(57)【要約】  干渉信号と所望信号とを受信する第１の受信局装置と、第１の受信局装置とは異なる場所に配置され、アンテナにより信号を受信する協力局装置と、第１の受信局装置のアンテナの指向性を制御する制御装置とを備える指向性制御システムであって、制御装置は、第１の受信局装置のアンテナと協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、協力局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを合成する。
2009104712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉信号と所望信号とを受信する第１の受信局装置と、
前記第１の受信局装置とは異なる場所に配置され、アンテナにより信号を受信する協力局装置と、
前記第１の受信局装置のアンテナの指向性を制御する制御装置と、
を備える指向性制御システムであって、
前記制御装置は、
前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、前記協力局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを合成する指向性制御システム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記第１の受信局装置のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信し、前記協力局装置のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２を前記協力局装置から受信する受信信号受信部と、
前記受信信号受信部により受信された第１および第２の受信信号Ｘ１、Ｘ２を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する重み係数算出部と、
前記第１の重み係数Ｗ１を前記第１の受信局装置に送信すると共に、前記第２の重み係数Ｗ２を前記協力局装置に送信する重み係数送信部と、
前記第１の受信局装置から前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信すると共に、前記協力局装置から前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を受信する乗算信号受信部と、
前記乗算値Ｗ１・Ｘ１と、前記乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、
Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、
を生成する合成信号生成部と、
前記合成信号生成部により生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信部と、
を備える請求項１記載の指向性制御システム。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記第１の受信局装置のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信し、前記協力局装置のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２を前記協力局装置から受信する受信信号受信部と、
前記受信信号受信部により受信された第１および第２の受信信号Ｘ１、Ｘ２を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する重み係数算出部と、
前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出すると共に、前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２を算出し、乗算値Ｗ１・Ｘ１と乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、
Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、
を生成する合成信号生成部と、
前記合成信号生成部により生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信部と、
を備える請求項１記載の指向性制御システム。
【請求項４】
前記協力局装置に代えて第２の受信局装置を配置し、前記第１の受信局装置は第１の送信信号を、前記第２の受信局装置は第２の送信信号をそれぞれの所望信号とするとともに、他の受信局装置に対する送信信号を干渉信号とみなし、
前記制御装置は、
前記第１の受信局装置のアンテナと前記第２の受信局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、前記第２の受信局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて、第１の受信局装置が受信する時には、第１の受信局装置にとっての干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成し、第２の受信局装置が受信する時には、第２の受信局装置にとっての干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する指向性制御部を備える請求項１記載の指向性制御システム。
【請求項５】
前記第１の受信局装置が信号を受信する第１のタイミングにおいて、前記アレーアンテナの指向性パターンが、前記第１の受信局装置において干渉信号の到来方向にヌルを形成するように、前記第１の受信局装置の受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、前記第２の受信局装置の受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を算出すると共に、前記第１のタイミングとは異なり前記第２の受信局装置が信号を受信する第２のタイミングにおいて、前記アレーアンテナの指向性パターンが、前記第２の受信局装置において干渉信号の到来方向にヌルを形成するように、前記１の受信局装置の受信信号Ｘ１’に対する重み係数Ｗ１’と、前記第２の受信局装置の受信信号Ｘ２’に対する重み係数Ｗ２’を算出する重み係数算出部と、
前記第１のタイミングにおいて、前記重み係数Ｗ１を前記第１の受信局装置に送信し、かつ前記重み係数Ｗ２を前記第２の受信局装置に送信すると共に、前記第２のタイミングにおいて、前記重み係数Ｗ１’を前記第１の受信局装置に送信し、かつ前記重み係数Ｗ２’を前記第２の受信局装置に送信する重み係数送信部と、
前記第１のタイミングにおいて、前記第１の受信局装置から前記受信信号Ｘ１と重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信し、前記第２の受信局装置から前記受信信号Ｘ２と重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を受信して、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を生成すると共に、前記第２のタイミングにおいて、前記第１の受信局装置から前記受信信号Ｘ１’と重み係数Ｗ１’の乗算値Ｗ１’・Ｘ１’の信号を受信し、前記第２の受信局装置から前記受信信号Ｘ２’と重み係数Ｗ２’の乗算値Ｗ２’・Ｘ２’の信号を受信し、合成値Ｙ’（Ｙ＝Ｗ１’・Ｘ１’＋Ｗ２’・Ｘ２’）の信号を生成する合成信号生成部と、
前記第１のタイミングにおいて、前記合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信すると共に、前記第２のタイミングにおいて、前記合成値Ｙ’の信号を前記第２の受信局装置に送信する合成信号送信部と、
を備える請求項４記載の指向性制御システム。
【請求項６】
前記第１の受信局装置が信号を受信する第１のタイミングにおいて、前記アレーアンテナの指向性パターンが、前記第１の受信局装置において干渉信号の到来方向にヌルを形成するように、前記第１の受信局装置の受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、前記第２の受信局装置の受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を算出すると共に、前記第１のタイミングとは異なり前記第２の受信局装置が信号を受信する第２のタイミングにおいて、前記アレーアンテナの指向性パターンが、前記第２の受信局装置において干渉信号の到来方向にヌルを形成するように、前記１の受信局装置の受信信号Ｘ１’に対する重み係数Ｗ１’と、前記第２の受信局装置の受信信号Ｘ２’に対する重み係数Ｗ２’を算出する重み係数算出部と、
前記第１のタイミングにおいて、前記受信信号Ｘ１と重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１と、前記受信信号Ｘ２と重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２とを算出し、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を生成すると共に、前記第２のタイミングにおいて、前記受信信号Ｘ１’と重み係数Ｗ１’の乗算値Ｗ１’・Ｘ１’と、前記受信信号Ｘ２’と重み係数Ｗ２’の乗算値Ｗ２’・Ｘ２’とを算出し、合成値Ｙ’（Ｙ’＝Ｗ１’・Ｘ１’＋Ｗ２’・Ｘ２’）の信号を生成する合成信号生成部と、
前記第１のタイミングにおいて、前記合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信すると共に、前記第２のタイミングにおいて、前記合成値Ｙ’の信号を前記第２の受信局装置に送信する合成信号送信部と、
を備える請求項４記載の指向性制御システム。
【請求項７】
前記第１の受信局装置は複数の干渉信号と前記所望信号を受信するとともに、前記協力局装置は複数配置され、
前記制御装置は、
前記第１の受信局装置が検知した干渉波数の情報と前記協力局装置における前記干渉波の受信状態の情報とに基づき、１または２以上の協力局装置を選択する協力局選択部を備え、
前記第１の受信局装置のアンテナと前記選択した１または２以上の協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置および選択した協力局装置の各アンテナで受信した信号を重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて各干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する請求項１記載の指向性制御システム。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記第１の受信局装置のアンテナで受信された受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信すると共に、前記協力局選択部により選択されたｎ個（ｎ≧１）の協力局装置のそれぞれのアンテナで受信された受信信号Ｘ２、Ｘ３・・・、Ｘｎ＋１を前記各協力局装置から受信する受信信号受信部と、
前記受信信号受信部により受信された受信信号Ｘ１および受信信号Ｘ２、・・・、Ｘｎ＋１を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記選択されたｎ個の協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記各干渉信号の到来方向にヌルを形成するように、前記第１の受信局装置の受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、前記協力局装置の受信信号Ｘ２、Ｘ３、・・・、Ｘｎ＋１に対するぞれぞれの重み係数Ｗ２、Ｗ３、・・・、Ｗｎ＋１を算出する重み係数算出部と、
前記重み係数Ｗ１を前記第１の受信局装置に送信すると共に、前記重み係数Ｗ２、Ｗ３、・・・、Ｗｎ＋１のそれぞれを該当する協力局装置に送信する重み係数送信部と、
前記第１の受信局装置から受信信号Ｘ１と受信局重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信すると共に、前記各協力局装置から受信信号Ｘ２、Ｘ３、・・・、Ｘｎ＋１と重み係数Ｗ２、Ｗ３・・・、Ｗｎ＋１とのそれぞれの乗算値Ｗ２・Ｘ２、Ｗ３・Ｘ３、・・・、Ｗｎ＋１・Ｘｎ＋１の信号を受信する乗算信号受信部と、
前記第１の受信局装置から受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１と、前記各協力局装置のそれぞれから受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２、Ｗ３・Ｘ３、・・・、Ｗｎ＋１・Ｘｎ＋１との合成値Ｙの信号、
Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３＋・・・＋Ｗｎ＋１・Ｘｎ＋１、
を生成する合成信号生成部と、
前記合成信号生成部により生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信部と、
を備える請求項７記載の指向性制御システム。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記第１の受信局装置のアンテナで受信された受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信すると共に、前記協力局選択部により選択されたｎ個（ｎ≧１）の協力局装置のそれぞれのアンテナで受信された受信信号Ｘ２、Ｘ３・・・、Ｘｎ＋１を前記各協力局装置から受信する受信信号受信部と、
前記受信信号受信部により受信された受信信号Ｘ１および受信信号Ｘ２、・・・、Ｘｎ＋１を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記選択されたｎ個の協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記各干渉信号の方向にヌルを形成するように、前記第１の受信局装置の受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、前記協力局装置の受信信号Ｘ２、Ｘ３、・・・、Ｘｎ＋１に対するぞれぞれの重み係数Ｗ２、Ｗ３、・・・、Ｗｎ＋１を算出する重み係数算出部と、
前記第１の受信局装置から受信した受信信号Ｘ１と重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出するとともに、前記各協力局装置から受信した受信信号Ｘ２、Ｘ３、・・・、Ｘｎ＋１と前記重み係数Ｗ２、Ｗ３・・・、Ｗｎ＋１とのそれぞれの乗算値Ｗ２・Ｘ２、Ｗ３・Ｘ３、・・・、Ｗｎ＋１・Ｘｎ＋１を算出し、合成値Ｙの信号、
Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３＋・・・＋Ｗｎ＋１・Ｘｎ＋１、
を生成する合成信号生成部と、
前記合成信号生成部により生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信部と、
を備える請求項７に指向性制御システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、前記協力局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ前記所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを合成する請求項１から９までのいずれかの項記載の指向性制御システム。
【請求項１１】
干渉信号と所望信号とを受信する第１の受信局装置のアンテナの指向性を制御する制御装置であって、
前記第１の受信局装置のアンテナと、前記第１の受信局装置とは異なる場所に配置される協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、前記協力局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを合成する制御装置。
【請求項１２】
前記第１の受信局装置のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信し、前記協力局装置のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２を前記協力局装置から受信する受信信号受信部と、
前記受信信号受信部により受信された第１および第２の受信信号Ｘ１、Ｘ２を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する重み係数算出部と、
前記第１の重み係数Ｗ１を前記第１の受信局装置に送信すると共に、前記第２の重み係数Ｗ２を前記協力局装置に送信する重み係数送信部と、
前記第１の受信局装置から前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信すると共に、前記協力局装置から前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を受信する乗算信号受信部と、
前記乗算値Ｗ１・Ｘ１と、前記乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、
Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、
を生成する合成信号生成部と、
前記合成信号生成部により生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信部と、
を備える請求項１１記載の制御装置。
【請求項１３】
前記第１の受信局装置のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信し、前記協力局装置のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２を前記協力局装置から受信する受信信号受信部と、
前記受信信号受信部により受信された第１および第２の受信信号Ｘ１、Ｘ２を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する重み係数算出部と、
前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出すると共に、前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２を算出し、乗算値Ｗ１・Ｘ１と乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、
Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、
を生成する合成信号生成部と、
前記合成信号生成部により生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信部と、
を備える請求項１１記載の制御装置。
【請求項１４】
前記協力局装置に代えて第２の受信局装置が配置され、
前記第１の受信局装置は第１の送信信号を、前記第２の受信局装置は第２の送信信号をそれぞれの所望信号とするとともに、他の受信局装置に対する送信信号を干渉信号とみなし、
前記第１の受信局装置のアンテナと前記第２の受信局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、前記第２の受信局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて、第１の受信局装置が受信する時には、第１の受信局装置にとっての干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成し、第２の受信局装置が受信する時には、第２の受信局装置にとっての干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する指向性制御部を備える請求項１１記載の制御装置。
【請求項１５】
前記第１の受信局装置は複数の干渉信号と前記所望信号を受信するとともに、前記協力局装置は複数配置され、
前記第１の受信局装置が検知した干渉波数の情報と前記協力局装置における前記干渉波の受信状態の情報とに基づき、１または２以上の協力局装置を選択する協力局選択部を備え、
前記第１の受信局装置のアンテナと前記選択した１または２以上の協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置および選択した協力局装置の各アンテナで受信した信号を重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて各干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する請求項１１記載の制御装置。
【請求項１６】
干渉局からの干渉信号と送信局からの所望信号とをアンテナにより受信する受信局装置とは異なる場所に配置される協力局装置であって、
前記受信局装置のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１を受信する協力局内受信信号受信部と、
前記第１の受信信号Ｘ１と、協力局装置自身のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２とを基に、前記受信局装置のアンテナと前記協力局装置自身のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する協力局内重み係数算出部と、
前記第１の受信信号Ｘ１と、前記第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２と、前記第２の重み係数Ｗ２とに基づいて生成される合成値Ｙの信号、
Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、
を前記受信局装置に送信する協力局内合成信号送信部と、
を備える協力局装置。
【請求項１７】
前記第１の重み係数Ｗ１を前記受信局装置に送信する協力局内重み係数送信部と、
前記受信局装置から前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信する協力局内乗算信号受信部と、
前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２とを算出すると共に、該乗算値Ｗ２・Ｘ２と前記受信局装置から受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１との合成値Ｙの信号、
Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、
を生成する協力局内合成信号生成部と、
を更に備える請求項１６記載の協力局装置。
【請求項１８】
前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出すると共に、前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２を算出し、乗算値Ｗ１・Ｘ１と乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、
Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、
を生成する協力局内合成信号生成部を、更に備える請求項１６記載の協力局装置。
【請求項１９】
前記協力局内重み係数算出部は、前記受信局装置のアンテナと、前記協力局装置自身のアンテナと、他の協力局装置とで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記受信局装置と前記協力局自身と前記他の協力局装置それぞれの重み係数を算出し、
前記協力局内合成信号送信部は、前記受信局装置と前記協力局自身と前記他の協力局装置それぞれの受信信号と、前記協力局内重み係数算出部が算出したそれぞれの重み係数とに基づいて生成される合成値を前記受信局装置に送信する請求項１６記載の協力局装置。
【請求項２０】
干渉局からの干渉信号と送信局からの所望信号とをアンテナにより受信する受信局装置であって、
前記受信局装置とは異なる場所に配置されると共に前記干渉信号と所望信号とを受信する協力局装置のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２を受信する受信局内受信信号受信部と、
前記第２の受信信号Ｘ２と、受信局装置自身のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１とを基に、前記協力局局装置のアンテナと前記受信局装置自身のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する受信局内重み係数算出部と、
前記第１の受信信号Ｘ１と、前記第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２と、前記第２の重み係数Ｗ２とに基づいて、合成値Ｙの信号、
Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、
を生成する受信局内合成信号生成部と、
を備える受信局装置。
【請求項２１】
前記第２の重み係数Ｗ２を前記協力局装置に送信する受信局内重み係数送信部と、
前記協力局装置から前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を受信する受信局内乗算信号受信部とを更に備え、
前記受信局内合成信号生成部は、前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出すると共に、当該乗算値Ｗ１・Ｘ１と前記協力局装置から受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、
Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、
を生成する請求項２０記載の受信局装置。
【請求項２２】
前記受信局内合成信号生成部は、前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出すると共に、前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２を算出し、乗算値Ｗ１・Ｘ１と乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、
Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、
を生成する請求項２０記載の受信局装置。
【請求項２３】
前記受信局内受信信号受信部は、前記受信局装置とは異なる場所に配置されると共に前記干渉信号と所望信号とを受信する第１及び第２の協力局装置の各アンテナで受信された各受信信号を受信し、
前記受信局内重み係数算出部は、前記第１及び第２の協力局装置の各アンテナで受信された各受信信号と、受信局装置自身のアンテナで受信された受信信号とを基に、前記第１及び第２の協力局局装置のアンテナと前記受信局装置自身のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１及び第２の協力局局装置と前記受信局装置自身それぞれの重み係数を算出し、
前記受信局内合成信号生成部は、前記第１及び第２の協力局装置の各アンテナで受信された各受信信号と、受信局装置自身のアンテナで受信された受信信号と、前記第１及び第２の協力局局装置と前記受信局装置自身それぞれの重み係数とに基づいて、合成値を生成する請求項２０記載の受信局装置。
【請求項２４】
検知した干渉波数の情報と前記協力局装置における前記干渉波の受信状態の情報とに基づき、１または２以上の協力局装置を選択する協力局選択部を備え、
自受信局装置のアンテナと前記選択した１または２以上の協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、自受信局装置および選択した協力局装置の各アンテナで受信した信号を重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて各干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する請求項２０記載の受信局装置。
【請求項２５】
干渉信号と所望信号とを受信する第１の受信局装置と、
前記第１の受信局装置とは異なる場所に配置され、アンテナにより信号を受信する協力局装置と、
前記第１の受信局装置のアンテナの指向性を制御する制御装置とを用いる指向性制御方法であって、
前記制御装置は、
前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、前記協力局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを合成する指向性制御方法。
【請求項２６】
前記制御装置は、
前記第１の受信局装置のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信し、前記協力局装置のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２を前記協力局装置から受信する受信信号受信過程と、
前記受信信号受信過程で受信された第１および第２の受信信号Ｘ１、Ｘ２を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する重み係数算出過程と、
前記第１の重み係数Ｗ１を前記第１の受信局装置に送信すると共に、前記第２の重み係数Ｗ２を前記協力局装置に送信する重み係数送信過程と、
前記第１の受信局装置から前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信すると共に、前記協力局装置から前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を受信する乗算信号受信過程と、
前記乗算値Ｗ１・Ｘ１と、前記乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、
Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、
を生成する合成信号生成過程と、
前記合成信号生成過程で生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信過程と、
を有する請求項２５記載の指向性制御方法。
【請求項２７】
前記制御装置は、
前記第１の受信局装置のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信し、前記協力局装置のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２を前記協力局装置から受信する受信信号受信過程と、
前記受信信号受信過程で受信された第１および第２の受信信号Ｘ１、Ｘ２を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する重み係数算出過程と、
前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出すると共に、前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２を算出し、乗算値Ｗ１・Ｘ１と乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、
Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、
を生成する合成信号生成過程と、
前記合成信号生成過程で生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信過程と、
を有する請求項２５記載の指向性制御方法。
【請求項２８】
前記協力局装置に代えて第２の受信局装置を配置し、前記第１の受信局装置は第１の送信信号を、前記第２の受信局装置は第２の送信信号をそれぞれの所望信号とするとともに、他の受信局装置に対する送信信号を干渉信号とみなし、
前記制御装置は、
前記第１の受信局装置のアンテナと前記第２の受信局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、前記第２の受信局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて、第１の受信局装置が受信する時には、第１の受信局装置にとっての干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成し、第２の受信局装置が受信する時には、第２の受信局装置にとっての干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する指向性制御過程を有する請求項２５記載の指向性制御方法。
【請求項２９】
前記第１の受信局装置は複数の干渉信号と前記所望信号を受信するとともに、前記協力局装置は複数配置され、
前記制御装置は、
前記第１の受信局装置が検知した干渉波数の情報と前記協力局装置における前記干渉波の受信状態の情報とに基づき、１または２以上の協力局装置を選択する協力局選択過程を有し、
前記第１の受信局装置のアンテナと前記選択した１または２以上の協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置および選択した協力局装置の各アンテナで受信した信号を重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて各干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する請求項２５記載の指向性制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレーアンテナを備えていない小型の受信局装置（例えば、携帯電話機等）であっても、アンテナ指向性制御による干渉抑圧を行うことができる指向性制御システム、制御装置、協力局装置、受信局装置、指向性制御方法に関する。
本願は、２００８年２月２０日に、日本に出願された特願２００８−０３８８７８号と、２００８年２月２７日に、日本に出願された特願２００８−０４６０１２号と、２００８年２月２７日に、日本に出願された特願２００８−０４６０１３号とに基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
利用可能な周波数枯渇の問題は今後さらに深刻となるため、周波数利用効率を改善する検討が多種多様に行われている。ひとつのアプローチとしてコグニティプ無線（非特許文献１を参照）のように既存システムが使用していない時間・場所を検知（Cognitiye）し、別のシステムが既存システムの邪魔をしないように控え目に送受信することで、一つの周波数を異なるシステムが共用する方法が検討されている。【０００３】
しかしながらコグニティブ無線においては既存システムの検出精度は非常に高いものが要求され、実際には既存システムと別システム間の干渉の問題は避けられない。そこで干渉問題を解決する方法の一つにアレーアンテナのアンテナ指向性制御による干渉抑圧方法がある（非特許文献２、３を参照）。【０００４】
例えば、図４３は、従来のアレーアンテナ干渉抑圧方法について説明するための図である。図４３において、受信局１１２１は、２つのアンテナ１１３１、１１３２で構成されるアレーアンテナを備えている。そして、受信局１１２１は、干渉局１０１１から送信される干渉信号Ｕと、送信局１０１２から送信される所望信号Ｄとを同時に受信する。【０００５】
この場合に、受信局１１２１では、各アンテナ１１３１、１１３２で受信した所望信号Ｄと干渉信号Ｕの合成された受信信号Ｘ１、Ｘ２、または干渉信号Ｕから、受信局１１２１内蔵の制御回路部１１２２においてアレーアンテナ位相を重み付けして、受信局１１２１から見た干渉方向にヌル及び所望信号方向に高い指向性を向ける、ように構成されている。【０００６】
この制御回路部１１２２においては、適応アルゴリズムにより最適な指向性パターンＰ４０を形成するための重み係数（ウエイト）を計算する。その適応アルゴリズムは、例えば、簡易で効果の大きい方法としてパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法が用いられる（例えば、非特許文献２を参照）。このパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナは、希望波に比べて強い干渉波が存在する場合に有効な方法であり、希望波と干渉波のＳ／Ｎ比が逆転した出力信号が得られる。しかも、基準波が不要で、かつ希望波の到来方向が既知である必要が無いという特徴を持つ。なお、パワーインバージョンアダプティブアレーアンテナのアルゴリズムについては後述する。【０００７】
このパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）により、受信局１１２１から見た干渉方向にヌル及び所望信号方向に高い指向性を向けることができる。【０００８】
しかしながら、このアレーアンテナは、その指向性を制御することで、干渉方向にヌルを向けたり、希望波方向に指向性を振り向けることで干渉抑圧することができるが、干渉抑圧効果とアンテナ規模とがトレードオフの関係にあり、また、アレーアンテナはアンテナハードの規模が装置規模・価格に大きく影響するため、小型の携帯端末等には適用が困難であるという問題があった。【０００９】
上述したように、アレーアンテナは、その指向性を制御することで、干渉方向にヌルを向けたり、希望波方向に指向性を振り向けることで干渉抑圧することができるが、干渉抑圧効果とアンテナ規模とがトレードオフの関係にあり、また、アレーアンテナはアンテナハードの規模が装置規模・価格に大きく影響するため、小型の携帯端末等には適用が困難であるという問題があった。
【非特許文献１】S.Haykin,”Cognitive Radio:Brain-Empowered Wireless Communications,”IEEE JSAC,VOL23.NO.2.pp.201-220,Feb.2005．
【非特許文献２】菊間 信良 「アレーアンテナによる適応信号処理」第６章，科学技術出版，1998年
【非特許文献３】Winters,J.H.,”Smart antennas for wireless systems,” IEEE Wireless Communications,Vol.5,Issue.1 pp.23-27,Feb.1998．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、アレーアンテナを備えていない小型の受信局装置であっても、アンテナ指向性制御による干渉抑圧を行うことができる指向性制御システム、制御装置、協力局装置、受信局装置、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】
【００１１】
（１）  本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、干渉信号と所望信号とを受信する第１の受信局装置と、前記第１の受信局装置とは異なる場所に配置され、アンテナにより信号を受信する協力局装置と、前記第１の受信局装置のアンテナの指向性を制御する制御装置とを備える指向性制御システムであって、前記制御装置は、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、前記協力局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを合成する。【００１２】
（２）  また、本発明の指向性制御システムでは、前記制御装置は、前記第１の受信局装置のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信し、前記協力局装置のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２を前記協力局装置から受信する受信信号受信部と、前記受信信号受信部により受信された第１および第２の受信信号Ｘ１、Ｘ２を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する重み係数算出部と、前記第１の重み係数Ｗ１を前記第１の受信局装置に送信すると共に、前記第２の重み係数Ｗ２を前記協力局装置に送信する重み係数送信部と、前記第１の受信局装置から前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信すると共に、前記協力局装置から前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を受信する乗算信号受信部と、前記乗算値Ｗ１・Ｘ１と、前記乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、を生成する合成信号生成部と、前記合成信号生成部により生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信部とを備えても良い。      【００１３】
（３）  また、本発明の指向性制御システムでは、前記制御装置は、前記第１の受信局装置のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信し、前記協力局装置のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２を前記協力局装置から受信する受信信号受信部と、前記受信信号受信部により受信された第１および第２の受信信号Ｘ１、Ｘ２を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する重み係数算出部と、前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出すると共に、前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２を算出し、乗算値Ｗ１・Ｘ１と乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、を生成する合成信号生成部と、前記合成信号生成部により生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信部とを備えても良い。
【００１４】
（４）  また、本発明の指向性制御システムでは、前記協力局装置に代えて第２の受信局装置を配置し、前記第１の受信局装置は第１の送信信号を、前記第２の受信局装置は第２の送信信号をそれぞれの所望信号とするとともに、他の受信局装置に対する送信信号を干渉信号とみなし、前記制御装置は、前記第１の受信局装置のアンテナと前記第２の受信局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、前記第２の受信局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて、第１の受信局装置が受信する時には、第１の受信局装置にとっての干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成し、第２の受信局装置が受信する時には、第２の受信局装置にとっての干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する指向性制御部を備えても良い。      【００１５】
（５）  また、本発明の指向性制御システムでは、前記第１の受信局装置が信号を受信する第１のタイミングにおいて、前記アレーアンテナの指向性パターンが、前記第１の受信局装置において干渉信号の到来方向にヌルを形成するように、前記第１の受信局装置の受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、前記第２の受信局装置の受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を算出すると共に、前記第１のタイミングとは異なり前記第２の受信局装置が信号を受信する第２のタイミングにおいて、前記アレーアンテナの指向性パターンが、前記第２の受信局装置において干渉信号の到来方向にヌルを形成するように、前記１の受信局装置の受信信号Ｘ１’に対する重み係数Ｗ１’と、前記第２の受信局装置の受信信号Ｘ２’に対する重み係数Ｗ２’を算出する重み係数算出部と、前記第１のタイミングにおいて、前記重み係数Ｗ１を前記第１の受信局装置に送信し、かつ前記重み係数Ｗ２を前記第２の受信局装置に送信すると共に、前記第２のタイミングにおいて、前記重み係数Ｗ１’を前記第１の受信局装置に送信し、かつ前記重み係数Ｗ２’を前記第２の受信局装置に送信する重み係数送信部と、前記第１のタイミングにおいて、前記第１の受信局装置から前記受信信号Ｘ１と重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信し、前記第２の受信局装置から前記受信信号Ｘ２と重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を受信して、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を生成すると共に、前記第２のタイミングにおいて、前記第１の受信局装置から前記受信信号Ｘ１’と重み係数Ｗ１’の乗算値Ｗ１’・Ｘ１’の信号を受信し、前記第２の受信局装置から前記受信信号Ｘ２’と重み係数Ｗ２’の乗算値Ｗ２’・Ｘ２’の信号を受信し、合成値Ｙ’（Ｙ＝Ｗ１’・Ｘ１’＋Ｗ２’・Ｘ２’）の信号を生成する合成信号生成部と、前記第１のタイミングにおいて、前記合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信すると共に、前記第２のタイミングにおいて、前記合成値Ｙ’の信号を前記第２の受信局装置に送信する合成信号送信部とを備えても良い。【００１６】
（６）  また、本発明の指向性制御システムでは、前記第１の受信局装置が信号を受信する第１のタイミングにおいて、前記アレーアンテナの指向性パターンが、前記第１の受信局装置において干渉信号の到来方向にヌルを形成するように、前記第１の受信局装置の受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、前記第２の受信局装置の受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を算出すると共に、前記第１のタイミングとは異なり前記第２の受信局装置が信号を受信する第２のタイミングにおいて、前記アレーアンテナの指向性パターンが、前記第２の受信局装置において干渉信号の到来方向にヌルを形成するように、前記１の受信局装置の受信信号Ｘ１’に対する重み係数Ｗ１’と、前記第２の受信局装置の受信信号Ｘ２’に対する重み係数Ｗ２’を算出する重み係数算出部と、前記第１のタイミングにおいて、前記受信信号Ｘ１と重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１と、前記受信信号Ｘ２と重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２とを算出し、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を生成すると共に、前記第２のタイミングにおいて、前記受信信号Ｘ１’と重み係数Ｗ１’の乗算値Ｗ１’・Ｘ１’と、前記受信信号Ｘ２’と重み係数Ｗ２’の乗算値Ｗ２’・Ｘ２’とを算出し、合成値Ｙ’（Ｙ’＝Ｗ１’・Ｘ１’＋Ｗ２’・Ｘ２’）の信号を生成する合成信号生成部と、前記第１のタイミングにおいて、前記合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信すると共に、前記第２のタイミングにおいて、前記合成値Ｙ’の信号を前記第２の受信局装置に送信する合成信号送信部とを備えても良い。【００１７】
（７）  また、本発明の指向性制御システムでは、前記第１の受信局装置は複数の干渉信号と前記所望信号を受信するとともに、前記協力局装置は複数配置され、前記制御装置は、前記第１の受信局装置が検知した干渉波数の情報と前記協力局装置における前記干渉波の受信状態の情報とに基づき、１または２以上の協力局装置を選択する協力局選択部を備え、前記第１の受信局装置のアンテナと前記選択した１または２以上の協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置および選択した協力局装置の各アンテナで受信した信号を重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて各干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成しても良い。【００１８】
（８）  また、本発明の指向性制御システムでは、前記制御装置は、前記第１の受信局装置のアンテナで受信された受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信すると共に、前記協力局選択部により選択されたｎ個（ｎ≧１）の協力局装置のそれぞれのアンテナで受信された受信信号Ｘ２、Ｘ３・・・、Ｘｎ＋１を前記各協力局装置から受信する受信信号受信部と、前記受信信号受信部により受信された受信信号Ｘ１および受信信号Ｘ２、・・・、Ｘｎ＋１を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記選択されたｎ個の協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記各干渉信号の到来方向にヌルを形成するように、前記第１の受信局装置の受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、前記協力局装置の受信信号Ｘ２、Ｘ３、・・・、Ｘｎ＋１に対するぞれぞれの重み係数Ｗ２、Ｗ３、・・・、Ｗｎ＋１を算出する重み係数算出部と、前記重み係数Ｗ１を前記第１の受信局装置に送信すると共に、前記重み係数Ｗ２、Ｗ３、・・・、Ｗｎ＋１のそれぞれを該当する協力局装置に送信する重み係数送信部と、前記第１の受信局装置から受信信号Ｘ１と受信局重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信すると共に、前記各協力局装置から受信信号Ｘ２、Ｘ３、・・・、Ｘｎ＋１と重み係数Ｗ２、Ｗ３・・・、Ｗｎ＋１とのそれぞれの乗算値Ｗ２・Ｘ２、Ｗ３・Ｘ３、・・・、Ｗｎ＋１・Ｘｎ＋１の信号を受信する乗算信号受信部と、前記第１の受信局装置から受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１と、前記各協力局装置のそれぞれから受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２、Ｗ３・Ｘ３、・・・、Ｗｎ＋１・Ｘｎ＋１との合成値Ｙの信号、Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３＋・・・＋Ｗｎ＋１・Ｘｎ＋１、を生成する合成信号生成部と、前記合成信号生成部により生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信部と、を備えても良い。【００１９】
（９）  また、本発明の指向性制御システムでは、前記制御装置は、前記第１の受信局装置のアンテナで受信された受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信すると共に、前記協力局選択部により選択されたｎ個（ｎ≧１）の協力局装置のそれぞれのアンテナで受信された受信信号Ｘ２、Ｘ３・・・、Ｘｎ＋１を前記各協力局装置から受信する受信信号受信部と、前記受信信号受信部により受信された受信信号Ｘ１および受信信号Ｘ２、・・・、Ｘｎ＋１を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記選択されたｎ個の協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記各干渉信号の方向にヌルを形成するように、前記第１の受信局装置の受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、前記協力局装置の受信信号Ｘ２、Ｘ３、・・・、Ｘｎ＋１に対するぞれぞれの重み係数Ｗ２、Ｗ３、・・・、Ｗｎ＋１を算出する重み係数算出部と、前記第１の受信局装置から受信した受信信号Ｘ１と重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出するとともに、前記各協力局装置から受信した受信信号Ｘ２、Ｘ３、・・・、Ｘｎ＋１と前記重み係数Ｗ２、Ｗ３・・・、Ｗｎ＋１とのそれぞれの乗算値Ｗ２・Ｘ２、Ｗ３・Ｘ３、・・・、Ｗｎ＋１・Ｘｎ＋１を算出し、合成値Ｙの信号、Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３＋・・・＋Ｗｎ＋１・Ｘｎ＋１、を生成する合成信号生成部と、前記合成信号生成部により生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信部とを備えても良い。【００２０】
（１０）  また、本発明の指向性制御システムでは、前記制御装置は、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、前記協力局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ前記所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを合成するようにしても良い。
【００２１】
（１１）  本発明の制御装置は、干渉信号と所望信号とを受信する第１の受信局装置のアンテナの指向性を制御する制御装置であって、前記第１の受信局装置のアンテナと、前記第１の受信局装置とは異なる場所に配置される協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、前記協力局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを合成する。【００２２】
（１２）  また、本発明の制御装置では、前記第１の受信局装置のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信し、前記協力局装置のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２を前記協力局装置から受信する受信信号受信部と、前記受信信号受信部により受信された第１および第２の受信信号Ｘ１、Ｘ２を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する重み係数算出部と、前記第１の重み係数Ｗ１を前記第１の受信局装置に送信すると共に、前記第２の重み係数Ｗ２を前記協力局装置に送信する重み係数送信部と、前記第１の受信局装置から前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信すると共に、前記協力局装置から前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を受信する乗算信号受信部と、前記乗算値Ｗ１・Ｘ１と、前記乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、を生成する合成信号生成部と、前記合成信号生成部により生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信部とを備えても良い。【００２３】
（１３）  また、本発明の制御装置では、前記第１の受信局装置のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信し、前記協力局装置のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２を前記協力局装置から受信する受信信号受信部と、前記受信信号受信部により受信された第１および第２の受信信号Ｘ１、Ｘ２を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する重み係数算出部と、前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出すると共に、前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２を算出し、乗算値Ｗ１・Ｘ１と乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、を生成する合成信号生成部と、前記合成信号生成部により生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信部とを備えても良い。【００２４】
（１４）  また、本発明の制御装置では、前記協力局装置に代えて第２の受信局装置が配置され、前記第１の受信局装置は第１の送信信号を、前記第２の受信局装置は第２の送信信号をそれぞれの所望信号とするとともに、他の受信局装置に対する送信信号を干渉信号とみなし、前記第１の受信局装置のアンテナと前記第２の受信局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、前記第２の受信局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて、第１の受信局装置が受信する時には、第１の受信局装置にとっての干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成し、第２の受信局装置が受信する時には、第２の受信局装置にとっての干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する指向性制御部を備えても良い。      【００２５】
（１５）  また、本発明の制御装置では、前記第１の受信局装置は複数の干渉信号と前記所望信号を受信するとともに、前記協力局装置は複数配置され、前記第１の受信局装置が検知した干渉波数の情報と前記協力局装置における前記干渉波の受信状態の情報とに基づき、１または２以上の協力局装置を選択する協力局選択部を備え、前記第１の受信局装置のアンテナと前記選択した１または２以上の協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置および選択した協力局装置の各アンテナで受信した信号を重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて各干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成しても良い。【００２６】
（１６）  本発明の協力局装置は、干渉局からの干渉信号と送信局からの所望信号とをアンテナにより受信する受信局装置とは異なる場所に配置される協力局装置であって、前記受信局装置のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１を受信する協力局内受信信号受信部と、前記第１の受信信号Ｘ１と、協力局装置自身のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２とを基に、前記受信局装置のアンテナと前記協力局装置自身のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する協力局内重み係数算出部と、前記第１の受信信号Ｘ１と、前記第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２と、前記第２の重み係数Ｗ２とに基づいて生成される合成値Ｙの信号、Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、を前記受信局装置に送信する協力局内合成信号送信部とを備える。【００２７】
（１７）  本発明の協力局装置では、前記第１の重み係数Ｗ１を前記受信局装置に送信する協力局内重み係数送信部と、前記受信局装置から前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信する協力局内乗算信号受信部と、前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２とを算出すると共に、該乗算値Ｗ２・Ｘ２と前記受信局装置から受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１との合成値Ｙの信号、Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、を生成する協力局内合成信号生成部とを更に備えても良い。【００２８】
（１８）  本発明の協力局装置では、前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出すると共に、前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２を算出し、乗算値Ｗ１・Ｘ１と乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、を生成する協力局内合成信号生成部を、更に備えても良い。【００２９】
（１９）  本発明の協力局装置では、前記協力局内重み係数算出部は、前記受信局装置のアンテナと、前記協力局装置自身のアンテナと、他の協力局装置とで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記受信局装置と前記協力局自身と前記他の協力局装置それぞれの重み係数を算出し、前記協力局内合成信号送信部は、前記受信局装置と前記協力局自身と前記他の協力局装置それぞれの受信信号と、前記協力局内重み係数算出部が算出したそれぞれの重み係数とに基づいて生成される合成値を前記受信局装置に送信しても良い。【００３０】
（２０）  本発明の受信局装置は、干渉局からの干渉信号と送信局からの所望信号とをアンテナにより受信する受信局装置であって、前記受信局装置とは異なる場所に配置されると共に前記干渉信号と所望信号とを受信する協力局装置のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２を受信する受信局内受信信号受信部と、前記第２の受信信号Ｘ２と、受信局装置自身のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１とを基に、前記協力局局装置のアンテナと前記受信局装置自身のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する受信局内重み係数算出部と、前記第１の受信信号Ｘ１と、前記第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２と、前記第２の重み係数Ｗ２とに基づいて、合成値Ｙの信号、Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、を生成する受信局内合成信号生成部とを備える。【００３１】
（２１）  また、本発明の受信局装置では、前記第２の重み係数Ｗ２を前記協力局装置に送信する受信局内重み係数送信部と、前記協力局装置から前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を受信する受信局内乗算信号受信部とを更に備え、前記受信局内合成信号生成部は、前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出すると共に、当該乗算値Ｗ１・Ｘ１と前記協力局装置から受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、を生成しても良い。【００３２】
（２２）  また、本発明の受信局装置では、前記受信局内合成信号生成部は、前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出すると共に、前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２を算出し、乗算値Ｗ１・Ｘ１と乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、を生成しても良い。【００３３】
（２３）  また、本発明の受信局装置では、前記受信局内受信信号受信部は、前記受信局装置とは異なる場所に配置されると共に前記干渉信号と所望信号とを受信する第１及び第２の協力局装置の各アンテナで受信された各受信信号を受信し、前記受信局内重み係数算出部は、前記第１及び第２の協力局装置の各アンテナで受信された各受信信号と、受信局装置自身のアンテナで受信された受信信号とを基に、前記第１及び第２の協力局局装置のアンテナと前記受信局装置自身のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１及び第２の協力局局装置と前記受信局装置自身それぞれの重み係数を算出し、前記受信局内合成信号生成部は、前記第１及び第２の協力局装置の各アンテナで受信された各受信信号と、受信局装置自身のアンテナで受信された受信信号と、前記第１及び第２の協力局局装置と前記受信局装置自身それぞれの重み係数とに基づいて、合成値を生成しても良い。【００３４】
（２４）  また、本発明の受信局装置では、検知した干渉波数の情報と前記協力局装置における前記干渉波の受信状態の情報とに基づき、１または２以上の協力局装置を選択する協力局選択部を備え、自受信局装置のアンテナと前記選択した１または２以上の協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、自受信局装置および選択した協力局装置の各アンテナで受信した信号を重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて各干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成しても良い。
【００３５】
（２５）  本発明の指向性制御方法は、干渉信号と所望信号とを受信する第１の受信局装置と、前記第１の受信局装置とは異なる場所に配置され、アンテナにより信号を受信する協力局装置と、前記第１の受信局装置のアンテナの指向性を制御する制御装置とを用いる指向性制御方法であって、前記制御装置は、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、前記協力局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを合成する。【００３６】
（２６）  また、本発明の指向性制御方法では、前記制御装置は、前記第１の受信局装置のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信し、前記協力局装置のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２を前記協力局装置から受信する受信信号受信過程と、前記受信信号受信過程で受信された第１および第２の受信信号Ｘ１、Ｘ２を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する重み係数算出過程と、前記第１の重み係数Ｗ１を前記第１の受信局装置に送信すると共に、前記第２の重み係数Ｗ２を前記協力局装置に送信する重み係数送信過程と、前記第１の受信局装置から前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信すると共に、前記協力局装置から前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を受信する乗算信号受信過程と、前記乗算値Ｗ１・Ｘ１と、前記乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、を生成する合成信号生成過程と、前記合成信号生成過程で生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信過程とを有しても良い。【００３７】
（２７）  また、本発明の指向性制御方法では、前記制御装置は、前記第１の受信局装置のアンテナで受信された第１の受信信号Ｘ１を前記第１の受信局装置から受信し、前記協力局装置のアンテナで受信された第２の受信信号Ｘ２を前記協力局装置から受信する受信信号受信過程と、前記受信信号受信過程で受信された第１および第２の受信信号Ｘ１、Ｘ２を基に、前記第１の受信局装置のアンテナと前記協力局装置のアンテナとで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、前記アレーアンテナにおいて干渉信号の到来方向にヌルを有するように、前記第１の受信信号Ｘ１に対する第１の重み係数Ｗ１と、前記第２の受信信号Ｘ２に対する第２の重み係数Ｗ２を算出する重み係数算出過程と、前記第１の受信信号Ｘ１と前記第１の重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出すると共に、前記第２の受信信号Ｘ２と前記第２の重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２を算出し、乗算値Ｗ１・Ｘ１と乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙの信号、Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２、
を生成する合成信号生成過程と、前記合成信号生成過程で生成された合成値Ｙの信号を前記第１の受信局装置に送信する合成信号送信過程とを有しても良い。【００３８】
（２８）  また、本発明の指向性制御方法では、前記協力局装置に代えて第２の受信局装置を配置し、前記第１の受信局装置は第１の送信信号を、前記第２の受信局装置は第２の送信信号をそれぞれの所望信号とするとともに、他の受信局装置に対する送信信号を干渉信号とみなし、前記制御装置は、前記第１の受信局装置のアンテナと前記第２の受信局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置のアンテナで受信した受信信号と、前記第２の受信局装置のアンテナで受信した受信信号とを重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて、第１の受信局装置が受信する時には、第１の受信局装置にとっての干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成し、第２の受信局装置が受信する時には、第２の受信局装置にとっての干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する指向性制御過程を有しても良い。      【００３９】
（２９）  また、本発明の指向性制御方法では、前記第１の受信局装置は複数の干渉信号と前記所望信号を受信するとともに、前記協力局装置は複数配置され、前記制御装置は、前記第１の受信局装置が検知した干渉波数の情報と前記協力局装置における前記干渉波の受信状態の情報とに基づき、１または２以上の協力局装置を選択する協力局選択過程を有し、前記第１の受信局装置のアンテナと前記選択した１または２以上の協力局装置のアンテナとを合わせて１つのアレーアンテナと見なし、前記第１の受信局装置および選択した協力局装置の各アンテナで受信した信号を重み付け加算することにより、前記アレーアンテナにおいて各干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成しても良い。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の指向性制御システム、制御装置、協力局装置、受信局装置、指向性制御方法では、アレーアンテナを備えていない小型の受信局装置（例えば、携帯電話機等）であっても、アンテナ指向性制御による干渉抑圧を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図４】図３に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図６】図５に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図８】図７に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図１０】図９に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図１２】図１１に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の第７の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図１４】図１３に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図１５】本発明の第８の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図１６】図１５に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図１７】本発明の第９の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図１８】ＴＤＭＡ方式における重み係数の送信タイミングを示す図である。
【図１９】図１７に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図２０】本発明の第１０の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図２１】本発明の第１１の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図２２】本発明の第１２の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図２３】図２０に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図２４】本発明の第１３の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図２５】ＣＳＭＡ方式における重み係数の送信タイミングを示す図である。
【図２６】図２４に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図２７】本発明の第１４の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図２８】図２６に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図２９】本発明の第１５の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図３０】図２９に示す指向性制御システムおける処理の流れの概要を示す図である。
【図３１】図２９に示す指向性制御システムにおける各局装置の処理の流れを示すシーケンス図である。
【図３２】図２９に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図３３】本発明の第１６の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図３４】図３３に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図３５】図３３に示す指向性制御システムにおける各局装置の処理の流れを示すシーケンス図である。
【図３６】本発明の第１７の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図３７】図３６に示す指向性制御システムにおける各局装置の処理の流れを示すシーケンス図である。
【図３８】図３６に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図３９】本発明の第１８の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図４０】本発明の第１９の実施の形態に係わる指向性制御システムの構成を示す図である。
【図４１】図４０に示す指向性制御システムおける各部の構成例を示す図である。
【図４２】図４０に示す指向性制御システムにおける各局装置の処理の流れを示すシーケンス図である。
【図４３】従来のアレーアンテナ干渉抑圧方法について説明するための図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０１１・・・干渉局、１０１２、１０１２Ａ、１０１２Ｂ・・・送信局、１１０１、１１０１Ａ〜１１０１Ｇ・・・受信局、１１０２・・・アンテナ、１１１１・・・受信局内受信信号送信部、１１１２・・・受信局内重み係数受信部、１１１３・・・受信局内乗算部、１１１４・・・受信局内乗算信号送信部、１１１５・・・受信局内合成信号受信部、１２０１、１２０１Ａ〜１２０１Ｇ・・・協力局、１２０２・・・アンテナ、１２１１・・・協力局内受信信号送信部、１２１２・・・協力局内重み係数受信部、１２１３・・・協力局内乗算部、１２１４・・・協力局内乗算信号送信部、１３０１、１３０１Ａ・・・制御装置、１３０１Ｂ、１３０１Ｃ・・・協力局内制御装置、１３０１Ｄ、１３０１Ｅ・・・送信局内制御装置、１３０１Ｆ、１３０１Ｇ・・・受信局内制御装置、１３１１・・・受信信号受信部、１３１２・・・重み係数算出部、１３１３・・・重み係数送信部、１３１４・・・乗算信号受信部、１３１５・・・合成信号生成部、１３１６・・・合成信号送信部、１３２１・・・協力局内受信信号受信部、１３２２・・・協力局内重み係数算出部、１３２３・・・協力局内重み係数送信部、１３２４・・・協力局内乗算信号受信部、１３２５・・・協力局内合成信号生成部、１３２６・・・協力局内合成信号送信部、１３３１・・・送信局内受信信号受信部、１３３２・・・送信局内重み係数算出部、１３３３・・・送信局内重み係数送信部、１３３４・・・送信局内乗算信号受信部、１３３５・・・送信局内合成信号生成部、１３３６・・・送信局内合成信号送信部、１３４１・・・受信局内受信信号受信部、１３４２・・・受信局内重み係数算出部、１３４３・・・受信局内重み係送信部、１３４４・・・受信局内乗算信号受信部、１３４５・・・受信局内合成信号生成部、２０１１・・・干渉局、２０２１、２０２２、２０２１Ａ、２０２２Ａ・・・送信局、２１０１、２１０１Ａ、２１０１Ｂ、２１０１Ｃ・・・受信局、２１０２・・・アンテナ、２１１０・・・第１受信局内ＴＤＭＡ通信制御部、２１１０Ｂ・・・第１受信局内ＣＳＭＡ通信制御部、２１１１・・・第１受信局内受信信号送信部、２１１２・・・第１受信局内重み係数受信部、２１１３・・・第１受信局内乗算部、２１１４・・・第１受信局内乗算信号送信部、２１１５・・・第１受信局内合成信号受信部、２２０１、２２０１Ａ、２２０１Ｂ、２２０１Ｃ・・・受信局、２２０２・・・アンテナ、２２１０・・・第２受信局内ＴＤＭＡ通信制御部、２２１０Ｂ・・・第２受信局内ＣＳＭＡ通信制御部、２２１１・・・第２受信局内受信信号送信部、２２１２・・・第２受信局内重み係数受信部、２２１３・・・第２受信局内乗算部、２２１４・・・第２受信局内乗算信号送信部、２２１５・・・第２受信局内合成信号受信部、２３０１、２３０１Ａ、２３０１Ｂ、２３０１Ｃ・・・指向性制御装置、２３１０・・・ＴＤＭＡ通信制御部、２３１０Ｂ・・・ＣＳＭＡ通信制御部、２３１１・・・受信信号受信部、２３１２・・・重み係数算出部、２３１３・・・重み係数送信部、２３１４・・・乗算信号受信部、２３１５・・・合成信号生成部、２３１６・・・合成信号送信部、３０１１・・・干渉局、３０２１・・・送信局、３０２２・・・協力局選択部、３０２３・・・干渉波数受信部、３０２４・・・協力局干渉波情報受信部、３０２５・・・協力要請部、３１０１、３１０１Ａ〜３１０１Ｃ・・・受信局、３１０２・・・アンテナ、３１１１・・・受信局内干渉波検出部、３１１２・・・受信局内受信信号送信部、３１１３・・・受信局内重み係数受信部、３１１４・・・受信局内乗算部、３１１５・・・受信局内乗算信号送信部、３１１６・・・受信局内合成信号受信部、３２０１・・・協力局、３２０２・・・アンテナ、３２１１・・・第１協力局内受信状態通知部、３２１２・・・第１協力局内要請信号受信部、３２１３・・・第１協力局内受信信号送信部、３２１４・・・第１協力局内重み係数受信部、３２１５・・・第１協力局内乗算部、３２１６・・・第１協力局内乗算信号送信部、３３０１・・・協力局、３３０２・・・アンテナ、３３１１・・・第２協力局内受信状態通知部、３３１２・・・第２協力局内要請信号受信部、３３１３・・・第２協力局内受信信号送信部、３３１４・・・第２協力局内重み係数受信部、３３１５・・・第２協力局内乗算部、３３１６・・・第２協力局内乗算信号送信部、３４０１、３４０１Ａ、３４０１Ｂ、３４０１Ｃ・・・制御装置、３４１１・・・受信信号受信部、３４１２・・・重み係数算出部、３４１３・・・重み係数送信部、３４１４・・・乗算信号受信部、３４１５・・・合成信号生成部、３４１６・・・合成信号送信部、３４１７・・・協力局選択部、３４１８・・・干渉波数受信部、３４１９・・・協力局干渉波情報受信部、３４２０・・・協力要請部
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
なお、本明細書では、干渉局から送信される１または２以上の干渉波の信号を、「干渉信号」と呼ぶことがあり、また、送信局装置から送信される所望波の信号を、「所望信号」と呼ぶことがある。また、以下の説明において、前述の「送信局装置」は、単に「送信局」と呼ばれ、前述の「受信局装置」は、単に「受信局」と呼ばれ、前述の「協力局装置」は、単に「協力局」と呼ぶことがある。【００４４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図であり、同一時間、同一場所において複数セル／システムが同一周波数を共用する場合の例を示している。【００４５】
図１に示す例では、ともにアレーアンテナ構成でない受信局１１０１と協力局１２０１を合わせて一つのアレーアンテナシステムと見なすように構成されている。そして、双方で受信した所望信号Ｄと干渉信号Ｕの合成信号、または干渉信号から、制御装置１３０１においてアレーアンテナ位相を重み付けして、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンＰ１０を形成するように構成されている。または、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンＰ１０を形成するように構成されている。【００４６】
上記制御装置１３０１において、重み付けを行なう（重み係数を求める）場合には、例えば、パワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用することができる。以下、パワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用する手順について説明する。【００４７】
図１において、受信局１１０１では、アンテナ１１０２により所望信号Ｄと干渉信号Ｕを受信する。アンテナ１１０２で受信された受信信号Ｘ１は制御装置１３０１に送信される。また、協力局１２０１では、アンテナ１２０２により所望信号Ｄと干渉信号Ｕを受信する。アンテナ１２０２で受信された受信信号Ｘ２は制御装置１３０１に送信される。なお、第１の実施の形態においては、受信局１１０１から制御装置１３０１への受信信号Ｘ１の送信と、協力局１２０１から制御装置１３０１への受信信号Ｘ２の送信とは、重み係数の算出の際にだけ行なわれる。【００４８】
制御装置１３０１では、受信信号Ｘ１およびＸ２を基に、受信局１１０１における受信電力が最小になるように、下記計算式により、重み係数Ｗを計算する。【００４９】
最初に、受信信号Ｘ１、Ｘ２の相関行列Ｒを求める。【００５０】
【数１】
2009104712.tif 000003
【００５１】
続いて、相関行列Ｒの逆行列とステアリングベクトルＳ（１、０）の転置行列から、最適重み係数をＷを求める。このステアリングベクトルＳ（１、０）は、一方のアンテナの重み係数を固定にするために使用される。【００５２】
【数２】
2009104712.tif 000004
【００５３】
そして、最適重み係数Ｗから、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２が算出される。【００５４】
【数３】
2009104712.tif 000005
【００５５】
上記手順により、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２が算出されると、制御装置１３０１は、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１を受信局１１０１に送信し、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を協力局１２０１に送信する。【００５６】
受信局１１０１では、制御装置１３０１から受信した重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ１とを乗算（Ｗ１・Ｘ１）し、この乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を制御装置１３０１に送信する。一方、協力局１２０１は、制御装置１３０１から受信した重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ２とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）し、この乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を制御装置１３０１に送信する。【００５７】
制御装置１３０１は、受信局１１０１から受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号と、協力局１２０１から受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号とを基に、合成値Ｙを求める。【００５８】
合成値Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２【００５９】
そして、制御装置１３０１は、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を受信局１１０１に送信する。受信局１１０１は、制御装置１３０１から受信した、合成値Ｙの信号を受信信号とする。【００６０】
これにより、アレーアンテナを有していない受信局１１０１でも周辺の協力局１２０１のアンテナと合わせて一つのアレーアンテナを構成することができ、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンＰ１０を形成することができる。または、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンＰ１０を形成することができる。このように、装置規模に影響なくアレーアンテナの干渉抑圧効果を得ることができるため、受信局１１０１がアレーアンテナを備えていない小型の受信局装置（例えば、携帯電話等）であっても、アンテナ指向性制御による干渉抑圧を行うことができる。また、受信局１１０１の信号受信時に形成したアレーアンテナの指向性パターンＰ１０は、受信局１１０１の信号送信時に使用することも可能である。【００６１】
なお、制御装置１３０１における重み係数を求めるアルゴリズムは、前述したパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法に限らない。例えば、制御アルゴリズムとして、ゼロフォーシング（ＺＦ）や、最小２乗誤差法（ＭＭＳＥ）等、何でも構わない。さらに、制御指標としては、受信電力、受信ＳＩ、受信誤り率等、何でも構わない。【００６２】
また、図２は、本発明の第１の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、受信局１１０１、協力局１２０１、および制御装置１３０１の構成例を示す図である。【００６３】
最初に、制御装置１３０１の構成について説明する。
制御装置１３０１内の受信信号受信部１３１１は、受信局１１０１のアンテナ１１０２で受信された受信信号Ｘ１を受信局１１０１から受信すると共に、協力局１２０１のアンテナ１２０２で受信された受信信号Ｘ２を協力局１２０１から受信する処理を行なう。なお、受信局１１０１から制御装置１３０１への受信信号Ｘ１の送信と、協力局１２０１から制御装置１３０１への受信信号Ｘ２の送信は、受信信号Ｘ１、Ｘ２に対する重み係数の算出の際にだけ行なわれる。【００６４】
重み係数算出部１３１２は、受信信号受信部１３１１により受信された受信信号Ｘ１およびＸ２を基に、アンテナ１１０２とアンテナ１２０２とで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有するように、受信信号Ｘ１の重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２の重み係数Ｗ２を算出する処理を行なう。または、アレーアンテナの指向性パターンが、干渉信号の到来方向にヌルを有するように、受信信号Ｘ１の重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２の重み係数Ｗ２を算出する処理を行なう。この重み係数の算出には、前述のパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用することができる。【００６５】
重み係数送信部１３１３は、重み係数算出部１３１２により算出した重み係数Ｗ１を受信局１１０１に送信すると共に、重み係数Ｗ２を協力局１２０１に送信する処理を行なう。【００６６】
乗算信号受信部１３１４は、受信局１１０１から、受信信号Ｘ１と重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信すると共に、協力局１２０１から、受信信号Ｘ２と重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を受信する処理を行なう。【００６７】
合成信号生成部１３１５は、受信局１１０１から受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１と、協力局１２０１から受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙ、「Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２」の信号を生成する処理を行なう。【００６８】
合成信号送信部１３１６は、合成信号生成部１３１５で生成された合成値Ｙの信号を受信局１１０１に送信する処理を行なう。【００６９】
次に、受信局１１０１の構成について説明する。
受信局１１０１内の受信局内受信信号送信部１１１１は、アンテナ１１０２により受信した干渉信号Ｕおよび所望信号Ｄの受信信号Ｘ１を、制御装置１３０１に送信する処理を行なう。【００７０】
受信局内重み係数受信部１１１２は、制御装置１３０１から重み係数Ｗ１を受信する処理を行なう。【００７１】
受信局内乗算部１１１３は、制御装置１３０１から受信した重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１とを乗算（Ｗ１・Ｘ１）する処理を行なう。【００７２】
受信局内乗算信号送信部１１１４は、受信局内乗算部１１１３により算出した乗算値（Ｗ１・Ｘ１）の信号を制御装置１３０１に送信する処理を行なう。受信局内合成信号受信部１１１５は、制御装置１３０１から合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を受信する処理を行なう。【００７３】
次に、協力局１２０１の構成について説明する。
協力局１２０１内の協力局内受信信号送信部１２１１は、アンテナ１２０２により受信した干渉信号Ｕおよび所望信号Ｄの受信信号Ｘ２を、制御装置１３０１に送信する処理を行なう。【００７４】
協力局内重み係数受信部１２１２は、制御装置１３０１から重み係数Ｗ２を受信する処理を行なう。協力局内乗算部１２１３は、制御装置１３０１から受信した重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）する処理を行なう。【００７５】
協力局内乗算信号送信部１２１４は、協力局内乗算部１２１３により算出した乗算値（Ｗ２・Ｘ２）の信号を制御装置１３０１に送信する処理を行なう。【００７６】
上記構成により、受信局１１０１がアレーアンテナを備えていない小型の受信局装置（例えば、携帯電話機等）であっても、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成することができる。または、干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成することができる。すなわち、装置規模に影響なくアレーアンテナの干渉抑圧効果を得ることができる。【００７７】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図である。【００７８】
図３に示す例は、図１に示す例と同様に、ともにアレーアンテナ構成でない受信局１１０１Ａと協力局１２０１Ａを合わせて一つのアレーアンテナシステムと見なすように構成されている。そして、双方で受信した所望信号Ｄと干渉信号Ｕの合成信号、または干渉信号から、制御装置１３０１Ａにおいてアレーアンテナ位相を重み付けして、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成するように構成されている。または、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成するように構成されている。【００７９】
図３に示す構成例が、図１に示す第１の実施の形態の構成例と構成上異なるのは、図３において、制御装置１３０１Ａが重み係数Ｗ１を受信局１１０１Ａに送信せず、また、制御装置１３０１Ａが重み係数Ｗ２を協力局１２０１Ａに送信しない点が異なる。また、制御装置１３０１Ａにおいて、重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１とを乗算すると共に、重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２とを乗算する点が異なる。さらに、受信局１１０１Ａは、受信信号Ｘ１を常時、制御装置１３０１Ａに送信する点が異なり（図１では乗算値Ｗ１・Ｘ１を常時送信する）、また、協力局１２０１Ａは、受信信号Ｘ２を常時、制御装置１３０１Ａに送信する点が異なる（図１では乗算値Ｗ２・Ｘ２を常時送信する）。他の構成は、図１に示す構成と同様である。【００８０】
このように、制御装置１３０１Ａにおいて、重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１の乗算、および重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２の乗算を行なうことにより、制御装置１３０１Ａから受信局１１０１Ａおよび協力局１２０１Ａに対して重み係数の信号を送信する必要がなくなる。また、受信局１１０１Ａおよび協力局１２０１Ａにおいて、重み係数と受信信号との乗算処理をなくすことができ、受信局１１０１Ａおよび協力局１２０１Ａにおける処理を簡略化できるようになる。【００８１】
また、図４は、本発明の第２の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、受信局１１０１Ａ、協力局１２０１Ａ、および制御装置１３０１Ａの構成例を示す図である。【００８２】
図４に示す構成例では、図２に示す第１の実施の形態の構成例と比較して、図２に示す制御装置１３０１内の重み係数送信部１３１３と、乗算信号受信部１３１４とが省略されている。また、図２に示す受信局１１０１内の受信局内重み係数受信部１１１２と、受信局内乗算部１１１３と、受信局内乗算信号送信部１１１４とが省略されている。さらに、図２に示す協力局１２０１内の協力局内重み係数受信部１２１２と、協力局内乗算部１２１３と、協力局内乗算信号送信部１２１４とが省略されている。【００８３】
すなわち、図４に示す構成例では、制御装置１３０１Ａから受信局１１０１Ａおよび協力局１２０１Ａに対し重み係数Ｗ１、Ｗ２の信号を送信せず、また、受信局１１０１Ａおよび協力局１２０１Ａにおいて重み係数と受信信号の乗算処理が行なわれないため、これらに関連する処理部が省略されている。この重み係数と受信信号の乗算処理は、制御装置１３０１Ａ内の合成信号生成部１３１５で行なわれる。他の構成は図２に示す構成と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【００８４】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図であり、同一時間、同一場所において複数セル／システムが同一周波数を共用する場合の例を示している。【００８５】
図５に示す例では、ともにアレーアンテナ構成でない受信局１１０１Ｂと協力局１２０１Ｂを合わせて一つのアレーアンテナシステムと見なすように構成されている。そして、双方で受信した所望信号Ｄと干渉信号Ｕの合成信号、または干渉信号から、協力局１２０１Ｂ内に設備された協力局内制御装置１３０１Ｂにおいてアレーアンテナ位相を重み付けして、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成するように構成されている。または、アレーアンテナにおいて、干渉波の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成するように構成されている。【００８６】
上記協力局内制御装置１３０１Ｂでは、受信局１１０１Ｂのアンテナ１１０２で受信された受信信号Ｘ１を受信局１１０１Ｂから受信する。なお、第３の実施の形態においては、受信局１１０１Ｂから協力局内制御装置１３０１Ｂへの受信信号Ｘ１の送信は、重み係数Ｗ１の算出の際にだけ行なわれる。【００８７】
そして、協力局内制御装置１３０１Ｂでは、例えば、前述のパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用して、協力局１２０１Ｂのアンテナ１２０２で受信した受信信号Ｘ２と、受信局１１０１Ｂのアンテナ１１０２で受信した受信信号Ｘ１を基に、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を算出する。この重み係数Ｗ１、Ｗ２は、アンテナ１１０２とアンテナ１２０２とで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有するように算出される。または、アレーアンテナの指向性パターンが干渉信号の到来方向にヌルを有するように算出される。【００８８】
そして、協力局内制御装置１３０１Ｂは、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１を受信局１１０１Ｂに送信する。受信局１１０１Ｂでは、協力局内制御装置１３０１Ｂから受信した重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ１とを乗算（Ｗ１・Ｘ１）し、この乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を協力局内制御装置１３０１Ｂに送信する。【００８９】
協力局内制御装置１３０１Ｂは、協力局自身のアンテナ１２０２で受信した受信信号Ｘ２と重み係数Ｗ２との乗算値Ｗ２・Ｘ２を算出する。そして、この乗算値Ｗ２・Ｘ２と、受信局１１０１Ｂから受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１とを基に、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）を求める。【００９０】
そして、協力局内制御装置１３０１Ｂは、合成値Ｙの信号を受信局１１０１Ｂに送信する。
受信局１１０１Ｂは、協力局内制御装置１３０１Ｂから受信した、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を受信信号とする。【００９１】
これにより、アレーアンテナを有していない受信局１１０１Ｂでも周辺の協力局１２０１Ｂのアンテナと合わせて一つのアレーアンテナを構成することができ、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成することができる。または、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成することができる。このため、受信局１１０１Ｂがアレーアンテナを備えていない小型の受信局装置（例えば、携帯電話機等）であっても、装置規模に影響なくアレーアンテナの干渉抑圧効果を得ることができる。また、受信局１１０１Ｂの信号受信時に形成したアレーアンテナの指向性パターンは、受信局１１０１Ｂの信号送信時に使用することも可能である。【００９２】
また、第１の実施の形態および第２の実施の形態のように、制御装置を別置きにする必要がなく、協力局１２０１Ｂを利用して、重み係数Ｗ１、Ｗ２の算出および合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号の生成を行なうことができる。【００９３】
なお、協力局内制御装置１３０１Ｂにおける重み係数を求めるアルゴリズムは、前述したパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法に限らない。
例えば、制御アルゴリズムとして、ゼロフォーシング（ＺＦ）や、最小２乗誤差法（ＭＭＳＥ）等、何でも構わない。さらに、制御指標としては、受信電力、受信ＳＩ、受信誤り率等、何でも構わない。【００９４】
また、図６は、本発明の第３の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、受信局１１０１Ｂ、協力局１２０１Ｂおよび協力局内制御装置１３０１Ｂの構成例を示す図である。【００９５】
最初に、協力局１２０１Ｂの構成について説明する。
協力局１２０１Ｂでは、アンテナ１２０２により干渉信号Ｕと所望信号Ｄを受信信号Ｘ２として受信する。また、協力局１２０１Ｂ内には協力局内制御装置１３０１Ｂが設備されている。【００９６】
協力局内制御装置１３０１Ｂの協力局内受信信号受信部１３２１は、受信局１１０１Ｂのアンテナ１１０２で受信された受信信号Ｘ１を受信局１１０１Ｂから受信する処理を行なう。【００９７】
協力局内重み係数算出部１３２２は、協力局内受信信号受信部１３２１により受信した受信信号Ｘ１、およびアンテナ１２０２により受信した受信信号Ｘ２を基に、アンテナ１１０２とアンテナ１２０２とで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有するように、受信信号Ｘ１の重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２の重み係数Ｗ２を算出する処理を行なう。または、アレーアンテナの指向性パターンが干渉信号の到来方向にヌルを有するように、受信信号Ｘ１の重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２の重み係数Ｗ２を算出する処理を行なう。【００９８】
協力局内重み係数送信部１３２３は、協力局内重み係数算出部１３２２により算出した重み係数Ｗ１を受信局１１０１Ｂに送信する処理を行なう。【００９９】
協力局内乗算信号受信部１３２４は、受信信号Ｘ１と重み係数Ｗ１との乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を、受信局１１０１Ｂから受信する処理を行なう。【０１００】
協力局内合成信号生成部１３２５は、アンテナ１２０２で受信した受信信号Ｘ２と重み係数Ｗ２との乗算値Ｗ２・Ｘ２を算出し、この乗算値Ｗ２・Ｘ２と、受信局１１０１Ｂから受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１とを基に、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を生成する処理を行なう。【０１０１】
協力局内合成信号送信部１３２６は、協力局内合成信号生成部１３２５で生成された合成値Ｙの信号を受信局１１０１Ｂに送信する処理を行なう。【０１０２】
なお、受信局１１０１Ｂの構成については、図２に示す受信局１１０１と同様な構成であり、図２に示す受信局１１０１の通信先である制御装置１３０１が、図６に示す協力局内制御装置１３０１Ｂに変更された点だけが異なる。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【０１０３】
［第４の実施の形態］
図７は、本発明の第４の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図である。【０１０４】
図７に示す例は、図５に示す例と同様に、ともにアレーアンテナ構成でない受信局１１０１Ｃと協力局１２０１Ｃを合わせて一つのアレーアンテナシステムと見なすように構成されている。そして、双方で受信した所望信号Ｄと干渉信号Ｕの合成信号、または干渉信号から、協力局内制御装置１３０１Ｃにおいてアレーアンテナ位相を重み付けして、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成するように構成されている。または、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成するように構成されている。【０１０５】
図７に示す構成例が、図５に示す第３の実施の形態の構成例と構成上異なるのは、図７において、協力局内制御装置１３０１Ｃが重み係数Ｗ１を受信局１１０１Ｃに送信しない点が異なる。そして、協力局内制御装置１３０１Ｃにおいて、重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１との乗算を行なう点が異なる。さらに、受信局１１０１Ｃは、受信信号Ｘ１を常時、協力局内制御装置１３０１Ｃに送信する点が異なる（図５では、乗算値Ｗ１・Ｘ１を常時送信する）。他の構成は、図５に示す構成と同様である。【０１０６】
このように、協力局内制御装置１３０１Ｃにおいて、重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１の乗算を行なうことにより、協力局内制御装置１３０１Ｃから受信局１１０１Ｃに重み係数Ｗ１の信号を送る手順を省略できると共に、受信局１１０１Ｃにおける重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１の乗算処理をなくし、受信局１１０１Ｃにおける処理を簡略化できるようになる。【０１０７】
また、図８は、本発明の第４の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、受信局１１０１Ｃ、協力局１２０１Ｃおよび協力局１２０１Ｃ内の協力局内制御装置１３０１Ｃの構成例を示す図である。【０１０８】
図８に示す構成例では、図６に示す第３の実施の形態の構成例と比較して、図６に示す協力局内制御装置１３０１Ｂ内の協力局内重み係数送信部１３２３と、協力局内乗算信号受信部１３２４とが省略されている。また、図６に示す受信局１１０１Ｂ内の受信局内重み係数受信部１１１２と、受信局内乗算部１１１３と、受信局内乗算信号送信部１１１４とが省略されている。【０１０９】
すなわち、図８に示す構成例では、協力局内制御装置１３０１Ｃから受信局１１０１Ｃに対して重み係数Ｗ１の信号を送信せず、また、受信局１１０１Ｃにおいて重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１の乗算処理が行なわれないため、これらに関連する処理部が省略されている。なお、重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１の乗算処理は、協力局内制御装置１３０１Ｃ内の協力局内合成信号生成部１３２５で行なうように構成される。他の構成については、図６に示す構成と同様である。【０１１０】
［第５の実施の形態］
図９は、本発明の第５の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図であり、同一時間、同一場所において複数セル／システムが同一周波数を共用する場合の例を示している。【０１１１】
図９に示す例では、ともにアレーアンテナ構成でない受信局１１０１Ｄと協力局１２０１Ｄを合わせて一つのアレーアンテナシステムと見なすように構成されている。そして、双方で受信した所望信号Ｄと干渉信号Ｕの合成信号、または干渉信号から、送信局１０１２Ａに設備された送信局内制御装置１３０１Ｄにおいてアレーアンテナ位相を重み付けして、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成するように構成されている。または、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成するように構成されている。【０１１２】
図９において、受信局１１０１Ｄでは、アンテナ１１０２により所望信号Ｄと干渉信号Ｕを受信する。アンテナ１１０２で受信された受信信号Ｘ１は送信局内制御装置１３０１Ｄに送信される。また、協力局１２０１Ｄでは、アンテナ１２０２により所望信号Ｄと干渉信号Ｕを受信する。アンテナ１２０２で受信された受信信号Ｘ２は送信局内制御装置１３０１Ｄに送信される。なお、第５の実施の形態において、受信局１１０１Ｄから送信局内制御装置１３０１Ｄへの受信信号Ｘ１の送信と、協力局１２０１Ｄから送信局内制御装置１３０１Ｄへの受信信号Ｘ２の送信とは、重み係数の算出の際にだけ行なわれる。【０１１３】
そして、送信局内制御装置１３０１Ｄでは、例えば、前述のパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用して、協力局１２０１Ｄのアンテナ１２０２で受信した受信信号Ｘ２と、受信局１１０１Ｄのアンテナ１１０２で受信した受信信号Ｘ１とを基に、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を算出する。この重み係数Ｗ１、Ｗ２は、アンテナ１１０２とアンテナ１２０２とで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有するように算出される。または、アレーアンテナの指向性パターンが干渉信号の到来方向にヌルを有するように算出される。【０１１４】
そして、送信局内制御装置１３０１Ｄは、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１を受信局１１０１Ｄに送信し、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を協力局１２０１Ｄに送信する。【０１１５】
受信局１１０１Ｄでは、送信局内制御装置１３０１Ｄから受信した重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ１とを乗算（Ｗ１・Ｘ１）し、この乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を送信局内制御装置１３０１Ｄに送信する。一方、協力局１２０１Ｄは、送信局内制御装置１３０１Ｄから受信した重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ２とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）し、この乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を送信局内制御装置１３０１Ｄに送信する。【０１１６】
送信局内制御装置１３０１Ｄは、受信局１１０１Ｄから受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号と、協力局１２０１Ｄから受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号とを基に、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）を求める。【０１１７】
そして、送信局内制御装置１３０１Ｄは、合成値Ｙの信号を受信局１１０１Ｄに送信する。
受信局１１０１Ｄは、送信局内制御装置１３０１Ｄから受信した、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を受信信号とする。【０１１８】
これにより、アレーアンテナを有していない受信局１１０１Ｄでも周辺の協力局１２０１Ｄのアンテナと合わせて一つのアレーアンテナを構成することができ、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成することができる。または、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成することができる。このため、受信局１１０１Ｄがアレーアンテナを備えていない小型の受信局装置（例えば、携帯電話機等）であっても、装置規模に影響なくアレーアンテナの干渉抑圧効果を得ることができる。また、受信局１１０１Ｄの信号受信時に形成したアレーアンテナの指向性パターンは、受信局１１０１Ｄの信号送信時に使用することも可能である。【０１１９】
また、第１の実施の形態および第２の実施の形態のように、制御装置を別置きにする必要がなく、送信局１０１２Ａを利用して、重み係数Ｗ１、Ｗ２の算出および合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号の生成を行なうことができる。【０１２０】
なお、送信局内制御装置１３０１Ｄにおける重み係数を求めるアルゴリズムは、前述したパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法に限らない。
例えば、制御アルゴリズムとして、ゼロフォーシング（ＺＦ）や、最小２乗誤差法（ＭＭＳＥ）等、何でも構わない。さらに、制御指標としては、受信電力、受信ＳＩ、受信誤り率等、何でも構わない。【０１２１】
また、図１０は、本発明の第５の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、受信局１１０１Ｄ、協力局１２０１Ｄ、および送信局内制御装置１３０１Ｄの構成例を示す図である。【０１２２】
最初に、送信局１０１２Ａ内の送信局内制御装置１３０１Ｄの構成について説明する。
送信局内制御装置１３０１Ｄ内の送信局内受信信号受信部１３３１は、受信局１１０１Ｄのアンテナ１１０２で受信された受信信号Ｘ１を受信局１１０１Ｄから受信すると共に、協力局１２０１Ｄのアンテナ１２０２で受信された受信信号Ｘ２を協力局１２０１Ｄから受信する処理を行なう。なお、受信局１１０１Ｄから送信局内制御装置１３０１Ｄへの受信信号Ｘ１の送信と、協力局１２０１Ｄから送信局内制御装置１３０１Ｄへの受信信号Ｘ２の送信とは、重み係数の算出の際にだけ行なわれる。【０１２３】
送信局内重み係数算出部１３３２は、送信局内受信信号受信部１３３１により受信された受信信号Ｘ１およびＸ２を基に、アンテナ１１０２とアンテナ１２０２とで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有するように、受信信号Ｘ１の重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２の重み係数Ｗ２を算出する処理を行なう。または、アレーアンテナの指向性パターンが干渉信号の到来方向にヌルを有するように、受信信号Ｘ１の重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２の重み係数Ｗ２を算出する処理を行なう。【０１２４】
送信局内重み係数送信部１３３３は、送信局内重み係数算出部１３３２により算出した重み係数Ｗ１を受信局１１０１Ｄに送信すると共に、重み係数Ｗ２を協力局１２０１Ｄに送信する処理を行なう。【０１２５】
送信局内乗算信号受信部１３３４は、受信局１１０１Ｄから受信信号Ｘ１と重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信すると共に、協力局１２０１Ｄから受信信号Ｘ２と重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を受信する処理を行なう。【０１２６】
送信局内合成信号生成部１３３５は、受信局１１０１Ｄから受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１と、協力局１２０１Ｄから受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を生成する処理を行なう。【０１２７】
送信局内合成信号送信部１３３６は、送信局内合成信号生成部１３３５で生成された合成値Ｙの信号を受信局１１０１Ｄに送信する処理を行なう。【０１２８】
なお、受信局１１０１Ｄの構成については、図２に示す第１の実施の形態における受信局１１０１と同様な構成であり、図２に示す受信局１１０１の通信先である制御装置１３０１が、図１０に示す送信局内制御装置１３０１Ｄに変更された点だけが異なる。同様に、協力局１２０１Ｄの構成についても、図２に示す協力局１２０１と同様な構成であり、図２に示す協力局１２０１の通信先である制御装置１３０１が、図１０に示す送信局内制御装置１３０１Ｄに変更された点だけが異なる。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【０１２９】
［第６の実施の形態］
図１１は、本発明の第６の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図である。【０１３０】
図１１に示す例は、図９に示す例と同様に、ともにアレーアンテナ構成でない受信局１１０１Ｅと協力局１２０１Ｅを合わせて一つのアレーアンテナシステムと見なすように構成される。そして、双方で受信した所望信号Ｄと干渉信号Ｕの合成信号、または干渉信号から、送信局１０１２Ｂに設備された送信局内制御装置１３０１Ｅにおいてアレーアンテナ位相を重み付けして、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成するように構成される。または、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成するように構成される。【０１３１】
図１１に示す構成例が、図９に示す第５の実施の形態の構成例と異なるのは、図１１においては、送信局内制御装置１３０１Ｅが重み係数Ｗ１を受信局１１０１Ｅに送信せず、また、送信局内制御装置１３０１Ｅが重み係数Ｗ２を協力局１２０１Ｅに送信しない点が異なる。
また、送信局内制御装置１３０１Ｅにおいて、重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１とを乗算する点と、重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２とを乗算する点が異なる。さらに、受信局１１０１Ｅは、受信信号Ｘ１を常時、送信局内制御装置１３０１Ｅに送信する点が異なり（図９では乗算値Ｗ１・Ｘ１を常時送信する）、また、協力局１２０１Ｅは、受信信号Ｘ２を常時、送信局内制御装置１３０１Ｅに送信する点が異なる（図９では乗算値Ｗ２・Ｘ２を常時送信する）。他の構成は、図９に示す構成と同様である。【０１３２】
このように、送信局内制御装置１３０１Ｅにおいて、重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１の乗算と、重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２の乗算とを行なうことにより、送信局内制御装置１３０１Ｅから受信局１１０１Ｅおよび協力局１２０１Ｅに重み係数Ｗ１、Ｗ２の信号を送る手順を省略できる。また、受信局１１０１Ｅおよび協力局１２０１Ｅにおける重み係数と受信信号の乗算処理をなくすことで、受信局１１０１Ｅおよび協力局１２０１Ｅにおける処理を簡略化できるようになる。【０１３３】
また、図１２は、本発明の第６の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、受信局１１０１Ｅ、協力局１２０１Ｅ、および送信局内制御装置１３０１Ｅの構成例を示す図である。【０１３４】
図１２に示す構成例は、図１０に示す第５の実施の形態の構成例と比較して、図１０に示す送信局内制御装置１３０１Ｄ内の送信局内重み係数送信部１３３３と、送信局内乗算信号受信部１３３４とが省略されている。また、図１０に示す受信局１１０１Ｄ内の受信局内重み係数受信部１１１２と、受信局内乗算部１１１３と、受信局内乗算信号送信部１１１４とが省略されている。さらに、図１０に示す協力局１２０１Ｄ内の協力局内重み係数受信部１２１２と、協力局内乗算部１２１３と、協力局内乗算信号送信部１２１４とが省略されている。【０１３５】
すなわち、図１２に示す構成例では、送信局内制御装置１３０１Ｅから受信局１１０１Ｅおよび協力局１２０１Ｅに対し重み係数の信号を送信せず、また、受信局１１０１Ｅおよび協力局１２０１Ｅにおいて重み係数と受信信号の乗算処理が行なわれないため、これらに関連する処理部が省略されている。なお、重み係数と受信信号の乗算処理は、送信局内制御装置１３０１Ｅ内の送信局内合成信号生成部１３３５で行なうように構成されている。他の部分については、図１０に示す構成と同様である。【０１３６】
［第７の実施の形態］
図１３は、本発明の第７の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図であり、同一時間、同一場所において複数セル／システムが同一周波数を共用する場合の例を示している。【０１３７】
図１３に示す例では、ともにアレーアンテナ構成でない受信局１１０１Ｆと協力局１２０１Ｆを合わせて一つのアレーアンテナシステムと見なすように構成されている。そして、双方で受信した所望信号Ｄと干渉信号Ｕの合成信号、または干渉信号から、受信局１１０１Ｆに設備された受信局内制御装置１３０１Ｆにおいてアレーアンテナ位相を重み付けして、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成するように構成されている。または、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成するように構成されている。【０１３８】
図１３において、協力局１２０１Ｆでは、アンテナ１２０２により所望信号Ｄと干渉信号Ｕを受信する。アンテナ１２０２で受信された受信信号Ｘ２は受信局内制御装置１３０１Ｆに送信される。なお、第７の実施の形態において、協力局１２０１Ｆから受信局内制御装置１３０１Ｆへの受信信号Ｘ２の送信は、重み係数の算出の際にだけ行なわれる。【０１３９】
受信局内制御装置１３０１Ｆでは、例えば、前述のパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用して、協力局１２０１Ｆのアンテナ１２０２で受信した受信信号Ｘ２と、受信局１１０１Ｆのアンテナ１１０２で受信した受信信号Ｘ１とを基に、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を算出する。この重み係数Ｗ１、Ｗ２は、アンテナ１１０２とアンテナ１２０２とで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有するように算出される。または、アレーアンテナの指向性パターンが干渉信号の到来方向にヌルを有するように算出される。【０１４０】
そして、受信局内制御装置１３０１Ｆは、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を協力局１２０１Ｆに送信する。協力局１２０１Ｆでは、受信局内制御装置１３０１Ｆから受信した重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ２とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）し、この乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を受信局内制御装置１３０１Ｆに送信する。【０１４１】
受信局内制御装置１３０１Ｆは、アンテナ１１０２で受信した受信信号Ｘ１と重み係数Ｗ１との乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出すると共に、この乗算値Ｗ１・Ｘ１と、協力局１２０１Ｆから受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号とを基に、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）を求める。【０１４２】
そして、受信局１１０１Ｆは、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を受信信号とする。【０１４３】
これにより、アレーアンテナを有していない受信局１１０１Ｆでも周辺の協力局１２０１Ｆのアンテナと合わせて一つのアレーアンテナを構成することができ、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成することができる。または、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成することができる。このため、受信局１１０１Ｆがアレーアンテナを備えていない小型の受信局装置（例えば、携帯電話機等）であっても、装置規模に影響なくアレーアンテナの干渉抑圧効果を得ることができる。また、受信局１１０１Ｆの信号受信時に形成したアレーアンテナの指向性パターンは、受信局１１０１Ｆの信号送信時に使用することも可能である。【０１４４】
また、第１の実施の形態および第２の実施の形態のように、制御装置を別置きにする必要がなく、受信局自身で、重み係数Ｗ１、Ｗ２の算出および合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号の生成を行なうことができる。【０１４５】
なお、受信局内制御装置１３０１Ｆにおける重み係数を求めるアルゴリズムは、前述したパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法に限らない。
例えば、制御アルゴリズムとして、ゼロフォーシング（ＺＦ）や、最小２乗誤差法（ＭＭＳＥ）等、何でも構わない。さらに、制御指標としては、受信電力、受信ＳＩ、受信誤り率等、何でも構わない。【０１４６】
また、図１４は、本発明の第７の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、協力局１２０１Ｆ、受信局１１０１Ｆおよび受信局内制御装置１３０１Ｆの構成例を示す図である。【０１４７】
最初に、受信局１１０１Ｆの構成について説明する。
受信局１１０１Ｆでは、アンテナ１１０２により干渉信号Ｕと所望信号Ｄを受信信号Ｘ１として受信する。また、受信局１１０１Ｆ内には受信局内制御装置１３０１Ｆが設備されている。【０１４８】
受信局内制御装置１３０１Ｆの受信局内受信信号受信部１３４１は、協力局１２０１Ｆのアンテナ１２０２で受信された受信信号Ｘ２を協力局１２０１Ｆから受信する処理を行なう。【０１４９】
受信局内重み係数算出部１３４２は、受信局内受信信号受信部１３４１により受信した受信信号Ｘ２、およびアンテナ１１０２により受信した受信信号Ｘ１を基に、アンテナ１１０２とアンテナ１２０２とで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有するように、受信信号Ｘ１の重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２の重み係数Ｗ２を算出する処理を行なう。または、アレーアンテナの指向性パターンが干渉信号の到来方向にヌルを有するように、受信信号Ｘ１の重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２の重み係数Ｗ２を算出する処理を行なう。【０１５０】
受信局内重み係数送信部１３４３は、受信局内重み係数算出部１３４２により算出した重み係数Ｗ２を協力局１２０１Ｆに送信する処理を行なう。【０１５１】
受信局内乗算信号受信部１３４４は、受信信号Ｘ２と重み係数Ｗ２との乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を、協力局１２０１Ｆから受信する処理を行なう。【０１５２】
受信局内合成信号生成部１３４５は、アンテナ１１０２で受信した受信信号Ｘ１と重み係数Ｗ１との乗算値Ｗ１・Ｘ１を算出すると共に、この乗算値Ｗ１・Ｘ１と、協力局１２０１Ｆから受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号とを基に、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を生成する処理を行なう。【０１５３】
受信局１１０１Ｆでは、受信局内合成信号生成部１３４５で生成された合成値Ｙの信号を受信信号とする。【０１５４】
なお、協力局１２０１Ｆの構成については、図２に示す第１の実施の形態の協力局１２０１と同様な構成であり、図２に示す協力局１２０１の通信先である制御装置１３０１が、図１４に示す受信局内制御装置１３０１Ｆに変更された点だけが異なる。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【０１５５】
［第８の実施の形態］
図１５は、本発明の第８の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図である。【０１５６】
図１５に示す例は、図１３に示す例と同様に、ともにアレーアンテナ構成でない受信局１１０１Ｇと協力局１２０１Ｇを合わせて一つのアレーアンテナシステムと見なすように構成されている。そして、双方で受信した所望信号Ｄと干渉信号Ｕの合成信号、または干渉信号から、受信局内制御装置１３０１Ｇにおいてアレーアンテナ位相を重み付けして、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成するように構成されている。または、アレーアンテナにおいて、干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成するように構成されている。【０１５７】
図１５に示す構成例が、図１３に示す第７の実施の形態の構成例と構成上異なるのは、図１５においては、受信局内制御装置１３０１Ｇが重み係数Ｗ２を協力局１２０１Ｇに送信せず、受信局内制御装置１３０１Ｇにおいて、重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２との乗算を行なう点が異なる。また、協力局１２０１Ｇは、受信信号Ｘ２を常時、受信局内制御装置１３０１Ｇに送信する点が異なる（図１３では、乗算値Ｗ２・Ｘ２を常時送信する）。他の構成は、図１３に示す構成と同様である。【０１５８】
このように、受信局内制御装置１３０１Ｇにおいて、重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２の乗算を行なうことにより、受信局内制御装置１３０１Ｇから協力局１２０１Ｇに重み係数Ｗ２の信号を送る手順を省略できると共に、協力局１２０１Ｇにおける重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２の乗算処理をなくし、協力局１２０１Ｇにおける処理を簡略化できるようになる。【０１５９】
また、図１６は、本発明の第８の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、協力局１２０１Ｇ、受信局１１０１Ｇおよび受信局内制御装置１３０１Ｇの構成例を示す図である。【０１６０】
図１６に示す構成例では、図１４に示す第７の実施の形態の構成例と比較して、図１４に示す受信局内制御装置１３０１Ｆ内の受信局内重み係数送信部１３４３と、受信局内乗算信号受信部１３４４とが省略されている。また、図１４に示す協力局１２０１Ｆ内の協力局内重み係数受信部１２１２と、協力局内乗算部１２１３と、協力局内乗算信号送信部１２１４とが省略されている。【０１６１】
すなわち、図１６に示す構成例では、受信局内制御装置１３０１Ｇから協力局１２０１Ｇに対して重み係数の信号を送信せず、また、協力局１２０１Ｇにおいて重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２の乗算処理が行なわれないため、これらに関連する処理部が省略されている。なお、重み係数と受信信号の乗算処理は、受信局内制御装置１３０１Ｇ内の受信局内合成信号生成部１３４５で行なうように構成される。他の部分については、図１４に示す構成と同様である。【０１６２】
以上、本発明の第１の実施の形態から第８の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態おいては、受信局が送信局から送信される所望信号を受信する例についてのみ説明したが、これに限られるものではなく、受信局は所望信号の受信と送信を行なうようにしてもよい。同様に、第１の実施の形態から第８の実施の形態においては、送信局が受信局に対して所望信号を送信する例についてのみ説明したが、これに限られず、送信局は所望信号の送信と受信を行なうようにしてもよい。【０１６３】
［第９の実施の形態］
図１７は、本発明の第９の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図である。図１７に示す例は、同一時間、同一場所において複数セル／システムが同一周波数を共用する場合の例であり、複数の受信局が協調して干渉信号を抑圧する例を示している。【０１６４】
図１７においては、通信方式としてＴＤＭＡ方式が使用されている。このＴＤＭＡ方式では、図１８に示すように、送信局２０２１と受信局２１０１との通信と、送信局２０２２と受信局２２０１の通信とが、同一周波数の電波のＴＤＡＭフレーム２０３１中の固定されたプリアンブル２０３０ａ及びＴＤＭＡスロット２０３２と、プリアンブル２０３０ｂ及びＴＤＭＡスロット２０３３とにそれぞれ割り当てられる。すなわち、受信局２１０１は送信局２０２１から所望信号Ｄ１を、受信局２２０１は送信局２０２２から所望信号Ｄ２を、それぞれ異なる通信スロットのタイミングで受信する。【０１６５】
なお、以下の説明では、「送信局２０２１と受信局２１０１とが通信を行う通話スロット」を「ＴＤＭＡスロット２０３２」と呼ぶことがあり、「送信局２０２２と受信局２２０１とが通信を行うＴＤＭＡスロット」を「ＴＤＭＡスロット２０３３」と呼ぶことがある。また、前述の第１のタイミングは、例えば、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングが相当し、また、前述の第２のタイミングは、例えば、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングが相当する。【０１６６】
図１７に示す例では、受信局２１０１は、ＴＤＭＡスロット２０３２において、送信局２０２１から本来の所望信号Ｄ１の他に、干渉局２０１１からの干渉信号Ｕも受信する。また、受信局２１０１は、ＴＤＭＡスロット２０３３において、送信局２０２２から本来の所望信号でない所望信号Ｄ２および干渉局２０１１からの干渉信号Ｕを受信する。【０１６７】
一方、受信局２２０１は、ＴＤＭＡスロット２０３３において、送信局２０２２から本来の所望信号である所望信号Ｄ２の他に、干渉局２０１１からの干渉信号Ｕを受信する。また、ＴＤＭＡスロット２０３２において、送信局２０２１から本来の所望信号でない所望信号Ｄ１および干渉局２０１１からの干渉信号Ｕを受信する。【０１６８】
指向性制御装置２３０１では、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、受信局２１０１おける受信信号Ｘ１を受信局２１０１から受信し、また、受信局２２０１における受信信号Ｘ２を受信局２２０１から受信する。そして、受信信号Ｘ１対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を算出する。すなわち、受信局２１０１のアンテナ２１０２と受信局２２０１とを１つのアレーアンテナとみなし、受信信号Ｘ１、Ｘ２に対する重み付けを行なう。【０１６９】
この重み付けにより、送信局２０２１から受信局２１０１への送信タイミングにおいて、受信局２１０１における干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ送信局２０２１からの所望信号Ｄ１の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンＰ２１を形成する。または、受信局２１０１における干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する。【０１７０】
また、指向性制御装置２３０１では、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、受信局２１０１おける受信信号Ｘ１’を受信局２１０１から受信し、また、受信局２２０１における受信信号Ｘ２’を受信局２２０１から受信する。そして、受信信号Ｘ１’対する重み係数Ｗ１’と、受信信号Ｘ２’に対する重み係数Ｗ２’を算出する。すなわち、受信信号Ｘ１’、Ｘ２’に対する重み付けを行なう。【０１７１】
この重み付けにより、送信局２０２２から受信局２２０１への送信タイミングにおいて、受信局２２０１における干渉信号の到来方向にヌルを有し、送信局２０２２からの所望信号Ｄ２の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンＰ２２を形成する。または、受信局２２０１における干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する。【０１７２】
上記指向性制御装置２３０１において、重み付けを行なう（重み係数を求める）場合には、例えば、パワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用することができる。以下、パワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用する手順について説明する。【０１７３】
図１７において、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、受信局２１０１は、アンテナ２１０２により所望信号Ｄ１と干渉信号Ｕを受信する。アンテナ２１０２で受信された受信信号Ｘ１は指向性制御装置２３０１に送信される。また、受信局２２０１では、アンテナ２２０２により所望信号Ｄ１（本来の所望信号はＤ２）と干渉信号Ｕを受信する。アンテナ２２０２で受信された受信信号Ｘ２は指向性制御装置２３０１に送信される。なお、第９の実施の形態において、受信局２１０１から指向性制御装置２３０１への受信信号Ｘ１の送信と、受信局２２０１から指向性制御装置２３０１への受信信号Ｘ２の送信とは、重み係数Ｗ１、Ｗ２の算出の際にだけ行なわれる。【０１７４】
指向性制御装置２３０１では、受信信号Ｘ１およびＸ２を基に、受信局２１０１における受信電力が最小になるように、下記計算式により、重み係数Ｗを計算する。【０１７５】
最初に、受信信号Ｘ１、Ｘ２の相関行列Ｒを求める。【０１７６】
【数４】
2009104712.tif 000006
【０１７７】
続いて、相関行列Ｒの逆行列とステアリングベクトルＳ（１、０）の転置行列から、最適重み係数をＷを求める。このステアリングベクトルＳ（１、０）は、一方のアンテナの重み係数を固定にするために使用される。【０１７８】
【数５】
2009104712.tif 000007
【０１７９】
そして、最適重み係数Ｗから、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２が算出される。【０１８０】
【数６】
2009104712.tif 000008
【０１８１】
また、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、受信局２１０１では、アンテナ２１０２により送信局２０２２から送信される所望信号Ｄ２（本来の所望信号はＤ１）と干渉信号Ｕを受信する。アンテナ２１０２で受信された受信信号Ｘ１’は指向性制御装置２３０１に送信される。また、受信局２２０１では、アンテナ２２０２により本来の所望信号Ｄ２と干渉信号Ｕを受信する。アンテナ２２０２で受信された受信信号Ｘ２’は指向性制御装置２３０１に送信される。なお、第９の実施の形態においては、受信局２１０１から指向性制御装置２３０１への受信信号Ｘ１’の送信と、受信局２２０１から指向性制御装置２３０１への受信信号Ｘ２’の送信とは、重み係数の算出の際にだけ行なわれる。【０１８２】
そして、上述したパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法により、受信信号Ｘ１’に対する重み係数Ｗ１’と、受信信号Ｘ２’に対する重み係数Ｗ２’が算出される。【０１８３】
上記手順により、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ１’に対する重み係数Ｗ１’と、受信信号Ｘ２’に対する重み係数Ｗ２’とが算出される。【０１８４】
指向性制御装置２３０１は、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、重み係数Ｗ１を受信局２１０１に送信し、重み係数Ｗ２を受信局２２０１に送信する。また、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、重み係数Ｗ１’を受信局２１０１に送信し、重み係数Ｗ２’を受信局２２０１に送信する。【０１８５】
受信局２１０１では、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、指向性制御装置２３０１から受信した重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ１とを乗算（Ｗ１・Ｘ１）し、この乗算値（Ｗ１・Ｘ１）の信号を、指向性制御装置２３０１に送信する。また、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、指向性制御装置２３０１から受信した重み係数Ｗ１’と、受信信号Ｘ１’とを乗算（Ｗ１’・Ｘ１’）し、この乗算値（Ｗ１’・Ｘ１’）の信号を、指向性制御装置２３０１に送信する。【０１８６】
一方、受信局２２０１では、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、指向性制御装置２３０１から受信した重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ２とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）し、この乗算値（Ｗ２・Ｘ２）の信号を、指向性制御装置２３０１に送信する。また、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、指向性制御装置２３０１から受信した重み係数Ｗ２’と、受信信号Ｘ２’とを乗算（Ｗ２’・Ｘ２’）し、この乗算値（Ｗ２’・Ｘ２’）の信号を、指向性制御装置２３０１に送信する。【０１８７】
指向性制御装置２３０１は、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、受信局２１０１から受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号と、受信局２２０１から受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号とを基に、合成値Ｙを求める。【０１８８】
合成値Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２【０１８９】
そして、指向性制御装置２３０１は、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を受信局２１０１に送信する。受信局２１０１は、指向性制御装置２３０１から受信した、合成値Ｙの信号を受信信号とする。【０１９０】
また、指向性制御装置２３０１は、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、受信局２１０１から受信した乗算値Ｗ１’・Ｘ１’の信号と、受信局２２０１から受信した乗算値Ｗ２’・Ｘ２’の信号とを基に、合成値Ｙ’を求める。【０１９１】
合成値Ｙ’＝Ｗ１’・Ｘ１’＋Ｗ２’・Ｘ２’【０１９２】
そして、指向性制御装置２３０１は、合成値Ｙ’（Ｙ’＝Ｗ１’・Ｘ１’＋Ｗ２’・Ｘ２’）の信号を受信局２２０１に送信する。受信局２２０１は、指向性制御装置２３０１から受信した、合成値Ｙ’の信号を受信信号とする。【０１９３】
これにより、アレーアンテナを有していない受信局２１０１であっても、周辺の受信局２２０１のアンテナと合わせて一つのアレーアンテナを構成することができ、装置規模に影響なくアレーアンテナの干渉抑圧効果を得ることができる。同様にして、アレーアンテナを有していない受信局２２０１であっても、周辺の受信局２１０１のアンテナと合わせて一つのアレーアンテナを構成することができ、装置規模に影響なくアレーアンテナの干渉抑圧効果を得ることができる。【０１９４】
このため、受信局２１０１および受信局２２０１がアレーアンテナを備えていない小型の受信局装置（例えば、携帯電話機等）であっても、アンテナ指向性制御による干渉抑圧を行うことができる。なお、受信局２１０１および受信局２２０１の信号受信時に形成したアンテナ指向性は、信号の送信時において使用することも可能である。【０１９５】
また、指向性制御装置２３０１における重み係数を求めるアルゴリズムは、前述したパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法に限らない。例えば、制御アルゴリズムとして、ゼロフォーシング（ＺＦ）や、最小２乗誤差法（ＭＭＳＥ）等、何でも構わない。さらに、制御指標としては、受信電力、受信ＳＩ、受信誤り率等、何でも構わない。【０１９６】
なお、図１８は、ＴＤＭＡ方式における重み係数の送信タイミングを示す図であり、上述したＴＤＭＡ方式における制御装置と受信局との間の重み係数の送受信処理の流れを図で示したものである。【０１９７】
図１８に示す例は、送信局２０２１と送信局２０２２が同期している場合（ＴＤＭＡ方式で通信する場合）の例であり、指向性制御装置２３０１が重み係数Ｗ１、Ｗ２、Ｗ１、Ｗ２を記憶し、この重み係数を受信局２１０１および受信局２２０１へ送信する例を示している。【０１９８】
図１８において、ＴＤＭＡフレーム２０３１には、送信局２０２１から受信局２１０１へ送信されるプリアンブル２０３０ａと、送信局２０２２から受信局２２０１へ送信される２０３０ｂが含まれている。また、ＴＤＭＡフレーム２０３１は、プリアンブル２０３０ａ及び２０３０ｂの後ろに、送信局２０２１から受信局２１０１へ信号が送信されるＴＤＭＡスロット２０３２と、送信局２０２２から受信局２２０１へ信号が送信されるＴＤＭＡスロット２０３３とが続く。プリアンブル２０３０ａは、受信局２１０１へ割り当てられた信号であり、プリアンブル２０３０ｂは、受信局２２０１へ割り当てられた信号である。
プリアンブル２０３０ａには、指向性制御装置２３０１で計算された重み係数Ｗ１が含まれており、受信局２１０１は、その重み係数Ｗ１を使用して、ＴＤＭＡスロット２０３２を受信する際の指向性を設定する。
また、プリアンブル２０３０ｂには、指向性制御装置２３０１で計算された重み係数Ｗ２が含まれており、受信局２２０１は、その重み係数Ｗ２を使用して、ＴＤＭＡスロット２０３３を受信する際の指向性を設定する。
本実施形態のように、通信方式として、ＴＤＭＡを用いる場合には、受信局２１０１は、プリアンブル２０３０ａに含まれる重み係数Ｗ１を、指向性制御装置２３０１から一度受信すると、その重み係数Ｗ１を記憶する。そして、受信局２１０１は、ＴＤＭＡスロット２０３２を受信するたびに、その重み係数Ｗ１を使用して、指向性を設定する。
また、受信局２２０１は、プリアンブル２０３０ｂに含まれる重み係数Ｗ２を、指向性制御装置２３０１から一度受信すると、その重み係数Ｗ２を記憶する。そして、受信局２２０１は、ＴＤＭＡスロット２０３３を受信するたびに、その重み係数Ｗ１を使用して、指向性を設定する。
なお、通信方式として、ＴＤＭＡではなく、ＣＳＭＡを使用する場合には、受信局２１０１が受信するプリアンブルには、指向性制御装置２３０１で計算された重み係数Ｗ１が含まれており、受信局２１０１は、その重み係数Ｗ１を使用して、ＣＳＭＡスロットを受信する際の指向性を設定する。
また、受信局２２０１が受信するプリアンブルには、指向性制御装置２３０１で計算された重み係数Ｗ２が含まれており、受信局２２０１は、その重み係数Ｗ２を使用して、ＣＳＭＡスロットを受信する際の指向性を設定する。
なお、通信方式として、ＣＳＭＡを用いる場合には、指向性制御装置２３０１は、ＣＳＭＡスロット毎に、受信局２１０１の重み係数Ｗ１を計算する。受信局２１０１は、その重み係数Ｗ１を使用して、各ＣＳＭＡスロットを受信する際の指向性を設定する。また、指向性制御装置２３０１は、ＣＳＭＡスロット毎に、受信局２２０１の重み係数Ｗ２を計算する。受信局２２０１は、その重み係数Ｗ２を使用して、各ＣＳＭＡスロットを受信する際の指向性を設定する。【０１９９】
このＴＤＭＡフレームのプリアンブルＰＡにより、送信局２０２１と受信局２１０１との間の同期が確立され、また、送信局２０２２と受信局２２０１との同期が確立される（ステップＳ１０１）。また、受信局２１０１と指向性制御装置２３０１との間の同期と、受信局２２０１と指向性制御装置２３０１との間の同期が確立される（ステップＳ１０２）。【０２００】
受信局２１０１と、受信局２２０１と、指向性制御装置２３０１との間の同期が確立されると、前述したパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法により、指向性制御装置２３０１おいて、受信局２１０１からの受信信号Ｘ１、Ｘ１’および受信局２２０１からの受信信号Ｘ２、Ｘ２’を基に、重み係数Ｗ１、Ｗ２、Ｗ１’、Ｗ２’が計算される（ステップＳ１０３）。指向性制御装置２３０１では、この重み係数Ｗ１、Ｗ２、Ｗ１’、Ｗ２’を保持する。【０２０１】
なお、重み係数Ｗ１、Ｗ２を算出する際に必要となる受信信号Ｘ１、Ｘ２や、重み係数Ｗ１’、Ｗ２’を算出する際に必要となる受信信号Ｘ１’、Ｘ２’について、プリアンブル信号を利用できる場合は、このプリアンブル信号を利用して重み係数を算出するようにしてもよい。【０２０２】
そして、ＴＤＭＡスロット２０３２の最初のタイミングにおいて、受信局２１０１から指向性制御装置２３０１に対して、指向性パターンＰ２１を形成するための重み係数Ｗ１、Ｗ２の呼び出し信号が送信される（ステップＳ１０４）。指向性制御装置２３０１は重み係数Ｗ１，Ｗ２を受信局２１０１に送信する（ステップＳ１０５）。以後、この重み係数Ｗ１、Ｗ２の送信処理は、送信局２０２１と受信局２１０１との間の通信が中断されるまで継続される。【０２０３】
また、ＴＤＭＡスロット２０３３の最初のタイミングにおいて、受信局２２０１から指向性制御装置２３０１に対して、指向性パターンＰ２２を形成するための重み係数Ｗ１’、Ｗ２’の呼び出し信号が指向性制御装置２３０１に送信される（ステップＳ１０６）。指向性制御装置２３０１は重み係数Ｗ１’，Ｗ２’を受信局２２０１に送信する（ステップＳ１０７）。以後、この重み係数Ｗ１’，Ｗ２’の送信処理は、送信局２０２２と受信局２２０１との間の通信が中断されるまで継続される。【０２０４】
また、図１９は、本発明の第９の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、受信局２１０１、受信局２２０１、および指向性制御装置２３０１の構成例を示す図である。【０２０５】
最初に、指向性制御装置２３０１の構成について説明する。
指向性制御装置２３０１内のＴＤＭＡ通信制御部２３１０は、ＴＤＭＡフレームのプリアンブルを検出し、ＴＤＭＡフレームとの同期を確立するための制御部である。この同期確立後、指向性制御装置２３０１と受信局２１０１との通信と、指向性制御装置２３０１と受信局２２０１との通信とは、ＴＤＭＡフレーム内の通信スロットを利用して行なわれる。【０２０６】
受信信号受信部２３１１は、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、受信局２１０１のアンテナ２１０２で受信された受信信号Ｘ１を、受信局２１０１から受信する。また、受信局２２０１のアンテナ２２０２で受信された受信信号Ｘ２を受信局２２０１から受信する処理を行なう。また、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、受信局２１０１のアンテナ２１０２で受信された受信信号Ｘ１’を受信局２１０１から受信すると共に、受信局２２０１のアンテナ２２０２で受信された受信信号Ｘ２’を受信局２２０１から受信する処理を行なう。【０２０７】
なお、受信局２１０１から指向性制御装置２３０１への受信信号Ｘ１の送信と、受信局２２０１から指向性制御装置２３０１への受信信号Ｘ２の送信は、受信信号Ｘ１、Ｘ２に対する重み係数Ｗ１、Ｗ２の算出の際にだけ行なわれる（常時は、受信信号と重み係数の乗算値の信号が送信される）。同様に、受信局２１０１から指向性制御装置２３０１への受信信号Ｘ１’の送信と、受信局２２０１から指向性制御装置２３０１への受信信号Ｘ２’の送信は、受信信号Ｘ１’、Ｘ２’に対する重み係数Ｗ１’、Ｗ２’の算出の際にだけ行なわれる。【０２０８】
重み係数算出部２３１２は、受信信号受信部２３１１により受信された受信信号Ｘ１およびＸ２を基に、アンテナ２１０２とアンテナ２２０２とで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、受信局２１０１において干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ送信局２０２１からの所望信号Ｄ１の到来方向に高い指向性を有するように、受信信号Ｘ１の重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２の重み係数Ｗ２を算出する処理を行なう。または、アレーアンテナの指向性パターンが、受信局２１０１のアンテナ２１０２において干渉信号の到来方向にヌルを有するように、受信信号Ｘ１の重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２の重み係数Ｗ２を算出する処理を行なう。【０２０９】
さらに、重み係数算出部２３１２は、受信信号受信部２３１１により受信された受信信号Ｘ１’およびＸ２’を基に、アンテナ２１０２とアンテナ２２０２とで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、受信局２２０１において干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ送信局２０２２からの所望信号Ｄ２の到来方向に高い指向性を有するように、受信信号Ｘ１’の重み係数Ｗ１’と、受信信号Ｘ２’の重み係数Ｗ２’を算出する処理を行なう。または、アレーアンテナの指向性パターンが、受信局２２０１において干渉信号の到来方向にヌルを有するように、受信信号Ｘ１’の重み係数Ｗ１’と、受信信号Ｘ２’の重み係数Ｗ２’を算出する処理を行なう。
なお、この重み係数Ｗ１、Ｗ２、Ｗ１’、Ｗ２’の算出には、前述のパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用することができる。【０２１０】
重み係数送信部２３１３は、重み係数算出部２３１２により算出した重み係数Ｗ１、Ｗ２を、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、受信局２１０１に送信する処理を行なう。また、重み係数送信部２３１３は、重み係数算出部２３１２により算出した重み係数Ｗ１’、Ｗ２’を、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、受信局２２０１に送信する処理を行なう。【０２１１】
乗算信号受信部２３１４は、受信局２１０１から、受信信号Ｘ１と重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号、および受信信号Ｘ１’と重み係数Ｗ１’の乗算値Ｗ１’・Ｘ１’の信号を受信する処理を行なう。また、乗算信号受信部２３１４は、受信局２２０１から、受信信号Ｘ２と重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号、および受信信号Ｘ２’と重み係数Ｗ２’の乗算値Ｗ２’・Ｘ２’の信号を受信する処理を行なう。【０２１２】
合成信号生成部２３１５は、受信局２１０１から受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１と、受信局２２０１から受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２との合成値Ｙ、「Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２」の信号を生成する処理を行なう。また、合成信号生成部２３１５は、受信局２１０１から受信した乗算値Ｗ１’・Ｘ１’と、受信局２２０１から受信した乗算値Ｗ２’・Ｘ２’との合成値Ｙ’、「Ｙ’＝Ｗ１’・Ｘ１’＋Ｗ２’・Ｘ２’」の信号を生成する処理を行なう。【０２１３】
合成信号送信部２３１６は、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、合成信号生成部２３１５で生成された合成値Ｙの信号を受信局２１０１に送信する処理を行なう。また、合成信号送信部２３１６は、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、合成信号生成部２３１５で生成された合成値Ｙ’の信号を受信局２２０１に送信する処理を行なう。【０２１４】
次に、受信局２１０１の構成について説明する。
受信局２１０１内の第１受信局内ＴＤＭＡ通信制御部２１１０は、ＴＤＭＡフレームのプリアンブルを検出し、ＴＤＭＡフレームとの同期を確立するための制御部である。
この同期確立後、指向性制御装置２３０１と受信局２１０１との通信はＴＤＭＡフレームの通信スロットを利用して行なわれる。【０２１５】
第１受信局内受信信号送信部２１１１は、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、アンテナ２１０２により受信した干渉信号Ｕおよび所望信号Ｄ１の受信信号Ｘ１を、指向性制御装置２３０１に送信する処理を行なう。また、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、アンテナ２１０２により受信した干渉信号Ｕおよび所望信号Ｄ２の受信信号Ｘ１’を、指向性制御装置２３０１に送信する処理を行なう。【０２１６】
第１受信局内重み係数受信部２１１２は、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、重み係数Ｗ１を指向性制御装置２３０１から受信する処理を行なう。また、第１受信局内重み係数受信部２１１２は、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、重み係数Ｗ１’を指向性制御装置２３０１から受信する処理を行なう。【０２１７】
第１受信局内乗算部２１１３は、指向性制御装置２３０１から受信した重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１とを乗算（Ｗ１・Ｘ１）する処理を行なう。また、第１受信局内乗算部２１１３は、指向性制御装置２３０１から受信した重み係数Ｗ１’と受信信号Ｘ１’とを乗算（Ｗ１’・Ｘ１’）する処理を行なう。【０２１８】
第１受信局内乗算信号送信部２１１４は、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、第１受信局内乗算部２１１３により算出した乗算値（Ｗ１・Ｘ１）の信号を指向性制御装置２３０１に送信する処理を行なう。また、第１受信局内乗算信号送信部２１１４は、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、第１受信局内乗算部２１１３により算出した乗算値（Ｗ１’・Ｘ１’）の信号を指向性制御装置２３０１に送信する処理を行なう。【０２１９】
第１受信局内合成信号受信部２１１５は、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、指向性制御装置２３０１から合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を受信する処理を行なう。【０２２０】
次に、受信局２２０１の構成について説明する。
受信局２２０１内の第２受信局内ＴＤＭＡ通信制御部２２１０は、ＴＤＭＡフレームのプリアンブルを検出し、ＴＤＭＡフレームとの同期を確立するための制御部である。
この同期確立後、指向性制御装置２３０１と受信局２２０１との通信はＴＤＭＡフレームの通信スロットを利用して行なわれる。【０２２１】
第２受信局内受信信号送信部２２１１は、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、アンテナ２２０２により受信した干渉信号Ｕおよび所望信号Ｄ１の受信信号Ｘ２を、指向性制御装置２３０１に送信する処理を行なう。また、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、アンテナ２２０２により受信した干渉信号Ｕおよび所望信号Ｄ２の受信信号Ｘ２’を、指向性制御装置２３０１に送信する処理を行なう。【０２２２】
第２受信局内重み係数受信部２２１２は、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、重み係数Ｗ２を指向性制御装置２３０１から受信する処理を行なう。また、第２受信局内重み係数受信部２１１２は、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、重み係数Ｗ２’を指向性制御装置２３０１から受信する処理を行なう。【０２２３】
第２受信局内乗算部２２１３は、指向性制御装置２３０１から受信した重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）する処理を行なう。また、第２受信局内乗算部２２１３は、指向性制御装置２３０１から受信した重み係数Ｗ２’と受信信号Ｘ２’とを乗算（Ｗ２’・Ｘ２’）する処理を行なう。【０２２４】
第２受信局内乗算信号送信部２２１４は、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、第２受信局内乗算部２２１３により算出した乗算値（Ｗ２・Ｘ２）の信号を指向性制御装置２３０１に送信する処理を行なう。また、第２受信局内乗算信号送信部２１１４は、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、第１受信局内乗算部２１１３により算出した乗算値（Ｗ２’・Ｘ２’）の信号を指向性制御装置２３０１に送信する処理を行なう。【０２２５】
第２受信局内合成信号受信部２２１５は、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、指向性制御装置２３０１から合成値Ｙ（Ｙ’＝Ｗ１’・Ｘ１’＋Ｗ２’・Ｘ２’）の信号を受信する処理を行なう。【０２２６】
なお、前述の指向性制御部は、指向性制御装置２３０１が相当し、前述の重み係数算出部は、重み係数算出部２３１２が相当し、前述の重み係数送信部は重み係数送信部２３１３が相当する。また、前述の合成信号生成部は合成信号生成部２３１５が相当し、前述の合成信号送信部は合成信号送信部２３１６が相当する。
なお、本実施形態では、ＴＤＭＡフレーム２０３１に含まれるプリアンブル２０３０ａ及び２０３０ｂを使用して、重み係数Ｗ１及びＷ２を計算する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、プリアンブル２０３０ａ及び２０３０ｂ以外の他の同期信号、トレーニング信号、データ信号などを使用して重み係数Ｗ１及びＷ２を計算しても良い。【０２２７】
［第１０の実施の形態］
次に、本発明の第１０の実施の形態について説明する。第９の実施の形態では、送信局２０２１が所望信号Ｄ１を受信局２１０１と受信局２２０１とに送信し、送信局２０２２が所望信号Ｄ２を受信局２１０１と受信局２２０１とに送信していた。第１０の実施の形態では、送信局２０２１のみが所望信号Ｄ１を受信局２１０１と受信局２２０１とに送信する場合について説明する。
なお、第１０の実施の形態が、第９の実施の形態と同様な構成をとる部分、または、同様の処理を行う部分については、それらの説明を省略する。【０２２８】
図２０に示す例では、受信局２１０１は、ＴＤＭＡスロット２０３２において、送信局２０２１から本来の所望信号Ｄ１の他に、干渉局２０１１からの干渉信号Ｕも受信する。また、受信局２１０１は、ＴＤＭＡスロット２０３３において、干渉局２０１１からの干渉信号Ｕを受信する。【０２２９】
一方、受信局２２０１は、ＴＤＭＡスロット２０３３において、干渉局２０１１からの干渉信号Ｕを受信する。また、ＴＤＭＡスロット２０３２において、送信局２０２１から本来の所望信号でない所望信号Ｄ１および干渉局２０１１からの干渉信号Ｕを受信する。【０２３０】
指向性制御装置２３０１では、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、受信局２１０１おける受信信号Ｘ１を受信局２１０１から受信し、また、受信局２２０１における受信信号Ｘ２を受信局２２０１から受信する。そして、受信信号Ｘ１対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を算出する。すなわち、受信局２１０１のアンテナ２１０２と受信局２２０１とを１つのアレーアンテナとみなし、受信信号Ｘ１、Ｘ２に対する重み付けを行なう。【０２３１】
この重み付けにより、送信局２０２１から受信局２１０１への送信タイミングにおいて、受信局２１０１における干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ送信局２０２１からの所望信号Ｄ１の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンＰ２１を形成する。または、受信局２１０１における干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する。【０２３２】
［第１１の実施の形態］
次に、本発明の第１１の実施の形態について説明する。第９の実施の形態では、指向性制御装置２３０１が、受信局２１０１、受信局２２０１、送信局２０２１、送信局２０２２とは異なる場所に設けられていた。第１１の実施の形態では、指向性制御装置２３０１が、受信局２１０１に設けられている場合について説明する。
なお、第１１の実施の形態が、第９の実施の形態と同様な構成をとる部分、または、同様の処理を行う部分については、それらの説明を省略する。【０２３３】
図２１に示す例では、受信局２１０１は、ＴＤＭＡスロット２０３２において、送信局２０２１から本来の所望信号Ｄ１の他に、干渉局２０１１からの干渉信号Ｕも受信する。また、受信局２１０１は、ＴＤＭＡスロット２０３３において、送信局２０２２から本来の所望信号でない所望信号Ｄ２および干渉局２０１１からの干渉信号Ｕを受信する。【０２３４】
一方、受信局２２０１は、ＴＤＭＡスロット２０３３において、送信局２０２２から本来の所望信号である所望信号Ｄ２の他に、干渉局２０１１からの干渉信号Ｕを受信する。また、ＴＤＭＡスロット２０３２において、送信局２０２１から本来の所望信号でない所望信号Ｄ１および干渉局２０１１からの干渉信号Ｕを受信する。【０２３５】
受信局２１０１が備える指向性制御装置２３０１では、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、受信局２１０１おける受信信号Ｘ１を取得し、また、受信局２２０１における受信信号Ｘ２を受信局２２０１から受信する。そして、受信信号Ｘ１対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を算出する。すなわち、受信局２１０１のアンテナ２１０２と受信局２２０１とを１つのアレーアンテナとみなし、受信信号Ｘ１、Ｘ２に対する重み付けを行なう。【０２３６】
この重み付けにより、送信局２０２１から受信局２１０１への送信タイミングにおいて、受信局２１０１における干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ送信局２０２１からの所望信号Ｄ１の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンＰ２１を形成する。または、受信局２１０１における干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する。【０２３７】
また、受信局２１０１が備える指向性制御装置２３０１では、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、受信局２１０１おける受信信号Ｘ１’を取得し、また、受信局２２０１における受信信号Ｘ２’を受信局２２０１から受信する。そして、受信信号Ｘ１’対する重み係数Ｗ１’と、受信信号Ｘ２’に対する重み係数Ｗ２’を算出する。すなわち、受信信号Ｘ１’、Ｘ２’に対する重み付けを行なう。【０２３８】
この重み付けにより、送信局２０２２から受信局２２０１への送信タイミングにおいて、受信局２２０１における干渉信号の到来方向にヌルを有し、送信局２０２２からの所望信号Ｄ２の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンＰ２２を形成する。または、受信局２２０１における干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する。
なお、第１１の実施の形態では、指向性制御装置２３０１を、受信局２１０１に設ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、指向性制御装置２３０１を、送信局２０２１、送信局２０２２、受信局２２０１に設けるようにしても良い。【０２３９】
［第１２の実施の形態］
図２２は、本発明の第１２の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図である。図２２に示す例は、図１７に示す例と同様に、ＴＤＭＡ方式を利用する例である。【０２４０】
図１７に示す第９の実施の形態では、指向性制御装置２３０１が重み係数Ｗ１、Ｗ１’を受信局２１０１に送信し、かつ、重み係数Ｗ２、Ｗ２’を受信局２２０１に送信する例を示した。本発明の第１２の実施の形態では、指向性制御装置２３０１が重み係数Ｗ１、Ｗ１’を受信局２１０１に送信することなく、また重み係数Ｗ２、Ｗ２’を受信局２２０１に送信しない例について説明する。【０２４１】
図２２に示す指向性制御システムでは、図１７に示す例と同様に、ともにアレーアンテナ構成でない受信局２１０１Ａと受信局２２０１Ａのアンテナを合わせて一つのアレーアンテナシステムと見なし、受信局２１０１Ａおよび受信局２２０１Ａの双方で受信した所望信号と干渉信号Ｕの合成信号、または干渉信号から、指向性制御装置２３０１Ａにおいてアレーアンテナ位相を重み付けする。【０２４２】
この重み付けにより、受信局２１０１Ａおける干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ送信局２０２１からの所望信号Ｄ１の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンＰ２１を形成する。または、受信局２１０１Ａおける干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する。【０２４３】
また、受信局２２０１Ａのおける干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ送信局２０２２からの所望信号Ｄ２の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンＰ２２を形成する。または、受信局２２０１Ａにおける干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する。【０２４４】
この指向性パターンを形成するために、受信局２１０１Ａは、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて受信信号Ｘ１を指向性制御装置２３０１Ａに送信し、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、受信信号Ｘ１’を指向性制御装置２３０１Ａに送信する。また、受信局２２０１Ａは、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて受信信号Ｘ２を指向性制御装置２３０１Ａに送信し、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、受信信号Ｘ２’を指向性制御装置２３０１Ａに送信する。【０２４５】
そして、指向性制御装置２３０１Ａは、ＴＤＭＡスロット２０３２のタイミングにおいて、受信局２１０１Ａから受信した受信信号Ｘ１と、受信局２２０１Ａから受信した受信信号Ｘ２とに対し、重み係数Ｗ１、Ｗ２をそれぞれ乗算し、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を生成して受信局２１０１Ａに送信する。【０２４６】
また、指向性制御装置２３０１Ａは、ＴＤＭＡスロット２０３３のタイミングにおいて、受信局２２０１Ａから受信した受信信号Ｘ１’と、受信局２２０１Ａから受信した受信信号Ｘ２’とに対し、重み係数Ｗ１’、Ｗ２’をそれぞれ乗算し、合成値Ｙ’（Ｙ’＝Ｗ１’・Ｘ１’＋Ｗ２’・Ｘ２’）の信号を生成して受信局２２０１Ａに送信する。【０２４７】
上述したように、図２２に示す構成例が、図１７に示す第９の実施の形態の構成例と構成上異なるのは、図２２において、指向性制御装置２３０１Ａが重み係数を受信局２１０１Ａおよび受信局２２０１Ａに送信しない点が異なる。また、指向性制御装置２３０１Ａにおいて、重み係数と受信信号とを乗算する点が異なる。【０２４８】
このように、指向性制御装置２３０１Ａにおいて、重み係数と受信信号の乗算を行なうことにより、指向性制御装置２３０１Ａから受信局２１０１Ａおよび受信局２２０１Ａに対して重み係数の信号を送信する必要がなくなる。また、受信局２１０１Ａおよび受信局２２０１Ａにおいて、重み係数と受信信号との乗算処理を行なう必要がなくなり、受信局２１０１Ａおよび受信局２２０１Ａにおける処理を簡略化できるようになる。【０２４９】
また、図２３は、本発明の第１２の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、受信局２１０１Ａ、受信局２２０１Ａ、および指向性制御装置２３０１Ａの構成例を示す図である。【０２５０】
図２３に示す構成例は、図１９に示す第９の実施の形態の構成例と比較して、図１９に示す指向性制御装置２３０１内の重み係数送信部２３１３と、乗算信号受信部２３１４とが省略されている。また、図１９に示す受信局２１０１内の第１受信局内重み係数受信部２１１２と、第１受信局内乗算部２１１３と、第１受信局内乗算信号送信部２１１４とが省略されている。さらに、図１９に示す受信局２２０１内の第２受信局内重み係数受信部２２１２と、第２受信局内乗算部２２１３と、第２受信局内乗算信号送信部２２１４とが省略されている。【０２５１】
すなわち、図２３に示す構成例では、指向性制御装置２３０１Ａから受信局２１０１Ａおよび受信局２２０１Ａに対し重み係数Ｗ１、Ｗ２、Ｗ１’、Ｗ２’の信号を送信せず、また、受信局２１０１Ａおよび受信局２２０１Ａにおいて重み係数と受信信号の乗算処理が行なわれないため、これらに関連する処理部が省略されている。
この重み係数と受信信号の乗算処理は、指向性制御装置２３０１Ａ内の合成信号生成部２３１５で行なわれる。他の構成は図１９に示す構成と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【０２５２】
［第１３の実施の形態］
図２４は、本発明の第１３の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図である。【０２５３】
図２４に示す例は、ＣＳＭＡ方式を利用して通信を行う例を示しており、複数のクライアントは同じ回線を共用し、通信を開始する前に、一度受信を試みることで現在通信をしているホストが他にあるかどうか確認し、他者が通信をしていなければ自分の通信を開始する例を示している。【０２５４】
図２４に示す第１３の実施の形態に係わる指向性制御システムが、図１７に示す第９の実施の形態に係わる指向性制御システムと異なる点は、図１７に示す例では、通信方式としてＴＤＭＡ方式（同期方式）を用いており、図２４に示す例では、通信方式としてＣＳＭＡ方式（非同期方式）を用いている点が異なる。その他の構成は同様である。【０２５５】
図２４に示す例においては、図２５に示すように、受信局２１０１Ｂは、送信局２０２１Ｂから送信される所望信号Ｄ１を、送信局２０２１と受信局２１０１とが通信を行うＣＳＭＡフレーム２０４１で受信する。【０２５６】
また、受信局２２０１Ｂは、送信局２０２２Ｂから送信される所望信号Ｄ２を、送信局２０２２と受信局２２０１とが通信を行うＣＳＭＡフレーム２０４２で受信する。【０２５７】
このように、受信局２１０１Ｂおよび受信局２２０１Ｂは、送信局からの信号を、それぞれ異なるＣＳＭＡフレームにより異なるタイミングで受信するように構成されている。なお、前述の第１のタイミングは、例えば、ＣＳＡＭフレーム２０４１のタイミングが相当し、また、前述の第２のタイミングは、例えば、ＣＳＡＭフレーム２０４２のタイミングが相当する。【０２５８】
そして、図２４において、受信局２１０１Ｂは、送信局２０２１Ｂと受信局２１０１Ｂとが通信を行うＣＳＭＡフレーム２０４１のタイミングにおいて、送信局２０２１Ｂから本来の所望信号Ｄ１の他に、干渉局２０１１からの干渉信号Ｕも受信する。また、受信局２１０１Ｂは、送信局２０２２Ｂと受信局２２０１Ｂが通信を行うＣＳＭＡフレーム２０４２のタイミングにおいて、送信局２０２２Ｂから本来の所望信号でない所望信号Ｄ２および干渉局２０１１からの干渉信号Ｕを受信する。【０２５９】
一方、受信局２２０１Ｂは、送信局２０２２Ｂと受信局２２０１Ｂとが通信を行うＣＳＭＡフレーム２０４２のタイミングにおいて、送信局２０２２Ｂから本来の所望信号Ｄ２の他に、干渉局２０１１からの干渉信号Ｕも受信する。また、受信局２２０１Ｂは、送信局２０２１Ｂと受信局２１０１Ｂが通信を行うＣＳＭＡフレーム２０４１のタイミングにおいて、送信局２０２１Ｂから本来の所望信号でない所望信号Ｄ１および干渉局２０１１からの干渉信号Ｕを受信する。【０２６０】
そして、図２４に示す例では、図１７に示す例と同様に、ともにアレーアンテナ構成でない受信局２１０１Ｂと受信局２２０１Ｂのアンテナを合わせて一つのアレーアンテナシステムと見なし、受信局２１０１Ｂおよび受信局２２０１Ｂの双方で受信した所望信号と干渉信号Ｕの合成信号、または干渉信号から、指向性制御装置２３０１Ｂにおいてアレーアンテナ位相を重み付けする。【０２６１】
この重み付けにより、送信局２０２１Ｂからの信号を受信局２１０１Ｂで受信する際に、受信局２１０１Ｂにおける干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ送信局２０２１Ｂからの所望信号Ｄ１の到来方向に高い指向性有する指向性パターンＰ２１を形成する。または、受信局２１０１Ｂにける干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する。【０２６２】
また、送信局２０２２Ｂからの信号を受信局２２０１Ｂで受信する際に、受信局２２０１Ｂにおける干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ送信局２０２２Ｂからの所望信号Ｄ２の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンＰ２２を形成する。または受信局２２０１Ｂにおける干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する。【０２６３】
上記指向性制御装置２３０１において、重み付けを行なう（重み係数を求める）場合には、前述した、パワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用することができる。【０２６４】
上記手順により、指向性制御装置２３０１Ｂにおいて、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ１’に対する重み係数Ｗ１’と、受信信号Ｘ２’に対する重み係数Ｗ２’とが算出される。【０２６５】
指向性制御装置２３０１Ｂは、ＣＳＭＡフレーム２０４１のタイミングにおいて、受信局２１０１Ｂに重み係数Ｗ１を送信し、受信局２２０１Ｂに重み係数Ｗ２を送信する。また、指向性制御装置２３０１Ｂは、ＣＳＭＡフレーム２０４２のタイミングにおいて、受信局２１０１Ｂに重み係数Ｗ１’を送信し、受信局２２０１Ｂに重み係数Ｗ２’を送信する。【０２６６】
受信局２１０１Ｂでは、ＣＳＭＡフレーム２０４１のタイミングにおいて、指向性制御装置２３０１から受信した重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ１とを乗算（Ｗ１・Ｘ１）し、この乗算値（Ｗ１・Ｘ１）の信号を、指向性制御装置２３０１Ｂに送信する。また、ＣＳＭＡフレーム２０４２のタイミングにおいて、指向性制御装置２３０１Ｂから受信した重み係数Ｗ１’と、受信信号Ｘ１’とを乗算（Ｗ１’・Ｘ１’）し、この乗算値（Ｗ１’・Ｘ１’）の信号を指向性制御装置２３０１Ｂに送信する。【０２６７】
一方、受信局２２０１Ｂでは、ＣＳＭＡフレーム２０４１のタイミングにおいて、指向性制御装置２３０１Ｂから受信した重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ２とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）し、この乗算値（Ｗ２・Ｘ２）の信号を指向性制御装置２３０１Ｂに送信する。また、ＣＳＭＡフレーム２０４２のタイミングにおいて、指向性制御装置２３０１Ｂから受信した重み係数Ｗ２’と、受信信号Ｘ２’とを乗算（Ｗ２’・Ｘ２’）し、この乗算値（Ｗ２’・Ｘ２’）の信号を指向性制御装置２３０１Ｂに送信する。【０２６８】
指向性制御装置２３０１Ｂは、ＣＳＭＡフレーム２０４１のタイミングにおいて、受信局２１０１Ｂから受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号と、受信局２２０１Ｂから受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号とを基に、合成値Ｙを求める。【０２６９】
合成値Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２【０２７０】
そして、指向性制御装置２３０１Ｂは、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を受信局２１０１Ｂに送信する。受信局２１０１Ｂは、指向性制御装置２３０１Ｂから受信した、合成値Ｙの信号を受信信号とする。【０２７１】
また、指向性制御装置２３０１Ｂは、ＣＳＭＡフレーム２０４２のタイミングにおいて、受信局２１０１Ｂから受信した乗算値Ｗ１’・Ｘ１’の信号と、受信局２２０１Ｂから受信した乗算値Ｗ２’・Ｘ２’の信号とを基に、合成値Ｙ’を求める。【０２７２】
合成値Ｙ’＝Ｗ１’・Ｘ１’＋Ｗ２’・Ｘ２’【０２７３】
そして、指向性制御装置２３０１Ｂは、合成値Ｙ’（Ｙ’＝Ｗ１’・Ｘ１’＋Ｗ２’・Ｘ２’）の信号を受信局２２０１Ｂに送信する。受信局２２０１Ｂは、指向性制御装置２３０１Ｂから受信した、合成値Ｙ’の信号を受信信号とする。【０２７４】
これにより、ＣＳＭＡ方式を使用した通信システムにおいて、アレーアンテナを有していない受信局２１０１Ｂであっても、周辺の受信局２２０１Ｂのアンテナと合わせて一つのアレーアンテナを構成することができ、装置規模に影響なくアレーアンテナの干渉抑圧効果を得ることができる。同様にして、アレーアンテナを有していない受信局２２０１Ｂであっても、周辺の受信局２１０１Ｂのアンテナと合わせて一つのアレーアンテナを構成することができ、装置規模に影響なくアレーアンテナの干渉抑圧効果を得ることができる。【０２７５】
このため、受信局２１０１Ｂおよび受信局２２０１Ｂがアレーアンテナを備えていない小型の受信局装置（例えば、携帯電話機等）であっても、アンテナ指向性制御による干渉抑圧を行うことができる。なお、受信局２１０１Ｂおよび受信局２２０１Ｂの信号受信時に形成したアンテナ指向性は、信号の送信時において使用することも可能である。【０２７６】
また、指向性制御装置２３０１Ｂにおける重み係数を求めるアルゴリズムは、前述したパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法に限らない。例えば、制御アルゴリズムとして、ゼロフォーシング（ＺＦ）や、最小２乗誤差法（ＭＭＳＥ）等、何でも構わない。さらに、制御指標としては、受信電力、受信ＳＩ、受信誤り率等、何でも構わない。【０２７７】
なお、図２５は、ＣＳＭＡ方式における重み係数の送信タイミングを示す図であり、上述したＣＳＭＡ方式における制御装置と受信局との間の重み係数の送受信処理の流れを図で示したものである。【０２７８】
図２５に示す例は、図２４に示す送信局２０２１Ｂと送信局２０２２Ｂが非同期の場合（ＣＳＭＡ方式で通信する場合）の例であり、指向性制御装置２３０１Ｂが重み係数Ｗ１、Ｗ２、Ｗ１’、Ｗ２’を記憶し、この重み係数を受信局２１０１Ｂおよび受信局２２０１Ｂへ送信する例を示している。【０２７９】
図２５において、送信局２０２１Ｂと受信局２１０１Ｂとが通信を行うＣＳＭＡフレーム２０４１は、プリアンブル２０４１Ａとデータブロック２０４１Ｂとで構成されている。また、送信局２０２２Ｂと受信局２２０１Ｂとが通信を行うＣＳＭＡフレーム２０４２は、プリアンブル２０４２Ａとデータブロック２０４２Ｂとで構成されている。【０２８０】
そして、ＣＳＭＡフレーム２０４１のプリアンブル２０４１Ａにより、受信局２１０１Ｂは送信局２０２１Ｂを検知する（ステップＳ１１１）。また、ＣＳＭＡフレーム２０４２のプリアンブル２０４２Ａにより、受信局２２０１Ｂは送信局２０２２Ｂを検知する（ステップＳ１１２）。【０２８１】
その後、送信局２０２１Ｂと受信局２１０１Ｂとの通信が開始され、送信局２０２２Ｂと受信局２２０１Ｂとの通信が開始される。送信局と受信局の通信が開始されると、受信局２１０１Ｂと指向性制御装置２３０１Ｂとの通信、および受信局２２０１Ｂと指向性制御装置２３０１Ｂとの通信も開始される。【０２８２】
そして、指向性制御装置２３０１Ｂでは、ＣＳＭＡフレーム２０４１のタイミングにおいて、受信局２１０１Ｂから受信信号Ｘ１を受信し、受信局２２０１Ｂから受信信号Ｘ２を受信する。指向性制御装置２３０１Ｂは、この受信信号Ｘ１、Ｘ２を基に、前述のパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法により、重み係数Ｗ１、Ｗ２を計算する（ステップＳ１１３）。【０２８３】
なお、重み係数を算出する際に必要となる受信信号について、プリアンブル信号を利用できる場合は、このプリアンブル信号を利用して重み係数を算出するようにしてもよい。【０２８４】
重み係数Ｗ１、Ｗ２が算出されると、ＣＳＭＡフレーム２０４１の最初のタイミングにおいて、受信局２１０１Ｂから指向性制御装置２３０１Ｂに対して、指向性パターンＰ２１を形成するための重み係数Ｗ１、Ｗ２の呼び出し信号が送信され（ステップＳ１１４）、指向性制御装置２３０１Ｂから重み係数Ｗ１，Ｗ２が受信局２１０１Ｂに送信される（ステップＳ１１５）。以後、この重み係数Ｗ１、Ｗ２の送信処理は、送信局２０２１Ｂと受信局２１０１Ｂとの間の通信が中断されるまで継続される。【０２８５】
また、指向性制御装置２３０１Ｂでは、ＣＳＭＡフレーム２０４２のタイミングにおいて、受信局２１０１Ｂから受信信号Ｘ１’を受信し、受信局２２０１Ｂから受信信号Ｘ２’を受信し、この受信信号Ｘ１’、Ｘ２’を基に、前述のパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法により、重み係数Ｗ１’、Ｗ２’を計算する（ステップＳ１１６）。この重み係数Ｗ１’、Ｗ２’は指向性制御装置２３０１内に記憶される。【０２８６】
重み係数Ｗ１’、Ｗ２’が算出されると、ＣＳＭＡフレーム２０４２の最初のタイミングにおいて、受信局２２０１Ｂから指向性制御装置２３０１Ｂに対して、指向性パターンＰ２２を形成するための重み係数Ｗ１’、Ｗ２’の呼び出し信号が指向性制御装置２３０１Ｂに送信され（ステップＳ１１７）、指向性制御装置２３０１Ｂから重み係数Ｗ１’，Ｗ２’が受信局２２０１Ｂに送信される（ステップＳ１１８）。以後、この重み係数Ｗ１’、Ｗ２’の送信処理は、送信局２０２１Ｂと受信局２２０１Ｂとの間の通信が中断されるまで継続される。【０２８７】
また、図２６は、本発明の第１３の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、受信局２１０１Ｂ、受信局２２０１Ｂ、および指向性制御装置２３０１Ｂの構成例を示す図である。【０２８８】
図２６に示す第１３の実施の形態の指向性制御システムの構成が、図１９に示す第９の実施の形態の構成例と構成上異なるのは、図１９に示す指向性制御装置２３０１内のＴＤＭＡ通信制御部２３１０が、図２６に示す指向性制御装置２３０１Ｂ内のＣＳＭＡ通信制御部２３１０Ｂに変わった点が異なる。また、図１９に示す受信局２１０１内の第１受信局内ＴＤＭＡ通信制御部２１１０が、図２６に示す受信局２１０１Ｂ内の第１受信局内ＣＳＭＡ通信制御部２１１０Ｂに変わった点が異なる。また、図１９に示す受信局２２０１内の第２受信局内ＴＤＭＡ通信制御部２２１０が、図２６に示す受信局２２０１Ｂ内の第２受信局内ＣＳＭＡ通信制御部２２１０Ｂに変わった点が異なる。他の構成は同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【０２８９】
指向性制御装置２３０１Ｂ内のＣＳＭＡ通信制御部２３１０Ｂは、ＣＳＭＡ方式の受信局２１０１Ｂおよび受信局２２０１Ｂに対して、信号を送受信するための通信制御処理を行なう。他の構成部分は、図１９に示す構成と同様である。【０２９０】
また、第１の受信局２１０１Ｂ内の第１受信局内ＣＳＭＡ通信制御部２１１０Ｂは、ＣＳＭＡフレームにより送信局２０２１Ｂと通信を行うための処理を行なう。また、指向性制御装置２３０１Ｂと通信を行う場合の通信制御処理を行なう。他の構成部分は、図１９に示す構成と同様である。【０２９１】
また、第２の受信局２２０１Ｂ内の第２受信局内ＣＳＭＡ通信制御部２２１０Ｂは、ＣＳＭＡフレームにより送信局２０２２Ｂと通信を行うための処理を行なう。また、指向性制御装置２３０１Ｂと通信する場合の通信制御処理を行なう。他の構成部分は、図１９に示す構成と同様である。【０２９２】
［第１４の実施の形態］
図２７は、本発明の第１４の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図である。図２７に示す例は、図２４に示す例と同様に、ＣＳＡＭ方式を利用する例である。【０２９３】
図２４に示す第１３の実施の形態では、指向性制御装置２３０１Ｂが重み係数Ｗ１、Ｗ１’を受信局２１０１Ｂに送信し、重み係数Ｗ２、Ｗ２’を受信局２２０１Ｂに送信する例を示した。図２７に示す本発明の第１４の実施の形態では、指向性制御装置２３０１Ｃが重み係数Ｗ１、Ｗ１’を受信局２１０１Ｃに送信することなく、また重み係数Ｗ２、Ｗ２’を受信局２２０１Ｃに送信しない例について説明する。【０２９４】
図２７に示す指向性制御システムでは、図２４に示す例と同様に、ともにアレーアンテナ構成でない受信局２１０１Ｃと受信局２２０１Ｃを合わせて一つのアレーアンテナシステムと見なし、受信局２１０１Ｃおよび受信局２２０１Ｃの双方で受信した所望信号と干渉信号Ｕの合成信号、または干渉信号から、指向性制御装置２３０１Ｃにおいてアレーアンテナ位相を重み付けする。【０２９５】
この重み付けにより、受信局２１０１Ｃにおける干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ送信局２０２１Ｂからの所望信号Ｄ１の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンＰ２１を形成する。または、受信局２１０１Ｃにおける干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する。【０２９６】
また、受信局２２０１Ｃにおける干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ送信局２０２２Ｂからの所望信号Ｄ２の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンＰ２２を形成する。または受信局２２０１Ｃにおける干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する。【０２９７】
この指向性パターンを形成するために、受信局２１０１Ｃは、ＣＳＡＭフレーム２０４１のタイミングにおいて受信信号Ｘ１を指向性制御装置２３０１Ｃに送信し、ＣＳＡＭフレーム２０４２のタイミングにおいて、受信信号Ｘ１’を指向性制御装置２３０１Ｃに送信する。また、受信局２２０１Ｃは、ＣＳＡＭフレーム２０４１のタイミングにおいて受信信号Ｘ２を指向性制御装置２３０１Ａに送信し、ＣＳＡＭフレーム２０４２のタイミングにおいて、受信信号Ｘ２’を指向性制御装置２３０１Ｃに送信する。【０２９８】
そして、指向性制御装置２３０１Ｃは、ＣＳＡＭフレーム２０４１のタイミングにおいて、受信局２１０１Ｃから受信した受信信号Ｘ１と、受信局２２０１Ｃから受信した受信信号Ｘ２とに対し、重み係数Ｗ１、Ｗ２をそれぞれ乗算し、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２）の信号を生成して受信局２１０１Ｃに送信する。【０２９９】
また、指向性制御装置２３０１Ｃは、ＣＳＡＭフレーム２０４２のタイミングにおいて、受信局２２０１Ｃから受信した受信信号Ｘ１’と、受信局２２０１Ｃから受信した受信信号Ｘ２’とに対し、重み係数Ｗ１’、Ｗ２’をそれぞれ乗算し、合成値Ｙ’（Ｙ’＝Ｗ１’・Ｘ１’＋Ｗ２’・Ｘ２’）の信号を生成して受信局２２０１Ｃに送信する。【０３００】
上述したように、図２７に示す構成例が、図２４に示す第１３の実施の形態の構成例と構成上異なるのは、図２４に示す例では、指向性制御装置２３０１Ｂが重み係数Ｗ１、Ｗ１’を受信局２１０１Ｂに送信し、重み係数Ｗ２、Ｗ２’を受信局２２０１Ｂに送信するが、図２７に示す例では、指向性制御装置２３０１Cが重み係数Ｗ１、Ｗ１’を受信局２１０１Ｃに送信せず、また、重み係数Ｗ２、Ｗ２’を受信局２２０１Ｃに送信しない点が異なる。また、指向性制御装置２３０１Ｃにおいて、重み係数と受信信号とを乗算する点が異なる。【０３０１】
このように、指向性制御装置２３０１Ｃにおいて、重み係数と受信信号の乗算処理を行なうことにより、指向性制御装置から受信局に対して重み係数の信号を送信する必要がなくなる。また、受信局において、重み係数と受信信号との乗算処理をなくすことができ、受信局における処理を簡略化できるようになる。【０３０２】
また、図２８は、本発明の第１２の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、受信局２１０１Ｃ、受信局２２０１Ｃ、および指向性制御装置２３０１Ｃの構成例を示す図である。【０３０３】
図２８に示す構成例では、図２６に示す第１３の実施の形態の構成例と比較して、図２６に示す指向性制御装置２３０１Ｂ内の重み係数送信部２３１３と、乗算信号受信部２３１４とが省略されている。また、図２６に示す受信局２１０１Ｂ内の第１受信局内重み係数受信部２１１２と、第１受信局内乗算部２１１３と、第１受信局内乗算信号送信部２１１４とが省略されている。さらに、図２６に示す受信局２２０１Ｂ内の第２受信局内重み係数受信部２２１２と、第２受信局内乗算部２２１３と、第２受信局内乗算信号送信部２２１４とが省略されている。【０３０４】
すなわち、図２８に示す構成例では、指向性制御装置２３０１Ｃから受信局２１０１Ｃおよび受信局２２０１Ｃに対し重み係数Ｗ１、Ｗ２、Ｗ１’、Ｗ２’の信号を送信せず、また、受信局２１０１Ｃおよび受信局２２０１Ｃにおいて重み係数と受信信号の乗算処理が行なわれないため、これらに関連する処理部が省略されている。この重み係数と受信信号の乗算処理は、指向性制御装置２３０１Ｃ内の合成信号生成部２３１５で行なわれる。他の構成は図２６に示す構成と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【０３０５】
以上、本発明の第９の実施の形態から第１４の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態おいては、受信局が送信局から送信される所望信号を受信する例についてのみ説明したが、これに限られるものではなく、受信局は所望信号の受信と送信を行なうようにしてもよい。同様に、第９の実施の形態から第１４の実施の形態においては、送信局が受信局に対して所望信号を送信する例についてのみ説明したが、これに限られず、送信局は所望信号の送信と受信を行なうようにしてもよい。【０３０６】
［第１５の実施の形態］
図２９は、本発明の第１５の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図でる。図２９に示す例は、同一時間、同一場所において複数セル／システムが同一周波数を共用する場合の例であり、複数の干渉信号が到来する例である。【０３０７】
図２９に指向性制御システムでは、受信局３１０１が受信する干渉波の数を検知して送信局３０２１内の協力局選択部３０２２に干渉波通知信号Ａとして送信する。協力局選択部３０２２は、配下の協力局（この例では、協力局３２０１と協力局３３０１）から干渉波の受信状態の情報を受信状態通知信号Ｂ１およびＢ２として受信する。【０３０８】
協力局選択部３０２２では、受信局３１０１から通知された干渉波数と各協力局における干渉波の受信状態の情報から協力可能な協力局を選択し、協力要請信号を選択された協力局に通知する。図２９に示す例では、協力局３２０１と協力局３３０１を選択して、送信局３０２１から協力要請信号を送信する。【０３０９】
これにより、アレーアンテナ構成でない受信局３１０１のアンテナ３１０２と、受信局３１０１で受信される干渉波数に応じて選択された協力局３２０１のアンテナ３２０２と、協力局３３０１のアンテナ３３０２とを合わせて一つのアレーアンテナシステムを形成する。そして、それぞれで受信した所望信号Ｄと干渉信号Ｕ１およびＵ２の合成信号、または干渉信号Ｕ１およびＵ２から制御装置３４０１においてアレーアンテナ位相を重み付けして、アレーアンテナにおいて、各干渉信号Ｕ１およびＵ２の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号Ｄの到来方向に高い指向性を有する指向性パターンＰ３０を形成する。または、アレーアンテナにおいて、各干渉信号Ｕ１およびＵ２の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成する。【０３１０】
制御装置３４０１において、各局装置の受信信号に対して重み付けを行なうための重み係数を算出する際には、例えば、パワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用することができる。以下、パワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用する手順について説明する。【０３１１】
図２９において、受信局３１０１では、アンテナ３１０２により送信局３０２１からの所望信号Ｄと、干渉局３０１１からの干渉信号Ｕ１と、干渉局３０１２からの干渉信号Ｕ２とを受信する。アンテナ３１０２で受信された受信信号Ｘ１は制御装置３４０１に送信される。【０３１２】
また、協力局３２０１では、アンテナ３２０２により送信局３０２１からの所望信号Ｄと、干渉局３０１１からの干渉信号Ｕ１と、干渉局３０１２からの干渉信号Ｕ２とを受信する。アンテナ３２０２で受信された受信信号Ｘ２は制御装置３４０１に送信される。また、協力局３３０１では、アンテナ３３０２により送信局３０２１からの所望信号Ｄと、干渉局３０１１からの干渉信号Ｕ１と、干渉局３０１２からの干渉信号Ｕ２とを受信する。アンテナ３３０２で受信された受信信号Ｘ３は制御装置３４０１に送信される。【０３１３】
なお、第１５の実施の形態においては、受信局３１０１から制御装置３４０１への受信信号Ｘ１の送信と、協力局３２０１から制御装置３４０１への受信信号Ｘ２の送信と、協力局３３０１から制御装置３４０１への受信信号Ｘ３送信と、は、重み係数の算出の際にだけ行なわれる（常時は、後述する重み係数と受信信号の乗算値の信号が送信される）。【０３１４】
制御装置３４０１では、受信信号Ｘ１、Ｘ２、およびＸ３を基に、受信局３１０１における受信電力が最小になるように、下記計算式により、重み係数Ｗを計算する。【０３１５】
最初に、受信信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の相関行列Ｒを求める。【０３１６】
【数７】
2009104712.tif 000009
【０３１７】
続いて、相関行列Ｒの逆行列とステアリングベクトルＳ（１、０、０）の転置行列から、最適重み係数をＷを求める。このステアリングベクトルＳ（１、０、０）は、一つのアンテナの重み係数を固定にするために使用される。【０３１８】
【数８】
2009104712.tif 000010
【０３１９】
そして、最適重み係数Ｗから、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ３に対する重み係数Ｗ３とが算出される。【０３２０】
【数９】
2009104712.tif 000011
【０３２１】
上記手順により、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ３に対する重み係数Ｗ３とが算出されると、制御装置３４０１は、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１を受信局３１０１に送信し、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を協力局３２０１に送信し、受信信号Ｘ３に対する重み係数Ｗ３を協力局３３０１に送信する。【０３２２】
受信局３１０１では、制御装置３４０１から受信した重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ１とを乗算（Ｗ１・Ｘ１）し、この乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を制御装置３４０１に送信する。一方、協力局３２０１は、制御装置３４０１から受信した重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ２とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）し、この乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を制御装置３４０１に送信する。また、協力局３３０１は、制御装置３４０１から受信した重み係数Ｗ３と、受信信号Ｘ３とを乗算（Ｗ３・Ｘ３）し、この乗算値Ｗ３・Ｘ３の信号を制御装置３４０１に送信する。【０３２３】
制御装置３４０１は、受信局３１０１から受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号と、協力局３２０１から受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号と、協力局３３０１から受信した乗算値Ｗ３・Ｘ３の信号とを基に、合成値Ｙを求める。【０３２４】
合成値Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３【０３２５】
そして、制御装置３４０１は、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３）の信号を受信局３１０１に送信する。受信局３１０１は、制御装置３４０１から受信した、合成値Ｙの信号を受信信号とする。【０３２６】
これにより、アレーアンテナを有していない受信局３１０１であっても周辺の協力局３２０１および協力局３３０１のアンテナと合わせて一つのアレーアンテナを構成することができる。このため、このアレーアンテナにおいて、複数の干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成することができる。または、アレーアンテナにおいて、複数の干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成することができる。このように、装置規模に影響なくアレーアンテナの干渉抑圧効果を得ることができるため、受信局３１０１がアレーアンテナを備えていない小型の受信局装置（例えば、携帯電話等）であっても、アンテナ指向性制御による干渉抑圧を行うことができる。【０３２７】
なお、協力局は他の受信局であってもよく、また、受信局での信号受信時に形成したアレーアンテナの指向性パターンは、受信局の信号送信時に使用することも可能である。【０３２８】
また、制御装置３４０１における重み係数を求めるアルゴリズムは、前述したパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法に限らない。例えば、制御アルゴリズムとして、ゼロフォーシング（ＺＦ）や、最小２乗誤差法（ＭＭＳＥ）等、何でも構わない。さらに、制御指標としては、受信電力、受信ＳＩ、受信誤り率等、何でも構わない。【０３２９】
図３０は、図２９に示す指向性制御システムにおける処理の流れの概要を示す図である。
以下、図３０を参照して、その処理の流れの概要について説明する。【０３３０】
最初に、受信局３１０１は検知した干渉波数の情報を送信局３０２１内の協力局選択部３０２２へ送信する（ステップＳ２０１）。
受信局３１０１は、所望のシステムと通信していない時に受信波を検出したり、その受信波のエネルギーを評価したり、干渉源となる無線局に固有の信号（例えば、符号化された信号）の相関検出を行ったり、同一エリアに存在する複数のシステム間で接続端末数の情報共有などをしたりすることによって、干渉波数を検知する。
また、受信局３１０１は、干渉補償制御に用いる協力局の数を変化させて所望のシステムの受信局で残留干渉量を検出し、最適な協力局数の最適値を試行的に求めることで、干渉波数を検知しても良い。【０３３１】
協力局選択部３０２２では、受信局３１０１からの干渉波数の情報の送信があった場合に、干渉波数の情報と、配下の協力局の受信状態（当該干渉波の受信可否および受信レベル）の情報から、干渉波の受信が可能であり、かつ干渉波の受信レベルが高い協力局から必要な数の協力局を選択する。この協力局の選択情報は協力要請信号して、選択された協力局に送信される（ステップＳ２０２）。図２９に示す例では、協力局３２０１と協力局３３０１の２つの協力局が選択される。なお、協力局を選択する場合には、受信局と選択された協力局とをあわせた数が、「干渉波の数＋１」以上となるようにする。また、協力の選択情報は制御装置３４０１にも送信される。【０３３２】
協力局３２０１と協力局３３０１が選択されると、受信局３１０１は受信信号Ｘ１を、協力局３２０１は受信信号Ｘ２を、協力局３３０１は受信信号Ｘ３を、それぞれ制御装置３４０１に送信する（ステップＳ２０３）。【０３３３】
制御装置３４０１では、各局の受信信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３から重み係数Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を計算し、受信局３１０１に重み係数Ｗ１を送信し、協力局３２０１に重み係数Ｗ２を送信し、協力局３３０１に重み係数Ｗ３を送信する（ステップＳ２０４）。【０３３４】
受信局３１０１は受信信号Ｘ１と重み係数Ｗ１とを乗算（Ｗ１・Ｘ１）して制御装置３４０１に送信し、協力局３２０１は受信信号Ｘ２と重み係数Ｗ２とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）して制御装置３４０１に送信し、協力局３３０１は受信信号Ｘ３と重み係数Ｗ３とを乗算（Ｗ３・Ｘ３）して制御装置３４０１に送信する（ステップＳ２０５）。【０３３５】
制御装置３４０１は、各局から受信した乗算値（Ｗ１・Ｘ１、Ｗ２・Ｘ２、Ｗ３・Ｘ３）を合成し、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３）の信号を受信局３１０１に送信する（ステップＳ２０６）。受信局３１０１は、合成値Ｙの信号を受信信号とする。【０３３６】
その後、受信局３１０１は干渉波の検出を継続し（ステップＳ２０７）、干渉波の情報を含む受信状態の情報を送信局３０２１の協力局選択部３０２２に通知する。協力局選択部３０２２は、受信局３１０１の受信状態に変化があったかどうかを判定する（ステップＳ２０８）。【０３３７】
協力局選択部３０２２において、受信状態に変化がない判定された場合は（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、ステップＳ２０５に移行し、受信局３１０１は現在の重み係数により干渉波を抑制して受信を続ける。【０３３８】
一方、協力局選択部３０２２において、受信状態に変化があったと判定された場合は（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、受信局３１０１において、干渉波の数の増減があったかどうかが判定される。すなわち、受信局３１０１おいて、干渉波抑圧が十分行なわれなくなった場合に、受信局３１０１は干渉波数の増減があったかどうかを判定する（ステップＳ２０９）。【０３３９】
受信局３１０１において、干渉波数の増減がなかったと判定された場合は（ステップＳ２０９：Ｎｏ）、受信状態には変化があったため（ステップＳ２０８でＹｅｓであったため）、ステップＳ２０２に移行し、協力局選択部３０２２は現在の干渉波数の受信状態において、再度協力局の選択を行なう。また、受信局３１０１において、干渉波数の増減があったと判定された場合は（ステップＳ２０９：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０１に移行し、受信局３１０１は干渉波数を協力局選択部３０２２に通知し、協力局選択部３０２２はあらたな干渉波数を基に、再度協力局の選択を行なう（ステップＳ２０２）。【０３４０】
また、図３１は、図２９に示す指向性制御システムにおける各局装置の処理の流れを示すシーケンス図であり、図３０に示す処理の流れを、より詳細に示したものである。以下、図３１を参照して、その処理の流れについて説明する。なお、図３１に示す例では、協力局として、協力局３２０１と協力局３３０１が選択されるものとする。【０３４１】
最初に、受信局３１０１は干渉波数の情報を送信局３０２１内の協力局選択部３０２２に送信する（ステップＳ３１１）。【０３４２】
協力局選択部３０２２は、受信局３１０１から受信した干渉波数の情報を基に、配下の協力局に対し受信状態送信要求信号を送信し、対象となる干渉波の受信状態の情報の送信を要求する（ステップＳ３１２）。【０３４３】
協力局３２０１は、協力局選択部３０２２からの受信状態送信要求信号を受信すると（ステップＳ３１３）、対象となる干渉波の受信状態の情報を協力局選択部３０２２に送信する（ステップＳ３１４）。同様にして、協力局３３０１は、協力局選択部３０２２からの受信状態送信要求信号を受信すると（ステップＳ３１５）、対象となる干渉波の受信状態の情報を協力局選択部３０２２に送信する（ステップＳ３１６）。【０３４４】
協力局選択部３０２２は、協力局３２０１および協力局３３０１から干渉波の受信状態の情報を受信し（ステップＳ３１７）、これらの協力局における干渉波の受信状態の情報を基に、アレーアンテナを構成して干渉波を抑圧するための協力局を選択する（ステップＳ３１８）。協力局選択部３０２２は、選択した協力局に対して協力局要請信号を送信する（ステップＳ３１９）。この例では、協力局３２０１と協力局３３０１とが選択され、協力局３２０１に対して協力要請信号が送信され（ステップＳ３２０）、また協力局３３０１に対して協力要請信号が送信される（ステップＳ３２１）。また、協力局の選択情報は、制御装置３４０１に対しても送信される（ステップＳ３２２）。【０３４５】
上記処理により、協力局の選択が完了し、以後、受信局３１０１のアンテナと、協力局３２０１のアンテナと、協力局３３０１のアンテナとでアレーアンテナを構成し、受信局３１０１における所望信号の受信処理が開始される。【０３４６】
最初に、受信局３１０１は自身のアンテナ３１０２で受信した受信信号Ｘ１を制御装置３４０１に送信し（ステップＳ３２３）、協力局３２０１は自身のアンテナ３２０２で受信した受信信号Ｘ２を制御装置３４０１に送信し（ステップＳ３２４）、協力局３３０１は自身のアンテナ３３０２で受信した受信信号Ｘ３を制御装置３４０１に送信する（ステップＳ３２５）。【０３４７】
制御装置３４０１は、受信局３１０１から受信信号Ｘ１を受信し、協力局３２０１から受信信号Ｘ２を受信し、協力局３３０１から受信信号Ｘ３を受信する（ステップＳ３２６）。そして、受信信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３を基に、アレーアンテナの指向性パターンが、受信局３１０１において複数の干渉信号Ｕ１およびＵ２の到来方向に対してヌルを有し、所望信号Ｄの到来方向に対して高い指向性を有するように、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ３に対する重み係数Ｗ３とを算出する（ステップＳ３２７）。【０３４８】
制御装置３４０１で算出された重み係数Ｗ１，Ｗ２、Ｗ３はそれぞれ各局に送信される（ステップＳ３２８）。受信局３１０１は重み係数Ｗ１を受信し（ステップＳ３２９）、協力局３２０１は重み係数Ｗ２を受信し（ステップＳ３３０）、協力局３３０１は重み係数Ｗ３を受信する（ステップＳ３３１）。【０３４９】
受信局３１０１は、制御装置３４０１から受信した重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１とを乗算（Ｗ１・Ｘ１）し、この乗算値の信号を制御装置３４０１に送信する（ステップＳ３３２）。協力局３２０１は、制御装置３４０１から受信した重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）し、この乗算値の信号を制御装置３４０１に送信する（ステップＳ３３３）。また、協力局３３０１は、制御装置３４０１から受信した重み係数Ｗ３と受信信号Ｘ３とを乗算（Ｗ３・Ｘ３）し、この乗算値の信号を制御装置３４０１に送信する（ステップＳ３３４）。【０３５０】
制御装置３４０１では、受信局３１０１から乗算値（Ｗ１・Ｘ１）を受信し、協力局３２０１から乗算値（Ｗ２・Ｘ２）を受信し、協力局３３０１から乗算値（Ｗ３・Ｘ３）を受信する（ステップＳ３３５）。そして、乗算値（Ｗ１・Ｘ１）と、乗算値（Ｗ２・Ｘ２）と、乗算値（Ｗ３・Ｘ３）から、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３）の信号を生成する（ステップＳ３３６）。そして、合成値Ｙの信号を、受信局３１０１に送信し（ステップＳ３３７）、受信局３１０１では合成値Ｙの信号を受信信号とする（ステップＳ３３８）。【０３５１】
その後、受信局３１０１から協力局選択部３０２２に対して、干渉波の情報の送信が継続される（ステップＳ３３９）。協力局選択部３０２２では、受信局３１０１において受信状態に変化があったかどうかを判定する（ステップＳ３４０）。【０３５２】
受信状態に変化がなかった場合は（ステップＳ３４０：Ｎｏ）、ステップＳ３３２に移行し、現在の協力局と重み係数による干渉波抑圧が継続される。一方、受信状態に変化があった場合は（ステップＳ３４０：Ｙｅｓ）、受信局３１０１において、干渉波数の増減があったかどうかが判定される（ステップＳ３４１）。【０３５３】
干渉波の増減がなかった場合は（ステップＳ３４１：Ｎｏ）、受信状態には変化があるので（ステップＳ３４０：Ｙｅｓであったので）、ステップＳ３１２に移行し、協力局選択部３０２２は、再度各協力局における干渉波の受信状態を判定し、必要な場合には、協力局の選択の見直しを行なう。【０３５４】
干渉波の増減があった場合は（ステップＳ３４１：Ｙｅｓ）、ステップＳ３１１に移行し、受信局３１０１から協力局選択部３０２２に新たな干渉波数を通知し、協力局選択部３０２２は、協力局の選択を再度行なう。【０３５５】
また、図３２は、本発明の第１５の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、受信局３１０１、協力局３２０１、協力局３３０１、および制御装置３４０１の構成例を示す図である。【０３５６】
図３２において、送信局３０２１内の協力局選択部３０２２は、受信局３１０１から受信した干渉波数の情報と、配下の協力局における干渉波の受信状態の情報を基に、アレーアンテナを形成するための協力局を選択する。このために、協力局選択部３０２２は、干渉波数受信部３０２３と協力局干渉波情報受信部３０２４と協力要請部３０２５とを有している。【０３５７】
干渉波情報受信部３０２３は、受信局３１０１から干渉波数の情報を干渉波通知信号Ａとして受信する。協力局干渉波情報受信部３０２４は、配下の協力局から干渉波の受信状態の信号を、受信状態通知信号Ｂ１およびＢ２として受信する。【０３５８】
また、協力要請部３０２５は、アレーアンテナを形成するために選択された協力局（この例では、協力局３２０１と協力局３３０１）に対して協力要請信号を送信する処理を行なう。この選択された協力局の情報は制御装置３４０１にも送信される。【０３５９】
次に、制御装置３４０１の構成について説明する。
制御装置３４０１内の受信信号受信部３４１１は、受信局３１０１のアンテナ３１０２で受信された受信信号Ｘ１を受信局３１０１から受信し、協力局３２０１のアンテナ３２０２で受信された受信信号Ｘ２を協力局３２０１から受信し、協力局３３０１のアンテナ３３０２で受信された受信信号Ｘ３を協力局３３０１から受信する処理を行なう。なお、受信局３１０１から制御装置３４０１への受信信号Ｘ１の送信と、協力局３２０１から制御装置３４０１への受信信号Ｘ２の送信と、協力局３３０１から制御装置３４０１への受信信号Ｘ３の送信とは、受信信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３に対する重み係数の算出の際にだけ行なわれる（常時は、重み係数と受信信号の乗算値の信号が送信される）。【０３６０】
重み係数算出部３４１２は、受信信号受信部３４１１により受信された受信信号Ｘ１、Ｘ２、およびＸ３を基に、アンテナ３１０２とアンテナ３２０２とアンテナ３３０２とで形成されるアレーアンテナの指向性パターンが、複数の干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有するように、受信信号Ｘ１の重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２の重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ３の重み係数Ｗ３を算出する処理を行なう。または、アレーアンテナの指向性パターンが、複数の干渉信号の到来方向にヌルを有するように、受信信号Ｘ１の重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２の重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ３の重み係数Ｗ３を算出する処理を行なう。この重み係数の算出には、前述のパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用することができる。【０３６１】
重み係数送信部３４１３は、重み係数算出部３４１２により算出した重み係数Ｗ１を受信局３１０１に送信し、重み係数Ｗ２を協力局３２０１に送信し、重み係数Ｗ３を協力局３３０１に送信する処理を行なう。【０３６２】
乗算信号受信部３４１４は、受信局３１０１から、受信信号Ｘ１と重み係数Ｗ１の乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を受信し、協力局３２０１から、受信信号Ｘ２と重み係数Ｗ２の乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を受信し、協力局３３０１から、受信信号Ｘ３と重み係数Ｗ３の乗算値Ｗ３・Ｘ３の信号を受信する処理を行なう。【０３６３】
合成信号生成部３４１５は、受信局３１０１から受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１と、協力局３２０１から受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２と、協力局３３０１から受信した乗算値Ｗ３・Ｘ３から、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３）の信号を生成する処理を行なう。【０３６４】
合成信号送信部３４１６は、合成信号生成部３４１５で生成された合成値Ｙの信号を受信局３１０１に送信する処理を行なう。【０３６５】
次に、受信局３１０１の構成について説明する。
受信局３１０１内の受信局内干渉波検出部３１１１は、受信局３１０１における干渉波数等の干渉信号の受信状態を検出すると共に、この干渉波数の情報を送信局３０２１内の協力局選択部３０２２に送信する処理を行なう。【０３６６】
受信局内受信信号送信部３１１２は、アンテナ３１０２により受信した干渉信号Ｕ（Ｕ１とＵ２）および所望信号Ｄの受信信号Ｘ１を、制御装置３４０１に送信する処理を行なう。【０３６７】
受信局内重み係数受信部３１１３は、制御装置３４０１から重み係数Ｗ１を受信する処理を行なう。【０３６８】
受信局内乗算部３１１４は、制御装置３４０１から受信した重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１とを乗算（Ｗ１・Ｘ１）する処理を行なう。【０３６９】
受信局内乗算信号送信部３１１５は、受信局内乗算部３１１４により算出した乗算値（Ｗ１・Ｘ１）の信号を制御装置３４０１に送信する処理を行なう。受信局内合成信号受信部３１１６は、制御装置３４０１から合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３）の信号を受信する処理を行なう。【０３７０】
次に、協力局３２０１の構成について説明する。
協力局３２０１内の第１協力局内受信状態通知部３２１１は、送信局３０２１内の協力局選択部３０２２からの要求により、協力局３２０１における干渉波の受信状態の情報を協力局選択部３０２２に送信する処理を行なう。【０３７１】
第１協力局内要請信号受信部３２１２は、自身がアレーアンテナを形成する協力局として選択された場合に、送信局３０２１内の協力局選択部３０２２から協力要請信号Ｃ１を受信する処理を行なう。【０３７２】
第１協力局内受信信号送信部３２１３は、アンテナ３２０２により受信した干渉信号Ｕ（Ｕ１とＵ２）および所望信号Ｄの受信信号Ｘ２を、制御装置３４０１に送信する処理を行なう。【０３７３】
第１協力局内重み係数受信部３２１４は、制御装置３４０１から重み係数Ｗ２を受信する処理を行なう。第１協力局内乗算部３２１５は、制御装置３４０１から受信した重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）する処理を行なう。【０３７４】
第１協力局内乗算信号送信部３２１６は、第１協力局内乗算部３２１５により算出した乗算値（Ｗ２・Ｘ２）の信号を制御装置３４０１に送信する処理を行なう。【０３７５】
次に、協力局３３０１の構成について説明する。
協力局３３０１内の第２協力局内受信状態通知部３３１１は、送信局３０２１内の協力局選択部３０２２からの要求により、協力局３３０１における干渉波の受信状態の情報を受信状態通知信号Ｂ２として協力局選択部３０２２に送信する処理を行なう。【０３７６】
第２協力局内要請信号受信部３３１２は、自身がアレーアンテナを形成する協力局として選択された場合に、送信局３０２１内の協力局選択部３０２２から協力要請信号Ｃ２を受信する処理を行なう。【０３７７】
第２協力局内受信信号送信部３３１３は、アンテナ３３０２により受信した干渉信号Ｕ（Ｕ１とＵ２）および所望信号Ｄの受信信号Ｘ３を、制御装置３４０１に送信する処理を行なう。【０３７８】
第２協力局内重み係数受信部３３１４は、制御装置３４０１から重み係数Ｗ３を受信する処理を行なう。第２協力局内乗算部３３１５は、制御装置３４０１から受信した重み係数Ｗ３と受信信号Ｘ３とを乗算（Ｗ３・Ｘ３）する処理を行なう。【０３７９】
第２協力局内乗算信号送信部３３１６は、第２協力局内乗算部３３１５により算出した乗算値（Ｗ３・Ｘ３）の信号を制御装置３４０１に送信する処理を行なう。【０３８０】
上記構成により、受信局３１０１がアレーアンテナを備えていない小型の受信局装置（例えば、携帯電話機等）であっても、複数の干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成することができる。または、複数の干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成することができる。すなわち、装置規模に影響なくアレーアンテナの干渉抑圧効果を得ることができる。【０３８１】
［第１６の実施の形態］
図３３は、本発明の第１６の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図である。【０３８２】
図３３に示す例は、図２９に示す例と同様に、ともにアレーアンテナ構成でない受信局３１０１Ａと、協力局３２０１Ａと、協力局３３０１Ａとを合わせて一つのアレーアンテナシステムと見なすように構成されている。そして、各局で受信した所望信号Ｄと干渉信号Ｕ１およびＵ２の合成信号、または干渉信号Ｕ１およびＵ２から、制御装置３４０１Ａにおいてアレーアンテナ位相を重み付けして、アレーアンテナにおいて、複数の干渉波Ｕ１およびＵ２の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号Ｄの到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成するように構成されている。または、アレーアンテナにおいて、複数の干渉波Ｕ１およびＵ２の到来方向にヌルを有する指向性パターンＰ３０を形成するように構成されている。【０３８３】
図３３に示す構成例が、図２９に示す第１５の実施の形態の構成例と構成上異なるのは、図３３に示す例では、制御装置３４０１Ａが重み係数Ｗ１を受信局３１０１Ａに送信せず、制御装置３４０１Ａが重み係数Ｗ２を協力局３２０１Ａせず、また、制御装置３４０１Ａが重み係数Ｗ３を協力局３３０１Ａに送信しない点が異なる。また、図３３に示す制御装置３４０１Ａにおいて、重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１とを乗算し、重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２とを乗算し、重み係数Ｗ３と受信信号Ｘ３とを乗算する点が異なる。さらに、受信局３１０１Ａが、受信信号Ｘ１を常時、制御装置３４０１Ａに送信する点が異なり（図２９では乗算値Ｗ１・Ｘ１を常時送信する）、協力局３２０１Ａが、受信信号Ｘ２を常時、制御装置３４０１Ａに送信する点が異なり（図２９では乗算値Ｗ２・Ｘ２を常時送信する）、協力局３３０１Ａが、受信信号Ｘ２を常時、制御装置３４０１Ａに送信する点が異なる（図２９では乗算値Ｗ３・Ｘ３を常時送信する）。他の構成は、図２９に示す構成と同様である。【０３８４】
このように、制御装置３４０１Ａにおいて、重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１の乗算、重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２の乗算、および重み係数Ｗ３と受信信号Ｘ３の乗算を行なうことにより、制御装置３４０１Ａから受信局３１０１Ａ、協力局３２０１Ａ、および協力局３３０１Ａに対して重み係数の信号を送信する必要がなくなる。また、受信局３１０１Ａ、協力局３２０１Ａ、および協力局３３０１Ａにおいて、重み係数と受信信号との乗算処理をなくすことができ、受信局３１０１Ａ、協力局３２０１Ａ、および協力局３３０１Ａにおける処理を簡略化できるようになる。【０３８５】
また、図３４は、本発明の第１６の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、受信局３１０１Ａ、協力局３２０１Ａ、協力局３３０１Ａ、および制御装置３４０１Ａの構成例を示す図である。【０３８６】
図３４に示す構成例では、図３２に示す第１５の実施の形態の構成例と比較して、図３２に示す制御装置３４０１内の重み係数送信部３４１３と、乗算信号受信部３４１４とが省略されている。また、図３２に示す受信局３１０１内の受信局内重み係数受信部３１１３と、受信局内乗算部３１１４と、受信局内乗算信号送信部３１１５とが省略されている。また、図３２に示す協力局３２０１内の第１協力局内重み係数受信部３２１４と、第１協力局内乗算部３２１５と、第１協力局内乗算信号送信部３２１６とが省略されている。さらに、図３２に示す協力局３３０１内の第２協力局内重み係数受信部３３１４と、第２協力局内乗算部３３１５と、第２協力局内乗算信号送信部３３１６とが省略されている。【０３８７】
すなわち、図３４に示す構成例では、制御装置３４０１Ａから、受信局３１０１Ａと協力局３２０１Ａと協力局３３０１Ａとに対して重み係数Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の信号を送信せず、また、受信局３１０１Ａ、協力局３２０１Ａ、および協力局３３０１Ａにおいて重み係数と受信信号の乗算処理が行なわれないため、これらに関連する処理部が省略されている。この重み係数と受信信号の乗算処理は、制御装置３４０１Ａ内の合成信号生成部３４１５で行なわれる。他の構成は図３２に示す構成と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【０３８８】
また、図３５は、図３３に示す指向性制御システムにおける各局装置の処理の流れを示すシーケンス図である。【０３８９】
図３４に示すシーケンス図は、図３１に示す第１５の実施の形態におけるシーケンス図と比較して、ステップＳ３１１〜Ｓ３２７、およびステップＳ３３６〜Ｓ３４１は共通であり、図３１に示すステップＳ３２８〜Ｓ３３５が省略され、変わりにステップＳ３３５Ａの処理（制御装置における重み係数と受信信号の乗算処理）が追加された点が異なる。【０３９０】
すなわち、制御装置３４０１Ａが重み係数の送信を行なわず、制御装置３４０１Ａにおいて、重み係数と受信信号Ｘの乗算処理を行なう点だけが異なる。このため、同一の処理内容の同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【０３９１】
［第１７の実施の形態］
図３６は、本発明の第１７の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図である。図３６に示す例は、図２９に示す例と同様に、同一時間、同一場所において複数セル／システムが同一周波数を共用する場合の例であり、複数の干渉信号が到来する例である。【０３９２】
図２９に示す第１５の実施の形態、および図３３に示す第１６の実施の形態においては、協力局を選択する協力局選択部が送信局内に設備される例を示したが、図３６に示す第１７の実施の形態では、協力局選択部を制御装置内に設備する例を示したものである。【０３９３】
図３６に示す指向性制御システムでは、受信局３１０１Ｂが受信する干渉波の数を検知して制御装置３４０１Ｂ内の協力局選択部３４１７に干渉波通知信号Ａとして送信する。協力局選択部３４１７は、配下の協力局（この例では、協力局３２０１Ｂと協力局３３０１Ｂ）から干渉波の受信状態の情報を受信状態通知信号Ｂ１およびＢ２として受信する。【０３９４】
協力局選択部３４１７では、受信局３１０１Ｂから通知された干渉波数と各協力局における干渉波の受信状態の情報から協力可能な協力局を選択し、協力要請信号を選択された協力局に通知する。図３６に示す例では、協力局３２０１Ｂと協力局３３０１Ｂを選択して、それぞれに協力要請信号Ｃ１、Ｃ２を送信する。【０３９５】
これにより、アレーアンテナ構成でない受信局３１０１Ｂのアンテナ３１０２と、選択された協力局３２０１Ｂのアンテナ３２０２と、協力局３３０１Ｂのアンテナ３３０２とを合わせて一つのアレーアンテナを形成する。そして、それぞれで受信した所望信号Ｄと干渉信号Ｕ１およびＵ２の合成信号、または干渉信号Ｕ１およびＵ２から制御装置３４０１においてアレーアンテナ位相を重み付けして、アレーアンテナにおいて、各干渉信号Ｕ１およびＵ２の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号Ｄの到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成する。または、アレーアンテナにおいて、各干渉信号Ｕ１およびＵ２の到来方向にヌルを有する指向性パターンＰ３０を形成する。【０３９６】
制御装置３４０１Ｂにおいて、各局装置の受信信号に対して重み付けを行なうための重み係数を算出する際には、前述したパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用することができる。【０３９７】
制御装置３４０１Ｂにおいて、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ３に対する重み係数Ｗ３とが算出されると、制御装置３４０１Ｂは、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１を受信局３１０１Ｂに送信し、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を協力局３２０１Ｂに送信し、受信信号Ｘ３に対する重み係数Ｗ３を協力局３３０１Ｂに送信する。【０３９８】
受信局３１０１Ｂでは、制御装置３４０１Ｂから受信した重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１とを乗算（Ｗ１・Ｘ１）し、この乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を制御装置３４０１Ｂに送信する。一方、協力局３２０１Ｂは、制御装置３４０１Ｂから受信した重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）し、この乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を制御装置３４０１Ｂに送信する。また、協力局３３０１Ｂは、制御装置３４０１Ｂから受信した重み係数Ｗ３と受信信号Ｘ３とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）し、この乗算値Ｗ３・Ｘ３の信号を制御装置３４０１Ｂに送信する。【０３９９】
制御装置３４０１Ｂは、受信局３１０１Ｂから受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号と、協力局３２０１Ｂから受信した乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号と、協力局３３０１Ｂから受信した乗算値Ｗ３・Ｘ３の信号とを基に、合成値Ｙを求める。【０４００】
合成値Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３【０４０１】
そして、制御装置３４０１Ｂは、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３）の信号を受信局３１０１Ｂに送信する。受信局３１０１Ｂは、制御装置３４０１Ｂから受信した、合成値Ｙの信号を受信信号とする。【０４０２】
これにより、アレーアンテナを有していない受信局３１０１Ｂであっても周辺の協力局３２０１Ｂおよび協力局３３０１Ｂのアンテナと合わせて一つのアレーアンテナを構成することができる。このため、アレーアンテナにおいて、複数の干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成することができる。または、アレーアンテナにおいて、複数の干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成することができる。このように、装置規模に影響なくアレーアンテナの干渉抑圧効果を得ることができるため、受信局３１０１Ｂがアレーアンテナを備えていない小型の受信局装置（例えば、携帯電話等）であっても、アンテナ指向性制御による干渉抑圧を行うことができる。【０４０３】
なお、協力局は他の受信局であってもよく、また、受信局での信号受信時に形成したアレーアンテナの指向性パターンは、受信局の信号送信時に使用することも可能である。【０４０４】
また、制御装置３４０１Ｂにおける重み係数を求めるアルゴリズムは、前述したパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法に限らない。例えば、制御アルゴリズムとして、ゼロフォーシング（ＺＦ）や、最小２乗誤差法（ＭＭＳＥ）等、何でも構わない。さらに、制御指標としては、受信電力、受信ＳＩ、受信誤り率等、何でも構わない。【０４０５】
また、図３７は、図３６に示す指向性制御システムにおける各局装置の処理の流れを示すシーケンス図である。以下、図３７を参照して、その処理の流れについて説明する。なお、図３１に示す例では、協力局として、協力局３２０１Ｂと協力局３３０１Ｂが選択されるものとする。【０４０６】
最初に、受信局３１０１Ｂは干渉波数の情報を制御装置３４０１Ｂ内の協力局選択部３４１７に送信する（ステップＳ４０１）。【０４０７】
協力局選択部３４１７は、受信局３１０１Ｂから受信した干渉波数の情報を基に、配下の協力局に対し受信状態送信要求信号を送信し、対象となる干渉波の受信状態の情報の送信を要求する（ステップＳ４０２）。【０４０８】
協力局３２０１Ｂは、協力局選択部３４１７からの受信状態送信要求信号を受信すると（ステップＳ４０３）、対象となる干渉波の受信状態の情報を協力局選択部３４１７に送信する（ステップＳ４０４）。同様にして、協力局３３０１Ｂは、協力局選択部３４１７からの受信状態送信要求信号を受信すると（ステップＳ４０５）、対象となる干渉波の受信状態の情報を協力局選択部３４１７に送信する（ステップＳ４０６）。【０４０９】
協力局選択部３４１７は、協力局３２０１Ｂおよび協力局３３０１Ｂから干渉波の受信状態の情報を受信し（ステップＳ４０７）、これらの協力局における受信状態の情報を基に、アレーアンテナを構成して干渉波を抑圧するための協力局を選択する（ステップＳ４０８）。協力局選択部３４１７は、選択した協力局に対して協力局要請信号を送信する。この例では、協力局３２０１Ｂと協力局３３０１Ｂとが選択され、協力局３２０１Ｂと協力局３３０１Ｂに対して協力要請信号が送信される（ステップＳ４０９、Ｓ４１０、Ｓ４１１）。【０４１０】
上記処理により、協力局の選択が完了し、以後、受信局３１０１Ｂのアンテナと、協力局３２０１Ｂのアンテナと、協力局３３０１Ｂのアンテナとでアレーアンテナを構成し、受信局３１０１Ｂにおける所望信号の受信処理が開始される。【０４１１】
最初に、受信局３１０１Ｂは自身のアンテナ３１０２で受信した受信信号Ｘ１を制御装置３４０１Ｂに送信し（ステップＳ４１２）、協力局３２０１Ｂは自身のアンテナ３２０２で受信した受信信号Ｘ２を制御装置３４０１Ｂに送信し（ステップＳ４１３）、協力局３３０１Ｂは自身のアンテナ３３０２で受信した受信信号Ｘ３を制御装置３４０１Ｂに送信する（ステップＳ４１４）。【０４１２】
制御装置３４０１Ｂは、受信局３１０１Ｂから受信信号Ｘ１を受信し、協力局３２０１Ｂから受信信号Ｘ２を受信し、協力局３３０１Ｂから受信信号Ｘ３を受信する（ステップＳ４１５）。そして、受信信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３を基に、アレーアンテナの指向性パターンが、受信局３１０１Ｂにおいて複数の干渉信号の到来方向に対してヌルを有し、所望信号Ｄの到来方向に対して高い指向性を有するように、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ３に対する重み係数Ｗ３とを算出する（ステップＳ４１６）。または、アレーアンテナの指向性パターンが、受信局３１０１Ｂにおいて複数の干渉信号の到来方向に対してヌルを有するように、重み係数Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を算出する。【０４１３】
制御装置３４０１で算出された重み係数Ｗ１，Ｗ２、Ｗ３はそれぞれ各局に送信される（ステップＳ４１７）。受信局３１０１Ｂは重み係数Ｗ１を受信し（ステップＳ４１８）、協力局３２０１Ｂは重み係数Ｗ２を受信し（ステップＳ４１９）、協力局３３０１Ｂは重み係数Ｗ３を受信する（ステップＳ４２０）。【０４１４】
受信局３１０１Ｂは、制御装置３４０１Ｂから受信した重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１とを乗算（Ｗ１・Ｘ１）し、この乗算値の信号を制御装置３４０１Ｂに送信する（ステップＳ４２１）。協力局３２０１Ｂは、制御装置３４０１Ｂから受信した重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）し、この乗算値の信号を制御装置３４０１Ｂに送信する（ステップＳ４２２）。また、協力局３３０１Ｂは、制御装置３４０１Ｂから受信した重み係数Ｗ３と受信信号Ｘ３とを乗算（Ｗ３・Ｘ３）し、この乗算値の信号を制御装置３４０１Ｂに送信する（ステップＳ４２３）。【０４１５】
制御装置３４０１Ｂでは、受信局３１０１Ｂから乗算値（Ｗ１・Ｘ１）を受信し、協力局３２０１Ｂから乗算値（Ｗ２・Ｘ２）を受信し、協力局３３０１Ｂから乗算値（Ｗ３・Ｘ３）を受信する（ステップＳ４２４）。そして、乗算値（Ｗ１・Ｘ１）と、乗算値（Ｗ２・Ｘ２）と、乗算値（Ｗ３・Ｘ３）から、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３）の信号を生成する（ステップＳ４２５）。そして、合成値Ｙの信号を、受信局３１０１に送信し（ステップＳ４２６）、受信局３１０１Ｂでは合成値Ｙの信号を受信信号とする（ステップＳ４２７）。【０４１６】
その後、受信局３１０１Ｂにおいて干渉波の検出が継続され、検出された干渉波の情報は協力局選択部３４１７に送信される（ステップＳ４２８）。協力局選択部３４１７では、受信局３１０１Ｂにおいて受信状態に変化があったかどうかを判定する（ステップＳ４２９）。【０４１７】
受信状態に変化がなかった場合は（ステップＳ４２９：Ｎｏ）、ステップＳ４２４に移行し、現在選択された協力局と重み係数による干渉波抑圧が継続される。一方、受信状態に変化があった場合は（ステップＳ４２９：Ｙｅｓ）、受信局３１０１Ｂにおいて、干渉波数の増減があったかどうかが判定される（ステップＳ４３０）。【０４１８】
干渉波の増減がなかった場合は（ステップＳ４３０：Ｎｏ）、受信状態には変化があるので（ステップＳ４２９でＹｅｓであったので）、ステップＳ４０２に移行し、再度各協力局における干渉波の受信状態を判定し、必要な場合には、協力局の選択の見直しを行なう。【０４１９】
干渉波の増減があった場合は（ステップＳ４３０：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０１に移行し、受信局３１０１Ｂから協力局選択部３４１７に新たな干渉波数を通知し、協力局選択部３４１７では、協力局の選択を再度行なう。【０４２０】
また、図３８は、本発明の第１７の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、受信局３１０１Ｂ、協力局３２０１Ｂ、協力局３３０１Ｂ、および制御装置３４０１Ｂの構成例を示す図である。【０４２１】
図３８に示す指向性制御システムの構成例が、図３２に示す第１５の実施の形態の構成例と構成上異なるのは、図３２に示す送信局３０２１内の協力局選択部３０２２が、図３８に示す制御装置３４０１Ｂ内の協力局選択部３４１７に移設された点が異なり、他の構成は図３２に示す指向性制御システムの構成と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【０４２２】
すなわち、図３８に示す構成例では、制御装置３４０１Ｂ内の協力局選択部３４１７が協力局の選択等の処理を行なうため、受信局３１０１Ｂから協力局選択部３４１７に対して干渉波通知信号Ａが送信される。【０４２３】
制御装置３４０１Ｂ内の協力局選択部３４１７は、干渉波数受信部３４１８と協力局干渉波情報受信部３４１９と協力要請部３４２０とを有している。干渉波情報受信部３４１８は、受信局３１０１Ｂから干渉波数の情報を干渉波通知信号Ａとして受信する。協力局干渉波情報受信部３４１９は、配下の協力局から干渉波の受信状態の信号を、受信状態通知信号Ｂ１およびＢ２として受信する。【０４２４】
また、協力要請部３０２５は、アレーアンテナを形成する協力局として選択された協力局（この例では、協力局３２０１と協力局３３０１）に対し、協力要請信号Ｃ１およびＣ２を送信する処理を行なう。【０４２５】
上記構成により、受信局３１０１Ｂがアレーアンテナを備えていない小型の受信局装置（例えば、携帯電話機等）であっても、複数の干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成することができる。または、複数の干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成することができる。すなわち、装置規模に影響なくアレーアンテナの干渉抑圧効果を得ることができる。【０４２６】
［第１８の実施の形態］
図３９は、本発明の第１８の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図である。図３９に示す例は、図２９に示す例と同様に、同一時間、同一場所において複数セル／システムが同一周波数を共用する場合の例であり、複数の干渉信号が到来する例である。
なお、第１８の実施の形態が、第１７の実施の形態と同様な構成をとる部分、または、同様の処理を行う部分については、それらの説明を省略する。【０４２７】
図３６に示す第１７の実施の形態では、制御装置３４０１Ｂが、送信局３０２１Ｂ、受信局３１０１Ｂ、協力局３２０１Ｂ、協力局３３０１Ｂとは、異なる場所に設置される場合について説明した。第１８の実施の形態では、図３９に示すように、制御装置３４０１Ｂが、協力局３３０１Ｂに設けられる場合について説明する。【０４２８】
図３９に示す指向性制御システムでは、受信局３１０１Ｂが受信する干渉波の数を検知して、協力局３３０１Ｂが備える制御装置３４０１Ｂ内の協力局選択部３４１７に干渉波通知信号Ａとして送信する。協力局選択部３４１７は、配下の協力局（この例では、協力局３２０１Ｂと協力局３３０１Ｂ）から干渉波の受信状態の情報を受信状態通知信号Ｂ１およびＢ２として受信する。【０４２９】
協力局選択部３４１７では、受信局３１０１Ｂから通知された干渉波数と各協力局における干渉波の受信状態の情報から協力可能な協力局を選択し、協力要請信号を選択された協力局に通知する。図３６に示す例では、協力局３２０１Ｂと協力局３３０１Ｂを選択して、協力要請信号Ｃ１を協力局３２０１Ｂに送信する。協力局３３０１Ｂは、協力要請信号Ｃ２は自協力局宛ての信号なので送信しない。【０４３０】
これにより、アレーアンテナ構成でない受信局３１０１Ｂのアンテナ３１０２と、選択された協力局３２０１Ｂのアンテナ３２０２と、協力局３３０１Ｂのアンテナ３３０２とを合わせて一つのアレーアンテナを形成する。そして、それぞれで受信した所望信号Ｄと干渉信号Ｕ１およびＵ２の合成信号、または干渉信号Ｕ１およびＵ２から制御装置３４０１においてアレーアンテナ位相を重み付けして、アレーアンテナにおいて、各干渉信号Ｕ１およびＵ２の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号Ｄの到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成する。または、アレーアンテナにおいて、各干渉信号Ｕ１およびＵ２の到来方向にヌルを有する指向性パターンＰ３０を形成する。【０４３１】
協力局３３０１Ｂが備える制御装置３４０１Ｂにおいて、各局装置の受信信号に対して重み付けを行なうための重み係数を算出する際には、前述したパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法を使用することができる。【０４３２】
制御装置３４０１Ｂにおいて、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１と、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２と、受信信号Ｘ３に対する重み係数Ｗ３とが算出されると、制御装置３４０１Ｂは、受信信号Ｘ１に対する重み係数Ｗ１を受信局３１０１Ｂに送信し、受信信号Ｘ２に対する重み係数Ｗ２を協力局３２０１Ｂに送信し、受信信号Ｘ３に対する重み係数Ｗ３を協力局３３０１Ｂに送信する。【０４３３】
受信局３１０１Ｂでは、協力局３３０１Ｂの制御装置３４０１Ｂから受信した重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１とを乗算（Ｗ１・Ｘ１）し、この乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号を、協力局３３０１Ｂの制御装置３４０１Ｂに送信する。一方、協力局３２０１Ｂは、重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）し、この乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号を記憶する。また、協力局３３０１Ｂは、重み係数Ｗ３と受信信号Ｘ３とを乗算（Ｗ２・Ｘ２）し、この乗算値Ｗ３・Ｘ３の信号を記憶する。【０４３４】
協力局３３０１Ｂが備える制御装置３４０１Ｂは、受信局３１０１Ｂから受信した乗算値Ｗ１・Ｘ１の信号と、記憶している乗算値Ｗ２・Ｘ２の信号と、記憶している乗算値Ｗ３・Ｘ３の信号とを基に、合成値Ｙを求める。【０４３５】
合成値Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３【０４３６】
そして、協力局３３０１Ｂの制御装置３４０１Ｂは、合成値Ｙ（Ｙ＝Ｗ１・Ｘ１＋Ｗ２・Ｘ２＋Ｗ３・Ｘ３）の信号を受信局３１０１Ｂに送信する。受信局３１０１Ｂは、協力局３３０１Ｂの制御装置３４０１Ｂから受信した、合成値Ｙの信号を受信信号とする。【０４３７】
これにより、アレーアンテナを有していない受信局３１０１Ｂであっても周辺の協力局３２０１Ｂおよび協力局３３０１Ｂのアンテナと合わせて一つのアレーアンテナを構成することができる。このため、アレーアンテナにおいて、複数の干渉信号の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号の到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成することができる。または、アレーアンテナにおいて、複数の干渉信号の到来方向にヌルを有する指向性パターンを形成することができる。このように、装置規模に影響なくアレーアンテナの干渉抑圧効果を得ることができるため、受信局３１０１Ｂがアレーアンテナを備えていない小型の受信局装置（例えば、携帯電話等）であっても、アンテナ指向性制御による干渉抑圧を行うことができる。【０４３８】
なお、協力局は他の受信局であってもよく、また、受信局での信号受信時に形成したアレーアンテナの指向性パターンは、受信局の信号送信時に使用することも可能である。【０４３９】
また、制御装置３４０１Ｂにおける重み係数を求めるアルゴリズムは、前述したパワーインバージョンアダプティブアレーアンテナ（ＰＩアンテナ）の手法に限らない。例えば、制御アルゴリズムとして、ゼロフォーシング（ＺＦ）や、最小２乗誤差法（ＭＭＳＥ）等、何でも構わない。さらに、制御指標としては、受信電力、受信ＳＩ、受信誤り率等、何でも構わない。【０４４０】
なお、上述した第１８の実施の形態では、制御装置３４０１Ｂを協力局３３０１Ｂに設ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、制御装置３４０１Ｂを、協力局３２０１Ｂや、受信局３１０１Ｂに設けるようにしても良い。【０４４１】
［第１９の実施の形態］
図４０は、本発明の第１９の実施の形態に係わる指向性制御システムの全体構成を示す図である。【０４４２】
図４０に示す例は、図３６に示す第１７の実施の形態と同様に、ともにアレーアンテナ構成でない受信局３１０１Ｃと、協力局３２０１Ｃと、協力局３３０１Ｃとを合わせて一つのアレーアンテナシステムと見なすように構成されている。そして、各局で受信した所望信号Ｄと干渉信号Ｕ１およびＵ２の合成信号、または干渉信号Ｕ１およびＵ２から、制御装置３４０１Ｃにおいてアレーアンテナ位相を重み付けして、アレーアンテナにおいて、複数の干渉波Ｕ１およびＵ２の到来方向にヌルを有し、かつ所望信号Ｄの到来方向に高い指向性を有する指向性パターンを形成するように構成されている。または、アレーアンテナにおいて、複数の干渉波Ｕ１およびＵ２の到来方向にヌルを有する指向性パターンＰ３０を形成するように構成されている。【０４４３】
図４０に示す構成例が、図３６に示す第１７の実施の形態の構成例と構成上異なるのは、図４０に示す例では、制御装置３４０１Ｃが重み係数Ｗ１を受信局３１０１Ｃに送信せず、制御装置３４０１Ｃが重み係数Ｗ２を協力局３２０１Ｃに送信せず、また、制御装置３４０１Ｃが重み係数Ｗ３を協力局３３０１Ａに送信しない点が異なる。【０４４４】
また、図４０に示す制御装置３４０１Ｃにおいて、重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１とを乗算し、重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２とを乗算し、重み係数Ｗ３と受信信号Ｘ３とを乗算する点が異なる。さらに、受信局３１０１Ｃが、受信信号Ｘ１を常時、制御装置３４０１Ｃに送信する点が異なり（図３６では乗算値Ｗ１・Ｘ１を常時送信する）、協力局３２０１Ｃが、受信信号Ｘ２を常時、制御装置３４０１Ｃに送信する点が異なり（図３６では乗算値Ｗ２・Ｘ２を常時送信する）、協力局３３０１Ｃが、受信信号Ｘ３を常時、制御装置３４０１Ｃに送信する点が異なる（図３６では乗算値Ｗ３・Ｘ３を常時送信する）。他の構成は、図３６に示す構成と同様である。このため、重複する説明は省略する。【０４４５】
このように、制御装置３４０１Ｃにおいて、重み係数Ｗ１と受信信号Ｘ１の乗算、重み係数Ｗ２と受信信号Ｘ２の乗算、および重み係数Ｗ３と受信信号Ｘ３の乗算を行なうことにより、制御装置３４０１Ｃから受信局３１０１Ｃ、協力局３２０１Ｃ、および協力局３３０１Ｃに対して重み係数の信号を送信する必要がなくなる。また、受信局３１０１Ｃ、協力局３２０１Ｃ、および協力局３３０１Ｃにおいて、重み係数と受信信号との乗算処理をなくすことができ、受信局３１０１Ｃ、協力局３２０１Ｃ、および協力局３３０１Ｃにおける処理を簡略化できるようになる。【０４４６】
また、図４１は、本発明の第１９の実施の形態に係わる指向性制御システムにおける、受信局３１０１Ｃ、協力局３２０１Ｃ、協力局３３０１Ｃ、および制御装置３４０１Ｃの構成例を示す図である。【０４４７】
図４１に示す構成例では、図３８に示す第１７の実施の形態の構成例と比較して、図３８に示す制御装置３４０１Ｃ内の重み係数送信部３４１３と、乗算信号受信部３４１４とが省略されている。また、図３８に示す受信局３１０１Ｂ内の受信局内重み係数受信部３１１３と、受信局内乗算部３１１４と、受信局内乗算信号送信部３１１５とが省略されている。また、図３８に示す協力局３２０１Ｂ内の第１協力局内重み係数受信部３２１４と、第１協力局内乗算部３２１５と、第１協力局内乗算信号送信部３２１６とが省略されている。さらに、図３８に示す協力局３３０１内の第２協力局内重み係数受信部３３１４と、第２協力局内乗算部３３１５と、第２協力局内乗算信号送信部３３１６とが省略されている。【０４４８】
すなわち、図４１に示す構成例では、制御装置３４０１Ｃから、受信局３１０１Ｃと協力局３２０１Ｃと協力局３３０１Ｃとに対して重み係数Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の信号を送信せず、また、受信局３１０１Ｃ、協力局３２０１Ｃ、および協力局３３０１Ｃにおいて重み係数と受信信号の乗算処理が行なわれないため、これらに関連する処理部が省略されている。この重み係数と受信信号の乗算処理は、制御装置３４０１Ｃ内の合成信号生成部３４１５で行なわれる。他の構成は図３８に示す第１７の実施の形態の構成と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【０４４９】
また、図４２は、図４０に示す指向性制御システムにおける各局装置の処理の流れを示すシーケンス図である。【０４５０】
図４２に示すシーケンス図は、図３７に示す第１７の実施の形態におけるシーケンス図と比較して、ステップＳ４０１〜Ｓ４１６、およびステップＳ４２５〜Ｓ４３０は共通であり、図３７示すステップＳ４１７〜Ｓ４２４が省略され、変わりにステップＳ４２４Ａの処理（制御装置３４０１Ｃにおける重み係数と受信信号の乗算処理）が追加された点が異なる。【０４５１】
すなわち、制御装置３４０１Ｃが重み係数の送信を行なわず、制御装置３４０１Ｃにおいて、重み係数Ｗと受信信号Ｘの乗算処理を行なう点だけが異なる。このため、同一の処理内容の同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【０４５２】
以上、本発明の第１５の実施の形態から第１９の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態おいては、受信局が送信局から送信される所望信号を受信する例についてのみ説明したが、これに限られるものではなく、受信局は所望信号の受信と送信を行なうようにしてもよい。同様に、第１５の実施の形態から第１９の実施の形態においては、送信局が受信局に対して所望信号を送信する例についてのみ説明したが、これに限られず、送信局は所望信号の送信と受信を行なうようにしてもよい。【０４５３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の指向性制御システム、制御装置、受信局（受信局装置）、協力局（協力局装置）、および送信局は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０４５４】
本発明は、アレーアンテナを備えていない小型の受信局装置であっても、アンテナ指向性制御による干渉抑圧を行うことができる指向性制御システム、制御装置、協力局装置、受信局装置、指向性制御方法などに適用できる。
【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】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【国際調査報告】
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