-1・ＸＫ・Ｃ）・ＡＫ …（８） 式（８）は各アンテナ素子の出力ＡｎにＣ-1・Ｘn ・Ｃ
（ｎ＝１〜Ｋ）をかけることを意味しており、これは各
アンテナ素子の出力Ａ１〜ＡＫにそれぞれ与える重みＷ
１〜ＷＫを示している。従って、重みＷ１〜ＷＫは以下
の式で表されることとなり、式（１）が導出される。
【００３１】 Ｗn ＝Ｃ-1・Ｘn ・Ｃ （ｎ＝１〜Ｋ） 具体的な重みＷn は、前記実施例と同様に、周波数をチ
ャネル数に分割して所望の位相・振幅特性を持つ必要が
ある。すなわち、この場合も、図３Ｂに示したように、
周波数軸で離散的な値となり、一例として、図２に示し
た回路でも十分に実現が出来る。
ャネル数に分割して所望の位相・振幅特性を持つ必要が
ある。すなわち、この場合も、図３Ｂに示したように、
周波数軸で離散的な値となり、一例として、図２に示し
た回路でも十分に実現が出来る。
【００３２】また、式（１）は行列計算となるが、この
アンテナ装置ではパターンデータベース２３を用いてい
るので、あらかじめ所望のパターンを実現する各アンテ
ナ素子の重みを式（１）まで含めて計算し、その結果の
みをデータベース２３に入れておけば良い。放射パター
ンの更新を頻繁に行わず、図４を参照して説明したよう
に例えば１秒に１回程度とすれば、式（１）を計算する
計算時間は十分ある。従って、スペクトラム拡散方式を
用いたシステムにおいてこの発明を適用したアダプティ
ブアンテナ装置を用いた場合でも、処理時間が大幅に増
大することは無い。
アンテナ装置ではパターンデータベース２３を用いてい
るので、あらかじめ所望のパターンを実現する各アンテ
ナ素子の重みを式（１）まで含めて計算し、その結果の
みをデータベース２３に入れておけば良い。放射パター
ンの更新を頻繁に行わず、図４を参照して説明したよう
に例えば１秒に１回程度とすれば、式（１）を計算する
計算時間は十分ある。従って、スペクトラム拡散方式を
用いたシステムにおいてこの発明を適用したアダプティ
ブアンテナ装置を用いた場合でも、処理時間が大幅に増
大することは無い。
【００３３】すなわち、既に述べたように、スペクトラ
ム拡散方式のマルチプルアクセス方式、例えばＣＤＭＡ
方式を用いてもアンテナ装置の構成は図１と全く変わら
ない。さらに、図５について説明したアルゴリズムを用
いることも、パターンステアリング、ヌルステアリング
を行う重みを式（１）まで含めて計算してパターンデー
タベース２３に入れるのみで良いので、全く問題無い。
ム拡散方式のマルチプルアクセス方式、例えばＣＤＭＡ
方式を用いてもアンテナ装置の構成は図１と全く変わら
ない。さらに、図５について説明したアルゴリズムを用
いることも、パターンステアリング、ヌルステアリング
を行う重みを式（１）まで含めて計算してパターンデー
タベース２３に入れるのみで良いので、全く問題無い。
【００３４】従って、スペクトラム拡散方式のマルチプ
ルアクセス方式、例えばＣＤＭＡ方式を用いている場合
においても、各アンテナ素子においてＲＦ回路でパター
ン成形処理を行えるため、簡易な構成で高い周波数利用
効率を得ることが出来る。また、以上の各実施例では、
受信している場合を例として説明したが、この発明のア
ンテナ装置を送信として用いることもできる。この場合
は移動機から受信電力、Ｓ／Ｎ、Ｄ／Ｕなどを基地局へ
通知してもらい、その結果に応じてパターン波形の選
択、ビーム方向走査時の最大出力方向の決定、ヌル方向
走査時の最大Ｄ／Ｕの方向の決定、更にパターン波形の
更新を行う。つまり図８に示すように送信側に用いる時
は、図１におけるアダプティブプロセッサ１６には端子
５１1〜５１N から各チャネルの送信すべきベースバン
ド信号がチャネル合成回路５３に入力されて合成され
る。また移動機２４から送られて来た受信電力、Ｓ／
Ｎ、Ｄ／Ｕなどの情報が端子５２よりアダプティブプロ
セッサ１６に入力される。チャネル合成回路５３で合成
された合成信号はＤ／Ａ変換器５４でアナログ信号に変
換され、その各シンボルごとの二系列のデータとされ、
変調器５５で搬送波が直交変調され、その変調出力はア
ップコンバータ５６で送信電波の搬送周波数に変換さ
れ、その変換出力は分配器５７で、この例では４分配さ
れ、その１つは直接アンテナ素子１１1 へ供給され、残
りの３つの信号はそれぞれ重み制御器２２ 2 〜２２4 を
通じてアンテナ素子１１2 〜１１4 へ供給される。アダ
プティブプロセッサ１６により、移動機よりの情報にも
とづきパターンデータベース２３よりのパターンデータ
を取出し、重み制御器２２2 〜２２4 を制御する手法は
受信装置の場合と同様である。
ルアクセス方式、例えばＣＤＭＡ方式を用いている場合
においても、各アンテナ素子においてＲＦ回路でパター
ン成形処理を行えるため、簡易な構成で高い周波数利用
効率を得ることが出来る。また、以上の各実施例では、
受信している場合を例として説明したが、この発明のア
ンテナ装置を送信として用いることもできる。この場合
は移動機から受信電力、Ｓ／Ｎ、Ｄ／Ｕなどを基地局へ
通知してもらい、その結果に応じてパターン波形の選
択、ビーム方向走査時の最大出力方向の決定、ヌル方向
走査時の最大Ｄ／Ｕの方向の決定、更にパターン波形の
更新を行う。つまり図８に示すように送信側に用いる時
は、図１におけるアダプティブプロセッサ１６には端子
５１1〜５１N から各チャネルの送信すべきベースバン
ド信号がチャネル合成回路５３に入力されて合成され
る。また移動機２４から送られて来た受信電力、Ｓ／
Ｎ、Ｄ／Ｕなどの情報が端子５２よりアダプティブプロ
セッサ１６に入力される。チャネル合成回路５３で合成
された合成信号はＤ／Ａ変換器５４でアナログ信号に変
換され、その各シンボルごとの二系列のデータとされ、
変調器５５で搬送波が直交変調され、その変調出力はア
ップコンバータ５６で送信電波の搬送周波数に変換さ
れ、その変換出力は分配器５７で、この例では４分配さ
れ、その１つは直接アンテナ素子１１1 へ供給され、残
りの３つの信号はそれぞれ重み制御器２２ 2 〜２２4 を
通じてアンテナ素子１１2 〜１１4 へ供給される。アダ
プティブプロセッサ１６により、移動機よりの情報にも
とづきパターンデータベース２３よりのパターンデータ
を取出し、重み制御器２２2 〜２２4 を制御する手法は
受信装置の場合と同様である。
【００３５】このようにこの発明では受信アンテナ装置
にも送信アンテナ装置にも適用できるものであるから、
対応する処理手段によって合成器１１と分配器５７を分
配／合成器と、ダウンコンバータ１２とアップコンバー
タ５６を周波数変換器と、復調器１３と変調器５５を変
／復調器と、Ａ／Ｄ変換器１４とＤ／Ａ変換器５４をＡ
−Ｄ変換器と、チャネル分離回路１５とチャネル合成回
路５３をチャネル分離合成回路とそれぞれ称する。
にも送信アンテナ装置にも適用できるものであるから、
対応する処理手段によって合成器１１と分配器５７を分
配／合成器と、ダウンコンバータ１２とアップコンバー
タ５６を周波数変換器と、復調器１３と変調器５５を変
／復調器と、Ａ／Ｄ変換器１４とＤ／Ａ変換器５４をＡ
−Ｄ変換器と、チャネル分離回路１５とチャネル合成回
路５３をチャネル分離合成回路とそれぞれ称する。
【００３６】上述において重み制御器２２2 〜２２4 に
おいて減衰量を制御する代りに増幅器の利得を制御して
もよい。更にアンテナ素子の数は４つに限られず、任意
の数とすることができる。
おいて減衰量を制御する代りに増幅器の利得を制御して
もよい。更にアンテナ素子の数は４つに限られず、任意
の数とすることができる。
【００３７】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば周波
数変換器、変／復調器、Ａ−Ｄ変換器、アダプティブプ
ロセッサを全チャネルに共通に用いられ、これらを各チ
ャネルごとに用いた従来技術と比較して構成が著しく簡
単となる。パターンデータの取出しに学習機能を付ける
ことにより少ない処理で適切なパターンに設定すること
ができる。
数変換器、変／復調器、Ａ−Ｄ変換器、アダプティブプ
ロセッサを全チャネルに共通に用いられ、これらを各チ
ャネルごとに用いた従来技術と比較して構成が著しく簡
単となる。パターンデータの取出しに学習機能を付ける
ことにより少ない処理で適切なパターンに設定すること
ができる。
【００３８】また主ビームの方向の決定と、ヌル方向の
決定とを異なるアンテナ素子を用い、これらを別個に決
定することにより処理が簡単となる。
決定とを異なるアンテナ素子を用い、これらを別個に決
定することにより処理が簡単となる。
【図１】この発明を受信装置に適用した実施例を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図２】図１中の重み制御器２２2 の具体例を示すブロ
ック図。
ック図。
【図３】Ａは図１中のパターンデータベースの格納デー
タの例を示す図、Ｂは重み制御器２２2 における各チャ
ネルに対する減衰量、位相量の設定状態の例を示す図で
ある。
タの例を示す図、Ｂは重み制御器２２2 における各チャ
ネルに対する減衰量、位相量の設定状態の例を示す図で
ある。
【図４】移動機と基地局間の信号状態と、これと対応す
る基地局アンテナパターンの変更アルゴリズムの例を示
す図。
る基地局アンテナパターンの変更アルゴリズムの例を示
す図。
【図５】移動機と基地局間の信号状態と、これと対応す
る基地局アンテナパターンの変更アルゴリズムの他の例
を示す図。
る基地局アンテナパターンの変更アルゴリズムの他の例
を示す図。
【図６】Ａは主ビームの最適化を示す図、Ｂはヌル最適
化を示す図、ＣはＡ，Ｂの合成パターンを示す図であ
る。
化を示す図、ＣはＡ，Ｂの合成パターンを示す図であ
る。
【図７】パターンデータベース内の他のデータ例を示す
図。
図。
【図８】この発明を送信側装置に適用した例を示すブロ
ック図。
ック図。
【図９】従来のアダプティブアンテナ装置を示すブロッ
ク図。
ク図。
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｋ個（Ｋは２以上の整数）のアンテナ素
子と、 これらＫ個のアンテナ素子の少くとも（Ｋ−１）個にそ
れぞれ接続され、そのアンテナ素子の送受信信号の振
幅、位相を制御することができる重み制御器と、 上記Ｋ個のアンテナ素子と上記重み制御器を介して接続
された合成／分配器と、 その合成／分配器と接続された周波数変換器と、 その周波数変換器と接続された変／復調器と、 その変／復調器と接続されたＡ−Ｄ変換器とそのＡ−Ｄ
変換器と接続されたチャネル分離／合成回路と、 そのチャネル分離／合成回路と接続されたアダプティブ
プロセッサと、 上記複数のアンテナ素子が成形する放射パターンの各種
のデータが格納されたパターンデータベースと、 上記各重み制御器と上記パターンデータベースと接続さ
れたアダプティブプロセッサとを備え、 上記アダプティブプロセッサは上記パターンデータベー
スよりのパターンデータを読出して上記重み制御器に各
チャネルごとに設定し、その設定を受信電力、Ｓ／Ｎ、
Ｄ／Ｕ（非干渉波／干渉波）などにより各チャネルごと
に適切な放射パターンが得られるようにする手段を有す
ることを特徴とするアダプティブアンテナ装置。 - 【請求項２】 上記各チャネルは周波数分割の多元接続
のそれであり、上記重み制御器のそれぞれはその各チャ
ネル周波数帯域ごとにそれぞれ分離して振幅及び位相が
制御される構成となっていることを特徴とする請求項１
記載のアダプティブアンテナ装置。 - 【請求項３】 上記各チャネルは時分割多元接続のそれ
であり、上記重み制御器はそれぞれ、その対応チャネル
の各タイムスロットごとに時分割的に振幅及び位相が制
御されることを特徴とする請求項１記載のアダプティブ
アンテナ装置。 - 【請求項４】 上記チャネルは、スペクトラム拡散形の
マルチプルアクセス方式のそれであり、その拡散コード
の行をチャネル、列を周波数とした正方行列をＣ、各チ
ャネルにおいて適切な重み行列をＸn （ｎ＝１〜Ｋ、
Ｋ：アンテナ素子数）、各アンテナ素子に接続された各
重み制御器にかける周波数をパラメータとした重みＷ１
〜ＷＫ（Ｋ：アンテナ素子数）が以下であることを特徴
とするアダプティブアンテナ装置。 Ｗn ＝Ｃ-1・Ｘn ・Ｃ （ｎ＝１〜Ｎ） …（１） 【数１】 Ｎはチャネル数、Ｆはシステム帯域内の周波数分割数で
ある。 - 【請求項５】 上記アダプティブプロセッサは上記パタ
ーンデータベースからのパターンデータの選択に当り、
学習機能にもとづき行う手段を有することを特徴とする
請求項１乃至４の何れかに記載のアダプティブアンテナ
装置。 - 【請求項６】 上記アンテナ素子は主ビーム成形用アン
テナ素子と、ヌル成形用アンテナ素子とに分離され、上
記アダプティブプロセッサは主ビームの方向の走査を行
う手段と、上記ヌル方向の走査を行う手段と、これら走
査結果における各最良の方向に設定する手段とを有する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のアダ
プティブアンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11740796A JP3555804B2 (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | アダプティブアンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11740796A JP3555804B2 (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | アダプティブアンテナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09307335A true JPH09307335A (ja) | 1997-11-28 |
| JP3555804B2 JP3555804B2 (ja) | 2004-08-18 |
Family
ID=14710889
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11740796A Expired - Fee Related JP3555804B2 (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | アダプティブアンテナ装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3555804B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6714584B1 (en) | 1998-04-07 | 2004-03-30 | Nec Corporation | CDMA adaptive antenna receiving apparatus and communication system |
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| US7012556B2 (en) | 2001-10-08 | 2006-03-14 | Qinetiq Limited | Signal processing system and method |
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-
1996
- 1996-05-13 JP JP11740796A patent/JP3555804B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP3555804B2 (ja) | 2004-08-18 |
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