JP3537789B2 - 適応アンテナ制御方法及び適応アンテナの送受信特性制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複数の基地
局を備える無線通信システムにおいて隣接する基地局か
らの干渉を抑圧して周波数利用効率を改善するために利
用可能な適応アンテナ制御方法及び適応アンテナの送受
信特性制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動体通信システムのように面状のサー
ビスエリアを形成する無線通信システムにおいては、多
数の基地局がそれぞれ形成する無線ゾーンを組み合わせ
て広いサービスエリアを構成している。また、互いに離
れた位置に形成された無線ゾーンについては、無線信号
として同一の周波数を同時に利用している。これによ
り、周波数の利用効率を改善することができる。

【０００３】各々の無線ゾーンの中で他の無線ゾーンか
らの干渉を最も小さくするためには、ゾーン形状を６角
形にするのが最も効果的である。例えば、文献（奥村、
進士著「移動通信の基礎」Ｐ１９５）に示されるよう
に、６角形のゾーン形状でサービスエリアを相成する場
合に、この無線通信システムが必要とする周波数の数Ｋ
は次式で表される。

【０００４】Ｋ＝（１／３）×（Ｄ／Ｒ）² Ｄ：同じ周波数を利用するセル（無線ゾーン）の基地局
間距離 Ｒ：セルの半径 また、正６角形の場合には（Ｄ／Ｒ＞３）にする必要が
あるため、周波数の数Ｋは少なくとも３以上になる。

【０００５】このため、従来の一般的な無線通信システ
ムを用いて広いサービスエリアで通信サービスを提供す
るためには、最低でも３種類の無線周波数を使用する必
要があった。ところで、適応アンテナ装置を採用する場
合には、同じ周波数を使用する他の無線ゾーンからの干
渉を抑圧することができる。

【０００６】例えば、文献（R.A.Mozingo and T.W.Mi11
er,Introduction to Adaptive Arrays,John Wi1ey & So
ns,Inc.1980）に示されるような一般的な適応アンテナ
装置は、図９のように構成されている。図９を参照する
と、この適応アンテナ装置は、Ｎ個のアンテナ素子９０
１（１）〜９０１（Ｎ），重み付け回路９０２（１）〜
９０２（Ｎ），９１２（１）〜９１２（Ｎ），重み制御
装置９０３，基準信号発生装置９０４，分波合成器９０
５及び分配器９１３を備えている。

【０００７】重み付け回路９０２（１）〜９０２（Ｎ）
及び分波合成器９０５は受信する際に利用され、重み付
け回路９１２（１）〜９１２（Ｎ）及び分配器９１３は
送信の際に利用される。各重み付け回路９０２は、各ア
ンテナ素子９０１からの信号に対して複素数の重み付け
を行う。重み制御装置９０３は各重み付け回路９０２，
９１２に与える重みの値を制御する。分波合成器９０５
は、各重み付け回路９０２で重み付けされたＮ系統の信
号を合成した信号を生成する。分配器９１３は送信する
信号をアンテナ素子９０１の数と等しい系統に分配す
る。

【０００８】ここで、アンテナ素子９０１（１）〜９０
１（Ｎ）により受信された信号をそれぞれｘ（１）〜ｘ
（Ｎ）で表し、重み付け回路９０２（１）〜９０２
（Ｎ）における重みの値をそれぞれｗ（１）〜ｗ（Ｎ）
で表し、希望信号成分をｄで表す場合、分波合成器９０
５の出力に得られる受信信号と希望信号成分ｄとの誤差
の２乗を最小にするための重みＷoptは次式で与えられ
る。

【０００９】

【数７】

【００１０】このような重みを生成してアンテナの指向
性パターンを制御することにより、指向性パターンには
干渉局の方向に対してヌルが形成される。従って、干渉
局からの妨害波の影響を抑圧することができる。なお、
ヌルとは放射電界又は受信電界強度が０になることを意
味する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】基地局に適応アンテナ
装置を搭載することにより、例えば隣接する無線ゾーン
で互いに同じ無線周波数を利用して通信を行う場合であ
っても、隣接する無線ゾーンから到来する干渉波の影響
を抑圧することが可能である。ところが、基地局が適応
アンテナ装置を使用する場合に、ｎ局（基地局）から目
的の端末局を見た方向と同じ方向に、自局と同じ周波数
を使用する他の基地局（干渉局）が存在する場合には、
干渉局から到来する干渉波の影響を抑圧しようとしてア
ンテナの指向性パターンを制御すると、同時に目的の端
末局からの信号も抑圧されるため、伝送品質が劣化する
のは避けられない。

【００１２】無線通信システムにおいては、限られた周
波数資源を有効に利用する必要がある。しかし、前述の
ように複数の基地局を用いて広い範囲で無線通信サービ
スを提供する無線通信システムの場合には、隣接するゾ
ーンから当該基地局への干渉ならびに当該基地局から隣
接するゾーンヘの干渉が存在するため、隣接するゾーン
では同一の周波数を利用することができなかった。

【００１３】適応アンテナ装置を用いる場合には、隣接
するゾーンから到来する干渉波を抑圧することが可能で
あるため、隣接する無線ゾーンで互いに同じ無線周波数
を利用することも可能である。しかし、従来の適応アン
テナ装置の制御だけでは干渉の低減能力が不十分であ
り、特に隣接する基地局のゾーンの方向に目的の端末局
が存在する場合には干渉が増大するのは避けられない。

【００１４】本発明は、無線通信システムにおける周波
数の利用効率の改善が可能な適応アンテナ制御方法及び
適応アンテナの送受信特性制御方法を提供することを目
的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明の請求項１は、複数のアンテナ素子と、
送信対象の１系統の信号を分岐して前記複数のアンテナ
素子の各々に入力される信号を生成する分配器と、前記
複数のアンテナ素子の送信信号に対して素子毎に重み付
けを行う重み付け回路とを備える適応アンテナ装置をそ
れぞれが含む複数の無線基地局と、前記無線堪地局との
間で通信が可能な複数の端末局とで構成される無線通信
システムに利用される適応アンテナ制御方法であって、
各々の端末局の受信に対して、複数の無線基地局の各々
からの送信信号が与える干渉波電力をそれぞれ推定し、
同時に同じ通信チャネルを利用する複数の無線基地局の
全てに関する受信信号と希望信号との２乗誤差の総和が
最小化されるように、各々の無線基地局の適応アンテナ
装置における重み付けをそれぞれ決定することを特徴と
する。

【００１６】ここでは、適応アンテナ装置を用いて無線
基地局から端末局に向けて（下り回線で）信号を伝送す
る場合を想定している。複数の無線基地局が同じ通信チ
ャネルを利用して同時に送信を行う場合には、各端末局
は目的外の無線基地局から送出された信号によって干渉
を受ける。請求項１においては、複数の無線基地局のそ
れぞれによって端末局が受ける干渉波電力を総合的に評
価して、端末局における受信信号と希望信号との２乗誤
差の総和が最小化されるように集中局で制御して、それ
ぞれの無線基地局のアンテナの指向性パターンを決定す
る。従って、それぞれの無線基地局において適応アンテ
ナ装置を自律的に制御する場合と比べて、端末局におけ
る干渉波電力を小さくすることができる。

【００１７】請求項２は、請求項１の適応アンテナ制御
方法において、各々の端末局に対して予め定めた既知信
号を複数の無線基地局からそれぞれ送信し、各々の端末
局において、無線基地局毎に実際に受信した受信信号と
前記既知信号との相関を調べて無線基地局毎に伝達関数
を求め、前記伝達関数に基づいて前記干渉波電力を推定
することを特徴とする。

【００１８】請求項２においては、端末局が各無線基地
局から送信される既知信号をそれぞれ受信するので、端
末局は自局と各無線基地局との間の伝達関数を求めるこ
とができる。請求項３は、請求項２の適応アンテナ制御
方法において、各々の端末局で求められた前記伝達関数
を、有線もしくは無線の通信回線を介して前記複数の無
線基地局と接続された集中局に転送し、前記集中局が各
無線基地局の適応アンテナ装置における重み付けをそれ
ぞれ決定することを特徴とする。

【００１９】請求項３においては、各端末局で求められ
た伝達関数が集中局に転送されるので、複数の無線基地
局の適応アンテナ装置の指向性パターンを集中局で集中
的に制御することができる。請求項４は、請求項２の適
応アンテナ制御方法において、それぞれの無線基地局の
それぞれのアンテナ素子について求めた伝達関数と、送
信時の各アンテナ素子に適用される重みとから求められ
る干渉波電力を、全てのアンテナ素子について合計する
とともに、複数の無線基地局のうち目的の信号を送信す
る局を除く全ての局について合計し、更に複数の端末局
について合計した結果を干渉波電力の評価値として利用
することを特徴とする。

【００２０】請求項４の評価値を用いることにより、各
端末局が複数の無線基地局から受ける干渉波電力の大き
さを識別することができる。また、複数の端末局が同時
に異なる無線基地局と通信する場合には、複数の端末局
全体として干渉が小さくなるように制御することができ
る。例えば、伝送品質の良好な通信経路について無線基
地局の送信電力を抑制すれば他の通信経路の端末局に対
する干渉を低減することができる。

【００２１】請求項５は、請求項２の適応アンテナ制御
方法において、ｎ番目の無線基地局の適応アンテナ装置
の重み付け回路に与える送信系の重みベクトルＷｄ
（ｎ）を表す次の第（１７）式と、前記適応アンテナ装
置によって生じる指向性パターンにより得られるｍ番目
の端末局の利得Ｇ（ｍ）を表す次の第（１８）式とを交
互に繰り返し計算し、収束した計算結果の重みベクトル
Ｗｄ（ｎ）を各重み付け回路に与える

【００２２】

【数８】

【００２３】ことを特徴とする。

【００２４】請求項５においては、第（１７）式と第
（１８）式とを交互に繰り返し計算することにより、各
無線基地局の最適な重みベクトルを求めることができ
る。計算結果が収束したか否かは、例えば伝送品質の最
も劣化している通信路における信号対干渉電力比を予め
用意したしきい値と比較することにより判断できる。

【００２５】請求項６は、複数のアンテナ素子と、前記
複数のアンテナ素子の受信信号に対して素子毎に重み付
けを行う重み付け回路と、前記重み付け回路で重み付け
された各アンテナ素子の受信信号を合成する信号合成回
路とを備える適応アンテナ装置をそれぞれが含む複数の
無線基地局と、前記無線基地局との間で通信が可能な複
数の端末局とで構成される無線通信システムに利用され
る適応アンテナ制御方法であって、各々の無線基地局の
受信に対して、複数の端末局の各々からの送信信号が与
える干渉波電力をそれぞれ推定し、同時に同じ通信チャ
ネルを使用する複数の端末局の全てに関する受信信号と
希望信号との２乗誤差の総和が最小化されるように、少
なくとも各々の無線基地局の適応アンテナ装置における
重み付け及び各々の端末局の送信電力をそれぞれ決定す
ることを特徴とする。

【００２６】ここでは、複数の端末局から適応アンテナ
装置を搭載した無線基地局に向けて（上り回線で）信号
を伝送する場合を想定している。複数の端大局が同じ通
信チャネルを利用して同時に送信を行う場合には、各無
線基地局は目的外の端末局から送出された信号によって
干渉を受ける。請求項６においては、複数の端末局のそ
れぞれによって各無線基地局が受ける干渉波電力を総合
的に評価して、無線基地局における受信信号と希望信号
との２乗誤差の総和が最小化されるように集中的に制御
して、それぞれの無線基地局のアンテナの指向性パター
ン並びに各端末局の送信電力を決定する。

【００２７】適応アンテナ装置の指向性パターンを制御
するだけでは多数の端末局からの信号による干渉を低減
するのは困難である。しかし、各端末局の送信電力を制
御して、端末局の送信電力の組み合わせと、無線基地局
におけるアンテナの指向性パターンとを同時に制御する
ことにより、無線基地局における受信信号と希望信号と
の２乗誤差の総和を小さくすることができる。

【００２８】請求項７は、請求項６の適応アンテナ制御
方法において、予め定めた既知信号を複数の端末局から
各々の無線基地局に対してそれぞれ送信し、各々の無線
基地局において、実際に受信した端末局毎の受信信号と
前記既知信号との相関を調べて端末局毎に伝達関数を求
め、前記伝達関数に基づいて前記干渉波電力を推定する
ことを特徴とする。

【００２９】請求項７においては、各無線基地局が複数
の端末局から送信される既知信号をそれぞれ受信するの
で、無線基地局は自局と各端末局との間の伝達関数を求
めることができる。請求項８は、請求項６の適応アンテ
ナ制御方法において、各々の無線基地局が求めた前記伝
達関数を、有線もしくは無線の通信回線を介して前記複
数の無線基地局と接続された集中局に転送し、前記集中
局が各無線基地局の適応アンテナ装置における重み付け
をそれぞれ決定することを特徴とする。

【００３０】請求項８においては、各無線基地局で求め
られた伝達関数が集中局に転送されるので、複数の無線
基地局の適応アンテナ装置の指向性パターン並びに各端
末局の送信電力を集中局で集中的に制御することができ
る。請求項９は、請求項７の適応アンテナ制御方法にお
いて、それぞれの無線基地局のそれぞれのアンテナ素子
について求めた伝達関数と、受信時の各アンテナ素子に
適用される重みとから求められる干渉波電力を、全ての
アンテナ素子について合計するとともに、複数の端末局
のうち目的の信号を送信する局を除く全ての局について
合計し、更に複数の無線基地局について合計した結果を
干渉波電力の評価値として利用することを特徴とする。

【００３１】請求項９の評価値を用いることにより、各
無線基地局が複数の端末局から受ける干渉波電力の大き
さを識別することができる。また、互いに隣接する複数
の無線基地局が同時に通信している場合に、複数の無線
基地局の全体の干渉の大きさが小さくなるように集中的
に制御することができる。請求項１０は、請求項７の適
応アンテナ制御方法において、ｎ番目の無線基地局の適
応アンテナ装置の重み付け回路に与える受信系の重みベ
クトルＷｕ（ｎ）を表す次の第（１９）式と、ｍ番目の
端末局の送信電力Ｇｔ（ｍ）を表す次の第（２０）式と
を交互に繰り返し計算し、収束した計算結果の重みベク
トルＷｕ（ｎ）を各重み付け回路に与える

【００３２】

【数９】

【００３３】ことを特徴とする。

【００３４】請求項１０においては、第（１９）式と第
（２０）式とを交互に繰り返し計算することにより、各
無線基地局の最適な重みベクトル及び各端末局の送信電
力を求めることができる。計算結果が収束したか否か
は、例えば伝送品質の最も劣化している通信路における
信号対干渉電力比を予め用意したしきい値と比較するこ
とにより判断できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。 （第１の実施の形態）本発明の適応アンテナ制御方法の
１つの実施の形態について、図１〜図３，図６及び図７
を参照して説明する。この第１の実施の形態は、請求項
１〜請求項４及び請求項６〜請求項９に対応する。

【００３６】図１は第１の実施の形態の下り回線に関す
る適応アンテナ制御方法の制御シーケンスを示すシーケ
ンス図である。図２は第１の実施の形態の上り回線に関
する適応アンテナ制御方法の制御シーケンスを示すシー
ケンス図である。図３は通信システムの構成例を示すブ
ロック図である。図６は第１の実施の形態の下り同線の
特性を示すグラフである。図７は第１の実施の形態の上
り回線の特性を示すグラフである。

【００３７】第１の実施の形態では、図３に示すような
通信システムの制御に本発明を適用する場合を想定して
いる。すなわち、比較的狭い領域の中に複数の端末局１
０１が存在する。各々の端末局１０１は複数の基地局１
０２との間で無線通信が可能になっている。すなわち、
各端末局１０１はいずれかの基地局１０２を中継して他
の端末との間で通信を行うことができる。

【００３８】また、この例では複数の端末局１０１及び
複数の基地局１０２が同一の通信チャネルを同時に利用
し、アンテナの指向性などを利用して空間分割多重伝送
を実現する場合を想定している。そのため、それぞれの
基地局１０２には図９と基本的に同じ構成の適応アンテ
ナ装置が搭載されている。また、この例ではそれぞれの
端末局１０１が送信電力の調節機能を備えている場合を
想定している。

【００３９】複数の基地局１０２は、有線のネットワー
クを介して集中局１０３と接続されている。もちろん、
各基地局１０２と集中局１０３とを無線のネットワーク
で接続してもよい。集中局１０３は、複数の基地局１０
２ならびに複数の端末局１０１について集中的に制御を
行い、それぞれの基地局１０２におけるアンテナの指向
性パターン及び各端末局１０１の送信電力を制御する。

【００４０】図３の例では３つの端末局１０１と３つの
基地局１０２を制御する場合を示してあるが、端末局１
０１及び基地局１０２の数は必要に応じて変更すればよ
い。また、適応アンテナ装置については、複数の基地局
１０２のアンテナ素子数を同一にする必要はない。基地
局１０２から端末局１０１に向かう方向の通信に関する
下り回線の制御と、端末局１０１から基地局１０２に向
かう方向の通信に関する上り回線の制御とは独立に実行
される。

【００４１】まず、下り回線の制御について図１を参照
しながら説明する。この例では、便宜上、基地局１０２
（２）と端末局１０１（１）との問で通信する場合を想
定し、同じ通信チャネルを使用する他の２つの基地局１
０２（１），１０２（３）から送信される信号の端末局
１０１（１）の受信に対する干渉を抑制するための制御
を行うものとして説明する。

【００４２】図１において、最初に各基地局１０２
（１），１０２（２），１０２（３）から端末局１０１
（１）に向けて予め定めた既知の信号系列Ｓｔをそれぞ
れ送信する。但し、この場合には互いに異なる通信チャ
ネルを利用して信号系列Ｓｔを送信する。すなわち、周
波数，タイミング，拡散符号の少なくとも１つが互いに
異なる通信チャネルを使用する。

【００４３】端末局１０１（１）は、ステップＳ１１で
互いに異なる通信チャネルで各基地局１０２から受信し
た受信信号と自局が保持している信号系列（Ｓｔ）との
相関を調べて、伝達関数を推定する。この伝達関数は、
各基地局１０２のアンテナ素子毎に求める。なお、伝達
関数の推定については、例えば文献（D.Gerlach andA.P
aulraj,Acoustics,Speech and Signal Processing,ICAS
SP,vol.4,PP.IV/97-IV100,1994）に示されている方法を
利用すればよい。

【００４４】端末局１０１（１）が推定した全ての伝達
関数は、この場合は基地局１０２（２）を経由して集中
局１０３に転送される。集中局１０３は、入力された基
地局毎の伝達関数に基づいて、端末局１０１（１）にお
ける干渉電力が最小化されるように、基地局１０２
（１），１０２（２），１０２（３）のそれぞれにおけ
る適応アンテナ装置の重みベクトルを決定する。

【００４５】ここで、ｎ番目の基地局１０２とｍ番目の
端末局１０１とが通信する場合を想定すると、ｍ番目の
端末局１０１が受ける干渉電力Ｕ（ｍ）は、次式で求め
ることができる。

【００４６】

【数１０】

【００４７】また、複数の端末局１０１が同時に通信し
ている場合には、全体として干渉が小さくなるのが望ま
しい。例えば、伝送品質が最も劣化した通信路では基地
局１０２の送信電力を増大させるのが望ましい。また伝
送品質の良好な通信路では基地局１０２の送信電力を抑
制しても問題は生じない。

【００４８】そこで、複数の端末局１０１が受ける干渉
を一括して制御するために、集中局１０３は下り回線の
全体の評価指標Ｅdownを次式から求めて制御を行う。

【００４９】

【数１１】

【００５０】すなわち、集中局１０３は評価指標Ｅdown
が最小になるような各基地局１０２の重みベクトルの組
み合わせを選択し、干渉による伝送品質の劣化を最小限
に抑制する。

【００５１】図１に示すように、集中局１０３が決定し
た重みベクトルは、それぞれの基地局１０２（１），１
０２（２），１０２（３）に転送される。各基地局１０
２（１），１０２（２），１０２（３）は、集中局１０
３によって自局に割り当てられた重みベクトルを適応ア
ンテナ装置の重み付け回路９１２に重みとして与える。
これにより、各基地局１０２（１），１０２（２），１
０２（３）のアンテナの指向性パターンが決定される。

【００５２】図１の制御を実施した場合の下り回線の特
性について計算機を用いてシミュレーションを実施し
た。その結果が従来手法との対比で図６に示されてい
る。このシミュレーションにおいては、次の条件を想定
した。全ての基地局及び端末局は完全同期であり、基地
局及び端末局は周波数、タイミング及び拡散符号が同一
の信号を伝送する。

【００５３】各基地局が形成するセルの半径：２５０ｍ 各基地局の適応アンテナ装置のアンテナ素子数：全て４
素子 アンテナ素子の配置：円形配列 各アンテナ素子の指向性：水平面内で無指向性 アンテナ素子の間隔：０．５λ 遅延プロファイル：指数モデル 遅延スプレッド：０．１シンボル長 基地局数：３６ 端末局数：３６ 各到来波の角度拡がり：１２０度 従来予法については、例えば文献（R.A.Monzingo and
T.W.Miller,Introduction to Adaptive Arrays,John Wi
ley & Sons Inc.1980）に示されるように、各基地局ご
とに個別に適応アンテナ装置の制御を行った場合を想定
している。

【００５４】また、ここでは端末局の配置をランダムに
１００回変化させ、伝送品質の最も劣化した端末局の伝
送品質の累積確率の５０％値について評価した。更に、
１つの端末局は３つの基地局との間でそれぞれ伝達関数
の推定を行うものとし、本発明のアルゴリズムでの重み
更新回数１００とした。図６において、縦軸の１０ｄＢ
の特性について基地局間距離を対比すると、従来の自律
分散制御では基地局間距離が６００ｍであるのに対し、
本発明では４００ｍになり約２／３以下に短縮できるこ
とが分かる。

【００５５】つまり、複数の基地局の適応アンテナ装置
を一括制御することにより、伝送品質が著しく劣化する
通信路の伝送品質が改善され、下り回線における干渉を
システム全体として低減することができる。次に、上り
回線の制御について図２を参照しながら説明する。この
例では、便宜上、基地局１０２（１）と端末局１０１
（１）との間で通信する場合を想定し、同じ通信チャネ
ルを使用する他の端末局１０１（２），１０１（３）か
ら送信される信号の基地局１０２（１）の受信に対する
干渉を抑制するとともに、複数の基地局１０２（１），
１０２（２），１０２（３）の全てについて干渉を低減
するための制御を行うものとして説明する。

【００５６】なお、図２には端末局１０１（２），１０
１（３）は示されていないが、端末局１０１（２），１
０１（３）は端末局１０１（１）と同様の動作を行う。
図２において、最初に端末局１０１（１）は各基地局１
０２（１），１０２（２），１０２（３）に向けて予め
定めた既知の信号系列Ｓｔをそれぞれ送信する。但し、
この場合には互いに異なる通信チャネルを利用して信号
系列Ｓｔを送信する。すなわち、周波数，タイミング，
拡散符号の少なくとも１つが互いに異なる通信チャネル
を使用する。

【００５７】各基地局１０２（１），１０２（２），１
０２（３）は、それぞれステップＳ３１で端末局１０１
（１）から受信した受信信号と自局が保持している信号
系列（Ｓｔ）との相関を調べて、伝達関数を推定する。
この伝達関数は、各基地局１０２のアンテナ素子毎に求
める。また、各基地局１０２（１），１０２（２），１
０２（３）は、複数の端末局１０１（１），１０１
（２），１０１（３）のそれぞれについて伝達関数を個
別に推定する。

【００５８】なお、伝達関数の推定については、例えば
文献（D.Gerlach andA.Paulraj,Acoustics,SPeech and
Signal Proccesing,ICASSP,vol.4,pp.IV/97-IV100,199
4）に示されている方法を利用すればよい。各基地局１
０２（１），１０２（２），１０２（３）が推定した全
ての伝達関数は、集中局１０３に転送される。

【００５９】集中局１０３は、アンテナ素子毎，基地局
毎，端末局毎に入力される伝達関数に基づいて、基地局
１０２（１），１０２（２），１０２（３）の全体の干
渉電力が最小化されるように、基地局１０２（１），１
０２（２），１０２（３）のそれぞれにおける適応アン
テナ装置の重みベクトル並びに端末局１０１（１），１
０１（２），１０１（３）の送信電力を決定する。

【００６０】ここで、ｎ番目の基地局１０２とｍ番目の
端末局１０１とが通信する場合を想定すると、ｍ番目の
端末局１０１以外の複数の端末局１０１からｎ番目の基
地局１０２が受ける干渉電力Ｕ（ｎ）は、次式で求める
ことができる。

【００６１】

【数１２】

【００６２】また、複数の基地局１０２が同時に通信し
ている場合には、全体として干渉が小さくなるのが望ま
しい。例えば、基地局１０２（１）における干渉電力が
小さい場合でも、基地局１０２（２）における干渉電力
が大きければ通信システム全体としては伝送品質の劣化
が生じてしまうので、改善の余地がある。従って、伝送
品質が最も劣化した通信路では端末局１０１の送信電力
を増大させるのが望ましい。また、伝送品質の良好な通
信路では端末局１０１の送信電力を抑制しても問題は生
じない。

【００６３】そこで、複数の基地局１０２が受ける干渉
を一括して制御するために、集中局１０３は上り回線の
全体の評価指標Ｅupを次式から求めて制御を行う。

【００６４】

【数１３】

【００６５】すなわち、集中局１０３は評価指標Ｅupが
最小になるような各基地局１０２の重みベクトルの組み
合わせ並びに各端末局１０１の送信電力の組み合わせを
選択し、干渉による伝送品質の劣化を最小限に抑制す
る。

【００６６】図２に示すように、集中局１０３が決定し
た重みベクトルは、それぞれの基地局１０２（１），１
０２（２），１０２（３）に転送される。また、集中局
１０３が決定した送信電力の値は、基地局１０２を介し
て各端末局１０１に転送される。各基地局１０２
（１），１０２（２），１０２（３）は、集中局１０３
によって自局に割り当てられた重みベクトルを適応アン
テナ装置の重み付け回路９１２に重みとして与える。こ
れにより、各基地局１０２（１），１０２（２），１０
２（３）のアンテナの指向性パターンが決定される。ま
た、各端末局１０１は集中局１０３の制御により割り当
てられた送信電力に合わせて自局の送信電力を調整す
る。

【００６７】図２の制御を実施した場合の上り回線の特
性について計算機を用いてシミュレーションを実施し
た。その結果が従来手法との対比で図７に示されてい
る。このシミュレーションにおいては、次の条件を想定
した。全ての基地局及び端末局は完全同期であり、基地
局及び端末局は周波数，タイ．ミンク及び拡散符号が同
一の信号を伝送する。

【００６８】各基地局が形成するセルの半径：２５０ｍ 各基地局の適応アンテナ装置のアンテナ素子数：全て４
素子 アンテナ素子の配置：円形配列 各アンテナ素子の指向性：水平面内で無指向性 アンテナ素子の間隔：０．５λ 遅延プロファイル：指数モデル 遅延スプレッド：０．１シンボル長 基地局数：３６ 端末局数：３６ 各到来波の角度拡がり：１２０度 従来手法については、各基地局ごとに個別に適応アンテ
ナ装置の制御を行うとともに、基地局における受信レベ
ルが一定値になるように各端末局が送信電力を制御する
場合を想定している。

【００６９】また、ここでは端末局の配置をランダムに
１００回変化させ、伝送品質の最も劣化した端末局の伝
送品質の累積確率の５０％値について評価した。更に、
１つの端末局は３つの基地局との間でそれぞれ伝達関数
の推定を行うものとし、本発明のアルゴリズムでの重み
更新回数は１００とした。図７において、縦軸の１０ｄ
Ｂの特性について基地局間距離を対比すると、従来の自
律分散制御では基地局間距離が６００ｍであるのに対
し、本発明では４００ｍになり約２／３以下に短縮でき
ることが分かる。

【００７０】つまり、複数の基地局の適応アンテナ装置
を一括制御することにより、下り回線の場合と同様に伝
送品質が著しく劣化する通信路の伝送品質が改善され、
上り回線における干渉をシステム全体として低減するこ
とができる。

【００７１】（第２の実施の形態）本発明の適応アンテ
ナ制御方法のもう１つの実施の形態について図４，図５
及び図８を参照して説明する。この第２の実施の形態
は、請求項５及び請求項１０に対応する。

【００７２】図４は第２の実施の形態の下り回線に関す
る集中局の制御を示すフローチャートである。図５は第
２の実施の形態の上り回線に関する集中局の制御を示す
フローチャートである。図８は第２の実施の形態の特性
を示すグラフである。第２の実施の形態は、第１の実施
の形態の変形例である。集中局１０３における制御の内
容が図４及び図５に示すように変更された以外は第１の
実施の形態と同一である。第１の実施の形態と同一の部
分については以下の説明を省略する。

【００７３】まず、下り回線の制御について図４を参照
して説明する。図１の場合と同様に、端末局１０１
（１）で推定された伝達関数が基地局１０２を介して集
中局１０３に入力される。この伝達関数に基づいて集中
局１０３は各基地局１０２のアンテナの下りの指向性パ
ターンを決定する。制御に必要な伝達関数が入力される
と、集中局１０３の処理はステップＳ２１からＳ２２に
進む。ステップＳ２２では、基地局１０２毎に一般的な
従来の適応アンテナ装置の制御アルゴリズム（例えばR.
A.Monzingo and T.W.Miller,Introduction to Adaptive
Arrays,John Wiley& Sons Inc.1980）を適用し、基地
局１０２毎に自律分散制御した場合の適応アンテナ装置
の下りの重みベクトルを求める。

【００７４】

【数１４】

【００７５】次のステップＳ２３では、ステップＳ２２
で得られた重みベクトルを初期値として前記第（２５）
式の重みベクトルＷｄ（ｎ）に代入する。次のステップ
Ｓ２４では、前記第（２６）式の利得Ｇ（ｍ）を計算す
る。この利得Ｇ（ｍ）を利用して、次のステップＳ２５
では前記第（２５）式の重みベクトルＷｄ（ｎ）を再計
算する。

【００７６】演算結果が収束するまで、ステップＳ２
４，Ｓ２５の計算は交互に繰り返し実行される。ステッ
プＳ２６では演算結果が収束したか否かを識別する。こ
の判断については、例えば伝送品質の最も劣化している
通信路における信号対干渉電力比を予め定めたしきい値
と比較すればよい。すなわち、最も劣化した通信路の伝
送品質が下限値を上回った場合には収束したとみなすこ
とができる。

【００７７】演算結果が収束すると、ステップＳ２６か
らＳ２７に進み、最終的に求められた演算結果である重
みベクトルＷｄ（ｎ）をそれぞれの基地局１０２に向け
て送信する。

【００７８】従って、第２の実施の形態においても複数
の基地局１０２のそれぞれのアンテナの指向性パターン
を一括して制御することができる。図４の制御を実行す
る場合の演算結果の収束特性について、計算機を用いた
シミュレーションを行った。その結果が図８に示されて
いる。このシミュレーションにおいては、次の条件を想
定した。

【００７９】基地局数：２ 端末数：２ 基地局間距離：５００ｍ また、ここでは伝達関数は誤差なく推定できるものと仮
定した。図８を参照すると、図４の制御は発散せずに、
１００回程度の更新で収束することが分かる。また、図
４の制御を採用した場合の干渉特性についてシミュレー
ションを実施し、その結果、図６と完全に一致する結果
が得られた。

【００８０】すなわち、図４の制御を実施する場合に
も、第１の実施の形態と同様に複数の通信路での干渉電
力の総和が最小化されるように、下り回線の各基地局の
指向性パターンを一括して決定することができる。次
に、上り回線の制御について図５を参照して説明する。
図２の場合と同様に、各基地局１０２で推定された伝達
関数が集中局１０３に入力される。この伝達関数に基づ
いて集中局１０３は各基地局１０２のアンテナの下りの
指向性パターン並びに各端末局１０１の送信電力を決定
する。

【００８１】制御に必要な伝達関数が入力されると、集
中局１０３の処理はステップＳ４１からＳ４２に進む。
ステップＳ４２では、基地局１０２毎に一般的な従来の
適応アンテナ装置の制御アルゴリズム（例えばR.A.Monz
ingo and T.W.Miller,Introduction to Adaptive Array
s,John Wiley & Sons lnc.1980）を適用し、基地局１０
２毎に自律分散制御した場合の適応アンテナ装置の上り
の重みベクトルを求める。

【００８２】

【数１５】

【００８３】次のステップＳ４３では、ステップＳ４２
で得られた重みベクトルを初期値として前記第（２７）
式の重みベクトルＷｕ（ｎ）に代入する。次のステップ
Ｓ４４では、前記第（２８）式の送信電力Ｇｔ（ｍ）を
計算する。この送信電力Ｇｔ（ｍ）を利用して、次のス
テップＳ４５では前記第（２７）式の重みベクトルＷｕ
（ｎ）を再計算する。

【００８４】演算結果が収束するまで、ステップＳ４
４，Ｓ４５の計算は交互に繰り返し実行される。ステッ
プＳ４６では演算結果が収束したか否かを識別する。こ
の判断については、例えば伝送品質の最も劣化している
通信路における信号対干渉電力比を予め定めたしきい値
と比較すればよい。すなわち、最も劣化した通信路の伝
送品質が下限値を上回った場合には収束したとみなすこ
とができる。

【００８５】演算結果が収束すると、ステップＳ４６か
らＳ４７に進み、最終的に求められた演算結果である重
みベクトルＷｕ（ｎ）をそれぞれの基地局１０２に向け
て送信する。また、最終的に求められた演算結果である
送信電力Ｇｔ（ｍ）を各端末局１０１に送信する。従っ
て、第２の実施の形態においても複数の基地局１０２の
それぞれのアンテナの上りの指向性パターン及び複数の
端末局１０１の送信電力を一括して制御することができ
る。

【００８６】図５の制御を実行する場合の演算結果の収
束特性について、計算機を用いたシミュレーションを行
った。その結果は図８と同一であった。すなわち、図５
の制御を実施する場合にも、第１の実施の形態と同様に
複数の通信路での干渉電力の総和が最小化されるよう
に、上り回線の各基地局の指向性パターン及び各端末局
の送信電力を一括して決定することができる。

【００８７】（第３の実施の形態）図１０は、第３の実
施の形態を示す図である。この第３の実施の形態は、請
求項１１〜２４に対応するものである。請求項１１及び
１２は、２以上の基地局と２以上の端末局間でそれぞれ
送受される送受信信号から基地局のアンテナの指向性を
制御するものである。即ち、図１０に示すように、複数
の基地局１０２Ａ，１０２Ｂの無線ゾーンＡ，Ｂ中に少
なくとも２つの端末局１０１Ａ，１０１Ｂが存在し、こ
れら端末局１０１Ａ，１０１Ｂが同一周波数かつ同一タ
イミングの同一通信チャネルを利用してそれぞれ基地局
１０２Ａ，１０２Ｂと電波信号の送受信を行っていると
きには、集計局１０３がこれらの端末局１０１Ａ，１０
１Ｂの送信信号、及びこれらの端末局１０１Ａ，１０１
Ｂで受信され送信されるこれらの端末局１０１Ａ，１０
１Ｂにおける受信信号の少なくとも一方をそれぞれ基地
局１０１Ａ，１０１Ｂを介して取り込み、取り込んだ信
号に基づき各端末局１０２Ａ，１０２Ｂ間の相互干渉電
力が低減されるように、干渉電力を最小にする重みベク
トルをそれぞれ生成し制御信号として各基地局１０２
Ａ，１０２Ｂへ送信し、各基地局１０２Ａ，１０２Ｂの
アンテナの指向特性を変える。

【００８８】この場合、各基地局１０２Ａ，１０２Ｂ間
を接続するとともに、各基地局１０２Ａ，１０２Ｂのう
ち一方の例えば基地局１０２Ａに集計局１０３の前述の
機能を持たせ、基地局１０２Ａが基地局１０２Ｂと通信
中の端末局１０１Ｂの信号を基地局１０２Ｂを介して取
り込むとともに、自局に接続される端末局１０１Ａの信
号を取り込む。そして、取り込んだ信号に基づき同様に
各端末局１０２Ａ，１０２Ｂ間の相互干渉電力が低減さ
れるような制御信号を生成して、自局のアンテナの指向
性を変えるとともに、生成した制御信号を基地局１０２
Ｂに送信することにより基地局１０２Ｂのアンテナの指
向特性を変えることができる。これにより、集計局１０
３を省略することができる。

【００８９】また、集中局１０３は、請求項１３のよう
に、各基地局から転送された信号に基づき各基地局にお
ける電界強度と空間相関特性とを求め、求めた電界強度
と空間相関特性とに基づきアンテナの指向特性を変える
基地局を決定する。一般に、各基地局１０２Ａ，１０２
Ｂを結ぶ直線上に、図１０のように各基地局１０２Ａ，
１０２Ｂとそれぞれ無線通信する端末局１０１Ａ，１０
１Ｂが存在する場合に、各基地局１０２Ａ，１０２Ｂの
空間相関特性は高いとされる。請求項１３では、集計局
１０３が複数の基地局が存在し各基地局から転送された
信号を受信すると、この受信信号に基づき各基地局にお
ける電界強度と空間相関特性を求め、各基地局のうち空
間相関特性の高い基地局が少なくとも１つ以上あった場
合に受信電界レベルの高い図１０のような位置関係にあ
る基地局１０２Ａ，１０２Ｂを選んでアンテナの指向特
性を変える基地局として決定する。

【００９０】また、基地局１０２Ａ，１０２Ｂでは、前
述の図９のようにアンテナを複数のアンテナ素子９０１
により構成し、かつ複数のアンテナ素子の送受信信号に
対して素子毎に重み付けを行う重み付け回路９０２，９
１２を有し、前記複数のアンテナ素子が送受信する送受
信信号に対して前記重み付け回路が重み付けすることに
よりアンテナの指向特性を変えるものである。即ち、基
地局は請求項１４のように、複数のアンテナ素子からな
るアンテナと、複数のアンテナ素子の送受信信号に対し
て素子毎に重み付けを行う重み付け回路とからなる適応
アンテナ装置を有し、複数のアンテナ素子が送受信する
送受信信号に対して重み付け回路が重み付けを行うこと
によりアンテナの指向特性を変えるものである。

【００９１】また、各端末局１０１Ａ，１０１Ｂでは、
隣接する複数の基地局１０２Ａ，１０２Ｂから送信され
る信号を受信すると、この受信信号と、予め自局が保持
している既知信号との相関を調べて前述したように伝達
関数を推定し、推定した伝達関数をそれぞれ基地局１０
２Ａ，１０２Ｂへ送信するとともに、基地局１０２Ａ，
１０２Ｂはこれらの伝達関数を受信すると集中局１０３
へ送信し、集中局１０３では請求項１６のように、この
伝達関数と、各端末局の受信レベルの予測値をパラメー
タとして重みベクトルを算出し、算出した重みベクトル
に基づき、同一通信チャネルを利用する各端末局１０１
Ａ，１０１Ｂにおける受信信号（即ち、各基地局１０２
Ａ，１０２Ｂの送信信号）と、この受信信号に対応する
希望信号ｄとの２乗誤差の総和を算出するとともに、こ
の２乗誤差の総和が予め定められたしきい値を下回るま
でパラメータを繰り返し変更して重みベクトルの算出を
繰り返し、２乗誤差の総和がしきい値を下回ったときの
重みベクトルをもとに各基地局１０２Ａ，１０２Ｂのア
ンテナの重み付けを決定する。この場合、請求項１５の
ように、各基地局１０２Ａ，１０２Ｂに集計局１０３の
前述の機能を持たせることにより、各基地局１０２Ａ，
１０２Ｂが各端末局１０１Ａ，１０１Ｂから受信した伝
達関数に基づいて自局のアンテナの指向特性を変えるこ
とも可能である。

【００９２】また、この場合、請求項１７のように、算
出した重みベクトルに基づき、同一通信チャネルを利用
する各端末局１０１Ａ，１０１Ｂにおける受信信号と、
この受信信号に対応する希望信号ｄとの２乗誤差の総和
を算出するとともに、各端末局１０１Ａ，１０１Ｂにお
ける２乗誤差の最大値が予め定められたしきい値を下回
るまで前記パラメータを繰り返し変更して重みベクトル
の算出を繰り返し、２乗誤差の最大値がしきい値を下回
ったときの重みベクトルをもとに各基地局１０１Ａ，１
０１Ｂのアンテナの重み付けを決定することもできる。

【００９３】なお、実際には、前述した図４のフローチ
ャートに示すステップＳ２３ないしＳ２６の各処理を行
うことにより実現できる。即ち、請求項１８のように、
図４のステップＳ２２で得られた重みベクトルを初期値
として（２５）式の重みベクトルＷｄ（ｎ）に代入す
る。ステップＳ２４では、（２６）式の利得（受信レベ
ルの予測値の逆数）Ｇ（ｍ）を計算する。この利得Ｇ
（ｍ）を利用して、次のステップＳ２５で（２５）式の
重みベクトルＷｄ（ｎ）を再計算する。そして、演算結
果が収束するまで、ステップＳ２４，Ｓ２５の計算を交
互に繰り返し実行する。この場合、請求項１９のよう
に、伝送品質が最も劣化している通信路における信号対
干渉電力比を前記しきい値と定め、このしきい値を下回
ったときの重みベクトルをもとに各基地局１０１Ａ，１
０１Ｂのアンテナの重み付けを決定することもできる。

【００９４】また、各基地局１０２Ａ，１０２Ｂでは端
末局１０１Ａ，１０１Ｂから送信される信号を受信する
と、この受信信号と、予め自局が保持している既知信号
との相関を調べて前述したように伝達関数を推定し、推
定した伝達関数を集中局１０３へ送信し、集中局１０３
では請求項２１のように、この伝達関数と、各端末局１
０１Ａ，１０１Ｂに設定する送信電力値をパラメータと
して重みベクトルを算出し、算出した重みベクトルに基
づき、同一通信チャネルを利用する各端末局１０１Ａ，
１０１Ｂにおける送信信号（即ち、各基地局１０２Ａ，
１０２Ｂの受信信号）と、この送信信号に対応する希望
信号ｄとの２乗誤差の総和を算出するとともに、この２
乗誤差の総和が予め定められたしきい値を下回るまでパ
ラメータを繰り返し変更して重みベクトルの算出を繰り
返し、２乗誤差の総和がしきい値を下回ったときの重み
ベクトルをもとに各基地局１０２Ａ，１０２Ｂのアンテ
ナの重み付けを決定する。この場合、請求項２０のよう
に、各基地局１０２Ａ，１０２Ｂに集計局１０３の前述
の機能を持たせることにより、各基地局１０２Ａ，１０
２Ｂが自局で推定した伝達関数に基づいて自局のアンテ
ナの指向特性を変えることも可能である。

【００９５】また、この場合、請求項２２のように、算
出した重みベクトルに基づき、同一通信チャネルを利用
する各端末局１０１Ａ，１０１Ｂにおける送信信号と、
この送信信号に対応する希望信号ｄとの２乗誤差の総和
を算出するとともに、各端末局１０１Ａ，１０１Ｂにお
ける２乗誤差の最大値が予め定められたしきい値を下回
るまで前記パラメータを繰り返し変更して重みベクトル
の算出を繰り返し、２乗誤差の最大値がしきい値を下回
ったときの重みベクトルをもとに各基地局１０１Ａ，１
０１Ｂのアンテナの重み付けを決定することもできる。

【００９６】なお、実際には、前述した図５のフローチ
ャートに示すステップＳ４３ないしＳ４６の各処理を行
うことにより実現できる。即ち、請求項２３のように、
図５のステップＳ４３で得られた重みベクトルを初期値
として（２７）式の重みベクトルＷｕ（ｎ）に代入す
る。ステップＳ４４では、（２８）式の送信電力Ｇｔ
（ｍ）を計算する。この送信電力Ｇｔ（ｍ）を利用し
て、ステップＳ４５で（２７）式の重みベクトルＷｕ
（ｎ）を再計算する。

【００９７】演算結果が収束するまで、ステップＳ４
４，Ｓ４５の計算を交互に繰り返し実行する。この場
合、請求項２４のように、伝送品質が最も劣化している
通信路における信号対干渉電力比を前記しきい値と定
め、このしきい値を下回ったときの重みベクトルをもと
に各基地局１０１Ａ，１０１Ｂのアンテナの重み付けを
決定することもできる。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、干
渉低減能力を持つ複数の適応アンテナ装置を一括制御
し、下り回線においては各端末局での干渉電力の総和
を、上り通信においては各基地局での干渉電力の総和を
最小化するように制御するので、上り通信及び下り通信
のいずれについてもシステム全体としての干渉の低減を
実現することができる。

【００９９】従って、従来の適応アンテナ装置と比べて
同一周波数を利用する基地局間の距離の短縮が可能にな
る。すなわち、周波数利用効率の改善が実現され、広い
周波数帯域が必要となる高速無線通信システムを限られ
た帯域内で実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態の下り回線に関する適応ア
ンテナ制御方法の制御シーケンスを示すシーケンス図で
ある。

【図２】 第１の実施の形態の上り回線に関する適応ア
ンテナ制御方法の制御シーケンスを示すシーケンス図で
ある。

【図３】 通信システムの構成例を示すブロック図であ
る。

【図４】 第２の実施の形態の下り回線に関する集中局
の制御を示すフローチャートである。

【図５】 第２の実施の形態の上り回線に関する集中局
の制御を示すフローチャートである。

【図６】 第１の実施の形態の下り回線の特性を示すグ
ラフである。

【図７】 第１の実施の形態の上り回線の特性を示すグ
ラフである。

【図８】 第２の実施の形態の特性を示すグラフであ
る。

【図９】 適応アンテナ装置の構成例を示すブロック図
である。

【図１０】 第３の実施の形態を説明する図である。

【符号の説明】 １０１，１０１Ａ，１０１Ｂ…端末局、１０２，１０２
Ａ，１０２Ｂ…基地局、１０３…集中局、９０１…アン
テナ素子、９０２…重み付け回路、９０３…重み制御装
置、９０４…基準信号発生装置、９０５…分波合成器、
９１２…重み付け回路、９１３…分配器。

フロントページの続き (72)発明者 堀 俊和 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−53727（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−219615（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−243358（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (24)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のアンテナ素子と、送信対象の１系
   統の信号を分岐して前記複数のアンテナ素子の各々に入
   力される信号を生成する分配器と、前記複数のアンテナ
   素子の送信信号に対して素子毎に重み付けを行う重み付
   け回路とを備える適応アンテナ装置をそれぞれが含む複
   数の無線基地局と、前記無線基地局との間で通信が可能
   な複数の端末局とで構成される無線通信システムに利用
   される適応アンテナ制御方法であって、各々の端末局の
   受信に対して、複数の無線基地局の各々からの送信信号
   が与える干渉波電力をそれぞれ推定し、同時に同じ通信
   チャネルを利用する複数の無線基地局の全てに関する受
   信信号と希望信号との２乗誤差の総和が最小化されるよ
   うに、各々の無線基地局の適応アンテナ装置における重
   み付けをそれぞれ決定することを特徴とする適応アンテ
   ナ制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 各々の端末局に対して予め定めた既知信号を複数の無線
   基地局からそれぞれ送信し、各々の端末局において、無
   線基地局毎に実際に受信した受信信号と前記既知信号と
   の相関を調べて無線基地局毎に伝達関数を求め、前記伝
   達関数に基づいて前記干渉波電力を推定することを特徴
   とする適応アンテナ制御方法。
3. 【請求項３】 請求項２において、 各々の端末局で求められた前記伝達関数を、有線もしく
   は無線の通信回線を介して前記複数の無線基地局と接続
   された集中局に転送し、前記集中局が各無線基地局の適
   応アンテナ装置における重み付けをそれぞれ決定するこ
   とを特徴とする適応アンテナ制御方法。
4. 【請求項４】 請求項２において、 それぞれの無線基地局のそれぞれのアンテナ素子につい
   て求めた伝達関数と、送信時の各アンテナ素子に適用さ
   れる重みとから求められる干渉波電力を、全てのアンテ
   ナ素子について合計するとともに、複数の無線基地局の
   うち目的の信号を送信する局を除く全ての局について合
   計し、更に複数の端末局について合計した結果を干渉波
   電力の評価値として利用することを特徴とする適応アン
   テナ制御方法。
5. 【請求項５】 請求項２において、 ｎ番目の無線基地局の適応アンテナ装置の重み付け回路
   に与える送信系の重みベクトルＷｄ（ｎ）を表す次の第
   （１）式と、前記適応アンテナ装置によって生じる指向
   性パターンにより得られるｍ番目の端末局の利得Ｇ
   （ｍ）を表す次の第（２）式とを交互に繰り返し計算
   し、収束した計算結果の重みベクトルＷｄ（ｎ）を各重
   み付け回路に与える 【数１】 ことを特徴とする適応アンテナ制御方法。
6. 【請求項６】 複数のアンテナ素子と、前記複数のアン
   テナ素子の受信信号に対して素子毎に重み付けを行う重
   み付け回路と、前記重み付け回路で重み付けされた各ア
   ンテナ素子の受信信号を合成する信号合成回路とを備え
   る適応アンテナ装置をそれぞれが含む複数の無線基地局
   と、前記無線基地局との間で通信が可能な複数の端末局
   とで構成される無線通信システムに利用される適応アン
   テナ制御方法であって、 各々の無線基地局の受信に対して、複数の端末局の各々
   からの送信信号が与える干渉波電力をそれぞれ推定し、 同時に同じ通信チャネルを使用する複数の端末局の全て
   に関する受信信号と希望信号との２乗誤差の総和が最小
   化されるように、少なくとも各々の無線基地局の適応ア
   ンテナ装置における重み付け及び各々の端末局の送信電
   力をそれぞれ決定することを特徴とする適応アンテナ制
   御方法。
7. 【請求項７】 請求項６において、 予め定めた既知信号を複数の端末局から各々の無線基地
   局に対してそれぞれ送信し、各々の無線基地局におい
   て、実際に受信した端末局毎の受信信号と前記既知信号
   との相関を調べて端末局毎に伝達関数を求め、前記伝達
   関数に基づいて前記干渉波電力を推定することを特徴と
   する適応アンテナ制御方法。
8. 【請求項８】 請求項６において、 各々の無線基地局が求めた前記伝達関数を、有線もしく
   は無線の通信回線を介して前記複数の無線基地局と接続
   された集中局に転送し、前記集中局が各無線基地局の適
   応アンテナ装置における重み付けをそれぞれ決定するこ
   とを特徴とする適応アンテナ制御方法。
9. 【請求項９】 請求項７において、 それぞれの無線無地局のそれぞれのアンテナ素子につい
   て求めた伝達関数と、受信局の各アンテナ素子に適用さ
   れる重みとから求められる干渉波電力を、全てのアンテ
   ナ素子について合計するとともに、複数の端末局のうち
   目的の信号を送信する局を除く全ての局について合計
   し、更に複数の無線基地局について合計した結果を干渉
   波電力の評価値として利用することを特徴とする適応ア
   ンテナ制御方法。
10. 【請求項１０】 請求項７において、 ｎ番目の無線基地局の適応アンテナ装置の重み付け回路
    に与える受信系の重みベクトルＷｕ（ｎ）を表す次の第
    （３）式と、ｍ番目の端末局の送信電力Ｇｔ（ｍ）を表
    す次の第（４）式とを交互に繰り返し計算し、収束した
    計算結果の重みベクトルＷｕ（ｎ）を各重み付け回路に
    与える 【数２】 ことを特徴とする適応アンテナ制御方法。
11. 【請求項１１】 各々がアンテナを有する複数の無線基
    地局の存在する無線ゾーン中に複数の端末局が存在し、
    前記複数の端末局のうち少なくとも２つの端末局が、信
    号の送受信周波数が同一かつ信号の送受信タイミングが
    同一である同一通信チャネルを利用してそれぞれ異なる
    無線基地局と電波信号の送受信を行っているときにこれ
    らの端末局の送信信号とこれらの端末局で受信されこれ
    らの端末局から送信されるこれらの端末局における受信
    信号の少なくとも一方を前記複数の無線基地局を介して
    取り込み、取り込んだ信号に基づき各端末局間の相互干
    渉電力が低減されるように無線基地局のアンテナの指向
    特性を変えることを特徴とする適応アンテナの送受信特
    性制御方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１において、 前記無線基地局を介して取り込まれた前記端末局の同一
    通信チャネルの送受信信号を集中局に転送し、 前記集中局は、転送された信号に基づき各端末局間の相
    互干渉電力を低減する制御信号を生成して各無線基地局
    に送信し、各無線基地局のアンテナの指向特性を変える
    ことを特徴とする適応アンテナの送受信特性制御方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２において、 前記集中局は、転送された信号に基づき各無線基地局に
    おける電界強度と空間相関特性とを求め、求めた電界強
    度と空間相関特性とに基づきアンテナの指向特性を変え
    る無線基地局を決定することを特徴とする適応アンテナ
    の送受信特性制御方法。
14. 【請求項１４】 請求項１１において、 前記無線基地局は、複数のアンテナ素子からなる前記ア
    ンテナと、前記複数のアンテナ素子の送受信信号に対し
    て素子毎に重み付けを行う重み付け回路とからなる適応
    アンテナ装置を有し、前記複数のアンテナ素子が送受信
    する送受信信号に対して前記重み付け回路が重み付けを
    行うことにより前記アンテナの指向特性を変えることを
    特徴とする適応アンテナの送受信特性制御方法。
15. 【請求項１５】 請求項１４において、 各端末局は、隣接する複数の無線基地局から送信される
    信号を受信すると、この受信信号と、予め自局が保持し
    ている既知信号との相関を調べて伝達関数を推定し、前
    記伝達関数を無線基地局へ送信するとともに、各無線基
    地局は受信した伝達関数に基づいて自局のアンテナの指
    向特性を変えることを特徴とする適応アンテナの送受信
    特性制御方法。
16. 【請求項１６】 請求項１５において、 各無線基地局は、各端末局から送信された伝達関数を集
    中局に送信し、集中局は、 各端末局の受信レベルの予測値１／Ｇ（ｉ）（ｉ＝１〜
    ｎ：ｎは端末局の総数）及び前記伝達関数をパラメータ
    として重みベクトルＷｄ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ：ｎは端末
    局の総数）を算出し、 算出した重みベクトルＷｄ（ｉ）に基づき、同時に同一
    周波数かつ同一タイミングで通信チャネルを利用する各
    端末局における受信信号と、この受信信号に対応する希
    望信号との２乗誤差の総和を算出するとともに、この２
    乗誤差の総和が予め定められたしきい値を下回るまで前
    記パラメータを繰り返し変更して重みベクトルＷｄ
    （ｉ）の算出を繰り返し、 前記２乗誤差の総和が前記しきい値を下回ったときの重
    みベクトルＷｄ（ｉ）をもとに各無線基地局のアンテナ
    の重み付けを決定することを特徴とする適応アンテナの
    送受信特性制御方法。
17. 【請求項１７】 請求項１５において、 各無線基地局は、各端末局から送信された伝達関数を集
    中局に送信し、 集中局は、 各端末局の受信レベルの予測値１／Ｇ（ｉ）（ｉ＝１〜
    ｎ：ｎは端末局の総数）及び前記伝達関数をパラメータ
    として重みベクトルＷｄ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ：ｎは端末
    局の総数）を算出し、 算出した重みベクトルＷｄ（ｉ）に基づき、同時に同じ
    周波数かつ同一タイミングで通信チャネルを利用する各
    端末局における受信信号と、この受信信号に対応する希
    望信号との２乗誤差の総和を算出するとともに、各端末
    局における前記２乗誤差の最大値が予め定められたしき
    い値を下回るまで前記パラメータを繰り返し変更して重
    みベクトルＷｄ（ｉ）の算出を繰り返し、 前記２乗誤差の最大値が前記しきい値を下回ったときの
    重みベクトルＷｄ（ｉ）をもとに各無線基地局のアンテ
    ナの重み付けを決定することを特徴とする適応アンテナ
    の送受信特性制御方法。
18. 【請求項１８】 請求項１６において、 ｎ番目の無線基地局の適応アンテナ装置の重み付け回路
    に与える送信系の重みベクトルＷｄ（ｎ）を表す次の第
    （５）式と、前記適応アンテナ装置によって生じる指向
    性パターンにより得られるｍ番目の端末局の受信レベル
    の予測値１／Ｇ（ｍ）を表す次の第（６）式とを交互に
    繰り返し計算し、収束した計算結果の重みベクトルＷｄ
    （ｎ）を各重み付け回路に与える重みの値とする 【数３】 ことを特徴とする適応アンテナの送受信特性制御方法。
19. 【請求項１９】 請求項１７において、 ｎ番目の無線基地局の適応アンテナ装置の重み付け回路
    に与える送信系の重みベクトルＷｄ（ｎ）を表す次の第
    （７）式と、前記適応アンテナ装置によって生じる指向
    性パターンにより得られるｍ番目の端末局の受信レベル
    の予測値１／Ｇ（ｍ）を表す次の第（８）式とを交互に
    繰り返し計算し、収束した計算結果の重みベクトルＷｄ
    （ｎ）を各重み付け回路に与える重みの値とする 【数４】 ことを特徴とする適応アンテナの送受信特性制御方法。
20. 【請求項２０】 請求項１４において、 各無線基地局は、隣接する複数の端末局から送信される
    信号を受信すると、この受信信号と、予め自局が保持し
    ている既知信号との相関を調べて伝達関数を推定すると
    ともに、前記伝達関数に基づいて自局のアンテナの指向
    特性を変えることを特徴とする適応アンテナの送受信特
    性制御方法。
21. 【請求項２１】 請求項２０において、各無線基地局
    は、前記伝達関数を集中局に送信し、 集中局は、 各端末局に設定する送信電力値Ｇ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ：
    ｎは端末局の総数）及び前記伝達関数をパラメータとし
    て重みベクトルＷｕ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ：ｎは端末局の
    総数）を算出し、 算出した重みベクトルＷｕ（ｉ）に基づき、同時に同一
    周波数かつ同一タイミングで通信チャネルを利用する各
    端末局における送信信号と、この送信信号に対応する希
    望信号との２乗誤差の総和を算出するとともに、この２
    乗誤差の総和が予め定められたしきい値を下回るまで前
    記パラメータを繰り返し変更して重みベクトルＷｄ
    （ｉ）の算出を繰り返し、 前記２乗誤差の総和が前記しきい値を下回ったときの重
    みベクトルＷｄ（ｉ）をもとに各無線基地局のアンテナ
    の重み付けを決定することを特徴とする適応アンテナの
    送受信特性制御方法。
22. 【請求項２２】 請求項２０において、 各無線基地局は、前記伝達関数を集中局に送信し、 集中局は、 各端末局に設定する送信電力値Ｇ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ：
    ｎは端末局の総数）及び伝達関数をパラメータとして重
    みベクトルＷｕ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ：ｎは端末局の総
    数）を算出し、 算出した重みベクトルＷｕ（ｉ）に基づき、同時に同一
    周波数かつ同一タイミングで通信チャネルを利用する各
    端末局における送信信号と、この送信信号に対応する希
    望信号との２乗誤差の総和を算出するとともに、各端末
    局における２乗誤差の最大値が予め定められたしきい値
    を下回るまで前記パラメータを繰り返し変更して重みベ
    クトルＷｄ（ｉ）の算出を繰り返し、 前記２乗誤差の最大値が前記しきい値を下回ったときの
    重みベクトルＷｄ（ｉ）をもとに各無線基地局のアンテ
    ナの重み付けを決定することを特徴とする適応アンテナ
    の送受信特性制御方法。
23. 【請求項２３】 請求項２１において、 ｎ番目の無線基地局の適応アンテナ装置の重み付け回路
    に与える受信系の重みベクトルＷｕ（ｎ）を表す次の第
    （９）式と、ｍ番目の端末局の送信電力値Ｇｔ（ｍ）を
    表す次の第（１０）式とを交互に繰り返し計算し、収束
    した計算結果の重みベクトルＷｕ（ｎ）を各重み付け回
    路に与える重みの値とする 【数５】 ことを特徴とする適応アンテナの送受信特性制御方法。
24. 【請求項２４】 請求項２２において、 ｎ番目の無線基地局の適応アンテナ装置の重み付け回路
    に与える受信系の重みベクトルＷｕ（ｎ）を表す次の第
    （１１）式と、ｍ番目の端末局の送信電力値Ｇｔ（ｍ）
    を表す次の第（１２）式とを交互に繰り返し計算し、収
    束した計算結果の重みベクトルＷｕ（ｎ）を各重み付け
    回路に与える重みの値とする 【数６】 ことを特徴とする適応アンテナの送受信特性制御方法。