JPH11122028A - アレーアンテナ装置 - Google Patents
アレーアンテナ装置Info
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- JPH11122028A JPH11122028A JP27690297A JP27690297A JPH11122028A JP H11122028 A JPH11122028 A JP H11122028A JP 27690297 A JP27690297 A JP 27690297A JP 27690297 A JP27690297 A JP 27690297A JP H11122028 A JPH11122028 A JP H11122028A
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Abstract
能なアレーアンテナを少ないアンテナ素子数で実現す
る。 【解決手段】 複数のアンテナ素子101と、第一の分
岐手段102と、合成器107と、第二の分岐手段10
4の出力、基準信号発生装置105の出力、第三の分岐
手段108の出力、伝搬環境監視装置109の出力を入
力として重み付け手段103を制御する重み制御装置1
06とから構成されるアレーアンテナであって、伝搬環
境監視装置により測定された遅延プロファイルに対し、
希望波成分電力と、(アンテナ素子の数−1)シンボル
以上の遅延時間を有する遅延成分の電力及び熱雑音の電
力の和との比が所要の値以上となるように制御するアン
テナ素子数を決定するとともに、各アンテナ素子の重み
を、希望波と、(アンテナ素子数−1)シンボル以下の
遅延時間を有する干渉波に対し、希望波電力と干渉波電
力の比が最大となる重みを有するように設定する。
Description
に関し、特に少い数のアンテナ素子によって、多数の遅
延波が存在する環境での使用に耐えるアレーアンテナ装
置に係る。
改善する方法として、アンテナに指向性をもたせて、遅
延反射波を受信しないようにする方法がある。この場合
八木アンテナのような指向性アンテナを機械的に回転さ
せるなどの方法は現実的ではないので、実際には、複数
の無指向性アンテナを設置してその出力を電気的に合成
して指向性アンテナを形成する。
えることができる。そして、所望の方向にヌル点を作り
出すことができる。このようなアンテナをアダプティブ
アレーアンテナという。
られたアダプティブアレーアンテナでは、任意のm−1
個の方向にヌル点を形成することができる。そして、遅
延干渉波が到来する方向にヌル点を向ければ干渉波を回
避することができる。
っている場合において、干渉波の数と同数の指向性のヌ
ル点を制御し、各干渉波にヌル点を向けることで伝送品
質を改善するように、アンテナ設置環境での(干渉波の
数+1)素子のアレーアンテナを用いて放射部を構成し
ていた(文献:Monzingo Miller,’I
ntroduction to Adaptive A
rray′,1980John Wiley & So
ns,Inc.参照)。
ティブアレーアンテナにおいては、ヌル点の数は、(素
子アンテナの数−1)個に限られているため、数百波以
上の遅延波が存在する屋内伝搬環境等では、干渉波を完
全に抑圧するためには数百素子以上の素子アンテナを有
するアレーアンテナ装置が必要となるから、アンテナ装
置の小形化が困難であるという課題があった。
少ないアンテナ素子数でも、充分干渉波を回避すること
が可能で、アンテナ装置の小形化を図ることのできる手
段を提供することを目的としている。
課題は、前記特許請求の範囲に記載した手段により解決
される。
と、各素子アンテナのそれぞれに接続された第一の分岐
手段と、各第一の分岐手段の一方の出力にそれぞれ複素
重みを課す重み付け手段と、該重み付け手段によって重
み付けされた各信号を合成する合成器と、前記各第一の
分岐手段の他方の出力をそれぞれ分岐する第二の分岐手
段と、
して、当該アンテナ設置環境における到来波の遅延時間
分布(遅延プロファイル)を測定する伝搬環境監視装置
と、基準信号発生装置と、前記合成器に接続された第三
の分岐手段と、前記第二の分岐手段の他方の出力と、
の分岐手段の一方の出力と、前記伝搬環境監視装置の出
力とを入力として、前記重み付け手段の重みを制御する
重み制御装置とから構成されるアレーアンテナであっ
て、前記伝搬環境監視装置により測定された当該アンテ
ナ設置環境における到来波の遅延時間分布に対し、
1)シンボル以上の遅延時間を有する遅延成分の電力及
び熱雑音の電力の和との比が所要の値以上となるよう
に、制御するアンテナ素子数を決定するとともに、各ア
ンテナ素子の重みは、希望波と、(アンテナ素子数−
1)シンボル以下の遅延時間を有する干渉波に対し、希
望波電力と干渉波電力の比が最大となる重みを有するよ
うに設定したアレーアンテナ装置である。
は、希望波成分と(素子アンテナの数−1)シンボル以
上の遅延時間を有する遅延波の電力和及び熱雑音の電力
の和との比が所要の値以上となるように、素子アンテナ
の数を決定する。従来の干渉波の数から決定した素子数
を用いるアレーアンテナ装置とは異なる。
干渉を抑圧するのではなく、識別時刻での遅延による干
渉を抑圧するため、少数素子で遅延による干渉波を抑圧
できる。各素子アンテナiの受信信号xi (t)は、
“数1”のように表される。
は素子アンテナiにおける到来波lの受信レベル、τil
は素子アンテナにおける到来波lの遅延時間である。識
別時刻においては、“数2”のように表される。
テナiの受信信号を整数シンボルの遅延波で離散化した
際のnシンボル遅延成分の係数である。
ル単位で遅延した信号の重ね合わせとして表現される。
例えば抑圧すべき遅延波の遅延時間がN−1シンボル以
下であれば、上式の級数はn=0〜N−1となるので、
素子数N′のアレーアンテナ装置の出力は“数3”のよ
うになる。
重み付け手段によって重み付けされる値である。
れば、識別時刻においては遅延による干渉波を完全に抑
圧できる。
めには、N′=Nとすればよい。ところが、実際の遅延
プロファイルは有限の時刻で打ち切ることは出来ないた
め、遅延による干渉成分を有限の素子数を持ったアレー
アンテナ装置で完全に抑圧することは出来ない。ただ
し、N素子のアレーを適応制御した場合には、遅延によ
る干渉量をN−1シンボル以上の遅延時間を有する遅延
波の電力の和以下に抑えることが出来る。
はガウス雑音的に振る舞うことが知られている。そこ
で、所要の伝送品質と信号対熱雑音比の関係から決まる
熱雑音レベル以下に、N−1シンボル以上の遅延成分の
電力和を抑えれば所要の伝送品質が得られる。
ルから素子数を決定することが可能であり、識別タイミ
ングのみで、遅延による干渉量を抑えるように動作させ
たときの素子数を決定できるため、決定される素子数は
従来の考え方に比較して十分小さな値となり、屋内無線
通信システムにアレーアンテナ装置を適用することが可
能となる。
施の形態の例について説明する。図1は、本発明の実施
の形態の例を示す図である。この図は、基準信号を用い
て、N個のアンテナ素子によりアレーアンテナ装置を構
成した形態を示している。同図において、数字符号10
11〜101nはアンテナ素子、1021〜102nは該ア
ンテナ素子1011〜101nに接続された第一の分岐手
段、
1〜101nの出力に重み付けを行う重み付け手段、10
41〜104nは該第一の分岐手段1021〜102nの一
方の出力に接続された第二の分岐手段、105は基準信
号発生装置、106は上記重み付け手段1031〜10
3nの重みを決定する重み制御装置、
の出力を合成する合成器、108は合成器の出力をアレ
ーアンテナ装置の出力と重み制御装置の入力に分岐させ
る第三の分岐手段、109は該第一の分岐手段1021
〜102nの一方の出力を入力とし、遅延プロファイル
を求める伝搬環境監視装置である。
6において、以下のようにして決定される。所要の伝送
品質(BER)が与えられると、図2に示す信号電力対
熱雑音電力比と、BER特性の関係を示す図から所要の
信号電力対熱雑音電力比が求められる。
音電力比とBERの関係を計算によって、曲線Eとして
求めたものである。遅延による干渉波の数が増すと熱雑
音の振る舞いに近づくので、所要の信号電力対熱雑音電
力比は、所要の信号電力対遅延波の電力和比と考えられ
る。
設置された環境での遅延プロファイルが監視される。N
素子のアレーを用いると、不要成分の電力の和はN−1
シンボル以上送れた遅延時間を有する遅延波の電力及び
熱雑音の電力の和以下に抑えることが出来る。N−1シ
ンボル以上遅れた遅延波の電力及び熱雑音の電力の和を
N素子のアレーを制御した後の不要波成分の電力の和と
みなせる。
(この場合は10-5)と曲線Eの交点からSNRの値
(この場合Gで示す≒13dB)を求め、これと、素子
数Nと、N−1シンボル以上遅れた遅延波の電力及び熱
雑音の電力の和の関係を示す図3の曲線Fとから素子ア
ンテナの数Nを決定する。
づいて求めた計算値である。これらの図2、図3に示す
ような特性は、重み制御装置106内のメモリにテーブ
ルとして持てば良く、重み制御装置の制御部のマイクロ
プロセッサがこれを参照することによって、容易にアン
テナ素子の数Nを求めることができる。
延プロファイルから素子数を決定することが可能であ
り、識別タイミングのみで、遅延による干渉量を抑える
ように動作させたときの素子数を決定できるため、決定
される素子数は従来の考え方に比較して十分小さな値と
なる。従って、アンテナ装置を小形化することができる
ので、屋内無線通信システムにアレーアンテナ装置を適
用することができる利点がある。
示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 複数のアンテナ素子と、 各素子アンテナのそれぞれに接続された第一の分岐手段
と、 各第一の分岐手段の一方の出力にそれぞれ複素重みを課
す重み付け手段と、 該重み付け手段によって重み付けされた各信号を合成す
る合成器と、 前記各第一の分岐手段の他方の出力をそれぞれ分岐する
第二の分岐手段と、 該各第二の分岐手段の一方の出力を入力として、当該ア
ンテナ設置環境における到来波の遅延時間分布(遅延プ
ロファイル)を測定する伝搬環境監視装置と、 基準信号発生装置と、 前記合成器に接続された第三の分岐手段と、 前記第二の分岐手段の他方の出力と、前記基準信号発生
装置の出力と、前記第三の分岐手段の一方の出力と、前
記伝搬環境監視装置の出力とを入力として、前記重み付
け手段の重みを制御する重み制御装置とから構成される
アレーアンテナであって、 前記伝搬環境監視装置により測定された当該アンテナ設
置環境における到来波の遅延時間分布に対し、希望波成
分電力と、(アンテナ素子の数−1)シンボル以上の遅
延時間を有する遅延成分の電力及び熱雑音の電力の和と
の比が所要の値以上となるように、制御するアンテナ素
子数を決定するとともに、 各アンテナ素子の重みは、希望波と、(アンテナ素子数
−1)シンボル以下の遅延時間を有する干渉波に対し、
希望波電力と干渉波電力の比が最大となる重みを有する
ように設定したことを特徴とするアレーアンテナ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27690297A JP3392330B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | アレーアンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27690297A JP3392330B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | アレーアンテナ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11122028A true JPH11122028A (ja) | 1999-04-30 |
JP3392330B2 JP3392330B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=17575986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27690297A Expired - Fee Related JP3392330B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | アレーアンテナ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3392330B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000332667A (ja) * | 1999-05-24 | 2000-11-30 | Toshiba Tec Corp | 無線通信システム |
JP2003087051A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Advanced Telecommunication Research Institute International | アレーアンテナの制御方法 |
SG98080A1 (en) * | 2001-12-12 | 2003-08-20 | Ntt Docomo Inc | Supergain array antenna system and method for controlling supergain array antenna |
-
1997
- 1997-10-09 JP JP27690297A patent/JP3392330B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000332667A (ja) * | 1999-05-24 | 2000-11-30 | Toshiba Tec Corp | 無線通信システム |
JP2003087051A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Advanced Telecommunication Research Institute International | アレーアンテナの制御方法 |
SG98080A1 (en) * | 2001-12-12 | 2003-08-20 | Ntt Docomo Inc | Supergain array antenna system and method for controlling supergain array antenna |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3392330B2 (ja) | 2003-03-31 |
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