JP2008278076A - Radio communication equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナを使用して通信先装置と通信する無線通信装置に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus that communicates with a communication destination apparatus using an array antenna having a plurality of antenna elements.
ｉＢｕｒｓｔ（登録商標）などの無線通信システムにおいては、無線基地局は、無線通信端末の方向にアレイアンテナの指向性を向けて当該無線通信端末と通信する。具体的には、無線基地局は、各アンテナ素子において送信又は受信される無線信号に対してウェイトを乗算する、すなわち、無線信号の位相や振幅を制御することで、無線通信端末の方向にアレイアンテナの指向性を向ける。 In a wireless communication system such as iBurst (registered trademark), a wireless base station communicates with the wireless communication terminal with the directivity of the array antenna directed toward the wireless communication terminal. Specifically, the radio base station multiplies a radio signal transmitted or received by each antenna element by a weight, that is, controls the phase and amplitude of the radio signal to array in the direction of the radio communication terminal. Direct the antenna directivity.
このような無線基地局においては、アンテナ素子の数が多いほど指向性が鋭くなり、無線信号の利得を向上させることができる。一方、アレイアンテナの指向性が鋭い場合、無線基地局は、移動する無線通信端末の位置に応じてアレイアンテナの指向性を調整することが困難になり、無線通信端末との通信が不可能となる恐れがある。 In such a radio base station, as the number of antenna elements increases, the directivity becomes sharper, and the gain of the radio signal can be improved. On the other hand, when the directivity of the array antenna is sharp, it becomes difficult for the radio base station to adjust the directivity of the array antenna according to the position of the moving radio communication terminal, and communication with the radio communication terminal is impossible. There is a fear.
上記の不具合に鑑みて、次のような無線通信装置が提案されている（特許文献１参照。）。当該無線通信装置は、すべてのアンテナ素子において受信される無線信号に対し、通常動作用のウェイトである通常ウェイトを乗算し、乗算結果を合成することで通常ウェイト出力を生成する。 In view of the above problems, the following wireless communication apparatus has been proposed (see Patent Document 1). The radio communication apparatus multiplies radio signals received by all antenna elements by a normal weight that is a weight for normal operation, and generates a normal weight output by combining the multiplication results.
また、当該無線通信装置は、通常ウェイト出力においてＳＩＮＲ(Signal to Interference Noise power Ratio)又はＢＥＲ（Bit Error Rate）などの受信品質が劣化した場合に、通常動作と並行して補助動作が実行される。 In addition, when the reception quality such as SINR (Signal to Interference Noise Power Ratio) or BER (Bit Error Rate) deteriorates in the normal weight output, the wireless communication apparatus performs an auxiliary operation in parallel with the normal operation. .
具体的には、当該無線通信装置は、一部のアンテナ素子において受信される無線信号に対し、通常動作用のウェイトである補助ウェイトを乗算し、乗算結果を合成することで補助ウェイト出力を生成する。すなわち、補助ウェイト出力は、通常ウェイト出力よりも広い指向性を用いて得られる出力信号である。 Specifically, the wireless communication device multiplies radio signals received by some antenna elements by an auxiliary weight that is a weight for normal operation, and generates an auxiliary weight output by combining the multiplication results. To do. That is, the auxiliary weight output is an output signal obtained using a directivity wider than that of the normal weight output.
当該無線通信装置は、通常ウェイト出力及び補助ウェイト出力のそれぞれから受信品質を検出する。そして、当該無線通信装置は、通常ウェイト出力又は補助ウェイト出力のうち、検出される受信品質が良い方を最終的な出力信号として選択する。
しかしながら、上述した特許文献１の無線通信装置では、通常ウェイト出力及び補助ウェイト出力を並行して生成する必要がある。さらに、上述した特許文献１の無線通信装置では、通常ウェイト出力及び補助ウェイト出力の受信品質の検出、及び検出した受信品質の比較を行う必要がある。したがって、特許文献１の無線通信装置では、無線通信装置における演算処理量が増大するという問題があった。 However, in the wireless communication device of Patent Document 1 described above, it is necessary to generate a normal weight output and an auxiliary weight output in parallel. Further, in the wireless communication device of Patent Document 1 described above, it is necessary to detect the reception quality of the normal weight output and the auxiliary weight output and to compare the detected reception quality. Therefore, the wireless communication device of Patent Document 1 has a problem that the amount of calculation processing in the wireless communication device increases.
上記問題点に鑑み、本発明は、演算処理量が増大することなく、無線伝搬路の変動状態に応じてアレイアンテナの指向性の鋭さを制御可能な無線通信装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus that can control the sharpness of directivity of an array antenna in accordance with the variation state of a wireless propagation path without increasing the amount of calculation processing. .
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、複数のアンテナ素子（アンテナ素子Ａｎｔ１〜Ａｎｔｎ）を有するアレイアンテナ（アレイアンテナ１２０）を使用して通信先装置（例えば無線通信端末２００）と通信する無線通信装置（例えば無線基地局１００）であって、前記通信先装置との間の無線伝搬路の特性が変動する度合いを示す伝搬路変動情報を取得する取得部（速度判定部１０６又は速度情報取得部１１１）と、前記アンテナ素子に対応して設けられ、前記アンテナ素子から出力される受信信号又は前記アンテナ素子に入力される送信信号の信号経路を接続又は切断する複数のスイッチ部（スイッチＳＷ１Ｒ〜ＳＷｎＲ、又はスイッチＳＷ１Ｓ〜ＳＷｎＳ）と、前記取得部によって取得された前記伝搬路変動情報に応じて、前記スイッチ部によって前記信号経路を接続又は切断することで、前記通信先装置との通信に使用される前記アンテナ素子の数を制御するスイッチ制御部（アンテナ切替部１０７）とを備えることを要旨とする。 In order to achieve the above object, a first feature of the present invention is that a communication destination device (for example, the wireless communication terminal 200) is configured using an array antenna (array antenna 120) having a plurality of antenna elements (antenna elements Ant1 to Antn). A wireless communication device (for example, the wireless base station 100) that communicates with the communication destination device, and obtains propagation path fluctuation information indicating the degree to which the characteristics of the wireless propagation path with the communication destination apparatus vary (speed determination section) 106 or speed information acquisition unit 111) and a plurality of switches that are provided corresponding to the antenna elements and that connect or disconnect signal paths of reception signals output from the antenna elements or transmission signals input to the antenna elements Unit (switches SW1R to SWnR or switches SW1S to SWnS) and the propagation path fluctuation information acquired by the acquisition unit And a switch control unit (antenna switching unit 107) that controls the number of the antenna elements used for communication with the communication destination device by connecting or disconnecting the signal path by the switch unit. And
このような特徴によれば、スイッチ制御部は、取得部によって取得された伝搬路変動情報に応じて、スイッチ部によって信号経路を接続又は切断することで、通信先装置との通信に使用される前記アンテナ素子の数を制御するので、演算処理量が増大することなく、通信先装置の移動速度に応じてアレイアンテナの指向性の鋭さを制御することができる。 According to such a feature, the switch control unit is used for communication with the communication destination device by connecting or disconnecting the signal path by the switch unit according to the propagation path fluctuation information acquired by the acquisition unit. Since the number of antenna elements is controlled, the sharpness of the directivity of the array antenna can be controlled according to the moving speed of the communication destination device without increasing the amount of calculation processing.
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記スイッチ制御部は、前記取得部によって取得される前記伝搬路変動情報が増加する場合、前記通信先装置との通信に使用される前記アンテナ素子の数を減少させることを要旨とする。 A second feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, wherein the switch control unit communicates with the communication destination device when the propagation path fluctuation information acquired by the acquisition unit increases. The gist is to reduce the number of the antenna elements used.
本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記スイッチ制御部は、前記取得部によって取得される前記伝搬路変動情報が減少する場合、前記通信先装置との通信に使用される前記アンテナ素子の数を増加させることを要旨とする。 A third feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, wherein the switch control unit communicates with the communication destination device when the propagation path fluctuation information acquired by the acquisition unit decreases. The gist is to increase the number of the antenna elements used.
本発明の第４の特徴は、前記取得部は、前記通信先装置によって通知される前記伝搬路変動情報を取得することを要旨とする。 The gist of a fourth feature of the present invention is that the acquisition unit acquires the propagation path fluctuation information notified by the communication destination device.
本発明の第５の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記通信先装置との通信期間（１タイムスロット）において、前記通信先装置によって互いに異なる期間に送信される複数の既知信号（トレーニングシンボル）の受信レベルを検出する受信レベル検出部（受信レベル検出部１０５）をさらに備え、前記取得部は、前記受信レベル検出部によって前記既知信号毎に検出された前記受信レベルの差分（差分ｄ，差分ｄ１，差分ｄ２）と、所定の閾値（閾値Ｘ１，Ｘ２）との比較結果に応じて、前記伝搬路変動情報を取得することを要旨とする。 A fifth feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, wherein a plurality of known signals transmitted in different periods by the communication destination device in a communication period (one time slot) with the communication destination device. A reception level detection unit (reception level detection unit 105) that detects a reception level of (training symbol) is further provided, and the acquisition unit is configured to detect a difference between the reception levels detected for each known signal by the reception level detection unit ( The gist is to acquire the propagation path fluctuation information according to a comparison result between the difference d, the difference d1, and the difference d2) and a predetermined threshold value (threshold values X1 and X2).
本発明の第６の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、所定間隔で報知される報知情報の受信レベルを検出する受信レベル検出部をさらに備え、前記取得部は、前記受信レベル検出部によって検出される前記受信レベルに応じて、前記伝搬路変動情報を取得することを要旨とする。 A sixth feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, further comprising a reception level detection unit for detecting a reception level of broadcast information broadcast at a predetermined interval, wherein the acquisition unit is configured to detect the reception level. The gist is to acquire the propagation path fluctuation information according to the reception level detected by a unit.
本発明の特徴によれば、演算処理量が増大することなく、通信先装置の移動速度に応じてアレイアンテナの指向性の鋭さを制御可能な無線通信装置を提供できる。 According to the features of the present invention, it is possible to provide a wireless communication apparatus capable of controlling the sharpness of the directivity of the array antenna according to the moving speed of the communication destination apparatus without increasing the amount of calculation processing.
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings in the following embodiments, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
［第１実施形態］
本実施形態においては、（１）無線通信システムの概略構成、（２）無線基地局の構成、（３）アンテナ素子数切替処理、（４）速度判定処理、（５）無線基地局の動作、（６）作用・効果、の順で説明する。
[First Embodiment]
In the present embodiment, (1) a schematic configuration of a radio communication system, (2) a configuration of a radio base station, (3) an antenna element number switching process, (4) a speed determination process, (5) an operation of the radio base station, (6) The action and effect will be described in this order.
（１）無線通信システムの概略構成
まず、本実施形態に係る無線通信システムの概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。
(1) Schematic Configuration of Radio Communication System First, the schematic configuration of the radio communication system according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a wireless communication system according to the present embodiment.
図１に示すように、無線通信システムは、無線基地局１００及び無線通信端末２００を含む。本実施形態では、無線基地局１００及び無線通信端末２００は、時分割多元接続−時分割複信（ＴＤＭＡ−ＴＤＤ）方式を用いた無線通信を実行する。 As shown in FIG. 1, the radio communication system includes a radio base station 100 and a radio communication terminal 200. In the present embodiment, the radio base station 100 and the radio communication terminal 200 perform radio communication using a time division multiple access-time division duplex (TDMA-TDD) scheme.
具体的には、無線基地局１００及び無線通信端末２００は、ｉＢｕｒｓｔ（登録商標）に基づく無線通信を実行する（ｉＢｕｒｓｔについては、“High Capacity-Spatial Division Multiple Access (HC-SDMA)”，WTSC - 2005 - 032，ＡＴＩＳ／ＡＮＳＩを参照）。 Specifically, the radio base station 100 and the radio communication terminal 200 perform radio communication based on iBurst (registered trademark) (for iBurst, “High Capacity-Spatial Division Multiple Access (HC-SDMA)”, WTSC − 2005-032, see ATIS / ANSI).
無線基地局１００は、アレイアンテナ１２０を備える。アレイアンテナ１２０は、複数のアンテナ素子Ａｎｔ１〜Ａｎｔｎ（ｎ≧２）（図２参照）を含む。無線基地局１００は、アレイアンテナ１２０を用いてアダプティブアレイ制御を行う。具体的には、無線基地局１００は、無線通信端末２００の方向にアレイアンテナ１２０の指向性を向けて無線通信端末２００と通信する。 The radio base station 100 includes an array antenna 120. The array antenna 120 includes a plurality of antenna elements Ant1 to Antn (n ≧ 2) (see FIG. 2). The radio base station 100 performs adaptive array control using the array antenna 120. Specifically, the radio base station 100 communicates with the radio communication terminal 200 with the directivity of the array antenna 120 directed toward the radio communication terminal 200.
なお、ｉＢｕｒｓｔでは、通信レートを高速化することを目的として、受信電界強度（ＲＳＳＩ）や信号対雑音比（ＳＮＲ）品質に応じた変調方式を選択する適応変調が導入されている。適応変調では、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）や２４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの複数の変調方式から適切な変調方式が選択される。 Note that iBurst has introduced adaptive modulation for selecting a modulation scheme according to received field strength (RSSI) and signal-to-noise ratio (SNR) quality for the purpose of increasing the communication rate. In adaptive modulation, an appropriate modulation method is selected from a plurality of modulation methods such as BPSK (Binary Phase Shift Keying) and 24QAM (Quadrature Amplitude Modulation).
また、ｉＢｕｒｓｔでは、無線基地局１００と無線通信端末２００との通信に割り当てられた通信期間であるタイムスロットにおいて、最初の一定期間及び最後の一定期間に、既知信号としてのトレーニングシンボルが挿入される。 Further, in iBurst, training symbols as known signals are inserted in a first fixed period and a last fixed period in a time slot that is a communication period assigned to communication between the radio base station 100 and the radio communication terminal 200. .
（２）無線基地局の構成
次に、無線基地局１００の構成について説明する。図２は、無線基地局１００の構成を示すブロック図である。
(2) Configuration of Radio Base Station Next, the configuration of the radio base station 100 will be described. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the radio base station 100.
図２に示すように、無線基地局１００は、アレイアンテナ１２０に加え、送受信スイッチ（送受信ＳＷ）１０１１〜１０１ｎ、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１０２１〜１０２ｎ、乗算器１０３１〜１０３ｎ、スイッチＳＷ１Ｒ〜ＳＷｎＲ、加算器１０４、受信レベル検出部１０５、速度判定部１０６、アンテナ切替部１０７、ウェイト生成部１０８、品質判定部１０９、信号分配器（ＨＹＢ）１１０、スイッチＳＷ１Ｓ〜ＳＷｎＳ、乗算器１１１１〜１１１ｎ、及びＤ／Ａ変換器（ＤＡＣ）１１２１〜１１２ｎを備える。 As shown in FIG. 2, in addition to the array antenna 120, the radio base station 100 includes transmission / reception switches (transmission / reception SW) 101 1 to 101 n , A / D converters (ADC) 102 1 to 102 n , and multipliers 103 1 to 103 1 . 103 n , switches SW1R to SWnR, adder 104, reception level detection unit 105, speed determination unit 106, antenna switching unit 107, weight generation unit 108, quality determination unit 109, signal distributor (HYB) 110, switches SW1S to SWnS , Multipliers 111 1 to 111 n , and D / A converters (DACs) 112 1 to 112 n .
送受信ＳＷ１０１１〜１０１ｎは、アンテナ素子Ａｎｔ１〜Ａｎｔｎに対応して設けられ、受信タイミングと送信タイミングとを切替る。具体的には、受信タイミングにおいて送受信ＳＷ１０１１〜１０１ｎは、アンテナ素子Ａｎｔ１〜Ａｎｔｎからの受信アナログ信号をＡＤＣ１０２１〜１０２ｎに入力する。送信タイミングにおいて送受信ＳＷ１０１１〜１０１ｎは、ＤＡＣ１１２１〜１１２ｎからの送信アナログ信号をアンテナ素子Ａｎｔ１〜Ａｎｔｎに入力する。 The transmission / reception SWs 101 1 to 101 n are provided corresponding to the antenna elements Ant 1 to Antn, and switch between reception timing and transmission timing. Specifically, transceiver SW101 1 to 101 n in the receiving timing inputs the received analog signals from the antenna elements Ant1~Antn the ADC 102 1 to 102 n. At the transmission timing, the transmission / reception SWs 101 1 to 101 n input the transmission analog signals from the DACs 112 1 to 112 n to the antenna elements Ant 1 to Antn.
なお、ｉＢｕｒｓｔでは、１フレーム期間において、アップリンク（上り方向）タイムスロットがダウンリンク（下り方向）タイムスロットよりも先に設定されている。 In iBurst, an uplink (uplink direction) time slot is set before a downlink (downlink direction) time slot in one frame period.
まず、受信系統について説明する。ＡＤＣ１０２１〜１０２ｎは、送受信ＳＷ１０１１〜１０１ｎからの受信アナログ信号を受信ディジタル信号に変換する。 First, the receiving system will be described. ADC 102 1 to 102 n converts a received analog signal from the transceiver SW101 1 to 101 n to the received digital signal.
乗算器１０３１〜１０３ｎは、ＡＤＣ１０２１〜１０２ｎからの受信ディジタル信号と、受信ウェイトＷ１,Ｗ２，・・・Ｗnの初期値とを乗算する。なお、ｉＢｕｒｓｔのようにＴＤＤを利用した無線通信システムでは、受信ウェイトを送信ウェイトとしてそのまま用いる構成が一般的である。したがって、以下では、受信ウェイト及び送信ウェイトを総称して「ウェイト」と呼ぶ。 Multipliers 103 1 to 103 n multiply the received digital signals from ADCs 102 1 to 102 n and the initial values of reception weights W1, W2,. Note that, in a wireless communication system using TDD such as iBurst, a configuration in which a reception weight is used as it is as a transmission weight is common. Therefore, hereinafter, the reception weight and the transmission weight are collectively referred to as “weight”.
スイッチＳＷ１Ｒ〜ＳＷｎＲは、ウェイトが乗算された受信ディジタル信号を加算器１０４に入力するか否かを切替る。スイッチＳＷ１Ｒ〜ＳＷｎＲとしては、例えばリレー回路が使用される。 The switches SW1R to SWnR switch whether to input the received digital signal multiplied by the weight to the adder 104. For example, a relay circuit is used as the switches SW1R to SWnR.
加算器１０４は、ウェイトが乗算された受信ディジタル信号を合成する。合成して得られた受信信号は、品質判定部１０９を介して、図示を省略する復調部に入力される。復調部では、受信信号の復調及び復号が行われる。 Adder 104 synthesizes the received digital signal multiplied by the weight. The received signal obtained by the synthesis is input to the demodulating unit (not shown) via the quality determining unit 109. In the demodulator, the received signal is demodulated and decoded.
受信レベル検出部１０５は、各受信ブランチを代表する１つのブランチのＡＤＣ１０２１からの出力信号をモニターして、受信信号の受信レベルを検出する。なお、「受信ブランチ」とは、アンテナ素子Ａｎｔ１〜Ａｎｔｎから加算器１０４までの各信号経路である。また、「送信ブランチ」とは、ＨＹＢ１１０からアンテナ素子Ａｎｔ１〜Ａｎｔｎまでの各信号経路である。以下では、受信ブランチ及び送信ブランチを総称して「ブランチ」と呼ぶ。 The reception level detection unit 105 monitors the output signal from the ADC 1021 of one branch representing each reception branch, and detects the reception level of the reception signal. The “reception branch” is each signal path from the antenna elements Ant <b> 1 to Antn to the adder 104. The “transmission branch” is each signal path from the HYB 110 to the antenna elements Ant1 to Antn. Hereinafter, the reception branch and the transmission branch are collectively referred to as a “branch”.
速度判定部１０６は、受信レベル検出部１０５によって検出された受信レベルから、受信レベルの変動を検出する。受信レベルの変動が大きい場合、速度判定部１０６は、無線通信端末２００の移動速度が大であると判定する。一方、受信レベルの変動が小さい場合、速度判定部１０６は、無線通信端末２００の移動速度が小であると判定する。このようにして、速度判定部１０６は、無線通信端末２００の移動速度を分類した速度クラス（高速、中速、低速など）を判定する。 The speed determination unit 106 detects a fluctuation in the reception level from the reception level detected by the reception level detection unit 105. When the variation in the reception level is large, the speed determination unit 106 determines that the moving speed of the wireless communication terminal 200 is high. On the other hand, when the fluctuation of the reception level is small, the speed determination unit 106 determines that the moving speed of the wireless communication terminal 200 is low. In this way, the speed determination unit 106 determines a speed class (high speed, medium speed, low speed, etc.) that classifies the moving speed of the wireless communication terminal 200.
アンテナ切替部１０７は、速度判定部１０６によって判定された速度クラスに応じて、通信に使用するアンテナ素子Ａｎｔ１〜Ａｎｔｎの数（以下、「アンテナ素子数」という）を決定する。アンテナ切替部１０７は、決定したアンテナ素子数に応じて生成されるアンテナ切替信号を、スイッチＳＷ１Ｒ〜ＳＷｎＲ、スイッチＳＷ１Ｓ〜ＳＷｎＳ、及びウェイト生成部１０８に送出する。 The antenna switching unit 107 determines the number of antenna elements Ant <b> 1 to Antn used for communication (hereinafter referred to as “the number of antenna elements”) according to the speed class determined by the speed determination unit 106. The antenna switching unit 107 transmits an antenna switching signal generated according to the determined number of antenna elements to the switches SW1R to SWnR, the switches SW1S to SWnS, and the weight generation unit 108.
ウェイト生成部１０８は、受信信号に含まれる既知信号（トレーニングシンボル）と、既知の参照信号とを比較するとともに、既知信号と参照信号との誤差を示す誤差信号を検出する。ウェイト生成部１０８は、検出した誤差信号が最小になるように各ブランチのウェイトＷ１,Ｗ２，・・・Ｗnを算出する。ただし、ウェイト生成部１０８は、アンテナ切替信号に基づき、通信に使用されないアンテナ素子についてのウェイトの算出を省略する。 The weight generation unit 108 compares a known signal (training symbol) included in the received signal with a known reference signal, and detects an error signal indicating an error between the known signal and the reference signal. The weight generator 108 calculates the weights W1, W2,... Wn of each branch so that the detected error signal is minimized. However, the weight generation unit 108 omits calculation of weights for antenna elements that are not used for communication based on the antenna switching signal.
品質判定部１０９は、受信信号の品質を判定する。本実施形態では、受信信号の品質としてＳＮＲが使用される。 The quality determination unit 109 determines the quality of the received signal. In this embodiment, SNR is used as the quality of the received signal.
次に、送信系統について説明する。ＨＹＢ１１０は、送信ディジタル信号を各送信ブランチに分配する。スイッチＳＷ１Ｓ〜ＳＷｎＳは、ＨＹＢ１１０からの送信ディジタル信号を乗算器１１１１〜１１１ｎに入力するか否かを切替る。スイッチＳＷ１Ｓ〜ＳＷｎＳとしては、例えばリレー回路が使用される。 Next, the transmission system will be described. The HYB 110 distributes the transmission digital signal to each transmission branch. The switches SW1S to SWnS switch whether to input the transmission digital signal from the HYB 110 to the multipliers 111 1 to 111 n . For example, a relay circuit is used as the switches SW1S to SWnS.
乗算器１０３１〜１０３ｎは、送信ディジタル信号とウェイトＷ１,Ｗ２，・・・Ｗnとを乗算する。ＤＡＣ１１２１〜１１２ｎは、ウェイトが乗算された送信ディジタル信号を送信アナログ信号に変換する。 Multipliers 103 1 to 103 n multiply the transmission digital signal and weights W1, W2,. The DACs 112 1 to 112 n convert the transmission digital signal multiplied by the weight into a transmission analog signal.
以上の構成によって、無線基地局１００は、変動レベルの変動（伝搬路変動）に応じてアンテナ素子数を切替ることによって、アレイアンテナ１２０の指向性の鋭さを制御する。以下、本実施形態をより詳細に説明する。 With the above configuration, the radio base station 100 controls the sharpness of the directivity of the array antenna 120 by switching the number of antenna elements according to the fluctuation of the fluctuation level (propagation path fluctuation). Hereinafter, this embodiment will be described in more detail.
（３）アンテナ素子数切替処理
次に、アンテナ素子数切替処理について説明する。図３は、アンテナ素子数と、アレイアンテナ１２０の指向性との関係を示す図である。以下では、アンテナ素子Ａｎｔ１〜Ａｎｔｎの数が１２（ｎ＝１２）であるものとする。
(3) Antenna Element Number Switching Process Next, the antenna element number switching process will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the number of antenna elements and the directivity of the array antenna 120. In the following, it is assumed that the number of antenna elements Ant1 to Antn is 12 (n = 12).
図３（ａ）に示すように、アレイアンテナ１２０においては、アンテナ素子数が増加すると、指向性が鋭くなり、利得が向上するという特徴を有する。しかし、アレイアンテナ１２０の指向性が鋭い場合、無線通信端末２００の移動速度が上昇すると、アレイアンテナ１２０の指向性を調整する頻度が多くなる。 As shown in FIG. 3A, the array antenna 120 is characterized in that the directivity becomes sharper and the gain is improved as the number of antenna elements is increased. However, when the directivity of the array antenna 120 is sharp, the frequency of adjusting the directivity of the array antenna 120 increases as the moving speed of the wireless communication terminal 200 increases.
一方、図３（ｃ）に示すように、アンテナ素子数を減らして、指向性を広くした場合には、利得は減少するが、無線通信端末２００の移動速度が上昇しても、アレイアンテナ１２０の指向性を調整する頻度は少ない。したがって、無線通信端末２００の高速移動時にも、安定した通信路が維持される。 On the other hand, as shown in FIG. 3C, when the number of antenna elements is reduced and the directivity is increased, the gain decreases, but the array antenna 120 does not increase even if the moving speed of the radio communication terminal 200 increases. The frequency of adjusting the directivity of is low. Therefore, a stable communication path is maintained even when the wireless communication terminal 200 moves at a high speed.
図４は、本実施形態に係るアンテナ切替部１０７が保持するテーブルの構成例を示す図である。アンテナ切替部１０７は、図４に示すテーブルに従って、速度クラスに対応するアンテナ素子数を選択する。 FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a table held by the antenna switching unit 107 according to the present embodiment. The antenna switching unit 107 selects the number of antenna elements corresponding to the speed class according to the table shown in FIG.
具体的には、アンテナ切替部１０７は、速度クラスがI（低速）である場合には、すべてのアンテナ素子Ａｎｔ１〜Ａｎｔ１２を使用するために、スイッチＳＷ１Ｒ〜ＳＷ１２Ｒ及びスイッチＳＷ１Ｓ〜ＳＷ１２Ｓをすべてオンに設定する。その際、ウェイト生成部１０８では、Ｗ１〜Ｗ１２まですべてのブランチに対応してウェイトを算出する。 Specifically, when the speed class is I (low speed), the antenna switching unit 107 turns on all the switches SW1R to SW12R and the switches SW1S to SW12S in order to use all the antenna elements Ant1 to Ant12. Set. At that time, the weight generation unit 108 calculates weights corresponding to all branches from W1 to W12.
アンテナ切替部１０７は、速度クラスがII（中速）である場合には、アンテナ素子数を１／２の６本とする。ここでは、アンテナ素子Ａｎｔ１〜Ａｎｔ１２においてオン又はオフの設定を交互に配置する。ウェイト生成部１０８は、スイッチＳＷ１Ｒ〜ＳＷ１２Ｒ及びスイッチＳＷ１Ｓ〜ＳＷ１２Ｓがオンしているブランチに対してウェイトを算出する。 When the speed class is II (medium speed), the antenna switching unit 107 sets the number of antenna elements to six, which is 1/2. Here, the on / off setting is alternately arranged in the antenna elements Ant1 to Ant12. The weight generation unit 108 calculates weights for the branches in which the switches SW1R to SW12R and the switches SW1S to SW12S are on.
アンテナ切替部１０７は、速度クラスがIII（高速）である場合には、アンテナ素子数をさらに１／２に設定して３本とする。ここでは、使用するアンテナ素子が等間隔になるように設定される。スイッチＳＷ１Ｒ〜ＳＷ１２Ｒ及びスイッチＳＷ１Ｓ〜ＳＷ１２Ｓがオンしているブランチに対してウェイトを算出する。 When the speed class is III (high speed), the antenna switching unit 107 further sets the number of antenna elements to ½ to be three. Here, the antenna elements to be used are set at equal intervals. Weights are calculated for the branches in which the switches SW1R to SW12R and the switches SW1S to SW12S are on.
（４）速度判定処理
次に、速度判定処理、すなわち、受信レベルの検出及び当該受信レベルに基づく速度クラスの判定について説明する。
(4) Speed determination processing Next, speed determination processing, that is, detection of a reception level and determination of a speed class based on the reception level will be described.
速度判定処理としては、受信スロット（無線基地局１００においてはアップリンクスロット）の全体に渡って受信レベルを検出し、当該受信レベルの変動分に応じて速度クラスを判定することが考えられる。 As the speed determination process, it is conceivable to detect the reception level over the entire reception slot (uplink slot in the radio base station 100) and determine the speed class according to the variation of the reception level.
しかし、変調方式がＱＡＭ等の振幅変調を含む場合や、マルチキャリア伝送の場合、データ区間において変調信号の電力変動が大きくなるため、短い時間間隔で精度良く受信レベルを検出することが困難となる。 However, when the modulation method includes amplitude modulation such as QAM or multicarrier transmission, the power fluctuation of the modulation signal becomes large in the data section, so that it is difficult to accurately detect the reception level in a short time interval. .
以下では、（４．１）速度判定処理方法１、（４．２）速度判定処理方法２について説明する。速度判定処理方法１は、２つのトレーニングシンボルを用いる方法である。速度判定処理方法２は、３つのトレーニングシンボルを用いる方法である。なお、第２実施形態で詳述するように、無線基地局１００が報知する同期用の報知情報の受信レベル変動を無線通信端末２００で検出し、無線通信端末２００が当該受信レベル変動に基づき速度情報（速度クラス）を判定してもよい。 Hereinafter, (4.1) Speed determination processing method 1 and (4.2) Speed determination processing method 2 will be described. The speed determination processing method 1 is a method using two training symbols. The speed determination processing method 2 is a method using three training symbols. Note that, as will be described in detail in the second embodiment, the wireless communication terminal 200 detects the reception level fluctuation of the synchronization broadcast information broadcast by the radio base station 100, and the radio communication terminal 200 detects the speed based on the reception level fluctuation. Information (speed class) may be determined.
（４．１）速度判定処理方法１
図５は、速度判定処理方法１において受信レベルを検出する動作を示す図である。
(4.1) Speed determination processing method 1
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation of detecting the reception level in the speed determination processing method 1.
受信レベル検出部１０５は、図５（ｂ）に示すタイミング信号に基づき、受信スロットにおいてトレーニングシンボルが含まれる期間を特定する。 The reception level detection unit 105 specifies a period in which a training symbol is included in the reception slot based on the timing signal shown in FIG.
受信レベル検出部１０５は、図５（ａ）及び図５（ｃ）に示すように、受信スロット内のトレーニングシンボル（ヘッド部）、及びトレーニングシンボル（テール部）のそれぞれの受信レベルを検出する。 As shown in FIGS. 5A and 5C, the reception level detection unit 105 detects the reception levels of the training symbol (head unit) and the training symbol (tail unit) in the reception slot.
そして、受信レベル検出部１０５は、検出した各受信レベルの受信レベル差ｄを算出する。このように、既知のトレーニング信号を使用することにより、短時間で正確に受信レベルを検出することが可能となり、正確なレベル変動情報を得ることが可能となる。 The reception level detection unit 105 calculates a reception level difference d between the detected reception levels. In this way, by using a known training signal, it is possible to accurately detect the reception level in a short time, and it is possible to obtain accurate level variation information.
図６は、速度判定処理方法１において速度クラスを判定する動作を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating an operation for determining a speed class in the speed determination processing method 1.
速度判定部１０６は、図６に示すように、受信レベル差の閾値をＸ１及びＸ２（Ｘ１＞Ｘ２）の２点設定している。 As shown in FIG. 6, the speed determination unit 106 sets two threshold values, X1 and X2 (X1> X2), as threshold values for reception level differences.
速度判定部１０６は、受信レベル検出部１０５によって算出された受信レベル差ｄを閾値をＸ１及びＸ２と比較する。 The speed determination unit 106 compares the reception level difference d calculated by the reception level detection unit 105 with thresholds X1 and X2.
速度判定部１０６は、ｄ≧Ｘ１の場合には、高速（速度クラスI）と判定する。速度判定部１０６は、Ｘ２≦ｄ＜Ｘ１の場合には、中速（速度クラスII）と判定する。速度判定部１０６は、ｄ＜Ｘ２の場合には、低速（速度クラスIII）と判定する。 The speed determination unit 106 determines that the speed is high (speed class I) when d ≧ X1. The speed determination unit 106 determines medium speed (speed class II) when X2 ≦ d <X1. The speed determination unit 106 determines that the speed is low (speed class III) when d <X2.
なお、速度判定処理方法１は、無線基地局１００が実行する場合に限らず、無線通信端末２００において実行してもよい。この場合、無線通信端末２００から無線基地局１００へ速度クラスが通知される。 The speed determination processing method 1 is not limited to being executed by the radio base station 100, and may be executed by the radio communication terminal 200. In this case, the speed class is notified from the radio communication terminal 200 to the radio base station 100.
（４．２）速度判定処理方法２
図７は、速度判定処理方法２において受信レベルを検出する動作を示す図である。
(4.2) Speed determination processing method 2
FIG. 7 is a diagram illustrating an operation of detecting the reception level in the speed determination processing method 2.
速度判定処理方法１では、受信スロットのヘッド部とテール部の２点にてレベル検出を実施した。しかし、無線通信端末２００の移動速度が上がった場合には、図７（ｃ）に示すように、１スロット中で受信レベルの上下が発生する。この場合には、ヘッド部とテール部の２点のみで観測すると、レベル差が発生していないという誤検出が発生する。このような不具合を解消するため、速度判定処理方法２では、図７（ａ）に示すように、トレーニングシンボル（ミッド部）をスロットの中央に配置する。 In the speed determination processing method 1, level detection is performed at two points of the head portion and tail portion of the reception slot. However, when the moving speed of the wireless communication terminal 200 increases, the reception level increases or decreases in one slot as shown in FIG. In this case, if only two points of the head portion and the tail portion are observed, a false detection that no level difference has occurred occurs. In order to eliminate such a problem, in the speed determination processing method 2, as shown in FIG. 7A, a training symbol (mid portion) is arranged at the center of the slot.
図７（ａ）及び図７（ｃ）に示すように、受信レベル検出部１０５は、受信スロット内のヘッド部、ミッド部、テール部の３点で受信レベルを測定することにより、スロット中で発生する上下のレベル変動を観測することが可能になる。 As shown in FIG. 7A and FIG. 7C, the reception level detection unit 105 measures the reception level at three points of the head part, the mid part, and the tail part in the reception slot, and thereby in the slot. It is possible to observe the level fluctuation that occurs.
図７（ｃ）の例では、受信レベル検出部１０５は、ヘッド部とミッド部との受信レベル差をｄ１とし、ミッド部とテール部の受信レベル差をｄ２として、２つの受信レベル差を算出している。 In the example of FIG. 7C, the reception level detection unit 105 calculates two reception level differences with the reception level difference between the head part and the mid part as d1, and the reception level difference between the mid part and the tail part as d2. is doing.
なお、トレーニングシンボル数の配置に関しては、無線通信端末２００の移動速度に応じて、無線基地局１００及び無線通信端末２００間で速度情報をやり取りすることで、適応的に２点、３点、４点・・・と増加又は減少させていくことも可能である。 In addition, regarding the arrangement of the number of training symbols, two points, three points, four points are adaptively transmitted by exchanging speed information between the radio base station 100 and the radio communication terminal 200 according to the moving speed of the radio communication terminal 200. It is also possible to increase or decrease the dots.
図８は、速度判定処理方法２において速度クラスを判定する動作を示す図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating an operation for determining a speed class in the speed determination processing method 2.
速度判定部１０６は、図８に示すように、受信レベル差ｄ１及びｄ２を閾値Ｘ１及びＸ２と比較する。 As shown in FIG. 8, the speed determination unit 106 compares the reception level differences d1 and d2 with thresholds X1 and X2.
また、速度判定部１０６は、比較結果の組合せに応じて、５つの速度クラスの中から速度クラスを判定する。 Further, the speed determination unit 106 determines a speed class from five speed classes according to the combination of the comparison results.
なお、速度判定処理方法２は、無線基地局１００が実行する場合に限らず、無線通信端末２００において実行してもよい。この場合、無線通信端末２００から無線基地局１００へ速度クラスが通知される。 The speed determination processing method 2 is not limited to being executed by the radio base station 100, and may be executed by the radio communication terminal 200. In this case, the speed class is notified from the radio communication terminal 200 to the radio base station 100.
（５）無線基地局の動作
次に、無線基地局１００の動作について説明する。以下、（５．１）無線基地局の動作パターン１、（５．２）無線基地局の動作パターン２、の順で説明する。
(5) Operation of Radio Base Station Next, the operation of the radio base station 100 will be described. Hereinafter, (5.1) operation pattern 1 of the radio base station and (5.2) operation pattern 2 of the radio base station will be described in this order.
（５．１）無線基地局の動作パターン１
図９は、無線基地局１００の動作パターン１を示すフローチャートである。
(5.1) Operation pattern 1 of the radio base station
FIG. 9 is a flowchart showing an operation pattern 1 of the radio base station 100.
ステップＳ１０１において、無線基地局１００は、アレイアンテナ１２０を用いて無線通信端末２００からの無線信号を受信する。 In step S <b> 101, the radio base station 100 receives a radio signal from the radio communication terminal 200 using the array antenna 120.
ステップＳ１０２において、無線基地局１００は、受信信号と既知の参照信号に基づき、誤差信号を検出する。 In step S102, the radio base station 100 detects an error signal based on the received signal and the known reference signal.
ステップＳ１０３において、無線基地局１００は、ステップＳ１０２で検出された誤差信号に基づき、ウェイトを算出する。 In step S103, the radio base station 100 calculates a weight based on the error signal detected in step S102.
ステップＳ１０４において、無線基地局１００は、ステップＳ１０３で算出されたウェイトを用いて、各ブランチのウェイトを更新する。 In step S104, the radio base station 100 updates the weight of each branch using the weight calculated in step S103.
ステップＳ１０５において、無線基地局１００は、無線通信端末２００の移動速度（速度クラス）が変更されたか否かを判定する。無線通信端末２００の移動速度（速度クラス）が変更された場合、処理がステップＳ１０６に進む。一方、無線通信端末２００の移動速度（速度クラス）が変更されない場合、処理がステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、無線基地局１００は、受信信号を復調・復号する。 In step S105, the radio base station 100 determines whether or not the moving speed (speed class) of the radio communication terminal 200 has been changed. When the moving speed (speed class) of the wireless communication terminal 200 is changed, the process proceeds to step S106. On the other hand, when the moving speed (speed class) of the wireless communication terminal 200 is not changed, the process proceeds to step S107. In step S107, the radio base station 100 demodulates and decodes the received signal.
ステップＳ１０６において、無線基地局１００は、無線通信端末２００の移動速度（速度クラス）を判定する。 In step S106, the radio base station 100 determines the moving speed (speed class) of the radio communication terminal 200.
ステップＳ１０８において、無線基地局１００は、無線通信端末２００の移動速度（速度クラス）が下がったか、又は上がったかを判定する。無線通信端末２００の移動速度（速度クラス）が下がった場合、処理がステップＳ１１０に進む。一方、無線通信端末２００の移動速度（速度クラス）が上がった場合、処理がステップＳ１０９に進む。 In step S108, the radio base station 100 determines whether the moving speed (speed class) of the radio communication terminal 200 has decreased or increased. If the moving speed (speed class) of the wireless communication terminal 200 has decreased, the process proceeds to step S110. On the other hand, when the moving speed (speed class) of the wireless communication terminal 200 is increased, the process proceeds to step S109.
ステップＳ１０９において、無線基地局１００は、アンテナ素子数を減少させる。 In step S109, the radio base station 100 decreases the number of antenna elements.
ステップＳ１１０において、無線基地局１００は、アンテナ素子数を増加させる。 In step S110, the radio base station 100 increases the number of antenna elements.
（５．２）無線基地局の動作パターン２
図１０は、無線基地局１００の動作パターン２を示すフローチャートである。
(5.2) Operation pattern 2 of the radio base station
FIG. 10 is a flowchart showing an operation pattern 2 of the radio base station 100.
ステップＳ１０１〜ステップＳ１０７の各処理は、図９と同様である。 Each process of step S101 to step S107 is the same as that in FIG.
ステップＳ２０１において、無線基地局１００は、無線通信端末２００の移動速度（速度クラス）が下がったか、又は上がったかを判定する。無線通信端末２００の移動速度（速度クラス）が下がった場合、処理がステップＳ１１０に進む。一方、無線通信端末２００の移動速度（速度クラス）が上がった場合、処理がステップＳ２０２に進む。ステップＳ１１０では、無線基地局１００は、アンテナ素子数を増加させる。 In step S201, the radio base station 100 determines whether the moving speed (speed class) of the radio communication terminal 200 has decreased or increased. If the moving speed (speed class) of the wireless communication terminal 200 has decreased, the process proceeds to step S110. On the other hand, when the moving speed (speed class) of the wireless communication terminal 200 is increased, the process proceeds to step S202. In step S110, the radio base station 100 increases the number of antenna elements.
ステップＳ２０２において、無線基地局１００は、受信信号のＳＮＲを確認（測定）する。 In step S202, the radio base station 100 confirms (measures) the SNR of the received signal.
ステップＳ２０３において、無線基地局１００は、ステップＳ２０２で測定されたＳＮＲが予め設定された基準値を満たすか否かを判定する。当該ＳＮＲが予め設定された基準値を満たす場合、処理がステップＳ１０７に進む。一方、当該ＳＮＲが予め設定された基準値を満たさない場合、処理がステップＳ１０９に進む。 In step S203, the radio base station 100 determines whether or not the SNR measured in step S202 satisfies a preset reference value. If the SNR satisfies a preset reference value, the process proceeds to step S107. On the other hand, if the SNR does not satisfy the preset reference value, the process proceeds to step S109.
ステップＳ１０９において、無線基地局１００は、アンテナ素子数を減少させる。 In step S109, the radio base station 100 decreases the number of antenna elements.
（６）作用・効果
以上説明したように本実施形態によれば、無線基地局１００のアンテナ切替部１０７は、速度判定部１０６によって判定された速度クラスに応じて、受信スイッチＳＷ１Ｒ〜ＳＷｎＲ及び送信スイッチＳＷ１Ｓ〜ＳＷｎＳによって信号経路を接続又は切断することで、無線通信端末２００との通信に使用されるアンテナ素子数を制御する。
(6) Operation and Effect As described above, according to the present embodiment, the antenna switching unit 107 of the radio base station 100 performs the reception switches SW1R to SWnR and the transmission according to the speed class determined by the speed determination unit 106. The number of antenna elements used for communication with the wireless communication terminal 200 is controlled by connecting or disconnecting the signal path with the switches SW1S to SWnS.
したがって、演算処理量が増大することなく、無線通信端末２００の速度クラスに応じてアレイアンテナ１２０の指向性の鋭さを制御することができる。 Therefore, the directivity sharpness of the array antenna 120 can be controlled in accordance with the speed class of the wireless communication terminal 200 without increasing the amount of calculation processing.
本実施形態によれば、無線基地局１００のアンテナ切替部１０７は、無線通信端末２００の速度クラスが増加する場合、無線通信端末２００との通信に使用されるアンテナ素子Ａｎｔ１〜Ａｎｔｎの数を減少させる。 According to the present embodiment, the antenna switching unit 107 of the radio base station 100 decreases the number of antenna elements Ant1 to Antn used for communication with the radio communication terminal 200 when the speed class of the radio communication terminal 200 increases. Let
すなわち、無線通信端末２００の速度クラスが高速であるほど、アレイアンテナ１２０の指向性を広くする。よって、無線基地局１００は、無線通信端末２００の位置に応じてアレイアンテナ１２０の指向性を調整することが容易になり、無線通信端末２００が高速に移動しても通信を継続可能となる。 That is, the higher the speed class of the wireless communication terminal 200, the wider the directivity of the array antenna 120. Therefore, the radio base station 100 can easily adjust the directivity of the array antenna 120 according to the position of the radio communication terminal 200, and can continue communication even if the radio communication terminal 200 moves at high speed.
本実施形態によれば、無線基地局１００のアンテナ切替部１０７は、無線通信端末２００の速度クラスが減少する場合、無線通信端末２００との通信に使用されるアンテナ素子Ａｎｔ１〜Ａｎｔｎの数を増加させる。 According to the present embodiment, the antenna switching unit 107 of the radio base station 100 increases the number of antenna elements Ant1 to Antn used for communication with the radio communication terminal 200 when the speed class of the radio communication terminal 200 decreases. Let
すなわち、無線通信端末２００の速度クラスが低速であるほど、アレイアンテナ１２０の指向性を鋭くする。よって、無線基地局１００は、無線通信端末２００の速度クラスが低速である場合には、アレイアンテナ１２０の指向性を鋭くすることでアレイアンテナ１２０の利得を向上させることができる。 That is, the directivity of the array antenna 120 becomes sharper as the speed class of the wireless communication terminal 200 is lower. Therefore, when the speed class of the radio communication terminal 200 is low, the radio base station 100 can improve the gain of the array antenna 120 by sharpening the directivity of the array antenna 120.
本実施形態によれば、無線基地局１００の受信レベル検出部１０５は、１タイムスロット期間において、無線通信端末２００によって互いに異なる期間に送信されるトレーニングシンボルの受信レベルを検出する。速度判定部１０６は、検出された受信レベルの差分（差分ｄ，差分ｄ１，差分ｄ２）と、所定の閾値（閾値Ｘ１，Ｘ２）との比較結果に応じて、無線通信端末２００の速度クラスを判定する。 According to the present embodiment, the reception level detection unit 105 of the radio base station 100 detects the reception level of training symbols transmitted in different periods by the radio communication terminal 200 in one time slot period. The speed determination unit 106 determines the speed class of the wireless communication terminal 200 according to the comparison result between the detected difference between the reception levels (difference d, difference d1, difference d2) and a predetermined threshold (threshold X1, X2). judge.
したがって、無線基地局１００は、タイムスロットに含まれる既知のシンボルを利用して、無線通信端末２００の速度クラスを高精度に判定可能となる。 Therefore, the radio base station 100 can determine the speed class of the radio communication terminal 200 with high accuracy by using a known symbol included in the time slot.
なお、従来技術では受信品質（ＳＩＮＲやＢＥＲ）によって無線通信端末２００の移動速度を判定していたが、ＳＩＮＲやＢＥＲは妨害波などの影響によって劣化する。このため、従来技術では、本実施形態とは異なり、無線通信端末２００の移動速度を高精度に判定できない。 In the prior art, the moving speed of the wireless communication terminal 200 is determined based on the reception quality (SINR or BER), but the SINR or BER is deteriorated due to the influence of an interference wave or the like. For this reason, unlike the present embodiment, the moving speed of the wireless communication terminal 200 cannot be determined with high accuracy in the related art.
本実施形態によれば、無線通信端末２００は、無線基地局１００によって報知される同期用の報知情報（トーン信号）の受信レベルを検出し、検出した受信レベルに応じて、無線通信端末２００の速度クラスを判定する。判定された速度クラスは、通信開始時において、無線基地局１００に通知される。 According to the present embodiment, the radio communication terminal 200 detects the reception level of the broadcast information (tone signal) for synchronization broadcast by the radio base station 100, and the radio communication terminal 200 determines the reception level of the radio communication terminal 200 according to the detected reception level. Determine the speed class. The determined speed class is notified to the radio base station 100 at the start of communication.
したがって、無線基地局１００は、無線通信端末２００との通信開始時に、無線通信端末２００の速度クラスに応じて、アレイアンテナ１２０の指向性の鋭さを適切に設定可能となる。つまり、無線基地局１００は、アレイアンテナ１２０の指向性の鋭さを通信開始時から適切に制御可能となり、高速移動中の無線通信端末２００と通信を開始する場合であってもより安定した通信を開始可能となる。 Therefore, radio base station 100 can appropriately set the directivity sharpness of array antenna 120 according to the speed class of radio communication terminal 200 when communication with radio communication terminal 200 is started. That is, the radio base station 100 can appropriately control the sharpness of the directivity of the array antenna 120 from the start of communication, and can perform more stable communication even when starting communication with the radio communication terminal 200 moving at high speed. It becomes possible to start.
本実施形態によれば、無線基地局１００は、無線通信端末２００の移動速度が上がった場合、受信信号のＳＮＲを測定（確認）し、測定されたＳＮＲが予め設定された基準値を満たすか否かを判定する。測定されたＳＮＲが予め設定された基準値を満たす場合、無線基地局１００は復調処理を実行する。一方、測定されたＳＮＲが予め設定された基準値を満たさない場合、無線基地局１００は、アンテナ素子数を減少させる。 According to the present embodiment, the radio base station 100 measures (confirms) the SNR of the received signal when the moving speed of the radio communication terminal 200 increases, and whether the measured SNR satisfies a preset reference value. Determine whether or not. When the measured SNR satisfies a preset reference value, the radio base station 100 executes demodulation processing. On the other hand, when the measured SNR does not satisfy the preset reference value, the radio base station 100 decreases the number of antenna elements.
すなわち、無線通信端末２００が高速に移動しているような状況であっても、測定されたＳＮＲが良好であれば、特にアンテナ素子数を減少させずに現状を維持する処理を実行する。よって、ＳＮＲが良好である場合には、アンテナ素子数を積極的に減少させるような処理が実行されない。アンテナ素子数の制御が頻繁に実行されるような状況下においては、当該制御について誤制御等の不具合が懸念されるが、本実施形態では、かかる不具合を確実に回避でき、アンテナ素子数の制御が安定して実行される。 That is, even if the wireless communication terminal 200 is moving at a high speed, if the measured SNR is good, a process for maintaining the current state is performed without reducing the number of antenna elements. Therefore, when the SNR is good, processing that actively reduces the number of antenna elements is not executed. In a situation where control of the number of antenna elements is frequently executed, there is a concern about problems such as erroneous control for the control, but in this embodiment, such problems can be reliably avoided and control of the number of antenna elements is performed. Is executed stably.
［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、無線基地局１００において無線通信端末２００の速度クラスを判定していた。本実施形態では、無線通信端末２００が速度クラスを判定し、判定した速度クラスを無線基地局１００に通知する構成について説明する。以下、（１）無線基地局の構成、（２）無線通信端末の構成、（３）作用・効果、の順で説明する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment described above, the wireless base station 100 determines the speed class of the wireless communication terminal 200. In the present embodiment, a configuration will be described in which the wireless communication terminal 200 determines a speed class and notifies the wireless base station 100 of the determined speed class. Hereinafter, (1) the configuration of the radio base station, (2) the configuration of the radio communication terminal, and (3) the operation and effect will be described in this order.
（１）無線基地局の構成
図１１は、本実施形態に係る無線基地局１００の構成を示すブロック図である。
(1) Configuration of Radio Base Station FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the radio base station 100 according to this embodiment.
図１１に示すように、本実施形態に係る無線基地局１００は、速度情報取得部１１１を備える点で、上述した第１実施形態とは異なる。速度情報取得部１１１は、無線通信端末２００によって通知される速度情報（速度クラス）を取得する。 As shown in FIG. 11, the radio base station 100 according to the present embodiment is different from the first embodiment described above in that it includes a speed information acquisition unit 111. The speed information acquisition unit 111 acquires speed information (speed class) notified by the wireless communication terminal 200.
（２）無線通信端末の構成
図１２は、本実施形態に係る無線通信端末２００の構成を示すブロック図である。
(2) Configuration of Radio Communication Terminal FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the radio communication terminal 200 according to this embodiment.
図１２に示すように、無線通信端末２００は、アンテナ２１０、無線処理部２２０、同期情報取得部２３０、受信レベル検出部２４０、速度情報生成部２５０及び速度情報通知部２６０を備える。 As illustrated in FIG. 12, the wireless communication terminal 200 includes an antenna 210, a wireless processing unit 220, a synchronization information acquisition unit 230, a reception level detection unit 240, a speed information generation unit 250, and a speed information notification unit 260.
無線処理部２２０は、無線基地局１００と無線信号を送受信する。報知情報取得部２３０は、無線処理部２２０が無線基地局１００から受信した無線信号から報知情報を取得する。報知情報とは、無線基地局１００によって無線基地局１００のセル内に報知される情報であり、当該セル内の任意の無線通信端末によって受信可能である。 The radio processing unit 220 transmits and receives radio signals to and from the radio base station 100. The broadcast information acquisition unit 230 acquires broadcast information from the radio signal received from the radio base station 100 by the radio processing unit 220. The broadcast information is information that is broadcast in the cell of the radio base station 100 by the radio base station 100, and can be received by any radio communication terminal in the cell.
具体的には、報知情報取得部２３０は、図１３（ａ）に示すように、無線基地局１００が定期的（スーパーフレーム毎など）に報知している同期用の報知情報を取得する。一般的に、無線基地局１００が定期的に報知している同期用の報知情報としては、図１３（ｂ）に示すように、単一信号（トーン信号）が使用されている。 Specifically, as shown in FIG. 13A, the broadcast information acquisition unit 230 acquires the broadcast information for synchronization that the radio base station 100 broadcasts regularly (for example, every superframe). In general, a single signal (tone signal) is used as the notification information for synchronization periodically notified by the radio base station 100 as shown in FIG.
無線通信端末２００は、同期用の報知情報を用いて、無線基地局１００と周波数及びタイミングの同期をとる。なお、ｉＢｕｒｓｔでは、２０個のフレームによって１スーパーフレームが構成される。 The radio communication terminal 200 synchronizes the frequency and timing with the radio base station 100 using the broadcast information for synchronization. In iBurst, one superframe is composed of 20 frames.
受信レベル検出部２４０は、図１３（ｃ）に示すように、報知情報取得部２３０によって取得された同期用の報知情報の受信レベルを検出する。図１３の例では、受信レベル検出部２４０は、スーパーフレーム期間の先頭に存在するタイムスロット（同期用スロット）の受信レベルを検出する。 As shown in FIG. 13C, the reception level detection unit 240 detects the reception level of the synchronization notification information acquired by the notification information acquisition unit 230. In the example of FIG. 13, the reception level detection unit 240 detects the reception level of a time slot (synchronization slot) existing at the beginning of the superframe period.
速度情報生成部２５０は、受信レベル検出部２４０によって検出された受信レベルに基づき、当該受信レベルの変動（レベル変動）を検出する。具体的には、速度情報生成部２５０は、図１３（ｃ）に示す受信レベルを移動平均することで、図１３（ｄ）に示す出力を得る。 The speed information generation unit 250 detects the reception level fluctuation (level fluctuation) based on the reception level detected by the reception level detection unit 240. Specifically, the speed information generation unit 250 obtains the output shown in FIG. 13D by moving average the reception levels shown in FIG.
また、速度情報生成部２５０は、検出されたレベル変動から、無線通信端末２００の移動速度を示す速度情報を生成する。速度情報は、上述した第１実施形態と同様に、検出された変動を閾値と比較することで生成可能である。 Also, the speed information generation unit 250 generates speed information indicating the moving speed of the wireless communication terminal 200 from the detected level fluctuation. The speed information can be generated by comparing the detected variation with a threshold value, as in the first embodiment described above.
なお、報知情報取得部２３０、受信レベル検出部２４０及び速度情報生成部２５０は、無線基地局１００と通信を行っていない場合においても、同期用の報知情報のレベル変動を検出し、速度情報を生成する。 Note that the broadcast information acquisition unit 230, the reception level detection unit 240, and the speed information generation unit 250 detect the level change of the broadcast information for synchronization even when not communicating with the radio base station 100, and obtain the speed information. Generate.
速度情報通知部２６０は、速度情報生成部２５０によって生成された速度情報を、無線基地局１００との通信開始時において無線基地局１００に通知する。 The speed information notification unit 260 notifies the radio base station 100 of the speed information generated by the speed information generation unit 250 when communication with the radio base station 100 is started.
（３）作用・効果
本実施形態によれば、同期用の報知情報をレベル変動検出に使用することにより、第１実施形態の速度判定処理方法１及び２で説明したトレーニングシンボルの時間よりも、長い期間に渡ってレベル変動を検出することができる。具体的には、同期用の報知情報は１タイムスロット期間の全体を占めるが、トレーニングシンボルは１タイムスロット期間の一部にしか設けられていない。
(3) Operation / Effect According to the present embodiment, by using the notification information for synchronization for level fluctuation detection, the time of the training symbol described in the speed determination processing methods 1 and 2 of the first embodiment is obtained. Level fluctuations can be detected over a long period of time. Specifically, the broadcast notification information occupies the entire one time slot period, but the training symbols are provided only in a part of the one time slot period.
また、本実施形態によれば、無線通信端末２００は、無線基地局１００と通信を行っていない場合においても、同期用の報知情報を受信し、レベル変動を検出することにより、速度情報を推定することが可能になる。したがって、無線通信端末２００は、次回無線基地局１００との通信を開始する時には、速度クラスに応じたアンテナ素子数を選択することができる。 Further, according to the present embodiment, the radio communication terminal 200 estimates the speed information by receiving the synchronization notification information and detecting the level fluctuation even when the radio communication terminal 200 is not communicating with the radio base station 100. It becomes possible to do. Therefore, the radio communication terminal 200 can select the number of antenna elements corresponding to the speed class when starting communication with the radio base station 100 next time.
さらに、本実施形態によれば、無線基地局１００は、無線通信端末２００との通信開始直後に無線通信端末２００の速度クラスを把握することができる。このため、無線基地局１００は、予め通信に用いるスロット中に、トレーニングシンボルを多く挿入することで、無線通信端末２００においてより精度が高い速度検出ができるようにすることもできる。 Furthermore, according to the present embodiment, the radio base station 100 can grasp the speed class of the radio communication terminal 200 immediately after the start of communication with the radio communication terminal 200. For this reason, the radio base station 100 can also perform speed detection with higher accuracy in the radio communication terminal 200 by inserting a large number of training symbols in advance in slots used for communication.
なお、無線通信端末２００がアレイアンテナを搭載している場合には、無線通信端末２００において、無線基地局１００との通信に使用するアンテナ素子数を決定することができる。 When radio communication terminal 200 is equipped with an array antenna, radio communication terminal 200 can determine the number of antenna elements used for communication with radio base station 100.
［その他の実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although this invention was described by embodiment, it should not be understood that the description and drawing which form a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
例えば、上述した実施形態では、アレイアンテナ１２０を備える無線基地局１００について説明したが、無線通信端末２００がアレイアンテナ１２０を備えてもよい。無線通信端末２００がアレイアンテナ１２０を備える場合、無線通信端末２００は、図２に示した構成を具備する。なお、無線基地局１００及び無線通信端末２００の両方がアレイアンテナ１２０を備えてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the radio base station 100 including the array antenna 120 has been described, but the radio communication terminal 200 may include the array antenna 120. When the wireless communication terminal 200 includes the array antenna 120, the wireless communication terminal 200 has the configuration illustrated in FIG. Note that both the radio base station 100 and the radio communication terminal 200 may include the array antenna 120.
上述した実施形態では、ｉＢｕｒｓｔに基づく無線通信システムを例に説明したが、ｉＢｕｒｓｔに限らず、アダプティブアレイ制御を行う通信システムであれば、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ ｓｙｓｔｅｍ）やＩＥＥＥ８０２．１６通信規格（ＷｉＭＡＸ）に基づいたシステムなどであっても構わない。 In the above-described embodiment, the wireless communication system based on iBurst has been described as an example. However, the communication system is not limited to iBurst, and any communication system that performs adaptive array control may be used. It may be a system based on the above.
上述した実施形態では、乗算器１０３１〜１０３ｎと加算器１０４との間にスイッチＳＷ１Ｒ〜ＳＷｎＲが接続されていたが、ＡＤＣ１０２１〜１０２ｎと乗算器１０３１〜１０３ｎとの間や、送受信ＳＷ１０１１〜１０１ｎとＡＤＣ１０２１〜１０２ｎとの間であってもよい。 In the above-described embodiment, the switches SW1R to SWnR are connected between the multipliers 103 1 to 103 n and the adder 104, but between the ADCs 102 1 to 102 n and the multipliers 103 1 to 103 n , It may be between the transmission / reception SWs 101 1 to 101 n and the ADCs 102 1 to 102 n .
同様に、上述した実施形態では、乗算器１１１１〜１１１ｎとＨＹＢ１１０との間にスイッチＳＷ１Ｓ〜ＳＷｎＳが接続されていたが、ＤＡＣ１１２１〜１１２ｎと乗算器１１１１〜１１１ｎとの間や、送受信ＳＷ１０１１〜１０１ｎとＤＡＣ１１２１〜１１２ｎとの間であってもよい。 Similarly, in the above-described embodiment, the switches SW1S to SWnS are connected between the multipliers 111 1 to 111 n and the HYB 110, but between the DACs 112 1 to 112 n and the multipliers 111 1 to 111 n , The transmission / reception SW 101 1 to 101 n and the DAC 112 1 to 112 n may be provided.
さらに、上述した実施形態では、アンテナ素子Ａｎｔ１〜ＡｎｔｎとスイッチＳＷ１Ｒ〜ＳＷｎＲとが１対１に対応していたが、必ずしもすべてのアンテナ素子Ａｎｔ１〜ＡｎｔｎについてスイッチＳＷ１Ｒ〜ＳＷｎＲを設けなくてもよい。同様に、アンテナ素子Ａｎｔ１〜ＡｎｔｎとスイッチＳＷ１Ｓ〜ＳＷｎＳとが１対１に対応していたが、必ずしもすべてのアンテナ素子Ａｎｔ１〜ＡｎｔｎについてスイッチＳＷ１Ｓ〜ＳＷｎＳを設けなくてもよい。例えば、図４ではスイッチＳＷ１，ＳＷ５，ＳＷ９は各速度クラスにおいてオンであるため、スイッチＳＷ１，ＳＷ５，ＳＷ９を不要とすることもできる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the antenna elements Ant1 to Antn and the switches SW1R to SWnR have a one-to-one correspondence. However, the switches SW1R to SWnR are not necessarily provided for all the antenna elements Ant1 to Antn. Similarly, the antenna elements Ant1 to Antn and the switches SW1S to SWnS have a one-to-one correspondence, but the switches SW1S to SWnS are not necessarily provided for all the antenna elements Ant1 to Antn. For example, in FIG. 4, since the switches SW1, SW5, and SW9 are on in each speed class, the switches SW1, SW5, and SW9 may be unnecessary.
また、無線基地局１００の構成は、図２に示した構成に限らない。以下では、無線基地局の構成の変更例について説明する。
図１４は、本変更例に係る無線基地局１００の構成を示すブロック図である。
Also, the configuration of the radio base station 100 is not limited to the configuration shown in FIG. Below, the example of a change of the structure of a wireless base station is demonstrated.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of the radio base station 100 according to this modification.
上述した実施形態では、無線基地局１００は、加算器１０４によって合成された受信信号からウェイトを算出していたが、本変更例では、ウェイト生成部１０８は、合成前の受信信号からウェイトを算出する。その他の構成については、上述した実施形態と同様である。 In the embodiment described above, the radio base station 100 calculates the weight from the reception signal combined by the adder 104. However, in this modification, the weight generation unit 108 calculates the weight from the reception signal before the combination. To do. About another structure, it is the same as that of embodiment mentioned above.
なお、無線通信端末２００がアレイアンテナ１２０を備える場合、本変更例の構成を無線通信端末２００に設けてもよい。 Note that, when the wireless communication terminal 200 includes the array antenna 120, the configuration of this modification may be provided in the wireless communication terminal 200.
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。 Thus, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the present invention is limited only by the invention specifying matters in the scope of claims reasonable from this disclosure.
１００…無線基地局、１０４…加算器、１０５…受信レベル検出部、１０６…速度判定部、１０７…アンテナ切替部、１０８…ウェイト生成部、１０９…品質判定部、１１０…ＨＹＢ、１１１…速度情報取得部、１２０…アレイアンテナ、２００…無線通信端末、１０１１〜１０１ｎ…送受信ＳＷ、１０２１〜１０２ｎ…ＡＤＣ、１０３１〜１０３ｎ，１１１１〜１１１ｎ…乗算器、１１２１〜１１２ｎ…ＤＡＣ、２１０…アンテナ、２２０…無線処理部、２３０…同期情報取得部、２４０…受信レベル検出部、２５０…速度情報生成部、２６０…速度情報通知部、ＳＷ１Ｒ〜ＳＷｎＲ，ＳＷ１Ｓ〜ＳＷｎＳ…スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Wireless base station, 104 ... Adder, 105 ... Reception level detection part, 106 ... Speed determination part, 107 ... Antenna switching part, 108 ... Weight generation part, 109 ... Quality determination part, 110 ... HYB, 111 ... Speed information Acquisition unit, 120 ... array antenna, 200 ... wireless communication terminal, 101 1 to 101 n ... transmission / reception SW, 102 1 to 102 n ... ADC, 103 1 to 103 n , 111 1 to 111 n ... multiplier, 112 1 to 112 n ... DAC, 210 ... antenna, 220 ... radio processing unit, 230 ... synchronization information acquisition unit, 240 ... reception level detection unit, 250 ... speed information generation unit, 260 ... speed information notification unit, SW1R to SWnR, SW1S to SWnS ... switch
Claims (6)
前記通信先装置との間の無線伝搬路の特性が変動する度合いを示す伝搬路変動情報を取得する取得部と、
前記アンテナ素子に対応して設けられ、前記アンテナ素子から出力される受信信号又は前記アンテナ素子に入力される送信信号の信号経路を接続又は切断する複数のスイッチ部と、
前記取得部によって取得された前記伝搬路変動情報に応じて、前記スイッチ部によって前記信号経路を接続又は切断することで、前記通信先装置との通信に使用される前記アンテナ素子の数を制御するスイッチ制御部と
を備える無線通信装置。 A wireless communication device that communicates with a communication destination device using an array antenna having a plurality of antenna elements,
An acquisition unit for acquiring propagation path fluctuation information indicating a degree to which a characteristic of a wireless propagation path with the communication destination apparatus varies;
A plurality of switch units provided corresponding to the antenna elements, for connecting or disconnecting a signal path of a reception signal output from the antenna element or a transmission signal input to the antenna element;
In accordance with the propagation path fluctuation information acquired by the acquisition unit, the number of the antenna elements used for communication with the communication destination device is controlled by connecting or disconnecting the signal path by the switch unit. A wireless communication apparatus comprising a switch control unit.
前記取得部は、前記受信レベル検出部によって前記既知信号毎に検出された前記受信レベルの差分と、所定の閾値との比較結果に応じて、前記伝搬路変動情報を取得する請求項１に記載の無線通信装置。 In the communication period with the communication destination device, further comprising a reception level detection unit for detecting reception levels of a plurality of known signals transmitted in different periods by the communication destination device,
The acquisition unit acquires the propagation path fluctuation information according to a comparison result between a difference between the reception levels detected for each known signal by the reception level detection unit and a predetermined threshold value. Wireless communication device.
前記取得部は、前記受信レベル検出部によって検出される前記受信レベルに応じて、前記伝搬路変動情報を取得する請求項１に記載の無線通信装置。 A reception level detector that detects a reception level of broadcast information broadcast at a predetermined interval;
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the acquisition unit acquires the propagation path fluctuation information according to the reception level detected by the reception level detection unit.
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