(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる属性を有し、かつアレーアンテナの給電に適用され得る複数の給電方式の内、そのアレーアンテナを含む系によって識別された状態に適合した属性を有する給電方式を選択する単一または複数の給電方式選択手段と、前記単一または複数の給電方式選択手段によって選択された給電方式に基づいて、アレーアンテナを構成する複数の素子の給電を行う単一または複数の給電手段とを備える給電回路であって、前記単一または複数の給電方式選択手段は、前記アレーアンテナに到来する個々の受信波について、そのアレーアンテナに到来する方位角を求め、その方位角の変化率が大きいほど、前記複数の給電方式の内、前記複数の素子の給電路の特性の設定および更新に要する処理量が少ない給電方式を選択することを特徴とする給電回路。
【請求項２】
異なる属性を有し、かつアレーアンテナの給電に適用され得る複数の給電方式の内、そのアレーアンテナを含む系によって識別された状態に適合した属性を有する給電方式を選択する単一または複数の給電方式選択手段と、前記複数の給電方式毎に、前記単一または複数の給電方式選択手段によって並行して選択され得る最大の数ずつ備えられ、かつ対応する給電方式に基づいて、前記アレーアンテナを構成する複数の素子の給電を行う複数の給電手段と、前記単一または複数の給電方式選択手段によって何らかの給電方式が選択される度に、その要因である状態が識別されたトラヒックに、前記複数の給電手段の内、この給電方式に基づいて前記給電を行う給電手段を割り付ける割り付け手段とを備える給電回路であって、前記単一または複数の給電方式選択手段は、前記アレーアンテナに到来する個々の受信波について、そのアレーアンテナに到来する方位角を求め、その方位角の変化率が大きいほど、前記複数の給電方式の内、前記複数の素子の給電路の特性の設定および更新に要する処理量が少ない給電方式を選択することを特徴とする給電回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の給電回路において、前記単一または複数の給電方式選択手段は、前記アレーアンテナを介して多元接続方式に基づいて並行して形成された無線伝送路に個別に対応し、これらの無線伝送路にかかわる処理の過程で識別された状態に適合した属性を有する給電方式を選択し、前記単一または複数の給電手段は、前記無線伝送路に個別に対応したベースバンド領域または中間周波数領域で前記複数の素子の給電を行うことを特徴とする給電回路。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の給電回路において、前記状態は、前記アレーアンテナを介する無線伝送路の形成にかかわるチャネル制御と、これらの無線伝送路を介して伝送されるべきトラヒックにかかわる通信制御と呼処理との全てまたは一部の手順に基づいて識別されることを特徴とする給電回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アレーアンテナが備えられた無線局において、そのアレーアンテナを構成する個々の素子の給電路の特性を適正に維持する給電回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)方式は、本来的に秘匿性および耐干渉性を有し、かつ多様な伝送情報の伝送に柔軟に適用可能であるために、移動通信システムに積極的に適用されつつある。
また、このような移動通信システムの無線基地局には、限られた無線周波数の有効利用と、多様なゾーン構成やチャネル構成に対する柔軟な適応とを目的として、所定の信号処理や適応アルゴリズムに基づいて個々の素子が並行して個別に給電されるアレーアンテナが多く搭載されつつある。
【０００３】
図１１は、ＣＤＭＡが適用され、かつアレーアンテナが搭載された無線基地局の受信系の第一の構成例を示す図である。
図において、アレーアンテナを構成する素子１００-1〜１００-4の給電点は、それぞれ受信部１０１-1〜１０１-4の入力に接続される。受信部１０１-1〜１０１-4の出力は何れも複数Ｍの受信端局部１０２-1〜１０２-Mの対応する入力に接続され、これらの受信端局部１０２-1〜１０２-Mの出力にはそれぞれ出力信号１〜出力信号Ｍが得られる。
【０００４】
受信端局部１０２-1は、下記の要素から構成される。
・  受信部１０１-1〜１０１-4の出力に個別に接続された４つの入力を有する逆拡散部１０３-1
・  その逆拡散部１０３-1の第一の入力と共に、受信部１０１-1の出力に接続され、かつ出力がこの逆拡散部１０３-1の制御入力に接続されたパス検出部１０４-1
・  逆拡散部１０３-1の４つの出力に個別に接続された４つの入力を有する適応制御部１０５-1
・  このような適応制御部１０５-1の４つの入力と共に、逆拡散部１０３-1の４つの出力に接続され、かつ素子１００-1〜１００-4にそれぞれ対応したアンテナウエイトＷ１〜Ｗ４がその適応制御部１０５-1によって与えられると共に、出力がこの適応制御部１０５-1の第一の帰還入力に接続された受信ビーム形成部１０６-1
・  この適応制御部１０５-1の第一の帰還入力と共に、受信ビーム形成部１０６-1の出力に入力が接続され、かつ受信端局部１０２の最終段として配置された復調部１０７-1
・  復調部１０７-1の出力が一方の入力に接続され、かつ他方の入力に既知の情報を示す既知信号が与えられたセレクタ１０８-1
・  このセレクタ１０８-1の出力と復調部１０７-1のチャネル推定出力とがそれぞれ接続された２つの入力を有し、出力が適応制御部１０５-1の第二の帰還入力に接続された乗算器１０９-1
また、復調部１０７-1は、下記の要素から構成される。
【０００５】
・  入力が受信ビーム形成部１０６-1の出力に接続され、かつ出力が乗算器１０９の対応する入力に接続されたチャネル推定器１１０-1
・  このチャネル推定器１１０-1の入力と共に、受信ビーム形成部１０６-1の出力が一方の入力に接続され、かつ他方の入力にチャネル推定部１１０-1の出力が接続された乗算器１１１-1
・  乗算器１１１-1の出力に直列に接続され、かつ復調部１０７-1の最終段としてその乗算器１１１-1の後段に配置された信号判定部１１２-1
なお、受信端局部１０２-2〜１０２-Mの構成については、受信端局部１０２-1の構成と同じである。したがって、以下では、機能および構成が同じである構成要素については、以下では、添え番号「２」〜「Ｍ」が付与された共通の符号を付与し、ここでは、その説明および図示を省略する。
【０００６】
このような構成の受信系（以下、「適応アレー受信方式」という。）では、受信部１０１-1〜１０１-4は、それぞれ素子１００-1〜１００-4に並行して到来した受信波をヘテロダイン検波（ホモダイン検波）することによって、これらの受信波をそれぞれ示す第一ないし第四のベースバンド信号を出力する。
また、受信端局部１０２-1〜１０２-Mは、所定のチャネル制御の下で規定の制御チャネル、あるいは生起した個々の呼（加入者）に適宜割り付けられる。
【０００７】
なお、以下では、受信端局部１０２-1〜１０２-Mに共通の事項については、添え番号「１」〜「Ｍ」の何れにも該当し得ることを意味する添え文字「ｃ」が付加された符号を用いて記述する。
また、逆拡散部１０３-cおよびパス検出部１０４-cには、所定のチャネル配置およびゾーン構成に適合したチャネル制御の下で割り付けられた無線チャネルｃを示すユニークな拡散符号ｃが適宜与えられる。
【０００８】
さらに、パス検出部１０４-cは、このような拡散符号ｃと上述した第一のベースバンド信号との間の急峻な相互相関に基づいて、この第一のベースバンドによって形成されるパスｃを検出する。
逆拡散部１０３-cは、このようなパスｃが検出された時点との同期を図りつつ、既述の第一のベースバンド信号ないし第四のベースバンド信号の逆拡散処理を既述の拡散符号ｃに基づいて並行して行うことによって、第一ないし第四の逆拡散信号ｃを生成する。
【０００９】
受信ビーム形成部１０６-cは、時系列ｉの順に、これらの第一ないし第四の逆拡散信号ｃと、適応制御部１０５-cによって先行して与えられたアンテナウエイトＷc１〜Ｗc４との積和（以下、このような積和の列として与えられる信号を「合成逆拡散信号ｃ」という。）ｙc(i)をとることによって、ベースバンド領域で素子１００-1〜１００-4の個別の給電を行う。
【００１０】
チャネル推定器１１０-cは、このようにして受信ビーム形成部１０６-cによって生成された合成逆拡散信号に含まれるべき既知の成分との相関をとることによって、上述した受信波の送信端と素子１００-1〜１００-4との間に形成された無線伝送路の伝送特性を推定する。
乗算器１１１-cは、その合成逆拡散信号ｃにこの伝送特性を示す複素数ｃの共役複素数ｃを乗じることによって、上述した無線伝送路でこの合成逆拡散信号ｃに生じた歪みを補償する。なお、以下では、このようにして乗算器１１１-cによって生成される信号については、単に「復調信号ｃ」という。
【００１１】
信号判定部１１２-cは、この復調信号ｃによって示される個々の信号点を既知の信号点配置に基づいて判定し、これらの信号点の列を示す出力信号ｃを出力する。
また、セレクタ１０８-cは、始動時と、受信端局部１０２-cに何らかの無線チャネルが割り付けられた時点から所定の条件が成立する時点に至る「引き込み期間」とに限って、上述した出力信号ｃと既知信号との内、既知信号を適応制御部１０５-cの主導の下で選択する。
【００１２】
乗算器１０９は、時系列ｉの順にこのようにして選択された信号を示す「規準信号ｃ」と上述した共役複素数ｃとの積をとることによって参照信号ｒc(i)を生成する。
適応制御部１０５-cは、時系列ｉの順に、上述した合成逆拡散信号ｙc(i)と参照信号ｒc(i)とに対して、下式で与えられる誤差信号ｅc(i)の二乗平均値を最小化する適応アルゴリズム（ＬＭＳ、ＲＬＳ、ＳＭＩその他の如何なるものであってもよい。）に基づいてアンテナウエイトＷ１〜Ｗ４を更新することによって、復調信号ｃに相当する受信波の送信端（移動局）の方向にアレーアンテナの主ローブを形成し、かつ維持する。
【００１３】
ｅc(i)＝ｒc(i)−ｙc(i)
なお、このような適応アルゴリズムについては、本願発明の特徴ではなく、かつ多様な先行技術が適用されることによって実現されるので、ここでは、その説明を省略する。
したがって、素子１００-1〜１００-4は、受信端局部１０２-1〜１０２-Mに個別に割り付けられた無線チャネルを介して到来する何れの受信波についても、これらの受信波の送信端の方向に主ローブを並行して形成するアレーアンテナとして共用される。
【００１４】
図１２は、ＣＤＭＡが適用され、かつアレーアンテナが搭載された無線基地局の受信系の第二の構成例を示す図である。
図１２に示す受信系では、既述の受信端局部１０２-1〜１０２-Mに代わる受信端局部１２０-1〜１２０-Mが備えられる。
受信端局部１２０-1では、既述のセレクタ１０８-1および乗算器１０９-1が備えられず、かつ適応制御部１０５-1に代えてアンテナウエイト選択部１２１-1が備えられると共に、そのアンテナウエイト選択部１２１-1には逆拡散部１０３-1および受信ビーム形成部１０６-1の出力が接続されず、さらに、入力が信号判定部１１２-1の入力と共に乗算器１１１-1の出力に接続され、かつ出力がアンテナウエイト選択部１２１-1の入力に接続されたＳＩＲ測定部１２２-1が備えられる。
【００１５】
なお、受信端局部１２０-2〜１２０-Mの構成については、受信端局部１２０-1の構成と同じであるので、機能および構成が同じものについては、以下では、添え番号「２」〜「Ｍ」が添え番号「１」に代えて備えられた同じ符号を付与し、ここでは、その説明および図示を省略する。
また、以下では、受信端局部１２０-1〜１２０-Mに共通の事項については、添え番号「１」〜「Ｍ」の何れにも該当し得ることを意味する添え文字「ｃ」が付加された符号を用いて記述する。
【００１６】
このような構成の受信系（以下、「マルチビーム受信方式」という。）では、アンテナウエイト選択部１２１-cは、受信ビーム形成部１０６-cに与えられるべき好適なアンテナウエイトＷ１〜Ｗ４の全ての組み合わせ（素子１００-1〜１００-4によって形成されるべき無線ゾーンやセクタの方向、形状、寸法、位置その他の属性に基づいて決定される。）が予め与えられる。
【００１７】
さらに、アンテナウエイト選択部１２１-cは、始動時には、規定のアンテナウエイトの組み合わせをアンテナウエイトＷ１〜Ｗ４として受信ビーム形成部１０６-cに与える。
一方、ＳＩＲ測定部１２２-cは、乗算器１１１-cによって既述の通りに生成された復調信号ｃで示される個々の信号点について、例えば、信号空間上における誤差の平均値として順次所定の頻度および精度でＳＩ比を求める。
【００１８】
アンテナウエイト選択部１２１-1は、そのＳＩ比が規定の下限値を上回らない限り、先行して受信ビーム形成部１０６-cに与えられたアンテナウエイトＷ１〜Ｗ４を異なる値（既述の通りに、予め与えられたアンテナウエイトの何れかに該当する。）に順次変更する。このＳＩ比が少なくとも下限値を上回る値にこれらのアンテナウエイトＷ１〜Ｗ４を設定する。
【００１９】
したがって、マルチビーム受信方式によれば、ＳＩＲ測定部１２２-cの応答性と、そのＳＩＲ測定部１２２-cによって測定されるＳＩ比の精度とが十分に高い限り、希望波の到来方向に対して速やかに、かつ確度高く主ローブが形成されると共に、維持される。
図１３は、ＣＤＭＡが適用され、かつアレーアンテナが搭載された無線基地局の受信系の第三の構成例を示す図である。
【００２０】
図１３に示す受信系では、既述の受信端局部１０２-1〜１０２-Mに代わる受信端局部１３０-1〜１２０-Mが備えられる。
受信端局部１３０-1では、既述のアンテナウエイト選択部１２１-1に代えてアンテナウエイト算出部１３１-1が備えられ、ＳＩＲ測定部１２２-1が備えられず、逆拡散部１０３-1の４つの出力とそのアンテナウエイト算出部１３１-1の入力とにそれぞれ接続された到来方向推定部１３２-1が備えられる。
【００２１】
なお、受信端局部１３０-2〜１３０-Mの構成については、受信端局部１３０-1の構成と同じであるので、機能および構成が同じものについては、以下では、添え番号「２」〜「Ｍ」が添え番号「１」に代えて備えられた同じ符号を付与し、ここでは、その説明および図示を省略する。
また、以下では、受信端局部１３０-1〜１３０-Mに共通の事項については、添え番号「１」〜「Ｍ」の何れにも該当し得ることを意味する添え文字「ｃ」が付加された符号を用いて記述する。
【００２２】
このような構成の受信系（以下、「ビームステアリング受信方式」という。）では、到来方向推定部１３２-cは、例えば、特開平１１−２５１９６４号公報に開示された先行技術が適用されることによって、逆拡散部１０３-cによって生成された第一ないし第四の逆拡散信号ｃで示される受信波の送信端の方向（以下、「到来方向」という。）を示す方位角θc を所定の頻度で推定する。
【００２３】
アンテナウエイト算出部１３１-cは、例えば、このような方位角θc に対して下式で示される算術演算を行うことによって、アンテナウエイトＷ１〜Ｗ４を求め、受信ビーム形成部１０６-cに、これらのアンテナウエイトＷ１〜Ｗ４を与える。
Ｗ１＝１
Ｗ２＝exp(jπsinθc)
Ｗ３＝exp(j２πsinθc)
Ｗ４＝exp(j３πsinθc)
したがって、ビームステアリング方式によれば、アンテナウエイト算出部１３１ｃおよび到来方向推定部１３２-cの応答性と、その到来方向推定部１３２-cによって推定される上述した方位角θc の精度とが十分に高い限り、希望波の到来方向に対して速やかに、かつ確度高く主ローブが形成されると共に、維持される。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した適応アレー受信方式では、一般に、希望波の到来方向に対する主ローブの形成と、干渉波の到来方向に対するヌル点の形成が可能であるが、適応アルゴリズムに基づくアンテナウエイトＷ１〜Ｗ４の設定および更新には、先行して受信波として与えられた千シンボルないし数万シンボルが参照されるために、膨大な処理量が確保されなければならなかった。
しかし、このような処理量が実現可能な程度に規制される場合には、例えば、適応アルゴリズムとして「規格化ＬＭＳ」が適用されても、主ローブの方向に方位角が精度よく収束するために数秒程度の時間を要する。
【００２５】
したがって、適応アレー受信方式では、希望波の送信端である移動局の速度が大きいほど、実質的な伝送品質が著しく低下する可能性が高かった。
また、上述したマルチビーム受信方式およびビームステアリング受信方式では、上述したヌル点は形成されないが、応答時間は、一般に、既述のＳＩ比の測定や到来方向の推定に要する時間が実現可能な値である限り、適応アレー受信方式に比べて大幅に高速な十ミリ秒以下となる。
【００２６】
しかし、近年、移動通信サービスの分野では、複数のキャリアの相互間における激しい競争の下で多様な付加価値の柔軟な実現が強く要求され、このような要求は上述した３つの受信方式の何れでも単独では達成され難かった。
本発明は、高速に精度よく所望の指向性が達成され、かつ伝送品質が高く維持される給電回路を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
図１は、本発明の第一の原理ブロック図である。
請求項１に記載の発明では、単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nは、異なる属性を有し、かつアレーアンテナ１０の給電に適用され得る複数の給電方式の内、そのアレーアンテナ１０を含む系によって識別された状態に適合した属性を有する給電方式を個別に選択する。単一または複数の給電手段１２-1〜１２-Nは、このようにして選択された給電方式に基づいて、アレーアンテナ１０を構成する複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電を並行して行う。
【００２８】
すなわち、これらの素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電に適用される給電方式は、上述した状態に適合した給電方式に維持される。
したがって、このような給電方式が上述した状態に適合しないことに起因して生じ得る伝送品質およびサービス品質の低下は、確度高く、かつ安定に回避される。
【００２９】
図２は、本発明の第二の原理ブロック図である。
請求項２に記載の発明では、単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nは、異なる属性を有し、かつアレーアンテナ１０の給電に適用され得る複数の給電方式の内、そのアレーアンテナ１０を含む系によって識別された状態に適合した属性を有する給電方式を個別に選択する。複数の給電手段２１-1〜２１-Pは、これらの給電方式毎に、給電方式選択手段１１-1〜１１-Nによって並行して選択され得る最大の数ずつ備えられ、かつ対応する給電方式に基づいて、アレーアンテナ１０を構成する複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電を並行して行う。割り付け手段２２は、上述した給電方式選択手段１１-1〜１１-Nによって何らかの給電方式が選択される度に、その要因である状態が識別されたトラヒックに、複数の給電手段２１-1〜２１-Pの内、この給電方式に基づいて給電を行う給電手段を割り付ける。
【００３０】
すなわち、素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nを介して並行して形成されるべき無線チャネルの数、もしくはこれらの素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nを介して並行して確保されるべき無線チャネルのチャネル容量の平均値が大きく、この平均値に基づいて搭載されるべき給電手段２１-1〜２１-Pの総数Ｐが予め適正に設定される限り、規定の単一の給電方式のみに個別に適応する既存の、または標準的な給電手段の有効な活用が図られ、かつ増設にかかわる柔軟性の確保と、その増設に要するコストの削減とが図られる。
【００３１】
請求項３に記載の発明では、単一または複数の給電方式選択手段１１−１〜１１-Nは、アレーアンテナ１０を介して多元接続方式に基づいて並行して形成された無線伝送路に個別に対応し、これらの無線伝送路にかかわる処理の過程で識別された状態に適合した属性を有する給電方式を選択する。単一または複数の給電手段１２-1〜１２-N、２１-1〜２１-Pは、上述した無線伝送路に個別に対応するベースバンド領域または中間周波数領域で複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電を並行して行う。
【００３２】
すなわち、上述した多元接続方式に基づいて並行して多くの無線伝送路が形成されるべき場合であっても、素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電は、これらの無線伝送路の全てに関して個別に、かつ並行して行われる。
したがって、これらの無線伝送路は、アレーアンテナ１０が共用されることによって安価に、かつ高い伝送品質で形成される。
【００３３】
請求項１乃至請求項３に記載の発明では、単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nは、アレーアンテナ１０に到来する個々の受信波について、そのアレーアンテナ１０に到来する方位角を求め、その方位角の変化率が大きいほど、既述の複数の給電方式の内、複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電路の特性の設定および更新に要する処理量が少ない給電方式を選択する。
【００３４】
すなわち、何れの給電方式が適用されている期間にも、その給電方式に基づいてアンテナウエイトが設定され、あるいは更新されるために要する処理量の増加について、歯止めが確実に設定される。
したがって、このような歯止めが何ら設定されない場合に比べて、上述した方位角の変化率に適合した給電方式があり、その給電方式の適用が可能である限り、何れのチャネルについても伝送品質が安定に、かつ良好に維持される。
【００３５】
請求項４に記載の発明では、状態は、アレーアンテナ１０を介する無線伝送路の形成にかかわるチャネル制御と、これらの無線伝送路を介して伝送されるべきトラヒックにかかわる通信制御と呼処理との全てまたは一部の手順に基づいて識別される。すなわち、アレーアンテナ１０に適用されるべき給電方式は、上述したチャネル制御、通信制御および呼処理の全てまたは一部の手順に基づいて、柔軟に変更される。
【００３６】
したがって、アレーアンテナ１０を介して形成される無線伝送系の構成と、その無線伝送系の付加価値の向上に対する柔軟性が確保される。
また、請求項１ないし請求項３に記載の発明の第一の下位概念の発明では、単一または複数の給電方式選択手段１１−１〜１１-Nは、アレーアンテナ１０を介するＲＡＫＥ受信の過程で検出されたフィンガに個別に対応し、これらのフィンガにかかわる個別の処理の過程で識別された状態に適合した属性を有する給電方式を並行して選択するサブモジュールの集合として構成される。単一または複数の給電手段１２-1〜１２-N、２１-1〜２１-Pは、これらのサブモジュールによって個別に選択された給電方式に基づいて、上述たフィンガ毎にベースバンド領域または中間周波数領域で複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電を並行して行う。
【００３７】
すなわち、素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nには、ＲＡＫＥ合成が行われるフィンガ毎に個別に対応したアンテナウエイトが並行して与えられ、これらのアンテナウエイトの設定および更新に要する処理量の増加について、歯止めが確実に設定される。
したがって、例えば、マイクロセルが形成された移動通信システムのように、受信波が本来的に主ローブとサイドローブとの双方を介して到来する無線伝送系においても、所望の数のチャネルにアレーアンテナ１０が共用され、かつ何れのチャネルについても並行して安定にＲＡＫＥ合成が行われる。
【００３８】
請求項１ないし請求項３に記載の発明の第二の下位概念の発明では、単一または複数の給電方式選択手段１１−１〜１１-Nは、アレーアンテナ１０を介するＲＡＫＥ受信に基づいて並行して形成される個々の無線伝送路に対応し、これらの無線伝送路にかかわる個別の処理の過程で識別された状態に適合した属性を有する給電方式を並行して選択するサブモジュールの集合として構成される。単一または複数の給電手段１２-1〜１２-N、２１-1〜２１-Pは、上述した無線伝送路に個別に対応したベースバンド領域または中間周波数領域で複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電を並行して行う。
【００３９】
すなわち、素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nにはＲＡＫＥ合成の単位となる無線伝送路毎に個別に対応したアンテナウエイトが並行して与えられるが、これらのアンテナウエイトの設定および更新に要する処理量の増加にかかわる歯止めが確実に設定される。
したがって、このようなアンテナウエイトの設定および更新にかかわる処理がフィンガ毎に並行して行われる場合に比べて、総合的な処理量の削減と構成の簡略化との双方もしくは何れか一方が図られ、かつ所望の数のチャネルにアレーアンテナ１０が共用されると共に、何れのチャネルについても並行して安定にＲＡＫＥ合成が行われる。
【００４０】
請求項１ないし請求項３に記載の発明に関連した第一の発明では、アレーアンテナ１０の給電に適用され得る複数の給電方式には、複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電路の特性が適応アルゴリズムに基づいて設定され、かつ更新される特定の給電方式が含まれる。単一または複数の給電手段１２-1〜１２-N、２１-1〜２１-Pの全てまたは一部は、このような特定の給電方式に基づいて複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電が開始されるときに、その特定の給電方式以外の給電方式に基づいて給電路に個別に先行して設定されていた特性を適応アルゴリズムの初期条件として適用する。
【００４１】
すなわち、適応アルゴリズムが適用されない給電方式に代わってその適用アルゴリズムが適用された給電方式が適用されるときには、その適応アルゴリズムに固有の収束速度が長い場合であっても、素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの個々の給電路に先行して設定されていた特性の精度が過度に低くない限り、伝送品質は、安定に高く維持される。
【００４２】
したがって、上述した固有の収束速度の如何にかかわらず、多様な適応アルゴリズムの適用が可能となる。
請求項１ないし請求項３に記載の発明に関連した第二の発明では、単一または複数の給電手段１２-1〜１２-N、２１-1〜２１-Pは、単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nによって個別に選択された給電方式に基づいて、送信と受信との双方にアレーアンテナ１０を共用し、かつ送信端および受信端との距離並びに方向と、これらの送信端と受信端との間に形成される無線伝送路の帯域との全てまたは一部との整合を個別に図る。
【００４３】
すなわち、単なる受信局だけではなく、半二重方式あるいは全二重方式の無線伝送路を介して所望の伝送情報の送信と受信との双方を行う無線局であっても、本発明の適用が可能となる。
したがって、アレーアンテナ１０は、そのアレーアンテナ１０を介して並行して形成されるべき無線チャネルの数が複数であっても、構成が複雑化することなく、これらの無線チャネルの全ての送信および受信に共用される。
【００４４】
請求項１乃至請求項３に記載の発明の下位概念の発明では、単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nは、個々の受信波に付帯するフェージングの周波数と、アレーアンテナ１０に対する送信端の相対距離との比の換算値として方位角を求める。このような方位角は、専用のハードウエアが備えられることなく、精度よく確実に求められる。
【００４５】
したがって、本発明が適用されるべき無線局の余剰の処理量その他の資源が有効に利用され、かつ伝送品質が安定に高く維持される。請求項１乃至請求項３に記載の発明に関連した第一の発明では、既述のフェージングの周波数と相対距離との双方もしくは何れか一方は、規定の標準値に対する比または差として正規化される。
【００４６】
すなわち、並行して形成されるべき全ての無線チャネルに関しても、上述したフェージングの周波数および相対距離は、アレーアンテナ１０の共用による給電が所望の精度および応答性で達成される位取りおよび形式で表される。
したがって、アレーアンテナ１０の給電に要する処理量のさらなる削減が可能となる。
【００４７】
請求項１乃至請求項３に記載の発明に関連した第二の発明では、単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nは、アレーアンテナ１０が備えられた系と個々の受信波の送信端との双方が連係して行い、または何れか一方が自立的に行うその送信端の測位の結果に基づいて方位角を求める。このような方位角は、上述した系と送信端との間における負荷分散と機能分散との双方もしくは何れか一方とに基づいて、これらの系もしくは送信端に適用された所定の航法に基づいて求められる。
【００４８】
したがって、アレーアンテナ１０が備えられた系と既述の送信端とでは、上述した方位角は、既存の資源が有効に活用されることによって、構成が複雑化することなく、所望の精度で確度高く求められる。請求項１ないし請求項３に記載の発明に関連した発明では、単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nは、既述の状態が識別された処理の対象であるトラヒック毎に、上述した複数の給電方式の内、送信端と受信端との双方もしくは何れか一方の属性と、適用されるべき交換方式と通信手順との全てまたは一部に適合した給電方式を適用する。
【００４９】
すなわち、実際に適用されるべき給電方式は、上述したトラヒック毎に、既述の状態だけではなく、送信端や受信端の属性と、適用されるべき交換方式と通信手順との全てまたは一部に適合した給電方式に適宜設定される。
したがって、何れの無線チャネルについても、その無線チャネルを介して伝送されるべきトラヒックに適合した給電方式に基づくアレーアンテナ１０の給電が並行して行われる。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図３は、本発明の第一および第四の実施形態を示す図である。
本実施形態には、図１１に示す受信端局部１０２-1〜１０２-Mに代えて受信端局部３０-1〜３０-Mが備えられ、これらの受信端局部３０-1〜３０-Mが個別に有する特定の入力と出力とに接続された給電制御部３１が備えられる。
受信端局部３０-1は、下記の通りに構成される。
【００５１】
・  図１１に示す受信端局部１０２-1に、図１２に示すアンテナウエイト選択部１２１-1およびＳＩＲ測定部１２２-1が付加される。
・  このアンテナウエイト選択部１２１-1の出力と、既述の適応制御部１０５-1の出力とはセレクタ３２-1の対応する入力に接続され、そのセレクタ３２-1の選択入力と出力とは、それぞれ給電制御部３１の対応する特定の出力と受信ビーム形成部１０６-1の対応する入力に接続される。
【００５２】
・  逆拡散部１０３-1の出力は、受信ビーム形成部１０６-1および適応制御部１０５の対応する入力と共に、到来方向推定部３３-1の対応する入力に接続される。
・  この到来方向推定部３３-1の出力は角速度推定部３４-1を介して給電制御部３１の対応する特定の入力に接続される。
【００５３】
なお、受信端局部３０-2〜３０-Mの構成については、受信端局部３０-1の構成と同じである。したがって、以下では、機能および構成が同じである構成要素については、添え番号「２」〜「Ｍ」が付与された共通の符号を付与し、ここでは、その説明および図示を省略する。
図４は、本発明の第一の実施形態の動作を説明する図である。
【００５４】
以下、図３および図４を参照して本発明の第一の実施形態の動作を説明する。まず、受信端局部３０-1〜３０-Mに共通の事項については、添え番号「１」〜「Ｍ」の何れにも該当し得ることを意味する添え文字「ｃ」が付加された符号を用いて記述する。
到来方向推定部３３-cは、図１３に示す到来方向推定部１３２-cと同様に、逆拡散部１０３-cによって生成された第一ないし第四の逆拡散信号ｃで示される受信波の送信端（図４(1))の方向（以下、「到来方向」という。）を示す方位角θc を所定の頻度で推定する。
【００５５】
角速度推定部３４-cは、その方位角θc の変化率Δθc を順次求める。
給電制御部３１は、この変化率Δθc が規定の閾値θthを上回るか否かの判別を行い、その判別の結果が偽である期間には、セレクタ３２-cを介して受信ビーム形成部１０６-cに、適応制御部１０５-cの出力を接続する。しかし、この判別の結果が真である期間には、給電制御部３１は、セレクタ３２-cを介して受信ビーム形成部１０６-cに、アンテナウエイト選択部１２１-cの出力を接続する。
【００５６】
なお、受信端局部３０-cでは、セレクタ３２-c、到来方向推定部３３-cおよび角速度推定部３４-c以外の全ての要素の動作は、図１１および図１２に示す従来例における動作と基本的に同じであるので、以下では、説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、素子１００-1〜１００-4の給電は、本実施形態が適用された無線基地局（素子１００-1〜１００-4から構成されるアレーアンテナ）に到来する何れの受信波についても、方位角θc に応じて下記の通りに行われる。
【００５７】
・  該当する受信波の送信端の移動その他に起因して、既述の変化率Δθc が規定の閾値θthを上回る程度に方位角θc が高速で変化する場合には、「マルチビーム受信方式」が採用される。
・  反対に、既述の変化率Δθc が規定の閾値θth以下となる程度に方位角θc が低速で変化する場合には、「適応アレー受信方式」が採用される。
【００５８】
このように本実施形態によれば、素子１００-1〜１００-4に到来した個々の受信波は、到来方向の変化率が小さい期間に限って適応アレー受信方式に基づいて受信され、反対のこの変化率が大きい期間には、適応アレー受信方式に比べて応答性が高いマルチビーム受信方式に基づいて受信される。
したがって、伝送品質およびサービス品質が安定に高く維持され、かつ個々のチャネルを介して提供される伝送サービスの多様化に対する柔軟な適応が可能となる。
【００５９】
さらに、アンテナウエイトＷ１〜Ｗ４の設定および更新に要する処理量の増加にかかわる歯止めが確実に設定され、これらのアンテナウエイトＷ１〜Ｗ４の設定および更新は、その歯止めの限度において適応アレー受信方式が優先的に適用されることによって、少なくともマルチビーム受信方式に基づいて適正な頻度および精度で達成される。
【００６０】
なお、本実施形態では、到来方向推定部３３-cは、既述の特開平１１−２５１９６４号公報に開示された先行技術を適用することによって、方位角θc を求めている。
しかし、本発明はこのような構成に限定されず、例えば、図５に示すように、下記のフェージング周波数推定部４１-cと角速度推定部４２-cとがそれぞれ既述の到来方推定部３３-cと角速度推定部３４-cとに代えて備えられてもよい。
【００６１】
・  チャネル推定部１１０-cの出力に接続され、かつ受信波に伴うフェージングの周波数（以下、「フェージング周波数」という。）を推定するフェージング周波数推定部４１-c
・  パス検出部１０４-cによって該当するパスが検出される頻度で、受信波のタイミングと上述したフェージング周波数とを換算することによって、その受信波の送信端の相対距離ｒおよび速度ｖを求め、これらの相対距離ｒと速度ｖとに対して下式で示される既述の方位角θc と、その方位角θc の変化率Δθc とを求める角速度推定部４２-c
Δθc＝ｖ／ｒ
また、このような角速度推定部４２-cによって行われる演算の過程では、上述した相対距離ｒおよび速度ｖは、必ずしも絶対値として求められなくてもよく、例えば、これらの相対距離ｒおよび速度ｖがそれぞれ個別に与えられる標準値に対する比や偏差として評価され、かつ既述のの変化率Δθc である角速度は、図６に示すように、これらの評価の結果に対して一義的に定まる全ての値が登録された角速度評価テーブル４３-cが適宜参照されることによって求められてもよい。
【００６２】
図７は、本発明の第二の実施形態を示す図である。
本実施形態には、図３に示す受信端局部３０-1〜３０-Mに代えて受信端局部５０-1〜５０-Mが備えられる。
受信端局部５０-1は、下記の通りに構成される。
・  既述のパス検出部１０４-1に代えて備えられ、かつ受信波の遅延プロファイルに基づいて検出される主要な個々のフィンガを検出するパス検出部５１-1が備えられる。
【００６３】
・  図３に示す受信端局部３０-1を構成する要素の内、上述したパス検出部１０４-1、到来方向推定部３３-1、角速度推定部３４-1および信号判定部１１２-1以外の要素（以下、「特定要素」という。）が個別に備えられ、かつこれらの特定要素に代えて、上述したパス検出部５１-1によって並行して検出され得る最大の数Ｌのフィンガに個別に対応したフィンガ対応部５２-11〜５２-1Lが備えられる。なお、フィンガ対応部５２-11〜５２-1Lに備えられる個々の要素については、以下では、簡単のため、添え文字「１」〜「Ｌ」の内、該当するフィンガ対応部に対応する添え文字が第二の添え文字として付加された点を除いて上述した特定要素の符号と同じ符号を付与し、その説明および図示を省略する。
【００６４】
・  フィンガ対応部５２-11〜５２-1Lに個別に備えられた逆拡散部１０３-11〜１０３-1Lには、上述したパス検出部５１-1の対応する出力が個別に接続される。
・  到来方向推定部３３-11の入力には、上述した逆拡散部１０３-11〜１０３-1Lの内、逆拡散部１０３-11の出力のみが接続される。
【００６５】
・  フィンガ対応部５２-11〜５２-1Lに個別に備えられた乗算器１１１-11〜１１１-1Lの出力は加算器５３-1の対応する入力に接続され、その加算器５３-1の出力は信号判定器１１２-1の入力に接続される。
・  フィンガ対応部５２-11〜５２-1Lに個別に備えられたセレクタ１０８-11〜１０８-1Lの一方の入力には、信号判定器１１２-1の出力が並行して接続される。
【００６６】
・  フィンガ対応部５２-11〜５２-1Lに個別に備えられたセレクタ３２-11〜３２-1Lの選択入力には、給電制御部３１の対応する共通の出力が接続される。
なお、受信端局部５０-2〜５０-Mの構成については、受信端局部５０-1の構成と同じである。したがって、以下では、機能および構成が同じである構成要素については、添え番号「２」〜「Ｍ」が付与された共通の符号を付与し、ここでは、その説明および図示を省略する。
【００６７】
以下、図７を参照して本発明の第二の実施形態の動作を説明する。
まず、受信端局部５０-1〜５０-Mに共通の事項については、以下では、添え番号「１」〜「Ｍ」の何れにも該当し得ることを意味する添え文字「ｃ」が付加された符号を用いて記述する。
受信端局部５０-cでは、逆拡散部１０３-c1〜１０３-cLは、パス検出部５１-cによって検出されたフィンガ（パス）に個別に同期した逆拡散信号に基づいて、受信波の逆拡散処理を行うことによって、並行して逆拡散信号を生成する。
【００６８】
これらの逆拡散信号は、受信ビーム形成部１０６-c1〜１０６-cL、チャネル推定部１１０-c1〜１１０-cLおよび乗算器１１１-c1〜１１１-cLを介して加算器５３-cに与えられ、さらに、その加算器５３-cによって合成された後に、符号判定部１１２-cが行う信号判定の対象となる。
したがって、素子１００-1〜１００-4に到来した受信波はＲＡＫＥ受信方式に基づいて受信され、その受信波の伝搬路にマルチパスが形成された場合であっても高い伝送品質が確保される。
【００６９】
一方、到来方向推定部３３-cは、フィンガ対応部５２-c1 のみに備えられた逆拡散部１０３-c1 によって生成された逆拡散信号に基づいて、既述の方位角θc を所定の頻度で推定する。また、角速度推定部３４-cは、その方位角θc の変化率Δθc を順次求める。
さらに、給電制御部３１は、この変化率Δθc が規定の閾値θthを上回るか否かの判別を行い、その判別の結果が偽である期間には、セレクタ３２-c1〜３２-cLを介して受信ビーム形成部１０６-c1〜１０６-cLに、それぞれ適応制御部１０５-c1〜１０５-cLの出力を接続する。しかし、この判別の結果が真である期間には、給電制御部３１は、セレクタ３２-c1〜３２-cLを介して受信ビーム形成部１０６-c1〜１０６-cLに、それぞれアンテナウエイト選択部１２１-c1〜１１１-cLの出力を接続する。
【００７０】
したがって、本実施形態によれば、素子１００-1〜１００-4は、フィンガ毎に個別に対応したアンテナウエイトＷ１〜Ｗ４が並行して与えられ、かつこれらのアンテナウエイトＷ１〜Ｗ４の設定および更新に要する処理量の増加にかかわる歯止めが確実に設定される。
したがって、例えば、マイクロセルが形成された移動通信システムのように、主ローブだけではなく、サイドローブを介して受信波が到来する場合であっても、複数の受信端局部５０-1〜５０-Mによって共用される素子１００-1〜１００-4を介して安定にＲＡＫＥ合成が行われる。
【００７１】
図８は、本発明の第三の実施形態を示す図である。
本実施形態には、図７に示す受信端局部５０-1〜５０-Mに代えて受信端局部６０-1〜６０-Mが備えられる。
受信端局部６０-1は、下記の通りに構成される。
・  図７に示すフィンガ対応部５２-11〜５２-1Lに代えてフィンガ対応部６１-11〜６１-1Lが備えられ、かつ図３に示すセレクタ１０８-1、適応制御部１０５-1、アンテナウエイト選択部１２１-1およびセレクタ３２-1が備えられる。
【００７２】
・  図７に示す加算器５３-1および信号判定器１１２-1がフィンガ対応部６１-11〜６１-1Lの後段に配置される。
・  図３に示すＳＩＲ測定部１２２-1が備えられ、そのＳＩＲ測定部１２２-1の入力に加算器５３-1の出力が接続される。
・  図７に示す乗算器１０９-1が備えられず、かつセレクタ１０８-1の出力は、その乗算器１０９-1を介することなく適応制御部１０５の対応する入力に接続される。
【００７３】
・  フィンガ対応部６１-11〜６１-1Lが４つずつ個別に有するモニタ端子に接続された４Ｌ個の入力を有し、かつ適応制御部１０５-1の対応する４つの入力に個別に接続された４つの出力を有する加算器６３-1が備えられる。
フィンガ対応部６１-11 は、下記の通りに構成される。
・  図７に示す逆拡散部１０３-11 、受信ビーム形成部１０６-11 、チャネル推定部１１０-11 および乗算器１１１-11 が備えられ、かつ図７に示す信号判定部１１２-11 は備えられない。
【００７４】
・  逆拡散器１０３-11 の出力は、受信ビーム形成部１０６-11 の対応する入力に併せて、乗算器６４-11 の対応する入力に接続される。
・  乗算器６４-11 の特定の入力にはチャネル推定器１１０-11 の出力が接続され、その乗算器６４-11 の出力は既述の加算器６３-1の対応する入力に接続される。
【００７５】
・  フィンガ対応部６１-11〜６１-1Lのアンテナウエイト入力には、セレクタ３２-1の出力が共通に接続される。
なお、受信端局部６０-2〜６０-Mの構成については、受信端局部６０-1の構成と同じである。したがって、以下では、機能および構成が同じである構成要素については、添え番号「２」〜「Ｍ」が付与された共通の符号を付与し、ここでは、その説明および図示を省略する。
【００７６】
以下、図８を参照して本発明の第三の実施形態の動作を説明する。
まず、受信端局部６０-1〜６０-Mに共通の事項については、以下では、添え番号「１」〜「Ｍ」の何れにも該当し得ることを意味する添え文字「ｃ」が付加された符号を用いて記述する。
受信端局部６０-cに備えられたフィンガ対応部６１-c1〜６１-cLは、加算器５３-cおよび信号判定部１１２-cと連係することによって、既述の第二の実施形態に備えられたフィンガ対応部５２ｃ1〜５２-cLと基本的に同様の手順に基づいて、ＲＡＫＥ受信を行う。
【００７７】
一方、ＳＩＲ測定部１２２-cは、フィンガ対応部６１-c1〜６１-CLおよび加算器５３ｃが連係することによって得られた出力信号ｃに既述の第一の実施形態と同様の処理を施すことによって、その出力信号ｃのＳＩ比を求める。
また、セレクタ１０８-cによって選択された出力信号ｃまたは既知信号は、適応制御部１０５-cに直接与えられる。
【００７８】
しかし、適応制御部１０５-cおよびアンテナウエイト選択部１２１-cによって求められるアンテナウエイトは、フィンガ対応部６１-c1〜６１-CLにおいて対応するフィンガ毎に個別には求められないが、下記の条件(1)、(2)の下で精度よく求められる。
(1) 逆拡散器１０３-c1〜１０３-CLによって出力された逆拡散信号は、乗算器６４-c1〜６４-CLと加算器６３-cとが連係することによって、チャネル推定器１１０-c1〜１１０-CLが個別に与える共役複素数との積和として適応制御部１０５-cに与えられる。
【００７９】
(2) さらに、このような適応制御部１０５-cが適応アルゴリズムに基づいてアンテナウエイトを算出する演算は、その演算の過程で生じ得る丸め誤差や打ち切り誤差が許容される程度に小さい限り、線形演算と見なされ得る。
すなわち、ＳＩＲ測定部１２２-c、セレクタ１０８-c、適応制御部１０５-c、アンテナウエイト選択部１２１-cおよびセレクタ３２-cはフィンガ対応部６１-c1〜６１-CLによって共用されるが、これらのフィンガ対応部６１-c1〜６１-CLに備えられた受信ビーム形成部１０６-c1〜１０６-CLには、精度よくアンテナウエイトが与えられる。
【００８０】
したがって、本実施形態では、既述の第二の実施形態に比べて構成が簡略化されるが、アンテナウエイトの設定および更新に要する処理量の削減が図られ、かつ精度よくＲＡＫＥ受信が行われる。
以下、本発明の第四の実施形態について説明する。
本実施形態では、図３に点線で示すように、アンテナウエイト選択部１２１-cの出力が適応制御部１０５-cの初期値入力に接続され、かつ給電制御部３１の出力がセレクタ３２-cの選択入力と共に、その適応制御部１０５-cの起動入力に接続される。
【００８１】
以下、図３を参照して本発明の第四の実施形態の動作を説明する。
なお、本実施形態では、適応制御部１０５-c以外の各部の動作については、既述の第一の実施形態における動作と同じであるので、ここでは、その説明を省略する。
適応制御部１０５-cは、給電制御部３１によってセレクタ３２-cに与えられる選択信号の論理値を監視し、アンテナウエイト選択部１２１-cに代わって適応制御部１０５-cが受信ビーム形成部１０６-cにアンテナウエイトを与えるべき期間を識別する。
【００８２】
このような期間の始点では、適応制御部１０５-cは、アンテナウエイト選択部１２１-cによって先行して受信ビーム形成部１０６-cに与えられていたアンテナウエイトを取り込み、そのアンテナウエイト、またはこのアンテナウエイトに所定の演算を施すことによって得られる値を初期値として適用することによって、所定の適応アルゴリズムに基づいてアンテナウエイトを更新する。
【００８３】
すなわち、適応アレー受信方式以外の受信方式に基づく受信処理がその適応アレー受信方式に基づいて続行される場合には、この適応アレー受信方式に適用されるべき適応アルゴリズムに固有の収束速度が長い場合であっても、先行して受信ビーム形成部１０６-cに与えられていたアンテナウエイトの精度が過度に低下していない限り、伝送品質が安定に高く維持される。
【００８４】
図９は、本発明の第五の実施形態を示す図である。
本実施形態は、下記の通りに構成される。
・  素子１００-1〜１００-4の給電端はそれぞれサーキュレータ８０-1〜８０-4の第一の開口に接続され、これらのサーキュレータ８０-1〜８０-4の第二の開口はそれぞれ受信部１０１-1〜１０１-4を介して受信端局部８１-1〜８１-Mの入力に接続される。なお、これらの受信端局部８１-1〜８１-Mの構成については、ここでは、簡単のため、既述の第一ないし第四の実施形態に備えられた受信端局部３０-1〜３０-M、５０-1〜５０-M、６０-1〜６０-Mの何れかの構成と同じであると仮定する。
【００８５】
・  上述した受信端局部８１-1〜８１-Mの内部で行われる処理に対して可逆的な処理を連係して行い、かつ縦続接続された送信端局部８２-1〜８２-Mおよび多重化部８３が備えられる。
・  その多重化部８３が有する４つの出力にそれぞれ接続された送信部８４-1〜８４-4が備えられ、これらの送信部８４-1〜８４-4の出力はサーキュレータ８０-1〜８０-4の第三の開口にそれぞれ接続される。
【００８６】
・  図３に示す給電制御部３１に代わる給電制御部８５が備えられ、その給電制御部８５が有するＭ個の特定の出力ポートは、それぞれ送信端局部８２-1〜８２-Mの対応する制御入力に接続される。
・  送信端局部８２-1〜８２-Mの内部には、給電制御部８５によって個別に与えられるアンテナウエイトに基づいて、受信端局部８１-1〜８１-Mと同様に、ベースバンド領域において素子１００-1〜１００-4の給電を並行して行う送信ビーム形成部８６-1〜８６-Mが備えられる。
【００８７】
以下、図９を参照して本発明の第五の実施形態の動作を説明する。
給電制御部８５は、受信端局部８１-cに与えられるアンテナウエイト（以下、下記の形態(a)〜(c)で「受信ウエイト」という。）が更新される度に、上述した送信ビーム形成部８６-cにアンテナウエイト（以下、「送信ウエイト」という。）を並行して与える。
【００８８】
(a) 受信波の送信端との間に、半二重方式の無線伝送路、あるいは共通の周波数帯においてＣＤＭＡ方式に基づく全二重方式の無線伝送路（ＴＤＤ方式が適用される場合を含む。）が形成されるべき場合には、上述した受信ウエイトに等しい送信ウエイトを与える。
(b) 受信波の送信端との間に、異なる無線周波帯域に個別に形成された上りのリンクと下りのリンクとからなる全二重方式、あるいは半二重方式の無線伝送路が形成されるべき場合には、これらの無線周波帯の相違に適合した補正が受信ウエイトに施されることによって生成された送信ウエイトを与える。
【００８９】
(c) これらの送信端と受信端との位置が異なる場合には、上記(a)、(b)に既述の送信ウエイトに、素子１００-1〜１００-4に対するこれらの送信端と受信端との方位角の相違に適合した補正が施されることによって生成された送信ウエイトを与える。
したがって、本実施形態よれば、本発明は、単なる受信局だけではなく、上述した半二重方式あるいは全二重方式の無線伝送路を介して所望の伝送情報の送信と受信とを行う無線局にも適用される。
【００９０】
図１０は、本発明の第六の実施形態を示す図である。
本実施形態は、下記の要素から構成される。
・  既述のアレーアンテナを構成する素子１００-1〜１００-4
・  これらの素子１００-1〜１００-4の給電点に個別に接続された受信部１０１-1〜１０１-4
・  受信部１０１-1〜１０１-4の全ての出力に並列に接続され、かつ適応アレー受信方式のみが個別に適用された複数Ｐの受信端局部９１-1〜９１-Pと、マルチビーム受信方式のみが個別に適用された複数Ｑの受信端局部９２-1〜９２-Qと、これらの受信端局部９１-1〜９１-P、９２-1〜９２-Q に割り付けられ得る全てのチャネルに個別に対応したパス検出器９３-1〜９３-k
・  これらのパス検出器９３-1〜９３-kの出力に個別に接続された入力と、上述した受信端局部９１-1〜９１-P、９２-1〜９２-Q の全ての制御入力に個別に接続された出力とを有する制御部９４
以下、図１０を参照して本発明の第六の実施形態の動作を説明する。
【００９１】
パス検出器９３-1〜９３-kは、素子１００-1〜１００-4に到来し、かつ受信部１０１-1〜１０１-4を介して与えられた受信波を取り込み、上述した全てのチャネルについて、これらの素子１００-1〜１００-4に対する到来方向と、時間軸との双方に対応する個々のパスを並行して検出する。
制御部９４は、上述した受信端局部９１-1〜９１-P、９２-1〜９２-Q を資源として一元的に管理し、これらの受信端局部９１-1〜９１-P、９２-1〜９２-Q の内、如何なる呼やトラヒックにも割り付けられていない受信端局部を常に把握する。
【００９２】
さらに、制御部９４は、パス検出器９３-1〜９３-kの何れかによって新たなパスが検出されると、下記の処理を行う。
(A) 該当するパス検出器によって反復して検出された「該当するパスの方位角（受信波の到来方向）θ」と、位相（上述した時間軸上の値として与えられる。）φとを所定の間に亘って取得する。
【００９３】
(B) これらの取得された方位角θの変化率Δθと、位相φの平均値Φとを算出する。
(C) この変化率Δθが規定の閾値を上回っているか否かの判別を行い、その判別の結果が偽である場合には、適応アレー受信方式のみが適用された受信端局部９１-1〜９１-Pの内、空いている受信端局部（以下、「補足受信端局部」という。）を上述した資源管理の手順に基づいて補足する。
【００９４】
(D) 反対に上述した判別の結果が真である場合には、マルチビーム受信方式のみが適用された受信端局部９２-1〜９２-Qの内、補足受信端局部を上述した資源管理の手順に基づいて補足する。
このような補足受信端局部が確定すると、制御部９４は、適応アレー受信方式とマルチビーム受信方式との内、補足受信端局部に適用されている受信方式（以下、「適用受信方式」という。）を確認し、かつ以下に列記するパラメータをその補足受信端局部に与えることによって、該当するパス（チャネル）にこの受信端局部を割り付ける。
【００９５】
・  該当するパス（チャネル）に対応し、かつ上述した平均値Φに応じて一義的に定まる位相の逆拡散符号
・  素子１００-1〜１００-4に個別に対応し、これらの素子１００-1〜１００-4からなるアレーアンテナの主ローブが「上述した期間に得られた方位角θの方向」に形成されるアンテナウエイトＷ１〜Ｗ４（だだし、適用受信方式が適用アレー受信方式である場合に限る。）
・  上述した期限における方位角θの最新の値（ただし、適用受信方式がマルチビーム受信方式である場合に限る。）
一方、受信端局部９１-1〜９１-Pの何れかに該当する補足受信端局部では、上述した逆拡散符号に基づいて逆拡散処理を行い、その結果として得られた４つの逆拡散信号に乗じられるべきアンテナウエイトの初期値として上述したアンテナウエイトＷ１〜Ｗ４を適用することによって、このようなアンテナウエイトを所定の適応アルゴリズムに基づいて逐次更新する。
【００９６】
また、受信端局部９２-1〜９２-Qの何れかに該当する補足受信端局部では、上述した逆拡散処理を同様に行い、その結果として得られた４つの逆拡散信号に乗じられるべきアンテナウエイトについては、既述の「方位角θの最新の値」に最も近い方位角で示される方向に既述の主ローブが形成されるアンテナウエイトｗ１〜ｗ４を特定して適用する。
【００９７】
また、制御部９４は、上述したように何らかの補足受信端局部が割り付けられた何れのパス（チャネル）についても、下記の処理を行う。
・  該当するパス（チャネル）が消滅しない限り、対応するパス検出器によって反復して検出された方位角θと位相φとを監視し、その方位角θの変化率Δθが既述の閾値を上回っているか否かの判別を所定の頻度で反復する。
【００９８】
・  個々のパス（チャネル）毎に、このような判別の結果が逆転する時点を監視し、このような時点が検出される度に、既述の処理(C)、(D)の内、検出された逆転の結果に対応した一方を適宜行う。
すなわち、素子１００-1〜１００-4に何れの無線チャネルを介して到来する受信波も、その受信波の到来角の変化率に応じて、適応アレー受信方式とマルチビーム受信方式との何れか一方のみに適応した受信端局部が適宜割り付けられると共に、空中線系の適正な指向性の維持に要する処理量の増加に歯止めが設定されつつ精度よく安定に復調される。
【００９９】
したがって、本実施形態によれば、素子１００-1〜１００-4を介して並行して形成されるべき無線チャネルの数、もしくはこれらの素子１００-1〜１００-4を介して並行して確保されるべき無線チャネルのチャネル容量の平均値が大きく、このような平均値に基づいて搭載されるべき受信端局部９１-1〜９１-P、９２-1〜９２-Qの数Ｐ、Ｑが予め適正に与えられる限り、適応アレー受信方式とマルチビーム受信方式との何れか一方のみに適応可能な既存の、または標準的な受信端局部が有効に活用され、かつ増設にかかわる柔軟性の向上と、その増設に要するコストの削減とが図られる。
【０１００】
なお、上述した各実施形態では、個々の受信端局部（送信端局部）は、適応アレー受信方式とマルチビーム受信方式との双方もしくは何れか一方のみに適応している。
しかし、本発明は、例えば、ビームの形成および維持に要する処理量その他の属性が異なる３つ以上の受信方式（「適応アレー受信方式」は必ずしも含まれなくてもよい。）の内、個々のチャネルを介して到来した受信波の到来方向の変化率等に整合する属性を有する受信方式の適用および切り替えが確度高く、かつ効率的に達成されるならば、アダプティブナルステアリングアレーアンテナ、時間変調アレーアンテナ、スイッチングアレーアンテナ、非線形処理アレーアンテナ、合成開口アレーアンテナその他が適用された如何なる受信方式の組み合わせ（既述の「ビームステアリング受信方式」が含まれてもよい。）にも適応可能である。
【０１０１】
また、上述した各実施形態では、本発明は、ＣＤＭＡ方式が適用された移動通信システムの無線基地局に適用されている。
しかし、本発明は、素子１００-1〜１００-4を介してチャネル毎に適切なビームが並行して形成され、かつ維持される限り、このような多元接続方式の如何および有無にかかわらず、移動通信システムを含む多様な無線局に適用可能である。
【０１０２】
さらに、上述した各実施形態では、既述の方位角θはＡＯＡ(Angle of arrival)に基づいて求められ、または「受信波に伴うフェージングの周波数の換算値として与えられる送信端の速度」と「送信端との間に形成された伝搬路の長さ」との比として算出されている。
しかし、このような方位角θは、送信端と受信端との如何なる形態による負荷分散や機能分散の下で求められ、あるいはこれらの送信端と受信端との何れか一方に適用された所定の航法（無線航法だけではなく、自立航法その他の如何なる航法であってもよい。）の下で自立的に求められてもよい。
【０１０３】
また、上述した各実施形態では、受信系のみ、または受信系と送信系との双方に本発明が適用されている。
しかし、本発明は、このような構成に限定されず、送信系のみに適用されてもよい。
さらに、上述した各実施形態では、適用されるべき受信方式の選定の基準と契機との双方が既述の方位角θの変化率Δθと規定の閾値との大小関係のみに基づいて与えられている。
【０１０４】
しかし、これらの受信方式の選定の基準および契機は、上述した大小関係のみに限定されず、例えば、下記の全てまたは一部に基づいて柔軟に与えられてもよい。
・  送信端と受信端との双方もしくは何れか一方の属性
・  個々のチャネルを介して伝送されるべきトラヒックに適用されるべき交換方式（例えば、回線交換方式である場合には適応アレー受信方式が適用され、パケット交換方式である場合にはマルチビーム受信方式が適用されてもよい。）
・  個々のトラヒックについて保証されるべきサービスクラス、サービス品質および伝送品質の全てまたは一部（例えば、高い伝送品質が要求される場合に限って適応アレー受信方式が適用されてもよい。）
・  個々のトラヒックに適用される通信手順、チャネル制御、通信制御（呼設定）の全てまたは一部の手順に基づいて識別される事象（輻輳、障害等が含まれてもよい。）や状態（トラヒックの分布、無線ゾーンに在圏する端末の台数が含まれてもよい。）
また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において、多様な形態による実施形態が可能であり、かつ個性要素の一部もしくは全てに如何なる改良が施されてもよい。
【０１０５】
以下、上述した各実施形態に記載された技術を階層的・多面的に整理し、付記として列記する。
（付記１）  異なる属性を有し、かつアレーアンテナ１０の給電に適用され得る複数の給電方式の内、そのアレーアンテナ１０を含む系によって識別された状態に適合した属性を有する給電方式を選択する単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nと、
前記単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nによって選択された給電方式に基づいて、アレーアンテナ１０を構成する複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電を行う単一または複数の給電手段１２-1〜１２-Nと
を備えたことを特徴とする給電回路。
【０１０６】
（付記２）  異なる属性を有し、かつアレーアンテナ１０の給電に適用され得る複数の給電方式の内、そのアレーアンテナ１０を含む系によって識別された状態に適合した属性を有する給電方式を選択する単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nと、
前記複数の給電方式毎に、前記単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nによって並行して選択され得る最大の数ずつ備えられ、かつ対応する給電方式に基づいて、前記アレーアンテナ１０を構成する複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電を行う複数の給電手段２１-1〜２１-Pと、
前記単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nによって何らかの給電方式が選択される度に、その要因である状態が識別されたトラヒックに、前記複数の給電手段２１-1〜２１-Pの内、この給電方式に基づいて前記給電を行う給電手段を割り付ける割り付け手段２２と
を備えたことを特徴とする給電回路。
【０１０７】
（付記３）  付記１または付記２に記載の給電回路において、
前記単一または複数の給電方式選択手段１１−１〜１１-Nは、
前記アレーアンテナ１０を介して多元接続方式に基づいて並行して形成された無線伝送路に個別に対応し、これらの無線伝送路にかかわる処理の過程で識別された状態に適合した属性を有する給電方式を選択し、
前記単一または複数の給電手段１２-1〜１２-N、２１-1〜２１-Pは、
前記無線伝送路に個別に対応したベースバンド領域または中間周波数領域で前記複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電を行う
ことを特徴とする給電回路。
【０１０８】
（付記４）  付記１ないし付記３の何れか１項に記載の給電回路において、
前記単一または複数の給電方式選択手段１１−１〜１１-Nは、
前記アレーアンテナ１０を介するＲＡＫＥ受信の過程で検出されたフィンガに個別に対応し、これらのフィンガにかかわる個別の処理の過程で識別された状態に適合した属性を有する給電方式を並行して選択するサブモジュールの集合として構成され、
前記単一または複数の給電手段１２-1〜１２-N、２１-1〜２１-Pは、
前記サブモジュールによって個別に選択された給電方式に基づいて、前記フィンガ毎にベースバンド領域または中間周波数領域で前記複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電を並行して行う
ことを特徴とする給電回路。
【０１０９】
（付記５）  付記１ないし付記３の何れか１項に記載の給電回路において、
前記単一または複数の給電方式選択手段１１−１〜１１-Nは、
前記アレーアンテナ１０を介するＲＡＫＥ受信に基づいて並行して形成される個々の無線伝送路に対応し、これらの無線伝送路にかかわる個別の処理の過程で識別された状態に適合した属性を有する給電方式を並行して選択するサブモジュールの集合として構成され、
前記単一または複数の給電手段１２-1〜１２-N、２１-1〜２１-Pは、
前記無線伝送路に個別に対応したベースバンド領域または中間周波数領域で前記複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電を並行して行う
ことを特徴とする給電回路。
【０１１０】
（付記６）  付記１ないし付記５の何れか１項に記載の給電回路において、
前記アレーアンテナ１０の給電に適用され得る複数の給電方式には、
前記複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電路の特性が適応アルゴリズムに基づいて設定され、かつ更新される特定の給電方式が含まれ、
前記単一または複数の給電手段１２-1〜１２-N、２１-1〜２１-Pの全てまたは一部は、
前記特定の給電方式に基づいて前記複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電が開始されるときに、その特定の給電方式以外の給電方式に基づいて前記給電路に個別に先行して設定されていた特性を前記適応アルゴリズムの初期条件として適用する
ことを特徴とする給電回路。
【０１１１】
（付記７）  付記１ないし付記６の何れか１項に記載の給電回路において、
前記単一または複数の給電手段１２-1〜１２-N、２１-1〜２１-Pは、
前記単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nによって個別に選択された給電方式に基づいて、送信と受信との双方に前記アレーアンテナ１０を共用し、かつ送信端および受信端との距離並びに方向と、これらの送信端と受信端との間に形成される無線伝送路の帯域との全てまたは一部との整合を個別に図る
ことを特徴とする給電回路。
【０１１２】
（付記８）  付記１ないし付記７の何れか１項に記載の給電回路において、
前記単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nは、
前記アレーアンテナ１０に到来する個々の受信波について、そのアレーアンテナ１０に到来する方位角を求め、その方位角の変化率が大きいほど、前記複数の給電方式の内、前記複数の素子１０Ｅ-1〜１０Ｅ-nの給電路の特性の設定および更新に要する処理量が少ない給電方式を選択する
ことを特徴とする給電回路。
【０１１３】
（付記９）  付記８に記載の給電回路において、
前記単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nは、
前記個々の受信波に付帯するフェージングの周波数と、前記アレーアンテナ１０に対する送信端の相対距離との比の換算値として前記方位角を求める
ことを特徴とする給電回路。
【０１１４】
（付記１０）  付記９に記載の給電回路において、
前記フェージングの周波数と前記相対距離との双方もしくは何れか一方は、
規定の標準値に対する比または差として正規化された
ことを特徴とする給電回路。
（付記１１）  付記１０に記載の給電回路において、
前記単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nは、
前記アレーアンテナ１０が備えられた系と前記個々の受信波の送信端との双方が連係して行い、または何れか一方が自立的に行うその送信端の測位の結果に基づいて前記方位角を求める
ことを特徴とする給電回路。
【０１１５】
（付記１２）  付記１ないし付記１１の何れか１項に記載の給電回路において、
前記単一または複数の給電方式選択手段１１-1〜１１-Nは、
前記状態が識別された処理の対象であるトラヒック毎に、前記複数の給電方式の内、送信端と受信端との双方もしくは何れか一方の属性と、適用されるべき交換方式と通信手順との全てまたは一部に適合した給電方式を適用する
ことを特徴とする給電回路。
【０１１６】
（付記１３）  付記１ないし付記１２の何れか１項に記載の給電回路において、
前記状態は、
前記アレーアンテナ１０を介する無線伝送路の形成にかかわるチャネル制御と、これらの無線伝送路を介して伝送されるべきトラヒックにかかわる通信制御と呼処理との全てまたは一部の手順に基づいて識別される
ことを特徴とする給電回路。
【０１１７】
【発明の効果】
上述したように請求項１に記載の発明では、適用された給電方式が適正でないことに起因する伝送品質およびサービス品質の低下が確度高く、かつ安定に回避される。
また、請求項２に記載の発明では、規定の単一の給電方式のみに個別に適応する既存の、または標準的な給電手段の有効な活用が図られ、かつ増設にかかわる柔軟性の確保と、その増設に要するコストの削減とが図られる。
【０１１８】
さらに、請求項３に記載の発明では、多元接続方式に基づいてアレーアンテナが共用されることによって、複数の無線伝送路が安価に、かつ高い伝送品質で形成される。また、請求項１乃至請求項３に記載の発明では、何れの給電方式が適用されている期間にも、その給電方式に基づいてアンテナウエイトが設定され、あるいは更新されるために要する処理量の増加について歯止めが何ら設定されない場合に比べて、伝送品質が安定に、かつ良好に維持される。
【０１１９】
さらに、請求項４に記載の発明では、アレーアンテナを介して形成される無線伝送系の構成と、その無線伝送系の付加価値の向上とに対する柔軟性が確保される。また、請求項１ないし請求項３に記載の発明の第一の下位概念の発明では、マイクロセルが形成された移動通信システムのように、受信波が本来的に主ローブとサイドローブとの双方を介して到来する無線伝送系においても、所望の数のチャネルにアレーアンテナが共用され、かつ何れのチャネルについても並行して安定にＲＡＫＥ合成が行われる。
【０１２０】
さらに、請求項１ないし請求項３に記載の発明の第二の下位概念の発明では、アンテナウエイトの設定および更新にかかわる処理がフィンガ毎に並行して行われる場合に比べて、総合的な処理量の削減と構成の簡略化との双方もしくは何れか一方が図られ、かつ所望の数のチャネルにアレーアンテナが共用されると共に、何れのチャネルについても並行して安定にＲＡＫＥ合成が行われる。
【０１２１】
また、請求項１ないし請求項３に記載の発明に関連した第一の発明では、多様な適応アルゴリズムの適用が固有の収束速度の如何にかかわらず可能となる。
さらに、請求項１ないし請求項３に記載の発明に関連した第二の発明では、アレーアンテナは、そのアレーアンテナを介して並行して形成されるべき無線チャネルの数が複数であっても、構成が複雑化することなく、これらの無線チャネルの全ての送信および受信に共用される。
【０１２２】
また、請求項１乃至請求項３に記載の発明の下位概念の発明では、本発明が適用されるべき無線局の余剰の処理量その他の資源が有効に利用され、かつ伝送品質が安定に高く維持される。さらに、請求項１乃至請求項３に記載の発明に関連した第一の発明では、アレーアンテナの給電に要する処理量のさらなる削減が可能となる。
【０１２３】
また、請求項１乃至請求項３に記載の発明に関連した第二の発明では、アレーアンテナ１０が備えられた系と既述の送信端とでは、方位角は、既存の資源が有効に活用されることによって、構成が複雑化することなく、所望の精度で確度高く求められる。さらに、請求項１ないし請求項３に記載の発明に関連した発明では、何れの無線チャネルについても、その無線チャネルを介して伝送されるべきトラヒックに適合して給電方式に基づいてアレーアンテナの給電が並行して行われる。
【０１２４】
したがって、これらの発明が適用された無線伝送系では、その無線伝送系の多様な構成と、提供されるべきサービスの形態と、保守および運用の手順との全てに対する柔軟性が確保され、かつ総合的な信頼性および価格性能比が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の原理ブロック図である。
【図２】本発明の第二の原理ブロック図である。
【図３】本発明の第一および第四の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の第一の実施形態の動作を説明する図である。
【図５】本発明の第一の実施形態の他の構成を示す図である。
【図６】角速度評価テーブルの構成を示す図である。
【図７】本発明の第二の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の第三の実施形態を示す図である。
【図９】本発明の第五の実施形態を示す図である。
【図１０】本発明の第六の実施形態を示す図である。
【図１１】ＣＤＭＡが適用され、かつアレーアンテナが備えられた無線基地局の受信系の第一の構成例を示す図である。
【図１２】ＣＤＭＡが適用され、かつアレーアンテナが備えられた無線基地局の受信系の第二の構成例を示す図である。
【図１３】ＣＤＭＡが適用され、かつアレーアンテナが備えられた無線基地局の受信系の第三の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０  アレーアンテナ
１０Ｅ，１００  素子
１１  給電方式選択手段
１２，２１  給電手段
２２  割り付け手段
３０，４０，５０，６０，８１，９１，９２，１０２，１２０，１３０  受信端局部
３１，８５  給電制御部
３２，１０８  セレクタ
３３  到来方向推定部
３４，４２  角速度推定器
４１  フェージング周波数推定部
４３  角速度評価テーブル
５１，９３  パス検出器
５２，６１  フィンガ対応部
５３，６３  加算器
６４，１０９，１１１  乗算器
８０  サーキュレータ
８２  送信端局部
８３  多重化部
８４  送信部
９４  制御部
１０１  受信部
１０３  逆拡散部
１０４  パス検出部
１０５  適応制御部
１０６  受信ビーム形成手段
１０７  復調部
１１０  チャネル推定部
１１２  信号判定部
１２１  アンテナウエイト選択部
１２２  ＳＩＲ測定部
１３１  アンテナウエイト算出部
１３２  到来方向推定部
【図１】
0004028273.tif 000002
【図２】
0004028273.tif 000003
【図３】
0004028273.tif 000004
【図４】
0004028273.tif 000005
【図５】
0004028273.tif 000006
【図６】
0004028273.tif 000007
【図７】
0004028273.tif 000008
【図８】
0004028273.tif 000009
【図９】
0004028273.tif 000010
【図１０】
0004028273.tif 000011
【図１１】
0004028273.tif 000012
【図１２】
0004028273.tif 000013
【図１３】
0004028273.tif 000014