JP4778868B2 - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

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、最短で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。

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、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。本発明の特徴は、複数の素子アンテナを用いて無線信号の送受信を行う無線通信装置であって、対向無線通信装置から受信した無線信号に基づいて、前記対向無線通信装置との伝播路の状態を検出する検出部と、前記伝播路の状態が高速な変動を示していない場合には、第１の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御し、前記伝播路の状態が高速な変動を示している場合には、第２の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御する制御部と、を備え、前記第１の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の前記対向無線通信装置の位置に対してピークを向けるよう制御する方法であり、前記第２の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の前記対向無線通信装置の位置に対してヌルを向けるよう制御する方法である、ことを要旨とする。

本発明の特徴は、複数の素子アンテナを用いて無線信号の送受信を行う無線通信装置であって、対向無線通信装置から受信した無線信号に基づいて、前記対向無線通信装置との伝播路の状態を検出する検出部と、前記伝播路の状態が高速な変動を示していない場合には、第１の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御し、前記伝播路の状態が高速な変動を示している場合には、第２の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御する制御部と、を備え、前記第１の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の前記対向無線通信装置の位置に対してピークを向けるよう制御する方法であり、前記第２の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の受信電力値が低い素子アンテナを選択して送信に使用する方法である、ことを要旨とする。

本発明の特徴は、複数の素子アンテナを用いて無線信号の送受信を行う無線通信方法であって、対向無線通信装置から受信した無線信号に基づいて、前記対向無線通信装置との伝播路の状態を検出するステップと、前記伝播路の状態が高速な変動を示していない場合には、第１の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御するステップと、前記伝播路の状態が高速な変動を示している場合には、第２の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御するステップと、を備え、前記第１の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の前記対向無線通信装置の位置に対してピークを向けるよう制御する方法であり、前記第２の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の前記対向無線通信装置の位置に対してヌルを向けるよう制御する方法である、ことを要旨とする。

本発明の特徴は、複数の素子アンテナを用いて無線信号の送受信を行う無線通信方法であって、対向無線通信装置から受信した無線信号に基づいて、前記対向無線通信装置との伝播路の状態を検出するステップと、前記伝播路の状態が高速な変動を示していない場合には、第１の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御するステップと、前記伝播路の状態が高速な変動を示している場合には、第２の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御するステップと、を備え、前記第１の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の前記対向無線通信装置の位置に対してピークを向けるよう制御する方法であり、前記第２の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の受信電力値が低い素子アンテナを選択して送信に使用する方法である、ことを要旨とする。

本発明の特徴によれば、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２００（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２００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）を用いている。

無線通信端末２００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２００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２００が、時点ｔ１において位置イにおいて上り方向信号ＲＳｕｐ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ＲＳｄｏｗｎを受信するイメージが示されている。

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２００から受信した上り方向信号ＲＳｕｐ（受信無線信号）に基づいて、無線通信端末２００に送信する下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ（送信無線信号）の指向性を適応制御する。

無線通信端末２００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２００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（ビーム）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。

（第１実施形態に係る無線基地局の構成）
次に、本実施形態に係る無線基地局１００の構成について説明する。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、第１のウエイト算出部１０３と、第２のウエイト算出部１０４と、伝播路状態検出部１０５と、判断部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２００との間で、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ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２００から上り方向信号ＲＳｕｐを受信する。

第１のウエイト算出部１０３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。第１のウエイト算出部１０３は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎで受信された上り方向信号ＲＳｕｐに基づいて、受信した時点ｔ１の位置イにピークを向けるように、無線通信端末２００へ送信する下り方向信号ＲＳｄｏｗｎのアダプティブアレイ制御で用いられる第１のアレーウエイトを算出する（第１のアレーウエイト算出方法{基準の信号処理方法}に基づいて算出する）。この第１のウエイト算出部１０３で算出される第１のアレーウエイトは、受信した時点ｔ１の位置イにピークを向けるように、無線通信端末２００へ送信する下り方向信号ＲＳｄｏｗｎのアダプティブアレイ制御で用いられるが、この場合、当該第１のアレーウエイトに基づいて実行されるアダプティブアレイ制御が、通常（基準）のアダプティブアレイ制御（第１の制御方法）である。

第２のウエイト算出部１０４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。第２のウエイト算出部１０４は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎで受信された上り方向信号ＲＳｕｐに基づいて、受信した時点ｔ１の位置イにヌルを向けるように、無線通信端末２００へ送信する下り方向信号ＲＳｄｏｗｎのアダプティブアレイ制御で用いられる第２のアレーウエイトを算出する（第２のアレーウエイト算出方法{基準の信号処理方法とは異なる別の信号処理方法}に基づいて算出する）。この第２のウエイト算出部１０４で算出される第２のアレーウエイトは、受信した時点ｔ１の位置イにヌルを向けるように、無線通信端末２００へ送信する下り方向信号ＲＳｄｏｗｎのアダプティブアレイ制御で用いられるが、この場合、当該第２のアレーウエイトに基づいたアダプティブアレイ制御は、上記した第１のアレーウエイトに基づいて実行される通常（基準）のアダプティブアレイ制御とは異なるアダプティブアレイ制御（第２の制御方法）である。

伝播路状態検出部１０５は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎと、判断部１０６と接続する。伝播路状態検出部１０５は、伝播路の変動状態を検出し、検出した伝播路の変動状態に基づいて、無線通信端末２００との伝播路の状態が変動する変動周期を把握する。伝播路状態検出部１０５は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎで受信された上り方向信号ＲＳｕｐの電力値の変動を変動周期ｆａとして把握する。具体的に、伝播路状態検出部１０５は、例えば、無線通信端末２００の移動によるドップラ変動で変化する受信電力値を定期的に取得すると共に、当該受信電力値の変動の変動周期ｆａを把握する。また、伝播路状態検出部１０５は、把握した変動周期ｆａを判断部１０６に通知する。

判断部１０６は、伝播路状態検出部１０５と、アダプティブ処理制御部１０７と接続する。また、判断部１０６は、無線通信端末２００から上り方向信号ＲＳｕｐを受信した時点ｔ１から、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する時点ｔ２までの処理時間Δｔと、伝播路状態検出部１０５によって把握された変動周期ｆａとを比較する。判断部１０６は、処理時間Δｔが、伝播路状態検出部１０５から通知された変動周期ｆａの略半分であるか否かを判定する。

具体的に、判断部１０６は、処理時間Δｔとなる変動周期ｆａの略半分の範囲を示す下限値ｆＬ及び上限値ｆＨを予め記憶しており、伝播路状態検出部１０５によって把握された変動周期ｆａが、下限値ｆＬ≦ｆａ＜上限値ｆＨであるか否かを判定する。また、判断部１０６は、判断結果をアダプティブ処理制御部１０７に通知する。このとき、判断部１０６によって、変動周期ｆａが下限値ｆＬ≦ｆａ＜上限値ｆＨであると判断された場合、後述するアダプティブ処理制御部１０７によって、第２のアレーウエイトを用いたアダプティブアレイ制御（第２の制御方法）が実行され、変動周期ｆａが下限値ｆＬ≦ｆａ＜上限値ｆＨでないと判断された場合、後述するアダプティブ処理制御部１０７によって第１のアレーウエイトを用いたアダプティブアレイ制御（第１の制御方法）が実行される。

このようにして、判断部１０６は、変動周期ｆａに基づいて、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎの指向性を変更するか否かを判断する。本実施形態おいて、判断部１０６は、伝播路状態検出部１０５によって検出された伝播路の変動状態に基づいて、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎの指向性を変更するか否かを判断する判断部を構成する。

アダプティブ処理制御部１０７は、第１のウエイト算出部１０３と、第２のウエイト算出部１０４と、判断部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、伝播路状態検出部１０５によって把握された変動周期ｆａに基づいて、素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎを介して送信される下り方向信号ＲＳｄｏｗｎの指向性を制御する。アダプティブ処理制御部１０７は、判断部１０６によって下り方向信号ＲＳｄｏｗｎの指向性を変更すると判断された場合、第１の制御方法とは異なる第２の制御方法に制御方法を変更し、第２の制御方法にしたがって下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを処理する。

ここで、アダプティブ処理制御部１０７は、伝播路状態検出部１０５によって把握された変動周期ｆａに基づき判断部１０６によって比較された処理時間Δｔと変動周期ｆａとの比較結果（判定結果）に基づいて、上り方向信号ＲＳｕｐを受信した時点における無線通信端末２００の位置にヌルが向く下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する。

具体的に、アダプティブ処理制御部１０７は、処理時間Δｔが変動周期ｆａの略半分であると判断部１０６によって判定された場合、上り方向信号ＲＳｕｐを受信した時点における無線通信端末２００の位置にヌルが向くように、第２のアレーウエイトを用いて、送信部１０８_１乃至１０８_ｎから、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信するように制御する。

また、アダプティブ処理制御部１０７は、処理時間Δｔが変動周期ｆａの略半分でないと判断部１０６によって判定された場合、上り方向信号ＲＳｕｐを受信した時点における無線通信端末２００の位置にピーク（ビーム）が向くように、第１のアレーウエイトを用いて、送信部１０８_１乃至１０８_ｎから、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信するように制御する。

本実施形態に係るアダプティブ処理制御部１０７は、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎの指向性を適応制御する第１の制御方法又は第２の制御方法にしたがって、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを処理する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２００へ下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する。

（第１実施形態に係る無線基地局の動作）
次に、図４を参照し、上述した無線基地局１００の動作について説明する。具体的には、無線基地局１００が、アダプティブアレイ制御を用いて、上り方向信号ＲＳｕｐ（受信無線信号）に基づいて、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ（送信無線信号）を送信する際の制御動作について説明する。

ステップＳ１１において、無線基地局１００は、無線通信端末２００から送信された上り方向信号ＲＳｕｐの無線信号を受信する。

ステップＳ１３において、伝播路状態検出部１０５は、受信した上り方向信号ＲＳｕｐの変動周期ｆａを把握する。また、伝播路状態検出部１０５は、把握した変動周期ｆａを判断部１０６に通知する。

ここで、図５には、伝播路状態検出部１０５で取得された受信電力値の時間軸上の関係が示されている。図５に示すように、伝播路状態検出部１０５では、無線通信端末２００の移動による伝播路の変化により、受信電力値が時間の経過と共に周期的に変動する。伝播路状態検出部１０５は、この変動を変動周期ｆａとして把握する。

ステップＳ１５において、 判断部１０６は、通知された変動周期ｆａが、ｆＬ≦ｆａ＜ｆＨであるか否かを判定する。

ステップＳ１７ａにおいて、判断部１０６によって変動周期ｆａが、ｆＬ≦ｆａ＜ｆＨであると判定された場合（ｆＬ≦ｆａ＜ｆＨがＹＥＳの場合）、アダプティブ処理制御部１０７は、第２のウエイト算出部１０４に第２のアレーウエイトを算出するように指示する。第２のウエイト算出部１０４は、第２のアレーウエイトを算出して、アダプティブ処理制御部１０７に通知する。

ステップＳ１７ｂにおいて、判断部１０６によって変動周期ｆａが、ｆＬ≦ｆａ＜ｆＨでないと判定された場合（ｆＬ≦ｆａ＜ｆＨがＮｏの場合）、アダプティブ処理制御部１０７は、第１のウエイト算出部１０３に第１のアレーウエイトを算出するように指示する。第１のウエイト算出部１０３は、第１のアレーウエイトを算出して、アダプティブ処理制御部１０７に通知する。

ステップＳ１９において、アダプティブ処理制御部１０７は、第１のアレーウエイト又は第２のアレーウエイトを用いて、送信部１０８_１乃至１０８_ｎから、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する。

（第１実施形態に係る無線基地局の作用・効果）
本発明に係る無線基地局１００によれば、処理時間Δｔが、無線通信端末２００から送信された上り方向信号ＲＳｕｐの受信電力値の変動周期ｆａの略半分であると判定された場合、無線通信端末２００へ送信する下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ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、第２のアレーウエイトを用いて行われる。

例えば、無線通信端末２００が時点ｔ１から時点ｔ２までの処理期間Δｔの間に、変動周期ｆａの略半分の位置ロに移動する場合、図６に示すように、従来技術に係る無線基地局１００では、時点ｔ１における位置イでの上り方向信号ＲＳｕｐに基づいてアダプティブアレイ制御が実行され、時点ｔ２で位置イにおいてピークの受信電力Ｐ１となるように、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する。よって、時点ｔ２において位置ロに移動する無線通信端末２００では、受信する受信電力がヌルの受信電力Ｐ２まで急激に低下していた。

本発明に係る無線基地局１００によれば、無線通信端末２００が時点ｔ１から時点ｔ２までの処理期間Δｔの間に波長λの略半分の距離を移動する場合、例えば、図７に示すように、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、第２のアレーウエイトを用いたアダプティブアレイ制御が実行されて下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する。よって、無線通信端末２００では、時点ｔ２の位置ロにおいて受信される受信電力は、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。

このようにして、無線基地局１００によれば、通信先の無線通信端末２００または通信先の無線通信端末２００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２００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。

（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実施形態では、無線基地局１００の伝播路状態検出部１０５が、受信部１０２_１乃至１０２_ｎで受信された上り方向信号ＲＳｕｐの電力値の変動を変動周期ｆａとして把握していたが、伝播路状態検出部１０５は、上り方向信号ＲＳｕｐのドップラ変動を検出することにより変動周期ｆａとして把握してもよい。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は、無線通信端末２００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１０５は、把握した変動周期ｆａを判断部１０６に通知する。

判断部１０６は、上述した処理時間Δｔの間に、無線通信端末２００が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か否かを判定する。

具体的に、判断部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１０５によって把握された変動周期ｆａが、ｆＬ≦ｆａ＜ｆＨであるか否かを判定する。判断部１０６は、判定結果を、アダプティブ処理制御部１０７に通知する。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、変動周期ｆａ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の下限値ｆＬ乃至上限値ｆＨ内であると判定された場合、時点ｔ２において位置イにヌルの受信電力Ｐ２となるように、第２のアレーウエイトを用いたアダプティブアレイ制御が実行されて下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する。よって、移動する無線通信端末２００では、時点ｔ２の位置ロにおいて受信される受信電力は、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、無線通信端末２００では、時点ｔ２の位置ロにおいて受信される受信電力は、少なくともヌルの受信電力Ｐ２ではなく、ヌル以外の例えばピークの受信電力Ｐ１で受信される。

このようにして、無線基地局１００によれば、通信先の無線通信端末２００または通信先の無線通信端末２００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２００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。

（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１１２を更に備えても良い。

アンテナ相関検出部１１２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１１２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ＲＳｕｐの相関度を検出する。具体的に、アンテナ相関検出部１１２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ＲＳｕｐ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１１２によって検出された相関度が高い場合、無線通信端末２００では、周辺の周期的信号（例えば、定在波）において、伝播路変動による変動周期ｆａ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１１２は、検出した相関度をアダプティブ処理制御部１０７に通知する。

アダプティブ処理制御部１０７は、アンテナ相関検出部１１２によって検出された相関度に基づいて、第２の制御方法にしたがって、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２００の位置イにヌルが向く下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する。

具体的に、アダプティブ処理制御部１０７は、検出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ｆａの略半分であると判断部１０６によって判定された場合のみ、上り方向信号ＲＳｕｐを受信した時点における無線通信端末２００の位置にヌルが向くように、第２のアレーウエイトを用いる第２の制御方法にしたがって、、送信部１０８_１乃至１０８_ｎから、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信するように制御する。また、アダプティブ処理制御部１０７は、かかる場合以外においては、上り方向信号ＲＳｕｐを受信した時点における無線通信端末２００の位置にピークが向くように、第１のアレーウエイトを用いる第１の制御方法にしたがって、送信部１０８_１乃至１０８_ｎから、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信するように処理する。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、アダプティブ処理制御部１０７は、アンテナ相関検出部１１２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２００周辺の周期的信号（定在波）におけるピークの受信電力値Ｐ１とヌルの受信電力値Ｐ２との差が生じている場合のみ、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、第２のアレーウエイトを用いたアダプティブアレイ制御が実行されて下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する。よって、無線基地局１００では、無線通信端末２００周辺の周期的信号におけるピークの受信電力値Ｐ１とヌルの受信電力値Ｐ２との差を考慮し、当該差が大きい場合のみ第２のアレー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、効率よく無線通信端末２００でピークの受信電力となる下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信することができる。

［本発明の第２実施形態］
第１実施形態では、無線基地局１００が、無線通信端末２００から送信された上り方向信号ＲＳｕｐのドップラ変動量を検出することで、伝播路変動を検出するように構成されていたが、本実施形態では、無線通信端末２００が、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎのドップラ変動量を検出することで、伝播路変動を検出する。

本実施形態に係る無線通信端末２００は、図８に示すように、アンテナ２０１を介して、無線基地局１００との間で無線信号を送受信する送受信部２０２と、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎのドップラ変動量を検出するドップラ検出部２０３と、ドップラ検出部２０３で検出されたドップラ変動量を示すドップラ情報を、送受信部２０２を介して、無線基地局１００へ報知するドップラ報知部２０４とを備える。

また、本実施形態に係る無線基地局１００では、伝播路状態検出部１０５が、受信部１０２_１乃至１０２_ｎを介して、無線通信端末２００から報知されたドップラ情報を取得して、当該ドップラ情報に示されるドップラ変動量の周期を、伝播路変動周期として、判断部１０６へ通知する。他の機能に関しては、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。

本実施形態に係る無線基地局１００は、無線通信端末２００で検出された下り方向信号ＲＳｄｏｗｎのドップラ変動に基づいて、伝播路変動を把握するので、無線通信端末２００側での伝播路変動の変動周期をより正確に把握して、第１又は第２のアレーウエイトを用いたアダプティブアレイ制御を実行することができる。

［本発明の第３実施形態］
次に、本発明の第３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。

（第３実施形態に係る基地局１００の構成）
本実施形態では、第１実施形態に係る無線基地局１００において、第２のアレーウエイトが算出される機能についてより具体的に説明する。本実施形態に係る無線基地局１００は、図９に示すように、トレーニング信号記憶部１２２と、希望波電力算出部１２３と、絶対値算出部１２４と、希望波位相差算出部１２５と、位相算出部１２６とを更に備える。

トレーニング信号記憶部１２２は、希望波電力算出部１２３と、希望波位相差算出部１２５と接続する。

トレーニング信号記憶部１２２は、無線通信端末２００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。

希望波電力算出部１２３は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎと、トレーニング信号記憶部１２２と、絶対値算出部１２４と接続する。

希望波電力算出部１２３は、トレーニング信号記憶部１２２に予め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１２３は、算出した希望波受信電力を絶対値算出部１２４へ通知する。

絶対値算出部１２４は、希望波電力算出部１２３と、位相算出部１２６と、第２のウエイト算出部１２７と接続する。

絶対値算出部１２４は、希望波電力算出部１２３から通知された希望波受信電力に基づいて、アダプティブアレイ制御で用いられるウエイトの絶対値を、希望波受信電力の値を大小逆転させるよう変換することにより算出する。

希望波位相差算出部１２５は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎと、トレーニング信号記憶部１２２と、位相算出部１２６と接続する。

希望波位相差算出部１２５は、無線通信端末２００から送信された振幅及び位相の値が既知であるトレーニング信号を含む上り方向信号ＲＳｕｐを受信し、受信したトレーニング信号（伝播路による振幅及び位相の変動の影響が生じているトレーニング信号）とトレーニング信号記憶部１２２に記憶されているトレーニング信号との位相差を演算する。希望波位相差算出部１２５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ＲＳｕｐについて、トレーニング信号との位相差を演算する。本実施形態に係る希望波位相差算出部１２５は、位相差演算部を構成する。

位相算出部１２６は、絶対値算出部１２４と、希望波位相差算出部１２５と、第２のウエイト算出部１２７と接続する。

位相算出部１２６は、送信に用いるウエイトの位相を、絶対値算出部１２４において算出されたウエイトの絶対値を用いて、無線通信端末２００の時点ｔ１での位置イにヌルが向くよう希望波位相差算出部１２５において算出された位相差に補正を加えることにより算出する。

また、本実施形態に係る第２のウエイト算出部１２７は、絶対値算出部１２４において算出されたウエイトの絶対値と、位相算出部１２６において算出された位相とを用いて第２のアレーウエイトを算出する。

また、第２のウエイト算出部１２７は、算出した第２のアレーウエイトをアダプティブ処理制御部１２８に通知する。

アダプティブ処理制御部１２８は、第１のウエイト算出部１０３と、判断部１０６と、第２のウエイト算出部１２７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１２８は、希望波位相差算出部１２５によって演算された位相差を用いて、第２の制御方法にしたがって、上り方向信号ＲＳｕｐを受信した時点における無線通信端末２００の位置にヌルが向く第２のアレーウエイトを下り方向信号ＲＳｄｏｗｎに適用する。アダプティブ処理制御部１２８は、第２の制御方法により下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する際、希望波位相差算出部１２５によって演算された複数の位相差と、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ＲＳｕｐの電力値とに基づいて、複数の素子アンテナを介して送信される下り方向信号ＲＳｄｏｗｎの電力値が、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２００の位置イにおいて小さくなる第２のアレーウエイトを適用する。

具体的に、アダプティブ処理制御部１２８は、処理時間Δｔが変動周期ｆａの略半分であると判断部１０６によって判定された場合、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２００の位置イにヌルが向くように、第２のアレーウエイトを用いて、送信部１０８_１乃至１０８_ｎから、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信するように制御する。

また、アダプティブ処理制御部１２８は、処理時間Δｔが変動周期ｆａの略半分でないと判断部１０６によって判定された場合、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２００の位置イにピークが向くように、第１のアレーウエイトを用いて、送信部１０８_１乃至１０８_ｎから、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信するように制御する。なお、本実施形態に係るアダプティブ処理制御部は、送信制御部を構成する。

また、本実施形態に係る無線基地局１００の他の構成に関しては、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。

（第３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、本実施形態に係る無線基地局１００は、上述した第１実施形態に係る無線基地局１００の動作と比べ、図４に示したステップＳ１７ａの動作のみが異なるため、主に当該ステップＳ１７ａの動作について、図１０乃至１２を参照して説明する。

ここで、複数の受信部１０２_１乃至１０２_ｎのうちの１つの受信部において、移動する無線通信端末２００からの希望波受信電力の変動を図１０に示す。

図１０に示すように、無線基地局１００では、無線通信端末２００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。伝播路状態検出部１０５においてこの変動を検出し、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する時点ｔ２において無線通信端末２００が周期的信号（定在波）のヌルに移動するような伝播路変動をしていると判断された場合、無線通信端末２００の時点ｔ１における位置イにヌルを向ける（位置ロにはピークを向ける）ようアダプティブアレイ制御を行なう。

また、このとき、無線基地局１００は、上り方向信号ＲＳｕｐを受信した時点ｔ１において、図１０におけるＡ，Ｂ，Ｃのような希望波電力であった場合、各々Ａ’、Ｂ’、Ｃ’のような絶対値のウエイトで送信する必要がある。

また、無線通信端末２００が、周期的信号のヌルに移動するような伝播路変動である場合には、受信時の希望波電力と送信時のウエイトの絶対値とは大小逆転する可能性が高いと考えられるため、絶対値算出部１２４において希望波受信電力の値の大小を逆転させるよう補正を行なう。

具体的に、絶対値算出部１２４では、例えば、基準電力をＡとし、希望波電力算出部１２３から通知された各々の受信部１０２_１乃至１０２_ｎにおける希望波受信電力Ａ_Rx(i)をＡ１、Ａ２、Ａ３・・・Ａｎとすると、逆転させた補正後のウエイトの絶対値Ａ_Tx(i)を、（Ａ−Ａ１）、（Ａ−Ａ２）、（Ａ−Ａ３）・・・（Ａ−Ａｎ）として算出する（図１１に示す、ステップＳ１７ａ１）。

ここで、無線基地局１００において、一例として、受信部１０２_１乃至１０２_３の３つを備えるものとして説明する。例えば、基準電力を“１”とし、受信部１０１_１での希望波受信電力Ａ１を“０．３”とし、受信部１０２_２での希望波受信電力Ａ２を“０．５”とし、受信部１０２_３での希望波受信電力Ａ３を“０．９”とすると、絶対値算出部１２４では、図１２に示すように、受信部１０２_１乃至１０２_３のウエイトの絶対値を、それぞれ“０．７”、“０．５”、“０．１”として算出する。

また、位相算出部１２６は、絶対値算出部１２４で算出された絶対値Ａ_Tx(i)と、希望波電力算出部１２３で算出された希望波受信電力値Ａ_Rx(i)と、希望波位相差算出部１２５によって演算された受信部１０２_１乃至１０２_ｎの各々の位相差φ_Rx(i)とを用いて無線基地局１００の時点ｔ１における無線通信端末２００の位置イにヌルを向けるための位相φ_Tx(i)を算出する（ステップＳ１７ａ２）。

具体的に、まず、位相算出部１２６は、下記（１）式で算出される値が最小になるような補正符号m(i)を算出する。ここで、補正符号m(i)は、＋１、−１のいずれかの値として決定する。

なお、各項は以下のように示される。

Ａ_Tx(i)：i番目の受信部における逆転させた補正後のウエイトの絶対値
Ａ_Rx(i)：i番目の受信部における希望波受信電力
例えば、図１２の例では、位相算出部１２６は、受信部１０２_１乃至１０２_３において、希望波受信電力とウエイトの絶対値との乗算値は、それぞれ“０．２１”、“０．２５”、“０．０９”として算出する。

このとき、（１）式において、乗算値の総和が最小となるように補正した乗算値は、例えば、“−０．２１”、“０．２５”、“−０．０９”であり、補正符号m(i)は、受信部１０２_１乃至１０２_３において、それぞれ“−１”、“１”、“−１”となる。

また、位相算出部１２６は、かかる補正符号m(i)から、（２）式により補正項φ(i)を０、πいずれかの値で算出する。

そして、位相算出部１２６は、算出した補正項φ(i)から、（３）式により位相φ_Txを算出する。

なお、各項は以下のように示される。
φTX(i)：i番目の受信部における補正後の位相
φRX(i)：i番目の受信部における受信信号とトレーニング信号との位相差
φ (i) ：i番目の受信部における補正項
また、第２のウエイト算出部１２７は、絶対値算出部１２４により算出された絶対値Ａ_TX(i)と、位相算出部１２６により算出された位相φRX(i)とを用いて、（４）式により、第２のアレーウエイトＷ(i)を算出する（ステップＳ１７ａ３）。

また、本実施形態に係るアダプティブ処理制御部１２８は、処理時間Δｔが変動周期ｆａの略半分であると判断部１０６によって判定された場合、第２のアレーウエイトを適用し、略半分でないと判定された場合、第１のアレーウエイトを適用する。

このように、アダプティブ処理制御部１２８で適用される第２のアレーウエイトは、希望波位相差算出部１２５によって演算された複数の位相差φ_Rx(i)から算出した位相φ_Tx(i)と、希望波電力算出部１２３で算出された希望波受信電力値から算出した絶対値Ａ_RX(i)とに基づいて算出される。また、アダプティブ処理制御部１２８は、かかる第２のアレーウエイトを適用し、複数の素子アンテナを介して送信される下り方向信号ＲＳｄｏｗｎの電力値が、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２００の位置イにおいて小さくなる。

（第３実施形態に係る無線基地局の作用・効果）
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２００から送信された上り方向信号ＲＳｕｐの変動周期ｆａの略半分の下限値ｆＬ乃至上限値ｆＨ内であると判定された場合、無線通信端末２００へ送信する下り方向信号ＲＳｄｏｗｎ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、第２のアレーウエイトを用いて行われる。

かかる第２のアレーウエイトは、複数の位相差から算出した位相φ_Tx(i)と、希望波受信電力値Ａ_Rx(i)から算出した絶対値Ａ_TX(i)とに基づいて、複数の素子アンテナを介して送信される下り方向信号ＲＳｄｏｗｎの電力値が、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２００の位置イにおいて小さくなるように考慮されている。

このように、本実施形態に係る無線基地局１００によれば、伝播路変動を考慮し、無線通信端末２００へピークを向けるように下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信することができるので、通信先の無線通信端末２００または通信先の無線通信端末２００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２００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４実施形態］
次に、本発明の第４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。

（第４実施形態に係る無線基地局１００の構成）
本実施形態に係る無線基地局１００は、図１３に示すように、第１実施形態に係る無線基地局１００で具備していた第２のウエイト算出部１０４を具備せず、新たに、トレーニング信号記憶部１２２と、希望波電力算出部１２３と、アンテナ選択部１３１とを具備する。なお、トレーニング信号記憶部１２２と、希望波電力算出部１２３との構成は、上述した第３実施形態と同様であるため、説明を省略する。

アンテナ選択部１３１は、希望波電力算出部１２３と、アダプティブ処理制御部１３２と接続する。アンテナ選択部１３１は、上り方向信号ＲＳｕｐ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。このとき、アンテナ選択部１３１は、素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎの電力値が最も低い何れかの素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎを選択する。

具体的に、アンテナ選択部１３１は、希望波電力算出部１２３で算出された受信部１０２_１乃至１０２_ｎそれぞれの希望波受信電力値に基づいて、最も希望波受信電力値の最も低い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１３１は、選択した素子アンテナ１０１_１乃至１０１_ｎをアダプティブ処理制御部１３２に通知する。

本実施形態に係るアダプティブ処理制御部１３２は、処理時間Δｔが変動周期ｆａの略半分であると判断部１０６によって判定された場合、第２の適応制御を適用し、略半分でないと判定された場合、第１の適応制御を適用する。

ここで、第１の適応制御において、アダプティブ処理制御部１３２は、第１のウエイト算出部１０３で算出された第１のアレーウエイトを適用したアダプティブアレイ制御により、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する。

また、第２の適応制御において、アダプティブ処理制御部１３２は、アンテナ選択部１３１によって選択された電力値が最も低い素子アンテナを備える送信部（例えば、素子アンテナ１０１_１を備える送信部１０８_１）を介して、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する。なお、本実施形態に係るアダプティブ処理制御部は、送信制御部を構成する。

（第４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、本実施形態に係る無線基地局１００は、上述した第１実施形態に係る無線基地局１００の動作と比べ、図４に示したステップＳ１７ａの動作が異なるため、主に当該ステップＳ１７ａの動作について、図１４のステップＳ１１７ａを参照して説明する。

図１４に示すステップＳ１１７ａにおいて、無線基地局１００では、判断部１０６によって変動周期ｆａが、ｆＬ≦ｆａ＜ｆＨであると判定された場合（ｆＬ≦ｆａ＜ｆＨがＹＥＳの場合）、アダプティブ処理制御部１０７は、アンテナ選択部１３１に、最も希望波受信電力値の低い素子アンテナを通知するように指示すると共に、アンテナ選択部１３１によって選択された素子アンテナを備える送信部（例えば、素子アンテナ１０１_１を備える送信部１０８_１）を介して、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する第２の適応制御を実行する。

また、ステップＳ１１７ｂにおいて、判断部１０６によって変動周期ｆａが、ｆＬ≦ｆａ＜ｆＨでないと判定された場合（ｆＬ≦ｆａ＜ｆＨがＮｏの場合）、アダプティブ処理制御部１０７は、第１のウエイト算出部１０３に第１のアレーウエイトを算出するように指示し、第１の適応制御を実行する。なお、かかるステップＳ１１７ｂの動作は、図４のステップＳ１７ｂの動作と同様である。

（第４実施形態に係る無線基地局の作用・効果）
本実施形態に係る無線基地局１００によれば、処理時間Δｔが変動周期ｆａの略半分であると判断部１０６によって判定された場合、第２の適応制御を適用し、略半分でないと判定された場合、第１の適応制御を適用する。

ここで、図１０に示したように、無線基地局１００では、無線通信端末２００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。伝播路状態検出部１０５においてこの変動を検出し、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する時点ｔ２において無線通信端末２００が周期的信号のヌルに移動するような伝播路変動をしていると判断された場合、第２の適応制御による送信を行なう。

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２００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２００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、無線基地局１００は、アンテナ選択部１３１で選択された希望波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２００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。

［本発明の第５実施形態］
次に、本発明の第５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。

（第５実施形態に係る基地局１００の構成）
本実施形態に係る無線基地局１００は、図１５に示すように、第１実施形態に係る無線基地局１００で具備していた第１のウエイト算出部１０３と、第２のウエイト算出部１０４と、判断部１０６とを具備せず、新たに、トレーニング信号記憶部１２２と、補正係数算出部１４１と、ウエイト算出部１４２とを具備する。

伝播路状態検出部１０５は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎと、補正係数算出部１４１と、アダプティブ処理制御部１４３と接続する。伝播路状態検出部１０５は、第１実施形態と同様に、無線通信端末２００との間における伝播路の変動状態を検出する。

トレーニング信号記憶部１２２は、ウエイト算出部１４２と接続する。また、トレーニング信号記憶部１２２は、第３実施形態と同様に構成されている。

補正係数算出部１４１は、伝播路状態検出部１０５によって検出された伝播路の変動状態に基づいて、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎの送信ウエイトを算出する算出式において用いられる補正項ε(t)を演算する。本実施形態に係る補正係数算出部１４１は、補正項演算部を構成する。

ウエイト算出部１４２は、補正係数算出部１４１と、アダプティブ処理制御部１４３と接続する。

ウエイト算出部１４２は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎと、トレーニング信号記憶部１２２と、アダプティブアレイ制御で用いる送信ウエイトを算出する。

具体的に、ウエイト算出部１４２は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎで受信された受信信号と、トレーニング信号記憶部１２２に記憶されているトレーニング信号と、補正係数算出部１４１で算出された補正項ε(t)とに基づいて、送信ウエイトＷを算出する。

また、アダプティブ処理制御部１４３は、補正係数算出部１４１によって演算された補正項ε(t)を用いて補正された送信ウエイトＷを下り方向信号ＲＳｄｏｗｎに適用する。なお、本実施形態に係るアダプティブ処理制御部１４３は、送信制御部を構成する。

（第５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、本実施形態に係る無線基地局１００は、上述した第１実施形態に係る無線基地局１００の動作と比べ、図４に示したステップＳ１５乃至ステップＳ１７ａ及びＳ１７ｂの動作のみが異なるため、図１６を参照して、異なる動作を主に説明する。

図１６に示すステップＳ２１５において、補正係数算出部１４１は、伝播路状態検出部１０５によって検出された変動周期ｆａと、トレーニング信号とに基づいて下記の（５）式となる（複素補正項）を算出する。ただし、r(t)はトレーニング信号の系列を表す。

ステップＳ２１７において、ウエイト算出部１４２では、下記（６）式のＥ[|e(t)|²]が最小となるよう送信ウエイトWを算出する。ここで、E[|e(t)|²]は期待値演算、Hは複素共役転置、X(t)は受信信号の系列を表す。

ここで、補正項ε(t)が、“０”に近い値となるほど、無線通信端末２００が、上り方向信号ＲＳｕｐを送信した時点ｔ１における位置イに、ピークを向けるように送信ウエイトＷが算出される。

また、補正項ε(t)が、“r(t)”に近い値となるほど、無線通信端末２００が、上り方向信号ＲＳｕｐを送信した時点ｔ１における位置イに、ヌルを向けるように送信ウエイトＷが算出される。

なお、ウエイト算出部１４２は、補正項ε(t)が、所定の閾値以上であるか否かを判定し、所定の閾値以上である場合のみ、補正項ε(t)を用いて（６）式により送信ウエイトＷを算出し、それ以外は“０”として送信ウエイトＷを算出するように構成されていてもよい。

また、ウエイト算出部１４２は、算出した送信ウエイトＷをアダプティブ処理制御部１４３に通知する。また、アダプティブ処理制御部１４３は、通知された送信ウエイトＷを用いてアダプティブアレイ制御を行い、無線通信端末２００へ下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する（ステップＳ１９）。

（第５実施形態に係る無線基地局の作用・効果）
本実施形態に係る無線基地局１００によれば、変動周期ｆａに応じた補正項ε(t)を算出して、無線通信端末２００が、上り方向信号ＲＳｕｐを送信した時点ｔ１における位置イに、変動周期ｆａに応じて、ヌル（又はピーク）をずらした送信ウエイトＷが算出される。

よって、無線基地局１００補正項ε(t)を算出することで、無線通信端末２００との間における変動周期ｆａに応じた適切な送信ウエイトＷを用いて、アダプティブアレイ制御行い、無線通信端末２００へ下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信することが可能になる。

なお、本実施形態においては、補正項ε(t)が“０”であれば、前記第１実施形態における第１のアレーウエイトに相当する送信ウエイトＷ、すなわち、無線通信端末２００が、上り方向信号ＲＳｕｐを送信した時点ｔ１における位置イにピークを向ける送信ウエイトＷが算出され、補正項ε(t)が最大値“ｒ（ｔ）”の場合には、前記第１実施形態における第２のアレーウエイトに相当する送信ウエイトＷ、すなわち、無線通信端末２００が、上り方向信号ＲＳｕｐを送信した時点ｔ１における位置イにヌルを向ける送信ウエイトＷが算出されることになる。なお、位置イにピークを向ける送信ウエイトＷを用いて実行されるアダプティブアレイ制御は、上述した第１実施形態における第１の制御方法に相当し、又、位置イにヌルを向ける送信ウエイトＷを用いて実行されるアダプティブアレイ制御は、第２の制御方法に相当する。

このため、本実施形態では、変動周期ｆａとトレーニング信号とに基づいて、補正項ε(t)が“０”であるか、又は“０”よりも大きい値かで、結果として、前記第１実施形態における第１のアレーウエイトに相当する送信ウエイトか、又は当該第１のアレーウエイトとは異なる送信ウエイトが算出されることになる。

したがって、本実施形態では、判断部１０６を備えていないものの補正項ε(t)に基づいて、前記第１実施形態における第１のアレーウエイトに相当する送信ウエイトＷのままでよいのか、もしくは、前記第１のアレーウエイトとは異なる送信ウエイトＷを算出するのかが決まるので、これは、伝播路状態検出部１０５で検出された伝播路の変動状態に基づいて、送信無線信号の指向性を変更するか否かを判断することに相当する。

［本発明の第６実施形態］
次に、本発明の第６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。

（第６実施形態に係る基地局１００の構成）
本実施形態に係る無線基地局１００では、無線通信端末２００との間において送受信される上り方向信号ＲＳｕｐ及び下り方向信号ＲＳｄｏｗｎは、複数の周波数帯域を用いている。

また、本実施形態に係る無線基地局１００は、図１７に示すように、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１０５と、判断部１０６と、送信部１０８_１乃至１０８_ｎと、適応制御部１５１_１乃至１５１_３と、伝播路変動相関値演算部１５４と、グループ化部１５５とを備える。なお、本実施形態に係る無線基地局１００では、３つの適応制御部１５１_１乃至１５１_３を備える場合を例に挙げて説明するが、かかる数はこれに限定されるものではない。

ここで、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１０５と、判断部１０６と、送信部１０８_１乃至１０８_ｎとの構成は、上述した第１実施形態と同様である。

伝播路変動相関値演算部１５４は、伝播路状態検出部１０５と、グループ化部１５５と接続する。伝播路変動相関値演算部１５４は、複数の周波数帯域それぞれの伝播路変動を相互に相関演算して、それぞれの相関値を算出する。また、伝播路変動相関値演算部１５４は、算出した相関値をグループ化部１５５に通知する。

本実施形態に係る伝播路変動相関値演算部１５４は、周波数帯域のそれぞれの相関度を検出する周波数帯域相関検出部を構成する。

グループ化部１５５は、伝播路変動相関値演算部１５４と、適応制御部１５１_１乃至１５１_３と接続する。

グループ化部１５５は、伝播路変動相関値演算部１５４で算出された相関値に基づいて適応制御部１５１_１乃至１５１_３をグループ化する。

グループ化部１５５は、伝播路変動相関値演算部１５４によって演算された相関値が、予め記憶する所定の閾値以上の周波数帯域の適応制御部１５１_１乃至１５１_３を同じグループとするようグループ化し、同じグループとされた適応制御部１５１_１乃至１５１_３に通知する。

適応制御部１５１_１乃至１５１_３は、受信部１０２_１乃至１０２_ｎと、判断部１０６と、グループ化部１５５と、送信部１０８_１乃至１０８_ｎと接続する。

適応制御部１５１_１乃至１５１_３は、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎにおいて、それぞれ異なる周波数帯域毎に、アダプティブアレイ制御を行うように構成されている。

また、同じグループと通知された適応制御部１５１_１乃至１５１_３では、そのうちの１つのみを用いて第１のアレーウエイト算出、又は、第２のアレーウエイト算出を行い、その結果をグループ内で共有して、それぞれのアダプティブ処理制御部１５６にてアダプティブアレイ制御を行なう。

なお、適応制御部１５１_１乃至１５１_３は、それぞれ同様に構成されているので、適応制御部１５１_１の構成について説明する。

適応制御部１５１_１は、第１のウエイト算出部１０３と、第２のウエイト算出部１０４と、アダプティブ処理制御部１５６とを備える。

第１のウエイト算出部１０３と、第２のウエイト算出部１０４との構成は、上述した第１実施形態と同様である。

アダプティブ処理制御部１５６は、グループ化部１５５から、他の適応制御部１５１_２乃至１５１_３と同じグループである旨の通知を受けると、当該同じグループとなる適応制御部１５１_２乃至１５１_３のアダプティブ処理制御部との間で、算出した第１又は第２のアレーウエイトを共有して、アダプティブアレイ制御を行なう。

（第６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、上述した実施形態との相違点に着目し、図１８を参照して説明する。

ステップＳ３１１において、無線基地局１００は、無線通信端末２００からの上り方向信号ＲＳｕｐを受信する。

ステップＳ３１２ａにおいて、伝播路変動相関値演算部１５４が、複数の周波数帯域それぞれの伝播路変動を相互に相関演算して、それぞれの相関値を算出し、グループ化部１５５に通知する。

ステップＳ３１２ｂにおいて、グループ化部１５５は、相関値が所定の閾値以上の周波数帯域に対応する適応制御部１５１_１乃至１５１_３をグループ化する。グループ化部１５５は、同じグループとなる適応制御部１５１_１乃至１５１_３に同一のグループであることを通知する。このとき、グループ化部１５５は、第１又は第２のアレーウエイトを算出するように一の適応制御部（例えば、適応制御部１５１_１）を特定し、特定した適応制御部に指示する。

グループ化部１５５から第１又は第２のアレーウエイトを算出するように指示を受けた、例えば、適応制御部１５１_１では、ステップＳ３１３、ステップＳ３１５、ステップＳ３１７ａ乃至ステップＳ３１７ｂの動作を行う。なお、ステップＳ３１３、ステップＳ３１５、ステップＳ３１７ａ乃至ステップＳ３１７ｂの動作は、第１実施形態に係るステップＳ１３、ステップＳ１５、ステップＳ１７ａ乃至ステップＳ１７ｂの動作と同様である。

ステップＳ３１８において、グループ化部１５５から通知を受けた、例えば、適応制御部１５１_１では、アダプティブ処理制御部１５６が、同じグループ内の適応制御部１５１_２乃至１５１_３へ第１又は第２のアレーウエイトを通知する。

ステップＳ３１９において、適応制御部１５１_１乃至１５１_３のそれぞれのアダプティブ処理制御部は、通知された第１のアレーウエイト又は第２のアレーウエイトを用いて、送信部１０８_１乃至１０８_ｎから、下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する。

このようにして、本実施形態に係る適応制御部１５１_１乃至１５１_３のそれぞれに備えられているアダプティブ処理制御部１５６では、伝播路変動相関値演算部１５４によって検出された相関度が所定の閾値以上である複数の周波数帯域を対象として、グループ化され、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２００の位置イにヌルが向く同一の第２のアレーウエイト、又は位置イにピークが向く同一の第１のアレーウエイトが用いられた下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信する。

なお、本実施形態に係るアダプティブ処理制御部は、送信制御部を構成する。

（第６実施形態に係る無線基地局の作用・効果）
本実施形態に係る無線基地局１００によれば、複数の周波数帯域の相関値が、所定の閾値以上の高い周波数帯域に対応する適応制御部１５１_１乃至１５１_３が、グループ化されて、同じグループ内で一の第１又は第２のアレーウエイトを共有して、無線通信端末２００へ下り方向信号ＲＳｄｏｗｎを送信するので、複数の周波数帯域毎の適応制御部１５１_１乃至１５１_３で第１又は第２のアレーウエイトを算出する場合に比べ、演算処理負荷の増加を抑制できる。

（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２００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２００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２００で検出された位置や移動速度に応じて、ピーク（ビーム）を向ける第１のアレーウエイト、又はヌルを向ける第２のアレーウエイトを選択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２実施形態に係る無線通信端末の機能ブロック構成図である。 本発明の第３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３実施形態に係る無線基地局において、無線通信端末との間に置ける上り方向信号と下り方向信号との送受信タイミングと、伝播路変動による電力の変動を示す図である。 本発明の第３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３実施形態に係る無線基地局において、ウエイトを算出する際に算出する各種値の一例を示す図である。 本発明の第４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４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５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５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６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６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。

符号の説明

１００…無線基地局、１０１…受信部、１０１_１乃至１０１_ｎ…素子アンテナ、１０２_１乃至１０２_ｎ…受信部、１０３…第１のウエイト算出部、１０４…第２のウエイト算出部、１０５…伝播路状態検出部、１０６…判断部、１０７…アダプティブ処理制御部、１０８_１乃至１０８_ｎ…送信部、１１２…アンテナ相関検出部、１２２…トレーニング信号記憶部、１２３…希望波電力算出部、１２４…絶対値算出部、１２５…希望波位相差算出部、１２６…位相算出部、１２７…第２のウエイト算出部、１２８…アダプティブ処理制御部、１３１…アンテナ選択部、１３２…アダプティブ処理制御部、１４１…補正係数算出部、１４２…ウエイト算出部、１４３…アダプティブ処理制御部、１５１_１乃至１５１_３…適応制御部、１５４…伝播路変動相関値演算部、１５５…グループ化部、１５６…アダプティブ処理制御部、２００…無線通信端末、２０１…アンテナ、２０２…送受信部、２０３…ドップラ検出部、２０４…ドップラ報知部、Ａ１…希望波受信電力、Ａ２…希望波受信電力、Ａ３…希望波受信電力、Ｐ１…受信電力値、Ｐ２…受信電力値、ＲＳｄｏｗｎ…下り方向信号、ＲＳｕｐ…上り方向信号、Ｓ１１〜Ｓ１９…ステップ、Ｓ２１５〜Ｓ２１７…ステップ、Ｓ３１１〜Ｓ３１９…ステップ、ｆＨ…上限値、ｆＬ…下限値、ｆａ…変動周期、ｔ１…時点、ｔ２…時点、イ…位置、ロ…位置

Claims (5)

1. 複数の素子アンテナを用いて無線信号の送受信を行う無線通信装置であって、
   対向無線通信装置から受信した無線信号に基づいて、前記対向無線通信装置との伝播路の状態を検出する検出部と、
   前記伝播路の状態が高速な変動を示していない場合には、第１の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御し、前記伝播路の状態が高速な変動を示している場合には、第２の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御する制御部と、
   を備え、
   前記第１の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の前記対向無線通信装置の位置に対してピークを向けるよう制御する方法であり、
   前記第２の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の前記対向無線通信装置の位置に対してヌルを向けるよう制御する方法である、無線通信装置。
2. 複数の素子アンテナを用いて無線信号の送受信を行う無線通信装置であって、
   対向無線通信装置から受信した無線信号に基づいて、前記対向無線通信装置との伝播路の状態を検出する検出部と、
   前記伝播路の状態が高速な変動を示していない場合には、第１の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御し、前記伝播路の状態が高速な変動を示している場合には、第２の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御する制御部と、
   を備え、
   前記第１の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の前記対向無線通信装置の位置に対してピークを向けるよう制御する方法であり、
   前記第２の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の受信電力値が低い素子アンテナを選択して送信に使用する方法である、無線通信装置。
3. 前記検出部は、検出された前記伝播路の変動状態に基づいて前記対向無線通信装置との伝播路の状態が変動する変動周期を検出し、
   前記制御部は、
   前記変動周期が、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点から前記対向無線通信装置に対して無線信号を送信する時点までの処理時間に応じた範囲外である場合には、前記第１の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御し、
   前記変動周期が、前記処理時間に応じた範囲内である場合には、前記第２の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御する、請求項１又は２に記載の無線通信装置。
4. 複数の素子アンテナを用いて無線信号の送受信を行う無線通信方法であって、
   対向無線通信装置から受信した無線信号に基づいて、前記対向無線通信装置との伝播路の状態を検出するステップと、
   前記伝播路の状態が高速な変動を示していない場合には、第１の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御するステップと、
   前記伝播路の状態が高速な変動を示している場合には、第２の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御するステップと、
   を備え、
   前記第１の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の前記対向無線通信装置の位置に対してピークを向けるよう制御する方法であり、
   前記第２の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の前記対向無線通信装置の位置に対してヌルを向けるよう制御する方法である、無線通信方法。
5. 複数の素子アンテナを用いて無線信号の送受信を行う無線通信方法であって、
   対向無線通信装置から受信した無線信号に基づいて、前記対向無線通信装置との伝播路の状態を検出するステップと、
   前記伝播路の状態が高速な変動を示していない場合には、第１の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御するステップと、
   前記伝播路の状態が高速な変動を示している場合には、第２の制御方法により前記対向無線通信装置に対する送信を制御するステップと、
   を備え、
   前記第１の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の前記対向無線通信装置の位置に対してピークを向けるよう制御する方法であり、
   前記第２の制御方法は、前記対向無線通信装置から無線信号を受信した時点の受信電力値が低い素子アンテナを選択して送信に使用する方法である、無線通信方法。

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