(57)【要約】  振幅位相算出部（３２）は、各通信地点の各通信時刻における受信局（２）と各送信局（１−１〜１−Ｎ）間の伝搬路情報を算出して通信シンボル系列の振幅位相調整量を算出する。振幅位相調整部（３３）は、振幅位相調整量を用いて通信シンボル系列の振幅位相を調整し、この調整された信号を各送信局（１−１〜１−Ｎ）から送信する。受信局（２）のタイミング制御部（２２）は、各通信時刻に基づいて受信タイミングを制御し、受信ＲＦ部（２３）は、制御された受信タイミングで送信局（１−１〜１−Ｎ）からの信号をベースバンド帯に変換し、受信シンボル系列を算出する。
2018003112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信ビット系列から通信シンボル系列を生成する変調部と、
複数の送信局の信号を受信する移動体である受信局の各通信地点の各通信時刻における前記受信局と前記各送信局間の伝搬路情報を算出し、当該伝搬路情報に基づいて前記通信シンボル系列の振幅位相調整量を算出する振幅位相算出部と、
前記振幅位相調整量を用いて前記通信シンボル系列の振幅位相を調整し送信シンボル系列を生成する振幅位相調整部と、
前記送信シンボル系列を無線周波数帯の信号に変換する送信ＲＦ部と、
前記各送信局にそれぞれ設けられ、前記送信ＲＦ部の信号を放射する送信アンテナとを備えると共に、
前記受信局は、
前記通信時刻に基づく前記各送信局からの信号受信のタイミングを生成するタイミング制御部と、
前記各送信局からの受信信号をベースバンド帯に変換し、当該周波数変換した信号から前記タイミングの信号のみを抽出して受信シンボル系列を算出する受信ＲＦ部と、
前記受信シンボル系列を復調する復調部とを備え、
前記受信局は、各通信地点で１通信シンボルずつ受信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
送信ビット系列から通信シンボル系列を生成する変調部と、
複数の素子アンテナからなる複数アンテナを各々備えた複数の送信局からの信号を受信する移動体である受信局の各通信地点の各通信時刻における前記受信局と前記各素子アンテナ間の伝搬路情報を算出し、当該伝搬路情報に基づいて前記通信シンボル系列の振幅位相調整量を算出する振幅位相算出部と、
前記振幅位相調整量を用いて前記通信シンボル系列の振幅位相を調整し送信シンボル系列を生成する振幅位相調整部と、
前記送信シンボル系列を無線周波数帯の信号に変換する送信ＲＦ部と、
前記各送信局にそれぞれ設けられ、前記送信ＲＦ部の信号を放射する前記複数アンテナからなる送信アンテナとを備えると共に、
前記受信局は、
前記通信時刻に基づく前記各送信局からの信号受信のタイミングを生成するタイミング制御部と、
前記各送信局からの受信信号をベースバンド帯に変換し、当該周波数変換した信号から前記タイミングの信号のみを抽出して受信シンボル系列を算出する受信ＲＦ部と、
前記受信シンボル系列を復調する復調部とを備え、
前記受信局は、各通信地点で１通信シンボルずつ受信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
前記振幅位相算出部は、伝搬路情報を示す伝送路行列の逆行列を算出することで振幅位相調整量の算出を行うことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、送信局と移動する受信局との間の移動体通信において秘匿性を高めた無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信といった無線通信システムでは、通信方向が切り替わっても通信品質を維持するために指向性アンテナが搭載される。例えば、特許文献１には、送信局にフェーズド複数アンテナを備え、各素子信号の振幅位相を制御して指向性ビームの方向を受信局の移動経路に合わせて切り替える無線通信システムが示されている。この無線通信システムの送信局では、移動体の移動位置毎に、その移動体と通信するのに適した重み係数を予め算出して用意しておき、移動体が各移動位置に移動する毎に予め用意した重み係数を切り換えて指向性ビームの方向を移動体に追従させるようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９８３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたような従来の無線通信システムでは、指向性ビームのメインビーム方向では所望信号が送信されるため、当該方向に存在していれば、たとえ位置が異なっても、通信相手でない受信局が所望信号を受信し復調できてしまうという問題があった。また、サイドローブ方向では、メインビーム方向と比較すると信号電力は小さいが所望信号が送信されるため、メインビーム方向外の受信局でも復調可能となり通信内容の秘匿性が低いという問題があった。【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、移動体通信において秘匿性を高めた無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る無線通信システムは、送信ビット系列から通信シンボル系列を生成する変調部と、複数の送信局の信号を受信する移動体である受信局の各通信地点の各通信時刻における受信局と各送信局間の伝搬路情報を算出し、伝搬路情報に基づいて通信シンボル系列の振幅位相調整量を算出する振幅位相算出部と、振幅位相調整量を用いて通信シンボル系列の振幅位相を調整し送信シンボル系列を生成する振幅位相調整部と、送信シンボル系列を無線周波数帯の信号に変換する送信ＲＦ部と、各送信局にそれぞれ設けられ、送信ＲＦ部の信号を放射する送信アンテナとを備えると共に、受信局は、通信時刻に基づく各送信局からの信号受信のタイミングを生成するタイミング制御部と、各送信局からの受信信号をベースバンド帯に変換し、周波数変換した信号からタイミングの信号のみを抽出して受信シンボル系列を算出する受信ＲＦ部と、受信シンボル系列を復調する復調部とを備え、受信局は、各通信地点で１通信シンボルずつ受信するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る無線通信システムは、送受信局間で通信時刻及び通信地点を共有しておき、送信局で通信時刻及び通信地点に基づく伝搬路情報によって、通信シンボルの振幅位相を調整してから送信するようにしたものである。これにより、通信時刻及び通信地点を共有した送受信局間のみで通信を実現でき、秘匿性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂは、この発明の実施の形態１の無線通信システムの送信局と受信局との関係を示す説明図である。
【図２】この発明の実施の形態１の無線通信システムを示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１の無線通信システムの振幅位相算出部のブロック構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１の無線通信システムの振幅位相算出部のハードウェア構成図である。
【図５】この発明の実施の形態１の無線通信システムの送信側の動作を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１の無線通信システムの受信側の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１の無線通信システムの動作説明図である。
【図８】この発明の実施の形態２の無線通信システムにおける送信側のブロック構成図である。
【図９】この発明の実施の形態２の無線通信システムにおける振幅位相算出部のブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、本実施の形態による無線通信システムの送信局と受信局との関係を示す説明図である。
本実施の形態では、単一アンテナを備えるＮ（Ｎは２以上の整数）局の送信局１−１〜１−Ｎから、移動する受信局２に対して信号が送信され、２地点でＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調された通信対象である通信シンボルを通信する例を説明する。
本実施の形態の無線通信システムでは、通信地点及び通信時刻を予め設定し、送信局１−１〜１−Ｎ及び受信局２で、通信地点及び通信時刻の情報を保持しておく。送信局１−１〜１−Ｎでは、通信地点及び通信時刻の情報を元に処理された、通信対象である通信シンボルを送信し、受信局２は設定された通信地点を設定された通信時刻で通過して信号を受信して通信シンボルを得る。
【００１０】
図１Ａは、受信局２がＡ地点において時刻Ｔａで信号を受信する状態を示しており、例えば、ＱＰＳＫにおける位相状態４５度の通信シンボルが受信される。図１Ｂは、受信局２がＡ地点からＢ地点に移動し、時刻Ｔｂで信号を受信する状態を示しており、ＱＰＳＫにおける位相状態−１３５度の通信シンボルが受信される。
このように、１通信地点で１通信シンボルが受信され、通信地点及び通信時刻の情報を事前に共有した送受信局間のみで通信を成立させるものである。
【００１１】
図２は、無線通信システムの構成図である。
図示の無線通信システムは、送信局１−１〜１−Ｎ、受信局２、制御局３を備える。制御局３は、変調部３１、振幅位相算出部３２、振幅位相調整部３３を備える。変調部３１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、例えば、外部から与えられる送信ビット系列に対して、ＱＰＳＫなどのベースバンド変調処理を施すことで、通信対象の信号である通信シンボルを生成する処理を実施する。なお、ここでは、送信ビット系列に対する変調方式がＱＰＳＫである例を示しているが、変調方式はＱＰＳＫに限るものではなく、例えば、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭなどの変調方式を用いるようにしてもよい。
【００１２】
振幅位相算出部３２は、例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、送信局１−１〜１−Ｎの位置、通信地点及び通信時刻の情報に基づき、通信シンボルの振幅位相の調整量を算出する処理を実施する。
図３は、振幅位相算出部３２のブロック構成図である。
振幅位相算出部３２は、図示のように、伝搬路行列算出部３２１と演算部３２２とを備えている。伝搬路行列算出部３２１は、例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、送信局１−１〜１−Ｎと各通信地点の位置関係に基づく伝搬位相情報と、受信局２の移動速度と移動経路から算出される通信地点の通過時刻を用いて、伝搬路行列を算出する処理を実施する。演算部３２２は、例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、伝搬路行列算出部３２１で算出した伝搬路行列の逆行列を算出する処理を実施する。
【００１３】
図３の例では、振幅位相算出部３２の構成要素である伝搬路行列算出部３２１及び演算部３２２のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、振幅位相算出部３２がコンピュータで構成されていてもよい。
図４は、振幅位相算出部３２がコンピュータで構成される場合のハードウェア構成図である。
振幅位相算出部３２がコンピュータで構成される場合、伝搬路行列算出部３２１及び演算部３２２の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリ４０に格納し、当該コンピュータのプロセッサ４１がメモリ４０に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
なお、図４において、入力インタフェース機器４２は例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ポートやシリアルポートなどの信号入出力ポートを備えるインタフェース機器であり、伝搬路行列算出部３２１と接続されて、Ｎ局の送信局の位置、受信局の移動経路と移動速度を入力する。
出力インタフェース機器４３は例えばＵＳＢポートやシリアルポートなどの信号入出力ポートを備えるインタフェース機器であり、振幅位相調整部３３と接続されて、演算部３２２から出力される各通信シンボルの振幅位相の調整量を振幅位相調整部３３に出力する。
【００１４】
図２に戻り、振幅位相調整部３３は、例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、通信シンボルの振幅と位相を調整する処理を実施する。
【００１５】
送信局１−１〜１−Ｎはそれぞれ、送信ＲＦ部１１−１〜１１−Ｎと単一アンテナ１２−１〜１２−Ｎとを備える。送信ＲＦ部１１−１〜１１−Ｎは、例えばミキサ及び高出力増幅器によって構成されており、ベースバンド帯から無線周波数帯に変換し送信シンボルを増幅する処理を実施する。単一アンテナ１２−１〜１２−Ｎは無線周波数帯に変換された送信シンボルを空間に放射する処理を実施する。
【００１６】
受信局２は、受信アンテナ２１、タイミング制御部２２、受信ＲＦ部２３、復調部２４を備える。
受信アンテナ２１は、無線周波数帯の信号を受信する処理を実施する。タイミング制御部２２は、例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、送受信局間で予め共有された通信時刻に基づいて受信タイミングを制御する処理を実施する。受信ＲＦ部２３は、低雑音増幅器、ミキサ、フィルタ、アナログ・デジタル変換器などから構成され、タイミング制御部２２で示される時刻で受信アンテナ２１からの受信信号を無線周波数帯からベースバンド帯に変換し、受信シンボルを生成する処理を実施する。復調部２４は、例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、受信シンボルにベースバンド復調処理を施し受信ビット系列を算出する処理を実施する。
【００１７】
次に、実施の形態１の無線通信システムの動作について説明する。
図５は送信側の動作を示すフローチャート、図６は受信側の動作を示すフローチャートである。
送信局をＮ局、通信地点をＮ点で、見通し内通信における秘匿無線通信を考える。
先ず、制御局３において通信地点と通信時刻を設定し（ステップＳＴ１１）、この情報を振幅位相算出部３２に登録する。
変調部３１は、例えば、入力される送信ビット系列にＱＰＳＫなどのベースバンド変調処理を施して通信対象の信号であるＮ個の通信シンボルＳｎ（１≦ｎ≦Ｎ）を生成し、振幅位相調整部３３に出力する。
なお、シンボルをベクトルで表記すると、通信シンボルベクトルＳは[Ｓ１、Ｓ２、・・・、ＳN]Ｔとなり、Ｎ×１行列である。なお、添え字のＴは転置を表す。
ここで、ｎはシンボル番号を表しており、変調方式がＱＰＳＫである場合、通信シンボルＳｎは、ｅｘｐ（ｊπ／４）、ｅｘｐ（ｊ３π／４）、ｅｘｐ（−ｊ３π／４）、ｅｘｐ（−ｊπ／４）のいずれかとなる。
振幅位相算出部３２は、送信局１−１〜１−Ｎと各通信地点の位置関係に基づく伝搬位相情報と、受信局２の移動速度と移動経路から算出される通信地点の通過時刻を用いて、伝搬路行列を算出する。まず、伝搬路行列算出部３２１では以下の処理を行う。
第ｎ送信局と第ｍ（１≦ｍ≦Ｎ）番目の通信地点間の距離をｄｍｎは、第ｎ送信局の位置を（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）、第ｍ通信地点の位置を（Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍ）を用いて次式となる。
2018003112.tif 000003
【００１８】
次に、光速をｖｃ、角周波数をωとすると、時刻ｔで第ｎ送信局から送信された信号が第ｍ通信地点に到達する伝搬路情報ｈｍｎ（ｔ）は次式となる。
ｈｍｎ（ｔ）＝ｅｘｐ（ｊω（ｔ−ｄｍｎ／ｖｃ））        （２）
一方で、送信局１−１〜１−Ｎから送信を開始する時刻ｔ＝０での位置から第ｍ通信地点までの移動距離をＤｍとすると、各通信地点に受信局が到達する時刻ｔｍ、すなわち通信時刻ｔｍは、受信局２の移動速度ｖｒを用いて次式となる。
ｔｍ＝Ｄｍ／ｖｒ                        （３）
式（２）と式（３）から、通信時刻ｔｍにおける第ｎ送信局から第ｍ通信地点への伝搬路情報ｈｍｎ（ｔ）は次式となる。
ｈｍｎ（ｔｍ）＝ｅｘｐ（ｊω（Ｄｍ／ｖｒ−ｄｍｎ／ｖｃ））    （４）
式（４）を行列で表記すると、伝搬路行列Ｈは次式となる。
2018003112.tif 000004
【００１９】
演算部３２２では、式（５）に逆行列などの処理を行い、振幅位相調整量を算出する（ステップＳＴ１２）。ここでは、逆行列演算する場合を例にすると、Ｈから逆行列Ｈ−１を算出する。なお、演算部３２２では、受信局２の雑音電力を考慮してＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）規範に基づいた処理を行ってもよい。
振幅位相調整部３３では、振幅位相算出部３２からの逆行列Ｈ−１と通信シンボルベクトルＳを乗積して振幅位相調整後の通信シンボルベクトルＡを得る（ステップＳＴ１３）。
Ａ＝Ｈ−１・Ｓ                      （６）
ここで、振幅位相調整後の通信シンボルベクトルＡは[Ａ１、Ａ２、・・・、ＡN]Ｔであり、Ｎ×１行列である。振幅位相調整後の各通信シンボルベクトルＡの要素Ａｎは、単一アンテナ１２−ｎから送信される（ステップＳＴ１４）。
【００２０】
次に、受信局２は、予め共有した通信地点及び通信時刻の情報を元に、第ｍ通信地点を通信時刻ｔｍで通過し（ステップＳＴ２１）、受信アンテナ２１で信号を受信する（ステップＳＴ２２）。受信された信号は受信ＲＦ部２３で周波数変換される。周波数変換された受信信号をｒ（ｔ）とすると、受信局では、タイミング制御部２２から与えられる通信時刻ｔ＝ｔｍの受信信号を使用するため、受信信号はｒ（ｔｍ）となる。ここで、受信信号ｒ（ｔｍ）をベクトルの各要素とする受信信号ベクトルをＲとすると、受信シンボルＲは次式で算出される。
Ｒ＝Ｈ・Ａ＋Ｚ
＝Ｈ・（Ｈ−１・Ｓ）＋Ｚ
＝Ｓ＋Ｚ                          （７）
ここで、Ｚは受信機雑音である。なお、ＲはＮ×１行列である。伝搬路行列Ｈの逆行列を乗積してシンボルを送信しているため、受信されるシンボルは雑音を無視すれば通信シンボルベクトルＳそのものになる。
最後に、通信シンボルベクトルＳを復調部２４でベースバンド復調することで受信ビット系列を得る。
【００２１】
図７は、以上説明した無線通信システムの動作説明図である。ここでは、上記の説明と同様に、送信シンボルが４シンボル、送信アンテナ数を４、通信地点数を４とした場合を示している。
図中、信号１０１は変調部３１から出力される通信シンボルベクトルＳ（＝[Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４]Ｔである。Ｓ１〜Ｓ４はそれぞれ変調後の１シンボルを表す。信号１０２は、制御局３からの出力であり、振幅位相調整後のシンボルベクトルＡを表している。すなわち、通信シンボルベクトルＳの各要素の振幅位相を調整したベクトルがＡである（Ａ＝[Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４]Ｔ）。図示例では、調整後の振幅をａ１，ａ２，ａ３，ａ４、調整後の位相をφ１，φ２，φ３，φ４としている。振幅位相調整後のベクトルＡは、受信局が既定の通信地点を通過するまで継続して送信される。各アンテナ１２−１〜１２−４から送信される信号は、振幅位相調整後のベクトルＡの各要素であり、これらの信号がアンテナから空間に放射され、各通信地点ではＡ１〜Ａ４が合成された信号が受信される（矢印１０３参照）。例えば、第１地点において時刻Ｔ１で受信すれば、Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ａ４の受信信号が合成されてＳ１が得られる。また、受信局２の移動経路２００上の第２地点〜第４地点も同様であり、それぞれ時刻Ｔ２〜Ｔ４で受信するとＳ２〜Ｓ４が得られる。
【００２２】
このように、実施の形態１によれば、送受信局間で通信時刻及び通信地点を共有しておき、送信局１−１〜１−Ｎで通信時刻及び通信地点に基づく伝搬路行列によって、通信シンボルの振幅位相を調整してから送信するため、通信時刻及び通信地点を共有した送受信局間のみで通信を実現でき、秘匿性を高めることができる。
また、送信局１−１〜１−Ｎ近傍の受信電力の大きい環境で受信できたとしても、通信シンボルの振幅位相を調整してから送信しているため通信内容を傍受することは困難であり、秘匿性を高めることができる。
さらに、送信局１−１〜１−Ｎに処理を集中させたため、移動体の受信局２の受信装置規模を低減できる。
【００２３】
以上説明したように、実施の形態１の無線通信システムによれば、送信ビット系列から通信シンボル系列を生成する変調部と、複数の送信局の信号を受信する移動体である受信局の各通信地点の各通信時刻における受信局と各送信局間の伝搬路情報を算出し、伝搬路情報に基づいて通信シンボル系列の振幅位相調整量を算出する振幅位相算出部と、振幅位相調整量を用いて通信シンボル系列の振幅位相を調整し送信シンボル系列を生成する振幅位相調整部と、送信シンボル系列を無線周波数帯の信号に変換する送信ＲＦ部と、各送信局にそれぞれ設けられ、送信ＲＦ部の信号を放射する送信アンテナとを備えると共に、受信局は、通信時刻に基づく各送信局からの信号受信のタイミングを生成するタイミング制御部と、各送信局からの受信信号をベースバンド帯に変換し、周波数変換した信号からタイミングの信号のみを抽出して受信シンボル系列を算出する受信ＲＦ部と、受信シンボル系列を復調する復調部とを備え、受信局は、各通信地点で１通信シンボルずつ受信するようにしたので、秘匿性を高めた移動体通信を行うことができる。
【００２４】
また、実施の形態１の無線通信システムによれば、振幅位相算出部は、伝搬路情報を示す伝送路行列の逆行列を算出することで振幅位相調整量の算出を行うようにしたので、受信局側の処理負荷を軽減することができる。
【００２５】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、単一アンテナを備える複数の送信局としたが、複数アンテナを備える複数の送信局から送信しても良く、これを実施の形態２として以下説明する。
図８は、実施の形態２による無線通信システムにおける送信側のブロック構成図である。図８において、Ｎ局の各送信局１０−１〜１０−Ｎは、それぞれ素子数Ｋ（Ｋは２以上の整数）の複数アンテナ１２ａ−１〜１２ａ−Ｎを備え、各素子アンテナ１２ａ−１−１〜１２ａ−Ｎ−Ｋから電波を放射する。また、制御局３ａの振幅位相算出部３２ａは、例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、各素子アンテナ１２ａ−１−１〜１２ａ−Ｎ−Ｋの位置、通信地点、及び通信時刻の情報に基づき、通信シンボルの振幅位相の調整量を算出する処理を実施する。
【００２６】
図９は、振幅位相算出部３２ａのブロック構成図であり、図示のように、伝搬路行列算出部３２１ａと演算部３２２とを備える。伝搬路行列算出部３２１ａは、例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、各素子アンテナ１２ａ−１−１〜１２ａ−Ｎ−Ｋの位置と、各通信地点の位置に基づく伝搬位相情報と、受信局２の移動速度と移動経路から算出される通信地点の通過時刻に基づく移動情報を用いて、伝搬路行列を算出する処理を実施する。
図８及び図９におけるその他の構成は図２及び図３に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
次に、実施の形態２の無線通信システムの動作について説明する。
送信局をＮ局、各送信局の素子アンテナ数をＫ、通信地点をＭ点とし、見通し内通信における秘匿無線通信を考える。
変調部３１はＮ×Ｋ個の通信シンボルを生成する。Ｎ×Ｋ個の通信シンボルを通信シンボルベクトルＳとする。
第ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）送信局におけるｋ（１≦ｋ≦Ｋ）番目の素子アンテナの位置を（ｘｎ，ｋ、ｙｎ，ｋ、ｚｎ，ｋ）、第ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）番目の通信地点の位置を（Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍ）とすると、各素子アンテナから各通信地点までの距離ｄｍｎｋは次式となる。
2018003112.tif 000005
次に、光速をｖｃ、角周波数をω、時刻をｔとすると、第ｎ送信局の第ｋ素子アンテナから送信された信号が第ｍ通信地点に到達する伝搬路情報ｈｍｎｋ（ｔ）は次式となる。
ｈｍｎｋ（ｔ）＝ｅｘｐ（ｊω（ｔ−ｄｍｎｋ／ｖｃ））      （９）
【００２８】
式（９）及び式（３）から、通信時刻ｔｍにおける第ｎ送信局の第ｋ素子アンテナから第ｍ通信地点への伝搬路情報ｈｍｎｋ（ｔ）は次式となる。
ｈｍｎ（ｔｍ）＝ｅｘｐ（ｊω（Ｄｍ／ｖｒ−ｄｍｎｋ／ｖｃ））    （１０）
式（１０）を行列で表記すると、伝搬路行列Ｈは次式となる。
2018003112.tif 000006
この伝搬路行列Ｈの逆行列Ｈ−１などを演算部３２２で算出し、振幅位相調整部３３で通信シンボルベクトルＳにＨ−１を乗積して各シンボルの振幅位相を調整し、各素子アンテナ１２ａ−１−１〜１２ａ−Ｎ−Ｋから送信する。
【００２９】
以上説明したように、実施の形態２の無線通信システムによれば、送信ビット系列から通信シンボル系列を生成する変調部と、複数の素子アンテナからなる複数アンテナを各々備えた複数の送信局からの信号を受信する移動体である受信局の各通信地点の各通信時刻における受信局と各素子アンテナ間の伝搬路情報を算出し、伝搬路情報に基づいて通信シンボル系列の振幅位相調整量を算出する振幅位相算出部と、振幅位相調整量を用いて通信シンボル系列の振幅位相を調整し送信シンボル系列を生成する振幅位相調整部と、送信シンボル系列を無線周波数帯の信号に変換する送信ＲＦ部と、各送信局にそれぞれ設けられ、送信ＲＦ部の信号を放射する複数アンテナからなる送信アンテナとを備えると共に、受信局は、通信時刻に基づく各送信局からの信号受信のタイミングを生成するタイミング制御部と、各送信局からの受信信号をベースバンド帯に変換し、周波数変換した信号からタイミングの信号のみを抽出して受信シンボル系列を算出する受信ＲＦ部と、受信シンボル系列を復調する復調部とを備え、受信局は、各通信地点で１通信シンボルずつ受信するようにしたので、実施の形態１の効果に加えて、通信シンボル数を増やすことができ、秘匿性を保ったまま少ない送信局数で伝送容量を改善することができる。
【００３０】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、この発明に係る無線通信システムは、複数の送信局から信号を送信し、複数の通信地点で決められた通信時刻に信号を受信する受信局とを備えた無線通信システムに関するものであり、通信内容の高い秘匿性が要求される移動体通信に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００３２】
１−１〜１−Ｎ，１０−１〜１０−Ｎ  送信局、２  受信局、３，３ａ  制御局、１１−１〜１１−Ｎ，１１ａ−１〜１１ａ−Ｎ  送信ＲＦ部、１２−１〜１２−Ｎ  単一アンテナ、１２ａ−１〜１２ａ−Ｎ  複数アンテナ、１２ａ−１−１〜１２ａ−Ｎ−Ｋ  素子アンテナ、２１  受信アンテナ、２２  タイミング制御部、２３  受信ＲＦ部、２４  復調部、３１  変調部、３２，３２ａ  振幅位相算出部、３３  振幅位相調整部、３２１，３２１ａ  伝搬路行列算出部、３２２  演算部、４０  メモリ、４１  プロセッサ、４２  入力インタフェース機器、４３  出力インタフェース機器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【国際調査報告】
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