(57)【要約】【課題】スマートアンテナ通信システムにおける複数のアンテナを利用して擬似共通ビームの形成を具現する送信機及び送信方法を提供し、更に詳細には、複数のアンテナを利用して擬似共通ビームを形成するために、複数のアンテナを介して伝送されるＯＦＤＭ信号の各トーン別にビームを形成する際に、周波数軸に位相回転をさせることにより、各トーン別ビームを合算した形態が共通ビームと類似するようにし、プリアンブル信号のＰＡＰＲ値が変動することを阻止する方法及びこれを具現する装置を提供する。【解決手段】伝送信号の各トーン別にビーム係数を形成する際、周波数軸に互いに異なる大きさの位相回転をさせることにより、複数のアンテナを介して互いに異なる大きさの位相回転をした前記各トーン別ビームを伝送させるビーム係数形成器を備える。【選択図】図５
2007110718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重送信アンテナ通信システムの送信機において、
伝送信号の各トーン別にビーム係数を形成する際、周波数軸に互いに異なる大きさの位相回転をさせることにより、複数のアンテナを介して互いに異なる大きさの位相回転をした前記各トーン別ビームを伝送させるビーム係数形成器を備える多重送信アンテナ通信システムの送信機。
【請求項２】
前記各トーン別前記周波数軸の位相回転が、線形的位相回転であることを特徴とする請求項１に記載の多重送信アンテナ通信システムの送信機。
【請求項３】
前記線形的位相回転が、各アンテナに伝送される前記各トーン別ビームを時間領域において互いに異なる循環遅延オフセット｛τ｝を与える方法を用いて実行されることを特徴とする請求項２に記載の多重送信アンテナ通信システムの送信機。
【請求項４】
前記送信機が、ＯＦＤＭＡ通信システムの送信機であることを特徴とする請求項１に記載の多重送信アンテナ通信システムの送信機。
【請求項５】
多重送信アンテナ通信システムの送信機において、
伝送信号を符号化するチャネル符号器と、
前記チャネル符号器から受信した符号化信号の各トーン別にビーム係数を形成する際、周波数軸に互いに異なる大きさの位相回転をさせるビーム係数形成器と、
周波数軸に互いに異なる大きさの位相回転をしたビーム係数を有する前記各トーン別ビームを伝送する複数のアンテナと
を備えて伝送された前記各トーン別ビームの合成ビームが擬似共通ビームとなるようにする送信機。
【請求項６】
前記周波数軸への互いに異なる大きさの位相回転が、線形的位相回転であることを特徴とする請求項５に記載の送信機。
【請求項７】
前記線形的位相回転が、各アンテナに伝送される前記各トーン別ビームを時間領域において互いに異なる循環遅延オフセット｛τ｝を与える方法を用いて実行されることを特徴とする請求項６に記載の送信機。
【請求項８】
前記送信機が、ＯＦＤＭＡ通信システムの送信機であることを特徴とする請求項５に記載の送信機。
【請求項９】
前記合成ビームが、以下の式［数１］の通りであることを特徴とする請求項５に記載の送信機。
【数１】
2007110718.tif 000015
ここで、Ｓ（ｆｋ；θ）はアンテナ別位相ｗｍ，ｋ値により合成されたｆｋ番副搬送波のビームパターン、ｆｋは副搬送波インデックス、ｍはアンテナインデックス、θは基地局を基準にした信号送信方向、ｄはアンテナ間の間隔、Ａ（θ）はアンテナ素子の特性を表す値、φｍ（ｆｋ）＝φｍ，０−２πｆｋτｍ／ＮＦＦＴはアンテナ設置の際に現れるアンテナ位相変移値、τｍはｍ番目アンテナの時間軸での循環遅延オフセット、ＮＦＦＴは具現されたＦＦＴの大きさを表す。
【請求項１０】
多重送信アンテナ通信システムの送信方法において、
伝送信号の各トーンを周波数軸に互いに異なる大きさの位相を回転させることにより、ビーム係数を形成するステップと、
形成した前記ビーム係数が適用された前記各トーン別ビームを複数のアンテナを介して伝送するステップと
を含む送信方法。
【請求項１１】
前記周波数軸の位相回転が、線形的位相回転であることを特徴とする請求項１０に記載の送信方法。
【請求項１２】
前記線形的位相回転が、各アンテナに伝送される前記各トーン別ビームを時間領域において互いに異なる循環遅延オフセット｛τ｝を与える方法を用いて実行されることを特徴とする請求項１１に記載の送信方法。
【請求項１３】
前記送信方法が、ＯＦＤＭＡ通信システムの送信方法であることを特徴とする請求項１０に記載の送信方法。
【請求項１４】
多重送信アンテナ通信システムの送信方法において、
伝送信号を符号化するチャネル符号化ステップと、
符号化伝送信号の各トーン別にビーム係数を形成する際、周波数軸に互いに異なる大きさの位相回転をさせるビーム係数形成ステップと、
周波数軸に互いに異なる大きさの位相回転をしたビーム係数を有する前記各トーン別ビームを複数のアンテナを含んで伝送する伝送ステップと、
伝送された前記各トーン別ビームの合成ビームが擬似共通ビームとなるようにするステップと
を含む送信方法。
【請求項１５】
前記周波数軸への互いに異なる大きさの位相回転が、線形的位相回転であることを特徴とする請求項１４に記載の送信方法。
【請求項１６】
前記線形的位相回転が、各アンテナに伝送される前記各トーン別ビームを時間領域において互いに異なる循環遅延オフセット｛τ｝を与える方法を用いて実行されることを特徴とする請求項１５に記載の送信方法。
【請求項１７】
前記送信機が、ＯＦＤＭＡ通信システムの送信機であることを特徴とする請求項１４に記載の送信方法。
【請求項１８】
多重アンテナ通信システムの送信方法において、
送信信号区間が共通ビーム区間であるか否かを判断するステップと、
前記送信信号区間が共通ビーム区間である場合には、送信信号の各トーン別ビーム係数
【数２】
2007110718.tif 000016
を適用するステップと、
前記ビーム係数を適用した前記各トーンを複数のアンテナを介して送信し、伝送された前記各トーン別ビームの合成ビームが擬似共通ビームとなるようにするステップと
を含む送信方法。
ここで、ｆｋは副搬送波インデックス、ｍはアンテナインデックス、τｍはｍ番目アンテナの時間軸での循環遅延オフセット、ＮＦＦＴは具現されたＦＦＴの大きさを表す。
【請求項１９】
前記送信信号区間が共通ビーム区間ではない場合には、受信機別に該当アンテナチャネル行列を利用して適応ビームを形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の送信方法。
【請求項２０】
前記送信方法が、ＯＦＤＭＡ通信システムの送信方法であることを特徴とする請求項１８に記載の送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートアンテナ通信システムにおける複数のアンテナを利用して擬似共通ビームの形成を具現する送信機及び送信方法に関する。更に詳細には、複数のアンテナを利用して擬似共通ビームを形成するために、複数のアンテナを介して伝送されるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号の各トーン（ｔｏｎｅ）（副搬送波ともいう）別にビームを形成する際に、周波数軸に位相回転をさせることにより、各トーン別ビームを合算した形態が共通ビームと類似するようにし、プリアンブル信号のＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）値が変動することを阻止する方法及びこれを具現する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、多重送信アンテナ通信システムに適用され、スマートアンテナ通信システムをその一例に取り上げて説明する。
【０００３】
スマートアンテナ通信システムにおけるダウンリンクフレームは、共通情報を伝送するための共通ビーム区間及び特定ユーザへのデータ伝送のための適応ビーム区間で構成される。
【０００４】
共通情報を伝送するための共通ビームを形成する方法には２種類がある。
【０００５】
第１の方法は、共通ビーム区間に特定アンテナのみを用いて信号を伝送する方法である。この場合には、共通ビーム区間に特定アンテナに接続した電力増幅器のみを用いる。すなわち、特定アンテナの送信電力を単一のアンテナ基地局と同様に伝送することである。この場合、単一のアンテナ基地局の平均出力が２０ワットであれば、４個のアンテナを使用するスマートアンテナ基地局（送信機）から共通情報を伝送する際には、特定アンテナのみで２０ワット出力で送信する。したがって、送信機が２０ワットの平均出力を有するシステムの場合、該当アンテナに接続した電力増幅器の容量は２０ワットにならなければならない。ユーザ別に各々のデータを伝送する適応ビーム区間には、５ワット平均出力で伝送する。このように複数のアンテナを合成して共通ビームを生成せず、特定アンテナで２０ワットで共通情報を伝送すれば、該当アンテナに接続した電力増幅器の平均容量を２０ワットに設計しなければならないという短所がある。
【０００６】
共通ビームを形成する第２の方法には、各アンテナ別ビームパターンを測定し、これを組み合わせて合成ビームを作る方法がある。各アンテナ別ビームパターンを測定し、これを合成して共通ビームを生成する場合には、４個のアンテナを全て用い、それぞれアンテナに接続した電力増幅器の平均容量は５ワットであればよい。
【０００７】
ところが、この場合にも以下のような問題がある。基地局（送信機）が線形配列アンテナ構成と各アンテナがｆｋ番副搬送波でのビームパターンＡ（ｆｋ）を有し、アンテナ間隔がｄ＝ｄ１＝ｄ２＝ｄ３である場合を仮定する。アンテナパターンの位相を零（Ｚｅｒｏ）と仮定し、各アンテナ別電力線ケーブルの微細長変化による位相をランダム位相でモデリングする。例えば、システムの中心周波数が２．３５ＧＨｚである場合に、波長は１２．５ｃｍであり、ケーブル長が２０ｍ程度となるため、電力線のケーブル長の変化は１２．５×１０−２／２０＝０．６２５％以内に保障されなければ、アンテナ別経路は、ランダムな位相値
【０００８】
【数１】
2007110718.tif 000003
を有するようになる。共通ビームの合成のためのｆｋ番副搬送波でのアンテナ別ビーム係数をｗｍ，ｋとする場合、合成ビームパターンＳ（ｆｋ）は、以下の式［数２］のように表される。
【０００９】
【数２】
2007110718.tif 000004
【００１０】
ここで、ｆｋは副搬送波インデックス、ｗｍ，ｋでのｋも副搬送波インデックス、ｍはアンテナインデックス、θは基地局を基準にした信号送信方向、ｄはアンテナ間の間隔、Ａ（ｆｋ；θ）はアンテナ素子の特性を表す値、φｍ＝φｍ，０〜Ｕ（０，２π）はアンテナ設置の際に現れるアンテナ位相変移値を表し、Ｕはユニフォーム（ｕｎｉｆｏｒｍ）を表す。
【００１１】
したがって、合成ビームパターンは、所望の共通ビーム
【００１２】
【数３】
2007110718.tif 000005
と最も類似にするためには、以下の式［数４］のような最適化問題を解かなければならない。
【００１３】
【数４】
2007110718.tif 000006
【００１４】
ここで、下記の式［数５］の関係がある。ここで、Ｎｕｓｅｄは、使用するトーン（副搬送波）の個数である。
【００１５】
【数５】
2007110718.tif 000007
【００１６】
Ｓ（θ）ｒｍｓ（ｒｍｓはｒｏｏｔ  ｍｅａｎ  ｓｑｕａｒｅである）は、システムの共通情報が伝送されるダイバーシチ副チャネルでのθ方向への平均放射パターン（スカラー値である）を意味する。ダイバーシチ副チャネルを構成する副搬送波の数が十分に多く、また、複数の副チャネルを使用して共通情報を伝送する場合に、全体シンボルにおいて用いられる全ての副搬送波から平均を取った送信強度Ｓ（θ）ｒｍｓ値が共通ビームパターンの性能を代表することができる。
【００１７】
前記式から分かるように、共通ビームを合成するためには、アンテナ素子別ビームパターンＡ（ｆｋ）と、アンテナ設置の際に現れる電力線ケーブルによる位相変化とをアンテナごとに測定しなければならず、測定されたパターンを利用して式２の最適化問題を解かなければならないため、商用基地局の設置においては実施し難い作業である。また、アンテナ別ビーム係数である｛ｗｍ，ｋ｝値が変わると、ダウンリンクプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）を構成する副搬送波間の位相も変わって、プリアンブル信号のＰＡＰＲ特性が変わることから、性能が劣化する恐れがある。
【００１８】
したがって、多重アンテナＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）システムのようなスマートアンテナ通信システムにおいて、ＭＡＰ情報及び運営メッセージのような共通情報を伝送する際に、複数のアンテナを利用して擬似共通ビームを形成する装置及び方法が求められる。
【００１９】
また、複数のアンテナを利用してＯＦＤＭ信号の各トーン別ビームを合算した形態が、共通ビームと類似するようにし、かつプリアンブル信号のＰＡＰＲ値が変動することを防止するための装置及び方法が求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数のアンテナを利用した各トーン別ビーム形成を合せて、擬似共通ビームを形成することにより、共通情報を複数のアンテナを介して伝送するスマートアンテナ通信システムの送信機及び送信方法を提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的は、複数のアンテナを利用して各トーン別にビームを形成する際、プリアンブル信号のＰＡＰＲ値が変動することを防止するために、各トーン別にビームを形成する際、周波数軸に位相回転をさせるスマートアンテナ通信システムの送信機及び送信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成すべく、本発明に係る多重送信アンテナ通信システムの送信機によれば、伝送信号の各トーン別にビーム係数を形成する際、周波数軸に互いに異なる大きさの位相回転をさせることにより、複数のアンテナを介して互いに異なる大きさの位相回転をした前記各トーン別ビームを伝送させるビーム係数形成器を備える。
【００２３】
また、本発明に係る多重送信アンテナ通信システムの送信機によれば、伝送信号を符号化するチャネル符号器と、前記チャネル符号器から受信した符号化信号の各トーン別にビーム係数を形成する際、周波数軸に互いに異なる大きさの位相回転をさせるビーム係数形成器と、周波数軸に互いに異なる大きさの位相回転をしたビーム係数を有する前記各トーン別ビームを伝送する複数のアンテナとを備えて伝送された前記各トーン別ビームの合成ビームが擬似共通ビームとなるようにする。
【００２４】
また、本発明に係る送信方法によれば、伝送信号の各トーンを周波数軸に互いに異なる大きさの位相を回転させることにより、ビーム係数を形成するステップと、形成した前記ビーム係数が適用された前記各トーン別ビームを複数のアンテナを介して伝送するステップとを含む。
【００２５】
また、本発明に係る送信方法によれば、伝送信号を符号化するチャネル符号化ステップと、符号化伝送信号の各トーン別にビーム係数を形成する際、周波数軸に互いに異なる大きさの位相回転をさせるビーム係数形成ステップと、周波数軸に互いに異なる大きさの位相回転をしたビーム係数を有する前記各トーン別ビームを複数のアンテナを含んで伝送する伝送ステップと、伝送された前記各トーン別ビームの合成ビームが擬似共通ビームとなるようにするステップとを含む。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、伝送信号の各トーン別にビーム係数を形成する際、周波数軸に互いに異なる大きさの位相回転をさせ、各トーン別ビームを複数のアンテナを含んで伝送し、伝送された前記各トーン別ビームの合成ビームが擬似共通ビームとなるようにすることによって、従来の単一素子伝送方式と比較して、アンテナ数分の低出力の電力で共通ビーム区間の信号伝送が可能であり、プリアンブル信号のＰＡＰＲ値が変動することを防止することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づき詳細に説明する。
【００２８】
本発明は、多重送信アンテナ通信システムに適用される。
【００２９】
本発明の実施の形態として、以下では、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格に定義されたスマートアンテナ技術を用いるＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）ＯＦＤＭＡ基地局（送信機）を例に挙げて説明する。この送信機において共通情報であるＭＡＰ情報及び運営メッセージを複数のアンテナを利用して、ＯＦＤＭ信号の各トーン（副搬送波ともいう）別に周波数軸に互いに異なる位相回転係数を適用したビームを形成して合算した形態が、共通ビームと類似するようにする。このような場合には、プリアンブル信号のＰＡＰＲ値が変動することも防止するために、各トーン別にビームを形成する際、周波数軸に位相回転をさせる方法を説明する。
【００３０】
図１（ａ）は、本発明によってスマートアンテナ通信システムにおけるダウンリンクフレーム構造を示す図である。このようなフレームは、ＭＡＰ情報及び運営メッセージのような共通情報を伝送するための共通ビーム区間１１０及び特定受信機（ユーザ）にデータを伝送する適応ビーム区間１２０で構成される。この二区間は、直交性により区分する。ＯＦＤＭＡ通信システムでは、直交性を有する互いに異なるシンボル区間を使用することによって、この二区間の直交性を確保する。他の例として、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）通信システムでは、互いに異なるコードを割り当てることによって、直交性を確保する。
【００３１】
図１（ｂ）は、本発明によって全体周波数帯域から選択した副搬送波で構成されたダイバーシチ副チャネルを示す図である。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅシステムのようなＯＦＤＭＡシステムにおける共通ビーム区間は、同図にに示すように、周波数ダイバーシチを得るために、全体周波数帯域から選択した副搬送波でダイバーシチ副チャネルを構成して用いる。実線矢印で表示された部分は、キャンディデイト（ｃａｎｄｉｄａｔｅ）副搬送波を表す。
【００３２】
図２は、本発明に係るスマートアンテナ通信システムの送信機構造を示す図である。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅシステムのようなＯＦＤＭＡシステムを例に挙げて説明すれば、伝送信号は、チャネル符号器２１０で符号化し、星座（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）生成器２２０を経たトーン（副搬送波）は、ビーム係数形成器２２５において各副搬送波別にアンテナに乗算されるビーム係数を別にして、受信機（端末機）の位置に応じてビームを形成する。ビーム係数形成器２２５は、伝送信号の各トーン別に周波数軸に互いに異なる大きさの位相回転をするビーム係数を形成する。次には、アンテナ数に該当する直列並列変換器２３０及びＩＦＦＴブロック２５０を経る。ＩＦＦＴブロック２５０には、副チャネル割り当て器２４０が副チャネルを割り当てる。ＩＦＦＴブロック２５０を経たシンボルは、並列直列変換器２６０、保護区間挿入器２７０、デジタル・アナログ変換器２８０、ＩＦ／ＲＦ処理器２９０を経てアンテナを介して伝送される。
【００３３】
すなわち、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅシステムのようなＯＦＤＭＡスマートアンテナ通信システムの送信機は、単一のアンテナを利用するシステムに比べて、アンテナ数に該当するＩＦＦＴブロック２５０及びＩＦ／ＲＦ処理器２９０を必要とする。この送信機は、各副搬送波別にビーム係数を別にして、アンテナを介して伝送されることによって、端末機の位置に応じてビームを形成する原理で動作する。
【００３４】
送信機の全体構造の中で、本発明で扱っている具現ブロックは、ビーム係数形成器２２５である。特に、図１に示す共通ビーム区間にそれぞれのＯＦＤＭ信号の副搬送波に対して、アンテナ別に乗算するビーム係数を形成する方法に関するものである。
【００３５】
図３は、本発明に係るスマートアンテナ通信システムの共通ビーム３５０及び適応ビーム３６０を示す図である。共通ビーム区間は、全ての受信機（端末機、ユーザ）が受信しなければならない共通情報を伝送することから、図３の３５０に示すように、共通情報の伝送は、特定方向ではない無指向伝送である。これとは反対に、適応ビーム区間は、特定受信機（端末機、ユーザ）のみに送信する信号区間であるから、図３の３６０のように、可能な限り、伝送エネルギーを特定方向のみに伝送して、図３の３７０分のビーム形成ゲインを得るようになる。
【００３６】
本発明では、特定アンテナで共通情報を送信せず、複数のアンテナを合成して共通ビームを形成する。このような本発明を従来の技術と比較すると、以下の表１の通りである。
【００３７】
【表１】
2007110718.tif 000008
【００３８】
図４は、本発明に係るスマートアンテナ通信システムにおけるアンテナの配列例を示す図である。本発明は、伝送信号の各トーン別にビーム係数を形成する際、周波数軸に互いに異なる大きさの位相回転をさせることにより、複数のアンテナを介して互いに異なる大きさの位相回転をした前記各トーン別ビームを伝送させる。前記各トーン別前記周波数軸の位相回転は、線形的（ｌｉｎｅａｒ）位相回転であり得る。このような線形的位相回転は、各アンテナに伝送される前記各トーン別ビームを時間領域において互いに異なる循環遅延オフセット｛τ｝を与える方法を用いる。すなわち、本発明は、各アンテナから伝送される各トーンの位相を変える方法として、各アンテナに伝送されるＯＦＤＭ信号に時間領域においてアンテナ別に互いに異なる循環遅延オフセット｛τ｝を与える方法を用いる。このような時間領域循環遅延オフセットは、等価的に周波数軸から線形位相を乗算すること（すなわち、周波数軸から回転させること）と同様である。τの単位は、サンプル個数で表われる。
【００３９】
例えば、プリアンブルの時間領域サンプルを｛ａｎ｝とすれば、｛ａｎ｝はプリアンブルを構成する各副搬送波にマッピングされるＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号列｛ｂｋ｝をＩＦＦＴした結果である。このように｛ｂｋ｝の位相を線形的に変えた
【００４０】
【数６】
2007110718.tif 000009
の時間領域サンプルは、
【００４１】
【数７】
2007110718.tif 000010
となって、時間領域ＰＡＰＲ特性が変わらない。このように、ｍ番目アンテナに循環遅延オフセット｛ｔｍ｝を適用することは、式［数２］のｗｍ，ｋ値を
【００４２】
【数８】
2007110718.tif 000011
に設定することと同様である。ここで、ＮＦＦＴは、具現されたＦＦＴの大きさを表す。
【００４３】
したがって、式［数２］の合成ビームは、以下の式［数９］のように表現される。
【００４４】
【数９】
2007110718.tif 000012
【００４５】
ここで、Ｓ（ｆｋ；θ）は、アンテナ別位相ｗｍ，ｋ値により合成されたｆｋ番副搬送波のビームパターンを意味する。また、ｆｋは副搬送波インデックス、ｍはアンテナインデックス、θは基地局を基準にした信号送信方向、ｄはアンテナ間の間隔、Ａ（θ）はアンテナ素子の特性を表す値、φｍ（ｆｋ）＝φｍ，０−２πｆｋτｍ／ＮＦＦＴは、アンテナ設置の際に現れるアンテナ位相変移値、τｍはｍ番目アンテナの時間軸での循環遅延オフセット、ＮＦＦＴは具現されたＦＦＴの大きさを表す。
【００４６】
このような方法により伝送される各トーン別周波数軸の位相回転を線形的に位相回転すれば、各トーン別ビームの共通ビームの合成の際、ダウンリンクプリアンブルの時間領域ＰＡＰＲ特性が変わらないようになる。
【００４７】
図５は、本発明に係るスマートアンテナ通信システムのビーム係数形成器の動作を示すフローチャートである。図２のビーム係数形成器２２５は、現在送信するＯＦＤＭ信号区間が共通ビーム区間であるか否かを判断する（５００）。共通ビーム区間であれば、上述したようなビーム係数
【００４８】
【数１０】
2007110718.tif 000013
で共通ビームを形成する（５１０）。適応ビーム区間である場合には、ユーザ別にｆｋ番副搬送波で推定したｍ番アンテナチャネル行列ｈ＊ｍ，ｋを利用して、適応ビームを形成する（５２０）。
【００４９】
図６は、本発明に係るスマートアンテナ通信システムの擬似共通ビームの形成原理を示す図である。すなわち、本発明においてダイバーシチ副チャネルの構成方法を利用した擬似共通ビームの動作原理を示すものである。同図から分かるように、各副搬送波別に指向する方向が異なるため、全体周波数の平均であるＳ（θ）は、図４でのアンテナのビームパターンＡ（θ）と類似するようになることが分かる。ここで、＊は共役複素数を意味する。
【００５０】
図７は、本発明に係るスマートアンテナ通信システムの擬似共通ビームの形成例を示す図である。同図は、素子間隔がｄ＝ｄ１＝ｄ２＝ｄ３＝λ／２の場合に、アンテナ数分のトーン（副搬送波）を分け、分けた各トーンを時間領域において循環遅延オフセットを設定し、アンテナ４個に対して各々τ１＝０．５，τ２＝１．０，τ３＝２．０（τの単位は、サンプル個数）と設定し、各副搬送波別に位相を変えた時の結果を示すものである。アンテナ別位相変化は、最大０．６２５ｃｍのアンテナの電力線長の変化によるものを考慮した。ＮＦＦＴは、１２４ＦＦＴシステムを仮定しており、便宜上、Ｎｕｓｅｄ（使用するトーン（副搬送波）個数）＝１０２４と設定した。同図から分かるように、各副搬送波別に指向する方向が異なり、全体周波数の平均であるＳ（θ）は、図４でのアンテナのビームパターンＡ（θ）と類似していることが分かる。図６において、ｄａｓｈ−ｄｏｔ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）は、単一素子を利用した共通ビームの伝送方式であり、Ｃｙｃｌｉｃ  Ｓｈｉｆｔは、本発明で合成した擬似共通ビームのＳ（θ）を示すものである。Ｒａｎｄｏｍ及びＲｏｏｆｔｏｐ  Ｃａｌ．は、式１ののＷｍ，ｋ値を全てのｍ，ｋに対して１と設定した場合であって、この場合にも、０度方向にビームが形成されて、３０度方向でカバレッジ問題があり得ることを示すものである。参考に、Ｒｏｏｆｔｏｐ  Ｃａ１．とＲａｎｄｏｍは、それぞれアンテナ別電力線長の差による位相変移値 
【００５１】
【数１１】
2007110718.tif 000014
を補償した場合と、補償しない場合のビームパターンを示すものである。
【００５２】
以外に、本発明の目的を達成するための多様な実施の形態の具現が可能である。
【００５３】
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】（ａ）は、本発明に係る多重アンテナ通信システムにおけるダウンリンクフレーム構造を示す図であり、（ｂ）は、本発明に係る全体周波数帯域から選択した副搬送波で構成されたダイバーシチ副チャネルを示す図である。
【図２】本発明に係る多重アンテナ通信システムの送信機構造を示す図である。
【図３】本発明に係る多重アンテナ通信システムの共通ビーム及び適応ビームを示す図である。
【図４】本発明に係る多重アンテナ通信システムにおけるアンテナの配列例を示す図である。
【図５】本発明に係る多重アンテナ通信システムのビーム係数形成器の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る多重アンテナ通信システムの擬似共通ビームの形成原理を示す図である。
【図７】本発明に係る多重アンテナ通信システムの擬似共通ビームの形成例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
２１０  チャネル符号器
２２０  星座生成器
２２５  ビーム係数形成器
２３０  直列並列変換器
２４０  副チャネル割り当て器
２５０  ＩＦＦＴブロック
２６０  並列直列変換器
２７０  保護区間挿入器
２８０  デジタル・アナログ変換器
２９０  ＩＦ／ＲＦ処理器
【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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