(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既知信号を複数の方向へ送信する送信部と、
該送信部で送信された前記既知信号の反射波を受信して該反射波の受信強度を検出する受信部と、
通信相手の方向を取得し、該取得した通信相手の方向へ送信された前記既知信号に対して該受信部で検出された前記反射波の受信強度が第１の閾値以上である場合、該取得した通信相手の方向へ該通信相手宛の無線信号が送信されるように前記送信部を制御し、一方、該受信強度が該第１の閾値未満である場合、該取得した通信相手の方向と異なる方向へ該通信相手宛の無線信号が送信されるように前記送信部を制御する制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記取得した通信相手の方向へ送信された前記既知信号に対して該受信部で検出された前記反射波の受信強度が前記第１の閾値未満である場合、受信強度が前記第１の閾値以上である反射波に対応する既知信号が送信された方向のうち、前記取得した通信相手の方向に最も近い方向へ該通信相手宛の無線信号が送信されるように前記送信部を制御する、
ことを特徴とする、請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記受信部は、
前記取得された通信相手の方向から干渉信号を受信して該干渉信号の受信強度を検出し、
前記制御部は、
前記取得した通信相手の方向へ送信された前記既知信号に対して該受信部で検出された前記反射波の受信強度が前記第１の閾値未満であり、且つ、前記取得した通信相手の方向からの前記干渉信号の、該受信部で検出された受信強度が第２の閾値未満である場合、前記取得した通信相手の方向へ該通信相手宛の無線信号が送信されるように前記送信部を制御する、
ことを特徴とする、請求項１記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記複数の方向へ送信された前記既知信号に対して該受信部で検出された反射波の受信強度の平均値が第３の閾値未満である場合、前記取得した通信相手の方向へ送信された前記既知信号の反射波の受信強度に関わらず、前記取得した通信相手の方向へ該通信相手宛の無線信号が送信されるように前記送信部を制御する、
ことを特徴とする、請求項１記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記既知信号の送信中は前記受信部での受信動作をオフにする一方、前記既知信号の送信が完了すると前記受信部での受信動作をオンにするスイッチ部をさらにそなえる、
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
アダプティブアレーアンテナを用いて送信ビームの方向を制御可能な無線通信装置において、
アダプティブアレーアンテナと、
前記アダプティブアレーアンテナから放射される前記送信ビームが形成される方向を制御する制御部とをそなえ、
前記制御部は、複数の方向に前記送信ビームを方向付けて既知信号が送信される制御を行なうとともに、通信相手の方向を取得し、該取得した通信相手の方向へ送信された前記既知信号に対して検出された反射波の受信強度が第１の閾値以上である場合、該取得した通信相手の方向に前記送信ビームを方向付けて該通信相手宛の無線信号が送信される制御を行ない、一方、該受信強度が該第１の閾値未満である場合、該取得した通信相手の方向と異なる方向に前記送信ビームを方向付けて該通信相手宛の無線信号が送信される制御を行なう、
ことを特徴とする、無線通信装置。
【請求項７】
複数の方向へ送信された既知信号の反射波の受信強度のうちの、取得された通信相手の方向へ送信された前記既知信号に対して検出された受信強度が第１の閾値以上である場合に該通信相手の方向に送信され、一方、該受信強度が該第１の閾値未満である場合に該通信相手の方向と異なる方向に送信された無線信号を受信する受信部と、
受信した前記無線信号について所定の受信処理を施す処理部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線通信装置と、
請求項７記載の無線通信装置とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信システム。
【請求項９】
既知信号を複数の方向へ送信し、
送信した前記既知信号の反射波を受信し、
受信した前記反射波の受信強度を検出し、
通信相手の方向を取得し、
取得した前記通信相手の方向へ送信された前記既知信号に対して検出された前記反射波の受信強度が第１の閾値以上である場合、該取得した通信相手の方向へ該通信相手宛の無線信号を送信し、一方、該受信強度が該第１の閾値未満である場合、該取得した通信相手の方向と異なる方向へ該通信相手宛の無線信号を送信する、
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、無線通信装置，無線通信システム及び干渉方向検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線通信システムでは、送受信間のスループットを向上させるため、複数のアンテナによるビームフォーミングや、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）による空間分割多重化などの技術が用いられている。
例えば、ビームフォーミングを用いる場合、送信機は、各アンテナ素子の位相，振幅を制御することにより、特定の方向に対するアンテナ利得を増加または減少させることができる。
【０００３】
これにより、送信機は、通信相手の位置する方向に向けて送信ビームを形成して無線信号を送信したり、通信相手とは異なる他の通信装置への干渉を低減すべく、ヌル点を形成（ヌル・ステアリング）したりすることができる。
なお、他の通信装置への干渉を低減する技術として、例えば、部屋の大きさを測定し、当該測定結果に基づいて、部屋内はすべてカバーできるが、隣の部屋には届かないような送信出力でデータ通信を行なう技術が知られている（下記特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１７４３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
セルラ移動通信システムなどでは、無線基地局を設置する場合、主に通信事業者が電波環境等を実測したり、電波伝搬シミュレータにより電波環境等をシミュレートしたりすることにより、無線基地局間の干渉を抑圧するように置局位置を設定する。
一方、建物内等の屋内へのカバレッジ拡大を目的として、フェムトセル基地局等の無線基地局を設置することがある。
【０００６】
この場合、主に建物等の所有者が無線基地局を設置することとなるが、他の通信装置に対する干渉を考慮せずに無線基地局を設置すると、無線基地局から送信された無線信号が他の通信装置へ干渉を与えることがある。
また、例えば、無線基地局へのアクセス権限が建物の所有者によって制限された状況では、当該無線基地局付近に位置する無線端末などは、当該無線基地局ではなく他の無線基地局に接続されることがある。このような場合、アクセス権限が制限されている無線基地局からの干渉によって、前記無線端末のパフォーマンスが著しく劣化することがある。
【０００７】
干渉を低減する方法としては、例えば、前記無線端末の位置に送信ビームのヌル点を形成する方法（ヌル・ステアリング）が知られている。
しかしながら、干渉となる位置に適切にヌル点を形成するためには、他の通信装置からの干渉電力などに基づいて干渉となる位置を算出し、算出した位置に対してヌル点が形成されるように、送信アンテナの位相及び振幅を制御する処理を行なうことが求められる。
【０００８】
そのため、無線伝搬環境が時々刻々と変化する状況などでは、上述のようなヌル点形成のための処理が複雑化し、処理負荷が増大することがある。
そこで、本発明は、干渉となり得る方向を容易に検出することを目的の１つとする。
また、干渉の発生を簡易に低減することを目的の１つとする。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の一つとして位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）第１の案として、既知信号を複数の方向へ送信する送信部と、該送信部で送信された前記既知信号の反射波を受信して該反射波の受信強度を検出する受信部と、通信相手の方向を取得し、該取得した通信相手の方向へ送信された前記既知信号に対して該受信部で検出された前記反射波の受信強度が第１の閾値以上である場合、該取得した通信相手の方向へ該通信相手宛の無線信号が送信されるように前記送信部を制御し、一方、該受信強度が該第１の閾値未満である場合、該取得した通信相手の方向と異なる方向へ該通信相手宛の無線信号が送信されるように前記送信部を制御する制御部とをそなえる、無線通信装置を用いることができる。
【００１０】
（２）また、第２の案として、アダプティブアレーアンテナを用いて送信ビームの方向を制御可能な無線通信装置において、アダプティブアレーアンテナと、前記アダプティブアレーアンテナから放射される前記送信ビームが形成される方向を制御する制御部とをそなえ、前記制御部は、複数の方向に前記送信ビームを方向付けて既知信号が送信される制御を行なうとともに、通信相手の方向を取得し、該取得した通信相手の方向へ送信された前記既知信号に対して検出された反射波の受信強度が第１の閾値以上である場合、該取得した通信相手の方向に前記送信ビームを方向付けて該通信相手宛の無線信号が送信される制御を行ない、一方、該受信強度が該第１の閾値未満である場合、該取得した通信相手の方向と異なる方向に前記送信ビームを方向付けて該通信相手宛の無線信号が送信される制御を行なう、無線通信装置を用いることができる。
【００１１】
（３）さらに、第３の案として、複数の方向へ送信された既知信号の反射波の受信強度のうちの、取得された通信相手の方向へ送信された前記既知信号に対して検出された受信強度が第１の閾値以上である場合に該通信相手の方向に送信され、一方、該受信強度が該第１の閾値未満である場合に該通信相手の方向と異なる方向に送信された無線信号を受信する受信部と、受信した前記無線信号について所定の受信処理を施す処理部とをそなえる、無線通信装置を用いることができる。
（４）また、第４の案として、上記（１）または（２）に記載の無線通信装置と、上記（３）に記載の無線通信装置とをそなえる、無線通信システムを用いることができる。
【００１２】
（５）さらに、第５の案として、既知信号を複数の方向へ送信し、送信した前記既知信号の反射波を受信し、受信した前記反射波の受信強度を検出し、通信相手の方向を取得し、取得した前記通信相手の方向へ送信された前記既知信号に対して検出された前記反射波の受信強度が第１の閾値以上である場合、該取得した通信相手の方向へ該通信相手宛の無線信号を送信し、一方、該受信強度が該第１の閾値未満である場合、該取得した通信相手の方向と異なる方向へ該通信相手宛の無線信号を送信する、無線通信方法を用いることができる。
【発明の効果】
【００１３】
干渉となり得る方向を容易に検出することが可能となる。
また、干渉の発生を簡易に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示す無線基地局の構成の一例を示す図である。
【図３】図１に示す無線基地局の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】既知信号の送信方向θと反射波の受信強度Ｐ（θ）との関係の一例を示す図である。
【図５】図１に示す無線基地局の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】通信相手方向の算出例を説明する図である。
【図７】無線信号の送信方向θｏｐｔの設定例を示す図である。
【図８】第１変形例に係る無線基地局の構成の一例を示す図である。
【図９】第２変形例に係る無線基地局の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】第３変形例に係る無線基地局の動作を説明するための図である。
【図１１】第４変形例に係る無線基地局の動作を説明するための図である。
【図１２】第５変形例に係る無線基地局の構成の一例を示す図である。
【図１３】既知信号の波形の一例を示す図である。
【図１４】第６変形例に係る無線基地局の動作を説明するための図である。
【図１５】第６変形例に係る無線基地局の構成の一例を示す図である。
【図１６】第７変形例に係る無線基地局の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１７】第８変形例に係る無線基地局の動作を説明するための図である。
【図１８】第８変形例に係る無線基地局の動作を説明するための図である。
【図１９】第８変形例に係る無線基地局の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２０】アンテナの構成の一例を示す図である。
【図２１】無線基地局の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２２】通信相手方向の算出例を説明する図である。
【図２３】無線基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図２４】無線端末のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも例示に過ぎず、以下に示す各実施形態及び変形例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、各実施形態及び変形例を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
〔１〕一実施形態
（１．１）無線通信システムの構成例
図１は一実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。この図１に示す無線通信システムは、例示的に、無線基地局１と、無線端末２とをそなえる。なお、無線基地局１及び無線端末２の数は、図１に例示する数に限定されない。
【００１６】
無線基地局１が建物などの屋内または屋外に設置される場合、図１に例示するように、無線基地局１の周囲には、コンクリートなどからなる壁３−１，３−２，３−３と、透明ガラスなどからなる窓４とが位置することがある。ここで、壁３−１，３−２，３−３は、電波を反射し得る反射物の一例であり、窓４は、電波を透過し得る透過物の一例である。
【００１７】
ここで、無線基地局１は、送信ビームの方向を制御可能な無線通信装置の一例であり、例えば、所定の方向へ送信ビームを形成することにより、自局１が提供するセルやセクタなどの無線エリア内に位置する無線端末２と無線通信することができる。
無線端末２は、無線基地局１から送信される自局２宛の無線信号を受信して、受信した無線信号について所定の受信処理を施すことができる。なお、所定の受信処理には、ダウンコンバート及びアナログ／デジタル変換などの無線受信処理が含まれる。
【００１８】
本例では、無線基地局１が、複数の方向へパイロット信号などの既知信号を送信する。
例えば、アダプティブアレーアンテナを有する場合は、無線基地局１が、アダプティブアレーアンテナを構成する各アンテナ素子の送信アンテナウェイトを制御することで、送信ビームの形成される方向を変更して、既知信号を複数の方向へ送信することができる。
また、例えば、可動式アンテナを有する場合は、無線基地局１が、可動式アンテナの向きを制御することにより、送信ビームの形成される方向を変更して、既知信号を複数の方向へ送信することができる。
【００１９】
このとき、図１に例示するように、無線基地局１からθ１方向に送信された既知信号は、経路ａ１を伝搬した後、その一部が壁３−３で経路ａ２の方向へ反射される。同様に、壁３−３で反射された既知信号は、経路ａ２を伝搬した後、その一部が壁３−２で経路ａ３の方向へ反射される。そして、壁３−２で反射された既知信号は、経路ａ３を伝搬した後、その一部が壁３−３で反射されて経路ａ４を伝搬し、無線基地局１で受信される。
【００２０】
また、無線基地局１からθ２方向に送信された既知信号は、経路ｂ１を伝搬した後、その一部が壁３−２で反射されて経路ｂ２を伝搬し、無線基地局１で受信される。
さらに、無線基地局１からθ３方向に送信された既知信号は、経路ｃを伝搬し、一部は窓４で反射されるが、そのほとんどの成分が窓４を通過（透過）する。なお、既知信号が送信される方向によっては、既知信号が、壁３−１〜３−３のいずれかで少なくとも１回反射された後、窓４を透過することもある。
【００２１】
このように既知信号の送信方向に応じて、既知信号の帰趨は異なる。例えば、コンクリートの電波反射率は０．５である一方、透明ガラスの電波反射率は０．０３しかないためである。
ここで、窓４方向へ伝搬する無線信号はそのほとんどが窓４を透過するため、当該方向へ伝搬する無線信号は、無線基地局１の通信相手である無線端末２とは異なる他の通信装置に対して干渉を与えることがある。
【００２２】
そこで、本例では、他の通信装置に対して干渉を与え得る方向（以下、干渉方向ともいう）で反射された反射波の無線基地局１における受信強度が、その他の方向からの反射波の受信強度に比して極めて小さくなることを利用して、干渉方向を検出する。
具体的には例えば、無線基地局１が、複数の方向に既知信号が送信されるように送信ビーム走査を行ない、各方向に送信した既知信号の反射波の受信強度に基づいて、干渉方向を検出する。
【００２３】
これにより、無線基地局１は、ヌル点形成のための従来の複雑な処理を行なうことなく、容易に干渉方向を検出することが可能となる。
また、無線基地局１は、例えば、自局１の通信相手である無線端末２宛の無線信号を上記干渉方向とは異なる方向へ送信することができるので、他の通信装置への干渉の発生を簡易に低減させることができる。
【００２４】
（１．２）無線基地局１の構成例
図２は無線基地局１の構成の一例を示す図である。この図２に示す無線基地局１は、送信部５と、受信部６と、制御部７とをそなえる。
送信部５は、パイロット信号などの既知信号を複数の方向へ送信する。また、送信部５は、無線端末２宛の無線信号を送信することができる。
【００２５】
このため、送信部５は、送信処理部８と、重み付け処理部９−１，・・・，９−ｎ（ｎは２以上の整数）と、送信アンテナ１０−１，・・・，１０−ｎとをそなえる。なお、以下では、重み付け処理部９−１，・・・，９−ｎを区別しない場合、単に重み付け処理部９と表記し、送信アンテナ１０−１，・・・，１０−ｎを区別しない場合、単に送信アンテナ１０と表記する。
【００２６】
送信処理部８は、パイロット信号などの既知信号を生成して重み付け処理部９へ出力する。また、送信処理部８は、通信相手である無線端末２と通信中には、無線端末２宛の下り信号を生成して重み付け処理部９へ出力してもよい。なお、送信処理部８が既知信号を生成するタイミングは、例えば、制御部７からの指示に基づく定期あるいは不定期のタイミングであってもよいし、無線基地局１の電源投入時などのイベントを契機としたタイミングであってもよい。また、送信処理部８は、ある方向に既知信号を送信してから当該既知信号の反射波が受信部６で受信されるのを待って、次の既知信号を異なる方向に順次送信するようにしてもよい。
【００２７】
重み付け処理部９は、送信処理部８から各送信アンテナ１０を介して送信される下り信号に送信アンテナウェイトをそれぞれ重畳する重み付け処理を行なう。なお、送信アンテナウェイトは、各送信アンテナ１０についての位相などに関する情報であり、例えば、制御部７によって位相変位量などが制御される。
送信アンテナウェイトが制御されることで、送信アンテナ１０から放射される送信ビームの形成される方向が変化するので、送信部５は、複数の方向に既知信号を送信することができる。また、通信相手である無線端末２と通信中には、無線端末２宛の下り信号を所定の送信方向へ送信すべく、送信アンテナウェイトが制御される。
【００２８】
また、送信アンテナ１０は、アダプティブアレーアンテナとして構成され、制御部７によって制御された送信アンテナウェイトに基づく方向へ既知信号や無線端末２宛の無線信号を送出する。
一方、受信部６は、送信部５が送信した既知信号の反射波を受信して当該反射波の受信強度を検出する。また、受信部６は、無線端末２からの上り信号を受信して、当該上り信号に基づいて、無線端末２の位置する方向を検出することができる。
【００２９】
このため、受信部６は、受信処理部１１と、重み付け処理部１２−１，・・・，１２−ｍ（ｍは２以上の整数）と、受信アンテナ１３−１，・・・，１３−ｍとをそなえる。なお、以下では、重み付け処理部１２−１，・・・，１２−ｍを区別しない場合、単に重み付け処理部１２と表記し、受信アンテナ１３−１，・・・，１３−ｍを区別しない場合、単に受信アンテナ１３と表記する。
【００３０】
受信アンテナ１３は、送信部５によって送信された既知信号の反射波や、無線端末２から送信される上り信号を受信する。
また、重み付け処理部１２は、各受信アンテナ１３で受信した信号に受信アンテナウェイトをそれぞれ重畳する重み付け処理を行なう。なお、受信アンテナウェイトは、各受信アンテナについての位相などに関する情報であり、例えば、制御部７によって位相変位量などが制御される。
【００３１】
無線基地局１は、受信アンテナウェイトを走査することにより、無線端末２からの上り信号のアンテナゲインが最大となるような受信アンテナウェイトを検出でき、当該検出結果に基づいて無線端末２の方向を算出することができる。
受信処理部１１は、受信アンテナ１３で受信した既知信号の反射波についての受信電力などの受信強度を検出する。また、受信処理部１１は、受信アンテナ１３で受信した無線端末２からの上り信号についてダウンコンバート，アナログ／デジタル変換，復調、復号処理などの無線受信処理を行なう。
【００３２】
さらに、受信処理部１１は、受信アンテナ１３で受信され得る他の通信装置からの干渉信号の受信電力（干渉電力）を検出してもよい。
ここで、制御部７は、上述したように送信アンテナウェイトや受信アンテナウェイトの制御を行なうほか、受信部６が検出した反射波の受信強度に基づいて、他の通信装置に対して干渉を与え得る方向（干渉方向）を検出する。
【００３３】
また、制御部７は、受信部６が検出した反射波の受信強度に基づいて、通信相手である無線端末２宛の無線信号の送信方向を決定して当該送信方向へ前記無線信号が送信されるように送信部５を制御する。
ここで、制御部７による干渉方向の検出動作について図３を用いて説明する。なお、ここでは説明を簡単にするために、無線基地局１が、水平方向のいずれかから干渉方向を検出する例について説明するが、後述するように、水平方向及び垂直方向からなる３次元方向のいずれかから干渉方向を検出してもよい。
【００３４】
この図３に示すように、干渉方向の検出処理が開始されると（ステップＳ１０）、制御部７は、θｍｉｎ（０°≦θｍｉｎ＜３６０°）方向からθｍａｘ（０°＜θｍａｘ≦３６０°）方向まで既知信号を用いてビーム走査を行なう。なお、干渉方向の検出処理は、無線端末２宛の無線信号を送信する前に開始されるのが望ましいが、制御部７の指示に基づく定期あるいは不定期のタイミングや、無線基地局１の電源投入時などのイベントを契機としたタイミングであってもよい。また、干渉方向の検出処理は、例えば、無線基地局１と無線端末２とが通信を行なっていない期間や、無線端末２からのアクセスがない期間に開始されるのが望ましい。通常の送受信処理のパフォーマンス低下を防ぐためである。
【００３５】
まず、制御部７は、送信ビーム方向θがビーム走査方向の初期設定値θｍｉｎとなるように送信部５を制御する（ステップＳ２０）。上述したように、制御部７によって、重み付け処理部９に与えられる送信アンテナウェイトが制御されることにより、既知信号の送信方向をθｍｉｎ方向に設定することができる。なお、無線基地局１がアダプティブアレーアンテナとしての送信アンテナ１０に代えて可動式アンテナを有する場合、既述のように、当該可動式アンテナの向きを制御することで、既知信号の送信方向を制御してもよい。
【００３６】
そして、送信部５は、ステップＳ２０で設定された送信ビーム方向θに既知信号を送信する（ステップＳ３０）。
送信部５から送信された既知信号は、周囲の壁３−１〜３−３や窓４などで少なくとも１回反射されて、受信部６で受信される（ステップＳ４０）。
受信部６は、受信した反射波の受信電力などの受信強度Ｐ（θ）を測定する（ステップＳ５０）。
【００３７】
これにより、制御部７は、θｍｉｎ方向に送信された既知信号の反射波の受信強度Ｐ（θｍｉｎ）を取得することができ、無線基地局１は、θｍｉｎ方向に送信された既知信号が、どの程度の強度を有する反射波として自局１に戻ってくるのかを把握することができる。
θｍｉｎ方向についての受信強度Ｐ（θ）の測定が完了すると、制御部７は、現在の送信ビーム方向θがビーム走査方向の最大設定値θｍａｘ以上であるかどうかを判定する（ステップＳ６０）。
【００３８】
ここで、現在の送信ビーム方向θがビーム走査方向の最大設定値θｍａｘ未満であると判定した場合（ステップＳ６０のＮｏルート）、制御部７は、送信ビーム方向に所定のステップ幅Δθ（＞０°）を加え（ステップＳ７０）、上記ステップＳ３０〜Ｓ６０の処理を繰り返す。
一方、現在の送信ビーム方向θがθｍａｘ以上であると判定した場合（ステップＳ６０のＹｅｓルート）、制御部７は、受信部６で検出した各受信強度Ｐ（θｍｉｎ）〜Ｐ（θｍａｘ）に基づいて、第１の閾値Ｐｔｈを算出する（ステップＳ８０）。
【００３９】
この第１の閾値Ｐｔｈは、無線基地局１から送信される無線信号が他の通信装置に対して干渉を与え得る方向（干渉方向）を検出するために用いられる。
既知信号を用いたビーム走査により測定した各反射波の受信強度のうち相対的に小さい受信強度を少なくとも検出できればよいので、第１の閾値Ｐｔｈは、例えば、反射波の受信強度Ｐ（θ）の平均値に基づいて決定される。この場合、第１の閾値Ｐｔｈは、例えば、次式（１）で定めることができる。
【００４０】
【数１】
0005742474.tif 000002
【００４１】
ここで、Ｐ０（Ｐ０≧０）は定数である。このＰ０は、干渉方向に送信された既知信号の反射波の受信強度と、それ以外の方向に送信された既知信号の反射波の受信強度との差とみることができる。例えば、壁３−１〜３−３の材質がコンクリート（電波反射率＝０．５）であり、窓４の材質が透明ガラス（電波反射率＝０．０３）である場合、Ｐ０は１０ｄＢ程度に設定される。
【００４２】
そして、無線基地局１は、Ｐ（θ）＜Ｐｔｈを満たすθ方向を干渉方向として検出する（ステップＳ８５）。
図４は、既知信号の送信ビーム方向θと、前記既知信号に対応する反射波の受信強度Ｐ（θ）との関係の一例を示す図である。
この図４に示すように、反射波の受信強度Ｐ（θ）が第１の閾値Ｐｔｈ未満であるθＡ（θｍｉｎ≦θＡ≦θｍａｘ）からθＢ（θＡ≦θＢ≦θｍａｘ）の方向は、送信した既知信号がほとんど反射しなかったことを表している。そのため、無線基地局１は、当該方向を干渉方向として検出する。
【００４３】
なお、壁３−１〜３−３での反射回数が多いほど受信強度が小さくなることも考えられるが、例えば、コンクリートの反射率は０．５である一方、透明ガラスの反射率は０．０３であり、両者の間には１０倍以上の差がある。
従って、窓４で１回反射された場合の受信強度と同じだけの受信強度となるには、壁３−１〜３−３において、約５回以上の反射を繰り返す必要がある。このため、第１の閾値Ｐｔｈを適切に設定すれば、壁３−１〜３−３で複数回の反射がなされた場合であっても、干渉方向の検出精度を高めることが可能である。
【００４４】
なお、金属板の電波反射率は１．０、鉄筋コンクリートの電波反射率は０．７、無筋コンクリートの電波反射率は０．５、透明ガラスの電波反射率は０．０３、磁器質タイルの電波反射率は０．０３であることが知られている。このため、壁３−１〜３−３の材質及び窓４の材質に基づいてＰ０の値を設定すれば、干渉方向の検出精度を更に高めることができる。
【００４５】
次に、無線端末２宛の無線信号の送信方向θｏｐｔ（θｍｉｎ≦θｏｐｔ≦θｍａｘ）の設定処理について図５を用いて説明する。なお、ここでも説明を簡単にするために、無線基地局１が、水平方向のいずれかから送信方向θｏｐｔを設定する例について説明するが、後述するように、水平方向及び垂直方向からなる３次元方向のいずれかから無線信号の送信方向θｏｐｔを設定してもよい。
【００４６】
この図５に示すように、干渉方向の検出処理後、無線信号の送信処理が開始されると（ステップＳ９０）、制御部７は、通信相手である無線端末２の位置する方向φ（φ≧０°）を算出する（ステップＳ１００）。無線端末２の方向φは、例えば、既述のように、無線端末２からの上り信号に基づいて算出される。
上り信号に基づいて無線端末２の方向φを検出する場合、制御部７は、図６に例示するように、受信アンテナウェイトを制御して水平方向における受信ビーム方向（セクタ方向）ξについてのビーム走査を行なう。そして、制御部７は、上り信号の受信アンテナゲインが最大となる受信ビーム方向ξ（＝φ）を検出し、当該方向を無線端末２の方向φとして検出する。
【００４７】
次に、制御部７は、無線端末２の方向φに送信した既知信号の反射波の受信強度Ｐ（φ）が、第１の閾値Ｐｔｈ以上かどうかを判定する（ステップＳ１１０）。
ここで、Ｐ（φ）が第１の閾値Ｐｔｈ以上であると判定した場合（ステップＳ１１０のＹｅｓルート）、制御部７は、無線端末２宛の無線信号の送信方向θｏｐｔをφに設定する（ステップＳ１２０）。
【００４８】
そして、送信部５は、θｏｐｔ（＝φ）方向に無線信号を送信する（ステップＳ１４０）。
一方、Ｐ（φ）が第１の閾値Ｐｔｈ未満であると判定した場合（ステップＳ１１０のＮｏルート）、他の通信装置に対して干渉を与える可能性が高いため、無線基地局１は、φ方向には無線信号を送信しない。その代わり、制御部７は、図７に例示するように、Ｐ（θ）≧Ｐｔｈを満たすθのうちで最もφ方向に近い方向θＡに、無線端末２宛の無線信号の送信方向θｏｐｔを設定する（ステップＳ１３０）。
【００４９】
そして、送信部５は、Ｐ（θ）≧Ｐｔｈを満たし、且つ、最もφ方向に近い方向であるθｏｐｔ（＝θＡ）方向に無線信号を送信する（ステップＳ１４０）。
以上のように、本例によれば、無線基地局１が、複数の方向に送信した既知信号の各反射波の受信強度に基づいて干渉方向を検出するので、従来のヌル点検出処理よりも大幅に処理を単純化することが可能となる。その結果、無線基地局１における処理負荷を大幅に低減することが可能となる。
【００５０】
また、検出した干渉方向に対しては無線端末２宛の無線信号を送信しないことにより、他の通信装置に与える干渉を大幅に低減することが可能となる。
〔２〕第１変形例
上述した例では、無線端末２の位置する方向φを無線端末２からの上り信号に基づいて算出したが、例えば、無線端末２から無線基地局１へ送信されるユーザ情報に含まれる端末位置情報に基づいて方向φを検出してもよい。
【００５１】
端末位置情報は、無線端末２の位置を示す緯度，経度，高度などに関する情報を含む位置情報であり、例えば、無線端末２のＧＰＳ（Global Positioning System）機能により取得される。
本例では、図８に例示する無線基地局１Ａを用いることができる。この図８に例示する無線基地局１Ａは、無線基地局１の受信部６に代えて、単一の受信アンテナ構成を有する受信部６Ａをそなえる。
【００５２】
受信部６Ａでは、受信アンテナ１３−１が無線端末２からのユーザ情報を受信し、受信処理部１１Ａがユーザ情報に含まれる端末位置情報を抽出して、自局１の位置と抽出した端末位置情報とに基づいて、無線端末２の位置する方向を算出する。なお、図８において図２と同一の符号を付した部位については、図２に示す部位と同様の機能を有するため、その説明を省略する。
【００５３】
本例によれば、上記一実施形態と同様の効果が得られるほか、受信アンテナウェイトの制御による受信ビーム走査を省略することができるので、処理負荷を更に低減することが可能となる。
〔３〕第２変形例
上述した各例では、検出した干渉方向に無線端末２が位置する方向φが含まれる場合、φ方向には無線端末２宛の無線信号が送信されないので、無線基地局１での送信電力が増加することが考えられる。
【００５４】
そこで、本例では、他の通信装置に干渉を与える可能性が低い場合には、無線端末２が位置する方向φが干渉方向に含まれる場合であっても、φ方向に無線端末２宛の無線信号を送信するようにして送信電力の増加を抑制する。
本例の動作について図９を用いて説明する。
この図９に例示するように、無線信号の送信処理が開始されると（ステップＳ１５０）、制御部７は、無線端末２の位置する方向φ（φ≧０°）を算出する（ステップＳ１６０）。
【００５５】
次に、制御部７は、無線端末２の位置する方向φについての反射波の受信強度Ｐ（φ）が、上記第１の閾値Ｐｔｈ以上かどうかを判定する（ステップＳ１７０）。
ここで、Ｐ（φ）が第１の閾値Ｐｔｈ以上であると判定した場合（ステップＳ１７０のＹｅｓルート）、制御部７は、無線端末２宛の無線信号の送信方向θｏｐｔをφに設定し（ステップＳ１８０）、θｏｐｔ（＝φ）方向に無線信号が送信されるように送信部５を制御して、無線信号を無線端末２へ送信する（ステップＳ２２０）。
【００５６】
一方、Ｐ（φ）が第１の閾値Ｐｔｈ未満であると判定した場合（ステップＳ１７０のＮｏルート）、制御部７は、無線端末２の位置する方向φから受信する他の通信装置からの干渉信号の受信電力ＰＩ（φ）を検出する（ステップＳ１９０）。
そして、制御部７は、検出した干渉信号の受信電力ＰＩ（φ）が第２の閾値ＰＩｔｈ以上かどうかを判定する（ステップＳ２００）。他の通信装置に対して干渉を与える可能性を限りなく小さくすべく、第２の閾値ＰＩｔｈは、干渉方向における干渉電力の平均値よりも十分小さい値に設定される。例えば、第２の閾値ＰＩｔｈは、無線基地局１における装置ノイズを参考に決定することが考えられる。具体的には例えば、予め測定した熱雑音と上記装置ノイズ（ノイズフィギュア）との和Ｎｔｏｔａｌの２倍程度の値や、ｄＢ表記にてＮｔｏｔａｌより３ｄＢ以上大きな値など、Ｎｔｏｔａｌに対して有意な値を第２の閾値ＰＩｔｈとして設定することができる。
【００５７】
ここで、検出した干渉信号の受信電力ＰＩ（φ）が第２の閾値ＰＩｔｈ以上であると判定した場合は（ステップＳ２００のＹｅｓルート）、制御部７は、他の通信装置へ干渉を与える可能性が高いと判断し、図７に例示するように、Ｐ（θ）≧Ｐｔｈを満たすθのうちで最もφ方向に近い方向θＡに、無線端末２宛の無線信号の送信方向θｏｐｔを設定する（ステップＳ２１０）。
【００５８】
そして、制御部７は、Ｐ（θ）≧Ｐｔｈを満たし、且つ、最もφ方向に近い方向であるθｏｐｔ（＝θＡ）方向に無線信号が送信されるように送信部５を制御して、無線信号を無線端末２へ送信する（ステップＳ２２０）。
一方、検出した干渉信号の受信電力ＰＩ（φ）が第２の閾値ＰＩｔｈ未満であると判定した場合は（ステップＳ２００のＮｏルート）、制御部７は、他の通信装置へ干渉を与える可能性が低いと判断し、無線端末２宛の無線信号の送信方向θｏｐｔをφに設定する（ステップＳ１８０）。
【００５９】
そして、制御部７は、θｏｐｔ（＝φ）方向に無線信号が送信されるように送信部５を制御して、無線信号を無線端末２へ送信する（ステップＳ２２０）。
以上のように、本例によれば、無線端末２の位置する方向φが干渉方向に含まれる場合であっても、他の通信装置に干渉を与える可能性が低ければ、無線端末２の位置する方向φへ送信ビームを向けることができる。これにより、無線基地局１での送信電力の増加を抑制でき、無線リソースの効率的な利用が可能となる。
【００６０】
なお、本例では、無線端末２の位置する方向φからの他の通信装置の干渉信号の受信電力を検出することにより、他の通信装置への干渉となりうるかを判定したが、例えば、無線基地局１が、他の通信装置が信号の送受信を行なうタイミングまたは期間を自局１に隣接する他の無線基地局などから通知されてもよい。この場合、無線基地局１は、隣接する他の無線基地局から通知されたタイミングまたは期間においては、無線端末２の位置する方向φが干渉方向に含まれる場合であっても、他の通信装置に干渉を与える可能性が低いと判断して、無線端末２の位置する方向φへ送信ビームを向けることができる。
【００６１】
〔４〕第３変形例
また、反射波の受信強度Ｐ（θ）は、その電波伝搬経路が長いほど、即ち伝搬遅延が大きいほど、小さくなる。
例えば、図１に示すθ１方向に送信された既知信号の電波伝搬経路ａ１〜ａ４は、図１に示すθ２方向に送信された既知信号の電波伝搬経路ｂ１〜ｂ２よりも長いため、減衰が大きく、図１０に例示するように、Ｐ（θ１）はＰ（θ２）よりも小さくなる。
【００６２】
このとき、第１の閾値Ｐｔｈを反射波の受信強度の平均値に基づいて決定すると、第１の閾値ＰｔｈがＰ（θ１）とＰ（θ２）との間に設定されることがあり、θ１方向を干渉方向として誤検出することがある。
そこで、本例では、干渉方向をより正確に検出すべく、第１の閾値Ｐｔｈを、既知信号の各送信方向における伝搬遅延時間に基づいて可変する。この場合、第１の閾値Ｐｔｈは次式（２）に示すＰｔｈ（ｔｄｅｌａｙ）のように拡張される。
【００６３】
【数２】
0005742474.tif 000003
【００６４】
ここで、Ａは定数、ｔｄｅｌａｙは伝搬遅延時間である。伝搬遅延時間ｔｄｅｌａｙは、既知信号を送信したタイミングから、当該既知信号の反射波を受信したタイミングまでの時間を検出することで定めることができる。また、自由空間伝搬を考えると、電波伝搬距離の２乗、即ち伝搬遅延時間の２乗に従って反射波の受信強度は小さくなると考えられるため、係数Ａの値としては、例えば２を用いることができる。
【００６５】
以上のように、本例によれば、上記一実施形態と同様の効果が得られるほか、既知信号の電波伝搬経路長に応じて干渉方向検出に用いる閾値を変更できるので、より正確に干渉方向を検出することが可能となる。
〔５〕第４変形例
また、図１１に例示するように、無線基地局１と壁３−１〜３−３や窓４との距離が大きい場合、無線基地局１まで既知信号の反射波が戻ってこない場合がある。このような場合、無線基地局１が建物などの屋内に配置されていれば、屋外への干渉を考慮することなく無線信号の送信方向を決定してもよい。
【００６６】
ここで、反射波の受信強度の平均値は、各方向に送信した既知信号が反射されて戻ってくる反射波の角度方向あたりの受信電力と見なすことができる。このため、反射波の受信強度の平均値を既知信号の送信電力と比較することにより、各方向に送信された既知信号のうち無線基地局１に戻ってくる反射波の割合を見積もることができる。
そこで、本例では、次式（３）に示す判定式を満たす場合、制御部７は、Ｐ（φ）の値に関わらず、無線端末２の位置する方向φへ無線信号が送信されるように送信部５を制御する。
【００６７】
【数３】
0005742474.tif 000004
【００６８】
ここで、Ｐは既知信号の送信電力を表し、Ｐａｖｅは反射波の受信強度の平均値を表し、Ｐｔｈ´は第３の閾値を表す。第３の閾値Ｐｔｈ´は、例えば、コンクリートの電波反射率と透明ガラスの電波反射率との差である１０ｄＢに設定することができる。
一方、上記の式（３）の判定式を満たさない場合、無線基地局１は、図５や図９に示した動作を行なうようにしてもよい。
【００６９】
以上のように、本例によれば、無線端末２の位置する方向φが干渉方向に含まれる場合であっても、他の通信装置に干渉を与える可能性が低ければ、無線端末２の位置する方向φへ送信ビームを向けることができる。これにより、無線基地局１での送信電力の増加を抑制でき、無線リソースの効率的な利用が可能となる。
なお、制御部７は、各反射波の受信強度の平均値Ｐａｖｅが第３の閾値Ｐｔｈ´未満である場合に、Ｐ（φ）の値に関わらず、無線端末２の位置する方向φへ無線信号が送信されるように送信部５を制御してもよい。
【００７０】
〔６〕第５変形例
また、無線基地局１が既知信号を送信した後に当該既知信号の直接波を受信してしまうと、干渉方向を正確に検出できないことがある。
そこで、本例では、無線基地局１が、既知信号の直接波を受信することなく、確実に反射波を受信できるようにするために、送受信動作を時分割で切り替える。
【００７１】
図１２に本例の無線基地局１Ｂの構成の一例を示す。
この図１２に示すように、本例の無線基地局１Ｂは、図２に例示した無線基地局１の構成に加え、送信部５及び受信部６の動作を時分割で切り替えるスイッチ（ＳＷ）部１４をそなえる。
ＳＷ部１４は、受信部６の受信動作をオンオフスイッチングするスイッチ１５と、送信部５の受信動作をオンオフスイッチングするスイッチ１６とを有する。
【００７２】
スイッチ１５及び１６は、制御部７Ｂによって制御される。例えば、既知信号の送信中においては、スイッチ１５が受信部６の受信動作をオフにし、且つ、スイッチ１６が送信部５の送信動作をオンにするように制御される。また、既知信号の送信が完了すると、スイッチ１５が受信部６の受信動作をオンにし、且つ、スイッチ１６が送信部５の送信動作をオフにするように制御される。
【００７３】
このとき、送信動作から受信動作への切り替えまでの時間にはある程度余裕をもたせることで、切り替えまでは受信アンテナ１３からの入力が無いことを利用して、無線基地局１Ｂの設置場所に直近の壁３−３からの反射による誤検出を防ぐことが可能となる。例えば、切り替えまでの時間を３ｎｓ程度としておけば、往復距離にしておよそ１ｍ以下の範囲にある壁などからの反射波を無視することができる。
【００７４】
また、本例で用いる既知信号は、例えば、図１３に示すように、送信部５が既知信号の送信を開始してからＳＷ部１４が受信部６での受信動作をオンにするまでの時間よりも短い周期を有する短パルス信号などの信号を用いることが望ましい。これにより、ＳＷ部１４によって送受信動作のスイッチングが行なわれるまでに、既知信号の送信を確実に完了させることができ、干渉方向の誤検出を防止することが可能となる。
【００７５】
〔７〕第６変形例
また、上記の各例で検出された干渉方向は、無線基地局１の位置や周囲の反射物の位置関係などの電波伝搬環境が大きく変わることが無い限り、変化することは無いと考えられる。ただ、窓４が開放されている状態では、他の通信装置への干渉となり得る方向であっても、窓４がシャッターなどで閉じられた状態では、他の通信装置への干渉とならない場合がある。
【００７６】
つまり、図１４に例示するように、時刻ｔ１においては、θ３方向に送信された既知信号の反射波の受信強度Ｐ（θ３）が大きく低下し、θ３方向が干渉方向として検出されることがあっても、時刻ｔ２（≠ｔ１）においては、θ３方向に送信された既知信号の反射波の受信強度Ｐ（θ３）が落ち込まず、θ３方向が干渉方向として検出されないことがある。
【００７７】
そこで、本例では、干渉方向の検出処理を定期あるいは不定期に複数回行ない、各時刻において取得した既知信号の送信方向θと反射波の受信強度Ｐ（θ）との対応関係に基づいて、無線端末２宛の無線信号の送信方向を決定する。
図１５に本例に係る無線基地局１Ｃの構成の一例を示す。
この図１５に示すように、本例の無線基地局１Ｃは、図２に例示した無線基地局１の構成において、制御部７に代えて、制御部７Ｃをそなえる。
【００７８】
制御部７Ｃは、干渉方向の検出処理を定期あるいは不定期に複数回行なう。このため、制御部７Ｃは、例えば、内部クロック生成部１７と、トリガ生成部１８とをそなえる。
内部クロック生成部１７は、例えば、無線基地局１Ｃの電源投入後から内蔵タイマのカウントを開始し、カウント結果をトリガ生成部１８へ出力する。
トリガ生成部１８は、内部クロック生成部１７でのカウント結果を所定の定数Ｎ（Ｎ＞０）で剰余演算した結果が０となる場合に、送信処理部８に対して既知信号の生成を指示するトリガ信号を生成する。例えば、Ｎが１８００秒（＝３０分）に設定された場合、無線基地局１Ｃは、無線基地局１Ｃの電源投入後から３０分毎に干渉方向の検出処理を行ない、検出した干渉方向に基づいて無線端末２宛の無線信号の送信方向を決定する。
【００７９】
以上のように、本例によれば、各時刻において電波伝播環境が変化するような場合であっても、干渉方向を正確に検出することが可能となる。
〔８〕第７変形例
また、上記の一実施形態で設定した第１の閾値Ｐｔｈが適切でない場合、他の通信装置への干渉となり得る方向に対して、無線端末２宛の無線信号を送信してしまうことがある。
【００８０】
このような場合には、他の通信装置などから干渉が発生している旨を通知されることにより、第１の閾値Ｐｔｈを適切な値に修正することが望ましい。
そこで、本例では、他の通信装置などから干渉が発生している旨を通知された場合には、当該通知がなくなるまで、徐々に第１の閾値Ｐｔｈを大きくする。
図１６に本例に係る処理の一例を示す。
【００８１】
この図１６に示すように、無線信号の送信処理が開始されると（ステップＳ２３０）、制御部７は、無線端末２の位置する方向φ（φ≧０°）を算出する（ステップＳ２４０）。
次に、制御部７は、無線端末２の位置する方向φについての反射波の受信強度Ｐ（φ）が、例えば、各反射波の受信強度の平均値に基づいて設定された最初の第１の閾値Ｐｔｈ以上かどうかを判定する（ステップＳ２５０）。
【００８２】
ここで、Ｐ（φ）が第１の閾値Ｐｔｈ以上であると判定した場合（ステップＳ２５０のＹｅｓルート）、制御部７は、無線端末２宛の無線信号の送信方向θｏｐｔをφに設定し（ステップＳ２６０）、θｏｐｔ（＝φ）方向に無線信号が送信されるように送信部５を制御して、無線信号を無線端末２へ送信する（ステップＳ２８０）。
一方、Ｐ（φ）が第１の閾値Ｐｔｈ未満であると判定した場合（ステップＳ２５０のＮｏルート）、制御部７は、図７に例示するように、Ｐ（θ）≧Ｐｔｈを満たすθのうちで最もφ方向に近い方向θＡに、無線端末２宛の無線信号の送信方向θｏｐｔを設定する（ステップＳ２７０）。
【００８３】
そして、制御部７は、Ｐ（θ）≧Ｐｔｈを満たし、且つ、最もφ方向に近い方向であるθｏｐｔ（＝θＡ）方向に無線信号が送信されるように送信部５を制御して、無線信号を無線端末２へ送信する（ステップＳ２８０）。
次に、制御部７は、受信部６によって、ステップＳ２８０で送信した無線信号が他の通信装置へ干渉を与えている旨を示す通知を他の通信装置から受信されるかどうかを判定する（ステップＳ２９０）。
【００８４】
ここで、他の通信装置から上記通知を受信したと判定した場合（ステップＳ２９０のＹｅｓルート）、無線基地局１は、上記設定した第１の閾値Ｐｔｈの値が適切でなく、干渉方向を誤検出していると判断し、第１の閾値Ｐｔｈを所定の制御幅ΔＰｔｈ（＞０）だけ増加させる（ステップＳ３００）。なお、制御幅ΔＰｔｈの設定値としては、例えば、１ｄＢ程度としておけばよい。
【００８５】
そして、無線基地局１は、ステップＳ３００で変更した閾値（Ｐｔｈ＋ΔＰｔｈ）を用いて、上記ステップＳ２５０〜Ｓ２９０の処理を繰り返し行ない、他の通信装置から上記通知が受信されなくなったと判定した場合（ステップＳ２９０のＮｏルート）、無線基地局１は、当該処理を終了する。
以上のように、本例によれば、他の通信装置への干渉が発生している場合には、無線端末２宛の無線信号の送信方向を適切な方向に変更することができるので、より確実に干渉を低減することが可能となる。
【００８６】
なお、上記の例では、他の通信装置への干渉がなくなるように、第１の閾値Ｐｔｈを変更する例を説明したが、同様に、他の各閾値ＰＩｔｈ，Ｐｔｈ（ｔｄｅｌａｙ），Ｐｔｈ´についても、他の通信装置への干渉がなくなるように適宜変更してもよい。
〔９〕第８変形例
また、無線基地局１は、既知信号を送信する際、各送信方向に順次送信するのではなく、図１７に例示するように、マルチビームを用いて既知信号を各方向に一斉送信してもよい。なお、本例では、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式のマルチビームを用いて既知信号を一斉送信する例について説明するが、マルチビームの実現方式をこれに限定するものではない。ＯＦＤＭ方式では、サブキャリアごとに位相を与えることが可能である。
【００８７】
図１８にマルチビームによる既知信号の送受信例を示す。
この図１８では、各送信アンテナ１０に対してＯＦＤＭ信号が入力され、各送信アンテナ１０に入力されるＯＦＤＭ信号の各サブキャリア＃１〜＃ｓ（ｓは２以上の整数）に対し、異なる位相を付与することで、マルチビームを構成する各送信ビーム＃１〜＃ｓと各サブキャリア＃１〜＃ｓとを対応させている。
【００８８】
そして、受信アンテナ１３では、既知信号の各反射波に対応するサブキャリア毎の受信電力を検出することにより、複数の送信ビーム方向に一斉送信された各既知信号の反射波の受信電力を検出することが可能となっている。
図１８に示す例では、サブキャリア＃３の反射波の受信電力が他の反射波の受信電力よりも大きく、第１の閾値Ｐｔｈ以上であれば、送信ビーム＃３が送信された方向は干渉方向ではないと判断できる。
【００８９】
図１９に本例に係る処理の一例を示す。
この図１９に示すように、干渉方向の検出処理が開始されると（ステップＳ３２０）、無線基地局１は、送信ビーム＃１〜＃ｓからなるマルチビームを用いて、各送信ビーム方向に対して既知信号をそれぞれ一斉送信する（ステップＳ３３０）。なお、既述のように、干渉方向の検出処理が開始されるタイミングは、制御部７からの指示に基づく定期あるいは不定期のタイミングであってもよいし、無線基地局１の電源投入時などのイベントを契機としたタイミングであってもよい。また、干渉方向の検出処理は、無線基地局１と無線端末２とが通信を行なっていない期間や、無線端末２からのアクセスがない期間に開始されてもよい。
【００９０】
送信された各既知信号は、周囲の壁３−１〜３−３や窓４などで反射されて、無線基地局１で受信される（ステップＳ３４０）。
次いで、無線基地局１は、受信した各反射波の受信強度Ｐ（θ）を測定する（ステップＳ３５０）。
これにより、無線基地局１は、各送信ビーム方向に送信された既知信号が、どの程度の強度を有する反射波として自局１に戻ってくるのかを把握することが可能となる。
【００９１】
次に、無線基地局１は、検出した各反射波の受信強度Ｐ（θ）に基づいて、第１の閾値Ｐｔｈを算出する（ステップＳ３６０）。
そして、無線基地局１は、Ｐ（θ）＜Ｐｔｈを満たすθ方向を干渉方向として検出し（ステップＳ３６５）、既述のような無線信号の送信処理を行なうことができる。
以上のように、本例によれば、既知信号を複数の方向に対して一斉に送信することができるので、無線基地局１での干渉方向の検出処理をより高速化することができる。
【００９２】
〔１０〕その他
なお、上述した無線基地局１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ及び無線端末２などの各構成及び各機能は、必要に応じて取捨選択されてもよいし、適宜組み合わせて用いられてもよい。即ち、上述した本発明の機能を発揮できるように、上記の各構成及び各機能は取捨選択されたり、適宜組み合わせて用いられたりしてもよい。
【００９３】
また、上記実施形態及び各変形例では、無線通信装置の一例としての無線基地局１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃが干渉方向の検出処理や無線信号の送信処理を行なう例について説明したが、例えば、無線信号の中継機能を有する無線端末２などが、上述した干渉方向の検出処理や無線信号の送信処理のための構成を有し、各処理を行なうようにしてもよい。
さらに、上記実施形態及び各変形例では、水平方向について干渉方向の検出処理及び無線信号の送信処理を行なう例について説明したが、もちろん、水平方向及び垂直方向からなる３次元方向について干渉方向の検出処理及び無線信号の送信処理を行なってもよい。
【００９４】
この場合、無線基地局１は、例えば図２０に示すように、３次元アレー状に構成された重み付け処理部９Ｎ，Ｎ（Ｎは２以上の整数），１２Ｎ，Ｎと、送信アンテナ１０Ｎ，Ｎと、受信アンテナ１３Ｎ，Ｎとをそなえて構成される。なお、図２０では、水平方向に設置される重み付け処理部９，１２，送信アンテナ１０，受信アンテナ１３の数と、垂直方向に設置される重み付け処理部９，１２，送信アンテナ１０，受信アンテナ１３の数とが等しい例を示しているが、各構成の数はこの例に限定されない。
【００９５】
このとき、無線基地局１は、図２１に例示するような干渉方向の検出処理を行なうことができる。
図２１に示すように、まず、干渉方向の検出処理が開始されると（ステップＳ３７０）、制御部７は、水平方向についての送信ビーム方向θがビーム走査方向の初期設定値θｍｉｎとなるように送信部５を制御する（ステップＳ３８０）。
【００９６】
次いで、制御部７は、垂直方向についての送信ビーム方向ψがビーム走査方向の初期設定値ψｍｉｎ（０°≦ψｍｉｎ＜３６０°）となるように送信部５を制御する（ステップＳ３９０）。
そして、送信部５は、ステップＳ３８０及びＳ３９０で設定された送信ビーム方向（θ，ψ）に既知信号を送信する（ステップＳ４００）。
【００９７】
送信部５から送信された既知信号は、周囲の壁３−１〜３−３や窓４などで少なくとも１回反射されて、受信部６で受信される（ステップＳ４１０）。
受信部６は、受信した反射波の受信電力などの受信強度Ｐ（θ，ψ）を測定する（ステップＳ４２０）。
これにより、制御部７は、（θｍｉｎ，ψｍｉｎ）方向に送信された既知信号の反射波の受信強度Ｐ（θｍｉｎ，ψｍｉｎ）を取得することができ、無線基地局１は、（θｍｉｎ，ψｍｉｎ）方向に送信された既知信号が、どの程度の強度を有する反射波として自局１に戻ってくるのかを把握することができる。
【００９８】
（θｍｉｎ，ψｍｉｎ）方向についての受信強度Ｐ（θｍｉｎ，ψｍｉｎ）の測定が完了すると、制御部７は、現在の垂直方向についての送信ビーム方向ψがビーム走査方向の最大設定値ψｍａｘ（０°＜ψｍａｘ≦３６０°）以上であるかどうかを判定する（ステップＳ４３０）。
ここで、現在の垂直方向についての送信ビーム方向ψがビーム走査方向の最大設定値ψｍａｘ未満であると判定した場合（ステップＳ４３０のＮｏルート）、制御部７は、送信ビーム方向ψに所定のステップ幅Δψ（＞０°）を加え（ステップＳ４４０）、上記ステップＳ４００〜Ｓ４３０の処理を繰り返す。
【００９９】
一方、現在の垂直方向についての送信ビーム方向ψがψｍａｘ以上であると判定した場合（ステップＳ４３０のＹｅｓルート）、制御部７は、現在の水平方向についての送信ビーム方向θがビーム走査方向の最大設定値θｍａｘ以上であるかどうかを判定する（ステップＳ４５０）。
ここで、現在の水平方向についての送信ビーム方向θがビーム走査方向の最大設定値θｍａｘ未満であると判定した場合（ステップＳ４５０のＮｏルート）、制御部７は、送信ビーム方向θに所定のステップ幅Δθを加え（ステップＳ４６０）、上記ステップＳ３９０〜Ｓ４５０の処理を繰り返す。
【０１００】
一方、現在の水平方向についての送信ビーム方向θがθｍａｘ以上であると判定した場合（ステップＳ４５０のＹｅｓルート）、制御部７は、受信部６で検出した各受信強度Ｐ（θｍｉｎ，ψｍｉｎ）〜Ｐ（θｍａｘ，ψｍａｘ）に基づいて、第１の閾値Ｐｔｈを算出する（ステップＳ４７０）。
そして、無線基地局１は、Ｐ（θ，ψ）＜Ｐｔｈを満たす（θ，ψ）方向を干渉方向として検出する（ステップＳ４８０）。
【０１０１】
また、上り信号に基づいて無線端末２の方向を検出する場合、制御部７は、図６及び図２２に例示するように、受信アンテナウェイトを制御して水平方向における受信ビーム方向（セクタ方向）ξ及び垂直方向における受信ビーム方向（チルト方向）ψについてのビーム走査を行なう。そして、制御部７は、上り信号の受信アンテナゲインが最大となる受信ビーム方向（ξ，ψ）｛＝（φ，ω）｝を検出し、当該方向を無線端末２の方向として検出する。
【０１０２】
このとき、無線端末２からの上り信号の水平面到来方向をφ、アンテナの水平指向方向をξ、端末信号の垂直面到来方向をψ、アンテナの垂直指向方向をω、受信アンテナ利得をＧ（φ，ξ，ψ，ω）とし、図２０に示す重み付け処理部１２によって受信アンテナ１３に与えられる受信アンテナウェイトｗｘ，ｙ（ｘ＝１〜Ｎ，ｙ＝１〜Ｎ）を
【０１０３】
【数４】
0005742474.tif 000005
【０１０４】
とすると、受信アンテナ利得Ｇ（φ，ξ，ψ，ω）は、次のように表すことができる。
【０１０５】
【数５】
0005742474.tif 000006
【０１０６】
ここで、Ｇ（φ，ξ，ψ，ω）は、φ＝ξ、ψ＝ωのとき、即ち、受信アンテナの指向方向と無線端末２の方向が一致するときに最大となる関数である。
これは、当該関数が最大値を示す受信アンテナウェイトを検出することで、無線端末２の方向を検出可能であることを示している。
〔１１〕ハードウェア構成の一例について
ここで、図２３に無線基地局１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃのハードウェア構成の一例を示す。
【０１０７】
アンテナ１０，１３は、無線信号を送信あるいは受信するための装置である。無線ＩＦ２０は、無線端末２と無線通信を行なうためのインタフェース装置である。プロセッサ２１は、データを処理する装置であり、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等を含む。メモリ２２は、データを記憶する装置であり、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。移相器２３は、アンテナ１０，１３にアンテナウェイトを与えるための装置である。論理回路２４は、論理演算を行なう電子回路であり、例えばＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等を含む。有線ＩＦ２５は、携帯電話システムの網側のネットワーク（いわゆるバックホールネットワーク）に接続された無線基地局等や、外部システム等と有線通信を行なうためのインタフェース装置である。
【０１０８】
なお、一例として、図２に例示する無線基地局１の各構成と図２３に例示する無線基地局１の各構成との対応関係は、例えば次の通りである。
無線ＩＦ２０，移相器２３は、例えば、重み付け処理部９，１２に対応する。プロセッサ２１，メモリ２２及び論理回路２４は、例えば、制御部７，送信処理部８，受信処理部１１に対応する。有線ＩＦ２５については、図２では図示を省略されている。
【０１０９】
また、図２４に無線端末２のハードウェア構成の一例を示す。
アンテナ３０は、無線信号を送信あるいは受信するための装置である。無線ＩＦ３１は、無線基地局１と無線通信を行なうためのインタフェース装置である。プロセッサ３２は、データを処理する装置であり、例えばＣＰＵやＤＳＰ等を含む。メモリ３３は、データを記憶する装置であり、例えばＲＯＭやＲＡＭ等を含む。論理回路３４は、論理演算を行なう電子回路であり、例えばＬＳＩやＦＰＧＡ等を含む。入力ＩＦ３５は、入力を行なう装置であり、例えば操作ボタンやマイク等を含む。出力ＩＦ３６は、出力を行なう装置であり、例えばディスプレイやスピーカ等を含む。
【０１１０】
ここで、アンテナ３０は、無線基地局１によって、上述のように決定された送信方向に対して送信された無線信号を受信する受信部の一例として機能する。
また、無線ＩＦ３１，プロセッサ３２及び論理回路３４は、アンテナ３０で受信した無線信号について所定の受信処理を施す処理部の一例として機能する。
以上の実施形態及び各変形例に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１１１】
〔１２〕付記
（付記１）
既知信号を複数の方向へ送信する送信部と、
該送信部で送信された前記既知信号の反射波を受信して該反射波の受信強度を検出する受信部と、
該受信部で検出された前記反射波の受信強度に基づいて通信相手宛の無線信号の送信方向を決定して該送信方向へ前記無線信号が送信されるように前記送信部を制御する制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信装置。
【０１１２】
（付記２）
前記制御部は、
前記通信相手の方向へ送信した既知信号の反射波の受信強度が第１の閾値以上である場合、前記通信相手の方向へ前記無線信号が送信されるように前記送信部を制御する、
ことを特徴とする、付記１記載の無線通信装置。
【０１１３】
（付記３）
前記制御部は、
前記通信相手の方向へ送信した既知信号の反射波の受信強度が前記第１の閾値未満である場合、受信強度が前記第１の閾値以上である反射波に対応する既知信号を送信した方向のうち、最も前記通信相手の方向に近い方向へ前記無線信号が送信されるように前記送信部を制御する、
ことを特徴とする、付記２記載の無線通信装置。
【０１１４】
（付記４）
前記受信部は、
前記通信相手の方向から干渉信号を受信して該干渉信号の受信強度を検出し、
前記制御部は、
前記通信相手の方向へ送信した既知信号の反射波の受信強度が前記第１の閾値未満であり、且つ、前記通信相手の方向からの前記干渉信号の受信強度が第２の閾値未満である場合、前記通信相手の方向へ前記無線信号が送信されるように前記送信部を制御する、
ことを特徴とする、付記２記載の無線通信装置。
【０１１５】
（付記５）
前記第１の閾値は、各反射波の受信強度の平均値に基づく値である、
ことを特徴とする、付記２〜４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
（付記６）
前記第１の閾値は、前記送信部によって前記既知信号が送信されてから当該既知信号の反射波が前記受信部によって受信されるまでの時間に基づく値である、
ことを特徴とする、付記２〜５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【０１１６】
（付記７）
前記制御部は、
各反射波の受信強度の平均値が第３の閾値未満である場合、前記通信相手の方向へ送信した既知信号の反射波の受信強度に関わらず、前記通信相手の方向へ前記無線信号が送信されるように前記送信部を制御する、
ことを特徴とする、付記１記載の無線通信装置。
【０１１７】
（付記８）
前記既知信号の送信中は前記受信部での受信動作をオフにする一方、前記既知信号の送信が完了すると前記受信部での受信動作をオンにするスイッチ部をさらにそなえる、
ことを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
（付記９）
前記既知信号は、前記送信部が当該既知信号の送信を開始してから前記スイッチ部が前記受信部での受信動作をオンにするまでの時間よりも短い周期を有する信号である、
ことを特徴とする、付記８記載の無線通信装置。
【０１１８】
（付記１０）
前記受信部は、
送信した前記無線信号が前記通信相手とは異なる他の通信装置への干渉を与えていることを示す通知を前記他の通信装置から受信し、
前記制御部は、
前記通知に基づいて前記第１の閾値を大きくする、
ことを特徴とする、付記２〜９のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【０１１９】
（付記１１）
前記送信部は、
ある方向に送信した前記既知信号の反射波が前記受信部で受信されるのを待って、次の既知信号を異なる方向に順次送信する、
ことを特徴とする、付記１〜１０のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【０１２０】
（付記１２）
前記送信部は、
前記複数の方向に対応する複数の送信ビームを形成して、当該送信ビームを用いて前記既知信号を一斉送信する、
ことを特徴とする、付記１〜１０のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【０１２１】
（付記１３）
アダプティブアレーアンテナを用いて送信ビームの方向を制御可能な無線通信装置において、
アダプティブアレーアンテナと、
前記アダプティブアレーアンテナから放射される前記送信ビームが形成される方向を制御する制御部とをそなえ、
前記制御部は、複数の方向に前記送信ビームを方向付けて既知信号が送信される制御を行なうとともに、前記既知信号の反射波の受信強度に基づいて決定される方向に前記送信ビームを方向付けて通信相手の無線通信装置に対する無線信号が送信される制御を行なう、
ことを特徴とする、無線通信装置。
【０１２２】
（付記１４）
複数の方向へ送信された既知信号の反射波の受信強度に基づいて決定された送信方向に対して送信された無線信号を受信する受信部と、
受信した前記無線信号について所定の受信処理を施す処理部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信装置。
【０１２３】
（付記１５）
付記１〜１３のいずれか１項に記載の無線通信装置と、
付記１４記載の無線通信装置とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信システム。
（付記１６）
既知信号を複数の方向へ送信し、
送信した前記既知信号の反射波を受信し、
受信した前記反射波の受信強度に基づいて干渉となり得る方向を検出する、
ことを特徴とする、干渉方向検出方法。
【符号の説明】
【０１２４】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  無線基地局
２  無線端末
３−１，３−２，３−３  壁
４  窓
５  送信部
６，６Ａ  受信部
７，７Ｂ，７Ｃ  制御部
８  送信処理部
９−１，・・・，９−ｎ  重み付け処理部
１０−１，・・・，１０−ｎ  送信アンテナ
１１，１１Ａ  受信処理部
１２−１，・・・，１２−ｍ  重み付け処理部
１３−１，・・・，１３−ｍ，１３Ａ  受信アンテナ
１４  ＳＷ部
１５  スイッチ
１６  スイッチ
１７  内部クロック生成部
１８  トリガ生成部
９１，１，９１，２，・・・，９１，Ｎ，９２，１，・・・，９Ｎ，１  重み付け処理部
１０１，１，１０１，２，・・・，１０１，Ｎ，１０２，１，・・・，１０Ｎ，１  送信アンテナ
１２１，１，１２１，２，・・・，１２１，Ｎ，１２２，１，・・・，１２Ｎ，１  重み付け処理部
１３１，１，１３１，２，・・・，１３１，Ｎ，１３２，１，・・・，１３Ｎ，１  受信アンテナ
２０  無線ＩＦ
２１  プロセッサ
２２  メモリ
２３  移相器
２４  論理回路
２５  有線ＩＦ
３０  アンテナ
３１  無線ＩＦ
３２  プロセッサ
３３  メモリ
３４  論理回路
３５  入力ＩＦ
３６  出力ＩＦ
【図１】
0005742474.tif 000007
【図２】
0005742474.tif 000008
【図３】
0005742474.tif 000009
【図４】
0005742474.tif 000010
【図５】
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【図６】
0005742474.tif 000012
【図７】
0005742474.tif 000013
【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】
0005742474.tif 000019
【図１４】
0005742474.tif 000020
【図１５】
0005742474.tif 000021
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0005742474.tif 000024
【図１９】
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【図２０】
0005742474.tif 000026
【図２１】
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【図２２】
0005742474.tif 000028
【図２３】
0005742474.tif 000029
【図２４】
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