(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置それぞれと接続された集中制御局装置と、前記第１の無線通信装置と無線通信をする第２の無線通信装置とを備える無線通信システムであって、
前記集中制御局装置は、
前記第１の無線通信装置の数と前記第２の無線通信装置が有するアンテナ数とに基づいて、前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置とが無線通信に用いる周波数帯域を分けた複数の帯域それぞれに異なる送信電力の割り当てを前記第１の無線通信装置それぞれに対して選択し、
前記第１の無線通信装置は、
前記集中制御局装置により割り当てられた各帯域の送信電力で信号を送信し、
前記第２の無線通信装置は、
複数のアンテナを用いて受信した複数の受信信号を前記複数の帯域に分割し、前記送信電力に応じたアダプティブアレーアルゴリズムにて前記複数の帯域ごとに前記アンテナそれぞれに対応するウェイトを算出し、算出したウェイトを前記帯域ごとの受信信号それぞれに適用し、ウェイト適用後の前記帯域ごとの受信信号を合成する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記集中制御局装置は、
前記複数の帯域それぞれに割り当てる送信電力を示す割り当てパターンが複数定められたパターン・テーブルを予め記憶し、
前記第１の無線通信装置ごとに、前記第１の無線通信装置の数と前記第２の無線通信装置が有するアンテナ数とに基づいて、前記複数の帯域それぞれに割り当てる送信電力の組み合わせを前記パターン・テーブルから選択する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の無線通信システムにおいて
前記第２の無線通信装置は、
割り当てられる送信電力が予め定められた閾値以上の帯域と、割り当てられる送信電力が予め定められた閾値未満の帯域とにおいて異なるアダプティブアレーアルゴリズムを用いてウェイトを算出する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、
前記集中制御局装置は、
前記第１の無線通信装置に対して選択した前記複数の帯域に対する送信電力の割り当てにおいて、ある帯域に追加の送信電力の割り当てをした際に前記第２の無線通信装置の受信品質が受ける影響に基づいて、当該帯域に追加の送信電力の割り当てをするか否かを定める
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
送信側の無線通信装置の数と受信側の無線通信装置が有するアンテナ数とに基づいて、無線通信に用いる周波数帯域を分けた複数の帯域ごとに異なる送信電力を集中制御局装置が割り当て、前記送信側の無線通信装置において当該送信電力が割り当てられた送信信号を複数のアンテナを用いて受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した受信信号を前記複数の帯域の信号に分ける周波数帯域分割手段と、
前記複数の帯域に割り当てられた送信電力に応じたアダプティブアレーアルゴリズムにて前記複数の帯域ごとに前記アンテナそれぞれに対応するウェイトを算出するウェイト算出手段と、
前記ウェイト算出手段が算出したウェイトを用いて前記アンテナそれぞれに対応する受信信号を前記帯域ごとに重み付け合成し、重み付け合成した前記帯域ごとの信号を一つの信号に合成して出力する信号合成手段と、
前記信号合成手段が出力する信号を復調復号する復調手段と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
複数の第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置それぞれと接続された集中制御局装置と、前記第１の無線通信装置と無線通信をする第２の無線通信装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記集中制御局装置が、前記第１の無線通信装置の数と前記第２の無線通信装置が有するアンテナ数とに基づいて、前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置とが無線通信に用いる周波数帯域を分けた複数の帯域それぞれに異なる送信電力の割り当てを前記第１の無線通信装置それぞれに対して選択する割り当てステップと、
前記第１の無線通信装置が、前記割り当てステップにおいて割り当てられた各帯域の送信電力で信号を送信する送信ステップと、
前記第２の無線通信装置が、前記送信ステップにおいて送信された信号を複数のアンテナを用いて受信した複数の受信信号を前記複数の帯域に分割し、前記送信電力に応じたアダプティブアレーアルゴリズムにて前記複数の帯域ごとに前記アンテナそれぞれに対応するウェイトを算出し、算出したウェイトを前記帯域ごとの受信信号それぞれに適用し、ウェイト適用後の前記帯域ごとの受信信号を合成する受信ステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
送信側の無線通信装置の数と受信側の無線通信装置が有するアンテナ数とに基づいて、無線通信に用いる周波数帯域を分けた複数の帯域ごとに異なる送信電力を集中制御局装置が割り当て、前記送信側の無線通信装置において当該送信電力が割り当てられた送信信号を複数のアンテナを用いて受信する受信ステップと、
前記受信ステップにおいて受信した受信信号を前記複数の帯域の信号に分ける周波数帯域分割ステップと、
前記複数の帯域に割り当てられた送信電力に応じたアダプティブアレーアルゴリズムにて前記複数の帯域ごとに前記アンテナそれぞれに対応するウェイトを算出するウェイト算出ステップと、
前記ウェイト算出ステップにおいて算出したウェイトを用いて前記アンテナそれぞれに対応する受信信号を前記帯域ごとに重み付け合成し、重み付け合成した前記帯域ごとの信号を一つの信号に合成して出力する信号合成ステップと、
前記信号合成ステップにおいて出力する信号を復調復号する復調ステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アダプティブアレーアンテナ技術を適用した無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の光アクセス等の普及に伴った様々な大容量サービスに対応するため、無線通信の伝送速度の向上が要求されている。占有する周波数帯域と伝送速度とは比例するため、周波数帯域を拡大することでこれを実現することができる。しかし、実際の周波数資源は有限であるため、周波数帯域の拡大には限界がある。また、ＷｉＦｉ（登録商標）をはじめ、ＷｉＭＡＸ（登録商標）やＬＴＥ（登録商標）のような様々な無線アクセスシステムが普及しており、特にこれらのシステムに割り当てられているマイクロ波帯の周波数資源は逼迫している状況にある。
【０００３】
そこで、限られた周波数資源環境下において伝送容量を向上するためには、送受信局に複数のアンテナを具備し、ＭＩＭＯないしはマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）技術の適用による空間分割多重伝送が有効である。この手法を拡張し、複数の基地局間におけるチャネル情報や、送信信号、受信信号を共有、もしくはそれらを一括で扱う集中制御局を配置し、（ＭＵ−）ＭＩＭＯ技術を適用することで隣接する基地局間の干渉を除去可能とする基地局連携も検討されている。このように、同一システム間においては干渉信号に関する情報を事前に把握することで干渉に対処することが可能であった。
【０００４】
また、周波数帯域幅を拡大し、更に伝送容量を向上するためには、複数のシステム間における周波数資源を共用し、複数システム相互の共存を許容する必要がある。異なるシステム間における未知の同一チャネル干渉に対処するためには、非特許文献１に示されるようなアダプティブアレーアンテナ技術が有効である。アダプティブアレーアンテナ技術には様々なアルゴリズムがある。例えば、送受信局間にて互いに共有しているトレーニング信号のような既知情報を利用する最小平均二乗誤差（Minimum Mean Square Error：ＭＭＳＥ）法や、既知情報を必要としないブラインド型のアルゴリズムとしてはパワーインバージョン（Power Inversion；ＰＩ）や定包絡線アルゴリズム（Constant Modulus Algorithm；ＣＭＡ）などがある。パケットベースの無線通信においてはタイミング検出等のためにトレーニング信号が付与されているためにＭＭＳＥは有効であるが、これはタイミング検出が正確に成されていることが前提として必要であり、所望信号よりもレベルの大きい干渉信号が到来する場合にはタイミングを検出できず、正確に動作しない恐れがある。したがって、未知の干渉を抑圧するという観点からは、トレーニング信号を必要としないＰＩやＣＭＡが有効であると考えられる。
【０００５】
図１４は、無線通信システムの構成例を示すブロック図である。同図には、無線通信装置１２０ａ及び無線通信装置１２０ｂを具備する無線通信システムが示されている。以下、無線通信装置１２０ａと無線通信装置１２０ｂとのいずれか一方又は両方を総称して無線通信装置１２０という。無線通信装置１２０は、データ入出力部１２１と、ＭＡＣ層処理部１２２と、通信制御部１２３と、受信信号処理部１２４と、送信信号処理部１２６と、スイッチ（ＳＷ）１２７と、アンテナ１２８とを備えている。なお、図１４における構成は、無線通信装置１２０が複数本のアンテナ１２８を備える構成である。
【０００６】
データ入出力部１２１は、宛先局に送信するデータを入力する。また、データ入出力部１２１は、ＭＡＣ層処理部１２２から入力されるデータをユーザに対して出力する。ＭＡＣ層処理部１２２は、受信信号処理部１２４から入力されるデータに対してＭＡＣ層に関する処理を施してデータ入出力部１２１に出力する。また、ＭＡＣ層処理部１２２は、データ入出力部１２１から入力されるデータに対してＭＡＣ層に関する処理を施して送信信号処理部１２６に出力する。
【０００７】
通信制御部１２３は、アンテナ１２８における送受信のタイミング、すなわちスイッチ１２７における送受信の切り替えに関わる制御や、それに伴う受信信号処理部１２４及び送信信号処理部１２６における動作タイミングの制御、また通信相手先となる他の無線通信装置１２０を選択する処理など、全体の通信に係る制御を行う。また、通信制御部１２３は、自装置の通信相手となる他の無線通信装置１２０の数に基づいて、帯域や送信電力の割り当てを行う。
【０００８】
受信信号処理部１２４は、アンテナ１２８にて受信した受信信号に対して受信信号処理を行う。送信信号処理部１２６は、ＭＡＣ層処理部１２２から入力される送信データに対して送信信号処理を施して、アンテナ１２８から送信する。スイッチ１２７は、通信制御部１２３からの指示に従って、送信時にはアンテナ１２８と送信信号処理部１２６とを接続し、受信時にはアンテナ１２８と受信信号処理部１２４とを接続する。
【０００９】
無線通信装置１２０における送信の動作について説明する。
データ入出力部１２１に宛先局に送信すべきデータが外部から入力されると、ＭＡＣ層処理部１２２は、データ入出力部１２１に入力されたデータに対して無線回線上で送受信されるデータに変換する。ＭＡＣ層処理部１２２は、更にＭＡＣ層のヘッダ情報を付加する等の処理を行って得られた送信データを送信信号処理部１２６に出力する。
【００１０】
送信信号処理部１２６は、ＭＡＣ層処理部１２２から出力される送信データに変調処理を施す。送信信号処理部１２６は、変調処理により得られた送信信号を、スイッチ１２７を経由してアンテナ１２８から送信する。
【００１１】
続いて、無線通信装置１２０における受信の動作について説明する。
宛先から送信された自装置宛ての信号を複数のアンテナ１２８にて受信すると、受信した信号（受信信号）は、スイッチ１２７を経由して受信信号処理部１２４に入力される。受信信号処理部１２４は、複数のアンテナ１２８それぞれが受信した受信信号に対してアレー処理を施し、受信信号から所望の信号を取得するための受信ウェイトを算出する。受信信号処理部１２４は、算出した受信ウェイトを用いて受信信号から所望の信号を取得し、取得した所望の信号に対して復調や復号などの各種信号処理を施してデータを取得する。受信信号処理部１２４は、取得したデータをＭＡＣ層処理部１２２に出力する。
【００１２】
ＭＡＣ層処理部１２２は、受信信号処理部１２４から出力されるデータに対して、ＭＡＣ層に関する処理（例えば、データ入出力部１２１に対して入出力データと無線回線上で送受信されるデータとの変換や、ＭＡＣ層のヘッダ情報の終端など）を行う。ＭＡＣ層処理部１２２は、ＭＡＣ層に関する処理を施したデータを、データ入出力部１２１を介して外部ディスプレイないしは外部ネットワーク等の出力装置に出力させる。
【００１３】
なお、特に明記はしていないがアンテナ１２８においては、送信時には送信信号処理部１２６においてベースバンド変調処理が施された信号に対してＤ／Ａ（Digital/Analog：デジタル／アナログ）変換、無線周波数信号へのアップコンバート、更に帯域外の周波数成分を除去するためのフィルタ処理等が行われたのち、送信される。また、受信時にはその逆の処理が施されたのち、ベースバンド受信信号が受信信号処理部１２４へ入力される。
【００１４】
図１５は、無線通信装置１２０がシングルキャリア通信を行う場合の送信信号処理部１２６の構成例を示すブロック図である。送信信号処理部１２６は、変調部１３１を有している。変調部１３１は、ＭＡＣ層処理部１２２から出力されるデータに対して、誤り訂正符号化処理を実施した後にシンボルマッピング処理を行う。例えば、各シンボルのＩ−Ｑ平面上の情報に基づいて、所定の帯域幅の搬送波を変調する。また、変調部１３１は、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform；離散フーリエ変換）処理のために送信信号に周期性を持たせることを目的として、必要に応じてガードインターバルを挿入する。
【００１５】
図１６は、無線通信装置１２０がＯＦＤＭ変調方式を用いて通信を行う場合の送信信号処理部１２６の構成例を示すブロック図である。送信信号処理部１２６は、変調部１３１と、直列／並列変換部１３２と、ＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform；逆離散フーリエ変換）部１３３とを有している。変調部１３１は、ＭＡＣ層処理部１２２から出力されるデータに対して、誤り訂正符号化処理を実施した後にシンボルマッピング処理を行う。
【００１６】
直列／並列変換部１３２は、変調部１３１によりマッピングされたシンボルに対して直列／並列変換を行い、得られた複数のシンボル列をＩＤＦＴ部１３３に出力する。ＩＤＦＴ部１３３は、直列／並列変換部１３２から出力される複数のシンボル列に対してＩＤＦＴを施して、周波数領域の信号から時間領域に信号に変換してアンテナ１２８に出力する。また、送信信号処理部１２６では、必要に応じて、ガードインターバルの挿入や、ＯＦＤＭシンボル間の波形整形処理などが行われ、送信する電気的な信号をアンテナ１２８に出力する。
【００１７】
図１７は、無線通信装置１２０がシングルキャリア通信を行う場合の受信信号処理部１２４の構成例を示すブロック図である。同図には、無線通信装置１２０に２つのアンテナ１２８が備えられている場合の構成が示されている。受信信号処理部１２４は、アダプティブアレー処理部１５２と、アンテナ１２８に対応して設けられている乗算器１５３と、加算器１５４と、復調部１５６とを有している。アンテナ１２８から受信信号処理部１２４に入力される２つの受信信号（受信信号１、受信信号２）は、アダプティブアレー処理部１５２と、各受信信号に対して設けられている乗算器１５３とに入力される。
【００１８】
アダプティブアレー処理部１５２は、入力される受信信号１及び受信信号２に基づいて、受信信号１及び受信信号２に含まれる干渉信号を抑圧するためのウェイトを所定のアルゴリズム（ＰＩ又はＣＭＡなど）により算出する。アダプティブアレー処理部１５２は、算出したウェイトを乗算器１５３に入力する。乗算器１５３は、入力される受信信号１とウェイトとを乗算し、乗算結果を加算器１５４に出力する。加算器１５４は、２つの乗算器１５３から出力される乗算結果を加算し、加算結果を復調部１５６に入力する。このように、ウェイトの乗算及び合成を含むアレー処理により干渉信号の抑圧された１系統の信号が得られる。
【００１９】
復調部１５６は、アレー処理が施された受信信号に対して直交復調処理によりデマッピングされたシンボルを取り出し、取り出したシンボルに対して誤り訂正復号処理を施すことで最終的なデータ系列を取得する。復調部１５６は、取得したデータ系列をＭＡＣ層処理部１２２に出力する。
【００２０】
次に、無線通信装置１２０がマルチキャリア伝送方式を用いて通信を行う場合の動作を示す。その一例として、ＯＦＤＭ又はＯＦＤＭＡ変調方式を用いて説明する。図１８は、無線通信装置１２０がＯＦＤＭ変調方式を用いて通信を行う場合の受信信号処理部１２４の構成を示すブロック図である。同図には、図１７に示した構成例と同様に、無線通信装置１２０に２つのアンテナ１２８が備えられている場合の構成が示されている。受信信号処理部１２４は、ＤＦＴ部１５１と、複数のアダプティブアレー処理部１５２と、複数の乗算器１５３と、複数の加算器１５４と、並列／直列変換部１５５と、復調部１５６とを有している。ＤＦＴ部１５１はアンテナ１２８に対応して設けられている。アダプティブアレー処理部１５２及び加算器１５４はサブキャリアごとに設けられている。乗算器１５３はＤＦＴ部１５１から出力されるサブキャリアの信号ごとに設けられている。
【００２１】
ＤＦＴ部１５１は、対応するアンテナ１２８により受信された受信信号（受信信号１又は受信信号２）を入力し、入力した受信信号に対してＤＦＴを施して、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換して各サブキャリアの信号を取得する。ＤＦＴ部１５１は、取得した各サブキャリアの信号を、アダプティブアレー処理部１５２と乗算器１５３とに出力する。
【００２２】
アダプティブアレー処理部１５２は、対応するサブキャリアの信号を各ＤＦＴ部１５１から入力する。アダプティブアレー処理部１５２は、受信信号１における対応するサブキャリアの信号と受信信号２における対応するサブキャリアの信号とに基づいて、それぞれの信号に含まれル干渉信号を抑圧するためのウェイトを所定のアルゴリズム（ＰＩ又はＣＭＡなど）により算出する。
【００２３】
乗算器１５３それぞれは、各ＤＦＴ部１５１から出力されるサブキャリアの信号ごとに設けられており、対応するサブキャリアの信号と、対応するサブキャリアのアダプティブアレー処理部１５２により算出されたウェイトとが入力される。乗算器１５３は、入力されたサブキャリアの信号とウェイトとを乗算し、乗算結果を対応するサブキャリアの加算器１５４に出力する。加算器１５４それぞれは、対応するサブキャリアの乗算器１５３から出力される乗算結果を加算し、加算結果を並列／直列変換部１５５に入力する。このように、ウェイトの乗算及び合成を含むアレー処理により干渉信号の抑圧された各サブキャリアの信号が得られる。
【００２４】
並列／直列変換部１５５は、アレー処理が施された各サブキャリアの信号を各加算器１５４から入力し、入力される各サブキャリアの信号に対して並列／直列変換を施して、１系統の信号を取得し、取得した１系統の信号を復調部１５６に出力する。復調部１５６は、並列／直列変換部１５５から出力される１系統の信号に対して直交復調処理によりデマッピングされたシンボルを取り出し、取り出したシンボルに対して誤り訂正復号処理を施すことで最終的なデータ系列を取得する。復調部１５６は、取得したデータ系列をＭＡＣ層処理部１２２に出力する。
【００２５】
ここでは、サブキャリアごとのアレー処理を実施する構成として、サブキャリアごとにアダプティブアレー処理部１５２、乗算器１５３、加算器１５４を備える場合を用いて説明したが、この例に限らず本処理は実施可能である。例えば、受信信号処理部１２４はアダプティブアレー処理部１５２、乗算器１５３、加算器１５４を一つずつ、ないしはサブキャリア数よりも少ない数だけ備え、サブキャリアごとのアレー処理を時分割にて実施する構成としても構わない。また、複数のサブキャリアをまとめて一つのサブチャネルとし、サブチャネル単位で上記アレー処理を実施しても構わない。このように、いかなる方法を用いてもＯＦＤＭ（マルチキャリア伝送）におけるアレー処理は実現可能である。
【００２６】
なお、図１７及び図１８の例では受信アンテナが２本の場合を例にとり説明したが、アンテナ数は３本以上であっても構わない。一般に、アンテナ数をＮ本とすると、アダプティブアレーの適用によりＮ−１の干渉波を抑圧することが可能となる。
【００２７】
以上のように構成された無線通信装置１２０では、ＭＭＳＥやＰＩ、ＣＭＡなどのアダプティブアレーアルゴリズムを用いることにより、到来する干渉信号を抑圧して通信を行うことができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２８】
【非特許文献１】菊間信良、「アダプティブアンテナ技術」、オーム社、２００３年１０月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、これらのアダプティブアレーアルゴリズムは、ＰＩは信号対干渉電力比（Signal to Interference power Ratio；ＳＩＲ）が０より小さい場合に機能する特徴を有し、一方、ＣＭＡは干渉信号も低包絡線性を有しているものであれば大きい信号を捕捉し、それよりも小さい信号を干渉として抑圧する性質を有する。そのため、一般的にはＳＩＲが０よりも大きい場合において機能する特徴を有し、それらの動作領域は限定されている。また、ＭＭＳＥにおいても、ＳＩＲが小さい場合には十分な干渉抑圧効果が得られない。そのため、アダプティブアレーアルゴリズムによる干渉抑圧効果が十分得られないことがあるという問題がある。
【００３０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、アダプティブアレーアルゴリズムの動作領域を拡張し、干渉抑圧効果を向上させることができる無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信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】
【００３１】
本発明の一態様は、複数の第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置それぞれと接続された集中制御局装置と、前記第１の無線通信装置と無線通信をする第２の無線通信装置とを備える無線通信システムであって、前記集中制御局装置は、前記第１の無線通信装置の数と前記第２の無線通信装置が有するアンテナ数とに基づいて、前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置とが無線通信に用いる周波数帯域を分けた複数の帯域それぞれに異なる送信電力の割り当てを前記第１の無線通信装置それぞれに対して選択し、前記第１の無線通信装置は、前記集中制御局装置により割り当てられた各帯域の送信電力で信号を送信し、前記第２の無線通信装置は、複数のアンテナを用いて受信した複数の受信信号を前記複数の帯域に分割し、前記送信電力に応じたアダプティブアレーアルゴリズムにて前記複数の帯域ごとに前記アンテナそれぞれに対応するウェイトを算出し、算出したウェイトを前記帯域ごとの受信信号それぞれに適用し、ウェイト適用後の前記帯域ごとの受信信号を合成することを特徴とする無線通信システムである。
【００３２】
また、本発明の一態様は、上記に記載の無線通信システムにおいて、前記集中制御局装置は、前記複数の帯域それぞれに割り当てる送信電力を示す割り当てパターンが複数定められたパターン・テーブルを予め記憶し、前記第１の無線通信装置ごとに、前記第１の無線通信装置の数と前記第２の無線通信装置が有するアンテナ数とに基づいて、前記複数の帯域それぞれに割り当てる送信電力の組み合わせを前記パターン・テーブルから選択することを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記に記載の無線通信システムにおいて、前記第２の無線通信装置は、割り当てられる送信電力が予め定められた閾値以上の帯域と、割り当てられる送信電力が予め定められた閾値未満の帯域とにおいて異なるアダプティブアレーアルゴリズムを用いてウェイトを算出することを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記に記載の無線通信システムにおいて、前記集中制御局装置は、前記第１の無線通信装置に対して選択した前記複数の帯域に対する送信電力の割り当てにおいて、ある帯域に追加の送信電力の割り当てをした際に前記第２の無線通信装置の受信品質が受ける影響に基づいて、当該帯域に追加の送信電力の割り当てをするか否かを定めることを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の一態様は、送信側の無線通信装置の数と受信側の無線通信装置が有するアンテナ数とに基づいて、無線通信に用いる周波数帯域を分けた複数の帯域ごとに異なる送信電力を集中制御局装置が割り当て、前記送信側の無線通信装置において当該送信電力が割り当てられた送信信号を複数のアンテナを用いて受信する受信手段と、前記受信手段が受信した受信信号を前記複数の帯域の信号に分ける周波数帯域分割手段と、前記複数の帯域に割り当てられた送信電力に応じたアダプティブアレーアルゴリズムにて前記複数の帯域ごとに前記アンテナそれぞれに対応するウェイトを算出するウェイト算出手段と、前記ウェイト算出手段が算出したウェイトを用いて前記アンテナそれぞれに対応する受信信号を前記帯域ごとに重み付け合成し、重み付け合成した前記帯域ごとの信号を一つの信号に合成して出力する信号合成手段と、前記信号合成手段が出力する信号を復調復号する復調手段とを備えることを特徴とする無線通信装置である。
【００３４】
また、本発明の一態様は、複数の第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置それぞれと接続された集中制御局装置と、前記第１の無線通信装置と無線通信をする第２の無線通信装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記集中制御局装置が、前記第１の無線通信装置の数と前記第２の無線通信装置が有するアンテナ数とに基づいて、前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置とが無線通信に用いる周波数帯域を分けた複数の帯域それぞれに異なる送信電力の割り当てを前記第１の無線通信装置それぞれに対して選択する割り当てステップと、前記第１の無線通信装置が、前記割り当てステップにおいて割り当てられた各帯域の送信電力で信号を送信する送信ステップと、前記第２の無線通信装置が、前記送信ステップにおいて送信された信号を複数のアンテナを用いて受信した複数の受信信号を前記複数の帯域に分割し、前記送信電力に応じたアダプティブアレーアルゴリズムにて前記複数の帯域ごとに前記アンテナそれぞれに対応するウェイトを算出し、算出したウェイトを前記帯域ごとの受信信号それぞれに適用し、ウェイト適用後の前記帯域ごとの受信信号を合成する受信ステップとを有することを特徴とする無線通信方法である。
【００３５】
また、本発明の一態様は、送信側の無線通信装置の数と受信側の無線通信装置が有するアンテナ数とに基づいて、無線通信に用いる周波数帯域を分けた複数の帯域ごとに異なる送信電力を集中制御局装置が割り当て、前記送信側の無線通信装置において当該送信電力が割り当てられた送信信号を複数のアンテナを用いて受信する受信ステップと、前記受信ステップにおいて受信した受信信号を前記複数の帯域の信号に分ける周波数帯域分割ステップと、前記複数の帯域に割り当てられた送信電力に応じたアダプティブアレーアルゴリズムにて前記複数の帯域ごとに前記アンテナそれぞれに対応するウェイトを算出するウェイト算出ステップと、前記ウェイト算出ステップにおいて算出したウェイトを用いて前記アンテナそれぞれに対応する受信信号を前記帯域ごとに重み付け合成し、重み付け合成した前記帯域ごとの信号を一つの信号に合成して出力する信号合成ステップと、前記信号合成ステップにおいて出力する信号を復調復号する復調ステップとを有することを特徴とする無線通信方法である。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、周波数帯域を分けた帯域ごとに割り当てられた異なる送信電力で送信側の無線通信装置それぞれが送信を行うことにより、受信側の無線通信装置では各帯域において所望信号と干渉信号との受信電力に差が生じ、アダプティブアレーアルゴリズムの動作領域を拡張することができ、干渉抑圧効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る無線通信システムにおける送信電力の割り当ての一例を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態における無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図３】同実施形態における送信信号処理部１２６の構成例を示すブロック図である。
【図４】同実施形態における受信信号処理部１２４の構成例を示すブロック図である。
【図５】同実施形態において各サブチャネルに割り当てる電力密度を示すパターン・テーブルの一例を示す図である。
【図６】同実施形態の集中制御局装置１１０における割り当て処理を示すフローチャートである。
【図７】同実施形態における無線通信システムの適用例を示す図である。
【図８】第２の実施形態における送信信号処理部１２６の構成を示すブロック図である。
【図９】同実施形態における受信信号処理部１２４の構成を示すブロック図である。
【図１０】同実施形態における無線通信システムの適用例を示す図である。
【図１１】同実施形態において集中制御局装置１１０が無線通信装置１３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃに対して割り当てる送信電力のパターンの一例を示す図である。
【図１２】第３の実施形態の集中制御局装置１１０における割り当て処理を示すフローチャートである。
【図１３】同実施形態における無線通信システムの適用例を示す図である。
【図１４】無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図１５】無線通信装置１２０がシングルキャリア通信を行う場合の送信信号処理部１２６の構成例を示すブロック図である。
【図１６】無線通信装置１２０がＯＦＤＭ変調方式を用いて通信を行う場合の送信信号処理部１２６の構成例を示すブロック図である。
【図１７】無線通信装置１２０がシングルキャリア通信を行う場合の受信信号処理部１２４の構成例を示すブロック図である。
【図１８】無線通信装置１２０がＯＦＤＭ変調方式を用いて通信を行う場合の受信信号処理部１２４の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
＜本発明に係る実施形態の概要＞
以下に説明する各実施形態における無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法では、アダプティブアレーアンテナ技術を適用した無線通信において利用する周波数帯域を複数の帯域に分割して利用する。無線通信システムは、集中制御局装置と、複数の組の無線通信装置とを備える。複数の組の無線通信装置が通信を行う際に、送信側の無線通信装置に接続されている集中制御局装置は、各帯域における送信電力（又は送信電力密度）の割り当てを予め定められている組み合わせから選択し、送信側の無線通信装置それぞれに通知する。送信側の無線通信装置それぞれは、集中制御局装置の選択結果に基づいた各帯域における送信電力（又は送信電力密度）の割り当てにより信号を送信する。
【００３９】
受信側の無線通信装置は、送信側において各帯域に割り当てられた送信電力に応じたアダプティブアレーアルゴリズムでウェイトを帯域ごとに算出する。例えば、所望の信号の送信電力が受信側の無線通信装置において干渉信号より受信電力が低くなるように選択されている場合（ＳＩＲ＜０）にはＰＩ規範を適用し、所望の信号の送信電力が受信側の無線通信装置において干渉信号より受信電力が高くなるように選択されている場合（ＳＩＲ＞０）にはＣＭＡ規範を適用してウェイトを算出する。受信側の無線通信装置は、算出した各帯域のウェイトを用いたアレー処理を帯域ごとに行うことにより干渉信号を抑圧し、アレー処理を受信した信号に対して施して得られる信号に復調及び復号等の信号処理を行う。
【００４０】
集中制御局装置は、送信側の無線通信装置における各帯域の送信電力の選択を、送信側の無線通信装置が送信する信号を受信する無線通信装置（受信側の無線通信装置）における干渉信号の数及びアンテナの自由度に基づいて行う。すなわち、受信側の無線通信装置において、干渉信号が存在したとしても、アレー処理により当該干渉信号を抑圧できるように、送信側の無線通信装置それぞれの送信電力を選択する。
【００４１】
このように、受信側の無線通信装置における所望の信号の受信電力と干渉信号の受信電力とに差が生じ、かつアレー処理により干渉信号を抑圧できるように、送信側の無線通信装置における各帯域の送信電力の割り当てを集中制御局装置が選択することにより、アダプティブアレーアルゴリズムの動作領域を拡張させて干渉抑圧効果を向上させる。
【００４２】
図１は、本発明に係る無線通信システムにおける送信電力の割り当ての一例を示す概略図である。同図において、横軸は周波数を示し、縦軸は送信電力を示している。同図には、２組の無線通信装置（送信局Ａと受信局Ａとの組、送信局Ｂと受信局Ｂとの組）が存在し、無線通信において利用する周波数帯域を２つの帯域に分け、各帯域における送信電力に差を設けて信号を送信する例が示されている。
【００４３】
図１（Ａ）には、送信局Ａにおける送信電力の割り当てと、送信局Ｂにおける送信電力の割り当てとが示されている。送信局Ａでは、周波数ｆ１を境に分けられた低周波数側の帯域に割り当てる送信電力を、周波数ｆ１を境に分けられた高周波数側の帯域に割り当てる送信電力より低くしている。送信局Ｂでは、送信局Ｂの送信信号とは逆に、低周波数側の帯域に割り当てる送信電力を高周波数側の帯域に割り当てる送信電力より高くしている。
【００４４】
図１（Ｂ）には、受信局Ａ及び受信局Ｂにおける受信信号の電力分布が示されている。受信局Ａ及び受信局Ｂでは、図１（Ｂ）に示すように、送信局Ａから送信された送信信号と、送信局Ｂから送信された送信信号とが重畳された信号が受信される。このとき、受信局Ａでは、送信局Ａにおける各帯域への送信電力の割り当てに応じて、ウェイトの算出に用いるブラインド型アルゴリズムを選択する。
【００４５】
具体的には、低周波数側の帯域では送信局Ａからの送信信号における送信電力が低くなっているので受信信号において干渉信号の受信電力より低くなる（ＳＩＲ＜０）可能性が高いため、ＰＩ規範を選択する。高周波数側の帯域では送信局Ａからの送信信号における送信電力が高くなっているので受信信号において干渉信号の受信電力より高くなる（ＳＩＲ＞０）可能性が高いため、ＣＭＡ規範を選択する。また、受信局Ｂでも、同様に、送信局Ｂにおける各帯域への送信電力の割り当てに応じて、ウェイトの算出に用いるアダプティブアレーアルゴリズムを選択する。受信局Ｂでは、低周波数側の帯域においてＣＭＡ規範を選択し、高周波数側の帯域においてＰＩ規範を選択する。
【００４６】
ここで、アダプティブアレーアルゴリズムの例としてブラインド型アルゴリズムであるＣＭＡ及びＰＩを挙げたが、これに限定されることなく、いかなるアダプティブアレーアルゴリズムも適用可能である。例えば、ＰＩと同様の特徴を持つアルゴリズムとして、固有ベクトルビームスペース法（Eigenvector Beamspace Adaptive Array；ＥＢＡＡ）も適用可能である。また、ＣＭＡに代えてＭＭＳＥを用いてもよい。また、ある帯域の受信信号に複数のアダプティブアレーアルゴリズムを適用してもよい。以下の各実施形態においては、一例としてＣＭＡ規範及びＰＩ規範に基づくアルゴリズムを用いて説明を行う。
【００４７】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態における無線通信システムの構成例を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態における無線通信システムは、集中制御局装置１１０、複数の無線通信装置１３０、及び、複数の無線通信装置１２０を備えている。以下、無線通信装置１２０及び無線通信装置１３０が１本ないしは２本のアンテナを備えた場合を例として説明するが、無線通信装置１３０においては２本以上、また無線通信装置１２０においては３本以上のアンテナを備えていてもよい。
【００４８】
集中制御局装置１１０は、無線通信装置１３０それぞれと通信可能に接続されている。集中制御局装置１１０は、各無線通信装置１３０が通信している無線通信装置１２０におけるアンテナの自由度を無線通信装置１３０それぞれから取得する。集中制御局装置１１０は、取得した各無線通信装置１２０におけるアンテナの自由度に基づいて、無線通信装置１３０それぞれにおける各帯域の送信電力を定める。集中制御局装置１１０は、無線通信装置１３０ごとに定めた各帯域の送信電力の割り当てを示す情報を各無線通信装置１３０に送信する。
【００４９】
無線通信装置１３０は、データ入出力部１２１と、ＭＡＣ層処理部１２２と、通信制御部１２９と、受信信号処理部１２４と、送信信号処理部１２６と、スイッチ（ＳＷ）１２７と、アンテナ１２８とを備えている。無線通信装置１３０は、通信制御部１２３に代えて通信制御部１２９を備えている点が図１４に示した無線通信装置１２０の構成と異なっている。通信制御部１２９は、集中制御局装置１１０から通知される各帯域に対する送信電力の割り当てを示す情報を受信し、当該送信電力の割り当てによる送信を送信信号処理部１２６に行わせる制御をする。また、通信制御部１２９は、当該送信電力の割り当てに応じたアダプティブアレーアルゴリズムによる信号処理を受信信号処理部１２４に行わせる制御をする。本実施形態における無線通信装置１２０は、図１４に示した無線通信装置１２０と同じ機能部を有している。
【００５０】
なお、本実施形態の無線通信装置１２０及び無線通信装置１３０における、送信信号処理部１２６と受信信号処理部１２４との構成は、以下に説明するように図１５から図１８に説明した構成と異なっている。
【００５１】
図３は、本実施形態における送信信号処理部１２６の構成例を示すブロック図である。同図に示す送信信号処理部１２６の構成は、シングルキャリア通信を行う場合の構成である。送信信号処理部１２６は、変調部１３１と、フィルタ部１４１−１〜１４１−ｋと、電力割当部１４２−１〜１４２−ｋと、信号合成部１４３とを有している。フィルタ部１４１−１〜１４１−ｋ及び電力割当部１４２−１〜１４２−ｋは、本実施形態における無線通信装置１２０が通信において利用する周波数帯域をｋ（ｋ≧２）分割した帯域（サブチャネル）それぞれに対応して設けられている。
【００５２】
変調部１３１は、ＭＡＣ層処理部１２２から出力される送信データに対して、誤り訂正符号化処理を実施した後にシンボルマッピング処理を行い、所定の帯域幅の搬送波を変調する。変調部１３１は、変調により得られた送信信号を各フィルタ部１４１−１〜１４１−ｋに出力する。また、変調部１３１は、集中制御局装置１１０により送信電力が割り当てられた帯域を用いて変調をする。
【００５３】
フィルタ部１４１−１〜１４１−ｋそれぞれは、自身に対応付けられているサブチャネルの信号成分を通過させるバンドパスフィルタを用いて構成される。フィルタ部１４１−１〜１４１−ｋは、変調部１３１から出力される送信信号のうち、自身に対応付けられているサブチャネルにおける成分の信号を、当該サブチャネルに対応付けられている電力割当部１４２−１〜１４２−ｋに入力する。
【００５４】
電力割当部１４２−１〜１４２−ｋは、フィルタ部１４１−１〜１４１−ｋから入力される各サブチャネルの信号に対して、集中制御局装置１１０により割り当てられた送信電力をサブチャネルごとに割り当てる。具体的には、具体的には、電力割当部１４２−１〜１４２−ｋは、入力される各サブチャネルの信号を、割り当てられた送信電力になるように増幅又は減衰させる。電力割当部１４２−１〜１４２−ｋは、各サブチャネルの信号を割り当てた電力にして信号合成部１４３に出力する。
【００５５】
なお、ｋ個のサブチャネルそれぞれに割り当てる送信電力は、通信を行う無線通信装置１３０と無線通信装置１２０とで共有しておく。なお、集中制御局装置１１０は、ｋ個のサブチャネルそれぞれに割り当てる送信電力の総和が一定となるように各サブチャネルに送信電力を割り当てるようにしてもよい。
【００５６】
信号合成部１４３は、電力割当部１４２−１〜１４２−ｋから出力される各サブチャネルの信号を一つの信号に合成し、合成した信号を送信信号としてアンテナ１２８に出力し、宛先局の無線通信装置１２０に向けて送信する。
【００５７】
図４は、本実施形態における受信信号処理部１２４の構成例を示すブロック図である。同図に示す受信信号処理部１２４の構成は、２つのアンテナ１２８にて受信した信号が受信信号１及び受信信号２として入力される構成であってシングルキャリア通信を行う場合の構成である。受信信号処理部１２４は、フィルタ部１６１−１−１〜１６１−１−ｋと、フィルタ部１６１−２−１〜１６１−２−ｋと、アダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋと、乗算器１５３−１−１〜１５３−１−ｋと、乗算器１５３−２−１〜１５３−２−ｋと、加算器１５４−１〜１５４−ｋと、信号合成部１６４と、復調部１５６と、アレー処理制御部１６３とを有している。
【００５８】
フィルタ部１６１−１−１〜１６１−１−ｋと、フィルタ部１６１−２−１〜１６１−２−ｋと、アダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋと、乗算器１５３−１−１〜１５３−１−ｋと、乗算器１５３−２−１〜１５３−２−ｋと、加算器１５４−１〜１５４−ｋとは、通信において利用する周波数帯域をｋ個に分割したサブチャネルに対応して設けられている。
【００５９】
フィルタ部１６１−１−１〜１６１−１−ｋと、フィルタ部１６１−２−１〜１６１−２−ｋとは、自装置に備えられている２つのアンテナ１２８に対応して設けられている。２つのアンテナ１２８のいずれか一方のアンテナ１２８で受信された受信信号１がフィルタ部１６１−１−１〜１６１−１−ｋそれぞれに入力され、他方のアンテナ１２８で受信された受信信号２がフィルタ部１６１−２−１〜１６１−２−ｋに入力される。
【００６０】
フィルタ部１６１−１−１〜１６１−１−ｋは、送信信号処理部１２６が有するフィルタ部１４１−１〜１４１−ｋと同様に、予め対応付けられているサブチャネルの信号成分を通過させるバンドパスフィルタを用いて構成される。フィルタ部１６１−１−１〜１６１−１−ｋは、入力される受信信号１のうち、自身に対応付けられているサブチャネルにおける成分の信号を、当該サブチャネルに対応付けられている乗算器１５３−１−１〜１５３−１−ｋに出力する。
【００６１】
フィルタ部１６１−２−１〜１６１−２−ｋは、フィルタ部１６１−１−１〜１６１−１−ｋと同様に、入力される受信信号２のうち、自身に対応付けられているサブチャネルの成分を、当該サブチャネルに対応付けられている乗算器１５３−２−１〜１５３−２−ｋに出力する。
【００６２】
アダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋそれぞれは、自身に対応付けられているサブチャネルの信号を、フィルタ部１６１−１−１〜１６１−１−ｋとフィルタ部１６１−２−１〜１６１−２−ｋとから入力する。アダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋは、アレー処理制御部１６３に指示されるブラインド型アルゴリズムを、受信信号１及び受信信号２のサブチャネルの信号に対して適用し、受信信号１及び受信信号２に対するウェイトを算出する。
【００６３】
アダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋは、算出したウェイトであって受信信号１のサブチャネルに対するウェイトを、対応するサブチャネルの信号を入力とする乗算器１５３−１−１〜１５３−１−ｋに出力する。また、アダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋは、算出したウェイトであって受信信号２のサブチャネルに対するウェイトを、対応するサブチャネルの信号を入力とする乗算器１５３−２−１〜１５３−２−ｋに出力する。
【００６４】
アレー処理制御部１６３は、通信相手（送信側）において各サブチャネルに割り当てられる送信電力に基づいて、ウェイトの算出に用いるブラインド型アルゴリズムをアダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋごとに選択する。アレー処理制御部１６３は、アダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋごとに選択したブラインド型アルゴリズムを用いてウェイトを算出することを指示する制御信号をアダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋに出力する。
【００６５】
アレー処理制御部１６３におけるブラインド型アルゴリズムの選択では、割り当てられる送信電力が最も高い帯域にはＣＭＡ規範が選択され、割り当てられる送信電力が「０」以外で最も低い帯域にはＰＩ規範が選択される。他の帯域においては、予め定められた閾値以上の送信電力が割り当てられる帯域にはＣＭＡ規範が選択され、閾値未満の送信電力が割り当てられる帯域にはＰＩ規範が選択される。
【００６６】
なお、通信相手が送信する送信信号において各サブチャネルに割り当てる送信電力のパターン（組み合わせ）は共有されている。無線通信装置１３０においては、割り当てパターン（送信電力のパターン）は通信制御部１２９を経由して集中制御局装置１１０において定められた割り当てパターンが用いられる。また、無線通信装置１２０においては、例えば、通信相手の無線通信装置１３０との間における不図示の制御回線を通じて予め通知される。
【００６７】
乗算器１５３−１−１〜１５３−１−ｋは、自身に対応するサブチャネルの信号をフィルタ部１６１−１−１〜１６１−１−ｋから入力し、自身に対応するサブチャネルの信号に対するウェイトをアダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋから入力する。乗算器１５３−１−１〜１５３−１−ｋは、入力したサブチャネルの信号とウェイトとを乗算し、対応するサブチャネルの加算器１５４−１〜１５４−ｋに乗算結果を出力する。
【００６８】
乗算器１５３−２−１〜１５３−２−ｋは、自身に対応するサブチャネルの信号をフィルタ部１６１−２−１〜１６１−２−ｋから入力し、自身に対応するサブチャネルの信号に対するウェイトをアダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋから入力する。乗算器１５３−２−１〜１５３−２−ｋは、入力したサブチャネルの信号とウェイトとを乗算し、対応するサブチャネルの加算器１５４−１〜１５４−ｋに乗算結果を出力する。
【００６９】
加算器１５４−１〜１５４−ｋそれぞれは、自身に対応するサブチャネルの信号を乗算器１５３−１−１〜１５３−１−ｋと、乗算器１５３−２−１〜１５３−２−ｋとから入力する。加算器１５４−１〜１５４−ｋは、受信信号１のサブチャネルの信号と、受信信号２のサブチャネルの信号とを加算し、加算結果を信号合成部１６４に出力する。信号合成部１６４は、加算器１５４−１〜１５４−ｋから入力される加算された各サブチャネルの信号を一つの信号に合成し、合成した信号を復調部１５６に出力する。
【００７０】
復調部１５６は、信号合成部１６４において合成された信号に対して直交復調処理によりデマッピングされたシンボルを取り出し、取り出したシンボルに対して誤り訂正復号処理を施すことで最終的なデータ系列を取得する。復調部１５６は、取得したデータ系列をＭＡＣ層処理部１２２に出力する。
【００７１】
なお、特に明記はしていないが、受信信号処理部１２４の前段、もしくはフィルタ部１６１の前段においては対域外の周波数成分を除去するためのフィルタ処理や、受信した無線周波数（ＲＦ）信号を中心周波数（ＩＦ）帯の信号に変換する処理、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換処理などが実施され、続いてフィルタ部１６１から信号合成部１６４までのアダプティブアレー処理が実施される。復調部１５６においては、干渉が抑圧された信号に対してタイミング検出処理等が実施され、ベースバンド信号への変換処理の後に復調処理が実施される。ＣＭＡやＰＩのようなブラインド型のアダプティブアレーアルゴリズムを用いる場合には、当該アレー処理により事前に干渉信号を抑圧することで、より精度の高い所望信号が得られるため、タイミング検出処理を正確に行い、続く復調処理を実施することが可能となる。
【００７２】
もしくは、前記のタイミング検出処理やベースバンド信号への変換処理を、Ａ／Ｄ変換処理の後段、フィルタ部１６１の前段に実施し、アダプティブアレー処理をベースバンド信号に対して実施する構成としてもよい。アダプティブアレーアルゴリズムとしてＭＭＳＥのような、送受において既知であるトレーニング信号を必要とするものを用いる場合には、アレー処理の前に受信信号におけるトレーニング信号部分が必要となるため、事前にタイミング検出及びトレーニング信号の抽出処理が必要となる。
【００７３】
図５は、本実施形態において各サブチャネルに割り当てる電力密度を示すパターン・テーブルの一例を示す図である。同図に示すパターン・テーブルは、割り当てパターンを識別する識別番号の項目と、通信において利用する周波数帯域を分割した際の１番目の帯域からＮ番目の帯域それぞれに対応する項目との列を有している。パターン・テーブルにおいて各行は電力の割り当てパターンごとに存在する。同図に示す例では、Ｍ通りの電力割り当てパターンが示されている。なお、総送信電力が一定となるように割り当てパターンが定められている。Ｂｎは通信において利用する周波数帯域を分ける際の各帯域の当該周波数帯域に占める割合を示し、Ｐｎは分けた各帯域の送信電力（電力密度）の比を示している。
【００７４】
同図に示すパターン・テーブルでは、周波数帯域を２分割し各帯域に送信電力を割り当てるパターン（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）、周波数帯域を３分割し各帯域に送信電力を割り当てるパターン（Ｎｏ．４〜Ｎｏ．７）、…、周波数帯域をＭ分割し各帯域に送信電力を割り当てるパターン（Ｎｏ．Ｍ）というように段階的に周波数帯域の分割数が段階的に定義されている。また、送信電力の割り当てを段階的に変化させている。なお、割り当てる送信電力が「０」であるとは、当該帯域を用いないことを示している。
【００７５】
また、パターン・テーブルに記憶されている割り当てパターンでは、各帯域に割り当てる送信電力に差を設けて、受信側においてＰＩ規範又はＣＭＡ規範によるウェイトの算出が機能するようにしている。すなわち、他の無線通信装置１２０や無線通信装置１３０から送信される送信信号（干渉信号）が受信側の無線通信装置１２０又は無線通信装置１３０において受信された際に、干渉信号の受信電力と所望信号の受信電力とに差が生じやすいように（ＳＩＲ＞０又はＳＩＲ＜０となるように）している。また、パターン・テーブルは、集中制御局装置１１０に接続される無線通信装置１３０の数と、無線通信装置１３０と通信をする無線通信装置１２０が有するアンテナの数との組み合わせに応じて予め定められる。
【００７６】
集中制御局装置１１０は、このようなパターン・テーブルを予め有している。集中制御局装置１１０は、自装置に接続されている無線通信装置１３０の数と、各無線通信装置１３０と通信を行う無線通信装置１２０におけるアンテナの自由度とに基づいて、無線通信装置１３０それぞれにおいて適用する割り当てパターンを選択する。集中制御局装置１１０は、各帯域の送信電力の割り当てを示す情報として、選択した割り当てパターンを示す情報を無線通信装置１３０に送信する。
【００７７】
図６は、本実施形態の集中制御局装置１１０における割り当て処理を示すフローチャートである。集中制御局装置１１０は、無線通信装置１３０と無線通信装置１２０との間で通信が開始される前に、自装置に接続されている無線通信装置１３０の数を検出する（ステップＳ１１）。通信相手となる無線通信装置１３０以外の無線通信装置１３０は、各無線通信装置１２０において干渉信号の発信源となる可能性がある。そのため、無線通信装置１３０の数を検出することにより、各無線通信装置１２０における干渉信号の数の最大値を予め把握することができる。なお、ステップＳ１１では、集中制御局装置１１０は、単に自装置に接続されている無線通信装置１３０を検出するのではなく、無線通信装置１２０と通信する可能性がある無線通信装置１３０を検出するようにしてもよい。
【００７８】
集中制御局装置１１０は、ステップＳ１１において検出した無線通信装置１３０ごとに、当該無線通信装置１３０と通信を行う無線通信装置１２０が備えるアンテナ１２８の本数（アンテナの自由度）を取得する（ステップＳ１２）。無線通信装置１２０のアンテナの自由度の取得は、ステップＳ１１において検出した無線通信装置１３０を介して行う。なお、アンテナの自由度を取得できない無線通信装置１２０に関しては、１本のアンテナ１２８を備えるものとして扱うようにしてもよい。
【００７９】
集中制御局装置１１０は、取得した無線通信装置１３０の数と、各無線通信装置１３０と通信する無線通信装置１２０のアンテナの自由度とに基づいて、パターン・テーブルに記憶されている割り当てパターンから、各無線通信装置１３０に対する割り当てパターンを選択する（ステップＳ１３）。割り当てパターンの選択においては、各無線通信装置１２０が受信すべき信号が割り当てられる帯域において、無線通信装置１２０と通信をする無線通信装置１３０以外の他の無線通信装置１３０が送信する信号の数が無線通信装置１２０のアンテナの自由度を超えないように、割り当てパターンを選択する。この場合には、例えば、図５に示したパターン・テーブルにおける割り当てパターンＮｏ．５や、割り当てパターンＮｏ．７などのように、一部の帯域において送信電力を「０」すなわち当該帯域を通信帯域として用いない割り当てパターンが選択される。
【００８０】
集中制御局装置１１０は、ステップＳ１３において選択した割り当てパターンを、各帯域の送信電力の割り当てを示す情報として各無線通信装置１３０に送信して通知する（ステップＳ１４）。ななお、集中制御局装置１１０は、選択した割り当てパターンにおける各帯域及び送信電力を示す情報を無線通信装置１３０に送信してもよいし、あるいは各無線通信装置１３０に集中制御局装置１１０が記憶しているパターン・テーブルと同じパターン・テーブルを予め設けておき、集中制御局装置１１０が割り当てパターンＮｏを各無線通信装置１３０に送信するようにしてもよい。
【００８１】
集中制御局装置１１０は、各無線通信装置１３０に対して、ステップＳ１４において通知した割り当てパターンによる無線通信装置１２０との通信を開始することを指示する（ステップＳ１５）。以降、集中制御局装置１１０が各無線通信装置１３０に割り当てパターンの変更を通知するまで、無線通信装置１３０はステップＳ１４において通知された割り当てパターンで無線通信装置１２０との通信を行う。
【００８２】
図７は、本実施形態における無線通信システムの適用例を示す図である。ここでは、集中制御局装置１１０に３つの無線通信装置１３０が通信可能に接続され、各無線通信装置１３０それぞれが異なる１つの無線通信装置１２０と通信する場合について説明する。３つの無線通信装置１２０それぞれは２つのアンテナ１２８を備えている。以下、３つの無線通信装置１３０と３つの無線通信装置１２０とのそれぞれを区別するために、無線通信装置１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃと無線通信装置１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃとして説明する。
【００８３】
同図において実線矢印を用いて示しているように、無線通信装置１３０ａと無線通信装置１２０ａとが通信をし、無線通信装置１３０ｂと無線通信装置１２０ｂとが通信をし、無線通信装置１３０ｃと無線通信装置１２０ｃとが通信をする。また、同図において破線矢印を用いて示しているように、無線通信装置１３０ａから送信される信号は無線通信装置１２０ｂと無線通信装置１２０ｃとにおいて干渉信号として受信される。無線通信装置１３０ｂから送信される信号は無線通信装置１２０ｃと無線通信装置１２０ａとにおいて干渉信号として受信される。無線通信装置１３０ｃから送信される信号は無線通信装置１２０ａと無線通信装置１２０ｂとにおいて干渉信号として受信される。
【００８４】
このような構成の無線通信システムにおいて、集中制御局装置１１０は、前述の割り当て処理（図６）を行うことにより、自装置に３つの無線通信装置１３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃが接続されていること、及び、各無線通信装置１３０が通信する無線通信装置１２０ａ、１２０ｂ及び１２０ｃのアンテナ数が２つであることを取得する。集中制御局装置１１０は、取得した無線通信装置１３０の数、及び、無線通信装置１２０のアンテナ数に基づいて、パターン・テーブルから無線通信装置１３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃに対する割り当てパターンを選択する。
【００８５】
同図に示す一例では、無線通信において利用する周波数帯域を周波数ｆ２及び周波数ｆ３を境に３つの帯域（低帯域≦ｆ２＜中帯域≦ｆ３＜高帯域）に分け、無線通信装置１３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃに対して異なる割り当てパターンが選択されている。無線通信装置１３０ａは、周波数ｆ３より高い周波数の高帯域において高い送信電力で、周波数ｆ３より低く周波数ｆ２より高い中帯域において低い送信電力で、周波数ｆ２より低い低帯域を用いずに信号を送信する。無線通信装置１３０ｂは、高帯域を用いず、中帯域において高い送信電力で、低帯域において低い送信電力で信号を送信する。無線通信装置１３０ｃは、高帯域において低い送信電力で、中帯域を用いず、低帯域において高い送信電力で信号を送信する。
【００８６】
このように、集中制御局装置１１０が各無線通信装置１３０に対して割り当てパターンを選択することにより、各無線通信装置１２０において、通信相手の無線通信装置１３０から送信される信号（所望信号）と他の無線通信装置１３０から送信される信号（干渉信号）との受信電力に差を生じさせることができる。また、各無線通信装置１２０において抑圧の対象となる干渉信号の数がアンテナの自由度を超えないように割り当てパターンが選択されることにより、アレー処理を行うことにより干渉信号を抑圧することができる。このとき、無線通信装置１２０は、通信相手の無線通信装置１３０における送信電力の割り当てに応じて、各帯域において用いるアダプティブアレーアルゴリズムを選択し、選択したアルゴリズムにてアレー処理で用いるウェイトを算出する。
【００８７】
前述の割り当てパターンの選択により、無線通信装置１２０ａが受信する所望信号の受信電力は、高帯域において干渉信号の受信電力より高く（ＳＩＲ＞０）、中帯域において干渉信号の受信電力より低く（ＳＩＲ＜０）なっている。無線通信装置１２０ａでは、高帯域においてＣＭＡ規範を用いてウェイトを算出し、中帯域においてＰＩ規範を用いてウェイトを算出することになる。
また、無線通信装置１２０ｂが受信する所望信号の受信電力は、中帯域において干渉信号の受信電力より高く（ＳＩＲ＞０）、低帯域において干渉信号の受信電力より低く（ＳＩＲ＜０）なっている。無線通信装置１２０ｂでは、中帯域においてＣＭＡ規範を用いてウェイトを算出し、低帯域においてＰＩ規範を用いてウェイトを算出することになる。
また、無線通信装置１２０ｃが受信する所望信号の受信電力は、高帯域において干渉信号の受信電力より低く（ＳＩＲ＜０）、低帯域において干渉信号の受信電力より高く（ＳＩＲ＞０)なっている。無線通信装置１２０ｃでは、高帯域においてＰＩ規範を用いてウェイトを算出し、低帯域においてＣＭＡ規範を用いてウェイトを算出することになる。
【００８８】
以上のように、周波数帯域を利用して通信を行う無線通信装置１３０と無線通信装置１２０との組の数と、無線通信装置１２０のアンテナの自由度とに基づいて、周波数帯域を分割した複数の帯域の割り当て及び各帯域における送信電力（又は送信電力密度）を示す割り当てパターンを集中制御局装置１１０が選択して無線通信装置１３０に通知する。集中制御局装置１１０によって選択された割り当てパターンに従って各無線通信装置１３０が無線通信装置１２０宛てに信号を送信する。これにより、各無線通信装置１２０では、所望信号の送信電力に応じて選択したアダプティブアレーアルゴリズムでウェイトを帯域ごとに算出して、当該ウェイトを用いたアレー処理により、適切に干渉信号を抑圧して所望信号に対する復調及び復号等の信号処理を行うことができる。その結果、無線通信システムでは、アダプティブアレーアルゴリズムの動作領域を拡張し、干渉抑圧効果を向上させることができる。
【００８９】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態の無線通信システムではシングルキャリア通信を行う場合の無線通信装置１２０及び無線通信装置１３０の構成を示した。第２の実施形態の無線通信システムではマルチキャリア伝送方式により通信を行う場合を説明する。その一例として、ＯＦＤＭ、もしくはＯＦＤＭＡ変調方式により通信を行う場合の無線通信装置１２０及び無線通信装置１３０の構成を説明する。
【００９０】
図８は、第２の実施形態における送信信号処理部１２６の構成を示すブロック図である。送信信号処理部１２６は、変調部１３１と、直列／並列変換部１３２と、電力割当部１４２−１〜１４２−ｋと、ＩＤＦＴ部１３３とを有している。電力割当部１４２−１〜１４２−ｋは、本実施形態におけるＯＦＤＭ又はＯＦＤＭＡ変調方式で用いられるｋ個のサブキャリアに対応して設けられている。
【００９１】
変調部１３１は、第１の実施形態と同様に、ＭＡＣ層処理部１２２から出力される送信データに対して、誤り訂正符号化及び変調などの信号処理を行う。変調部１３１は、信号処理を施して得られた送信信号を直列／並列変換部１３２に出力する。直列／並列変換部１３２は、入力された送信信号を各サブキャリアに対応するｋ個の信号列に変換し、それぞれの信号列を電力割当部１４２−１〜１４２−ｋに入力する。
【００９２】
電力割当部１４２−１〜１４２−ｋは、直列／並列変換部１３２から入力される信号列に対してサブキャリアごとに割り当てられた所定の電力となるように信号レベルの調整（増幅又は減衰）を行い、ＩＤＦＴ部１３３に出力する。電力割当部１４２−１〜１４２−ｋによる信号レベルの調整は、集中制御局装置１１０において定められた割り当てパターンに応じて行われる。ＩＤＦＴ部１３３は、電力割当部１４２−１〜１４２−ｋから出力される信号列を周波数領域の信号から時間領域の信号に変換してアンテナ１２８に出力する。
【００９３】
図９は、本実施形態における受信信号処理部１２４の構成を示すブロック図である。同図に示す受信信号処理部１２４の構成は、第１の実施形態と同様に、２つのアンテナ１２８にて受信した信号が受信信号１及び受信信号２として入力される構成である。受信信号処理部１２４は、ＤＦＴ部１５１−１及び１５１−２と、アダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋと、乗算器１５３−１−１〜１５３−１−ｋと、乗算器１５３−２−１〜１５３−２−ｋと、加算器１５４−１〜１５４−ｋと、並列／直列変換部１５５と、復調部１５６と、アレー処理制御部１６３とを有している。
【００９４】
アダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋと、乗算器１５３−１−１〜１５３−１−ｋと、乗算器１５３−２−１〜１５３−２−ｋと、加算器１５４−１〜１５４−ｋとは、サブキャリアに対応して設けられている。なお、アダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋと、乗算器１５３−１−１〜１５３−１−ｋと、乗算器１５３−２−１〜１５３−２−ｋと、加算器１５４−１〜１５４−ｋと、復調部１５６とは第１の実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００９５】
ＤＦＴ部１５１−１には、無線通信装置１２０に備えられている２つのアンテナ１２８のいずれか一方のアンテナ１２８で受信された受信信号１が入力される。ＤＦＴ部１５１−２には、他方のアンテナ１２８で受信された受信信号２が入力される。ＤＦＴ部１５１−１は、入力された受信信号１を時間領域の信号から周波数領域の信号に変換し、当該変換により得られたｋ個のサブキャリアの信号をアダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋと乗算器１５３−１−１〜１５３−１−ｋとに出力する。ＤＦＴ部１５１−２は、入力された受信信号２を時間領域の信号から周波数領域の信号に変換し、当該変換により得られたｋ個のサブキャリアの信号をアダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋと乗算器１５３−２−１〜１５３−２−ｋとに出力する。
【００９６】
アレー処理制御部１６３は、通信相手（送信側）において各サブキャリアに割り当てられる送信電力に基づいて、ウェイトの算出に用いるブラインド型アルゴリズムをアダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋごとに選択する。アレー処理制御部１６３は、アダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋごとに選択したブラインド型アルゴリズムを用いてウェイトを算出することを指示する制御信号をアダプティブアレー処理部１５２−１〜１５２−ｋに出力する。ブラインド型アルゴリズムの選択は、第１の実施形態と同様であり、集中制御局装置１１０において定められた割り当てパターンに応じた選択が行われる。
【００９７】
なお、通信相手が送信する送信信号において各サブキャリアに割り当てる送信電力のパターン（組み合わせ）は共有されている。無線通信装置１３０においては、割り当てパターン（送信電力のパターン）は通信制御部１２９を経由して集中制御局装置１１０において定められた割り当てパターンが用いられる。また、無線通信装置１２０においては、例えば、通信相手の無線通信装置１３０との間における不図示の制御回線を通じて予め通知される。
【００９８】
並列／直列変換部１５５には、乗算器１５３−１−１〜１５３−１−ｋと乗算器１５３−２−１〜１５３−２−ｋと加算器１５４−１〜１５４−ｋとにおいてアレーアンテナ処理が施された各サブキャリアの信号が入力される。並列／直列変換部１５５は、各サブキャリアの信号に対して並列／直列変換を施して一つの信号列に変換して復調部１５６に出力する。
【００９９】
なお、特に明記はしていないが、受信信号処理部１２４の前段、もしくはＤＦＴ部１５１の前段においては対域外の周波数成分を除去するためのフィルタ処理や、受信した無線周波数（ＲＦ）信号を中心周波数（ＩＦ）帯の信号に変換する処理、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換処理などが実施され、続いてＤＦＴ部１５１から並列／直列変換部１５５までのアダプティブアレー処理が実施される。復調部１５６においては、干渉が抑圧された信号に対してタイミング検出処理等が実施され、ベースバンド信号への変換処理の後に復調処理が実施される。ＣＭＡやＰＩのようなブラインド型のアダプティブアレーアルゴリズムを用いる場合には、当該アレー処理により事前に干渉信号を抑圧することで、より精度の高い所望信号が得られるため、タイミング検出処理を正確に行い、続く復調処理を実施することが可能となる。
【０１００】
もしくは、前記のタイミング検出処理やベースバンド信号への変換処理を、Ａ／Ｄ変換処理の後段、ＤＦＴ部１５１の前段に実施し、アダプティブアレー処理をベースバンド信号に対して実施する構成としてもよい。アダプティブアレーアルゴリズムとしてＭＭＳＥのような、送受において既知であるトレーニング信号を必要とするものを用いる場合には、アレー処理の前に受信信号におけるトレーニング信号部分が必要となるため、事前にタイミング検出及びトレーニング信号の抽出処理が必要となる。
【０１０１】
本実施形態における集中制御局装置１１０は、第１の実施形態における集中制御局装置１１０と同様に、接続されている無線通信装置１３０の数と、各無線通信装置１３０と通信を行う無線通信装置１２０のアンテナの自由度とに基づいて、各無線通信装置１３０に対する割り当てパターンを選択する。このとき、無線通信装置１２０のアンテナの自由度を超える空間分割多重化を行わないように割り当てパターンを選択することにより、無線通信装置１２０におけるアダプティブアレーアルゴリズムを用いた干渉信号の抑圧（アレー処理）が行われるようにする。なお、第１の実施形態では通信に利用する周波数帯域を分割する複数のサブチャネルに対して送信電力を割り当てていたが、本実施形態では複数のサブキャリアに対して送信電力を割り当てることになる。
【０１０２】
図１０は、本実施形態における無線通信システムの適用例を示す図である。ここでは、第１の実施形態において示した適用例（図７）と同様に、集中制御局装置１１０に３つの無線通信装置１３０が通信可能に接続され、各無線通信装置１３０それぞれが異なる１つの無線通信装置１２０と通信する場合について説明する。３つの無線通信装置１２０それぞれは２つのアンテナ１２８を備えている。図７に示した場合と同様に、３つの無線通信装置１３０を３つの無線通信装置１２０とを区別するために、無線通信装置１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃと無線通信装置１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃとして説明する。
【０１０３】
同図において実線を用いて示しているように、無線通信装置１３０ａと無線通信装置１２０ａとが通信をし、無線通信装置１３０ｂと無線通信装置１２０ｂとが通信をし、無線通信装置１３０ｃと無線通信装置１２０ｃとが通信をする。また、同図において破線を用いて示しているように、無線通信装置１３０ａから送信される信号は無線通信装置１２０ｂと無線通信装置１２０ｃとにおいて干渉信号として受信される。無線通信装置１３０ｂから送信される信号は無線通信装置１２０ｃと無線通信装置１２０ａとにおいて干渉信号として受信される。無線通信装置１３０ｃから送信される信号は無線通信装置１２０ａと無線通信装置１２０ｂとにおいて干渉信号として受信される。
【０１０４】
このような構成の無線通信システムにおいて、集中制御局装置１１０は、第１の実施形態において説明した割り当て処理（図６）を行うことにより、自装置に３つの無線通信装置１３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃが接続されていること、及び、各無線通信装置１３０が通信する無線通信装置１２０ａ、１２０ｂ及び１２０ｃのアンテナ数が２つであることを取得する。集中制御局装置１１０は、取得した無線通信装置１３０の数、及び、無線通信装置１２０のアンテナ数に基づいて、パターン・テーブルから無線通信装置１３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃに対する割り当てパターンを図１１に示すように選択する。
【０１０５】
図１１は、本実施形態において集中制御局装置１１０が無線通信装置１３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃに対して割り当てる送信電力のパターンの一例を示す図である。同図に示すように、集中制御局装置１１０は、各無線通信装置１２０が有するアンテナ数が２つであるため干渉信号数を１つにするように、各サブキャリアにおいて２つの無線通信装置１３０に対して送信電力が割り当てられる割り当てパターンをパターン・テーブルから選択する。
【０１０６】
以上のように、複数のサブキャリアを利用して通信を行う無線通信装置１３０と無線通信装置１２０との組の数と、無線通信装置１２０のアンテナの自由度とに基づいて、サブキャリアの割り当て及び各サブキャリアにおける送信電力（又は送信電力密度）を示す割り当てパターンを集中制御局装置１１０が選択して無線通信装置１３０に通知する。集中制御局装置１１０によって選択された割り当てパターンに従って各無線通信装置１３０が無線通信装置１２０宛てに信号を送信する。これにより、各無線通信装置１２０では、所望信号の送信電力に応じて選択したアダプティブアレーアルゴリズムでウェイトをサブキャリアごとに算出して、当該ウェイトを用いたアレー処理により、適切に干渉信号を抑圧して所望信号に対する復調及び復号等の信号処理を行うことができる。その結果、無線通信システムでは、アダプティブアレーアルゴリズムの動作領域を拡張し、干渉抑圧効果を向上させることができる。
【０１０７】
＜第３の実施形態＞
第１の実施形態の無線通信システムでは、各無線通信装置１２０において通信相手の無線通信装置１３０以外の他の無線通信装置１３０から受信する信号（干渉信号）の数が無線通信装置１２０のアンテナ数（アンテナの自由度）を超えないように集中制御局装置１１０が各無線通信装置１３０に対する割り当てパターンを選択する構成を説明した。これに対して、第３の実施形態の無線通信システムでは、割り当てパターンの選択の後に、各無線通信装置１２０において通信相手の無線通信装置１３０以外の他の無線通信装置１３０から受信する信号の干渉量（例えば、受信電力）などに基づいた、追加の帯域割り当てを行う。すなわち、無線通信装置１３０に対する帯域及び送信電力を追加して割り当てることにより、共用帯域を増加させて周波数利用効率を向上させる。
【０１０８】
第３の実施形態における無線通信システムの構成は、第１の実施形態における無線通信システムの構成と同じであり、集中制御局装置１１０が以下の割り当て処理（図１２）を行う。図１２は、第３の実施形態の集中制御局装置１１０における割り当て処理を示すフローチャートである。集中制御局装置１１０は、無線通信装置１３０と無線通信装置１２０との間で通信が開始される前に、自装置に接続されている無線通信装置１３０の数を検出する（ステップＳ２１）。
【０１０９】
集中制御局装置１１０は、ステップＳ２１において検出した無線通信装置１３０ごとに、当該無線通信装置１３０と通信を行う無線通信装置１２０が備えるアンテナ１２８の本数（アンテナの自由度）を取得する（ステップＳ２２）。無線通信装置１２０のアンテナの自由度の取得は、ステップＳ２１において検出した無線通信装置１３０を介して行う。なお、アンテナの自由度を取得できない無線通信装置１２０に関しては、１本のアンテナ１２８を備えるものとして扱うようにしてもよい。
【０１１０】
集中制御局装置１１０は、接続されている無線通信装置１３０それぞれと通信する無線通信装置１２０における受信品質を取得する（ステップＳ２３）。無線通信装置１２０における受信品質は、例えば、当該無線通信装置１２０が通信相手とする無線通信装置１３０から送信される信号の受信電力及び伝搬特性や、通信相手以外の無線通信装置１３０から送信される信号（干渉信号）の受信電力及び伝搬特性などである。また、受信品質の取得において集中制御局装置１１０は、例えば、接続されている無線通信装置１３０に既知の信号（パイロット信号など）を時分割で順に送信させ、各無線通信装置１２０に既知の信号を受信させることにより行う。
【０１１１】
集中制御局装置１１０は、第１の実施形態におけるステップＳ１３と同様に、取得した無線通信装置１３０の数と、各無線通信装置１３０と通信する無線通信装置１２０のアンテナの自由度とに基づいて、パターン・テーブルに記憶されている割り当てパターンから、各無線通信装置１３０に対する割り当てパターンを選択する（ステップＳ２４）。
【０１１２】
集中制御局装置１１０は、ステップＳ２４において選択した割り当てパターンにおいて、ある帯域における干渉信号の数が無線通信装置１２０のアンテナの自由度を超えてしまう場合であっても、当該帯域において干渉信号の受信電力が所望信号の受信電力に対して十分に低く、例えば雑音として処理できるようなときには当該帯域における送信電力の割り当てを行う（ステップＳ２５）。例えば、送信電力が「０」となっている帯域があれば、当該帯域において所望信号を受信する無線通信装置１２０の受信品質に基づいて、追加の送信電力の割り当てが可能か否かを閾値などを用いて判定し、追加の割り当てによる干渉信号が閾値により定めた条件を満たせば許容範囲内と判断し、当該帯域に送信電力を追加して割り当てる。
【０１１３】
具体的には、割り当てる送信電力が「０」となっている帯域が存在する場合、当該帯域に送信電力を割り当てた際に、割り当てられた無線通信装置１３０の通信相手以外の無線通信装置１２０における影響（干渉信号の受信電力など）が許容範囲内であれば、当該帯域に追加の送信電力を割り当てる。許容範囲内であるとは、例えば干渉信号に対してアレー処理を施さずに通信相手の無線通信装置１３０から送信される信号（所望信号）を取得できるときや、干渉信号の受信電力が所望信号に対して予め設けた閾値の条件を満たすときなどである。
【０１１４】
なお、送信電力が「０」となっている帯域への追加の割り当ては、例えば図５の割り当てパターンＮｏ．５が選択されている場合、帯域１に追加の割り当てを行うために割り当てパターンＮｏ．４を新たに選択することにより行われる。これにより、各帯域における送信電力の和、すなわち総送信電力を一定にしつつ、送信電力の割り当てを変更することができる。また、ステップＳ２４において選択した送信電力の割り当てからの変更の度合を低くするために、追加して割り当てる送信電力は既に割り当てられている送信電力を超えないように割り当てるようにしてもよい。また、追加して割り当てた帯域においては、アレー処理を行わない、又はＣＭＡ規範を適用するように指示する制御情報を無線通信装置１３０や無線通信装置１２０に通知するようにしてもよい。
【０１１５】
集中制御局装置１１０は、ステップＳ２４において選択した割り当てパターン、又はステップＳ２５において追加の割り当てを行った場合には変更後の割り当てパターンを、各帯域の送信電力の割り当てを示す情報として各無線通信装置１３０に送信して通知する（ステップＳ２６）。
【０１１６】
集中制御局装置１１０は、各無線通信装置１３０に対して、ステップＳ２６において通知した割り当てパターンによる無線通信装置１２０との通信を開始することを指示する（ステップＳ２７）。以降、集中制御局装置１１０が各無線通信装置１３０に割り当てパターンの変更を通知するまで、無線通信装置１３０はステップＳ２６において通知された割り当てパターンで無線通信装置１２０との通信を行う。
【０１１７】
図１３は、本実施形態における無線通信システムの適用例を示す図である。ここでは、第１の実施形態において示した適用例（図７）と同様に、集中制御局装置１１０に３つの無線通信装置１３０が通信可能に接続され、各無線通信装置１３０それぞれが異なる１つの無線通信装置１２０と通信する場合について説明する。３つの無線通信装置１２０それぞれは２つのアンテナ１２８を備えている。
【０１１８】
第１の実施形態においてして示した適用例（図７）では、各無線通信装置１２０におけるアンテナの自由度を干渉信号の数が超えないように、送信電力「０」が割り当てられた帯域が存在していた。具体的には、無線通信装置１３０ａにおいては低帯域が送信電力「０」であり、無線通信装置１３０ｂにおいては高帯域が送信電力「０」であり、無線通信装置１３０ｃにおいては中帯域が送信電力「０」であった。
【０１１９】
これに対して、本実施形態の無線通信システムでは、送信電力「０」が割り当てられた帯域において、通信相手以外の無線通信装置１３０からの信号が受信されない場合や、受信されたとしてもその干渉となる受信電力が所望信号の受信電力に対してある条件を満たす（例えば、干渉信号の電力が十分に低く、所定値以上のＳＩＲを満たす等）場合には、当該帯域に対して送信電力を割り当てる。図１３に示す適用例では、図７に示した適用例に対して、無線通信装置１３０ａにおいては低帯域に送信電力が割り当てられ、無線通信装置１３０ｂにおいては高帯域に送信電力が割り当てられ、無線通信装置１３０ｃにおいては中帯域に送信電力が割り当てられている。これにより、無線通信装置１３０と無線通信装置１２０との複数の組において利用される帯域、又は当該帯域における組数を増加させる。
【０１２０】
このとき、電力密度が低い帯域に関しては、追加で割り当てた信号の受信レベルが所望信号の受信レベルよりも小さい場合、ＰＩは最も小さい電力の信号、つまり所望信号ではない追加で割り当てられた信号を捕捉するように動作する恐れがある。そのため、このとき定める追加割り当ての条件としては、所望信号が常に最小の受信電力となるような設定とすることが好ましい。もしくは、条件としては十分に低い干渉レベルとなるよう設定しながら、ＰＩとは異なる、ＭＭＳＥのようなアダプティブアレーアルゴリズムの適用により、適切に所望信号を捕捉し、抽出する。
【０１２１】
以上のように、集中制御局装置１１０は、周波数帯域を利用して通信を行う無線通信装置１３０と無線通信装置１２０との組の数と、無線通信装置１２０のアンテナの自由度とに基づいて、周波数帯域を分割した複数の帯域の割り当て及び各帯域における送信電力（又は送信電力密度）を示す割り当てパターンを選択した後に、無線通信装置１２０における受信品質に基づいて追加の送信電力の割り当てを行う。これにより、無線通信装置１２０では、所望信号の送信電力に応じて選択したアダプティブアレーアルゴリズムでウェイトを帯域ごとに算出して、当該ウェイトを用いたアレー処理により、適切に干渉信号を抑圧して所望信号に対する復調及び復号等の信号処理を行うことができる。その結果、無線通信システムでは、アダプティブアレーアルゴリズムの動作領域を拡張し、干渉抑圧効果を向上させることができる。更に、無線通信装置１３０に対して追加の帯域及び送信電力を割り当て共用帯域を増加させることができ、周波数利用効率を向上させることができる。
【０１２２】
なお、本実施形態ではシングルキャリア通信を行う場合について説明したが、第２の実施形態において示した構成を適用することによりマルチキャリア伝送方式においても同様に、無線通信装置１３０に対して追加の帯域及び送信電力を割り当て、共用帯域を増加させることにより、周波数利用効率を向上させることができる。
【０１２３】
上述した実施形態における集中制御局装置１１０や、無線通信装置１２０及び無線通信装置１３０をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、更に前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
【０１２４】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
アダプティブアレーアルゴリズムの動作領域を拡張し、干渉抑圧効果を向上させることが不可欠な用途に適用できる。
【符号の説明】
【０１２６】
１１０…集中制御局装置
１２０、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ…無線通信装置
１２１…データ入出力部
１２２…ＭＡＣ層処理部
１２３、１２９…通信制御部
１２４…受信信号処理部
１２６…送信信号処理部
１２７…スイッチ
１２８…アンテナ
１３０、１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ…無線通信装置
１３１…変調部
１３２…直列／並列変換部
１３３…ＩＤＦＴ部
１４１−１、１４１−ｋ…フィルタ部
１４２−１、１４２−ｋ…電力割当部
１４３…信号合成部
１５１、１５１−１、１５１−２…ＤＦＴ部
１５２、１５２−１、１５２−ｋ…アダプティブアレー処理部
１５３、１５３−１−１、１５３−１−ｋ、１５３−２−１、１５３−２−ｋ…乗算器
１５４、１５４−１、１５４−ｋ…加算器
１５５…並列／直列変換部
１５６…復調部
１６１−１−１、１６１−１−ｋ、１６１−２−１、１６１−２−ｋ…フィルタ部
１６３…アレー処理制御部
１６４…信号合成部
【図１】
0005938019.tif 000002
【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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