KR20010101556A - 기지국 장치, 무선 수신 방법 및 무선 통신 방법 - Google Patents

기지국 장치, 무선 수신 방법 및 무선 통신 방법 Download PDF

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KR20010101556A
KR20010101556A KR1020017008971A KR20017008971A KR20010101556A KR 20010101556 A KR20010101556 A KR 20010101556A KR 1020017008971 A KR1020017008971 A KR 1020017008971A KR 20017008971 A KR20017008971 A KR 20017008971A KR 20010101556 A KR20010101556 A KR 20010101556A
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아오야마다카히사
미야가즈유키
미요시겐이치
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

도래파 방향 추정부(111∼113)에서 통신 단말(120∼122)에 대해서 도래파 방향 추정을 실행한다. 기지국에서 보아 도래 방향이 가까운 통신 단말끼리를 군 생성부(115)에서 군으로 한다. 군 대표국 선택부(116)는 군중에서 1대 또는 수대의 통신 단말을 선택한다. 적응 신호 처리부(117)는 군중에서 선택된 통신 단말에 대해서 적응 신호 처리를 실행하고, 군마다 수신 웨이트를 생성한다. 이 수신 웨이트는 각 군에 소속하는 통신 단말전체의 수신 웨이트로서 이용되고, 승산기(118), (119)에 의해 수신 신호로 승산된다. 이 얻어진 승산 결과를 간섭 제거 처리에 이용하여 군내의 통신 단말에 대해서 통상의 간섭 제거 처리를 실행한다.

Description

기지국 장치 및 무선 수신 방법{BASE STATION DEVICE AND RADIO RECEIVING METHOD}
어레이 안테나란, 복수의 안테나 소자로 구성되어 있고, 각 안테나 소자에서 수신하는 신호에 각각 진폭과 위상의 조정을 부여하여 수신 지향성을 자유롭게 설정할 수 있는 안테나이다. 이 경우, 수신 신호에 대해서 부여하는 진폭과 위상의 조정은 수신 신호 처리 회로에 있어서 수신 신호에 복소 계수를 승산하는 것에 의해 실행할 수 있다.
도 1은 어레이 안테나를 구비한 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 1에서는 예로서 2개의 안테나 소자로 구성된 어레이 안테나를 장비하는 기지국 장치를 도시한다. 또한, 통상 기지국 장치에서는 복수의 통신 단말로부터의 수신 신호를 복조하기 위해서 복수 계통의 수신 신호 처리 회로를 구비하지만, 도 1에서는 설명을 간단하게 하기 위해서 수신 신호 처리 회로를 1계통만 마련한 경우에 대해서 기술한다.
도 1에 도시한 기지국 장치(10)는 통신 단말(16)과 통신을 실행할 때에 안테나(11), (12)를 이용하여 통신 단말(16)로부터의 신호를 수신한다. 안테나(11)에서 수신한 신호는 수신 무선 회로(13)에 의해 기저 주파수 대역 또는 중간 주파수 대역으로 다운 컨버트되어 수신 신호 처리 회로(15)로 출력된다. 또, 안테나(12)에서 수신한 신호는 수신 무선 회로(14)에 의해 기저 주파수 대역 또는 중간 주파수 대역으로 다운 컨버트되어 수신 신호 처리 회로(15)로 출력된다. 수신 신호 처리 회로(15)에서는 수신 신호에 복조 처리를 실행한다. 또, 수신 신호 처리 회로(15)에서는 수신 신호에 승산하는 복소 계수를 조절한다. 이것에 의해, 어레이 안테나에서 희망 방향으로부터 도래하는 전자파만을 강하게 수신할 수 있다. 이와 같이, 희망 방향으로부터 도래하는 전자파만 강하게 수신하는 것을「수신 지향성을 갖는다」고 한다. 기지국 장치에 있어서 수신 지향성을 갖는 것에 의해, 수신 SIR(Signal to Interference Ratio : 이하, SIR이라고 함)을 높게 유지할 수 있다. 또한, 수신 신호 처리 회로(15)의 구성은 사용하는 통신 방식에 의해 결정한다. 그러나, 기지국 장치가 이러한 어레이 안테나 처리를 통신 단말 전부에 대해서 실행하는 것은 처리량이 방대하게 된다는 문제점을 들 수 있다.
CDMA(Code Division Multiple Access) 방식을 이용할 때에 소망 신호만을 추출하는데 매우 유용한 수단으로서 간섭 제거기(canceller)가 있다. 이 간섭 제거기는 통신 상대의 통신 단말 이외의 다른 통신 단말로부터의 신호(간섭)를 제거하여 수신 신호로부터 원하는 신호를 추출하는 기술이다.
간섭 제거기에 대해서 특히 일본 특허 공개 평성 제10-126383호 공보에 개시된 바와 같은 심볼 랭킹형의 간섭 제거기를 도 2를 이용하여 설명한다. 우선, 간섭 제거기에서는 수신 신호 보존부(21)에서 수신한 신호를 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 보존한다. 보존된 수신 신호는 각 통신 단말의 신호마다 각각 역확산부(22∼24)로 보내지고, 그곳에서 역확산 처리되어 복조된다.
복조된 신호는 각각 채널 추정부(25∼27)로 출력된다. 채널 추정부(25∼27)에서는 복조 신호와 기지(旣知)의 신호인 파일럿 신호를 비교하고, 그 비교 결과로부터 채널 추정값을 구한다.
채널 추정부(25∼27)에서 구해진 채널 추정값은 레플리커 생성부(28∼30)로 각각 출력된다. 레플리커 생성부(28∼30)에서는 채널 추정값으로부터 레플리커 신호를 생성한다. 또, 레플리커 생성부(28∼30)는 작성한 레플리커 신호를 수신 신호 보존부(21)로 보냄과 동시에, 생성한 레플리커 신호의 강도의 정보를 랭킹부(31)로 보낸다.
랭킹부(31)에서는 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 레플리커 신호의 강도에 따라서 수신 신호가 큰 순으로 통신 단말을 랭킹하고, 그 결과를 수신 신호 보존부(21)로 보낸다. 또, 이 때 랭킹이 높은 통신 단말에 대해서는 그대로 복조된다.
수신 신호 보존부(21)에서는 수신 신호로부터 랭킹부(31)에서 큰 신호와 랭킹된 레플리커를 빼는 것에 의해, 랭킹이 높은 통신 단말에 의한 간섭을 제거한다. 또, 수신 신호 보존부(21)에서는 간섭이 제거된 수신 신호를 역확산부(22∼24)로보내어 상술한 바와 마찬가지의 처리를 실행하여 수신 신호로부터 다시 간섭 제거를 실행한다. 간섭 제거기는 이러한 처리를 반복해서 수신 신호로부터 간섭 제거를 실행한다.
예컨대, CDMA 방식에 의해서 다중된 신호가 도 3에 도시되는 바와 같이 되어 있는 경우에는, 상술한 처리에 의해 통신 단말(3)의 신호(41)가 먼저 제거되고 복조된다. 계속해서, 통신 단말(2)의 신호(42)가 제거되고 복조된다. 최후에, 통신 단말(1)의 신호(43)가 복조된다.
그러나, 어레이 안테나를 이용하여 수신 지향성을 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 개별적으로 부여하는 무선 통신 시스템에서는 각각의 통신 단말에 대해서 간섭으로 되는 정도는 통신 단말마다 달라진다. 즉, 도 4에 도시하는 바와 같이 통신 단말(1)에서의 수신 신호(51), 통신 단말(2)에서의 수신 신호(52) 및 통신 단말(3)에서의 수신 신호(53)에서 각각 수신 신호 크기의 순번이 달라지게 된다.
이 때문에, 기지국 장치 전체에서 수신 신호의 랭킹을 일의적으로 결정할 수 없다. 따라서, 이러한 시스템에서 간섭 제거기를 적용하는 경우, 간섭 제거기를 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 개별적으로 마련할 필요가 있다. 이것은 실제로 하드웨어 설계를 고려하면 매우 실현 곤란하다.
본 발명은 디지털 무선 통신 시스템에 있어서 사용되는 기지국 장치 및 무선 수신 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 기지국 장치를 도시한 블럭도,
도 2는 간섭 제거기의 구성을 도시한 블럭도,
도 3은 CDMA 방식으로 다중된 신호를 도시한 개념도,
도 4는 어레이 안테나 처리를 각 통신 단말에 대해서 이용했을 때에 CDMA 방식으로 다중된 신호가 각 통신 단말마다 다른 것을 도시한 개념도,
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 기지국 장치의 군 생성을 설명하기 위한 개념도,
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 기지국 장치의 적응 신호 처리 회로의 내부 구성을 도시한 블럭도,
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 기지국 장치의 군 생성을 설명하기 위한 개념도,
도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 기지국 장치의 지향성 패턴 보존 회로에 보존되어 있는 지향성 패턴을 도시한 개념도,
도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 기지국 장치의 지향성 패턴 보존 회로에 보존되어 있는 지향성 패턴을 도시한 개념도,
도 12는 본 발명의 실시예 3에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 13은 본 발명의 실시예 3에 따른 기지국 장치에 있어서 채널 추정을 실행할 때의 개념을 도시한 도면,
도 14는 본 발명의 실시예 3에 따른 기지국 장치와 통신을 실행하는 각 통신 단말의 지향성 패턴을 도시한 도면,
도 15는 본 발명의 실시예 3에 따른 기지국 장치의 군 생성을 설명하기 위한 개념도,
도 16은 본 발명의 실시예 4에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 17은 본 발명의 실시예 5에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 18은 본 발명의 실시예 6에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 19는 본 발명의 실시예 7에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 20은 본 발명의 실시예 8에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 21은 본 발명의 실시예 9에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
본 발명의 목적은 어레이 안테나와 간섭 제거기를 조합한 경우에 있어서도 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 간섭 제거기를 마련하지 않고 연산량을 삭감하면서 원하는 신호를 높은 품질로 수신할 수 있는 기지국 장치 및 무선 수신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 주제는 다수의 통신 단말에 대해서 한정된 지향성 개수 중에서 어레이 안테나 처리를 실행해서 다수의 통신 단말을 지향성 수만큼의 그룹으로 나누고, 그 그룹 내에서 동일 지향성을 갖게 하는 것에 의해, CDMA 통신을 실행할 때에 유효한 수단으로 되는 간섭 제거기와 어레이 안테나 처리를 병용하는 것을 용이하게 하여 수용 통신 단말 개수를 증가시키는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 여기서는 기지국 장치가 통신 단말(120∼122)과 무선 통신을 실행하는 경우에 대해서 설명한다.
수신 무선 회로(105∼107)는 각각 안테나(102∼104)를 거쳐서 수신된 신호에 소정의 무선 수신 처리(다운 컨버트, A/D 변환 등)를 실행한다. 또한, 본 실시예의 기지국 장치는 3개의 안테나에 의한 어레이 안테나 수신 기능을 갖고 있으므로, 안테나 및 수신 무선 회로는 각각 3개씩 존재한다.
각각의 수신 무선 회로(105∼107)에서 처리된 베이스밴드(base band) 신호는 베이스밴드 신호 처리 회로(101)로 보내진다. 통상, 기지국 장치에서는 복수의 통신 단말로부터의 수신 신호를 복조하기 위해서, 복수 계통의 베이스밴드 신호 처리 회로를 구비하고 있다. 본 실시예에서는 설명을 간단하게 하기 위해서 통신 단말을 3개로 상정하고, 이것에 대응하여 베이스밴드 신호 처리 회로(101) 내에는 3개의 처리 계통을 마련하고 있다.
수신 신호 복조 회로(108∼110)는 통신 단말(120∼122)의 수신 신호에 대해서 CDMA 복조 등의 베이스밴드 처리를 실행한다. 도래파 방향 추정 회로(111∼113)는 각각 통신 단말(120∼122)로부터의 수신 신호에 대해서 적응 신호 처리를 실행하고, 각 통신 단말로부터의 신호의 도래파 방향을 얻어 각 통신 단말로부터의 신호의 도래 방향을 검지한다.
집계 회로(114)는 도래파 방향 추정 회로(111∼113)로부터의 출력인 통신 단말(120∼122)로부터의 도래파 방향 정보를 집계한다. 군 생성 회로(115)는 집계한 도래파 방향 정보에 따라서 통신 단말의 군분리를 실행한다. 군 대표국 선택 회로(116)는 군 생성 회로(115)에서 생성한 군마다 군의 대표로 되는 통신 단말을 선택한다.
적응 신호 처리 회로(117)는 군 대표국 선택 회로(116)에 의해 군의 대표로서 선택된 통신 단말의 신호에 대해서 적응 신호 처리를 실행하여 지향성을 생성하고, 얻어진 지향성을 각 군의 지향성으로 한다. 승산기(118), (119)는 각각 수신 안테나(102∼104)에서 수신한 신호를 각각 수신 무선 회로(105∼107)에서 베이스밴드 복조한 신호에 적응 신호 처리 회로(117)에서 생성한 군의 지향성으로 되는 수신 웨이트를 승산한다. 여기서는 2개의 군을 생성하는 것을 고려하고 있기 때문에 2개의 승산기가 존재한다.
다음에, 상기 구성을 갖는 기지국 장치의 동작에 대해서 설명한다.
통신 단말(120∼122)로부터 송신된 신호는 안테나(102∼104)를 거쳐서 각각 수신 무선 회로(105∼107)에서 수신되고, 그곳에서 소정의 무선 수신 처리가 이루어진다. 이 무선 수신 처리된 수신 신호는 승산기(118), (119)로 보내짐과 동시에, 수신 신호 복조 회로(108∼110)로 보내진다. 수신 신호 복조 회로(108∼110)에서는 각각 통신 단말(120∼122)에 대해서 수신 무선 회로(105∼107)로부터 수취한 신호에 대해서 CDMA 복조 등의 처리를 실행하고, 각각 도래파 방향 추정 회로(111∼113)로 보낸다. 도래파 방향 추정 회로(111∼113)에서는 수신 신호에 대해서 도래파 추정 처리를 실행한다.
도래파 추정 방법으로서는 FFT(고속 퓨리에 변환)를 이용한 빔 형성법, 선형 예측법, 최소 노름(norm)법 등을 들 수 있지만 특별한 제한은 없다. 계속해서, 도래파 추정 회로(111∼113)에서 실행한 도래파 방향의 추정 결과를 집계 회로(114)로 출력한다.
집계 회로(114)에서는 도래파 방향의 추정 결과를 집계하는 것에 의해, 통신 단말(120∼122)로부터의 신호의 도래파 방향을 파악한다. 집계 회로(114)에서는 각 통신 단말과 도래파 방향의 각도(안테나 정면 방향을 기준으로 한 경우의 각도)를 대응시켜 집계가 이루어진다.
집계 회로(114)는 각 통신 단말(120∼122)로부터의 신호의 도래파 방향의 정보를 군 생성 회로(115)로 출력한다. 군 생성 회로(115)에서는 통신 단말을 포함하는 군을 생성한다. 즉, 통신 단말로부터의 신호의 도래파 방향을 적어도 2개의 지향성으로 그룹 분할한다. 여기서는 통신 단말(120∼122)을, 도 6에 도시하는 바와 같이, 2개로 그룹 분할한 경우를 고려한다.
구체적으로는, 군 생성 회로(115)에서는 다음과 같이 하여 군을 생성한다. 군 생성 회로(115)로는 집계 회로(114)로부터 통신 단말과 도래파 방향의 각도를 대응시킨 집계 정보가 보내진다. 군 생성 회로(115)에서는 집계 정보에 따라서 1개의 군에 포함되는 통신 단말의 수가 균등하게 되도록, 군의 각도 범위를 설정하여 군을 생성한다. 이 경우, 미리 군의 수는 설정되어 있으므로, 통신 단말의 수가 기지(旣知)이면 군을 생성할 수 있다. 따라서, 통신 단말로부터의 신호의 도래가 조밀한 방향에서는 군에 설정되는 각도 범위는 좁아지고, 통신 단말로부터의 신호의 도래가 성긴(non-dense) 방향에서는 군에 설정되는 각도 범위는 넓어진다.
또, 상술한 바와 같이, 통신 단말의 수에만 주목하는 것이 아니라 기지국에서의 각 통신 단말로부터의 수신 신호의 전력도 고려하고, 각 통신 단말로부터의 수신 신호를 측정하여 각 군의 수신 전력이 균등하게 되도록 군 생성을 실행하는 것도 가능하다. 이 때, 모든 통신 단말을 고려하는 것이 아니라 기지국에 있어서 특정 전력 이상의 전력을 갖고 있다고 파악된 통신 단말만을 고려하는 것과 같은 방식도 고려된다.
또, 1개의 통신 단말로부터의 신호가 반사 등의 원인에 의해 복수의 도래 방향으로부터 도래하는 것을 고려하면, 도래 방향마다 신호를 구별할 수 있다. 이것을 이용하여 통신 단말마다의 제어가 아니라 각 군에 동일 수의 도래파가 오도록 군을 생성하는 것도 가능하다. 또, 이 때 상기한 바와 같이, 도래파의 수에만 주목하는 것이 아니라 기지국에 있어서 각 도래파의 신호 전력을 고려하여, 각 군에 있어서의 도래파 신호 전력의 총합이 동일하게 되도록 군 생성을 실행하는 것도 가능하다.
또, 존재하는 통신 단말 중에서 기지국에서의 수신 전력이 큰 것을 적어도 1개 선택하고, 그 선택된 통신 단말을 중심으로 군을 생성하는 것과 같은 것도 고려된다. 이 경우, 그 선택된 통신 단말로부터의 신호가 동일한 도래 방향이 아닌 것을 확인할 필요가 있다.
이와 같이, 군을 생성하는 것에 의해 그 동일군내에 있어서 동일한 수신 웨이트를 이용할 수 있게 된다. 그 때문에, 각 통신 단말마다 수신 웨이트를 생성할 필요가 없어지기 때문에, 대폭적인 연산량의 삭감이 가능해진다.
또, 군 생성을 실행할 때에 기지국의 셀 또는 선택기 내를 모두 망라하도록 군을 생성하는 것도 가능하다. 이 경우, 새롭게 통신 단말이 증가한 경우에도 도래 방향 추정에 의해 그 통신 단말의 위치를 추정함으로써 새로운 통신 단말이 어떤 군에 소속하는지를 알 수 있기 때문에, 그 통신 단말이 소속하는 군에 있어서 원래 사용되고 있던 수신 웨이트를 통신의 최초부터 이용하는 것이 가능해진다.
구체적으로, 본 발명에 있어서의 군 생성을 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6으로부터 알 수 있듯이, 기지국 장치(201)는 군 생성 회로(115)에 의해 군 A(202) 중에 통신 단말(120), (121)이 포함되고 군 B(203) 중에 통신 단말(122)이 포함되는 군(지향성)을 생성한다. 군 생성 회로(115)는 군 생성 결과(군의 각도 설정 범위 및 그 군에 포함되는 통신 단말)를 군 대표국 선택 회로(116)로 보낸다. 군 대표국 선택 회로(116)에서는 각 군 중에서 각각 1개의 대표국을 선택한다. 구체적으로는, 군 대표국 선택 회로(116)에서는 군에 포함되는 통신 단말 중 수신 신호의 수신 전력(레벨)이 높은 것 등을 군 대표국으로서 선택하는 방법, 군의 중심에 있는 이동국을 선택하는 방법 등이 고려된다. 도 6에 도시한 예에서는 군 A(202)로부터 통신 단말(120)을 대표국으로서 선택하고, 군B (203)로부터 통신 단말(122)을 대표국으로서 선택한다. 각 군의 대표국의 정보 및 수신 신호는 적응 신호 처리회로(117)로 보내진다.
적응 신호 처리 회로(117)에서는 각 군 대표국의 수신 신호에 대해서 적응 신호 처리를 실행하여 각 군에 대응한 수신 웨이트를 생성한다. 이것에 의해, 각 군에 대응하는 수신 지향성이 형성된다. 도 6에 도시한 경우에는 군 A(202)의 대표국이 통신 단말(120)이며 군 B(203)의 대표국이 통신 단말(122)이므로, 적응 신호 처리 회로(117)에서는 통신 단말(120), (122)의 수신 신호에 대해서 적응 신호 처리를 실행한다. 여기서, 적응 신호 처리는, 예컨대, LMS(Least Mean Square), RLS(Recursive Least Squares) 등의 알고리듬을 이용하여 실행한다.
구체적으로는, 적응 신호 처리 회로(117)에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 우선 수신 신호를 채널 추정부(301)로 보내고, 그곳에서 기지 신호인 파일럿 부분을 이용하여 채널 추정을 실행하여 전송로 상태를 추정한다. 이 추정값을 레플리커 생성부(302)로 보낸다. 또한, 수신 신호는 개별 수신 웨이트 생성부(303)에서 생성된 수신 웨이트가 승산된 후에 채널 추정부(301)로 보내진다. 아직 수신 웨이트가 생성되지 않은 경우에는 무지향성의 웨이트 또는 고정의 웨이트가 승산되게 된다.
레플리커 생성부(302)에서는 추정한 전송로를 통해 수신될 신호의 레플리커를 상기 추정값을 이용하여 생성한다. 그리고, 이 레플리커와 기지 신호를 비교하고, 그 오차 신호를 개별 수신 웨이트 생성부(303)로 보낸다.
개별 수신 웨이트 생성부(303)에서는 오차 신호를 이용하여 수신 웨이트를 생성한다. 이 때, 하기 수학식 1에 나타내는 식을 이용하여 수신 웨이트를 생성한다. 이 수신 웨이트를 수신 신호에 승산하고, 이 승산 후의 수신 신호에 대해서 상기와 마찬가지 처리를 실행하고, 오차 신호를 개별 수신 웨이트 생성부(303)로 보낸다. 그리고, 개별 수신 웨이트 생성부(303)에서는 오차 신호를 이용하여 수신 웨이트를 생성한다. 이 처리를 반복하여, 예컨대, LMS 알고리듬 등을 이용하여 오차 신호 수렴시킨다. 수렴 후의 수신 웨이트를 출력한다.
여기서, W: 웨이트값, u: 망각 계수, X: 수신 신호, e: 오차 신호이다.
적응 신호 처리 회로(117)에서 군마다 구해진 수신 웨이트는 승산기(118), (119)로 보내진다. 승산기(118), (119)에서는 수신 신호에 군마다의 수신 웨이트가 승산된다. 이것에 의해, 군 A(202) 및 군 B(203)의 각각의 수신 지향성을 갖는 수신 신호가 얻어진다. 여기서, 승산기(118)에서 군 A에 대한 수신 웨이트를 승산하고, 승산기(119)에서 군 B에 대응하는 수신 웨이트를 승산하는 경우에는 승산기(118)에서 생성한 수신 신호를 통신 단말(120), (121)에서 이용하고, 승산기(119)에서 생성한 수신 신호를 통신 단말(122)에서 이용함으로써, 각각의 통신 단말에서 바람직한 수신 웨이트를 이용하여 통신을 실행하는 것이 가능해진다.
상기 실시예에 따른 기지국 장치에서는 복수의 통신 단말에 대해서 군 생성을 실행하여 그룹 분할을 실행하고, 그 군마다 수신 지향성을 형성하고, 그 군에 속하는 통신 단말 전부에 군마다의 수신 지향성을 적용하고 있다. 이 경우, 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 수신 지향성을 형성하지 않고 복수의 통신 단말을 포함하는 군마다 수신 지향성을 형성하고 있으므로, 통신 단말 개수가 많더라도 연산량을 적게 한 상태에서 전체 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 수신을 실행할 수 있다. 따라서, 전체 통신 단말에 대해서 높은 SIR(Signal to Interference Ratio)로 신호를 수신할 수 있다.
상기 실시예에서는 각 군에서 1개의 대표국의 통신 단말에 대해서 적응 신호 처리를 실행하여 수신 웨이트를 생성하는 경우에 대해서 설명하고 있지만, 본 발명에서는 각 군마다 복수의 통신 단말을 선택하고 선택한 복수의 통신 단말에 대해서 적응 신호 처리를 실행하고, 그 복수의 통신 단말이 생성한 수신 웨이트 중에서 최적의 수신 웨이트를 수시로 결정하도록 해도 좋다.
이와 같이 하는 것에 의해, 더욱 수신 정밀도를 높일 수 있다. 또, 복수의 통신 단말을 선택해 두는 것에 의해, 적응 신호 처리 대상인 통신 단말이 이동하거나 통신을 종료한 후에도 계속하여 제어가 가능해진다.
(실시예 2)
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 8에 있어서, 도 5와 동일한 부분에는 도 5와 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.
도 8에 도시한 기지국 장치에서, 지향성 패턴 보존부(402)는 복수의 지향성 패턴을 미리 보존해 두기 위한 축적부이다. 지향성 패턴 선택 회로(401)는 군 생성 회로(115)에서 생성된 군 구성에 따라서 현재 사용하는데 가장 어울린다고 생각되는 지향성 패턴을 지향성 패턴 보존부(402)에 의해 선택하고, 각 군에 선택한 지향성 패턴을 할당한다. 승산기(118), (119)는 각각 통신 단말(120∼122)로부터의 수신 신호에 지향성 패턴 선택 회로(401)에 의해 선택된 각 군마다의 지향성 패턴 중에서 각 통신 단말이 속하는 군의 수신 웨이트를 승산한다.
다음에, 상기 구성을 갖는 기지국 장치의 동작에 대해서 설명한다.
통신 단말(120∼122)로부터의 신호에 대해서 도래파 방향을 추정할 때까지의 동작은 실시예 1과 마찬가지이다. 도래파 방향 추정 회로(111∼113)에서 구해진 도래파 방향의 추정 결과는 집계 회로(114)로 보내진다. 집계 회로(114)에서는 도래파 방향의 추정 결과를 집계하는 것에 의해, 통신 단말(120∼122)로부터의 신호의 도래 방향을 파악한다. 집계 회로(114)에서는 각 통신 단말과 도래파 방향의 각도(안테나 정면 방향을 기준으로 한 경우의 각도)를 대응시켜 집계된다.
집계 회로(114)는 각 통신 단말(120∼122)로부터의 신호의 도래 방향의 정보를 군 생성 회로(115)로 출력한다. 군 생성 회로(115)에서는 통신 단말을 포함하는 군을 생성한다. 즉, 통신 단말로부터의 신호의 도래 방향을 적어도 2개의 지향성으로 그룹 분할한다. 여기서는 안테나를 3개 사용하고 있고 적어도 2개의 군을 생성하는 것이 가능하므로, 통신 단말(120∼122)을, 도 9에 도시하는 바와 같이, 2개로 그룹 분할한다.
구체적으로는, 군 생성 회로(115)에서는 다음과 같이 하여 군을 생성한다. 군 생성 회로(115)로는 집계 회로(114)로부터 통신 단말과 도래파 방향의 각도를 대응시킨 집계 정보가 보내진다. 군 생성 회로(115)에서는 집계 정보에 따라서 1개의 군에 포함되는 통신 단말의 수가 균등하게 되도록, 군의 각도 범위를 설정하여 군을 생성한다. 이 경우, 미리 군의 수는 설정되어 있으므로, 통신 단말의 개수가 기지이면 군을 생성할 수 있다. 따라서, 통신 단말로부터의 신호의 도래가 조밀한 방향에서는 군에 설정되는 각도 범위는 좁아지고, 통신 단말로부터의 신호의 도래가 성긴 방향에서는 군에 설정되는 각도 범위는 넓어진다.
도 9로부터 알 수 있듯이, 기지국 장치(501)는 군 생성 회로(115)에 의해 군 A(502) 중에 통신 단말(120), (121)이 포함되고 군 B(503) 중에 통신 단말(122)이 포함되는 군(지향성)을 생성한다. 군 생성 회로(115)는 군 생성 결과(군의 각도 설정 범위 및 그 군에 포함되는 통신 단말)를 지향성 패턴 선택 회로(401)로 보낸다.
지향성 패턴 선택 회로(401)에서는 군 A(502) 및 군 B(503)의 방향 및 각도 설정 범위에 따라서 지향성 패턴 보존부(402)로부터 각각의 군에 적합한 지향성 패턴을 선택한다. 또한, 지향성 패턴 보존부(402)에는 지향성 패턴에 대응하는 수신 웨이트가 보존되어 있다.
예컨대, 지향성 패턴 보존부(402)에서 도 10에 도시한 바와 같은 지향성 패턴을 보존하고 있는 경우, 도 9에 도시하는 바와 같이, 군을 생성했을 때의 군 A(502)에는 도 10의 지향성 패턴(602)을 할당하고, 군 B(503)에는 도 10의 지향성 패턴(603)을 할당한다. 또, 지향성 패턴 선택 회로(401)는 선택된 군마다의 수신 웨이트를 승산기(118), (119)로 보낸다. 승산기(118), (119)에서는 수신 신호에 군마다의 수신 웨이트가 승산된다. 이것에 의해, 군 A(502) 및 군 B(503)의 각각의 수신 지향성을 갖는 수신 신호가 얻어진다. 이 군마다의 수신 지향성은 군에 속하는 통신 단말 전부에 적용되게 된다.
상기 실시예에 따른 기지국 장치에서는 복수의 통신 단말에 대해서 군 생성을 실행하여 그룹 분할을 실행하고, 그 군마다 수신 지향성을 형성하고, 그 군에 속하는 통신 단말 전부에 군마다의 수신 지향성을 적용하고 있다. 이 경우, 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 수신 지향성을 형성하지 않고 복수의 통신 단말을 포함하는 군마다 수신 지향성을 형성하고 있으므로, 통신 단말 개수가 많더라도 연산량을 적게 한 상태에서 전체 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 수신을 실행할 수 있다. 따라서, 전체 통신 단말에 대해서 높은 SIR로 신호를 수신할 수 있다.
또, 상기 실시예에서는 도 10에 도시한 지향성 패턴을 이용한 경우에 대해서 설명하고 있지만, 본 발명에서는 도 10에 도시한 지향성 패턴 이외의 지향성 패턴, 예컨대, 도 11에 도시한 바와 같은 도 10에 도시한 지향성 패턴과는 각도 설정 범위가 다른 지향성 패턴도 유지해 두고, 적절히 선택하도록 해도 좋다. 이것에 의해, 군에 포함되는 통신 단말의 수나 군 구성에 따라 적응적으로 최적의 지향성 패턴을 군에 할당할 수 있다. 또한, 도 10 및 도 11에서 참조 부호 601은 기지국 장치를 나타낸다.
(실시예 3)
도 12는 본 발명의 실시예 3에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 여기서는 기지국 장치가 통신 단말(831∼833)과 무선 통신을 실행하는 경우에대해서 설명한다.
수신 무선 회로(804∼806)는 각각 안테나(801∼803)를 거쳐서 수신된 신호에 소정의 무선 수신 처리(다운 컨버트, A/D 변환 등)를 실행한다. 또한, 본 실시예의 기지국 장치는 3개의 안테나에 의한 어레이 안테나 수신 기능을 갖고 있으므로, 안테나 및 수신 무선 회로는 각각 3개씩 존재한다.
수신 신호 복조 회로(807∼809)는 통신 단말(831∼833)의 수신 신호에 대해서 CDMA 복조 등의 베이스밴드 처리를 실행한다. 채널 추정 회로(810∼812)는 각각 통신 단말(831∼833)로부터의 수신 신호에 대해서 기지 신호인 파일럿 부분을 이용하여 채널 추정을 실행한다.
레플리커 생성 회로(813∼815)는 채널 추정 회로(810∼812)로부터 출력된 채널 추정의 결과에 따라서 데이터의 임시 판정을 실행하고, 그 임시 판정의 결과에 따라서 레플리커를 생성한다.
개별 수신 웨이트 생성 회로(816∼818)는 각각 실제로 수신한 신호에 웨이트를 승산한 신호로부터 레플리커 생성 회로(813∼815)에서 생성한 레플리커를 뺀 오차 신호와 수신 신호를 입력하고, 이 오차 신호와 수신 신호를 이용하여 적응 신호 처리를 실행하고, 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 수신 웨이트를 생성하여 갱신한다.
오차 신호 가중 회로(819∼821)는 오차 신호, 수신 신호 및 채널 추정 결과를 입력하고, 그들에 따라서 오차 신호에 가중을 실행한다. 군 생성 회로(822)는 개별 수신 웨이트 생성 회로(816∼818)에서 생성된 수신 웨이트에 따라서 각 통신단말의 위치를 추정하고, 그 결과에 따라서 군을 생성한다.
오차 신호 평균 회로(823), (824)는 각각 군 생성 회로(822)에서 생성된 군 구성 정보에 따라서 각각의 군에 속하는 통신 단말의 채널 추정값 등에 의해서 가중된 오차 신호를 평균화한다. 여기서, 채널 추정값에 의한 가중은 실행해도 실행하지 않아도 좋다.
군별 수신 웨이트 생성 회로(825), (826)는 각각 오차 신호 평균 회로(823), (824)에 의해서 생성된 평균 오차 신호에 따라서 각각의 군에 이용되는 수신 웨이트를 생성한다. 여기서, 군별 수신 웨이트 생성 회로(825), (826)에는 각 안테나에서 수신한 신호가 입력되고 있기 때문에, 이 신호를 적응 신호 처리에 이용할 수도 있다.
지향성 승산 회로(827), (828)는 각각 군별 수신 웨이트 생성 회로에서 생성한 수신 웨이트를 수신 무선 회로(804∼806)로부터의 신호에 승산함으로써 수신 신호에 지향성을 갖게 한다.
간섭 제거기(829), (830)는 각각 지향성 승산 회로(827), (828)에서 지향성을 갖게 한 수신 신호에 대해서 각 군마다 간섭 제거기 처리를 실행한다.
또한, 본 실시예에 따른 기지국 장치에서는 3개의 안테나를 이용하여 2개의 군을 생성하는 것을 고려하기 때문에, 각 군에 대해서는 2계열로 나타내고 있다.
다음에, 상기 구성을 갖는 기지국 장치의 동작에 대해서 설명한다.
여기서는 기지국 장치가 통신 단말(831∼833)과 무선 통신을 실행하는 경우에 대해서 설명한다. 통신 단말(831∼833)로부터의 신호는 안테나(801∼803)를 거쳐서 각각 수신 무선 회로(804∼806)에서 수신되고, 그곳에서 소정의 무선 수신 처리(다운 컨버트, A/D 변환 등)가 실행된다. 여기서는 통신 단말(831)에 대한 베이스밴드 신호 처리에 대해서 설명하고, 마찬가지 베이스밴드 신호 처리인 통신 단말(832), (833)에 대한 베이스밴드 신호 처리에 대해서는 설명을 생략한다.
우선, 수신 무선 회로(804∼806)에서 수신한 신호에 대해서 수신 신호 복조 회로(807)에 의해 역확산 처리 등의 처리를 실행하여 복조한다. 이 복조 신호는 개별 수신 웨이트 생성 회로(816) 및 오차 신호 가중 회로(819)로 직접 보내진다. 또, 복조 신호는 개별 수신 웨이트 생성 회로(816)에서 생성된 수신 웨이트가 승산되어 채널 추정 회로(810)로 보내진다. 이 경우, 수신 웨이트가 아직 생성되지 않은 경우에는 무지향성의 웨이트값이 복조 신호에 승산된다.
채널 추정 회로(810)에서는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 기지 신호인 파일럿 신호(901)와 실제로 입력된 신호(902)의 위상 회전량 ψ(903)을 계산하고 채널 추정값을 계산한다. 또, 데이터 신호에 대해서는 구해진 채널 추정값을 승산하는 것에 의해 위상 회전 보상을 실행하고, 그 결과에 따라서 임시 판정을 실행하고, 그 결과를 레플리커 생성 회로(813)로 전송한다. 또, 채널 추정 회로(810)는 채널 추정 결과를 오차 신호 가중 회로(819)로 보낸다.
레플리커 생성 회로(813)에서는 임시 판정한 결과에 따라서 레플리커를 생성한다. 생성한 레플리커 신호는 수신 웨이트가 승산된 수신 신호로부터 감산되고, 각 통신 단말마다의 오차 신호를 생성하기 위해서 이용된다. 생성된 오차 신호와 수신 웨이트를 승산하지 않은 수신 신호는 개별 수신 웨이트 생성 회로(818) 및 오차 신호 가중 회로(819)로 보내진다.
개별 수신 웨이트 생성 회로(816)에서는 입력한 수신 신호와 오차 신호에 따라서 LMS 알고리듬, RLS 알고리듬 등을 이용하여 적응 신호 처리를 실행하고, 각 통신 단말마다의 수신 웨이트를 생성하고, 그 결과를 군 생성 회로(822)로 보낸다. LMS 알고리듬을 이용하는 경우에는 상기 수학식 1을 이용한다.
여기까지의 처리에 대해서는 실시예 1에 있어서의 적응 신호 처리 회로(117)에서의 처리와 동일하다.
오차 신호 가중 회로(819)에서는 입력한 오차 신호를 채널 추정값에 의해서 가중을 실행한다. 오차 가중 회로(819)는 채널 추정값에 의해 가중한 오차 신호를 오차 신호 평균 회로(823)로 보낸다.
이상의 동작은 각 통신 단말에 대응하는 베이스밴드 신호 처리부에 대해서 독립적으로 실행한다.
군 생성 회로(822)에서는 개별 수신 웨이트 생성 회로(816∼818)로부터 각 통신 단말마다의 웨이트 정보를 수신하고, 그 수신 웨이트에 따라서 각 통신 단말로부터의 도래파가 존재하는 방향을 추정하고, 이 추정 결과로부터 군을 생성한다.
이 군 생성에 대해서 도 14 및 도 15를 이용하여 설명한다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 통신 단말(831∼833)의 지향성이 각각 지향성(1001∼1003)과 같이 나타내지는 경우, 통신 단말(831∼833)로부터의 신호의 도래파는 각각 -30°, -60° ,135° 방향에 있다고 고려된다. 이 때에는 도 15에 도시하는 바와 같이, 가까운 위치에 존재하는 통신 단말(831), (832)을 포함하는군 A(1102)를 생성하고, 통신 단말(833)을 포함하는 군 B(1103)를 생성한다. 이와 같이 생성한 군 A(1102)의 정보를 오차 신호 평균 회로(823)로 보내고, 군 B(1103)의 정보를 (824)로 보낸다. 또한, 각 군이 갖는 각도 설정 범위에 대해서는 실시예 1과 마찬가지로 하여 설정한다.
오차 신호 평균 회로(823), (824)에서는 각각 군 A, 군 B에 존재하는 통신 단말에 대한 가중이 실시된 오차 신호를 평균하고, 각각 군별 수신 웨이트 생성 회로(825), (826)로 보낸다. 군별 수신 웨이트 생성 회로(825), (826)에서는 입력한 평균 오차 신호에 따라서 LMS 알고리듬, RLS 알고리듬 등을 이용한 적응 신호 처리를 실행하고 군별 수신 웨이트를 생성하여 각각 군 A의 지향성을 생성하는 지향성 승산 회로(827) 및 군 B의 지향성을 생성하는 지향성 승산 회로(828)로 보낸다. 또한, LMS 알고리듬을 이용한 경우의 처리는 이하의 식 2를 이용하여 실행한다.
여기서, W: 그룹용 웨이트값, u: 망각 계수, X: 수신 신호, e: 오차 신호, ξ: 채널 추정값, K:군 내의 통신 단말 개수이다.
지향성 승산 회로(827), (828)에서는 수신 무선 회로(804∼806)에서 수신한 신호에 대해서 각각 군 A, 군 B의 지향성을 승산하여 군마다 지향성을 갖는 신호를 생성한다. 생성된 신호는 각각 간섭 제거기(829), (830)로 보내진다. 간섭 제거기(829), (830)에서는 각각 독립적으로 간섭 제거기 처리를 실행한다.
상기 실시예에 따른 기지국 장치에서는 복수의 통신 단말에 대해서 군 생성을 실행하여 그룹 분할을 실행하고, 그 군마다 수신 지향성을 형성하고, 그 군에 속하는 통신 단말전체에 군마다의 수신 지향성을 적용하고 있다. 이 경우, 통신 단말마다 수신 지향성을 형성하지 않고 복수의 통신 단말을 포함하는 군마다 수신 지향성을 형성하고 있으므로, 통신 단말 개수가 많더라도 전체 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 수신을 실행할 수 있다. 따라서, 전체 통신 단말에 대해서 높은 SIR(Signal to Interference Ratio)로 신호를 수신할 수 있다.
이 구성에 의해, 각 통신 단말마다 개별의 수신 웨이트를 이용하여 그 수신 웨이트로부터 얻어지는 정보에 따라서 군 형성이 가능해진다. 이것에 의해, 다운 링크에 있어서 각 통신 단말마다 개별의 송신 웨이트를 이용하고자 할 때에서는 각 통신 단말마다 개별의 수신 웨이트를 이용하여 송신 웨이트를 생성하는 것이 가능해진다.
또, 이 기지국 장치에서는 각 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 동일한 수신 웨이트를 승산하므로, 그 군에 포함되는 통신 단말의 신호 전력의 강도는 일의적으로 결정된다. 이 때문에, 이 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 일괄해서 간섭 제거기 처리를 실행할 수 있다. 이것에 의해, 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 간섭 제거기를 마련할 필요가 없어 하드를 삭감한 상태에서 효율좋게 간섭 제거기 처리를 실행할 수 있다. 따라서, CDMA 통신을 실행할 때에 유효한 수단으로 되는 간섭 제거기와 어레이 안테나 처리를 병용하는 것을 가능하게 하고, 우수한 간섭 제거 능력을 갖게 하는 것에 의해 수용 통신 단말 개수를 증가시킬 수 있다.
(실시예 4)
도 16은 본 발명의 실시예 4에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 수신 무선 회로(1204∼1206)는 각각 안테나(1201∼1203)에서 수신되는 신호를 베이스밴드 복조한다. 본 실시예에서는 3개의 안테나에 의한 어레이 안테나 수신 기능을 갖는 기지국 장치에 대해서 설명하기 때문에, 안테나부 및 수신 무선 회로는 각각 3개씩 존재한다.
수신 신호 복조 회로(1207∼1209)는 각각 통신 단말(1230∼1232)의 수신 신호에 대해서 CDMA 복조 등의 베이스밴드 처리를 실행한다. 자기 상관 행렬 생성 회로(1210∼1212)는 각각 통신 단말(1230∼1232)로부터의 수신 신호로부터 자기 상관 함수를 구한다.
상관 벡터 생성 회로(1213∼1215)는 각각 통신 단말(1230∼1232)로부터의 참조 신호로서 파일럿 신호(기지 신호)를 이용한 경우의 수신 신호와 참조 신호 사이의 상호 상관 벡터를 구한다.
개별 웨이트 생성 회로(1216∼1218)는 각각 자기 상관 행렬 생성 회로(1210∼1212)로부터 입력되는 자기 상관 행렬과 상관 벡터 생성 회로(1213∼1215)로부터 입력된는 상호 상관 벡터로부터 개별 수신 웨이트를 계산하여 생성한다.
군 생성 회로(1219)는 개별 수신 웨이트 생성 회로(1216∼1218)에서 생성된 수신 웨이트에 따라서 각 통신 단말의 위치를 추정하고, 그 결과에 따라서 군을 생성한다. 상관 벡터 합성 회로(1220), (1221)는 각각 군 생성 회로(1219)에서 생성된 군 구성 등의 군 정보에 따라서 각각의 군에 속하는 통신 단말의 상관 벡터를합성한다.
군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1222), (1223)는 각각 군 생성 회로(1219)에서 생성된 군 정보에 따라서 각각의 군에 속하는 통신 단말을 인식하고, 군에 속하는 통신 단말의 자기 상관 행렬을 이용하여 군별 수신 웨이트 생성에 이용하는 자기 상관 행렬을 생성한다. 또, 군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1222), (1223)는 각 안테나에서의 수신 신호를 수취하고 있기 때문에, 안테나에서의 수신 신호의 자기 상관 행렬을 구해도 좋다.
군별 수신 웨이트 생성 회로(1224), (1225)는 각각 상관 벡터 합성 회로(1220), (1221)로부터 상관 벡터를 입력받고, 군별 수신 웨이트 생성 회로(1222), (1223)로부터 자기 상관 행렬을 입력받아, 이 상관 벡터와 자기 상관 행렬로부터 군별의 수신 웨이트를 생성한다.
수신 웨이트 승산 회로(1226), (1227)는 각각 군별 수신 웨이트 생성 회로(1224), (1225)에서 생성한 수신 웨이트를 수신 무선 회로(1204∼1206)에서 수신한 신호로 승산하여 수신 신호에 지향성을 부여한다.
간섭 제거기(1228), (1229)는 각각 수신 웨이트 승산 회로에서 지향성을 갖게 한 수신 신호에 대해서 각 군마다 간섭 제거기 처리를 실행한다.
또한, 본 실시예에 따른 기지국 장치에서는 3개의 안테나를 이용하여 2개의 군을 생성하는 것을 고려하므로 ,각 군에 대해서는 2계열로 나타내고 있다. 또, 참조부호 1233∼1235는 각각 통신 단말(1230∼1232)에 대응하는 베이스밴드 처리부이다.
다음에, 상기 구성을 갖는 기지국 장치의 동작에 대해서 설명한다.
여기서는 기지국 장치는 통신 단말(1230∼1232)과 무선 통신을 실행하는 경우에 대해서 설명한다. 통신 단말(1230∼1232)로부터 송신된 신호는 안테나(1201∼1203)를 거쳐서 각각 수신 무선 회로(1204∼1206)로부터 수신되고, 그곳에서 베이스밴드 신호 처리된다. 여기서는 통신 단말(1230)에 대한 베이스밴드 처리부인 참조부호 1233의 처리 계통의 동작에 대해서 설명하고, 마찬가지 동작인 통신 단말(1231), (1232)에 대한 베이스밴드 처리부인 참조부호 1234, 1235에 대해서는 설명을 생략한다.
우선, 수신 무선 회로(1204∼1206)에서 수신한 신호에 대해서 수신 신호 복조 회로(1207)에 의해 역확산 처리 등의 처리를 실행하여 복조한다. 이 복조 신호는 자기 상관 행렬 생성 회로(1210) 및 상관 벡터 생성 회로(1213)로 보내진다. 자기 상관 행렬 생성 회로(1210)에서는, 하기 수학식 3에 나타내는 바와 같이, 수신 신호 복조 회로(1207)로부터 입력된 신호를 이용하여 자기 상관 행렬을 생성하고, 이 자기 상관 행렬을 개별 수신 웨이트 생성 회로(1216)로 보낸다.
상관 벡터 생성 회로(1213)에서는, 하기 수학식 4에 나타내는 바와 같이, 수신 신호 복조 회로(1207)로부터 입력된 수신 신호와 기지 신호인 파일럿 신호를 참조 신호로 하여 상호 상관 벡터를 생성하고, 이 상호 상관 벡터를 개별 수신 웨이트 생성 회로로 보낸다.
여기서, rxr: 수신 신호와 참조 신호의 상관 벡터, β: 망각 계수, X: 수신 신호이다.
여기서, Rxx: 자기 상관 행렬, β: 망각 계수, X: 수신 신호이다.
개별 수신 웨이트 생성 회로(1216)에서는 입력된 자기 상관 행렬과 상호 상관 벡터를 이용하여 하기 수학식 5와 같이 하여 통신 단말(1230)에 대한 수신 웨이트를 생성한다.
여기서, Rxx: 자기 상관 행렬, rxr: 수신 신호와 참조 신호의 상관 벡터이다.
군 생성 회로(1219)에서는 개별 수신 웨이트 생성 회로(1216∼1218)로부터 각 통신 단말의 웨이트 정보를 수신하고, 그 수신 웨이트에 따라서 각 통신 단말로부터의 신호의 도래파가 존재하는 방향을 추정하고, 이 추정 결과를 이용하여 군을 생성한다. 이 군 생성 방법에 대해서는 실시예 3과 마찬가지이다. 여기서는 통신단말(1230), (1231)이 군 A에 속하고, 통신 단말(1232)이 군 B에 속한다고 한다.
이와 같이 생성된 군 A의 정보(군 구성이나 통신 단말)를 상관 벡터 합성 회로(1220) 및 군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1222)로 보내고, 군 B의 정보(군 구성이나 통신 단말)를 상관 벡터 합성 회로(1221) 및 군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1223)로 보낸다.
상관 벡터 합성 회로(1220), (1221)에서는, 각각 군 A에 소속되는 통신 단말(1230), (1231), 군 B에 소속되는 통신 단말(1232)에 대해서 구해진 상관 벡터를 군마다 합성한다.
군 A에 대해서 상관 벡터 합성 회로(1220)에서 생성된 합성 상관 벡터는 군별 수신 웨이트 생성 회로(1224)로 보내지고, 군 B에 대해서 상관 벡터 합성 회로(1221)에서 생성된 합성 상관 벡터는 군별 수신 웨이트 생성 회로(1225)로 보내진다.
군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1222), (1223)에서는, 각각 군 A에 소속되는 통신 단말(1230), (1231), 군 B에 소속되는 통신 단말(1232)에 대해서 구해진 자기 상관 행렬을 군마다 합성하고, 또는 군 내의 1개의 통신 단말의 자기 상관 행렬을 선택하여 군별 자기 상관 행렬로서 생성한다. 또한, 군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1222), (1223)는 각 안테나의 수신 신호도 수신하고 있기 때문에, 안테나에서의 수신 신호의 자기 상관 행렬을 군별 자기 상관 행렬로 해도 좋다. 군 A에 대해서 군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1222)에서 생성된 군별 자기 상관 행렬은 군별 수신 웨이트 생성 회로(1224)로 보내지고, 군 B에 대해서 군별 자기 상관 행렬 생성회로(1223)에서 생성된 군별 자기 상관 행렬은 군별 수신 웨이트 생성 회로(1225)로 보내진다.
군별 수신 웨이트 생성 회로(1224), (1225)에서는, 입력된 합성 상관 벡터값과 군별 자기 상관 행렬에 따라서 하기 수학식 6에 나타내는 바와 같이 하여 군별 수신 웨이트값을 생성한다. 이들 군별 수신 웨이트는 각각 군 A의 지향성을 생성하는 지향성 승산 회로(1227) 및 군 B의 지향성을 생성하는 지향성 승산 회로(1228)로 보내진다.
여기서, Rxx: 자기 상관 행렬, rxr: 합성 상관 벡터이다.
지향성 승산 회로(1226), (1227)에서는, 수신 무선 회로(1204∼1206)에서 수신한 신호에 대해서 각각 군 A, 군 B의 지향성을 승산하여 각각의 수신 신호에 군마다의 지향성을 갖게 한다. 군마다의 지향성이 부여된 신호는 각각 간섭 제거기(1228), (1229)로 보내진다. 간섭 제거기(1228), (1229)에서는 군마다의 지향성이 부여된 신호에 대해서 각각 독립적으로 간섭 제거기 처리를 실행한다.
상기 실시예에 따른 기지국 장치에서는 복수의 통신 단말에 대해서 군 생성을 실행하여 그룹 분할을 실행하고, 그 군마다 수신 지향성을 형성하고, 그 군에 속하는 통신 단말 전부에 군마다의 수신 지향성을 적용하고 있다. 이 경우, 통신 단말마다 수신 지향성을 형성하지 않고 복수의 통신 단말을 포함하는 군마다 수신지향성을 형성하고 있으므로, 통신 단말 개수가 많더라도 전체 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 수신을 실행할 수 있다. 따라서, 전체 통신 단말에 대해서 높은 SIR(Signal to Interference Ratio)로 신호를 수신할 수 있다.
이 구성에 의해, 각 통신 단말마다 개별의 수신 웨이트를 이용하여 그 수신 웨이트로부터 얻어지는 정보에 따라서 군 형성이 가능해진다. 이것에 의해, 다운 링크에 있어서 각 통신 단말마다 개별의 송신 웨이트를 이용하고자 할 때에는 각 통신 단말마다 개별의 수신 웨이트를 이용하여 송신 웨이트를 생성하는 것이 가능해진다.
또, 이 기지국 장치에서는 각 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 동일한 수신 웨이트를 승산하므로, 그 군에 포함되는 통신 단말의 신호 전력 강도는 일의적으로 결정된다. 이 때문에, 이 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 일괄해서 간섭 제거기 처리를 실행할 수 있다. 이것에 의해, 각 통신 단말에 대응한 채널마다 간섭 제거기를 마련할 필요가 없어 하드를 삭감한 상태에서 효율좋게 간섭 제거기 처리를 실행할 수 있다. 따라서, CDMA 통신을 실행할 때에 유효한 수단으로 되는 간섭 제거기와 어레이 안테나 처리를 병용하는 것을 가능하게 하고, 우수한 간섭 제거 능력을 갖게 함으로써 수용 통신 단말 개수를 증가시킬 수 있다.
(실시예 5)
도 17은 본 발명의 실시예 5에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 여기서는 기지국 장치가 통신 단말(1331∼1333)과 무선 통신을 실행하는 경우에 대해서 설명한다.
수신 무선 회로(1304∼1306)는 각각 안테나(1301∼1303)에서 수신되는 신호를 베이스밴드 복조한다. 본 실시예에서는, 3개의 안테나에 의한 어레이 안테나 수신 기능을 갖는 기지국 장치에 대해서 설명하기 때문에, 안테나 및 수신 무선 회로는 각각 3개씩 존재한다.
수신 신호 복조 회로(1307∼1309)는 각각 통신 단말(1331∼1333)의 수신 신호에 대해서 CDMA 복조 등의 베이스밴드 처리를 실행한다. 도래파 방향 추정 회로(1310∼1312)는 각각 통신 단말(1321∼1323)로부터의 수신 신호에 대해서 도래파 방향 추정을 실행한다. 채널 추정 회로(1313∼1315)는 각각 통신 단말(1321∼1323)로부터의 수신 신호에 대해서 기지 신호인 파일럿 부분을 이용하여 채널 추정을 실행한다.
레플리커 생성 회로(1316∼1318)는 각각 채널 추정 회로(1310∼1312)로부터 입력된 채널 추정 결과에 따라서 데이터의 임시 판정을 실행하고, 그 임시 판정의 결과에 따라서 레플리커를 생성한다. 오차 신호 가중 회로(1319∼1321)는 각각 실제로 수신한 신호에 웨이트를 승산한 신호로부터 레플리커 생성 회로(1316∼1318)에서 작성한 신호를 감산하여 얻어지는 오차 신호, 수신 신호 및 채널 추정 결과를 입력하고, 이들에 따라서 오차 신호에 가중을 실행한다.
군 생성 회로(1322)는 도래파 방향 추정 회로(1310∼1312)에서 추정한 각 통신 단말의 위치에 따라서 군을 생성한다. 평균 오차 신호 생성 회로(1323), (1324)는 각각 군 생성 회로(1322)에서 생성된 군 정보에 따라서 각각의 군에 속하는 통신 단말의 채널 추정값에 의해서 가중된 오차 신호를 평균화한다.
군별 수신 웨이트 생성 회로(1325), (1326)는 각각 오차 신호 평균 회로(1323), (1324)에서 생성된 평균 오차 신호에 따라서 각각의 군에 이용되는 수신 웨이트를 생성한다. 수신 웨이트 승산 회로(1327), (1328)는 각각 군별 수신 웨이트 생성 회로에서 생성된 수신 웨이트를 수신 무선 회로(1304∼1306)에서 수신된 신호에 승산함으로써 수신 신호에 지향성을 부여한다.
간섭 제거기(1329), (1330)는 각각 수신 웨이트 승산 회로에서 지향성을 부여한 수신 신호에 대해서 각 군마다 간섭 제거기 처리를 실행한다.
본 실시예에 따른 기지국 장치에서는 3개의 안테나를 이용하여 2개의 군을 생성하는 것을 고려하기 때문에, 각 군에 대해서는 2계열로 나타내고 있다. 또, 베이스밴드 처리부(1334∼1336)는 각각 통신 단말(1331∼1333)에 대응하는 베이스밴드 처리부이다.
다음에, 상기 구성을 갖는 기지국 장치의 동작에 대해서 설명한다.
여기서는 기지국 장치가 통신 단말(1331∼1333)과 무선 통신을 실행하는 경우에 대해서 설명한다. 통신 단말(1331∼1333)로부터 송신된 신호는 안테나(1301∼1303)를 거쳐서 각각 수신 무선 회로(1304∼1306)에서 수신되고, 그곳에서 베이스밴드 신호 처리된다. 여기서는 통신 단말(1331)에 대한 베이스밴드 처리부(1334)의 계통의 동작에 대해서 설명하고, 마찬가지 동작인 통신 단말(1332),(1333)에 대한 베이스밴드 처리부(1335), (1336)의 계통 동작에 대한 설명은 생략한다.
우선, 수신 무선 회로(1304∼1306)에서 수신된 신호는, 수신 신호 복조 회로(1307)에서 역확산 처리 등의 처리에 의해 복조된다. 이 복조 신호는 도래파 방향 추정 회로(1316) 및 오차 신호 가중 회로(1319)로 직접 보내진다. 또, 이 복조 신호는 군별 수신 웨이트 생성 회로(1325)에서 생성된 수신 웨이트가 승산된 후에 채널 추정 회로(1313)로 보내진다. 이 경우, 수신 웨이트가 아직 생성되지 않은 경우에는 무지향성의 웨이트값이 복조 신호에 승산된다.
채널 추정 회로(1313)에서는, 도 16에 도시하는 바와 같이, 기지 신호인 파일럿 신호와 실제로 입력된 신호의 위상 회전량 ψ를 계산하여 채널 추정값을 계산한다. 또, 데이터 신호에 대해서는 구해진 채널 추정값을 승산하는 것에 의해 위상 회전 보상을 실행하고, 그 결과에 따라서 임시 판정을 실행하고, 그 결과를 레플리커 생성 회로(1316)로 보낸다. 채널 추정 결과에 대해서는 오차 신호 가중 회로(1323)로 보낸다. 레플리커 생성 회로(1316)에서는 임시 판정한 결과에 따라서 레플리커를 생성한다. 생성된 레플리커 신호는 수신 웨이트가 승산된 수신 신호로부터 감산되어 각 통신 단말마다의 오차 신호를 생성하기 위해서 이용된다. 생성된 오차 신호와 수신 웨이트를 승산하지 않은 수신 신호는 오차 신호 가중 회로(1319)로 보내진다.
오차 신호 가중 회로(1319)에서는, 입력된 오차 신호에 대해서 채널 추정값 등에 의해서 가중을 실행한다. 이 가중된 채널 추정값은 오차 신호 평균 회로(1323)로 보내진다. 여기서, 가중은 실행해도 실행하지 않아도 좋다.
상기한 동작을 각 통신 단말의 베이스밴드 처리 회로(1334∼1336)에서 각각독립적으로 실행한다.
군 생성 회로(1322)에서는, 도래파 방향 추정 회로(1310∼1312)에서 추정한 각 통신 단말로부터의 신호의 도래 방향에 따라서 군을 생성한다. 이 군 생성은 상기 실시예 3과 마찬가지로 실행한다. 여기서는 통신 단말(1331), (1332)을 포함하는 군 A와 통신 단말(1333)을 포함하는 군 B를 생성한다. 이 군 A의 정보를 오차 신호 평균 회로(1323)로 보내고, 군 B의 정보를 오차 신호 평균 회로(1324)로 보낸다.
오차 신호 평균 회로(1323), (1324)에서는, 각각 군 A, 군 B에 소속하는 통신 단말에 대한 가중이 실시된 오차 신호를 평균화하고, 평균화된 오차 신호를 각각 군별 수신 웨이트 생성 회로(1325), (1326)로 보낸다.
군별 수신 웨이트 생성 회로(1325), (1326)에서는, 입력된 평균 오차 신호에 따라서 LMS 알고리듬이나 RLS 알고리듬 등을 이용한 적응 신호 처리를 실행하고, 군별의 수신 웨이트를 생성하여, 이 군별의 수신 웨이트를 각각 군 A의 지향성을 생성하는 지향성 승산 회로(1327), 군 B의 지향성을 생성하는 지향성 승산 회로(1328)로 보낸다. 또한, LMS 알고리듬을 이용한 경우의 처리는 상기 수학식 2에 의해 실행된다. 또, 군별 수신 웨이트 생성 회로(1325), (1326)에서는, 각 안테나에서의 수신 신호도 입력되고 있기 때문에, 그들을 적응 신호 처리에 이용할 수도 있다.
지향성 승산 회로(1327), (1328)에서는, 수신 무선 회로(1304∼1306)에서 수신한 신호에 대해서 각각 군 A, 군 B의 지향성을 승산하여 군마다의 지향성을 갖는신호를 생성한다. 생성된 신호는 각각 간섭 제거기(1329), (1330)로 보내진다. 간섭 제거기(1329), (1330)에서는, 각 군마다 각각 독립적으로 간섭 제거 처리를 실행한다.
상기 실시예에 따른 기지국 장치에서는 복수의 통신 단말에 대해서 군 생성을 실행하여 그룹 분할을 실행하고, 그 군마다 수신 지향성을 형성하고, 그 군에 속하는 통신 단말 전부에 군마다의 수신 지향성을 적용하고 있다. 이 경우, 통신 단말마다 수신 지향성을 형성하지 않고 복수의 통신 단말을 포함하는 군마다 수신 지향성을 형성하고 있으므로, 통신 단말 개수가 많더라도 연산량을 적게 한 상태에서 전체 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 수신을 실행할 수 있다. 따라서, 전체 통신 단말에 대해서 높은 SIR(Signal to Interference Ratio)로 신호를 수신할 수 있다.
이 구성에 의해, 각 통신 단말마다 개별의 도래 방향 추정을 이용하여 그 수신 웨이트로부터 얻어지는 정보에 따라서 군 형성이 가능해진다. 이것에 의해, 다운 링크에서, 각 통신 단말마다 개별적으로 지향성을 생성하고자 하는 경우에는 각 통신 단말마다 개별의 도래 방향 추정 결과를 이용하여 송신 웨이트를 생성하는 것이 가능해진다.
또, 이 기지국 장치에서는 각 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 동일한 수신 웨이트를 승산하므로, 그 군에 포함되는 통신 단말의 신호 전력 강도는 일의적으로 결정된다. 이 때문에, 이 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 일괄해서 간섭 제거 처리를 실행할 수 있다. 이것에 의해, 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 간섭 제거기를 마련할 필요가 없어, 하드를 삭감한 상태에서 효율좋게 간섭 제거 처리를 실행할 수 있다. 따라서, CDMA 통신을 실행할 때에 유효한 수단으로 되는 간섭 제거기와 어레이 안테나 처리를 병용하는 것을 가능하게 하고, 우수한 간섭 제거 능력을 갖게 하는 것에 의해 수용 통신 단말 개수를 증가시킬 수 있다.
(실시예 6)
도 18은 본 발명의 실시예 6에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 여기서는 기지국 장치가 통신 단말(1430∼1432)과 무선 통신을 실행하는 경우에 대해서 설명한다.
수신 무선 회로(1404∼1406)는 각각 안테나(1401∼1403)에서 수신되는 신호를 베이스밴드 복조한다. 본 실시예에서는 3개의 안테나에 의한 어레이 안테나 수신 기능을 갖는 기지국 장치에 대해서 설명하고 있으므로, 안테나 및 수신 무선 회로는 각각 3개씩 존재한다.
수신 신호 복조 회로(1407∼1409)는 각각 통신 단말(1430∼1432)의 수신 신호에 대해서 CDMA 복조 등의 베이스밴드 처리를 실행한다. 도래파 방향 추정 회로(1410∼1412)는 각각 통신 단말(1430∼1432)에 대해서 도래파 방향 추정을 실행한다.
자기 상관 행렬 생성 회로(1413∼1415)는 각각 통신 단말(1430∼1432)로부터의 수신 신호로부터 자기 상관 함수를 구한다. 상관 벡터 생성 회로(1416∼1418)는 각각 통신 단말(1430∼1432)로부터의 참조 신호로서 파일럿 신호를 이용한 경우의 수신 신호와 참조 신호 사이의 상호 상관 벡터를 구한다.
군 생성 회로(1419)는 도래파 방향 추정 회로(1410∼1412)에서 추정한 각 통신 단말의 위치에 따라서 군을 생성한다. 상관 벡터 합성 회로(1420), (1421)는 각각 군 생성 회로(1419)에서 생성된 군 정보에 따라서 각각의 군에 속하는 통신 단말의 상관 벡터를 합성한다.
군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1422), (1423)는 각각 군 생성 회로(1419)에서 생성된 군 정보에 따라서 각각의 군에 속하는 통신 단말을 인식하고, 군에 속하는 통신 단말의 자기 상관 행렬을 이용하여 군별 수신 웨이트 생성에 이용하는 자기 상관 행렬을 생성한다. 또, 군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1422), (1423)는 각 안테나에서의 수신 신호도 수취하고 있기 때문에, 안테나에서의 수신 신호를 이용하여 자기 상관 행렬을 이용해도 좋다.
군별 수신 웨이트 생성 회로(1424), (1425)는 각각 상관 벡터 합성 회로(1420), (1421)로부터 상관 벡터를 입력하고, 군별 수신 웨이트 생성 회로(1422), (1423)로부터 자기 상관 행렬을 입력하고, 이들 상관 벡터와 자기 상관 행렬로부터 군별의 수신 웨이트를 생성한다.
수신 웨이트 승산 회로(1426), (1427)는 각각 군별 수신 웨이트 생성 회로(1424), (1425)에서 생성한 수신 웨이트를 수신 무선 회로(1404∼1406)에서 수신한 신호에 승산하는 것에 의해 수신 신호에 지향성을 갖게 한다.
간섭 제거기(1428), (1429)는 각각 수신 웨이트 승산 회로에서 지향성을 갖게 한 수신 신호에 대해서 각 군마다 간섭 제거 처리를 실행한다.
또한, 본 실시예에 따른 기지국 장치에서는 3개의 안테나를 이용하여 2개의 군을 생성하는 것을 고려하기 때문에, 각 군에 대해서는 2계열로 나타내고 있다. 또, 베이스밴드 처리부(1433∼1435)는 각각 통신 단말(1430∼1432)에 대응하는 베이스밴드 처리부이다.
다음에, 상기 구성을 갖는 기지국 장치의 동작에 대해서 설명한다.
통신 단말(1430∼1432)로부터 송신된 신호는 안테나(1401∼1403)를 거쳐서 각각 수신 무선 회로(1404∼1406)에서 수신되고, 그곳에서 베이스밴드 신호 처리된다. 여기서는 통신 단말(1430)에 대한 베이스밴드 처리부(1433)의 계통의 동작에 대해서 설명하고, 마찬가지 동작인 통신 단말(1431), (1432)에 대한 베이스밴드 처리부(1434), (1435)의 계통의 동작에 대해서는 설명을 생략한다.
우선, 수신 무선 회로(1404∼1406)에서 수신한 신호에 대해서 수신 신호 복조 회로(1407)에 의해 역확산 처리 등의 처리를 실행하여 복조한다. 이 복조 신호는 자기 상관 행렬 생성 회로(1413) 및 상관 벡터 생성 회로(1416)로 보내진다. 자기 상관 행렬 생성 회로(1413)에서는, 상기 수학식 4에 나타내는 바와 같이 하여 수신 신호 복조 회로(1407)로부터 입력된 신호를 이용하여 자기 상관 행렬을 생성한다.
상관 벡터 생성 회로(1416)에서는, 상기 수학식 3에 나타내는 바와 같이 하여 수신 신호 복조 회로(1407)로부터 입력된 수신 신호와 기지 신호인 파일럿 신호를 참조 신호로 하여 상호 상관 벡터를 생성한다.
군 생성 회로(1419)에서는 도래파 방향 추정 회로(1410∼1412)로부터 각 통신 단말의 웨이트 정보를 수신하고, 그 수신 웨이트에 따라서 각 통신 단말로부터의 신호 도래 방향을 추정하고, 이 추정 결과를 이용하여 군을 생성한다. 이 군 생성 방법은 상기 실시예 3과 마찬가지이다. 여기서는 통신 단말(1430), (1431)이 포함되는 군 A와 통신 단말(1432)이 포함되는 군 B를 생성한다. 이와 같이 생성한 군 A의 정보를 상관 벡터 합성 회로(1420) 및 군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1422)로 보내고, 군 B의 정보를 상관 벡터 합성 회로(1421) 및 군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1423)로 보낸다.
상관 벡터 합성 회로(1420), (1421)에서는, 각각 군 A에 소속하는 통신 단말(1430), (1431), 군 B에 존재하는 통신 단말(1432)에 대해서 구해진 상관 벡터를 군마다 합성한다. 군 A에 대해서 상관 벡터 합성 회로(1420)에서 생성된 합성 상관 벡터는 군별 수신 웨이트 생성 회로(1424)로 보내지고, 군 B에 대해서 상관 벡터 합성 회로(1421)에서 생성된 합성 상관 벡터는 군별 수신 웨이트 생성 회로(1425)로 보내진다.
군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1422), (1423)에서는, 각각 군 A에 소속하는 통신 단말(1430), (1431), 군 B에 존재하는 통신 단말(1432)에 대해서 구해진 자기 상관 행렬을 군마다 합성하고, 또는 군 내 1개의 통신 단말의 자기 상관 행렬을 선택하여 군별 자기 상관 행렬로서 생성한다. 또, 군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1422), (1423)는 각 안테나의 수신 신호도 수신하고 있기 때문에, 안테나에서의 수신 신호의 자기 상관 행렬을 군별 자기 상관 행렬로 해도 좋다. 군 A에 대해서 군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1422)에서 생성된 군별 자기 상관 행렬은 군별수신 웨이트 생성 회로(1424)로 보내지고, 군 B에 대해서 군별 자기 상관 행렬 생성 회로(1423)에서 생성된 군별 자기 상관 행렬은 군별 수신 웨이트 생성 회로(1425)로 보내진다.
군별 수신 웨이트 생성 회로(1424), (1425)에서는, 입력된 합성 상관 벡터값과 군별 자기 상관 행렬에 따라서 상기 수학식 6에 나타내는 바와 같이 하여 군별 수신 웨이트값을 생성한다. 이들 군별 수신 웨이트값은 각각 군 A의 지향성을 생성하는 지향성 승산 회로(1427), 군 B의 지향성을 생성하는 지향성 승산 회로(1428)로 보내진다.
지향성 승산 회로(1426), (1427)에서는, 수신 무선 회로(1404∼1406)에서 수신한 신호에 대해서 각각 군 A, 군 B의 지향성을 승산하여 군마다의 지향성을 갖는 신호를 생성한다. 생성된 신호는 각각 간섭 제거기(1428), (1429)로 보내진다.
간섭 제거기(1428), (1429)에서는, 군마다 각각 독립적으로 간섭 제거 처리를 실행한다.
상기 실시예에 따른 기지국 장치에서는 복수의 통신 단말에 대해서 군 생성을 실행하여 그룹 분할을 실행하고, 그 군마다 수신 지향성을 형성하고, 그 군에 속하는 통신 단말 전부에 군마다의 수신 지향성을 적용하고 있다. 이 경우, 통신 단말마다 수신 지향성을 형성하지 않고 복수의 통신 단말을 포함하는 군마다 수신 지향성을 형성하고 있으므로, 통신 단말 개수가 많더라도 연산량을 적게 한 상태에서 전체 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 수신을 실행할 수 있다. 따라서, 전체 통신 단말에 대해서 높은 SIR(Signal to Interference Ratio)로 신호를 수신할 수있다.
이 구성에 의해, 각 통신 단말마다 개별의 도래 방향 추정을 이용하여 그 수신 웨이트로부터 얻어지는 정보에 따라서 군 형성이 가능해진다. 이것에 의해, 다운 링크에 있어서 각 통신 단말마다 개별적으로 지향성을 생성하고자 하는 경우에서는 각 통신 단말마다 개별의 도래 방향 추정 결과를 이용하여 송신 웨이트를 생성하는 것이 가능해진다.
또, 이 기지국 장치에서는 각 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 동일한 수신 웨이트를 승산하므로, 그 군에 포함되는 통신 단말의 신호 전력의 강도는 일의적으로 결정된다. 이 때문에, 이 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 일괄해서 간섭 제거 처리를 실행할 수 있다. 이것에 의해, 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 간섭 제거기를 마련할 필요가 없어 하드를 삭감한 상태에서 효율좋게 간섭 제거 처리를 실행할 수 있다. 따라서, CDMA 통신을 실행할 때에 유효한 수단으로 되는 간섭 제거기와 어레이 안테나 처리를 병용하는 것을 가능하게 하고, 우수한 간섭 제거 능력을 갖게 하는 것에 의해 수용 통신 단말 개수를 증가시킬 수 있다.
(실시예 7)
도 19는 본 발명의 실시예 7에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 여기서는 기지국 장치가 통신 단말(1539∼1541)과 무선 통신을 실행하는 경우에 대해서 설명한다.
수신 무선 회로(1504∼1506)는 각각 안테나(1501∼1503)에서 수신되는 신호를 베이스밴드 복조한다. 본 실시예에서는 3개의 안테나에 의한 어레이 안테나 수신 기능을 갖는 기지국 장치에 대해서 설명하기 때문에, 안테나 및 수신 무선 회로는 각각 3개씩 존재한다.
베이스밴드 처리부(1507∼1509)는 각각 통신 단말(1539∼1541)의 수신 신호에 대해서 베이스밴드 처리를 실행한다. 수신 신호 복조 회로(1510∼1512)는 각각 통신 단말(1539∼1541)의 수신 신호에 대해서 CDMA 복조 등의 처리를 실행한다.
적응 신호 처리 회로(1513∼1515)는 각각 통신 단말(1539∼1541)로부터의 수신 신호에 대해서 적응 신호 처리를 실행하고, 수신 웨이트 생성, 수신 웨이트 승산 및 정보 복조 등을 실행한다.
TPC 정보 복조 회로(1516∼1518)는 각각 실제로 수신한 신호에 웨이트를 승산한 신호를 적응 신호 처리 회로(1513∼1515)로부터 입력하고, TPC 정보(송신 전력 제어 신호)를 복조한다. 생성 웨이트 통지 회로(1519∼1521)는 각각 적응 신호 처리 회로(1513∼1515)에서 생성된 수신 웨이트를 입력하고, 군 생성 회로나 오차 신호 생성 회로에 통지한다.
오차 신호 통지 회로(1522∼1524)는 각각 적응 신호 처리 회로(1513∼1515)에서 수신 웨이트를 생성할 때에 이용한 오차 신호를 입력하고, 군 생성 회로나 오차 신호 생성 회로에 통지한다. 채널 추정값 통지 회로(1525∼1527)는 각각 적응 신호 처리 회로(1513∼1515)에서 수신 웨이트를 생성할 때에 이용한 채널 추정값을 입력하고, 군 생성 회로나 오차 신호 생성 회로에 통지한다.
군 생성 회로(1528)는 생성 웨이트 통지 회로(1519∼1521)로부터 입력된 수신 웨이트에 따라서 통신 단말을 복수의 군으로 나눈다. 군별 오차 신호 생성 회로(1529), (1530)는 각각 군 생성 회로(1528)에서 생성된 군 정보에 따라서 채널 추정값 통지 회로로부터 입력된 각각의 군에 속하는 통신 단말의 채널 추정값 및 오차 신호 통지 회로로부터 입력된 오차 신호를 이용하여 군마다의 수신 웨이트를 생성하기 위해서 사용하는 오차 신호를 생성한다.
군별 수신 웨이트 생성 회로(1531), (1532)는 각각 오차 신호 평균 회로(1529), (1530)에서 생성된 평균 오차 신호에 따라서 각각의 군에 이용되는 수신 웨이트를 생성한다.
수신 웨이트 승산 회로(1533), (1534)는 각각 군별 수신 웨이트 생성 회로에서 생성한 수신 웨이트를 수신 무선 회로(1504∼1506)에서 수신한 신호에 승산하는 것에 의해 수신 신호에 지향성을 갖게 한다.
간섭 제거기(1535), (1536)는 각각 수신 웨이트 승산 회로에 의해 지향성을 갖게 한 수신 신호에 대해서 각 군마다 간섭 제거 처리를 실행한다. 송신 전력 제어 회로(1537)는 TPC 정보 복조 회로(1516∼1518)에서 복조한 TPC 정보에 따라서 송신 전력을 결정한다. 송신 신호 생성 회로(1538)는 통신 단말에 대해서 송신하는 신호를 생성한다.
또한, 본 실시예에 따른 기지국 장치에서는, 3개의 안테나를 이용하여 2개의 군을 생성하는 것을 고려하기 때문에, 각 군에 대해서는 2계열로 나타내고 있다.
다음에, 상기 구성을 갖는 기지국 장치의 동작에 대해서 설명한다.
통신 단말(1539∼1541)로부터 송신된 신호는 안테나(1501∼1503)를 거쳐서각각 수신 무선 회로(1510∼1502)에서 수신되고, 그곳에서 베이스밴드 신호 처리된다. 여기서는 통신 단말(1539)에 대한 베이스밴드 처리부(1507)의 계통의 동작에 대해서 설명하고, 마찬가지 동작인 통신 단말(1540), (1541)에 대한 베이스밴드 처리부(1508), (1509)의 계통의 동작의 설명은 생략한다.
우선, 수신 무선 회로(1504∼1506)에서 수신된 신호에 대해서 수신 신호 복조 회로(1510)에서 역확산 처리 등의 처리를 실행하여 복조한다. 이 복조 신호는 적응 신호 처리 회로(1513)로 보내진다.
적응 신호 처리 회로(1513)에서는, LMS 알고리듬이나 RLS 알고리듬 등을 이용하여 신호 처리를 실행해서 수신 웨이트를 생성하고, 수신된 신호에 이 수신 웨이트를 승산한다. LMS 알고리듬을 이용한 처리는 상기 수학식 1을 이용하여 실행한다. 적응 신호 처리 회로(1513)에서는, 상기 실시예에서 설명한 바와 같이 하여 수신 웨이트, 채널 추정값 및 오차 신호가 생성된다. 이 승산한 결과의 신호를 TPC, 정보 복조 회로(1516)로 보내고, 생성한 수신 웨이트를 생성 웨이트 통지 회로(1519)로 보내고, 수신 웨이트를 생성할 때에 이용한 채널 추정값을 채널 추정값 통지 회로(1525)로 보내고, 오차 신호를 오차 신호 통지 회로(1522)로 보낸다.
TPC 정보 복조 회로(1516)에서는, 적응 신호 처리 회로(1513)로부터의 수신 신호에 수신 웨이트를 승산하는 것에 의해 더욱 높은 SIR로 수신할 수 있게 된 신호를 수신하여 TPC 정보를 복조한다. 여기서, TPC의 복조를 실행하는 것은 통신 단말로부터 보내진 TPC 정보는 기지국으로부터 송신하는 신호에 즉시 반영할 필요가 있기 때문에, 다른 신호와는 달리 간섭 제거기(1535), (1536)로 보내어 간섭 제거를 실행하는 지연이 허용되지 않기 때문이다. 각 통신 단말마다의 개별 수신 웨이트를 승산하여 복조하는 구성으로 해도 구성상 부하가 걸리지 않으므로, 본 실시예에서는 간섭 제거기를 이용하지 않는 대신에 수신 신호에 개별의 수신 웨이트를 승산한 신호를 이용하여 TPC 정보를 복조한다. 복조된 TPC 정보는 송신 전력 제어 회로(1537)로 보내지고, 송신 신호 생성 회로(1538)에서 생성된 송신 신호를 송신할 때의 송신 전력 제어에 이용된다.
상기 처리를 다른 베이스밴드 처리부(1508), (1509)에서도 마찬가지로 실행한다.
군 생성 회로(1528)에서는, 생성 웨이트 통지 회로(1519∼1521)로부터 각 통신 단말의 웨이트 정보를 수신하고, 그 수신 웨이트에 따라서 각 통신 단말로부터의 신호 도래 방향을 추정하고, 그 추정 결과를 이용하여 군을 생성하거나 각 통신 단말에서 생성한 널(null)의 정보에 따라서 군을 생성한다. 각 통신 단말로부터의 신호의 도래 방향을 추정하는 경우의 군 생성 방법은 상기 실시예 3과 마찬가지이다. 여기서는 통신 단말(1539), (1540)을 포함하는 군 A, 통신 단말(1541)을 포함하는 군 B를 생성한다. 이와 같이 생성한 군 A의 정보를 오차 신호 생성 회로(1529)로 보내고, 군 B의 정보를 오차 신호 생성 회로(1530)로 보낸다. 또한, 널 정보를 이용하여 군 생성을 실행할 때에는 동일한 널 정보를 갖는 통신 단말을 동일한 군으로 한다.
오차 신호 생성 회로(1529), (1530)에서는, 각각 군 A, 군 B에 존재하는 통신 단말에 대한 오차 신호, 채널 추정값을 수신하고, 그것에 따라서 군별의 수신웨이트를 생성하기 위한 오차 신호를 생성하고, 이 오차 신호를 각각 군별 수신 웨이트 생성 회로(1531), (1532)로 보낸다.
군별 수신 웨이트 생성 회로(1531), (1532)에서는, 입력되 각 군마다의 오차 신호에 따라서 LMS 알고리듬이나 RLS 알고리듬 등을 이용한 적응 신호 처리를 실행하고, 군별의 수신 웨이트를 생성하고, 이 수신 웨이트를 각각 군 A의 지향성을 생성하는 지향성 승산 회로(1533) 및 군 B의 지향성을 생성하는 지향성 승산 회로(1534)로 보낸다. 여기서, 오차 신호로서 각 통신 단말의 오차 신호를 각 통신 단말의 채널 추정값에 의해 가중한 것에 대해서 군에 존재하는 통신 단말 전부에서 평균화한 것을 이용한 경우의 LMS 알고리듬을 이용한 처리는 상기 수학식 2를 이용하여 실행한다.
지향성 승산 회로(1533), (1534)에서는, 수신 무선 회로(1504∼1506)에서 수신한 신호에 대해서 각각 군 A, 군 B의 지향성을 승산하여 군마다의 지향성을 갖는 신호를 생성한다. 생성된 신호는 각각 간섭 제거기(1535), (1536)로 보내진다.
간섭 제거기(1535), (1536)에서는, 군마다 각각 독립적으로 간섭 제거 처리를 실행한다.
상기 실시예에 따른 기지국 장치에서는 복수의 통신 단말에 대해서 군 생성을 실행하여 그룹 분할을 실행하고, 그 군마다 수신 지향성을 형성하고, 그 군에 속하는 통신 단말 전부에 군마다의 수신 지향성을 적용하고 있다. 따라서, 전체 통신 단말에 대해서 높은 SIR(Signal to Interference Ratio)로 신호를 수신할 수 있다.
또, 본 실시예에서는 송신 전력 제어 정보에 관해서만 개별의 수신 웨이트를 이용하고 간섭 제거기를 사용하지 않는 경우에 대해서 설명하고 있지만, 그 밖의 정보 복조의 지연이 허용되지 않는 정보에 대해서도 마찬가지 처리를 실행하는 것이 유효하다는 것은 명확하다.
상기 실시예에 따른 기지국 장치에 의해 정보 복조시에 지연이 허용되지 않는 송신 전력 제어 정보 등에 대해서는 개별의 수신 웨이트를 승산하는 것에 의해 복조하고, 정보 복조시에 지연이 허용되는 정보에 대해서는 군별의 수신 웨이트를 승산하는 것에 의해 복조하는 것이 가능하게 되어 정보의 성질에 따른 신호 처리를 실행하는 것이 가능해지고 있다.
또, 이 기지국 장치에서는 각 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 동일한 수신 웨이트를 승산하므로, 그 군에 포함되는 통신 단말의 신호 전력의 강도는 일의적으로 결정된다. 이 때문에, 이 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 일괄해서 간섭 제거 처리를 실행할 수 있다. 이것에 의해, 각 통신 단말에 대응한 채널마다 간섭 제거기를 마련할 필요가 없어 하드를 삭감한 상태에서 효율좋게 간섭 제거 처리를 실행할 수 있다. 따라서, CDMA 통신을 실행할 때에 유효한 수단으로 되는 간섭 제거기와 어레이 안테나 처리를 병용하는 것을 가능하게 하고, 우수한 간섭 제거 능력을 갖게 하는 것에 의해 수용 통신 단말 개수를 증가시킬 수 있다.
(실시예 8)
본 실시예에서는 군 생성 결과에 따라서 개개의 군에 대해서 빔 형성을 실행하는 경우에 대해서 설명한다.
도 20은 본 발명의 실시예 8에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 20에 있어서, 도 5와 동일한 부분에 대해서는 도 5와 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.
도 20에 도시한 기지국 장치에서는 군 생성 회로(115)에서 구해진 군 생성 결과(예컨대, 군의 각도 설정 범위 및 그 군에 포함되는 통신 단말)를 입력하고, 그 군 생성 결과에 따라서 각 군에 대해서 빔을 향하게 하도록 빔 형성을 실행하는 빔 형성 회로(1601)를 구비하고 있다.
상기 구성을 갖는 기지국 장치에서는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수신 신호로부터 도래 방향을 추정하고, 그 도래 방향을 이용하여 복수의 채널에 대해서 군 생성 회로(115)에서 군 생성을 실행한다. 이 군 생성 결과는 빔 형성 회로(1601)로 보내진다. 빔 형성 회로(1601)에서는 군 생성 회로(115)에서 생성된 각 군에 대해서 지향성이 향하는 빔을 생성하기 위한 수신 웨이트를 생성한다.
여기서, 수신 웨이트를 생성하는 방법으로서는, 예컨대, 종래의 어레이 안테나에서 이용되고 있는 빔 형성형의 처리를 군의 중심에 들어가는 통신 단말에 대해서 실행하는 것에 의해 가능하다. 또, 군에 존재하는 통신 단말의 복수에 대해서 빔 형성을 실행하고, 그 중에서 최적한 수신 웨이트를 선택하거나 복수의 수신 웨이트를 합성하는 것에 의해 군에 최적인 수신 웨이트를 생성하는 것도 가능하다.
빔 형성 회로(1601)에서 생성된 수신 웨이트는 승산기(118), (119)로 보내진다. 승산기(118), (119)에서는 수신 신호에 군마다의 수신 웨이트가 승산된다.이것에 의해, 군마다 수신 지향성을 갖는 수신 신호가 얻어진다.
상기 실시예에 따른 기지국 장치에서는 복수의 통신 단말에 대해서 군 생성을 실행하여 그룹 분할을 실행하고, 그 군마다 수신 지향성을 형성하고, 그 군에 속하는 통신 단말 전부에 군마다의 수신 지향성을 적용하고 있다. 이 경우, 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 수신 지향성을 형성하지 않고 복수의 통신 단말을 포함하는 군마다 수신 지향성을 형성하고 있으므로, 통신 단말 개수가 많더라도 연산량을 적게 한 상태에서 전체 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 수신을 실행할 수 있다. 따라서, 전체 통신 단말에 대해서 높은 SIR로 신호를 수신할 수 있다. 또, 본 구성에서는 LMS, RLS 등의 복잡한 적응 신호 처리를 이용하여 수신 웨이트를 생성할 필요가 없기 때문에, 수신 웨이트를 구하기 위한 하드 규모의 간이화가 가능해진다.
(실시예 9)
본 실시예에서는 군마다 생성한 수신 웨이트(그룹 웨이트)를 이용하여 어댑티브 어레이 안테나(AAA)를 이용한 송신을 실행하기 위한 송신 웨이트를 생성하고, 그 송신 웨이트에서 AAA 송신을 실행하는 경우에 대해서 설명한다.
도 21은 본 발명의 실시예 9에 따른 기지국 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 21에 있어서, 도 5와 동일한 부분에 대해서는 도 5와 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.
도 21에 도시한 기지국 장치에서는, 적응 신호 처리 회로(117)에서 구해진군마다의 수신 웨이트(그룹 웨이트)를 입력하고, 그 그룹웨이트를 이용하여 송신 웨이트를 구하는 송신 웨이트 생성 회로(1701), 송신 웨이트 생성 회로(1701)에서 얻어진 송신 웨이트를 송신 데이터에 승산하는 것에 의해 송신 신호를 생성하는 송신 신호 생성 회로(1702), 송신 신호에 소정의 무선 송신 처리(D/A 변환이나 상향 주파수 변환(업컨버트) 등)를 실행하는 송신 무선 회로(1703∼1705)를 구비하고 있다.
상기 구성을 갖는 기지국 장치에서는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 수신 신호로부터 도래 방향을 추정하고, 그 도래 방향을 이용하여 복수의 채널에 대해서 군 생성 회로(115)에서 군 생성을 실행한다. 그리고, 군 생성 결과를 이용하여 군마다의 수신 웨이트(그룹 웨이트)를 구한다. 이 그룹 웨이트는 송신 웨이트 생성 회로(1701)로 보내진다.
송신 웨이트 생성 회로(1701)에서는 그룹 웨이트를 이용하여 송신 웨이트를 구한다. 여기서, 그룹 웨이트로부터 송신 웨이트를 구하는 방법으로서는 그룹 웨이트로서 생성한 수신 웨이트를 그대로 이용하는 방법이나 기지국의 수신과 송신에 있어서 주파수가 다른 것을 고려하여 그룹 웨이트로서 생성한 수신 웨이트를 변환하는 것 등을 들 수 있다. 송신 웨이트 생성 회로(1701)에서 구해진 송신 웨이트는 송신 신호 생성 회로(1702)로 보내진다. 송신 신호 생성 회로(1702)에서는 디지털 변조된 송신 데이터에 송신 웨이트를 승산하여 송신 신호를 생성한다.
이 송신 신호는 안테나(102∼104)에 대응하는 송신 무선 회로(1703∼1705)로 보내지고, 송신 신호에 대해서 소정의 무선 송신 처리(D/A 변환이나 상향 주파수변환 등)가 실행된다. 이 무선 송신 처리된 송신 신호는 안테나(102∼104)를 거쳐서 통신 단말(120∼122)을 향해서 송신된다.
상기 실시예에 따른 기지국 장치에서는 복수의 통신 단말에 대해서 군 생성을 실행하여 그룹 분할을 실행하고, 그 군마다 수신 지향성을 형성하고, 그 군에 속하는 통신 단말 전부에 군마다의 수신 지향성을 적용하고 있다. 이 경우, 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 수신 지향성을 형성하지 않고 복수의 통신 단말을 포함하는 군마다 수신 지향성을 형성하고 있으므로, 통신 단말 개수가 많더라도 연산량을 적게 한 상태에서 전체 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 수신을 실행할 수 있다. 따라서, 전체 통신 단말에 대해서 높은 SIR로 신호를 수신할 수 있다. 또, 본 구성에서는 각 통신 단말마다의 송신 웨이트를 구할 필요가 없으므로 처리량을 삭감할 수 있다.
다운 링크에 있어서 각 통신 단말에 대한 송신 신호는 직교화되어 있기 때문에 부호간 간섭을 제거하는 것이 가능하다. 그러나, 종래의 AAA 송신에 있어서 실행되는 바와 같이, 각 통신 단말마다 다른 송신 웨이트를 이용하여 통신을 실행하는 경우에는 이 직교성이 무너져 버린다. 본 구성에 의하면, 각 군마다 생성한 송신 웨이트를 이용하여 통신을 실행하므로, 군내에 존재하는 통신 단말에 대해서 송신 신호를 직교화시킨 상태에서 송신을 실행하는 것이 가능해진다.
상기 실시예 3∼7에 있어서, 간섭 제거기의 방식 등에 대해서는 특히 제한되지 않고, 싱글 사용자형, 멀티 사용자형, 멀티 스테이지형 중의 어느것을 이용해도 좋다.
본 발명은 상기 실시예 1∼9에 한정되지 않고 여러 가지로 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 예컨대, 상기 실시예 1∼9의 내용에 대해서는 적절히 조합하여 실시하는 것이 가능하다.
본 발명의 기지국 장치는 복수의 통신 단말로부터의 신호의 도래 방향을 추정하는 방향 추정부, 상기 복수의 통신 단말로부터의 신호의 개개의 도래 방향에 따라서 적어도 1개의 통신 단말을 포함하는 군을 생성하는 군 생성부 및 상기 군마다 수신 지향성을 형성하고 이 수신 지향성을 이용하여 상기 군내에 포함되는 모든 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 처리를 실행하는 어레이 안테나 처리부를 구비하는 구성을 채용한다.
이 구성에 의하면, 복수의 통신 단말에 대해서 군 생성을 실행하여 그룹 분할을 실행하고, 그 군마다 수신 지향성을 형성하고, 그 군에 속하는 통신 단말 전부에 군마다의 수신 지향성을 적용하고 있다. 이 경우, 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 수신 지향성을 형성하지 않고 복수의 통신 단말을 포함하는 군마다 수신 지향성을 형성하고 있으므로, 통신 단말 개수가 많더라도 연산량을 적게 한 상태에서 전체 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 수신을 실행할 수 있다. 따라서, 전체 통신 단말에 대해서 높은 SIR(Signal to Interference Ratio)로 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 기지국 장치는 상기 구성에 있어서, 어레이 안테나 처리부가 상기 군에 포함되는 통신 단말 중 1개의 통신 단말을 선택하고, 그 통신 단말에 대한 수신 지향성을 상기 군의 수신 지향성으로서 이용하는 구성을 채용한다. 예컨대, 가장 수신 레벨이 높은 통신 단말에 대한 수신 지향성을 상기 군의 수신 지향성으로서 이용하는 구성을 채용한다.
이 구성에 의해, 상기 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 마찬가지 수신 지향성을 부여하는 것이 가능하게 되어 상기 군에 포함되는 모든 통신 단말에 대해서 높은 SIR로 신호를 수신하는 것이 가능해진다.
본 발명의 기지국 장치는 상기 구성에 있어서, 어레이 안테나 처리부가 지향성 패턴 및 그것을 실현하는 수신 웨이트를 유지하는 유지부를 구비하고, 상기 유지부에 유지된 수신 웨이트로부터 상기 군에 대응하는 수신 웨이트를 선택하는 구성을 채용한다.
이 구성에 의해, 상기 군에 최적한 수신 웨이트를 상기 유지부로부터 찾는 것에 의해 신호 처리 등의 처리를 실행하지 않고 상기 군에 소속하는 통신 단말에 대해서 높은 SIR로 신호를 수신하는 것이 가능하다.
본 발명의 기지국 장치는 상기 구성에 있어서, 어레이 안테나 처리부가 수신 신호로부터 구해진 자기 상관 행렬 및 상호 상관 벡터를 이용하여 상기 군마다의 수신 지향성을 형성하는 구성을 채용한다.
이 구성에 의해, 상기 군에 속하는 통신 단말 전부를 고려하여 최적하게 되는 지향성 패턴을 갖는 수신 웨이트를 생성하는 것이 가능하게 되고, 상기 수신 웨이트를 이용하여 상기 군에 속하는 모든 통신 단말에 대해서 수신을 실행하는 것에 의해 높은 SIR로 신호를 수신하는 것이 가능해진다.
본 발명의 기지국 장치는 상기 구성에 있어서, 어레이 안테나 처리한 후의신호에 대해서 간섭 제거 처리를 실행하는 간섭 제거기를 구비하는 구성을 채용한다.
이 구성에 의하면, 각 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 동일한 수신 웨이트를 승산하므로, 그 군에 포함되는 통신 단말의 신호 전력의 강도는 일의적으로 결정된다. 이 때문에, 이 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 일괄해서 간섭 제거 처리를 실행할 수 있다. 이것에 의해, 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 간섭 제거기를 마련할 필요가 없어 하드를 삭감한 상태에서 효율좋게 간섭 제거 처리를 실행할 수 있다. 따라서, CDMA 통신을 실행할 때에 유효한 수단으로 되는 간섭 제거기와 어레이 안테나 처리를 병용하는 것을 가능하게 하고, 우수한 간섭 제거 능력을 갖게 하는 것에 의해 수용 통신 단말 개수를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 기지국 장치는 상기 구성에 있어서, 수신 신호에 통신 단말 개별의 수신 웨이트를 승산한 신호를 이용하여 송신 전력 제어 정보를 복조하는 복조부와 복조된 송신 전력 제어 정보에 따라서 송신 전력을 제어하는 송신 전력 제어부를 구비하는 구성을 채용한다.
이것에 의해, 지연이 허용되지 않기 때문에 간섭 제거기를 이용하지 않고 복조하는 것이 필요한 송신 전력 제어 정보에 대해서 군마다의 수신 웨이트가 아니라 개별의 수신 웨이트를 이용하는 것에 의해 우수한 수신 특성을 나타내는 것이 가능해진다.
본 발명의 기지국 장치는 상기 구성에 있어서, 군마다 형성된 수신 지향성을 이용하여 송신 지향성을 구하는 송신 지향성 생성부와 상기 송신 지향성으로 신호를 송신하는 송신부를 구비하는 구성을 채용한다.
이 구성에 의하면, 각 통신 단말마다의 송신 웨이트를 구할 필요가 없으므로 처리량을 삭감할 수 있다. 또, 각 군마다 생성한 송신 웨이트를 이용하여 통신을 실행하므로, 군내에 존재하는 통신 단말에 대해서 송신 신호를 직교화시킨 상태에서 송신을 실행하는 것이 가능해진다.
본 발명의 무선 수신 방법은 복수의 통신 단말로부터의 신호의 도래 방향을 추정하는 방향 추정 공정, 상기 복수의 통신 단말로부터의 신호의 개개의 도래 방향에 따라서 적어도 1개의 통신 단말을 포함하는 군을 생성하는 군 생성 공정 및 상기 군마다 수신 지향성을 형성하고 이 수신 지향성을 이용하여 상기 군내에 포함되는 모든 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 처리를 실행하는 어레이 안테나 처리 공정을 구비한다.
이 방법에 의하면, 복수의 통신 단말에 대해서 군 생성을 실행하여 그룹 분할을 실행하고, 그 군마다 수신 지향성을 형성하고, 그 군에 속하는 통신 단말 전부에 군마다의 수신 지향성을 적용하고 있다. 이 경우, 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 수신 지향성을 형성하지 않고 복수의 통신 단말을 포함하는 군마다 수신 지향성을 형성하고 있으므로, 통신 단말 개수가 많더라도 연산량을 적게 한 상태에서 전체 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 수신을 실행할 수 있다. 따라서, 전체 통신 단말에 대해서 높은 SIR로 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 무선 수신 방법은 상기 방법에 있어서, 어레이 안테나 처리한 후의 신호에 대해서 간섭 제거 처리를 실행하는 간섭 제거기 공정을 구비한다.
이 방법에 의하면, 각 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 동일한 수신 웨이트를 승산하므로, 그 군에 포함되는 통신 단말의 신호 전력의 강도는 일의적으로 결정된다. 이 때문에, 이 군에 포함되는 통신 단말에 대해서 일괄해서 간섭 제거 처리를 실행할 수 있다. 이것에 의해, 각 통신 단말에 대응하는 채널마다 간섭 제거기를 마련할 필요가 없어 하드를 삭감한 상태에서 효율좋게 간섭 제거 처리를 실행할 수 있다. 따라서, CDMA 통신을 실행할 때에 유효한 수단으로 되는 간섭 제거기와 어레이 안테나 처리를 병용하는 것을 가능하게 하고, 우수한 간섭 제거 능력을 갖게 하는 것에 의해 수용 통신 단말 개수를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 무선 통신 방법은 복수의 통신 단말로부터의 신호의 도래 방향을 추정하는 방향 추정 공정, 상기 복수의 통신 단말로부터의 신호의 개개의 도래 방향에 따라서 적어도 1개의 통신 단말을 포함하는 군을 생성하는 군 생성 공정, 상기 군마다 수신 지향성을 형성하고 이 수신 지향성을 이용하여 상기 군내에 포함되는 모든 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 처리를 실행하는 어레이 안테나 처리 공정, 수신 신호에 통신 단말 개별의 수신 웨이트를 승산한 신호를 이용하여 송신 전력 제어 정보를 복조하는 복조 공정 및 복조된 송신 전력 제어 정보에 따라서 송신 전력을 제어하는 송신 전력 제어 공정을 구비한다.
이 방법에 의해, 간섭 제거기를 이용하는 것에 의해서 통신 품질 개선 가능한 일반 정보에 대해서는 간섭 제거기와의 융합을 고려하여 군마다 수신 지향성을 부여하는 것에 의해 상기 간섭 제거기의 실현을 용이하게 한다. 이 경우, 간섭 제거기의 실시에 의해 발생하는 지연이 허용되지 않기 때문에, 간섭 제거기에 의해통신 품질 개선을 실행할 수 없는 송신 전력 제어 정보에 대해서는 각 통신 단말 개별의 수신 웨이트를 이용하는 것에 의해 각각 정보의 성질에 따라 가장 높은 SIR로 수신할 수 있는 통신이 가능해진다.
본 발명의 무선 통신 방법은 상기 방법에 있어서, 군마다 형성된 수신 지향성을 이용하여 송신 지향성을 구하는 송신 지향성 생성 공정과 상기 송신 지향성으로 신호를 송신하는 송신 공정을 구비한다.
이 방법에 의하면, 각 통신 단말마다의 송신 웨이트를 구할 필요가 없으므로 처리량을 삭감할 수 있다. 또, 각 군마다 생성한 송신 웨이트를 이용하여 통신을 실행하므로, 군내에 존재하는 통신 단말에 대해서 송신 신호를 직교화시킨 상태에서 송신을 실행하는 것이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 기지국 장치는 어레이 안테나 처리를 실행할 때에 통신 단말로부터의 신호의 도래 방향에 따라서 통신 단말을 몇개의 군으로 그룹화해서 그 군내에 속하는 통신 단말에 대해서 동일한 수신 웨이트를 이용한다. 이것에 의해, 복수의 통신 단말에 대해서 개별적으로 적응 신호 처리를 실행하고, 각 통신 단말마다 다른 수신 웨이트를 승산할 필요가 없어 적은 연산량으로 어레이 안테나 처리를 실행할 수 있다.
또, 상기 그룹화에 의해 군내의 통신 단말의 신호의 강도를 일의적으로 정할 수 있으므로, 각 통신 단말에 대응한 채널마다 간섭 제거기를 마련할 필요가 없어 작은 하드 규모로 간섭 제거 처리를 실현할 수 있다.
본 명세서는 1999년 11월 18일 출원된 일본 특허출원평성11-327961호 및2000년 1월 17일 출원된 일본 특허 출원 제2000-008364호에 따르는 것이다. 이들의 내용은 모두 여기에 포함시켜 둔다.
본 발명은 디지털 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국 장치 및 무선 수신 방법에 적용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 복수의 통신 단말로부터의 신호의 도래 방향을 추정하는 방향 추정 수단과,
    상기 복수의 통신 단말로부터의 신호의 각각의 도래 방향에 근거하여 적어도 1개의 통신 단말을 포함하는 군을 생성하는 군 생성 수단과,
    상기 군마다 수신 지향성을 형성하고, 이 수신 지향성을 이용하여 상기 군 내에 포함되는 모든 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 처리를 실행하는 어레이 안테나 처리 수단
    을 구비하는 기지국 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    어레이 안테나 처리 수단은 상기 군에 포함되는 통신 단말 중 가장 수신 레벨이 높은 통신 단말에 대한 수신 지향성을 상기 군의 수신 지향성으로서 이용하는 기지국 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    어레이 안테나 처리 수단은 지향성 패턴을 유지하는 유지 수단을 구비하고,
    상기 유지 수단에 유지된 지향성 패턴으로부터 상기 군에 대응하는 지향성패턴을 선택하는 기지국 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    어레이 안테나 처리 수단은 수신 신호로부터 구해진 자기 상관 행렬 및 상호 상관 벡터를 이용하여 상기 군마다의 수신 지향성을 형성하는 기지국 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    어레이 안테나 처리한 후의 신호에 대해서 간섭 제거 처리를 실행하는 간섭 제거기를 구비하는 기지국 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    수신 신호에 통신 단말 각각의 수신 웨이트를 승산한 신호를 이용하여 송신 전력 제어 정보를 복조하는 복조 수단과 복조된 송신 전력 제어 정보에 따라서 송신 전력을 제어하는 송신 전력 제어 수단을 구비하는 기지국 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    군마다 형성된 수신 지향성을 이용하여 송신 지향성을 구하는 송신 지향성 생성 수단과 상기 송신 지향성으로 신호를 송신하는 송신 수단을 구비하는 기지국 장치.
  8. 복수의 통신 단말로부터의 신호의 도래 방향을 추정하는 방향 추정 공정과,
    상기 복수의 통신 단말로부터의 신호의 각각의 도래 방향에 근거하여 적어도 1개의 통신 단말을 포함하는 군을 생성하는 군 생성 공정과,
    상기 군마다 수신 지향성을 형성하고, 이 수신 지향성을 이용하여 상기 군 내에 포함되는 모든 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 처리를 실행하는 어레이 안테나 처리 공정
    을 구비하는 무선 수신 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    어레이 안테나 처리한 후의 신호에 대해서 간섭 제거 처리를 실행하는 간섭 제거기 공정을 구비하는 무선 수신 방법.
  10. 복수의 통신 단말로부터의 신호의 도래 방향을 추정하는 방향 추정 공정과,
    상기 복수의 통신 단말로부터의 신호의 각각의 도래 방향에 근거하여 적어도 1개의 통신 단말을 포함하는 군을 생성하는 군 생성 공정과,
    상기 군마다 수신 지향성을 형성하고, 이 수신 지향성을 이용하여 상기 군 내에 포함되는 모든 통신 단말에 대해서 어레이 안테나 처리를 실행하는 어레이 안테나 처리 공정과,
    수신 신호에 통신 단말 각각의 수신 웨이트를 승산한 신호를 이용하여 송신 전력 제어 정보를 복조하는 복조 공정과,
    복조된 송신 전력 제어 정보에 따라서 송신 전력을 제어하는 송신 전력 제어 공정
    을 구비하는 무선 통신 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    군마다 형성된 수신 지향성을 이용하여 송신 지향성을 구하는 송신 지향성 생성 공정과 상기 송신 지향성으로 신호를 송신하는 송신 공정을 구비하는 무선 통신 방법.
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