無線通信システム
【課題】端末装置と基地局との間の状況に応じて特性を改善可能な無線通信システムを提供する。
【解決手段】制御器4は、基地局1,2間の受信タイミング差が直交周波数分割多重方式のガードインターバルの長さよりも短いとき、基地局1,2と端末装置3との間で多入力/多出力通信方式に従って無線通信を行なうように基地局1,2を制御する。また、制御器4は、受信タイミング差がガードインターバルの長さ以上であるとき、基地局1,2のうちの1つの基地局と端末装置3との間で多入力/多出力通信方式に従って無線通信を行なうように1つの基地局を制御する。基地局1,2は、制御器4からの制御に従って、端末装置3と多入力/多出力通信方式に従って無線通信を行なう。
【解決手段】制御器4は、基地局1,2間の受信タイミング差が直交周波数分割多重方式のガードインターバルの長さよりも短いとき、基地局1,2と端末装置3との間で多入力/多出力通信方式に従って無線通信を行なうように基地局1,2を制御する。また、制御器4は、受信タイミング差がガードインターバルの長さ以上であるとき、基地局1,2のうちの1つの基地局と端末装置3との間で多入力/多出力通信方式に従って無線通信を行なうように1つの基地局を制御する。基地局1,2は、制御器4からの制御に従って、端末装置3と多入力/多出力通信方式に従って無線通信を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、多入力/多出力通信方式で無線通信を行なう無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
複数のアンテナ対を用いて通信を行なう多入力/多出力通信方式(MIMO:Multiple Input Multiple Output)では、同一の周波数帯を用いてデータ多重することで周波数の利用効率を向上できる。
【0003】
また、複数の基地局に設置されたアンテナ対を用いて仮想的なMIMO通信を行なう基地局協調MIMO通信技術により、セル端での伝送特性の改善を期待できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】山本他,“複数基地局協調MIMO通信における電力、タイミングおよび周波数オフセット差の影響に関する検討,”電子情報通信学会信学技報,RCS2008−225(2009−03),pp.77−82,March 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、通常のMIMO通信方式では、セル端での伝送特性が悪いという問題がある。また、基地局協調MIMO通信方式では、基地局間に存在する受信電力差または受信タイミング差の影響によって、状況に応じた特性改善の効果が得られない場合がある。
【0006】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、端末装置と基地局との間の状況に応じて特性を改善可能な無線通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明の実施の形態によれば、無線通信システムは、複数の基地局と、端末装置と、制御器とを備える。端末装置は、複数の基地局の少なくとも1つの基地局と無線通信を行なう。制御器は、端末装置が複数の基地局からの最初の到来波を受信するタイミングと複数の基地局からの最後の到来波を受信するタイミングとの差である受信タイミング差が直交周波数分割多重方式によって変調されたパケットのガードインターバルの長さよりも短いとき端末装置と複数の基地局のうちのn(nは2以上の整数)個の基地局との間の多入力/多出力通信方式である第1の通信方式で無線通信を行なうようにn個の基地局を制御し、受信タイミング差がガードインターバルの長さ以上であるとき端末装置と複数の基地局のうちの1つの基地局との多入力/多出力通信方式である第2の通信方式で無線通信を行なうように1つの基地局を制御する。
【0008】
好ましくは、制御器は、複数の基地局のうちの隣接する2つの基地局間の距離のうち、最大の距離である第1の距離と、最大の距離を有する第1および第2の基地局のいずれか一方の基地局と端末装置との距離である第2の距離とを用いて端末装置と第1の基地局との間の到来波の伝搬時間である第1の伝搬時間と端末装置と第2の基地局との間の到来波の伝搬時間である第2の伝搬時間とを演算し、第1の伝搬時間と第2の伝搬時間との差である伝搬時間差と、最初の到来波の送信タイミングと最後の到来波の送信タイミングとの差である送信タイミング差と、最初の到来波のマルチパスによる遅延分散と最後の到来波のマルチパスによる遅延分散との差である遅延分散差とを加算し、その加算結果の絶対値がガードインターバルの長さよりも短いとき、第1の通信方式で無線通信を行なうようにn個の基地局を制御し、加算結果の絶対値がガードインターバルの長さ以上であるとき、第2の通信方式で無線通信を行なうように1つの基地局を制御する。
【0009】
好ましくは、無線通信システムは、第1の符号器と、n個の第2の符号器とを更に備える。第1の符号器は、符号化前のビット系列を符号化する。n個の第2の符号器は、n個の基地局に対応して設けられ、各々が符号化前のビット系列を符号化する。そして、n個の基地局は、端末装置から到来波を受信したときの受信電力の差が第1の閾値よりも小さいとき、または受信タイミング差が第2の閾値よりも小さいとき、第1の符号器で符号化されたビット系列を分割して生成された複数の第1のストリームを変調して第1の通信方式で端末装置へ送信し、受信電力の差が第1の閾値以上であるとき、または受信タイミング差が第2の閾値以上であるとき、符号化前のビット系列を分割して生成され、かつ、n個の第2の符号器を用いて独立に符号化された複数の第2のストリームを変調して第1の通信方式で端末装置へ送信する。端末装置は、複数の第1のストリームを受信すると、その受信した複数の第1のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列を1つの復号器を用いて復号し、複数の第2のストリームを受信すると、その受信した複数の第2のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列をn個の基地局に対応して設けられたn個の復号器を用いて復号する。
【0010】
また、この発明の実施の形態によれば、無線通信システムは、複数の基地局と、端末装置と、第1の符号器と、n個の第2の符号器とを備える。端末装置は、複数の基地局のうちのn(nは2以上の整数)個の基地局と多入力/多出力通信方式で無線通信を行なう。第1の符号器は、符号化前のビット系列を符号化する。n個の第2の符号器は、個の基地局に対応して設けられ、各々が符号化前のビット系列を符号化する。そして、n個の基地局は、端末装置から到来波を受信したときの受信電力の差が第1の閾値よりも小さいとき、または受信タイミング差が第2の閾値よりも小さいとき、第1の符号器で符号化されたビット系列を分割して生成された複数の第1のストリームを変調して多入力/多出力通信方式で端末装置へ送信し、受信電力の差が第1の閾値以上であるとき、または受信タイミング差が第2の閾値以上であるとき、符号化前のビット系列を分割して生成され、かつ、n個の第2の符号器を用いて独立に符号化された複数の第2のストリームを変調して多入力/多出力通信方式で端末装置へ送信する。端末装置は、複数の第1のストリームを受信すると、その受信した複数の第1のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列を1つの復号器を用いて復号し、複数の第2のストリームを受信すると、その受信した複数の第2のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列をn個の基地局に対応して設けられたn個の復号器を用いて復号する。
【発明の効果】
【0011】
この発明の実施の形態による無線通信システムにおいては、複数の基地局からの最初の到来波を受信するタイミングと複数の基地局からの最後の到来波を受信するタイミングとの差である受信タイミング差がガードインターバルの長さよりも短いとき、端末装置とn個の基地局との間で多入力/多出力通信方式に従って無線通信が行なわれる。また、受信タイミング差がガードインターバルの長さ以上であるとき、端末装置と1つの基地局との間で多入力/多出力通信方式に従って無線通信が行なわれる。その結果、無線通信の特性劣化が抑制される。
【0012】
従って、端末装置と基地局との間の状況に応じて特性を改善できる。
【0013】
また、この発明の実施の形態による無線通信システムにおいては、n個の基地局間の受信電力差が第1の閾値よりも小さいとき、またはn個の基地局間の受信タイミング差が第2の閾値よりも小さいとき、符号化前のビット系列を一括して符号化して端末装置とn個の基地局との間で多入力/多出力通信方式に従って無線通信が行なわれる。また、n個の基地局間の受信電力差が第1の閾値以上であるとき、またはn個の基地局間の受信タイミング差が第2の閾値以上であるとき、符号化前のビット系列を分割して生成された複数のストリームを各ストリーム毎に符号化して端末装置とn個の基地局との間で多入力/多出力通信方式に従って無線通信が行なわれる。その結果、無線通信の特性劣化が抑制される。
【0014】
従って、端末装置と基地局との間の状況に応じて特性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】この発明の実施の形態による無線通信システムの概略図である。
【図2】図1に示す基地局の構成を示す概略図である。
【図3】図1に示す端末装置の構成を示す概略図である。
【図4】図1に示す制御器の構成図である。
【図5】受信タイミング差の概念図である。
【図6】単一基地局MIMO通信方式または基地局協調MIMO通信方式への切替を制御する他の方法を説明するための図である。
【図7】図1に示す無線通信システムにおける単一基地局MIMO通信方式による無線通信の概念図である。
【図8】図1に示す無線通信システムにおける基地局協調MIMO通信方式による無線通信の概念図である。
【図9】この発明の実施の形態による他の無線通信システムの概略図である。
【図10】第1の符号化方式の概念図である。
【図11】第2の符号化方式の概念図である。
【図12】この発明の実施の形態による更に他の無線通信システムの概略図である。
【図13】基地局数が3個である場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【0017】
図1は、この発明の実施の形態による無線通信システムの概略図である。図1を参照して、この発明の実施の形態による無線通信システム10は、基地局1,2と、端末装置3と、制御器4とを備える。
【0018】
基地局1,2および端末装置3は、無線通信空間に配置される。基地局1,2は、それぞれ、通信領域REG1,REG2を有する。端末装置3は、基地局1の通信領域REG1と基地局2の通信領域REG2との重複領域REG3に配置される。
【0019】
端末装置3は、1つの基地局との間でMIMO通信方式(=多入力/多出力通信方式)によって無線通信を行なう単一基地局MIMO通信方式と、2つの基地局との間でMIMO通信方式(=多入力/多出力通信方式)によって無線通信を行なう基地局協調MIMO通信方式とを後述する方法によって適応的に切り替えて基地局1および/または基地局2との間で無線通信を行なう。
【0020】
制御器4は、単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれの通信方式で無線通信を行なうべきかを後述する方法によって判定する。
【0021】
そして、制御器4は、その判定結果に応じて、単一基地局MIMO通信方式または基地局協調MIMO通信方式で無線通信を行なうように基地局1および基地局2を制御する。
【0022】
図2は、図1に示す基地局1の構成を示す概略図である。図2を参照して、基地局1は、アンテナ11,12と、無線モジュール13と、通信手段14と、有線ケーブル15とを含む。
【0023】
アンテナ11,12は、無線モジュール13に接続される。アンテナ11,12の各々は、端末装置3からパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール13へ出力する。また、アンテナ11,12の各々は、無線モジュール13からパケットを受け、その受けたパケットを端末装置3へ送信する。
【0024】
無線モジュール13は、アンテナ11および/またはアンテナ12を介してパケットを端末装置3へ送信すると、そのパケットを送信した送信タイミングを含むパケットを生成して制御器4へ送信する。
【0025】
また、無線モジュール13は、信号MIMO1または信号MIMO2を制御器4から受ける。信号MIMO1は、単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なうように基地局1,2を制御するための信号である。そして、信号MIMO1は、基地局1,2のうち、単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう基地局を指定する情報を含む。例えば、基地局1と単一基地局MIMO通信方式によって無線通信が行われる場合、基地局を指定する情報は、基地局1のアドレスを含み、基地局2と単一基地局MIMO通信方式によって無線通信が行われる場合、基地局を指定する情報は、基地局2のアドレスを含む。
【0026】
また、信号MIMO2は、基地局協調MIMO通信方式によって無線通信を行なうように基地局1,2を制御するための信号である。
【0027】
無線モジュール13は、信号MIMO1を受けると、アンテナ11,12を介して端末装置3との間で単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう。また、無線モジュール13は、信号MIMO2を受けると、アンテナ11またはアンテナ12を介して基地局協調MIMO通信方式によって端末装置3との間で無線通信を行なう。この場合、無線モジュール13は、通信手段14からパケットを受け、その受けたパケットの宛先を端末装置3に変えたパケットを生成し、その生成したパケットをアンテナ11および/またはアンテナ12へ出力する。また、無線モジュール13は、アンテナ11および/またはアンテナ12からパケットを受け、その受けたパケットの宛先をインターネットに接続された通信先に変えたパケットを生成し、その生成したパケットを通信手段14へ出力する。
【0028】
通信手段14は、無線モジュール13からパケットを受け、その受けたパケットを有線ケーブル15を介して、インターネットに接続された通信先へ送信する。
【0029】
また、通信手段14は、インターネットに接続された通信先から有線ケーブル15を介してパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール13へ出力する。
【0030】
有線ケーブル15は、インターネットに接続された通信先と、通信手段14との間でパケットをやり取りする。
【0031】
なお、図1に示す基地局2も、図2に示す基地局1と同じ構成からなる。
【0032】
図3は、図1に示す端末装置3の構成を示す概略図である。図3を参照して、端末装置3は、アンテナ31,32と、無線モジュール33とを含む。
【0033】
アンテナ31,32は、無線モジュール33に接続される。アンテナ31,32は、基地局1および/または基地局2からパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール33へ出力する。また、アンテナ31,32は、無線モジュール33からパケットを受け、その受けたパケットを基地局1および/または基地局2へ送信する。
【0034】
無線モジュール33は、アンテナ31および/またはアンテナ32を介してパケットを受信すると、そのパケットを受信した受信タイミングと、基地局1または基地局2との間のマルチパスによる遅延分散とを検出する。そして、無線モジュール33は、その検出した受信タイミングおよび遅延分散を含むパケットを生成して制御器4へ送信する。
【0035】
また、無線モジュール33は、アンテナ31および/またはアンテナ32からパケットを受ける。
【0036】
更に、無線モジュール33は、アプリケーション(図示せず)からパケットを受け、その受けたパケットを単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれかの通信方式で基地局1および/または基地局2へ送信する。
【0037】
図4は、図1に示す制御器4の構成図である。図4を参照して、制御器4は、アンテナ41と、無線モジュール42と、判定手段43とを含む。
【0038】
アンテナ41は、無線モジュール42に接続される。そして、アンテナ41は、基地局1,2および端末装置3からパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール42へ出力する。また、アンテナ41は、パケットを無線モジュール42から受け、その受けたパケットを基地局1,2へ送信する。
【0039】
無線モジュール42は、アンテナ41からパケットを受け、その受けたパケットを判定手段43へ出力する。また、無線モジュール42は、判定手段43からパケットを受け、その受けたパケットをアンテナ41を介して基地局1,2へ送信する。
【0040】
判定手段43は、無線モジュール42からパケットを受ける。そして、判定手段43は、その受けたパケットの送信元が基地局1,2であるとき、送信タイミングをパケットから抽出する。また、判定手段43は、その受けたパケットの送信元が端末装置3であるとき、受信タイミングおよび遅延分散をパケットから抽出する。
【0041】
そうすると、判定手段43は、送信タイミング、受信タイミングおよび遅延分散を用いて後述する方法によって、単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれの通信方式で無線通信を行なうべきかを判定する。
【0042】
そして、判定手段43は、単一基地局MIMO通信方式で無線通信を行なうべきと判定したとき、信号MIMO1を含むパケットを生成して無線モジュール42へ出力する。また、判定手段43は、基地局協調MIMO通信方式で無線通信を行なうべきと判定したとき、信号MIMO2を含むパケットを生成して無線モジュール42へ出力する。
【0043】
無線通信システム10は、例えば、表1に示す各パラメータを有するシステムからなる。
【0044】
【表1】
【0045】
なお、表1において、協調基地局数とは、端末装置3がMIMO通信方式によって同時に無線通信を行なう基地局の数である。また、表1におけるGI長とは、パケットに含まれるガードインターバルの長さである。
【0046】
単一基地局MIMO通信方式と、基地局協調MIMO通信方式とを適応的に切り替える方法について説明する。
【0047】
図5は、受信タイミング差の概念図である。直交周波数分割多重方式(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を仮定した無線システムの場合、最初に到来した到来波と最後に到来した到来波との受信タイミング差がOFDMのガードインターバルGIの長さを超えて遅延波が到来する場合に受信特性が著しく劣化する。
【0048】
従って、最初の到来波と最後の到来波との受信タイミング差をTRXとし、OFDMのガードインターバルGIの長さをTGIとすると、制御器4の判定手段43は、次式が成立するとき、基地局協調MIMO通信方式で無線通信を行なうべきと判定し、次式が成立しないとき、単一基地局MIMO通信方式で無線通信を行なうべきと判定する。
【0049】
TRX<TGI・・・(1)
【0050】
2つの基地局1,2が協調して基地局協調MIMO通信方式によって無線通信を行なう場合、基地局1および基地局2におけるパケットの送信タイミングをそれぞれTTX1,TTX2とし、基地局1,2から端末装置3までのパケットの伝搬時間をそれぞれTTr1,TTr2とし、マルチパスによる遅延分散をそれぞれTDs1,TDs2とすると(図5参照)、式(1)は、次式に変換される。
【0051】
TRX=|(TTX1−TTX2)+(TTr1−TTr2)+(TDs1−TDs2)|<TGI・・・(2)
【0052】
制御器4の判定手段43は、送信タイミングTTX1,TTX2をそれぞれ基地局1,2から受信し、端末装置3が基地局1,2から送信されたパケットを受信したときの受信タイミングTRX1,TRX2および遅延分散TDs1,TDs2を端末装置3から受信する。
【0053】
そして、判定手段43は、受信タイミングTRX1,TRX2からそれぞれ送信タイミングTTX1,TTX2を減算して伝搬時間TTr1,TTr2を求める。
【0054】
そうすると、判定手段43は、送信タイミングTTX1,TTX2、伝搬時間TTr1,TTr2、遅延分散TDs1,TDs2、および予め保持しているガードインターバルの長さTGIを式(2)に代入し、式(2)が成立するか否かを判定する。
【0055】
そして、判定手段43は、式(2)が成立すると判定すると、信号MIMO2を生成して基地局1,2へ送信し、式(2)が成立しないと判定すると、信号MIMO1を生成して基地局1,2へ送信する。
【0056】
図6は、単一基地局MIMO通信方式または基地局協調MIMO通信方式への切替を制御する他の方法を説明するための図である。
【0057】
図6を参照して、基地局1と基地局2との距離をLとし、基地局1と端末装置3との距離をxとし、電波の伝搬速度をCとすると、TTr1=x/C,TTr2=(L−x)/Cであるので、式(2)は、次式に変換される。
【0058】
TRX=|(TTX1−TTX2)+(2x−L)/C+(TDs1−TDs2)|<TGI・・・(3)
【0059】
制御器4の無線モジュール42は、GPS(Global Positioning System)衛星から基地局1,2および端末装置3のGPS信号を受信し、その受信したGPS信号を判定手段43へ出力する。
【0060】
そして、判定手段43は、無線モジュール42から受けたGPS信号に基づいて、公知の方法によって基地局1,2および端末装置3の位置を演算する。その後、判定手段43は、その演算した基地局1,2および端末装置3の位置に基づいて、距離x,Lを演算する。
【0061】
そうすると、判定手段43は、距離x,L、送信タイミングTTX1,TTX2、遅延分散TDs1,TDs2、伝搬速度Cおよびガードインターバルの長さTGIを式(3)に代入し、式(3)が成立するか否かを判定する。
【0062】
そして、判定手段43は、式(3)が成立すると判定すると、信号MIMO2を生成して基地局1,2へ送信し、式(3)が成立しないと判定すると、信号MIMO1を生成して基地局1,2へ送信する。
【0063】
なお、判定手段43は、単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なうべきと判定したとき、遅延分散が小さい方の基地局を単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう基地局として指定する。また、判定手段43は、単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なうべきと判定したとき、端末装置3との距離が短い方の基地局を単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう基地局として指定する。そして、判定手段43は、基地局を指定する情報(=基地局のアドレス)を含む信号MIMO1を生成する。
【0064】
図7は、図1に示す無線通信システム10における単一基地局MIMO通信方式による無線通信の概念図である。なお、図7においては、端末装置3が基地局1と単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう場合について説明する。
【0065】
図7を参照して、基地局2の無線モジュール13は、単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう基地局として基地局1を指定する情報を含む信号MIMO1を受信すると、端末装置3との無線通信を停止する。
【0066】
また、基地局1の通信手段14は、無線モジュール13が単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう基地局として基地局1を指定する情報を含む信号MIMO1を受信すると、有線ケーブル15を介してインターネットに接続された送信元からパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール13へ出力する。そして、基地局1の無線モジュール13は、通信手段14から受けたパケットの送信先を端末装置3に設定するとともに、パケットをSTBC(Space−Time Block Coding)方式またはSDM(Space Division Multiplexing)方式によってMIMO多重する。この場合、STBC符号化には、Alamoutiの直交符号が用いられる。
【0067】
そうすると、基地局1の無線モジュール13は、MIMO多重したパケットをアンテナ11およびアンテナ12を介して端末装置3へ送信する。
【0068】
端末装置3の無線モジュール33は、アンテナ31およびアンテナ32を介して基地局1から送信されたパケットを受信し、その受信したパケットをアプリケーションへ出力する。
【0069】
その後、端末装置3の無線モジュール33は、アプリケーションからパケットを受けると、その受けたパケットの送信先を基地局1に設定するとともに、パケットをAlamouti STBCによってMIMO多重する。そして、端末装置3の無線モジュール33は、MIMO多重したパケットをアンテナ31およびアンテナ32を介して基地局1へ送信する。
【0070】
基地局1のアンテナ11,12は、端末装置3から送信されたパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール13へ出力する。そして、基地局1の無線モジュール13は、アンテナ11,12からパケットを受け、その受けたパケットを通信手段14へ出力する。基地局1の通信手段14は、無線モジュール13からパケットを受け、その受けたパケットの送信先をインターネットに接続された通信先に変えたパケットを生成し、その生成したパケットを有線ケーブル15を介して送信する。
【0071】
以降、上述した動作を繰返し実行し、端末装置3は、基地局1との間で単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう。
【0072】
なお、端末装置3は、上述した方法によって、基地局2と単一基地局MIMO通信方式に従って無線通信を行なう。
【0073】
図8は、図1に示す無線通信システム10における基地局協調MIMO通信方式による無線通信の概念図である。
【0074】
図8を参照して、基地局1の通信手段14は、無線モジュール13が信号MIMO2を制御器4から受信すると、有線ケーブル15を介してインターネットに接続された送信元から受信したパケットを無線モジュール13へ出力する。そして、基地局1の無線モジュール13は、通信手段14から受けたパケットの送信先を端末装置3に設定する。そうすると、基地局1の無線モジュール13は、パケットをアンテナ11(またはアンテナ12)を用いて端末装置3へ送信する。
【0075】
また、基地局2も、基地局1と同様にしてパケットを端末装置3へ送信する。
【0076】
端末装置3のアンテナ31およびアンテナ32は、基地局1から送信されたパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール33へ出力する。また、端末装置3のアンテナ31およびアンテナ32は、基地局2から送信されたパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール33へ出力する。そして、端末装置3の無線モジュール33は、アンテナ31,32からパケットを受け、その受けたパケットをアプリケーションへ出力する。
【0077】
その後、端末装置3の無線モジュール33は、アプリケーションからパケットを受けると、その受けたパケットの送信先を基地局1に設定したパケットと、その受けたパケットの送信先を基地局2に設定したパケットとを生成する。そして、端末装置3の無線モジュール33は、送信先を基地局1に設定したパケットをアンテナ31およびアンテナ32を介して基地局1へ送信するとともに、送信先を基地局2に設定したパケットをアンテナ31およびアンテナ32を介して基地局2へ送信する。
【0078】
基地局1のアンテナ11(またはアンテナ12)は、端末装置3から送信されたパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール13へ出力する。そして、基地局1の無線モジュール13は、アンテナ11(またはアンテナ12)からパケットを受け、その受けたパケットの送信先をインターネットに接続された通信先に変えたパケットを生成し、その生成したパケットを通信手段14へ出力する。基地局1の通信手段14は、無線モジュール13からパケットを受け、その受けたパケットをインターネットに接続された通信先へ有線ケーブル15を介して送信する。
【0079】
また、基地局2のアンテナ11(またはアンテナ12)は、端末装置3から送信されたパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール13へ出力する。そして、基地局2の無線モジュール13は、アンテナ11(またはアンテナ12)からパケットを受け、その受けたパケットの送信先をインターネットに接続された通信先に変えたパケットを生成し、その生成したパケットを通信手段14へ出力する。基地局2の通信手段14は、無線モジュール13からパケットを受け、その受けたパケットをインターネットに接続された通信先へ有線ケーブル15を介して送信する。
【0080】
以降、上述した動作を繰返し実行し、端末装置3は、基地局1,2との間で基地局協調MIMO通信方式によって無線通信を行なう。
【0081】
制御器4は、GPS信号を用いて距離L,xを演算すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、制御気4は、無線通信の伝搬路における受信信号強度と、距離との関係式(減衰式)を用いて距離L,xを求めてもよい。
【0082】
図9は、この発明の実施の形態による他の無線通信システムの概略図である。この発明の実施の形態による無線通信システムは、図9に示す無線通信システム100であってもよい。
【0083】
図9を参照して、無線通信システム100は、図1に示す無線通信システム10の制御器4を制御器40に代え、符号器50,60,70を追加したものであり、その他は、無線通信システム10と同じである。
【0084】
制御器40は、制御器4と同じ方法によって、単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれの通信方式に従って無線通信すべきかを判定する。そして、制御器40は、単一基地局MIMO通信方式に従って無線通信すべきと判定したとき、上述した信号MIMO1を生成し、その生成した信号MIMO1を基地局1,2へ送信する。また、制御器40は、単一基地局MIMO通信方式に従って無線通信すべきと判定したとき、OFF信号を生成し、その生成したOFF信号を符号器50,60,70へ送信する。
【0085】
更に、制御器40は、基地局協調MIMO通信方式に従って無線通信すべきと判定したとき、符号化の方法を更に判定する。より具体的には、制御器40は、上述した受信タイミング差TRXが閾値Tthよりも小さいか否かを判定することによって、符号化の方法を判定する。閾値Tthは、例えば、0.9GI(=720sec)に設定される。そして、制御器40は、閾値Tthを予め保持している。
【0086】
制御器40は、受信タイミング差TRXが閾値Tthよりも小さいと判定したとき、ON信号およびOFF信号を生成し、その生成したON信号を符号器50へ送信するとともに、その生成したOFF信号を符号器60,70へ送信する。
【0087】
一方、制御器40は、受信タイミング差TRXが閾値Tth以上であると判定したとき、ON信号およびOFF信号を生成し、その生成したON信号を符号器60,70へ送信するとともに、その生成したOFF信号を符号器50へ送信する。
【0088】
符号器50は、制御器40からOFF信号を受信すると、動作を停止する。また、符号器50は、制御器40からON信号を受信すると、畳み込み符号化またはターボ符号化によって符号化前のビット系列を符号化するとともに、その符号化したビット系列を複数のストリームに分割して基地局1,2に分配する。
【0089】
符号器50から基地局1,2へのビット系列の分配方法を具体的に説明する。符号化前のビット系列をB=[b1,b2,・・・,bm](mは整数)とすると、符号器50は、ビット系列Bを畳み込み符号化またはターボ符号化によって符号化し、符号化されたビット系列BC=[bc1,bc2,・・・,bcm]を生成する。そして、符号器50は、ビット系列BCを複数のストリーム[bc1,bc2,・・・,bck],[bck+1,bck+2,・・・,bc2k],[bc2k+1,bc2k+2,・・・,bc3k],・・・,[bcm−k,bcm−k+1,・・・,bcm](kは整数)に分割する。そうすると、符号器50は、ビット系列BC1=[bc1,bc2,・・・,bck],[bc2k+1,bc2k+2,・・・,bc3k],・・・を基地局1に分配し、ビット系列BC2=[bck+1,bck+2,・・・,bc2k],・・・,[bcm−k,bcm−k+1,・・・,bcm]を基地局2に分配する。
【0090】
符号器60は、基地局1に対応して設けられる。そして、符号器60は、OFF信号を制御器40から受信すると、動作を停止する。また、符号器60は、ON信号を制御器40から受信すると、符号化前の複数のストリームに分割されたビット系列を受け、その受けたビット系列を独立に符号化して基地局1に供給する。
【0091】
符号器70は、基地局2に対応して設けられる。そして、符号器70は、OFF信号を制御器40から受信すると、動作を停止する。また、符号器70は、ON信号を制御器40から受信すると、符号化前の複数のストリームに分割されたビット系列を受け、その受けたビット系列を独立に符号化して基地局2に供給する。
【0092】
符号器60,70から基地局1,2へのビット系列の供給方法を具体的に説明する。ビット系列B=[b1,b2,・・・,bm]は、複数のストリーム[b1,b2,・・・,bk],[bk+1,bk+2,・・・,b2k],[b2k+1,b2k+2,・・・,b3k],・・・,[bm−k,bm−k+1,・・・,bm]に分割される。そして、ストリーム[b1,b2,・・・,bk],[b2k+1,b2k+2,・・・,b3k],・・・は、符号器60に入力され、ストリーム[bk+1,bk+2,・・・,b2k],・・・,[bm−k,bm−k+1,・・・,bm]は、符号器70に入力される。
【0093】
そして、符号器60は、ストリーム[b1,b2,・・・,bk],[b2k+1,b2k+2,・・・,b3k],・・・を独立に符号化し、符号化されたビット系列BC3=[bc’1,bc’2,・・・,bc’k],[bc’2k+1,bc’2k+2,・・・,bc’3k],・・・を生成する。そうすると、符号器60は、ビット系列BC3=[bc’1,bc’2,・・・,bc’k],[bc’2k+1,bc’2k+2,・・・,bc’3k],・・・を基地局1に供給する。
【0094】
また、符号器70は、ストリーム[bk+1,bk+2,・・・,b2k],・・・,[bm−k,bm−k+1,・・・,bm]を符号化し、符号化されたビット系列BC4=[bc’k+1,bc’k+2,・・・,bc’2k],・・・,[bc’m−k,bc’m−k+1,・・・,bc’m]を生成する。そうすると、符号器70は、ビット系列BC4=[bc’k+1,bc’k+2,・・・,bc’2k],・・・,[bc’m−k,bc’m−k+1,・・・,bc’m]を基地局2に供給する。
【0095】
基地局1の無線モジュール13は、符号化されたビット系列BC1=[bc1,bc2,・・・,bck],[bc2k+1,bc2k+2,・・・,bc3k],・・・を符号器50から受け、その受けたビット系列BC1=[bc1,bc2,・・・,bck],[bc2k+1,bc2k+2,・・・,bc3k],・・・を変調し、その変調後のビット系列BC1をアンテナ11(またはアンテナ12)を用いて送信する。
【0096】
また、基地局2の無線モジュール13は、符号化されたビット系列BC2=[bck+1,bck+2,・・・,bc2k],・・・,[bcm−k,bcm−k+1,・・・,bcm]を符号器50から受け、その受けたビット系列BC2=[bck+1,bck+2,・・・,bc2k],・・・,[bcm−k,bcm−k+1,・・・,bcm]を変調し、その変調後のビット系列BC2をアンテナ11(またはアンテナ12)を用いて送信する。
【0097】
更に、基地局1の無線モジュール13は、符号化されたビット系列BC3=[bc’1,bc’2,・・・,bc’k],[bc’2k+1,bc’2k+2,・・・,bc’3k],・・・を符号器60から受け、その受けたビット系列BC3=[bc’1,bc’2,・・・,bc’k],[bc’2k+1,bc’2k+2,・・・,bc’3k],・・・を変調し、その変調後のビット系列BC3をアンテナ11(またはアンテナ12)を用いて送信する。
【0098】
更に、基地局2の無線モジュール13は、符号化されたビット系列BC4=[bc’k+1,bc’k+2,・・・,bc’2k],・・・,[bc’m−k,bc’m−k+1,・・・,bc’m]を符号器70から受け、その受けたビット系列BC4=[bc’k+1,bc’k+2,・・・,bc’2k],・・・,[bc’m−k,bc’m−k+1,・・・,bc’m]を変調し、その変調後のビット系列BC4をアンテナ11(またはアンテナ12)を用いて送信する。
【0099】
図10および図11は、それぞれ、第1および第2の符号化方式の概念図である。図10を参照して、受信タイミング差TRXが閾値Tthよりも小さいとき、符号器50は、上述した方法によって、ビット系列Bを符号化し、ビット系列BC1を基地局1に分配し、ビット系列BC2を基地局2に分配する。
【0100】
そして、基地局1は、ビット系列BC1を変調し、その変調後のビット系列BC1をMIMO伝送路20(アンテナ11またはアンテナ12を用いた伝送路)を用いて端末装置3へ送信する。また、基地局2は、ビット系列BC2を変調し、その変調後のビット系列BC2をMIMO伝送路30(アンテナ11またはアンテナ12を用いた伝送路)を用いて端末装置3へ送信する。これによって、ビット系列BC1,BC2は、MIMO多重されて端末装置3へ送信される。
【0101】
端末装置3の無線モジュール33は、MIMO多重されたビット系列BC1,BC2をアンテナ31,32を用いて受信する。そして、端末装置3の無線モジュール33は、公知の方法によって、MIMO多重されたビット系列BC1,BC2を信号分離し、その信号分離したストリーム[bc1,bc2,・・・,bck],[bck+1,bck+2,・・・,bc2k],[bc2k+1,bc2k+2,・・・,bc3k],・・・,[bcm−k,bcm−k+1,・・・,bcm]を復号器80へ出力する。
【0102】
復号器80は、ストリーム[bc1,bc2,・・・,bck],[bck+1,bck+2,・・・,bc2k],[bc2k+1,bc2k+2,・・・,bc3k],・・・,[bcm−k,bcm−k+1,・・・,bcm]を復号し、ビット系列Bを出力する。
【0103】
なお、復号器80は、端末装置3の外に配置されているが、実際には、端末装置3内に配置される。
【0104】
図11を参照して、受信タイミング差TRXが閾値Tth以上であるとき、符号器60は、ストリーム[b1,b2,・・・,bk],[b2k+1,b2k+2,・・・,b3k],・・・を独立に符号化し、符号化されたビット系列BC3を基地局1に供給する。
【0105】
また、符号器70は、ストリーム[bk+1,bk+2,・・・,b2k],・・・,[bm−k,bm−k+1,・・・,bm]を符号化し、符号化されたビット系列BC4を基地局2に供給する。
【0106】
基地局1は、ビット系列BC3を変調し、その変調後のビット系列BC3をMIMO伝送路20(アンテナ11またはアンテナ12を用いた伝送路)を用いて端末装置3へ送信する。
【0107】
また、基地局2は、ビット系列BC4を変調し、その変調後のビット系列BC4をMIMO伝送路30(アンテナ11またはアンテナ12を用いた伝送路)を用いて端末装置3へ送信する。これによって、ビット系列BC3,BC4は、MIMO多重されて端末装置3へ送信される。
【0108】
端末装置3の無線モジュール33は、MIMO多重されたビット系列BC3,BC4をアンテナ31,32を用いて受信する。そして、端末装置3の無線モジュール33は、公知の方法によって、MIMO多重されたビット系列BC3,BC4を信号分離し、その信号分離したビット系列BC3を復号器90へ出力し、その信号分離したビット系列BC4を復号器110へ出力する。
【0109】
復号器90は、ビット系列BC3を復号してストリーム[b1,b2,・・・,bk],[b2k+1,b2k+2,・・・,b3k],・・・を出力する。また、復号器110は、ビット系列BC4を復号してストリーム[bk+1,bk+2,・・・,b2k],・・・,[bm−k,bm−k+1,・・・,bm]を出力する。そして、ストリーム[b1,b2,・・・,bk],[b2k+1,b2k+2,・・・,b3k],・・・およびストリーム[bk+1,bk+2,・・・,b2k],・・・,[bm−k,bm−k+1,・・・,bm]は、ストリーム[b1,b2,・・・,bk],[bk+1,bk+2,・・・,b2k],[b2k+1,b2k+2,・・・,b3k],・・・,[bm−k,bm−k+1,・・・,bm]に並べ替えられ、ビット系列Bが得られる。
【0110】
なお、復号器90,110は、端末装置3の外に配置されているが、実際には、端末装置3内に配置される。
【0111】
このように、無線通信システム100においては、基地局協調MIMO通信方式によって無線通信する場合において受信タイミング差TRXが閾値Tthよりも小さいとき、ビット系列Bは、一括して符号化され、MIMO多重によって端末装置3へ送信され、受信タイミング差TRXが閾値Tth以上であるとき、ストリーム毎に符号化され、MIMO多重によって端末装置3へ送信される。
【0112】
従って、基地局協調MIMO通信方式によって無線通信する場合、受信タイミング差TRXの値に応じて特性を改善できる。即ち、基地局1,2と端末装置3との間の状況に応じて特性を改善できる。
【0113】
上記においては、受信タイミング差TRXが閾値Tthよりも小さいとき、ビット系列Bは、一括して符号化されて端末装置3へ送信され、受信タイミング差TRXが閾値Tth以上であるとき、ビット系列は、ストリーム毎に符号化されて端末装置3へ送信されると説明したが、無線通信システム100においては、これに限らず、基地局1,2間における平均受信電力差ΔRSSI_aveが閾値ΔRSSI_thよりも小さいとき、ビット系列は、一括して符号化されて端末装置3へ送信され、平均受信電力差ΔRSSI_aveが閾値ΔRSSI_th以上であるとき、ビット系列は、ストリーム毎に符号化されて端末装置3へ送信されるようにしてもよい。
【0114】
この場合、制御器40は、予め、閾値ΔRSSI_thを保持しており、基地局1における受信電力RSSI1と、基地局2における受信電力RSSI2とをそれぞれ基地局1,2から受信する。
【0115】
そして、制御器40は、受信電力RSSI1,RSSI2に基づいて、平均受信電力差ΔRSSI_aveを演算し、その演算した平均受信電力差ΔRSSI_aveを閾値ΔRSSI_thと比較する。
【0116】
そうすると、制御器40は、平均受信電力差ΔRSSI_aveが閾値ΔRSSI_thよりも小さいとき、ON信号を符号器50へ出力し、OFF信号を符号器60,70へ出力する。また、制御器40は、平均受信電力差ΔRSSI_aveが閾値ΔRSSI_th以上であるとき、ON信号を符号器60,70へ出力し、OFF信号を符号器50へ出力する。
【0117】
従って、平均受信電力差ΔRSSI_aveが閾値ΔRSSI_thよりも小さいか否かを判定して符号化方式を切換える場合も、基地局1,2と端末装置3との間の状況に応じて特性を改善できる。
【0118】
なお、無線通信システム100においては、STBC方式によってMIMO多重されるとき、閾値ΔRSSI_thは、例えば、15dBに設定され、SDM方式によってMIMO多重されるとき、閾値ΔRSSI_thは、例えば、10dBに設定される。
【0119】
図12は、この発明の実施の形態による更に他の無線通信システムの概略図である。この発明の実施の形態による無線通信システムは、図12に示す無線通信システム200であってもよい。
【0120】
図12を参照して、無線通信システム200は、図9に示す無線通信システム100の制御器40を制御器140に代えたものであり、その他は、無線通信システム100と同じである。
【0121】
無線通信システム200は、基地局協調MIMO通信方式によって無線通信を行なう。従って、制御器140は、単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれの通信方式で無線通信を行なうべきかを判定しない。
【0122】
そして、制御器140は、受信タイミング差TRXが閾値Tthよりも小さいとき、ビット系列Bを一括して符号化してMIMO多重によって送信するように符号器50,60,70を制御し、受信タイミング差TRXが閾値Tth以上であるとき、ビット系列Bをストリーム毎に符号化してMIMO多重によって送信するように符号器50,60,70を制御する。
【0123】
また、制御器140は、平均受信電力差ΔRSSI_aveが閾値ΔRSSI_thよりも小さいとき、ビット系列Bを一括して符号化してMIMO多重によって送信するように符号器50,60,70を制御し、平均受信電力差ΔRSSI_aveが閾値ΔRSSI_th以上であるとき、ビット系列Bをストリーム毎に符号化してMIMO多重によって送信するように符号器50,60,70を制御する。
【0124】
なお、制御器140は、閾値Tth,ΔRSSI_thを予め保持している。
【0125】
従って、無線通信システム200においても、基地局1,2と端末装置3との間の状況に応じて特性を改善できる。
【0126】
上記においては、無線通信システム10,100,200は、2個の基地局1,2を備えると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、無線通信システム10,100,200は、3個以上の基地局を備えていてもよい。
【0127】
図13は、基地局数が3個である場合を示す図である。図13を参照して、3個の基地局A〜Cが存在し、基地局A,B間の距離がL1であり、基地局B,C間の距離がL2であり、基地局A,C間の距離がL3である。そして、L1<L2<L3であるものとする。
【0128】
制御器4,40は、基地局数が3個である場合も、式(1)または式(2)に従って、単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれの通信方式で無線通信を行なうべきかを判定する。
【0129】
この場合、受信タイミング差TRXは、基地局A,B間の受信タイミング差、基地局B,C間の受信タイミング差、および基地局A,C間の受信タイミング差のうち、最大の受信タイミング差を受信タイミング差TRXとして選択される。
【0130】
また、制御器4,40は、基地局数が3個である場合、式(3)に従って、単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれの通信方式で無線通信を行なうべきかを判定する。
【0131】
この場合、基地局間の距離は、基地局A,B間の距離L1、基地局B,C間の距離L2、および基地局A,C間の距離L3が存在する。そして、制御器4,40は、距離L1〜L3から最大の距離L3を距離Lとして検出し、その検出した距離L3を有する2つの基地局A,Cのうちのいずれかの基地局と端末装置3との距離を距離xとして検出する。
【0132】
制御器4,40は、受信タイミング差TRXまたは距離L,xを用いて、基地局協調MIMO通信方式で無線通信を行なうべきと判定したとき、端末装置3と2個の基地局との間で基地局協調MIMO通信方式に従って無線通信を行なうように、その2個の基地局を制御してもよいし、端末装置3と3個の基地局A〜Cとの間で基地局協調MIMO通信方式に従って無線通信を行なうように、3個の基地局A〜Cを制御してもよい。
【0133】
制御器140は、基地局A,B間の受信タイミング差、基地局B,C間の受信タイミング差、および基地局A,C間の受信タイミング差のうち、最大の受信タイミング差を受信タイミング差TRXとして選択する。
【0134】
また、制御器140は、基地局A,B間の平均受信電力差、基地局B,C間の平均受信電力差および基地局A,C間の平均受信電力差のうち、最大の平均受信電力差を平均受信電力差ΔRSSI_aveとして選択する。
【0135】
そして、制御器140は、上述した方法によって、受信タイミング差TRXまたは平均受信電力差ΔRSSI_aveを用いて符号化方式を切換える。
【0136】
無線通信システム10,100が4個以上の基地局を備えている場合も、制御器4,40は、基地局数が3個である場合と同様にして、単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれの通信方式で無線通信を行なうべきかを判定するとともに、基地局協調MIMO通信方式で無線通信を行なうときの基地局数を決定する。
【0137】
また、無線通信システム200が4個以上の基地局を備えている場合も、制御器140は、基地局数が3個である場合と同様にして、符号化方式を切換える。
【0138】
従って、無線通信システム10,100,200は、一般的には、複数の基地局を備えていればよく、基地局協調MIMO通信方式で無線通信を行なう基地局数は、n(nは2以上の整数)個である。
【0139】
なお、この発明の実施の形態においては、符号器50は、「第1の符号器」を構成し、符号器60,70は、「n個の第2の符号器」を構成する。
【0140】
また、この発明の実施の形態においては、閾値ΔRSSI_thは、「第1の閾値」を構成し、閾値Tthは、「第2の閾値」を構成する。
【0141】
更に、この発明の実施の形態においては、基地局協調MIMO通信方式は、「第1の通信方式」を構成し、単一基地局MIMO通信方式は、「第2の通信方式」を構成する。
【0142】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【0143】
この発明は、無線通信システムに適用される。
【符号の説明】
【0144】
1,2 基地局 3 端末装置、4,40,140 制御器、10,100,200 無線通信システム、11,12,31,32,41 アンテナ、13,33,42 無線モジュール、14 通信手段、15 有線ケーブル、20,30 MIMO伝送路、43 判定手段、50,60,70 符号器、80,90,110 復号器。
【技術分野】
【0001】
この発明は、多入力/多出力通信方式で無線通信を行なう無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
複数のアンテナ対を用いて通信を行なう多入力/多出力通信方式(MIMO:Multiple Input Multiple Output)では、同一の周波数帯を用いてデータ多重することで周波数の利用効率を向上できる。
【0003】
また、複数の基地局に設置されたアンテナ対を用いて仮想的なMIMO通信を行なう基地局協調MIMO通信技術により、セル端での伝送特性の改善を期待できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】山本他,“複数基地局協調MIMO通信における電力、タイミングおよび周波数オフセット差の影響に関する検討,”電子情報通信学会信学技報,RCS2008−225(2009−03),pp.77−82,March 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、通常のMIMO通信方式では、セル端での伝送特性が悪いという問題がある。また、基地局協調MIMO通信方式では、基地局間に存在する受信電力差または受信タイミング差の影響によって、状況に応じた特性改善の効果が得られない場合がある。
【0006】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、端末装置と基地局との間の状況に応じて特性を改善可能な無線通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明の実施の形態によれば、無線通信システムは、複数の基地局と、端末装置と、制御器とを備える。端末装置は、複数の基地局の少なくとも1つの基地局と無線通信を行なう。制御器は、端末装置が複数の基地局からの最初の到来波を受信するタイミングと複数の基地局からの最後の到来波を受信するタイミングとの差である受信タイミング差が直交周波数分割多重方式によって変調されたパケットのガードインターバルの長さよりも短いとき端末装置と複数の基地局のうちのn(nは2以上の整数)個の基地局との間の多入力/多出力通信方式である第1の通信方式で無線通信を行なうようにn個の基地局を制御し、受信タイミング差がガードインターバルの長さ以上であるとき端末装置と複数の基地局のうちの1つの基地局との多入力/多出力通信方式である第2の通信方式で無線通信を行なうように1つの基地局を制御する。
【0008】
好ましくは、制御器は、複数の基地局のうちの隣接する2つの基地局間の距離のうち、最大の距離である第1の距離と、最大の距離を有する第1および第2の基地局のいずれか一方の基地局と端末装置との距離である第2の距離とを用いて端末装置と第1の基地局との間の到来波の伝搬時間である第1の伝搬時間と端末装置と第2の基地局との間の到来波の伝搬時間である第2の伝搬時間とを演算し、第1の伝搬時間と第2の伝搬時間との差である伝搬時間差と、最初の到来波の送信タイミングと最後の到来波の送信タイミングとの差である送信タイミング差と、最初の到来波のマルチパスによる遅延分散と最後の到来波のマルチパスによる遅延分散との差である遅延分散差とを加算し、その加算結果の絶対値がガードインターバルの長さよりも短いとき、第1の通信方式で無線通信を行なうようにn個の基地局を制御し、加算結果の絶対値がガードインターバルの長さ以上であるとき、第2の通信方式で無線通信を行なうように1つの基地局を制御する。
【0009】
好ましくは、無線通信システムは、第1の符号器と、n個の第2の符号器とを更に備える。第1の符号器は、符号化前のビット系列を符号化する。n個の第2の符号器は、n個の基地局に対応して設けられ、各々が符号化前のビット系列を符号化する。そして、n個の基地局は、端末装置から到来波を受信したときの受信電力の差が第1の閾値よりも小さいとき、または受信タイミング差が第2の閾値よりも小さいとき、第1の符号器で符号化されたビット系列を分割して生成された複数の第1のストリームを変調して第1の通信方式で端末装置へ送信し、受信電力の差が第1の閾値以上であるとき、または受信タイミング差が第2の閾値以上であるとき、符号化前のビット系列を分割して生成され、かつ、n個の第2の符号器を用いて独立に符号化された複数の第2のストリームを変調して第1の通信方式で端末装置へ送信する。端末装置は、複数の第1のストリームを受信すると、その受信した複数の第1のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列を1つの復号器を用いて復号し、複数の第2のストリームを受信すると、その受信した複数の第2のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列をn個の基地局に対応して設けられたn個の復号器を用いて復号する。
【0010】
また、この発明の実施の形態によれば、無線通信システムは、複数の基地局と、端末装置と、第1の符号器と、n個の第2の符号器とを備える。端末装置は、複数の基地局のうちのn(nは2以上の整数)個の基地局と多入力/多出力通信方式で無線通信を行なう。第1の符号器は、符号化前のビット系列を符号化する。n個の第2の符号器は、個の基地局に対応して設けられ、各々が符号化前のビット系列を符号化する。そして、n個の基地局は、端末装置から到来波を受信したときの受信電力の差が第1の閾値よりも小さいとき、または受信タイミング差が第2の閾値よりも小さいとき、第1の符号器で符号化されたビット系列を分割して生成された複数の第1のストリームを変調して多入力/多出力通信方式で端末装置へ送信し、受信電力の差が第1の閾値以上であるとき、または受信タイミング差が第2の閾値以上であるとき、符号化前のビット系列を分割して生成され、かつ、n個の第2の符号器を用いて独立に符号化された複数の第2のストリームを変調して多入力/多出力通信方式で端末装置へ送信する。端末装置は、複数の第1のストリームを受信すると、その受信した複数の第1のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列を1つの復号器を用いて復号し、複数の第2のストリームを受信すると、その受信した複数の第2のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列をn個の基地局に対応して設けられたn個の復号器を用いて復号する。
【発明の効果】
【0011】
この発明の実施の形態による無線通信システムにおいては、複数の基地局からの最初の到来波を受信するタイミングと複数の基地局からの最後の到来波を受信するタイミングとの差である受信タイミング差がガードインターバルの長さよりも短いとき、端末装置とn個の基地局との間で多入力/多出力通信方式に従って無線通信が行なわれる。また、受信タイミング差がガードインターバルの長さ以上であるとき、端末装置と1つの基地局との間で多入力/多出力通信方式に従って無線通信が行なわれる。その結果、無線通信の特性劣化が抑制される。
【0012】
従って、端末装置と基地局との間の状況に応じて特性を改善できる。
【0013】
また、この発明の実施の形態による無線通信システムにおいては、n個の基地局間の受信電力差が第1の閾値よりも小さいとき、またはn個の基地局間の受信タイミング差が第2の閾値よりも小さいとき、符号化前のビット系列を一括して符号化して端末装置とn個の基地局との間で多入力/多出力通信方式に従って無線通信が行なわれる。また、n個の基地局間の受信電力差が第1の閾値以上であるとき、またはn個の基地局間の受信タイミング差が第2の閾値以上であるとき、符号化前のビット系列を分割して生成された複数のストリームを各ストリーム毎に符号化して端末装置とn個の基地局との間で多入力/多出力通信方式に従って無線通信が行なわれる。その結果、無線通信の特性劣化が抑制される。
【0014】
従って、端末装置と基地局との間の状況に応じて特性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】この発明の実施の形態による無線通信システムの概略図である。
【図2】図1に示す基地局の構成を示す概略図である。
【図3】図1に示す端末装置の構成を示す概略図である。
【図4】図1に示す制御器の構成図である。
【図5】受信タイミング差の概念図である。
【図6】単一基地局MIMO通信方式または基地局協調MIMO通信方式への切替を制御する他の方法を説明するための図である。
【図7】図1に示す無線通信システムにおける単一基地局MIMO通信方式による無線通信の概念図である。
【図8】図1に示す無線通信システムにおける基地局協調MIMO通信方式による無線通信の概念図である。
【図9】この発明の実施の形態による他の無線通信システムの概略図である。
【図10】第1の符号化方式の概念図である。
【図11】第2の符号化方式の概念図である。
【図12】この発明の実施の形態による更に他の無線通信システムの概略図である。
【図13】基地局数が3個である場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【0017】
図1は、この発明の実施の形態による無線通信システムの概略図である。図1を参照して、この発明の実施の形態による無線通信システム10は、基地局1,2と、端末装置3と、制御器4とを備える。
【0018】
基地局1,2および端末装置3は、無線通信空間に配置される。基地局1,2は、それぞれ、通信領域REG1,REG2を有する。端末装置3は、基地局1の通信領域REG1と基地局2の通信領域REG2との重複領域REG3に配置される。
【0019】
端末装置3は、1つの基地局との間でMIMO通信方式(=多入力/多出力通信方式)によって無線通信を行なう単一基地局MIMO通信方式と、2つの基地局との間でMIMO通信方式(=多入力/多出力通信方式)によって無線通信を行なう基地局協調MIMO通信方式とを後述する方法によって適応的に切り替えて基地局1および/または基地局2との間で無線通信を行なう。
【0020】
制御器4は、単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれの通信方式で無線通信を行なうべきかを後述する方法によって判定する。
【0021】
そして、制御器4は、その判定結果に応じて、単一基地局MIMO通信方式または基地局協調MIMO通信方式で無線通信を行なうように基地局1および基地局2を制御する。
【0022】
図2は、図1に示す基地局1の構成を示す概略図である。図2を参照して、基地局1は、アンテナ11,12と、無線モジュール13と、通信手段14と、有線ケーブル15とを含む。
【0023】
アンテナ11,12は、無線モジュール13に接続される。アンテナ11,12の各々は、端末装置3からパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール13へ出力する。また、アンテナ11,12の各々は、無線モジュール13からパケットを受け、その受けたパケットを端末装置3へ送信する。
【0024】
無線モジュール13は、アンテナ11および/またはアンテナ12を介してパケットを端末装置3へ送信すると、そのパケットを送信した送信タイミングを含むパケットを生成して制御器4へ送信する。
【0025】
また、無線モジュール13は、信号MIMO1または信号MIMO2を制御器4から受ける。信号MIMO1は、単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なうように基地局1,2を制御するための信号である。そして、信号MIMO1は、基地局1,2のうち、単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう基地局を指定する情報を含む。例えば、基地局1と単一基地局MIMO通信方式によって無線通信が行われる場合、基地局を指定する情報は、基地局1のアドレスを含み、基地局2と単一基地局MIMO通信方式によって無線通信が行われる場合、基地局を指定する情報は、基地局2のアドレスを含む。
【0026】
また、信号MIMO2は、基地局協調MIMO通信方式によって無線通信を行なうように基地局1,2を制御するための信号である。
【0027】
無線モジュール13は、信号MIMO1を受けると、アンテナ11,12を介して端末装置3との間で単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう。また、無線モジュール13は、信号MIMO2を受けると、アンテナ11またはアンテナ12を介して基地局協調MIMO通信方式によって端末装置3との間で無線通信を行なう。この場合、無線モジュール13は、通信手段14からパケットを受け、その受けたパケットの宛先を端末装置3に変えたパケットを生成し、その生成したパケットをアンテナ11および/またはアンテナ12へ出力する。また、無線モジュール13は、アンテナ11および/またはアンテナ12からパケットを受け、その受けたパケットの宛先をインターネットに接続された通信先に変えたパケットを生成し、その生成したパケットを通信手段14へ出力する。
【0028】
通信手段14は、無線モジュール13からパケットを受け、その受けたパケットを有線ケーブル15を介して、インターネットに接続された通信先へ送信する。
【0029】
また、通信手段14は、インターネットに接続された通信先から有線ケーブル15を介してパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール13へ出力する。
【0030】
有線ケーブル15は、インターネットに接続された通信先と、通信手段14との間でパケットをやり取りする。
【0031】
なお、図1に示す基地局2も、図2に示す基地局1と同じ構成からなる。
【0032】
図3は、図1に示す端末装置3の構成を示す概略図である。図3を参照して、端末装置3は、アンテナ31,32と、無線モジュール33とを含む。
【0033】
アンテナ31,32は、無線モジュール33に接続される。アンテナ31,32は、基地局1および/または基地局2からパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール33へ出力する。また、アンテナ31,32は、無線モジュール33からパケットを受け、その受けたパケットを基地局1および/または基地局2へ送信する。
【0034】
無線モジュール33は、アンテナ31および/またはアンテナ32を介してパケットを受信すると、そのパケットを受信した受信タイミングと、基地局1または基地局2との間のマルチパスによる遅延分散とを検出する。そして、無線モジュール33は、その検出した受信タイミングおよび遅延分散を含むパケットを生成して制御器4へ送信する。
【0035】
また、無線モジュール33は、アンテナ31および/またはアンテナ32からパケットを受ける。
【0036】
更に、無線モジュール33は、アプリケーション(図示せず)からパケットを受け、その受けたパケットを単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれかの通信方式で基地局1および/または基地局2へ送信する。
【0037】
図4は、図1に示す制御器4の構成図である。図4を参照して、制御器4は、アンテナ41と、無線モジュール42と、判定手段43とを含む。
【0038】
アンテナ41は、無線モジュール42に接続される。そして、アンテナ41は、基地局1,2および端末装置3からパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール42へ出力する。また、アンテナ41は、パケットを無線モジュール42から受け、その受けたパケットを基地局1,2へ送信する。
【0039】
無線モジュール42は、アンテナ41からパケットを受け、その受けたパケットを判定手段43へ出力する。また、無線モジュール42は、判定手段43からパケットを受け、その受けたパケットをアンテナ41を介して基地局1,2へ送信する。
【0040】
判定手段43は、無線モジュール42からパケットを受ける。そして、判定手段43は、その受けたパケットの送信元が基地局1,2であるとき、送信タイミングをパケットから抽出する。また、判定手段43は、その受けたパケットの送信元が端末装置3であるとき、受信タイミングおよび遅延分散をパケットから抽出する。
【0041】
そうすると、判定手段43は、送信タイミング、受信タイミングおよび遅延分散を用いて後述する方法によって、単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれの通信方式で無線通信を行なうべきかを判定する。
【0042】
そして、判定手段43は、単一基地局MIMO通信方式で無線通信を行なうべきと判定したとき、信号MIMO1を含むパケットを生成して無線モジュール42へ出力する。また、判定手段43は、基地局協調MIMO通信方式で無線通信を行なうべきと判定したとき、信号MIMO2を含むパケットを生成して無線モジュール42へ出力する。
【0043】
無線通信システム10は、例えば、表1に示す各パラメータを有するシステムからなる。
【0044】
【表1】
【0045】
なお、表1において、協調基地局数とは、端末装置3がMIMO通信方式によって同時に無線通信を行なう基地局の数である。また、表1におけるGI長とは、パケットに含まれるガードインターバルの長さである。
【0046】
単一基地局MIMO通信方式と、基地局協調MIMO通信方式とを適応的に切り替える方法について説明する。
【0047】
図5は、受信タイミング差の概念図である。直交周波数分割多重方式(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を仮定した無線システムの場合、最初に到来した到来波と最後に到来した到来波との受信タイミング差がOFDMのガードインターバルGIの長さを超えて遅延波が到来する場合に受信特性が著しく劣化する。
【0048】
従って、最初の到来波と最後の到来波との受信タイミング差をTRXとし、OFDMのガードインターバルGIの長さをTGIとすると、制御器4の判定手段43は、次式が成立するとき、基地局協調MIMO通信方式で無線通信を行なうべきと判定し、次式が成立しないとき、単一基地局MIMO通信方式で無線通信を行なうべきと判定する。
【0049】
TRX<TGI・・・(1)
【0050】
2つの基地局1,2が協調して基地局協調MIMO通信方式によって無線通信を行なう場合、基地局1および基地局2におけるパケットの送信タイミングをそれぞれTTX1,TTX2とし、基地局1,2から端末装置3までのパケットの伝搬時間をそれぞれTTr1,TTr2とし、マルチパスによる遅延分散をそれぞれTDs1,TDs2とすると(図5参照)、式(1)は、次式に変換される。
【0051】
TRX=|(TTX1−TTX2)+(TTr1−TTr2)+(TDs1−TDs2)|<TGI・・・(2)
【0052】
制御器4の判定手段43は、送信タイミングTTX1,TTX2をそれぞれ基地局1,2から受信し、端末装置3が基地局1,2から送信されたパケットを受信したときの受信タイミングTRX1,TRX2および遅延分散TDs1,TDs2を端末装置3から受信する。
【0053】
そして、判定手段43は、受信タイミングTRX1,TRX2からそれぞれ送信タイミングTTX1,TTX2を減算して伝搬時間TTr1,TTr2を求める。
【0054】
そうすると、判定手段43は、送信タイミングTTX1,TTX2、伝搬時間TTr1,TTr2、遅延分散TDs1,TDs2、および予め保持しているガードインターバルの長さTGIを式(2)に代入し、式(2)が成立するか否かを判定する。
【0055】
そして、判定手段43は、式(2)が成立すると判定すると、信号MIMO2を生成して基地局1,2へ送信し、式(2)が成立しないと判定すると、信号MIMO1を生成して基地局1,2へ送信する。
【0056】
図6は、単一基地局MIMO通信方式または基地局協調MIMO通信方式への切替を制御する他の方法を説明するための図である。
【0057】
図6を参照して、基地局1と基地局2との距離をLとし、基地局1と端末装置3との距離をxとし、電波の伝搬速度をCとすると、TTr1=x/C,TTr2=(L−x)/Cであるので、式(2)は、次式に変換される。
【0058】
TRX=|(TTX1−TTX2)+(2x−L)/C+(TDs1−TDs2)|<TGI・・・(3)
【0059】
制御器4の無線モジュール42は、GPS(Global Positioning System)衛星から基地局1,2および端末装置3のGPS信号を受信し、その受信したGPS信号を判定手段43へ出力する。
【0060】
そして、判定手段43は、無線モジュール42から受けたGPS信号に基づいて、公知の方法によって基地局1,2および端末装置3の位置を演算する。その後、判定手段43は、その演算した基地局1,2および端末装置3の位置に基づいて、距離x,Lを演算する。
【0061】
そうすると、判定手段43は、距離x,L、送信タイミングTTX1,TTX2、遅延分散TDs1,TDs2、伝搬速度Cおよびガードインターバルの長さTGIを式(3)に代入し、式(3)が成立するか否かを判定する。
【0062】
そして、判定手段43は、式(3)が成立すると判定すると、信号MIMO2を生成して基地局1,2へ送信し、式(3)が成立しないと判定すると、信号MIMO1を生成して基地局1,2へ送信する。
【0063】
なお、判定手段43は、単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なうべきと判定したとき、遅延分散が小さい方の基地局を単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう基地局として指定する。また、判定手段43は、単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なうべきと判定したとき、端末装置3との距離が短い方の基地局を単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう基地局として指定する。そして、判定手段43は、基地局を指定する情報(=基地局のアドレス)を含む信号MIMO1を生成する。
【0064】
図7は、図1に示す無線通信システム10における単一基地局MIMO通信方式による無線通信の概念図である。なお、図7においては、端末装置3が基地局1と単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう場合について説明する。
【0065】
図7を参照して、基地局2の無線モジュール13は、単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう基地局として基地局1を指定する情報を含む信号MIMO1を受信すると、端末装置3との無線通信を停止する。
【0066】
また、基地局1の通信手段14は、無線モジュール13が単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう基地局として基地局1を指定する情報を含む信号MIMO1を受信すると、有線ケーブル15を介してインターネットに接続された送信元からパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール13へ出力する。そして、基地局1の無線モジュール13は、通信手段14から受けたパケットの送信先を端末装置3に設定するとともに、パケットをSTBC(Space−Time Block Coding)方式またはSDM(Space Division Multiplexing)方式によってMIMO多重する。この場合、STBC符号化には、Alamoutiの直交符号が用いられる。
【0067】
そうすると、基地局1の無線モジュール13は、MIMO多重したパケットをアンテナ11およびアンテナ12を介して端末装置3へ送信する。
【0068】
端末装置3の無線モジュール33は、アンテナ31およびアンテナ32を介して基地局1から送信されたパケットを受信し、その受信したパケットをアプリケーションへ出力する。
【0069】
その後、端末装置3の無線モジュール33は、アプリケーションからパケットを受けると、その受けたパケットの送信先を基地局1に設定するとともに、パケットをAlamouti STBCによってMIMO多重する。そして、端末装置3の無線モジュール33は、MIMO多重したパケットをアンテナ31およびアンテナ32を介して基地局1へ送信する。
【0070】
基地局1のアンテナ11,12は、端末装置3から送信されたパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール13へ出力する。そして、基地局1の無線モジュール13は、アンテナ11,12からパケットを受け、その受けたパケットを通信手段14へ出力する。基地局1の通信手段14は、無線モジュール13からパケットを受け、その受けたパケットの送信先をインターネットに接続された通信先に変えたパケットを生成し、その生成したパケットを有線ケーブル15を介して送信する。
【0071】
以降、上述した動作を繰返し実行し、端末装置3は、基地局1との間で単一基地局MIMO通信方式によって無線通信を行なう。
【0072】
なお、端末装置3は、上述した方法によって、基地局2と単一基地局MIMO通信方式に従って無線通信を行なう。
【0073】
図8は、図1に示す無線通信システム10における基地局協調MIMO通信方式による無線通信の概念図である。
【0074】
図8を参照して、基地局1の通信手段14は、無線モジュール13が信号MIMO2を制御器4から受信すると、有線ケーブル15を介してインターネットに接続された送信元から受信したパケットを無線モジュール13へ出力する。そして、基地局1の無線モジュール13は、通信手段14から受けたパケットの送信先を端末装置3に設定する。そうすると、基地局1の無線モジュール13は、パケットをアンテナ11(またはアンテナ12)を用いて端末装置3へ送信する。
【0075】
また、基地局2も、基地局1と同様にしてパケットを端末装置3へ送信する。
【0076】
端末装置3のアンテナ31およびアンテナ32は、基地局1から送信されたパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール33へ出力する。また、端末装置3のアンテナ31およびアンテナ32は、基地局2から送信されたパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール33へ出力する。そして、端末装置3の無線モジュール33は、アンテナ31,32からパケットを受け、その受けたパケットをアプリケーションへ出力する。
【0077】
その後、端末装置3の無線モジュール33は、アプリケーションからパケットを受けると、その受けたパケットの送信先を基地局1に設定したパケットと、その受けたパケットの送信先を基地局2に設定したパケットとを生成する。そして、端末装置3の無線モジュール33は、送信先を基地局1に設定したパケットをアンテナ31およびアンテナ32を介して基地局1へ送信するとともに、送信先を基地局2に設定したパケットをアンテナ31およびアンテナ32を介して基地局2へ送信する。
【0078】
基地局1のアンテナ11(またはアンテナ12)は、端末装置3から送信されたパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール13へ出力する。そして、基地局1の無線モジュール13は、アンテナ11(またはアンテナ12)からパケットを受け、その受けたパケットの送信先をインターネットに接続された通信先に変えたパケットを生成し、その生成したパケットを通信手段14へ出力する。基地局1の通信手段14は、無線モジュール13からパケットを受け、その受けたパケットをインターネットに接続された通信先へ有線ケーブル15を介して送信する。
【0079】
また、基地局2のアンテナ11(またはアンテナ12)は、端末装置3から送信されたパケットを受信し、その受信したパケットを無線モジュール13へ出力する。そして、基地局2の無線モジュール13は、アンテナ11(またはアンテナ12)からパケットを受け、その受けたパケットの送信先をインターネットに接続された通信先に変えたパケットを生成し、その生成したパケットを通信手段14へ出力する。基地局2の通信手段14は、無線モジュール13からパケットを受け、その受けたパケットをインターネットに接続された通信先へ有線ケーブル15を介して送信する。
【0080】
以降、上述した動作を繰返し実行し、端末装置3は、基地局1,2との間で基地局協調MIMO通信方式によって無線通信を行なう。
【0081】
制御器4は、GPS信号を用いて距離L,xを演算すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、制御気4は、無線通信の伝搬路における受信信号強度と、距離との関係式(減衰式)を用いて距離L,xを求めてもよい。
【0082】
図9は、この発明の実施の形態による他の無線通信システムの概略図である。この発明の実施の形態による無線通信システムは、図9に示す無線通信システム100であってもよい。
【0083】
図9を参照して、無線通信システム100は、図1に示す無線通信システム10の制御器4を制御器40に代え、符号器50,60,70を追加したものであり、その他は、無線通信システム10と同じである。
【0084】
制御器40は、制御器4と同じ方法によって、単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれの通信方式に従って無線通信すべきかを判定する。そして、制御器40は、単一基地局MIMO通信方式に従って無線通信すべきと判定したとき、上述した信号MIMO1を生成し、その生成した信号MIMO1を基地局1,2へ送信する。また、制御器40は、単一基地局MIMO通信方式に従って無線通信すべきと判定したとき、OFF信号を生成し、その生成したOFF信号を符号器50,60,70へ送信する。
【0085】
更に、制御器40は、基地局協調MIMO通信方式に従って無線通信すべきと判定したとき、符号化の方法を更に判定する。より具体的には、制御器40は、上述した受信タイミング差TRXが閾値Tthよりも小さいか否かを判定することによって、符号化の方法を判定する。閾値Tthは、例えば、0.9GI(=720sec)に設定される。そして、制御器40は、閾値Tthを予め保持している。
【0086】
制御器40は、受信タイミング差TRXが閾値Tthよりも小さいと判定したとき、ON信号およびOFF信号を生成し、その生成したON信号を符号器50へ送信するとともに、その生成したOFF信号を符号器60,70へ送信する。
【0087】
一方、制御器40は、受信タイミング差TRXが閾値Tth以上であると判定したとき、ON信号およびOFF信号を生成し、その生成したON信号を符号器60,70へ送信するとともに、その生成したOFF信号を符号器50へ送信する。
【0088】
符号器50は、制御器40からOFF信号を受信すると、動作を停止する。また、符号器50は、制御器40からON信号を受信すると、畳み込み符号化またはターボ符号化によって符号化前のビット系列を符号化するとともに、その符号化したビット系列を複数のストリームに分割して基地局1,2に分配する。
【0089】
符号器50から基地局1,2へのビット系列の分配方法を具体的に説明する。符号化前のビット系列をB=[b1,b2,・・・,bm](mは整数)とすると、符号器50は、ビット系列Bを畳み込み符号化またはターボ符号化によって符号化し、符号化されたビット系列BC=[bc1,bc2,・・・,bcm]を生成する。そして、符号器50は、ビット系列BCを複数のストリーム[bc1,bc2,・・・,bck],[bck+1,bck+2,・・・,bc2k],[bc2k+1,bc2k+2,・・・,bc3k],・・・,[bcm−k,bcm−k+1,・・・,bcm](kは整数)に分割する。そうすると、符号器50は、ビット系列BC1=[bc1,bc2,・・・,bck],[bc2k+1,bc2k+2,・・・,bc3k],・・・を基地局1に分配し、ビット系列BC2=[bck+1,bck+2,・・・,bc2k],・・・,[bcm−k,bcm−k+1,・・・,bcm]を基地局2に分配する。
【0090】
符号器60は、基地局1に対応して設けられる。そして、符号器60は、OFF信号を制御器40から受信すると、動作を停止する。また、符号器60は、ON信号を制御器40から受信すると、符号化前の複数のストリームに分割されたビット系列を受け、その受けたビット系列を独立に符号化して基地局1に供給する。
【0091】
符号器70は、基地局2に対応して設けられる。そして、符号器70は、OFF信号を制御器40から受信すると、動作を停止する。また、符号器70は、ON信号を制御器40から受信すると、符号化前の複数のストリームに分割されたビット系列を受け、その受けたビット系列を独立に符号化して基地局2に供給する。
【0092】
符号器60,70から基地局1,2へのビット系列の供給方法を具体的に説明する。ビット系列B=[b1,b2,・・・,bm]は、複数のストリーム[b1,b2,・・・,bk],[bk+1,bk+2,・・・,b2k],[b2k+1,b2k+2,・・・,b3k],・・・,[bm−k,bm−k+1,・・・,bm]に分割される。そして、ストリーム[b1,b2,・・・,bk],[b2k+1,b2k+2,・・・,b3k],・・・は、符号器60に入力され、ストリーム[bk+1,bk+2,・・・,b2k],・・・,[bm−k,bm−k+1,・・・,bm]は、符号器70に入力される。
【0093】
そして、符号器60は、ストリーム[b1,b2,・・・,bk],[b2k+1,b2k+2,・・・,b3k],・・・を独立に符号化し、符号化されたビット系列BC3=[bc’1,bc’2,・・・,bc’k],[bc’2k+1,bc’2k+2,・・・,bc’3k],・・・を生成する。そうすると、符号器60は、ビット系列BC3=[bc’1,bc’2,・・・,bc’k],[bc’2k+1,bc’2k+2,・・・,bc’3k],・・・を基地局1に供給する。
【0094】
また、符号器70は、ストリーム[bk+1,bk+2,・・・,b2k],・・・,[bm−k,bm−k+1,・・・,bm]を符号化し、符号化されたビット系列BC4=[bc’k+1,bc’k+2,・・・,bc’2k],・・・,[bc’m−k,bc’m−k+1,・・・,bc’m]を生成する。そうすると、符号器70は、ビット系列BC4=[bc’k+1,bc’k+2,・・・,bc’2k],・・・,[bc’m−k,bc’m−k+1,・・・,bc’m]を基地局2に供給する。
【0095】
基地局1の無線モジュール13は、符号化されたビット系列BC1=[bc1,bc2,・・・,bck],[bc2k+1,bc2k+2,・・・,bc3k],・・・を符号器50から受け、その受けたビット系列BC1=[bc1,bc2,・・・,bck],[bc2k+1,bc2k+2,・・・,bc3k],・・・を変調し、その変調後のビット系列BC1をアンテナ11(またはアンテナ12)を用いて送信する。
【0096】
また、基地局2の無線モジュール13は、符号化されたビット系列BC2=[bck+1,bck+2,・・・,bc2k],・・・,[bcm−k,bcm−k+1,・・・,bcm]を符号器50から受け、その受けたビット系列BC2=[bck+1,bck+2,・・・,bc2k],・・・,[bcm−k,bcm−k+1,・・・,bcm]を変調し、その変調後のビット系列BC2をアンテナ11(またはアンテナ12)を用いて送信する。
【0097】
更に、基地局1の無線モジュール13は、符号化されたビット系列BC3=[bc’1,bc’2,・・・,bc’k],[bc’2k+1,bc’2k+2,・・・,bc’3k],・・・を符号器60から受け、その受けたビット系列BC3=[bc’1,bc’2,・・・,bc’k],[bc’2k+1,bc’2k+2,・・・,bc’3k],・・・を変調し、その変調後のビット系列BC3をアンテナ11(またはアンテナ12)を用いて送信する。
【0098】
更に、基地局2の無線モジュール13は、符号化されたビット系列BC4=[bc’k+1,bc’k+2,・・・,bc’2k],・・・,[bc’m−k,bc’m−k+1,・・・,bc’m]を符号器70から受け、その受けたビット系列BC4=[bc’k+1,bc’k+2,・・・,bc’2k],・・・,[bc’m−k,bc’m−k+1,・・・,bc’m]を変調し、その変調後のビット系列BC4をアンテナ11(またはアンテナ12)を用いて送信する。
【0099】
図10および図11は、それぞれ、第1および第2の符号化方式の概念図である。図10を参照して、受信タイミング差TRXが閾値Tthよりも小さいとき、符号器50は、上述した方法によって、ビット系列Bを符号化し、ビット系列BC1を基地局1に分配し、ビット系列BC2を基地局2に分配する。
【0100】
そして、基地局1は、ビット系列BC1を変調し、その変調後のビット系列BC1をMIMO伝送路20(アンテナ11またはアンテナ12を用いた伝送路)を用いて端末装置3へ送信する。また、基地局2は、ビット系列BC2を変調し、その変調後のビット系列BC2をMIMO伝送路30(アンテナ11またはアンテナ12を用いた伝送路)を用いて端末装置3へ送信する。これによって、ビット系列BC1,BC2は、MIMO多重されて端末装置3へ送信される。
【0101】
端末装置3の無線モジュール33は、MIMO多重されたビット系列BC1,BC2をアンテナ31,32を用いて受信する。そして、端末装置3の無線モジュール33は、公知の方法によって、MIMO多重されたビット系列BC1,BC2を信号分離し、その信号分離したストリーム[bc1,bc2,・・・,bck],[bck+1,bck+2,・・・,bc2k],[bc2k+1,bc2k+2,・・・,bc3k],・・・,[bcm−k,bcm−k+1,・・・,bcm]を復号器80へ出力する。
【0102】
復号器80は、ストリーム[bc1,bc2,・・・,bck],[bck+1,bck+2,・・・,bc2k],[bc2k+1,bc2k+2,・・・,bc3k],・・・,[bcm−k,bcm−k+1,・・・,bcm]を復号し、ビット系列Bを出力する。
【0103】
なお、復号器80は、端末装置3の外に配置されているが、実際には、端末装置3内に配置される。
【0104】
図11を参照して、受信タイミング差TRXが閾値Tth以上であるとき、符号器60は、ストリーム[b1,b2,・・・,bk],[b2k+1,b2k+2,・・・,b3k],・・・を独立に符号化し、符号化されたビット系列BC3を基地局1に供給する。
【0105】
また、符号器70は、ストリーム[bk+1,bk+2,・・・,b2k],・・・,[bm−k,bm−k+1,・・・,bm]を符号化し、符号化されたビット系列BC4を基地局2に供給する。
【0106】
基地局1は、ビット系列BC3を変調し、その変調後のビット系列BC3をMIMO伝送路20(アンテナ11またはアンテナ12を用いた伝送路)を用いて端末装置3へ送信する。
【0107】
また、基地局2は、ビット系列BC4を変調し、その変調後のビット系列BC4をMIMO伝送路30(アンテナ11またはアンテナ12を用いた伝送路)を用いて端末装置3へ送信する。これによって、ビット系列BC3,BC4は、MIMO多重されて端末装置3へ送信される。
【0108】
端末装置3の無線モジュール33は、MIMO多重されたビット系列BC3,BC4をアンテナ31,32を用いて受信する。そして、端末装置3の無線モジュール33は、公知の方法によって、MIMO多重されたビット系列BC3,BC4を信号分離し、その信号分離したビット系列BC3を復号器90へ出力し、その信号分離したビット系列BC4を復号器110へ出力する。
【0109】
復号器90は、ビット系列BC3を復号してストリーム[b1,b2,・・・,bk],[b2k+1,b2k+2,・・・,b3k],・・・を出力する。また、復号器110は、ビット系列BC4を復号してストリーム[bk+1,bk+2,・・・,b2k],・・・,[bm−k,bm−k+1,・・・,bm]を出力する。そして、ストリーム[b1,b2,・・・,bk],[b2k+1,b2k+2,・・・,b3k],・・・およびストリーム[bk+1,bk+2,・・・,b2k],・・・,[bm−k,bm−k+1,・・・,bm]は、ストリーム[b1,b2,・・・,bk],[bk+1,bk+2,・・・,b2k],[b2k+1,b2k+2,・・・,b3k],・・・,[bm−k,bm−k+1,・・・,bm]に並べ替えられ、ビット系列Bが得られる。
【0110】
なお、復号器90,110は、端末装置3の外に配置されているが、実際には、端末装置3内に配置される。
【0111】
このように、無線通信システム100においては、基地局協調MIMO通信方式によって無線通信する場合において受信タイミング差TRXが閾値Tthよりも小さいとき、ビット系列Bは、一括して符号化され、MIMO多重によって端末装置3へ送信され、受信タイミング差TRXが閾値Tth以上であるとき、ストリーム毎に符号化され、MIMO多重によって端末装置3へ送信される。
【0112】
従って、基地局協調MIMO通信方式によって無線通信する場合、受信タイミング差TRXの値に応じて特性を改善できる。即ち、基地局1,2と端末装置3との間の状況に応じて特性を改善できる。
【0113】
上記においては、受信タイミング差TRXが閾値Tthよりも小さいとき、ビット系列Bは、一括して符号化されて端末装置3へ送信され、受信タイミング差TRXが閾値Tth以上であるとき、ビット系列は、ストリーム毎に符号化されて端末装置3へ送信されると説明したが、無線通信システム100においては、これに限らず、基地局1,2間における平均受信電力差ΔRSSI_aveが閾値ΔRSSI_thよりも小さいとき、ビット系列は、一括して符号化されて端末装置3へ送信され、平均受信電力差ΔRSSI_aveが閾値ΔRSSI_th以上であるとき、ビット系列は、ストリーム毎に符号化されて端末装置3へ送信されるようにしてもよい。
【0114】
この場合、制御器40は、予め、閾値ΔRSSI_thを保持しており、基地局1における受信電力RSSI1と、基地局2における受信電力RSSI2とをそれぞれ基地局1,2から受信する。
【0115】
そして、制御器40は、受信電力RSSI1,RSSI2に基づいて、平均受信電力差ΔRSSI_aveを演算し、その演算した平均受信電力差ΔRSSI_aveを閾値ΔRSSI_thと比較する。
【0116】
そうすると、制御器40は、平均受信電力差ΔRSSI_aveが閾値ΔRSSI_thよりも小さいとき、ON信号を符号器50へ出力し、OFF信号を符号器60,70へ出力する。また、制御器40は、平均受信電力差ΔRSSI_aveが閾値ΔRSSI_th以上であるとき、ON信号を符号器60,70へ出力し、OFF信号を符号器50へ出力する。
【0117】
従って、平均受信電力差ΔRSSI_aveが閾値ΔRSSI_thよりも小さいか否かを判定して符号化方式を切換える場合も、基地局1,2と端末装置3との間の状況に応じて特性を改善できる。
【0118】
なお、無線通信システム100においては、STBC方式によってMIMO多重されるとき、閾値ΔRSSI_thは、例えば、15dBに設定され、SDM方式によってMIMO多重されるとき、閾値ΔRSSI_thは、例えば、10dBに設定される。
【0119】
図12は、この発明の実施の形態による更に他の無線通信システムの概略図である。この発明の実施の形態による無線通信システムは、図12に示す無線通信システム200であってもよい。
【0120】
図12を参照して、無線通信システム200は、図9に示す無線通信システム100の制御器40を制御器140に代えたものであり、その他は、無線通信システム100と同じである。
【0121】
無線通信システム200は、基地局協調MIMO通信方式によって無線通信を行なう。従って、制御器140は、単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれの通信方式で無線通信を行なうべきかを判定しない。
【0122】
そして、制御器140は、受信タイミング差TRXが閾値Tthよりも小さいとき、ビット系列Bを一括して符号化してMIMO多重によって送信するように符号器50,60,70を制御し、受信タイミング差TRXが閾値Tth以上であるとき、ビット系列Bをストリーム毎に符号化してMIMO多重によって送信するように符号器50,60,70を制御する。
【0123】
また、制御器140は、平均受信電力差ΔRSSI_aveが閾値ΔRSSI_thよりも小さいとき、ビット系列Bを一括して符号化してMIMO多重によって送信するように符号器50,60,70を制御し、平均受信電力差ΔRSSI_aveが閾値ΔRSSI_th以上であるとき、ビット系列Bをストリーム毎に符号化してMIMO多重によって送信するように符号器50,60,70を制御する。
【0124】
なお、制御器140は、閾値Tth,ΔRSSI_thを予め保持している。
【0125】
従って、無線通信システム200においても、基地局1,2と端末装置3との間の状況に応じて特性を改善できる。
【0126】
上記においては、無線通信システム10,100,200は、2個の基地局1,2を備えると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、無線通信システム10,100,200は、3個以上の基地局を備えていてもよい。
【0127】
図13は、基地局数が3個である場合を示す図である。図13を参照して、3個の基地局A〜Cが存在し、基地局A,B間の距離がL1であり、基地局B,C間の距離がL2であり、基地局A,C間の距離がL3である。そして、L1<L2<L3であるものとする。
【0128】
制御器4,40は、基地局数が3個である場合も、式(1)または式(2)に従って、単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれの通信方式で無線通信を行なうべきかを判定する。
【0129】
この場合、受信タイミング差TRXは、基地局A,B間の受信タイミング差、基地局B,C間の受信タイミング差、および基地局A,C間の受信タイミング差のうち、最大の受信タイミング差を受信タイミング差TRXとして選択される。
【0130】
また、制御器4,40は、基地局数が3個である場合、式(3)に従って、単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれの通信方式で無線通信を行なうべきかを判定する。
【0131】
この場合、基地局間の距離は、基地局A,B間の距離L1、基地局B,C間の距離L2、および基地局A,C間の距離L3が存在する。そして、制御器4,40は、距離L1〜L3から最大の距離L3を距離Lとして検出し、その検出した距離L3を有する2つの基地局A,Cのうちのいずれかの基地局と端末装置3との距離を距離xとして検出する。
【0132】
制御器4,40は、受信タイミング差TRXまたは距離L,xを用いて、基地局協調MIMO通信方式で無線通信を行なうべきと判定したとき、端末装置3と2個の基地局との間で基地局協調MIMO通信方式に従って無線通信を行なうように、その2個の基地局を制御してもよいし、端末装置3と3個の基地局A〜Cとの間で基地局協調MIMO通信方式に従って無線通信を行なうように、3個の基地局A〜Cを制御してもよい。
【0133】
制御器140は、基地局A,B間の受信タイミング差、基地局B,C間の受信タイミング差、および基地局A,C間の受信タイミング差のうち、最大の受信タイミング差を受信タイミング差TRXとして選択する。
【0134】
また、制御器140は、基地局A,B間の平均受信電力差、基地局B,C間の平均受信電力差および基地局A,C間の平均受信電力差のうち、最大の平均受信電力差を平均受信電力差ΔRSSI_aveとして選択する。
【0135】
そして、制御器140は、上述した方法によって、受信タイミング差TRXまたは平均受信電力差ΔRSSI_aveを用いて符号化方式を切換える。
【0136】
無線通信システム10,100が4個以上の基地局を備えている場合も、制御器4,40は、基地局数が3個である場合と同様にして、単一基地局MIMO通信方式および基地局協調MIMO通信方式のいずれの通信方式で無線通信を行なうべきかを判定するとともに、基地局協調MIMO通信方式で無線通信を行なうときの基地局数を決定する。
【0137】
また、無線通信システム200が4個以上の基地局を備えている場合も、制御器140は、基地局数が3個である場合と同様にして、符号化方式を切換える。
【0138】
従って、無線通信システム10,100,200は、一般的には、複数の基地局を備えていればよく、基地局協調MIMO通信方式で無線通信を行なう基地局数は、n(nは2以上の整数)個である。
【0139】
なお、この発明の実施の形態においては、符号器50は、「第1の符号器」を構成し、符号器60,70は、「n個の第2の符号器」を構成する。
【0140】
また、この発明の実施の形態においては、閾値ΔRSSI_thは、「第1の閾値」を構成し、閾値Tthは、「第2の閾値」を構成する。
【0141】
更に、この発明の実施の形態においては、基地局協調MIMO通信方式は、「第1の通信方式」を構成し、単一基地局MIMO通信方式は、「第2の通信方式」を構成する。
【0142】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【0143】
この発明は、無線通信システムに適用される。
【符号の説明】
【0144】
1,2 基地局 3 端末装置、4,40,140 制御器、10,100,200 無線通信システム、11,12,31,32,41 アンテナ、13,33,42 無線モジュール、14 通信手段、15 有線ケーブル、20,30 MIMO伝送路、43 判定手段、50,60,70 符号器、80,90,110 復号器。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の基地局と、
前記複数の基地局の少なくとも1つの基地局と無線通信を行なう端末装置と、
前記端末装置が前記複数の基地局からの最初の到来波を受信するタイミングと前記複数の基地局からの最後の到来波を受信するタイミングとの差である受信タイミング差が直交周波数分割多重方式によって変調されたパケットのガードインターバルの長さよりも短いとき前記端末装置と前記複数の基地局のうちのn(nは2以上の整数)個の基地局との間の多入力/多出力通信方式である第1の通信方式で無線通信を行なうように前記n個の基地局を制御し、前記受信タイミング差が前記ガードインターバルの長さ以上であるとき前記端末装置と前記複数の基地局のうちの1つの基地局との多入力/多出力通信方式である第2の通信方式で無線通信を行なうように前記1つの基地局を制御する制御器とを備える無線通信システム。
【請求項2】
前記制御器は、前記複数の基地局のうちの隣接する2つの基地局間の距離のうち、最大の距離である第1の距離と、前記最大の距離を有する第1および第2の基地局のいずれか一方の基地局と前記端末装置との距離である第2の距離とを用いて前記端末装置と前記第1の基地局との間の到来波の伝搬時間である第1の伝搬時間と前記端末装置と前記第2の基地局との間の到来波の伝搬時間である第2の伝搬時間とを演算し、前記第1の伝搬時間と前記第2の伝搬時間との差である伝搬時間差と、前記最初の到来波の送信タイミングと前記最後の到来波の送信タイミングとの差である送信タイミング差と、前記最初の到来波のマルチパスによる遅延分散と前記最後の到来波のマルチパスによる遅延分散との差である遅延分散差とを加算し、その加算結果の絶対値が前記ガードインターバルの長さよりも短いとき、前記第1の通信方式で無線通信を行なうように前記n個の基地局を制御し、前記加算結果の絶対値が前記ガードインターバルの長さ以上であるとき、前記第2の通信方式で無線通信を行なうように前記1つの基地局を制御する、請求項1に記載の無線通信システム。
【請求項3】
符号化前のビット系列を符号化する第1の符号器と、
前記n個の基地局に対応して設けられ、各々が符号化前のビット系列を符号化するn個の第2の符号器とを更に備え、
前記n個の基地局は、前記端末装置から前記到来波を受信したときの受信電力の差が第1の閾値よりも小さいとき、または前記受信タイミング差が第2の閾値よりも小さいとき、前記第1の符号器で符号化されたビット系列を分割して生成された複数の第1のストリームを変調して前記第1の通信方式で前記端末装置へ送信し、前記受信電力の差が前記第1の閾値以上であるとき、または前記受信タイミング差が前記第2の閾値以上であるとき、符号化前のビット系列を分割して生成され、かつ、前記n個の第2の符号器を用いて独立に符号化された複数の第2のストリームを変調して前記第1の通信方式で前記端末装置へ送信し、
前記端末装置は、前記複数の第1のストリームを受信すると、その受信した複数の第1のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列を1つの復号器を用いて復号し、前記複数の第2のストリームを受信すると、その受信した複数の第2のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列を前記n個の基地局に対応して設けられたn個の復号器を用いて復号する、請求項1または請求項2に記載の無線通信システム。
【請求項4】
複数の基地局と、
前記複数の基地局のうちのn(nは2以上の整数)個の基地局と多入力/多出力通信方式で無線通信を行なう端末装置と、
符号化前のビット系列を符号化する第1の符号器と、
前記n個の基地局に対応して設けられ、各々が符号化前のビット系列を符号化するn個の第2の符号器とを備え、
前記n個の基地局は、前記端末装置から前記到来波を受信したときの受信電力の差が第1の閾値よりも小さいとき、または前記受信タイミング差が第2の閾値よりも小さいとき、前記第1の符号器で符号化されたビット系列を分割して生成された複数の第1のストリームを変調して前記多入力/多出力通信方式で前記端末装置へ送信し、前記受信電力の差が前記第1の閾値以上であるとき、または前記受信タイミング差が前記第2の閾値以上であるとき、符号化前のビット系列を分割して生成され、かつ、前記n個の第2の符号器を用いて独立に符号化された複数の第2のストリームを変調して前記多入力/多出力通信方式で前記端末装置へ送信し、
前記端末装置は、前記複数の第1のストリームを受信すると、その受信した複数の第1のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列を1つの復号器を用いて復号し、前記複数の第2のストリームを受信すると、その受信した複数の第2のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列を前記n個の基地局に対応して設けられたn個の復号器を用いて復号する、無線通信システム。
【請求項1】
複数の基地局と、
前記複数の基地局の少なくとも1つの基地局と無線通信を行なう端末装置と、
前記端末装置が前記複数の基地局からの最初の到来波を受信するタイミングと前記複数の基地局からの最後の到来波を受信するタイミングとの差である受信タイミング差が直交周波数分割多重方式によって変調されたパケットのガードインターバルの長さよりも短いとき前記端末装置と前記複数の基地局のうちのn(nは2以上の整数)個の基地局との間の多入力/多出力通信方式である第1の通信方式で無線通信を行なうように前記n個の基地局を制御し、前記受信タイミング差が前記ガードインターバルの長さ以上であるとき前記端末装置と前記複数の基地局のうちの1つの基地局との多入力/多出力通信方式である第2の通信方式で無線通信を行なうように前記1つの基地局を制御する制御器とを備える無線通信システム。
【請求項2】
前記制御器は、前記複数の基地局のうちの隣接する2つの基地局間の距離のうち、最大の距離である第1の距離と、前記最大の距離を有する第1および第2の基地局のいずれか一方の基地局と前記端末装置との距離である第2の距離とを用いて前記端末装置と前記第1の基地局との間の到来波の伝搬時間である第1の伝搬時間と前記端末装置と前記第2の基地局との間の到来波の伝搬時間である第2の伝搬時間とを演算し、前記第1の伝搬時間と前記第2の伝搬時間との差である伝搬時間差と、前記最初の到来波の送信タイミングと前記最後の到来波の送信タイミングとの差である送信タイミング差と、前記最初の到来波のマルチパスによる遅延分散と前記最後の到来波のマルチパスによる遅延分散との差である遅延分散差とを加算し、その加算結果の絶対値が前記ガードインターバルの長さよりも短いとき、前記第1の通信方式で無線通信を行なうように前記n個の基地局を制御し、前記加算結果の絶対値が前記ガードインターバルの長さ以上であるとき、前記第2の通信方式で無線通信を行なうように前記1つの基地局を制御する、請求項1に記載の無線通信システム。
【請求項3】
符号化前のビット系列を符号化する第1の符号器と、
前記n個の基地局に対応して設けられ、各々が符号化前のビット系列を符号化するn個の第2の符号器とを更に備え、
前記n個の基地局は、前記端末装置から前記到来波を受信したときの受信電力の差が第1の閾値よりも小さいとき、または前記受信タイミング差が第2の閾値よりも小さいとき、前記第1の符号器で符号化されたビット系列を分割して生成された複数の第1のストリームを変調して前記第1の通信方式で前記端末装置へ送信し、前記受信電力の差が前記第1の閾値以上であるとき、または前記受信タイミング差が前記第2の閾値以上であるとき、符号化前のビット系列を分割して生成され、かつ、前記n個の第2の符号器を用いて独立に符号化された複数の第2のストリームを変調して前記第1の通信方式で前記端末装置へ送信し、
前記端末装置は、前記複数の第1のストリームを受信すると、その受信した複数の第1のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列を1つの復号器を用いて復号し、前記複数の第2のストリームを受信すると、その受信した複数の第2のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列を前記n個の基地局に対応して設けられたn個の復号器を用いて復号する、請求項1または請求項2に記載の無線通信システム。
【請求項4】
複数の基地局と、
前記複数の基地局のうちのn(nは2以上の整数)個の基地局と多入力/多出力通信方式で無線通信を行なう端末装置と、
符号化前のビット系列を符号化する第1の符号器と、
前記n個の基地局に対応して設けられ、各々が符号化前のビット系列を符号化するn個の第2の符号器とを備え、
前記n個の基地局は、前記端末装置から前記到来波を受信したときの受信電力の差が第1の閾値よりも小さいとき、または前記受信タイミング差が第2の閾値よりも小さいとき、前記第1の符号器で符号化されたビット系列を分割して生成された複数の第1のストリームを変調して前記多入力/多出力通信方式で前記端末装置へ送信し、前記受信電力の差が前記第1の閾値以上であるとき、または前記受信タイミング差が前記第2の閾値以上であるとき、符号化前のビット系列を分割して生成され、かつ、前記n個の第2の符号器を用いて独立に符号化された複数の第2のストリームを変調して前記多入力/多出力通信方式で前記端末装置へ送信し、
前記端末装置は、前記複数の第1のストリームを受信すると、その受信した複数の第1のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列を1つの復号器を用いて復号し、前記複数の第2のストリームを受信すると、その受信した複数の第2のストリームの信号分離処理を行ない、その信号分離処理後のビット系列を前記n個の基地局に対応して設けられたn個の復号器を用いて復号する、無線通信システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2011−217231(P2011−217231A)
【公開日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−84960(P2010−84960)
【出願日】平成22年4月1日(2010.4.1)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成21年度、支出負担行為担当官、総務省大臣官房会計課企画官、研究テーマ「異種無線システム動的利用による信頼性向上技術の研究開発」に関する委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願
【出願人】(393031586)株式会社国際電気通信基礎技術研究所 (905)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年4月1日(2010.4.1)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成21年度、支出負担行為担当官、総務省大臣官房会計課企画官、研究テーマ「異種無線システム動的利用による信頼性向上技術の研究開発」に関する委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願
【出願人】(393031586)株式会社国際電気通信基礎技術研究所 (905)
【Fターム(参考)】
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