JP7468215B2

JP7468215B2 - 無線通信システム及び無線通信方法

Info

Publication number: JP7468215B2
Application number: JP2020124654A
Authority: JP
Inventors: 伸晃久野; 渉山田; 光貴中村; 裕介淺井; 泰司鷹取; 健太郎西森
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2024-04-16
Anticipated expiration: 2040-07-21
Also published as: JP2022021195A

Description

本発明は、無線通信システム及び無線通信方法に関する。

ＬＯＳ－ＭＩＭＯ（Line Of Sight - Multiple Input Multiple Output）は、送受信アンテナが見通し線上（Line Of Sight：LOS）の関係にあるとき、アンテナの幾何学的な配置条件によって通信容量の増大を可能にする無線通信方法である。

ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）は、一般的には見通し外（Non Line Of Sight：NLOS）環境を対象とし、環境に応じてアンテナ間で異なるチャネル状態を利用することにより、アンテナ数倍に近い通信容量を得ることができる技術である。

一方、ＬＯＳ－ＭＩＭＯは、ＬＯＳ環境であってもアンテナの配置条件によって高い伝送効率を期待できる技術である。また、ＬＯＳ－ＭＩＭＯには、幾何学的なアンテナの配置によってシステムを簡易化することができる可能性がある。例えば、ＬＯＳ－ＭＩＭＯは、搭載容量が限られたドローンなどの無人航空機（Unmanned Aerial Vehicle：UAV）を用いた無線通信システムへの利用が期待されている。（例えば、非特許文献１，２参照）。

K.Nishimori, N.Honma, T.Seki and K.Hiraga, "On the Transmission Method for Short-Range MIMO Communication," IEEE Transactions on Vehicular Technology, March 2011, vol.60, no.3, pp.1247-1251, <https://ieeexplore.ieee.org/document/5711700/> Eric Torkildson, Bharath Ananthasubramaniam, Upamanyu Madhow, and Mark Rodwell, "Millimeter-wave MIMO: Wireless Links at Optical Speeds", [online], <https://www.ece.ucsb.edu/Faculty/rodwell/publications_and_presentations/publications/Torkildoson_Allerton_2006.pdf>

しかしながら、ＬＯＳ－ＭＩＭＯは、送受信アンテナの位置関係が変化した場合、送受信間の距離に対して、通信容量が位相変動の影響を受けてしまう。そのため、ＬＯＳ－ＭＩＭＯは、送受信間の距離によっては通信容量が大幅に低減してしまうという問題があった。

本発明は、送受信間の距離が変化しても、通信容量が低減することを抑制することができる無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかる無線通信システムは、少なくとも一方が複数のアンテナ素子を有し、少なくとも一方が移動可能にされた送信局及び受信局がＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行う無線通信システムにおいて、前記送信局と前記受信局との距離を示す距離情報を取得する距離情報取得部と、前記距離情報取得部が取得した距離情報を用いて、配列方向が直線的になるように配列されたリニアアレー構造となっている複数の前記アンテナ素子の中で前記アンテナ素子間の間隔が不均一となる前記アンテナ素子の組合せごとに、前記送信局と前記受信局との間の通信容量を算出する通信容量算出部と、前記通信容量算出部が算出した通信容量が最大となる前記アンテナ素子の組合せを選択する選択部と、前記選択部が選択した前記アンテナ素子の組合せを用いて、前記送信局及び前記受信局がＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行うように制御する制御部とを有することを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる無線通信方法は、少なくとも一方が複数のアンテナ素子を有し、少なくとも一方が移動可能にされた送信局及び受信局がＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行う無線通信方法において、前記送信局と前記受信局との距離を示す距離情報を取得する距離情報取得工程と、取得した距離情報を用いて、配列方向が直線的になるように配列されたリニアアレー構造となっている複数の前記アンテナ素子の中で前記アンテナ素子間の間隔が不均一となる前記アンテナ素子の組合せごとに、前記送信局と前記受信局との間の通信容量を算出する通信容量算出工程と、算出した通信容量が最大となる前記アンテナ素子の組合せを選択する選択工程と、選択した前記アンテナ素子の組合せを用いて、前記送信局及び前記受信局がＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行うように制御する制御工程とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、送受信間の距離が変化しても、通信容量が低減することを抑制することができる。

（ａ）は、無線通信システムの概要を示す図である。（ｂ）は、無線通信システムが有する機能の概要を示す図である。移動局が有する機能の具体例を示す機能ブロック図である。移動局が有する機能の具体例を示す機能ブロック図である。サブアレーの構成例を示す図である。送受信距離と通信容量の関係を示すグラフである。比較例の移動局間のＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を模式的に示す図である。一実施形態にかかる無線通信システムにおけるＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を模式的に示す図である。一実施形態にかかる無線通信システムにおけるチャネルを示す図である。一実施形態にかかる無線通信システムにおけるチャネルを模式的に示す図である。送受信距離と最適素子間隔の関係を示すグラフである。サブアレーの構成例を模式的に示す図である。従来のＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信における送受信距離と通信容量の関係を示すグラフである。一実施形態にかかる無線通信システムにおけるＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信の送受信距離と通信容量の関係を示すグラフである。従来技術の送受信距離に対する通信容量の低減を例示するグラフである。２つのアンテナ素子を切替えた場合の送受信距離に対する通信容量の低減を例示するグラフである。３つのアンテナ素子を切替えた場合の送受信距離に対する通信容量の低減を例示するグラフである。４つのアンテナ素子を切替えた場合の送受信距離に対する通信容量の低減を例示するグラフである。無線通信システムが行う第１動作例を示すフローチャートである。無線通信システムが行う第２動作例を示すフローチャートである。無線通信システムが行う第３動作例を示すフローチャートである。受信局のハードウェア構成例を示す図である。

以下に、図面を用いて無線通信システムの一実施形態を説明する。図１は、一実施形態にかかる無線通信システム１の構成例を示す図である。図１（ａ）は、無線通信システム１の概要を示す図である。図１（ｂ）は、無線通信システム１が有する機能の概要を示す図である。

図１に示すように、例えば、無線通信システム１は、移動局２及び移動局３を有する。移動局２は、例えばドローンなどの飛行機能部２００が送信局２０を図示しない制御装置の制御に応じて移動させるように構成されている。また、移動局３は、例えばドローンなどの飛行機能部３００が受信局３０を図示しない制御装置の制御に応じて移動させるように構成されている。

また、送信局２０には、例えば複数のアンテナ素子２１が設けられている。また、受信局３０には、例えば複数のアンテナ素子３１が設けられている。そして、移動局２及び移動局３は、複数のアンテナ素子２１及び複数のアンテナ素子３１が例えばＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を送受信することにより、例えば見通し線上の距離Ｄの間隔をとって相互にＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行う。

なお、無線通信システム１は、移動局２及び移動局３それぞれが送信局及び受信局の両方の機能を兼ね備えていてもよい。また、無線通信システム１は、移動局２及び移動局３の少なくとも一方が複数のアンテナ素子を有し、送信局２０及び受信局３０の少なくとも一方が移動可能にされた構成であってもよい。

次に、移動局２及び移動局３がそれぞれ有する機能の具体例について説明する。図２は、移動局２が有する機能の具体例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、移動局２は、送信局２０が変調部２２、信号結合部２３、Ｄ／Ａ変換部２４、ＲＦ部２５、ビーム形成部２６及び制御部２７を有する。なお、図２においては、移動局２が移動局３とＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行うために要する主な機能ブロックのみを記載しており、一般的に無線局が備えるその他の機能ブロックについては記載していない。

変調部２２は、ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭの変調処理を行い、変調した信号を信号結合部２３に対して出力する。

信号結合部２３は、変調部２２などから入力された信号を、制御部２７が制御するアンテナ素子２１ごとに結合（図４，８，９，１１等を用いて後述）させ、結合させた信号をＤ／Ａ変換部２４に対して出力する。

Ｄ／Ａ変換部２４は、信号結合部２３から入力された信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、変換した信号をＲＦ部２５に対して出力する。

ＲＦ部２５は、Ｄ／Ａ変換部２４から入力された信号に対し、増幅・周波数変更・フィルタリングなどのアナログ処理を施し、ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ信号としてビーム形成部２６へ出力する。

ビーム形成部２６は、ＲＦ部２５から入力された信号に対し、制御部２７の制御に応じて複数のアンテナ素子２１が所定のビームを形成するように処理を行う。

制御部２７は、移動局２を構成する各部を制御する。なお、制御部２７が行う制御例については、図４以降の図面を用いて後述する。

また、送信局２０は、位置算出部２８及び位置情報取得部２９などをさらに備えていてもよい。

例えば、位置算出部２８は、図示しない管制システムなどから移動局２及び移動局３の少なくともいずれかの飛行先を示す情報を取得し、移動局２及び移動局３の少なくともいずれかの位置（例えば緯度経度情報）を算出する。

位置情報取得部２９は、位置算出部２８が算出した結果、又は、図示しないＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナなどを介して、移動局２及び移動局３の少なくともいずれかの位置（例えば緯度経度情報）を取得し、取得した緯度経度情報などを信号結合部２３に対して出力する。

図３は、移動局３が有する機能の具体例を示す機能ブロック図である。図３に示すように、移動局３は、受信局３０がビーム形成部３２、ＲＦ部３３、Ａ／Ｄ変換部３４、信号分割部３５、復調部３６、及び制御部３７を有する。なお、図３においては、移動局３が移動局２とＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行うために要する主な機能ブロックのみを記載しており、一般的に無線局が備えるその他の機能ブロックについては記載していない。

ビーム形成部３２は、例えば複数のアンテナ素子３１が受信した受信信号に対し、制御部３７から入力される制御信号に応じて振幅と位相を変更する調整を行い、調整した信号（受信信号パターン）を合成してＲＦ部３３へ出力する。例えば、ビーム形成部３２は、制御部３７の制御に応じて、受信信号のシンボル内に複数の受信信号パターン（ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ信号）を出力する。

ＲＦ部３３は、ビーム形成部３２から入力されたＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ信号に対し、増幅・周波数変更・フィルタリングなどのアナログ処理を施し、処理した信号をＡ／Ｄ変換部３４に対して出力する。

Ａ／Ｄ変換部３４は、ＲＦ部３３から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変更し、信号分割部３５に対して出力する。

信号分割部３５は、例えば距離情報取得部３５０、通信容量算出部３５２、及び選択部３５４を有し、Ａ／Ｄ変換部３４から入力された信号を、制御部３７が制御するアンテナ特性ごとに分割し、分割した信号を復調部３６に対して出力する。

距離情報取得部３５０は、Ａ／Ｄ変換部３４又は距離算出部３９から入力される情報に基づいて、送信局２０と受信局３０との距離を示す距離情報を取得する。

通信容量算出部３５２は、距離情報取得部３５０が取得した距離情報を用いて、例えばアンテナ素子３１（又はアンテナ素子２１）が配置された間隔が異なるアンテナ素子３１（又はアンテナ素子２１）の組合せ（サブアレー）ごとに、送信局２０と受信局３０との間の通信容量を算出する。

選択部３５４は、通信容量算出部３５２が算出した通信容量が最大となるアンテナ素子３１（又はアンテナ素子２１）の組合せ（サブアレー）を選択し、選択した組合せを復調部３６及び制御部３７に対して出力する。なお、選択部３５４は、少なくとも３つ以上のアンテナ素子３１（又はアンテナ素子２１）を含む組合せを選択するように構成されてもよい。

復調部３６は、信号分割部３５が分割した信号に対し、ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭの復調処理を行う。

制御部３７は、移動局３を構成する各部を制御する。例えば、制御部３７は、選択部３５４が選択したアンテナ素子３１（又はアンテナ素子２１）の組合せを用いて、送信局２０及び受信局３０がＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行うように制御する。なお、制御部３７が行う制御例については、図４以降の図面を用いて後述する。

また、受信局３０は、位置情報取得部３８及び距離算出部３９などをさらに備えていてもよい。

例えば、位置情報取得部３８は、図示しないＧＰＳアンテナなどを介して、移動局２及び移動局３の少なくともいずれかの位置（例えば緯度経度情報）を位置情報として取得し、取得した緯度経度情報などを距離算出部３９に対して出力する。

距離算出部３９は、位置情報取得部３８が取得した緯度経度情報などの位置情報、又は、アンテナ素子３１を介して取得した移動局２及び移動局３の位置を示す位置情報に基づいて、移動局２と移動局３との距離を算出し、算出した距離を示す距離情報を信号分割部３５に対して出力する。

なお、無線通信システム１における移動局２及び移動局３の構成は、図２及び図３に示した例に限定されない。例えば、距離情報取得部３５０、通信容量算出部３５２、及び選択部３５４は、移動局３が備えることに限定されず、移動局２に設けられてもよいし、図示しない制御局や、移動局２及び移動局３の飛行情報を管制する管制システムなどに設けられてもよい。

次に、無線通信システム１の動作例について説明する。まず、上述したアンテナ素子３１（又はアンテナ素子２１）の組合せ（サブアレー）の例について説明する。図４は、サブアレーの構成例を示す図である。

図４に示すように、例えば移動局３のビーム形成部３２に対し、４つのアンテナ素子３１（素子数Ｍ＝４）が接続されているとする。また、４つのアンテナ素子３１により、２つの組合せ（サブアレー）が形成されているとする。なお、４つのアンテナ素子３１を個別に特定するために、ここではアンテナ素子３１－１～３１－４として区別することとする。

例えば、アンテナ素子３１－２，３１－３は、素子間隔がｄ_１となるように配置されて第１サブアレーを形成している。また、アンテナ素子３１－１，３１－４は、素子間隔がｄ_２となるように配置されて第２サブアレーを形成している。

また、移動局２のビーム形成部２６に対しても、例えば４つのアンテナ素子２１（素子数Ｍ＝４）が接続されているとする。

従来のＬＯＳ－ＭＩＭＯでは、送信局と受信局との間の距離によって位相変動が生じ、図５に示したように送受信間の距離（送受信距離）に応じた通信容量の落ち込み（低減）が発生していた。図５に示した例では、送受信距離が５０ｍになった場合、通信容量が大幅に低減し、通信が不可となっている。

また、図５に示した例では、図６に示した比較例の移動局４及び移動局５のように、送受信距離が５０ｍになった場合に通信不可であっても、送受信距離が１００ｍになった場合にはＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信が可能である。

そこで、一実施形態にかかる無線通信システム１は、例えば移動局２及び移動局３がそれぞれ２つ以上のサブアレー（アンテナ素子の組合せ）を搭載し、サブアレーごとに送受信間距離に対する通信容量を計算し、最も通信容量が大きくなるサブアレーを選択してＬＯＳ－ＭＩＭＯを行う。

例えば、無線通信システム１は、図７に示したように、送受信距離がＤ_ａである場合には第１サブアレー（図４）を用いたＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行い、送受信距離がＤ_ｂである場合には第２サブアレー（図４）に切り替えてＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行う。このように、無線通信システム１は、アンテナ素子間隔が変化するようにサブアレーを選択して切替えることにより、周波数及び送受信間の距離が変化しても、通信容量が低減することを抑制することができる。

具体例として、無線通信システム１は、図８，９に示したように、サブアレーを選択してチャネルの固有値を一定にし、通信容量の理論上限を達成する。図８においては、送信素子ｎ（アンテナ素子２１のいずれか）及び受信素子ｍ（アンテナ素子３１のいずれか）によるＬＯＳチャネルｈ_ｍｎは、下式（１）によって表される。

ここで、λは波長、ｌ_ｍｎは素子ｍ，ｎによるノルムである。

また、全素子（全アンテナ素子）によるＬＯＳチャネルＨは、下式（２）によって表され、図９に示したチャネル６となる。

このとき、チャネル６は、下式（３）に示した固有値となり、図１０に例示した関係から送受信距離に対する最適素子間隔（アンテナ素子間隔）が求められる。

次に、アンテナ素子の組合せ（サブアレー）の構成例についてさらに詳述する。図１１は、サブアレーの構成例を模式的に示す図である。

図１１に示すように、例えば、最も外側に配置されたアンテナ素子の組合せをアンテナ間距離ｄ_αのサブアレー（＃α）とし、内側へ順次にアンテナ間距離ｄ_β１のサブアレー（＃β１）、及びアンテナ間距離ｄ_β２のサブアレー（＃β２）等を設定する。

サブアレー（＃α）におけるアンテナ間距離ｄ_αは、下式（４）によって表される。

ここで、Ｄは送受信間距離［ｍ］、λは波長［ｍ］、Ｍは素子数である。送受信間距離Ｄは、各サブアレーの中心点間の距離であり、すべてのサブアレーで一致する。

また、上式（４）を変形した下式（５）は、チャネル容量が最大化する最大の送受信距離Ｄに相当する。

サブアレー（＃α）以外のサブアレーにおけるアンテナ間距離をｄとしたとき、送受信間距離Ｄとの関係は、上式（５）及び自然数ｉを用いて下式（６）となる。

自然数ｉを用いた上式（６）に対し、式（５）はｉ＝１の場合を示し、チャネル容量は、ｉ＝１で最大値、ｉ＝２で極小値、ｉ＝３で極大値をとる。すなわち、チャネル容量は、ｉ＝奇数で極大値を、ｉ＝偶数で極小値をとる。

よって、無線通信システム１は、送受信間の距離に応じて通信容量が低減することを抑制するために、サブアレー（＃β１），サブアレー（＃β２）・・・では、ｉ＝偶数を用いる。

この場合、下式（７）からｄ_β（ｄ_β１，ｄ_β２・・・）を決定する。ここでは、ｉ’＝ｉ＝偶数である。

例えば、図１２に示したように、従来のＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信では、アンテナ素子間隔１００ｍに設定された移動局が下式（８），（９）の条件を満たす場合、送受信間の距離が３．１２５ｍ、６．２５ｍ、１２．５ｍ、２５ｍ、５０ｍのときに通信容量が大幅に低減する。

これに対し、無線通信システム１は、例えば６つのアンテナ素子を切替えてＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行った場合、図１３に示したように、送受信間の距離が変化しても、通信容量が低減してしまうことを抑制することができる。このとき、上式（９）のアンテナ素子間隔は、図１２に示した場合よりも相関が低下している。

次に、図１４～１７を用いて、サブアレーに用いるアンテナ素子数と、通信容量の低減を抑制する効果との関係を説明する。

図１４は、上式（８）の条件を満たす場合（従来技術）の送受信距離に対する通信容量の低減を例示するグラフである。図１５は、２つのアンテナ素子を切替えた場合の送受信距離に対する通信容量の低減を例示するグラフである。図１６は、３つのアンテナ素子を切替えた場合の送受信距離に対する通信容量の低減を例示するグラフである。図１７は、４つのアンテナ素子を切替えた場合の送受信距離に対する通信容量の低減を例示するグラフである。

図１４及び図１５を対比すると、２つのアンテナ素子を切替えた場合には、従来技術に対して共通する通信容量の低減が生じているものの、通信容量の低減が抑制されている。また、図１６，１７に示したように、アンテナ素子が３つ以上切替えられた場合には、さらに通信容量の低減が抑制されている。

次に、図１８～２０を用いて、無線通信システム１が行う３つの動作例を説明する。図１８は、無線通信システム１が行う第１動作例を示すフローチャートである。図１８に示すように、無線通信システム１は、例えば移動局３がまずサブアレーごとの送受信間距離を読み込む（Ｓ１００）。

その後、例えば移動局３は、サブアレーごとの通信容量を算出し（Ｓ１１０）、通信容量を最大化するサブアレーを選択して（Ｓ１２０）、移動局２との間でＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行う。

また、無線通信システム１は、飛行している移動局２及び移動局３について、飛行先の送受信間距離をサブアレーごとに計算しておき、通信容量を最大化するサブアレーを予め定めることにより、通信容量が低減することを抑制してもよい。

図１９は、無線通信システム１が行う第２動作例を示すフローチャートである。図１９に示すように、無線通信システム１は、例えば移動局２及び移動局３がそれぞれＧＰＳから自身の経度緯度を読み込む（Ｓ１０２）。

そして、例えば移動局３は、移動局２及び移動局３それぞれの経度緯度を取得して、サブアレーごとの送受信間距離を算出する（Ｓ１０４）。

例えば、無線通信システム１は、飛行している移動局２及び移動局３について、時間とその時点での緯度経度情報を併せて送信し、飛行先の緯度経度情報を予め予測計算してもよい。これにより、無線通信システム１は、未来の送受信間距離に対する通信容量を算出し、通信容量を最大化するサブアレーを予め定めて、通信容量が低減することを抑制してもよい。

図２０は、無線通信システム１が行う第３動作例を示すフローチャートである。図２０に示すように、無線通信システム１は、例えば管制システムなどから移動局２及び移動局３の飛行先を示す情報を取得し、移動局２及び移動局３の経度緯度情報を算出する（Ｓ１０３）。

例えば、無線通信システム１は、飛行している移動局２及び移動局３の飛行情報を管制するシステムが導入されている場合、飛行先の緯度経度情報に対する送受信間距離を予め算出することができる。これにより、無線通信システム１は、未来の通信容量を算出し、通信容量を最大化するサブアレーを予め定めて、通信容量が低減することを抑制してもよい。

さらに、無線通信システム１は、測量機を活用するように構成されてもよい。例えば、無線通信システム１は、測量機により飛行している移動局２及び移動局３の緯度経度情報を取得する。そして、無線通信システム１は、時間と取得した緯度経度情報とを用いて、移動局２及び移動局３の飛行先の緯度経度情報を予め算出してもよい。そして、無線通信システム１は、受信局３０を備えた移動局３に緯度経度情報を送信し、サブアレーごとに通信容量を算出し、通信容量を最大化するサブアレーを予め定めて、通信容量が低減することを抑制してもよい。

このように、無線通信システム１は、通信容量が最大となるアンテナ素子の組合せを選択して移動局２及び移動局３がＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行うので、送受信間の距離が変化しても、通信容量が低減することを抑制することができる。

なお、移動局２及び移動局３が有する各機能は、それぞれ一部又は全部がハードウェアによって構成されてもよいし、ＣＰＵ等のプロセッサが実行するプログラムとして構成されてもよい。

すなわち、本発明にかかる無線通信システム１を構成する移動局２（又は移動局３）が備える送信局２０（又は受信局３０）は、コンピュータとプログラムを用いて実現することができ、プログラムを記憶媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

図２１は、受信局３０のハードウェア構成例を示す図である。図２１に示すように、受信局３０は、例えば入力部７０、出力部７１、通信部７２、ＣＰＵ７３、メモリ７４及びＨＤＤ７５がバス７６を介して接続され、コンピュータとしての機能を備える。また、受信局３０は、記憶媒体７７との間でデータを入出力することができるようにされている。

入力部７０は、例えばキーボード及びマウス等である。出力部７１は、例えばディスプレイなどの表示装置である。通信部７２は、例えば無線のネットワークインターフェースである。

ＣＰＵ７３は、受信局３０を構成する各部を制御し、上述した計算等を行う。メモリ７４及びＨＤＤ７５は、データ等を記憶する記憶部を構成する。特に、メモリ７４は、上述した計算に用いる各データを記憶する。記憶媒体７７は、受信局３０が有する機能を実行させる無線通信プログラム等を記憶可能にされている。

なお、受信局３０を構成するアーキテクチャは図２１に示した例に限定されない。また、送信局２０も受信局３０と同様の構成であってもよい。

以上述べた実施形態は、本発明の実施形態を例示的に示すものであって、限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様でも実施することができる。

１・・・無線通信システム、２・・・移動局、３・・・移動局、６・・・チャネル、２０・・・送信局、２１・・・アンテナ素子、２２・・・変調部、２３・・・信号結合部、２４・・・Ｄ／Ａ変換部、２５・・・ＲＦ部、２６・・・ビーム形成部、２７・・・制御部、２８・・・位置算出部、２９・・・位置情報取得部、３０・・・受信局、３１，３１－１～３１－４・・・アンテナ素子、３２・・・ビーム形成部、３３・・・ＲＦ部、３４・・・Ａ／Ｄ変換部、３５・・・信号分割部、３６・・・復調部、３７・・・制御部、３８・・・位置情報取得部、３９・・・距離算出部、７０・・・入力部、７１・・・出力部、７２・・・通信部、７３・・・ＣＰＵ、７４・・・メモリ、７５・・・ＨＤＤ、７６・・・バス、７７・・・記憶媒体、２００・・・飛行機能部、３００・・・飛行機能部、３５０・・・距離情報取得部、３５２・・・通信容量算出部、３５４・・・選択部

Claims

少なくとも一方が複数のアンテナ素子を有し、少なくとも一方が移動可能にされた送信局及び受信局がＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行う無線通信システムにおいて、
前記送信局と前記受信局との距離を示す距離情報を取得する距離情報取得部と、
前記距離情報取得部が取得した距離情報を用いて、配列方向が直線的になるように配列されたリニアアレー構造となっている複数の前記アンテナ素子の中で前記アンテナ素子間の間隔が不均一となる前記アンテナ素子の組合せごとに、前記送信局と前記受信局との間の通信容量を算出する通信容量算出部と、
前記通信容量算出部が算出した通信容量が最大となる前記アンテナ素子の組合せを選択する選択部と、
前記選択部が選択した前記アンテナ素子の組合せを用いて、前記送信局及び前記受信局がＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行うように制御する制御部と
を有することを特徴とする無線通信システム。
前記送信局及び前記受信局の位置を示す位置情報を、ＧＰＳアンテナを用いて取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部が取得した位置情報を用いて、前記送信局と前記受信局との距離を算出する距離算出部と
をさらに有し、
前記距離情報取得部は、
前記距離算出部が算出した距離に基づく距離情報を取得すること
を特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記送信局及び前記受信局の少なくともいずれかの位置を、前記アンテナ素子を用いて算出する位置算出部をさらに有し、
前記位置情報取得部は、
前記位置算出部が算出した位置に基づく位置情報を取得すること
を特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
前記選択部は、
３つ以上の前記アンテナ素子を含む組合せを選択すること
を特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
少なくとも一方が複数のアンテナ素子を有し、少なくとも一方が移動可能にされた送信局及び受信局がＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行う無線通信方法において、
前記送信局と前記受信局との距離を示す距離情報を取得する距離情報取得工程と、
取得した距離情報を用いて、配列方向が直線的になるように配列されたリニアアレー構造となっている複数の前記アンテナ素子の中で前記アンテナ素子間の間隔が不均一となる前記アンテナ素子の組合せごとに、前記送信局と前記受信局との間の通信容量を算出する通信容量算出工程と、
算出した通信容量が最大となる前記アンテナ素子の組合せを選択する選択工程と、
選択した前記アンテナ素子の組合せを用いて、前記送信局及び前記受信局がＬＯＳ－ＭＩＭＯ通信を行うように制御する制御工程と
を含むことを特徴とする無線通信方法。
前記送信局及び前記受信局の位置を示す位置情報を、ＧＰＳアンテナを用いて取得する位置情報取得工程と、
取得した位置情報を用いて、前記送信局と前記受信局との距離を算出する距離算出工程と
をさらに含み、
前記距離情報取得工程では、
算出した距離に基づく距離情報を取得すること
を特徴とする請求項５に記載の無線通信方法。
前記送信局及び前記受信局の少なくともいずれかの位置を、前記アンテナ素子を用いて算出する位置算出工程をさらに含み、
前記位置情報取得工程では、
算出した位置に基づく位置情報を取得すること
を特徴とする請求項６に記載の無線通信方法。
前記選択工程では、
３つ以上の前記アンテナ素子を含む組合せを選択すること
を特徴とする請求項５～７のいずれか１項に記載の無線通信方法。