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JP2000049648A - Smart antenna system based on spatial frequency filter bank technology - Google Patents

Smart antenna system based on spatial frequency filter bank technology

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Publication number
JP2000049648A
JP2000049648A JP10203201A JP20320198A JP2000049648A JP 2000049648 A JP2000049648 A JP 2000049648A JP 10203201 A JP10203201 A JP 10203201A JP 20320198 A JP20320198 A JP 20320198A JP 2000049648 A JP2000049648 A JP 2000049648A
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JP
Japan
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antenna
spatial frequency
antenna system
frequency filter
filter bank
Prior art date
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Pending
Application number
JP10203201A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ko Gei
耿 倪
Biyo Ka
美蓉 何
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KOKUBOBU ZHONGSHAN KAGAKU KENK
KOKUBOBU ZHONGSHAN KAGAKU KENKYUIN
Original Assignee
KOKUBOBU ZHONGSHAN KAGAKU KENK
KOKUBOBU ZHONGSHAN KAGAKU KENKYUIN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To flexibly perform coping in actual use, to reduce the influence of noise and to improve communication quality by simultaneously and parallelly processing plural beams by the single control of an amplitude and a phase to the corresponding antenna unit in a matrix antenna group of a spatial frequency filter in a spatial frequency filter bank. SOLUTION: In this antenna system, from a base station 10, encoded or modulated signals are transmitted through the antenna system 20 where many transmission antennas and the spatial frequency filters are arranged to respective branch stations 40 and 50 and a reflector. The signals fed back by the respective branch stations 40 and 50 are received by a reception antenna system 30 where many reception antennas are arranged, and after selection and arrangement to the beams or channels are performed by the internal spatial frequency filter, they are returned to the base station 10 again and a succeeding processing is performed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は空間周波数フィルタ
バンクテクノロジーに基づくスマートアンテナシステム
に関する。詳しくは本発明は、発信又は受信した信号を
それぞれの異なるビームに従って単独で処理することに
より、それぞれのビームに対し高効率のパラレル処理を
行うことができ、ハードウエアの精密度とソフトウエア
の複雑さを大幅に低減してシステムの容量や距離、範囲
等の通信品質を向上することができるスマートアンテナ
システムに関する。
The present invention relates to a smart antenna system based on spatial frequency filter bank technology. More specifically, the present invention can perform high-efficiency parallel processing on each beam by independently processing the transmitted or received signal according to each different beam, and can achieve hardware precision and software complexity. The present invention relates to a smart antenna system capable of improving communication quality such as system capacity, distance, range, and the like by greatly reducing the size of the system.

【0002】[0002]

【従来の技術とその課題】現在のスマートアンテナシス
テム(SAS)は、ビーム切替え(SWITCHED
BEAM)システムと、適応零位調整(ADAPTIV
E NULLING)システムとの二種類に大別され
る。ビーム切替えシステムの場合、タイムシェアリング
方式で空間を分割することによって、複数のビームを順
番に発信又は受信する。しかしながら、ビームの数が大
幅に増えた場合、それぞれのビームに配分された時間が
足りなくなり、利用の柔軟性に大きい制限を与えるの
で、高効率の要求を満たすことができない。
2. Description of the Related Art The current smart antenna system (SAS) uses a beam switch (SWITCHED).
BEAM) system and Adaptive Zero Adjustment (ADAPTIV)
ENULLING) system. In the case of a beam switching system, a plurality of beams are sequentially transmitted or received by dividing a space by a time sharing method. However, when the number of beams increases significantly, the time allocated to each beam runs short, which greatly limits the flexibility of use, and therefore cannot meet the demand for high efficiency.

【0003】また、適応零位調整のスマートアンテナシ
ステムの場合、ユーザーの使用状況に対して自動的に追
従し、環境とユーザー位置に従って、自己決定方法によ
って動態方式にてアンテナの磁界の範囲を調整する。そ
して、干渉に対し動態零位調整作業を行い、発信及び受
信の効率を向上する。8つのアンテナユニットからなる
適応零位調整の典型的な状況は図7に示す通りである
(GloMo/VirginiaTechによる)。こ
のシステムの問題点を下記に示す。
In the case of a smart antenna system of adaptive null adjustment, the range of the antenna magnetic field is automatically adjusted according to the environment of the user and the dynamic range of the antenna is adjusted in a dynamic manner according to the environment and the user position. I do. Then, a dynamic null adjustment operation is performed for the interference to improve the transmission and reception efficiency. A typical situation of an adaptive null adjustment consisting of eight antenna units is as shown in FIG. 7 (according to GloMo / VirginiaTech). The problems of this system are shown below.

【0004】1.図に示すように、アンテナのゲインは
零位調整によって少し損なわれる場合がある。また、零
位調整近傍のフィールドタイプの変化率が大きいので、
角度のわずかな違いによって減衰効果に大きい変化が生
じる。また、環境の影響でユーザーに対する正確な位置
決めが難しくなり、零位調整の効果が制限される。
[0004] 1. As shown, the gain of the antenna may be slightly impaired by the null adjustment. Also, since the change rate of the field type near the zero adjustment is large,
Slight differences in angles can cause large changes in the damping effect. In addition, accurate positioning with respect to the user becomes difficult due to the influence of the environment, and the effect of zero adjustment is limited.

【0005】2.動態零位調整の実効を図るために、ハ
ードウエアのリニア性、均衡性及び精密度に対する要求
が厳しくなり、コストアップを招く、3.多数のユーザ
ーの位置決めとフィールドタイプの零位調整とに必要な
アルゴリズムが複雑になる。また、アンテナフィールド
タイプの更新率が高いので高レベルの演算処理能力が要
求される。
[0005] 2. 2. In order to achieve the dynamic null adjustment, requirements for hardware linearity, balance, and precision become strict, resulting in an increase in cost. The complexity of the algorithms required for positioning a large number of users and for nulling the field type. Also, since the update rate of the antenna field type is high, a high level of arithmetic processing capability is required.

【0006】4.空間周波数フィルタのチャンネルが有
限であることから、多数のユーザーに対する配分が困難
である。ユーザーの数がシステムの制御できるビーム零
位の数を超える場合、零位調整がユーザーの数に対応で
きなくなり、配分不均一の問題点が生じる。
[0006] 4. Due to the finite number of channels of the spatial frequency filter, it is difficult to distribute to a large number of users. If the number of users exceeds the number of beam nulls that can be controlled by the system, the null adjustment will not be able to accommodate the number of users, causing a problem of uneven distribution.

【0007】5.無線通信の場合、基地ステーションの
発信と受信は互いに独立の配置を採用しており、上下リ
ンク経路の周波数の差がかなり大きいので、発信と受信
との間に関係がほとんどない。このため、発信アンテナ
のフィールドタイプの評価が難しくなる。
[0007] 5. In the case of wireless communication, the transmission and reception of the base station adopt an independent arrangement, and the difference between the frequencies of the uplink and downlink is quite large, so that there is almost no relationship between transmission and reception. This makes it difficult to evaluate the field type of the transmitting antenna.

【0008】従来の適応零位調整のスマートアンテナシ
ステムは、ユーザーが多いことと、環境の不確定性が大
きいこと等の理由で、ハードウエアとソフトウエアとの
構成が複雑になると共に、負荷が大き過ぎる。しかも、
その機能に限界があるので、ビーム切替え又は適応零位
調整のアンテナシステムのどちらかが、高効率と簡素化
との両方の利点を同時に備えることができない。
[0008] The conventional smart antenna system of adaptive null adjustment has a complicated configuration of hardware and software and a heavy load because of the large number of users and the large uncertainty of the environment. Too big. Moreover,
Due to its limited functionality, either beam switching or adaptive nulling antenna systems cannot simultaneously provide the advantages of both high efficiency and simplicity.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、複数の空間周波数フィルタからなる空
間周波数フィルタバンクと、複数のアンテナからなるマ
トリクスアンテナグループとを有する発信/受信システ
ムを提供し、空間周波数フィルタバンクにおける空間周
波数フィルタの、マトリクスアンテナグループにおける
相応するアンテナ単位に対し、振幅と位相の単独的制御
によって、複数のビームを同時にパラレル処理し、これ
によって従来のビーム切替えシステムの効率の劣る問題
を解決でき、且つ構成が簡素化できるので、複雑な演算
法則を要しなく、従来の適応零位調整システムのハード
ウエアとソフトウエアとの構成が複雑になる問題点を解
決できる、構成が簡単なスマートアンテナシステムを提
供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides a transmitting / receiving system having a spatial frequency filter bank including a plurality of spatial frequency filters and a matrix antenna group including a plurality of antennas. And simultaneously processing a plurality of beams in parallel by independent control of the amplitude and phase for the corresponding antenna units in the matrix antenna group of the spatial frequency filter in the spatial frequency filter bank, whereby the conventional beam switching system Solves the problem that the hardware and software of the conventional adaptive null adjustment system are complicated without the need for complicated arithmetic rules because it can solve the problem of inefficiency and simplify the configuration. Provided is a smart antenna system that can be easily configured.

【0010】また、本発明は、それぞれのチャンネルや
ビームに対し単独にパラレル処理を行うことによって、
アンテナのゲインを増加できると共に、キャリア信号の
強度を向上し、サイドローブと干渉を低減する効果を図
り、基地ステーションよりアンテナコントローラを介し
て空間周波数フィルタバンクのそれぞれのパラメータを
制御でき、適当なときにユーザーのいない空間周波数フ
ィルタチャンネルを閉じ、効率を向上する効果を図るこ
とができるスマートアンテナシステムを提供する。
Further, the present invention performs parallel processing on each channel or beam independently,
The gain of the antenna can be increased, the strength of the carrier signal can be improved, side lobes and interference can be reduced, and each parameter of the spatial frequency filter bank can be controlled from the base station via the antenna controller. The present invention provides a smart antenna system capable of closing a spatial frequency filter channel having no user and improving the efficiency.

【0011】また、本発明は、ビームで全空域をカバー
することによって、多数のユーザーのビーム配分を簡単
かつ容易に達成できるようにすることを特徴とするスマ
ートアンテナシステムを提供する。
[0011] The present invention also provides a smart antenna system characterized in that the entire airspace is covered by beams so that beam distribution for a large number of users can be achieved easily and easily.

【0012】また、本発明は、空間周波数フィルタを応
用することによって、振幅と位相の誤差がかなり大きい
場合でも、サイドローブのレベルを少し増やすだけで、
ハードウエアに対する精密度の要求を低減でき、低コス
トで構築できることを特徴とするスマートアンテナシス
テムを提供する。
Further, the present invention applies a spatial frequency filter to increase the side lobe level even if the error between the amplitude and the phase is considerably large.
Provided is a smart antenna system characterized in that it can reduce the requirement for precision of hardware and can be constructed at low cost.

【0013】また、本発明は、リニア性や環状や平面な
どのマトリクスアンテナ構築に適用でき、リニア性マト
リクスアンテナを採用する場合、それぞれのアンテナユ
ニットのフィールドタイプが方位をカバーすることに利
用され、ゲインを高める効果を図ることを特徴とするス
マートアンテナシステムを提供する。
Further, the present invention can be applied to the construction of a matrix antenna having linearity, an annular shape, a flat surface, and the like. When a linear matrix antenna is adopted, the field type of each antenna unit is used to cover the azimuth, Provided is a smart antenna system characterized in that an effect of increasing a gain is achieved.

【0014】また、本発明は、電磁波、音波、超音波な
どの各形式の信号源に利用でき、かつ同じようにFDM
A,TDMA,CDMAなどの多数の方式と多数の信号
長変調に利用でき、その応用面は単に情報の伝送に利用
できるほかに、測定や位置決めなどの用途にも利用でき
ることを特徴としたスマートアンテナシステムを提供す
る。
The present invention can be applied to signal sources of various types, such as electromagnetic waves, sound waves, and ultrasonic waves.
A smart antenna characterized in that it can be used for many systems such as A, TDMA, and CDMA and for many signal length modulations, and can be used not only for information transmission but also for measurements and positioning. Provide system.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の空間周波数フィルタバン
クテクノロジーに基づくアンテナシステムの典型的な応
用例を図1に示す。図において、基地ステーション10
から、エンコード又は変調した信号を、多数の発信アン
テナと空間周波数フィルタを配置したアンテナシステム
20を介して、それぞれのブランチステーション40,
50や反射体に送信する。それぞれのブランチステーシ
ョン40,50がフィードバックした信号を多数の受信
アンテナを配置した受信アンテナシステム30によって
受信し、内部の空間周波数フィルタによってビーム又は
チャンネルに対する選択と整理を行ってから、再び基地
ステーション10に返送し、後続の処理を行う。
FIG. 1 shows a typical application of an antenna system based on the spatial frequency filter bank technology of the present invention. In the figure, the base station 10
The encoded or modulated signal is transmitted to each branch station 40, via an antenna system 20 in which a number of transmitting antennas and spatial frequency filters are arranged.
Send to 50 or reflector. The signals fed back by the respective branch stations 40 and 50 are received by the receiving antenna system 30 in which a large number of receiving antennas are arranged, and selection and arrangement of beams or channels are performed by an internal spatial frequency filter. Returns and performs subsequent processing.

【0016】また、本実施形態の発信アンテナシステム
20と受信アンテナシステム30は、発信又は受信した
い多数のビームに対し、独立に空間周波数フィルタ処理
(パラレル処理)を行うことができるように構築されて
いる。多数の信号を発信した場合、内部の多数の空間周
波数フィルタによって処理を行ってから、処理後の信号
のそれぞれの分け量を異なるエダーによってまとめ、最
後に異なるアンテナユニットによって、転換/高周波変
調とキャリア発信を行う。受信アンテナシステムのそれ
ぞれのアンテナユニットによって受信した信号は、信号
の分布に従って個別に加算を行い、また指定したデジタ
ルビームフォーマによって処理し、それから基地ステー
ションへ返送する。そして、発信アンテナシステム20
と受信アンテナシステム30の内部の多数のデジタルビ
ームフォーマによって空間周波数フィルタバンクを構成
し、これによって、ハードウエアの精密度の要求レベル
を低減すると共に、ソフトウエアの複雑さを簡素化す
る。
Further, the transmitting antenna system 20 and the receiving antenna system 30 of the present embodiment are constructed so that spatial frequency filtering (parallel processing) can be independently performed on a large number of beams to be transmitted or received. I have. When a large number of signals are transmitted, the signals are processed by a large number of internal spatial frequency filters, then the divided amounts of the processed signals are combined by different edders, and finally, conversion / high-frequency modulation and carrier conversion are performed by different antenna units. Make a call. The signals received by each antenna unit of the receiving antenna system are individually added according to the distribution of the signals, processed by a designated digital beamformer and then returned to the base station. Then, the transmitting antenna system 20
And a number of digital beamformers inside the receiving antenna system 30 constitute a spatial frequency filter bank, which reduces the required level of hardware precision and simplifies software complexity.

【0017】発信アンテナシステムの構造は、図2に示
すように、空間周波数フィルタバンク23と、マトリク
スアンテナ25と、アンテナコントローラ28とからな
る。空間周波数フィルタバンク23は、複数のデジタル
ビームフォーマ21と、複数のエダー22とからなり、
基地ステーション10のシステムバス27の導入する信
号を受信し、処理を行う。
The structure of the transmitting antenna system comprises a spatial frequency filter bank 23, a matrix antenna 25, and an antenna controller 28, as shown in FIG. The spatial frequency filter bank 23 includes a plurality of digital beamformers 21 and a plurality of edders 22,
The signal received by the system bus 27 of the base station 10 is received and processed.

【0018】この空間周波数フィルタバンク23は、ア
ンテナコントローラ28によって制御され、各デジタル
ビームフォーマ21のパラメータを制御できると共に、
適当なときにユーザーのいない空間周波数フィルタチャ
ンネルを閉じることができる。また、それぞれのエダー
22の送り出した信号は発信バス24を介してマトリク
スアンテナ25へ送られる。このマトリクスアンテナ2
5は複数のアンテナユニット26からなり、それぞれの
アンテナユニット26の内部には複数のデジタル・アナ
ログコンバータ(DAC)と、中間周波数アンプと発信
アンテナ26とが設けられ、これらの装置によっていわ
ゆるマトリクスアンテナ構造が構成されている。
The spatial frequency filter bank 23 is controlled by an antenna controller 28 to control the parameters of each digital beamformer 21 and
The user-free spatial frequency filter channel can be closed at the appropriate time. The signals sent from the respective eders 22 are sent to the matrix antenna 25 via the transmission bus 24. This matrix antenna 2
5 includes a plurality of antenna units 26, each of which is provided with a plurality of digital-to-analog converters (DACs), an intermediate frequency amplifier, and a transmitting antenna 26. Is configured.

【0019】特定のブランチステーション40又は50
へ送る信号は、基地ステーション10でエンコードさ
れ、ブランチステーションに該当するように設定された
ビームフォーマ21によって空間周波数フィルタ処理が
施され、デジタルビームフォーマ21によって、それぞ
れのアンテナユニット26の設定した分け量を算出し、
対応するそれぞれのエダー22に送り込まれる。また、
他のブランチステーションへ同時に送り込みたい信号に
ついても、前述の方式によって処理し、エダー22へ送
り、加算を行い、それから各エダー22の出力端のそれ
ぞれのアンテナユニット25によってデジタル・アナロ
グ変換と中間周波数増幅と高周波・パワー増幅を行って
から、空中に放射する。
A specific branch station 40 or 50
The signal to be transmitted to the base station 10 is encoded by the base station 10, subjected to spatial frequency filter processing by the beamformer 21 set to correspond to the branch station, and set by the digital beamformer 21 to the set amount of each antenna unit 26. Is calculated,
It is sent to each corresponding eder 22. Also,
The signals to be sent to the other branch stations at the same time are also processed by the above-described method, sent to the eders 22, added, and then digital-analog converted and intermediate frequency amplified by the respective antenna units 25 at the output ends of the respective eders 22. After high-frequency and power amplification, radiate into the air.

【0020】前述のように、空間周波数フィルタバンク
23におけるそれぞれのデジタルビームフォーマ21に
よって基地ステーション10が送り込んだ信号に対し、
個別にパラレル処理を行うので、他のデジタルビームフ
ォーマ21に対し悪影響を与えることはない。また、シ
ステムも負荷を与えるおそれもない。また、それぞれの
デジタルビームフォーマ21を制御するためのアンテナ
コントローラ28は、操作パラメータを付与するほか
に、既知の隣り合う輻射源に対してあらかじめ零位調整
を行い、干渉を避ける。
As described above, the signals sent by the base station 10 by the respective digital beamformers 21 in the spatial frequency filter bank 23 are:
Since parallel processing is performed individually, there is no adverse effect on other digital beamformers 21. Also, there is no risk that the system will give a load. An antenna controller 28 for controlling each of the digital beamformers 21 not only gives operation parameters but also performs zero adjustment on known neighboring radiation sources in advance to avoid interference.

【0021】本実施形態の接収アンテナシステムは、図
3に示すように、基地ステーション10のシステムバス
37と連結する空間周波数フィルタバンク34と、マト
リクスアンテナ31と、アンテナコントローラ36とか
らなる。空間周波数フィルタバンク34は多数のデジタ
ルビームフォーマ35からなり、システムバス37を介
して基地ステーション10と接続する。システムバス3
7においてもブランチステーション位置決め情報を伝送
しており、この情報は図面下部のアンテナコントローラ
36に送られ、アンテナコントローラ36によってそれ
ぞれのデジタルビームフォーマ35に送り込むワークパ
ラメータを制御すると共に、ブランチステーションとデ
ジタルビームフォーマ35との間の関係を決める。ま
た、前述のように、ハードウエアの誤差の補償と所定の
干渉に対する零位調整処理をあらかじめ行い、ユーザー
のいない空間周波数フィルタチャンネルを閉じることが
できる。
As shown in FIG. 3, the requisition antenna system of this embodiment includes a spatial frequency filter bank 34 connected to a system bus 37 of the base station 10, a matrix antenna 31, and an antenna controller 36. The spatial frequency filter bank 34 comprises a number of digital beamformers 35 and connects to the base station 10 via a system bus 37. System bus 3
7 also transmits branch station positioning information. This information is sent to an antenna controller 36 at the bottom of the drawing, and the antenna controller 36 controls the work parameters to be sent to the respective digital beamformers 35, as well as the branch station and the digital beamformer. A relationship with the former 35 is determined. Further, as described above, the compensation of the hardware error and the zero adjustment process for the predetermined interference are performed in advance, and the spatial frequency filter channel without the user can be closed.

【0022】また、マトリクスアンテナ32には受信ア
ンテナ321と、高周波アンプと、中間周波数アンプ
と、アナログ・デジタルコンバータと、デジタル周波数
逓降コンバータとが配置されており、ブランチステーシ
ョン40又は50より送り込んだ信号はアンテナユニッ
ト32によって受信され、前述のように高周波増幅、中
間周波数増幅、アナログからデジタルへの変換、そして
デジタル周波数逓降処理を行なうと、複数のベースバン
ドを有するタイプ90度に対してずれがある信号の出力
信号を送りだし、それから受信バス33に置き、それか
らそれぞれのデジタルビームフォーマ35によって受信
バス33のところよりそれぞれのアンテナユニット32
の出力を取得し、それぞれ複数の重み付け方式によって
加算を行い、特定の空間周波数フィルタ出力(複数の形
式の信号に複数の重み付けを行った信号の振幅と位相)
を形成し、最後に基地ステーション10へ送り、続きの
処理を行う。
The matrix antenna 32 includes a receiving antenna 321, a high-frequency amplifier, an intermediate frequency amplifier, an analog-to-digital converter, and a digital down-converter, which are sent from the branch station 40 or 50. The signal is received by the antenna unit 32 and subjected to high frequency amplification, intermediate frequency amplification, analog-to-digital conversion, and digital down-conversion as described above, resulting in a shift to a type 90 degree having multiple basebands. Sends out an output signal of a certain signal, and then puts it on the receiving bus 33, and then, by means of the respective digital beamformer 35, the respective antenna unit 32
, And add by a plurality of weighting methods, and output a specific spatial frequency filter (amplitude and phase of a signal obtained by weighting a plurality of types of signals with a plurality of weights)
Is formed, and finally sent to the base station 10 to perform the subsequent processing.

【0023】このような受信アンテナシステムの構築で
は、空間周波数フィルタバンク34が、バス33に連結
された複数のデジタルビームフォーマ35から構成され
るので、それぞれのデジタルビームフォーマ35は同時
にバスにおけるデータを取得でき、パラレル方式の処理
を行うことができる。したがって、良好な操作効率を提
供することができる。
In the construction of such a receiving antenna system, since the spatial frequency filter bank 34 is composed of a plurality of digital beamformers 35 connected to the bus 33, each digital beamformer 35 simultaneously transmits data on the bus. And can perform parallel processing. Therefore, good operation efficiency can be provided.

【0024】[0024]

【発明の効果】発信アンテナシステムと受信アンテナシ
ステムとの構築では、それぞれのアンテナユニットに対
して振幅と位相を独立に制御することができる。例え
ば、アンテナユニットの数が8つである空間周波数フィ
ルタチャンネルの場合、図4の空間周波数フィルタフィ
ールドタイプに示すように、サイドローブのレベルを容
易に低減できる効果を示している。また、複数のデジタ
ルビームフォーマからなる空間周波数フィルタバンクに
よって多数のビームの処理を行う場合、形成されたフィ
ールドタイプは図5に示す通りである。複数のビームが
同時に存在する場合、それぞれのビームは良好な状態に
保持され、干渉し合う問題はない。それぞれのサイドロ
ーブのレベルはかなり低いレベルに保持される。このよ
うに、本発明の効果が十分に証明されている。また、図
6に示すように、振幅と位相の誤差がかなり大きい場合
でも、大体同じような効果が得られる。また、従来に比
べて、本発明はハードウエアのより大きい誤差を許容す
ることができ、ハードウエアに対する精密度の要求が少
なくて済むので、低コストでハードウエア装置を構築で
きる。
According to the construction of the transmitting antenna system and the receiving antenna system, the amplitude and phase of each antenna unit can be controlled independently. For example, in the case of a spatial frequency filter channel having eight antenna units, as shown in the spatial frequency filter field type of FIG. 4, the effect of easily reducing the level of the side lobe is shown. In the case where a large number of beams are processed by a spatial frequency filter bank including a plurality of digital beamformers, the formed field types are as shown in FIG. When multiple beams are present at the same time, each beam is kept in good condition and there is no problem of interference. The level of each side lobe is kept at a much lower level. Thus, the effect of the present invention has been sufficiently proved. Also, as shown in FIG. 6, even when the error between the amplitude and the phase is considerably large, substantially the same effect can be obtained. Further, as compared with the prior art, the present invention can tolerate a larger error in hardware and requires less precision for hardware, so that a hardware device can be constructed at low cost.

【0025】前述のように、本発明の空間周波数フィル
タバンクテクノロジーに基づくスマートアンテナシステ
ムは、同時に複数のビームをパラレル処理でき、ハード
ウエアとソフトウエアとの精密度と複雑度に対する要求
を低減できる。また、アンテナコントローラによって空
間周波数フィルタバンクにおけるそれぞれの空間フィル
タ(デジタルビームフォーマ)に対し、パラメータの設
定、あらかじめ行う零位調整、利用されていないチャン
ネルを適当なときに閉じるといった処理を行うことがで
きる。したがって、実際の使用において柔軟に対応する
ことができると共に、ノイズの影響を低減できるので、
通信品質を大幅に向上することができる。
As mentioned above, the smart antenna system based on the spatial frequency filter bank technology of the present invention can process a plurality of beams in parallel at the same time, and can reduce the requirement for the precision and complexity of hardware and software. In addition, the antenna controller can perform processing such as setting parameters, performing zero adjustment in advance, and closing unused channels at appropriate times for each spatial filter (digital beamformer) in the spatial frequency filter bank. . Therefore, since it is possible to flexibly cope with actual use and reduce the influence of noise,
Communication quality can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のアンテナシステムの典型的な実施形態
を示す図である。
FIG. 1 illustrates an exemplary embodiment of the antenna system of the present invention.

【図2】本発明の発信アンテナシステムのブロック図で
ある。
FIG. 2 is a block diagram of a transmitting antenna system of the present invention.

【図3】本発明の受信アンテナシステムのブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram of a receiving antenna system of the present invention.

【図4】8つのアンテナユニットで1つの空間周波数フ
ィルタ手段を形成するフィールドタイプを示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a field type in which one spatial frequency filter is formed by eight antenna units.

【図5】本発明の空間周波数フィルタバンクの典型的な
機能を示す図表である。
FIG. 5 is a chart showing typical functions of the spatial frequency filter bank of the present invention.

【図6】本発明の振幅と位相に誤差がある場合の機能を
示す図表である。
FIG. 6 is a table showing functions of the present invention when there is an error in amplitude and phase.

【図7】従来の適応零位調整アンテナシステムの典型的
なフィールドタイプを示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a typical field type of a conventional adaptive null adjustment antenna system.

【符号の簡単な説明】[Brief description of reference numerals]

10 基地ステーション 20 発信アンテナシステム 21 デジタルビームフォーマ 22 加算器 23 空間周波数フィルタバンク 24 発信バス 25 マトリクスアンテナ 26 アンテナユニット 261 アンテナ 27 システムバス 28 アンテナコントローラ 30 受信アンテナシステム 31 マトリクスアンテナ 32 アンテナユニット 321 アンテナ 33 受信バス 34 空間周波数フィルタバンク 35 デジタルビームフォーマ 36 アンテナコントローラ 37 システムバス 40,50 ブランチステーション Reference Signs List 10 base station 20 transmitting antenna system 21 digital beamformer 22 adder 23 spatial frequency filter bank 24 transmitting bus 25 matrix antenna 26 antenna unit 261 antenna 27 system bus 28 antenna controller 30 receiving antenna system 31 matrix antenna 32 antenna unit 321 antenna 33 reception Bus 34 spatial frequency filter bank 35 digital beamformer 36 antenna controller 37 system bus 40, 50 branch station

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空間周波数フィルタバンクと、マトリク
スアンテナと、アンテナコントローラからなり、前記空
間周波数フィルタバンクは複数のデジタルビームフォー
マと複数の加算器とからなると共に、前記マトリクスア
ンテナは複数のアンテナユニットからなり、また、前記
アンテナコントローラは空間周波数フィルタバンクに所
要の各項のパラメータを提供する手段である、発信アン
テナシステムと、 空間周波数フィルタバンクと、マトリクスアンテナと、
アンテナコントローラとからなり、前記空間周波数フィ
ルタバンクは複数のデジタルビームフォーマからなり、
前記マトリクスアンテナは複数のアンテナユニットから
なり、また、アンテナコントローラは前記空間周波数フ
ィルタバンクの周波数ろ過パラメータを提供する手段で
ある、受信アンテナシステムと、からなり、 発信/受信信号に対し、多数のビームのパラレル処理を
行うことができると共に、アンテナコントローラによっ
て発信/受信の品質を柔軟に制御できることを特徴とし
た空間周波数フィルタバンクテクノロジーに基づくスマ
ートアンテナシステム。
1. A spatial frequency filter bank, a matrix antenna, and an antenna controller, wherein the spatial frequency filter bank includes a plurality of digital beamformers and a plurality of adders, and the matrix antenna includes a plurality of antenna units. A transmitting antenna system, a spatial frequency filter bank, and a matrix antenna, wherein the antenna controller is a means for providing parameters of required terms to the spatial frequency filter bank.
An antenna controller, wherein said spatial frequency filter bank comprises a plurality of digital beamformers,
The matrix antenna comprises a plurality of antenna units, and the antenna controller comprises: a receiving antenna system, which is a means for providing frequency filtering parameters of the spatial frequency filter bank; A smart antenna system based on the spatial frequency filter bank technology, which can perform parallel processing of the above and can flexibly control the transmission / reception quality by an antenna controller.
【請求項2】 前記発信アンテナシステムのそれぞれの
アンテナユニットには、デジタル・アナログコンバータ
と、中間周波数アンプと、高周波アンプとを有すること
を特徴とした請求項1に記載の空間周波数フィルタバン
クテクノロジーに基づくスマートアンテナシステム。
2. The spatial frequency filter bank technology according to claim 1, wherein each antenna unit of the transmitting antenna system has a digital-to-analog converter, an intermediate frequency amplifier, and a high frequency amplifier. Smart antenna system based.
【請求項3】 前記受信アンテナシステムのそれぞれの
アンテナユニットには、高周波アンプと、中間周波数ア
ンプと、アナログ・デジタルコンバータと、デジタル周
波数逓降コンバータとを有することを特徴とした請求項
1に記載の空間周波数フィルタバンクテクノロジーに基
づくスマートアンテナシステム。
3. The receiving antenna system according to claim 1, wherein each of the antenna units includes a high frequency amplifier, an intermediate frequency amplifier, an analog / digital converter, and a digital down converter. A smart antenna system based on the spatial frequency filter bank technology.
【請求項4】 前記マトリクスアンテナとして、リニア
アンテナ構築を使用することを特徴とした請求項1に記
載の空間周波数フィルタテクノロジーに基づくスマート
アンテナシステム。
4. The smart antenna system according to claim 1, wherein a linear antenna construction is used as the matrix antenna.
【請求項5】 前記マトリクスアンテナとして、環状ア
ンテナ構築を使用することを特徴とした請求項1に記載
の空間周波数フィルタテクノロジーに基づくスマートア
ンテナシステム。
5. The smart antenna system according to claim 1, wherein a ring antenna construction is used as the matrix antenna.
【請求項6】 前記マトリクスアンテナとして、平面ア
ンテナ構築を使用することを特徴とした請求項1に記載
の空間周波数フィルタテクノロジーに基づくスマートア
ンテナシステム。
6. The smart antenna system according to claim 1, wherein a planar antenna construction is used as the matrix antenna.
【請求項7】 前記スマートアンテナシステムは、電磁
波と音波と超音波との信号源に利用できると共に、FD
MA,TDMA,CDMAの信号変調形態にも利用でき
ることを特徴とした請求項1に記載の空間周波数フィル
タテクノロジーに基づくスマートアンテナシステム。
7. The smart antenna system can be used as a signal source of electromagnetic waves, sound waves, and ultrasonic waves, and the FD
The smart antenna system based on spatial frequency filter technology according to claim 1, wherein the smart antenna system can be used in signal modulation forms of MA, TDMA, and CDMA.
【請求項8】 前記アンテナコントローラは適当なとき
にユーザーのいない空間周波数ろ過チャンネルを閉じる
ことができることを特徴とした請求項1に記載の空間周
波数フィルタテクノロジーに基づくスマートアンテナシ
ステム。
8. The smart antenna system according to claim 1, wherein the antenna controller can close a user-less spatial frequency filtering channel at an appropriate time.
【請求項9】 前記アンテナコントローラは所定の、又
はより大きい干渉源に対しあらかじめ零位調整を行うこ
とができることを特徴とした請求項1に記載の空間周波
数フィルタテクノロジーに基づくスマートアンテナシス
テム。
9. The smart antenna system according to claim 1, wherein the antenna controller can perform zero adjustment in advance for a predetermined or larger interference source.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7327800B2 (en) 2002-05-24 2008-02-05 Vecima Networks Inc. System and method for data detection in wireless communication systems
US7327795B2 (en) 2003-03-31 2008-02-05 Vecima Networks Inc. System and method for wireless communication systems

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7327800B2 (en) 2002-05-24 2008-02-05 Vecima Networks Inc. System and method for data detection in wireless communication systems
US7327795B2 (en) 2003-03-31 2008-02-05 Vecima Networks Inc. System and method for wireless communication systems

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