JP6881276B2 - Antenna device and antenna directivity control method - Google Patents

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Description

本発明は、ＭＩＭＯ伝送を行う無線アクセスシステムの基地局で用いるアンテナ装置、および基地局周辺の端末の分布等の通信環境に対応してアンテナ指向性を調整するアンテナ指向性制御方法に関する。 The present invention relates to an antenna device used in a base station of a wireless access system that performs MIMO transmission, and an antenna directivity control method that adjusts the antenna directivity according to a communication environment such as distribution of terminals around the base station.

５ＧHz帯の電磁波を用いる高速無線アクセスシステムには、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃなどの規格に基づくものがある。 Some high-speed wireless access systems that use electromagnetic waves in the 5 GHz band are based on standards such as IEEE802.11a, IEEE802.11n, and IEEE802.11ac.

ＩＥＥＥ８０２．１１ａの規格に基づく高速無線アクセスシステムは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用いることにより、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させて、最大54Ｍbit/s のスループットを実現している。 High-speed wireless access systems based on the IEEE802.11a standard use Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation schemes to stabilize characteristics in a multipath fading environment, up to 54 Mbit / s. Achieves throughput.

ＩＥＥＥ８０２．１１ｎの規格に基づく高速無線アクセスシステムは、複数のアンテナを用いて同一の無線チャネルで空間分割多重を行うＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）や、20ＭHzの周波数チャネルを２つ同時に利用して40ＭHzの周波数チャネルを利用するチャネルボンディング技術を用いて、最大 600Ｍbit/s の伝送速度を実現している。 A high-speed wireless access system based on the IEEE802.11n standard uses MIMO (Multiple Input Multiple Output), which performs spatial division multiplexing on the same wireless channel using multiple antennas, and 40 MHz by using two 20 MHz frequency channels at the same time. A maximum transmission speed of 600 Mbit / s is achieved by using channel bonding technology that utilizes the frequency channels of.

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃの規格に基づく高速無線アクセスシステムは、20ＭHzの周波数チャネル４つを同時に利用して80ＭHzの周波数チャネルとして利用するチャネルボンディング技術や、マルチユーザＭＩＭＯを利用して同一の無線チャネルで、複数の無線局に対して同時に伝送を行う空間分割多元接続（ＳＤＭＡ：Spatial Division Multiple Access）の伝送技術を用いて、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎの規格より高速かつ高効率な無線通信を実現している。 High-speed wireless access systems based on the IEEE802.11ac standard include channel bonding technology that uses four 20MHz frequency channels at the same time as 80MHz frequency channels, and multiple access systems using the same wireless channel using multi-user MIMO. By using the transmission technology of Spatial Division Multiple Access (SDMA) that simultaneously transmits to the wireless stations of the above, wireless communication that is faster and more efficient than the standard of IEEE802.11n is realized.

さらに、高速無線アクセスシステムの伝送特性を高めるために、システムで用いられるアンテナの指向性を切り替えることが検討されている。具体的には、基地局と無線通信する端末の分布などの通信環境に応じてアンテナ装置の指向性を切り替えることにより、端末における受信電力を高めることができる。例えば、ダイポールアンテナと複数の無給電素子を有するアンテナ装置を基地局に配置し、無給電素子を制御することでアンテナ装置の指向性を切り替える技術が提案されている（非特許文献１) 。 Further, in order to improve the transmission characteristics of the high-speed wireless access system, it is being studied to switch the directivity of the antenna used in the system. Specifically, the received power in the terminal can be increased by switching the directivity of the antenna device according to the communication environment such as the distribution of the terminals that wirelessly communicate with the base station. For example, a technique has been proposed in which an antenna device having a dipole antenna and a plurality of non-feeding elements is arranged in a base station, and the directivity of the antenna device is switched by controlling the non-feeding elements (Non-Patent Document 1).

J. Cheng, M. Hashiguchi, K. Iigusa, T. Ohira, ” Electronically steerable parasitic array radiator antenna for omni- and sector pattern forming applications to wireless ad hoc networks, ” IEE Proceedings Microwaves, antennas and propagation, vol.150, no.4, Aug. 2003.J. Cheng, M. Hashiguchi, K. Iigusa, T. Ohira, "Electronically steerable parasitic array radiator antenna for omni- and sector pattern forming applications to wireless ad hoc networks," IEE Proceedings Microwaves, antennas and propagation, vol.150, no.4, Aug. 2003.

近年の基地局は、高い通信品質を提供するために、高い密度で設置されている。このような通信環境では、基地局と無線通信する端末によっては、オムニ特性である無指向性が適する場合と、セクタ特性を代表とする有指向性（水平面および垂直面）が適する場合とがある。これまでの従来技術では、非特許文献１のように電子制御によって、通信環境に応じて水平面の指向性をオムニ特性とセクタ特性とに切り替えるアンテナ装置が検討されている。 Base stations in recent years are installed at a high density in order to provide high communication quality. In such a communication environment, depending on the terminal that wirelessly communicates with the base station, the omnidirectional characteristic omnidirectional may be suitable, or the directional characteristic represented by the sector characteristic (horizontal plane and vertical plane) may be suitable. .. In the prior art so far, an antenna device that switches the directivity of the horizontal plane between omni characteristics and sector characteristics according to the communication environment by electronic control as in Non-Patent Document 1 has been studied.

しかしながら、電子制御を行うための電子デバイスのコストや、電子デバイスを動作させるための電力消費が大きくなる課題である。さらに、ＭＩＭＯ伝送を用いる場合には、複数のアンテナ素子を限られたスペースに配置する必要があり、省スペース化が課題である。 However, there are problems that the cost of the electronic device for performing electronic control and the power consumption for operating the electronic device increase. Further, when MIMO transmission is used, it is necessary to arrange a plurality of antenna elements in a limited space, and space saving is an issue.

本発明は、ＭＩＭＯ伝送に用いる複数のアンテナ素子の組み換えにより、端末の分布等の無線環境に応じたアンテナ指向性を設定することができるアンテナ装置およびアンテナ指向性制御方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an antenna device and an antenna directivity control method capable of setting antenna directivity according to a wireless environment such as distribution of terminals by recombining a plurality of antenna elements used for MIMO transmission. To do.

第１の発明は、それぞれ所定のアンテナ指向性を有する複数のアンテナ素子を備え、周辺に存在する端末との間のＭＩＭＯ伝送に対応するアンテナ装置において、多面筐体の１つの面にアンテナ素子を配置してアンテナモジュールとし、該アンテナモジュールを複数個用い、アンテナ素子の配置面を除く面で互いに接合しかつ組み換え可能とし、全体として１または複数のアンテナ指向性を形成する構成である。 The first invention is an antenna device having a plurality of antenna elements each having a predetermined antenna directivity and corresponding to MIMO transmission with terminals existing in the vicinity, in which the antenna element is provided on one surface of a multi-faceted housing. It is configured to be arranged to form an antenna module, and a plurality of the antenna modules are used and joined to each other on a surface other than the arrangement surface of the antenna element so that they can be recombined to form one or a plurality of antenna directivities as a whole.

第２の発明は、第１の発明のアンテナ装置のアンテナ指向性制御方法において、複数のアンテナモジュールの各アンテナ素子の配置面を複数の方向に向け、アンテナ素子ごとに、端末からの受信信号から端末ごとの受信信号強度およびアンテナ数を取得し、位置および方向に対応する特定エリアごとの端末密度を判定するステップ１と、端末密度に応じた特定エリアの各端末のアンテナ数を判定し、端末密度の順番に該特定エリアの各端末のアンテナ数に応じてアンテナ素子の指向性を組み換えるステップ２とを有する。 According to the second invention, in the antenna directivity control method of the antenna device of the first invention, the arrangement surface of each antenna element of a plurality of antenna modules is directed to a plurality of directions, and each antenna element is obtained from a received signal from a terminal. Step 1 of acquiring the received signal strength and the number of antennas for each terminal and determining the terminal density for each specific area corresponding to the position and direction, and determining the number of antennas for each terminal in the specific area according to the terminal density and terminal It has step 2 in which the directivity of the antenna element is rearranged according to the number of antennas of each terminal in the specific area in the order of density.

第２の発明のアンテナ指向性制御方法において、ステップ２の端末密度に応じた特定エリアの各端末のアンテナ数は、その最大値または最小値または平均値または中央値のいずれかで判定する。 In the antenna directivity control method of the second invention, the number of antennas of each terminal in a specific area according to the terminal density in step 2 is determined by either the maximum value or the minimum value or the average value or the median value.

第２の発明のアンテナ指向性制御方法において、ステップ２は、端末密度に応じた特定エリアの各端末のアンテナ数と、各端末に対する伝送容量や伝送速度に応じて、アンテナ素子の指向性を組み換える。 In the antenna directivity control method of the second invention, in step 2, the directivity of the antenna element is rearranged according to the number of antennas of each terminal in a specific area according to the terminal density and the transmission capacity and transmission speed for each terminal. To.

本発明は、アンテナモジュール単位でアンテナ指向性を設定することにより、複数のアンテナモジュール全体で周辺の端末の分布等の無線環境に応じたアンテナ指向性を容易に設定することができる。 In the present invention, by setting the antenna directivity for each antenna module, it is possible to easily set the antenna directivity according to the wireless environment such as the distribution of peripheral terminals in the entire plurality of antenna modules.

本発明のアンテナ装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the antenna device of this invention. 本発明のアンテナ指向性制御方法の処理手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing procedure example of the antenna directivity control method of this invention. 本発明のアンテナ指向性制御方法における処理例を示す図である。It is a figure which shows the processing example in the antenna directivity control method of this invention. 本発明のアンテナ指向性制御方法における処理例を示す図である。It is a figure which shows the processing example in the antenna directivity control method of this invention.

図１は、本発明のアンテナ装置の構成例を示す。
図１において、本発明のアンテナ装置は、例えば基地局におけるＭＩＭＯ伝送用の複数のアンテナ素子１１を備える構成である。 FIG. 1 shows a configuration example of the antenna device of the present invention.
In FIG. 1, the antenna device of the present invention is configured to include, for example, a plurality of antenna elements 11 for MIMO transmission in a base station.

本発明のアンテナ装置の特徴は、図１(1) に示すように、多面筐体１２の１つの面に例えば平面アンテナによるアンテナ素子１１を配置したものをアンテナモジュール１３とし、図１(2),(3) に示すように、このアンテナモジュール１３を複数個組み合わせ、個々のアンテナ素子１１の指向性を考慮して多面筐体１２を組み換えて接合した構成である。ここで、Ｅ方向、Ｎ方向、Ｗ方向、Ｓ方向は水平面において順に90度回転させた方向とし、Ｕ方向およびＤ方向は水平面に対して垂直上下方向とする。 As shown in FIG. 1 (1), the antenna device of the present invention has an antenna module 13 in which, for example, an antenna element 11 using a flat antenna is arranged on one surface of the multi-faceted housing 12, and FIG. 1 (2) As shown in (3), a plurality of the antenna modules 13 are combined, and the multi-sided housing 12 is recombined and joined in consideration of the directivity of each antenna element 11. Here, the E direction, the N direction, the W direction, and the S direction are the directions rotated by 90 degrees in order in the horizontal plane, and the U direction and the D direction are the vertical and vertical directions perpendicular to the horizontal plane.

個々のアンテナ素子１１の指向性は固定であり、ここでは配置面に対して垂直前方として図中矢印で示す。また、アンテナ素子１１は、アンテナモジュール１３の設置の向きによって水平偏波または垂直偏波に対応している。 The directivity of each antenna element 11 is fixed, and is indicated by an arrow in the figure as the front perpendicular to the arrangement surface. Further, the antenna element 11 corresponds to horizontally polarized waves or vertically polarized waves depending on the orientation of installation of the antenna module 13.

アンテナモジュール１３の多面筐体１２のアンテナ素子１１のない面には、隣接する多面筐体１２と接合するための接合部材（図示せず）が設けられる。ここに示す多面筐体１２は立方体（正六面体）の例であり、その１つの面にアンテナ素子１１があり、他の５つの面に接合部材がある。接合部材としては、凹凸接合面を嵌合させるもの、面ファスナーを用いるものがある。この場合には、アンテナモジュール１３のアンテナ素子１１のない面のすべてで接合が可能であり、アンテナ装置としていろいろな形状に基づくいろいろな指向性のパターンをとりうる。また、５つの面の一部を磁石面とし他を金属面とする場合、もしくは一部を吸盤面とし他を平坦面とする場合には、例えば金属面同士、吸盤面同士、平坦面同士は接合できないので、接合面の組合せによるアンテナ装置の形状および指向性のパターンの種類には制限がある。 A joining member (not shown) for joining with the adjacent multi-faceted housing 12 is provided on the surface of the multi-sided housing 12 of the antenna module 13 without the antenna element 11. The multi-faceted housing 12 shown here is an example of a cube (a regular hexahedron), the antenna element 11 is on one surface thereof, and the joining member is on the other five surfaces. As the joining member, there are one that fits the uneven joint surface and one that uses a hook-and-loop fastener. In this case, all the surfaces of the antenna module 13 without the antenna element 11 can be joined, and the antenna device can take various directional patterns based on various shapes. Further, when a part of the five surfaces is a magnet surface and the other is a metal surface, or when a part is a suction cup surface and the other is a flat surface, for example, the metal surfaces, the suction cup surfaces, and the flat surfaces are Since it cannot be joined, there are restrictions on the shape of the antenna device and the type of directivity pattern depending on the combination of the joining surfaces.

複数のアンテナモジュール１３を接合するときに、一部または全部のアンテナ素子１１の指向性を同一方向に向けることも、個々に異なる方向に向けることも可能である。図１(2) に示す例は、６個のアンテナモジュール１３を３×２で接合したものであり、各アンテナ素子１１をＥ方向およびＷ方向に各３面、Ｎ方向およびＳ方向に各２面、Ｕ方向およびＤ方向に各６面に配置することができる。図１(3) に示す例は、６個のアンテナモジュール１３を１×６で接合したものであり、各アンテナ素子１１をＥ方向、Ｗ方向、Ｎ方向およびＳ方向に各６面、Ｕ方向およびＤ方向に各１面に配置することができる。その他、６個のアンテナモジュール１３を任意の形状に組み合わせることも可能であり、６個に限らず２個以上のアンテナモジュール１３を任意に組み合わせてもよい。 When joining the plurality of antenna modules 13, the directivity of some or all of the antenna elements 11 can be directed in the same direction or individually in different directions. In the example shown in FIG. 1 (2), six antenna modules 13 are joined in a 3 × 2 direction, and each antenna element 11 is connected to three surfaces in the E direction and the W direction, and two in the N direction and the S direction, respectively. It can be arranged on each of the six surfaces in the U direction and the D direction. In the example shown in FIG. 1 (3), six antenna modules 13 are joined in a 1 × 6 direction, and each antenna element 11 is connected to each of the six antenna elements 11 in the E, W, N, and S directions in the U direction. And can be arranged on one side in the D direction. In addition, six antenna modules 13 can be combined in any shape, and not limited to six, two or more antenna modules 13 may be arbitrarily combined.

また、アンテナモジュール１３の多面筐体１２の形状は立方体（正六面体）に限らず、例えば正四面体（正三角錐）、正四角錐、正八面体、正十二面体などの正多面体や、三角柱、四角柱、六角柱などでもよい。また、接合面は限られるが円柱でもよい。これらの一面にアンテナ素子１１を配置したアンテナモジュール１３を複数組合せることにより、正六面体とは異なる方向の指向性にも対応することができる。 Further, the shape of the polyhedron housing 12 of the antenna module 13 is not limited to a cube (regular hexahedron), for example, a regular tetrahedron (regular triangular pyramid), a regular tetrahedron, a regular octahedron, a regular dodecahedron, etc. It may be a square column, a hexagonal column, or the like. Further, although the joint surface is limited, it may be a cylinder. By combining a plurality of antenna modules 13 in which the antenna elements 11 are arranged on one of these surfaces, it is possible to deal with directivity in a direction different from that of a regular hexahedron.

なお、アンテナ素子１１を送受信回路に接続する配線系は省略しているが、アンテナ素子１１を配置する面、またはアンテナモジュール１３を接合する接合面の一部に配線経路を設ける構造であってもよい。 Although the wiring system for connecting the antenna element 11 to the transmission / reception circuit is omitted, even if the structure is such that a wiring path is provided on a part of the surface on which the antenna element 11 is arranged or the joint surface on which the antenna module 13 is joined. Good.

図２は、本発明のアンテナ指向性制御方法の処理手順例を示す。
図２において、基地局のアンテナ素子数に応じて、各アンテナ素子の指向性が互いに異なる複数の方向に向くように配置する（Ｓ１）。例えば、図１に示すようにアンテナモジュール１３の多面筐体１２の形状が立方体であれば、互いに90度または 180度の６方向に向けるためには最低６個用いることにより可能であり、水平面の４方向だけであれば最低４個で対応することができる。なお、「互いに異なる複数の方向」とは互いに90度または 180度の方向だけでなく、多面筐体１２の形状に応じて互いの方向が例えば60度や 120度の組合せでも、また水平面に対して上下方向に所定の角度を有する方向でもよく、端末が存在する可能性のある概ね全方向に向けばよい。 FIG. 2 shows an example of a processing procedure of the antenna directivity control method of the present invention.
In FIG. 2, the antenna elements are arranged so as to face in a plurality of directions different from each other according to the number of antenna elements of the base station (S1). For example, if the shape of the multi-faceted housing 12 of the antenna module 13 is a cube as shown in FIG. 1, it is possible to use at least six to orient the antenna module 13 in six directions of 90 degrees or 180 degrees, and it is possible to use at least six of them in a horizontal plane. If there are only four directions, at least four can be used. It should be noted that "plurality of directions different from each other" is not limited to the directions of 90 degrees or 180 degrees to each other, but also to a combination of directions of 60 degrees or 120 degrees depending on the shape of the multi-faceted housing 12, for example, with respect to the horizontal plane. It may be a direction having a predetermined angle in the vertical direction, and it may be directed in substantially all directions in which the terminal may be present.

次に、アンテナモジュール１３のアンテナ素子１１ごとに、各端末に対するＲＳＳＩ（受信信号強度）およびアンテナ数を取得し、位置および方向に対応する特定エリアの端末密度を判定する（Ｓ２）。アンテナ素子１１ごとの受信信号から各端末のＩＤを判別してそのＲＳＳＩを測定すれば、所定のＲＳＳＩ以上となる端末数が位置および方向に対応する特定エリアごとにわかり、特定エリアごとの端末数を端末密度として判定することができる。各端末のアンテナ数は、次の処理で用いる。 Next, for each antenna element 11 of the antenna module 13, the RSSI (received signal strength) and the number of antennas for each terminal are acquired, and the terminal density of the specific area corresponding to the position and direction is determined (S2). If the ID of each terminal is determined from the received signal for each antenna element 11 and the RSSI is measured, the number of terminals having a predetermined RSSI or higher can be found for each specific area corresponding to the position and direction, and the number of terminals for each specific area. Can be determined as the terminal density. The number of antennas of each terminal is used in the next process.

ここで、図１(2) に示す６個のアンテナモジュール１３を組み合わせたアンテナ装置において、図３(1) に各アンテナ素子１１の指向性と周辺の端末１〜６の関係を示す。Ｗ方向に端末１〜２、Ｅ方向に端末３〜５、Ｓ方向に端末６があり、端末数に対応する端末密度としてはＥ方向の３個が最大となり、Ｗ方向の２個が２番目となる。ここでは、各端末のアンテナ数は２とする。 Here, in an antenna device in which the six antenna modules 13 shown in FIG. 1 (2) are combined, FIG. 3 (1) shows the relationship between the directivity of each antenna element 11 and the peripheral terminals 1 to 6. There are terminals 1 and 2 in the W direction, terminals 3 to 5 in the E direction, and terminals 6 in the S direction. As for the terminal density corresponding to the number of terminals, 3 in the E direction is the maximum, and 2 in the W direction is the second. It becomes. Here, the number of antennas of each terminal is 2.

次に、端末密度が最大になる特定エリア内の各端末のアンテナ数の最大値または最小値または平均値または中央値を判定し、そのいずれかに応じて基地局のアンテナ素子の指向性を組み換える（Ｓ３）。ここでは、図３(2) に示すように、Ｅ方向に２個のアンテナ素子の指向性が向くように、１つのアンテナモジュール１３を回転させて組み換える。このＥ方向に向けた２個のアンテナ素子は確定とする。 Next, the maximum value, minimum value, average value, or median value of the number of antennas of each terminal in the specific area where the terminal density is maximized is determined, and the directivity of the antenna element of the base station is rearranged according to any of them. (S3). Here, as shown in FIG. 3 (2), one antenna module 13 is rotated and recombined so that the directivity of the two antenna elements faces in the E direction. The two antenna elements directed in the E direction are fixed.

次に、端末密度が次点になる特定エリアの各端末のアンテナ数の最大値または最小値または平均値または中央値を判定し、そのいずれかに応じて基地局の残りのアンテナ素子の指向性を組み換える（Ｓ４）。ここでは、図３(3) に示すように、Ｗ方向に２個のアンテナ素子の指向性が向くように、１つのアンテナモジュール１３を回転させて組み換える。このＷ方向に向けた２個のアンテナ素子は確定とする。 Next, the maximum value, minimum value, average value, or median value of the number of antennas of each terminal in a specific area where the terminal density is the next point is determined, and the directivity of the remaining antenna elements of the base station is determined according to any of them. (S4). Here, as shown in FIG. 3 (3), one antenna module 13 is rotated and recombined so that the directivity of the two antenna elements faces in the W direction. The two antenna elements directed in the W direction are fixed.

なお、ステップＳ３，Ｓ４において、端末密度に応じた特定エリアの各端末のアンテナ数は、その最大値または最小値または平均値または中央値とするが、それぞれ次のような効果の違いがある。アンテナ数の最大値を用いる場合は、特定エリア内の端末のＭＩＭＯ伝送特性の最大化を図ることができるが、他のエリアで利用できる基地局のアンテナ数が減少する。アンテナ数の最小値を用いる場合は、特定エリア内の端末の最低限のＭＩＭＯ伝送特性を担保しつつ、他のエリアで利用できる基地局のアンテナ数が増加する。アンテナ数の平均値または中央値を用いる場合は、最大値または最小値を用いる場合の特性の中間となる。 In steps S3 and S4, the number of antennas of each terminal in the specific area according to the terminal density is the maximum value, the minimum value, the average value, or the median value, but each has the following difference in effect. When the maximum number of antennas is used, the MIMO transmission characteristics of terminals in a specific area can be maximized, but the number of antennas of base stations that can be used in other areas decreases. When the minimum value of the number of antennas is used, the number of antennas of the base station that can be used in other areas increases while ensuring the minimum MIMO transmission characteristics of the terminals in the specific area. When the average value or the median value of the number of antennas is used, it is in the middle of the characteristics when the maximum value or the minimum value is used.

さらに、ステップＳ３，Ｓ４において、アンテナ素子の方向および設置位置を確定させる際に、各端末に対する伝送容量や伝送速度に基づいて調整してもよい。 Further, in steps S3 and S4, when determining the direction and installation position of the antenna element, adjustment may be made based on the transmission capacity and the transmission speed for each terminal.

次に、他に組み換え可能なアンテナ素子があるか否かを判定し、組み換え可能なアンテナ素子があるうちはステップＳ４の処理を繰り返し、組み換え可能なアンテナ素子がなくなった時点で組み換え終了とする（Ｓ５）。ここでは、図３(3) に示すように、合計４個のアンテナ素子の指向性が確定すると、残りはＮ方向およびＳ方向にそれぞれ向いているアンテナ素子が１個ずつであり、端末密度が次点になるＳ方向の端末のアンテナ数は２であるので、その数に対応する基地局のアンテナ素子の指向性を向けることはできないので、終了となる。すなわち、基地局の周辺の端末３〜５および端末１〜２に対して、各端末のアンテナ数に応じて、それぞれ基地局の２つのアンテナ素子の指向性を向け、端末６に対して基地局の２つのアンテナ素子の指向性を向けることは不可能であるので終了とする。 Next, it is determined whether or not there is another recombinable antenna element, the process of step S4 is repeated while there is a recombinable antenna element, and the recombination is terminated when there are no recombinable antenna elements (). S5). Here, as shown in FIG. 3 (3), when the directivity of a total of four antenna elements is determined, the rest are one antenna element facing each of the N direction and the S direction, and the terminal density is high. Since the number of antennas of the terminal in the S direction, which is the next point, is 2, the directivity of the antenna element of the base station corresponding to the number cannot be directed, so the process ends. That is, the directivity of the two antenna elements of the base station is directed to the terminals 3 to 5 and the terminals 1 to 2 around the base station according to the number of antennas of each terminal, and the base station is directed to the terminal 6. Since it is impossible to direct the directivity of the two antenna elements, the process ends.

また、図４(1) に示すように、端末６に対してはＥ方向のアンテナでも対応できるとして、Ｅ方向に３個のアンテナ素子の指向性を向けてもよい。さらに、Ｗ方向の端末１，２に対して３個のアンテナ素子の指向性を向けることにより、当該方向の端末１，２に対する伝送容量や伝送速度の改善が可能となる。同様に、図４(2) に示すように、Ｅ方向の端末３〜５に対して４個のアンテナ素子の指向性を向けてもよい。また、図４(3),(4) に示すように、Ｅ方向、Ｗ方向、Ｓ方向のそれぞれに対して２個のアンテナ素子の指向性を向けるように組み換えてもよい。このように、端末密度に応じた特定エリアの各端末のアンテナ数と、各端末に対する伝送容量や伝送速度に応じて、アンテナ素子の指向性を組み換えるようにしてもよい。 Further, as shown in FIG. 4 (1), the directivity of the three antenna elements may be directed in the E direction, assuming that the antenna in the E direction can also be used for the terminal 6. Further, by directing the directivity of the three antenna elements to the terminals 1 and 2 in the W direction, it is possible to improve the transmission capacity and the transmission speed with respect to the terminals 1 and 2 in the direction. Similarly, as shown in FIG. 4 (2), the directivity of the four antenna elements may be directed to the terminals 3 to 5 in the E direction. Further, as shown in FIGS. 4 (3) and 4 (4), the antenna elements may be rearranged so as to direct the directivity of the two antenna elements in each of the E direction, the W direction, and the S direction. In this way, the directivity of the antenna element may be rearranged according to the number of antennas of each terminal in a specific area according to the terminal density and the transmission capacity and transmission speed for each terminal.

さらに、以上示したアンテナモジュール１３の組み換えにおいて、各アンテナ素子の偏波特性を考慮して配置面を90度回転させ、所定の偏波特性に対応させるようにしてもよい。 Further, in the recombination of the antenna module 13 shown above, the arrangement surface may be rotated by 90 degrees in consideration of the polarization characteristics of each antenna element so as to correspond to the predetermined polarization characteristics.

１１ アンテナ素子
１２ 多面筐体
１３ アンテナモジュール 11 Antenna element 12 Multi-sided housing 13 Antenna module

Claims (4)

それぞれ所定のアンテナ指向性を有する複数のアンテナ素子を備え、周辺に存在する端末との間のＭＩＭＯ伝送に対応するアンテナ装置において、
多面筐体の１つの面に前記アンテナ素子を配置してアンテナモジュールとし、該アンテナモジュールを複数個用い、前記アンテナ素子の配置面を除く面で互いに接合しかつ組み換え可能とし、全体として１または複数のアンテナ指向性を形成する構成である
ことを特徴とするアンテナ装置。 In an antenna device that includes a plurality of antenna elements, each of which has a predetermined antenna directivity, and supports MIMO transmission with terminals existing in the vicinity.
The antenna elements are arranged on one surface of the multi-sided housing to form an antenna module, and a plurality of the antenna modules are used so that they can be joined to each other and recombined on the surfaces other than the arrangement surface of the antenna elements, and one or more as a whole. An antenna device characterized by having a configuration that forms the antenna directivity of the above. 請求項１に記載のアンテナ装置のアンテナ指向性制御方法において、
複数の前記アンテナモジュールの各アンテナ素子の配置面を複数の方向に向け、前記アンテナ素子ごとに、前記端末からの受信信号から端末ごとの受信信号強度およびアンテナ数を取得し、位置および方向に対応する特定エリアごとの端末密度を判定するステップ１と、
前記端末密度に応じた特定エリアの各端末のアンテナ数を判定し、前記端末密度の順番に該特定エリアの各端末のアンテナ数に応じて前記アンテナ素子の指向性を組み換えるステップ２と
を有することを特徴とするアンテナ指向性制御方法。 In the antenna directivity control method of the antenna device according to claim 1,
The arrangement surface of each antenna element of the plurality of antenna modules is directed in a plurality of directions, and for each of the antenna elements, the received signal strength and the number of antennas for each terminal are acquired from the received signal from the terminal, and correspond to the position and the direction. Step 1 to determine the terminal density for each specific area
It has step 2 of determining the number of antennas of each terminal in a specific area according to the terminal density, and rearranging the directivity of the antenna element according to the number of antennas of each terminal in the specific area in the order of the terminal density. An antenna directivity control method characterized by this. 請求項２に記載のアンテナ指向性制御方法において、
前記ステップ２の前記端末密度に応じた特定エリアの各端末のアンテナ数は、その最大値または最小値または平均値または中央値のいずれかで判定する
ことを特徴とするアンテナ指向性制御方法。 In the antenna directivity control method according to claim 2,
The antenna directivity control method, characterized in that the number of antennas of each terminal in a specific area according to the terminal density in step 2 is determined by any of its maximum value, minimum value, average value, and median value. 請求項２に記載のアンテナ指向性制御方法において、
前記ステップ２は、前記端末密度に応じた特定エリアの各端末のアンテナ数と、各端末に対する伝送容量や伝送速度に応じて、前記アンテナ素子の指向性を組み換える
ことを特徴とするアンテナ指向性制御方法。 In the antenna directivity control method according to claim 2,
The second step is antenna directivity, which is characterized in that the directivity of the antenna element is rearranged according to the number of antennas of each terminal in a specific area according to the terminal density and the transmission capacity and transmission speed for each terminal. Control method.
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