(57)【要約】【課題】本発明は、アレーアンテナの主ローブの方向を設定する給電制御装置、その方向の設定を支援する無線端末装置、これらの装置を実現するプログラムおよび記録媒体に関し、対向する無線局の位置および数に併せて、これらの無線局との間に形成される無線伝送路の特性に柔軟に適応したビームフォーミングの達成と、処理量の大幅な削減とが達成されることを目的とする。【解決手段】アレーアンテナを介して自局との間に無線伝送路が形成される無線局の方位を特定し、そのアレーアンテナの個々の素子の給電に供され、かつ特定され得る方位毎に、このアレーアンテナの主ローブが形成されるウエイトの組み合わせが予め登録されると共に、実際に特定された方位に対応して登録されたウエイトの組み合わせがこのアレーアンテナの給電に適用されることによって構成される。【選択図】      図１
2005020280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレーアンテナを介して自局との間に無線伝送路が形成される無線局の方位を特定する方位特定手段と、
前記アレーアンテナを構成する個々の素子の給電に供され、かつ前記方位特定手段によって特定され得る方位毎に、前記アレーアンテナの主ローブが形成されるウエイトの組み合わせが予め登録された記憶手段と、
前記方位特定手段によって特定された方位に対応して前記記憶手段に登録されたウエイトの組み合わせを前記アレーアンテナの給電に適用する給電制御手段と
を備えたことを特徴とする給電制御装置。
【請求項２】
無線基地局との間に無線伝送路を形成する無線インタフェース手段と、
前記無線基地局に対する自局の方位を得る方位監視手段と、
前記無線伝送路を介して前記無線基地局に前記方位を通知する方位通知手段と
を備えたことを特徴とする無線端末装置。
【請求項３】
請求項１に記載の給電制御装置を構成する方位特定手段、記憶手段および給電制御手段として、コンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項４】
請求項２に記載の無線端末装置を構成する無線インタフェース手段、方位監視手段および方位通知手段として、コンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項５】
請求項１に記載の給電制御装置を構成する方位特定手段、記憶手段および給電制御手段として、コンピュータを機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アレーアンテナが備えられた無線局において、自局との間に無線伝送路が形成される他の無線局の方向にそのアレーアンテナの主ローブの方向を設定する給電制御装置、その給電制御装置と連係する無線端末装置、これらの装置を実現するプログラムおよびこのプログラムが記録された記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、多くの移動通信システムには、多元接続方式としてＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式が適用されている。
さらに、このＣＤＭＡ方式は、高い耐干渉性や周波数利用効率の達成に有利であるために、例えば、５ギガヘルツ以上の高い無線周波数帯において１００メガビット／秒程度の伝送速度が実現されるべき次世代の移動通信システムに対する適用が積極的に計画されている。
【０００３】
また、このような移動通信システムでは、隣接する無線ゾーン（セル）やセクタとの間における干渉に起因するシステム容量の低下の軽減だけではなく、下記の事項に対する対策を目的として、先鋭な指向性を達成するアダプティブアレーアンテナの適用が図られつつある。
・  高い無線周波数帯ほど増加する伝搬損失
・  その伝搬損失の増加に伴う無線基地局および無線ゾーンの数の増加
図７は、無線基地局にアダプティブアレーアンテナが備えられた移動通信システムの構成例を示す図である。
【０００４】
図において、無線基地局３０によって形成される無線ゾーン３１には、端末４０が位置する。無線基地局３０は、下記の要素から構成される。
・  素子３２Ｅ−１〜３２Ｅ−４から構成されるアダプティブアレーアンテナ３２
・  これらの素子３２Ｅ−１〜３２Ｅ−４の給電端に個別に接続されたアンテナ端子を有する無線部３３−１〜３３−４
・  これらの無線部３３−１〜３３−４の復調出力が個別に一方の入力に接続された乗算器３４Ｕ−１〜３４Ｕ−４
・  図示されない送信部の出力が一方の入力に並列に接続され、かつ出力が無線部３３−１〜３３−４の変調入力に個別に接続された乗算器３４Ｄ−１〜３４Ｄ−４
・  第一ないし第四の入力に上述した乗算器３４Ｕ−１〜３４Ｕ−４の出力が個別に接続され、かつ出力が図示されない受信部の入力に接続された合成部３５
・  第一ないし第五の入力に上述した無線部３３−１〜３３−４の復調出力と合成部３５の出力とがそれぞれ接続され、かつ第一ないし第八の出力が乗算器３４Ｕ−１〜３４Ｕ−４、３４Ｄ−１〜３４Ｄ−４の他方の入力にそれぞれ接続されたウエイト生成部３６
このような構成の無線基地局３０では、端末４０によって「既知の情報」を含むフレームやスロットの列で変調された後に拡散処理が施されることによって生成され、さらに、素子３２Ｅ−１〜３２Ｅ−４に個別に到来した受信波は、無線部３３−１〜３３−４によってそれぞれ逆拡散および復調の処理が施されることによって４つのベースバンド信号（以下、「上りベースバンド信号」という。）に変換される。
【０００５】
乗算器３４Ｕ−１〜３４Ｕ−４および合成部３５は、これらの上りベースバンド信号と、ウエイト制御部３６によって個別に与えられるウエイトＷｒ１〜Ｗｒ４との積和として「受信ベースバンド信号」を生成し、その「受信ベースバンド信号」を既述の受信部に与える。
また、ウエイト生成部３６は、これらの４つの上りベースバンド信号と「受信ベースバンド信号」とのシンボル値に応じて、ＬＭＳ    （Ｌｅａｓｔ  ｍｅａｎ  ｓｑｕａｒｅ）等の適応アルゴリズムに基づく処理を行うことによって、上述した「既知の情報」の伝送品質（ＳＩＲ：Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ）が最大となる値にウエイトＷｒ１〜Ｗｒ４を適宜更新し、かつ維持する。
【０００６】
さらに、ウエイト生成部３６は、このようにして更新され、かつ維持されるウエイトＷｒ１〜Ｗｒ４にそれぞれ等しいウエイトＷｔ１〜Ｗｔ４を乗算器３４Ｄ−１〜３４Ｄ−４に並行して与える。
乗算器３４Ｄ−１〜３４Ｄ−４は、既述の送信部によって与えられ、かつ所望の伝送情報に応じた一次変調の下で生成されたベースバンド信号（以下、「送信ベースバンド信号」という。）と、これらのウエイトＷｔ１〜Ｗｔ４との個別の積として、４つの「下りベースバンド信号」を生成する。
【０００７】
無線部３３−１〜３３−４は、これらの「下りベースバンド信号」に個別に所望の拡散符号に基づく拡散処理を施すことによって４つの送信波信号を生成し、これらの送信波信号を素子３２Ｅ−１〜３２Ｅ−４に並行して給電する。
したがって、アレーアンテナ３２の主ローブの方向は、素子３２Ｅ−１〜３２Ｅ−４に対してウエイト生成部３６によって与えられる受信用および送信用のウエイトＷｒ１〜Ｗｒ４、Ｗｔ１〜Ｗｔ４との乗算を伴う給電が並行して行われることによって、端末４０が移動した場合であってもその端末４０が位置する方向に維持される。
【０００８】
さらに、アレーアンテナ３２の主ローブの半値幅は、このような方向以外の方向から到来する干渉波による妨害が軽減される程度に小さな値に維持される。
【特許文献１】
特開２００２−１１１５６４公報（請求項１、請求項５、段落００２９、段落００３１、段落００３２、段落００４８〜段落００５１、図１、図５）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来例では、ウエイト生成部３６が既述の適応アルゴリズムに基づいて行う処理については、端末４０が移動する契機や経路の予測が不可能であり、その端末４０との間に形成される無線伝送路の特性が広範に、かつ急激に変動し得るために、複雑であり、さらに、実時間性に併せて高い精度が要求される。
したがって、例えば、アレーアンテナ３２との間に先鋭な指向性による無線伝送路が並行して形成されるべき端末（並行して存続する完了呼）の数が広範に変化し得る場合には、これらの端末（完了呼）に個別に対応したウエイトが適応アルゴリズムに基づいて生成されるためには、多くの処理量が確保されなければならなかった。
【００１０】
本発明は、対向する無線局の位置および数に併せて、これらの無線局との間に形成される無線伝送路の特性に柔軟に適応したビームフォーミングの達成と、処理量の大幅な削減とが達成される給電制御装置、無線端末装置、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、方位特定手段は、アレーアンテナを介して自局との間に無線伝送路が形成される無線局の方位を特定する。記憶手段には、アレーアンテナを構成する個々の素子の給電に供され、かつ方位特定手段によって特定され得る方位毎に、アレーアンテナの主ローブが形成されるウエイトの組み合わせが予め登録される。給電制御手段は、方位特定手段によって特定された方位に対応して記憶手段に登録されたウエイトの組み合わせをアレーアンテナの給電に適用する。
【００１２】
すなわち、アレーアンテナの主ローブは、上述した無線局の方位が所望の精度で特定される限り、複雑であって多くの処理量を要する適応アルゴリズムが適用されることなく、従来例と同等の精度でその無線局の方向に形成される。
したがって、アレーアンテナを介するビームフォーミングの負荷および処理量に併せて、消費電力が節減される。
【００１３】
請求項２に記載の発明の第一の下位概念の発明では、測位手段は、自局の位置を求める。方位監視手段は、測位手段によって求められた自局の位置の無線基地局の位置に対する方位として自局の方位を得る。
すなわち、本発明にかかわる無線端末装置が在圏する無線ゾーンを形成する無線基地局に対するこの無線端末装置の相対的な方位は、この無線基地局の位置が所望の精度で与えられる限り、精度よく求められる。
【００１４】
したがって、無線基地局では、このような方位に基づくビームフォーミングが確度高く安定に達成される。
請求項３に記載の発明は、本発明にかかわる第一の給電制御装置を構成する方位特定手段、記憶手段および給電制御手段として、コンピュータを機能させる。
したがって、本発明にかかわるプログラムを実行するコンピュータは、既述の第一の給電制御装置の構成要素となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、本発明にかかわる第一の無線端末装置を構成する無線インタフェース手段、方位監視手段および方位通知手段として、コンピュータを機能させる。
したがって、本発明にかかわるプログラムを実行するコンピュータは、既述の第一の無線端末装置の構成要素となる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、本発明にかかわる第一の給電制御装置を構成する方位特定手段、記憶手段および給電制御手段として、コンピュータを機能させるためのプログラムが記録され、かつコンピュータ読み取り可能である。
このようなプログラムは、上述したコンピュータによって実行されるべきソフトウエアまたはそのコンピュータに組み込まれたマイクロプログラムとして構成され、このようなコンピュータとは別体の着脱可能な記録媒体に記録されることによって流通し得る。
【００１７】
したがって、本発明にかかわる記録媒体からこのようなプログラムを読み取って実行するコンピュータは、本発明にかかわる第一の給電制御装置の構成要素となる。
請求項１に記載の発明の第一の下位概念の発明では、方位特定手段は、自局の位置と、無線局から無線伝送路を介して通知されたその無線局の位置との差の方位角としてこの無線局の方位を特定する。
【００１８】
すなわち、方位特定手段の処理量は、上述した位置を通知する無線局との連係による機能および負荷の分散の下で削減される。
したがって、既述のビームフォーミングを実現する処理の手順が簡略化され、さらに、上述した無線局にその無線局の位置を通知する機能が具備される場合には、その機能の有効な活用が図られる。
【００１９】
請求項１に記載の発明の第二の下位概念の発明では、方位特定手段は、無線伝送路を介して無線局から通知された方位として、その無線局の方位を特定する。
すなわち、方位特定手段の処理量の大半は、このような方位を通知する無線局によって大幅に軽減される。
したがって、既述のビームフォーミングを実現する処理の手順がさらに簡略化され、かつその処理の負荷が大幅に削減される。
【００２０】
請求項１に記載の発明の第三の下位概念の発明では、方位特定支援手段は、無線伝送路を介して無線局と連係し、その無線局の方位の特定に必要な処理を行う。
すなわち、アレーアンテナの主ローブが形成されるべき方位は、上述した無線局と本発明が適用された無線局との間で行われる連係の下で、確度高く特定される。
【００２１】
したがって、多様な構成の無線伝送系に対する本発明の柔軟な適用が可能となる。
請求項１に記載の発明の第四の下位概念の発明では、記憶手段には、無線伝送路にかかわる周波数配置、チャネル構成および多元接続方式の全てまたは一部に適応したウエイトの組み合わせが予め登録される。
【００２２】
すなわち、アレーアンテナを介するビームフォーミングは、これらの周波数配置、チャネル構成および多元接続方式の何れかが変更され、あるいは適用され得る場合であっても、確度高く達成される。
したがって、多様な無線伝送系に対するアクセスが可能となる。
請求項１に記載の発明の第五の下位概念の発明では、伝送品質監視手段は、無線伝送路の伝送品質を監視する。給電制御手段は、伝送品質が高いほど主ローブの幅が減少する値に、アレーアンテナの給電に適用されたウエイトの組み合わせを更新する。
【００２３】
すなわち、アレーアンテナの主ローブの幅は、方位特定手段によって特定された方位に応じて給電制御手段が適用したウエイトにより決定される値が広めであっても、伝送品質が著しく劣化することなく、狭い値に更新される。
したがって、このような主ローブの方向が後続して方位特定手段によって特定された方位に応じて更新される時点まで、その主ローブの幅が何ら更新されることがない場合に比べて、伝送品質が高く維持され、かつ無用な干渉波による伝送品質の劣化が軽減される。
【００２４】
請求項１に記載の発明の第六の下位概念の発明では、給電制御手段は、伝送品質が向上する限りアレーアンテナの給電に適用されたウエイトの組み合わせを更新し、主ローブの複数の縁部においてサイクリックにその主ローブを絞る。
すなわち、主ローブの方向および幅は、方位特定手段によって特定された方位に応じて給電制御手段が適用したウエイトによって更新される前であっても、既述の無線局の移動やその無線局との間に形成された無線伝送路の特性の変動に応じて適宜更新される。
【００２５】
したがって、これらのウエイトが更新される頻度の如何にかかわらず、アレーアンテナの主ローブは、この無線局の方向に適切な幅で維持される。
請求項１に記載の発明の第七の下位概念の発明では、給電制御手段は、無線局の方位が特定される頻度以下の頻度で、方位特定手段によって特定された最新の方位に対応して記憶手段に登録されたウエイトをアレーアンテナの給電に適用する。
【００２６】
すなわち、給電制御手段によって新たなウエイトがアレーアンテナの給電に適用される処理の全てまたは一部は、方位特定手段によって無線局の方位が特定される処理に並行して行われる。
したがって、これらの処理が交互に、あるいは直列に行われる場合に比べて、ビームフォーミングの精度が高められる。
【００２７】
請求項１に記載の発明に関連した発明では、記憶手段には、既述の頻度で変化し得る無線局の最小の方位角の変分以下の精度の方位毎に、ウエイトの組み合わせが登録される。
すなわち、アレーアンテナの給電に適用されるべきウエイトの値は、上述した頻度が変化し、あるいは高い値に設定され得る場合であっても、精度よく的確に与えられる。
【００２８】
したがって、ビームフォーミングの精度が高く維持される。
請求項２に記載の発明の第一の下位概念の発明では、無線インタフェース手段は、無線基地局との間に無線伝送路を形成する。方位監視手段は、無線基地局に対する自局の方位を得る。方位通知手段は、無線伝送路を介して無線基地局に方位を通知する。
【００２９】
このような方位は、一般に、本発明にかかわる無線端末装置の位置を示す位置情報に比べて情報量が少なく、かつ、上述した無線基地局において、この無線端末装置の方向に対する空中線系の主ローブの形成および維持に供され得る。
したがって、無線基地局との間に形成された無線伝送路の伝送容量が大幅に増加することなく、その無線伝送路の伝送品質が高く維持される。
【００３０】
請求項２に記載の発明の第二の下位概念の発明では、無線基地局の位置は、その無線基地局から通知される。
すなわち、本発明にかかわる無線端末装置が在圏する無線ゾーンを形成する無線基地局に対するこの無線端末の相対的な方位は、この無線基地局との連係の形態（チャネル制御の手順）に柔軟に適応しつつ精度よく求められる。
【００３１】
したがって、無線基地局では、このような方位に基づくビームフォーミングが構成に柔軟に適応した形態で確度高く安定に達成される。
請求項２に記載の発明に関連した発明は、本発明にかかわる第一の無線端末を構成する無線インタフェース手段、方位監視手段および方位通知手段として、コンピュータを機能させるためのプログラムが記録され、かつコンピュータ読み取り可能である。
【００３２】
このようなプログラムは、上述したコンピュータによって実行されるべきソフトウエアまたはそのコンピュータに組み込まれたマイクロプログラムとして構成され、このようなコンピュータとは別体の着脱可能な記録媒体に記録されることによって流通し得る。
したがって、本発明にかかわる記録媒体からこのようなプログラムを読み取って実行するコンピュータは、本発明にかかわる第一の無線端末装置の構成要素となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の第一ないし第五の実施形態を示す図である。
図において、端末４０Ａは既述の端末４０に代えて備えられ、かつ無線基地局１０の構成は、下記の点で図７に示す無線基地局３０の構成と異なる。
・  無線図３３−１〜３３−４の復調出力に接続されないウエイト生成部１１がウエイト生成部３６に代えて備えられる。
【００３４】
・  そのウエイト生成部１１の第一の入力には、制御部１２の出力が接続される。
・  この制御部１２の入力には、合成部３５の後段に配置された復調部（ここでは、簡単のため、既述の受信部に備えられると仮定する。）１３のモニタ出力が接続される。
【００３５】
以下、図１を参照して本発明の第一の実施形態の動作を説明する。
ウエイト生成部１１には、図２に示され、かつ下記の通りに構成されたウエイトテーブル１１Ｔが備えられる。
・  無線ゾーン３１において端末４０Ａが位置し得る地点の個々の方位角φ（ここでは、例えば、３６０度がこの無線ゾーン３１によって形成されるべきセクタゾーンの数ｎに対して、（３６０度／ｎ）に等しい値（離散値）として与えられると仮定する。）に対応したレコードの集合として構成される。
【００３６】
・  これらのレコードには、該当するレコードに対応する方位角φで示される方向にアレーアンテナ３２の主ローブが形成されるために、そのアレーアンテナ３２の素子３２Ｅ−１〜３２Ｅ−４にかかわる給電に適用されるべきウエイトＷｒ１φ〜Ｗｒ４φが個別に登録された「第一のウエイト」フィールドないし「第四のウエイト」フィールドが含まれる。
【００３７】
なお、これらのウエイトＷｒ１φ〜Ｗｒ４φについては、ここでは、簡単のため、下記の事項に適合した値として、理論的にまたはシミュレーションの結果として予め求められると仮定する。
・  無線ゾーン３１におけるアレーアンテナ３２の位置および素子３２Ｅ−１〜３２Ｅ−４の配置
・  端末４０Ａとの間に形成される無線伝送路の占有帯域（もしくはその無線伝送路が形成される周波数帯）
一方、端末４０Ａは、例えば、無線基地局１０と連係して行われるチャネル制御の下で自局に割り付けられた（あるいはアクセスが許容された）無線チャネルを介してこの無線基地局１０宛に、既知の情報を含む伝送情報の列で変調された送信波を送信する。
【００３８】
無線基地局１０では、制御部１２は、所定の周期で方位角φを順次更新し、その方位角φをウエイト生成部１１に与える。なお、以下では、このようにして方位角φが更新される処理については、「方位角走査処理」という。
ウエイト生成部１１は、ウエイトテーブル１１Ｔのレコードの内、このような方位角φに対応するレコードの「第一のウエイト」フィールドないし「第四のウエイト」フィールドにそれぞれ登録された４つのウエイトＷｒ１φ〜Ｗｒ４φを取得し、これらのウエイトＷｒ１φ〜Ｗｒ４φを乗算器３４Ｕ−１〜３４Ｕ−４に与える。
【００３９】
復調部１３は、これらのウエイトＷｒ１φ〜Ｗｒ４φと、素子３２Ｅ−１〜３２Ｅ−４に個別に到来した受信波との積和として合成部３５から出力された「受信ベースバンド信号」を復調することによって、その受信波で示される伝送情報を取得する。
制御部１２は、その伝送情報と既述の「既知の情報」との相関をとり、その結果が極大となった方位角φを「端末４０Ａの位置を示す方位角Φ」として識別する。
【００４０】
なお、以下では、このような方位角Φが識別される処理については、単に、「方位角識別処理」という。
さらに、制御部１２は、このようにして方位角Φが一旦求められた後には、端末４０Ａとの間に形成された無線伝送路が維持されるべき期間（ここでは、簡単のため、チャネル制御の手順に基づいて識別されると仮定する。）に、既述の周期で、その周期内に方位角Φが変化し得る範囲のみに亘って「方位角走査処理」を反復し、かつ同様の「方位角識別処理」を行う。
【００４１】
また、制御部１２は、上述した「方位角識別処理」の結果として識別された方位角Φをウエイト生成部１１に与える。
ウエイト生成部１１は、ウエイトテーブル１１Ｔのレコードの内、このような方位角Φに対応するレコードの「第一のウエイト」フィールドないし「第四のウエイト」フィールドにそれぞれ登録された４つのウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φを取得し、これらのウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φを乗算器３４Ｕ−１〜３４Ｕ−４に与える。
【００４２】
このように本実施形態によれば、上述したウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φは、従来例において行われていた適応アルゴリズムに基づく処理に比べて、大幅に単純な手順に基づく処理の下で求められる。
さらに、これらのウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φは、既述の「方位角走査処理」および「方位角識別処理」に必要な処理量が確保され、かつウエイトテーブル１１Ｔのレコード毎に離散値として対応付けられた方位角Φの精度が十分である限り、従来例と同等の精度で確度高く求められる。
【００４３】
したがって、無線基地局１０では、空中線系のビームフォーミングに要する負荷、処理量および消費電力が節減され、かつ信頼性に併せて熱設計や実装にかかわる自由度が高められる。
以下、図１を参照して本発明の第二の実施形態について説明する。
本実施形態の特徴は、既述の「方位角走査処理」が行われることなく、「方位角識別処理」が下記の通りに行われる点にある。
【００４４】
端末４０Ａは、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信機（図示されない。）が備えられ、そのＧＰＳ受信機を介して自局の絶対位置（緯度、経度）を示す「位置情報」を取得する。
さらに、端末４０Ａは、無線基地局３０との連係の下で行われるチャネル制御の過程でその無線基地局３０宛に、上述した「位置情報」を通知する。
【００４５】
一方、無線基地局３０では、制御部１２は、その無線基地局３０の絶対位置（以下、「基準位置」という。）が既知の情報として予め与えられ、上述したように端末４０Ａから通知された「位置情報」を識別すると、下記の手順により「方位角識別処理」を行う。
・  「基準位置」に対する『この「位置情報」で示される絶対位置』の相対位置を求める。
【００４６】
・  この相対位置の方位角を算出し、その方位角を端末４０Ａの方位角Φとして識別する。
すなわち、「方位角走査処理」が行われることなく、「方位角識別処理」が既述の第一の実施形態に比べて単純な算術演算として実現される。
したがって、本実施形態によれば、自局の位置の特定が可能な端末４０Ａからその位置が通知される限り、このような位置を示す「位置情報」が有効に活用され、かつ制御部１２の処理量の大幅な削減が図られる。
【００４７】
なお、本実施形態では、端末４０Ａは、ＧＰＳ受信機を利用することによって自局の位置を求められている。
しかし、このような位置は、如何なる航法（自立航法を含む。）が適用されることによって求められてもよい。
以下、図１を参照して本発明の第三の実施形態について説明する。
【００４８】
本実施形態の特徴は、制御部１２が端末４０Ａと下記の通りに連係することによって、その端末４０Ａの方位角Φを識別する点にある。
端末４０Ａは、下記の処理を行う。
・  既述のＧＰＳ受信機を利用することによって自局の絶対位置を求める。
・  チャネル制御の手順に基づいて自局が在圏する無線ゾーン３１を形成する無線基地局１０を特定し、かつ予め与えられた既知の情報の内、その無線基地局１０の絶対位置（以下、「基準位置」と称し、例えば、既定のゾーン構成に適応し、かつチャネル制御を実現するソフトウエアの一部として与えられると仮定する。）を取得する。
【００４９】
・  その「基準位置」に対する端末４０Ａの絶対位置の相対位置の方位を示す方位角Φを求める。
・  チャネル制御の手順に基づいて、無線基地局１０にその方位角Φを通知する。
一方、無線基地局１０では、制御部１２は、このようにして通知された方位角Φをウエイト生成部１１に与える。
【００５０】
ウエイト生成部１１は、ウエイトテーブル１１Ｔのレコードの内、その方位角Φに対応したレコードの「第一のウエイト」フィールドないし「第四のウエイト」フィールドにそれぞれ登録された４つのウエイトＷｒ１φ〜Ｗｒ４φを取得し、これらのウエイトＷｒ１φ〜Ｗｒ４φを乗算器３４Ｕ−１〜３４Ｕ−４に与える。
このように本実施形態によれば、既述の「方位角走査処理」は制御部１２によって行われず、かつ「方位角識別処理」の大半は端末４０Ａによって行われる。
【００５１】
したがって、アレーアンテナ３２を介して並行して形成され、かつビームフォーミングが行われるべき（異なる端末に個別に割り付けられ、あるいはアクセスされるべき）無線チャネルの数が多数ある場合であっても、これらのビームフォーミングは、無線基地局において確保されるべき負荷や処理量が大幅に増加することなく、安定に精度よく実現される。
【００５２】
なお、本実施形態では、「基準位置」は、既知の情報として端末４０Ａに予め与えられている。
しかし、端末４０Ａが在圏する無線ゾーンを形成する無線基地局等からチャネル制御の手順に基づいてこのような「基準位置」が適宜通知されることによって、ゾーン構成やチャネル配置の変更に対する柔軟な適応が図られてもよい。
【００５３】
端末４０Ａは、方位角Φを求めるために参照されるべき自局の絶対位置をＧＰＳ受信機を介して取得している。
しかし、このような絶対位置は、無線ゾーン３１と、その無線ゾーン３１に隣接する無線ゾーンとをそれぞれ形成する無線基地局から到来する受信波の到来角や位相差に、ＡＯＡ（Ａｎｇｌｅ  ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）、ＴＯＡ（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）その他の如何なる航法が適用されることによって求められてもよい。
【００５４】
図３は、本発明の第四および第五の実施形態の動作を説明する図である。
図４は、本発明の第四の実施形態の動作を説明する図である。
以下、図１、図３および図４を参照して本発明の第四の実施形態について説明する。
本実施形態の特徴は、ウエイト生成部１１によって行われる下記の処理の手順にある。
【００５５】
アレイアンテナ３２は、乗算器３４Ｕ−１〜３４Ｕ−４に与えられた最新のウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φに応じて、例えば、図３に太い実線で示されるように水平方向に扇状のビームを形成する。
ウエイト生成部１１は、制御部１２によって既述の通りに与えられた到来角Φに応じて乗算器３４Ｕ−１〜３４Ｕ−４に最新のウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φがそれぞれ与えられた時点から、その到来角Φが制御部１２によって再び更新される時点に至る期間（以下、「待機期間」という。）には、その待機期間の長さより短い周期で下記の処理を反復する。
【００５６】
・  ウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φの全てまたは一部を変更することによって、上述したビームの「右側（あるいは左側）の縁部」を狭め（あるいは広め）（図３（１）、図４（１））、受信ベースバンド信号の伝送品質（ＳＩＲ）が向上したか否かの第一の判別を行う。
・  その第一の判別の結果が偽である場合には、このようなウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φの変更を無効化することによって、上記の通りに狭め（広め）られたビームの「右側（あるいは左側）」を元へ戻す（図４（２））。
【００５７】
・  この第一の判別の結果が真である場合には、最新のウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φの全てまたは一部を変更することによって、該当する広められた縁部（「右側の縁部」または「左側の縁部」）と反対の縁部（「左側の縁部」または「右側の縁部」）を狭める（図４（３）、（４））。
すなわち、乗算器３４Ｕ−１〜３４Ｕ−４に与えられたウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φは、これらのウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φに基づいて形成される既述のビームの幅が広めであっても、伝送品質が著しく劣化することなく、そのビームの幅が狭められる値に更新される。
【００５８】
したがって、本実施形態によれば、このようなビームの方向が後続して与えられる最新のウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φに応じて更新される時点まで、そのビームの幅が何ら更新されることがない場合に比べて、伝送品質が高く維持され、かつ無用な干渉波による伝送品質の劣化が軽減される。
図５は、本発明の第五の実施形態の動作を説明する図である。
【００５９】
以下、図１、図３および図５を参照して本発明の第五の実施形態について説明する。
本実施形態の特徴は、ウエイト生成部１１によって行われる下記の処理の手順にある。
ウエイト生成部１１は、既述の待機期間には、その待機期間の長さより短い周期で下記の処理を反復する。
【００６０】
・  ウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φの全てまたは一部を変更することによって、上述したビームの「右側（あるいは左側）の縁部」を狭め（あるいは広め）（図３（１）、図５（１））、受信ベースバンド信号の伝送品質（ＳＩＲ）が向上したか否かの第一の判別を行う。
・  その第一の判別の結果が偽である場合には、このようなウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φの変更を無効化することによって、上記の通りに狭め（広め）られたビームの「右側（あるいは左側）」を元へ戻す（図５（２））。
【００６１】
・  この第一の判別の結果が真である場合には、その結果が得られるために上述したビームの「右側（または左側）の縁部」が広められたか否かの第二の判別を行う。
・  その第二の判別の結果が真である場合には、最新のウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φの全てまたは一部を変更することによって、該当する広められた縁部（「右側の縁部」または「左側の縁部」）と反対の縁部（「左側の縁部」または「右側の縁部」）を狭める（図５（３））。
【００６２】
・  この第二の判別の結果が偽である場合には、最新のウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φの全てまたは一部を変更することによって、該当する狭められた縁部（「右側の縁部」または「左側の縁部」）と反対の縁部（「左側の縁部」または「右側の縁部」）を広める（図５（４））。
すなわち、乗算器３４Ｕ−１〜３４Ｕ−４に与えられたウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φは、これらのウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φに基づいて形成される既述のビームの幅が広めであっても、伝送品質が著しく劣化することなく狭い値に更新され、かつ待機期間における端末４０Ａの移動に応じた方位角Φの変化に柔軟に適応した値に維持される。
【００６３】
したがって、本実施形態によれば、このようなビームの方向が後続して与えられる最新のウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φに応じて更新される時点まで、そのビームの幅が何ら更新されることがない場合に比べて、伝送品質が高く維持され、かつ無用な干渉波と、待機期間の長さの短縮にかかわる制約とに起因する伝送品質の劣化が軽減されると共に、端末４０Ａの高速な移動に対する追従性が向上する。
【００６４】
なお、上述した第四および第五の実施形態では、既述の処理が反復される周期（待機期間の長さより短い。）の長さが具体的に示されていない。
しかし、このような周期の長さは、伝送品質が高く維持されるべき精度と、待機期間内における端末４０Ａの移動に応じて方位角Φが変化し得る最大の値とに適合した値である限り、如何なる値に設定されてもよく、かつチャネル制御、無線伝送路の特性、無線ゾーン３１におけるトラヒックの分布その他に応じて適宜更新されてもよい。
【００６５】
また、上述した第四および第五の実施形態では、既述の「左側の縁部」や「右側の縁部」でビームの幅を広め、あるいは狭めるために適用されるべきウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φの値およびこれらの値の具体的な求め方が示されていない。
しかし、これらの値は、下記の何れの演算に基づいて求められてよい。
・  ウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φの個々の実部や虚部が更新される方向と、上述した「左側の縁部」や「右側の縁部」におけるビームの幅の拡縮の方向との間における既知の規則性に基づいて、これらのウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φの全てまたは一部が更新される処理
・  既述の方位角φに併せて、その方位角φが上述した「左側の縁部」と「右側の縁部」とが増減されるべき値とに対応したレコードの集合としてウエイトテーブル１１Ｔが構成され、そのウエイトテーブル１１を参照することによってウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φの全てまたは一部が更新される処理
さらに、上述した各実施形態では、端末４０Ａと無線基地局１０（制御部１２とウエイト生成部１１との双方もしくは何れか一方）との連係がこれらの何れの主導の下で行われるかが具体的に示されていない。
【００６６】
しかし、このような連係は、所望の確度や信頼性が達成される限り、如何なる形態で実現されてもよい。
また、上述した各実施形態では、アレーアンテナ３２が端末４０Ａとの間における無線伝送路の上りのリンクと下りのリンクとの双方の形成に共用されるにもかかわらず、その上りのリンクの指向性の設定および維持のみを実現するウエイトＷｒ１Φ〜Ｗｒ４Φの設定および更新が行われている。
【００６７】
しかし、本発明はこのような構成に限定されず、例えば、これらの上りのリンクと下りのリンクとが異なる周波数帯に形成される場合には、図２に点線で付記されるように、方位角φに対応した個々のレコードに、既述の「第一のウエイト」フィールドないし「第四のウエイト」フィールドに併せて、下りのリンクにかかわる指向性の設定および維持を実現するウエイトＷｔ１φ〜Ｗｔ４φがそれぞれ予め格納された「第五のウエイト」フィールドないし「第八のウエイト」フィールドが付加され、かつ図６に示すように、ウエイト制御部１１Ａによって乗算器３４Ｄ−１〜３４Ｄ−４にこれらのウエイトＷｔ１φ〜Ｗｔ４φが別途与えられてもよい。
【００６８】
さらに、上述した各実施形態では、「方位角識別処理」またはその処理に代わる処理が行われるべき周期と、既述の「待機期間より短い周期」との長さが共に一定の値に設定されている。
しかし、これらの周期の長さについては、必ずしも一定でなくてもよく、例えば、チャネル制御の手順、無線伝送路の特性、トラヒックの分布その他に応じて適宜更新されてもよい。
【００６９】
また、上述した各実施形態では、ＣＤＭＡ方式の移動通信システムに、本発明が適用されている。
しかし、本発明は、このようなＣＤＭＡ方式に限定されず、例えば、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式やＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式のように、チャネル毎に占有帯域が異なり得る多元接続方式が適用された無線伝送系であっても、既述の方位角φに併せてこれらの占有帯域毎に対応したレコードの集合としてウエイトテーブル１１Ｔが構成され、そのウエイトテーブル１１Ｔが的確に参照される限り、同様に適用可能である。
【００７０】
さらに、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において多様な形態による実施形態が可能であり、かつ構成装置の一部もしくは全てに如何なる改良が施されてもよい。
以下、上述した各実施形態に開示された技術を階層的・多面的に整理し、付記項として列記する。
【００７１】
（付記１）  アレーアンテナを介して自局との間に無線伝送路が形成される無線局の方位を特定する方位特定手段と、
前記アレーアンテナを構成する個々の素子の給電に供され、かつ前記方位特定手段によって特定され得る方位毎に、前記アレーアンテナの主ローブが形成されるウエイトの組み合わせが予め登録された記憶手段と、
前記方位特定手段によって特定された方位に対応して前記記憶手段に登録されたウエイトの組み合わせを前記アレーアンテナの給電に適用する給電制御手段とを備えたことを特徴とする給電制御装置。
【００７２】
（付記２）  付記１に記載の給電制御装置において、
前記方位特定手段は、
自局の位置と、前記無線局から前記無線伝送路を介して通知されたその無線局の位置との差の方位角としてこの無線局の方位を特定する
ことを特徴とする給電制御装置。
【００７３】
（付記３）  付記１に記載の給電制御装置において、
前記方位特定手段は、
前記無線伝送路を介して前記無線局から通知された方位として、その無線局の方位を特定する
ことを特徴とする給電制御装置。
【００７４】
（付記４）  付記１ないし付記３の何れか１項に記載の給電制御装置において、
前記無線伝送路を介して前記無線局と連係し、その無線局の方位の特定に必要な処理を行う方位特定支援手段を備えた
ことを特徴とする給電制御装置。
（付記５）  付記１ないし付記４の何れか１項に記載の給電制御装置において、
前記記憶手段には、
前記無線伝送路にかかわる周波数配置、チャネル構成および多元接続方式の全てまたは一部に適応したウエイトの組み合わせが予め登録された
ことを特徴とする給電制御装置。
【００７５】
（付記６）  付記１ないし付記５の何れか１項に記載の給電制御装置において、
前記無線伝送路の伝送品質を監視する伝送品質監視手段を備え、
前記給電制御手段は、
前記伝送品質が高いほど前記主ローブの幅が減少する値に、前記アレーアンテナの給電に適用されたウエイトの組み合わせを更新する
ことを特徴とする給電制御装置。
【００７６】
（付記７）  付記１ないし付記６の何れか１項に記載の給電制御装置において、
前記給電制御手段は、
前記伝送品質が向上する限り前記アレーアンテナの給電に適用されたウエイトの組み合わせを更新し、前記主ローブの複数の縁部においてサイクリックにその主ローブを絞る
ことを特徴とする給電制御装置。
【００７７】
（付記８）  付記１ないし付記７の何れか１項に記載の給電制御装置において、
前記給電制御手段は、
前記無線局の方位が特定される頻度以下の頻度で、前記方位特定手段によって特定された最新の方位に対応して前記記憶手段に登録されたウエイトを前記アレーアンテナの給電に適用する
ことを特徴とする給電制御装置。
【００７８】
（付記９）  付記８に記載の給電制御装置において、
前記記憶手段には、
前記頻度で変化し得る前記無線局の最小の方位角の変分以下の精度の方位毎に、前記ウエイトの組み合わせが登録された
ことを特徴とする給電制御装置。
【００７９】
（付記１０）  無線基地局との間に無線伝送路を形成する無線インタフェース手段と、
前記無線基地局に対する自局の方位を得る方位監視手段と、
前記無線伝送路を介して前記無線基地局に前記方位を通知する方位通知手段と
を備えたことを特徴とする無線端末装置。
【００８０】
（付記１１）  付記１０に記載の無線端末装置において、
自局の位置を求める測位手段を備え、
前記方位監視手段は、
前記測位手段によって求められた自局の位置の前記無線基地局の位置に対する方位として前記自局の方位を得る
ことを特徴とする無線端末装置。
【００８１】
（付記１２）  付記１１に記載の無線端末装置において、
前記無線基地局の位置は、
その無線基地局から通知される
ことを特徴とする無線端末装置。
（付記１３）  付記１に記載の給電制御装置を構成する方位特定手段、記憶手段および給電制御手段として、コンピュータを機能させるためのプログラム。
【００８２】
（付記１４）  付記１０に記載の無線端末装置を構成する無線インタフェース手段、方位監視手段および方位通知手段として、コンピュータを機能させるためのプログラム。
（付記１５）  付記１に記載の給電制御装置を構成する方位特定手段、記憶手段および給電制御手段として、コンピュータを機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【００８３】
（付記１６）  付記１０に記載の無線インタフェース手段、方位監視手段および方位通知手段として、コンピュータを機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【００８４】
【発明の効果】
上述したように請求項１に記載の発明では、アレーアンテナを介するビームフォーミングの負荷および処理量に併せて、消費電力が節減される。
また、請求項２に記載の発明では、無線基地局との間に形成された無線伝送路の伝送容量が大幅に増加することなく、その無線伝送路の伝送品質が高く維持される。
さらに、請求項３に記載の発明にかかわるプログラムを実行するコンピュータは、本発明にかかわる第一の給電制御装置の構成要素となる。
【００８５】
また、請求項４に記載の発明にかかわるプログラムを実行するコンピュータは、本発明にかかわる第一の無線端末装置の構成要素となる。
さらに、請求項５に記載の発明にかかわる記録媒体からプログラムを読み取って実行するコンピュータは、本発明にかかわる第一の給電制御装置の構成要素となる。
【００８６】
また、請求項１に記載の発明の第一の下位概念の発明では、ビームフォーミングを実現する処理の手順が簡略化され、さらに、既述の無線局にその無線局の位置を通知する機能が具備される場合には、その機能の有効な活用が図られる。
さらに、請求項１に記載の発明の第二の下位概念の発明では、既述のビームフォーミングを実現する処理の手順がさらに簡略化され、その処理の負荷が大幅に削減される。
【００８７】
また、請求項１に記載の発明の第三の下位概念の発明では、多様な構成の無線伝送系に対する本発明の柔軟な適用が可能となる。
さらに、請求項１に記載の発明の第四の下位概念の発明では、多様な無線伝送系に対するアクセスが可能となる。
また、請求項１に記載の発明の第五の下位概念の発明では、伝送品質が高く維持され、かつ無用な干渉波による伝送品質の劣化が回避される。
【００８８】
さらに、請求項１に記載の発明の第六の下位概念の発明では、これらのウエイトが更新される頻度の如何にかかわらず、アレーアンテナの主ローブは、この無線局の方向に適切な幅で維持される。
また、請求項１に記載の発明の第七の下位概念の発明では、無線局の方位を特定する処理と、その方位に基づいてアレーアンテナの給電に適用されるべきウエイトを求める処理とが交互に直列に行われる場合に比べて、ビームフォーミングの精度が高められる。
【００８９】
さらに、請求項１に記載に関連した発明では、ビームフォーミングの精度が高く維持される。
また、請求項２に記載の発明の第一の下位概念の発明では、その無線端末装置が在圏する無線ゾーンを形成する無線基地局において確度高く安定にビームフォーミングが達成される。
【００９０】
さらに、請求項２に記載の発明の第二の下位概念の発明では、このような方位に基づくビームフォーミングが構成に柔軟に適応した形態で確度高く安定に達成される。
また、請求項２に記載の発明に関連した発明にかかわる記録媒体からプログラムを読み取って実行するコンピュータは、本発明にかかわる第一の無線端末装置の構成要素となる。
【００９１】
したがって、これらの発明が適用された無線伝送系では、安価に、かつ確度高く従来例と同等の性能が達成され、かつ信頼性に併せて、熱設計や実装にかかわる自由度が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一ないし第五の実施形態を示す図である。
【図２】ウエイトテーブルの構成を示す図である。
【図３】本発明の第四および第五の実施形態の動作を説明する図である。
【図４】本発明の第四の実施形態の動作を説明する図である。
【図５】本発明の第五の実施形態の動作を説明する図である。
【図６】本発明の第一ないし第五の実施形態の他の構成を示す図である。
【図７】無線基地局にアダプティブアレーアンテナが備えられた移動通信システムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０，３０  無線基地局
１１，１１Ａ，３６  ウエイト生成部
１１Ｔ  ウエイトテーブル
１２  制御部
１３  復調部
３１  無線ゾーン
３２  アレーアンテナ
３２Ｅ  素子
３３  無線部
３４Ｄ，３４Ｕ  乗算器
３５  合成部
４０，４０Ａ  端末
【図１】
2005020280.tif 000003
【図２】
2005020280.tif 000004
【図３】
2005020280.tif 000005
【図４】
2005020280.tif 000006
【図５】
2005020280.tif 000007
【図６】
2005020280.tif 000008
【図７】
2005020280.tif 000009