JP2003008500A - 無線基地局装置、及びその送信先移動機選択方法 - Google Patents
無線基地局装置、及びその送信先移動機選択方法Info
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Abstract
ビームを同時に形成する場合に、それら個別ビーム間の
干渉の度合いを軽減し、移動端末機との間の通信品質を
向上することができる無線基地局装置を実現する。 【解決手段】 無線信号の送信先である移動端末機に向
けて、該無線信号を伝送する搬送波の個別ビームを形成
する無線基地局装置であって、複数の移動端末機の方位
がなす方位角が所定の角度以上となるように、それら複
数の移動端末機を選択する信号選択部2と、これら選択
した移動端末機に向けて、個別ビームをそれぞれ形成す
る個別ビーム形成部4とを具備する。
Description
号等の無線信号によって、移動端末機との間で通信を行
なう無線基地局装置、及びその送信先移動機選択方法に
関する。
ステムとして、無線基地局装置が、移動端末機との間で
通信を行なう際に、下りリンクで一定周期(スロット)
毎に異なる移動端末機宛に、スペクトル拡散信号によっ
てパケットを送信するシステムが知られている。
おいて、無線基地局装置は、セクタ化したビームまたは
無指向性ビームを持つアンテナを用いることにより、各
セクタにおいて、スロット毎に1台の移動端末機のみに
対してパケットを送信することが可能である。したがっ
て、一つの無線基地局装置からは、同一周波数でセクタ
数分の移動端末機に対してパケットを同時に送信するこ
とができる。
代わりに、指向性を適応的に制御できるアンテナ(適応
アンテナ)を用いるようにすると、無線信号の送信先で
ある移動端末機の選択の自由度を拡大することが可能で
ある。無線基地局装置は、適応アンテナを用いることに
より、個々の送信先移動端末機に向けてそれぞれ指向性
を持ったアンテナビーム(個別ビーム)を形成し、これ
ら個別ビームにより各々の送信先移動端末機へ無線信号
を送信することが可能である。これにより、複数の移動
端末機に向けて同時に個別ビームを形成し、それぞれの
移動端末機へパケットを送信することもできる。
た無線基地局装置が、適応アンテナにより形成する個別
ビーム数を増やすと、個別ビーム間の干渉の度合いも増
大する。この結果として、伝送速度の低下や信号対干渉
雑音比の縮小など、通信品質の劣化という問題が生じ
る。
れたもので、その目的は、複数の移動端末機についての
それぞれの個別ビームを同時に形成する場合に、それら
個別ビーム間の干渉の度合いを軽減し、移動端末機との
間の通信品質を向上することができる無線基地局装置、
及びその送信先移動機選択方法を提供することにある。
めに、請求項1に記載の発明は、無線信号の送信先であ
る移動端末機に向けて、前記無線信号を伝送する搬送波
の個別ビームを形成する無線基地局装置であって、複数
の前記移動端末機の方位がなす方位角が所定の角度以上
となるように、前記複数の移動端末機を選択し、これら
選択した移動端末機に向けて、前記個別ビームをそれぞ
れ形成することを特徴とする。
の方位に応じて、該移動端末機についての前記所定の角
度を変更することを特徴とする請求項1に記載の無線基
地局装置である。
により伝送される無線信号を該移動端末機で受信したと
きの通信品質を取得し、この通信品質に応じて当該移動
端末機に送信する無線信号の伝送速度を決定することを
特徴とする請求項1に記載の無線基地局装置である。
の形成に使用するアンテナとして、複数のアレイ素子を
有し、アンテナビームの指向性を適応的に制御可能なア
レイアンテナを備え、前記選択する移動端末機の数を前
記アレイ素子の数以下とし、前記選択した移動端末機向
けの個別ビームに対し、当該移動端末機以外に選択した
移動端末機の方位におけるゲインが極小となるゲイン特
性を有するように、前記個別ビームを形成することを特
徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかの項に記載の
無線基地局装置である。
動端末機向けの個別ビームが当該移動端末機以外に選択
した移動端末機の方位に零点を持つように、前記個別ビ
ームを形成することを特徴とする請求項4に記載の無線
基地局装置である。
から無線信号を連続的または間欠的に受信し、該受信信
号の到来方向を推定することにより、前記移動端末機の
方位を特定することを特徴とする請求項1乃至請求項5
のいずれかの項に記載の無線基地局装置である。
前記特定を行うことによって前記移動端末機の方位を更
新することを特徴とする請求項6に記載の無線基地局装
置である。
から無線信号の未受信が所定時間継続した場合には、当
該移動端末機の方位を未更新とすることを特徴とする請
求項7に記載の無線基地局装置である。
よって測位された該移動端末機の位置情報を取得し、こ
の位置情報に基づいて当該移動端末機の方位を特定する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5に記載の無線基
地局装置である。
信先である移動端末機に向けて、前記無線信号を伝送す
る搬送波の個別ビームを形成する無線基地局装置におけ
る送信先移動機選択方法であって、複数の前記移動端末
機についてのそれぞれの前記個別ビームを形成する場合
に、前記複数の移動端末機の方位がなす方位角が所定の
角度以上となるように、前記複数の移動端末機を選択す
る過程からなることを特徴とする。
施形態について順次説明する。図1は、本発明の第1の
実施形態によるセルラ方式の無線基地局装置の構成を示
すブロック図である。この図1に示す無線基地局装置
は、N(Nは1以上の整数)個の送信バッファ1−1〜
Nと、信号選択部2と、M(Mは1以上の整数)個の信
号送信部3−1〜Mと、個別ビーム形成部4と、L(L
は1以上の整数)個のアンテナアレイ6−1〜Lからな
るL素子アレイアンテナ5とから構成される。上記図1
の無線基地局装置は、最大N台までの移動端末機(以
下、単に移動機と称する)に対してデータ送信を行なう
ことが可能である。
な動作を説明する。初めに、送信バッファ1−1〜N
は、データ通信する移動機にそれぞれ対応しており、そ
れぞれの移動機に対して送信するためのデータが入力さ
れると、当該データを蓄積する。
−1〜Nの内、送信データが蓄積されているいずれかm
個の送信バッファを選択する。送信バッファ1−1〜N
は移動機と1対1に対応しているので、この送信バッフ
ァの選択によって、m台の送信先移動機が選択されるこ
とになる。なお、この信号選択部2が選択する移動機の
数は、常に一定である必要はなく、(1)式を満足する
範囲内であればスロット毎に変化してもよい。 1≦m≦n ・・・(1) ただし、mはM以下の正の整数である。nは、無線基地
局装置と通信可能な移動機数であり、且つN以下の正の
整数である。また、信号送信部の個数Mは、信号選択部
2が同時に選択する移動機数mの最大値以上の値として
決定される。
ッファから一定量のデータを取得し、また信号送信部3
−1〜Mのいずれかを選択し、この選択した信号送信部
に該取得データを出力する。ここで選択された信号送信
部は、そのデータ取得元の送信バッファと1対1に対応
することになる。この結果、その選択された信号送信部
とデータ取得元の送信バッファに対応付けられた送信先
移動機とが1対1に対応付けられたことになる。
れたデータを送信用のスペクトル拡散信号に変換して個
別ビーム形成部4に出力する。個別ビーム形成部4は、
入力された送信用スペクトル拡散信号に対して、送信先
移動機向けの個別ビームを形成するための重み付けをな
し、各アンテナアレイ6−1〜Lへ出力する。
m台の送信先移動機に向けて、送信データを伝送するた
めのそれぞれの個別ビーム(m個)が形成される。無線
基地局装置は、これらm個の個別ビームによって、m台
の送信先移動機へ同一周波数でデータを送信することが
できるようになる。
移動機に対して指向性を持つように形成されたアンテナ
ビームのことをいう。
応アンテナとしてL素子アレイアンテナ5を備え、この
L素子アレイアンテナ5用いて個別ビームの指向性制御
を行っているが、アンテナビームの指向性を適応的に制
御可能なアンテナ(適応アンテナ)であれば、いずれの
種別のアンテナを備えるようにしてもよい。
単に基地局と称する場合がある)が送信先の移動機を選
択する動作について説明する。初めに、この送信先移動
機の選択時において、基地局と通信可能な移動機の中か
ら2台の移動機を選択し、同時にデータ送信する場合に
ついて説明する。ここで、基地局から2台の移動機に対
して同時に個別ビームを形成しデータを送信する際、基
地局から見て、それら2台の移動機が位置する各々の方
位がなす角度差(以下、この角度差のことを方位角と称
する)が小さいと、それぞれの移動機向けに形成した個
別ビーム間の干渉が生じ易くなる。この干渉の度合いを
軽減するために、本実施形態においては、同時にデータ
送信する2台の移動機を選択する際に、信号選択部2
は、それら2台の移動機間の方位角が一定の角度以上に
なるように、送信先移動機を選択する。
信可能な移動機の中から3台以上の移動機を選択し、同
時にデータ送信する場合について説明する。図2〜図4
は、図1に示す信号選択部2が送信先の移動機を選択す
る動作について説明するための第1〜第3の図である。
初めに、図2に示すように、図1の本実施形態による基
地局200と、この基地局200と通信可能な10台の
移動機210〜219がそれぞれ位置している。ここ
で、信号選択部2は、同時にデータ送信する送信先移動
機を選択する際、送信先移動機としてそれぞれ隣り合う
ことになる2台の移動機間の方位角が、一定の角度(例
えば、50°)以上になるように、送信先移動機を選択
する。この一定の角度は、方位角の判定用閾値として予
め信号選択部2に設定される。
図3に示すように、信号選択部2は、移動機210、2
12、214、216、218を送信先移動機として選
択する。これら移動機210、212、214、21
6、218の内、それぞれ隣り合った2台の移動機間の
方位角θ1、θ2、θ3、θ4、θ5は、いずれも所定の角
度(50°)以上である。これにより、それぞれの移動
機210、212、214、216、218に対して形
成された個別ビーム220〜224間の干渉の度合いが
軽減される。この結果、これら個別ビーム220〜22
4によって基地局200から各移動機210、212、
214、216、218へ伝送された送信データが、そ
れら移動機により問題無く受信される。
号選択部2は、図4に示すように、移動機211、21
3、215、217、219を送信先移動機として選択
する。この場合も図3に示すのと同様に、移動機21
1、213、215、217、219の内、それぞれ隣
り合った2台の移動機間の方位角θ6、θ7、θ8、θ9、
θ10は、いずれも所定の角度(50°)以上である。こ
の結果、それぞれの移動機211、213、215、2
17、219に対して形成された個別ビーム230〜2
34間の干渉の度合いが軽減されるので、移動機21
1、213、215、217、219は、これら個別ビ
ーム230〜234によって基地局200から伝送され
た送信データを問題無く受信可能である。
可能な移動機の方位を特定するために、例えば、アンテ
ナアレイ6−1〜Lを送受兼用に用いて予め各移動機か
らの無線信号を連続的あるいは間欠的に受信し、受信信
号の到来方向を推定する。この到来方向推定の一つの方
法としては、先ず、それぞれの移動機について、無線信
号を最適に受信できるように、各アンテナアレイ6−1
〜Lの重み付けを調節する。例えば、受信強度が最大に
なるように調節したり、あるいは信号対干渉雑音比が最
高値となるように調節する。次いで、この重み付けで形
成されるアンテナ受信パターンの主ビームの方向に基づ
いて当該移動機の方位を決定する。例えば、主ビームの
方位を移動機の方位とする。また、信号の受信方法等に
よっては、他の到来方向推定方法として、周知の各種の
方法を用いるようにしてもよい。例えば、線形予測法、
最少ノルム法、MUSIC、ESPRITなどが利用可
能である。
情報から抽出された主ビームの方向などの個別ビーム形
成のための情報については、各々の移動機から送信され
る無線信号を一定時間受信する毎に更新するようにして
もよい。ただし、ある移動機から送信される信号を一定
時間受信できなかった場合は、当該移動機に対する個別
ビーム形成のための情報を未更新とするようにしてもよ
い。
しては、移動機にGPS等の方位測定手段を備えておき、
これを利用して測位された移動機の位置情報を無線基地
局装置が取得し、この位置情報に基づいて当該移動機の
方位を特定するようにしてもよい。
地局装置が、個別ビームで移動機に伝送される無線信号
を該移動機で受信したときの通信品質を示す値として、
例えば信号対干渉雑音比(受信C/I)を測定するか、あ
るいは予測するようにし、この受信C/Iに応じて当該移
動機に送信する無線信号の伝送速度を決定するようにし
てもよい。例えば、受信C/Iが0〜3dBの範囲内であった
場合には伝送速度を300kbpsとし、また3〜6dBの範囲内
であった場合には伝送速度を600kbpsとし、また6〜9dB
の範囲内であった場合には伝送速度を1200kbpsとする。
このように、受信C/Iが高いほど、より大きな伝送速度
を対応付けるようにすれば、受信C/Iに応じてより早い
速度でデータを伝送することが可能となり、伝送効率が
向上するという効果が得られる。
によれば、データ送信対象の全移動機に対して同時にデ
ータ送信する場合に比べて、同時に形成する個別ビーム
数を減らすことができる。また、無線基地局装置から複
数の移動機に対して同時に個別ビームを形成しデータを
送信する際、無線基地局装置から見て、送信先移動機と
してそれぞれ隣り合うことになる2台の移動機間の方位
角が、一定の角度以上になるように、無線基地局装置は
送信先移動機を選択する。
形成した個別ビーム間の干渉の度合いが軽減されるの
で、安定した伝送速度の確保や信号対干渉雑音比の拡大
等が可能となり、移動端末機との間の通信品質が向上す
るという効果が得られる。
ームについての受信C/Iに応じて無線信号の伝送速度を
決定するようにすれば、受信C/Iに応じてより早い速度
でデータを伝送することが可能となり、移動機との間の
伝送効率が向上するという効果が得られる。
は、移動機がいずれの方位にあっても、送信先移動機の
選択に使用する方位角の判定用閾値を一定(例えば、5
0°)としているが、判定用閾値となる2台の移動機間
の角度差を随時、変更可能なようにしてもよい。例え
ば、L素子アレイアンテナ5に、直線配置のアレイアン
テナを用いると、移動機の位置する方位によって形成可
能な最小のビーム幅がそれぞれ異なることもある。この
ような場合には、判定用閾値となる角度差を随時、変更
可能なようにしておけば、移動機の方位に応じて判定用
閾値を変更し、最適な個別ビームを形成できるようにな
る。
ラ方式の無線基地局装置について説明する。なお、この
第2の実施形態による無線基地局装置の構成は、上記図
1に示す構成と同様である。以下、第2の実施形態によ
る無線基地局装置の特徴的な動作について説明する。ま
た、図1に示す各ブロックに対応する部分については、
同一の符号を付加する。
態と同様に、無線基地局装置から見て、送信先移動機と
してそれぞれ隣り合うことになる2台の移動機間の方位
角が、一定の角度以上になるように送信先移動機を選択
する。ただし、第2の実施形態では、アンテナアレイ素
子数Lに対して信号選択部2で選択する送信先移動機数
をそのLの値以下とする。また、個別ビーム形成部4
は、ある送信先移動機向けの個別ビームが他の全ての送
信先移動機の方位にヌル(零点)を持つように、それぞ
れの移動機向けの個別ビームを形成する。一般的に、方
位角が50°以上であれば、アレイアンテナによって、
他の全ての送信先移動機の方位にヌルを持った個別ビー
ムを形成可能である。
機A〜Dに対してデータ送信する際に、個別ビーム形成
部4は、図5に示す波形W1のゲイン特性を有するよう
に、すなわち移動機B〜Dの方位にヌルを持つように、
移動機A向けの個別ビームを形成する。ただし、完全な
ヌルを形成できない場合には、個別ビーム形成部4は、
移動機B〜Dの方位におけるゲインが極小となるよう
に、移動機A向けの個別ビームを形成する。例えば、図
5に示す波形W1において、移動機Dの方位におけるゲ
インが隣接した方位に比して最少となるようにする。こ
のように、ゲイン特性の波形が谷をなす方位のゲインの
ことを極小のゲインと称する。同様にして、個別ビーム
形成部4は、移動機B〜D向けのそれぞれの個別ビーム
を形成する。
ムで移動機に伝送される無線信号を該移動機で受信した
ときの通信品質を示す値として信号対干渉雑音比(受信
C/I)を測定するか、あるいは予測するようにし、この
受信C/Iに応じて当該送信信号の伝送速度を決定するよ
うにしてもよい。
方法についても、第1の実施の形態と同様の方法によっ
て実現可能である。
ば、個別ビームを形成するアンテナとして、アンテナビ
ームの指向性を適応的に制御可能なアレイアンテナを用
い、同時にデータ送信する送信先移動機数を該アレイ素
子数L以下とし、送信先として選択した移動機に対する
各々の個別ビームを形成する際に、送信先として同時に
選択されている他の移動機の方位にヌルを形成する。あ
るいは、選択した移動機向けの個別ビームに対し、当該
移動機以外に選択した移動機の方位におけるゲインが極
小となるゲイン特性を有するようにする。これにより、
それぞれの移動機向けに形成した個別ビーム間の干渉の
度合いをさらに軽減することが可能となる。この結果と
して、移動端末機との間の通信品質がより一層向上する
という優れた効果が得られる。
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られ
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
変更等も含まれる。
複数の移動端末機の方位がなす方位角が所定の角度以上
となるように、それら複数の移動端末機を選択し、これ
ら選択した移動端末機に向けて個別ビームをそれぞれ形
成するようにしたので、複数の移動端末機についてのそ
れぞれの個別ビームを同時に形成する場合に、それら個
別ビーム間の干渉の度合いを軽減し、移動端末機との間
の通信品質を向上することができるという効果が得られ
る。
動端末機についての所定の角度(判定用閾値)を変更す
るようにすれば、移動端末機の方位に応じて判定用閾値
を変更し、最適な個別ビームを形成できるようになる。
号を該移動端末機で受信したときの通信品質を取得し、
この通信品質に応じて当該移動端末機に送信する無線信
号の伝送速度を決定するようにすれば、移動端末機の受
信に係る通信品質に応じて、より早い速度でデータを伝
送することが可能となり、移動端末機との間の伝送効率
が向上するという効果も得られる。この通信品質を示す
ものとして信号対干渉雑音比が利用可能である。
ナとして、複数のアレイ素子を有し、アンテナビームの
指向性を適応的に制御可能なアレイアンテナを備え、選
択する移動端末機の数を該アレイ素子の数以下とし、該
選択した移動端末機向けの個別ビームに対し、当該移動
端末機以外に選択した移動端末機の方位におけるゲイン
が極小となるゲイン特性を有するように、それぞれの選
択した移動端末機向けの個別ビームを形成するようにす
れば、それら個別ビーム間の干渉の度合いをさらに軽減
することが可能である。これにより、移動端末機との間
の通信品質をさらに向上することができる。
ームが当該移動端末機以外の選択した移動端末機の方位
に零点を持つように、該個別ビームを形成するようにす
れば、個別ビーム間の干渉の度合いをより一層軽減する
ことが可能である。
置の構成を示すブロック図である。
選択する動作について説明するための第1の図である。
選択する動作について説明するための第2の図である。
選択する動作について説明するための第3の図である。
置の動作について説明するための波形図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 無線信号の送信先である移動端末機に向
けて、前記無線信号を伝送する搬送波の個別ビームを形
成する無線基地局装置であって、 複数の前記移動端末機の方位がなす方位角が所定の角度
以上となるように、前記複数の移動端末機を選択し、こ
れら選択した移動端末機に向けて、前記個別ビームをそ
れぞれ形成することを特徴とする無線基地局装置。 - 【請求項2】 前記移動端末機の方位に応じて、該移動
端末機についての前記所定の角度を変更することを特徴
とする請求項1に記載の無線基地局装置。 - 【請求項3】 前記個別ビームにより伝送される無線信
号を該移動端末機で受信したときの通信品質を取得し、
この通信品質に応じて当該移動端末機に送信する無線信
号の伝送速度を決定することを特徴とする請求項1に記
載の無線基地局装置。 - 【請求項4】 前記個別ビームの形成に使用するアンテ
ナとして、複数のアレイ素子を有し、アンテナビームの
指向性を適応的に制御可能なアレイアンテナを備え、 前記選択する移動端末機の数を前記アレイ素子の数以下
とし、前記選択した移動端末機向けの個別ビームに対
し、当該移動端末機以外に選択した移動端末機の方位に
おけるゲインが極小となるゲイン特性を有するように、
前記個別ビームを形成することを特徴とする請求項1乃
至請求項3のいずれかの項に記載の無線基地局装置。 - 【請求項5】 前記選択した移動端末機向けの個別ビー
ムが当該移動端末機以外に選択した移動端末機の方位に
零点を持つように、前記個別ビームを形成することを特
徴とする請求項4に記載の無線基地局装置。 - 【請求項6】 前記移動端末機から無線信号を連続的ま
たは間欠的に受信し、該受信信号の到来方向を推定する
ことにより、前記移動端末機の方位を特定することを特
徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかの項に記載の
無線基地局装置。 - 【請求項7】 所定時間毎に、前記特定を行うことによ
って前記移動端末機の方位を更新することを特徴とする
請求項6に記載の無線基地局装置。 - 【請求項8】 前記移動端末機から無線信号の未受信が
所定時間継続した場合には、当該移動端末機の方位を未
更新とすることを特徴とする請求項7に記載の無線基地
局装置。 - 【請求項9】 前記移動端末機よって測位された該移動
端末機の位置情報を取得し、この位置情報に基づいて当
該移動端末機の方位を特定することを特徴とする請求項
1乃至請求項5に記載の無線基地局装置。 - 【請求項10】 無線信号の送信先である移動端末機に
向けて、前記無線信号を伝送する搬送波の個別ビームを
形成する無線基地局装置における送信先移動機選択方法
であって、 複数の前記移動端末機についてのそれぞれの前記個別ビ
ームを形成する場合に、前記複数の移動端末機の方位が
なす方位角が所定の角度以上となるように、前記複数の
移動端末機を選択する過程からなることを特徴とする送
信先移動機選択方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001193054A JP4754103B2 (ja) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | 無線基地局装置、及びその送信先移動機選択方法 |
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Publications (2)
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