無線通信システム
【課題】２つの基地局の通信領域が重なる領域において伝送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】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。そして、端末装置３は、基地局１との間における受信信号電力ＲＳＳＩ（１）と、基地局２との間における受信信号電力ＲＳＳＩ（２）とのうち、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ（＝−８９ｄＢｍ）以上であるとき、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）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、端末装置３は、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩよりも小さいとき、基地局１および基地局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。
【解決手段】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。そして、端末装置３は、基地局１との間における受信信号電力ＲＳＳＩ（１）と、基地局２との間における受信信号電力ＲＳＳＩ（２）とのうち、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ（＝−８９ｄＢｍ）以上であるとき、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）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、端末装置３は、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩよりも小さいとき、基地局１および基地局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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）通信方式によって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ＭＩＭＯ通信技術は、同一の周波数帯を用いてデータを多重することにより周波数の利用効率を向上させている。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、セル端における伝送特性の改善が期待できる（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかし、１つの基地局との間でＭＩＭＯ通信方式によって無線通信を行なった場合、セル端における伝送特性が低下するという問題がある。
【０００５】
また、２つの基地局との間でＭＩＭＯ通信方式によって無線通信を行なった場合、２つの基地局間に存在する受信電力差、受信タイミング差、および周波数オフセット差等の影響により、期待通りの伝送特性の改善が得られないという問題がある。
【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、２つの基地局の通信領域が重なる領域において伝送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】
この発明によれば、無線通信システムは、ｉ（ｉは２以上の整数）個の基地局と、ｊ（ｊは正の整数）個の端末装置とを備える。ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局と無線通信可能な領域に存在する。そして、ｊ個の端末装置の各々は、基地局との無線通信の通信品質が基準値以上になるように、単一の基地局との間の多入力／多出力通信方式である第１の通信方式または複数の基地局との間の多入力／多出力通信方式である第２の通信方式を選択し、その選択した通信方式によって無線通信を行なう。
【０００８】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測し、その計測した複数の信号対雑音干渉電力比のうち、最大の信号対雑音干渉電力比が基準値以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で第１の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【０００９】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で受信信号電力を計測し、その計測した複数の受信信号電力のうち、最大の受信信号電力が基準値以上であるとき、最大の受信信号電力が得られる基地局との間で第１の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【００１０】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測するとともに、複数の基地局間における平均受信電力差を計測し、計測した平均受信電力差が基準値以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で第１の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【００１１】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測するとともに、複数の基地局間における受信タイミング差を計測し、計測した受信タイミング差が受信信号に含まれるガードインターバルの長さ以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で第１の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【００１２】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測するとともに、複数の基地局間における周波数オフセット差を計測し、計測した周波数オフセット差が基準値以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で第１の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【００１３】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局間における距離差を計測し、その計測した距離差が基準値以上であるとき、最も短い距離が得られる基地局との間で第１の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【００１４】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測し、その計測した複数の信号対雑音干渉電力比のうち、最小の信号対雑音干渉電力比が基準値以上であるとき、第２の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【００１５】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で受信信号電力を計測し、その計測した複数の受信信号電力のうち、最小の受信信号電力が基準値以上であるとき、第２の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【発明の効果】
【００１６】
この発明による無線通信システムにおいては、ｊ個の端末装置の各々は、基地局との無線通信の通信品質が基準値以上になるように第１の通信方式または第２の通信方式を選択し、その選択した通信方式を用いて無線通信を行なう。その結果、１つの基地局と１つの端末装置との間の無線通信における通信品質が基準値以上になり、または複数の基地局の通信領域に跨った無線通信システム全体の通信品質が基準値以上になる。
【００１７】
従って、この発明によれば、各端末装置が複数の基地局と無線通信可能な領域に存在していても、伝送特性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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５】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６】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７】図６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６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無線通信システムの一般的な概念図である。
【図１０】図９に示す無線通信システムにおける具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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とを備える。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１５と、有線ケーブル１６とを含む。
【００２４】
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。
【００２５】
無線モジュール１３は、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、アンテナ１１またはアンテナ１２を介して端末装置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。
【００２６】
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１６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。
【００２７】
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１６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。
【００２８】
更に、通信手段１４は、ＧＰＳ受信機１５からＧＰＳ信号を受け、その受けたＧＰＳ信号に基づいて、公知の方法によって基地局１の位置（ｘ−ｙ座標からなる）を演算する。そして、通信手段１４は、その演算した基地局１の位置を含むパケットを生成し、その生成したパケットを無線モジュール１３へ出力する。
【００２９】
ＧＰＳ受信機１５は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、その受信したＧＰＳ信号を通信手段１４へ出力する。
【００３０】
有線ケーブル１６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、ＧＰＳ受信機３４と、制御手段３５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が基地局１または基地局２からパケットを受信したときの受信信号電力ＲＳＳＩ、および雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ Ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を検出し、その検出した受信信号電力ＲＳＳＩおよび信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲを制御手段３５へ出力する。この場合、無線モジュール３３は、基地局１または基地局２のアドレスと受信信号電力ＲＳＳＩまたは信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲとを対応付けて制御手段３５へ出力する。
【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。そして、無線モジュール３３は、その受けたパケットが距離情報を含むとき、その距離情報を制御手段３５へ出力する。
【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、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かを示す制御信号ＣＴＬと、宛先の基地局（基地局１および／または基地局２）とを制御手段３５から受ける。
【００３７】
そして、無線モジュール３３は、制御信号ＣＴＬおよび宛先の基地局に基づいて、アプリケーション（図示せず）から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。
【００３８】
ＧＰＳ受信機３４は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、その受信したＧＰＳ信号を制御手段３５へ出力する。
【００３９】
制御手段３５は、受信信号電力ＲＳＳＩと基地局１のアドレスまたは基地局２のアドレスとを対応付けた［受信信号電力ＲＳＳＩ／基地局１のアドレスまたは基地局２のアドレス］と、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲと基地局１のアドレスまたは基地局２のアドレスとを対応付けた［信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ／基地局１のアドレスまたは基地局２のアドレス］と、パケットとを無線モジュール３３から受ける。
【００４０】
また、制御手段３５は、無線モジュール３３からパケットを受け、ＧＰＳ受信機３４からＧＰＳ信号を受ける。そして、制御手段３５は、その受けたパケットから基地局１の位置Ｐ１または基地局２の位置Ｐ２を検出する。また、制御手段３５は、ＧＰＳ信号に基づいて、公知の方法によって端末装置３の位置Ｐ３（ｘ−ｙ座標からなる）を演算する。その後、制御手段３５は、位置Ｐ１，Ｐ３に基づいて、基地局１と端末装置３との距離Ｌ１を演算し、位置Ｐ２，Ｐ３に基づいて、基地局２と端末装置３との距離Ｌ２を演算する。引き続いて、制御手段３５は、距離Ｌ１，Ｌ２に基づいて、距離差ΔＬ（＝｜Ｌ１−Ｌ２｜）を演算する。
【００４１】
更に、制御手段３５は、アンテナ３１が基地局１，２の一方からパケットを受信したときの平均受信電力と、アンテナ３２が基地局１，２の他方からパケットを受信したときの平均受信電力との差である平均受信電力差ΔＲＳＳＩを予め保持している。
【００４２】
更に、制御手段３５は、アンテナ３１が基地局１，２の一方からパケットを受信したときの受信タイミングと、アンテナ３２が基地局１，２の他方からパケットを受信したときの受信タイミングとの差である受信タイミング差ΔＲＴを予め保持している。
【００４３】
更に、制御手段３５は、アンテナ３１が基地局１，２の一方からパケットを受信したときの周波数オフセットと、アンテナ３２が基地局１，２の他方からパケットを受信したときの周波数オフセットとの差である周波数オフセット差ΔＦＯＦＳを予め保持している。
【００４４】
そうすると、制御手段３５は、受信信号電力ＲＳＳＩ、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ、平均受信電力差ΔＲＳＳＩ、受信タイミング差ΔＲＴ、周波数オフセット差ΔＦＯＦＳおよび距離差ΔＬに基づいて、後述する方法によって、制御信号ＣＴＬを生成し、その生成した制御信号ＣＴＬと、宛先の基地局とを無線モジュール３３へ出力する。
【００４５】
無線通信システム１００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。
【００４６】
【表１】
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
端末装置３の制御手段３５は、基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１，ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２，ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１，ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２，ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ，ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳ，ＳＴＤ＿ΔＬおよびガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）を予め保持している。
【００５０】
基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１は、例えば、−８９ｄＢｍからなり、基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２は、例えば、−９５ｄＢｍからなる。また、基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１は、例えば、１２ｄＢからなり、基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２は、例えば、６ｄＢからなる。
【００５１】
更に、基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩは、例えば、１０ｄＢからなる。更に、基準値ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳは、例えば、１０ｋＨｚからなる。更に、基準値ＳＴＤ＿ΔＬは、例えば、２７０ｍからなる。
【００５２】
なお、これらの基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１，ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２，ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１，ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２，ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ，ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳ，ＳＴＤ＿ΔＬおよびガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）は、単一基地局ＭＩＭＯ通信方式を用いた場合の無線通信における伝送特性と、基地局協調ＭＩＭＯ通信方式を用いた場合の無線通信における伝送特性とを予め測定し、より高い伝送特性を実現する通信方式（単一基地局ＭＩＭＯ通信方式または基地局協調ＭＩＭＯ通信方式）に適応的に切り替えるときの基準値として予め決定されたものである。
【００５３】
（ＭＴＨ１）
切替方法ＭＴＨ１においては、制御手段３５は、受信信号電力ＲＳＳＩに基づいて、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。
【００５４】
制御手段３５は、端末装置３が基地局１からパケットを受信したときの受信信号電力ＲＳＳＩ（１）と、端末装置３が基地局２からパケットを受信したときの受信信号電力ＲＳＳＩ（２）とに基づいて、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸを検出する。そして、制御手段３５は、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１（＝−８９ｄＢｍ）以上であるか否かを判定する。
【００５５】
制御手段３５は、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１以上であるとき、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）との間で単一基地局ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうための制御信号ＣＴＬ１を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００５６】
一方、制御手段３５は、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１よりも小さいとき、基地局１，２との間で基地局協調ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうための制御信号ＣＴＬ２を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００５７】
最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１以上であるとき、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが得られた基地局との間で無線通信を行なう方が伝送特性を改善できるので、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが得られた基地局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ことにしたものである。
【００５８】
また、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１よりも小さいとき、基地局１−端末装置３間の通信品質は、基地局２−端末装置３間の通信品質と同程度であり、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なう方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、基地局１および基地局２との間で基地局協調ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうことにしたものである。
【００５９】
（ＭＴＨ２）
切替方法ＭＴＨ２においても、制御手段３５は、受信信号電力ＲＳＳＩに基づいて、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。
【００６０】
制御手段３５は、端末装置３が基地局１からパケットを受信したときの受信信号電力ＲＳＳＩ（１）と、端末装置３が基地局２からパケットを受信したときの受信信号電力ＲＳＳＩ（２）とに基づいて、最小の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＩＮを検出する。そして、制御手段３５は、最小の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２（＝−９５ｄＢｍ）以上であるか否かを判定する。
【００６１】
制御手段３５は、最小の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２（＝−９５ｄＢｍ）以上であるとき、基地局１および基地局２との間で基地局協調ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうための制御信号ＣＴＬ２を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００６２】
一方、制御手段３５は、最小の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２（＝−９５ｄＢｍ）よりも小さいとき、受信信号電力ＲＳＳＩ（１），ＲＳＳＩ（２）のうちの最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸを検出し、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）との間で単一基地局ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうための制御信号ＣＴＬ１を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００６３】
最小の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２（＝−９５ｄＢｍ）以上であるとき、基地局１−端末装置３間の通信品質および基地局２−端末装置３間の通信品質が良く、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なう方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、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ことにしたものである。
【００６４】
また、最小の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２（＝−９５ｄＢｍ）よりも小さいとき、最小の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＩＮが得られた基地局と端末装置３との間の通信品質が低く、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが得られた基地局との間で無線通信を行なった方が伝送特性を改善できるので、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）との間で単一基地局ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうことにしたものである。
【００６５】
（ＭＴＨ３）
切替方法ＭＴＨ３においては、制御手段３５は、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲに基づいて、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。
【００６６】
制御手段３５は、端末装置３が基地局１からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１）と、端末装置３が基地局２からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（２）とに基づいて、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸを検出する。そして、制御手段３５は、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１（＝１２ｄＢ）以上であるか否かを判定する。
【００６７】
制御手段３５は、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られる基地局（基地局１または基地局２）との間で単一基地局ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうための制御信号ＣＴＬ１を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００６８】
一方、制御手段３５は、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１よりも小さいとき、基地局１，２との間で基地局協調ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうための制御信号ＣＴＬ２を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００６９】
最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局との間で無線通信を行なう方が伝送特性を改善できるので、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局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ことにしたものである。
【００７０】
また、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１よりも小さいとき、基地局１−端末装置３間の通信品質は、基地局２−端末装置３間の通信品質と同程度であり、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なう方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、基地局１および基地局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ことにしたものである。
【００７１】
（ＭＴＨ４）
切替方法ＭＴＨ４においても、制御手段３５は、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲに基づいて、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。
【００７２】
制御手段３５は、端末装置３が基地局１からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１）と、端末装置３が基地局２からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（２）とに基づいて、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮを検出する。そして、制御手段３５は、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２（＝６ｄＢ）以上であるか否かを判定する。
【００７３】
制御手段３５は、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２以上であるとき、基地局１および基地局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ための制御信号ＣＴＬ２を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００７４】
一方、制御手段３５は、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２よりも小さいとき、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１），ＳＩＮＲ（２）のうちの最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸを検出し、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）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ための制御信号ＣＴＬ１を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００７５】
最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２（＝６ｄＢ）以上であるとき、基地局１−端末装置３間の通信品質および基地局２−端末装置３間の通信品質が良く、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なう方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、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ことにしたものである。
【００７６】
また、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２（＝６ｄＢ）よりも小さいとき、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが得られた基地局と端末装置３との間の通信品質が低く、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局との間で無線通信を行なった方が伝送特性を改善できるので、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）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ことにしたものである。
【００７７】
（ＭＴＨ５）
切替方法ＭＴＨ５においては、制御手段３５は、平均受信電力差ΔＲＳＳＩと信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲとに基づいて、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。
【００７８】
制御手段３５は、端末装置３が基地局１からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１）と、端末装置３が基地局２からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（２）とを無線モジュール３３から受けると、保持している平均受信電力差ΔＲＳＳＩが基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ（＝１０ｄＢ）以上であるか否かを判定する。
【００７９】
制御手段３５は、平均受信電力差ΔＲＳＳＩが基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ（＝１０ｄＢ）以上であるとき、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１），ＳＩＮＲ（２）のうち、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲを検出する。そして、制御手段３５は、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲが得られた基地局（基地局１または基地局）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ための制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００８０】
一方、制御手段３５は、平均受信電力差ΔＲＳＳＩが基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ（＝１０ｄＢ）よりも小さいとき、基地局１および基地局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ための制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００８１】
平均受信電力差ΔＲＳＳＩが基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ（＝１０ｄＢ）以上であるとき、基地局１−端末装置３間の通信品質は、基地局２−端末装置３間の通信品質と大きく異なり、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲが得られた基地局との間で無線通信を行なった方が伝送特性を改善できるので、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲが得られた基地局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ことにしたものである。
【００８２】
また、平均受信電力差ΔＲＳＳＩが基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ（＝１０ｄＢ）よりも小さいとき、基地局１−端末装置３間の通信品質は、基地局２−端末装置３間の通信品質と同程度であり、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なう方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、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ことにしたものである。
【００８３】
（ＭＴＨ６）
切替方法ＭＴＨ６においては、制御手段３５は、受信タイミング差ΔＲＴおよび信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲに基づいて、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。
【００８４】
制御手段３５は、端末装置３が基地局１からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１）と、端末装置３が基地局２からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（２）とを無線モジュール３３から受けると、保持している受信タイミング差ΔＲＴがガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）以上であるか否かを判定する。
【００８５】
制御手段３５は、受信タイミング差ΔＲＴがガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）以上であるとき、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１），ＳＩＮＲ（２）のうちの最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸを検出する。そして、制御手段３５は、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）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ための制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００８６】
一方、制御手段３５は、受信タイミング差ΔＲＴがガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）よりも小さいとき、基地局１および基地局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ための制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００８７】
受信タイミング差ΔＲＴがガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）以上であるとき、基地局１−端末装置３間で無線通信を行なうときのパケットの受信タイミングは、基地局２−端末装置３間で無線通信を行なうときのパケットの受信タイミングと大きくずれ、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局との間で無線通信を行なった方が伝送特性を改善できるので、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局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ことにしたものである。
【００８８】
また、受信タイミング差ΔＲＴがガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）よりも小さいとき、基地局１−端末装置３間で無線通信を行なうときのパケットの受信タイミングと、基地局２−端末装置３間で無線通信を行なうときのパケットの受信タイミングとのずれは小さく、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なった方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、基地局１および基地局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ことにしたものである。
【００８９】
（ＭＴＨ７）
切替方法ＭＴＨ７においては、制御手段３５は、周波数オフセット差ΔＦＯＦＳおよび信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲに基づいて、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。
【００９０】
制御手段３５は、端末装置３が基地局１からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１）と、端末装置３が基地局２からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（２）とを無線モジュール３３から受けると、保持している周波数オフセット差ΔＦＯＦＳが基準値ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳ（＝１０ｋＨｚ）以上であるか否かを判定する。
【００９１】
制御手段３５は、周波数オフセット差ΔＦＯＦＳが基準値ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳ（＝１０ｋＨｚ）以上であるとき、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１），ＳＩＮＲ（２）のうちの最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸを検出する。そして、制御手段３５は、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）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ための制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００９２】
一方、制御手段３５は、周波数オフセット差ΔＦＯＦＳが基準値ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳ（＝１０ｋＨｚ）よりも小さいとき、基地局１および基地局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ための制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００９３】
周波数オフセット差ΔＦＯＦＳが基準値ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳ（＝１０ｋＨｚ）以上であるとき、基地局１−端末装置３間で無線通信を行なうときの周波数オフセットは、基地局２−端末装置３間で無線通信を行なうときの周波数オフセットと大きくずれ、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局との間で無線通信を行なった方が伝送特性を改善できるので、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局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ことにしたものである。
【００９４】
また、周波数オフセット差ΔＦＯＦＳが基準値ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳ（＝１０ｋＨｚ）よりも小さいとき、基地局１−端末装置３間で無線通信を行なうときの周波数オフセットと、基地局２−端末装置３間で無線通信を行なうときの周波数オフセットとのずれは小さく、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なった方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、基地局１および基地局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ことにしたものである。
【００９５】
（ＭＴＨ８）
切替方法ＭＴＨ８においては、制御手段３５は、基地局−端末装置間の距離に基づいて、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。
【００９６】
制御手段３は、基地局１の位置Ｐ１を含むパケットを無線モジュール３３から受けると、その受けたパケットから位置Ｐ１を検出する。同様に、制御手段３５は、基地局２の位置Ｐ２を含むパケットを無線モジュール３３から受けると、その受けたパケットから位置Ｐ２を検出する。
【００９７】
また、制御手段３５は、ＧＰＳ信号をＧＰＳ受信機３４から受けると、その受けたＧＰＳ信号に基づいて、公知の方法によって、端末装置３の位置Ｐ３を演算する。
【００９８】
そうすると、制御手段３５は、位置Ｐ１，Ｐ３に基づいて、基地局１―端末装置３間の距離Ｌ１を演算し、位置Ｐ２，Ｐ３に基づいて、基地局２―端末装置３間の距離Ｌ２を演算する。そして、制御手段３５は、距離Ｌ１と距離Ｌ２との距離差ΔＬを演算し、その演算した距離差ΔＬが基準値ＳＴＤ＿ΔＬ以上であるか否かを判定する。
【００９９】
制御手段３５は、距離差ΔＬが基準値ＳＴＤ＿ΔＬ以上であるとき、距離Ｌ１，Ｌ２のうち、最小の距離Ｌ＿ＭＩＮを検出する。そして、制御手段３５は、最小の距離Ｌ＿ＭＩＮが得られた基地局（基地局１または基地局２）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ための制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３出力する。
【０１００】
一方、制御手段３５は、距離差ΔＬが基準値ＳＴＤ＿ΔＬよりも小さいとき、基地局１および基地局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ための制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３出力する。
【０１０１】
距離差ΔＬが基準値ＳＴＤ＿ΔＬ以上であるとき、基地局１−端末装置３間の距離Ｌ１は、基地局２−端末装置３間の距離Ｌ２と大きく異なり、最小の距離Ｌ＿ＭＩＮが得られた基地局との間で無線通信を行なう方が伝送特性を改善できるので、最小の距離Ｌ＿ＭＩＮが得られた基地局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ことにしたものである。
【０１０２】
一方、距離差ΔＬが基準値ＳＴＤ＿ΔＬよりも小さいとき、基地局１−端末装置３間の距離Ｌ１は、基地局２−端末装置３間の距離Ｌ２との差が小さく、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なった方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、基地局１および基地局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ことにしたものである。
【０１０３】
なお、この発明の実施の形態においては、上述した切替方法ＭＴＨ１〜ＭＴＨ８を任意の優先度によって組み合わせて単一基地局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てもよい。
【０１０４】
例えば、端末装置３は、上述した切替方法ＭＴＨ４，ＭＴＨ５，ＭＴＨ６，ＭＴＨ７を組み合わせて単一基地局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。
【０１０５】
より具体的には、端末装置３の制御手段３５は、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２（＝６ｄＢ）以上であると判定し、平均受信電力差ΔＲＳＳＩが基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ（＝１０ｄＢ）以上であること、受信タイミング差ΔＲＴがガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）以上であること、および周波数オフセット差ΔＦＯＦＳが基準値ＳＴＤ＿ＦＯＦＳ（＝１０ｋＨｚ）以上であることのいずれかが満たされたとき、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局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ための制御信号ＣＴＬ１を無線モジュール３３へ出力する。
【０１０６】
そして、端末装置３の制御手段３５は、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２（＝６ｄＢ）以上であると判定し、平均受信電力差ΔＲＳＳＩが基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ（＝１０ｄＢ）以上であること、受信タイミング差ΔＲＴがガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）以上であること、および周波数オフセット差ΔＦＯＦＳが基準値ＳＴＤ＿ＦＯＦＳ（＝１０ｋＨｚ）以上であることのいずれもが満たされていないとき、基地局協調ＭＩＭＯ通信方式によって無線通信を行なうための制御信号ＣＴＬ２を無線モジュール３３へ出力する。
【０１０７】
端末装置３の制御手段３５は、上述した例以外の組み合わせによって、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てよい。
【０１０８】
端末装置３の制御手段３５は、上述した切替方法ＭＴＨ１〜ＭＴＨ８のいずれかを用いて単一基地局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ための制御信号ＣＴＬ１（またはＣＴＬ２）を生成し、その生成した制御信号ＣＴＬ１（またはＣＴＬ２）を無線モジュール３３へ出力する。
【０１０９】
そして、端末装置３の無線モジュール３３は、制御信号ＣＴＬ１に基づいて、単一基地局ＭＩＭＯ通信方式によって基地局１および基地局２のいずれかと無線通信を行ない、制御信号ＣＴＬ２に基づいて、基地局協調ＭＩＭＯ通信方式によって基地局１および基地局２と無線通信を行なう。
【０１１０】
また、上記においては、基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１は、基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２と異なると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１は、基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２と同じであってもよい。
【０１１１】
更に、上記においては、基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１は、基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２と異なると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１は、基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２と同じであってもよい。
【０１１２】
図４は、図１に示す無線通信システム１００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。
【０１１３】
図４を参照して、端末装置３の無線モジュール３３は、制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（＝基地局１）とを制御手段３５から受けると、アプリケーションから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。
【０１１４】
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１６を介して送信する。
【０１１５】
引き続いて、基地局１の通信手段１４は、有線ケーブル１６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。そして、基地局１の無線モジュール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送信先を端末装置３に設定したパケットを生成する。その後、基地局１の無線モジュール１３は、その生成したパケットをＡｌａｍｏｕｔｉ ＳＴＢＣによってＭＩＭＯ多重し、そのＭＩＭＯ多重したパケットをアンテナ１１，１２を介して端末装置３へ送信する。
【０１１６】
端末装置３のアンテナ３１，３２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。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る。
【０１１７】
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。
【０１１８】
図５は、図１に示す無線通信システム１００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。
【０１１９】
図５を参照して、端末装置３の無線モジュール３３は、制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（＝基地局１および基地局２）とを制御手段３５から受けると、アプリケーションから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、アプリケーションから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。
【０１２０】
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１６を介して送信する。
【０１２１】
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１６を介して送信する。
【０１２２】
引き続いて、基地局１の通信手段１４は、有線ケーブル１６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。そして、基地局１の無線モジュール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送信先を端末装置３に設定したパケットを生成する。その後、基地局１の無線モジュール１３は、その生成したパケットをアンテナ１１（またはアンテナ１２）を介して端末装置３へ送信する。
【０１２３】
また、基地局２の通信手段１４は、有線ケーブル１６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。そして、基地局２の無線モジュール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送信先を端末装置３に設定したパケットを生成する。その後、基地局２の無線モジュール１３は、その生成したパケットをアンテナ１１（またはアンテナ１２）を介して端末装置３へ送信する。但し、基地局１および基地局２において生成されるパケットは、両基地局に跨ってＭＩＭＯ多重されたパケットである。
【０１２４】
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る。
【０１２５】
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。
【０１２６】
図６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６に示す無線通信システム１０Ａであってもよい。
【０１２７】
図６を参照して、無線通信システム１０Ａは、図１に示す無線通信システム１０に端末装置４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。
【０１２８】
端末装置４は、端末装置３と同じように、重複領域ＲＥＧ３に配置される。そして、端末装置４は、図３に示す端末装置３と同じ構成からなる。
【０１２９】
従って、端末装置４も、単一基地局ＭＩＭＯ通信方式と基地局協調ＭＩＭＯ通信方式とを上述した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と無線通信を行なう。
【０１３０】
図７は、図６に示す無線通信システム１０Ａ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。
【０１３１】
図７を参照して、基地局１と端末装置３，４の各々との間の通信状況が良好であり、基地局２と端末装置３，４の各々との間の通信状況が悪く、端末装置３におけるスループットの向上を目的とする場合、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い、端末装置４は、基地局２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。
【０１３２】
この場合、端末装置３の制御手段３５は、上述した切替方法ＭＴＨ１〜ＭＴＨ８のいずれかの切替方法を用いて制御信号ＣＴＬ１を無線モジュール３３へ出力し、端末装置３の無線モジュール３３は、制御信号ＣＴＬ１に基づいて、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。
【０１３３】
また、端末装置４の制御手段３５は、上述した切替方法ＭＴＨ１〜ＭＴＨ８のいずれかの切替方法を用いて制御信号ＣＴＬ１を無線モジュール３３へ出力し、無線モジュール３３は、基地局１からの通信拒否を受信し、その受信した通信拒否と、制御信号ＣＴＬ１とに基づいて、基地局２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。
【０１３４】
図８は、図６に示す無線通信システム１０Ａ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。
【０１３５】
図８を参照して、基地局１と端末装置３，４の各々との間の通信状況が良好であり、基地局２と端末装置３，４の各々との間の通信状況が悪く、端末装置３，４間における無線通信の公平性と無線通信システム１０Ａ全体の伝送効率の向上とを目的とする場合、端末装置３，４の各々は、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。
【０１３６】
この場合、端末装置３，４の各々において、制御手段３５は、上述した切替方法ＭＴＨ１〜ＭＴＨ８のいずれかの切替方法を用いて制御信号ＣＴＬ２を無線モジュール３３へ出力し、無線モジュール３３は、制御信号ＣＴＬ２に基づいて、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。
【０１３７】
図７に示す場合と、図８に示す場合との切替は、各端末装置３，４における無線通信のスループットの向上を目的とするのではなく、複数のセルに跨った無線通信システム１０Ａ全体の伝送効率の向上を目的とする。
【０１３８】
図９は、この発明の実施の形態による無線通信システムの一般的な概念図である。この発明の実施の形態による無線通信システムは、概念的には、図９に示す無線通信システム１００からなる。
【０１３９】
図９を参照して、無線通信システム１００は、基地局１０１〜１０ｉ（ｉは、２以上の整数）と、切替器１１０と、端末装置２０１〜２０ｊ（ｊは正の整数）とを備える。
【０１４０】
基地局１０１〜１０ｉの各々は、２本以上のアンテナを有する。端末装置２０１〜２０ｊの各々も、２本以上のアンテナを有する。そして、端末装置２０１〜２０ｊは、基地局１０１〜１０ｉの通信領域の重複領域に配置される。
【０１４１】
基地局１０１〜１０ｉが備えるアンテナの本数をそれぞれａ１，ａ２，ａ３，・・・，ａｉとし、端末装置２０１〜２０ｊが備えるアンテナの本数をそれぞれｂ１，ｂ２，ｂ３，・・・，ｂｉとした場合、次の式（１），（２）が成立する。
【０１４２】
【数１】
【０１４３】
【数２】
【０１４４】
式（１）および式（２）において、基地局ｋの１本のアンテナと端末装置ｍの１本のアンテナとを対応付けるとき、ｃｋｌ＝１およびｃｍｎ＝１であり、それ以外のとき、ｃｋｌ＝０およびｃｍｎ＝０である。
【０１４５】
切替器１１０は、上述した切替方法ＭＴＨ１〜ＭＴＨ８のいずれかの切替方法を用いて単一基地局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。そして、端末装置２０１〜２０ｊの各々は、切替器１１０によって切り替えられた通信方式（単一基地局ＭＩＭＯ通信方式または基地局協調ＭＩＭＯ通信方式）を用いて単一の基地局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い、または複数の基地局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。
【０１４６】
この場合、切替器１１０は、式（１）および式（２）に従ってｃｋｌおよびｃｍｎを定める。
【０１４７】
図１０は、図９に示す無線通信システム１００における具体例を示す図である。図１０を参照して、基地局１０２が３本のアンテナ１０２１〜１０２３を備え、基地局１０３が２本のアンテナ１０３１，１０３２を備え、端末装置２０２が２本のアンテナ２０２１，２０２２を備え、端末装置２０３が２本のアンテナ２０３１，２０３２を備える場合を想定する。
【０１４８】
そして、端末装置２０２０，２０３の各々が基地局協調ＭＩＭＯ通信方式に従って基地局１０２，１０３と無線通信を行なう場合、例えば、基地局１０２のアンテナ１０２１は、端末装置２０２のアンテナ２０２１に対応付けられ、基地局１０３のアンテナ１０３１は、端末装置２０２のアンテナ２０２２に対応付けられ、基地局１０２のアンテナ１０２２は、端末装置２０３のアンテナ２０３１に対応付けられ、基地局１０３のアンテナ１０３２は、端末装置２０３のアンテナ２０３２に対応付けられる。
【０１４９】
この場合、基地局１０２のアンテナ本数ａ１０２は、３本のアンテナ１０２１〜１０２３であり、３本のアンテナ１０２１〜１０２３のうち、２本のアンテナ１０２１，１０２２がそれぞれアンテナ２０２１，２０３１に対応付けられるので、ｃ１０２，２０２＋ｃ１０２，２０３＝１＋１である。従って、基地局１０２に対して、ａ１０２＝３≧１＋１＝２となり、式（１）が成立する。
【０１５０】
また、基地局１０３のアンテナ本数ａ１０３は、２本のアンテナ１０３１，１０３２であり、２本のアンテナ１０３１，１０３２がそれぞれアンテナ２０２２，２０３２に対応付けられるので、ｃ１０３，２０２＋ｃ１０３，２０３＝１＋１である。従って、基地局１０３に対して、ａ１０３＝２≧１＋１＝２となり、式（１）が成立する。
【０１５１】
更に、端末装置２０２のアンテナ本数ｂ２０２は、２本のアンテナ２０２１，２０２２であり、２本のアンテナ２０２１，２０２２がそれぞれアンテナ１０２１，１０３１に対応付けられるので、ｃ２０２，１０２＋ｃ２０２，１０３＝１＋１である。従って、端末装置２０２に対して、ｂ２０２＝２≧１＋１＝２となり、式（２）が成立する。
【０１５２】
更に、端末装置２０３のアンテナ本数ｂ２０３は、２本のアンテナ２０３１，２０３２であり、２本のアンテナ２０３１，２０３２がそれぞれアンテナ１０２２，１０３２に対応付けられるので、ｃ２０３，１０２＋ｃ２０３，１０３＝１＋１である。従って、端末装置２０３に対して、ｂ２０３＝２≧１＋１＝２となり、式（２）が成立する。
【０１５３】
他の基地局１０１，１０４〜１０ｉと他の端末装置２０１，２０４〜２０ｊとの間で無線通信が行なわれる場合も、同様に、式（１）および式（２）が成立する。
【０１５４】
従って、この発明による無線通信システムは、一般的には、図９に示す概念図に従って単一基地局ＭＩＭＯ通信方式または基地局協調ＭＩＭＯ通信方式による無線通信を行なうものであればよい。
【０１５５】
そして、上述した切替方法ＭＴＨ１〜ＭＴＨ８のいずれかを用いて単一基地局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場合、切替方法ＭＴＨ１，ＭＴＨ３，ＭＴＨ５〜ＭＴＨ８においては、それぞれ、受信信号電力ＲＲＲＩ、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ、平均受信電力差ΔＲＳＳＩ、受信タイミング差ΔＲＴ、周波数オフセット差ΔＦＯＦＳおよび基地局−端末装置間の距離差ΔＬが基準値以上であるとき、端末装置３，４，２０１〜２０ｊは、１つの基地局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。
【０１５６】
また、切替方法ＭＴＨ１，ＭＴＨ３，ＭＴＨ５〜ＭＴＨ８が採用される場合、受信信号電力ＲＲＲＩ、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ、平均受信電力差ΔＲＳＳＩ、受信タイミング差ΔＲＴ、周波数オフセット差ΔＦＯＦＳおよび基地局−端末装置間の距離差ΔＬが基準値よりも小さいとき、端末装置３，４，２０１〜２０ｊは、複数の基地局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。
【０１５７】
上述した切替方法ＭＴＨ２，ＭＴＨ４が採用される場合、それぞれ、受信信号電力ＲＳＳＩおよび信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲが基準値以上であるとき、端末装置３，４，２０１〜２０ｊは、複数の基地局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。
【０１５８】
また、切替方法ＭＴＨ２，ＭＴＨ４が採用される場合、それぞれ、受信信号電力ＲＳＳＩおよび信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲが基準値よりも小さいとき、端末装置３，４，２０１〜２０ｊは、１つの基地局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。
【０１５９】
そして、端末装置３，４，２０１〜２０ｊが単一基地局ＭＩＭＯ通信方式によって無線通信を行なう場合、１つの基地局と端末装置３，４，２０１〜２０ｊとの間の無線通信の通信品質が基準値以上になる。また、端末装置３，４，２０１〜２０ｊが基地局協調ＭＩＭＯ通信方式によって無線通信を行なう場合、複数の基地局と端末装置３，４，２０１〜２０ｊとの間の無線通信の通信品質、即ち、複数のセル全体（無線通信システム全体）における通信品質が基準値以上になる。
【０１６０】
従って、この発明による無線通信システムは、基地局との無線通信の通信品質が基準値以上になるように、単一基地局ＭＩＭＯ通信方式または基地局協調ＭＩＭＯ通信方式を選択し、その選択した通信方式によって無線通信を行なうｊ個の端末装置を備えるものであればよい。
【０１６１】
なお、この発明の実施の形態においては、単一基地局ＭＩＭＯ通信方式は、「第１の通信方式」を構成し、基地局協調ＭＩＭＯ通信方式は、「第２の通信方式」を構成する。
【０１６２】
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】
【０１６３】
この発明は、２つの基地局の通信領域が重なる領域において伝送特性を改善可能な無線通信システムに適用される。
【符号の説明】
【０１６４】
１，２，１０１〜１０ｉ 基地局、３，４，２０１〜２０ｊ 端末装置、１０，１０Ａ，１００ 無線通信システム、１１，１２，３１，３２ アンテナ、１３，３３ 無線モジュール、１４ 通信手段、１５，３４ ＧＰＳ受信機、１６ 有線ケーブル、３５ 制御手段、１１０ 切替器。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）通信方式によって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ＭＩＭＯ通信技術は、同一の周波数帯を用いてデータを多重することにより周波数の利用効率を向上させている。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、セル端における伝送特性の改善が期待できる（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかし、１つの基地局との間でＭＩＭＯ通信方式によって無線通信を行なった場合、セル端における伝送特性が低下するという問題がある。
【０００５】
また、２つの基地局との間でＭＩＭＯ通信方式によって無線通信を行なった場合、２つの基地局間に存在する受信電力差、受信タイミング差、および周波数オフセット差等の影響により、期待通りの伝送特性の改善が得られないという問題がある。
【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、２つの基地局の通信領域が重なる領域において伝送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】
この発明によれば、無線通信システムは、ｉ（ｉは２以上の整数）個の基地局と、ｊ（ｊは正の整数）個の端末装置とを備える。ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局と無線通信可能な領域に存在する。そして、ｊ個の端末装置の各々は、基地局との無線通信の通信品質が基準値以上になるように、単一の基地局との間の多入力／多出力通信方式である第１の通信方式または複数の基地局との間の多入力／多出力通信方式である第２の通信方式を選択し、その選択した通信方式によって無線通信を行なう。
【０００８】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測し、その計測した複数の信号対雑音干渉電力比のうち、最大の信号対雑音干渉電力比が基準値以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で第１の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【０００９】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で受信信号電力を計測し、その計測した複数の受信信号電力のうち、最大の受信信号電力が基準値以上であるとき、最大の受信信号電力が得られる基地局との間で第１の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【００１０】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測するとともに、複数の基地局間における平均受信電力差を計測し、計測した平均受信電力差が基準値以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で第１の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【００１１】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測するとともに、複数の基地局間における受信タイミング差を計測し、計測した受信タイミング差が受信信号に含まれるガードインターバルの長さ以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で第１の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【００１２】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測するとともに、複数の基地局間における周波数オフセット差を計測し、計測した周波数オフセット差が基準値以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で第１の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【００１３】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局間における距離差を計測し、その計測した距離差が基準値以上であるとき、最も短い距離が得られる基地局との間で第１の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【００１４】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測し、その計測した複数の信号対雑音干渉電力比のうち、最小の信号対雑音干渉電力比が基準値以上であるとき、第２の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【００１５】
好ましくは、ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で受信信号電力を計測し、その計測した複数の受信信号電力のうち、最小の受信信号電力が基準値以上であるとき、第２の通信方式を用いて無線通信を行なう。
【発明の効果】
【００１６】
この発明による無線通信システムにおいては、ｊ個の端末装置の各々は、基地局との無線通信の通信品質が基準値以上になるように第１の通信方式または第２の通信方式を選択し、その選択した通信方式を用いて無線通信を行なう。その結果、１つの基地局と１つの端末装置との間の無線通信における通信品質が基準値以上になり、または複数の基地局の通信領域に跨った無線通信システム全体の通信品質が基準値以上になる。
【００１７】
従って、この発明によれば、各端末装置が複数の基地局と無線通信可能な領域に存在していても、伝送特性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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５】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６】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７】図６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６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無線通信システムの一般的な概念図である。
【図１０】図９に示す無線通信システムにおける具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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とを備える。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１５と、有線ケーブル１６とを含む。
【００２４】
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。
【００２５】
無線モジュール１３は、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、アンテナ１１またはアンテナ１２を介して端末装置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。
【００２６】
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１６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。
【００２７】
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１６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。
【００２８】
更に、通信手段１４は、ＧＰＳ受信機１５からＧＰＳ信号を受け、その受けたＧＰＳ信号に基づいて、公知の方法によって基地局１の位置（ｘ−ｙ座標からなる）を演算する。そして、通信手段１４は、その演算した基地局１の位置を含むパケットを生成し、その生成したパケットを無線モジュール１３へ出力する。
【００２９】
ＧＰＳ受信機１５は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、その受信したＧＰＳ信号を通信手段１４へ出力する。
【００３０】
有線ケーブル１６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、ＧＰＳ受信機３４と、制御手段３５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が基地局１または基地局２からパケットを受信したときの受信信号電力ＲＳＳＩ、および雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ Ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を検出し、その検出した受信信号電力ＲＳＳＩおよび信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲを制御手段３５へ出力する。この場合、無線モジュール３３は、基地局１または基地局２のアドレスと受信信号電力ＲＳＳＩまたは信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲとを対応付けて制御手段３５へ出力する。
【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。そして、無線モジュール３３は、その受けたパケットが距離情報を含むとき、その距離情報を制御手段３５へ出力する。
【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、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かを示す制御信号ＣＴＬと、宛先の基地局（基地局１および／または基地局２）とを制御手段３５から受ける。
【００３７】
そして、無線モジュール３３は、制御信号ＣＴＬおよび宛先の基地局に基づいて、アプリケーション（図示せず）から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。
【００３８】
ＧＰＳ受信機３４は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、その受信したＧＰＳ信号を制御手段３５へ出力する。
【００３９】
制御手段３５は、受信信号電力ＲＳＳＩと基地局１のアドレスまたは基地局２のアドレスとを対応付けた［受信信号電力ＲＳＳＩ／基地局１のアドレスまたは基地局２のアドレス］と、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲと基地局１のアドレスまたは基地局２のアドレスとを対応付けた［信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ／基地局１のアドレスまたは基地局２のアドレス］と、パケットとを無線モジュール３３から受ける。
【００４０】
また、制御手段３５は、無線モジュール３３からパケットを受け、ＧＰＳ受信機３４からＧＰＳ信号を受ける。そして、制御手段３５は、その受けたパケットから基地局１の位置Ｐ１または基地局２の位置Ｐ２を検出する。また、制御手段３５は、ＧＰＳ信号に基づいて、公知の方法によって端末装置３の位置Ｐ３（ｘ−ｙ座標からなる）を演算する。その後、制御手段３５は、位置Ｐ１，Ｐ３に基づいて、基地局１と端末装置３との距離Ｌ１を演算し、位置Ｐ２，Ｐ３に基づいて、基地局２と端末装置３との距離Ｌ２を演算する。引き続いて、制御手段３５は、距離Ｌ１，Ｌ２に基づいて、距離差ΔＬ（＝｜Ｌ１−Ｌ２｜）を演算する。
【００４１】
更に、制御手段３５は、アンテナ３１が基地局１，２の一方からパケットを受信したときの平均受信電力と、アンテナ３２が基地局１，２の他方からパケットを受信したときの平均受信電力との差である平均受信電力差ΔＲＳＳＩを予め保持している。
【００４２】
更に、制御手段３５は、アンテナ３１が基地局１，２の一方からパケットを受信したときの受信タイミングと、アンテナ３２が基地局１，２の他方からパケットを受信したときの受信タイミングとの差である受信タイミング差ΔＲＴを予め保持している。
【００４３】
更に、制御手段３５は、アンテナ３１が基地局１，２の一方からパケットを受信したときの周波数オフセットと、アンテナ３２が基地局１，２の他方からパケットを受信したときの周波数オフセットとの差である周波数オフセット差ΔＦＯＦＳを予め保持している。
【００４４】
そうすると、制御手段３５は、受信信号電力ＲＳＳＩ、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ、平均受信電力差ΔＲＳＳＩ、受信タイミング差ΔＲＴ、周波数オフセット差ΔＦＯＦＳおよび距離差ΔＬに基づいて、後述する方法によって、制御信号ＣＴＬを生成し、その生成した制御信号ＣＴＬと、宛先の基地局とを無線モジュール３３へ出力する。
【００４５】
無線通信システム１００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。
【００４６】
【表１】
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
端末装置３の制御手段３５は、基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１，ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２，ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１，ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２，ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ，ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳ，ＳＴＤ＿ΔＬおよびガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）を予め保持している。
【００５０】
基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１は、例えば、−８９ｄＢｍからなり、基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２は、例えば、−９５ｄＢｍからなる。また、基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１は、例えば、１２ｄＢからなり、基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２は、例えば、６ｄＢからなる。
【００５１】
更に、基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩは、例えば、１０ｄＢからなる。更に、基準値ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳは、例えば、１０ｋＨｚからなる。更に、基準値ＳＴＤ＿ΔＬは、例えば、２７０ｍからなる。
【００５２】
なお、これらの基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１，ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２，ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１，ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２，ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ，ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳ，ＳＴＤ＿ΔＬおよびガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）は、単一基地局ＭＩＭＯ通信方式を用いた場合の無線通信における伝送特性と、基地局協調ＭＩＭＯ通信方式を用いた場合の無線通信における伝送特性とを予め測定し、より高い伝送特性を実現する通信方式（単一基地局ＭＩＭＯ通信方式または基地局協調ＭＩＭＯ通信方式）に適応的に切り替えるときの基準値として予め決定されたものである。
【００５３】
（ＭＴＨ１）
切替方法ＭＴＨ１においては、制御手段３５は、受信信号電力ＲＳＳＩに基づいて、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。
【００５４】
制御手段３５は、端末装置３が基地局１からパケットを受信したときの受信信号電力ＲＳＳＩ（１）と、端末装置３が基地局２からパケットを受信したときの受信信号電力ＲＳＳＩ（２）とに基づいて、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸを検出する。そして、制御手段３５は、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１（＝−８９ｄＢｍ）以上であるか否かを判定する。
【００５５】
制御手段３５は、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１以上であるとき、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）との間で単一基地局ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうための制御信号ＣＴＬ１を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００５６】
一方、制御手段３５は、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１よりも小さいとき、基地局１，２との間で基地局協調ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうための制御信号ＣＴＬ２を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００５７】
最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１以上であるとき、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが得られた基地局との間で無線通信を行なう方が伝送特性を改善できるので、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが得られた基地局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ことにしたものである。
【００５８】
また、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１よりも小さいとき、基地局１−端末装置３間の通信品質は、基地局２−端末装置３間の通信品質と同程度であり、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なう方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、基地局１および基地局２との間で基地局協調ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうことにしたものである。
【００５９】
（ＭＴＨ２）
切替方法ＭＴＨ２においても、制御手段３５は、受信信号電力ＲＳＳＩに基づいて、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。
【００６０】
制御手段３５は、端末装置３が基地局１からパケットを受信したときの受信信号電力ＲＳＳＩ（１）と、端末装置３が基地局２からパケットを受信したときの受信信号電力ＲＳＳＩ（２）とに基づいて、最小の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＩＮを検出する。そして、制御手段３５は、最小の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２（＝−９５ｄＢｍ）以上であるか否かを判定する。
【００６１】
制御手段３５は、最小の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２（＝−９５ｄＢｍ）以上であるとき、基地局１および基地局２との間で基地局協調ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうための制御信号ＣＴＬ２を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００６２】
一方、制御手段３５は、最小の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２（＝−９５ｄＢｍ）よりも小さいとき、受信信号電力ＲＳＳＩ（１），ＲＳＳＩ（２）のうちの最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸを検出し、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）との間で単一基地局ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうための制御信号ＣＴＬ１を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００６３】
最小の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２（＝−９５ｄＢｍ）以上であるとき、基地局１−端末装置３間の通信品質および基地局２−端末装置３間の通信品質が良く、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なう方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、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ことにしたものである。
【００６４】
また、最小の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２（＝−９５ｄＢｍ）よりも小さいとき、最小の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＩＮが得られた基地局と端末装置３との間の通信品質が低く、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが得られた基地局との間で無線通信を行なった方が伝送特性を改善できるので、最大の受信信号電力ＲＳＳＩ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）との間で単一基地局ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうことにしたものである。
【００６５】
（ＭＴＨ３）
切替方法ＭＴＨ３においては、制御手段３５は、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲに基づいて、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。
【００６６】
制御手段３５は、端末装置３が基地局１からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１）と、端末装置３が基地局２からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（２）とに基づいて、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸを検出する。そして、制御手段３５は、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１（＝１２ｄＢ）以上であるか否かを判定する。
【００６７】
制御手段３５は、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られる基地局（基地局１または基地局２）との間で単一基地局ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうための制御信号ＣＴＬ１を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００６８】
一方、制御手段３５は、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１よりも小さいとき、基地局１，２との間で基地局協調ＭＩＭＯ通信方式で無線通信を行なうための制御信号ＣＴＬ２を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００６９】
最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局との間で無線通信を行なう方が伝送特性を改善できるので、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局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ことにしたものである。
【００７０】
また、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１よりも小さいとき、基地局１−端末装置３間の通信品質は、基地局２−端末装置３間の通信品質と同程度であり、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なう方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、基地局１および基地局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ことにしたものである。
【００７１】
（ＭＴＨ４）
切替方法ＭＴＨ４においても、制御手段３５は、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲに基づいて、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。
【００７２】
制御手段３５は、端末装置３が基地局１からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１）と、端末装置３が基地局２からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（２）とに基づいて、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮを検出する。そして、制御手段３５は、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２（＝６ｄＢ）以上であるか否かを判定する。
【００７３】
制御手段３５は、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２以上であるとき、基地局１および基地局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ための制御信号ＣＴＬ２を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００７４】
一方、制御手段３５は、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２よりも小さいとき、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１），ＳＩＮＲ（２）のうちの最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸを検出し、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）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ための制御信号ＣＴＬ１を生成する。そして、制御手段３５は、制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００７５】
最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２（＝６ｄＢ）以上であるとき、基地局１−端末装置３間の通信品質および基地局２−端末装置３間の通信品質が良く、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なう方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、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ことにしたものである。
【００７６】
また、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２（＝６ｄＢ）よりも小さいとき、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが得られた基地局と端末装置３との間の通信品質が低く、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局との間で無線通信を行なった方が伝送特性を改善できるので、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）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ことにしたものである。
【００７７】
（ＭＴＨ５）
切替方法ＭＴＨ５においては、制御手段３５は、平均受信電力差ΔＲＳＳＩと信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲとに基づいて、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。
【００７８】
制御手段３５は、端末装置３が基地局１からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１）と、端末装置３が基地局２からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（２）とを無線モジュール３３から受けると、保持している平均受信電力差ΔＲＳＳＩが基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ（＝１０ｄＢ）以上であるか否かを判定する。
【００７９】
制御手段３５は、平均受信電力差ΔＲＳＳＩが基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ（＝１０ｄＢ）以上であるとき、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１），ＳＩＮＲ（２）のうち、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲを検出する。そして、制御手段３５は、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲが得られた基地局（基地局１または基地局）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ための制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００８０】
一方、制御手段３５は、平均受信電力差ΔＲＳＳＩが基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ（＝１０ｄＢ）よりも小さいとき、基地局１および基地局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ための制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００８１】
平均受信電力差ΔＲＳＳＩが基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ（＝１０ｄＢ）以上であるとき、基地局１−端末装置３間の通信品質は、基地局２−端末装置３間の通信品質と大きく異なり、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲが得られた基地局との間で無線通信を行なった方が伝送特性を改善できるので、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲが得られた基地局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ことにしたものである。
【００８２】
また、平均受信電力差ΔＲＳＳＩが基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ（＝１０ｄＢ）よりも小さいとき、基地局１−端末装置３間の通信品質は、基地局２−端末装置３間の通信品質と同程度であり、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なう方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、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ことにしたものである。
【００８３】
（ＭＴＨ６）
切替方法ＭＴＨ６においては、制御手段３５は、受信タイミング差ΔＲＴおよび信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲに基づいて、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。
【００８４】
制御手段３５は、端末装置３が基地局１からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１）と、端末装置３が基地局２からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（２）とを無線モジュール３３から受けると、保持している受信タイミング差ΔＲＴがガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）以上であるか否かを判定する。
【００８５】
制御手段３５は、受信タイミング差ΔＲＴがガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）以上であるとき、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１），ＳＩＮＲ（２）のうちの最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸを検出する。そして、制御手段３５は、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）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ための制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００８６】
一方、制御手段３５は、受信タイミング差ΔＲＴがガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）よりも小さいとき、基地局１および基地局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ための制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００８７】
受信タイミング差ΔＲＴがガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）以上であるとき、基地局１−端末装置３間で無線通信を行なうときのパケットの受信タイミングは、基地局２−端末装置３間で無線通信を行なうときのパケットの受信タイミングと大きくずれ、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局との間で無線通信を行なった方が伝送特性を改善できるので、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局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ことにしたものである。
【００８８】
また、受信タイミング差ΔＲＴがガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）よりも小さいとき、基地局１−端末装置３間で無線通信を行なうときのパケットの受信タイミングと、基地局２−端末装置３間で無線通信を行なうときのパケットの受信タイミングとのずれは小さく、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なった方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、基地局１および基地局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ことにしたものである。
【００８９】
（ＭＴＨ７）
切替方法ＭＴＨ７においては、制御手段３５は、周波数オフセット差ΔＦＯＦＳおよび信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲに基づいて、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。
【００９０】
制御手段３５は、端末装置３が基地局１からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１）と、端末装置３が基地局２からパケットを受信したときの信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（２）とを無線モジュール３３から受けると、保持している周波数オフセット差ΔＦＯＦＳが基準値ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳ（＝１０ｋＨｚ）以上であるか否かを判定する。
【００９１】
制御手段３５は、周波数オフセット差ΔＦＯＦＳが基準値ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳ（＝１０ｋＨｚ）以上であるとき、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ（１），ＳＩＮＲ（２）のうちの最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸを検出する。そして、制御手段３５は、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局（基地局１または基地局２）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ための制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００９２】
一方、制御手段３５は、周波数オフセット差ΔＦＯＦＳが基準値ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳ（＝１０ｋＨｚ）よりも小さいとき、基地局１および基地局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ための制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３へ出力する。
【００９３】
周波数オフセット差ΔＦＯＦＳが基準値ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳ（＝１０ｋＨｚ）以上であるとき、基地局１−端末装置３間で無線通信を行なうときの周波数オフセットは、基地局２−端末装置３間で無線通信を行なうときの周波数オフセットと大きくずれ、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局との間で無線通信を行なった方が伝送特性を改善できるので、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局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ことにしたものである。
【００９４】
また、周波数オフセット差ΔＦＯＦＳが基準値ＳＴＤ＿ΔＦＯＦＳ（＝１０ｋＨｚ）よりも小さいとき、基地局１−端末装置３間で無線通信を行なうときの周波数オフセットと、基地局２−端末装置３間で無線通信を行なうときの周波数オフセットとのずれは小さく、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なった方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、基地局１および基地局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ことにしたものである。
【００９５】
（ＭＴＨ８）
切替方法ＭＴＨ８においては、制御手段３５は、基地局−端末装置間の距離に基づいて、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。
【００９６】
制御手段３は、基地局１の位置Ｐ１を含むパケットを無線モジュール３３から受けると、その受けたパケットから位置Ｐ１を検出する。同様に、制御手段３５は、基地局２の位置Ｐ２を含むパケットを無線モジュール３３から受けると、その受けたパケットから位置Ｐ２を検出する。
【００９７】
また、制御手段３５は、ＧＰＳ信号をＧＰＳ受信機３４から受けると、その受けたＧＰＳ信号に基づいて、公知の方法によって、端末装置３の位置Ｐ３を演算する。
【００９８】
そうすると、制御手段３５は、位置Ｐ１，Ｐ３に基づいて、基地局１―端末装置３間の距離Ｌ１を演算し、位置Ｐ２，Ｐ３に基づいて、基地局２―端末装置３間の距離Ｌ２を演算する。そして、制御手段３５は、距離Ｌ１と距離Ｌ２との距離差ΔＬを演算し、その演算した距離差ΔＬが基準値ＳＴＤ＿ΔＬ以上であるか否かを判定する。
【００９９】
制御手段３５は、距離差ΔＬが基準値ＳＴＤ＿ΔＬ以上であるとき、距離Ｌ１，Ｌ２のうち、最小の距離Ｌ＿ＭＩＮを検出する。そして、制御手段３５は、最小の距離Ｌ＿ＭＩＮが得られた基地局（基地局１または基地局２）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ための制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（基地局１または基地局２）とを無線モジュール３３出力する。
【０１００】
一方、制御手段３５は、距離差ΔＬが基準値ＳＴＤ＿ΔＬよりも小さいとき、基地局１および基地局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ための制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（基地局１および基地局２）とを無線モジュール３３出力する。
【０１０１】
距離差ΔＬが基準値ＳＴＤ＿ΔＬ以上であるとき、基地局１−端末装置３間の距離Ｌ１は、基地局２−端末装置３間の距離Ｌ２と大きく異なり、最小の距離Ｌ＿ＭＩＮが得られた基地局との間で無線通信を行なう方が伝送特性を改善できるので、最小の距離Ｌ＿ＭＩＮが得られた基地局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ことにしたものである。
【０１０２】
一方、距離差ΔＬが基準値ＳＴＤ＿ΔＬよりも小さいとき、基地局１−端末装置３間の距離Ｌ１は、基地局２−端末装置３間の距離Ｌ２との差が小さく、２つの基地局１，２との間で無線通信を行なった方が無線通信システム１０全体の伝送特性を改善できるので、基地局１および基地局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ことにしたものである。
【０１０３】
なお、この発明の実施の形態においては、上述した切替方法ＭＴＨ１〜ＭＴＨ８を任意の優先度によって組み合わせて単一基地局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てもよい。
【０１０４】
例えば、端末装置３は、上述した切替方法ＭＴＨ４，ＭＴＨ５，ＭＴＨ６，ＭＴＨ７を組み合わせて単一基地局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。
【０１０５】
より具体的には、端末装置３の制御手段３５は、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２（＝６ｄＢ）以上であると判定し、平均受信電力差ΔＲＳＳＩが基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ（＝１０ｄＢ）以上であること、受信タイミング差ΔＲＴがガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）以上であること、および周波数オフセット差ΔＦＯＦＳが基準値ＳＴＤ＿ＦＯＦＳ（＝１０ｋＨｚ）以上であることのいずれかが満たされたとき、最大の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＡＸが得られた基地局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ための制御信号ＣＴＬ１を無線モジュール３３へ出力する。
【０１０６】
そして、端末装置３の制御手段３５は、最小の信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ＿ＭＩＮが基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２（＝６ｄＢ）以上であると判定し、平均受信電力差ΔＲＳＳＩが基準値ＳＴＤ＿ΔＲＳＳＩ（＝１０ｄＢ）以上であること、受信タイミング差ΔＲＴがガードインターバルの長さ（＝８００ｎｓｅｃ）以上であること、および周波数オフセット差ΔＦＯＦＳが基準値ＳＴＤ＿ＦＯＦＳ（＝１０ｋＨｚ）以上であることのいずれもが満たされていないとき、基地局協調ＭＩＭＯ通信方式によって無線通信を行なうための制御信号ＣＴＬ２を無線モジュール３３へ出力する。
【０１０７】
端末装置３の制御手段３５は、上述した例以外の組み合わせによって、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てよい。
【０１０８】
端末装置３の制御手段３５は、上述した切替方法ＭＴＨ１〜ＭＴＨ８のいずれかを用いて単一基地局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ための制御信号ＣＴＬ１（またはＣＴＬ２）を生成し、その生成した制御信号ＣＴＬ１（またはＣＴＬ２）を無線モジュール３３へ出力する。
【０１０９】
そして、端末装置３の無線モジュール３３は、制御信号ＣＴＬ１に基づいて、単一基地局ＭＩＭＯ通信方式によって基地局１および基地局２のいずれかと無線通信を行ない、制御信号ＣＴＬ２に基づいて、基地局協調ＭＩＭＯ通信方式によって基地局１および基地局２と無線通信を行なう。
【０１１０】
また、上記においては、基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１は、基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２と異なると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ１は、基準値ＳＴＤ＿ＲＳＳＩ２と同じであってもよい。
【０１１１】
更に、上記においては、基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１は、基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２と異なると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ１は、基準値ＳＴＤ＿ＳＩＮＲ２と同じであってもよい。
【０１１２】
図４は、図１に示す無線通信システム１００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。
【０１１３】
図４を参照して、端末装置３の無線モジュール３３は、制御信号ＣＴＬ１と、宛先の基地局（＝基地局１）とを制御手段３５から受けると、アプリケーションから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。
【０１１４】
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１６を介して送信する。
【０１１５】
引き続いて、基地局１の通信手段１４は、有線ケーブル１６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。そして、基地局１の無線モジュール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送信先を端末装置３に設定したパケットを生成する。その後、基地局１の無線モジュール１３は、その生成したパケットをＡｌａｍｏｕｔｉ ＳＴＢＣによってＭＩＭＯ多重し、そのＭＩＭＯ多重したパケットをアンテナ１１，１２を介して端末装置３へ送信する。
【０１１６】
端末装置３のアンテナ３１，３２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。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る。
【０１１７】
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。
【０１１８】
図５は、図１に示す無線通信システム１００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。
【０１１９】
図５を参照して、端末装置３の無線モジュール３３は、制御信号ＣＴＬ２と、宛先の基地局（＝基地局１および基地局２）とを制御手段３５から受けると、アプリケーションから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、アプリケーションから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。
【０１２０】
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１６を介して送信する。
【０１２１】
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１６を介して送信する。
【０１２２】
引き続いて、基地局１の通信手段１４は、有線ケーブル１６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。そして、基地局１の無線モジュール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送信先を端末装置３に設定したパケットを生成する。その後、基地局１の無線モジュール１３は、その生成したパケットをアンテナ１１（またはアンテナ１２）を介して端末装置３へ送信する。
【０１２３】
また、基地局２の通信手段１４は、有線ケーブル１６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。そして、基地局２の無線モジュール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送信先を端末装置３に設定したパケットを生成する。その後、基地局２の無線モジュール１３は、その生成したパケットをアンテナ１１（またはアンテナ１２）を介して端末装置３へ送信する。但し、基地局１および基地局２において生成されるパケットは、両基地局に跨ってＭＩＭＯ多重されたパケットである。
【０１２４】
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る。
【０１２５】
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。
【０１２６】
図６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６に示す無線通信システム１０Ａであってもよい。
【０１２７】
図６を参照して、無線通信システム１０Ａは、図１に示す無線通信システム１０に端末装置４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。
【０１２８】
端末装置４は、端末装置３と同じように、重複領域ＲＥＧ３に配置される。そして、端末装置４は、図３に示す端末装置３と同じ構成からなる。
【０１２９】
従って、端末装置４も、単一基地局ＭＩＭＯ通信方式と基地局協調ＭＩＭＯ通信方式とを上述した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と無線通信を行なう。
【０１３０】
図７は、図６に示す無線通信システム１０Ａ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。
【０１３１】
図７を参照して、基地局１と端末装置３，４の各々との間の通信状況が良好であり、基地局２と端末装置３，４の各々との間の通信状況が悪く、端末装置３におけるスループットの向上を目的とする場合、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い、端末装置４は、基地局２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。
【０１３２】
この場合、端末装置３の制御手段３５は、上述した切替方法ＭＴＨ１〜ＭＴＨ８のいずれかの切替方法を用いて制御信号ＣＴＬ１を無線モジュール３３へ出力し、端末装置３の無線モジュール３３は、制御信号ＣＴＬ１に基づいて、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。
【０１３３】
また、端末装置４の制御手段３５は、上述した切替方法ＭＴＨ１〜ＭＴＨ８のいずれかの切替方法を用いて制御信号ＣＴＬ１を無線モジュール３３へ出力し、無線モジュール３３は、基地局１からの通信拒否を受信し、その受信した通信拒否と、制御信号ＣＴＬ１とに基づいて、基地局２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。
【０１３４】
図８は、図６に示す無線通信システム１０Ａ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。
【０１３５】
図８を参照して、基地局１と端末装置３，４の各々との間の通信状況が良好であり、基地局２と端末装置３，４の各々との間の通信状況が悪く、端末装置３，４間における無線通信の公平性と無線通信システム１０Ａ全体の伝送効率の向上とを目的とする場合、端末装置３，４の各々は、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。
【０１３６】
この場合、端末装置３，４の各々において、制御手段３５は、上述した切替方法ＭＴＨ１〜ＭＴＨ８のいずれかの切替方法を用いて制御信号ＣＴＬ２を無線モジュール３３へ出力し、無線モジュール３３は、制御信号ＣＴＬ２に基づいて、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。
【０１３７】
図７に示す場合と、図８に示す場合との切替は、各端末装置３，４における無線通信のスループットの向上を目的とするのではなく、複数のセルに跨った無線通信システム１０Ａ全体の伝送効率の向上を目的とする。
【０１３８】
図９は、この発明の実施の形態による無線通信システムの一般的な概念図である。この発明の実施の形態による無線通信システムは、概念的には、図９に示す無線通信システム１００からなる。
【０１３９】
図９を参照して、無線通信システム１００は、基地局１０１〜１０ｉ（ｉは、２以上の整数）と、切替器１１０と、端末装置２０１〜２０ｊ（ｊは正の整数）とを備える。
【０１４０】
基地局１０１〜１０ｉの各々は、２本以上のアンテナを有する。端末装置２０１〜２０ｊの各々も、２本以上のアンテナを有する。そして、端末装置２０１〜２０ｊは、基地局１０１〜１０ｉの通信領域の重複領域に配置される。
【０１４１】
基地局１０１〜１０ｉが備えるアンテナの本数をそれぞれａ１，ａ２，ａ３，・・・，ａｉとし、端末装置２０１〜２０ｊが備えるアンテナの本数をそれぞれｂ１，ｂ２，ｂ３，・・・，ｂｉとした場合、次の式（１），（２）が成立する。
【０１４２】
【数１】
【０１４３】
【数２】
【０１４４】
式（１）および式（２）において、基地局ｋの１本のアンテナと端末装置ｍの１本のアンテナとを対応付けるとき、ｃｋｌ＝１およびｃｍｎ＝１であり、それ以外のとき、ｃｋｌ＝０およびｃｍｎ＝０である。
【０１４５】
切替器１１０は、上述した切替方法ＭＴＨ１〜ＭＴＨ８のいずれかの切替方法を用いて単一基地局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。そして、端末装置２０１〜２０ｊの各々は、切替器１１０によって切り替えられた通信方式（単一基地局ＭＩＭＯ通信方式または基地局協調ＭＩＭＯ通信方式）を用いて単一の基地局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い、または複数の基地局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。
【０１４６】
この場合、切替器１１０は、式（１）および式（２）に従ってｃｋｌおよびｃｍｎを定める。
【０１４７】
図１０は、図９に示す無線通信システム１００における具体例を示す図である。図１０を参照して、基地局１０２が３本のアンテナ１０２１〜１０２３を備え、基地局１０３が２本のアンテナ１０３１，１０３２を備え、端末装置２０２が２本のアンテナ２０２１，２０２２を備え、端末装置２０３が２本のアンテナ２０３１，２０３２を備える場合を想定する。
【０１４８】
そして、端末装置２０２０，２０３の各々が基地局協調ＭＩＭＯ通信方式に従って基地局１０２，１０３と無線通信を行なう場合、例えば、基地局１０２のアンテナ１０２１は、端末装置２０２のアンテナ２０２１に対応付けられ、基地局１０３のアンテナ１０３１は、端末装置２０２のアンテナ２０２２に対応付けられ、基地局１０２のアンテナ１０２２は、端末装置２０３のアンテナ２０３１に対応付けられ、基地局１０３のアンテナ１０３２は、端末装置２０３のアンテナ２０３２に対応付けられる。
【０１４９】
この場合、基地局１０２のアンテナ本数ａ１０２は、３本のアンテナ１０２１〜１０２３であり、３本のアンテナ１０２１〜１０２３のうち、２本のアンテナ１０２１，１０２２がそれぞれアンテナ２０２１，２０３１に対応付けられるので、ｃ１０２，２０２＋ｃ１０２，２０３＝１＋１である。従って、基地局１０２に対して、ａ１０２＝３≧１＋１＝２となり、式（１）が成立する。
【０１５０】
また、基地局１０３のアンテナ本数ａ１０３は、２本のアンテナ１０３１，１０３２であり、２本のアンテナ１０３１，１０３２がそれぞれアンテナ２０２２，２０３２に対応付けられるので、ｃ１０３，２０２＋ｃ１０３，２０３＝１＋１である。従って、基地局１０３に対して、ａ１０３＝２≧１＋１＝２となり、式（１）が成立する。
【０１５１】
更に、端末装置２０２のアンテナ本数ｂ２０２は、２本のアンテナ２０２１，２０２２であり、２本のアンテナ２０２１，２０２２がそれぞれアンテナ１０２１，１０３１に対応付けられるので、ｃ２０２，１０２＋ｃ２０２，１０３＝１＋１である。従って、端末装置２０２に対して、ｂ２０２＝２≧１＋１＝２となり、式（２）が成立する。
【０１５２】
更に、端末装置２０３のアンテナ本数ｂ２０３は、２本のアンテナ２０３１，２０３２であり、２本のアンテナ２０３１，２０３２がそれぞれアンテナ１０２２，１０３２に対応付けられるので、ｃ２０３，１０２＋ｃ２０３，１０３＝１＋１である。従って、端末装置２０３に対して、ｂ２０３＝２≧１＋１＝２となり、式（２）が成立する。
【０１５３】
他の基地局１０１，１０４〜１０ｉと他の端末装置２０１，２０４〜２０ｊとの間で無線通信が行なわれる場合も、同様に、式（１）および式（２）が成立する。
【０１５４】
従って、この発明による無線通信システムは、一般的には、図９に示す概念図に従って単一基地局ＭＩＭＯ通信方式または基地局協調ＭＩＭＯ通信方式による無線通信を行なうものであればよい。
【０１５５】
そして、上述した切替方法ＭＴＨ１〜ＭＴＨ８のいずれかを用いて単一基地局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場合、切替方法ＭＴＨ１，ＭＴＨ３，ＭＴＨ５〜ＭＴＨ８においては、それぞれ、受信信号電力ＲＲＲＩ、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ、平均受信電力差ΔＲＳＳＩ、受信タイミング差ΔＲＴ、周波数オフセット差ΔＦＯＦＳおよび基地局−端末装置間の距離差ΔＬが基準値以上であるとき、端末装置３，４，２０１〜２０ｊは、１つの基地局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。
【０１５６】
また、切替方法ＭＴＨ１，ＭＴＨ３，ＭＴＨ５〜ＭＴＨ８が採用される場合、受信信号電力ＲＲＲＩ、信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲ、平均受信電力差ΔＲＳＳＩ、受信タイミング差ΔＲＴ、周波数オフセット差ΔＦＯＦＳおよび基地局−端末装置間の距離差ΔＬが基準値よりも小さいとき、端末装置３，４，２０１〜２０ｊは、複数の基地局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。
【０１５７】
上述した切替方法ＭＴＨ２，ＭＴＨ４が採用される場合、それぞれ、受信信号電力ＲＳＳＩおよび信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲが基準値以上であるとき、端末装置３，４，２０１〜２０ｊは、複数の基地局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。
【０１５８】
また、切替方法ＭＴＨ２，ＭＴＨ４が採用される場合、それぞれ、受信信号電力ＲＳＳＩおよび信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲが基準値よりも小さいとき、端末装置３，４，２０１〜２０ｊは、１つの基地局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。
【０１５９】
そして、端末装置３，４，２０１〜２０ｊが単一基地局ＭＩＭＯ通信方式によって無線通信を行なう場合、１つの基地局と端末装置３，４，２０１〜２０ｊとの間の無線通信の通信品質が基準値以上になる。また、端末装置３，４，２０１〜２０ｊが基地局協調ＭＩＭＯ通信方式によって無線通信を行なう場合、複数の基地局と端末装置３，４，２０１〜２０ｊとの間の無線通信の通信品質、即ち、複数のセル全体（無線通信システム全体）における通信品質が基準値以上になる。
【０１６０】
従って、この発明による無線通信システムは、基地局との無線通信の通信品質が基準値以上になるように、単一基地局ＭＩＭＯ通信方式または基地局協調ＭＩＭＯ通信方式を選択し、その選択した通信方式によって無線通信を行なうｊ個の端末装置を備えるものであればよい。
【０１６１】
なお、この発明の実施の形態においては、単一基地局ＭＩＭＯ通信方式は、「第１の通信方式」を構成し、基地局協調ＭＩＭＯ通信方式は、「第２の通信方式」を構成する。
【０１６２】
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】
【０１６３】
この発明は、２つの基地局の通信領域が重なる領域において伝送特性を改善可能な無線通信システムに適用される。
【符号の説明】
【０１６４】
１，２，１０１〜１０ｉ 基地局、３，４，２０１〜２０ｊ 端末装置、１０，１０Ａ，１００ 無線通信システム、１１，１２，３１，３２ アンテナ、１３，３３ 無線モジュール、１４ 通信手段、１５，３４ ＧＰＳ受信機、１６ 有線ケーブル、３５ 制御手段、１１０ 切替器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｉ（ｉは２以上の整数）個の基地局と、
各々が複数の基地局と無線通信可能な領域に存在するｊ（ｊは正の整数）個の端末装置とを備え、
前記ｊ個の端末装置の各々は、前記基地局との無線通信の通信品質が基準値以上になるように、単一の基地局との間の多入力／多出力通信方式である第１の通信方式または複数の基地局との間の多入力／多出力通信方式である第２の通信方式を選択し、その選択した通信方式によって無線通信を行なう、無線通信システム。
【請求項２】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測し、その計測した複数の信号対雑音干渉電力比のうち、最大の信号対雑音干渉電力比が基準値以上であるとき、前記最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で前記第１の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で受信信号電力を計測し、その計測した複数の受信信号電力のうち、最大の受信信号電力が基準値以上であるとき、前記最大の受信信号電力が得られる基地局との間で前記第１の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測するとともに、複数の基地局間における平均受信電力差を計測し、前記計測した平均受信電力差が基準値以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で前記第１の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測するとともに、複数の基地局間における受信タイミング差を計測し、前記計測した受信タイミング差が受信信号に含まれるガードインターバルの長さ以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で前記第１の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測するとともに、複数の基地局間における周波数オフセット差を計測し、前記計測した周波数オフセット差が基準値以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で前記第１の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局間における距離差を計測し、その計測した距離差が基準値以上であるとき、最も短い距離が得られる基地局との間で前記第１の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測し、その計測した複数の信号対雑音干渉電力比のうち、最小の信号対雑音干渉電力比が基準値以上であるとき、前記第２の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で受信信号電力を計測し、その計測した複数の受信信号電力のうち、最小の受信信号電力が基準値以上であるとき、前記第２の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１】
ｉ（ｉは２以上の整数）個の基地局と、
各々が複数の基地局と無線通信可能な領域に存在するｊ（ｊは正の整数）個の端末装置とを備え、
前記ｊ個の端末装置の各々は、前記基地局との無線通信の通信品質が基準値以上になるように、単一の基地局との間の多入力／多出力通信方式である第１の通信方式または複数の基地局との間の多入力／多出力通信方式である第２の通信方式を選択し、その選択した通信方式によって無線通信を行なう、無線通信システム。
【請求項２】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測し、その計測した複数の信号対雑音干渉電力比のうち、最大の信号対雑音干渉電力比が基準値以上であるとき、前記最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で前記第１の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で受信信号電力を計測し、その計測した複数の受信信号電力のうち、最大の受信信号電力が基準値以上であるとき、前記最大の受信信号電力が得られる基地局との間で前記第１の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測するとともに、複数の基地局間における平均受信電力差を計測し、前記計測した平均受信電力差が基準値以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で前記第１の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測するとともに、複数の基地局間における受信タイミング差を計測し、前記計測した受信タイミング差が受信信号に含まれるガードインターバルの長さ以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で前記第１の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測するとともに、複数の基地局間における周波数オフセット差を計測し、前記計測した周波数オフセット差が基準値以上であるとき、最大の信号対雑音干渉電力比が得られる基地局との間で前記第１の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局間における距離差を計測し、その計測した距離差が基準値以上であるとき、最も短い距離が得られる基地局との間で前記第１の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で雑音干渉電力に対する信号の比である信号対雑音干渉電力比を計測し、その計測した複数の信号対雑音干渉電力比のうち、最小の信号対雑音干渉電力比が基準値以上であるとき、前記第２の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記ｊ個の端末装置の各々は、複数の基地局との間で受信信号電力を計測し、その計測した複数の受信信号電力のうち、最小の受信信号電力が基準値以上であるとき、前記第２の通信方式を用いて無線通信を行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２３８５２（Ｐ２０１１−２３８５２Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６５３８４（Ｐ２００９−１６５３８４）
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【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２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【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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