WO2002052751A1

WO2002052751A1 - Dispositif radio a directivite de transmission et procede de commande et programme de commande pour le dispositif radio

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Publication number: WO2002052751A1
Application number: PCT/JP2001/011310
Authority: WO
Inventors: Masashi Iwami; Yoshiharu Doi; Tadayoshi Itou; Toshinori Iinuma
Original assignee: Sanyo Electric Co., Ltd.
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2002-07-04
Also published as: US20040053581A1; TW577200B; US7233811B2; JP3976680B2; CN1426637A; JPWO2002052751A1; CN1236566C; EP1351412A1; EP1351412A4

Description

明細書送信指向性を有する無線装置、その制御方法およびその制御プログラム技術分野

この発明は、送信指向性を有する無線装置、その制御方法およびその制御プログラムに関し、特に、ァダプティブアレイ無線基地局において用いられる無線装置、その制御方法およびその制御プログラムに関する。背景技術

近年、'携帯電話等の移動通信システムの無線基地局として、アレイアンテナを用いたァダプティブアレイ（adaptive array) 無線基地局が実用化されている。このようなァダプティプアレイ無線基地局の動作原理については、たとえば下記の文献に説明されている。

B. Widrow, et al. ： Adaptive Antenna Systems, "Proc. IEEE, vol. 55，

No. 12, pp. 2143-2159 (Dec. 1967 ) .

S. P. Applebaum ： "Adaptive Arrays 〃， IEEE Trans. Antennas & Propag.， vol. AP-24, No. 5， pp. 585—598 (Sept. 1976) .

0. L. Frost, III : "Adaptive Least Squares Optimization Subject to Linear Equality Constraints, "SEL-70-055, Technical Report. No. 6796-2, Information System Lab.， Stanford Univ. (Aug. 1970 ) .

B. Widrow and S. D. Stearns '· "Adaptive Signal Processing, "Prentice-Hall, Englewood Cliffs (1985) .

R. A. Monzingo and T. W. Miller: "Introduction to Adaptive Arrays, John Wiley & Sons, New York (1980) .

J. E. Hudson : Adaptive Array Principles, Peter Peregrinus Ltd. , London (1981) .

R. T. Compton, Jr.： "Adaptive Antennas-Concepts and Performance, "Prentice-Hall. Englewood Cliffs (1988) . E. Nicolau and D. Zaharia: "Adaptive Arrays, "Elsevier, Amsterdam (1989) . 図 1 7は、このようなァダプティブアレイ無線基地局の動作原理を概略的に示す模式図である。図 1 7において、 1つのァダプティブアレイ無線基地局 1は、 n本のアンテナ # 1， # 2， # 3， …， # nからなるアレイアンテナ 2を備えており、その電波が届く範囲を第 1の斜線領域 3として表わす。一方、隣接する他の無線基地局 6の電波が届く範囲を第 2の斜線領域 7として表わす。

領域 3内において、ユーザ Aの端末である携帯電話機 4とァダプティブアレイ無線基地局 1との間で電波信号の送受信が行なわれる（矢印 5 ) 。一方、領域 7 内において、他のユーザ Bの端末である携帯電話機 8と無線基地局 6との間で電波信号の送受信が行なわれる（矢印 9 ) 。

ここで、たまたまユーザ Aの携帯電話機 4の電波信号の周波数とユーザ Bの携帯電話機 8の電波信号の周波数とが等しい場合、ユーザ Bの位置によっては、ュ一ザ Bの携帯電話機 8からの電波信号が領域 3内において不要な干渉信号となり、ユーザ Aの携帯電話機 4とァダプティブアレイ無線基地局 1との間の電波信号に混入してしまうことになる。

このように、ユーザ Aおよびユーザ Bの双方からの混合した電波信号を受信したァダプティブアレイ無線基地局 1では、何らかの処理を施さなければ、ユーザ Aおよび Bの双方からの信号が混じった信号を受信することとなり、本来通話すべきユーザ Aの通話が妨げられてしまうことになる。

ァダプティブアレイ無線基地局 1では、受信した信号からユーザ Bからの信号を除去するために、次のような構成および処理を行なっている。

[ァダプテイブアレイァンテナの構成]

図 1 8は、ァダプティブアレイ 1 0 0の構成を示すプロック図である。図 1 8 に示した例においては、複数のユーザ信号を含む入力信号から希望するユーザの信号を抽出するため、 n個の入力ポート 2 0 _ 1〜2 0— nが設けられている。各入力ポート 2 0— 1〜2 0— nに入力された信号が、スィッチ回路 1— 1〜1 0— nを介して、ウェイトべクトル制御部 1 1と乗算器 1 2— l〜1 2— nとに与えられる。

ウェイトべクトル制御部 1 1は、入力信号と予めメモリ 1 4に記憶されている特定のユーザの信号に対応したトレーニング信号と加算器 1₃の出力とを用いて、ウェイトベクトル _Wli〜_Wniを計算する。ここで、添字 iは、 i番目のユーザとの間の送受信に用いられるウェイトべクトルであることを示す。

乗算器 12— 1〜1 2— nは、各入力ポート 20_ 1〜20— nからの入力信号とウェイトべクトル _Wli〜w_niとをそれぞれ乗算し、加算器 1 3へ与える。加算器 1 3は、乗算器 1 2— 1〜1 2— nの出力信号を加算して受信信号 S_RX (t) として出力し、この受信信号 S_RX (t) は、ウェイトベクトル制御部 1 1 にも与えられる。

さらに、ァダプティブアレイ 100は、ァダプティブアレイ無線基地局 1からの出力信号 S_TX ( t) を受けて、ウェイトべクトノレ制御部 1 1により与えられるウェイトべクトノレ ^〜とそれぞれ乗算して出力する乗算器 1 5— 1〜1 5 一 nを含む。乗算器 1 5— 1〜1 5— nの出力は、それぞれスィッチ回路 10— 1〜10— nに与えられる。つまり、スィッチ回路 10— 1〜10— nは、信号を受信する際は、入力ポート 20— l〜20_nから与えられた信号を、信号受信部 1Rに与え、信号を送信する際には、信号送信部 1 Tからの信号を入出力ポート 20— 1〜 20 _ nに与える。

[ァダプティプアレイの動作原理]

次に、図 18に示した信号受信部 1 Rの動作原理について簡単に説明する。以下では、説明を簡単にするために、アンテナ素子数を 4本とし、同時に受信されるユーザ数 P Sを 2人とする。このとき、各アンテナから受信部 1 Rに対して与えられる信号は、以下のような式で表わされる。

+ h₁₂Srx₂(t) + n₁(t) …（1)

RX₂(t) = h^Srx^t) + h₂₂Srx₂(t) + n (t) …（2)

RX₃(t) = l^^rx^t) + h₃₂Srx₂(t) + n₃(t) …（3)

RX₄(t) = h^Srx^t) + h₄₂Srx₂(t) + n₄(t) … (4)

ここで、信号 RXj (t) は、 j番目（j = l, 2, 3, 4) のアンテナの受信信号を示し、信号 S _{r Xi} (t) は、 i番目（ i = l， 2) のユーザが送信した信号を示す。

さらに、係数は、 j番目のアンテナに受信された、 i 番目のユーザからの信号の複素係数を示し、 n」（t) は、 j番目の受信信号に含まれる雑音を示している。

上の式（1) 〜（4) をベクトル形式で表記すると、以下のようになる。 X(t) = H^rx^t) + H₂Srx₂(t) + N(t) -(5)

X(t) = [RX, (t), RX₂ (t), ... , X_n (t)]^T … (6)

1, 2) … ）

N(t) = [_niW,n₂(t),...,_nn(t)]^T 〜(8)

なお式（6) 〜（8) において、 […] τ は、 […] の転置を示す。

ここで、 X (t) は入力信号ベクトル、 Hi は i番目のユーザの受信信号係数ベクトル、 N ( t) は雑音ベクトルをそれぞれ示している。

ァダプティブアレイアンテナは、図 1 8に示したように、それぞれのアンテナ力^の入力信号に重み係数 Λ^〜χν_ηίを掛けて合成した信号を受信信号 S_RX ( t) として出力する。なお、ここでは、アンテナの本数 nは 4である。

さて、以上のような準備の下に、たとえば、 1番目のユーザが送信した信号 S r _Xl (t) を抽出する場合のァダプティブアレイの動作は以下のようになる。ァダプティブアレイ 100の出力信号 y 1 (t) は、入力信号ベクトル X (t) とウェイトべクトルのべクトルの掛算により、以下のような式で表わすことができる。 yl(t) = X(t)W₁ ^T -(9)

すなわち、ウェイトベクトルは、 j番目の入力信号 RXj (t) に掛け合わされる重み係数 _Wjl ( j = 1， 2, 3， 4) を要素とするベクトルである。ここで式（9) のように表わされた y 1 (t) に対して、式（5) により表現された入力信号ベクトル X (t) を代入すると、以下のようになる。 yl(t)

…（11) ここで、ァダプティブアレイ 100が理想的に動作した場合、上述した参考文献中にも記載された周知な方法により、ウェイトベクトル W1 は次の連立方程式を満たすようにウェイトべクトル制御部 1 1により逐次制御される。 H = l …(

^w^o …（式（1 2) および式（13) を満たすようにウェイトべクトルが完全に制御されると、ァダプティブアレイ 100からの出力信号 y 1 (t) は、結局以下の式のように表わされる。

yl(t) = Srx₁(t) + N₁(t) -(14)

Ni(t) =

+ n₂(t)w₂₁ + n₃(t)w₃₁ + n₄(t)w₄₁ 〜(15) すなわち、出力信号 y 1 ( t) には、 2人のユーザのうちの第 1番目のユーザが送信した信号 S r _Xl (t) が得られることになる。

一方、図 1 8において、ァダプティブアレイ 1 00に対する入力信号 S_TX

(t) は、ァダプティブアレイ 100中の送信部 1 Tに与えられ、乗算器 15— 1， 15— 2， 15-3, ···, 15— nの一方入力に与えられる。これらの乗算器の他方入力にはそれぞれ、ウェイトべクトル制御部 1 1により以上説明したようにして受信信号に基づいて算出されたウェイトベクトル _Wli， w_2i) w_3i, …， w_niがコピーされて印加される。

これらの乗算器によって重み付けされた入力信号は、対応するスィッチ 10— 1， 10-2, 10-3, …， 10— ηを介して、対応するアンテナ # 1， # 2, # 3, …， #ηに送られ、図 17に示した領域 3内に送信される。

ここで、ユーザ A, Βの識別は以下に説明するように行なわれる。すなわち、携帯電話機の電波信号はフレーム構成をとつて伝達される。携帯電話機の電波信号は、大きくは、無線基地局にとって基地の信号系列からなるプリアンブルと、無線基地局にとって既知の信号系列からなるデータ（音声など）から構成されている。

プリアンブルの信号系列は、当該ユーザが無線基地局にとって通話すべき所望のユーザかどうかを見分けるための情報の信号列を含んでいる。ァダプティプアレイ無線基地局 1のウェイトべクトル制御部 1 1は、メモリ 14から取出したュ一ザ Αに対応したトレーニング信号と、受信した信号系列とを対比し、ユーザ A に対応する信号系列を含んでいると思われる信号を抽出するようにウェイトべクトル制御（重み係数の決定）を行なう。

図 1 9は、ユーザ Aとァダプティプアレイ無,線基地局 1との間での電波信号の授受をイメージ化した図である。

すなわち、受信時と同じアレイアンテナ 2を用いて送信される信号には、受信信号と同様にユーザ Aをターゲットとする重み付けがなされているため、送信された電波信号は、あたかもユーザ Aに対する指向性を有するかのようにユーザ A の携帯電話機 4により受信される。

図 1 7に示したようにァダプテイブアレイ無線基地局 1から電波が届き得る範囲を示す領域 3に対して、図 1 9のように、ァダプティブアレイアンテナを適切に制御して電波信号を出力した場合は、図 1 9の領域 3 aに示すようにァダプティプアレイ無線基地局 1からはユーザ Aの携帯電話機 4をターゲットとするような指向性を有する電波信号が出力されることになる。

以上説明したとおり、ァダプティブアレイ無線基地局 1は、特定のユーザをターゲットとして、そのターゲットに対する指向性を有する電波信号の送受信を行なうことが可能であるため、以下に説明するようなパス分割多元接続移動通信方式（Path Division Multiple Access ： P DMA) を実現することが可能である。すなわち、携帯型電話機のような移動通信システムにおいて、周波数の有効利用を図るべく、種々の伝送チヤネノレ割当方法が提案されており、上述した P DM Aはそのうちの一種である。

図 2 0は、周波数分割多重接続 (Frequency Division Multiple Access ： F D

MA) ，時分割多重接続（Time Division Multiple Access ： T DMA) および P DMAの各種の通信システムにおけるチャネルの配置図である。

図 2 0を参照して、 F DMA, T DMAおよび P DMAについて簡単に説明する。図 2 0 ( a ) は F DMAのチャネル割当方式を示す図であって、異なる周波数 f 1〜 f 4の電波で、ユーザ 1〜 4のアナ口グ信号が周波数分割されて伝送される。各ユーザ 1〜4の信号は、周波数フィルタを用いることによって分離される。

図 2 0 ( b ) に示す T DMAにおいては、各ユーザのデジタル化された信号が、異なる周波数 f l〜f 4の電波で、かつ一定の時間（タイムスロット）ごとに時分割されて伝送される。各ユーザの信号は、周波数フィルタと基地局および各ュ一ザ移動端末装置からの時間同期とにより分離される。

一方、図 2 0 ( c ) に示した P DMA方式においては、同じ周波数における 1 つのタイムスロットを空間的に分割して、複数のユーザのデータを伝送するものである。この P DMAでは、各ユーザの信号は、周波数フィルタと、基地局および各ユーザ移動端末装置間の時間同期と、ァダプティプアレイ等を用いた相互干渉除去装置とを用いることにより分離される。

すなわち、 P DMA方式を用いる場合、図 1 9に示したように、異なる無線基地局に対応する 2人のユーザとの間でやり取りされる電波信号を相互に干渉しないように分離するという場合にとどまらず、同一のァダプティブアレイ無;?泉基地局 1が受け持つ領域内において、同一の周波数および同一のタイムスロットで、異なるユーザとの間で送受信される電波信号の相互の干渉を除去する必要がある。図 1 9に示した例においては、ァダプティブアレイアンテナを用いることによる指向性を利用することで、瞵の基地局との間で電波信号の送受信をしているュ —ザ Bの端末からの電波信号が、ァダプティブアレイ無線基地局 1との間で電波信号のやり取りを行なっているユーザ Aの電波信号に対する干渉を除去することは可能であった。

しかしながら、ユーザ Aの急速な移動などにより所望のユーザ Aとァダプティプアレイ無線基地局 1との間の無線伝送路の状態が変化し、電波信号の強度が変化する場合がある（フェージング）。

P DMA方式のような空間多重による通信では、そのようなフェージングの程度が大きくなると、ァダプティブアレイ無線基地局 1において所望のユーザ Aに対する指向性の制御が困難となり、ユーザ Aから指向性がずれてしまうことになる。

本宪明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、

P DMA方式により電波信号の送受信を行なうシステムにおいて、フェージングによって所望の端末に対する指向性がずれることを防止することが可能な、送信指向性を有する無線装置および送信指向性の制御方法および制御プログラムを提供することである。この発明の他の目的は、 P DM A方式により電波信号の送受信を行なうシステムにおいて、フェージングに基づく送信指向性制御に加えて、受信電力に基づく送信指向性制御を併用することにより、所望の端末に対するより的確な指向性制御が可能な、送信指向性を有する無線装置および送信指向性の制御方法およぴ制御プログラムを提供することである。発明の開示

この発明によれば、複数の端末装置との間でパス分割多元接続を行うための送信指向性を有する無線装置は、受信電波信号から特定の端末装置の受信信号を分離するための受信手段を備え、受信手段は、端末装置ごとに対応する受信ウェイトべクトルを受信電波信号に乗算することで受信信号を抽出する複数の受信信号分離手段と、端末装置ごとのフェージング速度を測定するためのフェージング速度測定手段とを含み、特定の端末装置への指向性を有する送信信号を生成するための送信手段をさらに備え、送信手段は、端末装置ごとに、フージング速度測定手段からのフェージング速度に応じて受信ウェイトべクトルに重み付けした送信ウェイトべクトルを送信信号に乗算することで、指向性を有する送信信号を生成する複数の送信信号生成手段を含む。

好ましくは、複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（ i ：自然数）の端末装置のフェージング速度を X iとするとき、送信手段は、受信ウェイトベクトルに、 X iに比例する係数を乗ずることで、 i 番目の端末装置に対する送信ウェイトべクトルを生成する。

より好ましくは、複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（ i ：自然数）の端末装置のフェージング速度を X iとするとき、送信手段は、受信ウェイトべクトルに、 X iが所定のフェージング速度 F 。以上の場合にのみ（X i—F。）に比例する係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ウェイトべクトルを生成する。

より好ましくは、複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（ i ：自然数）の端末装置のフェージング速度を X iとするとき、送信手段は、受信ウェイトべクトルに、フェージング速度の所定の範囲ごとに応じて予め設定された複数の係数からなるテーブルから X iに応じて決定された係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ウェイトべクトルを生成する。

この発明の他の局面によれば、複数の端末装置との間でパス分割多元接続を行うための送信指向性を有する無線装置は、受信電波信号から特定の端末装置の受信信号を分離するための受信手段を備え、受信手段は、端末装置ごとに対応する受信ウェイトべクトルを受信電波信号に乗算することで受信信号を抽出する複数の受信信号分離手段と、端末装置ごとの受信電波強度を測定するための受信強度測定手段と、端末装置ごとのフェージング速度を測定するためのフェージング速度測定手段とを含み、特定の端末装置への指向性を有する送信信号を生成するための送信手段をさらに備え、送信手段は、端末装置ごとに、受信強度測定手段からの受信電波強度およびフエージング速度測定手段からのフエージング速度に応じて受信ウェイトべクトルに重み付けした送信ウェイトべクトルを送信信号に乗算することで、指向性を有する送信信号を生成する複数の送信信号生成手段を含む。

好ましくは、複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置のフェージング速度を X i とするとき、送信手段は、受信ウェイトべクトルに、 X iに比例する係数を乗ずることで、 i 番目の端末装置に対する送信ウェイトべクトルを生成する。

より好ましくは、複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（ i ：自然数）の端末装置のフェージング速度を X iとするとき、送信手段は、受信ウェイトべクトルに、 X iが所定のフェージング速度 F 。以上の場合にのみ（X i _ F。）に比例する係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ウェイトべクトルを生成する。

より好ましくは、複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（ i ：自然数）の端末装置の前記フュージング速度を X iとするとき、送信手段は、受信ウェイトべクトルに、フェージング速度の所定の範囲ごとに応じて予め設定された複数の係数からなるテーブルから X iに応じて決定された係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ウェイトべクトルを生成する。

この発明のさらに他の局面によれば、複数の端末装置との間でパス分割多元接続を行うための送信指向性を有する無線装置の制御方法は、端末装置ごとに対応する受信ウェイトべクトルをリアルタイムに導出し、端末装置からの受信信号を分離するステップと、端末装置ごとのフェージング速度を測定するステップと、端末装置ごとに、測定されたフェージング速度に応じて受信ウェイトべクトルに重み付けした送信ウェイトべクトルを導出するステップと、送信ウェイトべクトルを送信信号に乗算することで、指向性を有する送信信号を生成するステップとを含む。

好ましくは、受信べクトルへの重み付け処理は、複数の端末装置は M個（M：自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（ i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、受信ウェイトべクトルに、 X iに比例する係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ウェイトべクトルを生成する。

より好ましくは、受信ベクトルへの重み付け処理は、複数の端末装置は M個 (M：自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、受信ウェイトべクトルに、 X i が所定のフェージング速度 F。以上の場合にのみ（X i— F _Q) に比例する係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ゥイトべクトルを生成する。より好ましくは、受信ベクトルへの重み付け処理は、複数の端末装置は M個 (M：自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（i 自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、受信ウェイトべクトルに、フエ一ジング速度の所定の範囲ごとに予め設定された複数の係数からなるテーブルから、 X iに応じて決定される係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ウェイトべクトルを生成する。

この発明のさらに他の局面によれば、複数の端末装置との間でパス分割多元接続を行うための送信指向性を有する無線装置の制御方法は、端末装置ごとに対応する受信ウェイトべクトルをリアルタイムに導出し、端末装置からの受信信号を分離するステップと、受信した電波信号と分離された受信信号とに基づいて、端末装置ごとの受信電波強度を測定するステップと、端末装置ごとのフェージング速度を測定するステップと、端末装置ごとに、測定された受信電波強度およびフエージング速度に応じて受信ウェイトべクトルに重み付けした送信ウェイトべクトルを導出するステップと、送信ウェイトべクトルを送信信号に乗算することで、指向性を有する送信信号を生成するステップとを含む。

好ましくは、受信べクトルへの重み付け処理は、複数の端末装置は M個（M：自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、受信ウェイトべクトルに、 X iに比例する係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ウェイトべクトルを生成する。

, より好ましくは、受信ベクトルへの重み付け処理は、複数の端末装置は M個 (M：自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、受信ウェイトべクトルに、 X i が所定のフェージング速度 F。以上の場合にのみ（X i—F。）に比例する係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する前記送信ゥヱイトベクトルを生成する。より好ましくは、受信ベクトルへの重み付け処理は、複数の端末装置は M個 (M：自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、受信ウェイトべクトルに、フエ一ジング速度の所定の範囲ごとに予め設定された複数の係数からなるテーブルから、 X iに応じて決定される係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ウェイトべクトルを生成する。

この発明のさらに他の局面によれば、複数の端末装置との間でパス分割多元接続を行うための送信指向性を有する無線装置の制御プログラムは、コンピュータに、端末装置ごとに対応する受信ウェイトべクトルをリアルタイムに導出し、端末装置からの受信信号を分離するステップと、端末装置ごとのフェージング速度を測定するステップと、端末装置ごとに、測定されたフェージング速度に応じて受信ウェイトべクトルに重み付けした送信ウェイトべクトルを導出するステップと、送信ウェイトべクトルを送信信号に乗算することで、指向性を有する送信信号を生成するステップとを実行させる。好ましくは、受信ベクトルへの重み付け処理は、複数の端末装置は M個（M：自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置のフェージング速度を X iとするとき、受信ウェイトべクトルに、 X iに比例する係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ウェイトべクトルを生成する。

より好ましくは、受信ベクトルへの重み付け処理は、複数の端末装置は M個 (M：自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置のフェージング速度を X iとするとき、受信ウェイトべクトルに、 X iが所定のフエージング速度 F。以上の場合にのみ（X i _F。）に比例する係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ウェイトベクトルを生成する。

より好ましくは、受信ベクトルへの重み付け処理は、複数の端末装置は M個 (M：自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置のフェージング速度を X iとするとき、受信ウェイトべクトルに、フェージング速度の所定の範囲ごとに予め設定された複数の係数からなるテーブルから、 X iに応じて決定される係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ゥエイトべクトルを生成する。

この発明のさらに他の局面によれば、複数の端末装置との間でパス分割多元接続を行うための送信指向性を有する無線装置の制御プログラムは、コンピュータに、端末装置ごとに対応する受信ウェイトベクトルをリアルタイムに導出し、端末装置からの受信信号を分離するステップと、受信した電波信号と分離された受信信号とに基づいて、端末装置ごとの受信電波強度を測定するステップと、端末装置ごとのフェージング速度を測定するステップと、端末装置ごとに、測定された受信電波強度およびフェージング速度に応じて受信ウェイトべクトルに重み付けした送信ウェイトべクトルを導出するステップと、送信ウェイトべクトルを送信信号に乗算することで、指向性を有する送信信号を生成するステップとを実行させる。

好ましくは、受信ベクトルへの重み付け処理は、複数の端末装置は M個 (M：自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置のフェージング速度を X iとするとき、受信ウェイトべクトルに、 X iに比例する係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ウェイトべクトルを生成する。

より好ましくは、受信ベクトルへの重み付け処理は、複数の端末装置は M個 (M：自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置のフェージング速度を X iとするとき、受信ウェイトべクトルに、 X iが所定のフェージング速度 F。以上の場合にのみ（X i—F。）に比例する係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ウェイトべクトルを生成する。

より好ましくは、受信ベクトルへの重み付け処理は、複数の端末装置は M個 (M：自然数）であって、複数の端末装置のうちの i番目（ i ：自然数）の端末装置のフェージング速度を X iとするとき、受信ウェイトべクトルに、フェージング速度の所定の範囲ごとに予め設定された複数の係数からなるテーブルから、 X iに応じて決定される係数を乗ずることで、 i番目の端末装置に対する送信ゥエイトべクトルを生成する。

したがつて、本発明に係る送信指向性制御が可能な無線装置および送信指向性の制御方法および制御プログラムによれば、フェージングにより指向性がずれた端末と電波信号の送受信を行なう場合には、当該ユーザのフェージング速度の大きさに応じて基地局からの送信電力を増大させることにより、送信指向性制御を回復させることが可能である。

さらに、従来の受信電力の測定値に基づく送信電力制御と組合せることにより、より的確な送信指向性の制御を実現することができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態の無線装置の構成を示す概略プロック図である。図 2は、図 1のァダプティブァレイ 2 0 0 0の 1つの構成例を示す概略ブロック図である。

図 3は、図 2に示したァダプティプアレイの構成の場合の送受信電波信号の指向性および到達距離を示す図である。

図 4は、本発明の実施の形態 1のァダプティプアレイの構成を示す概略プロック図である。図 5は、本発明の実施の形態 1によるァダプテイブアレイ 2 0 0 0による送信指向性の第 1の制御方法を示すフローチヤ一トである。

図 6は、本努明の実施の形態 1によるァダプテイブアレイ 2 0 0 0による送信指向性の第 2の制御方法を示すフローチャートである。

図 7は、本発明の実施の形態 1によるァダプティブアレイ 2 0 0 0による送信指向性の第 3の制御方法を示すフローチャートである。

図 8は、図 7の制御方法に用、るフェージング速度とノヮ一アツプ係数との関係を規定したテーブルを示す図である。

図 9は、図 5〜図 7に示した処理を行なった場合の送信電波の指向性および到達距離を示すための模式図である。

図 1 0は、本発明の実施の形態 2のァダプティブアレイの構成を示す概略プロック図である。

図 1 1は、本発明の実施の形態 2によるァダプティブアレイ 2 0 0 0による送信指向性の制御方法を示すフローチャートである。

図 1 2は、受信電力測定回路 2 6 0 0の動作を説明するためのフローチヤ一トである。

図 1 3は、送信ウェイトべクトル制御部 2 4 1 0および 2 5 1 0の動作を説明するためのフローチヤ一トである。

図 1 4は、図 1 3に示した処理を行なった場合の送信電波の指向性および到達距離を示すための模式図である。

図 1 5は、本発明の実施の形態 2の送信ウェイトべクトル制御部の動作を説明するためのフローチヤ一トである。

図 1 6は、本発明の実施の形態 2の送信ウェイトべクトル制御部の他の動作を説明するためのフローチヤ一トである。

図 1 7は、ァダプティプアレイ無線基地局の基本動作を概念的に示す模式図である。

図 1 8は、従来のァダプティブアレイ無線装置の構成を示す概略ブロック図である。

図 1 9は、ァダプティブアレイ無線基地局とユーザとの間の電波信号の授受をィメージ化した模式図である。

図 2 0は、基地局と移動端末装置との問のデータの送受信の概念を示す図である。発明を実施するための最良の形態

[実施の形態 1 ]

図 1は、 P DMA用基地局の送受信システム 1 0 0 0の構成を示す概略ブロック図である。

図 1に示した構成においては、ユーザ P S 1と P S 2とを識別するために、 4 本のアンテナ # 1〜# 4が設けられている。

受信動作においては、アンテナの出力は、 R F回路 1 0 1 0に与えられ、 R F 回路 1 0 1 0において、受信アンプで増幅され局部発振信号によって周波数変換された後、フィルタで不要な周波数成分を除去し、 A/D変換された後、デジタノレ信号としてデジタルシグナルプロセッサ 1 0 2 0に与えられる。

デジタルシグナルプロセッサ 1 0 2 0には、チャネル割当基準計算機 1 0 3 0 と、チャネル割当装置 1 0 4 0と、ァダプティブアレイ 2 0 0 0とが設けられている。チャネル割当基準計算機 1 0 3 0は、 2人のユーザからの信号がァダプテイブアレイによって分離可能かどうかを予め計算する。その計算結果に応じて、チャネル割当装置 1 0 4 0は、周波数と時間とを選択するユーザ情報を含むチヤネル割当情報をァダプティブアレイ 2 0 0 0に与える。ァダプティブアレイ 2 0 0 0は、チャネル割当情報に基づいて、 4つのアンテナ # 1〜# 4からの信号に対して、リアルタイムに重み付け演算を行なうことで、特定のユーザの信号のみを分離する。

[ァダプティプアレイの指向性を用いて等電力で送信する構成]

図 2は、図 1に示したァダプティブァレイ 2 0 0 0の第 1の構成を示す概略ブ口ック図である。

すなわち、図 2に示したァダプティブアレイにおいては、ユーザが 2人であることに対応して、図 1 1に示した従来のァダプティブアレイの構成を単純に' 2系統設ける構成としている。この場合、 2つのユーザ P S 1と P S 2から同一周波数およびタイムスロットを用いることで空問多重通信を行なうとき、 4本のアレイアンテナの受信信号 R Xi (t) は、上述した式（1) 〜（4) により表わされる。

受信動作時においては、ァダプティブアレイ無線基地局では、すでに説明したとおり、空間多重された受信信号をァダプティブァレイ技術を用いることで分離する。

このとき、ユーザ PS 1から送信された信号 S r _Xl (t) を抽出するために、基地局の受信回路で計算されるウェイトベクトル Wr _Xl と、ユーザ PS 2から送信された信号 S r x₂ (t) を抽出するためのウェイトべクトル Wr x₂ をそれぞれ以下のように表わすこととする。

^WrXl = [^Wll,^W21,^W31₅ ^W4lJ -(16)

W^rX2 = [^W ₁₂， ^W22， ^W32 ' ^W42 Γ -Π 7)

ここで、 W_ikは k番目の端末からの信号を抽出するためのウェイトべクトルの i番目の重み係数成分を表わす。

送信時においては、ユーザ P S 1への送信信号 S t _Xl (t) をユーザ PS 1 へ、ユーザ P S 2への送信信号 S t x₂ ( t) をユーザ P S 2へそれぞれ送信するようにアンテナの指向性を形成するため、たとえば、次式のように表わされる受信時のウェイトべクトルを規格化したものを送信時のウェイトべクトルとする。

〜（18)

Wtx₂ = Wrx₂/(M|Wrx₂|) …（19) ここで、式（18) および（19) において、 Mは空間多重接続ユーザ数を示し、上述の例では M= 2である。

ウェイトベクトル Wt _Xl は、信号 S t _Xl (t) をユーザ PS 1のみに送信するためのウェイトべクトルであって、ユーザ PS 2の方向へは指向性のヌル点が来るように制御されている。したがって、ウェイトべクトノレ Wt _Xl は、ユーザ P S 1の方向へは電波が放射されるもののユーザ P S 2の方向へは電波が放射されない指向性を、アンテナ # 1〜# 4に対して形成する。

また、ウェイトべクトル Wt x₂ は、同様に、信号 S t x₂ ( t) をユーザ P S 2のみに送信するためのウェイトベクトルである。よって、ユーザ P S 1へは信号 S t _{X l} ( t ) のみが送信され、ユーザ P S 2へは信号 S t x ₂ ( t ) のみが送信されるァンテナ指向性が形成されることになる。

この場合、各ウェイトべクトルの大きさが 1 ZMに規格化されているため、送信電力は各ユーザに対してすベて等電力となり、基地局からの全送信電力は 1に規格化されている。

図 3は、図 2に示したァダプティブアレイの構成において、同一基地局内の 2 人のユーザ p S 1および P S 2に対して、パス分割された状態で、電波信号がやり取りされている状態を示す図である。すなわち、図 3に示した状態においては、基地局 1と第 1のユーザ P S 1との距離に対して、基地局と第 2のユーザ P S 2 との距離が比較的近い場合を示している。

このような場合においても、上述したとおり、ユーザ P S 1への送信電力と同じ送信電力でユーザ P S 2に対して電波が放射されている。

上述したとおり、ユーザ P S 1に対するアンテナの指向性は、そのヌル点がュ —ザ P S 2に対する方向に相当するように制御されている。しかしながら、前述のようにフェージングのために、このようなユーザ P S 1の指向性制御が困難になる場合がある。

[送信電力をユーザに応じて制御するァダプティプアレイァンテナの構成] 図 4は、フェージングの程度を示すフエージング速度の大きさに応じて送信電力を制御することにより、ターゲットとなるユーザに対する送信指向性の制御が可能な、この発明の実施の形態 1による無線装置におけるァダプティブアレイ 2 0 0 0の構成を説明するための概略プロック図である。

ァダプティブアレイ 2 0 0 0は、 4本のアンテナ # 1 〜# 4からの受信信号を受けて、各ユーザからの受信信号に分離するための受信回路 2 1 0 0と、各ユーザに対する送信信号 S t _{X j} ( t ) を各ユーザに対して指向性をもって送信可能となるように重み付け処理を行なった結果を出力する送信回路 2 4 0 0と、 4本のアンテナ # 1 〜# 4と、受信回路 2 1 0 0および送信回路 2 4 0 0との間に設けられ、送信時および受信時において、アンテナ # 1〜# 4と受信回路 2 1 0 0 または送信回路 2 4 0 0との接続経路をそれぞれ切換えるためのスィツチ回路 2 010— 1〜2010— 4とを含む。

なお、図 4においては、説明の簡単のために、アンテナの本数を 4本としているが、本発明はこのような場合に限定されることなく、より一般的には n本 (n ：自然数）の場合に適用することが可能である。

さらに、以下では、説明の簡単のために、基地局との間で電波の送受信を行なうユーザの数が ₂である場合について説明することにする。

受信回路 2100は、スィツチ回路 2010— 1〜 2010— 4からの出力を受ける第 1の受信ウェイトべクトル制御部 21 10と、受信ウェイトべクトル制御部 21 10から出力されるウェイトべクトル Wr _Xl にそれぞれ応じて、対応するスィッチ回路 2010— 1〜2010— 4からの出力に対して、重み係数を乗算した結果を出力する乗算器 2120— 1〜21 20— 4と、乗算器 2120 — 1〜2120— 4からの出力を受けてその加算結果を第 1のユーザ P S 1からの受信信号 S r _Xl (t) として出力する加算器 2140とを含む。

第 1の受信ウェイトべクトル制御部 2 1 10は、切換回路 21 10_ 1〜21 10— 4からの受信信号と予めメモリ 21 30に記憶されているユーザ P S 1からの信号に対応したトレーニング信号あるいは加算器 2140からの出力を用いて、ウェイトべクトノレ Wl 1〜W41を計算する。第 2のユーザ P S 2からの受信信号に対応して、第 1のユーザ P S 1に対応するのと同様の構成の第 2の受信ウェイトべクトル制御部 2210、乗算器 2220— 1〜 2220— 4、メモリ 2230および加算器 2240が設けられている。

受信回路 2100には、第 2のユーザ P S 2からの受信信号 S r x₂ (t) を分離するために、第 1のユーザ PS 1に対応するのと同様の構成が設けられている。

受信回路 2100は、さらに、切換回路 2010— 1〜 2010— 4からの出力を受けて、それぞれのユーザのフェージング速度を測定するためのフェージング速度測定回路 2300を含む。

送信回路 2400は、第 1のユーザ P S 1に対して出力される送信信号 S t X ！ (t) を受けて、第 1の受信ウェイトべクトノレ制御部 21 10からの第 1のュ —ザ PS 1に対する受信ウェイトべクトルの値と、フェージング速度測定回路 2 300からの第 1のユーザ P S 1に対するフェージング速度情報とに基づいて、送信ウェイトべクトルを算出する第 1の送信ウェイトべクトル制御部 2410と、第 1の送信ウェイトべクトル制御部 2410から出力される送信ウェイトべクトノレ Wt _Xl をそれぞれ受けて、送信信号 S t _Xl (t) に対して、それぞれの重み係数を乗算して出力する乗算器 2420— 1〜2420— 4とを含む。すなわち、乗算器 2420— 1〜 2420— 4からは、それぞれ信号 S t x_x (t) w 丄い S t x_L ( t) w₂₁、 S t _x ( t ) w₃₁および S t ( t ) w₄₁が出力される。

送信回路 2400は、さらに、第 1のユーザ P S 1に対するのと同様に、第 2 のユーザ PS 2に対する送信信号を生成するための第 2の送信ウェイトべクトル制御部 2520と、乗算器 2520— 1〜 2520— 4とを含む。

第 2の送信ウェイトべクトル制御部 2510には、フェージング速度測定回路 2300から第 2のユーザ P S 2に対するフェージング速度情報 RS P 2と、第 2の受信ウェイトべクトル制御部 2210からの受信ウェイトべクトルの情報とが与えられ、これに基づいて第 2の送信ウェイトべクトノレ制御部 2510力送信ウェイトべクトノレ Wt x₂ を出力する。

フェージング速度測定回路 2300は、各ユーザのフェージングの程度を表わすフェージング速度を推定する。フェージング速度の推定方法としては、たとえば時間的に前後する受信信号に含まれる基準信号の相関値を求めてフエージング速度を推定する方法が従来から提案されており、たとえば特開平 7— 16236 0号公報に開示されている。しかしながらこの発明におけるフェージング速度の推定方法は、このような方法に限定されるものではなく、応答ベクトル相関値を用いるなど様々な方法を用いることができる。

次に、図 5は、図 4の機能ブロック図に示したこの発明の実施の形態 1によるァダプテイブアレイ 2000による送信指向性の第 1の制御方法を、 D S P 10 20 (図 1) を用いてソフトフェア的に実行した場合の処理を示すフローチヤ一トである。

この第 1の制御方法では、各ユーザごとに測定されたフージング速度に比例する係数を、対応する送信ウェイトベクトルに乗算することにより、フェージング速度の大きい端末に対して送信電力を増大させようとするものである。

図 5において、ステップ S 1において送信ウェイトべクトルの計算が開始されると、まずフェージング速度測定回路 2 3 0 0は、空間多重ユーザ数 Mの値を測定するとともに、それぞれのユーザのフェージング速度 X iを測定する（ステツプ S 2 ) 。

次に、ステップ S 3において、多重接続ユーザを識別するためのパラメータ i の値を 1に初期化する。

ステップ S 4において、対応するユーザ iの送信ウェイトべクトノレ W t X iを算出し、一旦メモリに格納し、測定されたフェージング速度 X iに比例する係数を送信ウェイトべクトノレ W' t X iに乗算する。これにより、フェージング速度に応じて重み付された送信ウェイトべクトル W t _{X i}により送信信号が乗算されて、フェージング速度に応じた送信電力の調整が図られることになる。

次に、ステップ S 5において、パラメータ iの値が多重接続ユーザ数 Mを超えたか否かが判断される。パラメータ iの値がユーザ数 Mを超えない場合は、ステップ S 6においてパラメータ iの値が 1だけインクリメントされて、処理はステップ S 4に戻り、パラメータ iの値がユーザ数 Mを超えるまでステップ S 4の処理を繰返し実行する。

ステップ S 5において、パラメ一夕 iの値がユーザ数 Mを超えた場合は、処理はステップ S 7に進む。

ステップ S 7においては、法律上の規制に基づき各ユーザへの送信電力が規制値を超えないように、各ユーザごとの送信ウェイトベクトル W t _{X i} ( i = 1 , 2， ■ · ·， M) が制御される。より具体的には、それぞれのユーザの送信ゥェィトべクトルの絶対値の 2乗和の平方根を P t Xとし、かつ送信電力の最大値を P m a Xとし、 P m a x / P t xを各ユーザごとの送信ウェイトべクトル W t x iに乗じることにより、送信ウェイトべクトルの最大値が制限される。

そして、ステップ S 8において送信ウェイトべクトルの計算が終了する。次に、図 6は、図 4の機能ブロック図に示したこの発明の実施の形態 1によるァダプテイブアレイ 2 0 0 0による送信指向性の第 2の制御方法を、 D S P 1 0 2 0 (図 1 ) を用いてソフトフェア的に実行した場合の処理を示すフローチヤ一トである。

この第 2の制御方法では、各ユーザごとに測定されたフェージング速度 X iのうち、所定のフェージング速度 F。を超える端末についてのみ、（X i—F。）に比例する係数を対応する送信ウェイトべクトルに乗算し、それ以外の端末については送信ウェイトベクトルの重み付をしないことにより、フェージング速度の大きい端末に対して送信電力を増大させようとするものである。

図 6に示したフローチャートは、図 5に示したフローチャートと次の点で異なるだけであり、共通する処理については説明を繰返さない。すなわち、図 5のステツプ S 4に代えて図 6ではステップ S 9および S 1 0の処理が設けられている。ステップ S 9においては、多重接続ユーザごとに測定されたフェージング速度 X iが所定のフェージング速度 F。を超えているか否かが判定される。そして、所定のフェージング速度 F₀を超えていることが判定されたユーザについてのみ、ステップ S 1 0の処理が実行される。

ステップ S 1 0において、対応するユーザ iの送信ウェイトべクトノレ W' t を算出し、一旦メモリに格納し、測定されたフェージング速度 X iに応じて、 (X i _F。）に比例する係数を送信ウェイトべクトル W' t _{X i}に乗算する。これにより、フェージング速度が所定の大きさを超える端末についてのみ、フエ一ジング速度に応じて重み付された送信ウェイトべクトル W t _{X i}により送信信号が乗算されて、フェージング速度に応じた送信電力の調整が図られることになる。次に、図 7は、図 4の機能ブロック図に示したこの発明の実施の形態 1によるァダプティプアレイ 2 0 0 0による送信指向性の第 3の制御方法を、 D S P 1 0 2 0 (図 1 ) を用いてソフトフェア的に実行した場合の処理を示すフローチヤ一トである。

この第 3の制御方法では、フェージング速度の所定の範囲ごとに応じて予め設定された複数の係数からなるテーブルから、各ユーザごとに測定されたフェージング速度 X iに応じて決定された係数を、対応する送信ウェイトべクトルに乗算することにより、フェージング速度の大きい端末に対して送信電力を増大させようとするものである。

図 7に示したフローチャートは、図 5に示したフローチヤ一トと次の点で異なるだけであり、共通する処理については説明を繰返さない。すなわち、図 5のステツプ S 4に代えて図 6ではステップ S 1 1の処理が設けられている。

ステップ S 1 1において、対応するユーザ iの送信ウェイトべクトノレ W' t _{X i} を算出し、一旦メモリに格納する。そして測定されたフェージング速度 X iに応じて、たとえば図 8に示すような予め設定されたテーブルから対応するパワーァップ係数を決定して送信ウェイトべクトル W' t X iに乗算する。これにより、フエージング速度に応じて重み付された送信ウェイトべクトル W t _{X i}により送信信号が乗算されて、フェージング速度に応じた送信電力の調整が図られることになる。

図 9は、このような実施の形態 1の送信指向性制御方法による効果を模式的に説明する図である。図 9において、所望端末 P S 1は、その急速な移動などフユ一ジングにより当初の P S 1に対する送信電波の指向性の範囲（実線 (X) で示す範囲）からずれてしまっており、干渉端末である端末 P S 2の送信電波の指向性の範囲（実線（Y) で示す範囲）との差（実線の両側矢印）を増大して、点線 ( Z ) で示す指向性の範囲を拡張（点線の両側矢印）する必要がある。

このため、この発明の実施の形態 1では、フェージングの程度を表わすフエ一ジング速度に応じて所望端末に対する送信電力を（法律上の規制の範囲内で）パヮーアップすることにより、一旦ずれてしまった所望端末に対する指向性を回復することができる。

図 1 0は、フエージングの程度を示すフェージング速度の大きさに加えて、受信電力の大きさに応じて送信電力を制御することにより、ターゲットとなるユーザに対する送信指向性の制御が可能な、この発明の実施の形態 2による無線装置におけるァダプティブアレイ 2 0 0 0の構成を説明するための概略プロック図であ。

図 1 0に示したァダプティブアレイは、以下の点を除いて図 4に示したァダプティブアレイと同じである。すなわち、フェージング速度測定回路 2 3 0 0と並列に、切換回路 2 0 1 0— 1〜2 0 1 0— 4からの出力を受けて、受信中の電波信号の受信電力値を測定する受信電力測定回路 2 6 0 0が設けられている。

第 1の送信ウェイトべクトル制御部 2 4 1 0は、第 1のユーザ P S 1に対して出力される送信信号 S t _Xl (t) を受けて、第 1の受信ウェイトべクトル制御部 2110からの第 1のユーザ P S 1に対する受信ウェイトべクトノレのィ直と、フエ一ジング速度測定回路 2300からの第 1のユーザ PS 1に対するフェージング速度情報と、受信電力測定回路 2600からの受信電力情報に基づいて、送信ゥエイトべクトルを算出する。

第 2の送信ウェイトべクトル制御部 2510には、フェージング速度測定回路 2300から第 2のユーザ PS 2に対するフージング速度情報と、受信電力測定回路 2600からの受信電力情報と、第 2の受信ウェイトべクトル制御部 22 10からの受信ウェイトべクトルの情報とが与えられ、これに基づいて第 2の送信ウェイトべクトル制御部 2510力送信ウェイトべクトル Wt x₂ を出力する。

なお、受信電力のみを測定して送信電力（送信指向性）を制御する方法は知られており、たとえば特開 2000— 106539に開示されている。

続いて、図 10に示した受信電力測定回路 2600の動作について説明する。まず、アンテナ素子数を 4本、同時に通信するユーザ数を 2人とした場合、各アンテナを経て受信回路から出力される信号は、上述した式（1) 〜（4) で表わされる。

このとき、この式（1) 〜（4) で表わされるアンテナの受信信号をベクトルで表記した式を再び記すことにすると、以下の式（5) 〜（8) のようになる。

X(t) = HjSrx , (t) + H₂Srx₂(t) + N(t) …（5)

X(t) = [RX^t), RX₂(t), ...,RX_n(t)]^T …（6)

い h_2i,..,，h_ni]^T, (i = i,2) "·ω

N(t) = [_ni(t), n₂(t)₅...,n_n(t)]^T -(8)

ここで、ァダプティブアレイが良好に動作していると、各ユーザからの信号を分離 '抽出しているため、上記信号 S r _Xi (t) ( i = 1, 2) はすべて既知の値となる。

まず、信号 S r _Xi (t) が既知の信号であることを利用して、受信信号べクトノレ = [h_n, h₂₁, h₃₁, h₄₁] および H₂ = [h₁₂, h₂₂, h₃₂, h₄₂] を以下に説明するようにして導出することができる。すなわち、受信信号と既知となったユーザ信号、たとえば第 1のユーザからの信号 S r _Xl (t) を掛け合わせて、アンサンブル平均（時間平均）を計算すると以下のようになる。

+ H₂ · E[Srx₂(t) · Srx t)] E[N(t) , Srx t)]

… ）

式（20) において、 E 1：…] は、時間平均を示す。この平均をとる時間が十分長い場合、この平均値は以下のようになる。

E[Srx₁(t)-Srx₂(t)]=l -(21)

E[N(t)-Srx₁(t)]=0 〜(23)

ここで、式（22) の値が 0となるのは、信号 S r _Xl (t) と信号 S r x₂ ( t) に互いに相関がないためである。また、式（23) の：が 0となるのは、信号 S r _Xl (t) と雑音信号 N (t) との間に相関がないためである。

したがって、式（20) のアンサンブル平均は結果として以下に示すように、受信信号係数べクトルに等しくなる。

E[X(t)-Srx₁(t)] = H₁ -(24) 以上のような手続により、第 1の番目のユーザ P S 1から送信された信号の受信信号係数べクトノレ H_∑ を測定することができる。

同様にして、入力信号ベクトル X ( t) と信号 S r x₂ ( t) のアンサンブノレ平均操作を行なうことで、 2番目のユーザ P S 2から送信された信号の受信信号係数べクトル H2 を測定することが可能である。

次に、図 1 1は、図 10の機能ブロック図に示したこの発明の実施の形態 2によるァダプテイブアレイ 2000による送信指向性の制御方法を、 D S P 102 0 (図 1) を用いてソフトフェア的に実行した場合の処理を示すフローチャートである。

この制御方法では、各ユーザごとに測定されたフェージング速度に応じた係数を、対応する送信ウェイトべクトルに乗算するとともに、平行して、各ユーザごとに測定された受信電力に応じた係数を、対応する送信ウェイトべクトルに乗算することにより、フェージング速度の大きさおよび受信電力大きさに応じて端末に対する送信電力を調整しようとするものである。

図 1 1において、ステップ S 2 1において送信ウェイトべクトルの計算が開始されると、まずフェージング速度測定回路 2 3 0 0および受信電力測定回路 2 6 0 0は、空間多重ユーザ数 Mの値を測定するとともに、それぞれのユーザのフエ一ジング速度 X iおよび受信電力 P iを測定する（ステップ S 2 2 ) 。

次に、ステップ S 2 3において、多重接続ユーザを識別するためのパラメータ iの値を 1に初期化する。

ステップ S 2 4において、後述する受信電力に応じた送信電力の調整が図られることになる。

次に、ステップ S 2 5において、パラメータ iの値が多重接続ユーザ数 Mを超えたか否かが判断される。パラメータ iの値がユーザ数 Mを超えない場合は、ステツプ S 2 6においてパラメータ iの値が 1だけインクリメントされて、処理はステップ S 2 4に戻り、パラメータ iの値がユーザ数 Mを超えるまでステップ S 2 4の処理を繰返し実行する。

ステップ S 2 5において、パラメータ iの値がユーザ数 Mを超えた場合は、処理はステップ S 2 7に進む。

次に、ステップ S 2 7において、多重接続ユーザを識別するためのパラメータ iの値を 1に初期化する。

ステップ S 2 8において、前述したフェージング速度に応じた送信電力の調整が図られることになる。すなわちこのステップ S 2 8では、図 5〜図 8を参照して説明した第 1の制御方法（図 5のステップ S 4 ) 、第 2の制御方法（図 6のステツプ S 9および S 1 0 ) 、第 3の制御方法（図 7のステップ S 1 1 ) のいずれかが実行されることになる。その詳細な説明はここでは繰返さない。

次に、ステップ S 2 9において、パラメ一タ iの値が多重接続ユーザ数 Mを超えたか否かが判断される。パラメータ iの値がユーザ数 Mを超えない場合は、ステツプ S 3 0においてパラメータ iの値が 1だけインクリメントされて、処理はステップ S 8 4に戻り、パラメータ iの値がユーザ数 Mを超えるまでステップ S 2 8の処理を繰返し実行する。ステップ S 29において、パラメータ iの値がユーザ数 Mを超えた場合は、処理はステップ S 31に進む。

ステップ S 3 1は、図 5〜図 7のステップ S 7と同じであり、法律上の規制に基づき各ユーザへの送信電力が規制値を超えないように、各ユーザごとの送信ゥエイトベクトル Wt Xi ( i = 1 , 2， · ■ ■ , M) が制御される。

そして、ステップ S 8において送信ウェイトべクトルの計算が終了する。図 12は、図 10および図 1 1に関連して説明した実施の形態 2の送信指向性制御において、特に、各ユーザからの受信電力 Pi を導出する手続を抽出して示すフローチヤ一トであり、図 1 1のステップ S 21および S 22に対応する処理である。

まず受信電力測定が開始されると（ステップ S 100) 、まず受信電力測定回路 2600は、空間多重ユーザ数 Mの値を確認する（ステップ S 102) 。続いて、受信電力測定回路 2600は、空間多重接続ユーザを識別するためのパラメータ iの値を 1に初期化する（ステップ S 104) 。

次に、受信時刻を表わすパラメータ tの値が 1に初期化される（ステップ S 1 06) 。

続いて、 i番目のユーザに対する受信信号係数べクトルの k番目のアンテナに対する値 h_kiが 0に初期化され（ステップ S 107) 、アンテナを識別するためのパラメータ kの値が 1に初期化される（ステップ S 108) 。

次に、受信電力測定回路 2600は、受信信号係数べクトルの要素の h_kiの値を時刻 tよりも前の段階での値 h_kiに、時刻 tにおける k番目のアンテナに受信された受信信号 RX_k (t) と i番目のユーザ信号 S r _Xi (t) との積の値を加えることで更新する（ステップ S 1 10) 。

続いて、パラメータ kの間がアンテナ素子数 N以上となっているかの判断が行なわれ（ステップ S 1 12) 、アンテナ素子数だけの処理が完了していない場合は、パラメータ kの値が 1だけインクリメントされて（ステップ S 1 14) 、ステツプ S 1 10の処理が繰返される。

一方、パラメータ kの値がアンテナ素子数の値と等しくなつている場合は、続いて、時刻を表わすパラメータ tの値が平均時間 T以上であるか否かの判断が行なわれ（ステップ S 1 16) 、パラメータ tの値が平均時間 T未満である場合は、さらにパラメータ tの値が 1だけインクリメントされて、処理はステップ S 10 8に復帰する。

ここで、平均時間 Tは、たとえば通信システムで決められている信号系列の長さを表わし、たとえば PHSシステムであれば、 120シンポルである。

一方、パラメータ t力平均時間 T以上となっている場合は（ステップ S 1 1 6) 、パラメータ kの間が再び 1に初期化され、さらに i番目のユーザに対する受信信号電力ィ直 P iの値が 0に初期化される（ステップ S 120) 。

次に、ステップ S 108から S 1 16の間に演算された受信信号係数べクトルの要素 h_kiのィ直が、累積値 h_kiの値を平均時間 Tで割ることにより平均処理された値に置換えられ、さらに受信信号電力 P iの値が、受信信号電力値 P iに受信信号べクトルの要素値 h_kiの二乗を加算した値に更新される（ステップ S 1 2 2) 。

続いて、パラメータ kの値が、アンテナ素子数 N以上となったかが判定され (ステップ S 124) 、パラメータ kの値がアンテナ素子数 Nに満たない場合は、パラメータ Kの値が 1だけ.インクリメントされて（ステップ S 126) 、処理はステップ S 1 22に復帰する。

一方、パラメータ kの値がアンテナ素子数 N以上であると判断された場合は (ステップ S 124) 、受信信号電力値 Pi の値を、アンテナ素子数 nで割った値が、新たに受信電力 P i としてメモリに格納される（ステップ S 128) 。続いて、パラメータ iの値が、空間多重ユーザ数 M以上であるか否かが判断され、パラメータ iの値がユーザ数 Mに満たない場合は（ステップ S 130) 、パラメータ iの値が 1だけインクリメントされて（ステップ S 1 32) 、処理はステツプ S 106に復帰する。

一方、パラメータ iの値がユーザ数 M以上である場合は（ステップ S 1 30) 、処理が終了する（ステップ S 134) 。

以上のような処理を行なうことで、各ユーザに対する受信信号係数べクトルの値に基づいて、 i番目のユーザに対する受信電力 Pi を測定することが可能である。以上のようにして各ユーザに対する受信信号電力 Pi は以下のようにして表わされることになる。

= +h² ₂₁ + ₃ ² _l + ₄ ² _l)/n … (25)

P₂ = H₂ / n = ( ² ₁₂ + ² ₂₂ + h₃ ² ₂ + ₄ ² ₂)/ n ---(26)

次に、送信ウェイトべクトル制御部 2410および 2510は、図 11のステップ S 24において、受信電力測定回路 2600において上述のようにして求められた受信信号電力に基づいて、各ユーザに対応した送信ウェイトべクトル Wt xi ( i = 1 , 2) を以下の式に基づいて導出する。

上記式（27) および（28) によって導出されたウェイトベクトル Wt _Xl および Wt x₂ は、それぞれ対応するユーザの方向へ電波を放射するするものの、対応するユーザ以外の方向へは電波を放射しない指向性を有している。

以上のようなウェイトべクトル Wt _Xl および Wt x₂ を用いると、ユーザ P S 2の受信電力 P 2は、ユーザ P S 1の受信電力 P 1に比べて大きくなる。そして、送信電力はウェイトベクトルの大きさに比例するため、ユーザ PS 1への送信電力の方がユーザ PS 2への送信電力よりも大きくなる。また、基地局からの全送信電力は、従来同様、 1に規格化されているので、従来方式と比較して、基地局から遠い端末（ユーザ PS 1) への送信電力は増大し、近い端末（ユーザ P S 2) への送信電力は抑圧される。

以上の説明では、アンテナ数が 4本であって、ユーザが 2人である場合について説明したが、本発明はこのような場合に限定されることなく、より一般に、ァンテナ素子数が n個であって、空間多重接続端末数が Mである場合にも適用することができる。

この場合、 i番目の端末に対する受信電力 Pi は、以下の式で表わされる。 Ρ_;=Η,²/η = ( i + ¾ +… + )/n … (29) また、送信ウェイトベクトル Wt _Xi は、以下の式で表わされる。 Wtx_i=((P₁+--- + +P_i+1 +.. · + Ρ_Μ )Wrx_; )/¾ Wrx; |(M - 1) • _{(PI +}P_{2 +}〜 ₊ P_M))

〜(30)

図 1 3は、以上のような手続で、送信ウェイトべクトルを導出する処理のフロ一を示すフローチャートである。より特定的には、図 10および図 1 1に関連して説明した実施の形態 2の送信指向性制御において、測定受信電力 P iにより送信ウェイトべクトルを導出する過程を抽出して示すものであり、図 1 1のステツプ S 21〜S 26に対応する処理である。

まず、送信ウェイトベクトルの計算が開始されると（ステップ S 200) 、送信ウェイトべクトル制御部 2410は、空間多重ユーザ数 Mとその受信電力 P i の測定結果を、受信電力測定回路 2600から受取る（ステップ S 202) 。続いて、ユーザを示すためのパラメータ iの値が 1に初期化される（ステップ S 204) 。続いて、送信ウェイトべクトル制御部 2410は、送信ウェイトべタトルを式（30) に応じて計算し、メモリに格納する（ステップ S 206) 。続いて、パラメータ iの値が空間多重ユーザ数 M以上であるか否かの判定が行なわれる。パラメータ iの値'がユーザ数 M未満であるならば（ステップ S 208) 、パラメータ iの値が 1だけインクリメントされて（ステップ S 210) 、処理はステップ S 206に復帰する。

一方、パラメータ iの値がユーザ数 M以上である場合（ステップ S 208) 、送信ウェイトべクトルの計算が終了する（ステップ S 212) 。

このようにして，計算された送信ウェイトベクトルにより、特定のユーザに対する指向性を有する送信電波信号が生成されることになる。

図 14は、以上のようにして導出された送信ウェイトべクトルに基づいて、ュ一ザ P S 1およびユーザ PS 2について、基地局から送信される電波信号の指向性および到達範囲を示す図であり、図 3と対比される図である。

送信ウェイトべクトルが、受信端末の基地局 1からの距離に応じて、言い換えると、受信電力の大きさに応じて制御される構成となっているため、端末が基地局に近い場合は、送信電力は抑圧され他のセルへの不要干渉が減少し、遠い端末、たとえばフェージングにより指向性がずれた端末への送信電力が増大するため最大到達距離が確立的に増大するという効果を有する。

なお、受信信号電力測定回路 2 6 0 0としては、以下のような構成とすることも可能である。

すなわち、たとえば P H Sにおいて、基地局が新たにユーザと中心チャネルを確立する場合、まずキャリアセンス（すべての通信チャネルの D/Uを測定する操作）を行ない、信号電力対干渉電力の比（DZU) がある一定以上となるか、あるいは最も D//Uが良いチャネルを、通信チャネルとして端末 P Sに指定する。次に、端末 P S側で基地局 C Sが指定したチャネルの D_ Uを測定して、 D U が所定値以上の場合、指定された通話チャネルを使い通信が開始される。

このようなキャリアセンスを行なう場合にも受信電力測定回路が測定されるので、図 1 0に示した受信電力測定回路 2 6 0 0は、このような場合に用いられる回路と共用する構成とすることも可能である。

実施の形態 2の送信指向性制御可能な無線装置においては、さらに次のような方法で送信ウェイトベクトルを求めることもできる。まず、受信信号に含まれるユーザ P S i の受信信号係数 Hi の測定を行なう。次に、測定した受信信号係数べクトノレから各信号電力 P i を実施の形態 1の式（2 9 ) により求める。次に、それぞれのユーザに対応した送信ウェイトべクトル W t x i を次式で計算する。

WtXi = (( ² +…十 ² + 十… + Pi^/2)Wrx_; )

/(jWrx CM― 1) · (P;⁷² + P₂ ^1/2 + .·· + Ρ^²))

--- (31)

ここで、ウェイトべクトノレ W t x _t は、所望のユーザ P S i の方向へは電波を放射するが、非所望のユーザ P S i の方向へは電波を放射しない指向性を形成する。

図 1 5は、このような手順に従って送信ウェイトべクトルを求めるための処理の流れを示すフローチヤ一トであり、図 1 1のステップ S 2 1〜S 2 6に対応する処理である。

図 1 5に示したフローチャートでは、ステップ S 3 0 6における送信ウェイトベタトルの計算式（3 1 ) 1 図 1 3に示したフローチャートにおけるステップ S 2 0 6での送信ウェイトべクトルの計算式（3 0 ) を置き換えた構成となっている以外、基本的に図 1 3のフローチャートと同様の処理の流れであるため、その説明は繰り返さない。

この図 1 5に示す方法でも、送信ウェイトべクトルが、受信端末の基地局 1からの距離に応じて、言い換えると、受信電力の大きさに応じて制御される構成となっているため、端末が基地局に近い場合は、送信電力は抑圧され他のセルへの不要干渉が減少し、遠い端末への送信電力が増大するため最大到達距離が確立的に増大するという効果が奏される。

実施の形態 2の送信指向制御が可能な無線装置においては、さらに次のような方法で送信ウェイトベクトルを求めることができる。まず、受信信号に含まれるユーザ P S i の受信信号係数べクトルの測定を行なう。次に、測定した受信信号係数べクトルから各信号電力 P i を式（2 9 ) によって求める。

この無線装置においては、各端末ごとの送信電力の最大値 P m a xを予め規定しておく。そして、各ユーザ P S _; ( i = 1 , 2 , ·· ·, M) に対応した送信ゥェィトべクトル W t X i の計算は、以下の式に従って計算する。

i) Sの値が P_max以上の場合

Wtx_; = (P max Wr j ) /(ρ_;Μ|λνΓΧ_; |) ■ · · (32)

ii) Piの値が P_max未満の場合

Wtx_; = (P max Wrx_i)/(M|Wrx_i|) - (33)

以上のように送信ウェイトべクトルを導出する構成とすると、基地局に近い端末へは、常に送信電力が抑圧されるため、他セルへの余分な干渉を減少させることが可能である。

図 1 6は、以上説明したような送信ウェイトべクトルの導出の処理の流れを説明するためのフローチャートであり、図 1 1のステップ S 2 1〜S 2 6に対応する処理である。

図 1 6を参照して、先ず送信ウェイトべクトルの計算が開始されると（ステツプ S 4 0 0 ) 、空間多重ユーザ数 Mと、その受信電力 P iの測定結果が、受信電力測定回路 2 6 0 0から送信ウェイトべクトル制御部 2 4 1 0に与えられる。続いて、送信ウェイトべクトル制御部 2 4 1 0においては、ユーザを識別するためのパラメータ iの値が 1に初期化される（ステップ S 4 0 4 ) 。

次に、受信電力 P i が予め定められた最大値 P m a X以上であるかの判定が行なわれる（ステップ S 4 0 6 ) 。

受信電力 P i が最大電力 P m a X以上である場合（ステップ S 4 0 6 ) 、送信ウェイトべクトル制御部 2 4 1 0は、送信ウェイトべクトルを式（3 2 ) に応じて計算し、メモリに格納する（ステップ S 4 0 8 ) 。

一方、受信電力 P i が最大電力 P m a X未満である場合は、送信ウェイトべクトル制御部 2 4 1 0は、送信ウェイトべクトルを式（3 3 ) に応じて計算し、メモリに格納する（ステップ S 4 1 0 ) 。

続いて、パラメータ iの値がユーザ数 M以上であるか否かの判定が行なわれ

(ステップ S 4 1 2 ) 、パラメータ iの値がユーザ数 M未満である場合は、パラメータ iの値が 1だけインクリメントされ（ステップ S 4 1 4 ) 、処理はステツプ S 4 0 6に復帰する。

一方、パラメータ iの値がユーザ数 M以上である場合（ステップ S 4 1 2 ) 、送信ウェイトベクトルの計算が終了する（ステップ S 4 1 6 ) 。

以上のような処理が、送信ウェイトべクトル制御部 2 5 1 0においても行なわれる。

この図 1 6に示した方法においても、送信ウェイトべクトルが、受信端末の基地局 1からの距離に応じて、言い換えると、受信電力の大きさに応じて制御される構成となっているため、端末が基地局に近い場合は、送信電力は抑圧され他のセルへの不要干渉が減少し、遠い端末への送信電力が増大するため最大到達距離が確立的に増大するという効果が奏される。

この発明の実施の形態 2では、実施の形態 1で説明した測定フェージング速度に基づく送信ウェイトべクトルの重み付けに加えて、測定受信電力に基づく送信ウェイトベクトルの重み付けを行なっているので、フェージングにより指向性がずれた端末ユーザに対しても、より的確な送信電力での電波の送出が可能となり、送信指向性の制御が可能となる。

以上説明したとおり、本発明に係る送信指向性制御が可能な無線装置および送信指向性の制御方法および制御プログラムによれば、フージングにより指向性がずれた端末と電波信号の送受信を行なう場合には、当該ユーザのフェージング速度の大きさに応じて基地局からの送信電力を増大させることにより、送信指向性制御を回復させることが可能である。

さらに、従来の受信電力の測定値に基づく送信電力制御と組合せることにより、より的確な送信指向性の制御を実現することができる。産業上の利用可能性

この発明によれば、フェージングにより指向性がずれたユーザに対する送信指向性制御を回復させることができ、複数の端末装置との間でパス分割多元接続を行うための送信指向性を有する無線装置において有効である。

Claims

請求の範囲

1. 複数の端末装置との間でパス分割多元接続を行うための送信指向性を有する無線装置であって、

受信電波信号から特定の前記端末装置の受信信号を分離するための受信手段 (2100) を備え、

前記受信手段は、

前記端末装置ごとに対応する受信ウェイトべクトルを前記受信電波信号に乗算することで前記受信信号を抽出する複数の受信信号分離手段（2110， 212 0, 2130, 2140， 2210, 2220, 2230, 2240) と、前記端末装置ごとのフージング速度を測定するためのフェージング速度測定手段（2300) とを含み、

前記特定の端末装置への指向性を有する送信信号を生成するための送信手段 (2400) をさらに備え、

前記送信手段は、

前記端末装置ごとに、前記フージング速度測定手段からのフェージング速度に応じて前記受信ウェイトべクトルに重み付けした送信ウェイトべクトルを送信信号に乗算することで、前記指向性を有する送信信号を生成する複数の送信信号生成手段（2410, 2420, 2510, 2520) を含む、送信指向性を有する無線装置。

2. 前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの〖番目（i ：自然数）の端末装置の前記フージング速度を X iとするとさ、

前記送信手段は、

前記受信ゥユイトべクトルに、 X iに比例する係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 1記載の送信指向性を有する無線装置。

3. 前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとさ、

前記送信手段は、

前記受信ウェイトべクトルに、 X iが所定のフェージング速度 F。以上の場合にのみ（X i— F。）に比例する係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 1記載の送信指向性を有する無線装置。

4. 前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（ i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとさ、

前記送信手段は、

前記受信ウェイトべクトルに、フージング速度の所定の範囲ごとに応じて予め設定された複数の係数からなるテーブルから X iに応じて決定された係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 1記載の送信指向性を有する無線装置。

5. 複数の端末装置との間でパス分割多元接続を行うための送信指向性を有する無線装置であって、

受信零波信号から特定の前記端末装置の受信信号を分離するための受信手段 (2100) を備え、

前記受信手段は、

前記端末装置ごとに対応する受信ウェイトべクトルを前記受信電波信号に乗算することで前記受信信号を抽出する複数の受信信号分離手段（21 10， 21 2 0, 2130, 2140, 2210, 2220, 2230, 2240) と、前記端末装置ごとの受信電波強度を測定するための受信強度測定手段（260 0) と、

前記端末装置ごとのフェージング速度を測定するためのフェージング速度測定手段（2300) とを含み、

前記送信手段は、前記端末装置ごとに、前記受信強度測定手段からの受信電波強度および前記フエージング速度測定手段からのフェージング速度に応じて前記受信ウェイトべクトルに重み付けした送信ウェイトべクトルを送信信号に乗算することで、前記指向性を有する送信信号を生成する複数の送信信号生成手段（2 4 1 0， 2 4 2 0 , 2 5 1 0 , 2 5 2 0 ) を含む、送信指向性を有する無線装置。

6 . 前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとさ、

前記送信手段は、

前記受信ウェイ.トベクトルに、 X iに比例する係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 5記載の送信指向性を有する無線装置。

7 . 前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとさ、

前記送信手段は、

前記受信ウェイトべクトルに、 X iが所定のフェージング速度 F。以上の場合にのみ（X i — F。）に比例する係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 5記載の送信指向性を有す

8 . 前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、

前記送信手段は、

前記受信ウェイトべクトルに、フェージング速度の所定の範囲ごとに応じて予め設定された複数の係数からなるテーブルから X iに応じて決定された係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 5記載の送信指向性を有する無線装置。

9 . 複数の端末装置との間でパス分割多元接続を行うための送信指向性を有する無線装置の制御方法であって、

前記端末装置ごとに対応する受信ウェイトべクトルをリアルタイムに導出し、前記端末装置からの受信信号を分離するステップと、 ' 前記端 *装置ごとのフェージング速度を測定するステップと、

前記端末装置ごとに、前記測定されたフージング速度に応じて前記受信ゥェイトべクトルに重み付けした送信ウェイトべクトルを導出するステップと、前記送信ウェイトべクトルを送信信号に乗算することで、指向性を有する送信信号を生成するステップとを含む、送信指向性を有する無線装置の制御方法。

1 0 . 前記受信べクトルへの重み付け処理は、

前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（ i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、前記受信ウェイトべクトルに、 X iに比例する係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 9記載の送信指向性を有する無線装置の制御方法。

1 1 , 前記受信ベクトルへの重み付け処理は、

前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（ i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、前記受信ウェイトべクトルに、 X iが所定のフェージング速度 F。以上の場合にのみ（X i—F。）に比例する係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 9記載の送信指向性を有する無線装置の制御方法。

1 2 . 前記受信べクトルへの重み付け処理は、

前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（ i ：自然数）の端末装置の前記フージング速度を X iとするとき、前記受信ウェイトベクトルに、フェージング速度の所定の範囲ごとに予め設定された複数の係数からなるテーブルから、 X iに応じて決定される係数を乗ずる - ことで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 9記載の送信指向性を有する無線装置の制御方法。

1 3 . 複数の端末装置との間でパス分割多元接続を行うための送信指向性を有する無線装置の制御方法であって、

前記端末装置ごとに対応する受信ウェイトべクトルをリアルタイムに導出し、前記端末装置からの受信信号を分離するステップと、

受信した電波信号と前記分離された受信信号とに基づいて、前記端末装置ごとの受信電波強度を測定するステップと、

前記端末装置ごとのフェージング速度を測定するステップと、

前記端末装置ごとに、前記測定された受信電波強度およびフージング速度に応じて前記受信ウェイトべクトルに重み付けした送信ウェイトべクトルを導出す前記送信ウェイトべクトルを送信信号に乗算することで、指向性を有する送信信号を生成するステップとを含む、送信指向性を有する無線装置の制御方法。

1 4 . 前記受信べクトルへの重み付け処理は、

前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（ i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、前記受信ウェイトべクトルに、 X iに比例する係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 1 3記載の送信指向性を有する無線装置の制御方法。

1 5 . 前記受信べクトルへの重み付け処理は、

前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、前記受信ウェイトべクトルに、 X iが所定のフュージング速度 F。以上の場合にのみ（X i— F。）に比例する係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 1 3記載の送信指向性を有する無線装置の制御方法。

1 6 . 前記受信べクトルへの重み付け処理は、

前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、前記受信ウェイトべクトノレに、フェージング速度の所定の範囲ごとに予め設定された複数の係数からなるテーブルから、 X iに応じて決定される係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 1 3記載の送信指向性を有する無線装置の制御方法。

1 7 . 複数の端末装置との間でパス分割多元接続を行うための送信指向性を有する無線装置の制御プログラムであって、コンピュータに、

前記端末装置ごとに、前記測定されたフージング速度に応じて前記受信ゥェィトべクトルに重み付けした送信ウェイトべクトルを導出するステップと、前記送信ウェイトべクトルを送信信号に乗算することで、指向性を有する送信信号を生成するステップとを実行させる、送信指向性を有する無線装置の制御プ口グラム。

1 8 . 前記受信べクトルへの重み付け処理は、

前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、前記受信ウェイトべクトルに、 X iに比例する係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 1 7記載の送信指向性を有する無線装置の制御プログラム。

1 9 . 前記受信べクトルへの重み付け処理は、

前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（ i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、前記受信ウェイトべクトルに、 X iが所定のフェージング速度 F。以上の場合にのみ（X i _F。）に比例する係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 1 7記載の送信指向性を有する無線装置の制御プログラム。

2 0 . 前記受信べクトルへの重み付け処理は、

前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、前記受信ウェイトべクトルに、フエ一ジング速度の所定の範囲ごとに予め設定された複数の係数からなるテーブルから、 X iに応じて決定される係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 1 7記載の送信指向性を有する無線装置の制御プログラム。

2 1 . 複数の端末装置との間でパス分割多元接続を行うための送信指向性を有する無線装置の制御プログラムであって、コンピュータに、

前記端末装置ごとに対応する受信ウェイトべクトルをリアルタイムに導出し、前記端末装置からの受信信号を分 ίするステップと、

前記端末装置ごとのフージング速度を測定するステップと、

前記端末装置ごとに、前記測定された受信電波強度およびフェージング速度に応じて前記受信ウェイトべクトルに重み付けした送信ウェイトべクトルを導出す前記送信ウェイトべクトルを送信信号に乗算することで、指向性を有する送信信号を生成するステップとを実行させる、送信指向性を有する無線装置の制御プログラム。

2 2 . 前記受信べクトルへの重み付け処理は、

前記複数の端末装置は M個（M : 自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（ i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、前記受信ウェイトベクトルに、 X iに比例する係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 2 1記載の送信指向性を有する無線装置の制御プログラム。

2 3 . 前記受信べクトルへの重み付け処理は、

前記複数の端末装置は M個 (M：き然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置の前記フュージング速度を X iとするとき、前記受信ウェイトべクトルに、 X iが所定のフェージング速度 F。以上の場合にのみ（X i— F _Q) に比例する係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 2 1記載の送信指向性を有する無 ,線装置の制御プログラム。

2 4 . 前記受信ベクトルへの重み付け処理は、

前記複数の端末装置は M個 (M：自然数）であって、前記複数の端末装置のうちの i番目（i ：自然数）の端末装置の前記フェージング速度を X iとするとき、前記受信ウェイトべクトルに、フェージング速度の所定の範囲ごとに予め設定された複数の係数からなるテーブルから、 X iに応じて決定される係数を乗ずることで、前記 i番目の端末装置に対する前記送信ウェイトべクトルを生成する、請求項 2 1記載の送信指向性を有する無線装置の制御プログラム。