JP2008514100A - 無線伝送システムおよび無線伝送方法、ならびにそれらに用いられる無線局および送信局 - Google Patents

Abstract

【課題】最大有効ブランチ数が少数に限られる場合にも、最大限のパスダイバーシチ効果を発揮することができる無線伝送システムを提供すること。
【解決手段】送信タイミング制御部２３は、基準タイミングから、所定の遅延量だけ遅延させたタイミングを送信開始タイミングとする。変調部２１は、送信開始タイミングに、受信側において復調されることによって耐マルチパス性を発揮する変調方式で信号を変調して送信する。受信局１２において、復調部３３は、受信信号を復調して受信データを得る。所定の遅延量は、受信局１２が信号を受信する受信タイミングの数が複数かつ所定の最大有効ブランチ数以下となる大きさであり、所定の遅延量は、各受信タイミングの差が、所定の遅延分解能以上、かつ所定の遅延上限以下となる大きさである。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の無線伝送装置がデータを送受信する無線伝送システムおよび無線伝送方法、ならびにそれらに用いられる無線局および送信局であって、より特定的には、複数の無線伝送装置が、耐マルチパス性を有する伝送方式を用いて、信号を送信する無線伝送システムおよび無線伝送方法、ならびにそれらに用いられる無線局および送信局に関する。

無線通信の分野において、マルチパスへの耐性のある変復調方式を用いて、複数の送信局から同時に送信することによって複数の信号経路を人為的に形成し、受信側で複数の受信到来波を合成することでパスダイバーシチによる効果を得て伝送特性の改善を図る手法がある。

マルチパスへの耐性のある変復調方式には、たとえば、スペクトル拡散方式や、情報を広い周波数に渡って配置された多数のサブキャリアに分散させて伝送する直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、伝送シンボル内に位相や振幅の冗長を加えることで耐マルチパス性を発揮させるいわゆる「耐マルチパス変調方式」、例えば、凸状の位相冗長を加えたＰＳＫ−ＶＰ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｖａｒｉｅｄ Ｐｈａｓｅ）方式（非特許文献１）、振幅冗長を加えたＰＳＫ−ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式（非特許文献２）などの変調方式に工夫が施されたものや、変調方式は通常であるが、受信側で等化器を用いることで耐マルチパス性を発揮させる方式がある。

スペクトル拡散方式には、例えば、元の信号より広い帯域の拡散信号を掛け合わせる直接拡散方式（ＤＳＳＳ；Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）や、周波数を広い帯域に渡ってホップさせる周波数ホッピング方式（ＦＨＳＳ；Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）、帯域の広いインパルスで拡散するタイムホッピング方式（ＴＨＳＳ；Ｔｉｍｅ Ｈｏｐｐｉｎｇ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）がある。

このような、耐マルチパス性を有する変復調方式を用いてパスダイバーシチによる積極的な効果を発揮するためには、信号の到来時間差の上限と下限について、下記するような条件がある。ここでは、パスダイバーシチによる効果を発揮することができる到来時間差の下限を遅延分解能、上限を遅延上限とする。遅延分解能および遅延上限は、用いられる変復調方式の原理から定まる場合もあり、また、変復調方式のパラメータや実装上の制約から定まる場合もある。

例えば、ＤＳＳＳ方式では、遅延分解能は拡散符号の１チップ長に相当し、遅延上限は拡散符号長未満に相当する。したがって、ＤＳＳＳ方式を用いて通信する場合、到来時間差が１チップ長以上であり、拡散符号長未満であれば、受信側で受信信号を遅延波成分に分離して合成（ＲＡＫＥ受信）し、パスダイバーシチ効果を得ることができる。

また、ＯＦＤＭ方式の場合、信号に設定したガード区間で遅延波成分を吸収するために、遅延上限はガード区間の時間長に相当する。遅延波の到来時間差がガード区間以内であればシンボル間干渉が生じない。また、通常、複数のサブキャリアにまたがって誤り訂正処理を施すので、一部のサブキャリアがマルチパス歪みで誤りを生じても情報を再現することができる。一方、遅延分解能は、周波数帯域幅の逆数程度に相当する。このように、ＯＦＤＭ方式を用いる場合、ガード区間による効果と、広い周波数帯に渡って情報を散在させて回収することによる周波数ダイバーシチ効果とによってパスダイバーシチによる効果を得ることができる。

また、耐マルチパス変調方式のＰＳＫ−ＶＰ方式やＰＳＫ−ＲＺ方式を用いる場合、遅延分解能としては、シンボル長の数分の１程度の時間以上、かつ、遅延上限として１シンボル時間未満であれば、マルチパスが無い環境に比べてパスダイバーシチ効果を発揮して受信特性が改善される。さらに、ＰＳＫ方式、ＱＡＭ方式などの通常のシングルキャリア方式でも、受信側でタップ付遅延線を用いた等化器を用いれば、遅延分解能として、シンボル長以上の遅延分解能で、遅延上限としては、タップ数で決まる時間長を上限に、遅延波成分を分離合成してパスダイバーシチ効果を発揮できる。

そして、このような耐マルチパス性能を有する変復調方式を用い、パスダイバーシチによる効果を人為的に生じさせて伝送特性を改善させる無線伝送システムの例を以下に示す。

特許文献１は、耐マルチパス性を有する変復調方式を用いて通信する無線伝送システムについて記載している。図４０は、特許文献１に記載された無線伝送システムのブロック図である。図４０では、信号が基地局３１０から移動局に送信される下り系のみが示されている。図４０において、基地局３１０は、通信エリア（無線ゾーン）３００を形成し、エリア内の移動局３３０とＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式を用いて通信する。

基地局３１０において、無線機３１１から出力される信号は、送信アンテナ３２２を介して、中継装置３２０および移動局３３０に送信される。中継装置３２０において、受信アンテナ３２２によって受信された信号Ｓ１は、遅延器３２４によって遅延されて合成器３２３に入力される。また、アンテナ３２１によって受信された信号Ｓ２は、合成器３２３に直接入力される。合成器３２３は、信号Ｓ１およびＳ２を合成する。合成器３２３によって合成された信号は、増幅器３２５によって増幅され、送信アンテナ３２６を介して移動局３３０に送信される。

移動局３３０は、ＲＡＫＥ受信機であって、中継装置が遅延を与えた信号、与えなかった信号、および送信局が送信した信号の３つの信号を受信する。中継装置３２０において、遅延器３２４は、拡散符号系列の符号時間（チップ長）以上の遅延を信号Ｓ１に与えるため、複数信号の間にはチップ長以上の遅延が生じる。そして、受信側ではＲＡＫＥ受信を行ってパスダイバーシチ効果を得て伝送特性の改善を図る仕組みとなっている。当該無線伝送システムでは、以上のようにして、別の伝送パス・遅延波を人為的に加えることで、パスダイバーシチによる効果を高めて伝送特性の改善を行うことを狙っている。
特許第２７６４１５０号明細書 特許第２５０６７４８号明細書 Ｈ．タカイ（Ｈ．Ｔａｋａｉ），「ビーイーアール パフォーマンス オブ アンチマルチパス モジュレーション スキーム ピーエスケー・ブイピー アンド イッツ オプティマム フェーズウェーブフォーム（ＢＥＲ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ａｎｔｉ−Ｍｕｌｔｉｐａｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ ＰＳＫ−ＶＰ ａｎｄ ｉｔｓ Ｏｐｔｉｍｕｍ Ｐｈａｓｅ−Ｗａｖｅｆｏｒｍ）」，アイトリプルイー トランス・ブイイーエイチ・テクノロジー（ＩＥＥＥ，Ｔｒａｎｓ．Ｖｅｈ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．），Ｖｏｌ．ＶＴ−４２，１９９３年１１月，ｐ６２５−６４０ Ｓ．アリヤビスタクル（Ｓ．Ａｒｉｙａｖｉｓｉｔａｋｕｌ），Ｓ．ヨシダ（Ｓ．Ｙｏｓｈｉｄａ），Ｆ．イケガミ（Ｆ．Ｉｋｅｇａｍｉ），Ｋ．タナカ（Ｋ．Ｔａｎａｋａ），Ｔ．タケウチ（Ｔ．Ｔａｋｅｕｃｈｉ），「ア パワーエフィシェント リニア ディジタル モジュレータ アンド イッツ アプリケーション トゥー アン アンチマルチパス モジュレーション ピーエスケー・アールゼット スキーム（Ａ Ｐｏｗｅｒ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｌｉｎｅａｒ ｄｉｇｉｔａｌ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ａｎ ａｎｔｉ−ｍｕｌｔｉｐａｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ＰＳＫ−ＲＺ ｓｃｈｅｍｅ）」，プロシーディングズ・オブ・アイトリプルイー・ビークラー・テクノロジー・カンファレンス・１９８７（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＩＥＥＥ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ １９８７）、１９８７年６月、ｐ６６−７１ Ｓ．アリヤビスタクル（Ｓ．Ａｒｉｙａｖｉｓｉｔａｋｕｌ），Ｓ．ヨシダ（Ｓ．Ｙｏｓｈｉｄａ），Ｆ．イケガミ（Ｆ．Ｉｋｅｇａｍｉ），Ｔ．タケウチ（Ｔ．Ｔａｋｅｕｃｈｉ），「ア ノベル アンチマルチパス モジュレーション テクニック ディーエスケー（Ａ Ｎｏｖｅｌ Ａｎｔｉ−Ｍｕｌｔｉｐａｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ＤＳＫ）」，アイトリプルイー・トランス・コミュニケーション（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ），Ｖｏｌ．ＣＯＭ−３５，Ｎｏ．１２，１９８７年１２月，ｐ１２５２−１２６４

上述したようなマルチパスへの耐性のある変復調方式において、下記するような事情にて、パスダイバーシチによる効果に寄与する独立なブランチについて、有効となる最大のブランチ数（以下、最大有効ブランチ数）が少数に限られる場合がある。パスダイバーシチ効果に寄与する最大有効ブランチ数は、遅延上限を遅延分解能で除した値以下になるが、遅延上限が遅延分解能に近接すると、これがごく小さな値になる。

例えば、最大有効ブランチ数が２の場合、遅延分解能だけ離れた到来遅延を有する２波に、さらに３波目が間の到来遅延に加わると、３波目は元の２波の両方に重畳され、受信機でのパス分解後も共通して残留することとなって、パスダイバーシチにおけるブランチ（枝）間の相関を増し、劣化が生じてしまう。このように、遅延上限が遅延分解能に近接し、パスダイバーシチによる効果に寄与する最大有効ブランチ数が少数に限られるような場合においては、遅延を有するパスを付け加えさえすれば良いというわけにはいかないが、特許文献１および２を含め、従来、この問題を解決する方法を提案されている例が見当たらない。

遅延上限が遅延分解能に近接し、パスダイバーシチによる効果に寄与する最大有効ブランチ数が少数に限られるような場合について、各々の変復調方式に対して、さらに詳述すると以下のようになる。

ＤＳＳＳ方式を用いる場合、遅延上限は拡散符号長未満に相当するため、拡散符号長が短くなり、遅延分解能に相当する拡散チップ長に近づくと、最大有効ブランチ数が少数になる。例えば、拡散符号長が４チップ長であって、拡散率が４倍、すなわち、１シンボルが４チップの拡散符号で拡散されている場合、遅延分解能は１チップ長、遅延上限は３チップ長となるため、ブランチ数は高々４つ程度になる。ＦＨＳＳ方式を用いる場合、遅延分解能は拡散帯域幅に相当し、遅延上限は、ホップシーケンス長によって定まる。したがって、拡散帯域幅が狭く、ホップシーケンス長が短い場合、最大有効ブランチ数が少数に限られる。

また、ＴＨＳＳ方式を用いる場合、遅延分解能はパルス幅に相当し、遅延上限はパルスシーケンス長によって定まる。したがって、パルス幅が広く、パルスシーケンス長が短い場合、ブランチ数が少数に限られる。同様に、ＯＦＤＭ方式では、遅延分解能はサブキャリアが分散配置された周波数帯域幅に相当し、遅延上限はガード区間長によって定まる。したがって、周波数帯域幅が狭く、ガード区間が短い場合、最大有効ブランチ数が少数に限られる。ＰＳＫ−ＶＰ方式やＰＳＫ−ＲＺ方式を用いる場合、原理的に、遅延上限がシンボル長を越えられないため、元々、遅延分解能と遅延上限が近接している。

次に、ＰＳＫ−ＶＰ方式を例に、特性評価結果を基に具体的に説明する。
図４１は、４相ＰＳＫ−ＶＰ方式（以下、ＱＰＳＫ−ＶＰ方式）の２波ライスモデルにおける、２波の到来時間差に対するビット誤り率特性を示す図である。横軸は到来時間差をシンボル長Ｔで規格化した値を示し、縦軸はビット誤り率を示している。なお、伝送路はＥｂ／Ｎｏ＝２５ｄＢの２波ライスフェージング環境である。図４１より、到来時間差が０．３シンボル長から０．７シンボル長の範囲でパスダイバーシチ効果による積極的な改善が行われて、１Ｅ−５以下の良好なビット誤り率になる。つまり、パスダイバーシチによる積極的な改善効果が得られる遅延分解能は０．３シンボル長程度、遅延上限は０．７シンボル長程度である。

図４２は、ＱＰＳＫ−ＶＰ方式における受信波が２波（受信タイミングが２つ）と３波（受信タイミングが３つ）の場合のビット誤り率特性を示す図であり、図４３は、図４２における２波と３波の時間関係を示している。なお、各受信波はライスフェージング波で、３波は、２波の場合にさらに中間の時間位置に３波目を挿入した伝送路モデルである。図４２に示すように、受信波が２波である場合に比べ、２波の間に３波目が挿入された場合のビット誤り率が劣化していることがわかる。これは、３波の場合、３波目は、両側の２波に対して分離されず、同じ干渉を与える、あるいは、相関を高めることとなって、劣化を招くことが確認できる。

また、等化器を用いる場合、遅延分解能はシンボル長、遅延上限は等化フィルタのタップ長で決まる。したがって、シンボル長に比べ、フィルタタップの時間長が短い場合、同様のケースとなる。なお、等化器においては、タップ数は回路規模を大きく左右するため、回路規模の制約から遅延上限が制限される場合が多い。

このように、遅延波成分を分離できる遅延分解能と遅延上限とが有意に接近するような場合、パスダイバーシチによる効果に寄与する最大有効ブランチ数が少数に限られるため、不用意に遅延を有するパスを付け加えると、伝送特性の劣化を招いてしまうことが課題となる。

それゆえに、本発明の目的は、パスダイバーシチによる効果に寄与する最大有効ブランチ数が少数に限られる場合であっても、パスダイバーシチによる効果を最大限に発揮することができる無線伝送システムおよび無線伝送方法、ならびにそれらに用いられる無線局および送信局を提供することである。

本発明は、複数の無線局が信号を受信局へ送信する無線伝送システムであって、無線伝送システムは、送信側の無線局とマルチパス伝送路と受信局とによってパスダイバーシチのためのシステムを構成しており、信号を送信する基準となる基準タイミングから、所定の遅延量だけ遅延させたタイミングを、信号の送信を開始する送信開始タイミングとする送信タイミング制御部と、送信タイミング制御部によって決定された送信開始タイミングに、信号を送信する送信部と、受信局に設けられ、送信されてきた信号を受信する受信部とを備え、受信部によって信号が受信される受信タイミングの数が複数となり、かつ当該受信タイミングの数が所定の最大有効ブランチ数以下となる大きさであり、受信タイミングの差が、所定の遅延分解能以上であり、かつ受信タイミングの最大値および最小値の差が、所定の遅延上限以下となる大きさであるように所定の遅延量は設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、無線局の数が、受信局において、パスダイバーシチによる効果に寄与する最大有効ブランチ数よりも多い場合であっても、受信局が信号を受信するタイミングの数を最大有効ブランチに等しい数とすることができる。これにより、無線伝送システムの最大有効ブランチ数に制限がある場合においても、最大限のパスダイバーシチ効果を得ることができる。したがって、無線伝送システムにおける伝送特性を改善することができる。

好ましくは、所定の最大有効ブランチ数、所定の遅延分解能および所定の遅延上限は、それぞれ、複数の遅延波をパスダイバーシチ受信することができる値に設定されているとよい。

好ましくは、送信タイミング制御部および送信部は無線局に設けられ、各無線局が持ち合わせる基準タイミングは予め定められており、各無線局が持ち合わせる基準タイミングは同一のタイミングであるとよい。

これにより、各無線局は、同一のタイミングに基づいて信号を遅延させて送信することができる。

また、さらに、受信局へ送信すべき信号を無線局に送信する送信局を備え、送信局は、受信局へ送信すべき信号を無線局に送信する送信元信号送信部を含み、送信タイミング制御部および送信部は無線局に設けられ、無線局は、送信元信号送信部によって送信された信号を受信する中継受信部と、中継受信部によって信号が受信されたタイミングを検出するタイミング検出部とを含み、送信タイミング制御部は、タイミング検出部によって検出されたタイミングを基準タイミングとし、送信部は、中継受信部によって受信された信号を受信局へ送信してもよい。

これにより、各無線局は、共通の基準タイミングを予め保持しておく必要がない。

例えば、タイミング検出部は、信号に含まれるユニークワードを検出してもよい。

また、さらに、受信局へ送信すべき信号を無線局に送信する送信局を備え、送信局は、受信局へ送信すべき信号を無線局に送信する送信元信号送信部と、所定の遅延量を、複数の候補値から選択する遅延量選択部と、基準タイミングから、遅延量選択部によって選択された遅延量だけ遅延させたタイミングを、信号を受信局へ送信する再送信開始タイミングとする再送信開始タイミング決定部と、再送信開始タイミング決定部によって決定された再送信開始タイミングに、信号を受信局へ送信する再送信信号送信部とを含み、送信タイミング制御部および送信部は、無線局に設けられており、無線局は、送信元信号送信部によって送信された信号を受信する中継受信部を含み、送信部は、中継受信部によって受信された信号を受信局へ送信してもよい。

これにより、無線局のみが信号を送信する場合に比べ、受信局に到達する到来波の数を増加させることができる。また、例えば、無線伝送システムの最大有効ブランチ数よりも無線局の数が少ない場合に、送信局が信号を再送信することとすれば、パスダイバーシチによる効果をより高めることができる。

また、さらに、受信局へ送信すべき信号を無線局に送信する送信局を備え、送信局は、無線局が送信する信号に与えるべき遅延量を、複数の候補値から選択する遅延量選択部と、遅延量選択部によって選択された遅延量を信号に付加する遅延量付加部と、遅延量付加部によって遅延量が付加された信号を無線局に送信する送信元信号送信部とを含み、送信タイミング制御部は、無線局に設けられ、無線局は、送信元信号送信部によって送信された遅延量が付加された信号を受信する中継受信部と、中継受信部によって受信された信号から遅延量を抽出する遅延量抽出部とを含み、送信タイミング制御部は、遅延量抽出部によって抽出された遅延量が示す遅延量の分だけ基準タイミングから遅延させたタイミングを送信開始タイミングとし、送信部は、中継受信部によって受信された信号を受信局へ送信してもよい。

これにより、各無線局は、遅延量を予め保持しておく必要がない。さらに、各無線局の遅延量は、均等に分散されることとなるため、効果的に受信タイミングを分散させることができる。

また、さらに、受信局へ送信すべき信号を無線局に送信する送信局を備え、送信タイミング制御部および送信部は、送信局に設けられ、送信局は、各無線局に送信する信号に与えるべき遅延量を複数の候補値から選択する遅延量選択部を含み、送信タイミング制御部は、基準タイミングから遅延量選択部によって選択された遅延量だけ遅延させたタイミングを送信開始タイミングとし、送信部は、送信タイミングに、信号を無線局に送信し、無線局は、送信局から送信されてきた信号を受信する中継受信部と、中継受信部によって受信された信号を受信局へ送信する中継送信部とを含んでいてもよい。

これにより、送信局が、信号を送信するタイミングを制御するため、各無線局に、信号の送信開始タイミングを制御する部を設ける必要がない。したがって、無線局の構成を簡易なものとすることができる。

また、複数の無線局は、互いに所定の距離内に位置する無線局の通信範囲が一部重複するように配置され、送信局は、さらに、遅延量選択部によって選択された遅延量と同一の遅延量が割り当てられた無線局から送信される信号が受信局に到達するタイミングが等しくなるように遅延量を調整する遅延量調整部を含み、遅延量付加部は、遅延量調整部によって調整された遅延量を示す遅延信号を生成し、受信部は、互いに隣接する無線局から送信される信号を異なるタイミングで受信してもよい。

これにより、各無線局と受信局との距離の差が大きい場合においても、受信局が信号を受信するタイミングを最大有効ブランチ数以下とすることができる。したがって、最大有効ブランチ数に制限がある場合であっても、無線局および受信局の間の距離に関わらず、パスダイバーシチによる最大限の効果を得ることができる。

また、複数の無線局は、互いに所定の距離内に位置する無線局の通信範囲が一部重複するように配置され、送信局は、さらに、遅延量選択部によって選択された遅延量と同一の遅延量が割り当てられた無線局から送信される信号が受信局に到達するタイミングが等しくなるように遅延量を調整する遅延量調整部を含み、送信タイミング制御部は、基準タイミングから、遅延量調整部によって調整された遅延量だけ遅延させたタイミングを送信開始タイミングとし、受信部は、互いに隣接する無線局から送信される信号を異なるタイミングで受信してもよい。

これにより、各無線局と受信局との距離の差が大きい場合においても、受信局が信号を受信するタイミングを最大有効ブランチ数以下とすることができる。したがって、最大有効ブランチ数に制限がある場合であっても、無線局および受信局の間の距離に関わらず、パスダイバーシチによる最大限の効果を得ることができる。また、全ての無線局から送信される信号を、受信局に対して干渉を生じさせず、パスダイバーシチによる効果に寄与させることができる。

また、無線局は、線状に配置されていてもよい。また、線状に配置された無線局の組が複数あり、当該線状に配置された無線局の組は、互いに平行になるように配置されていてもよい。これにより、より広い通信エリアをカバーすることができる。

所定の遅延量の数は、最大有効ブランチ数に等しいこととしてもよく、所定の遅延量の数は、２つであってもよい。

また、さらに、複数の候補値から所定の遅延量を選択する遅延量選択部を備え、遅延量選択部によって選択されるべき遅延量は予め定められており、送信タイミング制御部は、遅延量選択部によって選択された遅延量に基づいて送信開始タイミングを決定してもよい。

これにより、無線局に全ての複数の候補値を記憶させておけばよいため、無線局ごとに遅延量を設定する必要がない。したがって、簡易に遅延量を設定することができる。また、無線局は、複数の候補値を保持しているため、選択する遅延量を変更することも容易になる。

また、さらに、複数の候補値から所定の遅延量をランダムに選択する遅延量選択部を備え、送信タイミング制御部は、遅延量選択部によって選択された遅延量に基づいて送信開始タイミングを決定してもよい。

これにより、無線局に全ての複数の候補値を記憶させておけばよいため、無線局ごとに遅延量を設定する必要がない。

一例として、変調方式および復調方式に直交周波数分割多重方式を用いてもよい。

他の例として、変調方式にＰＳＫ−ＶＰ方式を用いてもよい。

また、本発明は、複数の無線局が信号を受信局へ送信する無線伝送システムに用いられる無線局であって、無線伝送システムは、送信側の無線局とマルチパス伝送路と受信局とによってパスダイバーシチのためのシステムを構成しており、信号を送信する基準となる基準タイミングから、所定の遅延量だけ遅延させたタイミングを、信号の送信を開始する送信開始タイミングとする送信タイミング制御部と、送信タイミング制御部によって決定された送信開始タイミングに、信号を送信する送信部とを備え、受信側が信号を受信する受信タイミングの数が複数となり、かつ当該受信タイミングの数が所定の最大有効ブランチ数以下となる大きさであり、受信タイミングの差が、所定の遅延分解能以上となり、かつ受信タイミングの最大値および最小値の差が、所定の遅延上限以下となる大きさであるように所定の遅延量は設定されていることを特徴とする。

また、本発明は、複数の無線局を経由して受信局に信号を送信する無線伝送システムに用いられる送信局であって、無線伝送システムは、送信側の無線局とマルチパス伝送路と受信局とによってパスダイバーシチのためのシステムを構成しており、各無線局に送信する信号に与えるべき遅延量を複数の所定の遅延量の中から選択する遅延量選択部と、信号を送信する基準となる基準タイミングから、遅延量選択部によって選択された遅延量だけ遅延させたタイミングを、信号の送信を開始する送信開始タイミングとする送信タイミング制御部と、送信開始タイミングになると、信号を無線局に送信する送信部とを備え、受信側が信号を受信する受信タイミングの数が複数となり、かつ当該受信タイミングの数が所定の最大有効ブランチ数以下となる大きさであり、受信タイミングの差が、所定の遅延分解能以上となり、かつ受信タイミングの最大値および最小値の差が、所定の遅延上限以下となる大きさであるように所定の遅延量は設定されている。

また、本発明は、複数の無線局が信号を受信局へ送信する無線伝送システムに用いられ、受信局に信号を送信するための方法であって、無線伝送システムは、送信側の無線局とマルチパス伝送路と受信局とによってパスダイバーシチのためのシステムを構成しており、信号を送信する基準となる基準タイミングから、所定の遅延量だけ遅延させたタイミングを、信号の送信を開始する送信開始タイミングとするステップと、送信開始タイミングを決定するステップにおいて決定された送信開始タイミングに、信号を送信するステップと、受信局に設けられ、送信されてきた信号を受信するステップとを備え、受信部によって信号が受信される受信タイミングの数が複数となり、かつ当該受信タイミングの数が所定の最大有効ブランチ数以下となる大きさであり、受信タイミングの差が、所定の遅延分解能以上となり、かつ受信タイミングの最大値および最小値の差が、所定の遅延上限以下となる大きさであるように所定の遅延量は設定されている。

また、本発明は、複数の無線局が信号を受信局へ送信する無線伝送システムに用いられ、無線局が信号を送信するための方法であって、無線伝送システムは、送信側の無線局とマルチパス伝送路と受信局とによってパスダイバーシチのためのシステムを構成しており、信号を送信する基準となる基準タイミングから、所定の遅延量だけ遅延させたタイミングを、信号の送信を開始する送信開始タイミングとするステップと、送信開始タイミングを決定するステップにおいて決定された送信開始タイミングに、信号を送信するステップとを備え、受信側が信号を受信する受信タイミングの数が複数となり、かつ当該受信タイミングの数が所定の最大有効ブランチ数以下となる大きさであり、受信タイミングの差が、所定の遅延分解能以上となり、かつ受信タイミングの最大値および最小値の差が、所定の遅延上限以下となる大きさであるように所定の遅延量は設定されている。

また、本発明は、送信局が、複数の無線局を経由して受信局に信号を送信するための方法であって、送信局および前記受信局を備える無線伝送システムは、送信局とマルチパス伝送路と受信局とによってパスダイバーシチのためのシステムを構成しており、各無線局に送信する信号に与えるべき遅延量を複数の所定の遅延量の中から選択するステップと、信号を送信する基準となる基準タイミングから、遅延量を選択するステップにおいて選択された遅延量だけ遅延させたタイミングを、信号の送信を開始する送信開始タイミングとするステップと、送信開始タイミングになると、信号を無線局に送信するステップとを備え、受信側が信号を受信する受信タイミングの数が複数となり、かつ当該受信タイミングの数が所定の最大有効ブランチ数以下となる大きさであり、受信タイミングの差が、所定の遅延分解能以上となり、かつ受信タイミングの最大値および最小値の差が、所定の遅延上限以下となる大きさであるように所定の遅延量は設定されている。

本発明によれば、パスダイバーシチによる効果を得ることができるブランチの数が少数に限られる場合であっても、最大限のパスダイバーシチ効果を発揮することができる無線通信システムが提供される。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本明細書において、送信側の無線局とマルチパス伝送路と受信局とによってパスダイバーシチのためのシステムを構成している無線伝送システムのことを、耐マルチパス性を発揮する変復調方式を用いてデータを送受信することができるシステムと定義する。パスダイバーシチのためのシステムの例としては、（１）送信側の無線局においてスペクトル拡散方式（たとえば、ＤＳＳ方式、ＦＨＳＳ方式、ＴＨＳＳ方式）を用いてデータが変調され、受信局においてスペクトル拡散方式を用いてデータが復調されるシステム、（２）送信側の無線局においてＯＦＤＭ方式を用いてデータが変調され、受信局においてＯＦＤＭ方式を用いてデータが復調されるシステム、（３）送信側の無線局において耐マルチパス変調方式（たとえば、ＰＳＫ−ＶＰ方式、ＰＳＫ−ＲＺ方式、ＤＳＫ方式）を用いてデータが変調され、受信局において耐マルチパス変調方式に対応する復調方式を用いてデータが復調されるシステム、（４）送信側の無線局においてシングルキャリア変調方式（ＰＳＫ方式、ＱＡＭ方式）を用いてデータが変調され、受信局において等化器を用いてデータが復調されるシステムを想定する。なお、本発明において、パスダイバーシチのためのシステムは、上記の例に限定されるものではなく、将来出現するパスダイバーシチのためのシステムも、本発明の範囲に含まれる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線伝送システムの構成を示す図である。図１において、無線伝送システムは、複数の無線局１１と、受信局１２とを備える。各無線局１１と、受信局１２とは無線で接続されている。本実施形態において、無線伝送システムが備える無線局１１は４つである。この４つの無線局１１を区別する必要がある場合、それぞれ無線局Ａ〜Ｄと呼ぶ。また、４つの無線局Ａ〜Ｄを特に区別する必要がない場合、無線局１１と総称する。

各無線局１１は、受信局１２に送信するための送信データと、送信データを送信するための基準のタイミング（以下、基準タイミングと呼ぶ）を示す基準タイミング信号とを保持している。各無線局１１が持ち合わせる送信データおよび基準タイミング信号は、全ての無線局１１に共通のものである。

また、無線局Ａ〜Ｄは、それぞれ遅延量ｔＡ〜ｔＤを保持している。遅延量ｔＡ〜ｔＤは、遅延量の候補値Ｔ１またはＴ２のいずれかに等しい値である。無線局Ａ〜Ｄは、基準タイミング信号が示す基準タイミングに遅延量ｔＡ〜ｔＤを与えてデータを送信する。

受信局１２は、無線局Ａ〜Ｄから送信されてきた４つの信号を受信する。

図２は、図１に示す無線局１１の構成を示すブロック図である。無線局１１は、変調部２１と、データ保持部２２と、送信タイミング制御部２３と、ＲＦ部２４と、アンテナ２５とを含む。

送信タイミング制御部２３は、基準タイミング信号と、予め定められている遅延量とに基づいて、受信局１２に送信する信号の送信タイミングを制御する。具体的には、送信タイミング制御部２３は、基準タイミング信号が示す基準タイミングから遅延量だけ遅延させたタイミングを送信開始タイミングとする。そして、送信タイミング制御部２３は、送信開始タイミングになると、送信開始を指示するための送信開始信号を生成して変調部２１に渡す。

データ保持部２２は、変調部２１の要求に応じて、予め保持している送信データを読み出して変調部２１に渡す。

図３は、ＰＳＫ−ＶＰ方式を用いる場合における変調部２１の構成を示すブロック図である。図３において、変調部２１は、読み出し制御部４１と、波形出力部４２と、Ｄ／Ａ変換器４３とを有する。

読み出し制御部４１は、ベースクロックで動作するカウンタで構成されている。読み出し制御部４１は、送信開始信号を受け取ると、カウンタ値に基づいて、送信データを読み出すためのデータ読み出しクロックと、変調波形のデータを読み出すためのアドレスを示すアドレス信号とを生成する。読み出し制御部４１は、生成したデータ読み出しクロックをデータ保持部２２に渡し、アドレス信号を波形出力部４２に渡す。

データ保持部２２は、データ読み出しクロックに同期して、送信データを変調部２１の読み出し制御部４１に渡す。

波形出力部４２は、受け取ったアドレス信号に基づいて送信データに応じた変調波形のデータを波形メモリ（図示せず）から読み出す。

Ｄ／Ａ変換器４３は、波形出力部４２から得られる信号をアナログ信号に変換し、変調ベースバンド信号として出力する。

以上のように、変調部２１は、送信開始信号を受け取ると、変調波形を波形メモリから読み出すためのアドレス信号を生成する。これにより、変調ベースバンド信号を出力するタイミングは、送信開始信号を受け取ったタイミングに応じてベースクロック単位で変化する。また、ベースクロックは、通常、シンボル周波数（シンボル長の逆数）の数倍から十数倍の周波数が用いられることが多い。したがって、シンボル長の数分の１から十数分の１の単位で、変調ベースバンド信号を出力するタイミングを調整することができる。

なお、図３では、ＰＳＫ−ＶＰ方式を用いる場合について説明したが、他の変調方式（例えば、ＰＳＫ−ＲＺ方式やＤＳＫ方式）を用いて信号を変調する場合、波形メモリに格納する変調波形のデータを変更すればよい。ＰＳＫ−ＶＰ方式やＰＳＫ−ＲＺ方式を用いる場合、遅延分解能はシンボル長の数分の１程度となり、遅延上限は１シンボル長未満となる。

変調部２１は、送信開始信号を受け取ると、送信データを変調して変調ベースバンド信号に変換する。ＲＦ部２４は、変調ベースバンド信号をＲＦ帯に周波数変換し、アンテナ２５から送信する。

図４は、図１に示す受信局１２の構成を示すブロック図である。図４において、受信局１２は、アンテナ３１と、ＲＦ部３２と、復調部３３とを有する。

ＲＦ部３２は、アンテナ３１が受信したＲＦ帯の受信信号を受信ベースバンド信号に変換する。復調部３３は、ＲＦ部３２によって変換された受信ベースバンド信号を復調し、受信データを得る。

図５は、ＰＳＫ−ＶＰ方式を用いる場合における復調部３３の構成を示すブロック図である。復調部３３は、検波部５１と、検波後フィルタ５２と、データ判定部５３とを含む。

検波部５１は、受信局１２のＲＦ部３２から出力される受信ベースバンド信号を検波する。検波後フィルタ５２は、検波信号を低域ろ過する。データ判定部５３は、検波後フィルタ５２から出力される信号を判定し、復調データを得る。

図６は、以上のように構成される無線局１１の動作を示すフローチャートである。まず、無線局１１において、データ保持部２２は、送信データを保存する（ステップＳ５０１）。送信タイミング制御部２３は、基準タイミングから所定の遅延量だけ遅延させたタイミングを送信開始タイミングとする（ステップＳ５０２）。

そして、送信タイミング制御部２３は、送信開始タイミングになったか否かを判断し（ステップＳ５０３）、送信開始タイミングになると、送信開始信号を生成して変調部２１に渡す。送信データは、変調部２１によって変調された後、ＲＦ部２４およびアンテナ２５を経由して受信局１２に送信される（ステップＳ５０４）。

次に、各無線局が保持する遅延量Ｔ１およびＴ２を決定する方法について説明する。変調方式に固有であり、パスダイバーシチを効果的に得ることができる遅延量差ｔｒは、Ｔｍｉｎ≦ｔｒ≦Ｔｍａｘを満たさなければならない。すなわち、受信タイミングの差が所定の遅延分解能（Ｔｍｉｎ）以上であり、かつ受信タイミングの最大値および最小値の差が所定の遅延上限（Ｔｍａｘ）以下であるように、所定の遅延量は設定されている。例えば、ＱＰＳＫ−ＶＰ方式を用いて通信する場合について説明する。従来技術の欄で説明したように、図４１には、ＱＰＳＫ−ＶＰ方式のビット誤り率特性が示されている。

図４１で説明したように、ビット誤り率が最良となる遅延分解能（Ｔｍｉｎ）は０．３シンボル長程度、遅延上限（Ｔｍａｘ）は０．７シンボル長程度である。ここで、最大有効ブランチ数は、０．７／０．３≒２と求められる。ここで、受信局１２が、３つの到来波を到来時間について制約なしに受信しようとすると、最大有効ブランチ数を超えて、図４２で示したように伝送特性の劣化が生じうる。

図７は、無線局Ａ〜Ｄが信号を送信するタイミングを示す図である。前述したように、無線局Ａ〜Ｄが保持する遅延量ｔＡ〜ｔＤは、Ｔ１またはＴ２の２種類である。また、Ｔ１およびＴ２は、Ｔｍｉｎ≦Ｔ２−Ｔ１≦Ｔｍａｘを満たす値である。図７に示すように、４つの無線局Ａ〜Ｄは、基準タイミングＴ０に遅延量Ｔ１またはＴ２を与えたタイミング、つまり（Ｔ１＋Ｔ０）または（Ｔ２＋Ｔ０）のいずれかのタイミングで信号を送信する。無線局Ａ〜Ｄが信号に与える遅延量ｔＡ〜ｔＤは、例えば、ｔＡ＝ｔＣ＝Ｔ１、ｔＢ＝ｔＤ＝Ｔ２となるように設定される。

なお、本実施形態において、無線局Ａ〜Ｄと受信局１２との間の伝搬時間ａＡ〜ａＤは、無視できるほどに小さいか、または全て同じであるものとする。図７では、伝搬時間ａＡ〜ａＤを、αとおいている。

受信局１２は、タイミング（Ｔ１＋α＋Ｔ０）とタイミング（Ｔ２＋α＋Ｔ０）の２つのタイミングで、無線局Ａ〜Ｄから送信されてくる信号を受信する。この２つのタイミングは、（Ｔ２−Ｔ１）の時間差がある。したがって、パスダイバーシチによる効果を発揮して、無線伝送システムにおける伝送特性を改善することができる。

以上のように、本実施形態によれば、無線局の数が、受信局が受信可能な最大有効ブランチ数よりも多い場合であっても、受信局が信号を受信するタイミングの数を最大有効ブランチに等しい数とすることができる。これにより、パスダイバーシチによる効果に寄与する最大有効ブランチ数に制限がある場合においても、パスダイバーシチによる効果を最大限に得ることができる。したがって、無線伝送システムにおける伝送特性を改善することができる。すなわち、受信側によって信号が受信される受信タイミングの数が複数である場合、当該受信タイミングの数が所定の最大有効ブランチ数以下となるように、上述の所定の遅延量は設定されていなければならない。ここで、所定の最大有効ブランチ数、所定の遅延分解能および所定の遅延上限は、それぞれ、受信側において、複数の遅延波をパスダイバーシチ受信することができる値に設定されている。

なお、本実施形態では、無線局が４つである場合について説明した。ここで、２つの送信タイミングに分類される無線局の数は、同数程度であることが好ましい。例えば、無線局の数が５つである場合、遅延量Ｔ１を保持する無線局が２つ、遅延量Ｔ２を保持する無線局が３つ、というように設定すればよい。

また、本実施形態では、４つの無線局は、予め遅延量Ｔ１またはＴ２のいずれかを保持していた。ここで、各無線局は、遅延量Ｔ１およびＴ２の双方を保持していることとしてもよい。このとき、選択する遅延量は常に同一であってもよく、また、ランダムに選択されてもよい。さらに、遅延量の候補値Ｔ１、Ｔ２は、Ｔ２−Ｔ１＝（Ｔｍｉｎ＋Ｔｍａｘ）／２をさらに満たすように設定することが好ましい。これにより、受信局は、許容される到来時間差の範囲内において、信号を受信することができる。

また、各無線局が共有する基準タイミング信号は、無線局以外の局（例えば、親局や送信局）から受信するビーコン信号に基づくタイミングであってもよいし、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）信号に含まれる時間情報や、電波時計から得られる時間タイミングなどであってもよい。

また、本実施形態では、無線局および受信局は、ＱＰＳＫ−ＶＰ方式を用いて通信していた。ここで、変調方式として、非特許文献２に記載されているＰＳＫ−ＲＺ方式や、非特許文献３に記載されている、遅延上限が０．５シンボル長程度のＤＳＫ方式を用いて通信することとしてもよい。この場合においても、第１の実施形態と同様に、変調方式に応じて決まるＴｍｉｎ、Ｔｍａｘをもとに、Ｔｍｉｎ≦Ｔ２−Ｔ１≦Ｔｍａｘを満たすようにＴ１およびＴ２を設定すればよい。

さらに、変調方式としてＯＦＤＭ方式を用いる場合も、本発明による無線伝送システムと同様の効果を得ることができる。

図８は、ＯＦＤＭ方式を用いて通信する場合における変調部２１ａの構成を示すブロック図である。図８において、変調部２１ａは、読み出し制御部６１と、符号化部６２と、インタリーブ部６３と、多値変調マッピング部６４と、変調開始信号生成部６５と、時間領域変換部６６と、ガードインターバル付加部６７と、プリアンブル付加部６８と、Ｄ／Ａ変換部６９とを有する。

読み出し制御部６１の動作は、図３に示す読み出し制御部４１の動作と同様である。読み出し制御部６１は、生成した読み出しクロックをデータ保持部２２に出力して送信データを受け取り、これを符号化部６２へ出力する。

符号化部６２は、例えば、畳み込み符号を用いて、誤り訂正のための符号化を行う。インタリーブ部６３は、符号化部６２によって符号化された信号にインタリーブ処理を施す。多値変調マッピング部６４は、インタリーブ処理が施された信号に、ＰＳＫやＱＡＭなどのディジタル変調方式によるシンボルマッピングを行い、周波数領域信号を生成する。

変換開始信号生成部６５は、送信タイミング制御部２３から送信開始信号を受け取ると、周波数領域信号を時間領域信号に変換するタイミングを示す変換開始信号を生成して時間領域変換部６６に渡す。

時間領域変換部６６は、受信側の変換開始信号を受け取ると、周波数領域信号を時間領域信号に変換してＯＦＤＭ信号とする。ガードインターバル付加部６７は、ＯＦＤＭのシンボルごとにガードインターバルを付加して、ＯＦＤＭ変調した信号を出力する。

プリアンブル付加部６８は、同期処理に用いるためのプリアンブルを信号に付加する。Ｄ／Ａ変換部６９は、プリアンブルが付加されたディジタルのＯＦＤＭ信号をアナログ信号に変換し、変調ベースバンド信号として出力する。

図９は、図８に示す変調部２１ａの主要部において生成される信号および送信開始信号のタイミングを示す図である。

変調部２１ａにおいて、変換開始信号生成部６５は、送信タイミング制御部２３から送信開始信号を受け取ると、変換開始信号を生成する。時間領域変換部６６は、変換開始信号が示すタイミングに従って、周波数領域信号を時間領域信号に変換してＯＦＤＭシンボルを生成する。このように、変調部２１ａは、送信開始信号を受け取ると、送信データを変調する。

図１０は、ＯＦＤＭ方式を用いて通信する場合における復調部３３ａの構成を示すブロック図である。図１０において、復調部３３ａは、同期回路部７１と、ガードインターバル除去部７２と、周波数領域変換部７３と、多値変調デマッピング部７４と、デインタリーブ部７５と、誤り訂正部７６とを有する。

同期回路部７１は、ＯＦＤＭシンボルに対するシンボル同期信号を生成し、復調部３３ａが有する他の部に出力する。シンボル同期信号は、各部における内部処理用のタイミングに用いられる。ガードインターバル除去部７２は、受信ベースバンド信号から各ＯＦＤＭシンボルに含まれるガード区間を除去する。

周波数領域変換部７３は、時間領域信号を周波数領域信号に変換する。多値変調デマッピング部７４は、周波数領域信号から多値変調のコンスタレーション上のデマッピング処理を行って判定データを得る。デインタリーブ部７５は、判定データにデインタリーブ処理を施す。誤り訂正部７６は、デインタリーブ処理されたデータに誤り訂正処理を施して、受信データを得る。例えば、誤り訂正処理に畳み込み符号が用いられている場合、ビタビ復号処理が行われる。

ＯＦＤＭ方式では、到来時間差がガード区間以内であればシンボル間干渉を起こさず、誤りを生じない。さらに、通常、複数キャリアにまたがって誤り訂正が行われる。したがって、スペクトル全体が落ち込むようなフラットフェージングより、スペクトルに複数のノッチが生じるような周波数選択性フェージングの方が、パスダイバーシチ効果を発揮する。また、ＯＦＤＭ方式では、遅延分解能Ｔｍｉｎは周波数帯域幅の逆数に相当し、遅延上限Ｔｍａｘは、ガード区間長に相当する。したがって、図８に示す変調部２１ａと、図１０に示す復調部３３ａとを用いる場合、Ｔｍｉｎ≦Ｔ２−Ｔ１≦Ｔｍａｘを満たすように、遅延量の候補値Ｔ１およびＴ２を設定すればよい。

さらに、変調方式にシングルキャリア方式を用い、復調方式に伝送路歪を補償する等化器を用いた場合も、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。このときの変調部の構成は、ＰＳＫ方式の変調部２１の構成において、波形メモリに格納されている変調波形のみが異なるため、図３を援用する。

図１１は、シングルキャリア方式を用いて通信する場合における復調部３３ｂの構成を示すブロック図である。図１１において、復調部３３ｂは、検波部９１と、等化器９２と、シンボル同期部９３と、データ判定部９４とを有する。等化器９２は、トランスバーサルフィルタ９５と、誤差検出部９７と、係数更新部９６とからなる。

検波部９１は、受信ベースバンド信号を検波する。等化器９２において、トランスバーサルフィルタ９５は、係数更新部９６から出力されるフィルタ係数に従って受信ベースバンド信号を等化し、等化信号として出力する。誤差検出部９７は、等化信号と、復調データとの誤差を検出する。係数更新部９６は、誤差検出部９７によって検出された誤差に基づいて、トランスバーサルフィルタのフィルタ係数を更新する。

シンボル同期部９３は、トランスバーサルフィルタ９５から出力された信号をクロック再生することによって、シンボルタイミングを再生する。データ判定部９４は、シンボルタイミングに従って等化後の信号をサンプリングし、復調データを得る。

等化器を用いる場合、遅延分解能Ｔｍｉｎは、シンボル長に相当し、遅延上限Ｔｍａｘは、タップ数で決まる時間長に相当する。したがって、図３に示す変調部２１と、図１１に示す復調部３３ｂを用いる場合、Ｔｍｉｎ≦Ｔ２−Ｔ１≦Ｔｍａｘを満たすように、遅延量の候補値Ｔ１およびＴ２を設定すればよい。

なお、本実施形態では、無線局の送信開始タイミングは、送信タイミング制御部によって決定されていた。送信タイミング制御部は、基準タイミング信号が示す基準タイミングから遅延量だけ遅延させたタイミングを送信開始タイミングとすることにより決定していた。これにより、各無線局からの送信タイミングに所望の遅延を付加することができるが、遅延を付加する方法はこれに限らない。遅延を付加する別の方法として、例えば、変調部が出力する変調ベースバンド信号に遅延を付加することとしてもよい。

図１２は、変調部が出力する変調ベースバンド信号に遅延を与える場合における無線局２０の構成を示すブロック図である。図１２に示す無線局２０は、図２に示す無線局１１から送信タイミング制御部２３を除いた構成となる。その他の構成は図２に示す無線局１１と同様であるため、同一の符号を付し、説明を省略する。

図１３は、図１２に示す変調部２１ｃの構成を示すブロック図である。図１３に示す変調部２１ｃは、遅延付加部４４をさらに備える点で、図３に示す変調部２１と相違する。その他の構成要素は、図３と同様であるため、同一の符号を付し、説明を省略する。

遅延付加部４４は、シフトレジスタにより構成されており、入力された信号を設定された遅延量だけ遅延させてＤ／Ａ変換器４３へ出力する。これにより、波形出力部４２から得られる信号を所定の遅延量だけ遅延させることができる。

なお、図１３では、ディジタル回路上で信号を遅延させる場合を例に説明したが、アナログ回路上で信号を遅延させてもよい。その場合、Ｄ／Ａ変換器４３の後段に遅延付加部４４を設けるとよい。

また、遅延付加部は、読み出し制御部と、波形出力部との間に設けることとしてもよい。図１４は、遅延付加部が、読み出し制御部と波形出力部との間に設けられた場合における変調部２１ｄの構成を示すブロック図である。変調部２１ｄが有する遅延付加部４４ｄは、予め定められた遅延量に従い、アドレス信号を遅延させて波形出力部４２へ出力する。なお、遅延付加部４４ｄの構成および動作は、図１３に示す遅延付加部４４と同様であるため、説明を省略する。これにより、変調ベースバンド信号に所定の遅延を付加することができる。また、複数の無線局が基準タイミングから所定の遅延量を付加してデータを送信する方法であれば、以上説明した例に限らない。

なお、図８に示すＯＦＤＭ方式の変調部を用いる場合においても、送信タイミングの具体的な制御方法は上記と同様のものを利用することもでき、また、これら以外の方法を用いてもよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ＰＳＫ−ＶＰ方式、ＯＦＤＭ方式、及びシングルキャリア方式を用いて通信する場合について説明したが、第２の実施形態では、ＤＳＳＳ方式を用いて通信する場合について説明する。第２の実施形態に係る無線伝送システムは、第１の実施形態と比較すると、変調部および復調部の構成が異なるが、その他の構成は第１の実施形態と同様であるため、図１を援用する。また、本実施形態では、無線伝送システムが備える無線局の数が５つであるものとして説明する。また、５つ目の無線局を無線局Ａ〜Ｄと区別するために無線局Ｅと呼ぶ。

図１５は、ＤＳＳＳ方式を用いて通信する場合における変調部２１ｅの構成を示すブロック図である。図１５において、変調部２１ｅは、１次変調部１０１と、２次変調部１０２とを有する。１次変調部１０１は、読み出し制御部１０４と波形出力部１０５とからなる。２次変調部１０２は、拡散符号制御部１０６と、乗算器１０７とからなる。

１次変調部１０１において読み出し制御部１０４は、送信開始信号が発生したことを受けてから、読み出しクロックを生成し、生成した読み出しクロックをデータ保持部２２に出力して送信データを受け取り、送信データに基づいたアドレス信号を波形出力部１０５に渡す。波形出力部１０５は、予め変調波形のデータを波形メモリに格納しておいて、アドレス信号に応じた変調波形のデータを読み出し、１次変調信号として出力する。

２次変調部１０２において、拡散符号制御部１０６は、送信開始信号を受け取ると、拡散信号を乗算器１０７に出力する。乗算器１０７は、１次変調信号を拡散信号で拡散する。Ｄ／Ａ変換器１０８は、拡散されたディジタル信号をアナログ信号に変換し、変調ベースバンド信号として出力する。以上のように、変調部２１ｅは、送信開始信号を受け取ると、信号の拡散変調を開始する。これにより、データに所定の遅延量を与えて送信することができる。なお、本実施形態では、４チップ長の拡散符号を用いる場合を例に説明する。

図１６は、ＤＳＳＳ方式を用いて通信する場合における復調部３３ｅの構成を示すブロック図である。図１６において、復調部３３ｅは、２つのフィンガー１１１−１〜１１１−２と、合成部１１２と、符号判定部１１３とを有する。フィンガー１１１−１〜１１１−２は、相関器１１４−１〜１１４−２と、検波器１１５−１〜１１５−２と、振幅位相検出部１１６−１〜１１６−２とからなる。

相関器１１４−１〜１１４−２は、受信した拡散信号を逆拡散し、逆拡散信号を生成する。検波器１１５−１〜１１５−２は、逆拡散信号を検波し、検波信号を生成する。振幅位相検出部１１６−１〜１１６−２は、検波信号から振幅と位相とを検出し、それぞれ振幅情報および位相情報として出力する。

合成部１１２は、２系統の検波信号をそれぞれの振幅情報と位相情報をもとに合成し、合成信号を生成する。符号判定部１１３は、合成信号を符号判定して受信データを得る。

受信タイミングの差が所定の遅延分解能（Ｔｍｉｎ）以上であり、かつ受信タイミングの最大値および最小値の差が所定の遅延上限（Ｔｍａｘ）以下であるように、所定の遅延量は設定されている。受信側によって信号が受信される受信タイミングの数が複数である場合、当該受信タイミングの数が所定の最大有効ブランチ数以下となるように、上述の所定の遅延量は設定されていなければならない。ここで、所定の最大有効ブランチ数、所定の遅延分解能および所定の遅延上限は、それぞれ、受信側において、複数の遅延波をパスダイバーシチ受信することができる値に設定されている。具体的には、パスダイバーシチを効果的に得ることができる遅延量の下限Ｔｍｉｎと上限Ｔｍａｘとは、拡散符号長が４チップ長の場合、チップ長をＴｃとすると、Ｔｍｉｎ＝Ｔｃ、Ｔｍａｘ＝３×Ｔｃとなる。したがって、パスダイバーシチが得られる最大の有効ブランチ数は高々４つ程度である。一般的に、受信局に設けるフィンガーの数を増やすことによって、ダイバーシチ効果を向上させることができるが、回路規模が増大してしまう。ここでは、復調部３３ｅが、フィンガーの数が２つである場合（２フィンガー）を例に説明する。ＤＳＳＳ方式を用いる場合、遅延分解能は拡散符号の１チップ長となり、遅延上限は拡散符号長となる。

また、送信タイミング制御部２３の動作は、第１の実施形態と同様である。例えば、無線局Ａ〜Ｅの遅延量が、ｔＡ＝ｔＣ＝ｔＥ＝Ｔ１、ｔＢ＝ｔＤ＝Ｔ２に設定されている場合、受信局１２は、タイミング（Ｔ１＋α＋Ｔ０）または（Ｔ２＋α＋Ｔ０）のいずれかタイミングで信号を受信する。この２つの受信タイミングは、（Ｔ２−Ｔ１）の時間差がある。

これにより、受信局１２が、３つ以上の無線局から送信される信号を受信する場合であっても、受信タイミングは２つに集約される。また、２つの受信タイミングの時間差は、受信局１２が到来波を分離することができる時間差である。したがって、すべての無線局からの信号について、２つのフィンガーで非相関的な検波出力を得ることができるため、受信局でのパスダイバーシチによる効果を最大限に発揮して伝送特性を改善することができる。

さらに、候補値の数を、最大有効ブランチと同数の４つにして、例えば、Ｔ１＝Ｔｃ、Ｔ２＝２Ｔｃ、Ｔ３＝３Ｔｃ、Ｔ４＝４Ｔｃとして、ｔＡ＝ｔＥ＝Ｔ１、ｔＢ＝Ｔ２、ｔＣ＝Ｔ３、ｔＤ＝Ｔ４の遅延量を与えて送信してもよい。これにより、複数の送信局からの信号のいずれかが遮断されてしまうような受信環境下においても、候補値が２つの場合と比べてより高い確率で、受信局が到来時間の異なる遅延波を受信することができる。具体的には、候補値が２つの場合（ｔＡ＝ｔＥ＝Ｔ１、ｔＢ＝Ｔ２、ｔＣ＝Ｔ１、ｔＤ＝Ｔ２）、無線局ＢおよびＤからの信号が遮断されると、受信局における受信タイミングが１つになってしまう。しかしながら、候補値が４つ（ｔＡ＝ｔＥ＝Ｔ１、ｔＢ＝Ｔ２、ｔＣ＝Ｔ３、ｔＤ＝Ｔ４）であれば、無線局Ａ，ＣおよびＥからの信号を、チップ時間差以上、かつ２つの受信タイミングで受信することができる。

以上のように、本実施形態によれば、ＤＳＳＳ方式を用いて通信する場合においても、受信局が信号を受信するタイミングの数を、最大有効ブランチ数以下にすることができ、受信タイミングの時間差についても、遅延分解能以上かつ遅延上限以下で受信できるため、パスダイバーシチによる効果を最大限に発揮することができる。

また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、変調部が遅延付加部を有し、出力する変調ベースバンド信号に所定の遅延量を付加することとしてもよい。この場合における遅延付加部の構成は第１の実施形態と同様であるため、図１４を援用し、説明を省略する。このように、図１５に示すＤＳＳＳ方式の変調部を用いる場合においても、送信タイミングの具体的な制御方法は上記と同様のものを利用することもでき、また、これら以外の方法を用いてもよい。

以下、本発明に係る無線伝送システムを、さまざまな伝送形態で示す。変調方式には、ＱＰＳＫ−ＶＰ方式を用いる場合を例に説明する。なお、パスダイバーシチを効果的に発揮する遅延量ｔｒは、Ｔｍｉｎ≦ｔｒ≦Ｔｍａｘを満たすものとする。

（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る無線伝送システムは、受信局へ送信すべき信号を無線局に送信する送信局をさらに備える点で、第１の実施形態に係る無線伝送システムと相違する。

図１７は、本発明の第３の実施形態に係る無線伝送システムの構成を示す図である。図１７において、無線伝送システムは、送信局１３と、複数の無線局１４と、受信局１２とを備える。送信局１３と、複数の無線局１４とは、無線で接続されており、複数の無線局１４と受信局１２とは、送信局１３および無線局１４と同様に、無線で接続されている。また、送信局１３の構成は、図２に示す無線局１１の構成から送信タイミング制御部２３を除いた構成である。また、受信局１２の構成も、図１に示す受信局１２の構成と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態において、無線伝送システムは、４つの無線局１４を備える。ここで、第１の実施形態と同様に、４つの無線局を区別する場合には、無線局Ａ１〜Ｄ１と呼ぶ。また、無線局Ａ１〜Ｄ１を特に区別する必要がない場合には、無線局１４と総称する。

図１８は、送信局１３および無線局１４が送信する信号に用いられるフレームの構成を示す図である。図１８において、フレームは、プリアンブル（以下、ＰＲと呼ぶ）と、ユニークワード（以下、ＵＷと呼ぶ）と、情報データとから構成される。ＰＲは、利得制御やシンボル同期、周波数同期などのために用いられる。ＵＷは、フレーム種別の判定やフレーム同期に用いられる。情報データは、送信側が送ろうとするデータを含む。

図１９は、図１７に示す無線局１４の構成を示すブロック図である。図１９に示す無線局１４の構成は、図１に示す、第１の実施形態に係る無線局１１の構成に、さらに、復調部２６、ＵＷ検出部２７および遅延量設定部２８とを含む。また、図１と同様の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

送信局１３が送信した送信信号は、無線局１４のアンテナ２５で受信され、ＲＦ部２４で周波数変換された後、復調部２６に入力される。復調部２６は、入力された信号を復調して送信データを得る。

ＵＷ検出部２７は、復調部２６から出力される送信データに含まれるＵＷを検出すると、ＵＷ検出信号を生成して送信タイミング制御部２３に渡す。

遅延量設定部２８は、複数の遅延量の候補値から遅延量を選択し、送信タイミング制御部２３に渡す。以下、遅延量の候補値は、Ｔ１およびＴ２の２種類であるものとして説明する。遅延量設定部２８は、Ｔ１およびＴ２から遅延量を選択するが、いずれの値を選択するかは、無線局ごとに予め設定されている。

送信タイミング制御部２３は、ＵＷ検出信号を受け取ったタイミングを基準タイミングとする。なお、ＵＷ検出信号を受け取ってから所定の時間が経過したタイミングを基準タイミングとしてもよい。送信タイミング制御部２３は、基準タイミングと、遅延量設定部２８によって設定された遅延量とに基づいて、変調信号の送信タイミングを制御する。基準タイミングと遅延量とから、送信タイミングを決定する方法は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図２０は、以上のように構成された無線局１４の動作を示すフローチャートである。まず、無線局１４は、送信局１３から送信されてきた信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ６０１）。信号を受信した場合、復調部２６は、ＲＦ部２４から出力される信号を復調し、復調データとする（ステップＳ６０２）。データ保持部２２は、復調部２６によって復調されたデータを送信データとして保存する。

ＵＷ検出部２７は、復調データからＵＷを検出し、ＵＷ検出信号を生成して送信タイミング制御部２３に渡す。送信タイミング制御部２３は、ＵＷ検出信号を受け取ったタイミングを基準タイミングとし（ステップＳ６０３）、当該基準タイミングと遅延量とに基づいて、送信開始タイミングを決定する（ステップＳ６０４）。

そして、送信タイミング制御部２３は、送信開始タイミングになると（ステップＳ６０５でＹｅｓ）、変調部２１に送信開始信号を渡す。送信データは、変調部２１によって変調された後、ＲＦ部２４およびアンテナ２５を経由して受信局１２に送信される（ステップＳ６０６）。

図２１は、無線局Ａ１〜Ｄ１が信号Ａ１〜Ｄ１を送信するタイミングを示す図である。まず、送信局１３は、所定のタイミングＴｓに周辺の無線局Ａ１〜Ｄ１に信号を送信する。無線局Ａ１〜Ｄ１が送信局１３からの信号を受信するタイミングは、
無線局Ａ１：Ｔｓ＋ａ１Ａ
無線局Ｂ１：Ｔｓ＋ａ１Ｂ
無線局Ｃ１：Ｔｓ＋ａ１Ｃ
無線局Ｄ１：Ｔｓ＋ａ１Ｄ
である。なお、ａ１Ａ〜ａ１Ｄは、送信局１３と無線局Ａ１〜Ｄ１との間の伝搬時間である。

ここで、伝搬時間ａ１Ａ〜ａ１Ｄは、無視できるほどに小さいか、または全て同じであるものとして説明する。また、伝搬時間ａ１Ａ〜ａ１Ｄと、無線局Ａ１〜Ｄ１においてＵＷ検出信号が出力されるまでの時間とを合わせてα１とおく。したがって、無線局Ａ１〜Ｄ１において、ＵＷ検出信号が発生するタイミングは全て等しいタイミング（Ｔｓ＋α１）となる。

次に、無線局Ａ１〜Ｄ１は、ＵＷ検出信号が示すＵＷ検出タイミング（Ｔｓ＋α１）を基準タイミングｔ０とする。そして、無線局Ａ１〜Ｄ１は、基準タイミングｔ０に対して、遅延量ｔＡ〜ｔＤを信号に与えて送信する。例えば、無線局Ａ１は、基準タイミングｔ０からｔＡ時間後に信号を送信する。ここで、無線局Ａ１〜Ｄ１の送信タイミングを２つに分散させるために、第１の実施形態と同様に、遅延量ｔＡ〜ｔＤは、遅延量の候補値Ｔ１またはＴ２から選択される。Ｔ１とＴ２は、Ｔｍｉｎ≦Ｔ２−Ｔ１≦Ｔｍａｘを満たすように設定される。

ここでは、一例として、ｔＡ＝ｔＣ＝Ｔ１、ｔＢ＝ｔＤ＝Ｔ２である場合について説明する。無線局Ａ１〜Ｄ１は、タイミング（Ｔ１＋α１＋Ｔｓ）、またはタイミング（Ｔ２＋α１＋Ｔｓ）のいずれかのタイミングで信号を送信する。

受信局１２は、無線局Ａ１〜Ｄ１から送信されてくる信号Ａ１〜Ｄ１を受信する。ここで、無線局Ａ１〜Ｄ１と受信局１２との間の伝搬時間ａ２Ａ〜ａ２Ｄは、無視できるほどに小さいか、すべて同じであるとし、これをα２とおく。したがって、受信局１２が信号Ａ１〜Ｄ１を受信するタイミングは、タイミング（Ｔ１＋α２＋α１＋Ｔｓ）とタイミング（Ｔ２＋α２＋α１＋Ｔｓ）となる。また、この２つのタイミングは、（Ｔ２−Ｔ１）の時間差がある。これにより、パスダイバーシチによる効果を発揮することができる。したがって、伝送特性を改善することができる。

以上のように、本実施形態によれば、送信局から送信された信号が、複数の無線局を経由して受信局へ送信される際に、無線局において所定の遅延量が与えられる。これにより、受信局が到来波を受信する受信タイミングの数を、最大有効ブランチ数に等しい数とすることができる。また、無線局は、ＵＷを検出したタイミングを基準タイミングとする。これにより、予め基準タイミング信号を保持しておく必要がない。

なお、本実施形態では、基準タイミング信号にＵＷ検出信号を用いたが、送信局から信号を受信したことを示す信号であればよく、さらには、フレームの受信を完了したタイミング信号を用いてもよい。例えば、送信データが正しく受信されたかを調べるためのＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）符号がフレームの最後尾に付加される場合は、この符号による判定出力信号を用いてもよい。これによれば、送信局からの信号が無線局で受信誤りと判定された場合は、受信局へ信号を送信しないようにすることができるため、結果として、受信局は正しい送信データの信号のみを受信することができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態に係る無線伝送システムは、送信局が同一の信号を２回送信する点で、第３の実施形態と相違する。

図２２は、本発明の第４の実施形態に係る無線伝送システムの構成を示す図である。無線局１４（無線局Ａ１〜Ｄ１）、および受信局１２の構成は、第３の実施形態と同様であるため、図１７と同一の符号を付し、説明を省略する。また、送信局１５および無線局１４が送信する信号のフレーム構成は、第３の実施形態と同様であるため、図１８を援用する。また、無線局１４および受信局１２の動作は、第３の実施形態と同様であるため、以下、送信局の動作を中心に説明する。

送信局１５は、保持している送信データを２回送信する。送信局１５は、１回目に送信する信号を無線局１４に送信し、２回目に送信する信号を受信局１２に送信する。そして、送信局１５は、２回目に送信する信号が、複数の無線局１４が送信した信号のいずれかと、受信局１２に到達するタイミングが等しくなるように、信号に所定の遅延量を与えて送信する。

図２３は、図２２に示す送信局１５の構成を示すブロック図である。図２２において、送信局１５は、再送信タイミング制御部１５１と、変調部１５２と、ＲＦ部１５３と、アンテナ１５４と、遅延量設定部１５５と、データ保持部１５６とを含む。

変調部１５２、ＲＦ部１５３、アンテナ１５４およびデータ保持部１５６の構成は、図１９に示す無線局１４と同様であるため、説明を省略する。

遅延量設定部１５５は、複数の遅延量の候補値から遅延量を選択し、再送信タイミング制御部１５１に渡す。また、遅延量の候補値は、Ｔ１およびＴ２の２種類であるものとして説明する。

再送信タイミング制御部１５１は、いったん信号が送信された後、同一の信号を２回目に送信する際の再送信タイミングを制御する。再送信タイミング制御部１５１は、基準タイミング信号が示す基準タイミングと、遅延量設定部１５５から受け取った遅延量とに基づいて、再送信開始タイミングを決定する。なお、これは、送信局１５および無線局１４間の伝搬時間が無視できる程度に小さい場合における、再送信開始タイミングの算出方法である。送信局１５および無線局１４間の伝搬時間が大きい場合、基準タイミングに、遅延量と伝搬時間とを加算したタイミングを再送信開始タイミングとすればよい。そして、再送信タイミング制御部１５１は、再送信開始タイミングになると、再送信開始信号を生成して変調部１５２に渡す。

図２４は、以上のように構成される送信局１５の動作を示すフローチャートである。まず、送信局１５は、データを変調して無線局１４に送信する（ステップＳ７０１）。そして、送信局１５において、再送信タイミング制御部１５１は、基準タイミングと遅延量設定部１５５とに基づいて再送信開始タイミングを決定する（ステップＳ７０２）。具体的には、再送信タイミング制御部１５１は、基準タイミングから、遅延量設定部１５５によって選択された遅延量だけ遅延させたタイミングを再送信開始タイミングとする。

そして、再送信タイミング制御部１５１は、再送信開始タイミングになったか否かを判断し（ステップＳ７０３）、再送信開始タイミングになると、再送信開始信号を生成して変調部１５２に渡す。送信データは、変調部１５２によって変調された後、ＲＦ部１５３およびアンテナ１５４を経由して受信局１２に送信される（ステップＳ７０４）。

図２５は、本実施形態において、送信局１５および無線局Ａ１〜Ｄ１が送信する信号のタイミングを示す図である。図２５は、図２２に示す無線局Ａ１〜Ｄ１が送信する変調信号のタイミングに加え、送信局１５が送信する信号のタイミングが示されている。

まず、送信局１５が、所定のタイミングＴｓに信号を送信すると、無線局Ａ１〜Ｄ１が送信局１５からの信号を受信するタイミングは、
無線局Ａ１：Ｔｓ＋ａ１Ａ
無線局Ｂ１：Ｔｓ＋ａ１Ｂ
無線局Ｃ１：Ｔｓ＋ａ１Ｃ
無線局Ｄ１：Ｔｓ＋ａ１Ｄ
である。ここで、送信局１５と無線局Ａ１〜Ｄ１との間の伝搬時間ａ１Ａ〜ａ１Ｄは、無視できるほどに小さいか、またはすべて同じであるものとして説明する。また、伝搬時間ａ１Ａ〜ａ１Ｄと、無線局Ａ１〜Ｄ１においてＵＷ検出信号が出力されるまでの時間とを合わせてα１とおく。したがって、無線局Ａ１〜Ｄ１において、送信局１５から送信されてきた信号を受信する受信タイミングは（Ｔｓ＋α１）と表される。そして、無線局Ａ１〜Ｄ１は、受信タイミング（Ｔｓ＋α１）を基準タイミングｔ０として、それぞれｔＡ〜ｔＤの遅延量を信号に与えて送信する。

無線局Ａ１〜Ｄ１が、ｔＡ＝ｔＣ＝Ｔ１、ｔＢ＝ｔＤ＝Ｔ２の遅延量を信号Ａ１〜Ｄ１に与えた場合、無線局Ａ１およびＣ１は、タイミング（Ｔ１＋α１＋Ｔｓ）で信号Ａ１およびＣ１を送信する。一方、無線局Ｂ１およびＤ１は、タイミング（Ｔ２＋α１＋Ｔｓ）で信号Ｂ１およびＤ１を送信する。なお、無線局Ａ１〜Ｄ１と受信局１２との間の伝搬時間ａ２Ａ〜ａ２Ｄは、無視できるほどに小さいか、または、すべて同じであるとものとし、これをα２とおく。

また、送信局１５は、基準タイミングＴｓに基づいて、遅延量ｔＯを与えて信号を送信する。このとき、送信局１５は、信号を再送信する。送信局１５は、遅延量を与えて信号を送信する際、遅延量の候補値Ｔ１またはＴ２から選択した遅延量をｔＯとする。図２５
では、送信局１５は、遅延量の候補値からＴ１を選択し、ｔＯ＝Ｔ１の遅延量を与えて信号を受信局１２に送信している。

受信局１２は、無線局１４および送信局１５から送信されてきた信号を受信する。受信局１２がこれらの５つの信号を受信するタイミングは、タイミング（Ｔ１＋α２＋α１＋Ｔｓ）とタイミング（Ｔ２＋α２＋α１＋Ｔｓ）の２つである。この２つのタイミングは、（Ｔ２−Ｔ１）の時間差がある。したがって、受信タイミングが最大有効ブランチ数と同じ２つになり、パスダイバーシチによる効果を発揮することができる。したがって、無線伝送システムにおける伝送特性を改善することができる。

以上のように、本実施形態によれば、送信局が無線局に信号を送信した後、同一の信号に所定の遅延量を与えて受信局へ送信する。これにより、受信局が受信する信号の数が増加するため、信号の受信レベルを安定させることができる。また、送信局が２回目に送信する信号は、複数の無線局１４が送信した信号のいずれかと、受信局１２に到達するタイミングが等しくなる。したがって、受信タイミングの数を最大有効ブランチ数以下にして、パスダイバーシチによる効果を最大限に発揮することができる。

なお、第３および第４の実施形態において、送信局が、遅延量の候補値Ｔ１またはＴ２のいずれを選択するかは、予め定められていたが、各無線局自身が遅延量の候補値からランダムに選択し、遅延量を決定しておいてもよい。

また、第３および第４の実施形態において、各無線局の基準タイミングｔ０は、各無線局１４が送信局からの信号を受信したタイミングとしていた。ここで、各無線局が用いる基準タイミングｔ０は、ＧＰＳ信号に含まれる時間情報や、電波時計から得られる時間タイミングを、送信局と各無線局とが共有することとしてもよい。

（第５の実施形態）
第５の実施形態に係る無線伝送システムは、送信局と無線局とが、有線伝送路を介して接続されている点で、第４の実施形態と相違する。

図２６は、本発明の第５の実施形態に係る無線伝送システムの構成を示す図である。図２６に示す無線伝送システムは、図２２に示す第４の実施形態に係る無線伝送システムと比較すると、送信局１５と無線局Ａ１〜Ｄ１とが有線伝送路を介して接続されている点で相違する。それ以外の構成は第３の実施形態と同様であるため、図２２と同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、送信局１５および無線局１４が送信する信号も第３の実施形態と同様であるため、図１８を援用する。

また、送信局１５および無線局１４が送信する信号のタイミングについても、第４の実施形態と同様であるため、図２５を援用する。

以上のように、本実施形態によれば、送信局および無線局が有線伝送路を介して接続されている場合であっても、受信局において、最大限のパスダイバーシチの効果を得ることができる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態に係る無線伝送システムは、第３の実施形態と比較すると、送信局と無線局とが有線伝送路を介して接続されており、無線局の代わりに送信局が信号の遅延量を制御する点で相違する。

図２７は、本発明の第６の実施形態に係る無線伝送システムの構成を示す図である。図２７において、無線伝送システムは、送信局１６と、複数の無線局１７と、受信局１２とを備える。送信局１６と無線局１７とは、有線伝送路を介して接続され、無線局１７と受信局１２とは、無線を介して接続される。本実施形態において、無線伝送システムが備える無線局１７は４つである。この４つの無線局１７を区別するために、それぞれ無線局Ａ２〜Ｄ２と呼ぶ。また、４つの無線局Ａ２〜Ｄ２を特に区別する必要がない場合、無線局１７と総称する。また、受信局１２の構成は、第１の実施形態に係る受信局の構成と同様であるため、説明を省略する。

送信局１６は、無線局１７が送信する信号に与えるべき遅延量を指示する。無線局１７は、送信局１６から指示された遅延量を信号に与えて送信する。

図２８は、送信局１６の構成を示すブロック図である。図２８において、送信局１６は、遅延量決定部１６１と、４つの遅延量付加部１６２Ａ〜１６２Ｄとを含む。なお、変調部やＲＦ部、アンテナ部の図示は省略している。

遅延量決定部１６１は、無線局Ａ２〜Ｄ２に送信する信号に与えるべき遅延量ｔＡ〜ｔＤを複数の候補値（例えばＴ１またはＴ２）から選択して決定する。候補値の数は、無線伝送システムが許容する最大有効ブランチ数に等しい。遅延量決定部１６１は、決定した遅延量ｔＡ〜ｔＤを、それぞれ遅延量付加部１６２Ａ〜１６２Ｄに渡す。なお、遅延量決定部１６１が、いずれの遅延量を選択するかは、予め定められていてもよく、また、ランダムに選択してもよい。望ましくは、各無線局が送信局に接続されているため、送信局が、各無線局に割り当てる遅延量が均等に分散するように決定するとよい。

遅延量付加部１６２Ａ〜１６２Ｄは、図１８に示すフレーム化された送信データの後部に、決定された遅延量ｔＡ〜ｔＤを示す遅延量情報を付加する。このように、送信局１６は、遅延量情報を信号に付加することによって、無線局１７が送信する信号に与えるべき遅延量を通知する。

図２９は、無線局１７の構成を示すブロック図である。図２９に示す無線局１７は、図１９に示す第３の実施形態に係る無線局１４の構成において、遅延量設定部２８の代わりに遅延量抽出部２９が含まれた構成となっている。図１９と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

遅延量抽出部２９は、復調されたデータから、遅延量を抽出して、送信タイミング制御部２３に渡すとともに、抽出後の遅延量を含まない送信データをデータ保持部２２に渡す。送信タイミング制御部２３は、基準タイミングに、遅延量を加算して送信タイミングを決定する。また、このときの送信局１６および無線局１７が送信する信号のタイミングは、第３の実施形態と同様であるため、図２１を援用する。

図３０は、以上のように構成される送信局１６および無線局１７の動作を示すフローチャートである。まず、送信局１６において、遅延量決定部１６１は、無線局Ａ２〜Ｄ２に送信する信号に与えるべき遅延量ｔＡ〜ｔＤを複数の候補値から選択して決定する（ステップＳ８０１）。遅延量決定部１６１は、決定した遅延量ｔＡ〜ｔＤを、それぞれ遅延量付加部１６２Ａ〜１６２Ｄに渡す。

次に、送信局１６は、送信すべきデータに遅延量を付加して送信する（ステップＳ８０２）。遅延量付加部１６２Ａ〜１６２Ｄは、フレーム化された送信データの後部に、決定された遅延量ｔＡ〜ｔＤを表す値を付加し、図示しない変調部に渡す。変調部によって変調された信号は、ＲＦ部およびアンテナを介して無線局Ａ２〜Ｄ２に送信される。

無線局１７は、送信局１６から送信されてきた信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ８０３）。信号を正しく受信した場合、復調部２６は、ＲＦ部２４から出力される信号を復調し、復調データとする。

送信タイミング制御部２３は、復調データから遅延量を抽出する（ステップＳ８０４）。そして、送信タイミング制御部２３は、基準タイミングに、遅延量を加算して送信タイミングを決定する（ステップＳ８０５）。

そして、送信タイミング制御部２３は、送信開始タイミングになると（ステップＳ８０６でＹｅｓ）、変調部２１に送信開始信号を渡す。送信データは、変調部２１によって変調された後、ＲＦ部２４およびアンテナ２５を経由して受信局１２に送信される（ステップＳ８０７）。

以上のように、本実施形態によれば、送信局が、無線局が送信する信号のタイミングを制御することができる。

（第６の実施形態の変形例）
第６の実施形態において、送信局は、無線局が信号に与えるべき遅延量を通知していた。これに対し、本変形例では、送信局は、各無線局に送信する信号に所定の遅延量を与えて送信する。第６の実施形態に係る送信局１６と区別するために、本変形例に係る送信局を送信局１８と呼ぶ。また、第６の実施形態に係る無線局１７と区別するために、本変形例に係る無線局を無線局１９と呼ぶ。

送信局１８の構成は、第１の実施形態に係る無線局１１の構成と同様であるため、図１を援用する。送信局１８において、各無線局に与えるべき遅延量は予め定められている。送信タイミング制御部２３は、各無線局に送信する信号に与える遅延量と、基準タイミングとに基づいて、送信開始タイミングを決定する。そして、送信開始タイミングになると、送信開始信号が出力され、信号の送信が開始される。また、送信局１８の動作は、信号を複数の無線局に送信する点以外は、第１の実施形態に係る無線局の動作と同様であるため、図２を援用して説明を省略する。

無線局１９の構成は、送信局１８から送信されてきた信号を受信局１２に送信することができる構成であればよい。例えば、無線局１９は、アンテナ、ＲＦ部、変調部および復調部を含んでいればよい。

図３１は、第６の実施形態の変形例に係る無線局１９が送信する信号のタイミングを示す図である。以下、４つの無線局１９を区別する必要がある場合、各無線局１９を無線局Ａ２〜Ｄ２と呼ぶこととする。

送信局１８が、無線局Ａ２およびＣ２に送信する信号に与える遅延量ｔＡおよびｔＣは、Ｔ１である。一方、送信局１８が、無線局Ｂ２およびＤ２に送信する信号に与える遅延量ｔＢおよびｔＤは、Ｔ２である。送信局１８は、所定のタイミングに対して、遅延量Ｔ１またはＴ２を与えて各無線局に信号を送信する。

ここで、送信局と各無線局Ａ２〜Ｄ２間の伝搬時間ａ１Ａ〜ａ１Ｄは無視できるほどに小さいか、すべて同じであるとし、これをα１とおく。したがって、無線局Ａ２およびＣ２が送信局１８からの信号を受信するタイミングは（Ｔ１＋α１）である。また、無線局Ｂ２およびＤ２が送信局１８からの信号を受信するタイミングは（Ｔ２＋α１）である。

また、無線局Ａ２〜Ｄ２と受信局１２との間の伝搬時間差は、無視できるほどに小さいか、全て同じであるものとし、無線局Ａ２〜Ｄ２および受信局１２間の伝搬時間ａ２Ａ〜ａ２Ｄをすべてα２とおく。したがって、受信局１２は、タイミング（Ｔ１＋α１＋α２）、またはタイミング（Ｔ２＋α１＋α２）のいずれかのタイミングで信号Ａ２〜Ｄ２を受信することとなる。この２つのタイミングは、（Ｔ２−Ｔ１）の時間差がある。これにより、パスダイバーシチによる効果を発揮することができる。

以上のように、本変形例によれば、送信局は、複数の無線局に送信する信号に所定の遅延量を与えて送信する。これにより、無線局は、送信する信号に遅延量を与える必要はないため、無線局の構成を簡易なものとすることができる。

なお、本実施形態では、送信局は、送信信号ごとに選択した遅延量を与えて送信していた。ここで、送信局と各無線局とを接続する有線伝送路の長さを調整することによって、各無線局が信号を受信するタイミングを制御することとしてもよい。

なお、第１〜第６の実施形態では、無線伝送システムが備える無線局の数は４つであるものとして説明したが、無線局の数は２つまたは３つであってもよく、また、５つ以上であってもかまわない。

以上、第１〜第６の実施形態では、複数の無線局と受信局との間の距離は、無視できる程度に小さいか、または全て同じである場合について説明した。以下の実施形態では、複数の無線局と受信局との距離の差が、無視できないほど大きい場合について説明する。

（第７の実施形態）
図３２は、本発明の第７の実施形態に係る無線伝送システムの構成を示す図である。本実施形態において、送信局１８、無線局１９および受信局１２の構成は、第６の実施形態の変形例と同様であるため、説明を省略する。また、４つの無線局１９を区別する必要がある場合、無線局１９を無線局Ａ２〜Ｄ２と呼ぶ。

送信局１８は、無線局Ａ２〜Ｄ２に送信すべき信号Ａ２〜Ｄ２に、それぞれ遅延量ｔＡ〜ｔＤを与えて送信する。ここで、送信局と無線局Ａ２〜Ｄ２とを接続する有線伝送路の長さはほぼ等しいものと仮定する。したがって、送信局１８から無線局Ａ２〜Ｄ２までの信号Ａ２〜Ｄ２の伝搬時間ａ１Ａ〜ａ１Ｄは、すべて同じであるものとし、これをα１とおく。

１つの無線局は１つの通信エリアを形成しており、複数の無線局Ａ２〜Ｄ２を、複数の通信エリアが連続するように、一列に配列する。複数の無線局Ａ２〜Ｄ２は、例えば、直線状に配置されていてもよい。また、複数の無線局Ａ２〜Ｄ２が形成する通信エリアにおいて、重複しているエリアを複合エリアと呼ぶ。また、無線局Ａ２、無線局Ｂ２および無線局Ｃ２の通信エリアが重複するエリアを複合エリアＡと呼ぶ。また、無線局Ｂ２、無線局Ｃ２および無線局Ｄ２の通信エリアが重複するエリアを複合エリアＢと呼ぶ。以下、無線局Ａ２〜Ｄ２が送信する信号を区別する必要がある場合、それぞれ信号Ａ〜Ｄと呼ぶ。

受信局１２が複合エリアＡ内に位置する場合、受信局１２は、信号Ａ、信号Ｂおよび信号Ｃを受信する。一方、受信局１２が複合エリアＢ内に位置する場合、信号Ｂ、信号Ｃおよび信号Ｄを受信する。このように、複合エリアＡ、複合エリアＢでは、３つの無線局１９からの信号が到来する。なお、本実施形態では、複合エリアは、３つの無線局によって形成されるものとして説明するが、複合エリアは、４つ以上の無線局によって形成されてもよい。

図３３は、２つの無線局Ａ２およびＢ２と、受信局１２との位置関係を示す概略図である。ここで、受信局１２のアンテナの高さをＨｒとし、無線局Ａ２およびＢ２のアンテナの高さをＨｔとする。また、無線局Ａ２と無線局Ｂ２との距離をＬとし、受信局１２と無線局Ａ２との距離をｘとする。

無線局Ａ２と受信局１２との行路長（伝搬距離）をｚＡとし、無線局Ｂ２と受信局１２との行路長をｚＢとすると、

と表され、ｚＢおよびｚＡの行路長差Δｚは、

となる。

ここで、道路上を走行する車両が路側に設置された無線機と無線通信することを想定して、Ｌ＝６０ｍ、Ｈｔ＝１０ｍ、Ｈｒ＝１ｍと仮定する。

図３４は、行路長差Δｚと、受信局１２および無線局の距離ｘとの関係を示す図である。図３４において、縦軸は、行路長差Δｚを示し、横軸は、受信局１２および無線局１９の距離ｘと示す。

図３４に示すように、無線局Ａ２と受信局１２との距離が数ｍ以上程度離れていれば、行路長差Δｚを、無線局Ａ２およびＢ２のアンテナ間距離に近似することができる。よって、受信局１２の位置によらず、行路長差Δｚは、アンテナ間隔Ｌにほぼ等しく、
Δｚ＝ｚＢ−ｚＡ≒Ｌ
とおける。したがって、送信局Ａ２からの伝搬時間ｐＡと送信局Ｂ２からの伝搬時間ｐＢについて、その差Δｐは、距離Ｌに相当する伝搬時間をＰとして、
Δｐ＝ｐＢ−ｐＡ≒Ｐ ・・・式（１）
とおける。

そして、無線局Ａ２にはタイミングｔＡで、無線局Ｂ２にはタイミングｔＢで、無線局Ｃ２にはタイミングｔＣで、無線局Ｄ２にはタイミングｔＤで送信する。ここで、ｔＡとｔＢの時間差をｔＡＢ＝ｔＢ−ｔＡとおく。他の遅延量についても同様に、この表記に従う。

次に、遅延量ｔＡ、ｔＣの設定方法と受信局１２が複合エリアＡ（無線局Ａ２が最前）に位置する場合の受信タイミングについて説明する。

図３５は、受信局１２が複合エリアＡ内に位置する場合における信号のタイミングを示す図である。受信局１２は、常に手前から３局目までの無線局からの電波を受信する。ここで、３つの伝搬時間を区別するために、手前の無線局からそれぞれ、ｐＡＡ、ｐＢＡ、ｐＣＡとする。これらは、式（１）の近似より、複合エリアＡ内における受信局１２の位置に関わらず、
ｐＢＡ−ｐＡＡ＝Ｐ（＞０）、ｐＣＡ−ｐＡＡ＝２Ｐ
とおける。なお、各無線局Ａ２〜Ｃ２からの信号が受信局１２で受信されるタイミングは、
無線局Ａ２からの信号Ａ２：ｔＡ＋α＋ｐＡＡ
無線局Ｂ２からの信号Ｂ２：ｔＢ＋α＋ｐＢＡ
無線局Ｃ２からの信号Ｃ２：ｔＣ＋α＋ｐＣＡ
となり、各信号間の到来時間差は、
信号Ａ２と信号Ｂ２との到来時間差：
τＡＢ＝（ｔＢ−ｔＡ）＋（ｐＢＡ−ｐＡＡ）
＝ｔＡＢ＋Ｐ
信号Ａ２と信号Ｃ２との到来時間差：
τＡＣ＝（ｔＣ−ｔＡ）＋（ｐＣＡ−ｐＡＡ）
＝ｔＡＣ＋２Ｐ
となる。ここで、ｔＡＣ＝−２Ｐ（＝ｔＣ−ｔＡ＜０）となるように、遅延量ｔＣを設定すれば、τＡＣ＝０となる。したがって、受信局１２は、信号Ａ２と信号Ｃ２とを同じタイミングで受信する。ここで、ｔＡＣが負であるということは、ｔＣの方がｔＡより早いタイミングであることを意味している。そして、受信局１２は、信号ＡおよびＣの受信タイミングから（ｔＡＢ＋Ｐ）経過後に信号Ｂを受信する。つまり、受信局１２は、３つの無線局から送信された信号を、２つのタイミングで受信することとなる。

同様に、遅延量ｔＢ、ｔＤの設定方法と受信局１２が複合エリアＢ（無線局Ｂ２が最前）に位置する場合の受信タイミングについて説明する。

図３６は、受信局１２が複合エリアＢ内に位置する場合における無線伝送システムの構成を示す図であり、図３７は、受信局１２が複合エリアＢ内に位置する場合における信号のタイミングを示す図である。

受信局１２は、常に手前から３局目までの無線局Ｂ２〜Ｄ２からの信号を受信可能で、手前からの無線局Ｂ２〜Ｄ２の伝搬時間を、手前からそれぞれ、ｐＢＢ、ｐＣＢ、ｐＤＢとする。これらは、式（１）の近似より、複合エリアＢでの受信局１２の位置に関わらず、
ｐＣＢ−ｐＢＢ＝Ｐ（＞０）、ｐＤＢ−ｐＢＢ＝２Ｐ
とおける。

各無線局１１からの到来波信号が受信端に到着する時間は、
無線局１１Ｂからの信号Ｂ２：ｔＢ＋α＋ｐＢＢ
無線局１１Ｃからの信号Ｃ２：ｔＣ＋α＋ｐＣＢ
無線局１１Ｄからの信号Ｄ２：ｔＤ＋α＋ｐＤＢ
となり、各信号の到来時間差は、
信号Ｂ２と信号Ｃ２との到来時間差：
τＢＣ＝（ｔＣ−ｔＢ）＋（ｐＣＢ−ｐＢＢ）
＝（ｔＡＣ＋ｔＡ）−（ｔＡＢ＋ｔＡ）＋Ｐ
＝−２Ｐ−ｔＡＢ＋Ｐ
＝−（ｔＡＢ＋Ｐ） （＜０）
信号Ｄ２と信号Ｂ２との到来時間差：
τＢＤ＝（ｔＤ−ｔＢ）＋（ｐＤＢ−ｐＢＢ）
＝ｔＢＤ＋２Ｐ
となる。ここで、ｔＢＤ＝−２Ｐ（＝ｔＤ−ｔＢ＜０）となるように、遅延量ｔＢ、ｔＤを設定すれば、τＢＤ＝０となる。よって、受信局１２は、信号Ｂと信号Ｄとを同じタイミングで受信する。

したがって、受信局１２は、はじめに信号Ｃを受信し、その後、（ｔＡＢ＋Ｐ）経過後に信号Ｂおよび信号Ｄを同じタイミングで受信する。つまり、受信局１２は、３つの無線局から送信された信号を、２つのタイミングで受信することとなる。

以上のように、複合エリアＡ、複合エリアＢにおいては、受信端では常に手前から３つの無線局１９からの信号が２つのタイミングで受信されることになる。そして、その２つのタイミングは、次隣接の無線局、本実施形態では無線局Ａ２およびＣ２、無線局Ｂ２およびＤ２の組み合わせである。このように、受信局１２がどの複合エリアに位置する場合であっても、隣接の無線局から送信される信号を異なるタイミングで受信することができる。

なお、ｔＡおよびｔＢがＴｍｉｎ≦（ｔＢ−ｔＡ＋Ｐ）≦Ｔｍａｘを満たすように設定すれば、受信局１２における受信タイミングの差が、パスダイバーシチを効果的に発揮する到来時間差となるので、伝送特性が改善される。

以上のように、本実施形態によれば、複数の無線局と受信局との伝搬時間差が無視できないほどに大きい場合であっても、受信局が受信する信号のタイミングの数が、パスダイバーシチによる効果に寄与する有効ブランチ数（ここでは２つ）になるように、送信局が各無線局に送信する信号に与える遅延量を調整する。これにより、受信局において、パスダイバーシチによる効果を最大限に得ることができる。また、受信局から遠い無線局からの信号が受信局に対して干渉を生じさせず、パスダイバーシチによる効果に寄与させることができる。

また、図３６において、複合エリアＡおよびＢに隣接するエリア（図中のグレーの部分）では、信号Ｂ２と信号Ｃ２が受信される。信号間の到来時間差はｔＢＣ＝−（ｔＡＢ＋Ｐ）＝−（ｔＢ−ｔＡ＋Ｐ）であるので、パスダイバーシチによる効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、２つの複合エリアを構成する４つの無線局を例に説明したが、さらにエリア数を増やすために同様な遅延量の設定で、設置する無線局の数をさらに増やし、エリアを拡張することもできる。

（第８の実施形態）
第８の実施形態は、第７の実施形態で示した連続的な線状連続エリアを横方向に配列することで、面状エリアを構成し、各複合エリアで２つのタイミングで信号を受信することを特徴とする。

図３８は、本発明の第８の実施形態に係る無線伝送システムの構成を示す図である。本実施形態において、送信局１８、無線局１９および受信局１２の構成は、第７の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態において、無線伝送システムは、８つの無線局１９を備える。本実施形態では、４つの無線局１９が、無線局Ａ２〜Ｄ２の順に一列に並んだ４つの無線局を一組として、二組が面状の通信エリアを構成するように配置されている。なお、この８つの無線局を区別する必要がある場合、一方の組に含まれる無線局１９を無線局Ａ２〜Ｄ２と呼び、他方の組に含まれる無線局１９を無線局Ｂ３〜Ｅ３と呼ぶ。

また、無線局Ａ２〜Ｃ２が形成する複合エリアを複合エリアＡ１、無線局Ｂ２〜Ｄ２が形成する複合エリアを複合エリアＢ１と呼ぶ。また、無線局Ｂ３〜Ｄ３が形成する複合エリアを複合エリアＢ２、無線局Ｃ３〜Ｅ３が形成する複合エリアを複合エリアＣ２と呼ぶ。

受信局１２が複合エリアＡ１内に位置する場合、無線局Ａ２およびＣ２が送信する信号Ａ２およびＣ２を同じタイミングで受信する。また、受信局１２が複合エリアＢ１内に位置する場合、無線局Ｂ２およびＤ２とが送信する信号Ｂ２およびＤ２を同じタイミングで受信する。図３８に示すように、受信局１２は、常に手前から３つの無線局が送信する信号を受信する。

次に、受信局１２が複合エリアＢ２（無線局Ｂ３が最前）内に位置する場合の受信タイミングについて説明する。

第７の実施形態と同様に、複合エリアＢ１を形成する無線局のうち、受信局からの伝搬時間が小さい順にｐＢＢ、ｐＣＢ、ｐＤＢとする。複合エリア内における受信局１２の位置に関わらず、図３３の近似により、
ｐＣＢ−ｐＢＢ＝Ｐ（＞０）、ｐＤＢ−ｐＢＢ＝２Ｐ、ｐＤＣ−ｐＣＣ＝Ｐ、ｐＥＣ−ｐＣＣ＝Ｐ
とおける。また、ｔＡ、ｔＢ、ｔＣ、ｔＤについても、第７の実施形態と同様に、
ｔＡＣ＝−２Ｐ（＝ｔＣ−ｔＡ＜０）
ｔＢＤ＝−２Ｐ（＝ｔＤ−ｔＢ＜０）
の関係になるように設定されている。

そして、無線局Ｂ３は無線局Ｂ２と同じ遅延量ｔＢで、無線局Ｃ３は無線局Ｃ２と同じ遅延量ｔＣで、無線局Ｄ３は無線局Ｄ２と同じ遅延量ｔＤで、無線局Ｅ３は遅延量ｔＥで信号を送信する。各無線局Ｂ３〜Ｄ３からの信号が受信局１２で受信されるタイミングは、
無線局Ｂ３からの信号Ｂ３：ｔＢ＋α＋ｐＢＢ
無線局Ｃ３からの信号Ｃ３：ｔＣ＋α＋ｐＣＢ
無線局Ｄ３からの信号Ｄ３：ｔＤ＋α＋ｐＤＢ
となり、各信号間の到来時間差は、
信号Ｂ３と信号Ｃ２との到来時間差：
τＢＣ２＝（ｔＣ−ｔＢ）＋（ｐＣＢ−ｐＢＢ）
これは、上述した信号Ｂ２と信号Ｃ２との到来時間差に相当するため、
τＢＣ２＝τＢＣ
＝−（ｔＡＢ＋Ｐ） （＜０）
信号Ｂ３と信号Ｄ３との到来時間差：
τＢＤ２＝（ｔＤ−ｔＢ）＋（ｐＤＢ−ｐＢＢ）
これは、上述した信号Ｄ２と信号Ｂ２との到来時間差に相当するため、
τＢＣ２＝τＢＤ
＝０
となる。受信局１２は、先に信号Ｃ３を受信し、その後、（ｔＡＢ＋Ｐ）経過後に信号Ｂ３および信号Ｄ３を同じタイミングで受信する。つまり、受信局１２は、３つの無線局から送信された信号を、２つのタイミングで受信することとなる。

次に、遅延量ｔＥの設定方法と、受信局１２が複合エリアＣ２（無線局Ｃ３が最前）内に位置する場合の受信タイミングとについて説明する。図３７は、受信局１２が複合エリアＣ２内に位置する場合における信号のタイミングを示す図である。各無線局Ｃ３〜Ｅ３からの信号が受信局１２で受信される時間は、
無線局Ｃ３からの信号Ｃ３：ｔＣ＋α＋ｐＣＣ
無線局Ｄ３からの信号Ｄ３：ｔＤ＋α＋ｐＤＣ
無線局Ｅ３からの信号Ｅ３：ｔＥ＋α＋ｐＥＣとなり、各信号の到来時間差は、
信号Ｃ３と信号Ｄ３との到来時間差：
τＣＤ＝（ｔＤ−ｔＣ）＋（ｐＤＣ−ｐＣＣ）
＝（ｔＢＤ＋ｔＢ）−（ｔＢＣ＋ｔＢ）＋Ｐ
＝−２Ｐ−ｔＢＣ＋Ｐ
＝−（ｔＢＣ＋Ｐ） （＞０）
＝−（ｔＣ−ｔＢ＋Ｐ） （＞０）
＝−（（ｔＡＣ＋ｔＡ）−（ｔＡＢ＋ｔＡ）＋Ｐ）
＝−（−２Ｐ−ｔＡＢ＋Ｐ）
＝ｔＡＢ＋Ｐ （＞０）
信号Ｃ３と信号Ｅ３との到来時間差：
τＣＥ２＝（ｔＥ−ｔＣ）＋（ｐＥＣ−ｐＣＣ）
＝ｔＣＥ＋２Ｐ
である。

ここで、ｔＣＥ＝−２Ｐとなるように、遅延量ｔＥを設定すれば、τＣＥ２＝０となる。よって、受信局１２は、信号Ｃ３およびＥ３を同じタイミングで受信する。

したがって、受信局１２は、はじめに信号Ｃ３およびＥ３を受信し、その後、（ｔＡＢ＋Ｐ）経過後に信号Ｄ２を受信する。つまり、受信局１２は、３つの無線局から送信された信号を、２つのタイミングで受信することとなる。

以上のように、複合エリアＢ２およびＣ２に位置する受信局は、常に３つの無線局からの信号を２つのタイミングで受信することとなる。具体的には、無線局Ｂ３およびＤ３から受信する信号のタイミングが同じであり、無線局Ｃ３およびＥ３から受信する信号のタイミングが同じであるように構成される。よって、どのエリアに受信局１２が位置する場合であっても、隣接の無線局から送信される信号を異なるタイミングで受信することができる。

したがって、ｔＡおよびｔＢがＴｍｉｎ≦（ｔＢ−ｔＡ）＋Ｐ≦Ｔｍａｘを満たすように設定すれば、受信局１２における受信タイミングの差が、パスダイバーシチを効果的に発揮する到来時間差となるので、伝送特性が改善される。

さらに、複合エリアＢ１と複合エリアＢ２は同じ送信タイミングなので、受信局が信号を受信するタイミングの関係は、複合エリアＡ１と複合エリアＢ１との関係と、複合エリアＡ１と複合エリアＢ２との関係とが同じになる。

このように、本実施形態によれば、一列に配置した無線局の組を面状に配置することによって、パスダイバーシチによる効果を発揮しつつ、より広い通信エリアをカバーすることができる。また、受信局から遠い無線局からの信号が受信局に対して干渉を生じさせず、パスダイバーシチによる効果に寄与させることができる。

また、本実施形態では、４つの複合エリアを構成する８つの無線局を例に説明したが、さらにエリア数を増やすために、遅延量について同様な方法で設定して、連続的に無線局を増やすこともできる。

図３９は、複数の無線局によって形成された複合エリアの配置の一例を示す図である。図３９に示すように、第７の実施形態に係る無線伝送システムは、複合エリアＡ１〜Ｅ１のように、複数の複合エリアが線状に連続した構成となっている。図３９では、この線状に配置した複数の複合エリアの組を組み合わせている。複合エリアＡ１〜Ｅ１の組に対して、複合エリアＢ２〜Ｆ２が隣接し、複合エリアＢ２〜Ｆ２には複合エリアＣ３〜Ｇ３が隣接するように配置されている。また、１つの複合エリアが３つの無線局の通信エリアが重なって形成される場合、Ａ１やＣ１の白色の複合エリアでは、両端の無線局が送信する信号が、第１到来波となる。一方、Ｂ１やＤ１のグレーの複合エリアでは、両端の無線局が送信する信号が、第２到来波となる。このように、複合エリアを組み合わせることによって、パスダイバーシチによる効果を発揮しつつ、より広い通信エリアをカバーすることができる。

なお、第７および第８の実施形態では、各無線局が等間隔に配列されており、隣接する無線局間での伝搬時間差はすべて等しくＰとするものとして説明したが、各伝搬時間に差がある場合でも、送信局が送信タイミングを調整することによってどのエリアに受信局１２があっても、２つのタイミングで信号を受信することができる。また、第７および第８の実施形態において、受信局は、３つの無線局からの信号を受信するものとして説明したが、受信局は、４つ以上の無線局からの信号を受信することとして、２つの受信タイミングに集約されるように遅延量を設定してもよい。

さらに、第７および第８の実施形態において、遅延量ｔＡ、ｔＢ、ｔＣ、ｔＤを信号に与える代わりに、送信局と各無線局とを接続する有線伝送路の長さを調整することによって、各無線局へ送信する信号に与える遅延量を変えてもよい。この場合、各無線局で信号に遅延を与える必要がなくなる。

また、第７および第８の実施形態では、送信局が遅延量を与えた信号を無線局に送信していた。ここで、第６の実施形態と同様に、無線局が送信する信号に与えるべき遅延量を送信局が無線局に通知することとしてもよい。この場合、送信局は、無線局に対して同一のタイミングで信号を送信する。そして、無線局は、送信局から通知された遅延量を信号に与えて受信局へ送信する。

また、第５〜第８の実施形態において、送信局と無線局とは、有線伝送路を介して接続されているものとして説明したが、送信局と無線局とが、無線を介して接続されていてもよい。

また、第１〜第８の実施形態で具体例を挙げて説明した変復調方式以外の方式を用いて通信してもよい。変復調方式は、変調方式と復調方式とを組み合わせて耐マルチパス性を発揮できるものであればよい。

なお、各実施形態で説明した遅延量決定部や送信タイミング制御部などの無線局が備える各機能ブロックは、典型的には、集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。

本発明にかかる無線伝送システムは、無線局が中継送信時に同時送信する複局同時送信システムにおいて、特に、複数の無線局が近接してパスダイバーシチ効果が得られないほどに伝搬距離が短くなることが想定される、家庭内で電化製品を無線接続するシステムや、通信エリアが局所的に限られて送受信間の伝搬時間を設計段階で意図的に調整できる狭域通信（ＤＳＲＣ：Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）システム・路車間通信システムなどに利用できる。

本発明は、パスダイバーシチによる効果に寄与する最大有効ブランチの数が少数に限られる場合であっても、最大限のパスダイバーシチ効果を得ることができる無線伝送システムおよび無線伝送方法、ならびにそれらに用いられる無線局および送信局等として有用である。

本発明の第１の実施形態に係る無線伝送システムの構成を示す図 図１に示す無線局１１の構成を示すブロック図 ＰＳＫ−ＶＰ方式を用いる場合における変調部２１の構成を示すブロック図 図１に示す受信局１２の構成を示すブロック図 ＰＳＫ−ＶＰ方式を用いる場合における復調部３３の構成を示すブロック図 無線局１１の動作を示すフローチャート 無線局Ａ〜Ｄが信号を送信するタイミングを示す図 ＯＦＤＭ方式を用いて通信する場合における変調部２１ａの構成を示すブロック図 図８に示す変調部２１ａの主要部において生成される信号および送信開始信号のタイミングを示す図 ＯＦＤＭ方式を用いて通信する場合における復調部３３ａの構成を示すブロック図 シングルキャリア方式を用いて通信する場合における復調部３３ｂの構成を示すブロック図 変調部が変調ベースバンド信号に遅延を与える場合における無線局２０の構成を示すブロック図 図１２に示す変調部２１ｃの構成を示すブロック図 遅延付加部が、読み出し制御部と波形出力部との間に設けられた場合における変調部２１ｄの構成を示すブロック図 本発明の第２の実施形態に係る変調部２１ｅの構成を示すブロック図 本発明の第２の実施形態に係る復調部３３ｅの構成を示すブロック図 本発明の第３の実施形態に係る無線伝送システムの構成を示す図 送信局１３および無線局１４が送信する信号に用いられるフレームの構成を示す図 図１７に示す無線局１４の構成を示すブロック図 無線局１４の動作を示すフローチャート 無線局Ａ１〜Ｄ１が信号Ａ１〜Ｄ１を送信するタイミングを示す図 本発明の第４の実施形態に係る無線伝送システムの構成を示す図 図２１に示す送信局１５の構成を示すブロック図 送信局１５の動作を示すフローチャート 第４の実施形態に係る送信局１５および無線局Ａ１〜Ｄ１が送信する信号のタイミングを示す図 本発明の第５の実施形態に係る無線伝送システムの構成を示す図 本発明の第６の実施形態に係る無線伝送システムの構成を示す図 送信局１６の構成を示すブロック図 無線局１７の構成を示すブロック図 送信局１６および無線局１７の動作を示すフローチャート 第６の実施形態の変形例に係る無線局１９が送信する信号のタイミングを示す図 本発明の第７の実施形態に係る無線伝送システムの構成を示す図 ２つの無線局Ａ２およびＢ２と、受信局１２との位置関係を示す概略図 行路長差Δｚと、受信局１２および無線局の距離ｘとの関係を示す図 図３２に示す受信局１２が複合エリアＡ内に位置する場合における信号のタイミングを示す図 図３２に示す受信局１２が複合エリアＢ内に位置する場合における無線伝送システムの構成を示す図 図３２に示す受信局１２が複合エリアＢ内に位置する場合における信号のタイミングを示す図 本発明の第８の実施形態に係る無線伝送システムの構成を示す図 複数の無線局によって形成された複合エリアの配置の一例を示す図 特許文献１に記載された無線通信システムのブロック図 ＱＰＳＫ−ＶＰ方式を用いた場合における２波の到来時間差に対するビット誤り率特性を示す図 ＱＰＳＫ−ＶＰ方式における受信波が２波と３波の場合のビット誤り率特性を示す図 図４２における２波と３波の時間関係を示す図

符号の説明

１１、１４、１７、１９、２０ 無線局
１２ 受信局
１３、１５、１６、１８ 送信局
２１、１５２ 変調部
２２ データ保持部
２３ 送信タイミング制御部
２４、３２、１５３ ＲＦ部
２５ アンテナ
２７ ＵＷ検出部
２８、１５５ 遅延量設定部
２９ 遅延量抽出部
３３ 復調部
１５１ 再送信タイミング制御部
１６１ 遅延量決定部
１６２ 遅延量付加部

Claims (25)

1. 複数の無線局が信号を受信局へ送信する無線伝送システムであって、
   前記無線伝送システムは、送信側の無線局とマルチパス伝送路と前記受信局とによってパスダイバーシチのためのシステムを構成しており、
   前記信号を送信する基準となる基準タイミングから、所定の遅延量だけ遅延させたタイミングを、前記信号の送信を開始する送信開始タイミングとする送信タイミング制御部と、
   前記送信タイミング制御部によって決定された前記送信開始タイミングに、前記信号を送信する送信部と、
   前記受信局に設けられ、送信されてきた前記信号を受信する受信部とを備え、
   前記受信部によって信号が受信される受信タイミングの数が複数となり、かつ当該受信タイミングの数が所定の最大有効ブランチ数以下となる大きさであり、前記受信タイミングの差が、所定の遅延分解能以上であり、かつ前記受信タイミングの最大値および最小値の差が、所定の遅延上限以下となる大きさであるように前記所定の遅延量は設定されていることを特徴とする、無線伝送システム。
2. 前記所定の最大有効ブランチ数、前記所定の遅延分解能および前記所定の遅延上限は、それぞれ、複数の遅延波をパスダイバーシチ受信することができる値に設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の無線伝送システム。
3. 前記送信タイミング制御部および前記送信部は前記無線局に設けられ、
   各前記無線局が持ち合わせる前記基準タイミングは予め定められており、各前記無線局が持ち合わせる前記基準タイミングは同一のタイミングである、請求項１に記載の無線伝送システム。
4. さらに、前記受信局へ送信すべき信号を前記無線局に送信する送信局を備え、
   前記送信局は、
   前記受信局へ送信すべき信号を前記無線局に送信する送信元信号送信部を含み、
   前記送信タイミング制御部および前記送信部は前記無線局に設けられ、
   前記無線局は、
   前記送信元信号送信部によって送信された信号を受信する中継受信部と、
   前記中継受信部によって前記信号が受信されたタイミングを検出するタイミング検出部とを含み、
   前記送信タイミング制御部は、前記タイミング検出部によって検出されたタイミングを前記基準タイミングとし、
   前記送信部は、前記中継受信部によって受信された信号を前記受信局へ送信する、請求項１に記載の無線伝送システム。
5. 前記タイミング検出部は、前記信号に含まれるユニークワードを検出する、請求項４に記載の無線伝送システム。
6. さらに、前記受信局へ送信すべき信号を前記無線局に送信する送信局を備え、
   前記送信局は、
   前記受信局へ送信すべき信号を前記無線局に送信する送信元信号送信部と、
   前記所定の遅延量を、複数の候補値から選択する遅延量選択部と、
   前記基準タイミングから、前記遅延量選択部によって選択された遅延量だけ遅延させたタイミングを、前記信号を前記受信局へ送信する再送信開始タイミングとする再送信開始タイミング決定部と、
   前記再送信開始タイミング決定部によって決定された前記再送信開始タイミングに、前記信号を前記受信局へ送信する再送信信号送信部とを含み、
   前記送信タイミング制御部および前記送信部は、前記無線局に設けられており、
   前記無線局は、前記送信元信号送信部によって送信された信号を受信する中継受信部を含み、
   前記送信部は、前記中継受信部によって受信された信号を前記受信局へ送信する、請求項１に記載の無線伝送システム。
7. さらに、前記受信局へ送信すべき信号を前記無線局に送信する送信局を備え、
   前記送信局は、
   前記無線局が送信する信号に与えるべき遅延量を、複数の候補値から選択する遅延量選択部と、
   前記遅延量選択部によって選択された遅延量を前記信号に付加する遅延量付加部と、
   前記遅延量付加部によって遅延量が付加された信号を前記無線局に送信する送信元信号送信部とを含み、
   前記送信タイミング制御部は、前記無線局に設けられ、
   前記無線局は、
   前記送信元信号送信部によって送信された前記遅延量が付加された信号を受信する中継受信部と、
   前記中継受信部によって受信された信号から前記遅延量を抽出する遅延量抽出部とを含み、
   前記送信タイミング制御部は、前記遅延量抽出部によって抽出された遅延量の分だけ前記基準タイミングから遅延させたタイミングを前記送信開始タイミングとし、
   前記送信部は、前記中継受信部によって受信された信号を前記受信局へ送信する、請求項１に記載の無線伝送システム。
8. さらに、前記受信局へ送信すべき信号を前記無線局に送信する送信局を備え、
   前記送信タイミング制御部および前記送信部は、前記送信局に設けられ、
   前記送信局は、
   各前記無線局に送信する信号に与えるべき遅延量を複数の候補値から選択する遅延量選択部を含み、
   前記送信タイミング制御部は、前記基準タイミングから前記遅延量選択部によって選択された遅延量だけ遅延させたタイミングを前記送信開始タイミングとし、
   前記送信部は、前記送信タイミングに、前記信号を前記無線局に送信し、
   前記無線局は、
   前記送信局から送信されてきた信号を受信する中継受信部と、
   前記中継受信部によって受信された信号を前記受信局へ送信する中継送信部とを含む、請求項１に記載の無線伝送システム。
9. 前記複数の無線局は、互いに所定の距離内に位置する前記無線局の通信範囲が一部重複するように配置され、
   前記送信局は、さらに、
   前記遅延量選択部によって選択された遅延量と同一の遅延量が割り当てられた前記無線局から送信される信号が前記受信局に到達するタイミングが等しくなるように前記遅延量を調整する遅延量調整部を含み、
   前記遅延量付加部は、前記遅延量調整部によって調整された遅延量を示す遅延信号を生成し、
   前記受信部は、互いに隣接する前記無線局から送信される信号を異なるタイミングで受信する、請求項７に記載の無線伝送システム。
10. 前記複数の無線局は、互いに所定の距離内に位置する前記無線局の通信範囲が一部重複するように配置され、
    前記送信局は、さらに、
    前記遅延量選択部によって選択された遅延量と同一の遅延量が割り当てられた前記無線局から送信される信号が前記受信局に到達するタイミングが等しくなるように前記遅延量を調整する遅延量調整部を含み、
    前記送信タイミング制御部は、前記基準タイミングから、前記遅延量調整部によって調整された遅延量だけ遅延させたタイミングを送信開始タイミングとし、
    前記受信部は、互いに隣接する前記無線局から送信される信号を異なるタイミングで受信する、請求項８に記載の無線伝送システム。
11. 前記無線局は、線状に配置される、請求項９に記載の無線伝送システム。
12. 前記無線局は、線状に配置される、請求項１０に記載の無線伝送システム。
13. 前記線状に配置された無線局の組が複数あり、当該線状に配置された無線局の組は、互いに平行になるように配置されている、請求項１１に記載の無線伝送システム。
14. 前記線状に配置された無線局の組が複数あり、当該線状に配置された無線局の組は、互いに平行になるように配置されている、請求項１２に記載の無線伝送システム。
15. 前記所定の遅延量の数は、前記最大有効ブランチ数に等しい、請求項４に記載の無線伝送システム。
16. 前記所定の遅延量の数は、２つである、請求項１に記載の無線伝送システム。
17. さらに、複数の候補値から前記所定の遅延量を選択する遅延量選択部を備え、
    前記遅延量選択部によって選択されるべき遅延量は予め定められており、
    前記送信タイミング制御部は、前記遅延量選択部によって選択された遅延量に基づいて送信開始タイミングを決定する、請求項１に記載の無線伝送システム。
18. さらに、複数の候補値から前記所定の遅延量をランダムに選択する遅延量選択部を備え、
    前記送信タイミング制御部は、前記遅延量選択部によって選択された遅延量に基づいて送信開始タイミングを決定する、請求項１に記載の無線伝送システム。
19. 前記変調方式および前記復調方式に直交周波数分割多重方式を用いる、請求項１に記載の無線伝送システム。
20. 前記変調方式にＰＳＫ−ＶＰ方式を用いる、請求項１に記載の無線伝送システム。
21. 複数の無線局が信号を受信局へ送信する無線伝送システムに用いられる無線局であって、
    前記無線伝送システムは、送信側の無線局とマルチパス伝送路と前記受信局とによってパスダイバーシチのためのシステムを構成しており、
    前記信号を送信する基準となる基準タイミングから、所定の遅延量だけ遅延させたタイミングを、前記信号の送信を開始する送信開始タイミングとする送信タイミング制御部と、
    前記送信タイミング制御部によって決定された前記送信開始タイミングに、前記信号を送信する送信部とを備え、
    受信側が信号を受信する受信タイミングの数が複数となり、かつ当該受信タイミングの数が所定の最大有効ブランチ数以下となる大きさであり、前記受信タイミングの差が、所定の遅延分解能以上となり、かつ前記受信タイミングの最大値および最小値の差が、所定の遅延上限以下となる大きさであるように前記所定の遅延量は設定されていることを特徴とする、無線局。
22. 複数の無線局を経由して受信局に信号を送信する無線伝送システムに用いられる送信局であって、
    前記無線伝送システムは、送信側の無線局とマルチパス伝送路と前記受信局とによってパスダイバーシチのためのシステムを構成しており、
    各前記無線局に送信する信号に与えるべき遅延量を複数の所定の遅延量の中から選択する遅延量選択部と、
    前記信号を送信する基準となる基準タイミングから、前記遅延量選択部によって選択された遅延量だけ遅延させたタイミングを、前記信号の送信を開始する送信開始タイミングとする送信タイミング制御部と、
    前記送信開始タイミングになると、前記信号を前記無線局に送信する送信部とを備え、
    受信側が信号を受信する受信タイミングの数が複数となり、かつ当該受信タイミングの数が所定の最大有効ブランチ数以下となる大きさであり、前記受信タイミングの差が、所定の遅延分解能以上となり、かつ前記受信タイミングの最大値および最小値の差が、所定の遅延上限以下となる大きさであるように前記所定の遅延量は設定されていることを特徴とする、送信局。
23. 複数の無線局が信号を受信局へ送信する無線伝送システムに用いられ、前記受信局に前記信号を送信するための方法であって、
    前記無線伝送システムは、送信側の無線局とマルチパス伝送路と前記受信局とによってパスダイバーシチのためのシステムを構成しており、
    前記信号を送信する基準となる基準タイミングから、所定の遅延量だけ遅延させたタイミングを、前記信号の送信を開始する送信開始タイミングとするステップと、
    前記送信開始タイミングを決定するステップにおいて決定された前記送信開始タイミングに、前記信号を送信するステップと、
    前記受信局に設けられ、送信されてきた前記信号を受信するステップとを備え、
    前記受信部によって信号が受信される受信タイミングの数が複数となり、かつ当該受信タイミングの数が所定の最大有効ブランチ数以下となる大きさであり、前記受信タイミングの差が、所定の遅延分解能以上となり、かつ前記受信タイミングの最大値および最小値の差が、所定の遅延上限以下となる大きさであるように前記所定の遅延量は設定されていることを特徴とする、方法。
24. 複数の無線局が信号を受信局へ送信する無線伝送システムに用いられ、前記無線局が信号を送信するための方法であって、
    前記無線伝送システムは、送信側の無線局とマルチパス伝送路と前記受信局とによってパスダイバーシチのためのシステムを構成しており、
    前記信号を送信する基準となる基準タイミングから、所定の遅延量だけ遅延させたタイミングを、前記信号の送信を開始する送信開始タイミングとするステップと、
    前記送信開始タイミングを決定するステップにおいて決定された前記送信開始タイミングに、前記信号を送信するステップとを備え、
    前記受信側が信号を受信する受信タイミングの数が複数となり、かつ当該受信タイミングの数が所定の最大有効ブランチ数以下となる大きさであり、前記受信タイミングの差が、所定の遅延分解能以上となり、かつ前記受信タイミングの最大値および最小値の差が、所定の遅延上限以下となる大きさであるように前記所定の遅延量は設定されていることを特徴とする、方法。
25. 送信局が、複数の無線局を経由して受信局に信号を送信するための方法であって、
    前記送信局および前記受信局を備える無線伝送システムは、前記送信局とマルチパス伝送路と前記受信局とによってパスダイバーシチのためのシステムを構成しており、
    各前記無線局に送信する信号に与えるべき遅延量を複数の所定の遅延量の中から選択するステップと、
    前記信号を送信する基準となる基準タイミングから、前記遅延量を選択するステップにおいて選択された遅延量だけ遅延させたタイミングを、前記信号の送信を開始する送信開始タイミングとするステップと、
    前記送信開始タイミングになると、前記信号を前記無線局に送信するステップとを備え、
    前記受信側が信号を受信する受信タイミングの数が複数となり、かつ当該受信タイミングの数が所定の最大有効ブランチ数以下となる大きさであり、前記受信タイミングの差が、所定の遅延分解能以上となり、かつ前記受信タイミングの最大値および最小値の差が、所定の遅延上限以下となる大きさであるように前記所定の遅延量は設定されていることを特徴とする、方法。
    
    

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