JP2003244050A - 中継器の送信電力制御方法 - Google Patents
中継器の送信電力制御方法Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/155—Ground-based stations
- H04B7/15528—Control of operation parameters of a relay station to exploit the physical medium
- H04B7/15535—Control of relay amplifier gain
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 多地点中継伝送方式において中継器の送信電
力を制御することで伝搬路をマルチパス伝搬路に近付
け、より大きな通信路容量を得ることのできる中継器の
送信電力制御方法を提供する。 【解決手段】 中継器数をＬとし、ｉ番目の中継器３
０１の送信電力をＰTiとし、ｉ番目の中継器３０１と受
信器１０２との間の伝搬電力損失をＧi とするとき、 ＰT1Ｇ1 ＝ＰT2Ｇ2 ＝…＝ＰTLＧL を満たすように各中継器３０１の送信電力ＰTiを制御す
る。
力を制御することで伝搬路をマルチパス伝搬路に近付
け、より大きな通信路容量を得ることのできる中継器の
送信電力制御方法を提供する。 【解決手段】 中継器数をＬとし、ｉ番目の中継器３
０１の送信電力をＰTiとし、ｉ番目の中継器３０１と受
信器１０２との間の伝搬電力損失をＧi とするとき、 ＰT1Ｇ1 ＝ＰT2Ｇ2 ＝…＝ＰTLＧL を満たすように各中継器３０１の送信電力ＰTiを制御す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の送信アンテ
ナを持つ送信器と複数の受信アンテナを持つ受信器との
間に複数の中継器を配置した多地点中継伝送方式に係
り、特に、伝搬路をマルチパス伝搬路に近付け、より大
きな通信路容量を得ることのできる中継器の送信電力制
御方法に関するものである。
ナを持つ送信器と複数の受信アンテナを持つ受信器との
間に複数の中継器を配置した多地点中継伝送方式に係
り、特に、伝搬路をマルチパス伝搬路に近付け、より大
きな通信路容量を得ることのできる中継器の送信電力制
御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の移動通信システムにおいて、送信
器から１本の送信アンテナで送信された無線信号に対し
て、受信器における受信感度向上のために、２本の受信
アンテナを用いて受信し、信号対雑音電力比（Ｓ／Ｎ）
のよい受信アンテナからの受信信号を用いる選択ダイバ
ーシチ受信や、２本の受信アンテナからの信号を信号対
雑音電力比に応じて加算する合成ダイバーシチ受信が知
られている。また、第三世代移動通信規格の標準化組織
のひとつである３ＧＰＰ（Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐ
ｒｏｊｅｃｔ）では、２本の送信アンテナから同一の信
号を送信することにより、無線信号が受信器まで到着す
る経路（伝搬路）において確率的に遮蔽物の影響を受け
にくくし、受信器における受信感度向上を可能とする送
信ダイバーシチが検討されている。一方、前記３ＧＰＰ
とは別の標準化組織（３ＧＰＰ２）では、図７に示され
るように、送信器１０１において送信データを複数本
（Ｍ本）の送信アンテナに分配して送信し、伝搬路Ｈを
経て到着した無線信号を受信器１０２において複数本
（Ｎ本）の受信アンテナにて受信し、信号処理によって
Ｎ個の受信信号からＭ個の送信信号を求めて受信データ
を得るという通信方式（ＭＩＭＯ；Ｍｕｌｔｉｐｌｅ
Ｏｕｔｐｕｔ）が提案されている。
器から１本の送信アンテナで送信された無線信号に対し
て、受信器における受信感度向上のために、２本の受信
アンテナを用いて受信し、信号対雑音電力比（Ｓ／Ｎ）
のよい受信アンテナからの受信信号を用いる選択ダイバ
ーシチ受信や、２本の受信アンテナからの信号を信号対
雑音電力比に応じて加算する合成ダイバーシチ受信が知
られている。また、第三世代移動通信規格の標準化組織
のひとつである３ＧＰＰ（Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐ
ｒｏｊｅｃｔ）では、２本の送信アンテナから同一の信
号を送信することにより、無線信号が受信器まで到着す
る経路（伝搬路）において確率的に遮蔽物の影響を受け
にくくし、受信器における受信感度向上を可能とする送
信ダイバーシチが検討されている。一方、前記３ＧＰＰ
とは別の標準化組織（３ＧＰＰ２）では、図７に示され
るように、送信器１０１において送信データを複数本
（Ｍ本）の送信アンテナに分配して送信し、伝搬路Ｈを
経て到着した無線信号を受信器１０２において複数本
（Ｎ本）の受信アンテナにて受信し、信号処理によって
Ｎ個の受信信号からＭ個の送信信号を求めて受信データ
を得るという通信方式（ＭＩＭＯ；Ｍｕｌｔｉｐｌｅ
Ｏｕｔｐｕｔ）が提案されている。
【０００３】次に、ＭＩＭＯ方式の原理について説明す
る。まず、送信器１０１においてＭ個に分配された送信
信号ベクトルをｓｓ＝（ｓ1 ，…，ｓM ）T とする（ｓ
ｓはイメージ式ではｓの太字で示す）。ｍ番目（ｍは１
からＭまでの自然数）の送信アンテナから送信された信
号ｓm がｈnm倍されて、ｎ番目（ｎは１からＮまでの自
然数）の受信アンテナで受信されるとすると、ｎ番目の
受信信号ｘn は次式（１）で表される。
る。まず、送信器１０１においてＭ個に分配された送信
信号ベクトルをｓｓ＝（ｓ1 ，…，ｓM ）T とする（ｓ
ｓはイメージ式ではｓの太字で示す）。ｍ番目（ｍは１
からＭまでの自然数）の送信アンテナから送信された信
号ｓm がｈnm倍されて、ｎ番目（ｎは１からＮまでの自
然数）の受信アンテナで受信されるとすると、ｎ番目の
受信信号ｘn は次式（１）で表される。
【０００４】
【数１】
【０００５】ここで、ｖn は受信器１０２でｎ番目の受
信アンテナの信号に重畳される雑音を表すものとする。
信アンテナの信号に重畳される雑音を表すものとする。
【０００６】次に、ｈnmを要素とするＮ行×Ｍ列の行列
ＨＨ（ＨＨはイメージ式ではＨの太字で示す）、受信信
号ｘｘ＝（ｘ1 ，…，ｘN ）T （ｘｘはイメージ式では
ｘの太字で示す）、受信器重畳される雑音ベクトルｖｖ
＝（ｖ1 ，…，ｖN ）T を用いると、式（１）は、次式
（２）のように全部の受信アンテナについてまとめて表
現することができる。
ＨＨ（ＨＨはイメージ式ではＨの太字で示す）、受信信
号ｘｘ＝（ｘ1 ，…，ｘN ）T （ｘｘはイメージ式では
ｘの太字で示す）、受信器重畳される雑音ベクトルｖｖ
＝（ｖ1 ，…，ｖN ）T を用いると、式（１）は、次式
（２）のように全部の受信アンテナについてまとめて表
現することができる。
【０００７】
【数２】
【０００８】式（２）の伝搬路行列ＨＨと雑音ベクトル
ｖｖとが分かれば、受信信号ｘｘから送信信号ｓｓを求
めることができる。しかし、通信する時間や場所によっ
て送信器１０１と受信器１０２との間の伝搬状況が変化
するため、伝搬路行列ＨＨは一意に定まらない。そこ
で、送信信号にトレーニング信号をのせ、受信器１０２
でトレーニング信号を受信し、この受信信号から送信信
号を求めるための作用行列ＷＷ（ＷＷはイメージ式では
Ｗの太字で示す）を計算する。この作用行列ＷＷを求め
ることにより、伝搬路行列ＨＨと雑音ベクトルｖｖとの
状況をトレーニングによって学習したことになる。これ
により、トレーニング期間以降に受信した受信信号ｘｘ
と作用行列ＷＷとを用いて、送信信号の推定値ｓｓ´＝
（ｓ1 ´，…，ｓM ´）T は、次式（３）で表すことが
できる。
ｖｖとが分かれば、受信信号ｘｘから送信信号ｓｓを求
めることができる。しかし、通信する時間や場所によっ
て送信器１０１と受信器１０２との間の伝搬状況が変化
するため、伝搬路行列ＨＨは一意に定まらない。そこ
で、送信信号にトレーニング信号をのせ、受信器１０２
でトレーニング信号を受信し、この受信信号から送信信
号を求めるための作用行列ＷＷ（ＷＷはイメージ式では
Ｗの太字で示す）を計算する。この作用行列ＷＷを求め
ることにより、伝搬路行列ＨＨと雑音ベクトルｖｖとの
状況をトレーニングによって学習したことになる。これ
により、トレーニング期間以降に受信した受信信号ｘｘ
と作用行列ＷＷとを用いて、送信信号の推定値ｓｓ´＝
（ｓ1 ´，…，ｓM ´）T は、次式（３）で表すことが
できる。
【０００９】
【数３】
【００１０】このＭＩＭＯ方式によれば、送信データを
１本のアンテナから送る方式に比べて、理想的には送信
アンテナ数倍（Ｍ倍）のデータを送ることが可能となる
ため、無線周波数帯域あたりの通信容量（周波数利用効
率）が高い方式として期待されている。
１本のアンテナから送る方式に比べて、理想的には送信
アンテナ数倍（Ｍ倍）のデータを送ることが可能となる
ため、無線周波数帯域あたりの通信容量（周波数利用効
率）が高い方式として期待されている。
【００１１】上述のように、送信器１０１において複数
本のアンテナに送信データを分配して送信し、受信器１
０２において複数本のアンテナで受信した信号から信号
処理によってデータを得るＭＩＭＯ方式は、式（２）に
示した伝搬路Ｈの特性に依存した方式である。図８
（ａ）に示すように、都市部のように建物が多く存在す
る場合、送信器１０１からの無線信号は多くの建物で反
射し、様々な経路を経て受信器１０２に到着する。この
ような伝搬路（伝搬環境）をマルチパス伝搬環境と呼
ぶ。また、図８（ｂ）に示すように、送信器１０１と受
信器１０２との間に障害物や反射する建物など何もない
ような伝搬路（伝搬環境）を見通し伝搬環境と呼ぶ。Ｍ
ＩＭＯ方式における通信路容量対送受信アンテナ数の特
性をマルチパス伝搬環境と見通し伝搬環境とで比較した
ものを図８（ｃ）に示す。図８（ｃ）より、マルチパス
伝搬環境では送受信アンテナ数の増加に比例して通信路
容量が増加するが、見通し伝搬環境ではマルチパス伝搬
環境に比べて通信路容量が小さく送受信アンテナ数を増
やしても通信路容量が増えなくなってくる。図８に示す
例において、送信器１０１の送信アンテナ数を３、受信
器１０２の受信アンテナ数を３とすると、受信信号ｘ
1 ，ｘ2 ，ｘ3 は、式（１）を用いて次式（４）（５）
（６）のように表すことができる。
本のアンテナに送信データを分配して送信し、受信器１
０２において複数本のアンテナで受信した信号から信号
処理によってデータを得るＭＩＭＯ方式は、式（２）に
示した伝搬路Ｈの特性に依存した方式である。図８
（ａ）に示すように、都市部のように建物が多く存在す
る場合、送信器１０１からの無線信号は多くの建物で反
射し、様々な経路を経て受信器１０２に到着する。この
ような伝搬路（伝搬環境）をマルチパス伝搬環境と呼
ぶ。また、図８（ｂ）に示すように、送信器１０１と受
信器１０２との間に障害物や反射する建物など何もない
ような伝搬路（伝搬環境）を見通し伝搬環境と呼ぶ。Ｍ
ＩＭＯ方式における通信路容量対送受信アンテナ数の特
性をマルチパス伝搬環境と見通し伝搬環境とで比較した
ものを図８（ｃ）に示す。図８（ｃ）より、マルチパス
伝搬環境では送受信アンテナ数の増加に比例して通信路
容量が増加するが、見通し伝搬環境ではマルチパス伝搬
環境に比べて通信路容量が小さく送受信アンテナ数を増
やしても通信路容量が増えなくなってくる。図８に示す
例において、送信器１０１の送信アンテナ数を３、受信
器１０２の受信アンテナ数を３とすると、受信信号ｘ
1 ，ｘ2 ，ｘ3 は、式（１）を用いて次式（４）（５）
（６）のように表すことができる。
【００１２】
ｘ1 ＝ｈ11ｓ1 ＋ｈ12ｓ2 ＋ｈ13ｓ3 ＋ｖ1 …（４）
ｘ2 ＝ｈ21ｓ1 ＋ｈ22ｓ2 ＋ｈ23ｓ3 ＋ｖ2 …（５）
ｘ3 ＝ｈ31ｓ1 ＋ｈ32ｓ2 ＋ｈ33ｓ3 ＋ｖ3 …（６）
マルチパス伝搬環境では、送信アンテナ２０１ａから受
信アンテナ２０２ａへの経路と送信アンテナ２０１ｂか
ら受信アンテナ２０２ａへの経路とが異なるため、伝搬
路行列の要素ｈ11とｈ12とが異なる値をとる。一方、見
通し伝搬環境では、送信アンテナ２０１ａと送信アンテ
ナ２０１ｂとの間の距離に比べて、送信アンテナ２０１
ａと受信アンテナ２０２ａとの間の距離及び送信アンテ
ナ２０１ｂと受信アンテナ２０２ａとの間の距離が大き
いので、受信アンテナ２０２ａに対して送信アンテナ２
０１ａと送信アンテナ２０１ｂとが同程度に見えるた
め、伝搬路行列の要素ｈ11とｈ12とは似た値となる。同
様な理由により、ｈ11とｈ13とが、また、ｈ11とｈ21と
が似た値となり、式（４）（５）（６）から送信信号ｓ
1 ，ｓ2 ，ｓ3 を分離するのが困難になる。以上の理由
により、ＭＩＭＯ方式は、見通し伝搬環境に比べてマル
チパス伝搬環境で通信路容量特性がよいといえる。
信アンテナ２０２ａへの経路と送信アンテナ２０１ｂか
ら受信アンテナ２０２ａへの経路とが異なるため、伝搬
路行列の要素ｈ11とｈ12とが異なる値をとる。一方、見
通し伝搬環境では、送信アンテナ２０１ａと送信アンテ
ナ２０１ｂとの間の距離に比べて、送信アンテナ２０１
ａと受信アンテナ２０２ａとの間の距離及び送信アンテ
ナ２０１ｂと受信アンテナ２０２ａとの間の距離が大き
いので、受信アンテナ２０２ａに対して送信アンテナ２
０１ａと送信アンテナ２０１ｂとが同程度に見えるた
め、伝搬路行列の要素ｈ11とｈ12とは似た値となる。同
様な理由により、ｈ11とｈ13とが、また、ｈ11とｈ21と
が似た値となり、式（４）（５）（６）から送信信号ｓ
1 ，ｓ2 ，ｓ3 を分離するのが困難になる。以上の理由
により、ＭＩＭＯ方式は、見通し伝搬環境に比べてマル
チパス伝搬環境で通信路容量特性がよいといえる。
【００１３】しかしながら、見通し伝搬環境においても
通信路容量特性のよいＭＩＭＯ方式の提供が望まれる。
このような背景のもとに、見通し伝搬環境においてもＭ
ＩＭＯ方式の通信路容量を確保する通信方式として、送
信器と受信器との間に中継器を用いる多地点中継伝送方
式が考案されており、本出願人によって特許出願されて
いる（特願２００１−３９９８００号）。この出願の明
細書に記載されている多地点中継伝送方式を図９に示
す。信号の流れに沿って説明すると、送信器１０１にお
いて、送信データに対して無線通信路における誤りを訂
正できるように冗長度を付加する符号化処理を行い、符
号化データを複数本（Ｍ本）のアンテナに対応してｓ
1 ，ｓ2 ，…，ｓM に分配して送信する。送信器１０１
から送信された無線信号は、複数個（Ｌ個）の中継器３
０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃに到達し、中継器のバッフ
ァに各々ｚ1 ，ｚ2 ，…，ｚL として貯えられる。この
とき、送信器１０１と中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０
１ｃとの間の伝搬路特性を表す行列を伝搬路行列ＦＦ
（ＦＦはイメージ式ではＦの太字で示す）とすると、中
継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃに貯えられた信号ｚ
ｚ＝（ｚ1 ，ｚ2 ，…，ｚ L ）（ｚｚはイメージ式では
ｚの太字で示す）は、式（２）より次式（７）のように
表すことができる。
通信路容量特性のよいＭＩＭＯ方式の提供が望まれる。
このような背景のもとに、見通し伝搬環境においてもＭ
ＩＭＯ方式の通信路容量を確保する通信方式として、送
信器と受信器との間に中継器を用いる多地点中継伝送方
式が考案されており、本出願人によって特許出願されて
いる（特願２００１−３９９８００号）。この出願の明
細書に記載されている多地点中継伝送方式を図９に示
す。信号の流れに沿って説明すると、送信器１０１にお
いて、送信データに対して無線通信路における誤りを訂
正できるように冗長度を付加する符号化処理を行い、符
号化データを複数本（Ｍ本）のアンテナに対応してｓ
1 ，ｓ2 ，…，ｓM に分配して送信する。送信器１０１
から送信された無線信号は、複数個（Ｌ個）の中継器３
０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃに到達し、中継器のバッフ
ァに各々ｚ1 ，ｚ2 ，…，ｚL として貯えられる。この
とき、送信器１０１と中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０
１ｃとの間の伝搬路特性を表す行列を伝搬路行列ＦＦ
（ＦＦはイメージ式ではＦの太字で示す）とすると、中
継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃに貯えられた信号ｚ
ｚ＝（ｚ1 ，ｚ2 ，…，ｚ L ）（ｚｚはイメージ式では
ｚの太字で示す）は、式（２）より次式（７）のように
表すことができる。
【００１４】
【数４】
【００１５】ここで、ｖｖ´（ｖｖ´はイメージ式では
ｖ´の太字で示す）は、重畳される雑音を表すものとす
る。
ｖ´の太字で示す）は、重畳される雑音を表すものとす
る。
【００１６】中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃに貯
えられた信号ｚ1 ，ｚ2 ，…，ｚLは、バッファに貯え
ることにより所定時間遅延させてから、増幅した後に再
度送信される。この中継器からの無線信号は、複数本
（Ｎ本）のアンテナを持つ受信器１０２によって受信さ
れる。中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃでの信号増
幅率をｋ1 ，ｋ2 ，…，ｋL とし、これらを対角要素と
する行列をＫＫ（ＫＫはイメージ式ではＫの太字で示
す）＝ｄｉａｇ（ｋ1 ，ｋ2 ，…，ｋL ）（ｄｉａｇ
（ ）は対角行列を意味する）とし、中継器３０１ａ，
３０１ｂ，３０１ｃと受信器１０２との間の伝搬路特性
を表す行列を伝搬路行列ＧＧ（ＧＧはイメージ式ではＧ
の太字で示す）とすると、受信器１０２で受信した受信
信号ｘｘ＝（ｘ 1 ，…，ｘN ）T は、式（２）と式
（７）とより、次式（８）のように表すことができる。
えられた信号ｚ1 ，ｚ2 ，…，ｚLは、バッファに貯え
ることにより所定時間遅延させてから、増幅した後に再
度送信される。この中継器からの無線信号は、複数本
（Ｎ本）のアンテナを持つ受信器１０２によって受信さ
れる。中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃでの信号増
幅率をｋ1 ，ｋ2 ，…，ｋL とし、これらを対角要素と
する行列をＫＫ（ＫＫはイメージ式ではＫの太字で示
す）＝ｄｉａｇ（ｋ1 ，ｋ2 ，…，ｋL ）（ｄｉａｇ
（ ）は対角行列を意味する）とし、中継器３０１ａ，
３０１ｂ，３０１ｃと受信器１０２との間の伝搬路特性
を表す行列を伝搬路行列ＧＧ（ＧＧはイメージ式ではＧ
の太字で示す）とすると、受信器１０２で受信した受信
信号ｘｘ＝（ｘ 1 ，…，ｘN ）T は、式（２）と式
（７）とより、次式（８）のように表すことができる。
【００１７】
【数５】
【００１８】ここで、ｖｖ´´（ｖｖ´´はイメージ式
ではｖ´´の太字で示す）は、重畳される雑音を表すも
のとする。
ではｖ´´の太字で示す）は、重畳される雑音を表すも
のとする。
【００１９】送信器１０１で送信された送信信号ｓｓ＝
（ｓ1 ，…，ｓM ）T を式（８）から代数的に求めるた
めに、送信データに既知のトレーニング信号を多重化さ
せて送信することにより、受信信号ｘｘ＝（ｘ1 ，…，
ｘN ）T から送信信号ｓｓ＝（ｓ1 ，…，ｓM ）T を求
めるための行列ＷＷをＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅ
ａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）のＳＭＩ（Ｓａｍｐ
ｌｅｄ ＭａｔｒｉｘＩｎｖｅｒｓｅ）法を使用するこ
とによって求めることができる。行列ＷＷが求まると、
送信器１０１でＭ本のアンテナに分割された信号を復元
した推定値ｓｓ´＝（ｓ1 ´，…，ｓM ´）T が次式
（９）によって求めることができる。
（ｓ1 ，…，ｓM ）T を式（８）から代数的に求めるた
めに、送信データに既知のトレーニング信号を多重化さ
せて送信することにより、受信信号ｘｘ＝（ｘ1 ，…，
ｘN ）T から送信信号ｓｓ＝（ｓ1 ，…，ｓM ）T を求
めるための行列ＷＷをＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅ
ａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）のＳＭＩ（Ｓａｍｐ
ｌｅｄ ＭａｔｒｉｘＩｎｖｅｒｓｅ）法を使用するこ
とによって求めることができる。行列ＷＷが求まると、
送信器１０１でＭ本のアンテナに分割された信号を復元
した推定値ｓｓ´＝（ｓ1 ´，…，ｓM ´）T が次式
（９）によって求めることができる。
【００２０】
【数６】
【００２１】式（９）で得られた送信アンテナＭ本の信
号ｓ1 ´，…，ｓM ´を結合し、結合したデータに対し
て誤り訂正復号処理を行うことにより、受信データを得
ることができる。
号ｓ1 ´，…，ｓM ´を結合し、結合したデータに対し
て誤り訂正復号処理を行うことにより、受信データを得
ることができる。
【００２２】以上説明したとおり、送信器１０１と受信
器１０２との間に複数の中継器を介設することにより、
送信器１０１から中継器までの伝搬路と中継器から受信
器１０２までの伝搬路とが独立に生成されるため、多地
点に中継器を設置することにより、マルチパス伝搬環境
と同様な伝搬路特性を生成することが可能となる。これ
により、見通し伝搬環境においてもマルチパス伝搬環境
と同様な通信路容量特性が得られる。
器１０２との間に複数の中継器を介設することにより、
送信器１０１から中継器までの伝搬路と中継器から受信
器１０２までの伝搬路とが独立に生成されるため、多地
点に中継器を設置することにより、マルチパス伝搬環境
と同様な伝搬路特性を生成することが可能となる。これ
により、見通し伝搬環境においてもマルチパス伝搬環境
と同様な通信路容量特性が得られる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】前述の先行出願に述べ
られている多地点中継伝送方式を用いた場合、送信器１
０１と受信器１０２との間の伝搬路の伝搬路特性は、式
（２）と式（８）との比較からＧＧＫＫＦＦ（イメージ
式ではＧＫＦの太字）で与えられる。多地点中継方式で
は伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦをマルチパス伝搬路の特性に
近付けるほど通信路容量が大きくなり、逆に見通し伝搬
路の特性に近付けるほど通信路容量が小さくなる。この
ため多地点中継伝送方式においては送信器受信器間伝搬
路特性ＧＧＫＫＦＦをマルチパス伝搬路特性に近付ける
ことが通信路容量を大きくする上で重要となる。
られている多地点中継伝送方式を用いた場合、送信器１
０１と受信器１０２との間の伝搬路の伝搬路特性は、式
（２）と式（８）との比較からＧＧＫＫＦＦ（イメージ
式ではＧＫＦの太字）で与えられる。多地点中継方式で
は伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦをマルチパス伝搬路の特性に
近付けるほど通信路容量が大きくなり、逆に見通し伝搬
路の特性に近付けるほど通信路容量が小さくなる。この
ため多地点中継伝送方式においては送信器受信器間伝搬
路特性ＧＧＫＫＦＦをマルチパス伝搬路特性に近付ける
ことが通信路容量を大きくする上で重要となる。
【００２４】例えば、中継器が空間的に固まって（集ま
って）存在する場合には、伝搬路特性ＦＦ及びＧＧの各
要素は前述のように互いに似た値となり、その結果、送
信器１０１と受信器１０２との間の伝搬環境は見通し伝
搬環境に近くなり、通信路容量は小さくなる。逆に、中
継器が空間的に広がって存在する場合には、送信器０１
と受信器１０２との間の伝搬環境はマルチパス伝搬環境
に近くなりやすい。従って、多地点中継方式では、送信
器１０１と受信器１０２との間の伝搬環境をマルチパス
伝搬環境に近付けるために、中継器が空間的にある程度
広がって存在することが必要となる。
って）存在する場合には、伝搬路特性ＦＦ及びＧＧの各
要素は前述のように互いに似た値となり、その結果、送
信器１０１と受信器１０２との間の伝搬環境は見通し伝
搬環境に近くなり、通信路容量は小さくなる。逆に、中
継器が空間的に広がって存在する場合には、送信器０１
と受信器１０２との間の伝搬環境はマルチパス伝搬環境
に近くなりやすい。従って、多地点中継方式では、送信
器１０１と受信器１０２との間の伝搬環境をマルチパス
伝搬環境に近付けるために、中継器が空間的にある程度
広がって存在することが必要となる。
【００２５】一方、送信器１０１と受信器１０２との間
の伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦの中に中継器の増幅率の行列
ＫＫが含まれていることに着目すると、伝搬環境をさら
にマルチパス伝搬環境に近付けることができると考えら
れる。しかし、中継器の増幅率ＫＫをどのような値にす
れば通信路容量が大きくなるかについては知られていな
い。
の伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦの中に中継器の増幅率の行列
ＫＫが含まれていることに着目すると、伝搬環境をさら
にマルチパス伝搬環境に近付けることができると考えら
れる。しかし、中継器の増幅率ＫＫをどのような値にす
れば通信路容量が大きくなるかについては知られていな
い。
【００２６】中継器の増幅率ＫＫを制御することは、言
い換えると、中継器の送信電力を制御することである。
い換えると、中継器の送信電力を制御することである。
【００２７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、多地点中継伝送方式において中継器の送信電力を制
御することで伝搬路をマルチパス伝搬路に近付け、より
大きな通信路容量を得ることのできる中継器の送信電力
制御方法を提供することにある。
し、多地点中継伝送方式において中継器の送信電力を制
御することで伝搬路をマルチパス伝搬路に近付け、より
大きな通信路容量を得ることのできる中継器の送信電力
制御方法を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、送信したいデータを複数のアンテナに分配する分配
手段と、これらの分配データに受信器でデータ復元に使
用するためのトレーニング信号を多重化するトレーニン
グ信号多重化手段と、これらの多重化データを所定のタ
イミングでそれぞれのアンテナから無線信号として送信
する送信部とを備えた送信器と、前記送信器の送信タイ
ミングで無線信号を受信する受信手段と、受信した信号
を貯えるバッファと、この貯えた信号を前記送信器の送
信タイミングに対して所定時間遅延させたタイミングで
無線信号として送信する送信手段とを備えた複数の中継
器と、前記複数の中継器の送信タイミングで無線信号を
複数のアンテナによりそれぞれ受信する受信手段と、こ
れら受信データに多重化されているトレーニング信号か
ら伝搬路特性に関する情報を求める特性情報取得手段
と、この伝搬路特性に関する特性情報を用いて前記受信
データから前記送信器が各アンテナに分配したデータを
復元するデータ復元手段とを備えた受信器とを用いて送
信器から複数の中継器を経て受信器に通信する多地点中
継伝送方式において、中継器数をＬ（Ｌは自然数）と
し、ｉ番目（ｉは１からＬまでの自然数）の中継器の受
信電力をＰRiとし、ｉ番目の中継器の送信電力をＰTiと
し、ｉ番目の中継器と受信器との間の伝搬電力損失をＧ
i とするとき、請求項１の発明では、 ＰT1Ｇ1 ＝ＰT2Ｇ2 ＝…＝ＰTLＧL （１０） を満たすように各中継器の送信電力ＰTiを制御する。
に、送信したいデータを複数のアンテナに分配する分配
手段と、これらの分配データに受信器でデータ復元に使
用するためのトレーニング信号を多重化するトレーニン
グ信号多重化手段と、これらの多重化データを所定のタ
イミングでそれぞれのアンテナから無線信号として送信
する送信部とを備えた送信器と、前記送信器の送信タイ
ミングで無線信号を受信する受信手段と、受信した信号
を貯えるバッファと、この貯えた信号を前記送信器の送
信タイミングに対して所定時間遅延させたタイミングで
無線信号として送信する送信手段とを備えた複数の中継
器と、前記複数の中継器の送信タイミングで無線信号を
複数のアンテナによりそれぞれ受信する受信手段と、こ
れら受信データに多重化されているトレーニング信号か
ら伝搬路特性に関する情報を求める特性情報取得手段
と、この伝搬路特性に関する特性情報を用いて前記受信
データから前記送信器が各アンテナに分配したデータを
復元するデータ復元手段とを備えた受信器とを用いて送
信器から複数の中継器を経て受信器に通信する多地点中
継伝送方式において、中継器数をＬ（Ｌは自然数）と
し、ｉ番目（ｉは１からＬまでの自然数）の中継器の受
信電力をＰRiとし、ｉ番目の中継器の送信電力をＰTiと
し、ｉ番目の中継器と受信器との間の伝搬電力損失をＧ
i とするとき、請求項１の発明では、 ＰT1Ｇ1 ＝ＰT2Ｇ2 ＝…＝ＰTLＧL （１０） を満たすように各中継器の送信電力ＰTiを制御する。
【００２９】また、請求項２の発明では、
ＰT1／ＰR1＝ＰT2／ＰR2＝…＝ＰTL／ＰRL （１１）
を満たすように各中継器の送信電力ＰTiを制御する。
【００３０】また、請求項３の発明では、
ＰT1＝ＰT2＝…＝ＰTL （１２）
を満たすように各中継器の送信電力ＰTiを制御する。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００３２】図１に示されるように、本発明に係る多地
点中継伝送方式を用いた伝送システムには、Ｍ本の送信
アンテナを持つ送信器１０１とＮ本の受信アンテナを持
つ受信器１０２との間に複数Ｌ個のの中継器３０１ａ，
３０１ｂ，３０１ｃが配置されている。ここでは、請求
項１の発明について送信器１０１のアンテナ数が２、受
信器１０２のアンテナ数が２、中継器数が２として動作
を具体的に説明するが、送信アンテナ数Ｍ、受信アンテ
ナ数Ｎ、中継器数Ｌが任意のものについても同様の動作
であることは勿論である。
点中継伝送方式を用いた伝送システムには、Ｍ本の送信
アンテナを持つ送信器１０１とＮ本の受信アンテナを持
つ受信器１０２との間に複数Ｌ個のの中継器３０１ａ，
３０１ｂ，３０１ｃが配置されている。ここでは、請求
項１の発明について送信器１０１のアンテナ数が２、受
信器１０２のアンテナ数が２、中継器数が２として動作
を具体的に説明するが、送信アンテナ数Ｍ、受信アンテ
ナ数Ｎ、中継器数Ｌが任意のものについても同様の動作
であることは勿論である。
【００３３】まず、中継器の送信電力制御方法と中継器
の増幅率との関係について説明する。第１の中継器（ｉ
＝１）３０１ａの送信信号は、式（７）及び式（８）か
らｋ 1 ｚ1 となる。第１の中継器３０１ａの送信電力Ｐ
T1は、行列ＦＦのｉ行ｊ列の要素をｆijとし、ｋ1 ｚ1
に含まれる雑音成分は信号成分に比べ十分に小さいと近
似すると、次式（１３）で与えられる。
の増幅率との関係について説明する。第１の中継器（ｉ
＝１）３０１ａの送信信号は、式（７）及び式（８）か
らｋ 1 ｚ1 となる。第１の中継器３０１ａの送信電力Ｐ
T1は、行列ＦＦのｉ行ｊ列の要素をｆijとし、ｋ1 ｚ1
に含まれる雑音成分は信号成分に比べ十分に小さいと近
似すると、次式（１３）で与えられる。
【００３４】
ＰT1＝〈｜ｋ1 ｚ1 ｜2 〉
＝（近似）〈｜ｋ1 （ｆ11ｓ１＋ｆ12ｓ2 ）｜2 〉 （１３）
ここで〈 〉は、平均を意味する。また、＝（近似）は
近似等号である。送信器１０１の各送信アンテナは通常
互いに近接して設置されており、各送信アンテナ間の距
離は送信器中継器間距離よりも十分短いため、送信器１
０１のどの送信アンテナについても、送信器と中継器と
の間の伝搬路係数ｆijは同程度になると考えられるの
で、｜ｆ11｜＝（近似）｜ｆ12｜と近似できる。この近
似を使用すると、送信器１０１と第１の中継器３０１ａ
との間の伝搬電力損失Ｆ1 は、 Ｆ1 ＝（近似）｜ｆ11｜2 ＝（近似）｜ｆ12｜2 （１４） と表すことができる。さらに、２本の送信アンテナの送
信信号ｓ1 ，ｓ2 相互間には相関がないと仮定すると、
式（１３）は式（１５）に近似できる。
近似等号である。送信器１０１の各送信アンテナは通常
互いに近接して設置されており、各送信アンテナ間の距
離は送信器中継器間距離よりも十分短いため、送信器１
０１のどの送信アンテナについても、送信器と中継器と
の間の伝搬路係数ｆijは同程度になると考えられるの
で、｜ｆ11｜＝（近似）｜ｆ12｜と近似できる。この近
似を使用すると、送信器１０１と第１の中継器３０１ａ
との間の伝搬電力損失Ｆ1 は、 Ｆ1 ＝（近似）｜ｆ11｜2 ＝（近似）｜ｆ12｜2 （１４） と表すことができる。さらに、２本の送信アンテナの送
信信号ｓ1 ，ｓ2 相互間には相関がないと仮定すると、
式（１３）は式（１５）に近似できる。
【００３５】
ＰT1＝（近似）｜ｋ1 ｜2 Ｆ1 〈｜ｓ1 ｜2 ＋｜ｓ2 ）｜2 〉
（１５）
同様に、｜ｆ21｜＝（近似）｜ｆ22｜と近似すると、送
信器１０１と第２の中継器３０１ｂとの間の伝搬電力損
失Ｆ2 は式（１６）で表すことができ、第２の中継器３
０１ｂの送信電力ＰT1は式（１７）で近似できる。
信器１０１と第２の中継器３０１ｂとの間の伝搬電力損
失Ｆ2 は式（１６）で表すことができ、第２の中継器３
０１ｂの送信電力ＰT1は式（１７）で近似できる。
【００３６】
Ｆ2 ＝（近似）｜ｆ21｜2 ＝（近似）｜ｆ22｜2 （１６）
ＰT2＝（近似）｜ｋ2 ｜2 Ｆ2 〈｜ｓ1 ｜2 ＋｜ｓ2 ）｜2 〉
（１７）
また、行列ＧＧのｉ行ｊ列の要素をｇijとし、送信器中
継器間と同様の考え方により、｜ｇ11｜＝（近似）｜ｇ
12｜、｜ｇ21｜＝（近似）｜ｇ22｜と近似すると、第１
の中継器３０１ａと受信器１０２との間の伝搬電力損失
Ｇ1 は式（１８）で近似でき、第２の中継器３０１ｂと
受信器１０２との間の伝搬電力損失Ｇ2は式（１９）で
近似できる。
継器間と同様の考え方により、｜ｇ11｜＝（近似）｜ｇ
12｜、｜ｇ21｜＝（近似）｜ｇ22｜と近似すると、第１
の中継器３０１ａと受信器１０２との間の伝搬電力損失
Ｇ1 は式（１８）で近似でき、第２の中継器３０１ｂと
受信器１０２との間の伝搬電力損失Ｇ2は式（１９）で
近似できる。
【００３７】
Ｇ1 ＝（近似）｜ｇ11｜2 ＝（近似）｜ｇ12｜2 （１８）
Ｇ2 ＝（近似）｜ｇ21｜2 ＝（近似）｜ｇ22｜2 （１９）
ここで、請求項１の式（１０）に式（１５）（１７）
（１８）（１９）を適用し、両辺の平方根をとると、式
（１０）は式（２０）となる。
（１８）（１９）を適用し、両辺の平方根をとると、式
（１０）は式（２０）となる。
【００３８】
ｋ1 √（Ｆ1 Ｇ1 ）＝（近似）ｋ2 √（Ｆ2 Ｇ2 ） （２０）
このことから請求項１の送信電力制御方法を適用する場
合には、第１、第２の中継器３０１ａ，３０１ｂの信号
増幅率ｋ1 ，ｋ2 を式（２０）により決定することにな
る。
合には、第１、第２の中継器３０１ａ，３０１ｂの信号
増幅率ｋ1 ，ｋ2 を式（２０）により決定することにな
る。
【００３９】なお、中継器数がＬの場合には、中継器の
信号増幅率ｋ1 ，ｋ2 ，…，ｋL を式（２１）により決
定する。
信号増幅率ｋ1 ，ｋ2 ，…，ｋL を式（２１）により決
定する。
【００４０】
ｋ1 √（Ｆ1 Ｇ1 ）＝（近似）ｋ2 √（Ｆ2 Ｇ2 ）＝（近似）
…＝（近似）ｋL √（ＦL ＧL ） （２１）
即ち、請求項１の式（１０）を再掲すると、
ＰT1Ｇ1 ＝ＰT2Ｇ2 ＝…＝ＰTLＧL （１０）
である。中継器の受信電力ＰRi＝（近似）Ｆi ×（送信
器の送信電力）、中継器の送信電力ＰTi＝ｋi 2 ＰRiで
あることから、式（１０）を送信器の送信電力の式に変
形し、共通項である送信器の送信電力を消去すると、ｋ
1 2 Ｆ1 Ｇ1 ＝ｋ 2 2 Ｆ2 Ｇ2 ＝…＝ｋi 2 ＦL ＧL が
得られる。この式の両辺の平方根をとると、式（２１）
が得られる。
器の送信電力）、中継器の送信電力ＰTi＝ｋi 2 ＰRiで
あることから、式（１０）を送信器の送信電力の式に変
形し、共通項である送信器の送信電力を消去すると、ｋ
1 2 Ｆ1 Ｇ1 ＝ｋ 2 2 Ｆ2 Ｇ2 ＝…＝ｋi 2 ＦL ＧL が
得られる。この式の両辺の平方根をとると、式（２１）
が得られる。
【００４１】次に、第１、第２の中継器３０１ａ，３０
１ｂの信号増幅率ｋ1 ，ｋ2 を式（２０）により決定し
た場合に、伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦがマルチパス伝搬路
特性に近付くことを説明する。伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦ
を成分表示すると、式（２２）となる。
１ｂの信号増幅率ｋ1 ，ｋ2 を式（２０）により決定し
た場合に、伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦがマルチパス伝搬路
特性に近付くことを説明する。伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦ
を成分表示すると、式（２２）となる。
【００４２】
【数７】
【００４３】式（２２）は、行列ＧＧＫＫＦＦの各要素
が第１の中継器３０１ａを経由する伝搬路と第２の中継
器３０１ｂを経由する伝搬路との和の形で表されること
を意味している。式（２２）に式（１４）（１６）（１
８）（１９）を適用すると、式（２３）が得られる。
が第１の中継器３０１ａを経由する伝搬路と第２の中継
器３０１ｂを経由する伝搬路との和の形で表されること
を意味している。式（２２）に式（１４）（１６）（１
８）（１９）を適用すると、式（２３）が得られる。
【００４４】
【数８】
【００４５】ここで、ｄni,im ＝ｇniｆim／｜ｇniｆim
｜である。ｄni,im は絶対値が１の複素数であり、その
偏角はｍ番目の送信アンテナから１番目の中継器３０１
ａを経由しｎ番目の受信アンテナへ至る伝搬路の位相で
ある。
｜である。ｄni,im は絶対値が１の複素数であり、その
偏角はｍ番目の送信アンテナから１番目の中継器３０１
ａを経由しｎ番目の受信アンテナへ至る伝搬路の位相で
ある。
【００４６】式（２３）に本発明による式（２０）を適
用すると、式（２４）となる。
用すると、式（２４）となる。
【００４７】
【数９】
【００４８】式（２４）から伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦの
各要素は、互いに大きさが等しく位相が異なる複素数の
和の形となる。つまり、伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦの各要
素が互いに独立した値になりやすい。よって、伝搬路特
性ＧＧＫＫＦＦがマルチパス伝搬路特性に近付き、通信
路容量が大きくなる。
各要素は、互いに大きさが等しく位相が異なる複素数の
和の形となる。つまり、伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦの各要
素が互いに独立した値になりやすい。よって、伝搬路特
性ＧＧＫＫＦＦがマルチパス伝搬路特性に近付き、通信
路容量が大きくなる。
【００４９】一方、本発明の送信電力制御を行わない場
合として、極端な例であるが、｜ｇ 11ｋ11ｆ11｜＞＞｜
ｇ22ｋ22ｆ22｜という場合を考えると、２番目の中継器
３０１ｂは伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦをマルチパス伝搬路
特性に近付けることに役に立っていないため、その分だ
け伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦがマルチパス伝搬路特性から
遠ざかる（見通し伝搬路特性に近付く）ことになる。
合として、極端な例であるが、｜ｇ 11ｋ11ｆ11｜＞＞｜
ｇ22ｋ22ｆ22｜という場合を考えると、２番目の中継器
３０１ｂは伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦをマルチパス伝搬路
特性に近付けることに役に立っていないため、その分だ
け伝搬路特性ＧＧＫＫＦＦがマルチパス伝搬路特性から
遠ざかる（見通し伝搬路特性に近付く）ことになる。
【００５０】次に、送信器、中継器、及び受信器の構成
をそれぞれ説明する。
をそれぞれ説明する。
【００５１】まず、送信器１０１は、図２に示されるよ
うに、シリアル送信データを入力とし、データ誤りに対
する誤り訂正を行うために、このシリアル送信データに
冗長度を付加する符号化を行う符号化手段（誤り訂正符
号器）及び符号化されたデータをシリアルパラレル変換
することにより、送信したいデータを複数の送信アンテ
ナ５０７ａ，５０７ｂ，５０７ｃに分配する分配手段
（シリアル・パラレル変換器）５０１と、これらの分配
データに受信器でデータ復元に使用するためのトレーニ
ング信号を多重化するトレーニング信号多重化手段（マ
ルチプレクサ）５０２ａ，５０２ｂ，５０２ｃと、複素
ベースバンド信号を搬送波に載せて送信アンテナ５０７
ａ，５０７ｂ，５０７ｃから送信する送信部５０６ａ，
５０６ｂ，５０６ｃとを備える。５０３は、データ復元
用のトレーニング信号であるウェイト計算用トレーニン
グ信号を生成するウェイト計算用トレーニング信号生成
部である。５０４は、送信電力制御用のトレーニング信
号である伝搬損失測定用トレーニング信号を生成する伝
搬損失測定用トレーニング信号生成部である。５０５
ａ，５０５ｂ，５０５ｃは、各多重化データを複素ベー
スバンド信号に変換する変調器である。
うに、シリアル送信データを入力とし、データ誤りに対
する誤り訂正を行うために、このシリアル送信データに
冗長度を付加する符号化を行う符号化手段（誤り訂正符
号器）及び符号化されたデータをシリアルパラレル変換
することにより、送信したいデータを複数の送信アンテ
ナ５０７ａ，５０７ｂ，５０７ｃに分配する分配手段
（シリアル・パラレル変換器）５０１と、これらの分配
データに受信器でデータ復元に使用するためのトレーニ
ング信号を多重化するトレーニング信号多重化手段（マ
ルチプレクサ）５０２ａ，５０２ｂ，５０２ｃと、複素
ベースバンド信号を搬送波に載せて送信アンテナ５０７
ａ，５０７ｂ，５０７ｃから送信する送信部５０６ａ，
５０６ｂ，５０６ｃとを備える。５０３は、データ復元
用のトレーニング信号であるウェイト計算用トレーニン
グ信号を生成するウェイト計算用トレーニング信号生成
部である。５０４は、送信電力制御用のトレーニング信
号である伝搬損失測定用トレーニング信号を生成する伝
搬損失測定用トレーニング信号生成部である。５０５
ａ，５０５ｂ，５０５ｃは、各多重化データを複素ベー
スバンド信号に変換する変調器である。
【００５２】中継器３０１は、図３に示されるように、
送信器１０１の送信タイミングで無線信号を受信する受
信手段（アンテナ７０１，共用器７０２，アンテナ７０
１で受信した信号から搬送波成分を除去し複素ベースバ
ンド信号を求める受信部７０３）と、タイミング信号に
応じて、受信した信号から伝搬損失測定用トレーニング
信号と貯えるべき信号とを分離するデマルチプレクサ７
０４と、伝搬損失測定用トレーニング信号から伝搬損失
を測定する伝搬損失測定部７０５と、その伝搬損失に基
づいて増幅率を制御する増幅率制御部７０９と、受信し
た信号を貯えるバッファ７０６と、タイミング信号に応
じて、この貯えた信号を送信器１０１の送信タイミング
に対して所定時間遅延させたタイミングで無線信号とし
て送信する送信手段（増幅部７０７，増幅部７０７で増
幅された複素ベースバンド信号を搬送波に載せてアンテ
ナ７０１から送信する送信部７０８，共用器７０２，ア
ンテナ７０１）とを備える。
送信器１０１の送信タイミングで無線信号を受信する受
信手段（アンテナ７０１，共用器７０２，アンテナ７０
１で受信した信号から搬送波成分を除去し複素ベースバ
ンド信号を求める受信部７０３）と、タイミング信号に
応じて、受信した信号から伝搬損失測定用トレーニング
信号と貯えるべき信号とを分離するデマルチプレクサ７
０４と、伝搬損失測定用トレーニング信号から伝搬損失
を測定する伝搬損失測定部７０５と、その伝搬損失に基
づいて増幅率を制御する増幅率制御部７０９と、受信し
た信号を貯えるバッファ７０６と、タイミング信号に応
じて、この貯えた信号を送信器１０１の送信タイミング
に対して所定時間遅延させたタイミングで無線信号とし
て送信する送信手段（増幅部７０７，増幅部７０７で増
幅された複素ベースバンド信号を搬送波に載せてアンテ
ナ７０１から送信する送信部７０８，共用器７０２，ア
ンテナ７０１）とを備える。
【００５３】受信器１０２は、図４に示されるように、
複数の中継器３０１の送信タイミングで無線信号を複数
の受信アンテナ６０１ａ，６０１ｂ，６０１ｃによりそ
れぞれ受信する受信手段（受信アンテナ６０１ａ，６０
１ｂ，６０１ｃで受信した信号から搬送波成分を除去し
複素ベースバンド信号を求める受信部６０５ａ，６０５
ｂ，６０５ｃ）と、タイミング信号に応じて、受信した
信号からウェイト計算用トレーニング信号と受信データ
とを分離するデマルチプレクサ６０６ａ，６０６ｂ，６
０６ｃと、これら受信データに多重化されていたウェイ
ト計算用トレーニング信号から伝搬路特性に関する情報
を求める特性情報取得手段（ウェイト計算部６０８ａ，
６０８ｂ，６０８ｃ）と、この伝搬路特性に関する特性
情報を用いて受信データから送信器１０１が各送信アン
テナ５０７ａ，５０７ｂ，５０７ｃに分配したデータを
復元するデータ復元手段（積和演算部６０７ａ，６０７
ｂ，６０７ｃ）と、これら分配されたデータをパラレル
シリアル変換することにより、送信器１０１が符号化し
たシリアルデータとして結合する結合手段（パラレル・
シリアル変換器）及びそのシリアルデータに対して誤り
訂正を行う復号化手段（誤り訂正復号器）６１２を備え
る。６１１ａ，６１１ｂ，６１１ｃは、複素ベースバン
ド信号をバイナリデータに変換する復調器である。６０
４は伝搬損失測定用トレーニング信号を生成する伝搬損
失測定用トレーニング信号生成部である。６０３は、伝
搬損失測定用トレーニング信号を中継器３０１に送信す
るための送信部である。受信アンテナ６０１ａは、共用
器６０２を介して送信にも使用される。積和演算部６０
７ａ，６０７ｂ，６０７ｃは、互いに同等の内部構造を
有するので、積和演算部６０７ａのみ詳しく示してあ
る。即ち、積和演算部６０７ａは、乗算器６０９と加算
器６１０とからなる。
複数の中継器３０１の送信タイミングで無線信号を複数
の受信アンテナ６０１ａ，６０１ｂ，６０１ｃによりそ
れぞれ受信する受信手段（受信アンテナ６０１ａ，６０
１ｂ，６０１ｃで受信した信号から搬送波成分を除去し
複素ベースバンド信号を求める受信部６０５ａ，６０５
ｂ，６０５ｃ）と、タイミング信号に応じて、受信した
信号からウェイト計算用トレーニング信号と受信データ
とを分離するデマルチプレクサ６０６ａ，６０６ｂ，６
０６ｃと、これら受信データに多重化されていたウェイ
ト計算用トレーニング信号から伝搬路特性に関する情報
を求める特性情報取得手段（ウェイト計算部６０８ａ，
６０８ｂ，６０８ｃ）と、この伝搬路特性に関する特性
情報を用いて受信データから送信器１０１が各送信アン
テナ５０７ａ，５０７ｂ，５０７ｃに分配したデータを
復元するデータ復元手段（積和演算部６０７ａ，６０７
ｂ，６０７ｃ）と、これら分配されたデータをパラレル
シリアル変換することにより、送信器１０１が符号化し
たシリアルデータとして結合する結合手段（パラレル・
シリアル変換器）及びそのシリアルデータに対して誤り
訂正を行う復号化手段（誤り訂正復号器）６１２を備え
る。６１１ａ，６１１ｂ，６１１ｃは、複素ベースバン
ド信号をバイナリデータに変換する復調器である。６０
４は伝搬損失測定用トレーニング信号を生成する伝搬損
失測定用トレーニング信号生成部である。６０３は、伝
搬損失測定用トレーニング信号を中継器３０１に送信す
るための送信部である。受信アンテナ６０１ａは、共用
器６０２を介して送信にも使用される。積和演算部６０
７ａ，６０７ｂ，６０７ｃは、互いに同等の内部構造を
有するので、積和演算部６０７ａのみ詳しく示してあ
る。即ち、積和演算部６０７ａは、乗算器６０９と加算
器６１０とからなる。
【００５４】以上説明した送信器、中継器、及び受信器
によって図１の伝送システムが構成されている。この伝
送システムでは、送信器から受信器へ送信したいデータ
（以下、通信データと記す）のほかに、ウェイト計算用
トレーニング信号及び伝搬損失測定用トレーニング信号
が送受信されることになる。
によって図１の伝送システムが構成されている。この伝
送システムでは、送信器から受信器へ送信したいデータ
（以下、通信データと記す）のほかに、ウェイト計算用
トレーニング信号及び伝搬損失測定用トレーニング信号
が送受信されることになる。
【００５５】まず、通信データがどのように送受信され
るかを説明する。送信器１０１において通信データは、
誤り訂正符号器＋シリアル・パラレル変換器５０１で誤
り訂正符号化された後にパラレルデータに変換される。
パラレルデータのそれぞれは、マルチプレクサ５０２
ａ，５０２ｂ，５０２ｃを経由してから変調器５０５
ａ，５０５ｂ，５０５ｃで変調され、送信アンテナ５０
７ａ，５０７ｂ，５０７ｃから無線信号として送信され
る。送信器１０１から送信された通信データは、中継器
３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃにおいてアンテナ７０１
で受信され、共用器７０２、受信部７０３、デマルチプ
レクサ７０４を経てバッファ７０６に貯えられる。バッ
ファ７０６に貯えられた通信データは、予め決められた
時間が経過した後に、増幅部７０７において増幅され、
再びアンテナ７０１から送信される。このときの増幅部
７０７の増幅率が増幅率制御部７０９の出力により制御
される。中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃから送信
された通信データは、受信器１０２において受信アンテ
ナ６０１ａ，６０１ｂ，６０１ｃで受信され、デマルチ
プレクサ６０６ａ，６０６ｂ，６０６ｃを経て、積和演
算部６０７ａ，６０７ｂ，６０７ｃへ送られる。積和演
算部６０７ａ，６０７ｂ，６０７ｃでは、ウェイト計算
部６０８ａ，６０８ｂ，６０８ｃで求めた重みと受信信
号（通信データ）とが乗算された後に加算され、送信器
１０１の各送信アンテナ５０７ａ，５０７ｂ，５０７ｃ
から送信された通信データが復元される。さらに、パラ
レル・シリアル変換器＋誤り訂正復号器６１２におい
て、復元された通信データはシリアルデータに変換さ
れ、誤り訂正が行われて送信器１０１における当初の通
信データとなる。
るかを説明する。送信器１０１において通信データは、
誤り訂正符号器＋シリアル・パラレル変換器５０１で誤
り訂正符号化された後にパラレルデータに変換される。
パラレルデータのそれぞれは、マルチプレクサ５０２
ａ，５０２ｂ，５０２ｃを経由してから変調器５０５
ａ，５０５ｂ，５０５ｃで変調され、送信アンテナ５０
７ａ，５０７ｂ，５０７ｃから無線信号として送信され
る。送信器１０１から送信された通信データは、中継器
３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃにおいてアンテナ７０１
で受信され、共用器７０２、受信部７０３、デマルチプ
レクサ７０４を経てバッファ７０６に貯えられる。バッ
ファ７０６に貯えられた通信データは、予め決められた
時間が経過した後に、増幅部７０７において増幅され、
再びアンテナ７０１から送信される。このときの増幅部
７０７の増幅率が増幅率制御部７０９の出力により制御
される。中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃから送信
された通信データは、受信器１０２において受信アンテ
ナ６０１ａ，６０１ｂ，６０１ｃで受信され、デマルチ
プレクサ６０６ａ，６０６ｂ，６０６ｃを経て、積和演
算部６０７ａ，６０７ｂ，６０７ｃへ送られる。積和演
算部６０７ａ，６０７ｂ，６０７ｃでは、ウェイト計算
部６０８ａ，６０８ｂ，６０８ｃで求めた重みと受信信
号（通信データ）とが乗算された後に加算され、送信器
１０１の各送信アンテナ５０７ａ，５０７ｂ，５０７ｃ
から送信された通信データが復元される。さらに、パラ
レル・シリアル変換器＋誤り訂正復号器６１２におい
て、復元された通信データはシリアルデータに変換さ
れ、誤り訂正が行われて送信器１０１における当初の通
信データとなる。
【００５６】ここで、タイミング制御について説明を付
加すると、送信器１０１、中継器３０１ａ，３０１ｂ，
３０１ｃ、受信器１０２の間では、送受信のタイミング
が同期している。即ち、図５に示されるように、送信器
１０１において伝搬損失測定用トレーニング信号Ａ１、
ウェイト計算用トレーニング信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３、通
信データＣ１，Ｃ２，Ｃ３が順に送信されている間、受
信器１０２は伝搬損失測定用トレーニング信号Ａ２をＡ
１と同じタイミングで送信する。これと同時に中継器３
０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃでは、これらの無線信号を
伝搬損失測定用トレーニング信号Ａ３、ウェイト計算用
トレーニング信号Ｂ４，Ｂ４，Ｂ４、通信データＣ４，
Ｃ４，Ｃ４として受信し、バッファ７０６に貯える。
加すると、送信器１０１、中継器３０１ａ，３０１ｂ，
３０１ｃ、受信器１０２の間では、送受信のタイミング
が同期している。即ち、図５に示されるように、送信器
１０１において伝搬損失測定用トレーニング信号Ａ１、
ウェイト計算用トレーニング信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３、通
信データＣ１，Ｃ２，Ｃ３が順に送信されている間、受
信器１０２は伝搬損失測定用トレーニング信号Ａ２をＡ
１と同じタイミングで送信する。これと同時に中継器３
０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃでは、これらの無線信号を
伝搬損失測定用トレーニング信号Ａ３、ウェイト計算用
トレーニング信号Ｂ４，Ｂ４，Ｂ４、通信データＣ４，
Ｃ４，Ｃ４として受信し、バッファ７０６に貯える。
【００５７】中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃは、
所定時間経過後、好ましくは送信器１０１からの送信が
終了したタイミングで、バッファ７０６からのウェイト
計算用トレーニング信号Ｂ５，Ｂ５，Ｂ５、通信データ
Ｃ５，Ｃ５，Ｃ５を送信する。これと同時に受信器１０
２では、これらの無線信号をウェイト計算用トレーニン
グ信号Ｂ６，Ｂ６，Ｂ６、通信データＣ６，Ｃ６，Ｃ６
として受信する。
所定時間経過後、好ましくは送信器１０１からの送信が
終了したタイミングで、バッファ７０６からのウェイト
計算用トレーニング信号Ｂ５，Ｂ５，Ｂ５、通信データ
Ｃ５，Ｃ５，Ｃ５を送信する。これと同時に受信器１０
２では、これらの無線信号をウェイト計算用トレーニン
グ信号Ｂ６，Ｂ６，Ｂ６、通信データＣ６，Ｃ６，Ｃ６
として受信する。
【００５８】送信器１０１及び受信器１０２は、所定時
間経過後、好ましくは中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０
１ｃからの送信が終了したタイミングで、次のデータ送
信のサイクルに入る。このようにして、送信器から中継
器への無線送信と中継器から受信器への無線送信とが交
互するサイクルが繰り返される。
間経過後、好ましくは中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０
１ｃからの送信が終了したタイミングで、次のデータ送
信のサイクルに入る。このようにして、送信器から中継
器への無線送信と中継器から受信器への無線送信とが交
互するサイクルが繰り返される。
【００５９】互いに空間的に離れた送信器１０１、中継
器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ、受信器１０２の間で
上記のタイミングの同期を図るために、例えば、送信器
１０１は、図５には示さないパイロット信号を送信す
る。パイロット信号は、送信器１０１が図５に示した無
線信号を送信するタイミングに同期している。中継器３
０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ、受信器１０２は、パイロ
ット信号を受信し、このパイロット信号を時間的基準と
して送受信動作を制御する。
器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ、受信器１０２の間で
上記のタイミングの同期を図るために、例えば、送信器
１０１は、図５には示さないパイロット信号を送信す
る。パイロット信号は、送信器１０１が図５に示した無
線信号を送信するタイミングに同期している。中継器３
０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ、受信器１０２は、パイロ
ット信号を受信し、このパイロット信号を時間的基準と
して送受信動作を制御する。
【００６０】次に、ウェイト計算用トレーニング信号に
ついて説明する。送信器１０１におてい、ウェイト計算
用トレーニング信号生成部５０３ａが送信アンテナ５０
７ａ，５０７ｂ，５０７ｃ用にそれぞれ異なるパターン
のウェイト計算用トレーニング信号を生成する。このウ
ェイト計算用トレーニング信号は、マルチプレクサ５０
２ａ，５０２ｂ，５０２ｃで通信データと多重化され、
通信データと同様に送信アンテナ５０７ａ，５０７ｂ，
５０７ｃから送信される。送信器１０１から送信された
ウェイト計算用トレーニング信号は、中継器３０１ａ，
３０１ｂ，３０１ｃにおいてアンテナ７０１で受信さ
れ、通信データと同様の手順でバッファ７０６に貯えら
れた後に再度送信される。中継器３０１ａ，３０１ｂ，
３０１ｃから送信されたウェイト計算用トレーニング信
号は、受信器１０２において受信アンテナ６０１ａ，６
０１ｂ，６０１ｃで受信され、デマルチプレクサ６０６
ａ，６０６ｂ，６０６ｃを経て、ウェイト計算部６０８
ａ，６０８ｂ，６０８ｃへ送られる。ウェイト計算部６
０８ａ，６０８ｂ，６０８ｃでは、例えば、ＭＭＳＥに
おけるＳＭＩ法により、重み行列ＷＷが計算される。
ついて説明する。送信器１０１におてい、ウェイト計算
用トレーニング信号生成部５０３ａが送信アンテナ５０
７ａ，５０７ｂ，５０７ｃ用にそれぞれ異なるパターン
のウェイト計算用トレーニング信号を生成する。このウ
ェイト計算用トレーニング信号は、マルチプレクサ５０
２ａ，５０２ｂ，５０２ｃで通信データと多重化され、
通信データと同様に送信アンテナ５０７ａ，５０７ｂ，
５０７ｃから送信される。送信器１０１から送信された
ウェイト計算用トレーニング信号は、中継器３０１ａ，
３０１ｂ，３０１ｃにおいてアンテナ７０１で受信さ
れ、通信データと同様の手順でバッファ７０６に貯えら
れた後に再度送信される。中継器３０１ａ，３０１ｂ，
３０１ｃから送信されたウェイト計算用トレーニング信
号は、受信器１０２において受信アンテナ６０１ａ，６
０１ｂ，６０１ｃで受信され、デマルチプレクサ６０６
ａ，６０６ｂ，６０６ｃを経て、ウェイト計算部６０８
ａ，６０８ｂ，６０８ｃへ送られる。ウェイト計算部６
０８ａ，６０８ｂ，６０８ｃでは、例えば、ＭＭＳＥに
おけるＳＭＩ法により、重み行列ＷＷが計算される。
【００６１】次に、伝搬損失測定用トレーニング信号に
ついて説明する。送信器１０１の伝搬損失測定用トレー
ニング信号生成部５０４において、送信器と中継器との
間の伝搬損失Ｆi を求めるための伝搬損失測定用トレー
ニング信号が生成される。この伝搬損失測定用トレーニ
ング信号は、マルチプレクサ５０２ａで通信データ及び
ウェイト計算用トレーニング信号と多重化されて送信ア
ンテナ５０７ａから送信される。一方、受信器１０２の
伝搬損失測定用トレーニング信号生成部６０４において
は、中継器と受信器との間の伝搬損失Ｇi を求めるため
の伝搬損失測定用トレーニング信号が生成される。この
伝搬損失測定用トレーニング信号は、受信アンテナ（送
信兼用）６０１ａから送信される。送信器１０１から送
信された伝搬損失測定用トレーニング信号と受信器１０
２から送信された伝搬損失測定用トレーニング信号とが
中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃにおいてアンテナ
７０１で受信され、デマルチプレクサ７０４を経て伝搬
損失測定部７０５へ送られる。伝搬損失測定部７０５で
は、これらの伝搬損失測定用トレーニング信号の電力を
測定し、予め決められている伝搬損失測定用トレーニン
グ信号の送信電力との比から伝搬損失Ｆi ，Ｇi を算出
する。なお、伝搬損失Ｆi を求めるための伝搬損失測定
用トレーニング信号と伝搬損失Ｇi を求めるための伝搬
損失測定用トレーニング信号とを互いに異なるパターン
の信号とすれば、この２つの伝搬損失測定用トレーニン
グ信号を識別することは可能である。増幅率制御部７０
９では伝搬損失Ｆi ，Ｇi を用いて、式（２１）を変形
して得られる次式（２５）により、増幅率ｋi を算出
し、増幅部７０７の増幅率を制御する。
ついて説明する。送信器１０１の伝搬損失測定用トレー
ニング信号生成部５０４において、送信器と中継器との
間の伝搬損失Ｆi を求めるための伝搬損失測定用トレー
ニング信号が生成される。この伝搬損失測定用トレーニ
ング信号は、マルチプレクサ５０２ａで通信データ及び
ウェイト計算用トレーニング信号と多重化されて送信ア
ンテナ５０７ａから送信される。一方、受信器１０２の
伝搬損失測定用トレーニング信号生成部６０４において
は、中継器と受信器との間の伝搬損失Ｇi を求めるため
の伝搬損失測定用トレーニング信号が生成される。この
伝搬損失測定用トレーニング信号は、受信アンテナ（送
信兼用）６０１ａから送信される。送信器１０１から送
信された伝搬損失測定用トレーニング信号と受信器１０
２から送信された伝搬損失測定用トレーニング信号とが
中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃにおいてアンテナ
７０１で受信され、デマルチプレクサ７０４を経て伝搬
損失測定部７０５へ送られる。伝搬損失測定部７０５で
は、これらの伝搬損失測定用トレーニング信号の電力を
測定し、予め決められている伝搬損失測定用トレーニン
グ信号の送信電力との比から伝搬損失Ｆi ，Ｇi を算出
する。なお、伝搬損失Ｆi を求めるための伝搬損失測定
用トレーニング信号と伝搬損失Ｇi を求めるための伝搬
損失測定用トレーニング信号とを互いに異なるパターン
の信号とすれば、この２つの伝搬損失測定用トレーニン
グ信号を識別することは可能である。増幅率制御部７０
９では伝搬損失Ｆi ，Ｇi を用いて、式（２１）を変形
して得られる次式（２５）により、増幅率ｋi を算出
し、増幅部７０７の増幅率を制御する。
【００６２】
【数１０】
【００６３】ここで、Ａは予め決めておく定数であり、
各中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃで同じ値を使用
する。これにより、中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１
ｃ間で式（２１）が満足され、請求項１の式（１０）が
満足されるので、送信器１０１から中継器３０１ａ，３
０１ｂ，３０１ｃを経て受信器１０２に至る伝搬路の特
性がマルチパス伝搬路特性に近付き、通信路容量が大き
くなる。
各中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃで同じ値を使用
する。これにより、中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１
ｃ間で式（２１）が満足され、請求項１の式（１０）が
満足されるので、送信器１０１から中継器３０１ａ，３
０１ｂ，３０１ｃを経て受信器１０２に至る伝搬路の特
性がマルチパス伝搬路特性に近付き、通信路容量が大き
くなる。
【００６４】なお、この実施形態では、送信器中継器間
の伝搬損失Ｆi を測定するために伝搬損失測定用トレー
ニング信号を用いているが、別の実施形態として、ウェ
イト計算用トレーニング信号を伝搬損失Ｆi の測定にも
利用することができる。この場合、送信器１０１の伝搬
損失測定用トレーニング信号生成部５０４は不要とな
り、受信器１０２のみ伝搬損失測定用トレーニング信号
生成部６０４を設けることになる。
の伝搬損失Ｆi を測定するために伝搬損失測定用トレー
ニング信号を用いているが、別の実施形態として、ウェ
イト計算用トレーニング信号を伝搬損失Ｆi の測定にも
利用することができる。この場合、送信器１０１の伝搬
損失測定用トレーニング信号生成部５０４は不要とな
り、受信器１０２のみ伝搬損失測定用トレーニング信号
生成部６０４を設けることになる。
【００６５】次に、請求項２の発明の実施形態を説明す
る。これまでに説明した図２の送信器、図３の中継器、
及び図４の受信器によって図１の伝送システムが構成さ
れているものとする。このとき、全ての中継器３０１
ａ，３０１ｂ，３０１ｃで増幅率ｋi を同じにすると、
請求項２の式（１１）が満たされる。これを実現するに
は、中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃの増幅部７０
７において増幅率を予め決められた同じ値とすればよ
い。このとき、伝搬損失測定用トレーニング信号は不要
となるので、伝搬損失測定部７０５、伝搬損失測定用ト
レーニング信号生成部５０４，６０４は不要となる。つ
まり、送信器１０１及び受信器１０２は従来からあるも
のを使用することができる。従って、請求項１の発明の
実施形態よりも装置構成は簡素になる。
る。これまでに説明した図２の送信器、図３の中継器、
及び図４の受信器によって図１の伝送システムが構成さ
れているものとする。このとき、全ての中継器３０１
ａ，３０１ｂ，３０１ｃで増幅率ｋi を同じにすると、
請求項２の式（１１）が満たされる。これを実現するに
は、中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃの増幅部７０
７において増幅率を予め決められた同じ値とすればよ
い。このとき、伝搬損失測定用トレーニング信号は不要
となるので、伝搬損失測定部７０５、伝搬損失測定用ト
レーニング信号生成部５０４，６０４は不要となる。つ
まり、送信器１０１及び受信器１０２は従来からあるも
のを使用することができる。従って、請求項１の発明の
実施形態よりも装置構成は簡素になる。
【００６６】次に、請求項３の発明の実施形態を説明す
る。これまでに説明した図２の送信器、図３の中継器、
及び図４の受信器によって図１の伝送システムが構成さ
れているものとする。このとき、各中継器３０１ａ，３
０１ｂ，３０１ｃの増幅率ｋ i を次式（２６）により定
めれば、請求項３の式（１２）が満たされる。
る。これまでに説明した図２の送信器、図３の中継器、
及び図４の受信器によって図１の伝送システムが構成さ
れているものとする。このとき、各中継器３０１ａ，３
０１ｂ，３０１ｃの増幅率ｋ i を次式（２６）により定
めれば、請求項３の式（１２）が満たされる。
【００６７】
【数１１】
【００６８】ここで、Ａは予め決めておく定数であり、
各中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃで同じ値を使用
する。
各中継器３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃで同じ値を使用
する。
【００６９】これを実現するには、各中継器３０１ａ，
３０１ｂ，３０１ｃの増幅部７０７において増幅率を式
（２６）に従って決めればよい。このとき中継器受信器
間の伝搬損失Ｇi は不要となるので、受信器１０２の伝
搬損失測定用トレーニング信号生成部６０４は不要とな
り、送信器１０１のみ伝搬損失測定用トレーニング信号
生成部５０４を設ければよいので、請求項１の発明の実
施形態よりも装置構成は簡素になる。
３０１ｂ，３０１ｃの増幅部７０７において増幅率を式
（２６）に従って決めればよい。このとき中継器受信器
間の伝搬損失Ｇi は不要となるので、受信器１０２の伝
搬損失測定用トレーニング信号生成部６０４は不要とな
り、送信器１０１のみ伝搬損失測定用トレーニング信号
生成部５０４を設ければよいので、請求項１の発明の実
施形態よりも装置構成は簡素になる。
【００７０】次に、請求項３の発明の実施形態を説明す
る。これまでに説明した図２の送信器、図３の中継器、
及び図４の受信器によって図１の伝送システムが構成さ
れているものとする。ここでは、各中継器３０１ａ，３
０１ｂ，３０１ｃにおいて増幅率制御部７０９の代わり
にＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を設
け、増幅部７０７で予め決められた振幅まで増幅するよ
うに制御すれば、請求項３の式（１２）が満たされる。
このとき、伝搬損失測定用トレーニング信号は不要とな
るので、伝搬損失測定部７０５、伝搬損失測定用トレー
ニング信号生成部５０４，６０４は不要となる。つま
り、送信器１０１及び受信器１０２は従来からあるもの
を使用することができる。従って、請求項１の発明の実
施形態よりも装置構成は簡素になる。
る。これまでに説明した図２の送信器、図３の中継器、
及び図４の受信器によって図１の伝送システムが構成さ
れているものとする。ここでは、各中継器３０１ａ，３
０１ｂ，３０１ｃにおいて増幅率制御部７０９の代わり
にＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を設
け、増幅部７０７で予め決められた振幅まで増幅するよ
うに制御すれば、請求項３の式（１２）が満たされる。
このとき、伝搬損失測定用トレーニング信号は不要とな
るので、伝搬損失測定部７０５、伝搬損失測定用トレー
ニング信号生成部５０４，６０４は不要となる。つま
り、送信器１０１及び受信器１０２は従来からあるもの
を使用することができる。従って、請求項１の発明の実
施形態よりも装置構成は簡素になる。
【００７１】以上の実施形態では、中継器の受信電力Ｐ
Ri、送信電力ＰTi、伝搬電力損失Ｆ i ，Ｇi を用いた
が、各中継器のアンテナ利得が異なる場合には、アンテ
ナ利得分を受信電力、送信電力に含めて考えれば本発明
を実施することができる。
Ri、送信電力ＰTi、伝搬電力損失Ｆ i ，Ｇi を用いた
が、各中継器のアンテナ利得が異なる場合には、アンテ
ナ利得分を受信電力、送信電力に含めて考えれば本発明
を実施することができる。
【００７２】また、Ｌ個の中継器の全てが式（１０）、
式（１１）、或いは式（１２）を満たすものとしたが、
いくつかの中継器がこれらの式を満たさない場合でも、
伝搬路の特性をマルチパス伝搬路特性に可及的に近付け
ることができ、通信路容量を大きくすることができるの
で、本発明はこのような場合を排除するものではない。
式（１１）、或いは式（１２）を満たすものとしたが、
いくつかの中継器がこれらの式を満たさない場合でも、
伝搬路の特性をマルチパス伝搬路特性に可及的に近付け
ることができ、通信路容量を大きくすることができるの
で、本発明はこのような場合を排除するものではない。
【００７３】また、送信しようとする通信データがシリ
アルデータであるとし、このシリアルデータをパラレル
に変換してＭ本の送信アンテナに分配し、受信器にて結
合してシリアルデータに戻したが、もともとパラレルの
通信データをＭ本の送信アンテナから送信する場合でも
本発明は有効である。
アルデータであるとし、このシリアルデータをパラレル
に変換してＭ本の送信アンテナに分配し、受信器にて結
合してシリアルデータに戻したが、もともとパラレルの
通信データをＭ本の送信アンテナから送信する場合でも
本発明は有効である。
【００７４】次に、効果を実験的に確認する。ここで
は、中継器は、送信器と受信器との中間点を中心とし一
辺の長さがＲの正方形内に一様分布するものとし、平均
伝送容量を計算する。送信器、受信器のアンテナは各６
本とし、形状は半波長間隔（ｆｃ＝２ＧＨｚ）のリニア
アレーとする。送信器受信器間隔を１００ｍとする。送
信器の送信電力は、非中継時に受信器でＳＮＲ３０ｄＢ
となる電力とし、各アンテナの送信電力は等しいとす
る。中継器の送信電力の合計は送信器の全送信電力と等
しいとする。中継器数は３０とする。電力は距離の２乗
に反比例するものとする。各受信アンテナ及び中継器に
加わる雑音電力は等しいとする。
は、中継器は、送信器と受信器との中間点を中心とし一
辺の長さがＲの正方形内に一様分布するものとし、平均
伝送容量を計算する。送信器、受信器のアンテナは各６
本とし、形状は半波長間隔（ｆｃ＝２ＧＨｚ）のリニア
アレーとする。送信器受信器間隔を１００ｍとする。送
信器の送信電力は、非中継時に受信器でＳＮＲ３０ｄＢ
となる電力とし、各アンテナの送信電力は等しいとす
る。中継器の送信電力の合計は送信器の全送信電力と等
しいとする。中継器数は３０とする。電力は距離の２乗
に反比例するものとする。各受信アンテナ及び中継器に
加わる雑音電力は等しいとする。
【００７５】以上の条件において請求項１，２，３の送
信電力制御方式を適用した場合の通信路容量を異なるＲ
について計算し、図６に記入する。請求項１の方式によ
るものを黒三角、請求項２の方式によるものを黒丸、請
求項１の方式によるものを黒四角で示す。図示のよう
に、請求項１の送信電力制御方式が最も通信路容量を大
きくすることができる。請求項２，３の送信電力制御方
式は、通信路容量がやや小さいが、前述のように装置構
成が簡素になるという利点がある。
信電力制御方式を適用した場合の通信路容量を異なるＲ
について計算し、図６に記入する。請求項１の方式によ
るものを黒三角、請求項２の方式によるものを黒丸、請
求項１の方式によるものを黒四角で示す。図示のよう
に、請求項１の送信電力制御方式が最も通信路容量を大
きくすることができる。請求項２，３の送信電力制御方
式は、通信路容量がやや小さいが、前述のように装置構
成が簡素になるという利点がある。
【００７６】以上まとめると、送信器から複数アンテナ
に分配して送信した無線信号を複数の中継器でバッファ
リングした後に再度送信し、この中継器からの無線信号
を受信器の複数アンテナで受信することで、送信器と受
信器とが直接見通すことができる見通し伝搬環境におい
ても疑似的にマルチパス伝搬環境を作り出すことができ
る多地点中継伝送型のＭＩＭＯ方式において、本発明に
より、各中継器から送信した電力がほぼ等しい電力で受
信器に届くように各中継器の送信電力を制御すること
で、本発明の制御を行わない場合よりも、送信器と受信
器との間の伝搬路をマルチパス伝搬路により近付けるこ
とができるため、通信路容量をより大きくすることがで
きる。
に分配して送信した無線信号を複数の中継器でバッファ
リングした後に再度送信し、この中継器からの無線信号
を受信器の複数アンテナで受信することで、送信器と受
信器とが直接見通すことができる見通し伝搬環境におい
ても疑似的にマルチパス伝搬環境を作り出すことができ
る多地点中継伝送型のＭＩＭＯ方式において、本発明に
より、各中継器から送信した電力がほぼ等しい電力で受
信器に届くように各中継器の送信電力を制御すること
で、本発明の制御を行わない場合よりも、送信器と受信
器との間の伝搬路をマルチパス伝搬路により近付けるこ
とができるため、通信路容量をより大きくすることがで
きる。
【００７７】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００７８】（１）請求項１の発明によれば、伝搬路特
性を表す行列式の各要素が互いに独立した値になるた
め、伝搬路特性がマルチパス伝搬路特性に近付き、通信
路容量が大きくなる。
性を表す行列式の各要素が互いに独立した値になるた
め、伝搬路特性がマルチパス伝搬路特性に近付き、通信
路容量が大きくなる。
【００７９】（２）請求項２の発明によれば、請求項１
ほどではないが、伝搬路特性がマルチパス伝搬路特性に
近付き、通信路容量が大きくなり、しかも、簡素な構成
で実現することができる。
ほどではないが、伝搬路特性がマルチパス伝搬路特性に
近付き、通信路容量が大きくなり、しかも、簡素な構成
で実現することができる。
【００８０】（３）請求項３の発明によれば、請求項１
ほどではないが、伝搬路特性がマルチパス伝搬路特性に
近付き、通信路容量が大きくなり、しかも、簡素な構成
で実現することができる。
ほどではないが、伝搬路特性がマルチパス伝搬路特性に
近付き、通信路容量が大きくなり、しかも、簡素な構成
で実現することができる。
【図１】本発明の一実施形態を示す伝送システムの構成
図である。
図である。
【図２】本発明を実施するための送信器の構成図であ
る。
る。
【図３】本発明を実施するための中継器の構成図であ
る。
る。
【図４】本発明を実施するための受信器の構成図であ
る。
る。
【図５】本発明における送受信のタイミング図である。
【図６】本発明の伝送システムの空間的広がりと通信路
容量との関係図である。
容量との関係図である。
【図７】ＭＩＭＯ方式による伝送システムの構成図であ
る。
る。
【図８】ＭＩＭＯ方式による伝送システムにおける伝搬
環境と通信路容量との関係を示す図であり、（ａ）はマ
ルチパス伝搬環境の構成図、（ｂ）は見通し伝搬環境の
構成図、（ｃ）はアンテナ数対通信路容量の特性図であ
る。
環境と通信路容量との関係を示す図であり、（ａ）はマ
ルチパス伝搬環境の構成図、（ｂ）は見通し伝搬環境の
構成図、（ｃ）はアンテナ数対通信路容量の特性図であ
る。
【図９】本発明の基礎となる多地点中継伝送型ＭＩＭＯ
方式による伝送システムの構成図である。
方式による伝送システムの構成図である。
１０１ 送信器
１０２ 受信器
３０１，３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ 中継器
５０１ 符号化手段＋分配手段（誤り訂正符号器＋シリ
アル・パラレル変換器） ５０７ａ，５０７ｂ，５０７ｃ 送信アンテナ ５０２ａ，５０２ｂ，５０２ｃ トレーニング信号多重
化手段（マルチプレクサ） ５０６ａ，５０６ｂ，５０６ｃ 送信部 ６０１ａ，６０１ｂ，６０１ｃ 受信アンテナ ６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ 受信手段（受信部） ６０６ａ，６０６ｂ，６０６ｃ デマルチプレクサ ６０７ａ，６０７ｂ，６０７ｃ データ復元手段（積和
演算部） ６０８ａ，６０８ｂ，６０８ｃ 特性情報取得手段（ウ
ェイト計算部 ６１２ 結合手段＋復号化手段（パラレル・シリアル変
換器＋誤り訂正復号器） ７０１ アンテナ ７０２ 共用器 ７０３ 受信部 ７０６ バッファ ７０７ 増幅部 ７０８ 送信部 ７０９ 増幅率制御部
アル・パラレル変換器） ５０７ａ，５０７ｂ，５０７ｃ 送信アンテナ ５０２ａ，５０２ｂ，５０２ｃ トレーニング信号多重
化手段（マルチプレクサ） ５０６ａ，５０６ｂ，５０６ｃ 送信部 ６０１ａ，６０１ｂ，６０１ｃ 受信アンテナ ６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ 受信手段（受信部） ６０６ａ，６０６ｂ，６０６ｃ デマルチプレクサ ６０７ａ，６０７ｂ，６０７ｃ データ復元手段（積和
演算部） ６０８ａ，６０８ｂ，６０８ｃ 特性情報取得手段（ウ
ェイト計算部 ６１２ 結合手段＋復号化手段（パラレル・シリアル変
換器＋誤り訂正復号器） ７０１ アンテナ ７０２ 共用器 ７０３ 受信部 ７０６ バッファ ７０７ 増幅部 ７０８ 送信部 ７０９ 増幅率制御部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 玉木 剛
東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
(72)発明者 矢野 隆
東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
Ｆターム(参考） 5K028 AA06 AA11 BB06 CC02 CC05
DD04 KK01 KK03
5K067 AA02 AA11 CC24 EE06 EE10
GG08 KK03
5K072 AA01 AA19 BB02 BB27 CC02
CC35 DD15 EE06 EE19 FF17
GG12 GG13 GG14 GG34 GG37
Claims (3)
- 【請求項１】 送信したいデータを複数のアンテナに分
配する分配手段と、これらの分配データに受信器でデー
タ復元に使用するためのトレーニング信号を多重化する
トレーニング信号多重化手段と、これらの多重化データ
を所定のタイミングでそれぞれのアンテナから無線信号
として送信する送信部とを備えた送信器と、 前記送信器の送信タイミングで無線信号を受信する受信
手段と、受信した信号を貯えるバッファと、この貯えた
信号を前記送信器の送信タイミングに対して所定時間遅
延させたタイミングで無線信号として送信する送信手段
とを備えた複数の中継器と、 前記複数の中継器の送信タイミングで無線信号を複数の
アンテナによりそれぞれ受信する受信手段と、これら受
信データに多重化されているトレーニング信号から伝搬
路特性に関する情報を求める特性情報取得手段と、この
伝搬路特性に関する特性情報を用いて前記受信データか
ら前記送信器が各アンテナに分配したデータを復元する
データ復元手段とを備えた受信器とを用いて送信器から
複数の中継器を経て受信器に通信する多地点中継伝送方
式において、 中継器数をＬ（Ｌは自然数）とし、ｉ番目（ｉは１から
Ｌまでの自然数）の中継器の送信電力をＰTiとし、ｉ番
目の中継器と受信器との間の伝搬電力損失をＧ i とする
とき、 ＰT1Ｇ1 ＝ＰT2Ｇ2 ＝…＝ＰTLＧL を満たすように各中継器の送信電力ＰTiを制御すること
を特徴とする中継器の送信電力制御方法。 - 【請求項２】 送信したいデータを複数のアンテナに分
配する分配手段と、これらの分配データに受信器でデー
タ復元に使用するためのトレーニング信号を多重化する
トレーニング信号多重化手段と、これらの多重化データ
を所定のタイミングでそれぞれのアンテナから無線信号
として送信する送信部とを備えた送信器と、 前記送信器の送信タイミングで無線信号を受信する受信
手段と、受信した信号を貯えるバッファと、この貯えた
信号を前記送信器の送信タイミングに対して所定時間遅
延させたタイミングで無線信号として送信する送信手段
とを備えた複数の中継器と、 前記複数の中継器の送信タイミングで無線信号を複数の
アンテナによりそれぞれ受信する受信手段と、これら受
信データに多重化されているトレーニング信号から伝搬
路特性に関する情報を求める特性情報取得手段と、この
伝搬路特性に関する特性情報を用いて前記受信データか
ら前記送信器が各アンテナに分配したデータを復元する
データ復元手段とを備えた受信器とを用いて送信器から
複数の中継器を経て受信器に通信する多地点中継伝送方
式において、 中継器数をＬ（Ｌは自然数）とし、ｉ番目（ｉは１から
Ｌまでの自然数）の中継器の受信電力をＰRiとし、ｉ番
目の送信電力をＰTiとするとき、 ＰT1／ＰR1＝ＰT2／ＰR2＝…＝ＰTL／ＰRL を満たすように各中継器の送信電力ＰTiを制御すること
を特徴とする中継器の送信電力制御方法。 - 【請求項３】 送信したいデータを複数のアンテナに分
配する分配手段と、これらの分配データに受信器でデー
タ復元に使用するためのトレーニング信号を多重化する
トレーニング信号多重化手段と、これらの多重化データ
を所定のタイミングでそれぞれのアンテナから無線信号
として送信する送信部とを備えた送信器と、 前記送信器の送信タイミングで無線信号を受信する受信
手段と、受信した信号を貯えるバッファと、この貯えた
信号を前記送信器の送信タイミングに対して所定時間遅
延させたタイミングで無線信号として送信する送信手段
とを備えた複数の中継器と、 前記複数の中継器の送信タイミングで無線信号を複数の
アンテナによりそれぞれ受信する受信手段と、これら受
信データに多重化されているトレーニング信号から伝搬
路特性に関する情報を求める特性情報取得手段と、この
伝搬路特性に関する特性情報を用いて前記受信データか
ら前記送信器が各アンテナに分配したデータを復元する
データ復元手段とを備えた受信器とを用いて送信器から
複数の中継器を経て受信器に通信する多地点中継伝送方
式において、 中継器数をＬ（Ｌは自然数）とし、ｉ番目（ｉは１から
Ｌまでの自然数）の中継器の送信電力をＰTiとすると
き、 ＰT1＝ＰT2＝…＝ＰTL を満たすように各中継器の送信電力ＰTiを制御すること
を特徴とする中継器の送信電力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002037152A JP2003244050A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 中継器の送信電力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002037152A JP2003244050A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 中継器の送信電力制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003244050A true JP2003244050A (ja) | 2003-08-29 |
Family
ID=27778844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002037152A Pending JP2003244050A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 中継器の送信電力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003244050A (ja) |
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-
2002
- 2002-02-14 JP JP2002037152A patent/JP2003244050A/ja active Pending
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