专利名称：移动通信终端、通信方法及程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及配备自适应天线阵方式天线的移动通信终端。
现有技术近年来，在移动通信领域，以有效利用频率，提高通信质量为目的的自适应天线阵方式的利用受到人们的关注。自适应天线阵方式是指，通过调整多个天线信号的振幅和相位，提高对于所需信号的到来方向的发射强度或接收灵敏度，进行发送接收的通信方式。
在自适应天线阵方式的移动通信系统中，基站侧配备由多个天线和控制机构组成的自适应阵列天线，实现了基站追随移动通信终端的移动进行通信的技术。
而且最近随着芯片式天线这种小型化/轻便化天线的开发，人们产生了也在移动通信终端配备自适应阵列天线的考虑。
这里，对移动通信终端配备有自适应阵列天线时的方向性图的控制进行说明。
移动通信终端，例如PHS(Personal Handyphone System)时，按照TDD(Time Division Duplex)方式，以TDD帧为单位交替重复进行发送和接收，接收帧时，由于从基站将发送来前置码或唯一字等已知信号组，因此要从多个天线接收这些信号组，将从每个天线接收到的信号通过适当的权向量进行加权合成，为了使最终得到的合成信号和预先保存的参考信号(表示前置码或唯一字等的信号)的误差最小，通过修改权向量计算出最恰当的权向量。并且，通过用算出的权向量对从多个天线接收到的各信号进行加权合成，从基站接收所需信号。在发送时，将发送信号分配给多个天线，通过用接收时算出的权向量加权后发送，向基站发送发送信号。并且，在这里，在规定方向上提高接收灵敏度或发射强度进行接收或发送，是指形成方向性图进行接收或发送。
但是，在上述移动通信终端存在这样的问题当由于弱电场或干扰、不同步等原因无法正确接收来自基站的信号时，在该帧发送时的发送信号到达不了通信对象的基站。
更详细地说，就是当移动通信终端无法正确接收来自基站的信号时，将使用未正确接收的信号计算权向量，用该权向量形成方向性图，因此该方向性图不指向通信对象的基站，发送信号就到达不了基站了。另一方面，由于来自移动通信终端的信号没有到达，通信对象的基站，因此就无法形成指向移动通信终端的方向性图了。结果，移动通信终端和基站之间，无法形成相互的方向性图，相互间的信号无法到达，只要不切换信道，就无法进行通信。
而且，还存在这样一个问题由于使用值是错的权向量，因此将在其它基站或其他移动通信终端方向上形成提高了发射强度的方向性图，干扰其他移动通信终端或移动通信终端。
鉴于上述问题，本发明的目的是提供即使在无法正确接收来自通信对象基站的信号时，也不干扰其他，并能够使发送信号到达目标基站的移动通信终端、通信方法以及程序。
发明内容
达成上述目的的移动通信终端是具有多个天线，在接收时形成用于接收目标接收信号的方向性图来接收接收信号，在发送时形成与接收时相同的方向性图来发送发送信号的自适应天线阵方式的移动通信终端，其由检测所述接收信号的接收错误的检测单元；在通过所述检测单元检测到接收错误时，形成与所述方向性图不同的图来发送发送信号的发送控制单元构成。
根据这种结构，即使当在接收时形成了不适合的方向性图，即在所需信号的到来方向形成了定向不高的方向性图时，也可通过检测接收错误来检测出在接收时形成了不适合的方向性图，在发送时将形成与不适合的方向性图不同的方向性图，因此可以防止由不适当的方向性图来发送发送信号，可以使发送信号到达到来方向的目标基站。
而且，所述发送控制单元还可以为如下结构在通过所述检测单元检测到接收错误时，按利用所述多个天线中的任一个形成无方向性图来发送发送信号的原则进行控制。
根据这种结构，与形成与在接收时形成的不定向所需信号的到来方向的方向性图相同的方向性图来发送发送信号的情形相比，更能提高发送信号到达基站的概率。
而且，所述发送控制单元还可以为如下结构在通过所述检测单元检测到接收错误时，按利用所述多个天线中的天线增益最高的天线形成无方向性图来发送发送信号的原则进行控制。
根据这种结构，由于从天线增益最高的天线发送的信号的到达距离比从天线增益低的天线发送的信号的到达距离要长，因此更能提高发送信号到达目标基站的概率。
而且，所述移动通信终端还可以为如下结构具备按所述多个天线的每一个测定接收信号的质量、选择质量高的天线的选择单元，所述发送控制单元在通过所述检测单元检测到接收错误时，按利用由所述选择单元选择出的天线形成无方向性图来发送发送信号的原则进行控制。
根据这种结构，使用接收质量高的天线进行发送，与使用接收质量低的天线进行发送的情形相比，更能提高发送信号到达目标基站的概率。
图1是表示本发明实施方式1的移动通信终端主要部分结构的框图。
图2是表示移动通信终端100在与基站通信中进行的动作的流程图。
图3是说明移动通信终端100的动作的图。
图4是用于说明移动通信终端100在检测到接收错误时进行全向发送所产生的效果的图。
图5是表示实施方式2的移动通信终端结构的框图。
图6是表示移动通信终端200的动作的流程图。
实施方式以下，用附图对本发明实施方式的移动通信终端进行说明。
实施方式1图1是表示本发明实施方式1的移动通信终端主要部分结构的框图。
在该图中，移动通信终端100由以下部分构成天线101、102；接收电路124、125；切换开关103、104；乘法器105、106；加法器107；解调电路108；错误检测电路109；再调制电路110；参考信号存储器111；开关112；接收权向量计算部114；权向量存储器115；发送控制部116；调制电路117；乘法器118、119；开关120。
天线101是棒状的杆式天线，天线102是被安装在移动通信终端100内部基片上的片式天线。
切换开关103、104是切换发送和接收的开关。
接收电路124、125将从天线101、102接收的高频信号转换为低频信号。并且，设移动通信终端100按每一个TDD方式的TDD帧时分交替进行接收和发送。
乘法器105、106，通过对来自接收电路124、125的各信号乘以由接收权向量计算部114输出的权向量W1、W2来进行加权并输出到加法器107。
加法器107，对由乘法器105及106加权了的信号进行相加并输出到解调电路108。
解调电路108，对由加法器107进行过加法计算后的信号进行解调，输出解调结果的接收位串。
再调制电路110，将来自解调电路108的接收位串再调制为符号波形的数据。
参考信号存储器111保持参考信号表。参考信号表保存表示参考信号的符号波形数据。参考信号是从基站发送给移动通信终端100的信号中的规定位置所包含的已知固定位模式。例如，在PHS标准的场合下，时隙结构中的斜坡位(Ramp bits)、起始符号(Start Symbol)、前置码(Preamble)、唯一字(Unique Word)能够成为参考信号。
计数器113在接收时隙中，从开头到末尾符号都是与符号定时同步来计数符号数。该计数值，用于区别固定位模式的符号期间和非固定位模式的符号期间。
开关112，在计数器113的计数值表示固定位模式的符号期间时，选择表示从参考信号存储器111读取的参考信号的符号波形的数据，在此之外的期间选择来自再调制电路110的符号波形数据，将各自的符号波形的数据输出到接收权向量计算部114。
接收权向量计算部114，为了使将来自接收电路124、125的各信号加权相加后的结果与来自开关112的符号波形数据之间的误差达到最小而对每个符号都计算权向量W1、W2。
权向量存储器115包括RAM、ROM，保存由接收权向量计算部114算出的权向量W1、W2。
错误检测电路109从基于解调电路108的解调结果的接收位串检测接收错误。更详细地说，解调电路108，对解调结果的接收位串的唯一字部分与预先保存的唯一字进行比较，把当检测出规定位(例如2位)以上发生错误以及有CRC(Cyclic Redundancy Check)错误的至少一方时作为接收错误，向发送控制部116通知。
调制电路117在发送时隙中调制应发送的位串，生成发送信号(符号数据)。
发送控制部116，为了对调制电路117所输出的发送信号加权，而从权向量存储器115读取权向量W1、W2并输出到加法器118、119。
但发送控制部116，当由错误检测电路109通知检测到接收错误时，在发送该帧时，停止向乘法器118、119提供权向量W1、W2，通过切断开关120的开关，按来自调制电路117的发送信号不加权就由天线101输出的原则进行控制。通过该控制，在检测出接收错误的帧中，在其发送时，发送信号根据全向定向即无方向性图被发送。在这里，无方向性图是从天线101对所有方向具有基本相等的发射强度的图，在水平方向上近似圆形扩散。并且，当在检测出接收错误的下一帧中没有检测出接收错误时，发送控制部116向乘法器118、119提供权向量W1、W2，对发送信号加权，导通开关120，由此用天线101以及天线102，形成提高了在通信对象的基站方向上的发射强度的方向性图，发送发送信号。
乘法器118、119，通过分别对从调制电路117输入的发送信号乘以来自发送控制部116的权向量W1、W2来进行加权并输出到发送电路126、127。
发送电路126、127，将来自乘法器118、119的加权后的信号转换为高频信号，输出到天线101、102。
以下对如上构成的移动通信终端100的动作进行说明。
图2是表示移动通信终端100在与基站的通信中进行的动作的流程图。
在该图中，移动通信终端100，在通信中以帧为单位重复从步骤201到步骤213的处理。
在基站与移动通信终端100的通信中，一到接收时隙定时，接收权向量计算部114，就计算用于形成对基站的信号高接收灵敏度的方向性图的权向量W1、W2，通过由乘法器105、106以及加法器107进行加权合成，形成在基站方向提高了接收灵敏度的方向性图，天线阵接收来自基站的信号(步骤203)。解调电路108，将加权合成后的信号解调，输出到错误检测电路109，错误检测电路109从解调结果的接收位串中检测唯一字错误及CRC错误。
当错误检测电路109没有检测出接收错误时(步骤205未检测到)，一到该帧的发送时隙定时，则调制电路117将调制发送位串，生成发送信号(步骤206)，发送控制部116，将使乘法器118、119通过权向量W1、W2对发送信号加权(步骤207)。通过这个加权，从天线101、102，形成对基站发射强度高的方向性图，发送信号(步骤208)。
另一方面，错误检测电路109，一检测出唯一字错误以及CRC错误的至少之一时，将通知发送控制部116检测到接收错误(步骤209)。
一接到检测到接收错误的通知，发送控制部116则切断开关120(步骤210)，使乘法器118、119不进行加权，由此使天线101发送由调制电路117调制的发送信号(步骤211、步骤212)。这样，天线101将形成无方向性图进行全向发送。
如上，移动通信终端100，以帧为单位进行天线阵接收，监控是否有接收错误，没有检测出接收错误时进行天线阵发送，检测到了接收错误时进行全向发送。
如果用图3来说明的话，移动通信终端100，对帧301、302、303的每一个都要重复针对基站的接收和发送，在帧301的接收时隙304的定时下，算出指向基站的权向量，天线阵接收来自基站的信号，当在该天线阵接收中没有检测出接收错误时，在对应的发送时隙305的定时下，利用在接收时隙304算出的权向量进行天线阵发送。在帧302的接收时隙306的定时下，算出指向基站的权向量，天线阵接收来自基站的信号，但是在该天线阵接收中如果检测到接收错误，则在对应的发送时隙307的定时下，将按照无方向性图进行全向发送。并且在帧303的接收时隙308的定时下，算出指向基站的权向量，天线阵接收来自基站的信号，因为在该天线阵接收中没有检测到接收错误，因此在对应的发送时隙309的定时下，利用在接收时隙308算出的权向量进行天线阵发送。
这样，移动通信终端100根据是否检测出了接收错误，在全向发送和天线阵发送间进行切换。
图4是用于说明移动通信终端100在检测出接收错误时进行全向发送所产生的效果的附图。
在该图中，假设移动通信终端100，在天线阵接收来自通信中的基站701的信号失败而形成了错误的方向性图704，则来自基站701的信号不能被正确解调而检测出接收错误，因此在进行对应的发送时，形成无方向性图400进行全向发送。通过该全向发送，与形成与接收时相同的方向性图704进行发送的情形相比，有发送信号到达基站701的概率增大的效果，而且，图400由于对其他基站702的定向不高，因此有不妨碍其他基站702通信的效果。
进而移动通信终端100，当在由于接收错误而进行全向发送后的帧中，能够正确地解调来自基站的信号而没有检测出接收错误时，有从全向发送返回到天线阵发送并继续与基站的通信的效果。
假设如现有的移动通信终端那样，即使检测出接收错误也不进行全向发送，形成方向性图704进行了天线阵发送的话，则方向性图704由于把零方位朝向目标基站701，在其他基站702的方向上定向高，因此不仅是发送信号不到达目标基站701，还将发生发送信号到达基站702，妨碍基站702的通信的不良情况。
在本发明的移动通信终端100中不会发生如此的不良情况。
实施方式2以下对本发明实施方式2的移动通信终端进行说明。
图5是表示实施方式2的移动通信终端结构的框图。
在该图中，移动通信终端200，相对图1所示的移动通信终端100的框图，在具备接收电平测定部123，取代开关120具备开关121及122，取代发送控制部116具备发送控制部129之处存在不同。另外，关于与图1的框图符号相同的构成要素，由于结构相同因此省略对它们的说明，以下，以相异点为中心进行说明。
接收电平测定部123，测定来自接收电路124、125的信号各自的接收电平R1、R2，输出到权向量存储器128。接收电平R1、R2分别表示天线101、天线102的接收质量。
权向量存储器128，与权向量存储器115同样，除了保存权向量W1、W2，还保存由接收电平测定部123输出的接收电平R1、R2。这里，权向量存储器128可以保存过去数个帧的接收电平R1、R2，也可以保存检测出接收错误的帧的接收电平R1、R2，还可以保存除去检测出了错误的帧之外的过去数个帧的接收电平R1、R2。
开关121、122，在进行天线阵发送时，将来自乘法器118、119的加权后的信号分别导通到天线101、102，进行全向发送时由发送控制部129的控制，其中的某一方将被切断。这样，只有一个开关将来自调制电路117的发送信号导通到天线。
发送控制部129，关于错误检测电路109没有通知检测到接收错误时的天线阵发送，虽然与实施方式1的发送控制部116一样，但是关于通知检测到接收错误时的全向发送，如以下说明，将实施由接收电平高的天线进行全向发送的控制。
即发送控制部129，如果从错误检测电路109接到检测到接收错误的通知，则从权向量存储器128读取接收电平R1、R2并比较这两个值的大小，切断开关121、122中接收电平低的开关。就是说当天线101侧的接收电平R1比R2还低时，切断开关121的开关，相反，当天线102侧的接收电平R2比R1还低时，切断开关122的开关。这里，当权向量存储器128保存了数个帧的接收电平R1、R2时，也可以分别算出数个帧的总合平均进行比较。
并且发送控制部129，通过不向乘法器118、119提供权向量W1、W2，使加权不再进行。
这样，在发生接收错误时，接收电平低的天线对应的开关将被切断，只导通接收电平高的天线对应的开关，由调制电路117输出的发送信号将通过被导通的开关从接收电平高的天线发送出去。这里，发送信号只由一个天线输出，因此所形成的方向性图将变为几乎圆形的无定向。
图6是表示移动通信终端200的动作的流程图。
在该图中与图2相同的步骤号表示相同的处理。
在接收时隙定时下，接收电平测定部123测定天线101、102各自的接收电平R1、R2，存放到权向量存储器128(步骤601)，之后与实施方式1相同，接收权向量计算部114算出权向量W1、W2，乘法器105、106以及加法器107利用所算出的权向量W1、W2进行天线阵接收(步骤204)，解调电路108解调所合成的接收信号(步骤204)。
错误检测电路109，如果对解调结果的接收位串检测出接收错误(步骤205)，则通知发送控制部129检测到接收错误(步骤209)。
发送控制部129，比较接收权向量计算部114中保存的接收电平R1、R2(步骤602)，将接收电平高的天线选为进行全向发送用的天线(步骤603)。然后在开关121、122中，切断没有被选中的天线的开关(步骤604)。
调制电路117，在发送时隙定时下，将发送位串转换为发送信号进行输出。发送信号，在乘法器118、119不进行加权，由所选择的天线进行全向发送(步骤605)。
通过如上的结构，实施方式2的移动通信终端200，在发生了接收错误的帧中，用接收电平高的，即接收质量高的天线进行全向发送。通过用接收电平高的天线进行发送，则会产生发送时的天线增益变高，即使在发生接收错误时，发送信号到达目标基站的概率会变得更高的效果。
根据实施方式对以上本发明的移动通信终端进行了说明，但是并不仅限于上述实施方式，也可以是如下所述的方式。
(1)天线101以及天线102，虽然被分别假设为杆式天线、片式天线，但是并不仅限于此，也可以是其他种类的天线。
(2)在实施方式2中，为了选择用于全向发送的天线，要测定每个天线的接收电平，但也可以用测定C/N比(carrier-to-noiseratio载波电力与杂音电力比)来代替测定接收电平。
(3)在实施方式1中，采用了作为检测出接收错误时进行全向发送用的天线使用杆式天线的结构，其实取而代之也可以采用使用片式天线的结构。
而且，在具备天线增益不同的多个天线的移动通信终端中，还可以是下面的结构在检测出接收错误时，用天线增益最高的天线对发送信号进行全向发送。如果由天线增益高的天线进行全向发送，可以使发送信号的到达距离比由其他天线进行全向发送时增大，因此可以提高到达目标基站的概率。
(4)在实施方式1及2中，虽然其结构是在检测出接收错误时形成无方向性图进行发送，但是并不仅限于无方向性图，也可以采用形成与接收时形成的方向性图不同的图进行发送的结构。例如，也可以是在检测出接收错误时，形成至少包含在接收时的方向性图的定向方向以外的方向上增强了发射强度的部分的方向性图，还可以是形成拓展了接收时的方向性图的主瓣幅度的方向性图。用于形成这些方向性图的权向量可以用接收时的权向量根据公知技术算出。
(5)本发明也可以将移动通信终端100以及移动通信终端200各自的各构成要素的动作顺序作为通信方法的发明。
(6)而且，也可以将移动通信终端100以及移动通信终端200各自的各构成要素的动作顺序作成使普通的计算机或具有程序执行功能的机器等执行的程序，还可以记录到记录媒体或通过各种通信路等使其流通发布。这样的记录媒体有IC卡、光盘、软盘、ROM等。
(7)也可以将上述实施方式以及上述(1)～(6)分别组合进行实施。
产业上的可利用性作为便携式终端、便携式电话机、PHS等的移动通信终端中配备的自适应阵列天线的通信控制机构是有用的。
权利要求
1.一种移动通信终端，是具有多个天线，在接收时形成用于接收目标接收信号的方向性图来接收接收信号，在发送时形成与接收时相同的方向性图来发送发送信号的自适应天线阵方式的移动通信终端，其特征在于包括检测单元，其检测所述接收信号的接收错误；发送控制单元，其在通过所述检测单元检测到接收错误时，按形成与所述方向性图不同的图来发送发送信号的原则进行控制。
2.权利要求1记载的移动通信终端，其特征在于所述发送控制单元在通过所述检测单元检测到接收错误时，按利用所述多个天线中的某一个形成无方向性图来发送发送信号的原则进行控制。
3.权利要求2记载的移动通信终端，其特征在于所述发送控制单元在通过所述检测单元检测到接收错误时，按利用所述多个天线中的天线增益最高的天线形成无方向性图来发送发送信号的原则进行控制。
4.权利要求2记载的移动通信终端，其特征在于所述移动通信终端还具备选择单元，，其按所述多个天线的每一个测定接收信号的质量，选择质量高的天线，所述发送控制单元在通过所述检测单元检测到接收错误时，按利用由所述选择单元选择出的天线形成无方向性图来发送发送信号的原则进行控制。
5.一种通信方法，是应用于具有多个天线，在接收时形成用于接收目标接收信号的方向性图来接收接收信号，在发送时形成与接收时相同的方向性图来发送发送信号的自适应天线阵方式的移动通信终端的通信方法，其中包括检测步骤，其检测所述接收信号的接收错误；发送控制步骤，其在通过所述检测步骤检测到发送错误时，按形成与所述方向性图不同的图来发送发送信号的原则进行控制。
6.权利要求5记载的通信方法，其特征在于所述发送控制步骤在通过所述检测步骤检测到接收错误时，按利用所述多个天线中的某一个形成无方向性图来发送发送信号的原则进行控制。
7.权利要求6记载的通信方法，其特征在于所述发送控制步骤在通过所述检测步骤检测到接收错误时，按利用所述多个天线中的天线增益最高的天线形成无方向性图来发送发送信号的原则进行控制。
8.权利要求6记载的通信方法，其特征在于所述程序还包括选择步骤，其按所述多个天线的每一个测定接收信号的质量，选择质量高的天线，所述发送控制步骤在通过所述检测步骤检测到接收错误时，按利用由所述选择步骤选择出的天线形成无方向性图来发送发送信号的原则进行控制。
9.一种程序，是具有多个天线，在接收时形成用于接收目标接收信号的方向性图来接收接收信号，在发送时形成与接收时相同的方向性图来发送发送信号的自适应天线阵方式的移动通信终端内的用于使计算机执行的程序，其特征在于使计算机执行检测步骤，其检测所述接收信号的接收错误；发送控制步骤，其在通过所述检测步骤检测到发送错误时，按形成与所述方向性图不同的图来发送发送信号的原则进行控制。
10.权利要求9记载的程序，其特征在于所述发送控制步骤在通过所述检测步骤检测到接收错误时，按利用所述多个天线中的某一个形成无方向性图来发送发送信号的原则进行控制。
11.权利要求10记载的程序，其特征在于所述发送控制步骤在通过所述检测步骤检测到接收错误时，按利用所述多个天线中的天线增益最高的天线形成无方向性图来发送发送信号的原则进行控制。
12.权利要求10记载的程序，其特征在于所述程序还包括选择步骤，其按所述多个天线的每一个测定接收信号的质量，选择质量高的天线，所述发送控制步骤在通过所述检测步骤检测到接收错误时，按利用由所述选择步骤选择出的天线形成无方向性图来发送发送信号的原则进行控制。
全文摘要
涉及具备自适应阵列天线的移动通信终端。移动通信终端(100)进行天线阵接收发送是利用在接收时得到的权向量对天线(101、102)的各个信号进行加权合成来接收所需信号，在发送时利用接收时的权向量对发送信号加权合成来进行发送，当在接收时错误检测电路(109)检测到所需信号的接收错误时，发送控制部(116)则切断天线(102)的开关(122)，从天线(101)根据无方向性图发送发送信号。据此，即使发生接收错误也可以不干扰其他而使发送信号到达目标基站。
文档编号H04B7/06GK1452819SQ01815278
公开日2003年10月29日 申请日期2001年7月12日 优先权日2000年7月14日
发明者土居义晴 申请人:三洋电机株式会社