JP5940816B2 - Wireless communication apparatus and wireless communication method - Google Patents

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Description

本発明は、複数のアンテナを用いた無線通信技術に関する。   The present invention relates to a wireless communication technique using a plurality of antennas.

従来から無線通信に関して様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、複数のアンテナでの送信指向性を制御しながら送信信号を送信する技術が開示されている。   Conventionally, various techniques relating to wireless communication have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a technique for transmitting a transmission signal while controlling transmission directivities with a plurality of antennas.

特許第４１６７６９１号公報Japanese Patent No. 4167691

無線通信システムにおいては、無線通信装置が、複数の通信相手装置に向けて同一の送信信号を送信することがある。例えば、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）等においては、基地局が、共通制御チャネルと呼ばれる共通チャネルを用いて、複数の通信装置に向けて同一の制御信号を送信することがある。このような場合には、無線通信装置が送信する信号が、複数の通信相手装置のそれぞれにおいて適切に受信されることが望まれる。   In a wireless communication system, a wireless communication device may transmit the same transmission signal to a plurality of communication partner devices. For example, in PHS (Personal Handyphone System) and the like, a base station may transmit the same control signal to a plurality of communication devices using a common channel called a common control channel. In such a case, it is desirable that the signal transmitted by the wireless communication device is appropriately received by each of the plurality of communication partner devices.

一方で、複数のアンテナを用いて通信する無線通信装置が、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置に対して送信信号を送信する場合に、当該複数のアンテナでの送信指向性に関するビームを位置が固定の通信相手装置に向けると、位置が固定の通信相手装置は無線通信装置からの信号を適切に受信することはできるものの、それ以外の通信相手装置は無線通信装置からの信号を適切に受信できない可能性がある。   On the other hand, when a wireless communication device that communicates using a plurality of antennas transmits a transmission signal to a plurality of communication partner devices including a communication partner device whose position is fixed, transmission directivity at the plurality of antennas If the beam is directed to the communication partner device with a fixed position, the communication partner device with a fixed position can receive a signal from the wireless communication device properly, but the other communication partner device receives from the wireless communication device. The signal may not be received properly.

そこで、本発明は上記の点に鑑みて成されたものであり、無線通信装置からの信号を、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいて受信しやすくすることが可能な技術を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and can easily receive a signal from a wireless communication device at each of a plurality of communication partner devices including a communication partner device whose position is fixed. Aims to provide a new technology.

上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信装置の一態様は、複数のアンテナと、前記複数のアンテナを用いて通信を行う通信部とを備え、前記通信部は、前記複数のアンテナでの送信指向性に関するビームを、位置が固定された通信相手装置に向けるための第１送信ウェイトベクトルを用いて共通チャネルの信号を送信し、前記通信部は、前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい第２送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求め、求めた当該第２送信ウェイトベクトルを用いて前記共通チャネルの前記信号を送信し、前記通信部は、前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が前記所定値よりも小さい第３送信ウェイトベクトルであって、前記第２送信ウェイトベクトルとは異なる第３送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求め、求めた当該第３送信ウェイトベクトルを用いて前記共通チャネルの前記信号を送信する。 In order to solve the above problems, one aspect of a wireless communication apparatus according to the present invention includes a plurality of antennas and a communication unit that performs communication using the plurality of antennas, and the communication unit includes the plurality of antennas. The transmission unit transmits a common channel signal using a first transmission weight vector for directing a beam related to transmission directivity to a communication partner apparatus whose position is fixed, and the communication unit correlates with the first transmission weight vector. A second transmission weight vector having a value smaller than a predetermined value is obtained based on the first transmission weight vector, and the signal of the common channel is transmitted using the obtained second transmission weight vector. a third transmission weight vector correlation value is smaller than the predetermined value between the first transmission weight vector, different from the first and the second transmission weight vector Determined based transmission weight vector to the first transmission weight vector, and transmits the signal of the common channel using the third transmission weight vectors obtained.

また、本発明に係る無線通信方法の一態様は、（ａ）複数のアンテナでの送信指向性に関するビームを、位置が固定された通信相手装置に向けるための第１送信ウェイトベクトルを用いて、当該複数のアンテナから共通チャネルの信号を送信する工程と、（ｂ）前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい第２送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求める工程と、（ｃ）前記第２送信ウェイトベクトルを用いて、前記複数のアンテナから前記共通チャネルの前記信号を送信する工程と、（ｄ）前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が前記所定値よりも小さい第３送信ウェイトベクトルであって、前記第２送信ウェイトベクトルとは異なる第３送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求める工程と、（ｅ）前記第３送信ウェイトベクトルを用いて、前記複数のアンテナから前記共通チャネルの前記信号を送信する工程とを備える。
Further, according to one aspect of the wireless communication method of the present invention, (a) using a first transmission weight vector for directing a beam related to transmission directivity at a plurality of antennas to a communication partner apparatus whose position is fixed, A step of transmitting a signal of a common channel from the plurality of antennas; and (b) obtaining a second transmission weight vector having a correlation value with the first transmission weight vector smaller than a predetermined value based on the first transmission weight vector. (C) transmitting the signal of the common channel from the plurality of antennas using the second transmission weight vector; and (d) a correlation value between the first transmission weight vector and the predetermined value. a third transmit weight vector is smaller than the second third transmission weight vector first transmission weights to be different from the transmit weight vectors Comprising a step of determining, based on the vector, and a step of transmitting the signal of the common channel from the (e) the third by using the transmission weight vectors, the plurality of antennas.

本発明によれば、無線通信装置からの信号を、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいて受信しやすくなる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes easy to receive the signal from a radio | wireless communication apparatus in each of several communication counterpart apparatuses containing a communication counterpart apparatus with a fixed position.

無線通信システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a radio | wireless communications system. 上位基地局の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a high-order base station. 上位基地局の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a high-order base station. 上位基地局の複数のアンテナでの送信指向性を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the transmission directivity with the some antenna of a high-order base station. 上位基地局の複数のアンテナでの送信指向性を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the transmission directivity with the some antenna of a high-order base station. 上位基地局の複数のアンテナでの送信指向性を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the transmission directivity with the some antenna of a high-order base station. 合成送信指向性を模式的に示す図である。It is a figure which shows a synthetic | combination transmission directivity typically. 第２送信ウェイトベクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a 2nd transmission weight vector. 第３送信ウェイトベクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a 3rd transmission weight vector. 上位基地局の変形例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the modification of a high-order base station.

図１は本実施の形態に係る無線通信装置を備える無線通信システム１００の構成を示す図である。本実施の形態に係る無線通信装置は、例えば、有線等によってインターネット等のネットワーク３に接続された基地局１Ａである。無線通信システム１００は、基地局１Ａ以外にも基地局１Ｂを備えている。基地局１Ｂは、ネットワーク３とは有線等で直接接続されておらず、基地局１Ａと無線通信を行うことによって、当該基地局１Ａを通じてネットワーク３と通信する。基地局１Ａ，１Ｂのそれぞれの位置は固定となっている。以後、基地局１Ａを「上位基地局１Ａ」と呼び、基地局１Ｂを「中継基地局１Ｂ」と呼ぶ。中継基地局１Ｂは「無線エントランス基地局」とも呼ばれている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a wireless communication system 100 including a wireless communication apparatus according to the present embodiment. The wireless communication apparatus according to the present embodiment is, for example, a base station 1A connected to a network 3 such as the Internet by wire or the like. The wireless communication system 100 includes a base station 1B in addition to the base station 1A. The base station 1B is not directly connected to the network 3 by wire or the like, and communicates with the network 3 through the base station 1A by performing wireless communication with the base station 1A. The positions of the base stations 1A and 1B are fixed. Hereinafter, the base station 1A is referred to as “upper base station 1A”, and the base station 1B is referred to as “relay base station 1B”. The relay base station 1B is also called a “radio entrance base station”.

上位基地局１Ａ及び中継基地局１Ｂのそれぞれは、複数の通信端末２と無線通信を行う。複数の通信端末２には移動端末が含まれている。中継基地局１Ｂは、通信端末２と無線通信する際には本来の機能である基地局として機能し、上位基地局１Ａと無線通信する際には通信端末として機能する。したがって、上位基地局１Ａと中継基地局１Ｂとが無線通信を行う際には、上位基地局１Ａにおいては中継基地局１Ｂが通信端末として見えることになる。   Each of the upper base station 1A and the relay base station 1B performs wireless communication with a plurality of communication terminals 2. The plurality of communication terminals 2 include mobile terminals. The relay base station 1B functions as a base station, which is the original function when wirelessly communicating with the communication terminal 2, and functions as a communication terminal when wirelessly communicating with the upper base station 1A. Therefore, when the upper base station 1A and the relay base station 1B perform wireless communication, the upper base station 1A can see the relay base station 1B as a communication terminal.

図２は上位基地局１Ａの構成を示す図である。図２に示されるように、上位基地局１Ａは、複数のアンテナ１０ａから成るアレイアンテナ１０と、当該アレイアンテナ１０を用いて無線通信を行う無線処理部１１と、ネットワーク３と通信を行うネットワーク通信部１２と、無線処理部１１及びネットワーク通信部１２を制御する制御部１３とを備えている。本実施の形態では、アレイアンテナ１０は、例えば４つのアンテナ１０ａで構成されている。以後、４つのアンテナ１０ａを「第１〜第４アンテナ１０ａ」とそれぞれ呼ぶことがある。   FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the upper base station 1A. As shown in FIG. 2, the upper base station 1 </ b> A includes an array antenna 10 including a plurality of antennas 10 a, a wireless processing unit 11 that performs wireless communication using the array antenna 10, and network communication that performs communication with the network 3. And a control unit 13 that controls the wireless processing unit 11 and the network communication unit 12. In the present embodiment, the array antenna 10 includes, for example, four antennas 10a. Hereinafter, the four antennas 10a may be referred to as “first to fourth antennas 10a”, respectively.

ネットワーク通信部１２は、ネットワーク３と例えば有線で接続されている。ネットワーク通信部１２は、ネットワーク３から送信されるデータを受信するとともに、制御部１３からのデータをネットワーク３に送信する。   The network communication unit 12 is connected to the network 3 by wire, for example. The network communication unit 12 receives data transmitted from the network 3 and transmits data from the control unit 13 to the network 3.

無線処理部１１は、アレイアンテナ１０で受信される複数の受信信号のそれぞれに対して増幅処理、ダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換処理等を行って、ベースバンドの複数の受信信号を生成して出力する。また、無線処理部１１は、制御部１３で生成されるベースバンドの複数の送信信号のそれぞれに対して、Ｄ／Ａ変換処理、アップコンバート及び増幅処理等を行って、搬送帯域の複数の送信信号を生成する。そして、無線処理部１１は、生成した搬送帯域の複数の送信信号を、アレイアンテナ１０を構成する複数のアンテナ１０ａにそれぞれ入力する。これにより、各アンテナ１０ａから送信信号が無線送信される。   The wireless processing unit 11 performs amplification processing, down-conversion, A / D conversion processing, and the like on each of the plurality of reception signals received by the array antenna 10 to generate and output a plurality of baseband reception signals. To do. Further, the wireless processing unit 11 performs D / A conversion processing, up-conversion, amplification processing, and the like on each of the plurality of baseband transmission signals generated by the control unit 13 to transmit a plurality of transmissions in the carrier band. Generate a signal. Then, the wireless processing unit 11 inputs the generated plurality of transmission signals in the carrier band to the plurality of antennas 10 a constituting the array antenna 10, respectively. Thereby, a transmission signal is transmitted by radio from each antenna 10a.

制御部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）及びメモリなどで構成されている。制御部１３では、ＣＰＵ及びＤＳＰがメモリ内の各種プログラムを実行することによって、送信信号生成部１３０、受信データ取得部１３１、送信ウェイト処理部１３２、受信ウェイト処理部１３３及び応答ベクトル算出部１３４などの機能ブロックが形成される。   The control unit 13 includes a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), a memory, and the like. In the control unit 13, the CPU and the DSP execute various programs in the memory, so that the transmission signal generation unit 130, the reception data acquisition unit 131, the transmission weight processing unit 132, the reception weight processing unit 133, the response vector calculation unit 134, etc. Functional blocks are formed.

送信信号生成部１３０は、ネットワーク通信部１２からのデータ等を含む送信データを生成する。この送信データには、ユーザデータ及び制御データが含まれる。そして、送信信号生成部１３０は、生成した送信データを含むベースバンドの送信信号を生成する。このベースバンドの送信信号は、アレイアンテナ１０を構成する複数のアンテナ１０ａの数だけ生成される。   The transmission signal generation unit 130 generates transmission data including data from the network communication unit 12 and the like. This transmission data includes user data and control data. Then, the transmission signal generation unit 130 generates a baseband transmission signal including the generated transmission data. The baseband transmission signals are generated by the number of the plurality of antennas 10a constituting the array antenna 10.

送信ウェイト処理部１３２は、送信信号生成部１３０で生成されたベースバンドの複数の送信信号に対して、アレイアンテナ１０での送信指向性を制御するための送信ウェイトベクトルを構成する複数の送信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、送信ウェイト処理部１３２は、複数の送信ウェイトがそれぞれ設定されたベースバンドの複数の送信信号を無線処理部１１に出力する。   The transmission weight processing unit 132 has a plurality of transmission weights constituting a transmission weight vector for controlling the transmission directivity at the array antenna 10 for a plurality of baseband transmission signals generated by the transmission signal generation unit 130. Set each. Then, transmission weight processing section 132 outputs a plurality of baseband transmission signals to which a plurality of transmission weights are set, to radio processing section 11.

受信ウェイト処理部１３３は、無線処理部１１から入力される複数の受信信号に対して、アレイアンテナ１０での受信指向性を制御するための受信ウェイトベクトルを構成する複数の受信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、受信ウェイト処理部１３３は、複数の受信ウェイトがそれぞれ設定された複数の受信信号を合成して新たな受信信号（以後、「合成受信信号」と呼ぶ）を生成する。   The reception weight processing unit 133 sets a plurality of reception weights constituting a reception weight vector for controlling the reception directivity at the array antenna 10 for each of the plurality of reception signals input from the radio processing unit 11. . Then, reception weight processing section 133 generates a new reception signal (hereinafter referred to as “combined reception signal”) by combining a plurality of reception signals each having a plurality of reception weights.

受信データ取得部１３１は、受信ウェイト処理部１３３で生成された合成受信信号に対して復調処理等を行って、当該合成受信信号に含まれる制御データ及びユーザデータを取得する。受信データ取得部１３１で取得されたデータの一部はネットワーク通信部１２に入力される。   The reception data acquisition unit 131 performs demodulation processing on the combined reception signal generated by the reception weight processing unit 133 and acquires control data and user data included in the combined reception signal. Part of the data acquired by the reception data acquisition unit 131 is input to the network communication unit 12.

応答ベクトル算出部１３４は、中継基地局１Ｂからの信号についての受信応答ベクトルを算出する。具体的には、応答ベクトル算出部１３４は、アレイアンテナ１０を構成する複数のアンテナ１０ａのそれぞれで受信された、中継基地局１Ｂからの既知信号（無線処理部１１から出力される既知信号）と、当該既知信号の理想的な信号である参照信号との相関を求めることによって、当該既知信号の受信応答ベクトル（アレイ応答ベクトルあるいはチャネル行列とも呼ばれる）を求める。応答ベクトル算出部１３４で求められた受信応答ベクトルは、後述するように、送信ウェイト処理部１３２において送信ウェイトベクトルが求められる際に使用される。   The response vector calculation unit 134 calculates a reception response vector for the signal from the relay base station 1B. Specifically, the response vector calculation unit 134 receives a known signal (a known signal output from the radio processing unit 11) received from each of the plurality of antennas 10a constituting the array antenna 10 from the relay base station 1B. The reception response vector (also referred to as an array response vector or a channel matrix) of the known signal is obtained by obtaining the correlation of the known signal with a reference signal that is an ideal signal. The reception response vector obtained by the response vector calculation unit 134 is used when the transmission weight vector is obtained by the transmission weight processing unit 132, as will be described later.

本実施の形態に係る上位基地局１Ａでは、無線処理部１１、送信ウェイト処理部１３２及び受信ウェイト処理部１３３によって、アレイアンテナ１０の指向性を適応的に制御しながら通信端末２及び中継基地局１Ｂと通信を行う通信部１４が構成されている。通信部１４は、通信端末２等の通信相手装置と無線通信する際に、アレイアンテナ１０の受信指向性及び送信指向性のそれぞれを制御する。具体的には、通信部１４は、受信ウェイト処理部１３３において、受信信号に乗算する受信ウェイトを調整することより、アレイアンテナ１０での受信指向性に関するビーム及びヌルを様々な方向に設定することができる。また、通信部１４は、送信ウェイト処理部１３２において、送信信号に乗算する送信ウェイトを調整することより、アレイアンテナ１０での送信指向性に関するビーム及びヌルを様々な方向に設定することができる。   In higher-order base station 1A according to the present embodiment, communication terminal 2 and relay base station are controlled while adaptively controlling the directivity of array antenna 10 by radio processing unit 11, transmission weight processing unit 132, and reception weight processing unit 133. A communication unit 14 that communicates with 1B is configured. The communication unit 14 controls each of the reception directivity and transmission directivity of the array antenna 10 when performing wireless communication with a communication partner device such as the communication terminal 2. Specifically, the communication unit 14 sets the beam and null related to the reception directivity at the array antenna 10 in various directions by adjusting the reception weight multiplied by the reception signal in the reception weight processing unit 133. Can do. Further, the communication unit 14 can set the beam and null related to the transmission directivity at the array antenna 10 in various directions by adjusting the transmission weight multiplied by the transmission signal in the transmission weight processing unit 132.

また、本実施の形態に係る上位基地局１Ａでは、通信部１４は、個別チャネルを用いて通信相手装置と個別に無線通信を行う際には、受信ウェイト処理部１３３において当該通信相手装置からの既知信号に基づいて受信ウェイトベクトルを算出する。そして、通信部１４は、送信ウェイト処理部１３２において、受信ウェイト処理部１３３で求められた受信ウェイトベクトルに基づいて送信ウェイトベクトルを算出する。受信ウェイト処理部１３３は、例えば、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズム及びＲＬＳ（Recursive Least-Squares）アルゴリズムなどのＭＭＳＥ（Minimum Mean Squared. Error、最小二乗誤差法）を用いて受信ウェイトベクトルを算出する。   Further, in upper base station 1A according to the present embodiment, communication unit 14 performs reception from processing partner device in reception weight processing unit 133 when performing wireless communication individually with a communication partner device using a dedicated channel. A reception weight vector is calculated based on the known signal. Then, the communication unit 14 calculates a transmission weight vector in the transmission weight processing unit 132 based on the reception weight vector obtained by the reception weight processing unit 133. The reception weight processing unit 133 calculates a reception weight vector using, for example, an MMSE (Minimum Mean Squared. Error, least square error method) such as an LMS (Least Mean Square) algorithm and an RLS (Recursive Least-Squares) algorithm.

一方で、通信部１４は、共通制御チャネルなどの共通チャネルを用いて、上位基地局１Ａのサービスエリア（通信エリア）に存在するすべての通信相手装置、つまり通信端末２及び中継基地局１Ｂを含む複数の通信相手装置に向けて同一の送信信号を無線送信する際には、当該送信信号を、それに設定する送信ウェイトベクトルを変えながら複数回アレイアンテナ１０から無線送信する。以下に、通信部１４が共通チャネルを用いて送信信号を送信する際の当該通信部１４の動作について説明する。   On the other hand, the communication unit 14 includes all communication counterpart devices existing in the service area (communication area) of the upper base station 1A using the common channel such as the common control channel, that is, the communication terminal 2 and the relay base station 1B. When the same transmission signal is wirelessly transmitted to a plurality of communication partner apparatuses, the transmission signal is wirelessly transmitted from the array antenna 10 a plurality of times while changing the transmission weight vector set thereto. The operation of the communication unit 14 when the communication unit 14 transmits a transmission signal using the common channel will be described below.

図３は、通信部１４が共通チャネルを用いて送信信号を送信する際の当該通信部１４の動作を示すフローチャートである。本実施の形態では、通信部１４は、共通チャネルを用いて送信信号を送信する際には、当該送信信号を例えば３回送信する。   FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the communication unit 14 when the communication unit 14 transmits a transmission signal using the common channel. In the present embodiment, when the communication unit 14 transmits a transmission signal using the common channel, the communication unit 14 transmits the transmission signal, for example, three times.

図３に示されるように、ステップｓ１において、通信部１４は、アレイアンテナ１０での送信指向性に関するビームを中継基地局１Ｂに向けるための第１送信ウェイトベクトルを用いて、アレイアンテナ１０から送信信号を送信する。具体的には、送信ウェイト処理部１３２が、送信信号生成部１３０で生成された、共通チャネルを用いて送信される複数の送信信号に対して、第１送信ウェイトベクトルを構成する、複数のアンテナ１０ａにそれぞれ対応した複数の第１送信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、送信ウェイト処理部１３２は、複数の第１送信ウェイトがそれぞれ設定された複数の送信信号を無線処理部１１に出力する。無線処理部１１に入力された複数の送信信号は複数のアンテナ１０ａからそれぞれ送信される。   As shown in FIG. 3, in step s1, the communication unit 14 transmits from the array antenna 10 using the first transmission weight vector for directing the beam related to the transmission directivity at the array antenna 10 to the relay base station 1B. Send a signal. Specifically, the transmission weight processing unit 132 configures the first transmission weight vector for the plurality of transmission signals generated by the transmission signal generation unit 130 and transmitted using the common channel. A plurality of first transmission weights respectively corresponding to 10a are set. Then, the transmission weight processing unit 132 outputs a plurality of transmission signals each having a plurality of first transmission weights set to the wireless processing unit 11. The plurality of transmission signals input to the wireless processing unit 11 are transmitted from the plurality of antennas 10a, respectively.

第１送信ウェイトベクトルは、ステップｓ１が実行される前において、通信部１４で算出されて当該通信部１４に記憶されている。通信部１４では、受信ウェイト処理部１３３が、ＲＬＳアルゴリズム等を用いて中継基地局１Ｂからの既知信号に基づいて受信ウェイトベクトルを算出し、当該受信ウェイトベクトルに基づいて送信ウェイト処理部１３２が送信ウェイトベクトルを求める。この送信ウェイトベクトルが、アレイアンテナ１０での送信指向性に関するビームを中継基地局１Ｂに向けるための第１送信ウェイトベクトルとなる。通信部１４は、このようにしてステップｓ１の前に予め求めた第１送信ウェイトベクトルを用いて送信信号をアレイアンテナ１０から送信する。   The first transmission weight vector is calculated by the communication unit 14 and stored in the communication unit 14 before step s1 is executed. In the communication unit 14, the reception weight processing unit 133 calculates a reception weight vector based on a known signal from the relay base station 1B using an RLS algorithm or the like, and the transmission weight processing unit 132 transmits based on the reception weight vector. Find the weight vector. This transmission weight vector becomes a first transmission weight vector for directing a beam related to transmission directivity at the array antenna 10 to the relay base station 1B. The communication unit 14 transmits the transmission signal from the array antenna 10 using the first transmission weight vector obtained in advance before step s1 in this way.

図４は、上位基地局１Ａの通信部１４が第１送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から送信信号を送信する際の当該アレイアンテナ１０の送信指向性２００ａを模式的に示す図である。図４に示されるように、ステップｓ１での送信指向性２００ａにおいては、ビーム２０１ａが中継基地局１Ｂに向いているため、中継基地局１Ｂは上位基地局１Ａからの送信信号を受信しやすくなる。   FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the transmission directivity 200a of the array antenna 10 when the communication unit 14 of the upper base station 1A transmits a transmission signal from the array antenna 10 using the first transmission weight vector. As shown in FIG. 4, in the transmission directivity 200a in step s1, since the beam 201a is directed to the relay base station 1B, the relay base station 1B can easily receive the transmission signal from the upper base station 1A. .

次にステップｓ２において、通信部１４は、ステップｓ１で送信した送信信号を、第１送信ウェイトベクトルとは異なる第２送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から送信する。具体的には、送信ウェイト処理部１３２が、送信信号生成部１３０が生成したステップｓ１と同じ複数の送信信号に対して、第２送信ウェイトベクトルを構成する、複数のアンテナ１０ａにそれぞれ対応した複数の第２送信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、送信ウェイト処理部１３２は、複数の第２送信ウェイトがそれぞれ設定された複数の送信信号を無線処理部１１に出力する。無線処理部１１に入力された複数の送信信号は複数のアンテナ１０ａからそれぞれ送信される。   Next, in step s2, the communication unit 14 transmits the transmission signal transmitted in step s1 from the array antenna 10 using a second transmission weight vector different from the first transmission weight vector. Specifically, the transmission weight processing unit 132 forms a second transmission weight vector for a plurality of transmission signals that are the same as those in step s1 generated by the transmission signal generation unit 130, and each corresponds to a plurality of antennas 10a. The second transmission weights are set. Then, the transmission weight processing unit 132 outputs a plurality of transmission signals each having a plurality of second transmission weights set to the wireless processing unit 11. The plurality of transmission signals input to the wireless processing unit 11 are transmitted from the plurality of antennas 10a, respectively.

図５は、上位基地局１Ａの通信部１４が第２送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から送信信号を送信する際の当該アレイアンテナ１０の送信指向性２００ｂを模式的に示す図である。図５では、上記のステップｓ１での送信指向性２００ａが破線で示されている。ステップｓ２において、第１送信ウェイトベクトルとは異なる第２送信ウェイトベクトルを用いることによって、図５に示されるように、ステップｓ２でのアレイアンテナ１０の送信指向性２００ｂは、ステップｓ１でのアレイアンテナ１０の送信指向性２００ａと異なるようになる。したがって、ステップｓ１での送信指向性２００ａにおいて利得が低くなっている方向が、ステップｓ２での送信指向性２００ｂにおいて利得が高くなっている可能性が高くなる。よって、ステップｓ１において送信指向性２００ａでの利得が低い方向に存在するために、ステップｓ１での送信信号について受信しにくかった通信端末２が、ステップｓ２での送信信号については受信しやすくなる可能性が高くなる。   FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the transmission directivity 200b of the array antenna 10 when the communication unit 14 of the upper base station 1A transmits a transmission signal from the array antenna 10 using the second transmission weight vector. In FIG. 5, the transmission directivity 200a at the above step s1 is indicated by a broken line. By using a second transmission weight vector different from the first transmission weight vector in step s2, as shown in FIG. 5, the transmission directivity 200b of the array antenna 10 in step s2 is equal to the array antenna in step s1. 10 transmission directivity 200a. Therefore, the direction in which the gain is low in the transmission directivity 200a in step s1 is likely to be high in the transmission directivity 200b in step s2. Therefore, since the gain in the transmission directivity 200a is low in step s1, the communication terminal 2 that is difficult to receive the transmission signal in step s1 can easily receive the transmission signal in step s2. Increases nature.

次にステップｓ３において、通信部１４は、ステップｓ１で送信した送信信号を、第１送信ウェイトベクトル及び第２送信ウェイトベクトルとは異なる第３送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から送信する。具体的には、送信ウェイト処理部１３２が、送信信号生成部１３０が生成したステップｓ１と同じ複数の送信信号に対して、第３送信ウェイトベクトルを構成する、複数のアンテナ１０ａにそれぞれ対応した複数の第３送信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、送信ウェイト処理部１３２は、複数の第３送信ウェイトがそれぞれ設定された複数の送信信号を無線処理部１１に出力する。無線処理部１１に入力された複数の送信信号は複数のアンテナ１０ａからそれぞれ送信される。   Next, in step s3, the communication unit 14 transmits the transmission signal transmitted in step s1 from the array antenna 10 using a third transmission weight vector different from the first transmission weight vector and the second transmission weight vector. Specifically, the transmission weight processing unit 132 configures a plurality of transmission signals corresponding to the plurality of antennas 10a constituting the third transmission weight vector with respect to the plurality of transmission signals that are the same as the step s1 generated by the transmission signal generation unit 130. Are set respectively. Then, the transmission weight processing unit 132 outputs a plurality of transmission signals each having a plurality of third transmission weights set to the wireless processing unit 11. The plurality of transmission signals input to the wireless processing unit 11 are transmitted from the plurality of antennas 10a, respectively.

図６は、上位基地局１Ａの通信部１４が第３送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から送信信号を送信する際の当該アレイアンテナ１０の送信指向性２００ｃを模式的に示す図である。図６では、上記のステップｓ１での送信指向性２００ａが破線で示されている。ステップｓ３において、第１送信ウェイトベクトル及び第２送信ウェイトベクトルとは異なる第３送信ウェイトベクトルを用いることによって、図６に示されるように、ステップｓ３でのアレイアンテナ１０の送信指向性２００ｃは、ステップｓ１でのアレイアンテナ１０の送信指向性２００ａと異なるようになるとともに、ステップｓ２でのアレイアンテナ１０の送信指向性２００ｂと異なるようになる。したがって、ステップｓ１での送信指向性２００ａ及びステップｓ２での送信指向性２００ｂのそれぞれにおいて利得が低くなっている方向が、ステップｓ３での送信指向性２００ｂにおいて利得が高くなっている可能性が高くなる。よって、ステップｓ１において送信指向性２００ａでの利得が低い方向に存在し、かつステップｓ２においても送信指向性２００ｂでの利得が低い方向に存在するために、ステップｓ１及びステップｓ２での送信信号の両方について受信しにくかった通信端末２が、ステップｓ３での送信信号については受信しやすくなる可能性が高くなる。   FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the transmission directivity 200c of the array antenna 10 when the communication unit 14 of the upper base station 1A transmits a transmission signal from the array antenna 10 using the third transmission weight vector. In FIG. 6, the transmission directivity 200a at the above step s1 is indicated by a broken line. By using a third transmission weight vector different from the first transmission weight vector and the second transmission weight vector in step s3, as shown in FIG. 6, the transmission directivity 200c of the array antenna 10 in step s3 is This is different from the transmission directivity 200a of the array antenna 10 at step s1, and different from the transmission directivity 200b of the array antenna 10 at step s2. Therefore, the direction in which the gain is low in each of the transmission directivity 200a in step s1 and the transmission directivity 200b in step s2 is likely to be high in the transmission directivity 200b in step s3. Become. Therefore, since the gain in the transmission directivity 200a is low in step s1, and the gain in the transmission directivity 200b is also low in step s2, the transmission signal in steps s1 and s2 There is a high possibility that the communication terminal 2 that is difficult to receive both will easily receive the transmission signal in step s3.

図７は、ステップｓ１での送信指向性２００ａと、ステップｓ２での送信指向性２００ｂと、ステップｓ３での送信指向性２００ｃとを合成して得られる合成送信指向性２００ｄを模式的に示す図である。図７に示されるように、合成送信指向性２００ｄでは、位置が固定の中継基地局１Ｂに対してビーム２０１ｄが向くとともに、利得が小さい方向が少なくなっている。つまり、上述のように、アレイアンテナ１０での送信指向性に関するビームを中継基地局１Ｂに向けるための第１送信ウェイトベクトルを含む、互い異なる複数の送信ウェイトベクトルを用いて同一の送信信号を複数回送信することによって、当該送信信号の複数回の送信全体でのアレイアンテナ１０の送信指向性では、位置が固定の中継基地局１Ｂに対してビームが向き、かつ利得が小さい方向が少なくなる。よって、中継基地局１Ｂ及び通信端末２のそれぞれが、上位基地局１Ａからの同一の送信信号を受信しやすくなる。言い換えれば、上位基地局１Ａからの信号を、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいて受信しやすくなる。   FIG. 7 is a diagram schematically showing a combined transmission directivity 200d obtained by combining the transmission directivity 200a at step s1, the transmission directivity 200b at step s2, and the transmission directivity 200c at step s3. It is. As shown in FIG. 7, in the combined transmission directivity 200d, the beam 201d faces the relay base station 1B whose position is fixed, and the direction in which the gain is small decreases. That is, as described above, a plurality of the same transmission signals are transmitted using a plurality of different transmission weight vectors including the first transmission weight vector for directing the beam related to the transmission directivity at the array antenna 10 to the relay base station 1B. By transmitting the transmission signal once, in the transmission directivity of the array antenna 10 in the entire transmission of the transmission signal, the direction in which the beam is directed to the relay base station 1B whose position is fixed and the gain is small decreases. Therefore, each of the relay base station 1B and the communication terminal 2 can easily receive the same transmission signal from the upper base station 1A. In other words, a signal from the higher-level base station 1A is easily received by each of a plurality of communication partner apparatuses including a communication partner apparatus whose position is fixed.

なお、ステップｓ１〜ｓ３の一連の処理については２回以上繰り返して実行しても良い。また、互いに異なる４つ以上の送信ウェイトベクトルを用いて同一の送信信号を４回以上送信しても良い。また、互いに異なる４つ以上の送信ウェイトベクトルを用いて同一の送信信号を４回以上送信する処理を２回以上繰り返して実行しても良い。また、ステップｓ１〜ステップｓ３の実行順序を入れ替えても良い。例えば、ステップｓ２、ステップｓ１及びステップｓ３の順で実行しても良い。この場合には、第２送信ウェイトベクトルを用いて送信信号が送信された後に、第１送信ウェイトベクトルを用いて送信信号が送信され、その後、第３送信ウェイトベクトルを用いて送信信号が送信されることになる。   Note that the series of processes in steps s1 to s3 may be repeated twice or more. Further, the same transmission signal may be transmitted four times or more using four or more different transmission weight vectors. In addition, the process of transmitting the same transmission signal four or more times using four or more different transmission weight vectors may be repeated two or more times. Further, the execution order of steps s1 to s3 may be changed. For example, you may perform in order of step s2, step s1, and step s3. In this case, after the transmission signal is transmitted using the second transmission weight vector, the transmission signal is transmitted using the first transmission weight vector, and then the transmission signal is transmitted using the third transmission weight vector. Will be.

＜第２及び第３送信ウェイトベクトルの決定方法＞
本実施の形態では、第１送信ウェイトベクトルとの相関が低い送信ウェイトベクトルを第２及び第３送信ウェイトベクトルに決定する。以下に、第２及び第３送信ウェイトベクトルの決定方法について詳細に説明する。 <Method for Determining Second and Third Transmission Weight Vectors>
In the present embodiment, transmission weight vectors having a low correlation with the first transmission weight vector are determined as the second and third transmission weight vectors. Hereinafter, a method for determining the second and third transmission weight vectors will be described in detail.

本実施の形態では、アレイアンテナ１０の送信指向性に関するヌルが、位置が固定の中継基地局１Ｂに向くための送信ウェイトベクトルを第２及び第３送信ウェイトベクトルに採用する。第１送信ウェイトベクトルは、アレイアンテナ１０の送信指向性に関するビームが中継基地局１Ｂに向くための送信ウェイトベクトルであることから、第２及び第３送信ウェイトベクトルは第１送信ウェイトベクトルとの相関が低いと言える。   In the present embodiment, the transmission weight vector for the null related to the transmission directivity of the array antenna 10 to be directed to the relay base station 1B whose position is fixed is adopted as the second and third transmission weight vectors. Since the first transmission weight vector is a transmission weight vector for the beam related to the transmission directivity of the array antenna 10 to be directed to the relay base station 1B, the second and third transmission weight vectors are correlated with the first transmission weight vector. Is low.

アレイアンテナ１０の送信指向性に関するヌルが中継基地局１Ｂに向くための送信ウェイトベクトル（以後、「ヌル送信ウェイトベクトル」と呼ぶことがある）は、応答ベクトル算出部１３４で求められる、中継基地局１Ｂからの信号の受信応答ベクトルに基づいて求めることができる。中継基地局１Ｂからの信号の受信応答ベクトルをＬとし、ヌル送信ウェイトベクトルをＷとすると、以下の式（１）を用いて、ヌル送信ウェイトベクトルＷを求めることができる。   A transmission weight vector (hereinafter sometimes referred to as “null transmission weight vector”) for nulls related to the transmission directivity of the array antenna 10 to the relay base station 1B is obtained by the response vector calculation unit 134. It can be obtained based on the reception response vector of the signal from 1B. If the reception response vector of the signal from the relay base station 1B is L and the null transmission weight vector is W, the null transmission weight vector W can be obtained using the following equation (1).

Figure 0005940816
Figure 0005940816

ここで、ＬＴは、受信応答ベクトルＬの転置ベクトルであって、Ｗ＊は、ヌル送信ウェイトベクトルＷの複素共役ベクトルである。 Here, L T is a transpose vector of the received response vector L, W * is the complex conjugate vector null transmission weight vector W.

第２送信ウェイトベクトルとしては、式（１）を満足する一つのヌル送信ウェイトベクトルＷが採用される。そして、第３送信ウェイトベクトルとしては、式（１）を満足し、かつ第２送信ウェイトベクトルとは異なる一つのヌル送信ウェイトベクトルＷが採用される。   As the second transmission weight vector, one null transmission weight vector W that satisfies Expression (1) is adopted. As the third transmission weight vector, one null transmission weight vector W that satisfies Equation (1) and is different from the second transmission weight vector is employed.

図８は第２送信ウェイトベクトルを構成する、第１〜第４アンテナ１０ａにそれぞれ対応する４つの第２送信ウェイトＷ２Ａ〜Ｗ２Ｄの数値例を示す図である。図９は第３送信ウェイトベクトルを構成する、第１〜第４アンテナ１０ａにそれぞれ対応する４つの第３送信ウェイトＷ３Ａ〜Ｗ３Ｄの数値例を示す図である。図８，９でのＬ１〜Ｌ４は、受信応答ベクトルＬを構成する、第１〜第４アンテナ１０ａにそれぞれ対応する４つの応答値（第１〜第４アンテナ１０ａにそれぞれ対応する４つのベクトル要素）をそれぞれ示している。図８の例では、第２送信ウェイトＷ２Ａ〜Ｗ２Ｄは、それぞれ、１×ｅｊ・０、Ｌ１／Ｌ２×ｅ−ｊ・π、１×ｅｊ・０、Ｌ３／Ｌ４×ｅ−ｊ・πとなっている。また図９の例では、第３送信ウェイトＷ３Ａ〜Ｗ３Ｄは、それぞれ、Ｌ２／Ｌ１×ｅ−ｊ・π、１×ｅｊ・０、Ｌ４／Ｌ３×ｅ−ｊ・π、１×ｅｊ・０となっている。 FIG. 8 is a diagram illustrating numerical examples of the four second transmission weights W2A to W2D that respectively correspond to the first to fourth antennas 10a constituting the second transmission weight vector. FIG. 9 is a diagram illustrating a numerical example of four third transmission weights W3A to W3D corresponding to the first to fourth antennas 10a constituting the third transmission weight vector. L1 to L4 in FIGS. 8 and 9 are four response values corresponding to the first to fourth antennas 10a constituting the reception response vector L (four vector elements corresponding to the first to fourth antennas 10a, respectively). ) Respectively. In the example of FIG. 8, the second transmission weights W2A to W2D are 1 × e j · 0 , L1 / L2 × e −j · π , 1 × e j · 0 , L3 / L4 × e −j · π, respectively. It has become. In the example of FIG. 9, the third transmission weights W3A to W3D are L2 / L1 × e− j · π , 1 × e j · 0 , L4 / L3 × e− j · π , and 1 × e j · 0 .

このように、複数のアンテナ１０ａでの送信指向性に関するヌルが中継基地局１Ｂに向くための送信ウェイトベクトルを求めることによって、第１送信ウェイトベクトルと相関が低い第２及び第３送信ウェイトベクトルを得ることができる。そして、上述のステップｓ２において、第１送信ウェイトベクトルと相関が低い第２送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から送信信号を送信することによって、第１送信ウェイトベクトルと単に異なる第２送信ウェイトベクトルを用いる場合と比較して、ステップｓ１での送信指向性２００ａにおいて利得が低かった方向が、ステップｓ２での送信指向性２００ｂにおいて利得が高くなる可能性が高くなる。よって、ステップｓ１での送信信号が受信しにくかった通信端末２が、ステップｓ２での送信信号について受信しやすくなる可能性がさらに高くなる。   In this way, by obtaining transmission weight vectors for nulls related to transmission directivities at the plurality of antennas 10a toward the relay base station 1B, second and third transmission weight vectors having a low correlation with the first transmission weight vector are obtained. Can be obtained. In step s2, the second transmission weight vector that is simply different from the first transmission weight vector is obtained by transmitting the transmission signal from the array antenna 10 using the second transmission weight vector having a low correlation with the first transmission weight vector. Compared with the case of using, the direction in which the gain is low in the transmission directivity 200a in step s1 is more likely to be gained in the transmission directivity 200b in step s2. Therefore, there is a higher possibility that the communication terminal 2 that is difficult to receive the transmission signal at step s1 will easily receive the transmission signal at step s2.

また、上述のステップｓ３において、第１送信ウェイトベクトルと相関が低く、かつ第２送信ウェイトベクトルと異なる第３送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から送信信号を送信することによって、第１及び第２送信ウェイトベクトルと単に異なる第３送信ウェイトベクトルを用いる場合と比較して、ステップｓ１での送信指向性２００ａ及びステップｓ２での送信指向性２００ｂのそれぞれにおいて利得が低かった方向が、ステップｓ３での送信指向性２００ｂにおいて利得が高くなる可能性が高くなる。よって、ステップｓ１及びステップｓ２での送信信号の両方が受信しにくかった通信端末２が、ステップｓ３での送信信号については受信しやすくなる可能性がさらに高くなる。   Further, in step s3 described above, the first and first transmission weight vectors are transmitted from the array antenna 10 using a third transmission weight vector having a low correlation with the first transmission weight vector and different from the second transmission weight vector. The direction in which the gain is lower in each of the transmission directivity 200a in step s1 and the transmission directivity 200b in step s2 is compared with the case where a third transmission weight vector that is simply different from the two transmission weight vectors is used in step s3. In the transmission directivity 200b, there is a high possibility that the gain will be high. Therefore, there is a higher possibility that the communication terminal 2 that is difficult to receive both the transmission signals in step s1 and step s2 will be more likely to receive the transmission signal in step s3.

以上のように、本実施の形態では、アレイアンテナ１０での送信指向性に関するビームを位置が固定の通信相手装置に向けるための第１送信ウェイトベクトルを含む、互い異なる複数の送信ウェイトベクトルを用いて同一の送信信号を複数回送信していることから、当該送信信号の複数回の送信全体でのアレイアンテナ１０の送信指向性では、位置が固定の通信相手装置に対してビームが向きつつ、利得が小さい方向が少なくなる。よって、本実施の形態に係る無線通信装置（上位基地局１Ａ）からの信号を、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいて受信しやすくなる。   As described above, in the present embodiment, a plurality of different transmission weight vectors including the first transmission weight vector for directing the beam related to the transmission directivity at array antenna 10 to the communication partner apparatus whose position is fixed is used. Since the same transmission signal is transmitted a plurality of times, in the transmission directivity of the array antenna 10 over the plurality of transmissions of the transmission signal, the beam is directed toward the communication counterpart device whose position is fixed, The direction where gain is small decreases. Therefore, a signal from the wireless communication apparatus (upper base station 1A) according to the present embodiment is easily received by each of a plurality of communication partner apparatuses including a communication partner apparatus whose position is fixed.

また、本実施の形態では、第１送信ウェイトベクトル及びそれとは異なる第２送信ウェイトベクトルだけではなく、当該第１及び第２送信ウェイトベクトルのそれぞれと異なる第３送信ウェイトベクトルを用いて、同一の送信信号を複数回送信していることから、当該送信信号の複数回の送信全体でのアレイアンテナ１０の送信指向性では、利得が小さい方向がさらに少なくなる。よって、本実施の形態に係る無線通信装置からの信号を、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいてさらに受信しやすくなる。   In this embodiment, not only the first transmission weight vector and the second transmission weight vector different from the first transmission weight vector but also the third transmission weight vector different from each of the first transmission weight vector and the second transmission weight vector are used. Since the transmission signal is transmitted a plurality of times, in the transmission directivity of the array antenna 10 over the entire transmission of the transmission signal, the direction in which the gain is small further decreases. Therefore, it becomes easier to receive a signal from the wireless communication apparatus according to the present embodiment in each of a plurality of communication partner apparatuses including a communication partner apparatus whose position is fixed.

また、本実施の形態のように、第１送信ウェイトベクトルと、当該第１送信ウェイトベクトルと相関が低い送信ウェイトベクトルとを含む、互いに異なる複数の送信ウェイトベクトルを用いて、同一の送信信号を複数回送信する場合には、当該送信信号の複数回の送信全体でのアレイアンテナ１０の送信指向性では、利得が小さい方向がさらに少なくなる。よって、本実施の形態に係る無線通信装置からの信号を、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいてさらに受信しやすくなる。   Further, as in the present embodiment, the same transmission signal is transmitted using a plurality of transmission weight vectors different from each other including the first transmission weight vector and a transmission weight vector having a low correlation with the first transmission weight vector. In the case of transmitting a plurality of times, the direction in which the gain is small further decreases in the transmission directivity of the array antenna 10 over the plurality of transmissions of the transmission signal. Therefore, it becomes easier to receive a signal from the wireless communication apparatus according to the present embodiment in each of a plurality of communication partner apparatuses including a communication partner apparatus whose position is fixed.

また、本実施の形態のように、第１送信ウェイトベクトルと当該第１送信ウェイトベクトルと相関が低い第２送信ウェイトベクトルだけではなく、当該第１送信ウェイトベクトルと相関が低く、かつ当該第２送信ウェイトベクトルと異なる第３送信ウェイトベクトルを用いて、同一の送信信号を複数回送信することによって、当該送信信号の複数回の送信全体でのアレイアンテナ１０の送信指向性では、利得が小さい方向がさらに少なくなる。よって、本実施の形態に係る無線通信装置からの信号を、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいてさらに受信しやすくなる。   Further, as in the present embodiment, not only the first transmission weight vector and the second transmission weight vector having a low correlation with the first transmission weight vector, but also the second transmission weight vector having a low correlation with the second transmission weight vector. By transmitting the same transmission signal a plurality of times using a third transmission weight vector different from the transmission weight vector, the gain of the transmission directivity of the array antenna 10 over a plurality of transmissions of the transmission signal is small. Is even less. Therefore, it becomes easier to receive a signal from the wireless communication apparatus according to the present embodiment in each of a plurality of communication partner apparatuses including a communication partner apparatus whose position is fixed.

＜変形例＞
上記の例では、第１送信ウェイトベクトルとの相関が低い送信ウェイトベクトルとして、アレイアンテナ１０の送信指向性に関するヌルが中継基地局１Ｂに向くための送信ウェイトベクトルを採用していたが、第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい送信ウェイトベクトルを、第１送信ウェイトベクトルとの相関が低い送信ウェイトベクトルとして採用しても良い。以下にこの場合の上位基地局１Ａの構成及び動作について説明する。 <Modification>
In the above example, as the transmission weight vector having a low correlation with the first transmission weight vector, the transmission weight vector for the null related to the transmission directivity of the array antenna 10 to be directed to the relay base station 1B is used. A transmission weight vector whose correlation value with the transmission weight vector is smaller than a predetermined value may be adopted as a transmission weight vector with low correlation with the first transmission weight vector. The configuration and operation of the upper base station 1A in this case will be described below.

図１０は、上位基地局１Ａの変形例の構成を示す図である。図１０に示される上位基地局１Ａでは、応答ベクトル算出部１３４が設けられておらず、送信ウェイト処理部１３２に相関値算出部１３２ａが設けられている。本変形例では、送信ウェイト処理部１３２は、互いに異なる複数の送信ウェイトベクトルを予め記憶しており、これらの送信ウェイトベクトルから第２及び第３送信ウェイトベクトルを決定する。送信ウェイト処理部１３２は、例えば、１００個の送信ウェイトベクトルを記憶している。以後、送信ウェイト処理部１３２が予め記憶している送信ウェイトベクトルを「候補送信ウェイトベクトル」と呼ぶ。   FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a modified example of the upper base station 1A. In the upper base station 1A shown in FIG. 10, the response vector calculation unit 134 is not provided, and the transmission weight processing unit 132 is provided with a correlation value calculation unit 132a. In this modification, the transmission weight processing unit 132 stores a plurality of transmission weight vectors different from each other in advance, and determines the second and third transmission weight vectors from these transmission weight vectors. The transmission weight processing unit 132 stores, for example, 100 transmission weight vectors. Hereinafter, the transmission weight vector stored in advance by the transmission weight processing unit 132 is referred to as a “candidate transmission weight vector”.

相関値算出部１３２ａは、送信ウェイト処理部１３２に予め記憶されている複数の候補送信ウェイトベクトルのそれぞれと、第１送信ウェイトベクトルとの相関値を求める。そして、送信ウェイト処理部１３２は、相関値算出部１３２ａで求められた、第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい一つの候補送信ウェイトベクトルを第２送信ウェイトベクトルとして採用する。また、送信ウェイト処理部１３２は、相関値算出部１３２ａで求められた、第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい候補送信ウェイトベクトルであって、第２送信ウェイトベクトルとは異なる一つの候補送信ウェイトベクトルを第３送信ウェイトベクトルとして採用する。本変形例では、第１送信ウェイトベクトルと候補送信ウェイトベクトルとの相関値は正規化され、それらが同じベクトルである場合に“１”となるようになっている。送信ウェイト処理部１３２は、第１送信ウェイトベクトルとの相関値が例えば０．３よりも小さい候補送信ウェイトベクトルを、第２及び第３送信ウェイトベクトルとして採用する。   The correlation value calculation unit 132a obtains a correlation value between each of the plurality of candidate transmission weight vectors stored in advance in the transmission weight processing unit 132 and the first transmission weight vector. Then, the transmission weight processing unit 132 employs one candidate transmission weight vector obtained by the correlation value calculation unit 132a and having a correlation value with the first transmission weight vector smaller than a predetermined value as the second transmission weight vector. The transmission weight processing unit 132 is a candidate transmission weight vector obtained by the correlation value calculation unit 132a and having a correlation value with the first transmission weight vector smaller than a predetermined value, and is different from the second transmission weight vector. One candidate transmission weight vector is adopted as the third transmission weight vector. In the present modification, the correlation value between the first transmission weight vector and the candidate transmission weight vector is normalized, and is “1” when they are the same vector. The transmission weight processing unit 132 employs candidate transmission weight vectors whose correlation value with the first transmission weight vector is smaller than 0.3, for example, as the second and third transmission weight vectors.

相関値算出部１３２ａでは、第１送信ウェイトベクトルと候補送信ウェイトベクトルとの相関値Ｃｏｒｒは以下のようにして求められる。   In correlation value calculation section 132a, correlation value Corr between the first transmission weight vector and the candidate transmission weight vector is obtained as follows.

相関値算出部１３２ａは、以下の式（２），（３）を用いて値ＴｍｐＩ及び値ＴｍｐＱを求める。   The correlation value calculation unit 132a obtains the value TmpI and the value TmpQ using the following equations (2) and (3).

Figure 0005940816
Figure 0005940816

Figure 0005940816
Figure 0005940816

ここで、Ｗ１ＡＩ及びＷ１ＡＱは、第１送信ウェイトベクトルに含まれる、第１アンテナ１０ａに対応する送信ウェイト（複素数）のＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。Ｗ１ＢＩ及びＷ１ＢＱは、第１送信ウェイトベクトルに含まれる、第２アンテナ１０ａに対応する送信ウェイトのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。Ｗ１ＣＩ及びＷ１ＣＱは、第１送信ウェイトベクトルに含まれる、第３アンテナ１０ａに対応する送信ウェイトのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。そして、Ｗ１ＤＩ及びＷ１ＤＱは、第１送信ウェイトベクトルに含まれる、第４アンテナ１０ａに対応する送信ウェイトのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。   Here, W1AI and W1AQ respectively indicate an I component and a Q component of a transmission weight (complex number) corresponding to the first antenna 10a included in the first transmission weight vector. W1BI and W1BQ respectively indicate an I component and a Q component of the transmission weight corresponding to the second antenna 10a included in the first transmission weight vector. W1CI and W1CQ respectively indicate an I component and a Q component of the transmission weight corresponding to the third antenna 10a included in the first transmission weight vector. W1DI and W1DQ indicate an I component and a Q component of the transmission weight corresponding to the fourth antenna 10a, respectively, included in the first transmission weight vector.

また、ＷｃＡＩ及びＷｃＡＱは、候補送信ウェイトベクトルに含まれる、第１アンテナ１０ａに対応する送信ウェイトのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。ＷｃＢＩ及びＷｃＢＱは、候補送信ウェイトベクトルに含まれる、第２アンテナ１０ａに対応する送信ウェイトのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。ＷｃＣＩ及びＷｃＣＱは、候補送信ウェイトベクトルに含まれる、第３アンテナ１０ａに対応する送信ウェイトのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。そして、ＷｃＤＩ及びＷｃＤＱは、候補送信ウェイトベクトルに含まれる、第４アンテナ１０ａに対応する送信ウェイトのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。   WcAI and WcAQ indicate the I and Q components of the transmission weight corresponding to the first antenna 10a, respectively, included in the candidate transmission weight vector. WcBI and WcBQ respectively indicate an I component and a Q component of the transmission weight corresponding to the second antenna 10a included in the candidate transmission weight vector. WcCI and WcCQ respectively indicate an I component and a Q component of a transmission weight corresponding to the third antenna 10a included in the candidate transmission weight vector. WcDI and WcDQ respectively indicate an I component and a Q component of the transmission weight corresponding to the fourth antenna 10a included in the candidate transmission weight vector.

また、相関値算出部１３２ａは、第１送信ウェイトベクトルの大きさの２乗を示す値Ｗ１ＰＯＷと、候補送信ウェイトベクトルの大きさの２乗を示す値ＷｃＰＯＷとを以下の式（４），（５）を用いて求める。   In addition, the correlation value calculation unit 132a calculates a value W1POW indicating the square of the magnitude of the first transmission weight vector and a value WcPOW indicating the square of the magnitude of the candidate transmission weight vector by the following equations (4), ( 5).

Figure 0005940816
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Figure 0005940816
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そして、相関値算出部１３２ａは、値ＴｍｐＩ、値ＴｍｐＱ、値Ｗ１ＰＯＷ及び値ＷｃＰＯＷを以下の式（６）に代入して、第１送信ウェイトベクトルと候補送信ウェイトベクトルとの相関値Ｃｏｒｒを求める。この相関値Ｃｏｒｒは「空間相関値」と呼ばれる。   Then, correlation value calculation section 132a substitutes value TmpI, value TmpQ, value W1POW and value WcPOW into the following equation (6) to obtain correlation value Corr between the first transmission weight vector and the candidate transmission weight vector. This correlation value Corr is called a “spatial correlation value”.

Figure 0005940816
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相関値算出部１３２ａは、以上のようにして、送信ウェイト処理部１３２に予め記憶されている複数の候補送信ウェイトベクトルのそれぞれと、第１送信ウェイトベクトルとの相関値を求める。送信ウェイト処理部１３２は、予め記憶する複数の候補送信ウェイトベクトルのうち、相関値算出部１３２ａで求められた、第１送信ウェイトベクトルとの相関値Ｃｏｒｒが所定値よりも小さい候補送信ウェイトベクトルを第２送信ウェイトベクトルとして採用する。また、送信ウェイト処理部１３２は、予め記憶する複数の候補送信ウェイトベクトルのうち、相関値算出部１３２ａで求められた、第１送信ウェイトベクトルとの相関値Ｃｏｒｒが所定値よりも小さい候補送信ウェイトベクトルであって、第２送信ウェイトベクトルとは異なる候補送信ウェイトベクトルを第３送信ウェイトベクトルとして採用する。   As described above, correlation value calculation section 132a obtains a correlation value between each of the plurality of candidate transmission weight vectors stored in advance in transmission weight processing section 132 and the first transmission weight vector. The transmission weight processing unit 132 selects a candidate transmission weight vector whose correlation value Corr with the first transmission weight vector obtained by the correlation value calculation unit 132a is smaller than a predetermined value from among a plurality of candidate transmission weight vectors stored in advance. Adopted as the second transmission weight vector. Also, the transmission weight processing unit 132 is a candidate transmission weight whose correlation value Corr with the first transmission weight vector obtained by the correlation value calculation unit 132a among the plurality of candidate transmission weight vectors stored in advance is smaller than a predetermined value. A candidate transmission weight vector that is a vector and is different from the second transmission weight vector is adopted as the third transmission weight vector.

このように、第１送信ウェイトベクトルと、当該第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい送信ウェイトベクトルとを含む、互いに異なる複数の送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から同一の送信信号を複数回送信する場合であっても、当該送信信号の複数回の送信全体でのアレイアンテナ１０の送信指向性では、利得が小さい方向がさらに少なくなる。よって、上位基地局１Ａからの信号を、位置が固定の中継基地局１Ｂを含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいてさらに受信しやすくなる。   In this way, the same number of transmission weight vectors including the first transmission weight vector and a transmission weight vector whose correlation value between the first transmission weight vector is smaller than a predetermined value is used to transmit the same from the array antenna 10. Even when the transmission signal is transmitted a plurality of times, the direction in which the gain is small further decreases in the transmission directivity of the array antenna 10 over the entire transmission of the transmission signal. Therefore, it becomes easier to receive the signal from the upper base station 1A at each of the plurality of communication partner apparatuses including the relay base station 1B whose position is fixed.

上記の例では、無線通信システム１００の運用中において、中継基地局１Ｂからの既知信号に基づいて第１送信ウェイトベクトルを通信部１４で求めていたが、上位基地局１Ａの設置前においてシミュレーション等によって求められた第１送信ウェイトベクトルを、送信ウェイト処理部１３２に予め記憶させておいても良い。上位基地局１Ａ及び中継基地局１Ｂのそれぞれの位置は固定であり、それらの間の伝送路特性はあまり変化しないことから、シミュレーション等によって事前に第１送信ウェイトベクトルをある程度の精度で求めることができる。   In the above example, the first transmission weight vector is obtained by the communication unit 14 based on the known signal from the relay base station 1B during the operation of the radio communication system 100. However, a simulation or the like is performed before the installation of the upper base station 1A. The transmission weight processing unit 132 may previously store the first transmission weight vector obtained by the above. Since the positions of the upper base station 1A and the relay base station 1B are fixed, and the transmission path characteristics between them do not change so much, the first transmission weight vector can be obtained with a certain degree of accuracy in advance by simulation or the like. it can.

また、上記の例では、第１送信ウェイトベクトルとの相関が低い第２及び第３送信ウェイトベクトルを無線通信システム１００の運用中に通信部１４で決定していたが、上位基地局１Ａの設置前において、シミュレーション等によって求められた第１送信ウェイトベクトルに基づいて第２及び第３送信ウェイトベクトルを決定しておいて、それらを送信ウェイト処理部１３２に予め記憶させても良い。   In the above example, the second and third transmission weight vectors having a low correlation with the first transmission weight vector are determined by the communication unit 14 during the operation of the wireless communication system 100. However, the upper base station 1A is installed. Prior to this, the second and third transmission weight vectors may be determined based on the first transmission weight vector obtained by simulation or the like, and stored in the transmission weight processing unit 132 in advance.

また、第２及び第３送信ウェイトベクトルにおいて、一方の送信ウェイトベクトルとして、アレイアンテナ１０の送信指向性に関するヌルが、位置が固定の中継基地局１Ｂに向くための送信ウェイトベクトルを採用し、他方の送信ウェイトベクトルとして、第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい送信ウェイトベクトルを採用しても良い。   Also, in the second and third transmission weight vectors, a transmission weight vector for the null related to the transmission directivity of the array antenna 10 to be directed to the relay base station 1B is adopted as one transmission weight vector, and the other As the transmission weight vector, a transmission weight vector whose correlation value with the first transmission weight vector is smaller than a predetermined value may be adopted.

また、無線通信システム１００において、上位基地局１Ａと無線通信を行う、互いに異なる位置に配置された複数の中継基地局１Ｂが存在する場合には、当該複数の中継基地局１Ｂのそれぞれについて第１送信ウェイトベクトルを求めて、それによって得られた互いに異なる複数の第１送信ウェイトベクトルを用いて、同一の送信信号を複数回アレイアンテナ１０から送信しても良い。この場合には、上位基地局１Ａからの信号が、複数の中継基地局１Ｂのそれぞれにおいて受信しやすくなるとともに、通信端末２においても受信しやすくなる。   Further, in the wireless communication system 100, when there are a plurality of relay base stations 1B that are wirelessly communicated with the upper base station 1A and are arranged at different positions, the first one for each of the plurality of relay base stations 1B. A transmission weight vector may be obtained, and the same transmission signal may be transmitted from the array antenna 10 a plurality of times using a plurality of different first transmission weight vectors obtained thereby. In this case, a signal from the upper base station 1A is easily received by each of the plurality of relay base stations 1B, and is also easily received by the communication terminal 2.

また、上記の例では、本願発明を基地局に適用する場合について説明したが、本願発明は、複数のアンテナを備える無線通信装置であれば他の無線通信装置にも適用することができる。   In the above example, the case where the present invention is applied to a base station has been described. However, the present invention can also be applied to other wireless communication apparatuses as long as the wireless communication apparatus includes a plurality of antennas.

１Ａ，１Ｂ 基地局
２ 通信端末
１０ａ アンテナ
１４ 通信部
１３４ 応答ベクトル算出部 1A, 1B Base station 2 Communication terminal 10a Antenna 14 Communication unit 134 Response vector calculation unit

Claims (3)

複数のアンテナと、
前記複数のアンテナを用いて通信を行う通信部と
を備え、
前記通信部は、前記複数のアンテナでの送信指向性に関するビームを、位置が固定された通信相手装置に向けるための第１送信ウェイトベクトルを用いて共通チャネルの信号を送信し、
前記通信部は、前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい第２送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求め、求めた当該第２送信ウェイトベクトルを用いて前記共通チャネルの前記信号を送信し、
前記通信部は、前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が前記所定値よりも小さい第３送信ウェイトベクトルであって、前記第２送信ウェイトベクトルとは異なる第３送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求め、求めた当該第３送信ウェイトベクトルを用いて前記共通チャネルの前記信号を送信する、無線通信装置。 Multiple antennas,
A communication unit that performs communication using the plurality of antennas,
The communication unit transmits a signal of a common channel using a first transmission weight vector for directing a beam related to transmission directivity at the plurality of antennas to a communication partner apparatus whose position is fixed;
The communication unit obtains a second transmission weight vector having a correlation value with the first transmission weight vector smaller than a predetermined value based on the first transmission weight vector, and uses the obtained second transmission weight vector. Transmitting the signal of the common channel,
The communication unit, the first and a third transmission weight vector correlation value is smaller than the predetermined value of the transmission weight vectors, different third transmission weight vector the first transmission and the second transmission weight vector A wireless communication apparatus that obtains based on a weight vector and transmits the signal of the common channel using the obtained third transmission weight vector. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
前記通信部は、互いに異なる複数の候補送信ウェイトベクトルを記憶し、
前記通信部は、前記複数の候補送信ウェイトベクトルのそれぞれと前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値を算出し、
前記通信部は、前記複数の候補送信ウェイトベクトルのうち、前記第１送信ウェイトベクトルとの前記相関値が前記所定値よりも小さい候補送信ウェイトベクトルを前記第２送信ウェイトベクトルとし、
前記通信部は、前記複数の候補送信ウェイトベクトルのうち、前記第１送信ウェイトベクトルとの前記相関値が前記所定値よりも小さい候補送信ウェイトベクトルを前記第３送信ウェイトベクトルとする、無線通信装置。 The wireless communication device according to claim 1,
The communication unit stores a plurality of different candidate transmission weight vectors,
The communication unit calculates a correlation value between each of the plurality of candidate transmission weight vectors and the first transmission weight vector;
The communication unit sets a candidate transmission weight vector whose correlation value with the first transmission weight vector is smaller than the predetermined value among the plurality of candidate transmission weight vectors as the second transmission weight vector,
The communication unit uses a candidate transmission weight vector whose correlation value with the first transmission weight vector is smaller than the predetermined value among the plurality of candidate transmission weight vectors as the third transmission weight vector. . （ａ）複数のアンテナでの送信指向性に関するビームを、位置が固定された通信相手装置に向けるための第１送信ウェイトベクトルを用いて、当該複数のアンテナから共通チャネルの信号を送信する工程と、
（ｂ）前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい第２送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求める工程と、
（ｃ）前記第２送信ウェイトベクトルを用いて、前記複数のアンテナから前記共通チャネルの前記信号を送信する工程と、
（ｄ）前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が前記所定値よりも小さい第３送信ウェイトベクトルであって、前記第２送信ウェイトベクトルとは異なる第３送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求める工程と、
（ｅ）前記第３送信ウェイトベクトルを用いて、前記複数のアンテナから前記共通チャネルの前記信号を送信する工程と
を備える、無線通信方法。 (A) transmitting a signal of a common channel from the plurality of antennas using a first transmission weight vector for directing beams related to transmission directivities at the plurality of antennas to a communication partner apparatus whose positions are fixed; ,
(B) obtaining a second transmission weight vector whose correlation value with the first transmission weight vector is smaller than a predetermined value based on the first transmission weight vector ;
(C) transmitting the signal of the common channel from the plurality of antennas using the second transmission weight vector;
; (D) first and a third transmission weight vector correlation value is smaller than the predetermined value of the transmission weight vector, the second transmission third transmission weights the vectors first transmission weight vector that is different from the weight vector A process based on
(E) transmitting the signal of the common channel from the plurality of antennas using the third transmission weight vector.
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