(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを含むアレイアンテナと、
前記アレイアンテナの各前記アンテナからの信号にそれぞれ受信ウェイトを乗算することで、基地局からの受信信号を抽出する受信信号処理部と、
送信指向性を形成するために、送信信号に対して送信ウェイトを乗算することで生成した複数の信号を、それぞれ前記アレイアンテナの各前記アンテナに与える送信信号処理部と、
前記受信信号中の指示に応じて、適応的に前記基地局に対する送信指向性を形成する送信ウェイトを計算する第１モードと、指定された拘束条件を付加して前記送信ウェイトを計算する第２モードとを切換えて、前記送信ウェイトを生成する送信ウェイト生成手段とを備える、無線端末装置。
【請求項２】
前記基地局からの指示に応じて、前記受信信号処理部は前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、前記送信ウェイト生成手段は、前記第１モードにおいて前記受信ウェイトを前記送信ウェイトとして、前記送信信号処理部に与える、請求項１記載の無線端末装置。
【請求項３】
前記基地局からの指示に応じて、前記受信信号処理部は前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、前記送信ウェイト生成手段は、前記第１モードにおいて受信応答ベクトルから推定される送信応答ベクトルに基づいて前記送信ウェイトを生成する、請求項１記載の無線端末装置。
【請求項４】
前記基地局からの指示に応じて、前記受信信号処理部は前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、前記送信ウェイト生成手段は、前記第２モードにおいて前記送信ウェイトの振幅および位相を固定値とする、請求項１記載の無線端末装置。
【請求項５】
前記基地局からの指示に応じて、前記受信信号処理部は前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、前記送信ウェイト生成手段は、前記第２モードにおいて前記送信ウェイトの振幅を固定値とし、かつ、前記送信ウェイトの位相は所定のシーケンスに従って徐々にずらす処理を行なう、請求項１記載の無線端末装置。
【請求項６】
前記基地局と前記無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、
前記送信ウェイト生成手段は、前記第１モードにおいて過去および現在のフレームにおける前記受信ウェイトの重み付け平均により前記送信ウェイトの前記位相を算出する、請求項５記載の無線端末装置。
【請求項７】
前記基地局と前記無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、
前記基地局からの指示に応じて、前記受信信号処理部は前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、前記送信ウェイト生成手段は、前記第１モードにおいて過去および現在のフレームにおける受信応答ベクトルの重み付け平均により前記送信ウェイトを算出する、請求項１記載の無線端末装置。
【請求項８】
前記無線端末装置は、
前記アンテナの各々の受信レベルを検知するための受信レベル検知手段をさらに備え、
前記送信ウェイト生成手段は、前記第２モードにおいて受信レベルの最も高いアンテナを選択するように前記送信ウェイトを生成する、請求項１記載の無線端末装置。
【請求項９】
前記基地局と前記無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、
前記基地局からの指示に応じて、前記受信信号処理部は前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、前記送信ウェイト生成手段は、前記第１モードにおいて過去および現在のフレームにおいて算出された送信ウェイトの重み付け平均値を改めて現在のフレームにおける送信ウェイトとする、請求項１記載の無線端末装置。
【請求項１０】
前記無線端末装置は、
前記基地局での受信応答ベクトルの直交性が高くなるような送信ウェイトの組を予め格納しておく記憶手段をさらに備え、
前記送信ウェイト生成手段は、前記第２モードにおいて前記基地局からの指示に応じて、前記記憶手段中に格納された前記送信ウェイトを選択して、前記送信信号処理部に与える、請求項１記載の無線端末装置。
【請求項１１】
複数のアンテナを含むアレイアンテナを備え、前記アレイアンテナの各前記アンテナからの信号にそれぞれ受信ウェイトを乗算することで、基地局からの受信信号を分離抽出する無線端末装置における送信指向性制御方法であって、
前記受信信号中の指示に応じて、適応的に前記基地局に対する送信指向性を形成する送信ウェイトを計算する第１モードと、指定された拘束条件を付加して前記送信ウェイトを計算する第２モードとを切換えて、前記送信ウェイトを生成するステップと、
前記送信指向性を形成するために、送信信号に対して前記送信ウェイトを乗算することで生成した複数の信号を、それぞれ前記アレイアンテナの各前記アンテナに与えるステップとを備える、送信指向性制御方法。
【請求項１２】
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第１モードにおいて、前記基地局からの指示に応じて、前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、前記受信ウェイトを前記送信ウェイトとするステップを含む、請求項１１記載の送信指向性制御方法。
【請求項１３】
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第１モードにおいて、前記基地局からの指示に応じて、前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、受信応答ベクトルから推定される送信応答ベクトルに基づいて前記送信ウェイトを生成するステップを含む、請求項１１記載の送信指向性制御方法。
【請求項１４】
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第２モードにおいて、前記基地局からの指示に応じて、前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、前記送信ウェイトの振幅および位相を固定値とするステップを含む、請求項１１記載の送信指向性制御方法。
【請求項１５】
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第２モードにおいて、前記基地局からの指示に応じて、前記受信信号処理部は前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、前記送信ウェイトの振幅を固定値とし、かつ、前記送信ウェイトの位相は所定のシーケンスに従って徐々にずらす処理を行なうステップを含む、請求項１１記載の送信指向性制御方法。
【請求項１６】
前記基地局と前記無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第１モードにおいて、過去および現在のフレームにおける前記受信ウェイトの重み付け平均により前記送信ウェイトの前記位相を算出するステップを含む、請求項１１記載の送信指向性制御方法。
【請求項１７】
前記基地局と前記無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第１モードにおいて、前記基地局からの指示に応じて、前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、過去および現在のフレームにおける受信応答ベクトルの重み付け平均により前記送信ウェイトを算出するステップを含む、請求項１１記載の送信指向性制御方法。
【請求項１８】
前記アンテナの各々の受信レベルを検知するステップをさらに備え、
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第２モードにおいて、受信レベルの最も高いアンテナを選択するように前記送信ウェイトを生成するステップを含む、請求項１１記載の送信指向性制御方法。
【請求項１９】
前記基地局と前記無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第１モードにおいて、前記基地局からの指示に応じて、前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、過去および現在のフレームにおいて算出された送信ウェイトの重み付け平均値を改めて現在のフレームにおける送信ウェイトとするステップを含む、請求項１１記載の送信指向性制御方法。
【請求項２０】
前記基地局での受信応答ベクトルの直交性が高くなるような送信ウェイトの組を予め記憶するステップをさらに備え、
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第２モードにおいて、前記基地局からの指示に応じて、予め記憶された前記送信ウェイトを選択するステップを含む、請求項１１記載の送信指向性制御方法。
【請求項２１】
複数のアンテナを含むアレイアンテナを備え、前記アレイアンテナの各前記アンテナからの信号にそれぞれ受信ウェイトを乗算することで、基地局からの受信信号を分離抽出する無線端末装置における送信指向性制御プログラムであって、コンピュータに、
前記受信信号中の指示に応じて、適応的に前記基地局に対する送信指向性を形成する送信ウェイトを計算する第１モードと、指定された拘束条件を付加して前記送信ウェイトを計算する第２モードとを切換えて、前記送信ウェイトを生成するステップと、
前記送信指向性を形成するために、送信信号に対して前記送信ウェイトを乗算することで生成した複数の信号を、それぞれ前記アレイアンテナの各前記アンテナに与えるステップとを実行させる、送信指向性制御プログラム。
【請求項２２】
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第１モードにおいて、前記基地局からの指示に応じて、前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、前記受信ウェイトを前記送信ウェイトとするステップを含む、請求項２１記載の送信指向性制御プログラム。
【請求項２３】
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第１モードにおいて、前記基地局からの指示に応じて、前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、受信応答ベクトルから推定される送信応答ベクトルに基づいて前記送信ウェイトを生成するステップを含む、請求項２１記載の送信指向性制御プログラム。
【請求項２４】
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第２モードにおいて、前記基地局からの指示に応じて、前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、前記送信ウェイトの振幅および位相を固定値とするステップを含む、請求項２１記載の送信指向性制御プログラム。
【請求項２５】
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第２モードにおいて、前記基地局からの指示に応じて、前記受信信号処理部は前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、前記送信ウェイトの振幅を固定値とし、かつ、前記送信ウェイトの位相は所定のシーケンスに従って徐々にずらす処理を行なうステップを含む、請求項２１記載の送信指向性制御プログラム。
【請求項２６】
前記基地局と前記無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第１モードにおいて、過去および現在のフレームにおける前記受信ウェイトの重み付け平均により前記送信ウェイトの前記位相を算出するステップを含む、請求項２１記載の送信指向性制御プログラム。
【請求項２７】
前記基地局と前記無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第１モードにおいて、前記基地局からの指示に応じて、前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、過去および現在のフレームにおける受信応答ベクトルの重み付け平均により前記送信ウェイトを算出するステップを含む、請求項２１記載の送信指向性制御プログラム。
【請求項２８】
前記アンテナの各々の受信レベルを検知するステップをさらに備え、
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第２モードにおいて、受信レベルの最も高いアンテナを選択するように前記送信ウェイトを生成するステップを含む、請求項２１記載の送信指向性制御プログラム。
【請求項２９】
前記基地局と前記無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第１モードにおいて、前記基地局からの指示に応じて、前記基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、過去および現在のフレームにおいて算出された送信ウェイトの重み付け平均値を改めて現在のフレームにおける送信ウェイトとするステップを含む、請求項２１記載の送信指向性制御プログラム。
【請求項３０】
前記基地局での受信応答ベクトルの直交性が高くなるような送信ウェイトの組を予め記憶するステップをさらに備え、
前記送信ウェイトを生成するステップの前記第２モードにおいて、前記基地局からの指示に応じて、予め記憶された前記送信ウェイトを選択するステップを含む、請求項２１記載の送信指向性制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話等の無線通信において用いられる無線端末装置、その無線端末装置の送信指向性制御方法および送信指向性制御プログラムの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、急速に発達しつつある移動体通信システム（たとえば、Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＰＨＳ）では、電波の周波数利用効率を高めるために、同一周波数の同一タイムスロットを空間的に分割することにより複数ユーザの移動端末装置を無線基地システムにパス多重接続させることができるＰＤＭＡ（Ｐａｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式が提案されている。このＰＤＭＡ方式では、各ユーザの移動端末装置からの信号は、周知のアダプティブアレイ処理により分離抽出される。なお、ＰＤＭＡ方式は、また、ＳＤＭＡ方式（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）とも呼ばれる。
【０００３】
図１８は周波数分割多重接続（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＦＤＭＡ），時分割多重接続（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ：ＴＤＭＡ）および空間多重分割接続（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＳＤＭＡ）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。
【０００４】
まず、図１８を参照して、ＦＤＭＡ，ＴＤＭＡおよびＳＤＭＡについて簡単に説明する。図１８（ａ）はＦＤＭＡを示す図であって、異なる周波数ｆ１〜ｆ４の電波でユーザ１〜４のアナログ信号が周波数分割されて伝送され、各ユーザ１〜４の信号は周波数フィルタによって分離される。
【０００５】
図１８（ｂ）に示すＴＤＭＡ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ｆ１〜ｆ４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、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により分離される。
【０００６】
一方、最近では、携帯型電話機の普及により電波の周波数利用効率を高めるために、ＳＤＭＡ方式が提案されている。このＳＤＭＡ方式は、図１８（ｃ）に示すように、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ＳＤＭＡ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アダプティブアレイなどの相互干渉除去装置とを用いて分離される。
【０００７】
このようなアダプティブアレイ処理は周知の技術であり、たとえば、文献１：菊間信良著の「アレーアンテナによる適応信号処理」（科学技術出版）の第３５頁〜第４９頁の「第３章  ＭＭＳＥアダプティブアレー」に詳細に説明されている。以下、簡単に従来のアダプティブアレイ処理について説明する。
【０００８】
図１９は、従来のＳＤＭＡ用基地局の送受信システム５０００の構成を示す概略ブロック図である。
【０００９】
図１９に示した構成においては、ユーザＰＳ１とＰＳ２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、ＲＦ回路５１０１に与えられ、ＲＦ回路５１０１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信号が除去され、Ａ／Ｄ変換されて、デジタル信号としてデジタルシグナルプロセッサ５１０２に与えられる。
【００１０】
デジタルシグナルプロセッサ５１０２には、チャネル割当基準計算機５１０３と、チャネル割当装置５１０４と、アダプティブアレイ５１００とが設けられている。チャネル割当基準計算機５１０３は、２人のユーザからの信号がアダプティ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５１０４は、周波数と時間とを選択するユーザ情報を含むチャネル割当情報をアダプティブアレイ５１００に与える。アダプティブアレイ５１００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。
【００１１】
［アダプティブアレイアンテナの構成］
図２０は、アダプティブアレイ５１００のうち、１人のユーザに対応する送受信部５１００ａの構成を示すブロック図である。図２０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５０２０−１〜５０２０−ｎが設けられている。
【００１２】
各入力ポート５０２０−１〜５０２０−ｎに入力された信号が、スイッチ回路５０１０−１〜５０１０−ｎを介して、ウエイトベクトル制御部５０１１と乗算器５０１２−１〜５０１２−ｎとに与えられる。
【００１３】
ウエイトベクトル制御部５０１１は、入力信号と予めメモリ５０１４に記憶されている特定のユーザの信号に対応したユニークワード信号と加算器５０１３の出力とを用いて、ウエイトベクトルｗ１ｉ〜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エイトベクトルであることを示す。
【００１４】
乗算器５０１２−１〜５０１２ーｎは、各入力ポート５０２０−１〜５０２０−ｎからの入力信号とウエイトベクトルｗ１ｉ〜ｗｎｉとをそれぞれ乗算し、加算器５０１３へ与える。加算器５０１３は、乗算器５０１２−１〜５０１２−ｎの出力信号を加算して受信信号ＳＲＸ（ｔ）として出力し、この受信信号ＳＲＸ（ｔ）は、ウエイトベクトル制御部５０１１にも与えられる。
【００１５】
さらに、送受信部５１００ａは、アダプティブアレイ無線基地局からの出力信号ＳＴＸ（ｔ）を受けて、ウエイトベクトル制御部５０１１により与えられるウエイトベクトルｗ１ｉ〜ｗｎｉとそれぞれ乗算して出力する乗算器５０１５−１〜５０１５−ｎを含む。乗算器５０１５−１〜５０１５−ｎの出力は、それぞれスイッチ回路５０１０−１〜５０１０−ｎに与えられる。つまり、スイッチ回路５０１０−１〜５０１０−ｎは、信号を受信する際は、入力ポート５０２０−１〜５０２０−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１Ｔからの信号を入出力ポート５０２０−１〜５０２０−ｎに与える。
【００１６】
［アダプティブアレイの動作原理］
次に、図２０に示した送受信部５１００ａの動作原理について簡単に説明する。
【００１７】
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、同時に通信するユーザ数ＰＳを２人とする。このとき、各アンテナから受信部１Ｒ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。
【００１８】
【数１】
0003600218.tif 000002
【００１９】
ここで、信号ＲＸｊ  （ｔ）は、ｊ番目（ｊ＝１，２，３，４）のアンテナの受信信号を示し、信号Ｓｒｘｉ  （ｔ）は、ｉ番目（ｉ＝１，２）のユーザが送信した信号を示す。  さらに、係数ｈｊｉ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、ｎｊ  （ｔ）は、ｊ番目の受信信号に含まれる雑音を示している。
【００２０】
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。
【００２１】
【数２】
0003600218.tif 000003
【００２２】
なお式（６）〜（８）において、［…］Ｔ  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。
【００２３】
アダプティブアレイアンテナは、図２０に示したように、それぞれのアンテナからの入力信号に重み係数ｗ１ｉ〜ｗｎｉを掛けて合成した信号を受信信号ＳＲＸ（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。
【００２４】
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Ｓｒｘ１  （ｔ）を抽出する場合のアダプティブアレイの動作は以下のようになる。
【００２５】
アダプティブアレイ２１００の出力信号ｙ１（ｔ）は、入力信号ベクトルＸ（ｔ）とウエイトベクトルＷ１  のベ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。
【００２６】
【数３】
0003600218.tif 000004
【００２７】
すなわち、ウエイトベクトルＷ１  は、ｊ番目の入力信号ＲＸｊ  （ｔ）に掛け合わされる重み係数ｗｊ１（ｊ＝１，２，３，４）を要素とするベクトルである。
【００２８】
ここで式（９）のように表わされたｙ１（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。
【００２９】
【数４】
0003600218.tif 000005
【００３０】
ここで、アダプティブアレイ５１００が理想的に動作した場合、周知な方法により、ウエイトベクトルＷ１  は次の連立方程式を満たすようにウエイトベクトル制御部５０１１により逐次制御される。
【００３１】
【数５】
0003600218.tif 000006
【００３２】
式（１２）および式（１３）を満たすようにウエイトベクトルＷ１  が完全に制御されると、アダプティブアレイ２１００からの出力信号ｙ１（ｔ）は、結局以下の式のように表わされる。
【００３３】
【数６】
0003600218.tif 000007
【００３４】
すなわち、出力信号ｙ１（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Ｓｒｘ１  （ｔ）が得られることになる。
【００３５】
一方、図２０において、アダプティブアレイ５１００に対する入力信号ＳＴＸ（ｔ）は、アダプティブアレイ２１００中の送信部１Ｔに与えられ、乗算器５０１５−１，５０１５−２，５０１５−３，…，５０１５−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、ウエイトベクトル制御部５０１１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エイトベクトルｗ１ｉ，ｗ２ｉ，ｗ３ｉ，…，ｗｎｉがコピーされて印加される。
【００３６】
これらの乗算器によって重み付けされた入力信号は、対応するスイッチ５０１０−１，５０１０−２，５０１０−３，…，５０１０−ｎを介して、対応するアンテナ♯１，♯２，♯３，…，♯ｎに送られ、送信される。
【００３７】
図２１は、端末とＳＤＭＡ基地局５０００との間で授受される信号の構成を説明するための概念図である。
【００３８】
１フレームの信号は８スロットに分割され、前半の４スロットがたとえば受信用であり後半の４スロットがたとえば送信用である。
【００３９】
各スロットは１２０シンボルから構成され、図２１に示した例では、１つの受信用および１つの送信用のスロットを１組として最大４ユーザに対して１フレームの信号を割当てることが可能である。
【００４０】
ここで、ユーザＰＳ１，ＰＳ２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上述のようなフレーム構成をとって伝達される。携帯電話機からのスロット信号は、大きくは、無線基地局にとって既知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未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。
【００４１】
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。アダプティブアレイ無線基地局１のウエイトベクトル制御部５０１１は、メモリ５０１４から取出したユニークワード信号と、受信した信号系列との対比に基づいて、ユーザＰＳ１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エイトベクトル制御（重み係数の決定）を行なう。
【００４２】
さらに、各フレームについては、上述したユニークワード信号（参照信号）区間を含むとともに、巡回符号による誤り検出（ＣＲＣ：ｃｙｃｌｉｃ  ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  ｃｈｅｃｋ）が可能な構成となっているものとする。
【００４３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、基地局において、送信指向性または受信指向性を形成するために、アダプティブアレイ処理を行なうだけでなく、受信端末側においても、アダプティブアレイ処理を行なう場合がある。以下では、このような端末（移動局）においても、アダプティブアレイ処理を行なうような端末のことを「アダプティブアレイ端末」と呼ぶことにする。
【００４４】
このようなアダプティブアレイ端末は、受信時も送信時も常時アダプティブアレイ動作をすることになる。このため、上述したようなＳＤＭＡ基地局と接続した場合は、端末からの信号の応答ベクトルがフレームごとに変化し、多重時の通信品質が劣化する場合があるという問題があった。
【００４５】
以下、このような問題点について、さらに詳しく説明する。
図２２は、アダプティブアレイ基地局ＣＳ１に対して、アダプティブアレイ端末ＰＳ１と、通常の無指向性の送受信を行なう端末ＰＳ２との間で無線通信が行なわれている場合の状態を示す概念図である。
【００４６】
図２２を参照して、ＳＤＭＡ基地局ＣＳ１へは、アダプティブアレイ端末ＰＳ１からマルチパス伝搬により同一の信号が複数個到来する。このとき、アダプティブアレイ端末ＰＳ１からの信号の受信信号応答ベクトルは、複数個の信号の合成ベクトルとして、以下の式のように表現される。
【００４７】
Ｘ（ｔ）＝Ｈ１１Ｗ１Ｓ１（ｔ）＋…＋Ｈ１ｍＷ２Ｓ１（ｔ）＋Ｈ２Ｓ２（ｔ）…（１６）
Ｘ（ｔ）＝Ｈ１Ｓ１（ｔ）＋Ｈ２Ｓ２（ｔ）                        …（１７）
Ｈ１＝Ｈ１１Ｗ１＋…＋Ｈ１ｍＷ２                                    …（１８）
ここで、ＳＤＭＡ基地局ＣＳ１において、アダプティブアレイ端末ＰＳ１からの信号の対する受信信号応答ベクトル（合成ベクトル）は、アダプティブアレイ端末ＰＳ１における送信アダプティブアレイ処理のウェイト（Ｗ１，Ｗ２）に依存している。
【００４８】
したがって、アダプティブアレイ端末ＰＳ１において、送信ウェイトのウェイトが変化すると、伝搬路自体は全く変動してなくても、ＳＤＭＡ基地局ＣＳ１においては、受信信号応答ベクトルが変動してしまうということになる。
【００４９】
つまり、送信ウェイトは、端末のノイズや、計算誤差に依存するため、伝搬の変動に関連せず急激に変動してしまうことがある。
【００５０】
ここで、ＳＤＭＡ基地局ＣＳ１では、空間多重を行なうときには、多重する端末ごとの受信応答ベクトルを計測し、多重する端末の受信応答ベクトル間の空間相関がしきい値以下である場合、多重通信（ＳＤＭＡ方式通信）が許可されている。
【００５１】
このため、端末ＰＳ１側でアダプティブアレイ送信を行なうと、ＳＤＭＡ基地局ＣＳ１側から見た受信信号応答ベクトルの変動が急激で予測不可能な場合が生じてしまい、多重通信品質が不安定となってしまうという問題が生じることになる。
【００５２】
図２３は、このように、アダプティブアレイ端末ＰＳ１からの複数のパスを介して伝搬された信号に対する、受信信号応答ベクトルＨ１を合成ベクトルとして示す図である。
【００５３】
上述したように、このような受信信号応答ベクトルは、伝搬路の変動のみならず、さまざまな要因によって変動するため、合成ベクトルとして与えられる受信信号応答ベクトＨ１自体は、伝搬路の変動以上に大きく変動してしまう場合があることになる。
【００５４】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであった、その目的は、ＳＤＭＡ基地局との間で、良好な通信品質を維持しつつ、無線通信を行なうことが可能なアダプティブアレイ処理を行う無線端末装置と、その送信指向性制御方法および送信指向性制御プログラムを提供することである。
【００５５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のアンテナを含むアレイアンテナと、アレイアンテナの各アンテナからの信号にそれぞれ受信ウェイトを乗算することで、基地局からの受信信号を抽出する受信信号処理部と、送信指向性を形成するために、送信信号に対して送信ウェイトを乗算することで生成した複数の信号を、それぞれアレイアンテナの各アンテナに与える送信信号処理部と、受信信号中の指示に応じて、適応的に基地局に対する送信指向性を形成する送信ウェイトを計算する第１モードと、指定された拘束条件を付加して送信ウェイトを計算する第２モードとを切換えて、送信ウェイトを生成する送信ウェイト生成手段とを備える。
【００５６】
好ましくは、基地局からの指示に応じて、受信信号処理部は基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、送信ウェイト生成手段は、第１モードにおいて受信ウェイトを送信ウェイトとして、送信信号処理部に与える。
【００５７】
好ましくは、基地局からの指示に応じて、受信信号処理部は基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、送信ウェイト生成手段は、第１モードにおいて受信応答ベクトルから推定される送信応答ベクトルに基づいて送信ウェイトを生成する。
【００５８】
好ましくは、基地局からの指示に応じて、受信信号処理部は基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、送信ウェイト生成手段は、第２モードにおいて送信ウェイトの振幅および位相を固定値とする。
【００５９】
好ましくは、基地局からの指示に応じて、受信信号処理部は基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、送信ウェイト生成手段は、第２モードにおいて送信ウェイトの振幅を固定値とし、かつ、送信ウェイトの位相は所定のシーケンスに従って徐々にずらす処理を行なう。
【００６０】
さらに、好ましくは、基地局と無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、送信ウェイト生成手段は、第１モードにおいて過去および現在のフレームにおける受信ウェイトの重み付け平均により送信ウェイトの位相を算出する。
【００６１】
好ましくは、基地局と無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、基地局からの指示に応じて、受信信号処理部は基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、送信ウェイト生成手段は、第１モードにおいて過去および現在のフレームにおける受信応答ベクトルの重み付け平均により送信ウェイトを算出する。
【００６２】
好ましくは、無線端末装置は、アンテナの各々の受信レベルを検知するための受信レベル検知手段をさらに備え、送信ウェイト生成手段は、第２モードにおいて受信レベルの最も高いアンテナを選択するように送信ウェイトを生成する。
【００６３】
好ましくは、基地局と無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、基地局からの指示に応じて、受信信号処理部は基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、送信ウェイト生成手段は、第１モードにおいて過去および現在のフレームにおいて算出された送信ウェイトの重み付け平均値を改めて現在のフレームにおける送信ウェイトとする。
【００６４】
好ましくは、無線端末装置は、基地局での受信応答ベクトルの直交性が高くなるような送信ウェイトの組を予め格納しておく記憶手段をさらに備え、送信ウェイト生成手段は、第２モードにおいて基地局からの指示に応じて、記憶手段中に格納された送信ウェイトを選択して、送信信号処理部に与える。
【００６５】
この発明の他の局面に従うと、複数のアンテナを含むアレイアンテナを備え、アレイアンテナの各アンテナからの信号にそれぞれ受信ウェイトを乗算することで、基地局からの受信信号を分離抽出する無線端末装置における送信指向性制御方法であって、受信信号中の指示に応じて、適応的に基地局に対する送信指向性を形成する送信ウェイトを計算する第１モードと、指定された拘束条件を付加して送信ウェイトを計算する第２モードとを切換えて、送信ウェイトを生成するステップと、送信指向性を形成するために、送信信号に対して送信ウェイトを乗算することで生成した複数の信号を、それぞれアレイアンテナの各アンテナに与えるステップとを備える。
【００６６】
好ましくは、送信ウェイトを生成するステップの第１モードにおいて、基地局からの指示に応じて、基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、受信ウェイトを送信ウェイトとするステップを含む。
【００６７】
好ましくは、送信ウェイトを生成するステップの第１モードにおいて、基地局からの指示に応じて、基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、受信応答ベクトルから推定される送信応答ベクトルに基づいて送信ウェイトを生成するステップを含む。
【００６８】
好ましくは、送信ウェイトを生成するステップの第２モードにおいて、基地局からの指示に応じて、基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、送信ウェイトの振幅および位相を固定値とするステップを含む。
【００６９】
好ましくは、送信ウェイトを生成するステップの第２モードにおいて、基地局からの指示に応じて、受信信号処理部は基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、送信ウェイトの振幅を固定値とし、かつ、送信ウェイトの位相は所定のシーケンスに従って徐々にずらす処理を行なうステップを含む。
【００７０】
好ましくは、基地局と無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、送信ウェイトを生成するステップの第１モードにおいて、過去および現在のフレームにおける受信ウェイトの重み付け平均により送信ウェイトの位相を算出するステップを含む。
【００７１】
好ましくは、基地局と無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、送信ウェイトを生成するステップの第１モードにおいて、基地局からの指示に応じて、基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、過去および現在のフレームにおける受信応答ベクトルの重み付け平均により送信ウェイトを算出するステップを含む。
【００７２】
好ましくは、アンテナの各々の受信レベルを検知するステップをさらに備え、送信ウェイトを生成するステップの第２モードにおいて、受信レベルの最も高いアンテナを選択するように送信ウェイトを生成するステップを含む。
【００７３】
好ましくは、基地局と無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、送信ウェイトを生成するステップの第１モードにおいて、基地局からの指示に応じて、基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、過去および現在のフレームにおいて算出された送信ウェイトの重み付け平均値を改めて現在のフレームにおける送信ウェイトとするステップを含む。
【００７４】
好ましくは、基地局での受信応答ベクトルの直交性が高くなるような送信ウェイトの組を予め記憶するステップをさらに備え、送信ウェイトを生成するステップの第２モードにおいて、基地局からの指示に応じて、予め記憶された送信ウェイトを選択するステップを含む。
【００７５】
この発明のさらに他の局面に従うと、複数のアンテナを含むアレイアンテナを備え、アレイアンテナの各前記アンテナからの信号にそれぞれ受信ウェイトを乗算することで、基地局からの受信信号を分離抽出する無線端末装置における送信指向性制御プログラムであって、コンピュータに、受信信号中の指示に応じて、適応的に基地局に対する送信指向性を形成する送信ウェイトを計算する第１モードと、指定された拘束条件を付加して送信ウェイトを計算する第２モードとを切換えて、送信ウェイトを生成するステップと、送信指向性を形成するために、送信信号に対して送信ウェイトを乗算することで生成した複数の信号を、それぞれアレイアンテナの各アンテナに与えるステップとを実行させる。
【００７６】
好ましくは、送信ウェイトを生成するステップの第１モードにおいて、基地局からの指示に応じて、基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、受信ウェイトを送信ウェイトとするステップを含む。
【００７７】
好ましくは、送信ウェイトを生成するステップの第１モードにおいて、基地局からの指示に応じて、基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、受信応答ベクトルから推定される送信応答ベクトルに基づいて送信ウェイトを生成するステップを含む。
【００７８】
好ましくは、送信ウェイトを生成するステップの第２モードにおいて、基地局からの指示に応じて、基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、送信ウェイトの振幅および位相を固定値とするステップを含む。
【００７９】
好ましくは、送信ウェイトを生成するステップの第２モードにおいて、基地局からの指示に応じて、受信信号処理部は基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、送信ウェイトの振幅を固定値とし、かつ、送信ウェイトの位相は所定のシーケンスに従って徐々にずらす処理を行なうステップを含む。
【００８０】
好ましくは、基地局と無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、送信ウェイトを生成するステップの第１モードにおいて、過去および現在のフレームにおける受信ウェイトの重み付け平均により送信ウェイトの位相を算出するステップを含む。
【００８１】
好ましくは、基地局と無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、送信ウェイトを生成するステップの第１モードにおいて、基地局からの指示に応じて、基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、過去および現在のフレームにおける受信応答ベクトルの重み付け平均により送信ウェイトを算出するステップを含む。
【００８２】
好ましくは、アンテナの各々の受信レベルを検知するステップをさらに備え、送信ウェイトを生成するステップの第２モードにおいて、受信レベルの最も高いアンテナを選択するように送信ウェイトを生成するステップを含む。
【００８３】
好ましくは、基地局と無線端末装置との間で送受信される信号は複数のフレームに分割されており、送信ウェイトを生成するステップの第１モードにおいて、基地局からの指示に応じて、基地局からの信号に対して受信指向性を有する受信ウェイトを乗算する場合に、過去および現在のフレームにおいて算出された送信ウェイトの重み付け平均値を改めて現在のフレームにおける送信ウェイトとするステップを含む。
【００８４】
好ましくは、基地局での受信応答ベクトルの直交性が高くなるような送信ウェイトの組を予め記憶するステップをさらに備え、送信ウェイトを生成するステップの前記第２モードにおいて、基地局からの指示に応じて、予め記憶された送信ウェイトを選択するステップを含む。
【００８５】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成を示す概略ブロック図である。
【００８６】
図１を参照して、ＳＤＭＡ基地局１０００は、複数本のアンテナ♯１〜♯４で構成されるアレイアンテナへ送信信号を与え、あるいは、受信信号を受取るための送受信部ＴＲＰ１〜ＴＲＰ４と、送受信部ＴＲＰ１〜ＴＲＰ４からの信号を受取り、たとえば、ユーザ１に対応する信号の処理を行なう信号処理部ＵＳＰ１と、送受信部ＴＲＰ１〜ＴＲＰ４からの信号を受取り、ユーザ２に対応する信号の処理を行なう信号処理部ＵＳＰ２と、信号処理部ＵＳＰ１および信号処理部ＵＳＰ２に対して与える信号の変調を行ない、あるいは、信号処理部ＵＳＰ１およびＵＳＰ２からの信号を復調するための変調・復調部ＭＤＰと、変調・復調部ＭＤＰを介して、信号処理部ＵＳＰ１およびＵＳＰ２との間で授受するためのデジタル信号を生成するベースバンド部ＢＢＰと、ＳＤＭＡ基地局１０００の動作を制御するための制御部ＣＮＰと、制御部ＣＮＰからの指示に従って、ベースバンド部ＢＢＰから変調・復調部ＭＤＰに対して与えられる送信信号に対して、ユーザ端末において使用するアンテナを指示するための制御情報や基地局１０００の種類、たとえば、無指向性送受信を行う基地局であるかＳＤＭＡ基地局であるかを示す種別情報を付加する端末受信アンテナ指示付加部ＩＡＰとを備える。
【００８７】
送受信部ＴＲＰ１は、送信時の高周波信号処理を行うための送信部ＴＰ１と、受信時の高周波信号処理を行うための受信部ＲＰ１と、アンテナ＃１と送信部ＴＰ１と受信部ＲＰ１との接続を、送信モードまたは受信モードであるかに応じて切り替えるためのスイッチ部ＳＷ１とを含む。他の送受信部ＴＲＰ２〜ＴＲＰ４の構成も同様である。
【００８８】
なお、以上の説明では、アンテナ数は４本とし、ユーザとしては、２人であるものとしたが、より一般に、アンテナ数はＮ本（Ｎ：自然数）であり、ユーザは、アンテナ本数に応じた自由度に対応するユーザまで多重が可能である。
【００８９】
また、基地局１０００は、制御部ＣＮＰの制御にしたがって、送信ウェイトをあるアンテナ以外は０とすることで、無指向性送信を行うことも可能である。受信についても同様に、無指向性受信を行うことも可能である。なお、制御部ＣＮＰの機能は、特に限定されないが、コンピュータプログラムにより、このプログラムの指示する手順を順次実行するプロセッサにより実現することが可能である。
【００９０】
図２は、本発明のアダプティブアレイ端末２０００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【００９１】
図２を参照して、アダプティブアレイ端末２０００は、データの送受信を行なうためのアンテナ♯ＡＮ１および♯ＡＮ２から構成されるアダプティブアレイアンテナと、アンテナ♯ＡＮ１および♯ＡＮ２の受信レベルを、それぞれ測定する受信レベル測定部２０１０と、アンテナ♯ＡＮ１および♯ＡＮ２のそれぞれに対して、送信時には送信信号を与え、受信時には、アンテナからの受信信号を通過させるためのスイッチ部２０２０および２０２２と、スイッチ部２０２０および２０２２からの信号を受けて、アダプティブアレイ処理を行なって、所望の基地局からの信号を分離するための受信アダプティブアレイ部２０３０と、受信アダプティブアレイ部２０３０からの信号の復調処理を行なって、ベースバンド信号を抽出するための復調回路２０４０とを備える。
【００９２】
アダプティブアレイ端末２０００は、さらに、復調回路２０４０からの出力に基づいて、上述したＣＲＣに基づいて、受信信号のエラー量を判定するためのエラー判定器２０５０と、復調回路２０４０からの出力に基づいて、基地局がＳＤＭＡ方式による送受信を行なう基地局であるか、それ以外の基地局であるかを識別するための基地局種別識別装置２０６０と、エラー判定器２０５０および基地局種別識別装置２０６０からの受信信号情報と、受信アダプティブアレイ部２０３０からの受信信号情報とに基づいて、送信ウェイトを計算するための送信ウェイト計算機２０７０と、後に説明するように送信指向性の制御にあたり位相情報等を予め保持するためのメモリ２１００とを備える。
【００９３】
ここで、「受信信号情報」とは、上述した受信レベルや受信エラー、基地局からの制御情報や受信応答ベクトル等の基地局が受信する信号を特徴付ける情報を意味する。本発明では、後に説明するように、受信送信ともにアダプティブアレイ制御可能な端末２０００において、「受信信号情報」に合わせて、送信指向性の制御方法を変更する。
【００９４】
アダプティブアレイ端末２０００は、さらに、送信するベースバンド信号を受けて、変調処理を行なうための変調回路２０８０と、変調回路２０８０の出力を受け、送信ウェイト計算機２０７０からの送信ウェイトを受取って、送信アダプティブアレイ処理を行なうための送信アダプティブアレイ部２０９０とを備える。
【００９５】
すなわち、以下の説明で明らかとなるように、アダプティブアレイ端末２０００は、受信ウェイトおよび送信ウェイトを適応的に変化させていた動作モードから、基地局１０００からの指示を契機として、「受信信号情報」に応じて、受信ウェイトおよび送信ウェイトに対して、一定の拘束条件を付け加えた動作モードに移行することで、少なくとも、送信ウェイトが急変して通信品質が劣化することを抑制することを１つの特徴とする。
【００９６】
なお、アダプティブアレイ端末２０００の機能は、特に限定されないが、コンピュータプログラムにより、このプログラムの指示する手順を順次実行するための図示しないプロセッサが、アダプティブアレイ端末２０００の各構成部分の動作を制御することにより実現することが可能である。
【００９７】
以下、アダプティブアレイ端末２０００の構成のうち、送信ウェイト計算機２０７０の動作をさらに詳しく説明する。
【００９８】
送信ウェイト計算機２０７０は、上述した「受信信号情報」に基づいて、以下に説明する送信指向性の制御方法を選択的に用いて、送受信を行うものとする。以下では、このような「送信指向性の制御方法」を指定して動作する各モードのことを「送信モード」とよぶ。また、アダプティブアレイ端末２０００において、受信時の「受信指向性の制御方法」の選択的に変更可能であり、指定された受信指向性の制御方法で動作する各モードのことを「受信モード」と呼ぶことにする。
【００９９】
（１．送信ウェイトとして受信ウェイトをコピーする場合）
送信ウェイト計算機２０７０は、受信ウェイトをコピーする場合、受信アダプティブアレイ部２０３０からの受信ウェイトを受取って、送信ウェイトとして転送する。通信状態が良好であれば、端末側も送受信に指向性を持たせることで、他の端末との間の干渉を排除した通信を行うことができる。
【０１００】
（２．受信応答ベクトルに基づいて送信ウェイトの計算を行う場合）
一方、送信ウェイト計算機２０７０は、指定される動作モードに応じて、端末からの信号の受信時点での受信応答ベクトルに基づいて送信時の受信応答ベクトルを推定し、この推定された受信応答ベクトルに基づいて送信ウェイトの計算処理を行なうことも可能である。この場合、受信ウェイトを単にコピーして送信ウェイトととする場合に比べて、通信状態が良好であれば、より最適な通信指向性を実現できることになる。
【０１０１】
このような受信応答ベクトルの推定値に基づいて、送信ウェイトを求める方法について簡単に説明すると、上り回線スロットでの受信応答ベクトルを逐次求めておき、これを送信時点まで、所定の関数（たとえば、１次関数）により外挿入し、送信時点の受信応答ベクトルを推定する。
【０１０２】
以上のようにして送信時点での受信応答ベクトルの推定値が求まると、以下の３通りのいずれかの方法で、送信ウェイトベクトルを求めることができる。
【０１０３】
２−ｉ）直交化による方法
ユーザＰＳ１の時刻ｔ＝ｉＴ（ｉ：自然数、Ｔ：単位時間間隔）におけるウェイトベクトルＷ（１）（ｉ）＝［ｗｔｘ１１、ｗｔｘ１２、ｗｔｘ１３、ｗｔｘ１４］を考える。ユーザＰＳ２にヌルを向けるためには、以下の条件が満たされればよい。
【０１０４】
ユーザＰＳ２に対して予測した伝搬路（受信応答ベクトル）をＶ（２）（ｉ）＝［ｈ１′（２）（ｉ）、ｈ２′（２）（ｉ）、ｈ３′（２）（ｉ）、ｈ４′（２）（ｉ）］とする。ここで、ｈｐ′（ｑ）（ｉ）はｑ番目のユーザの、ｐ番目のアンテナに対する受信応答ベクトルの時刻ｉに対する予測値である。同様にして、ユーザＰＳ１に対しても伝搬路Ｖ（１）（ｉ）を予測してあるものとする。
【０１０５】
このとき、Ｗ（１）（ｉ）ＴＶ（２）（ｉ）＝０となるように、Ｗ（１）（ｉ）を決定する。拘束条件として、以下の条件ｃ１）、ｃ２）を課す。
【０１０６】
ｃ１）Ｗ（１）（ｉ）ＴＶ（１）（ｉ）＝ｇ（一定値）
ｃ２）‖Ｗ（１）（ｉ）‖を最小とする。
【０１０７】
条件ｃ２）は、送信電力を最小化することに相当する。
２−ｉｉ）擬似相関行列を用いる方法
ここで、上述の通り、アダプティブアレイはいくつかのアンテナ素子と各素子ウエイト値を制御する部分とからなる。一般に、アンテナの入力ベクトルをＸ（ｔ）、ウエイトベクトルをＷと表わすと、出力Ｙ（ｔ）＝ＷＴＸ（ｔ）と参照信号ｄ（ｔ）との平均二乗差を最小にするようにウエイトベクトルを制御した場合（ＭＭＳＥ基準：最小２乗誤差法基準）、最適ウエイトＷｏｐｔは次式（Ｗｉｅｎｅｒ解）で与えられる。
【０１０８】
【数７】
0003600218.tif 000008
【０１０９】
ただし、
【０１１０】
【数８】
0003600218.tif 000009
【０１１１】
を満たす必要がある。
ここで、ＹＴはＹの転置を、Ｙ＊はＹの複素領域を、Ｅ［Ｙ］はアンサンブル平均を表わす。このウエイト値によりアダプティブアレイは不要な干渉波を抑圧するようにアレイパターンを生成することになる。
【０１１２】
ところで、擬似相関行列を用いる方法では、上記式（２１）を以下に説明する擬似相関行列により計算する。
【０１１３】
すなわち、推定された複素受信信号係数ｈ′（ｋ）ｎ（ｉ）を用いて、ユーザｋのためのウエイトベクトルＷ（ｋ）（ｉ）を計算する。第ｋ番目のユーザのアレイ応答ベクトルをＶ（ｋ）（ｉ）とおくと、上述のとおり、以下のように求めることができる。
【０１１４】
【数９】
0003600218.tif 000010
【０１１５】
このとき、ｔ＝ｉＴにおける仮想受信信号の自己相関行列Ｒｘｘ（ｉ）はＶ（ｋ）（ｉ）を用いて次式で表わされる。
【０１１６】
【数１０】
0003600218.tif 000011
【０１１７】
ただし、ＮはＲｘｘ（ｉ）が正則となるために付加する仮想雑音項である。本発明における計算では、たとえば、Ｎ＝１．０×１０−５とした。
【０１１８】
受信信号と参照信号との相関ベクトルｒｘｄ（ｉ）は次式で表わされる。
【０１１９】
【数１１】
0003600218.tif 000012
【０１２０】
したがって式（２１）（２５）（２６）により、時刻ｔ＝ｉＴにおける下り回線用ウエイトを求めることができる。
【０１２１】
なお、式（２５）の逆行列演算は逆行列の補助定理により、ユーザｋに対して最適に計算できる。特に２ユーザの場合には次のような簡単な式でウエイトが算出される。
【０１２２】
【数１２】
0003600218.tif 000013
【０１２３】
このように自己相関行列が与えられた時、ウェイトベクトルを計算する方法については、たとえば、文献：Ｔ．Ｏｈｇａｎｅ、Ｙ．Ｏｇａｗａ，ａｎｄ  Ｋ．Ｉｔｏｈ，Ｐｒｏｃ．ＶＴＣ‘９７，ｖｏｌ．２，ｐｐ．７２５−７２９，Ｍａｙ  １９９７、または、文献：田中、大鐘、小川、伊藤、信学技報、ｖｏｌ．ＲＣＳ９８−１１７，ｐｐ．１０３−１０８，Ｏｃｔ．１９９８に記載されている。
【０１２４】
２−ｉｉｉ）ビームをユーザＰＳ１に向ける方法
ビームをユーザＰＳ１に向けると言う点のみに着目すると、以下の式を満たせばよい。
【０１２５】
Ｗ（１）（ｉ）＝Ｖ（１）（ｉ）＊
以上説明した方法により、推定された受信応答ベクトルに基づいて送信ウェイトの計算処理を行なうことも可能である。
【０１２６】
（３．送信ウェイトの振幅および位相を固定して送信を行う場合：指向性固定送信）
あるいは、指定されたモードに応じて、送信ウェイト計算機２０７０は、振幅を等利得で固定し、かつ位相も固定する処理を行なって、メモリ２１００中に保持されている位相情報から、送信ウェイトを計算し、送信ウェイトの出力を行なう。
【０１２７】
（４．送信ウェイトの振幅を固定して位相を変化させつつ送信を行う場合：指向性準固定送信）
さらに、制御部の指示に従って、振幅を等利得で固定し、位相を徐々に変化させるモードが指定されている場合は、受信情報（受信ウェイト、受信応答ベクトル）を過去の受信情報と重み付け平均を行ない、その位相から送信ウェイトを計算して、送信ウェイトを出力する。
【０１２８】
たとえば、過去のウェイトＷｒｘ＿ｏｌｄと、現在の受信ウェイトＷｒｘとの重み付け平均としては、以下の式で定義される。
【０１２９】
Ｗｒｘ＝（１−α）Ｗｒｘ＿ｏｌｄ／｜Ｗｒｘ＿ｏｌｄ｜＋αＷｒｘ／｜Ｗｒｘ｜
ただし、１＜α＜０、αは所定の値
このウェイトＷｒｘから位相を抽出し、その位相情報を用いてウェイトを生成する。
【０１３０】
（５．受信レベル選択送信ダイバーシチモードの送信を行う場合）
一方、送信ウェイト計算機２０７０は、受信レベルの高いアンテナを選択するモードが指定されている場合は、受信レベル測定部の測定結果に基づいて、選択するアンテナ番号のウェイトを１に設定し、それ以外のアンテナの番号のウェイトを０に設定する。
【０１３１】
（６．１アンテナ固定送信を行う場合）
また、送信ウェイト計算機２０７０は、指定された送信モードにしたがって、いずれか１つのアンテナのみで固定的に送信するモードが指定されている場合は、基地局からの指示にしたがって選択された１つのアンテナ番号のウェイトを１に設定し、それ以外のアンテナの番号のウェイトを０に設定する。あるいは、１アンテナ固定送信モードが指定されたときに選択されるアンテナは、予め決められていてもよい。この場合は、基地局は、１アンテナ固定送信モードを指定することのみを端末２０００に指示すればよい。
【０１３２】
（７．最大比合成送信を行う場合）
また、送信ウェイト計算機２０７０は、最大比合成送信モードが指定されている場合は、アンテナから出力される信号の指向性には関わりなく、出力される信号強度が最大となるように、送信ウェイトを設定することも可能である。
【０１３３】
以上の説明では、送信モードについて説明したが、受信モードにおいても、指定に応じて、受信ウェイトの値を設定することで、アダプティブアレイ受信モード、最大比合成受信、受信レベル選択ダイバーシチ、１アンテナ固定受信などの、各受信モードの動作を実現することが可能である。
【０１３４】
以下、以上説明した各動作モードについて、さらに詳しく説明する。
［基地局が無指向性送信を行なう基地局の場合の動作例］
以下では、まず、基地局１０００が無指向性送信を行なうものであって、空間多重通信は行なわない場合に、アダプティブアレイ端末２０００が行なう動作について説明する。すなわち、サービスエリアによって、基地局がＳＤＭＡ基地局でない場合の動作を説明する。
【０１３５】
図３は、このような場合のアダプティブアレイ端末２０００の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１３６】
図３を参照して、まず、端末２０００は、基地局１０００に対して、受信可能動作、送信可能動作の報知を行なう（ステップＳ１００）。
【０１３７】
このような送信可能動作の報知は、特に限定されないが、たとえば、端末２０００のエラー判定器２０５０により受信状態の劣化が検知されたときに行われることとしてもよい。
【０１３８】
一方、基地局側では、この端末２０００側からの報知内容に従って、以下の送受信モードのいずれかを選択するように、端末受信アンテナ指示付加部ＩＡＰが送信情報に制御情報を付加して端末２０００に通知する（ステップＳ１０２）。
【０１３９】
たとえば、受信としては、アダプティブアレイ受信を行ない、送信としては、アダプティブアレイ送信を行なうように指定することも可能である。
【０１４０】
その他、受信の場合には、受信電力レベルが最大となるように最大比合成受信を行なうように指示することも可能であるし、アダプティブアレイ端末２０００において、受信レベルがより高い方のアンテナを選択して受信する受信レベル選択ダイバーシティ受信を行なうことを指示することも可能であるし、あるいは、受信レベルとはかかわりなく、いずれかのアンテナを固定的に使用することを指定する１アンテナ固定受信動作を指定することも可能である。
【０１４１】
送信モードとしては、他に、最大の送信電力で送信信号が出力されるように、最大比合成送信モードを指定することも可能であるし、所定の指向性（送信方向）を有するように、送信ウェイトの大きさおよび位相を固定して送信を行なわせる指向性固定送信や送信指向性準固定送信を指定することも可能である。
【０１４２】
さらに、受信レベルに応じて、より受信レベルの高いアンテナを選択して送信を行なう受信レベル選択送信ダイバーシティ動作モードを指定することも可能であり、あるいは、受信レベルとはかかわりなく、いずれか１つのアンテナのみを固定的に用いる１アンテナ固定送信モードを指定することも可能である。
【０１４３】
端末側においては、基地局側のこのような指示に従って、選択した送受信方法で通信を行なう（ステップＳ１０４）。
【０１４４】
［基地局がアダプティブアレイ送信を行なう基地局の場合］
図４は、基地局１０００がアダプティブアレイ送信を行なう場合、すなわち、基地局１０００がアダプティブアレイ端末２０００に対して、指向性を持った信号の送信を行なう場合の処理フローを示す図である。
【０１４５】
図４を参照して、まず端末側から、基地局に対して、受信可能動作、送信可能動作の報知を行なう（ステップＳ２００）。
【０１４６】
基地局１０００側では、端末２０００側からの報知内容に従って送受信モードを選択して端末に通知を行なう（ステップＳ２０２）。たとえば、受信モードとしてアダプティブアレイ受信を指定し、送信モードとして、アダプティブアレイ送信を指定することができる。
【０１４７】
ただし、受信モードとしては、基地局１０００がアダプティブアレイ送信を行なうのであれば、１アンテナ固定受信を指定することも可能であり、送信モードとしては、最大比合成送信、指向性固定送信、受信レベル選択送信ダイバーシチ、１アンテナ固定送信のいずれかを選択することも可能である。
【０１４８】
続いて、アダプティブアレイ端末２０００においては、基地局１０００からの通知に従って、受信モードとしては、アダプティブアレイ受信モード、送信モードとしては、アダプティブアレイ送信モードを選択する（ステップＳ２０４）。このとき、ベースバンドの送信ウェイトとしては、受信ウェイトをそのままコピーして用いることで（ステップＳ２０６）、アダプティブアレイ端末２０００において、送信ウェイトが急激に変化することを抑制することができる。
【０１４９】
あるいは、ベースバンドの送信ウェイトとしては、受信応答ベクトル情報から推定される送信応答ベクトルに基づいて、計算ウェイトを計算して使用することも可能である。
【０１５０】
［基地局がＳＤＭＡ基地局の場合］
図５は、基地局１０００がＳＤＭＡ基地局である場合の第１の送受信のフローを説明するためのフローチャートである。すなわち、基地局１０００が、アダプティブアレイ処理を行うことで、複数の端末とパス分割多重通信を行う場合のフローチャートである。
【０１５１】
図５を参照して、端末側からまず基地局に対して受信可能動作、送信可能動作を報知する（ステップＳ３００）。
【０１５２】
続いて、基地局１０００側においては、端末２０００側からの報知内容に従って、受信および送信のモードの指定の通知を行なう（ステップＳ３０２）。このとき、基地局１０００がＳＤＭＡ基地局であることに応じて、受信処理に対しては、アダプティブアレイ受信モードを指定するものの、送信モードに対しては、指向性固定送信の指定を行なう。あるいは、１アンテナ固定送信を選択することも可能である。
【０１５３】
続いて、端末２０００側においては、基地局１０００からの通知に従って、受信はアダプティブアレイ受信および送信は指向性固定送信を行なうように、送信ウェイト計算機２０７０の動作モードを設定する（ステップＳ３０４）。
【０１５４】
これに応じて、端末側ではベースバンドの送信ウェイトの振幅は、等利得で固定され、かつ、送信ウェイトの位相は所定の値に固定される（ステップＳ３０６）。
【０１５５】
ここで、位相の値の任意の値とは、以下に示すような値に固定することが可能である。アダプティブアレイ端末２０００においては、このような任意の位相の値をメモリ２１００に記録しておき、この位相値を用いて、指向性固定送信を行なう。
【０１５６】
（ａｎｔ１，ａｎｔ２，ａｎｔ３，…，ａｎｔＮ）＝（０°，０°，０°，…，０°）
（ａｎｔ１，ａｎｔ２，ａｎｔ３，…，ａｎｔＮ）＝（０°，９０°，０°，…，９０°）
（ａｎｔ１，ａｎｔ２，ａｎｔ３，…，ａｎｔＮ）＝（０°，１０°，２０°，…，３６０°）
ここで、ａｎｔ１は、アンテナ＃１の位相を表し、一般に、ａｎｔｉ（ｉ＝１，…Ｎ）は、アンテナ＃ｉの位相を表す。
【０１５７】
図６は、基地局１０００がＳＤＭＡ基地局の場合の第２の動作例を示すフローチャートである。
【０１５８】
図６に示した例では、アダプティブアレイ端末２０００では、ベースバンドの送信ウェイトの振幅は等利得で固定し、かつ送信ウェイトの位相は受信応答ベクトルに応じて徐々にずらすという指向性準固定送信を行なう。
【０１５９】
ここで、徐々にずらす処理としては、以下のように行なう。
現フレームの受信ウェイトＷｒｘと、直前の受信フレームの受信ウェイトＷｒｘ＿ｏｌｄの重み付け平均を以下の式にしたがって取り、この重付け平均の位相値を抽出することによって、送信ウェイトの位相を決定する。
【０１６０】
Ｗｒｘ＝（１−α）Ｗｒｘ＿ｏｌｄ／｜Ｗｒｘ＿ｏｌｄ｜＋αＷｒｘ／｜Ｗｒｘ｜
ただし、１＜α＜０、αは所定の値
なお、以上の説明では、送信ウェイトの振幅は固定し、位相のみを上記手続きにしたがって、徐々に変化させることで、送信ウェイトの急激な変化を抑制する構成であった。
【０１６１】
ただし、過去のフレームについての情報と現時点のフレームの情報の重み付け平均に基づいて、送信ウェイトを決定するのであれば、たとえば、現フレームでの送信ウェイトを決定するときの推定された受信応答ベクトルと、直前の受信フレームの受信応答ベクトル（または直前のフレームの送信時点に外挿して推定された受信応答ベクトル）との重み付け平均した受信応答ベクトルからウェイトを算出するという構成とすることも可能である。
【０１６２】
または、現フレームにおいて算出された送信ウェイトＷｔｘと、直前の送信フレームの送信ウェイトＷｔｘ＿ｏｌｄの重み付け平均を以下の式にしたがって取り、この重付け平均を改めて現フレーム送信ウェイト／Ｗｔｘとして決定することも可能である。
【０１６３】
／Ｗｔｘ＝（１−α）Ｗｔｘ＿ｏｌｄ＋αＷｔｘ
図７は、基地局１０００がＳＤＭＡ基地局である場合の第３の動作例を示すフローチャートである。
【０１６４】
図６に示した構成に比べると、図７に示した例では、基地局１０００は端末２０００側からの報知内容に従って、送受信モードとして、受信ではアダプティブアレイ受信を、送信では受信レベル選択送信ダイバーシチを選択して通知する構成となっている（ステップＳ５０２）。
【０１６５】
これに応じて、アダプティブアレイ端末２０００では、基地局からの通知に従って、上述の送信動作モードを選択して設定するとともに（ステップＳ５０４）、送信時には、受信レベルの最も高いアンテナを選択して、送信を行なう（ステップＳ５０６）。
【０１６６】
［実施の形態２］
実施の形態１では、アダプティブアレイ端末において、送信指向性を固定ないし準固定した送信を行う場合、使用される送信ウェイトは、メモリ２１００に、たとえば、アダプティブアレイ端末２０００の製造時に記憶されていた値を用いるものとしていた。
【０１６７】
これに対して実施の形態２では、後に説明するように、実施の形態２のアダプティブアレイ端末２２００が、通信状態に応じて、アダプティブアレイ送受信を行わない場合に、送信ウェイトとして使用するべき固定値を当該固定値を使用した場合の通信状態に応じて予め選択的に収集して複数個記憶しておき、実施の形態２の基地局１００２からはその複数の送信ウェイトのうちのいずれかを選択して使用することを指示することが可能な構成とする。
【０１６８】
図８は、端末２２００が送信ウェイト選択機能を有しており、かつ、基地局１００２がＳＤＭＡ基地局である場合の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１６９】
図８を参照して、まず、端末２２００側から基地局１００２へ受信可能動作、送信可能動作の報知を行なう（ステップ６００）。
【０１７０】
続いて、基地局は端末からの報知内容に従って、たとえば受信モードとして、アダプティブアレイ受信モードを指定し、送信モードとして送信ウェイト選択送信を指定する（ステップ６０２）。
【０１７１】
これに応じて、アダプティブアレイ端末２２００では、受信モードおよび送信モードとして上述のアダプティブアレイ受信および送信ウェイト選択送信の動作モードの設定を行なう（ステップ６０４）。
【０１７２】
一方、基地局１００２側からは、複数の端末からの信号の各々に対する受信応答ベクトルの間の空間相関を監視しながら、上り信号間の空間相関が高くなった場合、端末２２００に対して、送信ウェイトの変更の指示を行なう（ステップ６０６）。
【０１７３】
端末２２００側では、基地局１００２からの指定に従って、変更された送信ウェイトを使用して、信号の送信を行なう（ステップ６０８）。
【０１７４】
図９は、送信ウェイト選択機能を有するアダプティブアレイ端末２２００に対して、送受信モードを指定するためのＳＤＭＡ基地局１００２の構成を説明するための概略ブロック図である。
【０１７５】
図１に示したＳＤＭＡ基地局１０００の構成と異なる点は、端末受信アンテナ指示付加部ＩＡＰの代わりに、ベースバンド部ＢＢＰからの出力に基づく送信用のベースバンド信号に対して、制御部ＣＮＰからの指示に従って、送信ウェイト指示情報を付加するための送信ウェイト指示部ＴＷＡＰと、各端末に対する所定期間の受信応答ベクトルの履歴を保持して、制御部ＣＮＰとの間で授受するためのメモリＭＰとが設けられる構成となっている点である。
【０１７６】
その他の構成は、図１に示したＳＤＭＡ基地局１０００の構成と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【０１７７】
図１０は、送信ウェイト選択機能を有するアダプティブアレイ端末２２００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【０１７８】
アダプティブアレイ端末２２００の構成が、図２に示したアダプティブアレイ端末２０００の構成と異なる点は、復調回路２０４０から出力される信号中に含まれる基地局１００２からの送信ウェイト指示情報を受取って、送信ウェイトの選択動作を指示するための送信ウェイト保持／選択装置２２１０と、送信ウェイト保持／選択装置２２１０が選択するための直交送信ウェイトテーブル２２２２および送信ウェイトテーブル２２２４を格納するためのメモリ２２２０が設けられ、送信アダプティブアレイ２０９０は、送信ウェイト保持／選択装置２２１０からの送信ウェイトに基づいて、変調回路２０８０の信号に対して送信ウェイトを乗算し、スイッチ部２０２０および２０２２に与える構成となっている点である。
【０１７９】
その他の点は、図２に示したアダプティブアレイ端末２０００の構成と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【０１８０】
また、図１０では、図２に示した受信レベル測定部２０１０、エラー判定回路２０５０、基地局種別識別装置２０６０、送信ウェイト計算機２０７０、メモリ２１００は省略されているが、実施の形態１のアダプティブアレイ端末２０００の動作と同様の動作を、基地局１００２からの指示に応じて選択的にアダプティブアレイ端末２２００が行うことが可能なように、これらの構成要件がアダプティブアレイ端末２２００に設けられる構成とすることが可能である。
【０１８１】
図１１および図１２は、アダプティブアレイ端末２２００において、送信ウェイト選択機能のために、メモリ２２２０へのテーブル作成の処理フローを説明するための第１および第２のフローチャートである。
【０１８２】
図１１を参照して、まず、処理が開始される（ステップＳ７００）と、変数ｉおよびｊの値が初期値０に設定される（ステップＳ７０２）。
【０１８３】
続いて、アダプティブアレイ端末２２００の送信ウェイト保持／選択装置２２１０は、メモリ２２２０中のｉ番目のテーブルから送信ウェイトを読出し送信ウェイト値として設定する（ステップＳ７０４）。なお、送信ウェイトテーブル２２２４に予めｍａｘ＿ｉ個の送信ウェイトが格納されているものとする。
【０１８４】
基地局１００２側では、この選択された送信ウェイトでアダプティブアレイ端末２２００から出力される信号の受信を行ないつつ、受信応答ベクトルの測定を行なう（ステップＳ７０６）。
【０１８５】
続いて、基地局１００２では、テーブル作成開始後の最初の受信応答ベクトルであるか否かの判定が行なわれ（ステップＳ７０８）、最初の受信応答ベクトルである場合は、その値をメモリＭＰに格納する（ステップＳ７１０）。
【０１８６】
一方、基地局１００２は、最初の受信応答ベクトルでない場合は、端末２２００からの信号に対する受信応答ベクトルとメモリＭＰ内に格納された他の端末からの受信応答ベクトルとの空間相関の測定を行なう（ステップＳ７１２）。
【０１８７】
空間相関が所定のしきい値以下である場合（ステップＳ７１４）、送信ウェイト指示部ＴＷＡＰは、端末２２００に対して送信ウェイト保持メッセージを送信する（ステップＳ７１６）。
【０１８８】
続いて、端末２２００では、基地局１００２からのウェイト保持メッセージを受信しているか否かの判定が行なわれ（ステップＳ７１８）、受信を行なっている場合は、変数ｊの値が１だけインクリメントされて（ステップＳ７２０）、その時点の送信ウェイトを直交送信ウェイトテーブル２２２２のｊ番目のテーブルに保持させる（ステップＳ７２２）。
【０１８９】
その後、変数ｉの値が所定の最大値ｍａｘ＿ｉよりも大きいか否かの判定が行なわれ（ステップＳ７２４）、大きくない場合は、変数ｉの値が１だけインクリメントされて（ステップＳ７２６）、処理はステップＳ７０４に復帰する。
【０１９０】
一方、ステップＳ７１０において、最初の受信応答ベクトルをメモリＭＰに保持した場合、ステップＳ７１４において空間相関が所定のしきい値以下でない場合、あるいは、ステップＳ７１８において端末が基地局からのウェイト保持メッセージを受信していない場合は、処理はステップＳ７２４に移行する。
【０１９１】
ステップＳ７２４において、変数ｉの値が所定の最大値ｍａｘ＿ｉ以上である場合は、処理は終了する（ステップＳ７３０）。
【０１９２】
このような処理により、アダプティブアレイ端末２２００において、予め送信ウェイトととして保持していた値のうち、現在の通信環境で、比較的他の端末と空間相関の小さな通信を可能とする直交送信ウェイトベクトルの値の組を、メモリ２２２０中に格納することが可能となる。
【０１９３】
また、通信環境が変化した場合は、必要に応じて、ステップＳ７００〜Ｓ７３０の処理を再び行って、直交送信ウェイトベクトルの値の組を更新することが可能である。
【０１９４】
図１３は、送信ウェイトを選択して端末−基地局間で通信を行う方法を説明するためのフローチャートである。
【０１９５】
まず、基地局１００２側で、たとえば、アダプティブアレイ端末２２００と同様の構成を有する端末１と端末２との間で空間多重通信を行なっているものとする（ステップＳ８００）。
【０１９６】
このとき、基地局１００２側から端末１に対して、送信ウェイトとして、直交送信ウェイトテーブル１番目の送信ウェイトを使用するように指示を行なう（ステップＳ８０２）。
【０１９７】
アダプティブアレイ端末１においては、１番目のテーブルから直交送信ウェイトへ読出し送信ウェイトとして設定する（ステップＳ８０４）。このときの送信ウェイトが設定されたアドレス番号をＸとする。
【０１９８】
基地局１００２側では、端末１の受信応答ベクトルと端末１と多重している相手の端末２の受信応答ベクトルとの空間相関を測定する（ステップＳ８０６）。
【０１９９】
続いて、空間相関が所定のしきい値以上であるかの判定が行なわれ（ステップＳ８０８）、空間相関が所定のしきい値以上である場合は、基地局１００２側から送信ウェイトをアドレスＸ番目以外の送信ウェイトとするように指示が出される（ステップＳ８１０）。
【０２００】
指示の後に、送信が終了しているか否かの判定が行なわれ（ステップＳ８１２）、送信が終了していない場合は、処理はステップＳ８０６に復帰する。
【０２０１】
一方、送信が終了している場合、あるいは空間相関が所定のしきい値未満である場合はそのまま通信状態が維持される。
【０２０２】
なお、必要に応じて、ステップＳ８０６〜Ｓ８１２の処理が通話中に繰返されてもよい。
【０２０３】
図２２においても説明したとおり、アダプティブアレイ端末ＰＳ１とＳＤＭＡ基地局１００２との間で信号の送受信が行なわれている場合、ＳＤＭＡ基地局１００２へは、アダプティブアレイ端末ＰＳ１から同一の複数の信号が到来する。このとき、ＳＤＭＡ基地局での受信信号Ｘ（ｔ）は、以下のように表わされる。
【０２０４】
Ｘ（ｔ）＝Ｈ１１Ｗ１Ｓ１（ｔ）＋…＋Ｈ１ｍＷ２Ｓ１（ｔ）＋Ｈ２Ｓ２（ｔ）
Ｘ（ｔ）＝Ｈ１Ｓ１（ｔ）＋Ｈ２Ｓ２（ｔ）
Ｈ１＝Ｈ１１Ｗ１＋…＋Ｈ１ｍＷ２
アダプティブアレイ端末ＰＳ１から到来する複数の信号は同一信号であるために、到来方向は複数信号の合成ベクトルとなる。
【０２０５】
図１４は、このような複数の到来信号がＳＤＭＡ基地局ＣＳ１に到来している状態を示す概念図であり、図１５は、このような複数の到来信号を合成ベクトルとして表わした場合の受信応答ベクトルＨ１を説明するための概念図である。
【０２０６】
図１６は、アダプティブアレイ端末ＰＳ１からの信号の受信応答ベクトルの時間変化を説明するための概念図である。
【０２０７】
アダプティブアレイ端末ＰＳ１の応答ベクトルＨ１と端末ＰＳ２の応答ベクトルＨ２の相関値が大きくなった場合、通信品質の劣化が起こる。このため、通信ウェイト選択機能を保持している端末ＰＳ１に対しては、基地局ＣＳ１は、送信ウェイトの変更を指示する。
【０２０８】
図１７は、このような送信ウェイトの変更の指示を行なった後の受信応答ベクトルを説明するための概念図である。
【０２０９】
図１６に示した場合に比べて、端末ＰＳ１に対応する受信応答ベクトルＨ１ａと端末ＰＳ２の応答ベクトルＨ２の相関値を小さくすることで、上りの信号分離を容易に行なうことが可能となる。
【０２１０】
ここで、上述したとおり、指示を受けて端末ＰＳ１で変更する送信ウェイトの値は、基地局との通信を行ないながら直交性の高いウェイトをサーチしてメモリに蓄えておくという構成の他に、予め固定的に複数の送信ウェイトを直交送信ウェイトテーブル２２２２に保持させておくことも可能である。あるいは、基地局ＣＳ１と通信を行ないながら、直交性の高いウェイトをランク付けしておく等の構成を取ることが可能である。
【０２１１】
なお、以上説明した実施の形態１および実施の形態２では、主に、送信ウェイトの計算について説明した。
【０２１２】
しかしながら、実施の形態１および実施の形態２で説明したアダプティブアレイ端末において、受信ウェイトの計算において、その初期値の設定を送信ウェイトの変更に応じて、動的に変化させることとすると、受信ウェイトの計算時間を短縮させることも可能となる。
【０２１３】
たとえば、最急降下法に基づく最小平均２乗誤差アルゴリズム（ＬＭＳアルゴリズム）で受信ウェイトを更新する場合は、受信ウェイトの初期値を送信ウェイトとすることによって、受信ウェイトの収束時間を短縮させることができる。
【０２１４】
あるいは、再帰的最小２乗法（ＲＬＳアルゴリズム）で受信ウェイトを更新する場合、受信ウェイトの初期値を送信ウェイトとすること、あるいは、受信相関行列の初期値は、送信時の応答ベクトルから計算したものを設定することによって、受信ウェイトの収束時間を短縮させることができる。
【０２１５】
このようなＬＭＳアルゴリズムやＲＬＳアルゴリズムについては、上述した文献１に開示がある。
【０２１６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０２１７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本願発明によれば、空間多重接続方式で通信する基地局と通信する場合、送信ウェイトの変化を緩やかに変化させるように制限をかけることで、従来のアダプティブアレイ端末と比較して、通信品質を向上させることが可能となる。
【０２１８】
さらに、空間多重接続方式で通信する基地局とそれ以外の基地局が混在しているエリアにおいて、送信方法を適応的に切換える場合、通信品質を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明のアダプティブアレイ端末２０００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図３】アダプティブアレイ端末２０００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】基地局１０００がアダプティブアレイ端末２０００に対して、指向性を持った信号の送信を行なう場合の処理フローを示す図である。
【図５】基地局１０００がＳＤＭＡ基地局である場合の第１の送受信のフローを説明するためのフローチャートである。
【図６】基地局１０００がＳＤＭＡ基地局の場合の第２の動作例を示すフローチャートである。
【図７】基地局１０００がＳＤＭＡ基地局である場合の第３の動作例を示すフローチャートである。
【図８】端末２２００が送信ウェイト選択機能を有しており、かつ、基地局１００２がＳＤＭＡ基地局である場合の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】ＳＤＭＡ基地局１００２の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図１０】送信ウェイト選択機能を有するアダプティブアレイ端末２２００の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図１１】メモリ２２２０へのテーブル作成の処理フローを説明するための第１のフローチャートである。
【図１２】メモリ２２２０へのテーブル作成の処理フローを説明するための第２のフローチャートである。
【図１３】送信ウェイトを選択して端末−基地局間で通信を行う方法を説明するためのフローチャートである。
【図１４】複数の到来信号がＳＤＭＡ基地局ＣＳ１に到来している状態を示す概念図である。
【図１５】複数の到来信号を合成ベクトルとして表わした場合の受信応答ベクトルＨ１を説明するための概念図である。
【図１６】アダプティブアレイ端末ＰＳ１からの信号の受信応答ベクトルの時間変化を説明するための概念図である。
【図１７】送信ウェイトの変更の指示を行なった後の受信応答ベクトルを説明するための概念図である。
【図１８】周波数分割多重接続，時分割多重接続および空間多重分割接続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１９】従来のＳＤＭＡ用基地局の送受信システム５０００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２０】アダプティブアレイ５１００のうち、１人のユーザに対応する送受信部５１００ａの構成を示すブロック図である。
【図２１】端末とＳＤＭＡ基地局５０００との間で授受される信号の構成を説明するための概念図である。
【図２２】アダプティブアレイ基地局ＣＳ１に対して、アダプティブアレイ端末ＰＳ１と、通常の無指向性の送受信を行なう端末ＰＳ２との間で無線通信が行なわれている場合の状態を示す概念図である。
【図２３】アダプティブアレイ端末ＰＳ１からの複数のパスを介して伝搬された信号に対する、受信信号応答ベクトルＨ１を合成ベクトルとして示す図である。
【符号の説明】
♯１〜♯４  アレイアンテナ、ＴＲＰ１〜ＴＲＰ４  送受信部、ＵＳＰ１，ＵＳＰ２  信号処理部、ＭＤＰ  変調・復調部、ＢＢＰ  ベースバンド部、ＣＮＰ制御部、ＩＡＰ  端末受信アンテナ指示付加部、ＴＰ１  送信部、ＲＰ１  受信部、ＳＷ１  スイッチ部、１０００  ＳＤＭＡ基地局、２０００，２２００  アダプティブアレイ端末、♯ＡＮ１，♯ＡＮ２  アンテナ、２０１０  受信レベル測定部、２０２０，２０３０  スイッチ部、２０３０  受信アダプティブアレイ部、２０４０  復調回路、２０５０  エラー判定器、２０６０  基地局種別識別装置、２０７０  送信ウェイト計算機、２０８０  変調回路、２０９０  送信アダプティブアレイ部、２１００  メモリ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
0003600218.tif 000034
【図２２】
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【図２３】
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