JP2019134303A - 無線通信装置、及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】信号の受信品質が高いアンテナをより効率よく選択することを実現する。【解決手段】高周波信号の電界を第１の方向に振動させた第１の信号として他の無線通信装置へ送信する第１の通信部と、前記高周波信号を他の無線通信装置へ光ファイバを介して送信する送信部と、前記光ファイバを介して前記他の無線通信装置から高周波信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した前記高周波信号の電界を前記第１の方向と偏波の方向が異なる第２の方向に振動させた第２の信号として他の無線通信装置へ送信する第２の通信部と、を備える、無線通信装置。【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信装置、及び無線通信システムに関する。

近年、基地局がカバーする通信可能エリアを拡大するための技術が開発されている。具体的な方法として、ダイバーシチ方式を利用する方法がある。

上述した方法に関連し、例えば、下記特許文献１では、２本のアンテナを備えた送信側の端末が各々のアンテナから同一の信号を送信し、受信側の端末が受信した信号に対して等化信号処理を実施することで、ダイバーシチ利得を得る方法が開示されている。具体的に、送信側の端末は、１本目の送信アンテナから送信した信号より１シンボル長以上遅延させた信号を、２本目の送信アンテナから送信する。そして、受信側の端末は、フェージング回路を経由して合成された受信信号に対して等化信号処理を実施することで、ダイバーシチ利得を得ることができる。

特開昭６３−２８６０２７号公報

しかし、特許文献１の技術では、２本目のアンテナから送信する信号を１シンボル長以上遅延させるための遅延回路を送信側の端末に用意する必要がある。また、合成された受信信号に対して等化信号処理を行うための等化器を受信側の端末に用意する必要もある。そのため、特許文献１の技術には、デジタル信号処理が複雑になるという問題点がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、信号の受信品質が高いアンテナをより効率よく選択することが可能な、新規かつ改良された無線通信装置、及び無線通信システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、高周波信号の電界を第１の方向に振動させた第１の信号として他の無線通信装置へ送信する第１の通信部と、前記高周波信号を他の無線通信装置へ光ファイバを介して送信する送信部と、前記光ファイバを介して前記他の無線通信装置から高周波信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した前記高周波信号の電界を前記第１の方向と偏波の方向が異なる第２の方向に振動させた第２の信号として他の無線通信装置へ送信する第２の通信部と、を備える、無線通信装置が提供される。

前記第１の信号の偏波の方向と、前記第２の信号の偏波の方向は互いに直交してもよい。

前記第１の方向は水平方向または垂直方向のいずれか一方であり、前記第２の方向は前記水平方向または前記垂直方向のうち前記第１の方向とは異なる方向であってもよい。

前記無線通信装置は、複数の前記第１の通信部、及び複数の前記第２の通信部を備えてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１の方向に振動する第１の信号を受信する第１の通信部と、前記第１の方向と偏波の方向が異なる第２の方向に振動する第２の信号を受信する第２の通信部と、前記第１の信号に関する第１の値を取得する第１の取得部と、前記第２の信号に関する第２の値を取得する第２の取得部と、前記第１の値、及び前記第２の値に基づき、前記第１の信号、または前記第２の信号のいずれかを選択して復調、及び復号を行う制御部と、を備える、無線通信装置が提供される。

前記制御部は、前記第１の信号の前記第１の値と前記第２の信号の前記第２の値を比較し、値が大きい方の信号を選択してもよい。

前記第１の取得部は、第１の値として検波電圧値を取得し、前記第２の取得部は、前記第２の値として検波電圧値を取得してもよい。

前記無線通信装置は、複数の前記第１の通信部、及び複数の前記第２の通信部を備えてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１の方向に振動する高周波信号を第１の信号として他の無線通信装置へ送信する第１の無線通信装置と、第１の方向とは異なる第２の方向に振動する高周波信号を第２の信号として前記他の無線通信装置へ送信する第２の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置から前記第１の信号を、前記第２の無線通信装置から前記第２の信号を受信し、前記第１の信号と前記第２の信号の各々の検波電圧値を取得し、当該検波電圧値に基づき、前記第１の信号、または前記第２の信号のいずれかを選択して復調、及び復号を行う第３の無線通信装置と、を有する、無線通信システムが提供される。

以上説明したように本発明によれば、信号の受信品質が高いアンテナをより効率よく選択することが可能である。

本実施形態に係る無線通信システムの概要を示す説明図である。 同実施形態に係る基地局の構成例を示す説明図である。 同実施形態に係る移動局の構成例を示すブロック図である。 同実施形態に係る検波電圧値の例を示す説明図である。 同実施形態に係る無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 同実施形態に係る信号送信準備処理の例を示すフローチャートである。 同実施形態に係るアンテナの選択処理の例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る無線通信装置のハードウェア構成例を示したブロック図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成または論理的意義を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成または論理的意義を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、複数の構成要素の各々に同一符号のみを付する。

＜＜１．無線通信システムの概要＞＞
本実施形態は、複数のアンテナを備えた移動局である無線通信装置が、複数のアンテナを備えた基地局である無線通信装置から受信した偏波方向が異なる複数の無線信号に基づき、アンテナを選択する無線通信システムに関する。以下では、図１を参照しながら、本発明の実施形態に係る無線通信システムの概要について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの概要を示す説明図である。図１に示すように、本実施形態の無線通信システムは、２つの基地局１０Ａと基地局１０Ｂ、及び移動局２０で構成される。また、２つの基地局は、光ファイバ３０Ａ、及び光ファイバ３０Ｂで接続されている。

本実施形態の無線通信システムでは、基地局１０は、パケットを生成し、当該パケットを無線信号で送信する。この時、電界の振動方向の異なる２つの無線信号が、２つの基地局１０の各々から送信される。例えば、１つ目の基地局１０Ａは、生成したパケットを水平方向に振動する無線信号で送信する。また、２つ目の基地局１０Ｂは、基地局１０Ａが生成したパケットを垂直方向に振動する無線信号で送信する。なお、基地局１０Ａと基地局１０Ｂは、光ファイバ３０Ａと光ファイバ３０Ｂを介して、パケットを共有する。

移動局２０は、基地局１０から受信した無線信号に対して信号処理を行う。移動局２０は、基地局１０Ａと基地局１０Ｂの各々から電界の振動方向の異なる無線信号を受信し、２つの無線信号を比較することで、より受信品質の高い無線信号を受信したアンテナを選択する。そして、移動局２０は、選択したアンテナが受信した無線信号に対して信号処理を行う。

なお、本実施形態における移動局２０は、基地局１０Ａがカバーする通信エリア４０Ａと、基地局１０Ｂがカバーする通信エリア４０Ｂとが重複するエリアに位置するものとする。当該通信エリアは、通信エリア４０Ａと通信エリア４０Ｂの境界であり、移動局２０における無線信号の受信電力は低下するため、無線通信の品質が劣化しやすいエリアである。なお、以下では、基地局１０から送信される信号が移動局２０で受信されるまでに経由する伝搬路では、フェージングと呼ばれる現象が発生する。フェージングとは、移動局２０のように移動する無線通信装置において、無線通信装置の移動や周辺物体の移動等の周辺環境の変化により、送受信間の電磁波の経路が変化し、無線通信装置での信号の受信レベルがダイナミックに変動する現象のことである。

以上、図１を参照しながら、本発明の実施形態に係る無線通信システムの概要について説明した。続いて、本発明の実施形態に係る無線通信システムの構成例について説明する。

＜＜２．無線通信システムの構成例＞＞
以下では、図１〜４を参照しながら、本実施形態に係る無線通信システムの構成例について説明する。上述したように、本実施形態の無線通信システムは、基地局１０、移動局２０、光ファイバ３０で構成されている。なお、本実施形態では、無線信号を送信する基地局１０、及び無線信号を受信する移動局２０は、どちらも無線通信装置である。

＜２−１．基地局の機能構成例＞
以下では、図２を参照しながら、基地局１０の機能、及び構成例について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る無線通信装置の１つである基地局１０の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る基地局１０は、水平偏波アンテナ１１０、垂直偏波アンテナ１２０、無線信号処理装置１３０、分配器１４０、光送信器１５０、光受信器１６０を備える。

＜２−１−１．基地局の機能例＞
基地局１０は、移動局２０と通信を行う無線通信装置である。図１に示す無線通信システムでは、２つの基地局１０が移動局２０とパケットの送受信を行う。２つの基地局１０の各々は、複数のアンテナとして、水平偏波アンテナ１１０（第１の通信部）と垂直偏波アンテナ１２０（第２の通信部）を備えている。

また、２つの基地局１０はそれぞれ異なる役割を有している。一方の基地局１０Ａは、パケットを生成する役割を有する。基地局１０Ａは、パケットを生成し、当該パケットに基づく高周波（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を移動局２０に送信する役割を有する。この時、基地局１０Ａは、ＲＦ信号を水平偏波アンテナ１１０から送信する。また、基地局１０Ａは、ＲＦ信号を基地局１０Ｂに光ファイバ３０Ａを介して送信する。なお、水平方向は、第１の方向である。また、水平方向に振動するＲＦ信号は、第１の信号である。

もう一方の基地局１０Ｂは、基地局１０Ａに協力する基地局としての役割を有する。例えば、基地局１０Ｂは、ＲＦ信号を基地局Ａから光ファイバ３０Ａを介して受信する。そして、基地局１０Ｂは、当該ＲＦ信号を基地局１０Ａが移動局２０に水平偏波で送信したＲＦ信号とは異なる偏波の方向で移動局２０に送信する。この時、基地局１０Ｂは、ＲＦ信号を垂直偏波アンテナ１２０から送信する。なお、垂直方向は、第２の方向である。また、垂直方向に振動するＲＦ信号は、第２の信号である。

なお、第１の信号の偏波の方向と前記第２の信号の偏波の方向は空間上において互いに直交する。上述のように、例えば、第１の信号の電界は水平方向に振動し、第２の信号の電界は垂直方向に振動することから、第１の信号の偏波の方向と第２の信号の偏波の方向は空間上において互いに直交する。第１の信号の偏波の方向と第２の信号の偏波の方向が直交することで、フェージング通信路におけるそれぞれの信号の包絡線変動量や位相回転量が異なっていても、移動局２０で水平偏波のＲＦ信号と垂直偏波のＲＦ信号が相互に干渉することなく直交して受信されるため、ＲＦ信号の分離が可能となる。

また、第１の方向は、水平方向または垂直方向のいずれか一方であれば、どちらの方向であってもよい。ただし、第１の方向が水平方向の場合、第２の方向は垂直方向である。また、第１の方向が垂直方向の場合、第２の方向は水平方向である。上述のように、第１の方向と第２の方向は、異なる方向となる。

また、基地局１０Ａと基地局１０Ｂの各々が有する役割は、逆であってもよい。例えば、基地局１０Ａが基地局１０Ｂに協力する基地局としての役割を有し、基地局１０Ｂがパケットを生成する役割を有してもよい。

また、基地局１０は、移動局２０と任意の通信方式で接続され、通信を行う。例えば、基地局１０は、外部ネットワークと接続されることで、移動局２０と通信を行う。なお、基地局１０の通信方式は特に限定されない。例えば、基地局１０は、移動局２０と無線通信によって接続される。

＜２−１−２．基地局の構成例＞
（１）水平偏波アンテナ１１０
水平偏波アンテナ１１０は、電界が水平方向に振動する無線信号を受信する機能、及び無線信号を水平方向に振動させて送信する機能を有する。本実施形態における水平偏波アンテナ１１０は、例えば、分配器１４０から入力されたＲＦ信号を水平方向に振動させて送信する。なお、基地局１０の構成は、水平偏波アンテナ１１０が光受信器１６０からＲＦ信号を入力される構成であってもよい。

（２）垂直偏波アンテナ１２０
垂直偏波アンテナ１２０は、電界が垂直方向に振動する無線信号を受信する機能、及び無線信号を垂直方向に振動させて送信する機能を有する。本実施形態における垂直偏波アンテナ１２０は、例えば、光受信器１６０から入力されたＲＦ信号を垂直方向に振動させて送信する。なお、基地局１０の構成は、垂直偏波アンテナ１２０が分配器１４０からＲＦ信号を入力される構成であってもよい。

（３）無線信号処理装置１３０
無線信号処理装置１３０は、パケットを生成する機能を有する。例えば、無線信号処理装置１３０は、基地局１０が移動局２０へ送信するためのパケットを生成する。そして、無線信号処理装置１３０は、生成したパケットに基づくＲＦ信号を分配器１４０へ出力する。

（４）分配器１４０
分配器１４０は、信号を分配する機能を有する。例えば、分配器１４０は、無線信号処理装置１３０から入力されたＲＦ信号を２つに分配する。そして、分配器１４０は、分配したＲＦ信号の一方を水平偏波アンテナ１１０へ、もう一方のＲＦ信号を光送信器１５０へ出力する。なお、基地局１０は、分配器１４０がＲＦ信号を水平偏波アンテナ１１０ではなく垂直偏波アンテナ１２０へ出力する構成であってもよい。

（５）光送信器１５０
光送信器１５０は、入力された信号を光信号に変換し、他の機器へ送信する機能を有する。例えば、光送信器１５０は、分配器１４０から入力されたＲＦ信号を光信号に変換する。そして、光送信器１５０は、当該光信号を他の基地局１０の光受信器１６０に光ファイバ３０Ａを介して送信する。

（６）光受信器１６０
光受信器１６０は、受信した光信号を変換する機能を有する。例えば、光受信器１６０は、他の基地局１０の光送信器１５０から受信した光信号をＲＦ信号に変換する。そして、光受信器１６０は、ＲＦ信号を水平偏波アンテナ１１０へ出力する。なお、基地局１０は、光受信器１６０がＲＦ信号を垂直偏波アンテナ１２０ではなく水平偏波アンテナ１１０へ出力する構成であってもよい。

以上、図２を参照しながら、本発明の実施形態に係る基地局の機能、及び構成例について説明した。続いて、本発明の実施形態に係る移動局について説明する。

＜２−２．移動局の機能構成例＞
以下では、図３、４を参照しながら、移動局２０の機能、及び構成例について説明する。図３は、本発明の実施形態に係る無線通信装置の１つである移動局２０の構成例を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態に係る移動局２０は、水平偏波アンテナ２１０、垂直偏波アンテナ２２０、分配器２３０、検波器２４０、制御部２５０を備える。

＜２−１−１．移動局の機能例＞
移動局２０は、基地局１０と通信を行う無線通信装置である。図１に示す無線通信システムでは、移動局２０が２つの基地局１０とパケットの送受信を行う。移動局２０は、複数のアンテナとして、水平偏波アンテナ２１０（第１の通信部）と垂直偏波アンテナ２２０（第２の通信部）を備えている。

移動局２０の水平偏波アンテナ２１０は、基地局１０から送信される水平方向に振動するＲＦ信号（第１の信号）を受信する。また、移動局２０の垂直偏波アンテナ２２０は、水平偏波アンテナ２１０が受信するＲＦ信号と偏波の方向が異なる垂直方向に振動するＲＦ信号（第２の信号）を受信する。例えば、移動局２０の水平偏波アンテナ２１０は、基地局１０Ａの水平偏波アンテナ１１０から水平偏波で送信されたＲＦ信号を受信する。また、移動局２０の垂直偏波アンテナ２２０は、基地局１０Ａの垂直偏波アンテナ１２０から垂直偏波で送信されたＲＦ信号を受信する。

また、移動局２０は、基地局１０から受信したＲＦ信号に基づき、アンテナ選択処理を行う機能を有する。例えば、移動局２０は、水平偏波で受信したＲＦ信号の検波電圧値を取得する検波器２４０Ａと、垂直偏波で受信したＲＦ信号の検波電圧値を取得する検波器２４０Ｂを備え、取得した各々の検波電圧値に基づきアンテナを選択する。アンテナを選択することは、すなわち、移動局２０が水平偏波で受信したＲＦ信号と垂直偏波で受信したＲＦ信号のいずれかを選択することである。そして、移動局２０は、選択したＲＦ信号に対して、復調、及び復号等の処理を行う。

なお、水平偏波で受信したＲＦ信号（第１の信号）の検波電圧値は、水平偏波で受信したＲＦ信号に関する第１の値の一例である。また、検波電圧値（第１の値）を取得する検波器２４０Ａは、検波電圧値を取得する第１の取得部の一例である。また、垂直偏波で受信したＲＦ信号（第２の信号）の検波電圧値は、垂直偏波で受信したＲＦ信号に関する第２の値の一例である。また、検波電圧値（第２の値）を取得する検波器２４０Ｂは、検波電圧値を取得する第２の取得部の一例である。

なお、第１の取得部が取得する第１の値、及び第２の取得部が取得する第２の値は、検波電圧値に限定されない。例えば、第１の取得部、及び第２の取得部は、検波電圧値ではなく相互相関値を取得してもよい。そして、移動局２０は、当該相互相関値に基づき、アンテナの選択処理を行ってもよい。

＜２−２−２．移動局の構成例＞
（１）水平偏波アンテナ２１０
水平偏波アンテナ２１０は、電界が水平方向に振動する無線信号を受信する機能、及びＲＦ信号の電界を水平方向に振動させて送信する機能を有する。本実施形態における水平偏波アンテナ２１０は、例えば、基地局１０から送信された水平方向に振動するＲＦ信号を受信する。そして、水平偏波アンテナ２１０は、受信したＲＦ信号を分配器２３０Ａに出力する。

（２）垂直偏波アンテナ２２０
垂直偏波アンテナ２２０は、電界が垂直方向に振動する無線信号を受信する機能、及びＲＦ信号の電界を垂直方向に振動させて送信する機能を有する。本実施形態における垂直偏波アンテナ２２０は、例えば、基地局１０から送信された垂直方向に振動するＲＦ無線信号を受信する。そして、垂直偏波アンテナ２２０は、受信したＲＦ信号を分配器２３０Ｂに出力する。

（３）分配器２３０
分配器２３０は、信号を分配する機能を有する。本実施形態における分配器２３０は、分配器２３０Ａと分配器２３０Ｂの２つの分配器を備え、各々の分配器で異なる方向に振動する信号を分配する。

例えば、分配器２３０Ａは、水平偏波アンテナ２１０で受信したＲＦ信号を分配する。より具体的に、分配器２３０Ａは、水平偏波アンテナ２１０から入力されたＲＦ信号を２つに分配する。そして、分配器２３０Ａは、分配したＲＦ信号の一方を検波器２４０Ａに出力し、もう一方のＲＦ信号を制御部２５０に出力する。

また、分配器２３０Ｂは、垂直偏波アンテナ２２０で受信したＲＦ信号を分配する。より具体的に、分配器２３０Ｂは、垂直偏波アンテナ２２０から入力されたＲＦ信号を２つに分配する。そして、分配器２３０Ｂは、分配したＲＦ信号の一方を検波器２４０Ｂに出力し、もう一方のＲＦ信号を制御部２５０に出力する。

（４）検波器２４０
検波器２４０は、信号の検波電圧を算出する機能を有する。本実施形態における検波器２４０は、検波器２４０Ａと検波器２４０Ｂの２つの検波器を備え、各々の検波器で異なる方向に振動する信号の検波電圧値を算出する。

例えば、検波器２４０Ａは、水平偏波アンテナ２１０で受信したＲＦ信号の検波電圧値Ｖ_ｈを算出する。より具体的に、検波器２４０Ａは、分配器２３０Ａから入力されたＲＦ信号の検波電圧値Ｖ_ｈを算出する。そして、検波器２４０Ａは、算出した検波電圧値Ｖ_ｈを制御部２５０に出力する。

また、検波器２４０Ｂは、垂直偏波アンテナ２２０で受信したＲＦ信号の検波電圧値Ｖ_ｖを算出する。より具体的に、検波器２４０Ｂは、分配器２３０Ｂから入力されたＲＦ信号の検波電圧値Ｖ_ｖを算出する。そして、検波器２４０Ｂは、算出した検波電圧値Ｖ_ｖを制御部２５０に出力する。

（５）制御部２５０
制御部２５０は、信号処理を制御する機能を有する。例えば、制御部２５０は、検波器２４０から受信した検波電圧値に基づき、アンテナの選択判定を行う。そして、制御部２５０は、判定結果に基づき、分配器２３０から入力された水平偏波アンテナ２１０で受信したＲＦ信号または垂直偏波アンテナ２２０で受信したＲＦ信号を選択し、選択したＲＦ信号に対して復調や復号等の処理を行う。

上述の機能を実現するために、制御部２５０は、判定部２５２、無線信号処理装置２５４を備える。

（判定部２５２）
判定部２５２は、アンテナを選択するための判定を行う機能を有する。例えば、判定部２５２は、複数の検波器２４０から入力された複数の検波電圧値に基づき、アンテナの選択判定処理を行う。より具体的に、判定部２５２は、検波器２４０Ａから入力された水平偏波アンテナ２１０で受信したＲＦ信号の検波電圧値Ｖ_ｈと、検波器２４０Ｂから入力された垂直偏波アンテナ２２０で受信したＲＦ信号の検波電圧値Ｖ_ｖを比較し、検波電圧値が大きい方の信号を受信したアンテナを選択する。判定処理後、判定部２５２は、分配器２３０から入力された水平偏波アンテナ２１０で受信したＲＦ信号、及び垂直偏波アンテナ２２０で受信したＲＦ信号の内、選択したアンテナに対応するＲＦ信号を無線信号処理装置２５４へ出力する。

ここで、図４を参照しながら、検波電圧値に基づくアンテナの選択処理の詳細について説明する。図４は、本発明の実施形態に係る検波電圧値の例を示す説明図である。図４に示すグラフは、検波器２４０が算出した検波電圧値の時間変化を示している。また、グラフの縦軸は、検波電圧値を、横軸は時間を示している。

上述したように、判定部２５２は水平偏波アンテナ２１０で受信したＲＦ信号と垂直偏波アンテナ２２０で受信したＲＦ信号の内、各々のＲＦ信号の検波電圧値を比較し、検波電圧値が大きい方のＲＦ信号に対応するアンテナを選択する。例えば、時刻Ｔ_１〜Ｔ_２では、検波電圧値Ｖ_ｈの方が大きいため、水平偏波アンテナ２１０が選択される。また、時刻Ｔ_２〜Ｔ_３では、検波電圧値Ｖ_ｖの方が大きいため、垂直偏波アンテナ２２０が選択される。また、時刻Ｔ_３〜Ｔ_４では、検波電圧値Ｖ_ｈの方が大きいため、水平偏波アンテナ２１０が選択される。また、時刻Ｔ_４〜Ｔ_５では、検波電圧値Ｖ_ｖの方が大きいため、垂直偏波アンテナ２２０が選択される。また、時刻Ｔ_５〜Ｔ_６では、検波電圧値Ｖ_ｈの方が大きいため、水平偏波アンテナ２１０が選択される。

移動局２０の水平偏波アンテナ２１０と垂直偏波アンテナ２２０の各々で受信されたＲＦ信号は、フェージングの影響によりアンテナ毎の受信信号電力が時間変化するため、図４に示すように検波電圧値も時間変化する。そこで、移動局２０は、上述した判定部２５２の判定結果に基づき、検波電圧値が大きいＲＦ信号を選択し続けることで、ダイバーシチ利得による受信信号の信号対雑音電力比（ＳＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｚｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）の改善を容易にできる。

（無線信号処理装置２５４）
無線信号処理装置２５４は、信号に対する処理を行う機能を有する。例えば、無線信号処理装置２５４は、ＲＦ信号に復調処理、及び復号処理を行う。より具体的に、無線信号処理装置２５４は、判定部２５２から入力される水平偏波アンテナ２１０で受信したＲＦ信号、または垂直偏波アンテナ２２０で受信したＲＦ信号のいずれか一方に対して、復調処理、及び復号処理を行う。

以上、図３、４を参照しながら、本発明の実施形態に係る移動局の機能、及び構成例について説明した。続いて、本発明の実施形態に係る光ファイバについて説明する。

＜２−３．光ファイバの機能構成例＞
光ファイバ３０は、複数の基地局間でパケット信号を共有するための機能を有する。例えば、光ファイバ３０は、基地局１０Ａと基地局１０Ｂを互いに接続し、基地局１０Ａと基地局１０Ｂ間におけるパケットの送受信を可能とする。より具体的に、基地局１０Ａと基地局１０Ｂは、図１に示すように光ファイバ３０Ａと光ファイバ３０Ｂにより互いに接続される。光ファイバ３０Ａは、基地局１０Ａから基地局１０Ｂに光信号を送信するための光ファイバであり、基地局１０Ａで生成されたパケットが変換された光信号を基地局１０Ｂに送信する。また、光ファイバ３０Ｂは、基地局１０Ｂから基地局１０Ａに光信号を送信するための光ファイバであり、基地局１０Ｂで生成されたパケットが変換された光信号を基地局１０Ａに送信する。

以上、本発明の実施形態に係る光ファイバの構成例について説明した。

以上、図１〜４を参照しながら、本発明の実施形態に係る無線通信システムの構成例について説明した。続いて、本発明の実施形態に係る無線通信システムの動作例について説明する。

＜＜３．動作例＞＞
以下では、図５〜７を参照しながら、本発明の実施形態に係る無線通信システムの動作例について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。

図５に示すように、まず、基地局１０Ａは、基地局１０Ｂ、及び移動局２０に信号を送信する準備を行う（ステップＳ１０００）。信号送信準備終了後、基地局１０Ａは、水平偏波アンテナ１１０ＡからＲＦ信号を移動局２０に送信する（ステップＳ１００４）。また、基地局１０Ａは、光ファイバ３０Ａを介して光信号を基地局１０Ｂに送信する（ステップＳ１００８）。基地局１０Ａから光信号を受信した基地局１０Ｂは、当該光信号をＲＦ信号に変換する（ステップＳ１０１２）。変換処理後、基地局１０Ｂは、垂直偏波アンテナ１２０Ｂから当該ＲＦ信号を移動局２０に送信する（ステップＳ１０１６）。そして、移動局２０は、ステップＳ１００４にて基地局１０Ａから水平偏波で受信したＲＦ信号と、ステップＳ１０１６にて基地局１０Ｂから垂直偏波で受信したＲＦ信号に基づき、アンテナを選択する処理を行う（ステップＳ１０２０）。

ここで、図６を参照しながら、ステップＳ１０００における、信号送信準備処理の詳細について説明する。図６は、本発明の実施形態に係る信号送信準備処理の例を示すフローチャートである。図６に示すように、まず、基地局１０Ａは、無線信号処理装置１３０Ａで無線パケットを生成する（ステップＳ２０００）。次に、基地局１０Ａは、当該無線パケットに基づくＲＦ信号を分配器１４０Ａで分配する（ステップＳ２００４）。そして、基地局１０Ａは、分配した一方のＲＦ信号を水平偏波アンテナ１１０Ａに出力し（ステップＳ２００８）、もう一方のＲＦ信号を光送信器１５０Ａに出力する（ステップＳ２０１２）。

また、図７を参照しながら、ステップＳ１０２０における、アンテナの選択処理の詳細について説明する。図７は、本発明の実施形態に係るアンテナの選択処理の例を示すフローチャートである。まず、移動局２０は、基地局１０Ａから受信した水平偏波アンテナ２１０で受信したＲＦ信号の検波電圧値Ｖ_ｈと、基地局２０Ｂから受信した垂直偏波アンテナ２２０で受信したＲＦ信号の検波電圧値Ｖ_ｖを算出する。なお、検波電圧値Ｖ_ｈを算出するステップＳ３０００、及び３００４の処理と、検波電圧値Ｖ_ｖを算出するステップＳ３００８、及び３０１２の処理は並列処理が可能である。

１つ目の並列処理として、まず、移動局２０は、図５のステップＳ１００４にて基地局１０Ａから受信した水平偏波アンテナ２１０で受信したＲＦ信号を分配器２３０Ａで分配する（ステップＳ３０００）。そして、移動局２０は、分配された一方の水平偏波アンテナ２１０で受信したＲＦ信号の検波電圧値Ｖ_ｈを、検波器２４０Ａで算出する（ステップＳ３００４）。

２つ目の並列処理として、まず、移動局２０は、図５のステップＳ１０１６にて基地局１０Ｂから受信した垂直偏波アンテナ２２０で受信したＲＦ信号を分配器２３０Ｂで分配する（ステップＳ３００８）。そして、移動局２０は、分配された一方の垂直偏波アンテナ２２０で受信したＲＦ信号の検波電圧値Ｖ_ｖを、検波器２４０Ｂで算出する（ステップＳ３０１２）。

並列処理終了後、移動局２０の判定部２５２は、検波電圧値Ｖ_ｈが検波電圧値Ｖ_ｖより大きいか否かを確認する（ステップＳ３０１６）。検波電圧値Ｖ_ｈの方が大きい場合（ステップＳ３０１６／ＹＥＳ）、判定部２５２は、水平偏波アンテナ２１０を選択する（ステップＳ３０２０）。また、検波電圧値Ｖ_ｈの方が小さい場合（ステップＳ３０１６／ＮＯ）、判定部２５２は、垂直偏波アンテナ２２０を選択する（ステップ３０２４）。アンテナ選択後、判定部２５２は、選択したアンテナで受信したＲＦ信号を無線信号処理装置２５４に出力する。そして、無線信号処理装置２５４は、当該ＲＦ信号に基づき信号処理を行う（ステップＳ３０２８）。

以上、図５〜７を参照しながら、本発明の実施形態に係る無線通信システムの動作例について説明した。

以上、図１〜７を参照しながら、本発明の実施形態について説明した。続いて、本発明の実施形態に係る変形例について説明する。

＜＜４．変形例＞＞
以下では、本発明の実施形態の幾つかの変形例を説明する。なお、以下に説明する各変形例は、単独で本発明の実施形態に適用されてもよいし、組み合わせで本発明の実施形態に適用されてもよい。また、各変形例は、本発明の実施形態で説明した構成に代えて適用されてもよいし、本発明の実施形態で説明した構成に対して追加的に適用されてもよい。

上述の実施形態では、無線通信装置は、ＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ ａｎｄ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）伝送を行うことを前提に説明した。しかし、本実施形態の変形例として、無線通信装置は、複数の第１の通信部、及び複数の第２の通信部を備え、同一周波数において無線パケットを重ね合わせて送受信するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）伝送を行ってもよい。例えば、基地局１０は、Ｎ本の水平偏波アンテナとＮ本の垂直偏波アンテナを備えることで、Ｎ個のパケットを送信する。また、移動局２０は、Ｎ本の水平偏波アンテナとＮ本の垂直偏波アンテナを備えることで、各々のアンテナでＮ個のパケットを受信する。そして、移動局２０は、Ｎ個の検波電圧値Ｖ_ｈとＮ個の検波電圧値Ｖ_ｖに対し、Ｖ_ｈとＶ_ｖそれぞれの平均値、もしくは中央値等の統計値を計算し、当該統計値の比較に基づいてアンテナの選択判定処理を行う。

上述のように、移動局２０は、複数の検波電圧値Ｖ_ｈとＶ_ｖに基づきアンテナの選択処理を行うことで、１つの検波電圧値Ｖ_ｈとＶ_ｖに基づきアンテナの選択処理を行う場合と比べ、より精度よくアンテナを選択することができる。

以上、本発明の実施形態に係る変形例について説明した。続いて、本発明の実施形態に係る無線通信装置のハードウェア構成について説明する。

＜＜５．ハードウェア構成＞＞
最後に、図８を参照しながら、本発明の実施形態に係る無線通信装置のハードウェア構成について説明する。図８は、本発明の実施形態に係る無線通信装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。なお、図８に示す無線通信装置９００は、例えば、図２及び図３にそれぞれ示した基地局１０または移動局２０を実現し得る。本発明の実施形態に係る基地局１０または移動局２０による無線通信処理は、ソフトウェアと、以下に説明するハードウェアとの協働により実現される。

図８に示すように、無線通信装置９００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９０３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）９０５を備える。また、無線通信装置９００は、ストレージ装置９０７と、ネットワークインタフェース９０９とを備える。

ＣＰＵ９０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従って無線通信装置９００内の動作全般を制御する。また、ＣＰＵ９０１は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。これらはＣＰＵバスなどから構成されるホストバスにより相互に接続されている。ＣＰＵ９０１、ＲＯＭ９０３およびＲＡＭ９０５は、例えば、図２を参照して説明した無線信号処理装置１３０の機能を実現し得る。また、ＣＰＵ９０１、ＲＯＭ９０３およびＲＡＭ９０５は、図３を参照して説明した制御部２５０の機能を実現し得る。

ストレージ装置９０７は、データ格納用の装置である。ストレージ装置９０７は、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置および記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置などを含んでもよい。ストレージ装置９０７は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）またはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔｒａｇｅ Ｄｒｉｖｅ）、あるいは同等の機能を有するメモリ等で構成される。このストレージ装置９０７は、ストレージを駆動し、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データを格納する。

ネットワークインタフェース９０９は、例えば、ネットワークに接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。かかる通信インタフェースは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等の近距離無線通信インタフェースや、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、または携帯通信網（ＬＴＥ、３Ｇ）等の通信インタフェースである。また、ネットワークインタフェース９０９は、有線による通信を行う有線通信装置であってもよい。ネットワークインタフェース９０９は、例えば、図２を参照して説明した水平偏波アンテナ１１０、垂直偏波アンテナ１２０、光送信器１５０、及び光受信器１６０の機能を実現し得る。また、ネットワークインタフェース９０９は、例えば、図３を参照して説明した水平偏波アンテナ２１０、及び垂直偏波アンテナ２２０の機能を実現し得る。

以上、図８を参照しながら、無線通信装置のハードウェア構成例について説明した。

＜＜６．むすび＞＞
以上説明したように、本発明の実施形態に係る無線通信装置では、基地局１０Ａは、水平偏波アンテナ（第１の通信部）で水平偏波のＲＦ信号を移動局２０に送信する。また、基地局１０Ａは、光送信器（送信部）からＲＦ信号を基地局１０Ｂの光受信器（受信部）に光ファイバ３０Ａを介して送信する。そして、基地局１０Ｂは、垂直偏波アンテナ（第２の通信部）から垂直偏波のＲＦ信号を移動局２０に送信する。

上述のように、基地局１０は、２つの基地局の各々から電界の振動方向が異なり、互いに直交するＲＦ信号を移動局２０に送信することができる。その結果、移動局２０は、受信した２つのＲＦ信号に基づき、より受信電力の高いＲＦ信号を受信するアンテナを選択することができる。また、基地局１０に遅延回路を、移動局２０に等化器を用意する必要もなく、デジタル信号処理が複雑になることもない。

よって、信号の受信品質が高いアンテナをより効率よく選択することが可能な、新規かつ改良された無線通信装置、及び無線通信システムを提供することが可能である。

＜＜７．補足＞＞
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

なお、本明細書の無線通信システムの処理における各ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、無線通信システムの処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。

１０ 基地局
２０ 移動局
３０ 光ファイバ
１１０ 水平偏波アンテナ
１２０ 垂直偏波アンテナ
１３０ 無線信号処理装置
１４０ 分配器
１５０ 光送信器
１６０ 光受信器
２１０ 水平偏波アンテナ
２２０ 垂直偏波アンテナ
２３０ 分配器
２４０ 検波器
２５０ 制御部
２５２ 判定部
２５４ 無線信号処理装置

Claims (9)

1. 高周波信号の電界を第１の方向に振動させた第１の信号として他の無線通信装置へ送信する第１の通信部と、
   前記高周波信号を他の無線通信装置へ光ファイバを介して送信する送信部と、
   前記光ファイバを介して前記他の無線通信装置から高周波信号を受信する受信部と、
   前記受信部が受信した前記高周波信号の電界を前記第１の方向と偏波の方向が異なる第２の方向に振動させた第２の信号として他の無線通信装置へ送信する第２の通信部と、
   を備える、無線通信装置。
2. 前記第１の信号の偏波の方向と、前記第２の信号の偏波の方向は互いに直交する、請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記第１の方向は水平方向または垂直方向のいずれか一方であり、前記第２の方向は前記水平方向または前記垂直方向のうち前記第１の方向とは異なる方向である、請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記無線通信装置は、複数の前記第１の通信部、及び複数の前記第２の通信部を備える、請求項１に記載の無線通信装置。
5. 第１の方向に振動する第１の信号を受信する第１の通信部と、
   前記第１の方向と偏波の方向が異なる第２の方向に振動する第２の信号を受信する第２の通信部と、
   前記第１の信号に関する第１の値を取得する第１の取得部と、
   前記第２の信号に関する第２の値を取得する第２の取得部と、
   前記第１の値、及び前記第２の値に基づき、前記第１の信号、または前記第２の信号のいずれかを選択して復調、及び復号を行う制御部と、
   を備える、無線通信装置。
6. 前記制御部は、前記第１の信号の前記第１の値と前記第２の信号の前記第２の値を比較し、値が大きい方の信号を選択する、請求項５に記載の無線通信装置。
7. 前記第１の取得部は、第１の値として検波電圧値を取得し、前記第２の取得部は、前記第２の値として検波電圧値を取得する、請求項５または６に記載の無線通信装置。
8. 前記無線通信装置は、複数の前記第１の通信部、及び複数の前記第２の通信部を備える、請求項５に記載の無線通信装置。
9. 第１の方向に振動する高周波信号を第１の信号として他の無線通信装置へ送信する第１の無線通信装置と、
   第１の方向とは異なる第２の方向に振動する高周波信号を第２の信号として前記他の無線通信装置へ送信する第２の無線通信装置と、
   前記第１の無線通信装置から前記第１の信号を、前記第２の無線通信装置から前記第２の信号を受信し、前記第１の信号と前記第２の信号の各々の検波電圧値を取得し、当該検波電圧値に基づき、前記第１の信号、または前記第２の信号のいずれかを選択して復調、及び復号を行う第３の無線通信装置と、
   を有する、無線通信システム。

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