JPH10313472A - 無線基地局装置および無線端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信電力を増加することなく下り制御チャネ
ル情報の到達範囲を拡大できる無線基地局装置および無
線端末装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 良好な受信信号品質が得られるようにア
ンテナ１の総合指向性を制御する指向性制御部５と、上
り制御チャネルで無線端末装置の識別符号を含むパイロ
ット信号を受信したときに形成されるアンテナの総合指
向性もしくは総合指向性を一意的に決定する定数と無線
端末装置の識別符号とを記憶する記憶部１０と、記憶部
に登録されている無線端末装置に対する下り制御チャネ
ル情報を記憶部に登録されている総合指向性を形成する
アンテナで送信させる送信制御部３０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線端末装置（移
動局）との回線接続等の制御情報の通信を制御チャネル
により行う無線基地局装置およびその無線基地局装置と
通信を行う無線端末装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、セルラ電話やパーソナルハンディ
ホンに代表される公衆移動体通信の普及が急速に進行し
ている。無線基地局装置を介して通信を行う移動無線通
信システムでは一般に、例えばわが国のデジタルセルラ
電話あるいはデジタルコードレス電話の規格である社団
法人電波産業会標準規格RCRSTD−27あるいは同RCRSTD−
28に規定されているように、回線接続のための通信は制
御チャネルで行われる。

【０００３】制御チャネルにおける無線基地局装置から
移動局に対する（以下、「下り」という）通信情報とし
ては、無線基地局装置の識別符号等の報知情報、着信が
あったことを移動局に対して伝えるページング情報、通
話チャネル指定情報等がある。

【０００４】また、移動局から無線基地局装置に対する
（以下、「上り」という）通信情報としては、位置登録
要求の情報、通話チャネル指定要求の情報等がある。従
って、回線接続を行うためには制御チャネルを誤り無く
受信することが必要になる。

【０００５】ところで、移動体通信においては一般にフ
ェージングが発生し、このフェージングにより伝送品質
すなわちビット誤り率特性が大きく劣化する。フェージ
ングによる伝送品質劣化を補償する方法としては、ダイ
バーシティ受信が一般的である。しかし、ダイバーシテ
ィ受信を行うダイバーシティ受信機は、構成が複雑にな
るため、無線基地局装置ではよく用いられるが、小型、
低消費電力が要求される無線端末装置に用いるのは好ま
しくない。この問題を解決する方法として送信ダイバー
シティがある。送信ダイバーシティは、時分割双方向通
信（ＴＤＤ）の無線システムにおいて、送信直前の受信
時に最も受信信号品質が良好なダイバーシティ枝（アン
テナ）で送信するものである。従って、移動局としての
無線端末装置では全くダイバーシティを行わなくても、
無線基地局装置でダイバーシティ受信を行い、かつ送信
ダイバーシティを行えば、フェージングの影響を上下回
線ともに軽減できる。パーソナルハンディホンシステム
の公衆基地局においては、無線基地局装置においてダイ
バーシティ受信と送信ダイバーシティを行うことを前提
として無線回路設計がなされている。このことは例え
ば、「小川・小林編、電気通信協会発行、やさしいパー
ソナルハンディホン、第３編」に詳述されている。

【０００６】ダイバーシティの他に伝送品質を改善する
方法としては、無線基地局装置における指向性アンテナ
の利用が挙げられる。指向性アンテナを用いることによ
り、高いアンテナ利得が得られて受信信号強度が増加
し、多重波の数も指向性により減少するのでフェージン
グも軽減され、伝送品質が改善される。しかし、移動体
通信では無線端末装置が存在する方向が一定ではないの
で、無線基地局装置では適応的に指向性を制御する必要
がある。複数の水平面内無指向性のアンテナを用い、こ
れら各アンテナから得られる各受信信号毎に複素ウエイ
トによる重み付け（位相と振幅の制御による重み付け）
を行い、受信波に対して信号品質が最適となるように指
向性を制御する技術はアダプティブアレーと呼ばれる。
アダプティブアレーを適用した無線通信装置としては、
「志村ほか、アダプティブアレー技術を適用したGMSK/T
DMA装置の開発、電子情報通信学会技術研究報告RCS89-
1」に詳細が記載されているものがある。アダプティブ
アレーは受信を最適化するものだが、ダイバーシティ同
様に送信にも適用することができる。すなわち、受信時
に形成した各アンテナの複素ウエイトの位相の符号を反
転させた重みで送信信号に重み付けを行って送信すれ
ば、受信時に形成した指向性と同一の指向性を形成して
送信することができる。

【０００７】以上述べたように、従来の無線基地局装置
および無線端末装置においては、アダプティブアレーに
よる無線基地局アンテナの指向性制御により、あるい
は、ＴＤＤ方式の場合にはダイバーシティ受信と送信ダ
イバーシティとを行うことにより、伝送品質の改善、通
信可能区域の拡大を図っていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の無線基地局装置および無線端末装置では、下り制御
チャネルのうち報知情報やページング情報は、無線基地
局装置から最初に送信する情報であるため、送信ダイバ
ーシティや無線基地局アンテナの指向性制御が適用でき
ない。このような場合には特定のダイバーシティ枝ある
いは無指向性アンテナで送信せざるを得ない。従って、
下り制御チャネルの到達範囲が狭くなり、通話が可能な
エリアに比べ発着信可能エリアが狭くなるという問題点
を有していた。また、下り制御チャネルのみ送信電力を
増加させる方法も考えられるが、この場合には送信装置
が大型となり、装置価格や消費電力が増大して非効率で
あるという問題点を有していた。

【０００９】この無線基地局装置および無線端末装置で
は、送信電力を増加することなく下り制御チャネルの到
達範囲を拡大できることが要求されている。

【００１０】本発明は、送信電力を増加することなく下
り制御チャネル情報の到達範囲を拡大できる無線基地局
装置、および、送信電力を増加することなく下り制御チ
ャネル情報の到達範囲を拡大できる無線端末装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の無線基地局装置は、良好な受信信号品質が得
られるようにアンテナの総合指向性を制御する指向性制
御部と、上り制御チャネルで無線端末装置の識別符号を
含むパイロット信号を受信したときに形成されるアンテ
ナの総合指向性もしくは総合指向性を一意的に決定する
定数と無線端末装置の識別符号とを記憶する記憶部と、
記憶部に登録されている無線端末装置に対する下り制御
チャネル情報を記憶部に登録されている総合指向性を形
成するアンテナで送信させる送信制御部とを有する構成
を備えている。

【００１２】これにより、送信電力を増加することなく
下り制御チャネル情報の到達範囲を拡大できる無線基地
局装置が得られる。

【００１３】この課題を解決するための本発明の無線端
末装置は、無線基地局装置から送信される下り制御チャ
ネル情報を受信し、下り制御チャネル情報の受信信号品
質が予め設定された基準信号品質よりも低下しているか
否かを判定し、低下していると判定した場合には自局の
識別符号を含むパイロット信号を上り制御チャネルで送
信する構成を備えている。

【００１４】これにより、送信電力を増加することなく
下り制御チャネル情報の到達範囲を拡大できる無線端末
装置が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、良好な受信信号品質が得られるようにアンテナの総
合指向性を制御する指向性制御部と、上り制御チャネル
で無線端末装置の識別符号を含むパイロット信号を受信
したときに形成されるアンテナの総合指向性もしくは総
合指向性を一意的に決定する定数と無線端末装置の識別
符号とを記憶する記憶部と、記憶部に登録されている無
線端末装置に対する下り制御チャネル情報を記憶部に登
録されている総合指向性を形成するアンテナで送信させ
る送信制御部とを有することとしたものであり、指向性
制御部による総合指向性の形成により高いアンテナ利得
が得られ、下り制御チャネルにおける伝送品質が改善さ
れるという作用を有する。

【００１６】請求項２に記載の発明は、良好な受信信号
品質が得られるようにアンテナの総合指向性を制御する
指向性制御部と、上り制御チャネルで無線端末装置の識
別符号を含むパイロット信号を受信したときに形成され
るアンテナの総合指向性の主ビーム方向と無線端末装置
の識別符号とを記憶する記憶部と、記憶部に登録されて
いる無線端末装置に対する下り制御チャネル情報を記憶
部に登録されている主ビーム方向に応じた総合指向性を
形成するアンテナで送信させる送信制御部とを有するこ
ととしたものであり、指向性制御部による総合指向性の
形成により高いアンテナ利得が得られ、下り制御チャネ
ルにおける伝送品質が改善され、また記憶部の記憶容量
が低減されるという作用を有する。

【００１７】請求項３に記載の発明は、ダイバーシティ
受信を行うための選択合成部と、上り制御チャネルで無
線端末装置の識別符号を含むパイロット信号を受信した
ときに最も良好な受信信号品質が得られたダイバーシテ
ィ枝と無線端末装置の識別符号とを記憶する記憶部と、
記憶部に登録されている無線端末装置に対する下り制御
チャネル情報を記憶部に登録されているダイバーシティ
枝に対応するアンテナで送信させるアンテナ選択器とを
有することとしたものであり、下り制御チャネルにおけ
る送信においてもダイバーシティ効果が得られ、下り制
御チャネルにおける伝送品質が改善されるという作用を
有する。

【００１８】請求項４に記載の発明は、無線基地局装置
から送信される下り制御チャネル情報を受信し、下り制
御チャネル情報の受信信号品質が予め設定された基準信
号品質よりも低下しているか否かを判定し、低下してい
ると判定した場合には自局の識別符号を含むパイロット
信号を上り制御チャネルで送信することとしたものであ
り、無線基地局装置において無線端末装置からの電波の
到来方向またはダイバーシティ受信における最良枝が検
出されるという作用を有する。

【００１９】請求項５に記載の発明は、第１、第２の無
線基地局装置から送信される第１、第２の下り制御チャ
ネル情報を受信し、第１の下り制御チャネル情報の受信
信号強度または受信信号品質が予め設定された基準信号
強度または基準信号品質よりも低下しており、かつ第２
の下り制御チャネル情報の受信信号強度または受信信号
品質が予め設定された基準信号強度または基準信号品質
よりも低下している場合には第１、第２の無線基地局装
置のうち受信状態がより良好な無線基地局装置に対して
上り制御チャネルで自局の識別符号を含むパイロット信
号を送信することとしたものであり、良好に受信できる
無線基地局装置が存在する場合にはパイロット信号が送
信されず、上り制御チャネルのトラフィックが低減さ
れ、パイロット信号が送信される場合には、無線基地局
装置において無線端末装置からの電波の到来方向または
ダイバーシティ受信における最良枝が検出されるという
作用を有する。

【００２０】請求項６に記載の発明は、請求項４または
５に記載の発明において、受信信号品質は受信信号強度
から検出されることとしたものであり、受信信号品質が
容易に検出されるという作用を有する。

【００２１】請求項７に記載の発明は、請求項４または
５に記載の発明において、上り制御チャネルの干渉信号
を検出し、検出された干渉信号値が上り制御チャネルで
予め設定された基準信号値を上回らないと判定した場合
には自局の識別符号を含むパイロット信号を送信するこ
ととしたものであり、上り制御チャネルでの干渉が防止
されるという作用を有する。

【００２２】請求項８に記載の発明は、請求項４、５お
よび７のいずれか１に記載の発明において、パイロット
信号を疑似乱数に基づく時間間隔で繰り返し送信するこ
ととしたものであり、他の無線端末装置からのパイロッ
ト信号との連続的な干渉が回避されるという作用を有す
る。

【００２３】請求項９に記載の発明は、請求項４、５お
よび７のいずれか１に記載の発明において、パイロット
信号を、下り制御チャネルの受信タイミングを基準とし
て、予め定められた規則により自局の識別符号に応じて
設定される時間間隔をおいたタイミングで送信すること
としたものであり、他の無線端末装置からのパイロット
信号との干渉確率が低減するという作用を有する。

【００２４】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図３を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１による無
線基地局装置を示すブロック図である。

【００２５】図１において、１はアンテナ、２は受信回
路、３はベースバンド信号発生部、４はウエイト計算
部、５は指向性制御部としての重み付け部、６は加算
部、７は検波部、８はベースバンド処理部、９は共役演
算部、１０は記憶部としてのメモリ、２１は高周波回路
（ＲＦＩＦ）、２２はバンドパスフィルタ、２３はＡＧ
Ｃ増幅器、２４は準同期検波器、３０は送信制御部とし
ての変調器、３２は重み付け部、３３は直交変調器、３
４は電力増幅器、４１は誤差演算部、４２はバッファメ
モリ、１００はアンテナ切換器である。また、本実施の
形態１による無線基地局装置のブランチはＫ個とする。

【００２６】以上のように構成された無線基地局装置の
各構成の機能等について説明する。アンテナ１としては
一般に水平面内無指向性のものを用いるが、例えばセク
タ化セルの場合には指向性アンテナでもよく、各アンテ
ナ１は通常１／４波長間隔で直線状あるいは円状に配置
される。アンテナ切換器１００は送受信に応じてアンテ
ナ１を切り換える。受信回路２は、高周波回路２１、バ
ンドパスフィルタ２２、ＡＧＣ増幅器２３、準同期検波
器２４から構成され、各ブランチ毎にアンテナ１で得ら
れた受信信号を位相ベースバンド信号に変換する。一般
的なデジタル変調信号の受信機と同様に、バンドパスフ
ィルタ２２はできるだけ符号間干渉が生じない範囲で狭
帯域なもの、すなわち送信波形に対応した整合フィルタ
としての周波数特性あるいはそれに近似した周波数特性
を有するセラミックフィルタなどを用いる。ＡＧＣ増幅
器２３はその出力信号の振幅が平均的に一定になるよう
に自動的に利得が制御される増幅器である。準同期検波
器２４は、入力の公称搬送波周波数と等しい周波数の局
部発振器から得られる適当な基準信号を用いて入力の中
間周波信号を直交検波し、同相、直交のベースバンド信
号を出力する。なお、以下の説明では、ベースバンド信
号は、同相を実部、直交を虚部とする複素数で表示す
る。

【００２７】バッファメモリ４２は受信回路２から出力
されるベースバンド信号を一定の時間長だけ蓄積する。
ウエイト計算部４は、誤差演算部４１から入力される誤
差信号が最小になるように、再帰的アルゴリズムによ
り、各ブランチに対する複素数の合成ウエイトを決定
し、出力する。重み付け部５は、複素数の乗算演算を行
うもので、バッファメモリ４２を介して受信回路２から
得られるベースバンド信号に対して振幅を重み付けする
と共に位相をシフトして位相を重み付けする。加算部６
は各ブランチの重み付けされたベースバンド信号を加算
して合成する。検波部７は同期検波あるいは遅延検波に
より搬送波位相成分を除去し、変調による位相または変
調によるシンボル間の位相変化を抽出する。ベースハン
ド処理部８は検波部７からの出力信号から復調デジタル
データを判定して出力すると共に上り制御チャネル信号
の一部に含まれる端末識別符号を抽出する。誤差演算部
４１は、上り制御チャネル信号の一部に含まれる既知の
信号すなわちトレーニング信号を理想的な信号である参
照信号と比較し、誤差出力として参照信号との減算結果
を示す誤差信号が出力される。

【００２８】共役演算部９は、受信信号に基づきウエイ
ト計算部４で設定された複素ウエイトの共役複素数すな
わち虚部の符号を反転させて出力する。メモリ１０は、
共役演算部９を介して得られる無線端末装置からの上り
制御チャネル情報受信時のウエイトを当該無線端末装置
の端末識別符号と共に格納する。ベースバンド信号発生
部３は送信データに応じた変調を行うための同相、直交
のベースバンド信号を発生し、変調器３０はベースバン
ド信号発生部３で発生したベースバンド信号で搬送波を
変調する。変調器３０は重み付け部３２と直交変調器３
３とから構成される。重み付け部３２は重み付け部５と
同様のもので、ウエイトに応じてブランチ毎の振幅と位
相を制御する。電力増幅器３４は変調器３で得られた変
調信号を所用の出力電力まで増幅する。

【００２９】本発明の実施の形態１による無線端末装置
は、上述した無線基地局装置と双方向に通信可能なもの
である。ただし、無線基地局装置から送信される信号の
受信信号強度（RSSI）が検出可能で、ＲＳＳＩが基準信
号強度以下に低下した場合には特定の既知信号（例えば
パイロット信号）を上り制御チャネルで送信可能な機能
を有するものである。なお、特定の既知信号の送信は、
ＲＳＳＩに基づく受信信号品質が基準信号品質以下に低
下した場合に行うようにしてもよい。

【００３０】以上のように構成された無線基地局装置お
よび無線端末装置について、その動作を説明する。

【００３１】まず、無線基地局装置から不特定の無線端
末装置に対する下り制御チャネル情報（例えば報知情
報）送信時は、重み付け部３２のいずれか１つのブラン
チにのみウエイト「１」が設定され、他のブランチには
ウエイト「０」が設定されて送信される。従って、アン
テナ１単体が持つ指向性でそのまま送信される。

【００３２】無線端末装置では、上記下り制御チャネル
情報を受信し、必要に応じて位置登録などの情報を上り
制御チャネルにて送信する。着信の待ち受け状態では、
上記下り制御チャネル情報を定期的あるいは間欠的に受
信する。そして、ＲＳＳＩを監視し、ＲＳＳＩが基準信
号強度以下に低下したならば、端末識別符号と上記既知
信号を含む信号（以下、「上り参照信号」という）を上
り制御チャネルにて送信する。

【００３３】無線基地局装置では、上記上り参照信号を
受信し、同信号に含まれる上記既知信号部分のベースバ
ンド信号がバッファメモリ４２に蓄積される。バッファ
メモリ４２に蓄積された上記既知信号部分の受信信号は
重み付け部５により重み付けされ、加算部６で各ブラン
チと合成され、検波部７で復調される。復調後の上記既
知信号は誤差演算部４１で雑音、干渉のない理想的な既
知信号と比較される。

【００３４】そして、誤差演算部４１からの誤差信号が
上記既知信号部分に関して最小となるように、ウエイト
計算部４が各ブランチのウエイトを調整し、設定する。
従って、加算部６の出力信号で計測した全アンテナ総合
の指向性（総合指向性）は、希望波すなわち該無線端末
装置の方向が最大利得となるように主ローブが向き、干
渉波（多重波）等の到来方向には利得が極小となるよう
な指向性が形成される。

【００３５】この動作は、従来提案されているアダプテ
ィブアレーアンテナと全く同様のものである。この指向
性を形成したウエイトは、共役演算部９を介して、該無
線端末装置の識別符号と共にメモリ１０に格納される。
つまり、メモリ１０には、無線端末装置毎に受信時に形
成した最適な指向性データが格納される。そして、メモ
リ１０に登録された端末識別符号を有する特定の無線端
末装置宛の制御情報たとえば着信を告知するページング
情報を送信する場合には、メモリ１０に格納されたウエ
イトを送信ウエイトとして重み付け部３２に設定して送
信する。このように、受信時のウエイトの共役複素数す
なわち位相の符号を反転させたものをウエイトとして設
定すると、受信時と全く同じ指向性を形成して送信する
ことができる。従って、送受信とも高いアンテナ利得が
得られ、上りのみならず下り制御チャネルにおける伝送
品質も改善することができる。

【００３６】なお、重み付け部３２では振幅を一定とし
て位相のみを制御可能としてもよい。この場合、電力増
幅器３４の出力が一定となり、電力増幅器３４のダイナ
ミックレンジを広く取る必要がない。また、ブランチ合
計の最大出力が規定される場合には、電力増幅器３４の
出力は該最大出力の１／Ｋ（Ｋはブランチ数）と低く設
定でき、従って電力増幅器３４の構成が簡単となる。

【００３７】さらに、無線端末装置が移動する場合は、
上り参照信号を上り制御チャネルにて定期的に送信すれ
ばよい。すなわち、メモリ１０に格納する指向性を逐次
更新すればよい。さらに、上り参照信号の送信間隔を適
当な乱数あるいは疑似乱数に基づいて不規則な時間間隔
で送信すれば、同様の上り参照信号を発する無線端末装
置との衝突による干渉の確率が低下する。あるいは、上
り参照信号の送信タイミングは通常、下り制御チャネル
の適当な信号たとえば報知情報の送信タイミングを基準
とした規定の時間後となるが、同規定時間を端末識別符
号に応じて決定すれば、同一のタイミングで上り参照信
号を発する確率が低下し、上り参照信号の衝突による干
渉の確率が低下する。

【００３８】さらに、本実施の形態１ではＴＤＤによる
無線通信システムを示したが、本発明はこれに限らず、
ＦＤＤ（周波数分割双方向通信）による無線通信システ
ムにおいても全く同様に適用可能である。すなわち、ア
ンテナ切換器１００をアンテナ共用器（デュープレク
サ）に替えればよい。

【００３９】以上のように本実施の形態１によれば、無
線基地局装置においては、良好な受信信号品質が得られ
るようにアンテナ１の総合指向性を制御する指向性制御
部５と、上り制御チャネルで無線端末装置の識別符号を
含むパイロット信号を受信したときに形成されるアンテ
ナ１の総合指向性もしくは総合指向性を一意的に決定す
る定数と無線端末の識別符号とを記憶する記憶部１０
と、記憶部１０に登録されている無線端末装置に対する
下り制御チャネル情報を記憶部１０に登録されている指
向性を形成するアンテナで送信させる送信制御部３０と
を設けたことにより、指向性制御部５による総合指向性
の形成により高いアンテナ利得が得られ、下り制御チャ
ネルにおける伝送品質を改善することができ、送信電力
を増加することなく下り制御チャネルの到達範囲を拡大
することができる。

【００４０】また、無線端末装置においては、無線基地
局装置から送信される下り制御チャネルを受信し、下り
制御チャネルの受信信号品質が予め設定された基準信号
品質よりも低下しているか否かを判定し、低下している
と判定した場合には自局の識別符号を含むパイロット信
号を上り制御チャネルで送信することにより、無線基地
局装置において無線端末装置からの電波の到来方向また
はダイバーシティ受信における最良枝を検出することが
でき、送信電力を増加することなく下り制御チャネルの
到達範囲を拡大することができる。

【００４１】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２による無線基地局装置を示すブロック図である。

【００４２】図２において、アンテナ１、受信回路２、
ベースバンド信号発生部３、ウエイト計算部４、指向性
制御部としての重み付け部５、加算部６、検波部７、ベ
ースバンド処理部８、高周波回路（ＲＦＩＦ）２１、バ
ンドパスフィルタ２２、ＡＧＣ増幅器２３、準同期検波
器２４、変調器３０、重み付け部３２、直交変調器３
３、電力増幅器３４、誤差演算部４１、バッファメモリ
４２、アンテナ切換器１００は図１と同様のものなの
で、同一符号を付し、説明は省略する。９１はウエイト
計算部４で設定されたウエイトから、加算部６の出力で
定義した全アンテナ総合の指向性（総合指向性）の主ビ
ーム方向を算出する主ビーム方位演算部、１１は主ビー
ム方位演算部９１から得られる上り信号受信時の主ビー
ム方向を当該無線端末装置の識別符号と共に格納する記
憶部としてのメモリ、１３はメモリ１１から読み出され
る主ビーム方向に応じて適当な指向性を形成するウエイ
トを重み付け部３２に設定する送信制御部としてのウエ
イト選択部である。

【００４３】本発明の実施の形態２による無線端末装置
は、上述した無線基地局装置と双方向に通信可能なもの
である。ただし、無線基地局装置から送信される信号の
受信信号強度（RSSI）が検出可能で、ＲＳＳＩが基準信
号強度以下に低下した場合には特定の既知信号（例えば
パイロット信号）を上り制御チャネルで送信可能な機能
を有するものである。なお、特定の既知信号の送信は、
ＲＳＳＩに基づく受信信号品質が基準信号品質以下に低
下した場合に行うようにしてもよい。

【００４４】以上のように構成された無線基地局装置お
よび無線端末装置について、その動作を説明する。

【００４５】無線端末装置では、実施の形態１の場合と
同様、下り制御チャネルのＲＳＳＩを監視し、ＲＳＳＩ
が基準信号強度以下に低下したならば、端末識別符号と
前述の上り参照信号を上り制御チャネルにて送信する。

【００４６】無線基地局装置では、上記上り参照信号を
受信し、実施の形態１の場合と同様、誤差演算部４１か
らの誤差信号が前述の既知信号部分に関して最小となる
ように、ウエイト計算部４が各ブランチのウエイトを調
整し、設定する。従って、加算部６の出力信号で計測し
た全アンテナ総合の指向性（総合指向性）は、希望波す
なわち該無線端末装置の方向が最大利得となるように主
ローブが向き、干渉波等の到来方向には利得が極小とな
るような指向性が形成される。この指向性を形成したウ
エイトは、主ビーム方位演算部９１を介して、該無線端
末装置の識別符号と共にメモリ１１に格納される。つま
り、メモリ１１には、無線端末装置毎に受信時に形成し
た指向性の主ビーム方向のデータが格納される。そし
て、メモリ１１に登録された端末識別符号を有する特定
の無線端末装置宛の制御情報たとえば着信を告知するペ
ージング情報を送信する場合には、メモリ１１に格納さ
れた主ビーム方向のデータに応じて、ウエイト選択部１
３によって適当なウエイトが重み付け部３２に設定さ
れ、上記制御情報が送信される。よって、送受信ともに
高いアンテナ利得が得られ、上りのみならず下り制御チ
ャネルの伝送品質も改善することができる。この場合、
メモリ１１はウエイトではなくスカラ量の方位角を記憶
するので、記憶容量が実施の形態１のメモリ１０よりも
少なくてよい。

【００４７】なお、ウエイト選択部１３は、入力される
方位角に対して主ビームが常に形成されるようにウエイ
トを設定するのが好ましいが、例えば９０度あるいは４
５度単位で４または８通りの指向性を用意しておき、主
ビーム方向が最も近い指向性を選択してウエイトを設定
する構成としてもよい。この場合は、主ビーム方位選択
部にて上記４または８通りの指向性を選択し、メモリ１
１には対応する送信ウエイトを書き込む構成としても良
く、この場合にはウエイト選択部１３を省略することが
できる。

【００４８】また、無線端末装置が移動する場合は、上
り参照信号を上り制御チャネルにて定期的に送信すれば
よい。すなわち、メモリ１１に格納する指向性を逐次更
新すればよい。さらに、上り参照信号の送信間隔を適当
な乱数あるいは疑似乱数に基づいて不規則な時間間隔で
送信すれば、同様の上り参照信号を発する無線端末装置
との衝突による干渉の確率が低下する。あるいは、上り
参照信号の送信タイミングは通常、下り制御チャネルの
適当な信号たとえば報知情報の送信タイミングを基準と
した規定の時間後となるが、同規定時間を端末識別符号
に応じて決定すれば、同一のタイミングで上り参照信号
を発する確率が低下し、上り参照信号の衝突による干渉
の確率が低下する。

【００４９】さらに、本実施の形態２ではＴＤＤによる
無線通信システムを示したが、本発明はこれに限らず、
ＦＤＤ（周波数分割双方向通信）による無線通信システ
ムにおいても全く同様に適用可能である。すなわち、ア
ンテナ切換器１００をアンテナ共用器（デュープレク
サ）に替えればよい。

【００５０】以上のように本実施の形態２によれば、無
線基地局装置においては、良好な受信信号品質が得られ
るようにアンテナ１の総合指向性を制御する指向性制御
部５と、上り制御チャネルで無線端末装置の識別符号を
含むパイロット信号を受信したときに形成されるアンテ
ナ１の総合指向性の主ビーム方向と無線端末装置の識別
符号とを記憶する記憶部１１と、記憶部１１に登録され
ている無線端末装置に対する下り制御チャネル情報を記
憶部１１に登録されている主ビーム方向に応じた総合指
向性を形成するアンテナで送信させる送信制御部１３と
を有することにより、指向性制御部５による総合指向性
の形成により高いアンテナ利得が得られ、下り制御チャ
ネルにおける伝送品質を改善することができ、送信電力
を増加することなく下り制御チャネルの到達範囲を拡大
することができる。また記憶部１１はスカラ量を記憶す
ればよいので、少ない記憶容量でも対応することができ
る。

【００５１】また、無線端末装置においては、無線基地
局装置から送信される下り制御チャネルを受信し、下り
制御チャネルの受信信号品質が予め設定された基準信号
品質よりも低下しているか否かを判定し、低下している
と判定した場合には自局の識別符号を含むパイロット信
号を上り制御チャネルで送信することにより、無線基地
局装置において無線端末装置からの電波の到来方向また
はダイバーシティ受信における最良枝を検出することが
でき、送信電力を増加することなく下り制御チャネルの
到達範囲を拡大することができる。

【００５２】（実施の形態３）図３は本発明の実施の形
態３による無線基地局装置を示すブロック図である。

【００５３】図３において、アンテナ１、ベースバンド
信号発生部３、ベースバンド処理部８、高周波回路（Ｒ
ＦＩＦ）２１、バンドパスフィルタ２２、電力増幅器３
４、アンテナ切換器１００は図１と同様のものなので、
同一符号を付し、説明は省略する。１２は記憶部として
のメモリ、２０は受信回路、２５はリミタ増幅器、２６
は検波器、４０はブランチ選択部、３１は変調器、１０
１は選択合成部、１０２はアンテナ選択器である。受信
回路２０は、高周波回路２１、バンドパスフィルタ２
２、リミタ増幅器２５、検波器２６から構成される。リ
ミタ増幅器２５は出力信号の振幅が常に一定になるよう
に動作し、検波器２６は遅延検波あるいは同期検波を行
い、ベースバンド信号を出力する。ブランチ選択部４０
は、各ブランチ（各受信回路２０）のリミタ増幅器２５
から得られるＲＳＳＩ（受信信号強度）を比較し、最大
のブランチを選択する。選択合成部１０１は、ブランチ
選択部４０の選択結果に基づき、最大ＲＳＳＩのブラン
チのベースバンド信号を選択して出力する。メモリ１２
は、ブランチ選択部４０の選択結果をベースバンド処理
部８で得られた端末識別符号と共に格納する。変調器３
１はベースバンド信号発生部３からのベースバンド信号
で搬送波を変調し、アンテナ選択器１０２はメモリ１２
の内容に従って送信時のアンテナすなわちブランチを選
択する。

【００５４】本発明の実施の形態３による無線端末装置
は、上述した無線基地局装置と双方向に通信可能なもの
である。ただし、無線基地局装置から送信される信号の
受信信号強度（RSSI）が検出可能で、ＲＳＳＩが基準信
号強度以下に低下した場合には特定の既知信号（例えば
パイロット信号）を上り制御チャネルで送信可能な機能
を有するものである。なお、特定の既知信号の送信は、
ＲＳＳＩに基づく受信信号品質が基準信号品質以下に低
下した場合に行うようにしてもよい。

【００５５】以上のように構成された無線基地局装置お
よび無線端末装置について、その動作を説明する。

【００５６】無線端末装置では、実施の形態１の場合と
同様、下り制御チャネルのＲＳＳＩを監視し、ＲＳＳＩ
が基準信号強度以下に低下したならば、端末識別符号と
前述の上り参照信号を上り制御チャネルにて送信する。

【００５７】無線基地局装置では、上記上り参照信号を
受信し、実施の形態１の場合と同様、ブランチ選択部４
０および選択合成部１０１によって、ダイバーシティ受
信機として動作する。このとき選択されたブランチ番号
はメモリ１２に当該無線端末装置の識別符号と共に格納
される。そして、メモリ１２に登録された端末識別符号
を有する特定の無線端末装置宛の制御情報たとえば着信
を告知するページング情報を送信する場合には、メモリ
１２に格納されたブランチ番号に基づきアンテナ選択器
１０２が設定される。つまり、受信時と同一のブランチ
が送信ブランチとして選択される。よって、送受信とも
ダイバーシティ効果が得られ、上りのみならず下り制御
チャネルにおける伝送品質も改善することができる。こ
の場合、図１、図２と図３との比較からも明らかなよう
に回路規模が小さくなり、小型で安価な無線基地局装置
を構成することができる。

【００５８】なお、図３では複数のアンテナ１から受信
状態の良好な１つのアンテナを選択するようにしたが、
本発明はこれに限らず、複数の無線基地局装置から受信
状態の良好な１つの無線基地局装置を選択し、この選択
した無線基地局装置に対して上述したアンテナの選択を
行うようにしてもよい。

【００５９】また、無線端末装置が移動する場合は、上
り参照信号を上り制御チャネルにて定期的に送信すれば
よい。すなわち、メモリ１２に格納するブランチ番号を
逐次更新すればよい。さらに、上り参照信号の送信間隔
を適当な乱数あるいは疑似乱数に基づいて不規則な時間
間隔で送信すれば、同様の上り参照信号を発する無線端
末装置との衝突による干渉の確率が低下する。あるい
は、上り参照信号の送信タイミングは通常、下り制御チ
ャネルの適当な信号たとえば報知情報の送信タイミング
を基準とした規定の時間後となるが、同規定時間を端末
識別符号に応じて決定すれば、同一のタイミングで上り
参照信号を発する確率が低下し、上り参照信号の衝突に
よる干渉の確率が低下する。

【００６０】さらに、本実施の形態３ではＴＤＤによる
無線通信システムを示したが、本発明はこれに限らず、
ＦＤＤ（周波数分割双方向通信）による無線通信システ
ムにおいても全く同様に適用可能である。すなわち、ア
ンテナ切換器１００をアンテナ共用器（デュープレク
サ）に替えればよい。

【００６１】以上のように本実施の形態３によれば、無
線基地局装置においては、上り制御チャネルのみならず
下り制御チャネルにおいてもダイバーシティ効果が得ら
れ、下り制御チャネルにおける伝送品質を改善すること
ができる。

【００６２】また、無線端末装置においては、無線基地
局装置から送信される下り制御チャネルを受信し、下り
制御チャネルの受信信号品質が予め設定された基準信号
品質よりも低下しているか否かを判定し、低下している
と判定した場合には自局の識別符号を含むパイロット信
号を上り制御チャネルで送信することにより、無線基地
局装置においてダイバーシティ受信における最良枝を検
出することができ、送信電力を増加することなく下り制
御チャネルの到達範囲を拡大することができる。

【００６３】

【発明の効果】以上のように本発明の無線基地局装置に
よれば、良好な受信信号品質が得られるようにアンテナ
の総合指向性を制御する指向性制御部と、上り制御チャ
ネルで無線端末装置の識別符号を含むパイロット信号を
受信したときに形成されるアンテナの総合指向性もしく
は総合指向性を一意的に決定する定数と無線端末装置の
識別符号とを記憶する記憶部と、記憶部に登録されてい
る無線端末装置に対する下り制御チャネル情報を記憶部
に登録されている総合指向性を形成するアンテナで送信
させる送信制御部とを有することにより、指向性制御部
による総合指向性の形成により高いアンテナ利得を得る
ことができ、下り制御チャネルにおける伝送品質を改善
することができるので、送信電力を増加することなく下
り制御チャネルの到達範囲を拡大することができるとい
う有利な効果が得られる。

【００６４】また、良好な受信信号品質が得られるよう
にアンテナの総合指向性を制御する指向性制御部と、上
り制御チャネルで無線端末装置の識別符号を含むパイロ
ット信号を受信したときに形成されるアンテナの総合指
向性の主ビーム方向と無線端末装置の識別符号とを記憶
する記憶部と、記憶部に登録されている無線端末装置に
対する下り制御チャネル情報を記憶部に登録されている
主ビーム方向に応じた総合指向性を形成するアンテナで
送信させる送信制御部とを有することにより、指向性制
御部による総合指向性の形成により高いアンテナ利得を
得ることができ、下り制御チャネルにおける伝送品質を
改善することができるので、送信電力を増加することな
く下り制御チャネルの到達範囲を拡大することができ、
また、記憶部はスカラ量を記憶すればよいので、記憶部
の記憶容量を低減することができるという有利な効果が
得られる。

【００６５】さらに、ダイバーシティ受信を行うための
選択合成部と、上り制御チャネルで無線端末装置の識別
符号を含むパイロット信号を受信したときに最も良好な
受信信号品質が得られたダイバーシティ枝と無線端末装
置の識別符号とを記憶する記憶部と、記憶部に登録され
ている無線端末装置に対する下り制御チャネル情報を記
憶部に登録されているダイバーシティ枝に対応するアン
テナで送信させるアンテナ選択器とを有することによ
り、下り制御チャネルにおける送信においてもダイバー
シティ効果を得ることができ、下り制御チャネルにおけ
る伝送品質を改善することができるので、送信電力を増
加することなく下り制御チャネルの到達範囲を拡大する
ことができるという有利な効果が得られる。

【００６６】本発明の無線端末装置によれば、無線基地
局装置から送信される下り制御チャネル情報を受信し、
下り制御チャネル情報の受信信号品質が予め設定された
基準信号品質よりも低下しているか否かを判定し、低下
していると判定した場合には自局の識別符号を含むパイ
ロット信号を上り制御チャネルで送信することにより、
無線基地局装置において無線端末装置からの電波の到来
方向またはダイバーシティ受信における最良枝を検出す
ることができるので、送信電力を増加することなく下り
制御チャネルの到達範囲を拡大することができるという
有利な効果が得られる。

【００６７】また、第１、第２の無線基地局装置から送
信される第１、第２の下り制御チャネル情報を受信し、
第１の下り制御チャネル情報の受信信号強度または受信
信号品質が予め設定された基準信号強度または基準信号
品質よりも低下しており、かつ第２の下り制御チャネル
情報の受信信号強度または受信信号品質が予め設定され
た基準信号強度または基準信号品質よりも低下している
場合には第１、第２の無線基地局装置のうち受信状態が
より良好な無線基地局装置に対して上り制御チャネルで
自局の識別符号を含むパイロット信号を送信することに
より、良好に受信できる無線基地局装置が存在する場合
にはパイロット信号を送信する必要がなく、上り制御チ
ャネルのトラフィックを低減することができ、パイロッ
ト信号が送信される場合には、無線基地局装置において
無線端末装置からの電波の到来方向またはダイバーシテ
ィ受信における最良枝を検出することができ、送信電力
を増加することなく下り制御チャネルの到達範囲を拡大
することができるという有利な効果が得られる。

【００６８】さらに、受信信号品質は受信信号強度から
検出されることにより、受信信号品質を容易に検出する
ことができるという有利な効果が得られる。

【００６９】さらに、上り制御チャネルの干渉信号を検
出し、検出された干渉信号値が上り制御チャネルで予め
設定された基準信号値を上回らないと判定した場合には
自局の識別符号を含むパイロット信号を送信することに
より、上り制御チャネルでの干渉を防止することができ
るという有利な効果が得られる。

【００７０】さらに、パイロット信号を疑似乱数に基づ
く時間間隔で繰り返し送信することにより、他の無線端
末装置からのパイロット信号との連続的な干渉を回避す
ることができるという有利な効果が得られる。

【００７１】さらに、パイロット信号を、下り制御チャ
ネルの受信タイミングを基準として、予め定められた規
則により自局の識別符号に応じて設定される時間間隔を
おいたタイミングで送信することにより、他の無線端末
装置からのパイロット信号との干渉確率を低減すること
ができるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による無線基地局装置を
示すブロック図

【図２】本発明の実施の形態２による無線基地局装置を
示すブロック図

【図３】本発明の実施の形態３による無線基地局装置を
示すブロック図

【符号の説明】

１ アンテナ ２、２０ 受信回路 ３ ベースバンド信号発生部 ４ ウエイト計算部 ５ 重み付け部（指向性制御部） ６ 加算部 ７ 検波部 ８ ベースバンド処理部 ９ 共役演算部 １０、１１、１２ メモリ（記憶部） １３ ウエイト選択部（送信制御部） ２１ 高周波回路（ＲＦＩＦ） ２２ バンドパスフィルタ ２３ ＡＧＣ増幅器 ２４ 準同期検波器 ２５ リミタ増幅器 ２６ 検波器 ３０ 変調器（送信制御部） ３１ 変調器 ３２ 重み付け部 ３３ 直交変調器 ３４ 電力増幅器 ４０ ブランチ選択部 ４１ 誤差演算部 ４２ バッファメモリ ９１ 主ビーム方位演算部 １００ アンテナ切換器 １０１ 選択合成部 １０２ アンテナ選択器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｑ 7/38 Ｈ０４Ｂ 7/26 １０９Ａ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】良好な受信信号品質が得られるようにアン
   テナの総合指向性を制御する指向性制御部と、上り制御
   チャネルで無線端末装置の識別符号を含むパイロット信
   号を受信したときに形成される前記アンテナの総合指向
   性もしくは前記総合指向性を一意的に決定する定数と前
   記無線端末装置の識別符号とを記憶する記憶部と、前記
   記憶部に登録されている前記無線端末装置に対する下り
   制御チャネル情報を前記記憶部に登録されている総合指
   向性を形成するアンテナで送信させる送信制御部とを有
   することを特徴とする無線基地局装置。
2. 【請求項２】良好な受信信号品質が得られるようにアン
   テナの総合指向性を制御する指向性制御部と、上り制御
   チャネルで無線端末装置の識別符号を含むパイロット信
   号を受信したときに形成される前記アンテナの総合指向
   性の主ビーム方向と前記無線端末装置の識別符号とを記
   憶する記憶部と、前記記憶部に登録されている前記無線
   端末装置に対する下り制御チャネルを前記記憶部に登録
   されている主ビーム方向に応じた総合指向性を形成する
   アンテナで送信させる送信制御部とを有することを特徴
   とする無線基地局装置。
3. 【請求項３】ダイバーシティ受信を行うための選択合成
   部と、上り制御チャネルで無線端末装置の識別符号を含
   むパイロット信号を受信したときに最も良好な受信信号
   品質が得られたダイバーシティ枝と前記無線端末装置の
   識別符号とを記憶する記憶部と、前記記憶部に登録され
   ている前記無線端末装置に対する下り制御チャネル情報
   を前記記憶部に登録されているダイバーシティ枝に対応
   するアンテナで送信させるアンテナ選択器とを有するこ
   とを特徴とする無線基地局装置。
4. 【請求項４】無線基地局装置から送信される下り制御チ
   ャネル情報を受信し、前記下り制御チャネル情報の受信
   信号品質が予め設定された基準信号品質よりも低下して
   いるか否かを判定し、低下していると判定した場合には
   自局の識別符号を含むパイロット信号を上り制御チャネ
   ルで送信することを特徴とする無線端末装置。
5. 【請求項５】第１、第２の無線基地局装置から送信され
   る第１、第２の下り制御チャネル情報を受信し、前記第
   １の下り制御チャネル情報の受信信号強度または受信信
   号品質が予め設定された基準信号強度または基準信号品
   質よりも低下しており、かつ前記第２の下り制御チャネ
   ル情報の受信信号強度または受信信号品質が前記予め設
   定された基準信号強度または基準信号品質よりも低下し
   ている場合には前記第１、第２の無線基地局装置のうち
   受信状態がより良好な無線基地局装置に対して上り制御
   チャネルで自局の識別符号を含むパイロット信号を送信
   することを特徴とする無線端末装置。
6. 【請求項６】前記受信信号品質は受信信号強度から検出
   されることを特徴とする請求項４または５に記載の無線
   端末装置。
7. 【請求項７】上り制御チャネルの干渉信号を検出し、前
   記検出された干渉信号値が前記上り制御チャネルで予め
   設定された基準信号値を上回らないと判定した場合には
   自局の識別符号を含むパイロット信号を送信することを
   特徴とする請求項４または５に記載の無線端末装置。
8. 【請求項８】前記パイロット信号を疑似乱数に基づく時
   間間隔で繰り返し送信することを特徴とする請求項４、
   ５および７のいずれか１に記載の無線端末装置。
9. 【請求項９】前記パイロット信号を、下り制御チャネル
   の受信タイミングを基準として、予め定められた規則に
   より自局の識別符号に応じて設定される時間間隔をおい
   たタイミングで送信することを特徴とする請求項４、５
   および７のいずれか１に記載の無線端末装置。