WO2017068672A1 - 無線通信制御装置、無線通信装置および無線通信システム - Google Patents

無線通信制御装置、無線通信装置および無線通信システム Download PDF

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WO2017068672A1
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delay time
cyclic delay
signal
mobile station
cyclic
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PCT/JP2015/079750
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Inventor
栗田　明
佐野　裕康
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0658—Feedback reduction
    • H04B7/066—Combined feedback for a number of channels, e.g. over several subcarriers like in orthogonal frequency division multiplexing [OFDM]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J11/00—Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication control device, a wireless communication device, and a wireless communication system that control a wireless communication device that performs wireless communication using cyclic delay diversity.
  • the transmission delay diversity technique in which the same information is transmitted with intentional transmission time differences between a plurality of antennas to artificially generate multipath.
  • the application of the transmission delay diversity technique is equivalent to giving frequency selectivity to the spectrum of a signal, and an effect of improving communication quality by frequency diversity can be obtained by combining it with an error correction code.
  • Cyclic delay diversity is a technique for realizing transmission delay diversity by giving cyclic delay within one OFDM symbol, and is adopted in standards such as IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11ac. Cyclic delay diversity is, for example, a transmission delay diversity that physically delays the transmission timing of a transmission signal from the other antenna with respect to the transmission timing of the transmission signal from one antenna in a transmitter having two antennas. Different.
  • cyclic delay diversity based on the concept of cyclic shift, a cyclic delay is given to a transmission signal in such a manner that a delayed backward sample portion is copied to the front of a data frame in the other antenna.
  • the cyclic delay diversity has the advantage that transmission delay diversity can be realized without reducing the system efficiency without extending the transmission time when viewed comprehensively with all antennas.
  • Patent Document 1 A technique for setting a delay time in transmission delay diversity is disclosed in Patent Document 1.
  • the maximum effective branch number of transmission delay diversity is set with the lower limit value of the delay time as the sampling period and the upper limit value as the guard interval length, and the communication quality deteriorates due to the correlation between paths.
  • the number of transmitters is matched with the maximum number of effective branches.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a wireless communication control device capable of realizing a stable cyclic delay diversity effect in a wireless communication system that distributes the same information from a plurality of antennas. To do.
  • the present invention is a wireless communication control apparatus that controls a wireless communication apparatus that transmits a signal to a mobile station using cyclic delay diversity.
  • the wireless communication control device includes a communication stable delay time, which is information indicating a range of delay time in which a cyclic delay diversity effect can be obtained in a mobile station, communication parameters of communication using orthogonal frequency division multiplexing, and installation information of a plurality of antennas.
  • a storage unit is provided.
  • the wireless communication control device based on the installation information of the plurality of antennas, the wire propagation delay time that is the delay time in the wired section until the signal transmitted from each antenna reaches the mobile station, and the delay in the wireless section
  • a propagation delay estimation unit for estimating a spatial propagation delay time, which is time is provided.
  • the wireless communication control device selects a cyclic delay time used in the wireless communication device using the wired propagation delay time, the spatial propagation delay time, the communication parameter, and the communication stable delay time, and outputs the cyclic delay time to the wireless communication device.
  • a delay time selection unit is provided.
  • the wireless communication control device has an effect that a stable cyclic delay diversity effect can be realized in a wireless communication system that distributes the same information from a plurality of antennas.
  • FIG. 1 The figure which shows the structural example in the case of providing two antennas in the radio
  • FIG. 1 The figure which shows the example of the positional relationship of the roadside machine, branch, and mobile station concerning Embodiment 1.
  • Explanatory drawing which shows the concept of cyclic delay in cyclic delay diversity used in the radio communication system according to the first exemplary embodiment.
  • Embodiment 1 when the cyclic delay time is set without considering the total propagation delay time of the wire and space, signals from the two antennas of the cyclic delay non-set antenna and the extended cyclic delay set antenna in the mobile station
  • reception timing Explanatory drawing showing the relationship between the absolute value of the delay time difference and the bit error rate in cyclic delay diversity according to the first exemplary embodiment.
  • 1 is a flowchart showing the operation of the control device according to the first embodiment.
  • 1 is a flowchart showing the operation of a roadside machine according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example when the processing circuit of the control device according to the first embodiment is configured by dedicated hardware.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example in which a processing circuit of a control device according to a first embodiment is configured by a CPU and a memory.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example when two antennas are provided in a wireless communication system 10 including the control device 3 and the roadside device 4 according to the first embodiment of the present invention.
  • the wireless communication system 10 includes a control device 3 and a roadside device 4.
  • the control device 3 is a radio communication control device that controls the cyclic delay time in cyclic delay diversity for the roadside device 4 that transmits a signal by cyclic delay diversity.
  • the roadside device 4 is a wireless communication device that transmits a signal to a mobile station (to be described later) by cyclic delay diversity using a plurality of antennas under the control of the connected control device 3.
  • a case will be described in which a signal is transmitted by cyclic delay diversity using two antennas, ie, no cyclic delay setting antenna 71 and extended cyclic delay setting antenna 72, in radio communication system 10.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a positional relationship among the roadside device 4, the branch 5, and the mobile station 6 according to the first embodiment.
  • the roadside device 4 connected to the control device 3 transmits a signal in the range of the cell 1 which is the communication area of the roadside device 4 using the cyclic delay non-setting antenna 71.
  • the roadside unit 4 uses the extended cyclic delay setting antenna 72 in which the cable length of the signal line is extended from the roadside unit 4 by a coaxial cable, an optical cable, or the like via the branch 5.
  • a signal is transmitted in the range of cell 2.
  • the branch 5 is a base station in which an extended cyclic delay setting antenna 72 is installed.
  • the branch 5 is only provided with the extended cyclic delay setting antenna 72, and control for transmitting a signal is performed by the roadside device 4.
  • a plurality of antennas can be installed in the branch 5.
  • the movable mobile station 6 receives a signal transmitted from the cyclic delay non-setting antenna 71 in the cell 1 and receives a signal transmitted from the extended cyclic delay setting antenna 72 in the cell 2.
  • the mobile station 6 can receive signals transmitted from the cyclic delay non-setting antenna 71 and the extended cyclic delay setting antenna 72 in the vicinity of the boundary between the cell 1 and the cell 2 where the cell 1 and the cell 2 overlap.
  • an electric optical signal converter for converting an electric signal into an optical signal is provided on the roadside machine 4 side of the extension section by the optical cable, and an optical signal is supplied on the branch 5 side. It is assumed that an optoelectric signal converter for converting a signal is provided. Moreover, when connecting the roadside machine 4 and the branch 5 with an optical cable, you may make it the structure provided with the optical relay function which amplifies the intensity
  • the spatial propagation distance from the non-cyclic delay setting antenna 71 to the mobile station 6 in the cell 1 is the distance R 1 and a signal is transmitted from the non-cyclic delay setting antenna 71.
  • the spatial propagation delay time which is the delay time of the signal in the radio section until the signal is received by the mobile station 6 in R 1 , is ⁇ T B1 .
  • the spatial propagation distance from extended cyclic delay setting antenna 72 to mobile station 6 is the distance R 2 , and a signal is transmitted from extended cyclic delay setting antenna 72 and the signal is received by mobile station 6 at distance R 2 .
  • ⁇ T B2 is a spatial propagation delay time that is a signal delay time in the wireless section until the transmission is completed.
  • the wire propagation delay time that is the delay time in the section is assumed to be ⁇ T A. Assuming that the wired propagation delay time in the cyclic delay non-setting antenna 71 of the roadside machine 4 is extremely small, here, the wired propagation delay time is set to zero.
  • the distance R 1 does not strictly indicate between the cyclic delay non-setting antenna 71 and the mobile station 6, but for the sake of convenience, the distance between the center of the roadside device 4 and the center of the mobile station 6. Is the distance R 1 .
  • the distance between the center and the center of the mobile station 6 branch 5 and the distance R 2.
  • An example of a wireless communication system that distributes the same information over a wide area from a base station such as a roadside device is a road-to-vehicle communication system in ITS (Intelligent Transportation System).
  • ITS Intelligent Transportation System
  • IEEE802.11p which has been standardized for the purpose of realizing safe driving support
  • road-to-vehicle communication is possible in an area of about several hundred meters to 1 km.
  • a road-to-vehicle communication system will be described as an example of the wireless communication system 10, but the present invention can also be applied to a command-crew communication system using train radio.
  • the roadside device 4 shown in FIGS. 1 and 2 is a train radio base station.
  • the extended cyclic delay setting antenna 72 is extended away from the cyclic delay non-setting antenna 71 of the roadside unit 4 by extending the cable length with a coaxial cable or an optical cable. There is a method of adding an extended cyclic delay setting antenna 72 capable of distributing the same information as the cyclic delay non-setting antenna 71.
  • one of the two antennas connected to the roadside device 4, here the cable to the extended cyclic delay setting antenna 72 is extended to the branch 5 by a coaxial cable or an optical cable.
  • the wireless communication system 10 by transmitting a signal from the extended cyclic delay setting antenna 72 installed in the branch 5, the cell 1 and the communication area are adjacent to each other, and the cell 2 that can distribute the same information as the cell 1 can be distributed. Can be formed.
  • the effect of the cyclic delay diversity near the center of each cell is weakened, the transmission timing from each cell is different, so that at the cell boundary, the same signal cancels out in the opposite phase at the same timing, that is, There is an advantage that occurrence of beat interference can be avoided.
  • the configuration shown in FIG. 1 and FIG. 2 can be used to obtain the effect of cyclic delay diversity while suppressing an increase in cost because only one roadside device 4 may be installed. There is an advantage that you can.
  • the wired propagation delay time ⁇ T A and spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 cannot be ignored.
  • the effect of improving the communication quality by cyclic delay diversity is that the delay time when the mobile station 6 receives a signal from each of the cyclic delay non-setting antenna 71 of the roadside device 4 and the extended cyclic delay setting antenna 72 of the branch 5 is received. It is determined by the delay time difference which is the difference of. In particular, when the delay time difference from each antenna observed in the mobile station 6 approaches zero, the effect of cyclic delay diversity is weakened. Therefore, in the control device 3, the spatial propagation delay time ⁇ T B1 in the cyclic delay non-setting antenna 71 of the roadside device 4, the wired propagation delay time ⁇ T A and the spatial propagation delay time ⁇ T B2 in the extended cyclic delay setting antenna 72 of the branch 5 are obtained. It is desirable that the cyclic delay time be set in consideration of the characteristics of the cyclic delay diversity delay.
  • FIG. 3 shows a conceptual diagram of the cyclic delay based on the assumption that cyclic delay diversity is performed between the non-cyclic delay setting antenna 71 and the extended cyclic delay setting antenna 72.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a concept of cyclic delay in cyclic delay diversity used in the wireless communication system 10 according to the first embodiment.
  • the cyclic period in one OFDM symbol is 64 samples.
  • Cyclic delay diversity is a mechanism that gives a cyclic delay to a signal to be transmitted in such a manner that a delayed backward sample portion is copied to the front of a data frame based on the concept of cyclic shift.
  • the cyclic delay diversity has a feature that the cyclic delay time makes a round in a cyclic cycle, that is, an FFT (Fast Fourier Transform) cycle.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the total propagation delay time of the wire and space is expected to be a relatively large value.
  • the total value of the delay diversity and the cyclic delay time rounds the delay time. Therefore, considering the installation conditions of the cyclic delay non-setting antenna 71 of the roadside device 4 and the extended cyclic delay setting antenna 72 of the branch 5, the improvement effect of the communication quality due to the cyclic delay diversity is lost depending on the set cyclic delay time. There is a possibility that.
  • FIG. 4 shows the cyclic delay non-setting antenna 71 and the extended cyclic delay setting antenna 72 in the mobile station 6 when the cyclic delay time is set without considering the total propagation delay time of the wire and space in the first embodiment. It is a figure which shows the example of the reception timing of the signal from two antennas.
  • the cyclic period in one OFDM symbol is assumed to be 64 samples. The time length of one sample corresponds to, for example, 100 nsec when the OFDM sampling rate is 10 MHz, and 25 nsec when the OFDM sampling rate is 40 MHz.
  • a signal transmitted from the cyclic delay non-setting antenna 71 of the roadside device 4 is added with a propagation delay time of two samples as a spatial propagation delay time ⁇ T B1 at the time of reception by the mobile station 6, that is, at reception timing.
  • the signal transmitted from the extended cyclic delay setting antenna 72 of the branch 5 is added with a cyclic delay time of 52 samples in advance in the control device 3, and wired propagation at the reception time of the mobile station 6, that is, at the reception timing.
  • the propagation delay time of 14 samples is added as the sum of the delay time ⁇ T A and the spatial propagation delay time ⁇ T B2 .
  • GI Guard Interval
  • a plurality of samples defined from the rear part of the data are copied and added to the GI part. Therefore, in the mobile station 6, in the demodulation range of the signal transmitted from the cyclic delay non-setting antenna 71, a signal whose sample number matches the signal transmitted from the cyclic delay non-setting antenna 71 is transmitted from the extended cyclic delay setting antenna 72. May also receive. In this case, in the mobile station 6, the signals received from the non-cyclic delay setting antenna 71 and the extended cyclic delay setting antenna 72 appear as a superposition of the same signals.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the relationship between the absolute value of the delay time difference and the bit error rate in cyclic delay diversity according to the first embodiment.
  • the horizontal axis indicates the absolute value of the delay time difference, which is the difference in delay time generated at each antenna when the mobile station 6 receives signals from the cyclic delay non-setting antenna 71 and the extended cyclic delay setting antenna 72.
  • the vertical axis indicates the bit error rate, and the smaller the value, the better the communication quality.
  • the mobile station 6 receives signals from the cyclic delay non-setting antenna 71 and the extended cyclic delay setting antenna 72 at the same timing, in the example of FIG. 4, at the timing when the sample numbers match.
  • the effect of cyclic delay diversity increases as the absolute value of the delay time difference is gradually increased, and becomes ⁇ r , which is the communication stable delay time indicating the boundary information when the absolute value of the delay time difference becomes the communication quality stable region. The maximum effect is obtained at that point.
  • the value of this communication stable delay time ⁇ r is a fading model of a propagation path between the roadside device 4 and the mobile station 6 and a propagation path between the branch 5 and the mobile station 6 or the type of error correction code to be used. It is possible to grasp the value of the communication stable delay time ⁇ r by performing a simulation evaluation in advance by an administrator of the wireless communication system 10 or the like.
  • the effect of the cyclic delay diversity cannot be obtained as the absolute value of the delay time difference is N, which is the cyclic period, and approaches 64 samples in the above example. Specifically, the effect starts to fade from the absolute value of the delay time difference (N ⁇ r ) and disappears when it becomes N.
  • the region where the absolute value of the delay time difference is 0 to ⁇ r and the region where (N ⁇ r ) to N are interpreted as communication quality unstable regions where the effect of cyclic delay diversity cannot be sufficiently obtained in the mobile station 6. be able to.
  • the region of ⁇ r to (N ⁇ r ) located between the region where the absolute value of the delay time difference is 0 to ⁇ r and the region of (N ⁇ r ) to N is a cyclic delay in the mobile station 6. It can be interpreted as a communication quality stable region in which the diversity effect can be obtained to the maximum. That is, in the wireless communication system 10, stable communication quality can be obtained in the region where the absolute value of the delay time difference is ⁇ r to (N ⁇ r ).
  • the control device 3 can estimate the range of possible values of the distances R 1 and R 2 by using information such as the cell radius assumed in each cell.
  • the range of possible values for B2 can be estimated.
  • the cyclic delay time of the cyclic delay diversity is added to a signal transmitted from the extended cyclic delay setting antenna 72 of the cell 2, as will be described later. It is assumed that the cyclic delay time of the cyclic delay diversity added to the signal transmitted from the extended cyclic delay setting antenna 72 is ⁇ . Since ⁇ is a cyclic delay time, when the cyclic period is N samples, it is set as an integer value in the range of 0 to (N ⁇ 1). Assuming that the time length of one sample is T samp , the time length of the cyclic delay time can be converted to “ ⁇ ⁇ T samp ”.
  • T ANT1 is the signal delay time when the signal transmitted from the cyclic delay non-setting antenna 71 is received by the mobile station 6, and the signal transmitted from the extended cyclic delay setting antenna 72 is received by the mobile station 6. If the signal delay time is T ANT2 , the following equations (1) and (2) can be calculated. In these formulas, to simplify the explanation, the moving path of the mobile station 6 is a straight line, and the roadside device 4 is installed on the straight line along the moving path. Are assumed to be the same.
  • T ANT1 ⁇ T B1 (1)
  • T ANT2 ⁇ ⁇ T samp + ⁇ T A + ⁇ T B2 (2)
  • the absolute value of the delay time difference shown on the horizontal axis of FIG. 5 can be calculated as the following equation (3).
  • the control device 3 determines that the calculation result of the expression (3) falls within the communication quality stable region shown in FIG. 5 in each combination of the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 that can be taken within the assumed movement range of the mobile station 6.
  • the value of cyclic delay time ⁇ is selected so as to be within the range.
  • the control device 3 determines the value of the cyclic delay time ⁇ within which the calculation result of the expression (3) falls within the communication quality stable region shown in FIG. 5 for a certain combination of spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 .
  • a range of 20 to 40 is selected.
  • the control device 3 uses 30 to 50 as the value of the cyclic delay time ⁇ in which the calculation result of the expression (3) falls within the communication quality stable region shown in FIG. 5 in another combination of the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 . Select a range. In this case, the control device 3 calculates the communication quality shown in FIG.
  • a range of 30 to 40 is selected as the value of the cyclic delay time ⁇ so as to be within the stable region.
  • the control device 3 selects a common range as the value of the cyclic delay time ⁇ in each combination of the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 that can be taken within the assumed movement range of the mobile station 6.
  • the control device 3 similarly sets a cyclic delay in a common range in each combination of the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2. Select as the value of time ⁇ .
  • the mobile station 6 can obtain the maximum effect of the cyclic delay diversity in the communication area of each cell.
  • the control device 3 includes a storage unit 31, a propagation delay estimation unit 35, and a cyclic delay time selection unit 36.
  • the storage unit 31 includes a communication stable delay time storage unit 32, a communication parameter storage unit 33, and an antenna installation information storage unit 34.
  • the communication stable delay time storage unit 32 obtains a delay time range corresponding to the communication quality stable region shown in FIG. 5, in which the effect of cyclic delay diversity is obtained in the mobile station 6, which is obtained by conducting simulation evaluation or the like in advance.
  • the communication stable delay time ⁇ r which is information to be shown is stored.
  • the communication parameter storage unit 33 stores communication parameters for communication using OFDM used in the wireless communication system 10. Specifically, the communication parameter storage unit 33 stores communication parameter information such as N, which is a cyclic period, a guard interval length inserted into a signal to be transmitted, and a sampling rate of samples in an OFDM symbol.
  • N is a cyclic period
  • guard interval length inserted into a signal to be transmitted
  • sampling rate of samples in an OFDM symbol.
  • the antenna installation information storage unit 34 stores installation information for each antenna of the cyclic delay non-setting antenna 71 and the extended cyclic delay setting antenna 72.
  • the antenna installation information storage unit 34 as the installation information for each antenna, specifically, the antenna installation interval between the cyclic delay non-setting antenna 71 and the extended cyclic delay setting antenna 72, the height of each antenna, the roadside device Information about the length of the long-distance cable from 4 to the branch 5, the cell radius assumed in each cell, the road shape where the cyclic delay non-setting antenna 71 and the extended cyclic delay setting antenna 72 are installed, for example, straight line Information such as a curve or information such as a radius of curvature in the case of a curve is stored.
  • the antenna installation information storage unit 34 stores installation information of all antennas used in signal transmission by cyclic delay diversity in the roadside device 4. The same applies to the following embodiments.
  • the propagation delay estimation unit 35 estimates the values of the wire propagation delay time ⁇ T A and the space propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 using the information stored in the antenna installation information storage unit 34. At this time, since the mobile station 6 moves in each cell, the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 take different values depending on the position of the mobile station 6. However, the propagation delay estimation unit 35 can estimate the range of possible values of the distances R 1 and R 2 by using information such as the cell radius assumed in each cell. The propagation delay estimation unit 35 can estimate the range of possible values of the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 by dividing the radio wave propagation speed by the possible values of the estimated distances R 1 and R 2.
  • the propagation delay estimation unit 35 estimates the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 at each assumed position.
  • the cyclic delay time selection unit 36 is estimated in the communication parameter such as the communication stable delay time ⁇ r stored in the communication stable delay time storage unit 32, the cyclic period N stored in the communication parameter storage unit 33, and the propagation delay estimation unit 35. Using the values of the wired propagation delay time ⁇ T A and the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 , the calculations of equations (1) to (3) are performed. Then, the cyclic delay time selection unit 36 sets the cyclic delay time ⁇ of the cyclic delay diversity so that the calculation result of Expression (3), that is, the absolute value of the delay time difference falls within the range of the communication quality stable region shown in FIG. select.
  • the wireless communication system 10 obtains stable communication quality by selecting the cyclic delay time ⁇ of the cyclic delay diversity so that the absolute value of the delay time difference falls within the range of the communication quality stable region in the cyclic delay time selection unit 36. Can do.
  • the cyclic delay time selection unit 36 outputs the selected cyclic delay time ⁇ to the roadside device 4. Note that the cyclic delay time selection unit 36 moves even if the combination of the values of the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 is changed within the assumed movement range because the mobile station 6 moves in each cell. It is assumed that the calculations of Expressions (1) to (3) are performed, and the value of cyclic delay time ⁇ is selected so that the calculation result of Expression (3) falls within the communication quality stable region shown in FIG.
  • the cyclic delay time selection unit 36 uses the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 at a plurality of positions estimated by the propagation delay estimation unit 35 so as to obtain a stable communication quality at each position. Select a value for
  • the roadside device 4 includes a transmission signal generation unit 41 and a cyclic delay time addition unit 42.
  • the roadside device 4 transmits signals from the non-cyclic delay setting antenna 71 and the extended cyclic delay setting antenna 72 into each cell.
  • the transmission signal generator 41 generates a signal to be transmitted to the mobile station 6 in each cell by performing OFDM modulation on the transmission data.
  • the transmission signal generation unit 41 outputs the generated signal to the cyclic delay non-setting antenna 71 and the cyclic delay time addition unit 42.
  • one signal generated and output by the transmission signal generation unit 41 is branched, and one of the branched signals is output to the cyclic delay non-setting antenna 71.
  • the other signal is output to the cyclic delay time adding unit 42, but the present invention is not limited to this.
  • the transmission signal generation unit 41 may generate two identical signals, output one signal to the cyclic delay non-setting antenna 71, and output the other signal to the cyclic delay time addition unit 42. The same applies to the following embodiments.
  • the cyclic delay time adding unit 42 adds the cyclic delay time ⁇ input from the cyclic delay time selecting unit 36 to the signal input from the transmission signal generating unit 41, that is, gives a cyclic delay by the cyclic delay time ⁇ .
  • the cyclic delay time adding unit 42 specifically, based on the concept of cyclic shift, the backward sample portion delayed by the delay time of the cyclic delay time ⁇ is forward of the data frame.
  • a cyclic delay time ⁇ is added to the signal to be transmitted.
  • Cyclic delay time adding unit 42 outputs the signal after adding cyclic delay time ⁇ to extended cyclic delay setting antenna 72.
  • the signal from the transmission signal generating unit 41 to the cyclic delay non-setting antenna 71 and the signal from the cyclic delay time adding unit 42 to the extended cyclic delay setting antenna 72 are actually digital.
  • -Output after analog processing such as analog conversion processing, frequency conversion processing to RF (Radio Frequency) frequency, amplification processing, etc., but description is omitted for general processing.
  • the roadside device 4 transmits the signal output from the transmission signal generation unit 41 from the cyclic delay non-setting antenna 71 to the mobile station 6 in the cell 1. Further, the roadside device 4 transmits the signal output from the cyclic delay time adding unit 42 to which the cyclic delay time ⁇ is added via the branch 5 from the extended cyclic delay setting antenna 72 to the mobile station 6 in the cell 2. To do.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the control device 3 according to the first embodiment.
  • the propagation delay estimation unit 35 of the control device 3 uses the information on the length of the long-distance cable connected from the roadside device 4 to the branch 5 stored in the antenna installation information storage unit 34 to use the wired propagation delay.
  • Time ⁇ T A is estimated (step S1).
  • the propagation delay estimation unit 35 includes an antenna installation interval between the cyclic delay non-setting antenna 71 and the extended cyclic delay setting antenna 72 stored in the antenna installation information storage unit 34, a cell radius assumed in each cell, Spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 are estimated using information such as information on the road shape (step S2).
  • the cyclic delay time selection unit 36 communicates communication parameters such as the communication stable delay time ⁇ r stored in the communication stable delay time storage unit 32, the cyclic period N stored in the communication parameter storage unit 33, and propagation.
  • the wire propagation delay time ⁇ T A and the space propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 estimated by the delay estimation unit 35 each of the antennas received by the mobile station 6 from the equations (1) and (2) is used.
  • Signal delay times T ANT1 and T ANT2 are calculated (step S3).
  • the cyclic delay time selection unit 36 uses the calculated delay times T ANT1 and T ANT2 to calculate the absolute value of the delay time difference of the delay time of the signal from each antenna in the mobile station 6 from Equation (3) (step S4). ). Then, the cyclic delay time selection unit 36 selects the cyclic delay time ⁇ of the cyclic delay diversity based on the calculated absolute value of the delay time difference (step S5).
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the roadside machine 4 according to the first exemplary embodiment.
  • the transmission signal generation unit 41 of the roadside device 4 generates a signal to be transmitted into each cell by performing OFDM modulation on the transmission data (step S11).
  • the roadside device 4 performs analog processing on the signal output from the transmission signal generation unit 41 and transmits the signal to the cell 1 via the cyclic delay non-setting antenna 71 (step S12).
  • the cyclic delay time adding unit 42 sets the cyclic delay time ⁇ of the cyclic delay diversity selected by the cyclic delay time selecting unit 36 of the control device 3 for the signal output from the transmission signal generating unit 41. It is added (step S13).
  • the roadside device 4 performs analog processing on the signal to which the cyclic delay time ⁇ is added, and transmits the signal to the cell 2 via the extended cyclic delay setting antenna 72 installed in the branch 5 (step S14).
  • the storage unit 31, that is, the communication stable delay time storage unit 32, the communication parameter storage unit 33, and the antenna installation information storage unit 34 are realized by a memory.
  • Each function of the propagation delay estimation unit 35 and the cyclic delay time selection unit 36 is realized by a processing circuit. That is, the control device 3 estimates the wire propagation delay time ⁇ T A and the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2, and determines the delay times T ANT1 and T ANT2 of the signals received from the respective antennas in the mobile station 6 and the delay times.
  • a processing circuit is provided for calculating an absolute value of the delay time difference and selecting a cyclic delay time ⁇ of cyclic delay diversity.
  • the processing circuit may be dedicated hardware, or a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in the memory and a memory.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which the processing circuit of the control device 3 according to the first embodiment is configured by dedicated hardware.
  • the processing circuit 91 shown in FIG. 8 includes, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA ( Field Programmable Gate Array) or a combination of these.
  • the functions of the respective units of the propagation delay estimation unit 35 and the cyclic delay time selection unit 36 may be realized by the processing circuit 91, or the functions of the respective units may be collectively realized by the processing circuit 91.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which the processing circuit of the control device 3 according to the first embodiment is configured by a CPU and a memory.
  • the processing circuit includes the CPU 92 and the memory 93, the functions of the propagation delay estimation unit 35 and the cyclic delay time selection unit 36 are realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software or firmware is described as a program and stored in the memory 93.
  • the CPU 92 reads out and executes the program stored in the memory 93, thereby realizing the function of each unit.
  • the control device 3 when executed by the processing circuit, receives the step of estimating the wire propagation delay time ⁇ T A , the step of estimating the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 , and received from each antenna in the mobile station 6.
  • the steps of calculating the delay times T ANT1 and T ANT2 of the signals to be calculated, the step of calculating the absolute value of the delay time difference of the delay times, and the step of selecting the cyclic delay time ⁇ of the cyclic delay diversity are executed.
  • a memory 93 for storing the program is provided. Further, it can be said that these programs cause the computer to execute the procedures and methods of the propagation delay estimation unit 35 and the cyclic delay time selection unit 36.
  • the CPU 92 may be a processing device, an arithmetic device, a microprocessor, a microcomputer, a processor, a DSP (Digital Signal Processor), or the like.
  • the memory 93 is, for example, a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable ROM), an EEPROM (Electrically EPROM), A magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, a DVD (Digital Versatile Disc), or the like is applicable.
  • the memory that realizes the storage unit 31, that is, the communication stable delay time storage unit 32, the communication parameter storage unit 33, and the antenna installation information storage unit 34 may be used as the memory 93.
  • a part of the functions of the propagation delay estimation unit 35 and the cyclic delay time selection unit 36 may be realized by dedicated hardware, and a part may be realized by software or firmware.
  • the function of the propagation delay estimation unit 35 is realized by a processing circuit 91 as dedicated hardware, and the CPU 92 reads and executes a program stored in the memory 93 for the cyclic delay time selection unit 36 by executing the program.
  • a function can be realized.
  • the processing circuit can realize the above-described functions by dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • FIG. 1 the transmission signal generating unit 41 and the cyclic delay time adding unit 42 are realized by the configurations shown in FIGS.
  • the control device 3 uses the cable propagation delay time due to the long-distance cable extension from the roadside device 4 to the branch 5, and the roadside device 4.
  • the spatial propagation delay time in propagation from each antenna of the branch 5 to the mobile station 6 becomes large, the value of each propagation delay time is estimated, and the cyclic delay time is further considered in consideration of the characteristics of cyclic delay diversity cyclic delay. It was decided to set.
  • the adjacent cell 2 is obtained by extending a long distance with a coaxial cable or an optical cable for one antenna among two antennas for performing cyclic delay diversity in the roadside device 4. Even in the case of forming, a stable cyclic delay diversity effect can be obtained.
  • the movement path of the mobile station 6 is a straight line, and the roadside device 4 is installed on the straight line along the movement path.
  • the formulas (1) to (3) may be modified in accordance with the installation conditions. Further, in the calculation of the wire propagation delay time and the space propagation delay time, the portion where the distance difference is small has been described as being approximated, but may be strictly considered as the delay time without being approximated.
  • FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example when the wireless communication system 10 including the control device 3 and the roadside device 4 according to the second embodiment includes four antennas.
  • the configurations of the control device 3 and the roadside machine 4 are the same as those in the first embodiment shown in FIG.
  • the wireless communication system 10 uses four antennas: a cyclic delay non-setting antenna 81, an extended cyclic delay non-setting antenna 82, a cyclic delay setting antenna 83, and an extended cyclic delay setting antenna 84.
  • a signal is transmitted by cyclic delay diversity will be described.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a positional relationship among the roadside device 4, the branch 5, and the mobile station 6 according to the second embodiment.
  • the roadside device 4 connected to the control device 3 transmits a signal in the range of the cell 1 that is the communication area of the roadside device 4 using the cyclic delay non-setting antenna 81 and the cyclic delay setting antenna 83.
  • the roadside unit 4 uses the extended cyclic delay non-setting antenna 82 and the extended cyclic delay setting antenna 84 whose cable length is extended from the roadside unit 4 by a coaxial cable, an optical cable, or the like via the branch 5.
  • the signal is transmitted in the range of the cell 2 which is the communication area.
  • the mobile station 6 receives signals transmitted from the cyclic delay non-setting antenna 81 and the cyclic delay setting antenna 83 in the cell 1, and the extended cyclic delay non-setting antenna 82 and the extended cyclic delay setting antenna 84 in the cell 2.
  • the signal transmitted from is received.
  • mobile station 6 In the vicinity of the boundary between cell 1 and cell 2 where cell 1 and cell 2 overlap, mobile station 6 has no cyclic delay setting antenna 81, extended cyclic delay non-setting antenna 82, cyclic delay setting antenna 83, and extended cyclic delay.
  • a signal transmitted from the setting antenna 84 can be received.
  • the spatial propagation distance from the cyclic delay setting antenna 81 and the cyclic delay setting antenna 83 to the mobile station 6 in the cell 1 is the distance R 1 , the cyclic delay non-setting antenna 81 and It is assumed that the spatial propagation delay time, which is the delay time of the signal in the radio section from when the signal is transmitted from the cyclic delay setting antenna 83 until the mobile station 6 receives the signal at the distance R 1 , is ⁇ T B1 .
  • the spatial propagation distance from extended cyclic delay non-setting antenna 82 and extended cyclic delay setting antenna 84 to mobile station 6 is set to distance R 2 , extended cyclic delay non-setting antenna 82 and extended cyclic delay setting antenna. It is assumed that the spatial propagation delay time that is the delay time of the signal in the radio section from when the signal is transmitted from 84 until the signal is received by the mobile station 6 at the distance R 2 is ⁇ T B2 .
  • a signal transmitted from the extended cyclic delay non-setting antenna 82 is generated with respect to a signal transmitted from the cyclic delay non-setting antenna 81.
  • the wire propagation delay time which is the delay time in the wire section
  • the wire propagation delay time that is the delay time in the section is assumed to be ⁇ T A2 .
  • the wired propagation delay time in the cyclic delay non-setting antenna 81 and the cyclic delay setting antenna 83 of the roadside machine 4 is extremely small, here, the wired propagation delay time is set to zero.
  • the distance R 1 is not strictly shown between the cyclic delay non-setting antenna 81 and the cyclic delay setting antenna 83 and the mobile station 6, but for convenience, the center of the roadside device 4 and the mobile station 6 the distance between the center and the distance R 1. Similarly, the distance between the center and the center of the mobile station 6 branch 5 and the distance R 2.
  • the spatial propagation distance and the spatial propagation delay time are also different for each antenna. Although different, it is assumed here that each antenna is the same for simplicity of explanation. Similarly, since the distance between each of the extended cyclic delay non-set antenna 82 and the extended cyclic delay set antenna 84 of the branch 5 in the cell 2 and the mobile station 6 is strictly different, the spatial propagation distance and the spatial propagation are different. Although the delay time is different for each antenna, it is assumed here that each antenna is the same for simplicity of explanation.
  • the control device 3 can estimate the range of possible values of the distances R 1 and R 2 by using information such as the cell radius assumed in each cell.
  • the control device 3 can estimate the range of possible values of the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 by dividing the propagation speed of the radio wave by the possible values of the estimated distances R 1 and R 2. it can.
  • the cyclic delay time of the cyclic delay diversity is added to signals transmitted from the cyclic delay setting antenna 83 of the cell 1 and the extended cyclic delay setting antenna 84 of the cell 2, as will be described later. It is assumed that the cyclic delay time of the cyclic delay diversity added to the signals transmitted from the cyclic delay setting antenna 83 and the extended cyclic delay setting antenna 84 is ⁇ . Since ⁇ is a cyclic delay time, when the cyclic period is N samples, it is set as an integer value in the range of 0 to (N ⁇ 1). Assuming that the time length of one sample is T samp , the time length of the cyclic delay time can be converted to “ ⁇ ⁇ T samp ”.
  • T ANT11 is the signal delay time when the signal transmitted from the cyclic delay non-setting antenna 81 is received by the mobile station 6, and the signal transmitted from the cyclic delay setting antenna 83 is received by the mobile station 6.
  • delay time T ANT12 of the signal when the transmission delay time of the signal when the signal transmitted from the extended cyclic delay-free setting antenna 82 is received by the mobile station 6 T ANT21, from the extended cyclic delay setting antenna 84 Assuming that the signal delay time when the received signal is received by the mobile station 6 is T ANT22 , the following equations (4) to (7) can be calculated. In these formulas, to simplify the explanation, the moving path of the mobile station 6 is a straight line, and the roadside device 4 is installed on the straight line along the moving path. Are assumed to be the same.
  • T ANT11 ⁇ T B1 (4)
  • T ANT12 ⁇ ⁇ T samp + ⁇ T B1 (5)
  • T ANT21 ⁇ T A1 + ⁇ T B2 (6)
  • T ANT22 ⁇ ⁇ T samp + ⁇ T A2 + ⁇ T B2 (7)
  • the absolute value of the delay time difference shown on the horizontal axis in FIG. 5 can be calculated as in the following equations (8) to (13).
  • T ANT11 ⁇ T ANT12
  • ⁇ ⁇ T samp
  • T ANT11 ⁇ T ANT21
  • T ANT12 ⁇ T ANT21
  • the control device 3 uses the communication results shown in FIG. 5 for the calculation results of the equations (8) to (13) in each combination of the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 that can be taken within the assumed movement range of the mobile station 6.
  • the value of the cyclic delay time ⁇ is selected so as to be within the quality stable region.
  • the antenna installation information storage unit 34 includes installation information for each of the cyclic delay non-setting antenna 81, the extended cyclic delay non-setting antenna 82, the cyclic delay setting antenna 83, and the extended cyclic delay setting antenna 84.
  • the antenna installation information storage unit 34 includes an antenna installation interval between the cyclic delay non-setting antenna 81 and the extended cyclic delay non-setting antenna 82, and the cyclic delay setting antenna 83 and the extended cyclic delay setting antenna 84.
  • information or a curve information such as the radius of curvature is stored.
  • the propagation delay estimation unit 35 estimates the values of the wire propagation delay times ⁇ T A1 and ⁇ T A2 and the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 using the information stored in the antenna installation information storage unit 34. At this time, since the mobile station 6 moves in each cell, the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 take different values depending on the position of the mobile station 6. However, the propagation delay estimation unit 35 can estimate the range of possible values of the distances R 1 and R 2 by using information such as the cell radius assumed in each cell.
  • the propagation delay estimation unit 35 can estimate the range of possible values of the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 by dividing the radio wave propagation speed by the possible values of the estimated distances R 1 and R 2. Thus, the combination of the values of the spatial propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 within the assumed movement range is estimated.
  • the cyclic delay time selection unit 36 is estimated in the communication parameter such as the communication stable delay time ⁇ r stored in the communication stable delay time storage unit 32, the cyclic period N stored in the communication parameter storage unit 33, and the propagation delay estimation unit 35. Using the values of the wire propagation delay times ⁇ T A1 and ⁇ T A2 and the space propagation delay times ⁇ T B1 and ⁇ T B2 , calculations of equations (4) to (13) are performed. Then, the cyclic delay time selection unit 36 performs cyclic delay diversity cyclic so that the calculation results of the equations (8) to (13), that is, the absolute value of the delay time difference falls within the range of the communication quality stable region shown in FIG. Select the delay time ⁇ .
  • the operations of the transmission signal generation unit 41 and the cyclic delay time addition unit 42 in the roadside device 4 are the same as those in the first embodiment.
  • the signal from the transmission signal generation unit 41 to the cyclic delay non-setting antenna 81 and the extended cyclic delay non-setting antenna 82, and the cyclic delay time adding unit 42 to the cyclic delay setting antenna 83 and the extended cyclic loop are set.
  • the signal to the delay setting antenna 84 is actually output after performing analog processing such as digital-analog conversion processing, frequency conversion processing to RF (Radio Frequency) frequency, amplification processing, etc. Description is omitted for the purpose of processing.
  • the roadside device 4 transmits the signal output from the transmission signal generating unit 41 from the cyclic delay non-setting antenna 81 to the mobile station 6 in the cell 1, and the cyclic delay time ⁇ is added to the cyclic delay time adding unit.
  • the signal output from 42 is transmitted from the cyclic delay setting antenna 83 to the mobile station 6 in the cell 1. Further, the roadside device 4 transmits the signal output from the transmission signal generation unit 41 via the branch 5 to the mobile station 6 in the cell 2 from the extended cyclic delay non-setting antenna 82, and the cyclic delay time ⁇ is added. Then, the signal output from the cyclic delay time adding unit 42 is transmitted from the extended cyclic delay setting antenna 84 to the mobile station 6 in the cell 2.
  • the propagation delay estimation unit 35 of the control device 3 uses the long-distance cable connected to the branch 5 from the roadside device 4 stored in the antenna installation information storage unit 34 in step S1 of FIG.
  • the wire propagation delay times ⁇ T A1 and ⁇ T A2 are estimated using the length information.
  • the mobile station From Equations (4) to (7) the delay time of the signal from each antenna to be received by 6 T ANT11, calculates the T ANT12, T ANT21, T ANT22 .
  • cyclic delay time selection unit 36 in step S4 in FIG. 6, using the calculated delay time T ANT11, T ANT12, T ANT21 , T ANT22, each of mobile stations 6 from equation (8) - (13) The absolute value of the delay time difference of the delay time of the signal from the antenna is calculated.
  • the roadside device 4 performs analog processing on the signal output from the transmission signal generation unit 41 in step S12 of FIG. 7 and transmits a signal to the cell 1 via the cyclic delay non-setting antenna 81.
  • Send The roadside device 4 performs analog processing on the signal output from the transmission signal generation unit 41 and transmits the signal to the cell 2 via the extended cyclic delay non-setting antenna 82 installed in the branch 5.
  • the roadside device 4 performs analog processing on the signal to which the cyclic delay time ⁇ is added, and transmits the signal to the cell 1 via the cyclic delay setting antenna 83.
  • the roadside device 4 performs analog processing on the signal to which the cyclic delay time ⁇ is added, and transmits the signal to the cell 2 via the extended cyclic delay setting antenna 84 installed in the branch 5.
  • Equation (9) shows a case where the cyclic delay time ⁇ is not added to any antenna
  • Equation (12) shows a case where the cyclic delay time ⁇ is added to any antenna.
  • wire propagation delay time and spatial propagation delay time that is, adjust the antenna installation method such as the antenna installation interval of both antennas or the length of the cable used for long-distance transmission.
  • adjustment may be made so as to obtain an appropriate delay time difference between the two antennas.
  • the control device 3 uses the cable propagation delay time due to the long-distance cable extension from the roadside device 4 to the branch 5, and the roadside device 4.
  • the spatial propagation delay time in propagation from each antenna of the branch 5 to the mobile station 6 is large and a plurality of antennas are provided in the roadside device 4 and the branch 5, the value of each propagation delay time is estimated, and further, cyclic delay diversity is obtained.
  • the cyclic delay time is set in consideration of the characteristics of the cyclic delay.
  • the moving path of the mobile station 6 is a straight line, and the roadside device 4 is installed on the straight line along the moving path.
  • the equations (4) to (13) may be changed depending on the installation conditions of each antenna in accordance with the installation conditions. Further, in the calculation of the wire propagation delay time and the space propagation delay time, the portion where the distance difference is small has been described as being approximated, but may be strictly considered as the delay time without being approximated.
  • the number of antennas of the roadside unit 4 is two, the signal lines to each antenna are branched and extended to the branch 5 with cables, and two from the branch 5
  • the roadside unit 4 may branch the signal line to each antenna into three or more to form a plurality of cells using two or more branches 5.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example in the case where the wireless communication system 10 including the control device 3 and the roadside device 4 according to the second embodiment includes six antennas.
  • the signal line of the extended cyclic delay non-setting antenna is branched to include two extended cyclic delay non-setting antennas 82a and 82b, and the signal of the extended cyclic delay setting antenna is branched.
  • the two extended cyclic delay setting antennas 84a and 84b the total of six antennas including the cyclic delay non-setting antenna 81 and the cyclic delay setting antenna 83 can be provided.
  • Embodiment 3 the signals from the transmission signal generating unit 41 and the cyclic delay time adding unit 42 of the roadside device 4 are branched from the first embodiment, respectively, and each has two antennas, that is, a total of four antennas. The signal was transmitted using.
  • the roadside device 4 may branch the signal from only one of the transmission signal generation unit 41 or the cyclic delay time addition unit 42 and transmit the signal using a total of three antennas.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example including three antennas in the wireless communication system 10 including the control device 3 and the roadside device 4 according to the third embodiment.
  • the configurations of the control device 3 and the roadside machine 4 are the same as those in the first embodiment shown in FIG.
  • the signal from the cyclic delay time adding unit 42 is branched, and in the wireless communication system 10, three cyclic delay setting antennas 101, a cyclic delay setting antenna 102, and an extended cyclic delay setting antenna 103 are used.
  • the example in the case of transmitting a signal by cyclic delay diversity using an antenna is shown.
  • the operation in which the roadside device 4 transmits a signal from the transmission signal generation unit 41 to the cell 1 via the cyclic delay non-setting antenna 101 is the same as that in Embodiment 1 from the transmission signal generation unit 41 to the cyclic delay non-setting antenna 71. This is the same as the operation of transmitting a signal to the cell 1 via.
  • the operation of the roadside device 4 transmitting a signal from the cyclic delay time adding unit 42 to the cell 1 via the cyclic delay setting antenna 102 and the operation of transmitting a signal to the cell 2 via the extended cyclic delay setting antenna 103 are performed.
  • the operation of transmitting a signal from the cyclic delay time adding unit 42 to the cell 1 via the cyclic delay setting antenna 83 and the operation of transmitting a signal to the cell 2 via the extended cyclic delay setting antenna 84 are the same.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating another configuration example including three antennas in the wireless communication system 10 including the control device 3 and the roadside device 4 according to the third embodiment.
  • the configurations of the control device 3 and the roadside machine 4 are the same as those in the first embodiment shown in FIG.
  • the signal from the transmission signal generation unit 41 is branched, and in the wireless communication system 10, 3 of the cyclic delay non-setting antenna 111, the extended cyclic delay non-setting antenna 112, and the extended cyclic delay setting antenna 113.
  • the example in the case of transmitting a signal by cyclic delay diversity using one antenna is shown.
  • the roadside device 4 transmits a signal from the transmission signal generation unit 41 to the cell 1 via the cyclic delay non-setting antenna 111 and transmits a signal to the cell 2 via the extended cyclic delay non-setting antenna 112.
  • the roadside device 4 transmitting a signal from the cyclic delay time adding unit 42 to the cell 2 via the extended cyclic delay setting antenna 113 is the same as that of the cyclic delay time adding unit 42 according to the first embodiment. This is the same as the operation of transmitting a signal to the cell 2 via the antenna 72.
  • the delay time is calculated by using the corresponding expression among the expressions (4) to (7) in the structure shown in FIG. 13 or the structure shown in FIG. ) To (13) are used to calculate the absolute value of the delay time difference.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

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Abstract

巡回遅延ダイバーシチを用いて移動局へ信号を送信する路側機４を制御する制御装置３であって、移動局において巡回遅延ダイバーシチの効果が得られる遅延時間の範囲を示す情報である通信安定遅延時間、直交周波数分割多重方式による通信の通信パラメータ、および複数のアンテナの設置情報を記憶する記憶部３１と、複数のアンテナの設置情報に基づいて、各アンテナから送信される信号が移動局に到達するまでの有線区間における遅延時間である有線伝搬遅延時間、および無線区間における遅延時間である空間伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延推定部３５と、有線伝搬遅延時間、空間伝搬遅延時間、通信パラメータおよび通信安定遅延時間を用いて、路側機４で使用される巡回遅延時間を選択し、路側機４へ出力する巡回遅延時間選択部３６と、を備える。

Description

無線通信制御装置、無線通信装置および無線通信システム
　本発明は、巡回遅延ダイバーシチを用いて無線通信を行う無線通信装置を制御する無線通信制御装置、無線通信装置および無線通信システムに関する。
　従来、通信品質を改善する１つの手法として、複数のアンテナ間に意図的に送信時間差を与えて同一情報を送信し、人為的にマルチパスを発生させる送信遅延ダイバーシチ技術がある。送信遅延ダイバーシチ技術の適用は、信号のスペクトルに周波数選択性を与えることと等価であり、誤り訂正符号と組み合わせることで、周波数ダイバーシチによる通信品質の改善効果を得ることができる。
　直交周波数分割多重方式であるＯＦＤＭ（Orthogonal　Frequency　Division　Multiplexing）に用いる送信遅延ダイバーシチ技術の１つに巡回遅延ダイバーシチがある。巡回遅延ダイバーシチは、ＯＦＤＭの１つのシンボル内で巡回遅延を与えることで送信遅延ダイバーシチを実現する技術であり、ＩＥＥＥ（The　Institute　of　Electrical　and　Electronics　Engineers）８０２．１１ａｃなどの規格で採用されている。巡回遅延ダイバーシチは、例えば２本のアンテナを有する送信機において、一方のアンテナからの送信信号の送信タイミングに対して他方のアンテナからの送信信号の送信タイミングを物理的に遅延させる送信遅延ダイバーシチとは異なる。巡回遅延ダイバーシチでは、巡回シフトの考え方に基づいて、他方のアンテナにおいて、遅延させた後方のサンプル部分をデータフレームの前方へ複製する形で送信信号に対して巡回遅延を与える。これにより、巡回遅延ダイバーシチでは、全アンテナで総合的に見た場合の送信時間を拡張することなく、システム効率を低下させずに送信遅延ダイバーシチを実現できる利点がある。
　送信遅延ダイバーシチにおける遅延時間の設定方法についての技術が、特許文献１において開示されている。特許文献１では、ＯＦＤＭに用いる送信遅延ダイバーシチにおいて、遅延時間の下限値をサンプリング周期、上限値をガードインターバル長として送信遅延ダイバーシチの最大有効ブランチ数を設定し、パス間の相関による通信品質の劣化を回避するため送信機の数を最大有効ブランチ数に一致させている。
特許第５１０７７１１号公報
　しかしながら、上記従来の技術によれば、巡回遅延ダイバーシチを用いる場合において、複数のアンテナの設置条件によっては巡回遅延ダイバーシチの効果が消失する可能性がある、という問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数のアンテナから同一の情報を配信する無線通信システムにおいて、安定した巡回遅延ダイバーシチ効果を実現可能な無線通信制御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、本発明は、巡回遅延ダイバーシチを用いて移動局へ信号を送信する無線通信装置を制御する無線通信制御装置である。無線通信制御装置は、移動局において巡回遅延ダイバーシチの効果が得られる遅延時間の範囲を示す情報である通信安定遅延時間、直交周波数分割多重方式による通信の通信パラメータ、および複数のアンテナの設置情報を記憶する記憶部を備える。また、無線通信制御装置は、複数のアンテナの設置情報に基づいて、各アンテナから送信される信号が移動局に到達するまでの有線区間における遅延時間である有線伝搬遅延時間、および無線区間における遅延時間である空間伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延推定部を備える。また、無線通信制御装置は、有線伝搬遅延時間、空間伝搬遅延時間、通信パラメータおよび通信安定遅延時間を用いて、無線通信装置で使用される巡回遅延時間を選択し、無線通信装置へ出力する巡回遅延時間選択部を備えることを特徴とする。
　本発明にかかる無線通信制御装置は、複数のアンテナから同一の情報を配信する無線通信システムにおいて、安定した巡回遅延ダイバーシチ効果を実現できる、という効果を奏する。
実施の形態１にかかる制御装置および路側機を備える無線通信システムにおいて２本のアンテナを備える場合の構成例を示す図 実施の形態１にかかる路側機、ブランチ、および移動局の位置関係の例を示す図 実施の形態１にかかる無線通信システムで用いる巡回遅延ダイバーシチにおける巡回遅延の概念を示す説明図 実施の形態１において、有線および空間の合計の伝搬遅延時間を考慮しないで巡回遅延時間を設定した場合の移動局における巡回遅延無設定アンテナおよび延長型巡回遅延設定アンテナの２本のアンテナからの信号の受信タイミングの例を示す図 実施の形態１にかかる巡回遅延ダイバーシチにおける遅延時間差の絶対値とビット誤り率の関係を示す説明図 実施の形態１にかかる制御装置の動作を示すフローチャート 実施の形態１にかかる路側機の動作を示すフローチャート 実施の形態１にかかる制御装置の処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図 実施の形態１にかかる制御装置の処理回路をＣＰＵおよびメモリで構成する場合の例を示す図 実施の形態２にかかる制御装置および路側機を備える無線通信システムにおいて４本のアンテナを備える場合の構成例を示す図 実施の形態２にかかる路側機、ブランチ、および移動局の位置関係の例を示す図 実施の形態２にかかる制御装置および路側機を備える無線通信システムにおいて６本のアンテナを備える場合の構成例を示す図 実施の形態３にかかる制御装置および路側機を備える無線通信システムにおいて３本のアンテナを備える構成例を示す図 実施の形態３にかかる制御装置および路側機を備える無線通信システムにおいて３本のアンテナを備える他の構成例を示す図
　以下に、本発明の実施の形態にかかる無線通信制御装置、無線通信装置および無線通信システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる制御装置３および路側機４を備える無線通信システム１０において２本のアンテナを備える場合の構成例を示す図である。無線通信システム１０は、制御装置３と、路側機４と、を備える。制御装置３は、巡回遅延ダイバーシチにより信号を送信する路側機４に対して、巡回遅延ダイバーシチにおける巡回遅延時間を制御する無線通信制御装置である。路側機４は、接続する制御装置３の制御によって、複数のアンテナを用いた巡回遅延ダイバーシチにより後述する移動局へ信号を送信する無線通信装置である。実施の形態１では、無線通信システム１０において、巡回遅延無設定アンテナ７１および延長型巡回遅延設定アンテナ７２の２本のアンテナを用いて巡回遅延ダイバーシチにより信号を送信する場合について説明する。
　図２は、実施の形態１にかかる路側機４、ブランチ５、および移動局６の位置関係の例を示す図である。制御装置３と接続する路側機４は、巡回遅延無設定アンテナ７１を用いて、路側機４の通信エリアであるセル１の範囲で信号を送信する。また、路側機４は、ブランチ５経由で、路側機４から同軸ケーブルまたは光ケーブルなどによって信号線であるケーブルのケーブル長が延長された延長型巡回遅延設定アンテナ７２を用いて、ブランチ５の通信エリアであるセル２の範囲で信号を送信する。ブランチ５は、延長型巡回遅延設定アンテナ７２が設置された基地局である。ただし、ブランチ５は、延長型巡回遅延設定アンテナ７２を設置しているのみであり、信号を送信する制御は路側機４で行っている。実施の形態２以降で後述するように、ブランチ５では複数のアンテナを設置することも可能である。移動可能な移動局６は、セル１内では巡回遅延無設定アンテナ７１から送信された信号を受信し、セル２内では延長型巡回遅延設定アンテナ７２から送信された信号を受信する。移動局６は、セル１とセル２が重複するセル１およびセル２の境界付近では、巡回遅延無設定アンテナ７１および延長型巡回遅延設定アンテナ７２から送信された信号を受信することができる。
　なお、路側機４とブランチ５とを光ケーブルで接続する場合、光ケーブルによる延長区間の路側機４側には電気信号を光信号に変換する電気光信号変換器、ブランチ５側には光信号を電気信号に変換する光電気信号変換器を備えるものとする。また、路側機４とブランチ５とを光ケーブルで接続する場合、途中で光信号の強度を増幅する光中継機能を備える構成にしてもよい。
　図２に示す位置に移動局６がある場合に、セル１において巡回遅延無設定アンテナ７１から移動局６までの空間伝搬距離を距離Ｒ1、巡回遅延無設定アンテナ７１から信号が送信されて距離Ｒ1において移動局６で信号を受信するまでの無線区間における信号の遅延時間である空間伝搬遅延時間をΔＴB1と仮定する。また、セル２において延長型巡回遅延設定アンテナ７２から移動局６までの空間伝搬距離を距離Ｒ2、延長型巡回遅延設定アンテナ７２から信号が送信されて距離Ｒ2において移動局６で信号を受信するまでの無線区間における信号の遅延時間である空間伝搬遅延時間をΔＴB2と仮定する。
　また、路側機４からブランチ５までの長距離のケーブル伝送を行うことで、巡回遅延無設定アンテナ７１から送信される信号に対して延長型巡回遅延設定アンテナ７２から送信される信号で発生する有線区間における遅延時間である有線伝搬遅延時間をΔＴAと仮定する。路側機４の巡回遅延無設定アンテナ７１における有線伝搬遅延時間は極めて小さいものと仮定して、ここでは有線伝搬遅延時間をゼロに設定する。なお、図２では、距離Ｒ1は厳密には巡回遅延無設定アンテナ７１と移動局６との間を示していないが、便宜上、路側機４の中心と移動局６の中心との間の距離を距離Ｒ1とする。同様に、ブランチ５の中心と移動局６の中心との間の距離を距離Ｒ2とする。
　ここで、各装置の動作について説明を行う前に、無線通信システム１０の構成を図１および図２に示すような構成にすることについて説明する。また、図１および図２に示す無線通信システム１０で用いる巡回遅延ダイバーシチにおける遅延時間差とビット誤り率の関係について説明する。
　路側機などの基地局から同一の情報を広域に配信する無線通信システムの例として、ＩＴＳ（Intelligent　Transportation　System）における路車間通信システムがある。安全運転支援の実現を目的として規格化が行われているＩＥＥＥ８０２．１１ｐでは、数百ｍから１ｋｍ程度のエリアで路車間通信が可能とされている。なお、実施の形態１では、無線通信システム１０として、路車間通信システムを例にして説明するが、列車無線を用いた指令－乗務員間の通話システムなどにも適用可能である。列車無線を用いた通話システムでは、図１および図２に示す路側機４は列車無線基地局となる。
　基地局である路側機から同一の情報を広域に配信する無線通信システムに巡回遅延ダイバーシチを適用する場合、巡回遅延ダイバーシチの機能を備えた複数の路側機を設置する案が考えられる。しかしながら、安易に路側機を増設するとコストが増大し、設置工事も大規模になる。そこで、図１および図２に示すように、延長型巡回遅延設定アンテナ７２について、同軸ケーブルまたは光ケーブルなどでケーブル長を延長することにより、路側機４の巡回遅延無設定アンテナ７１と離れた位置に、巡回遅延無設定アンテナ７１と同一情報を配信可能な延長型巡回遅延設定アンテナ７２を増設する方法がある。
　図１および図２の例では、路側機４と接続する２本のアンテナのうち１本、ここでは延長型巡回遅延設定アンテナ７２までのケーブルを同軸ケーブルまたは光ケーブルなどでブランチ５まで延長する。これにより、無線通信システム１０では、ブランチ５に設置された延長型巡回遅延設定アンテナ７２から信号を送信することにより、セル１と通信エリアが隣接し、セル１と同一情報を配信可能なセル２を形成することができる。無線通信システム１０では、各セルの中心付近における巡回遅延ダイバーシチの効果は弱まるものの、各セルからの送信タイミングが異なることから、セル境界において、同一信号が同一タイミングにおいて逆位相で打ち消し合う現象、すなわちビート干渉の発生を回避できるという利点がある。このように、無線通信システム１０では、図１および図２に示す構成にすることで、１つの路側機４の設置でよいことからコストの増大を抑えつつ、巡回遅延ダイバーシチの効果を得ることができるという利点がある。
　延長型巡回遅延設定アンテナ７２における長距離のケーブル延長を伴い、かつ巡回遅延ダイバーシチを適用する無線通信システム１０では、制御装置３で設定される巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延時間の他、有線伝搬遅延時間ΔＴA、および空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2を無視することができなくなる。
　巡回遅延ダイバーシチによる通信品質の改善効果は、路側機４の巡回遅延無設定アンテナ７１およびブランチ５の延長型巡回遅延設定アンテナ７２の各アンテナからの信号が移動局６で受信される際の遅延時間の差分である遅延時間差により決定される。特に、移動局６で観測される各アンテナからの遅延時間差がゼロに近づくと、巡回遅延ダイバーシチの効果が弱まる。そのため、制御装置３において、路側機４の巡回遅延無設定アンテナ７１における空間伝搬遅延時間ΔＴB1、ブランチ５の延長型巡回遅延設定アンテナ７２における有線伝搬遅延時間ΔＴAおよび空間伝搬遅延時間ΔＴB2を考慮するとともに、巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延が有する特徴を考慮した巡回遅延時間の設定が行われることが望ましい。
　巡回遅延について説明するために、巡回遅延無設定アンテナ７１と延長型巡回遅延設定アンテナ７２との間で巡回遅延ダイバーシチを行う場合を前提とした巡回遅延の概念図を図３に示す。図３は、実施の形態１にかかる無線通信システム１０で用いる巡回遅延ダイバーシチにおける巡回遅延の概念を示す説明図である。ここでは、１つのＯＦＤＭシンボルにおける巡回周期を６４サンプルと仮定する。巡回遅延ダイバーシチは、巡回シフトの考え方に基づいて、遅延させた後方のサンプル部分をデータフレームの前方へ複製する形で、送信する信号に対して巡回遅延を与える仕組みである。そのため、巡回遅延ダイバーシチでは、巡回周期、すなわちＦＦＴ（Fast　Fourier　Transform）周期で巡回遅延時間が一巡するという特徴がある。巡回遅延時間が一巡すると、移動局６で見た場合、巡回遅延無設定アンテナ７１から送信される信号と、延長型巡回遅延設定アンテナ７２から送信される巡回遅延が与えられた信号が同一のタイミングで受信されるように見え、巡回遅延ダイバーシチの効果が得られなくなる。
　特に、一方のアンテナまでの距離を長距離のケーブルで延長するシステムにおいては、有線および空間の合計の伝搬遅延時間が比較的大きな値となることが予想され、有線および空間の伝搬遅延時間と巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延時間との合計値が遅延時間を一巡する可能性が高くなる。そのため、路側機４の巡回遅延無設定アンテナ７１およびブランチ５の延長型巡回遅延設定アンテナ７２の設置条件を考慮すると、設定される巡回遅延時間によっては、巡回遅延ダイバーシチによる通信品質の改善効果が消失してしまう可能性がある。
　図４は、実施の形態１において、有線および空間の合計の伝搬遅延時間を考慮しないで巡回遅延時間を設定した場合の移動局６における巡回遅延無設定アンテナ７１および延長型巡回遅延設定アンテナ７２の２本のアンテナからの信号の受信タイミングの例を示す図である。図３と同様、１つのＯＦＤＭシンボルにおける巡回周期を６４サンプルと仮定する。１サンプルの時間長は、例えば、ＯＦＤＭのサンプリングレートが１０ＭＨｚの場合には１００ｎｓｅｃ、ＯＦＤＭのサンプリングレートが４０ＭＨｚの場合には２５ｎｓｅｃに相当する。
　路側機４の巡回遅延無設定アンテナ７１から送信される信号は、移動局６の受信時すなわち受信タイミングにおいて、空間伝搬遅延時間ΔＴB1として２サンプル分の伝搬遅延時間が付加されると仮定する。一方、ブランチ５の延長型巡回遅延設定アンテナ７２から送信される信号は、制御装置３内部で予め５２サンプルの巡回遅延時間が付加されており、移動局６の受信時すなわち受信タイミングにおいて、有線伝搬遅延時間ΔＴAおよび空間伝搬遅延時間ΔＴB2の合計として１４サンプル分の伝搬遅延時間が付加されると仮定する。このとき、移動局６では、ブランチ５の延長型巡回遅延設定アンテナ７２からの信号は、受信時において５２＋１４＝６６サンプル分だけ遅延しているように見える。巡回周期が６４サンプルであることを考慮すると、移動局６では、実質的には６６－６４＝２サンプル分しか遅延していないように見える。路側機４の巡回遅延無設定アンテナ７１からの信号も２サンプル分の遅延であることから、移動局６では、両方のアンテナからの信号の遅延時間が同じ、すなわち遅延時間差がゼロのように見えてしまう。この場合、移動局６では、巡回遅延ダイバーシチの効果が消失し、巡回遅延ダイバーシチの効果を得ることができない。
　図４のＧＩ（Guard　Interval）に示すように、一般的にＧＩ部分には、データの後ろの部分から規定された複数のサンプルがコピーされて付加される。そのため、移動局６では、巡回遅延無設定アンテナ７１から送信される信号の復調範囲において、巡回遅延無設定アンテナ７１から送信される信号とサンプル番号が一致する信号を延長型巡回遅延設定アンテナ７２からも受信する可能性がある。この場合、移動局６では、巡回遅延無設定アンテナ７１および延長型巡回遅延設定アンテナ７２から受信した信号は、同一信号の重ね合わせとして見えることになる。
　図５は、実施の形態１にかかる巡回遅延ダイバーシチにおける遅延時間差の絶対値とビット誤り率の関係を示す説明図である。図５において、横軸は移動局６において巡回遅延無設定アンテナ７１および延長型巡回遅延設定アンテナ７２から信号を受信したときに各アンテナで発生する遅延時間の差分である遅延時間差の絶対値を示す。また、図５において、縦軸はビット誤り率を示し、値が小さいほど通信品質が良好であることを表している。
　図５において横軸が０の場合は、移動局６で巡回遅延無設定アンテナ７１および延長型巡回遅延設定アンテナ７２からの信号を同一タイミング、図４の例ではサンプル番号が一致するタイミングで受信することを表し、巡回遅延ダイバーシチの効果を得ることができない。巡回遅延ダイバーシチの効果は、遅延時間差の絶対値を徐々に増加させるにつれて大きくなり、遅延時間差の絶対値が通信品質安定領域になるときの境界の情報を示す通信安定遅延時間であるτrになった時点で最大の効果が得られる。この通信安定遅延時間τrの値は、路側機４と移動局６との間の伝搬路およびブランチ５と移動局６との間の伝搬路のフェージングモデル、または使用する誤り訂正符号の種類などにより決定され、事前に無線通信システム１０の管理者などがシミュレーション評価を行うことで通信安定遅延時間τrの値を把握することが可能である。
　また、巡回遅延の特徴により、遅延時間差の絶対値が巡回周期であるＮ、前述の例では６４サンプルに近づくにつれて、巡回遅延ダイバーシチの効果は得られなくなる。具体的に、遅延時間差の絶対値が（Ｎ－τr）から効果が薄れ始め、Ｎになった時点で消失する。
　すなわち、遅延時間差の絶対値が０～τrの領域および（Ｎ－τr）～Ｎの領域は、移動局６において巡回遅延ダイバーシチの効果が十分に得られない通信品質不安定領域と解釈することができる。一方、遅延時間差の絶対値が０～τrの領域と（Ｎ－τr）～Ｎの領域との間に位置するτr～（Ｎ－τr）の領域は、移動局６において巡回遅延ダイバーシチの効果が最大限に得られる通信品質安定領域と解釈することができる。すなわち、無線通信システム１０では、遅延時間差の絶対値がτr～（Ｎ－τr）の領域において、安定した通信品質を得ることができる。
　ここで、図２において、移動局６は各セル内を移動することから、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2は、移動局６の位置により異なる値をとる。しかしながら、制御装置３では、各セルで想定されるセル半径などの情報を用いることで、距離Ｒ1，Ｒ2の取り得る値の範囲を推定することができる。制御装置３では、推定した距離Ｒ1，Ｒ2の取り得る値に対して電波の伝搬速度（＝３．０×１０8ｍ／ｓｅｃ）を除算することで、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の取り得る値の範囲を推定することができる。
　また、巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延時間は、後述するように、セル２の延長型巡回遅延設定アンテナ７２から送信される信号に付加される。延長型巡回遅延設定アンテナ７２から送信される信号に付加される巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延時間をτと仮定する。τは巡回遅延時間であることから、巡回周期をＮサンプルとした場合、０～（Ｎ－１）の範囲の整数値で設定される。１サンプルの時間長をＴsampと仮定すると、巡回遅延時間の時間長を「τ×Ｔsamp」に換算することができる。
　ここで、巡回遅延無設定アンテナ７１から送信される信号が移動局６で受信されるときの信号の遅延時間をＴANT1、延長型巡回遅延設定アンテナ７２から送信される信号が移動局６で受信されるときの信号の遅延時間をＴANT2とすると、各々以下の式（１）、（２）のように計算することができる。なお、これらの式においては、説明を簡略化するために、移動局６の移動経路が直線で、かつ路側機４は移動経路沿いに直線上に設置されており、さらに全てのアンテナの高さが同一であるものと仮定している。
　ＴANT1＝ΔＴB1　…（１）
　ＴANT2＝τ×Ｔsamp＋ΔＴA＋ΔＴB2　…（２）
　従って、図５の横軸に示す遅延時間差の絶対値は、以下の式（３）のように計算することができる。
　｜ＴANT1－ＴANT2｜＝｜ΔＴB1－（τ×Ｔsamp＋ΔＴA＋ΔＴB2）｜　…（３）
　制御装置３は、想定する移動局６の移動範囲の中で取り得る空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の各組み合わせにおいて、式（３）の計算結果が図５で示した通信品質安定領域に収まるように巡回遅延時間τの値を選択する。
　制御装置３は、例えば、Ｎ＝６４の場合、ある空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の組み合わせでは式（３）の計算結果が図５で示す通信品質安定領域に収まる巡回遅延時間τの値として２０～４０の範囲を選択する。また、制御装置３は、別の空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の組み合わせでは式（３）の計算結果が図５で示す通信品質安定領域に収まる巡回遅延時間τの値として３０～５０の範囲を選択する。この場合、制御装置３は、想定する移動局６の移動範囲の中で取り得る空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の各組み合わせにおいて、式（３）の計算結果が図５で示した通信品質安定領域に収まるように巡回遅延時間τの値として３０～４０の範囲を選択する。このように、制御装置３は、想定する移動局６の移動範囲の中で取り得る空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の各組み合わせにおいて、共通する範囲を巡回遅延時間τの値として選択する。制御装置３は、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の組み合わせの数が３つ以上になる場合も同様に、各空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の各組み合わせにおいて、共通する範囲を巡回遅延時間τの値として選択する。
　これにより、無線通信システム１０では、移動局６において、各セルの通信エリアで巡回遅延ダイバーシチの効果を最大限に得ることができる。
　つづいて、図１および図２に示す無線通信システム１０を構成する制御装置３および路側機４において、移動局６で巡回遅延ダイバーシチの効果が最大限に得られるようにするための動作について説明する。
　図１に示すように、制御装置３は、記憶部３１と、伝搬遅延推定部３５と、巡回遅延時間選択部３６と、を備える。また、記憶部３１は、通信安定遅延時間記憶部３２と、通信パラメータ記憶部３３と、アンテナ設置情報記憶部３４と、を備える。
　通信安定遅延時間記憶部３２は、事前にシミュレーション評価などを行うことで求められた、移動局６において巡回遅延ダイバーシチの効果が得られる図５に示す通信品質安定領域に対応する遅延時間の範囲を示す情報である通信安定遅延時間τrを記憶する。
　通信パラメータ記憶部３３は、無線通信システム１０で用いるＯＦＤＭによる通信の通信パラメータを記憶する。通信パラメータ記憶部３３は、具体的に、巡回周期であるＮ、送信される信号に挿入されるガードインターバル長、ＯＦＤＭシンボル内のサンプルのサンプリングレートなどの通信パラメータの情報を記憶する。
　アンテナ設置情報記憶部３４は、巡回遅延無設定アンテナ７１および延長型巡回遅延設定アンテナ７２の各アンテナについての設置情報を記憶する。アンテナ設置情報記憶部３４は、各アンテナについての設置情報として、具体的に、巡回遅延無設定アンテナ７１と延長型巡回遅延設定アンテナ７２との間のアンテナ設置間隔、各アンテナの高さ、路側機４からブランチ５への長距離ケーブルの長さ、各セルで想定されるセル半径、巡回遅延無設定アンテナ７１および延長型巡回遅延設定アンテナ７２が設置された道路形状についての情報、例えば、直線か曲線かの情報、曲線の場合には曲率半径などの情報を記憶する。アンテナ設置情報記憶部３４は、路側機４において巡回遅延ダイバーシチによる信号の送信で使用される全てのアンテナの設置情報を記憶する。以降の実施の形態についても同様とする。
　伝搬遅延推定部３５は、アンテナ設置情報記憶部３４が記憶する情報を用いて、有線伝搬遅延時間ΔＴA、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の値を推定する。このとき、移動局６は各セル内を移動することから、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2は、移動局６の位置により異なる値をとる。しかしながら、伝搬遅延推定部３５は、各セルで想定されるセル半径などの情報を用いることで、距離Ｒ1，Ｒ2の取り得る値の範囲を推定することができる。伝搬遅延推定部３５は、推定した距離Ｒ1，Ｒ2の取り得る値に対して電波の伝搬速度を除算することで、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の取り得る値の範囲を推定できることから、想定される移動範囲の中で空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の値の組み合わせを推定する。また、伝搬遅延推定部３５は、移動局６の位置が複数想定される場合、想定される各位置において空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2を推定する。
　巡回遅延時間選択部３６は、通信安定遅延時間記憶部３２が記憶する通信安定遅延時間τr、通信パラメータ記憶部３３が記憶する巡回周期Ｎなどの通信パラメータ、および伝搬遅延推定部３５において推定された有線伝搬遅延時間ΔＴA、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の値を用いて、式（１）～（３）の計算を行う。そして、巡回遅延時間選択部３６は、式（３）の計算結果、すなわち遅延時間差の絶対値が図５で示した通信品質安定領域の範囲に収まるように、巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延時間τを選択する。巡回遅延時間選択部３６において遅延時間差の絶対値が通信品質安定領域の範囲に収まるように巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延時間τを選択することで、無線通信システム１０では、安定した通信品質を得ることができる。巡回遅延時間選択部３６は、選択した巡回遅延時間τを路側機４へ出力する。なお、巡回遅延時間選択部３６は、移動局６は各セル内を移動することから、想定される移動範囲の中で空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の値の組み合わせを変えた場合においても式（１）～（３）の計算を行い、式（３）の計算結果が図５で示した通信品質安定領域の範囲に収まるように、巡回遅延時間τの値を選択するものとする。巡回遅延時間選択部３６は、伝搬遅延推定部３５において推定された複数の位置における空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2を用いて、各位置において安定した通信品質が得られるように巡回遅延時間τの値を選択する。
　図１に示すように、路側機４は、送信信号生成部４１と、巡回遅延時間付加部４２と、を備える。路側機４は、巡回遅延無設定アンテナ７１および延長型巡回遅延設定アンテナ７２から各セル内へ信号を送信する。
　送信信号生成部４１は、送信データをＯＦＤＭ変調することにより各セル内の移動局６へ送信する信号を生成する。送信信号生成部４１は、生成した信号を、巡回遅延無設定アンテナ７１および巡回遅延時間付加部４２へ出力する。なお、図１では、路側機４において、送信信号生成部４１で生成されて出力された１つの信号を分岐して、分岐後の一方の信号を巡回遅延無設定アンテナ７１へ出力し、分岐後の他方の信号を巡回遅延時間付加部４２へ出力しているが、これに限定するものではない。送信信号生成部４１は、同一の信号を２つ生成し、一方の信号を巡回遅延無設定アンテナ７１へ出力し、他方の信号を巡回遅延時間付加部４２へ出力してもよい。以降の実施の形態についても同様とする。
　巡回遅延時間付加部４２は、送信信号生成部４１より入力された信号に対して、巡回遅延時間選択部３６より入力された巡回遅延時間τを付加、すなわち巡回遅延時間τによる巡回遅延を与える。巡回遅延時間付加部４２は、巡回遅延時間τの付加において、具体的には、巡回シフトの考え方に基づいて、巡回遅延時間τの遅延時間分だけ遅延させた後方のサンプル部分をデータフレームの前方へ複製する形で、送信する信号に対して巡回遅延時間τを付加する。巡回遅延時間付加部４２は、巡回遅延時間τを付加後の信号を延長型巡回遅延設定アンテナ７２へ出力する。
　なお、路側機４では、送信信号生成部４１から巡回遅延無設定アンテナ７１への信号、および、巡回遅延時間付加部４２から延長型巡回遅延設定アンテナ７２への信号に対して、実際にはディジタル－アナログ変換処理、ＲＦ（Radio　Frequency）周波数への周波数変換処理、増幅処理などのアナログ処理を行った後に出力しているが、一般的な処理のため記載を省略する。
　そして、路側機４は、送信信号生成部４１から出力された信号を、巡回遅延無設定アンテナ７１からセル１内の移動局６へ送信する。また、路側機４は、ブランチ５経由で、巡回遅延時間τが付加されて巡回遅延時間付加部４２から出力された信号を、延長型巡回遅延設定アンテナ７２からセル２内の移動局６へ送信する。
　路側機４から各セル内へ信号を送信するまでの制御装置３および路側機４の動作を、フローチャートを用いて説明する。図６は、実施の形態１にかかる制御装置３の動作を示すフローチャートである。まず、制御装置３の伝搬遅延推定部３５は、アンテナ設置情報記憶部３４において記憶されている路側機４からブランチ５へ接続している長距離ケーブルの長さの情報を用いて、有線伝搬遅延時間ΔＴAを推定する（ステップＳ１）。また、伝搬遅延推定部３５は、アンテナ設置情報記憶部３４において記憶されている巡回遅延無設定アンテナ７１と延長型巡回遅延設定アンテナ７２との間のアンテナ設置間隔、各セルで想定するセル半径、道路形状についての情報などの情報を用いて、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2を推定する（ステップＳ２）。
　つぎに、巡回遅延時間選択部３６は、通信安定遅延時間記憶部３２において記憶されている通信安定遅延時間τr、通信パラメータ記憶部３３において記憶されている巡回周期Ｎなどの通信パラメータ、および伝搬遅延推定部３５において推定された有線伝搬遅延時間ΔＴA、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の値を用いて、式（１）、（２）より移動局６で受信される各アンテナからの信号の遅延時間ＴANT1，ＴANT2を算出する（ステップＳ３）。巡回遅延時間選択部３６は、算出した遅延時間ＴANT1，ＴANT2を用いて、式（３）より移動局６における各アンテナからの信号の遅延時間の遅延時間差の絶対値を算出する（ステップＳ４）。そして、巡回遅延時間選択部３６は、算出した遅延時間差の絶対値に基づいて、巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延時間τを選択する（ステップＳ５）。
　図７は、実施の形態１にかかる路側機４の動作を示すフローチャートである。まず、路側機４の送信信号生成部４１は、送信データをＯＦＤＭ変調して各セル内へ送信する信号を生成する（ステップＳ１１）。路側機４では、送信信号生成部４１から出力された信号に対してアナログ処理を行い、巡回遅延無設定アンテナ７１経由でセル１へ信号を送信する（ステップＳ１２）。
　路側機４では、巡回遅延時間付加部４２が、送信信号生成部４１から出力された信号に対して、制御装置３の巡回遅延時間選択部３６において選択された巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延時間τを付加する（ステップＳ１３）。路側機４では、巡回遅延時間τが付加された信号に対してアナログ処理を行い、ブランチ５に設置された延長型巡回遅延設定アンテナ７２経由でセル２へ信号を送信する（ステップＳ１４）。
　つづいて、制御装置３のハードウェア構成について説明する。制御装置３において、記憶部３１、すなわち、通信安定遅延時間記憶部３２、通信パラメータ記憶部３３、およびアンテナ設置情報記憶部３４はメモリにより実現される。伝搬遅延推定部３５および巡回遅延時間選択部３６の各機能は、処理回路により実現される。すなわち、制御装置３は、有線伝搬遅延時間ΔＴAおよび空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2を推定し、移動局６における各アンテナから受信される信号の遅延時間ＴANT1，ＴANT2および遅延時間の遅延時間差の絶対値を算出し、巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延時間τを選択するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central　Processing　Unit）およびメモリであってもよい。
　図８は、実施の形態１にかかる制御装置３の処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアである場合、図８に示す処理回路９１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。伝搬遅延推定部３５および巡回遅延時間選択部３６の各部の機能各々を処理回路９１で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路９１で実現してもよい。
　図９は、実施の形態１にかかる制御装置３の処理回路をＣＰＵおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がＣＰＵ９２およびメモリ９３で構成される場合、伝搬遅延推定部３５および巡回遅延時間選択部３６の機能は、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９３に格納される。処理回路では、メモリ９３に記憶されたプログラムをＣＰＵ９２が読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、制御装置３は、処理回路により実行されるときに、有線伝搬遅延時間ΔＴAを推定するステップ、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2を推定するステップ、移動局６における各アンテナから受信される信号の遅延時間ＴANT1，ＴANT2を算出するステップ、遅延時間の遅延時間差の絶対値を算出するステップ、巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延時間τを選択するステップ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９３を備える。また、これらのプログラムは、伝搬遅延推定部３５および巡回遅延時間選択部３６の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、ＣＰＵ９２は、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、プロセッサ、またはＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などであってもよい。また、メモリ９３とは、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（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。なお、記憶部３１、すなわち、通信安定遅延時間記憶部３２、通信パラメータ記憶部３３、およびアンテナ設置情報記憶部３４を実現するメモリを、メモリ９３としてもよい。
　なお、伝搬遅延推定部３５および巡回遅延時間選択部３６の各機能について、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。例えば、伝搬遅延推定部３５については専用のハードウェアとしての処理回路９１でその機能を実現し、巡回遅延時間選択部３６についてはＣＰＵ９２がメモリ９３に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。
　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。
　なお、制御装置３の構成について説明したが、路側機４の構成についても同様である。路側機４において、送信信号生成部４１および巡回遅延時間付加部４２については、図８および図９に示す構成により実現される。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、無線通信システム１０において、制御装置３では、路側機４からブランチ５への間の長距離のケーブル延長による有線伝搬遅延時間、および路側機４およびブランチ５の各アンテナから移動局６への伝搬における空間伝搬遅延時間が大きくなる場合、各伝搬遅延時間の値を推定し、さらに巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延が有する特徴を考慮して巡回遅延時間を設定することとした。これにより、無線通信システム１０では、路側機４において巡回遅延ダイバーシチを行うための２本のアンテナのうち、１本のアンテナについて同軸ケーブルまたは光ケーブルなどで長距離の延長を行うことにより隣接するセル２を形成する場合においても、安定した巡回遅延ダイバーシチ効果を得ることができる。
　なお、本実施の形態では、説明を簡略化するため、式（１）～（３）において移動局６の移動経路が直線、かつ路側機４は移動経路沿いに直線上に設置され、さらに全てのアンテナの高さが同一であるものと仮定したが、各アンテナの設置条件によっては、その設置条件に合わせる形で式（１）～（３）に変更を加えてもよい。また、有線伝搬遅延時間、空間伝搬遅延時間の算出にあたり、距離差が小さい部分については近似を行って説明したが、近似は行わずに厳密に遅延時間として考慮する形であってもよい。
実施の形態２．
　図１０は、実施の形態２にかかる制御装置３および路側機４を備える無線通信システム１０において４本のアンテナを備える場合の構成例を示す図である。制御装置３および路側機４の構成は、図１に示す実施の形態１と同様である。実施の形態２では、無線通信システム１０において、巡回遅延無設定アンテナ８１、延長型巡回遅延無設定アンテナ８２、巡回遅延設定アンテナ８３、および延長型巡回遅延設定アンテナ８４の４本のアンテナを用いて巡回遅延ダイバーシチにより信号を送信する場合について説明する。
　図１１は、実施の形態２にかかる路側機４、ブランチ５、および移動局６の位置関係の例を示す図である。制御装置３と接続する路側機４は、巡回遅延無設定アンテナ８１および巡回遅延設定アンテナ８３を用いて、路側機４の通信エリアであるセル１の範囲で信号を送信する。また、路側機４は、ブランチ５経由で、路側機４から同軸ケーブルまたは光ケーブルなどによってケーブル長が延長された延長型巡回遅延無設定アンテナ８２および延長型巡回遅延設定アンテナ８４を用いて、ブランチ５の通信エリアであるセル２の範囲で信号を送信する。移動局６は、セル１内では巡回遅延無設定アンテナ８１および巡回遅延設定アンテナ８３から送信された信号を受信し、セル２内では延長型巡回遅延無設定アンテナ８２および延長型巡回遅延設定アンテナ８４から送信された信号を受信する。移動局６は、セル１とセル２が重複するセル１およびセル２の境界付近では、巡回遅延無設定アンテナ８１、延長型巡回遅延無設定アンテナ８２、巡回遅延設定アンテナ８３、および延長型巡回遅延設定アンテナ８４から送信された信号を受信することができる。
　図１１に示す位置に移動局６がある場合に、セル１において巡回遅延無設定アンテナ８１および巡回遅延設定アンテナ８３から移動局６までの空間伝搬距離を距離Ｒ1、巡回遅延無設定アンテナ８１および巡回遅延設定アンテナ８３から信号が送信されて距離Ｒ1において移動局６で信号を受信するまでの無線区間における信号の遅延時間である空間伝搬遅延時間をΔＴB1と仮定する。また、セル２において延長型巡回遅延無設定アンテナ８２および延長型巡回遅延設定アンテナ８４から移動局６までの空間伝搬距離を距離Ｒ2、延長型巡回遅延無設定アンテナ８２および延長型巡回遅延設定アンテナ８４から信号が送信されて距離Ｒ2において移動局６で信号を受信するまでの無線区間における信号の遅延時間である空間伝搬遅延時間をΔＴB2と仮定する。
　また、路側機４からブランチ５までの長距離のケーブル伝送を行うことで、巡回遅延無設定アンテナ８１から送信される信号に対して延長型巡回遅延無設定アンテナ８２から送信される信号で発生する有線区間における遅延時間である有線伝搬遅延時間をΔＴA1と仮定する。また、路側機４からブランチ５までの長距離のケーブル伝送を行うことで、巡回遅延設定アンテナ８３から送信される信号に対して、延長型巡回遅延設定アンテナ８４から送信される信号で発生する有線区間における遅延時間である有線伝搬遅延時間をΔＴA2と仮定する。路側機４の巡回遅延無設定アンテナ８１および巡回遅延設定アンテナ８３における有線伝搬遅延時間は極めて小さいものと仮定して、ここでは有線伝搬遅延時間をゼロに設定する。なお、図１１では、距離Ｒ1は厳密には巡回遅延無設定アンテナ８１および巡回遅延設定アンテナ８３と移動局６との間を示していないが、便宜上、路側機４の中心と移動局６の中心との間の距離を距離Ｒ1とする。同様に、ブランチ５の中心と移動局６の中心との間の距離を距離Ｒ2とする。
　セル１における路側機４の巡回遅延無設定アンテナ８１および巡回遅延設定アンテナ８３の各アンテナと移動局６との間の距離は厳密には異なるため、空間伝搬距離および空間伝搬遅延時間もアンテナ毎に異なるが、ここでは説明の簡略化のため各アンテナで同一と仮定する。同様に、セル２におけるブランチ５の延長型巡回遅延無設定アンテナ８２および延長型巡回遅延設定アンテナ８４の各アンテナと移動局６との間の距離は厳密には異なるため、空間伝搬距離および空間伝搬遅延時間もアンテナ毎に異なるが、ここでは説明の簡略化のため各アンテナで同一と仮定する。
　実施の形態１と同様、図１１において、移動局６は各セル内を移動することから、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2は、移動局６の位置により異なる値をとる。しかしながら、制御装置３では、各セルで想定されるセル半径などの情報を用いることで、距離Ｒ1，Ｒ2の取り得る値の範囲を推定することができる。制御装置３では、推定した距離Ｒ1，Ｒ2の取り得る値に対して電波の伝搬速度を除算することで、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の取り得る値の範囲を推定することができる。
　また、巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延時間は、後述するように、セル１の巡回遅延設定アンテナ８３およびセル２の延長型巡回遅延設定アンテナ８４から送信される信号に付加される。巡回遅延設定アンテナ８３および延長型巡回遅延設定アンテナ８４から送信される信号に付加される巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延時間をτと仮定する。τは巡回遅延時間であることから、巡回周期をＮサンプルとした場合、０～（Ｎ－１）の範囲の整数値で設定される。１サンプルの時間長をＴsampと仮定すると、巡回遅延時間の時間長を「τ×Ｔsamp」に換算することができる。
　ここで、巡回遅延無設定アンテナ８１から送信される信号が移動局６で受信されるときの信号の遅延時間をＴANT11、巡回遅延設定アンテナ８３から送信される信号が移動局６で受信されるときの信号の遅延時間をＴANT12、延長型巡回遅延無設定アンテナ８２から送信される信号が移動局６で受信されるときの信号の遅延時間をＴANT21、延長型巡回遅延設定アンテナ８４から送信される信号が移動局６で受信されるときの信号の遅延時間をＴANT22とすると、各々以下の式（４）～（７）のように計算することができる。なお、これらの式においては、説明を簡略化するために、移動局６の移動経路が直線で、かつ路側機４は移動経路沿いに直線上に設置されており、さらに全てのアンテナの高さが同一であるものと仮定している。
　ＴANT11＝ΔＴB1　…（４）
　ＴANT12＝τ×Ｔsamp＋ΔＴB1　…（５）
　ＴANT21＝ΔＴA1＋ΔＴB2　…（６）
　ＴANT22＝τ×Ｔsamp＋ΔＴA2＋ΔＴB2　…（７）
　従って、図５で横軸に示す遅延時間差の絶対値は、以下の式（８）～（１３）のように計算することができる。
　｜ＴANT11－ＴANT12｜＝｜ΔＴB1－（τ×Ｔsamp＋ΔＴB1）｜＝τ×Ｔsamp　…（８）
　｜ＴANT11－ＴANT21｜＝｜ΔＴB1－（ΔＴA1＋ΔＴB2）｜　…（９）
　｜ＴANT11－ＴANT22｜＝｜ΔＴB1－（τ×Ｔsamp＋ΔＴA2＋ΔＴB2）｜　…（１０）
　｜ＴANT12－ＴANT21｜＝｜τ×Ｔsamp＋ΔＴB1－（ΔＴA1＋ΔＴB2）｜　…（１１）
　｜ＴANT12－ＴANT22｜＝｜τ×Ｔsamp＋ΔＴB1－（τ×Ｔsamp＋ΔＴA2＋ΔＴB2）｜＝｜ΔＴB1－（ΔＴA2＋ΔＴB2）｜　…（１２）
　｜ＴANT21－ＴAN22｜＝｜ΔＴA1＋ΔＴB2－（τ×Ｔsamp＋ΔＴA2＋ΔＴB2）｜＝｜ΔＴA1－（τ×Ｔsamp＋ΔＴA2）｜　…（１３）
　制御装置３は、想定する移動局６の移動範囲の中で取り得る空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の各組み合わせにおいて、式（８）～（１３）の計算結果が図５で示した通信品質安定領域に収まるように巡回遅延時間τの値を選択する。これにより、無線通信システム１０では、移動局６において、各セルの通信エリアで巡回遅延ダイバーシチの効果を最大限に得ることができる。
　つづいて、図１０および図１１に示す無線通信システム１０を構成する制御装置３および路側機４において、移動局６で巡回遅延ダイバーシチの効果が最大限に得られるようにするための動作について説明する。実施の形態１と異なる部分について説明する。
　制御装置３において、アンテナ設置情報記憶部３４は、巡回遅延無設定アンテナ８１、延長型巡回遅延無設定アンテナ８２、巡回遅延設定アンテナ８３、および延長型巡回遅延設定アンテナ８４の各アンテナについての設置情報を記憶する。アンテナ設置情報記憶部３４は、具体的に、巡回遅延無設定アンテナ８１と延長型巡回遅延無設定アンテナ８２との間のアンテナ設置間隔、巡回遅延設定アンテナ８３と延長型巡回遅延設定アンテナ８４との間のアンテナ設置間隔、各アンテナの高さ、路側機４からブランチ５への各長距離ケーブルの長さ、各セルで想定されるセル半径、道路形状についての情報、例えば、直線か曲線かの情報、曲線の場合には曲率半径などの情報を記憶する。
　伝搬遅延推定部３５は、アンテナ設置情報記憶部３４が記憶する情報を用いて、有線伝搬遅延時間ΔＴA1，ΔＴA2、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の値を推定する。このとき、移動局６は各セル内を移動することから、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2は、移動局６の位置により異なる値をとる。しかしながら、伝搬遅延推定部３５は、各セルで想定されるセル半径などの情報を用いることで、距離Ｒ1，Ｒ2の取り得る値の範囲を推定することができる。伝搬遅延推定部３５は、推定した距離Ｒ1，Ｒ2の取り得る値に対して電波の伝搬速度を除算することで、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の取り得る値の範囲を推定できることから、想定される移動範囲の中で空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の値の組み合わせを推定する。
　巡回遅延時間選択部３６は、通信安定遅延時間記憶部３２が記憶する通信安定遅延時間τr、通信パラメータ記憶部３３が記憶する巡回周期Ｎなどの通信パラメータ、および伝搬遅延推定部３５において推定された有線伝搬遅延時間ΔＴA1，ΔＴA2、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の値を用いて、式（４）～（１３）の計算を行う。そして、巡回遅延時間選択部３６は、式（８）～（１３）の計算結果、すなわち遅延時間差の絶対値が図５で示した通信品質安定領域の範囲に収まるように、巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延時間τを選択する。なお、移動局６は各セル内を移動することから、想定される移動範囲の中で空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の値の組み合わせを変えた場合においても式（４）～（１３）の計算を行い、式（８）～（１３）の計算結果が図５で示した通信品質安定領域の範囲に収まるように、巡回遅延時間τの値を選択するものとする。
　路側機４における送信信号生成部４１および巡回遅延時間付加部４２の動作は実施の形態１と同様である。なお、路側機４では、送信信号生成部４１から巡回遅延無設定アンテナ８１および延長型巡回遅延無設定アンテナ８２への信号、および、巡回遅延時間付加部４２から巡回遅延設定アンテナ８３および延長型巡回遅延設定アンテナ８４への信号に対して、実際にはディジタル－アナログ変換処理、ＲＦ（Radio　Frequency）周波数への周波数変換処理、増幅処理などのアナログ処理を行った後に出力しているが、一般的な処理のため記載を省略する。
　そして、路側機４は、送信信号生成部４１から出力された信号を、巡回遅延無設定アンテナ８１からセル１内の移動局６へ送信し、巡回遅延時間τが付加されて巡回遅延時間付加部４２から出力された信号を、巡回遅延設定アンテナ８３からセル１内の移動局６へ送信する。また、路側機４は、ブランチ５経由で、送信信号生成部４１から出力された信号を、延長型巡回遅延無設定アンテナ８２からセル２内の移動局６へ送信し、巡回遅延時間τが付加されて巡回遅延時間付加部４２から出力された信号を、延長型巡回遅延設定アンテナ８４からセル２内の移動局６へ送信する。
　路側機４から移動局６へ信号を送信するまでの制御装置３および路側機４の動作は、実施の形態１で説明したフローチャートと同様である。実施の形態２では、制御装置３の伝搬遅延推定部３５は、図６のステップＳ１において、アンテナ設置情報記憶部３４において記憶されている路側機４からブランチ５へ接続している長距離ケーブルの長さの情報を用いて、有線伝搬遅延時間ΔＴA1，ΔＴA2を推定する。また、巡回遅延時間選択部３６は、図６のステップＳ３において、通信安定遅延時間記憶部３２において記憶されている通信安定遅延時間τr、通信パラメータ記憶部３３において記憶されている巡回周期Ｎなどの通信パラメータ、および伝搬遅延推定部３５において推定された有線伝搬遅延時間ΔＴA1，ΔＴA2、空間伝搬遅延時間ΔＴB1，ΔＴB2の値を用いて、式（４）～（７）より移動局６で受信される各アンテナからの信号の遅延時間ＴANT11，ＴANT12，ＴANT21，ＴANT22を算出する。また、巡回遅延時間選択部３６は、図６のステップＳ４において、算出した遅延時間ＴANT11，ＴANT12，ＴANT21，ＴANT22を用いて、式（８）～（１３）より移動局６における各アンテナからの信号の遅延時間の遅延時間差の絶対値を算出する。
　また、実施の形態２では、図７のステップＳ１２において、路側機４は、送信信号生成部４１から出力された信号に対してアナログ処理を行い、巡回遅延無設定アンテナ８１経由でセル１へ信号を送信する。路側機４は、送信信号生成部４１から出力された信号に対してアナログ処理を行い、ブランチ５に設置された延長型巡回遅延無設定アンテナ８２経由でセル２へ信号を送信する。また、図７のステップＳ１４において、路側機４は、巡回遅延時間τが付加された信号に対してアナログ処理を行い、巡回遅延設定アンテナ８３経由でセル１へ信号を送信する。路側機４は、巡回遅延時間τが付加された信号に対してアナログ処理を行い、ブランチ５に設置された延長型巡回遅延設定アンテナ８４経由でセル２へ信号を送信する。
　なお、式（８）～（１３）における遅延時間差の絶対値の計算式において、巡回遅延時間τを含まないアンテナの組み合わせがある。具体的には、巡回遅延無設定アンテナ８１および延長型巡回遅延無設定アンテナ８２における遅延時間差の絶対値の計算の式（９）、および、巡回遅延設定アンテナ８３および延長型巡回遅延設定アンテナ８４における遅延時間差の絶対値の計算の式（１２）である。式（９）はいずれのアンテナにも巡回遅延時間τが付加されない場合、式（１２）はいずれのアンテナにも巡回遅延時間τが付加される場合を示している。このようなアンテナの組み合わせについては、有線伝搬遅延時間および空間伝搬遅延時間を用いて、すなわち、両アンテナのアンテナ設置間隔または長距離伝送に使用するケーブルの長さなどのアンテナ設置方法を調節することにより、両アンテナ間において適切な遅延時間差になるように調節するようにしてもよい。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、無線通信システム１０において、制御装置３では、路側機４からブランチ５への間の長距離のケーブル延長による有線伝搬遅延時間、および路側機４およびブランチ５の各アンテナから移動局６への伝搬における空間伝搬遅延時間が大きく、かつ路側機４およびブランチ５において複数のアンテナを備える場合、各伝搬遅延時間の値を推定し、さらに巡回遅延ダイバーシチの巡回遅延が有する特徴を考慮して巡回遅延時間を設定することとした。これにより、無線通信システム１０では、路側機４およびブランチ５において複数のアンテナを備える場合においても、実施の形態１と同様に、安定した巡回遅延ダイバーシチ効果を得ることができる。
　なお、本実施の形態では、説明を簡略化するため、式（４）～（１３）において移動局６の移動経路が直線、かつ路側機４はその移動経路沿いに直線上に設置され、さらに全てのアンテナの高さが同一であるものと仮定したが、各アンテナの設置条件によっては、その設置条件に合わせる形で式（４）～（１３）に変更を加えてもよい。また、有線伝搬遅延時間、空間伝搬遅延時間の算出にあたり、距離差が小さい部分については近似を行って説明したが、近似は行わずに厳密に遅延時間として考慮する形であってもよい。
　また、本実施の形態では、説明を簡略化するために、路側機４のアンテナ数を２本とし、各アンテナへの信号線を分岐してブランチ５までケーブルで延長し、ブランチ５から２本のアンテナを用いてセル１に隣接するセル２を形成する場合について説明した。しかしながら、さらに、路側機４において各アンテナへの信号線を３つ以上に分岐して２以上のブランチ５を用いて複数のセルを形成するようにしてもよい。図１２は、実施の形態２にかかる制御装置３および路側機４を備える無線通信システム１０において６本のアンテナを備える場合の構成例を示す図である。無線通信システム１０では、例えば、延長型巡回遅延無設定アンテナの信号線を分岐して２本の延長型巡回遅延無設定アンテナ８２ａ，８２ｂを備え、延長型巡回遅延設定アンテナの信号を分岐して２本の延長型巡回遅延設定アンテナ８４ａ，８４ｂを備えることで、巡回遅延無設定アンテナ８１および巡回遅延設定アンテナ８３と合わせて合計６本のアンテナにすることができる。巡回遅延時間選択部３６では、６本のうち２本のアンテナの組み合わせ、すなわち合計１５通りのアンテナの組み合わせについて、式（４）～（１３）と同様の方法により遅延時間および遅延時間差の絶対値を算出し、各計算結果を用いて各アンテナに適切な巡回遅延時間τを設定することができる。
実施の形態３．
　実施の形態２では、実施の形態１に対して、路側機４の送信信号生成部４１および巡回遅延時間付加部４２からの信号を各々分岐して各々２本のアンテナ、すなわち合計４本のアンテナを用いて信号を送信していた。路側機４では、送信信号生成部４１または巡回遅延時間付加部４２の一方からの信号のみを分岐して合計３本のアンテナを用いて信号を送信するようにしてもよい。
　図１３は、実施の形態３にかかる制御装置３および路側機４を備える無線通信システム１０において３本のアンテナを備える構成例を示す図である。制御装置３および路側機４の構成は、図１に示す実施の形態１と同様である。図１３では、巡回遅延時間付加部４２からの信号を分岐しており、無線通信システム１０において、巡回遅延無設定アンテナ１０１、巡回遅延設定アンテナ１０２、および延長型巡回遅延設定アンテナ１０３の３本のアンテナを用いて巡回遅延ダイバーシチにより信号を送信する場合の例を示している。
　図１３において、路側機４が、送信信号生成部４１から巡回遅延無設定アンテナ１０１経由でセル１へ信号を送信する動作は、実施の形態１において送信信号生成部４１から巡回遅延無設定アンテナ７１経由でセル１へ信号を送信する動作と同じである。また、路側機４が、巡回遅延時間付加部４２から巡回遅延設定アンテナ１０２経由でセル１へ信号を送信する動作および延長型巡回遅延設定アンテナ１０３経由でセル２へ信号を送信する動作は、実施の形態２において巡回遅延時間付加部４２から巡回遅延設定アンテナ８３経由でセル１へ信号を送信する動作および延長型巡回遅延設定アンテナ８４経由でセル２へ信号を送信する動作と同じである。
　図１４は、実施の形態３にかかる制御装置３および路側機４を備える無線通信システム１０において３本のアンテナを備える他の構成例を示す図である。制御装置３および路側機４の構成は、図１に示す実施の形態１と同様である。図１４では、送信信号生成部４１からの信号を分岐しており、無線通信システム１０において、巡回遅延無設定アンテナ１１１、延長型巡回遅延無設定アンテナ１１２、および延長型巡回遅延設定アンテナ１１３の３本のアンテナを用いて巡回遅延ダイバーシチにより信号を送信する場合の例を示している。
　図１４において、路側機４が、送信信号生成部４１から巡回遅延無設定アンテナ１１１経由でセル１へ信号を送信する動作および延長型巡回遅延無設定アンテナ１１２経由でセル２へ信号を送信する動作は、実施の形態２において送信信号生成部４１から巡回遅延無設定アンテナ８１経由でセル１へ信号を送信する動作および延長型巡回遅延無設定アンテナ８２経由でセル２へ信号を送信する動作と同じである。また、路側機４が、巡回遅延時間付加部４２から延長型巡回遅延設定アンテナ１１３経由でセル２へ信号を送信する動作は、実施の形態１において巡回遅延時間付加部４２から延長型巡回遅延設定アンテナ７２経由でセル２へ信号を送信する動作と同じである。
　制御装置３の巡回遅延時間選択部３６では、図１３に示す構成または図１４に示す構成において、式（４）～（７）のうち該当する式を用いて遅延時間を算出し、式（８）～（１３）のうち該当する式を用いて遅延時間差の絶対値を算出する。
　このように、無線通信システム１０では、路側機４において送信信号生成部４１または巡回遅延時間付加部４２のいずれか一方からの信号のみを分岐した場合においても、実施の形態１および２と同様に、安定した巡回遅延ダイバーシチ効果を得ることができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の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、本発明の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。
　１，２　セル、３　制御装置、４　路側機、５　ブランチ、６　移動局、１０　無線通信システム、３１　記憶部、３２　通信安定遅延時間記憶部、３３　通信パラメータ記憶部、３４　アンテナ設置情報記憶部、３５　伝搬遅延推定部、３６　巡回遅延時間選択部、４１　送信信号生成部、４２　巡回遅延時間付加部、７１，８１，１０１，１１１　巡回遅延無設定アンテナ、７２，８４，８４ａ，８４ｂ，１０３，１１３　延長型巡回遅延設定アンテナ、８２，８２ａ，８２ｂ，１１２　延長型巡回遅延無設定アンテナ、８３，１０２　巡回遅延設定アンテナ。

Claims (9)

  1. 　巡回遅延ダイバーシチを用いて移動局へ信号を送信する無線通信装置を制御する無線通信制御装置であって、
    　前記移動局において前記巡回遅延ダイバーシチの効果が得られる遅延時間の範囲を示す情報である通信安定遅延時間、直交周波数分割多重方式による通信の通信パラメータ、および複数のアンテナの設置情報を記憶する記憶部と、
    　前記複数のアンテナの設置情報に基づいて、各アンテナから送信される信号が前記移動局に到達するまでの有線区間における遅延時間である有線伝搬遅延時間、および無線区間における遅延時間である空間伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延推定部と、
    　前記有線伝搬遅延時間、前記空間伝搬遅延時間、前記通信パラメータおよび前記通信安定遅延時間を用いて、前記無線通信装置で使用される巡回遅延時間を選択し、前記無線通信装置へ出力する巡回遅延時間選択部と、
    　を備えることを特徴とする無線通信制御装置。
  2. 　前記記憶部は、前記無線通信装置において前記巡回遅延ダイバーシチによる信号の送信で使用される全てのアンテナの設置情報を記憶する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信制御装置。
  3. 　前記伝搬遅延推定部は、前記移動局の位置が複数想定される場合、想定される各位置において前記空間伝搬遅延時間を推定し、
    　前記巡回遅延時間選択部は、前記伝搬遅延推定部において推定された複数の位置における前記空間伝搬遅延時間を用いて、各位置において安定した通信品質が得られる前記巡回遅延時間を選択する、
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信制御装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか１つに記載の無線通信制御装置と接続する無線通信装置であって、
    　移動局へ送信する信号を生成する送信信号生成部と、
    　前記送信信号生成部で生成された前記信号に対して、前記無線通信制御装置より入力された巡回遅延時間を付加する巡回遅延時間付加部と、
    　を備えることを特徴とする無線通信装置。
  5. 　前記送信信号生成部において生成された１つの信号を分岐して得られた２つの信号、または前記送信信号生成部において生成された２つの信号のうち、一方の信号を１つのアンテナから前記移動局へ送信し、他方の信号を前記巡回遅延時間付加部へ入力し、
    　前記巡回遅延時間付加部は、前記他方の信号に対して前記巡回遅延時間を付加し、
    　前記巡回遅延時間が付加された前記他方の信号を１つのアンテナから前記移動局へ送信することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
  6. 　前記送信信号生成部において生成された１つの信号を分岐して得られた２つの信号、または前記送信信号生成部において生成された２つの信号のうち、一方の信号を１つのアンテナから前記移動局へ送信し、他方の信号を前記巡回遅延時間付加部へ入力し、
    　前記巡回遅延時間付加部は、前記他方の信号に対して前記巡回遅延時間を付加し、
    　前記巡回遅延時間が付加された信号を分岐し、分岐後の各信号を複数のアンテナから前記移動局へ送信することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
  7. 　前記送信信号生成部において生成された１つの信号を分岐して得られた２つの信号、または前記送信信号生成部において生成された２つの信号のうち、一方の信号を分岐し、分岐後の各信号を複数のアンテナから前記移動局へ送信し、他方の信号を前記巡回遅延時間付加部へ入力し、
    　前記巡回遅延時間付加部は、前記他方の信号に対して前記巡回遅延時間を付加し、
    　前記巡回遅延時間が付加された前記他方の信号を１つのアンテナから前記移動局へ送信することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
  8. 　前記送信信号生成部において生成された１つの信号を分岐して得られた２つの信号、または前記送信信号生成部において生成された２つの信号のうち、一方の信号を分岐し、分岐後の各信号を複数のアンテナから前記移動局へ送信し、他方の信号を前記巡回遅延時間付加部へ入力し、
    　前記巡回遅延時間付加部は、前記他方の信号に対して前記巡回遅延時間を付加し、
    　前記巡回遅延時間が付加された信号を分岐し、分岐後の各信号を複数のアンテナから前記移動局へ送信することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
  9. 　請求項１から３のいずれか１つに記載の無線通信制御装置と、
    　請求項４から８のいずれか１つに記載の無線通信装置と、
    　を備えることを特徴とする無線通信システム。
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