JP2005312073A - 無線通信システム、無線基地局用アダプティブアレイの制御方法及びアダプティブアレイ - Google Patents

Abstract

【課題】空間分割多重を行う際に、直交ビームを端末の組合わせに対して個々に用意しないことで、端末数が増加しても保持すべきウェイト・ベクトル数が急増しない無線通信システムを提供する。
【解決手段】複数のアンテナ素子で受信された信号は分配器を介してビーム形成回路に与えられる。ビーム形成回路は、信号を重み付け合成して所定の指向性パターンを持つビームに対応する受信信号を出力する。重み付け合成を制御するためのウェイトは、ウェイト制御装置によって設定される。ウェイト制御装置は、未登録の端末から登録要求があった場合に、該端末の方向に指向性のヌルが向き且つアンテナ素子でカバーするカバーエリアを方向によって複数に分割したエリアのうちの該端末の位置するエリア以外のエリアの範囲内に最大指向性が向くビームを形成させるためのウェイト・ベクトルを求める。
【選択図】図２

Description

本発明は、空間分割多重を行うための無線通信システム、ウェイト制御装置及びウェイト・ベクトル生成方法並びに無線基地局用アダプティブアレイの制御方法及びアダプティブアレイに関する。

ＦＷＡ（Ｆｉｘｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ）システムは、基地局と、固定された端末局とが、無線で高速通信を行うシステムである。ポイント・ツー・マルチポイント（Ｐ−ＭＰ）システムは、基地局が複数の端末局と通信を行うシステムである。Ｐ−ＭＰシステムにおいて、加入者容量を増加する手段として、空間分割多重（ＳＤＭＡ）がある。図１６に示すように、基地局１００１に備わったアダプティブアレイ１００２は互いに干渉を及ぼさない直交ビームを形成する。これは、複数の端末１００３の同時通信を可能にする。

図１７に多重化数が２の場合のアダプティブアレイ１００２の構成例を示す。ビーム形成回路１０５１，２０５１において、重み付け器１５０１〜１５０４，２５０１〜２５０４に適切なウェイトベクトルを設定し、これと合成器１５１２，２５１２で各アンテナ素子１０１１〜１０１４の出力を重み付け合成することによって、一方の端末方向に最大指向性を向け、もう一方の端末方向に指向性のヌルを向けるような直交ビームを形成することができる。

多重化数が３以上の場合も同様であり、対象とする端末方向に最大指向性を向け、それ以外の複数の端末方向の全てに指向性のヌルを向けるような直交ビームが形成される。

従来のシステムにおいては、空間分割多重を行うために用いる直交ビームを形成するためのウェイトは、基地局について多重化数を考慮した全ての端末の組み合わせに対して個々に算出して保持される。例えば、多重化数が２で全端末の数がｎとした場合、端末の組み合わせとして算出して保持すべきウェイトの組数は、ｎ×（ｎ−１）となる。したがって、従来のシステムにおいては、空間分割多重の対象とする端末の登録数の増加に伴い、保持すべきウェイトの組数が膨大になるという問題点がある。

ＣＳＭＡ／ＣＡ方式でパケット通信を行う無線通信システムがある。

図２２にＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いるＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムの構成を示す。基地局９００は端末９１１へのパケット送信前にキャリアセンスを行い、端末９１３からのチャネル予約情報を含むパケットを受信したときは、その予約された期間中のパケット送信を延期する。その後、更に制御部９０１により算出されるランダムな時間待った後（バックオフ処理）、ターゲット端末９１１のアドレスを宛先指定したパケットを送信する。ターゲット端末９１１は受信したデータが正常であれば所定時間後に肯定応答パケット（ＡＣＫ）を基地局に送信する。基地局９００はターゲット端末９１１からのＡＣＫを所定時間後に受信できないときには制御部９０１によりバックオフ処理を行い再度データの送信を行う。

一方、アダプティブアレイは図２３に示すように、隣接セルからの干渉を低減するビームを形成することで通信品質を向上できる。

アダプティブアレイは、一般的に、受信した信号に基づいてビーム制御を行う。例えば方向拘束付き電力最小化法は、特定の方向への利得を保持しつつ、受信した信号を全て干渉とみなして抑圧する。したがって、隣接セルからの干渉波のみが到来する状態をつくり方向拘束付き電力最小化法を用いれば，自セル内の特定エリアをカバーしかつ干渉波を除去するビームを形成することができる。

しかしながら、隣接セルからの同一チャネル干渉を全て抑圧するためには、アンテナ素子数を増やす必要があり、装置規模が大きくなるという問題点がある。

また、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いるＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムでは、上述した通り、パケット送信を集中制御しないため抑圧対象の端末ないし基地局のみがパケット送信する状態を作ることが困難であった。その結果、抑圧対象の端末ないし基地局がパケット送信する代わりに自セルの端末がパケット送信し、これを抑圧するビームを形成してしまうという問題点がある。

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、空間分割多重を行う際に、直交ビームを端末の組合わせに対して個々に用意しないことで、端末数が増加しても保持すべきウェイト数が急増しないようにした無線通信システム、ウェイト制御装置及びウェイト・ベクトル生成方法を提供することを目的とする。

また、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式でパケット通信を行う無線通信システムにおいて、抑圧対象となる干渉波数を限定し装置規模を小さくするとともに、抑圧対象となる干渉波のみが存在する状態を作り、これら干渉波を除去するビームを形成することのできる無線通信システムを提供し、並びに無線基地局用アダプティブアレイの制御方法及びアダプティブアレイを提供することを目的とする。

本発明に係る無線通信システムは、空間分割多重による複数端末との同時通信が可能な無線通信システムにおいて、前記端末から送信された信号を受信する複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子において受信された受信信号を重み付け合成することで所定の指向性パターンを持つビームに対応する受信信号を出力する複数のビーム形成部と、複数の前記ビーム形成部のそれぞれに対し前記重み付け合成を制御するウェイト・ベクトルを設定する制御部とを備え、前記制御部は、未登録の端末からの登録要求を受信したときに、該未登録端末の方向に指向性のヌルが向き、且つ当該無線通信システムがカバーするカバーエリアを複数に分割したエリアのうちの該未登録端末が位置するエリア以外の特定のエリアに最大指向性が向くビームを形成させるためのウェイト・ベクトルを求め、記憶する。

空間分割多重による複数端末との同時通信を行うにあたっては、端末の組合わせに対して直交ビームを個々に用意する必要がある。本発明は、指向性のヌルは特性が急峻なため正確に端末方向に向ける必要がある一方、最大指向性については特性が平坦であるから、個々の端末に対してヌルと同程度に正確には向ける必要がないとし、かかる最大指向性については大まかなウェイト・ベクトルを用いることとする。

例えば端末の登録時に、本発明に従ってウェイト・ベクトルを求めて記憶しておく。そして、空間分割多重で同時通信する際に、事前に計算されたウェイト・ベクトルを用い、ある端末の方向に最大指向性が向き、且つ、他の端末の方向に指向性のヌルが向くビームを形成する。

本発明によれば、空間分割多重を行う際に、直交ビームを端末の組合わせに対して個々に用意しないことで、端末数が増加しても保持すべきウェイト数が急増しないようにした無線通信システム、ウェイト制御装置及びウェイト・ベクトル生成方法を提供できる。また、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式でパケット通信を行う無線通信システムにおいて、抑圧対象となる干渉波数を限定し装置規模を小さくするとともに、抑圧対象となる干渉波のみが存在する状態を作り、これら干渉波を除去するビームを形成することができる無線通信システムを提供でき、並びに無線基地局用アダプティブアレイの制御方法及びアダプティブアレイを提供できる。

以下、図面を参照しながら発明の実施の形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態を適用した基地局１を含むＦＷＡ（Ｆｉｘｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ）システムの例を示す。

基地局１は、アダプティブアレイ（無線通信システム）２を備え、アダプティブアレイ２により端末間干渉を回避することによって同一チャネルでの複数の端末３との同時通信が可能である。なお、図１では９０°セクターを例示しているが、これに限定されるものではない。

なお、本実施形態では具体例としては４つのアンテナ素子からなるアダプティブアレイを用いて２つの端末の空間分割多重（ＳＤＭＡ）を行う場合を例にとって説明する。

図２に、本実施形態に係る基地局の備えるアダプティブアレイの構成例を示す。

図２に示されるように、本アダプティブアレイは、ｍ（ｍは複数；図２ではｍ＝４の場合を示している）系統のアンテナ素子１１〜１４と、ｍ系統の増幅器（低雑音増幅）２１〜２４と、ｍ系統の周波数変換器３１〜３４と、ｍ系統の分配器４１〜４４と、ｎ（ｎは複数；図２ではｎ＝２の場合を示している）系統のビーム形成回路５１，５２と、ｎ系統の受信器６１，６２と、ウェイト制御装置７とを備えている。

また、ビーム形成回路５１は、ｍ個の重み付け器５１１１〜５１１４と、合成器５１２とを含む。同様に、ビーム形成回路５２は、ｍ個の重み付け器５２１１〜５２１４と、合成器５２２とを含む。

さらに、ウェイト制御装置７は、端末分類装置７１と、端末記憶装置７２と、ウェイト演算装置７３と、ウェイト記憶装置７４と、ウェイト選択装置７５とを含む。

なお、基地局は、図２のアダプティブアレイを複数組備えてもよい。例えば、図２のアダプティブアレイが９０°セクターをカバー範囲とする場合には、これを４組備えることで、３６０°全方向をカバーすることができる。

さて、図２のアダプティブアレイにおいて、各アンテナ素子１１〜１４において受信した受信信号は、それぞれ、対応する増幅器２１〜２４に入力される。増幅器２１〜２４はそれぞれ受信信号を増幅する。

増幅器２１〜２４で増幅された受信信号は、それぞれ、対応する周波数変換器３１〜３４に入力される。周波数変換器３１〜３４はそれぞれ受信信号の周波数帯を電波周波数（ＲＦ）から中間周波数（ＩＦ）もしくはベースバンド（ＢＢ）へ変換する。

周波数変換器３１〜３４で周波数変換された受信信号は、それぞれ、対応する分配器４１〜４４に入力される。分配器４１〜４４は、いずれも、受信信号を分配してビーム形成回路５１とビーム形成回路５２に出力する。

このようにして、ビーム形成回路５１には、分配器４１〜４４から、各アンテナ素子１１〜１４による受信信号が入力される。ビーム形成回路５２についても、同様である。

ビーム形成回路５１に入力された受信信号は、それぞれ対応する重み付け器５１１１〜５１１４で重み付けがなされた後に、合成器５１２で合成され、受信器６１に伝達される。ビーム形成回路５２についても、同様である。

重み付け器５１１１〜５１１４や重み付け器５２１１〜５２１４のウェイトは、ウェイト制御装置７によって適宜設定される。

なお、上記は受信信号がアナログ信号の場合であるが、Ａ／Ｄ変換器等の利用によりディジタル信号領域で重み付けを行うことも可能である。

次に、ウェイト制御装置７について詳しく説明する。

ここで、本実施形態では、図３に示すように、基地局の（図２のアダプティブアレイによる）カバーエリアを、基地局からみた方向によって複数個のエリアに分割し、ある端末が、複数個のエリアのうち、いずれのエリアに属しているかを考える。図３の例は、基地局のカバーエリアをＡ１〜Ａ７の７つのエリアに分割したときに、端末Ｔ１がエリアＡ２に属し、端末Ｔ２がエリアＡ５に所属する場合を示している。以下では、具体例としては図３のエリア構成の場合を例にとって説明する（もちろん、他の分割数でも等分割でなくても本発明は同様に適用可能である）。

ウェイト制御装置７の端末分類装置７１は、対象となっている端末３が、基地局のカバーエリアを分割した複数のエリアのうちいずれのエリア内に存在しているかを（図３の場合、Ａ１〜Ａ７のいずれのエリアに位置するかを）、当該端末３からの受信信号に基づいて推定する。

当該端末３の所属するエリアが推定されたならば、当該端末３を識別するための識別情報と、端末分類装置７１により推定された当該端末３が所属するエリアを識別するための識別情報との対応関係は、端末・エリア対応情報として対応記憶装置７２に記憶される（図１０参照；なお、後述するように図１０は端末Ｔ１と端末Ｔ２の登録後の内容の例である）。

ウェイト演算装置７３は、この対応記憶装置７２に記憶された端末・エリア対応情報の内容に基づき、端末３の方向に指向性のヌルが向き且つ端末３が所属するエリア以外の特定のエリアの範囲内に最大指向性が向くビームを形成するためのウェイトを、端末３からの受信信号を用いて算出する（指向性のヌルが向くのは該当端末の方向であるのに対して、最大指向性が向くのは該当エリアの範囲内（のいずれかの方向）である）。このウェイトは、端末３が所属するエリア以外の全部のエリアまたは端末３が所属するエリア以外で所定の条件を満たすエリアの各々を上記の特定のエリアとした場合について、それぞれ求められる。なお、図２の構成例の場合、ウェイトは４次元ベクトルとなる。

ウェイト演算装置７３により算出された各ウェイトは、対応する端末（すなわち指向性のヌルを向かせる端末）と、対応するエリア（すなわち最大指向性を向かせるエリア）とが特定できるようにして、ウェイト記憶装置７４に記憶される。

そして、２つの端末の空間分割多重（ＳＤＭＡ）を行う際には、第２の端末の方向に指向性のヌルが向き且つ第１の端末が所属するエリアの範囲内に最大指向性が向くビームを形成するためのウェイト、および第１の端末の方向に指向性のヌルが向き且つ第２の端末が所属するエリアの範囲内に最大指向性が向くビームを形成するためのウェイトが、ウェイト記憶装置７４に記憶されているとき、これら２つのウェイトをウェイト選択装置７５によりビーム形成回路５１の重み付け器５１１１〜５１１４およびビーム形成回路５２の重み付け器５２１１〜５２１４に各々設定する。これによって、同一チャネルを使っても、ビーム形成回路５１から受信器６１には第１の端末からの受信出力を与え、ビーム形成回路５２から受信器６２には第２の端末からの受信出力を与えるようにすることができる（もちろん、端末とビーム形成回路／受信器との対応を逆に取ってもよい）。図３の例の場合、これら２つのウェイトは、端末Ｔ２の方向に指向性のヌルが向き且つ端末Ｔ１が所属するエリアＡ２の範囲内に最大指向性が向くビームを形成するためのウェイト、および端末Ｔ１の方向に指向性のヌルが向き且つ端末Ｔ２が所属するエリアＡ５の範囲内に最大指向性が向くビームを形成するためのウェイトとなる。

次に、端末分類装置７１の構成について更に詳しく説明する。

図４に、端末分類装置７１の内部構成例を示す。

初期ウェイト記憶装置７１１は、基地局のカバーエリアを分割した複数のエリアの各々について、当該エリア（の例えば中央部の方向）に最大指向性が向くビームを形成するためのウェイトを初期ウェイトとして記憶している。例えば、図３の場合、エリアＡ１に最大指向性が向くビームを形成するための初期ウェイト、…、エリアＡ７に最大指向性が向くビームを形成するための初期ウェイトの、７種類の初期ウェイトを記憶している。なお、初期ウェイトでは、指向性のヌルの方向は特に考慮していない。

ここでは、図３の各エリアＡ１，Ａ２，Ａ３，…，Ａ７に最大指向性が向くビームをそれぞれＢ１，Ｂ２，Ｂ３，…，Ｂ７で表し、各ビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３，…，Ｂ７を形成するためのウェイトをそれぞれＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…，Ｗ７で表すものとする。

図５に、ウェイトＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…，Ｗ７によってそれぞれ形成されたビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３，…，Ｂ７の様子を例示する。

受信状態観測装置７１２は、この初期ウェイト記憶装置７１１により記憶された、各初期ウェイトを、ビーム形成回路５１の重み付け器５１１１〜５１１４に設定したときの、端末３からの信号を観測し、端末３からの信号を最も良い状態で受信できるビームの最大指向性が向くエリア（すなわち、その状態のときに用いた初期ウェイトによって形成されるビームの最大指向性が向くエリア）を、端末３が所属するエリアとする。そして、受信状態観測装置７１２は、この観測結果として、端末の識別情報と、該端末が所属するエリアの識別情報との対応関係を、対応記憶装置７２に出力する。

ここで、受信状態観測装置７１２が評価する「最も良い受信状態」とは、例えば、受信電力が最大になる受信状態のことである。また、例えば、最も良い受信状態を、信号対雑音電力比が最大になる受信状態としてもよい。

なお、上記では観測にビーム形成回路５１を用いたが、もちろんビーム形成回路５２を用いてもよい。また、いずれか一方に決めてもよいし、その都度、所定の方法で選択されたものを用いるようにしてもよい。また、２つのビーム形成回路に異なる初期ウェイトを設定して信号の観測を並行して行うようにしてもよい。このようにすることで、評価する時間を短縮することができる。

以上のような構成により、端末がどのエリア内にいるかをビーム形成回路５１またはビーム形成回路５２の出力のみを用いて推定することができる。

次に、ウェイト演算装置７３について説明する。

ウェイト演算装置７３は、初期ウェイト記憶装置７１１により記憶された初期ウェイト（すなわち、あるエリアに最大指向性が向くビームを形成するための初期ウェイト）を初期値とし、端末３からの受信信号に基づいて所定の繰り返し演算を行うことによって、（あるエリアに最大指向性が向き且つ）端末３の方向に指向性のヌルが向くビームを形成するためのウェイトを算出する（すなわち、繰り返し演算によって指向性のヌルの方向が端末３の方向になるようにウェイト値を収束させていく）。

このための具体的な処理においては、例えば、文献（“高速伝送ＷＬＬ向けローカル信号移相型アダプティブアレーの適応アルゴリズムの検討”信学ソサイエティ大会，ＳＢ−１−７，１９９９−７）に記されている方法を用いることができる。この方法は、まず所望の方向に指向性利得をもつビームを形成するためのウェイトベクトルを初期値として設定しておき、この利得を維持した状態で、到来波方向に指向性のヌルを向けることができる。必要な情報はビーム形成回路の出力電力のみであることが特長である。もちろん、上記文献以外の方法を用いても構わない。

次に、本実施形態の基地局が２つの端末の空間分割多重（ＳＤＭＡ）を行うための動作手順について説明する。

ここでは、２つの端末が、端末Ｔ１→端末Ｔ２の順番で新たにサービスに加入する場合を考える。図３に示すように、端末Ｔ１はエリアＡ２内に位置し、端末Ｔ２はエリアＡ５内に位置するものとする。

始めに、新規端末が加入したときの登録処理について説明し、次いで、２つの端末の空間分割多重（ＳＤＭＡ）を行うときの処理について説明する。

図６に、新規端末の登録手順の一例を示す。

新規端末として端末Ｔ１が加入したときの登録手順について説明する。

まず、端末Ｔ１が基地局に対して登録要求の信号を送信する（ステップＳ１）。

基地局は、端末Ｔ１からの信号を受信し、それが登録要求であると認識すると、端末Ｔ１に空きチャネルを割り当て、割り当てたチャネルでは所定の電力で信号を送信するよう指示する（ステップＳ２）。所定の電力値は、隣接セルからのオーバーリーチ干渉の影響を小さくするため、適切な電力値に設定する必要がある。

端末Ｔ１は、割り当てられたチャネル、指示された送信電力で、信号を送信する（ステップＳ３）。

その間、基地局では、受信状態観測装置７１２により、初期ウェイト記憶装置７１１に記憶された初期ウェイトＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…，Ｗ７をビーム形成回路５１の重み付け器５１１１〜５１１４に設定したときにおける、端末Ｔ１からの受信電力をそれぞれ調べ、それらのうち受信電力が最大になるビームＢ２の最大指向性が向くエリアＡ２を（図７参照）、端末Ｔ１が所属するエリアとして対応記憶装置７２に記憶する（ステップＳ４）。

その後、ウェイト演算装置７３は、前述したように、端末１の方向に指向性のヌルが向くビームを形成するためのウェイトを算出するが、そのときに最大指向性を向かせるエリアについては、端末Ｔ１が所属するエリアＡ２を除いたエリアのうちさらに端末Ｔ１が所属するエリアから所定の角度以上離れたエリアであることを条件として課す場合を例にとるものとする。また、ここでは、一例として１つのエリア分離れていることを条件とするものとし、この場合、最大指向性を向かせるエリアは、Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７の４つとなる。

すなわち、図８に示すように、端末Ｔ１の方向に指向性のヌルが向き且つ端末Ｔ１が所属するエリアＡ２を除いたエリアのうちさらに端末Ｔ１が所属するエリアから所定の角度以上離れたエリアＡ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７に最大指向性が向くビームＢ＿Ａ４＿Ｔ１，Ｂ＿Ａ５＿Ｔ１，Ｂ＿Ａ６＿Ｔ１，Ｂ＿Ａ７＿Ｔ１を形成するためのウェイトＷ＿Ａ４＿Ｔ１，Ｗ＿Ａ５＿Ｔ１，Ｗ＿Ａ６＿Ｔ１，Ｗ＿Ａ７＿Ｔ１を算出する（ステップＳ５，Ｓ６）。

その際、ウェイトＷ＿Ａ４＿Ｔ１を算出するにあたっては、初期ウェイト記憶装置７１１に記憶された初期ウェイトＷ４を初期値として端末Ｔ１からの受信信号に基づいて繰り返し演算により端末Ｔ１の方向に指向性のヌルが向くビームを形成するためのウェイトを算出する。同様に、Ｗ＿Ａ５＿Ｔ１，Ｗ＿Ａ６＿Ｔ１，Ｗ＿Ａ７＿Ｔ１についてはそれぞれ初期ウェイトＷ５，Ｗ６，Ｗ７を初期値として計算する。

これらウェイト演算装置７３により算出されたウェイトＷ＿Ａ４＿Ｔ１，Ｗ＿Ａ５＿Ｔ１，Ｗ＿Ａ６＿Ｔ１，Ｗ＿Ａ７＿Ｔ１は、ウェイト記憶装置７４により記憶される（ステップＳ５，Ｓ６）。

なお、上記のように最大指向性の方向とヌルの方向とを所定の角度以上離すようにした場合には、、最大指向性とヌルの利得差を所定値以上にすることができるという利点がある。

以上の処理で端末Ｔ１の登録が終了するので、基地局は、端末Ｔ１に対して信号送信を終了するように指示を出す（ステップＳ７）。

続いて、端末Ｔ２が新たにサービスに加入するものと仮定する。

この場合にも、図６と同様の手順が行われる。すなわち、端末Ｔ２からの受信電力が最大になるビームＢ５の最大指向性が向くエリアＡ５を端末が所属するエリアとして対応記憶装置７２に記憶する。その後、図９に示すように、端末Ｔ２の方向に指向性のヌルが向き且つ端末Ｔ２が所属するエリアＡ５を除いたエリアのうちさらに端末Ｔ２が所属するエリアから所定の角度以上離れたエリアＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ７に最大指向性が向くビームＢ＿Ａ１＿Ｔ２，Ｂ＿Ａ２＿Ｔ２，Ｂ＿Ａ３＿Ｔ２，Ｂ＿Ａ７＿Ｔ２を形成するためのウェイトＷ＿Ａ１＿Ｔ２，Ｗ＿Ａ２＿Ｔ２，Ｗ＿Ａ３＿Ｔ２，Ｗ＿Ａ７＿Ｔ２を算出する。その際、初期ウェイトＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ７が初期値として用いられる。このウェイト演算装置７３により算出されたウェイトは、ウェイト記憶装置７４により記憶される。以上の処理で端末Ｔ２の登録が終了するので、基地局は、端末Ｔ２に対して信号送信を終了するように指示を出す。

図１０に、端末Ｔ１，Ｔ２の登録が終了した後の対応記憶装置７２の記憶内容の一例を示す。

なお、本実施形態では、上記の端末Ｔ１，２に続いて、さらに、他の端末Ｔ３，Ｔ４，…が新たにサービスに加入するときの各端末Ｔ３，Ｔ４，…に対する登録手順も同様である。

次に、上記の２つの端末Ｔ１，Ｔ２の空間分割多重（ＳＤＭＡ）を行うときの処理について説明する。

図１１に、この場合の処理手順の一例を示す。

端末Ｔ１，Ｔ２が基地局に対して通信要求の信号を送信する（ステップＳ８）。

基地局では、端末Ｔ１，Ｔ２からの信号をそれぞれ受信し、それらが通信要求であると認識すると、端末Ｔ１の方向に指向性のヌルが向き且つ端末Ｔ２が所属するエリアＡ５に最大指向性が向くビームＢ＿Ａ５＿Ｔ１を形成するためのウェイトＷ＿Ａ５＿Ｔ１と、端末Ｔ２の方向に指向性のヌルが向き且つ端末Ｔ１が所属するエリアＡ２に最大指向性が向くビームＢ＿Ａ２＿Ｔ２を形成するためのウェイトＷ＿Ａ２＿Ｔ２とが、ウェイト記憶装置７４に記憶されているので、ウェイト選択装置７５により、例えば、ウェイトＷ＿Ａ５＿Ｔ１がビーム形成回路５１の重み付け器５１１１〜５１１４に設定され、ウェイトＷ＿Ａ２＿Ｔ２がビーム形成回路５２の重み付け器５２１１〜５２１４に設定される（ステップＳ９）。もちろん、ウェイトとビーム形成回路との対応が上記とは異なっても（逆になっても）構わない。

図１２に、このときのビームの様子を例示する。

その後、端末Ｔ１と端末Ｔ２とに、同一チャネルを割り当てる（ステップＳ１０）。

このようにすることで、互いに干渉を与えることなく、端末Ｔ１からの信号は受信器６２で受信し、端末Ｔ２からの信号は受信器６１で受信することができる（もちろん、ウェイトとビーム形成回路との対応が上記と逆の場合には、端末Ｔ１からの信号は受信器６１で受信し、端末Ｔ２からの信号は受信器６２で受信する）。

なお、指向性のヌルを考慮したウェイトが計算された以降において、１つの端末（例えばＴ１とする）のみと通信する状態の場合には、端末Ｔ１の所属するエリアＡ２に最大指向性が向くビームを形成するための初期ウェイト（例えばＷ２）を利用して、通信を行ってもよいし、端末Ｔ１の所属するエリアＡ２に最大指向性が向き且つ他のエリアの端末の方向に指向性のヌルが向くビームを形成するためのいずれかのウェイト（例えばＷ＿Ａ２＿Ｔ２）を利用して通信を行ってもよい。

（第２の実施形態）
本実施形態は基本的には第１の実施形態と同様であるので、以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点を中心に説明する。

図１３に、本実施形態に係る基地局の備えるアダプティブアレイの構成例を示す。

図１３のアダプティブアレイの構成例に示されるように、本実施形態が第１の実施形態と相違する点は、第１の実施形態の図２のアダプティブアレイの構成例に初期値選択装置７６を追加した点である。

この初期値選択装置７６は、対応記憶装置７２により記憶された登録記録（端末・エリア対応情報）に基づいて、端末分類装置７１の初期ウェイト記憶装置７１１に記憶されたウェイト、もしくはウェイト記憶装置７４に記憶された（ある端末の方向に指向性のヌルが向き且つあるエリアの範囲内に最大指向性が向くビームを形成するための）ウェイトのいずれかを選択して、ウェイト演算装置７３にウェイトの初期値として入力する。

なお、ウェイト記憶装置７４内に選択し得るウェイトが複数記憶されている場合には、所定の基準（例えば、ランダム、適当な順番、最初に作成されたもの、最後に作成されたもの、など）で１つを選択すればよい。

さて、ここでは、上記のようにして端末Ｔ１と端末Ｔ２とが登録されたのに続いて、さらに、端末Ｔ２と同じエリアに所属する端末Ｔ３が新たにサービスに加入するときの処理について説明する。

このときの処理は基本的には、前述した端末Ｔ１，２の登録のときの手順と同様であるが、初期値選択装置７６がウェイト計算におけるウェイトの初期値を適宜選択する点が相違する。

図１４に、この場合の処理手順の一例を示す（基本的には、図６と同じ流れの手順になる）。

まず、端末Ｔ３が基地局に対して登録要求の信号を送信する（ステップＳ１１）。

基地局は、端末Ｔ３からの信号を受信し、それが登録要求であると認識すると、端末Ｔ３に空きチャネルを割り当て、割り当てたチャネルでは所定の電力で信号を送信するよう指示する（ステップＳ１２）。

端末Ｔ３は、割り当てられたチャネル、指示された送信電力で、信号を送信する（ステップＳ１３）。

基地局は、端末Ｔ３からの受信電力が最大になるビームＢ５の最大指向性が向くエリアＡ５を端末が所属するエリアとして対応記憶装置７２に記憶する（ステップＳ１４）。

図１５に、端末Ｔ３の登録が終了した後の対応記憶装置７２の記憶内容の例を示す。

その後、ウェイト演算装置７３に入力するウェイトの初期値が、初期値選択装置７６により選択される。まず、初期値選択装置７６は、対応記憶装置７２を参照する。そして、端末Ｔ３が所属するエリアＡ５には、既に端末Ｔ２が登録されていることを検出すると、ウェイト記憶装置７４に記憶されている端末Ｔ２の方向に指向性のヌルが向いたウェイトＷ＿Ａ１＿Ｔ２，Ｗ＿Ａ２＿Ｔ２，Ｗ＿Ａ３＿Ｔ２，Ｗ＿Ａ７＿Ｔ２を、ウェイトの初期値として、ウェイト演算装置７３に入力する。端末Ｔ３が所属するエリアＡ５に複数の端末が既に登録されている場合には、端末Ｔ３からの受信信号が最も小さくなるウェイトを初期値とすればよい。

なお、かりに、登録を要求した端末Ｔ３が、既登録の端末Ｔ１，２とは異なるエリアに所属する場合には、端末Ｔ３の所属するエリアには未だ端末が登録されてないことが検出されることになる。このような場合には、ウェイトの初期値として、端末分類装置７１の初期ウェイト記憶装置７１１に記憶された初期ウェイトＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ７をウェイト演算装置７３に入力する（この場合は、結局、第１の実施形態と同様の計算が行われる）。

その後、端末Ｔ３の方向に指向性のヌルが向き且つ端末Ｔ３が所属するエリアＡ５を除いたエリアのうちさらに端末Ｔ３が所属するエリアから所定の角度以上離れたエリアＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ７に最大指向性が向くビームＢ＿Ａ１＿Ｔ３，Ｂ＿Ａ２＿Ｔ３，Ｂ＿Ａ３＿Ｔ３，Ｂ＿Ａ７＿Ｔ３を形成するためのウェイトＷ＿Ａ１＿Ｔ３，Ｗ＿Ａ２＿Ｔ３，Ｗ＿Ａ３＿Ｔ３，Ｗ＿Ａ７＿Ｔ３がウェイト演算装置７３により算出される（ステップＳ１５，Ｓ１６）。

このウェイト演算装置７３により算出されたウェイトは、ウェイト記憶装置７４により記憶される（ステップＳ１５，Ｓ１６）。

以上の処理で端末Ｔ３の登録が終了するので、基地局は、端末Ｔ３に対して信号送信を終了するように指示を出す（ステップＳ１７）。

このように、同一エリアに既登録の端末が存在する場合には、その既登録の端末に対して計算されたウェイトを初期値として用いれば、ウェイトの初期値が設定された状態で既に端末Ｔ３方向の近傍に指向性のヌルが向くビームが形成されているため、端末Ｔ３の方向に指向性のヌルが向き且つエリアＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ７に最大指向性が向くビームを形成するためのウェイトを算出するのに必要な繰り返し演算の回数が少なくて済む。したがって、ヌル制御のために端末Ｔ３に割り当てるチャネルを小さくすることができる。

なお、本実施形態の基地局が２つの端末の空間分割多重（ＳＤＭＡ）を行うための動作手順は、第１の実施形態と同様である。

例えば、２つの端末Ｔ１，Ｔ３の空間分割多重（ＳＤＭＡ）を行う場合には、端末Ｔ１の方向に指向性のヌルが向き且つ端末Ｔ３が所属するエリアＡ５に最大指向性が向くビームＢ＿Ａ５＿Ｔ１を形成するためのウェイトＷ＿Ａ５＿Ｔ１と、端末Ｔ３の方向に指向性のヌルが向き且つ端末Ｔ１が所属するエリアＡ２に最大指向性が向くビームＢ＿Ａ２＿Ｔ３を形成するためのウェイトＷ＿Ａ２＿Ｔ３とが使用される。

ところで、第１の実施形態や第２の実施形態では、多重化数が２の場合を例にとって説明してきたが、もちろん、本発明は、多重化数が３以上の場合にも適用可能であり、この場合にも、従来に比較して保持するウェイトの数が少なくて済むという効果が奏される。

例えば、多重化数が３の場合には、同一チャネルで同時通信する端末がＴ１〜Ｔ３とし、端末Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３がそれぞれエリアＡ１，Ａ３，Ａ５に所属するとした場合に、端末Ｔ１については、端末Ｔ２および端末Ｔ３の方向に指向性のヌルが向き且つ端末Ｔ１の所属するエリアＡ１内に最大指向性が向くビームを形成するためのウェイトＷ＿Ａ１＿Ｔ２＿Ｔ３、端末Ｔ２については、端末Ｔ１および端末Ｔ３の方向に指向性のヌルが向き且つ端末Ｔ２の所属するエリアＡ３内に最大指向性が向くビームを形成するためのウェイトＷ＿Ａ３＿Ｔ１＿Ｔ３、端末Ｔ３については、端末Ｔ１および端末Ｔ２の方向に指向性のヌルが向き且つ端末Ｔ３の所属するエリアＡ５内に最大指向性が向くビームを形成するためのウェイトＷ＿Ａ５＿Ｔ１＿Ｔ２を、３つのビーム形成回路にそれぞれ設定すればよい。

また、多重化数が３以上の場合にも、第２の実施形態の初期値選択装置７６がウェイト計算のための初期値を選択することによって、同様の効果が得られる。

以上説明してきたように、本実施形態によれば、直交ビームを端末の組合わせに対して個々に用意するのではく、方向によって複数個に分割された基地局のカバーエリアのうち端末がどのエリア内にいるかを推定して、端末の方向に指向性のヌルが向き且つあるエリアに最大指向性が向くビームを形成するためのウェイトを保持することで、保持すべきウェイト数を少なくすることができる。
また、本実施形態によれば、複数個に分割された基地局のカバーエリアのそれぞれに最大指向性が向くビームを形成するためのウェイトをあらかじめ記憶しておき、このウェイトを重み付け器に設定したときに端末からの信号を最も高い受信電力または信号対雑音比で受信できるビームの最大指向性が向くエリアを端末が所属するエリアとすることで、端末がどのエリア内にいるかをビーム形成手段の出力のみを用いて推定することができる。
また、本実施形態によれば、端末の方向に指向性のヌルが向き且つあるエリアに最大指向性が向くビームを形成するためのウェイトを算出する際に、あるエリアに最大指向性が向くビームを形成するためのウェイトを初期値として設定することで、必要な繰り返し演算の回数が少なくて済む。
また、本実施形態によれば、端末の方向に指向性のヌルが向き且つあるエリアに最大指向性が向くビームを形成するためのウェイトを算出する際に、端末方向の近傍に指向性のヌルが向くビームが形成するためのウェイトを初期値として設定することで、必要な繰り返し演算の回数が少なくて済む。
また、本実施形態によれば、端末の方向に指向性のヌルが向き且つ端末が所属するエリアを除いたエリアのうちさらに端末が所属するエリアから所定の角度以上離れたエリアに最大指向性が向くビームを形成するためのウェイトを算出することで、最大指向性の方向とヌルの方向が所定の角度以上離れているため、最大指向性とヌルの利得差を所定値以上にすることができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いるＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムに本発明を適用したものに関する。上述したように、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いるＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムの従来例では、パケット送信を集中制御しないため抑圧対象の端末ないし基地局のみがパケット送信する状態を作ることが困難であった。その結果、抑圧対象の端末ないし基地局がパケット送信する代わりに自セルの端末がパケット送信し、これを抑圧するビームを形成してしまうという問題点がある。本実施形態ではこの問題点を解決する。

図１８に本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムの例を示す。

基地局（ＡＰ）１１１〜１１４，２１１〜２１４，３１１〜３１４は各々アレイアンテナ１０１〜１０４，２０１〜２０４，３０１〜３０４を共用する送信用アダプティブアレイ（送信ＳＡ）１３１〜１３４，２３１〜２３４，３３１〜３３４および受信用アダプティブアレイ（受信ＳＡ）１４１〜１４４，２４１〜２４４，３４１〜３４４を備えている。

ここでは、アレイアンテナは送受で共用しているが、送信又は受信の各々が別のアレイアンテナを用いることも考えられる。

セル内の任意の場所は少なくとも１つのＡＰが備えるアダプティブアレイが形成する送信ビームおよび受信ビームでカバーされている。このようにすることでセル内の任意の場所にある端末（ＳＴＡ）１２１〜１２４，２２１〜２２４，３２１〜３２４がいずれかのＡＰと通信可能な状態にできる。

本実施形態では具体例としてＣｈ７を使用するＡＰ１１２において干渉となるＡＰ３１２，ＡＰ２１２からの干渉波を受信ＳＡ１４２によりキャリアセンスレベルまで低減する場合を例にとって説明する。

ここで、抑圧対象をＡＰに限定し、抑圧するレベルをキャリアセンスレベルまでに限定する理由は必要なアンテナ素子数を減らし装置規模を小さくするためである。抑圧対象を限定するものの、ＡＰのトラフィックがＳＴＡに比べて多い場合には、隣接ＡＰの送信パケットをキャリアセンスすることによるＡＰのパケット送信待ちがシステム全体のスループットを劣化させる主要因であるため、本発明によるスループットの改善効果は大きい。

図１９に本発明の第３の実施形態におけるＳＡ１４２のビーム制御方法を示す。

まず、送信ＳＡ１３２の送信ビーム、受信ＳＡ１４２の受信ビーム、送信ＳＡ１３１の送信ビーム、受信ＳＡ１４１の受信ビームが同一エリアをカバーするように設定する。また、送信ＳＡ２３２の送信ビーム、受信ＳＡ２４２の受信ビーム、送信ＳＡ２３１の送信ビーム、受信ＳＡ２４１の受信ビームが同一エリアをカバーするように設定する。また、送信ＳＡ３３２の送信ビーム、受信ＳＡ３４２の受信ビーム、送信ＳＡ３３１の送信ビーム、受信ＳＡ３４１の受信ビームが同一エリアをカバーするように設定する（ステップ１０１）。このようにすることで、ＳＴＡ１２２，ＳＴＡ２２２，ＳＴＡ３２２のＡＰ１１１，ＡＰ２１１，ＡＰ３１１へのローミングが可能になる。

続いて、送信ＳＡ１３２，送信ＳＡ２３２，送信ＳＡ３３２からのパケット送信を時間Ｔの間停止する（ステップ１０２）。このようにすることで、ＳＴＡ１２２，ＳＴＡ２２２，ＳＴＡ３２２は各々ＡＰ１１２，ＡＰ２１２，ＡＰ３１２と通信ができないため、一定期間後にはＡＰ１１１，ＡＰ２１１，ＡＰ３１１へローミングする。

続いて、ＳＴＡ１２２， ＳＴＡ２２２， ＳＴＡ３２２がそれぞれＡＰ１１１，ＡＰ２１１，ＡＰ３１１へローミングしたことを確認する（ステップ１０３）。この動作は、例えばＭＡＣ層をモニタすることにより可能である。

ＳＴＡ１２２，ＳＴＡ２２２，ＳＴＡ３２２のローミング確認後、引き続き送信ＳＡ１３２からのパケット送信を停止する（ステップ１０４）。このようにすることで、ビーム制御中のＡＰ１１２からビーコンが送信されないのでＳＴＡがＡＰ１１２へローミングするのを防止できる。

続いて、受信ＳＡ２４２，受信ＳＡ３４２がパケットを受信しないように設定する（ステップ１０５）。具体的には、受信ＳＡ２４２，受信ＳＡ３４２を各々ＡＰ２１２，ＡＰ３１２からスイッチで切断することや、受信ＳＡ２４２，受信ＳＡ３４２の受信利得を下げる等の方法が考えられる。このようにすることで、ＡＰ２１２，ＡＰ３１２がキャリアセンスしてバックオフ処理するのを回避でき、パケット送信待ちする問題を解決できる。

続いて、送信ＳＡ２３２，送信ＳＡ３３２からマルチキャストパケットを送信する（ステップ１０６）。このようにすることで、マルチキャストパケットはＳＴＡからのＡＣＫ受信が必要ないため、ＡＣＫ未受信によるバックオフ処理を回避できるようになり、パケット送信待ちする問題を解決できる。特に、前述のように、受信ＳＡ２４２，受信ＳＡ３４２がパケットを受信しないように設定した場合に有効である。

続いて、受信ＳＡ１４２の受信ビームのメインローブ方向の利得を拘束する（ステップ１０７）。

続いて、受信ＳＡ１４２の合成後受信電力がキャリアセンスレベル未満になるように方向拘束付き電力最小化法によりビーム制御する（ステップ１０８）。

本実施形態では、ビーム制御のアルゴリズムとして方向拘束付き電力最小化法を用いる。このアルゴリズムは特定の方向への利得を保持しつつ、受信した信号を全て干渉とみなして抑圧する。したがって、ＡＰ２１２，ＡＰ３１２からの干渉波のみが到来する状態をつくり、方向拘束付き電力最小化法を用いれば、自セル内の特定エリアをカバーしかつＡＰ２１２，ＡＰ３１２からの干渉波を除去するビームを形成することができる。

以上のような制御方法により、抑圧対象となる干渉波数を限定し装置規模を小さくするとともに、抑圧対象となる干渉波のみが存在する状態を作り、これら干渉波を除去するビームを形成することができる。

抑圧対象を隣接ＡＰに限定しているので、ＡＰのトラフィックがＳＴＡに比べて多い場合に特に有効である。また、抑圧するレベルをキャリアセンスレベル未満にすることで、隣接ＡＰの送信パケットをキャリアセンスすることによるＡＰのパケット送信待ちがなくなりシステム全体のスループットを改善できる。

本実施形態では、ＡＰ、送信ＳＡおよび受信ＳＡの設定はローカルで直接制御してもよいし集中制御を行うコントローラで制御してもよい。集中制御を行う場合は、有線、無線どちらの制御でもよい。また、本実施形態では、１つのＡＰにつき１対の送信ＳＡ、受信ＳＡを設けたが、複数のＡＰで１対の送信ＳＡ，受信ＳＡを共用してもよい。

ここで、アダプティブアレイの制御部の内部構成について、図２０を参照して説明する。

アレイアンテナ４００で受信した受信信号は、受信用ビーム形成回路４０４により各々に重み付けされ、これによりビームが形成される。受信用ビーム形成回路４０４の出力は受信スイッチ４０５に入力される。受信スイッチ４０５がＯＮの時は受信用ビーム形成回路４０４の出力はＡＰ４０１に入力される。

一方、ＡＰ４０１から送信されるパケットは、送信スイッチ４０２に入力される。送信スイッチ４０２がＯＮの時は、ＡＰ４０１から送信された信号は、送信用ビーム形成回路４０３に入力され、重みつけされた後にアレイアンテナから送信され、これによりビームが形成される。

干渉発生部４０７は、受信切断部４０８とマルチキャストパケット送信制御部４０９で構成される。受信切断部４０８は、受信スイッチ４０５をＯＦＦに設定する。マルチキャストパケット送信制御部４０９は、マルチキャストパケットを送信するようにＡＰ４０１に指示する。このようにすれば、他のＡＰがＡＰ４０１を干渉源としてウェイトを制御する際に、ＡＰ４０１は、キャリアセンスやＡＣＫ未受信によるバックオフ処理をしないようになり、パケット送信待ちする問題を解決できる。

干渉抑圧部４１０は、送信切断部４１１とウェイト制御部４１２で構成される。送信切断部４１１は、送信スイッチ４０２をＯＦＦに設定する。ウェイト制御部４１２は、受信用ビーム形成回路４０４の出力に基づいて受信用ビーム形成回路４０４に設定するウェイトを算出し設定する。このようにすれば、ＡＰ４０１が他のＡＰを干渉源としてウェイトを制御する際に、ビーコンが端末へ送信されないので、端末局がローミングしてビーム制御中のＡＰ４０１に加入するのを防止できる。したがって、端末局からの干渉が存在しない状況を作りだすことができる。また、ＡＰ４０１からの送信信号自体をアレイアンテナ４００で受信してビーム制御に悪影響を与えることを避けることができる。

また、１つ端末局を複数のＡＰがカバーするため，１つのＡＰがビーム制御をして通信できない状態であっても，他のＡＰにローミングすることで常にいづれかのＡＰと通信を行うことができる．
尚、本実施形態では、ＡＰ４０１に対して直接制御を行うのはマルチキャストパケット送信制御部だけであり、これはバックボーンを介して制御することもできる。このようにした場合は、ＡＰ４０１に関しては本実施形態を実現するために特に必要な機能はなく、既存のＡＰを使用することもできる。また、干渉発生部４０７と干渉抑圧部４１０の制御はバックボーンを介して行うこともできる。

（第４の実施形態）
本実施形態は基本的には第３の実施形態と同様であるので、以下では、本実施形態が第３の実施形態と相違する点を中心に説明する。

図２１に本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムの例を示す。
図２１に示されるように、本実施形態が第３の実施形態と相違する点は、隣接セル間では、異なる無線チャネルを用いている点と、セル内の任意の場所は少なくとも３つのＡＰが備えるアダプティブアレイが形成する送信ビームおよび受信ビームでカバーされている点である。

隣接セル間で異なる無線チャネルを用いることで隣接ＡＰからの干渉レベルが下がるため、干渉抑圧量が小さくなり装置規模を小さくできる。

また、３つのビームでカバーすることによりビーム制御の際にＳＴＡがローミングできるＡＰを２つに増やすことができる。

具体例としてＣｈ５を使用するＡＰ４１２において干渉となるＡＰ２１１，ＡＰ２１２，ＡＰ３１１，ＡＰ３１２からの干渉波を受信ＳＡ４４２によりキャリアセンスレベルまで低減する場合を例にとって説明すると、ＡＰ４１２，ＡＰ２１１，ＡＰ２１２，ＡＰ３１１，ＡＰ３１２にそれぞれアソシエートしていたＳＴＡ４２２，ＳＴＡ２２１，ＳＴＡ２２２，ＳＴＡ３２１，ＳＴＡ３２２をそれぞれＡＰ４２１またはＡＰ４１３，ＡＰ２１４，ＡＰ２１３，ＡＰ３１４，ＡＰ３１３にローミングさせることができる。

本発明の第３および第４の実施形態によれば、抑圧対象を隣接ＡＰに限定し、抑圧するレベルをキャリアセンスレベルまでに限定することで、必要なアンテナ素子数を減らし装置規模を小さくすることができる。抑圧対象を限定するものの、ＡＰのトラフィックがＳＴＡに比べて多い場合には、隣接ＡＰの送信パケットをキャリアセンスすることによるＡＰのパケット送信待ちがシステム全体のスループットを劣化させる主要因であるため、本発明によるスループットの改善効果は大きい。

また、セル内の任意の場所を、少なくとも２つのＡＰによる送信ビームおよび受信ビームでカバーし、ＳＴＡがローミングした後に方向拘束付き電力最小化法を行うため、ＳＴＡが送信するパケットを抑圧するビームを形成してしまうという問題を解決できる。また、ビーム制御中でもＳＴＡが他のＡＰと通信することが可能になる。

また、ビーム制御中のＡＰからビーコンを送信しないことでＳＴＡがローミングしてくるのを防止できる。

また、干渉ＡＰの受信がパケットを受信しないようにすることで、干渉ＡＰがキャリアセンスしてバックオフ処理するのを回避できるのでパケット送信待ちする問題を解決できる。

また、干渉ＡＰからマルチキャストパケットを送信することで、マルチキャストパケットはＳＴＡからのＡＣＫ受信が必要ないため、ＡＣＫ未受信によるバックオフ処理を回避できるのでパケット送信待ちする問題を解決できる。

また、隣接セル間で異なる無線チャネルを用いることで隣接ＡＰからの干渉レベルが下がるため、干渉抑圧量が小さくなり装置規模を小さくできる。

また、セル内の任意の場所を３つのビームでカバーすることによりビーム制御の際にＳＴＡがローミングできるＡＰを２つに増やすことができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係るＦＷＡシステムについて説明するための図 同実施形態に係るアダプティブアレイの構成例を示す図 同実施形態に係る基地局のカバーエリアを複数個のエリアに分割した状態を示す図 同実施形態に係るアダプティブアレイの端末分類装置の構成例を示す図 同実施形態に係る初期ウェイトにより形成されるビームを示す図 同実施形態に係る端末の登録手順の一例を示すフローチャート 同実施形態に係る初期ウェイトにより形成されるビームを示す図 同実施形態に係る端末の方向に指向性のヌルが向くビームを示す図 同実施形態に係る端末の方向に指向性のヌルが向くビームを示す図 同実施形態に係る対応記憶装置の記憶内容の一例を示す図 同実施形態に係る２つの端末に対する空間分割多重の手順の一例を示すフローチャート 同実施形態に係る２つの端末に対する空間分割多重時のビームを示す図 本発明の第２の実施形態に係るアダプティブアレイの構成例を示す図 同実施形態に係る端末の登録手順の一例を示すフローチャート 同実施形態に係る対応記憶装置の記憶内容の一例を示す図 従来のポイント・ツー・マルチポイント・システムについて説明するための図 従来の多重化数が２の場合のアダプティブアレイの構成例を示す図 本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムについて説明するための図 同実施形態に係る無線基地局用アダプティブアレイの制御方法を示すフローチャート アダプティブアレイの制御部の内部構成を示す図 本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムについて説明するための図 従来のＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いるＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムについて説明するための図 従来のアダプティブアレイアンテナついて説明するための図

符号の説明

１…基地局
２…アダプティブアレイ
３…端末
１１〜１４…アンテナ素子
２１〜２４…増幅器
３１〜３４…周波数変換器
４１〜４４…分配器
５１，５２…ビーム形成回路
５１１１〜５１１４，５２１１〜５２１４…重み付け器
５１２，５２２…合成器
６１，６２…受信器
７…ウェイト制御装置
７１…端末分類装置
７２…端末記憶装置
７３…ウェイト演算装置
７４…ウェイト記憶装置
７５…ウェイト選択装置
７６…初期値選択装置

Claims (11)

1. キャリアセンスに基づいたパケット送信制御を行う無線通信システムであって、
   互いに干渉しない無線チャネルを用いる複数の無線基地局と、該各無線基地局と通信を行う少なくとも１つの無線端末局とにより構成されるセルを複数有し、
   前記各々の無線基地局が、送信ビーム制御を行う送信用アダプティブアレイと、受信ビーム制御を行う受信用アダプティブアレイとを有し、
   前記受信用アダプティブアレイが、干渉となる無線チャネルを用いる隣接セル内の無線基地局からの干渉波をキャリアセンスレベル未満に低減し、
   前記セル内の任意の場所を、少なくとも１つの前記無線基地局が備える送信用アダプティブアレイが形成する送信ビームおよび受信用アダプティブアレイが形成する受信ビームがカバーする無線通信システム。
2. 隣接する前記セル間で異なる無線チャネルを用いる請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記セル内の任意の場所を、少なくとも２つの前記無線基地局が備える送信用アダプティブアレイが形成する送信ビームおよび受信用アダプティブアレイが形成する受信ビームがカバーする請求項１記載の無線通信システム。
4. 無線基地局が備える受信用アダプティブアレイが、該無線基地局と通信を行う無線端末局を他の無線基地局へローミングし、
   干渉となる無線チャネルを用いる隣接セル内の無線基地局と通信を行う該無線端末局を他の無線基地局へローミングした後、
   前記干渉となる無線チャネルを用いる隣接セル内の無線基地局がパケットを送信した状態で、受信用アダプティブアレイの合成後受信電力がキャリアセンスレベル未満なるようにビーム制御する無線基地局用アダプティブアレイの制御方法。
5. 前記無線基地局が所定時間にわたりパケット送信を停止することにより、該無線基地局と通信を行う無線端末局を他の無線基地局へローミングさせる請求項４記載の無線基地局用アダプティブアレイの制御方法。
6. 無線基地局が備える受信用アダプティブアレイが、
   干渉となる無線チャネルを用いる隣接セル内の他の無線基地局がマルチキャストパケットを送信した状態において、前記受信用アダプティブアレイの合成後受信電力がキャリアセンスレベル未満なるようにビーム制御する無線基地局用アダプティブアレイの制御方法。
7. 前記干渉となる無線チャネルを用いる隣接セル内の無線基地局は、前記受信用アダプティブアレイがパケットを受信しない状態でマルチキャストパケットを送信する請求項６記載の無線基地局用アダプティブアレイの制御方法。
8. キャリアセンスに基づいたパケット送信制御を行う無線基地局に接続されるアダプティブアレイであって、
   複数のアンテナ素子と、
   前記複数のアンテナ素子で受信した受信信号の各々に重み付けしてビーム形成する受信用ビーム形成回路と、
   前記受信用ビーム形成回路からの出力レベルを所定値以下にし、かかる出力を前記無線基地局に入力させる受信レベル抑圧部と、
   前記無線基地局からの出力レベルを所定値以下にする送信レベル抑圧部と、
   前記送信レベル抑圧部からの出力を重み付けしてビーム形成する送信用ビーム形成回路と、
   前記複数のアンテナ素子で受信した受信信号に拘わらずパケットを送信するための干渉を発生する干渉発生部とを備えるアダプティブアレイ。
9. 前記干渉発生部は、
   前記受信用ビーム形成回路からの出力レベルが所定値以下となるように、前記受信レベル抑圧部を制御して受信切断させる受信切断部と、
   前記無線基地局に対しマルチキャストパケットを送信するよう指示するマルチキャストパケット送信制御部とを備える請求項８記載のアダプティブアレイ。
10. キャリアセンスに基づいたパケット送信制御を行う無線基地局に接続するアダプティブアレイであって、
    複数のアンテナ素子と、
    前記複数のアンテナ素子で受信した受信信号の各々に重み付けしてビーム形成する受信用ビーム形成回路と、
    前記受信用ビーム形成回路からの出力レベルを所定値以下にし、かかる出力を前記無線基地局に入力させる受信レベル抑圧部と、
    前記無線基地局からの出力レベルを所定値以下にするための送信レベル抑圧部と、
    前記送信レベル抑圧部の出力を重みつけしてビーム形成する送信用ビーム形成回路と、
    前記複数のアンテナ素子からパケットが送信されない状態における前記受信用ビーム形成回路からの出力に基づき、該受信用ビーム形成回路に設定するためのウェイトを算出する干渉抑圧部とを備えるアダプティブアレイ。
11. 前記干渉抑圧部は、
    前記無線基地局からの出力レベルが所定値以下となるように前記送信レベル抑圧部を制御して送信を切断させる送信切断部と、
    前記受信用ビーム形成回路からの出力に基づき、該受信用ビーム形成回路に設定するためのウェイトを算出するウェイト制御部とを備える請求項１０記載のアダプティブアレイ。

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