(57)【要約】【課題】  無線通信システムの共通チャネルを利用してデータを伝送する際の通信品質を向上させ、また、送信装置の消費電力を抑える。【解決手段】  アダプティブアレイアンテナを構成するアンテナ素子１ａ〜１ｄは、移動機からの上り信号を受信し、移動機への下り信号を送信する。アダプティブプロセッサ３は、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨの受信電力に基づいて移動機ごとにウエイト情報を算出し、アダプティブプロセッサメモリ４に格納する。高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを介して移動機へデータを送信する際には、そのデータの着信先の移動機に対応するウエイト情報をアダプティブプロセッサメモリ４から抽出し、乗算器５ａ〜５ｄに設定する。【選択図】図６
2005341170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の移動機により共有される下り共通チャネルを利用してそれら複数の移動機へ信号を送信すると共に、上り個別チャネルを介して各移動機から信号を受信する無線基地局装置であって、
無線信号を送受信するための複数のアンテナ素子と、
上記複数のアンテナ素子を介して受信した信号から第１の移動機に対応する上り個別チャネルに係わる情報を検出する検出手段と、
上記下り共通チャネルを介して上記第１の移動機へ信号を送信する際に、上記検出手段により検出された情報に基づいて送信電力の指向性を決定する指向性制御手段と、
上記指向性制御手段により決定された指向性で信号を送信する送信手段、
を有する無線基地局装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線基地局装置であって、
移動機への送信データのトラヒック量に応じて、その移動機へ信号を伝送するための通信チャネルとして下り個別チャネルまたは上記下り共通チャネルを選択するチャネル選択手段をさらに有し、
上記指向性制御手段は、上記チャネル選択手段により上記第１の移動機へ信号を伝送するための通信チャネルが下り個別チャネルから下り共通チャネルに切り替えられたときに、その下り個別チャネルを使用していた期間に上記検出手段により検出された情報を利用して上記下り共通チャネルを介して信号を伝送する際の送信電力の指向性を決定する。
【請求項３】
請求項１に記載の無線基地局装置であって、
移動機への送信データのトラヒック量に応じて、その移動機へ信号を伝送するための通信チャネルとして下り個別チャネルまたは上記下り共通チャネルを選択するチャネル選択手段をさらに有し、
上記指向性制御手段は、上記チャネル選択手段により上記第１の移動機へ信号を伝送するための通信チャネルが下り共通チャネルから下り個別チャネルに切り替えられたときに、その下り共通チャネルを使用していた期間に上記検出手段により検出された情報を利用して上記下り個別チャネルを介して信号を伝送する際の送信電力の指向性を決定する。
【請求項４】
請求項１に記載の無線基地局装置であって、
上記指向性制御手段は、
上記検出手段により検出された情報に基づいて上記複数のアンテナ素子の送信電力のウエイトを計算するウエイト計算手段と、
上記下り共通チャネルを介して上記第１の移動機へ信号を送信する際に、上記複数のアンテナ素子に対して上記ウエイト計算手段により計算されたウエイトを設定するウエイト設定手段、
を有する。
【請求項５】
請求項４に記載の無線基地局装置であって、
上記ウエイト設定手段は、上記ウエイト計算手段により得られた上記複数のアンテナ素子についてのウエイトが互いに概ね同じであるときは、上記複数のアンテナ素子に対してそれらのウエイトを設定しない。
【請求項６】
時間分割多重で複数の移動機により共有される下り共通チャネルを利用してそれら複数の移動機へ信号を送信すると共に、上り個別チャネルを介して各移動機から信号を受信する無線基地局装置であって、
無線信号を送受信するための複数のアンテナ素子と、
上記複数のアンテナ素子を介して受信した信号から各移動機に対応する上り個別チャネルに係わる情報を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された情報に基づいて移動機ごとに送信電力の指向性を表わす指向性情報を計算する計算手段と、
上記計算手段により計算された指向性情報を格納する格納手段と、
上記時間分割多重のタイムスロット毎に、送信すべきデータの着信先移動機に対応する指向性情報を上記格納手段から抽出し、その指向性情報に従った指向性で信号を送信する送信手段、
を有する無線基地局装置。
【請求項７】
移動機へ信号を送信するための通信チャネルとして複数の移動機により共有される下り共通チャネルおよび移動機ごとに設定される下り個別チャネルを使用可能な無線基地局装置であって、
無線信号を送受信するための複数のアンテナ素子と、
上記下り共通チャネルが使用されているときにはその下り共通チャネルに対応する第１の上りチャネルを介して受信する信号に係わる情報を検出し、上記下り個別チャネルが使用されているときにはその下り個別チャネルに対応する第２の上りチャネルを介して受信する信号に係わる情報を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された情報に基づいて送信電力の指向性を決定する指向性制御手段と、
上記指向性制御手段により決定された指向性で信号を送信する送信手段、を有し、
上記指向性制御手段は、移動機へ信号を伝送するための通信チャネルが上記下り個別チャネルから上記下り共通チャネルに切り替えられたときに、上記第２の上りチャネルを介して受信した信号に係わる情報を利用して上記下り共通チャネルを介して信号を送信する際の送信電力の指向性を決定する
ことを特徴とする無線基地局装置。
【請求項８】
移動機へ信号を送信するための通信チャネルとして複数の移動機により共有される下り共通チャネルおよび移動機ごとに設定される下り個別チャネルを使用可能な無線基地局装置であって、
無線信号を送受信するための複数のアンテナ素子と、
上記下り共通チャネルが使用されているときにはその下り共通チャネルに対応する第１の上りチャネルを介して受信する信号に係わる情報を検出し、上記下り個別チャネルが使用されているときにはその下り個別チャネルに対応する第２の上りチャネルを介して受信する信号に係わる情報を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された情報に基づいて送信電力の指向性を決定する指向性制御手段と、
上記指向性制御手段により決定された指向性で信号を送信する送信手段、を有し、
上記指向性制御手段は、移動機へ信号を伝送するための通信チャネルが上記下り共通チャネルから上記下り個別チャネルに切り替えられたときに、上記第１の上りチャネルを介して受信した信号に係わる情報を利用して上記下り個別チャネルを介して信号を送信する際の送信電力の指向性を決定する
ことを特徴とする無線基地局装置。
【請求項９】
移動機へ信号を送信するための通信チャネルとして複数の移動機により共有される下り共通チャネルおよび移動機ごとに設定される下り個別チャネルを使用可能な無線基地局装置であって、
無線信号を送受信するための複数のアンテナ素子と、
上記下り共通チャネルを介して移動機にデータを送信している期間はその下り共通チャネルに対応する第１の上りチャネルを介して受信する信号に係わる情報を検出し、上記下り共通チャネルを介して移動機にデータを送信してない期間は上記下り個別チャネルに対応する第２の上りチャネルを介して受信する信号に係わる情報を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された情報に基づいて送信電力の指向性を決定する指向性制御手段と、
上記指向性制御手段により決定された指向性で信号を送信する送信手段、
を有する無線基地局装置。
【請求項１０】
無線基地局と移動機との間に、複数の移動機により共有される下り共通チャネルおよび各移動機により占有される上り個別チャネルが設定される無線通信システムにおいて、上記無線基地局から移動機へ信号を送信する無線通信方法であって、
上記無線基地局において、複数のアンテナ素子を介して受信した信号から対象移動機に対応する上り個別チャネルに係わる情報を検出し、
上記無線基地局において、上記下り共通チャネルを介して上記対象移動機へ信号を送信する際に、上記検出された情報に基づいて送信電力の指向性を決定し、
上記決定された指向性で上記無線基地局から上記対象移動機へ信号を送信する、
ことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号を送信する装置に係わり、特に、アダプティブアレイアンテナを用いて指向性を持たせた信号送信を行う無線基地局装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
現在、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、第３世代移動通信システムの標準化作業が進められている。
図１６は、３ＧＰＰシステムに係るネットワーク構成図である。３ＧＰＰシステムは、上位網（ＣＮ：Core Network）１００、無線アクセス網（ＵＴＲＡＮ：UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network）１１０、及び移動機（ＵＥ：User Equipment）１２０から構成される。ここで、各無線アクセス網１１０は、それぞれ無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）１１１、及び複数の無線基地局（NodeＢ）１１２を備えている。
【０００３】
無線基地局（NodeＢ）１１２と移動機（ＵＥ）１２０との間のインタフェースは「Ｕｕ」と呼ばれており、物理的なベアラは無線である。また、無線基地局（NodeＢ）１１２と無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）１１１との間、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）１１１と上位網（ＣＮ）１００との間、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）１１１どうしの間のインタフェースは、それぞれ「Ｉｕｂ」「Ｉｕ」「Ｉｕｒ」と呼ばれており、物理的なベアラは有線である。なお、上記システムにおいては、上位網（ＣＮ）１００から移動機（ＵＥ）１２０へ向かう方向が下り（ＤＬ：Down Link ）、移動機（ＵＥ）１２０から上位網（ＣＮ）１００へ向かう方向が上り（ＵＬ：Up Link ）と規定されている。
【０００４】
上記システムにおいて、移動機（ＵＥ）１２０は、最寄りの無線基地局（NodeＢ）１１２に収容され、その無線基地局（NodeＢ）１１２を介して他の端末とデータを送受信する。
【０００５】
３ＧＰＰシステムの無線基地局には、しばしば、アダプティブアレイアンテナが設けられる。アダプティブアレイアンテナは、複数のアンテナ素子を備えており、各アンテナ素子の送信電力のウエイトを適切に制御することにより、図１７に示すような指向性を持った無線通信を行うことができる。すなわち、移動機からの信号受信においては、受信特性が最適化されるように各アンテナのウエイトを適切に制御することにより希望波信号の到来方向にメインローブを向け、また、干渉波の到来方向にビームヌルを向けることで指向性パターンを提供する。これにより、干渉波の影響が低減され、高品質のデータ受信ができるので、上りリンクのシステム容量が増大する。
【０００６】
一方、移動機への信号送信においては、移動機毎に各アンテナ素子のウエイトを適切に制御し、メインローブが対象移動機の位置する方向に向く指向性パターンが提供される。これにより、他の移動機に与える干渉を低減することができるので、下りリンクのシステム容量が増大する。
【０００７】
図１８は、アダプティブアレイアンテナシステムのブロック図である。アダプティブアレイアンテナシステムにおいては、複数のアンテナ素子１ａ〜１ｎを介して受信した信号を合成することにより得られる合成信号の品質が最適化されるように、アダプティブプロセッサ１３０が各アンテナ素子に対するウエイトを計算する。このとき、希望波の到来方向に対応するアンテナ素子に対するウエイトを重くし、干渉波の到来方向に対応するアンテナ素子に対するウエイトを軽くする。そして、移動機への信号送信においては、その移動機からの受信信号に基づいて計算されたウエイトを利用し、指向性を有する送信ビームを生成する。
【０００８】
このように、アダプティブアレイアンテナシステムは、移動機からの受信信号に基づいて各アンテナ素子に対するウエイトを計算し、そのウエイトを利用してその移動機への信号送信を行う。すなわち、信号送信のための指向性は、移動機からの信号をフィードバック情報として利用して決定される。
【０００９】
なお、３ＧＰＰが標準化を進めているＷ−ＣＤＭＡ方式では、高速データ通信を実現するためにＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access ）が規定されている。ＨＳＤＰＡは、下りリンクで最大１４Ｍｂｐｓの伝送速度を提供する通信方式であり、無線基地局と移動機との間の無線環境に応じてＱＰＳＫ／１６値ＱＡＭ等を適応的に切り替える適応符号化変調を採用している。
【００１０】
下記の特許文献１〜４には、３ＧＰＰ、指向性を有するアンテナ、ＨＳＤＰＡに関する技術が記載されている。
特許文献１には、３ＧＰＰシステムにおいて、移動機から通知される通信品質に係わる情報に基づいて無線基地局が送信電力を制御する技術が記載されている。特許文献２には、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおいて、移動端末ごとに個別の指向性を有する信号送信を行う技術が記載されている。特許文献３には、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおいて、データチャネルおよび制御チャネルの送信ビームの指向性を個別に制御する技術が記載されている。特許文献４には、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおいて、データ受信時およびデータ待受け時の双方の通信品質に基づいて無線基地局から移動機への送信を制御する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００２−３２５０６３号公報（図１、段落００４２〜００４３、要約）
【特許文献２】特開２００１−３３９７５８号公報（段落０００２〜０００７）
【特許文献３】特開２００３−２９８４９８号公報（図２、段落００２１）
【特許文献１】特開２００３−３１８８６１号公報（要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＨＳＤＰＡでは、移動機から無線基地局への上りデータは、個別チャネルを介して伝送されるが、無線基地局から移動機への下りデータは、共通チャネルを介して伝送される。具体的には、Ｕｕインタフェースにおいて、図１９に示すように、上りデータはＨＳ−ＤＰＣＣＨ（HS-Dedicated Physical Control Channel ）を介して伝送され、下りデータはＨＳ−ＰＤＳＣＨ（HS-Physical Downlink Shared Channel ）を介して伝送される。
【００１２】
個別チャネルは、１ユーザまたは１台の移動機により占有されるチャネルである。よって、個別チャネルを介してデータが伝送される場合には、無線基地局は、移動機が位置する方向にアダプティブアレイアンテナの指向性を向けることにより、システム全体として通信効率を向上させることができる。
【００１３】
一方、共通チャネルは、複数のユーザまたは複数の移動機により共有されるチャネルである。このため、共通チャネルを介してデータが伝送される場合、無線基地局は、そのチャネルを共有しているすべての移動機と通信できる必要がある。よって、この場合、各無線基地局は、図２０に示すように、送信ビームに指向性を持たせることなく、セクタ全体に同一の信号を送信する。
【００１４】
このように、３ＧＰＰシステムにおいてＨＳＤＰＡを採用する場合は、無線基地局から移動機への下りデータを伝送するために共通チャネルが使用されるので、無線基地局は、セクタ内の全方向に均一な電力で信号を送信する。このため、特定の方向に指向性を持たせて信号を送信する場合と比べて、無線基地局の消費電力が大きくなってしまう。特に、ＨＳＤＰＡでは、データ伝送速度が高く、送信電力が大きいので、干渉波として他のチャネルに与える影響が大きい。また、セクタ内の全方向に均一に信号を送信すると、図２１に示すように、反射波が多くなり、マルチパス環境下における干渉の問題が無視できなくなる。この問題は、特に、高層の建築物の多い市街地では重要である。
【００１５】
本発明の課題は、無線通信システムの共通チャネルを利用してデータを伝送する際の通信品質を向上させることである。また、本発明の課題は、無線通信システムの共通チャネルを利用してデータを伝送する際の送信装置の消費電力を抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の無線基地局装置は、複数の移動機により共有される下り共通チャネルを利用してそれら複数の移動機へ信号を送信すると共に上り個別チャネルを介して各移動機から信号を受信する無線基地局装置であって、無線信号を送受信するための複数のアンテナ素子と、上記複数のアンテナ素子を介して受信した信号から第１の移動機に対応する上り個別チャネルに係わる情報を検出する検出手段と、上記下り共通チャネルを介して上記第１の移動機へ信号を送信する際に上記検出手段により検出された情報に基づいて送信電力の指向性を決定する指向性制御手段と、上記指向性制御手段により決定された指向性で信号を送信する送信手段、を有する。
【００１７】
この発明によれば、下り共通チャネルを利用して第１の移動機に信号を送信するときには、その１の移動機に対応する上り個別チャネルに係わる情報を検出する。これにより、第１の移動機が位置している方向をリアルタイムに認識できる。そして、この情報に基づいて第１の移動機に信号を送信するための送信電力の指向性が決定される。よって、複数の移動機により共有される下り共通チャネルを利用してそれら複数の移動機へ信号を送信する場合であっても、指向性を持った送信ビームで信号送信を行うことができる。
【００１８】
本発明の他の態様の無線基地局装置は、移動機へ信号を送信するための通信チャネルとして複数の移動機により共有される下り共通チャネルおよび移動機ごとに設定される下り個別チャネルを使用可能な無線基地局装置であって、無線信号を送受信するための複数のアンテナ素子と、上記下り共通チャネルが使用されているときにはその下り共通チャネルに対応する第１の上りチャネルを介して受信する信号に係わる情報を検出し、上記下り個別チャネルが使用されているときにはその下り個別チャネルに対応する第２の上りチャネルを介して受信する信号に係わる情報を検出する検出手段と、上記検出手段により検出された情報に基づいて送信電力の指向性を決定する指向性制御手段と、上記指向性制御手段により決定された指向性で信号を送信する送信手段、を有する。そして、上記指向性制御手段は、移動機へ信号を伝送するための通信チャネルが上記下り個別チャネルから上記下り共通チャネルに切り替えられたときに、上記第２の上りチャネルを介して受信した信号に係わる情報を利用して上記下り共通チャネルを介して信号を送信する際の送信電力の指向性を決定する。
【００１９】
この発明によれば、移動機をデータを送信するための下りリンクの通信チャネルが切り替えられた直後は、切替え前に計算した指向性情報を利用して送信電力の指向性が制御される。よって、通信チャネルを切替えた直後においても、即座に適切な指向性の送信ビームを形成できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、複数の移動機により共有される下り共通チャネルを利用してそれら複数の移動機へ信号を送信する場合であっても、指向性を持った送信ビームで信号送信を行うことができる。このため、チャネル間の干渉が抑えられ、通信品質が向上する。また、無線基地局装置の消費電力が低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明をする。なお、本発明は、特に限定されるものではないが、この明細書中では、図１６に示す３ＧＰＰシステムに適用される形態を採り上げて説明する。
【００２２】
実施形態の３ＧＰＰシステムでは、図１に示すように、無線基地局（NodeＢ）１０と移動機（ＵＥ：User Equipment）１２０との間のＵｕインタフェース上に、高速下りリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ：High Speed Downlink Packet Access ）に用いられる無線チャネルとして、高速共通制御チャネル（ＨＳ−ＳＣＣＨ：High Speed Shared Control Channel ）、高速下りリンク共通チャネル（ＨＳ−ＰＤＳＣＨ：HS-Physical Downlink Shared Channel ）、高速個別制御チャネル（ＨＳ−ＤＰＣＣＨ：HS-Dedicated Physical Control Channel ）が設定される。
【００２３】
高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨおよび高速共通制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨは、それぞれ下り方向（すなわち、無線基地局１０から移動機１２０へ向かう方向）の共通チャネルである。ここで、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨは、主にユーザデータを伝送する。一方、高速共通制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨは、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを介して伝送されるデータに関する各種パラメータを伝送する制御チャネルである。パラメータとしては、例えば、変調方式を表示する情報や、拡散符号の割当てを表示する情報が伝送される。
【００２４】
高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨは、上り方向（すなわち、移動機１２０から無線基地局１０へ向かう方向）の制御チャネルであり、ユーザ毎あるいは移動機毎に個別に設定される。この制御チャネルは、例えば、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号およびＣＱＩ（Channel Quality Indicator ）情報を移動機から無線基地局へ伝送する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号は、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを介して伝送されるデータを受信できたか否かを表示する。また、ＣＱＩ情報は、移動機において測定された無線基地局と移動機との間の通信品質を表示する。
【００２５】
無線基地局１０と移動機１２０との間のＵｕインタフェース上には、さらに、個別データチャネル（ＤＰＤＣＨ：Dedicated Physical Data Channel ）および個別制御チャネル（ＤＰＣＣＨ：Dedicated Physical Control Channel）が設定される。ここで、これらのチャネルは、いずれもユーザ毎または移動機毎に個別に設定される。なお、個別データチャネルＤＰＤＣＨは、データ送信用のチャネルであり、そのデータレートは可変である。また、個別制御チャネルＤＰＣＣＨは、個別データチャネルＤＰＤＣＨのための制御情報を伝送する。
【００２６】
このように、実施形態のシステムでは、無線基地局１０から移動機１２０へのデータ送信のためのチャネルとして、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨおよび個別データチャネルＤＰＤＣＨが設定可能である。そして、これらのチャネルは、たとえば、無線基地局１０から移動機１２０へ送信されるデータのトラヒック量に応じて切り替えられる。この場合、トラヒック量が予め決められているしきい値以下の場合に個別データチャネルＤＰＤＣＨが選択され、トラヒック量がそのしきい値を越えた場合に高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨが選択されるようにしてもよい。
【００２７】
図２（ａ）は、トラヒック量が低下した場合に下りリンクの通信チャネルを切り替える処理のシーケンスを示す図である。ここでは、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを利用してデータが伝送されているものとする。
【００２８】
無線基地局１０から移動機１２０へ送信されるデータのトラヒックは、無線ネットワーク制御装置１１１により常時モニタされている。そして、そのトラヒック量が予め決められているしきい値以下になると、無線ネットワーク制御装置１１１は、トランスポートチャネル再構成メッセージを用いてその旨を移動機１２０に通知する。また、移動機１２０は、トランスポートチャネル再構成完了メッセージを無線ネットワーク制御装置１１１に返送する。このとき、これらのメッセージは、無線基地局１０を介して転送される。これにより、無線基地局１０から移動機１２０へのデータ転送のための通信チャネルが、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨから個別データチャネルＤＰＤＣＨに切り替えられる。
【００２９】
図２（ｂ）は、トラヒック量が増加した場合に下りリンクの通信チャネルを切り替える処理のシーケンスを示す図である。ここでは、個別データチャネルＤＰＤＣＨを利用してデータが伝送されているものとする。
【００３０】
無線基地局１０から移動機１２０へ送信されるデータのトラヒック量が予め決められているしきい値を超えると、無線ネットワーク制御装置１１１は、トランスポートチャネル再構成メッセージを用いてその旨を移動機１２０に通知する。移動機１２０は、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを使用可能な場合は、セル更新要求メッセージを無線ネットワーク制御装置１１１へ送る。また、無線ネットワーク制御装置１１１は、セル更新要求メッセージを受信すると、セル更新完了メッセージを移動機１２０へ送る。そして、移動機１２０は、トランスポートチャネル再構成完了メッセージを無線ネットワーク制御装置１１１に返送する。このとき、これらのメッセージは、無線基地局１０を介して転送される。これにより、無線基地局１０から移動機１２０へのデータ転送のための通信チャネルが、個別データチャネルＤＰＤＣＨから高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨに切り替えられる。
【００３１】
図３は、無線基地局１０が備えるアダプティブアレイアンテナシステムの構成を示す図である。なお、ここでは、図面を見やすくするために、信号送信のための構成と信号受信のための構成とが分離して描かれているが、実際には、アンテナ素子１ａ〜１ｎ等は送信／受信のために共用される。
【００３２】
アンテナ素子１ａ〜１ｎは、移動機からの上り信号を受信する。アンテナ素子１ａ〜１ｎを介して受信した上り信号は、合成／分配器２により合成され、移動機１２０から送出されたデータとして再生される。アダプティブプロセッサ３は、アンテナ素子１ａ〜１ｎを介して受信した上り信号の強度をそれぞれ検出し、検出結果に基づいてその上り信号を送出した移動機１２０が位置する方向（すなわち、希望波の到来方向）を推定する。そして、アダプティブプロセッサ３は、その希望波の到来方向に基づいて、移動機１２０へ下り信号を送信する際の各アンテナ素子１ａ〜１ｎに設定すべき送信電力のウエイトＷａ〜Ｗｎを計算する。具体的には、移動機１２０が位置する方向に送信ビームが向くようなウエイトＷａ〜Ｗｎが算出される。なお、受信信号に基づいてアダプティブアレイアンテナの送信ビームの方向を決定するためのウエイトを算出する方法は公知の技術なので、ここでは説明を省略する。
【００３３】
アダプティブプロセッサ３は、上述のようにして算出したウエイトＷａ〜Ｗｎをアダプティブプロセッサメモリ４に格納する。このとき、ウエイトＷａ〜Ｗｎは、受信した上り信号を送出した移動機１２０の端末ＩＤ（ＵＥ−ＩＤ）と対応づけて格納される。
【００３４】
移動機１２０へデータを送信する際には、そのデータを乗せた信号は、合成／分配器２によりアンテナ素子１ａ〜１ｎに分配される。このとき、アダプティブプロセッサ３は、データを送信すべき移動機１２０に対応するウエイトＷａ〜Ｗｎをアダプティブプロセッサメモリ４から取り出して乗算器５ａ〜５ｎに設定する。そして、乗算器５ａ〜５ｎは、送信信号にそれぞれ対応するウエイトＷａ〜Ｗｎを乗算する。すなわち、アンテナ素子１ａ〜１ｎから出力される信号の電力がウエイトＷａ〜Ｗｎにより制御される。この結果、移動機１２０が位置する方向に向く送信ビームが生成される。
【００３５】
上記アダプティブアレイアンテナシステムによれば、移動機１２０が移動すると、アンテナ素子１ａ〜１ｎを介して受信する上り信号の強度が変化し、それによりウエイトＷａ〜Ｗｎも更新される。よって、その更新されたウエイトＷａ〜Ｗｎを利用して送信ビームを生成すれば、常に、対象となる移動機１２０に向かう指向性を持った信号送信を行うことができる。すなわち、電力消費を小さくできると共に、他のチャネルへの干渉を抑えることができる。
【００３６】
図４は、図３に示すアダプティブアレイアンテナシステムの受信部の機能ブロック図である。実施形態のアダプティブアレイアンテナシステムは、複数の受信部２０（２０−１〜２０−Ｘ）を有する。ここで、各受信部２０は、例えば、無線基地局１０が収容する各移動機またはユーザに割り当てられてもよいし、各個別チャネルに割り当てられるようにしてもよい。
【００３７】
アンテナ素子１ａ〜１ｎを介して受信した上り信号は、それぞれ逆拡散部２１ａ〜２１ｎにより逆拡散されて合成部２２に送られる。なお、合成部２２は、図３に示した合成／分配器２に相当する。ここで、各逆拡散部２１ａ〜２１ｎには、予め対応する移動機に対して割り当てられている拡散コードが与えられている。例えば、無線基地局１０に収容される移動機１２０−１、１２０−２、．．．、１２０−Ｘに対して拡散コード１、２、．．．、Ｘが割り当てられているものとする。そして、受信部２０−１において移動機１２０−１からの上り信号を受信する場合には、その受信部２０−１の各逆拡散部２１ａ〜２１ｎに拡散コード１が与えられ、受信部２０−２において移動機１２０−２からの上り信号を受信する場合には、その受信部２０−２の各逆拡散部２１ａ〜２１ｎに拡散コード２が与えられる。そうすると、たとえば、移動機１２０−１から送出された上り信号は、すべての受信部２０−１、２０−２、．．．、２０−Ｘに導かれるが、受信部２０−１においてのみ適切に再生される。すなわち、この場合、移動機１２０−１、１２０−２、．．．、１２０−Ｘから送出された上り信号は、それぞれ、受信部２０−１、２０−２、．．．、２０−Ｘにより検出される。
【００３８】
合成部２２の出力は、復調部２３により復調される。すなわち、復調部２３は、移動機１２０から送出されたデータを再生する。このとき、復調部２３は、再生したデータからそのデータを送出した移動機の端末ＩＤを抽出し、それを更新部３１へ通知する。
【００３９】
検波部２４ａ〜２４ｎは、それぞれアンテナ素子１ａ〜１ｎを介して受信した上り信号の強度（例えば、受信信号の電力または振幅）を検出する。ここで、アンテナ素子１ａ〜１ｎにより受信された上り信号は、それぞれ逆拡散部２１ａ〜２１ｎにより所定の拡散コードで逆拡散されている。よって、検波部２４ａ〜２４ｎは、それぞれ対応するアンテナ素子１ａ〜１ｎについて、所定の移動機１２０からの受信信号（または、所定の上りチャネル）の強度を検出する。
【００４０】
計算部２５は、検波部２４ａ〜２４ｎによる検出結果に基づいて、その上り信号を送出した移動機１２０が位置する方向に向かう送信ビームを生成するためのウエイトＷａ〜Ｗｎを計算する。更新部３１は、計算部２５により算出されたウエイトＷａ〜Ｗｎをアダプティブプロセッサメモリ４に格納する。このとき、更新部３１は、復調部２３から通知される端末ＩＤに対応づけて、計算部２５により算出されたウエイトＷａ〜Ｗｎをアダプティブプロセッサメモリ４に書き込む。なお、図３に示したアダプティブプロセッサ３は、計算部２５および更新部３１が有する機能を提供する。
【００４１】
図５は、無線基地局に複数の移動機が収容されている様子を示す図である。図５に示す例では、無線基地局１０から各移動機１２０へデータ送信は、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨが使用されている。また、各移動機１２０は、それぞれ、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨを利用して、制御信号（例えば、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号等）を無線基地局１０へ送信する。この場合、無線基地局１０において、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨ毎に受信部２０が割り当てられ、各受信部２０は、それぞれ対応する高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨの受信電力をフィードバック情報としてウエイトＷａ〜Ｗｎを算出する。そして、無線基地局１０は、このようにして移動機ごとに算出されたウエイトＷａ〜Ｗｎを用いて、移動機ごとに異なる指向性で信号送信を行う。
【００４２】
図６は、無線基地局１０の基本動作を説明する図である。ここでは、無線基地局１０の備えるアダプティブアレイアンテナが４個のアンテナ素子１ａ〜１ｄから構成されているものとする。また、８台の移動機（端末ＩＤ＝１〜８）が無線基地局１０に収容されているものとする。さらに、上りリンク（すなわち、移動機１２０からの受信）として個別チャネルが設定され、下りリンク（すなわち、移動機１２０への送信）として共通チャネルが設定されているものとする。なお、下りリンクは、複数の移動機により時間分割多重方式で共用されるものとする。
【００４３】
アダプティブプロセッサ３は、図３〜図４を参照しながら説明したように、各移動機１２０から受信する上り信号に基づいてそれぞれアンテナ素子１ａ〜１ｄの送信電力のウエイトＷａ〜Ｗｄを算出し、それらをアダプティブプロセッサメモリ４に格納する。このとき、各ウエイトＷａ〜Ｗｄは、それぞれ対応する移動機１２０の端末ＩＤをアドレスキーとして格納される。また、ウエイトＷａ〜Ｗｄを算出して格納する処理は、所定時間間隔ごとに繰り返し実行される。すなわち、アダプティブプロセッサメモリ４に格納されているウエイトＷａ〜Ｗｄは、一定時間ごとに更新される。また、この処理は、複数の上りリンクについて（すなわち、ここでは、複数の移動機について）並列に実行される。
【００４４】
移動機１２０へ送信すべき信号は、時間分割多重方式で複数の移動機により共用される共通リンクを介して伝送される。すなわち、時系列に並ぶ送信タイムスロットは、順次、不図示のスケジューラにより送信すべきデータに対して割り当てられていく。図５に示す例では、送信タイムスロット＃０、＃１、＃２、．．．に対して「移動機ＵＥ１宛てのデータ」「移動機ＵＥ５宛てのデータ」「移動機ＵＥ３宛てのデータ」．．．が割り当てられている。
【００４５】
そして、例えば、タイムスロット＃０に割り当てられている「移動機ＵＥ１宛てのデータ」を送信する際には、そのデータは拡散器４１において拡散された後、複数のアンテナ１ａ〜１ｄに送られる。このとき、そのデータの着信先である移動機１２０（ＵＥ１）の端末ＩＤがアダプティブプロセッサ３に通知される。そうすると、アダプティブプロセッサ３は、その端末ＩＤを検索キーとしてアダプティブプロセッサメモリ４から対応する１セットのウエイトＷａ〜Ｗｄ（１０、１０、５、３）を抽出し、それらを乗算器５ａ〜５ｄに設定する。この結果、「移動機ＵＥ１宛てのデータ」は、移動機１２０（ＵＥ１）に向かう指向性で送信されることになる。続いて、タイムスロット＃１に割り当てられている「移動機ＵＥ５宛てのデータ」を送信する際には、アダプティブプロセッサ３は、移動機ＵＥ５の端末ＩＤを検索キーとしてアダプティブプロセッサメモリ４から対応する１セットのウエイトＷａ〜Ｗｄ（４、７、１０、１６）を抽出し、それらを乗算器５ａ〜５ｄに設定する。この結果、「移動機ＵＥ５宛てのデータ」は移動機１２０（ＵＥ５）に向かう指向性で送信されることになる。以降、同様に、共通チャネルである下りリンクの信号は、着信先に応じて次々と指向性を切り替えながら送信されていく。
【００４６】
図７は、無線基地局が生成する送信ビームを模式的に示した図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれ図６に示した実施例のタイムスロット＃０及び＃１における送信ビームを示している。このように、タイムスロット＃０においては、移動機１２０（ＵＥ１）に向かう方向の指向性を持った送信ビームが生成され、タイムスロット＃１においては、移動機１２０（ＵＥ５）に向かう方向の指向性を持った送信ビームが生成される。
【００４７】
図７（ｃ）は、従来技術における送信ビームを示す図である。従来技術では、下り共通チャネルの信号送信時には、セクタ内の全ての移動機１２０により信号が受信されるように、そのセクタ全体をカバーする送信ビームが生成されていた。よって、従来技術では、無線基地局の消費電力が大きかった。
【００４８】
図８は、無線基地局１０の基本動作の実施例である。ここでは、無線基地局１０に３台の移動機（ユーザＡ、Ｂ、Ｃ）が収容されている。また、無線基地局１０からユーザＡ〜Ｃへのデータは、１本の高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨ上に時間分割多重される。さらに、各ユーザＡ〜Ｃから無線基地局１０への制御データは、それぞれ高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨを利用して伝送される。
【００４９】
無線基地局１０は、所定の時間間隔で、各高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨの受信電力をそれぞれ検出する。そして、アダプティブプロセッサ３は、各チャネルについてウエイトＷａ〜Ｗｎを算出し、それぞれ端末ＩＤをアドレスキーとしてアダプティブプロセッサメモリ４に書き込む。すなわち、アダプティブプロセッサメモリ４は、常時、更新される。
【００５０】
高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを介してデータを送信する際には、そのデータの着信先の端末ＩＤがアダプティブプロセッサ３に通知される。そうすると、アダプティブプロセッサ３は、その端末ＩＤを用いてアダプティブプロセッサメモリ４から対応するウエイトＷａ〜Ｗｎを抽出する。すなわち、例えば、あるタイムスロットにおいてユーザＡ宛てにデータを送信する場合は、ユーザＡの端末ＩＤを用いて対応するウエイトＷａ〜Ｗｎが抽出される。そして、抽出されたウエイトＷａ〜Ｗｎが図３に示す乗算器５ａ〜５ｎに与えられる。これにより、着信先のユーザを指向する送信ビームで信号が送出される。
【００５１】
このように、実施形態の無線基地局は、下りリンクが複数の移動機により共用される共通チャネルであっても、データの着信先に応じた指向性を持った送信ビームを生成することができる。
【００５２】
図９は、移動機へ送信すべきデータのトラヒック量が増加し、通信チャネルが個別データチャネルＤＰＤＣＨから高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨに切り替えられる場合の実施例である。ここでは、無線基地局１０から移動機１２０への下りリンクの通信チャネルとして、個別データチャネルＤＰＤＣＨまたは高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨが選択的に使用される。また、移動機１２０から無線基地局１０へ制御データを送信する通信チャネルとして、個別データチャネルＤＰＤＣＨに対して個別制御チャネルＤＰＣＣＨが設定され、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨに対して高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨが設定される。
【００５３】
図９において、無線基地局１０から移動機１２０へ送信されるデータのトラヒック量が小さい期間は、下りリンクの通信チャネルとして個別データチャネルＤＰＤＣＨが使用され、上りリンクの通信チャネルとして個別制御チャネルＤＰＣＣＨが使用される。この場合、アダプティブプロセッサ３は、個別制御チャネルＤＰＣＣＨの受信電力に基づいてウエイトＷａ〜Ｗｎを算出し、それらをアダプティブプロセッサメモリ４に格納する。そして、個別データチャネルＤＰＤＣＨを介して移動機１２０へデータを送信する際には、アダプティブプロセッサメモリ４に格納されているウエイトＷａ〜Ｗｎを利用して送信ビームを形成する。なお、個別チャネルを介して移動機へ信号を送信する際に指向性を持った送信ビームを形成する手順は、公知の技術により実現可能である。
【００５４】
図９において、上記トラヒック量が増加して所定のしきい値を超えると、通信チャネルが個別データチャネルＤＰＤＣＨから高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨに切り替えられる。また、これに伴って、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨを介して移動機１２０から無線基地局１０へ制御信号が送られるようになる。なお、上記トラヒック量がしきい値を超えたか否かは、図２を参照しながら説明したように、無線ネットワーク制御装置１１１によりモニタされる。そして、無線ネットワーク制御装置１１１と移動機１２０との間のネゴシエーションの後（或いは、そのネゴシエーションに際して）無線基地局１０にその旨が通知され、チャネルの切替えが実行される。
【００５５】
上記チャネル切替えが実行されると、以降、アダプティブプロセッサ３は、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨの受信電力に基づいてウエイトＷａ〜Ｗｎを算出し、それらをアダプティブプロセッサメモリ４に格納する。そして、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを介して移動機１２０へデータを送信する際には、アダプティブプロセッサメモリ４に格納されているウエイトＷａ〜Ｗｎを利用して送信ビームを形成する。
【００５６】
ただし、上記チャネル切替えの直後に高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを介して最初のデータを移動機１２０へ送信する際には、まだ、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨの受信電力に基づいて算出されるべきウエイトＷａ〜Ｗｎは得られてない。すなわち、この時点でアダプティブプロセッサメモリ４には、チャネル切替え前に個別制御チャネルＤＰＣＣＨの受信電力に基づいて算出されたウエイトＷａ〜Ｗｎが格納されている。よって、この場合、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを介して最初のデータを移動機１２０へ送信する際には、チャネル切替え前に個別制御チャネルＤＰＣＣＨの受信電力に基づいて算出されたウエイトＷａ〜Ｗｎを用いて送信ビームが形成されることになる。この結果、チャネルの切替え直後においても、適切な指向性の送信ビームを形成することができる。
【００５７】
図１０は、移動機へ送信すべきデータのトラヒック量が減少し、通信チャネルが高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨから個別データチャネルＤＰＤＣＨに切り替えられる場合の実施例である。すなわち、図１０に示す実施例は、図９に示した実施例と逆のパターンの動作について示している。
【００５８】
図１０において、無線基地局１０から移動機１２０へ送信されるデータのトラヒック量が大きい期間は、下りリンクの通信チャネルとして高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨが使用され、上りリンクの通信チャネルとして高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨが使用される。この場合、アダプティブプロセッサ３は、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨの受信電力に基づいてウエイトＷａ〜Ｗｎを算出し、それらをアダプティブプロセッサメモリ４に格納する。そして、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを介して移動機１２０へデータを送信する際には、アダプティブプロセッサメモリ４に格納されているウエイトＷａ〜Ｗｎを利用して送信ビームを形成する。
【００５９】
上記トラヒック量が減少して所定以下になると、通信チャネルが高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨから個別データチャネルＤＰＤＣＨに切り替えられる。また、これに伴って、個別制御チャネルＤＰＣＣＨを介して移動機１２０から無線基地局１０へ制御信号が送られるようになる。そうすると、以降、個別制御チャネルＤＰＣＣＨの受信電力に基づいてウエイトＷａ〜Ｗｎが算出され、個別データチャネルＤＰＤＣＨを介して移動機１２０へデータを送信する際に、そのウエイトＷａ〜Ｗｎを利用して送信ビームが形成されることになる。
【００６０】
ただし、上記チャネル切替えの直後に個別データチャネルＤＰＤＣＨを介して最初のデータを移動機１２０へ送信する際には、チャネル切替え前に高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨの受信電力に基づいて算出されたウエイトＷａ〜Ｗｎを用いて送信ビームが形成されることになる。
【００６１】
このように、実施形態の無線基地局においては、下りリンクのチャネルが切替えられると、切替え後のチャネルに対応する上りチャネルの受信電力に基づいてウエイト情報が得られるまでの期間、切替え前のチャネルに対応する上りチャネルの受信電力に基づいて最後に得られたウエイト情報を利用して送信ビームの指向性が制御される。よって、チャネルの切替え直後においても、適切な指向性の送信ビームを形成することができる。
【００６２】
図１１（ａ）は、ウエイトを算出して更新する処理のフローチャートである。なお、この処理は、所定の時間間隔で実行される。また、この処理は、複数の上りリンクの個別チャネルについて並列に実行される。
【００６３】
ステップＳ１では、受信した上り信号を送出した移動機の端末ＩＤを取得する。ステップＳ２では、その移動機へデータを送信する通信チャネルとして、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨまたは個別データチャネルＤＰＤＣＨのいずれが使用されているのかを調べる。そして、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨが使用されていたときは、ステップＳ３において、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨの受信電力に基づいてウエイトが算出される。一方、個別データチャネルＤＰＤＣＨが使用されていたときは、ステップＳ４において、個別制御チャネルＤＰＣＣＨの受信電力に基づいてウエイトが算出される。そして、ステップＳ５において、ステップＳ１で取得した端末ＩＤに対応するウエイトを更新する。
【００６４】
図１１（ｂ）は、移動機へデータを送信する処理のフローチャートである。なお、この処理は、例えば、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨのタイムスロットに同期して実行される。
【００６５】
ステップＳ１１では、送信すべきデータの着信先移動機の端末ＩＤを取得する。ステップＳ１２では、その端末ＩＤに対応するウエイトをアダプティブプロセッサメモリ４から抽出する。ステップＳ１３では、抽出したウエイトを乗算器に設定する。そして、ステップＳ１４において、信号を送信する。このように、無線基地局から移動機にデータを送信する際には、図１１（ａ）に示す処理により更新された最新のウエイトが使用される。
【００６６】
図１２は、無線基地局から移動機へのデータ送信が一時的に中断した場合の実施例である。ここでは、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを介してのユーザＡの移動機へのデータ送信が中断するものとする。なお、この実施例では、ユーザＡの移動機は、常時、個別制御チャネルＤＰＣＣＨを介して周期的に制御データを無線基地局へ送信するものとする。
【００６７】
図１２において、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを介してユーザＡへデータが送信されているときは、無線基地局１０は、ユーザＡに対応する高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨを介して制御データを受信する。よって、この場合、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨの受信電力に基づいてウエイトが算出され、そのウエイトを利用して送信ビームが形成される。
【００６８】
高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを介してのユーザＡへのデータ送信が停止すると、ユーザＡの移動機は、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨを介して制御データを送信しなくなる。すなわち、無線基地局は、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨを介して制御データを受信できなくなる。よって、この場合、アダプティブプロセッサ３は、制御チャネルＤＰＣＣＨの受信電力に基づいてウエイトを算出する。そして、ウエイトを算出する毎にアダプティブプロセッサメモリが更新される。
【００６９】
ユーザＡへのデータ送信が再開されると、アダプティブプロセッサ３は、アダプティブプロセッサメモリ４から対応するウエイトを抽出する。そして、そのウエイトを利用して送信ビームが形成される。このとき、再開後の最初のデータを送信する際には、制御チャネルＤＰＣＣＨの受信電力に基づいて算出されたウエイトが使用される。
【００７０】
図１３は、図１２に示す実施例における効果を説明する図である。ここでは、移動機１２０がＡ地点からＢ地点を経由してＣ地点へ移動するものとする。また、移動機１２０がＡ地点からＢ地点へ移動している期間は、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを介して無線基地局１０から移動機１２０へデータが送信され、Ｂ地点からＣ地点へ移動している期間は、そのデータ送信は停止しているものとする。
【００７１】
この場合、移動機１２０がＡ地点からＢ地点へ移動している期間は、移動機１２０から無線基地局１０へ高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨを介して制御データが送信されるので、無線基地局１０は、常時、移動機１２０の位置を認識できる。すなわち、無線基地局１０は、常に、移動機１２０に向かう送信ビームを形成できる。
【００７２】
移動機１２０がＢ地点からＣ地点へ移動している期間は、移動機１２０から無線基地局１０への高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨを介しての制御データが停止する。このため、仮に、この期間中は無線基地局１０においてウエイトが更新されないとすると、移動機１２０がＣ地点に到着した時点では、移動機１２０がＢ地点に位置していたときに算出されたウエイトが保持されていることになる。そうすると、その状態で無線基地局１０から移動機１２０へのデータ送信が再開されると、無線基地局１０は、Ｂ地点に向かう送信ビームＢを形成してしまう。
【００７３】
ところが、本発明では、高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを介してのデータ送信が中断している期間であっても、無線基地局１０は、個別制御チャネルＤＰＣＣＨの受信電力に基づいて移動機１２０の位置を検出することができる。そして、無線基地局１０は、移動機１２０がＢ地点からＣ地点へ移動している期間は、定期的に、個別制御チャネルＤＰＣＣＨの受信電力に基づいてウエイトを算出してアダプティブプロセッサメモリを更新する。よって、移動機１２０がＣ地点に到着した時点で無線基地局１０から移動機１２０へのデータ送信が再開されると、無線基地局１０は、即座に、Ｃ地点に向かう送信ビームＣを形成できる。
【００７４】
図１４は、図１２に示す実施例においてウエイトを算出／更新する処理のフローチャートである。このフローチャートのステップＳ２１〜Ｓ２５は、基本的には、図１１（ａ）のステップＳ１〜Ｓ５と同じである。ただし、ステップＳ２２では、ステップＳ２の代わりに、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨを介して移動機から制御データを受信できたか否かを調べる。そして、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨを介して制御データを受信したときは、ステップＳ２３においてその受信電力に基づいてウエイトを算出し、そうでない場合は、ステップＳ２４において個別制御チャネルＤＰＣＣＨの受信電力に基づいてウエイトを算出する。なお、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨおよび個別制御チャネルＤＰＣＣＨの双方から制御データを受信した場合には、前者が優先されるものとする。
【００７５】
ところで、３ＧＰＰシステムの高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨは、上述したように、時間分割多重方式で複数の移動機により共用される。また、３ＧＰＰシステムではＣＤＭＡ方式が採用されているので、時間分割多重の各タイムスロット内で複数のユーザをコード多重することができる。図１５（ａ）は、あるタイムスロットにおいて５ユーザがコード多重されている様子を示している。このように、複数のユーザに対して同時にデータを送信するときは、基本的には、それぞれのユーザに対応する指向性を持った送信ビームが形成される。
【００７６】
ただし、実施形態の無線基地局１０は、同時に形成される複数の送信ビームを合成することにより得られる合成送信ビームがセクタ内の全方向に概ね均一に出力される場合は、指向性制御は実行しない。例えば、あるタイムスロットにおいてコード多重されるユーザ１〜５にデータを送信する際のウエイトＷａ〜Ｗｄが図１５（ｂ）に示す値であったものとする。この場合、各アンテナ素子についてのウエイトの加算値は、概ね、互いに一致するので、合成送信ビームは、セクタ内の全方向に概ね均一になると考えられる。そして、このような場合には、無線基地局１０は、指向性制御を停止する。
【００７７】
無線基地局１０は、例えば、以下の計算式に従ってウエイトを算出する。
Ｗｉ  ＝  Ｋ・Ｐｉ／ΣＰｉ
ここで、「ｉ」は、アンテナ素子を識別する変数である。また、「Ｐｉ」は、ｉ番目のアンテナ素子を介して受信した上り信号の受信電力を表わす。さらに、「Ｋ」は、変換係数であり、移動機から無線基地局へ信号を伝送するためのチャネルの種別に応じて異なった値が使用される。例えば、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨの受信電力に基づいてウエイトを算出する場合と、個別制御チャネルＤＰＣＣＨの受信電力に基づいてウエイトを算出する場合とでは、異なる値が使用される。なお、個別制御チャネルＤＰＣＣＨの受信電力に基づいて高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨ用のウエイトを算出する場合と、個別制御チャネルＤＰＣＣＨの受信電力に基づいて個別データチャネルＤＰＤＣＨ用のウエイトを算出する場合とで、「Ｋ」の値を互いに異なるようにしてもよい。同様に、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨの受信電力に基づいて高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨ用のウエイトを算出する場合と、高速個別制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨの受信電力に基づいて個別データチャネルＤＰＤＣＨ用のウエイトを算出する場合とで、「Ｋ」の値を互いに異なるようにしてもよい。
【００７８】
なお、上述の実施例では、複数の移動機により共有される下り共通チャネルとして、３ＧＰＰシステムの高速下りリンク共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨを採り上げて説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７９】
（付記１）複数の移動機により共有される下り共通チャネルを利用してそれら複数の移動機へ信号を送信すると共に、上り個別チャネルを介して各移動機から信号を受信する無線基地局装置であって、
無線信号を送受信するための複数のアンテナ素子と、
上記複数のアンテナ素子を介して受信した信号から第１の移動機に対応する上り個別チャネルに係わる情報を検出する検出手段と、
上記下り共通チャネルを介して上記第１の移動機へ信号を送信する際に、上記検出手段により検出された情報に基づいて送信電力の指向性を決定する指向性制御手段と、
上記指向性制御手段により決定された指向性で信号を送信する送信手段、
を有する無線基地局装置。
【００８０】
（付記２）付記１に記載の無線基地局装置であって、
上記検出手段は、上記第１の移動機に対応する上り個別チャネルの受信電力を上記複数のアンテナ素子のそれぞれについて検出する。
【００８１】
（付記３）付記１に記載の無線基地局装置であって、
移動機への送信データのトラヒック量に応じて、その移動機へ信号を伝送するための通信チャネルとして下り個別チャネルまたは上記下り共通チャネルを選択するチャネル選択手段をさらに有し、
上記指向性制御手段は、上記チャネル選択手段により上記第１の移動機へ信号を伝送するための通信チャネルが下り個別チャネルから下り共通チャネルに切り替えられたときに、その下り個別チャネルを使用していた期間に上記検出手段により検出された情報を利用して上記下り共通チャネルを介して信号を伝送する際の送信電力の指向性を決定する。
【００８２】
（付記４）付記３に記載の無線基地局装置であって、
上記指向性制御手段は、上記チャネル選択手段により上記第１の移動機へ信号を伝送するための通信チャネルが下り個別チャネルから下り共通チャネルに切り替えられたときに、その下り個別チャネルを使用していた期間に上記検出手段により最後に検出された情報を利用して上記下り共通チャネルを介して信号を伝送する際の最初のデータの送信電力の指向性を決定する。
【００８３】
（付記５）付記１に記載の無線基地局装置であって、
移動機への送信データのトラヒック量に応じて、その移動機へ信号を伝送するための通信チャネルとして下り個別チャネルまたは上記下り共通チャネルを選択するチャネル選択手段をさらに有し、
上記指向性制御手段は、上記チャネル選択手段により上記第１の移動機へ信号を伝送するための通信チャネルが下り共通チャネルから下り個別チャネルに切り替えられたときに、その下り共通チャネルを使用していた期間に上記検出手段により検出された情報を利用して上記下り個別チャネルを介して信号を伝送する際の送信電力の指向性を決定する。
【００８４】
（付記６）付記１に記載の無線基地局装置であって、
上記指向性制御手段は、
上記検出手段により検出された情報に基づいて上記複数のアンテナ素子の送信電力のウエイトを計算するウエイト計算手段と、
上記下り共通チャネルを介して上記第１の移動機へ信号を送信する際に、上記複数のアンテナ素子に対して上記ウエイト計算手段により計算されたウエイトを設定するウエイト設定手段、
を有する。
【００８５】
（付記７）付記６に記載の無線基地局装置であって、
上記ウエイト設定手段は、上記ウエイト計算手段により得られた上記複数のアンテナ素子についてのウエイトが互いに概ね同じであるときは、上記複数のアンテナ素子に対してそれらのウエイトを設定しない。
【００８６】
（付記８）付記６に記載の無線基地局装置であって、
移動機への送信データのトラヒック量に応じて、その移動機へ信号を伝送するための通信チャネルとして下り個別チャネルまたは上記下り共通チャネルを選択するチャネル選択手段をさらに有し、
上記ウエイト計算手段は、上記チャネル選択手段により上記第１の移動機へ信号を伝送するための通信チャネルが下り個別チャネルから下り共通チャネルに切り替えられたときに、その下り個別チャネルを使用していた期間に上記検出手段により検出された情報を利用して上記下り共通チャネルを介して信号を伝送する際の送信電力のウエイトを計算する。
【００８７】
（付記９）付記６に記載の無線基地局装置であって、
移動機への送信データのトラヒック量に応じて、その移動機へ信号を伝送するための通信チャネルとして下り個別チャネルまたは上記下り共通チャネルを選択するチャネル選択手段をさらに有し、
上記ウエイト計算手段は、上記チャネル選択手段により上記第１の移動機へ信号を伝送するための通信チャネルが下り共通チャネルから下り個別チャネルに切り替えられたときに、その下り共通チャネルを使用していた期間に上記検出手段により検出された情報を利用して上記下り個別チャネルを介して信号を伝送する際の送信電力のウエイトを計算する。
【００８８】
（付記１０）付記１に記載の無線基地局装置であって、
上記指向性制御手段により決定された指向性を表わす指向性情報を記憶する記憶手段をさらに有し、
上記指向性制御手段は、上記下り共通チャネルを介して上記第１の移動機へ送信すべきデータ有無に係わらず、上記検出手段により検出される情報に基づいて指向性情報を更新し、
上記送信手段は、上記記憶手段に記憶されている最新の指向性情報に基づいて、上記下り共通チャネルを介して上記第１の移動機へ信号を送信する。
【００８９】
（付記１１）時間分割多重で複数の移動機により共有される下り共通チャネルを利用してそれら複数の移動機へ信号を送信すると共に、上り個別チャネルを介して各移動機から信号を受信する無線基地局装置であって、
無線信号を送受信するための複数のアンテナ素子と、
上記複数のアンテナ素子を介して受信した信号から各移動機に対応する上り個別チャネルに係わる情報を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された情報に基づいて移動機ごとに送信電力の指向性を表わす指向性情報を計算する計算手段と、
上記計算手段により計算された指向性情報を格納する格納手段と、
上記時間分割多重のタイムスロット毎に、送信すべきデータの着信先移動機に対応する指向性情報を上記格納手段から抽出し、その指向性情報に従った指向性で信号を送信する送信手段、
を有する無線基地局装置。
【００９０】
（付記１２）移動機へ信号を送信するための通信チャネルとして複数の移動機により共有される下り共通チャネルおよび移動機ごとに設定される下り個別チャネルを使用可能な無線基地局装置であって、
無線信号を送受信するための複数のアンテナ素子と、
上記下り共通チャネルが使用されているときにはその下り共通チャネルに対応する第１の上りチャネルを介して受信する信号に係わる情報を検出し、上記下り個別チャネルが使用されているときにはその下り個別チャネルに対応する第２の上りチャネルを介して受信する信号に係わる情報を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された情報に基づいて送信電力の指向性を決定する指向性制御手段と、
上記指向性制御手段により決定された指向性で信号を送信する送信手段、を有し、
上記指向性制御手段は、移動機へ信号を伝送するための通信チャネルが上記下り個別チャネルから上記下り共通チャネルに切り替えられたときに、上記第２の上りチャネルを介して受信した信号に係わる情報を利用して上記下り共通チャネルを介して信号を送信する際の送信電力の指向性を決定する
ことを特徴とする無線基地局装置。
【００９１】
（付記１３）移動機へ信号を送信するための通信チャネルとして複数の移動機により共有される下り共通チャネルおよび移動機ごとに設定される下り個別チャネルを使用可能な無線基地局装置であって、
無線信号を送受信するための複数のアンテナ素子と、
上記下り共通チャネルが使用されているときにはその下り共通チャネルに対応する第１の上りチャネルを介して受信する信号に係わる情報を検出し、上記下り個別チャネルが使用されているときにはその下り個別チャネルに対応する第２の上りチャネルを介して受信する信号に係わる情報を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された情報に基づいて送信電力の指向性を決定する指向性制御手段と、
上記指向性制御手段により決定された指向性で信号を送信する送信手段、を有し、
上記指向性制御手段は、移動機へ信号を伝送するための通信チャネルが上記下り共通チャネルから上記下り個別チャネルに切り替えられたときに、上記第１の上りチャネルを介して受信した信号に係わる情報を利用して上記下り個別チャネルを介して信号を送信する際の送信電力の指向性を決定する
ことを特徴とする無線基地局装置。
【００９２】
（付記１４）移動機へ信号を送信するための通信チャネルとして複数の移動機により共有される下り共通チャネルおよび移動機ごとに設定される下り個別チャネルを使用可能な無線基地局装置であって、
無線信号を送受信するための複数のアンテナ素子と、
上記下り共通チャネルを介して移動機にデータを送信している期間はその下り共通チャネルに対応する第１の上りチャネルを介して受信する信号に係わる情報を検出し、上記下り共通チャネルを介して移動機にデータを送信してない期間は上記下り個別チャネルに対応する第２の上りチャネルを介して受信する信号に係わる情報を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された情報に基づいて送信電力の指向性を決定する指向性制御手段と、
上記指向性制御手段により決定された指向性で信号を送信する送信手段、
を有する無線基地局装置。
【００９３】
（付記１５）無線基地局と移動機との間に、複数の移動機により共有される下り共通チャネルおよび各移動機により占有される上り個別チャネルが設定される無線通信システムにおいて、上記無線基地局から移動機へ信号を送信する無線通信方法であって、
上記無線基地局において、複数のアンテナ素子を介して受信した信号から対象移動機に対応する上り個別チャネルに係わる情報を検出し、
上記無線基地局において、上記下り共通チャネルを介して上記対象移動機へ信号を送信する際に、上記検出された情報に基づいて送信電力の指向性を決定し、
上記決定された指向性で上記無線基地局から上記対象移動機へ信号を送信する、
ことを特徴とする無線通信方法。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】無線基地局と移動機との間に設定される主なチャネルを示す図である。
【図２】チャネル切替えのシーケンスを示す図である。
【図３】無線基地局が備えるアダプティブアレイアンテナシステムの構成を示す図である。
【図４】図３に示すアダプティブアレイアンテナシステムの受信部の機能ブロック図である。
【図５】無線基地局に複数の移動機が収容されている様子を示す図である。
【図６】実施形態の無線基地局の基本動作を説明する図である。
【図７】無線基地局が生成する送信ビームを模式的に示した図である。
【図８】無線基地局の基本動作の実施例である。
【図９】下りリンクの通信チャネルがＤＰＤＣＨからＨＳ−ＰＤＳＣＨに切り替えられる場合の実施例である。
【図１０】下りリンクの通信チャネルがＨＳ−ＰＤＳＣＨからＤＰＤＣＨに切り替えられる場合の実施例である。
【図１１】（ａ）は、ウエイトを算出して更新する処理のフローチャートであり、（ｂ）は、移動機へデータを送信する処理のフローチャートである。
【図１２】無線基地局から移動機へのデータ送信が一時的に中断した場合の実施例である。
【図１３】図１２に示す実施例における効果を説明する図である。
【図１４】図１２に示す実施例においてウエイトを算出／更新する処理のフローチャートである。
【図１５】（ａ）は、複数のユーザがコード多重されたときの送信ビームを示す図であり、（ｂ）は、コード多重される複数のユーザのウエイト情報の例である。
【図１６】３ＧＰＰシステムに係るネットワーク構成図である。
【図１７】アダプティブアレイアンテナを利用した指向性について示す図である。
【図１８】アダプティブアレイアンテナシステムのブロック図である。
【図１９】ＨＳＤＰＡのＵｕインタフェースを説明する図である。
【図２０】無線基地局およびそのセクタを示す図である。
【図２１】マルチパス環境を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ａ〜１ｎ  アンテナ
２      合成／分配器
３      アダプティブプロセッサ
４      アダプティブプロセッサメモリ
５ａ〜５ｎ  乗算器
１０    無線基地局（NodeＢ）
２０    受信部
２１ａ〜２１ｎ  逆拡散部
２２    合成部
２２    逆拡散部
２３    復調部
２４ａ〜２４ｎ  検波部
２５    計算部
３１    更新部
１００  上位網（ＣＮ）
１１０  無線アクセス網（ＵＴＲＡＮ）
１１１  無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）
１１２  無線基地局（NodeＢ）
１２０  移動機（ＵＥ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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