(57)【要約】【課題】移動環境にある無線通信機間においても、受信誤り率を低減しより好適な通信速度で通信することができる空間分割多重方式の無線通信技術を提供する。【解決手段】空間分割多重方式によって無線信号を送信する無線通信機であり、無線信号を送信可能な複数の送信アンテナと、前記複数の送信アンテナから既知信号を送信し、該既知信号に基づいて送信相手先から送信される、前記複数の送信アンテナと通信相手先の受信アンテナとで形成される伝搬路に関する伝搬路情報を取得する伝搬路情報取得手段と、取得した伝搬路情報から算出される伝搬路間の相関と送信する無線信号の伝送時間とに基づいて、空間多重数を決定する空間多重数決定手段と、を備える。【選択図】図６
2008219270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間分割多重方式によって無線信号を送信する無線通信機であって、
無線信号を送信可能な複数の送信アンテナと、
前記複数の送信アンテナから既知信号を送信し、該既知信号に基づいて送信相手先から送信される、前記複数の送信アンテナと送信相手先の受信アンテナとで形成される伝搬路に関する伝搬路情報を取得する伝搬路情報取得手段と、
取得した伝搬路情報から算出される伝搬路間の相関と送信する無線信号の伝送時間とに基づいて、空間多重数を決定する空間多重数決定手段と、
を有することを特徴とする無線通信機。
【請求項２】
前記空間多重数決定手段は、送信する無線信号の伝送時間を、送信する無線信号のペイロード長によって取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信機。
【請求項３】
前記空間多重数決定手段は、前記無線通信機と送信相手先との相対移動速度も考慮して、空間多重数を決定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信機。
【請求項４】
空間分割多重方式によって無線信号を送信する無線通信方法であって、
無線信号を送信可能な複数の送信アンテナを有する無線通信機が、
前記複数の送信アンテナから既知信号を送信し、
前記既知信号に基づいて送信相手先から送信される、前記複数の送信アンテナと送信相手先の受信アンテナとで形成される伝搬路に関する伝搬路情報を取得し、
取得した伝搬路情報から算出される伝搬路間の相関と送信する無線信号の伝送時間とに基づいて、空間多重数を決定する、
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項５】
送信する無線信号の伝送時間を、送信する無線信号のペイロード長によって取得する
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信方法。
【請求項６】
前記無線通信機と送信相手先との相対移動速度も考慮して、空間多重数を決定する
ことを特徴とする請求項４または５に記載の無線通信方法。
【請求項７】
空間分割多重方式によって無線信号を送信する無線通信プログラムであって、
無線信号を送信可能な複数の送信アンテナを有する無線通信機に対して、
前記複数の送信アンテナから既知信号を送信させ、
前記既知信号に基づいて送信相手先から送信される、前記複数の送信アンテナと送信相手先の受信アンテナとで形成される伝搬路に関する伝搬路情報を取得させ、
取得した伝搬路情報から算出される伝搬路間の相関と送信する無線信号の伝送時間とに基づいて、空間多重数を決定させる、
ことを特徴とする無線通信プログラム。
【請求項８】
送信する無線信号の伝送時間を、送信する無線信号のペイロード長によって取得させる
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信プログラム。
【請求項９】
前記無線通信機と送信相手先との相対移動速度も考慮して、空間多重数を決定させる
ことを特徴とする請求項７または８に記載の無線通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間分割多重方式による無線通信技術に関し、特に、空間分割多重方式において空間多重数を決定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、送受信側で複数のアンテナを用いて、同一周波数でデータを同時に通信することにより、高速な通信を行う空間分割多重方式の無線通信が利用されている。空間分割多重方式を用いるシステムとして、ＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）システムと呼ばれるものがある（非特許文献１）。このシステムは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準にも採用されている。これらのシステムでは、複数の伝搬路（チャネル）を利用して通信を行うため、高速な通信を行うことができる。
【０００３】
しかしながら、複数の伝搬チャネルが独立ではなく、相関が高い場合には、空間分割多重方式では信号分離性能が劣化し、受信側での誤り率が上昇してしまう。そこで、伝搬状況が悪くなった場合には、空間多重数を下げて、できるだけ相関の低いアンテナを用いて通信を行う技術が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献１には、まず送信側がプリアンブル（既知信号）を送信し、受信側は受信したプリアンブルに基づいて伝搬路応答を算出し、送信側に通知する。送信側は、この伝搬路応答に基づいて送信アンテナ間の空間相関値を算出し、算出された空間相関値が最も低い送信アンテナを利用して通信を行う。これにより、空間相関の低いアンテナを利用して通信できるため、安定した高速通信が実現できる。
【特許文献１】特開２００６−６７２３７号公報
【非特許文献１】須藤賢司、原嘉考、大槻知明、「ＭＩＭＯシステムにおけるスループット最大化送信制御法」、２００３年電子情報通信学会ソサエティ大会、Ｂ−５−１２，ｐ．３８９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線通信においては、電波環境は刻々と変化する。特に、無線通信機が移動する環境においては、時間の経過によりチャネル特性が著しく変化してしまう。したがって、既知信号によって算出されたチャネル特性に基づいた通信が有効な期間は、一定期間に限られる。チャネル特性の変化が大きいほど、この期間は短くなる。
【０００６】
したがって、無線通信機間の相対移動速度が大きく、チャネル特性の変化が大きい場合には、算出されたチャネル特性に基づいて算出された条件（空間多重数や利用する送信アンテナ）で通信を行うと、通信特性（ＰＥＲ特性等）が悪化してしまうことが考えられる。
【０００７】
しかしながら、従来の技術では、無線通信機の移動速度に基づいて空間多重数や利用するアンテナを選択することは考慮されてこなかった。その結果として、高速で移動する無線通信機間では、受信誤り率が増加し、スループットが低下したり、全く通信できないという状況が発生していた。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、移動環境にある無線通信機間でも、受信誤り率を低減しより好適な通信速度での通信を可能とする空間分割多重方式の無線通信技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、空間多重数を決定する際に、送信する無線信号の伝送時間を考慮することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る無線通信機は、空間分割多重方式によって無線信号を送信する無線通信機であって、無線信号を送信可能な複数の送信アンテナと、これら複数の送信アンテナから既知信号を送信し、既知信号に基づいて送信相手先から送信される、前記複数の送信アンテナと送信相手先の受信アンテナとで形成される伝搬路に関する伝搬路情報を取得する伝搬路情報取得手段と、取得した伝搬路情報から算出される伝搬路間の相関と送信する無線信号の伝送時間とに基づいて、空間多重数を決定する空間多重数決定手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
このように、送信する無線信号の伝送時間も考慮に入れて空間多重数を決定するため、送受信機間の位置変化による伝搬路特性の変化に対応することができる。すなわち、伝送時間が短い場合には、送受信機間の位置変化が少なく、伝搬路特性の変化も少ないため、比較的空間多重数を大きくして通信を行うことができる。これに対して、伝送時間が長い場合には、送受信機間の位置変化が大きく、伝搬路特性の変化も多くなるため、空間多重数を比較的小さくする必要がある。このように移動による伝搬路特性の変化を考慮に入れて空間多重数を決定しているので、移動環境にある無線通信機間でも、より好適な通信速度での通信が可能となる。
【００１２】
ここで、本発明に係る無線通信機が、固定のヘッダ部に続いて、通信内容のデータをペイロードとして送信する場合は、送信する無線信号の伝送時間は、ペイロード長に応じて変化することになる。したがって、空間多重数決定手段は、送信する無線信号の伝送時間を、送信する無線信号のペイロード長によって取得する構成とすることが好適である。なお、無線信号の伝送時間はペイロード長に加えて、空間多重数や変調方式などによって変化するので、これらにも基づいて伝送時間を取得する構成とすることも好適である。
【００１３】
また、伝搬路特性の変化は、時間だけではなく、無線通信機間の相対移動速度にも比例する。したがって、上記の空間多重数決定手段は、送信する無線信号の伝送時間（またはペイロード長など）だけではなく、送信相手先との相対速度にも応じて、空間多重数を決定することが好適である。
【００１４】
このような構成によれば、移動環境において、より好適な通信を実現できる空間多重数を決定することができる。
【００１５】
なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を有する無線送信機として捉えることができる。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む無線通信方法、または、かかる方法を実現するためのプログラムとして捉えることもできる。上記手段及び処理の各々は可能な限り組み合わせて本発明を構成することができる。
【００１６】
例えば、本発明の一態様としての無線通信方法は、空間分割多重方式によって無線信号を送信する無線通信方法であって、無線信号を送信可能な複数の送信アンテナを有する無線通信機が、前記複数の送信アンテナから既知信号を送信し、前記既知信号に基づいて送信相手先から送信される、前記複数の送信アンテナと送信相手先の受信アンテナとで形成される伝搬路に関する伝搬路情報を取得し、取得した伝搬路情報から算出される伝搬路間の相関と送信する無線信号の伝送時間とに基づいて、空間多重数を決定する、ことを特徴とする。
【００１７】
また、例えば、本発明の一態様としての無線通信プログラムは、空間分割多重方式によって無線信号を送信する無線通信プログラムであって、無線信号を送信可能な複数の送信アンテナを有する無線通信機に対して、前記複数の送信アンテナから既知信号を送信させ、前記既知信号に基づいて送信相手先から送信される、前記複数の送信アンテナと送信相手先の受信アンテナとで形成される伝搬路に関する伝搬路情報を取得させ、取得した伝搬路情報から算出される伝搬路間の相関と送信する無線信号の伝送時間とに基づいて、空間多重数を決定させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、空間分割多重方式を採用する移動環境にある無線通信機において、より好適な通信速度での通信を可能とする空間多重数を決定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（移動環境における通信特性）
本発明の実施形態について説明する前に、移動環境における通信特性について説明する。特に、通信機の移動速度や、送信するパケット長などに応じて通信特性（ＰＥＲなど）がどのように変化するかについて、シミュレーション結果に基づいて説明する。
【００２０】
１．パケット長と通信特性の関係
まず、空間多重数を固定（多重数２）にして、移動速度およびパケット長を変化させた場合のＰＥＲ（Packet Error Rate：パケット誤り率）の変化を測定するシミュレーショ
ン結果を示す。図８は、シミュレーションモデルを表す図であり、路車間通信を再現するものである。本シミュレーションにおいては、路側機１から車載端末２に対して、空間多重数２で通信を行う。
【００２１】
この際、伝搬路モデルとしては、レイリーフェージングモデルを用いる。また、通信周波数は５．８ＧＨｚであり、周波数帯域幅を１０ＭＨｚ、変調方式にはＯＦＤＭ−ＱＰＳＫを用いる。ここで、車両（車載端末２）の移動速度が６０ｋｍ／ｈと１２０ｋｍ／ｈの２通りと、送信パケット長が１３０バイトと１０３０バイトの２通りとを組み合わせて、合計４通りについて行ったシミュレーション結果を示す。
【００２２】
図９は、上記それぞれの場合における送受信間の距離に対するＰＥＲ特性を示す図である。図９から分かるように、通信端末間の相対速度を固定した場合には、１３０バイト伝送時の方が、１０３０バイト伝送時よりもＰＥＲ特性が良い（低い誤り率である）。
【００２３】
これは、送信パケット長が長いとパケット伝送時間が長くなり、その結果として伝搬路変動の影響を大きく受け、プリアンブルを用いて推定した空間相関値が有効でなくなるためであると考えられる。
【００２４】
２．空間多重数と通信特性の関係
次に、送信パケット長を１０３０バイトで固定し、車両（車載端末２）の移動速度が６０ｋｍ／ｈと１２０ｋｍ／ｈの２通りと、空間多重数が１と２の２通りとを組み合わせて、合計４通りについて行ったシミュレーション結果を示す。
【００２５】
図１０は、上記それぞれの場合における送受信間の距離に対するＰＥＲ特性を示す図である。図１０から分かるように、車両の移動速度が６０ｋｍ／ｈの場合には、送受信間の距離が約２５０ｍを境に、近距離では多重数２の方がＰＥＲ特性が良く、遠距離では多重数１の方がＰＥＲ特性が良くなることが分かる。
【００２６】
これは以下の理由であると考えられる。すなわち、まず、近距離であれば２ストリーム
通信を行うのに十分な受信電力（ＳＩＮＲ：Signal to Interference Noise Ratio）が得られ、かつ、受信側で信号分離を行うのに十分な伝搬路特性が得られる。そして、２ストリーム通信を行うことにより、１ストリーム通信の場合に比べて、通信時間を短くすることが可能となる。したがって、移動による受信電力や伝搬路特性の変化を少なくすることができる。このような理由により、近距離の通信においては、多重数を２にした通信の方がＰＥＲ特性が良くなると考えられる。
【００２７】
一方、送受信間の距離が長くなると、２ストリーム通信においては、１ストリームあたりの受信電力や伝搬路特性が悪くなってしまい、多重数を２にした通信のＰＥＲ特性が急激に悪くなってしまう。したがって、長距離の通信においては、多重数を１にして送信電力を１ストリームに集中させた通信の方がＰＥＲ特性が良くなると考えられる。
【００２８】
ただし、図からも分かるように、送受信間の相対移動速度が大きく（１２０ｋｍ／ｈ）なると、空間多重によるメリットよりもデメリットの方が上回り、全ての距離において多重数１による通信の方がＰＥＲ特性が良くなる。
【００２９】
これらのシミュレーションから分かるように、移動環境における好適な空間多重数は、種々の要素によって決定されるものであり、単にプリアンブルから算出した伝搬路特性（空間相関）のみによって求められるものではない。本実施形態に係る無線通信機は、移動環境における好適な空間多重数を容易に決定可能とすることを特徴とする。
【００３０】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る無線通信機は、複数の送信アンテナを有し、空間分割多重方式によって無線信号を送信可能な無線通信機である。本実施形態に係る無線通信機は、送信するデータパケットの先頭にプリアンブルを付加して送信し、受信側でこのプリアンブルに基づいて算出される伝搬路特性（伝搬路情報）を、応答として受信する。そして、この伝搬路特性から算出される伝搬路間の相関値に基づいて、送信時の空間多重数を決定する。本実施形態に係る無線通信機は、伝搬路間の相関値に加えて、送信するデータパケットの伝送時間も考慮して空間多重数を決定することで、通信に好適な空間多重数を容易に決定することができる。
【００３１】
＜基本構成＞
ここでは、本発明に係る無線通信機を路車間通信に適用した例を説明する。図１に、路側機１と車載端末２の機能ブロック図を示す。路側機１は道路上に設置された固定の通信端末であり、車載端末２は車両に搭載されて移動可能な通信端末である。
【００３２】
路側機１は、送信制御部１１、変調部１２、空間分割多重部１３および２本のアンテナＴｘ１およびＴｘ２を備える。なお、路側機１は受信機としての機能も有するが、図１には送信に係る機能についてのみ図示した。
【００３３】
送信制御部１１は、無線送信全体に係る制御を行い、上位層から転送されたデータを変調して送信する制御を行う。また、送信制御部１１は、送信相手先から伝搬路特性を受信する（本発明における伝搬路情報取得手段に相当する）。そして、送信制御部１１は、受信した伝搬路特性に基づいて伝搬路の空間相関を算出する相関値算出部１４を有する。送信制御部１１は、相関値算出部１４によって算出された相関値に基づいて、送信時の空間多重数を決定する（本発明における空間多重数決定手段に相当する）。なお、空間多重数決定処理の詳細については、後述する。
【００３４】
変調部１２は、送信制御部１１から入力されたデータに対して、送信制御部１１により通知された変調方式、符号化率等に基づいて変調を行い、変調データを生成する。
【００３５】
空間分割多重部１３は、変調部１２から入力された変調データに対して、送信制御部１１より通知された空間多重数に基づいて空間分割多重処理を行う。本実施形態では、送信アンテナは２本なので、空間多重を行うか行わないかのいずれかである。
【００３６】
一方、車載端末２は、２本のアンテナＲｘ１およびＲｘ２と、伝搬路応答推定部２１、信号分離検出部２２、復調部２３および受信制御部２４を備える。なお、車載端末２は送信機としての機能も有するが、図１には受信に係る機能についてのみ図示した。
【００３７】
伝搬路応答推定部２１は、受信アンテナＲｘ１，Ｒｘ２から入力された受信信号のプリアンブル部をもとに、伝搬路応答（伝搬路情報）を推定する。推定した伝搬路応答は、車載端末２から路側機１に対して送信される（車載端末２の送信機能および路側機１の受信機能ついては不図示）。
【００３８】
信号分離検出部２２は、伝搬路応答推定部２１から入力された伝搬路応答をもとに、受信アンテナＲｘ１およびＲｘ２から入力された受信信号のデータ部に対して、空間分割多重された信号の分離・検出を行い、各送信アンテナで送信された信号に対応する受信信号を検出する。
【００３９】
復調部２３は、信号分離検出部２２から入力された受信信号に対して、受信制御部２４から通知された変調方式、符号化率等に基づいて復調を行い、復調データを生成する。
【００４０】
受信制御部２４は、無線受信全体に係る制御を行い、復調部２３から転送された復調データを上位層に転送する。
【００４１】
＜伝搬路応答と空間相関＞
以下では、伝搬路応答（伝搬路情報）と伝搬路間の空間相関について簡単に説明する。
【００４２】
まず、車載端末２の伝搬路応答推定部２１によって、以下の伝搬路応答が推定される。本実施形態においては、送受信機の両方において２本のアンテナを使用しているので、伝搬路応答の概略図は図２のようになる。
【００４３】
伝搬路応答情報は、これらの伝搬路応答の情報からなる。図２の例では、４個の伝搬路応答が形成され、各送信アンテナの伝搬路応答ベクトルは次式で表される。
【００４４】
【数１】
2008219270.tif 000003
【００４５】
車載端末２の伝搬路応答推定部２１によって推定された伝搬路応答情報は、路側機１に通知され、これに基づいて相関値算出部１４が送信アンテナ間の空間相関値を算出する。送信アンテナＴｘ１およびＴｘ２間の空間相関値は、次式によって求められる。
【００４６】
【数２】
2008219270.tif 000004
【００４７】
ここで、空間相関値が小さいほど、送信アンテナ間の分離特性が良くなり、空間多重に適した伝搬路特性となる。路側機１の送信制御部１１は、算出された空間相関値に基づいて、空間多重数を１にするか２にするか決定する。送信制御部１１は、算出された空間相関値が所定の閾値以下である場合には多重数を２にするが、閾値よりも大きい場合には多重数を１とする。
【００４８】
なお、冒頭のシミュレーション結果に示したように、無線信号の伝送時間に応じて通信特性が変わる。そこで、空間相関値と無線信号の伝送時間に応じた望ましい多重数をあらかじめ実験やシミュレーションによって求めてマップを作成しておき、送信制御部１１はこのマップに基づいて空間多重数を決定する。すなわち、送信制御部１１は、空間相関値と無線信号の伝送時間に基づいて、空間多重数を決定する。
【００４９】
以下、このマップの作成方法について説明する。
【００５０】
＜空間相関と多重数＞
好適な空間多重数は、車載端末２の移動速度や送信する無線信号の伝送時間などによって異なるので、これらの条件が様々な値を取った場合の空間多重数１および２による通信のスループットをあらかじめ実測やシミュレーションによって求める。
【００５１】
具体的には、まず、無線信号の伝送時間（パケット長あるいはペイロード長）を固定して、空間多重数１および２の場合のスループットを求める。ここで、車載端末２の移動速度を変化させる。このような、実測あるいはシミュレーションの結果の一例を図３に示す。図３は、比較的パケット長が短く、したがって、伝送時間が短い場合のスループットを示す図である。
【００５２】
冒頭のシミュレーション結果と同様に、図３においても、送受信機間の通信距離が近い場合には空間多重数を大きくした方がスループットが向上し、通信距離が遠くなると空間多重数を小さくした方がスループットが向上する。図３のような測定を行うことで、多重数を切り替えるべき通信距離が、各移動速度について求まる（図中の丸で示す条件）。なお、図３において、移動速度が大きくなると、移動による伝搬路変動の影響が大きくなりスループットは全体的に低下するので、図に示すように好適な空間多重数が切り替わる通信距離は短くなる。ここで、通信距離が短くなるにつれて、伝搬路間の空間相関は小さくなるので、移動速度が大きいほど空間多重数を大きくするためには低い空間相関が必要であることが分かる。
【００５３】
また、図４は、図３の場合よりもパケット長を長くし、したがって、伝送時間が長い場合のスループットを示す。図４の場合も基本的に図３と同様の結果となるが、伝送時間が長い分だけ移動による影響を大きく受ける。また、移動によるスループットの低下は空間多重数が高い方が大きい。したがって、好適な空間多重数が切り替わる通信距離は、パケット長が短い場合に比べて近距離となる。すなわち、空間多重数を大きくするためには、パケット長が短い場合に比べて、より低い空間相関が必要となることが分かる。なお、移動速度が大きいほど空間多重数を大きくするために必要な空間相関の値が低くなることは同様である。
【００５４】
このように、様々なパケット長（伝送時間）について、望ましい空間多重数が切り替わる条件を調べておく。そして、その切り替わる条件における伝送路の空間相関値（閾値）を、横軸をパケット長（伝送時間）、縦軸を空間相関値とするグラフにプロットすると図５のようになる。なお、図５において、丸は移動速度が０ｋｍ／ｈ（停止）時の空間相関閾値であり、三角は６０ｋｍ／ｈ、四角は１２０ｋｍ／ｈのときの空間相関閾値である。
【００５５】
上記で説明したように、パケット伝送時間が短いほど、空間相関が高くても空間多重による通信のスループットが大きくなるので、空間相関値の閾値は大きくなっている。また、パケット伝送時間が長いほど、移動によるスループットの低下が大きいので、移動速度を変えた場合の閾値の変動も大きくなる。
【００５６】
図５では、パケット伝送時間として４通りの場合のみをプロットしているが、種々のパケット伝送時間における空間相関の閾値をプロットすることによって、空間相関値とパケット伝送時間に基づく好適な空間多重数を決定するためのマップを作成することができる。
【００５７】
図６は、上記のような実測もしくはシミュレーションによって定められたマップの例を示す図である。図６（ａ）は、上記の全ての移動速度における空間相関閾値を含むような領域を、空間多重数２の領域として定義している。図６（ａ）に示すマップによれば、どのような速度で移動する送受信端末間に対しても対応することができる。
【００５８】
ただし、図６（ａ）の例では、移動速度が遅い場合に、空間多重を行う方がスループットが向上するにも拘わらず、空間多重数を１としてしまう領域が発生する。そこで、送受信機間の相対移動速度があらかじめ想定される場合（ここでは、６０ｋｍ／ｈと想定する）には、図６（ｂ）に示すようなマップを採用することが好適である。図６（ｂ）に示すマップは、移動速度が６０ｋｍ／ｈにおける空間相関値を含む領域を、空間多重数２の領域として定義している。
【００５９】
＜動作例＞
次に、図７を参照して、本実施形態における路側機１と車載端末２の間の通信の動作例を説明する。
【００６０】
まず、路側機１が、全送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２から、既知信号（プリアンブル）を送信する（Ｓ１０）。車載端末２が、既知信号を受信する（Ｓ１１）と、受信した既知信号に基づいて伝搬路応答（伝搬路情報）を推定する（Ｓ１２）。また、車載端末２は、各送信アンテナからの合成受信電力を算出する（Ｓ１３）。車載端末２は、伝搬路応答と合成受信電力を路側機１へ返信する（Ｓ１４）。
【００６１】
路側機１は、車載端末２から伝搬路応答と合成受信電力を受信する（Ｓ１５）と、まず、車載端末２において十分な合成受信電力が得られている送信アンテナを抽出する（Ｓ１６）。そして、受信側で十分な合成受信電力が得られている送信アンテナが２本以上あるか判定する（Ｓ１７）。
【００６２】
該当する送信アンテナが２本以上ある場合（Ｓ１７−ＹＥＳ）は、抽出した送信アンテナ間の空間相関値を算出する（Ｓ１８）。そして、算出した空間相関値と、送信しようとするパケットの伝送時間（パケット長）とを基に、マップを参照して好適な空間多重数を取得する（Ｓ１９）。抽出した送信アンテナの組み合わせのうち、多重数２で送信可能な送信アンテナ組み合わせが存在するか判定する（Ｓ２０）。空間多重数２で送信できる送信アンテナの組み合わせが存在する場合（Ｓ２０−ＹＥＳ）は、それらの送信アンテナを
用いて空間多重数２でデータの送信を行う（Ｓ２１）。
【００６３】
一方、空間多重数２で送信できる送信アンテナの組み合わせが存在しない場合（Ｓ２０−ＮＯ）は、最大の合成電力送信アンテナを利用してデータの送信を行う（Ｓ２２）。
【００６４】
なお、本実施形態においては、路側機１は送信アンテナを２本しか有していないので、Ｓ１７〜Ｓ２０において、送信アンテナの組み合わせは１通りしか存在しない。しかしながら、３本以上の送信アンテナのうちから２本の送信アンテナを利用して空間多重数２の通信を行う場合が考えられる。図７のフローチャートはそのような場合も考慮に入れた処理となっている。
【００６５】
さて、Ｓ１７において、受信側で十分な合成受信電力が得られている送信アンテナが２本以上存在しないと判定された場合（Ｓ１７−ＮＯ）は、次に、この条件を満たす送信アンテナが１本存在するか判定する（Ｓ２３）。受信側で十分な合成受信電力が得られる送信アンテナが１本存在する場合（Ｓ２３−ＹＥＳ）は、このアンテナを利用してデータの送信を行う（Ｓ２２）。
【００６６】
受信側で十分な合成受信電力が得られる送信アンテナが１本も存在しない場合（Ｓ２３−ＮＯ）は、１つの送信アンテナに送信電力を集中させてデータの送信を行う（Ｓ２４）。この場合、受信側に対して再度既知信号を送信する必要があるので、１つの送信アンテナに送信電力を集中させて、プリアンブルを送信する（Ｓ２５）。受信側からプリアンブルに対する応答が得られた後は、上記Ｓ１５〜Ｓ２２と同様の処理を行う。
【００６７】
＜実施形態の作用・効果＞
本実施形態によれば、パケットの伝送時間を考慮に入れた上で、好適な空間多重数で通信を行うことができる。したがって、受信誤り率を低減しより好適な通信速度での通信が可能となる。
【００６８】
すなわち、伝搬路間の空間相関値が一定の場合であっても、パケット伝送時間が長い場合と短い場合とで、使用する空間多重数を変更することが可能となる。パケット伝送時間が長いと、空間多重による通信のスループットが、空間多重しない場合の通信のスループットよりも低くなることがある。本実施形態によれば、パケット伝送時間を考慮に入れて空間多重数を決定しているので、このような状況を避けることが可能である。
【００６９】
また、あらかじめ実測やシミュレーションなどによって図６（ａ）（ｂ）に示すようなマップを作成しておき、通信時には空間相関値とパケット伝送時間とに基づいてマップを参照するだけで好適な空間多重数を決定しているので、処理が容易であり高速に空間多重数を決定することができる。
【００７０】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態においては、空間多重数を決定するためのマップは図６（ａ）あるいは図６（ｂ）に示すような、１種類のマップのみを利用していた。
【００７１】
本実施形態においては、送受信機間の相対移動速度に応じたマップを複数（例えば、図６（ａ）と図６（ｂ）の両方など）を用いて、送受信機間の相対移動速度に応じたマップを利用して、送信の際に利用する空間多重数を決定する。
【００７２】
このため、車載端末２は自車の移動速度を取得する速度計を有し、自車の速度を路側機１に通知する。これによって、路側機１では、車載端末２との間の相対移動速度を取得することが可能となる。そして、路側機１は、車載端末２との相対移動速度に応じて利用す
るマップを選択し、このマップと、空間相関値およびパケット伝送時間に基づいて好適な空間多重数を決定する。
【００７３】
なお、ここでは送信側が固定局である例にしたがって説明しているが、送受信機の双方が移動する場合は、受信側から移動方向および速度を取得し、送信側の移動方向および速度に基づいて、送受機間の相対移動速度を算出すればよい。
【００７４】
このように、送受信機間の相対速度も考慮することで、より適切な空間多重数を決定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】第１の実施形態に係る送信機および受信機の機能ブロックを示す図である。
【図２】第１の実施形態における伝搬路応答を示す概略図である。
【図３】パケット伝送時間が短い場合における、空間多重数を１，２としたときのスループットを示す図である。
【図４】パケット伝送時間が長い場合における、空間多重数を１，２としたときのスループットを示す図である。
【図５】好適な空間多重数が切り替わる際の空間相関値とパケット伝送時間の関係を示した図である。
【図６】空間相関値とパケット伝送時間とから空間多重数を決定するためのマップの例を示す図であり、図６（ａ）は全ての速度を対応可能なマップの例であり、図６（ｂ）は６０ｋｍ／ｈまで対応可能なマップの例である。
【図７】第１の実施形態に係る送信機および受信機の動作の例を示すフローチャートである。
【図８】シミュレーションのモデルを示す図である。
【図９】空間多重数２における通信において、パケット伝送時間および移動速度を変化させた際のＰＥＲの変化を示すシミュレーション結果である。
【図１０】パケット長を固定させた場合の、空間多重数および移動速度を変化させた際のＰＥＲの変化を示すシミュレーション結果である。
【符号の説明】
【００７６】
１    路側機
２    車載端末
１１  送信制御部
１２  変調部
１３  空間分割多重部
１４  相関値算出部
２１  伝搬路応答推定部
２２  信号分離検出部
２３  復調部
２４  受信制御部
【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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【図１０】
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