JP5133831B2 - 無線通信システム、送信システム、無線端末および無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、多入力多出力型の通信が適用される無線通信システム、送信システム、無線端末および無線通信方法に関する。

近年、無線通信システムでは、有限な周波数帯域を効率的に利用するための様々な技術が実現されている。このような技術の一つとして、複数の送信アンテナを介して同一の周波数帯を用いる信号系列を複数同時に送信するとともに、複数の受信アンテナを介して当該信号系列を受信し、各信号系列に分離する多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術が知られている。

ＭＩＭＯ技術が用いられる無線通信システムでは、受信側は、複数の信号系列を混信状態で受信した後、各信号系列の伝搬路特性の相違に基づいて各信号系列を分離する。具体的には、受信側は、伝搬路特性を推定するチャネル推定技術により得られたチャネル推定値を用いて、各信号系列を分離する。

このようなＭＩＭＯ技術では、アンテナの設置間隔を大きくすることによって、各信号系列の伝搬路特性をより確実に異ならせることができ、信号系列の分離性能（以下、信号分離性能）を向上させることができる。このため、複数の無線基地局（無線通信装置）のそれぞれのアンテナを介して、同一の周波数帯を用いる信号系列を１つの無線端末に複数同時に送信する協調ＭＩＭＯ技術が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００８−５２３６６５号公報（［請求項１］など）

しかしながら、上述した協調ＭＩＭＯ技術には、次のような問題がある。具体的には、無線端末の移動などにより伝搬路特性が高速に変動する場合や、チャネル推定により得られたチャネル推定値に推定誤差が含まれる場合には、信号分離性能を向上させることができない。したがって、上述した協調ＭＩＭＯ技術には、信号分離性能を向上させる点において改善の余地があった。

そこで、本発明は、伝搬路特性が高速に変動する場合やチャネル推定値に推定誤差が含まれる場合であっても、協調ＭＩＭＯ技術を利用して信号分離性能を十分に向上させることができる無線通信システム、送信システム、無線端末および無線通信方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、第１信号系列（通信ストリームＳ１）を送信する第１無線通信装置（例えば無線基地局１００Ａ）と、前記第１信号系列と同一の周波数帯を用いる第２信号系列（通信ストリームＳ２）を前記第１信号系列と同一の時間帯において送信する第２無線通信装置（例えば無線基地局２００Ａ）とを含む送信システム（例えば送信システム２０Ａ）と、前記第１信号系列および前記第２信号系列を同一の時間帯において前記送信システムから受信する受信部（無線受信部３１０）と、前記受信部が受信した前記第１信号系列および前記第２信号系列を分離する分離処理を実行する分離処理部（分離処理部３３０）とを含む無線端末（無線端末３００）とを有する無線通信システム（例えば無線通信システム１０Ａ）であって、前記第１無線通信装置は、前記第１信号系列を遅延させて生成した第１遅延信号系列（遅延ストリームＳ１_delay）と、前記第１信号系列とを重ねて送信し、前記第２無線通信装置は、前記第１遅延信号系列と遅延量が異なり、前記第２信号系列を遅延させて生成した第２遅延信号系列（遅延ストリームＳ２_delay）と、前記第２信号系列とを重ねて送信し、前記送信システムは、前記第１遅延信号系列に関する第１遅延情報（遅延情報Ｓ１_info）と、前記第２遅延信号系列に関する第２遅延情報（遅延情報Ｓ２_info）とを前記無線端末に通知する通知部（例えば遅延情報通知部１４０および遅延情報通知部２４０）を備え、前記分離処理部は、前記分離処理を実行する際に、通知された前記第１遅延情報に応じて前記第１信号系列と前記第１遅延信号系列とを合成し、通知された前記第２遅延情報に応じて前記第２信号系列と前記第２遅延信号系列とを合成することを要旨とする。

このような無線通信システムによれば、分離処理の際に、第１遅延情報に応じて第１信号系列と第１遅延信号系列とが合成され、第２遅延情報に応じて第２信号系列と第２遅延信号系列とが合成される。これにより、第１信号系列および第２信号系列のそれぞれの品質を高めることができ、第１信号系列と第２信号系列とを分離し易くすることができる。したがって、第１の特徴に係る無線通信システムによれば、伝搬路特性が変動する場合やチャネル推定値に推定誤差が含まれる場合であっても、協調ＭＩＭＯ技術を利用して信号分離性能を十分に向上させることができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記第１無線通信装置は、前記第１信号系列および前記第２信号系列として同一の信号系列を用いるダイバシティ送信を実行する場合に、前記第１信号系列と、前記第２遅延信号系列と遅延量が等しい前記第１遅延信号系列とを重ねて送信し、前記第２無線通信装置は、前記ダイバシティ送信を実行する場合に、前記第２信号系列と、前記第１遅延信号系列と遅延量が等しい前記第２遅延信号系列とを重ねて送信することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１または第２の特徴に係り、前記分離処理部は、前記分離処理において前記第１信号系列を抽出する第１抽出部（第１抽出部３３１）と、前記分離処理において前記第２信号系列を抽出する第２抽出部（第２抽出部３３２）とを含み、前記第１抽出部は、前記第１信号系列と前記第１遅延信号系列とを同位相で合成する同相合成、または前記第２信号系列と前記第２遅延信号系列とを逆位相で合成する逆相合成のうち、少なくとも一方を用いて前記第１信号系列を抽出し、前記第２抽出部は、前記第１信号系列と前記第１遅延信号系列とを逆位相で合成する逆相合成、または前記第２信号系列と前記第２遅延信号系列とを同位相で合成する同相合成のうち、少なくとも一方を用いて前記第２信号系列を抽出することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１〜第３の何れかの特徴に係り、前記第１遅延情報は、前記第１遅延信号系列の遅延量を示す情報を含み、前記第２遅延情報は、前記第２遅延信号系列の遅延量を示す情報を含むことを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１〜第４の何れかの特徴に係り、前記第１遅延信号系列および前記第２遅延信号系列は、互いに振幅が異なり、前記第１遅延情報は、前記第１遅延信号系列の振幅を示す情報を含み、前記第２遅延情報は、前記第２遅延信号系列の振幅を示す情報を含むことを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第１〜第５の何れかの特徴に係り、前記第１無線通信装置および前記第２無線通信装置は、互いに異なる無線基地局（例えば無線基地局１００Ａ、無線基地局２００Ａ）であることを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、第１信号系列（通信ストリームＳ１）を送信する第１無線通信装置（例えば無線基地局１００Ａ）と、前記第１信号系列と同一の周波数帯を用いる第２信号系列（通信ストリームＳ２）を前記第１信号系列と同一の時間帯において送信する第２無線通信装置（例えば無線基地局２００Ａ）とを含む送信システム（例えば送信システム２０Ａ）であって、第１遅延信号系列（遅延ストリームＳ１_delay）に関する第１遅延情報（遅延情報Ｓ１_info）と第２遅延信号系列（遅延ストリームＳ２_delay）に関する第２遅延情報（遅延情報Ｓ２_info）とを前記無線端末に通知する通知部（例えば遅延情報通知部１４０および遅延情報通知部２４０）を備え、前記第１無線通信装置は、前記第１信号系列を遅延させて生成した前記第１遅延信号系列と、前記第１信号系列とを重ねて送信し、前記第２無線通信装置は、前記第１遅延信号系列と遅延量が異なり、前記第２信号系列を遅延させて生成した前記第２遅延信号系列と、前記第２信号系列とを重ねて送信することを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、第１信号系列（通信ストリームＳ１）を送信する第１無線通信装置（例えば無線基地局１００Ａ）と、前記第１信号系列と同一の周波数帯を用いる第２信号系列（通信ストリームＳ２）を前記第１信号系列と同一の時間帯において送信する第２無線通信装置（例えば無線基地局２００Ａ）とを含む送信システム（例えば送信システム２０Ａ）から、前記第１信号系列および前記第２信号系列を同一の時間帯において受信する受信部（無線受信部３１０）と、前記受信部が受信した前記第１信号系列および前記第２信号系列を分離する分離処理を実行する分離処理部（分離処理部３３０）とを含む無線端末（無線端末３００）であって、前記受信部は、前記第１信号系列と、前記第１信号系列を遅延させて生成された第１遅延信号系列（遅延ストリームＳ１_delay）と、前記第１遅延信号系列に関する第１遅延情報（遅延情報Ｓ１_info）とを受信し、前記第２信号系列と、前記第１遅延信号系列と遅延量が異なり、前記第２信号系列を遅延させて生成された第２遅延信号系列（遅延ストリームＳ２_delay）と、前記第２遅延信号系列に関する第２遅延情報（遅延情報Ｓ２_info）とを受信し、前記分離処理部は、前記分離処理を実行する際に、前記第１遅延情報に応じて前記第１信号系列と前記第１遅延信号系列とを合成し、前記第２遅延情報に応じて前記第２信号系列と前記第２遅延信号系列とを合成することを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、第１信号系列を送信する第１無線通信装置と、前記第１信号系列と同一の周波数帯を用いる第２信号系列を前記第１信号系列と同一の時間帯において送信する第２無線通信装置とを含む送信システムと、前記第１信号系列および前記第２信号系列を同一の時間帯において前記送信システムから受信する受信部と、前記受信部が受信した前記第１信号系列および前記第２信号系列を分離する分離処理を実行する分離処理部とを含む無線端末とを用いた無線通信方法であって、前記第１無線通信装置が、前記第１信号系列を遅延させて生成された第１遅延信号系列と、前記第１信号系列とを重ねて送信するステップ（例えばステップＳ１０４）と、前記第２無線通信装置が、前記第２信号系列を遅延させて生成され、前記第１遅延信号系列と遅延量が異なる第２遅延信号系列と、前記第２信号系列とを重ねて送信するステップ（例えばステップＳ２０４）と、前記第１遅延信号系列に関する第１遅延情報と、前記第２遅延信号系列に関する第２遅延情報とを前記送信システムから前記無線端末に通知するステップ（例えばステップＳ１０３およびＳ２０３）と、前記分離処理部が、前記分離処理を実行する際に、通知された前記第１遅延情報に応じて前記第１信号系列と前記第１遅延信号系列とを合成し、通知された前記第２遅延情報に応じて前記第２信号系列と前記第２遅延信号系列とを合成するステップ（ステップＳ３０３）とを備えることを要旨とする。

本発明によれば、伝搬路特性が高速に変動する場合やチャネル推定値に推定誤差が含まれる場合であっても、協調ＭＩＭＯ技術を利用して信号分離性能を十分に向上させることができる無線通信システム、送信システム、無線端末および無線通信方法を提供できる。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態では、（１）無線通信システムの概略構成、（２）無線通信システムの詳細構成、（３）分離処理の一例、（４）無線通信システムの動作、（５）作用・効果について説明する。

（１）無線通信システムの概略構成
図１は、第１実施形態に係る無線通信システム１０Ａの概略構成図である。無線通信システム１０Ａには、協調ＭＩＭＯ技術が導入されている。

図１（ａ）に示すように、無線通信システム１０Ａは、送信システム２０Ａおよび無線端末３００を有する。送信システム２０Ａは、無線基地局１００Ａ、無線基地局２００Ａおよび分配装置４００を有する。

分配装置４００は、無線端末３００に送信すべき情報データ系列を無線基地局１００Ａおよび無線基地局２００Ａに振り分ける。例えば、分配装置４００は、シリアル／パラレル変換により、情報データ系列を２つの情報データ系列に変換する。変換により得られた２つの情報データ系列のうち、一方の情報データ系列が無線基地局１００Ａに入力され、他方の情報データ系列が無線基地局２００Ａに入力される。

無線基地局１００Ａは、分配装置４００から入力された情報データ系列から通信ストリームＳ１（第１信号系列）を生成し、生成した通信ストリームＳ１を無線端末３００に送信する。第１実施形態において無線基地局１００Ａは、通信ストリームＳ１を無線端末３００に送信する第１無線通信装置を構成する。

無線基地局２００Ａは、分配装置４００から入力された情報データ系列から通信ストリームＳ２（第２信号系列）を生成し、生成した通信ストリームＳ２を無線端末３００に送信する。通信ストリームＳ１および通信ストリームＳ２は、互いに異なる信号系列である。第１実施形態において無線基地局２００Ａは、通信ストリームＳ２を無線端末３００に送信する第２無線通信装置を構成する。

無線基地局１００Ａおよび無線基地局２００Ａは、同一の無線リソースを用いて、通信ストリームＳ１および通信ストリームＳ２をそれぞれ送信する。すなわち、無線基地局１００Ａは、通信ストリームＳ２と同一の時間帯（時間スロット）において、通信ストリームＳ２と同一の周波数帯を用いる通信ストリームＳ１を無線端末３００に送信する。同様に、無線基地局２００Ａは、通信ストリームＳ１と同一の時間帯において、通信ストリームＳ１と同一の周波数帯を用いる通信ストリームＳ２を無線端末３００に送信する。

無線基地局１００Ａは、通信ストリームＳ１を遅延させて生成した遅延ストリームＳ１_delay（第１遅延信号系列）と、通信ストリームＳ１とを重ねて送信する。無線基地局２００Ａは、通信ストリームＳ２を遅延させて生成した遅延ストリームＳ２_delay（第２遅延信号系列）と、通信ストリームＳ２とを重ねて送信する。遅延ストリームＳ１_delayおよび遅延ストリームＳ２_delayは、互いに遅延量が異なる。

無線基地局１００Ａおよび無線基地局２００Ａは、遅延ストリームＳ１_delayに関する遅延情報Ｓ１_info（第１遅延情報）と、遅延ストリームＳ２_delayに関する遅延情報Ｓ２_info（第２遅延情報）とを無線端末３００に通知する（図２参照）。

無線端末３００は、通信ストリームＳ１および通信ストリームＳ２を混信状態で受信した後、例えば通信ストリームＳ１および通信ストリームＳ２それぞれの伝搬路特性の相違に基づいて通信ストリームＳ１および通信ストリームＳ２を分離する。無線端末３００は、伝搬路特性を推定するチャネル推定技術により得られたチャネル推定値を用いて、通信ストリームＳ１および通信ストリームＳ２を分離する。

ただし、無線端末３００の移動などにより伝搬路特性が高速に変動する場合や、チャネル推定により得られたチャネル推定値に推定誤差が含まれる場合には、信号分離性能を向上させることができない。そこで、無線端末３００は、分離処理を実行する際に、送信システム２０Ａから通知された遅延情報Ｓ１_infoに応じて通信ストリームＳ１と遅延ストリームＳ１_delayとを合成し、送信システム２０Ａから通知された遅延情報Ｓ２_infoに応じて通信ストリームＳ２と遅延ストリームＳ２_delayとを合成する。これにより、信号分離性能が改善される。

第１実施形態では、図１（ｂ）に示すように、送信システム２０Ａの無線基地局１００Ａはアンテナ１０１を有し、無線基地局２００Ａはアンテナ１０２を有する。無線端末３００は、２つのアンテナ３０１，３０２を有する。すなわち、第１実施形態に係る無線通信システム１０Ａにおいては、２×２のアンテナ構成を用いたＭＩＭＯ通信が実行される。

（２）無線通信システムの詳細構成
次に、図２および図３を参照して、無線通信システム１０Ａの詳細構成について説明する。具体的には、（２．１）無線基地局の構成、（２．２）無線端末の構成について説明する。ここでは、本発明に関連する構成のみを説明する。

（２．１）無線基地局の構成
図２（ａ）は、無線基地局１００Ａの構成を示す機能ブロック図である。

図２（ａ）に示すように、無線基地局１００Ａは、通信ストリーム生成部１１０、遅延ストリーム重畳部１２０、遅延情報保持部１３０、遅延情報通知部１４０および無線送信部１５０を有する。無線送信部１５０には、アンテナ１０１が接続される。

通信ストリーム生成部１１０は、分配装置４００から入力された情報データ系列から通信ストリームＳ１を生成する。

遅延情報保持部１３０は、遅延ストリームＳ１_delayに関する遅延情報Ｓ１_infoを予め保持する。遅延情報Ｓ１_infoは、遅延ストリームＳ１_delayのパラメータの情報を含む。具体的には、遅延情報Ｓ１_infoは、遅延ストリームＳ１_delayの遅延量（遅延時間または位相遅延量の少なくとも一方）を示す情報を含む。ここで遅延量を示す情報とは、遅延量の値自体でもよく、遅延量に対応付けられたインデックスでもよい。遅延情報Ｓ１_infoは、遅延ストリームＳ１_delayの振幅を示す情報を含んでもよい。

遅延ストリーム重畳部１２０は、遅延情報保持部１３０が保持する遅延情報Ｓ１_infoに基づいて通信ストリームＳ１を遅延させることにより遅延ストリームＳ１_delayを生成し、生成した遅延ストリームＳ１_delayを通信ストリームＳ１に重ねる。遅延情報Ｓ１_infoが遅延ストリームＳ１_delayの振幅を示す情報を含む場合、遅延ストリーム重畳部１２０は、当該情報に従って遅延ストリームＳ１_delayの振幅を調整する。

無線送信部１５０は、アップコンバータおよびパワーアンプなどを含む。無線送信部１５０は、遅延ストリーム重畳部１２０によって遅延ストリームＳ１_delayが重ねられた通信ストリームＳ１を無線端末３００に送信する。

遅延情報通知部１４０は、遅延情報保持部１３０が保持する遅延情報Ｓ１_infoを、無線送信部１５０を介して無線端末３００に通知する。例えば、遅延情報通知部１４０は、無線端末３００との通信開始時に実行されるネゴシエーションの際に遅延情報Ｓ１_infoを通知する。あるいは、遅延情報通知部１４０は、遅延情報Ｓ１_infoを定期的に報知（ブロードキャスト）することによって、遅延情報Ｓ１_infoを無線端末３００に通知する。

図２（ｂ）は、無線基地局２００Ａの構成を示す機能ブロック図である。

図２（ｂ）に示すように、無線基地局２００Ａは、通信ストリーム生成部２１０、遅延ストリーム重畳部２２０、遅延情報保持部２３０、遅延情報通知部２４０および無線送信部２５０を有する。無線送信部２５０には、アンテナ２０１が接続される。

通信ストリーム生成部２１０は、分配装置４００から入力された情報データ系列から通信ストリームＳ２を生成する。

遅延情報保持部２３０は、遅延ストリームＳ２_delayに関する遅延情報Ｓ２_infoを予め保持する。遅延情報Ｓ２_infoは、遅延ストリームＳ２_delayのパラメータの情報を含む。具体的には、遅延情報Ｓ２_infoは、遅延ストリームＳ２_delayの遅延量（遅延時間または位相遅延量の少なくとも一方）を示す情報を含む。遅延情報Ｓ２_infoは、遅延ストリームＳ２_delayの振幅を示す情報を含んでもよい。ここで、遅延情報保持部２３０が保持する遅延情報Ｓ２_infoの内容と、遅延情報保持部１３０が保持する遅延情報Ｓ１_infoの内容とは異なる。

遅延ストリーム重畳部２２０は、遅延情報保持部２３０が保持する遅延情報Ｓ２_infoに基づいて通信ストリームＳ２を遅延させることにより遅延ストリームＳ２_delayを生成し、生成した遅延ストリームＳ２_delayを通信ストリームＳ２に重ねる。

遅延情報Ｓ１_infoの内容と遅延情報Ｓ２_infoの内容とが異なるため、遅延ストリームＳ２_delayの遅延量は、遅延ストリームＳ１_delayの遅延量と異なっている。例えば、遅延ストリームＳ２_delayの遅延量τ２は、遅延ストリームＳ１_delayの遅延量τ１よりも大きい（図４参照）。

無線送信部２５０は、アップコンバータおよびパワーアンプなどを含む。無線送信部２５０は、遅延ストリーム重畳部２２０によって遅延ストリームＳ２_delayが重ねられた通信ストリームＳ２を無線端末３００に送信する。

遅延情報通知部２４０は、遅延情報保持部２３０が保持する遅延情報Ｓ２_infoを、無線送信部２５０を介して無線端末３００に通知する。遅延情報Ｓ２_infoの通知方法は、遅延情報Ｓ１_infoの通知方法と同様である。第１実施形態において遅延情報通知部１４０および遅延情報通知部２４０は、遅延情報Ｓ１_infoおよび遅延情報Ｓ２_infoを無線端末３００に通知する通知部を構成する。

（２．２）無線端末の構成
図３は、無線端末３００の構成を示す機能ブロック図である。

図３に示すように、無線端末３００は、無線受信部３１０、遅延情報取得部３２０および分離処理部３３０を有する。無線受信部３１０には、アンテナ３０１，３０２が接続される。

無線受信部３１０は、アンテナ３０１，３０２のそれぞれに対応するローノイズアンプおよびダウンコンバータなどを含む。無線受信部３１０は、遅延ストリームＳ１_delayが重ねられた通信ストリームＳ１と、遅延ストリームＳ２_delayが重ねられた通信ストリームＳ２とを混信状態で受信する。混信状態で受信された通信ストリームＳ１および通信ストリームＳ２は、分離処理部３３０に入力される。

無線受信部３１０は、無線基地局１００Ａから通知された遅延情報Ｓ１_infoと、無線基地局２００Ａから通知された遅延情報Ｓ２_infoとを受信する。遅延情報取得部３２０は、遅延情報Ｓ１_infoおよび遅延情報Ｓ２_infoを無線受信部３１０から取得する。遅延情報取得部３２０は、遅延情報Ｓ１_infoおよび遅延情報Ｓ２_infoを分離処理部３３０に伝達する。

分離処理部３３０は、伝搬路特性の相違に基づいて、混信状態で受信された通信ストリームＳ１および通信ストリームＳ２を分離する分離処理を実行する。このような分離処理としては、例えば、ＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）またはＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）などの既存の信号分離手法が利用できる。

分離処理部３３０は、分離処理を実行する際に、遅延情報Ｓ１_infoに応じて通信ストリームＳ１と遅延ストリームＳ１_delayとを合成し、遅延情報Ｓ２_infoに応じて通信ストリームＳ２と遅延ストリームＳ２_delayとを合成する。

分離処理部３３０は、通信ストリームＳ１を抽出する第１抽出部３３１と、通信ストリームＳ２を抽出する第２抽出部３３２とを有する。

第１抽出部３３１は、通信ストリームＳ１と遅延ストリームＳ１_delayとを同位相で合成する同相合成、または通信ストリームＳ２と遅延ストリームＳ２_delayとを逆位相で合成する逆相合成のうち、少なくとも一方を用いて通信ストリームＳ１を抽出する。

第１抽出部３３１は、遅延情報Ｓ１_infoに応じて通信ストリームＳ１と遅延ストリームＳ１_delayとを時間軸上で一致させた後、通信ストリームＳ１と遅延ストリームＳ１_delayとを同相合成する。第１抽出部３３１は、遅延情報Ｓ２_infoに応じて通信ストリームＳ２と遅延ストリームＳ２_delayとを時間軸上で一致させた後、通信ストリームＳ２と遅延ストリームＳ２_delayとを逆相合成する。

第２抽出部３３２は、通信ストリームＳ１と遅延ストリームＳ１_delayとを逆位相で合成する逆相合成、または通信ストリームＳ２と遅延ストリームＳ２_delayとを同位相で合成する同相合成のうち、少なくとも一方を用いて通信ストリームＳ２を抽出する。

第２抽出部３３２は、遅延情報Ｓ１_infoに応じて通信ストリームＳ１と遅延ストリームＳ１_delayとを時間軸上で一致させた後、通信ストリームＳ１と遅延ストリームＳ１_delayとを逆相合成する。第２抽出部３３２は、遅延情報Ｓ２_infoに応じて通信ストリームＳ２と遅延ストリームＳ２_delayとを時間軸上で一致させた後、通信ストリームＳ２と遅延ストリームＳ２_delayとを同相合成する。

（３）分離処理の一例
次に、図４を用いて、分離処理部３３０が実行する分離処理の一例を説明する。ここでは、第１抽出部３３１が通信ストリームＳ１と遅延ストリームＳ１_delayとを同相合成する場合について説明する。

無線基地局１００Ａは、図４（ａ）に示すように、通信ストリームＳ１と共に、通信ストリームＳ１を遅延量τ１だけ遅延させた遅延ストリームＳ１_delayを送信している。一方、無線基地局２００Ａは、通信ストリームＳ２と共に、通信ストリームＳ２を遅延量τ２だけ遅延させた遅延ストリームＳ２_delayを送信している。

通信ストリームＳ１、遅延ストリームＳ１_delay、通信ストリームＳ２および遅延ストリームＳ２_delayのそれぞれは、同一の無線リソースを用いて送信されるため、無線端末３００の無線受信部３１０が受信する信号には、通信ストリームＳ１、遅延ストリームＳ１_delay、通信ストリームＳ２および遅延ストリームＳ２_delayが混在している。

第１抽出部３３１は、遅延情報取得部３２０が取得した遅延情報Ｓ１_infoから遅延量τ１を特定し、遅延量τ１に従って、通信ストリームＳ１および遅延ストリームＳ１_delayを検出する。ここで、遅延量τ１および遅延量τ２は互いに異なるため、第１抽出部３３１は、通信ストリームＳ１および遅延ストリームＳ１_delayを、通信ストリームＳ２および遅延ストリームＳ２_delayと区別することができる。

第１抽出部３３１は、遅延量τ１に従って、通信ストリームＳ１および遅延ストリームＳ１_delayを時間軸上で一致させる。その際、遅延量τ１および遅延量τ２は互いに異なるため、通信ストリームＳ２および遅延ストリームＳ２_delayは一致しない。そして、第１抽出部３３１は、通信ストリームＳ１および遅延ストリームＳ１_delayを同相合成する。これにより、図４（ｂ）に示すように、通信ストリームＳ１の品質が改善される。

（４）無線通信システムの動作
次に、図５および図６を参照して、無線通信システム１０Ａの動作について説明する。具体的には、（４．１）無線基地局の動作、（４．２）無線端末の動作について説明する。

（４．１）無線基地局の動作
図５（ａ）は、無線基地局１００Ａの動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、通信ストリーム生成部１１０は、通信ストリームＳ１を生成する。

ステップＳ１０２において、遅延ストリーム重畳部１２０は、遅延情報保持部１３０が保持する遅延情報Ｓ１_infoに基づいて遅延ストリームＳ１_delayを生成し、生成した遅延ストリームＳ１_delayを通信ストリームＳ１に重ねる。

ステップＳ１０３において、遅延情報通知部１４０は、遅延情報保持部１３０が保持する遅延情報Ｓ１_infoを無線端末３００に通知する。なお、ステップＳ１０３の処理は、ステップＳ１０１の前に実行されてもよく、ステップＳ１０１とステップＳ１０２との間に実行されてもよい。

ステップＳ１０４において、無線送信部１５０は、遅延ストリーム重畳部１２０によって遅延ストリームＳ１_delayが重ねられた通信ストリームＳ１を無線端末３００に送信する。

図５（ｂ）は、無線基地局２００Ａの動作を示すフローチャートである。

ステップＳ２０１において、通信ストリーム生成部２１０は、通信ストリームＳ２を生成する。

ステップＳ２０２において、遅延ストリーム重畳部２２０は、遅延情報保持部２３０が保持する遅延情報Ｓ２_infoに基づいて遅延ストリームＳ２_delayを生成し、生成した遅延ストリームＳ２_delayを通信ストリームＳ２に重ねる。

ステップＳ２０３において、遅延情報通知部２４０は、遅延情報保持部２３０が保持する遅延情報Ｓ２_infoを無線端末３００に通知する。

ステップＳ２０４において、無線送信部２５０は、遅延ストリーム重畳部２２０によって遅延ストリームＳ２_delayが重ねられた通信ストリームＳ２を無線端末３００に送信する。ステップＳ２０４の処理は、ステップＳ１０４の処理と同時に実行される。

（４．２）無線端末の動作
図６は、無線端末３００の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ３０１において、遅延情報取得部３２０は、遅延情報Ｓ１_infoおよび遅延情報Ｓ２_infoを取得する。

ステップＳ３０２において、無線受信部３１０は、遅延ストリームＳ１_delayが重ねられた通信ストリームＳ１と、遅延ストリームＳ２_delayが重ねられた通信ストリームＳ２とを混信状態で受信する。

ステップＳ３０３において、分離処理部３３０は、分離処理を実行する。具体的には、分離処理部３３０は、遅延情報Ｓ１_infoに応じて通信ストリームＳ１と遅延ストリームＳ１_delayとを合成し、遅延情報Ｓ２_infoに応じて通信ストリームＳ２と遅延ストリームＳ２_delayとを合成する。

（５）作用・効果
以上説明したように、無線通信システム１０Ａにおいては、遅延情報Ｓ１_infoに応じて通信ストリームＳ１と遅延ストリームＳ１_delayとが合成され、遅延情報Ｓ２_infoに応じて通信ストリームＳ２と遅延ストリームＳ２_delayとが合成される。これにより、通信ストリームＳ１および通信ストリームＳ２のそれぞれの品質を高めることができ、通信ストリームＳ１と通信ストリームＳ２とを分離し易くすることができる。

したがって、無線通信システム１０Ａによれば、伝搬路特性が高速に変動する場合やチャネル推定値に推定誤差が含まれる場合であっても、協調ＭＩＭＯ技術を利用して信号分離性能を向上させることができる。

さらに、無線端末３００における受信品質（例えば受信電界強度（ＲＳＳＩ）または受信信号対雑音比（ＳＮＲ）など）が劣化している場合においても、信号分離性能を十分に向上させることができる。

また、第１抽出部３３１が通信ストリームＳ１と遅延ストリームＳ１_delayとを同相合成することにより、通信ストリームＳ１の品質が改善され、通信ストリームＳ１の抽出を容易にすることができる。

第１抽出部３３１が通信ストリームＳ２と遅延ストリームＳ２_delayとを逆相合成することにより、通信ストリームＳ２と遅延ストリームＳ２_delayとが互いに打ち消し合うため、通信ストリームＳ１の抽出を容易にすることができる。

第２抽出部３３２が通信ストリームＳ２と遅延ストリームＳ２_delayとを同相合成することにより、通信ストリームＳ２の品質が改善され、通信ストリームＳ２の抽出を容易にすることができる。

第２抽出部３３２が通信ストリームＳ１と遅延ストリームＳ１_delayとを逆相合成することにより、通信ストリームＳ１と遅延ストリームＳ１_delayとが互いに打ち消し合うため、通信ストリームＳ２の抽出を容易にすることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態の構成および動作に加えて、ダイバシティ送信を併用する実施形態である。

無線端末３００の構成および動作は、第１実施形態と同様である。このため、第２実施形態では、（１）無線基地局の構成、（２）無線基地局の動作、（３）作用・効果について説明する。

（１）無線基地局の構成
図７は、第２実施形態に係る無線基地局１００Ｂ（第１無線通信装置）、および無線基地局２００Ｂ（第２無線通信装置）の構成を示す機能ブロック図である。

無線基地局１００Ｂは２つのアンテナ１０１，１０２を有し、無線基地局２００Ｂは２つのアンテナ２０１，２０２を有する。すなわち、第２実施形態に係る無線通信システムでは、４×２のアンテナ構成を用いたＭＩＭＯ通信が実行される。

図７（ａ）に示すように、無線基地局１００Ｂは、通信ストリーム生成部１１１，１１２、遅延ストリーム重畳部１２１，１２２、遅延情報保持部１３１，１３２、遅延情報通知部１４１，１４２、および無線送信部１５１，１５２を有する。無線送信部１５１には、アンテナ１０１が接続される。無線送信部１５２には、アンテナ１０２が接続される。

図７（ｂ）に示すように、無線基地局２００Ｂは、通信ストリーム生成部２１１，２１２、遅延ストリーム重畳部２２１，２２２、遅延情報保持部２３１，２３２、遅延情報通知部２４１，２４２、および無線送信部２５１，２５２を有する。無線送信部２５１には、アンテナ２０１が接続される。無線送信部２５２には、アンテナ２０２が接続される。

無線基地局１００Ｂの遅延情報保持部１３１と、無線基地局２００Ｂの遅延情報保持部２３１とは、同一の遅延情報Ｓ１_infoを保持する。無線基地局１００Ｂの遅延情報保持部１３２と、無線基地局２００Ｂの遅延情報保持部２３２とは、同一の遅延情報Ｓ２_infoを保持する。無線送信部１５１，１５２，２５１および２５２は、同一の無線リソース（周波数帯および時間スロット）を用いた送信を実行する。

（２）無線基地局の動作
次に、図８を参照して、無線基地局１００Ｂおよび無線基地局２００Ｂの動作について説明する。図８（ａ）は、無線基地局１００Ｂの動作を示すフローチャートである。

ステップＳ４０１において、通信ストリーム生成部１１１は、通信ストリームＳ１を生成する。通信ストリーム生成部１１２は、通信ストリームＳ２を生成する。通信ストリームＳ１および通信ストリームＳ２は、互いに異なる信号系列である。

ステップＳ４０２において、遅延ストリーム重畳部１２１は、遅延情報保持部１３１が保持する遅延情報Ｓ１_infoに基づいて遅延ストリームＳ１_delayを生成し、生成した遅延ストリームＳ１_delayを通信ストリームＳ１に重ねる。遅延ストリーム重畳部１２２は、遅延情報保持部１３２が保持する遅延情報Ｓ２_infoに基づいて遅延ストリームＳ２_delayを生成し、生成した遅延ストリームＳ２_delayを通信ストリームＳ２に重ねる。

ステップＳ４０３において、遅延情報通知部１４１は、遅延情報保持部１３１が保持する遅延情報Ｓ１_infoを無線端末３００に通知する。遅延情報通知部１４２は、遅延情報保持部１３２が保持する遅延情報Ｓ２_infoを無線端末３００に通知する。第２実施形態において遅延情報通知部１４１，１４２は、遅延情報Ｓ１_infoおよび遅延情報Ｓ２_infoを無線端末３００に通知する通知部を構成する。なお、ステップＳ４０３の処理は、ステップＳ４０１の前に実行されてもよく、ステップＳ４０１とステップＳ４０２との間に実行されてもよい。

ステップＳ４０４において、無線送信部１５１は、遅延ストリーム重畳部１２１によって遅延ストリームＳ１_delayが重ねられた通信ストリームＳ１を無線端末３００に送信する。無線送信部１５２は、遅延ストリーム重畳部１２２によって遅延ストリームＳ２_delayが重ねられた通信ストリームＳ２を無線端末３００に送信する。

図８（ｂ）は、無線基地局２００Ｂの動作を示すフローチャートである。

ステップＳ５０１において、通信ストリーム生成部２１１は、通信ストリームＳ１を生成する。通信ストリーム生成部２１２は、通信ストリームＳ２を生成する。

ステップＳ５０２において、遅延ストリーム重畳部２２１は、遅延情報保持部２３１が保持する遅延情報Ｓ１_infoに基づいて遅延ストリームＳ１_delayを生成し、生成した遅延ストリームＳ１_delayを通信ストリームＳ１に重ねる。また、遅延ストリーム重畳部２２２は、遅延情報保持部２３２が保持する遅延情報Ｓ２_infoに基づいて遅延ストリームＳ２_delayを生成し、生成した遅延ストリームＳ２_delayを通信ストリームＳ２に重ねる。

ステップＳ５０４において、無線送信部２５１は、遅延ストリーム重畳部２２１によって遅延ストリームＳ１_delayが重ねられた通信ストリームＳ１を無線端末３００に送信する。無線送信部２５２は、遅延ストリーム重畳部２２２によって遅延ストリームＳ２_delayが重ねられた通信ストリームＳ２を無線端末３００に送信する。なお、ステップＳ５０４の処理は、ステップＳ４０４の処理と同時に実行される。

（３）作用・効果
第２実施形態では、無線基地局１００Ｂの無線送信部１５１と、無線基地局２００Ｂの無線送信部２５１とは、同一の通信ストリームＳ１をダイバシティ送信するとともに、同一の遅延情報Ｓ１_infoに基づき生成された遅延ストリームＳ１_delayを通信ストリームＳ１に重ねて送信する。

また、無線基地局１００Ｂの無線送信部１５２と、無線基地局２００Ｂの無線送信部２５２とは、同一の通信ストリームＳ２をダイバシティ送信するとともに、同一の遅延情報Ｓ２_infoに基づき生成された遅延ストリームＳ２_delayを通信ストリームＳ２に重ねて送信する。

したがって、第２実施形態によれば、通信ストリームＳ１および通信ストリームＳ２それぞれが二重化されて、ダイバシティ効果を得ることができる。したがって、第１実施形態よりも高品質な通信を実現できる。

［その他の実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例および運用技術が明らかとなる。

例えば、上述した第２実施形態では、無線基地局１００Ｂのみが遅延情報Ｓ１_infoおよび遅延情報Ｓ２_infoを無線端末３００に通知していたが、図９に示すように、無線基地局２００Ｂも遅延情報Ｓ１_infoおよび遅延情報Ｓ２_infoを無線端末３００に通知してよい。

図９（ａ）に示す無線基地局１００Ｃは、第２実施形態に係る無線基地局１００Ｂと同様に構成される。図９（ｂ）に示す無線基地局２００Ｃは、第２実施形態に係る無線基地局２００Ｂとは異なり、遅延情報通知部２４１，２４２を有している。遅延情報通知部２４１は、遅延情報Ｓ１_infoを無線端末３００に通知する。遅延情報通知部２４２は、遅延情報Ｓ２_infoを無線端末３００に通知する。

上述した第１実施形態では、送信システム２０Ａは、遅延ストリームＳ１_delayを通信ストリームＳ１に重ねて送信する無線基地局１００Ａと、遅延ストリームＳ２_delayを通信ストリームＳ２に重ねて送信する無線基地局２００Ａとを有していた。

しかしながら、図１０に示すような送信システム２０Ｄを具備する無線通信システム１０Ｄの構成でもよい。送信システム２０Ｄは、分配装置４００Ｄ、および無線送信機１５０Ｄ，２５０Ｄを有する。無線送信機１５０Ｄ，２５０Ｄは、例えば無線基地局の設置間隔と同等の間隔をおいて設置されている。分配装置４００Ｄおよび無線送信機１５０Ｄは、中継網５０１を介して接続される。分配装置４００Ｄおよび無線送信機２５０Ｄは、中継網５０２を介して接続される。

分配装置４００Ｄには、図２（ａ）に示した通信ストリーム生成部１１０、遅延ストリーム重畳部１２０、遅延情報保持部１３０および遅延情報通知部１４０が設けられている。また、分配装置４００Ｄには、図２（ｂ）に示した通信ストリーム生成部２１０、遅延ストリーム重畳部２２０、遅延情報保持部２３０および遅延情報通知部２４０が設けられている。

無線送信機１５０Ｄは、遅延ストリームＳ１_delayを通信ストリームＳ１に重ねて送信する第１無線通信装置を構成する。無線送信機２５０Ｄは、遅延ストリームＳ２_delayを通信ストリームＳ２に重ねて送信する第２無線通信装置を構成する。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

第１実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 第１実施形態に係る無線基地局の構成を示す機能ブロック図である。 第１実施形態に係る無線端末の構成を示す機能ブロック図である。 第１実施形態に係る無線端末が実行する分離処理の一例を説明するための図である。 第１実施形態に係る無線基地局の動作を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る無線端末の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る無線基地局の構成を示す機能ブロック図である。 第２実施形態に係る無線基地局の動作を示すフローチャートである。 その他の実施形態に係る無線基地局の構成を示す機能ブロック図である。 その他の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｄ…無線通信システム、 ２０Ａ，２０Ｄ…送信システム、 １００Ａ〜１００Ｃ，２００Ａ〜２００Ｃ…無線基地局、 １０１，１０２，２０１，２０２，３０１，３０２…アンテナ、 １１０，１１１，１１２，２１０，２１１，２１２…通信ストリーム生成部、 １２０，１２１，１２２，２２０，２２１，２２２…遅延ストリーム重畳部、 １３０，１３１，１３２，２３０，２３１，２３２…遅延情報保持部、 １４０，１４１，１４２，２４０，２４１，２４２…遅延情報通知部、 １５０，１５１，１５２，２５０，２５１，２５２…無線送信部、 １５０Ｄ，２５０Ｄ…無線送信機、 ３００…無線端末、 ３１０…無線受信部、 ３２０…遅延情報取得部、 ３３０…分離処理部、 ３３１…第１抽出部、 ３３２…第２抽出部、 ４００，４００Ｄ…分配装置、 ５０１，５０２…中継網

Claims (4)

1. 第１信号系列を送信する第１無線通信装置と、前記第１信号系列と同一の周波数帯を用いる第２信号系列を前記第１信号系列と同一の時間帯において送信する第２無線通信装置とを含む送信システムと、
   前記第１信号系列および前記第２信号系列を同一の時間帯において前記送信システムから受信する受信部と、前記受信部が受信した前記第１信号系列および前記第２信号系列を分離する分離処理を実行する分離処理部とを含む無線端末と
   を有する無線通信システムであって、
   前記第１無線通信装置は、前記第１信号系列を遅延させて生成した第１遅延信号系列と、前記第１信号系列とを重ねて送信し、
   前記第２無線通信装置は、前記第１遅延信号系列と遅延量が異なり、前記第２信号系列を遅延させて生成した第２遅延信号系列と、前記第２信号系列とを重ねて送信し、
   前記送信システムは、前記第１遅延信号系列に関する第１遅延情報と、前記第２遅延信号系列に関する第２遅延情報とを前記無線端末に通知する通知部を備え、
   前記分離処理部は、前記分離処理を実行する際に、通知された前記第１遅延情報に応じて前記第１信号系列と前記第１遅延信号系列とを合成し、通知された前記第２遅延情報に応じて前記第２信号系列と前記第２遅延信号系列とを合成する無線通信システム。
2. 第１信号系列を送信する第１無線通信装置と、
   前記第１信号系列と同一の周波数帯を用いる第２信号系列を前記第１信号系列と同一の時間帯において送信する第２無線通信装置と
   を含む送信システムであって、
   第１遅延信号系列に関する第１遅延情報と第２遅延信号系列に関する第２遅延情報とを前記無線端末に通知する通知部を備え、
   前記第１無線通信装置は、前記第１信号系列を遅延させて生成した前記第１遅延信号系列と、前記第１信号系列とを重ねて送信し、
   前記第２無線通信装置は、前記第１遅延信号系列と遅延量が異なり、前記第２信号系列を遅延させて生成した前記第２遅延信号系列と、前記第２信号系列とを重ねて送信する送信システム。
3. 第１信号系列を送信する第１無線通信装置と、前記第１信号系列と同一の周波数帯を用いる第２信号系列を前記第１信号系列と同一の時間帯において送信する第２無線通信装置とを含む送信システムから、前記第１信号系列および前記第２信号系列を同一の時間帯において受信する受信部と、
   前記受信部が受信した前記第１信号系列および前記第２信号系列を分離する分離処理を実行する分離処理部と
   を含む無線端末であって、
   前記受信部は、
   前記第１信号系列と、前記第１信号系列を遅延させて生成された第１遅延信号系列と、前記第１遅延信号系列に関する第１遅延情報とを受信し、
   前記第２信号系列と、前記第１遅延信号系列と遅延量が異なり、前記第２信号系列を遅延させて生成された第２遅延信号系列と、前記第２遅延信号系列に関する第２遅延情報とを受信し、
   前記分離処理部は、前記分離処理を実行する際に、前記第１遅延情報に応じて前記第１信号系列と前記第１遅延信号系列とを合成し、前記第２遅延情報に応じて前記第２信号系列と前記第２遅延信号系列とを合成する無線端末。
4. 第１信号系列を送信する第１無線通信装置と、前記第１信号系列と同一の周波数帯を用いる第２信号系列を前記第１信号系列と同一の時間帯において送信する第２無線通信装置とを含む送信システムと、
   前記第１信号系列および前記第２信号系列を同一の時間帯において前記送信システムから受信する受信部と、前記受信部が受信した前記第１信号系列および前記第２信号系列を分離する分離処理を実行する分離処理部とを含む無線端末と
   を用いた無線通信方法であって、
   前記第１無線通信装置が、前記第１信号系列を遅延させて生成された第１遅延信号系列と、前記第１信号系列とを重ねて送信するステップと、
   前記第２無線通信装置が、前記第２信号系列を遅延させて生成され、前記第１遅延信号系列と遅延量が異なる第２遅延信号系列と、前記第２信号系列とを重ねて送信するステップと、
   前記第１遅延信号系列に関する第１遅延情報と、前記第２遅延信号系列に関する第２遅延情報とを前記送信システムから前記無線端末に通知するステップと、
   前記分離処理部が、前記分離処理を実行する際に、通知された前記第１遅延情報に応じて前記第１信号系列と前記第１遅延信号系列とを合成し、通知された前記第２遅延情報に応じて前記第２信号系列と前記第２遅延信号系列とを合成するステップと
   を備える無線通信方法。

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