JP2008085897A - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空間分割多元接続方式を用いた通信を行う場合、無線基地局から第１の無線通信端末に向けて無線信号が送信されるときには、第１の無線通信端末と空間分割多元接続する第２の無線通信端末の通信品質の劣化をも抑制することができる無線通信装置及び無線通信方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る無線通信装置は、第１対向無線通信装置から受信した第１受信無線信号に基づいて、伝播路の第１変動状態を検出する第１伝播路状態検出部と、第２対向無線通信装置から受信した第２受信無線信号に基づいて、伝播路の第２変動状態を検出する第２伝播路状態検出部と、第１変動状態に基づいて、第１対向無線通信装置に送信する送信無線信号の指向性を変更するか否かを判断する判断部と、指向性を変更すると判断された場合、第１変動状態及び第２変動状態に基づいて、第１対向無線通信装置に送信する送信無線信号の指向性を変更する送信制御部とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の素子アンテナを用い、通信先の無線通信装置から受信した無線信号に基づいて、当該無線通信装置に送信する無線信号の指向性を適応制御する無線通信装置及び無線通信方法に関する。

従来、移動体通信システムなどの無線通信システムでは、通信先の無線通信装置、例えば、無線通信端末に向けて無線基地局から送信される無線信号の指向性を複数の素子アンテナを用いて適応的に制御するアダプティブアレイ制御が広く用いられている。アダプティブアレイ制御によれば、当該無線通信端末の位置に応じて無線信号の指向性を制御することができる。

しかしながら、アダプティブアレイ制御が用いられる無線通信システムでは、無線通信端末が通信の継続中に移動すると、当該無線通信端末の位置に応じて送信する無線信号の指向性を適切に制御することができないといった問題がある。

そこで、当該無線通信端末から受信した無線信号に基づいてドップラ変動量（ドップラ周波数）を推定し、推定したドップラ変動量が小さい方から所定数の素子アンテナを用いて無線信号の指向性を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。

このような方法によれば、ドップラ変動量が小さい素子アンテナが選択されるため、当該無線通信端末が通信の継続中に移動する場合でも、良好な無線信号の指向性を確保することができるとされている。
特開２００３−１９８５０８号公報（第８頁、第５図）

ところで、無線通信端末の周辺には、無線基地局から送信された無線信号によって、定在波のように周期的に電力値のピークを有する周期的信号が現れる。このような周期的信号の波長は、一般的に、無線基地局から送信された無線信号の波長の半分程度である。例えば、無線信号の周波数が２ＧＨｚ帯である場合、周期的信号の波長が約半分であると仮定すると、周期的信号の波長は最短で約７．５ｃｍである。

すなわち、無線通信端末または無線通信端末周辺に存在する物体（例えば、車両）が高速（１００ｋｍ／ｈ〜）で移動する場合、無線基地局においてアダプティブアレイ制御が実行された無線信号を無線通信端末が受信する時点では、既に無線基地局と無線通信端末との伝播路の状態が急激に変動してしまっている場合がある。このため、無線通信端末が受信する無線信号の通信品質が劣化するといった問題があった。

具体的には、無線通信端末または無線通信端末周辺に存在する物体が高速で移動する場合、無線通信端末が周期的信号の電力値のピークから外れた位置に移動してしまい、無線通信端末が受信する無線信号の通信品質が著しく劣化する。

このため、当該無線通信端末が受信する無線信号の通信品質の劣化を抑制する技術が望まれるが、無線基地局が、複数の無線通信端末との間で、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）方式によって通信するようなシステムの場合には、特に、以下の点を考慮しなければならない。

すなわち、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）方式による通信の場合、無線基地局から第１の無線通信端末に向けて無線信号が送信されるときには、当該第１の無線通信端末と空間分割多元接続する第２の無線通信端末が高速（１００ｋｍ／ｈ〜）移動するような状況になると、当該第２の無線通信端末が、前記無線基地局から第１の無線通信端末へ向けて送信された信号を受信して、干渉の影響を受けてしまう。このような状況に至ると、前述した、無線通信端末（第１の無線通信端末）における受信無線信号の通信品質の劣化という問題以上に、第２の無線通信端末における通信品質の劣化が問題となる。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、無線基地局と、複数の無線通信端末との間で空間分割多元接続方式を用いた通信を行う場合、無線基地局から第１の無線通信端末に向けて無線信号が送信されるときには、第１の無線通信端末と空間分割多元接続する第２の無線通信端末の通信品質の劣化をも抑制することができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。

上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、複数の素子アンテナを用い、送信無線信号の指向性を適応制御する無線通信装置（無線基地局１００）であって、第１対向無線通信装置（例えば、無線通信端末２０１）から受信した第１受信無線信号（上り方向信号ＲＳｕｐ１）に基づいて、前記第１対向無線通信装置との伝播路の変動状態である第１変動状態を検出する第１伝播路状態検出部（伝播路状態検出部１０３）と、第２対向無線通信装置（無線通信端末２０２）から受信した第２受信無線信号に基づいて、前記第２対向無線通信装置との伝播路の変動状態である第２変動状態を検出する第２伝播路状態検出部（伝播路状態検出部１０３）と、前記第１変動状態に基づいて、前記第１対向無線通信装置に送信する前記送信無線信号の指向性を変更するか否かを判断する判断部（ウエイト算出部１０６）と、前記判断部によって前記第１対向無線通信装置に送信する前記送信無線信号の指向性を変更すると判断された場合、前記第１変動状態及び前記第２変動状態に基づいて、前記第１対向無線通信装置に送信する前記送信無線信号の指向性を変更する送信制御部（アダプティブ処理制御部１０７）とを備えることを要旨とするものである。

このような特徴によれば、無線通信装置は、第１対向無線通信装置との伝播路の変動状態に応じて、第１対向無線通信装置に対して、第１受信無線信号を受信した時点における第１対向無線通信装置の位置にヌルを向けた送信無線信号を送信する。よって、無線通信装置は、例えば、第１対向無線通信装置の移動により伝播路の変動が生じる場合であっても、少なくとも第１受信無線信号を受信した時点における第１対向無線通信装置の位置にヌルを向けた送信無線信号を送信することで、移動する第１対向無線通信装置に対して、ヌルとなる送信無線信号を送信することを低減できる。

したがって、かかる特徴によれば、無線通信装置において、空間分割多元接続を用いる場合において、通信先の無線通信装置または通信先の無線通信装置周辺に存在する物体が高速で移動することによって当該無線通信装置との伝播路の状態が急激に変動する場合でも、通信品質の劣化を抑制することができる。

本発明の第２の特徴は、第１の特徴に係り、前記送信制御部は、前記第１対向無線通信装置に前記送信無線信号を送信する場合、前記第２対向無線通信装置にビームが向く前記送信無線信号を送信することを要旨とするものである。

本発明の第３の特徴は、第１の特徴に係り、前記送信制御部は、前記第１対向無線通信装置に前記送信無線信号を送信する場合、前記第２対向無線通信装置にヌルが向く前記送信無線信号を送信することを要旨とするものである。

本発明の第４の特徴は、第１の特徴に係り、前記第１伝播路状態検出部は、前記第１受信無線信号に基づいて、前記第１対向無線通信装置との伝播路の状態が変動する第１変動周期（第１変動周期ｆ_Ａ）を検出し、前記第２伝播路状態検出部は、前記第２受信無線信号に基づいて、前記第２対向無線通信装置との伝播路の状態が変動する第２変動周期（第２変動周期ｆ_Ｂ）を検出し、前記判断部は、前記第１変動周期及び前記第２変動周期に基づいて、前記第１対向無線通信装置にヌルが向く前記送信無線信号を送信するか否かを判断することを要旨とするものである。

このような特徴によれば、無線通信装置は、第１変動周期と第２変動周期とを考慮し、第１対向無線通信装置にヌルが向く送信無線信号を送信するか否かを適切に判断できる。

本発明の第５の特徴は、第４の特徴に係り、前記判断部は、前記第１対向無線通信装置から前記第１受信無線信号を受信した時点から、前記送信無線信号を送信する時点までの処理時間と、前記第１伝播路状態検出部によって検出された前記第１変動周期とを比較するとともに、前記第２対向無線通信装置から前記第２受信無線信号を受信した時点から、前記送信無線信号を送信する時点までの処理時間と、前記第２伝播路状態検出部によって検出された前記第２変動周期とを比較し、前記送信制御部は、前記判断部による前記処理時間と前記第１変動周期との比較結果、及び前記判断部による前記処理時間と前記第２変動周期との比較結果に基づいて、前記第１受信無線信号を受信した時点における前記第１対向無線通信装置の位置にヌルが向く前記送信無線信号を送信することを要旨とするものである。

本発明の第６の特徴は、第５の特徴に係り、前記送信制御部は、前記処理時間が前記第１変動周期に応じた所定の範囲内であること、及び前記処理時間が前記第２変動周期に応じた所定の範囲内であることが前記判断部によって判断された場合、前記第１受信無線信号を受信した時点における前記第１対向無線通信装置の位置にヌルが向く前記送信無線信号を送信することを要旨とするものである。

本発明の第７の特徴は、第６の特徴に係り、前記送信制御部は、前記第１受信無線信号を受信した時点における前記第１対向無線通信装置の位置にヌルが向き、前記第２対向無線通信装置にビームが向く前記送信無線信号を送信することを要旨とするものである。

このような特徴によれば、無線通信装置は、処理時間が、第１変動周期乃至第２変動周期に応じた所定の範囲内である場合、第１受信無線信号を受信した時点における第１対向無線通信装置の位置にヌルが向き、第２対向無線通信装置にビームが向く送信無線信号を送信するので、送信無線信号を送信する際の伝播路変動を考慮して、送信無線信号による第２対向無線通信装置への干渉を抑制できる。

本発明の第８の特徴は、第５の特徴に係り、前記送信制御部は、前記処理時間が前記第１変動周期に応じた所定の範囲内であること、及び前記処理時間が前記第２変動周期に応じた所定の範囲内でないことが前記判断部によって判断された場合、前記第１受信無線信号を受信した時点における前記第１対向無線通信装置の位置にヌルが向き、前記第２対向無線通信装置にヌルが向く前記送信無線信号を送信することを要旨とするものである。

本発明の第９の特徴は、第４の特徴に係り、前記第１伝播路状態検出部は、前記第１受信無線信号のドップラ変動量の周期を前記第１変動周期として検出し、前記第２伝播路状態検出部は、前記第２受信無線信号のドップラ変動量の周期を前記第２変動周期として検出することを要旨とするものである。

このような特徴によれば、無線通信装置では、ドップラ変動量の周期から変動周期をより正確に検出することが出来る。

本発明の第１０の特徴は、第４の特徴に係り、前記第１伝播路状態検出部は、前記第１受信無線信号の電力値の変動周期を前記第１変動周期として検出し、前記第２伝播路状態検出部は、前記第２受信無線信号の電力値の変動周期を前記第２変動周期として検出することを要旨とするものである。

このような特徴によれば、無線通信装置では、受信無線信号の電力値の変動周期から伝播路の状態の変動周期をより正確に検出することが出来る。

本発明の第１１の特徴は、第１の特徴に係り、前記複数の素子アンテナのそれぞれが受信する前記第１受信無線信号の相関度を検出するアンテナ相関検出部（アンテナ相関検出部１２１）をさらに備え、前記送信制御部は、前記アンテナ相関検出部によって検出された前記相関度に基づいて、前記第１受信無線信号を受信した時点における前記第１対向無線通信装置の位置にヌルが向く前記送信無線信号を送信することを要旨とするものである。

このような特徴によれば、無線通信装置では、各素子アンテナにおける受信無線信号の相関度に基づいて、相関度が高い又は低いことによる伝播路の状態を考慮して、送信無線信号を送信することができる。

本発明の第１２の特徴は、第１の特徴に係り、少なくとも前記第１受信無線信号または前記第２受信無線信号の状態に基づいて、少なくとも何れかの前記素子アンテナを選択するアンテナ選択部（アンテナ選択部１１３）をさらに備え、前記送信制御部は、前記アンテナ選択部によって選択された前記素子アンテナを介して前記送信無線信号を送信することを要旨とするものである。

このような特徴によれば、無線通信装置は、第１又第２受信無線信号の状態に基づいて、いずれかの素子アンテナを介して、送信無線信号を送信するので、伝播路の変動状態に応じて適切な素子アンテナにより、送信無線信号を送信する時点の第１対向無線通信装置に対して、ヌルを向けた送信無線信号を送信することを低減できる。

本発明の第１３の特徴は、第１２の特徴に係り、前記アンテナ選択部は、前記第１変動状態が所定の範囲内である場合、前記第１受信無線信号の電力値の小さい素子アンテナを選択することを要旨とするものである。

本発明の第１４の特徴は、第１２の特徴に係り、前記アンテナ選択部は、前記第１変動状態が所定の範囲外である場合、前記第１受信無線信号の電力値の大きい素子アンテナを選択することを要旨とするものである。

本発明の第１５の特徴は、第１３又は１４の特徴に係り、前記アンテナ選択部は、前記第２変動状態が所定の範囲外である場合、前記第２受信無線信号の電力値の小さい素子アンテナを選択することを要旨とするものである。

本発明の第１６の特徴は、第１３又は１４の特徴に係り前記アンテナ選択部は、前記第２変動状態が所定の範囲内である場合、前記第２受信無線信号の電力値の大きい素子アンテナを選択することを要旨とするものである。

本発明の第１７の特徴は、複数の素子アンテナを用い、送信無線信号の指向性を適応制御する無線通信装置における無線通信方法であって、第１対向無線通信装置から受信した第１受信無線信号に基づいて、前記第１対向無線通信装置との伝播路の変動状態である第１変動状態を検出する第１検出ステップと、第２対向無線通信装置から受信した第２受信無線信号に基づいて、前記第２対向無線通信装置との伝播路の変動状態である第２変動状態を検出する第２検出ステップと、前記第１変動状態に基づいて、前記第１対向無線通信装置に送信する前記送信無線信号の指向性を変更するか否かを判断する判断ステップと、前記判断ステップにおいて前記第１対向無線通信装置に送信する前記送信無線信号の指向性を変更すると判断された場合、前記第１変動状態及び前記第２変動状態に基づいて、前記第１対向無線通信装置に送信する前記送信無線信号に指向性を変更する制御ステップとを備えることを要旨とするものである。

本発明の特徴によれば、無線基地局と、複数の無線通信端末との間で空間分割多元接続方式を用いた通信を行う場合、無線基地局から第１の無線通信端末に向けて無線信号が送信されるときには、第１の無線通信端末と空間分割多元接続する第２の無線通信端末の通信品質の劣化をも抑制することができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。

次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。

［本発明の第１実施形態］
（第１実施形態に係る移動体通信システムの全体概略構成）
図１は、本実施形態に係る無線通信装置を含む移動体通信システムの全体概略構成図である。移動体通信システムは、無線基地局１００（無線通信装置）と無線通信端末２０１（第１対向無線通信装置）と、無線通信端末２０２（第２対向無線通信装置）とを具備する。なお、移動体通信システムを構成する無線基地局及び無線通信端末の数は、図１に示した数に限定されるものではない。

移動体通信システムでは、無線基地局１００と無線通信端末２０１乃至２０２との間で、無線通信が行われる。移動体通信システムでは、時分割多元接続／時分割複信（ＴＤＭＡ／ＴＤＤ）と、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）とを用いている。

無線基地局１００は、複数の素子アンテナを用いて、アダプティブアレイ制御を実行する。具体的に、無線基地局１００は、通信先の無線通信装置である無線通信端末２０１から受信した上り方向信号ＲＳｕｐ１（第１受信無線信号）に基づいて、無線通信端末２０１に送信する下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１（送信無線信号）の指向性を適応制御する。また、無線基地局１００は、無線通信端末２０２との間においても、受信した上り方向信号ＲＳｕｐ１（第２受信無線信号）に基づいて、無線通信端末２０２に送信する下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ２（送信無線信号）の指向性を適応制御する。

無線通信端末２０１乃至２０２は、携帯電話端末であり、音声通話や電子メールの送受信機能を備える。また、無線通信端末２０１乃至２０２は、携帯電話機や、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｅｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）や、ノート型コンピュータなどのモバイル機器を想定している。

また、図１では、無線通信端末２０１が、時点ｔ１において位置イで上り方向信号ＲＳｕｐ１を送信し、時点ｔ２において位置ロへ移動した際、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ２を受信し、又、無線通信端末２０２が、時点ｔ１において位置ハで上り方向信号ＲＳｕｐ２を送信し、時点ｔ２において位置ニへ移動した際、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ２を受信するイメージが示されている。

ここで、無線通信端末２０１乃至２０２では、自装置の移動又は周辺の物体の移動等の周辺環境の変化により伝播路が変動する。そして、当該無線通信端末２０１の周辺には、無線基地局１００から送信された無線信号によって、例えば、図２に示すように、定在波等の周期的に電力値のピークを有する周期的信号が現れる。

このような周期的信号において、ピークの受信電力Ｐ１からヌルの受信電力Ｐ２までの間隔は、例えば、無線信号の周波数が２ＧＨｚ帯である場合、周期的信号の波長が約半分であると仮定すると、周期的信号の波長は約７．５ｃｍである。

ここで、例えば、従来技術に係る無線基地局１００では、時点ｔ１に受信した無線通信端末２０１からの上り方向信号ＲＳｕｐ１に基づいて、位置イに向けた指向性の適応制御を行っても、時点ｔ２において、無線通信端末２０１がヌルの受信電力Ｐ２となる位置ロへ移動してしまい、その結果、通信品質が劣化する場合がある。以下に、このような問題を解決すべく構成される無線基地局１００について説明する。

（第１実施形態に係る無線基地局の構成）
図３は、本実施形態に係る無線基地局１００の機能ブロック構成図である。また、以下、本発明との関連がある部分について主に説明する。したがって、無線基地局１００は、無線基地局１００としての機能を実現する上で必須な、図示しない或いは説明を省略した論理ブロック（電源部など）を備える場合があることに留意されたい。

図３に示すように、無線基地局１００は、素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎと、受信部１０２_１乃至１０２_ｎと、伝播路状態検出部１０３と、変動範囲記憶部１０４と、トレーニング信号記憶部１０５と、ウエイト算出部１０６と、アダプティブ処理制御部１０７と、送信部１０８_１乃至１０８_ｎとを備える。

素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎは、受信部１０２_１乃至１０２_ｎと、送信部１０８_１乃至１０８_ｎと接続し、無線通信端末２０１乃至２０２との間で、ＴＤＭＡ／ＴＤＤとＳＤＭＡに従った無線信号を送受信する。

受信部１０２_１乃至１０２_ｎは、素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎを介して、無線通信端末２０１乃至２０２から上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２を受信する。

伝播路状態検出部１０３は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎと、ウエイト算出部１０６と接続する。伝播路状態検出部１０３は、無線通信端末２０１から受信した上り方向信号ＲＳｕｐ１に基づいて、無線通信端末２０１との伝播路の変動状態である第１変動状態を検出する。具体的に、伝播路状態検出部１０３は、上り方向信号ＲＳｕｐ１に基づいて、無線通信端末２０１との伝播路の状態が変動する第１変動周期ｆ_Ａ（第１変動状態）を把握する。このとき、伝播路状態検出部１０３は、上り方向信号ＲＳｕｐ１の電力値の変動周期を第１変動周期ｆ_Ａとして把握する。

伝播路状態検出部１０３は、無線通信端末２０２から受信した上り方向信号ＲＳｕｐ２に基づいて、無線通信端末２０２との伝播路の変動状態である第２変動状態を検出する。具体的に、伝播路状態検出部１０３は、上り方向信号ＲＳｕｐ２に基づいて、無線通信端末２０２との伝播路の状態が変動する第２変動周期ｆ_Ｂ（第２変動状態）を把握する。このとき、伝播路状態検出部１０３は、上り方向信号ＲＳｕｐ２の電力値の変動周期を第２変動周期ｆ_Ｂとして把握する。また、伝播路状態検出部１０３は、把握した変動周期ｆ_Ａ乃至ｆ_Ｂをウエイト算出部１０６に通知する。本実施形態において、伝播路状態検出部１０３は、第１伝播路状態検出部と、第２伝播路状態検出部とを構成する。

変動範囲記憶部１０４は、任意の受信電力値の変動周期の範囲を記憶する。具体的に、変動範囲記憶部１０４は、無線通信端末２０１乃至２０２から上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２を受信した時点から、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１乃至２を送信する時点までの処理時間Δｔに相当する変動周期ｆ_Ａの略半分の範囲を示す変動周期の下限値ｆＬ及び上限値ｆＨを記憶する。

トレーニング信号記憶部１０５は、ウエイト算出部１０６と接続する。トレーニング信号記憶部１０５は、無線通信端末２０１乃至２０２との無線通信に用いられているトレーニング信号を記憶する。ここで、かかるトレーニング信号は、振幅及び位相の値が既知である既知信号を示す。

ウエイト算出部１０６は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎと、変動範囲記憶部１０４と、トレーニング信号記憶部１０５とアダプティブ処理制御部１０７と接続する。また、ウエイト算出部１０６は、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１乃至２を送信する際、アダプティブアレイ制御で用いられるウエイトを算出する。

また、ウエイト算出部１０６は、伝播路状態検出部１０３によって検出された変動状態に基づいて、例えば、対象となる無線通信端末２０１に送信する下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１の指向性を変更するか否かを判断する。具体的に、ウエイト算出部１０６は、第１変動周期ｆ_Ａ及び第２変動周期ｆ_Ｂに基づいて、無線通信端末２０１に送信する下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１指向性を変更するか否かを判断する。

また、下り方向信号を送信する対象を、例えば、無線通信端末２０１とすると、ウエイト算出部１０６は、無線通信端末２０１から上り方向信号ＲＳｕｐ１を受信した時点から、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する時点までの処理時間Δｔと、伝播路状態検出部１０３によって把握された第１変動周期ｆ_Ａとを比較するとともに、無線通信端末２０２から上り方向信号ＲＳｕｐ２を受信した時点から、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ２を送信する時点までの処理時間Δｔと、伝播路状態検出部１０３によって把握された第２変動周期ｆ_Ｂとを比較して、無線通信端末２０１向けの下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１の送信で用いるウエイトを算出する。このとき、ウエイト算出部１０６は、処理時間Δｔが第１変動周期ｆ_Ａに応じた所定の範囲内であること、及び処理時間Δｔが第２変動周期ｆ_Ｂに応じた所定の範囲内であるか否かを判断し、ウエイトを算出する。ここで、上述した所定の範囲内とは、変動範囲記憶部１０４に記憶されている変動周期の範囲の下限値ｆＬ及び上限値ｆＨの範囲内を示す。

具体的に、ウエイト算出部１０６は、無線通信端末２０１及び無線通信端末２０２からの上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２と、上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２の第１変動周期ｆ_Ａ乃至第２変動周期ｆ_Ｂと、変動範囲の下限値ｆＬ及び上限値ｆＨとに基づいて、例えば、下記（１）式乃至（４）式を用いてＥ[|e(t)|²]を最小とするようにウエイトＷを算出する。なお、下記（１）式乃至（４）式において、Ｅ[|e(t)|²]は期待値演算、r（ｔ）はトレーニング信号（添え字のＡ、Ｂはそれぞれ無線通信端末２０１、無線通信端末２０２との通信に用いるトレーニング信号を表す）、Ｈは複素共役転置、Ｘ(ｔ)は受信信号の系列を表す。また、ｆＬ及びｆＨは変動範囲記憶部１０４に記憶されている変動周期の範囲の下限値及び上限値、ｆ_Ａ及びｆ_Ｂは無線通信端末２０１及び無線通信端末２０２からの希望波の第１変動周期及び第２変動周期を表す。また、下記例は、無線通信端末２０１向けのウエイトを算出する場合を例に挙げている。

例えば、第１変動周期ｆ_Ａ乃至第２変動周期ｆ_Ｂが、ｆＬ≦ｆ_Ａ＜ｆＨで、かつ、ｆＬ≦ｆ_Ｂ＜ｆＨであった場合、下記に示す（１）式を用いて、ウエイトを算出する。

なお、上記（１）式により、上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２を受信した時点ｔ１において、無線通信端末２０１にヌルを向け、無線通信端末２０２にビームを向ける無線通信端末２０１向けの下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１のウエイトが算出される。また、ｆＬ≦ｆ_Ａ＜ｆＨで、かつ、ｆＬ＞ｆ_Ｂ又はｆ_Ｂ≧ｆＨであった場合、下記に示す（２）式を用いて、ウエイトを算出する。

なお、上記（２）式により、上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２を受信した時点ｔ１において、無線通信端末２０１にヌルを向け、無線通信端末２０２にヌルを向ける無線通信端末２０１向けの下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１のウエイトが算出される。また、ｆＬ＞ｆ_Ａ又はｆ_Ａ≦ｆＨで、かつ、ｆＬ≦ｆ_Ｂ＜ｆＨであった場合、下記に示す（３）式を用いて、ウエイトを算出する。

なお、上記（３）式により、上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２を受信した時点ｔ１において、無線通信端末２０１にビームを向け、無線通信端末２０２にビームを向ける無線通信端末２０１向けの下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１のウエイトが算出される。また、ｆＬ＞ｆ_Ａ又はｆ_Ａ≦ｆＨで、かつ、ｆＬ＞ｆ_Ｂ又はｆ_Ｂ≧ｆＨであった場合、下記に示す（４）式を用いて、ウエイトを算出する。

なお、上記（４）式により、上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２を受信した時点ｔ１において、無線通信端末２０１にビームを向け、無線通信端末２０２にヌルを向ける無線通信端末２０１向けの下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１のウエイトが算出される。このようにして、ウエイト算出部１０６は、第１変動周期ｆ_Ａ乃至第２変動周期ｆ_Ｂの大きさに応じて、無線通信端末２０１向けの下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１のウエイトを算出する。なお、当該ウエイト算出は、無線通信端末２０２向けの下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ２のウエイトを算出する際にも、同じように実施する。本実施形態において、ウエイト算出部１０６は、判断部を構成する。

アダプティブ処理制御部１０７は、ウエイト算出部１０６と、送信部１０８_１乃至１０８_ｎと接続する。

アダプティブ処理制御部１０７は、ウエイト算出部１０６によって算出されたウエイトを用いて、アダプティブアレイ制御を実行し、送信部１０８_１乃至１０８_ｎを介して、無線通信端末２０１乃至２０２に下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１乃至２を送信する。

アダプティブ処理制御部１０７は、例えば、無線通信端末２０１に下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する際、ウエイト算出部１０６によって無線通信端末２０１にヌルが向く下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信すると判断された場合、上り方向信号ＲＳｕｐ１を受信した時点ｔ１における無線通信端末２０１の位置イにヌルが向く下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する。 具体的に、アダプティブ処理制御部１０７は、無線通信端末２０１に下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する際、上述したウエイト算出部１０６による処理時間Δｔと第１変動周期ｆ_Ａとの比較結果、及び処理時間Δｔと第２変動周期ｆ_Ｂとの比較結果に基づいて、ウエイト算出部１０６によって算出されたウエイトを用いて、上り方向信号ＲＳｕｐ１を受信した時点における無線通信端末２０１の位置イにヌルが向く下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する。本実施形態において、アダプティブ処理制御部１０７は、送信制御部を構成する。

送信部１０８_１乃至１０８_ｎは、アダプティブ処理制御部１０７の制御に従ってアダプティブアレイ処理を実行し、素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎを介して、無線通信端末２０１乃至２０２へ下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１乃至２を送信する。

（第１実施形態に係る無線基地局の動作）
次に、上述した無線基地局１００の動作について図４を参照して説明する。具体的に、無線基地局１００が、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１乃至２のウエイトを算出する際の動作について説明する。なお、下記に示す動作は、無線基地局１００が、無線通信端末２０１への下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１で用いられるウエイトを算出する際の動作である。

ステップＳ１１において、無線基地局１００では、受信部１０２_１乃至１０２_ｎが、無線通信端末２０１乃至２０２からの上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２を受信する。

ステップＳ１３において、伝播路状態検出部１０３は、無線通信端末２０１からの希望波の第１変動周期ｆ_Ａと、無線通信端末２０１からの第２変動周期ｆ_Ｂとを算出する。

ステップＳ１５において、ウエイト算出部１０６は、第１変動周期ｆ_Ａが下限値ｆＬ≦ｆ_Ａ＜上限値ｆＨを満たすか否かを判定する。

ステップＳ１７において、（ｆＬ≦ｆ_Ａ＜ｆＨである場合）ウエイト算出部１０６は、第２変動周期ｆ_Ｂが下限値ｆＬ≦ｆ_Ｂ＜上限値ｆＨを満たすか否かを判定する。

ステップＳ１９において、（ｆＬ≦ｆ_Ａ＜ｆＨで、かつ、ｆＬ≦ｆ_Ｂ＜ｆＨであった場合）ウエイト算出部１０６は、上記（１）式を用いて、無線通信端末２０１にヌルを向け、かつ無線通信端末２０２にビームを向けるようにウエイトＷを算出する。

ステップＳ２１において、（ｆＬ≦ｆ_Ａ＜ｆＨで、かつ、ｆＬ＞ｆ_Ｂ又はｆ_Ｂ≧ｆＨであった場合）ウエイト算出部１０６は、上記（２）式を用いて、無線通信端末２０１にヌルを向け、かつ無線通信端末２０２にビームを向けるようにウエイトＷを算出する。

ステップＳ２３において、（ｆＬ≦ｆ_Ａ＜ｆＨでない場合）ウエイト算出部１０６は、第２変動周期ｆ_Ｂが下限値ｆＬ≦ｆ_Ｂ＜上限値ｆＨを満たすか否かを判定する。

ステップＳ２５において、（ｆＬ＞ｆ_Ａ又はｆ_Ａ≦ｆＨで、かつ、ｆＬ≦ｆ_Ｂ＜ｆＨであった場合）ウエイト算出部１０６は、無線通信端末２０１及び無線通信端末２０２にビームを向けるようにウエイトＷを算出する。

ステップＳ２７において、（ｆＬ＞ｆ_Ａ又はｆ_Ａ≦ｆＨで、かつ、ｆＬ＞ｆ_Ｂ又はｆ_Ｂ≧ｆＨであった場合）ウエイト算出部１０６は、無線通信端末２０１にビームを向け、かつ無線通信端末２０２にヌルを向けるようにウエイトＷを算出する。

ステップＳ２９において、アダプティブ処理制御部１０７は、ウエイト算出部１０６で算出されたウエイトＷを用いてアダプティブアレイ制御を実行し、送信部１０８_１乃至１０８_ｎを介して、無線通信端末２０１へ下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する。

このように、アダプティブ処理制御部１０７は、無線通信端末２０１に下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する際、処理時間Δｔが第１変動周期ｆ_Ａに応じた所定の範囲内であること、及び処理時間Δｔが第２変動周期ｆ_Ｂに応じた所定の範囲内であることがウエイト算出部１０６によって判断された場合（上記ステップＳ１９）、上り方向信号ＲＳｕｐ１を受信した時点における無線通信端末２０１の位置イにヌルが向くウエイトを用いて下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信すると共に、無線通信端末２０２にビームが向くウエイトを用いて下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する。また、アダプティブ処理制御部１０７は、無線通信端末２０１に下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する際、処理時間が第１変動周期ｆ_Ａに応じた所定の範囲内であること、及び処理時間が第２変動周期ｆ_Ｂに応じた所定の範囲内でないことがウエイト算出部１０６によって判断された場合（上記ステップＳ２１）、上り方向信号ＲＳｕｐ１を受信した時点ｔ１における無線通信端末２０１の位置イにヌルが向く下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信すると共に、無線通信端末２０２にヌルが向く下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する。なお、上述したステップＳ１１乃至Ｓ２３の動作は、無線通信端末２０２に対しても行われる。

（第１実施形態に係る無線基地局の作用・効果）
以上説明した本実施形態に係る無線基地局１００によれば、処理時間Δｔが、無線通信端末２０１乃至２０２から送信された上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２の変動周期ｆ_Ａの略半分であると判定された場合、つまり無線通信端末２０１乃至２０２が、伝播路の変動により、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１乃至２を受信する際に、ヌルの受信電力Ｐ２で受信することが推測された場合、例えば、無線通信端末２０１へ送信する下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１のアダプティブアレイ制御を、位置イにヌルを向けるように算出されたウエイトＷを用いて実行する。

これにより、無線通信端末２０１では、図５に示すように、時点ｔ２における位置イではヌルの受信電力Ｐ２となるが、時点ｔ２における移動先の位置ロで受信される下り方向信号ＲＳｄｏｗｎの受信電力は、少なくともヌルの受信電力Ｐ２ではなく、例えば、ピークの受信電力Ｐ１で受信される。

よって、無線基地局１００によれば、通信先の無線通信端末２０１乃至２０２または通信先の無線通信端末２０１乃至２０２周辺に存在する物体が高速（１００ｋｍ／ｈ〜）で移動することによって当該無線通信端末２０１乃至２０２との伝播路の状態が急激に変動する場合でも、通信品質の劣化を抑制することができる。

さらに、無線基地局１００では、ＳＤＭＡを用いて複数の無線通信端末２０１乃至２０２と無線通信を実行中に、例えば、無線通信端末２０１向けのウエイトを算出する際、無線通信端末２０１及び無線通信端末２０２が、それぞれ下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１乃至２を受信する時点ｔ２において、ヌル付近の受信電力Ｐ２で受信することが推測された場合、無線通信端末２０１向けのウエイトを、時点ｔ１の位置イでヌルとなるように、かつ無線通信端末２０２が存在する位置ハでピークとなるように算出する。

よって、無線通信端末２０２は、時点ｔ２における移動先の位置ニにおいて、無線通信端末２０１向けの下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を、ピークではなく、例えば、ヌル付近の受信電力Ｐ２で受信するので、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１による無線通信端末２０２への干渉を抑制できる。

また、無線基地局１００では、無線通信端末２０１向けのウエイトを算出する際に、時点ｔ２において、無線通信端末２０１が、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１をヌル付近で受信し、かつ無線通信端末２０１が、例えば、位置ハから移動せず、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ２をピークで受信することが推測された場合、無線通信端末２０１向けのウエイトを、時点ｔ１の位置イでヌルとなるように、かつ無線通信端末２０２が存在する位置ハでヌルとなるように算出する。

この場合も、無線通信端末２０２は、時点ｔ２での位置ハにおいて、無線通信端末２０１向けの下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を、ヌルの受信電力Ｐ２で受信するので、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１による無線通信端末２０２への干渉を抑制できる。

したがって、無線基地局１００と、複数の無線通信端末２０１乃至２０２との間で空間分割多元接続方式を用いた通信を行う場合、無線基地局１００から無線通信端末２０１に向けて下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１が送信されるときには、無線通信端末２０１と空間分割多元接続する無線通信端末２０２の通信品質の劣化をも抑制することができる。

このように、無線基地局１００では、例えば、一の無線通信端末２０１向けのウエイトを、他の無線通信端末２０２ではヌルとなるように算出するので、互いの干渉を低減し、通信品質の劣化を抑制することができる。

（変更例１）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、第１実施形態に係る無線基地局１００では、伝播路状態検出部１０３は、上り方向信号ＲＳｕｐ１のドップラ変動量の周期を第１変動周期ｆ_Ａとして把握し、又、上り方向信号ＲＳｕｐ２のドップラ変動量の周期を第２変動周期ｆ_Ｂとして把握するように構成されていてもよい。

ここで、上述した変動周期として把握されるドップラ変動量の周期は、無線通信端末２０１乃至２０２の移動速度に応じてドップラ変動した上り方向信号ＲＳｕｐの周波数を示す。

また、伝播路状態検出部１０３は、把握した第１変動周期ｆ_Ａ及び第２変動周期ｆ_Ｂをウエイト算出部１０６に通知する。

ウエイト算出部１０６は、上述した処理時間Δｔの間に、無線通信端末２０１乃至２０２との無線信号で用いている周波数ｆの波長λの略半分の距離を移動するか否かを判定する。

具体的に、ウエイト算出部１０６では、処理時間Δｔにおいて、無線信号で用いられている周波数ｆの波長λの略半分の距離を移動する際の移動速度に相当するドップラ変動量の下限値ｆＬ乃至上限値ｆＨを予め記憶し、伝播路状態検出部１０３によって把握された第１変動周期ｆ_Aが、ｆＬ≦ｆ_A＜ｆＨであるか否かと、第２変動周期ｆ_Bが、ｆＬ≦ｆ_B＜ｆＨであるか否かとを判定する。なお、他の構成は、上述した第１実施形態に係る無線基地局１００と同様であるため、説明を省略する。

以上のように、本変更例１に係る無線基地局１００によれば、第１変動周期ｆ_A乃至第２変動周期ｆ_Bが、波長λの略半分の距離を移動する際の移動速度に相当するドップラ変動量を用いてもウエイトを適切に算出することが可能であるので、例えば、無線通信端末２０１において、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１の受信品質の劣化を抑制すると共に、他の無線通信端末２０２において、当該下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１が干渉することを低減できる。

（変更例２）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。第１実施形態に係る無線基地局１００が、図３に示すように、アンテナ相関検出部１２１を更に備えても良い。

アンテナ相関検出部１２１は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎと、アダプティブ処理制御部１０７と接続する。

アンテナ相関検出部１２１は、複数の素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎのそれぞれが受信する上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２の相関度を検出する。

具体的に、アンテナ相関検出部１２１は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎのそれぞれで受信された上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２の位相及び振幅に基づいて、複数の素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎの相関度を検出する。

ここで、アンテナ相関検出部１２１によって検出された相関度が高い場合、無線通信端末２０１では、周辺の周期的信号（例えば、定在波）において、伝播路変動による第１変動周期ｆ_Aのピークの受信電力値Ｐ１とヌルの受信電力値Ｐ２との差が小さくなる可能性が高い。また、アンテナ相関検出部１２１は、検出した相関度をウエイト算出部１０６に通知する。

また、ウエイト算出部１０６では、無線通信端末２０１に下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１のウエイトを算出する際、通知された相関度が、予め記憶する所定の相関度以下である場合で、かつ処理時間Δｔが変動周期ｆ_Aの略半分であるとウエイト算出部１０６によって判定された場合のみ、上り方向信号ＲＳｕｐ１を受信した時点における無線通信端末２０１の位置イにヌルが向くように、ウエイトを算出する。

また、アダプティブ処理制御部１０７は、アンテナ相関検出部１２１によって検出された相関度に基づいて、ウエイト算出部１０６で算出されたウエイトに応じ、上り方向信号ＲＳｕｐを受信した時点ｔ１における無線通信端末２０１の位置イにヌル又はビームが向く下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する。
なお、他の構成は、上述した第１実施形態に係る無線基地局１００と同様であるため、説明を省略する。

以上のように、本変更例に係る無線基地局１００によれば、ウエイト算出部１０６では、アンテナ相関検出部１２１によって検出された相関度が所定の相関度以下である場合、つまり無線通信端末２０１周辺の周期的信号（定在波）における第１変動周期ｆ_Ａが長くなる場合のみ、時点ｔ２において位置イでヌルの受信電力Ｐ２となるように、ウエイトを算出する。また、アダプティブ処理制御部１０７は、かかる場合のみ、時点ｔ２において位置イでヌルの受信電力Ｐ２となるようなウエイトを用いて、アダプティブアレイ制御が実行され下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する。よって、無線基地局１００では、無線通信端末２０１乃至２０２周辺の周期的信号における第１変動周期ｆ_Ａを考慮し、第１変動周期ｆ_Ａが長くなる場合のみヌルとなるウエイトを用いたアダプティブアレイ制御が実行されるので、無線通信端末２０１に対して、ピークの受信電力Ｐ１となる下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを効率よく送信することができる。

［本発明の第２実施形態］
（第２実施形態に係る無線基地局１００の構成）
次に、本発明の第２実施形態に係る無線基地局１００の構成について、上述した第１実施形態との相違点に着目して説明する。以下、第１実施形態に係る無線基地局１００と異なる部分について主に説明し、同様の機能については、その説明を適宜省略する。

本実施形態に係る無線基地局１００は、図６に示すように、第１実施形態に係る無線基地局１００で具備していたウエイト算出部１０６を具備せず、新たに、希望波電力算出部１１１と、アンテナ選択部１１３とを具備する。

希望波電力算出部１１１は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎと、トレーニング信号記憶部１０５と、アンテナ選択部１１３と接続する。

希望波電力算出部１１１は、トレーニング信号記憶部１０５に記憶されているトレーニング信号と受信部１０２_１乃至１０２_ｎで受信されたそれぞれの上り方向信号ＲＳｕｐとに基づいて希望波受信電力を算出する。また、希望波電力算出部１１１は、算出した希望波受信電力をアンテナ選択部１１３へ通知する。

アンテナ選択部１１３は、希望波電力算出部１１１と、伝播路状態検出部１０３と、変動範囲記憶部１０４と、アダプティブ処理制御部１０７と接続する。

アンテナ選択部１１３は、少なくとも上り方向信号ＲＳｕｐ１または上り方向信号ＲＳｕｐ２の状態に基づいて、少なくとも何れかの素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎを選択する。

また、アンテナ選択部１１３は、無線通信端末２０１に下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する際、無線通信端末２０１との伝播路の第１変動周期ｆ_Ａ（変動状態）が所定の範囲内である場合、上り方向信号ＲＳｕｐ１の電力値の小さい素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎを選択する。

ここで、上述した所定の範囲内とは、第１実施形態と同様に、変動範囲記憶部１０４に記憶されている変動周期の範囲の下限値ｆＬ及び上限値ｆＨの範囲内を示す。

また、アンテナ選択部１１３は、無線通信端末２０１に下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する際、無線通信端末２０１との伝播路の第１変動周期ｆ_Ａ（変動状態）が所定の範囲外である場合、上り方向信号ＲＳｕｐ１の電力値の大きい素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎを選択する。

また、アンテナ選択部１１３は、無線通信端末２０１に下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する際、無線通信端末２０２との伝播路の第２変動周期ｆ_Ｂ（変動状態）が所定の範囲外である場合、上り方向信号ＲＳｕｐ２の電力値の小さい素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎを選択する。

また、アンテナ選択部１１３は、無線通信端末２０１に下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する際、無線通信端末２０２との伝播路の第２変動周期ｆ_Ｂ（変動状態）が所定の範囲内である場合、上り方向信号ＲＳｕｐ２の電力値の大きい素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎを選択する。

具体的、アンテナ選択部１１３は、希望波電力算出部１１１において算出された無線通信端末２０１及び無線通信端末２０２からの希望波受信電力と、伝播路状態検出部１０３で把握された無線通信端末２０１及び無線通信端末２０２からの第１変動周期ｆ_Ａ及び第２変動周期ｆ_Ｂと、変動範囲記憶部１０４に記憶されている変動周期の下限値ｆＬ及び上限値ｆＨとに基づいて、例えば、下記（５）乃至（８）式のＥ[|e(t)|²]を最大とするように送信に用いるアンテナを選択する。

なお、下記（５）乃至（８）式において、Ｅ[|e(t)|²]は期待値演算、ｎはアンテナ、ｒ(ｎ)はアンテナｎにおける希望波電力値（添え字のＡ、Ｂはそれぞれ無線通信端末２０１、無線通信端末２０２からの希望波受信電力値）を表す。また、下記例は、無線通信端末２０１向けのアンテナを選択する場合を例に挙げている。

アンテナ選択部１１３は、例えば、第１変動周期ｆ_Ａ乃至第２変動周期ｆ_Ｂが、ｆＬ≦ｆ_Ａ＜ｆＨで、かつ、ｆＬ≦ｆ_Ｂ＜ｆＨであった場合、下記に示す（５）式を用いて、アンテナを選択する。

なお、上記（５）式により、上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２を受信した時点ｔ１において、希望波受信電力r_Ａが小さく、希望波受信電力r_Ｂが大きいアンテナが選択される。また、ｆＬ≦ｆ_Ａ＜ｆＨで、かつ、ｆＬ＞ｆ_Ｂ又はｆ_Ｂ≧ｆＨであった場合、下記に示す（６）式を用いて、アンテナを選択する。

なお、上記（６）式により、上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２を受信した時点ｔ１において、希望波受信電力r_Ａが小さく、希望波受信電力r_Ｂが小さいアンテナが選択される。また、ｆＬ＞ｆ_Ａ又はｆ_Ａ≦ｆＨで、かつ、ｆＬ≦ｆ_Ｂ＜ｆＨであった場合、下記に示す（７）式を用いて、アンテナを選択する。

なお、上記（７）式により、上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２を受信した時点ｔ１において、希望波受信電力r_Ａが大きく、希望波受信電力r_Ｂが大きいアンテナが選択される。また、ｆＬ＞ｆ_Ａ又はｆ_Ａ≦ｆＨで、かつ、ｆＬ＞ｆ_Ｂ又はｆ_Ｂ≧ｆＨであった場合、下記に示す（８）式を用いて、アンテナ選択する。

なお、上記（８）式により、上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２を受信した時点ｔ１において、希望波受信電力r_Ａが大きく、希望波受信電力r_Ｂが小さいアンテナが選択される。このようにして、アンテナ選択部１１３は、伝播路状態検出部１０３で把握された第１変動周期ｆ_Ａ乃至第２変動周期ｆ_Ｂと、希望波電力算出部１１１で算出された希望波受信電力ｒ_Ａ乃至ｒ_Ｂとの大きさに応じて、無線通信端末２０１向けのアンテナを選択する。なお、アンテナ選択部１１３は、無線通信端末２０２向けのアンテナを選択する際にも、同じように実施する。

アダプティブ処理制御部１０７は、アンテナ選択部１１３によって選択された素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎを介して、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１乃至２を送信する。

なお、本実施形態に係る無線基地局１００において、他の構成は、上述した第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

（第２実施形態に係る無線基地局の動作）
本実施形態に係る無線基地局１００の動作について説明する。なお、下記に示す動作は、無線基地局１００が、無線通信端末２０１へ下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する際に用いるアンテナを選択する動作である。

ステップＳ１０１において、無線基地局１００では、受信部１０２_１乃至１０２_ｎが、無線通信端末２０１乃至２０２からの上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２を受信する。

ステップＳ１０３において、希望波電力算出部１１１は、無線通信端末２０１からの希望波受信電力r_Ａと、無線通信端末２０２からの希望波受信電力r_Ｂとを算出する。

ステップＳ１０５において、伝播路状態検出部１０３は、無線通信端末２０１からの希望波の第１変動周期ｆ_Ａと、無線通信端末２０１からの第２変動周期ｆ_Ｂとを算出する。

ステップＳ１０７において、アンテナ選択部１１３は、第１変動周期ｆ_Ａが下限値ｆＬ≦ｆ_Ａ＜上限値ｆＨを満たすか否かを判定する。

ステップＳ１０９において、（ｆＬ≦ｆ_Ａ＜ｆＨである場合）アンテナ選択部１１３は、第２変動周期ｆ_Ｂが下限値ｆＬ≦ｆ_Ｂ＜上限値ｆＨを満たすか否かを判定する。

ステップＳ１１１において、（ｆＬ≦ｆ_Ａ＜ｆＨで、かつ、ｆＬ≦ｆ_Ｂ＜ｆＨであった場合）アンテナ選択部１１３は、上記（５）式を用いて、希望波受信電力r_Ａが小さく、希望波受信電力r_Ｂが大きいアンテナを選択する。

ステップＳ１１３において、（ｆＬ≦ｆ_Ａ＜ｆＨで、かつ、ｆＬ＞ｆ_Ｂ又はｆ_Ｂ≧ｆＨであった場合）アンテナ選択部１１３は、上記（６）式を用いて、希望波受信電力r_Ａが小さく、希望波受信電力r_Ｂが小さいアンテナを選択する。

ステップＳ１１５において、（ｆＬ≦ｆ_Ａ＜ｆＨでない場合）アンテナ選択部１１３は、第２変動周期ｆ_Ｂが下限値ｆＬ≦ｆ_Ｂ＜上限値ｆＨを満たすか否かを判定する。

ステップＳ１１７において、（ｆＬ＞ｆ_Ａ又はｆ_Ａ≦ｆＨで、かつ、ｆＬ≦ｆ_Ｂ＜ｆＨであった場合）アンテナ選択部１１３は、上記（７）式を用いて、希望波受信電力r_Ａが大きく、希望波受信電力r_Ｂが大きいアンテナを選択する。

ステップＳ１１９において、（ｆＬ＞ｆ_Ａ又はｆ_Ａ≦ｆＨで、かつ、ｆＬ＞ｆ_Ｂ又はｆ_Ｂ≧ｆＨであった場合）アンテナ選択部１１３は、上記（８）式を用いて、希望波受信電力r_Ａが大きく、希望波受信電力r_Ｂが小さいアンテナを選択する。

ステップＳ１２１において、アダプティブ処理制御部１０７は、アンテナ選択部１１３によって選択された素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎを介して、無線通信端末２０１へ下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する。なお、上述したステップＳ１０１乃至Ｓ１２１の動作は、無線通信端末２０２に対しても行われる。

（第２実施形態に係る無線基地局の作用・効果）
以上説明した本実施形態に係る無線基地局１００によれば、処理時間Δｔが、無線通信端末２０１乃至２０２から送信された上り方向信号ＲＳｕｐ１乃至２の変動周期ｆ_Ａ乃至ｆ_Ｂの略半分であると判定された場合、つまり無線通信端末２０１乃至２０２が、伝播路の変動により、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１乃至２を受信する際に、ヌルの受信電力Ｐ２で受信することが推測された場合、例えば、無線通信端末２０１への下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を、希望波受信電力r_Ａの小さいアンテナを選択して送信する。

ここで、図８に示すように、無線基地局１００では、無線通信端末２０１が移動することにより、受信部において受信される希望波電力はドップラ変動の影響を受けて変動する。このとき、希望波受信電力が大きい素子アンテナほど、その素子アンテナと無線通信端末２０１との間の伝播路が良好であり、送受信とも効率の良い通信を行なうことが可能である。

一方、無線基地局１００が、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する時点ｔ２のタイミングにおいて、無線通信端末２０１が周期的信号 (定在波)のヌル（谷）に移動するような伝播路変動をしている場合、上り方向信号ＲＳｕｐを受信した時点ｔ１の希望波電力と、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する時点ｔ２のウエイトの絶対値は大小逆転する可能性が高いと考えられるため（例えば、図８におけるＡ乃至Ｃが、Ａ’乃至Ｃ’に大小逆転）、無線基地局１００は、アンテナ選択部１１３で選択された希望波受信電力の小さい素子アンテナを用いて下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信することにより、無線通信端末２０１では、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを受信する時点ｔ２の位置ロにおいて、良好な通信品質を得ることが可能となる。

さらに、無線基地局１００では、ＳＤＭＡを用いて複数の無線通信端末２０１乃至２０２と無線通信を実行中に、例えば、無線通信端末２０１向けの下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を送信する際、無線通信端末２０１及び無線通信端末２０２が、それぞれ下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１乃至２を受信する時点ｔ２において、ヌル付近の受信電力Ｐ２で受信することが推測された場合、無線通信端末２０１には、時点ｔ１の位置イでヌルとなるように、希望波受信電力の小さいアンテナを選択すると共に、かつ無線通信端末２０２が存在した時点ｔ１の位置ハでピークとなるように、希望波受信電力の大きいアンテナを選択する。

よって、無線通信端末２０２は、時点ｔ２の位置ニにおいて、無線通信端末２０１向けの下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を、ピークではなくヌル付近の受信電力Ｐ２で受信するので、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１による無線通信端末２０２への干渉を抑制できる。

このように、無線基地局１００では、アンテナを適切に選択し、例えば、一の無線通信端末２０１向けの下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ１を、他の無線通信端末２０２ではヌルとなるように送信するので、互いの干渉を低減し、通信品質の劣化を抑制することができる。

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。

例えば、上述した実施形態では、無線基地局１００が、無線通信装置として機能するように構成されていたが、例えば、無線通信端末２０１が、無線通信装置として機能するように構成されていてもよい。また、無線基地局１００が、対向無線通信装置として機能するように構成されていてもよい。

また、無線通信端末２０１にＧＰＳ等の位置検出機能及び移動速度検出機能等を備えている場合、無線基地局１００は、無線通信端末２０１で検出された位置や移動速度に応じて、ピーク（ビーム）を向けるウエイト、又はヌルを向けるウエイトを算出するように構成されていてもよい。

また、各実施形態の構成及び各変更例の構成もそれぞれ組み合わせることが可能である。また、各実施形態及び各変更例の作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、各実施形態及び各変更例に記載されたものに限定されるものではない。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の第１実施形態に係る移動体通信システムの全体概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る無線通信端末の周辺における周期的信号（定在波）を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る無線基地局の機能ブロック構成図である。 本発明の第１実施形態に係る無線基地局における動作フロー図である。 本発明の第１実施形態に係る無線基地局において、無線通信端末からの上り方向信号の伝播路変動による受信電力の変動を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る無線基地局の機能ブロック構成図である。 本発明の第２実施形態に係る無線基地局における動作フロー図である。 本発明の第１実施形態に係る無線基地局において、無線通信端末からの上り方向信号の伝播路変動による受信電力の変動を示す図である。

符号の説明

１００…無線基地局、１０１_１乃至ｎ…素子アンテナ、１０２_１乃至ｎ…受信部、１０３…伝播路状態検出部、１０４…変動範囲記憶部、１０５…トレーニング信号記憶部、１０６…ウエイト算出部、１０７…アダプティブ処理制御部、１０８_１乃至ｎ…送信部、１１１…希望波電力算出部、１１３…アンテナ選択部、１２１…アンテナ相関検出部、２０１乃至２０２…無線通信端末、r_Ａ…希望波受信電力、r_Ｂ…希望波受信電力、λ…波長、Ｃ…乃至、Ｐ１…受信電力、Ｐ１乃至Ｐ２…受信電力値、ＲＳｄｏｗｎ１乃至２…下り方向信号方向信号、ＲＳｕｐ１乃至２…上り方向方向信号、Ｓ１１乃至Ｓ２９…ステップ、Ｓ１０１乃至Ｓ１２１…ステップ、Ｗ…ウエイトｆ…周波数、ｆ_Ａ…第１変動周期、ｆ_Ｂ…第２変動周期、ｆＨ…上限値、ｆＬ…下限値 ｆａ…変動周期、ｎ…アンテナ、ｒ_Ａ〜ｒ_Ｂ…希望波受信電力、ｔ１乃至ｔ２…時点、イ乃至ニ…位置把握

Claims (17)

1. 複数の素子アンテナを用い、送信無線信号の指向性を適応制御する無線通信装置であって、
   第１対向無線通信装置から受信した第１受信無線信号に基づいて、前記第１対向無線通信装置との伝播路の変動状態である第１変動状態を検出する第１伝播路状態検出部と、
   第２対向無線通信装置から受信した第２受信無線信号に基づいて、前記第２対向無線通信装置との伝播路の変動状態である第２変動状態を検出する第２伝播路状態検出部と、
   前記第１変動状態に基づいて、前記第１対向無線通信装置に送信する前記送信無線信号の指向性を変更するか否かを判断する判断部と、
   前記判断部によって前記第１対向無線通信装置に送信する前記送信無線信号の指向性を変更すると判断された場合、前記第１変動状態及び前記第２変動状態に基づいて、前記第１対向無線通信装置に送信する前記送信無線信号の指向性を変更する送信制御部と
   を備える無線通信装置。
2. 前記送信制御部は、前記第１対向無線通信装置に前記送信無線信号を送信する場合、前記第２対向無線通信装置にビームが向く前記送信無線信号を送信する請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記送信制御部は、前記第１対向無線通信装置に前記送信無線信号を送信する場合、前記第２対向無線通信装置にヌルが向く前記送信無線信号を送信する請求項１に記載の無線通信装置。
4. 前記第１伝播路状態検出部は、前記第１受信無線信号に基づいて、前記第１対向無線通信装置との伝播路の状態が変動する第１変動周期を検出し、
   前記第２伝播路状態検出部は、前記第２受信無線信号に基づいて、前記第２対向無線通信装置との伝播路の状態が変動する第２変動周期を検出し、
   前記判断部は、前記第１変動周期及び前記第２変動周期に基づいて、前記第１対向無線通信装置にヌルが向く前記送信無線信号を送信するか否かを判断する請求項１に記載の無線通信装置。
5. 前記判断部は、
   前記第１対向無線通信装置から前記第１受信無線信号を受信した時点から、前記送信無線信号を送信する時点までの処理時間と、前記第１伝播路状態検出部によって検出された前記第１変動周期とを比較するとともに、
   前記第２対向無線通信装置から前記第２受信無線信号を受信した時点から、前記送信無線信号を送信する時点までの処理時間と、前記第２伝播路状態検出部によって検出された前記第２変動周期とを比較し、
   前記送信制御部は、前記判断部による前記処理時間と前記第１変動周期との比較結果、及び前記判断部による前記処理時間と前記第２変動周期との比較結果に基づいて、前記第１受信無線信号を受信した時点における前記第１対向無線通信装置の位置にヌルが向く前記送信無線信号を送信する請求項４に記載の無線通信装置。
6. 前記送信制御部は、前記処理時間が前記第１変動周期に応じた所定の範囲内であること、及び前記処理時間が前記第２変動周期に応じた所定の範囲内であることが前記判断部によって判断された場合、前記第１受信無線信号を受信した時点における前記第１対向無線通信装置の位置にヌルが向く前記送信無線信号を送信する請求項５に記載の無線通信装置。
7. 前記送信制御部は、前記第１受信無線信号を受信した時点における前記第１対向無線通信装置の位置にヌルが向き、前記第２対向無線通信装置にビームが向く前記送信無線信号を送信する請求項６に記載の無線通信装置。
8. 前記送信制御部は、前記処理時間が前記第１変動周期に応じた所定の範囲内であること、及び前記処理時間が前記第２変動周期に応じた所定の範囲内でないことが前記判断部によって判断された場合、前記第１受信無線信号を受信した時点における前記第１対向無線通信装置の位置にヌルが向き、前記第２対向無線通信装置にヌルが向く前記送信無線信号を送信する請求項５に記載の無線通信装置。
9. 前記第１伝播路状態検出部は、前記第１受信無線信号のドップラ変動量の周期を前記第１変動周期として検出し、
   前記第２伝播路状態検出部は、前記第２受信無線信号のドップラ変動量の周期を前記第２変動周期として検出する請求項４に記載の無線通信装置。
10. 前記第１伝播路状態検出部は、前記第１受信無線信号の電力値の変動周期を前記第１変動周期として検出し、
    前記第２伝播路状態検出部は、前記第２受信無線信号の電力値の変動周期を前記第２変動周期として検出する請求項４に記載の無線通信装置。
11. 前記複数の素子アンテナのそれぞれが受信する前記第１受信無線信号の相関度を検出するアンテナ相関検出部をさらに備え、
    前記送信制御部は、前記アンテナ相関検出部によって検出された前記相関度に基づいて、前記第１受信無線信号を受信した時点における前記第１対向無線通信装置の位置にヌルが向く前記送信無線信号を送信する請求項１に記載の無線通信装置。
12. 少なくとも前記第１受信無線信号または前記第２受信無線信号の状態に基づいて、少なくとも何れかの前記素子アンテナを選択するアンテナ選択部をさらに備え、
    前記送信制御部は、前記アンテナ選択部によって選択された前記素子アンテナを介して前記送信無線信号を送信する請求項１に記載の無線通信装置。
13. 前記アンテナ選択部は、前記第１変動状態が所定の範囲内である場合、前記第１受信無線信号の電力値の小さい素子アンテナを選択する請求項１２に記載の無線通信装置。
14. 前記アンテナ選択部は、前記第１変動状態が所定の範囲外である場合、前記第１受信無線信号の電力値の大きい素子アンテナを選択する請求項１２に記載の無線通信装置。
15. 前記アンテナ選択部は、前記第２変動状態が所定の範囲外である場合、前記第２受信無線信号の電力値の小さい素子アンテナを選択する請求項１３または１４に記載の無線通信装置。
16. 前記アンテナ選択部は、前記第２変動状態が所定の範囲内である場合、前記第２受信無線信号の電力値の大きい素子アンテナを選択する請求項１３または１４に記載の無線通信装置。
17. 複数の素子アンテナを用い、送信無線信号の指向性を適応制御する無線通信装置における無線通信方法であって、
    第１対向無線通信装置から受信した第１受信無線信号に基づいて、前記第１対向無線通信装置との伝播路の変動状態である第１変動状態を検出する第１検出ステップと、
    第２対向無線通信装置から受信した第２受信無線信号に基づいて、前記第２対向無線通信装置との伝播路の変動状態である第２変動状態を検出する第２検出ステップと、
    前記第１変動状態に基づいて、前記第１対向無線通信装置に送信する前記送信無線信号の指向性を変更するか否かを判断する判断ステップと、
    前記判断ステップにおいて前記第１対向無線通信装置に送信する前記送信無線信号の指向性を変更すると判断された場合、前記第１変動状態及び前記第２変動状態に基づいて、前記第１対向無線通信装置に送信する前記送信無線信号の指向性を変更する制御ステップと
    を備える無線通信方法。
    
    

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