JP2002280953A - 無線基地システムおよび指向性制御方法 - Google Patents
無線基地システムおよび指向性制御方法Info
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- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 限られた信号長の参照信号を用いて受信指向
性を収束させることができる無線基地システムおよび指
向性制御方法を提供する。 【解決手段】 無線基地システム全体のアンテナを、参
照信号長で受信指向性を収束できる本数のアンテナごと
に２つのアンテナ群に分割する。それぞれのアンテナ群
に対応する受信ウェイトベクトル計算機１１２，２１２
によってアダプティブアレイ処理が行なわれ、対応する
アレイ出力が最大比合成回路１８に与えられる。最大比
合成回路１８は、受信ウェイトベクトル計算機１１２，
２１２から出力される重み情報に基づいて、２つのアン
テナ群に対応するアレイ出力を最大比合成する。
性を収束させることができる無線基地システムおよび指
向性制御方法を提供する。 【解決手段】 無線基地システム全体のアンテナを、参
照信号長で受信指向性を収束できる本数のアンテナごと
に２つのアンテナ群に分割する。それぞれのアンテナ群
に対応する受信ウェイトベクトル計算機１１２，２１２
によってアダプティブアレイ処理が行なわれ、対応する
アレイ出力が最大比合成回路１８に与えられる。最大比
合成回路１８は、受信ウェイトベクトル計算機１１２，
２１２から出力される重み情報に基づいて、２つのアン
テナ群に対応するアレイ出力を最大比合成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、無線基地システ
ムおよび指向性制御方法に関し、より特定的には、移動
体通信システムにおいて、アダプティブアレイ処理によ
り特定の移動端末装置からの受信信号を抽出する無線基
地システム、およびそのような無線基地システムにおけ
る受信指向性の制御方法に関する。
ムおよび指向性制御方法に関し、より特定的には、移動
体通信システムにおいて、アダプティブアレイ処理によ
り特定の移動端末装置からの受信信号を抽出する無線基
地システム、およびそのような無線基地システムにおけ
る受信指向性の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、急速に発達しつつある移動体通信
システム（たとえば、Personal Handyphone System：以
下、ＰＨＳ）では、無線基地システムと移動端末装置と
の間の通信に際し、無線基地システムにおいて、アダプ
ティブアレイ処理により所望の特定の移動端末装置から
の受信信号を抽出する方式が提案されている。
システム（たとえば、Personal Handyphone System：以
下、ＰＨＳ）では、無線基地システムと移動端末装置と
の間の通信に際し、無線基地システムにおいて、アダプ
ティブアレイ処理により所望の特定の移動端末装置から
の受信信号を抽出する方式が提案されている。
【０００３】アダプティブアレイ処理とは、移動端末装
置からの受信信号に基づいて、無線基地システムのアン
テナごとの受信係数（ウェイト）からなるウェイトベク
トルを計算して適応制御することによって、特定の移動
端末装置からの信号を正確に抽出する処理である。
置からの受信信号に基づいて、無線基地システムのアン
テナごとの受信係数（ウェイト）からなるウェイトベク
トルを計算して適応制御することによって、特定の移動
端末装置からの信号を正確に抽出する処理である。
【０００４】無線基地システムにおいては、受信信号の
シンボルごとにこのようなウェイトベクトルを計算する
受信ウェイトベクトル計算機が設けられ、この受信ウェ
イトベクトル計算機は、受信信号と算出されたウェイト
ベクトルとの複素乗算和と、既知の参照信号との誤差の
２乗を減少させるようウェイトベクトルを収束させる処
理、すなわち特定の移動端末装置からの受信指向性を収
束させるアダプティブアレイ処理を実行する。
シンボルごとにこのようなウェイトベクトルを計算する
受信ウェイトベクトル計算機が設けられ、この受信ウェ
イトベクトル計算機は、受信信号と算出されたウェイト
ベクトルとの複素乗算和と、既知の参照信号との誤差の
２乗を減少させるようウェイトベクトルを収束させる処
理、すなわち特定の移動端末装置からの受信指向性を収
束させるアダプティブアレイ処理を実行する。
【０００５】アダプティブアレイ処理では、このような
ウェイトベクトルの収束を、時間や信号電波の伝搬路特
性の変動に応じて適応的に行ない、受信信号中から干渉
成分やノイズを除去し、特定の移動端末装置からの受信
信号を抽出している。
ウェイトベクトルの収束を、時間や信号電波の伝搬路特
性の変動に応じて適応的に行ない、受信信号中から干渉
成分やノイズを除去し、特定の移動端末装置からの受信
信号を抽出している。
【０００６】図６は、無線基地システムのデジタルシグ
ナルプロセッサ（ＤＳＰ）によってソフトウェア的に実
行される、従来のアダプティブアレイ処理を機能的に説
明するための機能ブロック図である。
ナルプロセッサ（ＤＳＰ）によってソフトウェア的に実
行される、従来のアダプティブアレイ処理を機能的に説
明するための機能ブロック図である。
【０００７】図６を参照して、無線基地システムの複数
本のアンテナ、たとえばｎ本のアンテナＡ１，Ａ２，・
・・，Ａｎでそれぞれ受信された移動端末装置からの受
信信号からなる受信信号ベクトルは、スイッチ回路Ｓ
１，Ｓ２，・・・，Ｓｎで受信回路側に切替えられ、図
示しないＡ／Ｄ変換機でそれぞれデジタル信号に変換さ
れる。
本のアンテナ、たとえばｎ本のアンテナＡ１，Ａ２，・
・・，Ａｎでそれぞれ受信された移動端末装置からの受
信信号からなる受信信号ベクトルは、スイッチ回路Ｓ
１，Ｓ２，・・・，Ｓｎで受信回路側に切替えられ、図
示しないＡ／Ｄ変換機でそれぞれデジタル信号に変換さ
れる。
【０００８】これらのデジタル信号は、無線基地システ
ムの図示しないＤＳＰに与えられ、図６に示す機能ブロ
ック図にしたがって以後ソフトウェア的にアダプティブ
アレイ処理が施される。
ムの図示しないＤＳＰに与えられ、図６に示す機能ブロ
ック図にしたがって以後ソフトウェア的にアダプティブ
アレイ処理が施される。
【０００９】図６を参照して、スイッチ回路Ｓ１，Ｓ
２，・・・，Ｓｎで受信回路側に切替えられた受信信号
ベクトルは、乗算器ＭＲ１，ＭＲ２，・・・，ＭＲｎの
それぞれの一方入力に与えられるとともに、受信ウェイ
トベクトル計算機１２に与えられる。
２，・・・，Ｓｎで受信回路側に切替えられた受信信号
ベクトルは、乗算器ＭＲ１，ＭＲ２，・・・，ＭＲｎの
それぞれの一方入力に与えられるとともに、受信ウェイ
トベクトル計算機１２に与えられる。
【００１０】受信ウェイトベクトル計算機１２は、後述
するアダプティブアレイアルゴリズムにより、アンテナ
ごとのウェイトからなるウェイトベクトルを算出し、乗
算器ＭＲ１，ＭＲ２，・・・，ＭＲｎのそれぞれの他方
入力に与えて、対応するアンテナからの受信信号ベクト
ルとそれぞれ複素乗算する。加算器１０によりその複素
乗算結果の総和であるアレイ出力信号が得られる。
するアダプティブアレイアルゴリズムにより、アンテナ
ごとのウェイトからなるウェイトベクトルを算出し、乗
算器ＭＲ１，ＭＲ２，・・・，ＭＲｎのそれぞれの他方
入力に与えて、対応するアンテナからの受信信号ベクト
ルとそれぞれ複素乗算する。加算器１０によりその複素
乗算結果の総和であるアレイ出力信号が得られる。
【００１１】上述のような複素乗算和の結果は、一旦復
調回路１１によってビットデータに復調された後、アレ
イ出力信号として供給されるとともに、再変調回路１４
によって再変調される。
調回路１１によってビットデータに復調された後、アレ
イ出力信号として供給されるとともに、再変調回路１４
によって再変調される。
【００１２】受信ウェイトベクトル計算機１２には、カ
ウンタ１６のカウント値によって規定される参照信号期
間に、メモリ１５に予め記憶されている既知の参照信号
ｄ（ｔ）がスイッチ回路１３によって与えられ、アダプ
ティブアレイアルゴリズムによるウェイトベクトルの計
算に供される。この参照信号ｄ（ｔ）は、移動端末装置
からの受信信号が含むすべてのユーザに共通の既知の信
号であり、たとえばＰＨＳでは、受信信号のうち、既知
のビット列で構成されたプリアンブル（ＰＲ）およびユ
ニークワード（ＵＷ）の区間が用いられる。
ウンタ１６のカウント値によって規定される参照信号期
間に、メモリ１５に予め記憶されている既知の参照信号
ｄ（ｔ）がスイッチ回路１３によって与えられ、アダプ
ティブアレイアルゴリズムによるウェイトベクトルの計
算に供される。この参照信号ｄ（ｔ）は、移動端末装置
からの受信信号が含むすべてのユーザに共通の既知の信
号であり、たとえばＰＨＳでは、受信信号のうち、既知
のビット列で構成されたプリアンブル（ＰＲ）およびユ
ニークワード（ＵＷ）の区間が用いられる。
【００１３】一方、カウンタ１６のカウント値によって
参照信号期間の終了が検出されると、受信ウェイトベク
トル計算機１２には、再変調回路１４によって再変調さ
れたアレイ出力信号がスイッチ回路１３によって与えら
れ、アダプティブアレイアルゴリズムによるウェイトベ
クトルの計算に供されるこの受信ウェイトベクトル計算
機１２では、ＲＬＳ（Recursive Least Squares）アル
ゴリズムやＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）アルゴ
リズムのようなアダプティブアレイアルゴリズムを使用
している。
参照信号期間の終了が検出されると、受信ウェイトベク
トル計算機１２には、再変調回路１４によって再変調さ
れたアレイ出力信号がスイッチ回路１３によって与えら
れ、アダプティブアレイアルゴリズムによるウェイトベ
クトルの計算に供されるこの受信ウェイトベクトル計算
機１２では、ＲＬＳ（Recursive Least Squares）アル
ゴリズムやＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）アルゴ
リズムのようなアダプティブアレイアルゴリズムを使用
している。
【００１４】このようなＲＬＳアルゴリズムやＳＭＩア
ルゴリズムは、アダプティブアレイ処理の分野では周知
の技術であり、たとえば菊間信良著の「アレーアンテナ
による適応信号処理」（科学技術出版）の第３５頁〜第
４９頁の「第３章 ＭＭＳＥアダプティブアレー」に詳
細に説明されているので、ここではその説明を省略す
る。
ルゴリズムは、アダプティブアレイ処理の分野では周知
の技術であり、たとえば菊間信良著の「アレーアンテナ
による適応信号処理」（科学技術出版）の第３５頁〜第
４９頁の「第３章 ＭＭＳＥアダプティブアレー」に詳
細に説明されているので、ここではその説明を省略す
る。
【００１５】さらに、図示しない送信信号源からの送信
信号が変調回路１７によって変調され、乗算器ＭＴ１，
ＭＴ２，・・・，ＭＴｎのそれぞれの一方入力端子に与
えられ、乗算器ＭＴ１，ＭＴ２，・・・，ＭＴｎのそれ
ぞれの他方入力端子には、受信ウェイトベクトル計算機
１２で計算されたウェイトベクトルがコピーされて印加
される。
信号が変調回路１７によって変調され、乗算器ＭＴ１，
ＭＴ２，・・・，ＭＴｎのそれぞれの一方入力端子に与
えられ、乗算器ＭＴ１，ＭＴ２，・・・，ＭＴｎのそれ
ぞれの他方入力端子には、受信ウェイトベクトル計算機
１２で計算されたウェイトベクトルがコピーされて印加
される。
【００１６】このように、ウェイトベクトルとの複素乗
算で重み付けされた送信信号は、スイッチ回路Ｓ１，Ｓ
２，・・・，Ｓｎで選択されて、アンテナＡ１，Ａ２，
・・・，Ａｎを介して送信される。
算で重み付けされた送信信号は、スイッチ回路Ｓ１，Ｓ
２，・・・，Ｓｎで選択されて、アンテナＡ１，Ａ２，
・・・，Ａｎを介して送信される。
【００１７】受信時と同じアンテナＡ１，Ａ２，・・
・，Ａｎを介して送信される信号には、受信信号と同様
に特定の移動端末装置をターゲットとするウェイトベク
トルによる重み付けがされているため、これらのアンテ
ナから送信された電波信号は、この特定の移動端末装置
をターゲットとする送信指向性を伴って飛ばされること
になる。
・，Ａｎを介して送信される信号には、受信信号と同様
に特定の移動端末装置をターゲットとするウェイトベク
トルによる重み付けがされているため、これらのアンテ
ナから送信された電波信号は、この特定の移動端末装置
をターゲットとする送信指向性を伴って飛ばされること
になる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図６の従来
の無線基地システムでは、ｎ本のアンテナを用いて信号
の送受信を行なっているが、アンテナの本数が多ければ
多いほど、アダプティブアレイ処理で抑圧できる干渉が
増大し、アンテナ利得が増大して送信電波の到達する範
囲が拡大する。すなわち、アンテナの本数が多くなるほ
ど、アダプティブアレイ処理の性能が向上することにな
る。
の無線基地システムでは、ｎ本のアンテナを用いて信号
の送受信を行なっているが、アンテナの本数が多ければ
多いほど、アダプティブアレイ処理で抑圧できる干渉が
増大し、アンテナ利得が増大して送信電波の到達する範
囲が拡大する。すなわち、アンテナの本数が多くなるほ
ど、アダプティブアレイ処理の性能が向上することにな
る。
【００１９】しかしながら、上述のＲＬＳ、ＳＭＩのよ
うなアダプティブアレイアルゴリズムでは、ウェイトベ
クトルを収束させるためには、すなわち特定の移動端末
装置からの受信指向性を収束させるためには、アンテナ
本数の２倍以上の信号長（シンボル数）の参照信号が必
要である。言い換えると、参照信号の信号長が予め決ま
っている場合、その信号長の１／２を超える本数のアン
テナがあるとウェイトベクトルは収束せず、受信指向性
も収束しなくなる。
うなアダプティブアレイアルゴリズムでは、ウェイトベ
クトルを収束させるためには、すなわち特定の移動端末
装置からの受信指向性を収束させるためには、アンテナ
本数の２倍以上の信号長（シンボル数）の参照信号が必
要である。言い換えると、参照信号の信号長が予め決ま
っている場合、その信号長の１／２を超える本数のアン
テナがあるとウェイトベクトルは収束せず、受信指向性
も収束しなくなる。
【００２０】たとえば、ＰＨＳの規格では、前述のプリ
アンブルおよびユニークワードからなる参照信号は１２
シンボルからなり、すなわち信号長は１２である。した
がって、最大で信号長１２の２／１である６本のアンテ
ナを用いた場合まではウェイトベクトルの収束は可能で
ある。しかしながら、使用するアンテナ本数が６本を超
えるともはやウェイトベクトルを十分に収束できなくな
る。
アンブルおよびユニークワードからなる参照信号は１２
シンボルからなり、すなわち信号長は１２である。した
がって、最大で信号長１２の２／１である６本のアンテ
ナを用いた場合まではウェイトベクトルの収束は可能で
ある。しかしながら、使用するアンテナ本数が６本を超
えるともはやウェイトベクトルを十分に収束できなくな
る。
【００２１】このように、受信指向性を収束させること
ができるアンテナ本数が参照信号の信号長によって制限
される理由については、たとえば電子情報通信学会論文
誌、B-II、Vol．J76-B-II、No.４、１９９３年４月の第
１８９頁〜第２０１頁の、鈴木 博他による「移動無線
伝送用RLS形適応等化器に関する動特性解析」（特にそ
の２．３．２節および図３等）に詳細に説明されている
ように、アダプティブアレイ処理の技術分野においては
周知であるので、ここではその説明を省略する。
ができるアンテナ本数が参照信号の信号長によって制限
される理由については、たとえば電子情報通信学会論文
誌、B-II、Vol．J76-B-II、No.４、１９９３年４月の第
１８９頁〜第２０１頁の、鈴木 博他による「移動無線
伝送用RLS形適応等化器に関する動特性解析」（特にそ
の２．３．２節および図３等）に詳細に説明されている
ように、アダプティブアレイ処理の技術分野においては
周知であるので、ここではその説明を省略する。
【００２２】前述のように、基本的にアダプティブアレ
イ処理の性能を上げる（電波が遠くまで届くようにす
る）ためにはアンテナ本数を増やす必要があるが、その
ためには、上述のアダプティブアレイアルゴリズムの制
約により参照信号の信号長を長くする必要が生じる。し
かしながら、たとえばＰＨＳでは、規格により、参照信
号とデータ信号とからなる送信信号の１フレームの情報
量は１２０ビットと決められており、参照信号長を長く
すれば、送れるユーザデータ量が少なくなり、データの
スループットが低下するという問題がある。
イ処理の性能を上げる（電波が遠くまで届くようにす
る）ためにはアンテナ本数を増やす必要があるが、その
ためには、上述のアダプティブアレイアルゴリズムの制
約により参照信号の信号長を長くする必要が生じる。し
かしながら、たとえばＰＨＳでは、規格により、参照信
号とデータ信号とからなる送信信号の１フレームの情報
量は１２０ビットと決められており、参照信号長を長く
すれば、送れるユーザデータ量が少なくなり、データの
スループットが低下するという問題がある。
【００２３】それゆえに、この発明の目的は、限られた
信号長の参照信号を用いて、より多くのアンテナを用い
たアダプティブアレイ処理を行なうことができる無線基
地システムを提供することである。
信号長の参照信号を用いて、より多くのアンテナを用い
たアダプティブアレイ処理を行なうことができる無線基
地システムを提供することである。
【００２４】この発明の他の目的は、限られた信号長の
参照信号を用いて、無線基地システムにおける受信指向
性を収束させることができる指向性制御方法を提供する
ことである。
参照信号を用いて、無線基地システムにおける受信指向
性を収束させることができる指向性制御方法を提供する
ことである。
【００２５】この発明のさらに他の目的は、限られた信
号長の参照信号を用いてアンテナ利得を増大させ、送信
電波の到達範囲を拡張することができる無線基地システ
ムおよび指向性制御方法を提供することである。
号長の参照信号を用いてアンテナ利得を増大させ、送信
電波の到達範囲を拡張することができる無線基地システ
ムおよび指向性制御方法を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】この発明は、複数のアン
テナを用いて複数の移動端末装置との間で信号を送受信
する無線基地システムであって、信号は、第１の信号長
の既知の参照信号と、第２の信号長のデータ信号とを含
む信号区間に区分されている。複数のアンテナは、第１
の信号長の既知の参照信号によって受信指向性を収束さ
せることができる本数のアンテナを各々含む、複数のア
ンテナ群に分割される。無線基地システムは、複数のア
ダプティブアレイ処理手段と、受信信号生成手段とを備
える。複数のアダプティブアレイ処理手段は、複数のア
ンテナ群のそれぞれに対応して設けられ、各々が、対応
するアンテナ群で受信した信号に所定のアダプティブア
レイ処理を施して複数の移動端末装置のうち特定の移動
端末装置に対応するアレイ出力信号を抽出するとともに
アダプティブアレイ処理の精度に基づく重み情報を発生
する。受信信号生成手段は、複数のアダプティブアレイ
処理手段から供給される、特定の移動端末装置に対応す
る複数のアレイ出力信号および複数の重み情報に基づい
て、特定の移動端末装置からの受信信号を生成する。
テナを用いて複数の移動端末装置との間で信号を送受信
する無線基地システムであって、信号は、第１の信号長
の既知の参照信号と、第２の信号長のデータ信号とを含
む信号区間に区分されている。複数のアンテナは、第１
の信号長の既知の参照信号によって受信指向性を収束さ
せることができる本数のアンテナを各々含む、複数のア
ンテナ群に分割される。無線基地システムは、複数のア
ダプティブアレイ処理手段と、受信信号生成手段とを備
える。複数のアダプティブアレイ処理手段は、複数のア
ンテナ群のそれぞれに対応して設けられ、各々が、対応
するアンテナ群で受信した信号に所定のアダプティブア
レイ処理を施して複数の移動端末装置のうち特定の移動
端末装置に対応するアレイ出力信号を抽出するとともに
アダプティブアレイ処理の精度に基づく重み情報を発生
する。受信信号生成手段は、複数のアダプティブアレイ
処理手段から供給される、特定の移動端末装置に対応す
る複数のアレイ出力信号および複数の重み情報に基づい
て、特定の移動端末装置からの受信信号を生成する。
【００２７】好ましくは、受信信号生成手段は、特定の
移動端末装置に対応する複数のアレイ出力信号および複
数の重み情報を最大比合成することにより特定の移動端
末装置からの受信信号を生成する最大比合成手段を含
む。
移動端末装置に対応する複数のアレイ出力信号および複
数の重み情報を最大比合成することにより特定の移動端
末装置からの受信信号を生成する最大比合成手段を含
む。
【００２８】好ましくは、受信信号生成手段は、複数の
重み情報を対比して、その結果に基づいて複数のアレイ
出力信号のいずれかを選択して特定の移動端末装置から
の受信信号として出力する選択手段を含む。
重み情報を対比して、その結果に基づいて複数のアレイ
出力信号のいずれかを選択して特定の移動端末装置から
の受信信号として出力する選択手段を含む。
【００２９】好ましくは、重み情報は、アダプティブア
レイ処理手段の各々によって算出されるアレイ出力と参
照信号との２乗誤差に基づく情報である。
レイ処理手段の各々によって算出されるアレイ出力と参
照信号との２乗誤差に基づく情報である。
【００３０】好ましくは、無線基地システムは、複数の
アダプティブアレイ処理手段によるアダプティブアレイ
処理の結果に基づいて、特定の移動端末装置に対する送
信信号の送信指向性を収束させる手段をさらに備える。
アダプティブアレイ処理手段によるアダプティブアレイ
処理の結果に基づいて、特定の移動端末装置に対する送
信信号の送信指向性を収束させる手段をさらに備える。
【００３１】好ましくは、受信指向性を収束させること
ができるアンテナの本数は、参照信号の第１の信号長の
２／１以下の本数である。
ができるアンテナの本数は、参照信号の第１の信号長の
２／１以下の本数である。
【００３２】この発明の他の局面によれば、複数のアン
テナを用いて複数の移動端末装置との間で信号を送受信
する無線基地システムにおける指向性制御方法であっ
て、信号は、第１の信号長の既知の参照信号と、第２の
信号長のデータ信号とを含む信号区間に区分されてい
る。指向性制御方法は、複数のアンテナを、第１の信号
長の既知の参照信号によって受信指向性を収束させるこ
とができる本数のアンテナを各々含む、複数のアンテナ
群に分割するステップと、複数のアンテナ群のそれぞれ
ごとに、対応するアンテナ群で受信した信号に所定のア
ダプティブアレイ処理を施して複数の移動端末装置のう
ち特定の移動端末装置に対応するアレイ出力信号を抽出
するとともにアダプティブアレイ処理の精度に基づく重
み情報を発生するステップと、特定の移動端末装置に対
応する複数のアレイ出力信号および複数の重み情報に基
づいて、特定の移動端末装置からの受信信号を生成する
ステップとを備える。
テナを用いて複数の移動端末装置との間で信号を送受信
する無線基地システムにおける指向性制御方法であっ
て、信号は、第１の信号長の既知の参照信号と、第２の
信号長のデータ信号とを含む信号区間に区分されてい
る。指向性制御方法は、複数のアンテナを、第１の信号
長の既知の参照信号によって受信指向性を収束させるこ
とができる本数のアンテナを各々含む、複数のアンテナ
群に分割するステップと、複数のアンテナ群のそれぞれ
ごとに、対応するアンテナ群で受信した信号に所定のア
ダプティブアレイ処理を施して複数の移動端末装置のう
ち特定の移動端末装置に対応するアレイ出力信号を抽出
するとともにアダプティブアレイ処理の精度に基づく重
み情報を発生するステップと、特定の移動端末装置に対
応する複数のアレイ出力信号および複数の重み情報に基
づいて、特定の移動端末装置からの受信信号を生成する
ステップとを備える。
【００３３】好ましくは、受信信号を生成するステップ
は、特定の移動端末装置に対応する複数のアレイ出力信
号および複数の重み情報を最大比合成することにより特
定の移動端末装置からの受信信号を生成するステップを
含む。
は、特定の移動端末装置に対応する複数のアレイ出力信
号および複数の重み情報を最大比合成することにより特
定の移動端末装置からの受信信号を生成するステップを
含む。
【００３４】好ましくは、受信信号を生成するステップ
は、複数の重み情報を対比して、その結果に基づいて複
数のアレイ出力信号のいずれかを選択して特定の移動端
末装置からの受信信号として出力するステップを含む。
は、複数の重み情報を対比して、その結果に基づいて複
数のアレイ出力信号のいずれかを選択して特定の移動端
末装置からの受信信号として出力するステップを含む。
【００３５】好ましくは、重み情報は、所定のアダプテ
ィブアレイ処理によって算出されるアレイ出力と参照信
号との２乗誤差に基づく情報である。
ィブアレイ処理によって算出されるアレイ出力と参照信
号との２乗誤差に基づく情報である。
【００３６】好ましくは、指向性制御方法は、アダプテ
ィブアレイ処理の結果に基づいて、特定の移動端末装置
に対する送信信号の送信指向性を収束させるステップを
さらに備える。
ィブアレイ処理の結果に基づいて、特定の移動端末装置
に対する送信信号の送信指向性を収束させるステップを
さらに備える。
【００３７】好ましくは、受信指向性を収束させること
ができるアンテナの本数は、参照信号の第１の信号長の
２／１以下の本数である。
ができるアンテナの本数は、参照信号の第１の信号長の
２／１以下の本数である。
【００３８】したがって、この発明によれば、無線基地
システム全体のアンテナを、既知の参照信号の信号長に
よって受信指向性を収束可能な本数のアンテナごとに複
数のアンテナ群に分割し、複数のアンテナ群のそれぞれ
ごとにアダプティブアレイ処理を実行して得られたアレ
イ出力信号を、複数のアンテナ群ごとのアダプティブア
レイ処理の精度に基づく重み情報に応じて処理すること
により特定の移動端末装置からの受信信号を生成するよ
うに構成しているので、既知の参照信号自体の信号長を
増大させることなく、より多くのアンテナを用いたアダ
プティブアレイ処理が可能となる。これにより、データ
のスループットを低下させることなく、アンテナ利得を
増大させて、送信電波の到達範囲を拡張することができ
る。
システム全体のアンテナを、既知の参照信号の信号長に
よって受信指向性を収束可能な本数のアンテナごとに複
数のアンテナ群に分割し、複数のアンテナ群のそれぞれ
ごとにアダプティブアレイ処理を実行して得られたアレ
イ出力信号を、複数のアンテナ群ごとのアダプティブア
レイ処理の精度に基づく重み情報に応じて処理すること
により特定の移動端末装置からの受信信号を生成するよ
うに構成しているので、既知の参照信号自体の信号長を
増大させることなく、より多くのアンテナを用いたアダ
プティブアレイ処理が可能となる。これにより、データ
のスループットを低下させることなく、アンテナ利得を
増大させて、送信電波の到達範囲を拡張することができ
る。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相
当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相
当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００４０】［実施の形態１］図１は、この発明の実施
の形態１の無線基地システムによってソフトウェア的に
実行されるアダプティブアレイ処理を機能的に説明する
機能ブロック図である。図１に示す構成は、以下の点を
除いて、図６に示した従来例の構成と同じであり、共通
する部分についての説明は繰返さない。
の形態１の無線基地システムによってソフトウェア的に
実行されるアダプティブアレイ処理を機能的に説明する
機能ブロック図である。図１に示す構成は、以下の点を
除いて、図６に示した従来例の構成と同じであり、共通
する部分についての説明は繰返さない。
【００４１】すなわち、図１に示す構成では、無線基地
システムのすべてのアンテナ（２Ｌ本：Ｌは正の整数）
を、移動端末装置からの受信信号に含まれる既知の参照
信号（たとえばＰＨＳにおける前述のＰＲおよびＵＷ）
の所定の信号長で受信指向性の収束が可能な本数である
Ｌ本のアンテナからなる２つのアンテナ群（Ａ１１，Ａ
１２，・・・，Ａ１Ｌ）および（Ａ２１，Ａ２２，・・
・，Ａ２Ｌ）に分割し、各アンテナ群ごとに、図６の機
能ブロック図に示すアダプティブアレイ処理を実行する
ように構成したものである。各アンテナ群ごとのアダプ
ティブアレイ処理については、図６を参照して説明した
とおりなのでここではその説明を繰返さない。
システムのすべてのアンテナ（２Ｌ本：Ｌは正の整数）
を、移動端末装置からの受信信号に含まれる既知の参照
信号（たとえばＰＨＳにおける前述のＰＲおよびＵＷ）
の所定の信号長で受信指向性の収束が可能な本数である
Ｌ本のアンテナからなる２つのアンテナ群（Ａ１１，Ａ
１２，・・・，Ａ１Ｌ）および（Ａ２１，Ａ２２，・・
・，Ａ２Ｌ）に分割し、各アンテナ群ごとに、図６の機
能ブロック図に示すアダプティブアレイ処理を実行する
ように構成したものである。各アンテナ群ごとのアダプ
ティブアレイ処理については、図６を参照して説明した
とおりなのでここではその説明を繰返さない。
【００４２】なお、図１の実施の形態１における受信ウ
ェイトベクトル計算機１１２および２１２は、前述のＲ
ＬＳ、ＳＭＩなどであるＭＭＳＥ（Minimum Mean Squar
e Error）アルゴリズムを使用してウェイトベクトルを
計算するものとする。
ェイトベクトル計算機１１２および２１２は、前述のＲ
ＬＳ、ＳＭＩなどであるＭＭＳＥ（Minimum Mean Squar
e Error）アルゴリズムを使用してウェイトベクトルを
計算するものとする。
【００４３】図１に示した実施の形態１では、一方のア
ンテナ群Ａ１１，Ａ１２，・・・，Ａ１Ｌで受信された
信号と、受信ウェイトベクトル計算機１１２で計算され
たウェイトベクトルとの複素乗算和が最大比合成回路１
８に与えられ、受信ウェイトベクトル計算機１１２で算
出された、後述する重み情報も最大比合成回路１８に与
えられる。図６の従来の無線基地システムとは異なり、
復調回路１１１の出力が直接外部に供給されることはな
い。
ンテナ群Ａ１１，Ａ１２，・・・，Ａ１Ｌで受信された
信号と、受信ウェイトベクトル計算機１１２で計算され
たウェイトベクトルとの複素乗算和が最大比合成回路１
８に与えられ、受信ウェイトベクトル計算機１１２で算
出された、後述する重み情報も最大比合成回路１８に与
えられる。図６の従来の無線基地システムとは異なり、
復調回路１１１の出力が直接外部に供給されることはな
い。
【００４４】さらに、他方のアンテナ群Ａ２１，Ａ２
２，・・・，Ａ２Ｌで受信された信号と、受信ウェイト
ベクトル計算機２１２で計算されたウェイトベクトルと
の複素乗算和が最大比合成回路１８に与えられ、受信ウ
ェイトベクトル計算機２１２で算出された重み情報も最
大比合成回路１８に与えられる。図６の従来の無線基地
システムとは異なり、復調回路２１１の出力が直接外部
に供給されることはない。
２，・・・，Ａ２Ｌで受信された信号と、受信ウェイト
ベクトル計算機２１２で計算されたウェイトベクトルと
の複素乗算和が最大比合成回路１８に与えられ、受信ウ
ェイトベクトル計算機２１２で算出された重み情報も最
大比合成回路１８に与えられる。図６の従来の無線基地
システムとは異なり、復調回路２１１の出力が直接外部
に供給されることはない。
【００４５】最大比合成回路１８は、加算器１１０およ
び２１０からそれぞれ与えられる、特定の移動端末装置
からのアレイ出力信号を、受信ウェイトベクトル計算機
１１２および２１２からそれぞれ与えられる重み情報に
基づいて最大比合成し、上記特定の移動端末装置からの
受信信号を生成して復調回路１９に与える。復調回路１
９は、与えられた受信信号をビットデータに復調して外
部に供給する。
び２１０からそれぞれ与えられる、特定の移動端末装置
からのアレイ出力信号を、受信ウェイトベクトル計算機
１１２および２１２からそれぞれ与えられる重み情報に
基づいて最大比合成し、上記特定の移動端末装置からの
受信信号を生成して復調回路１９に与える。復調回路１
９は、与えられた受信信号をビットデータに復調して外
部に供給する。
【００４６】以下に、最大比合成回路１８の動作につい
て詳細に説明する。図１の実施の形態１の無線基地シス
テムにおいて、一方のアンテナ群Ａ１１，Ａ１２，・・
・，Ａ１Ｌで受信された信号をｘ11（ｔ），・・・，ｘ
1L（ｔ）とし、受信ウェイトベクトル計算機１１２で計
算されたそれぞれのアンテナに対応するウェイトを
ｗ11，・・・，ｗ1Lとすると、加算器１１０から出力さ
れる一方のアンテナ群に対応するアレイ出力信号ｙ１
（ｔ）は、次式で表わされる。
て詳細に説明する。図１の実施の形態１の無線基地シス
テムにおいて、一方のアンテナ群Ａ１１，Ａ１２，・・
・，Ａ１Ｌで受信された信号をｘ11（ｔ），・・・，ｘ
1L（ｔ）とし、受信ウェイトベクトル計算機１１２で計
算されたそれぞれのアンテナに対応するウェイトを
ｗ11，・・・，ｗ1Lとすると、加算器１１０から出力さ
れる一方のアンテナ群に対応するアレイ出力信号ｙ１
（ｔ）は、次式で表わされる。
【００４７】 ｙ１（ｔ）＝ｗ11ｘ11（ｔ）＋・・・＋ｗ1Lｘ1L（ｔ） ここで、参照信号をｄ（ｔ）とすると、受信ウェイトベ
クトル計算機１１２で計算される２乗誤差ＭＳＥ１（Ｍ
ＳＥ：Mean Square Error）は、次式で表わされる。
クトル計算機１１２で計算される２乗誤差ＭＳＥ１（Ｍ
ＳＥ：Mean Square Error）は、次式で表わされる。
【００４８】ＭＳＥ１＝（ｄ（ｔ）−ｙ１（ｔ））2 次に、他方のアンテナ群Ａ２１，Ａ２２，・・・，Ａ２
Ｌで受信された信号をｘ21（ｔ），・・・，ｘ2L（ｔ）
とし、受信ウェイトベクトル計算機２１２で計算された
それぞれのアンテナに対応するウェイトをｗ21，・・
・，ｗ2Lとすると、加算器２１０から出力される他方の
アンテナ群に対応するアレイ出力信号ｙ２（ｔ）は、次
式で表わされる。
Ｌで受信された信号をｘ21（ｔ），・・・，ｘ2L（ｔ）
とし、受信ウェイトベクトル計算機２１２で計算された
それぞれのアンテナに対応するウェイトをｗ21，・・
・，ｗ2Lとすると、加算器２１０から出力される他方の
アンテナ群に対応するアレイ出力信号ｙ２（ｔ）は、次
式で表わされる。
【００４９】 ｙ２（ｔ）＝ｗ21ｘ21（ｔ）＋・・・＋ｗ2Lｘ2L（ｔ） ここで、受信ウェイトベクトル計算機２１２で計算され
る２乗誤差ＭＳＥ２は、次式で表わされる。
る２乗誤差ＭＳＥ２は、次式で表わされる。
【００５０】ＭＳＥ２＝（ｄ（ｔ）−ｙ２（ｔ））2 ここで、ＭＳＥ１，ＭＳＥ２は、物理的には、それぞれ
対応するアンテナ群のアダプティブアレイ処理の結果得
られたアレイ出力信号ｙ１（ｔ），ｙ２（ｔ）に含まれ
る所望波以外の信号成分、すなわち残留干渉波および雑
音信号の電力を示している。
対応するアンテナ群のアダプティブアレイ処理の結果得
られたアレイ出力信号ｙ１（ｔ），ｙ２（ｔ）に含まれ
る所望波以外の信号成分、すなわち残留干渉波および雑
音信号の電力を示している。
【００５１】受信ウェイトベクトル計算機１１２および
２１２からそれぞれ最大比合成回路１８に与えられる重
み情報は、それぞれの受信ウェイトベクトル計算機で計
算される２乗誤差の逆数、すなわち１／ＭＳＥ１，１／
ＭＳＥ２である。
２１２からそれぞれ最大比合成回路１８に与えられる重
み情報は、それぞれの受信ウェイトベクトル計算機で計
算される２乗誤差の逆数、すなわち１／ＭＳＥ１，１／
ＭＳＥ２である。
【００５２】最大比合成回路１８は、アレイ出力信号ｙ
１（ｔ），ｙ２（ｔ）、および重み情報１／ＭＳＥ，１
／ＭＳＥ２を受取り、下記の最大比合成式に基づいて、
特定の移動端末装置からの受信信号ＭＲＣ（ｔ）を合成
する。
１（ｔ），ｙ２（ｔ）、および重み情報１／ＭＳＥ，１
／ＭＳＥ２を受取り、下記の最大比合成式に基づいて、
特定の移動端末装置からの受信信号ＭＲＣ（ｔ）を合成
する。
【００５３】ＭＲＣ（ｔ）＝ｙ１（ｔ）／ＭＳＥ１＋ｙ
２（ｔ）／ＭＳＥ２ ここで、アダプティブアレイ出力信号に含まれる特定の
移動端末装置からの所望波をＳ（ｔ）とし、それ以外の
信号成分を仮に雑音信号ｎ１（ｔ），ｎ２（ｔ）とする
と、それぞれのアダプティブアレイ出力信号は、次式の
ように表現される。
２（ｔ）／ＭＳＥ２ ここで、アダプティブアレイ出力信号に含まれる特定の
移動端末装置からの所望波をＳ（ｔ）とし、それ以外の
信号成分を仮に雑音信号ｎ１（ｔ），ｎ２（ｔ）とする
と、それぞれのアダプティブアレイ出力信号は、次式の
ように表現される。
【００５４】ｙ１（ｔ）＝Ｓ（ｔ）＋ｎ１（ｔ） ｙ２（ｔ）＝Ｓ（ｔ）＋ｎ２（ｔ） さらに、参照信号期間では、所望波の信号成分Ｓ（ｔ）
は参照信号ｄ（ｔ）と等しく、それぞれの受信ウェイト
ベクトル計算機で計算される２乗誤差ＭＳＥは次のよう
に表わされる。
は参照信号ｄ（ｔ）と等しく、それぞれの受信ウェイト
ベクトル計算機で計算される２乗誤差ＭＳＥは次のよう
に表わされる。
【００５５】ＭＳＥ１＝｜ｎ１（ｔ）｜2 ＭＳＥ２＝｜ｎ２（ｔ）｜2 これらのアレイ出力信号ｙ１（ｔ），ｙ２（ｔ）および
２乗誤差ＭＳＥ１，ＭＳＥ２を上述の最大比合成式に代
入して受信信号ＭＲＣ（ｔ）を求めると、次式（ａ）の
ようになる。
２乗誤差ＭＳＥ１，ＭＳＥ２を上述の最大比合成式に代
入して受信信号ＭＲＣ（ｔ）を求めると、次式（ａ）の
ようになる。
【００５６】 ＭＲＣ（ｔ）＝（１／｜ｎ１（ｔ）｜2＋１／｜ｎ２（ｔ）｜2）Ｓ（ｔ） ＋ｎ１（ｔ）／｜ｎ１（ｔ）｜2＋ｎ２（ｔ）／｜ｎ２（ｔ）｜2・・・（ａ） 次に、最大比合成回路１８による上述の最大比合成演算
により、合成される受信信号の信号対雑音比ＳＮＲ（Si
gnal to Noise Ratio）が改善される理由について説明
する。
により、合成される受信信号の信号対雑音比ＳＮＲ（Si
gnal to Noise Ratio）が改善される理由について説明
する。
【００５７】たとえば、ＭＳＥ１＝｜ｎ１（ｔ）｜2＝
０．１とすると、アレイ出力信号ｙ１（ｔ）のＳＮＲは
次のようになる。
０．１とすると、アレイ出力信号ｙ１（ｔ）のＳＮＲは
次のようになる。
【００５８】 ｙ１（ｔ）のＳＮＲ＝１０log（１０）＝１０ｄＢ 一方、ＭＳＥ２＝｜ｎ２（ｔ）｜2＝０．２とすると、
アレイ出力信号ｙ２（ｔ）のＳＮＲは次のようになる。
アレイ出力信号ｙ２（ｔ）のＳＮＲは次のようになる。
【００５９】 ｙ２（ｔ）のＳＮＲ＝１０log（５）＝７ｄＢ 上述の最大比合成演算の（ａ）式から理解されるよう
に、最大比合成に際しては、所望波の信号成分Ｓ（ｔ）
については振幅合成となり、雑音信号ｎ１（ｔ），ｎ２
（ｔ）については電力合成となる。
に、最大比合成に際しては、所望波の信号成分Ｓ（ｔ）
については振幅合成となり、雑音信号ｎ１（ｔ），ｎ２
（ｔ）については電力合成となる。
【００６０】これらの具体的数値を、上記の（ａ）式に
当てはめると、信号成分Ｓ（ｔ）の電力は、１５＊１５
＝２２５となる。一方、雑音成分の電力は次のように計
算される。
当てはめると、信号成分Ｓ（ｔ）の電力は、１５＊１５
＝２２５となる。一方、雑音成分の電力は次のように計
算される。
【００６１】（１０＊sqrt（０．１））2＋（５＊sqrt
（０．２））2＝１００＊０．１＋２５＊０．２＝１５ したがって、最大比合成された信号ＭＲＣのＳＮＲは、
以下のように計算される。
（０．２））2＝１００＊０．１＋２５＊０．２＝１５ したがって、最大比合成された信号ＭＲＣのＳＮＲは、
以下のように計算される。
【００６２】１０log（２２５／１５）＝１０log（１
５）＝１１．８ｄＢ このことから、最大比合成信号のＳＮＲは、上述のＭＳ
Ｅの値と対比して、良好であることが理解される。
５）＝１１．８ｄＢ このことから、最大比合成信号のＳＮＲは、上述のＭＳ
Ｅの値と対比して、良好であることが理解される。
【００６３】なお、受信ウェイトベクトル計算機１１２
および２１２で計算されるＭＳＥは、受信信号の当該フ
レームにおける特定の時間Ｔで平均した平均値であって
もよい。この場合のＭＳＥ１およびＭＳＥ２は、次式の
ように表される。
および２１２で計算されるＭＳＥは、受信信号の当該フ
レームにおける特定の時間Ｔで平均した平均値であって
もよい。この場合のＭＳＥ１およびＭＳＥ２は、次式の
ように表される。
【００６４】 ＭＳＥ１＝Σ（ｄ（ｔ）−ｙ１（ｔ））2／Ｔ ＭＳＥ２＝Σ（ｄ（ｔ）−ｙ２（ｔ））2／Ｔ 以上のように、この発明の実施の形態１では、無線基地
システムのすべてのアンテナ（２Ｌ本）を、参照信号長
でウェイトベクトルの収束が可能な本数（Ｌ本）のアン
テナ群に分割し、それぞれのアンテナ群ごとにアダプテ
ィブアレイ処理をおこない、その結果得られたアレイ出
力信号を、アダプティブアレイ処理の精度を反映した重
み情報（たとえば参照信号とアレイ出力信号との２乗誤
差の逆数）を用いて最大比合成しているので、限られた
参照信号長ですべてのアンテナで受信指向性を収束させ
ることができる。
システムのすべてのアンテナ（２Ｌ本）を、参照信号長
でウェイトベクトルの収束が可能な本数（Ｌ本）のアン
テナ群に分割し、それぞれのアンテナ群ごとにアダプテ
ィブアレイ処理をおこない、その結果得られたアレイ出
力信号を、アダプティブアレイ処理の精度を反映した重
み情報（たとえば参照信号とアレイ出力信号との２乗誤
差の逆数）を用いて最大比合成しているので、限られた
参照信号長ですべてのアンテナで受信指向性を収束させ
ることができる。
【００６５】また、このようにすべてのアンテナを２つ
のアンテナ群に分割した場合であっても、アダプティブ
アレイ処理の重み情報を考慮した２つのアレイ出力の最
大比合成により、特定の移動端末装置からの受信信号を
精度高く合成することができる。
のアンテナ群に分割した場合であっても、アダプティブ
アレイ処理の重み情報を考慮した２つのアレイ出力の最
大比合成により、特定の移動端末装置からの受信信号を
精度高く合成することができる。
【００６６】［実施の形態２］図２は、この発明の実施
の形態２の無線基地システムによってソフトウェア的に
実行されるアダプティブアレイ処理を機能的に説明する
機能ブロック図である。図２に示す構成は、以下の点を
除いて、図１に示した実施の形態１の構成と同じであ
り、共通する部分についての説明は繰返さない。
の形態２の無線基地システムによってソフトウェア的に
実行されるアダプティブアレイ処理を機能的に説明する
機能ブロック図である。図２に示す構成は、以下の点を
除いて、図１に示した実施の形態１の構成と同じであ
り、共通する部分についての説明は繰返さない。
【００６７】すなわち、図２に示す構成では、図１の実
施の形態１における最大比合成回路１８および復調回路
１９に代えて、選択回路２０が設けられている。
施の形態１における最大比合成回路１８および復調回路
１９に代えて、選択回路２０が設けられている。
【００６８】図１の実施の形態１の構成では、それぞれ
のアンテナ群に対応する、ビットデータに復調される前
のアレイ出力信号が最大比合成回路で合成され、その合
成出力が復調回路１９によりビットデータに復調されて
いたが、図２の実施の形態２の構成では、それぞれのア
ンテナ群に対応するアレイ出力の復調されたビットデー
タが選択回路２０に与えられる。
のアンテナ群に対応する、ビットデータに復調される前
のアレイ出力信号が最大比合成回路で合成され、その合
成出力が復調回路１９によりビットデータに復調されて
いたが、図２の実施の形態２の構成では、それぞれのア
ンテナ群に対応するアレイ出力の復調されたビットデー
タが選択回路２０に与えられる。
【００６９】選択回路２０には、図１の実施の形態１の
場合と同様に、受信ウェイトベクトル計算機１１２およ
び２１２からそれぞれ重み情報である１／ＭＳＥ１，１
／ＭＳＥ２が与えられる。
場合と同様に、受信ウェイトベクトル計算機１１２およ
び２１２からそれぞれ重み情報である１／ＭＳＥ１，１
／ＭＳＥ２が与えられる。
【００７０】図３は、ＤＳＰで実現される選択回路２０
の動作を説明するフロー図である。図３を参照して、図
２の選択回路２０の動作について以下に説明する。
の動作を説明するフロー図である。図３を参照して、図
２の選択回路２０の動作について以下に説明する。
【００７１】まず、受信ウェイトベクトル計算機１１
２，２１２でそれぞれウェイトベクトルが計算され、そ
れぞれのアンテナ群に対応するアレイ出力ｙ（ｔ）と、
重み情報１／ＭＳＥとが選択回路２０に出力される（ス
テップＳ１）。
２，２１２でそれぞれウェイトベクトルが計算され、そ
れぞれのアンテナ群に対応するアレイ出力ｙ（ｔ）と、
重み情報１／ＭＳＥとが選択回路２０に出力される（ス
テップＳ１）。
【００７２】次に、選択回路２０は、重み情報が大きい
（すなわち２乗誤差ＭＳＥがより小さい）方のアンテナ
群に対応するアレイ出力信号を選択して、特定の移動端
末装置からの受信信号として外部に出力する（ステップ
Ｓ２）。
（すなわち２乗誤差ＭＳＥがより小さい）方のアンテナ
群に対応するアレイ出力信号を選択して、特定の移動端
末装置からの受信信号として外部に出力する（ステップ
Ｓ２）。
【００７３】この実施の形態２の選択回路２０では、そ
れぞれのアンテナ群からのアレイ出力信号の合成はして
おらず、重み情報に基づいて、信憑性のより高いいずれ
かのアレイ出力の選択を行なっている。したがって、こ
の実施の形態２では、アダプティブアレイ処理の簡素化
を図ることができる。
れぞれのアンテナ群からのアレイ出力信号の合成はして
おらず、重み情報に基づいて、信憑性のより高いいずれ
かのアレイ出力の選択を行なっている。したがって、こ
の実施の形態２では、アダプティブアレイ処理の簡素化
を図ることができる。
【００７４】なお、上述の実施の形態１および２におい
ては、無線基地システムのすべてのアンテナを２つのア
ンテナ群に分割した場合について説明したが、この発明
は、上述のような２分割に限られるものではなく、各ア
ンテナ群において参照信号長により受信指向性の収束が
可能であれば、アンテナの本数に応じて、複数のアンテ
ナ群に分割することによって実現することができる。
ては、無線基地システムのすべてのアンテナを２つのア
ンテナ群に分割した場合について説明したが、この発明
は、上述のような２分割に限られるものではなく、各ア
ンテナ群において参照信号長により受信指向性の収束が
可能であれば、アンテナの本数に応じて、複数のアンテ
ナ群に分割することによって実現することができる。
【００７５】次に、図４および図５は、この発明の実施
の形態による効果を説明するための部分的な機能ブロッ
ク図および送信指向性の模式図である。以下に、図４お
よび図５を参照して、アンテナの本数が増えても、この
発明により理想的なウェイトベクトルが計算できれば、
十分なアレイ利得を得ることができ、無線基地システム
から移動端末装置への送信指向性および電波の到達範囲
が改善される原理について具体的に説明する。
の形態による効果を説明するための部分的な機能ブロッ
ク図および送信指向性の模式図である。以下に、図４お
よび図５を参照して、アンテナの本数が増えても、この
発明により理想的なウェイトベクトルが計算できれば、
十分なアレイ利得を得ることができ、無線基地システム
から移動端末装置への送信指向性および電波の到達範囲
が改善される原理について具体的に説明する。
【００７６】図４は、この発明により、すべてのアンテ
ナ（ｎ本）でウェイトベクトルを収束できる無線基地シ
ステムの送信系の機能を説明する機能ブロック図であ
り、送信信号Ｓ（ｔ）は、変調回路１７で変調された
後、送信系の乗算器ＭＴ１，ＭＴ２，・・・，ＭＴｎの
それぞれの一方入力に与えられる。これらの乗算器に
は、受信ウェイトベクトル計算機で計算された、特定の
移動端末装置をターゲットとするウェイトベクトルがコ
ピーされて印加され、それぞれの乗算器からは、以下の
（１）式〜（４）式で表わされる信号が出力され、アン
テナＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎに与えられる。
ナ（ｎ本）でウェイトベクトルを収束できる無線基地シ
ステムの送信系の機能を説明する機能ブロック図であ
り、送信信号Ｓ（ｔ）は、変調回路１７で変調された
後、送信系の乗算器ＭＴ１，ＭＴ２，・・・，ＭＴｎの
それぞれの一方入力に与えられる。これらの乗算器に
は、受信ウェイトベクトル計算機で計算された、特定の
移動端末装置をターゲットとするウェイトベクトルがコ
ピーされて印加され、それぞれの乗算器からは、以下の
（１）式〜（４）式で表わされる信号が出力され、アン
テナＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎに与えられる。
【００７７】
【数１】
【００７８】この無線基地システムから特定の移動端末
装置２０への下りの送信信号は、移動端末装置２０で受
信され、受信信号ベクトルを、ｈ11，ｈ12，・・・，ｈ
1nで表わすと、移動端末装置２０での受信信号ｙ（ｔ）
は、下記の（５）式で表現される。
装置２０への下りの送信信号は、移動端末装置２０で受
信され、受信信号ベクトルを、ｈ11，ｈ12，・・・，ｈ
1nで表わすと、移動端末装置２０での受信信号ｙ（ｔ）
は、下記の（５）式で表現される。
【００７９】
【数２】
【００８０】ここで、上述のこの発明の実施の形態によ
り、全体のアンテナ本数ｎを構成する各アンテナ群の本
数が所定の参照信号長の１／２以下であって、無線基地
システム全体として受信ウェイトベクトルが十分に収束
しているものとすると、下記の（６）式が成り立ち、移
動端末装置２０に対する下りのアンテナ利得が最大とな
る。
り、全体のアンテナ本数ｎを構成する各アンテナ群の本
数が所定の参照信号長の１／２以下であって、無線基地
システム全体として受信ウェイトベクトルが十分に収束
しているものとすると、下記の（６）式が成り立ち、移
動端末装置２０に対する下りのアンテナ利得が最大とな
る。
【００８１】
【数３】
【００８２】この場合の送信指向性の収束の様子につい
て、図５の（ａ）を参照して説明する。なお、図５にお
いて矢印は、移動端末装置から無線基地システムを見た
方向を示し、矢印と交差する曲線は、無線基地システム
から当該移動端末装置に対する下り方向の指向性を表わ
している。
て、図５の（ａ）を参照して説明する。なお、図５にお
いて矢印は、移動端末装置から無線基地システムを見た
方向を示し、矢印と交差する曲線は、無線基地システム
から当該移動端末装置に対する下り方向の指向性を表わ
している。
【００８３】図５の（ａ）において、上記（６）式に示
すように無線基地システムからの下り方向のアンテナ利
得が最大になれば、指向性のピークが移動端末装置方向
に向けられ、送信電波の届く範囲が最大限拡張されるこ
とになる。
すように無線基地システムからの下り方向のアンテナ利
得が最大になれば、指向性のピークが移動端末装置方向
に向けられ、送信電波の届く範囲が最大限拡張されるこ
とになる。
【００８４】これに対して、無線基地システムにおける
受信ウェイトベクトルが十分に収束していないものとす
ると、上記の（７）式が成り立ち、移動端末装置２０に
対する下りのアンテナ利得が最大とならない。
受信ウェイトベクトルが十分に収束していないものとす
ると、上記の（７）式が成り立ち、移動端末装置２０に
対する下りのアンテナ利得が最大とならない。
【００８５】この場合の送信指向性の収束の様子につい
て、図５の（ｂ）を参照して説明する。図５の（ｂ）に
おいて、上記（７）式に示すように無線基地システムか
らの下り方向のアンテナ利得が最大にならなければ、指
向性のピークが移動端末装置方向からずれることにな
り、（ａ）のように送信電波の届く範囲が最大限拡張さ
れることはない。
て、図５の（ｂ）を参照して説明する。図５の（ｂ）に
おいて、上記（７）式に示すように無線基地システムか
らの下り方向のアンテナ利得が最大にならなければ、指
向性のピークが移動端末装置方向からずれることにな
り、（ａ）のように送信電波の届く範囲が最大限拡張さ
れることはない。
【００８６】このように、この発明の実施の形態によれ
ば、無線基地システム全体のアンテナを、既知の参照信
号の信号長によって受信指向性を収束可能な本数のアン
テナごとに複数のアンテナ群に分割し、複数のアンテナ
群のそれぞれごとにアダプティブアレイ処理を実行する
ことにより、無線基地システムのすべてのアンテナでウ
ェイトベクトルを収束させるように構成しているので、
既知の参照信号自体を拡張することなく、受信指向性の
収束をより容易なものとし、ひいては送信時のアンテナ
利得を増大させることができる。
ば、無線基地システム全体のアンテナを、既知の参照信
号の信号長によって受信指向性を収束可能な本数のアン
テナごとに複数のアンテナ群に分割し、複数のアンテナ
群のそれぞれごとにアダプティブアレイ処理を実行する
ことにより、無線基地システムのすべてのアンテナでウ
ェイトベクトルを収束させるように構成しているので、
既知の参照信号自体を拡張することなく、受信指向性の
収束をより容易なものとし、ひいては送信時のアンテナ
利得を増大させることができる。
【００８７】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【００８８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、無線
基地システム全体のアンテナを、既知の参照信号の信号
長によって受信指向性を収束可能な本数のアンテナごと
に複数のアンテナ群に分割し、複数のアンテナ群のそれ
ぞれごとにアダプティブアレイ処理を実行している。複
数のアンテナ群ごとに得られたアレイ出力信号は、複数
のアンテナ群ごとのアダプティブアレイ処理の精度に基
づく重み情報に応じて処理されて、特定の移動端末装置
からの受信信号が生成される。このため、既知の参照信
号自体の信号長を増大させることなく、より多くのアン
テナを用いたアダプティブアレイ処理が可能となる。し
たがって、データのスループットを低下させることな
く、アンテナ利得を増大させて、送信電波の到達範囲を
拡張することが可能となる。
基地システム全体のアンテナを、既知の参照信号の信号
長によって受信指向性を収束可能な本数のアンテナごと
に複数のアンテナ群に分割し、複数のアンテナ群のそれ
ぞれごとにアダプティブアレイ処理を実行している。複
数のアンテナ群ごとに得られたアレイ出力信号は、複数
のアンテナ群ごとのアダプティブアレイ処理の精度に基
づく重み情報に応じて処理されて、特定の移動端末装置
からの受信信号が生成される。このため、既知の参照信
号自体の信号長を増大させることなく、より多くのアン
テナを用いたアダプティブアレイ処理が可能となる。し
たがって、データのスループットを低下させることな
く、アンテナ利得を増大させて、送信電波の到達範囲を
拡張することが可能となる。
【図１】 この発明の実施の形態１の無線基地システム
によってソフトウェア的に実行されるアダプティブアレ
イ処理を機能的に説明する機能ブロック図である。
によってソフトウェア的に実行されるアダプティブアレ
イ処理を機能的に説明する機能ブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態２の無線基地システム
によってソフトウェア的に実行されるアダプティブアレ
イ処理を機能的に説明する機能ブロック図である。
によってソフトウェア的に実行されるアダプティブアレ
イ処理を機能的に説明する機能ブロック図である。
【図３】 図２に示したこの発明の実施の形態２による
無線基地システムのアダプティブアレイ処理を示すフロ
ー図である。
無線基地システムのアダプティブアレイ処理を示すフロ
ー図である。
【図４】 この発明による効果を説明するための送信系
の機能ブロック図である。
の機能ブロック図である。
【図５】 この発明による効果を説明するための送信指
向性の模式図である。
向性の模式図である。
【図６】 従来の無線基地システムによってソフトウェ
ア的に実行されるアダプティブアレイ処理を機能的に説
明する機能ブロック図である。
ア的に実行されるアダプティブアレイ処理を機能的に説
明する機能ブロック図である。
１０，１１０，２１０ 加算器、１１，１９，１１１，
２１１ 復調回路、１２，１１２，２１２ 受信ウェイ
トベクトル計算機、１３，１１３，２１３ スイッチ回
路、１４，１１４，２１４ 再変調回路、１５，１１
５，２１５ メモリ、１６，１１６，２１６ カウン
タ、１７ 変調回路、１８ 最大比合成回路、２０ 選
択回路、Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ，Ａ１１，Ａ１２，
・・・，Ａ１Ｌ，Ａ２１，Ａ２２，・・・，Ａ２Ｌ ア
ンテナ、Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎ，Ｓ１１，Ｓ１２，
・・・，Ｓ１Ｌ，Ｓ２１，Ｓ２２，・・・，Ｓ２Ｌ ス
イッチ回路、ＭＲ１，ＭＲ２，・・・，ＭＲｎ，ＭＴ
１，ＭＴ２，・・・，ＭＴｎ，ＭＲ１１，ＭＲ１２，・
・・，ＭＲ１Ｌ，ＭＲ２１，ＭＲ２２，・・・，ＭＲ２
Ｌ，ＭＴ１１，ＭＴ１２，・・・，ＭＴ１Ｌ，ＭＴ２
１，ＭＴ２２，・・・，ＭＴ２Ｌ 乗算器。
２１１ 復調回路、１２，１１２，２１２ 受信ウェイ
トベクトル計算機、１３，１１３，２１３ スイッチ回
路、１４，１１４，２１４ 再変調回路、１５，１１
５，２１５ メモリ、１６，１１６，２１６ カウン
タ、１７ 変調回路、１８ 最大比合成回路、２０ 選
択回路、Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ，Ａ１１，Ａ１２，
・・・，Ａ１Ｌ，Ａ２１，Ａ２２，・・・，Ａ２Ｌ ア
ンテナ、Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎ，Ｓ１１，Ｓ１２，
・・・，Ｓ１Ｌ，Ｓ２１，Ｓ２２，・・・，Ｓ２Ｌ ス
イッチ回路、ＭＲ１，ＭＲ２，・・・，ＭＲｎ，ＭＴ
１，ＭＴ２，・・・，ＭＴｎ，ＭＲ１１，ＭＲ１２，・
・・，ＭＲ１Ｌ，ＭＲ２１，ＭＲ２２，・・・，ＭＲ２
Ｌ，ＭＴ１１，ＭＴ１２，・・・，ＭＴ１Ｌ，ＭＴ２
１，ＭＴ２２，・・・，ＭＴ２Ｌ 乗算器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 DB04 EA04 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA24 FA26 FA29 FA31 FA32 GA02 HA05 HA10 5K059 CC03 CC04 5K067 AA03 AA22 EE10 GG11 HH21 KK02
Claims (12)
- 【請求項１】 複数のアンテナを用いて複数の移動端末
装置との間で信号を送受信する無線基地システムであっ
て、前記信号は、第１の信号長の既知の参照信号と、第
２の信号長のデータ信号とを含む信号区間に区分されて
おり、 前記複数のアンテナは、前記第１の信号長の既知の参照
信号によって受信指向性を収束させることができる本数
のアンテナを各々含む、複数のアンテナ群に分割され、 前記複数のアンテナ群のそれぞれに対応して設けられ、
各々が、対応する前記アンテナ群で受信した信号に所定
のアダプティブアレイ処理を施して前記複数の移動端末
装置のうち特定の移動端末装置に対応するアレイ出力信
号を抽出するとともに前記アダプティブアレイ処理の精
度に基づく重み情報を発生する、複数のアダプティブア
レイ処理手段と、 前記複数のアダプティブアレイ処理手段から供給され
る、前記特定の移動端末装置に対応する複数の前記アレ
イ出力信号および複数の前記重み情報に基づいて、前記
特定の移動端末装置からの受信信号を生成する受信信号
生成手段とを備える、無線基地システム。 - 【請求項２】 前記受信信号生成手段は、前記特定の移
動端末装置に対応する複数の前記アレイ出力信号および
複数の前記重み情報を最大比合成することにより前記特
定の移動端末装置からの受信信号を生成する最大比合成
手段を含む、請求項１に記載の無線基地システム。 - 【請求項３】 前記受信信号生成手段は、複数の前記重
み情報を対比して、その結果に基づいて複数の前記アレ
イ出力信号のいずれかを選択して前記特定の移動端末装
置からの受信信号として出力する選択手段を含む、請求
項１に記載の無線基地システム。 - 【請求項４】 前記重み情報は、前記アダプティブアレ
イ処理手段の各々によって算出される前記アレイ出力と
前記参照信号との２乗誤差に基づく情報である、請求項
１から３のいずれかに記載の無線基地システム。 - 【請求項５】 前記複数のアダプティブアレイ処理手段
によるアダプティブアレイ処理の結果に基づいて、前記
特定の移動端末装置に対する送信信号の送信指向性を収
束させる手段をさらに備えた、請求項１から４のいずれ
かに記載の無線基地システム。 - 【請求項６】 受信指向性を収束させることができるア
ンテナの本数は、前記参照信号の前記第１の信号長の２
／１以下の本数である、請求項１から５のいずれかに記
載の無線基地システム。 - 【請求項７】 複数のアンテナを用いて複数の移動端末
装置との間で信号を送受信する無線基地システムにおけ
る指向性制御方法であって、前記信号は、第１の信号長
の既知の参照信号と、第２の信号長のデータ信号とを含
む信号区間に区分されており、 前記複数のアンテナを、前記第１の信号長の既知の参照
信号によって受信指向性を収束させることができる本数
のアンテナを各々含む、複数のアンテナ群に分割するス
テップと、 前記複数のアンテナ群のそれぞれごとに、対応する前記
アンテナ群で受信した信号に所定のアダプティブアレイ
処理を施して前記複数の移動端末装置のうち特定の移動
端末装置に対応するアレイ出力信号を抽出するとともに
前記アダプティブアレイ処理の精度に基づく重み情報を
発生するステップと、 前記特定の移動端末装置に対応する複数の前記アレイ出
力信号および複数の前記重み情報に基づいて、前記特定
の移動端末装置からの受信信号を生成するステップとを
備える、方法。 - 【請求項８】 前記受信信号を生成するステップは、前
記特定の移動端末装置に対応する複数の前記アレイ出力
信号および複数の前記重み情報を最大比合成することに
より前記特定の移動端末装置からの受信信号を生成する
ステップを含む、請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 前記受信信号を生成するステップは、複
数の前記重み情報を対比して、その結果に基づいて複数
の前記アレイ出力信号のいずれかを選択して前記特定の
移動端末装置からの受信信号として出力するステップを
含む、請求項７に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記重み情報は、前記所定のアダプテ
ィブアレイ処理によって算出される前記アレイ出力と前
記参照信号との２乗誤差に基づく情報である、請求項７
から９のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１１】 前記アダプティブアレイ処理の結果に
基づいて、前記特定の移動端末装置に対する送信信号の
送信指向性を収束させるステップをさらに備えた、請求
項７から１０のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１２】 受信指向性を収束させることができる
アンテナの本数は、前記参照信号の前記第１の信号長の
２／１以下の本数である、請求項７から１１のいずれか
に記載の方法。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP2001080423A JP3973371B2 (ja) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | 無線基地システムおよび指向性制御方法 |
| PCT/JP2001/006991 WO2002075957A1 (en) | 2001-03-21 | 2001-08-13 | Wireless base system, and directivity control method |
| US10/471,280 US7403798B2 (en) | 2001-03-21 | 2001-08-13 | Wireless base system, and directivity control method |
| EP01956868A EP1381174A4 (en) | 2001-03-21 | 2001-08-13 | WIRELESS BASE SYSTEM, AND DIRECTIVITY CONTROL METHOD |
| CNB018230660A CN100508425C (zh) | 2001-03-21 | 2001-08-13 | 无线基站***及指向性控制方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001080423A JP3973371B2 (ja) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | 無線基地システムおよび指向性制御方法 |
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|---|---|
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ID=18936715
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001080423A Expired - Fee Related JP3973371B2 (ja) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | 無線基地システムおよび指向性制御方法 |
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| EP (1) | EP1381174A4 (ja) |
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| CN (1) | CN100508425C (ja) |
| WO (1) | WO2002075957A1 (ja) |
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| JP2006101226A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 通信方法およびそれを利用した無線装置 |
| JP2006311150A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Kyocera Corp | アダプティブアレー無線通信装置およびその方法 |
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| US9226308B2 (en) | 2003-10-15 | 2015-12-29 | Qualcomm Incorporated | Method, apparatus, and system for medium access control |
| US8472473B2 (en) * | 2003-10-15 | 2013-06-25 | Qualcomm Incorporated | Wireless LAN protocol stack |
| US8462817B2 (en) | 2003-10-15 | 2013-06-11 | Qualcomm Incorporated | Method, apparatus, and system for multiplexing protocol data units |
| US8483105B2 (en) | 2003-10-15 | 2013-07-09 | Qualcomm Incorporated | High speed media access control |
| US8233462B2 (en) | 2003-10-15 | 2012-07-31 | Qualcomm Incorporated | High speed media access control and direct link protocol |
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| US8576846B2 (en) | 2005-10-05 | 2013-11-05 | Qualcomm Incorporated | Peer-to-peer communication in ad hoc wireless network |
| US8280430B2 (en) * | 2005-11-02 | 2012-10-02 | Qualcomm Incorporated | Antenna array calibration for multi-input multi-output wireless communication systems |
| US9118111B2 (en) * | 2005-11-02 | 2015-08-25 | Qualcomm Incorporated | Antenna array calibration for wireless communication systems |
| US8199708B2 (en) * | 2008-12-30 | 2012-06-12 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Allocation of uplink reference signals in a mobile communication system |
| KR20150067155A (ko) * | 2012-08-31 | 2015-06-17 | 엘지전자 주식회사 | 무선 통신 시스템에서 안테나 가상화 방법 및 장치 |
| US11088753B2 (en) * | 2018-10-01 | 2021-08-10 | Fortem Technologies, Inc. | System and method for radar disambiguation techniques |
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-
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