(57)【要約】【課題】ブロードビームの形成時にかかるアンテナ素子への電力負荷を低減すること。【解決手段】複数のアンテナ素子で形成されるアンテナアレイ１１と、複数のアンテナ素子を、それぞれが２以上のアンテナ素子を含む複数の素子ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分け、複数の素子ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのうち第１及び第２の素子ブロックで形成されるビームを同じ方向に向け、第１の素子ブロックで送信される信号と第２の素子ブロックで送信される信号とを直交化する制御部１３とを有する、基地局１０が提供される。【選択図】図１
2018207333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子で形成されるアンテナアレイと、
前記複数のアンテナ素子を、それぞれが２以上のアンテナ素子を含む複数の素子ブロックに分け、前記複数の素子ブロックのうち第１及び第２の素子ブロックで形成されるビームを同じ方向に向け、前記第１の素子ブロックで送信される信号と前記第２の素子ブロックで送信される前記信号とを直交化する制御部と
を有する、基地局。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１の素子ブロックで送信される信号と前記第２の素子ブロックで送信される前記信号とを拡散符号により直交化する
請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１の素子ブロックで送信される信号を第１の周波数で送信し、前記第２の素子ブロックで送信される前記信号を前記第１の周波数と異なる第２の周波数で送信するように制御する
請求項１に記載の基地局。
【請求項４】
前記制御部は、前記信号を受信する無線端末の移動状態に応じて前記第１及び第２の素子ブロックに含まれるアンテナ素子の数を制御する
請求項２又は３に記載の基地局。
【請求項５】
前記制御部は、前記複数の素子ブロックのそれぞれでビームを形成する第１の制御モードと、前記複数のアンテナ素子で１つのビームを形成する第２の制御モードとを切り替える
請求項１に記載の基地局。
【請求項６】
前記制御部は、前記複数の素子ブロックのうち前記第１及び第２の素子ブロック以外の他の素子ブロックで形成されるビームを前記第１及び第２の素子ブロックで形成されるビームと同じ方向に向け、前記第１及び第２の素子ブロックで送信される前記信号と、前記他の素子ブロックで送信される信号とを直交化する
請求項１に記載の基地局。
【請求項７】
それぞれが２以上のアンテナ素子を含む複数の素子ブロックのうち第１及び第２の素子ブロックで形成されるビームを同じ方向に向け、前記第１の素子ブロックで送信される信号と前記第２の素子ブロックで送信される前記信号とを直交化する基地局から、直交化された複数の前記信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信される複数の前記信号を合成する制御部と
を有する、無線端末。
【請求項８】
複数のアンテナ素子で形成されるアンテナアレイと、前記複数のアンテナ素子を、それぞれが２以上のアンテナ素子を含む複数の素子ブロックに分け、前記複数の素子ブロックのうち第１及び第２の素子ブロックで形成されるビームを同じ方向に向け、前記第１の素子ブロックで送信される信号と前記第２の素子ブロックで送信される前記信号とを直交化する第１の制御部を有する、基地局と；
前記基地局から、前記第１の素子ブロックで送信される前記信号と前記第２の素子ブロックで送信される前記信号とを受信する受信部と、前記受信部により受信される複数の前記信号を合成する第２の制御部とを有する、無線端末と；
を含む、無線通信システム。
【請求項９】
複数のアンテナ素子で形成されるアンテナアレイを有する無線通信装置が、前記複数のアンテナ素子を、それぞれが２以上のアンテナ素子を含む複数の素子ブロックに分け、前記複数の素子ブロックのうち第１及び第２の素子ブロックで形成されるビームを同じ方向に向け、前記第１の素子ブロックで送信される信号と前記第２の素子ブロックで送信される前記信号とを直交化する
通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局、無線端末、無線通信システム、及び通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
第５世代移動通信システムにおいて、多数のアンテナ素子を有するアンテナアレイ（多素子アンテナ）を利用して高周波数帯域における利得の改善やシステムスループットの向上などを実現するために研究開発が進められている。例えば、多素子アンテナによるＢＦ（Beam-Forming）により、移動する無線端末にビームを追従させるビームトラッキング技術について検討が行われている。
【０００３】
多素子アンテナによりＢＦを実施することで特定の方向にビームを絞り込むことができ、高い利得が得られる。他方、ビームの方向から無線端末が外れると受信特性が劣化する。ビーム幅が狭いと無線端末がビームの方向から外れるリスクが高まる。一方、ビーム幅が広いビーム（ブロードビーム）を利用すれば、無線端末がビームの方向から外れるリスクが低減される。
【０００４】
なお、アンテナ要素の数を増加させ、ダイバシティ利得を高めて受信機ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）を改善する方法が提案されている。この方法では、搬送波波長の約１０倍以上離して配置される第１及び第２のアンテナグループから、それぞれ、ウォルシュ符号により符号化された第１及び第２の代表データストリームが送信される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３７７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多素子アンテナで形成されるビームのビーム幅は、ビームを形成するアンテナ素子の数に依存する。アンテナ素子の数が多いほどビーム幅は狭くなるため、少ないアンテナ素子を利用してビームを形成すればビーム幅を広げることができる。但し、アンテナ素子の数が減ると出力が低下する。出力の低下を抑制するために個々のアンテナ素子に供給される電力量を増大させるとアンテナ素子に大きな電力負荷がかかる。
【０００７】
１つの側面によれば、本発明の目的は、ブロードビームの形成時にかかるアンテナ素子への負荷を低減できる基地局、無線端末、無線通信システム、及び通信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】
【０００８】
一態様によれば、複数のアンテナ素子で形成されるアンテナアレイと、複数のアンテナ素子を、それぞれが２以上のアンテナ素子を含む複数の素子ブロックに分け、複数の素子ブロックのうち第１及び第２の素子ブロックで形成されるビームを同じ方向に向け、第１の素子ブロックで送信される信号と第２の素子ブロックで送信される信号とを直交化する制御部とを有する、基地局が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
ブロードビームの形成時にかかるアンテナ素子への電力負荷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図である。
【図２】第２実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図である。
【図３】ビームを形成するアンテナ素子の数とビームの幅との関係について説明するための第１の図である。
【図４】ビームを形成するアンテナ素子の数とビームの幅との関係について説明するための第２の図である。
【図５】基地局の機能を実現可能なハードウェアの一例を示したブロック図である。
【図６】無線端末の機能を実現可能なハードウェアの一例を示したブロック図である。
【図７】基地局が有する機能の一例を示したブロック図である。
【図８】無線端末が有する機能の一例を示したブロック図である。
【図９】複数の素子ブロックを利用して高利得のブロードビームを形成する方法について説明するための第１の図である。
【図１０】複数の素子ブロックを利用して高利得のブロードビームを形成する方法について説明するための第２の図である。
【図１１】分割パターンの設定例を示した図である。
【図１２】パターン情報の一例を示した図である。
【図１３】分割パターンの切り替え制御について説明するための図である。
【図１４】基地局で実行される処理の流れを示したフロー図である。
【図１５】無線端末で実行される処理の流れを示したフロー図である。
【図１６】第２実施形態の一変形例（変形例＃１：素子ブロックサイズの制御）について説明するためのフロー図である。
【図１７】第２実施形態の一変形例（変形例＃１：拡散率の制御）について説明するための図表である。
【図１８】第２実施形態の一変形例（変形例＃２：受信ビームの制御）について説明するためのフロー図である。
【図１９】第２実施形態の一変形例（変形例＃３：帯域分割による直交化）について説明するための第１のフロー図である。
【図２０】第２実施形態の一変形例（変形例＃３：帯域分割による直交化）について説明するための第２のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書及び図面において実質的に同一の機能を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。
【００１２】
＜１．第１実施形態＞
図１を参照しながら、第１実施形態について説明する。
第１実施形態は、アンテナアレイ（多素子アンテナ）でブロードビームを形成する際にアンテナアレイの各アンテナ素子にかかる電力負荷を低減する方法に関する。図１は、第１実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図である。なお、図１に示した無線通信システム５は、第１実施形態に係る無線通信システムの一例である。
【００１３】
図１に示すように、無線通信システム５は、基地局１０及び無線端末２０を含む。
なお、無線通信システム５に含まれる無線端末の数は２以上でもよい。無線端末２０は移動する。無線端末２０の位置及び移動速度は、加速度センサやＧＰＳ（Global Positioning System）、或いは、基地局１０と無線端末２０との間で特定される好適なビーム方向及びそのビーム方向の変化から検出できる。
【００１４】
例えば、ＢＦを実施する場合、異なる複数の方向にビームを向けて基地局１０から送信される既知信号（パイロット信号や参照信号）の受信電力を無線端末２０が受信し、受信電力が高いビーム方向の情報（インデックス）を基地局１０にフィードバックする。無線端末２０からフィードバックされるインデックスから基地局１０と無線端末２０との間の相対的な位置関係を推定できる。また、インデックスの時間変化から無線端末２０の移動速度を推定できる。なお、これ以外の推定方法も適用可能である。
【００１５】
基地局１０は、アンテナアレイ１１、送信部１２、及び制御部１３を有する。無線端末２０は、アンテナ２１、受信部２２、及び制御部２３を有する。
なお、制御部１３、２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのプロセッサである。また、制御部１３、２３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリなどの記憶装置（非図示）にアクセスしうる。
【００１６】
アンテナアレイ１１は、複数のアンテナ素子で形成される。アンテナ素子の間隔は、例えば、搬送波波長λの１／２に設定される。
図１の例では、アンテナ素子ａ１、ａ２、…、ａ１６によりアンテナアレイ１１が形成されている。以下の説明においては、アンテナ素子ａ１、ａ２、…、ａ１６のそれぞれを単に素子と呼ぶ場合がある。
【００１７】
なお、図１の例では、説明の都合上、アンテナ素子ａ１、ａ２、…、ａ１６を１次元的に配置しているが、アンテナ素子ａ１、ａ２、…、ａ１６を２次元的に配置したアンテナアレイ１１を採用してもよい。例えば、平面基板上に縦ｎ素子、横ｍ素子（４素子×４素子、２素子×８素子など）を配置したアンテナアレイ１１を採用してもよい。また、アンテナアレイ１１を形成するアンテナ素子の数は１６以外でもよい。
【００１８】
送信部１２は、例えば、ＲＦ（Radio Frequency）信号を処理するＲＦ回路、ＢＢ（Base-Band）信号を処理するＢＢ回路などを有する。ＲＦ回路は、ＢＢ領域の信号（ＢＢ信号）をＲＦ領域の信号（ＲＦ信号）に変換する周波数変換や、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ（Digital to Analog）変換などの処理を実行する信号処理回路を含む。また、ＲＦ回路は、アンテナ素子に入力されるＲＦ信号の位相をシフトさせる移相器を含む。ＢＢ回路は、例えば、所定の変調方式（ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）や６４ＱＡＭなど）で変調処理を実行する変調回路などを有する。
【００１９】
送信部１２の動作は、制御部１３により制御される。制御部１３は、アンテナアレイ１１を形成するアンテナ素子ａ１、ａ２、…、ａ１６を、それぞれが２以上のアンテナ素子を含む素子ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分ける。
【００２０】
例えば、制御部１３は、無線端末２０の移動速度が所定の閾値より大きい場合、アンテナアレイ１１を素子ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分け、送信部１２を制御して素子ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄによりブロードビームを形成する。なお、ブロードビームは、アンテナ素子ａ１、ａ２、…、ａ１６の全てを利用して形成されるビーム（ナロービーム）よりビーム幅が広いビームである。
【００２１】
図１の例において、素子ブロック１１ａは、アンテナ素子ａ１、ａ２、ａ３、ａ４を有する。素子ブロック１１ｂは、アンテナ素子ａ５、ａ６、ａ７、ａ８を有する。素子ブロック１１ｃは、アンテナ素子ａ９、ａ１０、ａ１１、ａ１２を有する。素子ブロック１１ｄは、アンテナ素子ａ１３、ａ１４、ａ１５、ａ１６を有する。
【００２２】
なお、図１の例では、説明の都合上、それぞれが４つの素子を有する４つの素子ブロックにアンテナアレイ１１を分ける方法が示されているが、アンテナアレイ１１の分け方はこれに限定されない。
【００２３】
制御部１３は、素子ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのうち第１及び第２の素子ブロックで形成されるビームを同じ方向に向ける。また、制御部１３は、第１の素子ブロックで送信される信号と第２の素子ブロックで送信される信号とを直交化する。
【００２４】
説明を簡単にするために、素子ブロック１１ａ、１１ｂを無線端末２０への送信に利用する場合を例に挙げる。この場合、制御部１３は、第１の素子ブロックとして素子ブロック１１ａを選択し、第２の素子ブロックとして素子ブロック１１ｂを選択する。
【００２５】
そして、制御部１３は、送信部１２を制御し、ＢＦにより、素子ブロック１１ａで形成されるビームと素子ブロック１１ｂで形成されるビームとを無線端末２０の方向に向ける。例えば、制御部１３は、素子ブロック１１ａに接続される移相器の組及び素子ブロック１１ｂに接続される移相器の組に対して同じ方向に対応するＢＦウェイトの組（ＢＦウェイトベクトル）を設定する。なお、素子ブロック１１ａ、１１ｂからは同じデータの信号が送信される。
【００２６】
制御部１３は、素子ブロック１１ａで送信される信号と素子ブロック１１ｂで送信される信号とを直交化する。また、制御部１３は、送信部１２を制御し、直交化後の信号を素子ブロック１１ａ、１１ｂから送信する。
【００２７】
直交化の方法としては、例えば、素子ブロック１１ａ、１１ｂから送信される信号にそれぞれ拡散符号を乗算する方法が適用できる。また、素子ブロック１１ａで送信される信号と素子ブロック１１ｂで送信される信号とを異なる周波数帯域で送信する方法が適用できる。
【００２８】
ここで、利用する素子ブロックの数を４つに拡張し、素子ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを無線端末２０への送信に利用する場合について述べる。素子ブロックの数が増えても上記と同様の手順でビームの制御及び直交化が実施されうる。
【００２９】
この場合、制御部１３は、素子ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのそれぞれで形成されるビームｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４を無線端末２０の方向に向ける。例えば、素子ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに対して同じ方向に対応するＢＦウェイトの組を設定することで、ビームｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４を無線端末２０へと向けることができる。また、制御部１３は、拡散符号や複数の異なる周波数帯域を利用して、素子ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄで送信される信号を相互に直交化する。
【００３０】
受信部２２は、アンテナ２１を介して信号を受信する。なお、無線端末２０のアンテナ数は２以上でもよい。受信部２２は、ＲＦ信号を処理するＲＦ回路、ＢＢ信号を処理するＢＢ回路などを含む。ＲＦ回路は、ＲＦ信号をＢＢ信号に変換する周波数変換やＡＤ（Analog to Digital）変換などの処理を実行する信号処理回路を含む。ＢＢ回路は、所定の変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）で復調処理を実行する復調回路や複数のＢＢ信号を合成する合成器を含む。
【００３１】
受信部２２の動作は、制御部２３により制御される。制御部２３は、受信部２２を制御し、ビームｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４で送信される直交化後の信号を受信し、受信した信号に直交化の逆変換を施して直交化前の信号を復元する。
【００３２】
例えば、拡散符号を用いて信号が直交化されている場合、制御部２３は、逆拡散により直交化前の信号を復元する。他方、異なる複数の周波数帯域を利用して直交化されている場合、制御部２３は、受信部２２を制御して各周波数帯域で信号を受信する。制御部２３は、受信部２２を制御し、復元した直交化前の信号を合成して合成信号を生成する。そして、制御部２３は、生成した合成信号に対して復号処理を実行する。
【００３３】
上記のように、アンテナアレイ１１を素子ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分け、素子ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄで送信される信号を直交化することで、ブロードビームを形成することができる。ブロードビームを形成することで、無線端末２０が高速に移動する場合でも、ビームの方向から無線端末２０が外れて受信特性が大きく劣化するリスクを低減できる。
【００３４】
また、素子ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄで送信される信号を無線端末２０で合成することで、アンテナ素子ａ１、ａ２、…、ａ１６のそれぞれに供給される電力量を増大させずに効率的に利得を向上できる。そのため、ブロードビームの形成に際してアンテナ素子ａ１、ａ２、…、ａ１６にかかる電力負荷の増大を抑制できる。
【００３５】
以上、第１実施形態について説明した。
＜２．第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、アンテナアレイ（多素子アンテナ）でブロードビームを形成する際にアンテナアレイの各アンテナ素子にかかる電力負荷を低減する方法に関する。
【００３６】
［２−１．システム］
図２を参照しながら、無線通信システム５０について説明する。図２は、第２実施形態に係る無線通信システムの一例を示した図である。なお、図２に示した無線通信システム５０は、第２実施形態に係る無線通信システムの一例である。
【００３７】
図２に示すように、無線通信システム５０は、基地局１００及び無線端末２０１、２０２を含む。なお、無線端末の数は２以外でもよい。基地局１００は、アンテナアレイ１００ａを有する。無線端末２０１、２０２は、それぞれアンテナ２０１ａ、２０２ａを有する。アンテナアレイ１００ａは、複数のアンテナ素子で形成される。基地局１００は、アンテナアレイ１００ａによりＢＦを実施する。
【００３８】
例えば、基地局１００は、無線端末２０１に向けて信号を送信するとき、無線端末２０１の方向にビーム（干渉により電波が強め合う部分）を向け、無線端末２０２にＮＵＬＬ（干渉により電波が打ち消し合う部分）を向ける。
【００３９】
なお、各アンテナ素子から出力される電波の位相を変化させることによりビームの方向を制御できる。ビーム幅は、ビームを形成するアンテナ素子の数に依存する。アンテナ素子の数が大きいほどビーム幅は狭くなる。ビーム幅は、例えば、利得の角度分布における半値幅（ピークの半値を与える角度幅）などの指標により表現できる。
【００４０】
ところで、アンテナアレイ１００ａにおけるアンテナ素子の配置パターン及びアンテナ素子の数は自由に設定されうる。例えば、図２（Ａ）の例は、１６個のアンテナ素子を１次元配列にした配置パターンである。一方、図２（Ｂ）は、１６個のアンテナ素子を４行４列に配列（２次元配列）した配置パターンである。アンテナ素子の間隔ｄは、例えば、搬送波波長λの１／２に設定される。
【００４１】
１次元配列の場合、アンテナ素子の数及びアンテナ素子間の間隔ｄを変形できる。２次元配列の場合、アンテナ素子の数及びアンテナ素子間の間隔ｄに加え、行方向、列方向に並ぶアンテナ素子の数を変形できる（例えば、２行８列、８行２列など）。このように、アンテナアレイ１００ａにおけるアンテナ素子の配置には様々な配置パターンが設定されうるが、第２実施形態の技術は、このような多様な配置パターンに適用可能である。
【００４２】
以下では、説明を簡単にするために、図２（Ａ）に示した１次元配列の場合（１６個のアンテナ素子を１列に並べた配置パターン）を例に説明を進める。
（ビームを形成するアンテナ素子の数とビーム幅との関係）
ここで、図３及び図４を参照しながら、ビームを形成するアンテナ素子の数とビーム幅との関係について、さらに説明する。図３は、ビームを形成するアンテナ素子の数とビームの幅との関係について説明するための第１の図である。図４は、ビームを形成するアンテナ素子の数とビームの幅との関係について説明するための第２の図である。
【００４３】
図３には、アンテナアレイ１００ａの各アンテナ素子に供給される電力量の設定例が示されている。図３（Ａ）は、アンテナアレイ１００ａに含まれる１６個のアンテナ素子に全て１単位の電力量が供給される様子を示している。一方、図３（Ｂ）は、アンテナアレイ１００ａのうち４個のアンテナ素子に４単位の電力量が供給される様子を示している。
【００４４】
図３（Ａ）の設定例を採用した場合にアンテナアレイ１００ａで形成されるビーム（１６素子によるビーム）の利得は、図４に実線で示したグラフのようになる。一方、図３（Ｂ）の設定例を採用した場合にアンテナアレイ１００ａで形成されるビーム（４素子によるビーム）の利得は、図４に鎖線で示したグラフのようになる。なお、この例では、３０°の方向にビームが向けられている。
【００４５】
図４に示した２つのグラフを比較すると、３０°の方向を中心とするメインビームの幅（利得−１０ｄＢの幅）は、実線のグラフで約１５°、鎖線のグラフで約６０°となっている。このように、ビームを形成するアンテナ素子の数が少なくなるほど、ビームの幅は広くなる。この性質を利用し、幅の広いビーム（ブロードビーム）を形成することで、ビームトラッキングの際に無線端末２０１、２０２がビームの方向から外れてスループットが急激に低下するリスクを低減できる。
【００４６】
ところで、図３の例では、ビームを形成する各アンテナ素子に供給される電力量の総和が等しくなるように設定されている。このように電力量を設定すると、図４に示すように、ビーム幅が狭いビーム（ナロービーム）の場合に近い利得をブロードビームでも得ることができる。但し、アンテナ素子の数が１／４になれば、各アンテナ素子に供給される電力量が４倍になる。そのため、各アンテナ素子にかかる電力負荷が増大する。高電力負荷に耐えられるアンテナ素子は比較的高価であるため、コストの増加も生じうる。
【００４７】
上記の事情を考慮し、第２実施形態に係る無線通信システム５０では、各アンテナ素子にかかる負荷の増大を抑制しつつ、ナロービームに近い利得が得られるブロードビームの形成方法を導入する。
【００４８】
上記の方法では、基地局１００が、アンテナアレイ１００ａを複数の素子ブロックに分け、各素子ブロックで独立にＢＦを実施すると共に、複数の素子ブロックで送信される信号を直交化する。受信側（無線端末２０１、２０２）では、複数の素子ブロックで送信される信号を受信時に合成できるため、高い利得が得られる。
【００４９】
また、上記の方法ではアンテナアレイ１００ａに含まれる全てのアンテナ素子が利用される。そのため、各アンテナ素子に供給される電力量は、ナロービームを形成する際に各アンテナ素子に供給される電力量と同じでよい。そのため、ブロードビームを形成する際に各アンテナ素子にかかる電力負荷の増大を抑制することが可能になる。以下、上記の方法及びこの方法を実現可能な基地局１００の機能などについて、さらに説明する。
【００５０】
（ハードウェア）
基地局１００の機能などについて説明するに先立ち、図５及び図６を参照しながら、基地局１００及び無線端末２０１、２０２のハードウェアについて述べる。基地局１００は、例えば、図５に示すようなハードウェアを有する。図５は、基地局の機能を実現可能なハードウェアの一例を示したブロック図である。
【００５１】
図５に示すように、基地局１００は、アンテナアレイ１００ａ、ＲＦ回路１００ｂ、信号処理回路１００ｃ、ＣＰＵ１００ｄ、メモリ１００ｅ、及びＮＩＦ（Network Interface）回路１００ｆを有する。
【００５２】
アンテナアレイ１００ａは、ＲＦ信号の送受信に用いられる複数のアンテナ素子で形成される。ＲＦ回路１００ｂは、アンテナアレイ１００ａによるＲＦ信号の送受信、周波数変換、ＡＤ・ＤＡ変換処理などの処理を実行する。また、ＲＦ回路１００ｂは、ＢＦのためにＲＦ信号の位相をシフトさせる複数の移相器を含む。信号処理回路１００ｃは、変調・復調処理や拡散処理などを実行する。ＮＩＦ回路１００ｆは、コアネットワークに接続される通信回路である。
【００５３】
ＣＰＵ１００ｄは、データの符号化や復号、ＲＦ回路１００ｂ及び信号処理回路１００ｃの制御、ＮＩＦ回路１００ｆによる通信の制御などを実施する。ＣＰＵ１００ｄは、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどで代替可能である。メモリ１００ｅは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ、ＳＳＤなどの記憶装置である。例えば、ＢＦウェイトや拡散符号などの情報がメモリ１００ｅに格納されうる。
【００５４】
無線端末２０１は、例えば、図６に示すようなハードウェアを有する。図６は、無線端末の機能を実現可能なハードウェアの一例を示したブロック図である。なお、無線端末２０２の機能も無線端末２０１と同じハードウェアにより実現可能である。
【００５５】
図６に示すように、無線端末２０１は、アンテナ２０１ａ、ＲＦ回路２０１ｂ、信号処理回路２０１ｃ、ＣＰＵ２０１ｄ、及びメモリ２０１ｅを有する。なお、無線端末２０１が有するアンテナの本数は２以上であってもよい。
【００５６】
アンテナ２０１ａは、ＲＦ信号の送受信に用いられるアンテナである。ＲＦ回路２０１ｂは、アンテナ２０１ａによるＲＦ信号の送受信、周波数変換、ＡＤ・ＤＡ変換処理などの処理を実行する。アンテナの本数が２以上の場合、ＲＦ回路２０１ｂは、ＢＦのためにＲＦ信号の位相をシフトさせる複数の移相器を含んでもよい。信号処理回路２０１ｃは、変調・復調処理や逆拡散処理などを実行する。
【００５７】
ＣＰＵ２０１ｄは、データの符号化や復号、ＲＦ回路２０１ｂ及び信号処理回路２０１ｃの制御などを実施する。ＣＰＵ２０１ｄは、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどで代替可能である。メモリ２０１ｅは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなどの記憶装置である。例えば、ＢＦウェイトや拡散符号などの情報がメモリ２０１ｅに格納されうる。
【００５８】
以上、無線通信システム５０について説明した。
［２−２．機能］
次に、基地局１００及び無線端末２０１の機能について説明する。なお、無線端末２０１、２０２の機能は同じであるとして無線端末２０２の機能については説明を省略する。
【００５９】
（基地局の機能）
図７を参照しながら、基地局１００の機能について説明する。図７は、基地局が有する機能の一例を示したブロック図である。
【００６０】
図７に示すように、基地局１００は、符号化部１０１、変調部１０２、送信ＢＦ部１０３、直交変換部１０４、及び切替制御部１０５を有する。切替制御部１０５は、記憶部１０５ａに接続される。
【００６１】
なお、符号化部１０１、切替制御部１０５の機能は、例えば、ＣＰＵ１００ｄにより実現されうる。変調部１０２の機能は、例えば、信号処理回路１００ｃにより実現されうる。送信ＢＦ部１０３、直交変換部１０４の機能は、例えば、ＲＦ回路１００ｂ、信号処理回路１００ｃにより実現されうる。記憶部１０５ａの機能は、例えば、メモリ１００ｅにより実現されうる。
【００６２】
符号化部１０１は、ターボ符号などの誤り訂正符号によりデータを符号化する。符号化後のデータは、変調部１０２へと出力される。変調部１０２は、所定の変調方式で符号化後のデータを変調して送信信号を生成する。変調方式としては、例えば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどがある。送信信号は、送信ＢＦ部１０３に入力される。
【００６３】
送信ＢＦ部１０３は、移相部＃１、…、＃Ｎを有する。Ｎは、アンテナアレイ１００ａを複数の素子ブロック（２以上のアンテナ素子を含むアンテナ素子のグループ）に分ける場合の素子ブロック数である。移相部＃１、…、＃Ｎには、それぞれ同じ方向に対応する送信ＢＦウェイトの組｛ｗ１，…，ｗｎ｝が設定される。ｎは、素子ブロックに含まれるアンテナ素子の数である。移相部＃１、…、＃Ｎには、同じ送信信号が入力される。
【００６４】
なお、図７の例では、アンテナアレイ１００ａが素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎに分けられている。また、素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎに含まれるアンテナ素子の数はいずれもｎである。この場合、移相部＃１、…、＃Ｎには、同じ送信ＢＦウェイトの組｛ｗ１，…，ｗｎ｝が設定される。但し、アンテナ素子の数がｍ（ｍ≠ｎ）の素子ブロックｇ＃ｑがある場合、素子ブロックｇ＃ｑに対応する移相部＃ｑには、ｍ個の送信ＢＦウェイトが設定される。
【００６５】
移相部＃ｋ（ｋ＝１，…，Ｎ）は、送信信号をｎ個の経路に分配し、各経路の送信信号に送信ＢＦウェイトを乗算して位相をシフトさせる。位相シフト後の送信信号は、直交変換部１０４へと出力される。
【００６６】
直交変換部１０４は、移相部＃１、…、＃Ｎにそれぞれ対応する拡散部＃１、…、＃Ｎを有する。拡散部＃ｋ（ｋ＝１，…，Ｎ）には、拡散符号ｃｋが設定される。拡散部＃ｋは、移相部＃ｋから出力されたｎ個の送信信号に対して拡散符号ｃｋを乗算する。拡散符号ｃｋから出力されるｎ個の送信信号は、素子ブロックｇ＃ｋに含まれるｎ個のアンテナ素子から送信される。
【００６７】
拡散符号ｃ１、…、ｃＮにより、素子ブロックｇ＃ｉから送信される送信信号（ｉ＝１，…，Ｎ）と、素子ブロックｇ＃ｊ（ｉ≠ｊ）から送信される送信信号とは直交する。つまり、素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎにより形成されるＮ本のビームは、ＣＤＭ（Code Division Multiplexing）された状態になる。なお、アンテナ素子の数がｍ（ｍ≠ｎ）の素子ブロックｇ＃ｑがある場合も上記と同様の手順で直交化の処理が実行される。
【００６８】
切替制御部１０５は、送信ＢＦ部１０３及び直交変換部１０４の動作を制御する。例えば、切替制御部１０５は、記憶部１０５ａから送信ＢＦウェイトを取得して移相部＃ｋ（ｋ＝１，…，Ｎ）に設定する。また、切替制御部１０５は、記憶部１０５ａから拡散符号を取得して拡散部＃ｋに設定する。また、切替制御部１０５は、送信先（例えば、無線端末２０１）の移動状態に応じてアンテナアレイ１００ａの分割パターンを設定する。
【００６９】
例えば、切替制御部１０５は、無線端末２０１の移動速度が所定の閾値より大きい場合にアンテナアレイ１００ａを素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎに分け、移相部＃１、…、＃ＮによるＢＦ及び拡散部＃１、…、＃Ｎによる直交化を実施する。一方、無線端末２０１の移動速度が所定の閾値より大きくない場合、切替制御部１０５は、アンテナアレイ１００ａに含まれる全てのアンテナ素子を利用してＢＦを実施する。この場合、拡散部＃１、…、＃Ｎによる直交化は省略される。
【００７０】
なお、所定の閾値は、例えば、アンテナアレイ１００ａに含まれる全てのアンテナ素子を利用してＢＦを実施する制御モード（ＮＢ（Narrow Beam）制御モード）で、ビームトラッキングにより許容可能なスループットが得られる移動速度に予め設定される。以下の説明では、アンテナアレイ１００ａを素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎに分け、移相部＃１、…、＃ＮによるＢＦ及び拡散部＃１、…、＃Ｎによる直交化を実施する制御モードをＢＢ（Broad Beam）制御モードと呼ぶ場合がある。
【００７１】
上記のように、切替制御部１０５は、送信先の移動速度に応じてＮＢ制御モードとＢＢ制御モードとを切り替える。また、切替制御部１０５は、ＢＢ制御モードで動作を制御する場合に、さらにアンテナアレイ１００ａの分割パターンを切り替えてもよい。例えば、切替制御部１０５は、分割パターンの情報（パターン情報）を記憶部１０５ａから取得し、パターン情報に基づいて送信先の移動速度に応じた分割パターンを選択してもよい。なお、分割パターンについては後段において、さらに説明する。
【００７２】
基地局１００は、上記のような機能を有する。
（無線端末の機能）
次に、図８を参照しながら、無線端末２０１の機能について説明する。図８は、無線端末が有する機能の一例を示したブロック図である。
【００７３】
図８に示すように、無線端末２０１は、直交逆変換部２１１、復調部２１２、合成部２１３、復号部２１４、及び切替制御部２１５を有する。切替制御部２１５は、記憶部２１５ａに接続される。
【００７４】
なお、直交逆変換部２１１の機能は、例えば、ＲＦ回路２０１ｂ、信号処理回路２０１ｃにより実現されうる。復調部２１２、合成部２１３の機能は、例えば、信号処理回路２０１ｃにより実現されうる。復号部２１４、切替制御部２１５の機能は、例えば、ＣＰＵ２０１ｄにより実現されうる。
【００７５】
直交逆変換部２１１は、逆拡散部＃１、…、＃Ｎを有する。Ｎは、アンテナアレイ１００ａの分割数（素子ブロックの数）である。逆拡散部＃１、…、＃Ｎには、アンテナ２０１ａで受信された信号（受信信号）が入力される。逆拡散部＃ｋ（ｋ＝１，…，Ｎ）には、上述した拡散符号ｃｋが設定される。逆拡散部＃ｋは、拡散符号ｃｋを用いて受信信号を逆拡散して拡散前の信号を復元する。拡散前の信号は、復調部２１２へと出力される。
【００７６】
復調部２１２は、逆拡散部＃１、…、＃Ｎから出力される拡散前の信号をそれぞれ復調して受信データを生成する。逆拡散部＃１、…、＃Ｎにそれぞれ対応する受信データは、合成部２１３へと出力される。合成部２１３は、復調部２１２から出力される受信データを合成して合成データを生成する。合成データは、復号部２１４へと出力される。復号部２１４は、合成データに対する誤り訂正などの復号処理を実施して基地局１００から送信されたデータを復元する。
【００７７】
切替制御部２１５は、基地局１００がＢＢ制御モードで送信を制御するとき、上記のように直交逆変換部２１１による逆拡散や合成部２１３によるデータの合成を実施する。例えば、切替制御部２１５は、記憶部２１５ａから拡散符号を取得して逆拡散部＃１、…、＃Ｎに設定する。他方、基地局１００がＮＢ制御モードで送信を制御するとき、切替制御部２１５は、直交逆変換部２１１による逆拡散や合成部２１３によるデータの合成を省略する。
【００７８】
基地局１００の制御モードは、例えば、遷移時に基地局１００から無線端末２０１へと通知されるか、或いは、無線端末２０１が自端末の移動状態に基づいて自律的に判断する。無線端末２０１が自律的に判断する方法としては、ＧＰＳや加速度センサ、或いは、好適なビーム方向の検出結果などに基づいて移動速度を検出し、移動速度が所定の閾値より大きい場合にＢＢ制御モードであると判断する方法を適用できる。
【００７９】
無線端末２０１は、上記のような機能を有する。
（複数の素子ブロックを利用して高利得のブロードビームを形成する方法）
ここで、図９及び図１０を参照しながら、アンテナアレイ１００ａを利用して高利得のブロードビームを形成する方法について説明する。
【００８０】
図９は、複数の素子ブロックを利用して高利得のブロードビームを形成する方法について説明するための第１の図である。図１０は、複数の素子ブロックを利用して高利得のブロードビームを形成する方法について説明するための第２の図である。
【００８１】
上記のように、基地局１００は、ＢＢ制御モードでアンテナアレイ１００ａを素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎに分け、拡散符号を利用して、素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎで形成されるビームをＣＤＭの状態にする。また、アンテナアレイ１００ａの各アンテナ素子に供給される電力量は、ＮＢ制御モードで動作する場合と同じ電力量に設定される。
【００８２】
例えば、４素子を含む４つの素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃４に分ける場合（図９を参照）、利得の角度分布は、図１０に示した実線のグラフになる。なお、図１０の例では、ビームの方向は３０°に設定されている。図１０には、比較のため、ＮＢ制御モードで送信した場合における利得の角度分布が鎖線で示されている。
【００８３】
図１０に示した２つのグラフを比較すると、ＢＢ制御モードの場合には、ＮＢ制御モードの場合に比べて広いビーム幅が実現されている。例えば、利得が−１０ｄＢの位置では、ＮＢ制御モードにおけるビーム幅は約１５°（鎖線を参照）、ＢＢ制御モードにおけるビーム幅は約５３°（実線参照）であり、ＢＢ制御モードでブロードビームが得られる。また、ＢＢ制御モードでもＮＢ制御モードに近い利得が得られる。
【００８４】
つまり、上述した基地局１００及び無線端末２０１の機能（アンテナアレイ１００ａの分割及び直交化）によれば、各アンテナ素子に供給される電力量を増大させずに十分な利得を有するブロードビームを形成できる。なお、素子ブロックｇ＃ｋ（ｋ＝１、…、４）で送信される信号は拡散符号ｃｋにより拡散されている（図９を参照）。
【００８５】
（分割パターンの設定及び切り替え）
ここで、図１１から図１３を参照しながら、分割パターンの設定及び切り替えについて説明する。なお、図１１は、分割パターンの設定例を示した図である。図１２は、パターン情報の一例を示した図である。図１３は、分割パターンの切り替え制御について説明するための図である。
【００８６】
図１１には、４種類の分割パターンが例示されている。なお、第２実施形態の技術を適用可能な分割パターンは図１１の例に限定されない。例えば、アンテナアレイ１００ａに含まれるアンテナ素子の数や、アンテナ素子の配置パターンなどに応じて、さらに多様な分割パターンの設定が可能である。但し、ここでは説明の都合上、図１１に示した４種類の分割パターンを例に説明を進める。
【００８７】
図１１には、アンテナアレイ１００ａを、４つのアンテナ素子を含む４つの素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃４に分割する分割パターン（４，４，４，４）が示されている。また、図１１には、アンテナアレイ１００ａを、８つのアンテナ素子を含む２つの素子ブロックｇ＃１、ｇ＃２に分割する分割パターン（８，８）が示されている。
【００８８】
分割パターン（４，４，４，４）では各素子ブロックに含まれるアンテナ素子の数が４である。そのため、各素子ブロックに含まれるアンテナ素子の数が８の分割パターン（８，８）に比べ、分割パターン（４，４，４，４）の方が広いビーム幅となる。他方、分割パターン（８，８）の方が分割パターン（４，４，４，４）に比べて高い利得が得られるなどの利点がある。
【００８９】
図１１には、アンテナアレイ１００ａを、４つのアンテナ素子を含む３つの素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃３と、２つのアンテナ素子を含む２つの素子ブロックｇ＃４、ｇ＃５とに分割する分割パターン（４，４，４，２，２）が示されている。このように、含まれるアンテナ素子の数が異なる素子ブロックが混在していてもよい。
【００９０】
図１１には、アンテナアレイ１００ａを、４つのアンテナ素子を含む４つの素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃４に分割する分割パターン（巡回）が示されている。但し、分割パターン（巡回）は、連続的に並ぶ複数のアンテナ素子で素子ブロックを形成するのではなく、飛び飛びの位置にある複数のアンテナ素子で素子ブロックを形成する分割パターンである。
【００９１】
図１１に例示した分割パターン（巡回）の場合、１番目、５番目、９番目、１３番目にあるアンテナ素子を素子ブロックｇ＃１に設定し、２番目、６番目、１０番目、１４番目にあるアンテナ素子を素子ブロックｇ＃２に設定している。さらに、３番目、７番目、１１番目、１５番目にあるアンテナ素子を素子ブロックｇ＃３に設定し、４番目、８番目、１２番目、１６番目にあるアンテナ素子を素子ブロックｇ＃４に設定している。
【００９２】
つまり、上記の分割パターン（巡回）は、素子ブロックｇ＃１のアンテナ素子、素子ブロックｇ＃２のアンテナ素子、素子ブロックｇ＃３のアンテナ素子、素子ブロックｇ＃４のアンテナ素子を並べたアンテナ素子群が繰り返し現われる分割パターンである。この場合、同じ素子ブロックに含まれるアンテナ素子の間隔が４倍に拡大される。
【００９３】
上記の分割パターンを纏めたパターン情報は、図１２のようになる。但し、図１２のパターン情報には、アンテナアレイ１００ａを分割しない場合の情報（「分割なし」の欄）が含まれている。「分割なし」の状態は、ＮＢ制御モードに対応する。他方、分割パターン（４，４，４，４）、（８，８）、（４，４，４，２，２）、「巡回」は、いずれもＢＢ制御モードに対応する。
【００９４】
素子ブロックの欄には、各素子ブロックに属するアンテナ素子の組み合わせが記載される。例えば、分割パターン（４，４，４，４）に対応する素子ブロックの欄には、｛１，２，３，４｝という情報が含まれる。｛１，２，３，４｝は、１番目、２番目、３番目、４番目のアンテナ素子が同じ素子ブロックに含まれることを示す。図１１の例において、｛１，２，３，４｝は素子ブロックｇ＃１に対応する。このようなパターン情報を記憶部１０５ａ（図７を参照）に格納しておくことで分割パターンの切り替えが容易になる。
【００９５】
例えば、図１３に示すように、切替制御部１０５は、時間の経過と共に分割パターンを切り替えてもよい。図１３の例では、単位区間毎に分割パターンが制御されている。横軸はアンテナ素子のインデックス（何番目に位置するかを示す番号）を示し、縦軸は時間を示す。なお、単位区間としては、フレーム、サブフレーム、スロット、或いは、予め設定された長さの時間区間などが適用されうる。
【００９６】
図１３の例では、最初の単位区間で分割パターン（４，４，４，４）が適用され、次の２つの単位区間ではＮＢ制御モード（分割なし）が適用されている。さらに、分割パターン（８，８）、ＮＢ制御モード（分割なし）、分割パターン（４，４，４，２，２）、ＮＢ制御モード（分割なし）、分割パターン（４，４，４，４）、…の順で切り替え制御が実施されている。例えば、送信先自体の変更や送信先の移動状態の変化が生じた場合に、図１３に示すような切り替え制御が実施されうる。
【００９７】
以上、基地局１００及び無線端末２０１の機能について説明した。
［２−３．処理の流れ］
次に、基地局１００及び無線端末２０１が実行する処理の流れについて説明する。
【００９８】
（基地局の処理）
図１４を参照しながら、基地局１００が実行する処理について説明する。図１４は、基地局で実行される処理の流れを示したフロー図である。
【００９９】
（Ｓ１０１）切替制御部１０５は、ビームトラッキングを開始する。以下では説明の都合上、ビームを無線端末２０１に追従させるビームトラッキングを例に説明を進める。
ビームトラッキングを開始すると、切替制御部１０５は、無線端末２０１から受信電力が大きいビーム方向（選択ビーム方向）の情報を定期的に取得する。そして、切替制御部１０５は、送信ＢＦ部１０３を介して、無線端末２０１から取得される選択ビーム方向の情報に基づいてアンテナアレイ１００ａで形成されるビームの向きを制御する。
【０１００】
（Ｓ１０２）切替制御部１０５は、無線端末２０１への送信にブロードビームを利用するか否かを判定する。
例えば、切替制御部１０５は、無線端末２０１から取得される選択ビーム方向の情報に基づき、選択ビーム方向の時間変化（角速度）から無線端末２０１の移動速度Ｖを推定する。そして、切替制御部１０５は、推定した移動速度Ｖと所定の閾値Ｔｈとを比較し、移動速度Ｖが閾値Ｔｈより大きい場合にブロードビームを利用すると判定する。
【０１０１】
無線端末２０１への送信にブロードビームを利用すると判定した場合、処理はＳ１０３へと進む。つまり、処理は、ＢＢ制御モードの処理工程へと進む。なお、ＮＢ制御モードの場合にはＢＢ制御モードへと切り替えられる。一方、無線端末２０１への送信にブロードビームを利用しないと判定した場合、処理はＳ１０７へと進む。つまり、処理は、ＮＢ制御モードの処理工程へと進む。なお、ＢＢ制御モードの場合にはＮＢ制御モードへと切り替えられる。
【０１０２】
（Ｓ１０３）切替制御部１０５は、送信に利用するアンテナアレイ１００ａの分割パターンを設定する。
例えば、切替制御部１０５は、記憶部１０５ａにあるパターン情報（図１２を参照）を参照し、ＢＢ制御モードの分割パターンの中から、設定する分割パターンを選択する。素子ブロックの数（ブロック数）が大きい分割パターンは、素子ブロックに含まれるアンテナ素子の数（素子ブロックサイズ）が小さい傾向にある。そのため、ブロック数が大きい分割パターンほどビーム幅が広くなる。この性質を考慮し、切替制御部１０５は、無線端末２０１の移動速度が大きいほどブロック数が大きい分割パターンを選択してもよい。
【０１０３】
（Ｓ１０４）切替制御部１０５は、各素子ブロックから送信される信号を直交化する拡散符号を直交変換部１０４に設定する（拡散処理の制御）。例えば、切替制御部１０５は、記憶部１０５ａからブロック数分の拡散符号ｃ１、…、ｃＮを取得し、素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎに対応する直交変換部１０４の拡散部＃１、…、＃Ｎにそれぞれ拡散符号ｃ１、…、ｃＮを設定する。なお、Ｓ１０４とＳ１０５の順序を入れ替えてもよい。
【０１０４】
（Ｓ１０５）切替制御部１０５は、各素子ブロックで形成されるビーム方向を無線端末２０１に向けるＢＦウェイトを送信ＢＦ部１０３に設定する。例えば、切替制御部１０５は、記憶部１０５ａから送信ＢＦウェイトの組｛ｗ１，…，ｗｎ｝を取得し、素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎに対応する送信ＢＦ部１０３の移相部＃１、…、＃Ｎにそれぞれ送信ＢＦウェイトの組｛ｗ１，…，ｗｎ｝を設定する。
【０１０５】
なお、分割パターン（４，４，４，２，２）のように素子ブロックサイズが異なる素子ブロックを含む場合、素子ブロックサイズが同じ素子ブロックに同じ送信ＢＦウェイトの組が設定される。例えば、素子ブロックサイズが４素子の素子ブロックには４つの送信ＢＦウェイトの組｛ｗ１１，…，ｗ１４｝が設定され、素子ブロックサイズが２素子の素子ブロックには２つの送信ＢＦウェイトの組｛ｗ２１，ｗ２２｝が設定される。
【０１０６】
（Ｓ１０６）符号化部１０１は、ターボ符号などの誤り訂正符号によりデータを符号化する。符号化後のデータは、変調部１０２へと出力される。変調部１０２は、所定の変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）により符号化後のデータを変調して送信信号を生成する。送信信号は、送信ＢＦ部１０３へと出力される。
【０１０７】
送信ＢＦ部１０３は、移相部＃１、…、＃Ｎにより送信ＢＦウェイトの組を送信信号に乗算して送信信号の位相をシフトさせる。例えば、移相部＃ｋ（ｋ＝１，…，Ｎ）は、素子ブロックｇ＃ｋに含まれるｑ番目（ｑ＝１，…，ｎ）のアンテナ素子から出力される送信信号に送信ＢＦウェイトｗｑを乗算して送信信号の位相をシフトさせる。位相シフト後の送信信号は、直交変換部１０４へと出力される。
【０１０８】
直交変換部１０４は、拡散部＃１、…、＃Ｎにより位相シフト後の送信信号に拡散符号を乗算して素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎで形成されるビームを直交化する。例えば、移相部＃ｋ（ｋ＝１，…，Ｎ）から出力されるｎ個の位相シフト後の送信信号は、拡散部＃ｋに入力される。拡散部＃ｋは、入力された位相シフト後の送信信号にそれぞれ拡散符号ｃｋを乗算する。拡散符号ｃｋが乗算されたｎ個の送信信号は、素子ブロックｇ＃ｋに含まれるｎ個のアンテナ素子から送信される。
【０１０９】
送信ＢＦウェイトの組により素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎで形成されるビームはいずれも無線端末２０１の方向に制御される。拡散符号ｃ１、…、ｃＮにより素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎで形成されるビームは互いに直交化され、ＣＤＭの状態になる。素子ブロックサイズがアンテナアレイ１００ａに含まれるアンテナ素子の総数に比べて小さいため、ブロードビームが形成される。無線端末２０１の側で逆拡散及び合成を実施することで高い利得が得られる。
【０１１０】
Ｓ１０６の処理が完了すると、処理はＳ１０９へと進む。
（Ｓ１０７）切替制御部１０５は、アンテナアレイ１００ａに含まれる全アンテナ素子で形成されるビームの方向を無線端末２０１に向けるＢＦウェイトを設定する。アンテナ素子の総数がｍの場合、切替制御部１０５は、記憶部１０５ａから送信ＢＦウェイトの組｛ｗ１，…，ｗｍ｝を取得し、例えば、送信ＢＦウェイトの組｛ｗ１，…，ｗｍ｝を送信ＢＦ部１０３の移相部＃１に設定する。
【０１１１】
（Ｓ１０８）符号化部１０１は、ターボ符号などの誤り訂正符号によりデータを符号化する。符号化後のデータは、変調部１０２へと出力される。変調部１０２は、所定の変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）により符号化後のデータを変調して送信信号を生成する。送信信号は、送信ＢＦ部１０３へと出力される。
【０１１２】
送信ＢＦ部１０３は、例えば、送信信号をｍ個の送信信号に分配し、ｍ個の送信信号に対して移相部＃１により送信ＢＦウェイトｗ１，…，ｗｍを乗算して位相をシフトさせる。位相シフト後の送信信号は、アンテナアレイ１００ａに含まれるアンテナ素子から送信される。ＮＢ制御モードでは直交変換部１０４の処理が省略される。
【０１１３】
（Ｓ１０９）切替制御部１０５は、無線端末２０１に対するビームトラッキングを終了するか否かを判定する。無線端末２０１に対するビームトラッキングを終了する場合、図１４に示した一連の処理は終了する。一方、無線端末２０１に対するビームトラッキングを継続する場合、処理はＳ１０２へと進む。
【０１１４】
基地局１００が実行する処理は上記のようになる。
（無線端末の処理）
次に、図１５を参照しながら、無線端末２０１が実行する処理について説明する。図１５は、無線端末で実行される処理の流れを示したフロー図である。なお、無線端末２０２も同様に図１５に示した流れに沿って処理を実行する。
【０１１５】
（Ｓ１１１）無線端末２０１が基地局１００から信号を受信すると、受信された信号（受信信号）は、アンテナ２０１ａから直交逆変換部２１１又は復調部２１２へと出力される。ＢＢ制御モードの場合、受信信号は直交逆変換部２１１へと出力される。ＮＢ制御モードの場合、受信信号は復調部２１２へと出力される。
【０１１６】
（Ｓ１１２）切替制御部２１５は、ブロードビームを利用するか否かを判定する。なお、判定方法としては、例えば、基地局１００からの通知に応じて判定する方法や、無線端末２０１が自端末の移動状態に基づいて自律的に判定する方法などを適用できる。
【０１１７】
例えば、図１３のように基地局１００がＢＢ制御モードで送信する区間及び分割パターンが設定され、設定内容が無線端末２０１に通知されている場合、切替制御部２１５は、その設定内容に基づいてブロードビームを利用するか否かを判定する。
【０１１８】
基地局１００が制御モードや分割パターンを切り替える際に、制御モード及び分割パターンの情報を無線端末２０１に通知する場合、切替制御部２１５は、現在通知されている制御モードの情報に基づいてブロードビームを利用するか否かを判定する。
【０１１９】
自端末の移動速度に応じて自律的にブロードビームを使用するか否かを判定する場合、切替制御部２１５は、ＧＰＳや加速度センサなどの出力に基づいて移動速度を検出し、移動速度が所定の閾値より大きい場合にブロードビームを使用すると判定する。この判定に利用する閾値は、基地局１００がブロードビームを利用するか否かの判定に利用する閾値Ｔｈと同じである。
【０１２０】
ブロードビームを利用すると判定した場合（ＢＢ制御モードの場合）、処理は、Ｓ１１３へと進む。一方、ブロードビームを利用しないと判定した場合（ＮＢ制御モードの場合）、処理は、Ｓ１１５へと進む。
【０１２１】
（Ｓ１１３）切替制御部２１５は、直交逆変換部２１１に拡散符号を設定する。
例えば、アンテナアレイ１００ａを素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎに分割する分割パターンが適用される場合、切替制御部２１５は、記憶部２１５ａから拡散符号ｃ１、…、ｃＮを取得し、直交逆変換部２１１の逆拡散部＃１、…、＃Ｎに拡散符号ｃ１、…、ｃＮを設定する。直交逆変換部２１１は、受信信号を逆拡散部＃１、…、＃Ｎに分配する。逆拡散部＃ｋ（ｋ＝１，…，Ｎ）は、拡散符号ｃｋにより受信信号を逆拡散し、拡散前の信号を復元する。拡散前の信号は、復調部２１２へと出力される。
【０１２２】
（Ｓ１１４）復調部２１２は、所定の変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）により拡散前の信号に復調処理を施して受信データを生成する。受信データは、合成部２１３へと出力される。合成部２１３は、逆拡散部＃１、…、＃Ｎに対応するＮ個の受信データを合成して合成データを生成する。合成データは、復号部２１４へと出力される。復号部２１４は、復号処理により合成データから送信データを復元する。
【０１２３】
Ｓ１１４の処理が完了すると、図１５に示した一連の処理は終了する。
（Ｓ１１５）復調部２１２は、所定の変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）により受信信号に復調処理を施して受信データを生成する。受信データは、復号部２１４へと出力される。復号部２１４は、復号処理により受信データから送信データを復元する。つまり、ＮＢ制御モードの場合、直交逆変換部２１１、合成部２１３の処理が省略される。
【０１２４】
Ｓ１１５の処理が完了すると、図１５に示した一連の処理は終了する。
無線端末２０１が実行する処理は上記のようになる。
以上、基地局１００及び無線端末２０１が実行する処理の流れについて説明した。
【０１２５】
［２−４．変形例］
ここで、第２実施形態の変形例について説明する。
（変形例＃１：素子ブロックサイズの制御）
変形例＃１として、図１６及び図１７を参照しながら、無線端末２０１の移動状態に応じて素子ブロックサイズ（分割パターン）を制御する方法について説明する。
【０１２６】
図１６は、第２実施形態の一変形例（変形例＃１：素子ブロックサイズの制御）について説明するためのフロー図である。図１７は、第２実施形態の一変形例（変形例＃１：拡散率の制御）について説明するための図表である。
【０１２７】
既に説明したように、素子ブロックサイズが大きいほどビーム幅が狭くなり、素子ブロックサイズが小さいほどビーム幅が広くなる。ビーム幅が広いほど、高速で移動する無線端末２０１をビームで追従しやすくなる。そのため、基地局１００の切替制御部１０５は、無線端末２０１の移動状態に応じて素子ブロックサイズを制御する。つまり、切替制御部１０５は、無線端末２０１の移動状態に応じて分割パターンを適切に選択する。
【０１２８】
ビームの直交化に拡散符号を利用する場合、分割パターンの制御に応じて拡散率の制御が実施される。拡散率は、送信データ速度（ビットレート）に対する拡散符号速度（チップレート）の比で表現される。なお、第２実施形態では、素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎのそれぞれで形成されるビームを直交化するために拡散符号が利用されるため、素子ブロックの数と同じ又は素子ブロックの数より大きくなるように拡散率が制御される。
【０１２９】
以下、上記の制御を基地局１００の処理フロー（図１４を参照）に組み込む方法について述べる。図１６に示すように、変形例＃１では、Ｓ１０３の処理がＳ２０１の処理（素子ブロックサイズの制御）に変形され、Ｓ２０２の処理（拡散率の設定）が追加される。
【０１３０】
（Ｓ２０１）切替制御部１０５は、無線端末２０１の移動速度Ｖを検出する。例えば、切替制御部１０５は、無線端末２０１からフィードバックされる好適なビーム方向の情報に基づいてビーム方向の時間変化から無線端末２０１の移動速度Ｖを推定する。なお、ビーム方向の変化から推定される移動速度Ｖは角速度で表現される。
【０１３１】
切替制御部１０５は、推定した移動速度Ｖに応じた素子ブロックサイズの分割パターンを選択する。例えば、移動速度Ｖ、その移動速度Ｖに適したビーム幅、そのビーム幅を実現する分割パターンの例、その分割パターンのブロック数（素子ブロックの数）、そのブロック数に対応する拡散率の関係は図１７のようになる。
【０１３２】
図１７の例では、分割パターンとして、（分割なし）、分割パターン（８，８）、（４，４，４，４）、（４，４，２，２，２，２）、（２，２，２，２，２，２，２，２）が示されている。（分割なし）は、アンテナアレイ１００ａに含まれる全てのアンテナ素子でＢＦを実施するＮＢ制御モードに対応する。（分割なし）では、最も多くのアンテナ素子がＢＦに利用されるため、ビーム幅が最も狭いビームを形成できる。
【０１３３】
分割パターン（８，８）は、素子ブロックサイズが８の２つの素子ブロックにアンテナアレイ１００ａを分割する分割パターンである。各素子ブロックの素子数が８である分割パターン（８，８）を適用すると、１６個のアンテナ素子でビームを形成する（分割なし）に比べてビーム幅が広くなる。分割パターン（８，８）では、直交化するビームの数に対応するブロック数が２であるため、拡散率は２以上に設定される。但し、耐性を向上させる目的で拡散率を３以上に設定してもよい。
【０１３４】
分割パターン（４，４，４，４）は、素子ブロックサイズが４の４つの素子ブロックにアンテナアレイ１００ａを分割する分割パターンである。各素子ブロックの素子数が４である分割パターン（４，４，４，４）を適用すると、８つのアンテナ素子でビームを形成する分割パターン（８，８）に比べてビーム幅が広くなる。分割パターン（４，４，４，４）では、直交化するビームの数に対応するブロック数が４であるため、拡散率は４以上に設定される。但し、耐性を向上させる目的で拡散率を５以上に設定してもよい。
【０１３５】
分割パターン（４，４，２，２，２，２）は、素子ブロックサイズが４の２つの素子ブロック及び素子ブロックサイズが２の４つの素子ブロックにアンテナアレイ１００ａを分割する分割パターンである。素子ブロックサイズが２の素子ブロックを含む分割パターン（４，４，２，２，２，２）を適用すると、４つのアンテナ素子だけでビームを形成する分割パターン（４，４，４，４）に比べてビーム幅が広くなる。
【０１３６】
なお、異なる素子ブロックサイズの素子ブロックが混在する分割パターンを「不等数」の分割パターンと呼ぶ場合がある。分割パターン（４，４，２，２，２，２）では、直交化するビームの数に対応するブロック数が６であるが、不等数の分割パターンであるため、拡散率は８以上に設定される。但し、耐性を向上させる目的で拡散率を９以上に設定してもよい。
【０１３７】
分割パターン（２，２，２，２，２，２，２，２）は、素子ブロックサイズが２の８つの素子ブロックにアンテナアレイ１００ａを分割する分割パターンである。各素子ブロックの素子数が２である分割パターン（２，２，２，２，２，２，２，２）を適用すると、素子ブロックサイズが４の素子ブロックを含む分割パターン（４，４，２，２，２，２）に比べてビーム幅が広くなる。分割パターン（２，２，２，２，２，２，２，２）では、直交化するビームの数に対応するブロック数が８であるため、拡散率は８以上に設定される。但し、耐性を向上させる目的で拡散率を９以上に設定してもよい。
【０１３８】
上記のように、分割パターンに応じてビーム幅が決まる。また、ビーム幅が広いほど、より高速に移動する無線端末２０１を追従することができる。そのため、切替制御部１０５は、図１７のように、無線端末２０１の移動速度Ｖが「低速」「中低速」「中速」「中高速」「高速」のいずれに該当するかを判定し、その判定結果に応じて分割パターンを選択する。
【０１３９】
例えば、「低速」の速度範囲、「中低速」の速度範囲、「中速」の速度範囲、「中高速」の速度範囲、「高速」の速度範囲を予め設定して記憶部１０５ａに格納しておき、切替制御部１０５は、検出した移動速度Ｖを含む速度範囲を特定する。そして、切替制御部１０５は、特定した速度範囲に対応する分割パターンを選択する。
【０１４０】
なお、各分割パターンでビームトラッキングを実施して無線端末２０１におけるスループットを検出し、検出結果が許容可能な範囲に収まる移動速度の上限値を決定する方法などを用いて上記の速度範囲を実験的に決定できる。もちろん、上記の速度範囲は、他の方法を用いて決定されてもよい。
【０１４１】
（Ｓ２０２）切替制御部１０５は、Ｓ２０１で選択された分割パターンのブロック数に対応する拡散率（例えば、ブロック数と等しい拡散率又はブロック数より大きい拡散率）を設定する。Ｓ２０２の処理が完了すると、処理は上述したＳ１０４の処理へと進む。
【０１４２】
以上、変形例＃１について説明した。上記のように、移動速度Ｖに応じて分割パターンを切り替えることにより、ビームの追従性を向上できる。また、ビームの追従性を維持できる範囲内でビーム幅を絞ることができるため、利得の向上に寄与する。
【０１４３】
（変形例＃２：受信ビームの制御）
次に、変形例＃２として、図１８を参照しながら、無線端末２０１の移動状態に応じて受信ビームを制御する方法について説明する。
【０１４４】
なお、変形例＃２では、無線端末２０１が複数のアンテナを有し、複数のアンテナを利用して受信ＢＦを実施できることを前提とする。受信ＢＦは、各アンテナから入力される信号の位相を調整し、受信感度が高くなる方向（受信ビーム方向）を送信側に向ける技術である。図１８は、第２実施形態の一変形例（変形例＃２：受信ビームの制御）について説明するためのフロー図である。
【０１４５】
変形例＃２では、図１５に示した処理フローに対し、図１８に示したＳ２１１からＳ２１４の処理が追加される。以下、Ｓ２１１からＳ２１４の処理について説明する。
（Ｓ２１１）切替制御部２１５は、無線端末２０１の移動速度Ｖが閾値ＴｈＭ以上か否かを判定する。移動速度Ｖは、例えば、ＧＰＳや加速度センサなどを利用して検出できる。閾値ＴｈＭは、例えば、複数のアンテナを全て利用する場合にスループットが許容可能な範囲に収まる移動速度の上限値に設定される。移動速度Ｖが閾値ＴｈＭ以上である場合、処理はＳ２１２へと進む。一方、移動速度Ｖが閾値ＴｈＭ以上でない場合、処理はＳ２１４へと進む。
【０１４６】
（Ｓ２１２）切替制御部２１５は、分割パターンを設定する。分割パターンは、無線端末２０１が有する複数のアンテナを２以上のアンテナブロックに分けるパターンである。各アンテナブロックは、２以上のアンテナを有する。分割パターンは、例えば、上述した素子ブロックと同様に設定できる（図１１、図１２、図１７を参照）。
【０１４７】
（Ｓ２１３）切替制御部２１５は、各アンテナブロックで形成されるビームの方向を基地局１００に向ける受信ウェイトを設定する。例えば、切替制御部２１５は、ＲＦ回路２０１ｂの移相器に受信ウェイトを設定して各アンテナブロックで形成されるビームの方向を基地局１００の方向へと制御する。Ｓ２１３の処理が完了すると、処理は上述したＳ１１１へと進む。
【０１４８】
（Ｓ２１４）切替制御部２１５は、無線端末２０１が有する全てのアンテナにより形成されるビームの方向を基地局１００に向ける受信ウェイトを設定する。Ｓ２１４の処理が完了すると、処理は上述したＳ１１１へと進む。
【０１４９】
以上、変形例＃２について説明した。上記のように、無線端末２０１が複数のアンテナを有する場合に、複数のアンテナをアンテナブロックの組に分け、各アンテナブロックでビームを形成することでビーム幅を広げることができる。受信側においても移動速度Ｖに応じてビーム幅を制御することでビームの追従性が向上しうる。
【０１５０】
（変形例＃３：帯域分割による直交化）
次に、変形例＃３として、図１９及び図２０を参照しながら、利用可能な周波数帯域を複数の異なる周波数帯域に分割（帯域分割）し、各素子ブロックで送信される信号を異なる周波数帯域で送信することで上述した直交化を実現する方法について説明する。
【０１５１】
なお、変形例＃３では、帯域分割により各素子ブロックから送信される信号を直交化するため、拡散符号による信号の拡散は省略されうる。図１９は、第２実施形態の一変形例（変形例＃３：帯域分割による直交化）について説明するための第１のフロー図である。図２０は、第２実施形態の一変形例（変形例＃３：帯域分割による直交化）について説明するための第２のフロー図である。
【０１５２】
変形例＃３では、図１４に示した処理フローに対し、Ｓ１０４の処理が図１９に示したＳ２２１の処理に変形され、Ｓ１０６の処理が図１９に示したＳ２２２の処理に変形される。また、変形例＃３では、図１５に示した処理フローに対し、Ｓ１１３、Ｓ１１４の処理が図２０に示したＳ２３１の処理に変形される。
【０１５３】
まず、基地局１００の処理について述べる。
（Ｓ２２１）切替制御部１０５は、各素子ブロックから送信される信号を互いに異なる帯域（周波数帯域）に設定する。例えば、切替制御部１０５は、素子ブロックｇ＃１、…、＃Ｎから送信される信号を互いに異なる帯域Ｆ＃１、…、＃Ｎで送信するように直交変換部１０４の設定を制御する。Ｓ２２１の処理が完了すると、処理は上述したＳ１０５へと進む。そして、Ｓ１０５の処理が完了すると、処理はＳ２２２へと進む。
【０１５４】
（Ｓ２２２）符号化部１０１は、ターボ符号などの誤り訂正符号によりデータを符号化する。符号化後のデータは、変調部１０２へと出力される。変調部１０２は、所定の変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）により符号化後のデータを変調して送信信号を生成する。送信信号は、送信ＢＦ部１０３へと出力される。
【０１５５】
送信ＢＦ部１０３は、移相部＃１、…、＃Ｎにより送信ＢＦウェイトの組を送信信号に乗算して送信信号の位相をシフトさせる。例えば、移相部＃ｋ（ｋ＝１，…，Ｎ）は、素子ブロックｇ＃ｋに含まれるｑ番目（ｑ＝１，…，ｎ）のアンテナ素子から出力される送信信号に送信ＢＦウェイトｗｑを乗算して送信信号の位相をシフトさせる。位相シフト後の送信信号は、直交変換部１０４へと出力される。直交変換部１０４は、素子ブロックｇ＃ｋ（ｋ＝１，…，Ｎ）からｎ個の送信信号を帯域Ｆ＃ｋで送信する。
【０１５６】
送信ＢＦウェイトの組により素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎで形成されるビームはいずれも無線端末２０１の方向に制御される。帯域＃１、…、＃Ｎを利用することで素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎで形成されるビームは互いに直交化される。素子ブロックサイズがアンテナアレイ１００ａに含まれるアンテナ素子の総数に比べて小さいため、ブロードビームが形成される。帯域＃１、…、＃Ｎにより受信される信号を無線端末２０１の側で合成することにより高い利得が得られる。
【０１５７】
Ｓ２２２の処理が完了すると、処理は上述したＳ１０９へと進む。
次に、無線端末２０１の処理について述べる。
（Ｓ２３１）変形例＃３では、直交逆変換部２１１により複数の帯域（帯域Ｆ＃１、…、＃Ｎ）のそれぞれで信号（受信信号）が受信される。帯域Ｆ＃１、…、＃Ｎに対応する複数の受信信号は、復調部２１２へと出力される。
【０１５８】
復調部２１２は、所定の変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）により各受信信号に復調処理を施して受信データを生成する。受信データは、合成部２１３へと出力される。合成部２１３は、帯域＃１、…、＃Ｎに対応するＮ個の受信データを合成して合成データを生成する。合成データは、復号部２１４へと出力される。復号部２１４は、復号処理により合成データから送信データを復元する。
【０１５９】
Ｓ２３１の処理が完了すると、図２０に示した一連の処理は終了する。
上記のように、変形例＃３では、素子ブロックｇ＃１、…、ｇ＃Ｎで形成されるビームの直交化に拡散符号が利用されない。そのため、基地局１００では信号を拡散する代わりに異なる複数の周波数帯域を利用して信号を送信し、無線端末２０１では複数の周波数帯域を利用して信号を受信する。このように拡散以外の方法でビームを直交化してもよい。
【０１６０】
上記のように、第２実施形態に係る技術は変形可能である。また、このような変形例についても当然に第２実施形態の技術的範囲に属する。
以上、第２実施形態について説明した。
【０１６１】
上記のように、アンテナアレイ１００ａを複数の素子ブロックに分け、各素子ブロックでブロードビームを形成し、各素子ブロックで送信される信号を直交化することで、ブロードビームを利用する場合に、効率的に高い利得が得られる。その結果、各アンテナ素子に供給される電力量を増大させずに所望の利得が得られるようになり、各アンテナ素子にかかる負荷を低減することが可能になる。
【０１６２】
＜３．付記＞
以上説明した実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）  複数のアンテナ素子で形成されるアンテナアレイと、
前記複数のアンテナ素子を、それぞれが２以上のアンテナ素子を含む複数の素子ブロックに分け、前記複数の素子ブロックのうち第１及び第２の素子ブロックで形成されるビームを同じ方向に向け、前記第１の素子ブロックで送信される信号と前記第２の素子ブロックで送信される前記信号とを直交化する制御部と
を有する、基地局。
【０１６３】
（付記２）  前記制御部は、前記第１の素子ブロックで送信される信号と前記第２の素子ブロックで送信される前記信号とを拡散符号により直交化する
付記１に記載の基地局。
【０１６４】
（付記３）  前記制御部は、前記第１の素子ブロックで送信される信号を第１の周波数で送信し、前記第２の素子ブロックで送信される前記信号を前記第１の周波数と異なる第２の周波数で送信するように制御する
付記１に記載の基地局。
【０１６５】
（付記４）  前記制御部は、前記信号を受信する無線端末の移動状態に応じて前記第１及び第２の素子ブロックに含まれるアンテナ素子の数を制御する
付記２又は３に記載の基地局。
【０１６６】
（付記５）  前記制御部は、前記複数の素子ブロックのそれぞれでビームを形成する第１の制御モードと、前記複数のアンテナ素子で１つのビームを形成する第２の制御モードとを切り替える
付記１に記載の基地局。
【０１６７】
（付記６）  前記制御部は、前記複数の素子ブロックのうち前記第１及び第２の素子ブロック以外の他の素子ブロックで形成されるビームを前記第１及び第２の素子ブロックで形成されるビームと同じ方向に向け、前記第１及び第２の素子ブロックで送信される信号と、前記他の素子ブロックで送信される信号とを直交化する
付記１に記載の基地局。
【０１６８】
（付記７）  それぞれが２以上のアンテナ素子を含む複数の素子ブロックのうち第１及び第２の素子ブロックで形成されるビームを同じ方向に向け、前記第１の素子ブロックで送信される信号と前記第２の素子ブロックで送信される前記信号とを直交化する基地局から、直交化された複数の前記信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信される複数の前記信号を合成する制御を実施する制御部と
を有する、無線端末。
【０１６９】
（付記８）  複数のアンテナ素子で形成されるアンテナアレイと、前記複数のアンテナ素子を、それぞれが２以上のアンテナ素子を含む複数の素子ブロックに分け、前記複数の素子ブロックのうち第１及び第２の素子ブロックで形成されるビームを同じ方向に向け、前記第１の素子ブロックで送信される信号と前記第２の素子ブロックで送信される前記信号とを直交化する第１の制御部を有する、基地局と；
前記基地局から、前記第１の素子ブロックで送信される前記信号と前記第２の素子ブロックで送信される前記信号とを受信する受信部と、前記受信部により受信される複数の前記信号を合成する第２の制御部とを有する、無線端末と；
を含む、無線通信システム。
【０１７０】
（付記９）  複数のアンテナ素子で形成されるアンテナアレイを有する無線通信装置が、前記複数のアンテナ素子を、それぞれが２以上のアンテナ素子を含む複数の素子ブロックに分け、前記複数の素子ブロックのうち第１及び第２の素子ブロックで形成されるビームを同じ方向に向け、前記第１の素子ブロックで送信される信号と前記第２の素子ブロックで送信される前記信号とを直交化する
通信制御方法。
【０１７１】
（付記１０）  前記制御部は、移動する無線端末に前記ビームの方向を追従させる
付記１に記載の基地局。
（付記１１）  前記制御部は、前記第１の制御モードで前記ビームを形成する各アンテナ素子に供給される第１の総電力量と、前記第２の制御モードで前記複数のアンテナ素子に供給される第２の総電力量とが一致するように前記複数のアンテナ素子のそれぞれに供給される電力量を制御する
付記１に記載の基地局。
【０１７２】
（付記１２）  前記複数のアンテナ素子は、２次元の平面上に配置される
付記１に記載の基地局。
（付記１３）  前記第１の素子ブロックに含まれるアンテナ素子の数と、前記第２の素子ブロックに含まれるアンテナ素子の数とは異なる
付記１に記載の基地局。
【０１７３】
（付記１４）  前記無線端末の移動状態は、前記無線端末の移動速度である
付記４に記載の基地局。
（付記１５）  前記制御部は、移動速度が所定の閾値より大きい第１の無線端末に対して前記第１の制御モードを適用し、移動速度が前記所定の閾値より小さい第２の無線端末に対して前記第２の制御モードを適用する
付記５に記載の基地局。
【０１７４】
（付記１６）  自端末の移動速度を検出し、前記移動速度が所定の閾値より小さい場合には複数の受信アンテナで形成されるビームを基地局の方向に向け、前記移動速度が前記所定の閾値より大きい場合には前記複数の受信アンテナの一部であって２以上の受信アンテナを含む受信アンテナ群で形成されるビームを前記基地局の方向に向ける制御部を有する、無線端末。
【０１７５】
（付記１７）  前記制御部は、前記複数の受信アンテナに適用される受信ビームフォーミングウェイトを切り替えることで前記ビームの向きを制御する
付記１６に記載の無線端末。
【０１７６】
（付記１８）  前記制御部は、前記複数の素子ブロックに含まれる素子ブロックの数に応じて拡散率を制御する
付記４に記載の基地局。
【符号の説明】
【０１７７】
５  無線通信システム
１０  基地局
１１  アンテナアレイ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ  素子ブロック
１２  送信部
１３、２３  制御部
２０  無線端末
２１  アンテナ
２２  受信部
ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５、ａ６、ａ７、ａ８、ａ９、ａ１０、ａ１１、ａ１２、ａ１３、ａ１４、ａ１５、ａ１６  アンテナ素子
ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４  ビーム
【図１】
2018207333.tif 000003
【図２】
2018207333.tif 000004
【図３】
2018207333.tif 000005
【図４】
2018207333.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2018207333.tif 000009
【図８】
2018207333.tif 000010
【図９】
2018207333.tif 000011
【図１０】
2018207333.tif 000012
【図１１】
2018207333.tif 000013
【図１２】
2018207333.tif 000014
【図１３】
2018207333.tif 000015
【図１４】
2018207333.tif 000016
【図１５】
2018207333.tif 000017
【図１６】
2018207333.tif 000018
【図１７】
2018207333.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2018207333.tif 000021
【図２０】
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