JP7471745B2

JP7471745B2 - 無線通信システム

Info

Publication number: JP7471745B2
Application number: JP2020003583A
Authority: JP
Inventors: 芳人小野
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2024-04-22
Anticipated expiration: 2040-01-14
Also published as: JP2021111895A

Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に複数の基地局からの無線信号同士の干渉を回避する技術に関する。

複数の基地局から同一の信号を同一周波数で同時に端末へと向けて送信する無線通信システムが存在する（特許文献１）。また、無線通信における変調方式の一つとして、送信信号に応じて搬送波の周波数を変化させて多値のデータを送受信する多値ＦＳＫ（Ｆrequency Ｓhift Ｋeying の略）方式が知られている。

国際公開ＷＯ２０１１／１１１１０６Ａ１

ところで、複数の基地局から同一の信号を同一周波数で同時に端末へと向けて送信する無線通信システムでは、基地局から送信される無線信号を端末が受信できない事態を防ぐために、各基地局から送信される無線信号（電波）が届く範囲（即ち、通信エリア）の一部が相互に重なるように調整される。このため、複数の基地局それぞれから送信される電波同士が相互に干渉するエリア（「干渉エリア」と呼ぶ）が生じる。そして、干渉エリア内では、或る受信地点で、複数の無線信号が同一レベルかつ逆相（即ち、位相が相互に１８０°反転した状態）になって合成されると、同一波干渉（即ち、ビート干渉）により信号が消失してしまう。ビート干渉による信号消失が発生する地点は、通信エリア（具体的には、干渉エリア）の一部に縞状に分布する。この縞とは、距離軸でみたとき、複数（例えば、２つ）の基地局から送信される無線信号の合成波の節にあたる部分である。この節にあたる位置に端末があると、当該端末は時間軸でみるとずっと信号はゼロのままで、なんら情報を受取ることができなくなってしまう。一方で、２つの信号に僅かでも周波数オフセットがあると、端末においては、時間軸でみてずっと信号がゼロという事態はなくなる。例えば２つの基地局から送信される無線信号の間に周波数オフセットを与えれば信号ゼロを回避できる。しかし僅かな周波数オフセットでは、時間軸でみたときの包絡線変動周期が長く、信号パワーの落ち込み時間も長くなりバーストエラーの原因になってしまう。しかしながら、大きな周波数オフセットを与えることは電波法規上許容されない。

基地局からの信号同士の干渉を回避する無線通信システムとして、互いに隣接する第１基地局と第２基地局とを含む複数の基地局と、複数の基地局に接続される中央制御装置とを有し、複数の基地局のそれぞれは、中央制御装置からの通信データを４値ＦＳＫ変調して移動局に送信する無線通信装置を有し、第１基地局の無線通信装置は第１マッピングに基づき４値ＦＳＫ変調を行い、第２基地局の無線通信装置は第１マッピングと異なる第２マッピングに基づき４値ＦＳＫ変調を行い、第１基地局及び第２基地局の無線通信装置は、それぞれ通信データを移動局へ送信するものがある（特開２０１８－１６６２９３号公報）。しかしながら、この無線通信システムでは、端末側で第１マッピングなのかあるいは第２マッピングなのかを判別しないと端末で復号することができない、という問題がある。

そこで本発明は、複数の基地局から同一の信号を同時に端末へと向けて送信する際のビート干渉の発生を防止することが可能な無線通信システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の基地局と、前記複数の基地局のそれぞれから送信される無線信号を受信する端末と、を有し、前記複数の基地局は、それぞれ、前記端末へと送信する通信データを構成するシンボル値の系列に基づいて周波数変調処理を行って送信周波数系列を生成する変調部と、前記送信周波数系列に基づいて周波数を変化させた無線信号を送信する送信部と、を備え、前記端末は、前記無線信号を受信して前記無線信号の前記周波数を検出して受信周波数系列を生成する受信部と、前記受信周波数系列に対して周波数復調処理を施して復調系列を生成する復調部と、前記復調系列に対してシンボル化処理を施して復号シンボル系列を生成するシンボル化部と、を備え、前記周波数変調処理、前記周波数復調処理、およびシンボル化処理で用いられる、周波数値の配列、前記周波数値の配列におけるスタート位置の周波数値、およびシンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量との対応が予め定められ、前記周波数値の配列における前記スタート位置の周波数値が、前記複数の基地局のそれぞれで相互に異なっており、前記周波数値の配列が、前記複数の基地局全てにおいて共通であり、前記シンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量との対応が、前記複数の基地局全てにおいて共通である、ことを特徴とする無線通信システムである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線通信システムにおいて、前記周波数変調処理および前記周波数復調処理において周波数が相互に異なる４個の搬送波が使用され、前記シンボル値の個数が４個である、ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、複数の基地局のそれぞれの周波数値の配列におけるスタート位置を相互に異なる位置（言い換えると、相互に異なる周波数値）に設定した上で、シンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量との対応を用いることにより、複数の基地局から同期して複数の無線信号（電波）が送信されて端末が前記複数の無線信号を同時に受信する場合に、前記複数の無線信号の周波数値が相互に重ならないようにすることができ、複数の基地局から同一の信号を同時に端末へと向けて送信する際のビート干渉の発生を防止することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、４値ＦＳＫ方式の周波数変調処理を利用して比較的容易に通信の仕組みを構築することができ、無線通信技術として汎用性を向上させることが可能となる。

この発明の実施の形態に係る無線通信システムを示す概略構成図である。図１の無線通信システムの基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。図１の無線通信システムの端末の概略構成を示す機能ブロック図である。実施の形態における周波数値の配列を説明する図である。実施の形態におけるシンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量との対応を説明する図である。実施の形態における基地局３Ａにおける変調の例を説明する図である。実施の形態における基地局３Ｂにおける変調の例を説明する図である。実施の形態における基地局３Ａから送信される無線信号と基地局３Ｂから送信される無線信号との合成波を示す図である。実施の形態における基地局３Ａから送信された無線信号を受信した端末での周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量の演算の例を示す図である。実施の形態における基地局３Ｂから送信された無線信号を受信した端末での周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量の演算の例を示す図である。実施の形態における基地局３Ａから送信された無線信号と基地局３Ｂから送信された無線信号とを受信した端末での周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量の演算の例を示す図である。実施の形態におけるシンボル化処理の例を説明する図である。実施の形態に係る無線通信システムの動作手順を説明するフローチャートである。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１は、この発明の実施の形態に係る無線通信システム１を示す概略構成図である。この無線通信システム１は、無線通信を行うためのシステムであり、制御局２と、複数の基地局３と、これら基地局３との間で無線通信を行う端末４とを有する。なお、複数の基地局の各々を区別する必要がない場合には「基地局３」と表記し、複数の基地局の各々を区別する場合には「基地局３Ａ」，「基地局３Ｂ」などと表記する。

制御局２は、端末４へと送信する通信データ（具体的には、デジタルデータ信号やデジタル音声信号）を生成して各基地局３へとデジタル伝送する。

複数の基地局３のそれぞれは、例えば光回線や無線によるエントランス回線２１によって制御局２と通信可能に接続されている。この実施の形態では、基地局３Ａと基地局３Ｂとの２つの基地局が制御局２と通信可能に接続されている。

各基地局３は、制御局２から受信した通信データを端末４への送信用の送信データに変換して、端末４へと無線により送信する。基地局３Ａから送信される無線信号（電波）が届く範囲（即ち、通信エリア）と基地局３Ｂから送信される無線信号（電波）が届く範囲（即ち、通信エリア）とは一部が相互に重なるように調整される。制御局２と通信可能に接続している基地局３Ａと基地局３Ｂとは、制御局２からデジタル伝送される通信データ（フレームデータ）を、端末４に対して、制御局２から供給されるクロック信号（或いは、タイミング信号）を使用してフレーム同期して送信する。

上記の構成のため、端末４は、複数の基地局３との位置関係により、１つの基地局３から送信された１つの無線信号（電波）を受信したり、複数の基地局３から同期して送信された複数の無線信号（電波）を受信したりする。この実施の形態では、端末４が、基地局３Ａから送信された１つの無線信号（電波）を受信したり、基地局３Ｂから送信された１つの無線信号（電波）を受信したり、基地局３Ａと基地局３Ｂとから同時に送信された２つの無線信号（電波）を受信したりする。

そして、この実施の形態に係る無線通信システム１は、複数の基地局３と、複数の基地局３のそれぞれから送信される無線信号を受信する端末４と、を有し、複数の基地局３は、それぞれ、端末４へと送信する通信データを構成するシンボル値の系列に基づいて周波数変調処理を行って送信周波数系列を生成する変調部３１と、前記送信周波数系列に基づいて周波数を変化させた無線信号を送信する送信部３２と、を備え（図２参照）、端末４は、前記無線信号を受信して前記無線信号の周波数を検出して受信周波数系列を生成する受信部４１と、前記受信周波数系列に対して周波数復調処理を施して復調系列を生成する復調部４２と、前記復調系列に対してシンボル化処理を施して復号シンボル系列を生成するシンボル化部４３と、を備え（図３参照）、周波数変調処理、周波数復調処理、およびシンボル化処理で用いられる、周波数値の配列、周波数値の配列におけるスタート位置の周波数値、およびシンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量との対応が予め定められ、周波数値の配列におけるスタート位置の周波数値が、複数の基地局３のそれぞれで相互に異なっている、ようにしている。

各基地局３は、この発明に関係する主要な構成（機能ブロック）として、変調部３１と、送信部３２と、記憶部３３と、これらを制御する制御部３４とを備えるとともに、アンテナ３５を備える（図２参照）。なお、基地局３について、無線通信を行うための従来と同様の汎用的な構成については説明を省略する。

基地局３の記憶部３３は、プログラム、データ、および各種の情報を記憶可能な記憶装置であり、例えば、基地局３を動作させるためのプログラムの格納領域として機能したり、通信に纏わる処理を実行する際の作業領域として機能したりなどする。

制御部３４は、基地局３を構成する各部（各機能ブロック）に対して所定の制御を行うとともに基地局３全体の制御を行うものであり、例えば、ＣＰＵなどを用いたプロセッサにより構成されたり、記憶部３３に記憶されたプログラムに従って各機能を実現するものとして構成されたりする。

変調部３１は、通信データを構成する要素の個数と同数のデータ（具体的には、シンボル値）の集合であるデータ系列（「送信シンボル系列」と呼ぶ）に基づいて周波数変調処理を行って前記送信シンボル系列を周波数変調したデータ系列（「送信周波数系列」と呼ぶ）を生成して、送信部３２へと転送する。この実施の形態では、送信シンボル系列を構成する要素であるシンボル値として「００」、「０１」、「１０」、および「１１」の４個のシンボル値が伝送される。

基地局３と端末４との間では、変調方式として多値ＦＳＫ（Ｆrequency Ｓhift Ｋeying の略；周波数偏移変調）方式が用いられて無線通信が行われる。Ｎ値ＦＳＫ方式では、無線周波数（無線周波数帯域）が相互に異なるＮ個の搬送波が使用され、１シンボルでｎビットの伝送が行われる。なお、Ｎ＝２^ｎである（但し、Ｎ，ｎは自然数）。

この実施の形態では、４値ＦＳＫ方式が用いられて２ビットのシンボル値の伝送が行われる。この実施の形態では、また、無線周波数（無線周波数帯域）が相互に異なるｆ１、ｆ２、ｆ３、およびｆ４［Ｈｚ］（但し、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４）である４個の搬送波が使用される。

変調部３１は、シンボル値と周波数値（周波数帯域）の配列における周波数値の位置の遷移量との対応に基づいて送信周波数系列を生成する。

この発明では、周波数値（周波数帯域）の配列が予め定められる。この実施の形態では、図４に示すように、周波数値を《ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４》のように配列する。なお、周波数値「ｆ４」の次は「ｆ１」に戻り、同じ配列が繰り返される。

この発明では、さらに、複数の基地局３から同期して送信された複数の無線信号（電波）を端末４が受信する可能性がある場合の、前記複数の基地局３のそれぞれの周波数値の配列におけるスタート位置が相互に異なる位置（言い換えると、相互に異なる周波数値）に設定される。この実施の形態では、基地局３Ａと基地局３Ｂとから同時に送信された２つの無線信号（電波）を端末４が受信する可能性があるので、基地局３Ａと基地局３Ｂとのそれぞれの周波数値の配列におけるスタート位置が相互に異なる位置（言い換えると、相互に異なる周波数値）に設定される。

具体的には、図４に示すように、基地局３Ａについては周波数値の配列における周波数値「ｆ１」がスタート位置に設定され、基地局３Ｂについては周波数値の配列における周波数値「ｆ２」がスタート位置に設定される。

なお、基地局３Ａと基地局３Ｂとに加えて他の基地局３Ｃ（図示していない）からも同期して送信された３つの無線信号（電波）を端末４が受信する可能性がある場合には、基地局３Ｃについては周波数値の配列における周波数値「ｆ３」または「ｆ４」がスタート位置に設定される。

この発明では、また、シンボル値と周波数値（周波数帯域）の配列における周波数値の位置の遷移量との対応が予め定められる。この実施の形態では、具体的には、シンボル値「００」と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量「０進む」とが対応し、同様に、シンボル値「０１」と遷移量「１進む」、シンボル値「１０」と遷移量「２進む」、およびシンボル値「１１」と遷移量「３進む」とがそれぞれ対応する。

周波数値の配列および周波数値の配列におけるスタート位置の周波数値、ならびに、シンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量との対応は、基地局３各々の記憶部３３に予めそれぞれ記憶される。

変調部３１は、送信シンボル系列におけるＬ番目のシンボル値を用いた処理に対応する、周波数値の配列における周波数値の位置を現在の周波数位置として保持しておき、この現在の周波数位置と送信シンボル系列におけるＬ＋１番目のシンボル値とを用いて、送信シンボル系列におけるＬ＋１番目のシンボル値を用いた処理に対応する、周波数値の配列における周波数値を特定する（但し、Ｌは自然数）。例えば、送信シンボル系列におけるＬ番目のシンボル値を用いた処理に対応する周波数値が「ｆ１」であるとともにＬ＋１番目のシンボル値が「００」である場合には、現在（即ち、「ｆ１」）の周波数位置から「０進む」と周波数値は「ｆ１」であるので（図４参照）、変調部３１は周波数値「ｆ１」を出力する。また、送信シンボル系列におけるＬ番目のシンボル値を用いた処理に対応する周波数値が「ｆ３」であるとともにＬ＋１番目のシンボル値が「１１」である場合には、現在（即ち、「ｆ３」）の周波数位置から「３進む」と周波数値は「ｆ２」であるので（図４参照）、変調部３１は周波数値「ｆ２」を出力する。

具体的には例えば、図５に示すように、送信シンボル系列が［００，００，０１，１０，１１，０１，１０］である場合には、周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量は順に［０進む，０進む，１進む，２進む，３進む，１進む，２進む］になるので、基地局３Ａの変調部３１は、図６に示すように、スタート位置の周波数値「ｆ１」から始めて送信周波数系列として［ｆ１，ｆ１，ｆ２，ｆ４，ｆ３，ｆ４，ｆ２］を出力する。一方、基地局３Ｂの変調部３１は、図７に示すように、スタート位置の周波数値「ｆ２」から始めて送信周波数系列として［ｆ２，ｆ２，ｆ３，ｆ１，ｆ４，ｆ１，ｆ３］を出力する。

基地局３Ａと基地局３Ｂとから同時に送信された２つの無線信号（電波）の合成波（言い換えると、２つの周波数値の組み合わせ）は、図８に示すようになる。

ここで、基地局３Ａと基地局３Ｂとは、制御局２から伝送される送信シンボル系列の内容が同一の通信データを、端末４に対して同期して送信するところ、シンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量とを対応させた上で、基地局３Ａについては周波数値の配列におけるスタート位置が「ｆ１」に設定され、基地局３Ｂについては周波数値の配列におけるスタート位置が「ｆ２」に設定されることにより、基地局３Ａから送信される無線信号（電波）の周波数変調後の周波数と基地局３Ｂから送信される無線信号（電波）の周波数変調後の周波数とは必ず異なることになる。

また、周波数値の配列における周波数値のうちで受信していない周波数値の次の周波数値を複数の周波数値の組み合わせの先頭の周波数値として識別することにより、複数の周波数値の組み合わせを、周波数値の順序を区別して一意に特定することができる。具体的には例えば、図８において、要素の順序の丸１については、受信していない周波数値がｆ３およびｆ４であるので、周波数値の配列における周波数値のうちで受信していない周波数値ｆ４の次の周波数値であるｆ１を複数の周波数値の組み合わせの先頭の周波数値として識別する（尚、受信していない周波数値ｆ３の次の周波数値ｆ４も受信していないので、受信していない周波数値の次の周波数値はｆ１になる）。また、要素の順序の丸３については、受信していない周波数値がｆ１およびｆ４であるので、周波数値の配列における周波数値のうちで受信していない周波数値ｆ１の次の周波数値であるｆ２を複数の周波数値の組み合わせの先頭の周波数値として識別する（尚、受信していない周波数値ｆ４の次の周波数値ｆ１も受信していないので、受信していない周波数値の次の周波数値はｆ２になる）。なお、端末４が３つの無線信号（電波）を同時に受信する場合も、受信していない周波数値が１つあるので、受信していない周波数値の次の周波数値を複数の周波数値の組み合わせの先頭の周波数値として識別することができる。

言い換えると、この発明では、シンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量とを対応させた上で複数の基地局３のそれぞれの周波数値の配列におけるスタート位置を相互に異なる位置（言い換えると、相互に異なる周波数値）に設定することにより、複数の基地局３から同期して複数の無線信号（電波）が送信されて端末４が前記複数の無線信号を同時に受信する場合に、前記複数の無線信号の周波数値が相互に重ならないようにしている。この発明では、さらに、周波数値の配列における周波数値のうちで受信していない周波数値の次の周波数値を複数の周波数値の組み合わせの先頭の周波数値として識別することにより、端末４が前記複数の無線信号を同時に受信する場合に、前記複数の無線信号の周波数値の組み合わせが周波数値の順序を区別して一意に特定されるようにしている。

付け加えると、この発明では、シンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量との対応は、複数の基地局３および端末４の全てにおいて共通である。また、周波数値の配列も、複数の基地局３および端末４の全てにおいて共通である。一方で、周波数値の配列におけるスタート位置の周波数値は、複数の基地局３のそれぞれで相互に異なる。なお、端末４は、周波数値の配列におけるスタート位置の周波数値を把握している必要はない。

なお、複数の周波数値の組み合わせにおける先頭の周波数値を識別するためには、端末４が複数の無線信号（電波）を同時に受信した際に、通信に用いる周波数値（周波数帯域）の配列における周波数値のうちで受信していない周波数値が少なくとも１つあることが必要である。したがって、端末４が同時に受信する可能性がある無線信号（電波）の最大値は、周波数変調処理において使用される搬送波の個数をＭ個とした場合、Ｍ－１個以下になるように調整される（但し、Ｍは自然数）。具体的には例えば、周波数変調処理において４個の搬送波が使用される場合には、端末４が同時に受信する無線信号が３個以下になるように、例えば複数の基地局３の配置などが調整される。また、周波数変調処理において８個の搬送波が使用される場合には、端末４が同時に受信する無線信号が７個以下になるように、例えば複数の基地局３の配置などが調整される。

送信部３２は、変調部３１から転送される送信周波数系列の入力を受け、送信周波数系列に対して送信処理を施して得られる無線信号を、言い換えると、送信周波数系列に従って周波数を変化させた電波を、アンテナ３５から端末４へと向けて無線送信する。

端末４は、基地局３から送信される無線信号（電波）を受信して所定の変換処理を行う。端末４は、複数の基地局３との位置関係により、１つの基地局３から送信された１つの無線信号（電波）を受信したり、複数の基地局３から同期して送信された複数の無線信号（電波）を受信したりする。この実施の形態では、端末４が、基地局３Ａから送信された１つの無線信号（電波）を受信したり、基地局３Ｂから送信された１つの無線信号（電波）を受信したり、基地局３Ａと基地局３Ｂとから同時に送信された２つの無線信号（電波）を受信したりする。

端末４は、この発明に関係する主要な構成（機能ブロック）として、受信部４１と、復調部４２と、シンボル化部４３と、記憶部４４と、制御部４５とを備えるとともに、アンテナ４６を備える（図３参照）。なお、端末４について、無線通信を行うための従来と同様の汎用的な構成については説明を省略する。

端末４の記憶部４４は、プログラム、データ、および各種の情報を記憶可能な記憶装置であり、例えば、端末４を動作させるためのプログラムの格納領域として機能したり、通信に纏わる処理を実行する際の作業領域として機能したりなどする。

この発明では、記憶部４４に、特に、シンボル値と周波数値（周波数帯域）の配列における周波数値の位置の遷移量との対応が予め記憶されるとともに、周波数値の配列が予め記憶される。すなわち、この実施の形態では、シンボル値「００」と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量「０進む」とが対応し、同様に、シンボル値「０１」と遷移量「１進む」、シンボル値「１０」と遷移量「２進む」、およびシンボル値「１１」と遷移量「３進む」とがそれぞれ対応すること、ならびに、周波数値の配列が《ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４》であることが、記憶部４４に予め記憶される。

制御部４５は、端末４を構成する各部（各機能ブロック）に対して所定の制御を行うとともに端末４全体の制御を行うものであり、例えば、ＣＰＵなどを用いたプロセッサにより構成されたり、記憶部４４に記憶されたプログラムに従って各機能を実現するものとして構成されたりする。

受信部４１は、基地局３から送信される無線信号（電波）をアンテナ４６を介して受信し、前記無線信号（電波）の周波数を検出しつつ前記無線信号（電波）に対して受信処理を施して得られるデータ系列（「受信周波数系列」と呼ぶ）を復調部４２へと転送する。

復調部４２は、受信部４１から転送される受信周波数系列の入力を受け、受信周波数系列に対して周波数復調処理を施して前記受信周波数系列を復調したデータ系列（「復調系列」と呼ぶ）を生成して、シンボル化部４３へと転送する。

復調部４２は、受信周波数系列におけるＰ番目の周波数値に対応する、周波数値の配列における周波数値の位置を現在の周波数位置として保持しておき、この現在の周波数位置と、受信周波数系列におけるＰ＋１番目の周波数値に対応する、周波数値の配列における周波数値の位置との差を計算する（但し、Ｐは自然数）。例えば、受信周波数系列におけるＰ番目の周波数値が「ｆ１」であるとともにＰ＋１番目の周波数値が「ｆ１」である場合には、現在（即ち、「ｆ１」）の周波数位置から「ｆ１」の周波数値の位置へは「０進む」ので（図４参照）、復調部４２は、復調値「０」を出力する。また、受信周波数系列におけるＰ番目の周波数値が「ｆ３」であるとともにＰ＋１番目の周波数値が「ｆ２」である場合には、現在（即ち、「ｆ３」）の周波数位置から「ｆ２」の周波数値の位置へは「３進む」ので（図４参照）、復調部４２は、復調値「＋３」を出力する。復調値は、すなわち、周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量である。

具体的には例えば、端末４が基地局３Ａから送信された１つの無線信号（電波）を受信している一方で、基地局３Ｂから送信された無線信号を受信していない、または受信していても微弱である場合には、復調部４２は、受信周波数系列として［ｆ１，ｆ１，ｆ２，ｆ４，ｆ３，ｆ４，ｆ２］の入力を受ける。そして、復調部４２は、図９および図１２に示すように、受信周波数系列における隣り合わせの周波数値の位置同士の差を計算して、復調系列として［０，＋１，＋２，＋３，＋１，＋２］を得る。

また、端末４が基地局３Ｂから送信された１つの無線信号（電波）を受信している一方で、基地局３Ａから送信された無線信号を受信していない、または受信していても微弱である場合には、復調部４２は、受信周波数系列として［ｆ２，ｆ２，ｆ３，ｆ１，ｆ４，ｆ１，ｆ３］の入力を受ける。そして、復調部４２は、図１０および図１２に示すように、受信周波数系列における隣り合わせの周波数値の位置同士の差を計算して、復調系列として［０，＋１，＋２，＋３，＋１，＋２］を得る。

また、端末４が基地局３Ａから送信された無線信号（電波）と基地局３Ｂから送信された無線信号（電波）との両方を受信している場合には、復調部４２は、受信周波数系列として［ｆ１＋ｆ２，ｆ１＋ｆ２，ｆ２＋ｆ３，ｆ４＋ｆ１，ｆ３＋ｆ４，ｆ４＋ｆ１，ｆ２＋ｆ３］の入力を受ける。そして、復調部４２は、図１１および図１２に示すように、受信周波数系列における隣り合わせの周波数値（具体的には、周波数値の順序も区別されて識別される２つの周波数値の組み合わせ）の位置同士の差を計算して、復調系列として［０，＋１，＋２，＋３，＋１，＋２］を得る。

上記のように、基地局３側においてデータ系列（具体的には、送信シンボル系列）に対してシンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量との対応に基づく周波数変調処理を施すことにより、端末４が、基地局３Ａから送信された１つの電波を受信している場合、基地局３Ｂから送信された１つの電波を受信している場合、および基地局３Ａから送信された電波と基地局３Ｂから送信された電波との両方を受信している場合のいずれの場合であっても、復調部４２は、同一の処理を行って、送信シンボル系列の内容が同一の復調系列を得る。

なお、上記において、端末４は、自身が受信している電波が基地局３Ａから送信されたものであるのか基地局３Ｂから送信されたものであるのかを判定する必要はない。

また、端末４が複数の電波を受信している場合、復調部４２は、周波数値の配列における周波数値のうちで受信していない周波数値の次の周波数値を先頭の周波数値とする複数の周波数値の組み合わせを受信していると判断する。具体的には例えば、図１１において、要素の順序の丸１については、周波数値ｆ１およびｆ２の電波を受信しているとともに周波数値ｆ３およびｆ４の電波を受信していないので、周波数値の配列における周波数値のうちで受信していない周波数値ｆ３およびｆ４の次の周波数値であるｆ１を先頭の周波数値とする周波数値ｆ１と周波数値ｆ２との組み合わせを受信していると判断する。また、要素の順序の丸４については、周波数値ｆ１およびｆ４の電波を受信しているとともに周波数値ｆ２およびｆ３の電波を受信していないので、周波数値の配列における周波数値のうちで受信していない周波数値ｆ２およびｆ３の次の周波数値であるｆ４を先頭の周波数値とする周波数値ｆ４と周波数値ｆ１との組み合わせを受信していると判断する。

シンボル化部４３は、復調部４２から転送される復調系列の入力を受け、復調系列に対してシンボル化処理を施して前記復調系列を復号化したデータ系列（「復号シンボル系列」と呼ぶ）を生成する。復号シンボル系列は、受信データとして、端末４が備えている所定の変換機能および出力機能（例えば、スピーカ；図示していない）を介して端末４の利用者へと伝達される。

シンボル化部４３は、シンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量（即ち、復調値）との対応に基づいて復号シンボル系列を生成する。例えば、復調系列における復調値が「０」である場合には、シンボル化部４３は復号シンボル値「００」を出力する。また、復調系列における復調値が「＋３」である場合には、シンボル化部４３は復号シンボル値「１１」を出力する。

具体的には例えば、図１２に示すように、復調系列が［０，＋１，＋２，＋３，＋１，＋２］である場合には、シンボル化部４３は復号シンボル系列として［００，０１，１０，１１，０１，１０］を出力する。

次に、上記の構成の無線通信システム１の動作、作用などについて、図１３も用いて説明する。なお、下記では、この発明に関係する主な処理内容を説明し、無線通信を行うための従来周知の汎用的な処理については説明を省略する。

基地局３の変調部３１は、通信データを構成する送信シンボル系列に基づいて、記憶部３３に記憶されているシンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量との対応ならびに周波数値の配列および周波数値の配列におけるスタート位置の周波数値を参照しながら、周波数変調処理を施して送信周波数系列を生成して送信部３２へと転送する（ステップＳ１）。送信部３２は、送信周波数系列に従って周波数を変化させた無線信号を生成してアンテナ３５から端末４へと向けて無線送信する（ステップＳ２）。この際、複数の基地局３から同期して無線信号が送信される。

一方、端末４の受信部４１は、アンテナ４６を介して受信した無線信号に対して受信処理を施して受信周波数系列を生成して復調部４２へと転送する（ステップＳ３）。復調部４２は、受信周波数系列に対して、記憶部４４に記憶されている周波数値の配列を参照しながら、周波数復調処理を施して復調系列を生成してシンボル化部４３へと転送する（ステップＳ４）。シンボル化部４３は、復調系列に対して、記憶部４４に記憶されているシンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量との対応を参照しながら、シンボル化処理を施して復号化して復号シンボル系列を生成する（ステップＳ５）。

この実施の形態に係る無線通信システム１によれば、複数の基地局３のそれぞれの周波数値の配列におけるスタート位置を相互に異なる位置（言い換えると、相互に異なる周波数値）に設定した上で、シンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量との対応を用いることにより、複数の基地局３から同期して複数の無線信号（電波）が送信されて端末４が前記複数の無線信号を同時に受信する場合に、前記複数の無線信号の周波数値が相互に重ならないようにすることができ、複数の基地局３から送信シンボル系列の内容が同一の信号を同時に端末４へと向けて送信する際のビート干渉の発生を防止することが可能となる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では周波数変調処理において４個の搬送波が使用されるようにしているが、周波数変調処理において使用される搬送波の個数は、４個に限定されるものではなく、例えば８個であってもよい。搬送波の個数が８個の場合には、上述のとおり、端末４が同時に受信する無線信号の個数は最大７個まで増やすことが可能である。

１無線通信システム
２制御局
２１エントランス回線
３基地局
３Ａ基地局
３Ｂ基地局
３Ｃ基地局
３１変調部
３２送信部
３３記憶部
３４制御部
３５アンテナ
４端末
４１受信部
４２復調部
４３シンボル化部
４４記憶部
４５制御部
４６アンテナ

Claims

複数の基地局と、
前記複数の基地局のそれぞれから送信される無線信号を受信する端末と、を有し、
前記複数の基地局は、それぞれ、
前記端末へと送信する通信データを構成するシンボル値の系列に基づいて周波数変調処理を行って送信周波数系列を生成する変調部と、
前記送信周波数系列に基づいて周波数を変化させた無線信号を送信する送信部と、を備え、
前記端末は、
前記無線信号を受信して前記無線信号の前記周波数を検出して受信周波数系列を生成する受信部と、
前記受信周波数系列に対して周波数復調処理を施して復調系列を生成する復調部と、
前記復調系列に対してシンボル化処理を施して復号シンボル系列を生成するシンボル化部と、を備え、
前記周波数変調処理、前記周波数復調処理、および前記シンボル化処理で用いられる、周波数値の配列、前記周波数値の配列におけるスタート位置の周波数値、およびシンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量との対応が予め定められ、
前記周波数値の配列における前記スタート位置の周波数値が、前記複数の基地局のそれぞれで相互に異なっており、
前記周波数値の配列が、前記複数の基地局全てにおいて共通であり、
前記シンボル値と周波数値の配列における周波数値の位置の遷移量との対応が、前記複数の基地局全てにおいて共通である、
ことを特徴とする無線通信システム。
前記周波数変調処理および前記周波数復調処理において周波数が相互に異なる４個の搬送波が使用され、前記シンボル値の個数が４個である、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。