JP7107022B2 - 無線通信システム、無線通信方法および基地局装置 - Google Patents

Description

本発明は、１つの基地局と、移動する複数の中継局と、複数の端末局で構成され、基地局と各端末局が接続可能な１以上の中継局を介してダウンリンク多元接続を行う無線通信システム、無線通信方法および基地局装置に関する。

低軌道衛星（ＬＥＯ）システムは、静止衛星に比べて低軌道（ 800～2000ｋｍ）の衛星を用いて通信を行うことで、静止軌道（高度約36,000ｋｍ）の静止衛星（ＧＥＯ）システムと比較して、通信の特徴が低遅延・低減衰量となる長所がある。一方で地球局から見て常時衛星の軌道が変わるものであるため、複数の衛星を用いた衛星コンステレーションの形成によってサービスエリアを構築する必要がある。そのため端末局から複数衛星が受信可能な状況が多くなる。

（従来例１）
非特許文献１によると、ＬＥＯシステムは、一つのサービスエリアに異なる周波数帯域を割り当てたＬＥＯ衛星を複数配備し、各端末局は受信可能領域に存在する複数の衛星の中で最も条件の良い、例えば受信電力の高い衛星を選択していくハンドオーバー制御の方法がとられている。これにより衛星数が多いほど端末局との接続性を向上させることが可能である。一方、複数の衛星に周波数を割り当てることによって生じる周波数利用効率の低下が問題となる。一つのサービスエリア内で利用される周波数帯域は想定される衛星数分に分割される必要があるため、衛星数が多いほど一衛星あたりに割り当てられる帯域幅が減少する。さらにＬＥＯシステムは端末局から見て相対的な移動速度が高速であり、多大なドップラーシフトを受けることから、隣接帯域とのガードバンドは大きな周波数偏差を考慮して設定する必要があり、周波数利用効率をさらに低下させる要因となる。

（従来例２）
これに対し、複数の衛星を同じ帯域で利用し、信号処理によって分離させる方法が検討されている。非特許文献２によると、複数の静止衛星と複数の受信アンテナを所有する端末局との間のＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）伝送により、伝送容量向上のためのアンテナ配置最適化が検討されている。しかし、本検討では静止衛星を想定しているため、ＬＥＯシステムを想定した動的なドップラー周波数の影響は考慮されていない。

（従来例３）
一方、地上無線通信では、複数の中継局（ＲＲＨ）を用いた多重伝送としてＣｏＭＰ（Coordinated multipoint）という技術がある。非特許文献３では、基地局（eNodeB）が、自局アンテナかＲＲＨを用いて協調伝送を行う技術であるが、基地局とＲＲＨの接続手段は光ファイバー等の有線接続が前提となっているため、送信時に予め周波数同期を行うことが可能である。一方で今回想定しているＬＥＯ衛星を用いたＭＩＭＯ伝送では、衛星同士の同期手段も無線を経由せざるを得ない環境であるのに加え、ＬＥＯシステムは衛星（中継局）と端末局の相対関係によって異なる相対速度となるため、多元接続において時間・周波数同期を事前に行うことは困難である。

（従来例４）
非特許文献４は、ＭＩＭＯ伝送を行う複数の衛星（中継局）の周波数非同期性に着目し、ロング・分散プリアンブルを用いたチャネル推定、タイミング検出方法を提案している。

伊藤泰彦監修，"低軌道衛星通信システム，"電子通信学会，1999． R.T. Schworz, A. Knopp, D. Ogermann, C.A. Hofmann, B. Lankl,"Optimum-capacity MIMO satellite link for fixed and mobile services, " in Int. ITG Work. Smart Antennas, WSA 2008, pp.209-216, Feb. 2008. S. Sun, Q. Gao, Y. Peng, Y. Wang, and L. Song,"Interference management through CoMP in 3GPP LTE- advanced networks," IEEE Wireless Communications, vol.20, no.1, pp.59-66, 2013. 五藤大介，山下史洋，"複数衛星マルチビームMIMOシステムにおけるユニークワードチャネル推定を用いた伝送容量評価，"電子情報通信学会技術研究報告，SAT ，衛星通信，vol.117 ，no.174，pp.69-74，Aug. 2017 ．

従来例４では、同じ周波数帯域で同期することを前提としているため、チャネル間干渉に伴うチャネル推定精度の低下を防ぐために多大なプリアンブル長が必要となり、周波数利用効率が低下する。さらに、本方式では静止衛星を想定しているため、あらかじめシステムで利用する衛星数を固定的に設定することが可能であるが、ＬＥＯシステムの場合は動的にサービスエリアで受信可能な衛星数が変動するため、多重する衛星数が通信環境によって変動するため、固定的に設定することが困難である。このことから、同サービスエリアだとしても、端末局の通信環境および端末性能に基づいて、多重する衛星数を動的に変更できる方法が望ましい。

本発明は、移動する複数の中継局を含む無線通信システムにおいて、基地局が端末局の受信可能な中継局数に基づいて空間多重伝送帯域を動的に設定することができる無線通信システム、無線通信方法および基地局装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、１台の基地局と、移動する複数の中継局と、サービスエリア内の複数の端末局とを備え、基地局から１または複数の中継局を介して各端末局に対してダウンリンク多元接続を行う無線通信システムにおいて、基地局は、複数の中継局の位置に基づき、各中継局が送信する信号をサービスエリアで受信可能な中継局を識別し、該中継局を介して各端末局に対してそれぞれ異なる周波数帯域でデータ信号を周波数多重伝送するとともに、空間多重伝送に対応する端末局に対して特定の周波数帯域と複数の中継局を介してデータ信号を空間多重伝送するダウンリンク多元接続手段を備える。

第１の発明の無線通信システムにおいて、基地局のダウンリンク多元接続手段は、サービスエリアで受信可能な中継局から個別の周波数帯域で中継局ＩＤを含む下り制御信号を送信する手段を含み、端末局は、受信可能な下り制御信号を受信して同期をとり、さらに同期をとった下り制御信号から中継局と端末局との間のチャネル情報を推定し、該チャネル情報に基づいて受信可能な１以上の中継局を選択して基地局に通知するダウンリンク多元接続手段を備え、基地局のダウンリンク多元接続手段は、端末局で選択された中継局を介して当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する特定の周波数帯域を割り当て、その情報を下り制御信号により端末局に通知するとともに、当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する手段を含む。

第１の発明の無線通信システムにおいて、端末局宛の下り制御信号とデータ信号は同じベースバンド信号から生成して同期しており、端末局のダウンリンク多元接続手段は、下り制御信号から推定したチャネル情報を用いて空間多重伝送されたデータ信号の分離および復調を行う手段を含む。

第１の発明の無線通信システムにおいて、端末局のダウンリンク多元接続手段は、中継局の下り制御信号を監視し、受信可能な中継局に変化があれば、空間多重伝送を要求する中継局を選択しなおして基地局に通知する構成である。

第２の発明は、１台の基地局と、移動する複数の中継局と、サービスエリア内の複数の端末局とを備え、基地局から１または複数の中継局を介して各端末局に対してダウンリンク多元接続を行う無線通信方法において、基地局のダウンリンク多元接続手段は、複数の中継局の位置に基づき、各中継局が送信する信号をサービスエリアで受信可能な中継局を識別し、該中継局を介して各端末局に対してそれぞれ異なる周波数帯域でデータ信号を周波数多重伝送するとともに、空間多重伝送に対応する端末局に対して特定の周波数帯域と複数の中継局を介してデータ信号を空間多重伝送する。

第２の発明の無線通信方法において、基地局のダウンリンク多元接続手段は、サービスエリアで受信可能な中継局から個別の周波数帯域で中継局ＩＤを含む下り制御信号を送信する処理を行い、端末局のダウンリンク多元接続手段は、受信可能な下り制御信号を受信して同期をとり、さらに同期をとった下り制御信号から中継局と端末局との間のチャネル情報を推定し、該チャネル情報に基づいて受信可能な１以上の中継局を選択して基地局に通知する処理を行い、基地局のダウンリンク多元接続手段は、端末局で選択された中継局を介して当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する特定の周波数帯域を割り当て、その情報を下り制御信号により端末局に通知するとともに、当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する。

第２の発明の無線通信方法において、端末局宛の下り制御信号とデータ信号は同じベースバンド信号から生成して同期しており、端末局のダウンリンク多元接続手段は、下り制御信号から推定したチャネル情報を用いて空間多重伝送されたデータ信号の分離および復調を行う。

第３の発明は、１台の基地局と、移動する複数の中継局と、サービスエリア内の複数の端末局とを備え、基地局から１または複数の中継局を介して各端末局に対してダウンリンク多元接続を行う無線通信システムの基地局装置において、複数の中継局の位置に基づき、各中継局が送信する信号をサービスエリアで受信可能な中継局を識別し、該中継局を介して各端末局に対してそれぞれ異なる周波数帯域でデータ信号を周波数多重伝送するとともに、空間多重伝送に対応する端末局に対して特定の周波数帯域と複数の中継局を介してデータ信号を空間多重伝送するダウンリンク多元接続手段を備える。

本発明は、移動する複数の中継局を含む無線通信システムにおいて、基地局が端末局の受信可能な中継局数に基づいてＭＩＭＯ伝送帯域を動的に設定することで、可能な限り複数の中継局で空間多重伝送する周波数帯域をシェアすることが可能となり、周波数利用効率の向上を期待できる。

本発明の無線通信システムの構成例を示す図である。 基地局１０の構成例を示す図である。 中継局Ａ，Ｂ，Ｃの構成例を示す図である。 端末局１，２，３の構成例を示す図である。 下り制御信号のフレームフォーマットを示す図である。 上り制御信号のフレームフォーマットを示す図である。 本発明における基地局１０および端末局１，２，３の処理手順例を示すフローチャートである。 本発明における他の割当パターンを示す図である。 本発明における他の割当パターンを示す図である。 本発明における他の割当パターンを示す図である。

＜システム構成＞
図１は、本発明の無線通信システムの構成例を示す。
図１において、本無線通信システムは、１台の基地局１０と、移動する複数の中継局Ａ，Ｂ，Ｃ，…，Ｘと、サービスエリアの複数（ここでは３台）の端末局１，２，３により構成され、サービスエリアの複数の端末局に対してＦＤＭＡ方式で多重伝送するとともに、周波数帯域ごとに等化・分離が可能な端末局にのみＭＩＭＯ（空間多重）伝送を行うダウンリンク多元接続構成である。各端末局は１～複数のアンテナを備え、ここでは簡単のため、端末局１，２，３は、それぞれアンテナを１，２，３本備えており、２本以上のアンテナを有する端末局２，３に対してＭＩＭＯ伝送が可能になっている。

中継局からのダウンリンクの信号は、制御信号とデータ信号を異なる周波数帯域に配置し、制御信号の周波数帯域は固定かつ端末局で既知であり、データ信号の周波数帯域Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は動的に変更可能とする。ここで、中継局Ａ，Ｂ，Ｃと、制御信号Ａ，Ｂ，Ｃおよびデータ信号Ａ，Ｂ，Ｃのアルファベットは１対１で対応しており、中継局Ａは制御信号Ａとデータ信号Ａを送信することとする。

基地局１０は、中継局Ａ～Ｘの位置情報を把握しており、各中継局の位置に基づいてサービスエリア内で受信可能な中継局を識別する。ここでは、３台の中継局Ａ，Ｂ，Ｃが送信する信号がサービスエリア内で受信可能とする。なお、中継局が所定の軌道を移動する人工衛星の場合には、基地局１０はその軌道情報から各中継局の現在位置を把握する。地上を移動する中継局の場合には、基地局１０は各中継局がＧＰＳ等を利用して取得した位置情報を地上ネットワークを介して入手する。

基地局１０は、サービスエリア内で受信可能な中継局Ａ，Ｂ，Ｃから、互いに異なる周波数帯域に割り当てた制御信号Ａ，Ｂ，Ｃを送信する。一方、サービスエリアの端末局１，２，３は、中継局Ａ，Ｂ，Ｃから送信された制御信号Ａ，Ｂ，Ｃのうち受信可能な制御信号を受信して同期処理を行い、それぞれ受信可能な中継局とその数を把握する。さらに、同期をとった制御信号を用いて当該中継局と端末局との間のチャネル情報を推定し、受信可能な中継局とそのチャネル情報に基づいてＭＩＭＯ伝送を要求する中継局の情報を任意のアップリンクを介して基地局１０に通知する。

基地局１０は、各端末局の要求中継局とデータ信号の周波数帯域を割り当て、その情報を制御信号を用いて各端末局に通知するとともに、対応する中継局を介してＭＩＭＯ伝送を開始する。図１の例では、端末局１宛の信号は、中継局Ａから周波数帯域Ｗ１で送信される。端末局２宛の信号は、中継局Ａ，Ｂから周波数帯域Ｗ２でＭＩＭＯ伝送される。端末局３宛の信号は、中継局Ａ，Ｂ，Ｃから周波数帯域Ｗ３でＭＩＭＯ伝送される。中継局Ａ，Ｂ，Ｃは、基本的に基地局１０から受信した信号を周波数変換および増幅などを行うことで、端末局１，２，３に受信可能な状態で中継伝送する機能のみを有する。

なお、制御信号とデータ信号は同じベースバンド信号から生成されるため、信号間は同期しているものとする。このため、制御信号を用いた同期によってデータ信号も同期できるものとし、端末局は通知された情報に従ってデータ信号の受信、等化処理を行ってデータを復調する。さらに、制御信号のチャネル情報からＭＩＭＯ信号の等化のための重み行列を算出し、空間多重された各中継局の信号を分離し、データを復調する。また、中継局が衛星のように見通し環境での通信であり、周波数選択性が小さいチャネル特性を有する場合は、制御信号による同期・チャネル情報をデータ信号の等化に反映できるものとする。このとき、各ＦＤＭＡ信号間のガードバンド（図中Ｇ）は、システムで想定される最大ドップラー周波数Δfmaxの２倍の値に設定することで、キャリア間干渉を回避することが可能である。

＜基地局１０の構成＞
図２は、基地局１０の構成例を示す。
図２において、基地局１０は、中継局位置算出部１１、中継局周波数帯域割当部１２を備え、各中継局の位置に応じて、下り制御信号の周波数割当を行う。基地局１０は、さらに、下り制御信号・データ信号生成部１３、上り制御信号受信部１４、端末局検出部１５、要求中継局検出部１６、中継局選択部１７を備える。

＜中継局Ａ，Ｂ，Ｃの構成＞
図３は、中継局Ａ，Ｂ，Ｃの構成例を示す。
図３において、中継局Ａ，Ｂ，Ｃは、信号受信部２１、周波数変換・増幅部２２、信号送信部２３を備える。本無線通信システムの中継局Ａ，Ｂ，Ｃは、基本的に基地局１０からの信号を受信し、端末局１，２，３に送信するための周波数変換および信号増幅のみ行う機能を有する。

＜端末局１，２，３の構成＞
図４は、端末局１，２，３の構成例を示す。
図４において、端末局１，２，３は、下り制御信号受信・同期部３１、中継局検出部３２、ダウンリンクチャネル推定部３３、チャネル相関算出部３４、要求中継局選択部３５、上り制御信号生成部３６、対象端末局検出部３７、受信等化行列生成部３８、受信信号等化・復調部３９を備える。

＜下り制御信号、上り制御信号のフレームフォーマット＞
図５は、下り制御信号のフレームフォーマットを示す。
図５において、下り制御信号は、同期・推定用既知信号、中継局ＩＤ、対象端末局ＩＤ、データ信号周波数帯域情報により構成される。ここでは、端末局から受信した上り制御信号に基づき、当該端末局への中継局の選定とデータ信号を送信する周波数帯域を割り当て、下り制御信号およびデータ信号の送信を行う。

図６は、上り制御信号のフレームフォーマットを示す。
図６において、上り制御信号は、同期用既知信号、端末局ＩＤ、要求中継局ＩＤで構成される。

＜実施例＞
図７は、本発明における基地局１０および端末局１，２，３の処理手順例を示す。ここでは、図１に示すようにサービスエリア内の端末局１，２，３と通信可能な位置に中継局Ａ，Ｂ，Ｃが存在するものとする。

図１～図４および図７において、基地局１０の中継局位置算出部１１は、例えば既知の軌道情報から算出された各中継局の位置に基づき、無線通信システムのサービスエリア内で受信可能な中継局Ａ，Ｂ，Ｃを識別する（Ｓ１）。基地局１０の中継局周波数帯域割当部１２は、中継局Ａ，Ｂ，Ｃから送信する下り制御信号Ａ，Ｂ，Ｃが互いに干渉し合わないように、図１の下り制御信号Ａ，Ｂ，Ｃのように異なる周波数帯域に割り当てる。基地局１０の下り制御信号・データ信号生成部１３は、各中継局固有の下り制御信号を生成し、中継局Ａ，Ｂ，Ｃを介してサービスエリアに送信する（Ｓ２）。

当該サービスエリアの端末局１，２，３は、それぞれ下り制御信号受信・同期部３１にて中継局Ａ，Ｂ，Ｃから送信された下り制御信号Ａ，Ｂ，Ｃのうち受信可能な下り制御信号を受信し、制御情報を取得するために同期処理を行う（Ｓ３）。例えば、図１の場合は、端末局１では中継局Ａの下り制御信号Ａを受信可能とし、端末局２，３では中継局Ａ，Ｂ，Ｃの下り制御信号Ａ，Ｂ，Ｃを受信可能とする。

端末局１，２，３の中継局検出部３２は、受信および同期処理ができた下り制御信号の中継局ＩＤに基づいて中継局を検出し、ダウンリンクチャネル推定部３３で下り制御信号の既知信号を用いて、検出した各中継局と端末局との間のダウンリンクのチャネル情報を推定する（Ｓ４）。チャネル相関算出部３４は、各中継局のチャネル情報から相関を計算し、要求中継局選択部３５にてチャネル相関が低くＭＩＭＯ伝送を要求する中継局を選択する（Ｓ５）。例えば、中継局Ａ，Ｂ，Ｃと端末局３の３アンテナ間のチャネル情報で生成される３×３のチャネル行列をＨとすると、行列式 det｜Ｈ｜が大きいほどチャネル相関が低くなり、伝送容量が大きくなる傾向があるため、端末局３でチャネル情報を推定して生成される行列Ｈ’の行列式 det｜Ｈ’｜の値に基づいてＭＩＭＯ伝送の有無を設定してもよい。

また、必ずしも受信可能な中継局の全てを選択する必要はない。例えば、図１の端末局２において中継局Ａ，Ｂ，Ｃから送信された下り制御信号Ａ，Ｂ，Ｃが受信可能であるが、中継局ＢとＣの相関が高くなる場合は、中継局ＡとＢ（図１の例）、または中継局ＡとＣ（後述する図８の例）の組み合わせを選択してＭＩＭＯ伝送を要求することも可能である。また、端末局１，２は所有するアンテナ数が中継局数を下回っているため、端末局のアンテナ数以下の中継局の選択は必須となる。

端末局１，２，３の上り制御信号生成部３６は、要求する中継局情報を上り制御信号の要求中継局ＩＤに付与して基地局１０に通知する（Ｓ６）。この時の通知方法は任意の方法でよく、任意の当該中継局を経由しても、別の送信手段を経由してもよい。

基地局１０の上り制御信号受信部１４は、各端末局１，２，３からの上り制御信号を受信し、端末局検出部１５で端末局ＩＤを検出し、要求中継局検出部１６で当該端末局がＭＩＭＯ伝送を要求している要求中継局を検出する（Ｓ７）。中継局選択部１７は、各端末局１，２，３から収集した要求中継局に基づき、各中継局１，２，３のデータ信号を送信する中継局と周波数帯域を割り当てる（Ｓ８）。

基地局１０の下り制御信号・データ信号生成部１３は、中継局選択部１７で選択した中継局Ａ，Ｂ，Ｃの周波数帯域で送信する端末局１，２，３宛のデータ信号を生成し、さらに端末局１，２，３宛のデータ信号と周波数帯域の対応を示す下り制御信号を生成し、それぞれ対応する中継局を介して各端末局１，２，３に送信する（Ｓ９）。

図１の例では、端末局１宛のデータ信号は、中継局Ａから送信するデータ信号Ａを周波数帯域Ｗ１に割り当てる。端末局２宛のデータ信号は、中継局Ａ，Ｂから送信するデータ信号Ａ，Ｂを周波数帯域Ｗ２に多重し、ＭＩＭＯ送信する。端末局３宛のデータ信号は、中継局Ａ，Ｂ，Ｃから送信するデータ信号Ａ，Ｂ，Ｃを周波数帯域Ｗ３に多重し、ＭＩＭＯ伝送する。

図８の例では、端末局２宛のデータ信号は、中継局Ａ，Ｃから送信するデータ信号Ａ，Ｃを周波数帯域Ｗ２に多重し、ＭＩＭＯ伝送する。端末局１，３宛のデータ信号の割り当ては図１の例と同じである。

図９の例は、端末局１，２，３がそれぞれ３アンテナを備え、かつそれぞれ要求中継局Ａ，Ｂ，Ｃとした場合であり、端末局１，２，３宛のデータ信号は、中継局Ａ，Ｂ，Ｃから送信するデータ信号Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞれ周波数帯域Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に多重し、ＭＩＭＯ伝送する。

図１０の例は、端末局１，２，３のアンテナ数が１であり、ＭＩＭＯ伝送ができる端末局が存在しない場合であり、端末局１宛のデータ信号は、中継局Ａから送信するデータ信号Ａを周波数帯域Ｗ１に割り当て、端末局２宛のデータ信号は、中継局Ｂから送信するデータ信号Ｂを周波数帯域Ｗ２に割り当て、端末局３宛のデータ信号は、中継局Ｃから送信するデータ信号Ｃを周波数帯域Ｗ３に割り当てる。

また、端末局の数が中継局より多い場合は、各周波数帯域をＴＤＭＡなどの多元接続方式を採用することで対応が可能である。この場合は要求中継局数の分布に従って周波数帯域の割当を制御する方法が考えられる。

端末局１，２，３の対象端末局検出部３７は、下り制御信号Ａ，Ｂ，Ｃから自局向けの下り制御信号を検出し、受信等化行列生成部３８でダウンリンクチャネル推定部３３が推定したチャネル情報を用いて受信重み行列を生成し、受信信号等化・復調部３９でその受信重み行列を用いて自局宛のデータ信号の受信等化を行い、復調する（Ｓ10）。

さらに、端末局１，２，３は、ステップＳ３と同様に、逐次基地局１０の下り制御信号をモニタリングし、中継局や端末局の移動などに伴って受信可能な要求中継局を変更する場合は、ステップＳ４に戻って再度要求を行う（Ｓ11）。

なお、サービスエリア内の端末局は、下り制御信号の中心周波数を既知とするが、当該下り制御信号を送信する中継局は、図５に記載の下り制御信号の中継局ＩＤを受信することで把握する。

１，２，３ 端末局
１０ 基地局
Ａ，Ｂ，Ｃ 中継局
１１ 中継局位置算出部
１２ 中継局周波数帯域割当部
１３ 下り制御信号・データ信号生成部
１４ 上り制御信号受信部
１５ 端末局検出部
１６ 要求中継局検出部
１７ 中継局選択部
２１ 信号受信部
２２ 周波数変換・増幅部
２３ 信号送信部
３１ 下り制御信号受信・同期部
３２ 中継局検出部
３３ ダウンリンクチャネル推定部
３４ チャネル相関算出部
３５ 要求中継局選択部
３６ 上り制御信号生成部
３７ 対象端末局検出部
３８ 受信等化行列生成部
３９ 受信信号等化・復調部

Claims (6)

1. １台の基地局と、移動する複数の中継局と、サービスエリア内の複数の端末局とを備え、基地局から１または複数の中継局を介して各端末局に対してダウンリンク多元接続を行う無線通信システムにおいて、
   前記基地局は、前記複数の中継局の位置に基づき、各中継局が送信する信号を前記サービスエリアで受信可能な中継局を識別し、該中継局を介して各端末局に対してそれぞれ異なる周波数帯域でデータ信号を周波数多重伝送するとともに、空間多重伝送に対応する端末局に対して特定の周波数帯域と複数の中継局を介してデータ信号を空間多重伝送するダウンリンク多元接続手段を備え、
   前記基地局のダウンリンク多元接続手段は、前記サービスエリアで受信可能な中継局から個別の周波数帯域で中継局ＩＤを含む下り制御信号を送信する手段を含み、
   前記端末局は、受信可能な前記下り制御信号を受信して同期をとり、さらに同期をとった下り制御信号から中継局と端末局との間のチャネル情報を推定し、該チャネル情報に基づいて受信可能な１以上の中継局を選択して前記基地局に通知するダウンリンク多元接続手段を備え、
   前記基地局のダウンリンク多元接続手段は、前記端末局で選択された中継局を介して当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する前記特定の周波数帯域を割り当て、その情報を前記下り制御信号により前記端末局に通知するとともに、当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する手段を含む
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記端末局宛の下り制御信号とデータ信号は同じベースバンド信号から生成して同期しており、
   前記端末局のダウンリンク多元接続手段は、前記下り制御信号から推定したチャネル情報を用いて前記空間多重伝送されたデータ信号の分離および復調を行う手段を含む
   ことを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記端末局のダウンリンク多元接続手段は、前記中継局の前記下り制御信号を監視し、前記受信可能な中継局に変化があれば、前記空間多重伝送を要求する中継局を選択しなおして前記基地局に通知する構成である
   ことを特徴とする無線通信システム。
4. １台の基地局と、移動する複数の中継局と、サービスエリア内の複数の端末局とを備え、基地局から１または複数の中継局を介して各端末局に対してダウンリンク多元接続を行う無線通信方法において、
   前記基地局は、前記複数の中継局の位置に基づき、各中継局が送信する信号を前記サービスエリアで受信可能な中継局を識別し、該中継局を介して各端末局に対してそれぞれ異なる周波数帯域でデータ信号を周波数多重伝送するとともに、空間多重伝送に対応する端末局に対して特定の周波数帯域と複数の中継局を介してデータ信号を空間多重伝送するダウンリンク多元接続手段を備え、
   前記基地局のダウンリンク多元接続手段が、前記サービスエリアで受信可能な中継局から個別の周波数帯域で中継局ＩＤを含む下り制御信号を送信する処理を行い、
   前記端末局のダウンリンク多元接続手段が、受信可能な前記下り制御信号を受信して同期をとり、さらに同期をとった下り制御信号から中継局と端末局との間のチャネル情報を推定し、該チャネル情報に基づいて受信可能な１以上の中継局を選択して前記基地局に通知する処理を行い、
   前記基地局のダウンリンク多元接続手段が、前記端末局で選択された中継局を介して当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する前記特定の周波数帯域を割り当て、その情報を前記下り制御信号により前記端末局に通知するとともに、当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する
   ことを特徴とする無線通信方法。
5. 請求項４に記載の無線通信方法において、
   前記端末局宛の下り制御信号とデータ信号は同じベースバンド信号から生成して同期しており、
   前記端末局のダウンリンク多元接続手段は、前記下り制御信号から推定したチャネル情報を用いて前記空間多重伝送されたデータ信号の分離および復調を行う
   ことを特徴とする無線通信方法。
6. １台の基地局と、移動する複数の中継局と、サービスエリア内の複数の端末局とを備え、基地局から１または複数の中継局を介して各端末局に対してダウンリンク多元接続を行う無線通信システムの基地局装置において、
   前記複数の中継局の位置に基づき、各中継局が送信する信号を前記サービスエリアで受信可能な中継局を識別し、該中継局を介して各端末局に対してそれぞれ異なる周波数帯域でデータ信号を周波数多重伝送するとともに、空間多重伝送に対応する端末局に対して特定の周波数帯域と複数の中継局を介してデータ信号を空間多重伝送するダウンリンク多元接続手段を備え、
   前記ダウンリンク多元接続手段は、
   前記サービスエリアで受信可能な中継局から個別の周波数帯域で中継局ＩＤを含む下り制御信号を送信する手段と、
   前記端末局であって、受信可能な前記下り制御信号を受信して同期をとり、さらに同期をとった下り制御信号から中継局と端末局との間のチャネル情報を推定し、該チャネル情報に基づいて受信可能な１以上の中継局を選択して前記基地局に通知する、前記端末局で選択された中継局を介して当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する前記特定の周波数帯域を割り当て、その情報を前記下り制御信号により前記端末局に通知するとともに、当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する手段と
   を含むことを特徴とする基地局装置。

Images