自适应阵列基站装置和自适应阵列基站装置的控制方法

专利名称：自适应阵列基站装置和自适应阵列基站装置的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种自适应阵列棊站装置及其控制方法，尤其是涉及具备 三个以上包括至少一个天线元件和控制该天线元件执行的无线信号的发 送接收的发送接收控制部件的发送接收装置的自适应阵列基站装置及其 控制方法，和选择性地使用至少三个天线元件、与多个移动站装置分别进 行无线通信的自适应阵列基站装置及其控制方法。
背景技术：
所谓自适应阵列天线(Adaptive Array Antenna)是指由多个天线元件 构成，通过根据电波传播环境，自适应地控制方向性(directivity),从而 可执行期望波的捕捉和干扰波的抑制的天线。其特征在于，利用波束形成 (Beam forming)沿期望方向指向主波束，利用调零(Null Steering)沿干 扰方向形成方向性图形(directionalpattern)的零点。
通常，已知自适应阵列天线当构成阵列的各天线元件中的发送接收信 号的相关性越小，则发送接收特性越好。理论上，由于伴随着天线元件间 的空间距离变大，相关性变小，所以通常使距离充分拉幵的两个以上的天 线元件组合，构成一个自适应阵列天线。
但是，实际上由于天线元件间的空间距离以外的各种原因，相关性发 生变化。例如，设置失败等引起的天线位置的错位、天线元件及包括该天 线元件的发送接收装置的制造差异或随时间恶化等成为使天线元件间或 发送接收装置间的相关性变化的主要原因。另外，还存在如下情况，即由 于在发送接收装置的高频罩(shield)的制造精度差的情况等下产生的、 电波从罩间隙漏出，相关性变化。并且，由于周围的电波环境变化，相关 性也可变化。若使因某种原因相关性恶化的夭线元件或发送接收装置组合 后执行自适应阵列发送接收，则其自适应阵列性能、即波束的方向性能明 显降低。
因此，现在考虑如下技术，即不以基于天线元件间的空间距离的理论 上的相关性为前提，根据各天线元件根据接收信号的实测值，计算天线元 件间的相关性，从而确定相关性最低的天线元件的组合。
例如，在下述专利文献l中，公开了如下技术，就空间上分离具备多 个具有不同偏振波方向的天线元件的电波发送接收装置而言，通过根据各 天线元件的接收信号确定天线元件间的相关系数最小的天线元件的会且合， 即便在逐渐变动的环境下，也可在降低天线元件间的相关性的同时，充分 确保传输容量。
另外，在下述专利文献2中，公开了如下技术，就由三个以上的天线 元件群构成的自适应阵列无线装置而言，根据由选择到的两个天线元J牛被 自适应阵列接收到的信号推定各个天线相关性值，确定该天线相关'性f直最 小的两个天线元件的组合，从而将天线元件和发送接收机的增设抑制到最 小限度的同时，实现自适应阵列接收性能的提高。
专利文献l:特开2004—312381号公报 专利文献2:特开2004—289407号公报
上述专利文献1和专利文献2公开的技术均接收从其它发送装置发送 的无线信号，根据接收到的信号，计算天线元件间的相关性。根据这种技 术，可确定接收相关性最小的天线元件的组合，实现接收性能的提高。
但是，在上述技术中，存在必需以存在发送无线信号的其它装置为前 提的问题。
另外，由于未考虑由天线元件的多个组合每个引起的邇信性能的不 同，所以存在不能根据通信的状况、选择具有适当的通信性能的天线元件 的组合的问题。例如，在与移动站装置进行通信的基站装置中，在移动站 装置移动到弱电场区域的情况下，为了避免通信的切断，期望使用波束形 成性能好的天线元件的组合。另一方面，在与其它基站装置进行通信的其 它移动站装置进入基站装置的覆盖区域内的情况下，为了抑制该其它移动 站的通信引起的干扰，防止本地移动站通信品质的恶化，因而期望使用调 零性能好的天线元件的组合。这样，有时若不能根据通信的状况、选择具 有适当通信性能的天线元件的组合，则通信性能会大大恶化。

发明内容
本发明鉴于上述现有课题作出，其第l目的在于提供一种可不以其它 装置的存在为前提，独立决定最佳的天线元件和包括该天线元件的发送接 收装置的组合，并可提高自适应阵列性能的自适应阵列基站装置及其控制 方法，。
第2目的在于提供一种通过根据与各移动站装置的通信状态、切换各 通信中使用的天线元件或包括该天线元件的发送接收装置的组合，可提高 基站装置整体的自适应阵列性能的自适应阵列基站装置及其控制方法。
为了实现上述第l目的，本发明的自适应阵列基站装置，具备三个以 上发送接收装置，所述发送接收装簠包括至少一个天线元件和控制该天线 元件执行的无线信号的发送接收的发送接收控制部件，其特征在于，所述 自适应阵列基站装置包括阵列天线构成部件，选择至少两个所述发送接 收装置，并且组合该选择的发送接收装置，依次构成一个阵列天线，，阵列 天线发送控制部件，每当所述阵列天线构成部件构成所述阵列天线时，从 该阵列天线向除了构成该阵列天线的所述至少两个发送接收装置以外的 一部分或全部的所述各发送接收装置中包括的天线元件、即各接收天线元 件，发送具有规定的方向性图形的无线信号；阵列天线通信性能测定部件， 根据从由所述阵列天线构成部件依次构成的所述各阵列天线的发送，测定 一部分或全部的所述各接收天线元件所接收的无线信号的接收电平，并 且，根据该各接收电平，分别计算用于表示所述各阵列天线的通信'性能的 阵列天线通信性能值；和阵列天线决定部件，根据由所述阵列天线通信性 能测定部件生成的一部分或全部的所述各阵列天线通信性能值，选择该阵 列天线通信性能值满足规定的性能条件的阵列天线，并决定构成该阵列夭 线的所述至少两个发送接收装置的组合。
另外，本发明的自适应阵列基站装置的控制方法，该自适应阵列基站 装置具备三个以上发送接收装置，所述发送接收装置包括至少一个天线元 件和控制该天线元件执行的无线信号的发送接收的发送接收控制部件，所
述控制方法包括阵列天线构成步骤，选择至少两个所述发送接收装置，
并且组合该选择的发送接收装置，依次构成一个阵列天线；阵列天线发送 控制步骤，每当所述阵列天线构成步骤中构成所述阵列天线时，从该阵列
天线向除了构成该阵列天线的所述至少两个发送接收装驚以外的一部分 或全部的所述各发送接收装置中包括的夭线元件、即各接收天线元件，发 送具有规定的方向性图形的无线信号；阵列天线通信性能测定步骤，丰艮据 从所述阵列天线构成步骤中依次构成的所述各阵列天线的发送，测定--部 分或全部的所述各接收天线元件所接收的无线信号的接收电平，并且，根 据该各接收电平，分别计算表示用于所述各阵列天线的通信性能的阵列天 线通信性能值；和阵列天线决定步骤，根据所述阵列天线通信性能测定步 骤中生成的一部分或全部的所述各阵列天线通信性能值，选择该阵列天线 通信性能值满足规定的性能条件的阵列天线，并决定构成该阵列天线的所 述至少两个发送接收装置的组合。
在本发明中，组合至少两个发送接收装置，依次构成一个阵列天线。 每当构成阵列天线时，从该阵列天线向除了构成该阵列天线的至少—两个发 送接收装置以外的一部分或全部各发送接收装置中包括的天线元件(接收 天线元件)，发送具有规定的方向性图形的无线信号。另外，根据从各阵 列天线的发送，测定一部分或全部的各接收天线元件接收的无线信号的接 收电平。根据各接收电平，分别计算表示各阵列天线的通信性能的阵列天 线通信性能值。而且，根据一部分或全部的各阵列天线通信性能值，选择 阵列天线通信性能值满足规定性能条件的阵列天线，并决定构成该阵列天 线的至少两个发送接收装置的组合。根据本发明，可不以其它装置的存在 为前提，独立决定最佳的天线元件及包括其的发送接收装置的组合，并且 使自适应阵列性能提高。
在本发明的一方式中，所述阵列天线通信性能测定部件还包括；专用 发送控制部件，从构成所述阵列天线的所述至少两个各发送接收装置，依 次执行具有与所述阵列夭线发送控制部件执行的从所述阵列天线发送无 线信号吋的各发送功率相同的发送功率的无线信号的发送；和棊准接收电 平测定部件，根据从所述至少两个各发送接收装置的发送，测定所述一部 分或全部的各接收天线元件中分别接收的无线信号的接收电平，并且，计 算这些至少两个接收电平的合计值、即基准接收电平；进一步根据所述基 准接收电平，分别计算所述各阵列天线通信性能值。据此，可根据通过执 行阵列天线发送得到的接收电平的增益，决定构成阵列天线的发送接收装
置的组合。
在本发明的一方式中，所述规定的方向性图形至少在所述各接收天线 元件的任一接收天线元件的方向上具有方向性，所述规定的性能条件以至 少所述任一接收天线元件中的阵列天线逋信性能值在规定值以上为条件。 据此，可根据阵列天线的波束形成性能，决定构成阵列天线的发送接收装 置的组合。
在本发明的一方式中，所述规定的方向性图形在除了所述任一接收天 线元件以外的其它至少一部分各接收天线元件的方向上还具有方向性的 零点，所述规定的性能条件还以所述其它至少一部分各接收天线元^牛中的 阵列天线通信性能值各自小于规定值为条件。据此，可根据阵列天线的波 束形成性能和调零性能，决定构成阵列天线的发送接收装置的组合。
另一方面，为了实现上述第2目的，本发明的自适应阵列基站装置选 择性地使用至少三个天线元件，与多个移动站装置的每一个分别进1于无线 通信，其特征在于，所述自适应阵列基站装置包括阵列天线构成部件， 选择至少两个所述天线元件，组合该逸择的天线元件，依次构成一个阵列
天线；阵列天线通信性能测定部件，每当所述阵列天线构成部件构成所述 阵列天线时，测定该阵列天线的通信性能，并根据该各测定结果，计算用 于表示所述各阵列天线的通信性能的阵列天线通信性能值，,和阵列天线切 换部件，根据所述阵列天线通信性能测定部件生成的一部分或全部的所述 各阵列天线通信性能值，选择该阵列天线通信性能值满足规定的性能条件 的阵列天线，并将该阵列天线用于与至少一个所述移动站装置的通信中a 另外，本发明的自适应阵列基站装置的控制方法中，该自适应阵列基 站装置选择性地使用至少三个天线元件，与多个移动站装置的每一个分别 进行无线通信，其特征在于，所述控制方法包括；阵列天线构成步骤，选 择至少两个所述天线元件，组合该选择的天线元件，依次构成一个阵列天 线；阵列天线通信性能测定步骤，每当所述阵列天线构成步骤中构成所述 阵列天线时，测定该阵列天线的通信性能，并根据该各测定结果，计算用 于表示所述各阵列夭线的通信性能的阵列夭线通信性能值；和阵列天线切 换步骤，根据所述阵列天线通信性能测定步骤中生成的一部分或全部的所 述各阵列天线通信性能值，选择该阵列天线通信性能值满足规定的性能条
件的阵列天线，并将该阵列天线用于与至少一个所述移动站装置的通信
中O
在本发明中，组合至少两个天线元件，依次构成一个阵列天线。每当 构成阵列天线时，测定该阵列天线的通信性能，并根据各测定结果，计算 表示各阵列天线的通信性能的阵列天线通信性能值。根据一部分或全部各 阵列天线通信性能值，逸择该阵列天线通信性能值满足规定性能条件的阵 列天线，并将该阵列天线用于与至少一个移动站装覽的通信中。根据本发 明，可根据阵列天线通信性能值，切换与各移动站装置通信中使用的天线 元件的组合，可提高基站装置整体的自适应阵列性能。
在本发明的一方式中，根据用于表示与所述各移动站装置的通<言中的 通信状态的信息，决定所述规定性能条件，据此，可根据与各移动站装置 的通信状态，切换各通信中使用的天线元件的组合，可提高基站装置整体 的自适应阵列性能。
另外，在本发明的一方式中，与所述各移动站装置的通信中的通信状 态是该各通信中的通信品质。据此，可根据与各移动站装置的通信中的通 信品质，切换各通信中使用的天线元件的组合，可提高基站装置整^^的自 适应阵列性能。
在本发明的一方式中，与所述各移动站装覽的通信中的通信状态是与 该自适应阵列基站装置正在进行通信的移动站装置的数釁。据此，可根据 正与基站装置进行通信的移动站装置的数量，切换与各移动站装置通信中 使用的天线元件的组合，可提高基站装置整体的自适应阵列性能。
另外，在本发明的一方式中，具备三个以上发送接收装置，所述发送 接收装置包括所述至少一个天线元件和控制该天线元件执行的无线信号 的发送接收的发送接收控制部件，所述阵列天线构成部件选择至少两个所 述发送接收装置，并且组合该选择的发送接收装置，依次构成一个阵列天 线。据此，可根据阵列天线通信性能值，切换与各移动站装置通信中使用 的发送接收装置的组合，可提高基站装置整体的自适应阵列性能。
在本发明的一方式中，还包括阵列天线发送控制部件，每当所述阵列 天线构成部件构成所述阵列天线时，从该阵列天线向除了构成该阵列天线 的所述至少两个发送接收装置以外的一部分或全部的所述各发送接收装
置中包括的夭线元件、即各接收天线元件，发送具有规定的方向性图形的 无线信号；所述阵列天线通信性能测定部件根据从由所述阵列天线构成部 件依次构成的所述各阵列天线的发送，测定一部分或全部的所述各接收天 线元件接收的无线信号的接收电平，并且，根据该各接收电平，分别计算 所述阵列夭线通信性能值。据此，可不以其它装置的存在为前提，独立取 得阵列天线逋信性能值。
在本发明的 方式中，所述阵列天线通信性能测定部件还包括专用 发送控制部件，从构成所述阵列天线的所述至少两个各发送接收装置，依 次执行具有与所述阵列天线发送控制部件执行的从所述阵列天线发送无 线信号时的各发送功率相同的发送功率的无线信号的发送:和基准接收电 平测定部件，根据从所述至少两个各发送接收装置的发送，测定所述一部 分或全部的各接收天线元件中分别接收的无线信号的接收电平，并且，计 算这些至少两个接收电平的合计值、即基准接收电平；进一步根据所述棊 准接收电乎，分别计算所述各阵列天线通信性能值。据此，可不以其它装 置的存在为前提，根据通过执行阵列天线发送得到的接收电平的增益，取 得阵列天线通信性能值。
在本发明的 方式中，所述规定的方向性图形至少在所述各接收天线
元件的任一接收天线元件的方向上具有方向性，所述规定的性能条件以至 少所述任一接收天线元件中的阵列天线通信性能值在规定值以上为条件。 据此，可根掘阵列天线的波束形成性能，切换与各移动站装置通信中使用 的发送接收装置的组合，可提高棊站装置整体的自适应阵列性能a
在本发明的 方式中，所述规定的方向性图形在除了所述任一接收天 线元件以外的其它至少一部分各接收天线元件的方向上还具有方向性零 点，所述规定的性能条件还以所述其它至少一部分各接收天线元件中的阵 列天线通信性能值各自小于规定值为条件。据此，可根据阵列天线的波束 形成性能和调零性能，切换与各移动站装置通信中使用的发送接收装置的 组合，可提高基站装置整体的自适应阵列性能。


图1是本发明实施方式的移动通信系统和基站装置的系统构成图。
图2是本发明实施方式的基站装置的功能模块图。
图3是说明独立测定阵列天线的通信性能的状态图。 图4是表示阵列天线的通信性能测定中的接收电平的测定结果一例的图。
图5是说明独立测定各发送接收装置的通信性能的状态图s
图6是表示各发送接收装置的通信性能测定中的接收电平的测定结果
和基准接收电平的计算结果一例的图。
图7是表示阵列天线通信性能值的计算结果一例的图。
图8是表示各发送接收装置之间的隔离度(isolation)计算结果的一
例的图。
图9是表示阵列天线通信性能值的计算结果一例的图。 图IO是说明基站装置的运用中的处理的流程图。 图11是说明自己诊断处理的流程图e
图12是说明每个发送接收装置的接收电平测定处理的流程图。 图13是说明每个发送接收装置组的接收电平测定处理的流程图a
具体实施例方式
下面，根据

本发明的实施方式。图1 (a)是表示本发明实施 方式的移动通信系统150的整体构成的图。如图所示，移动通信系统150 包含利用有线传输路径连接于通信网络120上的基站装置100、和以无线 传输路径与基站装置100连接的多个移动站装置120。
图1 (b)是表示基站装置100的构成图。如图所示，基站装置100 分别包括三个以上天线元件42和连接于天线元件42的控制该天线元件42 执行的无线信号的发送接收的发送接收机44。在本实施方式中，为了方便， 以基站装置100分别各具备4个天线元件42和发送接收机44的情况为例 来说明。
图2是基站装置100的功能模块图。基站装置12的特征在于，包括 主控制部10、发送接收装置控制部20、存储部30和三个以上发送接收装 置40来构成，并且组合至少两个发送接收装置40，构成阵列天线，并且， 具备通过由不构成该阵列天线的其它发送接收装置40接收从该阵列天线
发送的无线信号，来测定该阵列天线的通信性能等发送接收装置40的自 己诊断功能。另外，通过活用该自己诊断功能，可不以其它装置的存在为
前提，独立决定构成通信性能好的阵列天线的发送接收装置40的组合p 下面，详细说明基站装置100的各构成要素。
主控制部10由CPU和存储器等构成，执行基站装置100整体的控制。
存储部30例如由主控制部10的存储器构成，作为主控制部10或发 送接收装置控制部20的工作存储器。
发送接收装置40包括至少一个天线元件42和发送接收机44，经天线 元件42接收来自移动站装置等的发送信号，并将解调接收信号后得到的 声音信号或通信用数据包等输出到主控制部10。另外，根据主控制部10 的指示，将从主控制部10输入的声音信号或通信用数据包等调制成发送 信号，经天线元件42进行发送。
发送接收装置控制部20与各发送接收装置40连接，包括阵列天线构 成控制部21、阵列天线发送接收控制部25、阵列天线通信性能测定部26 构成。另外，分别指示各发送接收装置40，分别独立地执行无线信号的发 送接收，或结合至少两个发送接收装置40,构成阵列天线，使各发送接收 装置40联系动作，由阵列天线发送接收无线信号。
阵列天线构成控制部21包括阵列天线构成部22、阵列天线决定部23、 阵列天线切换部24，执行使至少两个发送接收装置40组合后构成阵列天 线用的处理。
阵列天线构成部22选择至少两个发送接收装置40，组合选择到的发 送接收装置40，构成一个阵列天线。
阵列天线发送接收控制部25每当阵列天线构成部22构成阵列天线 时，从该阵列天线，向除了构成该阵列天线的至少两个发送接收装置的一 部分或全部各发送接收装置40、即不构成该阵列天线的一部分或全部各发 送接收装置40中包括的天线元件42 (下面称为接收天线元件)发送具有 规定的方向性图形的无线信号。所谓方向性图形是指可利用天线发送接收 无线信号的空间范围。在执行阵列天线的自己诊断的情况下，若阵列天线 发送接收控制部25形成的方向性图形沿至少任一接收天线元件的方向具 有方向性，则可测定阵列天线的波束形成性能。另外，若进一步沿其它至
少一部分各接收天线元件的方向具有方向性的零点，则可测定阵列天线的 调零性能。
图3是说明独立测定使两个发送接收装置40组合后构成的阵列天线 的通信性能的状态图。图中示出如下状态，阵列天线发送接收控制部25 从使由阵列天线构成部22构成的发送接收装置TRX1和TRX2组合而成 的阵列天线，进行利用波束形成沿发送接收装置TRX3的方向指向主波束、 同时利用调零沿发送接收装置TRX4的方向指向零点的无线信号的发送。 据此，可根据TRX3的接收电平，独立测定由TRX1和TRX2构成的阵列 天线的波束形成性能。另外，可根据TRX4的接收电平，独立测定由TRX1 和TRX2构成的阵列天线的调零性能。并且，自适应阵列构成部22若依 次变更发送接收装置40的组合，对全部发送接收装置40的组合构成阵列 天线，则可对基站装置IOO中可构成的全部阵列天线测定自适应阵列的通 信性能。图4中表示使任意两个发送接收装置40组合构成的阵列天线的 通信性能测定中的接收电平的测定结果一例。图中，示出分别对接收侧的 两个发送接收装置中TRX序号小的装置执行波束形成、大的装置执行调 零时的测定结果。另外，图中的测定结果是将各TRX的发送电平全部设 为30.0dBm时的测定结果。
阵列天线通信性能测定部26包括专用发送接收控制部2 和基准接收 电平测定部28构成，根据从由阵列夭线构成部22依次构成的各阵列天线 的发送，测定一部分或全部各接收天线元件中接收的无线信号的接收电 平。另外，根据该各接收电平，分别计算表示对应的各阵列天线的通信性 能的阵列夭线通信性能值。这里，也可对阵列天线通信性能值采用与从各 阵列天线的发送对应的各接收电平本身9在图3所示的实例中，指向主波 束的TRX3的接收电平越高，则表示由TRX1和TRX2构成的阵列天线的 波束形成性能越高，指向零点的TRX4的接收电平越低，则表示调零性能 越高。在图4的测定结果中，表示组合TRX1和TRX2构成的阵列天线的 波束形成性能值和调零性能值分别为一15,0肪m和一49.2dBm。
另外，阵列天线通信性能值也可不仅根据与从各阵列天线的发送对应 的接收电平来决定，而进一步根据从专用发送接收控制部27和基准接收 电平测定部28取得的基准接收电平来决定。即，专用发送控制部27从构
成各阵列天线的至少两个各发送接收装置40,依次执行具有与阵列天线发
送接收控制部25执行的从各阵列天线发送无线信号时的各发送功率相同 的发送功率的无线信号的发送。另外，基准接收电平测定部28根据从该 至少两个各发送接收装置的发送，测定一部分或全部各接收天线元件中分 别接收的无线信号的接收电平，取得这些至少两个接收电平的合计值，作 为基准接收电平。
图5是说明独立测定各发送接收装置40单体的通信性能的状态图。 图中，示出专用发送接收控制部27从TRX1发送具有与阵列天线发送接 收控制部25执行的发送无线信号时的发送功率相同的发送功率的无线信 号的状态。据此，可根据TRX2—4的各接收电平，独立测定基于TRX1 单体的通信性能。图6 (a)中示出各发送接收装置40单体的通信性能测 定中的接收电平的测定结果一例。图中，示出在从TRX1进行发送的情况 下，丁RX2、 丁RX3、 TRX4分别得到一20.0dBm、 一25.0dBm、 一21.0dBm 的接收电平。须指出的是，与图4一样，该图的测定结果是将各TRX的 发送电平全部设为30.0dBm时的测定结果。
图6 (b)中表示基准接收电平测定部28根据图6 (a)所示的测定结 果，计算使两个发送接收装置40组合构成的阵列天线的基准接收电平的 结果。例如，与从组合TRX1和TRX2而构成的阵列天线的发送对应的 TRX3的基准接收电平成为与从TRX1单体的发送对应的TRX3的接收电 平—25,0dBm与与从TRX2单体的发送对应的丁RX3的接收电平一19.0dBm 的合计值(接收功率之和)、即一18.0dBm。通常，在对某个接收夭线使用 N个天线进行阵列天线发送，并进一步在该接收天线端使全部相位匹配的 情况下，可知与不执行阵列天线发送的情况相比，得到N倍的接收功率。 由于由基准接收电平测定部28得到的上述基准接收电平相当于不进行阵 列天线发送时的接收功率，所以可用作计算基于阵列天线发送的增益时的 基准接收电平。即，若涉及阵列天线发送的接收电平比涉及该阵列天线的 基准接收电平大，则越大，表示阵列天线的波束形成性能越高，若比基准 接收电平低，则越低，表示调零性能越高。
图7中表示根据上述方案，根据图4所示的接收电平的测定结果与图 6 (b)所示的基准接收电平的计算结果求得的阵列天线通信性能值。这里，
将图4所示的接收电平与图6 (b)所示的基准接收电平之差(接收功率之
比)设为阵列天线通信性能值。例如，使TRX1和TRX2组合构成的阵列 天线的TRX3中的阵列天线通信性能值(波束形成性能值)是从一15.0dBm 减去一18.0dBm后的3.0dB, TRX4中的阵列天线通信性能值(调零性能 值)是从一49.2dBm减去一 19.2dBm后的—30.0dB。根据该图，可知TRX1 和TRX2的组合与TRX3和TRX4的组合的波束形成性能(阵列增益)和 调零性能(零的深度)均良好。
图8示出了表示各发送接收装置40之间的分离度(发送接收相关性 的高低)之隔离度的计算结果。图6 (a)所示的测定结果由于是将各TRX 的发送电平全部设为30.0dBm时的测定结果，所以各发送接收装置40之 间的隔离度例如可用接收电平相对发送电平的大小表示。这里，将接收电 平与发送电平的差(接收功率与发送功率之比)设为隔离度。例如，TRX1 与TRX2的隔离度成为从与自TRX1的发送对应的TRX2之接收电平一 20.0dBm减去TRXl的发送电平30.0dBm后的一50.0dB。由这种方法求出 的隔离度例如可用于判断阵列天线通信性能测定部26执行的性能测定是 否可正常实施(若是接近OdBm的异常值，则不可实施)。另外，可用于 降低隔离度表示异常值的发送接收装置40的组合的选择优先顺序，执行 从选择对象中去除等控制。
阵列天线决定部23根据阵列天线通信性能测定部26生成的一部分或 全部各阵列天线通信性能值，选择阵列天线通信性能值满足规定性能条件 的阵列天线。之后，决定构成选择到的阵列天线的至少两个发送接收装置 的组合，作为发拝好的阵列天线通信性能的组合。具体地，只要选择设为 波朿形成对象的至少任一个接收天线元件中的阵列天线通信性能值在规 定值以上的阵列夭线即可。据此，可决定构成波束形成性能好的阵列夭线 的发送接收装置的组合。另外，也可选择构成调零对象的其它至少一部分 各接收天线元件中的阵列天线通信性能值分别小于规定值的阵列天线。据 此，可决定构成波束形成性能和调零性能都好的阵列天线的发送接收装置 的组合。例如，若设定在由阵列天线通信性能测定部26生成的阵列天线 通信性能值为图7所示的值的情况下，波束形成性能在2,5dB以上，并且， 调零性能在—32.0dB以下的条件，作为用于选择阵列天线的条件，则满足
两个条件的仅为TRX3和TRX4的组合9此时，阵列夭线决定部23决定 TR3与TRX4的组合，作为可发挥好的波束形成性能和调零性能的组合e
阵列天线切换部24根据由阵列天线通信性能测定部26生成的一部分 或全部各阵列天线通信性能值，选择阵列天线通信性能值满足规定性能条 件的阵列天线。另外，将选择到的阵列天线用于与至少一个移动站装置110 的通信中。具体而言，可根据与各移动站装置10的通信中的通信品质， 决定用于选择阵列天线的性能条件。
例如，在基站装置100与某个移动站装置110进行通信的情况下，若 该移动站装置UO移动到弱电场区域，则该通信的通信品质明显恶化。在 这种情况下，为了避免通信的切断或越区切换的启动，期望尽可能使用波 束形成性能好的阵列天线。即，期望根据通信品质，将重视波束形成性能 设为用于选择阵列天线的性能条件。在由阵列天线通信性能测定部26生 成的阵列天线通信性能值为图9所示的值的情况下，TRX1和TRX2的组 合与TRX3和TRX4的组合的波束形成性能、调零性能都良好，可认为是 取得平衡的标准阵列夭线。另一方面，TRX1和TRX4的组合与TRX2和 TRX3的组合的波束形成性能特别好，可认为是在重视波束形成的情况下 有效的阵列天线。相反，TRX1和TRX3的组合与TRX2和TRX4的组合 的调零性能特别好，可认为是在重视调零的情况下有效的阵列天线。在该 情况下，TRX1和TRX4的组合或TRX2和TRX3的组合任一均由阵列天 线切换部24选择，用于该通信中。这样，可避免通信的切断或越区切换 的启动的可能性提高。
另一方面，在来自其它通信装置的干扰波的影响变大的情况下，通信 品质也极大恶化。在这种情况下，为了极力抑制来自干扰波的影响，期望 尽可能使用调零性能好的阵列天线。即，期望根据通信品质，将重视调零 性能设为用于选择阵列天线的性能条件。此时，在图9所示的实例中，TRXi 和TRX3的组合或TRX2和TRX4的組合任一均由阵列夭线切换部24选 择，用于该通信中。这样，可避免来自其它通信装置的干扰波。
另外，阵列天线切换部24也可根据正与基站装置100进行通信的移 动站装置110的数量、或基站装置100中的通信量等，决定选择阵列天线 用的性能条件。据此，例如在通信量少的区域中，通过优先使用具有标准
阵列天线通信性能值的阵列天线，可使基站装置ioo整体的吞吐量提高。 下面，根据图IO—图13的流程图来说明利用自己诊断功能独立决定
构成阵列天线的发送接收装置的组合之前的处理。
图10是说明棊站装置100的运用中的处理的流程图。若开始基站装 :t 100的运用，则执行通常的运用，直到变为计时器设定时刻为止(S200、 S202)。若变为计时器设定时刻(S202)，则监视通信状态(S204),判断 是否为通信中(S206)。若为通信中，则继续通信状态的监视(S204)，直 到通信结束。若通信结束(S206),则开始自己诊断处理(S208)。
图11是说明自己诊断处理的流程图。在自己诊断处理中，首先，专 用发送接收控制部27和基准接收电平测定部28执行每个发送接收装置40 的接收电平测定，将测定结果存储在存储部30中(S220)。
图12是详细描述S220中的处理的流程图。在S220的处理中，专用 发送接收控制部27将TRX1设定为发送状态，将TRX2—4设定为接收状 态(S230)，根据从TRX1的发送，由TRX2—4测定接收电平，将测定结 果存储在存储部30中(S232)。以下同样，依次将TRX2、 TRX3、 TRX4 设为发送状态，分别测定接收电平，存储在存储部30中(S234—S244)。 若对全部的发送接收装置40结束接收电平的测定，则转移到S222。
接着，根据S220中测定的接收电平和来自各发送接收装置40的发送 电平，计算发送接收装置40之间的隔离度，并将计算结果存储在存储部 30中(S222)。另外，基准接收电平测定部28根据测定的接收电平，计算
构成阵列天线的每个发送接收装置组的基准接收电平，并将计算结果存储 在存储部30中(S224)。之后，阵列天线发送接收控制部25和阵列天线 通信性能测定部28对由阵列天线构成部22依次构成的每个阵列天线，执 行接收电平的测定，将测定结果存储在存储部30中(S226)。
图13是详细描述S226中的处理的流程图。在S226的处理中，阵列 天线构成部22组合TRX1和TRX2，构成阵列天线，阵列天线发送接收控 制部25和阵列天线通信性能测定部27将组合TRX1和TRX2构成的阵列 天线设定为发送状态，将TRX3和TRX4设定为接收状态(S250)。之后， 根据从TRX1和TRX2的发送，TRX3和TRX4中测定接收电平，将测定 结果存储在存储部30中(S252)中。以下同样，依次将组合两个发送接
收装置构成的各阵列天线设为发送状态，分别测定接收电平，存储在存储
部30中(S254—S262)中。若对全部的阵列天线结朿接收电平的测定， 则转移到S228。
在S228中，阵列天线通信性能测定部27根据S226中测定的来自各 阵列天线的接收电平和S224中计算的基准接收电平，计算阵列天线性能 测定值，将计算结果存储在存储部30中(S228)。若对全部阵列天线得到 通信性能值，则转移到图10的S210。
在S208中若自己诊断处理未正常结束(S210),则再次执行自己诊断 (S208)。若自己诊断处理正常结束(S210)，则阵列天线决定部23根据 存储在存储部30中的各阵列天线性能测定值，选择具有规定的阵列天线 通信性能值的阵列天线，并决定构成该阵列天线的两个发送接收装置的组 合(S212)。若S212中的处理未正常结束(S214〉，则再次执行(S212)， 若正常结束，则再次返回通常的运用(S200)。
根据上述自适应阵列基站装置及其控制方法，可不以其它装置的存在 为前提，独立决定最佳的天线元件和包括该天线元件的发送接收装置的组 合，并可提高自适应阵列性能。
本发明不限于上述实施方式。例如在上述实施方式中，示出组合两个 发送接收装置来构成阵列天线的实例，但不限于两个，也可组合三个以上 的发送接收装置来构成阵列天线，测定其通信性能。
另外，在本实施方式的基站装置中，也可构成为使构成阵列夭线的发 送接收装置与不构成阵列天线的发送接收装置的发送与接收的关系逆转。 据此，可不进行采用自适应阵列发送的性能测定，而进行釆用自适应阵列 接收的性能测定。
权利要求
1、一种自适应阵列基站装置，具备三个以上发送接收装置，所述发送接收装置包括至少一个天线元件和控制该天线元件执行的无线信号的发送接收的发送接收控制部件，所述自适应阵列基站装置包括阵列天线构成部件，选择至少两个所述发送接收装置，并且组合该选择的发送接收装置，依次构成一个阵列天线；阵列天线发送控制部件，每当所述阵列天线构成部件构成所述阵列天线时，从该阵列天线向除了构成该阵列天线的所述至少两个发送接收装置以外的一部分或全部的所述各发送接收装置中包括的天线元件、即各接收天线元件，发送具有规定的方向性图形的无线信号；阵列天线通信性能测定部件，根据从由所述阵列天线构成部件依次构成的所述各阵列天线的发送，测定一部分或全部的所述各接收天线元件所接收的无线信号的接收电平，并且，根据该各接收电平，分别计算用于表示所述各阵列天线的通信性能的阵列天线通信性能值；和阵列天线决定部件，根据由所述阵列天线通信性能测定部件生成的一部分或全部的所述各阵列天线通信性能值，选择该阵列天线通信性能值满足规定的性能条件的阵列天线，并决定构成该阵列天线的所述至少两个发送接收装置的组合。
2、根据权利要求l所述的自适应阵列基站装置，其特征在于，所述阵列天线通信性能测定部件还包括专用发送控制部件，从构成所述阵列天线的所述至少两个各发送接收 装置，依次执行具有与所述阵列天线发送控制部件执行的从所述阵列天线 发送无线信号时的各发送功率相同的发送功率的无线信号的发送；和基准接收电平测定部件，根据从所述至少两个各发送接收装置的发 送，测定所述一部分或全部的各接收天线元件中分别接收的无线信号的接 收电平，并且，计算这些至少两个接收电平的合计值、即基准接收电平；进一步根据所述基准接收电平，分别计算所述各阵列天线通信性能值。
3、 根据权利要求1或2所述的自适应阵列基站装置，其特征在于， 所述规定的方向性图形至少在所述各接收天线元件的任一接收天线元件的方向上具有方向性，所述规定的性能条件以至少所述任一接收天线元件中的阵列天线通 信性能值在规定值以上为条件。
4、 根据权利要求3所述的自适应阵列基站装置，其特征在于， 所述规定的方向性图形在除了所述任一接收天线元件以外的其它至少一部分各接收天线元件的方向上还具有方向性的零点，所述规定的性能条件还以所述其它至少一部分各接收天线元件中的 阵列天线通信性能值各自小于规定值为条件。
5、 一种自适应阵列基站装置的控制方法，该自适应阵列基站装置具 备三个以上发送接收装置，所述发送接收装置包括至少--个天线元件和控 制该天线元件执行的无线信号的发送接收的发送接收控制部件，所述控制方法包括阵列天线构成步骤，选择至少两个所述发送接收装置，并且组合该选 择的发送接收装置，依次构成一个阵列天线；阵列天线发送控制步骤，每当所述阵列天线构成步骤中构成所述阵列 犬线吋，从该阵列天线向除了构成该阵列天线的所述至少两个发送接收装 置以外的一部分或全部的所述各发送接收装置中包括的天线元件、即各接 收天线元件，发送具有规定的方向性图形的无线信号；阵列天线通信性能测定步骤，根据从所述阵列天线构成步骤中依次构 成的所述各阵列天线的发送，测定一部分或全部的所述各接收天线元件所 接收的无线信号的接收电平，并且，根据该各接收电平，分别计算表示用 于所述各阵列天线的通信性能的阵列天线通信性能值；和阵列天线决定步骤，根据所述阵列天线通信性能测定步骤中生成的一 部分或全部的所述各阵列天线通信性能值，选择该阵列天线通信性能值满 足规定的性能条件的阵列天线，并决定构成该阵列天线的所述至少两个发 送接收装置的组合。
6、 一种自适应阵列基站装置，选择性地使用至少三个天线元件，与 多个移动站装置的毎一个分别进行无线通信，所述自适应阵列基站装置包括阵列天线构成部件，选择至少两个所述天线元件，组合该选择的天线 元件，依次构成一个阵列天线；阵列天线通信性能测定部件，每当所述阵列天线构成部件构成所述阵 列天线时，测定该阵列天线的通信性能，井根据该各测定结果，计算用于 表示所述各阵列天线的通信性能的阵列天线通信性能值；和阵列天线切换部件，根据所述阵列天线通信性能测定部件生成的一部 分或全部的所述各阵列天线通信性能值，选择该阵列天线通信性能值满足 规定的性能条件的阵列天线，并将该阵列天线用于与至少一个所述移动站 装置的通信中。
7、 根据权利要求6所述的自适应阵列基站装置，其特征在于， 根据用于表示与所述各移动站装置的通信中的通信状态的信息，决定所述规定性能条件。
8、 根据权利要求7所述的自适应阵列基站装置，其特征在于， 与所述各移动站装置的通信中的通信状态是该各通信中的通信品质。
9、 根据权利要求7所述的自适应阵列基站装置，其特征在于， 与所述各移动站装置的通信中的通信状态是与该自适应阵列基站装置正在进行通信的移动站装置的数量。
10、 根据权利要求6—9中任一项所述的自适应阵列基站装置，其特 征在于，具备三个以上发送接收装簠，所述发送接收装置包括所述至少一个夭 线元件和控制该天线元件执行的无线信号的发送接收的发送接收控制部 件，所述阵列天线构成部件选择至少两个所述发送接收装置，并且组合该 选择的发送接收装置，依次构成一个阵列天线。
11、 根据权利要求10所述的自适应阵列基站装置，其特征在于， 还包括阵列天线发送控制部件，每当所述阵列天线构成部件构成所述阵列天线时，从该阵列天线向除了构成该阵列天线的所述至少两个发送接 收装置以外的一部分或全部的所述各发送接收装置中包括的天线元件、即 各接收天线元件，发送具有规定的方向性图形的无线信号； 所述阵列天线通信性能测定部件根据从由所述阵列夭线构成部件依 次构成的所述各阵列天线的发送，测定一部分或全部的所述各接收天线元 件接收的无线信号的接收电平，并且，根据该各接收电平，分别计算所述 阵列天线通信性能值。
12、 根据权利要求ll所述的自适应阵列基站装置，其特征在于，所述阵列天线通信性能测定部件还包括专用发送控制部件，从构成所述阵列天线的所述至少两个各发送接收 装置，依次执行具有与所述阵列天线发送控制部件执行的从所述阵列天线 发送无线信号时的各发送功率相同的发送功率的无线信号的发送；禾口基准接收电平测定部件，根据从所述至少两个各发送接收装置的发 送，测定所述一部分或全部的各接收天线元件中分别接收的无线信号的接 收电平，并且，计算这些至少两个接收电平的合计值、即基准接收电平；进一步根据所述基准接收电平，分别计算所述各阵列天线通信性能值。
13、 根据权利要求U所述的自适应阵列基站装置，其特征在于， 所述规定的方向性图形至少在所述各接收天线元件的任一接收天线元件的方向上具有方向性，所述规定的性能条件以至少所述任一接收天线元件中的阵列天线通 信性能值在规定值以上为条件。
14、 根据权利要求ll所述的自适应阵列基站装置，其特征在于， 所述规定的方向性图形在除了所述任一接收天线元件以外的其它至少一部分各接收天线元件的方向上还具有方向性零点，所述规定的性能条件还以所述其它至少一部分各接收天线元件中的 阵列天线通信性能值各自小于规定值为条件。
15、 一种自适应阵列基站装置的控制方法，该自适应阵列基站装置选 择性地使用至少三个天线元件，与多个移动站装置的每一个分别进行无线 通信，所述控制方法包括阵列天线构成步骤，选择至少两个所述天线元件，组合该选择的天线 元件，依次构成一个阵列天线； 阵列天线通信性能测定步骤，每当所述阵列天线构成步骤中构成所述 阵列天线时，测定该阵列夭线的通信性能，并根据该各测定结果，计算用于表示所述各阵列天线的通信性能的阵列天线通信性能值和阵列天线切换步骤，根据所述阵列天线通信性能测定步骤中生成的一 部分或全部的所述各阵列天线通信性能值，选择该阵列天线通信性能值满 足规定的性能条件的阵列天线，并将该阵列夭线用于与至少一个所述移动 站装置的通信中。
全文摘要
阵列天线构成部(22)组合至少两个发送接收装置(40)，依次构成一个阵列天线。阵列天线发送接收控制部(25)每当构成阵列天线时，从该阵列天线向未构成该阵列天线的其它一部分或全部各天线元件(42)发送具有规定的方向性图形的无线信号。阵列天线通信性能测定部(26)根据从各阵列天线的发送，测定一部分或全部的各天线元件(42)的接收电平，并根据测定的接收电平，分别计算各阵列天线通信性能值。阵列天线决定部(23)根据阵列天线通信性能值，决定构成具有规定性能条件的阵列天线的至少两个发送接收装置(40)的组合。
文档编号H01Q3/26GK101390305SQ20078000678
公开日2009年3月18日 申请日期2007年2月26日 优先权日2006年2月27日
发明者藤代真人 申请人:京瓷株式会社