JP2000332668A - 無線通信システム - Google Patents
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】基地局と各端末局とで周波数ホッピングスペク
トラム拡散方式で無線通信を行うものにおいて、基地局
は各端末局との間で各ホッピング周波数毎に適切な重み
付け値を使用して最適な指向性制御を行い、確実な無線
通信を行う。 【解決手段】マイクロプロセッサ３６は予め所望波／不
要波情報入力部３５から各端末局毎に各ホッピング周波
数毎の所望波到来角や不要波発生源からの不要波到来角
及びそれらの受信電力などの情報を受け、ウェイト値テ
ーブル２９に各端末局毎に各ホッピング周波数毎の送信
系及び受信系の重み付け値を格納する。そして、通信時
には、周波数ホッピングする毎にウェイト値テーブルか
ら端末局におけるそのホッピング周波数の受信系及び送
信系の重み付け値を読出してアッティネータ２４，３３
及びフェーズシフタ２５，３２に設定し、ホッピング周
波数毎に最適な指向性パターンを形成して通信を行う。
トラム拡散方式で無線通信を行うものにおいて、基地局
は各端末局との間で各ホッピング周波数毎に適切な重み
付け値を使用して最適な指向性制御を行い、確実な無線
通信を行う。 【解決手段】マイクロプロセッサ３６は予め所望波／不
要波情報入力部３５から各端末局毎に各ホッピング周波
数毎の所望波到来角や不要波発生源からの不要波到来角
及びそれらの受信電力などの情報を受け、ウェイト値テ
ーブル２９に各端末局毎に各ホッピング周波数毎の送信
系及び受信系の重み付け値を格納する。そして、通信時
には、周波数ホッピングする毎にウェイト値テーブルか
ら端末局におけるそのホッピング周波数の受信系及び送
信系の重み付け値を読出してアッティネータ２４，３３
及びフェーズシフタ２５，３２に設定し、ホッピング周
波数毎に最適な指向性パターンを形成して通信を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、屋内無線
ＬＡＮシステムなどに適用され、基地局と複数の端末局
との間で周波数ホッピングスペクトラム拡散方式でデー
タを送受信する無線通信システムに関する。
ＬＡＮシステムなどに適用され、基地局と複数の端末局
との間で周波数ホッピングスペクトラム拡散方式でデー
タを送受信する無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、屋内空間において基地局と端末
局とで無線通信を行う場合、マルチパス（多重反射波）
によるフェージングの影響を強く受けるため、最大受信
波が到来する方向に指向性を絞って送受信することが有
効となる。これを実現したものとして、アダプティブア
レイアンテナを使用し、アンテナの各出力の重み付け値
を変化させて指向性を最適に制御し基地局と端末局との
間で確実な無線通信ができるようにしたものがある。
局とで無線通信を行う場合、マルチパス（多重反射波）
によるフェージングの影響を強く受けるため、最大受信
波が到来する方向に指向性を絞って送受信することが有
効となる。これを実現したものとして、アダプティブア
レイアンテナを使用し、アンテナの各出力の重み付け値
を変化させて指向性を最適に制御し基地局と端末局との
間で確実な無線通信ができるようにしたものがある。
【０００３】例えば、特開平９−２１９６１５号公報の
ものは、図１０に示すように、複数のアンテナ素子から
なるフダプティブアレイアンテナ１と、各アンテナ素子
の送受信信号に対して、設定された重み係数を乗じるこ
とにより振幅および位相の重み付けを行う重み付け器２
と、この重み付け器２を介して各アンテナ素子への送信
信号の分配とアンテナ素子からの受信信号の合成を行う
分配／合成部３と、送受信部４と、インターフェース５
と、外部演算装置６を備え、指向性の適応制御の計算を
外部演算装置６で非リアルタイムで送信相手の各端末毎
に行い、各端末毎の重み付け値の切換えを送受信で予め
各端末にタイムスロットを割振り、時分割で行うように
なっている。
ものは、図１０に示すように、複数のアンテナ素子から
なるフダプティブアレイアンテナ１と、各アンテナ素子
の送受信信号に対して、設定された重み係数を乗じるこ
とにより振幅および位相の重み付けを行う重み付け器２
と、この重み付け器２を介して各アンテナ素子への送信
信号の分配とアンテナ素子からの受信信号の合成を行う
分配／合成部３と、送受信部４と、インターフェース５
と、外部演算装置６を備え、指向性の適応制御の計算を
外部演算装置６で非リアルタイムで送信相手の各端末毎
に行い、各端末毎の重み付け値の切換えを送受信で予め
各端末にタイムスロットを割振り、時分割で行うように
なっている。
【０００４】この公報のものは、アレイアンテナの指向
性の適応制御の計算を外部演算装置６で予め行い、各端
末との通信時にはすでに計算した重み付け値を使用して
指向性を制御するようにしているので、通信途中で逐次
的に重み付け値を計算するものに比べて構成の簡単化、
小形化、コスト低下を図ることができるという効果があ
る。
性の適応制御の計算を外部演算装置６で予め行い、各端
末との通信時にはすでに計算した重み付け値を使用して
指向性を制御するようにしているので、通信途中で逐次
的に重み付け値を計算するものに比べて構成の簡単化、
小形化、コスト低下を図ることができるという効果があ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、変調方式と
して、ある決められた周波数帯域内で周波数をホッピン
グする周波数ホッピング方式のスペクトラム拡散変調が
知られているが、上述した公報のものにおいて、このよ
うな周波数ホッピングスペクトラム拡散変調方式で無線
通信を行う場合、ある特定の周波数、例えば、周波数帯
域の中心周波数のもとで計算した重み付け値を使用して
アレイアンテナの指向性を制御することになる。
して、ある決められた周波数帯域内で周波数をホッピン
グする周波数ホッピング方式のスペクトラム拡散変調が
知られているが、上述した公報のものにおいて、このよ
うな周波数ホッピングスペクトラム拡散変調方式で無線
通信を行う場合、ある特定の周波数、例えば、周波数帯
域の中心周波数のもとで計算した重み付け値を使用して
アレイアンテナの指向性を制御することになる。
【０００６】しかし、周波数ホッピング方式で使用する
周波数帯域は比較的広いため、周波数帯域の端の周波数
で通信を行う場合には重み付け値が最適指向性を制御す
る上で適切な重み付け値になっていないという問題が生
じる。
周波数帯域は比較的広いため、周波数帯域の端の周波数
で通信を行う場合には重み付け値が最適指向性を制御す
る上で適切な重み付け値になっていないという問題が生
じる。
【０００７】そこで、各請求項記載の発明は、基地局と
各端末局とで周波数ホッピングスペクトラム拡散方式で
無線通信を行うものにおいて、基地局は各端末局との間
で各ホッピング周波数毎に適切な重み付け値を使用して
最適な指向性制御ができ、従って、常に確実な無線通信
ができ、しかも、重み付け値は予め算出したものを使用
することで構成を簡単にできる無線通信システムを提供
する。また、請求項２記載の発明は、さらに、電波伝搬
環境の変化によるエラー率の増加に対して最適指向性の
制御を十分に追従させることができ、より良好な無線通
信ができる無線通信システムを提供する。
各端末局とで周波数ホッピングスペクトラム拡散方式で
無線通信を行うものにおいて、基地局は各端末局との間
で各ホッピング周波数毎に適切な重み付け値を使用して
最適な指向性制御ができ、従って、常に確実な無線通信
ができ、しかも、重み付け値は予め算出したものを使用
することで構成を簡単にできる無線通信システムを提供
する。また、請求項２記載の発明は、さらに、電波伝搬
環境の変化によるエラー率の増加に対して最適指向性の
制御を十分に追従させることができ、より良好な無線通
信ができる無線通信システムを提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
互いに周波数ホッピングスペクトラム拡散方式で無線通
信する基地局と複数の端末局からなり、少なくとも基地
局は、複数のアンテナ素子からの受信出力の振幅と位相
に重み付け値を乗じて合成した信号を復調する受信手段
及び変調した信号を複数に分配し、この分配した各信号
の振幅と位相に重み付け値を乗じてそれぞれ各アンテナ
素子から放射させる送信手段を備えた無線通信装置を有
する無線通信システムにおいて、基地局は、各端末局に
対応してそれぞれホッピング周波数毎に受信系と送信系
の重み付け値を記憶した重み付け値記憶手段と、各端末
局と無線通信を行うとき、周波数をホッピングする毎に
重み付け値記憶手段から対応する端末局の該当する周波
数の送信系及び受信系の重み付け値を読出して送信系及
び受信系の指向性を制御する指向性制御手段を備えたも
のにある。
互いに周波数ホッピングスペクトラム拡散方式で無線通
信する基地局と複数の端末局からなり、少なくとも基地
局は、複数のアンテナ素子からの受信出力の振幅と位相
に重み付け値を乗じて合成した信号を復調する受信手段
及び変調した信号を複数に分配し、この分配した各信号
の振幅と位相に重み付け値を乗じてそれぞれ各アンテナ
素子から放射させる送信手段を備えた無線通信装置を有
する無線通信システムにおいて、基地局は、各端末局に
対応してそれぞれホッピング周波数毎に受信系と送信系
の重み付け値を記憶した重み付け値記憶手段と、各端末
局と無線通信を行うとき、周波数をホッピングする毎に
重み付け値記憶手段から対応する端末局の該当する周波
数の送信系及び受信系の重み付け値を読出して送信系及
び受信系の指向性を制御する指向性制御手段を備えたも
のにある。
【０００９】請求項２記載の発明は、互いに周波数ホッ
ピングスペクトラム拡散方式で無線通信する基地局と複
数の端末局からなり、少なくとも基地局は、複数のアン
テナ素子からの受信出力の振幅と位相に重み付け値を乗
じて合成した信号を復調する受信手段及び変調した信号
を複数に分配し、この分配した各信号の振幅と位相に重
み付け値を乗じてそれぞれ各アンテナ素子から放射させ
る送信手段を備えた無線通信装置を有する無線通信シス
テムにおいて、基地局は、各端末局に対応してそれぞれ
ホッピング周波数毎に受信系と送信系の重み付け値を記
憶した重み付け値記憶手段と、各端末局と無線通信を行
うとき、周波数をホッピングする毎に重み付け値記憶手
段から対応する端末局の該当する周波数の送信系及び受
信系の重み付け値を読出して送信系及び受信系の指向性
を制御する指向性制御手段と、受信手段の受信状態から
各端末局毎にホッピング周波数ヒットによるエラー率の
変動を検出するエラー率検出手段と、このエラー率検出
手段が端末局のエラー率の増加を検出したとき重み付け
値記憶手段における該当する端末局の受信系及び送信系
の重み付け値を再計算して書換える重み付け値書換手段
を備えたものにある。
ピングスペクトラム拡散方式で無線通信する基地局と複
数の端末局からなり、少なくとも基地局は、複数のアン
テナ素子からの受信出力の振幅と位相に重み付け値を乗
じて合成した信号を復調する受信手段及び変調した信号
を複数に分配し、この分配した各信号の振幅と位相に重
み付け値を乗じてそれぞれ各アンテナ素子から放射させ
る送信手段を備えた無線通信装置を有する無線通信シス
テムにおいて、基地局は、各端末局に対応してそれぞれ
ホッピング周波数毎に受信系と送信系の重み付け値を記
憶した重み付け値記憶手段と、各端末局と無線通信を行
うとき、周波数をホッピングする毎に重み付け値記憶手
段から対応する端末局の該当する周波数の送信系及び受
信系の重み付け値を読出して送信系及び受信系の指向性
を制御する指向性制御手段と、受信手段の受信状態から
各端末局毎にホッピング周波数ヒットによるエラー率の
変動を検出するエラー率検出手段と、このエラー率検出
手段が端末局のエラー率の増加を検出したとき重み付け
値記憶手段における該当する端末局の受信系及び送信系
の重み付け値を再計算して書換える重み付け値書換手段
を備えたものにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。 （第１の実施の形態）図１は、屋内無線通信システムの
構成を示すもので、例えば、ＬＡＮ１１に基地局１２，
１３を接続している。そして、前記基地局１２の自局エ
リアであるサービスエリア１２ａ内に端末局Ｎ1，Ｎ2，
Ｎ3を配置するとともに、前記基地局１３の自局エリア
であるサービスエリア１３ａ内に端末局Ｎ11，Ｎ12，Ｎ
13を配置している。
して説明する。 （第１の実施の形態）図１は、屋内無線通信システムの
構成を示すもので、例えば、ＬＡＮ１１に基地局１２，
１３を接続している。そして、前記基地局１２の自局エ
リアであるサービスエリア１２ａ内に端末局Ｎ1，Ｎ2，
Ｎ3を配置するとともに、前記基地局１３の自局エリア
であるサービスエリア１３ａ内に端末局Ｎ11，Ｎ12，Ｎ
13を配置している。
【００１１】前記各基地局１２，１３は、前記各端末局
Ｎ1，Ｎ2，Ｎ3、Ｎ11，Ｎ12，Ｎ13との間で周波数ホッ
ピングスペクトラム拡散変調方式で無線通信を行い、し
かも、マルチパスフェージングやシャドウイング等の影
響を受けないようにするために指向性ビーム１４，１５
を使用して通信を行うようになっている。
Ｎ1，Ｎ2，Ｎ3、Ｎ11，Ｎ12，Ｎ13との間で周波数ホッ
ピングスペクトラム拡散変調方式で無線通信を行い、し
かも、マルチパスフェージングやシャドウイング等の影
響を受けないようにするために指向性ビーム１４，１５
を使用して通信を行うようになっている。
【００１２】前記各端末局Ｎ1，Ｎ2，Ｎ3、Ｎ11，Ｎ1
2，Ｎ13は、例えば、店舗内全体の売上げを管理するホ
スト装置と個々の売り場で商品販売データを登録する複
数のＰＯＳ（ポイント・オブ・セールス）端末とが無線
でデータの送受信を行う無線ＰＯＳシステムの各ＰＯＳ
端末に接続して使用するように、移動自在な状態で使用
されるものではなく、一度設置されると比較的長期間移
動しないものである。従って、指向性ビーム１４，１５
は設置場所が異なる各端末局毎にそれぞれ最適な方向や
ビームパターンが存在している。
2，Ｎ13は、例えば、店舗内全体の売上げを管理するホ
スト装置と個々の売り場で商品販売データを登録する複
数のＰＯＳ（ポイント・オブ・セールス）端末とが無線
でデータの送受信を行う無線ＰＯＳシステムの各ＰＯＳ
端末に接続して使用するように、移動自在な状態で使用
されるものではなく、一度設置されると比較的長期間移
動しないものである。従って、指向性ビーム１４，１５
は設置場所が異なる各端末局毎にそれぞれ最適な方向や
ビームパターンが存在している。
【００１３】前記各端末局Ｎ1，Ｎ2，Ｎ3、Ｎ11，Ｎ1
2，Ｎ13は、対応する基地局１２，１３に対して通信を
行う場合は指向性ビームを使用しても無指向性ビームを
使用してもよい。
2，Ｎ13は、対応する基地局１２，１３に対して通信を
行う場合は指向性ビームを使用しても無指向性ビームを
使用してもよい。
【００１４】図２は前記各基地局１２，１３の回路構成
を示すブロック図で、送受信共用の複数のアンテナ素子
２１からなるアダプティブアレイアンテナ、各アンテナ
素子２１に対応してそれぞれ設けた複数のサーキュレー
タ２２、このサーキュレータ２２からの受信信号をそれ
ぞれ増幅する複数の低雑音増幅器（ＬＮＡ）２３、増幅
した信号の振幅レベルを制御する複数のアッティネータ
（ＡＴＴ）２４、位相を制御する複数のフェーズシフタ
（ＰＳ）２５を備えている。
を示すブロック図で、送受信共用の複数のアンテナ素子
２１からなるアダプティブアレイアンテナ、各アンテナ
素子２１に対応してそれぞれ設けた複数のサーキュレー
タ２２、このサーキュレータ２２からの受信信号をそれ
ぞれ増幅する複数の低雑音増幅器（ＬＮＡ）２３、増幅
した信号の振幅レベルを制御する複数のアッティネータ
（ＡＴＴ）２４、位相を制御する複数のフェーズシフタ
（ＰＳ）２５を備えている。
【００１５】そして、前記各フェーズシフタ２５から出
力される受信信号をリニアコンバイナ２６で合成した
後、周波数ホッピングスペクトラム拡散変調（ＦＨ／Ｓ
Ｓ）方式の受信機２７に供給し、この受信機２７で復調
等の通常の受信動作を行って受信データを出力し、この
受信データを送受信コントロール部２８に供給してい
る。前記送受信コントロール部２８は受信データを外部
インターフェース（Ｉ／Ｆ）を介して前記ＬＡＮ１１に
送信するようになっている。
力される受信信号をリニアコンバイナ２６で合成した
後、周波数ホッピングスペクトラム拡散変調（ＦＨ／Ｓ
Ｓ）方式の受信機２７に供給し、この受信機２７で復調
等の通常の受信動作を行って受信データを出力し、この
受信データを送受信コントロール部２８に供給してい
る。前記送受信コントロール部２８は受信データを外部
インターフェース（Ｉ／Ｆ）を介して前記ＬＡＮ１１に
送信するようになっている。
【００１６】前記アンテナ素子２１、サーキュレータ２
２、低雑音増幅器２３、アッティネータ２４、フェーズ
シフタ２５、リニアコンバイナ２６及び受信機２７は受
信手段を構成し、前記アッティネータ２４とフェーズシ
フタ２５はそれぞれ独立に振幅と位相を制御でき、その
制御値は重み付け値記憶手段としてのウェイト値テーブ
ル２９からの重み付け値に基づいて設定されるようにな
っている。従って、前記各アンテナ素子２１からの受信
信号に前記ウェイト値テーブル２９からの重み付け値に
よる適当な重み付けを行うことでアダプティブアレイア
ンテナとして所望の受信指向性ビームを形成できること
になる。
２、低雑音増幅器２３、アッティネータ２４、フェーズ
シフタ２５、リニアコンバイナ２６及び受信機２７は受
信手段を構成し、前記アッティネータ２４とフェーズシ
フタ２５はそれぞれ独立に振幅と位相を制御でき、その
制御値は重み付け値記憶手段としてのウェイト値テーブ
ル２９からの重み付け値に基づいて設定されるようにな
っている。従って、前記各アンテナ素子２１からの受信
信号に前記ウェイト値テーブル２９からの重み付け値に
よる適当な重み付けを行うことでアダプティブアレイア
ンテナとして所望の受信指向性ビームを形成できること
になる。
【００１７】また、前記送受信コントロール部２８から
の送信データを変調して送信信号に変換する周波数ホッ
ピングスペクトラム拡散変調（ＦＨ／ＳＳ）方式の送信
機３０、この送信機３０からの送信信号をアンテナ素子
２１の数分の信号に同相分配する同相分配器３１、この
同相分配器３１からの信号をそれぞれ位相制御する複数
のフェーズシフタ（ＰＳ）３２、それぞれ振幅制御する
複数のアッティネータ（ＡＴＴ）３３、この各アッティ
ネータ（ＡＴＴ）３３からの信号をそれぞれ電力増幅し
て前記各サーキュレータ２２にそれぞれ供給する電力増
幅器（ＰＡ）３４を備え、前記送受信コントロール部２
８からの送信データを送信機３０で変調した後、同相分
配器３１で同相分配し、この同相分配した信号をフェー
ズシフタ３２で位相制御した後、アッティネータ３３で
振幅制御し、さらに、電力増幅器３４で電力増幅してか
ら前記サーキュレータ２２を介して複数のアンテナ素子
２１から送信するようになっている。
の送信データを変調して送信信号に変換する周波数ホッ
ピングスペクトラム拡散変調（ＦＨ／ＳＳ）方式の送信
機３０、この送信機３０からの送信信号をアンテナ素子
２１の数分の信号に同相分配する同相分配器３１、この
同相分配器３１からの信号をそれぞれ位相制御する複数
のフェーズシフタ（ＰＳ）３２、それぞれ振幅制御する
複数のアッティネータ（ＡＴＴ）３３、この各アッティ
ネータ（ＡＴＴ）３３からの信号をそれぞれ電力増幅し
て前記各サーキュレータ２２にそれぞれ供給する電力増
幅器（ＰＡ）３４を備え、前記送受信コントロール部２
８からの送信データを送信機３０で変調した後、同相分
配器３１で同相分配し、この同相分配した信号をフェー
ズシフタ３２で位相制御した後、アッティネータ３３で
振幅制御し、さらに、電力増幅器３４で電力増幅してか
ら前記サーキュレータ２２を介して複数のアンテナ素子
２１から送信するようになっている。
【００１８】前記送信機３０、同相分配器３１、フェー
ズシフタ３２、アッティネータ３３、電力増幅器３４、
サーキュレータ２２及びアンテナ素子２１は送信手段を
構成し、前記アッティネータ３３とフェーズシフタ３２
はそれぞれ独立に振幅と位相を制御でき、その制御値は
前記ウェイト値テーブル２９からの重み付け値に基づい
て設定されるようになっている。従って、送信信号に前
記ウェイト値テーブル２９からの重み付け値による適当
な重み付けを行うことでアダプティブアレイアンテナと
して所望の送信指向性ビームを形成できることになる。
ズシフタ３２、アッティネータ３３、電力増幅器３４、
サーキュレータ２２及びアンテナ素子２１は送信手段を
構成し、前記アッティネータ３３とフェーズシフタ３２
はそれぞれ独立に振幅と位相を制御でき、その制御値は
前記ウェイト値テーブル２９からの重み付け値に基づい
て設定されるようになっている。従って、送信信号に前
記ウェイト値テーブル２９からの重み付け値による適当
な重み付けを行うことでアダプティブアレイアンテナと
して所望の送信指向性ビームを形成できることになる。
【００１９】前記送受信コントロール部２８は所望波／
不要波情報入力部３５を制御するようになっている。前
記所望波／不要波情報入力部３５は、前記送受信コント
ロール部２８から各端末局からの所望波の到来角や不要
波発生源からの不要波の到来角及びそれらの受信電力、
さらには、送受信系の各素子毎の雑音電力など適応処理
アルゴリズムに必要な情報を取込み、その情報をマイク
ロプロセッサ３６に知らせるようになっている。
不要波情報入力部３５を制御するようになっている。前
記所望波／不要波情報入力部３５は、前記送受信コント
ロール部２８から各端末局からの所望波の到来角や不要
波発生源からの不要波の到来角及びそれらの受信電力、
さらには、送受信系の各素子毎の雑音電力など適応処理
アルゴリズムに必要な情報を取込み、その情報をマイク
ロプロセッサ３６に知らせるようになっている。
【００２０】前記マイクロプロセッサ３６は前記送受信
コントロール部２８を制御すると共に、前記所望波／不
要波情報入力部３５からの情報に基づいて前記ウェイト
値テーブル２９や記憶部３７を制御するようになってい
る。すなわち、前記マイクロプロセッサ３６は、前記ウ
ェイト値テーブル２９に対して、各端末局に対応する各
ホッピング周波数毎の各アンテナ素子２１の送信系及び
受信系のウェイト値を計算し決定して書込む処理を行う
とともに、端末局と周波数ホッピング方式で無線通信を
行うときにはタイマ部３８で設定されたホッピング周波
数の切換えタイミングに応じて前記ウェイト値テーブル
２９から該当する端末局の各ホッピング周波数に対応し
た各アンテナ素子２１の送信系及び受信系の重み付け値
を読出してそれぞれ送信手段及び受信手段の指向性を制
御するようになっている。前記記憶部３７には、受信系
の適応処理アルゴリズムや送信系の最適指向性合成アル
ゴリズムが記憶されている。
コントロール部２８を制御すると共に、前記所望波／不
要波情報入力部３５からの情報に基づいて前記ウェイト
値テーブル２９や記憶部３７を制御するようになってい
る。すなわち、前記マイクロプロセッサ３６は、前記ウ
ェイト値テーブル２９に対して、各端末局に対応する各
ホッピング周波数毎の各アンテナ素子２１の送信系及び
受信系のウェイト値を計算し決定して書込む処理を行う
とともに、端末局と周波数ホッピング方式で無線通信を
行うときにはタイマ部３８で設定されたホッピング周波
数の切換えタイミングに応じて前記ウェイト値テーブル
２９から該当する端末局の各ホッピング周波数に対応し
た各アンテナ素子２１の送信系及び受信系の重み付け値
を読出してそれぞれ送信手段及び受信手段の指向性を制
御するようになっている。前記記憶部３７には、受信系
の適応処理アルゴリズムや送信系の最適指向性合成アル
ゴリズムが記憶されている。
【００２１】このシステムでは端末局Ｎ1，Ｎ2，Ｎ3、
Ｎ11，Ｎ12，Ｎ13は一度設置されると比較的長期間に亙
って位置を移動することがない。従って、基地局では端
末局の位置や不要波発生源の位置、すなわち、端末局か
らの所望波の到来角度や不要波の到来角度は予め知るこ
とができる。また、各ホッピング周波数毎の到来波や不
要波の受信レベルや各アンテナ素子２１で発生する熱雑
音なども実測や計算により予め知ることができる。
Ｎ11，Ｎ12，Ｎ13は一度設置されると比較的長期間に亙
って位置を移動することがない。従って、基地局では端
末局の位置や不要波発生源の位置、すなわち、端末局か
らの所望波の到来角度や不要波の到来角度は予め知るこ
とができる。また、各ホッピング周波数毎の到来波や不
要波の受信レベルや各アンテナ素子２１で発生する熱雑
音なども実測や計算により予め知ることができる。
【００２２】そして、各端末局における各ホッピング周
波数毎の所望波や不要波の到来角や受信電力及び各アン
テナ素子の熱雑音がわかると、前記マイクロプロセッサ
３６は、アダプティアレイアンテナの適応処理理論やア
レイアンテナの指向性合成理論に基づいて受信系や送信
系の最適重み付け値を各端末局毎に、しかも各ホッピン
グ周波数毎に計算によって求めることができる。なお、
各アンテナ素子２１の素子配置は既知である。
波数毎の所望波や不要波の到来角や受信電力及び各アン
テナ素子の熱雑音がわかると、前記マイクロプロセッサ
３６は、アダプティアレイアンテナの適応処理理論やア
レイアンテナの指向性合成理論に基づいて受信系や送信
系の最適重み付け値を各端末局毎に、しかも各ホッピン
グ周波数毎に計算によって求めることができる。なお、
各アンテナ素子２１の素子配置は既知である。
【００２３】図３は前記ウェイト値テーブル２９の各端
末局Ｎ1，Ｎ2，Ｎ3、…に対する重み付け値の設定例を
示しているが、このテーブルには各端末局毎にそれぞれ
ホッピング周波数に応じた送信系と受信系の振幅重み付
け値と位相重み付け値をそれぞれ各アンテナ素子２１に
対応して設定される。すなわち、図中２９１は端末局Ｎ
1，Ｎ2，Ｎ3のホッピング周波数ｆ1における受信系の各
アンテナ素子毎の振幅重み付け値Ａ111，Ａ121，Ａ13
1，Ａ141，…、Ａ211，Ａ221，Ａ231，Ａ241，…、Ａ31
1，Ａ321，Ａ331，Ａ341，…と位相重み付け値Ｐ111，
Ｐ121，Ｐ131，Ｐ141，…、Ｐ211，Ｐ221，Ｐ231，Ｐ24
1，…、Ｐ311，Ｐ321，Ｐ331，Ｐ341，…を設定したテ
ーブルを示し、図中２９ｎは端末局Ｎ1，Ｎ2，Ｎ3のホ
ッピング周波数ｆnにおける受信系の各アンテナ素子毎
の振幅重み付け値Ａ11n，Ａ12n，Ａ13n，Ａ14n，…、Ａ
21n，Ａ22n，Ａ23n，Ａ24n，…、Ａ31n，Ａ32n，Ａ33
n，Ａ34n，…と位相重み付け値Ｐ11n，Ｐ12n，Ｐ13n，
Ｐ14n，…、Ｐ21n，Ｐ22n，Ｐ23n，Ｐ24n，…、Ｐ31n，
Ｐ32n，Ｐ33n，Ｐ34n，…を設定したテーブルを示して
いる。なお、ここでは受信系の場合を示しているが送信
系の場合もテーブル構成は同じである。
末局Ｎ1，Ｎ2，Ｎ3、…に対する重み付け値の設定例を
示しているが、このテーブルには各端末局毎にそれぞれ
ホッピング周波数に応じた送信系と受信系の振幅重み付
け値と位相重み付け値をそれぞれ各アンテナ素子２１に
対応して設定される。すなわち、図中２９１は端末局Ｎ
1，Ｎ2，Ｎ3のホッピング周波数ｆ1における受信系の各
アンテナ素子毎の振幅重み付け値Ａ111，Ａ121，Ａ13
1，Ａ141，…、Ａ211，Ａ221，Ａ231，Ａ241，…、Ａ31
1，Ａ321，Ａ331，Ａ341，…と位相重み付け値Ｐ111，
Ｐ121，Ｐ131，Ｐ141，…、Ｐ211，Ｐ221，Ｐ231，Ｐ24
1，…、Ｐ311，Ｐ321，Ｐ331，Ｐ341，…を設定したテ
ーブルを示し、図中２９ｎは端末局Ｎ1，Ｎ2，Ｎ3のホ
ッピング周波数ｆnにおける受信系の各アンテナ素子毎
の振幅重み付け値Ａ11n，Ａ12n，Ａ13n，Ａ14n，…、Ａ
21n，Ａ22n，Ａ23n，Ａ24n，…、Ａ31n，Ａ32n，Ａ33
n，Ａ34n，…と位相重み付け値Ｐ11n，Ｐ12n，Ｐ13n，
Ｐ14n，…、Ｐ21n，Ｐ22n，Ｐ23n，Ｐ24n，…、Ｐ31n，
Ｐ32n，Ｐ33n，Ｐ34n，…を設定したテーブルを示して
いる。なお、ここでは受信系の場合を示しているが送信
系の場合もテーブル構成は同じである。
【００２４】このシステムでは、基地局１２，１３のマ
イクロプロセッサ３６は、通信プロトコル等を使用して
通信相手となる端末局を特定する。端末局を特定する
と、この特定した端末局と周波数ホッピングスペクトラ
ム拡散変調方式で通信を開始するが、そのときには周波
数ホッピングする毎にウェイト値テーブル２９からその
特定した端末局の該当するホッピング周波数の各アンテ
ナ素子２１毎の受信系及び送信系の重み付け値を読出し
てそれぞれアッティネータ２４，３３及びフェーズシフ
タ２５，３２に設定し、これにより、受信系及び送信系
のホッピング周波数に対する最適な指向性パターンを形
成して通信を行うことになる。
イクロプロセッサ３６は、通信プロトコル等を使用して
通信相手となる端末局を特定する。端末局を特定する
と、この特定した端末局と周波数ホッピングスペクトラ
ム拡散変調方式で通信を開始するが、そのときには周波
数ホッピングする毎にウェイト値テーブル２９からその
特定した端末局の該当するホッピング周波数の各アンテ
ナ素子２１毎の受信系及び送信系の重み付け値を読出し
てそれぞれアッティネータ２４，３３及びフェーズシフ
タ２５，３２に設定し、これにより、受信系及び送信系
のホッピング周波数に対する最適な指向性パターンを形
成して通信を行うことになる。
【００２５】前記ウェイト値テーブル２９に格納する受
信系の重み付け値は前記マイクロプロセッサ３６により
前記記憶部３７に記憶した適応処理アルゴリズムにより
算出されるが、適応処理アルゴリズムには、ＭＳＮ(max
imum signal to noise ratio：最大ＳＮＲ法)法や定包
絡線信号用アルゴリズムであるＣＭＡ(constant modulu
s algorithm)法などがあり、それぞれの計算のためには
各端末局からの各ホッピング周波数毎の所望波の到来角
や不要波発生源からの不要波の到来角及びそれらの受信
電力、さらには、受信系の各素子毎の雑音電力などの情
報が必要となる。
信系の重み付け値は前記マイクロプロセッサ３６により
前記記憶部３７に記憶した適応処理アルゴリズムにより
算出されるが、適応処理アルゴリズムには、ＭＳＮ(max
imum signal to noise ratio：最大ＳＮＲ法)法や定包
絡線信号用アルゴリズムであるＣＭＡ(constant modulu
s algorithm)法などがあり、それぞれの計算のためには
各端末局からの各ホッピング周波数毎の所望波の到来角
や不要波発生源からの不要波の到来角及びそれらの受信
電力、さらには、受信系の各素子毎の雑音電力などの情
報が必要となる。
【００２６】これらの情報は事前に収集された後、前記
所望波／不要波情報入力部３５から前記マイクロプロセ
ッサ３６に供給され、これに基づいてマイクロプロセッ
サ３６は適応処理アルゴリズムにより各端末局の各ホッ
ピング周波数毎の各アンテナ素子２１に設定する重み付
け値を算出してウェイト値テーブル２９に設定する。こ
のようにして算出した重み付け値をホッピング周波数に
応じて各アンテナ素子２１にセットすると、アンテナ全
体の受信指向特性は端末局からの所望波方向に強い指向
特性を持ち、不要波方向にヌルを形成するようになり電
波の伝搬環境に適応する。
所望波／不要波情報入力部３５から前記マイクロプロセ
ッサ３６に供給され、これに基づいてマイクロプロセッ
サ３６は適応処理アルゴリズムにより各端末局の各ホッ
ピング周波数毎の各アンテナ素子２１に設定する重み付
け値を算出してウェイト値テーブル２９に設定する。こ
のようにして算出した重み付け値をホッピング周波数に
応じて各アンテナ素子２１にセットすると、アンテナ全
体の受信指向特性は端末局からの所望波方向に強い指向
特性を持ち、不要波方向にヌルを形成するようになり電
波の伝搬環境に適応する。
【００２７】以上は受信系の重み付け値の設定について
述べたが、送信系における重み付け値のウェイト値テー
ブル２９への設定も同様で、各端末局からの各ホッピン
グ周波数毎の所望波の到来角や不要波発生源からの不要
波の到来角及びそれらの受信電力、さらには、送信系の
各素子毎の雑音電力などの情報に基づいてマイクロプロ
セッサ２７が重み付け値の計算を行って設定する。送信
系の重み付け値の計算には指向性合成理論等を使用す
る。
述べたが、送信系における重み付け値のウェイト値テー
ブル２９への設定も同様で、各端末局からの各ホッピン
グ周波数毎の所望波の到来角や不要波発生源からの不要
波の到来角及びそれらの受信電力、さらには、送信系の
各素子毎の雑音電力などの情報に基づいてマイクロプロ
セッサ２７が重み付け値の計算を行って設定する。送信
系の重み付け値の計算には指向性合成理論等を使用す
る。
【００２８】図４はアレイアンテナの適応処理理論に基
づく受信系の最適な重み付け値を求めるアルゴリズムの
一例を示し、ＭＳＮアルゴリズムと呼ばれるもので、所
望波と不要波の電力や方向の情報がわかっているときに
受信指向性を最適にするのに適している。
づく受信系の最適な重み付け値を求めるアルゴリズムの
一例を示し、ＭＳＮアルゴリズムと呼ばれるもので、所
望波と不要波の電力や方向の情報がわかっているときに
受信指向性を最適にするのに適している。
【００２９】この適応処理は、マイクロプロセッサ３６
によって行われ、先ず、ステップＳ１にて、不要波の到
来角θi，所望波の到来角θsの入力及び所望波の入力電
力Ｐs、不要波の入力電力Ｐi、受信系の各素子の熱雑音
電力の合計Ｐnの入力、さらには、ホッピング周波数ｆH
の入力を行い、下記(1)式に基づいて入力信号ベクトル
Ｘ(t)を作成する。
によって行われ、先ず、ステップＳ１にて、不要波の到
来角θi，所望波の到来角θsの入力及び所望波の入力電
力Ｐs、不要波の入力電力Ｐi、受信系の各素子の熱雑音
電力の合計Ｐnの入力、さらには、ホッピング周波数ｆH
の入力を行い、下記(1)式に基づいて入力信号ベクトル
Ｘ(t)を作成する。
【００３０】 Ｘ(t)＝Ｓ(t)＋Ｉ(t)＋Ｎ(t) …(1) 但し、Ｓ(t)は所望波、Ｉ(t)は不要波、Ｎ(t)は雑音電
力を表わしている。続いて、ステップＳ２にて、ステア
リングベクトル／Ｓの計算を行う。これは、下記(2)式
に基づいて行う。なお、ｄはアンテナ素子間隔、λはＣ
／ｆHである。
力を表わしている。続いて、ステップＳ２にて、ステア
リングベクトル／Ｓの計算を行う。これは、下記(2)式
に基づいて行う。なお、ｄはアンテナ素子間隔、λはＣ
／ｆHである。
【００３１】
【数１】
【００３２】続いて、ステップＳ３にて、下記(3)式に
基づいて相関行列Ｒxxの計算を行う。 Ｒxx＝Ｅ［Ｘ(t)Ｘ(t)Ｈ］ …(3) なお、Ｅ［・］は期待値（アンサンブル平均：時間平
均）を表わしている。
基づいて相関行列Ｒxxの計算を行う。 Ｒxx＝Ｅ［Ｘ(t)Ｘ(t)Ｈ］ …(3) なお、Ｅ［・］は期待値（アンサンブル平均：時間平
均）を表わしている。
【００３３】続いて、ステップＳ４にて、相関行列Ｒxx
の逆行列Ｒxx−１の計算を行う。続いて、ステップＳ５
にて、最適ウェイト値：Ｗ（ＯＰＴ）ベクトルの計算を
下記(4)式に基づいて行う。すなわち、最適重み付けベ
クトルＷOPTを相関行列の逆行列Ｒxx−１とステアリン
グベクトル／Ｓの積で求める。
の逆行列Ｒxx−１の計算を行う。続いて、ステップＳ５
にて、最適ウェイト値：Ｗ（ＯＰＴ）ベクトルの計算を
下記(4)式に基づいて行う。すなわち、最適重み付けベ
クトルＷOPTを相関行列の逆行列Ｒxx−１とステアリン
グベクトル／Ｓの積で求める。
【００３４】
【数２】
【００３５】続いて、ステップＳ６にて、各複素ウェイ
トＷ（ＯＰＴ）を下記(5)式に基づいて位相／振幅ウェ
イトに変換する。
トＷ（ＯＰＴ）を下記(5)式に基づいて位相／振幅ウェ
イトに変換する。
【００３６】
【数３】
【００３７】そして、最後に、ステップＳ７にて、重み
付け値の位相／振幅値をウェイト値テーブル２９に記憶
する。なお、受信系の最適な重み付け値を求めるアルゴ
リズムはこの他にもＭＭＳＥ（最小二乗誤差法）やＣＭ
Ａ（定包絡線信号用アルゴリズム）など種々あるが、そ
れぞれにおいて事前に知っておく情報は異なる。
付け値の位相／振幅値をウェイト値テーブル２９に記憶
する。なお、受信系の最適な重み付け値を求めるアルゴ
リズムはこの他にもＭＭＳＥ（最小二乗誤差法）やＣＭ
Ａ（定包絡線信号用アルゴリズム）など種々あるが、そ
れぞれにおいて事前に知っておく情報は異なる。
【００３８】図５は送信系指向性合成例を示している。
アレイアンテナの指向性合成理論には幾つかあるが、リ
ニアアレイアンテナの合成指向性を表わす基本式は下記
(6)式で示される。
アレイアンテナの指向性合成理論には幾つかあるが、リ
ニアアレイアンテナの合成指向性を表わす基本式は下記
(6)式で示される。
【００３９】
【数４】
【００４０】この(6)式は、指向性をθ0方向（θ0：所
望の方向）に向ける場合の式である。また、Ａnがｎ番
目の素子への振幅重み付け値（重み付け係数）を表わし
ている。
望の方向）に向ける場合の式である。また、Ａnがｎ番
目の素子への振幅重み付け値（重み付け係数）を表わし
ている。
【００４１】図５ではアンテナエレメントがｄの間隔で
Ｎ素子並んでいて、(6)式を使ってθ0方向に指向性を合
成した例である。この図は、基地局の送信系で重み付け
値を調整して角度θ0の方向に送信ビームを合成すると
きの最も簡単な例を示す。図中の黒丸０〜Ｎ−１がアレ
イアンテナの各素子を示している。所望方向θ0にビー
ムの指向性を合成するためには、ｎ番目の素子の励振位
相をｎ・ｋ・ｄ・ｃｏｓθ0とすればよい。すなわち、
所望方向に対して、各アンテナ素子２１の位相が揃うよ
うにする。
Ｎ素子並んでいて、(6)式を使ってθ0方向に指向性を合
成した例である。この図は、基地局の送信系で重み付け
値を調整して角度θ0の方向に送信ビームを合成すると
きの最も簡単な例を示す。図中の黒丸０〜Ｎ−１がアレ
イアンテナの各素子を示している。所望方向θ0にビー
ムの指向性を合成するためには、ｎ番目の素子の励振位
相をｎ・ｋ・ｄ・ｃｏｓθ0とすればよい。すなわち、
所望方向に対して、各アンテナ素子２１の位相が揃うよ
うにする。
【００４２】また、Ａnの値は数学的手法を用いて決め
ることができ、この方法でサイドローブを低く抑えたも
のに、Dolph-ChebyshevアレイアンテナやTalor分布アレ
イアンテナなどがある。このように、送信系において
も、位相、振幅の重み付け値を調整することで所望の指
向性を得ることができるが、送信指向性合成方法はこれ
以外にも種々ある。
ることができ、この方法でサイドローブを低く抑えたも
のに、Dolph-ChebyshevアレイアンテナやTalor分布アレ
イアンテナなどがある。このように、送信系において
も、位相、振幅の重み付け値を調整することで所望の指
向性を得ることができるが、送信指向性合成方法はこれ
以外にも種々ある。
【００４３】図６は基地局１２，１３が各端末局Ｎ1，
Ｎ2，Ｎ3、Ｎ11，Ｎ12，Ｎ13との間で周波数ホッピング
スペクトラム拡散変調方式で無線通信を行うときの、指
向性制御のための重み付け値の切換え制御を示す流れ図
で、先ず、ステップＳ１１にて、システムの起動により
ホッピング周波数ｆHが入力され、続いて、ステップＳ
１２にて、通信プロトコル等を使用して通信相手の端末
局Ｎを特定する。
Ｎ2，Ｎ3、Ｎ11，Ｎ12，Ｎ13との間で周波数ホッピング
スペクトラム拡散変調方式で無線通信を行うときの、指
向性制御のための重み付け値の切換え制御を示す流れ図
で、先ず、ステップＳ１１にて、システムの起動により
ホッピング周波数ｆHが入力され、続いて、ステップＳ
１２にて、通信プロトコル等を使用して通信相手の端末
局Ｎを特定する。
【００４４】続いて、ステップＳ１３にて、相手端末局
Ｎ及びホッピング周波数ｆHに対応した送信系及び受信
系の振幅及び位相の重み付け値をウェイト値テーブル２
９から読出してアッティネータ２４，３３及びフェーズ
シフタ２５，３２に設定する。これにより、アレイアン
テナのホッピング周波数ｆHに対する送信系及び受信系
の最適指向性が設定される。
Ｎ及びホッピング周波数ｆHに対応した送信系及び受信
系の振幅及び位相の重み付け値をウェイト値テーブル２
９から読出してアッティネータ２４，３３及びフェーズ
シフタ２５，３２に設定する。これにより、アレイアン
テナのホッピング周波数ｆHに対する送信系及び受信系
の最適指向性が設定される。
【００４５】この状態で特定した端末局とで通信を行
い、ステップＳ１４にて、タイマ部３８からの信号によ
りホッピング周波数の切換えか否かをチェックする。そ
して、ホッピングの切換えであれば、ステップＳ１１に
戻って次のホッピング周波数ｆHを入力して同様の処理
を繰返す。
い、ステップＳ１４にて、タイマ部３８からの信号によ
りホッピング周波数の切換えか否かをチェックする。そ
して、ホッピングの切換えであれば、ステップＳ１１に
戻って次のホッピング周波数ｆHを入力して同様の処理
を繰返す。
【００４６】このような構成においては、基地局１２，
１３のウェイト値テーブル２９には事前の測定により予
め各端末局毎に各ホッピング周波数毎の受信系及び送信
系のウェイト値が格納されている。この状態で、例え
ば、基地局１２が端末局Ｎ1を特定して通信を行う場
合、最初のホッピング周波数ｆHを入力し、端末局Ｎ1を
特定する。そして、ウェイト値テーブル２９からホッピ
ング周波数ｆHに対応した端末局Ｎ1に対する受信系及び
送信系の各アンテナ素子２１の重み付け値を読出してア
ッティネータ２４，３３及びフェーズシフタ２５，３２
に設定する。
１３のウェイト値テーブル２９には事前の測定により予
め各端末局毎に各ホッピング周波数毎の受信系及び送信
系のウェイト値が格納されている。この状態で、例え
ば、基地局１２が端末局Ｎ1を特定して通信を行う場
合、最初のホッピング周波数ｆHを入力し、端末局Ｎ1を
特定する。そして、ウェイト値テーブル２９からホッピ
ング周波数ｆHに対応した端末局Ｎ1に対する受信系及び
送信系の各アンテナ素子２１の重み付け値を読出してア
ッティネータ２４，３３及びフェーズシフタ２５，３２
に設定する。
【００４７】こうして、基地局１１と端末局Ｎ1が周波
数ｆHで通信するときの受信系及び送信系の最適な指向
性が設定されて通信が行われる。そして、一定時間が経
過して次のホッピング周波数ｆHに移行するとき、その
周波数に対応した端末局Ｎ1に対する受信系及び送信系
の各アンテナ素子２１の重み付け値を読出してアッティ
ネータ２４，３３及びフェーズシフタ２５，３２に設定
し、次のホッピング周波数ｆHでの受信系及び送信系の
最適な指向性が設定されて通信が行われる。
数ｆHで通信するときの受信系及び送信系の最適な指向
性が設定されて通信が行われる。そして、一定時間が経
過して次のホッピング周波数ｆHに移行するとき、その
周波数に対応した端末局Ｎ1に対する受信系及び送信系
の各アンテナ素子２１の重み付け値を読出してアッティ
ネータ２４，３３及びフェーズシフタ２５，３２に設定
し、次のホッピング周波数ｆHでの受信系及び送信系の
最適な指向性が設定されて通信が行われる。
【００４８】このようにして、ホッピング周波数が切替
わる毎にそのときの周波数に対応した端末局Ｎ1に対す
る受信系及び送信系の各アンテナ素子２１の重み付け値
を読出して受信系及び送信系の最適な指向性を設定して
通信を行うので、ホッピングにより周波数が切替わって
も常に周波数に応じた適切な重み付け値を使用して最適
な指向性制御ができる。従って、常に確実な無線通信が
できる。
わる毎にそのときの周波数に対応した端末局Ｎ1に対す
る受信系及び送信系の各アンテナ素子２１の重み付け値
を読出して受信系及び送信系の最適な指向性を設定して
通信を行うので、ホッピングにより周波数が切替わって
も常に周波数に応じた適切な重み付け値を使用して最適
な指向性制御ができる。従って、常に確実な無線通信が
できる。
【００４９】また、受信系及び送信系の重み付け値の算
出をリアルタイムで行わずにウェイト値テーブル２９に
格納されている事前に算出して求めた重み付け値を使用
しているので、リアルタイムで行う場合のような高速応
答性が要求されず、従って、大半をソフトウエア処理で
対処でき、ハードウエア構成を簡単にできる。
出をリアルタイムで行わずにウェイト値テーブル２９に
格納されている事前に算出して求めた重み付け値を使用
しているので、リアルタイムで行う場合のような高速応
答性が要求されず、従って、大半をソフトウエア処理で
対処でき、ハードウエア構成を簡単にできる。
【００５０】（第２の実施の形態）なお、前述した第１
の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し異なる
部分について説明する。全体のシステム構成は図１と同
様である。図７に示すように、第１の実施の形態の基地
局の構成にホッピング周波数のヒットによるエラー率の
変動を検出するエラー率検出手段としてのエラー率検出
／監視部３９を追加したものである。
の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し異なる
部分について説明する。全体のシステム構成は図１と同
様である。図７に示すように、第１の実施の形態の基地
局の構成にホッピング周波数のヒットによるエラー率の
変動を検出するエラー率検出手段としてのエラー率検出
／監視部３９を追加したものである。
【００５１】周波数ホッピング方式を使用した場合は近
傍エリアとの周波数ヒット率の増加に起因するエラー率
の増加という問題が発生する。例えば、図８に示すよう
に、エリアＡの基地局は隣接エリアＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅの基
地局に対して、この各基地局とは異なるホッピング系列
で周波数をホッピングさせることで互いに同一の周波数
にならない、すなわち、周波数がヒットしないようにし
ている。
傍エリアとの周波数ヒット率の増加に起因するエラー率
の増加という問題が発生する。例えば、図８に示すよう
に、エリアＡの基地局は隣接エリアＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅの基
地局に対して、この各基地局とは異なるホッピング系列
で周波数をホッピングさせることで互いに同一の周波数
にならない、すなわち、周波数がヒットしないようにし
ている。
【００５２】しかし、隣接エリアでは無いが近傍エリア
Ａ´の基地局はエリアＡの基地局と同一のホッピング系
列で周波数ホッピングする可能性があり、このような場
合には他局干渉波Ｗ1により周波数のヒット率が高くな
りエラー率が増加する。また、人の増減や什器の移動な
どにより時間経過とともに電波伝搬環境が変化した場
合、ホッピングレートがデータレートよりも遅い低速周
波数ホッピングでは同一エリア内でのマルチパス干渉波
Ｗ2の影響を受けてエラー率が増加する。
Ａ´の基地局はエリアＡの基地局と同一のホッピング系
列で周波数ホッピングする可能性があり、このような場
合には他局干渉波Ｗ1により周波数のヒット率が高くな
りエラー率が増加する。また、人の増減や什器の移動な
どにより時間経過とともに電波伝搬環境が変化した場
合、ホッピングレートがデータレートよりも遅い低速周
波数ホッピングでは同一エリア内でのマルチパス干渉波
Ｗ2の影響を受けてエラー率が増加する。
【００５３】これを解消するために、前記エラー率検出
／監視部３９がエラー率の増加を検出したとき、マイク
ロプロセッサ３６はそのときの所望波／不要波情報入力
部３５からの情報に基づいて重み付け値を再計算してウ
ェイト値テーブル２９に格納されている受信系及び送信
系の重み付け値を書換えるようになっている。
／監視部３９がエラー率の増加を検出したとき、マイク
ロプロセッサ３６はそのときの所望波／不要波情報入力
部３５からの情報に基づいて重み付け値を再計算してウ
ェイト値テーブル２９に格納されている受信系及び送信
系の重み付け値を書換えるようになっている。
【００５４】すなわち、マイクロプロセッサ３６は、図
９に示すように、先ず、ステップＳ２１にて、平均的な
エラー率が増加したか否かをチェックする。そして、増
加を検出すると、ステップＳ２２にて、そのときの情報
収集を行う。この情報収集は所望波／不要波情報入力部
３５によって行われ、各端末局からの所望波の到来角や
不要波発生源からの不要波の到来角及びそれらの受信電
力、さらには、送受信系の各素子毎の雑音電力などの情
報を収集する。
９に示すように、先ず、ステップＳ２１にて、平均的な
エラー率が増加したか否かをチェックする。そして、増
加を検出すると、ステップＳ２２にて、そのときの情報
収集を行う。この情報収集は所望波／不要波情報入力部
３５によって行われ、各端末局からの所望波の到来角や
不要波発生源からの不要波の到来角及びそれらの受信電
力、さらには、送受信系の各素子毎の雑音電力などの情
報を収集する。
【００５５】続いて、ステップＳ２３にて、図４の適応
処理アルゴリズムにより受信系の最適ウェイト計算処理
を各周波数毎、各端末局毎に行い、続いて、ステップＳ
２４にて、図５で述べた送信系指向性合成により送信系
の最適ウェイト計算処理を各周波数毎、各端末局毎に行
う。こうして、電波伝搬環境に変化によりエラー率が増
加したときには重み付け値を再計算してウェイト値テー
ブル２９の重み付け値を書換える。そして、再び、ステ
ップＳ２１の平均的なエラー率の変動チェックに戻る。
処理アルゴリズムにより受信系の最適ウェイト計算処理
を各周波数毎、各端末局毎に行い、続いて、ステップＳ
２４にて、図５で述べた送信系指向性合成により送信系
の最適ウェイト計算処理を各周波数毎、各端末局毎に行
う。こうして、電波伝搬環境に変化によりエラー率が増
加したときには重み付け値を再計算してウェイト値テー
ブル２９の重み付け値を書換える。そして、再び、ステ
ップＳ２１の平均的なエラー率の変動チェックに戻る。
【００５６】このような構成においては、基地局１２，
１３のウェイト値テーブル２９には事前の測定により予
め各端末局毎に各ホッピング周波数毎の受信系及び送信
系のウェイト値が格納されている。この状態で、例え
ば、基地局１２が端末局Ｎ1を特定して通信を行う場
合、最初のホッピング周波数ｆHを入力し、端末局Ｎ1を
特定する。そして、ウェイト値テーブル２９からホッピ
ング周波数ｆHに対応した端末局Ｎ1に対する受信系及び
送信系の各アンテナ素子２１の重み付け値を読出してア
ッティネータ２４，３３及びフェーズシフタ２５，３２
に設定する。
１３のウェイト値テーブル２９には事前の測定により予
め各端末局毎に各ホッピング周波数毎の受信系及び送信
系のウェイト値が格納されている。この状態で、例え
ば、基地局１２が端末局Ｎ1を特定して通信を行う場
合、最初のホッピング周波数ｆHを入力し、端末局Ｎ1を
特定する。そして、ウェイト値テーブル２９からホッピ
ング周波数ｆHに対応した端末局Ｎ1に対する受信系及び
送信系の各アンテナ素子２１の重み付け値を読出してア
ッティネータ２４，３３及びフェーズシフタ２５，３２
に設定する。
【００５７】こうして、基地局１１と端末局Ｎ1が周波
数ｆHで通信するときの受信系及び送信系の最適な指向
性が設定されて通信が行われる。そして、一定時間が経
過して次のホッピング周波数ｆHに移行するとき、その
周波数に対応した端末局Ｎ1に対する受信系及び送信系
の各アンテナ素子２１の重み付け値を読出してアッティ
ネータ２４，３３及びフェーズシフタ２５，３２に設定
し、次のホッピング周波数ｆHでの受信系及び送信系の
最適な指向性が設定されて通信が行われる。
数ｆHで通信するときの受信系及び送信系の最適な指向
性が設定されて通信が行われる。そして、一定時間が経
過して次のホッピング周波数ｆHに移行するとき、その
周波数に対応した端末局Ｎ1に対する受信系及び送信系
の各アンテナ素子２１の重み付け値を読出してアッティ
ネータ２４，３３及びフェーズシフタ２５，３２に設定
し、次のホッピング周波数ｆHでの受信系及び送信系の
最適な指向性が設定されて通信が行われる。
【００５８】このようにして、ホッピング周波数が切替
わる毎にそのときの周波数に対応した端末局Ｎ1に対す
る受信系及び送信系の各アンテナ素子２１の重み付け値
を読出して受信系及び送信系の最適な指向性を設定して
通信を行うので、ホッピングにより周波数が切替わって
も常に周波数に応じた適切な重み付け値を使用して最適
な指向性制御ができる。従って、常に確実な無線通信が
できる。
わる毎にそのときの周波数に対応した端末局Ｎ1に対す
る受信系及び送信系の各アンテナ素子２１の重み付け値
を読出して受信系及び送信系の最適な指向性を設定して
通信を行うので、ホッピングにより周波数が切替わって
も常に周波数に応じた適切な重み付け値を使用して最適
な指向性制御ができる。従って、常に確実な無線通信が
できる。
【００５９】また、受信系の適応処理や送信系の最適指
向性合成処理をリアルタイムで行う必要は無く、従っ
て、高速応答性が要求されず、大半をソフトウエア処理
で対処でき、全体として、基地局のハードウエア構成を
きわめて簡単にできる。
向性合成処理をリアルタイムで行う必要は無く、従っ
て、高速応答性が要求されず、大半をソフトウエア処理
で対処でき、全体として、基地局のハードウエア構成を
きわめて簡単にできる。
【００６０】そして、他局干渉波や同一エリア内でのマ
ルチパス干渉などによりサービスエリア１２ａ内の電波
伝搬環境が変化してホッピング周波数のヒット率が高く
なり平均的なエラー率が増加した場合には、基地局１２
のエラー率検出／監視部３９がそれを検出してマイクロ
プロセッサ３６に知らせ、マイクロプロセッサ３７はそ
のときの所望波／不要波情報入力部３５からの情報に基
づいて各端末局Ｎ1，Ｎ2，Ｎ3毎に各ホッピング周波数
毎の受信系の重み付け値及び送信系の重み付け値を改め
て算出し、ウェイト値テーブル２９に格納されている重
み付け値を書換える。
ルチパス干渉などによりサービスエリア１２ａ内の電波
伝搬環境が変化してホッピング周波数のヒット率が高く
なり平均的なエラー率が増加した場合には、基地局１２
のエラー率検出／監視部３９がそれを検出してマイクロ
プロセッサ３６に知らせ、マイクロプロセッサ３７はそ
のときの所望波／不要波情報入力部３５からの情報に基
づいて各端末局Ｎ1，Ｎ2，Ｎ3毎に各ホッピング周波数
毎の受信系の重み付け値及び送信系の重み付け値を改め
て算出し、ウェイト値テーブル２９に格納されている重
み付け値を書換える。
【００６１】従って、以降は、電波伝搬環境が変化した
状態で各端末局とそれぞれのホッピング周波数のもとで
良好な無線通信ができる送受信系の最適指向性が設定さ
れることになる。このように、ホッピング周波数のヒッ
ト率の増大という電波伝搬環境の変化によるエラー率の
増加に対して最適指向性の制御を十分に追従させること
ができ、より良好な無線通信ができる。
状態で各端末局とそれぞれのホッピング周波数のもとで
良好な無線通信ができる送受信系の最適指向性が設定さ
れることになる。このように、ホッピング周波数のヒッ
ト率の増大という電波伝搬環境の変化によるエラー率の
増加に対して最適指向性の制御を十分に追従させること
ができ、より良好な無線通信ができる。
【００６２】
【発明の効果】各請求項記載の発明によれば、基地局と
各端末局とで周波数ホッピングスペクトラム拡散方式で
無線通信を行うものにおいて、基地局は各端末局との間
で各ホッピング周波数毎に適切な重み付け値を使用して
最適な指向性制御ができ、従って、常に確実な無線通信
ができ、しかも、重み付け値は予め算出したものを使用
することで構成を簡単にできる。また、請求項２記載の
発明によれば、さらに、電波伝搬環境の変化によるエラ
ー率の増加に対して最適指向性の制御を十分に追従させ
ることができ、より良好な無線通信ができる。
各端末局とで周波数ホッピングスペクトラム拡散方式で
無線通信を行うものにおいて、基地局は各端末局との間
で各ホッピング周波数毎に適切な重み付け値を使用して
最適な指向性制御ができ、従って、常に確実な無線通信
ができ、しかも、重み付け値は予め算出したものを使用
することで構成を簡単にできる。また、請求項２記載の
発明によれば、さらに、電波伝搬環境の変化によるエラ
ー率の増加に対して最適指向性の制御を十分に追従させ
ることができ、より良好な無線通信ができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すもので、屋内
無線通信システムの構成を示す図。
無線通信システムの構成を示す図。
【図２】同実施の形態における基地局の回路構成を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図３】図２におけるウェイト値テーブルの重み付け値
の設定例を示す図。
の設定例を示す図。
【図４】同実施の形態で使用する受信系の重み付け値決
定のための適応処理を示す流れ図。
定のための適応処理を示す流れ図。
【図５】同実施の形態における基地局の送信系で重み付
け値を調整して角度θ0の方向に送信ビームを合成する
ときの最も簡単な例を示す図。
け値を調整して角度θ0の方向に送信ビームを合成する
ときの最も簡単な例を示す図。
【図６】同実施の形態における指向性制御のための重み
付け値の切換え制御を示す流れ図。
付け値の切換え制御を示す流れ図。
【図７】本発明の第２の実施の形態における基地局の回
路構成を示すブロック図。
路構成を示すブロック図。
【図８】同実施の形態においてエラー率が増加する場合
を説明するための図。
を説明するための図。
【図９】同実施の形態における重み付け値の再計算処理
を示す流れ図。
を示す流れ図。
【図１０】従来例を示すブロック図。
１２，１３…基地局 Ｎ1，Ｎ2，Ｎ3，Ｎ11，Ｎ12，Ｎ13…端末局 ２１…アダプティブアレイアンテナのアンテナ素子 ２４，３３…アッティネータ ２５，３２…フェーズシフタ ２７…周波数ホッピングスペクトラム拡散変調方式の受
信機 ２９…ウェイト値テーブル ３０…周波数ホッピングスペクトラム拡散変調方式の送
信機 ３５…所望波／不要波情報入力部 ３６…マイクロプロセッサ
信機 ２９…ウェイト値テーブル ３０…周波数ホッピングスペクトラム拡散変調方式の送
信機 ３５…所望波／不要波情報入力部 ３６…マイクロプロセッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K022 EE04 EE21 EE31 5K059 CC03 CC04 DD33 DD37 EE03 5K067 AA02 BB02 CC10 CC24 DD13 DD27 DD51 EE02 EE10 KK02 KK03
Claims (2)
- 【請求項１】 互いに周波数ホッピングスペクトラム拡
散方式で無線通信する基地局と複数の端末局からなり、
少なくとも前記基地局は、複数のアンテナ素子からの受
信出力の振幅と位相に重み付け値を乗じて合成した信号
を復調する受信手段及び変調した信号を複数に分配し、
この分配した各信号の振幅と位相に重み付け値を乗じて
それぞれ前記各アンテナ素子から放射させる送信手段を
備えた無線通信装置を有する無線通信システムにおい
て、 前記基地局は、前記各端末局に対応してそれぞれホッピ
ング周波数毎に受信系と送信系の重み付け値を記憶した
重み付け値記憶手段と、前記各端末局と無線通信を行う
とき、周波数をホッピングする毎に前記重み付け値記憶
手段から対応する端末局の該当する周波数の送信系及び
受信系の重み付け値を読出して送信系及び受信系の指向
性を制御する指向性制御手段を備えたことを特徴とする
無線通信システム。 - 【請求項２】 互いに周波数ホッピングスペクトラム拡
散方式で無線通信する基地局と複数の端末局からなり、
少なくとも前記基地局は、複数のアンテナ素子からの受
信出力の振幅と位相に重み付け値を乗じて合成した信号
を復調する受信手段及び変調した信号を複数に分配し、
この分配した各信号の振幅と位相に重み付け値を乗じて
それぞれ前記各アンテナ素子から放射させる送信手段を
備えた無線通信装置を有する無線通信システムにおい
て、前記基地局は、前記各端末局に対応してそれぞれホ
ッピング周波数毎に受信系と送信系の重み付け値を記憶
した重み付け値記憶手段と、前記各端末局と無線通信を
行うとき、周波数をホッピングする毎に前記重み付け値
記憶手段から対応する端末局の該当する周波数の送信系
及び受信系の重み付け値を読出して送信系及び受信系の
指向性を制御する指向性制御手段と、前記受信手段の受
信状態から前記各端末局毎にホッピング周波数ヒットに
よるエラー率の変動を検出するエラー率検出手段と、こ
のエラー率検出手段が端末局のエラー率の増加を検出し
たとき前記重み付け値記憶手段における該当する端末局
の受信系及び送信系の重み付け値を再計算して書換える
重み付け値書換手段を備えたことを特徴とする無線通信
システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14346499A JP3662772B2 (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 無線通信システム |
| US09/575,995 US6728294B1 (en) | 1999-05-24 | 2000-05-23 | Radio communication system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14346499A JP3662772B2 (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 無線通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000332668A true JP2000332668A (ja) | 2000-11-30 |
| JP3662772B2 JP3662772B2 (ja) | 2005-06-22 |
Family
ID=15339325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14346499A Expired - Lifetime JP3662772B2 (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 無線通信システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6728294B1 (ja) |
| JP (1) | JP3662772B2 (ja) |
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| KR100996430B1 (ko) | 2009-05-08 | 2010-11-24 | 국방과학연구소 | 방위각 정보를 이용한 주파수 도약 신호 수집 장치 및 방법 |
| US8031756B2 (en) | 2007-05-24 | 2011-10-04 | Sony Corporation | Communication device, communication method, communication system and program |
| WO2012002403A1 (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-05 | 京セラ株式会社 | 無線基地局及び通信制御方法 |
| JP2012010299A (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Kyocera Corp | 無線基地局及び通信制御方法 |
| JP2012010298A (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Kyocera Corp | 無線基地局及び通信制御方法 |
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-
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- 1999-05-24 JP JP14346499A patent/JP3662772B2/ja not_active Expired - Lifetime
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2000
- 2000-05-23 US US09/575,995 patent/US6728294B1/en not_active Expired - Lifetime
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