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公開番号2025036771
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2025002904,2022155314
出願日2025-01-08,2022-09-28
発明の名称中継局、中継局の送信方法、及び、通信システム
出願人トヨタ自動車株式会社,国立研究開発法人情報通信研究機構
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類H04B 7/06 20060101AFI20250306BHJP(電気通信技術)
要約【課題】受信局におけるダイバーシティ効果の向上を図る。
【解決手段】一つのアンテナを有する受信局(4)向けに送信局(2)から送信される第1の無線信号に対する非再生中継を第2の中継局(3-2)とともに実行可能な第1の中継局(3-1)は、アンテナ(#0)と、無線機(31)と、コントローラ(32)とを含み、無線機(31)は、第1の無線信号をベースバンド信号に変換する受信機(312)と、ベースバンド信号に遅延が付与された信号をアンテナから受信局(4)向けに送信される第2の無線信号に変換する送信機(311)とを含み、コントローラ(32)は、第1及び第2の中継局が有する各アンテナから送信される第2の無線信号が異なる遅延を有するように、複数の無線機において付与される遅延量を設定する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
第１の中継局として動作し、１又は２以上の第２の中継局とともに、一つのアンテナを有する受信局向けに送信局から送信された第１の無線信号に対する非再生中継を実行可能な中継局であって、
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに対応する無線機と、
前記無線機の動作を制御するコントローラとを含み、
前記無線機は、
前記アンテナによって受信された前記第１の無線信号をベースバンド信号に変換する受信機と、
前記ベースバンド信号に遅延が付与された信号を、前記アンテナから前記受信局向けに送信される第２の無線信号に変換する送信機とを含み、
前記コントローラは、前記第１及び第２の中継局が有する各アンテナから送信される前記第２の無線信号が前記第１及び第２の中継局間で異なる遅延を有するように、前記ベースバンド信号に対して付与される遅延量を設定する、
中継局。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記中継局が２以上のアンテナと前記２以上のアンテナの夫々に対応する２以上の前記無線機とを有する場合に、前記コントローラは、前記第１及び第２の中継局が有する各アンテナから送信される第２の無線信号が、前記第１及び第２の中継局間並びに前記第１及び第２の中継局が有するアンテナ間で異なる遅延を有するように、２以上の前記無線機の夫々において付与される遅延量を設定する
請求項１に記載の中継局。
【請求項３】
前記コントローラは、前記受信局から前記中継局への無線信号の伝搬路における伝搬遅延である第１の伝搬遅延と、前記送信局から前記中継局への無線信号の伝搬路における伝搬遅延である第２の伝搬遅延と、前記中継局における信号の処理遅延とを用いて最大遅延を求め、前記最大遅延を超えない範囲において、前記遅延量を、前記中継局が有するアンテナ毎に算出する
請求項１又は２に記載の中継局。
【請求項４】
前記コントローラは、前記中継局が前記送信局及び前記受信局との通信に用いるサイクリックプレフィクス時間から、少なくとも前記第１の伝搬遅延、前記第２の伝搬遅延、及び前記処理遅延が減じられた前記最大遅延を算出する
請求項３に記載の中継局。
【請求項５】
前記コントローラは、２以上のアンテナの夫々に関して、前記第２の無線信号の送信タイミングが等間隔で到来するように、２以上の前記無線機の夫々において付与される遅延量を算出する
請求項３に記載の中継局。
【請求項６】
前記コントローラは、２以上の前記無線機の夫々において付与される遅延量をランダムに算出する
請求項３に記載の中継局。
【請求項７】
前記コントローラは、前記中継局の制御装置から受信された各アンテナに対応する遅延量を示す情報を取得し、前記各アンテナに対応する遅延量を設定する
請求項１又は２に記載の中継局。
【請求項８】
前記遅延はＦＩＲフィルタにおいて付与され、
前記コントローラは、前記第１の無線信号の受信、及び前記第２の無線信号の送信に係る自己干渉が抑圧されるように、前記ＦＩＲフィルタに対する重み付けを行う
請求項１又は２に記載の中継局。
【請求項９】
前記少なくとも１つのアンテナは、前記送信局によって少なくとも一つのアンテナを用いた送信ダイバーシティが適用された前記第１の無線信号を受信する
請求項１又は２に記載の中継局。
【請求項１０】
前記中継局は、前記中継局と通信する基地局、又は前記中継局の制御装置において算出された中継開始時刻を示す情報を取得し、前記中継開始時刻に応じた遅延量を設定する
請求項１に記載の中継局。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、中継局、中継局の送信方法、及び、通信システムに関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
5th Generation Mobile Communication System（５Ｇ）等の無線通信においては、サブミリ秒以下の超低遅延通信が期待されている。一方で、通信サービス向上の観点では、セルのカバレッジエリアの拡大が望まれ、そのためには、中継局を介する中継通信が有効である。そこで、無線通信を行う端末局を中継局とする無線通信方法が提案されている。さらに、遅延の少ない中継技術として、中継局では復調及び復号は行わない非再生中継が望ましい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
H. Chen. A. B. Gershman, and S. Shahbazpanahi, “Filter-and-Forward Distributed Beamforming in Relay Networks with Frequency Selective Fading”, IEEE Trans. On Signal Processing, vol. 58, no. 3, March 2010.
能口、林、金子、酒井、“周波数領域等化システムのための単一周波数全二重無線中継,” 電子情報通信学会技術報告, vol. SIP2011-109, 2012年1月.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、受信局が好適なダイバーシティ効果を得ることのできる中継局、その送信方法、及び、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】
【０００５】
本開示の態様の一つは、第１の中継局として動作し、１又は２以上の第２の中継局とともに、一つのアンテナを有する受信局向けに送信局から送信された第１の無線信号に対する非再生中継を実行可能な中継局であって、
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに対応する無線機と、
前記無線機の動作を制御するコントローラとを含み、
前記無線機は、
前記アンテナによって受信された前記第１の無線信号をベースバンド信号に変換する受信機と、
前記ベースバンド信号に遅延を付与するＦＩＲフィルタと、
前記ＦＩＲフィルタから出力された信号を、前記アンテナから前記受信局向けに送信される第２の無線信号に変換する送信機とを含み、
前記コントローラは、前記第１及び第２の中継局が有する各アンテナから送信される前記第２の無線信号が前記第１及び第２の中継局間で異なる遅延を有するように、前記無線機の前記ＦＩＲフィルタに遅延量を設定する、
中継局である。
【０００６】
本開示の態様の一つは、第１の中継局として動作し、１又は２以上の第２の中継局とともに、一つのアンテナを有する受信局向けに送信局から送信された第１の無線信号に対する非再生中継を実行可能な中継局の送信方法であって、
前記中継局が、
前記中継局が備える少なくとも一つのアンテナによって受信された前記第１の無線信号
をベースバンド信号に変換することと、
ＦＩＲフィルタを用いて前記ベースバンド信号に遅延を付与することと、
前記ＦＩＲフィルタから出力された信号を、前記アンテナから前記受信局向けに送信される第２の無線信号に変換することと、
前記第１及び第２の中継局が有する各アンテナから送信される前記第２の無線信号が前記第１及び第２の中継局間で異なる遅延を有するように、前記ＦＩＲフィルタに遅延量を設定する
中継局の送信方法である。
【０００７】
本開示の態様の一つは、
１つのアンテナを有する受信局と、
前記受信局向けに第１の無線信号を送信する送信局と、
前記第１の無線信号を非再生中継によって前記受信局に中継可能な複数の中継局と
を含み、
前記複数の中継局の夫々は、
少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナに対応する無線機と、
前記無線機の動作を制御するコントローラとを含み、
前記無線機は、
前記アンテナによって受信された前記第１の無線信号をベースバンド信号に変換する受信機と、
前記ベースバンド信号に遅延を付与するＦＩＲフィルタと、
前記ＦＩＲフィルタから出力された信号を、前記アンテナから前記受信局向けに送信される第２の無線信号に変換する送信機とを含み、
前記コントローラは、前記複数の中継局が有する各アンテナから送信される前記第２の無線信号が前記複数の中継局間で異なる遅延を有するように、前記無線機の前記ＦＩＲフィルタに遅延量を設定する
通信システムである。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、受信局が好適なダイバーシティ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、第１実施形態に係る通信システムの第１の構成例を示す図である。
図２は、第２実施形態に係る通信システムの第２の構成例を示す図である。
図３は、中継局のハードウェア構成例を示す図である。
図４は、ＦＩＲフィルタの構成例を示す図である。
図５は、制御装置のハードウェア構成を例示する図である。
図６は、中継局における処理の説明図である。
図７は、中継局における処理の説明図である。
図８は、制御装置の処理例を示すフローチャートである。
図９は、中継局の処理例を示すフローチャートである。
図１０は、中継局の処理例を示すフローチャートである。
図１１は、第２実施形態における中継局の構成例を示す図である。
図１２は、第２実施形態における中継局における処理の説明図である。
図１３は、第２実施形態における中継局における処理の説明図である。
図１４は、第２実施形態における中継局の処理例を示すフローチャートである。
図１５は、第２実施形態における中継局の処理例を示すフローチャートである。
図１６は、第３実施形態における制御装置の処理例を示すフローチャートである。
図１７は、第３実施形態における中継局の処理例を示すフローチャートである。
図１８は、第４実施形態における中継局の処理の説明図である。
図１９は、第４実施形態における中継局の処理の説明図である。
図２０は、第４実施形態における中継局の処理例を示すフローチャートである。
図２１は、第４実施形態における中継局の処理例を示すフローチャートである。
図２２は、第４実施形態における基地局の処理例を示すフローチャートである。
図２３は、第４実施形態の変形例における制御装置の処理例を示すフローチャートである。
図２４は、第４実施形態の変形例における基地局の処理例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
Third Generation Partnership Project（３ＧＰＰ（登録商標））等のセルラー網、或いはWi-Fi等の無線ＬＡＮ網（IEE802.11シリーズ）などでは、基地局（Base Station (BS)と呼ばれる）が、「送信ダイバーシティ（Tx diversity）」を提供する。送信ダイバー
シティは、基地局が、複数の送信アンテナを用いて、基地局から端末局向けの信号（下り信号と呼ばれる）を送信する機能である。送信ダイバーシティによれば、端末局が具備するアンテナ数が１本のみである場合であっても、端末局はダイバーシティ効果（ダイバーシティゲイン）を得て、ＳＩＲ（信号対干渉比）、及びＳＩＮＲ（信号対干渉雑音電力比）の向上を図ることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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