本發(fā)明涉及對(duì)分散配置的多個(gè)天線進(jìn)行控制的天線控制裝置、天線調(diào)整方法以及分散天線系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在以高速公路或鐵路為代表的高速陸上移動(dòng)環(huán)境中，移動(dòng)方向往往由于軌道等而固定。在對(duì)高速移動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)提供無線通信的情況下，地上側(cè)的天線設(shè)備優(yōu)選是沿移動(dòng)臺(tái)的路徑分散配置天線的線形分散天線結(jié)構(gòu)。這里，將通過連續(xù)的多個(gè)線形分散天線以同一頻率同步地發(fā)送接收同一信號(hào)的一定的通信區(qū)域稱作線性小區(qū)。

線性小區(qū)例如可以通過從一個(gè)通信調(diào)制解調(diào)器到多個(gè)線形分散天線利用光纖等擴(kuò)展的方式、或設(shè)置于各天線的通信調(diào)制解調(diào)器彼此同步地共享無線信號(hào)的方式來實(shí)現(xiàn)。在專利文獻(xiàn)1中公開有通過調(diào)整各天線的發(fā)送接收定時(shí)來改善線性小區(qū)內(nèi)的通信品質(zhì)的技術(shù)。

線性小區(qū)由于通信區(qū)域被限制在移動(dòng)臺(tái)的路徑內(nèi)，因此，能夠通過將地上側(cè)的天線的放射方向或指向性限定在路徑內(nèi)來實(shí)現(xiàn)高效率且高品質(zhì)的無線線路。在非專利文獻(xiàn)1中提出了縮小天線的指向性而將放射方向、接收方向朝向移動(dòng)臺(tái)的軌道的窄帶線性小區(qū)。與無指向性的天線相比，能夠通過使用指向性天線而延伸一個(gè)天線覆蓋的通信區(qū)域，因此，能夠減少天線設(shè)置數(shù)量。

在構(gòu)建無線通信系統(tǒng)的情況下，為了確保用戶吞吐量，通過線性地排列多個(gè)窄帶線性小區(qū)而覆蓋較寬的通信區(qū)域的多線性小區(qū)結(jié)構(gòu)是妥當(dāng)?shù)?。但是，在非專利文獻(xiàn)1中僅研究了一個(gè)窄帶線性小區(qū)而未對(duì)多線性小區(qū)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。

在以往的蜂窩通信系統(tǒng)中，由于平面地即二維地構(gòu)成多小區(qū)，因此，要準(zhǔn)備多個(gè)無線頻率，并以在相鄰小區(qū)之間或扇區(qū)之間不成為同一頻率的方式進(jìn)行依次將頻率分配給各小區(qū)或扇區(qū)的頻率重復(fù)。這里，將依次分配N(N為1以上的整數(shù))個(gè)頻率的方法稱作N頻率重復(fù)。在以往的蜂窩通信系統(tǒng)中，為了抑制二維地產(chǎn)生的小區(qū)間干擾或扇區(qū)間干擾，需要3個(gè)頻率以上的重復(fù)。

另一方面，在多線性小區(qū)結(jié)構(gòu)中，由于通信區(qū)域是線性的即一維的，因此，與上述的平面的多小區(qū)相比能夠削減無線頻率，從而有可能能夠以2個(gè)頻率重復(fù)來構(gòu)建系統(tǒng)。即，在抑制相鄰小區(qū)之間的干擾的情況下，由于只要各多小區(qū)被分配與相鄰的多小區(qū)不同的頻率即可，因此，可以對(duì)線性相鄰的各多小區(qū)交替分配f₁、f₂這兩個(gè)頻率。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-98783號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：仙田教雄、田中裕一、中川正雄、“ミリ波を用いた列車通信システムの検討”、電子情報(bào)通信學(xué)會(huì)技術(shù)研究報(bào)告、S2004-203、2005年1月(仙田教雄、田中裕一、中川正雄，“使用了毫米波的列車通信系統(tǒng)的研究”，電子信息通信學(xué)會(huì)技術(shù)研究報(bào)告，CS2004-203，2005年1月)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

然而，在由窄帶線性小區(qū)構(gòu)成多線性小區(qū)的情況下，當(dāng)進(jìn)行2個(gè)頻率重復(fù)時(shí)，由于天線的指向性朝向移動(dòng)方向，因此，存在如下問題：有可能產(chǎn)生電波到達(dá)使用同一頻率的下一個(gè)相鄰小區(qū)的超范圍而帶來干擾，從而導(dǎo)致通信品質(zhì)劣化。

本發(fā)明正是鑒于上述問題而完成的，其目的在于得到一種天線控制裝置，能夠在應(yīng)用多線性小區(qū)結(jié)構(gòu)的無線通信系統(tǒng)中，降低對(duì)使用同一頻率的其他線性小區(qū)的相互干擾而提高通信品質(zhì)。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題而達(dá)到目的，本發(fā)明是一種天線控制裝置，該天線控制裝置在無線通信系統(tǒng)中對(duì)多個(gè)天線進(jìn)行控制，該無線通信系統(tǒng)具有多個(gè)由用于與在預(yù)先確定的路徑上移動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)通信的所述多個(gè)天線形成的線性小區(qū)，在各線性小區(qū)中各個(gè)天線在與所述移動(dòng)臺(tái)的路徑相同的方向上設(shè)定指向性并且以同一頻率發(fā)送相同的信號(hào)，而且該無線通信系統(tǒng)以如下方式反復(fù)分配2個(gè)頻率：在相鄰的線性小區(qū)中用于發(fā)送的頻率為不同的頻率，其特征在于，該天線控制裝置對(duì)每個(gè)線性小區(qū)以如下方式進(jìn)行調(diào)整：對(duì)形成線性小區(qū)的各天線的功率分配朝向各天線的天線指向性方向依次減小。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)如下效果：能夠得到一種天線控制裝置，能夠降低對(duì)使用同一頻率的其他線性小區(qū)的相互干擾而提高通信品質(zhì)。

附圖說明

圖1是示出在各實(shí)施方式中假定的無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例和課題的圖。

圖2是示出以往的無線通信系統(tǒng)的課題的圖。

圖3是示出實(shí)施方式1的無線通信系統(tǒng)的一例的圖。

圖4是示出實(shí)施方式1的無線通信系統(tǒng)的變形例的圖。

圖5是示出實(shí)施方式1的延遲調(diào)整裝置的動(dòng)作例的流程圖。

圖6是示出天線控制裝置的功率調(diào)整的圖像的圖。

圖7是示出實(shí)施方式1的天線控制裝置的動(dòng)作例的流程圖。

圖8是示出實(shí)施方式1的效果的圖。

圖9是示出實(shí)施方式2的無線通信系統(tǒng)的一例的圖。

圖10是示出實(shí)施方式2的天線控制裝置的動(dòng)作例的流程圖。

圖11是示出實(shí)施方式2的效果的圖。

圖12是示出構(gòu)成實(shí)施方式3的無線通信系統(tǒng)的線形分散天線的設(shè)置例的圖。

圖13是示出實(shí)施方式3的天線控制裝置的動(dòng)作例的流程圖。

圖14是示出實(shí)現(xiàn)延遲調(diào)整裝置、天線控制裝置的硬件的一例的圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的天線控制裝置、天線調(diào)整方法以及分散天線系統(tǒng)進(jìn)行說明。在各實(shí)施方式中，為了簡化說明，假設(shè)對(duì)從地上側(cè)的線形分散天線向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送無線信號(hào)的下行鏈路的情況進(jìn)行處理，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于從移動(dòng)臺(tái)向線形分散天線發(fā)送無線信號(hào)的上行鏈路的情況。另外，本發(fā)明并不受下面說明的各實(shí)施方式限定。

首先，對(duì)在各實(shí)施方式中假定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和應(yīng)該解決的課題進(jìn)行說明。

圖1是示出在各實(shí)施方式中假定的無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例和課題的圖。如圖示的那樣，在各實(shí)施方式中，假定線性地形成通信區(qū)域的結(jié)構(gòu)，具體而言，線性地配置有多個(gè)窄帶線性小區(qū)的多線性小區(qū)結(jié)構(gòu)的無線通信系統(tǒng)。假定該無線通信系統(tǒng)進(jìn)行搭載于鐵路的列車、在高速公路上行駛的汽車等在預(yù)先確定的路徑上移動(dòng)的移動(dòng)體的通信裝置的無線通信或通過移動(dòng)體而移動(dòng)的獨(dú)立的通信裝置的無線通信。下面將搭載于移動(dòng)體的通信裝置和通過移動(dòng)體而移動(dòng)的通信裝置統(tǒng)稱作移動(dòng)臺(tái)。并且，假定各實(shí)施方式的無線通信系統(tǒng)對(duì)線性地配置的各個(gè)窄帶線性小區(qū)的頻率分配為2個(gè)頻率重復(fù)的情況。在圖1所示的例子中，線性地配置窄帶線性小區(qū)A、B、C，對(duì)窄帶線性小區(qū)A、C分配頻率f₁，對(duì)窄帶線性小區(qū)B分配與頻率f₁不同的頻率f₂。并且，如圖1所示，各窄帶線性小區(qū)由發(fā)送分配給自己小區(qū)的頻率的無線信號(hào)的多個(gè)線形分散天線形成。另外，在下面的說明中，有時(shí)將“線形分散天線”簡記作“天線”。同樣地，有時(shí)將“窄帶線性小區(qū)”簡記作“小區(qū)”。為了說明，假設(shè)存在于窄帶線性小區(qū)A的移動(dòng)臺(tái)朝向窄帶線性小區(qū)B、C行進(jìn)，假設(shè)形成各窄帶線性小區(qū)的各天線被設(shè)定成向與移動(dòng)臺(tái)的前進(jìn)方向相同的方向放射電波。另外，在本發(fā)明的各實(shí)施方式中，天線的電波放射方向并不限定于此，也可以通過天線向與移動(dòng)臺(tái)的前進(jìn)方向相反的方向放射電波而形成窄帶線性小區(qū)。并且，也可以通過在前進(jìn)方向和相反方向上使用不同的頻率來放射電波，從而在同一區(qū)域形成2個(gè)不同的窄帶線性小區(qū)。

在無線通信系統(tǒng)采用圖1所示的結(jié)構(gòu)例的情況下，有可能在分配了頻率f₁的窄帶線性小區(qū)A發(fā)送的信號(hào)超范圍到分配了相同頻率的窄帶線性小區(qū)C而造成小區(qū)間干擾。參照?qǐng)D2對(duì)該問題進(jìn)行說明。

圖2是示出以往的無線通信系統(tǒng)的課題的圖，示出無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示時(shí)的課題。另外，在圖2中，由于舉出窄帶線性小區(qū)A與窄帶線性小區(qū)C的干擾課題，因此，省略了與使用不同的頻率f₂的窄帶線性小區(qū)B有關(guān)的部分記載。并且，為了簡化說明，假定從窄帶線性小區(qū)A到窄帶線性小區(qū)C為直線可見環(huán)境而不存在建筑物等。假設(shè)各小區(qū)由按1km間隔設(shè)置的10臺(tái)線形分散天線形成，假設(shè)各天線以0dBm的發(fā)送功率在相同的方向上水平放射信號(hào)。因此，1個(gè)小區(qū)內(nèi)的總發(fā)送功率為10dBm。假定頻率f₁為包含于毫米波段的45GHz，為了簡化說明，不考慮毫米波段特有的降雨衰減或大氣衰減。關(guān)于圖中的曲線，橫軸表示與窄帶線性小區(qū)A的小區(qū)邊緣天線之間的距離，具體而言，表示與設(shè)置于最遠(yuǎn)離窄帶線性小區(qū)C的位置的天線之間的距離(單位：m)，縱軸表示接收電場強(qiáng)度(單位：dBm)。從曲線中可以看出，在窄帶線性小區(qū)A放射的信號(hào)泄漏到窄帶線性小區(qū)C的區(qū)域。當(dāng)觀察全部天線的合計(jì)強(qiáng)度時(shí)，窄帶線性小區(qū)C的期望信號(hào)電平與來自窄帶線性小區(qū)A的被干擾電平之比，即信號(hào)干擾功率比(SIR：Signal-to-Interference Power Ratio)的最小值為14dB左右，不期望為了進(jìn)行大容量傳輸而降低SIR。

在各實(shí)施方式中，對(duì)能夠解決上述課題的天線控制裝置、天線調(diào)整方法以及分散天線系統(tǒng)進(jìn)行說明。

實(shí)施方式1

圖3是示出實(shí)施方式1的無線通信系統(tǒng)的一例的圖，示出為了實(shí)現(xiàn)1個(gè)窄帶線性小區(qū)所需的地上側(cè)的結(jié)構(gòu)。在圖3中，為了簡化說明，假設(shè)由線形分散配置的5臺(tái)天線11₁～11₅形成1個(gè)窄帶線性小區(qū)。但是，形成1個(gè)窄帶線性小區(qū)的天線數(shù)量并不限定于此。只要是多個(gè)，則無論多少均可。

如圖3所示，1個(gè)窄帶線性小區(qū)由對(duì)多個(gè)線形分散天線進(jìn)行控制的天線控制裝置10a、作為多個(gè)線形分散天線的天線11₁～11₅以及延遲調(diào)整裝置21實(shí)現(xiàn)，該延遲調(diào)整裝置21對(duì)從無線裝置20輸出的信號(hào)附加延遲，調(diào)整成對(duì)天線11₁～11₅來說最佳的延遲量并輸出給各天線。

對(duì)圖3所示的各裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。無線裝置20為了生成在窄帶線性小區(qū)中發(fā)送的信號(hào)即經(jīng)由天線11₁～11₅發(fā)送的無線信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)調(diào)制處理和無線信號(hào)波形的生成處理。將生成的無線信號(hào)通過信號(hào)線40輸出給延遲調(diào)整裝置21。延遲調(diào)整裝置21調(diào)整從信號(hào)線40輸入的無線信號(hào)的延遲量，通過信號(hào)線41₁～41₅朝向天線11₁～11₅輸出。另外，延遲量調(diào)整不限于通過延遲調(diào)整裝置21進(jìn)行的調(diào)整，例如也可以如圖4所示，通過物理地變更到各天線的信號(hào)線路長度來調(diào)整延遲量。在圖4所示的例子中，通過調(diào)整信號(hào)線42₁～42₅的長度而使從無線裝置20輸入給各天線11₁～11₅的信號(hào)的延遲量最優(yōu)化。也可以采用如下結(jié)構(gòu)：不是進(jìn)行利用獨(dú)立的延遲調(diào)整裝置21的延遲量調(diào)整或基于信號(hào)線路長度的調(diào)整的延遲量調(diào)整，而是在各天線中實(shí)施延遲調(diào)整。

圖5是示出延遲調(diào)整裝置21的動(dòng)作例的流程圖。當(dāng)經(jīng)由信號(hào)線40被輸入由無線裝置20生成的無線信號(hào)時(shí)，延遲調(diào)整裝置21例如按照?qǐng)D5所示的步驟，調(diào)整朝向各天線輸出的無線信號(hào)的延遲量。無線信號(hào)的延遲量調(diào)整是為了使從各天線發(fā)送的無線信號(hào)到達(dá)窄帶線性小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)的定時(shí)一致而進(jìn)行的。

在經(jīng)由信號(hào)線40被輸入無線信號(hào)的情況下，首先，延遲調(diào)整裝置21從多個(gè)天線11₁～11₅中選擇一個(gè)天線(步驟S11)。在該步驟S11中，延遲調(diào)整裝置21選擇天線11₁～11₅中的最先使之發(fā)送無線信號(hào)的天線即到相鄰的窄帶線性小區(qū)(下面稱作相鄰小區(qū))的距離最長的天線。另外，這里的“相鄰小區(qū)”是位于電波的放射方向上的“相鄰小區(qū)”。例如，在無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示的情況下，在步驟S11中，窄帶線性小區(qū)A的延遲調(diào)整裝置21選擇到作為相鄰小區(qū)的窄帶線性小區(qū)B的距離最長的天線。接下來，延遲調(diào)整裝置21對(duì)從信號(hào)線40輸入的無線信號(hào)施加與選擇中的天線對(duì)應(yīng)的延遲量的延遲，并輸出給選擇中的天線(步驟S12)。假定延遲調(diào)整裝置21保持施加給無線信號(hào)的每個(gè)天線的延遲量，其中，該無線信號(hào)應(yīng)輸出給各天線。施加給無線信號(hào)的每個(gè)天線的延遲量例如以自己小區(qū)與相鄰小區(qū)的邊界位置為基準(zhǔn)點(diǎn)，根據(jù)從各天線到基準(zhǔn)點(diǎn)的無線傳輸路徑的長度和從延遲調(diào)整裝置21到各天線的有線傳輸路徑的長度，即根據(jù)從延遲調(diào)整裝置21經(jīng)由各天線而到達(dá)基準(zhǔn)點(diǎn)為止的傳輸路徑的長度(下面稱作傳輸路徑長度)來確定。具體而言，以使由各天線發(fā)送的各個(gè)無線信號(hào)以相同的定時(shí)到達(dá)基準(zhǔn)點(diǎn)的方式確定每個(gè)天線的延遲量。另外，基準(zhǔn)點(diǎn)的確定方法并不限定于上述。也可以以到相鄰小區(qū)的距離最短的天線的位置為基準(zhǔn)點(diǎn)等。也可以設(shè)對(duì)應(yīng)輸出給在步驟S11中選擇的天線的無線信號(hào)，即應(yīng)輸出給最先使之發(fā)送無線信號(hào)的天線的無線信號(hào)施加的延遲為0。

接下來，延遲調(diào)整裝置21確認(rèn)是否有未選擇的天線，即是否有未輸出調(diào)整了延遲量的無線信號(hào)的天線(步驟S13)，在沒有未選擇的天線的情況下(步驟S13：“否”)結(jié)束動(dòng)作。另一方面，在存在未選擇的天線的情況下(步驟S13：“是”)，延遲調(diào)整裝置21選擇未選擇的天線之一，具體而言，選擇未選擇的天線中的在最早的定時(shí)使之發(fā)送無線信號(hào)的天線(步驟S14)，以選擇出的天線為對(duì)象執(zhí)行步驟S12，對(duì)應(yīng)輸出給選擇中的天線的無線信號(hào)施加延遲。下面，延遲調(diào)整裝置21反復(fù)執(zhí)行步驟S12、S13、S14，直到?jīng)]有未選擇的天線為止，即直到將無線信號(hào)輸出給全部天線為止。

如上所述，延遲調(diào)整裝置21施加給無線信號(hào)的延遲由從延遲調(diào)整裝置21經(jīng)由各天線而到達(dá)基準(zhǔn)點(diǎn)為止的傳輸路徑長度確定且是固定值，其中，該無線信號(hào)應(yīng)輸出給各天線。因此，延遲調(diào)整裝置21能夠由分別與天線11₁～11₅對(duì)應(yīng)的多個(gè)緩沖器、使從信號(hào)線40輸入的無線信號(hào)輸入給各緩沖器的輸入電路、在無線信號(hào)被輸入給各緩沖器之后在經(jīng)過按照每個(gè)緩沖器而預(yù)先確定的時(shí)間后的時(shí)刻從各緩沖器中讀取無線信號(hào)并輸出的輸出電路等實(shí)現(xiàn)。

天線控制裝置10a調(diào)整從線形分散配置的各個(gè)天線11₁～11₅發(fā)送的信號(hào)的功率。天線11₁～11₅的功率調(diào)整是通過控制介質(zhì)30₁～30₅而進(jìn)行的。這里，控制介質(zhì)30₁～30₅可以是有線的也可以是無線的。在設(shè)控制介質(zhì)30₁～30₅為有線的情況下，可以在天線11₁～11₅的附近共享控制介質(zhì)30₁～30₅和信號(hào)線41₁～41₅。

圖6是示出天線控制裝置10a的功率調(diào)整的圖像的圖。關(guān)于圖中的曲線，橫軸表示按照天線配置順序的天線編號(hào)，其表示作為各天線的指向性形成方向的天線指向性方向。各天線的天線指向性方向朝向天線11₁～天線11₅的方向，具體而言，朝向作為無線裝置20的通信對(duì)方的移動(dòng)臺(tái)的前進(jìn)方向?？v軸表示分配功率。

以往不進(jìn)行各天線的功率控制而均勻地分配功率并發(fā)送給全部天線。與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，天線控制裝置10a根據(jù)依賴于通信環(huán)境、要求通信速度等的通信條件，以對(duì)天線11₁分配最大的功率并按天線指向性方向依次減小功率的方式進(jìn)行傾斜分配，其中，天線11₁是相對(duì)于天線指向性方向最遠(yuǎn)的天線。通信條件只要包含通信環(huán)境、系統(tǒng)要求的通信速度即要求通信速度等對(duì)通信造成影響的一個(gè)以上的條件即可。這里，通信環(huán)境例如是用雨量等表示的天氣。通過這樣地進(jìn)行傾斜分配，能夠維持自己小區(qū)內(nèi)的電場強(qiáng)度，并且降低對(duì)存在于指向性形成方向上的使用同一頻率的其他小區(qū)的相互干擾。天線控制裝置10a以使針對(duì)其他窄帶線性小區(qū)的干擾量為預(yù)先確定的范圍內(nèi)的值的方式確定分配給天線11₁～11₅的功率，其中，其他窄帶線性小區(qū)是與由天線11₁～11₅形成的窄帶線性小區(qū)不同的窄帶線性小區(qū)，使用與由天線11₁～11₅形成的窄帶線性小區(qū)相同的頻率。

圖7是示出天線控制裝置10a的動(dòng)作例的流程圖。天線控制裝置10a例如按照?qǐng)D7所示的步驟，調(diào)整從各個(gè)天線11₁～11₅發(fā)送的信號(hào)的功率。

首先，天線控制裝置10a從多個(gè)天線11₁～11₅中選擇一個(gè)天線(步驟S21)。接下來，天線控制裝置10a根據(jù)通信條件和選擇中的天線的位置來確定從選擇中的天線發(fā)送的無線信號(hào)的功率(步驟S22)。在該步驟S22中，天線控制裝置10a例如根據(jù)選擇中的天線的位置和自己小區(qū)與相鄰小區(qū)的邊界位置，計(jì)算從選擇中的天線到自己小區(qū)與相鄰小區(qū)的邊界位置的距離，根據(jù)計(jì)算出的距離和通信條件來確定從選擇中的天線發(fā)送的無線信號(hào)的功率。由于無線信號(hào)的功率根據(jù)傳播距離而衰減，因此，天線控制裝置10a根據(jù)計(jì)算出的距離以使從選擇中的天線發(fā)送的無線信號(hào)的小區(qū)邊緣即自己小區(qū)與相鄰小區(qū)的邊界地點(diǎn)的功率為規(guī)定值以下的方式，計(jì)算從選擇中的天線發(fā)送的無線信號(hào)的功率。此時(shí)，天線控制裝置10a要考慮通信條件。無線信號(hào)的功率的衰減量根據(jù)天氣而變化，例如在下雨的情況下衰減量較大。因此，天線控制裝置10a例如事先保持根據(jù)假定的通信條件而預(yù)先確定的多個(gè)校正系數(shù)，將與確定功率的時(shí)刻的通信條件對(duì)應(yīng)的校正系數(shù)與根據(jù)從選擇中的天線到小區(qū)邊緣的距離而確定的功率相乘來確定最終的功率。另外，由于從各天線到小區(qū)邊緣的距離已定，因此，天線控制裝置10a可以事先保持從各天線到小區(qū)邊緣的距離的信息，或者事先保持從各天線發(fā)送的無線信號(hào)的功率的信息等。通信條件只要定期或不定期地從在圖3等中省略記載的外部網(wǎng)絡(luò)等取得即可。

接下來，天線控制裝置10a確認(rèn)是否有未選擇的天線，即是否有未確定要發(fā)送的無線信號(hào)的功率的天線(步驟S23)，在沒有未選擇的天線的情況下(步驟S23：“否”)結(jié)束動(dòng)作。另一方面，在存在未選擇的天線的情況下(步驟S23：“是”)，天線控制裝置10a選擇未選擇的天線之一(步驟S24)，以選擇出的天線為對(duì)象執(zhí)行步驟S22來確定功率。下面，天線控制裝置10a反復(fù)執(zhí)行步驟S22、S23、S24，直到?jīng)]有未選擇的天線為止，即直到對(duì)全部天線確定要發(fā)送的無線信號(hào)的功率為止。

天線控制裝置10a例如按一定周期執(zhí)行圖7所示的動(dòng)作?；蛘?，天線控制裝置10a也可以按一定周期從外部取得通信條件，在檢測(cè)出通信條件的變化的情況下，即在上次取得的通信條件與此次取得的通信條件不同的情況下執(zhí)行圖7所示的動(dòng)作等。也可以在從外部接受指示的情況下執(zhí)行圖7所示的動(dòng)作。

圖8是示出本實(shí)施方式的效果的圖。這里，與圖3～圖6不同，除了功率分配以外還示出與圖2相同條件的多線性小區(qū)的窄帶線性小區(qū)C的SIR特性。另外，總發(fā)送功率在以往的均勻功率分配和本實(shí)施方式的傾斜功率分配中是相同的。從圖8可以看出，相對(duì)于以往的均勻功率分配，通過應(yīng)用本實(shí)施方式的傾斜功率分配，能夠提高SIR的最小值，從而改善線路品質(zhì)。

如上所述，在本實(shí)施方式中，在連接配置窄帶線性小區(qū)的多線性小區(qū)結(jié)構(gòu)中，由天線控制裝置單獨(dú)地調(diào)整線形分散天線的功率來進(jìn)行傾斜功率分配。即，使對(duì)形成窄帶線性小區(qū)的線形分散天線的功率分配朝向天線指向性方向依次減小。由此，能夠維持自己小區(qū)內(nèi)的電場強(qiáng)度，并且降低對(duì)使用同一頻率的其他小區(qū)的相互干擾，從而能夠提高通信品質(zhì)。

實(shí)施方式2

圖9是示出實(shí)施方式2的無線通信系統(tǒng)的一例的圖，與在實(shí)施方式1中示出的圖3和圖4相同，示出為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)窄帶線性小區(qū)所需的地上側(cè)的結(jié)構(gòu)。圖9所示的結(jié)構(gòu)是將包含于圖3所示的結(jié)構(gòu)的天線控制裝置10a置換成天線控制裝置10b的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，對(duì)與實(shí)施方式1共同的部分省略說明，對(duì)不同的部分進(jìn)行說明。

圖9所示的天線控制裝置10b進(jìn)行線形分散配置的天線11₁～11₅的接通/斷開控制。通過控制介質(zhì)31₁～31₅進(jìn)行各天線的控制?？刂平橘|(zhì)31₁～31₅可以是有線的也可以是無線的。在設(shè)控制介質(zhì)31₁～31₅為有線的情況下，可以在天線11₁～11₅的附近共享控制介質(zhì)31₁～31₅和信號(hào)線41₁～41₅。

天線控制裝置10b按照移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)而自適應(yīng)地進(jìn)行天線的接通/斷開控制。即檢測(cè)移動(dòng)臺(tái)所屬的天線，選擇移動(dòng)臺(tái)所屬的天線及其周圍的天線控制成接通而使之執(zhí)行發(fā)送。對(duì)未選擇的天線控制成斷開而使之停止發(fā)送。移動(dòng)臺(tái)所屬的天線的檢測(cè)可以根據(jù)從移動(dòng)臺(tái)朝向地上側(cè)的上行鏈路的無線通信結(jié)果，例如朝向線形分散天線11₁～11₅發(fā)送的信號(hào)的接收功率電平、有無接收到與發(fā)往移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)對(duì)應(yīng)的接收響應(yīng)信號(hào)等來進(jìn)行。或者，也可以從移動(dòng)臺(tái)取得基于GPS(Global Positioning System：全球定位系統(tǒng))等的移動(dòng)臺(tái)的位置信息，根據(jù)取得的位置信息來檢測(cè)移動(dòng)臺(tái)所屬的天線。通過該控制能夠維持移動(dòng)臺(tái)周邊的電場強(qiáng)度并且抑制不必要的放射。因此，能夠降低對(duì)使用同一頻率的其他小區(qū)的相互干擾。

圖10是示出實(shí)施方式2的天線控制裝置10b的動(dòng)作例的流程圖。圖10所示的流程圖是在圖7所示的流程圖中追加步驟S31，并且將圖7所示的步驟S22置換成步驟S32而成的。由于除了步驟S31、S32以外的步驟S21、S23、S24的處理與圖7所示的相同步驟編號(hào)的處理相同，因此省略說明。

天線控制裝置10b在步驟S21或S24中選擇了天線之后，確認(rèn)在選擇中的天線范圍內(nèi)是否存在移動(dòng)臺(tái)(步驟S31)。在范圍內(nèi)存在移動(dòng)臺(tái)的情況下(步驟S31：“是”)，天線控制裝置10b根據(jù)通信條件和各天線的位置來確定選擇中的天線和與選擇中的天線相鄰的天線發(fā)送的無線信號(hào)的功率(步驟S32)。“通信條件”是在實(shí)施方式1中說明的通信條件?！案魈炀€的位置”是選擇中的天線的位置和與選擇中的天線相鄰的天線(下面稱作相鄰天線)的位置。在該步驟S32中，針對(duì)1臺(tái)選擇中的天線和2臺(tái)相鄰天線的合計(jì)3臺(tái)天線單獨(dú)地確定從3臺(tái)天線分別發(fā)送的無線信號(hào)的功率。從各天線發(fā)送的無線信號(hào)的功率的確定方法與實(shí)施方式1的相同。另外，在窄帶線性小區(qū)內(nèi)存在多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的情況下，存在在步驟S31中判斷為移動(dòng)臺(tái)所屬的天線的相鄰天線發(fā)送的無線信號(hào)的功率已經(jīng)確定的情況。例如，在圖9所示的天線11₁～11₅中的天線11₂、11₄范圍內(nèi)存在移動(dòng)臺(tái)且天線11₂、11₁、11₃分別發(fā)送的無線信號(hào)的功率已經(jīng)確定的狀態(tài)下，在步驟24中選擇天線11₄，在步驟S31中判斷為范圍內(nèi)存在移動(dòng)臺(tái)的情況相當(dāng)于上述情況。在這種情況的情況下，在步驟S32中，也可以以選擇中的天線的相鄰天線中的要發(fā)送的無線信號(hào)的功率未確定的相鄰天線為對(duì)象，確定要發(fā)送的無線信號(hào)的功率。在這種情況下，能夠防止天線控制裝置10b執(zhí)行確定無線信號(hào)的發(fā)送功率的處理的次數(shù)增加，即能夠防止超出所需地增加天線控制裝置10b的處理負(fù)載。

并且，在選擇中的天線范圍內(nèi)不存在移動(dòng)臺(tái)的情況下(步驟S31：“否”)，天線控制裝置10b轉(zhuǎn)移到步驟S23。

圖11是示出本實(shí)施方式的效果的圖。這里，與在實(shí)施方式1中示出的圖8不同，除了接通/斷開控制以外還示出與圖2相同條件的多線性小區(qū)的窄帶線性小區(qū)C的SIR特性。并且，假設(shè)在接通/斷開控制中選擇3臺(tái)天線，這里，示出將窄帶線性小區(qū)A的線形分散天線中的最接近窄帶線性小區(qū)C的3臺(tái)天線接通時(shí)的特性。從圖11可以看出，相對(duì)于以往的基于全部天線均勻功率的持續(xù)放射，通過應(yīng)用本實(shí)施方式的天線選擇控制，能夠提高SIR的最小值，從而改善線路品質(zhì)。

另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)天線控制裝置10b將以移動(dòng)臺(tái)所屬的天線為中心的3臺(tái)天線控制成接通，將剩余的天線控制成斷開的情況進(jìn)行了說明，但是，控制成接通的天線的數(shù)量也可以不是3臺(tái)。例如，考慮到移動(dòng)臺(tái)的前進(jìn)方向，天線控制裝置10b也可以將移動(dòng)臺(tái)所屬的天線和之后移動(dòng)臺(tái)所屬的預(yù)定天線的合計(jì)2臺(tái)天線控制成接通。即，如果移動(dòng)臺(tái)存在于天線11₂范圍內(nèi)，則天線控制裝置10b可以將天線11₂、11₃控制成接通，將剩余的天線控制成斷開。

天線控制裝置10b也可以根據(jù)在實(shí)施方式1中說明的通信條件來進(jìn)行天線的接通/斷開控制。例如，可以根據(jù)通信條件來調(diào)整分配給選擇出的天線的功率。并且，還可以根據(jù)通信條件來變更要控制成接通的天線的選擇數(shù)量。

如上所述，在本實(shí)施方式中，在連接配置窄帶線性小區(qū)的多線性小區(qū)結(jié)構(gòu)中，天線控制裝置僅將線形分散天線中的移動(dòng)臺(tái)周邊的天線控制成接通而使其有效，將剩余的天線控制成斷開而使其無效。由此，能夠維持移動(dòng)臺(tái)周邊的電場強(qiáng)度，并且降低對(duì)使用同一頻率的其他小區(qū)的相互干擾，從而能夠提高通信品質(zhì)。

實(shí)施方式3

圖12是示出構(gòu)成實(shí)施方式3的無線通信系統(tǒng)的線形分散天線的設(shè)置例的圖，示出形成1個(gè)窄帶線性小區(qū)的多個(gè)線形分散天線的設(shè)置例。與實(shí)施方式1、2相同，由線形分散配置的5臺(tái)天線12₁～12₅形成一個(gè)窄帶線性小區(qū)。

如圖12所示，在本實(shí)施方式中，以不對(duì)其他小區(qū)帶來干擾的方式對(duì)每個(gè)天線施加不同的俯角。俯角相當(dāng)于圖12所示的相對(duì)于地平軸的傾斜角。在下面的說明中將俯角記作傾斜角。假設(shè)天線12₁～12₅依次線形分散配置，假設(shè)朝向天線12₁～12₅的方向?yàn)橹赶蛐孕纬煞较?。這里，天線12₅是設(shè)置在最接近能夠帶來干擾的其他小區(qū)的位置從而可能會(huì)發(fā)生對(duì)其他小區(qū)的干擾的天線。另一方面，天線12₁是最遠(yuǎn)離能夠帶來干擾的其他小區(qū)的天線。因此，當(dāng)設(shè)天線12₁～12₅相對(duì)于地平軸的傾斜角為θ₁～θ₅時(shí)，在本實(shí)施方式中，以滿足θ₁≤θ₂≤θ₃≤θ₄≤θ₅的方式調(diào)整傾斜角。由此，能夠維持自己小區(qū)內(nèi)的電場強(qiáng)度，并且降低對(duì)存在于指向性形成方向上的使用同一頻率的其他小區(qū)的相互干擾。

另外，雖然在圖12中省略了記載，但是各天線的傾斜角由省略了圖示的天線控制裝置來調(diào)整。省略了圖示的天線控制裝置以使針對(duì)其他窄帶線性小區(qū)的干擾量為預(yù)先確定的范圍內(nèi)的值的方式確定天線12₁～12₅的傾斜角，其中，其他窄帶線性小區(qū)是與由天線12₁～12₅形成的窄帶線性小區(qū)不同的窄帶線性小區(qū)，使用與由天線12₁～12₅形成的窄帶線性小區(qū)相同的頻率。并且，與實(shí)施方式1相同，可以根據(jù)通信條件來調(diào)整各天線的傾斜角。并且，與實(shí)施方式2相同，可以選擇移動(dòng)臺(tái)所屬的天線及其周圍的天線并控制成接通，將剩余的天線控制成斷開。并且，也可以組合實(shí)施方式1和本實(shí)施方式。即，可以采用如下結(jié)構(gòu)：通過實(shí)施對(duì)各天線的功率分配調(diào)整和各天線的傾斜角調(diào)整兩方，降低對(duì)其他小區(qū)的相互干擾。

圖13是示出實(shí)施方式3的天線控制裝置的動(dòng)作例的流程圖。圖13所示的流程圖是將圖7所示的流程圖中的步驟S22置換成步驟S41而成的。由于除了步驟S41以外與圖7所示的流程圖中的步驟S21、S23、S24相同，因此省略說明。天線控制裝置在步驟S21或S24中選擇了天線之后，根據(jù)選擇中的天線的位置來確定選擇中的天線發(fā)送無線信號(hào)的傾斜角(步驟S41)。天線控制裝置例如根據(jù)選擇中的天線的位置和自己小區(qū)與相鄰小區(qū)的邊界位置，計(jì)算從選擇中的天線到小區(qū)邊緣即自己小區(qū)與相鄰小區(qū)的邊界位置的距離，根據(jù)計(jì)算出的距離來確定選擇中的天線發(fā)送無線信號(hào)的傾斜角。如上所述，天線控制裝置以使從天線到小區(qū)邊緣的距離越短則傾斜角越大的方式確定傾斜角。

接著，對(duì)實(shí)現(xiàn)在實(shí)施方式1～3中說明的延遲調(diào)整裝置21、天線控制裝置10a、10b的硬件進(jìn)行說明。延遲調(diào)整裝置21、天線控制裝置10a、10b可以由圖14所示的硬件100來實(shí)現(xiàn)。

在圖14所示的硬件100中，輸入部101是接收從外部輸入的數(shù)據(jù)并提供給處理電路102的接口電路。處理電路102是執(zhí)行延遲調(diào)整裝置21、天線控制裝置10a、10b的處理的專用硬件即電子電路或處理器。處理器是CPU(也稱作Central Processing Unit：中央處理器、中央處理裝置、處理裝置、運(yùn)算裝置、微型處理器、微型計(jì)算機(jī)、處理器、DSP)、系統(tǒng)LSI(Large Scale Integration：大規(guī)模集成電路)等。存儲(chǔ)器103是RAM(Random Access Memory：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、ROM(Read Only Memory：只讀存儲(chǔ)器)、閃存、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory：可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory：電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)等非易失性或易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤、軟盤、光盤、壓縮光盤、小型光盤或DVD(Digital Versatile Disc：數(shù)字多功能光盤)等。輸出部104是將來自處理電路102或存儲(chǔ)器103的數(shù)據(jù)發(fā)送到外部的接口電路。

在處理電路102是專用電子電路的情況下，處理電路102相當(dāng)于單個(gè)電路、復(fù)合電路、程序化的處理器、并行程序化的處理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：專用集成電路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：現(xiàn)場可編程門陣列)或組合它們而成的電路。

在處理電路102是處理器的情況下，延遲調(diào)整裝置21和天線控制裝置10a、10b通過軟件、固件、或軟件和固件的組合來實(shí)現(xiàn)。軟件或固件被記作程序并保存在存儲(chǔ)器103。處理電路102即處理器通過讀取并執(zhí)行存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器103的用于作為延遲調(diào)整裝置21、天線控制裝置10a、10b進(jìn)行動(dòng)作的程序，實(shí)現(xiàn)延遲調(diào)整裝置21、天線控制裝置10a、10b。存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器103的程序也可以說是使計(jì)算機(jī)執(zhí)行延遲調(diào)整裝置21、天線控制裝置10a、10b的程序。

另外，延遲調(diào)整裝置21、天線控制裝置10a、10b可以分別由專用電子電路來實(shí)現(xiàn)一部分，通過軟件或固件來實(shí)現(xiàn)一部分。例如，也可以是，延遲調(diào)整裝置21由專用電子電路來實(shí)現(xiàn)，天線控制裝置10a、10b由作為處理電路102的處理器讀取并執(zhí)行保存在存儲(chǔ)器103的程序來實(shí)現(xiàn)。

這樣，處理電路102能夠通過專用的硬件、軟件、固件或它們的組合來實(shí)現(xiàn)延遲調(diào)整裝置21、天線控制裝置10a、10b。

如上所述，在本實(shí)施方式中，設(shè)定成在連接配置窄帶線性小區(qū)的多線性小區(qū)結(jié)構(gòu)中，線形分散配置的各天線的指向性形成方向成為不同的傾斜角。由此，與實(shí)施的方式1、2相同，能夠維持自己小區(qū)內(nèi)的電場強(qiáng)度，并且降低對(duì)使用同一頻率的其他小區(qū)的相互干擾。

以上的實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)表示本發(fā)明的內(nèi)容的一例，也可以與其他公知的技術(shù)組合，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可以省略、變更結(jié)構(gòu)的一部分。

標(biāo)號(hào)說明

10a、10b：天線控制裝置；11₁、11₂、11₃、11₄、11₅、12₁、12₂、12₃、12₄、12₅：天線；20：無線裝置；21：延遲調(diào)整裝置；30₁、30₂、30₃、30₄、30₅、31₁、31₂、31₃、31₄、31₅：控制介質(zhì)；40、41₁、41₂、41₃、41₄、41₅、42₁、42₂、42₃、42₄、42₅：信號(hào)線。