(57)【要約】    【課題】      通信容量、通信品質を向上する無線通信装置を提供すること。    【解決手段】  基地局２００に、複数のアンテナ２１０と、送信信号をＭＩＭＯ通信の形式に形成しアンテナ２１０を介して送信するＭＩＭＯ送信処理部２６０と、送信信号を指向性通信の形式に形成しアンテナ２１０を介して送信する送信ビーム形成部２５５と、前記ＭＩＭＯ通信の通信品質および前記指向性通信の通信品質の少なくともいずれか一方に応じて、前記ＭＩＭＯ送信手段および前記指向性送信手段を切り換える通信方式切り換え制御部２４０とを設けた。こうすることにより、ＭＩＭＯ通信の通信品質および指向性通信の通信品質の少なくともいずれか一方に応じて、ＭＩＭＯ送信手段および指向性送信手段を切り換えるので、実際の通信状況に応じた柔軟な通信方式の切り替えが可能となり、通信システムにおける通信容量、通信品質を向上する無線通信装置を実現することができる。  【選択図】      図２
2006287669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと、
送信信号をＭＩＭＯ通信の形式に形成し前記アンテナを介して送信するＭＩＭＯ送信手段と、
送信信号を指向性通信の形式に形成し前記アンテナを介して送信する指向性送信手段と、
前記ＭＩＭＯ通信の通信品質および前記指向性通信の通信品質の少なくともいずれか一方に応じて、前記ＭＩＭＯ送信手段および前記指向性送信手段を切り換える通信方式切り換え制御手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
第１の無線受信装置および第２の無線受信装置と通信する無線通信装置であって、
前記第１および第２の無線受信装置の位置する方向を推定する推定手段を具備し、
前記指向性送信手段は、前記第１の無線受信装置と前記指向性通信を行い前記第２の無線受信装置と前記ＭＩＭＯ通信を行っているときに、推定された前記第１の無線受信装置の位置する方向に前記送信指向性を形成するとともに、前記第２の無線受信装置の位置する方向にヌル方向を向けるように前記送信指向性を形成することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
各アンテナは、隣接するアンテナとの離間距離が搬送波の半波長以下であり、
前記ＭＩＭＯ送信手段は、互いの離間距離が前記搬送波の半波長より大きい前記アンテナのグループを用いて送信し、
前記指向性送信手段は、互いの離間距離が前記搬送波の半波長以下の前記アンテナのグループを用いて送信することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項４】
ＭＩＭＯ通信形式で送信された送信信号の受信品質を測定する第１の受信品質測定手段と、
指向性通信形式で送信された送信信号の受信品質を測定する第２の受信品質測定手段と、
前記第１の受信品質測定手段および前記第２の受信品質測定手段における測定結果の少なくともいずれか一方に基づいて、前記送信信号の送信側における通信方式を切り換える通信方式切り換え情報を生成する通信方式切り換え情報生成手段と、
前記通信方式切り換え情報を前記送信側に送信する送信手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に関し、特にＭＩＭＯ通信方式又は指向性通信方式での通信が可能な無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像等の大容量のデータ通信を可能にする技術としてＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ ／ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）通信が注目されている。このＭＩＭＯ通信の１つに空間分割多重方式（ＳＤＭ：Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）がある。このＳＤＭでは送信側の複数のアンテナからそれぞれ異なる送信データ（サブストリーム）を送信し、受信側では伝搬路上で混ざり合った複数の送信データを伝搬路推定値を用いて元の送信データに分離する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
実際上、ＳＤＭでは、送信装置から送信された信号を、送信装置の数と同数又はそれよりも多いアンテナ数で受信し、当該各アンテナによって受信された信号にそれぞれ挿入されているパイロット信号に基づいてアンテナ間の伝搬路特性を推定する。この推定された伝搬路特性Ｈは、例えば送信側アンテナが２つであり、受信アンテナが２つである場合には、２×２の行列によって表される。ＳＤＭ方式では、求めた伝搬路特性Ｈの独立性を利用して、各受信アンテナで得られた受信信号に基づいて、各送信アンテナから送信された送信信号（サブストリーム）を求める。
【０００４】
しかし、伝搬路特性Ｈの相関が高くなり独立性が低くなると、伝搬路上で混ざり合った複数の送信データを受信側で分離することが困難となり、通信容量、通信品質の劣化が生じてしまう。
【０００５】
かかる問題点を解決するために、特許文献２に示される通信システムにおいては、移動局が通信を行うシステムが大セルシステムか中小セルシステムかによって通信方式を変えている。すなわち、図７（ｂ）に示すように、伝搬路特性Ｈの相関が低い傾向の強い中小セルシステムにおいてはＭＩＭＯによる通信を行い高速通信を実現する。一方、図７（ａ）に示すように、伝搬路特性Ｈの相関が高くなる傾向の強い大セルシステムにおいてはＭＩＭＯ通信を行わず、複数のアンテナを用いて指向性送信を行い、伝搬路特性Ｈの相関が高いことによる通信容量、通信品質の劣化を軽減している。
【特許文献１】特開２００２−４４０５１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３８７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の通信システムにおいては、移動局が通信を行うシステムが大セルシステムか中小セルシステムかによって通信方式を変更するものの、移動局が通信を行うシステムが決まれば選択される通信方式は固定的である。そのため、実際の伝搬路特性の状況に合った通信方式が適用されていない状況が生じ、通信容量、通信品質の劣化が生じる問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、通信容量、通信品質を向上する無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の無線通信装置は、複数のアンテナと、送信信号をＭＩＭＯ通信の形式に形成し前記アンテナを介して送信するＭＩＭＯ送信手段と、送信信号を指向性通信の形式に形成し前記アンテナを介して送信する指向性送信手段と、前記ＭＩＭＯ通信の通信品質および前記指向性通信の通信品質の少なくともいずれか一方に応じて、前記ＭＩＭＯ送信手段および前記指向性送信手段を切り換える通信方式切り換え制御手段と、を具備する構成を採る。
【０００９】
本発明の無線通信装置は、ＭＩＭＯ通信形式で送信された送信信号の受信品質を測定する第１の受信品質測定手段と、指向性通信形式で送信された送信信号の受信品質を測定する第２の受信品質測定手段と、前記第１の受信品質測定手段および前記第２の受信品質測定手段における測定結果の少なくともいずれか一方に基づいて、前記送信信号の送信側における通信方式を切り換える通信方式切り換え情報を生成する通信方式切り換え情報生成手段と、前記通信方式切り換え情報を前記送信側に送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通信容量、通信品質を向上する無線通信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１に示すように移動局１００は、複数のアンテナ１１０と、ＲＦ受信部１１５と、ＭＩＭＯ受信処理部１２０と、ＭＩＭＯ通信状態測定部１２５と、ダイバーシチ受信信号処理部１３０と、指向性通信状態測定部１３５と、通信方式切り換え判定部１４０と、ダイバーシチ送信信号処理部１４５と、ＭＩＭＯ送信処理部１５０と、ＲＦ送信部１５５とを有する。
【００１３】
ＲＦ受信部１１５は、アンテナ１１０−１およびアンテナ１１０−２にて受信した受信信号を入力し、所定の処理（ダウンコンバートなど）を行い、ＭＩＭＯ受信処理部１２０およびダイバーシチ受信信号処理部１３０に出力する。
【００１４】
ＭＩＭＯ受信処理部１２０は、後述する基地局２００よりＭＩＭＯ送信された信号を復調する。具体的には、基地局２００よりＭＩＭＯ送信された送信データおよびＭＩＭＯ用パイロット信号を復調する。
【００１５】
ＭＩＭＯ通信状態測定部１２５は、ＭＩＭＯ受信処理部１２０にて復調されたＭＩＭＯ用パイロット信号に基づき、ＭＩＭＯ通信における通信品質、例えば受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を測定する。
【００１６】
ダイバーシチ受信信号処理部１３０は、基地局２００より指向性送信された信号を復調する。具体的には、基地局２００より指向性送信された送信データおよびビームフォーミング用パイロット信号を復調する。
【００１７】
指向性通信状態測定部１３５は、ダイバーシチ受信信号処理部１３０にて復調されたビームフォーミング用パイロット信号に基づき、指向性通信における通信品質、例えば受信ＳＩＲを測定する。
【００１８】
通信方式切り換え判定部１４０は、ＭＩＭＯ通信状態測定部１２５にて測定されたＭＩＭＯ通信における受信ＳＩＲおよび指向性通信状態測定部１３５にて測定された指向性通信における受信ＳＩＲの少なくともいずれか一方に基づいて、通信方式（ＭＩＭＯ通信および指向性通信）の切り換えを行うか否かの判定（「切り換え判定」）を行う。
【００１９】
具体的には、上記「切り換え判定」は、例えば次のように行う。第１の例としては、通信方式切り換え判定部１４０は、ＭＩＭＯ通信状態測定部１２５にて測定されたＭＩＭＯ通信における受信ＳＩＲと所定のしきい値を比較して、比較の結果当該ＭＩＭＯ通信における受信ＳＩＲが所定のしきい値より大きいときには、ＭＩＭＯ通信を選択する。一方、当該ＭＩＭＯ通信における受信ＳＩＲが所定のしきい値以下のときには、通信方式切り換え判定部１４０は、指向性通信を選択する。
【００２０】
また、第２の例としては、通信方式切り換え判定部１４０は、指向性通信状態測定部１３５にて測定された指向性通信における受信ＳＩＲと所定のしきい値とを比較して、比較の結果当該指向性通信における受信ＳＩＲが所定のしきい値より大きいときには、指向性通信を選択する。一方、指向性通信における受信ＳＩＲが所定のしきい値以下のときには、通信方式切り換え判定部１４０は、ＭＩＭＯ通信を選択する。
【００２１】
また、第３の例としては、通信方式切り換え判定部１４０は、ＭＩＭＯ通信状態測定部１２５にて測定されたＭＩＭＯ通信における受信ＳＩＲと、指向性通信状態測定部１３５にて測定された指向性通信における受信ＳＩＲとを比較する。その比較の結果、ＭＩＭＯ通信における受信ＳＩＲより指向性通信における受信ＳＩＲが大きいときには、通信方式切り換え判定部１４０は、指向性通信を選択する。一方、指向性通信における受信ＳＩＲよりＭＩＭＯ通信における受信ＳＩＲが大きいときには、通信方式切り換え判定部１４０は、ＭＩＭＯ通信を選択する。
【００２２】
そして、通信方式切り換え判定部１４０は、以上の「切り換え判定」により選択された通信方式の識別情報を、現在の通信方式にて送信する。すなわち、通信方式切り換え判定部１４０は、現在ＭＩＭＯ通信を行っている場合にはＭＩＭＯ送信処理部１５０に「切り換え判定」により選択された通信方式の識別情報を出力する。一方、通信方式切り換え判定部１４０は、現在指向性通信を行っている場合にはダイバーシチ送信信号処理部１４５に「切り換え判定」により選択された通信方式の識別情報を出力する。つまり、通信方式切り換え判定部１４０より選択された通信方式は次の受信及び送信から反映され、選択直後には反映されない。なお、通信開始時の初期状態は、ＭＩＭＯ通信或いは指向性通信のいずれかに設定されている。
【００２３】
ダイバーシチ送信信号処理部１４５は、送信データをダイバーシチ通信の形式に形成するとともに、通信方式識別情報についてもダイバーシチ通信の形式に形成する。そして、ダイバーシチ通信の形式に形成された送信データおよび通信方式識別情報は、ＲＦ送信部１５５に出力される。
【００２４】
ＭＩＭＯ送信処理部１５０は、ＭＩＭＯ通信が選択されたことを示す上記通信方式識別情報が入力すると、送信データをＭＩＭＯ通信の形式に形成するとともに、通信方式識別情報についてもＭＩＭＯ通信の形式に形成する。そして、ＭＩＭＯ通信の形式に形成された送信データおよび通信方式識別情報は、ＲＦ送信部１５５に出力される。
【００２５】
ＲＦ送信部１５５は、ダイバーシチ送信信号処理部１４５およびＭＩＭＯ送信処理部１５０からの送信データおよび通信方式識別情報に所定の処理（アップコンバートなど）を施しアンテナ１１０−１およびアンテナ１１０−２を介して送信する。
【００２６】
図２に示すように基地局２００は、アンテナ２１０−１〜４と、ＲＦ受信部２１５と、到来方向推定処理部２２０と、受信ビーム形成部２２５と、受信信号処理部２３０と、ＭＩＭＯ受信処理部２３５と、通信方式切り換え制御部２４０と、バッファ２４５と、送信データ生成部２５０と、送信ビーム形成部２５５と、ＭＩＭＯ送信処理部２６０と、送信ビーム形成部２６５と、送信パイロット生成部２７０と、ＭＩＭＯ用パイロット生成部２７５と、ＲＦ送信部２８０とを有する。
【００２７】
ＲＦ受信部２１５は、アンテナ２１０−１〜４にて受信した受信信号を入力し、所定の処理（ダウンコンバートなど）を行う。アンテナ２１０−１〜４の各々は、隣接するアンテナ２１０との離間距離がλ／２（λは、搬送波の波長）以下であり、指向性通信が可能となっている。
【００２８】
到来方向推定処理部２２０は、各アンテナ２１０にて受信して所定の処理がなされた後の受信信号を入力し、その受信信号に含まれる移動局１００から送信されたパイロット信号成分に基づいて、上記受信信号が到来する方向（これは、移動局１００が現在存在する方向に対応する）を推定し、推定結果を到来方向情報として受信ビーム形成部２２５、送信ビーム形成部２５５および送信ビーム形成部２６５に出力する。
【００２９】
受信ビーム形成部２２５は、到来方向情報が示す方向に受信ビームを形成する。すなわち、到来方向情報が示す方向に受信指向性が形成されるように、ＲＦ受信部２１５にて所定の処理が施された後の各受信信号に重みづけを行う。そして、重みづけされた各受信信号は、受信信号処理部２３０に出力される。
【００３０】
受信信号処理部２３０は、重みづけされた各受信信号を入力し、復調処理を行う。そして、復調処理後の受信信号に移動局１００から送信された通信方式識別情報が含まれる場合には、当該通信方式識別情報を通信方式切り換え制御部２４０に出力する。
【００３１】
ＭＩＭＯ受信処理部２３５は、アンテナ２１０−１およびアンテナ２１０−４にて受信された受信信号に対応する、ＲＦ受信部２１５からの出力信号を入力し、ＭＩＭＯ復調を行う。そして、復調処理後の受信信号に移動局１００から送信された通信方式識別情報が含まれる場合には、当該通信方式識別情報を通信方式切り換え制御部２４０に出力する。なお、ここでは、アンテナ２１０−１とアンテナ２１０−４とが最も離れているので最も相関が低いと考えられるためこれらのアンテナにて受信した受信信号を用いたが、相関の低いアンテナ２１０にて受信した受信信号であればよく、互いにλ／２より大きい離間間隔を持つアンテナ２１０にて受信された受信信号であればよい。
【００３２】
通信方式切り換え制御部２４０は、受信信号処理部２３０又はＭＩＭＯ受信処理部２３５から通信方式識別情報を受け取り、送信データを送信する方式を切り換える。具体的には、バッファ２４５に対して通信方式識別情報を送出することにより、バッファ２４５からの送信データの出力先を送信ビーム形成部２５５又はＭＩＭＯ送信処理部２６０に切り換える。
【００３３】
バッファ２４５は、送信データ生成部２５０にて生成された送信データを入力し、通信方式切り換え制御部２４０の制御により当該送信データの出力先を送信ビーム形成部２５５又はＭＩＭＯ送信処理部２６０に切り換える。すなわち、通信方式切り換え制御部２４０からの通信方式識別情報に対応する送信ビーム形成部２５５又はＭＩＭＯ送信処理部２６０に出力する。
【００３４】
送信ビーム形成部２５５は、バッファ２４５から送信データを入力し、変調して送信信号を形成する。そして、送信ビーム形成部２５５は、到来方向推定処理部２２０からの到来方向情報に対応する方向に指向性が形成されるように重みづけをした複数の送信信号（アンテナ２１０の本数に対応する）を形成し、ＲＦ送信部２８０に対して出力する。
【００３５】
ＭＩＭＯ送信処理部２６０は、バッファ２４５から送信データを入力し、ＭＩＭＯ通信形式の送信信号を形成する。そして、ＭＩＭＯ送信処理部２６０は、形成した各送信信号に変調処理を施して、ＲＦ送信部２８０を介して対応するアンテナ２１０から送信されるように出力する。なお、ここでは、アンテナ２１０−１とアンテナ２１０−４とが最も離れているので最も相関が低いと考えられるためこれらのアンテナを送信に用いたが、相関の低いアンテナ２１０であればよく、互いにλ／２より大きい離間間隔を持つアンテナ２１０であればよい。
【００３６】
送信ビーム形成部２６５は、送信パイロット生成部２７０にて生成されたパイロット信号を入力し変調する。そして、送信ビーム形成部２６５は、到来方向推定処理部２２０からの到来方向情報に対応する方向に指向性が形成されるように変調後のパイロット信号に対して重みづけを行い、複数の送信信号を形成する。当該複数の送信信号は、ＲＦ送信部２８０を介して対応するアンテナ２１０から送信されるように出力される。なお、ここでは後述するＭＩＭＯ用パイロット信号の送信に利用するアンテナ以外のアンテナ２１０を利用する。
【００３７】
ＭＩＭＯ用パイロット生成部２７５は、複数のＭＩＭＯ用パイロット信号を生成し、各ＭＩＭＯ用パイロット信号に変調処理を施して、ＲＦ送信部２８０を介して対応するアンテナ２１０から送信されるように出力する。なお、ここでは、アンテナ２１０−１とアンテナ２１０−４とが最も離れているので最も相関が低いと考えられるためこれらのアンテナを送信に用いたが、相関の低いアンテナ２１０であればよく、互いにλ／２より大きい離間間隔を持つアンテナ２１０であればよい。
【００３８】
ＲＦ送信部２８０は、各種信号を入力し、所定の処理（アップコンバートなど）を施す。そして、所定の処理が施された後の信号は、対応するアンテナ２１０を介して送信される。
【００３９】
なお、上記説明においては、通信方式切り換え判定部１４０にてＭＩＭＯ通信における受信ＳＩＲおよび指向性通信における受信ＳＩＲの少なくともいずれか一方に基づいて、通信方式（ＭＩＭＯ通信および指向性通信）の切り換えを行うか否かの判定（「切り換え判定」）を行うものとした。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、受信ＳＩＲの代わりにフレームエラーレートに基づいて切り換え判定を行ってもよい。
【００４０】
すなわち、現在利用している通信におけるフレームエラーレートを測定し、このフレームエラーレートが所定のしきい値以上のときには、他の通信方式に切り換える。具体的には、現在ＭＩＭＯ通信をしている場合、ＭＩＭＯ通信状態測定部１２５においてＭＩＭＯ通信におけるフレームエラーレートを測定し測定結果を通信方式切り換え判定部１４０に出力する。通信方式切り換え判定部１４０は、フレームエラーレートの測定結果が所定のしきい値より大きい場合には、指向性通信を選択する。また、現在指向性通信をしている場合、指向性通信状態測定部１３５において指向性通信におけるフレームエラーレートを測定し測定結果を通信方式切り換え判定部１４０に出力する。通信方式切り換え判定部１４０は、フレームエラーレートの測定結果が所定のしきい値より大きい場合には、ＭＩＭＯ通信を選択する。
【００４１】
このように実施の形態１によれば、基地局２００に、複数のアンテナ２１０と、送信信号をＭＩＭＯ通信の形式に形成しアンテナ２１０を介して送信するＭＩＭＯ送信処理部２６０と、送信信号を指向性通信の形式に形成しアンテナ２１０を介して送信する送信ビーム形成部２５５と、前記ＭＩＭＯ通信の通信品質および前記指向性通信の通信品質の少なくともいずれか一方に応じて、前記ＭＩＭＯ送信処理部２６０および前記送信ビーム形成部２５５を切り換える通信方式切り換え制御部２４０とを設けた。
【００４２】
こうすることにより、ＭＩＭＯ通信の通信品質および指向性通信の通信品質の少なくともいずれか一方に応じて、ＭＩＭＯ送信手段および指向性送信手段を切り換えるので、実際の通信状況に応じた柔軟な通信方式の切り替えが可能となり、通信システムにおける通信容量、通信品質を向上する無線通信装置を実現することができる。
【００４３】
さらに、各アンテナ２１０は、隣接するアンテナ２１０との離間距離が搬送波の半波長以下であり、ＭＩＭＯ送信処理部２６０は、互いの離間距離が前記搬送波の半波長より大きいアンテナ２１０のグループを用いて送信し、送信ビーム形成部２５５は、互いの離間距離が前記搬送波の半波長以下のアンテナ２１０のグループを用いて送信する。
【００４４】
こうすることにより、ＭＩＭＯ通信のためのアンテナと指向性通信のためのアンテナを各々別個に用意する必要がなくなるため、無線通信装置の省スペース化および低コスト化を実現することができる。
【００４５】
また、実施の形態１によれば、移動局１００に、ＭＩＭＯ通信形式で送信された送信信号の受信品質を測定するＭＩＭＯ通信状態測定部１２５と、指向性通信形式で送信された送信信号の受信品質を測定する指向性通信状態測定部１３５と、ＭＩＭＯ通信状態測定部１２５および指向性通信状態測定部１３５における測定結果の少なくともいずれか一方に基づいて、前記送信信号の送信側における通信方式を切り換える通信方式切り換え情報を生成する通信方式切り換え判定部１４０と、前記通信方式切り換え情報（通信方式識別情報）を前記送信側に送信するＲＦ送信部１５５と、を設けた。
【００４６】
こうすることにより、通信方式切り換え情報（通信方式識別情報）を受け取る送信側（基地局２００）において実際の通信状況に応じた柔軟な通信方式の切り替えが可能となり、通信システムにおける通信容量、通信品質を向上する無線通信装置を実現することができる。
【００４７】
（実施の形態２）
実施の形態１においては、移動局１００と基地局２００との１対１の通信を前提に説明を行った。これに対して、実施の形態２においては複数の移動局１００と基地局とが通信を行う場合について説明を行う。
【００４８】
図３に示すように基地局３００は、複数の移動局１００（同図においては２つの移動局１００−１および１００−２）と通信を行っている。そして、基地局３００と移動局１００−１との間の通信は指向性通信が行われており、一方、基地局３００と移動局１００−２との間の通信はＭＩＭＯ通信が行われている。
【００４９】
そして、実施の形態２の基地局３００は、指向性通信を行っている移動局１００−１に対する指向性を形成する際に、ＭＩＭＯ通信を行っている移動局１００−２に対してはヌル方向（低利得方向）を向けるように指向性を制御する。こうすることにより、実際上基地局３００から近距離に位置している可能性が高い、ＭＩＭＯ通信を行っている移動局１００−２に対してはヌル方向（低利得方向）を向けることができるので、近距離に位置する無線通信装置への干渉を低減することができる。
【００５０】
図４に示すように基地局３００は、送信ビーム形成部３１０と、送信ビーム形成部３２０とを有する。
【００５１】
送信ビーム形成部３１０は、到来方向推定処理部２２０より移動局１００−１および移動局１００−２についての到来方向情報を入力する。また、送信ビーム形成部３１０は、通信方式切り換え制御部２４０より、通信を行っている移動局１００の移動局識別情報と、当該移動局識別情報により特定される移動局１００がどちらの通信を行うのかを示す通信方式識別情報を入力する。具体的には、指向性通信を行っている移動局１００−１の識別情報と指向性通信を行う旨の通信方式識別情報とが対応づけられて入力される。また、ＭＩＭＯ通信を行っている移動局１００−２の識別情報とＭＩＭＯ通信を行う旨の通信方式識別情報とが対応づけられて入力される。
【００５２】
そして、送信ビーム形成部３１０は、指向性通信を行っている移動局（ここでは、移動局１００−１）に対する指向性を形成する際に、ＭＩＭＯ通信を行っている移動局（ここでは、移動局１００−２）の方向に対してヌル方向（低利得方向）を向けるように指向性を形成する。
【００５３】
送信ビーム形成部３２０は、到来方向推定処理部２２０より移動局１００−１および移動局１００−２についての到来方向情報を入力する。また、送信ビーム形成部３２０は、通信方式切り換え制御部２４０より、通信を行っている移動局１００の移動局識別情報と、当該移動局識別情報により特定される移動局１００がどちらの通信を行うのかを示す通信方式識別情報を入力する。具体的には、指向性通信を行っている移動局１００−１の識別情報と指向性通信を行う旨の通信方式識別情報とが対応づけられて入力される。また、ＭＩＭＯ通信を行っている移動局１００−２の識別情報とＭＩＭＯ通信を行う旨の通信方式識別情報とが対応づけられて入力される。
【００５４】
そして、送信ビーム形成部３２０は、指向性通信を行っている移動局（ここでは、移動局１００−１）に対する指向性を形成する際に、ＭＩＭＯ通信を行っている移動局（ここでは、移動局１００−２）の方向に対してヌル方向（低利得方向）を向けるように指向性を形成する。
【００５５】
このように実施の形態２によれば、基地局３００に、複数のアンテナ２１０と、送信信号をＭＩＭＯ通信の形式に形成しアンテナ２１０を介して送信するＭＩＭＯ送信処理部２６０と、送信信号を指向性通信の形式に形成しアンテナ２１０を介して送信する送信ビーム形成部３１０と、前記ＭＩＭＯ通信の通信品質および前記指向性通信の通信品質の少なくともいずれか一方に応じて、ＭＩＭＯ送信処理部２６０および送信ビーム形成部３１０を切り換える通信方式切り換え制御部２４０とを設けた。
【００５６】
さらに基地局３００は、第１の無線受信装置（ここでは、移動局１００−１）および第２の無線受信装置（ここでは、移動局１００−２）と通信する無線通信装置であって、前記第１および第２の無線受信装置の位置する方向を推定する到来方向推定処理部２２０を具備し、送信ビーム形成部３１０が、前記第１の無線受信装置と前記指向性通信を行い前記第２の無線受信装置と前記ＭＩＭＯ通信を行っているときに、推定された前記第１の無線受信装置の位置する方向に送信指向性を形成するとともに、前記第２の無線受信装置の位置する方向にヌル方向を向けるように前記送信指向性を形成する。
【００５７】
こうすることにより、実際上基地局３００から近距離に位置している可能性が高い、ＭＩＭＯ通信を行っている移動局１００−２に対してはヌル方向（低利得方向）を向けることができるので、近距離に位置する無線通信装置への干渉を低減することができる。
【００５８】
（他の実施の形態）
実施の形態１および実施の形態２においては、移動局の通信方式切り換え判定部で通信方式（ＭＩＭＯ通信および指向性通信）の切り換えを行うか否かの判定（「切り換え判定」）を行った。しかしながら本発明はこれに限定されるものではなく、移動局から上記切り換え判定に必要な情報を基地局に送信し、基地局においてその情報を基に切り換え判定を行ってもよい。実施の形態１に適用した場合を例として説明する。
【００５９】
図５に示すように本実施の形態の移動局４００は、通信状態情報取得部４１０を有する。この通信状態情報取得部４１０は、ＭＩＭＯ通信状態測定部１２５にて測定されたＭＩＭＯ通信における受信ＳＩＲおよび指向性通信状態測定部１３５にて測定された指向性通信における受信ＳＩＲを入力する。そして、通信状態情報取得部４１０は、入力したＭＩＭＯ通信における受信ＳＩＲおよび指向性通信における受信ＳＩＲの少なくともいずれか一方を、ダイバーシチ送信信号処理部１４５又はＭＩＭＯ送信処理部１５０にて所定の処理を施した後、ＲＦ送信部１５５を介して基地局５００に送信する。
【００６０】
図６に示すように本実施の形態の基地局５００は、受信信号処理部５１０と、ＭＩＭＯ受信処理部５２０と、通信方式切り換え判定部５３０とを有する。
【００６１】
受信信号処理部５１０は、重みづけされた各受信信号を入力し、復調処理を行う。そして、復調処理後の受信信号に移動局４００から送信された通信状態情報（すなわち、ＭＩＭＯ通信における受信ＳＩＲおよび指向性通信における受信ＳＩＲ）が含まれる場合には、当該通信状態情報を通信方式切り換え判定部５３０に出力する。
【００６２】
ＭＩＭＯ受信処理部５２０は、アンテナ２１０−１およびアンテナ２１０−４にて受信された受信信号に対応する、ＲＦ受信部２１５からの出力信号を入力し、ＭＩＭＯ復調を行う。そして、復調処理後の受信信号に移動局４００から送信された通信状態情報が含まれる場合には、当該通信状態情報を通信方式切り換え判定部５３０に出力する。
【００６３】
通信方式切り換え判定部５３０は、移動局１００の通信方式切り換え判定部１４０と同様に、ＭＩＭＯ通信における受信ＳＩＲおよび指向性通信状態測定部１３５にて測定された指向性通信における受信ＳＩＲの少なくともいずれか一方に基づいて、通信方式（ＭＩＭＯ通信および指向性通信）の切り換えを行うか否かの判定（「切り換え判定」）を行う。なお、この場合にも受信ＳＩＲの代わりにフレームエラーレートを用いてもよい。
【００６４】
このように、基地局５００に、複数のアンテナ２１０と、送信信号をＭＩＭＯ通信の形式に形成しアンテナ２１０を介して送信するＭＩＭＯ送信処理部２６０と、送信信号を指向性通信の形式に形成しアンテナ２１０を介して送信する送信ビーム形成部２５５と、前記送信信号の受信側（移動局４００）からフィードバックされるＭＩＭＯ通信の通信品質および指向性通信の通信品質の少なくともいずれか一方に基づいて前記ＭＩＭＯ送信処理部２６０および前記送信ビーム形成部２５５の切り替えを判定する通信方式切り換え判定部５３０と、前記通信方式切り換え判定部５３０の判定結果に応じて前記ＭＩＭＯ送信処理部２６０および前記送信ビーム形成部２５５を切り換える通信方式切り換え制御部２４０とを設けた。
【００６５】
こうすることにより、ＭＩＭＯ通信の通信品質および指向性通信の通信品質の少なくともいずれか一方に応じて、ＭＩＭＯ送信手段および指向性送信手段を切り換えるので、実際の通信状況に応じた柔軟な通信方式の切り替えが可能となり、通信システムにおける通信容量、通信品質を向上する無線通信装置を実現することができる。
【００６６】
また、移動局４００に、ＭＩＭＯ通信形式で送信された送信信号の受信品質を測定するＭＩＭＯ通信状態測定部１２５と、指向性通信形式で送信された送信信号の受信品質を測定する指向性通信状態測定部１３５と、ＭＩＭＯ通信状態測定部１２５および指向性通信状態測定部１３５における測定結果の少なくともいずれか一方を、前記送信信号の送信側に送信する通信状態情報取得部４１０とを設けた。
【００６７】
こうすることにより、通信方式切り換え情報（通信方式識別情報）を受け取る送信側（基地局５００）において実際の通信状況に応じた柔軟な通信方式の切り替えが可能となり、通信システムにおける通信容量、通信品質を向上する無線通信装置を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の無線通信装置は、通信容量、通信品質を向上する効果を有し、ＭＩＭＯ通信方式および指向性通信方式の切り替えが可能な無線通信装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る移動局の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図
【図３】実施の形態２のシステムの説明に供する図
【図４】図３の基地局の構成を示すブロック図
【図５】他の実施の形態に係る移動局の構成を示すブロック図
【図６】他の実施の形態に係る基地局の構成を示すブロック図
【図７】従来の通信システムの説明に供する図
【符号の説明】
【００７０】
１００、４００  移動局
１１０、２１０  アンテナ
１１５、２１５  ＲＦ受信部
１２０、２３５、５２０  ＭＩＭＯ受信処理部
１２５  ＭＩＭＯ通信状態測定部
１３０  ダイバーシチ受信信号処理部
１３５  指向性通信状態測定部
１４０、５３０  通信方式切り換え判定部
１４５  ダイバーシチ送信信号処理部
１５０、２６０  ＭＩＭＯ送信処理部
１５５、２８０  ＲＦ送信部
２００、３００、５００  基地局
２２０  到来方向推定処理部
２２５  受信ビーム形成部
２３０、５１０  受信信号処理部
２４０  通信方式切り換え制御部
２４５  バッファ
２５０  送信データ生成部
２５５、２６５、３１０、３２０  送信ビーム形成部
２７０  送信パイロット生成部
２７５  ＭＩＭＯ用パイロット生成部
４１０  通信状態情報取得部
【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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