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公開番号2025109597
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-25
出願番号2024003582
出願日2024-01-12
発明の名称受信アンテナ装置、及び送信アンテナ装置
出願人国立大学法人東京科学大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H04B 7/08 20060101AFI20250717BHJP(電気通信技術)
要約【課題】通信信号の通信状態の影響を低減することができる受信アンテナ装置、及び送信アンテナ装置を提供する。
【解決手段】指向性が異なるn個の通信信号を受信する複数のアンテナユニット3が設けられたアンテナ部2と、前記アンテナ部に接続された時分割部11と、前記時分割部に接続され、受信した前記通信信号からn個の受信信号を復調する、n個の各前記受信信号に対応して設けられたn個の信号受信部12と、を備え、前記時分割部は、受信時において、n個の各前記受信信号のシンボルの周期に比して短いサンプリング周期において時分割し、前記受信信号の通信状態に応じて、前記アンテナ部とn個の前記信号受信部との接続の切替えを任意の接続タイミングにおいて行って前記指向性毎にn個の前記受信信号をサンプリングする受信アンテナ装置1である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
指向性が異なるｎ個の通信信号を受信する複数のアンテナユニットが設けられたアンテナ部と、
前記アンテナ部に接続された時分割部と、
前記時分割部に接続され、受信した前記通信信号からｎ個の受信信号を復調する、ｎ個の各前記受信信号に対応して設けられたｎ個の信号受信部と、を備え、
前記時分割部は、受信時において、ｎ個の各前記受信信号のシンボルの周期に比して短いサンプリング周期において時分割し、前記受信信号の通信状態に応じて、前記アンテナ部とｎ個の前記信号受信部との接続の切替えを任意の接続タイミングにおいて行って前記指向性毎にｎ個の前記受信信号をサンプリングし、
前記アンテナ部は、前記サンプリング周期において前記指向性に対応する前記通信信号が分割された分割受信信号を前記接続タイミングにおいて受信し、
各前記信号受信部は、前記時分割部と接続する前記接続タイミングにおいて自体の前記指向性に対応する前記分割受信信号を取得し、自体の前記指向性に対応する前記受信信号を個別に復調する、
受信アンテナ装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記時分割部は、前記サンプリング周期においてランダムに順位付けされた前記接続タイミングに基づいて前記分割受信信号をサンプリングする、
請求項１に記載の受信アンテナ装置。
【請求項３】
前記時分割部は、
前記受信信号の前記通信状態に応じて前記接続タイミングの順位を調整する、
請求項１に記載の受信アンテナ装置。
【請求項４】
前記時分割部は、
前記受信信号に対する妨害波の受信状態に応じて、前記接続タイミングにおける前記サンプリング周期の長さを調整する、
請求項１に記載の受信アンテナ装置。
【請求項５】
前記時分割部は、
前記受信信号に対する妨害波の受信状態に応じて、前記受信信号をサンプリングする際の前記サンプリング周期を調整し、前記分割受信信号の受信レベルを調整する、
請求項３に記載の受信アンテナ装置。
【請求項６】
前記時分割部は、
前記受信信号に対する妨害波の受信状態に応じて、前記シンボルの周期において前記分割受信信号をサンプリングする第１サンプリング周波数に比して高い第２サンプリング周波数に変更し、
前記第２サンプリング周波数に基づいて、前記分割受信信号をサンプリングする、
請求項１に記載の受信アンテナ装置。
【請求項７】
各前記アンテナユニットには、前記時分割部の前記接続タイミングに同期して、前記分割受信信号を受信するタイミングの位相調整を個別に行う位相調整部が設けられ、
各前記位相調整部は、前記時分割部の前記接続タイミングに同期して前記分割受信信号を受信する受信タイミングの位相調整を行い、前記アンテナ部の前記指向性を切り替えるスイッチ回路部を備える、
請求項２に記載の受信アンテナ装置。
【請求項８】
各前記位相調整部は、前記時分割部の前記接続タイミングに応じて書き換え可能なテーブルに基づいて、順位が変更されたランダムな前記接続タイミングに基づいて前記受信タイミングの位相調整を行う、
請求項７に記載の受信アンテナ装置。
【請求項９】
前記位相調整部は、
前記分割受信信号から分割された直交する位相を有する２つの直交信号を入力し、各前記直交信号に対して前記指向性に応じて重み付けし、重み付けされた２つの前記分割受信信号を加算することにより前記分割受信信号に位相差を与えて出力する複数のスイッチ回路を備える、
請求項７に記載の受信アンテナ装置。
【請求項１０】
前記時分割部は、
ランダムに順位付けされた前記接続タイミングに基づいてサンプリングする前記分割受信信号の振幅の変動分を調整する振幅補償を行う、
請求項７に記載の受信アンテナ装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信アンテナ装置、及び送信アンテナ装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、高速大容量通信を実現する第５世代（５Ｇ）通信の研究が進められている。これまで、高速大容量通信を可能とするMIMO（Multiple Input Multiple Output）通信を更に進化させたMassive MIMO通信が実現されている。Massive MIMO通信によれば、無線基地局は、多数のアンテナを用いてビームフォーミングすることにより、多数の移動局と同時に無線通信することが可能となる。
【０００３】
ミリ波帯の信号を遠方に送信するためには、多数のアンテナを用いたフェーズドアレイアンテナにより指向性を有するビームフォーミングをする必要がある。Massive MIMO通信をミリ波帯におけるフェーズドアレイアンテナにより実現しようとすると、１つのアンテナに対してＭＩＭＯストリーム数分の回路を構成する必要がある（非特許文献１、図１５参照）。そうすると、Massive MIMO通信においてアンテナの数が多数となるフェーズドアレイアンテナでは、各アンテナに対して通信対象のストリーム数に応じた回路を構成する必要があり、アンテナ数の増加に伴って回路構成が膨大となると共に、消費電力やコストが著しく増大する虞がある。発明者らは、回路構成を簡略化しつつ、多数の移動局と信号を送受信することができる無線通信装置を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２２／２６００９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線通信において送受信される通信信号は、送受信レベルや妨害波等の通信状態の影響を受け、品質が劣化する場合がある。特許文献１では、通信信号の通信状態の影響を低減することに関する技術についてはまだ提案されていなかった。発明者らは、無線通信技術に関して鋭意研究を続けた結果、通信状態の影響を低減する手法を見出した。
【０００６】
本発明は、通信信号の通信状態の影響を低減することができる受信アンテナ装置、及び送信アンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、指向性が異なるｎ個の通信信号を受信する複数のアンテナユニットが設けられたアンテナ部と、前記アンテナ部に接続された時分割部と、前記時分割部に接続され、受信した前記通信信号からｎ個の受信信号を復調する、ｎ個の各前記受信信号に対応して設けられたｎ個の信号受信部と、を備え、前記時分割部は、受信時において、ｎ個の各前記受信信号のシンボルの周期に比して短いサンプリング周期において時分割し、前記受信信号の通信状態に応じて、前記アンテナ部とｎ個の前記信号受信部との接続の切替えを任意の接続タイミングにおいて行って前記指向性毎にｎ個の前記受信信号をサンプリングし、前記アンテナ部は、前記サンプリング周期において前記指向性に対応する前記通信信号が分割された分割受信信号を前記接続タイミングにおいて受信し、各前記信号受信部は、前記時分割部と接続する前記接続タイミングにおいて自体の前記指向性に対応する前記分割受信信号を取得し、自体の前記指向性に対応する前記受信信号を個別に復調する、受信アンテナ装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通信信号の通信状態の影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
無線通信システムの構成を示す図である。
受信アンテナ装置の概略的な構成を示す図である。
受信アンテナ装置の具体的な回路構成を示すブロック図である。
ＲＦ移相器の回路構成を示す図である。
位相調整回路の回路構成を示す図である。
位相調整を実現する複数のスイッチ回路の構成を示す図である。
受信信号のサンプリングの一例を説明する図である。
受信信号のサンプリングの一例を説明する図である。
受信信号のサンプリングの一例を説明する図である。
受信アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
無線通信方法の処理の流れを示すフローチャートである。
送信アンテナ装置の概略的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示されるように、無線通信システムＳは、受信アンテナ装置１と、複数の移動局Ｂとにより構成されている。無線通信システムＳは、受信アンテナ装置１と、複数の移動局Ｂｎ（ｎは自然数）との同時通信を可能とするものである。受信アンテナ装置１は、フェーズドアレイアンテナを用いて複数の移動局Ｂｎから到来する指向性を有する複数の通信信号Ｆｎを個別に受信する。受信アンテナ装置１は、受信した通信信号Ｆｎに基づいて受信信号を復調する。
（【００１１】以降は省略されています）

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