JP7231828B2 - 干渉波演算方法、干渉波演算装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

干渉波演算方法、干渉波演算装置及びコンピュータプログラム Download PDF

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Description

本発明は、干渉波演算方法、干渉波演算装置及びコンピュータプログラムに関する。
従来、光インフラのない工事現場や山間部、イベント会場やレースサーキット及び災害現場等の環境において、情報通信や映像伝送を目的として仮設で即時的に大容量の情報伝送ネットワーク構築を行うニーズがある。しかしながら、ファイバー等を利用するには敷設工事に時間とコストがかかる。そこで、敷設工事を必要とせず、無線でＧｂｐｓオーダの大容量通信が可能な市中製品であるミリ波ＦＷＡ（Fixed Wireless Access）アンテナを複数台使用しマルチホップ中継することで任意距離の情報伝送が可能な大容量ネットワークを構築する方法が考えられておりニーズが増大している。また、仮設的な利用以外においても、無線通信において大容量通信等を目的とした高周波数帯利用のニーズが増大している。
無線通信は、干渉波により通信容量が低下するため大容量ネットワークを構築するには置局設計による干渉対策が必須となる。干渉には、自システム内干渉と他システムからの干渉がある。マルチホップネットワークでは、中継地点にて自システムのアンテナ同士が最も近接する。そのため、自システム内の干渉対策が特に重要となる。自システム内の干渉対策としては、自システム内の各アンテナに対して、無線機パラメータ（例えば送信電力、変調方式、変調多値数、通信速度、誤り訂正方式、アンテナ指向制御等）及び設置パラメータ（例えばアンテナ設置場所、設置角度等）の変更が考えられる。
ここで、市中の製品（市販無線局）ごとに変更可能な無線パラメータは異なるが、送信電力などの基本的なパラメータは変更可能な可能性が高く、また、無線局が被る干渉量は干渉源の送信電力を変えることで直接変化させることができるので、送信電力の制御が干渉対策として有望であると考えられる。このような送信電力制御を行う場合、各アンテナ間の干渉量を推定することが重要である。例えば通信距離が短く、受信機雑音に対して所望受信電力が十分マージンがあり、その観点では送信電力を十分下げられる状況でも干渉量が大きい場合でも、干渉量に対してマージンが小さいと送信電力は大きく下げることができない。よって送信電力を適切に制御するためには各アンテナの干渉量推定が必要である。
以上から、大容量な無線ネットワークを構築するためには干渉対策が必要となり、干渉対策手法としては、多くの市中製品で変更可能であり干渉量に直接影響を与える送信電力の制御などが考えられる。その制御には各アンテナ間の干渉量推定が重要である。従来の干渉推定技術として、マルチホップネットワークにて各アンテナ間の干渉量を算出し、送信電力を変更することで干渉を緩和する手法が提案されている（特許文献１参照）。
図１３は、従来無線通信システム１０００のシステム構成を表す構成図である。無線通信システム１０００は、複数のアンテナ１０（１０－Ａ，１０－Ｂ１，１０－Ｂ２及び１０－Ｃ）及びアンテナ制御装置２００を備える。複数のアンテナ１０及びアンテナ制御装置２００は、有線もしくは本システムとは別途用意した無線接続により通信可能な状態に接続される。
ミリ波を用いたＦＷＡが複数存在するシステムを例に挙げて、以下に説明する。
アンテナ１０は、ミリ波ＦＷＡを使用するアンテナである。アンテナ１０は、通信相手のアンテナ１０と通信を行う。図１３において、アンテナ１０－Ａは地点Ａに設置され、アンテナ１０－Ｂ１及び１０－Ｂ２は地点Ｂに設置され、アンテナ１０－Ｃは地点Ｃに設置されているものとする。また、アンテナ１０－Ａと、アンテナ１０－Ｃ間の双方向通信を、地点Ｂを経由して実施するものとする。アンテナ１０－Ａとアンテナ１０－Ｂ１及びアンテナ１０－Ｂ２とアンテナ１０－Ｃは、無線により接続されている。また、アンテナ１０－Ｂ１と１０－Ｂ２とは有線もしくは本システムとは別途用意した無線接続により接続されている。
アンテナ制御装置２００は、有線・無線もしくは本システムとは別途用意した無線接続を用いて、各アンテナ１０の干渉を推定する。具体的には、アンテナ制御装置２００は、以下のステップ１～３を行うことによって、各アンテナ１０の送信電力を制御する。
アンテナ制御装置２００は、パラメータ記憶部２００１、受信強度算出部２００２、干渉強度算出部２００３、マージン算出部２００４、送信電力制御部２００５及び通信部２０６を備える装置として機能する。
次に、アンテナ制御装置２００が行うステップ１～ステップ３について詳細に説明する。
ステップ１として、アンテナ制御装置２００は、制御対象である干渉波Ｉや所望波Ｃを定量化（数値化）する。
ステップ２として、アンテナ制御装置２００は、ステップ１で定量化した値からＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）やＣＩＮＲ(Carrier to Noise Interference Ratio)を算出し、通信品質を決定づける値である所要ＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）、所要ＣＩＮＲ(Carrier to Noise Interference Ratio)、許容干渉波強度、最低受信レベルなどからのマージンを求める。ここで最低受信レベルとは受信機が所望品質を担保して復調するために最低限必要な受信レベルを意味する。これらの値は、例えば、「通信速度をＹＹbps以上とする、もしくは通信の誤り率(Bit Error Rate)をＺＺ％以下とするためにはCはC_req(dBm)以上、IはI_req(dBm)以下CIRはCIR_req(dBm)以上、CINRはCINR_req(dBm)以上を要する」という無線局自体の性能等から決定される。
所要ＣＩＲは、被干渉アンテナにおける他の各アンテナからの干渉波の受信強度（以下「干渉波強度」や「Ｉ」という。）と、被干渉アンテナにおける所望波の受信強度（以下「所望波強度」や「Ｃ」という。）とに基づいて算出される。干渉波は、被干渉アンテナの通信相手のアンテナ１０ではない与干渉アンテナから送信される信号である。干渉波強度は、干渉強度算出部２００２によって算出される。所望波は、被干渉アンテナの通信相手のアンテナ１０から送信される信号である。所望波は、受信強度算出部２００３によって算出される。また、所要ＣＩＮＲは、Ｃ、Ｉに加えてさらに受信機の雑音電力Ｎに基づいて算出される。次に、必要に応じて、ステップ３として、アンテナ制御装置２００は、定量化した干渉量のマージンに基づいて、干渉を低減するための送信電力制御を行う。
次に、アンテナ制御装置２００が行うステップのうち、ステップ１（制御対象である干渉波や所望波を定量化（数値化））のシミュレーションを利用する場合について詳細に説明する。
アンテナ制御装置２００は、図１３に示す各アンテナ１０における無線パラメータや電波伝搬パラメータに基づいて、アンテナ１０毎に所望波強度Ｃと干渉波強度Ｉを算出する。なお、以下の説明で示す数式は、全てｄＢ表記とする。
無線パラメータは、アンテナ１０の無線通信に関するパラメータを表す。例えば送信電力、アンテナ最大利得、アンテナ指向性パターン及び電波スペクトル特性である。送信電力は、アンテナ１０の供給電力を表す。アンテナ最大利得は、アンテナ１０で得られる最大の利得を表す。アンテナ指向性は、アンテナ１０の角度ごとの利得を表す。電波スペクトル特性は、アンテナ１０が放射する電波のスペクトル特性を表す。
また、電波伝搬パラメータは、無線通信による電波の伝搬に関するパラメータを表す。電波伝搬パラメータは、例えば距離、干渉方向及び周波数チャネル、降雨量や湿度、霧の有無などである。距離は、被干渉アンテナと与干渉アンテナとの距離（例えば、被干渉アンテナの中心点と与干渉アンテナの中心点の間の直線距離を表す。干渉方向は、アンテナ１０が電波干渉する方向を表す。
所望波強度Ｃは、送信側でも受信側でもアンテナ指向性パターンの最大値が通信相手に向くことを前提とすると、無線パラメータにおける送信電力及びアンテナ最大利得と、距離及び周波数チャネルなどの電波伝搬パラメータに基づいて算出される。なお、理想的にアンテナ指向性パターンの最大値が通信相手の位置に向かず角度誤差が生じる場合も想定され、この場合には角度誤差を加味した算出を行ってもよい。なお、このようなアンテナ指向性の向き調整は、アンテナ設置時に人力にて調整する場合もあれば、アンテナがフェーズドアレーアンテナなどのように電子的にビーム調整できるものであれば、無線機自体が自動調整する場合もある。また、周波数チャネルは、酸素／降雨吸収減衰量で変化する電波吸収量を加味する場合や伝搬による損失（自由空間であれば自由空間伝搬損失）を計算する場合に使用される。
干渉波強度Ｉは、無線パラメータにおける送信電力、アンテナ最大利得、アンテナ指向性及び電波スペクトル特性と、電波伝搬パラメータにおける距離、周波数チャネル及び干渉方向とに基づいて算出される。なお、電波スペクトル特性は、他チャネルへの漏洩電力（チャネル間漏洩電力）を加味する場合に使用される。具体的には、被干渉アンテナが通信で使用する周波数チャネルと与干渉アンテナの周波数チャネルとが同一の場合と異なる場合で被干渉アンテナが被る干渉量が変化する。チャネル間漏洩電力について図１４に例を示す。図１４は、チャネル間漏洩電力を説明するための図である。被干渉アンテナの周波数チャネルを１、与干渉アンテナのチャネルを２とすると、チャネル間漏洩電力は図中のＫ（ｆ１－２）となる。ここでｆ１－２は、ｘとｙの周波数差を表す。
周波数差が０、つまり同一チャネルではＫ（ｆ１－１）となり、周波数差がある場合には一般にマイナスの値をとる。そのため、アンテナ制御装置２００は、周波数チャネルの差異と電波スペクトル特性を考慮して干渉波強度Ｉの計算を行う。
アンテナ制御装置２００が、最終的に算出したいのは各アンテナ１０における所望波強度Ｃと総干渉波強度ΣＩの比であるＣＩＲ、または、被干渉側の無線局の受信雑音電力をＮとすると所望波強度Ｃと、総干渉波強度ΣＩとこの雑音電力Ｎの比であるＣＩＮＲなどである。なお、雑音電力Ｎは、無線局自体の性能であり、無線局の受信仕様などから無線伝搬と関係なく導出でき、無線局の配置によらずに一定である。従って、本実施形態については所望波強度Ｃと総干渉波強度ΣＩの計算方法に以降言及する。この所望波強度Ｃと総干渉波強度ΣＩの値を計算するため、シミュレーションでは以下の値を使用している。
・送信電力Ｐ
・アンテナ最大利得Ｇｍａｘ
・アンテナ指向性利得Ｇｘ（θｒ１－ｒ２）（θｒ１－ｒ２はｒ１アンテナにおける正対方向とｒ１－ｒ２アンテナを結んだ直線方向の成す角度を表し、 Ｇｘ（θｒ１－ｒ２）はアンテナ指向性パターンＧｘ（θ）における角度θｒ１－ｒ２での利得を表す。）
・伝搬損失Ｌ（ｆ、Ｒr1-r2）（Ｒr1-r2はｒ１－ｒ２アンテナ間の伝搬距離、ｆは使用周波数。Ｌ（ｆｘ，Ｒｘ－ｙ）は例えば自由空間伝搬損失の場合には、Ｌ（ｆ、Ｒｘ－ｙ）＝２０ｌｏｇ（（４πｆｘＲｘ－ｙ）／ｃ）などで計算される。ここでｃは光速を表す。※Ｌは距離Ｒ、周波数f以外にも降雨や霧の量など多数の値から算出されるが、簡単のため今回はＲおよびｆのみ表記する。）
・チャネル間漏洩電力Ｋ（ｆ）
なお、送信電力Ｐ及びアンテナ最大利得Ｇｍａｘは、既知の情報とする。また、アンテナ指向性利得Ｇｘ（θ）は、送受信角度によって変わるため、既知である各アンテナ１０の座標及び設置角度情報に基づいて算出される。伝搬損失Ｌ（ｆ、Ｒ）は、既知である伝搬距離や使用周波数の情報に基づいて算出される。
図１３に示す各アンテナ１０の関係から、所望波強度Ｃ及び干渉波強度Ｉの計算式は以下のように導出することができる。図１５及び図１６は、所望波強度Ｃ及び干渉波強度Ｉの計算式の導出方法について説明するための概略図である。図１５（Ａ）ではアンテナ１０－Ｃを被干渉アンテナとしており、図１５（Ｂ）ではアンテナ１０－Ｂ２を被干渉アンテナとしており、図１６（Ａ）ではアンテナ１０－Ａを被干渉アンテナとしており、図１６（Ｂ）ではアンテナ１０－Ｂ１を被干渉アンテナとしている。
図１５（Ａ）に示すように、アンテナ１０－Ｃを被干渉アンテナとした場合、アンテナ１０－Ｂ２が通信相手であり、アンテナ１０－Ａ及び１０－Ｂ１が与干渉アンテナとなる。アンテナ１０－Ｃを被干渉アンテナとした場合の所望波強度Ｃ及び干渉波強度Ｉは以下の式（１）～（３）のように表される。
Figure 0007231828000001
なお、式（１）～（３）における下付きの文字は各アンテナ１０の枝番を表す。他の数式においても、式における下付きの文字は各アンテナ１０の枝番を表す。例えば、式（１）においてＣＢ２→Ｃはアンテナ１０－Ｂ２からアンテナ１０－Ｃへの所望波の受信強度を表す。式（１）において、Ｌ（ｆＢ２，ＲＢ２－ｃ）はアンテナＢ２ の周波数ｆＢ２とアンテナＢ２－Ｃ間の伝搬距離ＲＢ２－ｃに依存して変化する伝搬損失を表している。
式（１）においてＰＢ２はアンテナ１０－Ｂ２の送信電力を表す。式（１）においてＧｍａｘＢ２はアンテナ１０－Ｂ２のアンテナ最大利得を表す。式（１）においてＧｍａｘＣはアンテナ１０－Ｃのアンテナ最大利得を表す。
また、式（２）においてＩＢ１→Ｃはアンテナ１０－Ｂ１からアンテナ１０－Ｃへの干渉波の受信強度を表す。式（２）においてＧＢ１（θＢ１－Ｃ）は指向性パターンＧＢ１（θ）における角度θＢ１－Ｃでの利得を表す。また、θｒ１－ｒ２はｒ１アンテナにおける正対方向とｒ１－ｒ２アンテナを結んだ直線方向の成す角度を表す。
図１５（Ｂ）に示すように、アンテナ１０－Ｂ２を被干渉アンテナとした場合、アンテナ１０－Ｃが通信相手であり、アンテナ１０－Ａ及び１０－Ｂ１が与干渉アンテナとなる。アンテナ１０－Ｂ２を被干渉アンテナとした場合の所望波強度Ｃ及び干渉波強度Ｉは以下の式（４）～（６）のように表される。
Figure 0007231828000002
図１６（Ａ）に示すように、アンテナ１０－Ａを被干渉アンテナとした場合、アンテナ１０－Ｂ１が通信相手であり、アンテナ１０－Ｂ２及び１０－Ｃが与干渉アンテナとなる。アンテナ１０－Ａを被干渉アンテナとした場合の所望波強度Ｃ及び干渉波強度Ｉは以下の式（７）～（９）のように表される。
Figure 0007231828000003
図１６（Ｂ）に示すように、アンテナ１０－Ｂ１を被干渉アンテナとした場合、アンテナ１０－Ａが通信相手であり、アンテナ１０－Ｂ２及び１０－Ｃが与干渉アンテナとなる。アンテナ１０－Ｂ１を被干渉アンテナとした場合の所望波強度Ｃ及び干渉波強度Ｉは以下の式（１０）～（１２）のように表される。
Figure 0007231828000004
上記の式（１）～（１２）を受信アンテナ毎にまとめると、以下の式（１３）～（２０）のように表される。
Figure 0007231828000005
アンテナ制御装置２００は、上記の式を用いて、各アンテナ１０の所望波強度Ｃ及び干渉波強度Ｉを算出し、最終的にＣＩＲをアンテナ１０毎に算出する。さらに、アンテナ制御装置２００は、被干渉側の無線局の受信雑音電力Ｎを用いて、ＣＩＮＲ＝Ｃ［ｄＢ］－１０×ｌｏｇ１０（１０（Ｉ＋Ｎ）/１０）を算出することもある。
次に、アンテナ制御装置２００が行うステップのうち、ステップ２（マージンの算出）について詳細に説明する。
まずＣＩＲ、干渉波強度Ｉ、ＣＩＮＲのマージンをそれぞれＣＩＲ＿ｍａｒ、Ｉ＿ｍａｒ、ＣＩＮＲ＿ｍａｒとし、所要ＣＩＲ、所望干渉波強度のマージンをそれぞれＣＩＲ＿ｒｅｑ、Ｉ＿ｒｅｑとすると、図１３に示す各アンテナ１０の持つマージンは以下の式（２１）～（２８）のように表される。
Figure 0007231828000006
図１７は、従来のアンテナ制御装置が行う受信強度算出処理の流れを示すフローチャートである。
受信強度算出部２００３は、パラメータ記憶部２００１に基づいて、各アンテナ１０における所望波強度Ｃを算出する。また、干渉強度算出部２００２は、パラメータ記憶部２００１に基づいて、各アンテナ１０における干渉波強度Ｉを算出する（ステップＳ１００１）。
以上、干渉量推定とそれを用いたＣＩＲ、ＣＩＮＲの算出法を述べた。これらを用いて干渉対策として例えば送信電力制御をする場合、所要ＣＩＲ、所要ＣＩＮＲなどのマージンを算出し、そのマージンに基づいて送信電力低減などが可能となる。これにより、システム全体の干渉量を下げることができ、干渉補償ができる。
特開２０１１－１４６８５０号公報
以上から、式（２）、（３）、（５）、（６）、（８）、（９）、（１１）、（１２）に示すように従来技術では干渉計算において通信相手以外の全無線局の組合せを与干渉波として計算しているので、無線局数の２乗に応じた数の干渉計算が必要であり、無線局数の増大に伴い、考慮すべき干渉源の組合せが急速に増える。また、例えば干渉計算後の送信電力制御を行う場合、送信電力を徐々に変更して最適値を抽出する最適化アルゴリズムにより送信電力の最適値を決定するケースも考えられるが、この場合も干渉計算に時間がかかると本アルゴリズムの各ステップで時間がかかることになり最適化計算の収束に多くの時間を要す。以上から、従来は干渉計算がアンテナ数の２乗で計算時間が増大し、例えばその干渉結果に応じて送信電力などのパラメータを最適化する場合に計算時間が膨大に費やす問題があった。
本発明は、以上の課題を解決するための干渉計算数を削減する干渉量演算方法である。
本発明の一態様は、複数のアンテナを備える無線通信システムにおける干渉波演算方法であって、各アンテナの指向性、位置及び向きの情報に基づいて、与干渉アンテナを決定する決定ステップと、決定した前記与干渉アンテナからの干渉波を用いて被干渉アンテナにおける干渉波の受信強度を算出する受信強度算出ステップと、を有する干渉波演算方法である。
本発明の一態様は、上記の干渉波演算方法であって、前記決定ステップにおいて、各与干渉アンテナを置局座標や置局の方向に応じて閾値判定する。
本発明の一態様は、上記の干渉波演算方法であって、前記決定ステップにおいて、前記被干渉アンテナの角度及び前記被干渉アンテナと前記与干渉アンテナとの距離のいずれか一方又は両方に基づいて、前記与干渉アンテナを決定するための閾値を定め、前記閾値以内のアンテナを前記与干渉アンテナと決定する。
本発明の一態様は、上記の干渉波演算方法であって、前記決定ステップにおいて、前記被干渉アンテナのビーム方向にアンテナが位置、又は、前記アンテナのビーム方向に前記被干渉アンテナが位置していること、もしくは、前記被干渉アンテナと前記アンテナとが互いのビーム方向に位置していることを条件とする第一の条件、及び、前記被干渉アンテナと前記アンテナとの距離が閾値以下であることを条件とする第二の条件のいずれか一方、又は、両方を満たすアンテナを前記与干渉アンテナと決定する。
本発明の一態様は、上記の干渉波演算方法であって、前記被干渉アンテナ及び前記与干渉アンテナのうち１以上の任意のアンテナの送信電力を制御する送信電力制御ステップをさらに有する。
本発明の一態様は、上記の干渉波演算方法であって、前記送信電力制御ステップにおいて、前記被干渉アンテナ及び前記与干渉アンテナのうち通信品質が所定の値以下のアンテナの通信相手のアンテナ又は最大の干渉源となる与干渉アンテナの送信電力を、前記与干渉アンテナの干渉量を定式化した式内で１回以上算出することによって前記送信電力を制御する。
本発明の一態様は、複数のアンテナを備える無線通信システムにおける干渉波演算装置であって、各アンテナの指向性、位置及び向きの情報に基づいて、与干渉アンテナを決定する干渉対象決定部と、決定した前記与干渉アンテナからの干渉波を用いて被干渉アンテナにおける干渉波の受信強度を算出する受信強度算出部と、を備える干渉波演算装置である。
本発明の一態様は、上記の干渉波演算方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムである。
本発明により、被干渉量の総和（総干渉量）の算出において、被干渉量が微小となるため総干渉量の値に実質上寄与しない干渉源からの干渉量を演算から消すことで、干渉波の電力の導出に係る演算量を削減することが可能となる。
第１の実施形態における無線通信システムのシステム構成を表す構成図である。 ミリ波ＦＷＡを使用するアンテナを説明するための図である。 第一の条件を説明するための図である。 第二の条件を説明するための図である。 第三の条件を説明するための図である。 パラメータテーブルの具体例を示す図である。 干渉情報テーブルの具体例を示す図である。 第１の実施形態におけるアンテナ制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施形態における無線通信システムのシステム構成を表す構成図である。 送信電力の値の決定方法の一例を示すフローチャートである。 送信電力制御部が行う送信電力制御処理（概要）の流れを示すフローチャートである。 送信電力制御部が行う送信電力制御処理の流れを示すフローチャートである。 従来無線通信システムのシステム構成を表す構成図である。 チャネル間漏洩電力を説明するための図である。 所望波強度Ｃ及び干渉波強度Ｉの計算式の導出方法について説明するための概略図である。 所望波強度Ｃ及び干渉波強度Ｉの計算式の導出方法について説明するための概略図である。 従来のアンテナ制御装置が行う受信強度算出処理の流れを示すフローチャートである。
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における無線通信システム１００のシステム構成を表す構成図である。無線通信システム１００は、複数のアンテナ１０（１０－Ａ，１０－Ｂ１，１０－Ｂ２及び１０－Ｃ）及びアンテナ制御装置２０を備える。複数のアンテナ１０及びアンテナ制御装置２０は、有線もしくは本システムとは別途用意した無線接続により通信可能な状態に接続される。なお、図１では、無線通信システム１００が４台のアンテナ１０を備える構成を示しているが、無線通信システム１００は３台以上のアンテナ１０を備えていればよい。
アンテナ１０は、ミリ波ＦＷＡを使用するアンテナである。
アンテナ制御装置２０は、被干渉アンテナの受信強度を算出する。アンテナ制御装置２０は、例えばノートパソコン、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末等の情報処理装置やクラウド上の仮想マシン等を用いて構成される。
図２は、ミリ波ＦＷＡを使用するアンテナを説明するための図である。
図２（Ａ）はミリ波ＦＷＡを使用するアンテナの角度毎のアンテナ利得を表す図であり、図２（Ｂ）は周波数毎の電波の減衰量を表す図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、ミリ波ＦＷＡを使用するアンテナは、アンテナ利得の指向性が鋭い。またミリ波帯の中でもＷｉＧｉｇなどで使用されている６０ＧＨｚ帯を使用するときは酸素吸収損失も高く、他の周波数より距離に応じた伝搬損失が大きくなるため遠方からのアンテナの干渉量は総干渉量により寄与しなくなる。そのため、干渉波として与干渉アンテナ１０に影響を与えるのは以下の第一の条件、第二の条件及び第三の条件のいずれか又はいずれかの組み合わせを満たした場合と考えられる。なお、図２（Ｂ）の図は、下記参考文献の図を引用している。
（参考文献: "P.676: Attenuation by atmospheric gases," FIGURE 5, ITU-R Recommendation P.676-11 (September 2016).
(URL: https://www.itu.int/rec/R-REC-P.676-11-201609-I/en)）
（第一の条件）：与干渉アンテナが被干渉アンテナのビーム方向に位置している、かつ、被干渉アンテナが当該与干渉アンテナのビーム方向に位置している、もしくは、与干渉アンテナが被干渉アンテナのビーム方向に位置している、又は、被干渉アンテナが当該与干渉アンテナのビーム方向に位置している
ここでビーム方向とは、例えばメインビームの方向を基準にした所定の角度の範囲内の領域のことであり、例えばアンテナ指向性利得が３ｄＢ落ちる角度や、これを一般化してＸＸｄＢ落ちとなる角度などである。
（第二の条件）：アンテナ間の距離が閾値以下である、すなわちアンテナ１０同士が近接している
上記の記載は、請求項３記載の発明の実施形態例に相当する。
図３は、第一の条件を説明するための図である。図３に示すように、アンテナ１０正面方向を基準とした角度に応じて、干渉を考慮する角度の閾値が決定される。例えば、アンテナ１０から見た角度がプラス方向に２０度、マイナス方向に２５度よりも外側のエリアは干渉として考慮しないと決定される。なお、図３では、２次元平面における角度として記載しているが、３次元平面に拡張して水平方向角度θおよび垂直方向角度φとして閾値が決定されても良い。
図４は、第二の条件を説明するための図である。図４に示すように、被干渉アンテナのメインビームの距離に応じて、干渉を考慮する距離の閾値が決定される。例えば、被干渉アンテナから見て距離５０ｍ以降のエリアは干渉として考慮しないと決定される。
また、第一の条件と第二の条件を一般化したものが「第三の条件」として用いられてもよい。
図５は、第三の条件を説明するための図である。図５に示すように、任意の曲線Ｓに応じて、干渉を考慮するエリアが決定される。例えば、角度θ毎に「伝搬電波強度や受信電波強度がＡ[ｄＢｍ]となる伝搬距離ＲＡ（θ）」を求め、ＲＡ（θ）を繋げた曲線をＳとする。ここで、伝搬電波強度はアンテナから送信された信号が空間を伝搬するときの電波強度であり伝搬距離、電波の周波数、伝搬路の湿度、酸素濃度等により変化する値である、また、受信電波強度は伝搬電波強度に更に受信アンテナのアンテナ利得を加味した値である。そして、得られた曲線Ｓに基づいて算出する閾値Tで干渉を考慮するエリアが決定される。なお、閾値Ｔは、曲線Ｓと同値（Ｔ＝Ｓ）としても良いしＳに応じた関数Ｔ＝ｆ（Ｓ）として定義しても良い。Sに応じた関数ｆ（Ｓ）を使用する場合の例として、受信電波強度がＡとなる伝搬距離伝搬距離ＲＡ（θ）を求め、ＲＡ（θ）の算出に使用したパラメータの誤差を想定しさらに１０メートルの余裕を持たせ、閾値Ｔ＝ｆ（Ｓ）＝ＲＡ（θ）＋１０メートルとすることなどが考えられ、このTで定まる境界閉領域よりも外側のエリアは干渉として考慮しないと決定する方法などが考えられる。
上記の記載は、請求項２記載の発明の実施形態例に相当する。
図１に戻り、各アンテナ１０間の関係について説明する。
・アンテナ１０－Ａは、アンテナ１０－Ｂ１のビーム方向に位置している。
・アンテナ１０－Ａは、アンテナ１０－Ｂ２及び１０－Ｃとは距離が閾値よりも離れている。
・アンテナ１０－Ｂ１は、アンテナ１０－Ａのビーム方向に位置している。
・アンテナ１０－Ｂ１は、アンテナ１０－Ｂ２との距離が閾値以下である。
・アンテナ１０－Ｂ２は、アンテナ１０－Ｂ１との距離が閾値以下である。
・アンテナ１０－Ｂ２は、アンテナ１０－Ａのビーム方向に位置している。
・アンテナ１０－Ｂ２は、アンテナ１０－Ｃのビーム方向に位置している。
・アンテナ１０－Ｃは、アンテナ１０－Ｂ２のビーム方向に位置している。
・アンテナ１０－Ｃは、アンテナ１０－Ａ及び１０－Ｂ２とは距離が閾値よりも離れている。
本発明では、アンテナ制御装置２０は、第一の条件、第二の条件及び第三の条件のいずれも満たしていないアンテナ１０からの干渉波を演算に含めないことによって、演算量を削減する。すなわち、本発明では、アンテナ制御装置２０は、各与干渉アンテナを閾値判定することで考慮すべき与干渉アンテナ数を削減する。この記載は、請求項２記載の発明の実施形態例に相当する。図１に示すアンテナ１０の配置関係において、アンテナ１０－Ｂ２を被干渉アンテナとした場合、アンテナ１０－Ｂ１とアンテナ１０－Ｂ２とは距離が閾値以下である。そのため、アンテナ１０－Ｂ１からアンテナ１０－Ｂ２への干渉波は第二の条件を満たす。また、アンテナ１０－Ａのビーム方向にアンテナ１０－Ｂ２があるため、アンテナ１０－Ａからアンテナ１０－Ｂ２への干渉波は第一の条件を満たす。
一方、図１に示すアンテナ１０の配置関係において、アンテナ１０－Ａを被干渉アンテナとした場合、アンテナ１０－Ｂ２及びアンテナ１０－Ｃとアンテナ１０－Ａとは距離が閾値より離れている。さらに、アンテナ１０－Ａは、アンテナ１０－Ｂ２及びアンテナ１０－Ｃのビーム方向に位置していない。アンテナ１０－Ａを被干渉アンテナとした場合、アンテナ１０－Ｂ２及びアンテナ１０－Ｃは第一の条件及び第二の条件を満たさない。
式（２１）～（２８）において、第一の条件及び第二の条件を適用すると、以下の式（２９）～（３６）又は式（３７）～（４４）のようにあらわすことができる。
Figure 0007231828000007
Figure 0007231828000008
なお、式（２９）～（３６）は、第一の条件において、与干渉アンテナが被干渉アンテナのビーム方向に位置している、又は、被干渉アンテナが当該与干渉アンテナのビーム方向に位置している条件を満たした場合の式である。式（３７）～（４４）は、第一の条件において、与干渉アンテナが被干渉アンテナのビーム方向に位置している、かつ、被干渉アンテナが当該与干渉アンテナのビーム方向に位置している条件を満たした場合の式である。
式（２９）～（３６）及び式（３７）～（４４）に示すように、第一の条件及び第二の条件を満たさない干渉波の算出が不要となるため演算量が削減できる。また、第一の条件及び第二の条件のいずれか又は両方を満たすアンテナ１０は置局エリア内の一部のアンテナのみと考えられる。そのため、大規模ネットワークなどで置局するアンテナ数が多い場合や高密度に置局する場合は、より多くの項数の減少効果が見込める。
本手法にて導出されたＣＩＲは、干渉電力の計算が一部省略されているため、実際よりもＣＩＲが高く見積もられることとなる。しかし、総干渉量の計算において少数の主たる干渉源以外からの被干渉量は極めて小さくＣＩＲにほとんど影響を与えないため、最適なＭＣＳや送信電力の導出においては、これらを無視できる場合が存在する。本発明ではこの点に着目し、簡易な計算でＣＩＲの計算の要否を導出し、厳密な干渉電力の計算を省略することで、ＣＩＲ計算全体の演算量削減を実現する。
次に、アンテナ制御装置２０の機能構成について詳細に説明する。
アンテナ制御装置２０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、制御プログラムを実行する。制御プログラムの実行によって、アンテナ制御装置２０は、パラメータ記憶部２０１、干渉対象決定部２０２、受信強度算出部２０３、干渉強度算出部２０４を備える装置として機能する。なお、アンテナ制御装置２０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、制御プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
パラメータ記憶部２０１は、パラメータテーブル及び干渉情報テーブルを記憶する。パラメータテーブルには、アンテナ１０のパラメータの情報が登録されている。また、干渉情報テーブルには、干渉に関連する情報が登録されている。
図６は、パラメータテーブルの具体例を示す図である。
図６において、パラメータテーブルは、アンテナ１０のパラメータに関する情報を表すレコードを複数有する。レコードは、無線パラメータ、設置パラメータ及び通信相手のアンテナＩＤの各値を有する。無線パラメータは、アンテナ１０の無線通信に関するパラメータを表す。パラメータテーブルには、無線パラメータとして、送信電力、アンテナ最大利得、アンテナ指向性パターン及び電波スペクトル特性の値が登録されている。
送信電力は、アンテナ１０に供給されている送信用の電力を表す。アンテナ最大利得は、アンテナ１０で得られる最大の利得を表す。アンテナ指向性パターンはアンテナにおける角度毎の利得の値を表し、アンテナ正面方向からずれた角度へ放射する場合、ずれた角度からの電波を受信する場合のアンテナ指向性パターンによる放射電力、受信電力の軽減量を示す。電波スペクトル特性は、アンテナ１０が放射する電波のスペクトル特性を表し、例えば異なる周波数チャネルを使っているアンテナ間の干渉電力を計算する時の、同一チャネル使用時に比べたときの軽減量を示す。
設置パラメータは、アンテナ１０の設置位置及び設置角度の値が登録されている。設置位置は、アンテナ１０が設置されている場所を表す。設置位置は、緯度経度で表されてもよい。設置角度は、アンテナ１０の設置を表す。
通信相手のアンテナＩＤは、アンテナＩＤの項目に登録されているアンテナ１０と通信を行っているアンテナ１０の識別情報を表す。
図７は、干渉情報テーブルの具体例を示す図である。
図７において、干渉情報テーブルには、被干渉アンテナＩＤと与干渉アンテナＩＤとの干渉に関連する情報が登録されている。干渉情報テーブルにおいて「---」と記載されるセルはブランクを表しており、例えばアンテナＡＡＡからアンテナＡＡＡに向かう干渉波は干渉波として考慮しない場合は該当セルに「---」を記載する。また、「---※」は、通信相手から到来する所望信号であるため干渉とはみなされないことを表し、ブランクとなる。その他の各セルには与／被干渉アンテナの関係を表す情報を格納する。格納情報としては、例えば以下の情報がある。
・与／被干渉アンテナ間距離
・被干渉アンテナから見た各与干渉アンテナの角度
・与干渉アンテナから見た各被干渉アンテナの角度
図１に戻って説明を続ける。
干渉対象決定部２０２は、パラメータテーブル及び干渉情報テーブルに基づいて、与干渉アンテナを決定する。
受信強度算出部２０３は、各アンテナ１０の所望波強度Ｃ及び干渉波強度Ｉを算出するとともに、ＣＩＲをアンテナ１０毎に算出する。例えば、受信強度算出部２０３は、与干渉アンテナから被干渉アンテナへの干渉波を用いて被干渉アンテナにおける干渉波の受信強度（干渉波強度Ｉ）を算出する。また、例えば、受信強度算出部２０３は、被干渉アンテナの通信相手のアンテナ１０からの所望波を用いて被干渉アンテナにおける所望波の受信強度（所望波強度Ｃ）を算出する。
干渉強度算出部２０４は、与干渉アンテナの干渉強度を算出する。
図８は、第１の実施形態におけるアンテナ制御装置２０の処理の流れを示すフローチャートである。
干渉対象決定部２０２は、パラメータテーブル及び干渉情報テーブルに基づいて、与干渉アンテナを決定する。（ステップＳ１０１）。具体的には、干渉対象決定部２０２は、パラメータテーブルに登録されている各アンテナの指向性、位置及び向きの情報や、干渉情報テーブルに登録されている与／被干渉アンテナ間距離、被干渉アンテナから見た与干渉アンテナの角度、与干渉アンテナから見た被干渉アンテナの角度に基づいて、第一の条件及び第二の条件及び第三の条件のいずれか又は両方を満たすアンテナ１０を与干渉アンテナとして決定する。干渉対象決定部２０２は、決定した与干渉アンテナの情報を受信強度算出部２０３に出力する。
受信強度算出部２０３は、パラメータテーブルと、干渉対象決定部２０２から通知された与干渉アンテナであるアンテナ１０の情報とに基づいて、各アンテナ１０における所望波強度Ｃ及び干渉波強度Ｉを算出する。具体的には、まず受信強度算出部２０３は、各アンテナ１０を被干渉アンテナとした場合の計算式を導出する。次に、受信強度算出部２０３は、導出した計算式において、被干渉アンテナ又は与干渉アンテナとなっていないアンテナ１０に関する項を削除する。そして、受信強度算出部２０３は、被干渉アンテナ又は与干渉アンテナとなっていないアンテナ１０に関する項を削除した後の計算式に基づいて所望波強度Ｃ及び干渉波強度Ｉを算出する。その後、受信強度算出部２０３は、算出した所望波強度Ｃ及び干渉波強度Ｉに基づいてＣＩＲをアンテナ１０毎に算出する（ステップＳ１０２）。また、受信強度算出部２０３は、算出した所望波強度Ｃ及び干渉波強度Ｉに基づいてＣＩＮＲをアンテナ１０毎に算出する。
以上のように構成されたアンテナ制御装置２０によれば、各アンテナ１０の指向性、位置及び向きの情報に基づいて、与干渉アンテナを決定し、決定した与干渉アンテナからの干渉波を用いて被干渉アンテナにおける干渉波の受信強度を算出する。これにより、被干渉アンテナへの影響が少ない又は影響がない与干渉アンテナ１０の干渉波を受信強度の算出に用いない。このように、アンテナ制御装置２０は、演算に利用する与干渉アンテナの数を削減する。そのため、干渉波の演算量を削減することが可能になる。
また、アンテナ制御装置２０は、被干渉アンテナのビーム方向に位置する与干渉アンテナ１０、又は、被干渉アンテナが与干渉アンテナ１０のビーム方向に位置する第一の条件及び第二の条件及び第三の条件のいずれか一方又は両方を満たすアンテナ１０を与干渉アンテナと決定する。これにより、第一の条件、第二の条件及び第三の条件のいずれかを満たさないアンテナ１０からの干渉波を受信強度の算出に用いない。このように、アンテナ制御装置２０は、演算に利用する干渉源（与干渉アンテナ）の数を削減する。そのため、干渉波の演算量を削減することが可能になる。
また、アンテナ制御装置２０は、被干渉アンテナのビーム方向に位置する与干渉アンテナ１０であって、かつ、被干渉アンテナが与干渉アンテナ１０のビーム方向に位置する第一の条件及び第二の条件のいずれか一方又は両方を満たすアンテナ１０を与干渉アンテナと決定する。これにより、第一の条件及び第二の条件の両方を満たさないアンテナ１０からの干渉波を受信強度の算出に用いない。このように、アンテナ制御装置２０は、演算に利用する干渉源の数を削減する。そのため、干渉波の演算量を削減することが可能になる。
上述した第１の実施形態におけるアンテナ制御装置２０は、請求項１、８及び９記載の発明の実施形態例に相当する。
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、アンテナ制御装置２０が送信電力制御を行う。第２の実施形態におけるシステム構成は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
アンテナ制御装置２０ａは、有線・無線もしくは本システムとは別途用意した無線接続を用いて、各アンテナ１０の送信電力を制御する。
図９は、第２の実施形態における無線通信システム１００ａのシステム構成を表す構成図であり、請求項５記載の発明の実施形態である。
無線通信システム１００ａは、アンテナ制御装置２０ａの構成が異なる点を除けば第１の実施形態における無線通信システム１００と同様である。そのため、アンテナ制御装置２０ａについてのみ説明する。
アンテナ制御装置２０ａは、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、制御プログラムを実行する。制御プログラムの実行によって、アンテナ制御装置２０ａは、パラメータ記憶部２０１、干渉対象決定部２０２、受信強度算出部２０３、干渉強度算出部２０４、マージン算出部２０５、送信電力制御部２０６及び通信部２０７を備える装置として機能する。なお、アンテナ制御装置２０ａの各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、制御プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
アンテナ制御装置２０ａは、マージン算出部２０５、送信電力制御部２０６及び通信部２０７を新たに備える点でアンテナ制御装置２０と構成が異なる。アンテナ制御装置２０ａは、他の構成についてはアンテナ制御装置２０と同様である。そのため、アンテナ制御装置２０ａ全体の説明は省略し、マージン算出部２０５、送信電力制御部２０６及び通信部２０７について説明する。
マージン算出部２０５は、受信強度算出部２０３によって算出された所望波強度Ｃ、干渉波強度Ｉ及びＣＩＲに基づいてアンテナ１０の持つマージンを算出する。
送信電力制御部２０６は、マージン算出部２０５によって算出されたマージンに基づいてアンテナ１０の送信電力を制御する。
通信部２０７は、アンテナ１０との間で通信を行う。例えば、通信部２０７は、送信電力制御部２０６に算出された送信電力の値を設定するようにアンテナ１０に通知する。
図１０は、送信電力の値の決定方法の一例を示すフローチャートであり、請求項６記載の実施形態である。図１０において、図８と同様の処理については図８と同様の符号を付して説明を省略する。
ステップＳ１０２の処理が終了すると、マージン算出部２０５は、受信強度算出部２０３から出力された所望波強度Ｃ、干渉波強度Ｉ及びＣＩＲの値と、干渉対象決定部２０２から通知された与干渉アンテナであるアンテナ１０の情報とに基づいてマージンを算出する（ステップＳ３０１）。図１に示す例の場合、マージン算出部２０５は、式（２９）～（３６）又は式（３７）～（４４）によって、マージンを算出する。マージン算出部２０５は、算出したマージンの情報及びＣＩＮＲを送信電力制御部２０６に出力する。
送信電力制御部２０６は、マージンの情報に基づいて、通信品質が最低のアンテナ１０を選択する（ステップＳ３０２）。通信品質が最低のアンテナ１０とは、マージンの値が最も低いアンテナ１０である。送信電力制御部２０６は、選択したアンテナ１０に基づいて、送信電力制御処理を実行する（ステップＳ３０３）。送信電力制御処理については後述する。その後、送信電力制御部２０６は、全体のマージンが所望量以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。全体のマージンが所望量以上である場合（ステップＳ３０４－ＹＥＳ）、アンテナ制御装置２０は図１０の処理を終了する。
一方、全体のマージンが所望量未満である場合（ステップＳ３０４－ＮＯ）、アンテナ制御装置２０はステップＳ３０２以降の処理を繰り返し実行する。
図１１は、送信電力制御部２０６が行う送信電力制御処理（概要）の流れを示すフローチャートである。
送信電力制御部２０６は、マージン算出部２０５によって算出されたマージンが所定置Ｂ以下であり、かつ、マージンが最小であるアンテナ１０（以下「ＡＰｍｉｎ」という。）を選択する（ステップＳ４０１）。送信電力制御部２０６は、選択したＡＰｍｉｎに基づいて、ＡＰｍｉｎの通信相手の送信電力を増大、又は、ＡＰｍｉｎの最大干渉源の送信電力を低減するいずれかの制御を実施する（ステップＳ４０２）。送信電力制御部２０６は、全体のマージンが最大化したか否かを判定する（ステップＳ４０３）。全体のマージンが最大化した場合（ステップＳ４０３－ＹＥＳ）、送信電力制御部２０６は図９の処理を終了する。
一方、全体のマージンが最大化していない場合（ステップＳ４０３－ＮＯ）、送信電力制御部２０６はステップＳ４０１以降の処理を繰り返し実行する。
図１２、送信電力制御部２０６が行う送信電力制御処理の流れを示すフローチャートである。
送信電力制御部２０６は、ループ回数ｉを０とすることで、ループ回数ｉを初期化する（ステップＳ５０１）。次に、送信電力制御部２０６は、ループ回数ｉに１を加算する（ステップＳ５０２）。送信電力制御部２０６は、マージンが所定値Ｂ以下のアンテナ１０を選択する（ステップＳ５０３）。ここで、マージンが所定値Ｂ以下のアンテナ１０が複数台ある場合には、送信電力制御部２０６はマージンが所定値Ｂ以下の全てのアンテナ１０を選択してもよいし、複数台のうち一部のアンテナ１０、例えばマージン最小アンテナ１０やランダム選択したアンテナ１０だけを選択してもよい。
次に、送信電力制御部２０６は、選択したアンテナ１０それぞれにおいて、各アンテナ１０の通信相手の送信電力が所定値Ａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０４）。各アンテナ１０の通信相手の送信電力が所定値Ａ以上である場合（ステップＳ５０４－ＹＥＳ）、送信電力制御部２０６は各アンテナ１０の最大の干渉源の送信電力を、規範に基づいて再設定する（ステップＳ５０５）。具体的には、送信電力制御部２０６は、ＡＰｍｉｎの最大の干渉源の送信電力を下げる又は上げる又はそのままとする。例えば、送信電力制御部２０６は、ＡＰｍｉｎの最大の干渉源の送信電力を、事前に規定した一定量、マージンが最小で無くなるための最低値／最大値、マージンが０以上となるための最低値、ｉの値に応じた値、再実施回数に応じた一定値及び再実施回数とｉの値に応じた値のいずれかの値に再設定する。
その後、送信電力制御部２０６は、ループ終了条件を満たしたか否かを判定する（ステップＳ５０６）。ループ終了条件としては、ｉの値が事前設定した回数以上となった場合、処理時間が一定以上となった場合、全アンテナ１０の被干渉量が一定値以下となった場合、各ループにおけるアンテナ１０のマージン改善度が一定値以下となった場合のいずれかが満たされた場合である。
ループ終了条件が満たされていない場合（ステップＳ５０６－ＮＯ）、送信電力制御部２０６はステップＳ５０２以降の処理を実行する。
一方、ループ終了条件が満たされた場合（ステップＳ５０６－ＹＥＳ）、送信電力制御部２０６は送信電力制御が終了するか否かを判定する（ステップＳ５０７）。例えば、送信電力制御部２０６は、全体のマージンが最大化された場合に送信電力制御を終了すると判定してもよい。送信電力制御が終了する場合（ステップＳ５０７－ＹＥＳ）、送信電力制御部２０６は送信電力制御処理を終了する。
一方、送信電力制御が終了していない場合（ステップＳ５０７－ＮＯ）、送信電力制御部２０６は制御パラメータを変えてステップＳ５０１以降の処理を実行する。
また、ステップＳ５０４の処理において、いずれかのアンテナ１０において通信相手の送信電力が所定値Ａ未満である場合（ステップＳ５０４－ＮＯ）、送信電力制御部２０６は各アンテナ１０の通信相手の送信電力を、規範に基づいて再設定する（ステップＳ５０８）。再設定の方法は、ステップＳ５０５と同様である。その後、送信電力制御部２０６は、ステップＳ５０６の処理を実行する。なお、ステップＳ５０５及びステップＳ５０８の処理は、請求項５及び６記載の発明の実施形態例に相当する。
以上のように構成されたアンテナ制御装置２０ａによれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、アンテナ制御装置２０ａは、被干渉アンテナ及び与干渉アンテナのうち通信品質が所定の値以下のアンテナ１０の通信相手のアンテナ１０又は最大干渉源のアンテナ１０の送信電力を制御する。これにより、通信品質を改善することができる。
また、本実施形態では、自システム内の与干渉アンテナから到来する干渉波を想定したが、他システムから到来する干渉波であっても、その他システム側の位置や方向等が分かれば本発明は適用可能である。適用する場合、送信電力制御としては自システムの送信電力の増大による自システムのＣＩＲ改善等の制御が考えられる。
（第１の実施形態及び第２の実施形態に共通する変形例）
本実施形態では、ビーム方向として、メインビームの方向を例に説明したが、アンテナ指向性パターン等を加味し角度ごとに距離閾値を定める方法を適用してもよい。この場合、サイドローブが大きく、サイドローブ方向でも干渉が生じる場合にその干渉波を加味することができる。使用するアンテナ指向性パターンとしては、カタログ値を使用する方法やアンテナ１０の個体値を加味して実測により求めた値を使用する方法などが考えられる。このように構成される場合、アンテナ制御装置２０，２０ａは、ビーム方向として、メインビームの方向以外にサイドローブの方向において第一の条件を満たす場合には、第一の条件を満たすアンテナ１０を与干渉アンテナと決定する。
本実施形態では、ミリ波ＦＷＡを前提に記載したが、無線パラメータや電波伝搬パラメータが既知のＦＷＡ以外の無線システムやミリ波以外の周波数帯の信号に対しても同様に適用可能である。
アンテナ制御装置２０，２０ａは、クラウドリソースのような仮想マシンであっても構わない。
上述した実施形態におけるアンテナ制御装置２０，２０ａをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１０（１０－Ａ，１０－Ｂ１，１０－Ｂ２，１０－Ｃ）…アンテナ， ２０，２０ａ…アンテナ制御装置， ２０１…パラメータ記憶部， ２０２…干渉対象決定部， ２０３…受信強度算出部， ２０４…干渉強度算出部， ２０５…マージン算出部， ２０６…送信電力制御部， ２０７…通信部

Claims (8)

  1. 複数のアンテナを備える無線通信システムにおける干渉波演算方法であって、
    各アンテナの指向性、位置及び向きの情報に基づいて、与干渉アンテナを決定する決定ステップと、
    決定した前記与干渉アンテナからの干渉波を用いて被干渉アンテナにおける干渉波の受信強度を算出する受信強度算出ステップと、
    を有し、
    前記受信強度算出ステップにおいて、前記複数のアンテナの各々について、当該アンテナを被干渉アンテナとした場合の干渉波の受信強度を算出する計算式を導出し、前記計算式において前記被干渉アンテナ又は前記被干渉アンテナに対する前記与干渉アンテナとなっていないアンテナに関する項を削除し、前記項を削除した後の計算式に基づいて前記干渉波の受信強度を算出する、干渉波演算方法。
  2. 前記決定ステップにおいて、
    各与干渉アンテナを置局座標や置局の方向に応じて閾値判定する、請求項１に記載の干渉波演算方法。
  3. 前記決定ステップにおいて、前記被干渉アンテナの角度及び前記被干渉アンテナと前記与干渉アンテナとの距離のいずれか一方又は両方に基づいて、前記与干渉アンテナを決定するための閾値を定め、前記閾値以内のアンテナを前記与干渉アンテナと決定する、請求項２に記載の干渉波演算方法。
  4. 前記決定ステップにおいて、前記被干渉アンテナのビーム方向にアンテナが位置、又は、前記アンテナのビーム方向に前記被干渉アンテナが位置していること、もしくは、前記被干渉アンテナと前記アンテナとが互いのビーム方向に位置していることを条件とする第一の条件、及び、前記被干渉アンテナと前記アンテナとの距離が閾値以下であることを条件とする第二の条件のいずれか一方、又は、両方を満たすアンテナを前記与干渉アンテナと決定する、請求項１又は２に記載の干渉波演算方法。
  5. 前記被干渉アンテナ及び前記与干渉アンテナのうち１以上の任意のアンテナの送信電力を制御する送信電力制御ステップをさらに有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の干渉波演算方法。
  6. 前記送信電力制御ステップにおいて、前記被干渉アンテナ及び前記与干渉アンテナのうち通信品質が所定の値以下のアンテナの通信相手のアンテナ又は最大の干渉源となる与干渉アンテナの送信電力を、前記与干渉アンテナの干渉量を定式化した式内で１回以上算出することによって前記送信電力を制御する、請求項５に記載の干渉波演算方法。
  7. 複数のアンテナを備える無線通信システムにおける干渉波演算装置であって、
    各アンテナの指向性、位置及び向きの情報に基づいて、与干渉アンテナを決定する干渉対象決定部と、
    決定した前記与干渉アンテナからの干渉波を用いて被干渉アンテナにおける干渉波の受信強度を算出する受信強度算出部と、
    を備え、
    前記受信強度算出部は、前記複数のアンテナの各々について、当該アンテナを被干渉アンテナとした場合の干渉波の受信強度を算出する計算式を導出し、前記計算式において前記被干渉アンテナ又は前記被干渉アンテナに対する前記与干渉アンテナとなっていないアンテナに関する項を削除し、前記項を削除した後の計算式に基づいて前記干渉波の受信強度を算出する、干渉波演算装置。
  8. 請求項１から６のいずれか一項に記載の干渉波演算方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
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