JP3466937B2 - セクタアンテナ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指向性を有するセ
クタを形成して当該セクタの移動局と無線通信するセク
タアンテナ装置に関し、特に、移動局との通信状況に応
じてセクタの指向性を変化させるセクタアンテナ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車電話システムや携帯電話シ
ステム（セルラシステム）等では基地局と移動局（ユー
ザ）との間で無線通信することが行われている。このよ
うなシステムでは、通信方式として多元接続方式（mult
iple access）を用いることにより基地局と複数の移動
局との間で通信を行っており、代表的な多元接続方式と
して、時間をチャネル毎に分割するＴＤＭＡ（Time Div
ision Multiple Access）方式や、周波数をチャネル毎
に分割するＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Ac
cess）方式や、符号をチャネル毎に分割するＣＤＭＡ
（Code Division Multiple Access）方式が知られてい
る。

【０００３】このような通信方式を用いて基地局と移動
局との間で無線通信を行う場合には、無線周波数の利用
効率を向上させることが要求され、このような要求を実
現する構成として例えばセルのセクタ化が知られてい
る。ここで、セルとは１つの基地局がカバーする（無線
通信する）サービスエリアのことであり、セクタとはセ
ルを複数のエリアに分割した場合の各エリアのことであ
る。セルのセクタ化を実施することにより、同一チャネ
ル間干渉を低減させることができ、これにより通信容量
を大きくすることができる。

【０００４】上記したセクタ構成を実現する方法として
は、例えば指向性を有するセクタアンテナを基地局に備
える方法が知られており、この場合のセクタ構成の一例
を図１０を用いて示す。同図には、セクタ数を６とした
場合の基地局におけるセクタ構成例を示してあり、同図
に示されるように基地局では、一点（円の中心点）の周
りに６本のアンテナ２１を放射状に配置し、これら各ア
ンテナ２１の開口角が例えば等分されるように各アンテ
ナ２１の周囲に反射板２２を設けてある。

【０００５】上記の構成により、それぞれのアンテナ２
１は反射板２２によって隣接したアンテナ２１から空間
的に仕切られ、これにより、各アンテナ２１毎に送受信
信号の指向性が実現されている。また、上記のように開
口角を等分した場合には各アンテナ２１毎に形成される
セクタ（“セクタ１”〜“セクタ６”）が上記一点を中
心として臨む角度は６０度（３６０度／６）となり、干
渉量を１／６に抑えることができる。なお、上記ではセ
クタ数を６とした場合を示したが、一般に、１つのセル
をＬ（Ｌは複数）個のセクタに分割する場合には、各セ
クタの臨む角度は３６０度／Ｌに固定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような基地局のセクタ構成では、各セクタが固定されて
いたため、例えば多数の移動局がそれぞれ移動すること
等により変化する種々な通信状況に応じてセクタの指向
性を変化させるといったことができず、このため、移動
局との通信状況によっては無線通信を効率よく行うこと
ができない場合があるといった不具合があった。

【０００７】ここで、上記した不具合の具体例を示す。
例えば通信方式としてＴＤＭＡ方式やＦＤＭＡ方式が用
いられる場合には、基地局が１つのセクタにより同時に
無線通信することが可能な移動局の最大数（１セクタ当
たりの最大許容多元接続数）は一般に（１セル当たりの
最大許容多元接続数）／（セクタ数）といった数に限定
されてしまうため、１つのセクタに多数の移動局が集中
して１セクタ当たりの最大許容多元接続数を超えてしま
うと、セル全体としては１セル当たりの最大許容多元接
続数に達していないにもかかわらず、無線通信すること
ができない移動局が発生してしまう（すなわち、呼損が
発生してしまう）といった不具合があった。

【０００８】また、例えば通信方式としてＣＤＭＡ方式
が用いられる場合には、各移動局にはそれぞれ異なる符
号が割り当てられることから１つのセクタに多数の移動
局が集中しても基地局と移動局との無線通信が全く不可
能となってしまうことはないが、全ての移動局が同じ周
波数帯域や同じ時間を共有して基地局と無線通信を行う
ため、各セクタにおける無線通信の品質は当該セクタの
移動局数に依存する傾向にあり、このため、例えば１つ
のセクタに多数の移動局が集中してしまうと、当該セク
タの移動局と基地局との通信品質が悪くなり、基地局が
移動局から受信する信号の誤り率が要求される程度より
も悪くなってしまうといった不具合があった。

【０００９】なお、基地局が例えば上記図１０に示した
セクタアンテナの反射板２２の角度を変化させて各セク
タの指向性を変化させることにより各セクタの移動局数
を同数程度に保つといった構成も考えられるが、このよ
うな反射板２の制御では、反射板２２によるビーム（信
号）の反射角が変化してセクタの形状が変形してしま
い、所望のビーム形状やアンテナゲインがうまく得られ
ないことが多いといった問題があった。このため、この
ような反射板２２の制御では、基地局から移動局への下
り通信及び移動局から基地局への上り通信の両方におい
て、同一チャネル干渉が大きくなり、通信品質が劣化し
てしまうといった不具合があり、実用化には向かなかっ
た。

【００１０】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、指向性を有するセクタを形成
して当該セクタの移動局と無線通信するに際して、移動
局との通信状況に応じてセクタの指向性を変化させるこ
とにより、移動局との無線通信を効率化することができ
るセクタアンテナ装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るセクタアンテナ装置では、複数のアン
テナを備え、次のようにして指向性を有するセクタを形
成して当該セクタの移動局と無線通信する。すなわち、
制御手段が移動局との通信状況に応じて調整手段を制御
することにより、調整手段が上記した複数のアンテナに
印加される電気信号の振幅及び位相を各アンテナ毎に調
整することによりこれらのアンテナにより合成されるセ
クタの指向性を変化させる。

【００１２】従って、セクタアンテナ装置では、移動局
との通信状況に応じてセクタの指向性を変化させて無線
通信を行うことができ、これにより、種々な通信状況に
対応して移動局との無線通信の効率化を図ることができ
る。なお、セクタの指向性を変化させる仕方としては、
例えばセクタの大きさを変化させる仕方や、セクタの大
きさを一定に保ちながら当該セクタの向きを変化させる
仕方や、また、セクタの大きさと向きとを共に変化させ
る仕方等がある。

【００１３】上記した制御の具体例として、本発明に係
るセクタアンテナ装置では、移動局数検出手段がセクタ
の移動局数を検出し、上記した制御手段がセクタの移動
局数が最大許容数を超えた場合に当該セクタの指向性を
変化させることにより当該セクタの移動局数を当該最大
許容数以下に減少させる。ここで、最大許容数とは、例
えば通信方式としてＴＤＭＡ方式やＦＤＭＡ方式が用い
られる場合には１セクタ当たりの最大許容多元接続数の
ことを言い、また、例えば通信方式としてＣＤＭＡ方式
が用いられる場合には要求される通信品質（許容誤り
率）を確保することができる１セクタ当たりの最大の移
動局数のことを言う。

【００１４】なお、一般に、ＴＤＭＡ方式は時間をチャ
ネル数で分割して各チャネル（各移動局）に独占する時
間を与える方式であり、同様に、ＦＤＭＡ方式は周波数
をチャネル数で分割して各チャネル（各移動局）に独占
する周波数を与える方式であるため、これらの方式では
例えば１セクタ当たりのチャネル数が当該セクタの最大
許容多元接続数となる。また、これらの方式では、各移
動局が時間や周波数を独占するため、セクタの移動局数
が当該セクタにおける無線通信の品質に影響を与えてし
まうことはほとんどない。

【００１５】また、一般に、ＣＤＭＡ方式は符号をチャ
ネル数で分割して各チャネル（各移動局）に独占する符
号を与える方式であるため、上記したように通信品質の
劣化を考慮しなければ最大許容数は無限（但し、実際に
は例えば符号の種類数に制限される）ともなり得るが、
通信品質を確保するといった要求から最大許容数が設定
される。すなわち、この方式では、通常、セクタの移動
局数が多くなるに従って当該セクタにおける通信品質が
悪くなる傾向があるため、このような通信品質を要求さ
れる程度に保つことが可能な最大許容数を設定しておく
ことが行われる。

【００１６】従って、例えばＴＤＭＡ方式やＦＤＭＡ方
式が用いられる場合には、或るセクタの移動局数が最大
許容数を超えてしまった場合であっても、本制御態様に
よって当該セクタの移動局数を最大許容数以下に減少さ
せる一方、当該セクタから外れてしまった移動局を他の
セクタでカバーするようにすることにより、最大許容数
の制限に起因して無線通信することができなくなってし
まう移動局が発生してしまうのを抑制することができ
る。また、例えばＣＤＭＡ方式が用いられる場合には、
本制御態様によってセクタの移動局数を最大許容数以下
に保つことにより、当該セクタの移動局との通信品質を
保障することができる。

【００１７】また、具体例として、本発明に係るセクタ
アンテナ装置では、上記した調整手段を複数備えて各調
整手段毎にセクタを形成し、移動局数検出手段が各セク
タの移動局数を検出し、上記した制御手段が調整手段を
制御することによりセクタ間の移動局数の差を減少させ
る。

【００１８】従って、例えばＴＤＭＡ方式やＦＤＭＡ方
式が用いられる場合には、セクタ間の移動局数の差を減
少させることにより各セクタの移動局数を同数程度に保
つことができ、これにより、例えばセル全体としては１
セル当たりの最大許容多元接続数未満であるにもかかわ
らずいずれかのセクタの移動局数が１セクタ当たりの最
大許容多元接続数を超えてしまって通信不可能な移動局
が発生してしまうといったことが生じるのを抑制するこ
とができる。

【００１９】また、例えばＣＤＭＡ方式が用いられる場
合には、上記と同様に各セクタの移動局数を同数程度に
保つことによって各セクタにおける通信品質を同程度に
保つことができ、これにより、いずれかのセクタのみに
移動局が集中して当該セクタにおける通信品質が悪くな
ってしまうといった状況が発生してしまうのを回避する
ことができる。

【００２０】また、具体例として、本発明に係るセクタ
アンテナ装置では、移動局との通信方式としてＣＤＭＡ
方式を用い、上記した調整手段を複数備えて各調整手段
毎にセクタを形成し、ＳＩＲ（Signal power to Interf
erence Ratio：信号電力対干渉電力比）検出手段が各セ
クタの移動局からの受信信号電力対干渉電力比を検出
し、上記した制御手段が調整手段を制御することにより
セクタ間の受信信号電力対干渉電力比の差を減少させ
る。なお、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信では、一般
に、受信信号電力対干渉電力比が大きいほど通信品質が
よいといった傾向がある。

【００２１】従って、本制御態様によって移動局からセ
クタアンテナ装置への上り通信における信号電力対干渉
電力比のセクタ間での差を減少させることにより、例え
ば各セクタにおける通信品質を同程度に保つことがで
き、これにより、いずれかのセクタのみの受信信号電力
対干渉電力比が大きくなって当該セクタにおける通信品
質が悪くなってしまうといった状況が発生してしまうの
を回避することができる。

【００２２】また、具体例として、本発明に係るセクタ
アンテナ装置では、移動局との通信方式としてＣＤＭＡ
方式を用い、上記した調整手段を複数備えて各調整手段
毎にセクタを形成し、誤り率検出手段が各セクタの移動
局からの受信信号の誤り率を検出し、上記した制御手段
が調整手段を制御することによりセクタ間の誤り率の差
を減少させる。

【００２３】従って、本制御態様によって例えば移動局
からセクタアンテナ装置への上り通信におけるビット誤
り率やフレーム誤り率のセクタ間での差を減少させるこ
とにより、各セクタにおける通信品質を同程度に保つこ
とができ、これにより、いずれかのセクタのみのビット
誤り率等が大きくなって当該セクタにおける通信品質が
悪くなってしまうといった状況が発生してしまうのを回
避することができる。

【００２４】なお、以上では、ＣＤＭＡ方式を用いた場
合にセクタの移動局数、或いは受信信号電力対干渉電力
比、或いは受信誤り率に基づいてセクタの指向性を変化
させて各セクタにおける通信品質を同程度に保つ態様を
示したが、通常、受信誤り率に基づく制御を行うのが最
も直接的に通信品質を調整することができて好ましい。
しかしながら、実際の装置を構築する場合には一般に受
信信号電力対干渉電力比に基づく制御の方が受信誤り率
に基づく制御に比べて簡易なため、受信信号電力対干渉
電力比に基づく制御を採用するのが好ましい場合もあ
り、この場合においても、受信誤り率に基づく制御の場
合とほぼ同様な精度で通信品質を調整することができ
る。また、子局数に基づく制御についても同様に、この
ような制御を採用するのが好ましい場合もあり、この場
合においても、受信誤り率に基づく制御の場合と大体同
じ精度で通信品質を調整することができる。

【００２５】ここで、本発明により電気信号の振幅及び
位相を調整する仕方の具体例を示しておく。上記したよ
うに、本発明では、複数のアンテナに印加される電気信
号の振幅及び位相を各アンテナ毎に調整することによ
り、これらのアンテナにより合成されるセクタの指向性
を変化させる。なお、複数のアンテナに印加される電気
信号とは、例えば無線送信の場合にはこれら複数のアン
テナから無線信号を放射させるために当該アンテナに印
加される電流信号等のことであり、また、無線受信の場
合には移動局から無線送信された信号が発生させる電磁
界によってこれら複数のアンテナに印加される電流信号
等のことである。

【００２６】具体例として、「アレーアンテナを用いた
可変ゾーン構成システムの基礎的検討」（久保田、岩
間、横山、信学技報ＲＣＳ９５−７６、ｐ．５３〜ｐ．
５８、１９９５年９月）には、円状に配置された複数の
アンテナ（円状配置アレーアンテナ）に印加される電気
信号の振幅及び位相を各アンテナ毎に調整することで当
該アンテナにより所望のセクタを形成する仕方の例が記
載されており、この例を説明する。

【００２７】まず、原点から半径ａの円周上に（２Ｍ）
本のアンテナを等角度間隔で配置した円状配置アレーア
ンテナについて、当該原点を中心とした各アンテナのφ
＝０軸からの角度をθｍ（ｍ＝（−Ｍ）〜（Ｍ−１）で
あり、それぞれ各アンテナに対応している）とする。こ
こで、φ＝０軸は、後述する図１１に例示される（２
Ｍ）＝８の場合と同様に、Ｍ本のアンテナのφと残りの
Ｍ本のアンテナのφとがそれぞれ対称となるように定め
られている。

【００２８】ここで、図１１には、上記した円状配置ア
レーアンテナの具体例として、（２Ｍ）＝８とした場合
の円状配置８素子アレーアンテナの構成例を示してあ
り、この円状配置８素子アレーアンテナは、８本のアン
テナＺ１〜Ｚ８を円周上に等角度間隔（４５度間隔）で
配置して構成されている。また、φ＝０軸はアンテナＺ
１とアンテナＺ８との中点及びアンテナＺ４とアンテナ
Ｚ５との中点を通るように定められており、４本のアン
テナＺ１〜Ｚ４のφと残りの４本のアンテナＺ８〜Ｚ５
のφとがそれぞれ対称（正負が逆）となっている。

【００２９】以下では、再び、アンテナの総数が（２
Ｍ）本であるとして説明を行う。例えばｋ＝（２π／
λ）とすると（λは波長）、φ方向の放射電界Ｅ（φ）
は、各アンテナに印加される電流の振幅成分Ａ’ｍ及び
位相成分δｍを用いて式１のように示される。なお、式
１中のｊは複素数部分を表している。

【００３０】

【数１】

【００３１】ここで、Ａ’ｍ・ｅｘｐ（ｊδｍ）を複素
数Ａｍで置き換え、このＡｍをパラメータとすると、上
記した放射電界Ｅ（φ）は式２のように示される。

【００３２】

【数２】

【００３３】一方、（２Ｎ＋１）本のアンテナを直線状
に等間隔で配置した直線状配置アレーアンテナについ
て、これら複数のアンテナを配置した直線の方向をφ＝
０の方向としてφ＝０軸を定め、上記図１１に示した場
合と同様に、当該φ＝０軸から半時計回りの方向をφの
正の方向であるとする。この場合に、直線状配置アレー
アンテナにより生成されるφ方向の放射電界Ｅ0（φ）
は式３のように示される。なお、Ｂｎ（ｎ＝−Ｎ〜Ｎで
あり、それぞれ各アンテナに対応している）は各アンテ
ナに対応したパラメータである。

【００３４】

【数３】

【００３５】ここで、上記式３は、Ｎを無限大（∞）に
近づけるとφに関するフーリエ（Four ier）級数とな
り、例えばサンプル数を有限で打ち切ってしまうと細か
い部分の補間はできなくなるが、近似的に基となる関数
を表現することは可能である。このため、直線状配置ア
レーアンテナでは、式４に示すＢｎをｎ番目のアンテナ
のパラメータとして用いることにより、所望の放射電界
Ｅ0（φ）を実現するためのパラメータＢｎを推定して
算出することができる。

【００３６】

【数４】

【００３７】次に、上記式２に示した放射電界Ｅ（φ）
と上記式３に示した放射電界Ｅ0（φ）とが等しいと仮
定することにより、上記した円状配置アレーアンテナが
生成する電界パターンを上記した直線状配置アレーアン
テナが生成する電界パターンと同様のものとする場合を
考える。上記式２の右辺と上記式３の右辺とが等しいと
仮定すると、例えば−π≦φ≦πの範囲において式５が
得られる。

【００３８】

【数５】

【００３９】ここで、上記式５を判り易くするため、μ
＝（ｍ＋１／２）として置き換え、パラメータをＡμと
すると、上記式５は式６のように変形される。

【００４０】

【数６】

【００４１】また、ψ＝（φ−２μπ／２Ｍ）として置
き換え、上記式６の左辺を上記式４のＥ0（φ）に代入
すると、式７及び式８が得られる。

【００４２】

【数７】

【００４３】

【数８】

【００４４】ここで、一般に、クロネッカーのデルタ
（Kronecker’s Delta）δμμ’を用いると、式９に示
す等式が成立する。なお、このデルタは、μ≠μ’の場
合にδμμ’＝０となり、μ＝μ’の場合にδμμ’＝
１となる記号である。

【００４５】

【数９】

【００４６】上記した直線状配置アレーアンテナのアン
テナ数（２Ｎ＋１）が上記した円状配置アレーアンテナ
のアンテナ数（２Ｍ）より１本多いとすると、Ｍ＝Ｎと
なり、上記式７は式１０のように変形される。

【００４７】

【数１０】

【００４８】そして、上記式１０に上記式９を適用して
整理すると、式１１に示すようにパラメータＡμを得る
ことができる。

【００４９】

【数１１】

【００５０】以上に示されるように、上記した円状配置
アレーアンテナでは、各アンテナに印加される電流の振
幅成分Ａ’ｍ及び位相成分δｍを調整して、上記式１１
に示されるパラメータＡμを調整することにより、これ
ら複数のアンテナにより合成されるセクタの指向性のパ
ターン（すなわち、放射電界Ｅ（φ））を種々なものに
変化させることができる。

【００５１】また、上記のように、上記した直線状配置
アレーアンテナでは、各アンテナに印加される電流の振
幅成分等を調整して、上記式４に示されるパラメータＢ
ｎを調整することにより、これら複数のアンテナにより
合成されるセクタの指向性のパターン（すなわち、放射
電界Ｅ0（φ））を種々なものに変化させることができ
る。

【００５２】なお、以上では、複数のアンテナを直線状
に配置した場合と円状に配置した場合との例を示した
が、所望のセクタ指向性パターンを生成するために各ア
ンテナに印加される電気信号の振幅や位相を制御する仕
方は、例えば各アンテナの配置の仕方や、例えば固定配
置された各アンテナと指向性を向ける方向（セクタを形
成させる向き）との間の絶対角度等に依存し、これらの
条件に基づいて振幅等の制御が行われる。

【００５３】また、一般に、アンテナから無線信号を送
信する場合の指向性と、当該アンテナにより無線信号を
受信する場合の指向性とは同じであるため、本発明に係
るセクタアンテナ装置では、上記のような電気信号の振
幅及び位相の制御を無線信号の送受信に際して行うこと
により、送信及び受信に対して同様なセクタの指向性を
実現することができる。

【００５４】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例に係るセクタ
アンテナ装置を図面を参照して説明する。なお、本例で
は、本発明に係るセクタアンテナ装置が例えば携帯電話
システム等の基地局に備えられているとし、当該セクタ
アンテナ装置が指向性を有するセクタを形成して当該セ
クタの複数の移動局と無線通信する場合を示す。図１に
は、本発明に係るセクタアンテナ装置の一例を示してあ
り、このセクタアンテナ装置は、複数（本例では６本）
のアンテナＴ１〜Ｔ６を円周上に配置したサーキュラア
レイ（円状配置アダプティブアレイアンテナ）の構成を
有している。

【００５５】同図に示したセクタアンテナ装置には、上
記した６本のアンテナＴ１〜Ｔ６と、セクタ数（本例で
はＬとする）と同数の重み付け部Ｇ１〜ＧＬと、セクタ
数と同数の合成器Ｈ１〜ＨＬと、上記した各重み付け部
Ｇ１〜ＧＬを制御する重み制御部１とが備えられてい
る。また、各重み付け部Ｇ１〜ＧＬは６本のアンテナＴ
１〜Ｔ６と接続されているとともに、それぞれ１つの合
成器Ｈ１〜ＨＬと接続されている。

【００５６】各重み付け部Ｇ１〜ＧＬは、例えば位相器
等から構成されており、重み制御部１による制御に従っ
て６本のアンテナＴ１〜Ｔ６に印加される電気信号の振
幅及び位相を各アンテナ毎に調整する機能を有してい
る。具体的には、例えばアンテナＴ１〜Ｔ６から無線信
号を送信する場合には、各重み付け部Ｇ１〜ＧＬではそ
れぞれの合成器Ｈ１〜ＨＬから入力された送信対象とな
る電気信号の振幅や位相を各アンテナ毎に調整して、調
整した電気信号を各アンテナＴ１〜Ｔ６から無線送信さ
せる。また、例えばアンテナＴ１〜Ｔ６により無線信号
を受信する場合には、各重み付け部Ｇ１〜ＧＬでは各ア
ンテナＴ１〜Ｔ６により受信されて得られた電気信号の
振幅や位相を各アンテナ毎に調整して、調整した複数
（本例では６つ）の電気信号をそれぞれの合成器Ｈ１〜
ＨＬへ出力する。

【００５７】各合成器Ｈ１〜ＨＬは、複数の電気信号を
１つの電気信号に合成する機能を有している。具体的に
は、例えばアンテナＴ１〜Ｔ６から無線信号を送信する
場合には、各合成器Ｈ１〜ＨＬでは送信対象となる電気
信号を例えば６つの電気信号に分配してそれぞれの重み
付け部Ｇ１〜ＧＬへ出力する。また、例えばアンテナＴ
１〜Ｔ６から無線信号を受信する場合には、各合成器Ｈ
１〜ＨＬではそれぞれの重み付け部Ｇ１〜ＧＬから入力
された複数（本例では６つ）の電気信号を合成する。

【００５８】重み制御部１は、移動局との通信状況に応
じて上記した各重み付け部Ｇ１〜ＧＬによる電気信号の
振幅及び位相の調整を制御する機能を有しており、この
制御は、例えば各重み付け部Ｇ１〜ＧＬに対して制御信
号を送信して振幅や位相の重み付けの係数を指示するこ
とにより行われる。このような制御を行うことにより、
例えば各重み付け部Ｇ１〜ＧＬ毎に異なるセクタの指向
性を形成することができ、また、これら各セクタの指向
性を変化させることができる。

【００５９】なお、所望のセクタ指向性を実現するため
に各アンテナＴ１〜Ｔ６に印加される電気信号の振幅や
位相を変化させる仕方としては、その具体例を上記「課
題を解決するための手段」において示したため、本例で
は説明を省略する。本例の重み制御部１では、例えば、
当該具体例に示した理論式と同様なものを用いて各アン
テナＴ１〜Ｔ６毎に調整する振幅や位相の値を決定す
る。

【００６０】本例では、上記した各重み付け部Ｇ１〜Ｇ
Ｌにより、複数のアンテナに印加される電気信号の振幅
及び位相を各アンテナ毎に調整することによりこれらの
アンテナにより合成されるセクタの指向性を変化させる
調整手段が構成されている。また、本例では、複数の調
整手段（本例では、重み付け部Ｇ１〜ＧＬ）が備えられ
ており、各調整手段毎にセクタが形成される。また、本
例では、上記した重み制御部１により、移動局との通信
状況に応じて調整手段による調整を制御することにより
セクタの指向性を変化させる制御手段が構成されてい
る。

【００６１】以上の構成により、本例のセクタアンテナ
装置では、指向性を有する複数のセクタを形成して各セ
クタの移動局と無線通信するに際して、移動局との種々
な通信状況に応じて各セクタの指向性を変化させること
ができ、これにより、移動局との無線通信の効率化を図
ることができる。

【００６２】なお、本発明に係るセクタアンテナ装置に
より行われる上記した電気信号の振幅及び位相の調整処
理の制御は、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハー
ドウエア資源においてプロセッサが制御プログラムを実
行することにより行われてもよく、また、例えば当該処
理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア
回路から構成されてもよい。

【００６３】また、図２には、本発明に係るセクタアン
テナ装置の他の構成例を示してあり、このセクタアンテ
ナ装置は、複数（本例では７本）のアンテナＵ１〜Ｕ７
を直線状に配置したリニアアレイ（直線状配置アダプテ
ィブアレイアンテナ）の構成を有している。ここで、同
図に示したセクタアンテナ装置には、各アンテナＵ１〜
Ｕ７に印加される電気信号の振幅及び位相を各アンテナ
毎に調整するセクタ数と同数の重み付け部Ｖ１〜ＶＬ
や、複数の電気信号を合成するセクタ数と同数の合成器
Ｗ１〜ＷＬや、上記した各重み付け部Ｖ１〜ＶＬを制御
する重み制御部１１が備えられており、このセクタアン
テナ装置の構成や動作は、アンテナＵ１〜Ｕ７の数及び
その配置が異なっていることや各重み付け部Ｖ１〜ＶＬ
により行われる電気信号の振幅及び位相の調整の仕方が
異なっているといった点を除いては、上記図１に示した
装置の場合と同様である。

【００６４】次に、本例のセクタアンテナ装置により上
記した電気信号の振幅及び位相の調整処理を制御する態
様の具体例を示す。なお、以下では、上記図１に示した
セクタアンテナ装置を代表させてその動作の具体例を示
すが、上記したように、例えば上記図２に示したセクタ
アンテナ装置を用いた場合の動作についてもほぼ同様で
ある。

【００６５】また、本例のセクタアンテナ装置には、例
えば各セクタの移動局数を検出する移動局数検出手段が
備えられているとし、本例では、移動局数に基づいて上
記調整処理を制御する態様を示す。なお、各セクタの移
動局数の検出は、例えば各セクタ毎の送受信処理回路
（本例では、１つの重み付け部Ｇ１〜ＧＬ及び１つの合
成器Ｈ１〜ＨＬから成る各処理回路）で無線通信してい
る移動局の数を検出することにより行われる。

【００６６】一例として、本例のセクタアンテナ装置と
移動局との間でＴＤＭＡ方式やＦＤＭＡ方式を用いて無
線通信が行われる場合を示す。この場合、本例のセクタ
アンテナ装置に備えられた重み制御部１では、例えば各
セクタの移動局数を監視しており、いずれかのセクタの
移動局数が最大許容多元接続数を超えたことに応じて、
当該セクタに対応する重み付け部Ｇ１〜ＧＬを制御する
ことで当該セクタの幅を狭める等することにより当該セ
クタの移動局数を最大許容多元接続数以下に減少させる
一方、当該セクタがカバーする範囲から外されたエリア
を当該セクタに隣接するセクタの幅を広める等してカバ
ーする。

【００６７】ここで、上記のようなセクタの制御を図３
及び図４を用いて更に具体的に説明する。上記図３や図
４には、本例のセクタアンテナ装置が形成するセクタを
概念的に示してあり、これらの図中の円の中心点に本例
のセクタアンテナ装置（すなわち、本例では基地局）が
設置されており、当該セクタアンテナ装置が６つのセク
タ（“セクタ１”〜“セクタ６”）を形成することによ
り３６０度のサービスエリア（セル）をカバーしてい
る。また、図３中の黒丸及び白丸や図４中の黒丸はそれ
ぞれ１つの移動局を示している。

【００６８】例えば本例のセクタアンテナ装置が形成す
る各セクタの最大許容多元接続数が等しく３であるとし
て、もしも上記図３に示した通信状況が生じてしまった
場合には、“セクタ１”や“セクタ５”の移動局数が最
大許容多元接続数（３）を超えてしまっていることか
ら、本例のセクタアンテナ装置では、例えば白丸で示し
た移動局との間で無線通信することができない。

【００６９】そこで、本例のセクタアンテナ装置では、
例えば、まず“セクタ１”の幅を狭めるとともに当該
“セクタ１”に隣接する“セクタ２”や“セクタ６”の
幅を広めることにより“セクタ１”の移動局数を最大許
容多元接続数以下に減少させ、次に、“セクタ２”につ
いて同様な制御を行い、次いで、他の各セクタについて
も同様な制御を順次行うこと等により、セル全体をカバ
ーしながら各セクタの指向性を変化させていき、これに
より結果として、上記図４に示されるように、各セクタ
の移動局数を最大許容多元接続数以下に減少させる。

【００７０】このような制御を行う本例のセクタアンテ
ナ装置の効果を従来のものと比較すると、例えば従来で
は上記図３に示されるセクタ構成のままであるため、セ
ル全体として通信可能な移動局の数は１５となり、３つ
の移動局（白丸で示した移動局）とは１セクタ当たりの
最大許容多元接続数の制約によって通信不可能となって
しまうが、本例のセクタアンテナ装置では、上記図４に
示したセクタ構成に変化させることができるため、セル
全体として１セル当たりの最大許容多元接続数である１
８つの移動局との間で無線通信することができ、これに
より、通信容量を有効に活用することができる。

【００７１】なお、以上では、通信方式としてＴＤＭＡ
方式やＦＤＭＡ方式が用いられる場合を示したが、例え
ば本例のセクタアンテナ装置と移動局との間でＣＤＭＡ
方式を用いて無線通信が行われる場合には、上記した１
セクタ当たりの最大許容多元接続数としては、当該セク
タの移動局とセクタアンテナ装置とにより行われる無線
通信の品質を要求される程度に確保することができる移
動局数が設定される。すなわち、セクタの移動局数が当
該最大許容多元接続数を超えると当該セクタにおける通
信品質が悪くなるが、本例のセクタアンテナ装置では、
上記と同様な制御により、当該セクタの移動局数を減少
させることにより、当該セクタにおける通信品質を要求
される程度に確保することができる。

【００７２】また、図５には、本例のセクタアンテナ装
置により行われる処理の手順の一例を示してある。すな
わち、本例のセクタアンテナ装置では、各セクタｉ（ｉ
＝１〜Ｌ）の移動局数（ユーザ数）を適時検出しており
（ステップＳ１）、例えばセクタ１（ｉ＝１）からセク
タＬ（ｉ＝Ｌ）へと順に（ステップＳ２）、各セクタｉ
の移動局数（検出ユーザ数）が１セクタ当たりの最大許
容数を超えているか否かを判定する（ステップＳ３）。

【００７３】この結果、検出したセクタｉの移動局数が
最大許容数を超えていることが判定された場合には、セ
クタアンテナ装置では、例えば当該セクタｉの幅を狭め
ることにより当該セクタｉの移動局数を最大許容数以下
に減少させるとともに、当該セクタｉに隣接する２つの
セクタ（セクタ（ｉ−１）とセクタ（ｉ＋１））の移動
局数を比較して（ステップＳ４）、比較したこれらのセ
クタの内で移動局数が少ない方のセクタを広めることに
より（ステップＳ５、ステップＳ８）、セル全体をＬ個
のセクタでカバーできるようにする。そして、セクタア
ンテナ装置では、同様な処理を他のセクタについても順
次行うことにより（ステップＳ６、ステップＳ７）、１
セクタ当たりの最大許容数の制限によって通信不可能と
なってしまう移動局の数を減少させる。

【００７４】一方、上記の判定処理により（ステップＳ
３）、検出したセクタｉの移動局数が最大許容数以下で
あることが判定された場合には、セクタアンテナ装置で
は、以降の他のセクタについても順次上記と同様な判定
処理を行っていき（ステップＳ６、ステップＳ７）、上
記と同様に必要な場合には各セクタの幅等を変化させる
ことにより通信不可能となってしまう移動局の数を減少
させることを行う。

【００７５】以上のように、本例のセクタアンテナ装置
では、上記した重み制御部１から成る制御手段等によっ
て、セクタの移動局数が最大許容数を超えた場合に当該
セクタの指向性を変化させることにより当該セクタの移
動局数を当該最大許容数以下に減少させることが行われ
るため、セクタの移動局数といった通信状況に応じて効
率的な無線通信を実現することができる。

【００７６】次に、本発明の第２実施例に係るセクタア
ンテナ装置を図面を参照して説明する。なお、本例のセ
クタアンテナ装置の構成や動作は、重み制御部１が各重
み付け部Ｇ１〜ＧＬを制御する態様が異なっているとい
った点を除いては、例えば上記第１実施例で示した装置
の構成等と同様であるため、以下では、主として本例の
重み付け部１による制御態様について詳しく説明する。

【００７７】本例のセクタアンテナ装置に備えられた重
み制御部１では、例えば各セクタの移動局数を監視して
おり、いずれかのセクタの移動局数が平均的な移動局数
（平均移動局数）を超えたことに応じて、当該セクタに
対応する重み付け部Ｇ１〜ＧＬを制御することで当該セ
クタの幅を狭める等することにより当該セクタの移動局
数を減少させる一方、当該セクタがカバーする範囲から
外されたエリアを当該セクタに隣接するセクタの幅を広
める等してカバーする。なお、上記した平均的な移動局
数とは、１セクタ当たりの平均的な移動局数のことであ
り、例えば（全セクタの移動局数）／（セクタ数Ｌ）で
表される。

【００７８】ここで、このようなセクタの制御を上記第
１実施例で用いた図３及び図４を用いて更に具体的に説
明する。上記したように、図３や図４には本例のセクタ
アンテナ装置が形成するセクタを概念的に示してあり、
これらの図中の円の中心点に本例のセクタアンテナ装置
（すなわち、本例では基地局）が設置されており、当該
セクタアンテナ装置が６つのセクタ（“セクタ１”〜
“セクタ６”）を形成することにより３６０度のサービ
スエリア（セル）をカバーしている。また、図３中の黒
丸及び白丸や図４中の黒丸はそれぞれ１つの移動局を示
している。

【００７９】例えば本例のセクタアンテナ装置が形成す
る各セクタの最大許容数が等しく３であるとして、もし
も上記図３に示した通信状況が生じてしまった場合に
は、各セクタの移動局数が均等でないことから、このま
までは移動局との無線通信に不具合が生じてしまうこと
がある。

【００８０】具体的には、例えば通信方式としてＴＤＭ
Ａ方式やＦＤＭＡ方式が用いられる場合には、“セクタ
１”や“セクタ５”の移動局数が最大許容多元接続数
（３）を超えてしまっていることから、このままでは例
えば白丸で示した移動局との間で無線通信することがで
きないといったことが生じる。また、例えば通信方式と
してＣＤＭＡ方式が用いられる場合には、同様に、この
ままでは例えば“セクタ１”や“セクタ５”における通
信品質が悪くなってしまうことが生じる。

【００８１】そこで、本例のセクタアンテナ装置では、
例えば、まず“セクタ１”の幅を狭めるとともに当該
“セクタ１”に隣接する“セクタ２”や“セクタ６”の
幅を広めることにより“セクタ１”の移動局数を平均移
動局数以下に減少させ、次に、“セクタ２”について同
様な制御を行い、次いで、他の各セクタについても同様
な制御を順次行うこと等により、セル全体をカバーしな
がら各セクタの指向性を変化させていき、これにより結
果として、上記図４に示されるように、各セクタの移動
局数を平均移動局数以下に減少させる。

【００８２】例えばＴＤＭＡ方式やＦＤＭＡ方式を用い
て無線通信を行う場合における本例のセクタアンテナ装
置の効果を従来のものと比較すると、例えば従来では上
記図３に示されるセクタ構成のままであるため、セル全
体として通信可能な移動局の数は１５となり、３つの移
動局（白丸で示した移動局）とは１セクタ当たりの最大
許容多元接続数の制約によって通信不可能となってしま
うが、本例のセクタアンテナ装置では、上記図４に示し
たように各セクタの移動局数を均等化することができる
ため、セル全体として１セル当たりの最大許容多元接続
数である１８つの移動局との間で無線通信することがで
き、これにより、通信容量を有効に活用することができ
る。

【００８３】また、例えば本例のセクタアンテナ装置と
移動局との間でＣＤＭＡ方式を用いて無線通信が行われ
る場合についても同様に、例えば従来では上記図３に示
されるセクタ構成のままであるため、“セクタ１”や
“セクタ５”における通信品質が悪くなってしまうが、
本例では、上記図４に示したように各セクタの移動局数
を均等化することができるため、各セクタにおける受信
信号電力対干渉電力比や通信品質をほぼ均等化すること
ができ、これにより、従来に比べて通信容量を有効に活
用することができる。

【００８４】また、図６には、本例のセクタアンテナ装
置により行われる処理の手順の一例を示してある。すな
わち、本例のセクタアンテナ装置では、各セクタｉ（ｉ
＝１〜Ｌ）の移動局数（ユーザ数）を適時検出するとと
もに（ステップＳ１１）、１セクタ当たりの平均移動局
数（ＡＶＥ）を算出しており（ステップＳ１２）、例え
ばセクタ１（ｉ＝１）からセクタＬ（ｉ＝Ｌ）へと順に
（ステップＳ１３）、各セクタｉの移動局数（検出ユー
ザ数）が平均移動局数を超えているか否かを判定する
（ステップＳ１４）。

【００８５】この結果、検出したセクタｉの移動局数が
平均移動局数を超えていることが判定された場合には、
セクタアンテナ装置では、例えば当該セクタｉの幅を狭
めることにより当該セクタｉの移動局数を平均移動局数
以下に減少させるとともに、当該セクタｉに隣接する２
つのセクタ（セクタ（ｉ−１）とセクタ（ｉ＋１））の
移動局数を比較して（ステップＳ１５）、比較したこれ
らのセクタの内で移動局数が少ない方のセクタを広める
ことにより（ステップＳ１６、ステップＳ１９）、セル
全体をＬ個のセクタでカバーできるようにする。そし
て、セクタアンテナ装置では、同様な処理を他のセクタ
についても順次行うことにより（ステップＳ１７、ステ
ップＳ１８）、各セクタの移動局数を均等化する。

【００８６】一方、上記の判定処理により（ステップＳ
１４）、検出したセクタｉの移動局数が平均移動局数以
下であることが判定された場合には、セクタアンテナ装
置では、以降の他のセクタについても順次上記と同様な
判定処理を行っていき（ステップＳ１７、ステップＳ１
８）、上記と同様に必要な場合には各セクタの幅等を変
化させることにより各セクタの移動局数を均等化するこ
とを行う。

【００８７】以上のように、本例のセクタアンテナ装置
では、上記した重み制御部１から成る制御手段が各重み
付け部Ｇ１〜ＧＬを制御することにより、セクタ間の移
動局数の差を減少させて各セクタの移動局数を均等化す
ることが行われるため、セクタの移動局数といった通信
状況に応じて効率的な無線通信を実現することができ
る。

【００８８】次に、本発明の第３実施例に係るセクタア
ンテナ装置を図面を参照して説明する。なお、本例のセ
クタアンテナ装置の構成や動作は、重み制御部１が各重
み付け部Ｇ１〜ＧＬを制御する態様が異なっているとと
もに、通信方式として特にＣＤＭＡ方式が用いられる場
合に有効であるといった点を除いては、例えば上記第１
実施例で示した装置の構成等と同様であるため、以下で
は、主として本例の重み付け部１による制御態様につい
て詳しく説明する。

【００８９】上記したように、本例のセクタアンテナ装
置と移動局との間ではＣＤＭＡ方式を用いて無線通信が
行われているとする。また、本例のセクタアンテナ装置
には、各セクタの移動局からの受信信号電力対干渉電力
比を検出するＳＩＲ検出手段が備えられている。ここ
で、受信信号電力対干渉電力比とは、受信を希望する信
号の電力（希望信号電力、すなわち通信相手となる特定
の移動局から受信する信号の電力）と干渉信号の電力
（すなわち通信相手としていない移動局等から受信する
干渉信号の電力）との比である。

【００９０】なお、受信信号電力対干渉電力比の測定方
法としては、例えば一般の送信電力制御の際に用いられ
るのと同様な方法を用いることができ、具体的には、希
望信号中のパイロットシンボルの平均電力を検出するこ
とで当該検出値を当該希望信号の電力とみなして用いる
ことができ、また、当該パイロットシンボルの平均電力
からの各パイロットシンボルの電力の分散により干渉信
号の電力を擬制して決定することができる。

【００９１】本例のセクタアンテナ装置に備えられた重
み制御部１では、例えば各セクタにおける受信信号電力
対干渉電力比を監視しており、いずれかのセクタの受信
信号電力対干渉電力比が平均的な受信信号電力対干渉電
力比（平均ＳＩＲ）を超えたことに応じて、当該セクタ
に対応する重み付け部Ｇ１〜ＧＬを制御することで当該
セクタの幅を狭める等する一方、当該セクタがカバーす
る範囲から外されたエリアを当該セクタに隣接するセク
タの幅を広める等してカバーする。なお、上記した平均
的な受信信号電力対干渉電力比とは、１セクタ当たりの
平均的な受信信号電力対干渉電力比のことであり、例え
ば（全セクタの受信信号電力対干渉電力比の総和）／
（セクタ数Ｌ）で表される。

【００９２】ここで、図７には、一例として、セクタの
幅と受信信号電力対干渉電力比との関係を概念的に示し
てあり、同図（ａ）や同図（ｂ）には図中の円の中心点
にセクタアンテナ装置Ｔが配置されている場合に形成さ
れる１つのセクタの例を示してある。同図（ａ）に示さ
れるようにセクタの幅が広い場合と同図（ｂ）に示され
るようにセクタの幅が狭い場合とでは、例えば特定の移
動局から受信する希望信号の電力は同じである。この場
合、セクタアンテナ装置では、セクタの幅を広めるに従
って他の移動局等から多くの干渉波を受信することとな
るため受信信号電力対干渉電力比は小さくなって通信品
質が悪くなり、一方、セクタの幅を狭めるに従って他の
移動局等からの干渉波が少なくなるため受信信号電力対
干渉電力比は大きくなって通信品質が向上する。

【００９３】また、図８には、本例のセクタアンテナ装
置により行われる処理の手順の一例を示してある。すな
わち、本例のセクタアンテナ装置では、各セクタｉ（ｉ
＝１〜Ｌ）の受信信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ）を適
時検出するとともに（ステップＳ２１）、１セクタ当た
りの平均ＳＩＲ（ＡＶＥ）を算出しており（ステップＳ
２２）、例えばセクタ１（ｉ＝１）からセクタＬ（ｉ＝
Ｌ）へと順に（ステップＳ２３）、各セクタｉの受信信
号電力対干渉電力比（ＳＩＲ測定値）が平均ＳＩＲを超
えているか否かを判定する（ステップＳ２４）。

【００９４】この結果、検出したセクタｉの受信信号電
力対干渉電力比が平均ＳＩＲ未満であることが判定され
た場合には、セクタアンテナ装置では、例えば当該セク
タｉの幅を狭めることにより当該セクタｉの受信信号電
力対干渉電力比を平均ＳＩＲ以上に増加させるととも
に、当該セクタｉに隣接する２つのセクタ（セクタ（ｉ
−１）とセクタ（ｉ＋１））の受信信号電力対干渉電力
比を比較して（ステップＳ２５）、比較したこれらのセ
クタの内で受信信号電力対干渉電力比が大きい方のセク
タを広めることにより（ステップＳ２６、ステップＳ２
９）、セル全体をＬ個のセクタでカバーできるようにす
る。そして、セクタアンテナ装置では、同様な処理を他
のセクタについても順次行うことにより（ステップＳ２
７、ステップＳ２８）、各セクタの受信信号電力対干渉
電力比を均等化する。

【００９５】一方、上記の判定処理により（ステップＳ
２４）、検出したセクタｉの受信信号電力対干渉電力比
が平均ＳＩＲ以上であることが判定された場合には、セ
クタアンテナ装置では、以降の他のセクタについても順
次上記と同様な判定処理を行っていき（ステップＳ２
７、ステップＳ２８）、上記と同様に必要な場合には各
セクタの幅等を変化させることにより各セクタの受信信
号電力対干渉電力比を均等化することを行う。

【００９６】以上のように、本例のセクタアンテナ装置
では、上記した重み制御部１から成る制御手段が各重み
付け部Ｇ１〜ＧＬを制御することにより、セクタ間の受
信信号電力対干渉電力比の差を減少させて各セクタの受
信信号電力対干渉電力比を均等化することが行われるた
め、セクタの受信信号電力対干渉電力比といった通信状
況に応じて効率的な無線通信を実現することができる。
具体的には、本例のセクタアンテナ装置では、ＣＤＭＡ
方式を用いて移動局と無線通信を行う場合に、各セクタ
の受信信号電力対干渉電力比を均等化することにより各
セクタにおける通信品質をほぼ均等化することができ、
これにより、通信容量を有効に活用することができる。

【００９７】なお、本例のように受信信号電力対干渉電
力比に基づいてセクタの指向性を制御する構成では、例
えば上記第２実施例に示したように移動局数に基づいて
制御を行う場合に比べて、通常、各セクタにおける通信
品質をより正確に均等化することができる。

【００９８】次に、本発明の第４実施例に係るセクタア
ンテナ装置を図面を参照して説明する。なお、本例のセ
クタアンテナ装置の構成や動作は、重み制御部１が各重
み付け部Ｇ１〜ＧＬを制御する態様が異なっているとと
もに、通信方式として特にＣＤＭＡ方式が用いられる場
合に有効であるといった点を除いては、例えば上記第１
実施例で示した装置の構成等と同様であるため、以下で
は、主として本例の重み付け部１による制御態様につい
て詳しく説明する。

【００９９】上記したように、本例のセクタアンテナ装
置と移動局との間ではＣＤＭＡ方式を用いて無線通信が
行われているとする。また、本例のセクタアンテナ装置
には、各セクタの移動局からの受信信号の誤り率を検出
する誤り率検出手段が備えられている。ここで、受信信
号の誤り率としては、例えばビット誤り率やフレーム誤
り率を用いることができる。

【０１００】なお、ビット誤り率やフレーム誤り率の測
定方法としては、例えば移動局から無線送信される信号
にパリティチェック用の符号を付加しておく方法を用い
ることができ、この場合、本例のセクタアンテナ装置で
は、一例として、移動局から受信した信号中で誤りが発
生した信号の個数や当該誤りを訂正した回数を所定の時
間幅で平均化して得られる値を誤り率として用いること
を行う。

【０１０１】本例のセクタアンテナ装置に備えられた重
み制御部１では、例えば各セクタにおける受信信号誤り
率を監視しており、いずれかのセクタの受信信号誤り率
が平均的な受信信号誤り率（平均誤り率）を超えたこと
に応じて、当該セクタに対応する重み付け部Ｇ１〜ＧＬ
を制御することで当該セクタの幅を狭める等する一方、
当該セクタがカバーする範囲から外されたエリアを当該
セクタに隣接するセクタの幅を広める等してカバーす
る。なお、平均的な受信信号誤り率とは、１セクタ当た
りの平均的な受信信号誤り率のことであり、例えば（全
セクタの受信信号誤り率の総和）／（セクタ数Ｌ）で表
される。

【０１０２】なお、通常、セクタの幅を広めるに従って
他の移動局等から多くの干渉波を受信することとなるた
め受信信号誤り率は大きくなって通信品質が悪くなる一
方、セクタの幅を狭めるに従って他の移動局等からの干
渉波が少なくなるため受信信号誤り率は小さくなって通
信品質が向上する。

【０１０３】また、図９には、本例のセクタアンテナ装
置により行われる処理の手順の一例を示してある。すな
わち、本例のセクタアンテナ装置では、各セクタｉ（ｉ
＝１〜Ｌ）の受信信号誤り率を適時検出するとともに
（ステップＳ３１）、１セクタ当たりの平均誤り率（Ａ
ＶＥ）を算出しており（ステップＳ３２）、例えばセク
タ１（ｉ＝１）からセクタＬ（ｉ＝Ｌ）へと順に（ステ
ップＳ３３）、各セクタｉの受信信号誤り率（誤り率測
定値）が平均誤り率を超えているか否かを判定する（ス
テップＳ３４）。

【０１０４】この結果、検出したセクタｉの受信信号誤
り率が平均誤り率を超えていることが判定された場合に
は、セクタアンテナ装置では、例えば当該セクタｉの幅
を狭めることにより当該セクタｉの受信信号誤り率を平
均誤り率以下に減少させるとともに、当該セクタｉに隣
接する２つのセクタ（セクタ（ｉ−１）とセクタ（ｉ＋
１））の受信信号誤り率を比較して（ステップＳ３
５）、比較したこれらのセクタの内で受信信号誤り率が
小さい方のセクタを広めることにより（ステップＳ３
６、ステップＳ３９）、セル全体をＬ個のセクタでカバ
ーできるようにする。そして、セクタアンテナ装置で
は、同様な処理を他のセクタについても順次行うことに
より（ステップＳ３７、ステップＳ３８）、各セクタの
受信信号誤り率を均等化する。

【０１０５】一方、上記の判定処理により（ステップＳ
３４）、検出したセクタｉの受信信号誤り率が平均誤り
率以下であることが判定された場合には、セクタアンテ
ナ装置では、以降の他のセクタについても順次上記と同
様な判定処理を行っていき（ステップＳ３７、ステップ
Ｓ３８）、上記と同様に必要な場合には各セクタの幅等
を変化させることにより各セクタの受信信号誤り率を均
等化することを行う。

【０１０６】以上のように、本例のセクタアンテナ装置
では、上記した重み制御部１から成る制御手段が各重み
付け部Ｇ１〜ＧＬを制御することにより、セクタ間の受
信信号誤り率の差を減少させて各セクタの受信信号誤り
率を均等化することが行われるため、セクタの受信信号
誤り率といった通信状況に応じて効率的な無線通信を実
現することができる。具体的には、本例のセクタアンテ
ナ装置では、ＣＤＭＡ方式を用いて移動局と無線通信を
行う場合に、各セクタの受信信号誤り率を均等化するこ
とにより各セクタにおける通信品質を均等化することが
でき、これにより、通信容量を有効に活用することがで
きる。

【０１０７】ここで、以上の第１実施例〜第４実施例で
は、上記図１に示したサーキュラアレイの構成や上記図
２に示したリニアアレイの構成を有したセクタアンテナ
装置を例示したが、本発明のセクタアンテナ装置として
は、必ずしもこれらの実施例の態様に限られず、種々な
装置構成が用いられてもよい。具体的には、例えばアン
テナの数や配置等としては種々なものが用いられてもよ
く、要は、各アンテナに印加される電気信号の振幅や位
相を各アンテナ毎に調整することでこれらのアンテナに
より合成されるセクタの指向性を変化させることができ
る構成であればよい。

【０１０８】また、セクタの数や大きさ等としても、種
々な態様が用いられてもよい。また、本発明のセクタア
ンテナ装置の適用分野としても、特に限定はなく、例え
ば上記第１実施例〜第４実施例に示したように複数の移
動局と無線通信する移動通信システムの基地局等といっ
たもののアンテナ装置として本発明を用いることができ
る。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るセク
タアンテナ装置によると、指向性を有するセクタを形成
して当該セクタの移動局と無線通信するに際して、例え
ばセクタの移動局数や受信信号電力対干渉電力比や受信
信号誤り率といった移動局との通信状況に応じて、通信
に用いる複数のアンテナに印加される電気信号の振幅及
び位相を各アンテナ毎に調整することによりこれらのア
ンテナにより合成されるセクタの指向性を変化させるよ
うにしたため、種々な通信状況に対応して移動局との無
線通信の効率化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセクタアンテナ装置の構成例を示
す図である。

【図２】本発明に係るセクタアンテナ装置の他の構成例
を示す図である。

【図３】セクタの構成及び各セクタの移動局を概念的に
示す図である。

【図４】セクタの構成及び各セクタの移動局を概念的に
示す図である。

【図５】セクタアンテナ装置による処理の手順の一例を
示すフローチャートである。

【図６】セクタアンテナ装置による処理の手順の一例を
示すフローチャートである。

【図７】セクタの幅と受信信号電力対干渉電力比との関
係を説明するための図である。

【図８】セクタアンテナ装置による処理の手順の一例を
示すフローチャートである。

【図９】セクタアンテナ装置による処理の手順の一例を
示すフローチャートである。

【図１０】従来例に係るセクタの構成を説明するための
図である。

【図１１】円状配置８素子アレーアンテナの一例を示す
図である。

【符号の説明】

１、 １１・・重み制御部、 Ｔ１〜Ｔ６、Ｕ１〜Ｕ７
・・アンテナ、Ｇ１〜ＧＬ、Ｖ１〜ＶＬ・・重み付け
部、Ｈ１〜ＨＬ、Ｗ１〜ＷＬ・・合成器、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指向性を有するセクタを形成して当該セ
   クタの移動局と無線通信するセクタアンテナ装置におい
   て、 複数のアンテナと、 これら複数のアンテナに印加される電気信号の振幅及び
   位相を各アンテナ毎に調整することによりこれらのアン
   テナにより合成されるセクタの指向性の幅を変化させる
   複数の調整手段と、を備え、 各調整手段毎にセクタを形成し、 更に、セクタの通信品質に応じていずれかのセクタの調
   整手段による調整を制御して当該セクタの指向性の幅を
   狭めるように変化させる場合に、当該セクタに隣接する
   ２つのセクタの通信品質を比較して、比較したこれらの
   セクタの内で通信品質が良い方のセクタの調整手段によ
   る調整を制御して当該セクタの指向性の幅を広めるよう
   に変化させる制御手段を備えた、 ことを特徴とするセクタアンテナ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のセクタアンテナ装置に
   おいて、 制御手段は、セクタの通信品質に応じて当該セクタの指
   向性の幅を狭めるように変化させるか否かを各セクタに
   ついて順次判定し、セクタの指向性の幅を狭めるように
   変化させることを判定した場合には当該セクタの調整手
   段による調整を制御して当該セクタの指向性の幅を狭め
   るように変化させるとともに当該セクタに隣接する２つ
   のセクタの通信品質を比較して比較したこれらのセクタ
   の内で通信品質が良い方のセクタの調整手段による調整
   を制御して当該セクタの指向性の幅を広めるように変化
   させ、更に、前記判定を継続して行う、 ことを特徴とするセクタアンテナ装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のセクタア
   ンテナ装置において、 各セクタの移動局数を検出する移動局数検出手段を備
   え、 制御手段は、セクタの移動局数が最大許容数を超えた場
   合に当該セクタの指向性の幅を狭めるように変化させる
   ことにより当該セクタの移動局数を当該最大許容数以下
   に減少させる、ことを特徴とするセクタアンテナ装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載のセクタア
   ンテナ装置において、 各セクタの移動局数を検出する移動局数検出手段を備
   え、 制御手段は、セクタ間の移動局数の差を減少させるよう
   に各セクタの調整手段による調整を制御する、ことを特
   徴とするセクタアンテナ装置。
5. 【請求項５】 請求項１又は請求項２に記載のセクタア
   ンテナ装置において、 移動局との通信方式としてＣＤＭＡ方式を用い、 各セクタの移動局からの受信信号電力対干渉電力比を検
   出するＳＩＲ検出手段を備え、 制御手段は、セクタ間の受信信号電力対干渉電力比の差
   を減少させるように各セクタの調整手段による調整を制
   御する、ことを特徴とするセクタアンテナ装置。
6. 【請求項６】 請求項１又は請求項２に記載のセクタア
   ンテナ装置において、 移動局との通信方式としてＣＤＭＡ方式を用い、 各セクタの移動局からの受信信号の誤り率を検出する誤
   り率検出手段を備え、 制御手段は、セクタ間の誤り率の差を減少させるように
   各セクタの調整手段による調整を制御する、ことを特徴
   とするセクタアンテナ装置。
7. 【請求項７】 指向性を有する複数のセクタを形成して
   当該複数のセクタの移動局と無線通信するセクタアンテ
   ナ装置においてセクタの指向性を制御する方法におい
   て、 セクタの通信品質に応じていずれかのセクタの指向性の
   幅を狭めるように変化させる場合に、当該セクタに隣接
   する２つのセクタの通信品質を比較して、比較したこれ
   らのセクタの内で通信品質が良い方のセクタの指向性の
   幅を広めるように変化させる、 ことを特徴とするセクタ指向性制御方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のセクタ指向性制御方法
   において、 各セクタの通信品質を検出し、 当該検出結果に基づいて、セクタの指向性の幅を狭める
   ように変化させるか否かを各セクタについて順次判定
   し、 当該判定の結果、いずれかのセクタの指向性の幅を狭め
   るように変化させることを判定した場合には、当該セク
   タの指向性の幅を狭めるように変化させるとともに、当
   該セクタに隣接する２つのセクタの通信品質を比較し
   て、比較したこれらのセクタの内で通信品質が良い方の
   セクタの指向性の幅を広めるように変化させ、その後、
   前記判定を継続して行う、 ことを特徴とするセクタ指向性制御方法。
9. 【請求項９】 指向性を有する複数のセクタを形成して
   当該複数のセクタの移動局と無線通信するセクタアンテ
   ナ装置においてセクタの指向性を制御する方法におい
   て、 各セクタの移動局の数を検出する第１の処理を行い、 当該第１の処理による検出結果に基づいて、移動局の数
   が最大許容数を超えているか否かを各セクタについて順
   次判定する第２の処理を行い、 当該第２の処理に係る判定の結果、いずれかのセクタの
   移動局の数が最大許容数を超えていることを判定した場
   合には、当該セクタの指向性の幅を狭めるように制御す
   るとともに、当該セクタに隣接する２つのセクタの移動
   局の数を比較して、比較したこれらのセクタの内で移動
   局の数が少ない方のセクタの指向性の幅を広めるように
   制御する第３の処理を行い、当該第３の処理に係る制御
   の後、全てのセクタについての前記第２の処理に係る判
   定が未終了である場合には、前記第２の処理に係る判定
   を継続して行い、 更に、全てのセクタについての前記第２の処理に係る判
   定が終了した場合には、再び、前記第１の処理、前記第
   ２の処理及び前記第３の処理を繰り返して実行する、 ことを特徴とするセクタ指向性制御方法。
10. 【請求項１０】 指向性を有する複数のセクタを形成し
    て当該複数のセクタの移動局と無線通信するセクタアン
    テナ装置においてセクタの指向性を制御する方法におい
    て、 各セクタの移動局の数を検出する第１の処理を行い、 １セクタ当たりの平均的な移動局の数を算出する第２の
    処理を行い、 前記第１の処理による検出結果及び前記第２の処理によ
    る算出結果に基づいて、移動局の数が１セクタ当たりの
    平均的な移動局の数を超えているか否かを各セクタにつ
    いて順次判定する第３の処理を行い、 当該第３の処理に係る判定の結果、いずれかのセクタの
    移動局の数が１セクタ当たりの平均的な移動局の数を超
    えていることを判定した場合には、当該セクタの指向性
    の幅を狭めるように制御するとともに、当該セクタに隣
    接する２つのセクタの移動局の数を比較して、比較した
    これらのセクタの内で移動局の数が少ない方のセクタの
    指向性の幅を広めるように制御する第４の処理を行い、
    当該第４の処理に係る制御の後、全てのセクタについて
    の前記第３の処理に係る判定が未終了である場合には、
    前記第３の処理に係る判定を継続して行い、 更に、全てのセクタについての前記第３の処理に係る判
    定が終了した場合には、再び、前記第１の処理、前記第
    ２の処理、前記第３の処理及び前記第４の処理を繰り返
    して実行する、 ことを特徴とするセクタ指向性制御方法。
11. 【請求項１１】 指向性を有する複数のセクタを形成し
    て当該複数のセクタの移動局と無線通信するセクタアン
    テナ装置においてセクタの指向性を制御する方法におい
    て、 各セクタの受信信号電力対干渉電力比を検出する第１の
    処理を行い、 １セクタ当たりの平均的な受信信号電力対干渉電力比を
    算出する第２の処理を行い、 前記第１の処理による検出結果及び前記第２の処理によ
    る算出結果に基づいて、受信信号電力対干渉電力比が１
    セクタ当たりの平均的な受信信号電力対干渉電力比未満
    であるか否かを各セクタについて順次判定する第３の処
    理を行い、 当該第３の処理に係る判定の結果、いずれかのセクタの
    受信信号電力対干渉電力比が１セクタ当たりの平均的な
    受信信号電力対干渉電力比未満であることを判定した場
    合には、当該セクタの指向性の幅を狭めるように制御す
    るとともに、当該セクタに隣接する２つのセクタの受信
    信号電力対干渉電力比を比較して、比較したこれらのセ
    クタの内で受信信号電力対干渉電力比が大きい方のセク
    タの指向 性の幅を広めるように制御する第４の処理を行
    い、当該第４の処理に係る制御の後、全てのセクタにつ
    いての前記第３の処理に係る判定が未終了である場合に
    は、前記第３の処理に係る判定を継続して行い、 更に、全てのセクタについての前記第３の処理に係る判
    定が終了した場合には、再び、前記第１の処理、前記第
    ２の処理、前記第３の処理及び前記第４の処理を繰り返
    して実行する、 ことを特徴とするセクタ指向性制御方法。
12. 【請求項１２】 指向性を有する複数のセクタを形成し
    て当該複数のセクタの移動局と無線通信するセクタアン
    テナ装置においてセクタの指向性を制御する方法におい
    て、 各セクタの受信信号誤り率を検出する第１の処理を行
    い、 １セクタ当たりの平均的な受信信号誤り率を算出する第
    ２の処理を行い、 前記第１の処理による検出結果及び前記第２の処理によ
    る算出結果に基づいて、受信信号誤り率が１セクタ当た
    りの平均的な受信信号誤り率を超えているか否かを各セ
    クタについて順次判定する第３の処理を行い、 当該第３の処理に係る判定の結果、いずれかのセクタの
    受信信号誤り率が１セクタ当たりの平均的な受信信号誤
    り率を超えていることを判定した場合には、当該セクタ
    の指向性の幅を狭めるように制御するとともに、当該セ
    クタに隣接する２つのセクタの受信信号誤り率を比較し
    て、比較したこれらのセクタの内で受信信号誤り率が小
    さい方のセクタの指向性の幅を広めるように制御する第
    ４の処理を行い、当該第４の処理に係る制御の後、全て
    のセクタについての前記第３の処理に係る判定が未終了
    である場合には、前記第３の処理に係る判定を継続して
    行い、 更に、全てのセクタについての前記第３の処理に係る判
    定が終了した場合には、再び、前記第１の処理、前記第
    ２の処理、前記第３の処理及び前記第４の処理を繰り返
    して実行する、 ことを特徴とするセクタ指向性制御方法。