(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナを用いて通信を行う通信部と
を備え、
前記通信部は、前記複数のアンテナでの送信指向性に関するビームを、位置が固定された通信相手装置に向けるための第１送信ウェイトベクトルを用いて共通チャネルの信号を送信し、
前記通信部は、前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい第２送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求め、求めた当該第２送信ウェイトベクトルを用いて前記共通チャネルの前記信号を送信し、
前記通信部は、前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が前記所定値よりも小さい第３送信ウェイトベクトルであって、前記第２送信ウェイトベクトルとは異なる第３送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求め、求めた当該第３送信ウェイトベクトルを用いて前記共通チャネルの前記信号を送信する、無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置であって、
前記通信部は、互いに異なる複数の候補送信ウェイトベクトルを記憶し、
前記通信部は、前記複数の候補送信ウェイトベクトルのそれぞれと前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値を算出し、
前記通信部は、前記複数の候補送信ウェイトベクトルのうち、前記第１送信ウェイトベクトルとの前記相関値が前記所定値よりも小さい候補送信ウェイトベクトルを前記第２送信ウェイトベクトルとし、
前記通信部は、前記複数の候補送信ウェイトベクトルのうち、前記第１送信ウェイトベクトルとの前記相関値が前記所定値よりも小さい候補送信ウェイトベクトルを前記第３送信ウェイトベクトルとする、無線通信装置。
【請求項３】
（ａ）複数のアンテナでの送信指向性に関するビームを、位置が固定された通信相手装置に向けるための第１送信ウェイトベクトルを用いて、当該複数のアンテナから共通チャネルの信号を送信する工程と、
（ｂ）前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい第２送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求める工程と、
（ｃ）前記第２送信ウェイトベクトルを用いて、前記複数のアンテナから前記共通チャネルの前記信号を送信する工程と、
（ｄ）前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が前記所定値よりも小さい第３送信ウェイトベクトルであって、前記第２送信ウェイトベクトルとは異なる第３送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求める工程と、
（ｅ）前記第３送信ウェイトベクトルを用いて、前記複数のアンテナから前記共通チャネルの前記信号を送信する工程と
を備える、無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを用いた無線通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から無線通信に関して様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、複数のアンテナでの送信指向性を制御しながら送信信号を送信する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１６７６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無線通信システムにおいては、無線通信装置が、複数の通信相手装置に向けて同一の送信信号を送信することがある。例えば、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）等においては、基地局が、共通制御チャネルと呼ばれる共通チャネルを用いて、複数の通信装置に向けて同一の制御信号を送信することがある。このような場合には、無線通信装置が送信する信号が、複数の通信相手装置のそれぞれにおいて適切に受信されることが望まれる。
【０００５】
一方で、複数のアンテナを用いて通信する無線通信装置が、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置に対して送信信号を送信する場合に、当該複数のアンテナでの送信指向性に関するビームを位置が固定の通信相手装置に向けると、位置が固定の通信相手装置は無線通信装置からの信号を適切に受信することはできるものの、それ以外の通信相手装置は無線通信装置からの信号を適切に受信できない可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記の点に鑑みて成されたものであり、無線通信装置からの信号を、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいて受信しやすくすることが可能な技術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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信装置の一態様は、複数のアンテナと、前記複数のアンテナを用いて通信を行う通信部とを備え、前記通信部は、前記複数のアンテナでの送信指向性に関するビームを、位置が固定された通信相手装置に向けるための第１送信ウェイトベクトルを用いて共通チャネルの信号を送信し、前記通信部は、前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい第２送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求め、求めた当該第２送信ウェイトベクトルを用いて前記共通チャネルの前記信号を送信し、前記通信部は、前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が前記所定値よりも小さい第３送信ウェイトベクトルであって、前記第２送信ウェイトベクトルとは異なる第３送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求め、求めた当該第３送信ウェイトベクトルを用いて前記共通チャネルの前記信号を送信する。
【００１４】
また、本発明に係る無線通信方法の一態様は、（ａ）複数のアンテナでの送信指向性に関するビームを、位置が固定された通信相手装置に向けるための第１送信ウェイトベクトルを用いて、当該複数のアンテナから共通チャネルの信号を送信する工程と、（ｂ）前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい第２送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求める工程と、（ｃ）前記第２送信ウェイトベクトルを用いて、前記複数のアンテナから前記共通チャネルの前記信号を送信する工程と、（ｄ）前記第１送信ウェイトベクトルとの相関値が前記所定値よりも小さい第３送信ウェイトベクトルであって、前記第２送信ウェイトベクトルとは異なる第３送信ウェイトベクトルを前記第１送信ウェイトベクトルに基づいて求める工程と、（ｅ）前記第３送信ウェイトベクトルを用いて、前記複数のアンテナから前記共通チャネルの前記信号を送信する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、無線通信装置からの信号を、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいて受信しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】上位基地局の構成を示す図である。
【図３】上位基地局の動作を示すフローチャートである。
【図４】上位基地局の複数のアンテナでの送信指向性を模式的に示す図である。
【図５】上位基地局の複数のアンテナでの送信指向性を模式的に示す図である。
【図６】上位基地局の複数のアンテナでの送信指向性を模式的に示す図である。
【図７】合成送信指向性を模式的に示す図である。
【図８】第２送信ウェイトベクトルの一例を示す図である。
【図９】第３送信ウェイトベクトルの一例を示す図である。
【図１０】上位基地局の変形例の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は本実施の形態に係る無線通信装置を備える無線通信システム１００の構成を示す図である。本実施の形態に係る無線通信装置は、例えば、有線等によってインターネット等のネットワーク３に接続された基地局１Ａである。無線通信システム１００は、基地局１Ａ以外にも基地局１Ｂを備えている。基地局１Ｂは、ネットワーク３とは有線等で直接接続されておらず、基地局１Ａと無線通信を行うことによって、当該基地局１Ａを通じてネットワーク３と通信する。基地局１Ａ，１Ｂのそれぞれの位置は固定となっている。以後、基地局１Ａを「上位基地局１Ａ」と呼び、基地局１Ｂを「中継基地局１Ｂ」と呼ぶ。中継基地局１Ｂは「無線エントランス基地局」とも呼ばれている。
【００１８】
上位基地局１Ａ及び中継基地局１Ｂのそれぞれは、複数の通信端末２と無線通信を行う。複数の通信端末２には移動端末が含まれている。中継基地局１Ｂは、通信端末２と無線通信する際には本来の機能である基地局として機能し、上位基地局１Ａと無線通信する際には通信端末として機能する。したがって、上位基地局１Ａと中継基地局１Ｂとが無線通信を行う際には、上位基地局１Ａにおいては中継基地局１Ｂが通信端末として見えることになる。
【００１９】
図２は上位基地局１Ａの構成を示す図である。図２に示されるように、上位基地局１Ａは、複数のアンテナ１０ａから成るアレイアンテナ１０と、当該アレイアンテナ１０を用いて無線通信を行う無線処理部１１と、ネットワーク３と通信を行うネットワーク通信部１２と、無線処理部１１及びネットワーク通信部１２を制御する制御部１３とを備えている。本実施の形態では、アレイアンテナ１０は、例えば４つのアンテナ１０ａで構成されている。以後、４つのアンテナ１０ａを「第１〜第４アンテナ１０ａ」とそれぞれ呼ぶことがある。
【００２０】
ネットワーク通信部１２は、ネットワーク３と例えば有線で接続されている。ネットワーク通信部１２は、ネットワーク３から送信されるデータを受信するとともに、制御部１３からのデータをネットワーク３に送信する。
【００２１】
無線処理部１１は、アレイアンテナ１０で受信される複数の受信信号のそれぞれに対して増幅処理、ダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換処理等を行って、ベースバンドの複数の受信信号を生成して出力する。また、無線処理部１１は、制御部１３で生成されるベースバンドの複数の送信信号のそれぞれに対して、Ｄ／Ａ変換処理、アップコンバート及び増幅処理等を行って、搬送帯域の複数の送信信号を生成する。そして、無線処理部１１は、生成した搬送帯域の複数の送信信号を、アレイアンテナ１０を構成する複数のアンテナ１０ａにそれぞれ入力する。これにより、各アンテナ１０ａから送信信号が無線送信される。
【００２２】
制御部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）及びメモリなどで構成されている。制御部１３では、ＣＰＵ及びＤＳＰがメモリ内の各種プログラムを実行することによって、送信信号生成部１３０、受信データ取得部１３１、送信ウェイト処理部１３２、受信ウェイト処理部１３３及び応答ベクトル算出部１３４などの機能ブロックが形成される。
【００２３】
送信信号生成部１３０は、ネットワーク通信部１２からのデータ等を含む送信データを生成する。この送信データには、ユーザデータ及び制御データが含まれる。そして、送信信号生成部１３０は、生成した送信データを含むベースバンドの送信信号を生成する。このベースバンドの送信信号は、アレイアンテナ１０を構成する複数のアンテナ１０ａの数だけ生成される。
【００２４】
送信ウェイト処理部１３２は、送信信号生成部１３０で生成されたベースバンドの複数の送信信号に対して、アレイアンテナ１０での送信指向性を制御するための送信ウェイトベクトルを構成する複数の送信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、送信ウェイト処理部１３２は、複数の送信ウェイトがそれぞれ設定されたベースバンドの複数の送信信号を無線処理部１１に出力する。
【００２５】
受信ウェイト処理部１３３は、無線処理部１１から入力される複数の受信信号に対して、アレイアンテナ１０での受信指向性を制御するための受信ウェイトベクトルを構成する複数の受信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、受信ウェイト処理部１３３は、複数の受信ウェイトがそれぞれ設定された複数の受信信号を合成して新たな受信信号（以後、「合成受信信号」と呼ぶ）を生成する。
【００２６】
受信データ取得部１３１は、受信ウェイト処理部１３３で生成された合成受信信号に対して復調処理等を行って、当該合成受信信号に含まれる制御データ及びユーザデータを取得する。受信データ取得部１３１で取得されたデータの一部はネットワーク通信部１２に入力される。
【００２７】
応答ベクトル算出部１３４は、中継基地局１Ｂからの信号についての受信応答ベクトルを算出する。具体的には、応答ベクトル算出部１３４は、アレイアンテナ１０を構成する複数のアンテナ１０ａのそれぞれで受信された、中継基地局１Ｂからの既知信号（無線処理部１１から出力される既知信号）と、当該既知信号の理想的な信号である参照信号との相関を求めることによって、当該既知信号の受信応答ベクトル（アレイ応答ベクトルあるいはチャネル行列とも呼ばれる）を求める。応答ベクトル算出部１３４で求められた受信応答ベクトルは、後述するように、送信ウェイト処理部１３２において送信ウェイトベクトルが求められる際に使用される。
【００２８】
本実施の形態に係る上位基地局１Ａでは、無線処理部１１、送信ウェイト処理部１３２及び受信ウェイト処理部１３３によって、アレイアンテナ１０の指向性を適応的に制御しながら通信端末２及び中継基地局１Ｂと通信を行う通信部１４が構成されている。通信部１４は、通信端末２等の通信相手装置と無線通信する際に、アレイアンテナ１０の受信指向性及び送信指向性のそれぞれを制御する。具体的には、通信部１４は、受信ウェイト処理部１３３において、受信信号に乗算する受信ウェイトを調整することより、アレイアンテナ１０での受信指向性に関するビーム及びヌルを様々な方向に設定することができる。また、通信部１４は、送信ウェイト処理部１３２において、送信信号に乗算する送信ウェイトを調整することより、アレイアンテナ１０での送信指向性に関するビーム及びヌルを様々な方向に設定することができる。
【００２９】
また、本実施の形態に係る上位基地局１Ａでは、通信部１４は、個別チャネルを用いて通信相手装置と個別に無線通信を行う際には、受信ウェイト処理部１３３において当該通信相手装置からの既知信号に基づいて受信ウェイトベクトルを算出する。そして、通信部１４は、送信ウェイト処理部１３２において、受信ウェイト処理部１３３で求められた受信ウェイトベクトルに基づいて送信ウェイトベクトルを算出する。受信ウェイト処理部１３３は、例えば、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズム及びＲＬＳ（Recursive Least-Squares）アルゴリズムなどのＭＭＳＥ（Minimum Mean Squared. Error、最小二乗誤差法）を用いて受信ウェイトベクトルを算出する。
【００３０】
一方で、通信部１４は、共通制御チャネルなどの共通チャネルを用いて、上位基地局１Ａのサービスエリア（通信エリア）に存在するすべての通信相手装置、つまり通信端末２及び中継基地局１Ｂを含む複数の通信相手装置に向けて同一の送信信号を無線送信する際には、当該送信信号を、それに設定する送信ウェイトベクトルを変えながら複数回アレイアンテナ１０から無線送信する。以下に、通信部１４が共通チャネルを用いて送信信号を送信する際の当該通信部１４の動作について説明する。
【００３１】
図３は、通信部１４が共通チャネルを用いて送信信号を送信する際の当該通信部１４の動作を示すフローチャートである。本実施の形態では、通信部１４は、共通チャネルを用いて送信信号を送信する際には、当該送信信号を例えば３回送信する。
【００３２】
図３に示されるように、ステップｓ１において、通信部１４は、アレイアンテナ１０での送信指向性に関するビームを中継基地局１Ｂに向けるための第１送信ウェイトベクトルを用いて、アレイアンテナ１０から送信信号を送信する。具体的には、送信ウェイト処理部１３２が、送信信号生成部１３０で生成された、共通チャネルを用いて送信される複数の送信信号に対して、第１送信ウェイトベクトルを構成する、複数のアンテナ１０ａにそれぞれ対応した複数の第１送信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、送信ウェイト処理部１３２は、複数の第１送信ウェイトがそれぞれ設定された複数の送信信号を無線処理部１１に出力する。無線処理部１１に入力された複数の送信信号は複数のアンテナ１０ａからそれぞれ送信される。
【００３３】
第１送信ウェイトベクトルは、ステップｓ１が実行される前において、通信部１４で算出されて当該通信部１４に記憶されている。通信部１４では、受信ウェイト処理部１３３が、ＲＬＳアルゴリズム等を用いて中継基地局１Ｂからの既知信号に基づいて受信ウェイトベクトルを算出し、当該受信ウェイトベクトルに基づいて送信ウェイト処理部１３２が送信ウェイトベクトルを求める。この送信ウェイトベクトルが、アレイアンテナ１０での送信指向性に関するビームを中継基地局１Ｂに向けるための第１送信ウェイトベクトルとなる。通信部１４は、このようにしてステップｓ１の前に予め求めた第１送信ウェイトベクトルを用いて送信信号をアレイアンテナ１０から送信する。
【００３４】
図４は、上位基地局１Ａの通信部１４が第１送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から送信信号を送信する際の当該アレイアンテナ１０の送信指向性２００ａを模式的に示す図である。図４に示されるように、ステップｓ１での送信指向性２００ａにおいては、ビーム２０１ａが中継基地局１Ｂに向いているため、中継基地局１Ｂは上位基地局１Ａからの送信信号を受信しやすくなる。
【００３５】
次にステップｓ２において、通信部１４は、ステップｓ１で送信した送信信号を、第１送信ウェイトベクトルとは異なる第２送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から送信する。具体的には、送信ウェイト処理部１３２が、送信信号生成部１３０が生成したステップｓ１と同じ複数の送信信号に対して、第２送信ウェイトベクトルを構成する、複数のアンテナ１０ａにそれぞれ対応した複数の第２送信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、送信ウェイト処理部１３２は、複数の第２送信ウェイトがそれぞれ設定された複数の送信信号を無線処理部１１に出力する。無線処理部１１に入力された複数の送信信号は複数のアンテナ１０ａからそれぞれ送信される。
【００３６】
図５は、上位基地局１Ａの通信部１４が第２送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から送信信号を送信する際の当該アレイアンテナ１０の送信指向性２００ｂを模式的に示す図である。図５では、上記のステップｓ１での送信指向性２００ａが破線で示されている。ステップｓ２において、第１送信ウェイトベクトルとは異なる第２送信ウェイトベクトルを用いることによって、図５に示されるように、ステップｓ２でのアレイアンテナ１０の送信指向性２００ｂは、ステップｓ１でのアレイアンテナ１０の送信指向性２００ａと異なるようになる。したがって、ステップｓ１での送信指向性２００ａにおいて利得が低くなっている方向が、ステップｓ２での送信指向性２００ｂにおいて利得が高くなっている可能性が高くなる。よって、ステップｓ１において送信指向性２００ａでの利得が低い方向に存在するために、ステップｓ１での送信信号について受信しにくかった通信端末２が、ステップｓ２での送信信号については受信しやすくなる可能性が高くなる。
【００３７】
次にステップｓ３において、通信部１４は、ステップｓ１で送信した送信信号を、第１送信ウェイトベクトル及び第２送信ウェイトベクトルとは異なる第３送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から送信する。具体的には、送信ウェイト処理部１３２が、送信信号生成部１３０が生成したステップｓ１と同じ複数の送信信号に対して、第３送信ウェイトベクトルを構成する、複数のアンテナ１０ａにそれぞれ対応した複数の第３送信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、送信ウェイト処理部１３２は、複数の第３送信ウェイトがそれぞれ設定された複数の送信信号を無線処理部１１に出力する。無線処理部１１に入力された複数の送信信号は複数のアンテナ１０ａからそれぞれ送信される。
【００３８】
図６は、上位基地局１Ａの通信部１４が第３送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から送信信号を送信する際の当該アレイアンテナ１０の送信指向性２００ｃを模式的に示す図である。図６では、上記のステップｓ１での送信指向性２００ａが破線で示されている。ステップｓ３において、第１送信ウェイトベクトル及び第２送信ウェイトベクトルとは異なる第３送信ウェイトベクトルを用いることによって、図６に示されるように、ステップｓ３でのアレイアンテナ１０の送信指向性２００ｃは、ステップｓ１でのアレイアンテナ１０の送信指向性２００ａと異なるようになるとともに、ステップｓ２でのアレイアンテナ１０の送信指向性２００ｂと異なるようになる。したがって、ステップｓ１での送信指向性２００ａ及びステップｓ２での送信指向性２００ｂのそれぞれにおいて利得が低くなっている方向が、ステップｓ３での送信指向性２００ｂにおいて利得が高くなっている可能性が高くなる。よって、ステップｓ１において送信指向性２００ａでの利得が低い方向に存在し、かつステップｓ２においても送信指向性２００ｂでの利得が低い方向に存在するために、ステップｓ１及びステップｓ２での送信信号の両方について受信しにくかった通信端末２が、ステップｓ３での送信信号については受信しやすくなる可能性が高くなる。
【００３９】
図７は、ステップｓ１での送信指向性２００ａと、ステップｓ２での送信指向性２００ｂと、ステップｓ３での送信指向性２００ｃとを合成して得られる合成送信指向性２００ｄを模式的に示す図である。図７に示されるように、合成送信指向性２００ｄでは、位置が固定の中継基地局１Ｂに対してビーム２０１ｄが向くとともに、利得が小さい方向が少なくなっている。つまり、上述のように、アレイアンテナ１０での送信指向性に関するビームを中継基地局１Ｂに向けるための第１送信ウェイトベクトルを含む、互い異なる複数の送信ウェイトベクトルを用いて同一の送信信号を複数回送信することによって、当該送信信号の複数回の送信全体でのアレイアンテナ１０の送信指向性では、位置が固定の中継基地局１Ｂに対してビームが向き、かつ利得が小さい方向が少なくなる。よって、中継基地局１Ｂ及び通信端末２のそれぞれが、上位基地局１Ａからの同一の送信信号を受信しやすくなる。言い換えれば、上位基地局１Ａからの信号を、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいて受信しやすくなる。
【００４０】
なお、ステップｓ１〜ｓ３の一連の処理については２回以上繰り返して実行しても良い。また、互いに異なる４つ以上の送信ウェイトベクトルを用いて同一の送信信号を４回以上送信しても良い。また、互いに異なる４つ以上の送信ウェイトベクトルを用いて同一の送信信号を４回以上送信する処理を２回以上繰り返して実行しても良い。また、ステップｓ１〜ステップｓ３の実行順序を入れ替えても良い。例えば、ステップｓ２、ステップｓ１及びステップｓ３の順で実行しても良い。この場合には、第２送信ウェイトベクトルを用いて送信信号が送信された後に、第１送信ウェイトベクトルを用いて送信信号が送信され、その後、第３送信ウェイトベクトルを用いて送信信号が送信されることになる。
【００４１】
＜第２及び第３送信ウェイトベクトルの決定方法＞
本実施の形態では、第１送信ウェイトベクトルとの相関が低い送信ウェイトベクトルを第２及び第３送信ウェイトベクトルに決定する。以下に、第２及び第３送信ウェイトベクトルの決定方法について詳細に説明する。
【００４２】
本実施の形態では、アレイアンテナ１０の送信指向性に関するヌルが、位置が固定の中継基地局１Ｂに向くための送信ウェイトベクトルを第２及び第３送信ウェイトベクトルに採用する。第１送信ウェイトベクトルは、アレイアンテナ１０の送信指向性に関するビームが中継基地局１Ｂに向くための送信ウェイトベクトルであることから、第２及び第３送信ウェイトベクトルは第１送信ウェイトベクトルとの相関が低いと言える。
【００４３】
アレイアンテナ１０の送信指向性に関するヌルが中継基地局１Ｂに向くための送信ウェイトベクトル（以後、「ヌル送信ウェイトベクトル」と呼ぶことがある）は、応答ベクトル算出部１３４で求められる、中継基地局１Ｂからの信号の受信応答ベクトルに基づいて求めることができる。中継基地局１Ｂからの信号の受信応答ベクトルをＬとし、ヌル送信ウェイトベクトルをＷとすると、以下の式（１）を用いて、ヌル送信ウェイトベクトルＷを求めることができる。
【００４４】
【数１】
0005940816.tif 000002
【００４５】
ここで、ＬＴは、受信応答ベクトルＬの転置ベクトルであって、Ｗ＊は、ヌル送信ウェイトベクトルＷの複素共役ベクトルである。
【００４６】
第２送信ウェイトベクトルとしては、式（１）を満足する一つのヌル送信ウェイトベクトルＷが採用される。そして、第３送信ウェイトベクトルとしては、式（１）を満足し、かつ第２送信ウェイトベクトルとは異なる一つのヌル送信ウェイトベクトルＷが採用される。
【００４７】
図８は第２送信ウェイトベクトルを構成する、第１〜第４アンテナ１０ａにそれぞれ対応する４つの第２送信ウェイトＷ２Ａ〜Ｗ２Ｄの数値例を示す図である。図９は第３送信ウェイトベクトルを構成する、第１〜第４アンテナ１０ａにそれぞれ対応する４つの第３送信ウェイトＷ３Ａ〜Ｗ３Ｄの数値例を示す図である。図８，９でのＬ１〜Ｌ４は、受信応答ベクトルＬを構成する、第１〜第４アンテナ１０ａにそれぞれ対応する４つの応答値（第１〜第４アンテナ１０ａにそれぞれ対応する４つのベクトル要素）をそれぞれ示している。図８の例では、第２送信ウェイトＷ２Ａ〜Ｗ２Ｄは、それぞれ、１×ｅｊ・０、Ｌ１／Ｌ２×ｅ−ｊ・π、１×ｅｊ・０、Ｌ３／Ｌ４×ｅ−ｊ・πとなっている。また図９の例では、第３送信ウェイトＷ３Ａ〜Ｗ３Ｄは、それぞれ、Ｌ２／Ｌ１×ｅ−ｊ・π、１×ｅｊ・０、Ｌ４／Ｌ３×ｅ−ｊ・π、１×ｅｊ・０となっている。
【００４８】
このように、複数のアンテナ１０ａでの送信指向性に関するヌルが中継基地局１Ｂに向くための送信ウェイトベクトルを求めることによって、第１送信ウェイトベクトルと相関が低い第２及び第３送信ウェイトベクトルを得ることができる。そして、上述のステップｓ２において、第１送信ウェイトベクトルと相関が低い第２送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から送信信号を送信することによって、第１送信ウェイトベクトルと単に異なる第２送信ウェイトベクトルを用いる場合と比較して、ステップｓ１での送信指向性２００ａにおいて利得が低かった方向が、ステップｓ２での送信指向性２００ｂにおいて利得が高くなる可能性が高くなる。よって、ステップｓ１での送信信号が受信しにくかった通信端末２が、ステップｓ２での送信信号について受信しやすくなる可能性がさらに高くなる。
【００４９】
また、上述のステップｓ３において、第１送信ウェイトベクトルと相関が低く、かつ第２送信ウェイトベクトルと異なる第３送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から送信信号を送信することによって、第１及び第２送信ウェイトベクトルと単に異なる第３送信ウェイトベクトルを用いる場合と比較して、ステップｓ１での送信指向性２００ａ及びステップｓ２での送信指向性２００ｂのそれぞれにおいて利得が低かった方向が、ステップｓ３での送信指向性２００ｂにおいて利得が高くなる可能性が高くなる。よって、ステップｓ１及びステップｓ２での送信信号の両方が受信しにくかった通信端末２が、ステップｓ３での送信信号については受信しやすくなる可能性がさらに高くなる。
【００５０】
以上のように、本実施の形態では、アレイアンテナ１０での送信指向性に関するビームを位置が固定の通信相手装置に向けるための第１送信ウェイトベクトルを含む、互い異なる複数の送信ウェイトベクトルを用いて同一の送信信号を複数回送信していることから、当該送信信号の複数回の送信全体でのアレイアンテナ１０の送信指向性では、位置が固定の通信相手装置に対してビームが向きつつ、利得が小さい方向が少なくなる。よって、本実施の形態に係る無線通信装置（上位基地局１Ａ）からの信号を、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいて受信しやすくなる。
【００５１】
また、本実施の形態では、第１送信ウェイトベクトル及びそれとは異なる第２送信ウェイトベクトルだけではなく、当該第１及び第２送信ウェイトベクトルのそれぞれと異なる第３送信ウェイトベクトルを用いて、同一の送信信号を複数回送信していることから、当該送信信号の複数回の送信全体でのアレイアンテナ１０の送信指向性では、利得が小さい方向がさらに少なくなる。よって、本実施の形態に係る無線通信装置からの信号を、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいてさらに受信しやすくなる。
【００５２】
また、本実施の形態のように、第１送信ウェイトベクトルと、当該第１送信ウェイトベクトルと相関が低い送信ウェイトベクトルとを含む、互いに異なる複数の送信ウェイトベクトルを用いて、同一の送信信号を複数回送信する場合には、当該送信信号の複数回の送信全体でのアレイアンテナ１０の送信指向性では、利得が小さい方向がさらに少なくなる。よって、本実施の形態に係る無線通信装置からの信号を、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいてさらに受信しやすくなる。
【００５３】
また、本実施の形態のように、第１送信ウェイトベクトルと当該第１送信ウェイトベクトルと相関が低い第２送信ウェイトベクトルだけではなく、当該第１送信ウェイトベクトルと相関が低く、かつ当該第２送信ウェイトベクトルと異なる第３送信ウェイトベクトルを用いて、同一の送信信号を複数回送信することによって、当該送信信号の複数回の送信全体でのアレイアンテナ１０の送信指向性では、利得が小さい方向がさらに少なくなる。よって、本実施の形態に係る無線通信装置からの信号を、位置が固定の通信相手装置を含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいてさらに受信しやすくなる。
【００５４】
＜変形例＞
上記の例では、第１送信ウェイトベクトルとの相関が低い送信ウェイトベクトルとして、アレイアンテナ１０の送信指向性に関するヌルが中継基地局１Ｂに向くための送信ウェイトベクトルを採用していたが、第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい送信ウェイトベクトルを、第１送信ウェイトベクトルとの相関が低い送信ウェイトベクトルとして採用しても良い。以下にこの場合の上位基地局１Ａの構成及び動作について説明する。
【００５５】
図１０は、上位基地局１Ａの変形例の構成を示す図である。図１０に示される上位基地局１Ａでは、応答ベクトル算出部１３４が設けられておらず、送信ウェイト処理部１３２に相関値算出部１３２ａが設けられている。本変形例では、送信ウェイト処理部１３２は、互いに異なる複数の送信ウェイトベクトルを予め記憶しており、これらの送信ウェイトベクトルから第２及び第３送信ウェイトベクトルを決定する。送信ウェイト処理部１３２は、例えば、１００個の送信ウェイトベクトルを記憶している。以後、送信ウェイト処理部１３２が予め記憶している送信ウェイトベクトルを「候補送信ウェイトベクトル」と呼ぶ。
【００５６】
相関値算出部１３２ａは、送信ウェイト処理部１３２に予め記憶されている複数の候補送信ウェイトベクトルのそれぞれと、第１送信ウェイトベクトルとの相関値を求める。そして、送信ウェイト処理部１３２は、相関値算出部１３２ａで求められた、第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい一つの候補送信ウェイトベクトルを第２送信ウェイトベクトルとして採用する。また、送信ウェイト処理部１３２は、相関値算出部１３２ａで求められた、第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい候補送信ウェイトベクトルであって、第２送信ウェイトベクトルとは異なる一つの候補送信ウェイトベクトルを第３送信ウェイトベクトルとして採用する。本変形例では、第１送信ウェイトベクトルと候補送信ウェイトベクトルとの相関値は正規化され、それらが同じベクトルである場合に“１”となるようになっている。送信ウェイト処理部１３２は、第１送信ウェイトベクトルとの相関値が例えば０．３よりも小さい候補送信ウェイトベクトルを、第２及び第３送信ウェイトベクトルとして採用する。
【００５７】
相関値算出部１３２ａでは、第１送信ウェイトベクトルと候補送信ウェイトベクトルとの相関値Ｃｏｒｒは以下のようにして求められる。
【００５８】
相関値算出部１３２ａは、以下の式（２），（３）を用いて値ＴｍｐＩ及び値ＴｍｐＱを求める。
【００５９】
【数２】
0005940816.tif 000003
【００６０】
【数３】
0005940816.tif 000004
【００６１】
ここで、Ｗ１ＡＩ及びＷ１ＡＱは、第１送信ウェイトベクトルに含まれる、第１アンテナ１０ａに対応する送信ウェイト（複素数）のＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。Ｗ１ＢＩ及びＷ１ＢＱは、第１送信ウェイトベクトルに含まれる、第２アンテナ１０ａに対応する送信ウェイトのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。Ｗ１ＣＩ及びＷ１ＣＱは、第１送信ウェイトベクトルに含まれる、第３アンテナ１０ａに対応する送信ウェイトのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。そして、Ｗ１ＤＩ及びＷ１ＤＱは、第１送信ウェイトベクトルに含まれる、第４アンテナ１０ａに対応する送信ウェイトのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。
【００６２】
また、ＷｃＡＩ及びＷｃＡＱは、候補送信ウェイトベクトルに含まれる、第１アンテナ１０ａに対応する送信ウェイトのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。ＷｃＢＩ及びＷｃＢＱは、候補送信ウェイトベクトルに含まれる、第２アンテナ１０ａに対応する送信ウェイトのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。ＷｃＣＩ及びＷｃＣＱは、候補送信ウェイトベクトルに含まれる、第３アンテナ１０ａに対応する送信ウェイトのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。そして、ＷｃＤＩ及びＷｃＤＱは、候補送信ウェイトベクトルに含まれる、第４アンテナ１０ａに対応する送信ウェイトのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ示している。
【００６３】
また、相関値算出部１３２ａは、第１送信ウェイトベクトルの大きさの２乗を示す値Ｗ１ＰＯＷと、候補送信ウェイトベクトルの大きさの２乗を示す値ＷｃＰＯＷとを以下の式（４），（５）を用いて求める。
【００６４】
【数４】
0005940816.tif 000005
【００６５】
【数５】
0005940816.tif 000006
【００６６】
そして、相関値算出部１３２ａは、値ＴｍｐＩ、値ＴｍｐＱ、値Ｗ１ＰＯＷ及び値ＷｃＰＯＷを以下の式（６）に代入して、第１送信ウェイトベクトルと候補送信ウェイトベクトルとの相関値Ｃｏｒｒを求める。この相関値Ｃｏｒｒは「空間相関値」と呼ばれる。
【００６７】
【数６】
0005940816.tif 000007
【００６８】
相関値算出部１３２ａは、以上のようにして、送信ウェイト処理部１３２に予め記憶されている複数の候補送信ウェイトベクトルのそれぞれと、第１送信ウェイトベクトルとの相関値を求める。送信ウェイト処理部１３２は、予め記憶する複数の候補送信ウェイトベクトルのうち、相関値算出部１３２ａで求められた、第１送信ウェイトベクトルとの相関値Ｃｏｒｒが所定値よりも小さい候補送信ウェイトベクトルを第２送信ウェイトベクトルとして採用する。また、送信ウェイト処理部１３２は、予め記憶する複数の候補送信ウェイトベクトルのうち、相関値算出部１３２ａで求められた、第１送信ウェイトベクトルとの相関値Ｃｏｒｒが所定値よりも小さい候補送信ウェイトベクトルであって、第２送信ウェイトベクトルとは異なる候補送信ウェイトベクトルを第３送信ウェイトベクトルとして採用する。
【００６９】
このように、第１送信ウェイトベクトルと、当該第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい送信ウェイトベクトルとを含む、互いに異なる複数の送信ウェイトベクトルを用いてアレイアンテナ１０から同一の送信信号を複数回送信する場合であっても、当該送信信号の複数回の送信全体でのアレイアンテナ１０の送信指向性では、利得が小さい方向がさらに少なくなる。よって、上位基地局１Ａからの信号を、位置が固定の中継基地局１Ｂを含む複数の通信相手装置のそれぞれにおいてさらに受信しやすくなる。
【００７０】
上記の例では、無線通信システム１００の運用中において、中継基地局１Ｂからの既知信号に基づいて第１送信ウェイトベクトルを通信部１４で求めていたが、上位基地局１Ａの設置前においてシミュレーション等によって求められた第１送信ウェイトベクトルを、送信ウェイト処理部１３２に予め記憶させておいても良い。上位基地局１Ａ及び中継基地局１Ｂのそれぞれの位置は固定であり、それらの間の伝送路特性はあまり変化しないことから、シミュレーション等によって事前に第１送信ウェイトベクトルをある程度の精度で求めることができる。
【００７１】
また、上記の例では、第１送信ウェイトベクトルとの相関が低い第２及び第３送信ウェイトベクトルを無線通信システム１００の運用中に通信部１４で決定していたが、上位基地局１Ａの設置前において、シミュレーション等によって求められた第１送信ウェイトベクトルに基づいて第２及び第３送信ウェイトベクトルを決定しておいて、それらを送信ウェイト処理部１３２に予め記憶させても良い。
【００７２】
また、第２及び第３送信ウェイトベクトルにおいて、一方の送信ウェイトベクトルとして、アレイアンテナ１０の送信指向性に関するヌルが、位置が固定の中継基地局１Ｂに向くための送信ウェイトベクトルを採用し、他方の送信ウェイトベクトルとして、第１送信ウェイトベクトルとの相関値が所定値よりも小さい送信ウェイトベクトルを採用しても良い。
【００７３】
また、無線通信システム１００において、上位基地局１Ａと無線通信を行う、互いに異なる位置に配置された複数の中継基地局１Ｂが存在する場合には、当該複数の中継基地局１Ｂのそれぞれについて第１送信ウェイトベクトルを求めて、それによって得られた互いに異なる複数の第１送信ウェイトベクトルを用いて、同一の送信信号を複数回アレイアンテナ１０から送信しても良い。この場合には、上位基地局１Ａからの信号が、複数の中継基地局１Ｂのそれぞれにおいて受信しやすくなるとともに、通信端末２においても受信しやすくなる。
【００７４】
また、上記の例では、本願発明を基地局に適用する場合について説明したが、本願発明は、複数のアンテナを備える無線通信装置であれば他の無線通信装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１Ａ，１Ｂ  基地局
２  通信端末
１０ａ  アンテナ
１４  通信部
１３４  応答ベクトル算出部
【図１】
0005940816.tif 000008
【図２】
0005940816.tif 000009
【図３】
0005940816.tif 000010
【図４】
0005940816.tif 000011
【図５】
0005940816.tif 000012
【図６】
0005940816.tif 000013
【図７】
0005940816.tif 000014
【図８】
0005940816.tif 000015
【図９】
0005940816.tif 000016
【図１０】
0005940816.tif 000017