JP7282281B2 - 送信装置、無線通信システム、制御回路、記憶媒体および送信方法 - Google Patents

Description

本開示は、複局同時送信を行う無線通信システムで使用される送信装置、受信装置、無線通信システム、制御回路、記憶媒体、送信方法および受信方法に関する。

複局同時送信を採用している無線通信システムである複局同時送信システムは、複数の基地局を束ね、各基地局が同一の周波数で同一情報の送信を行うことによって、１つの通信エリアを形成している。これにより、複局同時送信システムは、受信端末が設置場所の異なる基地局からの信号を受信できるため、送信ダイバーシチ効果によってフェージングおよびシャドウイングの影響を軽減することができ、受信誤り率性能の改善、サービスエリアの拡大などを実現できる。しかしながら、複局同時送信システムでは複数の基地局から同一の情報を同一の周波数で送信しているため、受信端末は、基地局毎の送信信号の受信電界強度、伝送路応答などを個別に測定することは容易ではない。そのため、複局同時送信システムにおいて通信エリア内で不感地帯、通信断などが発生した際の原因特定が困難であるという課題があった。

不感地帯、通信断などが発生する原因として、基地局の故障、同一通信エリア内でマルチパス遅延波に起因する符号間干渉、他システムからの干渉、違法電波などが考えられる。また、同一システム内において周波数を繰り返し利用して通信エリアを構成している場合、異なる情報を同一の周波数で送信する別の通信エリアが隣接して存在していると、通信エリア境界において他の通信エリアからの干渉が生じる可能性があり、原因は多岐に渡る。したがって、基地局毎の電波状況を個別に測定することができないと、通信エラーの原因、干渉源などを特定することが困難であった。

このような問題に対して、特許文献１には、通信システムにおけるランダムアクセス手順について、複数の移動端末から同時通信される中で複数の移動端末からの送信信号を移動端末毎の信号に分離し、識別する技術が開示されている。従来、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式の移動通信システムは、各セルに対してランダムアクセスチャネルにＺａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列を割り当て、１セル当たり６４個のランダムアクセス用プリアンブルを確保するように構成されている。Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列は、サイクリックシフトした系列間で直交する性質があり、セル内の伝搬遅延などからサイクリックシフト量を求めてセル当たりのランダムアクセス用プリアンブルを確保している。ＬＴＥ方式では、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列の種類として８３８種類が用意されている。特許文献１に記載の通信システムは、これらのランダムアクセス用プリアンブルを用いて、セル内の移動端末から送信されるプリアンブルの受信タイミング分布を取得し、受信タイミング分布に基づいて、各セルに割り当てるプリアンブルパターンを決定し、ランダムアクセス用プリアンブルの再割り当てを行うことができるようにして、セル内に存在する複数の移動端末を基地局で識別している。

国際公開第２０１１／０４３３２１号

しかしながら、ＬＴＥ方式のような広帯域通信では、比較的長いランダムアクセス用プリアンブル長を確保することが可能であるが、狭帯域通信では、周波数利用効率の観点から確保できるプリアンブル長には限界がある。そのため、狭帯域通信では、複局同時送信システムの通信エリアをカバーしている複数の基地局の個々の基地局に割り当て可能な直交したプリアンブルを十分に確保できない、という問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、複局同時送信方式を採用した狭帯域の無線通信システムにおいて、複数の送信装置から送信される信号の識別を受信装置で可能な信号を送信する送信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、複数の基地局が同一の周波数で同一の情報を無線端末に送信する複局同時送信を採用する無線通信システムにおいて基地局が備える送信装置である。送信装置は、データ信号を変調してデータシンボル系列を生成する変調部と、無線端末で既知のシンボル系列に対して、無線端末で既知の複数の位相回転系列から選択した位相回転系列を乗算して第１のシンボル系列を生成し、第１のシンボル系列に対して、無線端末で既知の複数の順序入れ替えパターンから選択した順序入れ替えパターンに基づいて第１のシンボル系列の順序入れ替え処理を行って識別信号を生成する送信識別信号生成部と、識別信号をデータシンボル系列に挿入して送信信号を生成する識別信号挿入部と、を備える。送信識別信号生成部は、第１のシンボル系列が繰り返される第２のシンボル系列を生成し、第２のシンボル系列に対して、第２のシンボル系列における第１のシンボル系列の繰り返し回数と同じ数の第１のシンボル系列の系列長の単位のＷａｌｓｈ符号によって構成される、第２のシンボル系列と同じ長さのＷａｌｓｈ符号を乗算して第３のシンボル系列を生成し、第３のシンボル系列に対して、選択した順序入れ替えパターンに基づいて第３のシンボル系列の順序入れ替え処理を行って識別信号を生成することを特徴とする。

本開示に係る送信装置は、複局同時送信方式を採用した狭帯域の無線通信システムにおいて、複数の送信装置から送信される信号の識別を受信装置で可能な信号を送信することができる、という効果を奏する。

実施の形態１に係る複局同時送信システムの構成例を示す図 実施の形態１に係る基地局が備える送信装置の構成例を示すブロック図 実施の形態１に係る基地局が備える送信装置の動作を示すフローチャート 実施の形態１に係る基地局が備える送信装置から送信される送信信号の構成例を示す図 実施の形態１に係る基地局が備える送信装置の送信識別信号生成部が識別信号を生成する手順を示す図 実施の形態１に係る基地局が備える送信装置の送信識別信号生成部で生成される識別信号の補足説明を示す図 実施の形態１に係る複局同時送信システムにおける各基地局に対する識別信号の割り当ての例を示す第１の図 実施の形態１に係る複局同時送信システムにおける各基地局に対する識別信号の割り当ての例を示す第２の図 実施の形態１に係る複局同時送信システムにおける各基地局に対する識別信号の割り当ての例を示す第３の図 実施の形態１に係る無線端末が備える受信装置の構成例を示すブロック図 実施の形態１に係る無線端末が備える受信装置の動作を示すフローチャート 実施の形態１に係る無線端末が備える受信装置の変形例を示すブロック図 実施の形態１に係る無線端末が備える受信装置の測定結果記憶部が記憶する受信電界強度測定結果の一例を示す図 実施の形態１に係る送信装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図 実施の形態１に係る送信装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の例を示す図 実施の形態２に係る基地局が備える送信装置の送信識別信号生成部が識別信号を生成する手順を示す図 実施の形態２に係る基地局が備える送信装置の送信識別信号生成部で生成される識別信号の補足説明を示す図 実施の形態２に係る基地局が備える送信装置の送信識別信号生成部で生成される識別信号の特徴を示す図 実施の形態２に係る複局同時送信システムにおける各基地局に対する識別信号の割り当ての例を示す図

以下に、本開示の実施の形態に係る送信装置、受信装置、無線通信システム、制御回路、記憶媒体、送信方法および受信方法を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る複局同時送信システム１の構成例を示す図である。複局同時送信システム１は、基地局１０１－１～１０１－６と、無線端末１１１と、を備える。複局同時送信システム１は、複数の基地局１０１－１～１０１－６が同一の周波数で同一の情報を無線端末１１１に送信する複局同時送信を採用する無線通信システムである。

複局同時送信システム１は、複数の基地局１０１－１～１０１－６を束ねて１つの通信エリア１２０を形成している。すなわち、基地局１０１－１～１０１－６が同一の周波数で同一の情報を乗せた信号を送信し、無線端末１１１は、通信エリア１２０において基地局１０１－１～１０１－６から送信された信号を受信して通信を行う。本実施の形態において、同じ通信エリア１２０を形成する基地局１０１－１～１０１－６は、異なる識別信号が挿入された送信信号を送信する。通信エリア１２０に収容可能な基地局数および無線端末数はそれぞれ少なくとも１つ以上とし、基地局数および無線端末数が限定されることはない。また、複局同時送信システム１において、全ての基地局１０１－１～１０１－６は時刻同期が取れていることを前提とし、全ての基地局１０１－１～１０１－６が同一のタイミングで無線フレームを送信する。基地局１０１－１～１０１－６の時刻同期はどのような方法で実現してもよい。複局同時送信システム１において、基地局１０１－１～１０１－６は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して時刻同期を実現する。

複局同時送信を行う基地局１０１－１～１０１－６は、それぞれ、送信装置および受信装置を備える。また、無線端末１１１も、送信装置および受信装置を備える。本実施の形態では、複局同時送信に関連する送信装置および受信装置、具体的には、基地局１０１－１～１０１－６が備える送信装置、および無線端末１１１が備える受信装置について説明する。以降の説明において、基地局１０１－１～１０１－６を区別しない場合は基地局１０１と称することがある。

まず、基地局１０１が備える送信装置の構成および動作について説明する。図２は、実施の形態１に係る基地局１０１が備える送信装置２００の構成例を示すブロック図である。送信装置２００は、変調部２０１と、送信識別信号生成部２０２と、識別信号挿入部２０３と、送信フィルタ部２０４と、デジタルアナログ変換部２０５と、送信高周波部２０６と、送信アンテナ２０７と、を備える。送信装置２００は、図２の例では、識別信号挿入部２０３、送信フィルタ部２０４、デジタルアナログ変換部２０５、送信高周波部２０６、および送信アンテナ２０７の組み合わせを複数組備えているが、１組だけ備える構成としても構わない。図３は、実施の形態１に係る基地局１０１が備える送信装置２００の動作を示すフローチャートである。

変調部２０１は、ビット系列であるデータ信号２１１に対して一次変調を行い、データシンボル系列に変換、すなわちデータシンボル系列を生成する（ステップＳ２０１）。一次変調における変調方式は、例えば、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などが挙げられる。なお、変調部２０１で適用される変調方式はこれらに限定されない。変調部２０１は、変換後のデータ信号であるデータシンボル系列を各識別信号挿入部２０３に出力する。

送信識別信号生成部２０２は、図示しない上位装置から送信装置２００への制御パラメータとして入力される識別信号設定指示信号２１２に基づいて、シンボル系列であって、指示された基地局１０１毎に固有の識別信号を生成する（ステップＳ２０２）。送信識別信号生成部２０２の詳細な動作については後述する。送信識別信号生成部２０２は、生成した識別信号を各識別信号挿入部２０３に出力する。

識別信号挿入部２０３は、送信識別信号生成部２０２で生成された識別信号と、変調部２０１で生成されたデータ信号とに基づいて、送信信号を生成する（ステップＳ２０３）。具体的には、識別信号挿入部２０３は、送信識別信号生成部２０２から取得した識別信号であるシンボル系列と、変調部２０１から取得したデータ信号であるデータシンボル系列とを時間多重して、すなわち識別信号をデータシンボル系列に挿入して送信信号を生成する。識別信号挿入部２０３は、生成した送信信号を送信フィルタ部２０４に出力する。

送信フィルタ部２０４は、識別信号挿入部２０３で識別信号挿入後のデータシンボル系列をアップサンプリングするとともに、データシンボル系列に帯域制限を行い、ベースバンド信号、またはＩＦ（Intermediate Frequency）信号である送信デジタル信号を生成する（ステップＳ２０４）。送信フィルタ部２０４がデータシンボル系列に帯域制限を行うときに使用される帯域制限フィルタの種類については特に限定されないが、一般的にはナイキストフィルタが使用される。送信フィルタ部２０４は、生成した送信デジタル信号をデジタルアナログ変換部２０５に出力する。

デジタルアナログ変換部２０５は、送信フィルタ部２０４から取得した送信デジタル信号を送信アナログ信号に変換する（ステップＳ２０５）。デジタルアナログ変換部２０５は、変換後の送信アナログ信号を送信高周波部２０６に出力する。

送信高周波部２０６は、デジタルアナログ変換部２０５から取得した送信アナログ信号に対して周波数変換を行い、無線周波数帯の送信信号である無線周波数信号を生成する（ステップＳ２０６）。送信高周波部２０６は、生成した無線周波数信号を送信アンテナ２０７に出力する。

送信アンテナ２０７は、送信高周波部２０６から取得した無線周波数信号を電波として放射、すなわち送信する（ステップＳ２０７）。

送信装置２００は、各送信アンテナ２０７から送信する無線周波数信号に含まれる識別信号について、識別信号設定指示信号２１２に従って、同一の識別信号だけでなく、異なる識別信号にすることもできる構成とする。また、送信装置２００の変形例として、送信フィルタ部２０４の後段に識別信号挿入部２０３が接続され、送信フィルタ部２０４で帯域制限を行った後の送信デジタル信号に対して識別信号挿入部２０３が同期信号を付加する構成でもよい。この場合、送信識別信号生成部２０２は、送信フィルタ部２０４から出力される送信デジタル信号と同じサンプルレートのシンボル系列を生成する。

図４は、実施の形態１に係る基地局１０１が備える送信装置２００から送信される送信信号の構成例を示す図である。識別信号２２１は送信識別信号生成部２０２で生成され、データ信号２２２は変調部２０１で生成されたものである。基地局１０１の送信装置２００が送信する送信信号は、識別信号挿入部２０３によって、データ信号２２２の間に識別信号２２１が周期的に挿入された構成である。データ信号２２２の間に識別信号２２１が挿入される周期を、識別信号送信周期２２３とする。識別信号２２１は、無線端末１１１が備える後述する受信装置において、複局同時送信を行う基地局１０１－１～１０１－６毎の受信電界強度、伝送路応答などの測定の際に利用される。

図５は、実施の形態１に係る基地局１０１が備える送信装置２００の送信識別信号生成部２０２が識別信号を生成する手順を示す図である。送信識別信号生成部２０２は、まず、図５（＃１）に示すように、識別信号の基となるランダムシンボル系列２３１を生成する。ランダムシンボル系列２３１は、受信側の無線端末１１１で既知のシンボル系列であり、規定された振幅および位相を有する複素ベクトルで表現される。図５（＃１）に示す例では、Ａ_０～Ａ_３の４シンボルでランダムシンボル系列２３１を形成している。ランダムシンボル系列２３１のシンボルパターンに制約はないが、本実施の形態では、自己相関性、相互相関性などが良く、振幅が一定のＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto-Correlation）系列を適用する場合について説明する。

送信識別信号生成部２０２は、つぎに、ランダムシンボル系列２３１に位相回転系列２３２を乗算する。これにより、送信識別信号生成部２０２は、図５（＃２）に示すように、位相回転後系列２３３を得られる。図５（＃２）に示す例では、Ｂ_０～Ｂ_３の４シンボルで位相回転後系列２３３を形成している。ランダムシンボル系列２３１をＡ_ｋとし、位相回転後系列２３３をＢ_ｋとしたとき、Ｂ_ｋは式（１）によって算出することができる。

式（１）において、Ｎは位相回転系列２３２の系列長を表し、ｋは位相回転系列２３２のインデックス番号（０≦ｋ＜Ｎの整数）を表し、ｍは位相回転系列２３２の位相回転オフセット量を決定するパラメータ（０≦ｍ＜Ｎの整数）であり、識別信号の種別番号を表している。これにより、生成された位相回転後系列２３３は、周波数で直交化されたＮ個の直交系列となる。ここで、直交系列とは、各々の系列間の相互相関値が０となる関係の系列の組み合わせを指す。

送信識別信号生成部２０２は、つぎに、Ｎ個の直交系列である位相回転後系列２３３に対して、それぞれの系列毎に順序入れ替え処理を施し、図５（＃３）に示す識別信号２３４を生成する。送信識別信号生成部２０２は、順序入れ替えパターン数をＵとすると、Ｎ個の直交系列にＵ種類の順序入れ替え処理を適用し、Ｎ×Ｕ種類の系列群である識別信号２３４を生成することができる。図５は、ランダムシンボル系列２３１を４シンボルとし、位相回転系列長Ｎが４の場合の例を示している。

図６は、実施の形態１に係る基地局１０１が備える送信装置２００の送信識別信号生成部２０２で生成される識別信号２３４の補足説明を示す図である。送信識別信号生成部２０２は、Ｎシンボル長のＮ個の系列群である位相回転後系列２３３に対して、Ｕ種類の異なる順序入れ替えパターンである第１の順序入れ替えパターン２４０－１から第Ｕの順序入れ替えパターン２４０－Ｕを適用することで、Ｎ個の系列群×Ｕ種類の系列群である識別信号２３４を生成することができる。図６に示すように、識別信号２３４は、第１の識別信号群２５０－１から第Ｕの識別信号群２５０－Ｕによって構成される。ここで、第１の識別信号群２５０－１から第Ｕの識別信号群２５０－Ｕは、同一の識別信号群、例えば、第１の識別信号群２５０－１のＮ個の系列の識別信号間では直交の関係であるが、異なる識別信号群、例えば、第１の識別信号群２５０－１と第２の識別信号群２５０－２との間では識別信号間で直交の関係にはならない。しかしながら、異なる識別信号群の間でも相互相関値が低くなるような順序入れ替えパターンを適用することによって、送信識別信号生成部２０２は、完全な直交性を持たない多くの準直交な識別信号、すなわち系列間の相互相関値が０ではない識別信号を生成することが可能となる。

本実施の形態においては、複数の基地局１０１からの送信信号毎の受信電界強度、伝送路応答などを無線端末１１１で測定できることが目的である。そのため、本目的を実現するための識別信号があればよく、必ずしも全ての識別信号間が直交の関係にある必要はない。

このように、送信識別信号生成部２０２は、位相回転後系列２３３を第１のシンボル系列とすると、無線端末１１１で既知のシンボル系列に対して、無線端末１１１で既知の複数の位相回転系列２３２から選択した位相回転系列を乗算して第１のシンボル系列を生成する。送信識別信号生成部２０２は、第１のシンボル系列に対して、無線端末１１１で既知の複数の順序入れ替えパターンから選択した順序入れ替えパターンに基づいて第１のシンボル系列の順序入れ替え処理を行って識別信号を生成する。

なお、送信識別信号生成部２０２は、上記のような動作によって識別信号２３４を生成することができるが、識別信号２３４の生成方法はこれに限定されない。例えば、送信識別信号生成部２０２は、予め生成しておいた全ての識別信号２３４をメモリなどに記憶しておき、識別信号設定指示信号２１２によって指示された識別信号２３４をメモリから選択し、選択した識別信号２３４を出力する構成であってもよい。

複局同時送信システム１は、通信エリア１２０をカバーする全ての基地局１０１の送信装置２００に対して、識別信号設定指示信号２１２によって、それぞれ異なる識別信号２３４を割り当てる。また、複局同時送信システム１は、基地局１０１の送信装置２００が複数の送信アンテナ２０７を有する場合、送信アンテナ２０７毎に異なる識別信号２３４を割り当ててもよい。各基地局１０１への識別信号２３４の割り当て方法、または各基地局１０１の送信装置２００が備える複数の送信アンテナ２０７への識別信号２３４の割り当て方法については、各基地局１０１の設置時に各基地局１０１に識別信号設定指示信号２１２を含む制御パラメータを与えて割り当ててもよいし、複局同時送信システム１を管理する図示しない管理装置が各基地局１０１に識別信号設定指示信号２１２を含む制御パラメータを与えて割り当ててもよい。

図７は、実施の形態１に係る複局同時送信システム１における各基地局１０１に対する識別信号の割り当ての例を示す第１の図である。複局同時送信システム１は、図７に示すように、同一の通信エリア１２０の基地局１０１の送信装置２００に対して、隣接する基地局１０１間で同一の識別信号が割り当てられないようにする。具体的には、複局同時送信システム１は、通信エリア１２１に在圏する基地局１０１－１～１０１－４には第１の識別信号群２５０－１から識別信号を選択して割り当てる。複局同時送信システム１は、通信エリア１２１に隣接する通信エリア１２２に在圏する基地局１０１－５～１０１－８には第１の識別信号群２５０－１と異なる第２の識別信号群２５０－２から識別信号を選択して割り当てる。同様に、複局同時送信システム１は、通信エリア１２２に隣接する通信エリア１２３に在圏する基地局１０１－９～１０１－１２には第２の識別信号群２５０－２と異なる第３の識別信号群２５０－３から識別信号を選択して割り当てる。

このように、複局同時送信システム１において同一の識別信号を割り当てた基地局１０１が隣接しないように異なる識別信号群の識別信号を活用することで、無線端末１１１は、基地局１０１毎の信号の分離を可能とし、通信エリア１２０内の複数の基地局１０１からの送信信号毎の受信電界強度、伝送路応答などを測定することができる。これにより、無線端末１１１は、在圏する基地局１０１を検出することができ、在圏する基地局１０１を無線端末１１１の位置情報としても活用できる。また、無線端末１１１は、より遠方から到来する基地局信号の判別も可能となるため、遠方基地局から到来するマルチパス遅延波干渉を検出することができる。

図７に示した識別信号の割り当てでは、同一識別信号群で形成される通信エリア１２１～１２３の中に位置する基地局１０１間は完全な直交性を有する識別信号が割り当てられるため、図示しない無線端末１１１による基地局信号の識別精度は高い。一方、同一識別信号群で形成される各々の通信エリア１２１～１２３の境界付近に位置する基地局１０１では準直交となる識別信号が到来するため、図示しない無線端末１１１による基地局信号の識別精度は低下する。したがって、無線端末１１１が各通信エリア１２１～１２３で在圏している位置によって、無線端末１１１による基地局信号の識別精度に差が生じてしまう。そのため、複局同時送信システム１は、図８に示すように、同一の通信エリア１２０の基地局１０１の送信装置２００に対して、隣接する基地局１０１間で異なる識別信号群から選択された識別信号を割り当てて通信エリアを形成してもよい。

図８は、実施の形態１に係る複局同時送信システム１における各基地局１０１に対する識別信号の割り当ての例を示す第２の図である。図８は、各通信エリア１２４～１２６内の４つの基地局１０１に対して、第１の識別信号群２５０－１～第４の識別信号群２５０－４から選択された識別信号を割り当てる例を示している。具体的には、通信エリア１２４において、基地局１０１－１には第１の識別信号群２５０－１から選択された識別信号を割り当て、基地局１０１－２には第２の識別信号群２５０－２から選択された識別信号を割り当て、基地局１０１－３には第３の識別信号群２５０－３から選択された識別信号を割り当て、基地局１０１－４には第４の識別信号群２５０－４から選択された識別信号を割り当てる。このように、複局同時送信システム１において隣接する基地局１０１間で異なる識別信号群から選択された識別信号を割り当てることによって、無線端末１１１の在圏位置による基地局１０１毎の基地局信号の識別精度の差を無くし、無線端末１１１による基地局信号の識別精度を均一にすることができる。

図９は、実施の形態１に係る複局同時送信システム１における各基地局１０１に対する識別信号の割り当ての例を示す第３の図である。図９は、各通信エリア１２７，１２８の各基地局１０１の送信装置２００に対して、異なる識別信号群の中から識別信号を選択して割り当てる例を示している。例えば、複局同時送信システム１は、通信エリア１２７の基地局１０１－１～１０１－５には第１の識別信号群２５０－１から第４の識別信号群２５０－４の中から識別信号を選択して割り当て、通信エリア１２８の基地局１０１－６～１０１－１０には第５の識別信号群２５０－５から第８の識別信号群２５０－８の中から識別信号を選択して割り当てる。

このように、複局同時送信システム１において異なる通信エリア１２７，１２８の基地局１０１間で異なる識別信号群の識別信号を割り当てることで、図示しない無線端末１１１は、基地局信号の識別と同時に通信エリアの識別も可能となる。したがって、異なる通信エリアが存在した場合でも、無線端末１１１は、在圏基地局情報から無線端末１１１の位置情報を取得することができる。また、無線端末１１１は、異なる通信エリアから到来する基地局１０１の干渉信号を検出することができる。

複数の基地局１０１のうち基地局１０１同士の距離が閾値未満の基地局１０１は、識別信号のうち系列間の相互相関値が０となる直交する識別信号が挿入された送信信号を送信する。また、隣接する通信エリアの境界に位置する基地局１０１は、各々、無線端末１１１で既知の複数の順序入れ替えパターンから異なる順序入れ替えパターンを選択して生成された識別信号が挿入された送信信号を送信する。

つぎに、無線端末１１１が備える受信装置の構成および動作について説明する。図１０は、実施の形態１に係る無線端末１１１が備える受信装置３００の構成例を示すブロック図である。受信装置３００は、受信アンテナ３０１と、受信高周波部３０２と、アナログデジタル変換部３０３と、受信フィルタ部３０４と、同期部３０５と、受信識別信号生成部３０６と、識別信号受信電界強度測定部３０７と、測定結果記憶部３０８と、復調部３０９と、検出部３１０と、を備える。受信装置３００は、図１０の例では、受信アンテナ３０１、受信高周波部３０２、アナログデジタル変換部３０３、および受信フィルタ部３０４の組み合わせを複数組備えているが、１組だけ備える構成としても構わない。図１１は、実施の形態１に係る無線端末１１１が備える受信装置３００の動作を示すフローチャートである。

受信アンテナ３０１は、無線周波数信号を受信する（ステップＳ３０１）。受信アンテナ３０１は、受信した無線周波数信号を受信高周波部３０２に出力する。

受信高周波部３０２は、受信アンテナ３０１から取得した無線周波数信号をダウンサンプリングし、ベースバンド信号またはＩＦ信号である受信アナログ信号に変換する（ステップＳ３０２）。受信高周波部３０２は、変換後の受信アナログ信号をアナログデジタル変換部３０３に出力する。

アナログデジタル変換部３０３は、受信高周波部３０２から取得した受信アナログ信号を受信デジタル信号に変換する（ステップＳ３０３）。アナログデジタル変換部３０３は、変換後の受信デジタル信号を受信フィルタ部３０４に出力する。

受信フィルタ部３０４は、アナログデジタル変換部３０３から取得した受信デジタル信号に対して、所望信号の周波数帯域外の雑音を除去するため帯域制限を行う（ステップＳ３０４）。受信フィルタ部３０４は、帯域制限後の受信信号を同期部３０５に出力する。

同期部３０５は、各受信フィルタ部３０４から取得した受信信号から、無線フレームのタイミングを検出する（ステップＳ３０５）。無線フレームは、送信信号をある一定周期で分割し、信号フォーマットを定めたものであり、一般的には、無線フレーム周期で無線フレームのタイミングを検出するための同期信号が送信装置２００で挿入され、送信装置２００から送信される。同期信号は受信装置３００で既知の信号であり、受信装置３００は、受信信号に含まれる同期信号を検出することによって、無線フレームタイミングを検出することができる。同期部３０５で無線フレームタイミングを検出することによって、受信装置３００は、受信信号に含まれる、送信装置２００の識別信号挿入部２０３で挿入された識別信号の受信タイミングを知ることができる。

本実施の形態では、送信装置２００が、無線フレーム周期でデータシンボル系列であるデータ信号の一部を同期信号として受信装置で既知となる信号を送信し、受信装置が、受信信号に含まれる同期信号を検出することによって、無線フレームタイミングを検出する場合を想定しているが、これに限定されない。例えば、送信装置２００は、送信識別信号生成部２０２で生成され、識別信号挿入部２０３で挿入される識別信号に同期信号の役割を担わせてもよい。この場合、受信装置３００は、受信信号に含まれる識別信号を検出することで、無線フレームタイミングを検出することができる。図１２は、実施の形態１に係る無線端末１１１が備える受信装置３００の変形例を示すブロック図である。図１２の例では、受信装置３００は、受信識別信号生成部３０６で生成された全ての種類の識別信号が、識別信号受信電界強度測定部３０７とともに同期部３０５にも出力される構成となる。

受信識別信号生成部３０６は、基地局１０１が備える送信装置２００の送信識別信号生成部２０２で生成される識別信号と同様の識別信号を生成する（ステップＳ３０６）。ここで、受信識別信号生成部３０６は、送信装置２００の送信識別信号生成部２０２が生成する可能性のある全ての種類の識別信号、すなわち生成可能な識別信号を生成する。例えば、送信識別信号生成部２０２が生成し得る識別信号が４種類の場合、受信識別信号生成部３０６は、４種類の識別信号を生成する。受信識別信号生成部３０６は、送信識別信号生成部２０２が生成する識別信号と同一の信号を生成する機能を有しているが、受信する可能性のある、すなわち送信識別信号生成部２０２で生成される可能性のある全ての種類の識別信号を生成する部分が異なる。受信識別信号生成部３０６は、送信識別信号生成部２０２が識別信号を生成する方法と同様の方法で、全ての種類の識別信号を生成する。受信識別信号生成部３０６は、予め生成しておいた全ての種類の識別信号をメモリなどに記憶しておき、メモリから読み出すことで識別信号を生成してもよい。

識別信号受信電界強度測定部３０７は、受信フィルタ部３０４から出力され、同期部３０５で検出された無線フレームタイミングに基づいて、受信信号に周期的に含まれる識別信号の受信タイミングを決定する。識別信号受信電界強度測定部３０７は、決定した識別信号の受信タイミングに基づいて、受信識別信号生成部３０６で生成された受信する可能性のある、すなわち送信識別信号生成部２０２で生成される可能性のある全ての種類の識別信号について、受信電界強度を個別に測定する測定部である（ステップＳ３０７）。

識別信号受信電界強度測定部３０７が識別信号の受信電界強度を測定する処理の詳細について説明する。ここで、受信信号をｒ_ｌ（ｔ）、信号を受信する受信アンテナ３０１のアンテナ番号をｌ、シンボル周期をＴ_ｓ、識別信号を構成する各シンボル系列をＰ_ｍ，ｋ、識別信号の種別番号をｍ、識別信号のシンボル系列長をＮ、識別信号を構成するシンボル系列のインデックス番号をｋ（０≦ｋ＜Ｎの整数）とする。識別信号受信電界強度測定部３０７は、アンテナ番号ｌの受信アンテナ３０１で受信され同期部３０５で検出された受信信号の無線フレームタイミングに基づいて、決定した識別信号の受信タイミングである受信サンプル時刻ｔにおける識別信号のシンボル系列Ｐ_ｍ，ｋとの相関値ＣＯＲＲ_ｍ，ｌ（ｔ）を式（２）のように計算する。識別信号受信電界強度測定部３０７は、相関値ＣＯＲＲ_ｍ，ｌ（ｔ）の相関電力ＣＰＷ_ｍ，ｌ（ｔ）を式（３）のように計算する。また、識別信号受信電界強度測定部３０７は、受信アンテナ３０１の総数をＬとしたときの全ての受信アンテナ３０１の種別番号ｍ毎の識別信号の相関電力の総和ＳＵＭ＿ＣＰＷ_ｍ（ｔ）を式（４）のように計算する。

式（２）で計算された結果は、種別番号ｍ毎の識別信号の伝送路応答の測定値となる。式（３）で計算された結果は、種別番号ｍ毎の識別信号の受信電界強度の測定値となる。ここで、基地局１０１の送信装置２００が送信アンテナ２０７毎に異なる種別番号ｍの識別信号を割り当てていた場合、識別信号受信電界強度測定部３０７は、式（３）で計算された受信電界強度について、式（４）のように基地局１０１毎に総和をとることで、基地局１０１毎の識別信号の受信電界強度を計算することができる。このように、識別信号受信電界強度測定部３０７は、送信信号が受信装置３００で受信された受信信号に含まれる識別信号と、受信識別信号生成部３０６で生成された全ての識別信号とを用いて、送信信号の送信元の送信装置２００毎の伝送路応答および受信電界強度を測定する。識別信号受信電界強度測定部３０７は、計算によって求めた、種別番号ｍ毎の識別信号の伝送路応答、種別番号ｍ毎の識別信号の受信電界強度、および基地局１０１毎の識別信号の受信電界強度を測定結果記憶部３０８に出力する。

測定結果記憶部３０８は、識別信号受信電界強度測定部３０７から、識別信号受信電界強度測定部３０７で計算された種別番号ｍ毎の識別信号の伝送路応答、受信電界強度、および基地局１０１毎の識別信号の受信電界強度を取得し、メモリなどの記憶媒体に記憶する（ステップＳ３０８）。

復調部３０９は、受信フィルタ部３０４から出力され、同期部３０５で検出された無線フレームタイミングに基づいて、受信信号に周期的に含まれるデータ信号の受信タイミングを決定する。復調部３０９は、決定したデータ信号の受信タイミングに基づいて、受信信号からデータ信号を抽出し、復調する（ステップＳ３０９）。復調部３０９は、復調データ信号３１１を出力する。

検出部３１０は、測定結果記憶部３０８に記憶されている種別番号ｍ毎の識別信号の伝送路応答、受信電界強度、および基地局１０１毎の識別信号の受信電界強度などに基づいて各種の検出を行う（ステップＳ３１０）。例えば、検出部３１０は、受信電界強度に基づいて、受信装置３００が在圏する送信装置２００を特定する。また、検出部３１０は、受信電界強度に基づいて、受信装置３００が位置する場所から離れた位置で同一の情報を伝送する通信エリア内の送信装置２００を特定し、遅延波干渉として検出することができる。また、検出部３１０は、受信電界強度に基づいて、異なる情報を伝送する異なる通信エリア内の送信装置２００を特定し、干渉信号として検出することができる。

図１３は、実施の形態１に係る無線端末１１１が備える受信装置３００の測定結果記憶部３０８が記憶する受信電界強度測定結果の一例を示す図である。図１３に示すように、受信装置３００では種別番号ｍの識別信号毎に受信電界強度の測定結果が得られ、これを測定結果記憶部３０８が記憶する。複局同時送信システム１の通信エリア１２０内の各基地局１０１の送信装置２００に対して基地局１０１毎に異なる識別信号が割り当てられることによって、無線端末１１１の受信装置３００は、各基地局１０１の送信装置２００からの送信信号の伝送路応答、受信電界強度などを測定することができる。また、受信装置３００は、測定した種別番号ｍ毎の識別信号の受信電界強度の中で最大の識別信号を検出することで、無線端末１１１が在圏している基地局１０１の特定が可能となる。また、受信装置３００は、測定した識別信号の受信電界強度の中で最大の識別信号を検出する場合、現在の在圏基地局の情報、および隣接する基地局の識別信号の割り当て情報を予め保持し、現在の在圏基地局の情報および隣接する基地局の識別信号の割り当て情報から、在圏基地局になる可能性がある基地局の識別信号を抽出し、抽出した識別信号の中で最大の受信電界強度を検出してもよい。これにより、受信装置３００は、在圏基地局の検出精度を向上させることができる。

つづいて、基地局１０１が備える送信装置２００のハードウェア構成について説明する。送信装置２００において、変調部２０１、送信識別信号生成部２０２、識別信号挿入部２０３、送信フィルタ部２０４、デジタルアナログ変換部２０５、および送信高周波部２０６は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。処理回路は制御回路とも呼ばれる。

図１４は、実施の形態１に係る送信装置２００が備える処理回路をプロセッサ９１およびメモリ９２で実現する場合の処理回路９０の構成例を示す図である。図１４に示す処理回路９０は制御回路であり、プロセッサ９１およびメモリ９２を備える。処理回路９０がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、処理回路９０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路９０では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路９０は、送信装置２００の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。このプログラムは、処理回路９０により実現される各機能を送信装置２００に実行させるためのプログラムであるともいえる。このプログラムは、プログラムが記憶された記憶媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。

上記プログラムは、変調部２０１が、データ信号２１１を変調してデータシンボル系列を生成する第１のステップと、送信識別信号生成部２０２が、無線端末１１１で既知のシンボル系列に対して、無線端末１１１で既知の複数の位相回転系列から選択した位相回転系列を乗算して第１のシンボル系列を生成し、第１のシンボル系列に対して、無線端末１１１で既知の複数の順序入れ替えパターンから選択した順序入れ替えパターンに基づいて第１のシンボル系列の順序入れ替え処理を行って識別信号を生成する第２のステップと、識別信号挿入部２０３が、識別信号をデータシンボル系列に挿入して送信信号を生成する第３のステップと、を送信装置２００に実行させるプログラムであるとも言える。

ここで、プロセッサ９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などである。また、メモリ９２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

図１５は、実施の形態１に係る送信装置２００が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路９３の例を示す図である。図１５に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

基地局１０１が備える送信装置２００のハードウェア構成について説明したが、無線端末１１１が備える受信装置３００も同様のハードウェアで実現することができる。すなわち、受信装置３００において、受信高周波部３０２、アナログデジタル変換部３０３、受信フィルタ部３０４、同期部３０５、受信識別信号生成部３０６、識別信号受信電界強度測定部３０７、測定結果記憶部３０８、復調部３０９、および検出部３１０は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、複局同時送信システム１において、同じ通信エリアを形成する複数の基地局１０１の送信装置２００は、送信アンテナ２０７から送信する送信信号に挿入する識別信号として、基地局１０１毎に固有の直交信号である識別信号、または異なる順序入れ替えパターンで生成した準直交信号である識別信号が割り当てられ、割り当てられた識別信号を含む送信信号を送信する。また、送信装置２００は、送信アンテナ２０７毎に送信する識別信号を変更できる機能を有する。これにより、無線端末１１１の受信装置３００は、複数の基地局１０１の送信装置２００から送信された信号の伝送路応答、受信電界強度などを、送信元の送信装置２００毎に個別に測定することができる。

本実施の形態によれば、識別信号として割り当てられる信号長が短く、直交する識別信号数の確保に限りがある場合でも、異なる順序入れ替えパターンを適用することで準直交の識別信号を生成し、識別信号数を拡大することで、複局同時送信システム１の複数の基地局１０１に対して固有の識別信号を割り当て、同時識別可能な基地局数の拡大が可能となる。

この結果、基地局１０１の送信装置２００の故障の検知が可能となる。また、無線端末１１１は、常時電波状況を監視することによって、通信断または受信伝送誤り率劣化時の原因解析が可能となる。また、無線端末１１１は、在圏する基地局判別による位置情報取得が可能となる。また、無線端末１１１による受信電界強度の測定結果を、基地局１０１の置局時の電波環境のモニタ結果、置局設計時の評価指標として活用することができ、メンテナンス性の向上が見込める。また、通信エリア境界において、異なる情報を伝送する別の通信エリアの基地局１０１が送信した信号を受信して干渉が発生する問題、同一通信エリア内の遠方の基地局１０１が送信した信号が遅延時間を伴い受信されて符号間干渉が発生し、受信伝送誤り率が低下する問題がある。このような場合に干渉源となる基地局１０１を特定することができるため、問題の早期解決が期待できる。

なお、基地局１０１の送信装置２００が複数の送信アンテナ２０７を備える場合、送信アンテナ２０７毎に固有の直交信号、または相互相関値が０ではない準直交信号を割り当て、送信装置２００は、割り当てられた識別信号を含む送信信号を送信してもよい。この場合、無線端末１１１の受信装置３００は、複数の基地局１０１の送信装置２００から送信された信号の伝送路応答、受信電界強度などを、送信元の送信装置２００の送信アンテナ２０７毎に個別に測定することができ、１つの送信装置２００が備える複数の送信アンテナ２０７のそれぞれから送信された信号の受信品質を把握することが可能となる。

実施の形態２．
実施の形態１では、複局同時送信システム１の同一通信エリア、および異なる通信エリアを構成する全ての基地局１０１の送信装置２００の送信アンテナ２０７からの送信信号毎に、固有の直交信号、または異なる順序入れ替えパターンで生成された準直交信号を識別信号として割り当て、基地局１０１の送信装置２００は、識別信号を含む送信信号の送信を行う。識別信号は、図５で示されるように、ランダムシンボル系列２３１に対して、異なる位相回転系列２３２が乗算され、さらに異なる順序入れ替えパターンが適用されることによって、複数の固有の直交信号、または相互相関値が０ではない準直交信号として生成される。実施の形態１では、図７に示す第１の識別信号群２５０－１の通信エリア１２１と第２の識別信号群２５０－２の通信エリア１２２との境界付近、および第２の識別信号群２５０－２の通信エリア１２２と第３の識別信号群２５０－３の通信エリア１２３との境界付近の複数の基地局１０１に割り当てられている識別信号は、お互い準直交の関係にあり、固有の直交信号の場合と比較して、無線端末１１１での識別信号による信号識別精度が低下していた。

これに対して、実施の形態２では、送信装置２００は、ランダムシンボル系列２３１に対して異なる位相回転系列２３２を乗算した位相回転後系列２３３を繰り返した系列（以下、繰り返し系列と記載する）を生成し、繰り返しシンボル単位、すなわち元のランダムシンボル系列長で繰り返し系列に繰り返し回数Ｖの長さのＷａｌｓｈ符号を乗算して生成した直交系列を生成する。送信装置２００は、さらに、生成した直交系列に異なる順序入れ替えパターンを適用することによって、複数の固有の直交信号、または相互相関値が０ではない準直交信号の識別信号を生成する。複局同時送信システム１は、同一通信エリア、および異なる通信エリアを構成する全ての基地局１０１の送信装置２００の送信アンテナ２０７からの送信信号毎に、固有の直交信号または準直交信号の識別信号を割り当てる。実施の形態２では、図７に示す第１の識別信号群２５０－１の通信エリア１２１と第２の識別信号群２５０－２の通信エリア１２２との境界付近、および図７に示す第２の識別信号群２５０－２の通信エリア１２２と第３の識別信号群２５０－３の通信エリア１２３との境界付近の基地局１０１についても、直交の関係となる系列を選択して識別信号を割り当てる。また、実施の形態２では、準直交の関係のとなる識別信号については、電波の影響が小さくなる規定された距離を離した遠方基地局で割り当てるようにする。なお、実施の形態２において、基地局１０１の送信装置２００の構成、および無線端末１１１の受信装置３００の構成は、各々、実施の形態１のときの構成と同様とする。

図１６は、実施の形態２に係る基地局１０１が備える送信装置２００の送信識別信号生成部２０２が識別信号を生成する手順を示す図である。送信識別信号生成部２０２は、まず、図１６（＃１）に示すように、識別信号の基となるランダムシンボル系列２３１を生成する。ランダムシンボル系列２３１は、受信側の無線端末１１１で既知のシンボル系列であり、規定された振幅および位相を有する複素ベクトルで表現される。図１６（＃１）に示す例では、Ａ_０～Ａ_３の４シンボルでランダムシンボル系列２３１を形成している。ランダムシンボル系列２３１については、実施の形態１のときと同様、例えば、ＣＡＺＡＣ系列の適用が考えられる。

送信識別信号生成部２０２は、つぎに、ランダムシンボル系列２３１に位相回転系列２３２を乗算する。これにより、送信識別信号生成部２０２は、図１６（＃２）に示すように、位相回転後系列２３３を得られる。図１６（＃２）に示す例では、Ｂ_０～Ｂ_３の４シンボルで位相回転後系列２３３を形成している。ランダムシンボル系列２３１をＡ_ｋとし、位相回転後系列２３３をＢ_ｋとしたとき、Ｂ_ｋは前述の式（１）によって算出することができる。これにより、生成された位相回転後系列２３３は、周波数で直交化されたＮ個の直交系列となる。

送信識別信号生成部２０２は、つぎに、図１６（＃３）に示すように、Ｎ個の直交系列である位相回転後系列２３３をＶ回繰り返し、Ｎ×Ｖの長さの繰り返し系列２６１を生成する。

送信識別信号生成部２０２は、つぎに、図１６（＃４）に示すように、繰り返し系列２６１に対して、繰り返しシンボル単位であるＮシンボル単位で繰り返し回数Ｖの長さのＷａｌｓｈ符号２６２を乗算して、Ｎ×Ｖの長さのシンボル系列であるＷａｌｓｈ符号乗算後系列２６３を生成する。

送信識別信号生成部２０２は、つぎに、図１６（＃５）に示すように、Ｗａｌｓｈ符号２６２を乗算して生成したシンボル系列であるＷａｌｓｈ符号乗算後系列２６３毎に、繰り返しシンボル単位、ここではＮシンボル単位で同一の順序入れ替え処理を施し、識別信号２６４を生成する。順序入れ替えパターン数をＵとすると、送信識別信号生成部２０２が繰り返し系列２６１に対してＷａｌｓｈ符号２６２を乗算して生成したシンボル系列であるＷａｌｓｈ符号乗算後系列２６３はＮ×Ｖ種類の直交系列となる。送信識別信号生成部２０２は、さらにＵ種類の順序入れ替え処理を適用することによって、Ｎ×Ｖ×Ｕ種類の系列群である識別信号２６４を生成することができる。図１６は、ランダムシンボル系列２３１を４シンボルとし、位相回転系列長Ｎが４、繰り返し回数Ｖが２の場合の例を示している。

図１７は、実施の形態２に係る基地局１０１が備える送信装置２００の送信識別信号生成部２０２で生成される識別信号２６４の補足説明を示す図である。図１７は、説明を簡易化するため、一例として、ランダムシンボル系列を２シンボルとし、位相回転系列長Ｎが２、繰り返し回数Ｖが２、順序入れ替えパターン数Ｕが２の場合の具体的な識別信号２６４の生成手順を示している。繰り返し系列２６１は、Ｎ＝２、Ｖ＝２の場合、４つの直交した系列が生成できる。ここで、繰り返し系列２６１の４つの直交系列をＳ_１（ｉ）～Ｓ_４（ｉ）で表現する。繰り返し系列２６１のインデックス番号をｉ（０≦ｉ＜４の整数）とする。また、Ｖ＝２の場合のＷａｌｓｈ符号として、第１のＷａｌｓｈ符号２６２－１をＷ_０、第２のＷａｌｓｈ符号２６２－２をＷ_１としたとき、｛Ｗ_０、Ｗ_１｝＝｛＋１、＋１｝、｛＋１、－１｝となる。繰り返し系列２６１の４つの直交系列Ｓ_１（ｉ）～Ｓ_４（ｉ）に対して、第１のＷａｌｓｈ符号２６２－１を乗算した系列であるＷａｌｓｈ符号乗算後系列２６３を系列Ｓ_１１（ｉ）～Ｓ_４１（ｉ）とし、第２のＷａｌｓｈ符号２６２－２を乗算した系列であるＷａｌｓｈ符号乗算後系列２６３を系列Ｓ_１２（ｉ）～Ｓ_４２（ｉ）とすると、系列Ｓ_１１（ｉ）～Ｓ_４１（ｉ）は式（５）のように計算される。また、系列Ｓ_１２（ｉ）は式（６）のように計算され、系列Ｓ_２２（ｉ）は式（７）のように計算され、系列Ｓ_３２（ｉ）は式（８）のように計算され、系列Ｓ_４２（ｉ）は式（９）のように計算される。

送信識別信号生成部２０２は、つぎに、Ｗａｌｓｈ符号乗算後系列２６３に対して、順序入れ替え処理を行い、識別信号２６４を生成する。系列Ｓ_１１（ｉ）～Ｓ_４１（ｉ）に対して第１の順序入れ替えパターン２７０－１の順序入れ替え処理を行った結果を系列Ｓ_１１１（ｉ）～Ｓ_４１１（ｉ）とし、系列Ｓ_１１（ｉ）～Ｓ_４１（ｉ）に対して第２の順序入れ替えパターン２７０－２の順序入れ替え処理を行った結果を系列Ｓ_１１２（ｉ）～Ｓ_４１２（ｉ）とする。同様に、系列Ｓ_１２（ｉ）～Ｓ_４２（ｉ）に対して第１の順序入れ替えパターン２７０－３の順序入れ替え処理を行った結果を系列Ｓ_１２１（ｉ）～Ｓ_４２１（ｉ）とし、系列Ｓ_１２（ｉ）～Ｓ_４２（ｉ）に対して第２の順序入れ替えパターン２７０－４の順序入れ替え処理を行った結果を系列Ｓ_１２２（ｉ）～Ｓ_４２２（ｉ）とする。ここで、系列Ｓ_１１１（ｉ）～Ｓ_４１１（ｉ）を系列群Ａ（２６４－１）とし、系列Ｓ_１１２（ｉ）～Ｓ_４１２（ｉ）を系列群Ｂ（２６４－２）とし、系列Ｓ_１２１（ｉ）～Ｓ_４２１（ｉ）を系列群Ｃ（２６４－３）とし、系列Ｓ_１２２（ｉ）～Ｓ_４２２（ｉ）を系列群Ｄ（２６４－４）と表現する。

このように、送信識別信号生成部２０２は、繰り返し系列２６１を第２のシンボル系列とし、Ｗａｌｓｈ符号乗算後系列２６３を第３のシンボル系列とすると、第１のシンボル系列が繰り返される第２のシンボル系列を生成する。送信識別信号生成部２０２は、第２のシンボル系列に対して、第１のシンボル系列の系列長の単位で繰り返し回数と同じ長さのＷａｌｓｈ符号を乗算して第３のシンボル系列を生成する。送信識別信号生成部２０２は、第３のシンボル系列に対して、選択した順序入れ替えパターンに基づいて第３のシンボル系列の順序入れ替え処理を行って識別信号を生成する。

図１８は、実施の形態２に係る基地局１０１が備える送信装置２００の送信識別信号生成部２０２で生成される識別信号２６４の特徴を示す図である。図１８は、実施の形態２の識別信号２６４である系列群Ａ～系列群Ｄのそれぞれの系列群の間での直交性を直交および準直交の２種類に分類したものである。前述のように、直交は系列間の相互相関値が０の場合であり、準直交は系列間の相互相関値が０ではない場合である。系列群Ａは、系列群Ｃと系列群Ｄとは直交の関係であり、系列群Ｂとは準直交の関係となる。系列群Ａに対し、系列群Ｃと系列群Ｄは異なるＷａｌｓｈ符号が適用されているため直交の関係となり、系列群Ｂは同一のＷａｌｓｈ符号が適用されているため、順序入れ替えパターンによる違いのみになるため準直交の関係となる。同様に、系列群Ｂは、系列群Ｃと系列群Ｄとは直交の関係であり、系列群Ａとは準直交の関係となる。系列群Ｃは、系列群Ａと系列群Ｂとは直交の関係であり、系列群Ｄとは準直交の関係となる。系列群Ｄは、系列群Ａと系列群Ｂとは直交の関係であり、系列群Ｃとは準直交の関係となる。

図１９は、実施の形態２に係る複局同時送信システム１における各基地局１０１に対する識別信号の割り当ての例を示す図である。図１９は、異なる情報を伝送している通信エリア１３０，１３１が隣接して存在し、各通信エリア１３０，１３１には同一の情報を伝送している複数の基地局１０１が設置されている構成を示している。図１９に示すような複局同時送信システム１の構成において、実施の形態２で説明した識別信号である系列群Ａ～系列群Ｄを用いて、各基地局１０１に割り当てる。系列群Ａ～系列群Ｄは、図１８で示したような系列間の直交性の関係にあり、このような関係性を考慮して、隣接する基地局１０１には直交の関係となる系列群を割り当てるようにする。

例えば、通信エリア１３２の基地局１０１－１～１０１－４に系列群Ａの識別信号が割り当てられているとすると、通信エリア１３２に隣接する通信エリア１３３の基地局１０１－５～１０１－８には、系列群Ａと直交の関係にある系列群Ｃの識別信号を割り当てる。同様に、通信エリア１３３に隣接する通信エリア１３４の基地局１０１－９～１０１－１２には、系列群Ｃと直交の関係にある系列群Ｂの識別信号を割り当てる。このとき、系列群Ａの通信エリア１３２と系列群Ｂの通信エリア１３４とは、系列群Ｃの通信エリア１３３を挟んで距離が離れているため、準直交の識別信号の干渉による基地局１０１の識別信号の識別精度への影響を低減することができる。異なる情報を伝送する通信エリア１３４と通信エリア１３５との境界を跨ぐ場合も同様である。通信エリア１３４に隣接する通信エリア１３５の基地局１０１－１３～１０１－１６には、系列群Ｂと直交の関係にある系列群Ｄの識別信号を割り当てる。複局同時送信システム１は、系列群Ａ～系列群Ｄまで全ての識別信号を基地局１０１に割り当てた場合、識別信号を再利用して割り当ててもよい。

このように、基地局１０１同士の距離が閾値未満の基地局１０１は、系列間の相互相関値が０となる直交する識別信号が挿入された送信信号を送信する。基地局１０１同士の距離が閾値以上の基地局１０１は、系列間の相互相関値が０ではない準直交の識別信号が挿入された送信信号を送信する。また、隣接する通信エリアの境界に位置する基地局１０１は、直交する識別信号が挿入された送信信号を送信する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、複局同時送信システム１は、隣接する基地局１０１には直交の関係にある識別信号を割り当て、電波の影響が小さくなる遠方に配置された基地局１０１に対しては準直交の関係にある識別信号を割り当てるようにする。これにより、複局同時送信システム１は、実施の形態１の効果に加えて、基地局１０１毎の識別信号の識別精度を向上させることが可能であり、通信エリア１３０または通信エリア１３１の複数の基地局１０１からの送信信号毎の受信電界強度、伝送路応答などを無線端末１１１で精度良く測定することができるようになる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 複局同時送信システム、１０１－１～１０１－６ 基地局、１１１ 無線端末、１２０～１２８，１３０～１３５ 通信エリア、２００ 送信装置、２０１ 変調部、２０２ 送信識別信号生成部、２０３ 識別信号挿入部、２０４ 送信フィルタ部、２０５ デジタルアナログ変換部、２０６ 送信高周波部、２０７ 送信アンテナ、３００ 受信装置、３０１ 受信アンテナ、３０２ 受信高周波部、３０３ アナログデジタル変換部、３０４ 受信フィルタ部、３０５ 同期部、３０６ 受信識別信号生成部、３０７ 識別信号受信電界強度測定部、３０８ 測定結果記憶部、３０９ 復調部、３１０ 検出部。

Claims (6)

1. 複数の基地局が同一の周波数で同一の情報を無線端末に送信する複局同時送信を採用する無線通信システムにおいて前記基地局が備える送信装置であって、
   データ信号を変調してデータシンボル系列を生成する変調部と、
   前記無線端末で既知のシンボル系列に対して、前記無線端末で既知の複数の位相回転系列から選択した位相回転系列を乗算して第１のシンボル系列を生成し、前記第１のシンボル系列に対して、前記無線端末で既知の複数の順序入れ替えパターンから選択した順序入れ替えパターンに基づいて前記第１のシンボル系列の順序入れ替え処理を行って識別信号を生成する送信識別信号生成部と、
   前記識別信号を前記データシンボル系列に挿入して送信信号を生成する識別信号挿入部と、
   を備え、
   前記送信識別信号生成部は、前記第１のシンボル系列が繰り返される第２のシンボル系列を生成し、前記第２のシンボル系列に対して、前記第２のシンボル系列における前記第１のシンボル系列の繰り返し回数と同じ数の前記第１のシンボル系列の系列長の単位のＷａｌｓｈ符号によって構成される、前記第２のシンボル系列と同じ長さのＷａｌｓｈ符号を乗算して第３のシンボル系列を生成し、前記第３のシンボル系列に対して、前記選択した順序入れ替えパターンに基づいて第３のシンボル系列の順序入れ替え処理を行って前記識別信号を生成する、
   ことを特徴とする送信装置。
2. 請求項１に記載の送信装置を備える複数の基地局と、
   前記送信装置から送信される送信信号を受信する受信装置であって、前記送信装置で生成可能な識別信号を生成する受信識別信号生成部と、前記送信信号が前記受信装置で受信された受信信号に含まれる前記識別信号と、前記受信識別信号生成部で生成された全ての前記識別信号とを用いて、前記送信信号の送信元の送信装置毎の伝送路応答および受信電界強度を測定する測定部と、前記受信電界強度に基づいて、異なる情報を伝送する異なる通信エリア内の送信装置を特定し、干渉信号として検出する検出部と、を備える前記受信装置を備える無線端末と、
   を備え、
   ２以上の前記基地局が複局同時送信を行って１つの通信エリアを形成し、
   基地局同士の距離が閾値未満の基地局は、系列間の相互相関値が０となる直交する識別信号が挿入された送信信号を送信し、基地局同士の距離が前記閾値以上の基地局は、系列間の相互相関値が０ではない準直交の識別信号が挿入された送信信号を送信する、
   ことを特徴とする無線通信システム。
3. 隣接する通信エリアの境界に位置する前記基地局は、前記直交する識別信号が挿入された送信信号を送信する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
4. 複数の基地局が同一の周波数で同一の情報を無線端末に送信する複局同時送信を採用する無線通信システムにおいて前記基地局が備える送信装置を制御するための制御回路であって、
   前記送信装置は、変調部、送信識別信号生成部、および識別信号挿入部を備え、
   前記変調部が、データ信号を変調してデータシンボル系列を生成する第１のステップと、
   前記送信識別信号生成部が、前記無線端末で既知のシンボル系列に対して、前記無線端末で既知の複数の位相回転系列から選択した位相回転系列を乗算して第１のシンボル系列を生成し、前記第１のシンボル系列に対して、前記無線端末で既知の複数の順序入れ替えパターンから選択した順序入れ替えパターンに基づいて前記第１のシンボル系列の順序入れ替え処理を行って識別信号を生成する第２のステップと、
   前記識別信号挿入部が、前記識別信号を前記データシンボル系列に挿入して送信信号を生成する第３のステップと、
   を前記送信装置に実施させ、
   前記第２のステップにおいて、前記送信識別信号生成部は、前記第１のシンボル系列が繰り返される第２のシンボル系列を生成し、前記第２のシンボル系列に対して、前記第２のシンボル系列における前記第１のシンボル系列の繰り返し回数と同じ数の前記第１のシンボル系列の系列長の単位のＷａｌｓｈ符号によって構成される、前記第２のシンボル系列と同じ長さのＷａｌｓｈ符号を乗算して第３のシンボル系列を生成し、前記第３のシンボル系列に対して、前記選択した順序入れ替えパターンに基づいて第３のシンボル系列の順序入れ替え処理を行って前記識別信号を生成する、
   ことを前記送信装置に実施させることを特徴とする制御回路。
5. 複数の基地局が同一の周波数で同一の情報を無線端末に送信する複局同時送信を採用する無線通信システムにおいて前記基地局が備える送信装置を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、
   前記送信装置は、変調部、送信識別信号生成部、および識別信号挿入部を備え、
   前記プログラムは、
   前記変調部が、データ信号を変調してデータシンボル系列を生成する第１のステップと、
   前記送信識別信号生成部が、前記無線端末で既知のシンボル系列に対して、前記無線端末で既知の複数の位相回転系列から選択した位相回転系列を乗算して第１のシンボル系列を生成し、前記第１のシンボル系列に対して、前記無線端末で既知の複数の順序入れ替えパターンから選択した順序入れ替えパターンに基づいて前記第１のシンボル系列の順序入れ替え処理を行って識別信号を生成する第２のステップと、
   前記識別信号挿入部が、前記識別信号を前記データシンボル系列に挿入して送信信号を生成する第３のステップと、
   を前記送信装置に実施させ、
   前記第２のステップにおいて、前記送信識別信号生成部は、前記第１のシンボル系列が繰り返される第２のシンボル系列を生成し、前記第２のシンボル系列に対して、前記第２のシンボル系列における前記第１のシンボル系列の繰り返し回数と同じ数の前記第１のシンボル系列の系列長の単位のＷａｌｓｈ符号によって構成される、前記第２のシンボル系列と同じ長さのＷａｌｓｈ符号を乗算して第３のシンボル系列を生成し、前記第３のシンボル系列に対して、前記選択した順序入れ替えパターンに基づいて第３のシンボル系列の順序入れ替え処理を行って前記識別信号を生成する、
   ことを前記送信装置に実施させることを特徴とする記憶媒体。
6. 複数の基地局が同一の周波数で同一の情報を無線端末に送信する複局同時送信を採用する無線通信システムにおいて前記基地局が備える送信装置の送信方法であって、
   変調部が、データ信号を変調してデータシンボル系列を生成する第１のステップと、
   送信識別信号生成部が、前記無線端末で既知のシンボル系列に対して、前記無線端末で既知の複数の位相回転系列から選択した位相回転系列を乗算して第１のシンボル系列を生成し、前記第１のシンボル系列に対して、前記無線端末で既知の複数の順序入れ替えパターンから選択した順序入れ替えパターンに基づいて前記第１のシンボル系列の順序入れ替え処理を行って識別信号を生成する第２のステップと、
   識別信号挿入部が、前記識別信号を前記データシンボル系列に挿入して送信信号を生成する第３のステップと、
   を含み、
   前記第２のステップにおいて、前記送信識別信号生成部は、前記第１のシンボル系列が繰り返される第２のシンボル系列を生成し、前記第２のシンボル系列に対して、前記第２のシンボル系列における前記第１のシンボル系列の繰り返し回数と同じ数の前記第１のシンボル系列の系列長の単位のＷａｌｓｈ符号によって構成される、前記第２のシンボル系列と同じ長さのＷａｌｓｈ符号を乗算して第３のシンボル系列を生成し、前記第３のシンボル系列に対して、前記選択した順序入れ替えパターンに基づいて第３のシンボル系列の順序入れ替え処理を行って前記識別信号を生成する、
   ことを特徴とする送信方法。

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