KR20040084716A

KR20040084716A - 무선 통신기

Info

Publication number: KR20040084716A
Application number: KR1020040019616A
Authority: KR
Inventors: 가시와세스스무
Original assignee: 교세라 가부시키가이샤
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2004-10-06
Also published as: KR20060029171A; JP4247019B2; JP2004289582A; KR100659426B1; CN100384102C; KR100610215B1; US20040248518A1; CN1533051A

Abstract

본 발명은 적절한 파라미터, 제어 우선 순위의 변경, 가중의 변경을 행하는 것에 의해 적응 안테나를 적절하게 제어하는 무선 통신기를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 안테나와, 상기 안테나의 지향성을 제어하는 제어부를 갖고, 기지국과의 사이에서 통신을 행하는 무선 통신기에 있어서, 상기 안테나는 복수의 안테나 소자와, 상기 안테나 소자에 공급하는 전력의 위상을 변경하는 위상기를 갖는 적응 안테나이고, 상기 제어부는 상기 기지국으로부터의 제어 신호에 근거하여, 상기 안테나의 지향성을 빔 스티어링(beam steering) 또는 널 스트어링(null steering)으로 하도록 같이 전환 제어한다.

Description

무선 통신기{WIRELESS COMMUNICATION APPARATUS}

본 발명은 적응 안테나 장치를 구비한 무선 통신기에 관한 것으로, 특히 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식의 이동 통신 시스템(셀룰러 시스템)에 이용하면 바람직한 무선 통신기에 있어서의 적응 안테나에서의 제어 방식에 관한 것이다.

휴대전화기 등의 무선 통신기는 무선 기지국과의 사이에 전파에 의한 통신 회선을 설정하여, 통신 회선을 통해 음성, 데이터 등을 송수신하여 통신을 행한다.

그리고, 안테나에 지향 특성을 갖게 하기 위해서 복수의 안테나 소자로 이루어지는 적응 안테나를 구비한 이동 통신기가 제안되어 있다. 이 적응 안테나의 제어에 관한 종래 기술로서 일본 특허 공개 2001-223516호 공보를 들 수 있다. 이 종래 기술은, 급격한 전파 환경에의 대응, 적응 안테나로서의 성능 유지, 전파 환경에 적합한 알고리즘의 채용이라는 세 가지 점에 주목하여, 이들을 동시에 극복하기 위해서 빔 스티어링과 널 스티어링의 결점을 보완하면서 양자를 병용하는 방식을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

그러나, 복수의 주파수 대역을 사용하는 무선 통신기에 있어서, 주파수 대역마다 전파의 공간 감쇠량, 기지국 배치, 멀티패스의 상황 및 이동국이 수신하는 전파 상황이 주파수 대역마다 크게 다르기 때문에, 단일 알고리즘을 이용하여, 빔 스티어링 또는 널 스티어링의 한쪽으로 적응 안테나를 제어하면, 최적의 제어를 실행할 수 없는 문제가 발생한다. 또한, 이동국은 전지에 의해 동작하기 때문에, 전지 잔량이 적어지면, 소비 전력을 삭감해야 한다. 또한, 망측의 통신 트래픽 평준화를 위해, 이동국에서의 적응 안테나 제어를 제한한 쪽이 회선 효율이 향상되는 경우도 있다.

그래서, 본 발명은 적절한 파라미터, 제어 우선 순위의 변경, 가중(weighting)의 변경을 하는 것으로 적응 안테나를 적절히 제어하는 무선 통신기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 구성을 나타내는 블록도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 구성을 나타내는 블록도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 적응 안테나의 송신시의 동작을 설명하는 도면,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 적응 안테나의 수신시의 동작을 설명하는 도면,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동국에 있어서 가중을 변경하는 제어의 순차도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 적용 안테나의 가중 계수의 설명도,

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동국에 있어서의 적응 안테나의 가중을 변경하는 처리의 흐름도,

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이동국에 있어서 적응 안테나의 가중 처리를 변경하는 다른 제어의 순차도,

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이동국에 있어서의 적응 안테나의 가중 처리를 변경하는 처리의 흐름도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 안테나 어레이(적응 안테나) 11 : 안테나 소자

2 : 이동국 21 : 송신 수신 무선 회로부

22 : 변복조부 23 : 베이스밴드 신호 처리부

211 : 위상기 212 : 증폭기

213 : 송신 증폭부 214 : 수신 증폭부

215 : 증폭기 216 : 혼합기

222 : 베이스밴드 복조부

제 1 발명은, 안테나와, 상기 안테나의 지향성을 제어하는 제어부를 갖고, 기지국과의 사이에서 통신을 행하는 무선 통신기에 있어서, 상기 안테나는, 복수의 안테나 소자와, 상기 안테나 소자에 공급하는 전력의 위상을 변경하는 위상기를 갖는 적응 안테나이고, 상기 제어부는, 상기 기지국으로부터의 제어 신호에 근거하여, 상기 안테나의 지향성을 빔 스티어링 또는 널 스티어링으로 하도록 전환하여 제어하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 적절한 지향성의 제어를 할 수 있어, 전파 전달 환경에의 신속한 대응이 가능해진다.

제 2 발명은, 안테나와, 상기 안테나의 지향성을 제어하는 제어부를 갖고, 기지국과의 사이에서 통신을 행하는 무선 통신기에 있어서, 상기 안테나는, 복수의 안테나 소자와, 상기 안테나 소자에 공급하는 전력의 위상을 변경하는 위상기를 갖는 적응 안테나이고, 상기 제어부는, 상기 기지국으로부터의 제어 신호에 근거하여, 상기 안테나의 빔 스티어링 및 널 스티어링의 가중을 변경해서, 상기 안테나의 지향성을 제어하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 적절한 지향성의 제어를 할 수 있어, 전파 전달 환경에의 신속한 대응이 가능해진다.

제 3 발명은, 제 1 또는 제 2 발명에 있어서, 상기 안테나의 지향성은 상기 무선 통신기가 사용하는 주파수마다 제어되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 주파수마다 적절한 지향성의 제어를 할 수 있다.

제 4 발명은, 제 1 내지 제 3 발명에 있어서, 상기 무선 통신기는, 상기 기지국으로부터의 신호의 품질을 감시하는 수신 품질 감시 수단과, 상기 수신 품질감시 수단이 감시한 수신 신호의 품질 정보를, 상기 기지국에 송신하는 품질 정보 송신 수단을 구비하고, 상기 제어부는, 상기 기지국이 상기 품질 정보에 근거하여 산출한 상기 제어 신호에 근거하여 상기 안테나의 지향성을 제어하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 인접하는 기지국 사이에서의 무선 통신기(이동국)를 적절히 할당할 수 있다.

제 5 발명은, 제 1 내지 제 3 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기지국에 접속되어 있는 무선 통신기의 수에 따라 상기 기지국이 생성한 상기 제어 신호에 근거하여, 상기 안테나의 지향성을 제어하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 기지국 사이에서 적절한 부하 분산을 할 수 있다.

제 6 발명은, 제 1 내지 제 3 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기지국에서의 통신량에 따라 상기 기지국이 생성한 상기 제어 신호에 근거하여, 상기 안테나의 지향성을 제어하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 기지국 사이에서 적절한 부하 분산을 할 수 있다.

제 7 발명은, 제 1 내지 제 6 발명에 있어서, 상기 무선 통신기를 작동시키는 전지와, 상기 전지의 잔량을 검출하는 전지 잔량 검출부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 전지 잔량 검출부가 검출한 상기 전지의 잔량과 소정 임계값의 비교 결과에 근거하여, 상기 안테나의 지향성의 제어를 정지하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 소비 전력을 저감하여, 많은 통신 시간을 확보할 수 있다.

다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 실시예의 이동국의 주요한 구성을 나타내는 블록도이다.

이동국(2)에는 적응 안테나를 구성하는 안테나 어레이(1)가 부가되어 있다.

안테나 어레이(적응 안테나)(1)는 복수의 안테나 소자(11)를 갖고, 각 안테나 소자(11)를 송신 수신 무선 회로부(21)에 접속하는 것에 의해, 안테나 어레이(1)는 이동국(2)에 접속되어 있다.

송신 수신 무선 회로부(21)는, 안테나 어레이(1)로부터 무선 기지국에 대하여 송신하는 전파(고주파 신호)를 생성하는 송신부와, 안테나 어레이(1)에서 수신한 무선 기지국으로부터의 전파(고주파 신호)를 증폭, 주파수 변환 등을 하여 변복조부(22)에 출력하는 수신부로 구성되어 있다.

변복조부(22)는 아날로그-디지털 변환기(AD 컨버터, DA 컨버터) 및 직교 변조기를 갖고, 송신 수신 무선 회로부(21)가 취급하는 아날로그 신호와 베이스밴드 신호 처리부(23)가 취급하는 디지털 신호를 중계한다.

베이스밴드 신호 처리부(23)는 DSP(Digital Signal Processor)를 갖고, DSP에 의해, 부호화, 복호화 및 부호화된 신호의 압축·신장, 수신 신호의 오류 정정을 한다.

이동국(2)는 그 외에, 제어부(50), 조작부, 표시부, 마이크로폰, 스피커 등을 구비한다(도시 생략). 제어부(50)는 주로 CPU로 구성되어 있고, 메모리에 기억된 데이터에 근거하여, 이동국(2)의 각부를 제어한다. 이동국(2)은 이동국(2)의 전원인 배터리(61)와, 배터리(61)의 잔량을 검출하는 배터리 잔량 검출부(62)를 더 구비한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 송신 수신 무선 회로부(21) 및 그 주변의 상세한 구성을 나타내는 블록도이다.

각 안테나 소자(11)에는, 증폭율을 가변할 수 있는 증폭기와 위상 시프트량을 가변할 수 있는 위상기가 접속되어 있고, 증폭기와 위상기의 특성을 변화시킴으로써, 안테나 어레이(1)의 지향성을 변화시킨다.

구체적으로는, 베이스밴드 변조부(221)로부터 출력된 고주파 신호는 복수 병렬로 마련된 위상기(211)에 입력된다. 위상기(211)는 제어부의 제어에 의해서 입력 신호의 위상을 변화하도록 구성되어 있고, 위상기(211)에 입력된 고주파 신호는 위상기(211)마다 다른 위상으로 변화된다. 그리고, 위상기(211)마다 다른 위상으로 된 고주파 신호는, 위상기(211)에 대응하여 마련된 증폭기(212)에 입력되고, 증폭기(212)는 제어부의 제어에 따라 증폭율을 변화하도록 구성되어 있고, 증폭기(212)마다 다른 진폭으로 증폭된다. 그리고, 증폭기(212)로부터 출력한 고주파 신호는 증폭기(212)에 대응하여 마련된 송신 증폭부(213)에 입력되어, 기지국에의 송신에 필요한 전력으로 증폭된다.

즉, 위상기(211), 증폭기(212) 및 송신 증폭기(213)는 안테나 소자(11)에 대응하여, 안테나 소자(11)마다 마련되고, 안테나 소자(11)에 공급하는 고주파 신호의 위상 및 전력을 결정한다. 이 위상기(211) 및 증폭기(212)는 제어부에 의해 제어되어, 안테나 소자(11)에 공급하는 고주파 신호의 위상 및 전력을 제어하여, 안테나 어레이(1)의 지향성을 제어한다.

또, 증폭기(212) 및 위상기(211)는, 현재 통신중인 기지국 방향의 지향성을강하게 하는 빔 스티어링 제어 알고리즘용으로 한 쌍, 현재 통신중인 기지국의 근린의 기지국 방향의 지향성을 약하게 하는 널 스티어링 제어용으로 한 쌍이 마련되어 있다.

안테나 소자(11)가 수신한 기지국으로부터의 신호는, 안테나 소자(11)에 대응하여 마련된 수신 증폭부(214)에 입력되고, 이동국(2) 내의 각부에서의 처리에 필요한 강도로 증폭된다. 그리고, 증폭된 고주파 신호는 수신 증폭부(214)에 대응하여 마련된 증폭기(215)에 입력된다. 증폭기(215)는 제어부의 제어에 의해서 증폭율을 변화하도록 구성되어 있고, 증폭기(215)에 입력된 고주파 신호는 증폭기(215)마다 다른 진폭으로 증폭된다. 그리고, 혼합기(216)에 의해서 합성되어, 베이스밴드 복조부(222)에 입력된다.

또, 증폭기(215)는 빔 스티어링 제어 알고리즘용으로 한 쌍, 널 스티어링 제어용으로 한 쌍이 마련되어 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 적응 안테나의 동작을 설명하는 도면이다.

도 3에는 송신시의 지향성의 제어를 나타낸다. 임의의 특정 방향으로 전파를 강하게 방사하는 빔 스티어링에 있어서, 기준 방향(안테나 소자가 배치된 열의 방향)과 소망의 방향의 각도를 θ라고 하면, 각 안테나 소자(11)에 공급하는 고주파 신호의 지연(위상차 : Delay1)은 하기 식으로 표현된다.

Delay1=N×λ=Lcosθ

즉, 이 식을 만족시키도록, 각 안테나 소자(11)에 공급하는 송신 신호의 위상차를제어하면, θ의 방향으로 전파가 강하게 송신된다.

한편, 임의의 특정 방향으로 방사되는 전파를 약하게 하는 널 스티어링에 있어서, 기준 방향(안테나 소자가 배치된 열의 방향)과 소망의 방향의 각도를 θ라고 하면, 각 안테나 소자(11)에 공급하는 고주파 신호의 지연(위상차 : Delay1)은 하기 식으로 표현된다.

Delay1=(2×N+1)×λ/2=Lcosθ

즉, 이 식을 만족시키도록, 각 안테나 소자(11)에 공급하는 송신 신호의 위상차를 제어하면, θ의 방향으로 송신되는 전파를 약하게 할 수 있다.

여기서, N은 안테나 소자(11)의 순서를 나타내는 번호(정수), λ는 송신파의 파장, L은 안테나 소자(11)의 배치 간격이다.

도 4에는 수신시의 지향성의 제어를 나타낸다.

전파의 도래 방향을 θ라고 하면, 안테나 소자(11a)의 수신 신호 S1 및 안테나 소자(11b)의 수신 신호 S2는 하기 식으로 표현된다.

혼합기(216)에 의해 합성되는 신호 S는, 각 안테나 소자의 수신 신호 S1, S2에 가중 계수 W1, W2를 곱하고, 양 안테나 소자의 수신 신호를 가산하여 하기 식으로 표현된다.

그리고, 각 안테나 소자의 수신 신호 S1, S2를 복소수 표시로 하여 S를 고쳐 쓰면, 합성된 수신 신호 S는 W1, W2 및 θ의 함수로 나타낼 수 있다.

그리고, 소망의 방향(θ)으로 S의 값이 최대로 되도록 W1, W2의 값을 조정하면, 안테나의 지향성을 빔 스티어링으로 할 수 있다. 한편, 소망의 방향(θ)으로 S의 값이 최소가 되도록 W1, W2의 값을 조정하면, 안테나의 지향성을 널 스티어링으로 할 수 있다.

또, 안테나의 소자수가 많아지는 경우에는, 안테나의 특성은 하기 식으로 나타낼 수 있다.

이 경우, 합성된 수신 신호 S는 W1···Wn 및 θ의 함수로 나타낼 수 있다. 즉, 각 소자에 도래하는 위상이 다른 신호의 가중을 변경함으로써 수신 지향성을 제어한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동국에 있어서 안테나 어레이(1)의 가중을 변경하는 제어의 순차도이다.

도 5에 나타내는 제어에서는, 기지국으로부터의 메시지에 의해서 빔 스티어링 및 널 스티어링의 가중을 변경하는 제어 순차의 일례를 나타낸다.

이동국은, 네트워크 부하의 여유도의 정보를 요구하는 기지국 부하도 정보 요구 메시지를 기지국에 대하여 송신한다. 그리고, 기지국은, 통지 메시지 또는 제어 메시지에 근거하여 네트워크 부하의 여유도를 나타내는 기지국 부하도 정보 응답 메시지를 작성하고(단계 A11), 기지국 부하도 정보 응답 메시지를 이동국에 대하여 송신한다. 기지국 부하도 정보로서는, 예컨대, 기지국과 통신하고 있는 이동국의 수, 기지국의 주파수 리소스의 사용율(점유 슬롯율), 네트워크의 부하도, 폭주 상태에 대한 여유도 등을 이용한다. 이 기지국 부하도 정보 응답 메시지에는, 현재 통신을 행하고 있는 기지국의 부하의 여유도의 정보 외에, 근린 기지국의 부하의 여유도 정보가 포함된다.

그리고, 이동국은, 수신한 기지국 부하도 정보 응답 메시지에 근거하여, 네트워크에 여유도가 있는 경우와 없는 경우에 안테나 소자(11)로부터의 신호의 가중을 변경한다(단계 A12). 즉, 안테나 어레이(1)에서의 빔 스티어링과 널 스티어링의 가중을 변경하여, 빔 스티어링과 널 스티어링의 어느 것을 중시하는지에 따라, 적응 안테나의 특정을 변화시킨다(도 7 참조).

한편, 망측에서, 이동국의 상태를 파악하는 경우에는, 기지국이 이동국 적응 안테나 상태 요구 메시지를 이동국에 대하여 송신한다. 이것에 대하여, 이동국은,현재의 적응 안테나의 제어 상태로서, 빔 스티어링 제어의 상태, 널 스티어링 제어의 상태 및 빔 스티어링과 널 스티어링의 가중 계수를 안테나 적응 상태 리포트 응답 메시지로서 송신한다.

안테나 적응 상태 리포트 응답 메시지를 수신한 기지국은, 이동국마다 적응 안테나의 제어 상태가 기억되어 있는 이동국 적응 안테나 상태 데이터베이스를 갱신한다(단계 A13).

그리고, 이동국 적응 안테나 상태 데이터베이스와, 기지국의 부하 상태를 기억하여 기지국 부하 상태 데이터베이스를 참조해서(단계 A14), 이동국의 적응 안테나의 상태가 부적당하며, 적응 안테나의 제어 파라미터의 재계산이 필요하다고 판정되면, 이동국에 대하여 이동국 적응 안테나 재계산 요구 메시지를 송신한다. 이 이동국 적응 안테나 재계산 요구 메시지를 수신한 이동국은 기지국에 대하여 기지국 부하도 정보 요구 메시지를 송신하고, 반송된 기지국 부하도 정보 응답 메시지에 근거하여, 이동국의 안테나의 가중을 변경하는 처리를 한다.

한편, 적응 안테나의 상태가 적당하며, 적응 안테나의 제어 파라미터의 재계산이 불필요하다고 판정되면, 이동국에 대하여 안테나 적응 상태 리포트 확인 메시지를 송신한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 적용 안테나의 가중 계수의 일례를 나타낸다.

빔 스티어링 처리를 실행하는 계통 A의 수신 신호를 RA, 가중 계수를 WA로 하고, 널 스티어링 처리를 실행하는 계통 B의 수신 신호를 RB, 가중 계수를 WB로했을 때, 전체 안테나 소자로부터의 출력을 합성한 안테나 어레이(1)로부터의 출력은 하기 식으로 표현된다.

Rtotal=RA×WA+RB×WB

이 WA, WB에 가장 적당한 값은 필드실험이나, 시뮬레이션에 의해서 결정되고, 주파수 대역마다, 이동국의 현재 환경마다 기억되어 있다. 예컨대, 800㎒대와 1900㎒대의 WA, WB를 비교하면, 공간 전송 손실이 큰 1900㎒대는 비교적 WA의 값을 조금 크게 설정하여, 안테나에 빔 스티어링적인 지향성을 갖게 한다. 한편, 공간 전송 손실이 작은 800㎒대는 비교적 WB의 값을 조금 크게 설정하여, 안테나에 널 스티어링적인 지향성을 갖게 한다. 또한, 이동국의 복조 장치로부터의 정보를 이용하여, 이동국이 단일의 기지국으로부터의 신호를 수신하고 있는 경우 또는 핸드오프 후보의 기지국의 수가 적은 경우에는, WA를 조금 크게 하여, 안테나에 빔 스티어링적인 지향성을 갖게 한다. 한편, 이동국이 복수의 기지국으로부터의 신호를 수신하고 있는 경우 또는 핸드오프 후보의 기지국의 수가 많은 경우에는, WB를 조금 크게 하여, 안테나에 널 스티어링적인 지향성을 갖게 한다. 또한, 고속 데이터 통신 중이면, 방해파 레벨을 낮추기 위해 WB를 조금 크게 설정해도 좋다.

또한, 이 RA, RB, WA, WB는 스칼라량이라도 벡터량이라도 좋다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동국에 있어서의 적응 안테나의 제어 파라미터(가중)를 변경하는 처리의 흐름도이며, 상술한 순차도(도 5의 단계 A12)에서의 적응 안테나 가중 변경에 있어서 실행된다.

우선, 수신한 기지국 부하도 정보 응답 메시지에 근거하여, 기지국의 네트워크 부하와 소정의 임계값을 비교한다(S111).

그리고, 이 부하가 소정의 규정값 이상이면, 기지국의 부하가 크기 때문에, 빔 스티어링의 가중을 감소시킨다(S112). 즉, 네트워크 부하에 여유가 없는 경우에는 빔 스티어링, 널 스티어링 모두 실행하지 않아, 준비되지 않은채로 네트워크 부하가 증대하는 것을 방지한다.

한편, 이 부하가 소정의 규정값에 이르지 않으면, 기지국의 부하가 작기 때문에, 근린 기지국의 부하가 큰지를 판단한다(S113). 그리고, 근린 기지국의 부하가 소정의 규정값에 이르지 않으면, 근린 기지국의 부하도 작기 때문에, 빔 스티어링의 가중을 증가시킨다(S114).

한편, 이 근린 기지국의 부하가 소정의 규정값 이상이면, 기지국의 부하가 크기 때문에, 널 스티어링의 가중을 증가시키고(S115), 인접하는 기지국에 대하여 송신되는 신호 레벨을 감소시켜, 핸드오프를 일어나기 어렵게 함으로써, 부하가 큰 인접하는 기지국의 부하의 증가를 억제한다.

적응 안테나의 가중의 계산(S112, S114, S115)을 끝내면, 산출한 가중에 따라서, 적응 안테나의 제어 파라미터를 변경한다(S116). 그리고, 현재 접속중인 기지국 및 근린 기지국의 부하도를 확인하여(S117), 가중을 변경해야 하는지 여부를 판정한다(S118).

그 후, 빔 스티어링 또는 널 스티어링이 100%인지를, 가중이 상한 또는 하한인지에 따라 판정한다(S119). 그리고, 가중이 상한 또는 하한이면 이 처리를 종료하고, 가중이 상한도 하한도 아니면 이 처리의 처음으로 되돌아가, 다시 적응 안테나의 제어 파라미터를 계산한다.

이와 같이, 현재 통신중인 기지국, 근린 기지국의 부하도를 참작하여 빔 스티어링과 널 스티어링의 가중을 변경해서, 적응 안테나의 지향 특성을 변화시킴으로써 기지국과의 통신 회선 품질이 개선되어, 보다 고속의 데이터 레이트를 달성할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이동국에 있어서 적응 안테나의 가중을 변경하는 다른 제어의 순차도이다.

이동국은 기지국에 대하여, 이동국으로부터 수신할 수 있는 하나 이상의 기지국의 전파 도래 방향마다의 신호 강도를 기지국 신호 품질 리포트로서 보고한다. 그리고, 이동국은 이동국의 위치 정보 등을 적응 안테나 계산 처리 보충 정보로서, 기지국에 송신한다. 이 이동국으로부터의 기지국 신호 품질 리포트 및 적응 안테나 계산 처리 보충 정보에 근거하여, 망측에 구비한 장치의 적응 안테나 계산 수단에 의해서 빔 스티어링과 널 스티어링의 가중을 계산한다(단계 A21). 그리고 그 결과를 이동국 적응 안테나 제어 정보로서 이동국에 통지한다. 이 이동국 적응 안테나 제어 정보에는 빔 스티어링의 제어 정보, 널 스티어링의 제어 정보 및 빔 스티어링·널 스티어링의 가중의 정보가 포함되어 있다.

그리고, 이동국은, 통지된 이동국 적응 안테나 제어 정보에 근거하여 안테나 어레이(1)의 제어 파라미터를 설정해서 적응 안테나 제어 처리를 한다(단계 A22). 그리고, 이동국은, 이동국으로부터 수신할 수 있는 하나 이상의 기지국의 전파 도래 방향마다의 신호 강도를 기지국 신호 품질 리포트로서 보고하고, 이동국의 위치정보 등을 적응 안테나 계산 처리 보충 정보로서, 기지국에 송신한다.

이 이동국이 수신한 기지국의 신호 강도에 근거하여, 망측에 구비한 장치의 적응 안테나 계산 수단에 의해서 빔 스티어링과 널 스티어링의 가중을 계산한다(단계 A23). 이 이동국으로부터의 기지국 신호 품질 리포트 및 적응 안테나 계산 처리 보충 정보에 근거하여, 망측에서는 적응 안테나의 제어 상황이 적절한지 여부를 확인한다.

그 결과, 적응 안테나의 제어 상황이 부적절하다고 판정되면, 이동국 적응 안테나 제어 확인 신호(NG)를 송신하고, 적응 안테나의 제어 파라미터를 산출하여, 적응 안테나 제어 처리를 한다.

한편, 적응 안테나의 제어 상황이 적절하다고 판정되면, 이동국 적응 안테나 제어 확인 신호(OK)를 송신한다.

이와 같이, 기지국측의 적응 안테나 계산 수단에 의해서 안테나 어레이(1)의 제어 파라미터를 산출하여, 적응 안테나의 특정을 산출하면, 이동국의 적응 안테나 제어를 망측에서 통일적으로 실행할 수 있기 때문에, 인접하는 기지국 사이에서의 이동국의 할당, 네트워크 부하의 균일화, 고속인 데이터 통신을 필요로 하는 이동국의 집중 회피 등을 할 수 있다.

도 9는, 본 발명의 실시예에 따른 이동국에 있어서 전지 잔량이 저하한 경우에 적응 안테나의 가중 처리를 변경하는 처리의 흐름도이다.

적응 안테나의 제어는, 적응 안테나의 제어를 하지 않은 경우에 비교하여 보다 많은 고주파 회로, 연산 처리가 필요하게 된다. 전지로 동작을 하는 이동국에있어서 적응 안테나의 제어를 실행하는 경우에도 소비 전력을 저감해야 한다. 특히 전지 전압이 저하한 저잔량 상태에서는, 그 필요성이 높다.

우선, 전지 잔량이 소정의 규정값 이하로 됐는지를 판정한다(S121). 이 전지 잔량은 전지 전압을 측정하거나, 소비 전류를 적산하여 구한다.

그리고, 전지 잔량이 소정의 규정값 이하이면, 수신 품질이 규정값 이상인지 여부를 판정한다(S122). 그리고, 수신 품질이 규정값 이상이면, 양호한 수신 품질을 얻기 위한 적응 안테나 처리의 필요성이 적다고 판단하고, 또한, 데이터의 다운로드 중인지를 판정한다(S123). 데이터의 다운로드 중이 아니면, 안테나의 지향성이 변경되어도 통신에 대한 영향은 작다고 판단하여, 적응 안테나 처리를 정지한다(S124).

단, 적응 안테나 처리를 정지하면, 수신 신호의 품질이 열화하기 때문에, 빠른 통신 속도에서의 데이터 통신중에 있어서는 적응 안테나의 처리 중지를 실행하지 않도록 하면 좋다.

이와 같이 도 9에 나타내는 처리에서는, 전지 잔량이 적은 경우에는, 적응 안테나 처리를 실행하지 않고 소비 전력을 저감하여, 많은 통신 시간을 확보할 수 있다.

제 1 발명에서는, 안테나와, 상기 안테나의 지향성을 제어하는 제어부를 갖고, 기지국과의 사이에서 통신을 행하는 무선 통신기에 있어서, 상기 안테나는, 복수의 안테나 소자와, 상기 안테나 소자에 공급하는 전력의 위상을 변경하는 위상기를 갖는 적응 안테나이고, 상기 제어부는, 상기 기지국으로부터의 제어 신호에 근거하여, 상기 안테나의 지향성을 빔 스티어링 또는 널 스티어링으로 하도록 전환하여 제어하기 때문에, 적절한 지향성의 제어를 할 수 있어, 전파 전파 환경에의 신속한 대응이 가능해진다.

제 2 발명에서는, 안테나와, 상기 안테나의 지향성을 제어하는 제어부를 갖고, 기지국과의 사이에서 통신을 행하는 무선 통신기에 있어서, 상기 안테나는, 복수의 안테나 소자와, 상기 안테나 소자에 공급하는 전력의 위상을 변경하는 위상기를 갖는 적응 안테나이고, 상기 제어부는, 상기 기지국으로부터의 제어 신호에 근거하여, 상기 안테나의 빔 스티어링 및 널 스티어링의 가중을 변경해서, 상기 안테나의 지향성을 제어하기 때문에, 적절한 지향성의 제어를 할 수 있어, 전파 전파 환경에의 신속한 대응이 가능해진다.

제 3 발명에서는, 상기 안테나의 지향성은, 상기 무선 통신기가 사용하는 주파수마다 제어되기 때문에, 주파수마다 적절한 지향성의 제어를 할 수 있다.

제 4 발명에서는, 상기 무선 통신기는, 상기 기지국으로부터의 신호의 품질을 감시하는 수신 품질 감시 수단과, 상기 수신 품질 감시 수단이 감시한 수신 신호의 품질 정보를, 상기 기지국에 송신하는 품질 정보 송신 수단을 구비하고, 상기 제어부는, 상기 기지국이 상기 품질 정보에 근거하여 산출한 상기 제어 신호에 근거하여 상기 안테나의 지향성을 제어하기 때문에, 인접하는 기지국 사이에서의 무선 통신기(이동국)를 적절히 할당할 수 있다.

제 5 발명은, 제 1 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기지국에 접속되어 있는 무선 통신기의 수에 따라 상기 기지국이 생성한 상기 제어 신호에 근거하여, 상기 안테나의 지향성을 제어하기 때문에, 기지국 사이에서 적절한 부하 분산을 할 수 있다.

제 6 발명은, 제 1 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기지국에서의 통신량에 따라 상기 기지국이 생성한 상기 제어 신호에 근거하여, 상기 안테나의 지향성을 제어하기 때문에, 기지국 사이에서 적절한 부하 분산을 할 수 있다.

제 7 발명은, 제 1 내지 제 6 발명에 있어서, 상기 무선 통신기를 작동시키는 전지와, 상기 전지의 잔량을 검출하는 전지 잔량 검출부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 전지 잔량 검출부가 검출한 상기 전지의 잔량과 소정 임계값의 비교 결과에 근거하여, 상기 안테나의 지향성의 제어를 정지하기 때문에, 소비 전력을 저감하여, 많은 통신 시간을 확보할 수 있다.

Claims

기지국과 통신을 행하는 무선 통신기에 있어서,

적응 안테나와,

상기 기지국으로부터 송신된 상기 적응 안테나의 지향성을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하는 수신부와,

상기 제어 신호에 근거하여, 상기 적응 안테나의 지향성을 빔 스티어링 또는 널 스티어링으로 하도록 제어하는 제어부

를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 통신기.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 적응 안테나의 빔 스티어링 및 널 스티어링의 가중 (weighting)을 변경하여, 상기 적응 안테나의 지향성을 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 통신기.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 무선 통신기가 사용하는 주파수마다 상기 적응 안테나의 지향성을 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 통신기.
제 1 항에 있어서,

상기 기지국으로부터의 신호의 품질을 감시하는 수신 품질 감시부와,

상기 수신 품질 감시부가 감시한 수신 신호의 품질 정보를, 상기 기지국에 송신하는 품질 정보 송신부를 구비하고,

상기 제어부는, 상기 기지국이 상기 품질 정보에 근거하여 산출한 상기 제어 신호에 근거하여, 상기 적응 안테나의 지향성을 제어하는

것을 특징으로 하는 무선 통신기.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 기지국에 접속되어 있는 무선 통신기의 수에 따라 상기 기지국이 생성한 상기 제어 신호에 근거하여, 상기 적응 안테나의 지향성을 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 통신기.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 기지국에서의 통신량에 따라 상기 기지국이 생성한 상기 제어 신호에 근거하여, 상기 적응 안테나의 지향성을 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 통신기.
제 1 항에 있어서,

상기 무선 통신기의 전원인 전지의 잔량을 검출하는 전지 잔량 검출부를 구비하고,

상기 제어부는, 상기 전지 잔량 검출부가 검출한 상기 전지의 잔량과 소정 임계값의 비교 결과에 근거하여, 상기 적응 안테나의 지향성의 제어를 정지하는

것을 특징으로 하는 무선 통신기.