無線通信装置及び無線通信方法
【課題】複数のアンテナを用いて通信を行う際の送信性能を向上することが可能な技術を提供する。
【解決手段】送信ウェイト取得部１２４は、通信部１１が有する複数のアンテナ１１０ａでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める。干渉強度取得部１６０は、通信部１１で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める。送信ウェイト調整部１２２は、干渉強度取得部１６０で取得される干渉波成分の強度が小さいほど、複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。
【解決手段】送信ウェイト取得部１２４は、通信部１１が有する複数のアンテナ１１０ａでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める。干渉強度取得部１６０は、通信部１１で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める。送信ウェイト調整部１２２は、干渉強度取得部１６０で取得される干渉波成分の強度が小さいほど、複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを用いた通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から無線通信に関して様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、複数のアンテナを用いて通信する無線通信装置について、当該複数のアンテナに関する送信指向性を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９５６７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、無線通信装置においては、その送信性能を向上することが望まれる。
【０００５】
そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、複数のアンテナを用いて通信する際の送信性能を向上することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信装置は、複数のアンテナを用いて通信を行う通信部と、前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める送信ウェイト取得部と、前記複数の送信ウェイトを、前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する送信ウェイト設定部と、前記通信部で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める干渉強度取得部と、前記干渉波成分の強度が小さいほど、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする送信ウェイト調整部とを備える。
【０００７】
また、本発明に係る無線通信装置は、複数のアンテナを用いて通信を行う通信部と、前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める送信ウェイト取得部と、前記複数の送信ウェイトを、前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する送信ウェイト設定部と、前記通信部で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める干渉強度取得部と、前記干渉波成分の強度がしきい値よりも小さい場合には、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくし、前記干渉波成分の強度が前記しきい値よりも大きい場合には、前記複数の送信ウェイトを調整しない送信ウェイト調整部とを備える。
【０００８】
また、本発明に係る無線通信装置の一態様では、前記複数のアンテナは、Ｎ個（Ｎ≧２）のアンテナであって、前記送信ウェイト調整部は、前記複数の送信ウェイトにおいて、振幅が１番目に大きい送信ウェイトからＭ番目（１≦Ｍ＜Ｎ）に大きい送信ウェイトの振幅は調整せずに、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。
【０００９】
また、本発明に係る無線通信装置の一態様では、前記送信ウェイト調整部は、前記複数の送信ウェイトにおいて、振幅が１番目に大きい送信ウェイトからＭ番目に大きい送信ウェイトの振幅は調整せずに、振幅がＭ番目に大きい送信ウェイトに対して他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅が近づくように当該他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。
【００１０】
また、本発明に係る無線通信装置の一態様では、前記複数のアンテナは、Ｎ個（Ｎ≧２）のアンテナであって、前記Ｎ個のアンテナでそれぞれ受信されるＮ個の受信信号について受信レベルを求める受信レベル取得部がさらに設けられ、前記送信ウェイト調整部は、前記Ｎ個の受信信号において、前記受信レベルが１番目に大きい受信信号からＭ番目（１≦Ｍ＜Ｎ）に大きい受信信号がそれぞれ受信されるＭ個のアンテナから送信される送信信号にそれぞれ設定されるＭ個の送信ウェイトは調整せずに、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。
【００１１】
また、本発明に係る無線通信装置の一態様では、前記送信ウェイト調整部は、送信ウェイトの振幅を大きくするとともに、振幅を大きくする前の当該送信ウェイトと、振幅を大きくした後の当該送信ウェイトとの間の相関が高くなるように、振幅を大きくした後の当該送信ウェイトの位相を調整する。
【００１２】
また、本発明に係る無線通信方法は、（ａ）複数のアンテナを用いて通信する工程と、（ｂ）前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める工程と、（ｃ）前記複数の送信ウェイトを、前記工程（ａ）において前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する工程と、（ｄ）前記工程（ａ）で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める工程と、（ｅ）前記干渉波成分の強度が小さいほど、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする工程とを備える。
【００１３】
また、本発明に係る無線通信方法は、（ａ）複数のアンテナを用いて通信する工程と、（ｂ）前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める工程と、（ｃ）前記複数の送信ウェイトを、前記工程（ａ）において前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する工程と、（ｄ）前記工程（ａ）で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める工程と、（ｅ）前記干渉波成分の強度がしきい値よりも小さい場合には、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくし、前記干渉波成分の強度が前記しきい値よりも大きい場合には、前記複数の送信ウェイトを調整しない工程とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、送信性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】基地局の構成を示す図である。
【図３】基地局の送信指向性の一例を示す図である。
【図４】ＣＩＲと送信ウェイトの調整係数との関係を示す図である。
【図５】基準係数取得テーブルの一例を示す図である。
【図６】基地局の変形例の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本実施の形態に係る無線通信装置を備える無線通信システム１００の構成を示す図である。本実施の形態に係る無線通信装置は、例えば、通信端末と通信を行う基地局である。以後、本実施の形態に係る無線通信装置を「基地局１」と呼ぶ。
【００１７】
図１に示されるように、無線通信システム１００は複数の基地局１を備えており、各基地局１は複数の通信端末２と通信を行う。各基地局１のサービスエリア１０は、周辺基地局１のサービスエリア１０と部分的に重なっている。複数の基地局１は、図示しないネットワークに接続されており、当該ネットワークを通じて互いに通信可能となっている。また、ネットワークには図示しないサーバ装置が接続されており、各基地局１は、ネットワークを通じてサーバ装置と通信可能となっている。
【００１８】
図２は各基地局１の構成を示す図である。基地局１は、送受信アンテナとしてアレイアンテナを有し、アダプティブアレイアンテナ方式を用いてアレイアンテナの指向性を制御することが可能である。
【００１９】
図２に示されるように、基地局１は、通信部１１と、当該通信部１１を制御する制御部１２とを備えている。通信部１１は、複数のアンテナ１１０ａから成るアレイアンテナ１１０を有している。図２の例では、アレイアンテナ１１０は４つのアンテナ１１０ａで構成されている。以後、この４つのアンテナ１１０ａを、第１アンテナ１１０ａ〜第４アンテナ１１０ａとそれぞれ呼ぶことがある。アレイアンテナ１１０を構成するアンテナ１１０ａの数は４つに限られず、２つ以上であれば良い。
【００２０】
通信部１１は、アレイアンテナ１１０で受信される複数の受信信号のそれぞれに対して増幅処理、ダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換処理等を行って、ベースバンドの複数の受信信号を生成して出力する。
【００２１】
また、通信部１１は、制御部１２で生成されるベースバンドの複数の送信信号のそれぞれに対して、Ｄ／Ａ変換処理、アップコンバート及び増幅処理等を行って、搬送帯域の複数の送信信号を生成する。そして、通信部１１は、生成した搬送帯域の複数の送信信号を、アレイアンテナ１１０を構成する複数のアンテナ１１０ａにそれぞれ入力する。これにより、各アンテナ１１０ａから送信信号が無線送信される。
【００２２】
制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）及びメモリなどで構成されている。制御部１２では、ＣＰＵ及びＤＳＰがメモリ内の各種プログラムを実行することによって、送信ウェイト処理部１２０、受信ウェイト処理部１３０、送信信号生成部１４０、受信データ取得部１５０及び干渉強度取得部１６０などの複数の機能ブロックが形成される。
【００２３】
送信信号生成部１４０は、基地局１の通信相手装置である、通信対象の通信端末２（以後、「通信対象端末２」と呼ぶ）に送信する送信データを生成する。そして、送信信号生成部１４０は、生成した送信データを含むベースバンドの送信信号を生成する。この送信信号は、アレイアンテナ１１０を構成する複数のアンテナ１１０ａの数だけ生成される。
【００２４】
送信ウェイト処理部１２０は、送信ウェイト設定部１２１、送信ウェイト調整部１２２、送信ウェイト正規化部１２３及び送信ウェイト取得部１２４を備えている。
【００２５】
送信ウェイト取得部１２４は、受信ウェイト処理部１３０で算出された複数の受信ウェイトに基づいて、アレイアンテナ１１０での送信指向性を制御するための複数の送信ウェイトを算出する。
【００２６】
送信ウェイト正規化部１２３は、送信ウェイト取得部１２４で算出された複数の送信ウェイトを正規化する。送信ウェイト調整部１２２は、送信ウェイト正規化部１２３で正規化された複数の送信ウェイトを調整する。送信ウェイト正規化部１２３及び送信ウェイト調整部１２２の動作については後で詳細に説明する。
【００２７】
送信ウェイト設定部１２１は、送信信号生成部１４０で生成された複数の送信信号に対して、送信ウェイト調整部１２２で調整された複数の送信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、送信ウェイト設定部１２１は、複数の送信ウェイトがそれぞれ設定された複数の送信信号を通信部１１に出力する。
【００２８】
受信ウェイト処理部１３０は、アレイアンテナ１１０での受信指向性を制御するための複数の受信ウェイトを算出する。受信ウェイト処理部１３０は、通信部１１から入力される複数の受信信号に対して、算出した複数の受信ウェイトをそれぞれ設定する。受信ウェイト処理部１３０は、複数の受信ウェイトがそれぞれ設定された複数の受信信号を合成して新たな受信信号を生成する。
【００２９】
受信データ取得部１５０は、受信ウェイト処理部１３０で生成された新たな受信信号に対して等化処理及び復調処理等を行って、当該受信信号に含まれる制御データ及びユーザデータを取得する。
【００３０】
本実施の形態に係る基地局１は、通信部１１、送信ウェイト処理部１２０及び受信ウェイト処理部１３０の働きによって、アレイアンテナ１１０の指向性を適応的に制御しながら通信端末２と通信を行う。基地局１は、通信端末２と通信する際に、アレイアンテナ１１０の受信指向性及び送信指向性のそれぞれを制御する。具体的には、受信ウェイト処理部１３０が、受信信号に乗算する受信ウェイトを調整することより、アレイアンテナ１１０での受信指向性を制御する。また、送信ウェイト処理部１２０が、送信信号に乗算する送信ウェイトを調整することより、アレイアンテナ１１０での送信指向性を制御する。送信ウェイトは受信ウェイトから求めることができ、受信ウェイトは通信端末２から出力されるパイロット信号などの既知信号に基づいて求めることができる。基地局１では、受信ウェイト処理部１３０及び送信ウェイト取得部１２４によって、通信部１１で受信される既知信号に基づいて複数の送信ウェイトを求める算出部が構成される。
【００３１】
また、本実施の形態に係る基地局１は、通信対象端末２からの信号を受信する際のアレイアンテナ１１０の受信指向性の制御（以後、「アレイ受信制御」と呼ぶことがある）に関して、ビームフォーミング及びヌルステアリングの両方を同時に行う。また、基地局１は、通信対象端末２に対して信号を送信する際のアレイアンテナ１１０の送信指向性の制御（以後、「アレイ送信制御」と呼ぶことがある）に関して、ビームフォーミング及びヌルステアリングの両方を同時に行う。受信ウェイトを求める手法として、ＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）やＬＭＳ（Least Mean Square）などの最小二乗誤差法（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Square Error）が知られているが、この最小二乗誤差法を用いて受信ウェイトを算出することによって、受信時にヌルステアリング及びビームフォーミングの両方を同時に行うことができる。また、この最小二乗誤差法を用いて求められた受信ウェイトに基づいて送信ウェイトを算出することによって、送信時にヌルステアリング及びビームフォーミングの両方を同時に行うことができる。
【００３２】
なお、本実施の形態に係る送信ウェイト取得部１２４は、受信ウェイト処理部１３０で求められた受信ウェイトをキャリブレーション情報に基づいて補正し、補正後の受信ウェイトを送信ウェイトとしている。キャリブレーション情報は、基地局１での送信系回路と受信系回路の特性の相違に基づいて生成される情報である。送信ウェイト取得部１２４は、受信ウェイト処理部１３０で求められた受信ウェイトをそのまま送信ウェイトとして採用することによって、送信ウェイトを取得することが可能である。しかしながら、送信系回路と受信系回路の特性には相違（例えば、送信系回路と受信系回路の増幅部の特性の相違）があるため、本実施の形態では、精度の良い送信ウェイトを取得するために、送信ウェイト取得部１２４は、キャリブレーション情報を使用して、その相違を吸収するように受信ウェイトを補正し、補正後の受信ウェイトを送信ウェイトとしている。
【００３３】
干渉強度取得部１６０は、通信部１１で受信される通信対象端末２からの受信信号に含まれる干渉波成分の強度（以後、「干渉強度」と呼ぶ）を求める。本実施の形態では、例えば、通信対象端末２からの受信信号に含まれる所望波成分の強度に対する、当該受信信号に含まれる干渉波成分の相対的な強度を求める。具体的には、通信対象端末２からの受信信号に含まれる所望波成分及び干渉波成分の信号電力比を示すＣＩＲ（Carrier-to-Interference Ratio）を求める。ＣＩＲについては、その値が小さいほど、所望波成分の強度に対する干渉波成分の強度が大きいことを意味している。以下に、ＣＩＲの算出方法の一例について説明する。
【００３４】
干渉強度取得部１６０は、アレイアンテナ１１０を構成する複数のアンテナ１１０ａでそれぞれ受信される、通信対象端末２からの複数の既知信号（既知の複素信号）に基づいてＣＩＲを求める。干渉強度取得部１６０は、通信部１１から出力される、複数のアンテナ１１０ａでそれぞれ受信された複数の既知信号のそれぞれについて、当該既知信号と参照信号との相関値を、当該参照信号を時間方向に少しずつずらしながら算出し、算出した相関値の最大値を特定する。ここで、参照信号とは、既知信号についての理想状態での信号（本来の状態での信号）である。次に、干渉強度取得部１６０は、複数のアンテナ１１０ａにそれぞれ対応する、算出した複数の相関値の最大値の平均値を求める。そして、干渉強度取得部１６０は、求めた平均値を電力値に換算し、それによって得られた値をＣＩＲとする。このようにして求められたＣＩＲ（干渉強度）は、送信ウェイト調整部１２２が送信ウェイトを調整する際に使用される。
【００３５】
＜送信ウェイトの正規化＞
本実施の形態に係る通信部１１では、複数のアンテナ１１０ａにそれぞれ対応して複数の送信アンプ（図示せず）が設けられている。通信部１１に入力される複数の送信信号は、この複数の送信アンプでそれぞれ増幅された後に、複数のアンテナ１１０ａにそれぞれ入力される。基地局１では、通信部１１の各送信アンプの性能や電波法によって、各アンテナ１１０ａから送信される送信信号の送信電力が制限値（以後、「送信電力制限値」と呼ぶ）を越えないようにする必要がある。
【００３６】
一方で、各アンテナ１１０ａの送信電力を送信電力制限値よりも十分に小さくすると、基地局１全体での送信電力が小さくなることから、基地局１の送信性能が低下することになる。
【００３７】
そこで、本実施の形態に係る送信ウェイト正規化部１２３は、複数のアンテナ１１０ａのうち、送信電力が最大のアンテナ１１０ａの送信電力が送信電力制限値と一致するように、送信ウェイト取得部１２４で算出された複数の送信ウェイトを正規化する。これにより、各アンテナ１１０ａの送信電力を送信電力制限値以下に抑えつつ、基地局１全体の送信電力が低下することを抑制することができる。以下に、送信ウェイト正規化部１２３の動作について詳細に説明する。以下の説明では、例えば、振幅の二乗が“１”の送信ウェイトが設定された送信信号がアンテナ１１０ａから送信される場合に、当該アンテナ１１０ａの送信電力が送信電力制限値（例えば１Ｗ）に一致するものとする。この場合には、送信ウェイトの振幅の二乗（以後、「ウェイト電力」と呼ぶ）の制限値（以後、「ウェイト電力制限値」と呼ぶ）が“１”に設定されていると言える。
【００３８】
送信ウェイト正規化部１２３は、送信ウェイト取得部１２４で算出された複数の送信ウェイトのそれぞれのウェイト電力を求める。次に、送信ウェイト正規化部１２３は、複数の送信ウェイトのうち、ウェイト電力が最大（振幅が最大）の送信ウェイトを特定する。以後、複数の送信ウェイトのうち、ウェイト電力が最大の送信ウェイト、言い換えれば振幅が最大の送信ウェイトを「最大送信ウェイト」と呼ぶ。
【００３９】
次に、送信ウェイト正規化部１２３は、複数の送信ウェイトのそれぞれを、最大送信ウェイトの振幅（ウェイト電力の平方根）で除算する。これにより、最大送信ウェイトのウェイト電力がウェイト電力制限値“１”となるように、各送信ウェイトが正規化される。つまり、最大送信ウェイトが設定される送信信号を送信するアンテナ１１０ａ、つまり送信電力が最大のアンテナ１１０ａの送信電力が送信電力制限値と一致するように、各送信ウェイトが正規化される。
【００４０】
例えば、送信ウェイト取得部１２４で算出される４つの送信ウェイトＷ１〜Ｗ４が、Ｗ１＝０．１＋ｊ０．６、Ｗ２＝−０．１−ｊ０．４、Ｗ３＝０．３＋ｊ０．７、Ｗ４＝１＋ｊ０．６とすると、それらのウェイト電力Ｐ１〜Ｐ４は、Ｐ１＝０．３７、Ｐ２＝０．１７、Ｐ３＝０．５８、Ｐ４＝１．３６となる。したがって、この場合には、送信ウェイトＷ４が、最大送信ウェイトとなり、送信ウェイトＷ４の振幅（ウェイト電力Ｐ４の平方根）は“１．１７”となる。４つの送信ウェイトＷ１〜Ｗ４のそれぞれを“１．１７”で除算して正規化すると、正規化後の４つの送信ウェイトＷ１〜Ｗ４である正規化送信ウェイトＮＷ１〜ＮＷ４は、ＮＷ１＝０．０９＋ｊ０．５１、ＮＷ２＝−０．０９−ｊ０．３４、Ｗ３＝０．２６＋ｊ０．６、Ｗ４＝０．８６＋ｊ０．５１となる。正規化送信ウェイトＮＷ１〜ＮＷ４のウェイト電力ＮＰ１〜ＮＰ４は、ＮＰ１＝０．２７、ＮＰ２＝０．１２、ＮＰ３＝０．４３、ＮＰ４＝１となる。このようにして、最大送信ウェイトのウェイト電力がウェイト電力制限値“１”となるように、各送信ウェイトが正規化される。
【００４１】
＜干渉強度に基づく送信ウェイトの調整＞
上述の説明から理解できるように、各アンテナ１１０ａの送信電力は送信電力制限値まで上げることが可能である。したがって、基地局１の最大送信電力は、アレイアンテナ１１０が有するアンテナ１１０ａの数と送信電力制限値とを掛け合わせた値となる。
【００４２】
ここで、複数の送信ウェイトは、複数のアンテナ１１０ａから成るアレイアンテナ１１０の送信指向性を制御するためのものであることから、複数の送信ウェイトの振幅（ウェイト電力）はどうしてもばらついてしまう。したがって、複数の送信ウェイトを上記のように正規化したとしても、すべてのアンテナ１１０ａの送信電力を送信電力制限値に一致させることはできない。つまり、基地局１は最大送信電力で信号を送信することができず、基地局１はその送信能力を十分に発揮することができない。
【００４３】
一方で、基地局１の送信電力を大きくするために、送信ウェイトの振幅（ウェイト電力値）を大きくすると、アレイアンテナ１１０の送信指向性が変化する可能性があり、適切なヌルステアリングを行うことができない可能性がある。つまり、アレイアンテナ１１０の送信指向性に関して、ヌルでの利得については、送信ウェイトの振幅を変化させると大きく変化して、適切なヌルステアリングを行うことができない可能性がある。
【００４４】
図３は、各送信ウェイトを変化させた際にアレイアンテナ１１０の送信指向性がどのように変化するかを示す図である。図３では、横軸にはアレイアンテナ１１０の周囲の方向が角度で示されており、縦軸には横軸に示される方向（角度）での、所定の基準値に対するアレイアンテナ１１０の相対的な送信利得が示されている。
【００４５】
また図３では、実線で示される送信指向性２００は、送信ウェイト正規化部１２３で正規化された複数の送信ウェイトをそのまま複数の送信信号にそれぞれ設定した際の送信指向性を示している。波線で示される送信指向性２１０は、送信ウェイト正規化部１２３で正規化された複数の送信ウェイトを、それらの振幅を変化させた上で複数の送信信号にそれぞれ設定した際の送信指向性を示している。一点鎖線で示される送信指向性２２０は、送信ウェイト正規化部１２３で正規化された複数の送信ウェイトを、それらの位相を変化させた上で複数の送信信号にそれぞれ設定した際の送信指向性を示している。二点鎖線で示される送信指向性２３０は、送信ウェイト正規化部１２３で正規化された複数の送信ウェイトを、それらの振幅及び位相の両方を変化させた上で複数の送信信号にそれぞれ設定した際の送信指向性を示している。
【００４６】
図３に示されるように、送信ウェイトを変化させると、アレイアンテナ１１０の送信指向性に関して、ビームでの利得よりもヌルでの利得の方が大きく変化して、ヌルでの利得が大きくなる。よって、送信ウェイトを変化させると、適切なヌルステアリングが困難となる。
【００４７】
以上のように、基地局１の送信電力を大きくする点においては送信ウェイトの振幅を大きくすることが望ましいものの、ヌルステアリングを適切に行う点においては送信ウェイトの振幅を大きくすることは望ましくない。
【００４８】
そこで、本実施の形態に係る送信ウェイト調整部１２２は、通信対象端末２からの受信信号での干渉強度が小さいほど、複数のアンテナ１１０ａから当該通信対象端末２に送信する複数の送信信号に設定する複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。これにより、通信対象端末２からの受信信号での干渉強度が大きい場合には、複数の送信ウェイトの値をできるだけ維持して送信時のヌルステアリングを適切に行うことができる。一方で、通信対象端末２からの受信信号での干渉強度が小さい場合には、送信時のヌルステアリングの効果が弱まる可能性があるものの、送信ウェイトの振幅を大きくして、基地局１の送信電力を大きくすることができる。
【００４９】
ここで、基地局１において干渉波が到来する方向（以後、「干渉方向」と呼ぶ）では、当該基地局１に近いところに、周辺基地局１と通信する通信端末２などの、干渉源となっている他の通信装置（以後、「干渉源装置」と呼ぶことがある）が存在することになる。したがって、基地局１が干渉方向に信号を送信すると、干渉源装置に干渉を与える可能性がある。
【００５０】
そして、通信対象端末２からの受信信号での干渉強度が大きい場合には、基地局１に対して干渉源装置が非常に近い場所に存在する可能性が高いことから、当該干渉強度が大きい場合に、上述のように、複数の送信ウェイトの値を維持して、通信対象端末２への送信時にヌルステアリングの効果を十分に発揮させることによって、干渉源装置に干渉を与えることを確実に防止することができる。
【００５１】
これに対して、通信対象端末２からの受信信号での干渉強度が小さい場合には、基地局１に対して干渉源装置はそれほど近い場所には存在していない可能性が高いことから、当該干渉強度が小さい場合に、上述のように、基地局１の送信電力を大きくするために送信ウェイトの振幅を大きくし、通信対象端末２への送信時にヌルステアリングの効果が弱まったとしても、干渉源装置に干渉を与える可能性は低いと言える。
【００５２】
以上より、本実施の形態のように、通信対象端末２からの受信信号での干渉強度が小さいほど、複数のアンテナ１１０ａから当該通信対象端末２に送信する複数の送信信号に設定する複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくすることによって、基地局１では、周囲に干渉を与えることを抑制しつつ、その送信電力を大きくすることができる。よって、基地局１の送信性能が向上する。以下に送信ウェイト調整部１２２での送信ウェイトの調整方法の具体例について説明する。
【００５３】
本実施の形態では、送信ウェイト正規化部１２３で得られた複数の正規化送信ウェイトのうち、例えば、振幅が２番目に大きい正規化送信ウェイトが、振幅を調整する対象の送信ウェイトとなっている。以後、振幅を調整する対象の送信ウェイトを「調整対象ウェイト」と呼ぶことがある。送信ウェイト調整部１２２は、送信ウェイト正規化部１２３で得られた複数の正規化送信ウェイトのうちの振幅が２番目に大きい正規化送信ウェイトの振幅を、干渉強度取得部１６０で求められる干渉強度が小さいほど、つまりＣＩＲが大きいほど大きくする。
【００５４】
また、本実施の形態では、干渉強度取得部１６０で求められるＣＩＲがとり得る範囲が例えば４つの段階（４つの範囲）に分けてられている。この４つの段階をそれぞれ段階０〜３と呼ぶ。ＣＩＲについては段階０〜３の順で大きくなっている。つまり、段階０〜３の順で干渉強度が小さくなっている。
【００５５】
そして、本実施の形態では、送信ウェイト調整部１２２は、干渉強度取得部１６０で求められたＣＩＲが段階０に属する場合（干渉強度が大きい場合）には、調整対象ウェイト（振幅が２番目に大きい正規化送信ウェイト）の振幅を調整せずに、当該ＣＩＲが段階１に属する場合（干渉強度がやや大きい場合）、段階２に属する場合（干渉強度がやや小さい場合）、段階３に属する場合（干渉強度が小さい場合）には、調整対象ウェイトの振幅を調整する。言い換えれば、送信ウェイト調整部１２２は、干渉強度取得部１６０で求められた干渉強度がしきい値よりも大きい場合には、振幅が２番目に大きい正規化送信ウェイトの振幅を調整せずに、当該干渉強度が当該しきい値よりも小さい場合には、振幅が２番目に大きい正規化送信ウェイトの振幅を調整する。
【００５６】
送信ウェイト調整部１２２は、干渉強度取得部１６０で求められたＣＩＲが段階１に属する場合には、調整対象ウェイトに調整係数α１を掛け合わせて、その振幅を大きくする。また、送信ウェイト調整部１２２は、干渉強度取得部１６０で求められたＣＩＲが段階２に属する場合には、調整対象ウェイトに調整係数α２を掛け合わせて、その振幅を大きくする。そして、送信ウェイト調整部１２２は、干渉強度取得部１６０で求められたＣＩＲが段階３に属する場合には、調整対象ウェイトに調整係数α３を掛け合わせて、その振幅を大きくする。調整係数α１〜α３は、この順で大きくなっており、送信ウェイト調整部１２２によって算出される。図４は、ＣＩＲの段階１〜３と調整係数α１〜α３との対応関係を示す図である。
【００５７】
送信ウェイト調整部１２２は、複数の正規化送信ウェイトにおいて、振幅が２番目に大きい正規化送信ウェイトの振幅を調整すると、当該正規化送信ウェイトと、残りの正規化送信ウェイト（振幅が調整されていない正規化送信ウェイト）とを送信ウェイト設定部１２１に出力する。送信ウェイト設定部１２１は、送信ウェイト調整部１２２から受け取った複数の正規化送信ウェイト（振幅が調整された正規化送信ウェイトを含む）のそれぞれを、当該正規化送信ウェイトに対応するアンテナ１１０ａから送信される送信信号に設定する。
【００５８】
次に調整係数α１〜α３の求め方について説明する。送信ウェイト調整部１２２は、複数の正規化送信ウェイトにおいて、振幅が２番目の正規化送信ウェイトに対して係数αを掛け合わせると、当該正規化送信ウェイトの振幅が、最大振幅の正規化送信ウェイトの振幅に一致するような当該係数αを算出する。つまり、係数αは、複数の正規化送信ウェイトにおいて、最大振幅の正規化送信ウェイトの振幅を、振幅が２番目の正規化送信ウェイトの振幅で除算して得られる値である。この係数αが、調整係数α１〜α３を決定する際の基準となる。以後、係数αを「基準係数α」と呼ぶ。また、基準係数αから“１”を差し引いて得られる値を振幅増加率βと呼ぶ。つまり、β＝α−１となる。
【００５９】
送信ウェイト調整部１２２は、例えば、基準係数αを調整係数α３とする。したがって、干渉強度が小さい場合に、振幅が２番目の正規化送信ウェイトに対して調整係数α３が掛け合わされると、当該正規化送信ウェイトの振幅は、最大振幅の正規化送信ウェイトの振幅と一致するようになる。
【００６０】
また、送信ウェイト調整部１２２は、例えば、振幅増加率βの７５％に対して“１”を足し合わせて得られる値を調整係数α２とする。つまり、α２＝１＋β×０．７５となる。
【００６１】
そして、送信ウェイト調整部１２２は、例えば、振幅増加率βの５０％に対して“１”を足し合わせて得られる値を調整係数α１とする。つまり、α１＝１＋β×０．５となる。
【００６２】
例えば、最大振幅の正規化送信ウェイトの振幅が“１”であって、振幅が２番目の正規化送信ウェイトの振幅が“０．８”であるとすると、基準係数α＝１／０．８＝１．２５となり、振幅増加率β＝０．２５となる。したがって、この場合には、α１＝１．１２５、α２＝１．１８７５、α３＝１．２５となる。
【００６３】
このようにして求められる調整係数α１〜α３のいずれか一つを調整対象ウェイトに掛け合わせて当該調整対象ウェイトの振幅を大きくすることによって、調整対象ウェイトの振幅は、最大振幅の正規化送信ウェイトの振幅に近づくようになる。
【００６４】
なお、調整係数α１〜α３については他の方法で決定しても良い。また、上記の例では、送信ウェイト調整部１２２は、送信ウェイト正規化部１２３で正規化された送信ウェイトを調整していたが、送信アンプの性能が十分高いなどの理由により送信ウェイトを正規化する必要がない場合には、送信ウェイト取得部１２４で算出された送信ウェイトを直接調整することになる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態に係る基地局１では、干渉強度が小さいほど、複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくしているため、干渉強度が大きい場合には複数の送信ウェイトの値を維持して適切なヌルステアリングを実行することができる一方で、ヌルステアリングの効果をあまり発揮する必要がない、干渉強度が小さい場合には、送信ウェイトの振幅を大きくして基地局１の送信電力を大きくすることができる。よって、基地局１では、周囲に干渉を与えることを抑制しつつ、その送信電力を大きくすることができる。その結果、基地局１の送信性能が向上する。
【００６６】
本実施の形態に係る基地局１に関して別の見方をすれば、基地局１では、干渉強度が大きい場合には、複数の送信ウェイトの調整を行わずに、干渉強度が小さい場合には、送信ウェイトの振幅を大きくしている。したがって、干渉強度が大きい場合には適切なヌルステアリングを実行することができる一方で、ヌルステアリングの効果をあまり発揮する必要がない、干渉強度が小さい場合には、基地局１の送信電力を大きくすることができる。よって、基地局１では、周囲に干渉を与えることを抑制しつつ、その送信電力を大きくすることができる。その結果、基地局１の送信性能が向上する。
【００６７】
また、本実施の形態では、複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする場合には、振幅が最大の送信ウェイトは調整していないため、複数の送信ウェイトのうちの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅の調整によってアレイアンテナ１１０の送信指向性が大きく変化することを防止することができる。その結果、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果をある程度発揮することができる。よって、周囲に干渉を与えることをさらに抑制することができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、複数の送信ウェイトにおいて、振幅が最大の送信ウェイトは調整せずに、当該送信ウェイトの振幅に対して、他の送信ウェイト（上記の例では、振幅が２番目に大きい送信ウェイト）の振幅が近づくように当該他の送信ウェイトの振幅を大きくしているため、送信ウェイトの振幅の調整によって送信指向性が変化することをさらに防止することができる。その結果、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果をさらに発揮することができる。よって、周囲に干渉を与えることをさらに抑制することができる。
【００６９】
なお、上記の例では、複数の送信ウェイトのうち、振幅が２番目に大きい送信ウェイトを調整対象ウェイトとしたが、振幅の大きさが３番目以降の送信ウェイトを調整対象ウェイトとしても良い。振幅の大きさが３番目の送信ウェイトを調整対象ウェイトとする場合には、複数の送信ウェイトにおいて、最大振幅の送信ウェイトの振幅を、振幅が３番目の送信ウェイトの振幅で除算して得られる値を基準係数αとする。これにより、振幅が３番目の送信ウェイトを調整すると、当該送信ウェイトの振幅は、最大振幅の送信ウェイトに近づくようになる。振幅の大きさが４番目以降の送信ウェイトを調整対象ウェイトとする場合には、基準係数αを同様にして求める。
【００７０】
また、上記の例では、複数の送信ウェイトのうちの一つを調整対象ウェイトとしたが、複数の送信ウェイトのうちの２つ以上の送信ウェイトを調整対象ウェイトとしても良い。例えば、振幅が２番目に大きい送信ウェイト（以後、「振幅２番目送信ウェイト」と呼ぶ）と、振幅が３番目に大きい送信ウェイト（「振幅３番目送信ウェイト」と呼ぶ）とを調整対象ウェイトにしても良い。この場合には、振幅２番目送信ウェイトを調整するための調整係数α１〜α３と、振幅３番目送信ウェイトを調整するための調整係数α１〜α３とが別々に求められることになる。
【００７１】
また、上記の例では、送信ウェイトに対して３つの調整係数α１〜α３を掛け合わせることによって、送信ウェイトの振幅を３段階大きくすることができたが、送信ウェイトの振幅を２段階だけ大きくすることができるようにしても良いし、送信ウェイトの振幅を４段階以上大きくすることができるようにしても良い。
【００７２】
また、上記の例では、干渉強度取得部１６０で求められたＣＩＲが段階０に属する場合には調整対象ウェイトの振幅を調整しなかったが、この場合に、調整対象ウェイトに対して、調整係数α１よりも小さい調整係数（例えば、振幅増加率βの２５％に対して“１”を足し合わせて得られる値）を掛け合わせることによって、調整対象ウェイトの振幅を少し大きくしても良い。
【００７３】
＜各種変形例＞
＜第１変形例＞
上記の例では、通信対象端末２からの受信信号に含まれる所望波成分の強度に対する、当該受信信号に含まれる干渉波成分の相対的な強度を求めて、当該相対的な強度に基づいて送信ウェイトを調整していたが、通信対象端末２からの受信信号に含まれる干渉波成分の絶対的な強度を求めて、当該絶対的な強度に基づいて送信ウェイトを調整しても良い。例えば、通信対象端末２からの受信信号に含まれる干渉波成分の電力の絶対値（以後、「絶対干渉電力」と呼ぶ）を求めて、当該電力の絶対値に基づいて送信ウェイトを調整しても良い。
【００７４】
通信対象端末２からの受信信号についての絶対干渉電力ＡＩＰは、当該受信信号についての受信電力ＲＰとＣＩＲとを用いて以下の式（１）で表すことができる。
【００７５】
ＡＩＰ＝ＲＰ×（１／（ＣＩＲ＋１）） ・・・（１）
【００７６】
ただし、式（１）中のＡＩＰ、ＲＰ及びＣＩＲは、デシベルではなく真数で表されている。
【００７７】
例えば、受信電力ＲＰが６０ｄＢμＶ、ＣＩＲが３０ｄＢとすると、それぞれを真数で表現すると、１００００００及び１０００となる。したがって、この場合には、式（１）より、絶対干渉電力ＡＩＰ≒１０００となり、これをデシベルで表現すると、絶対干渉電力ＡＩＰは３０ｄＢμＶとなる。
【００７８】
なお、受信電力ＲＰは、通信対象端末２からの既知信号に基づいて算出することが可能である。
【００７９】
＜第２変形例＞
複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする場合には、最大送信ウェイト及び振幅２番目送信ウェイトを調整しなくしても良い。これにより、送信ウェイトの振幅の調整によって送信指向性が大きく変化することをさらに防止することができ、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果をさらに発揮することができる。
【００８０】
また、複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする場合には、振幅が１番目に大きい送信ウェイト（最大送信ウェイト）から３番目に大きい送信ウェイト（振幅３番目送信ウェイト）までを調整しなくしても良い。
【００８１】
また、アレイアンテナ１１０を構成するアンテナ１１０ａの数が５つ以上の場合には、振幅が１番目に大きい送信ウェイトから４番目に大きい送信ウェイトまでを調整しなくても良い。
【００８２】
以上の内容を一般化すると、アレイアンテナ１１０を構成するアンテナ１１０ａの数をＮ個（Ｎ≧２）とすると、複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする場合には、振幅が１番目に大きい送信ウェイトからＭ番目（１≦Ｍ＜Ｎ）に大きい送信ウェイトまでを調整しないようにする。これにより、送信ウェイトの振幅の調整によって送信指向性が大きく変化することを防止することができ、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果を発揮することができる。
【００８３】
なお、Ｍ＝１の場合には、最大送信ウェイトだけが調整されないことになる。
【００８４】
また、上記の例では、複数の送信ウェイトにおいて、最大送信ウェイトの振幅は調整せずに、当該振幅に近づくように、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくしていたが、最大送信ウェイト及び振幅２番目送信ウェイトは調整せずに、振幅２番目送信ウェイトの振幅に近づくように、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくしても良い。これにより、送信ウェイトの振幅の調整によって送信指向性が変化することをさらに防止することができ、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果をさらに発揮することができる。
【００８５】
例えば、最大送信ウェイト及び振幅２番目送信ウェイトは調整せずに、振幅２番目送信ウェイトの振幅に近づくように、振幅３番目送信ウェイトの振幅を大きくする場合には、振幅２番目送信ウェイトの振幅を振幅３番目送信ウェイトの振幅で除算して得られる値を基準係数αとする。また、最大送信ウェイト及び振幅２番目送信ウェイトは調整せずに、振幅２番目送信ウェイトの振幅に近づくように、振幅４番目送信ウェイトの振幅を大きくする場合には、振幅２番目送信ウェイトの振幅を振幅４番目送信ウェイトの振幅で除算して得られる値を基準係数αとする。
【００８６】
また、最大送信ウェイト及び振幅２番目送信ウェイトは調整せずに、振幅２番目送信ウェイトの振幅に近づくように、他の複数の送信ウェイト、例えば振幅３番目送信ウェイト及び振幅４番目送信ウェイトの振幅を大きくしても良い。この場合には、振幅３番目送信ウェイトを調整するための調整係数α１〜α３と、振幅４番目送信ウェイトを調整するための調整係数α１〜α３とが別々に求められることになる。
【００８７】
また、振幅が１番目に大きい送信ウェイト（最大送信ウェイト）から３番目に大きい送信ウェイト（振幅３番目送信ウェイト）までを調整せずに、振幅が３番目に大きい送信ウェイトの振幅に近づくように、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくしても良い。
【００８８】
また、アレイアンテナ１１０を構成するアンテナ１１０ａの数が５つ以上の場合には、振幅が１番目に大きい送信ウェイトから４番目に大きい送信ウェイトまでを調整せずに、振幅が４番目に大きい送信ウェイトの振幅に近づくように、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくしても良い。
【００８９】
以上の内容を一般化すると、アレイアンテナ１１０を構成するアンテナ１１０ａの数をＮ個（Ｎ≧２）とすると、振幅が１番目に大きい送信ウェイトからＭ番目（１≦Ｍ＜Ｎ）に大きい送信ウェイトまでを調整せずに、振幅がＭ番目に大きい送信ウェイトの振幅に近づくように、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。これにより、送信ウェイトの振幅の調整によって送信指向性が大きく変化することを防止することができ、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果を発揮することができる。
【００９０】
なお、Ｍ＝１の場合には、上述の実施の形態のように、最大送信ウェイトが調整されずに、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅が大きくされることになる。
【００９１】
＜第３変形例＞
基準係数αについてはテーブルを用いて求めても良い。図５は基準係数αを求めるための基準係数取得テーブル３００を示す図である。基準係数取得テーブル３００では、最大送信ウェイトと調整対象ウェイトの振幅比γの各値に対して、当該調整対象ウェイトの振幅を調整する際に使用する基準係数αの値が対応付けられている。最大送信ウェイトの振幅をＡＭｍとし、調整対象ウェイトの振幅をＡＭｔとすると、振幅比γ＝ＡＭｔ／ＡＭｍとなる。基準係数取得テーブル３００は送信ウェイト調整部１２２に記憶されている。
【００９２】
本変形例に係る基地局１では、送信ウェイト調整部１２２は、送信ウェイト正規化部１２３において正規化された複数の送信ウェイトにおける最大送信ウェイトと、当該複数の送信ウェイトにおける調整対象ウェイト（例えば、振幅２番目送信ウェイト）の振幅比γを求める。そして、送信ウェイト調整部１２２は、基準係数取得テーブル３００に記述されている振幅比γの複数の値において、求めた振幅比γの値に最も近い値を特定する。そして、送信ウェイト調整部１２２は、基準係数取得テーブル３００において、特定した値に対応付けられている基準係数αの値を、調整対象ウェイトの調整に使用する基準係数αの値とする。例えば、送信ウェイト正規化部１２３において正規化された複数の送信ウェイトにおける最大送信ウェイトと、当該複数の送信ウェイトにおける調整対象ウェイトの振幅比γが“０．７８”であるとすると、基準係数取得テーブル３００に記述されている振幅比γの複数の値において、“０．７８”に最も近い値は“０．８”となることから、これに対応付けられている基準係数αの値“１．２５”が、調整対象ウェイトの調整に使用する基準係数αの値となる。
【００９３】
このように、基準係数αをテーブルを用いて求める場合であっても、上記の例と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
＜第４変形例＞
一つのアンテナ１１０ａが受信する受信信号についての受信レベルと、当該一つのアンテナ１１０ａに対応する、送信ウェイト取得部１２４で求められる一つの送信ウェイトの振幅との間には相関がある。つまり、一つのアンテナ１１０ａが受信する、通信対象端末２から受信信号についての受信レベルが大きいほど、当該一つのアンテナ１１０ａから通信対象端末２に送信される送信信号に設定される、送信ウェイト取得部１２４で求められる一つの送信ウェイトの振幅は大きくなる傾向にある。
【００９５】
そこで、本変形例では、アレイアンテナ１１０を構成するＮ個のアンテナ１１０ａで受信されるＮ個の受信信号において、受信レベルが１番目に大きい受信信号からＭ番目に大きい受信信号をそれぞれ受信するＭ個のアンテナ１１０ａにそれぞれ対応するＭ個の送信ウェイトを調整せずに、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。これにより、複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする場合に、振幅が１番目に大きい送信ウェイトからＭ番目に大きい送信ウェイトまでが調整されない可能性が高くなり、上記の例と同様に、アレイアンテナ１１０の送信指向性が大きく変化することを防止することができる。よって、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果をある程度発揮することができる。以下に本変形例について具体的に説明する。
【００９６】
図６は本変形例に係る基地局１の構成を示す図である。本変形例に係る基地局１は、上述の図２に示される基地局１において、制御部１２が機能ブロックとして受信レベル取得部１７０をさらに備えるものである。
【００９７】
受信レベル取得部１７０は、複数のアンテナ１１０ａでそれぞれ受信される複数の受信信号のそれぞれについての受信レベルを求める。具体的には、受信レベル取得部１７０は、通信部１１から出力されるベースバンドの複数の受信信号のそれぞれについて、当該受信信号の振幅の二乗を求めて、当該振幅の二乗を当該受信信号の受信レベルとする。
【００９８】
送信ウェイト調整部１２２は、アレイアンテナ１１０を構成するＮ個のアンテナ１１０ａでそれぞれ受信されるＮ個の受信信号において、受信レベルが１番目に大きい受信信号からＭ番目に大きい受信信号がそれぞれ受信されるＭ個のアンテナ１１０ａにそれぞれ対応するＭ個の送信ウェイトを調整せずに、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。
【００９９】
送信ウェイト調整部１２２は、調整対象ウェイトの調整に使用する調整数α１〜α３を決定する際には、Ｍ番目に大きい受信レベルを、調整対象ウェイトに対応するアンテナ１１０ａでの受信信号の受信レベルで除算して得られる値の平方根を基準係数αとする。そして、送信ウェイト調整部１２２は、求めた基準係数αを用いて、上述のようにして、調整対象ウェイトについての調整係数α１〜α３を求める。
【０１００】
例えば、アレイアンテナ１１０を構成する第１アンテナ１１０ａ〜第４アンテナ１１０ａにそれぞれ対応する複数の正規化送信ウェイトＮＷ１〜ＮＷ４が、ＮＷ１＝０．０９＋ｊ０．５１、ＮＷ２＝−０．０９−ｊ０．３４、Ｗ３＝０．２６＋ｊ０．６、Ｗ４＝０．８６＋ｊ０．５１であって、第１アンテナ１１０ａ〜第４アンテナ１１０ａでそれぞれ受信された複数の受信信号について受信レベルＲＬ１〜ＲＬ４が、ＲＬ１＝０．３、ＲＬ２＝０．１、ＲＬ３＝０．４，ＲＬ４＝１であって、Ｍ＝２とする。このような場合には、受信レベルが１番目に大きい受信信号が受信される第４アンテナ１１０ａに対応する正規化送信ウェイトＮＷ４と、受信レベルが２番目に大きい受信信号が受信される第３アンテナ１１０ａに対応する正規化送信ウェイトＮＷ３とは調整されない。そして、例えば、３番目に受信レベルが大きい受信信号が受信される第１アンテナ１１０ａに対応する正規化送信ウェイトＮＷ１を調整対象ウェイトとすると、この調整対象ウェイトの基準係数αは、２番目に大きい受信レベル“０．４”を、第１アンテナ１１０ａでの受信信号の受信レベル“０．３”で除算して得られる値“４／３”の平方根となる。また、４番目に受信レベルが大きい受信信号が受信される第２アンテナ１１０ａに対応する正規化送信ウェイトＮＷ２を調整対象ウェイトとすると、この調整対象ウェイトの基準係数αは、２番目に大きい受信レベル“０．４”を、第２アンテナ１１０ａでの受信信号の受信レベル“０．１”で除算して得られる値“４”の平方根、つまり“２”となる。
【０１０１】
なお、受信レベルと送信ウェイトの振幅とは相関があるものの、最大の受信レベルの受信信号が受信されるアンテナ１１０ａに対応する送信ウェイトが、最大送信ウェイトとならない可能性がある。したがって、最大送信ウェイトが調整対象ウェイトとなる可能性がある。そこで、本変形例においては、送信ウェイト正規化部１２３で得られた正規化送信ウェイトを調整する場合には、最大振幅の正規化送信ウェイトのウェイト電力がウェイト電力制限値を越えないように、最大振幅の正規化送信ウェイトを調整対象ウェイトとすることを禁止するようにする。一方で、送信ウェイトを正規化する必要がなく、つまり基地局１の送信電力を制限する必要がなく、送信ウェイト取得部１２４で算出された送信ウェイトを直接調整する場合には、最大送信ウェイトを調整対象ウェイトに設定することを可能とする。
【０１０２】
また、本変形例では、受信レベルに基づいて基準係数αが決定されることから、調整係数α１〜α３をそのまま用いて、送信ウェイト正規化部１２３で得られた正規化送信ウェイトを調整すると、調整後の正規化送信ウェイトのウェイト電力がウェイト電力制限値を超える可能性がある。したがって、本変形例では、正規化送信ウェイトの振幅の上限値を、ウェイト電力制限値の平方根に制限して、調整後の正規化送信ウェイトのウェイト電力がウェイト電力制限値を超えないようにする。
【０１０３】
＜第５変形例＞
上記の例では、送信ウェイト調整部１２２は、調整対象ウェイトの振幅だけを調整していたが、調整対象ウェイトの振幅と位相の両方を調整しても良い。以下に本変形例に係る送信ウェイト調整部１２２の動作について説明する。
【０１０４】
本変形例に係る送信ウェイト調整部１２２は、調整対象ウェイトの振幅を上述のようにして大きくすると、振幅を大きくする前の調整対象ウェイト（以後、「振幅調整前ウェイト」と呼ぶ）と、振幅を大きくした後の調整対象ウェイト（以後、「振幅調整後ウェイト」と呼ぶ）との間の相関が高くなるように、当該振幅を大きくした後の調整対象ウェイトの位相を調整する。
【０１０５】
例えば、送信ウェイト調整部１２２は、振幅調整後ウェイトの位相に関して、互いに異なる複数の調整値を記憶している。この複数の調整値には“０”が含まれるものとする。送信ウェイト調整部１２２は、複数の調整値のそれぞれについて、当該調整値だけ位相を変化させた振幅調整後ウェイトと、振幅調整前ウェイトとの間の相関値を求める。これにより、複数の調整値にそれぞれ対応する複数の相関値が得られる。そして、送信ウェイト調整部１２２は、求めた複数の相関値のうちの最大の相関値を求める際に使用された、位相調整後の振幅調整後ウェイトを、送信ウェイト設定部１２１で使用される送信ウェイトとする。これにより、振幅調整前ウェイトと振幅調整後ウェイトとの間の相関が低い場合には、当該相関が高くなるように、当該振幅調整後ウェイトの位相が調整されるようになる。
【０１０６】
このように、振幅調整前ウェイトと振幅調整後ウェイトとの間の相関が高くなるように、当該振幅調整後ウェイトの位相を調整することによって、基地局１の送信電力を大きくするために送信ウェイトの振幅を大きくしたとしてもアレイアンテナ１１０の送信指向性が大きく変化することを防止することができる。よって、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果をある程度発揮することができる。
【０１０７】
＜その他の変形例＞
上記の例では、本願発明を基地局に適用する場合について説明したが、複数のアンテナの送信指向性を制御する無線通信装置であれば、他のどのような無線通信装置であっても本願発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 基地局
１１ 通信部
１１０ａ アンテナ
１２１ 送信ウェイト設定部
１２２ 送信ウェイト調整部
１２４ 送信ウェイト取得部
１６０ 干渉強度取得部
１７０ 受信レベル取得部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを用いた通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から無線通信に関して様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、複数のアンテナを用いて通信する無線通信装置について、当該複数のアンテナに関する送信指向性を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９５６７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、無線通信装置においては、その送信性能を向上することが望まれる。
【０００５】
そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、複数のアンテナを用いて通信する際の送信性能を向上することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信装置は、複数のアンテナを用いて通信を行う通信部と、前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める送信ウェイト取得部と、前記複数の送信ウェイトを、前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する送信ウェイト設定部と、前記通信部で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める干渉強度取得部と、前記干渉波成分の強度が小さいほど、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする送信ウェイト調整部とを備える。
【０００７】
また、本発明に係る無線通信装置は、複数のアンテナを用いて通信を行う通信部と、前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める送信ウェイト取得部と、前記複数の送信ウェイトを、前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する送信ウェイト設定部と、前記通信部で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める干渉強度取得部と、前記干渉波成分の強度がしきい値よりも小さい場合には、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくし、前記干渉波成分の強度が前記しきい値よりも大きい場合には、前記複数の送信ウェイトを調整しない送信ウェイト調整部とを備える。
【０００８】
また、本発明に係る無線通信装置の一態様では、前記複数のアンテナは、Ｎ個（Ｎ≧２）のアンテナであって、前記送信ウェイト調整部は、前記複数の送信ウェイトにおいて、振幅が１番目に大きい送信ウェイトからＭ番目（１≦Ｍ＜Ｎ）に大きい送信ウェイトの振幅は調整せずに、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。
【０００９】
また、本発明に係る無線通信装置の一態様では、前記送信ウェイト調整部は、前記複数の送信ウェイトにおいて、振幅が１番目に大きい送信ウェイトからＭ番目に大きい送信ウェイトの振幅は調整せずに、振幅がＭ番目に大きい送信ウェイトに対して他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅が近づくように当該他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。
【００１０】
また、本発明に係る無線通信装置の一態様では、前記複数のアンテナは、Ｎ個（Ｎ≧２）のアンテナであって、前記Ｎ個のアンテナでそれぞれ受信されるＮ個の受信信号について受信レベルを求める受信レベル取得部がさらに設けられ、前記送信ウェイト調整部は、前記Ｎ個の受信信号において、前記受信レベルが１番目に大きい受信信号からＭ番目（１≦Ｍ＜Ｎ）に大きい受信信号がそれぞれ受信されるＭ個のアンテナから送信される送信信号にそれぞれ設定されるＭ個の送信ウェイトは調整せずに、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。
【００１１】
また、本発明に係る無線通信装置の一態様では、前記送信ウェイト調整部は、送信ウェイトの振幅を大きくするとともに、振幅を大きくする前の当該送信ウェイトと、振幅を大きくした後の当該送信ウェイトとの間の相関が高くなるように、振幅を大きくした後の当該送信ウェイトの位相を調整する。
【００１２】
また、本発明に係る無線通信方法は、（ａ）複数のアンテナを用いて通信する工程と、（ｂ）前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める工程と、（ｃ）前記複数の送信ウェイトを、前記工程（ａ）において前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する工程と、（ｄ）前記工程（ａ）で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める工程と、（ｅ）前記干渉波成分の強度が小さいほど、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする工程とを備える。
【００１３】
また、本発明に係る無線通信方法は、（ａ）複数のアンテナを用いて通信する工程と、（ｂ）前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める工程と、（ｃ）前記複数の送信ウェイトを、前記工程（ａ）において前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する工程と、（ｄ）前記工程（ａ）で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める工程と、（ｅ）前記干渉波成分の強度がしきい値よりも小さい場合には、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくし、前記干渉波成分の強度が前記しきい値よりも大きい場合には、前記複数の送信ウェイトを調整しない工程とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、送信性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】基地局の構成を示す図である。
【図３】基地局の送信指向性の一例を示す図である。
【図４】ＣＩＲと送信ウェイトの調整係数との関係を示す図である。
【図５】基準係数取得テーブルの一例を示す図である。
【図６】基地局の変形例の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本実施の形態に係る無線通信装置を備える無線通信システム１００の構成を示す図である。本実施の形態に係る無線通信装置は、例えば、通信端末と通信を行う基地局である。以後、本実施の形態に係る無線通信装置を「基地局１」と呼ぶ。
【００１７】
図１に示されるように、無線通信システム１００は複数の基地局１を備えており、各基地局１は複数の通信端末２と通信を行う。各基地局１のサービスエリア１０は、周辺基地局１のサービスエリア１０と部分的に重なっている。複数の基地局１は、図示しないネットワークに接続されており、当該ネットワークを通じて互いに通信可能となっている。また、ネットワークには図示しないサーバ装置が接続されており、各基地局１は、ネットワークを通じてサーバ装置と通信可能となっている。
【００１８】
図２は各基地局１の構成を示す図である。基地局１は、送受信アンテナとしてアレイアンテナを有し、アダプティブアレイアンテナ方式を用いてアレイアンテナの指向性を制御することが可能である。
【００１９】
図２に示されるように、基地局１は、通信部１１と、当該通信部１１を制御する制御部１２とを備えている。通信部１１は、複数のアンテナ１１０ａから成るアレイアンテナ１１０を有している。図２の例では、アレイアンテナ１１０は４つのアンテナ１１０ａで構成されている。以後、この４つのアンテナ１１０ａを、第１アンテナ１１０ａ〜第４アンテナ１１０ａとそれぞれ呼ぶことがある。アレイアンテナ１１０を構成するアンテナ１１０ａの数は４つに限られず、２つ以上であれば良い。
【００２０】
通信部１１は、アレイアンテナ１１０で受信される複数の受信信号のそれぞれに対して増幅処理、ダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換処理等を行って、ベースバンドの複数の受信信号を生成して出力する。
【００２１】
また、通信部１１は、制御部１２で生成されるベースバンドの複数の送信信号のそれぞれに対して、Ｄ／Ａ変換処理、アップコンバート及び増幅処理等を行って、搬送帯域の複数の送信信号を生成する。そして、通信部１１は、生成した搬送帯域の複数の送信信号を、アレイアンテナ１１０を構成する複数のアンテナ１１０ａにそれぞれ入力する。これにより、各アンテナ１１０ａから送信信号が無線送信される。
【００２２】
制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）及びメモリなどで構成されている。制御部１２では、ＣＰＵ及びＤＳＰがメモリ内の各種プログラムを実行することによって、送信ウェイト処理部１２０、受信ウェイト処理部１３０、送信信号生成部１４０、受信データ取得部１５０及び干渉強度取得部１６０などの複数の機能ブロックが形成される。
【００２３】
送信信号生成部１４０は、基地局１の通信相手装置である、通信対象の通信端末２（以後、「通信対象端末２」と呼ぶ）に送信する送信データを生成する。そして、送信信号生成部１４０は、生成した送信データを含むベースバンドの送信信号を生成する。この送信信号は、アレイアンテナ１１０を構成する複数のアンテナ１１０ａの数だけ生成される。
【００２４】
送信ウェイト処理部１２０は、送信ウェイト設定部１２１、送信ウェイト調整部１２２、送信ウェイト正規化部１２３及び送信ウェイト取得部１２４を備えている。
【００２５】
送信ウェイト取得部１２４は、受信ウェイト処理部１３０で算出された複数の受信ウェイトに基づいて、アレイアンテナ１１０での送信指向性を制御するための複数の送信ウェイトを算出する。
【００２６】
送信ウェイト正規化部１２３は、送信ウェイト取得部１２４で算出された複数の送信ウェイトを正規化する。送信ウェイト調整部１２２は、送信ウェイト正規化部１２３で正規化された複数の送信ウェイトを調整する。送信ウェイト正規化部１２３及び送信ウェイト調整部１２２の動作については後で詳細に説明する。
【００２７】
送信ウェイト設定部１２１は、送信信号生成部１４０で生成された複数の送信信号に対して、送信ウェイト調整部１２２で調整された複数の送信ウェイトをそれぞれ設定する。そして、送信ウェイト設定部１２１は、複数の送信ウェイトがそれぞれ設定された複数の送信信号を通信部１１に出力する。
【００２８】
受信ウェイト処理部１３０は、アレイアンテナ１１０での受信指向性を制御するための複数の受信ウェイトを算出する。受信ウェイト処理部１３０は、通信部１１から入力される複数の受信信号に対して、算出した複数の受信ウェイトをそれぞれ設定する。受信ウェイト処理部１３０は、複数の受信ウェイトがそれぞれ設定された複数の受信信号を合成して新たな受信信号を生成する。
【００２９】
受信データ取得部１５０は、受信ウェイト処理部１３０で生成された新たな受信信号に対して等化処理及び復調処理等を行って、当該受信信号に含まれる制御データ及びユーザデータを取得する。
【００３０】
本実施の形態に係る基地局１は、通信部１１、送信ウェイト処理部１２０及び受信ウェイト処理部１３０の働きによって、アレイアンテナ１１０の指向性を適応的に制御しながら通信端末２と通信を行う。基地局１は、通信端末２と通信する際に、アレイアンテナ１１０の受信指向性及び送信指向性のそれぞれを制御する。具体的には、受信ウェイト処理部１３０が、受信信号に乗算する受信ウェイトを調整することより、アレイアンテナ１１０での受信指向性を制御する。また、送信ウェイト処理部１２０が、送信信号に乗算する送信ウェイトを調整することより、アレイアンテナ１１０での送信指向性を制御する。送信ウェイトは受信ウェイトから求めることができ、受信ウェイトは通信端末２から出力されるパイロット信号などの既知信号に基づいて求めることができる。基地局１では、受信ウェイト処理部１３０及び送信ウェイト取得部１２４によって、通信部１１で受信される既知信号に基づいて複数の送信ウェイトを求める算出部が構成される。
【００３１】
また、本実施の形態に係る基地局１は、通信対象端末２からの信号を受信する際のアレイアンテナ１１０の受信指向性の制御（以後、「アレイ受信制御」と呼ぶことがある）に関して、ビームフォーミング及びヌルステアリングの両方を同時に行う。また、基地局１は、通信対象端末２に対して信号を送信する際のアレイアンテナ１１０の送信指向性の制御（以後、「アレイ送信制御」と呼ぶことがある）に関して、ビームフォーミング及びヌルステアリングの両方を同時に行う。受信ウェイトを求める手法として、ＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）やＬＭＳ（Least Mean Square）などの最小二乗誤差法（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Square Error）が知られているが、この最小二乗誤差法を用いて受信ウェイトを算出することによって、受信時にヌルステアリング及びビームフォーミングの両方を同時に行うことができる。また、この最小二乗誤差法を用いて求められた受信ウェイトに基づいて送信ウェイトを算出することによって、送信時にヌルステアリング及びビームフォーミングの両方を同時に行うことができる。
【００３２】
なお、本実施の形態に係る送信ウェイト取得部１２４は、受信ウェイト処理部１３０で求められた受信ウェイトをキャリブレーション情報に基づいて補正し、補正後の受信ウェイトを送信ウェイトとしている。キャリブレーション情報は、基地局１での送信系回路と受信系回路の特性の相違に基づいて生成される情報である。送信ウェイト取得部１２４は、受信ウェイト処理部１３０で求められた受信ウェイトをそのまま送信ウェイトとして採用することによって、送信ウェイトを取得することが可能である。しかしながら、送信系回路と受信系回路の特性には相違（例えば、送信系回路と受信系回路の増幅部の特性の相違）があるため、本実施の形態では、精度の良い送信ウェイトを取得するために、送信ウェイト取得部１２４は、キャリブレーション情報を使用して、その相違を吸収するように受信ウェイトを補正し、補正後の受信ウェイトを送信ウェイトとしている。
【００３３】
干渉強度取得部１６０は、通信部１１で受信される通信対象端末２からの受信信号に含まれる干渉波成分の強度（以後、「干渉強度」と呼ぶ）を求める。本実施の形態では、例えば、通信対象端末２からの受信信号に含まれる所望波成分の強度に対する、当該受信信号に含まれる干渉波成分の相対的な強度を求める。具体的には、通信対象端末２からの受信信号に含まれる所望波成分及び干渉波成分の信号電力比を示すＣＩＲ（Carrier-to-Interference Ratio）を求める。ＣＩＲについては、その値が小さいほど、所望波成分の強度に対する干渉波成分の強度が大きいことを意味している。以下に、ＣＩＲの算出方法の一例について説明する。
【００３４】
干渉強度取得部１６０は、アレイアンテナ１１０を構成する複数のアンテナ１１０ａでそれぞれ受信される、通信対象端末２からの複数の既知信号（既知の複素信号）に基づいてＣＩＲを求める。干渉強度取得部１６０は、通信部１１から出力される、複数のアンテナ１１０ａでそれぞれ受信された複数の既知信号のそれぞれについて、当該既知信号と参照信号との相関値を、当該参照信号を時間方向に少しずつずらしながら算出し、算出した相関値の最大値を特定する。ここで、参照信号とは、既知信号についての理想状態での信号（本来の状態での信号）である。次に、干渉強度取得部１６０は、複数のアンテナ１１０ａにそれぞれ対応する、算出した複数の相関値の最大値の平均値を求める。そして、干渉強度取得部１６０は、求めた平均値を電力値に換算し、それによって得られた値をＣＩＲとする。このようにして求められたＣＩＲ（干渉強度）は、送信ウェイト調整部１２２が送信ウェイトを調整する際に使用される。
【００３５】
＜送信ウェイトの正規化＞
本実施の形態に係る通信部１１では、複数のアンテナ１１０ａにそれぞれ対応して複数の送信アンプ（図示せず）が設けられている。通信部１１に入力される複数の送信信号は、この複数の送信アンプでそれぞれ増幅された後に、複数のアンテナ１１０ａにそれぞれ入力される。基地局１では、通信部１１の各送信アンプの性能や電波法によって、各アンテナ１１０ａから送信される送信信号の送信電力が制限値（以後、「送信電力制限値」と呼ぶ）を越えないようにする必要がある。
【００３６】
一方で、各アンテナ１１０ａの送信電力を送信電力制限値よりも十分に小さくすると、基地局１全体での送信電力が小さくなることから、基地局１の送信性能が低下することになる。
【００３７】
そこで、本実施の形態に係る送信ウェイト正規化部１２３は、複数のアンテナ１１０ａのうち、送信電力が最大のアンテナ１１０ａの送信電力が送信電力制限値と一致するように、送信ウェイト取得部１２４で算出された複数の送信ウェイトを正規化する。これにより、各アンテナ１１０ａの送信電力を送信電力制限値以下に抑えつつ、基地局１全体の送信電力が低下することを抑制することができる。以下に、送信ウェイト正規化部１２３の動作について詳細に説明する。以下の説明では、例えば、振幅の二乗が“１”の送信ウェイトが設定された送信信号がアンテナ１１０ａから送信される場合に、当該アンテナ１１０ａの送信電力が送信電力制限値（例えば１Ｗ）に一致するものとする。この場合には、送信ウェイトの振幅の二乗（以後、「ウェイト電力」と呼ぶ）の制限値（以後、「ウェイト電力制限値」と呼ぶ）が“１”に設定されていると言える。
【００３８】
送信ウェイト正規化部１２３は、送信ウェイト取得部１２４で算出された複数の送信ウェイトのそれぞれのウェイト電力を求める。次に、送信ウェイト正規化部１２３は、複数の送信ウェイトのうち、ウェイト電力が最大（振幅が最大）の送信ウェイトを特定する。以後、複数の送信ウェイトのうち、ウェイト電力が最大の送信ウェイト、言い換えれば振幅が最大の送信ウェイトを「最大送信ウェイト」と呼ぶ。
【００３９】
次に、送信ウェイト正規化部１２３は、複数の送信ウェイトのそれぞれを、最大送信ウェイトの振幅（ウェイト電力の平方根）で除算する。これにより、最大送信ウェイトのウェイト電力がウェイト電力制限値“１”となるように、各送信ウェイトが正規化される。つまり、最大送信ウェイトが設定される送信信号を送信するアンテナ１１０ａ、つまり送信電力が最大のアンテナ１１０ａの送信電力が送信電力制限値と一致するように、各送信ウェイトが正規化される。
【００４０】
例えば、送信ウェイト取得部１２４で算出される４つの送信ウェイトＷ１〜Ｗ４が、Ｗ１＝０．１＋ｊ０．６、Ｗ２＝−０．１−ｊ０．４、Ｗ３＝０．３＋ｊ０．７、Ｗ４＝１＋ｊ０．６とすると、それらのウェイト電力Ｐ１〜Ｐ４は、Ｐ１＝０．３７、Ｐ２＝０．１７、Ｐ３＝０．５８、Ｐ４＝１．３６となる。したがって、この場合には、送信ウェイトＷ４が、最大送信ウェイトとなり、送信ウェイトＷ４の振幅（ウェイト電力Ｐ４の平方根）は“１．１７”となる。４つの送信ウェイトＷ１〜Ｗ４のそれぞれを“１．１７”で除算して正規化すると、正規化後の４つの送信ウェイトＷ１〜Ｗ４である正規化送信ウェイトＮＷ１〜ＮＷ４は、ＮＷ１＝０．０９＋ｊ０．５１、ＮＷ２＝−０．０９−ｊ０．３４、Ｗ３＝０．２６＋ｊ０．６、Ｗ４＝０．８６＋ｊ０．５１となる。正規化送信ウェイトＮＷ１〜ＮＷ４のウェイト電力ＮＰ１〜ＮＰ４は、ＮＰ１＝０．２７、ＮＰ２＝０．１２、ＮＰ３＝０．４３、ＮＰ４＝１となる。このようにして、最大送信ウェイトのウェイト電力がウェイト電力制限値“１”となるように、各送信ウェイトが正規化される。
【００４１】
＜干渉強度に基づく送信ウェイトの調整＞
上述の説明から理解できるように、各アンテナ１１０ａの送信電力は送信電力制限値まで上げることが可能である。したがって、基地局１の最大送信電力は、アレイアンテナ１１０が有するアンテナ１１０ａの数と送信電力制限値とを掛け合わせた値となる。
【００４２】
ここで、複数の送信ウェイトは、複数のアンテナ１１０ａから成るアレイアンテナ１１０の送信指向性を制御するためのものであることから、複数の送信ウェイトの振幅（ウェイト電力）はどうしてもばらついてしまう。したがって、複数の送信ウェイトを上記のように正規化したとしても、すべてのアンテナ１１０ａの送信電力を送信電力制限値に一致させることはできない。つまり、基地局１は最大送信電力で信号を送信することができず、基地局１はその送信能力を十分に発揮することができない。
【００４３】
一方で、基地局１の送信電力を大きくするために、送信ウェイトの振幅（ウェイト電力値）を大きくすると、アレイアンテナ１１０の送信指向性が変化する可能性があり、適切なヌルステアリングを行うことができない可能性がある。つまり、アレイアンテナ１１０の送信指向性に関して、ヌルでの利得については、送信ウェイトの振幅を変化させると大きく変化して、適切なヌルステアリングを行うことができない可能性がある。
【００４４】
図３は、各送信ウェイトを変化させた際にアレイアンテナ１１０の送信指向性がどのように変化するかを示す図である。図３では、横軸にはアレイアンテナ１１０の周囲の方向が角度で示されており、縦軸には横軸に示される方向（角度）での、所定の基準値に対するアレイアンテナ１１０の相対的な送信利得が示されている。
【００４５】
また図３では、実線で示される送信指向性２００は、送信ウェイト正規化部１２３で正規化された複数の送信ウェイトをそのまま複数の送信信号にそれぞれ設定した際の送信指向性を示している。波線で示される送信指向性２１０は、送信ウェイト正規化部１２３で正規化された複数の送信ウェイトを、それらの振幅を変化させた上で複数の送信信号にそれぞれ設定した際の送信指向性を示している。一点鎖線で示される送信指向性２２０は、送信ウェイト正規化部１２３で正規化された複数の送信ウェイトを、それらの位相を変化させた上で複数の送信信号にそれぞれ設定した際の送信指向性を示している。二点鎖線で示される送信指向性２３０は、送信ウェイト正規化部１２３で正規化された複数の送信ウェイトを、それらの振幅及び位相の両方を変化させた上で複数の送信信号にそれぞれ設定した際の送信指向性を示している。
【００４６】
図３に示されるように、送信ウェイトを変化させると、アレイアンテナ１１０の送信指向性に関して、ビームでの利得よりもヌルでの利得の方が大きく変化して、ヌルでの利得が大きくなる。よって、送信ウェイトを変化させると、適切なヌルステアリングが困難となる。
【００４７】
以上のように、基地局１の送信電力を大きくする点においては送信ウェイトの振幅を大きくすることが望ましいものの、ヌルステアリングを適切に行う点においては送信ウェイトの振幅を大きくすることは望ましくない。
【００４８】
そこで、本実施の形態に係る送信ウェイト調整部１２２は、通信対象端末２からの受信信号での干渉強度が小さいほど、複数のアンテナ１１０ａから当該通信対象端末２に送信する複数の送信信号に設定する複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。これにより、通信対象端末２からの受信信号での干渉強度が大きい場合には、複数の送信ウェイトの値をできるだけ維持して送信時のヌルステアリングを適切に行うことができる。一方で、通信対象端末２からの受信信号での干渉強度が小さい場合には、送信時のヌルステアリングの効果が弱まる可能性があるものの、送信ウェイトの振幅を大きくして、基地局１の送信電力を大きくすることができる。
【００４９】
ここで、基地局１において干渉波が到来する方向（以後、「干渉方向」と呼ぶ）では、当該基地局１に近いところに、周辺基地局１と通信する通信端末２などの、干渉源となっている他の通信装置（以後、「干渉源装置」と呼ぶことがある）が存在することになる。したがって、基地局１が干渉方向に信号を送信すると、干渉源装置に干渉を与える可能性がある。
【００５０】
そして、通信対象端末２からの受信信号での干渉強度が大きい場合には、基地局１に対して干渉源装置が非常に近い場所に存在する可能性が高いことから、当該干渉強度が大きい場合に、上述のように、複数の送信ウェイトの値を維持して、通信対象端末２への送信時にヌルステアリングの効果を十分に発揮させることによって、干渉源装置に干渉を与えることを確実に防止することができる。
【００５１】
これに対して、通信対象端末２からの受信信号での干渉強度が小さい場合には、基地局１に対して干渉源装置はそれほど近い場所には存在していない可能性が高いことから、当該干渉強度が小さい場合に、上述のように、基地局１の送信電力を大きくするために送信ウェイトの振幅を大きくし、通信対象端末２への送信時にヌルステアリングの効果が弱まったとしても、干渉源装置に干渉を与える可能性は低いと言える。
【００５２】
以上より、本実施の形態のように、通信対象端末２からの受信信号での干渉強度が小さいほど、複数のアンテナ１１０ａから当該通信対象端末２に送信する複数の送信信号に設定する複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくすることによって、基地局１では、周囲に干渉を与えることを抑制しつつ、その送信電力を大きくすることができる。よって、基地局１の送信性能が向上する。以下に送信ウェイト調整部１２２での送信ウェイトの調整方法の具体例について説明する。
【００５３】
本実施の形態では、送信ウェイト正規化部１２３で得られた複数の正規化送信ウェイトのうち、例えば、振幅が２番目に大きい正規化送信ウェイトが、振幅を調整する対象の送信ウェイトとなっている。以後、振幅を調整する対象の送信ウェイトを「調整対象ウェイト」と呼ぶことがある。送信ウェイト調整部１２２は、送信ウェイト正規化部１２３で得られた複数の正規化送信ウェイトのうちの振幅が２番目に大きい正規化送信ウェイトの振幅を、干渉強度取得部１６０で求められる干渉強度が小さいほど、つまりＣＩＲが大きいほど大きくする。
【００５４】
また、本実施の形態では、干渉強度取得部１６０で求められるＣＩＲがとり得る範囲が例えば４つの段階（４つの範囲）に分けてられている。この４つの段階をそれぞれ段階０〜３と呼ぶ。ＣＩＲについては段階０〜３の順で大きくなっている。つまり、段階０〜３の順で干渉強度が小さくなっている。
【００５５】
そして、本実施の形態では、送信ウェイト調整部１２２は、干渉強度取得部１６０で求められたＣＩＲが段階０に属する場合（干渉強度が大きい場合）には、調整対象ウェイト（振幅が２番目に大きい正規化送信ウェイト）の振幅を調整せずに、当該ＣＩＲが段階１に属する場合（干渉強度がやや大きい場合）、段階２に属する場合（干渉強度がやや小さい場合）、段階３に属する場合（干渉強度が小さい場合）には、調整対象ウェイトの振幅を調整する。言い換えれば、送信ウェイト調整部１２２は、干渉強度取得部１６０で求められた干渉強度がしきい値よりも大きい場合には、振幅が２番目に大きい正規化送信ウェイトの振幅を調整せずに、当該干渉強度が当該しきい値よりも小さい場合には、振幅が２番目に大きい正規化送信ウェイトの振幅を調整する。
【００５６】
送信ウェイト調整部１２２は、干渉強度取得部１６０で求められたＣＩＲが段階１に属する場合には、調整対象ウェイトに調整係数α１を掛け合わせて、その振幅を大きくする。また、送信ウェイト調整部１２２は、干渉強度取得部１６０で求められたＣＩＲが段階２に属する場合には、調整対象ウェイトに調整係数α２を掛け合わせて、その振幅を大きくする。そして、送信ウェイト調整部１２２は、干渉強度取得部１６０で求められたＣＩＲが段階３に属する場合には、調整対象ウェイトに調整係数α３を掛け合わせて、その振幅を大きくする。調整係数α１〜α３は、この順で大きくなっており、送信ウェイト調整部１２２によって算出される。図４は、ＣＩＲの段階１〜３と調整係数α１〜α３との対応関係を示す図である。
【００５７】
送信ウェイト調整部１２２は、複数の正規化送信ウェイトにおいて、振幅が２番目に大きい正規化送信ウェイトの振幅を調整すると、当該正規化送信ウェイトと、残りの正規化送信ウェイト（振幅が調整されていない正規化送信ウェイト）とを送信ウェイト設定部１２１に出力する。送信ウェイト設定部１２１は、送信ウェイト調整部１２２から受け取った複数の正規化送信ウェイト（振幅が調整された正規化送信ウェイトを含む）のそれぞれを、当該正規化送信ウェイトに対応するアンテナ１１０ａから送信される送信信号に設定する。
【００５８】
次に調整係数α１〜α３の求め方について説明する。送信ウェイト調整部１２２は、複数の正規化送信ウェイトにおいて、振幅が２番目の正規化送信ウェイトに対して係数αを掛け合わせると、当該正規化送信ウェイトの振幅が、最大振幅の正規化送信ウェイトの振幅に一致するような当該係数αを算出する。つまり、係数αは、複数の正規化送信ウェイトにおいて、最大振幅の正規化送信ウェイトの振幅を、振幅が２番目の正規化送信ウェイトの振幅で除算して得られる値である。この係数αが、調整係数α１〜α３を決定する際の基準となる。以後、係数αを「基準係数α」と呼ぶ。また、基準係数αから“１”を差し引いて得られる値を振幅増加率βと呼ぶ。つまり、β＝α−１となる。
【００５９】
送信ウェイト調整部１２２は、例えば、基準係数αを調整係数α３とする。したがって、干渉強度が小さい場合に、振幅が２番目の正規化送信ウェイトに対して調整係数α３が掛け合わされると、当該正規化送信ウェイトの振幅は、最大振幅の正規化送信ウェイトの振幅と一致するようになる。
【００６０】
また、送信ウェイト調整部１２２は、例えば、振幅増加率βの７５％に対して“１”を足し合わせて得られる値を調整係数α２とする。つまり、α２＝１＋β×０．７５となる。
【００６１】
そして、送信ウェイト調整部１２２は、例えば、振幅増加率βの５０％に対して“１”を足し合わせて得られる値を調整係数α１とする。つまり、α１＝１＋β×０．５となる。
【００６２】
例えば、最大振幅の正規化送信ウェイトの振幅が“１”であって、振幅が２番目の正規化送信ウェイトの振幅が“０．８”であるとすると、基準係数α＝１／０．８＝１．２５となり、振幅増加率β＝０．２５となる。したがって、この場合には、α１＝１．１２５、α２＝１．１８７５、α３＝１．２５となる。
【００６３】
このようにして求められる調整係数α１〜α３のいずれか一つを調整対象ウェイトに掛け合わせて当該調整対象ウェイトの振幅を大きくすることによって、調整対象ウェイトの振幅は、最大振幅の正規化送信ウェイトの振幅に近づくようになる。
【００６４】
なお、調整係数α１〜α３については他の方法で決定しても良い。また、上記の例では、送信ウェイト調整部１２２は、送信ウェイト正規化部１２３で正規化された送信ウェイトを調整していたが、送信アンプの性能が十分高いなどの理由により送信ウェイトを正規化する必要がない場合には、送信ウェイト取得部１２４で算出された送信ウェイトを直接調整することになる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態に係る基地局１では、干渉強度が小さいほど、複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくしているため、干渉強度が大きい場合には複数の送信ウェイトの値を維持して適切なヌルステアリングを実行することができる一方で、ヌルステアリングの効果をあまり発揮する必要がない、干渉強度が小さい場合には、送信ウェイトの振幅を大きくして基地局１の送信電力を大きくすることができる。よって、基地局１では、周囲に干渉を与えることを抑制しつつ、その送信電力を大きくすることができる。その結果、基地局１の送信性能が向上する。
【００６６】
本実施の形態に係る基地局１に関して別の見方をすれば、基地局１では、干渉強度が大きい場合には、複数の送信ウェイトの調整を行わずに、干渉強度が小さい場合には、送信ウェイトの振幅を大きくしている。したがって、干渉強度が大きい場合には適切なヌルステアリングを実行することができる一方で、ヌルステアリングの効果をあまり発揮する必要がない、干渉強度が小さい場合には、基地局１の送信電力を大きくすることができる。よって、基地局１では、周囲に干渉を与えることを抑制しつつ、その送信電力を大きくすることができる。その結果、基地局１の送信性能が向上する。
【００６７】
また、本実施の形態では、複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする場合には、振幅が最大の送信ウェイトは調整していないため、複数の送信ウェイトのうちの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅の調整によってアレイアンテナ１１０の送信指向性が大きく変化することを防止することができる。その結果、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果をある程度発揮することができる。よって、周囲に干渉を与えることをさらに抑制することができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、複数の送信ウェイトにおいて、振幅が最大の送信ウェイトは調整せずに、当該送信ウェイトの振幅に対して、他の送信ウェイト（上記の例では、振幅が２番目に大きい送信ウェイト）の振幅が近づくように当該他の送信ウェイトの振幅を大きくしているため、送信ウェイトの振幅の調整によって送信指向性が変化することをさらに防止することができる。その結果、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果をさらに発揮することができる。よって、周囲に干渉を与えることをさらに抑制することができる。
【００６９】
なお、上記の例では、複数の送信ウェイトのうち、振幅が２番目に大きい送信ウェイトを調整対象ウェイトとしたが、振幅の大きさが３番目以降の送信ウェイトを調整対象ウェイトとしても良い。振幅の大きさが３番目の送信ウェイトを調整対象ウェイトとする場合には、複数の送信ウェイトにおいて、最大振幅の送信ウェイトの振幅を、振幅が３番目の送信ウェイトの振幅で除算して得られる値を基準係数αとする。これにより、振幅が３番目の送信ウェイトを調整すると、当該送信ウェイトの振幅は、最大振幅の送信ウェイトに近づくようになる。振幅の大きさが４番目以降の送信ウェイトを調整対象ウェイトとする場合には、基準係数αを同様にして求める。
【００７０】
また、上記の例では、複数の送信ウェイトのうちの一つを調整対象ウェイトとしたが、複数の送信ウェイトのうちの２つ以上の送信ウェイトを調整対象ウェイトとしても良い。例えば、振幅が２番目に大きい送信ウェイト（以後、「振幅２番目送信ウェイト」と呼ぶ）と、振幅が３番目に大きい送信ウェイト（「振幅３番目送信ウェイト」と呼ぶ）とを調整対象ウェイトにしても良い。この場合には、振幅２番目送信ウェイトを調整するための調整係数α１〜α３と、振幅３番目送信ウェイトを調整するための調整係数α１〜α３とが別々に求められることになる。
【００７１】
また、上記の例では、送信ウェイトに対して３つの調整係数α１〜α３を掛け合わせることによって、送信ウェイトの振幅を３段階大きくすることができたが、送信ウェイトの振幅を２段階だけ大きくすることができるようにしても良いし、送信ウェイトの振幅を４段階以上大きくすることができるようにしても良い。
【００７２】
また、上記の例では、干渉強度取得部１６０で求められたＣＩＲが段階０に属する場合には調整対象ウェイトの振幅を調整しなかったが、この場合に、調整対象ウェイトに対して、調整係数α１よりも小さい調整係数（例えば、振幅増加率βの２５％に対して“１”を足し合わせて得られる値）を掛け合わせることによって、調整対象ウェイトの振幅を少し大きくしても良い。
【００７３】
＜各種変形例＞
＜第１変形例＞
上記の例では、通信対象端末２からの受信信号に含まれる所望波成分の強度に対する、当該受信信号に含まれる干渉波成分の相対的な強度を求めて、当該相対的な強度に基づいて送信ウェイトを調整していたが、通信対象端末２からの受信信号に含まれる干渉波成分の絶対的な強度を求めて、当該絶対的な強度に基づいて送信ウェイトを調整しても良い。例えば、通信対象端末２からの受信信号に含まれる干渉波成分の電力の絶対値（以後、「絶対干渉電力」と呼ぶ）を求めて、当該電力の絶対値に基づいて送信ウェイトを調整しても良い。
【００７４】
通信対象端末２からの受信信号についての絶対干渉電力ＡＩＰは、当該受信信号についての受信電力ＲＰとＣＩＲとを用いて以下の式（１）で表すことができる。
【００７５】
ＡＩＰ＝ＲＰ×（１／（ＣＩＲ＋１）） ・・・（１）
【００７６】
ただし、式（１）中のＡＩＰ、ＲＰ及びＣＩＲは、デシベルではなく真数で表されている。
【００７７】
例えば、受信電力ＲＰが６０ｄＢμＶ、ＣＩＲが３０ｄＢとすると、それぞれを真数で表現すると、１００００００及び１０００となる。したがって、この場合には、式（１）より、絶対干渉電力ＡＩＰ≒１０００となり、これをデシベルで表現すると、絶対干渉電力ＡＩＰは３０ｄＢμＶとなる。
【００７８】
なお、受信電力ＲＰは、通信対象端末２からの既知信号に基づいて算出することが可能である。
【００７９】
＜第２変形例＞
複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする場合には、最大送信ウェイト及び振幅２番目送信ウェイトを調整しなくしても良い。これにより、送信ウェイトの振幅の調整によって送信指向性が大きく変化することをさらに防止することができ、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果をさらに発揮することができる。
【００８０】
また、複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする場合には、振幅が１番目に大きい送信ウェイト（最大送信ウェイト）から３番目に大きい送信ウェイト（振幅３番目送信ウェイト）までを調整しなくしても良い。
【００８１】
また、アレイアンテナ１１０を構成するアンテナ１１０ａの数が５つ以上の場合には、振幅が１番目に大きい送信ウェイトから４番目に大きい送信ウェイトまでを調整しなくても良い。
【００８２】
以上の内容を一般化すると、アレイアンテナ１１０を構成するアンテナ１１０ａの数をＮ個（Ｎ≧２）とすると、複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする場合には、振幅が１番目に大きい送信ウェイトからＭ番目（１≦Ｍ＜Ｎ）に大きい送信ウェイトまでを調整しないようにする。これにより、送信ウェイトの振幅の調整によって送信指向性が大きく変化することを防止することができ、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果を発揮することができる。
【００８３】
なお、Ｍ＝１の場合には、最大送信ウェイトだけが調整されないことになる。
【００８４】
また、上記の例では、複数の送信ウェイトにおいて、最大送信ウェイトの振幅は調整せずに、当該振幅に近づくように、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくしていたが、最大送信ウェイト及び振幅２番目送信ウェイトは調整せずに、振幅２番目送信ウェイトの振幅に近づくように、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくしても良い。これにより、送信ウェイトの振幅の調整によって送信指向性が変化することをさらに防止することができ、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果をさらに発揮することができる。
【００８５】
例えば、最大送信ウェイト及び振幅２番目送信ウェイトは調整せずに、振幅２番目送信ウェイトの振幅に近づくように、振幅３番目送信ウェイトの振幅を大きくする場合には、振幅２番目送信ウェイトの振幅を振幅３番目送信ウェイトの振幅で除算して得られる値を基準係数αとする。また、最大送信ウェイト及び振幅２番目送信ウェイトは調整せずに、振幅２番目送信ウェイトの振幅に近づくように、振幅４番目送信ウェイトの振幅を大きくする場合には、振幅２番目送信ウェイトの振幅を振幅４番目送信ウェイトの振幅で除算して得られる値を基準係数αとする。
【００８６】
また、最大送信ウェイト及び振幅２番目送信ウェイトは調整せずに、振幅２番目送信ウェイトの振幅に近づくように、他の複数の送信ウェイト、例えば振幅３番目送信ウェイト及び振幅４番目送信ウェイトの振幅を大きくしても良い。この場合には、振幅３番目送信ウェイトを調整するための調整係数α１〜α３と、振幅４番目送信ウェイトを調整するための調整係数α１〜α３とが別々に求められることになる。
【００８７】
また、振幅が１番目に大きい送信ウェイト（最大送信ウェイト）から３番目に大きい送信ウェイト（振幅３番目送信ウェイト）までを調整せずに、振幅が３番目に大きい送信ウェイトの振幅に近づくように、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくしても良い。
【００８８】
また、アレイアンテナ１１０を構成するアンテナ１１０ａの数が５つ以上の場合には、振幅が１番目に大きい送信ウェイトから４番目に大きい送信ウェイトまでを調整せずに、振幅が４番目に大きい送信ウェイトの振幅に近づくように、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくしても良い。
【００８９】
以上の内容を一般化すると、アレイアンテナ１１０を構成するアンテナ１１０ａの数をＮ個（Ｎ≧２）とすると、振幅が１番目に大きい送信ウェイトからＭ番目（１≦Ｍ＜Ｎ）に大きい送信ウェイトまでを調整せずに、振幅がＭ番目に大きい送信ウェイトの振幅に近づくように、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。これにより、送信ウェイトの振幅の調整によって送信指向性が大きく変化することを防止することができ、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果を発揮することができる。
【００９０】
なお、Ｍ＝１の場合には、上述の実施の形態のように、最大送信ウェイトが調整されずに、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅が大きくされることになる。
【００９１】
＜第３変形例＞
基準係数αについてはテーブルを用いて求めても良い。図５は基準係数αを求めるための基準係数取得テーブル３００を示す図である。基準係数取得テーブル３００では、最大送信ウェイトと調整対象ウェイトの振幅比γの各値に対して、当該調整対象ウェイトの振幅を調整する際に使用する基準係数αの値が対応付けられている。最大送信ウェイトの振幅をＡＭｍとし、調整対象ウェイトの振幅をＡＭｔとすると、振幅比γ＝ＡＭｔ／ＡＭｍとなる。基準係数取得テーブル３００は送信ウェイト調整部１２２に記憶されている。
【００９２】
本変形例に係る基地局１では、送信ウェイト調整部１２２は、送信ウェイト正規化部１２３において正規化された複数の送信ウェイトにおける最大送信ウェイトと、当該複数の送信ウェイトにおける調整対象ウェイト（例えば、振幅２番目送信ウェイト）の振幅比γを求める。そして、送信ウェイト調整部１２２は、基準係数取得テーブル３００に記述されている振幅比γの複数の値において、求めた振幅比γの値に最も近い値を特定する。そして、送信ウェイト調整部１２２は、基準係数取得テーブル３００において、特定した値に対応付けられている基準係数αの値を、調整対象ウェイトの調整に使用する基準係数αの値とする。例えば、送信ウェイト正規化部１２３において正規化された複数の送信ウェイトにおける最大送信ウェイトと、当該複数の送信ウェイトにおける調整対象ウェイトの振幅比γが“０．７８”であるとすると、基準係数取得テーブル３００に記述されている振幅比γの複数の値において、“０．７８”に最も近い値は“０．８”となることから、これに対応付けられている基準係数αの値“１．２５”が、調整対象ウェイトの調整に使用する基準係数αの値となる。
【００９３】
このように、基準係数αをテーブルを用いて求める場合であっても、上記の例と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
＜第４変形例＞
一つのアンテナ１１０ａが受信する受信信号についての受信レベルと、当該一つのアンテナ１１０ａに対応する、送信ウェイト取得部１２４で求められる一つの送信ウェイトの振幅との間には相関がある。つまり、一つのアンテナ１１０ａが受信する、通信対象端末２から受信信号についての受信レベルが大きいほど、当該一つのアンテナ１１０ａから通信対象端末２に送信される送信信号に設定される、送信ウェイト取得部１２４で求められる一つの送信ウェイトの振幅は大きくなる傾向にある。
【００９５】
そこで、本変形例では、アレイアンテナ１１０を構成するＮ個のアンテナ１１０ａで受信されるＮ個の受信信号において、受信レベルが１番目に大きい受信信号からＭ番目に大きい受信信号をそれぞれ受信するＭ個のアンテナ１１０ａにそれぞれ対応するＭ個の送信ウェイトを調整せずに、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。これにより、複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする場合に、振幅が１番目に大きい送信ウェイトからＭ番目に大きい送信ウェイトまでが調整されない可能性が高くなり、上記の例と同様に、アレイアンテナ１１０の送信指向性が大きく変化することを防止することができる。よって、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果をある程度発揮することができる。以下に本変形例について具体的に説明する。
【００９６】
図６は本変形例に係る基地局１の構成を示す図である。本変形例に係る基地局１は、上述の図２に示される基地局１において、制御部１２が機能ブロックとして受信レベル取得部１７０をさらに備えるものである。
【００９７】
受信レベル取得部１７０は、複数のアンテナ１１０ａでそれぞれ受信される複数の受信信号のそれぞれについての受信レベルを求める。具体的には、受信レベル取得部１７０は、通信部１１から出力されるベースバンドの複数の受信信号のそれぞれについて、当該受信信号の振幅の二乗を求めて、当該振幅の二乗を当該受信信号の受信レベルとする。
【００９８】
送信ウェイト調整部１２２は、アレイアンテナ１１０を構成するＮ個のアンテナ１１０ａでそれぞれ受信されるＮ個の受信信号において、受信レベルが１番目に大きい受信信号からＭ番目に大きい受信信号がそれぞれ受信されるＭ個のアンテナ１１０ａにそれぞれ対応するＭ個の送信ウェイトを調整せずに、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする。
【００９９】
送信ウェイト調整部１２２は、調整対象ウェイトの調整に使用する調整数α１〜α３を決定する際には、Ｍ番目に大きい受信レベルを、調整対象ウェイトに対応するアンテナ１１０ａでの受信信号の受信レベルで除算して得られる値の平方根を基準係数αとする。そして、送信ウェイト調整部１２２は、求めた基準係数αを用いて、上述のようにして、調整対象ウェイトについての調整係数α１〜α３を求める。
【０１００】
例えば、アレイアンテナ１１０を構成する第１アンテナ１１０ａ〜第４アンテナ１１０ａにそれぞれ対応する複数の正規化送信ウェイトＮＷ１〜ＮＷ４が、ＮＷ１＝０．０９＋ｊ０．５１、ＮＷ２＝−０．０９−ｊ０．３４、Ｗ３＝０．２６＋ｊ０．６、Ｗ４＝０．８６＋ｊ０．５１であって、第１アンテナ１１０ａ〜第４アンテナ１１０ａでそれぞれ受信された複数の受信信号について受信レベルＲＬ１〜ＲＬ４が、ＲＬ１＝０．３、ＲＬ２＝０．１、ＲＬ３＝０．４，ＲＬ４＝１であって、Ｍ＝２とする。このような場合には、受信レベルが１番目に大きい受信信号が受信される第４アンテナ１１０ａに対応する正規化送信ウェイトＮＷ４と、受信レベルが２番目に大きい受信信号が受信される第３アンテナ１１０ａに対応する正規化送信ウェイトＮＷ３とは調整されない。そして、例えば、３番目に受信レベルが大きい受信信号が受信される第１アンテナ１１０ａに対応する正規化送信ウェイトＮＷ１を調整対象ウェイトとすると、この調整対象ウェイトの基準係数αは、２番目に大きい受信レベル“０．４”を、第１アンテナ１１０ａでの受信信号の受信レベル“０．３”で除算して得られる値“４／３”の平方根となる。また、４番目に受信レベルが大きい受信信号が受信される第２アンテナ１１０ａに対応する正規化送信ウェイトＮＷ２を調整対象ウェイトとすると、この調整対象ウェイトの基準係数αは、２番目に大きい受信レベル“０．４”を、第２アンテナ１１０ａでの受信信号の受信レベル“０．１”で除算して得られる値“４”の平方根、つまり“２”となる。
【０１０１】
なお、受信レベルと送信ウェイトの振幅とは相関があるものの、最大の受信レベルの受信信号が受信されるアンテナ１１０ａに対応する送信ウェイトが、最大送信ウェイトとならない可能性がある。したがって、最大送信ウェイトが調整対象ウェイトとなる可能性がある。そこで、本変形例においては、送信ウェイト正規化部１２３で得られた正規化送信ウェイトを調整する場合には、最大振幅の正規化送信ウェイトのウェイト電力がウェイト電力制限値を越えないように、最大振幅の正規化送信ウェイトを調整対象ウェイトとすることを禁止するようにする。一方で、送信ウェイトを正規化する必要がなく、つまり基地局１の送信電力を制限する必要がなく、送信ウェイト取得部１２４で算出された送信ウェイトを直接調整する場合には、最大送信ウェイトを調整対象ウェイトに設定することを可能とする。
【０１０２】
また、本変形例では、受信レベルに基づいて基準係数αが決定されることから、調整係数α１〜α３をそのまま用いて、送信ウェイト正規化部１２３で得られた正規化送信ウェイトを調整すると、調整後の正規化送信ウェイトのウェイト電力がウェイト電力制限値を超える可能性がある。したがって、本変形例では、正規化送信ウェイトの振幅の上限値を、ウェイト電力制限値の平方根に制限して、調整後の正規化送信ウェイトのウェイト電力がウェイト電力制限値を超えないようにする。
【０１０３】
＜第５変形例＞
上記の例では、送信ウェイト調整部１２２は、調整対象ウェイトの振幅だけを調整していたが、調整対象ウェイトの振幅と位相の両方を調整しても良い。以下に本変形例に係る送信ウェイト調整部１２２の動作について説明する。
【０１０４】
本変形例に係る送信ウェイト調整部１２２は、調整対象ウェイトの振幅を上述のようにして大きくすると、振幅を大きくする前の調整対象ウェイト（以後、「振幅調整前ウェイト」と呼ぶ）と、振幅を大きくした後の調整対象ウェイト（以後、「振幅調整後ウェイト」と呼ぶ）との間の相関が高くなるように、当該振幅を大きくした後の調整対象ウェイトの位相を調整する。
【０１０５】
例えば、送信ウェイト調整部１２２は、振幅調整後ウェイトの位相に関して、互いに異なる複数の調整値を記憶している。この複数の調整値には“０”が含まれるものとする。送信ウェイト調整部１２２は、複数の調整値のそれぞれについて、当該調整値だけ位相を変化させた振幅調整後ウェイトと、振幅調整前ウェイトとの間の相関値を求める。これにより、複数の調整値にそれぞれ対応する複数の相関値が得られる。そして、送信ウェイト調整部１２２は、求めた複数の相関値のうちの最大の相関値を求める際に使用された、位相調整後の振幅調整後ウェイトを、送信ウェイト設定部１２１で使用される送信ウェイトとする。これにより、振幅調整前ウェイトと振幅調整後ウェイトとの間の相関が低い場合には、当該相関が高くなるように、当該振幅調整後ウェイトの位相が調整されるようになる。
【０１０６】
このように、振幅調整前ウェイトと振幅調整後ウェイトとの間の相関が高くなるように、当該振幅調整後ウェイトの位相を調整することによって、基地局１の送信電力を大きくするために送信ウェイトの振幅を大きくしたとしてもアレイアンテナ１１０の送信指向性が大きく変化することを防止することができる。よって、干渉強度が小さい場合に、ヌルステアリングの効果をある程度発揮することができる。
【０１０７】
＜その他の変形例＞
上記の例では、本願発明を基地局に適用する場合について説明したが、複数のアンテナの送信指向性を制御する無線通信装置であれば、他のどのような無線通信装置であっても本願発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 基地局
１１ 通信部
１１０ａ アンテナ
１２１ 送信ウェイト設定部
１２２ 送信ウェイト調整部
１２４ 送信ウェイト取得部
１６０ 干渉強度取得部
１７０ 受信レベル取得部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを用いて通信を行う通信部と、
前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める送信ウェイト取得部と、
前記複数の送信ウェイトを、前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する送信ウェイト設定部と、
前記通信部で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める干渉強度取得部と、
前記干渉波成分の強度が小さいほど、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする送信ウェイト調整部と
を備える、無線通信装置。
【請求項２】
複数のアンテナを用いて通信を行う通信部と、
前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める送信ウェイト取得部と、
前記複数の送信ウェイトを、前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する送信ウェイト設定部と、
前記通信部で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める干渉強度取得部と、
前記干渉波成分の強度がしきい値よりも小さい場合には、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくし、前記干渉波成分の強度が前記しきい値よりも大きい場合には、前記複数の送信ウェイトを調整しない送信ウェイト調整部と
を備える、無線通信装置。
【請求項３】
請求項１及び請求項２のいずれか一つに記載の無線通信装置であって、
前記複数のアンテナは、Ｎ個（Ｎ≧２）のアンテナであって、
前記送信ウェイト調整部は、前記複数の送信ウェイトにおいて、振幅が１番目に大きい送信ウェイトからＭ番目（１≦Ｍ＜Ｎ）に大きい送信ウェイトの振幅は調整せずに、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする、無線通信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信装置であって、
前記送信ウェイト調整部は、前記複数の送信ウェイトにおいて、振幅が１番目に大きい送信ウェイトからＭ番目に大きい送信ウェイトの振幅は調整せずに、振幅がＭ番目に大きい送信ウェイトに対して他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅が近づくように当該他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする、無線通信装置。
【請求項５】
請求項１及び請求項２のいずれか一つに記載の無線通信装置であって、
前記複数のアンテナは、Ｎ個（Ｎ≧２）のアンテナであって、
前記Ｎ個のアンテナでそれぞれ受信されるＮ個の受信信号について受信レベルを求める受信レベル取得部をさらに備え、
前記送信ウェイト調整部は、前記Ｎ個の受信信号において、前記受信レベルが１番目に大きい受信信号からＭ番目（１≦Ｍ＜Ｎ）に大きい受信信号がそれぞれ受信されるＭ個のアンテナから送信される送信信号にそれぞれ設定されるＭ個の送信ウェイトは調整せずに、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする、無線通信装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の無線通信装置であって、
前記送信ウェイト調整部は、送信ウェイトの振幅を大きくするとともに、振幅を大きくする前の当該送信ウェイトと、振幅を大きくした後の当該送信ウェイトとの間の相関が高くなるように、振幅を大きくした後の当該送信ウェイトの位相を調整する、無線通信装置。
【請求項７】
（ａ）複数のアンテナを用いて通信する工程と、
（ｂ）前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める工程と、
（ｃ）前記複数の送信ウェイトを、前記工程（ａ）において前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する工程と、
（ｄ）前記工程（ａ）で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める工程と、
（ｅ）前記干渉波成分の強度が小さいほど、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする工程と
を備える、無線通信方法。
【請求項８】
（ａ）複数のアンテナを用いて通信する工程と、
（ｂ）前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める工程と、
（ｃ）前記複数の送信ウェイトを、前記工程（ａ）において前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する工程と、
（ｄ）前記工程（ａ）で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める工程と、
（ｅ）前記干渉波成分の強度がしきい値よりも小さい場合には、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくし、前記干渉波成分の強度が前記しきい値よりも大きい場合には、前記複数の送信ウェイトを調整しない工程と
を備える、無線通信方法。
【請求項１】
複数のアンテナを用いて通信を行う通信部と、
前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める送信ウェイト取得部と、
前記複数の送信ウェイトを、前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する送信ウェイト設定部と、
前記通信部で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める干渉強度取得部と、
前記干渉波成分の強度が小さいほど、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする送信ウェイト調整部と
を備える、無線通信装置。
【請求項２】
複数のアンテナを用いて通信を行う通信部と、
前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める送信ウェイト取得部と、
前記複数の送信ウェイトを、前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する送信ウェイト設定部と、
前記通信部で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める干渉強度取得部と、
前記干渉波成分の強度がしきい値よりも小さい場合には、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくし、前記干渉波成分の強度が前記しきい値よりも大きい場合には、前記複数の送信ウェイトを調整しない送信ウェイト調整部と
を備える、無線通信装置。
【請求項３】
請求項１及び請求項２のいずれか一つに記載の無線通信装置であって、
前記複数のアンテナは、Ｎ個（Ｎ≧２）のアンテナであって、
前記送信ウェイト調整部は、前記複数の送信ウェイトにおいて、振幅が１番目に大きい送信ウェイトからＭ番目（１≦Ｍ＜Ｎ）に大きい送信ウェイトの振幅は調整せずに、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする、無線通信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信装置であって、
前記送信ウェイト調整部は、前記複数の送信ウェイトにおいて、振幅が１番目に大きい送信ウェイトからＭ番目に大きい送信ウェイトの振幅は調整せずに、振幅がＭ番目に大きい送信ウェイトに対して他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅が近づくように当該他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする、無線通信装置。
【請求項５】
請求項１及び請求項２のいずれか一つに記載の無線通信装置であって、
前記複数のアンテナは、Ｎ個（Ｎ≧２）のアンテナであって、
前記Ｎ個のアンテナでそれぞれ受信されるＮ個の受信信号について受信レベルを求める受信レベル取得部をさらに備え、
前記送信ウェイト調整部は、前記Ｎ個の受信信号において、前記受信レベルが１番目に大きい受信信号からＭ番目（１≦Ｍ＜Ｎ）に大きい受信信号がそれぞれ受信されるＭ個のアンテナから送信される送信信号にそれぞれ設定されるＭ個の送信ウェイトは調整せずに、他の少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする、無線通信装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の無線通信装置であって、
前記送信ウェイト調整部は、送信ウェイトの振幅を大きくするとともに、振幅を大きくする前の当該送信ウェイトと、振幅を大きくした後の当該送信ウェイトとの間の相関が高くなるように、振幅を大きくした後の当該送信ウェイトの位相を調整する、無線通信装置。
【請求項７】
（ａ）複数のアンテナを用いて通信する工程と、
（ｂ）前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める工程と、
（ｃ）前記複数の送信ウェイトを、前記工程（ａ）において前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する工程と、
（ｄ）前記工程（ａ）で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める工程と、
（ｅ）前記干渉波成分の強度が小さいほど、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくする工程と
を備える、無線通信方法。
【請求項８】
（ａ）複数のアンテナを用いて通信する工程と、
（ｂ）前記複数のアンテナでの送信指向性に関してヌルステアリングを行うための複数の送信ウェイトを求める工程と、
（ｃ）前記複数の送信ウェイトを、前記工程（ａ）において前記複数のアンテナからそれぞれ送信される複数の送信信号にそれぞれ設定する工程と、
（ｄ）前記工程（ａ）で受信される受信信号に含まれる干渉波成分の強度を求める工程と、
（ｅ）前記干渉波成分の強度がしきい値よりも小さい場合には、前記複数の送信ウェイトの少なくとも一つの送信ウェイトの振幅を大きくし、前記干渉波成分の強度が前記しきい値よりも大きい場合には、前記複数の送信ウェイトを調整しない工程と
を備える、無線通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−４６２７８（Ｐ２０１３−４６２７８Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８３５０９（Ｐ２０１１−１８３５０９）
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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