WO2019116491A1 - 無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

無線通信システムおよび無線通信方法 Download PDF

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雅之 竹川
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株式会社日立国際電気
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    • H04W92/00—Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/04—Interfaces between hierarchically different network devices
    • H04W92/12—Interfaces between hierarchically different network devices between access points and access point controllers

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system and wireless communication method for performing wireless communication using site diversity transmission, and more particularly to a transmission site selection method.
  • the progress of the information-oriented society in recent years is extremely remarkable, and in addition to wired communication, wireless communication is often used as a communication method in many information communication devices and services.
  • the radio wave propagation path is represented by Space Time Coding (STC) and Multi-Input Multi-Output (MIMO) transmission method.
  • STC Space Time Coding
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • Site diversity is a type of space diversity scheme with coordinated multipoint transmission.
  • transmitters for example, base stations of a cellular system
  • sites configuring a wireless area
  • receiver for example, from the plurality of sites
  • the same information is sent to the mobile station of the cellular system.
  • diversity gain can be obtained by utilizing the difference in propagation path characteristics between the respective transmitting antennas and receiving antennas.
  • Patent Document 1 discloses an invention related to site diversity.
  • radio waves carrying the same information data are emitted from transmitters installed at a plurality of places (sites) configuring a wireless area, and a space diversity gain is obtained in the receiver.
  • the propagation path condition between the mobile station and the base station changes momentarily due to fluctuations in propagation characteristics such as fading, shadowing or distance attenuation. For this reason, the base station that was optimal at a certain point in time does not necessarily continue to be optimal thereafter. For example, even a base station that has a small propagation loss between mobile stations at a certain time may increase the propagation loss due to shadowing at the actual transmission time. In addition, even if the base station has a large propagation loss with the mobile station at a certain time, the propagation loss may be reduced if it is not shielded at the actual transmission time. In such a situation, if a time lag occurs between the time when the base station used for site diversity transmission is selected and the time when radio waves are actually emitted from the base station, the base station is not necessarily appropriate. Radio waves will be emitted from
  • radio waves addressed to the same mobile station from all the base stations constituting the system.
  • radio waves are also emitted from a base station that does not contribute to diversity gain because the distance is very long, spatial resource reuse can not be performed, and a reduction in system transmission capacity can be avoided. Absent.
  • the movement route is limited to the track, so movement can be predicted, but it may be walking, car or unmanned air vehicle etc. The prediction is difficult when there is no restriction on the movement path.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and in a radio communication system using site diversity transmission, radio communication is performed by suppressing a decrease in diversity gain even in a situation where propagation path conditions change. Aims to make it possible to do.
  • a wireless communication system is configured as follows. That is, in a wireless communication system in which the same data is transmitted to a mobile station from two or more base stations of a plurality of base stations installed in different places, network centralized control communicably connected to the plurality of base stations The network central control apparatus selects one or more base stations based on propagation path conditions between each base station and the mobile station, and a distance between each base station and the mobile station. It is characterized in that another one or more base stations are selected based on which one or more selected base stations transmit data to the mobile station.
  • the base station estimates the propagation path state between the base station and the mobile station based on the received signal from the mobile station, and the estimated path state is subjected to the network centralized control It may be configured to notify the device. Further, the mobile station notifies the network central control device of position information of the local station via the base station, and the network central control device is based on the position information of the mobile station notified from the mobile station. Alternatively, the distance between each base station and the mobile station may be calculated.
  • the mobile station further includes an operation management system that manages the operation status of the mobile station, the mobile station notifies the operation management system of its own location information via a base station, and the operation management system registers in advance
  • the operation status of the mobile station may be managed based on the moving route of the mobile station and the position information notified from the mobile station.
  • the present invention in a wireless communication system using site diversity transmission, it is possible to perform wireless communication while suppressing a decrease in diversity gain even in a situation where propagation path conditions change, and wireless communication with higher reliability can be achieved. Can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the entire configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless communication system 1 according to the present embodiment is a wireless communication system using site diversity.
  • the wireless communication system 1 includes an MS (Mobile Station) 20 which is a wireless communication terminal, BSs (Base Stations) 10 to 14 which are base stations to which these wireless communication terminals connect, and a network concentration. It comprises the control device 30 and the operation management system 40.
  • wireless communication terminal (MS20) the radio
  • a mobile equipped with an autonomous moving means is also referred to as an autonomous mobile.
  • the radio communication between the BSs 10 to 14 and the MS 20 is performed by a time division duplex system using the same frequency for uplink communication and downlink communication.
  • the network central control unit 30 manages the line aggregation function 31 that mediates communication between the BSs 10 to 14 and the operation management system 40, and manages which of the BSs 10 to 14 the MS 20 optimally communicates with. And a base station position management function 33 which holds in advance the geographical position information of the BSs 10 to 14 determined when the BSs 10 to 14 are installed.
  • the operation management system 40 has a function of managing the operation status of the autonomously moving body based on the position information of the autonomously moving body and the moving route set in advance.
  • BSs 10 to 14 each have an antenna 101 for transmitting and receiving radio waves, a data transmission unit 102 for transmitting and receiving data, a main control unit 103 for controlling the entire own station, an external line and an external device. And a terminal 105 for connecting to an external line or an external device.
  • the data transmission unit 102 includes an RF unit 111, a baseband (BB) signal processing unit 112, and a MAC processing unit 113.
  • the RF unit 111 performs processing such as frequency conversion from a baseband to a radio frequency band, frequency conversion from a radio frequency band to a baseband, and signal amplification.
  • the BB signal processing unit 112 includes a transmission BB unit 121 and a reception BB unit 122.
  • the transmission BB unit 121 includes a channel coding unit 131 that performs channel coding processing, and a modulation unit 132 that performs modulation processing.
  • the reception BB unit 122 includes a demodulation unit 141 that performs demodulation processing, a channel decoding unit 142 that performs channel decoding processing, and a propagation loss estimation unit 143 that performs propagation loss estimation.
  • the MAC processing unit 113 performs processing such as control of the frequency used by the own station and data transmission / reception timing, addition of the own station identifier to the communication packet, error detection of the received packet, and recognition of a wireless device of data transmission source. .
  • the main control unit 103 can be configured by, for example, a processor, a data storage area defined on a memory, and software. Also, the processing in the BB signal processing unit 112 and the MAC processing unit 113 is performed, for example, by the processor of the main control unit 103 reading out a program stored in a data storage device such as a hard disk or a flash memory onto memory and executing it. It is possible to realize.
  • the MS 20 has an antenna 201 for transmitting and receiving radio waves, a data transmission unit 202 for transmitting and receiving data, a main control unit 203 for controlling the entire own station, an external line and an external device. And a terminal 205 for connecting to an external line or an external device, and a Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver 206 for acquiring position information of the own station.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the data transmission unit 202 includes an RF unit 211, a baseband (BB) signal processing unit 212, and a MAC processing unit 213.
  • the RF unit 211 performs processing such as frequency conversion from a baseband to a radio frequency band, frequency conversion from a radio frequency band to a baseband, and signal amplification.
  • the BB signal processing unit 212 includes a transmission BB unit 221 and a reception BB unit 222.
  • the transmission BB unit 221 includes a channel coding unit 231 that performs channel coding processing, and a modulation unit 232 that performs modulation processing.
  • the reception BB unit 222 includes a demodulation unit 241 that performs demodulation processing, and a channel decoding unit 242 that performs channel decoding processing.
  • the MAC processing unit 213 performs processing such as control of the frequency channel and data transmission / reception timing used by the own station, addition of the own station identifier to the packet, error detection of the received packet, and recognition of a wireless device
  • the main control unit 203 can be configured by, for example, a processor, a data storage area defined on a memory, and software. Also, the processing in the BB signal processing unit 212 and the MAC processing unit 213 is performed, for example, by the processor of the main control unit 203 reading out a program stored in a data storage device such as a hard disk or flash memory onto memory and executing it. It is possible to realize.
  • Example of transmission base station selection at site diversity transmission Hereinafter, an example of a procedure for selecting a base station (transmission BS) to be used for site diversity transmission when the BSs 10 to 14 and the MS 20 perform wireless communication will be described.
  • the MS 20 When transmitting the uplink signal to the BSs 10 to 14, the MS 20 adds MS position information notified from the GNSS receiver 206 to the uplink communication data, and transmits the uplink communication data through the data transmission unit 202.
  • the BSs 10 to 14 receive the uplink signal transmitted from the MS 20 and decode them by the BB signal processing unit 112. At this time, the propagation loss estimation unit 143 estimates the propagation loss between MS and BS based on the received signal from the MS 20. After that, when no error is detected in the received packet in the MAC processing unit 113, BSs 10 to 14 cause the network centralized control device 30 to determine the propagation loss between MS and BS estimated by the propagation loss estimation unit 143. Transfer the information and the local identifier together with the received packet. The network central control device 30 transfers the MS position information to the operation management system 40.
  • -Position information of BS 10 to 14 held in advance-Position information of MS 20-Propagation loss between BS 10-MS 20-Propagation loss between BS 11-MS 20-Propagation loss between BS 12-MS 20-Propagation loss between BS 13-MS 20
  • the network centralized control device 30 uses the transmission BS management function 32 to select the optimum transmission BS for site diversity transmission using the collected information. Specifically, first, the distance between each BS and the MS is calculated based on the position information of the BSs 10 to 14 and the position information of the MS 20. As a result, the following table can be created for the distance between each BS and MS and the propagation loss between each BS and MS. In this configuration example, the propagation loss takes a large value although the distance is short because the space between BS 13 and MS 20 is out of sight due to the influence of a shield (for example, a building) as shown in FIG. There is.
  • a shield for example, a building
  • the propagation loss between the BS 14 and the MS 20 is larger, and is attenuated to the extent that packets can not be received.
  • the network central control apparatus 30 selects two stations, that is, the BS 11 and the BS 12 in ascending order of propagation loss, and selects one station, ie, the BS 13 in ascending order of distance from the remaining BSs.
  • the network central control device 30 instructs the BS 11, BS 12 and BS 13 selected as the transmitting BS in the above procedure to transmit the same data to the MS 20 respectively.
  • the MS 20 moves and the positional relationship as shown in FIG. 6 is obtained.
  • the propagation loss is 100 dB or more in any case, and the reception quality is degraded.
  • the propagation loss of BS11 and BS12 is increased, the propagation loss of BS13 is decreased, and the reception quality is improved. Can be expected.
  • the wireless communication system of the present example is mounted on a mobile body provided with a plurality of base stations (10 to 14) installed at different places, and an autonomous moving means such as an unmanned aerial vehicle or an autonomous driving vehicle.
  • the mobile station (20) is configured to perform wireless communication using site diversity transmission in which the same data is transmitted from two or more base stations to the mobile station.
  • the wireless communication system further includes a network central control device (30) having a function of selecting a base station to perform site diversity transmission, and an operation management system (40) for managing the operation of an autonomous mobile unit.
  • Each base station estimates the propagation loss between itself and the mobile station from the transmission signal from the mobile station, and notifies the estimated propagation loss to the network central control unit.
  • the mobile station notifies the network central control device and the operation management system of the position of the mobile station via the base station. Then, the first reference (the propagation loss between the mobile station and the base station) and the second reference (the mobile station and the base) are used as a reference when the network central control apparatus selects a base station that transmits data to the mobile station. Use geographical distance between stations) in combination.
  • the propagation loss between each base station and the mobile station is not necessarily essential.
  • the value may be calculated at each base station and used as a first reference instead of the propagation loss.
  • the number of base stations selected according to the first criterion and the number of base stations selected according to the second criterion may each be any number of one or more.
  • the base station is selected based on the propagation loss between each base station and the mobile station and the current position of the mobile station, but the network central control device 30 and the operation management system 40 cooperate with each other.
  • the base station may be selected based on the estimation result of the position of the mobile station after a predetermined time.
  • the operation management system 40 estimates the position of the mobile station after a predetermined time based on the previously registered mobile route information and the current position of the mobile station, and the network central control device 30 The base station closer to the estimated position may be selected preferentially.
  • the predetermined time is not determined from the movement route information and the current time without using the current position of the mobile station.
  • the position of the mobile station after time may be estimated.
  • the operation management system 40 or the network central control device 30
  • the position of the mobile station may be estimated.
  • the present invention can be used in a wireless communication system that performs wireless communication using site diversity transmission.
  • BS base station
  • MS mobile station
  • network central control device 40 operation management system 101: antenna, 102: data transmission unit, 103: main control unit, 104: interface unit, 105: terminal, 111: RF unit, 112: BS signal processing unit, 113: MAC processing unit, 121: transmission BB unit, 122 : Reception BB unit, 131: Channel coding unit, 132: Modulation unit, 141: Demodulation unit, 142: Channel decoding unit, 143: Propagation loss estimation unit, 201: antenna, 202: data transmission unit, 203: main control unit, 204: interface unit, 205: terminal, 206: GNSS receiver, 211: RF unit, 212: BB signal processing unit, 213: MAC processing unit, 221 : Transmission BB unit, 222: Reception BB unit, 231: Channel coding unit, 232: Modulation unit, 241: Demodulation unit, 242: Channel decoding unit

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Abstract

伝搬路状態が変動する状況においてもダイバーシチ利得の低下を抑えて無線通信を行うことを可能にする。　異なる場所に設置された複数の基地局１０～１４のうちの２以上の基地局から同一のデータを移動局２０に送信する無線通信方法において、複数の基地局１０～１４と通信可能に接続されたネットワーク集中制御装置３０が、各基地局と移動局の間の伝搬路状態に基づいて１以上の基地局を選択すると共に、各基地局と移動局の間の距離とに基づいて別の１以上の基地局を選択し、ネットワーク集中制御装置３０により選択された２以上の基地局が、移動局２０に対して同一のデータを送信する。

Description

無線通信システムおよび無線通信方法
　本発明は、サイトダイバーシチ送信を用いて無線通信を行う無線通信システム及び無線通信方法に関し、特に、送信サイトの選択方法に関する。
　近年の情報化社会の進展は実に目覚しく、多くの情報通信機器やサービスにおける通信方法として、有線通信のほかに、無線通信が利用されることも多くなっている。これに伴い、周波数利用効率向上のため、時空間符号化（Space Time Coding：ＳＴＣ）や多入力多出力（Multi-Input Multi-Output：ＭＩＭＯ）伝送方式に代表されるような、電波伝搬路の有する情報伝送容量を引き出す空間信号処理技術が実用化されており、また、さらなる高度化が求められている。
　ここで、空間信号処理技術の一種として、サイトダイバーシチ送信技術がある。サイトダイバーシチは、多地点協調送信による空間ダイバーシチ方式の一種である。サイトダイバーシチでは、無線エリアを構成する複数の場所（サイト）に設置された送信機（例えば、セルラーシステムの基地局）に同一のデータを配信し、これら複数のサイトから一台の受信機（例えば、セルラーシステムの移動局）に向けて同一の情報を送信する。これにより、それぞれの送信アンテナと受信アンテナとの間の伝搬路特性の違いを利用して、ダイバーシチ利得を得ることができる。特許文献１には、サイトダイバーシチに関連する発明が開示されている。
特開２００８－１１４９８号公報
　上述の通り、サイトダイバーシチ技術では、無線エリアを構成する複数の場所（サイト）に設置された送信機から同一の情報データを乗せた電波を発射し、受信機において空間ダイバーシチ利得を得ている。本方式においては、ある時刻においてある受信機宛てのデータ送信に使用される送信機を、事前に決定しておく必要がある。すなわち、事前に何らかの基準により適切な送信機を選択しておく必要があるということである。例えば、時分割複信システムであれば、移動局側から電波を送信し、全ての基地局においてその電波を受信することで、各基地局と移動局の間の伝搬路状態（振幅及び位相）を推定することが可能である。そこで、この伝搬路状態に基づいて、伝搬ロスの小さな基地局を送信に使用するよう選択することができる。
　しかしながら、移動体通信においては、フェージング、シャドウイングまたは距離減衰などの伝搬特性の変動により、移動局と基地局との間の伝搬路状態は時々刻々と変化する。このため、必ずしもある時点で最適であった基地局が、その後も最適であり続けるとは限らない。例えば、ある時刻において移動局の間で伝搬ロスが小さかった基地局であっても、実際の送信時刻ではシャドウイングによる伝搬ロス増大が発生しうる。また、ある時刻において移動局との間で伝搬ロスが大きかった基地局であっても、実際の送信時刻で遮蔽されなくなった場合には伝搬ロスが減少しうる。このような状況において、サイトダイバーシチ送信に使用される基地局が選択された時刻と、実際に基地局から電波が発射される時刻との間にタイムラグが発生すると、必ずしも適切とは言えない基地局から電波が発射されてしまうことになる。
　この問題の対策として、システムを構成する全ての基地局から同一の移動局宛ての電波を発射することも可能である。しかしながら、距離が非常に遠いなどの理由でダイバーシチ利得に寄与しない基地局からも電波を発射することになるため、空間的なリソース再利用を行うことができず、システム伝送容量の低下は避けられない。また、例えば移動局が列車に搭載されているような場合であれば、移動経路が線路上に限定されるため、移動を予測することができるが、徒歩、自動車または無人飛行体などのように、移動経路に制約がない場合には予測が困難である。
　本発明は、上記のような従来の事情に鑑みて為されたものであり、サイトダイバーシチ送信を利用する無線通信システムにおいて、伝搬路状態が変動する状況においてもダイバーシチ利得の低下を抑えて無線通信を行うことを可能にすることを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明では無線通信システムを以下のように構成した。すなわち、異なる場所に設置された複数の基地局のうちの２以上の基地局から同一のデータを移動局に送信する無線通信システムにおいて、前記複数の基地局と通信可能に接続されたネットワーク集中制御装置を備え、前記ネットワーク集中制御装置は、各基地局と前記移動局の間の伝搬路状態に基づいて１以上の基地局を選択すると共に、各基地局と前記移動局の間の距離とに基づいて別の１以上の基地局を選択し、これら選択された２以上の基地局から前記移動局に対するデータを送信させることを特徴とする。
　このような構成によれば、ある時刻において伝搬ロス基準で最適として選択された送信機が実際の送信時刻でシャドウイング等の影響により不適切となることがあっても、別の基準（地理的基準）で選択された送信機によりカバーされる確率が上昇する。これにより、伝搬路状態が変動する状況においてもダイバーシチ利得の低下を抑えることが可能となる。
　ここで、一構成例として、前記基地局は、前記移動局からの受信信号に基づいて自局と前記移動局との間の伝搬路状態を推定し、推定した伝搬路状態を前記ネットワーク集中制御装置に通知する構成としてもよい。
　また、前記移動局は、前記ネットワーク集中制御装置に対して自局の位置情報を基地局経由で通知し、前記ネットワーク集中制御装置は、前記移動局から通知された前記移動局の位置情報に基づいて、各基地局と前記移動局の間の距離を算出する構成としてもよい。
　また、前記移動局の運航状況を管理する運航管理システムを備え、前記移動局は、前記運航管理システムに対して自局の位置情報を基地局経由で通知し、前記運航管理システムは、予め登録された前記移動局の移動ルートと、前記移動局から通知された位置情報とに基づいて、前記移動局の運航状況を管理する構成としてもよい。
　本発明によれば、サイトダイバーシチ送信を利用する無線通信システムにおいて、伝搬路状態が変動する状況においてもダイバーシチ利得の低下を抑えて無線通信を行うことが可能となり、より信頼性の高い無線通信を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る無線通信システムの全体構成の一例を示す図である。 図１の無線通信システムにおけるネットワーク集中制御装置の構成例を示す図である。 図１の無線通信システムにおけるＢＳの構成例を示す図である。 図１の無線通信システムにおけるＭＳの構成例を示す図である。 時間の経過に伴う伝搬ロスの変化について説明する図である。 時間の経過に伴う伝搬ロスの変化について説明する図である。
　（無線通信システムの概要）
　図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの全体構成の一例を示す図である。本実施形態に係る無線通信システム１は、サイトダイバーシチを利用する無線通信システムである。
　図１に示されるように、無線通信システム１は、無線通信端末であるＭＳ（Mobile Station）２０と、これら無線通信端末が接続する基地局であるＢＳ（Base Station）１０～１４と、ネットワーク集中制御装置３０と、運航管理システム４０とを含んで構成される。無線通信端末（ＭＳ２０）としては、例えば、無人航空機や自律運転車両などの自律的移動手段を備えた移動体に設置される無線機子局や携帯電話等が挙げられる。自律的移動手段を備えた移動体は自律的移動体とも称される。ＢＳ１０～１４とＭＳ２０との間の無線通信は、上り通信と下り通信に同じ周波数を用いる時分割複信方式によって行われる。
　図２には、ネットワーク集中制御部３０の構成例を示してある。ネットワーク集中制御部３０は、ＢＳ１０～１４と運航管理システム４０との間の通信を媒介する回線集約機能３１と、ＭＳ２０がＢＳ１０～１４のうちのどのＢＳと通信することが最適であるかを管理する送信ＢＳ管理機能３２と、ＢＳ１０～１４を設置した際に決定されるＢＳ１０～１４の地理的な位置情報を予め保持する基地局位置管理機能３３とを備える。
　運航管理システム４０は、自律的移動体の位置情報や事前に設定された移動ルートに基づき、自律的移動体の運航状況を管理する機能を備える。
　以下、図３を参照しながら、ＢＳ１０～１４の構成について説明する。
　図３に示すように、ＢＳ１０～１４は、電波の送受信を行うアンテナ１０１と、データの送受信を行うデータ伝送部１０２と、自局全体の制御を行う主制御部１０３と、外部回線や外部装置とのインターフェースとなるインターフェース部１０４と、外部回線や外部装置と接続するための端子１０５とを備える。
　データ伝送部１０２は、ＲＦ部１１１と、ベースバンド（ＢＢ）信号処理部１１２と、ＭＡＣ処理部１１３とを備える。
　ＲＦ部１１１は、ベースバンドから無線周波数帯への周波数変換および無線周波数帯からベースバンドへの周波数変換や、信号増幅等の処理を行う。
　ＢＢ信号処理部１１２は、送信ＢＢ部１２１と、受信ＢＢ部１２２とを備える。
　送信ＢＢ部１２１は、チャネル符号化処理を行うチャネル符号化部１３１と、変調処理を行う変調部１３２とを備える。
　受信ＢＢ部１２２は、復調処理を行う復調部１４１と、チャネル復号化処理を行うチャネル復号部１４２と、伝搬ロス推定を行う伝搬ロス推定部１４３とを備える。
　ＭＡＣ処理部１１３は、自局が使用する周波数やデータ送受信タイミングの制御、通信パケットへの自局識別子の付加、受信したパケットの誤り検出、およびデータ送信元の無線装置の認識などの処理を行う。
　主制御部１０３は、例えば、プロセッサと、メモリ上に定義されたデータ記憶領域と、ソフトウェアとで構成することが可能である。また、ＢＢ信号処理部１１２、ＭＡＣ処理部１１３における処理は、例えば、主制御部１０３のプロセッサがハードディスクやフラッシュメモリ等のデータ記憶装置に記憶されているプログラムをメモリ上に読み出して実行することにより実現することが可能である。
　（ＭＳ２０の具体的構成）
　以下、図４を参照しながら、ＭＳ２０の構成について説明する。
　図４に示されるように、ＭＳ２０は、電波を送信及び受信するアンテナ２０１と、データの送受信を行うデータ伝送部２０２と、自局全体の制御を行う主制御部２０３と、外部回線や外部装置とのインターフェースとなるインターフェース部２０４と、外部回線や外部装置と接続するための端子２０５と、自局の位置情報を取得するＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機２０６とを備える。
　データ伝送部２０２は、ＲＦ部２１１と、ベースバンド（ＢＢ）信号処理部２１２と、ＭＡＣ処理部２１３とを備える。
　ＲＦ部２１１は、ベースバンドから無線周波数帯への周波数変換および無線周波数帯からベースバンドへの周波数変換や、信号増幅等の処理を行う。
　ＢＢ信号処理部２１２は、送信ＢＢ部２２１と、受信ＢＢ部２２２とを備える。
　送信ＢＢ部２２１は、チャネル符号化処理を行うチャネル符号化部２３１と、変調処理を行う変調部２３２とを備える。
　受信ＢＢ部２２２は、復調処理を行う復調部２４１と、チャネル復号化処理を行うチャネル復号部２４２とを備える。
　ＭＡＣ処理部２１３は、自局が使用する周波数チャネルやデータ送受信タイミングの制御、パケットへの自局識別子の付加、受信したパケットの誤り検出、およびデータ送信元の無線装置の認識等の処理を行う。
　主制御部２０３は、例えば、プロセッサと、メモリ上に定義されたデータ記憶領域と、ソフトウェアとで構成することが可能である。また、ＢＢ信号処理部２１２、ＭＡＣ処理部２１３における処理は、例えば、主制御部２０３のプロセッサがハードディスクやフラッシュメモリ等のデータ記憶装置に記憶されているプログラムをメモリ上に読み出して実行することにより実現することが可能である。
　（サイトダイバーシチ送信時の送信基地局選択の例）
　以下、ＢＳ１０～１４とＭＳ２０が無線通信を行う際に、サイトダイバーシチ送信に使用する基地局（送信ＢＳ）を選択する手順の例について説明する。
　ＭＳ２０は、ＢＳ１０～１４に対してアップリンク信号を送信する際、ＧＮＳＳ受信機２０６から通知されるＭＳ位置情報をアップリンク通信データに付加し、データ伝送部２０２を通じて送信する。
　ＢＳ１０～１４は、ＭＳ２０から送信されたアップリンク信号を受信し、ＢＢ信号処理部１１２で復号する。このとき、伝搬ロス推定部１４３において、ＭＳ２０からの受信信号に基づいて、ＭＳ－ＢＳ間の伝搬ロスを推定する。その後、ＢＳ１０～１４は、ＭＡＣ処理部１１３において受信パケットに誤りが検出されなかった場合には、ネットワーク集中制御装置３０に対して、伝搬ロス推定部１４３で推定されたＭＳ－ＢＳ間の伝搬ロス情報および自局識別子を受信パケットとともに転送する。
　ネットワーク集中制御装置３０は、運航管理システム４０に対し、前記ＭＳ位置情報を転送する。
　本構成例において、ＢＳ１０、ＢＳ１１、ＢＳ１２、ＢＳ１３では受信パケットに誤りがなく、ＢＳ１４では受信パケットに誤りが生じたとすると、ネットワーク集中制御装置３０には以下の情報が集合する。
　　・予め保持されているＢＳ１０～１４の位置情報
　　・ＭＳ２０の位置情報
　　・ＢＳ１０－ＭＳ２０間の伝搬ロス
　　・ＢＳ１１－ＭＳ２０間の伝搬ロス
　　・ＢＳ１２－ＭＳ２０間の伝搬ロス
　　・ＢＳ１３－ＭＳ２０間の伝搬ロス
　ネットワーク集中制御装置３０は、送信ＢＳ管理機能３２により、前記集合した情報を用いてサイトダイバーシチ送信に最適な送信ＢＳを選択する。具体的にはまず、ＢＳ１０～１４の位置情報およびＭＳ２０の位置情報に基づいて、各ＢＳとＭＳとの距離を算出する。その結果、各ＢＳとＭＳとの距離、および、各ＢＳとＭＳとの伝搬ロスについて、以下のようなテーブルを作成できる。本構成例においては、ＢＳ１３－ＭＳ２０間は、図５に示したような遮蔽物（例えば、ビル）の影響により見通し外となるため、距離が近いにもかかわらず伝搬ロスは大きな値となっている。また、ＢＳ１４－ＭＳ２０間の伝搬ロスはさらに大きく、パケットが受信できない程度に減衰している。
　　・ＢＳ１０－ＭＳ２０間の距離＝３５０ｍ
　　・ＢＳ１１－ＭＳ２０間の距離＝２５０ｍ
　　・ＢＳ１２－ＭＳ２０間の距離＝１５０ｍ
　　・ＢＳ１３－ＭＳ２０間の距離＝５０ｍ
　　・ＢＳ１４－ＭＳ２０間の距離＝１００ｍ
　　・ＢＳ１０－ＭＳ２０間の伝搬ロス＝８３ｄＢ
　　・ＢＳ１１－ＭＳ２０間の伝搬ロス＝８０ｄＢ
　　・ＢＳ１２－ＭＳ２０間の伝搬ロス＝７５ｄＢ
　　・ＢＳ１３－ＭＳ２０間の伝搬ロス＝１００ｄＢ
　　・ＢＳ１４－ＭＳ２０間の伝搬ロス＝パケットが受信できなかったため不明
　本構成例においては、サイトダイバーシチ送信に使用する送信ＢＳを３局とし、伝搬ロス基準で２局を選択し、距離基準で更に１局を選択するものとする。この場合、ネットワーク集中制御装置３０は、伝搬ロスが小さい順に２局、すなわちＢＳ１１およびＢＳ１２を選択し、残りのＢＳの中から距離が短い順に１局、すなわちＢＳ１３を選択する。
　次に、ネットワーク集中制御装置３０は、上記手順にて送信ＢＳとして選択されたＢＳ１１、ＢＳ１２、ＢＳ１３に指示を出して、それぞれ同じデータをＭＳ２０に対して送信させる。ここで、ＭＳ２０が移動し、図６のような位置関係となったとする。そして、この場合における各ＢＳとＭＳ２０間の伝搬ロスは、以下のようになったとする。
　　・ＢＳ１０－ＭＳ２０間の伝搬ロス＝１２０ｄＢ
　　・ＢＳ１１－ＭＳ２０間の伝搬ロス＝１１０ｄＢ
　　・ＢＳ１２－ＭＳ２０間の伝搬ロス＝１００ｄＢ
　　・ＢＳ１３－ＭＳ２０間の伝搬ロス＝６５ｄＢ
　　・ＢＳ１４－ＭＳ２０間の伝搬ロス＝７０ｄＢ
　このような場合、伝搬ロスだけを基準としてＢＳ１０、ＢＳ１１、ＢＳ１２を送信ＢＳとして選択していると、いずれも伝搬ロスは１００ｄＢ以上となり、受信品質が低下してしまう。一方、本実施形態では、ＢＳ１１、ＢＳ１２、ＢＳ１３を送信ＢＳとして選択していたので、ＢＳ１１、ＢＳ１２の伝搬ロスは大きくなったものの、ＢＳ１３の伝搬ロスは小さくなっており、受信品質が向上することが期待できる。
　（まとめ）
　以上のように、本例の無線通信システムは、異なる場所に設置された複数の基地局（１０～１４）と、無人航空機や自律運転車両など自律的移動手段を備えた移動体に搭載される移動局（２０）とを含んで構成され、２以上の基地局から同一のデータを移動局に対して送信するサイトダイバーシチ送信を利用して無線通信を行う。無線通信システムはさらに、サイトダイバーシチ送信を行う基地局を選択する機能を有するネットワーク集中制御装置（３０）と、自律的移動体の運航を管理する運航管理システム（４０）とを備える。各々の基地局は、移動局からの送信信号から自局と移動局との間の伝搬ロスを推定し、推定した伝搬ロスをネットワーク集中制御装置へ通知する。移動局は、自局の位置を基地局経由でネットワーク集中制御装置ならびに運航管理システムへ通知する。そして、ネットワーク集中制御装置が、移動局へデータを送信する基地局を選択する際の基準として、第一の基準（移動局と基地局間の伝搬ロス）及び第二の基準（移動局と基地局間の地理的距離）を組み合わせて使用する。
　したがって、サイトダイバーシチ送信を利用する無線通信システムにおいて、ある時刻において伝搬ロス基準で最適として選択された基地局が実際の送信時刻でシャドウイング等の影響により不適切となることがあっても、別の基準（地理的基準）で選択された基地局によりカバーされる確率が上昇するため、ダイバーシチ利得が減少する確率を低下させることが可能となり、より信頼性の高い無線通信を提供することができる。
　ここで、サイトダイバーシチ送信に使用する基地局を選択する際に、各基地局と移動局との間の伝搬ロスが必ずしも必須というわけではなく、伝搬路状態の優劣をつけることが可能な他の値を各基地局で算出し、伝搬ロスに代わる第一の基準として用いてもよい。
　また、第一の基準により選択する基地局の数、および第二の基準により選択する基地局の数は、それぞれ、１以上の任意の数とすることができる。
　なお、本発明を実施するための形態は、本構成例に限定されるものではない。本構成例とは異なる以下のような構成をとることも可能である。ただし、以下に述べる例にも限定されるものではない。
　本構成例では、各基地局と移動局との間の伝搬ロスおよび現在の移動局の位置に基づいて基地局を選択しているが、ネットワーク集中制御装置３０と運航管理システム４０とが連携し、所定時間後の移動局の位置の推定結果に基づいて基地局を選択してもよい。この場合は、一例として、運航管理システム４０が、事前に登録された移動ルート情報と現在の移動局の位置とに基づいて所定時間後の移動局の位置を推定し、ネットワーク集中制御装置３０が、推定された位置に近い基地局を優先して選択してもよい。なお、移動ルート情報に時間情報を付加してある場合（例えば、各地点の通過予定時間が含まれる場合）には、現在の移動局の位置を用いずに、移動ルート情報と現在時間から所定時間後の移動局の位置を推定してもよい。また別の例として、ＭＳが今後もこれまでと同様の移動を続けるという前提の下で、運航管理システム４０（またはネットワーク集中制御装置３０）が、移動局の位置の推移状況から所定時間後の移動局の位置を推定してもよい。
　なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
　本発明は、サイトダイバーシチ送信を用いて無線通信を行う無線通信システムに利用することができる。
　１０～１４：ＢＳ（基地局）、　２０：ＭＳ（移動局）、　３０：ネットワーク集中制御装置、　４０：運行管理システム、
　１０１：アンテナ、　１０２：データ伝送部、　１０３：主制御部、　１０４：インターフェース部、　１０５：端子、　１１１：ＲＦ部、　１１２：ＢＳ信号処理部、　１１３：ＭＡＣ処理部、　１２１：送信ＢＢ部、　１２２：受信ＢＢ部、　１３１：チャネル符号化部、　１３２：変調部、　１４１：復調部、　１４２：チャネル復号部、　１４３：伝搬ロス推定部、
　２０１：アンテナ、　２０２：データ伝送部、　２０３：主制御部、　２０４：インターフェース部、　２０５：端子、　２０６：ＧＮＳＳ受信機、　２１１：ＲＦ部、　２１２：ＢＢ信号処理部、　２１３：ＭＡＣ処理部、　２２１：送信ＢＢ部、　２２２：受信ＢＢ部、　２３１：チャネル符号化部、　２３２：変調部、　２４１：復調部、　２４２：チャネル復号部

Claims (8)

  1. 　異なる場所に設置された複数の基地局のうちの２以上の基地局から同一のデータを移動局に送信する無線通信システムにおいて、
    　前記複数の基地局と通信可能に接続されたネットワーク集中制御装置を備え、
    　前記ネットワーク集中制御装置は、各基地局と前記移動局の間の伝搬路状態に基づいて１以上の基地局を選択すると共に、各基地局と前記移動局の間の距離とに基づいて別の１以上の基地局を選択し、これら選択された２以上の基地局から前記移動局に対するデータを送信させることを特徴とする無線通信システム。
  2. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記基地局は、前記移動局からの受信信号に基づいて自局と前記移動局との間の伝搬路状態を推定し、推定した伝搬路状態を前記ネットワーク集中制御装置に通知することを特徴とする無線通信システム。
  3. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記移動局は、前記ネットワーク集中制御装置に対して自局の位置情報を基地局経由で通知し、
    　前記ネットワーク集中制御装置は、前記移動局から通知された前記移動局の位置情報に基づいて、各基地局と前記移動局の間の距離を算出することを特徴とする無線通信システム。
  4. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記移動局の運航状況を管理する運航管理システムを備え、
    　前記移動局は、前記運航管理システムに対して自局の位置情報を基地局経由で通知し、
    　前記運航管理システムは、予め登録された前記移動局の移動ルートと、前記移動局から通知された位置情報とに基づいて、前記移動局の運航状況を管理することを特徴とする無線通信システム。
  5. 　異なる場所に設置された複数の基地局のうちの２以上の基地局から同一のデータを移動局に送信する無線通信方法において、
    　前記複数の基地局と通信可能に接続されたネットワーク集中制御装置が、各基地局と前記移動局の間の伝搬路状態に基づいて１以上の基地局を選択すると共に、各基地局と前記移動局の間の距離とに基づいて別の１以上の基地局を選択し、
    　前記ネットワーク集中制御装置により選択された２以上の基地局が、前記移動局に対して同一のデータを送信することを特徴とする無線通信方法。
  6. 　請求項５に記載の無線通信方法において、
    　前記基地局は、前記移動局からの受信信号に基づいて自局と前記移動局との間の伝搬路状態を推定し、推定した伝搬路状態を前記ネットワーク集中制御部に通知することを特徴とする無線通信方法。
  7. 　請求項５に記載の無線通信方法において、
    　前記移動局は、前記ネットワーク集中制御装置に対して自局の位置情報を基地局経由で通知し、
    　前記ネットワーク集中制御装置は、前記移動局から通知された前記移動局の位置情報に基づいて、各基地局と前記移動局の間の距離を取得することを特徴とする無線通信方法。
  8. 　請求項５に記載の無線通信方法において、
    　前記移動局は、前記移動局の運航状況を管理する運航管理システムに対して自局の位置情報を基地局経由で通知し、
    　前記運航管理システムは、予め登録された前記移動局の移動ルートと、前記移動局から通知された位置情報とに基づいて、前記移動局の運航状況を管理することを特徴とする無線通信方法。
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