JP3464606B2 - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

無線通信装置及び無線通信方法

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JP3464606B2 JP10574798A JP10574798A JP3464606B2 JP 3464606 B2 JP3464606 B2 JP 3464606B2 JP 10574798 A JP10574798 A JP 10574798A JP 10574798 A JP10574798 A JP 10574798A JP 3464606 B2 JP3464606 B2 JP 3464606B2
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    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信装置及び
無線通信方法に関する。
【従来の技術】従来の無線通信装置について説明する。
図２０は、従来の無線通信装置の構成を示すブロック図
である。また、図２１は、移動通信環境での伝搬モデル
を示す図である。図２(ａ)及び（ｂ）はアダプティブア
レイアンテナ受信機の受信指向性を示す図である。
【０００２】図２１を用いて無線通信での伝搬モデルを
説明する。ここでは、例えば、無線通信装置(基地局装
置)２１０１，２１１０のアンテナ数が３である場合に
ついて説明する。図２１(ａ)は上り回線(端末から基地
局への送信)を示し、図２１(ｂ)は下り回線（基地局か
ら端末への送信）を示す。
【０００３】無線通信装置(端末装置)２１０５から送信
した信号は、ビル２１０６や山２１０７などに反射して
無線通信装置(基地局装置)２１０１のアンテナ２１０２
〜２１０４に届く。このような伝搬路をマルチパス伝搬
路と呼び、マルチパス伝搬を補償する技術を等化技術と
呼ぶ。
【０００４】一般的に、このマルチパス伝搬を補償でき
ない場合は通信品質が劣化する。この例では、ビルから
の信号は極めて小さい遅延（一般に１シンボル以下）で
受信されるものとする。よって、大きな遅延をもつ山２
１０７からの信号が通信品質の大きな劣化要因になる。
また、無線通信装置(基地局装置)２１１０から送信した
信号は、ビル２１１６や山２１１７などに反射して無線
通信装置(端末装置)２１１４のアンテナ２１１５に届
く。
【０００５】マルチパス伝搬を抑圧するためには、伝搬
路２１１９に送信することが望ましい。また、マルチパ
ス伝搬路においては、端末の移動によって、伝搬路２１
２０と伝搬路２１２１の通信品質が変化する。この場
合、最適な通信品質の方向を検出し、その方向に絞って
送信することは重要である。
【０００６】図２０に示す従来の無線通信装置の動作を
説明する。ここでは、例えば、無線通信装置のアンテナ
数が３である場合について説明する。アンテナ２００１
〜２００３で受信した信号は、それぞれアンテナ共用器
２００４〜２００６を経由して、無線受信装置２００７
で増幅され、周波数変換され、更にＡ／Ｄ変換されて、
そこからベースバンド信号又はＩＦ信号が抽出される。
なお、送受信信号が同一周波数の場合（ＴＤＤ伝送）の
場合には、共用器ではなく、切替スイッチが用いられ
る。
【０００７】この信号をタイミング検出部２００８に送
る。タイミング検出部２００８では、最適受信タイミン
グを算出する。最適受信タイミングの算出は、例えば、
フレーム中に送信機と受信機に既知であるパターンを埋
め込み、送信機から送信し、受信機では、１シンボル時
間の数倍から十数倍でＡ／Ｄ変換し、既知シンボルとの
相関演算を行ない、そして、相関演算結果のパワが大き
いタイミングｔ０を検出することにより行なう。
【０００８】このタイミングｔ０を間引き選択部２００
９に送る。間引き選択部では、タイミングｔ０の受信信
号をアダプティブアレイアンテナ受信機２０１２に送
る。アダプティブアレイアンテナ受信機では、所望波又
はＳＩＲが最大になるように、３つのアンテナの受信信
号を合成する。合成した結果と、各アンテナの受信信号
に乗算する重み係数を出力する。この重み係数は受信指
向性を形成する。一例として、図２(ａ)に受信指向性を
示す。図から分かるように、矢印２０１及び２０２の方
向に受信指向性ゲインが大きくなり、矢印２０３及びの
方向にはゲインが小さくなっている。図２(ｂ)は横軸を
方向（角度）とし、縦軸を受信指向性ゲインとして表し
たものである。
【０００９】アダプティブアレイアンテナ受信機につい
ては、トリケップス社発行の「ディジタル移動通信のた
めの波形等化技術」pp.101‐116(1996年6月1日発行、IS
BN4-88657-801-2)などに説明されている。
【００１０】所望信号を抽出するようにアダプティブア
レイアンテナ処理を行うと、所望信号に対して指向性が
向いて、不要信号(所望信号と同一の信号であるが伝搬
路が異なるために違う時刻で到達する信号や他の送信機
からの信号)に指向性の小さい部分(ヌルと呼ぶ)が出来
る。ヌル点の数は（アレイアンテナ数−１）になること
が知られており、アンテナ数３の場合は、図２(ａ)及び
(ｂ)のように２つのヌル点が形成される。
【００１１】まず、送信側を説明する。送信データを変
調器２０１３で変調する。積和演算器２０１４では、受
信重み係数に基づいて同一の指向性パターンを持つ重み
係数を乗算（一般には複素乗算）する。一般に、ＴＤＤ
(Time Division Duplex)伝送では、送受信で同一の無線
周波数を使用するため、受信重み係数をそのまま送信重
み係数として乗算する。
【００１２】一方、送受信で無線周波数の異なるＦＤＤ
(Frequency Division Duplex)では、受信重み係数のま
までは指向性パターンが異なったものになるため、上記
重み係数に基づいて送信重み係数の再生成して乗算す
る。上記送信重み係数の再生成については、信学技報の
大鐘「セルラ基地局のアンテナ指向性制御による周波数
利用効率の改善」（RCS93-8,1993-05)などに説明されて
いる。
【００１３】次いで、送信重み係数の再生成により受信
指向性と同一な指向性になるように重み係数を乗算した
結果を無線送信回路１８１５で周波数変換及び増幅を行
い、アンテナ共用器２００４〜２００６経由でアンテナ
２００１〜２００３から送信する。
【００１４】一例として、図２(ｃ)に送信指向性を示
す。矢印２０４，２０５の方向に送信指向性ゲインが大
きくなり、(ａ)の受信指向性と同様の指向性パターンを
もって送信されることが分かる。なお、以後の説明で
は、送受信の無線周波数の違いによる送信重み係数の再
生成については省略する。
【００１５】このように、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数に基づいて、受信指向性パ
ターンと同一の指向性パターンで送信することにより、 (１)不要信号が到来した方向には送信しないので、送信
側でマルチパス伝搬路を補償することが出来る。このた
め受信機（端末側）に等化器などの高級な技術が不要に
なる。 (２)不要信号が到来した方向には送信しないので、送信
した電波の届く領域が限定され、下り回線の周波数利用
効率を向上させることができる。 (３)伝搬路の可逆性を利用できるので、上り回線で届い
た伝搬路のうち所望波電力又はＳＩＲが大きい伝搬路で
送るので、下り回線でも同様に所望波電力又はＳＩＲが
大きくなる。といいう利点がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の方
式では、(１)上り回線と同一の指向性パターンでは、下
り回線では複数方向に送信電力が分散されることにな
り、このため、ある特定方向に絞って送信する場合に比
べて、通信相手（端末）の所望波受信電力が劣化する可
能性がある。(２)受信指向性の中からＳＩＲが最適な特
定方向に絞って送信する場合に比べて、他局に与える干
渉が多くなる可能性がある。という課題が生ずる。
【００１７】また、スプレッドスペクトラム通信を用い
たＣＤＭＡシステムにおいては、(３)所望波電力又はＳ
ＩＲが最適な特定方向に絞って送信する場合に比べて、
他局に与える干渉が多くなるため、システム容量が劣化
する。という課題が生ずる。
【００１８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、所望波受信電力が劣化することを防止し、他局へ
の干渉を小さくすることができ、しうかもシステム容量
の劣化を回避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。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の手段を講じた。請求項１記載の無線
通信装置に関する発明は、アダプティブアレイアンテナ
受信を行う受信手段と、受信信号から受信指向性を形成
する第１の指向性形成手段と、前記受信指向性の指向性
パターンに現れる複数のローブから１つを選択し、他の
ローブをフィルタにより除去して複数の新しい指向性を
形成する第２の指向性形成手段と、前記新しい指向性毎
に受信レベルをそれぞれ検出するレベル検出手段と、前
記受信レベルに基づいて前記新しい指向性の中から送信
指向性を選択する選択手段と、を具備する構成を採る。
【００２０】請求項９記載の無線通信方法に関する発明
は、アダプティブアレイアンテナ受信を行う受信工程
と、受信信号から受信指向性を形成する第１の指向性形
成工程と、前記受信指向性の指向性パターンに現れる複
数のローブから１つを選択し、他のローブをフィルタに
より除去して複数の新しい指向性を形成する第２の指向
性形成工程と、前記新しい指向性毎に受信レベルをそれ
ぞれ検出するレベル検出工程と、前記受信レベルに基づ
いて前記新しい指向性の中から送信指向性を選択する選
択工程と、を具備する構成を採る。
【００２１】これらの構成によれば、送信指向性のパタ
ーンを受信指向性パターンと異ならせ、ゲインの大きい
特定の方向に絞った指向性で送信することができるの
で、送信電力が分散されてしまうという課題を解決し、
通信相手の所望波受信電力を向上させることができる。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の無
線通信装置において、選択手段が選択した複数の指向性
を合成する合成手段を具備する構成を採る。
【００２９】請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
無線通信方法において、選択工程で選択した複数の指向
性を合成する合成工程を具備する構成を採る。
【００３０】これらの構成によれば、条件に応じて適宜
最適な指向性パターンを形成することができる。
【００３１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の無
線通信装置において、レベル検出手段が、所望波受信レ
ベル及び希望波受信電力対干渉波電力比の少なくとも一
つを検出する構成を採る。
【００３２】請求項１１記載の発明は、請求項９記載の
無線通信方法において、レベル検出工程で、所望波受信
レベル及び希望波受信電力対干渉波電力比の少なくとも
一つを検出する構成を採る。
【００３３】これらの構成によれば、受信指向性の中か
ら、所望波受信電力及び／又はＳＩＲに基づいて、特定
の指向性を持つ重み係数（指向性パターン）を検出する
ことができる。所望波受信電力及び／又はＳＩＲに基づ
いて行なうことにより、所望波受信電力及び／又はＳＩ
Ｒが最大の特定方向に絞って送信することが可能にな
り、受信指向性と同一の指向性パターンで同一電力で送
信する場合に比べて、通信相手（端末）の受信電力やＳ
ＩＲを改善することができる。また、他局に与える干渉
を低減することができる。
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の無線通信装置において、新しい
指向性にしたがって送信を行なう送信手段を具備する構
成を採る。
【００４１】請求項１２記載の発明は、請求項９乃至請
求項１１のいずれかに記載の無線通信方法において、新
しい指向性にしたがって送信を行なう送信工程を具備す
る構成を採る。
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】これらの構成によれば、新しい指向性より
も受信指向性の方が好ましい指向性である場合に、受信
指向性にしたがって通信を行なうことができる。
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項４のいずれかに記載の無線通信装置において、ＣＤＭ
Ａ方式により通信を行なう構成を採る。
【００５０】請求項１３記載の発明は、請求項９乃至請
求項１２のいずれかに記載の無線通信方法において、Ｃ
ＤＭＡ方式により通信を行なう構成を採る。
【００５１】これらの構成によれば、スプレッドスペク
トラム方式で行う通信装置において、アダプティブアレ
イアンテナ合成した受信信号の重み係数（指向性パター
ン）に基づいて、新たな指向性を形成し、その指向性を
用いて送信することができる。これにより、特定方向に
絞って送信することが可能になり、受信指向性と同一の
指向性パターンで送信する場合に比べて、通信品質が改
善できる。また、他局に与える干渉を低減することがで
きるため、ＣＤＭＡシステムにおいてシステム容量を増
加することができる。
【００５２】なお、本発明においては、請求項６記載の
発明のように、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
の無線通信装置を備える移動局装置を提供し、請求項７
記載の発明のように、請求項１乃至請求項５のいずれか
に記載の無線通信装置を備える基地局装置を提供し、請
求項８記載の発明のように、請求項６記載の移動局装置
と、請求項７記載の基地局装置と、を具備する無線通信
システムを提供する。
【００５３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。 (実施の形態１)図１は、本発明の実施の形態１に係る無
線通信装置を示すブロック図である。また、図２(ａ)及
び(ｂ)は、アダプティブアレイアンテナ受信機の受信指
向性を示す。図３は図１の無線通信装置における新たな
重み係数の指向性パターンを示す。
【００５４】図１を用いて実施の形態１の説明を行う。
例として無線通信装置のアンテナ数が３である場合につ
いて説明する。アンテナ１０１〜１０３で受信した信号
は、無線受信装置１０４で増幅され、周波数変換され、
更にＡ／Ｄ変換され、ベースバンド信号又はＩＦ信号が
抽出される。
【００５５】この信号をタイミング検出部１０５に送
る。タイミング検出部では、最適受信タイミングを算出
する。最適受信タイミングの算出は、例えば、フレーム
中に送信機と受信機に既知であるパターンを埋め込み、
送信機から送信し、受信機で１シンボル時間の数倍から
十数倍でＡ／Ｄ変換し、既知シンボルとの相関演算を行
ない、相関演算結果のパワが大きいタイミングｔ０を検
出することにより行なう。
【００５６】このタイミングｔ０を間引き選択部１０６
〜１０８に送る。間引き選択部では、タイミングｔ０の
受信信号をアダプティブアレイアンテナ受信機１０９に
送る。アダプティブアレイアンテナ受信機では、所望波
又はＳＩＲが最大になるように３つのアンテナの受信信
号を合成する。また、アダプティブアレイアンテナ受信
機は、合成した結果及び重み係数を出力する。この重み
係数は受信指向性を形成する。一例として、図２(ａ)及
び（ｂ)に受信指向性を示す。
【００５７】フィルタ形成部１１０では、受信重み係数
から所望波の到来方向を推定し、ある特定の方向に指向
性をもつ係数を計算し出力する。この係数は、受信指向
性ゲインの大きい方向に指向性をもつ係数や、任意の指
向性を計算する上で必要である係数などである。なお、
指向性形成技術の例は、アンテナ工学ハンドブック(オ
ーム社，昭和55年10月30日発行)のpp.200‐205に記載さ
れている。簡単に直線状に等間隔(ｄ)で配置されたＮ本
のアンテナについて考えると、指向性は、以下の式
（１）から式（３）のように表すことが出来る。
【００５８】
【数１】
【数２】
【数３】 ただし、In 'はn番目のアンテナに与える電流(振幅と位
相を持つ複素数)、kは波数、θ0は指向性を向けたい方
向、θは指向性を描くための変数、である。簡単のため
に、Inを同相、同振幅、すなわちIn=1.0とすると、各ア
ンテナにexp(-jnkdcosθ0)を与えることにより、θ0方
向に指向性を向けることが出来る。これより、ある特定
の方向に指向性をもつフィルタ係数を計算するには、必
ずしも受信重み係数から推定した所望波の到来方向のみ
で決定する必要はなく、自局や干渉局の位置情報や伝搬
環境などの事前情報をも用いて決定することもできるこ
とは明らかである。
【００５９】重み係数演算部１１１，１１２では、アダ
プティブアレイアンテナ受信機による重み係数から求ま
る指向性と、フィルタ係数とをそれぞれ乗算することに
より、新たな重み係数を算出する。図３(ａ)はアダプテ
ィブアレイ受信による重み係数が持つ受信指向性パター
ン３０１に、指向性フィルタ係数３０２を乗算すること
により、指向性パターン３０３をもつ新たな重み係数が
求められることを示している。また、図３(ｂ)も同様
に、アダプティブアレイ受信による重み係数が持つ受信
指向性パターン３０４に、指向性フィルタ係数を乗算す
ることにより、指向性パターン３０５をもつ新たな重み
係数が求められることを示している。
【００６０】なお、上記例では、受信指向性パターン
に、指向性フィルタ係数を乗算することにより、新たな
指向性パターンをもつ重み係数を計算しているが、指向
性形成技術の例としては、金澤、岩間ほかの「８素子ア
レイアンテナを用いた任意ゾーン形状生成に関する実験
的検討」(信学技法 RCS96-148, 1997-02)に記載されて
いる方法等も挙げられる。すなわち、一つは、フーリエ
級数展開を用いて解析的に求める手法であり、またもう
一つは、最小二乗推定アルゴリズムを用いて、最適解を
求める手法である。このような指向性形成アルゴリズム
を用いる場合には、フィルタ形成部１１０では、受信重
み係数から各ローブやヌル点の方向を推定し、ある特定
の方向に指向性（ローブ）を作るために必要な係数を計
算し出力する。そして、重み係数演算部１１１，１１２
では、アダプティブアレイアンテナ受信機による重み係
数から求まる指向性と、上記の係数とを用いて、指向性
形成アルゴリズムにより新たな重み係数を算出すること
になる。
【００６１】図１に示す無線通信装置において、積和演
算器１１３，１１４は、受信信号と、上記重み係数とを
積和演算する。これは、受信信号を新たな２通りの指向
性パターンでアレイ受信を行うことを意味する。レベル
検出部１１５，１１６では、アレイアンテナ合成された
受信信号の所望信号の受信電力を測定する。そして、選
択部１１７で所望波受信レベル検出結果が大きい方の重
み係数を選択する。ここでは、新たな重み係数を２通り
計算し、比較選択しているが、この数についてはアレイ
アンテナ数、伝搬環境、ハードウェア規模に応じて決定
することができることは言うまでもない。
【００６２】また、選択部で複数の重み係数を選択した
場合には、その重み係数を合成しても良い。すなわち、
複数の指向性パターンを合成し、その合成された指向性
パターンを用いるようにしても良い。これは、後の実施
の形態においても同様である。
【００６３】所望波受信電力の計算方法の例としては、
清尾、安本ほか「DS-CDMA送信電力制御におけるパイロ
ットシンボルを用いた受信ＳＩＲ測定法」(信学技法 RC
S96-74, 1996-08)に記載されている。すなわち、所望波
受信電力は、式（４）のように表すことができる。
【００６４】
【数４】 ただし、Ｓは所望波受信電力、Ｎは測定区間のシンボル
数、Ｒiは象限検出後の複素表示された受信シンボルで
ある。
【００６５】このように、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、所望波受信電力が最大にな
るものを送信のための重み係数として選択することによ
り、以下の効果が得られる。 (１)所望波受信電力が最大の方向に絞って送信すること
により、通信相手（端末）の所望波受信電力を向上する
ことができる。
【００６６】(実施の形態２)実施の形態１の無線通信方
法又は無線通信装置では、受信した所望波電力が最大に
なる指向性で送信した。しかし、所望波電力が最大にな
る方向からの受信信号のＳＩＲが、選択されなかった方
向のＳＩＲに比べて劣る場合には、通信相手（端末）の
所望波受信電力は向上しても、受信ＳＩＲが劣化するた
め回線品質の点からは劣化する可能性がある。また、Ｓ
ＩＲが劣る方向に同一電力で送信することは、他局に強
い干渉を及ぼすことになる。
【００６７】したがって、実施の形態２では、受信ＳＩ
Ｒが最大になる指向性で送信することにより、通信相手
（端末）のＳＩＲを向上を図ると同時に、他局に与える
干渉を低減する。
【００６８】本発明の実施の形態２の無線通信装置の構
成は図１と同様である。よって、図１を用いて実施の形
態２の説明を行う。例として無線通信装置のアンテナ数
が３である場合について説明する。なお、重み係数演算
部１１１，１１２までの処理については、実施の形態１
と同じであるので説明を省略する。
【００６９】図１において、積和演算器１１１，１１２
は、受信信号と、重み係数とを積和演算する。これは、
受信信号を新たな２通りの指向性パターンでアレイ受信
を行うことを意味する。レベル検出部１１５，１１６で
は、アレイアンテナ合成された受信信号の受信ＳＩＲを
測定する。そして、選択部１１７で受信ＳＩＲ検出結果
が大きい方の重み係数を選択する。ここでは、新たな重
み係数を２通り計算し、比較選択しているが、この数に
ついてはアレイアンテナ数、伝搬環境、ハードウェア規
模に応じて決定することができることは言うまでもな
い。
【００７０】なお、受信ＳＩＲの計算方法の例として
は、清尾、安本ほか「DS-CDMA送信電力制御におけるパ
イロットシンボルを用いた受信ＳＩＲ測定法」(信学技
法 RCS96-74, 1996-08)に記載されている。すなわち、
所望波受信電力は、上記式（４）のように表すことがで
き、また、干渉電力は、以下の式（５）のように表すこ
とができる。そして、式（６）により受信ＳＩＲを求め
ることができる。
【００７１】
【数５】
【数６】 ただし、Ｓは所望波受信電力、Ｎは測定区間のシンボル
数、Ｒiは象限検出後の複素表示された受信シンボルで
ある。また、Ｉは干渉電力、ＮPは既知信号であるパイ
ロットシンボル数、ＲAVはＲiのパイロット区間におけ
る平均値である。
【００７２】このように、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、受信ＳＩＲが最大になるも
のを送信のための重み係数として選択することにより、
以下の効果が得られる。 (１)ＳＩＲが最適な方向に絞って送信することにより、
他局に与える干渉を低減することができ、周波数利用効
率を向上させることができる。
【００７３】(実施の形態３)実施の形態１又は実施の形
態２の無線通信方法又は無線通信装置では、受信した所
望波電力又は受信ＳＩＲが最大になる指向性で送信し
た。しかし、所望波電力で選択した場合には、通信相手
（端末）の所望波受信電力は向上しても、受信ＳＩＲが
劣化する可能性があり、また、他局に強い干渉を及ぼす
ことになる。一方、受信ＳＩＲで選択した場合には、通
信相手（端末）の受信ＳＩＲは向上し、他局への干渉は
低減できるが、所望波受信電力がかえって低下すること
によって、所望波電力対雑音電力比(ＳＮＲ: Signal to
Noise Ratio)の点から、回線品質が劣化する可能性が
ある。
【００７４】したがって、実施の形態３では、所望波受
信電力と受信ＳＩＲの両方の結果から指向性を選択して
送信することにより、通信相手（端末）のＳＩＲを向上
を図り、他局に与える干渉を低減すると同時に、所望波
受信電力の向上を図る。
【００７５】本発明の実施の形態３の無線通信装置の構
成は図１と同様である。よって、図１を用いて実施の形
態３の説明を行う。図１において、積和演算器１１３，
１１４は、受信信号と、重み係数とを積和演算するとこ
ろまでは実施の形態１と同様である。
【００７６】レベル検出部１１５，１１６では、アレイ
アンテナ合成された受信信号の所望波受信電力と受信Ｓ
ＩＲを測定する。そして、選択部１１７では、所望波受
信電力と受信ＳＩＲの結果から重み係数を選択する。レ
ベル検出部１１５で計算した所望波受信電力及び受信Ｓ
ＩＲを、それぞれＳ１,ＳＩＲ１とし、レベル検出部１
１６で計算した所望波受信電力及び受信ＳＩＲを、それ
ぞれＳ２,ＳＩＲ２とする。また、重み係数をＷ１、Ｗ
２とし、選択される重み係数をＷoutとする。
【００７７】１例としては、以下のように選択すること
が考えられる。Ｓthresholdは受信電力に対するあるし
きい値である。 if |S1-S2|≦Ｓthreshold and ＳＩＲ1＞ＳＩＲ2 then Wout=W1 if |S1-S2|≦Ｓthreshold and ＳＩＲ1≦ＳＩＲ2 then Wout=W2 if |S1-S2|＞Ｓthreshold and S1＞S2 then Wout=W1 if |S1-S2|＞Ｓthreshold and S1＜S2 then Wout=W2 ここでは、新たな重み係数を２通り計算し、比較選択し
ているが、この数についてはアレイアンテナ数、伝搬環
境、ハードウェア規模に応じて決定することができるこ
とは言うまでもない。
【００７８】このように、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、所望波受信電力及び受信Ｓ
ＩＲの結果から送信のための重み係数として選択するこ
とにより、以下の効果が得られる。 (１)所望波受信電力に大きな差がない場合には、ＳＩＲ
が最適な方向に絞って送信することにより、他局に与え
る干渉を低減することができ、周波数利用効率を向上さ
せることができる。 (２)所望波受信電力に大きな差がある場合には、所望波
受信電力が最大の方向に絞って送信することにより、通
信相手（端末）の所望波受信電力を向上することができ
る。
【００７９】(実施の形態４)実施の形態３の無線通信方
法又は無線通信装置では、受信した所望波電力及び受信
ＳＩＲから最適な指向性を選択し送信した。しかし、所
望波電力による比較結果と受信ＳＩＲによる比較結果と
に、大きな違いがある場合、例えば、|S1-S2|＞Ｓ
thresholdかつS1＞S2であり、また、|ＳＩＲ1-ＳＩＲ2|
＞ＳＩＲthresholdかつＳＩＲ1<ＳＩＲ2を考える。ただ
し、Ｓthresholdは受信電力に対するあるしきい値と
し、ＳＩＲthresholdはＳＩＲに対するあるしきい値と
する。
【００８０】このとき、所望波電力で選択した場合に
は、通信相手（端末）の所望波受信電力は向上しても、
受信ＳＩＲが大きく劣化し、他局に強い干渉を及ぼすこ
とになる。一方、受信ＳＩＲで選択した場合には、通信
相手（端末）の受信ＳＩＲは向上し、他局への干渉は低
減できるものの、所望波受信電力が大きく低下すること
によって、回線品質が劣化する。
【００８１】したがって、実施の形態４では、選択する
重み係数の候補に、受信指向性と同一の指向性パターン
をもつ係数も加えることにより、所望波受信電力と受信
ＳＩＲの両方の結果から、伝搬環境などの変化に応じて
適宜指向性を選択して送信し、通信相手（端末）のＳＩ
Ｒを向上を図り、他局に与える干渉を低減すると同時
に、所望波受信電力の向上を図る。
【００８２】図４は、本発明の実施の形態４に係る無線
通信装置を示すブロック図である。なお、図４におい
て、図１と同じ部分については同じ符号を付してその説
明を省略する。
【００８３】図４に示す無線通信装置においては、アダ
プティブアレイアンテナ受信機１０９からの受信信号の
レベル検出を行なうレベル検出器４０１を備える。な
お、重み係数演算部１１１，１１２までの処理について
は、実施の形態１と同じであるので説明を省略する。
【００８４】図４において、積和演算器１１３，１１４
は、受信信号と、上記重み係数とを積和演算する。これ
は、受信信号を新たな２通りの指向性パターンでアレイ
受信を行うことを意味する。レベル検出部１１５，１１
６では、アレイアンテナ合成された受信信号の所望波受
信電力と受信ＳＩＲを測定する。一方、レベル検出部４
０１では、アレイアンテナ合成された受信信号の所望波
受信電力と受信ＳＩＲを測定する。
【００８５】そして、選択部１１７では、所望波受信電
力と受信ＳＩＲの結果から重み係数を選択する。レベル
検出部４０１で計算した所望波受信電力と受信ＳＩＲ
を、それぞれＳ０,ＳＩＲ０とし、レベル検出部１１５
で計算した所望波受信電力と受信ＳＩＲをＳ１,ＳＩＲ
１とし、また、レベル検出部１１６で計算した所望波受
信電力と受信ＳＩＲを、それぞれＳ２,ＳＩＲ２とす
る。また、重み係数をＷ０、Ｗ１、Ｗ２とし、選択され
る重み係数をＷoutとする。１例としては、以下のよう
に選択することが考えられる。ただし、Ｓthresholdは
受信電力に対するあるしきい値とし、ＳＩＲthreshold
はＳＩＲに対するあるしきい値とする。 if |S1-S2|≦Ｓthreshold and ＳＩＲ1＞ＳＩＲ2 then Wout=W1 if |S1-S2|≦Ｓthreshold and ＳＩＲ1≦ＳＩＲ2 then Wout=W2 if |S1-S2|＞Ｓthreshold and |ＳＩＲ1-ＳＩＲ2|≦ＳＩＲthreshold｛ if S1＞S2 then Wout=W1 if S1＜S2 then Wout=W2 ｝ if |S1-S2|＞Ｓthreshold and |ＳＩＲ1-ＳＩＲ2|＞ＳＩＲthreshold｛ if S1＞S2 and ＳＩＲ1＞ＳＩＲ2 then Wout=W1 if S1＜S2 and ＳＩＲ1＜ＳＩＲ2 then Wout=W2 if S1＞S2 and ＳＩＲ1＜ＳＩＲ2 then Wout=W0 if S1＜S2 and ＳＩＲ1＞ＳＩＲ2 then Wout=W0 ｝ ここでは、新たな重み係数を２通り計算し、比較選択し
ているが、この数についてはアレイアンテナ数、伝搬環
境、ハードウェア規模に応じて決定することができるこ
とは言うまでもない。
【００８６】このように、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、所望波受信電力及び受信Ｓ
ＩＲの結果から送信のための重み係数として選択するこ
とにより、以下の効果が得られる。 (１)所望波受信電力に大きな差がない場合には、ＳＩＲ
が最適な方向に絞って送信することにより、他局に与え
る干渉を低減することができ、周波数利用効率を向上さ
せることができる。 (２)所望波受信電力に大きな差があり、かつＳＩＲに大
きな差がない場合には、所望波受信電力が最大の方向に
絞って送信することにより、通信相手（端末）の所望波
受信電力を向上することができる。 (３)所望波受信電力に大きな差があり、かつＳＩＲにも
大きな差がある場合には、大小の傾向が所望波受信電力
とＳＩＲとで同一なら所望波受信電力が最大の方向に絞
って送信し、また異なる場合には、受信指向性と同一の
指向性パターンで送信することにより、所望波受信電力
又はＳＩＲのどちらか一方が極端に劣化することを防止
することができる。
【００８７】(実施の形態５)実施の形態１から実施の形
態４までの無線通信方法又は無線通信装置では、受信し
た所望波電力及び受信ＳＩＲから最適な指向性を選択し
送信した。このとき、重み係数選択回路では、１つのみ
の重み係数を選択した。
【００８８】受信した所望波電力及び受信ＳＩＲから最
適な指向性を選択する際には、必ずしも１つの到来方向
に限定する必要性はなく、むしろ複数の方向に指向性を
もつ重み係数を選択した方が良いこともあり得る。もち
ろん、上記選択された１つの重み係数によって決定され
る指向性は複数の方向に指向性のあるものであってもよ
く、特定の１方向のみに限定された重み係数とは限らな
い。
【００８９】しかし、新たな指向性として１方向に限定
して比較・選択するのではなく、複数方向に指向性を持
つ係数も考慮して比較・選択することまで行った場合に
は、比較する重み係数の候補数が増大し、演算が膨大な
ものとなる。例えば、アンテナ数が４つであり、アダプ
ティブアレイ受信によって得られる重み係数の指向性に
ついてヌル点が３個生じる場合には、新たな指向性とし
て１方向に限定した場合には、新たな重み係数を３つ計
算し、それぞれのアレイ受信時のレベル検出を行い比較
することによって最適な係数を選択する。一方、新たな
指向性として１方向に限定せず、２方向も可能とした場
合には、組合せとして3Ｃ2=３通りの係数が新たに必要
になり、合計６通りの重み係数について比較し選択する
必要がある。
【００９０】したがって、実施の形態５では、選択する
重み係数を１つとせずに、複数の重み係数が選択できる
ようにし、また選択された複数の重み係数が持つ指向性
を合成した形の指向性を持った重み係数を計算すること
ができるようにする。これにより、新たな指向性として
１方向に限定して比較し、選択された候補が複数の場合
には、合成した形の指向性を持った重み係数を計算する
ことで、上記一連の計算（重み係数の計算、アレイ受信
演算、レベル検出、比較）を削減することができる。先
ほどの例では、１方向に限定した新たな重み係数を３つ
計算し、検出したレベルの結果から２つを選択した場合
において、その２つの方向に指向性をもつ重み係数を計
算して出力するというものである。
【００９１】図５は、本発明の実施の形態５に係る無線
通信装置を示すブロック図である。図５を用いて実施の
形態５の説明を行う。例として無線通信装置のアンテナ
数が４である場合について説明する。アンテナ５０１〜
５０４で受信した信号は、無線受信装置５０５で増幅さ
れ、周波数変換され、Ａ／Ｄ変換されて、ベースバンド
信号又はＩＦ信号が抽出される。この信号をタイミング
検出部５０６へ送る。タイミング検出部では、最適受信
タイミングを算出する。最適受信タイミングの算出方法
は、上述した通りである。なお、このときの受信指向性
を図６（ａ）に示す。また、間引き・選択部５０７〜５
１０、アダプティブアレイアンテナ受信機５１１、及び
フィルタ形成部５１２における動作は、実施の形態１と
同様である。
【００９２】重み係数演算部５１３〜５１５では、アダ
プティブアレイアンテナ受信機による重み係数から求ま
る指向性と、フィルタ係数とをそれぞれ乗算することに
より、新たな重み係数を算出する。図６(ａ)はアダプテ
ィブアレイ受信による受信指向性パターン６０１に、指
向性フィルタ係数６０２〜６０４を乗算することによ
り、３つの指向性をもつ新たな重み係数が求められるこ
とを示している。
【００９３】なお、上記例では、受信指向性パターン
に、指向性フィルタ係数を乗算することにより、新たな
指向性パターンをもつ重み係数を計算しているが、指向
性形成技術の例としては、金澤、岩間ほかの「８素子ア
レイアンテナを用いた任意ゾーン形状生成に関する実験
的検討」(信学技法 RCS96-148, 1997-02)に記載されて
いる方法等も挙げられる。
【００９４】すなわち、一つは、フーリエ級数展開を用
いて解析的に求める手法であり、またもう一つは、最小
二乗推定アルゴリズムを用いて、最適解を求める手法で
ある。このような指向性形成アルゴリズムを用いる場合
には、フィルタ形成部５１２では、受信重み係数から各
ローブやヌル点の方向を推定し、ある特定の方向に指向
性（ローブ）を作るために必要な係数を計算して出力す
る。そして、重み係数演算部５１３〜５１５では、アダ
プティブアレイアンテナ受信機による重み係数から求ま
る指向性と、上記係数とを用いて、指向性形成アルゴリ
ズムにより新たな重み係数を算出することになる。
【００９５】図５において、積和演算器５１６〜５１８
は、受信信号と、上記重み係数とを積和演算する。これ
は、受信信号を新たな３通りの指向性パターンでアレイ
受信を行うことを意味する。レベル検出部５１９〜５２
１では、アレイアンテナ合成された受信信号の所望波受
信電力と受信ＳＩＲを測定する。
【００９６】そして、選択部５２２では、所望波受信電
力と受信ＳＩＲの結果から重み係数を選択する。このと
き１つの重み係数ではなく、２つの係数を選択したとす
る。選択数については、上限値を設定しておき、その範
囲内で上記所望波受信電力と受信ＳＩＲの結果から選択
することが考えられる。このとき、重み係数演算部５２
３では、選択された２つの重み係数がもつ指向性を合成
した指向性をもつ重み係数を計算し出力する。例えば、
図６(ｂ)に示すように、図６(ａ)に示す３つの指向性の
内、選択された２つの方向の指向性６０５，６０６を合
成した指向性パターン６０７をもつ重み係数が計算され
ることになる。
【００９７】なお、図５では、選択された２つの重み係
数がもつ指向性、それを合成した指向性をもつ重み係数
を計算する手段をとして、重み係数演算部５２３を新た
に設けている。しかし、上記演算においては、あらたな
構成手段を設けずに実行することも可能である。
【００９８】図７にその構成例を示す。図７において、
選択部５２２までの動作は図５と同様である。したがっ
て、選択部５２２以降の動作について説明する。すなわ
ち、選択部５２２では、所望波受信電力と受信ＳＩＲの
結果から重み係数を選択する。このとき図５と同様に２
つの係数を選択したとする。選択数については、上限値
を設定しておき、その範囲内で上記所望波受信電力と受
信ＳＩＲの結果から選択することが考えられる。
【００９９】このとき、選択された重み係数が１つでな
い場合には、フィルタ形成部５１２では、選択情報信号
に基づいて、前回の２つの指向性を合成したフィルタ係
数、又は合成した指向性をもつ重み係数を計算するのに
必要な係数を計算して出力する。そして、例えば重み係
数演算部５１３において、アダプティブアレイアンテナ
受信機による重み係数から求まる指向性と、上記係数と
を用いて、新たな重み係数を算出し、選択部５２３を経
て出力する。
【０１００】ここでは、新たな重み係数を３通り計算
し、比較選択しているが、この数についてアレイアンテ
ナ数、伝搬環境、ハードウェア規模に応じて決定するこ
とができることは言うまでもない。また、レベル検出回
路により、所望波受信電力と受信ＳＩＲを測定している
が、どちらか一方を測定し、その結果を基に選択するこ
とができることは明らかである。
【０１０１】このように、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、所望波受信電力及び受信Ｓ
ＩＲの結果から送信のために選択する重み係数を１つと
せずに、複数の重み係数が選択できるようにし、また選
択された複数の重み係数が選択された場合には、それぞ
れが持つ指向性を合成した形の指向性を持った重み係数
を計算することができるようにすることにより、以下の
効果が得られる。 (１)受信した所望波電力及び受信ＳＩＲから、より最適
な指向性を持った送信ができる。 (２)１方向に限定して比較し、選択された候補が複数の
場合には、合成した形の指向性を持った重み係数を計算
することで、重み係数の計算、アレイ受信演算、レベル
検出、及び比較等の演算を削減することができる。
【０１０２】(実施の形態６)図８は、本発明の実施の形
態６に係る無線通信装置を示すブロック図である。図８
を用いて実施の形態６の説明を行う。なお、図８におい
て、図１と同じ部分については、同じ符号を付してその
説明を省略する。例として無線通信装置のアンテナ数が
３である場合について説明する。
【０１０３】アンテナ１０１〜１０３で受信された信号
は、無線受信装置１０４で増幅され、周波数変換され、
Ａ／Ｄ変換されて、ベースバンド信号又はＩＦ信号が抽
出される。更に、この信号は、相関器（又はマッチドフ
ィルタ）８０１〜８０３でスプレッドスペクトラム通信
方式で拡散された信号と同じ拡散符号で逆拡散される。
逆拡散された信号をタイミング検出部１０５へ送る。タ
イミング検出部１０５からの処理は、実施の形態１と同
じであるので省略する。
【０１０４】このように、スプレッドスペクトラム方式
で行う通信装置において、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、所望波受信電力が最大にな
るものを送信のための重み係数として選択することによ
り、以下の効果が得られる。 (１)所望波受信電力が最大の方向に絞って送信すること
により、通信相手（端末）の所望波受信電力を向上する
ことができる。
【０１０５】(実施の形態７)本発明の実施の形態７の無
線通信装置の構成は図８に示すものとほぼ同様である。
したがって、図８を用いて実施の形態７の説明を行う。
図８において、積和演算器１１１，１１２が、受信信号
と、上記重み係数との積和演算するところまでは実施の
形態６と同様である。レベル検出部１１５，１１６は、
アレイアンテナ合成された受信信号の受信ＳＩＲを測定
し、選択部１１７で受信ＳＩＲ検出結果が大きい方の重
み係数を選択する。
【０１０６】ここでは、新たな重み係数を２通り計算
し、比較選択しているが、この数についてはアレイアン
テナ数、伝搬環境、ハードウェア規模に応じて決定する
ことができることは言うまでもない。なお、所望波受信
電力及び受信ＳＩＲの計算方法については、実施の形態
２と同じであるので、その説明は省略する。
【０１０７】このように、スプレッドスペクトラム方式
で行う通信装置において、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、受信ＳＩＲが最大になるも
のを送信のための重み係数として選択することにより、
以下の効果が得られる。 (１）ＳＩＲが最適な方向に絞って送信することによ
り、他局に与える干渉を低減することができ、通信品質
を向上させることができる。 (２）他局に与える干渉を低減することができるため、C
DMAシステムにおいてシステム容量を増加することがで
きる。
【０１０８】(実施の形態８)実施の形態６又は実施の形
態７のスプレッドスペクトラム方式で行う無線通信方法
又は無線通信装置では、受信した所望波電力又は受信Ｓ
ＩＲが最大になる指向性で送信した。しかし、所望波電
力で選択した場合には、通信相手（端末）の所望波受信
電力は向上しても、受信ＳＩＲが劣化する可能性があ
り、また、他局に強い干渉を及ぼすことになる。
【０１０９】一方、受信ＳＩＲで選択した場合には、通
信相手（端末）の受信ＳＩＲは向上し、他局への干渉は
低減できるが、所望波受信電力がかえって低下すること
によって、所望波電力対雑音電力比(ＳＮＲ: Signal to
Noise Ratio)の点から、回線品質が劣化する可能性が
ある。よって、実施の形態8では、所望波受信電力と受
信ＳＩＲの両方の結果から指向性を選択して送信するこ
とにより、通信相手（端末）のＳＩＲを向上を図り、他
局に与える干渉を低減すると同時に、所望波受信電力の
向上を図る。
【０１１０】本発明の実施の形態８の無線通信装置の構
成は図８と同様である。したがって、図８を用いて実施
の形態８の説明を行う。図８において、積和演算器１１
３，１１４が、受信信号と、上記重み係数との積和演算
するところまでは実施の形態７と同様である。
【０１１１】レベル検出部１１５，１１６は、アレイア
ンテナ合成された受信信号の所望波受信電力と受信ＳＩ
Ｒを測定し、そして、選択部１１７では、所望波受信電
力と受信ＳＩＲの結果から重み係数を選択する。
【０１１２】ここでは、新たな重み係数を２通り計算
し、比較選択しているが、この数についてはアレイアン
テナ数、伝搬環境、ハードウェア規模に応じて決定する
ことができることは言うまでもない。
【０１１３】このように、スプレッドスペクトラム方式
で行う通信装置において、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、所望波受信電力及び受信Ｓ
ＩＲの結果から送信のための重み係数として選択するこ
とにより、以下の効果が得られる。 (１)所望波受信電力に大きな差がない場合には、ＳＩＲ
が最適な方向に絞って送信することにより、他局に与え
る干渉を低減することができ、周波数利用効率を向上さ
せることができる。また、ＣＤＭＡシステムにおいてシ
ステム容量を増加することができる。 (２)所望波受信電力に大きな差がある場合には、所望波
受信電力が最大の方向に絞って送信することにより、通
信相手（端末）の所望波受信電力を向上することができ
る。
【０１１４】(実施の形態９)実施の形態８の無線通信方
法又は無線通信装置では、受信した所望波電力及び受信
ＳＩＲから最適な指向性を選択し送信した。しかし、所
望波電力による比較結果と受信ＳＩＲによる比較結果と
に、大きな違いがある場合には課題が生じる。すなわ
ち、所望波電力で選択した場合には、通信相手（端末）
の所望波受信電力は向上しても、受信ＳＩＲが大きく劣
化し、他局に強い干渉を及ぼすことになる。
【０１１５】一方、受信ＳＩＲで選択した場合には、通
信相手（端末）の受信ＳＩＲは向上し、他局への干渉は
低減できるものの、所望波受信電力が大きく低下するこ
とによって、回線品質が劣化する。
【０１１６】したがって、実施の形態９では、選択する
重み係数の候補に、受信指向性と同一の指向性パターン
をもつ係数も加えることにより、所望波受信電力と受信
ＳＩＲの両方の結果から、伝搬環境などの変化に応じて
適宜指向性を選択して送信することにより、通信相手
（端末）のＳＩＲを向上を図り、他局に与える干渉を低
減すると同時に、所望波受信電力の向上を図る。
【０１１７】図９は、本発明の実施の形態９に係る無線
通信装置を示すブロック図である。図９において、図８
と同じ部分については、同じ符号を付してその説明は省
略する。図９を用いて実施の形態９の説明を行う。例と
して無線通信装置のアンテナ数が３である場合について
説明する。
【０１１８】重み演算部１１１，１１２までの処理は、
実施の形態６と同じである。図９において、積和演算器
１１３，１１４は、受信信号と、重み係数とを積和演算
する。これは、受信信号を新たな２通りの指向性パター
ンでアレイ受信を行うことを意味する。レベル検出部１
１５，１１６は、アレイアンテナ合成された受信信号の
所望波受信電力と受信ＳＩＲを測定する。
【０１１９】一方、レベル検出部４０１では、アレイア
ンテナ合成された受信信号の所望波受信電力と受信ＳＩ
Ｒを測定する。そして、選択部１１７では、所望波受信
電力と受信ＳＩＲの結果から重み係数を選択する。
【０１２０】ここでは、新たな重み係数を２通り計算
し、比較選択しているが、この数についてはアレイアン
テナ数、伝搬環境、ハードウェア規模に応じて決定する
ことができることは言うまでもない。
【０１２１】このように、スプレッドスペクトラム方式
で行う通信装置において、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、所望波受信電力及び受信Ｓ
ＩＲの結果から送信のための重み係数として選択するこ
とにより、以下の効果が得られる。 (１)所望波受信電力に大きな差がない場合には、ＳＩＲ
が最適な方向に絞って送信することにより、他局に与え
る干渉を低減することができ、周波数利用効率を向上さ
せることができる。 (２)所望波受信電力に大きな差があり、かつＳＩＲに大
きな差がない場合には、所望波受信電力が最大の方向に
絞って送信することにより、通信相手（端末）の所望波
受信電力を向上することができる。 (３)所望波受信電力に大きな差があり、かつＳＩＲにも
大きな差がある場合には、大小の傾向が所望波受信電力
とＳＩＲとで同一なら所望波受信電力が最大の方向に絞
って送信し、また異なる場合には、受信指向性と同一の
指向性パターンで送信することにより、所望波受信電力
又はＳＩＲのどちらか一方が極端に劣化することを防止
することができる。
【０１２２】(実施の形態１０)図１０は、本発明の実施
の形態１０に係るの無線通信装置を示すブロック図であ
る。図１１は、送信時の伝搬モデルの１例を示す。図１
２は、送信時の送信指向性の１例を示す。図１０を用い
て実施の形態１０の説明を行う。
【０１２３】まず、受信側を説明する。例として無線通
信装置のアンテナ数が３である場合について説明する。
アンテナ１０１〜１０３で受信した信号は、アンテナ共
用器１００１〜１００３を経由し、無線受信装置１０４
で増幅され、周波数変換され、Ａ／Ｄ変換されて、ベー
スバンド信号又はＩＦ信号が抽出される。この信号をタ
イミング検出部１０５に送る。タイミング検出部では、
最適受信タイミングを算出する。最適受信タイミングの
算出方法は、実施の形態１の場合と同様である。また、
重み係数演算部１１１，１１２までの処理は実施の形態
１と同様である。
【０１２４】図１０において、積和演算器１１３，１１
４は、受信信号と、重み係数とを積和演算する。これ
は、受信信号を新たな２通りの指向性パターンでアレイ
受信を行うことを意味する。レベル検出部１１５，１１
６では、アレイアンテナ合成された受信信号の所望波受
信電力と受信ＳＩＲを測定する。そして、選択部１１７
では、所望波受信電力と受信ＳＩＲの結果から重み係数
を選択する。
【０１２５】レベル検出部１１５で計算した所望波受信
電力と受信ＳＩＲを、それぞれＳ１,ＳＩＲ１とし、レ
ベル検出部１１６で計算した所望波受信電力と受信ＳＩ
Ｒを、それぞれＳ２,ＳＩＲ２とする。また、重み係数
をＷ１、Ｗ２とし、選択される重み係数をＷoutとす
る。１例としては、以下のように選択することが考えら
れる。Ｓthresholdは受信電力に対するあるしきい値で
ある。 if |S1-S2|≦Ｓthreshold and ＳＩＲ1＞ＳＩＲ2 then Wout=W1 if |S1-S2|≦Ｓthreshold and ＳＩＲ1≦ＳＩＲ2 then Wout=W2 if |S1-S2|＞Ｓthreshold and S1＞S2 then Wout=W1 if |S1-S2|＞Ｓthreshold and S1＜S2 then Wout=W2
【０１２６】なお、上記例では、所望波受信電力と受信
ＳＩＲの結果から重み係数を選択しているが、実施の形
態１及び２のように、所望波受信電力又は受信ＳＩＲの
結果から重み係数を選択できることは明白である。ま
た、ここでは、新たな重み係数を２通り計算し、比較選
択しているが、この数についてはアレイアンテナ数、伝
搬環境、ハードウェア規模に応じて決定することができ
ることは言うまでもない。また、所望波受信電力と受信
ＳＩＲの計算方法の例としては、上記実施の形態と同様
である。
【０１２７】次に、送信側を説明する。送信信号を変調
器１００４で変調する。積和演算器１００５において、
選択部１１７で選択された重み係数を乗算する。乗算し
た結果を無線送信回路１００６で周波数変換し、更に増
幅して、アンテナ共用器１００１〜１００３経由でアン
テナ１０１〜１０３から送信する。
【０１２８】図１１に送信時の伝搬モデルの１例を示
す。また、図１２にそのときの送信指向性の１例を示
す。基地局１１０１において、選択された重み係数によ
り制御された信号は、ビル１１０７や山１１０８に拘わ
らず、矢印１２０１の方向に指向性をもって送信され、
端末１１０６のアンテナ１１０５に受信されることにな
る。
【０１２９】このように、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、所望波受信電力及び受信Ｓ
ＩＲの結果から送信のための重み係数として選択し、送
信を行うことにより、以下の効果が得られる。 (１)所望波受信電力に大きな差がない場合には、ＳＩＲ
が最適な方向に絞って送信することにより、他局に与え
る干渉を低減することができ、周波数利用効率を向上さ
せることができる。 (２)所望波受信電力に大きな差がある場合には、所望波
受信電力が最大の方向に絞って送信することにより、通
信相手（端末）の所望波受信電力を向上することができ
る。
【０１３０】(実施の形態１１)図１３は、本発明の実施
の形態１１に係る無線通信装置を示すブロック図であ
る。図１３を用いて実施の形態１１の説明を行う。な
お、図１０と同じ部分については同じ符号を付してその
説明は省略する。
【０１３１】まず、受信側を説明する。積和演算器１１
３，１１４までの処理は、実施の形態１０と同じであ
る。図１３において、積和演算器１１３，１１４は、受
信信号と、重み係数とを積和演算する。これは、受信信
号を新たな２通りの指向性パターンでアレイ受信を行う
ことを意味する。レベル検出部１１５，１１６では、ア
レイアンテナ合成された受信信号の所望波受信電力と受
信ＳＩＲを測定する。一方、レベル検出部４０１では、
アレイアンテナ合成された受信信号の所望波受信電力と
受信ＳＩＲを測定する。
【０１３２】そして、選択部１１７では、所望波受信電
力と受信ＳＩＲの結果から重み係数を選択する。レベル
検出部４０１で計算した所望波受信電力と受信ＳＩＲ
を、それぞれＳ０,ＳＩＲ０とし、レベル検出部１１５
で計算した所望波受信電力と受信ＳＩＲをＳ１,ＳＩＲ
１とし、また、レベル検出部１１６で計算した所望波受
信電力と受信ＳＩＲを、それぞれＳ２,ＳＩＲ２とす
る。また、重み係数をＷ０〜Ｗ２とし、選択される重み
係数をＷoutとする。１例としては、以下のように選択
することが考えられる。ただし、Ｓthresholdは受信電
力に対するあるしきい値とし、ＳＩＲthresholdはＳＩ
Ｒに対するあるしきい値とする。 if |S1-S2|≦Ｓthreshold and ＳＩＲ1＞ＳＩＲ2 then Wout=W1 if |S1-S2|≦Ｓthreshold and ＳＩＲ1≦ＳＩＲ2 then Wout=W2 if |S1-S2|＞Ｓthreshold and |ＳＩＲ1-ＳＩＲ2|≦ＳＩＲthreshold｛ if S1＞S2 then Wout=W1 if S1＜S2 then Wout=W2 ｝ if |S1-S2|＞Ｓthreshold and |ＳＩＲ1-ＳＩＲ2|＞ＳＩＲthreshold｛ if S1＞S2 and ＳＩＲ1＞ＳＩＲ2 then Wout=W1 if S1＜S2 and ＳＩＲ1＜ＳＩＲ2 then Wout=W2 if S1＞S2 and ＳＩＲ1＜ＳＩＲ2 then Wout=W0 if S1＜S2 and ＳＩＲ1＞ＳＩＲ2 then Wout=W0 ｝ ここでは、新たな重み係数を２通り計算し、比較選択し
ているが、この数についてはアレイアンテナ数、伝搬環
境、ハードウェア規模に応じて決定することができるこ
とは言うまでもない。
【０１３３】次に、送信側を説明する。送信信号を変調
器１００４で変調する。積和演算器１００５において、
選択部１１７で選択された重み係数を乗算する。乗算し
た結果を無線送信回路１００６で周波数変換し、更に増
幅して、アンテナ共用器１００１〜１００３経由でアン
テナ１０１〜１０３から送信する。
【０１３４】このように、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、所望波受信電力及び受信Ｓ
ＩＲの結果から送信のための重み係数として選択し、送
信を行うことにより、以下の効果が得られる。 (１)所望波受信電力に大きな差がない場合には、ＳＩＲ
が最適な方向に絞って送信することにより、他局に与え
る干渉を低減することができ、周波数利用効率を向上さ
せることができる。 (２)所望波受信電力に大きな差があり、かつＳＩＲに大
きな差がない場合には、所望波受信電力が最大の方向に
絞って送信することにより、通信相手（端末）の所望波
受信電力を向上することができる。 (３)所望波受信電力に大きな差があり、かつＳＩＲにも
大きな差がある場合には、大小の傾向が所望波受信電力
とＳＩＲとで同一なら所望波受信電力が最大の方向に絞
って送信し、また異なる場合には、受信指向性と同一の
指向性パターンで送信することにより、所望波受信電力
又はＳＩＲのどちらか一方が極端に劣化することを防止
することができる。
【０１３５】(実施の形態１２)図１４は、本発明の実施
の形態１２に係る無線通信装置を示すブロック図であ
る。図１４を用いて実施の形態１２の説明を行う。
【０１３６】まず、受信側を説明する。例として無線通
信装置のアンテナ数が４である場合について説明する。
アンテナ１４０１〜１４０４で受信し、アンテナ共用器
１４０５〜１４０８を経由し、無線受信装置１４０９で
増幅され、周波数変換され、Ａ／Ｄ変換され、ベースバ
ンド信号又はＩＦ信号が抽出される。この信号をタイミ
ング検出部１４１０へ送る。タイミング検出部では、最
適受信タイミングを算出する。最適受信タイミングの算
出方法は、上記実施の形態と同じである。
【０１３７】タイミングｔ０を間引き選択部１４１１〜
１４１４に送る。間引き選択部では、タイミングｔ０の
受信信号をアダプティブアレイアンテナ受信機１４１５
に送る。アダプティブアレイアンテナ受信機では、所望
波又はＳＩＲが最大になるように４つのアンテナの受信
信号を合成する。また、アダプティブアレイアンテナ受
信機１４１５は、合成した結果と、重み係数を出力す
る。この重み係数は受信指向性を形成する。一例とし
て、図６（ａ）の６０１に受信指向性を示す。
【０１３８】フィルタ形成部１４１６では、受信重み係
数から所望波の到来方向を推定し、ある特定の方向に指
向性をもつ係数を計算して出力する。指向性形成技術に
ついては、上記実施の形態と同じである。
【０１３９】重み係数演算部１４１７〜１４１９では、
アダプティブアレイアンテナ受信機による重み係数から
求まる指向性と、フィルタ係数とをそれぞれ乗算するこ
とにより、新たな重み係数を算出する。図６(ａ)はアダ
プティブアレイ受信による受信指向性パターン６０１
に、指向性フィルタ係数６０２〜６０４を乗算すること
により、３つの指向性をもつ新たな重み係数が求められ
ることを示している。
【０１４０】なお、上記例では、受信指向性パターン
に、指向性フィルタ係数を乗算することにより、新たな
指向性パターンをもつ重み係数を計算したが、指向性形
成技術の例としては、金澤、岩間ほかの”８素子アレイ
アンテナを用いた任意ゾーン形状生成に関する実験的検
討” (信学技法 RCS96-148, 1997-02)に記載されている
方法等もある。
【０１４１】すなわち、一つは、フーリエ級数展開を用
いて解析的に求める手法であり、またもう一つは、最小
二乗推定アルゴリズムを用いて、最適解を求める手法で
ある。このような指向性形成アルゴリズムを用いる場合
には、フィルタ形成部１４１６では、受信重み係数から
各ローブやヌル点の方向を推定し、ある特定の方向に指
向性（ローブ）を作るために必要な係数を計算して出力
する。そして、重み係数演算部１４１７〜１４１９で
は、アダプティブアレイアンテナ受信機による重み係数
から求まる指向性と、係数とを用いて、指向性形成アル
ゴリズムにより新たな重み係数を算出することになる。
【０１４２】図１４において、積和演算器１４２０〜１
４２２は、受信信号と、重み係数とを積和演算する。こ
れは、受信信号を新たな３通りの指向性パターンでアレ
イ受信を行うことを意味する。レベル検出部１４２３〜
１４２５では、アレイアンテナ合成された受信信号の所
望波受信電力と受信ＳＩＲを測定する。
【０１４３】そして、選択部１４２６では、所望波受信
電力と受信ＳＩＲの結果から重み係数を選択する。この
とき１つの重み係数ではなく、２つの係数を選択したと
する。選択数については、上限値を設定しておき、その
範囲内で上記所望波受信電力と受信ＳＩＲの結果から選
択することが考えられる。このとき、重み係数演算回路
2043では、選択された２つの重み係数がもつ指向性を合
成した指向性をもつ重み係数を計算して出力する。例え
ば、図６(ｂ)に示すように、図６(ａ)の３つの指向性の
内、選択された２つの方向６０５、６０６の合成した指
向性パターン６０７をもつ重み係数が計算されることに
なる。
【０１４４】なお、図１４では、選択された２つの重み
係数がもつ指向性、それを合成した指向性をもつ重み係
数を計算する手段をとして、重み係数演算１４２７を新
たに設けている。しかし、実施の形態５と同様な手段に
より、あらたな構成手段を設けずに実行することも可能
である。
【０１４５】ここでは、新たな重み係数を３通り計算
し、比較選択しているが、この数はアレイアンテナ数、
伝搬環境、ハードウェア規模に応じて決定することがで
きることは明白である。また、レベル検出回路により、
所望波受信電力と受信ＳＩＲを測定しているが、どちら
か一方を測定し、その結果に基づいて選択することがで
きることは明らかである。
【０１４６】次に、送信側を説明する。送信信号を変調
器１４２８で変調する。積和演算器１４２９において、
重み係数演算器１４２７で算出された重み係数を乗算す
る。乗算した結果を無線送信回路１４３０で周波数変換
し、更に増幅して、アンテナ共用器１４０５〜１４０８
経由でアンテナ１４０１〜１４０４から送信する。
【０１４７】このように、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、所望波受信電力及び受信Ｓ
ＩＲの結果から送信のために選択する重み係数を１つと
せずに、複数の重み係数が選択できるようにし、また選
択された複数の重み係数が選択された場合には、それぞ
れが持つ指向性を合成した形の指向性を持った重み係数
を計算することができるようにし、送信を行うことによ
り、以下の効果が得られる。 (１)受信した所望波電力及び受信ＳＩＲから、より最適
な指向性を持った送信ができる。 (２)１方向に限定して比較し、選択された候補が複数の
場合には、合成した形の指向性を持った重み係数を計算
することで、重み係数の計算、アレイ受信演算、レベル
検出、及び比較等の演算を削減することができる。
【０１４８】(実施の形態１３)図１５は、本発明の実施
の形態１３に係る無線通信装置を示すブロック図であ
る。図１５を用いて実施の形態１３の説明を行う。
【０１４９】受信側については、受信信号について逆拡
散処理を行なうこと以外は実施の形態１０と同様であ
る。なお、上記例では、所望波受信電力と受信ＳＩＲの
結果から重み係数を選択しているが、実施の形態６及び
７のように、所望波受信電力又は受信ＳＩＲの結果から
重み係数を選択できることは明白である。
【０１５０】次いで、送信側を説明する。送信信号を変
調器１００４で変調する。このとき、データ変調だけで
なく拡散変調も行う。積和演算器１００５において、選
択部１１７で選択された重み係数を乗算する。乗算した
結果を無線送信回路１００６で周波数変換と増幅を行
い、アンテナ共用器１００１〜１００３経由でアンテナ
１０１〜１０３から送信する。
【０１５１】このように、スプレッドスペクトラム方式
で行う通信装置において、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、所望波受信電力及び受信Ｓ
ＩＲの結果から送信のための重み係数として選択し、送
信を行うことにより、以下の効果が得られる。 (１)所望波受信電力に大きな差がない場合には、ＳＩＲ
が最適な方向に絞って送信することにより、他局に与え
る干渉を低減することができ、周波数利用効率を向上さ
せることができる。また、ＣＤＭＡシステムにおいてシ
ステム容量を増加することができる。 (２)所望波受信電力に大きな差がある場合には、所望波
受信電力が最大の方向に絞って送信することにより、通
信相手（端末）の所望波受信電力を向上することができ
る。
【０１５２】(実施の形態１４)図１６は、本発明の実施
の形態１４に係る無線通信装置を示すブロック図であ
る。図１６を用いて実施の形態１４の説明を行う。な
お、受信側については、受信信号について逆拡散処理を
行なうこと以外は実施の形態１１と同様である。
【０１５３】送信側では、送信信号を変調器１００４で
変調する。このとき、データ変調だけでなく拡散変調も
行う。積和演算器１００５において、選択部１１７で選
択された重み係数を乗算する。乗算した結果を無線送信
回路１００６で周波数変換し、更に増幅して、アンテナ
共用器１００１〜１００３経由でアンテナ１０１〜１０
３から送信する。
【０１５４】このように、スプレッドスペクトラム方式
で行う通信装置において、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、所望波受信電力及び受信Ｓ
ＩＲの結果から送信のための重み係数として選択するこ
とにより、以下の効果が得られる。 (１)所望波受信電力に大きな差がない場合には、ＳＩＲ
が最適な方向に絞って送信することにより、他局に与え
る干渉を低減することができ、周波数利用効率を向上さ
せることができる。 (２)所望波受信電力に大きな差があり、かつＳＩＲに大
きな差がない場合には、所望波受信電力が最大の方向に
絞って送信することにより、通信相手（端末）の所望波
受信電力を向上することができる。 (３) 所望波受信電力に大きな差があり、かつＳＩＲに
も大きな差がある場合には、大小の傾向が所望波受信電
力とＳＩＲとで同一なら所望波受信電力が最大の方向に
絞って送信し、また異なる場合には、受信指向性と同一
の指向性パターンで送信することにより、所望波受信電
力又はＳＩＲのどちらか一方が極端に劣化することを防
止することができる。
【０１５５】(実施の形態１５)図１０及び図１７を用い
て実施の形態１５の説明を行う。これは、図１０の構成
をもつ通信装置（基地局）と、図１７の構成をもつ通信
装置（端末）から構成される通信システムである。
【０１５６】まず、上り回線を説明する。端末である通
信装置は、送信側において、送信信号を変調器１７０１
で変調する。変調信号を無線送信回路１７０２で周波数
変換し、更に増幅し、アンテナ共用器１７０３経由でア
ンテナ１７０４から送信する。
【０１５７】図１０に示す構成をもつ通信装置（基地
局）における受信は、実施の形態１０で説明したものと
同様である。アダプティブアレイアンテナ受信機１０９
において、アレイ受信することにより、受信信号を得
る。そして、選択部１１７では、所望波受信電力と受信
ＳＩＲの結果から重み係数を選択する。
【０１５８】次に、下り回線を説明する。基地局である
通信装置は、送信側において、送信信号を変調器１００
４で変調する。積和演算器１００５において、選択部１
１７で選択された重み係数を乗算する。乗算した結果を
無線送信回路１００６で周波数変換し、更に増幅して、
アンテナ共用器１００１〜１００３経由でアンテナ１０
１〜１０３から送信する。
【０１５９】一方、端末側では、アンテナ１７０４で受
信し、アンテナ共用器１７０５を経由し、無線受信回路
１７０５で増幅し、周波数変換し、Ａ／Ｄ変換して、ベ
ースバンド信号又はＩＦ信号を取り出す。この信号をタ
イミング検出部１７０６へ送る。タイミング検出部で
は、最適受信タイミングを算出する。最適受信タイミン
グの算出は、例えば、フレーム中に送信機と受信機に既
知であるパターンを埋め込み、送信機から送信し、受信
機では、１シンボル時間の数倍から十数倍でＡ／Ｄ変換
し、既知シンボルとの相関演算を行うことにより行な
い、そして、相関演算結果のパワが大きいタイミングｔ
０を検出することにより行なう。このタイミングｔ０を
間引き選択部１７０７に送る。間引き選択部では、タイ
ミングｔ０の受信信号を復調部１７０８に送る。復調部
では、復調を行い受信信号を出力する。
【０１６０】このように、無線通信システムにおいて、
一方の通信装置にアダプティブアレイアンテナによる送
受信手段を備え、アダプティブアレイアンテナ合成した
受信信号の重み係数から、新たな指向性パターンをもつ
重み係数を計算し、所望波受信電力及び受信ＳＩＲの結
果から送信のための重み係数として選択し、送信を行う
ことにより、以下の効果が得られる。 (１)所望波受信電力に大きな差がない場合には、ＳＩＲ
が最適な方向に絞って送信することにより、他局に与え
る干渉を低減することができ、周波数利用効率を向上さ
せることができる。 (２)所望波受信電力に大きな差がある場合には、所望波
受信電力が最大の方向に絞って送信することにより、通
信相手（端末）の所望波受信電力を向上することができ
る。
【０１６１】(実施の形態１６)図１３及び図１７を用い
て実施の形態１６の説明を行う。これは、図１３に示す
構成をもつ通信装置（基地局）と、図１７に示す構成を
もつ通信装置（端末）から構成される通信システムであ
る。
【０１６２】まず、上り回線を説明する。端末である通
信装置は、送信側において、送信信号を変調器１７０１
で変調する。変調信号を無線送信回路１７０２で周波数
変換し、増幅して、アンテナ共用器１７０３経由でアン
テナ１７０４から送信する。
【０１６３】図１３に示す構成をもつ通信装置（基地
局）における受信は、実施の形態１１で説明したものと
同様である。アダプティブアレイアンテナ受信機１０９
において、アレイ受信することにより、受信信号を得
る。そして、選択部１１７では、所望波受信電力と受信
ＳＩＲの結果から重み係数を選択する。
【０１６４】次に、下り回線を説明する。基地局である
通信装置は、送信側において、送信信号を変調器１００
４で変調する。積和演算器１００５において、選択部１
１７で選択された重み係数を乗算する。乗算した結果を
無線送信回路１００６で周波数変換し、増幅して、アン
テナ共用器１００１〜１００３経由でアンテナ１０１〜
１０３から送信する。
【０１６５】一方、端末側では、アンテナ１７０４で受
信し、アンテナ共用器１７０３を経由し、無線受信回路
１７０５で増幅し、周波数変換し、Ａ／Ｄ変換して、ベ
ースバンド信号又はＩＦ信号を取り出す。この信号をタ
イミング検出部１７０６へ送る。タイミング検出部で
は、最適受信タイミングを算出する。最適受信タイミン
グの算出は、例えば、フレーム中に送信機と受信機に既
知であるパターンを埋め込み、送信機から送信し、受信
機では、１シンボル時間の数倍から十数倍でＡ／Ｄ変換
し、既知シンボルとの相関演算を行ない、そして、相関
演算結果のパワが大きいタイミングｔ０を検出すること
により行なう。このタイミングｔ０を間引き選択部１７
０７に送る。間引き選択部では、タイミングｔ０の受信
信号を復調部１７０８に送る。復調部では、復調を行い
受信信号を出力する。
【０１６６】このように、無線通信システムにおいて、
一方の通信装置にアダプティブアレイアンテナによる送
受信手段を備え、アダプティブアレイアンテナ合成した
受信信号の重み係数から、新たな指向性パターンをもつ
重み係数を計算し、所望波受信電力及び受信ＳＩＲの結
果から送信のための重み係数として選択し、送信を行う
ことにより、以下の効果が得られる。 (１)所望波受信電力に大きな差がない場合には、ＳＩＲ
が最適な方向に絞って送信することにより、他局に与え
る干渉を低減することができ、周波数利用効率を向上さ
せることができる。 (２)所望波受信電力に大きな差があり、かつＳＩＲに大
きな差がない場合には、所望波受信電力が最大の方向に
絞って送信することにより、通信相手（端末）の所望波
受信電力を向上することができる。 (３)所望波受信電力に大きな差があり、かつＳＩＲにも
大きな差がある場合には、大小の傾向が所望波受信電力
とＳＩＲとで同一なら所望波受信電力が最大の方向に絞
って送信し、また異なる場合には、受信指向性と同一の
指向性パターンで送信することにより、所望波受信電力
又はＳＩＲのどちらか一方が極端に劣化することを防止
することができる。
【０１６７】(実施の形態１７)図１４及び図１７を用い
て実施の形態１７の説明を行う。これは、図１４に示す
構成をもつ通信装置（基地局）と、図１７の構成をもつ
通信装置（端末）から構成される通信システムである。
【０１６８】まず、上り回線を説明する。端末である通
信装置は、送信側において、送信信号を変調器１７０１
で変調する。変調信号を無線送信回路１７０２で周波数
変換し、増幅して、アンテナ共用器１７０３経由でアン
テナ１７０４から送信する。
【０１６９】図１４の構成をもつ通信装置（基地局）に
おける受信は、実施の形態１２で説明したものと同様で
ある。アダプティブアレイアンテナ受信機１４１５にお
いて、アレイ受信することにより、受信信号を得る。そ
して、選択部１４２６では、所望波受信電力と受信ＳＩ
Ｒの結果から重み係数を選択する。そして、複数の重み
係数が選択された場合は、重み係数演算器１４２７にお
いて、選択された複数の重み係数がもつ指向性を合成し
た指向性をもつ重み係数を計算し出力する。なお、合成
した指向性をもつ重み係数の計算は、実施の形態５と同
様な手段により、あらたな構成手段を設けずに実行する
ことも可能であることは明白である。
【０１７０】次に、下り回線を説明する。基地局である
通信装置は、送信側において、送信信号を変調器１４２
８で変調する。積和演算器１４２９において、重み係数
演算器１４２７で算出された重み係数を乗算する。乗算
した結果を無線送信回路１４３０で周波数変換し、増幅
して、アンテナ共用器１４０５〜１４０８経由でアテナ
１４０１〜１４０４から送信する。
【０１７１】一方、端末側では、１７０４のアンテナで
受信し、アンテナ共用器１７０３を経由し、無線受信回
路１７０５で増幅し、周波数変換し、Ａ／Ｄ変換して、
ベースバンド信号又はＩＦ信号を取り出す。この信号を
タイミング検出部１７０６へ送る。タイミング検出部で
は、最適受信タイミングを算出する。最適受信タイミン
グの算出は、例えば、フレーム中に送信機と受信機に既
知であるパターンを埋め込み、送信機から送信し、受信
機では、１シンボル時間の数倍から十数倍でA/D変換
し、既知シンボルとの相関演算を行ない、そして、相関
演算結果のパワが大きいタイミングｔ０を検出すること
により行なう。このタイミングｔ０を間引き選択部１７
０７に送る。間引き選択部では、タイミングｔ０の受信
信号を復調部１７０８に送る。復調部では、復調を行い
受信信号を出力する。
【０１７２】このように、無線通信システムにおいて、
一方の通信装置にアダプティブアレイアンテナによる送
受信手段を備え、アダプティブアレイアンテナ合成した
受信信号の重み係数から、新たな指向性パターンをもつ
重み係数を計算し、所望波受信電力及び受信ＳＩＲの結
果から送信のために選択する重み係数を１つとせずに、
複数の重み係数が選択できるようにし、また選択された
複数の重み係数が選択された場合には、それぞれが持つ
指向性を合成した形の指向性を持った重み係数を計算す
ることができるようにし、送信を行うことにより、以下
の効果が得られる。 (１)受信した所望波電力及び受信ＳＩＲから、より最適
な指向性を持った送信ができる。 (２)１方向に限定して比較し、選択された候補が複数の
場合には、合成した形の指向性を持った重み係数を計算
することで、重み係数の計算、アレイ受信演算、レベル
検出、及び比較等の演算を削減することができる。
【０１７３】(実施の形態１８)図１５及び図１８を用い
て実施の形態１８の説明を行う。これは、図１５に示す
構成をもつ通信装置（基地局）と、図１８に示す構成を
もつ通信装置（端末）から構成されるスプレッドスペク
トラム方式で行う通信システムである。
【０１７４】まず、上り回線を説明する。端末である通
信装置は、送信側において、送信信号を変調器１８０１
で変調する。このとき、データ変調だけでなく拡散変調
も行う。変調信号を無線送信回路１８０２で周波数変換
し、増幅して、アンテナ共用器１８０３経由でアンテナ
１８０４から送信する。
【０１７５】図１５の構成をもつ通信装置（基地局）に
おける受信は、実施の形態１３で説明したものと同様で
ある。アダプティブアレイアンテナ受信機１０９におい
て、アレイ受信することにより、受信信号を得る。そし
て、選択部１１７では、所望波受信電力と受信ＳＩＲの
結果から重み係数を選択する。
【０１７６】次に、下り回線を説明する。基地局である
通信装置は、送信側において、送信信号を変調器１００
４で変調する。このとき、データ変調だけでなく拡散変
調も行う。積和演算器１００５において、選択部１１７
で選択された重み係数を乗算する。乗算した結果を無線
送信回路１００６で周波数変換し、増幅して、アンテナ
共用器１００１〜１００３経由でアンテナ１０１〜１０
３から送信する。
【０１７７】一方、端末側では、アンテナ１８０４で受
信し、アンテナ共用器１８０３を経由し、無線受信回路
１８０５で増幅し、周波数変換し、Ａ／Ｄ変換して、相
関器（又はマッチドフィルタ）１８０６でスプレッドス
ペクトラム通信方式で拡散された信号と同じ拡散符号で
逆拡散する。逆拡散された信号をタイミング検出部１８
０８へ送る。タイミング検出部では、相関器出力のパワ
を算出して、パワが大きい時刻ｔ０を検出する。このタ
イミングｔ０を間引き選択部１８０９に送る。間引き選
択部では、タイミングｔ０の受信信号を復調部１８１０
に送る。復調部では、復調を行い受信信号を出力する。
【０１７８】このように、スプレッドスペクトラム方式
で行う無線通信システムにおいて、一方の通信装置にア
ダプティブアレイアンテナによる送受信手段を備え、ア
ダプティブアレイアンテナ合成した受信信号の重み係数
から、新たな指向性パターンをもつ重み係数を計算し、
所望波受信電力及び受信ＳＩＲの結果から送信のための
重み係数として選択し、送信を行うことにより、以下の
効果が得られる。 (１)所望波受信電力に大きな差がない場合には、ＳＩＲ
が最適な方向に絞って送信することにより、他局に与え
る干渉を低減することができ、周波数利用効率を向上さ
せることができる。また、CDMAシステムにおいてシステ
ム容量を増加することができる。 (２)所望波受信電力に大きな差がある場合には、所望波
受信電力が最大の方向に絞って送信することにより、通
信相手（端末）の所望波受信電力を向上することができ
る。
【０１７９】(実施の形態１９)図１６及び図１８を用い
て実施の形態１９の説明を行う。これは、図１６に示す
構成をもつ通信装置（基地局）と、図１８に示す構成を
もつ通信装置（端末）から構成されるスプレッドスペク
トラム方式で行う通信システムである。
【０１８０】まず、上り回線を説明する。端末である通
信装置は、送信側において、送信信号を変調器１８０１
で変調する。このとき、データ変調だけでなく拡散変調
も行う。変調信号を無線送信回路１８０２で周波数変換
し、増幅して、アンテナ共用器１８０３経由でアンテナ
１８０４から送信する。
【０１８１】図１６に示す構成をもつ通信装置（基地
局）における受信は、実施の形態１４で説明したものと
同様である。アダプティブアレイアンテナ受信機１０９
において、アレイ受信することにより、受信信号を得
る。そして、選択部１１７では、所望波受信電力と受信
ＳＩＲの結果から重み係数を選択する。
【０１８２】次に、下り回線を説明する。基地局である
通信装置は、送信側において、送信信号を変調器１００
４で変調する。このとき、データ変調だけでなく拡散変
調も行う。積和演算器１００５において、選択部１１７
で選択された重み係数を乗算する。乗算した結果を無線
送信回路１００６で周波数変換し、増幅して、アンテナ
共用器１００１〜１００３経由でアンテナ１０１〜１０
３から送信する。
【０１８３】一方、端末側では、アンテナ１８０４で受
信し、アンテナ共用器１８０３を経由し、無線受信回路
１８０５で増幅し、周波数変換し、Ａ／Ｄ変換し、相関
器（又はマッチドフィルタ）１８０６でスプレッドスペ
クトラム通信方式で拡散された信号と同じ拡散符号で逆
拡散する。逆拡散された信号をタイミング検出部１８０
８へ送る。タイミング検出部では、相関器出力のパワを
算出して、パワが大きい時刻ｔ０を検出する。このタイ
ミングｔ０を間引き選択部１８０９に送る。間引き選択
部では、タイミングｔ０の受信信号を復調部１８１０に
送る。復調部では、復調を行い受信信号を出力する。
【０１８４】このように、スプレッドスペクトラム方式
で行う無線通信システムにおいて、一方の通信装置にア
ダプティブアレイアンテナによる送受信手段を備え、ア
ダプティブアレイアンテナ合成した受信信号の重み係数
から、新たな指向性パターンをもつ重み係数を計算し、
所望波受信電力及び受信ＳＩＲの結果から送信のための
重み係数として選択することにより、以下のような効果
が得られる。 (１)所望波受信電力に大きな差がない場合には、ＳＩＲ
が最適な方向に絞って送信することにより、他局に与え
る干渉を低減することができ、周波数利用効率を向上さ
せることができる。 (２)所望波受信電力に大きな差があり、かつＳＩＲに大
きな差がない場合には、所望波受信電力が最大の方向に
絞って送信することにより、通信相手（端末）の所望波
受信電力を向上することができる。 (３)所望波受信電力に大きな差があり、かつＳＩＲにも
大きな差がある場合には、大小の傾向が所望波受信電力
とＳＩＲとで同一なら所望波受信電力が最大の方向に絞
って送信し、また異なる場合には、受信指向性と同一の
指向性パターンで送信することにより、所望波受信電力
又はＳＩＲのどちらか一方が極端に劣化することを防止
することができる。
【０１８５】また、本発明の無線通信装置においては、
図１９に示すように、２系統で処理する構成にしても良
い。
【０１８６】本発明の無線通信装置及び無線通信方法
は、無線通信システムにおける移動局装置及び基地局装
置に適用することができる。また、上記実施の形態にお
ける無線通信装置及び無線通信方法は、適宜組み合わせ
て実施することができる。また、本発明は、ＣＤＭＡに
限らず、ＴＤＭＡ等の他の方式においても適用すること
ができる。
【０１８７】
【発明の効果】以上説明したように本発明の無線通信装
置及び無線通信方法は、アダプティブアレイアンテナ合
成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パターン
をもつ重み係数を計算し、所望波受信電力が最大になる
ものを送信のための重み係数として選択し、送信するこ
とにより、所望波受信電力が最大の方向に絞って送信す
ることにより、通信相手（端末）の所望波受信電力を向
上することができる。
【０１８８】また、本発明は、アダプティブアレイアン
テナ合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パ
ターンをもつ重み係数を計算し、受信ＳＩＲが最大にな
るものを送信のための重み係数として選択し、送信する
ことにより、ＳＩＲが最適な方向に絞って送信すること
により、他局に与える干渉を低減することができ、周波
数利用効率を向上させることができる。
【０１８９】更に、本発明は、アダプティブアレイアン
テナ合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パ
ターンをもつ重み係数を計算し、所望波受信電力及び受
信ＳＩＲの結果から送信のための重み係数として選択す
ることにより、以下の効果が得られる。 (１)所望波受信電力に大きな差がない場合には、ＳＩＲ
が最適な方向に絞って送信することにより、他局に与え
る干渉を低減することができ、周波数利用効率を向上さ
せることができる。 (２)所望波受信電力に大きな差があり、かつＳＩＲに大
きな差がない場合には、所望波受信電力が最大の方向に
絞って送信することにより、通信相手（端末）の所望波
受信電力を向上することができる。 (３)所望波受信電力に大きな差があり、かつＳＩＲにも
大きな差がある場合には、大小の傾向が所望波受信電力
とＳＩＲとで同一なら所望波受信電力が最大の方向に絞
って送信し、また異なる場合には、受信指向性と同一の
指向性パターンで送信することにより、所望波受信電力
又はＳＩＲのどちらか一方が極端に劣化することを防止
することができる。
【０１９０】また、本発明は、アダプティブアレイアン
テナ合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パ
ターンをもつ重み係数を計算し、所望波受信電力及び受
信ＳＩＲの結果から送信のために選択する重み係数を１
つとせずに、複数の重み係数が選択できるようにし、ま
た選択された複数の重み係数が選択された場合には、そ
れぞれが持つ指向性を合成した形の指向性を持った重み
係数を計算し、送信することができるようにすることに
より、受信した所望波電力及び受信ＳＩＲから、より最
適な指向性を持った送信ができると共に、１方向に限定
して比較し、選択された候補が複数の場合には、合成し
た形の指向性を持った重み係数を計算することで、重み
係数の計算、アレイ受信演算、レベル検出、及び比較等
の演算を削減することができる。
【０１９１】更に、本発明は、スプレッドスペクトラム
方式で行う通信において、アダプティブアレイアンテナ
合成した受信信号の重み係数から、新たな指向性パター
ンをもつ重み係数を計算し、受信ＳＩＲが最大になるも
のを送信のための重み係数として選択し、送信すること
により、他局に与える干渉を低減することができるた
め、ＣＤＭＡシステムにおいてシステム容量を増加する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１〜３に係る無線通信装置
を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置のア
ダプティブアレイアンテナ受信指向性及び従来の無線通
信装置のアダプティブアレイアンテナの送信指向性を示
す図
【図３】本発明の実施の形態１における指向性パターン
を示す図
【図４】本発明の実施の形態４に係る無線通信装置を示
すブロック図
【図５】本発明の実施の形態５に係る無線通信装置を示
すブロック図
【図６】本発明の実施の形態における指向性パターンを
示す図
【図７】本発明の実施の形態５に係る無線通信装置を示
すブロック図
【図８】本発明の実施の形態６〜８に係る無線通信装置
を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態９に係る無線通信装置を示
すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態１０,１５に係る無線通
信装置を示すブロック図
【図１１】本発明の実施の形態１０における伝搬モデル
を示す図
【図１２】本発明の実施の形態１０における無線通信装
置のアダプティブアレイアンテナの送信指向性を示す図
【図１３】本発明の実施の形態１１,１６に係る無線通
信装置を示すブロック図
【図１４】本発明の実施の形態１２,１７に係る無線通
信装置を示すブロック図
【図１５】本発明の実施の形態１３,１８に係る無線通
信装置を示すブロック図
【図１６】本発明の実施の形態１４,１９に係る無線通
信装置を示すブロック図
【図１７】本発明の実施の形態１５〜１７に係る端末側
の無線通信装置を示すブロック図
【図１８】本発明の実施の形態１８，１９に係る端末側
の無線通信装置を示すブロック図
【図１９】本発明の実施の形態１８に係る無線通信装置
を示すブロック図
【図２０】従来の無線通信装置を示すブロック図
【図２１】電波の伝搬モデルを示す図
【符号の説明】
１０１〜１０３ アンテナ １０４ 無線受信装置 １０５ タイミング検出部 １０６〜１０８ 間引き・選択部 １０９ アダプティブアレイアンテナ受信機 １１０ フィルタ形成部 １１１，１１２ 重み係数演算部 １１３，１１４ 積和演算器 １１５，１１６ レベル検出部 １１７ 選択部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−199925（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−34706（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−51221（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−274687（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−245526（ＪＰ，Ａ) 金澤 亜美 岩間司 沖本秀樹 吉本 繁壽，８素子アレーアンテナを用いた任 意ゾーン形状生成に関する実験的検討, 信学技報，日本，社団法人 電子情報通 信学会，1997年 ２月，ＲＣＳ96−148, 1997−02，ｐ．15−22 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38 H04B 7/02 - 7/12 H01Q 3/26

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アダプティブアレイアンテナ受信を行う
    受信手段と、受信信号から受信指向性を形成する第１の
    指向性形成手段と、前記受信指向性の指向性パターンに
    現れる複数のローブから１つを選択し、他のローブをフ
    ィルタにより除去して複数の新しい指向性を形成する第
    ２の指向性形成手段と、前記新しい指向性毎に受信レベ
    ルをそれぞれ検出するレベル検出手段と、前記受信レベ
    ルに基づいて前記新しい指向性の中から送信指向性を選
    択する選択手段と、を具備することを特徴とする無線通
    信装置。
  2. 【請求項２】 選択手段が選択した複数の指向性を合成
    する合成手段を具備することを特徴とする請求項１記載
    の無線通信装置。
  3. 【請求項３】 レベル検出手段は、所望波受信レベル及
    び希望波受信電力対干渉波電力比の少なくとも一つを検
    出することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  4. 【請求項４】 新しい指向性にしたがって送信を行なう
    送信手段を具備することを特徴とする請求項１乃至請求
    項３のいずれかに記載の無線通信装置。
  5. 【請求項５】 ＣＤＭＡ方式により通信を行なうことを
    特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無
    線通信装置。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５記載の無線通信装
    置を備えることを特徴とする移動局装置。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項５記載の無線通信装
    置を備えることを特徴とする基地局装置。
  8. 【請求項８】 請求項６記載の移動局装置と、請求項７
    記載の基地局装置と、を具備することを特徴とする無線
    通信システム。
  9. 【請求項９】 アダプティブアレイアンテナ受信を行う
    受信工程と、受信信号から受信指向性を形成する第１の
    指向性形成工程と、前記受信指向性の指向性パターンに
    現れる複数のローブから１つを選択し、他のローブをフ
    ィルタにより除去して複数の新しい指向性を形成する第
    ２の指向性形成工程と、前記新しい指向性毎に受信レベ
    ルをそれぞれ検出するレベル検出工程と、前記受信レベ
    ルに基づいて前記新しい指向性の中から送信指向性を選
    択する選択工程と、を具備することを特徴とする無線通
    信方法。
  10. 【請求項１０】 選択工程で選択した複数の指向性を合
    成する合成工程を具備することを特徴とする請求項９記
    載の無線通信方法。
  11. 【請求項１１】 レベル検出工程において、所望波受信
    レベル及び希望波受信電力対干渉波電力比の少なくとも
    一つを検出することを特徴とする請求項９記載の無線通
    信方法。
  12. 【請求項１２】 新しい指向性にしたがって送信を行な
    う送信工程を具備することを特徴とする請求項９乃至請
    求項１１のいずれかに記載の無線通信方法。
  13. 【請求項１３】 ＣＤＭＡ方式により通信を行なうこと
    を特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載
    の無線通信方法。
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