(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ本（Ｎ≧２：Ｎは整数）の基地局アンテナ素子より成る基地局アレーアンテナ、基地局アンテナ素子毎に接続される基地局送受信装置、基地局送受信装置に接続され各基地局アンテナ素子から入力する受信信号に振幅および位相の重みづけして合成することによりアレー指向性を構成する指向性形成部、指向性形成部の振幅および位相値を制御する振幅位相制御部により構成される適応アレーアンテナ基地局と、
Ｍ本（Ｍ≧２：Ｍは整数）の端末アンテナ素子が配列された端末アレーアンテナ、端末アンテナ素子の何れかに接続される端末送受信装置、端末アンテナ素子の何れかを端末送受信装置に切替接続する切替スイッチにより構成される２以上の端末とにより構成される空間分割多重アクセス装置において、
適応アレーアンテナ基地局は、各端末の内の何れかの端末アンテナ素子から個別に送信される信号を監視する監視部と、各端末の伝送品質を測定する伝送品質測定部と、監視部で得られた各端末間の信号に基づいて新規接続或いは前記伝送品質測定部が最悪品質と判断した端末の信号と当該端末以外の端末間の信号の空間相関値および空間相関値の差分を求める端末間相関検出部と、端末間相関検出部で得られた結果に基づいて各端末の送信すべき端末アンテナ素子を決定する端末送信アンテナ決定部とを具備し、
各端末は、端末送信アンテナ決定部から送信された端末アンテナ素子を選択する命令を切替スイッチに送り込む切替スイッチ制御部を具備することを特徴とする空間分割多重アクセス装置。
【請求項２】
Ｎ本（Ｎ≧２：Ｎは整数）の基地局アンテナ素子より成る基地局アレーアンテナ、基地局アンテナ素子毎に接続される基地局送受信装置、基地局送受信装置に接続され各基地局アンテナ素子から入力する受信信号に振幅および位相の重みづけして合成することによりアレー指向性を構成する指向性形成部、指向性形成部の振幅および位相値を制御する振幅位相制御部により構成される適応アレーアンテナ基地局において、
各端末の内の何れかの端末アンテナ素子から個別に送信される信号を監視する監視部と、各端末の伝送品質を測定する伝送品質測定部と、監視部で得られた各端末間の信号に基づいて新規接続或いは前記伝送品質測定部が最悪品質と判断した端末の信号と当該端末以外の端末間の信号の空間相関値および空間相関値の差分を求める端末間相関検出部と、端末間相関検出部で得られた結果に基づいて各端末間の分離度を改善するために送信すべき端末アンテナ素子を決定する端末送信アンテナ決定部と、各端末の伝送品質を測定する伝送品質測定部とを具備することを特徴とする適応アレーアンテナ基地局。
【請求項３】
Ｍ本（Ｍ≧２：Ｍは整数）の端末アンテナ素子が配列された端末アレーアンテナ、端末アンテナ素子の何れかに接続される端末送受信装置、端末アンテナ素子の何れかを端末送受信装置に切替接続する切替スイッチにより構成され、この切替スイッチによって選択された端末アンテナ素子を通じて前記端末送受信装置が請求項２記載の適応アレーアンテナ基地局と通信を行なう端末において、
前記適応アレーアンテナ基地局に備えられた端末間相関検出部で求められた空間相関値および空間相関値の差分に従って端末送信アンテナ決定部が各端末間の分離度を改善すべきと決定し、送信した端末アンテナ素子を選択する命令に従って、前記切替スイッチを切替制御し、前記選択命令で選択された端末アンテナ素子を前記端末送受信装置に接続する切替スイッチ制御部を具備することを特徴とする端末。
【請求項４】
請求項１に記載される空間分割多重アクセス装置において、
基地局アレーアンテナは互いに直交する偏波特性を有する２種類のアンテナ素子より成ることを特徴とする空間分割多重アクセス装置。
【請求項５】
請求項２に記載される適応アレーアンテナ基地局において、
基地局アレーアンテナは互いに直交する偏波特性を有する２種類のアンテナ素子より成ることを特徴とする適応アレーアンテナ基地局。
【請求項６】
請求項１に記載される空間分割多重アクセス装置において、
端末アレーアンテナは互いに直交する偏波特性を有する２種類のアンテナ素子より成ることを特徴とする空間分割多重アクセス装置。
【請求項７】
請求項３に記載される端末において、
端末アレーアンテナは互いに直交する偏波特性を有する２種類のアンテナ素子より成ることを特徴とする端末。
【請求項８】
Ｎ本（Ｎ≧２：Ｎは整数）の基地局アンテナ素子より成る基地局アレーアンテナ、基地局アンテナ素子毎に接続される基地局送受信装置、基地局送受信装置に接続され各基地局アンテナ素子から入力する受信信号に振幅および位相の重みづけして合成することによりアレー指向性を構成する指向性形成部、指向性形成部の振幅および位相値を制御する振幅位相制御部により構成される適応アレーアンテナ基地局と、Ｍ本（Ｍ≧２：Ｍは整数）の端末アンテナ素子が配列された端末アレーアンテナ、端末アンテナ素子の何れかに接続される端末送受信装置、端末アンテナ素子の何れかを端末送受信装置に切替接続する切替スイッチにより構成される２以上の端末とにより構成される空間分割多重アクセス装置について、
端末間相関検出部は監視部から出力される新規接続或いは伝送品質測定部で最悪品質と判断された端末の信号Ｆ1と当該端末以外の端末間の信号Ｆk（但し、Ｆ1、Ｆk*は電場の複素数表記）の間において、
Ｆ1・Ｆk*／Ｎ・・・・・・・・・・式（１）
の式（１）で与えられる計算を行う過程Ａと、
過程Ａより得られる値が或る閾値以上となる場合は端末送信アンテナ決定部に端末アンテナ素子の送信すべきアンテナ素子を変更する命令を行う過程Ｂと、
過程Ｂが行われなかった端末間において過程Ａより得られる値の差分を求める過程Ｃと
過程Ｃより得られる値が或る閾値以下となる場合は端末送信アンテナ決定部に端末アンテナ素子の送信すべきアンテナ素子を変更する命令を行う過程Ｄと、
を具備することを特徴とする空間分割多重アクセス装置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空間分割多重アクセス装置、適応アレーアンテナ基地局、端末およびその制御方法に関し、特に、適応アレーアンテナ基地局と複数の端末が存在して各端末が使用する端末アレーアンテナを基地局が制御する空間分割多重アクセス装置、適応アレーアンテナ基地局、端末およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信に採用される基地局において、複数のユーザを同時に接続する手法としては、周波数分割して各ユーザに割り当てる周波数分割多重アクセス法（ＦＤＭＡ）、時間方向に分割したスロットを各ユーザに割り当てる時間分割多重アクセス法（ＴＤＭＡ）、比較的広い周波数帯域にユーザ固有の符号を割り当てて拡散して情報を送信し、受信側で同じ符号を使用して拡散した周波数成分を合成する符号分割多重アクセス法（ＣＤＭＡ）その他の方法が提案されており、商用の分割多重アクセス装置に既に導入されている。
【０００３】
しかし、近年の移動通信の普及に伴ってユーザが急激に増加したところから、移動通信装置に割り当てられた周波数チャネルの許容量以上の通話要求が生じ、電話がかかりにくくなる問題が生じている。
ここで、図５を参照して従来例を説明する。周波数の利用効率を上げて、更なるチャネル容量拡大を実現する仕方として、基地局アレーアンテナ１１の指向性の主ビーム方向１１D を希望ユーザ＃１、＃２の方向に向け、他のユーザ方向に指向性のヌル方向を向けることにより、空間を分割して複数のユーザに対して同一の周波数を共用する空間分割多重アクセス法（ＳＤＭＡ）が提案されている。
【０００４】
ＳＤＭＡを実現するには、同一周波数の干渉波を除去することが必要となる。同一周波数の干渉波を低減する技術として、図６に示されるが如き適応アレーアンテナが提案されている。適応アレーアンテナは複数のアンテナ素子１１N  を配置し、各アンテナ素子１１1、・・・・、１１N に入射される受信信号Ｘi（ｉ＝１〜Ｎ ）に対して干渉波を低減し、所望の波を合成する重みＷi を乗算することにより同一周波数の干渉波が到来する環境下で良好な伝送品質を得ることができる。
適応アレーアンテナを使用して２ユーザに対してＳＤＭＡを実現する適応アレーアンテナ基地局の従来例を図７を参照して説明する。この図７は受信時の状態を示している。
【０００５】
複数本の基地局アンテナ素子１１1、・・・・、１１Nで受信した受信信号を対応する周波数変換器１２１1、・・・・、１２１Nでベースバンド信号に変換した後、Ａ／Ｄ変換部１２２1、・・・・、１２２NでＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換したディジタル信号をそれぞれ、ユーザ＃１用指向性制御部１３1 およびユーザ＃２用指向性制御部１３2 に入力して指向性を形成をし、所望信号を出力する構成を採用している。
一般に、アンテナ素子の指向性による所望ユーザと不要ユーザの分離特性は各ユーザのアンテナに対する波の到来方向に依存する。よって、ＳＤＭＡを実現することができるか否かは、各ユーザの到来波の分離度を示す尺度により判断する必要がある。移動通信基地局に２ユーザが同時にアクセスする場合のアンテナの指向性による２ユーザの分離能力は、到来する２波の空間相関で評価することができ、空間相関が低い程分離能力が高いと評価することができる。図８を参照するに、アンテナ素子数がＮ本で、アンテナ素子間隔がｄの直線アレーアンテナに対して２ユーザから波がそれぞれ角度θ1、θ2から到来する場合、到来波間の空間相関ρ12は
ρ12＝｜ΣNk=1ｅｘｐ｛２πｄ（ｋ−１）／λ（ｓｉｎθ1−ｓｉｎθ2｝｜
で与えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した通り、空間相関を尺度として分離能力を評価することによりＳＤＭＡは実現可能となるが、ρ12の式の空間相関ρ12は２ユーザ間の分離特性を示すものであり、ユーザ数が増加するに伴なって、この空間相関ρ12の計算量は多くなる。ユーザ数をＬとすると、空間相関の組み合せはＬ（Ｌ−１）／２となり、演算量はユーザ数の２乗に比例して増加するところから、ユーザ数が増加した場合はＳＤＭＡの割当判断が困難になる問題が生ずる。
この発明は、ユーザ数が増加した場合であっても演算量を大幅に増加させることなく、効率的に空間分割多重アクセスを実現する上述の問題を解消した空間分割多重アクセス装置、適応アレーアンテナ基地局、端末およびその制御方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１：Ｎ本（Ｎ≧２：Ｎは整数）の基地局アンテナ素子１１N より成る基地局アレーアンテナ１１、基地局アンテナ素子毎に接続される基地局送受信装置１２、基地局送受信装置に接続され各基地局アンテナ素子から入力する受信信号に振幅および位相の重みづけして合成することによりアレー指向性を構成する指向性形成部１３、指向性形成部１３の振幅および位相値を制御する振幅位相制御部１４１により構成される適応アレーアンテナ基地局１と、Ｍ本（Ｍ≧２：Ｍは整数）の端末アンテナ素子が配列された端末アレーアンテナ、端末アンテナ素子の何れかに接続される端末送受信装置２２、端末アンテナ素子２１M の何れかを端末送受信装置２２に切り替え接続する切替スイッチ２３により構成される２以上の端末２とにより構成される空間分割多重アクセス装置において、適応アレーアンテナ基地局１は、各端末２の内の何れかの端末アンテナ素子２１M から個別に送信される信号を監視する監視部１４２と、各端末の伝送品質を測定する伝送品質測定部と、監視部１４２で得られた各端末間の信号に基づいて新規接続或いは伝送品質測定部が最悪品質と判断した端末の信号と当該端末以外の端末間の信号の空間相関値および空間相関値の差分を求める端末間相関検出部１４３と、端末間相関検出部１４３で得られた結果に基づいて各端末２の送信すべき端末アンテナ素子２１M を決定する端末送信アンテナ決定部１４４とを具備し、各端末２は、端末送信アンテナ決定部１４４から送信された端末アンテナ素子２１M を選択する命令を切替スイッチ２３に送り込む切替スイッチ制御部２４を具備する空間分割多重アクセス装置を構成した。
【０００８】
そして、請求項２：Ｎ本（Ｎ≧２：Ｎは整数）の基地局アンテナ素子１１N より成る基地局アレーアンテナ１１、基地局アンテナ素子毎に接続される基地局送受信装置１２、基地局送受信装置１２に接続され各基地局アンテナ素子１１N から入力する受信信号に振幅および位相の重みづけして合成することによりアレー指向性を構成する指向性形成部１３、指向性形成部１３の振幅および位相値を制御する振幅位相制御部１４１により構成される適応アレーアンテナ基地局１において、
各端末２の内の何れかの端末アンテナ素子２１M から個別に送信される信号を監視する監視部１４２と、各端末の伝送品質を測定する伝送品質測定部と、監視部１４２で得られた各端末間の信号に基づいて新規接続或いは伝送品質測定部が最悪品質と判断した端末の信号と当該端末以外の端末間の信号の空間相関値および空間相関値の差分を求める端末間相関検出部１４３と、端末間相関検出部１４３で得られた結果に基づいて各端末２の送信すべき端末アンテナ素子２１M を決定する端末送信アンテナ決定部１４４とを具備する適応アレーアンテナ基地局を構成した。
【０００９】
また、請求項３：Ｍ本（Ｍ≧２：Ｍは整数）の端末アンテナ素子２１M が配列された端末アレーアンテナ２１、端末アンテナ素子２１M の何れかに接続される端末送受信装置２２、端末アンテナ素子２１M の何れかを端末送受信装置２２に切替接続する切替スイッチ２３により構成される端末２において、前記適応アレーアンテナ基地局に備えられた端末間相関検出部で求められた空間相関値および空間相関値の差分に従って端末送信アンテナ決定部が各端末間の分離度を改善すべきと決定し、送信した端末アンテナ素子を選択する命令に従って、前記切替スイッチを切替制御し、前記選択命令で選択された端末アンテナ素子を前記端末送受信装置に接続する切替スイッチ制御部を具備する。
更に、請求項４：請求項１に記載される空間分割多重アクセス装置において、基地局アレーアンテナ１１は互いに直交する偏波特性を有する２種類のアンテナ素子より成る空間分割多重アクセス装置を構成した。
【００１０】
ここで、請求項５：請求項２に記載される適応アレーアンテナ基地局において基地局アレーアンテナ１１は互いに直交する偏波特性を有する２種類のアンテナ素子より成る適応アレーアンテナ基地局を構成した
そして、請求項６：請求項１に記載される空間分割多重アクセス装置において基地局アレーアンテナ１１から見込む全端末２M が角度差α°内の間に存在するとき、基地局アレーアンテナ１１の基地局アンテナ素子１１N の相互の間隔ｄとアンテナ素子数Ｎから決定される電力半値幅θをα°以上とする空間分割多重アクセス装置を構成した。
【００１１】
また、請求項７：請求項２に記載される適応アレーアンテナ基地局において、基地局アレーアンテナ１１から見込む全端末２M が角度差α°内の間に存在するとき、基地局アレーアンテナ１１の基地局アンテナ素子１１N の相互の間隔ｄとアンテナ素子数Ｎから決定される電力半値幅θをα°以上とする適応アレーアンテナ基地局を構成した。
更に、請求項８：請求項１に記載される空間分割多重アクセス装置において、端末アレーアンテナ２１は互いに直交する偏波特性を有する２種類のアンテナ素子より成る空間分割多重アクセス装置を構成した。
【００１２】
また、請求項９：請求項３に記載される端末において、端末アレーアンテナ２１は互いに直交する偏波特性を有する２種類のアンテナ素子より成る端末を構成した。
ここで、請求項１０：Ｎ本（Ｎ≧２：Ｎは整数）の基地局アンテナ素子１１N より成る基地局アレーアンテナ１１、基地局アンテナ素子毎に接続される基地局送受信装置１２、基地局送受信装置１２に接続され各基地局アンテナ素子１１N から入力する受信信号に振幅および位相の重み付けをして合成することによりアレー指向性を構成する指向性形成部１３、指向性形成部１３の振幅および位相値を制御する振幅位相制御部１４１により構成される適応アレーアンテナ基地局１と、Ｍ本（Ｍ≧２：Ｍは整数）の端末アンテナ素子２１M が配列された端末アレーアンテナ２１、端末アンテナ素子２１M の何れかに接続される端末送受信装置２２、端末アンテナ素子２１M の何れかを端末送受信装置２２に切替接続する切替スイッチ２３により構成される２以上の端末２とにより構成される空間分割多重アクセス装置について、端末間相関検出部は監視部から出力される新規接続或いは伝送品質測定部で最悪品質と判断された端末の信号Ｆ1 と当該端末以外の端末間の信号Ｆk（但し、Ｆ1、Ｆk* は電場の複素数表記）の間において、Ｆ1・Ｆk*／Ｎ・・・・・・・・・・式（１）で与えられる計算を行う過程Ａと、過程Ａより得られる値が或る閾値以上となる場合は端末送信アンテナ決定部に端末アンテナ素子の送信すべきアンテナ素子を変更する命令を行う過程Ｂと、過程Ｂが行われなかった端末間において過程Ａより得られる値の差分を求める過程Ｃと過程Ｃより得られる値が或る閾値以下となる場合は端末送信アンテナ決定部に端末アンテナ素子の送信すべきアンテナ素子を変更する命令を行う過程Ｄとを具備する空間分割多重アクセス装置制御方法を構成した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図１および図２を参照して説明する。
図１は適応アレーアンテナ基地局の実施例を説明する図であり、図２は端末を説明する図である。
図１において、適応アレーアンテナ基地局は、Ｎ本のアンテナ素子１１1、・・・・、１１Nより成る基地局アレーアンテナ１１、各アンテナ素子１１1、・・・・、１１Nが接続するそれぞれの送受信装置１２、各アンテナ素子１１1、・・・、１１N に入射する信号にｗ1、・・・・、ｗN の重みづけした信号を合成する指向性形成部１３、および制御部１４により構成される。
【００１４】
制御部１４は、指向性形成部１３における重みづけを決定する振幅位相制御部１４１と、接続している端末の内の何れかのアンテナ素子から個別に送信される信号を監視する監視部１４２と、この監視部１４２で得られた各端末の信号より各端末間の相関値とこの相関値の差分を求める端末間相関検出部１４３と、この端末間相関検出部１４３で得られた結果に基づいて各端末の送信すべきアンテナ素子を決定する端末送信アンテナ決定部１４４と、各端末アンテナ素子を決定した後各端末の伝送品質を測定する伝送品質測定部１４５より成る。
基地局アレーアンテナ１１は、接続される各端末から個別に信号を受信し、その信号を基地局送受信装置１２を介して監視部１４２に入力する。この監視部１４２は、接続している各端末の信号の振幅と位相情報を取得する。各端末の振幅値と位相値が得られると、これらを端末間相関検出部１４３に入力して先に説明した空間相関ρを求めることができ、端末間の分離度を測定することができる。端末間相関検出部１４３は空間相関ρを計算する部位であるが、単に全端末間で空間相関を求めるのではなく、新規に接続される端末、或は最悪品質を有する端末とそれ以外の端末の間のみについて空間相関ρを求める構成を有する。また、新規端末或いは最悪品質を有する端末以外の端末との間の空間相関ρの差分を求める構成をも有している。
【００１５】
図２を参照して端末を説明するに、基地局１に接続される端末２は少なくとも２以上存在し、各端末２はＭ本のアンテナ素子２１1、・・・、２１M より成る端末アレーアンテナ２１と、少なくとも１個の端末送受信装置２２と、Ｍ本のアンテナ素子の内の何れのアンテナ素子２１Ｍを端末送受信装置２２に接続するかを切替える切替スイッチ２３と、この切替スイッチ２３に対して何れのアンテナ素子２１Ｍを選択するかを制御する切替スイッチ制御部２４より成る。この切替スイッチ制御部２４は基地局における端末送信アンテナ決定部１４４から送信される命令情報を得ることにより、切替スイッチ２３に命令を送る構成を有している。
【００１６】
この発明は、基地局１において端末２同志がどの程度分離されているかを測定することにより、ＳＤＭＡを効率的に実現することができ、各端末２は端末間の分離度が小さい場合は基地局１から与えられる命令に基づいて送信に使用するアンテナ素子２１を切替えることにより、通信品質を向上することができる。
図３を参照して図１と図２の基地局１および端末２の制御手順を説明する。先ず、空間相関ρ1k（ｋ：２〜Ｌ）の演算を新規端末或は最悪品質端末２1 とそれ以外の端末２k の間のみで行い端末２1と端末２kの間の空間相関ρ1kを求める。次いで、この空間相関ρ1kと空間相関閾値αとを比較し、ｎｏであれば、端末k の送信アンテナ素子を変更する。ｙｅｓであれば、
Ｆ1・Ｆk*／Ｎ・・・・・・・・・・式（１）
を満足する新規接続或いは最悪品質と判断された端末の信号Ｆ1 と当該端末以外の端末間の信号Ｆk（但し、Ｆ1、Ｆk*は電場の複素数表記）の間において、ρ1kノ差分を計算する。この差分δと差分閾値βとを比較し、ｎｏであれば端末kの送信アンテナ素子を変更する。ｙｅｓであれば、「ＳＤＭＡで最悪伝送品質となる端末抽出」に移行する。
【００１７】
Ｌは新規に接続される端末も含んだ、同時に基地局１に接続されている端末の数を表している。端末２の番号は便宜上与えているものであり、この順番自体を変更しても、この発明の一般性は失われない。従来は、空間相関ρ1kの演算の回数がＬ（Ｌ−１）／２通り必要であったが、この発明は、この計算の回数を（Ｌ−１）通りに削減することができる。
ここで、空間相関ρ1kが或る閾値αより小さいか否かを判断する。空間相関ρ1kが大きいと、端末２iと端末２k間の分離が困難であると判断し、該当する端末２i、２kの端末アレーアンテナ２１のアンテナ素子２１M を他の何れかのアンテナ素子に切替変更する。端末２kのアンテナ素子２１Mを変更するには、先ず、基地局１の端末間相関検出部１４３で得られた空間相関ρ1kの値に基づいて、端末送信アンテナ決定部１４４から、端末２の切替スイッチ制御部２４にアンテナ素子を切替える命令を送信する。
【００１８】
端末２1のみに着目した空間相関ρ1kで端末偏波の割り当てを行うと、端末２1〜２L 間の空間相関が高くなったとしてもそのままＳＤＭＡを適用することとなり、伝送品質の劣化を判断できなくなる。そこで、この発明は空間相関ρ1kの差分δk を先の式（１）を満足する端末間で求める。この空間相関ρ1kが小さい場合は、端末２1 から見た相対的な端末間のチャネル応答がほぼ等しいと判断し、端末２kの端末アレーアンテナ２１のアンテナ素子２Mを変更する。
最後に、ＳＤＭＡを適用した後の各端末の伝送品質を、図１の伝送品質測定部１４５で一例として誤り率に着目して測定し、最悪品質の端末２kを測定する。
【００１９】
この発明による端末アレーアンテナのアンテナ素子選択制御は、或る１つの端末とそれ以外の端末間における空間相関とその差分を利用することにより、演算量を削減しながら全端末間のチャネル応答差を近似的に考慮するものであるところから、ユーザ数が増加しても効率的な端末アンテナ素子送信制御を実施することができる。
この発明の実施の形態を図４の実施例を参照して具体的に説明する。
図４の実施例において、端末アレーアンテナ２１のアンテナ素子２１M について、基地局１における各端末間の分離度を大きくする決定をする。即ち、端末のアレーアンテナ間の相関特性はでき得る限り小さくなることが望ましい。基地局１側においても同様に、基地局１のアレーアンテナ間の相関特性を小さくすることにより、端末間の分離度を増大することができ、ＳＤＭＡをより効率よく実現することができる。
【００２０】
従来、移動通信用のアンテナ素子として使用されるダイポールアンテナ、スリーブアンテナは、垂直偏波を受信するアンテナ素子である。これらのアンテナ素子をアレーアンテナとして複数配列する場合、各アンテナ素子間の相関特性を低減するには、一般にアンテナ素子間隔を拡げる必要がある。しかし、アンテナ素子間隔を拡げると、アンテナ素子の設置スペースをその分だけ余分に確保する必要がある。特に、端末の場合は端末に配置することができるアンテナ素子のスペースは限られているので、でき得る限りアレーアンテナの大きさを低減することが望まれる。
【００２１】
図４は垂直偏波用のアンテナ素子のみではなく、垂直偏波と直交する水平偏波用のアンテナ素子をも使用する構成としている。アンテナ素子として、垂直偏波用と水平偏波用のアンテナ素子を使用することにより、アンテナ素子間の相関特性を低減することができると共に、垂直偏波アンテナ素子と水平偏波アンテナ素子は、図示される如くほぼ同じ位置に配置することができ、アンテナ素子の大きさも小さくすることができる。
【００２２】
【発明の効果】
ここで、６垂直偏波アンテナ素子・６ブランチ半波長間隔直線配列の適応アレーアンテナ基地局の従来例と、３垂直偏波アンテナ素子・３水平偏波アンテナ素子・半波長間隔直線配列の適応アレーアンテナ基地局の実施例の比較をする。端末としては、１垂直偏波アンテナ素子・１水平偏波アンテナ素子より成る端末を使用している。そして、垂直・水平偏波間の位相値はランダムに与えた。伝送速度は１２８ｋｂａｕｄとし、１スロット長は１００シンボルとした。試行回数は１０００回とした。各端末は６０°セクタ内で５０ｋｍ／ｈでランダム方向に移動するものとした。基地局に到来するフェージングは角度広がりが３°の間の到来波を１０波を発生させて与えた。平均入力ＳＮＲを２０ｄＢとし、指向性制御アルゴリズムにはＳＭＩを使用した。閾値はα：０. ９、β：０ . ０５とした。
【００２３】
図９は端末数を２〜６とした場合の最悪品質となる端末のＳＩＮＲの累積確率２０％値を示している。空間相関を全端末間ですべて求めて端末の送信アンテナを決定する仕方も比較した。
端末数が４、５の場合、従来例に対する実施例の制御によるＳＩＮＲの改善が最も大きく、４. ５〜１２ｄＢ程度のＳＩＮＲの改善を見込むことができる。これは、実施例の制御により、端末間の分離度を低下することなく、送信すべき端末の端末アレーアンテナの素子が効率的に決定されていることを示している。そして、空間相関を全端末間ですべて求める場合に対しても、ＳＩＮＲの劣化が１ｄＢ以内に抑えられている。実施例の制御は空間相関を求める計算の組み合わせ数が、例えば、４端末の場合で６から３に、６端末の場合で１５から５に削減することができるので、計算量を削減しながらＳＩＮＲの劣化も最小に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基地局の実施例を説明する図。
【図２】端末の実施例を説明する図。
【図３】制御フローチャート。
【図４】アレーアンテナの実施例を説明する図。
【図５】ＳＤＭＡの概念図。
【図６】適応アレーアンテナの従来例を説明する図。
【図７】適応アレーアンテナをＳＤＭＡに適用した従来例を説明する図。
【図８】空間相関を説明する図。
【図９】実験結果を示す図。
【図１０】空間相関の差分の特性を示す図。
【符号の説明】
１    適応アレーアンテナ基地局      １１  基地局アレーアンテナ
１１1、１１N  基地局アンテナ素子            １１D  主ビーム方向
１２    基地局送受信装置      １２１1、１２１N  周波数変換器
１２２1、１２２N  Ａ／Ｄ変換部              １３  指向性形成部
１３1    ユーザ＃１用指向性制御部  １３2  ユーザ＃２用指向性制御部
１４  制御部                        １４１  振幅位相制御部
１４２  監視部                        １４３  端末間相関検出部
１４４  端末送信アンテナ決定部        １４５  伝送品質測定部
２  端末                              ２1  最悪品質端末
２１  端末アレーアンテナ        ２１1、２１M  端末アンテナ素子
２２  端末送受信装置                  ２３  切替スイッチ
２４  切替スイッチ制御部            ｗ1、ｗN  重み
α  空間相関閾値                        β  差分閾値
ρ1k  空間相関
【図１】
0003866118.tif 000002
【図２】
0003866118.tif 000003
【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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