(57)【要約】本発明によれば、送信信号を受信装置（１２）に送信する送信装置（１０）が開示される。送信装置（１０）は、送信ビームパターンに合わせて複数の送信ビームを前記受信装置に送信する手段（３０，３２，３４）であって、ビームの少なくとも１つが前記送信信号を搬送し、送信ビームの各々は、他のビームと又は互いに区別され得るところの手段，前記受信装置で受信された前記送信ビームの品質の測定値に基づくフィードバック信号を、前記受信装置から受信する手段（３８，４０），及び前記フィードバック信号に依存して前記送信ビームパターンを調整する手段（３６）を有する。関連する受信装置及び関連する方法も開示される。
2004507151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を受信装置に送信する送信装置であって：
送信ビームパターンに合わせて複数の送信ビームを前記受信装置に送信する手段であって、ビームの少なくとも１つが前記送信信号を搬送し、送信ビームの各々は、他のビームと又は互いに区別され得るところの手段；
前記受信装置で受信された前記送信ビームの品質の測定値に基づくフィードバック信号を、前記受信装置から受信する手段；及び
前記フィードバック信号に依存して前記送信ビームパターンを調整する手段；　を有することを特徴とする送信装置。
【請求項２】
ビームパターンの方位角が、前記フィードバック信号に依存して調整されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記フィードバック信号が、限定された状態数の内の１つを有することを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記フィードバック信号がｎビットより成り、送信ビーム数が２ｎより小さい又は等しいことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記フィードバック信号が、各送信ビームの品質の測定値より成ることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
【請求項６】
前記受信手段が、所定の時分割多重形式で、異なる時間に異なるビームについての品質測定値を受信するよう形成されることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記複数の送信ビームが、前記送信信号を搬送するメインビームと、前記メインビームのものからずれた方位角を有する少なくとも１つの補助ビームとを有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記フィードバック信号が補助ビームが最良品質を有することを示す場合に、前記調整する手段が、前記ビームパターンの方位角を、補助ビームの方位角における所定の調整量だけ調整するよう動作することを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記フィードバック信号が補助ビームが前記メインビームよりも良好な品質で受信されたことを示す場合に、前記調整する手段が、前記メインビームの方位角を、補助ビームのものに変更するよう形成されることを特徴とする請求項７又は８記載の装置。
【請求項１０】
前記調整する手段が、前記送信ビームパターンに対する調整を行う際に、少なくとも１つの送信ビームを不変に維持することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の装置。
【請求項１１】
第１の補助ビームが第１方位にて前記メインビームから第１オフセット角だけずれており、第２の補助ビームが、前記第１方位とは反対の第２方位にて前記メインビームから第２オフセット角だけずれていることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記補助ビームの少なくとも１つが、連続的に送信されることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数の送信ビームが、各自異なる時間に送信される少なくとも２つの補助ビームを有することを特徴とする請求項７乃至１２の何れか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記送信信号が、少なくとも２つの送信ビームにて搬送され、前記送信信号の属性が前記フィードバック信号に依存して調整されることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記送信ビームパターンの角度分布が、前記フィードバック信号に依存して調整されることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の装置。
【請求項１６】
一連のサイクルで動作するよう形成される請求項１５記載の装置であって、前記一連のサイクルの第１サイクルでは前記送信ビームパターンが第１角度分布を有し、前記一連のサイクルの第２サイクルでは前記送信ビームパターンが第１角度分布より狭い第２角度分布を有することを特徴とする装置。
【請求項１７】
前記複数の送信ビームの各々が、前記送信ビームの品質の測定に使用する制御チャネルを搬送することを特徴とする請求項１乃至１６の何れか１項に記載の装置。
【請求項１８】
更に、送信ビームが１つ又は複数の他の送信ビームと区別されるように、送信ビームの１つにより搬送される信号に修正を施す手段を有することを特徴とする請求項１乃至１７の何れか１項に記載の装置。
【請求項１９】
更に、複数の送信ビームを形成するための複数のビーム整形器及び複数のアンテナ素子を有することを特徴とする請求項１乃至１８の何れか１項に記載の装置。
【請求項２０】
送信ダイバーシチを行って送信信号を送信するための複数の送信ダイバーシチブランチを有する送信ダイバーシチ装置であって、該ブランチの少なくとも１つが、請求項１乃至１９の何れか１項に記載の送信装置より成ることを特徴とする送信ダイバーシチ装置。
【請求項２１】
前記送信信号が、少なくとも２つの送信ダイバーシチブランチから同時に送信され、当該装置が、更に、前記フィードバック信号に依存して前記送信ダイバーシチブランチから送信された送信信号の属性を調整する手段を有することを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
前記送信ダイバーシチブランチが各自の送信ビームを送信し、前記フィードバック信号が前記送信ビームの品質の測定値より成ることを特徴とする請求項２０又は２１記載の装置。
【請求項２３】
前記受信する手段が、所定の時分割多重形式で異なる時間に異なるビームについての品質測定値を受信するよう形成されることを特徴とする請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
前記ダイバーシチブランチの少なくとも１つが、メイン送信ビーム及び補助送信ビームを送信し、ブランチの受信する手段が、前記補助ビームの品質の測定値より多くの頻度で前記メイン送信ビームの品質の測定値を受信するよう形成されることを特徴とする請求項２０乃至２２の何れか１項に記載の装置。
【請求項２５】
請求項１乃至２４の何れか１項に記載の装置より成ることを特徴とする、セルラ移動通信システムに使用される基地局。
【請求項２６】
送信装置によって送信された送信信号を受信する受信装置であって：
複数の送信ビームを受信する手段であって、該ビームの少なくとも１つが前記送信信号を搬送し、各ビームが他のビームと又は互いに区別され得るところの手段；
前記送信ビームの品質の測定値を生成する手段；
前記送信ビームの前記品質の前記測定値に基づいて、フィードバック信号を生成する手段；及び
当該受信装置から前記送信装置へ前記フィードバック信号を送信する手段；
を有することを特徴とする受信装置。
【請求項２７】
前記フィードバック信号が、限定された状態数の内の１つを有することを特徴とする請求項２６記載の装置。
【請求項２８】
前記フィードバック信号がｎビットより成り、送信ビーム数が２ｎより小さい又は等しいことを特徴とする請求項２８記載の装置。
【請求項２９】
前記フィードバック信号が、当該受信装置で受信される送信信号の各々の品質の測定値より成ることを特徴とする請求項２６乃至２８の何れか１項に記載の装置。
【請求項３０】
更に、異なる送信ビームにより搬送される信号を識別する手段を有することを特徴とする請求項２６乃至２９の何れか１項に記載の装置。
【請求項３１】
前記識別する手段が、スクランブルコードでスクランブルされた信号をスクランブル解除する手段を有することを特徴とする請求項３０記載の装置。
【請求項３２】
前記識別する手段が、異なるパイロット信号を有する信号を識別する手段より成ることを特徴とする請求項３０又は３１記載の装置。
【請求項３３】
送信ビームの品質の測定値を生成する手段が、受信信号及び／又は受信信号の電力レベルの信号対干渉及びノイズ比を推定するよう形成されることを特徴とする請求項２６乃至３２の何れか１項に記載の装置。
【請求項３４】
前記送信装置内の複数の送信ダイバーシチブランチからの複数の送信ビームにて送信された送信信号を受信するよう形成されることを特徴とする請求項２６乃至３３の何れか１項に記載の装置。
【請求項３５】
前記フィードバック信号が、各送信ビームの品質の測定値より成ることを特徴とする請求項３４記載の装置。
【請求項３６】
所定の時分割多重形式で異なる時間に異なるビームの品質測定値が送信されることを特徴とする請求項３５記載の装置。
【請求項３７】
前記複数のダイバーシチブランチの少なくとも１つから、少なくとも１つのメイン送信ビーム及び補助送信ビームを受信するよう形成され、及び前記補助送信ビームの品質の測定値よりも多い頻度で前記メイン送信ビームの測定値を送信するよう形成されることを特徴とする請求項３４乃至３６の何れか１項に記載の装置。
【請求項３８】
請求項２６乃至３７の何れか１項に記載の受信装置より成ることを特徴とする、セルラ移動通信システムにて使用される移動ユニット。
【請求項３９】
請求項１乃至２５の何れか１項に記載の送信装置、及び請求項２６乃至３８の何れか１項に記載の受信装置を有することを特徴とする通信システム。
【請求項４０】
送信装置から受信装置へ送信信号を送信する方法であって：
送信ビームパターンに合わせて前記送信装置から前記受信装置へ複数の送信ビームを送信するステップであって、該ビームの少なくとも１つは前記送信信号を搬送し、各ビームは他のビーム又は互いに区別され得るところのステップ；
前記複数の送信ビームを受信するステップ；
前記送信ビームの品質の測定値を生成するステップ；
前記送信ビームの品質の測定値に基づいて、フィードバック信号を生成するステップ；
前記受信装置から前記送信装置へ前記フィードバック信号を送信するステップ；及び
前記フィードバック信号に依存して、前記送信ビームパターンを調整するステップ；
より成ることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、送信ビームのビームパターンを制御するための適応ビーム整形技術に関連する。他を排除するわけではないが、特に、本発明は、移動セルラ通信システムに使用するための適応ビーム整形技術に関連し並びにハイブリッド送信ダイバーシチ及び適応ビーム整形技術に関連する。
【０００２】
セルラ移動通信システムでは、システムが動作するエリアは複数のセルに分割され、その各々は基地局によって賄われている。各基地局には、そこへ信号を送信するため及びそのセル内の移動ユニットからの信号を受信するための所定数の無線周波数が割り当てられる。これら無線周波数は隣接しない他のセルで再利用され、システムのスペクトル効率を向上させている。
【０００３】
各セルにて、基地局は、マルチユーザ及びマルチパス環境にて、要求する各ユーザ（すなわち、アクティブな移動局）に送信を行う必要がある。低ビットエラーレートで申し分のない信号検出を行うためには、２つの条件が充足される必要がある。第１に、移動ユニットにより受信される基地局からの信号の電力レベルが、所定の閾値より大きくなければならない。第２に、しばしば多重アクセス干渉（ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ａｃｃｅｓｓ　ｉｎｔｅｆｅｒｅｎｃｅ）とも呼ばれるマルチユーザ干渉（ＭＵＩ：ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｃｅ）が、許容可能なレベルに減少していなければならない。
【０００４】
信号電力レベルを閾値以上に維持しつつＭＵＩを減少させるために、セルを複数のセクタに分割し、各々が指向性アンテナにより供給されることが知られている。例えば、１２０°の角度で区分された３つの指向性アンテナを利用することで、セルは３つのセクタに分割される。この場合において、移動ユニットへ送信する際に、基地局は、セル全体ではなく移動ユニットが在圏しているセクタのみを包含すればよい。
【０００５】
上述したシステムにて、セクタ内に多くの移動ユニットが存在し、許容できないＭＵＩレベルに達する場合がある。１つのセクタにおける移動ユニット数を減少させるために、セクタサイズを小さくしようとしたならば、あるセクタから他のセクタへハンドオーバしなければならない回数が増加し、システムの効率を低減させてしまうであろう。
【０００６】
本願の参考に供せられる、２０００年６月の、Ｇｕｏ　ｅｔ　ａｌ．による“Ａｄｖａｎｃｅｄ　ｂａｓｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｆｏｒ　ＵＴＲＡＮ”と題する文献にて開示されている適応ビーム整形の技術では、ダウンリンク送信ビームのビームパターンが、アップリンク送信ビームの受信方向を判定することによって調整される。ダウンリンク及びアップリンク送信チャネルは同一のチャネル特性を有していないので、例えばアップリンクとダウンリンクで異なる周波数が利用されるので、この技術は常に良好な結果をもたらすとは限らない。
【０００７】
移動通信システムのけるＭＵＩの問題を解決するために、基地局にて受信信号を空間的にフィルタ処理する適応アンテナを利用することが知られている。例えば、本願の参考に供せられる、富士通株式会社名義の英国特許出願番号第９８２６２７１．０号は、ビーム整形器を利用して、移動局により基地局に送信された信号を空間的にフィルタ処理する適応アンテナを開示する。誤差信号に依存してビーム整形器の応答を調整する適応アルゴリズムが使用され、移動ユニットがセル内を移動するにつれて、ビーム整形器が、特定の移動ユニットの送信信号に追従するようにする。
【０００８】
上述したような技術を類推した適応アンテナがセルラ移動通信システムのダウンリンクに利用されたならば、複雑なフィードバック情報が移動ユニットから基地局に送信される必要が生じ、アップリンクで送信しなければならない情報量を許容できない程に増加させてしまうであろう。更に、システムに適用される規格には、そのようなフィードバック信号のアップリンク送信は用意されていない。
【０００９】
従って、セルラ移動通信システムのダウンリンクに使用する適応アンテナを提供することが望まれている。特に、移動ユニットから基地局に伝送される複雑なフィードバック情報を必要としない適応アンテナを提供することが望まれている。
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、送信信号を受信装置に送信する送信装置であって：
送信ビームパターンに合わせて複数の送信ビームを前記受信装置に送信する手段であって、ビームの少なくとも１つが前記送信信号を搬送し、送信ビームの各々は、他のビームと又は互いに区別され得るところの手段；
前記受信装置で受信された前記送信ビームの品質の測定値に基づくフィードバック信号を、前記受信装置から受信する手段；及び
前記フィードバック信号に依存して前記送信ビームパターンを調整する手段；
を有することを特徴とする送信装置が、提供される。
【００１１】
本発明は、送信ビームパターンを調整するために簡潔なフィードバック信号が利用される点で有利である。このような手法により、本発明が適用されなかった場合よりも狭い送信ビームを利用することが可能になり、システム内のユーザ数を増加させ、及び／又はマルチユーザ干渉を低減させることが可能になる。
【００１２】
例えば、ビームパターンの方位角は、フィードバック信号に依存して調整され、送信ビームパターンを、送信装置及び受信装置間の相対的な運動に合わせることが可能になる。
【００１３】
フィードバック信号は、限定された状態数の内の１つとすることが可能である。限定された状態数により、例えば、状態の各々が、送信装置により行われる様々な動作（又は動作の不足）に導くことが可能である。例えば、フィードバック信号は右回転又は左回転の一方を示し、若しくはフィードバック信号は送信ビームの１つを区別し、又は送信ビームをある順序でランク付けすることが可能である。例えば、フィードバック信号は、どの送信ビームが最良品質で受信されたか、又はどれが最悪の品質で受信されたかを識別することが可能である。例えば、最良品質で受信されたビームの方向に、又は最悪の品質で受信されたビームから離れるように、送信ビームパターンを調整することによって、送信装置は動作し得る。
【００１４】
フィードバック信号が限定された状態数の内の１つを有するようにすることによって、フィードバック信号は可能な限り簡易にすることが可能である。例えば、フィードバック信号がｎビットより成り、送信ビーム数が２ｎより小さい又は等しくすることが可能である。例えば、フィードバック信号が１ビットより成る場合には、２つの送信ビームが使用され得る；フィードバック信号が２ビットより成る場合には、４つまでの送信ビームが使用され得る。ｎの値は１，２，３又はそれ以上に等しくすることが可能である。
【００１５】
また、フィードバック信号が、各送信ビームの品質の測定値より成るものとすることが可能である。測定値は、絶対値の測定値又は相対的な測定値とすることが可能である。例えば、フィードバック情報に２ビットが使用可能であるならば、各送信ビームの絶対的な又は相対的な２ビットの測定値が、時間多重形式でフィードバックされ得る。受信手段は、所定の時分割多重形式で、異なる時間に異なるビームについての品質測定値を受信するよう形成され得る。
【００１６】
複数の送信ビームは、送信信号を搬送するメインビームと、前記メインビームのものからずれた方位角を有する少なくとも１つの補助ビームとを有する。送信信号を搬送するためのメインビームを用意することによって、補助ビームでは限定された情報量のみを搬送することが可能になり、両ビームが送信信号を搬送する場合に比較してシステムの実効性を改善することが可能になる。例えば、メインビームはデータチャネル及び制御チャネルの両者を搬送し得るが、補助ビームは制御チャネルのみを搬送するようにすることが可能である。このことは、受信した制御チャネルの品質を測定することで、様々な送信ビームの品質が受信機で測定され得る一方、総ての送信ビームでデータチャネルを伝送する必要性を回避することを可能にする。
【００１７】
フィードバック信号が補助ビームが最良品質を有することを示す場合に、前記調整する手段は、前記ビームパターンの方位角を、補助ビームの方位角における所定の調整量だけ調整するよう動作することが可能である。また、フィードバック信号が補助ビームが最悪の品質を有することを示す場合に、調整する手段は、ビームパターンの方位角を、補助ビームから遠ざかるよう所定の量だけ調整するよう動作することが可能である。
【００１８】
その調整量はオフセット量に等しくすることが可能であり、フィードバック信号が、補助ビームがメインビームより良好な品質で受信されたことを示す場合に、調整する手段は、メインビームの方位角を補助ビームのものに変更することが可能である。
【００１９】
調整する手段は、前記送信ビームパターンに対する調整を行う際に、少なくとも１つの送信ビームを不変に維持することが可能である。例えば、１つの送信ビームを除く総てを不変にすることが可能である。このようにすると、総ての送信ビームを動かす必要がないので、システムの安定性が改善される。例えば、あるビームが複数の送信ビームの一方の側から他方の側へ移動されるが、他のビームはそれらが位置する場所に残存するようにすることが可能である。
【００２０】
送信ビームパターンの方向を良好に制御するために、好ましくは、実質的に互いに反対の２つの補助ビームが存在し、第１の補助ビームが第１方位にて前記メインビームから第１オフセット角だけずれており、第２の補助ビームが、前記第１方位とは反対の第２方位にて前記メインビームから第２オフセット角だけずれている。好ましくは、第１及び第２補助ビームが９０°以上、例えば少なくとも１２０°又は１８０近辺である。第１及び第２オフセットは同一でも相違していてもよい。調整する手段は、フィードバック信号が第１補助ビームが最良品質を有することを示す場合に第１方位にて所定の第１調整量だけ、及びフィードバック信号が第２補助ビームが最良品質を有することを示す場合に第２方位にて所定の第２調整量だけ、ビームパターンの方位角を調整するよう動作し得る。
【００２１】
一実施例では、補助ビームの少なくとも１つは、連続的に送信される。例えば、補助ビームは各タイムスロットで又は所定のタイムスロットで送信され得るが、総てのタイムスロットに必要ではない。他の実施例では、複数の送信ビームが、各自異なる時間に送信される少なくとも２つの補助ビームを有する。異なる時間に少なくとも２つの補助ビームを送信することで、一度に送信される補助ビーム数を増加させずに、ある時間間隔にわたって複数の異なる試行方向が検査され得る。フィードバック信号が補助ビームがメインビームより良好な品質で受信されたことを示す任意の時点で、メインビームの方向は補助ビームのものに（又はそれに向けて）変更され得る。この態様は、送信されるフィードバック情報量が制限されている場合、又は例えば干渉を抑制するために一度に送信される補助ビーム数を削減することが望まれる場合に有利である。
【００２２】
上述した例では、送信信号はメイン送信ビームでのみ搬送されていた。しかしながら、送信ビームは１以上の送信ビームで搬送することも可能であり、この場合には、各送信ビームの送信信号は最大比（ｍａｘｉｍｕｍ　ｒａｔｉｏ）形式で調整され得る。そして、送信信号は、少なくとも２つの送信ビームにて搬送され、前記送信信号の属性が前記フィードバック信号に依存して調整され得る。その属性は例えば振幅又は位相とすることが可能である。
【００２３】
上述した例では、フィードバック信号に依存してビームパターンの方位角を調整するために、リファレンスが形成されていた。他の例では、送信ビームパターンの角度分布が、前記フィードバック信号に依存して調整される。
【００２４】
例えば、一連のサイクルで装置が動作し、前記一連のサイクルの第１サイクルでは前記送信ビームパターンが第１角度分布を有し、前記一連のサイクルの第２サイクルでは前記送信ビームパターンが第１角度分布より狭い第２角度分布を有する。こうして、送信ビームの角度分布はフィードバック信号に基づいて狭くすることが可能である。例えば、第１サイクルでは、２つの広範な送信ビームが送信され得る。２つの広範なビームの何れが再呂野品質で受信されたかについての判定がなされる。その後に、第２サイクルにて、最良の品質で受信されたと判定された一方の広範なビームと実質的に同一の範囲を網羅する狭い２つのビームが送信される。こうして、送信の当初の方向が未知である場合に、充分な指向性が達成されるまで連続的なサイクルで狭められるところの比較的広範なビームで送信を開始することが可能である。送信ビームパターンの方向の調整は、上述した手法に従って行われ得る。
【００２５】
上記の例では、複数の送信ビームの各々は、前記送信ビームの品質の測定に使用する制御チャネルを搬送する。
【００２６】
更に、本装置は、送信ビームが１つ又は複数の他の送信ビームと区別されるように、送信ビームの１つにより搬送される信号に修正を施す手段を有する。様々な手法を利用して、様々な送信ビームを互いに区別することが可能である。一例では、本装置は、異なるスクランブルコードを利用して、少なくとも２つの送信ビームをスクランブルする手段を有する。この場合に、様々なビームを区別するのを容易にするために、様々なコード間の相互相関（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）は低いことが好ましい（例えば、コードは直交させることが可能である）。他の例では、本装置は、異なるパイロット信号を送信信号に挿入する手段を有する。この場合に、パイロットシーケンスは直交していることが好ましい。更なる例では、送信フレームの所定のデータビットが、様々なビームを区別するために確保される。他の例では、様々な送信ビームが異なる時間オフセットと供に送信される。時間オフセットが充分に大きいならば、受信装置における相関器は、さまざまな信号を区別することが可能である。これらの可能性は例としてのみ挙げられており、様々な送信ビームを互いに区別することを可能にする任意の手法が利用可能であることが理解されるであろう。
【００２７】
本装置は、更に、複数の送信ビームを形成するための複数のビーム整形器及び複数のアンテナ素子を有し得る。
【００２８】
本発明は、送信ダイバーシチを行って送信信号を送信するための複数の送信ダイバーシチブランチを有する送信ダイバーシチ装置にも拡張され、該ブランチの少なくとも１つは上述の送信装置より成る。この場合に、送信信号を送信するために最良の送信ダイバーシチブランチが選択される、又は送信信号が、少なくとも２つの送信ダイバーシチブランチから同時に送信され、及び当該装置が、更に、前記フィードバック信号に依存して前記送信ダイバーシチブランチから送信された送信信号の属性（例えば振幅又は位相）を調整する手段を有し、システムの実効性を改善する。
【００２９】
送信ダイバーシチブランチは各自の送信ビームを送信し、フィードバック信号は送信ビームの品質の測定値より成る。受信する手段は、所定の時分割多重形式で異なる時間に異なるビームについての品質測定値を受信するよう形成される。
【００３０】
ダイバーシチブランチの少なくとも１つは、メイン送信ビーム及び補助送信ビームを送信し、ブランチの受信する手段が、前記補助ビームの品質の測定値より多くの頻度で前記メイン送信ビームの品質の測定値を受信するよう形成される。移動通信システムでは、移動ユニットが移動する速度は、送信チャネルのフェージング速度（ｆａｄｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ）より遅いので、このことは、送信ダイバーシチ及びビーム形成の両者に情報をフィードバックする有利かつ効率的な手法となり得る。
【００３１】
本発明は、上記の態様の装置より成る、セルラ移動通信システムに使用される基地局にも応用され得る。また、基地局は受信信号を空間的にフィルタ処理する１つ又はそれ以上のビーム整形器を有し得る。好ましくは、基地局は、富士通株式会社名義の英国特許出願番号００１８８５９．９に開示されているような受信装置を有し、その文献の内容は本願の参考に供せられる。
【００３２】
本発明は上述の送信装置と供に使用する受信装置にも適用され、本発明の他の態様によれば、送信装置によって送信された送信信号を受信する受信装置が提供され、当該受信装置は：
複数の送信ビームを受信する手段であって、該ビームの少なくとも１つが前記送信信号を搬送し、各ビームが他のビームと又は互いに区別され得るところの手段；
前記送信ビームの品質の測定値を生成する手段；
前記送信ビームの前記品質の前記測定値に基づいて、フィードバック信号を生成する手段；及び
当該受信装置から前記送信装置へ前記フィードバック信号を送信する手段；
を有する。
【００３３】
フィードバック信号は限定された数の状態の１つを有し得る。例えば、フィードバック信号は、右回転又は左回転の一方を示すことが可能であり、フィードバック信号は送信ビームの１つを識別することが可能であり、又は送信ビームをある順序でランク付けすることが可能である。フィードバック信号は、ｎビットより成り、送信ビーム数は２ｎより小さい又は等しくすることが可能である。
【００３４】
また、フィードバック信号は、当該受信装置で受信される送信信号の各々の品質の測定値より成る。異なるビームについての測定値は時間多重化され得る。
【００３５】
本装置は更に、異なる送信ビームにより搬送される信号を識別する手段を有する。例えば、識別する手段は、スクランブルコードでスクランブルされた信号をスクランブル解除する手段を有する、又は識別する手段は、異なるパイロット信号を有する信号を識別する手段を有する。
【００３６】
送信ビームの品質の測定値を生成する手段は、受信信号及び／又は受信信号の電力レベルの信号対干渉及びノイズ比を推定するよう形成され、又は他の手法で送信ビームの品質を測定するよう形成される。
【００３７】
本装置は、前記送信装置内の複数の送信ダイバーシチブランチからの複数の送信ビームにて送信された送信信号を受信するよう形成される。本装置は、例えば最大比形式で様々な信号を合成するよう形成され得る。
【００３８】
上記の場合では、フィードバック信号は、各送信ビームの品質の測定値より成る。異なるビームの品質測定値は、所定の時分割多重形式で異なる時間に送信される。例えば、本装置は、複数のダイバーシチブランチの少なくとも１つから、少なくとも１つのメイン送信ビーム及び補助送信ビームを受信するよう形成され、及び前記補助送信ビームの品質の測定値よりも多い頻度で前記メイン送信ビームの測定値を送信するよう形成される。
【００３９】
本発明は、上述の受信装置より成る、セルラ移動通信システムにて使用される移動ユニットにも適用され得る。
【００４０】
本発明は、上述の態様の送信装置及び上述の態様の受信装置を有する通信システムにも適用され得る。そのシステムは１以上の受信装置（例えば、移動ユニット）を有する。本発明の他の態様によれば、送信信号を受信装置へ送信する送信装置が提供され、当該送信装置は：
アンテナアレイ；
前記アンテナアレイに接続された送信機アレイ；
前記送信機アレイに接続されたビーム整形器であって、前記ビーム整形器は送信信号を受信し及び送信信号を修正するよう動作し、アンテナアレイが送信ビームパターンに合わせて複数の送信ビームを形成し、前記送信ビームの少なくとも１つが前記送信信号を搬送するところのビーム整形器；
前記受信装置にて受信された送信ビームの品質の測定値に基づくフィードバック信号を、前記受信装置から動作時に受信する受信機；及び
ビーム整形器を制御して、前記送信ビームパターンが前記フィードバック信号に依存して調整されるようにプログラムされたプロセッサ；
を有する。
【００４１】
本発明の他の態様によれば、送信装置によって送信された送信信号を受信する受信装置が提供され、当該受信装置は：
複数の送信ビームを受信するよう動作することが可能であって、該ビームの少なくとも１つが前記送信ビームを搬送するところの受信機；
前記送信ビームの品質の測定値を生成し、前記送信ビームの品質の測定値に基づいてフィードバック信号を生成するようプログラムされたプロセッサ；及び
当該受信装置から前記送信装置へ前記フィードバック信号を送信するよう動作する送信機；
を有する。
【００４２】
本発明の他の態様では、本発明の関連する方法の態様も提供され、送信装置から受信装置へ送信信号を送信する方法は：
送信ビームパターンに合わせて前記送信装置から前記受信装置へ複数の送信ビームを送信するステップであって、該ビームの少なくとも１つは前記送信信号を搬送し、各ビームは他のビーム又は互いに区別され得るところのステップ；
前記複数の送信ビームを受信するステップ；
前記送信ビームの品質の測定値を生成するステップ；
前記送信ビームの品質の測定値に基づいて、フィードバック信号を生成するステップ；
前記受信装置から前記送信装置へ前記フィードバック信号を送信するステップ；及び
前記フィードバック信号に依存して、前記送信ビームパターンを調整するステップ；
より成る。
【００４３】
装置の特徴は、本発明の方法の態様に適用することも可能であり、逆もまた可能である。一態様の特徴は他の態様に適用することも可能である。
【００４４】
上記の様々な態様は、ハードウエアにて又は１つ又はそれ以上のプロセッサ上で動作するソフトウエアモジュールにて実現することが可能である。
【００４５】
また、本発明は、本方法を実行するためのコンピュータプログラム、コンピュータプログラムプロダクツ、及び本方法を実行するためのプログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な記録媒体をも提供する。本発明を利用するコンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に格納され、すなわち例えば、インターネットウェブサイトから供給されるダウンロード可能なデータ信号のような又は他の形式のような信号形態で格納され得る。
【００４６】
本発明の好適な特徴は添付図面を参照しながら例示的に説明される。
【００４７】
［移動セルラ通信システムの概略］
移動セルラ通信システムの概略が図１に示されている。本システムは、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ）地上アクセスネットワーク（ＵＴＲＡ）規格の提案される周波数分割多重（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）モード用に設計される。使用されるＵＴＲＡ規格の詳細については、本願の参考に供せられる、ＩＳＢＮ　０−４７１−９７５９５−８のＢｅｒｎｈａｒｄ　Ｗａｌｋｅによる“Ｍｏｂｉｌｅ　Ｒａｄｉｏ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ　ａｎｄ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ”に開示されている。
【００４８】
図１を参照するに、基地局１０は、典型的には移動電話機又は携帯用データ処理装置である複数の移動ユニット１２，１４，１６に信号を送信し及びそれらから信号を受信する。様々な移動ユニットが、波線で示されるような１２０°のセクタ内に在圏している。基地局への及びそこからの様々な信号は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）を利用して同一周波数で伝送される。ＣＤＭＡでは、各信号は特定のコードを利用して送信機にて広範なスペクトルに拡散される。受信機では、その信号は拡散コードのレプリカを利用して当初の信号に逆拡散される。信号の各々について異なる拡散コード（又は、拡散及びスクランブルのコードの異なる組み合わせ）を利用することで、様々な信号が同一周波数で同時に送信されているにもかかわらず識別することが可能である。
【００４９】
基地局１０は、拡散器２０１，２０２，２０３，送信機２２、デュプレクサ２３、アンテナ２４，受信機２５及び逆拡散器２６１，２６２，２６３を有する。動作時にあっては、移動ユニットの各々への送信用の送信信号は、拡散器２０１，２０２，２０３に供給される。拡散器２０１，２０２，２０３は、特定の拡散コードを利用して、送信信号の各々を狭帯域信号から広帯域信号に拡散する。様々な拡散信号がその後に結合され、送信機２２及びアンテナ２４により送信される。基地局から移動ユニット２４への送信は、ダウンリンク伝送として言及される。
【００５０】
移動ユニット１２，１４，１６の各々において、関連する逆拡散器（図示せず）は、当初の拡散コードのレプリカを利用して、受信信号を逆拡散し、当初の送信信号を復元するようにする。また、移動ユニットの各々は送信信号を基地局へ送信し、その送信信号はダウンリンク送信信号と同様に特有の拡散コードによって拡散される。移動ユニットから基地局への伝送は、アップリンクとして言及される。
【００５１】
アンテナ２４及び受信機２５を通じて基地局にて受信された様々な移動局からの信号は、逆拡散器２６１，２６２，２６３に供給される。逆拡散器は受信信号を逆拡散し、様々な移動ユニットからの当初の狭帯域信号へ戻す。実際には、単独の合成器の代りに、伝送が複数の経路を通じて行われる事実を利用するために、複数の逆拡散器及び合成器を有するレーク（ＲＡＫＥ）受信機を利用する。更に、受信ビームパターンは受信機内のビーム整形器を利用して調整される。好ましくは、基地局の受信装置は、上述した英国特許出願番号００１８８５９．９に述べられているようなものである。
【００５２】
図１に示されるシステムのダウンリンクでは、物理チャネルはその周波数及びその拡散コードによって区別される。データ及び制御情報は、時分割多重化（ＴＤＭ：ｔｉｍｅ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を利用して同一の物理チャネルで伝送される。アップリンクでは、直交位相シフトキーイングを利用して、異なる情報がＩ−（同相）及びＱ−（直交）ブランチで伝送され、アップリンク方向にて、物理チャネルがその周波数、拡散コード及び相対的な位相（０又はπ／２）によって区別されるようにする。アップリンクでは、データ及び制御情報はＩ−及びＱ−ブランチでそれぞれ別々に伝送される。
【００５３】
図２は、ダウンリンク物理チャネルの提案されるフレーム構造を示す。図２を参照するに、１０ｍｓ期間の各フレームは１５スロットに分割され、各々は１つのパワーコントロール期間に対応する。各スロットは、データビットの第１セット（データ１）、送信電力制御ビット（ＴＰＣ）、転送フォーマットインジケータビット（ＴＦＩ）、データビットの第２セット（データ２）及びパイロットビット（パイロット）を有する。データビットは、基地局から移動ユニットへのデータの送信に使用される。電力制御ビットは、基地局により受信される信号強度測定値に基づいて、移動ユニットの送信電力を制御するために使用される。転送フォーマットインジケータビット（これは選択的なものである）は、専用の物理データチャネルにおける様々な転送チャネルの瞬時的なパラメータを記述するために使用される。パイロットビットは、例えばチャネル推定のために使用される所定のビットである。第１及び第２のデータビットのセットは、供にダウンリンク専用物理データチャネル（ＤＰＤＣＨ）を形成し、ＴＰＣ、ＴＦＩ及びパイロットビットは供にダウンリンク専用物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）を形成する。
【００５４】
図３は、アップリンク物理チャネルの提案されるフレーム構造を示す。図３を参照するに、アップリンク専用物理データチャネル（アップリンクＤＰＤＣＨ）及びアップリンク専用物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）は、各無線フレーム内でＩ／Ｑマルチプレクスされ、２つのチャネルが同時に与えられるようにする。ＤＰＤＣＨはデータを搬送するために使用され、ＤＰＣＣＨは制御情報を搬送するために使用される。ＤＰＣＣＨは、チャネル推定用のパイロットビット（パイロット）、転送フォーマットインジケータ（ＴＦＩ）、フィードバック情報ビット（ＦＢＩ）及び送信電力制御ビット（ＴＰＣ）より成る。フィードバック情報ビットは、移動ユニット及び基地局の間でフィードバックを必要とする処理をサポートするために使用される。そのような処理は、閉ループモード送信ダイバーシチ及びサイト選択ダイバーシチを含む。後述するように、フィードバック情報ビットは、本発明において適応アンテナ処理を実現するためにも使用される。
【００５５】
図４は、移動通信システムにおける適応的指向性送信ビームの動作原理を示す。図４では、基地局１０は、送信ビームパターン２０，２２，２４を利用して移動ユニット１２，１４，１６にそれぞれ信号を送信する。各送信ビームパターンは、基地局に設けられる個々のアンテナ素子の配列を利用して作成され、対象とする移動ユニットに送信するために各自異なる振幅及び／又は位相に調整された形式のものを送信する。送信ビームパターンは指向性を有し、各送信ビームパターンが対応する移動ユニットを指すようにする。更に、過剰な送信電力を使用することなしに、ビームの範囲が、対応する移動ユニットと通信することを可能にする程度に充分であるように、各送信ビームパターンは調整される。移動ユニット１２，１４，１６が基地局１０のカバレッジエリア内でローミングする場合には、送信ビームパターン２０，２２，２４の方向及び電力は、その移動ユニットが対応する送信ビーム内に残存することを保証するように適切に制御される。例えば、移動ユニット１２が１２’により示される位置に移動したとすると、それはもはや送信ビームパターン２０のカバレッジエリア内ではなくなる。この場合に、送信ビームパターン２０の方向は、移動ユニット１２が移動するにつれて、波線の送信ビームパターン２０’に示されるように調整され、連続的なカバレッジを保証する必要がある。
【００５６】
上述したような適応的な指向性送信ビームパターンを利用すると、様々な利点が得られる。第１に、指向性ビームパターンを利用すると、指向性でないビームパターンを利用した場合に比べて、基地局の全体的な送信電力を下げることが可能になり、基地局の更なる効率化を図ることができる。第２に、指向性送信ビームパターンは、互いに干渉を及ぼし合う傾向が少なく、様々な移動ユニットの信号の間のマルチユーザ干渉が低減され、基地局に収容され得る移動ユニット数を増加させることが可能になる。移動ユニットが移動するにつれて、ビームパターンの指向性を調整することで、指向性ビームパターンは、そのようなことを行わない場合に比べて更に狭くすることが可能であり、全体的な送信電力及びマルチユーザ干渉を更に低減させることが可能である。
【００５７】
適応アンテナを利用するための更なる背景技術は、上記のＧｕｏ　ｅｔ　ａｌ．の文献に開示されている。
【００５８】
図５を参照しながら、本発明を利用する送信ビームパターンの指向性を調整する方法を説明する。図５を参照するに、例えば送信ビームパターン２０である送信ビームパターンは、３つの隣接する送信ビーム：方向角θ０を有する中央ビーム２０Ｍ；方向角θ０−Δθを有する低位ビーム２０Ｌ；及び方向角θ０＋Δθを有する上位ビーム２０Ｕ；より成るものとする。中央ビーム２０Ｍの方向角θ０は、送信ビームパターン２０の指示方向（ｐｏｉｎｔｉｎｇ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）として言及される。３つの送信ビームの各々２０Ｍ，２０Ｌ，２０Ｕは、３つのビームが互いに区別され得るような何らかの識別可能な性質を有する。この例では、３つのビーム２０Ｍ，２０Ｌ，２０Ｕは、図１における基地局１０から移動局１２へ送信される。
【００５９】
移動ユニット１２では、受信ビーム２０Ｍ，２０Ｌ，２０Ｕの各々の品質が測定され、各々の品質測定値は、どのビームが最良品質で受信されたかを判別するために比較される。この判定結果はフィードバック信号として基地局１０に与えられる。そのフィードバック信号に基づいて、送信ビームパターンの指示方向に変更が必要か否かの判定を行うことが可能になる。送信ビームパターンの指示方向は、必要であれば更新され、移動装置が移動したとしても、その移動装置をビームパターンが指し続けるようにする。
【００６０】
図５に示される例では、フィードバック信号は３つの状況の１つを示し、それらは：
（ｉ）中央ビーム２０Ｍが最良品質で受信された；
（ｉｉ）低位ビーム２０Ｌが最良品質で受信された；又は
（ｉｉｉ）上位ビーム２０Ｕが最良品質で受信された；
である。フィードバック信号によって３つの状況のどれが示されるかに依存して、送信ビームパターン２０を調整するために、以下の３つの選択肢の１つが行われ：
（ｉ）フィードバック信号が中央ビーム２０Ｍは最良品質で受信されたことを示すならば、指示方向の角度は変更されず；
（ｉｉ）フィードバック信号が下位ビーム２０Ｌは最良品質で受信されたことを示すならば、指示方向の角度はΔθだけ低減され；又は
（ｉｉｉ）フィードバック信号が上位ビーム２０Ｕは最良品質で受信されたことを示すならば、指示方向の角度はΔθだけ増加させられる。
【００６１】
こうして、フィードバック信号に依存して、送信ビームパターンは、同一に維持される又はΔθの量だけ上下される。例えば、上位ビーム２０Ｕが最良品質で受信されたと判定されたならば、（図５にて波線で示されるように）上位ビームはθ０＋２Δθに移行し、中央ビームはθ０＋Δθに移行し、低位ビームθ０に移行する。
【００６２】
概念的には送信ビームパターンは変化し、各ビームの方向角はΔθだけ変化するが、実際には３つのビームの内２つは不変であり、１つのビームのみが３Δθだけ変化する。例えば、図５では、上位及び中央ビームは不変であるが、下位ビームは３Δθだけ移動してθ０＋２Δθになっている。本方法のこの形式では３つのビームの内２つが維持されるので、安定性が向上する。
【００６３】
あるいは、指示方向が不変である場合には、Δθと同じ又はそれより小さい量だけそれが行われ、中央ビームが上位ビーム又は下位ビームとは異なる位置に移動するようにすることが可能である。例えば、Δθより小さなステップで指示方向を変化させ、指示方向が徐々に変化するようにすることが好ましい。指示方向は、様々な方向に異なる量で変化させることが可能である。
【００６４】
なお、中央（ｍｉｄｄｌｅ）、上位（ｕｐｐｅｒ）及び下位（ｌｏｗｅｒ）ビームとして参照しているが、この用語は説明のためにのみ使用されるのであって、実際には、３つの送信ビームは水平に位置付けられ又は他の形式に位置付けられることが可能である。
【００６５】
［通信システムの第１実施例］
本発明の第１実施例による移動通信システムは図６に示される。図６では、基地局１０及び移動ユニット１２は、協同して、基地局１０から移動ユニットへ伝送される送信ビーム２０の指向性を制御する。基地局１０は、ビーム整形器３０、送信機３２１，３２２，３２３、アンテナ素子３４１，３４２，３４３、ビーム整形制御装置３６、受信アンテナ３８、受信機４０及びデマルチプレクサ４２を有する。移動ユニット１２は、アンテナ４４、デュプレクサ４６、受信機４８、ビームセパレータ５０、ビーム品質インジケータ（ＢＱＩｓ）５２，５４，５６、コンパレータ５８、マルチプレクサ６０及び送信機６２を有する。
【００６６】
動作時にあっては、ビーム整形器３０は、移動ユニット１２に送信するための信号を受信し、その信号をビーム整形器制御装置３６からの制御信号に従って処理し、アンテナ信号を生成する。ビーム整形器３０の動作は、後述の図７に関連して説明する。ビーム整形器により出力されるアンテナ信号は、送信機３２１，３２２，３２３に与えられ、それらはビーム整形器からのアンテナ信号を、アンテナ素子３４１，３４２，３４３から送信するための無線周波数信号に変換する。アンテナ素子３４１，３４２，３４３は、基地局１０にてアンテナアレイを形成するような位置関係で物理的に配置される。ビーム整形器３０は、入力にて信号を処理し、その信号が送信機３２１，３２２，３２３及びアンテナ素子３４１，３４２，３４３によって送信された場合に、指向性送信ビーム２０Ｍ，２０Ｌ，２０Ｕが形成されるようにする。３つの送信ビーム２０Ｍ，２０Ｌ，２０Ｕの各々は、３つのビームが受信される移動ユニットにて互いに区別されるような、何らかの区別可能な属性を有する。３つのビーム２０Ｍ，２０Ｌ，２０Ｕは基地局１０から移動ユニット１２に送信される。
【００６７】
移動ユニット１２では、３つの送信ビーム２０Ｍ，２０Ｌ，２０Ｕはアンテナ４４及びデュプレクサを通じて受信され、アンテナ４４は、無線周波数信号を送信及び受信の両者に使用されることが可能である。アンテナ４４で受信される無線周波数信号は受信機４８を通過し、その信号は中間周波数又はベースバンドにダウンコンバートされ、ダウンコンバートされた信号はディジタル化される。受信信号はその後にセパレータ５０に伝送され、各ビームの区別可能な属性を利用して、３つのビーム各々を表現する信号に分離され、３つの別々の受信信号を生成する。分離された受信信号は、各自のビーム品質インジケータ５２，５４，５６に与えられる。各ビーム品質インジケータは、対応するビームによって伝送された信号の品質の測定値を生成する。任意の適切な品質測定値が作成され得る。例えば、受信信号強度（ＲＳＳ）又は電力測定値、ビットエラーレート又はフレームエラーレート測定値（ＦＥＲ）、又は信号対干渉及び雑音比率測定値（ＳＩＮＲ）である。中央ビームの測定値は、ダウンリンク電力制御用の移動ユニット内で生成される送信電力制御ビット（ＴＣＰ）とすることが可能である。また、複数の測定機関（例えば、タイムスロット）にわたって行われた測定の履歴又は平均に基づく任意の測定値とし、２つ又はそれ以上のビームが近似的に同一の瞬時的な品質を有する場合の瞬時的な不安定性を回避することも可能である。ビーム品質インジケータ５２，５４，５６により作成された測定値は、コンパレータ５８に与えられる。コンパレータ５８は、ビーム品質インジケータ５２，５４，５６により作成された品質測定値を比較し、３つのビーム２０Ｍ，２０Ｌ，２０Ｕのどれが最良の品質で受信されたかの判定内容を示す信号を出力する。コンパレータ５８の出力は、移動ユニット１２から基地局１０へ送信するアップリンク信号に送信するためのフィードバック信号としてマルチプレクサ６０に与えられる。
【００６８】
基地局１０では、移動ユニット１２から送信されたアップリンク信号はアンテナ３８により受信され、及び受信信号を生成するために受信機４０によって処理される。受信信号はデマルチプレクサ４２に伝送され、移動ユニット１２内のコンパレータによって生成されるフィードバック信号を分離する。フィードバック信号は、その後にビーム整形制御装置３６に伝送される。ビーム整形制御装置３６は、フィードバック信号に依存して、ビーム整形器３０のための制御信号を生成する。ビーム整形器３０はその後に制御信号に依存して送信ビーム２０Ｍ，２０Ｌ，２０Ｕの指示方向を調整し、システムの動作を最適化するようにする。
【００６９】
例えば、図５に示される送信ビームパターンが図６の例にて使用されるならば、フィードバック信号が中央ビーム２０Ｍは最良品質で受信されたことを示すならば、送信ビームの指示方向は変更されず；フィードバック信号が下位ビームは最良品質で受信されたことを示すならば、送信ビームの指示方向はΔθだけ低減され；及びフィードバック信号が上位ビームは最良品質で受信されたことを示すならば、送信ビームの指示方向はΔθだけ増加される。
【００７０】
図６では、説明を感銘にするため、送信アンテナアレイが受信アンテナ又は受信アンテナアレイと分離して描いている。実際には、デュプレクサによって区別される上り及び下り信号に共通の送信及び受信のためのアンテナアレイが使用され得る。
【００７１】
図６の例では、３つの送信ビームのどれが最良品質であるかを示すことのみが必要であるので、フィードバック信号は単に２ビットを必要とするのみであることは明白である。従って、適応ビーム整形のために移動ユニットから基地局へ送信する必要のあるフィードバック情報量は、少なく維持される。
【００７２】
この形態を実現する際に、図３に示されるフレームフォーマットがアップリンク伝送に使用される場合には、フィードバック信号はフィードバック情報ビットＦＢＩに包含させることが可能である。図３に示されるフレーム構造におけるタイムスロット当たりのフィードバック情報に利用可能なビット数は、典型的には２に限定されているので、本実施例は、フレーム構造を変更することなしに、タイムスロット毎のフィードバック信号と供に、適応性指向性ビーム整形を実現することが可能である。
【００７３】
ダウンリンクでは、図２に示されるフレームフォーマットが利用され得る。制御チャネルに含まれるパイロットビットは、ビーム品質インジケータ５２，５４，５６における受信信号の品質を測定するために使用され得る。この場合に、中央送信ビーム２０Ｍは、データチャネル及び制御チャネルの両者を提供し、下位送信ビーム２０Ｌ及び上位送信ビーム２０Ｕは制御チャネルのみを提供する。従って、データチャネルは、最良品質で受信されたと以前に判定された送信ビームによってのみ提供され、受信ビーム品質の推定値を得るために、制御チャネルは総ての送信ビームによって与えられる。このようにして、限定された情報量が上位及び下位ビームで送信され、他ユーザとの干渉が少なくなる。望まれるのであれば、上位及び下位ビームによって伝送される情報量は、例えばパイロットビットのみを送信することによって更に節約することが可能である。
【００７４】
また、データチャネル及び制御チャネルの両者は各送信ビーム内で送信され得る。この場合に、移動ユニットは、送信ビームの推定品質に依存して（即ち、その大きさ及び／又は位相が調整される。）、各受信データチャネルに重み付けが与えられるところの最大比率合成を利用して様々なデータチャネルを合成することが可能である。また、各送信ビームの相対的な品質の指標が移動ユニットから基地局に送信され、対応する送信ビームの相対的な品質の指標に依存して、各データチャネルの大きさ及び／位相を基地局が調整するようにすることも可能である。これは、更なるフィードバックビットが利用可能である場合に、又はビーム品質インジケータが時間多重形式でフィードバックされる場合に適切である。ビーム品質インジケータの時間分割は、後述の第２実施例にて説明される。
【００７５】
様々な手法を利用して、各種の送信ビーム２０Ｍ，２０Ｌ，２０Ｕを区別し、そこに含まれる信号がセパレータ５０にて分離されるようにすることが可能である。セルラ移動通信システムでは、例えば８つのスクランブルコードが各セルに割り当てられるように、異なるセルに異なるスクランブルコードが利用される。スクランブルコードは様々なビームを区別するために利用することが可能である。一実施例では、各送信ビームに包含される信号は、異なるスクランブルコードを利用して基地局１０にてスクランブルされる。この例では、セパレータ５０は様々なスクランブルコードのレプリカを利用してその信号のスクランブルを解除し、様々な送信ビームに包含される信号を分離する。他の例では、異なるパイロット信号が様々な送信ビームの制御チャネル内に使用される。更なる例では、ＣＤＭＡに使用される拡散コードが各送信ビームに対して異なる。更なる例では、送信フレームのあるデータビットが様々なビームを区別するために確保される。これらの可能性は例としてのみ言及され、様々な送信ビームが互いに区別されることを可能にする任意の技術が利用可能であることに留意を要する。
【００７６】
様々な送信ビームの特徴を識別することは、基地局によって事前に決定され、移動ユニットに送信される。例えば、基地局は、スクランブルコードＳＣ１が送信ビーム２０Ｕに割り当てられ、スクランブルコードＳＣ２が送信ビーム２０Ｍに割り当てられ、そしてスクランブルコードＳＣ３が送信ビーム２０Ｌに割り当てられることを決定し得る。拡散コードによって区別される異なる移動ユニットについての送信ビームと供に、同一のスクランブルコードが各移動ユニットに再利用され得る。この場合に、総ての移動ユニットを同期させるために使用されるブロードキャストチャネルは、移動ユニットに、どのスクランブルコードが利用されるかを通知するためにも使用され得る。また、使用されるスクランブルコードは、送信開始時に各移動ユニットに別々に送信することも可能である。
【００７７】
第１実施例の基地局に使用するための送信装置の詳細が図７に示される。図７を参照するに、送信装置は、マルチプレクサ６８、乗算器７０Ｌ，７０Ｍ，７０Ｕ、ビーム整形器３０Ｌ，３０Ｍ，３０Ｕ、加算器７２１，７２２，７２３、送信機３２１，３２２，３２３、アンテナ素子３４１，３４２，３４３及びビーム成形制御装置３６を有する。後述するように、選択的に、配信装置７３が設けられる。
【００７８】
動作時にあっては、送信装置は入力としての制御チャネル及び移動ユニット用のデータチャネルを得る。制御チャネル及びデータチャネルは、マルチプレクサ６８でマルチプレクスされ、マルチプレクスされた制御及びデータチャネルが生成される。制御チャネルは乗算器７０Ｕ，７０Ｌに与えられ、マルチプレクスされたチャネルは乗算器７０Ｍに与えられる。乗算器７０Ｕ，７０Ｍ，７０Ｌの各々は、その入力にて各自のスクランブルコードＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３と供にスクランブルする。各信号のスクランブルコードは異なっており、様々な信号が互いに区別されるようにする。乗算器の出力は各自のビーム整形器３０Ｕ，３０Ｍ，３０Ｌに与えられる。各ビーム整形器は、指向性ビーム２０Ｕ，２０Ｍ，２０Ｌの１つを作成するために設けられる。
【００７９】
各ビーム整形器に内では、３つの乗算器のセット（組）が用意され、入力信号に３つの複素重み付け値（ｃｏｍｐｌｅｘ　ｗｅｉｇｈｔ　ｖａｌｕｅ）を乗算する。複素重み付け値は、ビーム整形制御装置３６によって設定される。各ビーム整形器内で複素重み付け値を適切に調整することで、指向性送信ビーム２０Ｕ，２０Ｍ，２０Ｌがアンテナ素子３４１，３４２，３４３から出力される。
【００８０】
例として、特定の指示方向θがビーム整形器の１つに対して指定されたならば（ここで、θは垂直方向からの角度である。）、ビーム整形器の重み付けｗは次式のように設定される：
ｗ＝（１，ｅｊｋｌｓｉｎθ，ｅｊ２ｋｌｓｉｎθ，．．．ｅｊ（Ｎ−１）ｋｌｓｉｎθ）Ｔ
ここで、ｋ＝２π／λ、ｌはアンテナ素子間の間隔であり、Ｎはアンテナ素子数である。
【００８１】
ビーム整形制御装置３６は、移動ユニットから基地局へのフィードバックされたフィードバック信号に依存して動作する。フィードバック信号が、中央ビーム２０Ｍは最良品質で受信されたことを示すならば、ビーム整形器３０Ｕ，３０Ｍ，３０Ｌの重み付けは不変である。フィードバック信号が、上位ビーム２０Ｕは最良品質で受信されたことを示すならば、ビーム整形器３０Ｕ，３０Ｍ，３０Ｌの重み付けは、３つの送信ビームの指示方向がΔθだけ増加するように変更される。フィードバック信号が、下位ビーム２０Ｌは最良品質で受信されたことを示すならば、ビーム整形器３０Ｕ，３０Ｍ，３０Ｌの重み付けは、３つの送信ビームの指示方向がΔθだけ減少するように変更される。
【００８２】
上述したように、３つのビームの指示方向がΔθだけ変更される場合に、ビームの２つが不変に維持され、残りのビームが３Δθだけ変更されるようにすることが有利である。これを行うために、配信装置７３は、ビーム整形器への入力が、中央ビームが常にマルチプレクスされたデータ及び制御チャネルを搬送し、上位及び下位ビームが制御チャネルのみを搬送するように変化させることを可能にする。配信装置７３は、ビーム整形制御装置３６からの信号を受信し、その信号に依存して入力を乗算器７０Ｕ，７０Ｍ，７０Ｌに配信し直し、マルチプレクスされたデータ及び制御チャネルが、中央送信ビームを生成するビーム整形器に常に与えられるようにする。ビーム整形器３０Ｕ，３０Ｍ，３０Ｌ及び乗算器７０Ｕ，７０Ｍ，７０Ｌは、もはや上位、下位及び中央ビームにそれぞれ維持されてはおらず、各々はビームの１つを生成するのに適切であるように再度割り当てられる。
【００８３】
上述したように、本実施例では、フィードバック信号はわずか２ビットより成る。場合によっては、例えば、他のフィードバック信号がＦＢＩビットで送信される場合には、適応ビーム形成用のフィードバックビット数を１に限定することが望ましい。ただ１つのフィードバックビットを必要とする、送信ビームの方向を調整する他の手法は、以下の図８を参照しながら説明される。
【００８４】
図８を参照するに、送信ビームパターン８０は２つの隣接する送信ビーム：方向角θ０を有するメインビーム８０Ｍ及び方向角θ０＋Δθを有する補助ビーム８０Ａより成る。ここで、メインビーム８０Ｍの方向角θ０は指示方向として言及される。メインビームは、データ及び制御チャネルの両者を搬送するが、補助ビームは制御チャネルのみを搬送する。２つの送信ビーム８０Ｍ，８０Ａの各々は、２つのビームが互いに区別され得るような何らかの区別される属性を有する。
【００８５】
この例では、基地局及び移動ユニットは一連のサイクルで動作する。一連の第１サイクルでは、移動ユニットは、どのメインビーム及び補助ビームが最良品質で受信されたかを判定し、その情報がフィードバック信号として基地局にフィードバックされる。そのフィードバック信号は、２つのビームの何れが最良品質で受信されたかを示し、このためフィードバック信号は１ビットで構成することが可能である。基地局では、フィードバック信号が、補助ビームは最良品質で受信されたことを示すならば、補助ビームの位置にメインビームを移動させ；そうでなければメインビームは不変である。
【００８６】
一連の第２サイクルでは、補助ビームが、方位角θ１−Δθを有するように移行させられ（図８にて８０Ａ’で示される。）、ここでθ１は第１サイクル後のメインビームの新たな指示方向である（θ１＝θ０又はθ０＋Δθ）。移動ユニットは、再び、メインビーム及び補助ビームの何れが最良品質で受信されるかを判定し、その情報はフィードバック信号として基地局にフィードバックされる。基地局では、フィードバック信号が、補助ビームは最良品質で受信されたことを示すならば、補助ビームの位置にメインビームを移動させ；そうでなければメインビームは不変である。
【００８７】
上記の手法では、補助ビームはメインビームに対して上下に変更される。このようにして、フィードバック信号用に単独のビットを利用し、ダウンリンク送信ビーム数を１に節約することが可能である。移動ユニットの移動する角速度は、１時間スロット（６６７μｓ）に比較して一般に緩やかであるので、この手法は、アップリンク信号の利用可能な帯域に僅かな要請をする一方で、送信ビーム方向の効果的な制御を可能にする。上述した手法は、永続的な形式で（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　ｂａｓｉｓ）又はタイムシェアリング形式（ｔｉｍｅ　ｓｈａｒｅ　ｂａｓｉｓ）で、補助ビームがメインビームの上側及び下側に形成されることを想定していた。実際には、補助ビーム数を３つ又はそれ以上に増やし、３つ又はそれ以上の様々な指示方向をテストすることが可能である。これは、永続的な補助ビーム数を増加させる、又はタイムシェアリング補助ビーム数を増加させることによって、又はその２つの組み合わせによって、達成され得る。例えば、３つの永続的な補助送信ビームがメインビームの周囲に配置されることが可能であり、この場合にはフィードバック信号は２ビットを必要とする。或いは、単独の補助送信ビームが、３つの位置の間をタイムシェアリング形式で移動することも可能であり、この場合は単独のフィードバックビットのみが必要となる。概して、補助ビーム数は、永続的な及びタイムシェアリング的な送信ビームの適切な組み合わせによって所望の数に増加させられる。
【００８８】
上記の説明では、送信ビームの初期方向点は既知であることを想定していた。実際には、最初に送信が開始される場合に、初期方向点は未知である。送信ビームの初期方向点を確立するための技術は、以下の図９（ａ）及び９（ｂ）を参照しながら説明される。基地局送信機は１２０°のセクタを網羅するものとする。
【００８９】
初期方向点を確立する手法は２段階で動作する。図９（ａ）を参照するに、第１段階における、２つの広範な（ブロードな）送信ビーム７４，７５が送信される。送信ビーム７４，７５は少なくとも６０°の角度の広がりを有し、１２０°のセクタが２つのビームによってカバーされるようにする。２つのビームは、例えば各ビームについて異なるスクランブルコードを利用することで、互いに識別することが可能である。上述したように、２つのビームの何れが最良品質で受信されたかを示すフィードバック信号が移動ユニットから基地局にフィードバックされる。
【００９０】
第２段階では、送信装置は、フィードバック信号に基づいて、２つの送信ビーム７４，７５の何れが最良の信号品質で受信されたかを判定する。その後に最良の品質で受信されたと判定された広範な送信ビームのエリアをカバーする、２つの狭い送信ビームが送信される。図９（ｂ）を参照するに、送信ビーム７４が最良の品質で受信されたと判定されている。送信ビーム７６，７７は少なくとも３０°の角度の広がりを有し、以前に送信ビーム７４によりカバーされていたエリアが、送信ビーム７６，７７によって新たにカバーされるようにする。
【００９１】
望まれるのであれば、更なる段階を実行して、連続的に更に狭い送信ビームを形成することも可能である。充分に限定された指向性の送信ビーム（例えば、３０°の範囲内）が得られると、送信ビームの指向性は上述の何れかの形式で調整される。
【００９２】
上述の手法の代替例として、初期ビーム方向は、アップリンク信号の受信方向を決定することによって取得することが可能である。例えば、上述した富士通株式会社の特許出願番号００１８８５９．９では、送信ビームの到来方向の高速推定値を求める技術が開示されており、その技術を利用してダウンリンク送信ビームの初期方向を設定することも可能である。ランダムアクセスシステムでは、その目的ためにランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を利用することが可能である。
【００９３】
上記の様々な手法では、送信ビームの形状は基地局によって決定されていた。移動ユニットはビームの形状を知る必要はなく、そのビームが最良品質で受信されたかを判定することだけが必要とされる。これにより、フィードバック情報量が削減される。フィードバック情報に基づいて、基地局は適切であると判定されるビームパターンに調整する。
【００９４】
［通信システムの第２実施例］
図１０を参照しながら第２実施例による移動通信システムを説明する。第２実施例は、送信ダイバーシチ及び適応アンテナ技術の両者を使用するよう設計される。ある種の送信ダイバーシチ技術（アンテナダイバーシチと呼ぶ）では、２つ又はそれ以上の異なる送信アンテナ又はアンテナアレイが用意され、所与の時点におけるデータ送信用の最良のアンテナ（又はアンテナアレイ）が選択される。異なるアンテナ（又はアレイ）は異なる位置に空間的に隔てられ、又は異なる向きを有し得る。こうして、ある送信機からの伝送経路が遮られる又は深いフェージングのような不利な状況にある場合に、他の送信機を利用して送信する。２つの送信機からの相対的な信号品質についての情報が利用可能であれば、アンテナの一方を単に選択するのではなく、送信機にて最大比合成を利用することでシステムは改善されることが可能であり、その場合に各送信機には適切な複素重み付けがなされる（即ち、振幅及び位相）。図１０を参照するに、第２実施例の基地局は、第１ビーム整形器８２及び第２ビーム整形器８４、第１の送信機群８６１，８６２，８６３及び第２の送信機群８８１，８８２，８８３、アンテナ素子の第１アレイ９０１，９０２，９０３及びアンテナ素子の第２アレイ９２１，９２２，９２３を有する。アンテナ素子の第１及び第２アレイは互いに物理的に分離しており、２つの別々のダイバーシチアンテナが形成される。あるいは、極性（ｐｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ）ダイバーシチを利用した同一の物理的なアンテナに準拠して、２つのダイバーシチブランチ、すなわち２つのアンテナアレイとすることも可能である。
【００９５】
動作時にあっては、移動ユニットへ送信される信号は２つのダイバーシチブランチに分離される。第１のダイバーシチブランチでは、複素乗算器７６が信号に第１の複素ダイバーシチウエイトｄ１を乗算し；第２のダイバーシチブランチでは、複素乗算器７８が信号に第２の複素ダイバーシチウエイトｄ２を乗算する。乗算器７６，７８の出力はビーム整形器８２，８４に与えられる。ビーム整形器８２，８４の各々はその入力にて信号を処理し、各アンテナ素子により信号が伝送される場合に一組の指向性送信ビームが形成されるようにする。このようにして、例えば、一組の３つの指向性送信ビームが各ダイバーシチ送信機によって形成される。第１実施例のように、指向性送信ビームの各々は、様々な送信ビームが互いに識別され得るような何らかの識別可能な属性を有する。この場合には、識別する属性は、一方のダイバーシチ送信機からの送信ビームを互いに区別することが可能であるし、及び異なるダイバーシチアンテナからの送信ビームを互いに区別することも何れも可能である。
【００９６】
移動ユニット１００では、様々なビームがアンテナ１０２により受信されデュプレクサ１０４を通じて受信機１０６に伝送され、その信号は中間周波数又はベースバンドにダウンコンバートされ、ダウンコンバートされた信号はディジタル化される。受信信号はその後に演算及びエンコード装置１０８に伝送される。演算及びエンコード装置は、様々な送信ビームの各々について受信信号を分離し、送信ビームの各々の受信信号の所定の品質（例えば、ＲＳＳ，ＳＩＮＲ，ＢＥＲ，ＦＥＲ等）を推定し、ビームに対する品質測定値に基づいてフィードバック情報をエンコードする。演算及びエンコード装置１０８の出力は、移動ユニット１００から基地局７４への送信のためのアップリンク信号中に、フィードバック信号としてマルチプレクサ１１０により与えられる。
【００９７】
基地局７４では、移動ユニット１００から送信されたアップリンク信号は、アンテナ１１４により受信され、受信機１１６で処理され、受信信号が作成される。受信信号はデマルチプレクサ１１８に伝送され、それは移動ユニット１００の演算及びエンコード装置によって作成されたフィードバック信号を分離する。フィードバック信号はその後にダイバーシチ制御装置９４及びビーム整形制御装置９６に伝送される。ダイバーシチ制御装置は、フィードバック信号に従って２つのダイバーシチブランチの重み（ウエイト）を調整し、ビーム整形制御装置は各ダイバーシチブランチからの送信ビームの指示方向を調整し、システムの動作を最適化する。
【００９８】
上述した第２実施例では、フィードバック信号は、（ダイバーシチウエイトを調整するための）送信ダイバーシチ制御及び（ビーム整形ウエイトを調整するための）送信ビーム方向制御の両者に関する情報を包含する。ダイバーシチウエイトが最大比率ベースに設定されているならば、２つの送信機からの送信信号の相対的な品質についての情報は基地局にフィードバックされることを要する。更なるフィードバック情報を収容するために、フィードバック信号に時間多重化技術を利用することが可能であり、この場合にフィードバック情報は、いくつかの時間スロットの間隔における変化と供に、いくつかの時間スロットにわたって与えられる。
【００９９】
例えば、図３に示されるフレームフォーマットがアップリンク送信に使用され、フィードバック信号がフィードバック情報ビットＦＢＩに包含される用にすることが可能である。フィードバック情報は時間多重化することが可能であり、各時間スロットにて、ある送信ビームの相対的な品質（ここでは、ビーム品質インジケータと呼ばれる。）が、フィードバックビットに利用可能な任意のものを利用して、基地局にフィードバックするようにする。例えば、２つのフィードバックビットが利用可能であるならば、任意の１タイムスロットで、送信ビームのあるものについての２ビットビーム品質インジケータがフィードバックされる。他の送信ビームについてのビーム品質インジケータは、他のタイムスロットにてフィードバックされる。ビーム品質インジケータにより、ダイバーシチ制御装置及びビーム整形制御装置は、適切なダイバーシチウエイト及びビーム整形ウエイトを決定することが可能になる。検出エラーを減少させるために、符号化技術をフィードバック信号に応用することが可能である。
【０１００】
特定の送信ビームのビーム品質インジケータがフィードバックされる際の周波数は、例えば無線環境に従って、固定することも調整可能にすることも可能である。概して、無線チャネルのフェージングスピード（ｆａｄｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ）（ダイバーシチウエイトの必要とする制御）は、移動ユニットの角速度（ビーム整形器の必要とする制御）よりも大きく、送信機ダイバーシチに必要なビーム品質インジケータに、より多くの優先度が与えられる。
【０１０１】
例として、２つのダイバーシチブランチがあり、各々がビーム形成のための３つのビームを有するとする。説明の便宜上、６つのビームについてのビーム品質インジケータが、ａ１，ａ２，ａ３，ｂ１，ｂ２，ｂ３で記される。図３に示されるようなフレームフォーマットにおけるＦＢＩビットを利用して、時間多重形式の各タイムスロットにてビーム品質インジケータが基地局に送信される。ａ２，ｂ２に関連する中央ビームが最強であり、個々のビームについてのフィードバック信号が以下の順に得られるとする：
【０１０２】
【数１】
2004507151.tif 000003
こうして、２８スロットの各サイクル内で、中央ビームについてのビーム品質インジケータはそれぞれ１２回フィードバックされ、外側のビームについてのビーム品質インジケータはそれぞれ１回フィードバックされる。このようにして、送信ビームのフェージングスピードは移動ユニットの角速度よりも大きい傾向があるので、大きな優先度が送信ダイバーシチについてのフィードバック情報に与えられる。フィードバック信号の順序及び相対的な頻度はシステムに対して適切に変更することが可能である。例えば、高速に移動する移動ユニットは、より多くの頻度でフィードバックするための、外側のビームについてのビーム品質インジケータを必要とする場合がある。
【０１０３】
ビーム品質インジケータは総てのビームについて利用可能であるので、望まれるのであれば、ビーム形成に使用される様々な送信ビームは最大比率形式でデータチャネルを搬送することが可能である。
【０１０４】
第２実施例の基地局に使用するための送信装置の詳細が図１１に示されている。第１ダイバーシチブランチＢ１は、マルチプレクサ１２０、乗算器１２２、マルチプレクサ１２４、乗算器１２６１，１２６２，１２６３、ビーム整形器１２８１，１２８２，１２８３、加算器１４０１，１４０２，１４０３、送信機８６１，８６２，８６３及びアンテナ素子１４０１，１４０２，１４０３を有する。第２ダイバーシチブランチＢ２は、マルチプレクサ１３０、乗算器１３２、マルチプレクサ１３４、乗算器１３６１，１３６２，１３６３、ビーム整形器１３８１，１３８２，１３８３、加算器１４２１，１４２２，１４２３、送信機８８１，８８２，８８３及びアンテナ素子９２１，９２２，９２３を有する。
【０１０５】
動作時にあっては、送信装置は入力として移動装置のための制御チャネル及びデータチャネルを取得する。制御チャネル及びデータチャネルは２つのダイバーシチブランチＢ１，Ｂ２の各々にフィードバックされる。
【０１０６】
第１ダイバーシチブランチＢ１では、乗算器１２０によって第１パイロット信号Ｐ１が制御チャネルに挿入される。乗算器１２２はデータチャネルに第１の複素ウエイトｄ１を乗算する。乗算器１２０及び乗算器１２２の出力はマルチプレクサ１２４にて多重化され、マルチプレクスされたデータ及び制御チャネルが得られる。マルチプレクスされたチャネルはその後に乗算器１２６２に与えられ、制御チャネルは乗算器１２６１，１２６３に与えられる。乗算器１２６１，１２６２，１２６３の各々は、入力における信号に各自のスクランブルコードＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３をスクランブルする。各信号についてのスクランブルコードは、各自の信号が互いに区別可能であるように相違するものである。乗算器１２６１，１２６２，１２６３の出力は各自のビーム整形器１２８１，１２８２，１２８３に与えられる。各ビーム整形器は入力における信号を処理し、その信号が関連するアンテナから送信された際に指向性送信ビームが形成されるようにする。このようにして、３つの指向性送信ビームが、第１ダイバーシチブランチＢ１によって形成され、第１ダイバーシチアンテナの送信方向を制御する際に使用される。
【０１０７】
第２ダイバーシチブランチＢ２では、乗算器１３０によって第２パイロット信号Ｐ２が制御チャネルに挿入される。乗算器１３２はデータチャネルに第２の複素ウエイトｄ２を乗算する。乗算器１３０及び乗算器１３２の出力はマルチプレクサ１３４にて多重化され、マルチプレクスされたデータ及び制御チャネルが得られる。マルチプレクスされたチャネルはその後に乗算器１３６２に与えられ、制御チャネルは乗算器１３６１，１３６３に与えられる。乗算器１３６１，１３６２，１３６３の各々は、入力における信号に各自のスクランブルコードＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３をスクランブルする。各信号についてのスクランブルコードは、各自の信号が互いに区別可能であるように相違するものである。乗算器１３６１，１３６２，１３６３の出力は各自のビーム整形器１３８１，１３８２，１３８３に与えられる。各ビーム整形器は入力における信号を処理し、その信号が関連するアンテナから送信された際に指向性送信ビームが形成されるようにする。このようにして、３つの指向性送信ビームが、第２ダイバーシチブランチによって形成され、第２ダイバーシチアンテナの送信方向を制御する際に使用される。
【０１０８】
ダイバーシチウエイトｄ１，ｄ２はダイバーシチ制御装置（図１０の装置９４）によって設定され、ビーム整形器１２８１，１２８２，１２８３，１３８１，１３８２，１３８３のウエイトはビーム整形制御装置（図１０の装置９６）によって設定される。ビーム整形器１２８１，１２８２，１２８３，１３８１，１３８２，１３８３は、上記の図７に関連して説明したビーム整形器３０Ｕ，３０Ｍ，３０Ｌと同様の構成を有し、このためビーム整形器の構成は図１１に示されていない。
【０１０９】
各ダイバーシチブランチＢ１又はＢ２内で、３つのスクランブルコードＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３を利用して、対応するダイバーシチアンテナアレイから出力される３つの送信ビームを区別する。各ダイバーシチブランチに異なるパイロット信号を利用することで、第１ダイバーシチブランチＢ１は、第２ダイバーシチブランチＢ２と区別される。このようにして、移動ユニットは各ダイバーシチアンテナからの送信ビームの各々を区別することが可能である。
【０１１０】
図１２は第２実施例に使用する移動ユニットの詳細を示す。移動ユニットは、アンテナ１４４、デュプレクサ１４６、受信機１４８、マッチトフィルタ（整合フィルタ）１５２，１５４，１５６，１５８，１６０，１６２，１６４，１６６，１６８、ビーム品質インジケータ１７０，１７２，１７４，１７６，１７８，１８０、エンコーダ１８２、マルチプレクサ１８４及び送信機１８６を有する。動作時にあっては、図１１に示される送信装置からの送信ビームが、アンテナ１４４によって受信され、受信信号及び送信信号を分離するデュプレクサ１４６に伝送される。アンテナ１４４により受信された無線周波数信号は受信機１４８に伝送され、その信号は中間周波数又はベースバンドにダウンコンバートされ、ダウンコンバートされた信号はディジタル化される。受信信号はその後にマッチトフィルタ１５２，１５４，１５６に伝送される。マッチトフィルタ１５２は拡散コードＳＣ１に合わせられ、マッチトフィルタ１５４は拡散コードＳＣ２に合わせられ、マッチトフィルタ１５６は拡散コードＳＣ３に合わせられている。各マッチトフィルタ１５２，１５４，１５６は、フィルタの自己の整合スクランブルコードとは相違するスクランブルコードを有する信号を濾波するために設けられる。マッチトフィルタ１５２の出力はマッチトフィルタ１５８，１６０に与えられ、マッチトフィルタ１５４の出力はマッチトフィルタ１６２，１６４に与えられ、マッチトフィルタ１５６の出力はマッチトフィルタ１６６，１６８に与えられる。マッチトフィルタ１５８，１６２，１６６は、第１パイロット信号（又はパイロット信号シーケンス）ｐ１に合わせわせられており、マッチトフィルタ１６０，１６４，１６８は、第２パイロット信号（又はパイロット信号シーケンス）ｐ２に合わせられている。各マッチトフィルタ１５８，１６０，１６２，１６４，１６６，１６８は、フィルタ自身の適合するパイロット信号と相違するパイロット信号を有する信号を濾波するために設けられる。マッチトフィルタ１５２，１５４，１５６，１５８，１６０，１６２，１６４，１６６，１６８は、様々な送信ビームにて送信された信号を互いに分離することを可能にする。
【０１１１】
マッチトフィルタ１５８，１６０，１６２，１６４，１６６，１６８の出力は、各自のビーム品質インジケータ１７０，１７２，１７４，１７６，１７８，１８０に与えられる。各ビーム品質インジケータは、対応するビームによって送信された信号品質の測定値を生成する。信号測定値は第１実施例に関して説明したものと同様である。ビーム品質インジケータ１７０，１７２，１７４，１７６，１７８，１８０の出力はエンコーダ１８２に与えられる。エンコーダ１８２はフィードバック信号を生成し、そこでは上述のフィードバック手法に従って、ビーム品質の様々な指標が乗算される。フィードバック信号は、移動ユニットから基地局への送信用の信号に挿入されるようにマルチプレクサ６０に与えられる。基地局では、図１０及び１１に関して上述したように、フィードバック信号を利用してダイバーシチウエイトｄ１，ｄ２、ビーム整形器ウエイトを調整する。
【０１１２】
図１０ないし１２の実施例では、異なるダイバーシチブランチからの送信ビームは異なるパイロット信号によって区別され、同一のダイバーシチブランチからの様々な送信ビームは異なるスクランブルコードで区別されていた。他の実施例では、異なるダイバーシチブランチに対して異なるスクランブルコードが利用され、同一のダイバーシチブランチからの異なる送信ビームに対して異なるパイロット信号が利用されるようにすることも可能である。また、総ての送信ビームに異なるスクランブルコードを割り当てる、又は総ての送信ビームに異なるパイロットシーケンスを割り当てることも可能である。第１実施例のように、様々な送信ビームを区別するために、スクランブルコード又はパイロット信号以外の技術を利用することも可能である。
【０１１３】
送信ビームパターンを変更すべきか否か及びどのように変更するかについての判断は、移動ユニット、基地局その他の場所で行われ得る。
【０１１４】
送信ビームの幅又は方向を適合させるための第１実施例に関して説明した手法は、第２実施例に適用することが可能である。
【０１１５】
上述した様々な実施例は、例えばディジタル信号プロセッサのようなプロセッサ上で動作するソフトウエアモジュールを利用して実現され得る。そのようなモジュールのプログラミングは、様々な機能の上記説明から、当業者には明白であろう。そのようなモジュールは、適切なプログラミング言語を利用して適切なプロセッサ上でプログラムされ得ることを、当業者は理解するであろう。また、上述した機能の全部又は一部は専用のハードウエアを利用して実現され得る。
【０１１６】
本発明は上記の単なる例により説明されてきたが、本発明の範囲内で様々な変形がなされ得ることに留意を要する。
【０１１７】
本発明は、セルラ移動通信システムで使用することに限定されず、ある程度の指向性と供に信号が送信される任意の通信システムに応用することが可能である。本発明は、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重化（ＦＤＭ）その他の適切な多重化技術のようなＣＤＭＡ以外の多重化技術にも使用され得る。
【０１１８】
明細書、（場合によっては）請求の範囲及び図面に開示された特徴の各々は、独立して又は任意の適切な組み合わせにて提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、移動セルラ通信システムの概略を示す。
【図２】
図２は、ダウンリンク物理チャネルの提案されるフレーム構造を示す。
【図３】
図３は、アップリンク物理チャネルの提案されるフレーム構造を示す。
【図４】
図４は、適応指向性送信ビームパターンの原理を示す。
【図５】
図５は、本発明による送信ビームパターンの方向を適合させる技術を示す。
【図６】
図６は、本発明の一態様による移動通信システムの一部を示す。
【図７】
図７は、本発明の一態様による送信装置の部分ブロック図を示す。
【図８】
図８は、本発明による送信ビームパターンの方向を調整するための他の手法を示す。
【図９ａ】
図９ａ及び９ｂは、送信ビームパターンの方向開始点を設定するための技術を説明するための図である。
【図９ｂ】
図９ａ及び９ｂは、送信ビームパターンの方向開始点を設定するための技術を説明するための図である。
【図１０】
図１０は、本発明の第２の態様による移動通信システムの一部を示す。
【図１１】
図１１は、本発明の第２の態様による送信装置の部分ブロック図である。
【図１２】
図１２は、本発明の第２の態様による受信装置の部分ブロック図である。
【図１】
2004507151.tif 000004
【図２】
2004507151.tif 000005
【図３】
2004507151.tif 000006
【図４】
2004507151.tif 000007
【図５】
2004507151.tif 000008
【図６】
2004507151.tif 000009
【図７】
2004507151.tif 000010
【図８】
2004507151.tif 000011
【図９ａ】
2004507151.tif 000012
【図９ｂ】
2004507151.tif 000013
【図１０】
2004507151.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004507151.tif 000081
2004507151.tif 000082
2004507151.tif 000083