(57)【要約】【課題】フェイズドアレーアンテナにより受信される信号の信号処理に係る回路規模の増加を抑えつつ、指向性制御の精度の向上を図ることが可能な、通信装置、および指向性制御方法を提供する。【解決手段】複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信するフェイズドアレーアンテナと、複数のアンテナ素子がグループ化されたサブアレーごとに、各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換する信号変換部と、リソースブロックごとに、サブアレーごとのベースバンド信号に基づいて再生データを復号し、再生データの誤りを検出する信号処理部と、サブアレーごとのベースバンド信号と、再生データに誤りのないリソースブロックの信号とに基づいて、フェイズドアレーアンテナにおける指向性を制御する指向性制御部とを備える通信装置が提供される。【選択図】図６
2014027653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信するフェイズドアレーアンテナと、
前記複数のアンテナ素子がグループ化されたサブアレーごとに、各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、前記サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換する信号変換部と、
リソースブロックごとに、前記サブアレーごとのベースバンド信号に基づいて再生データを復号し、復号された再生データの誤りを検出する信号処理部と、
前記サブアレーごとのベースバンド信号と、前記再生データに誤りのないリソースブロックの信号とに基づいて、前記フェイズドアレーアンテナにおける指向性を制御する指向性制御部と、
を備えることを特徴とする、通信装置。
【請求項２】
前記指向性制御部は、
前記再生データに誤りのないリソースブロックを選択するリソースブロック選択部と、
選択されたリソースブロックの信号を再生するリソースブロック再生部と、
再生されたリソースブロックの信号に基づいて、指向性の制御における基準となる基準信号を生成する基準信号生成部と、
前記サブアレーごとのベースバンド信号と、前記基準信号とに基づいて、前記指向性を向ける方向の誤差を推定する方向誤差推定部と、
推定された誤差に基づいて、前記フェイズドアレーアンテナにおける指向性の方向を設定する指向性設定部と、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記リソースブロック選択部は、前記再生データに誤りのないリソースブロックの中から、
伝送速度が速い変調、符号化の組み合わせが選択されており、かつ、前記フェイズドアレーアンテナにおいて前記再生データに対応する信号と同時期に受信された、前記再生データに対応する信号を送信した送信装置とは異なる他の送信装置から送信された信号に対応する再生データが存在しないリソースブロックを、
または、
伝送速度が速い変調、符号化の組み合わせが選択されており、かつ、前記フェイズドアレーアンテナにおいて前記再生データに対応する信号と同時期に受信された、前記他の送信装置から送信された信号に対応する再生データに誤りがないリソースブロックを、
選択することを特徴とする、請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記方向誤差推定部は、
前記他の送信装置から送信された信号に基づくチャネル推定値と、前記リソースブロック再生部において再生された、前記他の送信装置から送信された信号に対応するリソースブロックの信号とに基づいて、前記他の送信装置から送信された信号による前記サブアレーごとのベースバンド信号に対する干渉を示す干渉信号に相当する、レプリカ干渉信号を生成し、
前記受信信号に基づく前記サブアレーごとのベースバンド信号それぞれから、前記レプリカ干渉信号の成分を除くことを特徴とする、請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記基準信号生成部は、
前記リソースブロック再生部において再生されたリソースブロックの信号と、前記レプリカ干渉信号の成分が除かれた前記サブアレーごとのベースバンド信号および前記リソースブロックの信号に基づいて再推定されたチャネルの推定値とに基づいて、前記サブアレーごとのベースバンド信号に相当するレプリカベースバンド信号を、前記サブアレーごとに生成し、
前記サブアレーごとに生成されたレプリカベースバンド信号を合成して、前記基準信号を生成することを特徴とする、請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記方向誤差推定部は、
前記レプリカ干渉信号の成分が除かれた前記サブアレーごとのベースバンド信号と前記基準信号との相関に基づいて、前記サブアレーごとの位相誤差成分を検出し、
検出された前記サブアレーごとの位相誤差成分に基づいて位相誤差を推定し、
前記指向性設定部は、推定された前記位相誤差が変換された、前記受信信号の到来方向と前記フェイズドアレーアンテナにおける指向性の設定方向との方向誤差に基づいて、前記フェイズドアレーアンテナにおける指向性の方向を再設定することを特徴とする、請求項４、または５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記方向誤差推定部は、最小二乗法を用いて前記位相誤差を推定することを特徴とする、請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信するフェイズドアレーアンテナを備える通信装置における指向性制御方法であって、
前記複数のアンテナ素子がグループ化されたサブアレーごとに、各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、前記サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換するステップと、
リソースブロックごとに、前記サブアレーごとのベースバンド信号に基づいて再生データを復号し、復号された再生データの誤りを検出するステップと、
前記サブアレーごとのベースバンド信号と、前記再生データに誤りのないリソースブロックの信号とに基づいて、前記フェイズドアレーアンテナにおける指向性を制御するステップと、
を有することを特徴とする、指向性制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、および指向性制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動通信方式において伝送速度を向上させるための研究や技術開発が盛んに進められている。移動通信方式において伝送速度を向上させるための方法としては、例えば、より広帯域の信号を用いることが挙げられる。ここで、より広帯域の信号を伝送するには、例えば、これまで使用されているマイクロ波よりも高い周波数の準ミリ波などを用いる必要がある。しかしながら、高いキャリア周波数の信号を使用する場合には、伝搬損失が増える。そのため、高いキャリア周波数の信号を使用する場合には、例えば、移動通信サービスを提供可能なサービスエリアが縮小する、または、伝送品質が大幅に劣化するなどの問題が生じうる。
【０００３】
よって、伝搬損失を補償する補償技術として、例えばアレー利得により回線品質を確保するアンテナアレー技術に注目が集まっている。アンテナアレー技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０５６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
より大きなアレー利得を得るには、マイクロ波の受信に係る従来のフェイズドアレーアンテナよりもかなり多くのアンテナ素子（以下、「アレー素子」と示す場合がある。）が必要となる。しかしながら、例えば、各アレー素子に、周波数変換器、Ａ／Ｄ変換器（analog-to-digital  converter）を設けて、各アレー素子が受信した受信信号に基づいて信号再生処理や、指向性（位相）制御処理を行う場合には、受信される信号の信号処理に係る回路規模や装置規模が膨大となるという問題が生じる。
【０００６】
また、例えば、各アレー素子が受信した受信信号の合成を中間周波数の信号を処理するアナログ回路で行う場合には、回路規模や装置規模を小さくすることは可能である。しかしながら、各アレー素子が受信した受信信号の合成を中間周波数の信号を処理するアナログ回路で行う場合には、信号検出に係る処理や指向制御処理などにおいて、より高機能な方法（例えば、より精度の高い方法）を用いることができない。よって、各アレー素子が受信した受信信号の合成を中間周波数の信号を処理するアナログ回路で行う場合には、伝送品質の向上を十分に図ることができないという問題が生じうる。
【０００７】
ここで、上記のような生じうる問題の解決を図るための一の方法としては、例えば、特許文献１に記載の技術のように、フェイズドアレーアンテナを構成する複数のアレー素子をグループ化し、アレー素子がグループ化されたサブアレーごとに、各アレー素子が受信した受信信号の合成を行って、信号再生処理や、指向性制御処理を行う方法が挙げられる。サブアレーごとに各アレー素子が受信した受信信号の合成を行って、信号再生処理や指向性制御処理を行う場合には、アレー素子ごとに周波数変換器やＡ／Ｄ変換器を設ける場合よりも、回路規模や装置規模をより小さくすることが可能であり、また、より高機能な方法を用いることも可能となる。
【０００８】
ここで、例えば特許文献１に記載の技術では、指向性制御処理を行う通信装置が、送信装置から送信される既知の基準送信信号（例えば、トレーニング信号に相当する。）に基づいて、振幅や位相を校正する。しかしながら、例えば特許文献１に記載の技術は、トレーニング信号に相当する基準送信信号に基づいて振幅や位相を校正するものであるので、ユーザデータなどの実データを示す信号に対する指向性制御の精度の向上を図ることができるとは限らない。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、フェイズドアレーアンテナにより受信される信号の信号処理に係る回路規模の増加を抑えつつ、指向性制御の精度の向上を図ることが可能な、新規かつ改良された通信装置、および指向性制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信するフェイズドアレーアンテナと、上記複数のアンテナ素子がグループ化されたサブアレーごとに、各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、上記サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換する信号変換部と、リソースブロックごとに、上記サブアレーごとのベースバンド信号に基づいて再生データを復号し、復号された再生データの誤りを検出する信号処理部と、上記サブアレーごとのベースバンド信号と、上記再生データに誤りのないリソースブロックの信号とに基づいて、上記フェイズドアレーアンテナにおける指向性を制御する指向性制御部と、を備える通信装置が提供される。
【００１１】
かかる構成によって、フェイズドアレーアンテナにより受信される信号の信号処理に係る回路規模を低減することができ、また、良好な指向性制御特性を実現することができる。よって、かかる構成によって、フェイズドアレーアンテナにより受信される信号の信号処理に係る回路規模の増加を抑えつつ、指向性制御の精度の向上を図ることができる。
【００１２】
また、上記指向性制御部は、上記再生データに誤りのないリソースブロックを選択するリソースブロック選択部と、選択されたリソースブロックの信号を再生するリソースブロック再生部と、再生されたリソースブロックの信号に基づいて、指向性の制御における基準となる基準信号を生成する基準信号生成部と、上記サブアレーごとのベースバンド信号と、上記基準信号とに基づいて、上記指向性を向ける方向の誤差を推定する方向誤差推定部と、推定された誤差に基づいて、上記フェイズドアレーアンテナにおける指向性の方向を設定する指向性設定部と、を備えてもよい。
【００１３】
また、上記リソースブロック選択部は、上記再生データに誤りのないリソースブロックの中から、伝送速度が速い変調、符号化の組み合わせが選択されており、かつ、上記フェイズドアレーアンテナにおいて上記再生データに対応する信号と同時期に受信された、上記再生データに対応する信号を送信した送信装置とは異なる他の送信装置から送信された信号に対応する再生データが存在しないリソースブロックを、または、伝送速度が速い変調、符号化の組み合わせが選択されており、かつ、上記フェイズドアレーアンテナにおいて上記再生データに対応する信号と同時期に受信された、上記他の送信装置から送信された信号に対応する再生データに誤りがないリソースブロックを、選択してもよい。
【００１４】
また、上記方向誤差推定部は、上記他の送信装置から送信された信号に基づくチャネル推定値と、上記リソースブロック再生部において再生された、上記他の送信装置から送信された信号に対応するリソースブロックの信号とに基づいて、上記他の送信装置から送信された信号による上記サブアレーごとのベースバンド信号に対する干渉を示す干渉信号に相当する、レプリカ干渉信号を生成し、上記受信信号に基づく上記サブアレーごとのベースバンド信号それぞれから、上記レプリカ干渉信号の成分を除いてもよい。
【００１５】
また、上記基準信号生成部は、上記リソースブロック再生部において再生されたリソースブロックの信号と、上記レプリカ干渉信号の成分が除かれた上記サブアレーごとのベースバンド信号および上記リソースブロックの信号に基づいて再推定されたチャネルの推定値とに基づいて、上記サブアレーごとのベースバンド信号に相当するレプリカベースバンド信号を、上記サブアレーごとに生成し、上記サブアレーごとに生成されたレプリカベースバンド信号を合成して、上記基準信号を生成してもよい。
【００１６】
また、上記方向誤差推定部は、上記レプリカ干渉信号の成分が除かれた上記サブアレーごとのベースバンド信号と上記基準信号との相関に基づいて、上記サブアレーごとの位相誤差成分を検出し、検出された上記サブアレーごとの位相誤差成分に基づいて位相誤差を推定し、上記指向性設定部は、推定された上記位相誤差が変換された、上記受信信号の到来方向と上記フェイズドアレーアンテナにおける指向性の設定方向との方向誤差に基づいて、上記フェイズドアレーアンテナにおける指向性の方向を再設定してもよい。
【００１７】
また、上記方向誤差推定部は、最小二乗法を用いて上記位相誤差を推定してもよい。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信するフェイズドアレーアンテナを備える通信装置における指向性制御方法であって、
上記複数のアンテナ素子がグループ化されたサブアレーごとに、各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、上記サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換するステップと、リソースブロックごとに、上記サブアレーごとのベースバンド信号に基づいて再生データを復号し、復号された再生データの誤りを検出するステップと、上記サブアレーごとのベースバンド信号と、上記再生データに誤りのないリソースブロックの信号とに基づいて、上記フェイズドアレーアンテナにおける指向性を制御するステップと、を有する指向性制御方法が提供される。
【００１９】
かかる方法を用いることによって、通信装置が備える、フェイズドアレーアンテナにより受信される信号の信号処理に係る回路の回路規模を低減することができ、また、良好な指向性制御特性を実現することができる。よって、かかる構成によって、フェイズドアレーアンテナにより受信される信号の信号処理に係る回路規模の増加を抑えつつ、指向性制御の精度の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、フェイズドアレーアンテナにより受信される信号の信号処理に係る回路規模の増加を抑えつつ、指向性制御の精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の技術に係る第１の通信装置の構成の一例を示す説明図である。
【図２】従来の技術に係る第２の通信装置の構成の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る通信装置を有する本発明の実施形態に係る通信システムの一例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る送信装置の構成の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る送信装置から送信されるベースバンド信号の一例を説明するための説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る通信装置の構成の一例を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る通信装置が備えるフェイズドアレーアンテナの一例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る通信装置における指向性制御処理を説明するための説明図である。
【図９】本発明の実施形態に係る通信装置における指向性制御処理を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る通信装置における指向性制御処理による効果を説明するための説明図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る通信装置における指向性制御処理による効果を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る指向性制御方法の一例を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
（従来の技術に係る通信装置における問題）
本発明の実施形態に係る通信装置の構成について説明する前に、従来の技術に係る通信装置における問題について説明する。また、以下では、従来の技術に係る通信装置が、ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）方式により変調された信号（以下、「ＯＦＤＭ信号」と示す場合がある。）を処理する場合を例に挙げて説明する。
【００２４】
［Ａ］従来の技術に係る第１の通信装置における問題
図１は、従来の技術に係る第１の通信装置の構成の一例を示す説明図である。ここで、図１は、フェイズドアレーアンテナを構成するアンテナ素子それぞれに、周波数変換器、ローパスフィルタ、およびＡ／Ｄ変換器を備える、従来の技術に係る通信装置の構成の一例を示している。また、図１は、従来の技術に係る通信装置の構成のうち、デジタルビームフォーミングに係る構成を示している。
【００２５】
従来の技術に係る第１の通信装置は、例えば、アンテナ素子１０Ａ、１０Ｂ、…、１０ｍと、乗算器１２Ａ、１２Ｂ、…、１２ｍと、中間周波数ｆＩＦの信号を生成する発振回路１４と、ローパスフィルタ１６Ａ、１６Ｂ、…、１６ｍと、Ａ／Ｄ変換器１８Ａ、１８Ｂ、…、１８ｍと、高速フーリエ変換（Fast  Fourier  Transform：ＦＦＴ）回路２０Ａ、２０Ｂ、…、２０ｍと、アレーウェイト制御部２２と、乗算器２４Ａ、２４Ｂ、…、２４ｍと、合成回路２６と、信号検出部２８と、誤り訂正復号部３０と、判定回路３２とを備える。
【００２６】
アンテナ素子１０Ａ、１０Ｂ、…、１０ｍ（各アレー）において受信された信号は、乗算器１２Ａ、１２Ｂ、…、１２ｍにより中間周波数ｆＩＦへ周波数変換される。つまり、乗算器１２Ａ、１２Ｂ、…、１２ｍそれぞれは、周波数変換器としての役目を果たす。
【００２７】
乗算器１２Ａ、１２Ｂ、…、１２ｍにより周波数変換された信号は、ローパスフィルタ１６Ａ、１６Ｂ、…、１６ｍによりフィルタリングされた後に、Ａ／Ｄ変換器１８Ａ、１８Ｂ、…、１８ｍによってサンプリングされる。つまり、ローパスフィルタ１６Ａ、１６Ｂ、…、１６ｍそれぞれは、フィルタリング回路の役目を果たし、Ａ／Ｄ変換器１８Ａ、１８Ｂ、…、１８ｍそれぞれは、サンプリング回路の役目を果たす。Ａ／Ｄ変換器１８Ａ、１８Ｂ、…、１８ｍによってサンプリングされることによって、従来の技術に係る第１の通信装置における以降の処理は、デジタル信号に対する処理となる。
【００２８】
高速フーリエ変換回路２０Ａ、２０Ｂ、…、２０ｍは、サンプリングされた信号からＯＦＤＭ信号のガードインターバル（Guard  Interval：ＧＩ）を取り除き、高速フーリエ変換を行うことによって、周波数領域の信号へと変換する。
【００２９】
アレーウェイト制御部２２は、アレーウェイトベクトルを算出する。ここで、周波数領域の信号、すなわち、受信ベースバンド信号に含まれるリファレンス信号は、従来の技術に係る第１の通信装置において既知であるので、アレーウェイト制御部２２は、周波数領域の信号が所望の信号となるように、アレーウェイトベクトルを算出する。
【００３０】
乗算器２４Ａ、２４Ｂ、…、２４ｍは、高速フーリエ変換回路２０Ａ、２０Ｂ、…、２０ｍから伝達される周波数領域の信号と、アレーウェイトベクトルとを乗算し、合成回路２６は、乗算器２４Ａ、２４Ｂ、…、２４ｍから伝達される信号を合成する。信号検出部２８は、合成回路２６から伝達される信号から、送信装置（例えば、ユーザが所有するユーザ端末など）から送信された信号を検出する。乗算器２４Ａ、２４Ｂ、…、２４ｍ、および合成回路２６において、アレーウェイトベクトルと、受信データシンボルとの積和演算が行われ、信号検出部２８において送信装置から送信された信号が検出されることによって、送信装置から送信された信号が復元される。
【００３１】
誤り訂正復号部３０は、信号検出部２８において検出された信号の誤りを訂正し、判定回路３２は、誤りが訂正された信号（デジタル信号）の“０”、“１”を判定し、判定結果を示す信号（デジタル信号）を、送信装置から送信された信号に対応する再生データ（受信データ）として出力する。
【００３２】
例えば図１に示すような構成の従来の技術に係る第１の通信装置は、全アンテナ素子で受信された信号を一括してデジタル信号処理を行うことによって、アダプティブアレー制御（振幅と位相との制御）を行う。この場合、従来の技術に係る第１の通信装置では、例えば、高速フーリエ変換回路２０Ａ、２０Ｂ、…、２０ｍから伝達される周波数領域の信号と、リファレンス信号（トレーニング信号）との誤差が小さくなるように、適応アルゴリズムや逆行列演算を用いて、振幅と位相とが制御される。
【００３３】
しかしながら、従来の技術に係る第１の通信装置は、図１に示すように、フェイズドアレーアンテナを構成するアンテナ素子それぞれに、乗算器（周波数変換器）、ローパスフィルタ、およびＡ／Ｄ変換器を備えなければならない。よって、従来の技術に係る第１の通信装置では、フェイズドアレーアンテナを構成するアンテナ素子の数が増加すればする程（すなわち、必要となるアレーエレメント数が増加すればする程）、フェイズドアレーアンテナにより受信される信号の信号処理に係る回路規模が膨大となるという問題が生じる。
【００３４】
［Ｂ］従来の技術に係る第２の通信装置における問題
図２は、従来の技術に係る第２の通信装置の構成の一例を示す説明図である。ここで、図２は、中間周波数ｆＩＦの信号を生成する発振回路が生成した信号を、フェイズドアレーアンテナを構成するアンテナ素子それぞれにおいて所望の指向性に対応した位相に合わせて周波数変換した後に合成し、その後、１組のフィルタ回路とサンプリング回路とによってフィルタリングとサンプリングが行われる、従来の技術に係る通信装置の構成の一例を示している。また、図２は、従来の技術に係る通信装置の構成のうち、アナログビームフォーミングに係る構成を示している。
【００３５】
従来の技術に係る第２の通信装置は、例えば、アンテナ素子１０Ａ、１０Ｂ、…、１０ｍと、信号変換部３４と、発振回路１４と、ローパスフィルタ１６と、Ａ／Ｄ変換器１８と、高速フーリエ変換回路２０と、信号検出部２８と、誤り訂正復号部３０と、判定回路３２と、指向性設定部４０とを備える。また、信号変換部３４は、アンテナ素子１０Ａ、１０Ｂ、…、１０ｍそれぞれに対応する周波数変換器３６Ａ、３６Ｂ、…、３６ｍと、合成回路２６とを備える。
【００３６】
アンテナ素子１０Ａ、１０Ｂ、…、１０ｍ（各アレー）において受信された信号は、周波数変換器３６Ａ、３６Ｂ、…、３６ｍにおいて周波数変換される。そして、合成回路２６は、周波数変換器３６Ａ、３６Ｂ、…、３６ｍにおいて周波数変換された信号を合成する。ここで、周波数変換器３６Ａ、３６Ｂ、…、３６ｍは、アンテナ素子１０Ａ、１０Ｂ、…、１０ｍにおいて受信された信号を無線周波数から中間周波数ｆＩＦへと周波数変換し、さらに、ベースバンド信号（変調されて搬送波にのせられる前の信号）へと周波数変換する。また、周波数変換器３６Ａ、３６Ｂ、…、３６ｍは、ベースバンド信号へと周波数変換する際には、発振回路１４が生成した信号を、アンテナ素子それぞれにおいて所望の指向性に対応した位相に合わせて周波数変換する。また、上記所望の指向性は、指向性設定部４０によって設定される。
【００３７】
周波数変換器３６Ａ、３６Ｂ、…、３６ｍにおいて上記のように周波数変換された後に、合成回路２６が信号を合成することによって、信号変換部３４において、アンテナ素子１０Ａ、１０Ｂ、…、１０ｍ（各アレー）において受信された信号がベースバンド信号へ変換されたときには、ビームフォーミングがなされている。よって、従来の技術に係る第２の通信装置は、図２に示すように、信号変換部３４の後段に、ローパスフィルタ１６、およびＡ／Ｄ変換器１８、高速フーリエ変換回路２０を１系統備えていればよいという利点を有する。
【００３８】
合成回路２６から出力される信号は、ローパスフィルタ１６によりフィルタリングされた後に、Ａ／Ｄ変換器１８によってサンプリングされる。つまり、ローパスフィルタ１６は、フィルタリング回路の役目を果たし、Ａ／Ｄ変換器１８は、サンプリング回路の役目を果たす。Ａ／Ｄ変換器１８によってサンプリングされることによって、従来の技術に係る第２の通信装置における以降の処理は、デジタル信号に対する処理となる。
【００３９】
高速フーリエ変換回路２０は、サンプリングされた信号からＯＦＤＭ信号のガードインターバル（ＧＩ）を取り除き、高速フーリエ変換を行うことによって、周波数領域の信号へと変換する。
【００４０】
信号検出部２８は、高速フーリエ変換回路２０から伝達される信号から、送信装置から送信された信号を検出する。誤り訂正復号部３０は、信号検出部２８において検出された信号の誤りを訂正し、判定回路３２は、誤りが訂正された信号（デジタル信号）の“０”、“１”を判定し、判定結果を示す信号（デジタル信号）を、送信装置から送信された信号に対応する再生データ（受信データ）として出力する。
【００４１】
指向性設定部４０は、再生データに含まれる、送信装置から送信される複数の固定ビームの中の最適なビームインデックスの帰還に基づいて、指向性を設定する。
【００４２】
例えば図２に示すような構成の従来の技術に係る第２の通信装置における指向性（位相）制御は、帰還されるビームインデックスに基づいて、量子化された方向へのスイッチングとなる。
【００４３】
また、従来の技術に係る第２の通信装置では、例えば図２に示すように、信号変換部３４、ローパスフィルタ１６、Ａ／Ｄ変換器１８、および高速フーリエ変換回路２０から構成されるビームフォーマーを複数備え、各ビームフォーマーにおいてアンテナ素子１０Ａ、１０Ｂ、…、１０ｍにおいて受信された信号を処理させることによって、複数の送信装置から送信された信号を同時に受信することが可能である。
【００４４】
しかしながら、例えば図２に示すように、従来の技術に係る第２の通信装置は、図１に示す従来の技術に係る第１の通信装置よりも構成が簡単である。そのため、従来の技術に係る第２の通信装置では、信号検出に係る処理や指向制御処理などにおいて、より高機能な方法（例えば、より精度の高い方法）を用いることは困難である。よって、従来の技術に係る第２の通信装置では、例えば、指向性を送信装置の位置する方向へと最適に調整する場合や、送信装置の位置する方向とビームの方向とにずれがある場合に、高い信号検出特性を有することが困難であるという問題が生じる。
【００４５】
図１、図２を参照して示したように、従来の技術に係る通信装置では、例えば、フェイズドアレーアンテナにより受信される信号の信号処理に係る回路規模が膨大となるという問題や、高い信号検出特性を有することが困難であるという問題が生じる。
【００４６】
（本発明の実施形態に係る通信装置）
次に、本発明の実施形態に係る通信装置について説明する。以下では、本発明の実施形態に係る通信装置が、ＯＦＤＭ方式により変調された信号（ＯＦＤＭ信号）を処理する場合を例に挙げて説明する。なお、本発明の実施形態に係る通信装置が受信して処理する信号は、ＯＦＤＭ方式により変調された信号に限られない。
【００４７】
［１］本発明の実施形態に係る通信装置を有する通信システムの概要
図３は、本発明の実施形態に係る通信装置を有する本発明の実施形態に係る通信システムの一例を示す説明図である。まず、図３を参照しつつ、本発明の実施形態に係る通信システムを構成する、本発明の実施形態に係る通信装置と、本発明の実施形態に係る送信装置との概要について説明する。
【００４８】
本発明の実施形態に係る通信システムは、例えば、通信装置１００と、送信装置２００Ａ、２００Ｂ（以下、総称して「送信装置２００」と示す場合がある。）とを有する。なお、図３では、通信装置１００が、送信装置２００Ａおよび送信装置２００Ｂという２つの送信装置２００からそれぞれ送信された信号を受信する例を示しているが、本発明の実施形態に係る通信装置が受信する信号は、２つの送信装置２００からそれぞれ送信された信号に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る通信装置は、１または２以上の送信装置２００からそれぞれ送信される信号を受信し、受信した信号を処理することが可能である。
【００４９】
以下では、説明の便宜上、送信装置２００Ａを「ユーザ＃１」と示し、また、送信装置２００Ａから送信された信号に係る信号も「ユーザ＃１」と示す場合がある。同様に、以下では、説明の便宜上、送信装置２００Ｂを「ユーザ＃２」と示し、また、送信装置２００Ｂから送信された信号に係る信号も「ユーザ＃２」と示す場合がある。
【００５０】
［１−１］本発明の実施形態に係る通信装置の概要
通信装置１００は、例えば、フェイズドアレーアンテナ１０２と、受信部１０４とを備える。
【００５１】
また、通信装置１００は、例えば、制御部（図示せず）や、ＲＯＭ（Read  Only  Memory。図示せず）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory。図示せず）、外部装置と通信を行うための他の通信部（図示せず）などを備えていてもよい。通信装置１００は、例えば、データの伝送路としてのバスにより上記各構成要素間を接続する。
【００５２】
ここで、制御部（図示せず）は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）や各種処理回路などで構成され、通信装置１００全体を制御する。また、制御部（図示せず）は、例えば、受信部１０４の役目を果たしてもよい。なお、受信部１０４は、専用の（または汎用の）処理回路で構成されていてもよいことは、言うまでもない。
【００５３】
ＲＯＭ（図示せず）は、制御部（図示せず）が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データを記憶する。ＲＡＭ（図示せず）は、制御部（図示せず）により実行されるプログラムなどを一時的に記憶する。
【００５４】
他の通信部（図示せず）は、通信装置１００が備える他の通信手段であり、ネットワークを介して（あるいは、直接的に）、外部装置と無線／有線で通信を行う。ここで、他の通信部（図示せず）としては、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂポートおよび送受信回路（無線通信）や、光ファイバーが接続される光コネクタおよび光ＩＣ（Integrated  Circuit）、あるいはＬＡＮ（Local  Area  Network）端子および送受信回路（有線通信）などが挙げられる。また、本発明の実施形態に係るネットワークとしては、例えば、ＬＡＮやＷＡＮ（Wide  Area  Network）などの有線ネットワーク、無線ＬＡＮ（Wireless  Local  Area  Network：ＷＬＡＮ）や無線ＷＡＮ（Wireless  Wide  Area  Network：ＷＷＡＮ）などの無線ネットワーク、あるいは、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission  Control  Protocol/Internet  Protocol）などの通信プロトコルを用いたインターネットなどが挙げられる。
【００５５】
フェイズドアレーアンテナ１０２は、複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信する。ここで、フェイズドアレーアンテナ１０２は、例えば図３に示すように、２次元アンテナアレーを構成する。
【００５６】
受信部１０４は、フェイズドアレーアンテナ１０２の各アンテナ素子が受信した信号を処理する。受信部１０４の構成の具体例については、後述する。
【００５７】
通信装置１００は、例えば図３に示す構成によって、同時期にまたは異なる時期に、送信装置２００からそれぞれ送信された信号を受信し、各送信装置２００から送信された信号を再生する。したがって、通信装置１００では、複数の送信装置２００に対してそれぞれビーム（指向性）を向けるため、各送信装置２００から送信された信号が互いに干渉した信号から、送信装置２００それぞれの方向を推定することが求められる。
【００５８】
［１−２］本発明の実施形態に係る送信装置の概要
図４は、本発明の実施形態に係る送信装置２００の構成の一例を示す説明図である。ここで、図４では、送信装置２００の構成のうち、信号の送信に係る構成の一例を示している。
【００５９】
送信装置２００は、例えば、誤り検出符号化部２０２と、誤り訂正符号化部２０４と、インターリーバ部２０６と、変調マッピング部２０８と、リファレンス信号多重化部２１０と、逆高速フーリエ変換（Inverse  Fast  Fourier  Transform：ＩＦＦＴ）部２１２と、周波数ｆｃの信号を生成する発振回路２１４と、乗算器２１６と、アンテナ２１８とを備える。誤り検出符号化部２０２、誤り訂正符号化部２０４、インターリーバ部２０６、変調マッピング部２０８、およびリファレンス信号多重化部２１０は、送信対象のパケットデータを、リソースブロック（Resource  Block。以下、「ＲＢ」と示す場合がある。）ごとに処理する。
【００６０】
誤り検出符号化部２０２は、ＣＲＣ（Cyclic  Redundancy  Check）符号などの誤り検出用の符号を、送信対象のパケットデータに付加する。
【００６１】
誤り訂正符号化部２０４は、ターボ符号やＬＤＰＣ（Low-Density  Parity-check  Code）符号などの誤り訂正用の符号を、誤り検出符号化部２０２から伝達されるパケットデータに付加する。また、インターリーバ部２０６は、誤り訂正符号化部２０４から伝達されるパケットデータに対してインターリービングを行い、変調マッピング部２０８は、インターリーバ部２０６においてインターリービングされたパケットデータを変調マッピングする。ここで、誤り訂正符号化部２０４において使用される符号化率と、変調マッピング部２０８において使用される変調次数は、例えば、リソースブロックごとにチャネル状況に応じて、例えば通信装置１００や基地局などによってＭＣＳ（Modulation  and  Coding  Set）インデックスとして指定される。
【００６２】
リファレンス信号多重化部２１０は、変調マッピング部２０８から伝達されるパケットデータに対して、チャネル推定を行うためのリファレンス信号を多重する。ここで、リファレンス信号多重化部２１０においてリファレンス信号が多重されたパケットデータ（デジタル信号）は、本発明の実施形態に係るベースバンド信号に該当する。
【００６３】
図５は、本発明の実施形態に係る送信装置２００から送信されるベースバンド信号の一例を説明するための説明図である。ここで、図５は、送信装置２００が、ＯＦＤＭ方式で変調を行ってＯＦＤＭ信号を送信する場合における、ベースバンド信号の例を示している。
【００６４】
図５に示すように、送信装置２００は、時間方向のＯＦＤＭシンボルと周波数方向のサブキャリアとからなるリソースブロックを設定する。変調マッピング部２０８は、誤り訂正符号化部２０４において生成される１符号語を、変調マッピングして、リソースブロック内に配置する。また、リファレンス信号多重化部２１０は、図５に示すように、リファレンス信号を多重化する。なお、図５では、便宜上、リソースブロック＃１のみに、多重化されたリファレンス信号を示している。
【００６５】
再度図４を参照して、送信装置２００の構成の一例について説明する。逆高速フーリエ変換部２１２は、リファレンス信号多重化部２１０から伝達されるパケットデータを、逆高速フーリエ変換によって時間領域の信号に変換し、ガードインターバル（ＧＩ）を付加する。ここで、逆高速フーリエ変換部２１２における処理は、送信装置２００から送信される信号（以下、「送信信号」と示す場合がある。）を生成する処理に該当する。
【００６６】
逆高速フーリエ変換部２１２から出力される送信信号は、乗算器２１６において変調され、アンテナ２１８から通信装置１００の方向へ送信される。ここで、通信装置１００の方向への信号の送信は、例えば、セクタアンテナや、送信ビームフォーミングなどによって実現される。
【００６７】
送信装置２００は、例えば図４に示す構成を有することによって、通信装置１００へと信号を送信する。
【００６８】
［２］本発明の実施形態に係る通信装置の構成の一例
次に、本発明の実施形態に係る通信装置１００の構成について、より具体的に説明する。以下では、通信装置１００が、図３に示す送信装置２００Ａと送信装置２００Ｂとの２つの送信装置２００から送信される信号を受信する場合を例に挙げて、通信装置１００の構成の一例を説明する。
【００６９】
［２−１］本発明の実施形態に係る通信装置の構成
図６は、本発明の実施形態に係る通信装置１００の構成の一例を示す説明図である。
【００７０】
通信装置１００は、例えば、フェイズドアレーアンテナ１０２と、信号変換部１０６と、信号処理部１０８と、指向性制御部１１０とを備える。ここで、信号変換部１０６、信号処理部１０８、および指向性制御部１１０は、図３に示す受信部１０４に対応する。
【００７１】
フェイズドアレーアンテナ１０２は、上述したように、複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信する。図７は、本発明の実施形態に係る通信装置１００が備えるフェイズドアレーアンテナ１０２の一例を示す説明図である。
【００７２】
通信装置１００では、フェイズドアレーアンテナ１０２を構成する複数のアンテナ素子がグループ化され、フェイズドアレーアンテナ１０２を構成する複数のアンテナ素子は、サブアレーに分割される。ここで、図７では、フェイズドアレーアンテナ１０２を構成する複数のアンテナ素子が、サブアレーＳＡ１〜ＳＡ４の４つのサブアレーに分割された例を示している。
【００７３】
また、図７に示すＡ１は、図３に示す送信装置２００Ａが存在する方向を示しており、図７に示すＢ１は、通信装置１００が送信装置２００Ａに対して向けている指向性の方向を示している。同様に、図７に示すＡ２は、図３に示す送信装置２００Ｂが存在する方向を示しており、図７に示すＢ２は、通信装置１００が送信装置２００Ｂに対して向けている指向性の方向を示している。
【００７４】
図７のＡ１に示す方位・仰角（θ１，φ１）と、図７のＢ１に示す方位・仰角（θ１＋Δθ１，φ１＋Δφ１）とに示すように、図７では、送信装置２００Ａが存在する方向と送信装置２００Ａに対して向けている指向性の方向とには、方位の誤差Δθ１と仰角の誤差Δφ１とが存在する。通信装置１００は、方位の誤差Δθ１と仰角の誤差Δφ１とが小さくなるように、フェイズドアレーアンテナ１０２における送信装置２００Ａに対する指向性を制御する。より具体的には、通信装置１００は、例えば、方位の誤差Δθ１と仰角の誤差Δφ１とが小さくなるように、フェイズドアレーアンテナ１０２における指向性の方向を設定する。
【００７５】
また、図７のＡ２に示す方位・仰角（θ２，φ２）と、図７のＢ２に示す方位・仰角（θ２＋Δθ２，φ２＋Δφ２）とに示すように、図７では、送信装置２００Ｂが存在する方向と送信装置２００Ｂに対して向けている指向性の方向とには、方位の誤差Δθ２と仰角の誤差Δφ２とが存在する。通信装置１００は、方位の誤差Δθ２と仰角の誤差Δφ２とが小さくなるように、フェイズドアレーアンテナ１０２における送信装置２００Ｂに対する指向性を制御する。より具体的には、通信装置１００は、例えば、方位の誤差Δθ２と仰角の誤差Δφ２とが小さくなるように、フェイズドアレーアンテナ１０２における指向性の方向を設定する。
【００７６】
なお、図７では、各サブアレーが１６個のアンテナ素子で構成される例を示しているが、本発明の実施形態に係る通信装置１００におけるサブアレーを構成するアンテナ素子の数は、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る通信装置１００におけるサブアレーは、方位と仰角のビーム制御が可能な２（水平方向）×２（垂直方向）の４つ以上のアンテナ素子で構成することが可能である。また、本発明の実施形態に係る通信装置１００におけるサブアレーの数は、４つに限られない。例えば、フェイズドアレーアンテナ１０２は、２以上のサブアレーに分割されてもよい。さらに、図７では、各サブアレーを構成するアンテナ素子の数が同一である例を示しているが、各サブアレーを構成するアンテナ素子の数は、例えば異なっていてもよい。
【００７７】
再度図６を参照して、通信装置１００の構成の一例について説明する。信号変換部１０６は、サブアレーごとに、各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換する。
【００７８】
信号変換部１０６は、例えば、変換部１１２と、ローパスフィルタ１１４Ａ、１１４Ｂ、…１１４ｎ（以下、総称して「ローパスフィルタ１１４」と示す場合がある。）と、Ａ／Ｄ変換器１１６Ａ、１１６Ｂ、…、１１６ｍ（以下、総称して「Ａ／Ｄ変換器１１６」と示す場合がある。）と、高速フーリエ変換回路１１８Ａ、１１８Ｂ、…１１８ｍ（以下、総称して「高速フーリエ変換回路１１８」と示す場合がある。）とを備える。
【００７９】
変換部１１２は、例えば、サブアレーごとに、図２に示す信号変換部３４と同様の構成を有する変換回路１１２Ａ、１１２Ｂ、…、１１２ｎを備える。変換部１１２は、図６に示す構成によって、サブアレーごとに、各アンテナ素子において受信された受信信号を周波数変換し、周波数変換した信号を合成する。また、変換部１１２における処理は、後述する指向性制御部１１０によって制御される。
【００８０】
ここで、変換部１１２において、上記のようにサブアレーごとに受信信号が周波数変換された後に合成されることによって、サブアレーごとに合成された信号は、ビームフォーミングがなされた信号となる。よって、信号変換部１０６は、図６に示すように、ローパスフィルタ１１４、Ａ／Ｄ変換器１１６、および高速フーリエ変換回路１１８を、サブアレーごとに１系統ずつ備えていればよい。
【００８１】
したがって、通信装置１００は、図１に示す従来の通信装置よりも、フェイズドアレーアンテナ１０２により受信される信号の信号処理に係る回路規模を低減することができる。
【００８２】
変換回路１１２Ａ、１１２Ｂ、…、１１２ｎそれぞれから出力される信号は、対応するローパスフィルタ１１４によりフィルタリングされた後に、対応するＡ／Ｄ変換器１１６によってサンプリングされる。つまり、ローパスフィルタ１１４は、フィルタリング回路の役目を果たし、Ａ／Ｄ変換器１１６は、サンプリング回路の役目を果たす。Ａ／Ｄ変換器１１６によってサンプリングされることによって、通信装置１００における以降の処理は、デジタル信号に対する処理となる。
【００８３】
高速フーリエ変換回路１１８は、対応するＡ／Ｄ変換器１１６から伝達されるサンプリングされた信号からＯＦＤＭ信号のガードインターバル（ＧＩ）を取り除き、高速フーリエ変換を行うことによって、周波数領域の信号へと変換する。ここで、高速フーリエ変換回路１１８から出力される信号は、本発明の実施形態に係るベースバンド信号（例えば、図４に示す送信装置２００のリファレンス信号多重化部２１０においてリファレンス信号が多重されたパケットデータ）に相当する。
【００８４】
信号変換部１０６は、例えば図６に示す構成によって、サブアレーごとに、各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換する。
【００８５】
なお、本発明の実施形態に係る信号変換部１０６の構成は、図６に示す構成に限られない。例えば、図６では、信号変換部１０６が、フィルタリング回路としてローパスフィルタを備える構成を示しているが、本発明の実施形態に係る信号変換部１０６は、バンドパスフィルタなどの他のフィルタでフィルタリング回路を構成してもよい。
【００８６】
また、図６では、信号変換部１０６が、変換部１１２、ローパスフィルタ１１４、Ａ／Ｄ変換器１１６、および高速フーリエ変換回路１１８を有するビームフォーマーを２つ備える構成を示しているが、本発明の実施形態に係る信号変換部１０６は、１または３以上のビームフォーマーを備えていてもよい。本発明の実施形態に係る信号変換部１０６は、例えば時間分割を用いることによって、備えているビームフォーマーの数以上の、複数の送信装置から送信される信号を、処理することが可能である。
【００８７】
信号処理部１０８は、リソースブロックごとに、サブアレーごとのベースバンド信号に基づいて再生データ（受信データ）を復号し、復号された再生データの誤りを検出する。
【００８８】
信号処理部１０８は、例えば、信号検出部１２０と、誤り訂正復号部１２２と、判定回路１２４と、誤り検出復号部１２６とを備える。
【００８９】
信号検出部１０８は、高速フーリエ変換回路１１８からそれぞれ伝達されるサブアレーに対応するベースバンド信号に基づいて、送信装置２００から送信された信号を検出する。ここで、信号検出部１０８は、例えば、高速フーリエ変換回路１１８からそれぞれ伝達されるサブアレーに対応するベースバンド信号の合成や、当該サブアレーに対応するベースバンド信号からの信号検出を行うことによって、送信装置２００から送信された信号を検出する。
【００９０】
また、信号検出部１０８は、ビームフォーマーごとに異なる送信装置２００から送信された信号を検出する。例えば、信号検出部１０８は、ビームフォーマー＃１から伝達されるサブアレーに対応するベースバンド信号に基づいて、送信装置２００Ａ（または送信装置２００Ｂ）から送信された信号を検出し、ビームフォーマー＃２から伝達されるサブアレーに対応するベースバンド信号に基づいて、送信装置２００Ｂ（または送信装置２００Ａ）から送信された信号を検出する。
【００９１】
誤り訂正復号部１２２は、信号検出部１２０において検出された送信信号に含まれる、ターボ符号やＬＤＰＣ符号などの誤り訂正用の符号に基づいて、信号検出部１２０において検出された送信信号の誤りを訂正する。
【００９２】
判定回路１２４は、誤りが訂正された信号（デジタル信号）の“０”、“１”を判定し、判定結果を示す信号（デジタル信号）を、送信装置２００から送信された信号に対応する再生データ（受信データ）として出力する。
【００９３】
誤り検出復号部１２６は、判定回路１２４から伝達される再生データに含まれるＣＲＣ符号などの誤り検出用の符号に基づいて、再生データの誤りを検出する。
【００９４】
信号処理部１０８は、例えば図６に示す構成によって、リソースブロックごとに、サブアレーごとのベースバンド信号に基づいて再生データ（受信データ）を復号し、復号された再生データの誤りを検出する。
【００９５】
なお、本発明の実施形態に係る信号処理部１０８の構成は、図６に示す構成に限られない。例えば、図６では、信号処理部１０８が、誤り訂正部１２２を備え、誤りを訂正する処理を行った後に再生データの誤りを検出する構成を示しているが、本発明の実施形態に係る信号処理部１０８は、例えば、誤り訂正部１２２を備えない構成をとることも可能である。
【００９６】
指向性制御部１１０は、サブアレーごとのベースバンド信号と、再生データに誤りのないリソースブロックの信号（再生データに対応する信号）とに基づいて、フェイズドアレーアンテナ１０２における指向性を制御する。
【００９７】
指向性制御部１１０は、例えば、リソースブロック選択部１２８と、リソースブロック再生部１３０と、基準信号生成部１３２と、方向誤差推定部１３４と、指向性設定部１３６とを備える。
【００９８】
リソースブロック選択部１２８は、再生データに誤りのないリソースブロックを選択する。
【００９９】
なお、リソースブロック選択部１２８における処理は、再生データに誤りのないリソースブロックを選択することに限られない。例えば、リソースブロック選択部１２８は、例えば、再生データに誤りのないリソースブロックの中から、下記に示す（ａ）と、下記に示す（ｂ）または（ｃ）とを満たすリソースブロックを、選択してもよい。また、リソースブロック選択部１２８は、例えば、再生データに誤りのないリソースブロックの中から、下記に示す（ｂ）または（ｃ）とを満たすリソースブロックを、選択することも可能である。
【０１００】
（ａ）伝送速度が速い変調、符号化の組み合わせが選択されているリソースブロック（チャネル状態のよいリソースブロック）
（ｂ）フェイズドアレーアンテナ１０２において再生データに対応する信号と同時期に受信された、再生データに対応する信号を送信した送信装置とは異なる他の送信装置から送信された信号に対応する再生データが、存在しないリソースブロック
（ｃ）フェイズドアレーアンテナ１０２において再生データに対応する信号と同時期に受信された、上記他の送信装置から送信された信号に対応する再生データが存在し、かつ、上記他の送信装置から送信された信号に対応する再生データに誤りがないリソースブロック
【０１０１】
ここで、図３に示す通信システムを例に挙げると、上記（ｂ）、上記（ｃ）に示す“再生データに対応する信号を送信した送信装置”が送信装置２００Ａである場合、上記（ｂ）、上記（ｃ）に示す“再生データに対応する信号を送信した送信装置とは異なる他の送信装置”は、送信装置２００Ｂが該当する。同様に、上記（ｂ）、上記（ｃ）に示す“再生データに対応する信号を送信した送信装置”が送信装置２００Ｂである場合、上記（ｂ）、上記（ｃ）に示す“再生データに対応する信号を送信した送信装置とは異なる他の送信装置”は、送信装置２００Ａが該当する。
【０１０２】
つまり、リソースブロック選択部１２８が、“上記（ａ）と、上記（ｂ）または上記（ｃ）とを満たすリソースブロックを選択する場合”や“上記（ｂ）または上記（ｃ）を満たすリソースブロックを選択する場合”には、リソースブロック選択部１２８は、例えば、他の送信装置２００から送信された信号を処理していないリソースブロック、または、他の送信装置２００から送信された信号を処理した結果、正しく再生できたリソースブロックを、選択することとなる。
【０１０３】
リソースブロック再生部１３０は、リソースブロック選択部１２８において選択されたリソースブロックの信号を再生する。リソースブロック再生部１３０は、例えば、リソースブロック選択部１２８において選択されたリソースブロックの再生データ（復号データ）に対して、再符号化、再変調マッピングを行うことによって、選択されたリソースブロックの信号を再生する。
【０１０４】
基準信号生成部１３２は、リソースブロック再生部１３０において再生されたリソースブロックの信号に基づいて、指向性の制御における基準となる基準信号を生成する。ここで、本発明の実施形態に係る基準信号とは、フェイズドアレーアンテナ１０２の中心位置（例えば、図７に示す点Ｏの位置）における信号に相当する。なお、基準信号生成部１３２における処理の具体例については、後述する。
【０１０５】
方向誤差推定部１３４は、信号変換部１０６から伝達されるサブアレーごとのベースバンド信号と、基準信号生成部１３２において生成された基準信号とに基づいて、フェイズドアレーアンテナ１０２における指向性を向ける方向の誤差（以下、「方向誤差」と示す。）を推定する。ここで、本発明の実施形態に係る方向誤差とは、例えば、図７に示す“方位の誤差Δθ１および仰角の誤差Δφ１”や、図７に示す“方位の誤差Δθ２および仰角の誤差Δφ２”である。なお、方向誤差推定部１３４における処理の具体例については、後述する。
【０１０６】
指向性設定部１３６は、方向誤差推定部１３４において推定された方向誤差に基づいて、フェイズドアレーアンテナ１０２における指向性の方向を設定する。なお、指向性設定部１３６における処理の具体例については、後述する。
【０１０７】
指向性制御部１１０は、例えば図６に示す構成によって、サブアレーごとのベースバンド信号と、再生データに誤りのないリソースブロックの信号とに基づいて、フェイズドアレーアンテナ１０２における指向性を制御する。
【０１０８】
［２−２］本発明の実施形態に係る通信装置１００における指向性制御処理
次に、本発明の実施形態に係る通信装置１００における指向性制御処理について、説明する。
【０１０９】
図８は、本発明の実施形態に係る通信装置１００における指向性制御処理を説明するための説明図である。ここで、図８は、本発明の実施形態に係る指向性制御部１１０の構成の一例を示している。
【０１１０】
上述したように、通信装置１００では、ＣＰＵなどで構成される制御部（図示せず）が指向性制御部１１０の役目を果たしてもよいし、受信部１０２を構成する指向性制御部１１０が、専用の（または汎用の）処理回路によって実現されていてもよい。また、指向性制御部１１０における各処理は、ハードウェアによって行われてもよいし、ソフトフェア（プログラム）が実行されることによって行われてもよい。
【０１１１】
以下では、図３に示す送信装置２００Ａに対する指向性を制御する場合を例に挙げて、指向性制御部１１０の構成の一例と、通信装置１００における指向性制御処理の一例とを説明する。なお、通信装置１００は、図８に示す指向性制御部１１０の構成において、以下に示す通信装置１００における指向性制御処理と同様の処理を行うことによって、図３に示す送信装置２００Ｂに対する指向性を制御することが可能である。
【０１１２】
また、以下では、送信装置２００を「ユーザ」と示し、また、送信装置２００Ａを「ユーザ＃１」、送信装置２００Ｂを「ユーザ＃２」とそれぞれ示す。
【０１１３】
指向性制御部１１０は、例えば、基準信号生成部１３０と、ＲＢ選択器１５０と、ＲＢ信号再生器１５２Ａ、１５２Ｂと、各サブアレーに対応するＩＢＩキャンセラ１５４Ａ、１５４Ｂ、…、１５４ｎと、各サブアレーに対応するチャネル再推定部１５６Ａ、１５６Ｂ、…、１５６ｎと、各サブアレーに対応する相関器１５８Ａ、１５８Ｂ、…、１５８ｎと、各サブアレーに対応する位相抽出器１６０Ａ、１６０Ｂ、…、１６０ｎと、位相平面推定部１６２と、方位・仰角誤差変換器１６４と、方位・仰角更新部１６６とを備える。
【０１１４】
ここで、ＲＢ選択器１５０は、リソースブロック選択部１２８に該当し、ＲＢ信号再生器１５２Ａ、１５２Ｂ（以下、総称して「ＲＢ信号再生器１５２」と示す場合がある。）は、リソースブロック再生部１３０に該当する。また、例えば、ＩＢＩキャンセラ１５４Ａ、１５４Ｂ、…、１５４ｎ（以下、総称して「ＩＢＩキャンセラ１５４」と示す場合がある。）、チャネル再推定部１５６Ａ、１５６Ｂ、…、１５６ｎ（以下、総称して「チャネル再推定部１５６」と示す場合がある。）、相関器１５８Ａ、１５８Ｂ、…、１５８ｎ（以下、総称して「相関器１５８」と示す場合がある。）、位相抽出器１６０Ａ、１６０Ｂ、…、１６０ｎ（以下、総称して「位相抽出器１６０」と示す場合がある。）、および位相平面推定部１６２は、方向誤差推定部１３４に該当する。また、例えば、方位・仰角誤差変換器１６４、および方位・仰角更新部１６６は、指向性設定部１３６に該当する。なお、指向性制御部１１０では、例えば、方位・仰角誤差変換器１６４が方向誤差推定部１３４に該当し、方位・仰角更新部１６６が、指向性設定部１３６に該当してもよい。
【０１１５】
以下、図８に示す構成を適宜参照しつつ、通信装置１００における指向性制御処理を説明する。
【０１１６】
ユーザｕ（ｕ＝１，２）に対応するビームフォーマーのサブアレーｎ（１≦ｎ≦Ｎ）のシンボルｋ（１≦ｋ≦Ｋ）、
サブキャリアｍ（１≦ｍ≦Ｍ）における受信アレーベクトルは、下記の数式１で表される。ここで、数式１に示す“ｇｕ（ｍ）”は、例えば下記の数式２で表され、ユーザｕに対するチャネルベクトルを示す。また、数式１に示す“Ｓｕ（ｋ，ｍ）”は、ユーザｕから送信される送信信号を示し、数式１に示す“η（ｋ，ｍ）”は、雑音ベクトルを示している。
【０１１７】
【数１】
2014027653.tif 000003
・・・（数式１）
【０１１８】
【数２】
2014027653.tif 000004
・・・（数式２）
【０１１９】
ＲＢ選択器１５０は、例えば、ユーザ＃１の再生データとユーザ＃２の再生データとにおいて共に誤りが検出されなかったリソースブロックの中から、ユーザ＃１のリソースブロックから次数の高い変調マッピングおよび符号化率の高い、複数のリソースブロックを選択する。ここで、ＲＢ選択器１５０における上記の処理は、チャネル状態のよいリソースブロックを選択することに相当する。なお、上述したように、リソースブロック選択部１２８に該当するＲＢ選択器１５０における処理は、上記の処理に限られない。
【０１２０】
ＲＢ信号再生器１５２は、ＲＢ選択器１５０において選択されたリソースブロックの信号を再生する。より具体的には、ＲＢ信号再生器１５２Ａは、選択されたリソースブロックのユーザ＃１の再生データ（復号データ）に対して、再符号化、再変調マッピングを行うことによって、選択されたリソースブロックの信号を再生する。また、ＲＢ信号再生器１５２Ｂは、選択されたリソースブロックのユーザ＃２の再生データ（復号データ）に対して、再符号化、再変調マッピングを行うことによって、選択されたリソースブロックの信号を再生する。
【０１２１】
ＩＢＩキャンセラ１５４は、ビームフォーマー＃１の各サブアレーに対応する出力信号（高速フーリエ変換回路１１８から伝達されるベースバンド信号。以下同様とする。）における、ユーザ＃２のチャネル推定値と、ＲＢ信号再生器１５２Ｂから伝達される選択されたリソースブロックの信号とに基づいて、レプリカ干渉信号を生成する。ここで、本発明の実施形態に係るレプリカ干渉信号とは、ユーザ＃２から送信された信号による、ビームフォーマー＃１の各サブアレーに対応する出力信号に対する干渉を示す干渉信号に相当する信号である。ここで、ユーザ＃２のチャネル推定値は、例えば、ユーザ＃２から送信された信号に含まれるレファレンス信号に基づいて推定される。
【０１２２】
そして、ＩＢＩキャンセラ１５４は、ビームフォーマー＃１の各サブアレーに対応する出力信号から、生成したレプリカ干渉信号を減算して、ビームフォーマー＃１の各サブアレーに対応する出力信号からレプリカ干渉信号の成分を除く。つまり、ＩＢＩキャンセラ１５４は、例えば下記の数式３に示すように、ビームフォーマー＃１の各サブアレーに対応する出力信号に対して、ビーム間干渉（Inter-Beam  Interference：ＩＢＩ)のキャンセルを行う。ここで、数式３に示す“ｒ（ｋ，ｍ）”は、レプリカ干渉信号の成分が除かれたビーム間干渉のキャンセル後の信号である。
【０１２３】
【数３】
2014027653.tif 000005
・・・（数式３）
【０１２４】
上記のようなＩＢＩキャンセラ１５４を備えることによって、方向誤差推定部１３４は、受信信号に基づくサブアレーごとのベースバンド信号に対してビーム間干渉のキャンセルを行う機能を有する。つまり、方向誤差推定部１３４は、他の送信装置から送信された信号に基づくチャネル推定値と、リソースブロック再生部１３０において生成された、他の送信装置から送信された信号に対応するリソースブロックの信号とに基づいて、レプリカ干渉信号を生成する。そして、方向誤差推定部１３４は、受信信号に基づくサブアレーごとのベースバンド信号それぞれから、レプリカ干渉信号の成分を除く。
【０１２５】
チャネル再推定部１５６は、ＩＢＩキャンセラ１５４によりレプリカ干渉信号の成分が除かれた信号（レプリカ干渉信号の成分が除かれたサブアレーごとのベースバンド信号）と、ＲＢ信号再生器１５２Ａから伝達される選択されたリソースブロックの信号（リソースブロック再生部１３０において再生されたリソースブロックの信号）とに基づいて、ユーザ＃１のチャネルの再推定を行う。
【０１２６】
より具体的には、チャネル再推定部１５６は、例えば下記の数式４に示す演算を行うことによって、チャネルの再推定を行う。ここで、数式４に示す“Ｋ”は、リソースブロック内の各サブキャリアにおけるシンボル数であり、数式４に示す“ｇｕ（ｍ）”は、アレーセンター（例えば図７に示す点Ｏ）におけるチャネル応答を示している。また、数式４に示す“Φｕ（ｎ）”は、フェイズドアレーアンテナ１０２における指向性と信号の到来方向との誤差により生じる位相回転成分を示している。例えば数式４を用いることによって、リファレンス信号だけでなく、リソースブロック内のすべての信号が利用できるので、チャネル再推定部１５６では、サブキャリアごとに高精度なチャネル推定が可能となる。
【０１２７】
【数４】
2014027653.tif 000006
・・・（数式４）
【０１２８】
基準信号生成部１３０は、ＲＢ信号再生器１５２Ａから伝達される選択されたリソースブロックの信号と、チャネル再推定部１５６から伝達される各サブアレーに対応するチャネル再推定値とに基づいて、基準信号を生成する。
【０１２９】
より具体的には、基準信号生成部１３０は、ＲＢ信号再生器１５２Ａから伝達される選択されたリソースブロックの信号（リソースブロック再生部１３０において再生されたリソースブロックの信号）と、再推定されたチャネルの推定値とに基づいて、サブアレーごとのベースバンド信号に相当するレプリカベースバンド信号を、サブアレーごとに生成する。そして、基準信号生成部１３０は、サブアレーごとに生成されたレプリカベースバンド信号を合成して、基準信号を生成する。
【０１３０】
基準信号生成部１３０は、例えば下記の数式５に示す演算を行うことによって、基準信号を生成する。ここで、例えば図７に示すようにサブアレーが対称に配置されている場合には、数式５に示す“γ”は実数となる。数式５に示す“Ｚｕ（ｋ，ｍ）”（レプリカベースバンド信号）は、フェイズドアレーアンテナ１０２全体における出力信号、すなわち、アレーセンターにおける信号となるので、数式５に示す“Ｚｕ（ｋ，ｍ）”は、指向性の制御における基準となる基準信号となる。
【０１３１】
【数５】
2014027653.tif 000007
・・・（数式５）
【０１３２】
相関器１５８は、ＩＢＩキャンセラ１５４によりレプリカ干渉信号の成分が除かれた信号と、基準信号生成部１３０において生成された基準信号とに基づいて、ＫシンボルとＭサブキャリアに渡って、基準信号と、ＩＢＩキャンセラ１５４によりレプリカ干渉信号の成分が除かれた各サブアレーの出力信号との相関演算を行う。
【０１３３】
より具体的には、相関器１５８は、例えば下記の数式６に示す演算を行うことによって、基準信号と、ＩＢＩキャンセラ１５４によりレプリカ干渉信号の成分が除かれたサブアレーの出力信号との相関を示す相関値を算出する。
【０１３４】
【数６】
2014027653.tif 000008
・・・（数式６）
【０１３５】
数式６に示すように、相関値“ρｕ（ｎ）”には、フェイズドアレーアンテナ１０２における指向性と信号の到来方向との誤差により生じる位相回転成分“Φｕ（ｎ）”が現れる。また、例えば数式６に示す演算によって、相関値“ρｕ（ｎ）”には、残留ＩＢＩや雑音による外乱が抑圧されている。
【０１３６】
位相抽出器１６０は、相関器１５８において算出された相関値に基づいて、サブアレーごとの位相誤差成分を抽出する。より具体的には、位相抽出器１６０は、例えば、数式６に示す相関値の回転成分を算出することや、下記の数式７に示すように相関値の虚数部を取り出すことによって、位相誤差成分に対応する位相回転量を得る。
【０１３７】
【数７】
2014027653.tif 000009
・・・（数式７）
【０１３８】
上記のような相関器１５８、および位相抽出器１６０を備えることによって、方向誤差推定部１３４は、レプリカ干渉信号の成分が除かれたサブアレーごとのベースバンド信号と基準信号との相関に基づいて、サブアレーごとの位相誤差成分を検出する機能を有する。
【０１３９】
位相平面推定部１６２は、位相抽出器１６０から伝達される各サブアレーに対応する位相回転量（位相誤差成分）と、各サブアレーにおけるサブアレーセンターの座標とに基づいて、位相平面推定により方位と仰角の位相回転量を算出することによって、位相誤差を推定する。
【０１４０】
より具体的には、位相平面推定部１６２は、例えば、最小二乗法を用いた位相平面推定により方位と仰角の位相回転量を算出する。なお、位相平面推定部１６２が行う位相平面推定は、最小二乗法を用いた位相平面推定に限られない。例えば、位相平面推定部１６２は、ロバスト推定など他の推定法を用いた位相平面推定により方位と仰角の位相回転量を算出してもよい。以下では、位相平面推定部１６２が、最小二乗法を用いた位相平面推定により方位と仰角の位相回転量を算出する場合を例に挙げて、位相平面推定部１６２における処理について説明する。
【０１４１】
ここで、各サブアレーにおけるサブアレーセンターの座標は、例えば下記の数式８で表される。数式８に示す“（ｄｉｘ（ｘ），ｄｉｙ（ｙ））”は、アレーインデックス（ｉｘ, ｉｙ）に対するアレー座標を示し、数式８に示す“Λ”は、サブアレーｎに含まれるアレーのサブセットを示している。したがって、数式８に示す“（ａｘ（ｎ），ａｙ（ｎ）”は、サブアレーnのアレーセンターの座標を示す
【０１４２】
【数８】
2014027653.tif 000010
・・・（数式８）
【０１４３】
図９は、本発明の実施形態に係る通信装置１００における指向性制御処理を説明するための説明図である。ここで、図９は、位相抽出器１６０において抽出された位相回転量、位相平面推定部１６２において推定される位相回転量、およびサブアレーセンターの座標との関係の一例を示している。図９に示す平面の傾きが、推定される位相回転量に相当する。
【０１４４】
位相平面推定部１６２において推定される位相回転量は、例えば下記の数式９で表される。また、位相抽出器１６０において抽出された位相回転量、位相平面推定部１６２において推定される位相回転量、およびサブアレーセンターの座標との関係は、例えば下記の数式１０で表される。
【０１４５】
【数９】
2014027653.tif 000011
・・・（数式９）
【０１４６】
【数１０】
2014027653.tif 000012
・・・（数式１０）
【０１４７】
数式１０をベクトルで表記すると、位相抽出器１６０において抽出された位相回転量、位相平面推定部１６２において推定される位相回転量、およびサブアレーセンターの座標との関係は、例えば下記の数式１１で表される
【０１４８】
【数１１】
2014027653.tif 000013
・・・（数式１１）
【０１４９】
最小二乗法を用いると、方位と仰角の位相回転量は、例えば下記の数式１２に示す演算によって算出される。つまり、位相平面推定部１６２は、例えば下記の数式１２に示す演算を行うことによって、位相誤差を推定する。
【０１５０】
【数１２】
2014027653.tif 000014
・・・（数式１２）
【０１５１】
上記のような位相平面推定部１６２を備えることによって、方向誤差推定部１３４は、検出されたサブアレーごとの位相誤差成分に基づいて位相誤差を推定する機能を有する。
【０１５２】
方位・仰角誤差変換器１６４は、位相平面推定部１６２において算出された方位と仰角の位相回転量（推定された位相誤差）を、方位の誤差および仰角の誤差（方向誤差）に変換する。
【０１５３】
より具体的には、現在設定されているビームの方位・仰角を（θｕ，φｕ）とおくと、方位・仰角誤差変換器１６４は、例えば下記の数式１３に示す演算を行うことによって、位相平面推定部１６２において算出された方位と仰角の位相回転量を、方位の誤差と仰角の誤差とに変換する。ここで、数式１３に示す“Δθ＾ｕ”は、方位の誤差を示し、数式１３に示す“Δφ＾ｕ”は、仰角の誤差を示している。
【０１５４】
【数１３】
2014027653.tif 000015
・・・（数式１３）
【０１５５】
方位・仰角更新部１６６は、方位・仰角誤差変換器１６４において算出された方位の誤差、および仰角の誤差に基づいて、フェイズドアレーアンテナにおける指向性の方向を再設定する。
【０１５６】
より具体的には、方位・仰角更新部１６６は、例えば、下記の数式１４に示す演算を行うことによって、フェイズドアレーアンテナ１０２における指向性の方向を規定する方位と仰角とを更新する。更新された方位と仰角とは、信号変換部１０６において、次のタイムスロットにおいてビームの指向性として用いられる。
【０１５７】
【数１４】
2014027653.tif 000016
・・・（数式１４）
【０１５８】
なお、方位・仰角更新部１６６におけるフェイズドアレーアンテナ１０２における指向性の方向を規定する方位と仰角との更新に係る処理は、上記数式１４に示す演算を行うことに限られない。例えば、方位・仰角更新部１６６は、適応アルゴリズムに係るステップサイズパラメータ“μ”を用いた下記の数式１５に示す演算を行うことによって、フェイズドアレーアンテナ１０２における指向性の方向を規定する方位と仰角とを更新してもよい。
【０１５９】
【数１５】
2014027653.tif 000017
・・・（数式１５）
【０１６０】
ここで、ステップサイズパラメータ“μ”としては、例えばμ＝０．１などの設定された固定値が挙げられるが、本発明の実施形態に係るステップサイズパラメータ“μ”は、固定値に限られない。例えば、方位・仰角更新部１６６は、ステップサイズパラメータ“μ”の値を、初期値から徐々に小さくしてもよい。
【０１６１】
方位・仰角更新部１６６が、ステップサイズパラメータ“μ”を用いてフェイズドアレーアンテナ１０２における指向性の方向を規定する方位と仰角とを更新することによって、通信装置１００は、雑音の影響をより低減することができる。
【０１６２】
上記のような方位・仰角誤差変換器１６４、および方位・仰角更新部１６６を備えることによって、指向性設定部１３６は、方向誤差推定部１３４において推定された位相誤差が変換された、受信信号の到来方向とフェイズドアレーアンテナ１０２における指向性の設定方向との方向誤差に基づいて、フェイズドアレーアンテナ１０２における指向性の方向を再設定する機能を有する。なお、上記では、方位・仰角誤差変換器１６４が指向性設定部１３６を構成する場合を例に挙げたが、指向性制御部１１０では、例えば、方位・仰角誤差変換器１６４が方向誤差推定部１３４を構成していてもよい。
【０１６３】
通信装置１００では、指向性制御部１１０において上記のような指向性制御処理が行われることによって、フェイズドアレーアンテナ１０２における指向性が制御される。
【０１６４】
［２−３］本発明の実施形態に係る通信装置１００における指向性制御処理による効果
次に、上述した通信装置１００における指向性制御処理による効果の一例について説明する。
【０１６５】
図１０、図１１は、本発明の実施形態に係る通信装置１００における指向性制御処理による効果を説明するための説明図である。ここで、図１０は、図３に示す送信装置２００Ａ、２００Ｂの移動モデルを示しており、図１１は、図１０に示す移動モデルにおける方向誤差の結果の一例を示している。図１０、図１１では、送信装置２００Ａを「ユーザ＃１」と示し、送信装置２００Ｂを「ユーザ＃２」と示している。
【０１６６】
図１０は、ユーザ＃１が、セクタの端から通信装置１００から距離１００［ｍ］を円弧上に２４［ｋｍ／ｈ］で移動し、また、ユーザ＃２が、セクタの端から通信装置１００から距離２５０［ｍ］を円弧上に６０［ｋｍ／ｈ］で移動する移動モデルを示している。また、このとき、通信装置１００のフェイズドアレーアンテナ１０２における各アンテナ素子におけるユーザ＃１から送信される信号の平均受信ＳＮＲ（Signal  to  Noise  Ratio）は、−４．５［ｄＢ］であり、また、各アンテナ素子におけるユーザ＃２から送信される信号の平均受信ＳＮＲは、−１２．４［ｄＢ］であるとする。
【０１６７】
方向誤差“ｅ”を、方位誤差“Δθ”および仰角誤差“Δφ”を用いて下記の数式１６で表すと、図１０に示す移動モデルにおけるユーザ＃１の方向誤差“ｅ”とユーザ＃２の方向誤差“ｅ”とは、図１１に示す結果となった。
【０１６８】
【数１６】
2014027653.tif 000018
・・・（数式１６）
【０１６９】
図１１に示すように、通信装置１００が指向性制御処理を行うことによって、ユーザ＃１、およびユーザ＃２の双方に対して急速に、各ユーザの方向へ収束し、移動に合わせて追従していることが分かる。また、図１１では、方向誤差は、ユーザ＃１、およびユーザ＃２が同一の方位に位置する０度方向以外では０．５［度］以下に抑えられている。
【０１７０】
したがって、通信装置１００は、上述した指向性制御処理を行うことによって、複数のユーザ（送信装置２００）に対して良好な指向性制御特性を実現することができ、指向性制御の精度の向上を図ることができる。また、本発明の実施形態に係る指向性制御処理は、マルチユーザ指向性制御に適した方式であるといえる。
【０１７１】
［２−４］
以上のように、本発明の実施形態に係る通信装置１００は、例えば図６に示すように、フェイズドアレーアンテナ１０２を構成する複数のアンテナ素子がグループ化されたサブアレーごとに、変換回路１１２Ａ、１１２Ｂ、…、１１２ｎを備える。よって、通信装置１００では、例えば図６に示すように、ローパスフィルタ１１４、Ａ／Ｄ変換器１１６、および高速フーリエ変換回路１１８などの信号処理に係る回路を、サブアレーごとに１系統ずつ備えていればよい。
【０１７２】
よって、通信装置１００は、図１に示す従来の通信装置よりも、フェイズドアレーアンテナ１０２により受信される信号の信号処理に係る回路規模を低減することができる。
【０１７３】
また、通信装置１００は、例えば下記のような指向性制御処理を行う。
（１）正しく復号されたリソースブロックの信号（例えば、“正しく復号された再生データ（データ信号）とリファレンス信号との両方を含むリソースブロックの信号”や、“さらに受信状態のよいリソースブロックの信号”）を用いた指向性制御
（２）他の送信装置から送信された信号に起因するビーム間干渉を予め低減することにより、他の送信装置から送信された信号の影響により精度が低下することを防止する指向性制御
（３）指向性の制御における基準となる基準信号として、フェイズドアレーアンテナ１０２のアレーセンターにおける希望信号のレプリカ信号を生成することによる、サブアレー間の位相シフト量（位相誤差）に基づく指向性制御
（４）最小二乗法などを用いてサブアレー間の位相シフト量（位相誤差）をより精度よく推定し、推定されたサブアレー間の位相シフト量に基づく指向性制御
【０１７４】
ここで、通信装置１００は、上記（１）に示すように、正しく復号されたリソースブロックの信号を用いた指向性制御を行うので、例えば図１１に示すように、送信装置２００の移動に合わせて、指向性の方向を追従させることが可能である。また、通信装置１００は、さらに上記（２）〜（４）の処理のうちの１または２以上の処理を行うことによって、指向性制御特性をさらに向上させることが可能である。
【０１７５】
よって、通信装置１００は、本発明の実施形態に係る指向性制御処理を行うことによって、例えば図１１に示すように、良好な指向性制御特性を実現することが可能であり、図２に示す従来の通信装置よりも、より指向性制御の精度の向上を図ることができる。
【０１７６】
したがって、本発明の実施形態に係る通信装置１００は、フェイズドアレーアンテナ１０２により受信される信号の信号処理に係る回路規模の増加を抑えつつ、指向性制御の精度の向上を図ることができる。
【０１７７】
（本発明の実施形態に係る指向性制御方法）
次に、本発明の実施形態に係る指向性制御方法の一例について説明する。
【０１７８】
図１２は、本発明の実施形態に係る指向性制御方法の一例を示す流れ図である。以下では、通信装置１００が図１２に示す処理を行う場合を例に挙げて説明する。なお、本発明の実施形態に係る指向性制御方法は、例えば、複数のアンテナ素子が平面上に配置され、１または２以上の送信装置から送信される信号を受信するフェイズドアレーアンテナを備える通信装置や、当該フェイズドアレーアンテナと接続された通信装置に適用することが可能である。
【０１７９】
通信装置１００は、フェイズドアレーアンテナにおいて送信装置から送信された信号が受信されたか否かを判定する（Ｓ１００）。通信装置１００は、例えば、フェイズドアレーアンテナを構成するアンテナ素子から信号が伝達された場合に、信号が受信されたと判定する。
【０１８０】
ステップＳ１００において信号が受信されたと判定されない場合には、通信装置１００は、信号が受信されたと判定されるまで処理を進めない。
【０１８１】
また、ステップＳ１００において信号が受信されたと判定された場合には、通信装置１００は、フェイズドアレーアンテナを構成する複数のアンテナ素子がグループ化されたサブアレーごとに、各アンテナ素子において受信された受信信号を合成し、サブアレーごとに、合成された信号をベースバンド信号に変換する（Ｓ１０２）。ここで、ステップＳ１０２の処理は、例えば図６に示す信号変換部１０６における処理に該当する。
【０１８２】
通信装置１００は、リソースブロックごとに、サブアレーごとのベースバンド信号に基づいて再生データを復号し、復号された再生データの誤りを検出する（Ｓ１０４）。ここで、ステップＳ１０４の処理は、例えば図６に示す信号処理部１０８における処理に該当する。
【０１８３】
通信装置１００は、サブアレーごとのベースバンド信号と、再生データに誤りのないリソースブロックの信号とに基づいて、フェイズドアレーアンテナにおける指向性を制御する（Ｓ１０６）。そして、通信装置１００は、ステップＳ１００からの処理を繰り返す。ここで、ステップＳ１０６の処理は、例えば図６に示す指向性制御部１１０における処理に該当する。
【０１８４】
通信装置１００は、例えば図１２に示す処理を行うことによって、フェイズドアレーアンテナにおける指向性を制御する。
【０１８５】
ここで、通信装置１００は、ステップＳ１０２において、サブアレーごとに受信信号を合成して、ベースバンド信号に変換するので、通信装置１００では、図６に示すように、ローパスフィルタ１１４、Ａ／Ｄ変換器１１６、および高速フーリエ変換回路１１８などの信号処理に係る回路を、サブアレーごとに１系統ずつ備えていればよい。よって、例えば図１２に示す処理を行う場合には、通信装置１００は、例えば図１に示す従来の通信装置よりも、フェイズドアレーアンテナ１０２により受信される信号の信号処理に係る回路規模を低減することができる。
【０１８６】
また、通信装置１００は、ステップＳ１０６において、正しく復号されたリソースブロックの信号（例えば、“正しく復号された再生データ（データ信号）とリファレンス信号との両方を含むリソースブロックの信号”や、“さらに受信状態のよいリソースブロックの信号”）を用いた指向性制御を行うので、例えば図２などに示す従来の通信装置よりも、指向性制御の精度の向上を図ることが可能である。
【０１８７】
したがって、例えば図１２に示す処理を行うことによって、通信装置１００は、フェイズドアレーアンテナにより受信される信号の信号処理に係る回路規模の増加を抑えつつ、指向性制御の精度の向上を図ることができる。
【０１８８】
以上、本発明の実施形態として通信装置を挙げて説明したが、本発明の実施形態は、かかる形態に限られない。本発明の実施形態は、例えば、基地局の役目を果たす装置や、無線アクセスポイントの役目を果たす装置など、様々な装置に適用することができる。また、本発明の実施形態は、例えば、上記のような装置に組み込むことが可能な、信号処理ＩＣとして実現することも可能である。
【０１８９】
（本発明の実施形態に係るプログラム）
コンピュータを、本発明の実施形態に係る通信装置として機能させるためのプログラム（例えば、本発明の実施形態に係る指向性制御方法に係る処理を実行することが可能なプログラム）が、フェイズドアレーアンテナを備えるコンピュータにおいて実行されることによって、フェイズドアレーアンテナにより受信される信号の信号処理に係る回路規模の増加を抑えつつ、指向性制御の精度の向上を図ることができる。
【０１９０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１９１】
例えば、上記では、コンピュータを、本発明の実施形態に係る通信装置として機能させるためのプログラム（コンピュータプログラム）が提供されることを示したが、本発明の実施形態は、さらに、上記プログラムをそれぞれ記憶させた記録媒体も併せて提供することができる。
【符号の説明】
【０１９２】
１００    通信装置
１０２    フェイズドアレーアンテナ
１０４    受信部
１０６    信号変換部
１０８    信号処理部
１１０    指向性制御部
２００Ａ、２００Ｂ、２００    送信装置
【図１】
2014027653.tif 000019
【図２】
2014027653.tif 000020
【図３】
2014027653.tif 000021
【図４】
2014027653.tif 000022
【図５】
2014027653.tif 000023
【図６】
2014027653.tif 000024
【図７】
2014027653.tif 000025
【図８】
2014027653.tif 000026
【図９】
2014027653.tif 000027
【図１０】
2014027653.tif 000028
【図１１】
2014027653.tif 000029
【図１２】
2014027653.tif 000030