(57)【要約】【課題】伝送量が一定以上の状況においても、伝送量を変えることなく消費電力を削減させる無線基地局装置、及び無線通信方法を提供すること。【解決手段】端末装置と無線通信を行う無線基地局装置において、前記無線基地局装置から送信した前記端末装置に送信するビームを決定するための信号であるビームサーチ信号に対して、前記端末装置から送信されたフィードバック情報を受信するフィードバック抽出部と、前記フィードバック情報に基づいて、前記端末装置に対する干渉量を算出する干渉量算出部と、前記フィードバック情報に基づいて、前記無線基地局装置のアンテナ数を削減した場合の前記端末装置における受信電界強度を表す第２の受信電界強度を算出する第２の受信電界強度算出部と、前記干渉量と前記第２の受信電界強度とに基づいて、前記無線基地局装置のアンテナ状態を第１のアンテナ状態から、前記第１のアンテナ状態よりも消費電力の低い第２のアンテナ状態へ切り替えるアンテナ状態判定部とを備える。【選択図】図３
2019033429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末装置と無線通信を行う無線基地局装置において、
前記無線基地局装置から送信した前記端末装置に送信するビームを決定するための信号であるビームサーチ信号に対して、前記端末装置から送信されたフィードバック情報を受信するフィードバック抽出部と、
前記フィードバック情報に基づいて、前記端末装置に対する干渉量を算出する干渉量算出部と、
前記フィードバック情報に基づいて、前記無線基地局装置のアンテナ数を削減した場合の前記端末装置における受信電界強度を表す第２の受信電界強度を算出する第２の受信電界強度算出部と、
前記干渉量と前記第２の受信電界強度とに基づいて、前記無線基地局装置のアンテナ状態を第１のアンテナ状態から、前記第１のアンテナ状態よりも消費電力の低い第２のアンテナ状態へ切り替えるアンテナ状態判定部と、
を備えることを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
前記フィードバック抽出部は、前記フィードバック情報に基づいて、前記無線基地局装置に対して前記端末装置が位置する方向を検出し、前記フィードバック情報から、前記端末装置が前記ビームサーチ信号を受信したときに測定した第１の受信電界強度を抽出し、
前記干渉量算出部は、前記端末装置が位置する方向に基づいて前記干渉量を算出し、
前記第２の受信電界強度算出部は、前記第１の受信電界強度に基づいて、前記第２の受信電界強度を算出する、
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記第１のアンテナ状態は、全てのアンテナを第１及び第２の端末装置との無線通信において使用するアンテナ状態であり、
前記第２のアンテナ状態は、
前記第１の端末装置との無線通信に使用するアンテナ間に、前記第２の端末装置との無線通信に使用するアンテナが位置する第３のアンテナ状態、又は、
前記第１の端末装置との無線通信に使用するアンテナと前記第２の端末装置との無線通信に使用するアンテナが、前記第１の端末装置との無線通信に使用するアンテナ間に、前記第２の端末装置との無線通信に使用するアンテナが位置することなく、別々に位置する第４のアンテナ状態である、
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項４】
前記アンテナ状態判定部は、前記干渉量が干渉量閾値よりも大きく、かつ、前記アンテナ数を前記第３のアンテナ状態に削減した場合の前記第２の受信電界強度が第２の受信電界強度閾値よりも大きいとき、前記第４のアンテナ状態へ切り替え、前記干渉量が前記干渉量閾値以下のとき、又は、前記第２の受信電界強度が前記第２の受信電界強度閾値以下のとき、前記第３のアンテナ状態へ切り替えることを特徴とする請求項３記載の無線基地局装置。
【請求項５】
前記フィードバック抽出部は、前記フィードバック情報に基づいて、前記無線基地局装置に対して前記第１及び第２の端末装置が位置する方向を検出し、
前記干渉量算出部は、前記第１の端末装置が位置する方向に基づいて、該方向をメインローブとして、メインローブに対するグレーティングローブが存在する方向を検出し、
前記アンテナ状態判定部は、前記干渉量が前記干渉量閾値以下のとき、又は、前記第２の受信電界強度が前記第２の受信電界強度以下のときにおいて、前記第１の端末装置のグレーティングローブが存在する方向と前記第２の端末装置が位置する方向とが一致するとき、前記第３のアンテナ状態へ切り替え、前記第１の端末装置のグレーティングローブが存在する方向と前記第２の端末装置が位置する方向とが一致しないとき前記第１のアンテナ状態を維持する
ことを特徴とする請求項４記載の無線基地局装置。
【請求項６】
更に、
第１の端末装置へ送信する第１の送信データを無線帯域の第１の無線信号へ変換し、前記第１の無線信号を前記アンテナへ出力する第１の無線部と、第２の端末装置へ送信する第２の送信データを無線帯域の第２の無線信号へ変換し、前記第２の無線信号を前記アンテナへ出力する第２の無線部とを備え、
前記無線基地局装置は、前記第１及び第２の無線部により、前記第１及び第２の端末装置と同時に無線通信を行うことを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項７】
端末装置と無線通信を行う無線基地局装置における無線通信方法であって、
前記無線基地局装置から送信した前記端末装置に送信するビームを決定するための信号であるビームサーチ信号に対して、前記端末装置から送信されたフィードバック情報を受信し、
前記フィードバック情報に基づいて、前記端末装置に対する干渉量を算出し、
前記フィードバック情報に基づいて、前記無線基地局装置のアンテナ数を削減した場合の前記端末装置における受信電界強度を表す第２の受信電界強度を算出し、
前記干渉量と前記第２の受信電界強度とに基づいて、前記無線基地局装置のアンテナ状態を第１のアンテナ状態から、前記第１のアンテナ状態よりも消費電力の低い第２のアンテナ状態へ切り替える、
ことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局装置、及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやタブレット端末などの端末装置を利用するユーザ数が増大している。そのため、これまで使用されてきた周波数帯（例えば８００ＭＨｚ〜５ＧＨｚなど）よりも高周波数帯（例えば６ＧＨｚなど）の無線通信システムが着目されている。このような無線通信システムとしては、例えば、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical Electronics Engineers, Inc）８０２．１１ａｄなどによるミリ波帯無線ＬＡＮシステムがある。また、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）によって検討が開始された第５世代移動通信システムにおいても、このような高周波数帯について検討が行われている。
【０００３】
例えば、３０ＧＨｚ以上のミリ波帯では、電波の空間減衰が大きい。そのため、実用的な通信距離（例えば１０ｍ以上など）を得るために、無線通信装置においてアレーアンテナが用いられる場合がある。アレーアンテナとは、例えば、複数のアンテナ素子を規則的に配列し、一定の励振条件で給電することで、所望の放射指向性（又は放射パターン）を得るアンテナである。アレーアンテナでは、アンテナ素子の振幅や位相を電気的に制御することができ、アンテナの指向性の制御を容易に行うことができる、という特徴がある。
【０００４】
アレーアンテナとしては、例えば、デジタル合成型のアレーアンテナと、アナログ合成型のアレーアンテナがある。デジタル合成型のアレーアンテナでは、例えば、アンテナ素子と同数の無線回路やＡＤ／ＤＡ（Analogue to Digital/Digital to Analogue）変換回路を備える。他方、アナログ合成型のアレーアンテナでは、例えば、複数のアンテナ素子に対して１系統の無線回路やＡＤ／ＤＡ変換回路を備える。
【０００５】
デジタル合成型のアレーアンテナは、アナログ合成型のアレーアンテナと比較して、複数のユーザに同時にビームを向けることが容易である一方、無線回路やＡＤ／ＤＡ変換回路の個数が多くなり消費電力が増大する。そのため、アンテナ素子数を増加させるには、デジタル合成型のアレーアンテナよりアナログ合成型のアレーアンテナの方が適している、と考えられている。
【０００６】
このような無線通信に関する技術として、例えば、以下がある。すなわち、伝送量や接続端末数、設定した時間毎のＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）信号数、時刻毎のトラヒック量などに応じて、使用しない無線部への電力供給を停止させる無線伝送装置がある。
【０００７】
この技術によれば、ＭＩＭＯ方式の無線伝送装置において、消費電力を削減し、装置構成の簡素化を実現することができる、とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−５０６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
端末装置を利用するユーザ数は年々増加しており、そのため、無線基地局装置では、複数の端末装置と同時に無線通信を行うケースが増加している。上述した、伝送量などに基づいて、使用していない無線部への電力供給を停止させる技術では、伝送量が一定以上の状況が続く場合、全無線部が使用される場合がある。従って、上述した技術では、このような場合、無線部への電力供給を停止させることができず、無線伝送装置の消費電力を削減させることができない。
【００１０】
そこで、一つの側面では、伝送量が一定以上の状況においても、伝送量を変えることなく消費電力を削減させる無線基地局装置、及び無線通信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】
一つの態様では、端末装置と無線通信を行う無線基地局装置において、前記無線基地局装置から送信した前記端末装置に送信するビームを決定するための信号であるビームサーチ信号に対して、前記端末装置から送信されたフィードバック情報を受信するフィードバック抽出部と、前記フィードバック情報に基づいて、前記端末装置に対する干渉量を算出する干渉量算出部と、前記フィードバック情報に基づいて、前記無線基地局装置のアンテナ数を削減した場合の前記端末装置における受信電界強度を表す第２の受信電界強度を算出する第２の受信電界強度算出部と、前記干渉量と前記第２の受信電界強度とに基づいて、前記無線基地局装置のアンテナ状態を第１のアンテナ状態から、前記第１のアンテナ状態よりも消費電力の低い第２のアンテナ状態へ切り替えるアンテナ状態判定部とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
一つの側面では、伝送量が一定以上の状況においても、伝送量を変えることなく消費電力を削減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は無線通信システムの構成例を表す図である。
【図２】図２は基地局から見た端末の位置を示す例を表す図である。
【図３】図３は基地局の構成例を表す図である。
【図４】図４はアンテナ状態１の例を表す図である。
【図５】図５はアンテナ状態２の例を表す図である。
【図６】図６はアンテナ状態３の例を表す図である。
【図７】図７はアンテナ状態４の例を表す図である。
【図８】図８はアンテナ状態５の例を表す図である。
【図９】図９は基地局における動作例を表すフローチャートである。
【図１０】図１０はアンテナ状態設定処理の例を表すフローチャートである。
【図１１】図１１はアンテナ状態設定処理の例を表すフローチャートである。
【図１２】図１２はフィードバック情報より得られる情報の例を表す図である。
【図１３】図１３は第２の受信電界強度の計算例を表す図である。
【図１４】図１４はＳＩＲの計算例を表す図である。
【図１５】図１５はグレーティング角度の計算例を表す図である。
【図１６】図１６はアンテナ状態判定に用いる情報例を表す図である。
【図１７】図１７は基地局の送信例を表す図である。
【図１８】図１８は基地局の構成例を表す図である。
【図１９】図１９はアンテナ状態２の例を表す図である。
【図２０】図２０はアンテナ状態３の例を表す図である。
【図２１】図２１はアンテナ状態４の例を表す図である。
【図２２】図２２はアンテナ状態５の例を表す図である。
【図２３】図２３は基地局の動作例を表すフローチャートである。
【図２４】図２４はアンテナ状態設定処理の例を表すフローチャートである。
【図２５】図２５はアンテナ状態設定処理の例を表すフローチャートである。
【図２６】図２６は無線通信システムの構成例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書における課題及び実施例は一例であり、本願の権利範囲を限定するものではない。そして、各実施の形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、本明細書で使用している用語や記載した技術的内容は、３ＧＰＰなど、通信に関する規格として仕様書に記載された用語や技術的内容が適宜用いられてもよい。
【００１５】
［第１の実施の形態］
＜無線通信システムの構成例＞
図１は、本第１の実施の形態における無線通信システム１０の構成例を表す図である。
【００１６】
無線通信システム１０は、無線基地局装置（以下、「基地局」と称する場合がある。）１００と、端末装置（以下、「端末」と称する場合がある。）２００−１，２００−２とを備える。
【００１７】
基地局１００は、例えば、自局の通信可能範囲に在圏する端末２００−１，２００−２と無線通信を行う無線通信装置である。基地局１００は、スケジューリングを行って、各端末２００−１，２００−２に対して無線リソースなどを割り当て、スケジューリング結果を含む制御信号を、各端末２００−１，２００−２へ送信する。基地局１００と端末２００−１，２００−２は、スケジューリング結果に従って、無線リソースを利用して無線通信を行う。
【００１８】
本第１の実施の形態において、基地局１００は、アレーアンテナを備え、ビームフォーミングを利用して、端末２００−１，２００−２に対して無線信号を送信したり受信したりする。なお、本第１の実施の形態においては、基地局１００は、例えば、最大２ビームによる空間多重方式により無線通信を行う場合を想定している。従って、基地局１００は、最大、２ユーザ（又は２つの端末２００−１，２００−２）と同時に無線通信が可能である。
【００１９】
端末２００−１，２００−２は、例えば、フィーチャーフォン、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、ゲーム装置などの無線通信装置である。端末２００−１，２００−２は、通話サービスやＷｅｂ閲覧サービスなど、基地局１００から様々なサービスの提供を受けることができる。
【００２０】
図１では、端末２００−１，２００−２は２台の例を表しているが、端末は１台でもよいし、３台以上あってもよい。
【００２１】
また、以下においては、端末とユーザとを区別しないで用いる場合がある。例えば、端末２００−１のことを、端末２００−１を利用するユーザＡと称する場合がある。また、例えば、端末２００−２のことを、端末２００−２を利用するユーザＢと称する場合がある。さらに、ユーザＡを端末Ａ、ユーザＢを端末Ｂと称する場合もある。
【００２２】
端末２００−１，２００−２は、いずれも同一構成のため、まとめて端末２００と称する場合がある。
【００２３】
図２は、基地局１００から見た端末２００−１〜２００−８の位置を示す例を表す図である。図２では、基地局１００は、９０度のカバーエリアを有し、このカバーエリアに８台の端末２００−１〜２００−８が位置する例を表している。基地局１００は、最大２ビームによる空間多重方式により無線通信が可能であるため、例えば、あるタイミングでは、端末２００−１，２００−２と同時に無線通信を行い、次のタイミングで端末２００−３，２００−４と同時に無線通信を行う。このようにして、基地局１００は、８台の端末２００−１〜２００−８と無線通信が可能となっている。
【００２４】
＜無線基地局装置の構成例＞
図３は基地局１００の構成例を表す図である。基地局１００は、アンテナ素子（又はアンテナ。以下、「アンテナ」と称する場合がある。）１０１−１〜１０１−６と、増幅器１０２−１〜１０２−６、合成器１０３−１〜１０３−６、フェーズシフタ１０４−１〜１０４−１２を備える。また、基地局１００は、分配器１０５−１，１０５−２、Ｔ／Ｒ（Transmission and Reception）スイッチ１０６−１，１０６−２、送信無線部１０７−１，１０７−２、受信無線部１０８−１，１０８−２、ＤＡＣ（Digital to Analogue Converter）１０９−１，１０９−２、ＡＤＣ（Analogue to Digital Converter）１１０−１，１１０−２を備える。さらに、基地局１００は、デジタル信号処理部１１１とメモリ部１２０を備える。
【００２５】
デジタル信号処理部１１１は、ビーム探索処理部１１２、信号送信部１１３、信号受信部１１４、フィードバック抽出部１１５、ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）算出部１１６、第２の受信電界強度算出部１１７、アンテナ状態判定部１１８、アンテナ制御部１１９を備える。
【００２６】
なお、図３において、分配器１０５−１、Ｔ／Ｒスイッチ１０６−１、送信無線部１０７−１、受信無線部１０８−１、ＤＡＣ１０９−１、ＡＤＣ１１０−１、及びデジタル信号処理部１１１は、例えば、ユーザＡに対して無線通信に関する処理を行う無線部であってもよい。また、分配器１０５−２、Ｔ／Ｒスイッチ１０６−２、送信無線部１０７−２、受信無線部１０８−２、ＤＡＣ１０９−２、ＡＤＣ１１０−２、及びデジタル信号処理部１１１は、例えば、ユーザＢに対して無線通信に関する処理を行う無線部であってもよい。このように、基地局１００は、２つの系統があり、この２つの系統により、最大で２つのビームを同時にユーザＡとユーザＢに対して形成することが可能である。
【００２７】
なお、ビームとは、例えば、１つの無線信号又は複数の無線信号の束のことである。以下においては、ビームと無線信号とを区別しないで用いる場合がある。
【００２８】
各アンテナ１０１−１〜１０１−６は、各増幅器１０２−１〜１０２−６からそれぞれ出力された無線信号を端末２００へ送信する。また、各アンテナ１０１−１〜１０１−６は、端末２００から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号を各増幅器１０２−１〜１０２−６へそれぞれ出力する。
【００２９】
各増幅器１０２−１〜１０２−６は、各合成器１０３−１〜１０３−６からそれぞれ出力された無線信号を増幅し、増幅した無線信号を各アンテナ１０１−１〜１０１−６へそれぞれ出力する。また、各増幅器１０２−１〜１０２−６は、各アンテナ１０１−１〜１０１−６からそれぞれ出力された無線信号を増幅し、増幅した無線信号を、各合成器１０３−１〜１０３−６へそれぞれ出力する。
【００３０】
なお、各増幅器１０２−１〜１０２−６は、アンテナ制御部１１９によって電源のオン又はオフが制御される。例えば、各増幅器１０２−１〜１０２−６は、アンテナ制御部１１９からの電源オン信号を受け取ると、電源をＯＮにし、電源オフ信号を受け取ると、電源をオフにする。
【００３１】
合成器１０３−１は、フェーズシフタ１０４−１，１０４−２から出力された無線信号を合成し、合成した無線信号を増幅器１０２−１へ出力する。他の合成器１０３−２〜１０３−６も同様に、配下のフェーズシフタ１０４−３〜１０４−１２から出力された無線信号を合成し、合成した無線信号を各増幅器１０２−２〜１０２−６へ出力する。
【００３２】
また、合成器１０３−１は、増幅器１０２−１から出力された無線信号を、フェーズシフタ１０４−１，１０４−２へ出力する。この場合、合成器１０３−１は、例えば、ユーザＡに対する無線信号をフェーズシフタ１０４−１へ出力し、ユーザＢに対する無線信号をフェーズシフタ１０４−２へ出力する。他の合成器１０３−２〜１０３−６も同様に、ユーザＡに対する無線信号をフェーズシフタ１０４−３，１０４−５，１０４−７，１０４−９、１０４−１１へそれぞれ出力し、ユーザＢに対する無線信号をフェーズシフタ１０４−４，１０４−６，１０４−８，１０４−１０，１０４−１２へそれぞれ出力する。
【００３３】
各フェーズシフタ１０４−１，１０４−３，１０４−５，１０４−７，１０４−９、１０４−１１は、分配器１０５−１から出力された無線信号に対して、その位相を調整（又はシフト）し、位相調整（又は位相シフト）後の無線信号を各合成器１０３−１〜１０３−６へそれぞれ出力する。また、各フェーズシフタ１０４−２，１０４−４，１０４−６，１０４−８，１０４−１０，１０４−１２も、分配器１０５−２から出力された無線信号に対して、その位相を調整、位相調整後の無線信号を各合成器１０３−１〜１０３−６へそれぞれ出力する。位相調整は、例えば、デジタル信号処理部１１１により各々制御される。これにより、各アンテナ１０１−１〜１０１−６から送信される無線信号によって形成される送信ビームの方向が制御される。
【００３４】
また、各フェーズシフタ１０４−１，１０４−３，１０４−５，１０４−７，１０４−９、１０４−１１は、各合成器１０３−１〜１０３−６からそれぞれ出力された無線信号に対して、その位相を調整し、位相調整後の無線信号を分配器１０５−１へ出力する。また、各フェーズシフタ１０４−２，１０４−４，１０４−６，１０４−８，１０４−１０，１０４−１２も、各合成器１０３−１〜１０３−６からそれぞれ出力された無線信号に対して、その位相を調整し、位相調整後の無線信号を分配器１０５−２へ出力する。これらの位相調整も、例えば、デジタル信号処理部１１１により各々制御され、各アンテナ１０１−１〜１０１−６によって形成される受信ビームの方向が制御される。
【００３５】
分配器１０５−１は、Ｔ／Ｒスイッチ１０６−１から出力された無線信号を、各フェーズシフタ１０４−１，１０４−３，１０４−５，１０４−７，１０４−９、１０４−１１へ分配する。分配器１０５−２も、Ｔ／Ｒスイッチ１０６−２から出力された無線信号を、各フェーズシフタ１０４−２，１０４−４，１０４−６，１０４−８，１０４−１０，１０４−１２へ分配する。
【００３６】
また、分配器１０５−１は、各フェーズシフタ１０４−１，１０４−３，１０４−５，１０４−７，１０４−９、１０４−１１からそれぞれ出力された無線信号を、合成するなどして、Ｔ／Ｒスイッチ１０６−１へ出力する。分配器１０５−２も、各フェーズシフタ１０４−２，１０４−４，１０４−６，１０４−８，１０４−１０，１０４−１２からそれぞれ出力された無線信号を、合成するなどして、Ｔ／Ｒスイッチ１０６−２へ出力する。
【００３７】
各Ｔ／Ｒスイッチ１０６−１，１０６−２は、送信と受信とを切り替えるスイッチである。各Ｔ／Ｒスイッチ１０６−１，１０６−２は、送信の場合、各送信無線部１０７−１，１０７−２からそれぞれ出力された無線信号を各分配器１０５−１，１０５−２へそれぞれ出力する。また、各Ｔ／Ｒスイッチ１０６−１，１０６−２は、受信の場合、各分配器１０５−１，１０５−２からそれぞれ出力された無線信号を各受信無線部１０８−１，１０８−２へそれぞれ出力する。各Ｔ／Ｒスイッチ１０６−１，１０６−２は、例えば、デジタル信号処理部１１１による制御によって、送信と受信とを切り替えるようにしてもよい。
【００３８】
各送信無線部１０７−１，１０７−２は、各ＤＡＣ１０９−１，１０９−２からそれぞれ出力されたベースバンド帯域のベースバンド信号に対して、周波数変換処理などを施して、無線帯域の無線信号に変換する。各送信無線部１０７−１，１０７−２は、変換後の無線信号を各Ｔ／Ｒスイッチ１０６−１，１０６−２へそれぞれ出力する。
【００３９】
各受信無線部１０８−１，１０８−２は、各Ｔ／Ｒスイッチ１０６−１，１０６−２からそれぞれ出力された無線信号に対して、周波数変換処理などを施して、ベースバンド帯域のベースバンド信号に変換する。各受信無線部１０８−１，１０８−２は、変換後のベースバンド信号を各ＡＤＣ１１０−１，１１０−２へそれぞれ出力する。
【００４０】
各ＤＡＣ１０９−１，１０９−２は、信号送信部１１３から出力された、デジタル形式のベースバンド信号をアナログ形式のベースバンド信号へ変換する。各ＤＡＣ１０９−１，１０９−２は、変換後のベースバンド信号を各送信無線部１０７−１，１０７−２へ出力する。
【００４１】
各ＡＤＣ１１０−１，１１０−２は、各受信無線部１０８−１，１０８−２からそれぞれ出力されたアナログ形式のベースバンド信号をデジタル形式のベースバンド信号へ変換する。各ＡＤＣ１１０−１，１１０−２は、変換後のベースバンド信号を信号受信部１１４へ出力する。
【００４２】
なお、ユーザＢ側の送信無線部１０７−２、受信無線部１０８−２、ＤＡＣ１０９−２、ＡＤＣ１１０−２は、アンテナ制御部１１９により、その電源のオン又はオフが制御される。
【００４３】
ビーム探索処理部１１２は、例えば、端末２００向けにビームサーチを行う。具体的には、ビーム探索処理部１１２は、ビームサーチ信号を生成し、ビームサーチ期間において、ビームサーチ信号を信号送信部１１３へ出力する。ビームサーチ信号は、例えば、基地局１００が端末２００へ送信する信号であって、端末２００へ送信するビームを決定するための信号である。以下では、ビームサーチ信号を、例えば、ビームサーチパケットと称する場合がある。
【００４４】
また、ビーム探索処理部１１２は、送信データを、基地局１００の他の処理部などから受け取り、送信データを含むデータパケットを生成する。ビーム探索処理部１１２は、送信タイムスロット期間においてデータパケットを信号送信部１１３へ出力する。
【００４５】
信号送信部１１３は、ビーム探索処理部１１２から出力されたビームサーチパケットやデータパケットなどのパケットデータに対して、誤り訂正符号化処理や変調処理などを施して、ベースバンド信号に変換する。信号送信部１１３は、パケットデータがユーザＡへ送信するパケットデータのときは、変換後のベースバンド信号をＤＡＣ１０９−１へ出力する。また、信号送信部１１３は、パケットデータがユーザＢへ送信するパケットデータのときは、変換後のベースバンド信号をＤＡＣ１０９−２へ出力する。
【００４６】
信号受信部１１４は、ＡＤＣ１１０−１，１１０−２から出力されたベースバンド信号に対して、復調処理や誤り訂正復号化処理などを施し、パケットデータなどに変換する。信号受信部１１４は、変換後のパケットデータをフィードバック抽出部１１５へ出力する。
【００４７】
フィードバック抽出部１１５は、信号受信部１１４から出力されたパケットデータから、フィードバック情報を抽出する。フィードバック情報は、例えば、基地局１００が送信したビームサーチパケットに対して端末２００から送信された情報である。フィードバック情報には、例えば、端末２００がビームサーチパケットを受信したときに端末２００が測定した受信電界強度、端末２００の識別情報などが含まれる。フィードバック抽出部１１５は、例えば、フィードバック情報から受信電界強度を抽出し、抽出した受信電界強度を第２の受信電界強度算出部１１７へ出力する。
【００４８】
なお、本第１の実施の形態においては、例えば、端末２００が測定した受信電界強度を第１の受信電界強度、第２の受信電界強度算出部１１７で算出される受信電界強度を第２の受信電界強度とそれぞれ称する場合がある。
【００４９】
また、フィードバック抽出部１１５は、フィードバック情報を受信したときに、フィードバック情報に基づいて、基地局１００に対して、フィードバック情報を送信した端末２００が位置する方向（又は角度）を取得する。この方向のことを、例えば、端末角度又は端末方向と称する場合がある。端末角度の取得は、種々の方法がある。例えば、フィードバック抽出部１１５は、以下の方法により端末角度を取得してもよい。すなわち、フィードバック抽出部１１５は、フェーズシフタ１０４−１，１０４−３，１０４−５，１０４−７，１０４−９、１０４−１１（又はフェーズシフタ１０４−２，１０４−４，１０４−６，１０４−８，１０４−１０，１０４−１２）に対して位相制御を行って受信ビームを形成したときの角度を、デジタル信号処理部１１１の位相制御部（図示せず）から取得する。フィードバック抽出部１１５は、そのときの角度を端末角度として、フィードバック情報に含まれる端末２００の識別情報とを括り付けて、その端末２００の端末角度を抽出する。フィードバック抽出部１１５は、端末角度をＳＩＲ算出部１１６へ出力する。フィードバック抽出部１１５は、例えば、フィードバック情報に基づいて、端末角度と第１の受信電界強度とを抽出している。
【００５０】
図１２は、例えば、フィードバック抽出部１１５が抽出した端末角度と第１の受信電界強度の例を表す図である。図１２に示すように、端末２００毎に、端末角度と第１の受信電界強度とが抽出される。図１２の詳細は動作例で説明する。
【００５１】
図３に戻り、なお、フィードバック抽出部１１５は、信号受信部１１４から出力されたパケットデータなどから、受信データなどを抽出し、抽出した受信データなどを、例えば、基地局１００の他の処理部へ出力する。
【００５２】
ＳＩＲ算出部１１６は、例えば、フィードバック情報に基づいて、端末２００に対する干渉量を算出する干渉量算出部である。具体的には、ＳＩＲ算出部１１６は、フィードバック抽出部１１５から受け取った端末角度に基づいて、干渉量として、ＳＩＲを算出する。例えば、ＳＩＲ算出部１１６は、ユーザＡの端末角度θａ方向の受信電力に対して、ユーザＢのその端末角度θａ方向の受信電力の差分をＳＩＲとして算出する。ＳＩＲ算出部１１６では、ユーザＡの端末角度θａ方向が所望方向であり、ユーザＢに対するその端末角度θａ方向が干渉成分であるとして、その利得差を算出している。算出方法については動作例で説明する。なお、干渉量として、ＳＩＲは一例であり、ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）などであってもよい。
【００５３】
第２の受信電界強度算出部１１７は、例えば、フィードバック情報に基づいて、第２の受信電界強度を算出する。具体的には、第２の受信電界強度算出部１１７は、フィードバック抽出部１１５から受け取った第１の受信電界強度に基づいて、第２の受信電界強度を算出する。第２の受信電界強度は、例えば、基地局１００のアンテナ数を削減した場合の端末２００における受信電界強度を表す。第２の受信電界強度の算出方法については動作例で説明する。
【００５４】
アンテナ状態判定部１１８は、干渉量と第２の受信電界強度とに基づいて、アンテナ１０１−１〜１０１−６のアンテナ状態を、第１のアンテナ状態から、第１のアンテナ状態よりも消費電力の低い第２のアンテナ状態へ切り替える。具体的には、アンテナ状態判定部１１８は、干渉量と第２の受信電界強度とに基づいてアンテナ状態を、アンテナ状態１からアンテナ状態３までのいずれかにすることを決定する。アンテナ状態は後述する。また、決定方法の詳細は動作例で説明する。アンテナ状態判定部１１８は、判定結果をアンテナ制御部１１９へ出力する。
【００５５】
アンテナ制御部１１９は、判定結果に従って、各フェーズシフタ１０４−１〜１０４−１２と各増幅器１０２−１〜１０２−６、送信無線部１０７−２、受信無線部１０８−２、ＤＡＣ１０９−２、ＡＤＣ１１０−２に対して、電源のオンとオフとを制御する。これにより、アンテナ制御部１１９は、アンテナ１０１−１〜１０１−６のアンテナ状態を制御する。この場合、アンテナ制御部１１９は、例えば、メモリ部１２０に記憶されたテーブルを参照して、判定結果に従って、どのフェーズシフタ１０４−１〜１０４−１２の電源をオフにしたりオンにし、どの増幅器１０２−１〜１０２−６の電源をオフにしたりオンにしたりするかを制御する。また、アンテナ制御部１１９は、例えば、テーブルを参照して、判定結果に従って、送信無線部１０７−２、受信無線部１０８−２、ＤＡＣ１０９−２、ＡＤＣ１１０−２の電源をオンにするかオフにするかを制御する。具体的には、アンテナ制御部１１９は、例えば、電源のオンを表す電源オン信号や、電源のオフを表す電源オフ信号を、各増幅器１０２−１などへ出力することで、オンまたはオフを制御する。
【００５６】
メモリ部１２０は、上述したテーブルを記憶する。テーブルには、例えば、アンテナ状態に対応して、増幅器１０２−１等のうちどの増幅器１０２−１等の電源のオンにしたり、オフにしたりするかを示す情報が記憶される。
【００５７】
なお、図３において、デジタル信号処理部１１１は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）により、各機能が実行されてもよい。
【００５８】
例えば、ＤＳＰは、プログラムを実行することで、ビーム探索処理部１１２、信号送信部１１３、信号受信部１１４、フィードバック抽出部１１５の機能を実現することができる。また、ＤＳＰは、例えば、プログラムを実行することで、ＳＩＲ算出部１１６、第２の受信電界強度算出部１１７、アンテナ状態判定部１１８、及びアンテナ制御部１１９の機能を実現することができる。ＤＳＰは、例えば、ビーム探索処理部１１２、信号送信部１１３、信号受信部１１４、フィードバック抽出部１１５、ＳＩＲ算出部１１６、第２の受信電界強度算出部１１７、アンテナ状態判定部１１８、及びアンテナ制御部１１９に対応する。
【００５９】
なお、ＤＳＰに代えて、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのプロセッサやコントローラであってもよい。
【００６０】
＜アンテナ状態＞
基地局１００は、アンテナ状態１からアンテナ状態５までのアンテナ状態を設定可能である。以下、アンテナ状態１からアンテナ状態５までの各アンテナ状態について説明する。
【００６１】
＜１．１  アンテナ状態１＞
図４は、アンテナ状態１の例を表す図である。
【００６２】
アンテナ状態１は、例えば、フルアレーと呼ばれるアンテナ状態である。アンテナ状態１では、すべての増幅器１０２−１〜１０２−６及びフェーズシフタ１０４−１〜１０４−１２の電源がオンである。また、アンテナ状態１では、送信無線部１０７−１，１０７−２、受信無線部１０８−１，１０８−２、ＤＡＣ１０９−１，１０９−２、及びＡＤＣ１１０−１，１１０−２の電源もオンとなっている。
【００６３】
アンテナ状態１では、ユーザＡに対する無線信号をフェーズシフタ１０４−１，１０４−３，１０４−５，１０４−７，１０４−９、１０４−１１により位相シフトして合成して送信するものである。また、アンテナ状態１では、ユーザＢに対する無線信号をフェーズシフタ１０４−２，１０４−４，１０４−６，１０４−８，１０４−１０，１０４−１２により合成して送信するものである。アンテナ状態１では、基地局１００は、自局から見て任意の方向にある２台の端末２００−１，２００−２に対して、無線信号を多重化して送信することが可能である。
【００６４】
＜１．２  アンテナ状態２＞
図５は、アンテナ状態２の例を表す図である。
【００６５】
アンテナ状態２は、例えば、インタリーブアレー型と呼ばれるアンテナ状態である。アンテナ状態２では、送信無線部１０７−１，１０７−２から出力される無線信号が互い違いのアンテナ１０１−１〜１０１−６に給電される。
【００６６】
すなわち、図５に示すように、フェーズシフタ１０４−１，１０４−４，１０４−５，１０４−８，１０４−９，１０４−１２の電源がオンで、それ以外のフェーズシフタの電源はオフとなっている。また、図５に示すアンテナ状態２の例では、増幅器１０２−１〜１０２−６、送信無線部１０７−１，１０７−２、受信無線部１０８−１，１０８−２、ＤＡＣ１０９−１，１０９−２、ＡＤＣ１１０−１，１１０−２の電源はオンになっている。
【００６７】
そして、ユーザＡに対する無線信号は、アンテナ１０１−１，１０１−３、１０１−５が使用され、ユーザＢに対する無線信号は、アンテナ１０１−２，１０１−４，１０１−６が使用される。これにより、例えば、ユーザＡとユーザＢとに無線信号を送信するときに形成される各ビームでは重複した部分が生じ、アンテナ状態２では、アンテナ状態１と同等の細かいビームを基地局１００において形成することが可能となる。アンテナ状態２は、例えば、図５に示すように、ユーザＡとの無線通信に使用するアンテナ１０１−１，１０１−３の間に、ユーザＢとの無線通信に使用するアンテナ１０１−２が位置するアンテナ状態である。
【００６８】
また、アンテナ状態２では、アンテナ状態１と比較して、フェーズシフタ１０４−１，１０４−４，１０４−５，１０４−８，１０４−９，１０４−１２以外のフェーズシフタの電源がオフとなっているため、基地局１００における消費電力を低くすることも可能となる。
【００６９】
ただし、アンテナ状態２では、アンテナ状態１と比較して、アンテナ間隔が広がることで、グレーティングローブが可視領域において発生する。グレーティングローブは、例えば、メインローブ（又は主ビーム）の周囲に拡散する疑似成分（又は反射成分）のことである。一般に、各アンテナ素子の間隔が広がるほど、メインローブとグレーティングローブとの間隔が狭くなる。各アンテナ素子の間隔が適切であれば、可視領域内にはグレーティングローブは発生しない。アンテナ状態２によって、アンテナ状態１と比較して、アンテナ素子間隔が広がることで、グレーティングローブも可視領域に入ってくる場合がある。例えば、アンテナ１０１−１，１０１−３、１０１−５が使用されることでユーザＡに対するメインローブを形成すると、ある方向にグレーティングローブが発生する。そのグレーティングローブの発生する方向（又はグレーティング方向）に、ユーザＢのメイングローブが存在する場合、グレーティングローブはユーザＢにとって、干渉になる。
【００７０】
本第１の実施の形態では、基地局１００では、グレーティングローブを、公知の方法により抑圧して、２台の端末２００−１，２００−２に対する多重送信を可能にしている。公知の方法の例としては、例えば、特開２０１６−２０１７６９号公報に記載された方法でもよい。この方法は、受信信号の到来方向を正弦写像した写像空間において、同時に送受信可能な信号数で等分した間隔の倍数だけ基準ユーザから離れたユーザを基準ユーザと同じグループにグループ分けする。そして、グループ毎にユーザの方向への指向性ビームを形成するための重み係数を決定する。これにより、グループ内のユーザに対して同時にビームを向けることで、ビームの電力強度がほぼ等しくなり、グレーティングローブによる干渉を防止するようにしている。例えば、デジタル信号処理部１１１では、フェーズシフタ１０４−１，１０４−４，１０４−５，１０４−８、１０４−９，１０４−１２に対して、グループ化を行うことで、上述した公知の方法を実現することが可能である。
【００７１】
アンテナ状態２では、例えば、ユーザＡに対するメインローブの方向と、ユーザＢに対するメインローブの方向とが固定化される。そのため、アンテナ状態２では、例えば、ユーザＡに対するグレーティングローブ方向も固定化される。従って、固定化されたメインローブの方向にユーザＡが位置し、別の方向にある固定化されたメインローブの方向にユーザＢが位置する場合に、アンテナ状態２が利用可能である。そして、ユーザＡへのメインローブに対するグレーティングローブ方向がユーザＢの方向に存在する場合、基地局１００は上述の方法でグレーティングローブによる干渉を防止することが可能となる。
【００７２】
＜アンテナ状態３＞
図６は、アンテナ状態３の例を表す図である。
【００７３】
アンテナ状態３は、例えば、ローカライズ型と呼ばれるアンテナ状態である。アンテナ状態３は、アンテナ１０１−１〜１０１−６を両側に小分けし、ＤＡＣ１０９−１，１０９−２及び送信無線部１０７−１，１０７−２をその小分けしたサブアレーに接続するアンテナ状態である。アンテナ状態３は、ユーザＡとの無線通信に使用するアンテナ１０１−１〜１０１−３と、ユーザＢとの無線通信に使用するアンテナ１０１−４〜１０１−６とが、アンテナ状態２のように交差して位置することなく、別々に位置するアンテナ状態である。すなわち、アンテナ状態３は、アンテナ状態２のように、ユーザＡとの無線通信に使用するアンテナ１０１−１，１０１−３間にユーザＢとの無線通信に使用するアンテナ１０１−２が位置することなく、ユーザＡとユーザＢとの無線通信に使用するアンテナ１０１−１〜１０１−３，１０１−４〜１０１−６が別々に位置するアンテナ状態である。これにより、基地局１００では、ユーザＡに向けたビームとユーザＢに向けたビームとを、同時に重複させることなく別々に形成させることが可能となる。
【００７４】
すなわち、図６に示すアンテナ状態３の例では、フェーズシフタ１０４−１，１０４−３，１０４−５、及び１０４−８，１０４−１０，１０４−１２がオンとなり、それ以外のフェーズシフタがオフとなっている。また、図６に示すアンテナ状態３の例では、増幅器１０２−１〜１０２−６、送信無線部１０７−１，１０７−２、受信無線部１０８−１，１０８−２、ＤＡＣ１０９−１，１０９−２、ＡＤＣ１１０−１，１１０−２の電源はオンになっている。
【００７５】
よって、ユーザＡに対してはアンテナ１０１−１，１０１−２，１０１−３が使用され、ユーザＢに対してアンテナ１０１−４，１０１−５，１０１−６が使用されることが可能となる。これにより、ユーザＡとユーザＢとに対して任意の方向へメインローブを形成させることが可能となり、端末２００−１，２００−２に対する多重通信が可能となる。
【００７６】
また、アンテナ状態３では、アンテナ状態１と比較して、フェーズシフタ１０４−１，１０４−３，１０４−５、及び１０４−８，１０４−１０，１０４−１２以外のフェーズシフタがオフとなっているため、基地局１００における消費電力を削減することが可能となる。
【００７７】
ただし、アンテナ状態３は、アンテナ状態１やアンテナ状態２と比較して、アンテナの開口が狭くなる。そのため、アンテナ状態３では、アンテナ状態１やアンテナ状態２と比較して、アンテナのビーム幅が太くなり、形成されるメインローブの長さも短く、アレー効率が低下する。
【００７８】
なお、図６では、ユーザＡとユーザＢとに対してアンテナ１０１−１〜１０１−６を半分に分けて使用する例を示している。そのため、アンテナ状態２と図６に示すアンテナ状態３とでは、消費電力は変わらない。
【００７９】
アンテナ状態３においては、例えば、ユーザＡに対してはアンテナ１０１−１、ユーザＢに対してはアンテナ１０１−６など、使用するアンテナ１０１−１〜１０１−６の個数を半分以下にすることも可能である。アンテナ状態３では、稼働させるフェーズシフタ１０４−１，１０４−３，１０４−５、及び１０４−８，１０４−１０，１０４−１２を更に削減させることにより、図６に示す場合と比較して、基地局１００における消費電力を更に低くすることも可能となる。
【００８０】
＜１．４  アンテナ状態４＞
図７は、アンテナ状態４の例を表す図である。
【００８１】
アンテナ状態４では、一部のＤＡＣ１０９−１と送信無線部１０７−１の電源をオンにし、他のＤＡＣ１０９−２と送信無線部１０７−２の電源をオフにしたアンテナ状態である。アンテナ状態４は、例えば、ユーザＢとの無線通信に全アンテナ１０１−１〜１０１−６を使用することなく、ユーザＡとの無線通信に全アンテナ１０１−１〜１０１−６を使用するアンテナ状態である。
【００８２】
すなわち、図７の例では、フェーズシフタ１０４−１，１０４−３，１０４−５，１０４−７，１０４−９，１０４−１１の電源をオンにし、それ以外のフェーズシフタの電源をオフにしている。また、送信無線部１０７−２，受信無線部１０８−２、ＤＡＣ１０９−２、及びＡＤＣ１１０−２の電源をオフにしている。さらに、他方の送信無線部１０７−１、受信無線部１０８−１、ＤＡＣ１０９−１、及びＡＤＣ１１０−１をオンにして、アンテナ１０１−１〜１０１−６に接続させている。
【００８３】
図７の例では、基地局１００は、ユーザＡに対して無線通信可能であり、ユーザＢに対してユーザＡと同時に無線通信を行うことができない。アンテナ状態４では、端末多重数は「１」となる。しかし、アンテナ状態４では、すべてのアンテナ１０１−１〜１０１−６を使用するため、アンテナ状態１と同等の細さのビームを形成させることが可能となる。
【００８４】
本第１の実施の形態では、基地局１００は、アンテナ状態４によりビームサーチを行う。従って、アンテナ状態１でビームサーチを行う場合と比較して、基地局１００の消費電力を低くすることが可能である。
【００８５】
＜１．５  アンテナ状態５＞
図８は、アンテナ状態５の例を表す図である。
【００８６】
アンテナ状態５も、例えば、ユーザＢとの無線通信にアンテナ１０１−１〜１０１−６を使用することなく、ユーザＡとの無線通信にアンテナ１０１−１〜１０１−３を使用するアンテナ状態である。ただし、アンテナ状態５は、アンテナ状態４と比較して、使用するアンテナを全アンテナの一部とし、使用するアンテナ１０１−１〜１０１−３の個数を削減したアンテナ状態である。
【００８７】
すなわち、図８の例では、フェーズシフタ１０４−１，１０４−３，１０４−５の電源をオンにして、それ以外のフェーズシフタの電源をオフにしている。また、増幅器１０２−１〜１０２−３の電源をオンにし、それ以外の増幅器の電源をオフにしている。さらに、送信無線部１０７−２，受信無線部１０８−２、ＤＡＣ１０９−２、及びＡＤＣ１１０−２の電源をオフにしている。さらに、他方の送信無線部１０７−１、受信無線部１０８−１、ＤＡＣ１０９−１、及びＡＤＣ１１０−１をオンにし、アンテナ１０１−１〜１０１−３に接続させている。
【００８８】
アンテナ状態５は、アンテナ状態４と比較して、ユーザＡに対するビーム幅は太くなり、アンテナ利得も低下する。しかし、アンテナ状態５は、アンテナ状態４と比較して、さらに、電源オフとなっているフェーズシフタと増幅器が存在するため、基地局１００の消費電力もさらに低くすることが可能となる。
【００８９】
＜動作例＞
次に動作例について説明する。図９は、基地局１００における動作例を表すフローチャートである。
【００９０】
基地局１００は、処理を開始すると（Ｓ１０）、アンテナ状態をアンテナ状態４に設定し、ビームサーチパケットを送信する（Ｓ１１）。例えば、アンテナ制御部１１９は、フェーズシフタ１０４−１，１０４−３，１０４−５，１０４−７，１０４−９，１０４−１１の電源をオンにし、それ以外のフェーズシフタの電源をオフにすることでアンテナ状態をアンテナ状態４（例えば図７）に設定する。そして、ビーム探索処理部１１２は、ビームサーチパケットを信号送信部１１３へ出力する。
【００９１】
図１７は、基地局１００における送信例を表す図である。図１７に示すように、基地局１００は、ビームサーチ期間において、ビームサーチパケットを送信する。
【００９２】
図９に戻り、次に、基地局１００は、端末２００から送信されたフィードバック情報を受信する（Ｓ１２）。例えば、フィードバック抽出部１１５は、信号受信部１１４などを介して端末２００から送信されたパケットを受信し、受信したパケットからフィードバック情報を抽出する。
【００９３】
次に、基地局１００は、端末数が「１」以上か否かを判別する（Ｓ１３）。例えば、フィードバック抽出部１１５は、ビームサーチ期間において、フィードバック情報から抽出した端末２００の識別情報をカウントし、そのカウント値が「１」以上か否かにより判別する。
【００９４】
基地局１００は、端末数が「１」以上ではないとき（Ｓ１３でＮｏ）、送信スロット内で無線各部の電源を全てオフにする（Ｓ１４）。例えば、フィードバック抽出部１１５は、ビームサーチ期間において、フィードバック情報から抽出した端末２００の識別情報が「０」個のとき、デジタル信号処理部１１１内の電源制御部へその旨を出力する。そして、電源制御部は、増幅器１０２−１〜１０２−６、フェーズシフタ１０４−１〜１０４−１２、送信無線部１０７−１，１０７−２、受信無線部１０８−１，１０８−２、ＤＡＣ１０９−１，１０９−２、ＡＤＣ１１０−１，１１０−２の電源をオフにする。
【００９５】
そして、基地局１００は、一連の処理を終了する（Ｓ１９）。
【００９６】
一方、基地局１００は、端末数が「１」以上のとき（Ｓ１３でＹｅｓ）、アンテナ状態設定処理（Ｓ１５）を行う。例えば、フィードバック抽出部１１５は、ビームサーチ期間で、抽出した端末２００の識別情報の個数が「１」以上のとき、アンテナ状態設定処理を行うことを決定する。
【００９７】
図１２は基地局１００がフィードバック情報から得られる情報の例を表している。図１２の例では、ビームサーチ期間において、端末２００−１〜２００−８まで８台分のフィードバック情報が抽出された例を表している。
【００９８】
図１０と図１１はアンテナ状態設定処理の例を表すフローチャートである。
【００９９】
図１０に示すように、基地局１００は、アンテナ状態設定処理を開始すると（Ｓ１５０）、第２の電界強度を算出する（Ｓ１５１）。
【０１００】
図１３は第２の電界強度の算出方法の例を表す図である。例えば、第２の受信電界強度算出部１１７は、以下の式（１）を利用して、端末２００−１に対する第２の受信電界強度を算出する。
【０１０１】
端末２００−１の第２の受信電界強度＝（端末２００−１の第１の受信電界強度）−（アレーアンテナを削減した場合のアンテナ利得差）  ・・・（１）
【０１０２】
図１３は、端末２００−１の端末角度「−４２°」において、アンテナ状態をアンテナ状態１からアンテナ状態３へ変更した場合のアンテナ利得差の例を表すグラフである。
【０１０３】
アンテナ状態がアンテナ状態１からアンテナ状態３へ変更されることで、端末２００−１（１ユーザ）に対して使用するアンテナは、アンテナ１０１−１〜１０１−６からアンテナ１０１−１〜１０１−３へ、アンテナ数が削減される。このアンテナ数の削減により、アンテナ利得も減少し、利得差が生じる。例えば、端末２００−１で測定された第１の受信電界強度に対する、基地局１００のアンテナ数を削減した場合のアンテナ利得の差分を、基地局１００のアンテナ数を削減した場合の端末２００−１での受信電界強度として表している。
【０１０４】
第２の受信電界強度算出部１１７は、例えば、以下により第２の受信電界強度を算出する。すなわち、第２の受信電界強度算出部１１７は、フィードバック抽出部１１５から端末Ａの端末角度θａを受け取り、受け取った端末角度θａにおけるアンテナ状態１のアンテナ利得を算出する。また、第２の受信電界強度算出部１１７は、その端末角度θａにおけるアンテナ状態３のアンテナ利得を算出する。第２の受信電界強度算出部１１７は、内部メモリに計算式を保持し、計算式を利用して、各アンテナ状態において端末角度θａに対応するアンテナ利得を算出してもよい。第２の受信電界強度算出部１１７は、算出した２つのアンテナ利得の差を計算して、計算結果を、内部メモリから読み出した式（１）の右辺（「アレーアンテナを削減した場合のアンテナ利得差」）に代入する。また、第２の受信電界強度算出部１１７は、フィードバック抽出部１１５から受け取った、端末Ａの第１の受信電界強度を、内部メモリから読み出した式（１）の右辺（「端末２００−１の第１の受信電界強度」）に代入する。そして、第２の受信電界強度算出部１１７は、式（１）を計算して、アンテナ状態１からアンテナ数を削減してアンテナ状態３にした場合の第２の受信電界強度を算出する。
【０１０５】
本第１の実施の形態においては、アンテナ数を削減した場合の第２の受信電界強度としては、例えば、アンテナ状態３の場合の第２の受信電界強度と、アンテナ状態５の場合の第２の受信電界強度とがある。従って、第２の受信電界強度算出部１１７は、アンテナ状態１からアンテナ状態３にアンテナ数を削減した場合の、アンテナ状態３の第２の受信電界強度を算出する。また、第２の受信電界強度算出部１１７は、アンテナ状態１からアンテナ状態５にアンテナ数を削減した場合の、アンテナ状態５の第２の受信電界強度を算出する。後者の場合、第２の受信電界強度算出部１１７は、図１３の「アンテナ状態３の指向性」を「アンテナ状態５の指向性」とした場合の計算式を利用して、アンテナ状態５の場合の第２の受信電界強度を算出することが可能である。
【０１０６】
図１０に戻り、次に、基地局１００は、端末数は「２」以上か否かを判別する（Ｓ１５２）。例えば、フィードバック抽出部１１５は、ビームサーチ期間において、フィードバック情報から抽出した端末２００の識別情報の個数が「２」個以上か否かにより判別する。
【０１０７】
基地局１００は、端末数が「２」以上でないとき（Ｓ１５２でＮｏのとき）、アンテナ状態５の場合において端末２００−１の第２の受信電界強度が所定値（又は受信電界強度閾値）以上か否かを検出する（図１１のＳ１６４）。
【０１０８】
基地局１００は、例えば、以下の処理を行う。すなわち、アンテナ状態判定部１１８は、ビームサーチ期間において、ＳＩＲ算出部１１６又は第２の受信電界強度算出部１１７を介してフィードバック抽出部１１５から、端末２００の識別情報の個数を受け取る。アンテナ状態判定部１１８は、受け取った端末２００の識別情報の個数が「１」のとき、第２の受信電界強度算出部１１７から受け取った、端末２００−１の第２の受信電界強度が所定値以上か否かを検出する。
【０１０９】
端末数が「１」のとき（Ｓ１５２でＮｏ）、基地局１００は、２系統のうち１系統を使用できればよく他の１系統は使用しなくてもよい。アンテナ状態１からアンテナ状態５の中で、１系統を使用するものは、アンテナ状態４又はアンテナ状態５である。基地局１００では、アンテナ状態５が使用可能か否かを、本処理（Ｓ１６４）によって判断している。
【０１１０】
基地局１００は、アンテナ状態５の場合の第２の受信電界強度が所定値よりも大きいとき（Ｓ１６４でＹｅｓ）、アンテナ状態をアンテナ状態５に設定する（Ｓ１６５）。一方、基地局１００は、アンテナ状態５の場合の第２の受信電界強度が所定値以下のとき（Ｓ１６４でＮｏ）、アンテナ状態をアンテナ状態４に設定する（Ｓ１６６）。
【０１１１】
例えば、基地局１００は以下の処理を行う。すなわち、アンテナ状態判定部１１８は、第２の受信電界強度算出部１１７から受け取った、アンテナ状態５の場合の第２の受信電界強度が所定値よりも大きいとき（Ｓ１６４でＹｅｓ）、アンテナ状態をアンテナ状態５にすることを決定する。アンテナ状態判定部１１８は、基地局１００のアンテナ状態をアンテナ状態５にしても、基地局１００から送信されるデータパケットを端末２００−１は一定の受信電界強度で受信可能と判定しているからである。一方、アンテナ状態判定部１１８は、第２の受信電界強度が所定値以下のとき（Ｓ１６４でＮｏ）、アンテナ状態をアンテナ状態４にすることを決定する。この場合は、アンテナ状態判定部１１８は、アンテナ状態５にすると、端末２００−１の受信電界強度は所定値以下と低くなって、基地局１００から送信されるデータパケットを正常に受信できない可能性があると判定しているからである。
【０１１２】
基地局１００は、Ｓ１６５又はＳ１６５の処理を終了すると、アンテナ状態設定処理を終了して、Ｓ１７へ移行する（図１０）。
【０１１３】
一方、基地局１００は、端末数が「２」以上のとき（Ｓ１５２でＹｅｓ）、端末２００の組み合わせを作成する（Ｓ１５３）。例えば、図１２に示すように端末数が「８」のとき、基地局１００は、以下のように端末２００の組み合わせを作成する。
【０１１４】
すなわち、フィードバック抽出部１１５は、端末＃１（２００−１）と端末＃２（２００−２）、端末＃１と端末＃３（２００−３）、…、端末＃７（２００−７）と端末＃８（２００−８）の組み合わせを作成する。そして、フィードバック抽出部１１５は、組み合わせを作成した順に、組み合わせ番号ｓを割り振る。すなわち、フィードバック抽出部１１５は、端末＃１（２００−１）と端末＃２（２００−２）の組み合わせから、端末＃７（２００−７）と端末＃８（２００−８）の組み合わせまで、順番に「１」から「２８」までの組み合わせ番号を割り振る。フィードバック抽出部１１５は、端末２００の組み合わせと組合せ番号とをＳＩＲ算出部１１６へ出力する。
【０１１５】
図１０に戻り、次に、基地局１００は、アンテナ状態３における、端末Ａと端末Ｂとの間のＳＩＲ（以下、「端末Ａ−Ｂ間のＳＩＲ」と称する場合がある。）を算出する（Ｓ１５４）。
【０１１６】
図１４は、ＳＩＲ算出方法の例を表す図である。例えば、ＳＩＲ算出部１１６は、以下の式を利用して、端末Ａ−Ｂ間のＳＩＲを算出する。
【０１１７】
端末Ａ−Ｂ間のＳＩＲ＝（アンテナ状態３における端末Ａ向けビームの端末角度θａ方向の利得）−（アンテナ状態３における、端末Ｂ向けビームの、端末Ａ向けビームの端末角度θａ方向における利得）  ・・・（２）
【０１１８】
図１４は、端末Ａが端末＃１（２００−１）、端末Ｂが端末＃３（２００−３）の場合の例を表している。図１４の例では、端末＃１（２００−１）の端末角度「−４２°」における利得と、端末＃３（２００−３）向けビームの、この角度「−４２°」における利得との利得差が、端末＃１（２００−１）と端末＃３（２００−３）の間のＳＩＲとなる。フィードバック抽出部１１５では端末２００の組み合わせを作成し、ＳＩＲ算出部１１６では端末２００の組み合わせを利用して、式（２）を利用して、全組み合わせに対するＳＩＲを算出する。
【０１１９】
例えば、ＳＩＲ算出部１１６は、以下のようにして、端末Ａ−Ｂ間のＳＩＲを算出してもよい。すなわち、ＳＩＲ算出部１１６は、端末Ａの端末角度θａをフィードバック抽出部１１５から受け取ると、アンテナ状態３における端末角度θａ方向の利得Ｇａを、内部メモリから読み出す。また、ＳＩＲ算出部１１６は、端末Ａの組み合わせ対象となっている端末Ｂの端末角度θｂをフィードバック抽出部１１５から受け取ると、端末角度θｂをメインローブとして含む、端末Ｂ向けビームを表す式を内部メモリから読み出す。ＳＩＲ算出部１１６は、端末Ｂ向けビームを表す式に、端末Ａの端末角度θａを代入して、角度θａにおける端末Ｂ向けビームの利得Ｇｂを算出する。ＳＩＲ算出部１１６は、アンテナ状態３における端末角度θａ方向の利得Ｇａから、角度θａにおける端末Ｂ向けビームの利得Ｇｂを減算することで、端末Ａ−Ｂ間のＳＩＲを算出する。ＳＩＲ算出部１１６は、全組み合わせに対して、端末Ａ−Ｂ間のＳＩＲを算出し、算出したＳＩＲをアンテナ状態判定部１１８へ出力する。
【０１２０】
図１０に戻り、基地局１００は、更に、アンテナ状態２における端末Ａのグレーティング角度を算出する（Ｓ１５４）。
【０１２１】
図１５は、グレーティング角度（又はグレーティングローブ角度、或いはグレーティング方向。以下では、「グレーティング角度」と称する場合がある。）の例を表す図である。すなわち、図１５は、端末Ａ（端末＃１）の端末角度が「−４２°」のとき、アンテナ状態２における、端末＃１（２００−１）向けビームのグレーティング角度が「３°」となっている例を表している。
【０１２２】
上述したように、アンテナ状態２（例えば図５）では、アンテナ素子間の間隔がアンテナ状態１（例えば図４）と比較して狭くなっているため、視野角内にグレーティングローブが発生する。例えば、ＳＩＲ算出部１１６は、フィードバック抽出部１１５から受け取った端末Ａの端末角度θａに基づいて、アンテナ状態２における各端末向けビームのグレーティング角度θｇを算出する。
【０１２３】
ここで、グレーティング角度θｇの算出例について説明する。
【０１２４】
リニアアレーアンテナの最も簡単な例として、各アンテナ素子を等間隔、かつ、共相で励振する場合、アレーファクタＦ（ｕ）は以下の式で表される。
【０１２５】
【数１】
2019033429.tif 000003
【０１２６】
ただし、角度を表す変数として、θの代わりに以下のｕを用いる。
【０１２７】
【数２】
2019033429.tif 000004
【０１２８】
式（４）（数２）で、ｋ０は波数、ｄはアンテナ素子間隔、θ０はビーム方向又は端末角度、θは角度を表す。なお、波数ｋ０は、アンテナ素子から放射される無線電波の波長をλとすると、ｋ０＝２π／λの関係がある。
【０１２９】
グレーティングローブは、式（４）において、ｕ＝２ｍπ（ｍ＝０，±１，±２，…）の周期でｍ＝±１（ｕ＝±２π）以降の角度θで発生する。式（４）を変形すると、
【数３】
2019033429.tif 000005
となり、式（５）（数３）を変形すると、
【数４】
2019033429.tif 000006
を得る。
【０１３０】
例えば、基地局１００は、以下のようにしてグレーティング角度θｇを算出する。すなわち、ＳＩＲ算出部１１６は、内部メモリに保持した式（６）（数４）を読み出し、端末Ａの端末角度θａを式（６）の「θ０」に代入することで、端末Ａに対するグレーティング角度θｇを算出する。λとｄは固定値として、式（６）に代入されていてもよい。この場合、ＳＩＲ算出部１１６は、端末Ａと端末Ｂとの組み合わせに対して、端末Ａのグレーティング角度θｇを算出する。ＳＩＲ算出部１１６は、算出したグレーティング角度θｇをアンテナ状態判定部１１８へ出力する。
【０１３１】
図１６は、端末台数が「８」の場合の、端末組み合わせの例と、第１及び第２の受信電界強度、端末Ａと端末Ｂ間のＳＩＲ、端末Ａのグレーティング角度θｇの例を表す図である。図１６において、左端は、組み合わせ番号ｓを表している。組み合わせ番号順に、各端末２００の第１受信電界強度と、第２の受信電界強度算出部１１７で算出した第２の受信電界強度があり、各組み合わせに対して、ＳＩＲ算出部１１６で算出した端末Ａ−Ｂ間のＳＩＲと、端末Ａのグレーティング角度がある。例えば、アンテナ状態判定部１１８の内部メモリに、図１６に示すテーブル形式で記憶されてもよい。
【０１３２】
図１０に戻り、次に、基地局１００は、組み合わせ番号ｓに「１」を代入し（Ｓ１５５）、組み合わせ番号順に以下の処理を行う。
【０１３３】
すなわち、基地局１００は、アンテナ状態３の場合で組み合わせ番号ｓの端末Ａと端末Ｂの組の第２の受信電界強度が所定値（又は第２の受信電界強度閾値）よりも大きいか否かを判定する（Ｓ１５６）。例えば、アンテナ状態判定部１１８は、組み合わせ番号「１」の端末Ａと端末Ｂにおいて、端末Ａの第２の受信電界強度と端末Ｂの第２の受信電界強度がともに所定値よりも大きいか否かを判定する。
【０１３４】
アンテナ状態３は、例えば、図６に示すように、アンテナ状態１に対して、端末Ａと端末Ｂ、ともにアンテナ個数を削減した場合のアンテナ状態となっている。アンテナ状態判定部１１８は、例えば、このようにアンテナ個数を削減してアンテナ状態３にしても、基地局１００から送信された無線信号に対して、端末Ａと端末Ｂがともに所定値よりも大きい受信電界強度で受信することが可能な否かを、本処理（図１０のＳ１５６）で判定している。
【０１３５】
なお、Ｓ１５６で使用する所定値と、Ｓ１６４で使用する所定値とは、同じ値でもよいし、異なる値でもよい。
【０１３６】
図１０に戻り、基地局１００は、組み合わせ番号ｓの組の第２の受信電界強度が所定値よりも大きいとき（Ｓ１５６でＹｅｓ）、アンテナ状態３の場合に組み合わせ番号ｓの組のＳＩＲが所定値（又は干渉量閾値）よりも大きいか否かを判定する（Ｓ１５７）。例えば、アンテナ状態判定部１１８は、Ｓ１５４で算出されたアンテナ状態３の場合の端末Ａ−Ｂ間のＳＩＲが所定値よりも大きいか否かを判定する。
【０１３７】
基地局１００は、アンテナ状態３の場合に組み合わせ番号ｓの組のＳＩＲが所定値よりも大きいとき（Ｓ１５７でＹｅｓ）、アンテナ状態をアンテナ状態３に設定する（Ｓ１５８）。例えば、アンテナ状態判定部１１８は、組み合わせ番号「１」において、アンテナ状態３の場合の端末Ａ−Ｂ間のＳＩＲが所定値よりも大きいとき、アンテナ状態をアンテナ状態３とすることを決定する。この場合は、アンテナ状態３に設定しても、第２の受信電界強度は所定値よりも大きく（Ｓ１５６でＹｅｓ）、端末Ａ−Ｂ間のＳＩＲも所定値よりも大きい（Ｓ１５７でＹｅｓ）ため、端末Ａと端末Ｂともに干渉が許容範囲であり、品質が一定以上の受信信号を得られる、と考えられる。そのため、例えば、アンテナ状態判定部１１８は、端末Ａ，Ｂに対するアンテナ状態をアンテナ状態３に設定することが可能となる。
【０１３８】
例えば、Ｓ１５６の所定値を「−７０ｄＢｍ」、Ｓ１５７の所定値を「１６ｄＢ」とすると、図１６の例では、組み合わせ番号「１８」の端末＃１（２００−１）と端末＃５（２００−５）に対して、アンテナ状態３が設定されることになる。
【０１３９】
図１０に戻り、次に、基地局１００は、組み合わせ番号ｓをインクリメントする（Ｓ１５９）。そして、基地局１００は、組み合わせ番号ｓが、組み合わせ番号ｓの最大値Ｓよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１６０）。基地局１００は、組み合わせ番号ｓが、最大値Ｓよりも大きいときは（Ｓ１６０でＹｅｓ）、アンテナ状態設定処理を終了して、図９のＳ１７へ移行する。一方、基地局１００は、組み合わせ番号ｓが、最大値Ｓ以下のときは（Ｓ１６０でＮｏ）、Ｓ１５６へ移行する。
【０１４０】
例えば、アンテナ状態判定部１１８は、組み合わせ番号「１」に対して処理を終了すると、組み合わせ番号「２」に対して処理を行い、組み合わせ番号の最大値Ｓ＝２８まで、１つ１つの組み合わせに対して、Ｓ１５６以降の処理を行う。
【０１４１】
一方、基地局１００は、組み合わせ番号ｓの組において、アンテナ状態３の場合に第２の受信電界強度が所定値以下のとき（Ｓ１５６でＮｏ）、ユーザＢ（端末Ｂ）の端末角度方向は、ユーザＡ（端末Ａ）のグレーティング角度方向か否かを判定する（Ｓ１６１）。例えば、アンテナ状態判定部１１８は、Ｓ１５４で算出した端末Ａのグレーティング角度θｇと、端末Ｂの端末角度θｂとが一致するか否かを判定する。
【０１４２】
また、基地局１００は、組み合わせ番号ｓの組において、アンテナ状態３の場合に端末Ａ−Ｂ間のＳＩＲが所定値以下のとき（Ｓ１５７でＮｏ）も、ユーザＢ（端末Ｂ）の端末角度方向は、ユーザＡ（端末Ａ）のグレーティング角度方向か否かを判定する（Ｓ１６１）。例えば、アンテナ状態判定部１１８は、組み合わせ番号ｓの端末Ａ，Ｂがともに第２の受信電界強度が所定値よりも大きいときでも（Ｓ１５６でＹｅｓ）、Ｓ１５４で算出した、組み合わせ番号ｓの端末Ａ−Ｂ間のＳＩＲが所定値以下のときは（Ｓ１５７でＮｏ）、Ｓ１６１の処理を行う。
【０１４３】
アンテナ状態３の場合に第２の受信電界強度が所定値以下のとき（Ｓ１５６でＮｏ）、基地局１００がアンテナ状態３にして無線信号を送信しても、端末Ａ，Ｂともに一定以上の受信電界強度で無線信号を受信することができない。また、端末Ａ−Ｂ間のＳＩＲが所定値以下のときは（Ｓ１５７でＮｏ）、基地局１００がアンテナ状態３にして無線信号を送信しても、端末Ａ，Ｂでは、端末Ａと端末Ｂの各ビームが互いに干渉になって、十分な品質で無線信号を受信することができない。このような場合、基地局１００は、アンテナ状態３にすることは諦め、アンテナ状態２に設定可能な否かを判定している。
【０１４４】
上述したように、アンテナ状態２は、端末Ａと端末Ｂの端末角度が固定化されている。そして、端末Ａのグレーティング角度と端末Ｂの端末角度とが一致する場合、基地局１００は、端末Ａのグレーティング角度方向に存在するグレーティングローブをキャンセルすることも可能である。本処理（Ｓ１６１）では、基地局１００は、端末Ａのグレーティング角度と端末Ｂの端末角度とが一致すれば、アンテナ状態２により、端末Ａと端末Ｂに無線信号を送信可能と判断している。
【０１４５】
基地局１００は、ユーザＢの端末角度方向は、ユーザＡのグレーティング方向であるとき（Ｓ１６１でＹｅｓ）、アンテナ状態をアンテナ状態２に設定する（Ｓ１６２）。例えば、アンテナ状態判定部１１８は、端末Ａのグレーティング角度θｇと、端末Ｂの端末角度θｂとが一致するときは、アンテナ状態２の条件を満たしていると判定して、アンテナ状態をアンテナ状態２に設定する。
【０１４６】
一方、基地局１００は、ユーザＢの端末角度方向は、ユーザＡのグレーティング方向ではないとき（Ｓ１６１でＮｏ）、アンテナ状態をアンテナ状態１に設定する（Ｓ１６３）。例えば、アンテナ状態判定部１１８は、端末Ａのグレーティング角度θｇと、端末Ｂの端末角度θｂとが一致しないときは、アンテナ状態２、３の条件を満たしていないと判定して、アンテナ状態をアンテナ状態１に設定する（Ｓ１６３）、或いは、アンテナ状態をアンテナ状態１のまま維持する。
【０１４７】
そして、基地局１００は、Ｓ１６２又はＳ１６３の処理を終了すると、組み合わせ番号をインクリメントし（Ｓ１５９）、上述した処理を繰り返す。
【０１４８】
図１６の例では、組み合わせ番号「３」は、端末Ｂ（端末２００−５）の端末角度「３°」と、端末Ａ（端末２００−１）のグレーティング角度「３°」は一致するため、端末２００−１，２００−５に対してはアンテナ状態２が設定される。
【０１４９】
また、図１６の例では、例えば、端末＃２（２００−２）と端末＃４（２００−４）の組み合わせ、端末＃６（２００−６）と端末＃７（２００−７）の組み合わせに対して、アンテナ状態１が設定される。
【０１５０】
以上により、アンテナ状態設定処理が終了する。
【０１５１】
図９に戻り、次に、基地局１００は、端末２００の送信タイムスロットを設定する（Ｓ１７）。
【０１５２】
そして、基地局１００は、設定した送信タイムスロットで端末２００に対する送信を開始する（Ｓ１８）。
【０１５３】
図１７は、設定した送信タイムスロットでの端末２００への送信例を表す図である。例えば、基地局１００では以下の処理を行う。すなわち、アンテナ状態判定部１１８は、端末＃３（２００−３）と端末＃８（２００−８）の組み合わせに対して、アンテナ状態３とした判定結果をアンテナ制御部１１９へ出力する。また、アンテナ状態判定部１１８は、端末＃１（２００−１）と端末＃４（２００−４）の組み合わせに対して、アンテナ状態２とした判定結果をアンテナ制御部１１９へ出力する。さらに、アンテナ状態判定部１１８は、端末＃２（２００−２）と端末＃４（２００−４）の組み合わせと、端末＃６（２００−６）と端末＃７（２００−７）の組み合わせとに対して、アンテナ状態１とした判定結果をアンテナ制御部１１９へ出力する。アンテナ制御部１１９は、判定経過に従って、送信タイムスロット期間で、各端末２００の組み合わせに対して、設定したアンテナ状態となるように、増幅器１０２−１等の電源のオン又はオフを制御する。これにより、図１７に示すように、送信タイムスロット期間で、各端末２００の組み合わせで設定されたアンテナ状態で無線通信が行われる。
【０１５４】
そして、基地局１００は、一連の処理を終了する（Ｓ１９）。
【０１５５】
このように本第１の実施の形態では、基地局１００は、干渉量と第２の受信電界強度とに基づいて、アンテナ状態を、アンテナ状態２やアンテナ状態３に設定することが可能である（図１０のＳ１５８，Ｓ１６２）。
【０１５６】
基地局１００では、干渉量と第２の受信電界強度とを考慮しているため、端末数が多く（Ｓ１５２でＹｅｓ）、伝送量が一定以上の状況下においても、端末２００側の受信品質が十分となっているか否かを判断することが可能となる。
【０１５７】
また、基地局１００では、アンテナ状態１よりも消費電力の低いアンテナ状態２やアンテナ状態３の設定も可能となっている。例えば、基地局１００は、本動作（図９のＳ１０）開始前はアンテナ状態１として設定されており、その後、アンテナ状態設定処理（図１０）によって、アンテナ状態２〜５への設定が可能となる。よって、基地局１００では、アンテナ状態を、アンテナ状態１から、アンテナ状態１よりも消費電力の低いアンテナ状態２〜５へ切り替えることが可能となる。従って、基地局１００において、伝送量を変えることなく消費電力を低くすることが可能となる。
【０１５８】
以上から、本第１の実施の形態における基地局１００では、複数の端末２００に対して、伝送量が一定以上の状況においても、伝送量を変えることなく基地局１００の消費電力を低くすることが可能となる。
【０１５９】
なお、基地局１００は、端末数が「１」のとき、アンテナ状態をアンテナ状態４またはアンテナ状態５に設定することが可能である（図１１）。アンテナ状態１と比較して、アンテナ状態４とアンテナ状態５は消費電力が少ない。そのため、基地局１００は、端末数が「１」であっても、アンテナ状態１である場合と比較して、基地局１００の消費電力を低くすることが可能である。
【０１６０】
なお、第１の実施の形態において、アンテナ１０１−１〜１０１−６は、６個の例で説明した。例えば、アンテナの個数は、アンテナ状態２を考慮して、３個以上あればよい。
【０１６１】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。図１８は、第２の実施の形態における基地局１００の構成例を表す図である。
【０１６２】
基地局１００は、さらに、フェーズシフタ１０４−１〜１０４−６と、分配器１０５−１，１０５−２との間に、スイッチ（ＳＷ）１３０−１〜１３０−６を備える。
【０１６３】
各スイッチ１３０−１〜１３０−６は、各フェーズシフタ１０４−１〜１０４−６を、ユーザＡ側（分配器１０５−１）かユーザＢ側（分配器１０５−２）のいずれかに接続するように切り替えを行うことが可能である。また、各スイッチ１３０−１は、電源がオフとなって、各フェーズシフタ１０４−１〜１０４−６を、ユーザＡ側とユーザＢ側の双方とも接続しないようにすることも可能である。このような切り替えと電源のオン又はオフは、アンテナ制御部１１９からの切り替え制御信号や、電源オン信号又は電源オフ信号などにより制御可能である。
【０１６４】
図１８に示す基地局１００は、第１の実施の形態で説明したアンテナ状態２からアンテナ状態５を設定することが可能である。ただし、図１８に示す基地局１００は、スイッチ１３０−１〜１３０−６による切り替えにより、アンテナ状態１を設定することができない。図１９から図２２は、アンテナ状態２からアンテナ状態５の例をそれぞれ表す図である。
【０１６５】
図２３は、本第２の実施の形態における基地局１００における動作例を表すフローチャートである。また、図２４と図２５は、本第２の実施の形態におけるアンテナ状態設定処理の例を表すフローチャートである。
【０１６６】
本第２の実施の形態では、ユーザＢの方向はユーザＡのグレーティング方向ではないとき（Ｓ１６１でＮｏ）、アンテナ状態１は存在しないため、アンテナ状態５の判定（図２５のＳ１６４）を行うようにしている。基地局１００は、アンテナ状態２またはアンテナ状態３に設定できないときは、アンテナ状態５またはアンテナ状態４に設定（Ｓ１６５，Ｓ１６６）するようにしている。
【０１６７】
本第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、基地局１００は、干渉量と第２の受信電界強度とに基づいて、アンテナ状態を、アンテナ状態２やアンテナ状態３に設定することが可能である（図２４のＳ１５８，Ｓ１６２）。従って、第１の実施の形態と同様に、基地局１００では、端末２００に対して、伝送量が一定以上の状況下においても、伝送量を変えることなく基地局１００の消費電力を低くすることが可能となる。
【０１６８】
［第３の実施の形態］
図２６は、第３の実施の形態における無線通信システム１０の構成例を表す図である。無線通信システム１０は、無線基地局装置１００と端末装置２００とを備える。また、無線基地局装置１００は、フィードバック抽出部１１５、干渉量算出部１１６、第２の受信電界強度算出部１１７、及びアンテナ状態判定部１１８を備える。
【０１６９】
なお、干渉量算出部１１６は、例えば、第１の実施の形態におけるＳＩＲ算出部１１６に対応する。
【０１７０】
フィードバック抽出部１１５は、無線基地局装置１００から送信した端末装置２００へ送信するビームを決定するための信号であるビームサーチ信号に対して、端末装置２００から送信されたフィードバック情報を受信する。干渉量算出部１１６は、フィードバック情報に基づいて、端末装置２００に対する干渉量を算出する。第２の受信電界強度算出部１１７は、フィードバック情報に基づいて、無線基地局装置１００のアンテナ数を削減した場合の端末装置２００における受信電界強度を表す第２の受信電界強度を算出する。
【０１７１】
アンテナ状態判定部１１８は、干渉量と第２の受信電界強度とに基づいて、無線基地局装置１００のアンテナ状態を、第１のアンテナ状態から、第１のアンテナ状態よりも消費電力の低い第２のアンテナ状態へ切り替える。
【０１７２】
このように、本第３の実施の形態においては、無線基地局装置１００は、干渉量と第２の受信電界強度とに基づいてアンテナ状態を切り替えるようにしている。このため、無線基地局装置１００は、端末装置２００との無線通信の際の伝送量が一定以上の状況下にあることを検出し、そのような状況下において、アンテナ状態を切り替えることが可能となる。
【０１７３】
また、本第３の実施の形態においては、無線基地局装置１００は、アンテナ状態を、第１のアンテナ状態から第２のアンテナ状態へ切り替えることが可能である。このため、無線基地局装置１００は、伝送量を変えることなく消費電力の削減を図ることが可能となる。
【０１７４】
まとめると、無線基地局装置１００は、干渉量と第２の受信電界強度とに基づいてアンテナ状態１からアンテナ状態２へ切り替えることで、端末装置２００との無線通信に関して、伝送量が一定以上の状況においても、伝送量を変えることなく消費電力の削減を図ることが可能となる。
【０１７５】
以上まとめると付記のようになる。
【０１７６】
（付記１）
端末装置と無線通信を行う無線基地局装置において、
前記無線基地局装置から送信した前記端末装置に送信するビームを決定するための信号であるビームサーチ信号に対して、前記端末装置から送信されたフィードバック情報を受信するフィードバック抽出部と、
前記フィードバック情報に基づいて、前記端末装置に対する干渉量を算出する干渉量算出部と、
前記フィードバック情報に基づいて、前記無線基地局装置のアンテナ数を削減した場合の前記端末装置における受信電界強度を表す第２の受信電界強度を算出する第２の受信電界強度算出部と、
前記干渉量と前記第２の受信電界強度とに基づいて、前記無線基地局装置のアンテナ状態を第１のアンテナ状態から、前記第１のアンテナ状態よりも消費電力の低い第２のアンテナ状態へ切り替えるアンテナ状態判定部と、
を備えることを特徴とする無線基地局装置。
【０１７７】
（付記２）
前記フィードバック抽出部は、前記フィードバック情報に基づいて、前記無線基地局装置に対して前記端末装置が位置する方向を検出し、前記フィードバック情報から、前記端末装置が前記ビームサーチ信号を受信したときに測定した第１の受信電界強度を抽出し、
前記干渉量算出部は、前記端末装置が位置する方向に基づいて前記干渉量を算出し、
前記第２の受信電界強度算出部は、前記第１の受信電界強度に基づいて、前記第２の受信電界強度を算出する、
ことを特徴とする付記１記載の無線基地局装置。
【０１７８】
（付記３）
前記フィードバック抽出部は、前記ビームサーチ信号に対して第１及び第２の端末装置からそれぞれ送信された第１及び第２のフィードバック情報を受信し、前記第１及び第２のフィードバック情報に基づいて、前記無線基地局装置に対して前記第１及び第２の端末装置がそれぞれ位置する第１及び第２の方向を検出し、前記第１及び第２のフィードバック情報から、前記第１及び第２の端末装置が前記ビームサーチ信号を受信したときにそれぞれ測定した第３及び第４の受信電界強度を抽出し、
前記干渉量算出部は、前記第１及び第２の方向に基づいて、前記第１の端末装置の前記第１の方向における第１の受信電力に対して、前記第２の端末装置の前記第１の方向における第２の受信電力の差分を前記干渉量として算出し、
前記第２の受信電界強度算出部は、前記第３及び第４の受信電界強度に対して、前記無線基地局装置のアンテナ数を削減した場合の前記第１及び第２の端末装置に対する第１及び第２のアンテナ利得の差分を、前記無線基地局装置のアンテナ数を削減した場合の前記第１及び第２の端末装置における受信電界強度を第５及び第６の受信電界強度としてそれぞれ算出し、
前記アンテナ状態判定部は、前記干渉量と、前記第５及び第６の受信電界強度とに基づいて、前記第１のアンテナ状態から前記第２のアンテナ状態へ切り替える、
ことを特徴とする付記１記載の無線基地局装置。
【０１７９】
（付記４）
前記第１のアンテナ状態は、全てのアンテナを第１及び第２の端末装置との無線通信において使用するアンテナ状態であり、
前記第２のアンテナ状態は、
前記第１の端末装置との無線通信に使用するアンテナ間に、前記第２の端末装置との無線通信に使用するアンテナが位置する第３のアンテナ状態、又は、
前記第１の端末装置との無線通信に使用するアンテナと前記第２の端末装置との無線通信に使用するアンテナが、前記第１の端末装置との無線通信に使用するアンテナ間に、前記第２の端末装置との無線通信に使用するアンテナが位置することなく、別々に位置する第４のアンテナ状態である、
ことを特徴とする付記１記載の無線基地局装置。
【０１８０】
（付記５）
前記アンテナ状態判定部は、前記干渉量が干渉量閾値よりも大きく、かつ、前記アンテナ数を前記第３のアンテナ状態に削減した場合の前記第２の受信電界強度が第２の受信電界強度閾値よりも大きいとき、前記第４のアンテナ状態へ切り替え、前記干渉量が前記干渉量閾値以下のとき、又は、前記第２の受信電界強度が前記第２の受信電界強度閾値以下のとき、前記第３のアンテナ状態へ切り替えることを特徴とする付記４記載の無線基地局装置。
【０１８１】
（付記６）
前記フィードバック抽出部は、前記フィードバック情報に基づいて、前記無線基地局装置に対して前記第１及び第２の端末装置が位置する方向を検出し、
前記干渉量算出部は、前記第１の端末装置が位置する方向に基づいて、該方向をメインローブとして、メインローブに対するグレーティングローブが存在する方向を検出し、
前記アンテナ状態判定部は、前記干渉量が前記干渉量閾値以下のとき、又は、前記第２の受信電界強度が前記第２の受信電界強度以下のときにおいて、前記第１の端末装置のグレーティングローブが存在する方向と前記第２の端末装置が位置する方向とが一致するとき、前記第３のアンテナ状態へ切り替え、前記第１の端末装置のグレーティングローブが存在する方向と前記第２の端末装置が位置する方向とが一致しないとき前記第１のアンテナ状態を維持する
ことを特徴とする付記５記載の無線基地局装置。
【０１８２】
（付記７）
更に、
前記アンテナ毎に、前記第１及び第２の端末装置へ送信する第１及び第２の無線信号の位相をそれぞれ調整する第１及び第２のフェーズシフタと、前記第１及び第２のフェーズシフタから出力される前記第１及び第２の無線信号を増幅する増幅器と、
前記アンテナ状態判定部による切り替えに従って、前記第１及び第２のフェーズシフタと前記増幅器の電源のオン又はオフを制御して、前記第１のアンテナ状態から前記第２のアンテナ状態への切り替えを行うアンテナ制御部と
を備えることを特徴とする付記４記載の無線基地局装置。
【０１８３】
（付記８）
更に、
第１の端末装置へ送信する第１の送信データを無線帯域の第１の無線信号へ変換し、前記第１の無線信号を前記アンテナへ出力する第１の無線部と、第２の端末装置へ送信する第２の送信データを無線帯域の第２の無線信号へ変換し、前記第２の無線信号を前記アンテナへ出力する第２の無線部とを備え、
前記無線基地局装置は、前記第１及び第２の無線部により、前記第１及び第２の端末装置と同時に無線通信を行うことを特徴とする付記１記載の無線基地局装置。
【０１８４】
（付記９）
更に、前記アンテナ毎に、前記アンテナと前記第１の無線部、又は前記アンテナと前記第２の無線部との接続を切り替えるスイッチを備えることを特徴とする付記８記載の無線基地局装置。
【０１８５】
（付記１０）
前記第１のアンテナ状態は、全てのアンテナを第１及び第２の端末装置との無線通信において使用するアンテナ状態であり、
前記第２のアンテナ状態は、
前記第１の端末装置との無線通信に使用するアンテナ間に、前記第２の端末装置との無線通信に使用するアンテナが位置する第３のアンテナ状態、
前記第１の端末装置との無線通信に使用するアンテナと前記第２の端末装置との無線通信に使用するアンテナが、前記第１の端末装置との無線通信に使用するアンテナ間に、前記第２の端末装置との無線通信に使用するアンテナが位置することなく、別々に位置する第４のアンテナ状態、又は、
前記第２の端末装置との無線通信に使用することなく前記第１の端末装置との無線通信に前記アンテナを使用する第５のアンテナ状態であり、
前記フィードバック抽出部は、前記フィードバック情報に基づいて、前記無線基地局装置に対して前記第１及び第２の端末装置が位置する方向を検出し、
前記干渉量算出部は、前記第１の端末装置が位置する方向に基づいて、該方向をメインローブとして、メインローブに対するグレーティングローブが存在する方向を検出し、
前記アンテナ状態判定部は、前記干渉量が干渉量閾値よりも大きく、かつ、前記第２の受信電界強度が第２の受信電界強度閾値よりも大きいとき、前記第４のアンテナ状態へ切り替え、前記干渉量が前記干渉量閾値以下のとき、又は、前記第２の受信電界強度が前記第２の受信電界強度以下のときにおいて、前記第１の端末装置のグレーティングローブが存在する方向と前記第２の端末装置が位置する方向とが一致するとき、前記第３のアンテナ状態へ切り替え、前記第１の端末装置のグレーティングローブが存在する方向と前記第２の端末装置が位置する方向とが一致しないとき、前記第５のアンテナ状態へ切り替える
ことを特徴とする付記９記載の無線基地局装置。
【０１８６】
（付記１１）
前記第２のアンテナ状態は、
前記第２の端末装置との無線通信に使用することなく前記第１の端末装置との無線通信に前記アンテナの全てを使用する前記第６のアンテナ状態と、前記第２の端末装置との無線通信に使用することなく前記第１の端末装置との無線通信に前記アンテナの一部を使用する第７のアンテナ状態であり、
前記無線基地局装置が前記第２の端末装置と無線通信することなく前記第１の端末装置と無線通信を行うとき、前記アンテナ数を前記第７のアンテナ状態に削減した場合の前記第２の受信電界強度が第２の受信電界強度閾値よりも大きいとき、前記第７のアンテナ状態に切り替え、前記アンテナ数を前記第７のアンテナ状態に削減した場合の前記第２の受信電界強度が第２の受信電界強度閾値以下のとき、前記第６のアンテナ状態に切り替える
ことを特徴とする付記４記載の無線基地局装置。
【０１８７】
（付記１２）
端末装置と無線通信を行う無線基地局装置における無線通信方法であって、
前記無線基地局装置から送信した前記端末装置に送信するビームを決定するための信号であるビームサーチ信号に対して前記端末装置から送信されたフィードバック情報を受信し、
前記フィードバック情報に基づいて、前記端末装置に対する干渉量を算出し、
前記フィードバック情報に基づいて、前記無線基地局装置のアンテナ数を削減した場合の前記端末装置における受信電界強度を表す第２の受信電界強度を算出し、
前記干渉量と前記第２の受信電界強度とに基づいて、前記無線基地局装置のアンテナ状態を第１のアンテナ状態から、前記第１のアンテナ状態よりも消費電力の低い第２のアンテナ状態へ切り替える、
ことを特徴とする無線通信方法。
【符号の説明】
【０１８８】
１０：無線通信システム              １００：無線基地局装置
１０１−１〜１０１−６：アンテナ素子
１０２−１〜１０２−６：増幅器      １０３−１〜１０３−６：合成器
１０４−１〜１０４−１２：フェーズシフタ
１０５−１，１０５−２：分配器      １０６−１，１０６−２：Ｔ／Ｒスイッチ
１０７−１，１０７−２：送信無線部  １０８−１，１０８−２：受信無線部
１０９−１，１０９−２：ＤＡＣ      １１０−１，１１０−２：ＡＤＣ
１１１：デジタル信号処理部          １１２：ビーム探索処理部
１１３：信号送信部                  １１４：信号受信部
１１５：フィードバック抽出部        １１６：ＳＩＲ算出部
１１７：第２の受信電界強度算出部    １１８：アンテナ状態判定部
１１９：アンテナ制御部              １２０：メモリ部
１３０−１〜１３０−６：スイッチ    ２００（２００−１〜２００−８）：端末装置
【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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