(57)【要約】【課題】周囲環境変化に対するロバスト性の向上【解決手段】複数の受信ビームのそれぞれに対応する広角ウェイトと、インデックスとを関連付けて保持する手段１００５と、受信ビームごとに品質評価値を測定する手段２０８と、複数の品質評価値のうちの最も高い値の第１品質評価値に対応する第１指向方向を示す第１インデックスを選択する手段１００４と、第１指向方向を基準として複数の指向方向の角度間隔よりも小さい間隔で形成される複数の狭角指向方向のそれぞれに対応する狭角ウェイトを計算する手段１００６と、信号を受信フレームとして受信する手段１００２と、１受信フレーム内の少なくとも２つの異なる時刻間で異なった狭角ウェイトを受信フレームに乗算して第１乗算信号を得る手段１００２と、第１インデックスに対応する第１ウェイトを選択し、第１ウェイトを第１乗算信号に乗算して第２乗算信号を得る手段１００３と、を具備する。【選択図】図１０
2010028581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線送信装置と、該無線送信装置からの信号を受信する無線受信装置とを含む無線通信システムであって、
前記無線送信装置は、
指向方向の異なる複数の送信ビームを送信する送信手段を具備し、
前記無線受信装置は、
前記複数の送信ビームを受信する受信手段と、
前記送信ビームごとに送信ビーム品質評価値を測定する測定手段と、
前記送信ビームごとの送信ビーム品質評価値を送信する送信手段と、を具備し、
前記無線送信装置は、
前記送信ビームごとの送信ビーム品質評価値を受信する受信手段と、
複数の前記送信ビーム品質評価値のうちの最も高い値の第１送信ビーム品質評価値に対応する第１指向方向を示す第１送信ビームインデックスを選択する選択手段と、
複数の送信ビームのそれぞれに対応する広角ウェイトと、送信ビームインデックスとを関連付けて保持している保持手段と、
前記第１送信ビームインデックスに対応する第１ウェイトを選択し、該第１ウェイトを送信フレームに乗算して第１乗算信号を得る第１乗算手段と、
前記第１指向方向を基準として、複数の前記指向方向の角度間隔よりも小さい間隔で形成される複数の狭角指向方向のそれぞれに対応する狭角ウェイトを計算する計算手段と、
１送信フレーム内の少なくとも２つの異なる時刻間で異なった狭角ウェイトを前記第１乗算信号に乗算して第２乗算信号を得る第２乗算手段と、
前記第２乗算信号を送信する送信手段と、さらに具備することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記計算手段は、前記送信ビーム品質評価値が２番目に高い値の第２送信ビーム品質評価値に対応する第２送信ビームの第２指向方向の角度から前記第１指向方向の角度を引いた値に、該第２送信ビーム品質評価値を掛けた値を、前記第１送信ビーム品質評価値と該第２送信ビーム品質評価値との和で除した値を前記第１指向方向に付加した角度を中心として、前記複数の狭角指向方向が分布するように前記狭角ウェイトを計算することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記計算手段は、前記送信ビーム品質評価値が２番目に高い値の第２送信ビーム品質評価値に対応する第２送信ビームの第２指向方向の角度から前記第１指向方向の角度を引いた値を２で除した値を前記第１指向方向に付加した角度を中心として、前記複数の狭角指向方向が分布するように前記狭角ウェイトを計算することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
無線送信装置と、該無線送信装置からの信号を受信する無線受信装置とを含む無線通信システムであって、
前記無線送信装置は、
指向方向の異なる複数の送信ビームを送信する送信手段を具備し、
前記無線受信装置は、
前記複数の送信ビームを受信する受信手段と、
前記送信ビームごとに送信ビーム品質評価値を測定する測定手段と、
複数の前記送信ビーム品質評価値の高い順で順位付けをした送信ビームの順位情報を生成する生成手段と、
前記順位情報を送信する送信手段と、を具備し、
前記無線送信装置は、
前記順位情報を受信する受信手段と、
複数の送信ビームのそれぞれに対応する広角ウェイトと、送信ビームの指向方向とを関連付けて保持している保持手段と、
前記順位情報に含まれる送信ビームのうちの最も高い順位の第１送信ビームに対応する第１ウェイトを選択し、該第１ウェイトを送信フレームに乗算して第１乗算信号を得る第１乗算手段と、
前記第１送信ビームに対応する第１指向方向を基準として、複数の前記指向方向の角度間隔よりも小さい間隔で形成される複数の狭角指向方向のそれぞれに対応する狭角ウェイトを計算する計算手段と、
１送信フレーム内の少なくとも２つの異なる時刻間で異なった狭角ウェイトを前記第１乗算信号に乗算して第２乗算信号を得る第２乗算手段と、
前記第２乗算信号を送信する送信手段と、さらに具備することを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
前記計算手段は、前記順位情報に含まれる送信ビームのうちの第２位の第２送信ビームの第２指向方向の角度から前記第１指向方向の角度を引いた値を２で除した値を前記第１指向方向に付加した角度を中心として、前記複数の狭角指向方向が分布するように前記狭角ウェイトを計算することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記計算手段は、前記第１指向方向を中心として、前記複数の狭角指向方向が分布するように前記狭角ウェイトを計算することを特徴とする請求項１または請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記計算手段は、フレーム内のデータシンボルを復調する際に必要なパイロットシンボルが既知の場合には、該データシンボルと該パイロットシンボルには同一の狭角ウェイトになるように計算することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記測定手段は、前記送信ビーム品質評価値として、前記送信ビームの受信電力、受信ＳＮＲ、および、受信ＳＩＮＲのうちの１以上を使用することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項９】
複数の受信ビームのそれぞれに対応する広角ウェイトと、受信ビームインデックスとを関連付けて保持している保持手段と、
前記受信ビームごとに受信ビーム品質評価値を測定する測定手段と、
複数の前記受信ビーム品質評価値のうちの最も高い値の第１受信ビーム品質評価値に対応する第１指向方向を示す第１受信ビームインデックスを選択する選択手段と、
前記第１指向方向を基準として、複数の前記指向方向の角度間隔よりも小さい間隔で形成される複数の狭角指向方向のそれぞれに対応する狭角ウェイトを計算する計算手段と、
信号を受信フレームとして受信する受信手段と、
１受信フレーム内の少なくとも２つの異なる時刻間で異なった狭角ウェイトを前記受信フレームに乗算して第１乗算信号を得る第１乗算手段と、
前記第１受信ビームインデックスに対応する第１ウェイトを選択し、該第１ウェイトを前記第１乗算信号に乗算して第２乗算信号を得る第２乗算手段と、を具備することを特徴とする無線受信装置。
【請求項１０】
複数の前記受信ビーム品質評価値の高い順で順位付けをした受信ビームの順位情報を生成する生成手段と、
前記受信ビームインデックスと、前記受信ビーム品質評価値と、前記順位情報とを関連付けて記憶する記憶手段と、をさらに具備し、
前記計算手段は、前記順位情報から前記第１指向方向と、前記受信ビーム品質評価値が２番目に高い値の第２受信ビーム品質評価値に対応する第２受信ビームの第２指向方向とを選択し、該第１指向方向と、該第２指向方向と、前記第１受信ビーム品質評価値と、該第２受信ビーム品質評価値とに応じて前記複数の狭角指向方向の分布の中心を決定し、前記狭角ウェイトを計算することを特徴とする請求項９に記載の無線受信装置。
【請求項１１】
前記計算手段は、前記受信ビーム品質評価値が２番目に高い値の第２受信ビーム品質評価値に対応する第２送信ビームの第２指向方向の角度から前記第１指向方向の角度を引いた値に、該第２送信ビーム品質評価値を掛けた値を、前記第１送信ビーム品質評価値と該第２送信ビーム品質評価値との和で除した値を前記第１指向方向に付加した角度を中心として、前記複数の狭角指向方向が分布するように前記狭角ウェイトを計算することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の無線受信装置。
【請求項１２】
複数の前記受信ビーム品質評価値の高い順で順位付けをした受信ビームの順位情報を生成する生成手段と、
前記受信ビームインデックスと、前記順位情報とを関連付けて記憶する記憶手段と、をさらに具備し、
前記計算手段は、前記順位情報から前記第１指向方向を決定し、該第１指向方向と、前記受信ビーム品質評価値が２番目に高い値の第２受信ビーム品質評価値に対応する第２受信ビームの第２指向方向とを選択し、該第１指向方向と、該第２指向方向とに応じて前記複数の狭角指向方向の分布の中心を決定し、前記狭角ウェイトを計算することを特徴とする請求項９に記載の無線受信装置。
【請求項１３】
前記計算手段は、前記受信ビーム品質評価値が２番目に高い値の第２受信ビーム品質評価値に対応する第２受信ビームの第２指向方向の角度から前記第１指向方向の角度を引いた値を２で除した値を前記第１指向方向に付加した角度を中心として、前記複数の狭角指向方向が分布するように前記狭角ウェイトを計算することを特徴とする請求項１０または請求項１２に記載の無線受信装置。
【請求項１４】
前記計算手段は、前記第１指向方向を中心として、前記複数の狭角指向方向が分布するように前記狭角ウェイトを計算することを特徴とする請求項９に記載の無線受信装置。
【請求項１５】
前記計算手段は、フレーム内のデータシンボルと、該データシンボルを復調する際に必要なパイロットシンボルには同一の狭角ウェイトになるように計算することを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載の無線受信装置。
【請求項１６】
前記測定手段は、前記送信ビーム品質評価値として、前記送信ビームの受信電力、受信ＳＮＲ、および、受信ＳＩＮＲのうちの１以上を使用することを特徴とする請求項９から請求項１５のいずれか１項に記載の無線受信装置。
【請求項１７】
無線送信装置と、該無線送信装置からの信号を受信する無線受信装置とを含む無線通信システムで使用される無線通信方法あって、
前記無線送信装置では、
指向方向の異なる複数の送信ビームを送信し、
前記無線受信装置では、
前記複数の送信ビームを受信し、
前記送信ビームごとに送信ビーム品質評価値を測定し、
前記送信ビームごとの送信ビーム品質評価値を送信し、
前記無線送信装置では、さらに、
前記送信ビームごとの送信ビーム品質評価値を受信し、
複数の前記送信ビーム品質評価値のうちの最も高い値の第１送信ビーム品質評価値に対応する第１指向方向を示す第１送信ビームインデックスを選択し、
複数の送信ビームのそれぞれに対応する広角ウェイトと、送信ビームインデックスとを関連付けて保持している保持手段を用意し、
前記第１送信ビームインデックスに対応する第１ウェイトを選択し、該第１ウェイトを送信フレームに乗算して第１乗算信号を得、
前記第１指向方向を基準として、複数の前記指向方向の角度間隔よりも小さい間隔で形成される複数の狭角指向方向のそれぞれに対応する狭角ウェイトを計算し、
１送信フレーム内の少なくとも２つの異なる時刻間で異なった狭角ウェイトを前記第１乗算信号に乗算して第２乗算信号を得、
前記第２乗算信号を送信することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１８】
無線送信装置と、該無線送信装置からの信号を受信する無線受信装置とを含む無線通信システムで使用される無線通信方法あって、
前記無線送信装置では、
指向方向の異なる複数の送信ビームを送信し、
前記無線受信装置では、
前記複数の送信ビームを受信し、
前記送信ビームごとに送信ビーム品質評価値を測定し、
複数の前記送信ビーム品質評価値の高い順で順位付けをした送信ビームの順位情報を生成し、
前記順位情報を送信し、
前記無線送信装置では、さらに、
前記順位情報を受信し、
複数の送信ビームのそれぞれに対応する広角ウェイトと、送信ビームの指向方向とを関連付けて保持している保持手段を用意し、
前記順位情報に含まれる送信ビームのうちの最も高い順位の第１送信ビームに対応する第１ウェイトを選択し、該第１ウェイトを送信フレームに乗算して第１乗算信号を得、
前記第１送信ビームに対応する第１指向方向を基準として、複数の前記指向方向の角度間隔よりも小さい間隔で形成される複数の狭角指向方向のそれぞれに対応する狭角ウェイトを計算し、
１送信フレーム内の少なくとも２つの異なる時刻間で異なった狭角ウェイトを前記第１乗算信号に乗算して第２乗算信号を得、
前記第２乗算信号を送信することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１９】
複数の受信ビームのそれぞれに対応する広角ウェイトと、受信ビームインデックスとを関連付けて保持している保持手段を用意し、
前記受信ビームごとに受信ビーム品質評価値を測定し、
複数の前記受信ビーム品質評価値のうちの最も高い値の第１受信ビーム品質評価値に対応する第１指向方向を示す第１受信ビームインデックスを選択し、
前記第１指向方向を基準として、複数の前記指向方向の角度間隔よりも小さい間隔で形成される複数の狭角指向方向のそれぞれに対応する狭角ウェイトを計算し、
信号を受信フレームとして受信し、
１受信フレーム内の少なくとも２つの異なる時刻間で異なった狭角ウェイトを前記受信フレームに乗算して第１乗算信号を得、
前記第１受信ビームインデックスに対応する第１ウェイトを選択し、該第１ウェイトを前記第１乗算信号に乗算して第２乗算信号を得ることを特徴とする無線受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビームフォーミング方式を使用する無線通信システム、無線受信装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線送信装置には異なる指向性を持つよう予め定義された複数の送信ビームから１つを選択して信号を送信するために使用するものがある。同様に、従来の無線受信装置には異なる指向性を持つよう予め定義された複数の受信ビームから１つを選択して信号を受信するために使用するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−５５７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように、無線送信装置ではdirection of departure（ＤＯＤ）（無線受信装置ではdirection of arrival（ＤＯＡ））の領域で不連続に定義された複数のビームから送信（受信）ビームを選択する従来技術は、特定の伝搬経路を通る信号の寄与が大きいミリ波帯〜テラヘルツ帯など高周波数チャネルでの信号伝送において良好な特性が得られる可能性がある。また同様に、無線受信装置では、direction of arrival（ＤＯＡ）の領域で不連続に定義された複数のビームから受信ビームを選択する従来技術は、特定の伝搬経路を通る信号の寄与が大きい高周波数チャネルでの信号伝送において良好な特性が得られる可能性がある。高周波数チャネルは、波長が非常に短く（例えば６０ＧＨｚミリ波帯の場合、半波長λ／２＝５ｍｍ）、チャネルの複素利得が無線送信装置と無線受信装置との位置関係、および周囲の環境に大きく依存するという特徴を有する。そのため、従来方式においては、不連続な角度で定義された量子化ビームが必ずしも最適な伝搬経路を指向していないという問題がある。
【０００４】
また同じ理由から、ビームを選択した時点からビームを用いた伝送を終了する時点までの期間に無線送信装置と無線受信装置との位置関係、および周囲の環境が変化した場合にも良好な特性が得られなくなり、そのためビームサーチステートへのフォールバック頻度が高まり、結果としてリンクのスループットが低下するという問題がある。
【０００５】
この発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、周囲環境の変化に対するロバスト性を向上させる無線通信システム、無線受信装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するため、本発明の無線通信システムは、無線送信装置と、該無線送信装置からの信号を受信する無線受信装置とを含む無線通信システムであって、
前記無線送信装置は、指向方向の異なる複数の送信ビームを送信する送信手段を具備し、
前記無線受信装置は、前記複数の送信ビームを受信する受信手段と、前記送信ビームごとに送信ビーム品質評価値を測定する測定手段と、前記送信ビームごとの送信ビーム品質評価値を送信する送信手段と、を具備し、
前記無線送信装置は、前記送信ビームごとの送信ビーム品質評価値を受信する受信手段と、複数の前記送信ビーム品質評価値のうちの最も高い値の第１送信ビーム品質評価値に対応する第１指向方向を示す第１送信ビームインデックスを選択する選択手段と、複数の送信ビームのそれぞれに対応する広角ウェイトと、送信ビームインデックスとを関連付けて保持している保持手段と、前記第１送信ビームインデックスに対応する第１ウェイトを選択し、該第１ウェイトを送信フレームに乗算して第１乗算信号を得る第１乗算手段と、前記第１指向方向を基準として、複数の前記指向方向の角度間隔よりも小さい間隔で形成される複数の狭角指向方向のそれぞれに対応する狭角ウェイトを計算する計算手段と、１送信フレーム内の少なくとも２つの異なる時刻間で異なった狭角ウェイトを前記第１乗算信号に乗算して第２乗算信号を得る第２乗算手段と、前記第２乗算信号を送信する送信手段と、さらに具備することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の無線通信システムは、無線送信装置と、該無線送信装置からの信号を受信する無線受信装置とを含む無線通信システムであって、
前記無線送信装置は、指向方向の異なる複数の送信ビームを送信する送信手段を具備し、
前記無線受信装置は、前記複数の送信ビームを受信する受信手段と、前記送信ビームごとに送信ビーム品質評価値を測定する測定手段と、複数の前記送信ビーム品質評価値の高い順で順位付けをした送信ビームの順位情報を生成する生成手段と、前記順位情報を送信する送信手段と、を具備し、
前記無線送信装置は、前記順位情報を受信する受信手段と、複数の送信ビームのそれぞれに対応する広角ウェイトと、送信ビームの指向方向とを関連付けて保持している保持手段と、前記順位情報に含まれる送信ビームのうちの最も高い順位の第１送信ビームに対応する第１ウェイトを選択し、該第１ウェイトを送信フレームに乗算して第１乗算信号を得る第１乗算手段と、前記第１送信ビームに対応する第１指向方向を基準として、複数の前記指向方向の角度間隔よりも小さい間隔で形成される複数の狭角指向方向のそれぞれに対応する狭角ウェイトを計算する計算手段と、１送信フレーム内の少なくとも２つの異なる時刻間で異なった狭角ウェイトを前記第１乗算信号に乗算して第２乗算信号を得る第２乗算手段と、前記第２乗算信号を送信する送信手段と、さらに具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明の無線受信装置は、複数の受信ビームのそれぞれに対応する広角ウェイトと、受信ビームインデックスとを関連付けて保持している保持手段と、前記受信ビームごとに受信ビーム品質評価値を測定する測定手段と、複数の前記受信ビーム品質評価値のうちの最も高い値の第１受信ビーム品質評価値に対応する第１指向方向を示す第１受信ビームインデックスを選択する選択手段と、前記第１指向方向を基準として、複数の前記指向方向の角度間隔よりも小さい間隔で形成される複数の狭角指向方向のそれぞれに対応する狭角ウェイトを計算する計算手段と、信号を受信フレームとして受信する受信手段と、１受信フレーム内の少なくとも２つの異なる時刻間で異なった狭角ウェイトを前記受信フレームに乗算して第１乗算信号を得る第１乗算手段と、前記第１受信ビームインデックスに対応する第１ウェイトを選択し、該第１ウェイトを前記第１乗算信号に乗算して第２乗算信号を得る第２乗算手段と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の無線通信システム、無線受信装置および方法によれば、周囲環境の変化に対するロバスト性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る無線通信システム、無線受信装置および方法について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。  
（第１の実施形態）  
本実施形態の無線通信システムは図１の無線送信装置１００と図２の無線受信装置２００とを含む。第１の実施形態は、無線送信装置が送信ビームの指向性を調整する場合である。  
まず、本実施形態の無線送信装置について図１を参照して説明する。  
本実施形態の無線送信装置１００は、チャネル符号化部１０１、インターリーブ部１０２、変調部１０３、パイロットシンボル生成部１０４、多重部１０５、受信アンテナ１０６、受信部１０７、ビーム順位管理部１０８、第１ウェイト保持部１０９、第１ウェイト乗算部１１０、第２ウェイト計算部１１１、第２ウェイト乗算部１１２、および、送信アンテナ１１３を含む。
【００１１】
チャネル符号化部１０１は、送信するデータビット列に誤り訂正符号化を施して得た符号ビット列を出力する。  
インターリーブ部１０２は、チャネル符号化部１０１から符号ビット列を取得し、この符号ビット列にインターリーブ処理を施して得たビット列を出力する。  
変調部１０３は、インターリーブ部１０２からビット列を取得し、このビット列を変調し変調シンボル（データシンボルとも呼ぶ）を生成する。  
パイロットシンボル生成部１０４は、通信相手の無線受信装置２００が既知のパイロットシンボルを生成する。
【００１２】
多重部１０５は、変調部１０３からデータシンボルを取得し、さらにパイロットシンボル生成部１０４からパイロットシンボルを取得し、データシンボルとパイロットシンボルとを時間と周波数とで多重し、フレームを生成する。多重部１０５は、シングルキャリア伝送方式であればロールオフフィルタなどの時間波形整形処理、マルチキャリア伝送方式であれば逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ： Inverse Discrete Fourier Transform）などの周波数−時間変換処理を施し、どちらの方式においても必要に応じガード区間を付加した信号を出力する。
【００１３】
受信部１０７は、無線送信装置１００からの指向方向の異なる複数の送信ビームを受信した無線受信装置２００が、それぞれの送信ビームごとに測定したビーム品質評価値を無線受信装置２００から受信アンテナ１０６を介して受け取る。すなわち、無線受信装置２００は無線送信装置１００からの送信ビームごとにビーム品質評価値を測定し、この測定結果であるビーム品質評価値を無線送信装置１００へ送信する。ここで、ビーム品質評価値は無線受信装置２００で観測される信号電力、受信ＳＮＲ（Signal to Noise power Ratio）、受信ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise power Ratio）など、ビームを用いて送信された信号の受信品質を表す指標である。ビーム品質評価値は、無線受信装置２００で観測される信号電力、受信ＳＮＲ、受信ＳＩＮＲの１以上を使用して計算した数値でもよい。
【００１４】
ビーム順位管理部１０８は、無線送信装置１００からの複数の送信ビームに対してそれぞれ測定されたビーム品質評価値を無線受信装置２００から受け取り、これらの複数のビーム品質評価値からビーム品質評価値が最も高い送信ビームを選択し、この送信ビームに第１位の送信ビームインデックスｌ１を付与する。さらに、ビーム順位管理部１０８は、第１位の送信ビームの次に良好な（すなわち、複数のビーム品質評価値のうち２番目にビーム品質評価値が高い）第２位の送信ビームを決定し、第１位および第２位の送信ビームインデックスｌ１、ｌ２と、それらに対応するビーム品質評価値γ１、γ２を対応付ける。
【００１５】
第１ウェイト保持部１０９は、複数の送信ビームのそれぞれに対応する複素ウェイトを保持しており、ビーム順位管理部１０８から入力された第１位の送信ビームインデックスｌ１を取得し、この送信ビームインデックスｌ１に対応する第１ウェイトを出力する。
【００１６】
第１ウェイト乗算部１１０は、多重部１０５から取得したフレームを送信アンテナ１１３の数に等しい本数の信号線に分配し、各信号に対し第１ウェイト保持部１０９から取得したウェイトを乗算し出力する。第１ウェイト乗算部の構成は図３に示す。図３で、ｗ１，１，ｗ１，２，…，ｗ１，Ｎｔが第１ウェイト保持部１０９からの第１ウェイトであり、ｙ１，ｙ２，…，ｙＮｔが第１ウェイト乗算部１１０からの出力信号である。第１ウェイト乗算部１１０の入力信号をｘ、第１ウェイトをｗ１＝［ｗ１，１，ｗ１，２，…，ｗ１，Ｎｔ］Ｔで表すと、第１ウェイト乗算部１１０からの出力信号ｙ＝［ｙ１，ｙ２，…，ｙＮｔ］Ｔはｙ＝ｗ１＊ｘで表される。
【００１７】
第２ウェイト計算部１１１は、ビーム順位管理部１０８から第１位および第２位の送信ビームインデックスｌ１、ｌ２と、それらに対応するビーム品質評価値γ１、γ２を受け取り、これらの値から第２ウェイトを計算する。この計算の詳細は後に図６を参照して説明する。
【００１８】
第２ウェイト乗算部１１２は、第１ウェイト乗算部１１０から取得した各信号に対し第２ウェイト計算部１１１から取得した第２ウェイトを乗算し送信アンテナ１１３に出力する。第２ウェイト乗算部の構成は図４に示す。図４で、ｗ２，１，ｗ２，２，…，ｗ２，Ｎｔが第２ウェイト計算部１１１からの第２ウェイトであり、ｚ１，ｚ２，…，ｚＮｔが第２ウェイト乗算部１１２からの出力信号である。第２ウェイトをｗ２＝［ｗ２，１，ｗ２，２，…，ｗ２，Ｎｔ］Ｔで表すと、第２ウェイト乗算部１１２の出力信号ｚ＝［ｚ１，ｚ２，…，ｚＮｔ］Ｔは第１ウェイト乗算部１１０の出力信号ｙを用いてｚ＝diag（ｗ２＊）ｙで表される。ｚ＝diag（ｗ２＊）ｙ＝diag（ｗ２＊）ｗ１＊ｘである。
【００１９】
なお、後述されるように、第１ウェイト保持部１０９から出力される第１ウェイトｗ１と第２ウェイト計算部１１１から出力される第２ウェイトｗ２によって、送信ビームの方向は決定される。
【００２０】
次に、第１の実施形態の無線受信装置について図２を参照して説明する。  
本実施形態の無線受信装置２００は、受信アンテナ２０１、受信部２０２、分離部２０３、チャネル推定部２０４、復調部２０５、デインターリーブ部２０６、チャネル復号部２０７、ビーム品質測定部２０８、送信部２０９、および、送信アンテナ２１０を含む。
【００２１】
受信部２０２は、無線送信装置１００からの送信ビームを受信アンテナ２０１で受け取り受信処理をして送信ビームに含まれるフレームを取得する。  
分離部２０３は、受信部２０２からフレームを受け取り、このフレームをデータシンボルとパイロットシンボルに分離する。分離部２０３はまた、送信側の多重部の処理に応じて、ガード区間の除去や、ロールオフフィルタなどのフィルタリング処理、離散フーリエ変換（ＤＦＴ： Discrete Fourier Transform）などの周波数−時間変換処理などを施す。
【００２２】
チャネル推定部２０４は、分離部２０３からパイロットシンボルを受け取りこのパイロットシンボルを用いてチャネルの複素利得（伝搬路推定値）を推定し出力する。  
ビーム品質測定部２０８は、送信ビームごとに、チャネル推定部２０４で推定された伝搬路推定値からビーム品質評価値を測定する。  
送信部２０９は、送信ビームごとのビーム品質評価値を、送信アンテナ２１０を介して無線送信装置１００へ送信する。
【００２３】
復調部２０５は、チャネル推定部２０４で推定された伝搬路推定値によって、分離部２０３で分離されたデータシンボルの伝搬路補正を行い、ビット列を得る。  
デインターリーブ部２０６は、復調部２０５からビット列を取得し、このビット列にデインターリーブ処理を施して符号ビット列を生成する。  
チャネル復号部２０７は、デインターリーブ部２０６から符号ビット列を取得し、この符号ビット列に誤り訂正復号を施してデータビット列を得る。
【００２４】
次に、送信ビームを所望の方向（アングルとも呼ぶ）に向けるための処理について説明する。  
指向性パターンを求めるためには、アレー形状によって異なるアレー応答ベクトルを考慮する必要がある。あるアングルに送出される信号は、アレー応答ベクトルｖ＝［ｖ１，ｖ２，…，ｖＮｒ］Ｔを用いてｖＴｚ＝ｖＴdiag（ｗ２＊）ｗ１＊ｘ＝ｘＤと表される。ここで、ｖｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎｒ）はｋ番目のアンテナ素子の応答値を示している。このＤ＝ｖＴdiag（ｗ２＊）ｗ１＊はアングルと周波数によって変化し、アングルを変化させて｜Ｄ｜をプロットしたものが一般に指向性パターンと呼ばれる。
【００２５】
アレー形状には等間隔リニアアレー、長方形平面アレー、等間隔サーキュラーアレー等があるが、それぞれに対応するアレー応答ベクトルｖは「アダプティブアンテナ技術」（菊間信良著、オーム社）などに詳しい。また、アレー応答ベクトルを構成している位相要素をｗ１、ｗ２で操作することにより、ビームのメインビームを所望のアングルに変化させることが可能である。すなわち、第１ウェイト保持部１０９から出力される第１ウェイトｗ１と第２ウェイト計算部１１１から出力される第２ウェイトｗ２によって、送信ビームの方向は決定される。
【００２６】
次に、指向性ビームのアングルの定義について図５を参照して説明する。  
図５（ａ）に示すように複数の指向性ビームが定義されている。図５（ａ）の例では、０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３１５度の８つの方向の指向性ビームが示されている。指向性ビームは、ビームインデックスｌ＝０，１，…，Ｌ−１（Ｌは０以上の整数）で指定される。ビームインデックスｌで指定される指向性ビームはアングルΘｌ＝ｌΔΘ（但し、ＬΔΘ＝３６０［degree］）を有する。図５（ａ）はＬ＝８の場合を例示しているがもちろんこの限りではない。ビームインデックスは、ビーム品質評価値と関連付けられている。例えばビーム品質評価値がγ１のビームはビームインデックスｌ１に対応する。
【００２７】
さらに本実施形態では、図５（ｂ）に示すように０［degree］を中心に、時計回り側と反時計回り側の両側にそれぞれＭ個、中心のアングルを合わせて合計２Ｍ＋１個のアングルを定義する（但し、Ｍは０以上の整数）。ビームインデックスｍ＝−Ｍ，−（Ｍ−１），…，−１，０，１，…，Ｍ−１，Ｍで指定されるアングルはθｍ＝ｍΔθで表される。但し、前述のΔΘを用いて２ＭΔθ＝ΔΘである。
【００２８】
従来はビームインデックスｌのみでビームの指向性を制御していたが、本発明ではビームインデックスｌに加えビームインデックスｍをも用いる。これにより、アングルΘｌを中心として相対的にθｍのアングルを有する合計２Ｍ＋１の指向性ビームのアングルΘｌ＋θｍでビームの指向性を制御することができる。
【００２９】
次に、第１ウェイト乗算部１１０、第２ウェイト計算部１１１が計算して送信ビーム方向を制御する場合、フレーム送信の際のビームインデックスの適用について図６を参照して説明する。  
図６（ａ）、図６（ｂ）はそれぞれ、データシンボルとパイロットシンボルを含む、マルチキャリア伝送、シングルキャリア伝送の場合のフレーム構成である。フレーム内ではビームインデックスｌの値はフレーム内で不変である。一方、ビームインデックスｍは変化する。但し、データシンボルの復調に必要な伝搬路推定値を得るために無線受信装置が利用するパイロットシンボルが既知である場合、該データシンボルと該パイロットシンボルに対して一定のビームインデックスｍを維持する。図６（ａ）、図６（ｂ）の例では、フレーム内で３シンボル長ごとに挿入されたパイロットシンボルが、そのシンボルタイミングを含む連続３シンボル時間に含まれるデータシンボルの復調に用いられる場合を例示したものであり、パイロットシンボルのシンボルタイミングを含む連続３シンボル時間内でビームインデックスｍは一定である。
【００３０】
第２ウェイト計算部１１１は、フレーム内ではビームインデックスｌが一定値をとり、ビームインデックスｍは同一のパイロットシンボルを復調に使用する期間内で一定値をとり、異なるパイロットシンボルを復調に使用する期間の間ではｍの値が異なるように第２ウェイトを計算する。しかし、第２ウェイト計算部１１１は、異なるパイロットシンボルを復調に使用する期間の間の全てについて、ｍの値が異なるように第２ウェイトを計算する必要はない。第２ウェイト計算部１１１は、１送信フレーム内の少なくとも２つの異なる時刻間で異なったウェイトになるように計算する。
【００３１】
ここで、Θｌを基準アングルとしたときの相対的なアングルを、フレーム内において平均的に定義したものをビームの重心θＣとして定義する。すなわち、θＣはΘｌからのアングルである。ここで、θＣは符号付きであり、例えば反時計回りが正の向きである。この場合θｍも同様な符号付き回転を示す。さらに、θＣは
【数１】
2010028581.tif 000003
【００３２】
但し、ｋ（ｍ）はフレーム内においてビームインデックスｍが適用される回数である。すなわち、ビームの重心θＣは平均的にビームが向く方向を示す。
【００３３】
本実施形態において第２ウェイト計算部１１１は、ビーム順位管理部１０８から受け取った、第１位および第２位の送信ビームインデックスｌ１、ｌ２と、それらに対応するビーム品質評価値γ１、γ２を用いて重心θＣが以下の値になるよう第２ウェイトを設定する。θＣはΘｌ１からのアングルである。ここで、θＣは符号付きであり、例えば反時計回りが正の向きである。
【数２】
2010028581.tif 000004
【００３４】
すなわち、第２ウェイト計算部１１１は、重心θＣを中心にして送信ビームを均一にΔθの幅で振ることになる。この式では、θＣは、送信ビームインデックスｌ１に対応する指向方向を０として、この指向方向からのアングルを示す。
【００３５】
上記では、送信ビームインデックスｌ１、ｌ２、ビーム品質評価値γ１、γ２を全て使用して重心を決定したが、（変形例１）送信ビームインデックスｌ１、ｌ２だけを使用して重心を決定しても、（変形例２）送信ビームインデックスｌ１のみを使用して重心を決定してもよい。
【００３６】
これらの変形例の場合には、無線送信装置１００の受信部１０７は、無線送信装置１００の送信ビームごとに測定したビーム品質評価値を無線受信装置２００から受け取る必要はなく、複数の送信ビーム品質評価値の高い順で順位付けをした送信ビームの順位情報を無線受信装置２００から受信すればよい。この場合、無線受信装置２００は、複数の送信ビーム品質評価値から順位情報を生成する。
【００３７】
（変形例１）送信ビームインデックスｌ１、ｌ２だけを使用して重心を決定  
この場合の無線送信装置は、図７の無線送信装置７００になる。無線送信装置７００は、無線送信装置１００でのビーム順位管理部１０８、第２ウェイト計算部１１１をそれぞれビーム順位管理部７０１、第２ウェイト計算部７０２に変更したものである。
【００３８】
ビーム順位管理部７０１は、無線送信装置７００からの複数の送信ビームに対してそれぞれ測定されたビーム品質評価値を無線受信装置２００から受け取り、これらの複数のビーム品質評価値からビーム品質評価値が最も高い送信ビームを選択し、この送信ビームに第１位の送信ビームインデックスｌ１を付与する。さらに、ビーム順位管理部７０１は、第１位の送信ビームの次に良好な（すなわち、複数のビーム品質評価値のうち、２番目にビーム品質評価値が高い）第２位の送信ビームを決定する。しかし、ビーム順位管理部７０１は、ビーム順位管理部１０８とは異なり、第１位および第２位の送信ビームインデックスｌ１、ｌ２と、それらに対応するビーム品質評価値γ１、γ２を対応付ける必要がない。
【００３９】
この場合、第２ウェイト計算部７０２は、ビーム順位管理部７０１から受け取った、第１位および第２位の送信ビームインデックスｌ１、ｌ２を用いて重心が以下の値になるようウェイトを設定する。
【数３】
2010028581.tif 000005
【００４０】
この重心の上限は、上記の実施形態における重心設定においてγ１＝γ２の場合の値に相当する。なお、第１ウェイト乗算部および第２ウェイト乗算部の構成は上記の第１の実施形態の説明に用いた図３および図４と同一である。また、指向性パターンに関する議論、指向性ビームのアングル定義、フレーム送信の際のビームインデックスの適用、ビームの重心θＣに関する議論も第１の実施形態のそれらと同一である。
【００４１】
（変形例２）送信ビームインデックスｌ１を使用して重心を決定  
この場合の無線送信装置は、図８の無線送信装置８００になる。無線送信装置８００は、ビーム順位管理部１０８、第２ウェイト計算部１１１をそれぞれビーム順位管理部８０１、第２ウェイト計算部８０２に変更したものである。
【００４２】
ビーム順位管理部８０１は、無線送信装置８００からの複数の送信ビームに対してそれぞれ測定されたビーム品質評価値を無線受信装置２００から受け取り、これらの複数のビーム品質評価値からビーム品質評価値が最も高い送信ビームを選択し、この送信ビームに第１位の送信ビームインデックスｌ１を付与する。しかし、ビーム順位管理部８０１は、ビーム順位管理部１０８とは異なり、第２位の送信ビームを決定する必要はなく、さらに、第１位および第２位の送信ビームインデックスｌ１、ｌ２と、それらに対応するビーム品質評価値γ１、γ２を対応付ける必要もない。
【００４３】
この場合、第２ウェイト計算部８０２は重心が以下の値になるようウェイトを設定する。
【数４】
2010028581.tif 000006
【００４４】
これは上記の実施形態においてγ１≫γ２の場合に相当する。なお、第１ウェイト乗算部および第２ウェイト乗算部の構成は第１の実施形態の説明に用いた図３および図４と同一である。また、指向性パターンに関する議論、指向性ビームのアングル定義、フレーム送信の際のビームインデックスの適用、ビームの重心θＣに関する議論も上記の第１の実施形態のそれらと同一である。
【００４５】
以上の第１の実施形態によれば、複数の送信ビームに対応する無線受信装置での複数のビーム品質評価値のうち、最も高いビーム品質評価値を有する送信ビームの方向を少なくとも利用して、ビームの重心を求め、この重心付近で送信ビームを指向させることによって、送信ビームをより適した伝搬経路に指向させることができ周囲環境の変化に対するロバスト性を向上させることができる。
【００４６】
（第２の実施形態）  
本実施形態の無線通信システムは図９の無線送信装置９００と図１０の無線受信装置１０００とを含む。第２の実施形態は、無線受信装置が受信ビームの指向性を調整する場合である。  
まず、本実施形態の無線送信装置について図９を参照して説明する。  
無線送信装置９００は、チャネル符号化部１０１、インターリーブ部１０２、変調部１０３、パイロットシンボル生成部１０４、多重部１０５、送信部９０１、送信アンテナ９０２を含む。送信部９０１は、多重部１０５から取得した、データシンボルとパイロットシンボルとを時間と周波数とで多重されたフレームを送信アンテナ９０２から送信する。
【００４７】
次に、第２の実施形態の無線受信装置について図１０を参照して説明する。  
本実施形態の無線受信装置１０００は、受信アンテナ１００１、第２ウェイト乗算部１００２、第１ウェイト乗算部１００３、ビーム順位管理部１００４、第１ウェイト保持部１００５、第２ウェイト計算部１００６、分離部２０３、チャネル推定部２０４、復調部２０５、デインターリーブ部２０６、チャネル復号部２０７、ビーム品質測定部２０８を含む。
【００４８】
ビーム順位管理部１００４は、まず、第１ウェイト保持部１００５に無線受信装置１０００が実現できる数の受信ビームに対応する複数の受信ビームインデックスを順に出力し、第２ウェイト計算部１００６には重み付けをしない旨の信号を出力する。そして、複数の受信ビームのそれぞれの場合に、無線受信装置１０００が無線送信装置９００からの信号を受信しビーム品質測定部２０８が受信信号の品質を測定する。その後、ビーム順位管理部１００４が複数の受信ビームの間で、受信信号の品質の最も高い順からビーム品質評価値が高いとして順位付けをする。
【００４９】
ビーム順位管理部１００４は、第１位の受信ビームインデックスｌ１を第１ウェイト乗算部１００３に出力する。また、ビーム順位管理部１００４は、第１位の受信ビームの次に良好な受信ビーム（第２位の受信ビームインデックスｌ２に対応）を決定し、第１位、および第２位の受信ビームインデックスｌ１、ｌ２と、それらに対応するビーム品質評価値γ１、γ２を第２ウェイト計算部１００６に出力する。
【００５０】
第１ウェイト保持部１００５は、複数の受信ビームのそれぞれに対応する複素ウェイトを保持していて、ビーム順位管理部１００４から入力されたインデックスに対応するウェイトを出力する。第１ウェイト保持部１００５は、無線受信装置１０００が実現できる数の受信ビームに対応する複数の受信ビームインデックスを含んでいて、複数の受信ビームインデックスに対応する複数の複素ウェイトを保持している。
【００５１】
第２ウェイト乗算部１００２は、ビーム順位管理部１００４から第１位および第２位の受信ビームインデックスｌ１、ｌ２と、それらに対応するビーム品質評価値γ１、γ２を受け取り、これらの値から第２ウェイトを計算する。この計算の詳細は後に図６を参照して説明する。
【００５２】
第２ウェイト乗算部１００２は、複数の受信アンテナ１００１から取得した各信号に対し第２ウェイト計算部１００６から取得した第２ウェイトを乗算し第１ウェイト乗算部１００３に出力する。第２ウェイト乗算部１００２の構成は図１１に示す。入力信号をｘ＝［ｘ１，ｘ２，…，ｘＮｒ］Ｔ、第２ウェイトをｗ２＝［ｗ２，１，ｗ２，２，…，ｗ２，Ｎｒ］Ｔで表すと、出力信号ｙ＝［ｙ１，ｙ２，…，ｙＮｒ］Ｔはｙ＝diag（ｗ２＊）ｘで表される。
【００５３】
第１ウェイト乗算部１００３は、第２ウェイト乗算部１００２から入力された各信号に対し、第１ウェイト保持部１００５から入力されたウェイトを乗算し出力する。第１ウェイト乗算部の構成は図１２に示す。第１ウェイトをｗ１＝［ｗ１，１，ｗ１，２，…，ｗ１，Ｎｒ］Ｔで表すと、出力信号ｚは第２ウェイト乗算部の出力ｙを用いてｚ＝ｗ１Ｈｙで表される。ｚ＝ｗ１Ｈｙ＝ｗ１Ｈdiag（ｗ２＊）ｘである。
【００５４】
次に、受信ビームを所望の方向（アングル）に向けるための処理について説明する。  
指向性パターンを求めるためには、アレー形状によって異なるアレー応答ベクトルを考慮する必要がある。ここで受信アンテナに入力される信号ベクトルをｓ＝［ｓ１，ｓ２，…，ｓＮｒ］Ｔとすると、アレー応答ベクトルｖ＝［ｖ１，ｖ２，…，ｖＮｒ］Ｔを用いてｓ＝ｓｖと表される。ここでｓ＝ｓ（ｔ）は位相基準点における信号、ｖｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎｒ）はｋ番目のアンテナ素子の応答値を示している。このｓはｘに等しいので、アレー出力ｚ＝ｗ１Ｈdiag（ｗ２＊）ｘ＝ｓｗ１Ｈdiag（ｗ２＊）ｖ＝ｓＤと表される。このＤ＝ｗ１Ｈdiag（ｗ２＊）ｖは信号の到来アングルと周波数によって変化し、到来アングルを変化させて｜Ｄ｜をプロットしたものが一般に指向性パターンと呼ばれる。
【００５５】
アレー形状には等間隔リニアアレー、長方形平面アレー、等間隔サーキュラーアレー等があるが、それぞれに対応するアレー応答ベクトルｖは「アダプティブアンテナ技術」（菊間信良著、オーム社）などに詳しい。また、アレー応答ベクトルを構成している位相要素をｗ１、ｗ２で操作することにより、ビームのメインビームを所望のアングルに変化させることが可能である。すなわち、第１ウェイト保持部１００５から出力される第１ウェイトｗ１と第２ウェイト計算部１００６から出力される第２ウェイトｗ２によって、受信ビームの方向は決定される。
【００５６】
次に、第２ウェイト乗算部１００２、第１ウェイト乗算部１００３が計算して受信ビーム方向を制御する場合、フレーム受信の際のビームインデックスの適用について図６を参照して説明する。  
図６（ａ）、図６（ｂ）はそれぞれ、データシンボルとパイロットシンボルを含む、マルチキャリア伝送、シングルキャリア伝送の場合のフレーム構成である。フレーム内ではビームインデックスｌの値はフレーム内で不変である。一方、ビームインデックスｍは変化する。但し、データシンボルの復調に必要な伝搬路推定値を得るために無線受信装置が利用するパイロットシンボルと、その伝搬路推定値によって補正されるデータシンボルに対して一定のビームインデックスｍを維持する。図６（ａ）、図６（ｂ）の例では、フレーム内で３シンボル長ごとに挿入されたパイロットシンボルが、そのシンボルタイミングを含む連続３シンボル時間に含まれるデータシンボルの復調に用いられる場合を例示したものであり、パイロットシンボルのシンボルタイミングを含む連続３シンボル時間内でビームインデックスｍは一定である。
【００５７】
第２ウェイト乗算部１００２は、フレーム内ではビームインデックスｌが一定値をとり、ビームインデックスｍは同一のパイロットシンボルを復調に使用する期間内で一定値をとり、異なるパイロットシンボルを復調に使用する期間の間ではｍの値が異なるように第２ウェイトを計算する。しかし、第２ウェイト計算部１１１は、異なるパイロットシンボルを復調に使用する期間の間の全てについて、ｍの値が異なるように第２ウェイトを計算する必要はない。第２ウェイト計算部１１１は、１受信フレーム内の少なくとも２つの異なる時刻間で異なったウェイトになるように計算する。
【００５８】
ここで、Θｌを基準アングルとしたときの相対的なアングルを、フレーム内において平均的に定義したものをビームの重心θＣとして定義する。すなわち、θＣはΘｌからのアングルである。ここで、θＣは符号付きであり、例えば反時計回りが正の向きである。この場合θｍも同様な符号付き回転を示す。さらに、θＣは
【数５】
2010028581.tif 000007
【００５９】
但し、ｋ（ｍ）はフレーム内においてビームインデックスｍが適用される回数である。すなわち、ビームの重心θＣは平均的にビームが向く方向を示す。
【００６０】
本実施形態において第２ウェイト計算部１００６は、ビーム順位管理部１００４より受け取った、第１位、および第２位の受信ビームインデックスｌ１、ｌ２と、それらに対応するビーム品質評価値γ１、γ２を用いて重心が以下の値になるようウェイトを設定する。θＣはΘｌ１からのアングルである。ここで、θＣは符号付きであり、例えば反時計回りが正の向きである。
【数６】
2010028581.tif 000008
【００６１】
すなわち、第２ウェイト計算部１００６は、重心θＣを中心にして受信ビームを均一にΔθの幅で振ることになる。
【００６２】
上記では、受信ビームインデックスｌ１、ｌ２、ビーム品質評価値γ１、γ２を全て使用して重心を決定したが、（変形例３）受信ビームインデックスｌ１、ｌ２だけを使用して重心を決定しても、（変形例４）受信ビームインデックスｌ１のみを使用して重心を決定してもよい。
【００６３】
（変形例３）受信ビームインデックスｌ１、ｌ２だけを使用して重心を決定  
この場合の無線受信装置は、図１３の無線受信装置１３００になる。無線受信装置１３００は、無線受信装置１０００でのビーム順位管理部１００４、第２ウェイト計算部１００６をそれぞれビーム順位管理部１３０１、第２ウェイト計算部１３０２に変更したものである。
【００６４】
ビーム順位管理部１３０１は、無線送信装置９００からの送信ビームに対して複数の受信ビームでそれぞれ測定されたビーム品質評価値を測定し、これらの複数のビーム品質評価値からビーム品質評価値が最も高い受信ビームを選択し、この受信ビームに第１位の受信ビームインデックスｌ１を付与する。さらに、ビーム順位管理部１３０１は、第１位の受信ビームの次に良好な（すなわち、複数のビーム品質評価値のうち、２番目にビーム品質評価値が高い）第２位の受信ビームを決定する。しかし、ビーム順位管理部１３０１は、ビーム順位管理部１００４とは異なり、第１位および第２位の受信ビームインデックスｌ１、ｌ２と、それらに対応するビーム品質評価値γ１、γ２を対応付ける必要がない。
【００６５】
この場合、第２ウェイト計算部１３０２は、ビーム順位管理部１３０１より受け取った、第１位および第２位の受信ビームインデックスｌ１、ｌ２を用いて重心が以下の値になるようウェイトを設定する。
【数７】
2010028581.tif 000009
【００６６】
この重心の上限は、上記の第２の実施形態における重心設定においてγ１＝γ２の場合の値に相当する。なお、第１ウェイト乗算部、および第２ウェイト乗算部の構成は上記の第２の実施形態の説明に用いた図１２、および図１１と同一である。また、指向性パターンに関する議論、指向性ビームのアングル定義、フレーム受信の際のビームインデックスの適用、ビームの重心θＣに関する議論も第２の実施形態のそれらと同一である。
【００６７】
（変形例４）受信ビームインデックスｌ１だけを使用して重心を決定  
この場合の無線受信装置は、図１４の無線受信装置１４００になる。無線受信装置１４００は、無線受信装置１０００でのビーム順位管理部１００４、第２ウェイト計算部１００６をそれぞれビーム順位管理部１４０１、第２ウェイト計算部１４０２に変更したものである。
【００６８】
ビーム順位管理部１４０１は、無線送信装置９００からの送信ビームに対して複数の受信ビームでそれぞれ測定されたビーム品質評価値を測定し、これらの複数のビーム品質評価値からビーム品質評価値が最も高い受信ビームを選択し、この受信ビームに第１位の受信ビームインデックスｌ１を付与する。しかし、ビーム順位管理部１４０１は、ビーム順位管理部１００４とは異なり、第２位の受信ビームを決定する必要はなく、第１位および第２位の受信ビームインデックスｌ１、ｌ２と、それらに対応するビーム品質評価値γ１、γ２を対応付ける必要がない。
【００６９】
この場合、第２ウェイト計算部１４０２は重心が以下の値になるようウェイトを設定する。
【数８】
2010028581.tif 000010
【００７０】
これは上記の第２の実施形態においてγ１≫γ２の場合に相当する。なお、第１ウェイト乗算部および第２ウェイト乗算部の構成は第２の実施形態の説明に用いた図１２、および図１１と同一である。また、指向性パターンに関する議論、指向性ビームのアングル定義、フレーム受信の際のビームインデックスの適用、ビームの重心θＣに関する議論も第２の実施形態のそれらと同一である。
【００７１】
以上の第２の実施形態によれば、１つの送信ビームに対して複数の受信ビームによる無線受信装置での複数のビーム品質評価値のうち、最も高いビーム品質評価値を有する受信ビームの方向を少なくとも利用して、ビームの重心を求め、この重心付近で受信ビームを指向させることによって、受信ビームをより適した伝搬経路に指向させることができ周囲環境の変化に対するロバスト性を向上させることができる。
【００７２】
（第３の実施形態）  
本実施形態の無線通信システムは図１の無線送信装置１００と図１５の無線受信装置１５００とを含む。第３の実施形態は、無線送信装置が送信ビームの指向性を調整し、かつ、無線受信装置が受信ビームの指向性を調整する場合である。  
本実施形態の無線送信装置は、第１の実施形態の無線送信装置１００に同様であるので説明は省略する。
【００７３】
本実施形態の無線受信装置１５００は、第２の実施形態の無線受信装置１０００に、送信部２０９と切り替え部１５０１が新たに付加されたものである。これらは第１の実施形態での無線受信装置２００のように、無線送信装置１００からの各送信ビームを受信した無線受信装置２００が、それぞれの送信ビームごとに測定したビーム品質評価値を無線送信装置１００へ知らせる場合に必要なものである。この点で無線受信装置１５００は、第１の実施形態での無線受信装置２００と同様である。その他の点では無線受信装置１５００は第２の実施形態での無線送信装置１００と同様である。
【００７４】
以上の第３の実施形態によれば、無線送信装置では、複数の送信ビームに対応する無線受信装置での複数のビーム品質評価値のうち、最も高いビーム品質評価値を有する送信ビームの方向を少なくとも利用して、ビームの重心を求め、この重心付近で送信ビームを指向させることによって、送信ビームをより適した伝搬経路に指向させることができ周囲環境の変化に対するロバスト性を向上させることができる。  
さらに、第３の実施形態によれば、無線受信装置では、１つの送信ビームに対して複数の受信ビームによる無線受信装置での複数のビーム品質評価値のうち、最も高いビーム品質評価値を有する受信ビームの方向を少なくとも利用して、ビームの重心を求め、この重心付近で受信ビームを指向させることによって、受信ビームをより適した伝搬経路に指向させることができ周囲環境の変化に対するロバスト性を向上させることができる。
【００７５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】第１の実施形態の無線送信装置のブロック図。
【図２】第１の実施形態の無線受信装置のブロック図。
【図３】図１の第１ウェイト乗算部のブロック図。
【図４】図１の第２ウェイト乗算部のブロック図。
【図５】指向性ビームのアングルについて説明するための図。
【図６】（ａ）および（ｂ）はそれぞれマルチキャリア伝送の場合およびシングルキャリア伝送の場合での、送信または受信ビーム方向を制御する際のビームインデックスｌ、ｍの値の一例を示す図。
【図７】図１の無線送信装置の変形例１のブロック図。
【図８】図１の無線送信装置の変形例２のブロック図。
【図９】第２の実施形態の無線送信装置のブロック図。
【図１０】第２の実施形態の無線受信装置のブロック図。
【図１１】図１０の第２ウェイト乗算部のブロック図。
【図１２】図１０の第１ウェイト乗算部のブロック図。
【図１３】図１０の無線受信装置の変形例３のブロック図。
【図１４】図１０の無線受信装置の変形例４のブロック図。
【図１５】第３の実施形態の無線受信装置のブロック図。
【符号の説明】
【００７７】
１００、７００、８００、９００・・・無線送信装置、１０１・・・チャネル符号化部、１０２・・・インターリーブ部、１０３・・・変調部、１０４・・・パイロットシンボル生成部、１０５・・・多重部、１０６・・・受信アンテナ、１０７、２０２・・・受信部、１０８、７０１、８０１、１００４、１３０１、１４０１・・・ビーム順位管理部、１０９、１００５・・・第１ウェイト保持部、１１０、１００３・・・第１ウェイト乗算部、１１１、７０２、８０２、１００６、１３０２、１４０２・・・第２ウェイト計算部、１１２、１００２・・・第２ウェイト乗算部、１１３・・・送信アンテナ、２００、１０００、１３００、１４００、１５００・・・無線受信装置、２０１、１００１・・・受信アンテナ、２０３・・・分離部、２０４・・・チャネル推定部、２０５・・・復調部、２０６・・・デインターリーブ部、２０７・・・チャネル復号部、２０８・・・ビーム品質測定部、２０９、９０１・・・送信部、２１０、９０２・・・送信アンテナ、１５０１・・・切り替え部。
【図１】
2010028581.tif 000011
【図２】
2010028581.tif 000012
【図３】
2010028581.tif 000013
【図４】
2010028581.tif 000014
【図５】
2010028581.tif 000015
【図６】
2010028581.tif 000016
【図７】
2010028581.tif 000017
【図８】
2010028581.tif 000018
【図９】
2010028581.tif 000019
【図１０】
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【図１１】
2010028581.tif 000021
【図１２】
2010028581.tif 000022
【図１３】
2010028581.tif 000023
【図１４】
2010028581.tif 000024
【図１５】
2010028581.tif 000025