专利名称：基站装置及无线通信方法
技术领域：
本发明涉及数字无线通信系统中的基站装置及无线通信方法。
背景技术：
下面说明现有无线通信系统。
图1是采用扇区天线的现有无线通信系统的概略图。而图2是采用可变方向性的现有无线通信系统的概略图。
首先，用图1来说明采用扇区天线的现有无线通信系统。例如，基站1用扇区天线(固定方向性)A、扇区天线(固定方向性)B、扇区天线(固定方向性)C的指向3个方向的固定方向性进行通信。通常，这样将固定方向性指向不同方向称为扇区化。基站1用固定方向性A与终端A2进行通信。此外，基站1用固定方向性B与终端B3进行通信。
在这样采用多个固定方向性的无线通信方式中，用增加基站端的天线数的分集技术来改善接收特性。特别是，在移动通信的传播环境中，用分集技术来补偿衰落引起的接收电场强度的骤降。
接着，用图2来说明采用可变方向性的现有无线通信系统。例如，基站1用可变方向性A与终端A2进行通信。此外，基站1用可变方向性B与终端B3进行通信。
通过这样对每个终端形成窄方向性来进行通信，能够提高频率利用效率。该技术报告于日本《信学技報》A.P96-131等中。此外，ICIEC.Trans.COMMUN.，VOL．E77-B，No.5 MAY，1994中还说明了下述方式对每个终端进行控制，使得最佳地接收所需信号，用此时产生的加权系数进行发送。
此外，《信学技報》IT96-66(1997-03)中说明了下述方法对每个终端进行控制，使得最佳地接收所需信号，将接收品质改善的量用于降低终端端的发送功率，增大上行线路的用户容量。发送功率控制的方案报告于《信学技報》A·P96-155(1997-02)。
然而，在现有方式中，在缩小扇区的情况下，发生多次越区切换(セクタ間ハンドォ-バ)，即，切换扇区进行通信，由此，在基站中通信控制变得复杂，通信会中途中断。此外，在CDMA通信方式中，从多个扇区向同一终端发送用不同的扩频码扩频过的同一信号，在越区切换中不中断通信。该功能称为分集越区切换。然而，在分集越区切换中，由于向多个扇区发送发给同一终端的信号，所以在下行线路(从基站到终端的通信线路)中发生通信容量不足。
此外，在ICEIC.Trans.COMMUN.，VOL.E77-B，No.5 MAY，1994公开的技术中，由于用阵列天线进行接收，所以接收信号的相关大致为1。这在移动通信环境中、在接收信号由于衰落而骤降时成为大的特性恶化。因此，需要像采用扇区天线的情况那样通过分集来补偿通信品质。然而，用于形成可变方向性的阵列天线非常昂贵，所以难以用多个阵列天线进行分集。
此外，在《信学技報》IT96-66(1997-03)公开的技术中，移动通信环境中的衰落引起的电场强度的骤降用终端端的发送功率控制来补偿。然而，需要用于跟踪移动通信环境的高速的发送功率控制，终端的发送放大器价格提高。此外，为了用终端来补偿基站的接收品质的恶化，使得终端的发送功率增大，通信时间和等待时间缩短。
此外，在现有基站装置中，由于其结构不能按照需要来增设扇区天线的终端容纳数或可变方向性的终端容纳数，所以需要更换基站装置。
发明概述本发明的目的在于提供一种基站装置及无线通信方法，控制简单，对移动通信环境中的衰落的抵抗能力强，而且能够改变可变方向性的终端容纳数。
本发明的主题是，考虑具有可变方向性的通信装置的良好的接收特性，将针对接收状态恶劣的终端的通信积极地容纳到具有可变方向性的通信装置中，降低该终端的功率以减小干扰，由此增加系统中的用户容量。
附图的简单说明图1是现有无线通信系统的模型图；图2是现有无线通信系统的模型图；图3是本发明实施例1的基站装置的结构方框图；图4是本发明实施例的系统的模型图；
图5是上述实施例的基站装置中增益和方向之间的关系图；图6是上述实施例的基站装置的方向性形成部的方框图；图7是本发明实施例2的基站装置的结构方框图；图8是上述实施例的基站装置的发送方向性检测部的方框图；图9是本发明实施例3的基站装置的发送方向性检测部的方框图；图10是上述实施例的基站装置的方向性的说明图；图11是本发明实施例4的基站装置的发送方向性检测部的方框图；图12是本发明实施例4的基站装置的接收部的方框图；图13是本发明实施例6的基站装置的接收部的方框图；图14是本发明实施例7的基站装置的结构方框图；图15是本发明实施例8的基站装置的结构方框图；图16是本发明实施例4的基站装置的合成部的方框图；图17是本发明实施例5的基站装置的合成部的方框图；以及图18是本发明实施例9的基站装置的结构方框图。
实施发明的最好形式以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
(实施例1)图3是本发明实施例1的基站装置的结构方框图。图3所示的基站装置用无线发送接收部105a～105c对阵列天线101接收到的信号分别进行放大、变频、A/D变换。该信号被送至可变方向性接收部109，形成多个方向性，用该方向性进行接收处理。然后，在方向性接收到的结果中，选择所需波接收功率最大的方向性进行解调。解调结果被送至切换部110。
用扇区天线102～104分别接收到的信号用无线发送接收部106～108分别进行放大、变频、A/D变换，该信号用接收部111～113进行解调，该解调结果被送至切换部110。在切换部110中，将接收信号集中到1个信号线上进行输出。
分配控制部117进行控制，以将发送信号分配给阵列天线101或扇区天线102～104。在分配给扇区天线的情况下，用发送部114～116中的某个进行发送信号的调制处理，用无线发送接收部106～108中的某个进行正交调制、变频放大，从天线102～104中的某个进行发送。
另一方面，在分配给阵列天线的情况下，用可变方向性发送部119进行发送信号的调制处理后，乘以可变方向性接收部109选择出的方向性，送至无线发送接收部105a～105c。在发送部中，对发送信号进行正交调制、变频、放大，从阵列天线101进行发送。
图4是本发明实施例的基站装置的方向性的模型说明图(在以下的实施例中也相同)。基站201例如进行扇区天线(固定方向性A)202、扇区天线(固定方向性B)203、扇区天线(固定方向性C)204的指向3个方向的固定方向性通信，而且，进行指向可变方向性205的指向1个方向的可变方向性通信。例如，在该无线通信系统中，用扇区天线202与终端206进行无线通信，用阵列天线(可变方向性天线)205与终端207进行无线通信。
接着，说明具有上述结构的基站装置的操作。
在接收端，用阵列天线101接收到的信号用无线发送接收部105a～105c分别进行放大、变频、A/D变换，送至可变方向性接收部109，形成多个方向性。
这里，方向性形成方法记载于日本《ァンテナ工学ハンドブック(天线工程手册)》(ォ-ム社、昭和55年10月30日発行)的PP.200-205。即，考虑简单地以直线状等间隔配置的N个天线，则方向性可以表示为下述式(1)～(3)。式(1)是参考文献的式3.3的变形，式(2)相当于参考文献的式3．4，而式(3)是新记述的。 u=kd(cosθ-cosθ0) (2)In’=Inexp(-jnkd cosθ0)(3)
其中，In′是施加到第n个天线的电流(具有振幅和相位的复数)，k是波数，θ0是方向性想指向的方向，θ是用于描述方向性的变量。为了简单，假设In为同相、同振幅，即，In=1.0，则通过向各天线施加exp(-jnkd·cosθ0)，能够将方向性指向θ0方向。
通过这样的计算，对每个到来方向准备多个加权系数，用该加权系数进行方向性接收。例如，如图5所示，说明准备用于形成2个方向性301、302的加权系数的情况。具体地说，用图6来说明方向性接收的操作概要。
将阵列天线接收信号分别输入到复数积和运算部401、402。该阵列天线接收信号在图3中相当于从无线发送接收部105a～105c输入到可变方向性接收部109的信号。在复数积和部401中，为了形成方向性301，将阵列天线接收信号乘以加权系数生成部405用上述式(3)生成的加权系数。即，将一个阵列天线的接收信号乘以用上述式(3)在n=0时算出的加权系数，将一个阵列天线的接收信号乘以用上述式(3)在n=1时算出的加权系数，将一个阵列天线的接收信号乘以用上述式(3)在n=2时算出的加权系数。将这些乘法结果相加。
同样，在复数积和部402中，为了形成方向性302，将阵列天线接收信号乘以加权系数生成部405用上述式(3)生成的加权系数。即，将一个阵列天线的接收信号乘以用上述式(3)在n=0时算出的加权系数，将一个阵列天线的接收信号乘以用上述式(3)在n=1时算出的加权系数，将一个阵列天线的接收信号乘以用上述式(3)在n=2时算出的加权系数。将这些乘法结果相加。
接着，用电平检测部403、404测定各个合成信号的所需波接收功率，将该测定结果送至选择部406。然后，在选择部406中，输出所需波接收功率大的合成信号及接收方向性。在作为测定结果的所需波接收功率大致相等的情况下，选择所需波接收功率和干扰波接收功率之比大的一个。此外，用加权系数生成部405生成的加权系数也被送至选择部406。该接收信号在图3中相当于从可变方向性接收部109送至切换部110的信号，接收方向性在图3中相当于从可变方向性接收部109送至可变方向性发送部119的信号。
在发送端，用分配控制部117进行控制，以将发送信号分配给扇区天线102～104、或阵列天线101。在分配给阵列天线102～104的情况下，发送信号用发送部114～116中的某个进行调制处理，用无线发送接收部106～108中的某个进行正交调制、变频、放大，经扇区天线102～104中的某个进行发送。此情况下的信号的流程如图3所示。
在选择阵列天线101的情况下，发送信号用可变方向性发送部119进行调制处理，用无线发送接收部105a～105c进行正交调制、变频、放大，从阵列天线101进行发送。
接着，说明上述基站装置中的分配方法。在分配控制部117中，用以下的方法来决定是将扇区天线、还是将阵列天线分配为接收天线。
首先，说明第1分配方法。
将进行话音通信或低速数据通信、对其他终端干扰小的终端容纳到扇区天线(固定方向性)中，而将进行高速数据等的通信、对其他终端干扰大的终端容纳到阵列天线(可变方向性)中。特别是，在分配给扇区天线的情况下，由于由多个扇区构成，所以最好分配到上行控制信道被品质最佳地接收的方向。
在由发送信号控制天线分配的情况下，将发送信号中与信息速率有关的信息送至分配控制部117。在分配控制部117中，根据第1分配方法来控制切换部110、118。
另一方面，在由接收信号控制天线分配的情况下，将接收信号中与信息速率(数据速率)有关的信息送至分配控制部117。在分配控制部117中，根据第1分配方法来控制切换部110、118。
这里，测定接收信号的数据速率，认为数据速率越高则对其他终端的干扰越大，认为数据速率越低则对其他终端的干扰越小，来进行分配处理，但是也可以用其他方法来求对其他终端的干扰程度，根据该结果进行分配处理。
通过这样，能够缩小指向干扰量大的终端的发送方向性，使空间上施加干扰的区域变窄，抑制其他终端的接收品质的恶化。此外，由于阵列天线为可变方向性，所以CDMA的固定扇区间的分集越区切换无需向多个扇区进行发送，能够防止分集越区切换使用户容量减小。此外，在CDMA通信中，在通信速率高的情况下，需要增大发送功率，但是由于缩小了对干扰量大的终端的接收方向性，提高了进行高速数据通信的终端的接收品质，所以能够拓宽通信范围。
接着，说明第2分配方法。
将进行话音通信或低速数据通信、对其他终端干扰小的终端容纳到扇区天线中，而将接收品质恶劣的终端容纳到阵列天线中。特别是，在分配给扇区天线的情况下，由于由多个扇区构成，所以最好分配到上行控制信道被品质最佳地接收的方向。
在由发送信号控制天线分配的情况下，将发送信号中与信息速率有关的信息送至分配控制部117。在分配控制部117中，根据第2分配方法来控制切换部110、118。
另一方面，在由接收信号控制天线分配的情况下，将接收信号中与信息速率有关的信息送至分配控制部117。在终端装置中，为了判定该终端装置是否位于远离基站的位置，设有报告作为通知信道的栖木信道(とまり木チャネル)的接收平均电平的部件。在终端装置中，测定栖木信道接收平均电平。然后，将该栖木信道接收平均电平用上行线路报告给基站。在基站中，对作为接收品质的接收平均电平的信息进行解码，将与该接收平均电平有关的信息送至分配控制部117。在分配控制部117中，根据第2分配方法来控制切换部110、118。
这里，用栖木信道接收平均电平来测定接收品质，但是也可以用基于CRC比特差错判定的帧差错率、或所需信号接收功率与干扰信号接收功率之比等其他品质参数来测定接收品质。
通过这样，能够优先提高与通信品质恶劣的终端之间的通信品质。
接着，说明第3分配方法。
将进行话音通信或低速数据通信、对其他终端干扰小的终端容纳到扇区天线中，而将高速数据通信等对其他终端干扰大的终端中远的终端优先容纳到阵列天线中。特别是在进行高速数据通信的终端数超过准备的可变方向性的通信装置数的情况下很有效。此外，在分配给扇区天线的情况下，由于由多个扇区构成，所以最好分配到上行控制信道被品质最佳地接收的方向。
在由发送信号控制天线分配的情况下，将发送信号中与信息速率有关的信息送至分配控制部117。在分配控制部117中，根据第3分配方法来控制切换部110、118。
另一方面，在由接收信号控制天线分配的情况下，将接收信号中与信息速率有关的信息送至分配控制部117。在终端装置中，为了判定该终端装置是否位于远离基站的位置，例如设有报告作为通知信道的栖木信道的接收平均电平的部件。然后，将该栖木信道接收平均电平用上行线路报告给基站。在基站中，对作为接收品质的接收平均电平的信息进行解码，将与该接收平均电平有关的信息送至分配控制部117。在分配控制部117中，根据第3分配方法来控制切换部110、118。
在此情况下，在未进行发送功率控制的情况下，由接收平均电平的大小来判定是否是远的终端。即，将接收平均电平小的终端决定为远的终端，将该终端优先容纳到阵列天线中。另一方面，在进行发送功率控制的情况下，由于在发送功率控制可能的范围内接收平均电平是一定的，所以在发送功率控制不可能的区域中由接收平均电平的大小与上述同样来判定。
通过这样，在准备的可变方向性通信装置中容纳通信品质更恶劣的终端。其结果是，能够优先提高与通信品质恶劣的终端之间的通信品质。
接着，说明第4分配方法。
将进行话音通信或低速数据通信、对其他终端干扰小的终端容纳到扇区天线中，而在进行高速数据通信的终端中，将进行更高速数据通信的终端容纳到阵列天线中。特别是在进行高速数据通信的终端数超过准备的可变方向性的通信装置数的情况下很有效。此外，在分配给扇区天线的情况下，由于由多个扇区构成，所以最好分配到上行控制信道被品质最佳地接收的方向。
在由发送信号控制天线分配的情况下，将发送信号中与信息速率有关的信息送至分配控制部117。在分配控制部117中，根据第4分配方法来控制切换部110、118。即，将进行数据速率更高的通信的终端的通信优先容纳到阵列天线中。
另一方面，在由接收信号控制天线分配的情况下，将接收信号中与信息速率有关的信息送至分配控制部117。在分配控制部117中，根据第4分配方法来控制切换部110、118。
通过采用这样的分配方法，在准备的可变方向性的通信装置中容纳进行更高速数据通信的终端、即、干扰量更大的终端。其结果是，能够缩小指向干扰量大的终端的发送方向性，使空间上施加干扰的区域变窄，能够抑制其他终端的接收品质的恶化。
此外，为了CDMA扇区间的分集越区切换，无需向多个扇区天线进行发送，能够防止分集越区切换使用户容量减小。此外，在CDMA通信中，在通信速率高的情况下，需要增大发送功率，但是通过缩小对干扰量大的终端的接收方向性，提高进行高速数据通信的终端的接收品质，能够拓宽通信范围。此外，控制简化，对移动通信环境中的衰落的抵抗增强。
在W-CDMA中，传输速率有从网络端报告的情况、和采用可变速率的情况。在任一情况下，都识别速率，根据该识别结果进行上述分配处理。即，这里，传输速率的识别在从网络端报告的情况下通过接受速率的报告来进行，而在可变速率的情况下则通过测定速率来进行。
(实施例2)图7是本发明实施例2的基站装置的结构方框图。在图7中，对与图3相同的部分附以与图3相同的标号，并且省略其详细说明。
在图7所示的基站装置中，设有发送方向性检测部501，根据来自阵列天线101的无线发送接收部105a～105c的接收信号来检测发送方向性。该发送方向性检测部501检测出的发送方向性的信息被送至可变方向性发送部119，来改变发送方向性。
用图7来说明本发明实施例2的基站装置的操作。
在接收端，用阵列天线101接收到的信号用无线发送接收部105a～105c分别进行放大、变频、A/D变换，送至可变方向性接收部109。这里，用图8来说明可变方向性接收部109。该可变方向性接收部通过自适应阵列天线来实现。自适应阵列天线说明于日本トリケップス社发行的《ディジタル移動通信のための波形等化技術(用于数字移动通信的波形均衡技术)》的pp.101-116 (1996年6月1日发行，ISBN4-88657-801-2)等中。
例如，为了提取所需信号而进行自适应阵列天线处理，则方向性指向所需信号，而增益小的部分(称为零点(ヌル))指向无用信号(是与所需信号相同的信号，但是由于传播路径不同，所以在不同时刻到达；或者是来自其他发送机的信号)。该方向性的一例示于图10。
在图8所示的可变方向性接收部109中，阵列天线接收信号被送至加权系数计算部604，来计算加权系数。复数乘法器601～603分别对阵列天线接收信号和该加权系数进行复数乘法。这些乘法结果由加法部605相加。该加法结果成为接收信号。这在图7中相当于可变方向性接收部109的输出。
此外，差分器606求加法结果和参考信号两者的差分，该差分作为误差信号被送至加权系数计算部604。在加权系数计算部604中，根据误差信号来更新加权系数。
另一方面，用扇区天线102接收到的信号用无线发送接收部106进行放大、变频、A/D变换，用接收部111进行解调，解调结果被送至切换部110。用扇区天线103接收到的信号用无线发送接收部107进行放大、变频、A/D变换，用接收部112进行解调，解调结果被送至切换部110。用扇区天线104接收到的信号用无线发送接收部108进行放大、变频、A/D变换，用接收部113进行解调，解调结果被送至切换部110。在切换部110中，将接收信号集中为1个来输出。
在发送端，用分配控制部117进行控制，将发送信号分配给扇区天线102～104、或阵列天线101。在分配给扇区天线102～104的情况下，发送信号用发送部114～116中的某个进行调制处理，用无线发送接收部106～108中的某个进行正交调制、变频、放大，经扇区天线102～104中的某个进行发送。此情况下的信号的流程如图7所示。
在选择了阵列天线101的情况下，发送信号用可变方向性发送部119进行调制处理。此外，用发送方向性检测部501选择出的方向性信息被送至可变方向性发送部119，根据该选择出的方向性信息来改变方向性。发送信号用无线发送接收部105a～105c进行正交调制、变频、放大，从阵列天线101进行发送。
扇区天线102～104和阵列天线101的分配方法与实施例1同样。
接着，用图9来说明发送方向性检测部501。发送方向性的检测如下进行用多个方向性进行接收，在该方向性中，选择所需信号的接收功率最大的方向性，用作下行发送的方向性。方向性形成方法与实施例1同样。
这样，在发送方向性检测部501中，对每个到来方向准备多个加权系数，进行方向性接收。例如，如图5所示，准备用于形成2个方向性的加权系数。
在发送方向性检测部501中，阵列天线接收信号被输入到复数积和部701、702。该阵列天线接收信号在图7中相当于无线发送接收部105a～105c的输出。
在复数积和部701中，为了形成方向性301，将阵列天线接收信号乘以加权系数生成部705用上述式(3)生成的加权系数。即，将一个阵列天线的接收信号乘以用上述式(3)在n=0时算出的加权系数，将一个阵列天线的接收信号乘以用上述式(3)在n=1时算出的加权系数，将一个阵列天线的接收信号乘以用上述式(3)在n=2时算出的加权系数。将这些乘法结果相加。
同样，在复数积和部702中，为了形成方向性302，将阵列天线接收信号乘以加权系数生成部705用上述式(3)生成的加权系数。即，将一个阵列天线的接收信号乘以用上述式(3)在n=0时算出的加权系数，将一个阵列天线的接收信号乘以用上述式(3)在n=1时算出的加权系数，将一个阵列天线的接收信号乘以用上述式(3)在n=2时算出的加权系数。将这些乘法结果相加。
接着，用电平检测部703、704测定各个合成信号的所需波接收功率，将该测定结果送至选择部706。然后，在选择部706中，选择并输出所需波接收功率大的接收方向性。在所需波接收功率大致相等的情况下，选择所需波接收功率和干扰波接收功率之比大的一个。该接收信号在图7中相当于从可变方向性接收部109送至切换部110的信号。
在本实施例中，是就在图7所示结构的基站装置中采用自适应阵列天线的情况进行说明，但是在图3所示结构的基站装置中采用自适应阵列天线的情况也能得到同样的效果。
(实施例3)在本实施例中，说明将估计接收信号到来方向的技术用于发送方向性检测中的情况。本实施例的基站装置的结构与图7所示的同样。因此，发送方向性检测以外的操作与实施例2同样，所以省略其详细说明。
本实施例的发送方向性检测部如图11所示，由到来方向估计部901、和方向性形成部902构成。即，发送方向性的生成如下进行用到来方向估计部901来估计接收信号的到来方向，根据该到来方向来计算。具体地说，在方向性形成部902中，将到来方向估计部901检测出的方向输入到上述式(3)的θ0，计算形成方向性所需的加权系数。
到来方向估计技术说明于日本電子情報通信学会发行的《ァレ-ァンテナにょる適応信号処理技術と高分解能到来波推定入門コ-ス(通过阵列天线进行的自适应信号处理技术和高分辨率到来波估计入门课程)》的pp.62-76(1997年10月30日实施)等中。
上述实施例1～3能得到以下效果。
能够缩小指向干扰量大的终端的发送方向性，使空间上施加干扰的区域变窄，抑制其他终端的接收品质的恶化。此外，CDMA的固定扇区间的分集越区切换无需向多个扇区进行发送，能够防止分集越区切换使用户容量减小。此外，在CDMA通信中，在通信速率高的情况下，需要增大发送功率，但是由于缩小了对干扰量大的终端的接收方向性，提高了进行高速数据通信的终端的接收品质，所以能够拓宽通信范围。
此外，能够优先提高与通信品质恶劣的终端之间的通信品质。此外，将通信品质更恶劣的终端容纳到作为装置而准备的那些可变方向性的通信装置中。因此，能够优先提高与通信品质恶劣的终端之间的通信品质。
此外，将进行更高速数据通信的终端、即、干扰量更大的终端容纳到作为装置而准备的那些可变方向性的通信装置中。由此，能够缩小指向干扰量大的终端的发送方向性，使空间上施加干扰的区域变窄，抑制其他终端的接收品质的恶化。此外，CDMA的固定扇区间的分集越区切换无需向多个扇区进行发送，能够防止分集越区切换使用户容量减小。
(实施例4)在本实施例的基站装置中，说明合成用扇区天线102～104、阵列天线101接收到的信号的情况。图12是本发明实施例4的基站装置的接收部的结构方框图。本实施例的基站装置是在图3所示结构的基站装置中采用自适应阵列天线而成的。因此，合成接收信号的部分以外的部分与上述实施例同样，所以省略其详细说明。
在本实施例的基站装置中，用合成部1001合成用扇区天线102～104、阵列天线101接收到的信号。该合成部1001具有图16所示的结构。在合成部1001中，用包络线检测部1401检测可变方向性接收部109的输出的包络线，用相位检测部1402检测可变方向性接收部109的输出的相位。然后，对于接收信号，根据相位检测部1402检测出的相位信息，用相位旋转部1403进行检测出的相位校正。此外，接收信号根据包络线检测部1401检测出的包络线的信息用放大器1404进行放大。
同样，对于各个扇区天线102～104的接收信号，也用包络线检测部1405、相位检测部1406检测接收信号的包络线和相位，用相位旋转部1407进行相位校正，用放大器1408进行放大(在图16中，只示出一个扇区天线)。然后，用加法器1409将阵列天线101及扇区天线102～104的结果相加。
(实施例5)在本实施例中，说明阵列天线101及扇区天线102～104的输出的合成的另一个例子。合成部以外的结构及操作与实施例4相同。
本实施例的基站装置的合成部的结构示于图15。在合成部中，将可变方向性接收部109的输出、扇区天线102～104的接收信号送至加权系数计算部1505，在那里计算加权系数，用复数乘法部1501～1504将可变方向性接收部109的输出及扇区天线102～104的接收信号乘以该加权系数，用加法部1506将各个乘法结果相加。该加法结果成为接收信号。
此外，用差分器1507求参考信号和合成的接收信号之差，将该结果作为误差信号送至加权系数计算部1505。在加权系数计算部1505中，用阵列天线接收信号和误差信号来更新加权系数。
(实施例6)在本实施例中，说明阵列天线101及扇区天线102～104的输出的合成的另一个例子。合成部以外的结构及操作与实施例4相同。
在将扇区天线(固定方向性)如图4所示配置在不同方向上的情况下，所需信号的接收品质因方向而异。因此，可以预先限定要合成的信号。本实施例的基站装置中的接收部具有图13所示的结构。根据这样的结构，能够预先限定要合成的信号。
在该接收部中，将扇区天线102～104的接收信号分别输入到电平检测部1101～1103，在那里测定接收功率，将该测定结果送至选择部1104。在选择部1104中，选择电平测定值超过规定阈值的信号，将该信号输出到合成部1105。在合成部1105中，用实施例4说明的方法，来合成各个信号。在扇区天线的接收信号包含所需信号和干扰信号的情况下，测定所需信号的接收功率，将该测定结果送至选择部1104。
在上述实施例中，是就采用实施例4的合成方法的情况进行说明的，但是在采用实施例5的合成方法的情况下也能得到同样的效果。
在上述实施例4～6中，不用昂贵的多个阵列天线，就能够通过挪用扇区天线的接收信号来补偿衰落引起的接收信号电平的骤降。
(实施例7)在本实施例中，说明下述情况用阵列天线101及扇区天线102～104进行接收，只从阵列天线101进行发送。图14是本发明实施例7的基站装置的结构方框图。
在该基站装置中，用阵列天线101进行阵列天线接收。接收信号用无线发送接收部105a～105c进行放大、变频、A/D变换，送至可变方向性接收部109。在可变方向性接收部109中，用实施例1～实施例3中说明的某个方法进行处理。
用扇区天线102～104接收到的信号用无线发送接收部106～108进行放大、变频、A/D变换，分别送至合成部1001。在合成部1001中，用实施例4～实施例6中说明的某个方法进行合成。该合成结果被送至发送功率控制部1201。
在发送功率控制部1201中，测定合成信号的接收品质。如果该测定结果大于规定阈值，则将要求减小通信对方的终端装置的发送功率的控制信号送至成帧部1202。如果该测定结果小于规定阈值，则将要求增大终端装置的发送功率的控制信号送至成帧部1202。
接收品质的测定方法例如可举出所需信号和干扰信号之比、对接收信号中嵌入的CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)进行解码的块差错率等。
接着，将发送信号和发送功率控制信号用成帧部1202分配到发送帧格式，将该发送信号送至可变方向性发送部119。在可变方向性发送部119中，用实施例1～实施例3中所示的某个方法将发送信号乘以加权系数，将该发送信号送至阵列天线101的无线发送接收部105a～105c，在那里进行正交调制、变频、放大，从阵列天线101进行发送。
(实施例8)在本实施例中，说明下述情况用阵列天线101及扇区天线102～104进行接收，只从扇区天线102～104进行发送。图15是本发明实施例8的基站装置的结构方框图。
在该基站装置中，用阵列天线101进行阵列天线接收。接收信号用无线发送接收部105a～105c进行放大、变频、A/D变换，送至可变方向性接收部109。在可变方向性接收部109中，用实施例1～实施例3中说明的某个方法进行处理。
用扇区天线102～104接收到的信号用无线发送接收部106～108进行放大、变频、A/D变换，分别送至合成部1001。在合成部1001中，用实施例4～实施例6中说明的某个方法进行合成。该合成结果被送至发送功率控制部1201。
在发送功率控制部1201中，测定合成信号的接收品质。如果该测定结果大于规定阈值，则将要求减小通信对方的终端装置的发送功率的控制信号送至成帧部1202。如果该测定结果小于规定阈值，则将要求增大终端装置的发送功率的控制信号送至成帧部1202。
接收品质的测定方法例如可举出所需信号和干扰信号之比、对接收信号中嵌入的CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)进行解码的块差错率等。
接着，将发送信号和发送功率控制信号用成帧部1202分配到发送帧格式。另一方面，用合成部1001合成的信号被送至分配控制部117，在分配控制部117中，将合成部1001算出的接收电平最大的扇区天线分配为发送天线。将该分配信息送至切换部118，根据分配信息进行扇区天线的切换。发送信号用分配的发送部进行调制处理，用无线发送接收部进行正交调制、变频、放大，从天线进行发送。
上述实施例7、8具有以下效果。
不用昂贵的多个阵列天线，就能够通过挪用扇区天线的接收信号来补偿衰落引起的接收信号电平的骤降。
此外，由于不用终端的发送功率控制进行衰落引起的接收信号电平的骤降的补偿，所以能够降低终端的发送放大器的发送功率控制的响应速度，而且，能够降低终端的发送功率。
此外，能够用昂贵的可变方向性的发送接收装置进行与容纳的终端数对应的增设。
(实施例9)可变方向性接收部和可变方向性接收部由于高速进行复杂的运算所以很昂贵。因此，在本实施例中，在基站装置中，通过公用无线发送接收部、增设可变方向性接收部和可变方向性接收部，能够用可变方向性来增设能够容纳的终端数。
图18是本发明实施例9的基站装置的结构方框图。这里，说明包括1个由N个天线构成的可变方向性用的阵列天线、和M个扇区天线的情况。此外，准备了q个可变方向性发送接收部、和p个扇区天线的发送接收部。并且，假设用扇区天线容纳的终端的最大数为P、用扇区天线容纳的终端的最大数为Q。
在该基站装置中，用阵列天线1601进行阵列天线接收。接收信号用无线发送接收部1605a～1605c进行放大、变频、A/D变换，送至可变方向性接收部1611a、1611b。此时，阵列天线的无线发送接收部1605a～1605c中包括输出可变方向性发送接收部的最大安装数(Q)个基带或IF(中频)数字信号的部件，该输出被输出到分配部1609。
在分配部1609中，设有向最大Q个可变方向性发送接收部1611的输出部。在基站装置中，安装必要个数的可变方向性发送接收部来进行通信服务(积木式)。在可变方向性接收部1611中，用实施例1～实施例8中说明的某个方法进行接收及发送。
另一方面，用扇区天线1602～1604接收到的信号分别用无线发送接收部1606～1608进行放大、变频、A/D变换，送至分配部1610。此时，扇区天线1602～1604的无线发送接收部1606～1608中包括输出扇区天线发送接收部1612a～1612c的最大安装数(P)个基带或IF(中频)数字信号的部件，该输出被输出到分配部1610。
在分配部1610中，设有向最大P个扇区天线发送接收部1612的输出部。在基站装置中，安装必要个数的扇区天线发送接收部来进行通信服务。在可变方向性接收部1612中，用实施例1～实施例8中说明的某个方法进行接收及发送。
在上述实施例9中，测定合成信号的接收品质，根据该结果进行发送功率控制，同时控制扇区天线及阵列天线的分配，所以能够使各终端的发送功率达到最小，由于干扰量减小，所以能够提高用户容量。
如上所述，本发明基站装置及无线通信方法考虑具有可变方向性的通信装置的良好的接收特性，将针对接收状态恶劣的终端的通信积极地容纳到具有可变方向性的通信装置中，降低该终端的功率以减小干扰，由此增加系统中的用户容量。此外，通过本发明，控制简化，对移动通信环境中的衰落的抵抗增强，而且能够改变可变方向性的终端容纳数。
本说明书基于1998年10月7日申请的特愿平10-285642号。其内容包含于此。
产业上的可利用性本发明适用于数字无线通信系统中的基站装置。
权利要求
1.一种基站装置，包括至少一个第一通信部件，用固定方向性进行通信；至少一个第二通信部件，用可变方向性进行通信；以及分配部件，根据通信条件向上述第一及第二通信部件分配通信。
2.如权利要求1所述的基站装置，其中，分配部件将对其他终端干扰小的状态下的通信分配给上述第一通信部件，而将对其他终端干扰大的状态下的通信分配给上述第二通信部件。
3.如权利要求1所述的基站装置，包括速率识别部件，测定接收信号的数据速率；上述分配部件根据来自上述速率识别部件的数据速率进行分配处理。
4.如权利要求3所述的基站装置，其中，分配部件将数据速率比较低的通信分配给上述第一通信部件，而将数据速率比较高的通信分配给上述第二通信部件。
5.如权利要求1所述的基站装置，包括品质测定部件，测定接收信号的品质；上述分配部件根据来自上述品质测定部件的测定结果进行分配处理。
6.如权利要求5所述的基站装置，其中，分配部件将品质比较恶劣的状态下的通信分配给上述第二通信部件。
7.如权利要求1所述的基站装置，包括速率识别部件，测定接收信号的数据速率；上述分配部件在进行数据速率比较高的通信的终端数多于上述第二通信部件数的情况下，在上述终端中，将针对远的终端的通信优先分配给上述第二通信部件。
8.如权利要求7所述的基站装置，包括品质测定部件，测定接收信号的品质；以及决定部件，根据来自上述品质测定部件的测定结果来决定上述远的终端。
9.如权利要求1所述的基站装置，包括速率识别部件，测定接收信号的数据速率；上述分配部件在进行数据速率比较高的通信的终端数多于上述第二通信部件数的情况下，在上述终端中，将针对用更高数据速率进行通信的终端的通信优先分配给上述第二通信部件。
10.一种与基站装置进行无线通信的通信终端装置，上述基站装置包括至少一个第一通信部件，用固定方向性进行通信；至少一个第二通信部件，用可变方向性进行通信；以及分配部件，根据通信条件向上述第一及第二通信部件分配通信。
11.一种无线通信方法，包括下述步骤测定接收信号的数据速率；以及根据测定出的数据速率信息，向用固定方向性进行通信的至少一个第一通信部件、及用可变方向性进行通信的至少一个第二通信部件分配通信。
12.如权利要求11所述的无线通信方法，其中，将数据速率比较低的通信分配给上述第一通信部件，而将数据速率比较高的通信分配给上述第二通信部件。
全文摘要
考虑具有可变方向性的通信装置的良好的接收特性,将针对接收状态恶劣的终端的通信积极地容纳到具有可变方向性的通信装置中。由此,降低该终端的功率以减小干扰,增加系统中的用户容量。
文档编号H04B7/08GK1287723SQ99801763
公开日2001年3月14日 申请日期1999年9月27日 优先权日1998年10月7日
发明者平松胜彦, 宫和行, 加藤修, 上杉充, 巽昭宪, 渡边昌俊, 堀川泉, 岩冈笃 申请人:松下电器产业株式会社