JP4921460B2 - 無線伝送システム並びにそれに用いられる無線局及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、互いに近接する複数の無線局がデータを複局同時送信する無線伝送システム並びにそれに用いられる無線局及び方法に関する。

一般的に、無線通信において、送信された信号が複数の伝搬路を経由し、異なる伝搬時間で受信機へ到達することによって、マルチパスフェージングが生じる。マルチパスフェージングによる伝送特性の劣化を防止するために、耐マルチパス性を有する変復調方式が用いられている。

耐マルチパス性を有する変復調方式には、例えば、スペクトル拡散方式や、広い周波数に渡って配置された多数のサブキャリアに情報を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耐マルチパス変調方式等がある。

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）、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。

耐マルチパス変調方式には、凸状の位相冗長を加えるＰＳＫ−ＶＰ（Phase Shift Keying with Varied Phase）方式（非特許文献１）や、振幅冗長を加えるＰＳＫ−ＲＺ（Return to Zero Phase Shift Keying）方式（非特許文献２）がある。

また、通常のシングルキャリア変調方式を用いて無線通信した場合であっても、受信側で等化器を用いることによって、耐マルチパス性を持たせることができる。シングルキャリア変調方式を用いて無線通信し、受信側で等化器を用いる変復調方式も、耐マルチパス性を有する変復調方式である。

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通信することによって、マルチパス波形歪みによる伝送特性の劣化を防止することができる。さらに、マルチパスを構成する各素波（遅延波）の受信機への到来時間差が適度にある場合、複数の遅延波をダイバーシチ受信（パスダイバーシチ受信）することによって、遅延波成分を分離合成することによって、伝送特性を積極的に改善することができる。

以下、パスダイバーシチ効果が得られる到来時間差の下限値を遅延分解能と、上限値を遅延上限と呼ぶ。遅延分解能及び遅延上限は、用いられる変復調方式の原理上定まる場合もあり、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方式において、受信側で受信信号を複数遅延波成分（パス）に分離して合成（ＲＡＫＥ受信）し、パスダイバーシチ効果を得るための遅延分解能は、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。

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、遅延上限はガード時間に相当する。遅延波の伝搬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、パスダイバーシチ効果を得ることができる。

また、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程度の時間に相当し、遅延上限は１シンボル長未満の時間に相当する。また、送信側にＰＳＫ方式やＱＡＭ方式等のシングルキャリア方式を用い、受信側にタップ付き遅延線を用いた等化器を利用する場合、遅延分解能は１シンボル長に相当し、遅延上限はタップ数によって定まる時間に相当する。

以上のような耐マルチパス性を有する変復調方式を用いて、複数の基地局のアンテナから同一の信号を複局同時送信する際に人為的に信号を遅延させ、パスダイバーシチ効果を得ることにより、伝送特性の積極的な改善や通信エリアの拡大等を図った無線伝送システムが、セルラー系や放送系の分野において提案されている。ただし、このような複局システムにおいても、各アンテナからの到来波の到来時間差が、遅延分解能以上かつ遅延上限以下となる範囲を逸脱する地点では、パスダイバーシチ効果を得ることができない。

それどころか、例えば、２つの局からの到来波の到来時間差が極端に短い場合、等電力の２つの遅延波が逆位相で同時に受信される地点では、信号が互いに打ち消し合ってしまうため、伝送特性が大きく劣化してしまう。一方、２つの局からの到来波の到来時間差が遅延上限を越える地点においても、パスダイバーシチ効果が得られないばかりか、伝送特性が劣化してしまうことになる。そこで、従来の複局システムでは、この問題を生じさせないために、複局同時送信させる複数のアンテナ間の送信タイミングに適度な差を設け、パスダイバーシチ効果を確実に発揮できるようにしている（例えば特許文献１）。

図４８Ａは、特許文献１に記載の従来の複局同時送信システムの構成を示す図である。図４８Ａにおいて、基地局５０は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を用いて移動端末と通信する。遠隔アンテナシステム５２−１〜５２−ｎは、基地局と図示しない移動端末との間に介在し、基地局及び移動局間で送信される信号を中継する。遠隔アンテナシステム５２−１〜５２−ｎは、基地局５０から遠く離れた所定の位置に配置されている。遠隔アンテナシステム５２−１〜５２−ｎは、高利得アンテナ５４−１〜５４−ｎと、遅延素子５６−１〜５６−ｎと、遠隔アンテナ５８−１〜５８−ｎとを含む。

基地局５０から送信された信号は、高利得アンテナ５４−１〜５４−ｎで受信され、増幅された後、遅延素子５６−１〜５６−ｎで各々所定時間遅延され、遠隔アンテナ５８−１〜５８−ｎから送信される。このシステムでは、拡散符号の１チップ時間より若干大きい時間τの倍数で各々異なる遅延時間となる遅延素子５６−１〜５６−ｎを各遠隔アンテナシステム５２−１〜５２−ｎに設けている。これにより、例えば遠隔アンテナ５８−１〜５８−５の各々がカバーするエリアを図４８ＢのＥ５８−１〜Ｅ５８−５のように形成した場合に、隣接するローカルアンテナから信号がほぼ等電力で到来するローカルアンテナからほぼ等距離のエリアオーバーラップ地点における到来波の到来時間差を適度な値（この場合には、τ〜３τ程度）にして、複局同時送信によるパスダイバーシチを確実に得ることができる。

また、シンボル波形（シンボル内の位相波形）に着目した特許文献２に記載された伝送方法の変調方式は、シンボル波形の位相についてシンボル周期Ｔに同期させた凸型の位相遷移を有し、遅延検波によって検波出力を得る方法で、マルチパスによって検波出力が消失してしまう状況を回避し、逆にパスの合成効果を得て伝送特性を改善することができる。この改善効果は、原理的に遅延波の遅延量τが所定の範囲（０＜τ＜Ｔ）において効果を発揮する。

図４９は、特許文献２に記載されたシンボル波形の位相遷移を示す概略図である。図４９において、この位相遷移は、１シンボルの時間長（シンボル長）Ｔでの遷移幅を最大位相遷移量φ_MAXで規定し、下記式（１）に示す関数に基づいて放物線状に位相を変化させる。

図５０は、特許文献２に記載された伝送信号生成回路７００の構成を示す図である。図５３に示すように、伝送信号生成回路７００は、差動符号化回路７０１と、波形発生回路７０２と、直交変調器７０４と、発振器７０３とを備える。そして、伝送信号生成回路７００は、送信データを差動符号化回路７０１で差動符号化し、波形発生回路７０２で凸型の位相冗長性を有するシンボル波形を用いて変調し、直交変調器７０４で搬送波周波数帯の信号に変換する。

次に、このような凸型の位相冗長性を持たせたシンボル波形を用いる場合の到来信号間の位相関係について示す。
図５１は、凸型の位相冗長性を持たせたシンボル波形を用いる場合における２つの到来信号Ａ及びＢの位相関係を示す概略図である。図５１において、位相差αを１８０度とすると、到来信号間に遅延が生じる場合でも位相が凸状に遷移するので、有効区間内で打ち消し合って受信波が消失する区間（図５１のｂ点）があっても、打ち消し合わずに受信波が残存する区間（図５１のａ点及びｃ点）がある。この到来信号Ａ及びＢを遅延検波と低域通過フィルタとの組み合わせによって処理することで、有効な検波出力を得ることができる、よって、結果的にパスダイバーシチ効果を得て伝送特性が改善される。

図５２は、特許文献２に記載される変調方式による送信ダイバーシチを用いた従来の無線伝送システムの構成を示す模式図である。図５２に示すように、伝送信号生成回路７００と第１及び第２空中線９０４及び９０５との間に遅延器９０１を設け、第１及び第２空中線９０４及び９０５から送信する信号間に、遅延を挿入する。このとき、パスダイバーシチ効果が良好に発揮される遅延量に設定して送信することで、伝送特性の改善が図られる。

一方で、近年、複数の無線局がお互いにデータを中継し合うことによって無線通信を行うマルチホップシシステムが研究されている。図５３は、特許文献３に記載の従来の無線伝送システムの構成を示す図である。図５３において、無線伝送システムは、６つの無線局１７−１〜１７−６を備える。図５４は、図５３に示す各無線局が伝送するパケットの送信タイミングを模式的に示す図である。

まず、無線局１７−１は、ブロードキャスト用のパケットを送信する。無線局１７−１が送信したパケットを受信することができるのは、無線局１７−１の近傍に位置する無線局１７−２及び１７−３である。無線局１７−２及び１７−３は、パケットの受信が完了したタイミングから所定の送信タイミングまで送信待ちし、同時にパケットを送信する。

次に、無線局１７−２及び１７−３が送信したパケットを受信することができるのは、無線局１７−４及び１７−５である。無線局１７−４及び１７−５も、パケットの受信が完了したタイミングから所定の送信タイミングまで送信待ちし、同時にパケットを送信する。そして、無線局１７−６が、無線局１７−４及び１７−５が送信したパケットを受信する。このように、特許文献３では、マルチホップシステムにおいて、耐マルチパス性を有するＯＦＤＭを用いることによって、複数の無線局が同時に同じパケットを送信しても干渉が生じない。また、無線局１７−１から無線局１７−６の順に１局ずつマルチホップ伝送する場合に比べて、ブロードキャスト用のパケット伝送に要する時間を短縮することができるため、伝送効率を向上させることができる。

このように、特許文献３に記載された従来の無線伝送システムによれば、複数の無線局が耐マルチパス性を有する変復調方式を用いて、効率良くマルチホップ伝送することができる。
特許第３３２５８９０号明細書 特許第２５０６７４８号明細書 特開２０００−１１５１８１号公報 エッチ．タカイ、「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」、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（H. Takai, "BER Performance of Anti-Multipath Modulation Scheme PSK-VP and its Optimum Phase-Waveform"，IEEE, Trans. Veh. Technol.), Vol. VT-42、１９９３年１１月、ｐ６２５−６３９ エス．アリヤビスタクル、エス．ヨシダ、エフ．イケガミ、ケイ．タナカ、ティー．タケウチ、「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」、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（S. Ariyavisitakul, S. Yoshida, F. Ikegami, K. Tanaka, T. Takeuchi, "A Power-efficient linear digital modulator and its application to an anti-multipath modulation PSK-RZ scheme", Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference）、１９８７年６月、ｐ６６−７１

通常、マルチホップシステムは、互いに近接する無線局を用いて構築されるため、パケットを複局同時送信する無線局から受信局までの伝搬行路長は、どの局からもほぼ同一となる。従って、特許文献３に記載の従来の無線伝送システムにおいても、複局同時送信する無線局（例えば、無線局１７−４及び１７−５）において、パケットを送信するタイミングに適度な差を設けていない場合、上述のように２つの遅延波が逆位相であると互いに打ち消し合うため、パスダイバーシチ効果を得ることができない。

しかしながら、特許文献３は、パケット伝送に要する時間を短縮し、伝送効率を高めることを目的としているため、パスダイバーシチ効果を確実に得ることについてはなんら考慮されていない。それ故、特許文献３には、無線局間に適度な送信タイミング差を確実に設ける方法についてはなんら述べられていない。

また、特許文献１に記載の従来の複局同時送信システムは、放送系やセルラー系の無線システムのように、信号の送信元が常に１つの基地局であり、基地局から送信された信号を複局同時送信するアンテナの配置や、伝送ルートが固定されているシステムを意図したものである。従って、送信元となる無線局や信号を中継する無線局が移動することによって、複局同時送信する無線局の数（複局数）や、伝送ルートが変動したりする場合については、なんら考慮されていない。従って、特許文献１に記載の従来の複局同時送信システムを、複局同時送信する無線局や伝送ルートが変動するマルチホップシステムに適用した場合、以下のような問題が生じる。

図５５Ａ〜Ｃは、特許文献１に記載の複局同時送信システムを、複局数や伝送ルートが変動するマルチホップシステムに適応した場合の問題点を説明するための図である。図５５Ａに示す無線局１７−１〜１７−ｎ（ｎ：１以上の自然数）は、図５５Ｂ又はＣに示すように、それぞれ通信エリアＥ１７−１〜１７−ｍ（ｍ：１以上ｎ以下の自然数）を形成する。

例えば、図５５Ａのように、ｎ個の無線局１７−１〜１７−ｎには、それぞれτの倍数の遅延時間が割り当てられており、無線局１７−１〜１７−ｎは、割り当てられた遅延時間をパケットに与えて中継伝送するものとする。遅延時間τは、遅延分解能以上の時間である。

各無線局１７−１〜１７−６が、図５５Ｂに示す位置関係にある場合、無線局１７−１が送信した中継伝送されるべきパケット（以下、ブロードキャストパケットと呼ぶ）は、無線局１７−２及び１７−３によって複局同時送信され、次いで無線局１７−４及び１７−５によって再度複局同時送信される。この場合、無線局１７−２〜１７−５には、それぞれ２τ〜５τの遅延が設定されているため、複局同時送信時の各パスの到来時間差はτとなって、パスダイバーシチ効果を得ることができる。

しかしながら、無線局の移動や交換等によって、無線局１７−１〜１７−５及び１７−ｍが、図５５Ｃの位置関係で存在する場合も起こり得る。この場合、無線局１７−２が送信したブロードキャストパケットは、無線局１７−１及び１７−５によって複局同時送信される。しかしながら、無線局１７−１に割り当てられた遅延時間τと、無線局１７−５に割り当てられた遅延時間５τとでは、４τの時間差があるため、４τが遅延上限を超える場合、パスダイバーシチ効果を得ることができない。従って、無線局１７−１及び１７−５から送信されてきたパケットを受信するはずの無線局１７−３及び１７−ｍは、ブロードキャストパケットを受信することができなくなってしまう。一方、４τが遅延上限以下である場合、無線局１７−３及び１７−ｍが送信するブロードキャストパケットは、時間差（ｍ−３）τで再度複局同時送信される。しかしながら、この場合においても、（ｍ−３）τが遅延上限を超える場合、やはりパスダイバーシチ効果を得ることができず、無線局１７−４は、ブロードキャストパケットを受信することができない。

また、無線局の位置関係に関わらず、複局同時送信時に、上述のような遅延上限を越える問題を生じさせないために、例えば、無線局１７−１〜１７−ｋ（ｋ：１以上ｎ以下の自然数）に、遅延上限がｋτ以上（ｋ＋１）τ未満となるような変復調方式を用いて、パケットをマルチホップ伝送することが考えられる。この場合、図５６Ａに示すように、無線局ＩＤ番号がｍである無線局１７−ｍに対して、遅延時間ｊτ（ｊ：ｍをｋで割った余り）を割り当てることも考えられる。しかしながら、この場合にも、同じ遅延時間に設定される無線局が生じ得るため、例えば、図５６Ｂのように、パケットを複局同時送信する無線局１７−ａ及び１７−ｂに同一の遅延時間が割り当てられていた場合、無線局１７−４及び１７−５に無線局１７−ａ及び１７−ｂからの到来波が到来するタイミングが同一になってしまうため、パスダイバーシチ効果を得ることができない。

上記方法で設定できる遅延量の数（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程度に抑えられる。従って、遅延上限が無限に大きいか又は遅延分解能が無限に小さい場合、上記問題は生じない。しかしながら、実際には、変復調方式のパラメータや実装上の制約から、遅延分解能と遅延上限とが変復調方式毎に必ず存在するため、マルチホップシステムの複局同時送信に特許文献１の従来の複局同時送信システムを適用すると、上述のようにパスダイバーシチ効果を得ることができない場合が生じてしまう。

特に、上述した耐マルチパス性を有する変復調方式では、下記の事情にて、パスダイバーシチ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（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つの場合、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から３を含め、この問題を解決する方法は未だに提案されていない。

遅延上限が遅延分解能に近接し、パスダイバーシチ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。従って、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。従って、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。従って、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。

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。従って、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。

また、特許文献２に記載されたシンボルに同期した位相遷移を有する変調方式を遅延の挿入なしで送信ダイバーシチに適用した伝送方法では、遅延分散性が無視できる伝搬路の場合、たとえ複数の送信アンテナからの到来波のレベルが確保されても、２つの到来信号間の位相関係が逆相になると打ち消し合ってパスダイバーシチ効果が発揮されない。

図５７は、特許文献２に記載された変調方式において到来信号の位相関係が逆相の場合を示した模式図である。図５７に示すように、たとえ位相遷移が凸状であっても２つの到来信号間に遅延がない場合、逆相になってしまうと検波出力が無くなってしまい、改善効果を失ってしまう。

図５８は、２波到来モデルにおいて、特許文献２に記載された伝送方式のビット誤り率と遅延量τとの関係を模式的に示したものである。図５８において、横軸は２波到来モデルの到来信号間の遅延量、縦軸はビット誤り率を示す。到来波間の遅延量τが少ないと、図５７で述べたように、２波の位相が逆相で到来した場合に改善効果が失われて、誤り率が劣化する。遅延量τが相対的に大きくなるにつれて改善され、シンボル長Ｔに近づくにつれて有効区間が短くなり、最終的には消滅して再度誤り率は劣化する。

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５９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実際の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５９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。

特許文献２には、送信信号に意図的な所定遅延を挿入することで、送信ダイバーシチを構成する方法が記載されている（図５２）。遅延器９０１で挿入する遅延量は、給電線を含め伝搬路での行路差、加えて各々行路内での遅延分散が相加することを想定して、例えば、図５８のτ_Sで示すように、誤り率特性曲線の底（良好な誤り率の区間）の中央に設定することになる。しかし、この従来の送信ダイバーシチだと、伝搬路で生じる遅延分散に対する耐性（遅延耐性）の観点で見るならば、「良好な誤り率の区間」で示された本来の方式の能力に対して、送信側で比較的大きな遅延τ_Sを予め挿入しなければならないために、耐遅延量は大幅に目減りしてしまう問題があった。

以上のような耐遅延量への制約下において、図６０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６１は、図６０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６０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。つまり、図５２のように２つまでの遅延を持たせた送信波では良いが、さらに、３つ目の送信波を加えると逆に特性が劣化してしまう問題があった。

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。

それ故に、本発明の目的は、パスダイバーシチ効果に寄与する最大有効ブランチ数を増加させ、また、それが少数に限られる場合であっても、近接して配置されている複数の無線局が同一データを伝送する複局同時送信システムにおいて、無線局の位置関係や、データを複局同時送信する無線局数が変化しても、パスダイバーシチ効果を最大限に、かつ、確実に得ることができる無線伝送システム並びにそれらに用いられる無線局及び方法を提供することである。

本発明は、複数の無線局と、無線局間に形成されるマルチパス伝送路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、データを無線によって複局同時送信することができる無線伝送システム、このシステムに用いられる無線局及び方法に向けられている。そして、本発明では、上記目的を達成するために、複数の無線局は、複局同時送信される送信信号に用いられるシンボル波形と基準タイミングからの遅延量とを組とする複数の組み合わせを、自局又は他局が送信する複局同時送信要求パケットに対する応答パケットに応じて決定する少なくとも１つの無線局と、少なくとも１つの無線局で決定された複数の組み合わせを用いて複局同時送信される送信信号を受信する宛先の無線局とを含んでいる。

好ましくは、少なくとも１つの無線局は、シンボル波形が同一かつ遅延量が異なる２つ以上の組み合わせについて、相互の遅延量の差を所定の遅延分解能以上に設定し、遅延量の最大値と最小値との差を所定の遅延上限以下に設定する。この所定の遅延分解能及び所定の遅延上限は、それぞれ、宛先の無線局が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が望ましい。宛先の無線局は、遅延検波によって検波信号を得る。

複数の無線局が、各々の通信エリア内に存在する少なくとも１つの端末局を管理する機能を持つ複数の管理局を含み、複数の管理局が、それぞれ、通信に先立って通信可能な状態を確立するためのネゴシエーションパケットとして、複局同時送信要求パケット及び応答パケットを送受信する送受信部を備える場合、少なくとも１つの無線局を、複局同時送信する管理局に対してデータを送信する送信元の管理局とし、ネゴシエーションパケットに基づいて、複局同時送信可能な管理局を認識し、認識した管理局によって送信信号が複局同時送信される際に用いられる組み合わせを決定するか、又はネゴシエーションパケットに基づいて複局同時送信可能となった管理局とし、自局が送信信号を複局同時送信する際に用いる組み合わせを決定する、シンボル波形・遅延量決定部を備えてもよい。

また、無線伝送システムが、送信元の無線局からの送信信号を、他の無線局に中継させて宛先の無線局に伝送するシステムである場合、複数の無線局に、それぞれ、複局同時送信すべき送信信号があれば複局同時送信要求パケットを他の無線局に送信し、複局同時送信要求パケットを受信すれば応答パケットを送信する送信部と、応答パケットを受信する受信部と、受信した応答パケットに基づいて、複局同時送信が可能な中継局を決定し、決定した中継局によって送信信号が複局同時送信される際に用いられる組み合わせを決定するシンボル波形・遅延量決定部とを含ませる。そして、自局が送信元の無線局である場合、中継局のいずれかから宛先の無線局からの応答パケットを受信した旨の通知を受信するか、又は宛先の無線局から応答パケットを自局で直接受信した場合には、中継伝送を取りやめることを中継局に通知する機能を、送信部に含んでもよい。

また、送信元の無線局からの複局同時送信要求パケットの受信に応じて、自局が送信元の無線局から送信される送信信号を中継することができるか否かを判断する中継可否判断部をさらに含め、送信部が、応答パケットに中継可否判断部の判断結果を含めて送信するか、中継可否判断部によって中継送信可能であると判断された場合に、応答パケットを生成して送信することもできる。
なお、複数の無線局送の送受信部は、それぞれ、複局同時送信要求パケットに対する他の無線局が送信した応答パケットを最大有効ブランチ数よりも多く受信すれば、応答パケットを送信しないようにしてもよい。

好ましくは、複局同時送信要求パケットは、複数の無線局が使用する通信チャネルに関するチャネル情報パケット、複局同時送信に関わらず送信される送信要求パケットＲＴＳ、又は複局同時送信すべき送信信号の全部又は一部である。応答パケットは、送信要求パケットＲＴＳに対する応答パケットＣＴＳである。

また、少なくとも１つの無線局は、複局同時送信可能な無線局の数に応じて複数の組み合わせを決定するか、複局同時送信可能な無線局に対して複数の組み合わせの少なくとも１つを通知するか、応答パケットを受信した順に複数の組み合わせを決定する。このとき、少なくとも１つの無線局は、複局同時送信が可能な無線局の数を最大有効ブランチ数以下に決定する、又は、複局同時送信が可能な無線局の数が最大有効ブランチ数よりも多い場合、複数の組み合わせの数を最大有効ブランチ数以下に決定することが好ましい。

また、送信元の無線局は、複数の組み合わせの内、自局に割り当てられている組み合わせに基づいて送信信号を再送信することが好ましい。ここで、複数の組み合わせの内、送信信号を複局同時送信可能な無線局に送信する送信元の無線局に対して送信信号を再送信する際に割り当てるべき組み合わせは、送信元の無線局によって決定され、送信元の無線局は、自局以外の複局同時送信が可能な無線局の組み合わせを所定の組とし、送信信号を割り当てられた組み合わせに基づいて再送信することが好ましい。

また、複局同時送信する無線局は、少なくとも１つの無線局によって決定された複数の組み合わせを記録するための記録テーブルを格納する格納部を含み、記録テーブルを参照して、自局に割り当てられている組み合わせに応じて、複局同時送信すべき送信信号を送信してもよい。この記録テーブルには、自局に割り当てられた組み合わせのみが記録されているか、複局同時送信する全ての無線局に割り当てられた組み合わせが記録されている。

また、少なくとも１つの無線局は、所定のシンボル数だけ離れた任意の２つのシンボルのシンボル波形が、送信データにかかわらず同一であり、かつ、当該任意の２つのシンボルの位相差が、送信データに基づいて決定される送信信号を生成する。所定のシンボル数を１とし、位相差に２πを２の累乗の数で均等に分割した角度のいずれかを用いる。

また、少なくとも１つの無線局は、１シンボル期間において、位相が時間方向に増加し、かつ位相の時間変化の２次微係数が常時ゼロではない位相遷移を有する第１シンボル波形と、位相が時間方向に減少し、かつ位相の時間変化の２次微係数が常時ゼロではない位相遷移を有する第２シンボル波形とを、又は１シンボル期間の所定点までは位相の時間変化量が減少し、かつ当該所定点以降は位相の時間変化量が増加する位相遷移を有する、第１シンボル波形及び第２シンボル波形を、又は１シンボル期間の所定点までは位相の時間変化量が増加し、かつ当該所定点以降は位相の時間変化量が減少する位相遷移を有する、第１シンボル波形及び第２シンボル波形を、又は１シンボル期間の全てで位相の時間変化量が減少する位相遷移を有する第１シンボル波形及び第２シンボル波形を、又は１シンボル期間において、位相が時間方向に増加した後減少に転じ、かつ位相の時間変化の２次微係数が常時ゼロではない位相遷移を有する第１シンボル波形と、位相が時間方向に減少した後増加に転じ、かつ位相の時間変化の２次微係数が常時ゼロではない位相遷移を有する第２シンボル波形とを、又は１シンボル期間の所定点までは位相の時間変化量が減少し、かつ当該所定点以降は位相の時間変化量が増加する位相遷移を有する、第１シンボル波形及び第２シンボル波形を、あるいは所定点を１シンボル期間の中心点とし、中心点以前の位相と中心点以後の位相とが対称的に変化する位相遷移を有する、第１シンボル波形及び第２シンボル波形を、少なくともシンボル波形の所定の数の候補に含むことが好ましい。

以上、本発明によれば、近接して配置されている複数の無線局が同一データを伝送する複局同時送信システムにおいて、無線局の位置関係や、データを複局同時送信する無線局数が変化しても、パスダイバーシチ効果を最大限にかつ確実に得ることができる無線伝送システム並びにそれに用いられる無線局及び方法が提供される。

（第１の実施形態）
図１Ａ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の一例を示す図である。図１Ａにおいて、無線伝送システムは、無線局である管理局１〜３と、無線局である端末局１０−１〜１０−ｎ、２０−１〜２０−ｎ、及び３０−１〜３０−ｎとを備える。図１Ｂは、図１Ａに示す各管理局と各端末局との位置関係を示す図である。

管理局１〜３は、それぞれ通信エリアＥ１〜Ｅ３を形成し、各通信エリア内に存在する端末局と、無線を介して接続されている。また、管理局１〜３は、各通信エリア内に存在する端末局に対して、チャネル割り当て等を行う。なお、通信エリアＥ１〜Ｅ３は、管理局１〜３が単局でパケットを送信する場合（単局送信）の通信エリアを示す。通信エリアＥ１には、端末局１０−１〜１０−ｎが存在し、通信エリアＥ２には、端末局２０−１〜２０−ｎが存在する。また、通信エリアＥ３には、端末局３０−１〜３０−ｎが存在する。なお、各端末局１０−１〜１０−ｎ、２０−１〜２０−ｎ、及び３０−１〜３０−ｎを特に区別する必要がない場合、端末局１１と総称する。また、端末局と管理局とを特に区別する必要がない場合、無線局と総称する。

管理局１〜３は、ネゴシエーション区間（以下、ネゴ区間と呼ぶ）において、システム間調停（以下、ネゴシエーションと呼ぶ）し、通信エリア間におけるチャネル干渉を回避する。ネゴ区間は、共通チャネル上に定期的に設けられている区間である。具体的には、管理局１〜３は、管理局１〜３間で共通に用いられる共通チャネルを用い、通信に先立ち、通信可能な状態を確立するためのネゴシエーションパケット（以下、チャネル情報パケットと呼ぶ）を送受信する。このチャネル情報パケットは、互いに自局の通信エリアで使用するチャネル情報、自局ＩＤの情報、自局が管理する端末局ＩＤの情報、及びシステムを同期させるためのビーコン情報等を含む。なお、チャネル情報パケットは、上述した情報を全て含んでいる必要はなく、１つの情報のみを含んでいてもよい。共通チャネルは、システムを制御するためのチャネルであり、一般的な無線伝送システムにおいて用いられるシステム制御用の共通チャネルと同様である。また、共通チャネルは、一般的なデータ伝送に用いられてもよい。チャネル情報パケットを受信した管理局は、チャネル情報パケットを正常に受信できたことを周囲に通知する応答パケットを生成し、チャネル情報パケットの送信元の管理局に送信する。なお、応答パケットはネゴ区間において送受信されるパケットであるので、ネゴシエーションパケットである。

なお、本実施形態では、管理局同士は、ＦＤＭＡシステムの周波数チャネルを用いて通信するものとして説明するが、ＴＤＭＡシステムのタイムスロットを用いてもよい。

また、本実施形態では、管理局は、自局が管理する端末局同士が通信する場合に常に介在する集中制御局であるものとして説明する。ただし、管理局が有する機能はこれに限られず、例えば、管理局は他のシステムとのネゴシエーションや、他のシステムへのデータの中継のみを行い、同じ管理局下に存在する端末同士は管理局を介さずに通信することとしてもよい。また、管理局は、最初から決まっている必要はなく、例えば、１つの無線伝送システムを構成する無線局のうち、管理局になり得る機能を有する無線局が管理局となることを宣言することで決めればよい。なお、１つの無線伝送システム内に管理局になり得る機能を有する無線局が複数ある場合には、例えば、最初に管理局となることを宣言した無線局が管理局となればよい。

管理局１〜３は、自局が形成する通信エリア内に、新たにシステムを構築する管理局が発生し、パケットの中継送信が可能な管理局の数が２つ以上になると、パケットの複局同時送信が可能であると判断する。管理局１〜３は、他の管理局がパケットを中継送信する際に複局同時送信が可能である場合、後述する変調信号を生成する時に用いるシンボル波形とパケット送信タイミングの基準タイミングからの遅延量との組を、複数の候補の組み合わせから選択して決定する。そして、管理局１〜３は、複局同時送信が可能な他の管理局に、決定した組み合わせを通知する。このとき、管理局１〜３が決定する複数の組み合わせに関して、同じシンボル波形の組同士の各遅延量の差が所定の遅延分解能以上になり、かつ、複数の遅延量の内の最大値と最小値との差が所定の遅延上限以下になるように設定されている。所定の遅延分解能及び所定の遅延上限は、それぞれ、受信側においてパスダイバーシチ効果が得られる値、すなわち、受信側の無線局が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。以下、管理局１〜３が、パケットを複局同時送信する他の管理局に決定した組み合わせを通知するために生成して送信するパケットを、通知パケットと呼ぶ。

また、管理局１〜３は、他の管理局又は端末局から受信したパケットが中継送信する必要があるブロードキャストパケットである場合、ブロードキャストパケットを送信する基準となるタイミング（以下、基準タイミングと呼ぶ）から、他局から通知されてき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する。そして、管理局１〜３は、送信開始タイミングになると、ブロードキャストパケットを中継送信する。これにより、複局同時送信による中継送信時に、任意の受信点においてシンボル波形毎に適度な到来時間差を持つマルチパスを発生させることができるため、ブロードキャストパケットを受信する無線局（以下、受信局と呼ぶ）において、パスダイバーシチ効果を最大限かつ確実に得ることができる。

図２は、本無線伝送システムにおいて送受信されるパケットの構成例を示す図である。図２に示すパケットは、プリアンブル（ＰＲ）と、ユニークワード（ＵＷ）と、パケット識別子と、宛先局アドレスと、送信元アドレスと、送信元管理局アドレスと、情報データと、ＣＲＣとからなる。

プリアンブルは、利得制御、クロック再生、及び周波数制御等のために用いられる。ユニークワードは、フレーム種別の判定やフレーム同期に用いられる。送信元アドレスは、パケットの送信元である無線局のアドレスである。宛先局アドレスは、パケットの送信先である無線局のアドレスである。送信元管理局アドレスは、他の管理局に複局同時送信させるためのパケットを送信する管理局のアドレスである。本実施形態では、送信元管理局アドレスとして、送信元管理局のＩＤが記録されるものとして説明する。以下、複局同時送信が可能な管理局のうち、最も早くパケットを受信した管理局のＩＤを送信元管理局ＩＤと呼ぶ。情報データは、送信すべきデータの本体である。パケット識別子は、パケットを識別するために用いられる。ＣＲＣは、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）符号であって、誤り検出に用いられる。

図３Ａ及びＢは、本実施形態におけるマルチホップ伝送の一例を示す図である。図３Ａ及びＢにおいて、管理局１〜３は、パスダイバーシチ効果が発揮できる到来時間差（τ）に比べ、伝搬時間が無視できる程近傍に位置している。また、管理局１〜３は、互いの通信エリアの中に位置している。図４Ａ〜図４Ｃは、図３Ａにおいて送受信されるパケットの構成を示す図である。

図３Ａは、パケットの送信元である端末局１０−１が、端末局２０−ｎ宛のブロードキャストパケットを送信した場合のパケットの流れを示す図である。端末局１０−１は、図４Ａに示すパケットを生成して送信する。ここで、パケット識別子は、「０」が中継不要パケット、「１」がブロードキャストパケット、「２」がチャネル情報パケット、「３」が応答パケット、「４」が通知パケットを示すものとする。この場合、端末局１０−１が生成するパケットの識別子には、当該パケットがブロードキャストパケットであることを示す「１」が記録される。また、宛先局アドレスには、パケットの宛先である端末局２０−ｎのアドレスが記録され、送信元アドレスには、端末局１０−１のアドレスが記録される。また、端末局１０−１がパケットを送信する時点では、パケットがまだ管理局によって中継送信されていないため、送信元管理局アドレスには「０」が記録される。

管理局１は、端末局１０−１から送信されてきたパケットを受信すると、図４Ｂに示すブロードキャストパケットを生成して送信する。図４Ｂは、管理局１が送信するパケットの構成を示す図である。管理局１は、端末局１０−１から送信されてきたパケットの送信元管理局ＩＤを、自局のＩＤに書き換えて送信する。管理局２及び３は、管理局１から送信されてきたブロードキャストパケットを受信すると、当該ブロードキャストパケットを中継送信する。図４Ｃは、このとき管理局２及び３が送信するパケットの構成を示す図である。このように、１つの管理局（ここでは、管理局１）から送信されたブロードキャストパケットは、複数の管理局（ここでは、管理局２及び３）によって複局同時送信される。管理局２及び３が複局同時送信したブロードキャストパケットは、宛先局である端末局２０−ｎで受信される。

なお、システムによっては、端末局１０−１において、宛先局までパケットを伝送するために、多段中継が必要か否かを判断することができない場合がある。このような場合、端末局１０−１は、パケット識別子を「０」としてパケットを送信することとしてもよい。この場合、管理局１は、端末局１０−１から受信したパケットに含まれる宛先局アドレスから中継の要否を判定し、中継が必要な場合にパケット識別子を「１」に書き換えて中継伝送すればよい。例えば、宛先アドレスからパケットの宛先がエリアＥ１内の無線局であると判断できる場合、管理局１は、パケット識別子を「０」としたままパケットを中継すればよい。この場合、管理局２及び３は、パケット識別子「０」のパケットを受信しても中継しないため、不要な多段中継を防止できる。
また、管理局１においても、宛先局までパケットを伝送するために多段中継が必要か否かを判断できない場合、管理局１は、とりあえずパケット識別子「１」のブロードキャストパケットを送信すればよい。そして、宛先局がそのブロードキャストパケットを正常に受信した場合に、その旨を通知する応答パケットを送信すればよい。また、管理局１は、その応答パケットを直接受信するか、管理局２又は３からの応答パケットを受信した旨の通知を受けた場合に、管理局２又は３に対してパケットの中継を中止するように通知してもよい。

本実施形態に係る無線伝送システムでは、先に述べたネゴ区間において通知パケットを送信する。これにより、管理局２及び３がブロードキャストパケットを複局同時送信した場合に、シンボル波形毎に、任意の受信点に適度な到来時間差を持つマルチパスが到来する。従って、パスダイバーシチ効果により、単局送信時に比べて、同じ通信エリアでみれば伝送品質が改善され、また見方を変えれば、同じ伝送特性が得られる通信エリアを拡大することができる。管理局２及び３が複局同時送信する場合の通信エリアは、図３Ａに示す通信エリアＥ２３に相当する。このように、単局送信時の通信エリアＥ１〜Ｅ３に比べ、複局同時送信することによって、通信エリアを拡大することができる。従って、図３Ａに示すように、宛先端末局２０−ｎが管理局２の単局通信エリアＥ２外に移動してしまった場合でも、端末局２０−ｎは、パケットを正常に受信することができる。

なお、本実施形態に係る無線伝送システムでは、図３Ｂに示すように、管理局１自身が送信元として送信したブロードキャストパケット（例えば、通信エリアＥ１で使用する、又は使用しようとしているチャネルの情報等を含むパケット）が、管理局２及び３によって、複局同時送信される場合もある。また、例えば、管理局１〜３が共有する情報を、管理局１〜３が所定の周期で複局同時送信する場合もある。共有する情報とは、例えば、各通信エリアで使用されるチャネルの情報や、各通信エリアに位置する端末局のＩＤ、システムを同期させるためのビーコン情報等である。

図３Ｂの場合も図３Ａと同様に、管理局１が送信したパケットは、管理局２及び３によって複局同時送信され、適度な到来時間差で管理局９で受信される。従って、単局通信エリア外に他の無線システムを構築しようとする管理局９が発生した場合、当該他の無線システムを管理する管理局９が図３Ｂのように通信エリアＥ２３内に位置すれば、管理局９は、管理局１のチャネル情報等を正常に受信することができる。

図５は、管理局１の機能的な構成例を示すブロック図である。図５に示すように、管理局１は、アンテナ３１、ＲＦ部３２、復調部３３、パケット判定部３４、自局パケット処理部３５、シンボル波形・遅延量決定部３６、送信タイミング制御部３８、送信パケット処理部４０、変調部２１、及びテーブル格納部４２を備える。なお、管理局２及び３も、管理局１と同様の構成を有する。テーブル格納部４２は、記録テーブル３７を格納する。

パケット判定部３４は、復調部３３によって復調された復調データ中に含まれるＣＲＣ符号等の誤り検出符号を用いて、パケットを正常に受信することができたか否かを判断する。パケットを正常受信できた場合、パケット判定部３４は、パケット中に含まれるパケット識別子と、宛先局アドレスと、送信元アドレスと、送信元管理局ＩＤとを解析する。

受信したパケットがチャネル情報パケットである場合、パケット判定部３４は、送信パケット処理部４０に、復調データ中に含まれる送信元アドレスを応答先の管理局のアドレスとして通知し、応答パケットを生成するよう指示する。また、パケット判定部３４は、応答パケットの送信開始タイミングを決定するように送信タイミング制御部３８に通知する。

受信したパケットが応答パケットである場合、パケット判定部３４は、応答パケットに含まれる送信元アドレス（管理局ＩＤ）を周辺局情報としてシンボル波形・遅延量決定部３６に渡す。また、受信したパケットが通知パケットである場合、パケット判定部３４は、通知パケットをシンボル波形・遅延量決定部３６に渡す。受信したパケットがブロードキャストパケットである場合、パケット判定部３４は、ブロードキャストパケットの受信が完了したことを示す受信完了信号を生成し、送信元管理局ＩＤ及びパケット識別子と共に受信完了信号を送信タイミング制御部３８に渡す。また、このとき、パケット判定部３４は、ブロードキャストパケット中のＵＷ以降のデータを中継データとして送信パケット処理部４０に渡し、中継送信するためのブロードキャストパケットを生成するよう指示する。また、受信したパケットが自局宛のパケットである場合、パケット判定部３４は、復調データを自局パケット処理部３５に渡す。

自局パケット処理部３５は、パケット判定部３４から受け取った自局宛パケットに対する処理を行う。
シンボル波形・遅延量決定部３６は、後述する応答区間の終了時刻までに通知された周辺局情報を元に、自局が送信したブロードキャストパケットの中継送信が可能な管理局のＩＤ及び数を認識する。中継送信が可能な管理局数が複数の場合、すなわち、複局同時送信可能な管理局が存在する場合、シンボル波形・遅延量決定部３６は、複局同時送信可能な管理局の数に応じて、各管理局に割り当てるシンボル波形及び遅延量を決定する。そして、シンボル波形・遅延量決定部３６は、決定したシンボル波形及び遅延量を記録テーブル３７に記録すると共に、決定したシンボル波形及び遅延量を宛先アドレスと共に送信パケット処理部４０に渡す。また、シンボル波形・遅延量決定部３６は、通知パケットを受け取ると、自局及び他局に割り当てられたシンボル波形及び遅延量を抽出して記録テーブル３７に記録する。

送信タイミング制御部３８は、基準タイミングと、記録テーブル３７に記録されている遅延量とに基づいて、ブロードキャストパケットを送信する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３８は、パケット判定部３４から受信完了信号を受け取ってから所定時間経過後を基準タイミングとし、当該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、ブロードキャストパケットを中継送信する際の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３８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。また、送信タイミング制御部３８は、応答パケットの送信をパケット判定部３４から通知されると、所定の応答区間において、ランダムなタイミングで送信開始信号を生成し、変調部２１に渡す。

送信パケット処理部４０は、定期的に設けられたネゴ区間において、図示しない制御部から自局が管理する端末局ＩＤや自局エリアで使用するチャネル情報等を含む自局データを受け取り、自局データに所定のヘッダ（プリアンブルやユニークワード）やフッダ（ＣＲＣ符号等）を付加したチャネル情報パケットを生成し、保持する。また、送信パケット処理部４０は、シンボル波形・遅延量決定部３６から遅延量及び宛先アドレスを受け取ると、宛先アドレスと遅延量に所定のヘッダやフッダを付加した通知パケットを生成し、保持する。また、送信パケット処理部４０は、パケット判定部３４から中継データを受け取ると、中継データに所定のヘッダを付加し、ブロードキャストパケットを生成し、保持する。また、送信パケット処理部４０は、パケット判定部３４から応答パケットを生成するよう指示を受けると、応答パケットを生成し、保持する。

変調部２１は、送信パケット処理部４０によって生成されたパケット中の送信データで変調した変調ベースバンド信号を生成し、出力する。図６は、変調部２１の構成を示すブロック図である。図６において、変調部２１は、読み出し制御部２２と、波形記憶部２３と、Ｄ／Ａ変換器２４とを有する。図８は、さらに、変調部２１の各ブロックの内部構成例を示したものである。

読み出し制御部２２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２２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２２は、生成したデータ読み出しクロックを送信パケット処理部４０に渡し、アドレス信号を波形記憶部２３に渡す。送信パケット処理部４０は、受け取ったデータ読み出しクロックに同期して、送信データを読み出して変調部２１の読み出し制御部２２に渡す。波形記憶部２３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内部の波形メモリから読み出し出力する。Ｄ／Ａ変換器２４は、波形記憶部２３から入力された変調波形データ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。

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。従って、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。

図７及び図８を用いて、本発明の無線伝送システムが用いる送信信号、及びその生成方法、並びに具体的な構成例についてさらに詳しく説明する。図７は、本発明の無線伝送システムの差動符号化規則の一例及び信号空間ダイアグラムを示す図である。図８は、図６に示す変調部２１の各ブロックの内部構成例を示した図である。この変調部２１では、所定のシンボル波形を記憶しており、差動符号化信号１２１に応じたベースバンド変調信号１２２及び１２３を出力する。

入力される送信データは、シリアルパラレル変換によって入力ビット系列がシンボル形式に変換され、かつ、差動符号化が施されて、各シンボルの同相軸信号Ｉ及び直交軸信号Ｑ（差動符号化信号１２１）が求められる。一般には、２のべき乗の位相数によって差動符号化を行うことが可能である。さらには、隣接シンボル毎に一定量右回りか左回りにさらにシフト（いわゆる対称配置）する方式であってもよく、送信データに応じて振幅方向にも情報を載せる差動振幅位相変調（ＤＡＰＳＫ）を用いてもよい。以下、４相（非対称配置）で差動符号化を行う場合を一例に挙げて、本発明を説明する。この場合、具体的には、第ｋシンボル（ｋは０以上の整数）の同相軸信号Ｉ_k及び直交軸信号Ｑ_kを、Ｍシンボル前（Ｍは１以上の整数）である第ｋ−Ｍシンボルの同相軸信号Ｉ_k-Mと直交軸信号Ｑ_k-Mとを用いて、下記式（２）に従って求める。なお、Δθ_kは位相回転量である。

まず、図７の（ａ）に従って、送信データの連続する２ビットの組（シンボル形式）Ｘ₁（ｋ）及びＸ₂（ｋ）の位相回転量Δθ_kが決まる。次に、第ｋシンボルの信号点Ｓ_k（Ｉ_k、Ｑ_k）の信号ダイアグラムは、初期値Ｓ₀（Ｉ₀、Ｑ₀）が決まれば式（２）によって決まるが、図示すると図７の（ｂ）のように表せる。そして、図７の（ｂ）の信号点Ｓ_k（１、０）、Ｓ_k（０、１）、Ｓ_k（−１、０）及びＳ_k（０、−１）から、図７の（ｃ）に従って差動符号化信号（Ｄ₁（ｋ）、Ｄ₂（ｋ））を求める。

図８において、変調部２１は、ベースクロック発振器１８０１と、Ｌ分周器１８０２、Ｌカウンタ１８０３、Ｍカウンタ１８０４、シフトレジスタ１８０５及び１８０６で構成される読み出し制御部２２と、波形記憶部２３と、Ｄ／Ａ変換器１８０８及び１８０９、及び低域通過フィルタ１８１０及び１８１１で構成されるＤ／Ａ変換部２４とを備える。

図９は、変調部２１が生成するベースバンド変調信号１２２及び１２３の基本となる、シンボル波形の位相遷移の様々な例を示したものである。シンボル波形の条件としては、その変化の２次微係数がシンボル内において常時ゼロ「０」でないことである。そして、異なる無線局の変復調部が用いるシンボル波形が、例えば、図９の（ａ）において、第１シンボル波形が実線で示される位相遷移を有し、第２シンボル波形が点線で示される位相遷移を有する場合のように異なる変化の組み合わせであれば、後述する特有のダイバーシチ効果が現れる。なお、図９の（ａ）〜（ｅ）は、位相遷移の一例に過ぎず、上記条件を満足すれば他の位相遷移であっても構わない。また、第１シンボル波形の位相遷移と第２シンボルの位相遷移とが対称的である必要は必ずしもなく、図９の（ａ）〜（ｅ）において実線と点線との全ての組み合わせや、実線同士や点線同士の組み合わせであってもよい。

また、シンボル波形は、１つの無線局の送信信号について最大Ｍ種類のシンボル波形を周期的に用いることができる。このＭ種類のシンボル波形の中には、同じものが繰り返し含まれても良く、また、Ｍ＝１の場合は１種類のシンボル波形の繰り返しとなる。ただし、後述する特有のダイバーシチ効果を得るには、異なる無線局の同じ送信データに対応するシンボルで用いるシンボル波形は、互いに異ならせる必要がある。複数の無線局でシンボル波形を使い分ける場合、シンボル波形Ｗ１、Ｗ２、…と記述することがあるが、Ｍ＝１の場合はシンボル波形は１つなのでそのものを表し、Ｍ＞１の場合はＭ個のシンボル波形系列がＷ１、Ｗ２、…として読み替えれば同様の動作効果となる。よって、以降では、シンボル波形系列も含む意味でシンボル波形Ｗ１、Ｗ２、…と記述説明することとする。

第１の無線局の変調部２１が生成するベースバンド変調信号のｍ番目（１≦ｍ≦Ｍ）のシンボル波形の位相遷移Φ^A _m(t)、及び第１の無線局とは異なる第２の無線局の変調部２１が生成するベースバンド変調信号のｍ番目のシンボル波形の位相遷移Φ^B _m(t)は、シンボル長Ｔにおけるシンボル内（０＜ｔ＜Ｔ）では、図９の（ａ）のような波形の組み合わせを選んだ場合、例えば下記式（３）及び式（４）のように表される。

ここで、差動符号化を介した送信データを表す位相θ(t)は、第ｑシンボル（ｑは整数）について図７の（ｂ）における信号点の位相をθ_qとすると、ステップ関数Ｕ(t)を用いて下記式（５）のように表される。

位相遷移Φ^A _m(t)が０＜ｔ＜Ｔでのみ定義され、これ以外の区間では０とすると、ベースバンド変調信号の位相遷移Ψ^A(t)は、下記式（６）で表される。

従って、ベースバンド変調信号の位相遷移Ψ^A(t)から、同相変調信号Ｙ^A _I(t)及び直交変調信号Ｙ^A _Q(t)は、下記式（７）で表される。

基本的には、これらの信号で搬送波を直交変調することでＲＦ帯域の変調信号が得られる。なお、このままでは信号が広帯域になるので、帯域制限フィルタで帯域制限を行ってもよい。この場合、帯域制限フィルタのインパルス応答をｈ(t)として、帯域制限後の同相変調信号Ｙ^A _I(t)と直交変調信号Ｙ^A _Q(t)は、上記式（７）ではなく下記式（８）を用いて表される。

また、同様に、第２の無線局の変調部２１についても、図９の（ａ）に示すシンボル波形の位相遷移Φ^B _m(t)に基づいて、ベースバンド変調信号の位相遷移Ψ^B(t)は、下記式（９）で表される。

そして、同相変調信号Ｙ^A _I(t)及び直交変調信号Ｙ^A _Q(t)は、下記式（１０）で表される。

なお、上記式（８）及び式（１０）の積分範囲−ｔ₀〜ｔ₀は、インパルス応答ｈ(t)の広がりの範囲である。また、帯域制限フィルタは、低域通過型であればよく、様々な特性（コサインロールオフ、ルートナイキスト、ガウス等）及びパラメータ（カットオフ、ロールオフ率等）を用いることができる。ここでは、一例として、カットオフ角周波数ω₀、ロールオフ係数γのコサインロールオフフィルタのインパルス応答ｈ(t)を、下記式（１１）に示す。

さて、波形記憶部２３には、上記式（８）に従って、同相変調信号Ｙ^A _I(t)及び直交変調信号Ｙ^A _Q(t)が記憶される。図８に示す変調部２１では、一例として、帯域制限フィルタのインパルス応答ｈ(t)の広がりの範囲−ｔ₀〜ｔ₀を前後１シンボルとした場合で説明している。この場合、波形記憶部２３には、現在及び前後１シンボルの全ての送信データパタン分について計算して、各々変調信号の素片が記憶されている。入力された差動符号化信号１２１は、シフトレジスタ１８０５又は１８０６で遅延され、第ｋシンボルを中心に前後の第ｋ−１シンボル及び第ｋ＋１シンボルを含めて、変調信号の素片の選択信号として波形記憶部２３に入力される。

ベースクロック発振器１８０１は、シンボル周波数Ｆｓのクロック信号を発振し、各シフトレジスタ１８０５又は１８０６に動作クロックとして入力される。Ｍカウンタ１８０４は、シンボル周波数Ｆｓで動作して、Ｍ通りの波形選択信号１８２３を波形記憶部２３に入力する。これにより、波形記憶部２３は、Ｍシンボルを１周期として複数のシンボル波形の選択が可能となる。波形記憶部２３は、シンボル毎の変調信号素片の波形テーブルを記憶したメモリであるが、その各変調信号素片は１シンボル当たりＬサンプルで記憶されている。Ｌ分周器１８０２が出力する周波数Ｌ・Ｆｓのクロックを読み出しクロックとし、カウンタ信号１８２２を読み出しアドレスとして、シンボル内の信号点を順次読み出し動作する。両軸の変調信号は、それぞれＤ／Ａ変換器１８０８及び１８０９でアナログ値に変換され、低域通過フィルタ１８１０及び１８１１で折り返し成分が除去されて、ベースバンド変調信号１２２及び１２３として出力される。他の無線局の変調部２１も、記憶されている波形は異なるものの、構成動作は全く同じである。

なお、上記式（７）で示したように、帯域制限を行わない場合は、シフトレジスタ１８０５及び１８０６は不要であり、差動符号化信号１２１は、波形記憶部２３に直接入力される。また、１シンボル遅延の差動符号化が行われる場合（Ｍ＝１）又はシンボル波形が１種類の場合は、Ｍカウンタ１８０４は不要である。

図１０は、図５に示す復調部３３の詳細な構成例を示すブロック図である。復調部３３は、Ｍシンボル遅延器１６０１と、乗算器１６０２及び１６０３と、−４５度移相器１６０４と、＋４５度移相器１６０５と、低域通過フィルタ１６０６及び１６０７とを備える。Ｍシンボル遅延器１６０１は、受信信号をＭシンボル長だけ遅延させる。低域通過フィルタ１６０６及び１６０７は、乗算器１６０２及び１６０３で生じる搬送波の２倍の周波数成分を除去するだけでなく、後述する複数の検波出力を合成する役割も果たす。なお、図１０において、復調部３３は、前段のＲＦ部３２でベースバンド帯域に変換された受信信号１３１を処理するが、ＲＦ帯受信信号が直接入力されて処理するものであってもよい。

次に、上記構成による本第１の実施形態に係る無線伝送システムで行われる伝送方法が、特有のダイバーシチ効果を発揮する原理を説明する。ここでは、図１７において、２つの管理局（以下、無線局Ａ及びＢと記す）が、各々第１シンボル波形（又はＭ長のシンボル波形系列）Ｗ１及び第２シンボル波形（又はＭ長のシンボル波形系列）Ｗ２に基づいて送信信号を生成かつ送信し、受信局がこれらの送信信号を受信する場合を例に挙げて説明する。

はじめに、伝搬路の遅延分散が無視できる場合を説明する。具体的には、各無線局Ａ及びＢからそれぞれ送信される信号が、伝搬路でそれぞれのマルチパス（多重経路伝搬）が発生するものの、それらのマルチパス波間の相対的な遅延がシンボル長に対して無視できる場合である。無線局Ａからの到来信号Ａと無線局Ｂからの到来信号Ｂとがそれぞれ独立なレイリー変動をする場合等がこれに相当し、これは伝送帯域内での伝搬路周波数特性が一様なフラットフェージングと呼ばれる。そして、位相差αは、無線局Ａ及びＢと受信局との距離関係にも依存するパラメータである。

図１１は、受信局での到来信号Ａ及びＢの位相を、シンボル毎に示した模式図である。図１１は、第ｋ−Ｍシンボル、第ｋ−Ｍ＋１シンボル、第ｋシンボル、及び第ｋ＋１シンボルの位相を示す。なお、送信データに応じた信号点の位相をθ_kと、無線局Ａの送信信号Ａ（到来信号Ａ）の第ｍシンボル波形の位相遷移をΦ^A _m(t)と、無線局Ｂの送信信号Ｂ（到来信号Ｂ）の第ｍシンボル波形の位相遷移をΦ^B _m(t)とする。

到来信号Ａは、第ｋシンボルにおいて、シンボル内で一定の位相θ_kを起点に、シンボル波形の位相遷移Φ^A _m(t)が加わる。同様に、到来信号Ｂは、第ｋシンボルにおける信号点の位相θ_kと到来信号間の位相関係αとの合成位相を起点に、シンボル波形の位相遷移Φ^B _m(t)が加わる。第ｋシンボルよりＭシンボル前の第ｋ−Ｍシンボルには、信号点の位相θ_k-Mを起点に、第ｋシンボルと同じシンボル波形の位相遷移Φ^A _m(t)あるいはΦ^B _m(t)が加わる。そして、復調部３３では、第ｋシンボルと第ｋ−Ｍシンボルとで遅延検波が行われる。

図１２は、到来信号Ａと到来信号Ｂとの位相関係及びシンボル間の位相関係を模式的に示した位相遷移図である。なお、この例では、送信信号Ａ（到来信号Ａ）及び送信信号Ｂ（到来信号Ｂ）のシンボル波形が、図９の（ａ）に示した位相遷移する場合を示す。
図１２において、第ｋ−Ｍシンボルにおける到来信号Ａの位相は、位相遷移ａ１のように変化し、到来信号Ｂの位相は、位相遷移ａ１の起点に対して位相差αだけシフトした位相値を起点に位相遷移ｂ１のように変化する。そして、第ｋシンボルにおいて、到来信号Ａの位相は第ｋ−Ｍシンボルの位相遷移ａ１の起点より差動符号化による位相Δθ_kだけシフトした位相値を起点に位相遷移ａ２のように変化し、到来信号Ｂの位相は位相遷移ａ２の起点に対して位相差αだけシフトした位相値を起点に位相遷移ｂ２のように変化する。よって、第ｋ−Ｍシンボルの位相遷移ａ１及びｂ１と第ｋシンボルの位相遷移ａ２及びｂ２との関係は、差動符号化による位相Δθ_kだけシフトしたものとなる。従って、第ｋシンボルを第ｋ−Ｍシンボルで遅延検波すれば、差動符号化による位相Δθ_kが得られるので、データを復調できる。

さらに、到来信号Ａと到来信号Ｂとの間の位相関係をベクトル図で説明する。
今、図１３に示すように、到来信号Ａの信号レベルを１、到来信号Ｂの信号レベルをρとし、到来信号間の位相差がαであるとする。

この場合、図１４に示すように、第ｋ−Ｍシンボルでは、到来信号ＢのベクトルＳ_1Bは、到来信号ＡのベクトルＳ_1Aに対してαだけ位相が異なる。到来信号Ａは、ベクトルＳ_1Aを起点に時間と共にΦ^A _m(t)に応じて位相が変化し、任意の時刻ｔにおいてベクトルＳ_1A'であるとする。到来信号Ｂは、ベクトルＳ_1Bを起点に時間と共にΦ^B _m(t)に応じて位相が変化し、時刻ｔにおいてベクトルＳ_1B'であるとする。このとき、時刻ｔにおける受信波のベクトルはＶ_k-Mとなる。
同様に、第ｋシンボルでは、到来信号ＡのベクトルＳ_2Aは、ベクトルＳ_1Aに対してΔθ_kだけ位相が異なり（ここでは、検波対象とするシンボル間の位相差Δθ_kがπとなる場合を示している）、到来信号ＢのベクトルＳ_2Bは、ベクトルＳ_2Aに対してαだけ位相が異なる。到来信号Ａは、ベクトルＳ_2Aを起点に時間と共にΦ^A _m(t)に応じて位相が変化し、任意の時刻ｔにおいてベクトルＳ_2A'であるとする。到来信号Ｂは、ベクトルＳ_2Bを起点に時間と共にΦ^B _m(t)に応じて位相が変化し、ある時刻ｔにおいてベクトルＳ_2B'であるとする。このとき、時刻ｔにおける受信波ベクトルはＶ_kとなる。

このように、到来信号Ａ及び到来信号Ｂについて、第ｋ−Ｍシンボルと第ｋシンボルとは、それぞれシンボル内で同じように位相が遷移するので、２つの受信波ベクトルＶ_kとＶ_k-Mとの位相関係も任意の時刻ｔにおいて常にΔθ_kとなる。

次に、検波出力が有効に得られるシンボル波形の位相遷移について説明する。
図１４から、任意の時刻ｔにおける受信波ベクトルＶ_k-M(t)とＶ_k(t)とは、第ｋ−Ｍ及び第ｋシンボルにおける信号点をそれぞれＳ_k-M及びＳ_kとすると、下記式（１２）で表される。

従って、遅延検波による検波出力Ｄ_k(t)は、下記式（１３）で表される。なお、^*は複素共役を示す。

ここで、Φ^A _m(t)＝ｕ及びΦ^B _m(t)＋α＝ｖとおくと、上記式（１２）は、下記式（１４）のように表される。

従って、Ｄ_k(t)は、下記式（１５）のように表現される。

この式（１５）において、[１＋ρ²＋２ρ・COS(Φ^A _m(t)−Φ^B _m(t)−α)]及び|Ｓ_k|²の項は常に非負であり、exp（j・Δθ_k）項は送信データを担う位相Δθ_kに対応する検波信号を示しており、常に正しい検波出力が得られることを示している。式（１５）がゼロになるのは、第３項がゼロになる時であるが、それは、ρ＝１、かつ、cosの項が−１になる時の瞬間に限られる。２つのシンボル波形の位相差Φ^A _m(t)−Φ^B _m(t)が、時間間隔０＜ｔ＜Ｔにおいて変化する限りにおいて、任意のρ、αについて、決して常にゼロにならず、到来信号Ａと到来信号Ｂとが合成された検波出力が完全に消失することはなく、ダイバーシチ効果が得られることを意味する。なお、変化量が大きくなる程、シンボル内の０＜ｔ＜Ｔにおいて有効な検波出力が複数得られ、より高いパスダイバーシチ効果が得られるが、好ましくは２π以上に変化すれば、ｃｏｓ（Φ^A _m(t)−Φ^B _m(t)−α）｝が必ず１になり、検波出力が最大になるｔが必ず存在することになる。

従って、本実施形態に係る無線伝送システムにおける、無線局Ａの変調部２１と無線局Ｂの変調部２１とが記憶する各々のシンボル波形（又はＭ長のシンボル波形系列の各々対応するシンボル波形）としては、例えば図９の（ａ）に示した位相遷移Φ^A及びΦ^Bのような、同じ時間領域で位相遷移の増減方向が互いに異なるようなものにすれば、受信側で高いパスダイバーシチ効果が得られる。

次に、受信局における到来信号Ａと到来信号Ｂとの位相関係によって、検波信号が変化する様子を説明する。
図１５は、伝搬路の遅延分散性が無視できる場合に受信局で受信された到来信号Ａ及びＢの位相関係を示した模式図である。図１５の（ａ）〜（ｄ）は、それぞれα＝０度、９０度、１８０度及び２７０度の場合における到来信号Ａ及びＢのシンボル波形の位相関係を示す。図１５の縦軸は、図１２における第ｋシンボルの位相を、到来信号Ａの位相遷移ａ２の起点を０度として０〜３６０度の範囲で示したもので、上記式（３）及び式（４）においてφ_MAX＝７２０度とした場合である。また、到来信号Ａと到来信号Ｂとの位相が逆相になる逆相点を×印で示し、同相になる同相点を○印で示している。

図１５に示すように、伝搬路に遅延がない場合、到来信号Ａと到来信号Ｂとがベクトル合成された受信波の振幅が打ち消し合ってゼロになる逆相点は、αの大きさにかかわらず１シンボル内で一瞬である。よって、この到来信号Ａ及びＢを遅延検波することで、検波振幅は受信波の２乗に比例し、ほぼ同様の形となる。この様子を図示したものが、図１６の実線で示した曲線である。図１６の実線に示すように、極性（図１６では正極性となる例）が送信データに対して常に正しい有効な検波出力が得られる。また、図１６の点線は、低域通過フィルタ１８１０及び１８１１通過後の検波出力を示している。低域通過フィルタ１８１０及び１８１１を通すことで、一瞬ゼロとなって欠損したとしても、シンボル内で複数の時間位置で得られる有効な出力を合成した検波出力が得られて、ダイバーシチ効果が発揮される。

次に、伝搬路の遅延分散が無視できない場合を説明する。
ここでは、説明を容易にするために、図１７に示すような２つの無線局Ａ及びＢからの到来信号が各々２波となる２波到来モデルで考える。まず、送信信号Ａの直接波と遅延波とが受信される場合、及び送信信号Ｂの直接波と遅延波とが受信される場合をそれぞれ考察し、その後に全ての４つの到来波が受信される状況を考察する。

図１８Ａは、送信信号Ａの直接波と遅延波との位相の変化をシンボル毎に示した模式図である。ここで、直接波と遅延波との各々の搬送波同士の受信点における位相差をβ_Aとする。遅延波の位相は、第ｋ番目のシンボルでは、送信データに応じた信号点の位相θ_kと信号間の位相差β_Aとの合成位相を起点に、直接波に対してτだけ遅延した送信信号Ａのシンボル波形の位相遷移Φ^A _m(t-τ)が加わる。同様に、遅延波の位相は、第ｋ−Ｍシンボルにおいては、信号点の位相θ_k-Mを起点に、第ｋシンボルと同じ送信信号Ａの位相遷移Φ^A _m(t-τ)が加わる。
従って、第ｋシンボルと第ｋ−Ｍシンボルとで遅延検波を行う際に、正しい検波極性が得られてかつ正しい復調データが得られる有効区間は、第ｋシンボルにおける領域(ii)又は第ｋ−Ｍシンボルにおける領域(ii)'である。その前後の領域(i)、(iii)、(i)'及び(iii)'は、隣接シンボルの異なるデータ信号が混入するためにシンボル間干渉が生じ、必ずしも正しい復調データが得られない領域である。

図１８Ｂは、送信信号Ｂの直接波と遅延波との位相の変化をシンボル毎に示した模式図である。送信信号Ｂについては、上記の説明中、直接波と遅延波との各々の搬送波同士の受信点における位相差をβ_Bと、直接波に対してτだけ遅延した送信信号Ｂのシンボル波形の位相遷移をΦ^B _m(t-τ)と置き換えることで、原理は全く同じである。なお、ここでは、送信信号Ａに関する直接波と遅延波との遅延差と、送信信号Ｂに関する直接波と遅延波との遅延差とを、共に同じτとしているが、これらは異なっていても同様の改善効果が得られる。

図１９は、送信信号Ａ及びＢの直接波及び遅延波について、各々の搬送波の受信点での位相関係を示した図である。上述のβ_A及びβ_Bに加えて、送信信号Ａの直接波と送信信号Ｂの直接波との各々搬送波間の位相差をα'としている。また、送信信号Ａ及びＢの各直接波に対する遅延波の振幅をρ_A及びρ_Bとした。直接波同士の振幅については、この後の動作・改善効果の説明には差はないので、ここでは簡単のために同じとしている。

図２０Ａは、送信信号Ａの直接波と遅延波との位相関係及びシンボル間の位相関係を模式的に示した位相遷移図である。なお、送信信号Ａのシンボル波形として図９の（ａ）に示すΦ^Aを用いた場合を示す。図２０Ａにおいて、第ｋ−Ｍシンボルにおける直接波の位相は、位相遷移ａ１のように変化し、遅延波の位相は、位相遷移ａ１の起点に対してβ_Aだけシフトした位相値を起点に位相遷移ｃ１のように遷移する。そして、第ｋシンボルにおいて、直接波の位相は第ｋ−Ｍシンボルの位相遷移ａ１の起点より差動符号化によるΔθ_kだけシフトした位相値を起点に位相遷移ａ２のように遷移し、遅延波の位相は、位相遷移ａ２の起点に対してβ_Aだけシフトした位相値を起点に位相遷移ｃ２のように遷移する。よって、第ｋ−Ｍシンボルの位相遷移ａ１及びｃ１と第ｋシンボルの位相遷移ａ２及びｃ２との関係は、差動符号化によるΔθ_kだけシフトしたものとなる。従って、第ｋシンボルを第ｋ−Ｍシンボルで遅延検波すれば、差動符号化によるΔθ_kが得られるので、データを復調できる。この関係は、図２０Ｂに示す、送信信号Ｂの直接波と遅延波との位相関係及びシンボル間の位相関係を模式的に示した位相遷移図でも同様である。

次に、送信信号Ａの直接波と遅延波との間の位相関係をベクトル図で説明する。
図２１Ａは、送信信号Ａの直接波と遅延波との位相遷移をベクトルで表した模式図である。ここでは、図１８Ａにおける有効区間(ii)又は(ii)'についてのみ考える。図２１Ａは、送信データを表し、検波対象となるＭシンボルだけ離れた２つのシンボル間の位相差Δθ_kがπとなる場合を一例として示しており、第ｋ−Ｍシンボルの信号点をＳ_1Aと、第ｋシンボルの信号点をＳ_2Aとする。

第ｋ−Ｍシンボルでは、直接波のベクトルＳ_1Aに対し、遅延波のベクトルＳ_1Adはβ_Aだけ位相が異なる。直接波は、ベクトルＳ_1Aを起点に時間と共にΦ^A _m(t)に応じて位相が変化し、任意の時刻ｔにおいてベクトルＳ_1A’で表される。遅延波は、ベクトルＳ_1Adを起点に時間と共にΦ^A _m(t-τ)に応じて位相が変化し、時刻ｔにおいてベクトルＳ_1Ad’で表される。このとき、時刻ｔにおける受信波のベクトルはＶ^A _k-Mとなる。
同様に、第ｋシンボルについて、直接波のベクトルＳ_2AはベクトルＳ_1Aに対してΔθ_kだけ異なり、遅延波のベクトルＳ_2AdはベクトルＳ_2Aに対してβ_Aだけ位相が異なる。そして、直接波はベクトルＳ_2Aを起点に時間と共にΦ^A _m(t)に応じて位相が変化し、任意の時刻ｔにおいてベクトルＳ_2A’で表される。遅延波は、ベクトルＳ_2Adを起点に時間と共に、Φ^A _m(t-τ)に応じて位相が変化し、ある時刻ｔにおいてベクトルＳ_2Ad’で表される。このとき、時刻ｔにおける受信波ベクトルはＶ^A _kとなる。

このように、送信信号Ａの直接波及び遅延波について、第ｋ−Ｍシンボルと第ｋシンボルとは、それぞれシンボル内で同じように位相が遷移するので、２つの受信波ベクトルＶ^A _kとＶ^A _k-Mとの位相関係も任意の時刻ｔにおいて常にΔθ_kとなる。

図２１Ｂは、送信信号Ｂの直接波と遅延波との位相遷移をベクトルで表した模式図である。ここでも、図１８Ｂにおける有効区間(ii)又は(ii)'についてのみ考える。図２１Ｂも、送信データを表し、検波対象となるＭシンボルだけ離れたシンボル間の位相差Δθ_kがπとなる場合を一例として示している。送信信号Ａの第ｋ−Ｍシンボルの信号点Ｓ_1Aから位相差α’だけ回った所に、送信信号Ｂの信号点Ｓ_1Bがあり、さらに、Δθ_kだけ回転した所に、第ｋシンボルの信号点Ｓ_2Bがある。

第ｋ−Ｍシンボルでは、直接波のベクトルＳ_1Bに対し、遅延波のベクトルＳ_1Bdはβ_Bだけ位相が異なる。直接波は、ベクトルＳ_1Bを起点に時間と共にΦ^B _m(t)に応じて位相が変化し、任意の時刻ｔにおいてベクトルＳ_1B'で表される。遅延波は、ベクトルＳ_1Bdを起点に時間と共にΦ^B _m(t-τ)に応じて位相が変化し、時刻ｔにおいてベクトルＳ_1Bd'で表される。このとき、時刻ｔにおける受信波のベクトルはＶ^B _k-Mとなる。
同様に第ｋシンボルについて、直接波のベクトルＳ_2BはベクトルＳ_1Bに対してΔθ_kだけ異なり、遅延波のベクトルＳ _2Bd はベクトルＳ_2Bに対してβ_Bだけ位相が異なる。そして、直接波はベクトルＳ_2Bを起点に時間と共にΦ^B _m(t)に応じて位相が変化し、任意の時刻ｔにおいてベクトルＳ_2B'で表される。遅延波は、ベクトルＳ_2Bdを起点に時間と共に、Φ^B _m(t-τ)に応じて位相が変化し、ある時刻ｔにおいてベクトルＳ_2Bd'で表される。このとき、時刻ｔにおける受信波ベクトルはＶ^B _kとなる。このように、送信信号Ｂの直接波と遅延波について、第ｋ−Ｍシンボルと第ｋシンボルとは、それぞれシンボル内で同じように位相が遷移するので、２つの受信波ベクトルＶ^B _kとＶ^B _k-Mとの位相関係も任意の時刻ｔにおいて常にΔθ_kとなる。

結局、図１７に示す４つ全ての到来波がある場合、図２２に示すように、第ｋ−ＭシンボルではＶ^A _k-MとＶ^B _k-Mとのベクトル和Ｖ^AB _k-Mが、第ｋシンボルではＶ^A _kとＶ^B _kのベクトル和Ｖ^AB _kが、結局受信されることになるが、両者の位相差は、やはり有効区間内の任意の時刻ｔにおいて常にΔθ_kとなる。このことは、この受信信号から遅延検波した検波出力は、両ベクトルＶ^A _kとＶ^B _k（又はＶ^A _k-MとＶ^B _k-M）が打ち消し合うか、２つのアンテナからの各々直接波と遅延波が同時に打ち消し合って両ベクトルＶ^A _kとＶ^B _k（又はＶ^A _k-MとＶ^B _k-M）とが同時に消失するかしない限り、つまり一瞬消失するようなことがあったとしても、その他では、送信データに対応した、常に正しい極性の出力が得られることを意味する。つまり、図１５及び図１６で説明した通り、一瞬はゼロになる場合があったとしてもそれ以外ではゼロにはならない検波出力が得られ、さらに低域通過フィルタを通すことで、一部がゼロとなって欠損したとしてもシンボル内の有効区間内で複数の時間位置で得られる有効な出力を合成した検波出力が得られて、パスダイバーシチ効果が発揮される。

以上のように、本発明の第１の実施形態に係る無線伝送システムは、複数の無線局において、同じ送信データを差動符号化して互いに異なるシンボル波形で各々変調して送信し、受信局において、遅延検波によって検波する。これにより、より広い遅延範囲（到来タイミングの差異）でも、特有のパスダイバーシチ効果による誤り率の改善効果が得られる。これに伴って、帯域制限等の具体的な変調パラメータ等にも左右されるが、他が同じ条件であれば、シンボル波形を異ならせることで、遅延許容範囲が増大することに従って最大有効ブランチ数も増加する。

図２３は、図５８と同様に、本発明の伝送方法によるビット誤り率と遅延量τとの関係を模式的に示した図である。遅延量τがシンボル長Ｔ（又は−Ｔ）に近づくにつれて有効区間が短くなり、最終的には消滅して誤り率が劣化する所は同じだが、遅延量τが０付近でも誤り率が改善される所が異なる。従って、本発明の伝送方法では、特許文献１のように、到来信号間に意図的な所定遅延を挿入することは必ずしも必要でなく、むしろ到来タイミングが同じであっても特有のダイバーシチ効果性が得られる。図２３には、この様子を図示しているが、図５８と比べると大きく遅延耐性範囲が改善される。

以上のように、異なるシンボル波形と到来タイミング（遅延差）とを組み合わせることにより、さらなるパスダイバーシチの効果を引き出す（最大有効ブランチ数を増加させる）ことができる。

ここで、無線伝送システムにおいて、異なるシンボル波形を用いることで増加させた最大有効ブランチ数を最大限に活用してパスダイバーシチ効果を発揮させるために必要となるシンボル波形と到来タイミングの条件について説明する。以下では、無線伝送システム内で異なるシンボル波形（又はシンボル波形系列）がＷ１及びＷ２の２種類で、かつ、シンボル波形毎に最大有効ブランチ数に相当する到来タイミングがＴ１及びＴ２である場合を想定して説明する。

タイミングＴ１及びＴ２と許容遅延量（良好な誤り率の区間）との関係は、図２３内に示した設定が好ましい。つまり、Ｔ２＞Ｔ１とすると、３種類の到来時間差Ｔ１−Ｔ２、０（Ｔ１−Ｔ１又はＴ２−Ｔ２）、及びＴ２−Ｔ１を生じるが、これらが許容遅延量内にある必要がある。また、到来時間差がＴ１−Ｔ２及びＴ２−Ｔ１においては、同一シンボル波形同士でもパスダイバーシチ効果を生じるが（図５８を参照）、到来時間差０においては、異なるシンボル波形を用いた信号同士である必要がある。
この場合、異なるシンボル波形を用いることで増加させた最大有効ブランチ数は４つで、シンボル波形と到来タイミングの組は、Ｗ１Ｔ１、Ｗ１Ｔ２、Ｗ２Ｔ１、及びＷ２Ｔ２の４種類の中から選ばれる必要がある。つまり、同時送信する無線局の数が最大有効ブランチ数（この場合は４つ）以下の場合、各無線局はこれら４つの組の中から互いに異なる組を用いて送信を行う必要がある。また、同時送信する無線局の数が最大有効ブランチ数を超える場合でも、これら４つの組以外の組み合わせを作らず、各無線局のうち４つの無線局は４つの組の中から互いに異なる組を用いて送信を行い、残りの無線局はこれら４つの組のいずれかを選んで送信を行う必要がある。

図２４は、上記構成による管理局１〜３が行う動作の概要を示すシーケンス図である。
まず、管理局１が送信するチャネル情報パケットは、管理局２及び３によって受信される。管理局２及び３は、管理局１に応答パケットを送信する。管理局１は、応答パケットを受信すると、管理局１が送信元管理局となるブロードキャストパケットを管理局２及び３が複局同時送信する際に、管理局２及び３が使用するシンボル波形及び遅延量を決定する。そして、管理局１は、決定したシンボル波形及び遅延量を、通知パケットを用いて管理局２及び３に通知する。このように、チャネル情報パケットは、複局同時送信を要求するためのパケットと言える。

図２５は、図５に示す管理局１の既存周辺管理局探索モード時の動作を示すフローチャートである。この既存周辺管理局探索モードとは、電源投入時等の新たにシステムの構築を開始する場合等のモードである。
管理局１は、既存周辺管理局探索モード時、パケットの受信を所定時間待って、中継送信が可能な管理局（周辺管理局）が存在するか否かを判断する。管理局１は、パケットの受信を所定時間待つための待機タイマーをリセットし（ステップＳ３１）、受信状態で待機する（ステップＳ３２）。そして、所定時間が経過するまでの間にパケットを受信すると（ステップＳ３３及びＳ３４）、管理局１は、受信したパケットを復調する（ステップＳ３５）。具体的には、アンテナ３１で受信されかつＲＦ部３２で周波数変換された受信ベースバンド信号が、復調部３３で復調されて復調データとなる。

パケット判定部３４は、復調データにＣＲＣチェックを施し、パケットを正常に受信できたか否かを判断する（ステップＳ３６）。パケットを正常に復調することができない場合、管理局１は、再び受信状態で待機する（ステップＳ３２）。一方、パケットを正常に復調することができた場合、パケット判定部３４は、受信したパケットのパケット識別子を参照し、チャネル情報パケットであるか否かを判断する（ステップＳ３７）。

パケットがチャネル情報パケットでない場合、管理局１は、再び受信状態で待機する（ステップＳ３２）。一方、パケットがチャネル情報パケットである場合、パケットの送信元アドレス（送信元ＩＤ）を認識し、シンボル波形・遅延量決定部３６に渡す（ステップＳ３８）。シンボル波形・遅延量決定部３６は、受け取った送信元ＩＤを、自局よりも以前から存在する周辺管理局のＩＤ（既存周辺管理局ＩＤ）として保存する（ステップＳ３９）。
一方、ステップＳ３４において、所定時間が経過した場合、処理は図２６のステップＳ５１に進む。

図２６は、既存周辺管理局探索モードが終了した後の管理局１が行う動作を示すフローチャートである。
管理局１において、シンボル波形・遅延量決定部３６は、応答パケットの送信回数をゼロにし（ステップＳ５１）、既存周辺管理局数が応答パケット送信回数よりも多いか否かを判断する（ステップＳ５２）。既存管理局数が応答送信回数よりも少ない場合、シンボル波形・遅延量決定部３６は、チャネル情報パケットを生成するよう、送信パケット処理部４０に指示する。送信パケット処理部４０は、チャネル情報パケットを生成して変調部２１に渡す。変調部２１は、チャネル情報パケットから変調信号を生成し、ＲＦ部３２及びアンテナ３１を介して送信する（ステップＳ５３）。

そして、管理局１は、受信状態で待機し、他の管理局から応答パケットが送信されてくるのを待つ（ステップＳ５４）。管理局１は、応答区間が終了するまでパケットを受信したか否かを判断する。パケットを受信して正常に復調できた場合、パケット判定部３４は、受信したパケットが応答パケットであるか否かを判断する。受信したパケットが応答パケットである場合、シンボル波形・遅延量決定部３６は、応答パケットに含まれる送信元ＩＤを周辺管理局ＩＤとして保存する。ここまでのステップＳ５６〜Ｓ６０の動作は、図２５に示すステップＳ３５〜Ｓ３９の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。

一方、ステップＳ６１において、応答区間が終了して応答パケットの受信待ち時間が経過すると、シンボル波形・遅延量決定部３６は、応答パケット送信回数をゼロにする（ステップＳ６２）。そして、シンボル波形・遅延量決定部３６は、中継可能局数が２つ以上であるか否かを判断する（ステップＳ６３）。具体的には、シンボル波形・遅延量決定部３６は、応答区間に応答があった中継可能局の数を、応答区間に保存した周辺管理局ＩＤの数から判断する。中継可能局数が２つ未満であった場合（ステップＳ６３、Ｎｏ）、管理局１は処理を終了する。一方、中継可能局数が２つ以上であった場合（ステップＳ６３、Ｙｅｓ）、シンボル波形・遅延量決定部３６は、ブロードキャストパケットを中継可能局に割り当てるシンボル波形及び遅延量を決定し、記録テーブル３７に記録すると共に、中継可能局のＩＤと決定したシンボル波形及び遅延量とを送信パケット処理部４０に渡し、通知パケットの生成を指示する（ステップＳ６４）。

送信パケット処理部４０は、通知パケットを生成して変調部２１に渡す（ステップＳ６５）。変調部２１は、通知パケットから変調信号を生成し、ＲＦ部３２及びアンテナ３１を介して送信する（ステップＳ６６）。シンボル波形・遅延量決定部３６は、応答区間に保存した周辺管理局ＩＤの数と、既存周辺管理局探索モード時に得た既存周辺管理局ＩＤの数とを比較して、自局よりも後に発生した後発周辺管理局の数を認識し、後発周辺管理局の数が応答パケット送信回数よりも多いか否かを判断する（ステップＳ６７）。後発周辺管理局の数が応答パケット送信回数よりも少ない場合（ステップＳ６７、Ｎｏ）、管理局１は、処理を終了する。一方、後発周辺管理局の数が応答パケット送信回数よりも多い場合（ステップＳ６７、Ｙｅｓ）、管理局１は、図２８に示すステップＳ８１の動作に進む。
一方、ステップＳ５２において、既存周辺管理局数が応答パケット送信回数よりも多い場合、管理局１は、図２７に示すステップＳ８１の動作に進む。

図２７は、既存周辺管理局の数が応答パケットの送信回数よりも多い場合における管理局１が行う動作を示すフローチャートである。
管理局１は、待機タイマーをリセットし（ステップＳ８１）、チャネル情報パケットの待ち時間が経過するまで（ステップＳ９４、Ｎｏ）、パケットの受信を待つ（ステップＳ８２）。パケットを受信すると（ステップＳ８３、Ｙｅｓ）、復調部３３がパケットを復調し（ステップＳ８４）、パケット判定部３４が復調データにＣＲＣチェックを施す。パケットを正常に受信できた場合（ステップＳ８３）、パケット判定部３４は、パケットのパケット識別子を参照し、受信したパケットがチャネル情報パケットであるか否かを判断する（ステップＳ８６）。受信したパケットがチャネル情報パケットでない場合、管理局１は再び待機状態に戻る（ステップＳ８２）。

一方、受信したパケットがチャネル情報パケットである場合、パケット判定部３４は、送信元管理局ＩＤを認識して（ステップＳ８７）、シンボル波形・遅延量決定部３６に渡す。シンボル波形・遅延量決定部３６は、受け取った送信元管理局ＩＤが既に保存している既存周辺管理局ＩＤと一致しているか否かを判断する（ステップＳ８８）。送信元管理局ＩＤが一致しない場合には再び受信待機状態に戻るが（ステップＳ８２）、送信元管理局ＩＤが一致した場合、シンボル波形・遅延量決定部３６は、送信パケット処理部４０に応答パケットを生成するよう指示する。

送信パケット処理部４０は、応答パケットを生成して保存する（ステップＳ８９）。一方、送信タイミング制御部３８は、ランダムなタイミングで送信開始信号を生成し、変調部２１に渡す（ステップＳ９０）。変調部２１は、送信開始信号を受け取ると、応答パケットの送信データを読み出して変調信号を生成する。変調部２１によって生成された変調信号は、ＲＦ部３２及びアンテナ３１を介して無線信号として送信される（ステップＳ９１）。そして、シンボル波形・遅延量決定部３６は、応答パケット送信回数を１つ増加させる（ステップＳ９２）。そして、管理局１は、応答区間の終了時刻まで待機し（ステップＳ９３）、図２６に示すステップＳ５２の動作に戻る。

一方、チャネル情報パケットの待ち時間が経過しても既存周辺管理局からのチャネル情報パケットを受信できなかった場合（ステップＳ９４、Ｙｅｓ）、シンボル波形・遅延量決定部３６は、保存している既存周辺管理局数を１つ減らす（ステップＳ９５）。そして、管理局１は、図２６に示すステップＳ５２の動作に戻る。

図２８は、後発周辺管理局の数が応答パケットの送信回数よりも多い場合における管理局１が行う動作を示すフローチャートである。
図２８のステップＳ８８において、シンボル波形・遅延量決定部３６は、受け取った送信元管理局ＩＤが既に保存している周辺管理局ＩＤと一致しているか否かを判断し、送信元管理局ＩＤが一致しない場合にはステップＳ８２に戻り、一致する場合には送信パケット処理部４０に応答パケットを生成するよう指示する。その他、図２８におけるステップＳ８１〜Ｓ９４の動作は、図２７と同一の符号を付したステップと同様であるため、説明を省略する。チャネル情報パケットの待ち時間が経過しても、既にＩＤを保存した周辺管理局からのチャネル情報パケットを受信できなかった場合（ステップＳ９４、Ｙｅｓ）、シンボル波形・遅延量決定部３６は、保存している後発周辺管理局数を１つ減らす（ステップＳ１０１）。そして、管理局１は、図２６に示すステップＳ６７の動作に戻る。以上、図２５〜図２８のフローチャートを用いて、管理局１の動作について説明したが、管理局２及び３も管理局１と同様に動作する。

図２９は、図２６のステップＳ６６において送信された通知パケットを受信した管理局２が行う動作を示すフローチャートである。
まず、シンボル波形・遅延量決定部３６は、復調部３３によって復調されかつパケット判定部３４によって正常に受信できたと判断されたパケットが、通知パケットであるか否かを判断する（ステップＳ１１１〜Ｓ１１３）。受信したパケットが通知パケットである場合、シンボル波形・遅延量決定部３６は、パケットからシンボル波形及び遅延量を抽出して記録テーブル３７に記録する（ステップＳ１１４、Ｓ１１５）。なお、図２９において、管理局２の動作について説明したが、管理局１及び３も同様に動作する。

図３０は、図２６〜図２９の動作によって、各管理局に割り当てるべきシンボル波形及び遅延量が決定した後における、パケット受信時の管理局１が行う動作を示すフローチャートである。
管理局１において、復調部３３は、アンテナ３１によって受信されかつＲＦ部３２から出力される受信ベースバンド信号を復調し、復調データとする（ステップＳ１３１）。パケット判定部３４は、復調データにＣＲＣチェックを施し、パケットを正常に受信できたか否かを判断する（ステップＳ１３２）。パケットを正常に復調することができない場合、管理局１は処理を終了する。一方、パケットを正常に復調することができた場合、パケット判定部３４は、受信したパケットのパケット識別子を参照し、中継不要なパケットであるか否かを判断する（ステップＳ１３３）。

受信したパケットが中継不要なパケットである場合、パケット判定部３４は、パケットの宛先アドレスを参照し、当該パケットが自局宛であるか否かを判断する（ステップＳ１３４）。パケットが自局宛でない場合、管理局１は処理を終了するが、パケットが自局宛である場合、パケット判定部３４は、復調データを自局パケット処理部３５に渡す。管理局１は、自局パケット処理部３５で復調データに対して所定の処理を行い（ステップＳ１３５）、処理を終了する。

一方、ステップＳ１３３において、受信したパケットが中継不要なパケットでない場合、パケット判定部３４は、パケット識別子を参照し、受信したパケットがブロードキャストパケットであるか否かを判断する（ステップＳ１３６）。受信したパケットがブロードキャストパケットでない場合、管理局１は処理を終了する。一方、受信したパケットがブロードキャストパケットである場合、パケット判定部３４は、受信完了信号を生成し、パケットの識別子と共に送信タイミング制御部３８に渡す（ステップＳ１３７）。

そして、パケット判定部３４は、パケットの送信元ＩＤを参照し、送信元管理局ＩＤがゼロであるか否かを判断する（ステップＳ１３８）。送信元管理局ＩＤがゼロでない場合、パケット判定部３４は、送信元管理局ＩＤを送信タイミング制御部３８に出力する（ステップＳ１４０）。一方、送信元管理局ＩＤがゼロである場合、パケット判定部３４は、送信元管理局ＩＤを自局ＩＤに変換し（ステップＳ１３９）、変換したＩＤを送信元管理局ＩＤとして送信タイミング制御部３８に出力する（ステップＳ１４０）。

また、パケット判定部３４は、復調データから図２に示すユニークワード以降のデータをペイロードデータとして抽出し、必要に応じてペイロードデータ中の送信元管理局ＩＤを自局ＩＤに変換したペイロードデータを中継データとして、送信パケット処理部４０に渡す（ステップＳ１４１）。送信パケット処理部４０は、所定のヘッダを付加してブロードキャストパケットを生成し、保存する（ステップＳ１４２）。

送信タイミング制御部３８は、受信完了信号を受け取ると、基準タイミングを決定する（ステップＳ１４３）。そして、シンボル波形・遅延量決定部３６は、記録テーブル３７を参照し（ステップＳ１４４）、選択するシンボル波形を波形バンク選択信号として変調部２１に指示すると共に、自局に割り当てられた遅延量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て決定する（ステップＳ１４５）。送信タイミング制御部３８は、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。変調部２１は、送信開始信号を受け取ると、ブロードキャストパケットの送信データを読み出して変調信号を生成する。変調部２１によって生成された変調信号は、ＲＦ部３２及びアンテナ３１を介して無線信号として送信される（ステップＳ１４６）。

なお、図３０において、管理局１の動作について説明したが、管理局２及び３も同様に動作する。また、ステップＳ１３９において、送信元管理局ＩＤを書き換えた場合、ブロードキャストパケットは単局送信されるため、送信タイミング制御部３８は、所定の基準タイミングを送信開始タイミングとして、送信開始信号を生成してもよい。

図３１Ａ〜Ｃは、１つの無線システムが発生してから図１に示すシステム構成になるまでのネゴシエーション手順の一例を示す図である。図３２Ａ〜Ｃは、それぞれ図３１Ａ〜Ｃのシステム構成における管理局１〜３及び端末局１１の位置関係を示す図である。以下、図３１Ａ〜Ｃ及び図３２Ａ〜Ｃを参照して、図５に示す管理局１〜３がネゴシエーションし、各管理局に割り当てるシンボル波形及び遅延量を決定する手順について説明する。なお、図３１Ａ〜Ｃでは、既存周辺管理局探索モードにおいて管理局２及び３がチャネル情報パケットを受信する際の手順を示すパケットの図示を省略している。

まず、管理局１の無線伝送システムしか存在しない場合、管理局１は、図２６に示す手順でネゴ区間にチャネル情報パケットを送信する（図３１Ａ、図３２Ａ）。
次に、管理局１の通信エリアＥ１内に、無線伝送システムを構築できる管理局２が新たに発生した場合、管理局２は、共通チャネルを所定期間観測し、図２５に示す手順に従って既存周辺管理局を探索する（図３１Ｂ、図３２Ｂ）。所定期間は、例えば、ネゴ区間の１周期時間以上である。その後、管理局２は、管理局１が送信したチャネル情報パケットを受信すると（図３１Ｂ：Ｂ−１１）、図２７に示す手順に従い、チャネル情報パケットを正常に受信できたことを周囲に通知するための応答パケットを生成して所定の応答区間に送信する（図３１Ｂ：Ｂ−１２）。

管理局１は、応答区間に、管理局２から送信されてきた応答パケットを受信し、図２６に示す手順で中継可能局数を認識する（図３１Ｂ：Ｂ−１２）。このとき、無線伝送システムに存在する管理局は、管理局１及び２の２つであるため、管理局１が応答区間内に受信する応答パケットは１つである。従って、ブロードキャストパケットを中継送信する際に複局同時送信することはできないため、管理局１は、管理局２の送信タイミングを特に決めなくても良い。この場合、管理局１から送信されたブロードキャストパケットは、管理局２で受信され、予めシステムで定めた時間Ｔ１後の基準タイミングＴ０に、単純に単局で中継送信される。

管理局２は、管理局１から受信したチャネル情報パケットを元に、管理局１との干渉が生じないように、自局システムでの使用チャネルを決定する。そして、管理局２は、応答区間（図３１Ｂ：Ｂ−１１、Ｂ−１２）終了後の所定時間後に、図２６に示す手順でチャネル情報パケットを送信する（図３１Ｂ：Ｂ−２１）。管理局１は、図２８に示す手順に従い、管理局２が送信したチャネル情報パケットを受信すると（図３１Ｂ：Ｂ−２１）、応答区間に応答パケットを送信する（図３１Ｂ：Ｂ−２２）。管理局２は、応答区間に応答パケットを受信することによって（図３１Ｂ：Ｂ−２２）、管理局１が存在することを再認識する。その後、管理局１及び２は、定期的に設けられたネゴ区間においてチャネル情報パケット及び応答パケットを送受信する。

次に、図３２Ｂ〜Ｃに示すように、管理局１及び２が形成する通信エリアＥ１及びＥ２内に、無線伝送システムを構築できる管理局３が新たに発生した場合について説明する。
まず、管理局３は、共通チャネルを所定期間観測し、図２５に示す手順に従って、既存周辺管理局を探索する。その後、管理局２及び３は、管理局１から送信されてきたチャネル情報パケットを受信する（図３１Ｃ：Ｃ−１１）。管理局３は、図２７に示す手順に従い、管理局１が送信したチャネル情報パケットに対する応答パケットを生成する。なお、この区間において、管理局２も応答パケットを作成する。応答区間において、管理局２及び３は、ランダムなタイミングで応答パケットを送信する（図３１Ｃ：Ｃ−１２）。図３２Ｃは、同様にしてさらに、管理局４及び５が発生した場合を示している。なお、管理局４及び５の通信エリアは、Ｅ４及びＥ５で表している。

管理局１は、図２６に示す手順で、管理局２〜５が送信した応答パケットを応答区間に受信すると、管理局２〜５に割り当てるシンボル波形及び遅延量を決定し、記録テーブル３７に記録する。そして、応答区間終了直後から他の管理局のチャネル情報パケットが送信されるまでの区間において、管理局１は、決定したシンボル波形及び遅延量を含む通知パケットを生成して各管理局２〜５に送信する（図３１Ｃ：Ｃ−１３）。管理局２〜５は、図２９に示す手順で管理局１が送信した通知パケットを受信すると、複局同時送信時における自局及び他局に割り当てられたシンボル波形及び遅延量を抽出し、記録テーブル３７に記録する（図３１Ｃ：Ｃ−１３）。なお、図３１Ｃでは、管理局１〜３が送受信するパケットを代表的に示し、管理局４及び５が送受信するパケットの図示は省略している。

次に、管理局２が送信したチャネル情報パケットを管理局１及び３が、各々図２８及び図２７に示す手順で受信する（図３１Ｃ：Ｃ−２１）。そして、図３１ＣのＣ−２２及びＣ−２３において、Ｃ−１２及びＣ−１３と同様の手順で、管理局２の送信パケットを複局中継送信する際のシンボル波形及び遅延量が、各管理局の記録テーブル３７に記録される。次に、管理局１及び２は、管理局３から送信されてくるチャネル情報パケットを図２８に示す手順で受信する（図３１Ｃ：Ｃ−３１）。そして、図３１ＣのＣ−１２及びＣ−１３と同様の手順で、管理局３の送信パケットを複局中継送信する際のシンボル波形及び遅延量が、各管理局の記録テーブル３７に記録される（図３１Ｃ：Ｃ−３２、Ｃ−３３）。管理局４及び５に対しても同様に行われ、その後、管理局１〜５は、定期的に設けられたネゴ区間においてチャネル情報パケット及び応答パケットを送受信する。

図３３Ａは、管理局１〜５が保持する記録テーブル３７の構成を示す図である。例えば、管理局１がパケットの送信元である場合、管理局２は、パケットを中継送信する際にシンボル波形Ｗ１を用い、送信元のパケットからＴ１だけ遅延した基準タイミングＴ０を送信開始タイミングとする。一方、管理局３は、パケットを中継送信する際にシンボル波形Ｗ１を用い、送信元のパケットからＴ２だけ遅延した、基準タイミングＴ０から遅延量τ（＝Ｔ２−Ｔ１）だけ遅延したタイミングを送信開始タイミングとする。なお、遅延量τは、受信側において、パスダイバーシチ効果が得られる適度な値、すなわち、所定の遅延分解能以上、かつ所定の遅延上限以下の値である。同様に、管理局４は、シンボル波形Ｗ２を用い、基準タイミングＴ０を送信開始タイミングとし、管理局５は、シンボル波形Ｗ２を用い、基準タイミングＴ０から遅延量τだけ遅延したタイミングを送信開始タイミングとする。

このように、同じシンボル波形に対しては、適度な遅延τだけずれたタイミングＴ１及びＴ２で受信側の無線局に到来し、同じタイミングの到来波ではシンボル波形が異なるようにすれば、４種類の組み合わせに相当する最大限のパスダイバーシチ効果を得ることができる。このように、管理局１〜５のシンボル波形・遅延量決定部３６は、複局同時送信可能な管理局を認識し、認識した管理局によって複局同時送信される際の複数のシンボル波形及び遅延量を決定し、他の管理局に通知する。当該他の管理局は、通知されたシンボル波形及び遅延量を記録テーブルに記憶する。

図３３Ｂは、図３２Ｂに示す位置関係において、管理局１が送信したブロードキャストパケットを管理局２のみが中継送信する場合のパケットの送受信タイミングを示す図である。管理局２は、パケットを中継送信する際、基準タイミングＴ０からの遅延量を与えることなくパケットを送信する。シンボル波形はいずれでも良いが、図３３ＢではＷ１の例を示している。

図３３Ｃは、図３２Ｃに示す位置関係において、管理局１が送信したブロードキャストパケットを管理局２〜５が中継送信する場合のパケットの送受信タイミングを示す図である。管理局２〜５は、図３３Ａの記録テーブルに従ってブロードキャストパケットを複局同時送信する。

図３３Ｃに示すように、管理局２及び４の送信開始タイミングは、基準タイミングＴ０となり、管理局３及び５の送信開始タイミングは、基準タイミングＴ０から遅延量τだけ経過したタイミングとなる。管理局２〜５は、遅延量差τに比べて伝搬時間が無視できる程度近傍に位置しているので、同じシンボル波形を用いる２つの管理局から送信されたパケットは、パスダイバーシチ効果が発揮できる適度な送信時間差τに極めて近い値で受信局（例えば、管理局９）に到来する。従って、受信局は、シンボル波形毎の最大有効ブランチ数のパスダイバーシチ効果（ここでは２パス）が得られ、異なるシンボル波形を用いることで、この例では計４パスに増大した最大限のパスダイバーシチ効果が得られて、パケットを一層確実に受信することができる。

以上のように、第１の実施形態によれば、各管理局は、複局同時送信が行われる前にネゴシエーションし、複局同時送信時における各管理局のシンボル波形及び送信タイミングを決定する。送信タイミングの決定に用いられる複数の遅延量は、各シンボル波形毎に、その差が所定の遅延分解能以上であり、かつ最大値と最小値との差が所定の遅延上限以下であるように設定される。従って、管理局が移動して位置関係が変化した場合や、複局同時送信する管理局の数が変化した場合においても、複局同時送信されたデータは、パスダイバーシチ効果を確実に発揮することができる到来時間差で、受信局で受信される。しかも、異なるシンボル波形を用いることで増倍させたブランチ数の最大限のパスダイバーシチ効果が得られる。従って、近接して配置されている複数の無線局が同一データを伝送する複局同時送信システムにおいて、無線局の位置関係や、データを複局同時送信する無線局数が変化しても、パスダイバーシチ効果を最大限かつ確実に得ることができる。

なお、上記第１の実施形態において、管理局の内の少なくとも１つの管理局（例えば、管理局１）が、自局又は他局が送信したチャネル情報パケットに対する応答パケットに応じて、無線伝送システムにおいて複局同時送信に用いられるシンボル波形と基準タイミングからの遅延量との組み合わせを決定すれば、管理局１が送信元となるデータを管理局２〜５に複局同時送信させることができる。

また、上記第１の実施形態では、各管理局が、ネゴシエーション区間においてチャネル情報パケットを伝送し、そのパケットに対する応答パケットを返すというような、複局同時送信の可否に関わらず存在する管理局間のやり取り領域が存在するシステムについて説明した。当該システムでは、一例として、チャネル情報パケットに対する応答パケットを返すという、図３１ＣのＣ−１２、Ｃ−２２、及びＣ−３２のチャネル情報確認区間を、自局が送信した際に、幾つの管理局が中継送信可能であるかを確認するための複局状況確認区間として利用していた。また、チャネル情報パケットに対する応答パケットを、複局状況を確認するための応答パケットとしても利用し、各管理局が同時送信を行う際に用いられるシンボル波形と基準タイミングからの遅延量との組み合わせを決定するものとして説明した。ここで、同時送信できる管理局を探すための複局同時送信要求パケットを、ネゴシエーション区間内に送信し、そのパケットに対する応答パケットを返す領域を別に設け、上記した手順と同様にして複局同時送信時の各管理局のシンボル波形と送信タイミングとを適切に設定することももちろん可能である。ただし、そのような方法に比べて、第１の実施形態は、各管理局がネゴシエーション区間において複局同時送信に関わらず使用するネゴシエーションパケットを複局同時送信要求パケットとその応答パケットとしても用いて、複局同時送信を行う際に用いられるシンボル波形と基準タイミングからの遅延量との組み合わせの設定にも利用しているので、別に設定することによる伝送効率の低下が抑えられる。

また、上記第１の実施形態では、互いの通信エリア内に位置する複数の管理局は、他の管理局から送信されたブロードキャストパケットを必ず中継送信するものとして説明していた。ここで、各管理局は、ブロードキャストパケットを受信できても自局の都合で中継送信できない状況が生じるものであってもよい。その場合には、上述した応答パケット中に、中継送信できるか否かを示す情報を含むこととすればよい。

また、上記第１の実施形態では、互いに通信可能な管理局の数が５つである場合について説明したが、管理局の数が６つ以上になった場合にも、図３１ＣのＣ−１１〜Ｃ−１３、Ｃ−２１〜Ｃ−２３、及びＣ−３１〜Ｃ−３３の手順を管理局の数だけ繰り返すことによって、各管理局のシンボル波形と遅延量を決定することができる。

また、上記第１の実施形態では、チャネル情報パケットを受信した各管理局は、応答区間において、ランダムなタイミングで応答パケットを送信していた。従って、応答区間において、稀に応答パケットが衝突する場合がある。図３４は、応答パケットの衝突が生じる際のパケットの送受信タイミングを示す図である。図３４に示すように、Ｎ−ｍ２の応答区間において、複数の管理局が送信した応答パケットが衝突すると、パケットを正常受信できない場合が起こり得る。その場合、例えば、チャネル情報パケットを送信した管理局ｍが、図３４のＮ−ｍ３のように、応答区間終了直後に応答パケット再送要求パケットを送信し、管理局ｍに対して中継送信可能局な管理局は、再度ランダムなタイミングで応答パケットを送信すればよい。チャネル情報パケットを送信した管理局が全ての中継送信可能な管理局の応答パケットを正常受信できるまでこの手順を繰り返すことにより、自局が送信したパケットを中継する全ての管理局に割り当てるべきシンボル波形及び遅延量を決定することができる。ただし、衝突が連続してネゴ区間内に全ての管理局のネゴシエーションが完了しなくなることを避けるため、応答パケットの再送回数には上限を設けることが望ましい。

なお、応答区間内に正常受信できた周辺の管理局からの応答パケットの数が、シンボル波形とタイミングとの組み合わせで増倍されたパスダイバーシチ効果が得られる最大有効ブランチ数を超える場合、上述のように、シンボル波形毎のタイミング（ここではＴ１、Ｔ２）の種類を超えて、間のタイミングの値を与えると、逆に、劣化を招くことがある。そのような場合は、シンボル波形と遅延量との組の中から重複して与えるのが良い。又は、そのような場合で、チャネル情報パケットを送信した管理局ｍは、応答区間での応答パケットの衝突が発生しても、応答パケット再送要求パケットを送信しないことが望ましい。この場合、管理局ｍは、正常受信できた周辺の管理局に対してのみ、シンボル波形及び遅延量を含む通知パケットを送信すればよい。このように、シンボル波形及び遅延量を決定する管理局は、複局同時送信が可能な管理局の数が増倍された最大有効ブランチ数よりも多い場合、複局同時送信が可能であると決定する無線局の数を最大有効ブランチ数以下にするのも良い。なお、通知パケットを受信した管理局は、パケット内に自局に対するシンボル波形及び遅延量が存在しない場合、そのパケットを送信した管理局からブロードキャストパケットを受信しても中継伝送しないこととすればよい。

また、上記第１の実施形態では、管理局は、自局の通信エリア内に存在する端末局を管理するものとして説明したが、管理局は、端末局を管理する能力を有していればよく、必ずしも管理局が管理する対象の端末局が存在していなくてもよい。これは、例えば、管理局が新たに無線伝送システムを構築する過程で、管理局が形成する通信エリア内に、端末局が存在していない場合もあり得るためである。

さらに、複数の管理局によって複局同時送信されるデータ列は、必ずしも完全一致である必要はなく、復局同時送信することで伝送特性を向上させて、データ伝送の確実性を増したい部分が同一であればよい。

（第１の実施形態の変形例）
上記第１の実施形態では、各管理局は、他の管理局から応答パケットを受信するたびに、シンボル波形・遅延量通知パケットを毎回送信するものとして説明した。ここで、シンボル波形及び遅延量の送信は、新たに管理局が発生する際や、既存の管理局が消失する際にのみ行われてもよい。本変形例において、各管理局は、新たに管理局が発生する際や、既存の管理局が消失する際にのみシンボル波形・遅延量通知パケットを生成する。なお、管理局１〜５の構成は、第１の実施形態と同様であるため、図５を援用する。

図３５は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る管理局１の動作を示すフローチャートである。まず、管理局１は、他の管理局からチャネル情報パケットを受信したか否かを判断する（ステップＳ１５１）。チャネル情報パケットを受信していない場合、管理局１は、所定の待ち時間が終了したか否かを判断し（ステップＳ１５５）、待ち時間が終了していない場合、ステップＳ１５１の動作に戻る。一方、待ち時間が終了している場合、管理局１は、ステップＳ１５６の動作に進む。

一方、ステップＳ１５１において、チャネル情報パケットを受信した場合、管理局１は、応答パケットを生成して送信する（ステップＳ１５２）。そして、管理局１は、シンボル波形及び遅延量を含む通知パケットを受信したか否かを判断する（ステップＳ１５３）。通知パケットを受信した場合、管理局１は、通知パケットから周辺管理局ＩＤとシンボル波形と遅延量とを抽出し、記録テーブル３７に記録して（ステップＳ１５４）、ステップＳ１５６の動作に進む。

管理局１は、チャネル情報パケットを送信するか否かを判断する（ステップＳ１５６）。ここで、記録テーブル３７にシンボル波形及び遅延量が記録されていない場合、ステップＳ１５６において、管理局１は、既存周辺管理局が１つ以下しかないとみなし、自局がチャネル情報パケットを送信すべきであると判断する。一方、記録テーブル３７にシンボル波形及び遅延量が記録されている場合、ステップＳ１５６において、管理局１は、既存周辺管理局が２つ以上あるとみなし、記録テーブル３７に記録されている全ての他の管理局からチャネル情報パケットを受信するまで、自局がチャネル情報パケットを送信しないと判断する。

チャネル情報パケットを送信すると判断した場合、管理局１は、チャネル情報パケットを生成して送信し（ステップＳ１５７）、応答パケットを受信したか否かを判断する（ステップＳ１５８）。応答区間において、応答パケットを受信しない場合、管理局１は、ステップＳ１５１の動作に戻る。一方、応答パケットを受信した場合、管理局１は、受信した応答パケットの数から中継可能局数が２つ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１５９）。中継可能局数が１つ以下である場合、管理局１は、ステップＳ１５１の動作に戻る。

一方、中継可能局数が２つ以上である場合、管理局１は、自局が送信元管理局となった場合における他の管理局のシンボル波形及び遅延量を決定済みであるか否かを判断する（ステップＳ１６０）。他の管理局のシンボル波形及び遅延量が決定済みである場合、管理局１は、記録テーブルに記録している管理局ＩＤと、ステップＳ１５８で受信した応答パケットの送信元ＩＤから得た中継可能局のＩＤとが、一致するか否かを判断する（ステップＳ１６１）。ＩＤが一致する場合、管理局１は、処理を終了するが、ＩＤが一致しない場合、管理局１は、通知パケットを生成して、他の管理局に送信する（ステップＳ１６２）。また、ステップＳ１６０において、他の管理局のシンボル波形及び遅延量が決定済みでない場合にも、同様に、ステップＳ１６２において、通知パケットを生成する。

以上のように、本発明の第１の実施形態の変形例によれば、管理局は、中継可能局数が２つ以上であっても、他の管理局のシンボル波形及び遅延量をまだ決定していない場合、又は応答パケットの送信元の管理局のＩＤが記録テーブルに記録されているＩＤと異なる場合にのみ、通知パケットを生成して送信する。すなわち、他の管理局のシンボル波形及び遅延量が最初に決定された場合と、周辺管理局の増減又は入れ替えが発生し、記録していた周辺管理局のＩＤと受信した応答パケットの送信元ＩＤとが異なった場合にのみ、通知パケットが送信されることとなる。上記第１の実施形態では、ネゴシエーション区間内に図３１ＣのＣ−１３、Ｃ−２３、及びＣ−３３のように、通知パケットを伝送するための領域を用意する必要があるため、複局同時送信時におけるシンボル波形及び遅延量を決定することによる伝送効率の低下が若干生じる。しかしながら、この変形例によれば、ネゴシエーション区間内に通知パケットを伝送するための領域を毎回設ける必要がないため、上記第１の実施形態に比べ、伝送効率の低下が抑えられる。

（第２の実施形態）
本第２の実施形態に係る無線伝送システムは、管理局がパケットを送信した後、他の管理局がパケットを中継送信する際に、送信元局である管理局も再度同じパケットを送信する点で、上記第１の実施形態と相違する。

図３６Ａ及びＢは、本発明の第２の実施形態に係る無線伝送システムにおけるマルチホップ伝送の一例を示す図である。図３６Ａ及びＢに示すように、送信元管理局である管理局１は、管理局２〜４に中継送信すべきパケットを送信した後、当該パケットを宛先局に再送信する。なお、本第２の実施形態に係る無線伝送システム及び管理局の構成は、上記第１の実施形態と同様であるため、それぞれ図１Ａ、図１Ｂ、及び図５を援用する。

パケットを中継送信する管理局は、ブロードキャストパケットを受信完了したタイミングから所定時間Ｔ１の経過後を基準タイミングＴ０とする。また、パケットの送信元管理局である管理局は、パケットを一旦送信したタイミングから所定時間Ｔ１の経過後を基準タイミングＴ０とする。この２つの基準タイミングＴ０は、一致している。

図３７Ａ〜Ｃは、第２の実施形態に係る管理局が行うネゴシエーションの手順の一例を示す図である。システム構成の移行は、第１の実施形態と同様の例を用いて説明するため、図３２Ａ〜Ｃを援用する。以下、図３２Ａ〜Ｃ及び図３７Ａ〜Ｃを参照して、本第２の実施形態における管理局１〜４がネゴシエーションし、複局同時送信時における各管理局のシンボル波形及び遅延量を決定するまでの各管理局の動作及び手順について、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

まず、図３２Ａに示すように、管理局１のシステムしか存在しない場合における管理局１の動作は、第１の実施形態と同様である。
第２の実施形態に係る管理局１〜４の動作が第１の実施形態と異なるのは、図２６に示すフローチャートにおけるステップＳ６３の動作である。第２の実施形態に係る管理局１〜３は、ステップＳ６３において、中継可能局数が１つ以上であるか否かを判断する。そして、中継可能局数が１つ以上である場合、ステップＳ６４以降の動作に進み、シンボル波形及び遅延量を含む通知パケットを生成して送信する。それ以外の動作は、第１の実施形態と同様であるため、図２６〜図３０を援用する。

次に、図３２Ａの状態から図３２Ｂの状態にシステム構成が移行した場合、新たにシステムを構築する管理局２は、管理局１が送信したチャネル情報パケットを受信すると、応答パケットを生成し、応答区間に応答パケットを送信する（図３７Ｂ：Ｂ−１２）。管理局１は、応答区間の終了時刻までに通知された周辺局情報を元に、自局の送信パケットを中継送信できる管理局の数が１つであることを認識する。

第１の実施形態では、中継送信が可能な管理局が１つである場合、他の管理局に割り当てるシンボル波形及び遅延量を決定しない。しかし、第２の実施形態では、送信元管理局である管理局がパケットを再送信するため、中継送信が可能な管理局が１つであっても、中継送信時に複局同時送信することができる。従って、管理局１において、シンボル波形・遅延量決定部３６は、管理局２の遅延量を基準タイミングから適度τだけずらしたタイミングＴ２に決定し、記録テーブル３７に記録すると共に送信パケット処理部４０に通知する。また、このとき、シンボル波形・遅延量決定部３６は、自局に割り当てるシンボル波形及び遅延量も決定する。

そして、管理局１は、応答区間終了直後から管理局２のチャネル情報パケットが送信されるまでの区間において、決定したシンボル波形及び遅延量を含む通知パケットを管理局２に送信する（図３７Ｂ：Ｂ−１３）。この点が、第１の実施形態と相違する。本第２の実施形態では、図３２Ｂの状態で既に図３１Ｃの動作及び手順を行い、複局同時送信時に、各管理局がパケットに与えるべきシンボル波形及び遅延量を決定する。図３７ＢのＢ−１３以降の動作及び手順については、複局同時送信時に、自局に割り当てるシンボル波形及び遅延量をも決定し、その値も含んだ通知パケットを図３７ＢのＢ−１３、Ｂ−２３で送信すること以外は、第１の実施形態の図３１ＣのＣ−１３以降の動作及び手順と同じであるため、詳細な説明は省略する。

次に、図３２Ｂの状態から図３２Ｃの状態にシステム構成が移行した場合についても、複局同時送信時の送信タイミングとして送信元管理局自身に割り当てるシンボル波形及び遅延量も決定すること以外は、第１の実施形態（図３７Ｃ）と同様であるため、説明を省略する。

図３８Ａは、図３２Ｂに示す位置関係にある管理局１及び２が、図３７Ｂに示す手順でシンボル波形及び遅延量を設定した場合における記録テーブルの一例を示す図である。
管理局１及び２は、図３８Ａに示す記録テーブルを参照して、他局がパケットを中継送信する際にパケットに与えるべきシンボル波形及び遅延量を決定する。例えば、管理局１がパケットの送信元管理局である場合、管理局２は、管理局１から受信したパケットを中継送信する際に、シンボル波形Ｗ１で、基準タイミングＴ０に対してτだけ遅延させたタイミングＴ２で送信する。

図３８Ｂは、図３８Ｃに示す位置関係にある管理局１、２、及び９において、ブロードキャストパケットが管理局１から送信され、管理局２で中継されて管理局９に到達するまでのパケットの送信タイミングを示す図である。ここで、管理局１及び２は、図３８Ａの記録テーブルを保持しているものとする。

図３８Ｂに示すように、管理局２は、管理局１から送信されてきたブロードキャストパケットを受信すると、第１の実施形態と同様の手順で送信開始タイミングを決定する。管理局１は、シンボル波形Ｗ１で、ブロードキャストパケットを送信したタイミングから所定時間Ｔ１後の基準タイミングＴ０を送信タイミングとして、ブロードキャストパケットを送信する。管理局１と管理局２とは、パスダイバーシチ効果が発揮できる適度な時間差τに比べて伝搬時間が無視できる程度近傍に位置している。よって、管理局９は、パスダイバーシチ効果が得られる適度な送信時間差τに極めて近い値の到来時間差で、２つの管理局から送信されたパケットを受信する。従って、管理局９は、パスダイバーシチ効果を最大限に得ることができる。

図３９Ａは、図３６Ｂに示す位置関係にある管理局１〜４が、図３７Ｃに示す手順によってシンボル波形及び遅延量を設定した場合における、記録テーブルの一例を示す図である。なお、本第２の実施形態においても、無線伝送システムは、パスダイバーシチ効果に寄与するシンボル波形毎の最大の有効ブランチ数が２で（タイミングＴ１、Ｔ２）、シンボル波形が２種（Ｗ１、Ｗ２）の計４組あるシステムとして説明する。

図３９Ｂは、図３６Ｂに示す位置関係にある管理局１〜４が、図３９Ａに示す記録テーブルに従って、ブロードキャストパケットを複局同時送信する際のタイミングを示す図である。

図３９Ｂに示すように、ブロードキャストパケットの送信元である管理局１は、ブロードキャストパケットを送信したタイミングから所定時間Ｔ１後を基準タイミングＴ０とする。そして、管理局１は、基準タイミングＴ０を送信開始タイミングとし、シンボル波形Ｗ１を用いてブロードキャストパケットを送信する。管理局２は、管理局１から送信されてきたブロードキャストパケットを、基準タイミングＴ０から遅延量τだけ遅延させたタイミングを送信開始タイミングとして、シンボル波形Ｗ１を用いて送信する。管理局３は、基準タイミングＴ０を送信開始タイミングとし、シンボル波形Ｗ２を用いてブロードキャストパケットを送信する。管理局４は、基準タイミングＴ０から遅延量τだけ遅延させたタイミングを送信開始タイミングとし、シンボル波形Ｗ２を用いてブロードキャストパケットを送信する。

管理局１〜４は、パスダイバーシチ効果が発揮できる適度な時間差τに比べて伝搬時間が無視できる程近傍に位置しているので、４つの管理局から送信されたパケットは、どの２つをとっても、適度な時間差で管理局９に到来する。すなわち、同じシンボル波形に対しては、適度な遅延τだけずれたタイミングＴ１及びＴ２で受信側の無線局に到来し、同じタイミングの到来波ではシンボル波形が異なるので、４種類の組み合わせに相当する最大限のパスダイバーシチ効果を得ることができる。従って、管理局９は、パスダイバーシチ効果を最大限かつ確実に得ることができる。

以上のように、本発明の第２の実施形態によれば、複局同時送信可能な管理局として決定された各管理局は、自局のデータに与えるシンボル波形及び遅延量も決定し、送信元管理局がブロードキャストパケットを再送信する。よって、中継送信が可能な管理局が１つしかない場合であっても、適度な時間差を設けて複局同時送信することができ、パスダイバーシチ効果を最大限に、かつ、確実に得ることができる。また、中継送信が可能な管理局の数がパスダイバーシチ効果に寄与する最大の有効ブランチ数よりも少ない場合にも、第１の実施形態に係る無線伝送システムに比べて、大きなパスダイバーシチ効果を得ることができる。

なお、上記第２の実施形態では、互いに通信可能な管理局が４局の場合について述べたが、５局以上になった場合にも、図３７Ｃに示したＣ−１１〜Ｃ−１３、Ｃ−２１〜Ｃ−２３、及びＣ−３１〜Ｃ−３３の手順を局数分繰り返すことにより、各管理局に対して複局同時送信時の適切な遅延量を確実に設定することができる。ただし、シンボル波形の種類で増倍された最大有効ブランチ数を越える管理局数の場合は、第１の実施形態のように、シンボル波形毎のタイミング（ここではＴ１、Ｔ２）の種類を超えて、間のタイミングの値を与えると、逆に、劣化を招くことがあるので、そのような場合は、シンボル波形と遅延量の組の中から重複して与えるのが良い。あるいは、複局同時送信が可能であると決定する無線局の数を増倍された最大有効ブランチ数以下にするのも良い。

（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、中継伝送時に複局同時送信が可能な場合の送信元管理局が中継送信するパケットに与える遅延量を、予め基準タイミングＴ０から適度にずらした値に決めている点で、第２の実施形態と相違する。それ以外の、無線伝送システム及び管理局の構成、システム間におけるチャネル情報のネゴシエーションの手順は、第１及び第２の実施形態と同様である。

図４０Ａは、１つの無線システムが発生した図３２Ａのシステム構成から図３２Ｂのシステム構成になるまでの第３の実施形態に係る管理局が行うネゴシエーションの手順の一例を示す図である。本第３の実施形態に係る管理局は、Ｂ−１３及びＢ−２３の区間において、通知パケットを送信しない点で、図３７Ｂと相違する。

各管理局は、ブロードキャストパケットを他局によって中継送信させる際、自局（送信元管理局）がパケットを再送する時に、パケットに与えるシンボル波形及び遅延量を予め保持している。例えば、その各管理局は、自局がパケットの送信元管理局となる場合、送信元パケットの終わりから所定時間Ｔ１後の基準タイミングＴ０から遅延量τだけ遅延させた（送信元パケットの終わりから所定時間Ｔ２後）タイミングに、デフォルトのシンボル波形Ｗ１で再送信するか、又は基準タイミングＴ０でシンボル波形をＷ２に変えて送信する。従って、図４０Ａに示すように、その他局によって中継送信させようとする各管理局（ここでは管理局１）は、通知パケットを生成しない。

通知パケットを受信しない中継送信を担う管理局２は、ブロードキャストパケットを中継送信する際、ブロードキャストパケットに遅延量を与えない（すなわち基準タイミングＴ０）で、デフォルトのシンボル波形Ｗ１で送信する。つまり、管理局２は、予め定められた基準タイミングＴ０を中継送信時の送信開始タイミングとする。従って、管理局２がブロードキャストパケットを中継送信し、管理局１がパケットを再送信した場合、管理局９に到達するパケットには、各管理局が図３２Ｃに示すように近傍した位置関係にある限り、τの到来時間差があるか、同タイミングで到来するがシンボル波形が異なるかになる。従って、到来タイミング又はシンボル波形が異なるので、管理局９は、パスダイバーシチ効果を最大限に発揮させてパケットを正常に受信することができる。

図４０Ｂは、図３２Ｂに示す位置関係にある管理局１及び２が、図４０Ａに示す手順によってシンボル波形及び遅延量を決定した場合における記録テーブルの一例を示す図である。管理局１及び２がブロードキャストパケットを再送信する際に、パケットに与えるべきシンボル波形及び遅延量は予め設定されている。従って、ブロードキャストパケットを中継送信可能な管理局が１つしかない場合、通知パケットを送信しなくても、図４０Ｂに示す記録テーブルを各管理局が決定して保持することができる。

以上のように、本発明の第３の実施形態によれば、パケットの中継送信が可能な管理局が送信元を含む２つである場合、通知パケットを送信することなく、送信元の管理局が自局のパケットに与える遅延量を基準タイミングから適度にずらした値又は同じ基準タイミングだがシンボル波形を変えることにより、他の管理局にシンボル波形又は遅延量を与えることなく基準タイミングでデフォルトのシンボル波形で、送信元局と共に中継送信させる。従って、通知パケットを送受信するための区間を用意する必要がないため、第２の実施形態の方法に比べ、伝送効率の低下を抑えながら、パスダイバーシチ効果を確実に発揮させることができる。

なお、本第３の実施形態では、管理局の数が２つである場合について説明した。ここで、管理局の数が３つ以上である場合は、間のタイミングの値を与えると、逆に、劣化を招くことがあるので、増加した管理局は全て同じシンボル波形（デフォルト）と遅延量（タイミング）との組み合わせを有することで、本第３の実施形態は有用である。図４１は、管理局が保持する記憶テーブルの一例を示す図である。この場合にも、各管理局は、他の管理局に通知パケットを送信することなく、各管理局がパケットに与えるシンボル波形及び遅延量を最適に決定することができる。従って、通知パケットを送受信するための区間を用意する必要がないため、第２の実施形態の方法に比べ、伝送効率の低下を抑えながら、パスダイバーシチ効果を確実に発揮させることができる。

なお、パスダイバーシチ効果を最大限に得るためには、送信元管理局以外の管理局も、適度に送信開始タイミングをずらす、又はシンボル波形を変える必要がある。この場合、第２の実施形態における図３７Ｃの手順と同様に、通知パケットを送信し、例えば、図４２に示す記録テーブルを各管理局に持たせることとすればよい。ただし、本第３の実施形態では、送信元管理局に割り当てられるシンボル波形及び遅延量は予めＷ２Ｔ１に定めているため、通知パケットは送信元管理局の遅延量を示すデータを含む必要がない。従って、第２の実施形態に比べ、通知パケット長を若干短くすることができる。よって、図３７ＣのＣ−１３やＣ−２３に示す、通知パケットを送信するための区間を若干短くすることができる。従って、第２の実施形態に比べて、伝送効率の低下を抑えながら、パスダイバーシチ効果を最大限に得ることができる。

（第４の実施形態）
上記第１の実施形態において、チャネル情報パケットに対する応答パケットを受信するのは、チャネル情報パケットの送信元の管理局のみであった。これに対し、第４の実施形態では、チャネル情報パケットの送信元以外の管理局も、他の管理局が送信した応答パケットを受信する。それ以外の無線伝送システムの構成及び管理局のブロック構成、システム間のチャネル情報のネゴシエーション手順は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

以下、図３２Ａ〜Ｃ及び図４３Ａ〜Ｃを参照して、本第４の実施形態に係る管理局１〜５がネゴシエーションを行って、複局同時送信時に各管理局がパケットに与えるシンボル波形と遅延量を決定する手順について、第１の実施形態との違いを中心に説明する。

図４３Ａ〜Ｃは、１つの無線伝送システムが発生してから、図１Ａ及びＢに示すシステム構成になるまでのネゴシエーションの手順の一例を示す図である。図４３Ａ〜Ｃは、図３２Ａ〜Ｃに対応しており、管理局におけるパケットの送受信タイミングを示す。

まず、図３２Ａ又はＢに示すシステム構成である場合の管理局１〜５の動作は、第１の実施形態と同様である。
次に、図３２Ｂの状態から図３２Ｃの状態にシステム構成が移行した場合、新たにシステムを構築する管理局３は、管理局１から送信されてきたチャネル情報パケットを受信すると、応答パケットを生成し、ランダムなタイミングで送信する（図４３Ｃ：Ｃ−１１）。また、この応答区間において、管理局２も応答パケットを生成し、ランダムなタイミングで送信する。管理局４、５も同様に動作する。

管理局１は、管理局２〜５から送信されてきた応答パケットを受信する。また、この応答区間において、例えば、管理局２は、管理局３が送信した応答パケットを受信し、管理局３は、管理局２が送信した応答パケットを受信するように、各管理局は相互に応答パケットを受信する。これが、第１の実施形態との相違点である。

これにより、例えば、管理局２において、シンボル波形・遅延量決定部３６は、管理局３からのチャネル情報パケットを受信することなく、管理局３を周辺管理局として認識することができる。また、管理局３においても同様に、管理局１のみならず管理局２も周辺管理局として記憶することができる。管理局４、５も加えて同様に動作することができる。

このように、管理局２〜５は、管理局１が送信したチャネル情報パケットに対して、他の管理局が送信した応答パケットを受信することにより、管理局１が送信したブロードキャストパケットを中継送信できる管理局の数が自局を含めて４つであることを認識する。そして、各管理局は、管理局１が送信元管理局となった場合に、各管理局に割り当てるシンボル波形及び遅延量を決定する。なお、各管理局は、同一の管理局に対して決定する遅延量が異なる値にならないようにするため、予め定めたシンボル波形・遅延量決定規則に従って、各管理局に割り当てるシンボル波形及び遅延量を決定する。

次に、管理局１及び３は、管理局２から送信されてきたチャネル情報パケットを受信する（図４３Ｃ：Ｃ−２１）。そして、図４３ＣのＣ−１２と同様の手順で、各管理局は、管理局２の送信パケットを中継送信する際のシンボル波形及び遅延量を決定し、記録テーブル３７に記録する（図４３Ｃ：Ｃ−２２）。

このように、各管理局は、個々にシンボル波形及び遅延量を決定する。従って、第１の実施形態（図３１Ｃ：Ｃ−１３）のように、通知パケットを送信するための領域を用意する必要がないため、伝送効率の低下を抑制することができる。

なお、本実施形態では、シンボル波形・遅延量決定規則として、応答区間の終了時刻までに通知された周辺局情報から得られる中継送信できる管理局の数と、パスダイバーシチ効果に寄与する最大の有効ブランチ数とに応じて予め定めた基準タイミングに対する複数の遅延量とシンボル波形との組の候補の内から、例えば、これらに順番を付けておき、応答パケットを先に送信した順に管理局に与えることとすれば良い。

例えば、パスダイバーシチ効果に寄与する最大有効ブランチ数が４つである場合、シンボル波形と遅延量の組として、Ｗ１Ｔ１、Ｗ１Ｔ２、Ｗ２Ｔ１、及びＷ２Ｔ２の４種類があるなら、応答パケットを先に送信した順番で管理局に与えることとする。このシンボル波形・遅延量決定規則に従えば、図４３Ｃのように、管理局１のチャネル情報パケットに対して管理局２〜５が順に応答パケットを返し、管理局２のチャネル情報パケットに対して管理局１、３〜５が順に応答パケットを返し、管理局３のチャネル情報パケットに対して管理局１、２、４、５が順に応答パケットを返した場合、第１の実施形態の場合と同じく、図３３Ａの記録テーブルが各管理局で保持されることになる。なお、シンボル波形・遅延量決定規則として、これに限らず、例えば、応答パケットを先に送信した逆順に管理局に与えるようにしてもよいし、応答パケットを送信した管理局のＩＤ番号の順に管理局に与えるようにしてもよい。

なお、本第４の実施形態では、互いに通信可能な管理局が５つの場合について述べたが、５つ以上になった場合にも、図４３Ｃに示したＣ−１１〜Ｃ−１３、Ｃ−２１〜Ｃ−２３、及びＣ−３１〜Ｃ−３３の手順を局数分繰り返すことにより、各管理局における複局同時送信時の適切なシンボル波形及び遅延量を確実に設定することができる。この場合、シンボル波形と遅延量との組Ｗ１Ｔ１、Ｗ１Ｔ２、Ｗ２Ｔ１、及びＷ２Ｔ２は、例えば、終わりまでいけば最初に戻って、繰り返し重複して与えれば良い。

なお、上記第１〜第４の実施形態において、ネゴ区間は、共通チャネル上に定期的に設けられるものとしたが、新たに管理局が発生する際や既存の管理局が消失する際にのみその管理局が既存の管理局に対してネゴシエーション要求を出して、設けられるものであってもよい。いずれにせよ、ネゴシエーションは管理局数が変化する際、すなわち複局数が変化する際には必ず行われるものであるため、本発明によれば、複局数が変化しても複局同時送信時にシンボル波形毎に適度な到来時間差のマルチパスを発生できるため、パスダイバーシチ効果を確実に発揮させることができる。

また、上記第１〜第４の実施形態において、共通チャネルは、予め１つのチャネルが定められているものとし、新たに発生した管理局は、まず共通チャネルを観測するものとして説明したが、共通チャネルは、予め１つのチャネルに定められている必要はない。例えば、最初に存在する管理局が、複数の通信チャネルのうちの１つを、後に発生する他の管理局とネゴシエーションするための共通チャネルとして専用に定めてもよいし、自局の端末との通信に使用する通信チャネルと共通チャネルを共用させてもよい。なお、その場合、管理局は、まず共通チャネルが複数の通信チャネルのうちのどのチャネルであるかを認識するためのチャネル探索を周辺管理局の探索と併せて行えばよい。

また、第１〜第４の実施形態では、基準タイミングＴ０は、管理局がブロードキャストパケットを受信完了したタイミングから所定時間Ｔ１の経過後のタイミングであるものとして説明した。ここで、管理局が、パケットに含まれるユニークワードを検出したタイミングから所定時間Ｔ１の経過後を基準タイミングＴ０としてもよい。また、管理局間の同期をとるためのビーコン信号を用いて、ビーコン信号を受信完了したタイミングから所定時間経過後を基準タイミングとしてもよい。又は、各管理局が電波時計から得られる時刻情報等から基準タイミングを得てもよいし、各管理局がＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を有し、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報から基準タイミングを得てもよい。

また、第１〜第４の実施形態では、複局同時送信を行う各管理局が保持する記録テーブル３７には、図３３Ａ、図３９Ａ、及び図４２に示すように、全ての管理局に割り当てられたシンボル波形及び遅延量が記録されていた。ここで、各管理局は、自局に割り当てられたシンボル波形及び遅延量のみを記録テーブルに記録することとしてもよい。これにより、記録テーブルを格納するために必要なメモリの容量を小さくすることができる。従って、複局同時送信可能な局数が増加した場合であっても、記録テーブルを格納するために必要なメモリの容量の増加を抑制することができる。

なお、管理局のメモリ容量に余裕がある場合、記録テーブルとして、第１〜第４の実施形態で記録テーブルの一例として挙げたように、図３３Ａ、図３９Ａ、及び図４２のような全ての管理局のシンボル波形及び遅延量を記録した同一の記録テーブルを各管理局に持たせることが望ましい。なぜなら、無線システムを構成する管理局の数が図４４Ａから図４４Ｂに示すように減少した場合でも、残存する管理局のシンボル波形・タイミング変更規則を予め決めておけば、第１〜第３の実施形態で説明した通知パケットの伝送を行わずに各管理局の送信タイミングを適切に決めることができるので、通知パケットを送るための領域を必要とせずに、伝送効率の低下を抑えながら、最大限のパスダイバーシチ効果を確実に発揮させることができるからである。このことについて以下説明する。

図４４Ａに示す５つの管理局が存在するシステム構成から管理局が１つ減り、図４４Ｂに示すシステム構成となった場合を例に説明する。なお、図４４Ａ及びＢのシステムにおいて、これまでと同様、シンボル波形の種類で増倍された最大の有効ブランチ数は４つである場合を例に説明する。また、図４４Ａのシステム構成時に、各管理局は、第１の実施形態の図３３Ａと同様の、図４５Ａに示す記録テーブルを保持しているものとする。

このシステムにおいて、管理局数が減少した時のシンボル波形・タイミング変更規則を、例えば次のように予め決めておく。
（１）システムに残存する管理局数が、パスダイバーシチ効果に寄与し得るシンボル波形で増倍された有効なブランチの最大数（以下、最大許容数と略す）以上の場合
システムから消失した管理局と同一のシンボル波形と遅延量との組み合わせが割り当てられた管理局が存在する場合、各管理局に割り当てたシンボル波形及び遅延量を変更しない。
システムから消失した管理局と同一のシンボル波形と遅延量との組み合わせが割り当てられた管理局が存在しない場合、システムに残存する管理局のうち、同一のシンボル波形と遅延量との組み合わせが割り当てられた複数の管理局が存在する。従って、同一の組み合わせが割り当てられた管理局のうち、管理局ＩＤが大きい管理局に割り当てるシンボル波形及び遅延量を、システムから消失した管理局に割り当てられていたシンボル波形及び遅延量に変更する。

（２）システムに残存する管理局数が、最大許容数未満の場合
システムに残存する管理局のうち、同一のシンボル波形と遅延量との組み合わせが割り当てられた複数の管理局が存在する場合、同一の組み合わせが割り当てられた複数の管理局のうち、例えば管理局ＩＤが大きい管理局に割り当てるシンボル波形と遅延量との組み合わせを、システムから消失した管理局に割り当てられていたシンボル波形と遅延量との組み合わせに変更する。
システムに残存する管理局のうち、同一のシンボル波形と遅延量との組み合わせが割り当てられている管理局が存在しない場合、各管理局に割り当てたシンボル波形及び遅延量を変更しない。

上記規則（１）及び（２）に従えば、例えば、図４４Ａから図４４Ｂのように管理局数が５つから４つに減少した場合でも、各管理局が独立して同じ記録テーブルを、例えば管理局３が消失して減少した場合は図４５Ａから図４５Ｂのように変更することができる。

なお、上記のように、闇雲に複局数が増えることを制限し、例えば、管理局の数が最大許容数より多い場合、最大許容数に等しい複局数で送信させることとしたシステムでは、次のように管理局数が減少した際のタイミング変更規則を予め決めておく。
（３）システムに残存する管理局数が、最大許容数以上の場合
システムに残存する管理局のうち、複局同時送信能力を持ちながらそれまで複局同時送信に参加していなかった管理局の中で、例えば最も管理局ＩＤの大きい管理局に割り当てるシンボル波形と遅延量との組み合わせを、減少した管理局のうち最も管理局ＩＤの大きい管理局に割り当てられていたシンボル波形と遅延量との組み合わせに変更する。

上記規則（３）に従えば、例えば、図４４Ａに示すシステム構成である各管理局が、図４５Ａに示す記録テーブルを保持している場合、図４４Ｂに示すように、管理局の数が５つから４つに減少しても、各管理局が独立して自局が保持する記録テーブルを変更することができる。

図４６は、管理局３が消失した場合の記録テーブルの一例を示す図である。図４５Ａで「−」で示された複局同時送信に参加していなかった管理局は、消失欠損した組み合わせを補うことで、図４６ではなくなり、４つの管理局で４種類全てのシンボル波形と遅延量との組み合わせを用いて複局同時送信されるようになる。

このように、各管理局は、複局同時送信できる全ての管理局のシンボル波形と遅延量とを記憶する記録テーブルを保持し、複局数等の複局状況が変化した際のシンボル波形と送信タイミングの組み合わせの変更手順を予め決めておく。これにより、初期のネゴシエーション時の組み合わせ設定手順に比べ、複局状況が変化した場合であっても、簡素な手順で複局同時送信を行い得る管理局のシンボル波形及び遅延量を再設定することができる。従って、伝送効率の低下を抑えながら、最大限のパスダイバーシチ効果を確実に発揮させることができる。

また、本実施形態では、チャネル情報パケットの送信を、無線伝送システムに存在する管理局数分繰り返すことによって、複局同時送信する際のシンボル波形及び遅延量を決定していた。ここで、最初に送信されたチャネル情報パケットと、当該チャネル情報パケットに対して送信される応答パケットとの数に基づいてシンボル波形及び遅延量を決定することとしてもよい。

図４７は、一度のチャネル情報パケットの送信によって、各管理局が複局同時送信時にパケットに与えるべきシンボル波形及び遅延量を決定する際の管理局１〜３の動作を示すシーケンス図である。管理局２及び３は、管理局１が送信したチャネル情報パケットを受信すると、応答パケットを生成して送信する。管理局１は、管理局２及び３が送信した応答パケットを受信する。また、管理局２は、管理局３が送信した応答パケットを受信し、管理局３は、管理局２が送信した応答パケットを受信する。管理局１〜３は、受信したチャネル情報パケット及び応答パケットの合計数がブロードキャストパケットを中継送信する際に、複局同時送信できる管理局数であると判断する。そして、管理局１〜３は、上述した所定の規則に従い、自局が複局同時送信する際に、パケットに与えるべきシンボル波形及び遅延量を決定する。このように、一度のチャネルパケットの送信で、各管理局がシンボル波形及び遅延量を決定することとすれば、シンボル波形及び遅延量を決定するための手順をより簡易なものとすることができる。

なお、図５の無線局１の構成において、遅延量を制御するには、変調部２１の後ろで遅延を挿入したり、様々な方法及び構成が考え得るが、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れない。

また、第１〜第４の実施形態における無線伝送システムでは、以下の点が共通する。無線伝送システムは、データを無線によって複局同時送信することができる。また、無線伝送システムは、データを送受信するための複数の無線局を備えている。また、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側の無線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。この複数の無線局の内、少なくとも１つの無線局は、自局又は他局が送信する複局同時送信要求パケットに対する応答パケットに応じて、無線伝送システムにおいて複局同時送信が行われる際の、シンボル波形と、基準タイミングからの複数の遅延量とを決定する。複数の遅延量において、各遅延量の差は、シンボル波形毎に所定の遅延分解能以上に設定されている。複数の遅延量の内、シンボル波形毎に最大値と最小値との差は、所定の遅延上限以下に設定されている。

また、上記第１〜第４の実施形態では、複局同時送信を行う無線局を管理局として説明したが、対等分散型システムにおいて端末と管理局の区別なく、無線局が上述の方法によりシンボル波形及び遅延量を決定することももちろん可能である。

なお、第１〜第４の実施形態で説明したシンボル波形・遅延量決定部や送信タイミング制御部等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、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。

また、第１〜第４の実施形態で説明した動作を実現することができるのであれば、図面に示した機能ブロック以外の機能ブロック及び／又は手段によって、本発明の無線局を構成してもよいことは言うまでもない。

本発明は、近接して配置されている複数の無線局が同一データを伝送する複局同時送信システムにおいて、無線局の位置関係や、データを複局同時送信する無線局数が変化しても、パスダイバーシチ効果を最大限に、かつ、確実に得ることができ、無線通信等の分野に有用である。

第１〜第４の実施形態に係る無線伝送システム構成例を示す図 第１〜第４の実施形態に係る無線伝送システム構成例を示す図 第１〜第４の実施形態で送信されるパケットの構成例を示す図 第１の実施形態に係るマルチホップ伝送方法を示す図 第１の実施形態に係るマルチホップ伝送方法を示す図 図３Ａの端末局１０−１が送信するパケットの構成を示す図 図３Ａの管理局１が送信するパケットの構成を示す図 図３Ａの管理局２及び３が送信するパケットの構成を示す図 管理局１の機能的な構成例を示すブロック図 変調部２１の構成を示すブロック図 本発明の無線伝送システムの差動符号化規則の一例及び信号空間ダイアグラムを示す図 変調部２１の各ブロックの内部構成例を示す図 変調部２１が記憶するシンボル波形の位相遷移の一例を示す模式図 図５の復調部３３の詳細な構成例を示す図 受信局の到来信号Ａ及びＢの位相をシンボル毎に示した模式図 到来信号Ａと到来信号Ｂとの位相関係及びシンボル間の位相関係を模式的に示した位相遷移図 到来信号Ａ及びＢ間の位相関係をベクトルで表した図 到来信号Ａ及びＢ間の位相遷移をベクトルで表した図 伝搬路の遅延分散性が無視できる場合に受信局で受信された到来信号Ａ及びＢの位相関係を示した模式図 図１５の到来信号Ａ及びＢの低域通過フィルタ１８１０及び１８１１通過後の検波出力を示す図 ２つの送信アンテナを用いた２波到来モデルの概念図 送信信号Ａの直接波と遅延波との位相変化をシンボル毎に示した模式図 送信信号Ｂの直接波と遅延波との位相変化をシンボル毎に示した模式図 送信信号Ａ及びＢの直接波及び遅延波について、各々の搬送波の受信点での位相関係を示した図 送信信号Ａの直接波と遅延波との位相関係及びシンボル間の位相関係を模式的に示した位相遷移図 送信信号Ｂの直接波と遅延波との位相関係及びシンボル間の位相関係を模式的に示した位相遷移図 送信信号Ａの直接波と遅延波との位相遷移をベクトルで表した模式図 送信信号Ｂの直接波と遅延波との位相遷移をベクトルで表した模式図 全ての到来波の位相遷移をベクトルで表した模式図 本発明の伝送方法によるビット誤り率と遅延量τとの関係を模式的に示した図 管理局１〜３が行う動作の概要を示すシーケンス図 既存周辺管理局探索モード時の管理局１の動作フローチャート 周辺管理局探索モード終了後の管理局１の動作フローチャート 既存周辺管理局の数が応答パケットの送信回数よりも多い場合における管理局１の動作フローチャート 後発周辺管理局の数が応答パケットの送信回数よりも多い場合における管理局１の動作フローチャート 通知パケットを受信した管理局２の動作フローチャート 各管理局に割り当てるべきシンボル波形及び遅延量が決定した後における、パケット受信時の管理局１の動作フローチャート 第１の実施形態の管理局が行うネゴシエーション手順の一例を示す図 第１の実施形態の管理局が行うネゴシエーション手順の一例を示す図 第１の実施形態の管理局が行うネゴシエーション手順の一例を示す図 図３１Ａに対応した無線伝送システムの構成図 図３１Ｂに対応した無線伝送システムの構成図 図３１Ｃに対応した無線伝送システムの構成図 第１の実施形態の管理局が保持する記録テーブルの構成例を示す図 第１の実施形態における複局同時送信タイミングの一例を示す図 第１の実施形態における複局同時送信タイミングの一例を示す図 応答パケット衝突時のパケットの送受信タイミングを示す図 第１の実施形態の変形例に係る管理局１の動作フローチャート 第２の実施形態に係るマルチホップ伝送方法を示す図 第２の実施形態に係るマルチホップ伝送方法を示す図 第２の実施形態の管理局が行うネゴシエーション手順の一例を示す図 第２の実施形態の管理局が行うネゴシエーション手順の一例を示す図 第２の実施形態の管理局が行うネゴシエーション手順の一例を示す図 第２の実施形態の管理局が保持する記録テーブルの構成例を示す図 第２の実施形態における複局同時送信タイミングの一例を示す図 第２の実施形態における複局同時送信の様子を示す図 第２の実施形態の管理局が保持する記録テーブルの構成例を示す図 第２の実施形態における複局同時送信タイミングの一例を示す図 第３の実施形態における複局同時送信タイミングの一例を示す図 第３の実施形態の管理局が保持する記録テーブルの構成例を示す図 第３の実施形態の管理局が保持する記録テーブルの構成例を示す図 第３の実施形態の管理局が保持する記録テーブルの構成例を示す図 第４の実施形態の管理局が行うネゴシエーション手順の一例を示す図 第４の実施形態の管理局が行うネゴシエーション手順の一例を示す図 第４の実施形態の管理局が行うネゴシエーション手順の一例を示す図 第４の実施形態に係る無線伝送システム構成の移行例を示す図 第４の実施形態に係る無線伝送システム構成の移行例を示す図 第４の実施形態の管理局が保持する記録テーブルの構成例を示す図 第４の実施形態の管理局が保持する記録テーブルの構成例を示す図 第４の実施形態の管理局が保持する記録テーブルの構成例を示す図 第４の実施形態の管理局が行う動作の概要を示すシーケンス図 特許文献１に記載の従来の複局同時送信システムの構成を示す図 特許文献１に記載の従来の複局同時送信システムの構成を示す図 従来のシンボル波形の位相遷移を示す概略図 特許文献２に記載の伝送信号生成回路の構成を示す図 遅延を伴う場合の到来信号Ａ及びＢの位相関係を示す概略図 従来の伝送システムの構成を示す模式図 特許文献２に記載の従来の無線伝送システムの構成を示す図 図５３の各無線局が伝送するパケットの送信タイミングを模式的に示す図 従来技術を用いてマルチホップシステムで複局同時送信した時の課題を説明する図 従来のマルチホップシステムで複局同時送信した時の課題を説明する図 従来のマルチホップシステムで複局同時送信した時の課題を説明する図 従来のマルチホップシステムで複局同時送信した時の課題を説明する図 従来のマルチホップシステムで複局同時送信した時の課題を説明する図 従来の変調方式において到来信号の位相関係が逆相の場合を示した模式図 従来の伝送方法によるビット誤り率と遅延量τとの関係を模式的に示す図 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２遅延波と３遅延波の場合のビット誤り率特性を示す図 図６０における２遅延波と３遅延波の時間関係を示す図

符号の説明

１〜５、９ 管理局
１０−１、１０−ｎ、２０−１、２０−ｎ、３０−１、３０−ｎ 端末局
１７−１〜１７−６ 無線局
２１ 変調部
２２ 読み出し制御部
２３ 波形記憶部
２４、１８０８、１８０９ Ｄ／Ａ変換器
３１ アンテナ
３２ ＲＦ部
３３ 復調部
３４ パケット判定部
３５ 自局パケット処理部
３６ シンボル波形・遅延量決定部
３７ 記録テーブル
３８ 送信タイミング制御部
４０ 送信パケット処理部
４２ テーブル格納部
７００ 伝送信号生成回路
７０１ 差動符号化回路
７０２ 波形発生回路
７０３、１８０１ 発振器
７０４ 直交変調器
９０１、１６０１ 遅延器
９０２、９０３ レベル調整器
９０４、９０５ 空中線
１６０２、１６０３ 乗算器
１６０４、１６０５ 移相器
１６０６、１６０７、１８１０、１８１１ 低域通過フィルタ
１８０２ Ｌ分周器
１８０３、１８０４ カウンタ
１８０５、１８０６ シフトレジスタ

Claims (36)

1. 複数の無線局と、無線局間に形成されるマルチパス伝送路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、データを無線によって複局同時送信することができる無線伝送システムであって、
   前記複数の無線局は、
   自局又は他局が送信する複局同時送信を要求する複局同時送信要求パケットに対する応答パケットを受信し、当該応答パケットの受信から得られる周辺局情報に基づいて、複局同時送信される送信信号に用いられるシンボル波形と基準タイミングからの遅延量とを組とする複数の組み合わせを決定する少なくとも１つの無線局と、
   前記少なくとも１つの無線局で決定された前記複数の組み合わせ用いて複局同時送信される送信信号を受信する宛先の無線局とを含む、無線伝送システム。
2. 前記少なくとも１つの無線局は、前記シンボル波形が同一かつ前記遅延量が異なる２つ以上の組み合わせについて、相互の遅延量の差を所定の遅延分解能以上に設定し、遅延量の最大値と最小値との差を所定の遅延上限以下に設定する、請求項１に記載の無線伝送システム。
3. 前記所定の遅延分解能及び前記所定の遅延上限は、それぞれ、前記宛先の無線局が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である、請求項２に記載の無線伝送システム。
4. 前記複数の無線局は、各々の通信エリア内に存在する少なくとも１つの端末局を管理する機能を持つ複数の管理局を含み、
   前記複数の管理局は、それぞれ、通信に先立って通信可能な状態を確立するためのネゴシエーションパケットとして、前記複局同時送信要求パケット及び前記応答パケットを送受信する送受信部を備え、
   前記少なくとも１つの無線局は、複局同時送信する管理局に対してデータを送信する送信元の管理局であり、前記応答パケットを受信することで複局同時送信可能な管理局を認識し、当該認識した管理局によって送信信号が複局同時送信される際に用いられる前記組み合わせを、当該認識した管理局の数に応じて決定するシンボル波形・遅延量決定部を備える、請求項１に記載の無線伝送システム。
5. 前記複数の無線局は、各々の通信エリア内に存在する少なくとも１つの端末局を管理する機能を持つ複数の管理局を含み、
   前記複数の管理局は、それぞれ、通信に先立って通信可能な状態を確立するためのネゴシエーションパケットとして、前記複局同時送信要求パケット及び前記応答パケットを送受信する送受信部を備え、
   前記少なくとも１つの無線局は、前記ネゴシエーションパケットに基づいて複局同時送信可能となった管理局であり、前記応答パケットの受信によって認識される複局同時送信可能な管理局の数に応じて自局が送信信号を複局同時送信する際に用いる前記組み合わせを決定するシンボル波形・遅延量決定部を備える、請求項１に記載の無線伝送システム。
6. 前記無線伝送システムは、送信元の無線局からの送信信号を、他の無線局に中継させて前記宛先の無線局に伝送するシステムであり、
   前記複数の無線局は、それぞれ、
   複局同時送信すべき送信信号があれば前記複局同時送信要求パケットを他の無線局に送信し、前記複局同時送信要求パケットを受信すれば前記応答パケットを送信する送信部と、
   前記応答パケットを受信する受信部と、
   前記応答パケットを受信することで複局同時送信が可能な中継局を決定し、当該決定した中継局によって送信信号が複局同時送信される際に用いられる前記組み合わせを、当該決定した中継局の数に応じて決定するシンボル波形・遅延量決定部とを含む、請求項１に記載の無線伝送システム。
7. 前記複数の無線局の各送信部は、自局が前記送信元の無線局である場合、前記中継局のいずれかから前記宛先の無線局から前記応答パケットを受信した旨の通知を受信するか、又は前記宛先の無線局から前記応答パケットを直接受信した場合、中継伝送を取りやめることを前記中継局に通知する、請求項６に記載の無線伝送システム。
8. 前記複数の無線局は、それぞれ、前記送信元の無線局からの前記複局同時送信要求パケットの受信に応じて、自局が前記送信元の無線局から送信される送信信号を中継することができるか否かを判断する中継可否判断部をさらに含み、
   前記複数の無線局の各送信部は、前記応答パケットに前記中継可否判断部の判断結果を含めて送信する、請求項６に記載の無線伝送システム。
9. 前記複数の無線局は、それぞれ、前記送信元の無線局からの前記複局同時送信要求パケットの受信に応じて、自局が前記送信元の無線局から送信される送信信号を中継することができるか否かを判断する中継可否判断部をさらに含み、
   前記複数の無線局の各送信部は、前記中継可否判断部によって中継送信可能であると判断された場合に、前記応答パケットを送信する、請求項６に記載の無線伝送システム。
10. 前記複数の無線局の送受信部は、それぞれ、前記複局同時送信要求パケットに対する前記他の無線局が送信した前記応答パケットを最大有効ブランチ数よりも多く受信すれば、前記応答パケットを送信しない、請求項６に記載の無線伝送システム。
11. 前記複局同時送信要求パケットは、前記複数の無線局が使用する通信チャネルに関するチャネル情報パケットである、請求項１に記載の無線伝送システム。
12. 前記複局同時送信要求パケットは、複局同時送信の可否に関わらず送信される送信要求パケットＲＴＳ（Request To Send）であり、
    前記応答パケットは、前記送信要求パケットＲＴＳに対する応答パケットＣＴＳ（Clear To Send）である、請求項１に記載の無線伝送システム。
13. 前記複局同時送信要求パケットは、前記複局同時送信すべき送信信号の全部又は一部である、請求項１に記載の無線伝送システム。
14. 前記少なくとも１つの無線局は、複局同時送信可能な無線局の数に応じて、前記複数の組み合わせを決定する、請求項１に記載の無線伝送システム。
15. 前記少なくとも１つの無線局は、複局同時送信可能な無線局に対して、前記複数の組み合わせの少なくとも１つを通知する、請求項１に記載の無線伝送システム。
16. 前記送信元の無線局は、前記複数の組み合わせの内、自局に割り当てられている組み合わせに基づいて前記送信信号を再送信する、請求項１に記載の無線伝送システム。
17. 前記複数の組み合わせの内、前記送信信号を複局同時送信可能な無線局に送信する送信元の無線局に対して前記送信信号を再送信する際に割り当てるべき組み合わせは、前記送信元の無線局によって決定され、
    前記送信元の無線局は、自局以外の複局同時送信が可能な無線局の組み合わせを所定の組とし、前記送信信号を割り当てられた組み合わせに基づいて再送信する、請求項１６に記載の無線伝送システム。
18. 前記少なくとも１つの無線局は、前記応答パケットを受信した順に前記複数の組み合わせを決定する、請求項１に記載の無線伝送システム。
19. 前記少なくとも１つの無線局は、複局同時送信が可能な無線局の数を最大有効ブランチ数以下に決定する、請求項１に記載の無線伝送システム。
20. 前記少なくとも１つの無線局は、複局同時送信が可能な無線局の数が最大有効ブランチ数よりも多い場合、前記複数の組み合わせの数を最大有効ブランチ数以下に決定する、請求項１に記載の無線伝送システム。
21. 複局同時送信する無線局は、
    前記少なくとも１つの無線局によって決定された前記複数の組み合わせを記録するための記録テーブルを格納する格納部を含み、
    前記記録テーブルを参照して、自局に割り当てられている組み合わせに応じて、前記複局同時送信すべき送信信号を送信する、請求項１に記載の無線伝送システム。
22. 前記記録テーブルには、自局に割り当てられた組み合わせのみが記録されている、請求項２１に記載の無線伝送システム。
23. 前記記録テーブルには、複局同時送信する全ての無線局に割り当てられた組み合わせが記録されている、請求項２１に記載の無線伝送システム。
24. 前記少なくとも１つの無線局は、所定のシンボル数だけ離れた任意の２つのシンボルのシンボル波形が、送信信号にかかわらず同一であり、かつ、当該任意の２つのシンボルの位相差が、送信信号に基づいて決定される前記送信信号を生成する、請求項１に記載の無線伝送システム。
25. 前記少なくとも１つの無線局は、前記所定のシンボル数を１として、前記送信信号を生成する、請求項２４に記載の無線伝送システム。
26. 前記少なくとも１つの無線局は、前記位相差に、２πを２の累乗の数で均等に分割した角度のいずれかを用いる、請求項２４に記載の無線伝送システム。
27. 前記宛先の無線局は、遅延検波によって前記検波信号を得る、請求項１に記載の無線伝送システム。
28. 前記少なくとも１つの無線局は、１シンボル期間において、位相が時間方向に増加し、かつ位相の時間変化の２次微係数が常時ゼロではない位相遷移を有する第１シンボル波形と、位相が時間方向に減少し、かつ位相の時間変化の２次微係数が常時ゼロではない位相遷移を有する第２シンボル波形とを、少なくとも前記シンボル波形の所定の数の候補に含む、請求項１に記載の無線伝送システム。
29. 前記少なくとも１つの無線局は、１シンボル期間の所定点までは位相の時間変化量が減少し、かつ当該所定点以降は位相の時間変化量が増加する位相遷移を有する、第１シンボル波形及び第２シンボル波形を、少なくとも前記シンボル波形の所定の数の候補に含む、請求項１に記載の無線伝送システム。
30. 前記少なくとも１つの無線局は、１シンボル期間の所定点までは位相の時間変化量が増加し、かつ当該所定点以降は位相の時間変化量が減少する位相遷移を有する、第１シンボル波形及び第２シンボル波形とを、少なくとも前記シンボル波形の所定の数の候補に含む、請求項１に記載の無線伝送システム。
31. 前記少なくとも１つの無線局は、１シンボル期間の全てで位相の時間変化量が減少する位相遷移を有する第１シンボル波形及び第２シンボル波形を、少なくとも前記シンボル波形の所定の数の候補に含む、請求項１に記載の無線伝送システム。
32. 前記少なくとも１つの無線局は、１シンボル期間において、位相が時間方向に増加した後減少に転じ、かつ位相の時間変化の２次微係数が常時ゼロではない位相遷移を有する第１シンボル波形と、位相が時間方向に減少した後増加に転じ、かつ位相の時間変化の２次微係数が常時ゼロではない位相遷移を有する第２シンボル波形とを、少なくとも前記シンボル波形の所定の数の候補に含む、請求項１に記載の無線伝送システム。
33. 前記少なくとも１つの無線局は、１シンボル期間の所定点までは位相の時間変化量が減少し、かつ当該所定点以降は位相の時間変化量が増加する位相遷移を有する、第１シンボル波形及び第２シンボル波形を、少なくとも前記シンボル波形の所定の数の候補に含む、請求項１に記載の無線伝送システム。
34. 前記少なくとも１つの無線局は、前記所定点を１シンボル期間の中心点とし、中心点以前の位相と中心点以後の位相とが対称的に変化する位相遷移を有する、第１シンボル波形及び第２シンボル波形を、少なくとも前記シンボル波形の所定の数の候補に含む、請求項１に記載の無線伝送システム。
35. 複数の無線局と、無線局間に形成されるマルチパス伝送路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、データを無線によって複局同時送信することができる無線伝送システムに用いられる無線局であって、
    自局又は他局が送信する複局同時送信を要求する複局同時送信要求パケットに対する応答パケットを受信する応答パケット受信部と、
    複局同時送信される送信信号に用いられるシンボル波形と基準タイミングからの遅延量とを組とする複数の組み合わせを、前記応答パケット受信部における前記応答パケットの受信に応じて、同じ前記シンボル波形の組同士の各遅延量の差が所定の遅延分解能以上になり、かつ、複数の前記遅延量の内の最大値と最小値との差が所定の遅延上限以下になるように、決定するシンボル波形・遅延量決定部とを備える、無線局。
36. 複数の無線局と、無線局間に形成されるマルチパス伝送路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、データを無線によって複局同時送信することができる無線伝送システムに用いられる無線局が行う方法であって、
    自局又は他局が送信する複局同時送信を要求する複局同時送信要求パケットに対する応答パケットを受信する応答パケット受信ステップと、
    複局同時送信される送信信号に用いられるシンボル波形と基準タイミングからの遅延量とを組とする複数の組み合わせを、前記応答パケット受信ステップにおける前記応答パケットの受信に応じて、同じ前記シンボル波形の組同士の各遅延量の差が所定の遅延分解能以上になり、かつ、複数の前記遅延量の内の最大値と最小値との差が所定の遅延上限以下になるように、決定するステップとを備える、方法。

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