(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一送信データを同一周波数で送信する複数の基地局と、
前記基地局に対して前記同一送信データの送信タイミングを指示する統括制御装置と、
を備え、
前記基地局は、移動局が送信した信号を受信した場合、少なくとも当該信号の受信レベル情報を含んだ上り信号受信結果を前記統括制御装置へ報告し、
前記統括制御装置は、各基地局における同一移動局からの信号受信レベルに基づいて、送信タイミングの調整が必要な基地局があるかどうかを判定し、調整が必要な基地局がある場合、さらに、当該調整が必要な基地局に対して指示する送信タイミングの調整量を決定する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記基地局は、
信号送信タイミングの基準タイミングとして利用する、他の基地局と共通の同期タイミングを生成する同期タイミング生成手段と、
前記同期タイミングおよび前記統括制御装置で決定された送信タイミング調整量に基づいて、前記同一送信データの送信タイミングを決定する送信タイミング決定手段と、
前記送信タイミング決定手段で決定された送信タイミングで前記同一送信データを送信する送信手段と、
移動局から送信された信号を受信した場合、前記上り信号受信結果を生成して前記統括制御装置へ報告する受信手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記統括制御装置は、前記上り信号受信結果に基づいて、当該上り信号受信結果を生成する際に受信した信号の送信元移動局における下り信号受信状態を推定し、さらに、当該推定結果に基づいて、送信タイミングの調整が必要な基地局があるかどうかの判断、および送信タイミングの調整が必要な基地局に対して指示する送信タイミング調整量の決定、を行う
ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記複数の基地局は、移動局に受信品質を測定させる目的で、同一内容の品質測定用データをそれぞれ送信する機能を有し、
前記品質測定用データに基づき測定した受信品質が所定のしきい値以下の場合、その旨を前記基地局へ通知するための送信を行う機能、を有する移動局を収容する
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記統括制御装置は、送信タイミングの調整が必要な基地局があるかどうかを判断後、さらに、送信タイミングの調整が必要と判断した基地局が信号を送信する際の送信レベルを調整する必要があるかどうかを前記上り信号受信結果に基づいて判定し、調整が必要と判断した場合には、前記送信タイミングの調整が必要と判断した基地局に対して指示する送信タイミングの調整量および送信レベルの調整量を決定する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記基地局は、指向性を調整可能なアンテナを備え、
前記統括制御装置は、送信タイミングの調整が必要な基地局があるかどうかを判断後、さらに、送信タイミングの調整が必要と判断した基地局が信号を送信する際にアンテナ指向性を調整する必要があるかどうかを前記上り信号受信結果に基づいて判定し、調整が必要と判断した場合には、前記送信タイミングの調整が必要と判断した基地局に対して指示する送信タイミングの調整量およびアンテナ指向性の調整量を決定する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記複数の基地局がグループ化されており、各基地局は時分割でグループ毎に同一送信データを同一周波数で送信するように動作する場合、
前記統括制御装置は、まず、全基地局における上り信号受信結果に基づき制御対象の基地局グループを特定し、次に、特定した基地局グループの各基地局における上り信号受信結果に基づいて、当該基地局グループの基地局の中に送信タイミングの調整が必要な基地局があるかどうかを判定し、調整が必要な基地局がある場合、さらに、当該調整が必要な基地局に対して指示する送信タイミングの調整量を決定する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項８】
各基地局から移動局までの信号伝搬遅延が前記統括制御装置で決定された送信タイミング調整量に対して無視できないシステム構成の場合、
前記基地局は、前記受信レベル情報、および移動局が送信した信号の受信タイミング情報を前記上り信号受信結果として前記統括制御装置へ報告する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記統括制御装置は、
前記上り信号受信結果に加え、さらに、前記特定した基地局と移動局との間の伝搬遅延量に基づいて、前記特定した基地局に対して指示する送信タイミングの調整量を決定する
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
各基地局から移動局までの信号伝搬遅延が前記統括制御装置で決定された送信タイミング調整量に対して無視できるシステム構成の場合、
前記基地局は、前記受信レベル情報を前記上り信号受信結果として前記統括制御装置へ報告する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項１１】
複数の基地局が同一データを同一周波数で送信する無線通信システムにおいて、前記基地局が前記同一データを送信する際の送信タイミングを決定する基地局制御装置であって、
無線通信システムの状態に応じて、移動局から送信された信号の受信タイミングおよび受信レベル、または移動局から送信された信号の受信レベルを制御対象の基地局から収集する情報収集手段と、
前記情報収集手段で収集された、同一移動局から各基地局が受信した信号のレベルに基づいて、送信タイミングの調整が必要な基地局があるかどうかを判定し、調整が必要な基地局がある場合、さらに、当該調整が必要な基地局に対して指示する送信タイミングの調整量を決定する調整量決定手段と、
を備えることを特徴とする基地局制御装置。
【請求項１２】
前記調整量決定手段は、
前記収集された情報に基づいて、当該情報を各基地局が測定する際に受信した信号の送信元移動局における下り信号受信状態を推定し、さらに、当該推定結果に基づいて、送信タイミングの調整が必要な基地局があるかどうかの判断、および送信タイミングの調整が必要な基地局に対して指示する送信タイミング調整量の決定、を行う
ことを特徴とする請求項１１に記載の基地局制御装置。
【請求項１３】
前記調整量決定手段は、
送信タイミングの調整が必要な基地局があるかどうかを判断後、さらに、送信タイミングの調整が必要と判断した基地局が信号を送信する際の送信レベルを調整する必要があるかどうかを前記収集された情報に基づいて判定し、調整が必要と判断した場合には、前記送信タイミングの調整が必要と判断した基地局に対して指示する送信タイミングの調整量および送信レベルの調整量を決定する
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の基地局制御装置。
【請求項１４】
制御対象の基地局が指向性を調整可能なアンテナを備えている場合、
前記調整量決定手段は、
送信タイミングの調整が必要な基地局があるかどうかを判断後、さらに、送信タイミングの調整が必要と判断した基地局が信号を送信する際にアンテナ指向性を調整する必要があるかどうかを前記収集された情報に基づいて判定し、調整が必要と判断した場合には、前記送信タイミングの調整が必要と判断した基地局に対して指示する送信タイミングの調整量およびアンテナ指向性の調整量を決定する
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の基地局制御装置。
【請求項１５】
制御対象の基地局がグループ化されており、各基地局は時分割でグループ毎に同一送信データを同一周波数で送信するように動作する場合、
前記調整量決定手段は、
まず、前記収集された情報に基づいて、実際の制御対象とする基地局グループを特定し、次に、特定した基地局グループの基地局から前記情報収集手段が収集した情報に基づいて、当該基地局グループの基地局の中に送信タイミングの調整が必要な基地局があるかどうかを判定し、調整が必要な基地局がある場合、さらに、当該調整が必要な基地局に対して指示する送信タイミングの調整量を決定する
ことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一つに記載の基地局制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局に対して、複数の基地局から同一送信データを同一周波数で送信する無線通信システム、および基地局制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の基地局が同一の信号を同一の周波数上で送信する複局同時送信の通信システムにおいては、複数基地局の中間付近に位置する移動局で、送信元となる各基地局からの送信信号が空間で合成され、それぞれの信号が相互に干渉しあうビート干渉が発生し、受信性能が劣化する問題がある。特に、２つの基地局からの信号が同じ振幅で逆位相である場合には、２つの信号がお互いに完全に打ち消し合って消失し、受信不能な状況に陥ることとなる。
【０００３】
このビート干渉による受信性能劣化の問題に対しては、基地局からの送信を遅延させることで、送信信号にタイミング差をつけて仮想的な遅延波と見立て、移動局が搭載する等化器によりダイバーシチ合成する技術がある。受信品質劣化の要因となるビート干渉発生が発生する通信条件であっても、この技術を利用すれば、逆に、合成による利得で受信品質を向上させることができる。
【０００４】
ただし、等化器が遅延波の重畳された信号を分離・合成して、所定の受信品質を得ることができる遅延波の遅延量には、シンボル時間長や等化方式などに依存して決まる最小値と最大値が存在する。すなわち、所定の受信品質を得るためには、遅延波の遅延量が一定範囲内に収まるように調整しなければならない。複数基地局から送信された信号の受信タイミング（基地局に設定した送信タイミングから伝搬遅延を考慮したタイミング）の差がその最小値と最大値の範囲（上記遅延量の最小値以上最大値以下の範囲）から乖離するに従って、受信品質は劣化することとなる。そのため、この技術の効果を十分に発揮するには、移動局が各基地局から受信する信号のタイミング差が、等化器によって等化可能な範囲となるよう、隣接する基地局の送信タイミング差を設定する必要がある。
【０００５】
このような、複局同時送信する無線通信システムにおいて、同時送信する各無線局の送信タイミングを調整する手法の一例が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００６／０３５７０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、複局同時送信を利用する無線通信システムである移動体通信システムにおいて、移動局が受信する各基地局からの信号のタイミング差が、等化器によって等化可能な範囲となるように、隣接する基地局の送信タイミング差を設定する一例として、基地局間に４種類の送信タイミングを設定する場合について説明する。図１４は、４種類の送信タイミングの一例を示す図である。
【０００８】
図１４において、等化可能な遅延量最小値は、移動局が搭載する等化器によって、必要な受信品質を得ることができる遅延量の最小値であり、等化可能な遅延量最大値は、移動局が搭載する等化器によって、必要な受信品質を得ることができる遅延量の最大値である。また、伝搬遅延は各基地局から移動局へ送信した信号の伝搬遅延の中で取りえる最大の遅延差である。
【０００９】
この例では、等化可能な遅延量が最小値以上、かつ、最大値以下の条件を満たすことができる送信タイミングの種類の最大数が４で、その４種類の送信タイミング１〜４は、全ての組み合わせのタイミング差が等化可能な遅延量最小値と伝搬遅延差との合計よりも大きく、かつ、最大となるタイミング差と伝搬遅延差の合計との合計が等化可能な遅延量最大値よりも小さい条件を満たすように設定する。
【００１０】
この条件において、移動局が受信する各基地局からの信号のタイミング差が、等化器によって等化可能な範囲となるようにするには、図１５に示したパターン、あるいは、図１５に示したパターンの繰り返しパターンで送信タイミングを設定して基地局を配置すればよい。このように配置すれば、これらの基地局によって構成されるエリアに存在する移動局は、その位置によらず、受信する全ての基地局信号の送信タイミング差が、等化器によって等化可能な遅延量の最小値以上で、かつ、最大値以下の条件を満たすこととなるため、ビート干渉の問題は発生せず、各基地局の送信信号をダイバーシチ合成できるので、必要な受信品質を得ることができる。
【００１１】
しかしながら、実際に基地局を面展開する場合には、基地局設置の制約から図１５に示したような理想的な配置ができない場合がある。また、例えば、図１５に示したエリアの送信タイミング１を設定した基地局がカバーするエリアの中に、不感地があり、そのエリアをカバーするために新たな基地局を配置するような場合、送信タイミング１〜４を重複して設定するか、等化可能な遅延量最小値以上、かつ、最大値以下の条件を満たすことができない５種類の送信タイミングを使用して基地局を配置する必要がある。
【００１２】
また、地形的な条件から、意図せず遠方の基地局の信号が強く受信される場合も考えられる。
【００１３】
このような基地局に設定した遅延量と、各基地局から移動局までの伝搬遅延との条件から、移動局の位置に依存して、複数基地局の信号が相互干渉することによる受信品質劣化が発生する問題がある。
【００１４】
特許文献１で開示されている技術では、複局同時送信を行う無線局に設定する送信遅延量が、ダイバーシチ合成利得が得られる遅延量の最小値以上かつ最大値以下の範囲の値となるように割り当てを行うものとなっているものの、基本的に、複数の無線局に対して、ビート干渉が発生する可能性がある同一の遅延量の設定が起こり得る動作となっている。
【００１５】
また、特許文献１には、同一の遅延量の設定によるビート干渉を回避するための対処方法についても開示されているものの、この対処方法では、複局送信可能な無線局数が最大有効ブランチ数よりも多い場合、複局送信する無線局数を最大有効ブランチ数以下に制限するようにしている。そのため、制限されて複局送信しないこととなった無線局が本来カバーするはずのエリアにおいて、信号の受信が困難となる場所ができるという問題がある。
【００１６】
すなわち、特許文献１で開示されている技術では、上記のような、複局送信可能な無線局数が最大有効ブランチ数を超えた場合、適正な送信タイミング差を設定できないことで干渉が起こるエリアが生じ、そのエリアに位置する移動局の受信品質が劣化するという問題がある。
【００１７】
また、特許文献１で開示されている技術では、各無線局間の伝搬遅延がほぼ一定の条件を想定しているため、ダイバーシチ合成利得が得られる遅延量の最小値と最大値との範囲の中で、無線局間の伝搬遅延の差が無視できない量で存在する条件では、ダイバーシチ合成利得が得られない場合がある。
【００１８】
また、特許文献１で開示されている技術では、事前のパケット送信による送信局の制限・遅延量決定のためのステップを実行することを前提としているため、回線交換には適用できない等、適用可能なシステムが限定される。なお、特許文献１では、事前のパケット送信なしに遅延量を決定する技術も開示されているが、通信システム自体はパケット通信を前提としており、適用可能なシステムが限定される。
【００１９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複局同時送信で送信した信号の受信側の装置である移動局が、存在する位置に依存せずに良好な受信品質を確保できる無線通信システムおよび基地局制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無線通信システムは、同一送信データを同一周波数で送信する複数の基地局と、前記基地局に対して前記同一送信データの送信タイミングを指示する統括制御装置と、を備え、前記基地局は、移動局が送信した信号を受信した場合、少なくとも当該信号の受信レベル情報を含んだ上り信号受信結果を前記統括制御装置へ報告し、前記統括制御装置は、各基地局における上り信号受信結果に基づいて、送信タイミングの調整が必要な基地局があるかどうかを判定し、調整が必要な基地局がある場合、さらに、当該調整が必要な基地局に対して指示する送信タイミングの調整量を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、無線通信システムのサービスエリア内での位置によらず、移動局の受信品質を確保することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１の基地局の内部構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１の基地局に適用する下り信号送信タイミングの初期値の例を示す図である。
【図４】図４は、無線通信システムにおけるエリア構成の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１の各基地局における同一信号の受信結果の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１の各基地局における同一信号の受信結果の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１の各基地局における同一信号の受信結果の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態２の基地局の内部構成例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態２の各基地局における同一信号の受信結果の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２の各基地局における同一信号の受信結果の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２の各基地局における同一信号の受信結果の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態３の移動局が実行する間欠受信動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施の形態４の各基地局における同一信号の受信結果の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、課題を説明するための図である。
【図１５】図１５は、課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明にかかる無線通信システムおよび基地局制御装置の実施の形態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。
【００２４】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。図示したように、本実施の形態の無線通信システムは、指令局１、複数の基地局２−１〜２−ｎ、統括制御装置３および移動局４により構成される。なお、基地局２−１〜２−ｎは同一機能を有する。そのため、以下の説明においては、各基地局で共通の動作を説明する場合など、基地局を識別することなく説明を行う場合には、基地局２−１〜２−ｎを総称して基地局２と記載する。
【００２５】
上記構成の無線通信システムにおいて、指令局１は、基地局２を介して、移動局４との間でデータの送受信を行う。各基地局２は、指令局１から受け取った移動局４宛の下りデータを複局同時送信する。基地局制御装置に相当する統括制御装置３は、基地局２が移動局４に対してデータを送信する際の送信タイミングを、各基地局２で共通の基準タイミングに対する遅延量として決定する。移動局４は、基地局２の通信エリア内を移動し、近隣の１つ以上の基地局２と通信する。この移動局４は等化器を備えていて、受信信号に遅延波が含まれている場合でも正常に受信することができる。
【００２６】
図２は、基地局２の内部構成例を示す図である。図示したように、基地局２は、アンテナ２１、同期クロック生成部２２、遅延付加部２３、送信処理部２４、ＲＦ部２５、受信処理部２６およびアンテナ２７を備える。
【００２７】
基地局２において、アンテナ２１は同期クロック生成部２２に接続され、ＧＰＳ信号のような、基地局２−１〜２−ｎが配置されるエリア全域で共通のタイミングが得られる基準無線信号を受信する。同期クロック生成部２２は、アンテナ２１で受信した基準無線信号をもとに、基地局２−１〜２−ｎの間で同期した、同期タイミング（基準タイミング）を生成する。各基地局２は、この同期タイミング信号を基準として動作することにより、他の基地局と同時にデータを送信することや、所望時間だけタイミングをずらしてデータを送信することができる。遅延付加部２３は、同期クロック生成部２２が生成した同期タイミングおよび統括制御装置３から通知された遅延量に基づいて、送信処理部２４が信号を送信するタイミングを決定する。送信処理部２４は、遅延付加部２３で決定されたタイミングにあわせ、指令局１から入力された下り送信データを必要に応じて符号化し、また変調する。ＲＦ部２５は、送信処理部２４から出力された信号を無線周波数帯の信号に変換し、アンテナ２７から送信する。また、アンテナ２７で移動局４からの上りデータを受信した場合、それをベースバンド帯の信号に変換して受信処理部２６へ出力する。受信処理部２６は、ＲＦ部２５から受け取った信号を復調し、さらに必要に応じて復号化し、上り受信データとして、指令局１に向けて出力する。
【００２８】
つづいて、本実施の形態の無線通信システムにおいて、指令局１が基地局２経由で下りデータを移動局４へ送信する動作（下りデータ送信動作）、および移動局４が基地局２経由で上りデータを指令局１へ送信する動作（上りデータ送信動作）について説明する。
【００２９】
（下りデータ送信動作）
下りデータの送信では、指令局１が基地局２へ下り送信データを出力し、指令局１から下り送信データを受け取った場合、基地局２では、遅延付加部２３が、同期クロック生成部２２が生成した同期タイミングに対して、統括制御装置３から指示された遅延量だけ遅延させた送信クロックタイミングを出力する。送信処理部２４は、送信クロックタイミングにあわせ、指令局１から入力された下り送信データに基づいて変調信号を生成し、ＲＦ部２５およびアンテナ２７経由で送信する。
【００３０】
この下りデータ送信において、指令局１は各基地局２−１〜２−ｎに対して共通の下り送信データを出力し、基地局２−１〜２−ｎは複局同時送信を行う。このとき、統括制御装置３は基地局２−１〜２−ｎに対して個別に遅延量を指示し、基地局２−１〜２−ｎは、それぞれ、統括制御装置３からの指定内容（指示された遅延量）に従ったタイミングで、下り送信データに基づき生成した無線変調信号を移動局４へ送信する。この結果、基地局２−１〜２−ｎから送信される各無線変調信号は基地局間でタイミング差を持つものとなる。
【００３１】
（上りデータの送信動作）
上りデータの送信では、移動局４が無線変調信号を送信し、この移動局４から送信された無線変調信号は、基地局２において、アンテナ２７より受信され、ＲＦ部２５を経て受信処理部２６に入力される。受信処理部２６では、入力された信号を復調し、必要に応じて復号化し、上り受信データとして、指令局１に向けて出力する。この受信処理部２６には、同期クロック生成部２２が生成した同期タイミングも入力されている。受信処理部２６では、復調・復号の処理と平行し、移動局からの受信信号について、同期タイミングを基準とした受信タイミング（同期タイミングとの差で示した受信タイミング、以下「上り受信タイミング」と記載する）を測定する。受信処理部２６は、測定した上り受信タイミングを、移動局４から受信した無線変調信号の受信レベルとともに、統括制御装置３へ報告する。
【００３２】
つづいて、本実施の形態の無線通信システムで実行する特徴的な動作、具体的には、統括制御装置３が各基地局２−１〜２−ｎに対して指示する遅延量を決定する動作について、図４を参照しながら説明する。
【００３３】
図４は、本実施の形態の無線通信システムにおいて移動局４が基地局２と通信しながらエリア内を移動する様子を示した図である。以下の説明においては、一例として、図４に示したような、移動局４が基地局２−３のエリア内から基地局２−４のエリアに向かって移動する場合を想定する。また、移動局４が等しい信号レベルの基本波と遅延波が重畳された信号を受信する場合に、移動局４が搭載する等化器によって、必要な受信品質を得ることができる遅延量の最小値を等化可能な遅延量最小値と呼び、必要な受信品質を得ることができる遅延量の最大値を等化可能な遅延量最大値と呼ぶこととする。
【００３４】
また、統括制御装置３は、初期状態として、基地局２−１〜２−ｎに対し、隣接する基地局がカバーするエリア同士の重なる部分で、その重なるエリアを形成する基地局間の送信タイミングの差が、可能な限り等化可能な遅延量最小値以上で、かつ、等化可能な遅延量最大値以下となるように、遅延量を指示する。
【００３５】
なお、上述した、従来の複局同時送信を利用する無線通信システムにおける課題の説明では、等化可能な遅延量最小値以上で、かつ、等化可能な遅延量最大値以下の条件を満たす送信タイミング１〜４（図１４参照）を設定した基地局を図１５のように配置することで、理想的には、エリア同士の重なる部分が全て等化可能な遅延量最小値以上で、かつ、等化可能な遅延量最大値以下の条件を満たす例を示した。これに対して、本実施の形態では、発明の効果を明確にするために、送信タイミング１，２の２種類を使用する場合の例について説明する。発明の効果を明確にするためだけの目的であり、３種類以上の送信タイミングを使用する場合においても、これから説明する動作を適用可能である。
【００３６】
初期状態において、等化可能な遅延量最小値以上で、かつ、等化可能な遅延量最大値以下の条件と送信タイミング１，２の関係は図３であるとする。送信タイミング１と送信タイミング２のタイミング差は、等化可能な遅延量最小値、および等化可能な遅延量最大値に加えて、各基地局と移動局との間の無線伝搬で発生する伝搬遅延差を考慮して決定する必要があるが、実際の基地局展開においては、エリア内の伝搬遅延差を正確に判断することは困難であるため、この基地局配置において考えられる遅延量よりも十分に余裕を持ったものに決める。
【００３７】
このとき、統括制御装置３が指示する遅延量として、送信タイミング１で送信することとなる基地局に対しては遅延量１を指示し、送信タイミング２で送信することとなる基地局に対しては遅延量２を指示する。
【００３８】
図４のような５つの基地局で構成されるエリアの場合、統括制御装置３は、基地局２−１に対して、送信タイミング１で送信するように遅延量１を指示し、残りの基地局２−２〜２−５に対しては送信タイミング２で送信するように遅延量２を指示する。このように設定した場合、エリア同士の重なる部分の多くでは、そのエリアを形成する基地局間の送信タイミング差が、等化可能な遅延量最小値以上で、かつ、等化可能な遅延量最大値以下の条件を満たす。
【００３９】
しかし、基地局２−２と基地局２−３の中間付近のエリア（基地局２−２のエリアと基地局２−３のエリアが重なったエリア）、基地局２−３と基地局２−４の中間付近のエリア、および基地局２−４と基地局２−５の中間付近のエリアでは、関わる２つの基地局はどちらも送信タイミング２で送信しており、そこに位置する移動局では、２つの基地局と移動局との間の伝搬遅延差に依存して、２つの基地局から送信された信号は互いに干渉することとなる。この重なるエリア付近であっても、さらに基地局２−１が送信する信号が到達する範囲内であれば、たとえ送信タイミング２で送信される２つの信号が互いに干渉したとしても、送信タイミング１で送信される基地局２−１から送信される信号によって、正常な受信を行うことが可能であるが、基地局２−１の信号が到達する範囲外については、前記の干渉（基地局２−１以外の２つの基地局から送信された信号同士の干渉）により、正常な受信ができない可能性がある。
【００４０】
今、図４に示したように、移動局４は、基地局２−３が送信する信号だけが強い信号レベル受信可能な地点にあり、送信を継続しながら、基地局２−３と基地局２−４の中間付近で、かつ、基地局２−１が送信する信号が到達しない地点（基地局２−１から到達した信号が所望レベル未満となる地点）に移動しようとしているとする。
【００４１】
上述したように、基地局２−１〜２−５は、移動局４が送信する信号を受信し、その信号に対してそれぞれの基地局で測定した上り受信タイミングと上り信号レベルを統括制御装置３に向けて報告する。このとき報告される上り受信タイミングは、全基地局間で同期が確保された同期タイミングを基準にして測定されているので、基地局２−１〜２−５の報告する上り受信タイミングは、移動局４から各基地局２−１〜２−５に向けた伝搬遅延量を示すものとなる。なお、この上り受信タイミングと上り信号レベルの報告は、マルチパスによって遅延されるものの分を合わせて、数組分が報告されるのが望ましい。ただし、以下の説明では、動作を解り易くするために、マルチパスがなく、一つの基地局から一組の情報（上り受信タイミングと上り信号レベル）が統括制御装置３へ報告される場合について示す。
【００４２】
移動局４が受信する信号は、同一の信号が異なるタイミングで重なり合ったものとなるが、統括制御装置３は、基地局２−１〜２−５からの報告をもとに、その移動局４の受信信号の状態を推定する。
【００４３】
上り信号と下り信号との伝搬特性が等しいものであるとすると、基地局２が報告する上り受信タイミングから、その基地局２に指示した遅延量分だけ遅延させたタイミング一つが、移動局４がその基地局２から送信された下り信号を受信するタイミングの一つに対応することとなる。また、その上り受信タイミングと対になる上り受信レベルはそのタイミングでの下り受信レベルを相対的に示すものとなる。
【００４４】
したがって、統括制御装置３が、上り信号についての基地局２−１〜２−５からの全ての報告を集計すると、たとえば図５のようになり、それがそのまま移動局４での下り受信状態の推定となる。ここでは移動局４が基地局２−３の付近に位置している状態を想定しているため（図４参照）、推定される基地局２−３からの下り信号レベルは他の基地局の信号よりも十分に大きくなる。信号レベルから判断し、移動局の受信に寄与しているのは、基地局２−３が送信する信号の一つだけであるため、この場合、信号間の干渉による受信劣化はないと判定される。従って、統括制御装置３は、基地局２−１〜２−５に対して指示する遅延量を更新する必要がなく、そのままの状態を維持する。
【００４５】
その後、移動局４が移動を行い、基地局２−３と基地局２−４の中間付近で、かつ、基地局２−１が送信する信号が到達しない地点に到達した場合には、統括制御装置３が上り信号についての基地局２−１〜２−５からの全ての報告を集計すると図６のようになり、それが移動後の移動局４での下り受信状態の推定となる。統括制御装置３は、信号レベルから、移動局４の受信の寄与するのは基地局２−３の信号と基地局２−４の信号の２つと判断できる。しかしながら、基地局２−３の信号と基地局２−４の信号とは、信号レベルが同程度である上に、受信されるタイミングが近接しているので、統括制御装置３は、相互干渉による受信品質劣化が発生している、あるいは、発生し得る状態であると判断する。
【００４６】
このような場合、統括制御装置３は、上記の状態を改善するため、移動局４の受信の寄与する基地局２−３および基地局２−４に指示する遅延量を調整する。具体的には、推定では、移動局４において、基地局２−３の信号と基地局２−４の信号とがほぼ同レベルで受信されているため、基地局２−３の信号と基地局２−４の信号との受信タイミングの差は、等化可能な遅延量の最小値にすれば必要な受信品質が確保できるので、その条件を満たすように、統括制御装置３は基地局２−３に指示する遅延量を減少させ（それ以前に指示した遅延量よりも小さい遅延量を指示し）、基地局２−４に指示する遅延量を増加させる（それ以前に指示した遅延量よりも大きい遅延量を指示する）。なお、いずれか一方に対して指示する遅延量のみを調整するようにしてもよい。
【００４７】
このとき、基地局２−１と基地局２−３との中間付近で受信する場合の受信品質（基地局２−１のエリアと基地局２−３のエリアの境界付近に位置している、図示を省略した移動局での受信品質）を損なわないようにするために、基地局２−１に指示する遅延量と、基地局２−３に指示する遅延量との差が、発生しうる伝搬遅延差を考慮しても、等化可能な遅延量の最小値以上となるようにすることが望ましい。すなわち、基地局２−１から送信された信号が移動局４に到達するタイミングと基地局２−３から送信された信号が移動局４に到達するタイミングの差が、等化可能な遅延量の最小値以上となるようにすることが望ましい。同様に、基地局２−１と基地局２−４との中間付近で受信する場合の受信品質を損なわないようにするために、基地局２−１に指示する遅延量と、基地局２−４に指示する遅延量との差が、発生しうる伝搬遅延差を考慮しても、等化可能な遅延量の最大値以下となるようにすることが望ましい。この調整を実施した後は、統括制御装置３による、基地局２−１〜２−５からの全ての報告の集計、すなわち、移動局４での下り受信状態の推定は、たとえば図７のようになり、調整実施前の移動局４で発生していた、相互干渉による受信品質劣化（あるいは、受信品質劣化が発生し得る状態）が改善される。
【００４８】
このように、本実施の形態の無線通信システムでは、各基地局は移動局からの信号受信タイミングおよび信号受信レベルを測定して統括制御装置へ報告し、統括制御装置は各基地局からの報告内容に基づいて、各基地局が下り信号を送信するタイミングを調整し、調整結果に従って送信するように指示することとした。これにより、初期状態での基地局への遅延量指示では回避することができない、複数基地局から送信信号同士の相互干渉で発生する移動局の受信品質劣化を改善することができ、複局同時送信を行う無線通信システムのサービスエリア内での位置によらず、移動局の受信品質を確保することができる。また、基地局配置時には、正確に把握することが難しい伝搬遅延量の影響を厳密に考慮する必要がなくなり、遅延量設定の作業を簡単化することができる。また、意図せず遠方にまで到達する基地局信号によって発生する相互干渉も回避することができる。また、基地局の設置が密なために、受信信号のタイミング差を等化可能な遅延量の最小値以上、かつ、等化可能な遅延量の最大値以下の条件で設定することが難しい場合でも、移動局の位置において、タイミング差を最適化することができる。
【００４９】
なお、上記説明では、同期クロック生成部がＧＰＳ信号のような基準無線信号を受信することで同期タイミングを生成する場合について示したが、例えば、統括制御装置や指令局から有線で同期用の信号を全基地局に送信し、その同期用の信号から各基地局の同期クロック生成部が同期タイミングを生成するように構成しても良い。
【００５０】
また、ここで説明した例では、指令局と統括制御装置を別の構成要素とした場合について示したが、これらを一つにまとめても良い。また、基地局の一つが指令局の機能を受け持っても良いし、統括制御機能を受け持っても良い。
【００５１】
また、複数の基地局によって送信されるデータ列全てが一致している必要はなく、例えば、タイムスロット構成のいくつかが複局同時送信するものであっても、上述した遅延量の制御を適用可能である。
【００５２】
実施の形態２．
先の実施の形態１では、移動局の受信タイミングに対する伝搬遅延の影響が大きい場合を想定した無線通信システムについて説明した。しかし、例えば、狭いエリアを対象にした無線通信システムや、通信の伝送レートが低くシンボル時間長が長いために、同期タイミングに付加する遅延量に対して伝搬遅延が無視できるような無線通信システムを想定する場合には、実施の形態１よりも簡単な構成で実現することができる。本実施の形態では、実施の形態１の無線通信システムと共通する部分の説明を省略する。
【００５３】
実施の形態１の無線通信システムでは、図１，図２に示したように、基地局２−１〜２−ｎは統括制御装置３に対して上り受信レベルと上り送信タイミングを報告する構成であったが、本実施の形態で想定しているような伝搬遅延が無視できる場合には、基地局は上り受信レベルのみを報告するように構成することが可能である。図８は、本実施の形態の基地局の内部構成例を示す図である。これ以降、実施の形態１で説明した基地局２と区別するために、本実施の形態の基地局を基地局２ａ（２ａ−１〜２ａ−ｎ）と呼ぶ。
【００５４】
図８に示したように、本実施の形態の基地局２ａは、実施の形態１の基地局２（図２参照）の受信処理部２６を受信処理部２６ａに置き換えたものであり、受信処理部２６ａ以外の部分は基地局２と同一である。受信処理部２６ａでは、実施の形態１で説明した受信処理部２６から上り受信タイミングを測定する機能が削減されており、移動局４が送信する無線信号を受信した場合には、統括制御装置３に対して上り受信レベルのみを報告する。なお、実施の形態１と異なり、伝搬遅延が無視できるため、有為なマルチパスは存在せず、マルチパスを考慮して１基地局から複数の上り受信レベルを報告する必要はない。上り受信タイミングを測定する必要がないので、受信処理部２６ａには、上り受信タイミング測定の基準とする信号、すなわち、同期クロック生成部２２から出力される同期タイミングを入力させない。
【００５５】
また、統括制御装置３が、上り信号についての基地局２ａ−１〜２ａ−ｎからの報告に基づき移動局４での下り受信状態を推定する際には、報告元の基地局に対して指示した遅延量が、推定対象の移動局４がその基地局から送信された下り信号の受信タイミングに対応することとなる。
【００５６】
本実施の形態の無線通信システムで実行する特徴的な動作について説明する。本実施の形態においても実施の形態１と同様に、図４を参照しながら説明を行う。なお、図４に示した基地局２−１〜２−５が本実施の形態の基地局２ａ−１〜２ａ−５に対応するものとして説明を行う。すなわち、移動局４が基地局２ａ−３のエリア内から基地局２ａ−４のエリアに向かって移動する場合の動作例について説明する。
【００５７】
本実施の形態の無線通信システムにおいて、統括制御装置３は、実施の形態１と同様に、初期状態として、基地局２ａ−１に対しては、送信タイミング１で送信するように遅延量１を指示し、基地局２ａ−２〜２ａ−５に対しては、送信タイミング２で送信するように遅延量２を指示する（図３参照）。
【００５８】
移動局４が移動を開始する前、すなわち、基地局２ａ−３からの送信信号だけが強い信号レベルで受信可能な地点に移動局４が位置している状態では、上り信号についての基地局２ａ−１〜２ａ−５からの全ての報告を統括制御装置３が集計すると図９のようになる。そして、これがそのまま移動局４での下り受信状態の推定となる。実施の形態１では、伝搬遅延分があったため、基地局２−２〜２−５のタイミングはバラつきがあったが、本実施の形態の無線通信システムでは伝搬遅延が無視できるので、基地局２ａ−２〜２ａ−５のタイミングは重なる。統括制御装置３は、実施の形態１と同様に、移動局の受信に寄与している信号を信号レベルから判断し、その結果、寄与しているのは基地局２ａ−３が送信する信号の一つだけであると認識する。よって、この場合、統括制御装置３は、信号間の干渉による受信劣化はないと判定する。すなわち、統括制御装置３は、基地局２ａ−１〜２ａ−５に対して指示する遅延量を更新する必要がないと判断し、そのままの状態を維持する（いずれの基地局に対しても遅延量の変更指示を行わない）。
【００５９】
その後、移動局４が移動を行い、基地局２ａ−３と基地局２ａ−４の中間付近で、かつ、基地局２ａ−１が送信する信号が到達しない地点に到達した場合には、統括制御装置３が上り信号についての基地局２−１〜２−５からの全ての報告を集計すると図１０のようになり、それが移動後の移動局４での下り受信状態の推定となる。統括制御装置３は、信号レベルから、移動局４の受信の寄与するのは基地局２ａ−３の信号と基地局２ａ−４の信号の２つと判断できる。しかしながら、基地局２ａ−３の信号と基地局２ａ−４の信号とは、信号レベルが同程度である上に、受信されるタイミングが完全に重なっているので、統括制御装置３は、相互干渉による受信品質劣化が発生している、あるいは、発生し得る状態であると判断する。
【００６０】
このような場合、統括制御装置３は、上記の状態を改善するため、移動局４の受信の寄与する基地局２ａ−３と基地局２ａ−４とに指示する遅延量を調整する。具体的には、推定では、移動局４において、基地局２ａ−３の信号と基地局２ａ−４の信号とがほぼ同レベルで受信されているため、基地局２ａ−３の信号と基地局２ａ−４の信号との受信タイミングの差は、等化可能な遅延量の最小値にすれば必要な受信品質が確保できるので、その条件を満たすように、統括制御装置３は基地局２ａ−３に指示する遅延量を減少させ（それ以前に指示した遅延量よりも小さい遅延量を指示し）、基地局２ａ−４に指示する遅延量を増加させる（それ以前に指示した遅延量よりも大きい遅延量を指示する）。
【００６１】
このとき、基地局２ａ−１と基地局２ａ−３との中間付近で受信する場合の受信品質を損なわないようにするために、基地局２ａ−１に指示する遅延量と、基地局２ａ−３に指示する遅延量との差が、等化可能な遅延量の最小値以上となるようにすることが望ましい。同様に、基地局２ａ−１と基地局２ａ−４との中間付近で受信する場合の受信品質を損なわないようにするために、基地局２ａ−１に指示する遅延量と、基地局２ａ−４に指示する遅延量との差が、等化可能な遅延量の最大値以下となるようにすることが望ましい。この調整を実施した後は、統括制御装置３による、基地局２ａ−１〜２ａ−５からの全ての報告の集計、すなわち、移動局４での下り受信状態の推定は図１１のようになり、調整実施前の移動局４で発生していた、相互干渉による受信品質劣化（あるいは、受信品質劣化が発生し得る状態）が改善される。
【００６２】
以上のように、同期タイミングに付加する遅延量に対して伝搬遅延が無視できるような場合には、基地局の構成（図８参照）や統括制御装置における制御動作を簡単化しつつ、実施の形態１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
実施の形態３．
先の実施の形態１および２では移動局４が送信する上り信号の各基地局での受信結果に基づいて、統括制御装置が、各基地局に指示する遅延量（各基地局の送信タイミング）を調整する無線通信システムを説明したが、このように構成した場合、送信を行っていない移動局の受信品質を改善することはできない。一方、実際の運用では、エリア内に複数の移動局が存在し、一部の移動局が積極的に送信を行い、他の移動局は送信せずに待機している状態が考えられる。そこで、本実施の形態では、送信せずに待機している移動局に対しても、効果が得られるような無線通信システム（実施の形態１で説明した無線通信システムの変形例）について説明する。なお、本実施の形態の無線通信システムの構成は実施の形態１と同様である（図１参照）。本実施の形態では、実施の形態１，２の無線通信システムと共通する部分の説明を省略する。
【００６４】
本実施の形態の無線通信システムにおいて、基地局２−１〜２−ｎは、常時、もしくは定周期で間欠的に複局同時送信を行う。たとえば、移動局に向けて特に送信するべきデータがない場合にも、指令局１から基地局２−１〜２−ｎに対して、報知情報を下り送信データとして繰り返し入力する方法や、指令局１からの下り送信データが中断したとき（一定期間にわたって下り送信データを受け取らなかったとき）に、基地局２−１〜２−ｎから移動局が同期保持に必要なデータを自主的に送信する方法などにより、常時、もしくは定周期で間欠的に複局同時送信を行う。
【００６５】
一方、移動局４も、特に受信するべきデータがない場合にも、常時、もしくは、定周期で間欠的に受信を行う。これは、自局向けのデータ有無の確認や、基地局との同期保持のために必要な受信と兼ねて行うもので良い。その受信の際、無線局４は、無線受信品質の測定を行う。品質の指標については、無線受信の品質が定量的に判断できるものならば、特に問わない。ここでは、一例として、図１２に示したように、間欠受信で複局同時送信された信号を受信し、その際、同期ビットの誤り率を測定する場合について説明する。図１２は、移動局４の受信動作（間欠受信動作）の一例を示すフローチャートである。
【００６６】
移動局４は、待機時には省電力化のために、受信動作と動作停止を定周期で行う。移動局４は、この間欠受信において、図１２に示したように、まず、基地局信号との同期のために使用される同期ビットの受信誤り率（以下、「同期ビット誤り率」と呼ぶ）を測定する（ステップＳ１）。この測定は受信した同期ビット部分のビット列と同期ビットパターンとの比較となるが、一回の間欠受信で受信できるビット数では信頼性に乏しいため、何度かの受信分を平均したものを測定値とするのが望ましい。次に、測定した同期ビット誤り率を所定の誤り率しきい値と比較する（ステップＳ２）。この誤り率しきい値については、下り送信データの要求受信品質に合わせて予め設定された値となる。そして、同期ビット誤り率が所定の誤り率しきい値よりも低い場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、そのまま間欠受信処理を終了し、次の間欠受信まで動作を停止する。これに対して、同期ビット誤り率が所定の誤り率しきい値よりも高い場合には（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、一定期間にわたって送信を行い（ステップＳ３）、その後、間欠受信処理を終了する。このステップＳ３において、移動局４は、基地局２−１〜２−ｎが自局から送信した信号の上り受信タイミング及び上り受信レベルを測定してその結果を統括制御装置３へ報告し、その報告内容に基づいて統括制御装置３が移動局４の受信品質を推定するのに十分な時間だけ、送信を行う。なお、この送信は複数回に分割して行うようにしてもよい。また、このとき送信するデータは、通常時の通信と区別できるものならば、特に制限はないが、移動局のＩＤ情報と送信を開始する前に上記のステップＳ１を実行して測定した同期ビット誤り率とを含むものとすれば、基地局２では、移動局の管理を含めた応用も可能となる。
【００６７】
統括制御装置３は、基地局２−１〜２−ｎより上り受信タイミング及び上り受信レベルの報告を受けた場合、基地局２−１〜２−ｎのそれぞれについて、下り信号を送信するタイミング（基準信号に対する遅延量）を変更させる必要があるかどうか判断し、変更させる必要がある場合には、遅延量を調整して新たな遅延量を決定し、決定した遅延量に従って下り信号を送信するように、送信タイミングを変更させる各基地局へ指示を行う。遅延量の調整方法は、実施の形態１で説明したとおりである。
【００６８】
このように、本実施の形態の無線通信システムにおいて、各基地局は、送信すべき下りデータが無い状態でも所定のタイミングで複局同時送信を行い、移動局は、この複局同時送信で送信された信号の受信品質が所定のしきい値以下と判断した場合、上り信号を送信し、この上り信号の基地局での受信結果に基づいて、管理制御装置が、各基地局からの信号送信タイミング（各基地局に指示する遅延量）を調整することとした。これにより、たとえば、積極的に送信をしない待機中の移動局など、上り信号を送信する頻度が低い移動局における受信品質が劣化するのを防止できる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、実施の形態１で示した無線通信システムの変形例について説明したが、上述した基地局２および移動局４の動作は、実施の形態２で示した無線通信システムに対しても適用でき、同様の効果を得ることができる。
【００７０】
実施の形態４．
先の実施の形態１〜３では、統括制御装置が、移動局の受信推定で信号間の相互干渉発生条件を検出した場合、基地局に指示する遅延量を更新することにより受信品質を向上させる無線通信システムについて説明した。これに対して、本実施の形態では、基地局に指示する遅延量を変更するのに加え、基地局に指示する送信電力も変更することで受信品質を向上させる無線通信システムについて説明する。なお、本実施の形態の無線通信システムの構成は実施の形態１と同様である（図１参照）。本実施の形態では、実施の形態１〜３の無線通信システムと共通する部分の説明を省略する。
【００７１】
本実施の形態の無線通信システムでは、統括制御装置３が基地局２−１〜２−ｎに対して、遅延量に加えて送信電力を指示し、基地局２−１〜２−ｎは、統括制御装置３からの指示内容に従ったタイミングおよび電力で送信を行う。本実施の形態の統括制御装置３の動作例を以下に示す。ここでは、実施の形態１と同様に、図４を参照し、移動局４が基地局２−３のエリア内から基地局２−４のエリアに向かって移動する場合の動作例を示す。
【００７２】
本実施の形態の統括制御装置３は、初期状態では、たとえば、全ての基地局に対して同一の送信電力を指示する。また、実施の形態１と同様に、基地局２−１に対しては、送信タイミング１で送信するように遅延量１を指示し、基地局２−２〜２−５に対しては、送信タイミング２で送信するように遅延量２を指示する（図３参照）。
【００７３】
移動局４が移動を開始する前、すなわち、基地局２−３からの送信信号だけが強い信号レベルで受信可能な地点に移動局４が位置している状態では、上り信号についての基地局２−１〜２−５からの全ての報告を統括制御装置３が集計すると、実施の形態１の場合と同様に、図５のようになり、これが移動局４での下り受信状態の推定結果となる。統括制御装置３は、この状態では、各基地局２が信号を送信する際の遅延量および送信電力の変更が不要と判断し、遅延量および送信電力の変更指示を行わない。
【００７４】
その後、移動局４が移動を行い、基地局２−３と基地局２−４の中間付近で、かつ、基地局２−１が送信する信号が到達しない地点に到達した場合には、統括制御装置３が上り信号についての基地局２−１〜２−５からの全ての報告を集計すると図６のようになる。そのため、統括制御装置３は、図６に示した集計結果から、移動局４の受信の寄与するのは基地局２−３の信号と基地局２−４の信号の２つと判断し、さらに、移動局４では相互干渉による受信品質劣化が発生している、あるいは、発生し得る状態であると判断する。この結果、統括制御装置３は、実施の形態１の場合と同様に、移動局４の受信に寄与する基地局２−３と基地局２−４とに指示する遅延量を調整する。
【００７５】
ここで、等化可能な遅延量の最小値が大きい場合、実施の形態1と同様に、基地局２−３に指示する遅延量を減少させ（それ以前に指示した遅延量よりも小さい遅延量を指示し）、基地局２−４に指示する遅延量を増加させ（それ以前に指示した遅延量よりも大きい遅延量を指示し）、これらの基地局２−３および２−４から送信された信号の移動局４への到達タイミングの差が等化可能な遅延量の最小値となるまで変更すると、基地局２−１と基地局２−３との中間付近のエリアにおいて、これらの基地局２−１および２−３から送信された信号の到達タイミングの差が小さくなり、このエリアでの受信品質が悪影響を受ける可能性がある。同様に、等化可能な遅延量の最大値が小さい場合、基地局２−１と基地局２−４との中間付近のエリアにおいて、これらの基地局２−１および２−４から送信された信号の到達タイミングの差が大きくなり、このエリアでの受信品質が悪影響を受ける可能性がある。そのため、本実施の形態の統括制御装置６は、遅延量に加えて送信電力を変更するように基地局２へ指示することにより、特定の移動局における受信品質を向上させる制御が他のエリア（他の移動局）における受信品質へ与える悪影響を低減させる。
【００７６】
具体的には、統括制御装置６は、基地局２−３および２−４の送信タイミング（遅延量）を、仮にこれらの基地局２−３および２−４から送信された信号の移動局４への到達タイミングの差が等化可能な遅延量の最小値となるまで変更した場合、基地局２−１と基地局２−３との中間付近のエリアにおける、基地局２−１および２−３から送信された信号の到達タイミングの差が等化可能な遅延量の最小値よりも小さくなると判断すると、あるいは、基地局２−１と基地局２−４との中間付近のエリアにおける、基地局２−１および２−４から送信された信号の到達タイミングの差が等化可能な遅延量の最大値よりも大きくなると判断すると、基地局２−１および２−３から送信された信号の到達タイミングの差が等化可能な遅延量の最小値よりも大きい状態を維持でき、なおかつ、基地局２−１および２−４から送信された信号の到達タイミングの差が等化可能な遅延量の最大値よりも小さい状態を維持できる範囲で、基地局２−３および２−４の送信タイミングを調整する（基地局２−３および２−４から送信された信号の移動局４への到達タイミングの差ができるだけ大きくなるように調整する）。すなわち、基地局２−３および２−４の送信タイミングの差を等化可能な遅延量の最小値となるまで調整することにより他の通信（基地局２−１と基地局２−３との中間付近、基地局２−１と基地局２−４との中間付近のエリアにおける通信）が悪影響を受けると判断した場合、他の通信に悪影響を与えない範囲で送信タイミングの調整を行う。さらに、移動局４での信号受信レベルがより高い側の信号送信元である基地局２−３に対して、送信電力増大を指示する。このようにすることで、移動局４での受信状態は図１３に示したようになり、基地局２−１および２−３から送信された信号の到達タイミングの差は等化可能な遅延量の最小値よりも小さくなるものの、受信する信号の電力比が変わるために相互干渉の影響が減り、受信品質を改善することができる。
【００７７】
このように、本実施の形態の無線通信システムにおいて、統括制御装置は、特定基地局からの信号送信タイミングのみを調整することが他の通信（他の基地局からの信号を受信する際の受信品質）に悪影響を与えると判断した場合、他の通信に悪影響を与えないように考慮した上で各基地局からの信号送信タイミングの変更を指示し、さらに、受信品質改善の対象としている移動局が受信する信号の中の最も受信レベルが高い信号の送信元の基地局に対して、送信電力を大きくするように指示することとした。これにより、遅延量を大きく更新すると、その結果で他の隣接する基地局が送信する信号と広い範囲で干渉を発生するような場合でも、遅延量の更新量を他の新たな干渉が発生しない範囲に抑える、あるいは、新たな干渉が僅かな量に抑えながら、移動局の受信品質を改善することができる。
【００７８】
なお、本実施の形態では、実施の形態１で示した無線通信システムに対して送信電力レベルの調整制御を追加する変形例について説明したが、この送信電力レベルの調整制御は、実施の形態２や３で示した無線通信システムに対しても適用でき、同様の効果を得ることができる。
【００７９】
実施の形態５．
先の実施の形態４では、基地局の送信タイミング調整だけで特定条件下における受信品質向上を実現しようとすると他の条件下での受信品質が悪影響を受ける場合に、他への悪影響とならない範囲で送信タイミングを調整するとともに送信電力を増大させて受信品質向上を実現する無線通信システムについて説明した。これに対して、本実施の形態では、基地局に指示する遅延量を変更するとともにアンテナの指向性を変更することで受信品質を向上させる無線通信システムについて説明する。本実施の形態では、先の実施の形態１〜４の無線通信システムと共通する部分の説明を省略する。
【００８０】
本実施の形態の無線通信システムの構成は、図１に示した実施の形態１の無線通信システムと同様である。ただし、基地局２−１〜２−ｎは移動局４との間で信号を送受信するアンテナ２７（図２参照）を、下り送信と上り受信共通、かつ、ヌル点の存在する指向性アンテナとする。
【００８１】
本実施の形態の無線通信システムにおいて、統括制御装置３は、基地局２−１〜２−ｎに対して、遅延量に加えてアンテナの指向性調整角度を指示するようにする。また、基地局２−１〜２−ｎは、統括制御装置３からの指示を受けて、遅延量（信号の送信タイミング）および指向性アンテナ（アンテナ２７）の指向性の方向を調整する。この制御動作の詳細を以下に説明する。なお、実施の形態１〜５と同様に、図４を参照し、移動局４が基地局２−３のエリア内から基地局２−４のエリアに向かって移動する場合の動作例を示す。
【００８２】
図４に示した基地局２−３のエリア内（基地局２−３からの送信信号だけが強い信号レベルで受信可能な地点）に移動局４が位置している場合、先の実施の形態でも説明したように、統括制御装置３は、各基地局２が信号を送信する際の遅延量やアンテナを調整する必要がないと判断し、いずれの基地局に対しても変更指示を行わない。
【００８３】
その後、移動局４が移動を行い、基地局２−３と基地局２−４の中間付近で、かつ、基地局２−１が送信する信号が到達しない地点に到達した場合には、統括制御装置３が上り信号についての基地局２−１〜２−５からの全ての報告を集計すると図６のようになる。そのため、統括制御装置３は、図６に示した集計結果から、移動局４の受信の寄与するのは基地局２−３の信号と基地局２−４の信号の２つと判断し、さらに、移動局４では相互干渉による受信品質劣化が発生している、あるいは、発生し得る状態であると判断する。この結果、統括制御装置３は、実施の形態１の場合と同様に、移動局４の受信に寄与する基地局２−３と基地局２−４とに指示する遅延量を調整することに決定する。
【００８４】
このとき、実施の形態４で説明した統括制御装置３と同様に、基地局２−３および２−４の送信タイミング（遅延量）を、これらの基地局２−３および２−４から送信された信号の移動局４への到達タイミングの差が等化可能な遅延量の最小値となるまで変更した場合、他の通信（基地局２−１と基地局２−３との中間付近のエリアにおける通信など）に悪影響を与えるかどうか判断し、悪影響を与えると判断した場合には、基地局２−１および２−３から送信された信号の到達タイミングの差が等化可能な遅延量の最小値よりも大きい状態を維持でき、なおかつ、基地局２−１および２−４から送信された信号の到達タイミングの差が等化可能な遅延量の最大値よりも小さい状態を維持できる範囲で、基地局２−３および２−４の送信タイミングを調整する。さらに、移動局４での信号受信レベルが低いと推定される信号の送信元である基地局２−４に対して、アンテナ２７の指向性調整角度を回転するように指示する。ここで、統括制御装置３は、最も効果が大きくなる指向性調整角度がわからないため、基地局２−４からの上り受信レベル報告の値が微弱となるまで（すなわち、移動局４が受信する基地局２−４の受信レベル推定が微弱となるまで）指向性調整角度変更を繰り返す。この動作により、移動局４は相互干渉を起こす一方の基地局の信号レベルが微弱となるため、移動機４の受信品質を改善することができる。
【００８５】
このように、本実施の形態の無線通信システムにおいて、統括制御装置は、特定基地局からの信号送信タイミングのみを調整することが他の通信（他の基地局からの信号を受信する際の受信品質）に悪影響を与えると判断した場合、他の通信に悪影響を与えないように考慮した上で各基地局からの信号送信タイミングの変更を指示し、さらに、受信品質改善の対象としている移動局が受信する信号の中の受信レベルが低い信号の送信元の基地局に対して、移動局での信号受信レベルが減少するようにアンテナの指向性角度を調整するように指示することとした。これにより、対象の移動局の受信品質改善の効果を大きくし、また、調整によって新たに干渉が発生するエリアを僅かな量に抑えながら、移動局の受信品質を改善することができる。
【００８６】
なお、本実施の形態では、実施の形態１で示した無線通信システムに対してアンテナの指向性の方向を調整する制御を追加する変形例について説明したが、この調整制御は、実施の形態２や３で示した無線通信システムに対しても適用でき、同様の効果を得ることができる。
【００８７】
実施の形態６．
先の実施の形態１〜５では、すべての基地局が複局同時送信を行う無線通信システムについて説明したが、本実施の形態では、基地局をいくつかのグループに分け、同一グループの基地局が複局同時送信を行う無線通信システムについて説明する。なお、本実施の形態の無線通信システムの構成は実施の形態１と同様である（図１参照）。本実施の形態では、実施の形態１〜５の無線通信システムと共通する部分の説明を省略する。
【００８８】
本実施の形態の無線通信システムでは、基地局をグループ化し、また、同時に下り送信を行う無線チャネルを時間的にいくつかのタイムスロットに分割し、１つのグループに属する基地局は１つのタイムスロットを利用するように、グループとタイムスロットを対応づける。そして、すべての基地局は、同一の下り送信データを、自身が属するグループ対応付けられたタイムスロットで、複局同時送信する。また、隣接する基地局は、可能な限り異なるグループとなるように、グループ化する。
【００８９】
例えば、図４の基地局配置で二つのグループに分割し、基地局２−１、２−３および２−５をグループＡ、基地局２−２および２−４をグループＢとして、一つ目のタイムスロットでグループＡの各基地局が複局同時送信を行い、二つ目のタイムスロットでグループＢの各基地局が複局同時送信を行う。グループＡの基地局とグループＢの基地局は、指令局１からの同一の下り送信データを異なるタイムスロットで送信しているので、移動局４は両方のタイムスロットを受信すれば、実施の形態１と同様にエリア内のどこに位置していたとしても、近傍の基地局の信号を受信することができる。
【００９０】
また、実施の形態１の無線通信システムでは、基地局２−２と基地局２−３の中間付近のエリア、基地局２−３と基地局２−４の中間付近のエリア、または基地局２−４と基地局２−５の中間付近のエリアで、かつ、基地局２−１の信号が到達する範囲外のエリアについては、正常な受信を行うことが可能できない可能性があったが、本実施の形態では、基地局２−２と基地局２−３、基地局２−３と基地局２−４、および基地局２−４と基地局２−５は異なるタイムスロットで送信しているため、相互干渉は発生しない。この例において、相互干渉が考えられるのは、意図せず遠方にまで到達してしまった信号により、基地局２−２および２−４が複局同時送信する信号との相互干渉が発生する場合、または、基地局２−３および２−５が複局同時送信する信号との相互干渉が発生する場合のみとなるので、相互干渉発生の条件（相互干渉の発生頻度）を大きく削減できる。
【００９１】
このような、相互干渉の発生頻度を大きく削減した無線通信システムを実現するために、本実施の形態の統括制御装置３は、まず、基地局２−１〜２−ｎからの報告値（上り受信タイミングおよび上り信号レベル）をそれぞれグループ別に集計し、タイムスロット毎の移動局４での受信状態を推定する。次に、タイムスロット毎の推定の中で、最良の信号レベルのものを含むタイムスロットの推定を選び、そのタイムスロットの信号の中で、受信に大きく寄与している基地局の信号が複数で、そのタイミング差が等化可能な遅延量の最小値以上、かつ、等化可能な遅延量の最大値以下の条件を満足しない場合に、受信に大きく寄与している信号の送信元基地局に指示する遅延量を調整して条件を満たすようにする。すなわち、選択したタイムスロットごとの推定結果に対応するグループの基地局を対象として、実施の形態１で示した送信タイミングの制御動作を実施する。このようにすることで、より稀となった相互干渉発生の問題も改善することができる。
【００９２】
なお、移動局４が送信した信号の基地局２−１〜２−ｎにおける受信結果を、基地局のグループを意識せずに集計した場合、実施の形態１などと同様に、図５や図６に示したようなものとなる。そのため、統括制御装置３は、まず、実施の形態１と同様に集計を行って図５や図６のような集計結果を取得し、次に、信号レベル最大を示す報告値、およびこの報告値の送信元基地局と同一グループの基地局から送信された報告値を抽出し、その後、抽出した各報告値に基づいて、送信タイミングの制御動作を実施するようにしてもよい。
【００９３】
このように、本実施の形態の無線通信システムでは、システム内の基地局をグループ分けし、時分割でグループ毎に複局同時送信するようにした。また、いずれか一つのグループを選択し、選択したグループの基地局を対象として送信タイミングの調整制御を実施することとした。これにより、相互干渉発生の条件となるエリアを減らしながら、稀に発生する相互干渉の問題も改善することができるため、移動局の受信品質を向上することができる。
【００９４】
なお、実施の形態２〜５に示した無線通信システムにおいて、本実施の形態と同様に基地局をグループ化し、時分割でグループ毎に複局同時送信するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明にかかる無線通信システムは、複局同時送信を適用した無線通信システムとして有用であり、特に、各基地局から送信された信号の相互間干渉が発生するエリアを極力削減することが可能な無線通信システムに適している。
【符号の説明】
【００９６】
１  指令局
２−１〜２−ｎ，２ａ−１〜２ａ−ｎ  基地局
３  統括制御装置
４  移動局
２１，２７  アンテナ
２２  同期クロック生成部
２３  遅延付加部
２４  送信処理部
２５  ＲＦ部
２６，２６ａ  受信処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図４】
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