JP2004297483A - Mobile station, and communication control method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号分割多元接続(CDMA;Code Division Multiple Access)方式の無線通信システムに用いて好適な移動局、通信制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、移動局(携帯端末)に複数のアンテナ素子を有する適応アレーアンテナシステムを備え、MMSE(最小2乗誤差法)などを用いた受信波適応処理を行い、指向性パターンを形成して無線基地局からの無線信号を受信するものが知られている。そして、その適応アレーアンテナシステムにより、所望波の到来方向に受信ビームパターンを形成し、且つ遅延波などの干渉波の到来方向には指向性パターンのヌルを形成し抑圧することで通信品質の改善が図られている。また、移動局が、現在通信している無線基地局の位置情報に基づいて該基地局方向にビームパターンを形成するものもある(例えば、特許文献1,2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−139661号公報
【特許文献2】
特開平14−26800号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の技術では、現在通信している無線基地局の方向へのビームパターンを形成するので、通信している無線基地局からの所望波に対応することはできるが、通信していない無線基地局からの干渉波には対応することができないという問題がある。
【0005】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、適応アレーアンテナシステムにより指向性パターンを形成して通信品質の向上を図る場合に、通信していない周辺無線基地局からの干渉波を抑圧することができる移動局、通信制御方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の移動局は、複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナにより無線信号を受信する移動局において、自移動局の位置を測定する位置測定手段と、自移動局の向いている方位を測定する方位測定手段と、現在通信している通信基地局及び通信していない周辺基地局の基地局位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、前記自移動局の位置と前記方位と前記基地局位置情報とに基づいて自移動局に対する前記通信基地局の方向を算出し、該通信基地局方向にビームパターンを形成するパターン形成手段と、前記自移動局の位置と前記方位と前記基地局位置情報とに基づいて自移動局に対する前記周辺基地局の方向を算出し、該周辺基地局方向にヌルを形成するヌル形成手段と、前記ビームパターン及び前記ヌルを使用して前記受信信号の受信処理を行う受信処理手段とを備えたことを特徴としている。
【0007】
請求項2に記載の移動局は、複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナにより無線信号を受信する移動局において、自移動局の位置を測定する位置測定手段と、自移動局の向いている方位を測定する方位測定手段と、現在通信している通信基地局の基地局位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、前記自移動局の位置と前記方位と前記基地局位置情報とに基づいて自移動局に対する前記通信基地局の方向を算出し、該通信基地局方向にビームパターンを形成するビームパターン形成手段と、前記受信信号に基づいて干渉波の到来方向にヌルを形成するヌル形成手段と、前記ビームパターン及び前記ヌルを使用して前記受信信号の受信処理を行う受信処理手段とを備えたことを特徴としている。
【0008】
請求項3に記載の移動局においては、前記ビームパターンを使用して送信信号の送信処理を行う送信処理手段を備えたことを特徴とする。
【0009】
請求項4に記載の通信制御方法は、複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナにより無線信号を受信する移動局における通信制御方法であって、自移動局の位置を測定する過程と、自移動局の向いている方位を測定する過程と、現在通信している通信基地局及び通信していない周辺基地局の基地局位置情報を取得する過程と、前記自移動局の位置と前記方位と前記基地局位置情報とに基づいて自移動局に対する前記通信基地局の方向を算出し、該通信基地局方向にビームパターンを形成する過程と、前記自移動局の位置と前記方位と前記基地局位置情報とに基づいて自移動局に対する前記周辺基地局の方向を算出し、該周辺基地局方向にヌルを形成する過程と、前記ビームパターン及び前記ヌルを使用して前記受信信号の受信処理を行う過程とを含むことを特徴としている。
【0010】
請求項5に記載の通信制御方法は、複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナにより無線信号を受信する移動局における通信制御方法であって、自移動局の位置を測定する過程と、自移動局の向いている方位を測定する過程と、現在通信している通信基地局の基地局位置情報を取得する過程と、前記自移動局の位置と前記方位と前記基地局位置情報とに基づいて自移動局に対する前記通信基地局の方向を算出し、該通信基地局方向にビームパターンを形成する過程と、前記受信信号に基づいて干渉波の到来方向にヌルを形成する過程と、前記ビームパターン及び前記ヌルを使用して前記受信信号の受信処理を行う過程とを含むことを特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による携帯端末100の構成を示すブロック図である。この携帯端末100は、符号分割多元接続(CDMA)方式の無線通信システムにおける移動局(MS)として使用されるものである。
図1において、携帯端末100は、複数のアンテナ素子ANT−1〜Nからなるアレーアンテナと、無線送受信部1と、受信波適応処理部2と、複数の受信重み付け部3−0〜Mと、レイク受信部4と、ベースバンド処理部5と、GPS(Global Positioning System)用のアンテナGPSANTと、位置情報処理部11と、方位情報処理部12と、複数の基地局方向適応処理部13−1〜Mとを有する。
【0012】
無線送受信部1は、アンテナ素子ANT−1〜Nにより送信と受信を行う。なお、図1においては送信機能に係る他のブロックは省略している。アンテナ素子ANT−1〜Nの信号A1〜ANは無線送受信部1で受信された後、受信信号B1〜BNとして受信波適応処理部2及び受信重み付け部3−0〜Mに出力される。
【0013】
受信波適応処理部2は、入力された受信信号B1〜BNに対して例えばMMSEを用いた適応信号処理を行う。この適応信号処理により、受信波に対応するアンテナ素子毎の重み係数W01〜W0Nを算出し、受信重み付け部3−0に出力する。反射波などにより受信波に対応する指向性パターンは随時変化するので、受信波適応処理部2はその変化に追従するように重み係数を求める。
【0014】
受信重み付け部3−0は、入力された受信信号B1〜BNに重み係数W01〜W0Nを乗じて加算し、レイク受信部4に出力する。これにより、受信信号B1〜BNの位相と振幅が制御され、受信波の指向性パターンが形成される。
【0015】
レイク受信部4は、複数の受信信号によりレイク受信を行う。このレイク受信により、遅延波など伝搬路の異なるいくつかの所望波を最大比合成し、受信特性の改善を図る。
ベースバンド処理部は、レイク受信後の受信信号についてのベースバンド信号を出力する。また、無線基地局から受信した基地局位置情報(緯度、経度)を位置情報処理部11に出力する。この基地局位置情報は、当該移動局が現在通信している無線基地局(通信基地局)の位置情報と、ハンドオフにより通信する可能性がある無線基地局(周辺基地局)の位置情報とを含む。なお、予め基地局位置情報をデータとして保存してもよい。
【0016】
位置情報処理部11は、GPSなどの位置測定機能を有しており、アンテナGPSANTからの受信信号に基づいて自携帯端末100の位置情報(緯度、経度)を測定する。そして、その自携帯端末(MS)100の位置情報と基地局位置情報とから、無線基地局(BS)との位置関係を把握し、基準方向(例えば、真北など)に対する角度情報(θp)を算出する。図2において、携帯端末100は、通信基地局(通信BS)200−1と通信中であり、この通信基地局200−1についての基準方向に対する角度情報(θps)を算出する。また、周辺基地局(周辺BS)200−2についての基準方向に対する角度情報(θpi)を算出する。図2の例では携帯端末100が4つのアンテナ素子ANT−1〜4を備え、アンテナ素子ANT−1を基準アンテナとしている。
【0017】
方位情報処理部12は、電子コンパスなどの方位測定機能を有しており、自携帯端末100の向いている方位を測定し、基準方向に対する角度情報(θd)を算出する(図2参照)。この角度情報は複数のアンテナ素子の中から予め定められた1つの基準アンテナ(図2の例ではアンテナ素子ANT−1)を基準として求められる。
【0018】
基地局方向適応処理部13は、位置情報処理部11及び方位情報処理部12で得られた角度情報(θp、θd)に基づいて、自携帯端末100に対する基地局方向の角度情報を算出する。図2に示すように、通信基地局200−1についての基準方向に対する角度θpsと上記角度θdとから、自携帯端末100に対する通信基地局200−1の方向の角度θsが算出される。また、周辺基地局200−2についての基準方向に対する角度θpiと上記角度θdとから、自携帯端末100に対する周辺基地局200−2の方向の角度θiが算出される。
【0019】
そして、基地局方向適応処理部13−1〜Mは、その自携帯端末100に対する基地局方向の角度θs,θiから、通信基地局200−1の方向にビームパターンを形成し、且つ干渉波の発信源となりうる周辺基地局200−2の方向にヌルを形成するためのアンテナ素子毎の重み係数W11〜W1N,W21〜W2N,…,WM1〜WMNを算出する。これら重み係数は、それぞれ受信重み付け部3−1〜Mに出力される。
【0020】
また、基地局方向適応処理部13−1〜Mには、受信波適応処理部2から受信波に対応するアンテナ素子毎の重み係数W01〜W0Nが入力される。基地局方向適応処理部13−1〜Mは、この重み係数W01〜W0Nに基づいて干渉波の方向を算出し、この干渉波の到来方向にヌルを形成することもできる。
【0021】
受信重み付け部3−1〜Mは、入力された受信信号B1〜BNにそれぞれ重み係数を乗じて加算し、レイク受信部4に出力する。これにより、受信信号B1〜BNの位相と振幅が各々制御され、通信基地局200−1からの所望波の到来方向にビームパターンが形成され、且つ干渉波の到来方向にヌルが形成される。
【0022】
次に、上述した図1の携帯端末100(移動局)の動作を説明する。
初めに基本的な動作を説明する。
先ず、位置情報処理部11は自移動局の位置情報(緯度、経度)を測定し、更に無線基地局から受信された基地局位置情報(緯度、経度)をベースバンド処理部5から受け取り、この基地局位置情報から通信基地局200−1と周辺基地局200−2のそれぞれの位置情報を得る。そして、自移動局の位置情報とそれら位置情報とから、基準方向に対する各基地局方向の角度情報(θps,θpi)を算出する。
【0023】
また、方位情報処理部12は、基準アンテナ素子が向いている方位(自方位)を示す方位情報を測定する。そして、基準方向に対する自方位の角度情報(θd)を算出する。
【0024】
基地局方向適応処理部13は、位置情報処理部11と方位情報処理部12からそれぞれ角度情報(θps,θpi,θd)を受け取り、基準アンテナ素子に対する各基地局方向の角度θs,θiを算出する。次いで、これら角度θs,θiに基づいて重み係数W11〜W1N,W21〜W2N,…,WM1〜WMNを算出し、受信重み付け部3−1〜Mにそれぞれ出力する。それら重み係数に基づいて受信重み付け部3−1〜Mにより受信信号B1〜BNの位相と振幅が制御され、通信基地局200−1の方向へのビームパターンと、周辺基地局200−2の方向へのヌルが形成される。
【0025】
また、受信波適応処理部2は、受信した所望波の参照信号に基づいて、当該受信波の到来方向にビームパターンを形成し、且つ干渉波の到来方向にヌルを形成するように、重み係数W01〜W0Nを算出して受信重み付け部3−0に出力する。そして、受信重み付け部3−0により受信信号B1〜BNの位相と振幅が該重み係数に基づき制御され、受信波の到来方向へのビームパターンと、干渉波の到来方向へのヌルが形成される。
【0026】
レイク受信部4は、それぞれ形成された上記ビームパターンとヌルを組み合わせて所望波をそれぞれ受信し、レイク受信を行う。
【0027】
次に、上記した通信基地局方向のビームパターンを形成するための重み係数の算出方法の例を説明する。
先ず、通信基地局と移動局(携帯端末100)のそれぞれの位置情報(経度、緯度)により移動局を中心として基準方向に対する通信基地局方向の角度θpsを算出する。ここで、角度θaを次式で定義する。
但し、Diは移動局の位置における緯度1秒当たりの距離、Dkは経度1秒当たりの距離である。なお、これらの値Di,Dkは、所定の地域範囲では同じ値としてでよい。
【0028】
そして、下記(a)〜(h)に示す条件より、基準方向(この例では真北を基準とし、東回りを+とする)に対する角度θpsを求める。条件(a)〜(h)には移動局と通信基地局の位置関係に対応する角度θpsが示されている。
(a)移動局経度<基地局経度、移動局緯度<基地局緯度;θps=θa
(b)移動局経度<基地局経度、移動局緯度>基地局緯度;θps=180度−θa
(c)移動局経度>基地局経度、移動局緯度>基地局緯度;θps=180度+θa
(d)移動局経度>基地局経度、移動局緯度<基地局緯度;θps=360度−θa
(e)移動局経度=基地局経度、移動局緯度<基地局緯度;θps=0度
(f)移動局経度=基地局経度、移動局緯度>基地局緯度;θps=180度
(g)移動局経度<基地局経度、移動局緯度=基地局緯度;θps=90度
(h)移動局経度>基地局経度、移動局緯度=基地局緯度;θps=270度
【0029】
次いで、基準方向に対する通信基地局方向の角度θpsと移動局の方位角度θdとから、次式により基準アンテナに対する通信基地局方向の角度θsを算出する。
θd<θpsの場合にはθs=θps−θd
θd>θpsの場合にはθs=360度−(θd−θps)
θd=θpの場合にはθs=0
【0030】
次いで、基準アンテナに対する通信基地局方向の角度θsから重み係数を算出する。以下に重み係数W11,W12の計算例を示す。この例の条件は、アレーアンテナのアンテナ素子数Nは2、アンテナ素子の間隔はλ/2、所望波の電力は1、干渉波はなしである。
W11=1
W12=exp(−jπsinθs)
なお、上記算出方法は一例であり、素子数、素子間隔、配置などの条件により計算式は異なる。
【0031】
次に、通信基地局方向へのビームパターンに、干渉波に対するヌルを加味する方法を説明する。
初めに、周辺基地局の位置情報によりヌルを形成する場合を説明する。
周辺基地局200−2の位置情報と移動局(携帯端末100)の位置情報に基づいて、干渉波の発信源となりうる周辺基地局の方向に対してヌルを形成し、通信基地局方向へのビームパターンと合成する。干渉波の発信源となりうる周辺基地局には、例えば移動局と周辺基地局との距離が通信基地局以外で最も近い順に周辺基地局を選択する。なお、この基地局の選択は、基地局方向適応処理部の数のM個まで対応可能である。
【0032】
これにより、図3に示すように、通信基地局200−1の方向にビームパターンが形成され、且つ干渉波の発信源となりうる周辺基地局200−2(周辺BS1)の方向にヌルが形成される。また、基地局の位置情報に基づいてビームパターン及びヌルが形成されるので、それらパターンの形成は周辺環境に影響されることがない。したがって、図4に示すように、所望波や干渉波が周囲の建物などで遮られても、ビームパターン及びヌルは常に安定して形成される。
【0033】
これにより、例えば干渉波が建物などに遮蔽されていた状態から、移動局が移動したことにより直接に干渉波が到来する状態に変化しても、予め干渉波の発信源の方向にヌルを形成しているので、干渉波の影響は少ない。この結果、通信していない無線基地局からの干渉波に対して安定的に対応することができるので、通信品質が安定する。
【0034】
以下に、干渉波の発信源となりうる周辺基地局の方向にヌルを形成するための重み係数の計算方法の例を説明する。
先ず、上記した通信基地局方向のビームパターンを形成するための重み係数の算出方法と同様にして、周辺基地局と移動局(携帯端末100)のそれぞれの位置情報(経度、緯度)に基づき、基準方向に対する周辺基地局の角度θpiを算出する。そして、この角度θpiと移動局の方位角度θdから基準アンテナに対する周辺基地局の方向の角度θiを算出する。この角度情報θiと、基準アンテナに対する通信基地局の方向の角度θsとから重み係数を算出する。以下に重み係数W11,W12の計算例を示す。この例の条件は、アレーアンテナのアンテナ素子数Nは2、アンテナ素子の間隔はλ/2、所望波の電力は1、干渉波の電力は1、内部雑音の電力は0.01(20dB)である。
なお、上記算出方法は一例であり、素子数、素子間隔、配置などの条件により計算式は異なる。
【0035】
次に、受信波適応処理部2により形成される指向性パターンに基づきヌルを形成する場合を説明する。
受信波適応処理部2により形成される指向性パターンには、干渉波の到来方向の情報が含まれている。そこで、受信波適応処理部2により算出された重み係数W01〜W0Nを基地局方位適応処理部13−1〜Mに渡し、その重み係数W01〜W0Nに基づいて干渉波の到来方向の角度を算出する。そして、その干渉波の到来方向の角度に基づいてヌルを形成し、通信基地局の方向へのビームパターンと合成する。
【0036】
なお、重み係数W01〜W0Nから干渉波の到来方向の角度を求める際には、例えば、重み係数W01〜W0Nからある角度毎に0から360度の受信感度の電力を計算し、その受信感度の中で一番低い感度点の角度を求めればよい。
【0037】
これにより、図5に示すように、通信基地局200−1の方向にビームパターンが形成され、且つ干渉波の到来方向にヌルが形成される。また、通信基地局の位置情報に基づいてビームパターンが形成されるので、そのビームパターンの形成は周辺環境に影響されることがない。したがって、図6に示すように、所望波が周囲の建物なので遮られても、指向性パターンは常に安定して形成される。さらに、実際に受信された干渉波の到来方向にヌルが形成されるので、干渉波の影響を精度よく取り除くことができる。
なお、重み係数の計算方法は上記した干渉波の発信源となりうる周辺基地局の方向にヌルを形成するための重み係数の計算方法と同様である。
なお、通信基地局(200−1)の方向へのビームパターンと干渉波の到来方向へのヌルの方向がある範囲内で同じである場合は、どちらか一方を選択する。
【0038】
なお、上記した通信基地局方向へのビームパターンに干渉波に対するヌルを加味する方法については、周辺基地局の位置情報によりヌルを形成し行う第1の方法または受信波適応処理部2により形成される指向性パターンに基づきヌルを形成し行う第2の方法のいずれかを実装してもよく、あるいは双方を実装するようにしてもよい。また、それら第1及び第2の方法の双方を実装する場合には、いずれかの方法を適宜選択するようにしてもよく、あるいは並列処理し、レイク受信部4により受信波を合成するようにしてもよい。
【0039】
なお、上述した実施形態では、受信処理を例に挙げて説明したが、送信処理にも同様に適用可能である。送信時には、受信時に得られたそれぞれの指向性パターンの重み係数を元に送信周波数に対応する補正などを行う。そして、その補正された重み係数により、位相と振幅を制御して送信用の指向性パターンを形成する。
【0040】
なお、上述した図1の実施形態においては、基地局方向適応処理部13−1〜Mと受信重み付け部3−1〜Mが基地局方向ビームパターン形成手段及び基地局方向ヌル形成手段に対応する。また、受信波適応処理部2と受信重み付け部3−0が受信波指向性パターン(受信波ビームパターン及び受信波ヌル)形成手段に対応する。また、レイク受信部4が受信処理手段に対応する。また、ベースバンド処理部5が基地局位置情報取得手段に対応する。
【0041】
なお、本発明の移動局としては、例えば携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistants:個人用情報機器)と称される携帯型の端末も含むものとする。ここで、PDAの場合、無線通信手段を内蔵しているものとする。また、GPS機能及び電子コンパス機能などの位置や方位情報取得手段を有するカーナビゲーションシステムを備えた自動車電話機又は移動物体に搭載された様々な無線装置も同様に含まれる。
【0042】
また、移動局の位置や方位情報については、移動局の近隣に在る外付け等で接続される外部の位置又は方位情報取得装置(例えばGPS)から取得するようにしてもよい。
【0043】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、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。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、通信基地局方向のビームパターン及び周辺基地局方向のヌルにより無線信号の受信が行われるので、周辺基地局からの干渉波に対応することができる。これにより、適応アレーアンテナシステムにより指向性パターンを形成し、安定して通信品質の向上を図ることができるという優れた効果が得られる。
【0045】
また、本発明によれば、受信信号に基づき干渉波の到来方向にヌルを形成し、該ヌルと通信基地局方向のビームパターンにより無線信号の受信が行われるので、実際に受信された干渉波の到来方向にヌルが形成され、干渉波の影響を精度よく取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による携帯端末100の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態による通信制御方法を説明するための第1の図である。
【図3】本発明の一実施形態による通信制御方法を説明するための第2の図である。
【図4】本発明の一実施形態による通信制御方法を説明するための第3の図である。
【図5】本発明の一実施形態による通信制御方法を説明するための第4の図である。
【図6】本発明の一実施形態による通信制御方法を説明するための第5の図である。
【符号の説明】
1…無線送受信部、2−…受信波適応処理部、3−0〜M…受信重み付け部、4…レイク受信部、5…ベースバンド処理部、11…位置情報処理部、12…方位情報処理部、13−1〜M…基地局方向適応処理部、100…携帯端末(移動局)、200−1…無線基地局(通信基地局)、200−2…無線基地局(周辺基地局)、ANT−1〜N…アンテナ素子、GPSANT…GPS用アンテナ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile station and a communication control method suitable for use in a code division multiple access (CDMA) wireless communication system.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a mobile station (portable terminal) is provided with an adaptive array antenna system having a plurality of antenna elements, performs reception wave adaptation processing using MMSE (least square error method) or the like, and forms a directional pattern to form a radio base station. One that receives a radio signal from a station is known. The adaptive array antenna system forms a reception beam pattern in the arrival direction of a desired wave, and forms and suppresses a directional pattern null in the arrival direction of an interference wave such as a delayed wave, thereby improving communication quality. Is planned. In some mobile stations, a beam pattern is formed in the direction of the base station based on the position information of the wireless base station with which the mobile station is currently communicating (see, for example,
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-139661 [Patent Document 2]
JP-A No. 14-26800
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-described conventional technology, a beam pattern is formed in the direction of the currently communicating wireless base station, so that it is possible to cope with a desired wave from the communicating wireless base station, but the communication is not performed. There is a problem that it cannot cope with an interference wave from a wireless base station.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to improve the communication quality by forming a directional pattern using an adaptive array antenna system, and to improve the communication quality of peripheral wireless base stations that are not communicating. It is an object of the present invention to provide a mobile station and a communication control method capable of suppressing an interference wave from a mobile station.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the mobile station according to
[0007]
The mobile station according to
[0008]
According to a third aspect of the present invention, the mobile station includes transmission processing means for performing transmission processing of a transmission signal using the beam pattern.
[0009]
A communication control method according to
[0010]
The communication control method according to
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a
In FIG. 1, the
[0012]
The wireless transmission /
[0013]
The received wave
[0014]
The reception weighting unit 3-0 multiplies the input reception signals B1 to BN by weighting factors W01 to W0N, adds the signals, and outputs the result to the
[0015]
The
The baseband processing unit outputs a baseband signal for the received signal after rake reception. The base station position information (latitude, longitude) received from the wireless base station is output to the position
[0016]
The position
[0017]
The azimuth
[0018]
The base station direction
[0019]
The base station direction adaptation processing units 13-1 to 13-M form a beam pattern in the direction of the communication base station 200-1 from the angles θs and θi of the base station direction with respect to the
[0020]
Further, the weighting factors W01 to W0N of the respective antenna elements corresponding to the received waves are input from the received wave
[0021]
The reception weighting units 3-1 to M multiply the input reception signals B1 to BN by respective weighting coefficients and add the signals to the
[0022]
Next, the operation of the mobile terminal 100 (mobile station) shown in FIG. 1 will be described.
First, the basic operation will be described.
First, the position
[0023]
Further, the azimuth
[0024]
The base station direction
[0025]
The received wave
[0026]
The
[0027]
Next, an example of a method of calculating a weight coefficient for forming a beam pattern in the direction of the communication base station will be described.
First, an angle θps in the direction of the communication base station with respect to the reference direction with respect to the mobile station is calculated from the position information (longitude and latitude) of each of the communication base station and the mobile station (portable terminal 100). Here, the angle θa is defined by the following equation.
Here, Di is the distance per second of latitude at the position of the mobile station, and Dk is the distance per second of longitude. Note that these values Di and Dk may be the same values in a predetermined area range.
[0028]
Then, the angle θps with respect to the reference direction (in this example, based on true north and + on the eastward direction) is determined from the following conditions (a) to (h). Conditions (a) to (h) indicate the angle θps corresponding to the positional relationship between the mobile station and the communication base station.
(A) mobile station longitude <base station longitude, mobile station latitude <base station latitude; θps = θa
(B) mobile station longitude <base station longitude, mobile station latitude> base station latitude; θps = 180 degrees−θa
(C) mobile station longitude> base station longitude, mobile station latitude> base station latitude; θps = 180 degrees + θa
(D) mobile station longitude> base station longitude, mobile station latitude <base station latitude; θps = 360 degrees−θa
(E) mobile station longitude = base station longitude, mobile station latitude <base station latitude; θps = 0 degrees (f) mobile station longitude = base station longitude, mobile station latitude> base station latitude; θps = 180 degrees (g) Station longitude <base station longitude, mobile station latitude = base station latitude; θps = 90 degrees (h) mobile station longitude> base station longitude, mobile station latitude = base station latitude; θps = 270 degrees
Next, from the angle θps in the direction of the communication base station with respect to the reference direction and the azimuth angle θd of the mobile station, the angle θs in the direction of the communication base station with respect to the reference antenna is calculated by the following equation.
When θd <θps, θs = θps−θd
If θd> θps, θs = 360 degrees− (θd−θps)
θs = 0 when θd = θp
[0030]
Next, a weight coefficient is calculated from the angle θs in the direction of the communication base station with respect to the reference antenna. A calculation example of the weight coefficients W11 and W12 is shown below. The condition of this example is that the number N of antenna elements of the array antenna is 2, the interval between the antenna elements is λ / 2, the power of the desired wave is 1, and there is no interference wave.
W11 = 1
W12 = exp (-jπsinθs)
Note that the above calculation method is an example, and the calculation formula varies depending on conditions such as the number of elements, element spacing, and arrangement.
[0031]
Next, a method of adding null to an interference wave to a beam pattern toward a communication base station will be described.
First, a case where a null is formed based on the position information of the peripheral base station will be described.
Based on the position information of the peripheral base station 200-2 and the position information of the mobile station (portable terminal 100), a null is formed in the direction of the peripheral base station that can be a source of an interference wave, and Combine with beam pattern. As the peripheral base station that can be a source of the interference wave, for example, the peripheral base station is selected in the order of the shortest distance between the mobile station and the peripheral base station other than the communication base station. The selection of the base station can correspond to up to M base station direction adaptation processing units.
[0032]
Thereby, as shown in FIG. 3, a beam pattern is formed in the direction of communication base station 200-1, and a null is formed in the direction of peripheral base station 200-2 (peripheral BS1) which can be a source of an interference wave. You. Further, since the beam pattern and the null are formed based on the position information of the base station, the formation of these patterns is not affected by the surrounding environment. Therefore, as shown in FIG. 4, even if a desired wave or an interference wave is blocked by a surrounding building or the like, the beam pattern and the null are always formed stably.
[0033]
By this, for example, even if the interference wave changes from a state where the interference wave is blocked by a building or the like to a state where the interference wave directly arrives due to the movement of the mobile station, a null is formed in the direction of the source of the interference wave in advance. Therefore, the influence of the interference wave is small. As a result, it is possible to stably cope with an interference wave from a wireless base station that is not performing communication, so that communication quality is stabilized.
[0034]
Hereinafter, an example of a method of calculating a weight coefficient for forming a null in the direction of a peripheral base station that may be a source of an interference wave will be described.
First, based on the position information (longitude and latitude) of the peripheral base station and the mobile station (portable terminal 100), in the same manner as the above-described method of calculating the weighting coefficient for forming the beam pattern in the direction of the communication base station, The angle θpi of the peripheral base station with respect to the reference direction is calculated. Then, the angle θi in the direction of the peripheral base station with respect to the reference antenna is calculated from the angle θpi and the azimuth angle θd of the mobile station. A weight coefficient is calculated from the angle information θi and the angle θs of the direction of the communication base station with respect to the reference antenna. A calculation example of the weight coefficients W11 and W12 is shown below. The condition of this example is that the number N of antenna elements of the array antenna is 2, the interval between the antenna elements is λ / 2, the power of the desired wave is 1, the power of the interference wave is 1, and the power of the internal noise is 0.01 (20 dB). It is.
Note that the above calculation method is an example, and the calculation formula varies depending on conditions such as the number of elements, element spacing, and arrangement.
[0035]
Next, a case where a null is formed based on the directivity pattern formed by the received wave
The directivity pattern formed by the reception wave
[0036]
When calculating the angle in the direction of arrival of the interference wave from the weight coefficients W01 to W0N, for example, the power of the reception sensitivity of 0 to 360 degrees is calculated for each angle from the weight coefficients W01 to W0N, and the power of the reception sensitivity is calculated. What is necessary is just to find the angle of the lowest sensitivity point among them.
[0037]
Thereby, as shown in FIG. 5, a beam pattern is formed in the direction of communication base station 200-1, and a null is formed in the direction of arrival of the interference wave. Further, since the beam pattern is formed based on the position information of the communication base station, the formation of the beam pattern is not affected by the surrounding environment. Therefore, as shown in FIG. 6, even if the desired wave is blocked because it is a surrounding building, the directivity pattern is always formed stably. Further, since a null is formed in the arrival direction of the actually received interference wave, the influence of the interference wave can be accurately removed.
The method of calculating the weight coefficient is the same as the method of calculating the weight coefficient for forming a null in the direction of the neighboring base station that can be a source of the interference wave.
If the beam pattern in the direction of the communication base station (200-1) and the null direction in the direction of arrival of the interference wave are the same within a certain range, either one is selected.
[0038]
In addition, regarding the method of adding null to the interference wave to the above-mentioned beam pattern toward the communication base station, the first method of forming null based on the position information of the peripheral base station or the reception wave
[0039]
Note that, in the above-described embodiment, the receiving process is described as an example, but the present invention can be similarly applied to the transmitting process. At the time of transmission, correction corresponding to the transmission frequency is performed based on the weight coefficient of each directivity pattern obtained at the time of reception. Then, the phase and the amplitude are controlled by the corrected weight coefficient to form a directivity pattern for transmission.
[0040]
In the above-described embodiment of FIG. 1, the base station direction adaptation processing units 13-1 to 13-M and the reception weighting units 3-1 to M correspond to a base station direction beam pattern forming unit and a base station direction null forming unit. . Further, the reception wave
[0041]
Note that the mobile station of the present invention includes, for example, a portable terminal called a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistants). Here, it is assumed that the PDA has a built-in wireless communication unit. In addition, various wireless devices mounted on a mobile phone or a moving object equipped with a car navigation system having position and direction information acquisition means such as a GPS function and an electronic compass function are also included.
[0042]
Further, the position and direction information of the mobile station may be acquired from an external position or direction information acquisition device (for example, GPS) connected by an external device near the mobile station.
[0043]
As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes a design change or the like without departing from the gist of the present invention.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since a radio signal is received based on the beam pattern toward the communication base station and the null toward the peripheral base station, it is possible to cope with the interference wave from the peripheral base station. As a result, an excellent effect that a directivity pattern is formed by the adaptive array antenna system and communication quality can be stably improved can be obtained.
[0045]
Further, according to the present invention, a null is formed in the arrival direction of the interference wave based on the received signal, and the radio signal is received based on the null and the beam pattern toward the communication base station. , A null is formed in the arrival direction, and the influence of the interference wave can be accurately removed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
FIG. 2 is a first diagram illustrating a communication control method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a second diagram illustrating a communication control method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a third diagram illustrating a communication control method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a fourth diagram illustrating a communication control method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a fifth diagram illustrating the communication control method according to the embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
自移動局の位置を測定する位置測定手段と、
自移動局の向いている方位を測定する方位測定手段と、
現在通信している通信基地局及び通信していない周辺基地局の基地局位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、
前記自移動局の位置と前記方位と前記基地局位置情報とに基づいて自移動局に対する前記通信基地局の方向を算出し、該通信基地局方向にビームパターンを形成するパターン形成手段と、
前記自移動局の位置と前記方位と前記基地局位置情報とに基づいて自移動局に対する前記周辺基地局の方向を算出し、該周辺基地局方向にヌルを形成するヌル形成手段と、
前記ビームパターン及び前記ヌルを使用して前記受信信号の受信処理を行う受信処理手段と、
を備えたことを特徴とする移動局。In a mobile station receiving a radio signal by an array antenna having a plurality of antenna elements,
Position measuring means for measuring the position of the own mobile station,
Azimuth measuring means for measuring the azimuth of the mobile station,
Base station position information acquisition means for acquiring base station position information of a communication base station that is currently communicating and a peripheral base station that is not communicating,
Pattern forming means for calculating the direction of the communication base station with respect to the own mobile station based on the position and orientation of the own mobile station and the base station position information, and forming a beam pattern in the direction of the communication base station;
Null forming means for calculating the direction of the surrounding base station with respect to the own mobile station based on the position, direction and base station position information of the own mobile station, and forming a null in the surrounding base station direction,
Reception processing means for performing reception processing of the reception signal using the beam pattern and the null,
A mobile station comprising:
自移動局の位置を測定する位置測定手段と、
自移動局の向いている方位を測定する方位測定手段と、
現在通信している通信基地局の基地局位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、
前記自移動局の位置と前記方位と前記基地局位置情報とに基づいて自移動局に対する前記通信基地局の方向を算出し、該通信基地局方向にビームパターンを形成するビームパターン形成手段と、
前記受信信号に基づいて干渉波の到来方向にヌルを形成するヌル形成手段と、
前記ビームパターン及び前記ヌルを使用して前記受信信号の受信処理を行う受信処理手段と、
を備えたことを特徴とする移動局。In a mobile station receiving a radio signal by an array antenna having a plurality of antenna elements,
Position measuring means for measuring the position of the own mobile station,
Azimuth measuring means for measuring the azimuth of the mobile station,
Base station position information obtaining means for obtaining base station position information of a communication base station that is currently communicating,
A beam pattern forming unit that calculates a direction of the communication base station with respect to the own mobile station based on the position, the direction, and the base station position information of the own mobile station, and forms a beam pattern in the communication base station direction,
Null forming means for forming a null in the arrival direction of the interference wave based on the received signal,
Reception processing means for performing reception processing of the reception signal using the beam pattern and the null,
A mobile station comprising:
自移動局の位置を測定する過程と、
自移動局の向いている方位を測定する過程と、
現在通信している通信基地局及び通信していない周辺基地局の基地局位置情報を取得する過程と、
前記自移動局の位置と前記方位と前記基地局位置情報とに基づいて自移動局に対する前記通信基地局の方向を算出し、該通信基地局方向にビームパターンを形成する過程と、
前記自移動局の位置と前記方位と前記基地局位置情報とに基づいて自移動局に対する前記周辺基地局の方向を算出し、該周辺基地局方向にヌルを形成する過程と、
前記ビームパターン及び前記ヌルを使用して前記受信信号の受信処理を行う過程と、
を含むことを特徴とする通信制御方法。A communication control method in a mobile station that receives a radio signal by an array antenna having a plurality of antenna elements,
Measuring the position of the mobile station;
Measuring the heading of the mobile station;
A step of obtaining base station position information of a communication base station that is currently communicating and a peripheral base station that is not communicating,
Calculating the direction of the communication base station with respect to the own mobile station based on the position of the own mobile station, the azimuth, and the base station position information, forming a beam pattern in the direction of the communication base station;
Calculating the direction of the surrounding base station with respect to the own mobile station based on the position, direction, and base station position information of the own mobile station, and forming a null in the surrounding base station direction;
Performing a reception process of the reception signal using the beam pattern and the null,
A communication control method comprising:
自移動局の位置を測定する過程と、
自移動局の向いている方位を測定する過程と、
現在通信している通信基地局の基地局位置情報を取得する過程と、
前記自移動局の位置と前記方位と前記基地局位置情報とに基づいて自移動局に対する前記通信基地局の方向を算出し、該通信基地局方向にビームパターンを形成する過程と、
前記受信信号に基づいて干渉波の到来方向にヌルを形成する過程と、
前記ビームパターン及び前記ヌルを使用して前記受信信号の受信処理を行う過程と、
を含むことを特徴とする通信制御方法。A communication control method in a mobile station that receives a radio signal by an array antenna having a plurality of antenna elements,
Measuring the position of the mobile station;
Measuring the heading of the mobile station;
A step of acquiring base station position information of a communication base station with which communication is currently being performed,
Calculating the direction of the communication base station with respect to the own mobile station based on the position of the own mobile station, the azimuth, and the base station position information, forming a beam pattern in the direction of the communication base station;
A step of forming a null in the arrival direction of the interference wave based on the received signal,
Performing a reception process of the reception signal using the beam pattern and the null,
A communication control method comprising:
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