(57)【要約】【課題】平面型のアンテナの設置性を向上し、平面型のアンテナを使用する場合のスループットを向上するための技術を提供する。【解決手段】アンテナ装置は、平面型のアンテナと、アンテナが搭載された基板１０１，１０２とを備える。基板１０１，１０２は、他のアンテナ装置との接続に用いられる複数のコネクタ１０１０〜１０１３，１０２０〜１０２３を有している。基板１０１，１０２は、各コネクタから、アンテナの位置から見て自コネクタの配置方向を示す信号を出力するように構成されている。【選択図】図９
2018157357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面型のアンテナと、前記アンテナが搭載された基板と、を備えるアンテナ装置であって、
前記基板は、他のアンテナ装置との接続に用いられる複数のコネクタを有し、前記各コネクタから、前記アンテナの位置から見て自コネクタの配置方向を示す信号を出力するように構成されている、
アンテナ装置。
【請求項２】
それぞれが平面型の複数のアンテナと、前記複数のアンテナからのビーム放射を制御する制御装置と、を備える通信装置であって、
前記各アンテナは、位置調査用の信号を前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記各アンテナから受信した前記位置調査用の信号について位置調査用の測定対象量を測定し、前記制御装置からの距離に応じて前記測定対象量に生じる測定値の差に基づいて、前記複数のアンテナについて前記制御装置からの相対距離を推定する、
通信装置。
【請求項３】
平面型のアンテナと、前記アンテナが搭載された基板と、を備えるアンテナ装置であって、
前記基板は、複数の基板側接続点を有し、
前記アンテナは、前記複数の基板側接続点と電気回路的に接続される複数のアンテナ側接続点を有し、
前記複数のアンテナ側接続点は、
接続先の前記基板側接続点の電位を第１電位に制御するように構成された第１のアンテナ側接続点と、
接続先の前記基板側接続点の電位を前記第１電位とは異なる第２電位に制御するように構成された第２のアンテナ側接続点と
を含む、
アンテナ装置。
【請求項４】
平面型のアンテナと、前記アンテナが搭載された基板と、を備えるアンテナ装置であって、
前記基板と接続されることによって前記アンテナを支持する設置部材
を備え、
前記基板は、複数の基板側接続点を有し、
前記設置部材は、前記複数の基板側接続点と電気回路的に接続される複数の設置部材側接続点を有し、
前記複数の設置部材側接続点は、
接続先の前記基板側接続点の電位を第１電位に制御するように構成された第１の設置部材側接続点と、
接続先の前記基板側接続点の電位を前記第１電位とは異なる第２電位に制御するように構成された第２の設置部材側接続点と
を含む、
アンテナ装置。
【請求項５】
それぞれが平面型の複数のアンテナと、前記複数のアンテナからのビーム放射を制御する制御装置と、を備える通信装置であって、
前記制御装置は、前記複数のアンテナのうちの１つから位置調査用の信号を送信し、前記位置調査用の信号を前記複数のアンテナのうちの残りのアンテナによって受信し、受信信号について位置調査用の測定対象量を測定し、前記制御装置からの距離に応じて前記測定対象量に生じる測定値の差から、前記複数のアンテナについて前記制御装置からの相対距離を推定する、
通信装置。
【請求項６】
平面型のアンテナと、前記アンテナからのビーム放射を制御する制御装置と、を備える通信装置であって、
前記アンテナは、複数のアンテナ素子が平面状に配列されたビーム放射面を有し、
前記通信装置は、前記ビーム放射面に垂直な方向周りに前記アンテナを回転させる回転機構を備え、
前記制御装置は、前記回転機構を制御することによって前記ビーム放射面の設置角度を制御する、
通信装置。
【請求項７】
平面型のアンテナと、前記アンテナからのビーム放射を制御する制御装置と、を備える通信装置であって、
前記アンテナは、複数のアンテナ素子が平面状に配列されたビーム放射面を有し、
前記制御装置は、前記複数のアンテナ素子のうちでビーム放射に使用するアンテナ素子群を選択することによって前記ビーム放射面のうちで有効なビーム放射領域を設定し、前記有効なビーム放射領域の設定を制御することによってビーム放射方向を制御する、
通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナ装置および通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムの規格化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、無線区間についてはロングタームエボリューション（Long Term Evolution：ＬＴＥ）と称し、コアネットワークおよび無線アクセスネットワーク（以下、まとめて、ネットワークとも称する）を含めたシステム全体構成については、システムアーキテクチャエボリューション（System Architecture Evolution：ＳＡＥ）と称される通信方式が検討されている（例えば、非特許文献１〜８参照）。この通信方式は３．９Ｇ（3.9 Generation）システムとも呼ばれる。
【０００３】
ＬＴＥのアクセス方式としては、下り方向はＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）、上り方向はＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が用いられる。また、ＬＴＥは、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）とは異なり、回線交換を含まず、パケット通信方式のみになる。
【０００４】
非特許文献１（５章）に記載される、３ＧＰＰでの、ＬＴＥシステムにおけるフレーム構成に関する決定事項について、図１を用いて説明する。図１は、ＬＴＥ方式の通信システムで使用される無線フレームの構成を示す説明図である。図１において、１つの無線フレーム（Radio frame）は１０ｍｓである。無線フレームは１０個の等しい大きさのサブフレーム（Subframe）に分割される。サブフレームは、２個の等しい大きさのスロット（slot）に分割される。無線フレーム毎に１番目および６番目のサブフレームに下り同期信号（Downlink Synchronization Signal）が含まれる。同期信号には、第一同期信号（Primary Synchronization Signal：Ｐ−ＳＳ）と、第二同期信号（Secondary Synchronization Signal：Ｓ−ＳＳ）とがある。
【０００５】
３ＧＰＰでの、ＬＴＥシステムにおけるチャネル構成に関する決定事項が、非特許文献１（５章）に記載されている。ＣＳＧ（Closed Subscriber Group）セルにおいてもｎｏｎ−ＣＳＧセルと同じチャネル構成が用いられると想定されている。
【０００６】
物理報知チャネル（Physical Broadcast Channel：ＰＢＣＨ）は、基地局装置（以下、単に「基地局」という場合がある）から移動端末装置（以下、単に「移動端末」という場合がある）などの通信端末装置（以下、単に「通信端末」という場合がある）への下り送信用のチャネルである。ＢＣＨトランスポートブロック（transport block）は、４０ｍｓ間隔中の４個のサブフレームにマッピングされる。４０ｍｓタイミングの明白なシグナリングはない。
【０００７】
物理制御フォーマットインジケータチャネル（Physical Control Format Indicator Channel：ＰＣＦＩＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＣＦＩＣＨは、ＰＤＣＣＨｓのために用いるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボルの数を、基地局から通信端末へ通知する。ＰＣＦＩＣＨは、サブフレーム毎に送信される。
【０００８】
物理下り制御チャネル（Physical Downlink Control Channel：ＰＤＣＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＤＣＣＨは、後述のトランスポートチャネルの１つである下り共有チャネル（Downlink Shared Channel：ＤＬ−ＳＣＨ）のリソース割り当て（allocation）情報、後述のトランスポートチャネルの１つであるページングチャネル（Paging Channel：ＰＣＨ）のリソース割り当て（allocation）情報、ＤＬ−ＳＣＨに関するＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）情報を通知する。ＰＤＣＣＨは、上りスケジューリンググラント（Uplink Scheduling Grant）を運ぶ。ＰＤＣＣＨは、上り送信に対する応答信号であるＡｃｋ（Acknowledgement）／Ｎａｃｋ（Negative Acknowledgement）を運ぶ。ＰＤＣＣＨは、Ｌ１／Ｌ２制御信号とも呼ばれる。
【０００９】
物理下り共有チャネル（Physical Downlink Shared Channel：ＰＤＳＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＤＳＣＨには、トランスポートチャネルである下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）、およびトランスポートチャネルであるＰＣＨがマッピングされている。
【００１０】
物理マルチキャストチャネル（Physical Multicast Channel：ＰＭＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＭＣＨには、トランスポートチャネルであるマルチキャストチャネル（Multicast Channel：ＭＣＨ）がマッピングされている。
【００１１】
物理上り制御チャネル（Physical Uplink Control Channel：ＰＵＣＣＨ）は、通信端末から基地局への上り送信用のチャネルである。ＰＵＣＣＨは、下り送信に対する応答信号（response signal）であるＡｃｋ／Ｎａｃｋを運ぶ。ＰＵＣＣＨは、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）レポートを運ぶ。ＣＱＩとは、受信したデータの品質、もしくは通信路品質を示す品質情報である。またＰＵＣＣＨは、スケジューリングリクエスト（Scheduling Request：ＳＲ）を運ぶ。
【００１２】
物理上り共有チャネル（Physical Uplink Shared Channel：ＰＵＳＣＨ）は、通信端末から基地局への上り送信用のチャネルである。ＰＵＳＣＨには、トランスポートチャネルの１つである上り共有チャネル（Uplink Shared Channel：ＵＬ−ＳＣＨ）がマッピングされている。
【００１３】
物理ＨＡＲＱインジケータチャネル（Physical Hybrid ARQ Indicator Channel：ＰＨＩＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＨＩＣＨは、上り送信に対する応答信号であるＡｃｋ／Ｎａｃｋを運ぶ。物理ランダムアクセスチャネル（Physical Random Access Channel：ＰＲＡＣＨ）は、通信端末から基地局への上り送信用のチャネルである。ＰＲＡＣＨは、ランダムアクセスプリアンブル（random access preamble）を運ぶ。
【００１４】
下り参照信号（リファレンスシグナル（Reference Signal）：ＲＳ）は、ＬＴＥ方式の通信システムとして既知のシンボルである。以下の５種類の下りリファレンスシグナルが定義されている。セル固有参照信号（Cell-specific Reference Signal：ＣＲＳ）、ＭＢＳＦＮ参照信号（MBSFN Reference Signal）、ＵＥ固有参照信号（UE-specific Reference Signal）であるデータ復調用参照信号（Demodulation Reference Signal：ＤＭ−ＲＳ）、位置決定参照信号（Positioning Reference Signal：ＰＲＳ）、チャネル状態情報参照信号（Channel State Information Reference Signal：ＣＳＩ−ＲＳ）。通信端末の物理レイヤの測定として、リファレンスシグナルの受信電力（Reference Signal Received Power：ＲＳＲＰ）測定がある。
【００１５】
非特許文献１（５章）に記載されるトランスポートチャネル（Transport channel）について、説明する。下りトランスポートチャネルのうち、報知チャネル（Broadcast Channel：ＢＣＨ）は、その基地局（セル）のカバレッジ全体に報知される。ＢＣＨは、物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）にマッピングされる。
【００１６】
下り共有チャネル（Downlink Shared Channel：ＤＬ−ＳＣＨ）には、ＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）による再送制御が適用される。ＤＬ−ＳＣＨは、基地局（セル）のカバレッジ全体への報知が可能である。ＤＬ−ＳＣＨは、ダイナミックあるいは準静的（Semi-static）なリソース割り当てをサポートする。準静的なリソース割り当ては、パーシステントスケジューリング（Persistent Scheduling）ともいわれる。ＤＬ−ＳＣＨは、通信端末の低消費電力化のために通信端末の間欠受信（Discontinuous reception：ＤＲＸ）をサポートする。ＤＬ−ＳＣＨは、物理下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）へマッピングされる。
【００１７】
ページングチャネル（Paging Channel：ＰＣＨ）は、通信端末の低消費電力を可能とするために通信端末のＤＲＸをサポートする。ＰＣＨは、基地局（セル）のカバレッジ全体への報知が要求される。ＰＣＨは、動的にトラフィックに利用できる物理下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）のような物理リソースへマッピングされる。
【００１８】
マルチキャストチャネル（Multicast Channel：ＭＣＨ）は、基地局（セル）のカバレッジ全体への報知に使用される。ＭＣＨは、マルチセル送信におけるＭＢＭＳ（Multimedia Broadcast Multicast Service）サービス（ＭＴＣＨとＭＣＣＨ）のＳＦＮ合成をサポートする。ＭＣＨは、準静的なリソース割り当てをサポートする。ＭＣＨは、ＰＭＣＨへマッピングされる。
【００１９】
上りトランスポートチャネルのうち、上り共有チャネル（Uplink Shared Channel：ＵＬ−ＳＣＨ）には、ＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）による再送制御が適用される。ＵＬ−ＳＣＨは、ダイナミックあるいは準静的（Semi-static）なリソース割り当てをサポートする。ＵＬ−ＳＣＨは、物理上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）へマッピングされる。
【００２０】
ランダムアクセスチャネル（Random Access Channel：ＲＡＣＨ）は、制御情報に限られている。ＲＡＣＨは、衝突のリスクがある。ＲＡＣＨは、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）へマッピングされる。
【００２１】
ＨＡＲＱについて説明する。ＨＡＲＱとは、自動再送要求（Automatic Repeat reQuest：ＡＲＱ）と誤り訂正（Forward Error Correction）との組合せによって、伝送路の通信品質を向上させる技術である。ＨＡＲＱには、通信品質が変化する伝送路に対しても、再送によって誤り訂正が有効に機能するという利点がある。特に、再送にあたって初送の受信結果と再送の受信結果との合成をすることで、更なる品質向上を得ることも可能である。
【００２２】
再送の方法の一例を説明する。受信側にて、受信データが正しくデコードできなかった場合、換言すればＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）エラーが発生した場合（ＣＲＣ＝ＮＧ）、受信側から送信側へ「Ｎａｃｋ」を送信する。「Ｎａｃｋ」を受信した送信側は、データを再送する。受信側にて、受信データが正しくデコードできた場合、換言すればＣＲＣエラーが発生しない場合（ＣＲＣ＝ＯＫ）、受信側から送信側へ「Ａｃｋ」を送信する。「Ａｃｋ」を受信した送信側は次のデータを送信する。
【００２３】
非特許文献１（６章）に記載される論理チャネル（ロジカルチャネル：Logical channel）について、説明する。報知制御チャネル（Broadcast Control Channel：ＢＣＣＨ）は、報知システム制御情報のための下りチャネルである。論理チャネルであるＢＣＣＨは、トランスポートチャネルである報知チャネル（ＢＣＨ）、あるいは下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）へマッピングされる。
【００２４】
ページング制御チャネル（Paging Control Channel：ＰＣＣＨ）は、ページング情報（Paging Information）およびシステム情報（System Information）の変更を送信するための下りチャネルである。ＰＣＣＨは、通信端末のセルロケーションをネットワークが知らない場合に用いられる。論理チャネルであるＰＣＣＨは、トランスポートチャネルであるページングチャネル（ＰＣＨ）へマッピングされる。
【００２５】
共有制御チャネル（Common Control Channel：ＣＣＣＨ）は、通信端末と基地局との間の送信制御情報のためのチャネルである。ＣＣＣＨは、通信端末がネットワークとの間でＲＲＣ接続（connection）を有していない場合に用いられる。下り方向では、ＣＣＣＨは、トランスポートチャネルである下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）へマッピングされる。上り方向では、ＣＣＣＨは、トランスポートチャネルである上り共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）へマッピングされる。
【００２６】
マルチキャスト制御チャネル（Multicast Control Channel：ＭＣＣＨ）は、１対多の送信のための下りチャネルである。ＭＣＣＨは、ネットワークから通信端末への１つあるいはいくつかのＭＴＣＨ用のＭＢＭＳ制御情報の送信のために用いられる。ＭＣＣＨは、ＭＢＭＳ受信中の通信端末のみに用いられる。ＭＣＣＨは、トランスポートチャネルであるマルチキャストチャネル（ＭＣＨ）へマッピングされる。
【００２７】
個別制御チャネル（Dedicated Control Channel：ＤＣＣＨ）は、１対１にて、通信端末とネットワークとの間の個別制御情報を送信するチャネルである。ＤＣＣＨは、通信端末がＲＲＣ接続（connection）である場合に用いられる。ＤＣＣＨは、上りでは上り共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）へマッピングされ、下りでは下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）にマッピングされる。
【００２８】
個別トラフィックチャネル（Dedicated Traffic Channel：ＤＴＣＨ）は、ユーザ情報の送信のための個別通信端末への１対１通信のチャネルである。ＤＴＣＨは、上りおよび下りともに存在する。ＤＴＣＨは、上りでは上り共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）へマッピングされ、下りでは下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）へマッピングされる。
【００２９】
マルチキャストトラフィックチャネル（Multicast Traffic channel：ＭＴＣＨ）は、ネットワークから通信端末へのトラフィックデータ送信のための下りチャネルである。ＭＴＣＨは、ＭＢＭＳ受信中の通信端末のみに用いられるチャネルである。ＭＴＣＨは、マルチキャストチャネル（ＭＣＨ）へマッピングされる。
【００３０】
ＣＧＩとは、セルグローバル識別子（Cell Global Identifier）のことである。ＥＣＧＩとは、Ｅ−ＵＴＲＡＮセルグローバル識別子（E-UTRAN Cell Global Identifier）のことである。ＬＴＥ、後述のＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution Advanced）およびＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）において、ＣＳＧ（Closed Subscriber Group）セルが導入される。
【００３１】
ＣＳＧ（Closed Subscriber Group）セルとは、利用可能な加入者をオペレータが特定しているセル（以下「特定加入者用セル」という場合がある）である。特定された加入者は、ＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）の１つ以上のセルにアクセスすることが許可される。特定された加入者がアクセスを許可されている１つ以上のセルを「ＣＳＧセル（ＣＳＧ  ｃｅｌｌ（ｓ））」と呼ぶ。ただし、ＰＬＭＮにはアクセス制限がある。
【００３２】
ＣＳＧセルは、固有のＣＳＧアイデンティティ（CSG identity：ＣＳＧ−ＩＤ）を報知し、ＣＳＧインジケーション（CSG Indication）にて「ＴＲＵＥ」を報知するＰＬＭＮの一部である。予め利用登録し、許可された加入者グループのメンバーは、アクセス許可情報であるところのＣＳＧ−ＩＤを用いてＣＳＧセルにアクセスする。
【００３３】
ＣＳＧ−ＩＤは、ＣＳＧセルまたはセルによって報知される。ＬＴＥ方式の通信システムにＣＳＧ−ＩＤは複数存在する。そして、ＣＳＧ−ＩＤは、ＣＳＧ関連のメンバーのアクセスを容易にするために、通信端末（ＵＥ）によって使用される。
【００３４】
通信端末の位置追跡は、１つ以上のセルからなる区域を単位に行われる。位置追跡は、待受け状態であっても通信端末の位置を追跡し、通信端末を呼び出す、換言すれば通信端末が着呼することを可能にするために行われる。この通信端末の位置追跡のための区域をトラッキングエリアと呼ぶ。
【００３５】
３ＧＰＰにおいて、Ｈｏｍｅ−ＮｏｄｅＢ（Ｈｏｍｅ−ＮＢ；ＨＮＢ）、Ｈｏｍｅ−ｅＮｏｄｅＢ（Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ；ＨｅＮＢ）と称される基地局が検討されている。ＵＴＲＡＮにおけるＨＮＢ、およびＥ−ＵＴＲＡＮにおけるＨｅＮＢは、例えば家庭、法人、商業用のアクセスサービス向けの基地局である。非特許文献３には、ＨｅＮＢおよびＨＮＢへのアクセスの３つの異なるモードが開示されている。具体的には、オープンアクセスモード（Open access mode）と、クローズドアクセスモード（Closed access mode）と、ハイブリッドアクセスモード（Hybrid access mode）とが開示されている。
【００３６】
各々のモードは、以下のような特徴を有する。オープンアクセスモードでは、ＨｅＮＢおよびＨＮＢは、通常のオペレータのノーマルセルとして操作される。クローズドアクセスモードでは、ＨｅＮＢおよびＨＮＢは、ＣＳＧセルとして操作される。このＣＳＧセルは、ＣＳＧメンバーのみアクセス可能なＣＳＧセルである。ハイブリッドアクセスモードでは、ＨｅＮＢおよびＨＮＢは、非ＣＳＧメンバーも同時にアクセス許可されているＣＳＧセルとして操作される。言い換えれば、ハイブリッドアクセスモードのセル（ハイブリッドセルとも称する）は、オープンアクセスモードとクローズドアクセスモードとの両方をサポートするセルである。
【００３７】
３ＧＰＰでは、全ての物理セル識別子（Physical Cell Identity：ＰＣＩ）のうち、ＣＳＧセルで使用するためにネットワークによって予約されたＰＣＩ範囲がある（非特許文献１  １０．５．１．１章参照）。ＰＣＩ範囲を分割することをＰＣＩスプリットと称することがある。ＰＣＩスプリットに関する情報（ＰＣＩスプリット情報とも称する）は、システム情報によって基地局から傘下の通信端末に対して報知される。基地局の傘下とは、該基地局をサービングセルとすることを意味する。
【００３８】
非特許文献４は、ＰＣＩスプリットを用いた通信端末の基本動作を開示する。ＰＣＩスプリット情報を有していない通信端末は、全ＰＣＩを用いて、例えば５０４コード全てを用いて、セルサーチを行う必要がある。これに対して、ＰＣＩスプリット情報を有する通信端末は、当該ＰＣＩスプリット情報を用いてセルサーチを行うことが可能である。
【００３９】
また３ＧＰＰでは、リリース１０として、ロングタームエボリューションアドヴァンスド（Long Term Evolution Advanced：ＬＴＥ−Ａ）の規格策定が進められている（非特許文献５、非特許文献６参照）。ＬＴＥ−Ａは、ＬＴＥの無線区間通信方式を基本とし、それにいくつかの新技術を加えて構成される。
【００４０】
ＬＴＥ−Ａシステムでは、１００ＭＨｚまでのより広い周波数帯域幅（transmission bandwidths）をサポートするために、二つ以上のコンポーネントキャリア（Component Carrier：ＣＣ）を集約する（「アグリゲーション（aggregation）する」とも称する）、キャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation：ＣＡ）が検討されている。
【００４１】
ＣＡが構成される場合、ＵＥはネットワーク（Network：ＮＷ）と唯一つのＲＲＣ接続（RRC connection）を有する。ＲＲＣ接続において、一つのサービングセルがＮＡＳモビリティ情報とセキュリティ入力を与える。このセルをプライマリセル（Primary Cell：ＰＣｅｌｌ）と呼ぶ。下りリンクで、ＰＣｅｌｌに対応するキャリアは、下りプライマリコンポーネントキャリア（Downlink Primary Component Carrier：ＤＬ  ＰＣＣ）である。上りリンクで、ＰＣｅｌｌに対応するキャリアは、上りプライマリコンポーネントキャリア（Uplink Primary Component Carrier：ＵＬ  ＰＣＣ）である。
【００４２】
ＵＥの能力（ケーパビリティ（capability））に応じて、セカンダリセル（Secondary Cell：ＳＣｅｌｌ）が、ＰＣｅｌｌとサービングセルとの組を形成するために構成される。下りリンクで、ＳＣｅｌｌに対応するキャリアは、下りセカンダリコンポーネントキャリア（Downlink Secondary Component Carrier：ＤＬ  ＳＣＣ）である。上りリンクで、ＳＣｅｌｌに対応するキャリアは、上りセカンダリコンポーネントキャリア（Uplink Secondary Component Carrier：ＵＬ  ＳＣＣ）である。
【００４３】
一つのＵＥに対して、一つのＰＣｅｌｌと、一つ以上のＳＣｅｌｌからなるサービングセルとの組が構成される。
【００４４】
また、ＬＴＥ−Ａでの新技術としては、より広い帯域をサポートする技術（Wider bandwidth extension）、および多地点協調送受信（Coordinated Multiple Point transmission and reception：ＣｏＭＰ）技術などがある。３ＧＰＰでＬＴＥ−Ａのために検討されているＣｏＭＰについては、非特許文献７に記載されている。
【００４５】
モバイルネットワークのトラフィック量は、増加傾向にあり、通信速度も高速化が進んでいる。ＬＴＥおよびＬＴＥ−Ａが本格的に運用を開始されると、更に通信速度が高速化され、トラフィック量が増加することが見込まれる。
【００４６】
また、スマートフォンおよびタブレット端末の普及によって、セルラー系無線通信によるトラフィック量が爆発的に増加しており、世界中で無線リソースの不足が懸念されている。
【００４７】
トラフィック量の増加の問題に対して、３ＧＰＰにおいて、リリース１２版の規格書の策定が進められている。リリース１２版の規格書では、将来の膨大なトラフィック量に対応するために、スモールｅＮＢを用いることが検討されている。例えば、多数のスモールｅＮＢを設置して、多数のスモールセルを構成することによって、周波数利用効率を高めて、通信容量の増大を図る技術などが検討されている。
【００４８】
その中で、マクロセルとスモールセルとがオーバラップしている場合に、通信端末がマクロセルとスモールセルとの両方に接続する技術として、デュアルコネクティビティ（dual connectivity）が議論されている（非特許文献８参照）。非特許文献８には、マクロセルとスモールセルとがオーバラップしている場合に、通信端末がマクロセルとスモールセルとの両方に接続する技術として、デュアルコネクティビティ（dual connectivity）が開示されている。
【００４９】
さらに、高度化する移動体通信に対して、２０２０年以降にサービスを開始することをターゲットとした第５世代（以下「５Ｇ」という場合がある）無線アクセスシステムが検討されている。例えば、欧州では、ＭＥＴＩＳという団体で５Ｇの要求事項がまとめられている（非特許文献９参照）。
【００５０】
５Ｇ無線アクセスシステムでは、ＬＴＥシステムに対して、システム容量は１０００倍、データ伝送速度は１００倍、データ処理遅延は１０分の１（１／１０）、通信端末の同時接続数は１００倍として、更なる低消費電力化、および装置の低コスト化を実現することが要件として挙げられている。
【００５１】
このような要求を満たすために、周波数を広帯域で使用してデータの伝送容量を増やすこと、および、周波数利用効率を上げてデータの伝送速度を上げることが検討されている。これらを実現するために、空間多重を可能とする、多素子アンテナを用いたＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）およびビームフォーミングなどの技術が検討されている。
【００５２】
一方、アンテナを分離するｅＮＢの構成が議論されている。例えば、非特許文献１０のように、無線・アンテナ部制御部Radio Equipment Controller（ＲＥＣ）と、無線・アンテナ部Radio Equipment（ＲＥ）との間のインタフェース検討が始まっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００５３】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＳ３６．３００  Ｖ１１．７．０
【非特許文献２】３ＧＰＰ  Ｓ１−０８３４６１
【非特許文献３】３ＧＰＰ  Ｒ２−０８２８９９
【非特許文献４】３ＧＰＰ  ＴＲ  ３６．８１４  Ｖ９．０．０
【非特許文献５】３ＧＰＰ  ＴＲ  ３６．９１２  Ｖ１０．０．０
【非特許文献６】３ＧＰＰ  ＴＲ  ３６．８１９  Ｖ１１．１．０
【非特許文献７】３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．１４１  Ｖ１１．１．０
【非特許文献８】３ＧＰＰ  ＴＲ３６．８４２  Ｖ０．２．０
【非特許文献９】”Scenarios, requirements and KPIs for 5G mobile and wireless system”、ＩＣＴ−３１７６６９−ＭＥＴＩＳ／Ｄ１．１
【非特許文献１０】ＥＴＳＩ  ＧＳ  ＯＲＩ  ００２−１  Ｖ４．１．１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００５４】
５Ｇ無線アクセスシステム（以下「５Ｇ」という場合がある）では、大容量通信が要求されている。また、５Ｇで使用可能とされる周波数帯域は高周波帯となることが予想されている。これらの実現のために多素子アンテナの使用が検討されている。
【００５５】
多素子アンテナはポールアンテナに比べると平面かつ大型であるため、その設置性が課題となっている。また、設置される場所毎に通信容量が異なるため、基本となるサイズの多素子アンテナを設置場所に応じて複数設置する方法が検討されているが、多素子アンテナの設置間隔が課題となっている。
【００５６】
ここで、アンテナ間隔が狭い場合、隣接するアンテナ間の相関が高い。一方、アンテナ間隔が広い場合、隣接するアンテナ間の相関が低い。
【００５７】
多素子アンテナが用途に応じて適切にビームを送信するためには、この相関関係の把握が必要である。例えば、アンテナ間隔を狭くするほど、設置のための場所を小さくすることができ、設置場所の制約が少なくなる。しかし、同一端末に、異なるアンテナから異なる情報（ストリーム）を送信する場合、アンテナ相関が高いアンテナから送信するとスループットが低下するという問題がある。
【００５８】
また、設置環境によってアンテナの設置角度は変わるため、アンテナの設置方向を誤ると、意図した方向にビームを制御できない可能性がある。多くの多素子アンテナを設置する場合において一部の多素子アンテナの設置方向を誤ったとしてもスループット低下を容易に検出できないので、実質的なスループット低下を招くおそれがある。
【００５９】
また、２台以上の多素子アンテナが設置され、それぞれが別用途として使用される場合、各ビームから発生するサイドローブの干渉によって利得およびスループットが低下する。
【００６０】
本発明は、平面型のアンテナの設置性を向上し、平面型のアンテナを使用する場合のスループットを向上するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００６１】
本発明の第１のアンテナ装置は、平面型のアンテナと、前記アンテナが搭載された基板と、を備えるアンテナ装置であって、前記基板は、他のアンテナ装置との接続に用いられる複数のコネクタを有し、前記各コネクタから、前記アンテナの位置から見て自コネクタの配置方向を示す信号を出力するように構成されている。
【００６２】
本発明の第１の通信装置は、それぞれが平面型の複数のアンテナと、前記複数のアンテナからのビーム放射を制御する制御装置と、を備える通信装置であって、前記各アンテナは、位置調査用の信号を前記制御装置に送信し、前記制御装置は、前記各アンテナから受信した前記位置調査用の信号について位置調査用の測定対象量を測定し、前記制御装置からの距離に応じて前記測定対象量に生じる測定値の差に基づいて、前記複数のアンテナについて前記制御装置からの相対距離を推定する。
【００６３】
本発明の第２のアンテナ装置は、平面型のアンテナと、前記アンテナが搭載された基板と、を備えるアンテナ装置であって、前記基板は、複数の基板側接続点を有し、前記アンテナは、前記複数の基板側接続点と電気回路的に接続される複数のアンテナ側接続点を有し、前記複数のアンテナ側接続点は、接続先の前記基板側接続点の電位を第１電位に制御するように構成された第１のアンテナ側接続点と、接続先の前記基板側接続点の電位を前記第１電位とは異なる第２電位に制御するように構成された第２のアンテナ側接続点とを含む。
【００６４】
本発明の第３のアンテナ装置は、平面型のアンテナと、前記アンテナが搭載された基板と、を備えるアンテナ装置であって、前記基板と接続されることによって前記アンテナを支持する設置部材を備え、前記基板は、複数の基板側接続点を有し、前記設置部材は、前記複数の基板側接続点と電気回路的に接続される複数の設置部材側接続点を有し、前記複数の設置部材側接続点は、接続先の前記基板側接続点の電位を第１電位に制御するように構成された第１の設置部材側接続点と、接続先の前記基板側接続点の電位を前記第１電位とは異なる第２電位に制御するように構成された第２の設置部材側接続点とを含む。
【００６５】
本発明の第２の通信装置は、それぞれが平面型の複数のアンテナと、前記複数のアンテナからのビーム放射を制御する制御装置と、を備える通信装置であって、前記制御装置は、前記複数のアンテナのうちの１つから位置調査用の信号を送信し、前記位置調査用の信号を前記複数のアンテナのうちの残りのアンテナによって受信し、受信信号について位置調査用の測定対象量を測定し、前記制御装置からの距離に応じて前記測定対象量に生じる測定値の差から、前記複数のアンテナについて前記制御装置からの相対距離を推定する。
【００６６】
本発明の第３の通信装置は、平面型のアンテナと、前記アンテナからのビーム放射を制御する制御装置と、を備える通信装置であって、前記アンテナは、複数のアンテナ素子が平面状に配列されたビーム放射面を有し、前記通信装置は、前記ビーム放射面に垂直な方向周りに前記アンテナを回転させる回転機構を備え、前記制御装置は、前記回転機構を制御することによって前記ビーム放射面の設置角度を制御する。
【００６７】
本発明の第４の通信装置は、平面型のアンテナと、前記アンテナからのビーム放射を制御する制御装置と、を備える通信装置であって、前記アンテナは、複数のアンテナ素子が平面状に配列されたビーム放射面を有し、前記制御装置は、前記複数のアンテナ素子のうちでビーム放射に使用するアンテナ素子群を選択することによって前記ビーム放射面のうちで有効なビーム放射領域を設定し、前記有効なビーム放射領域の設定を制御することによってビーム放射方向を制御する。
【発明の効果】
【００６８】
本発明によれば、平面型のアンテナの設置性を向上することができる。それにより、平面型のアンテナを使用する場合のスループットを向上することができる。
【００６９】
本発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】ＬＴＥ方式の通信システムで使用される無線フレームの構成を示す説明図である。
【図２】３ＧＰＰにおいて議論されているＬＴＥ方式の通信システム２００の全体的な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る通信端末である図２に示す移動端末２０２の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る基地局である図２に示す基地局２０３の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係るＭＭＥの構成を示すブロック図である。
【図６】ＬＴＥ方式の通信システムにおいて通信端末（ＵＥ）が行うセルサーチから待ち受け動作までの概略を示すフローチャートである。
【図７】マクロｅＮＢとスモールｅＮＢとが混在する場合のセルの構成の概念を示す図である。
【図８】実施の形態１について、複数の多素子アンテナを設置する場合においてアンテナ間隔とアンテナ相関とを説明する図である。
【図９】実施の形態１について、多素子アンテナの構造と、複数の多素子アンテナの配置および接続とを説明する図である。
【図１０】実施の形態１について、多素子アンテナの構造と、複数の多素子アンテナの配置および接続とを説明する図である。
【図１１】実施の形態２について、複数の多素子アンテナの位置関係を把握するための方法を説明する図である。
【図１２】実施の形態２について、複数の多素子アンテナの位置関係を把握するための方法を説明する図である。
【図１３】実施の形態２について、複数の多素子アンテナの位置関係を把握するための方法を説明する図である。
【図１４】実施の形態３について、多素子アンテナの設置方向を把握するための方法を説明する図である。
【図１５】実施の形態３について、多素子アンテナの設置方向を把握するための方法を説明する図である。
【図１６】実施の形態３について、多素子アンテナの設置方向を把握するための方法を説明する図である。
【図１７】実施の形態３について、多素子アンテナの設置方向を把握するための方法を説明する図である。
【図１８】実施の形態４について、複数のアンテナ間のアンテナ間隔を把握する方法を説明する図である。
【図１９】実施の形態５について、多素子アンテナの設置例を説明する側面図である。
【図２０】実施の形態５について、複数の多素子アンテナから放射されるビームのサイドローブの影響を説明する図である。
【図２１】図２０におけるアンテナの設置方向を４５°回転させた場合について、サイドローブの影響を説明する図である。
【図２２】実施の形態５について、アンテナの回転構造を説明する図である。
【図２３】実施の形態６について、アンテナ素子を選択的に使用することによって、アンテナを回転させるのと等価的な制御を行うことを説明する図である。
【図２４】実施の形態６について、アンテナ素子を選択的に使用することによって、アンテナを回転させるのと等価的な制御を行うことを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
実施の形態１．
図２は、３ＧＰＰにおいて議論されているＬＴＥ方式の通信システム２００の全体的な構成を示すブロック図である。図２について説明する。無線アクセスネットワークは、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）２０１と称される。通信端末装置である移動端末装置（以下「移動端末（User Equipment：ＵＥ）」という）２０２は、基地局装置（以下「基地局（E-UTRAN NodeB：ｅＮＢ）」という）２０３と無線通信可能であり、無線通信で信号の送受信を行う。
【００７２】
ここで、「通信端末装置」とは、移動可能な携帯電話端末装置などの移動端末装置だけでなく、センサなどの移動しないデバイスも含んでいる。以下の説明では、「通信端末装置」を、単に「通信端末」という場合がある。
【００７３】
移動端末２０２に対する制御プロトコル、例えばＲＲＣ（Radio Resource Control）と、ユーザプレイン、例えばＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）、ＲＬＣ（Radio Link Control）、ＭＡＣ（Medium Access Control）、ＰＨＹ（Physical layer）とが基地局２０３で終端するならば、Ｅ−ＵＴＲＡＮは１つあるいは複数の基地局２０３によって構成される。
【００７４】
移動端末２０２と基地局２０３との間の制御プロトコルＲＲＣ（Radio Resource Control）は、報知（Broadcast）、ページング（paging）、ＲＲＣ接続マネージメント（RRC connection management）などを行う。ＲＲＣにおける基地局２０３と移動端末２０２との状態として、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥと、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤとがある。
【００７５】
ＲＲＣ＿ＩＤＬＥでは、ＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）選択、システム情報（System Information：ＳＩ）の報知、ページング（paging）、セル再選択（cell re-selection）、モビリティなどが行われる。ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤでは、移動端末はＲＲＣ接続（connection）を有し、ネットワークとのデータの送受信を行うことができる。またＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤでは、ハンドオーバ（Handover：ＨＯ）、隣接セル（Neighbour cell）の測定（メジャメント（measurement））などが行われる。
【００７６】
基地局２０３は、ｅＮＢ２０７と、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６とに分類される。通信システム２００は、複数のｅＮＢ２０７を含むｅＮＢ群２０３−１と、複数のＨｏｍｅ−ｅＮＢ２０６を含むＨｏｍｅ−ｅＮＢ群２０３−２とを備える。またコアネットワークであるＥＰＣ（Evolved Packet Core）と、無線アクセスネットワークであるＥ−ＵＴＲＡＮ２０１とで構成されるシステムは、ＥＰＳ（Evolved Packet System）と称される。コアネットワークであるＥＰＣと、無線アクセスネットワークであるＥ−ＵＴＲＡＮ２０１とを合わせて、「ネットワーク」という場合がある。
【００７７】
ｅＮＢ２０７は、移動管理エンティティ（Mobility Management Entity：ＭＭＥ）、あるいはＳ−ＧＷ（Serving Gateway）、あるいはＭＭＥおよびＳ−ＧＷを含むＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ部（以下「ＭＭＥ部」という場合がある）２０４とＳ１インタフェースにより接続され、ｅＮＢ２０７とＭＭＥ部２０４との間で制御情報が通信される。一つのｅＮＢ２０７に対して、複数のＭＭＥ部２０４が接続されてもよい。ｅＮＢ２０７間は、Ｘ２インタフェースにより接続され、ｅＮＢ２０７間で制御情報が通信される。
【００７８】
Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６は、ＭＭＥ部２０４とＳ１インタフェースにより接続され、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６とＭＭＥ部２０４との間で制御情報が通信される。一つのＭＭＥ部２０４に対して、複数のＨｏｍｅ−ｅＮＢ２０６が接続される。あるいは、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６は、ＨｅＮＢＧＷ（Home-eNB GateWay）２０５を介してＭＭＥ部２０４と接続される。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６とＨｅＮＢＧＷ２０５とは、Ｓ１インタフェースにより接続され、ＨｅＮＢＧＷ２０５とＭＭＥ部２０４とはＳ１インタフェースを介して接続される。
【００７９】
一つまたは複数のＨｏｍｅ−ｅＮＢ２０６が一つのＨｅＮＢＧＷ２０５と接続され、Ｓ１インタフェースを通して情報が通信される。ＨｅＮＢＧＷ２０５は、一つまたは複数のＭＭＥ部２０４と接続され、Ｓ１インタフェースを通して情報が通信される。
【００８０】
ＭＭＥ部２０４およびＨｅＮＢＧＷ２０５は、上位装置、具体的には上位ノードであり、基地局であるｅＮＢ２０７およびＨｏｍｅ−ｅＮＢ２０６と、移動端末（ＵＥ）２０２との接続を制御する。ＭＭＥ部２０４は、コアネットワークであるＥＰＣを構成する。基地局２０３およびＨｅＮＢＧＷ２０５は、Ｅ−ＵＴＲＡＮ２０１を構成する。
【００８１】
さらに３ＧＰＰでは、以下のような構成が検討されている。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６間のＸ２インタフェースはサポートされる。すなわち、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６間は、Ｘ２インタフェースにより接続され、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６間で制御情報が通信される。ＭＭＥ部２０４からは、ＨｅＮＢＧＷ２０５はＨｏｍｅ−ｅＮＢ２０６として見える。Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６からは、ＨｅＮＢＧＷ２０５はＭＭＥ部２０４として見える。
【００８２】
Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６が、ＨｅＮＢＧＷ２０５を介してＭＭＥ部２０４に接続される場合および直接ＭＭＥ部２０４に接続される場合のいずれの場合も、Ｈｏｍｅ−ｅＮＢ２０６とＭＭＥ部２０４との間のインタフェースは、Ｓ１インタフェースで同じである。
【００８３】
基地局２０３は、１つのセルを構成してもよいし、複数のセルを構成してもよい。各セルは、移動端末２０２と通信可能な範囲であるカバレッジとして予め定める範囲を有し、カバレッジ内で移動端末２０２と無線通信を行う。１つの基地局２０３が複数のセルを構成する場合、１つ１つのセルが、移動端末２０２と通信可能に構成される。
【００８４】
図３は、本発明に係る通信端末である図２に示す移動端末２０２の構成を示すブロック図である。図３に示す移動端末２０２の送信処理を説明する。まず、プロトコル処理部３０１からの制御データ、およびアプリケーション部３０２からのユーザデータが、送信データバッファ部３０３へ保存される。送信データバッファ部３０３に保存されたデータは、エンコーダー部３０４へ渡され、誤り訂正などのエンコード処理が施される。エンコード処理を施さずに、送信データバッファ部３０３から変調部３０５へ直接出力されるデータが存在してもよい。エンコーダー部３０４でエンコード処理されたデータは、変調部３０５にて変調処理が行われる。変調されたデータは、ベースバンド信号に変換された後、周波数変換部３０６へ出力され、無線送信周波数に変換される。その後、アンテナ３０７から基地局２０３に送信信号が送信される。
【００８５】
また、移動端末２０２の受信処理は、以下のように実行される。基地局２０３からの無線信号がアンテナ３０７により受信される。受信信号は、周波数変換部３０６にて無線受信周波数からベースバンド信号に変換され、復調部３０８において復調処理が行われる。復調後のデータは、デコーダー部３０９へ渡され、誤り訂正などのデコード処理が行われる。デコードされたデータのうち、制御データはプロトコル処理部３０１へ渡され、ユーザデータはアプリケーション部３０２へ渡される。移動端末２０２の一連の処理は、制御部３１０によって制御される。よって制御部３１０は、図３では省略しているが、各部３０１〜３０９と接続している。
【００８６】
図４は、本発明に係る基地局である図２に示す基地局２０３の構成を示すブロック図である。図４に示す基地局２０３の送信処理を説明する。ＥＰＣ通信部４０１は、基地局２０３とＥＰＣ（ＭＭＥ部２０４など）、ＨｅＮＢＧＷ２０５などとの間のデータの送受信を行う。他基地局通信部４０２は、他の基地局との間のデータの送受信を行う。ＥＰＣ通信部４０１および他基地局通信部４０２は、それぞれプロトコル処理部４０３と情報の受け渡しを行う。プロトコル処理部４０３からの制御データ、ならびにＥＰＣ通信部４０１および他基地局通信部４０２からのユーザデータおよび制御データは、送信データバッファ部４０４へ保存される。
【００８７】
送信データバッファ部４０４に保存されたデータは、エンコーダー部４０５へ渡され、誤り訂正などのエンコード処理が施される。エンコード処理を施さずに、送信データバッファ部４０４から変調部４０６へ直接出力されるデータが存在してもよい。エンコードされたデータは、変調部４０６にて変調処理が行われる。変調されたデータは、ベースバンド信号に変換された後、周波数変換部４０７へ出力され、無線送信周波数に変換される。その後、アンテナ４０８より一つもしくは複数の移動端末２０２に対して送信信号が送信される。
【００８８】
また、基地局２０３の受信処理は以下のように実行される。一つもしくは複数の移動端末２０２からの無線信号が、アンテナ４０８により受信される。受信信号は、周波数変換部４０７にて無線受信周波数からベースバンド信号に変換され、復調部４０９で復調処理が行われる。復調されたデータは、デコーダー部４１０へ渡され、誤り訂正などのデコード処理が行われる。デコードされたデータのうち、制御データはプロトコル処理部４０３あるいはＥＰＣ通信部４０１、他基地局通信部４０２へ渡され、ユーザデータはＥＰＣ通信部４０１および他基地局通信部４０２へ渡される。基地局２０３の一連の処理は、制御部４１１によって制御される。よって制御部４１１は、図４では省略しているが、各部４０１〜４１０と接続している。
【００８９】
図５は、本発明に係るＭＭＥの構成を示すブロック図である。図５では、前述の図２に示すＭＭＥ部２０４に含まれるＭＭＥ２０４ａの構成を示す。ＰＤＮ  ＧＷ通信部５０１は、ＭＭＥ２０４ａとＰＤＮ  ＧＷとの間のデータの送受信を行う。基地局通信部５０２は、ＭＭＥ２０４ａと基地局２０３との間のＳ１インタフェースによるデータの送受信を行う。ＰＤＮ  ＧＷから受信したデータがユーザデータであった場合、ユーザデータは、ＰＤＮ  ＧＷ通信部５０１から、ユーザプレイン通信部５０３経由で基地局通信部５０２に渡され、１つあるいは複数の基地局２０３へ送信される。基地局２０３から受信したデータがユーザデータであった場合、ユーザデータは、基地局通信部５０２から、ユーザプレイン通信部５０３経由でＰＤＮ  ＧＷ通信部５０１に渡され、ＰＤＮ  ＧＷへ送信される。
【００９０】
ＰＤＮ  ＧＷから受信したデータが制御データであった場合、制御データは、ＰＤＮ  ＧＷ通信部５０１から制御プレイン制御部５０５へ渡される。基地局２０３から受信したデータが制御データであった場合、制御データは、基地局通信部５０２から制御プレイン制御部５０５へ渡される。
【００９１】
ＨｅＮＢＧＷ通信部５０４は、ＨｅＮＢＧＷ２０５が存在する場合に設けられ、情報種別によって、ＭＭＥ２０４ａとＨｅＮＢＧＷ２０５との間のインタフェース（ＩＦ）によるデータの送受信を行う。ＨｅＮＢＧＷ通信部５０４から受信した制御データは、ＨｅＮＢＧＷ通信部５０４から制御プレイン制御部５０５へ渡される。制御プレイン制御部５０５での処理の結果は、ＰＤＮ  ＧＷ通信部５０１経由でＰＤＮ  ＧＷへ送信される。また、制御プレイン制御部５０５で処理された結果は、基地局通信部５０２経由でＳ１インタフェースにより１つあるいは複数の基地局２０３へ送信され、またＨｅＮＢＧＷ通信部５０４経由で１つあるいは複数のＨｅＮＢＧＷ２０５へ送信される。
【００９２】
制御プレイン制御部５０５には、ＮＡＳセキュリティ部５０５−１、ＳＡＥベアラコントロール部５０５−２、アイドルステート（Idle State）モビリティ管理部５０５−３などが含まれ、制御プレインに対する処理全般を行う。ＮＡＳセキュリティ部５０５−１は、ＮＡＳ（Non-Access Stratum）メッセージのセキュリティなどを行う。ＳＡＥベアラコントロール部５０５−２は、ＳＡＥ（System Architecture Evolution）のベアラの管理などを行う。アイドルステートモビリティ管理部５０５−３は、待受け状態（アイドルステート（Idle State）；ＬＴＥ−ＩＤＬＥ状態、または、単にアイドルとも称される）のモビリティ管理、待受け状態時のページング信号の生成および制御、傘下の１つあるいは複数の移動端末２０２のトラッキングエリアの追加、削除、更新、検索、トラッキングエリアリスト管理などを行う。
【００９３】
ＭＭＥ２０４ａは、１つまたは複数の基地局２０３に対して、ページング信号の分配を行う。また、ＭＭＥ２０４ａは、待受け状態（Idle State）のモビリティ制御（Mobility control）を行う。ＭＭＥ２０４ａは、移動端末が待ち受け状態のとき、および、アクティブ状態（Active State）のときに、トラッキングエリア（Tracking Area）リストの管理を行う。ＭＭＥ２０４ａは、ＵＥが登録されている（registered）追跡領域（トラッキングエリア：Tracking Area）に属するセルへ、ページングメッセージを送信することで、ページングプロトコルに着手する。ＭＭＥ２０４ａに接続されるＨｏｍｅ−ｅＮＢ２０６のＣＳＧの管理、ＣＳＧ−ＩＤの管理、およびホワイトリストの管理は、アイドルステートモビリティ管理部５０５−３で行われてもよい。
【００９４】
次に通信システムにおけるセルサーチ方法の一例を示す。図６は、ＬＴＥ方式の通信システムにおいて通信端末（ＵＥ）が行うセルサーチから待ち受け動作までの概略を示すフローチャートである。通信端末は、セルサーチを開始すると、ステップＳＴ６０１で、周辺の基地局から送信される第一同期信号（Ｐ−ＳＳ）、および第二同期信号（Ｓ−ＳＳ）を用いて、スロットタイミング、フレームタイミングの同期をとる。
【００９５】
Ｐ−ＳＳとＳ−ＳＳとを合わせて、同期信号（Synchronization Signal：ＳＳ）という。同期信号（ＳＳ）には、セル毎に割り当てられたＰＣＩに１対１に対応するシンクロナイゼーションコードが割り当てられている。ＰＣＩの数は５０４通りが検討されている。この５０４通りのＰＣＩを用いて同期をとるとともに、同期がとれたセルのＰＣＩを検出（特定）する。
【００９６】
次に同期がとれたセルに対して、ステップＳＴ６０２で、基地局からセル毎に送信される参照信号（リファレンスシグナル：ＲＳ）であるセル固有参照信号（Cell-specific Reference Signal：ＣＲＳ）を検出し、ＲＳの受信電力（Reference Signal Received Power：ＲＳＲＰ）の測定を行う。参照信号（ＲＳ）には、ＰＣＩと１対１に対応したコードが用いられている。そのコードで相関をとることによって他セルと分離できる。ステップＳＴ６０１で特定したＰＣＩから、該セルのＲＳ用のコードを導出することによって、ＲＳを検出し、ＲＳの受信電力を測定することが可能となる。
【００９７】
次にステップＳＴ６０３で、ステップＳＴ６０２までで検出された一つ以上のセルの中から、ＲＳの受信品質が最もよいセル、例えば、ＲＳの受信電力が最も高いセル、つまりベストセルを選択する。
【００９８】
次にステップＳＴ６０４で、ベストセルのＰＢＣＨを受信して、報知情報であるＢＣＣＨを得る。ＰＢＣＨ上のＢＣＣＨには、セル構成情報が含まれるＭＩＢ（Master Information Block）がマッピングされる。したがって、ＰＢＣＨを受信してＢＣＣＨを得ることで、ＭＩＢが得られる。ＭＩＢの情報としては、例えば、ＤＬ（ダウンリンク）システム帯域幅（送信帯域幅設定（transmission bandwidth configuration：dl-bandwidth）とも呼ばれる）、送信アンテナ数、ＳＦＮ（System Frame Number）などがある。
【００９９】
次にステップＳＴ６０５で、ＭＩＢのセル構成情報をもとに該セルのＤＬ−ＳＣＨを受信して、報知情報ＢＣＣＨの中のＳＩＢ（System Information Block）１を得る。ＳＩＢ１には、該セルへのアクセスに関する情報、セルセレクションに関する情報、他のＳＩＢ（ＳＩＢｋ；ｋ≧２の整数）のスケジューリング情報が含まれる。また、ＳＩＢ１には、トラッキングエリアコード（Tracking Area Code：ＴＡＣ）が含まれる。
【０１００】
次にステップＳＴ６０６で、通信端末は、ステップＳＴ６０５で受信したＳＩＢ１のＴＡＣと、通信端末が既に保有しているトラッキングエリアリスト内のトラッキングエリア識別子（Tracking Area Identity：ＴＡＩ）のＴＡＣ部分とを比較する。トラッキングエリアリストは、ＴＡＩリスト（TAI list）とも称される。ＴＡＩはトラッキングエリアを識別するための識別情報であり、ＭＣＣ（Mobile Country Code）と、ＭＮＣ（Mobile Network Code）と、ＴＡＣ（Tracking Area Code）とによって構成される。ＭＣＣは国コードである。ＭＮＣはネットワークコードである。ＴＡＣはトラッキングエリアのコード番号である。
【０１０１】
通信端末は、ステップＳＴ６０６で比較した結果、ステップＳＴ６０５で受信したＴＡＣがトラッキングエリアリスト内に含まれるＴＡＣと同じならば、該セルで待ち受け動作に入る。比較して、ステップＳＴ６０５で受信したＴＡＣがトラッキングエリアリスト内に含まれなければ、通信端末は、該セルを通して、ＭＭＥなどが含まれるコアネットワーク（Core Network，ＥＰＣ）へ、ＴＡＵ（Tracking Area Update）を行うためにトラッキングエリアの変更を要求する。
【０１０２】
コアネットワークを構成する装置（以下「コアネットワーク側装置」という場合がある）は、ＴＡＵ要求信号とともに通信端末から送られてくる該通信端末の識別番号（ＵＥ−ＩＤなど）をもとに、トラッキングエリアリストの更新を行う。コアネットワーク側装置は、通信端末に更新後のトラッキングエリアリストを送信する。通信端末は、受信したトラッキングエリアリストに基づいて、通信端末が保有するＴＡＣリストを書き換える（更新する）。その後、通信端末は、該セルで待ち受け動作に入る。
【０１０３】
スマートフォンおよびタブレット端末の普及によって、セルラー系無線通信によるトラフィックが爆発的に増大しており、世界中で無線リソースの不足が懸念されている。これに対応して周波数利用効率を高めるために、小セル化し、空間分離を進めることが検討されている。
【０１０４】
従来のセルの構成では、ｅＮＢによって構成されるセルは、比較的広い範囲のカバレッジを有する。従来は、複数のｅＮＢによって構成される複数のセルの比較的広い範囲のカバレッジによって、あるエリアを覆うように、セルが構成されている。
【０１０５】
小セル化された場合、ｅＮＢによって構成されるセルは、従来のｅＮＢによって構成されるセルのカバレッジに比べて範囲が狭いカバレッジを有する。したがって、従来と同様に、あるエリアを覆うためには、従来のｅＮＢに比べて、多数の小セル化されたｅＮＢが必要となる。
【０１０６】
以下の説明では、従来のｅＮＢによって構成されるセルのように、カバレッジが比較的大きいセルを「マクロセル」といい、マクロセルを構成するｅＮＢを「マクロｅＮＢ」という。また、小セル化されたセルのように、カバレッジが比較的小さいセルを「スモールセル」といい、スモールセルを構成するｅＮＢを「スモールｅＮＢ」という。
【０１０７】
マクロｅＮＢは、例えば、非特許文献８に記載される「ワイドエリア基地局（Wide Area Base Station）」であってもよい。
【０１０８】
スモールｅＮＢは、例えば、ローパワーノード、ローカルエリアノード、ホットスポットなどであってもよい。また、スモールｅＮＢは、ピコセルを構成するピコｅＮＢ、フェムトセルを構成するフェムトｅＮＢ、ＨｅＮＢ、ＲＲＨ（Remote Radio Head）、ＲＲＵ（Remote Radio Unit）、ＲＲＥ（Remote Radio Equipment）またはＲＮ（Relay Node）であってもよい。また、スモールｅＮＢは、非特許文献８に記載される「ローカルエリア基地局（Local Area Base Station）」または「ホーム基地局（Home Base Station）」であってもよい。
【０１０９】
図７は、マクロｅＮＢとスモールｅＮＢとが混在する場合のセルの構成の概念を示す図である。マクロｅＮＢによって構成されるマクロセルは、比較的広い範囲のカバレッジ７０１を有する。スモールｅＮＢによって構成されるスモールセルは、マクロｅＮＢ（マクロセル）のカバレッジ７０１に比べて範囲が小さいカバレッジ７０２を有する。
【０１１０】
複数のｅＮＢが混在する場合、あるｅＮＢによって構成されるセルのカバレッジが、他のｅＮＢによって構成されるセルのカバレッジ内に含まれる場合がある。図７に示すセルの構成では、参照符号「７０４」または「７０５」で示されるように、スモールｅＮＢによって構成されるスモールセルのカバレッジ７０２が、マクロｅＮＢによって構成されるマクロセルのカバレッジ７０１内に含まれる場合がある。
【０１１１】
また、参照符号「７０５」で示されるように、複数、例えば２つのスモールセルのカバレッジ７０２が、１つのマクロセルのカバレッジ７０１内に含まれる場合もある。移動端末（ＵＥ）７０３は、例えばスモールセルのカバレッジ７０２内に含まれ、スモールセルを介して通信を行う。
【０１１２】
また図７に示すセルの構成では、参照符号「７０６」で示されるように、マクロｅＮＢによって構成されるマクロセルのカバレッジ７０１と、スモールｅＮＢによって構成されるスモールセルのカバレッジ７０２とが複雑に重複する場合が生じる。
【０１１３】
また、参照符号「７０７」で示されるように、マクロｅＮＢによって構成されるマクロセルのカバレッジ７０１と、スモールｅＮＢによって構成されるスモールセルのカバレッジ７０２とが重複しない場合も生じる。
【０１１４】
さらには、参照符号「７０８」で示されるように、多数のスモールｅＮＢによって構成される多数のスモールセルのカバレッジ７０２が、１つのマクロｅＮＢによって構成される１つのマクロセルのカバレッジ７０１内に構成される場合も生じる。
【０１１５】
上記のように、５Ｇ無線アクセスシステム（以下「５Ｇ」という場合がある）では、大容量通信が要求されている。また、５Ｇで使用可能とされる周波数帯域は高周波帯となることが予想されている。これらの実現のために多素子アンテナの使用が検討されている。
【０１１６】
多素子アンテナはポールアンテナに比べると平面かつ大型であるため、その設置性が課題となっている。また、設置される場所毎に通信容量が異なるため、基本となるサイズの多素子アンテナを設置場所に応じて複数設置する方法が検討されているが、多素子アンテナの設置間隔が課題となっている。
【０１１７】
図８を参照して、複数の多素子アンテナの配置について説明する。この構成ではｅＮＢ９０にアンテナ９１〜９３が接続されている。アンテナ９１，９２間のアンテナ間隔は狭く、アンテナ９１，９２はアンテナ相関が高い。一方、アンテナ９２，９３間のアンテナ間隔は広く、アンテナ９１，９３はアンテナ相関が低い。
【０１１８】
多素子アンテナが用途に応じて適切にビームを送信するためには、この相関関係の把握が必要である。例えば、アンテナ間隔を狭くするほど、設置のための場所を小さくすることができ、設置場所の制約が少なくなる。しかし、同一端末に、異なるアンテナから異なる情報（ストリーム）を送信する場合、アンテナ相関が高いアンテナから送信するとスループットが低下するという問題がある。
【０１１９】
また、設置環境によってアンテナの設置角度は変わるため、アンテナの設置方向を誤ると、意図した方向にビームを制御できない可能性がある。多くの多素子アンテナを設置する場合において一部の多素子アンテナの設置方向を誤ったとしてもスループット低下を容易に検出できないので、実質的なスループット低下を招くおそれがある。
【０１２０】
実施の形態１では、複数の多素子アンテナを隣接させて設置する場合に、複数の多素子アンテナが、（ｉ）お互いが隣接していること、および、（ｉｉ）接続されている向きを、把握できるようにする。それにより、アンテナ相関を把握し、適切にビームを制御することを可能とする。
【０１２１】
図９および図１０の例を参照して、多素子アンテナの構造と、複数の多素子アンテナの配置および接続とを説明する。
【０１２２】
多素子アンテナ１０３を搭載している基板１０１は、上下左右方向の側面にコネクタ１０１０〜１０１３を備えている。本例では、サービスするユーザ数に応じた個数のアンテナを柔軟に設置できるように、基板１０１は、基板１０１と同様の構成を有した基板１０２と、コネクタ１０１０〜１０１３で接続可能である。基板１０２もコネクタ１０１０〜１０１３と同様のコネクタ１０２０〜１０２３を有している。基板１０１，１０２はお互いに上下左右いずれの向きでも接続可能になっている。
【０１２３】
コネクタ１０１０は、オスピン１０１００〜１０１０２とメスピン１０１０３〜１０１０５とから成る６ピン構成である。コネクタ１０１０は、アンテナの隣接状態を通知するオスピン１０１００と、アンテナの接続向きを示すオスピン１０１０１，１０１０２と、接続先のアンテナからアンテナの接続向きを取得するメスピン１０１０３，１０１０４と、接続先のアンテナからアンテナの隣接状態を取得するメスピン１０１０５ピンと、を有している。ピン１０１００はＧＮＤに接続されている。ピン１０１０１，１０１０２はそれぞれ、ＧＮＤまたはＮｏｔ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄの状態に設定され、ピン１０１０１，１０１０２の状態の組み合わせは上下左右のコネクタで異なるように設定される。ピン１０１０３〜１０１０５は基板内の電源でＰｕｌｌ ｕｐされＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１４に接続されている。
【０１２４】
コネクタ１０１１〜１０１３も、コネクタ１０１０と同様の構成を有している。なお、コネクタ１０１１に設けられた６本のピンについての参照符号は、コネクタ１０１１の参照符号“１０１１”の末尾に０〜５を追加するものとする。すなわち、コネクタ１０１１のピン１０１１０〜１０１１５は、コネクタ１０１０のピン１０１００〜１０１０５にそれぞれ対応する。参照符号のこのような表記方法は、コネクタ１０１２，１０１３，１０２０〜１０２３等についても用いることにする。
【０１２５】
コネクタ１０１１〜１０１３とコネクタ１０２１〜１０２３とは、お互いに挿抜可能な構造を有している。例えば、基板１０１と基板１０２の２枚を隣接させて設置する場合、基板１０１のコネクタ１０１０〜１０１３のいずれかを、基板１０２のコネクタ１０２０〜１０２３のいずれかに、任意の組み合わせで接続可能である。
【０１２６】
ここでは、図１０に例示するように基板１０１のコネクタ１０１３と基板１０２のコネクタ１０２１を接続する場合について説明する。コネクタ１０１３のピン１０１３５は、基板１０２のコネクタ１０２１のピン１０２１０（ＧＮＤ）に接続される。ＣＰＵ１０１４は、ピン１０１３５の電位がＬｏｗであることを検知することで、コネクタ１０１３に基板（ここでは基板１０２）が接続されていることを認識する。また、基板１０１３のピン１０１３３，１０１３４は、基板１０２１のピン１０２１２，１０２１１と接続される。ＣＰＵ１０１４は、ピン１０１３３，１０１３４の電位の組み合わせから、基板１０２の右方向がコネクタ１０１３に接続されていることを認識する。同様に、基板１０２のＣＰＵ１０２４も、基板（ここでは基板１０１）が接続されていること、および、基板１０１の接続向きを認識する。
【０１２７】
アンテナの制御端末としてのｅＮＢ１０４は、ＣＰＵ１０１４，１０２４の一方または両方から制御線を通じて、基板１０１と基板１０２との接続情報を取得し、それによりアンテナ構成を把握できる。
【０１２８】
上記説明においてアンテナ基板およびコネクタの形状、コネクタの数、端子数、および、コネクタの配置は一例であり、それらをアンテナ基板のサイズ、重量などに応じて変えても有効である。
【０１２９】
また、上記では、基板１０１のコネクタと基板１０２のコネクタとを直接接続する例を説明した。これに対し、基板１０１のコネクタと基板１０２のコネクタとを、ケーブルを介して、間接的に接続することも可能である。
【０１３０】
以上のように、ｅＮＢ１０４は相対的なアンテナ配置を把握することができる。このため、複数のアンテナを用いて１つのビームを水平方向ｘ°かつ垂直方向ｙ°に放射する場合に、アンテナの上下左右方向の間違いによってビームが−ｘ°や−ｙ°に放射されるのを防止することができる。これにより、設置位置の誤りをなくしてスループット低下を防止することができる。
【０１３１】
実施の形態１によれば、例えば次のような構成が提供される。
【０１３２】
平面型のアンテナと、アンテナが搭載された基板と、を備えるアンテナ装置が提供される。より具体的には、基板は、他のアンテナ装置との接続に用いられる複数のコネクタを有している。基板は、各コネクタから、アンテナの位置から見て自コネクタの配置方向を示す信号を出力するように構成されている。
【０１３３】
ここで、例えば、平面型のアンテナは多素子アンテナ１０３に対応し、基板は基板１０１，１０２に対応し、コネクタはコネクタ１０１０〜１０１３，１０２０〜１０２３に対応する。また、アンテナの位置から見て自コネクタの配置方向を示す信号は、例えば基板１０１の場合、ピン１０１０１，１０１０２の状態の組み合わせによる２ビットの信号、ピン１０１１１，１０１１２の状態の組み合わせによる２ビットの信号、ピン１０１２１，１０１２２の状態の組み合わせによる２ビットの信号、および、ピン１０１３１，１０１３２の状態の組み合わせによる２ビットの信号が対応する。
【０１３４】
かかる構成によれば、上記の課題を解決し、上記の効果を得ることができる。
【０１３５】
実施の形態２．
図１１〜図１３を参照して、複数の多素子アンテナの位置関係を把握するための方法を説明する。
【０１３６】
図１１〜図１３の例では、ｅＮＢ１１０は多素子アンテナ１１１〜１１３と接続されている。アンテナ１１１とアンテナ１１２は、同一用途のため、互いに近くに配置される。アンテナ１１３は、独立したアンテナとして使用されるため、アンテナ１１１，１１２とは間隔を空けて設置される。アンテナ１１１〜１１３は同一の構成を有するので、ｅＮＢ１１０はアンテナ１１１〜１１３がどのような間隔で設置されているかを認識できない。
【０１３７】
そこで、ｅＮＢ１１０をアンテナ１１１〜１１３にケーブル１１４〜１１６でそれぞれ接続する。ケーブル１１４〜１１６はそれぞれ２線のケーブルである。ｅＮＢ１１０は、起動時に、ケーブル１１４〜１１６を介してアンテナ１１１〜１１３にパルス信号を送信する。このパルス信号は、光信号であってもよいし、電気信号であってもよい。アンテナ１１１〜１１３は内部でパルス信号を折り返す構造になっている。このため、折り返されたパルスは、ケーブル１１４〜１１６を介してｅＮＢ１１０に受信される。
【０１３８】
ｅＮＢ１１０は、アンテナ１１１〜１１３のそれぞれについて上記パルスの送受時間を測定するカウンタを、内部に有している。カウンタは、パルスが送信されてから受信されるまでの間、動作する。以下、カウンタ値の一例を説明する。ここでは、ケーブル１１４〜１１６がポリエチレン(比誘電率２．２６)製とする。信号の伝送速度Ｖｐは次式（１）で与えられる。
【０１３９】
【数１】
2018157357.tif 000003
【０１４０】
カウンタの動作周波数を１００ＭＨｚ（周期１０ｎｓ）とすると、１カウント当たりの検出距離は次式（２）で与えられる。
【０１４１】
【数２】
2018157357.tif 000004
【０１４２】
例えば、ケーブル１１４，１１５の長さがともに３ｍであり、ケーブル１１６の長さが６ｍであるとすると、各ケーブル用のカウンタは、次式（３）で得られる値を提供することになる。
【０１４３】
【数３】
2018157357.tif 000005
【０１４４】
ｅＮＢ１１０は、ケーブル１１４，１１５用の送受カウンタが同じ値を提供することから、アンテナ１１１とアンテナ１１２は近接して設置されていることを認識できる。また、ｅＮＢ１１０は、ケーブル１１６用のカウンタ値がケーブル１１４，１１５用のカウンタ値よりも大きいことから、アンテナ１１３はアンテナ１１１，１１２に比べて遠方に独立して設置されていることを認識できる。
【０１４５】
カウンタの動作周波数は、アンテナ内で使用しているクロックに応じて、または、距離の測定に必要とされる精度に応じて、変更してもよい。
【０１４６】
ｅＮＢ１１０は、カウンタ値の取得後に、アンテナ１１１〜１１３を適切に制御可能である。ここでは、異なる距離に存在するＵＥ１１７，１１８（図１２および図１３を参照）のそれぞれにビームを送信する場合において、近傍にあるＵＥ１１７にはアンテナ１本でビームを送信し、遠方にあるＵＥ１１８には利得を稼ぐためにアンテナ２本を用いてビームを送信する例を説明する。
【０１４７】
アンテナの配置が未知である場合、図１２に示すように、遠方のＵＥ１１８に対してアンテナ１１２とアンテナ１１３が選択されてしまう可能性がある。アンテナ１１２，１１３の間隔は広いので、合成時の利得が低く、ＵＥ１１８ではスループットが低下してしまう。
【０１４８】
これに対してアンテナの配置が既知であれば、図１３に示すように、隣接しているアンテナ１１１，１１２から、遠方のＵＥ１１８に対して、搬送波において同相のビームを送信することができる。これによれば、アンテナとＵＥ１１８との間のスループットが向上する。
【０１４９】
以上のようにＵＥに応じたアンテナの制御が可能となり、利得およびスループットを改善させることができる。
【０１５０】
上記では、立上げ時に、アンテナ１１１〜１１３の内部で信号を折り返す例を説明した。しかし、信号の折り返しは、立上げ時以外のタイミングで行ってもよい。例えば、アンテナから送信する信号がないときに、保守用の信号をｅＮＢから送信してアンテナ１１１〜１１３で折り返してもよい。
【０１５１】
また、折り返し信号以外の信号を利用してもよい。例えば、ＵＥからの送信信号をアンテナ１１１〜１１３のそれぞれで受信し、その受信時間（換言すれば受信タイミング）が相対的にどの程度ずれるかを検出することによって、アンテナ間の距離を認識してもよい。ＵＥは、３ＧＰＰに記載されているＭＤＴ（Minimization Drive Tests）や電測車などによるテスト送信機能を用いるのも有効である。
【０１５２】
また、各アンテナ１１１〜１１３にＧＰＳ（Global Positioning System）を搭載し、ＧＰＳ時間における規定タイミングで送信した信号の時間差を測定することによって、アンテナ間の距離を認識してもよい。例えば、各アンテナのＧＰＳ時間に同期した１ＰＰＳ（Pulse Per Second）信号を送信し、ｅＮＢで１ＰＰＳの位相差を測定する方法も有効である。
【０１５３】
実施の形態２によれば、例えば次のような構成が提供される。
【０１５４】
それぞれが平面型の複数のアンテナと、複数のアンテナからのビーム放射を制御する制御装置と、を備える通信装置が提供される。より具体的には、各アンテナは、位置調査用の信号を制御装置に送信する。制御装置は、各アンテナから受信した位置調査用の信号について位置調査用の測定対象量を測定する。制御装置は、制御装置からの距離に応じて測定対象量に生じる測定値の差に基づいて、複数のアンテナについて制御装置からの相対距離を推定する。
【０１５５】
ここで、例えば、通信装置はｅＮＢ１１０に対応し、平面型のアンテナは多素子アンテナ１１１〜１１３に対応し、制御装置はｅＮＢ１１０に搭載された制御装置に対応する。また、例えば、位置調査用の信号は、ｅＮＢ１１０から送信され多素子アンテナ１１１〜１１３で折り返される（換言すれば、多素子アンテナ１１１〜１１３から送信される）パルス信号または保守用信号に対応し、位置調査用の測定対象量は、ｅＮＢ１１０がパルス信号または保守用信号を送信してから受信するまでの時間に対応し、測定値の差は時間差に対応する。あるいは、例えば、位置調査用の信号はＵＥからの送信信号に対応し、位置調査用の測定対象量はｅＮＢ１１０がＵＥからの送信信号を受信するタイミングに対応し、測定値の差は時間差に対応する。あるいは、例えば、位置調査用の信号は１ＰＰＳ信号に対応し、位置調査用の測定対象量は１ＰＰＳ信号の位相に対応し、測定値の差は位相差に対応する。
【０１５６】
かかる構成によれば、上記の課題を解決し、上記の効果を得ることができる。
【０１５７】
実施の形態３．
図１４〜図１７を参照して、多素子アンテナの設置方向を把握するための方法を説明する。
【０１５８】
図１４に示すように、多素子アンテナは基板１２０とアンテナ（換言すればアンテナ素子群）１２１とで構成され、多素子アンテナからのビーム放射は制御端末（例えばｅＮＢ）１２２によって制御される。アンテナの形状が長方形、正方形、正六角形、円形などである場合、ヒューマンエラーによってアンテナが横倒しまたは逆さの向きで設置される可能性がある。従来の設置方法では、制御端末１２２はアンテナの設置方向を把握することができない。
【０１５９】
図１５に、多素子アンテナの設置方向を判別可能とした構造を示す。アンテナ１２１は、四隅に基板１２０との接続用のネジ穴１２１１〜１２１４を有している。図１５の例では、ネジ穴１２１１のみがＮｏｔ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄの状態にされ、残りのネジ穴１２１２〜１２１４はアンテナ１２１内のグランド（ＧＮＤ）に接続されている。
【０１６０】
基板１２０は、アンテナ１２１との接続用のネジ穴１２０１〜１２０４を有している。これらのネジ穴１２０１〜１２０４は、基板１２０内の電源ＶｃｃにＰｕｌｌ ｕｐされ、ＣＰＵ１２００のＧＰＩＯ（General Purpose Input/Output）１２００１〜１２００４にそれぞれ接続されている。
【０１６１】
基板１２０とアンテナ１２１は上下左右のどの向きであってもネジ止め可能である。すなわち、図１５の例では、アンテナ１２１を９０°単位で回転させれば基板１２０のネジ穴とアンテナ１２１のネジ穴とが重なるように、基板１２０のネジ穴１２０１〜１２０４とアンテナ１２１のネジ穴１２１１〜１２１４が設けられている。
【０１６２】
図１５に例示した向きで基板１２０とアンテナ１２１が接続される場合、ＣＰＵ１２００のＧＰＩＯ１２００１の電位はＨｉｇｈ（ここでは電位Ｖｃｃ）となり、ＧＰＩＯ１２００２〜１２００４の電位はいずれもＬｏｗ（ここではＧＮＤ電位）となる。ＣＰＵ１２００は、ＧＰＩＯ１２０１〜１２００４のいずれがＨｉｇｈとなるかを判別することで、アンテナ１２１の設置方向（設置角度または回転角度と理解することもできる）を認識する。
【０１６３】
図１５はアンテナの設置方向を９０°単位で変更可能な例を示しているが、ネジ穴の位置および数を調整すればアンテナの設置方向を調整することが可能である。例えば、図１６に４５°単位でアンテナ１２１の設置方向を調整可能な構成を示す。
【０１６４】
ＣＰＵ１２００は、アンテナ１２１の設置方向に応じて、ビーム制御を行うことができる。例えば複数のアンテナのうちの一部が１８０°回転した状態で設置されている場合でも、各アンテナ基板についてアンテナの上下左右方向を把握できているので、複数のアンテナを用いて１つのビームを正しい向きに（例えば、放射方向が水平方向ｘ°かつ垂直方向ｙ°に設定された場合、その設定方向に）放射することができる。
【０１６５】
なお、アンテナ１２１に設けた上記構造を、アンテナ設置部材１２３に設けてもよい。図１７の例では、アンテナ設置部材１２３が、台座部１２３１と、台座部１２３１に立てられた支柱部１２３２と、支柱部１２３２の側面に設けられ基板１２０が設置される基板設置部１２３３とで構成され、基板設置部１２３３がアンテナ１２１の上記構造を有している。このような構造は、例えば、アンテナ１２１は基板１２０に対して適切な向きで設置可能であるが、基板１２０を誤った向きで基板設置部材に設置する可能性がある場合（結果的には、アンテナ１２１が誤った向きで設置されることになる）に、有効である。なお、アンテナ設置部材の構造は図１７の例に限定されるものではない。
【０１６６】
実施の形態３によれば、例えば次のような構成が提供される。
【０１６７】
平面型のアンテナと、アンテナが搭載された基板と、を備えるアンテナ装置が提供される。より具体的には、基板は、複数の基板側接続点を有し、アンテナは、複数の基板側接続点と電気回路的に接続される複数のアンテナ側接続点を有する。複数のアンテナ側接続点は、接続先の基板側接続点の電位を第１電位に制御するように構成された第１のアンテナ側接続点と、接続先の基板側接続点の電位を第１電位とは異なる第２電位に制御するように構成された第２のアンテナ側接続点とを含む。
【０１６８】
ここで、例えば、平面型のアンテナは多素子アンテナ１２１に対応し、基板は基板１２０に対応し、基板側接続点はネジ穴１２０１〜１２０４に対応し、アンテナ側接続点はネジ穴１２１１〜１２１４に対応する。また、例えば、第１電位はＧＮＤ電位に対応し、第１のアンテナ側接続点はネジ穴１２１２〜１２１４に対応し、第２電位はＶｃｃ電位に対応し、第２のアンテナ側接続点はネジ穴１２１１に対応する。
【０１６９】
かかる構成によれば、上記の課題を解決し、上記の効果を得ることができる。
【０１７０】
あるいは、平面型のアンテナと、アンテナが搭載された基板と、基板と接続されることによってアンテナを支持する設置部材と、を備えるアンテナ装置が提供される。より具体的には、基板は、複数の基板側接続点を有し、設置部材は、複数の基板側接続点と電気回路的に接続される複数の設置部材側接続点を有する。複数の設置部材側接続点は、接続先の基板側接続点の電位を第１電位に制御するように構成された第１の設置部材側接続点と、接続先の基板側接続点の電位を第１電位とは異なる第２電位に制御するように構成された第２の設置部材側接続点とを含む。
【０１７１】
ここで、例えば、平面型のアンテナは多素子アンテナ１２１に対応し、基板は基板１２０に対応し、設置部材はアンテナ設置部材１２３に対応する。基板側接続点はネジ穴１２０１〜１２０４に対応し、設置部材側接続点は基板設置部１２３３のネジ穴に対応する。また、例えば、第１電位はＧＮＤ電位に対応し、第１の設置部材側接続点は基板設置部１２３３のＧＮＤ電位に接続されたネジ穴に対応し、第２電位はＶｃｃ電位に対応し、第２の設置部材側接続点はＮｏｔ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄの状態のネジ穴に対応する。
【０１７２】
かかる構成によれば、上記の課題を解決し、上記の効果を得ることができる。
【０１７３】
実施の形態４．
実施の形態４では、複数のアンテナ間の相互の信号を測定することでアンテナの相対位置を把握し、適切なビーム制御を行う。図１８を参照して、複数のアンテナ間のアンテナ間隔を把握する方法を説明する。
【０１７４】
図１８の例によれば、２つのアンテナ１６１，１６２が壁面に設定されている。アンテナ１６１は起動時またはサービス停止時に、既知信号を送信する。
【０１７５】
あるいは、既知信号として下り参照信号（リファレンスシグナル（Reference Signal）：ＲＳ）を使用すれば、運用時にも既知信号を送信可能である。ＲＳは、ＬＴＥ方式の通信システムとして既知のシンボルである。ＲＳとして、セル固有参照信号（Cell-specific Reference Signal：ＣＲＳ）と、ＭＢＳＦＮ参照信号（MBSFN reference signal）と、ＵＥ固有参照信号（UE-specific reference signal）であるデータ復調用参照信号（Demodulation Reference Signal：ＤＭ−ＲＳ）と、位置決定参照信号（Positioning Reference Signal：ＰＲＳ）と、チャネル情報参照信号（Channel-State Information Reference Signal：ＣＳＩ−ＲＳ）とのうちのいずれを用いてもよい。
【０１７６】
アンテナ１６２は、リファレンスシグナルの受信電界強度やアンテナ間の伝搬遅延などから、アンテナ１６１までの距離を推定する。リファレンスシグナルは、アンテナ１６１とアンテナ１６２の一方で送信しても良いし、両方のアンテナ１６１，１６２で送信してもよい。
【０１７７】
ｅＮＢ１６０は、アンテナ１６１またはアンテナ１６２から、距離情報を取得する。ｅｎＢ１６０は、近いアンテナを同一グループと判断して通信を行うことが可能になる。例えば、ｅＮＢ１６０は、同一ストリームの信号を同一グループの複数アンテナで送信する送信ダイバーシチを行ったり、複数アンテナウェイトを制御してプリコーディングを行う。また、受信電界強度を用いれば、アンテナ間の伝搬遅延が短くアンテナ間が近い場合でも、例えばアンテナの指向性が真逆を向いていることを検出することが可能になり、アンテナグループを有効に設定することが可能である。
【０１７８】
以上のように、近くに配置されていたり、同じ方向を向いているアンテナを検知することによって、アンテナのグループを設定することができる。それにより、グループ外のアンテナを除いてアンテナウェイトを制御することが可能になり、処理量を削減した通信を行うことが可能になる。
【０１７９】
実施の形態４によれば、例えば次のような構成が提供される。
【０１８０】
それぞれが平面型の複数のアンテナと、複数のアンテナからのビーム放射を制御する制御装置と、を備える通信装置が提供される。より具体的には、制御装置は、複数のアンテナのうちの１つから位置調査用の信号を送信する。制御装置は、位置調査用の信号を複数のアンテナのうちの残りのアンテナによって受信し、受信信号について位置調査用の測定対象量を測定する。制御装置は、制御装置からの距離に応じて測定対象量に生じる測定値の差から、複数のアンテナについて制御装置からの相対距離を推定する。
【０１８１】
ここで、例えば、平面型のアンテナは多素子アンテナ１６１，１６２に対応し、制御装置はｅＮＢ１６０に対応する。また、例えば、位置調査用の信号は、既知信号、下り参照信号、セル固有参照信号（ＣＲＳ）、ＭＢＳＦＮ参照信号、ＵＥ固有参照信号であるデータ復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）、位置決定参照信号（ＰＲＳ）、または、チャネル情報参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）に対応する。また、例えば、位置調査用の測定対象量は受信電界強度に対応し、測定値の差は受信電界強度の差に対応する。あるいは、例えば、位置調査用の測定対象量は受信時間に対応し、測定値の差は受信時間の差、換言すれば伝搬遅延に対応する。
【０１８２】
かかる構成によれば、上記の課題を解決し、上記の効果を得ることができる。
【０１８３】
実施の形態５．
上記のように、２台以上の多素子アンテナが設置され、それぞれが別用途として使用される場合、各ビームから発生するサイドローブの影響によって利得が低下する。例えば、図１９の側面図および図２０の上面図に示すように、２つのアンテナが設置された場合について説明する。２つのアンテナはそれぞれ道路の異なる位置（図中の×印を参照）に向けてビームを放射している。各アンテナから放射されたビームには、放射先地点（図中の×印の位置）を中心にサイドローブが発生しており、各アンテナのサイドローブがアンテナ間で干渉している。
【０１８４】
そのため、アンテナ間でビームが干渉しないようにすることが課題となっており、アンテナの設置方向やビームの指向性などを調整するによりサイドローブ方向を変えることが検討されている。例えば図２０においてアンテナの設置角度を４５°回転させると、図２１に示すようにサイドローブ方向が変わり、アンテナ間での干渉が軽減される。
【０１８５】
実施の形態５では、アンテナをビーム放射面に垂直な方向周りに回転させる構造を説明する。図２２に実施の形態５に係る、アンテナの回転構造を示す。図２２の例では、アンテナ１９１を搭載している基板１９０の中心に、回転用の穴１９００が設けられている。基板１９０は筐体１９２に収容されており、筐体１９２は、基板１９０の回転用穴１９００に挿入された回転軸、および、該回転軸を回転させるための回転機構も収容している。筐体１９０は、ビーム放射窓となる開口１９２０を有している。このような構造によれば、容易に、アンテナ１９１を放射面に対して垂直な方向周りに回転させることができる。
【０１８６】
ｅＮＢ１９３は、ビームの送信方向に応じて、基板１９０の設置方向（換言すれば設置角度または回転角度）を制御し、サイドローブによる干渉を軽減させる。アンテナ素子が格子状に配列された構造では、垂直方向と水平方向のサイドローブが大きく、斜め４５°方向のサイドローブは小さいことが知られている。このことを利用すれば、アンテナ１９１を回転させてアンテナ設置角度を制御することによって、サイドローブを調整できる。
【０１８７】
以上により、アンテナを放射面と垂直な方向周りに回転可能にすることで、アンテナの向きが可変となり、これによりビームの利得を向上可能である。設置場所に応じてサイドローブの向きを調整可能となり、ｅＮＢのトータルのスループットが向上する。
【０１８８】
上記では、アンテナ基板の中心に回転用穴を設けたが、アンテナ基板そのものには穴を設けず、アンテナ基板を支える筐体に回転用穴を設けてもよい。あるいは、アンテナ基板を支える筐体に回転軸を設け、アンテナ筐体を支える柱に回転用穴を設けてもよい。
【０１８９】
回転によって伝搬環境が変わらないようにするためには、アンテナ基板および筐体の回転用穴は中央にするのが望ましい。但し、サイドローブの低減という観点からすれば、回転用穴が中央に設けられている必要はない。このため、例えば、ビーム放射部の製造性を考慮し、ビーム放射部を避けた箇所に穴を設けてもよい。
【０１９０】
実施の形態５によれば、例えば次のような構成が提供される。
【０１９１】
平面型のアンテナと、アンテナからのビーム放射を制御する制御装置と、を備える通信装置が提供される。より具体的には、アンテナは、複数のアンテナ素子が平面状に配列されたビーム放射面を有する。通信装置は、ビーム放射面に垂直な方向周りにアンテナを回転させる回転機構を備える。制御装置は、回転機構を制御することによってビーム放射面の設置角度を制御する。
【０１９２】
ここで、例えば、平面型のアンテナは多素子アンテナ１９１に対応し、制御装置はｅＮＢ１９３に対応する。
【０１９３】
かかる構成によれば、上記の課題を解決し、上記の効果を得ることができる。
【０１９４】
実施の形態６
実施の形態６では、アンテナの回転を、実施の形態５で説明したような機械的制御ではなく、電気的制御によって実現する。具体的には、複数のアンテナ素子の中から使用する素子を電気的制御によって選択し、アンテナ素子の選択を制御することによって、アンテナの機械的回転と等価的な制御を提供する。これによっても、サイドローブの向きを制御することが可能である。
【０１９５】
以下では、２つのアンテナが図２０に示した向きで配置され、８×８素子の多素子アンテナを回転させるのに相当する例について説明する。そのために、図２３に示すような１１×１１素子のアンテナを用いる。
【０１９６】
２つのアンテナが同じ端末に対してビームを送信する場合、図２３に示すように、１１×１１素子のうち８×８素子のみを選択的に使用し（換言すると、１１×１１素子のうち８×８素子のみを電気回路的にアクティブ状態にし）、残りの素子は使用しない。但し、残りの素子を必要に応じて使用しても良い。
【０１９７】
一方、２つのアンテナがそれぞれ別の端末に対してビームを送信する場合、アンテナ間でサイドローブが干渉しないように、図２４に示すようにアンテナ素子を選択する。すなわち、図２４の例では、図２３に示した使用するアンテナ素子の範囲を４５°回転させた範囲に存在するアンテナ素子を選択する。図２４の例において選択されたアンテナ素子の配置は、図２１に示すように設置されたアンテナにおけるアンテナ素子の配置に相当する。ｅＮＢ２０１が、端末の位置に応じて、使用するアンテナ素子を電気回路的に選択することによって、アンテナの設置角度を変更するのと等価的な制御を実現することができる。それにより、サイドローブの向きを調整することができ、スループットを向上することができる。
【０１９８】
実施の形態６によれば、例えば次のような構成が提供される。
【０１９９】
平面型のアンテナと、アンテナからのビーム放射を制御する制御装置と、を備える通信装置が提供される。アンテナは、複数のアンテナ素子が平面状に配列されたビーム放射面を有する。制御装置は、複数のアンテナ素子のうちでビーム放射に使用するアンテナ素子群を選択することによってビーム放射面のうちで有効なビーム放射領域を設定する。制御装置は、有効なビーム放射領域の設定を制御することによってビーム放射方向を制御する。
【０２００】
ここで、例えば、平面型のアンテナは多素子アンテナに対応し、制御装置はｅＮＢ２０１に対応する。
【０２０１】
かかる構成によれば、上記の課題を解決し、上記の効果を得ることができる。
【０２０２】
上記の各実施の形態およびその変形例は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において、各実施の形態およびその変形例を自由に組合せることができる。また各実施の形態およびその変形例の任意の構成要素を適宜変更または省略することができる。
【０２０３】
本発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【０２０４】
１０１，１０２，１２０  基板、１０３，１１１〜１１３，１２１，１６１，１６２，１９１  多素子アンテナ、１１０，１６０，１９３，２０１  ｅＮＢ、１２３  アンテナ設置部材、１０１０〜１０１３，１０２０〜１０２３  コネクタ、１２０１〜１２０４，１２１１〜１２１４  ネジ穴（接続点）。
【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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