(57)【要約】【課題】良好なＭＩＭＯ特性を得ることが可能な通信システムおよび通信方法と、送信装置および受信装置とを提供すること。【解決手段】本発明は、多入力多出力通信システムであって、送信アンテナから放射された主電波を用いて、前記主電波と分離可能な独立した遅延波を生成する遅延波生成手段と、伝送してきた遅延波を分離して、分離した遅延波を前記主電波とは異なる方位から受信アンテナに導波する遅延波導波手段とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2009218643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多入力多出力通信システムであって、
送信アンテナから放射された主電波を用いて、前記主電波と分離可能な独立した遅延波を生成する遅延波生成手段と、
伝送してきた遅延波を分離して、分離した遅延波を前記主電波とは異なる方位から受信アンテナに導波する遅延波導波手段と
を有することを特徴とする多入力多出力通信システム。
【請求項２】
前記遅延波生成手段は、前記主電波の偏波とは異なる偏波の遅延波を生成し、前記主電波と前記遅延波とを偏波多重する手段であることを特徴とする請求項１に記載の多入力多出力通信システム。
【請求項３】
前記遅延波生成手段は、前記主電波とは独立した伝送路を伝送する遅延波を生成し、前記主電波と前記遅延波とを空間多重する手段であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多入力多出力通信システム。
【請求項４】
前記遅延波生成手段は、前記主電波とは異なる伝送路となるように、前記主電波を反射する反射手段であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の多入力多出力通信システム。
【請求項５】
前記遅延波生成手段は、前記主電波の偏波方向と異なる偏波方向に回転して反射する偏波回転型反射手段であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の多入力多出力通信システム。
【請求項６】
前記遅延波生成手段は、前記主電波と独立した伝送路を伝送する方向に指向するパラボラ状反射手段であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の多入力多出力通信システム。
【請求項７】
前記導波手段は、前記遅延波の偏波を前記主電波の偏波と同じ方向に回転し、前記遅延波を受信アンテナに反射する偏波回転型反射手段を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の多入力多出力通信システム。
【請求項８】
前記遅延波を受信アンテナに指向するパラボラ状反射手段を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の多入力多出力通信システム。
【請求項９】
前記遅延波生成手段及び遅延波導波手段を複数設け、
各遅延波生成手段は、互いに分離可能な独立した遅延波を生成し、
各遅延波導波手段は、互いに異なる方位から遅延波を受信アンテナに導波する
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の多入力多出力通信システム。
【請求項１０】
多入力多出力通信方法であって、
送信アンテナから放射された主電波を用いて、前記主電波と分離可能な独立した遅延波を生成し、
前記主電波と前記遅延波とを伝送し、
伝送してきた遅延波を分離して前記主電波と異なる方位から受信アンテナに導波し、
前記主電波と前記遅延波とを異なる方位から受信する
ことを特徴とする多入力多出力通信方法。
【請求項１１】
前記主電波の偏波とは異なる偏波の遅延波を生成し、前記主電波と前記遅延波とを偏波多重することを特徴とする請求項１０に記載の多入力多出力通信方法。
【請求項１２】
前記主電波とは独立した伝送路を伝送する遅延波を生成し、前記主電波と前記遅延波とを空間多重することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の多入力多出力通信方法。
【請求項１３】
前記主電波とは異なる伝送路となるように、前記主電波の一部を反射して遅延波を生成することを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の多入力多出力通信方法。
【請求項１４】
前記主電波の一部を異なる偏波方向に回転して反射し、遅延波を生成することを特徴とする請求項１０から請求項１３のいずれかに記載の多入力多出力通信方法。
【請求項１５】
伝送してきた遅延波の偏波を主電波の偏波と同じ方向に回転し、前記遅延波を受信アンテナに反射することを特徴とする請求項１０から請求項１４のいずれかに記載の多入力多出力通信方法。
【請求項１６】
伝送してきた遅延波を反射して、前記主電波と異なる方位から受信アンテナに入射することを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれかに記載の多入力多出力通信方法。
【請求項１７】
互いに分離可能な独立した複数の遅延波を生成し、
前記複数の遅延波を互いに異なる方位から受信アンテナに導波する
ことを特徴とする請求項１０から請求項１６のいずれかに記載の多入力多出力通信方法。
【請求項１８】
多入力多出力通信システムにおける送信装置であって、
送信アンテナから放射された主電波を用いて、前記主電波と分離可能な独立した遅延波を生成する遅延波生成手段を有することを特徴とする送信装置。
【請求項１９】
前記遅延波生成手段は、前記主電波の偏波とは異なる偏波の遅延波を生成し、前記主電波と前記遅延波とを偏波多重する手段であることを特徴とする請求項１８に記載の送信装置。
【請求項２０】
前記遅延波生成手段は、前記主電波とは独立した伝送路を伝送する遅延波を生成し、前記主電波と前記遅延波とを空間多重する手段であることを特徴とする請求項１８又は請求項１９に記載の送信装置。
【請求項２１】
送信アンテナから放射された主電波を用いて、前記主電波と分離可能な独立した遅延波を生成して伝送する多入力多出力通信システムにおける受信装置であって、
伝送してきた遅延波を分離して、分離した遅延波を前記主電波とは異なる方位から受信アンテナに導波する遅延波導波手段を有することを特徴とする受信装置。
【請求項２２】
前記遅延波導波手段は、伝送してきた遅延波を偏波分離又は空間分離し、分離した遅延波を前記主電波とは異なる方位から受信アンテナに反射する手段であることを特徴とする請求項２１に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多入力多出力通信システム及びその方法と、それらに用いられる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信において、送受信装置に複数のアンテナを備えている多入力多出力通信方法（以下、ＭＩＭＯ通信方法と記載する）が注目されている。このＭＩＭＯ通信方法は、複数の送信アンテナから同一のタイミング、同一の周波数で電波を送信し、送信された電波を複数の受信アンテナで受信し、受信した信号を分離することで、伝送帯域や送信電力を増やすことなくシステム容量を拡大している。
【０００３】
ところで、受信した信号を分離は、送信アンテナと受信アンテナとの組み合せで決定されるアンテナペアの伝搬利得を各成分とするチャネル行列に対する逆行列を利用して分離する。このため、各信号の分離は、伝搬利得がアンテナペア毎に異なる、すなわち、各チャネル行列同士の相関特性が小さい方が良好に行うことができる。
【０００４】
例えば、各送信アンテナと受信アンテナの間に多数の伝送路（パス）が存在するマルチパス伝搬環境の場合では、建造物等の反射物によって複数の異なる伝送路が形成されている。各伝送路同士の位相関係がアンテナペア毎に異なるため、チャネル行列同士の相関特性が小さくなる。このため、各信号の分離を良好に行うことができ、システム容量が増加する特性（以下、ＭＩＭＯ特性と記載する）が得られる。
【０００５】
一方、伝送路が１本しか存在しないシングルパス伝搬環境には、送信アンテナと受信アンテナの間がアンテナ素子間隔よりも十分に長距離でかつ見通しの良い伝送路が挙げられる。このような伝送路では、送信アンテナから受信アンテナに直接受信される直接波が支配的となる。
【０００６】
すなわち、地面等で反射される反射波があったとしても、反射波の送出角（送信アンテナにおける反射波の送信方位と見通し線方位とのなす角）と、到来角（受信アンテナにおける反射波の到来方位と見通し線方位とのなす角）とは、長距離伝送の場合には一般に小さくなる。従って、長距離伝送の場合には、直接波が支配的な略１本の伝送路とみなすことができ、良好なＭＩＭＯ特性が得られないという問題があった。
【０００７】
また、以下の特許文献１，２では、良好なＭＩＭＯ特性を得るための関連技術が提案されている。
【０００８】
特許文献１に記載された通信システムでは、第１のトランシーバーと第２のトランシーバーとを含む通信システムであって、第２のトランシーバーが、複数のアンテナを有する第２のトランシーバーのアンテナアレイと、アンテナからの信号を受信するためアンテナと関連する散乱構造と、散乱構造を制御するためのコントローラとを含み、第１のトランシーバーが、複数のアンテナを有する第１のトランシーバーのアンテナアレイと、第１のトランシーバーのアンテナアレイによって受信された信号の特性に関するフィードバック情報を発生させるフィードバック手段と、前記散乱構造を調整するため前記第２のトランシーバーへ前記フィードバック情報を送る伝送手段とを含んでいる。
【０００９】
特許文献２に記載された電波送受信装置では、異なる偏波方向を有する複数のアンテナ素子により構成されるアンテナ素子群を空間的に分離して複数備える電波送受信装置であって、前記アンテナ素子の受信信号を受信する信号受信手段と、前記アンテナ素子のそれぞれと前記信号受信手段とを接続するための制御信号を生成し、前記アンテナ素子を前記信号受信手段に接続するアンテナ制御手段と、前記複数のアンテナ素子の中から複数のアンテナ素子を選択することによってアンテナ素子の組み合わせを複数生成し、それぞれのアンテナ素子の組み合わせに含まれるアンテナ素子を特定するための選択素子情報を前記アンテナ制御手段に通知し、それぞれのアンテナ素子の組み合わせに含まれるアンテナ素子を前記信号受信手段に接続させるアンテナ選択手段と、前記アンテナ選択手段によって生成された複数のアンテナ素子の組み合わせに含まれるアンテナ素子の受信信号に基づいて、前記複数のアンテナ素子の組み合わせの中から特定のアンテナ素子の組み合わせを決定し、当該決定されたアンテナ素子の組み合わせに含まれるアンテナ素子を特定するための決定素子情報を前記アンテナ制御手段に通知し、当該決定されたアンテナ素子の組み合わせに含まれるアンテナ素子を前記信号受信手段に接続させるアンテナ決定手段とを備えている。
【００１０】
更に、非特許文献１には、アレイ間距離を十分大きくとると、情報を素子アンテナごとに分割して送信しても、受信側で空間的な分離ができなくなるため、マルチパス環境のような伝送はできないことが言及されている。
【特許文献１】特表２００６−５１２０００号公報（第１−８頁、第２図）
【特許文献２】特開２００４−３１２３８１号公報（第１−２３頁、第１図）
【非特許文献１】「ＭＩＭＯ伝搬チャネルモデリング」、電子情報通信学会論文誌Ｂ  Ｖｏｌ．ｊ８６−Ｂ  Ｎｏ．９  ｐｐ．１７０６−１７２０、２００３年９月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１，２に記載された関連技術では、以下のような問題があった。
【００１２】
特許文献１に記載された通信システムでは、各トランシーバーの前方に散乱構造を設置することで、送信または伝送された電波のうち、受信側のトランシーバーに向かう方位の電波が散乱されている。これにより、送受信側のトランシーバーの近傍では、マルチパス伝搬環境となっている。しかし、２つのトランシーバーの間の長距離伝送路上では、直接波が支配的な略１本の伝送路となり、シングルパス伝搬環境である。
【００１３】
その結果、非特許文献１に記載されているように、キーホール問題、ピンホール問題として挙げられている状態となり良好なＭＩＭＯ特性が得られないという問題があった。
【００１４】
また、特許文献２に記載された電波送受信装置では、異なる偏波方向を有するアンテナ素子を切り替えることにより、各偏波アンテナ間のチャネル分離度は改善するが、同じアンテナ数で比較した場合、ＭＩＭＯ通信の特徴である合成ダイバーシチ受信の効果が得られないという問題があった。
【００１５】
また、送出角および到来角は変わらないため、送信アンテナレイと受信アンテナレイにおける幾何学的な位相差は小さいままであり、ＭＩＭＯ特性は改善されないという問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであってその目的は、良好なＭＩＭＯ特性を得ることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決する本発明は、多入力多出力通信システムであって、送信アンテナから放射された主電波を用いて、前記主電波と分離可能な独立した遅延波を生成する遅延波生成手段と、伝送してきた遅延波を分離して、分離した遅延波を前記主電波とは異なる方位から受信アンテナに導波する遅延波導波手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
また、上記課題を解決する本発明は、多入力多出力通信方法であって、送信アンテナから放射された主電波を用いて、前記主電波と分離可能な独立した遅延波を生成し、前記主電波と前記遅延波とを伝送し、伝送してきた遅延波を分離して前記主電波と異なる方位から受信アンテナに導波し、前記主電波と前記遅延波とを異なる方位から受信することを特徴とする。
【００１９】
また、上記課題を解決する本発明は、多入力多出力通信システムにおける送信装置であって、送信アンテナから放射された主電波を用いて、前記主電波と分離可能な独立した遅延波を生成する遅延波生成手段を有することを特徴とする。
【００２０】
また、上記課題を解決する本発明は、送信アンテナから放射された主電波を用いて、前記主電波と分離可能な独立した遅延波を生成して伝送する多入力多出力通信システムにおける受信装置であって、伝送してきた遅延波を分離して、分離した遅延波を前記主電波とは異なる方位から受信アンテナに導波する遅延波導波手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、良好なＭＩＭＯ特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（本発明に係る実施形態）
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態におけるＭＩＭＯ通信システムの構成を示す説明図である。この図１は、無線通信における送信側および受信側の装置内において、電波の送受信を行う構成部分を示した説明図である。この送受信部分以外にも、情報の入力や処理を実行する各種の構成要素を備えているが、本実施の形態での動作には直接関係いため、説明を省略する。
【００２４】
ＭＩＭＯ通信システムは、無線通信における電波の送信側装置１と、受信側装置２とから構成されている。送信側装置１は、送信部１００と、送信アンテナアレイ部１０１と、遅延波生成部１０５とを備えている。また、受信側装置２は、受信アンテナアレイ部１０３と、受信部１０４と、遅延波導波部１０６とを備えている。
【００２５】
送信部１００は、ＭＩＭＯ伝送方法での送信機であり、送信側装置１内で情報処理が行われた結果、受信側装置２へ伝送される情報を受け取る。そして、送信部１００は、この受け取った情報の信号を複数のサブストリームに並列化した上で、複数の変調信号に変換する処理を行う。この変換した複数の変調信号は、送信アンテナアレイ部１０１に入力される。
【００２６】
送信アンテナアレイ部１０１は、アレイ状に配列された複数のアンテナ素子によって構成され、送信部１００から入力された各変調信号を受け取る。送信アンテナアレイ部１０１は、これらの受け取った各変調信号を、アンテナ素子毎に分けて電波として空間に放射する。即ち、ＭＩＭＯ伝送方法で電波を受信側装置２へ伝送させる。
【００２７】
送信アンテナアレイ部１０１は、例えばダイポールアンテナ、モノポールアンテナ等を用いたアンテナ素子をアレイ状に配列されて構成されているが、これらに限定されない。送信アンテナアレイ部１０１のアンテナ素子から放射される電波は、アンテナ素子の先端を中心に放射状に放射されていても、指向性を有する固有ビームであっても良いが、受信側装置２に向かう方位だけでなく、これ以外の方位にも放射されるようになっている。
【００２８】
遅延波生成部１０５は、送信アンテナアレイ部１０１から放射された電波を用いて、この電波とは分離可能な独立した遅延波２０２を生成する。
【００２９】
ここで、分離可能な独立した遅延波とは、送信アンテナアレイ部１０１から放射された主電波と受信側で分離が可能であり、受信アンテナで主電波とは独立（受信アンテナにおいて到来方位が異なる）して受信可能な電波であることを意味する。従って、受信側で分離でき主電波とは独立して受信可能であれば、長距離伝送路上でかならずしもマルチパス伝搬環境となる必要はない。
【００３０】
従って、遅延波生成部１０５は、遅延波を生成する生成手段と、生成した遅延波を主電波と多重する多重手段を有する。生成手段は、例えば、図２に示すように、送信アンテナアレイ部１０１から放射された電波の中で、受信側装置２に向かう方位を有する主波１０２とは異なる方位に放射された電波の１部を反射する反射板等である。また、多重手段は、偏波多重、空間多重等の多重化手段であり、例えば、送信アンテナアレイ部１０１から放射された主波１０２を用いて、主波１０２の偏波とは異なる偏波の遅延波を生成して主波１０２と偏波多重する。
【００３１】
これらの反射板、多重化手段等は、単独で用いても良いし、組み合わせて用いても良い。
【００３２】
遅延波導波部１０６は、遅延波生成部１０５に対応した分離手段、導波手段を有する。分離手段は、伝送された電波から偏波分離、空間分離等を行い、遅延波２０２を分離する。導波手段は、例えば、図２示すような反射板等を使用して、分離された遅延波２０２を主電波の到来方位とは異なる方位から受信アンテナ１０３に導波する。
【００３３】
受信アンテナアレイ部１０３は、アレイ状に配列された複数のアンテナ素子によって構成され、送信アンテナアレイ部１０１から放射された主波１０２と、遅延波導波部１０６によって導波された遅延波２０２とを、異なる到来方位から受信する。そして、これらの受信した電波の信号を受信部１０４に入力する。
【００３４】
受信部１０４は、ＭＩＭＯ伝送方法での受信機であり、受信アンテナアレイ部１０３から入力された信号を受け取る。受信部１０４は、これらの受け取った信号をＭＩＭＯ伝送方法で信号処理を行うことにより、複数のサブストリームに分離・復調する。これらの分離・復調されたサブストリームは、送信側装置１から伝送された元の信号に再生され、受信側装置２内での情報処理に用いられる。
【００３５】
なお、本実施の形態における通信システムでは、送信側装置１から受信側装置２へ向かう１方向の無線通信について説明しているが、一般には双方向の無線通信が行われる。この場合には、送信側装置１と受信側装置２とが、送信部１００および受信部１０４を備え、通信方向に応じて送信側と受信側とが切り換えられて動作し、双方向の無線通信が行われる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態では、送信機において、主電波と分離可能な独立した遅延波を生成し、この遅延波と主波とを伝送させる。そして、受信機において、遅延波を分離し、分離した遅延波２０２を主電波の到来方位とは異なる方位から受信アンテナ１０３に導波しているので、マルチパス環境が作りだされており、主要なパスが１本であるような伝送路においても、良好なＭＩＭＯ特性を得ることができる。
【００３７】
さらに、伝送路自体にマルチパス伝搬環境を作り出しているため、ＭＩＭＯアンテナのみを改良することにより、送信部１００と受信部１０４には通常のＭＩＭＯ送受信機を使用することができ、低コストで良好なＭＩＭＯ特性が得られる。
【００３８】
（実施例１）
以下、本発明に係る実施形態の具体的な例を示す実施例１について、図面を用いて説明する。
【００３９】
図３は、実施例１における通信システムの構成を示す説明図である。実施例１における通信システムは、送信アンテナアレイ部１０１と受信アンテナアレイ部１０３とが２つのＶ偏波用アンテナ素子から構成された２×２ＭＩＭＯ伝送方法となっている。
【００４０】
また、実施例１では、遅延波生成部１０５の機能を有する偏波回転型反射板３００が、送信アンテナアレイ部１０１に取り付けられている。偏波回転型反射板３００は、例えば冶具を用いて送信アンテナアレイ部１０１に固定され、送信アンテナアレイ部１０１と一体として筐体内に集積されていても良い。
【００４１】
偏波回転型反射板３００は、例えば、反射面に誘電体膜を積層させた反射板である。偏波回転型反射板３００は、送信アンテナアレイ部１０１から放射された電波の１部を、主波１０２と異なる伝送路を伝送するように反射する。
【００４２】
更に、偏波回転型反射板３００は、反射する電波を、主波１０２の偏波と異なる方向に回転するように反射する。例えば、送信アンテナアレイ部１０１から放射された垂直偏波（以下、Ｖ偏波と称する）を、水平偏波（以下、Ｈ偏波と称する）となるように回転させて反射する。
【００４３】
このようにして、偏波回転型反射板３００により、主波１０２と分離可能な独立した遅延波３０２ａが生成される。
【００４４】
また、受信アンテナアレイ部１０３には、遅延波導波部１０６の機能を有する偏波回転型反射板３０１が取り付けられている。偏波回転型反射板３０１は、例えば冶具を用いて送信アンテナアレイ部１０３に固定され、受信アンテナアレイ部１０３と一体として筐体内に集積されていても良い。
【００４５】
偏波回転型反射板３０１は、例えば、反射面に誘電体膜を積層させた反射板である。偏波回転型反射板３０１は、偏波回転型反射板３００によって伝送されてきた遅延波３０２ａを、主波１０２の受信側装置２への到来方位とは異なる方位から、受信アンテナアレイ部１０３に導波するように反射する。
【００４６】
更に、偏波回転型反射板３０１は、反射の際、この遅延波３０２ａを主波１０２の偏波と同じ方向に回転するように反射する。例えば、偏波回転型反射板３００から反射されたＨ偏波の遅延波３０２ａを、Ｖ偏波の遅延波３０２ｂとなるように回転させて反射する。このようにして、偏波回転型反射板３０１により、遅延波３０２ｂが偏波の方向が主波１０２と同じ方向に合わされ、更に、主波１０２とは異なる到来方位で受信される。
【００４７】
尚、波回転型反射板３００、３０１の角度、位置、形状、反射特性等を調整できる機能が、上記の治具、または、偏波回転型反射板３００、３０１自体に搭載されていると、機器を設置する際に微調整が可能となり、最適なＭＩＭＯ特性を得ることができる。
【００４８】
続いて、実施例１における通信システムのＭＩＭＯ伝送方法での無線通信の動作を説明する。
【００４９】
まず、送信アンテナアレイ１０１から放射された主波１０２の偏波を垂直偏波（以下、Ｖ偏波と呼ぶ）とした場合、送信アンテナアレイ１０１から放射された主波１０２の一部が偏波回転型反射板３００で反射されることにより、水平偏波（以下、Ｈ偏波と呼ぶ）である遅延波３０２ａとなる。
【００５０】
想定するシングルパス伝搬環境の場合、Ｖ偏波である主波１０２とＨ偏波である遅延波３０２ａとは直交した偏波状態のまま長距離伝搬する。長距離伝搬後、Ｈ偏波である遅延波３０２ａは、偏波回転型反射板３０１で反射されることにより、Ｖ偏波である遅延波３０２ｂとなる。Ｖ偏波である主波１０２とＶ偏波である遅延波３０２ｂとを、Ｖ偏波用の受信アンテナアレイ１０３で受信することにより、偏波方向が合った効率の良い受信が可能となる。
【００５１】
一方、Ｖ偏波である主波１０２の一部が、偏波回転型反射板３０１に届く可能性があるが、反射することによりＨ偏波となるため、これをＶ偏波用の受信アンテナアレイ１０３で受信しても、偏波方向が合わないため、受信効率が低下しこの成分の受信信号出力は小さくなる。しかし、これはＭＩＭＯ特性改善に寄与しない成分であり、問題はない。
【００５２】
同様に、Ｈ偏波である遅延波３０２ａが直接、Ｖ偏波用の受信アンテナアレイ１０３に届く可能性があるが、偏波方向が合わないため、この成分の受信信号出力も小さくなる。しかし、これもＭＩＭＯ特性改善に寄与しない成分であり、問題はない。
【００５３】
以上の動作により、受信側でマルチパス伝搬環境が形成され、この結果、良好なＭＩＭＯ特性を得ることができる。
【００５４】
上記の例では、直交する偏波状態としてＶ偏波とＨ偏波を用いたが、Ｖ偏波とＨ偏波を入れ替えてもよく、または右回り円偏波と左回り円偏波を用いてもよく、さらに一般的には主軸が直交し回転方向が逆の２つの楕円偏波も直交するため用いてもよい。
【００５５】
（実施例２）
以下、本発明に係る実施形態の具体的な例を示す実施例２について、図面を用いて説明する。図４は、実施例２における通信システムの構成を示す説明図である。実施例２における通信システムは、送信アンテナアレイ部１０１と受信アンテナアレイ部１０３とが３つのアンテナ素子から構成された３×３ＭＩＭＯ伝送方法となっている。
【００５６】
３つのサブストリームを伝送する際に良好なＭＩＭＯ特性を得るためには、３本以上の伝搬パスがあることが望ましい。本実施例では、偏波多重・分離と空間多重・分離の両方を用いることで３本の独立な伝送路を形成している。偏波多重・分離については実施例１と同様であるため、以下では空間多重・分離部分の構成と動作について説明する。
【００５７】
本実施例では、実施例２の構成に加えて、送信アレイアンテナ部１０１の付近に配置されたパラボラ反射板４００と、受信アンテナアレイ部１０３の付近に配置されたパラボラ反射板４０１から構成される。
【００５８】
パラボラ反射板４００は、送信アレイアンテナ部１０１から放射された電波の一部を反射することで遅延波４０２を生成する。
【００５９】
パラボラ反射板４０１は、長距離伝搬した遅延波４０２を、主波１０２および遅延波３０２ｂから空間的に分離し、分離された遅延波４０２が、偏波回転型反射板３０１により反射された遅延波３０２ｂと異なる方位から受信アンテナアレイ部１０３に入力するように反射させる。この際、パラボラ反射板４００、４０１の位置は、パラボラによる集光特性（アンテナ指向性に相当）によって遅延波４０２が主波１０２および遅延波３０２ａから十分に分離できる程度に、送信アレイアンテナ部１０１および受信アンテナアレイ部１０３からそれぞれ空間的に離れていることが望ましい。
【００６０】
以上の構成による動作を説明する。
【００６１】
送信アンテナアレイ部１０１がＶ偏波の電波を放射すると仮定すると、遅延波４０２はＶ偏波のまま、主波１０２と遅延波３０２ｂとの到来方位と異なる方位で受信アンテナアレイ１０３に到着する。また、実施例１で説明したように、主波１０２と遅延波３０２ｂもともにＶ偏波で受信アンテナアレイ１０３に到着する。Ｖ偏波用の受信アンテナアレイ１０３で受信することにより、偏波方向が合った効率の良い受信が可能となる。
【００６２】
以上の動作により、少なくとも３本の伝搬パスからなるマルチパス伝搬環境が形成され、この結果、３×３ＭＩＭＯの構成においても良好なＭＩＭＯ特性を得ることができる。
【００６３】
本実施例では送信アンテナ素子数と受信アンテナ素子数が等しい場合について説明したが、必ずしも等しい必要はなく、どちらかが多くてもよい。ただし、ＭＩＭＯとして伝送できるサブストリームの数は、送信アンテナ素子数と受信アンテナ素子数のどちらか小さい数で制限される。この場合、形成すべき独立した伝送路の数は、送信アンテナ素子数と受信アンテナ素子数のどちらか小さい数以上とすることが望ましい。
【００６４】
（他の実施例）
上述の実施例１，２において、偏波回転型反射板３００，３０１は、平面状に限られず、集光作用が得られるパラボラ状であっても良い。このようにして、遅延波３０２ａを受信アンテナアレイ部１０３に向かって伝送する方向に指向して反射することができる。
【００６５】
また、上述の実施例１，２において、偏波回転型反射板３００，３０１は、冶具が偏波回転型反射板３００，３０１に一体的に設けられ、送信アンテナアレイ部１０１から放射された電波の１部を反射する反射角度や位置を調整可能であっても良い。このようにして、受信側装置２の位置に応じて遅延波３０２ａが正確に伝送されるように調整することができ、良好なＭＩＭＯ特性を得ることができる。
【００６６】
偏波回転型反射板３００，３０１は、反射角度や位置だけでなく、反射板を交換することで形状や反射特性を調整可能であっても良い。このようにしても、受信側装置２の位置に応じて遅延波３０２ａが正確に伝送されるように調整することができ、良好なＭＩＭＯ特性を得ることができる。
【００６７】
また、上述の実施例１，２において、偏波回転型反射板３００，３０１によって、送信アンテナアレイ部１０１から放射された右旋偏波を左旋偏波に反転させて反射することで遅延波３０２ａを生成するようにしてもよい。右旋偏波と左旋偏波は、逆に入れ換えてあっても良い。
【００６８】
上述の実施例１，２において、偏波回転型反射板３００，３０１は、送信アンテナアレイ部１０１、受信アンテナアレイ部１０３に固定されているが、これに限られない。偏波回転型反射板３００，３０１は、遅延波３０２ａが主波１０２と十分に分離され、独立した伝送路を伝送するように、送信アンテナアレイ部１０１、受信アンテナアレイ部１０３から空間的に離れた位置に取り付けられていても良い。
【００６９】
上述の実施例２において、通信システム１０には、偏波回転型反射板３００，３０１を取り付けると共に、パラボラ反射板４００，４０１を取り付けているが、構成はこれに限られない。偏波回転型反射板３００，３０１またはパラボラ反射板４００，４０１を複数取り付けた構成としても良い。この場合には、これらから生成される遅延波３０２ａ，４０２は、主波１０２と異なり、更に、それぞれが互いに独立した伝送路を伝送するように反射される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施の形態における通信システムの送受信部分の概略構成を示す説明図
【図２】本実施の形態における通信システムの遅延波を生成する様子を示す説明図
【図３】実施例１における通信システムの送受信部分の概略構成を示す説明図
【図４】実施例２における通信システムの送受信部分の概略構成を示す説明図
【符号の説明】
【００７１】
１  送信側装置
２  受信側装置
１０  通信システム
１００  送信部
１０１  送信アンテナアレイ部
１０２  主波
１０３  受信アンテナアレイ部
１０４  受信部
１０５  遅延波生成部
１０６  遅延波導波部
２０２，３０２ａ，３０２ｂ，４０２  遅延波
３００，３０１  偏波回転型反射板
４００，４０１  パラボラ反射板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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