JP7032762B2 - 無線通信システム、基地局および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム、基地局および制御方法に関する。

無線通信システムは、大容量のデータを伝送するために広帯域化が図られている。しかしながら、無線通信システムは、広帯域化にあたり、周波数帯域が隣接する他の通信システムとの間の干渉を回避する必要がある。

このため、無線通信システムは、複数の周波数帯域のチャンネルのうち、中心周波数が最小または最大の端に位置する端チャンネルにおいて、シンボルレートを下げて狭帯域信号とし他の通信システムとの間のガードバンドを確保する、あるいは送信電力を下げて他の通信システムとの間の干渉を回避する等の技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

斉藤洋一，"ディジタル無線通信の変復調"，電子情報通信学会，pp.47-51，1996年

しかしながら、端チャンネルのシンボルレートを下げた場合には、送信できるデータ量が低下し、端チャンネルの送信電力を下げる場合には、送信できる距離が短くなるという問題がある。また、従来の技術では、各チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数を、端チャンネルを含む全てのチャンネルにおいて同じ値に設定している。

本発明は、送信できるデータ量および距離を低下させることなく、他の通信システムとの間の干渉を回避できる無線通信システム、基地局および制御方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、周波数帯域が異なる複数のチャンネルを用いてデータ信号を送受信する基地局と端末局とを有する無線通信システムであって、基地局は、複数のチャンネルのうち中心周波数が最小および最大のチャンネルの少なくとも一方の端チャンネルにおいて端チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数を制御し、端末局との間の直接波と遅延波に関する通信環境を推定するためのトレーニング信号を端末局に送信させる制御部と、端末局から受信したトレーニング信号を用いて端末局との間の通信環境を推定する推定部とを備え、制御部は、推定された通信環境に応じてデータ信号の直接波と遅延波との符号間干渉の大きさが所定値以下となる端チャンネルのロールオフ係数を決定することを特徴とする。

第２の発明は、周波数帯域が異なる複数のチャンネルを用いてデータ信号を送受信する基地局と端末局とを有する無線通信システムであって、基地局は、複数のチャンネルのうち中心周波数が最小および最大のチャンネルの少なくとも一方の端チャンネルにおいて端チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数を制御し、端末局との間の通信環境を推定するためのトレーニング信号を端末局に送信させる制御部と、端末局から受信したトレーニング信号を用いて端末局との間の通信環境を推定する推定部とを備え、制御部は、推定された通信環境に応じて端チャンネルのロールオフ係数を決定し、決定した端チャンネルのロールオフ係数が所定の閾値を超過する場合、データ信号の送受信に端チャンネルを使用しないことを特徴とする。

第３の発明は、周波数帯域が異なる複数のチャンネルを用いてデータ信号を端末局との間で送受信する基地局であって、複数のチャンネルのうち中心周波数が最小および最大のチャンネルの少なくとも一方の端チャンネルにおいて端チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数を制御し、端末局との間の直接波と遅延波に関する通信環境を推定するためのトレーニング信号を端末局に送信させる制御部と、端末局から受信したトレーニング信号を用いて端末局との間の通信環境を推定する推定部とを備え、制御部は、推定された通信環境に応じてデータ信号の直接波と遅延波との符号間干渉の大きさが所定値以下となる端チャンネルのロールオフ係数を決定することを特徴とする。

第４の発明は、周波数帯域が異なる複数のチャンネルを用いてデータ信号を端末局との間で送受信する基地局であって、複数のチャンネルのうち中心周波数が最小および最大のチャンネルの少なくとも一方の端チャンネルにおいて端チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数を制御し、端末局との間の通信環境を推定するためのトレーニング信号を端末局に送信させる制御部と、端末局から受信したトレーニング信号を用いて端末局との間の通信環境を推定する推定部とを備え、制御部は、推定された通信環境に応じて端チャンネルのロールオフ係数を決定し、決定した端チャンネルのロールオフ係数が所定の閾値を超過する場合、データ信号の送受信に端チャンネルを使用しないことを特徴とする。

第５の発明は、周波数帯域が異なる複数のチャンネルを用いてデータ信号を送受信する基地局と端末局とを有する無線通信システムの制御方法であって、基地局は、複数のチャンネルのうち中心周波数が最小および最大のチャンネルの少なくとも一方の端チャンネルにおいて端チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数を制御し、端末局との間の直接波と遅延波に関する通信環境を推定するためのトレーニング信号を端末局に送信させ、基地局は、端末局から受信したトレーニング信号を用いて端末局との間の通信環境を推定し、基地局は、推定した通信環境に応じてデータ信号の直接波と遅延波との符号間干渉の大きさが所定値以下となる端チャンネルのロールオフ係数を決定することを特徴とする。

第６の発明は、周波数帯域が異なる複数のチャンネルを用いてデータ信号を送受信する基地局と端末局とを有する無線通信システムの制御方法であって、基地局は、複数のチャンネルのうち中心周波数が最小および最大のチャンネルの少なくとも一方の端チャンネルにおいて端チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数を制御し、端末局との間の通信環境を推定するためのトレーニング信号を端末局に送信させ、基地局は、端末局から受信したトレーニング信号を用いて端末局との間の通信環境を推定し、基地局は、推定した通信環境に応じて端チャンネルのロールオフ係数を決定し、決定した端チャンネルのロールオフ係数が所定の閾値を超過する場合、データ信号の送受信に端チャンネルを使用しないことを特徴とする。

本発明は、送信できるデータ量および距離を低下させることなく、他の通信システムとの間の干渉を回避できる。

無線通信システムの一実施形態を示す図である。 図１に示した無線通信システムで送受信されるＮ個のチャンネルの一例を示す図である。 図１に示した無線通信システムにおける制御処理の一例を示す図である。 ロールオフ係数に応じたチャンネルのインパルス応答特性の一例を示す図である。 無線通信システムの別の実施形態を示す図である。 図５に示した無線通信システムにおける制御処理の一例を示す図である。

以下、図面を用いて実施形態について説明する。

図１は、無線通信システムの一実施形態を示す。

図１に示した無線通信システムＳＹＳは、例えば、通信路の時変動が少ない山岳地帯等に配置される無線通信システムであり、基地局１００と端末局３００とを有する。基地局１００と端末局３００とは、例えば、通信路応答の遅延の広がりが大きい６０ＭＨｚ等のＶＨＦ（Very High Frequency）帯において、周波数帯域が異なるＮ個のチャンネルで広帯域の無線通信を行う。

基地局１００は、例えば、無線通信の上流側の基地局であり、制御部１１０、情報挿入部１２０、変調部１３０、発振器１４０、送信部１５０、切替部１６０、受信部１７０、復調部１８０、推定部１９０、等化器２００およびアンテナＡＮＴ１を有する。

制御部１１０は、プロセッサ等であり、基地局１００に含まれるハードディスク装置等の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、基地局１００の各部を制御する。例えば、制御部１１０は、基地局１００と端末局３００との間の通信環境に応じて、チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数αをＮ個のチャンネル毎に制御する。制御部１１０の動作については、図３で説明する。

情報挿入部１２０は、例えば、基地局１００に含まれるネットワークインタフェースや入出力インタフェース等のインタフェースを介して、基地局１００に接続されたスマートフォンやコンピュータ装置等の外部装置からデータを受信する。そして、情報挿入部１２０は、基地局１００が受信したデータを端末局３００に送信するにあたり、制御部１１０により指示されたＮ個のチャンネルの各々におけるロールオフ係数αおよび中心周波数Ｆｃを示す情報を、受信したデータに挿入する。なお、中心周波数Ｆｃの情報は、チャンネルの区別に用いられる。

また、情報挿入部１２０は、基地局１００が新たに設置された場合や、Ｎ個のチャンネルの各々のロールオフ係数αを再設定する場合等により、制御部１１０による端末局３００にトレーニング信号を送信させる送信指示もデータに挿入する。この場合、情報挿入部１２０が各チャンネルのロールオフ係数αおよび中心周波数Ｆｃと、送信指示とを挿入するデータは、スマートフォン等からのデータでもよく、空データでもよい。

変調部１３０は、例えば、制御部１１０から指示された各チャンネルのロールオフ係数αを用い、情報挿入部１２０から受信したデータに対してＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等の変調処理を実行し、データ信号を生成する。変調部１３０は、生成したデータ信号を送信部１５０に出力する。

発振器１４０は、制御部１１０からの制御指示に基づいて各チャンネルの中心周波数Ｆｃの信号を生成し、生成した中心周波数Ｆｃの信号を送信部１５０および受信部１７０に出力する。

送信部１５０は、変調部１３０により生成されたデータ信号を、発振器１４０により生成された各チャンネルの中心周波数Ｆｃの信号で周波数変換する。送信部１５０は、切替部１６０およびアンテナＡＮＴ１を介して、周波数変換したデータ信号の電磁波を各チャンネルで端末局３００に送信する。

切替部１６０は、スイッチ等であり、送信部１５０が電磁波を端末局３００に送信、および受信部１７０が端末局３００から電磁波を受信するに応じて切り替え動作する。

受信部１７０は、アンテナＡＮＴ１および切替部１６０を介して、端末局３００により送信されたトレーニング信号またはデータ信号の電磁波を受信する。受信部１７０は、受信したトレーニング信号またはデータ信号を含む電磁波を発振器１４０により生成された各チャンネルの中心周波数Ｆｃの信号でダウンコンバートする。そして、受信部１７０は、ダウンコンバートしたトレーニング信号またはデータ信号を復調部１８０に出力する。

復調部１８０は、受信部１７０から受信したトレーニング信号またはデータ信号に対して復調処理を実行し、復調したトレーニング信号またはデータ信号を推定部１９０に出力する。

推定部１９０は、復調部１８０から受信したトレーニング信号を用いて端末局３００との間の通信環境を推定する。例えば、推定部１９０は、端末局３００から直接受信したトレーニング信号（直接波）の受信時刻や受信強度等を基準にして、建物等により回折または反射して受信したトレーニング信号（遅延波）との遅延量や受信強度の減衰量等を、端末局３００との間の通信環境として推定する。推定部１９０は、推定の結果を制御部１１０および等化器２００に出力する。なお、推定部１９０は、復調部１８０から受信した信号がデータ信号の場合、受信したデータ信号を等化器２００に出力する。

等化器２００は、トランスバーサル等化器や判定帰還型等化器等であり、受信したデータ信号に対して等化処理を実行し、データ信号における遅延を補償する。等化器２００は、基地局１００のインタフェースを介して、基地局１００に接続されたスマートフォンやコンピュータ装置等の外部装置に、遅延を補償したデータ信号を出力する。

なお、等化器２００に含まれるタップの数は、“０．１”や“０．２”等のロールオフ係数αが小さい場合でも、データ信号の直接波と遅延波との符号間干渉を低減できる遅延波耐性を有するように、予め設定されていることが好ましい。

端末局３００は、例えば、無線通信の下流側の基地局等であり、アンテナＡＮＴ２、切替部３１０、受信部３２０、復調部３３０、情報抽出部３４０、等化器３５０、発振器３６０、変調部３７０および送信部３８０を有する。

切替部３１０は、スイッチ等であり、端末局３００が電磁波を基地局１００に送信、および端末局３００が基地局１００から電磁波を受信するに応じて切り替え動作する。

受信部３２０は、アンテナＡＮＴ２および切替部３１０を介して、基地局１００により送信されたデータ信号に含む電磁波を受信する。受信部３２０は、発振器３６０により生成される各チャンネルの中心周波数Ｆｃの信号を用いて、受信した電磁波をダウンコンバートする。受信部３２０は、ダウンコンバートしたデータ信号を復調部３３０に出力する。

復調部３３０は、情報抽出部３４０により抽出される各チャンネルのロールオフ係数αに基づいて、受信部３２０から受信したデータ信号に対して復調処理を実行し、復調したデータ信号を情報抽出部３４０に出力する。

情報抽出部３４０は、基地局１００が挿入したＮ個のチャンネルの各々におけるロールオフ係数αおよび中心周波数Ｆｃを示す情報を、復調部３３０により復調されたデータ信号から抽出する。情報抽出部３４０は、抽出した各チャンネルのロールオフ係数αを復調部３３０および変調部３７０に出力する。また、情報抽出部３４０は、抽出した各チャンネルの中心周波数Ｆｃを発振器３６０に出力する。そして、情報抽出部３４０は、復調部３３０により復調されたデータ信号を等化器３５０に出力する。

なお、情報抽出部３４０は、端末局３００にトレーニング信号を送信させる送信指示をデータ信号から抽出した場合、抽出した送信指示を変調部３７０に出力する。

等化器３５０は、トランスバーサル等化器や判定帰還型等化器等であり、受信したデータ信号に対して等化処理を実行し、データ信号における遅延を補償する。等化器３５０は、遅延を補償したデータ信号を、端末局３００に含まれるネットワークインタフェースや入出力インタフェース等のインタフェースを介して、端末局３００に接続されたスマートフォンやコンピュータ装置等の外部装置に出力する。

なお、等化器３５０に含まれるタップの数は、図１に示した等化器２００と同様に、“０．１”や“０．２”等のロールオフ係数αが小さい場合でも、データ信号の直接波と遅延波との符号間干渉を低減できる遅延波耐性を有するように、予め設定されていることが好ましい。

発振器３６０は、端末局３００に含まれるプロセッサ等の制御部からの制御指示に基づいて各チャンネルの中心周波数Ｆｃの信号を生成し、生成した中心周波数Ｆｃの信号を受信部３２０および送信部３８０に出力する。

変調部３７０は、例えば、端末局３００のインタフェースを介して、端末局３００に接続されたスマートフォンやコンピュータ装置等の外部装置からデータを受信する。変調部３７０は、情報抽出部３４０により抽出された各チャンネルのロールオフ係数αを用い、受信したデータに対してＱＡＭ等の変調処理を実行し、データ信号を生成する。変調部３７０は、生成したデータ信号を送信部３８０に出力する。

また、変調部３７０は、情報抽出部３４０からトレーニング信号の送信指示を受けた場合、基地局１００が端末局３００との間における電磁波の遅延等の通信環境を推定するための所定のシンボル長を有したトレーニング信号を生成する機能を有する。変調部３７０は、生成したトレーニング信号を送信部３８０に出力する。

送信部３８０は、例えば、変調部３７０により生成されたトレーニング信号またはデータ信号を、発振器３６０により生成された各チャンネルの中心周波数Ｆｃの信号で周波数変換する。送信部３８０は、切替部３１０およびアンテナＡＮＴ２を介して、周波数変換したトレーニング信号またはデータ信号の電磁波を各チャンネルで基地局１００に送信する。

図２は、図１に示した無線通信システムＳＹＳで送受信されるＮ個のチャンネルＣＨ（ＣＨ（１）－ＣＨ（Ｎ））の一例を示す。図２の横軸は周波数を示し、図２の縦軸は電力を示す。そして、チャンネルＣＨ（ｉ）の周波数の帯域幅Ｗｉは、ロールオフ係数αおよびシンボルレートＦｓを用いて、式（１）のように表される（ｉは１からＮの整数）。
Ｗｉ＝（１＋α）Ｆｓ …（１）
なお、無線通信システムＳＹＳは、隣接する周波数帯域で無線通信する他の通信システムとの間の干渉を回避するため、所定の帯域幅のガードバンドが設けられる。このため、制御部１１０は、中心周波数Ｆｃが最小および最大の端チャンネルであるチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）の帯域幅Ｗ１、ＷＮを、ガードバンドに応じてチャンネルＣＨ（２）－ＣＨ（Ｎ－１）と同じまたは狭く設定する。そこで、制御部１１０は、各チャンネルＣＨにおいて、送信電力およびシンボルレートＦｓを一定にして、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αを調整する。すなわち、制御部１１０は、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αを、チャンネルＣＨ（２）－ＣＨ（Ｎ－１）のロールオフ係数αと比べて同じまたは小さな値に設定する。これにより、無線通信システムＳＹＳは、各チャンネルＣＨの送信電力およびシンボルレートＦｓを一定することで、従来と比べてデータの送信速度および送信距離を変えることなく、他の通信システムへの与干渉を低減できる。

図３は、図１に示した無線通信システムＳＹＳにおける制御処理の一例を示す。図３に示した処理は、制御部１１０が、基地局１００の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。すなわち、図３に示した処理は、無線通信システムＳＹＳの制御方法の一実施形態である。

なお、図３に示した処理では、端チャンネルのチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αを制御する場合について示す。この場合、チャンネルＣＨ（２）－ＣＨ（Ｎ－１）のロールオフ係数αは、ガードバンドの存在により他の通信システムとの間の干渉を考慮しなくてもよいため、従来と同様に“０．５”や“０．７”等の大きな値に予め設定される。しかしながら、図３に示した処理は、全てのチャンネルＣＨのロールオフ係数αを制御してもよい。

また、他の通信システムが無線通信している周波数帯域が、例えば、チャンネルＣＨ（１）（またはチャンネルＣＨ（Ｎ））の周波数帯域と隣接している場合、図３に示した処理は、チャンネルＣＨ（１）（またはチャンネルＣＨ（Ｎ））のロールオフ係数αのみ制御してもよい。この場合、チャンネルＣＨ（Ｎ）（またはチャンネルＣＨ（１））のロールオフ係数αは、チャンネルＣＨ（２）－ＣＨ（Ｎ－１）と同様の値に設定されてもよい。

ステップＳ１００では、基地局１００の制御部１１０は、“０．１”や“０．２”等の予め決められた最小のロールオフ係数αをチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）に設定する。なお、最小のロールオフ係数αは、無線通信システムＳＹＳが配置される場所や、他の通信システムの有無等に応じて適宜決定されることが好ましい。

次に、ステップＳ１１０では、制御部１１０は、端末局３００にトレーニング信号を送信させる送信指示を、各チャンネルＣＨのロールオフ係数αおよび中心周波数Ｆｃとともに、端末局３００に送信する。例えば、情報挿入部１２０は、制御部１１０により指示された各チャンネルＣＨのロールオフ係数αおよび中心周波数Ｆｃを示す情報と、トレーニング信号の送信指示とを、スマートフォン等の外部装置から受信したデータに挿入する。変調部１３０は、例えば、制御部１１０から指示された各チャンネルＣＨのロールオフ係数αを用い、情報挿入部１２０から受信したデータに対してＱＡＭ等の変調処理を実行し、データ信号を生成する。そして、送信部１５０は、変調部１３０により生成されたデータ信号を、発振器１４０により生成された各チャンネルＣＨの中心周波数Ｆｃの信号で周波数変換する。送信部１５０は、切替部１６０およびアンテナＡＮＴ１を介して、周波数変換したデータ信号の電磁波を各チャンネルＣＨで端末局３００に送信する。

次に、ステップＳ１２０では、受信部１７０は、アンテナＡＮＴ１および切替部１６０を介して、端末局３００により送信されたトレーニング信号の電磁波を受信する。受信部１７０は、受信したトレーニング信号の電磁波を発振器１４０により生成された各チャンネルの中心周波数Ｆｃの信号でダウンコンバートする。そして、復調部１８０は、受信部１７０から受信したトレーニング信号に対して復調処理を実行し、復調したトレーニング信号を推定部１９０に出力する。

次に、ステップＳ１３０では、推定部１９０は、ステップＳ１２０で受信されたトレーニング信号を用いて端末局３００との間の通信環境を推定する。例えば、推定部１９０は、端末局３００から直接受信したトレーニング信号（直接波）の受信時刻や受信強度等を基準にして、建物等により回折または反射して受信したトレーニング信号（遅延波）の遅延量や受信強度の減衰量等を、端末局３００との間の通信環境として推定する。そして、推定部１９０は、推定の結果を制御部１１０に出力する。

次に、ステップＳ１４０では、制御部１１０は、ステップＳ１３０で推定された通信環境に基づいて、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）における符号間干渉の大きさが所定値以下か否かを判定する。

図４は、ロールオフ係数αに応じたチャンネルＣＨのインパルス応答特性の一例を示す。図４の横軸は時刻を示し、図４の縦軸は振幅を示す。なお、Ｔは、シンボル周期を示す。

図４では、例えば、ロールオフ係数αが“０．５”や“０．７”等の大きな値のインパルス応答を実線で示し、ロールオフ係数αが“０．１”や“０．２”等の小さな値のインパルス応答を破線で示す。図４に示すように、ロールオフ係数αが小さくなるに従い、インパルス応答は、大きな振幅の時間変動を示す。このため、チャンネルＣＨのロールオフ係数αが小さい場合、チャンネルＣＨにおける直接波と遅延波との遅延量がわずかでも符号間干渉は大きくなる。

そこで、制御部１１０は、ステップＳ１３０で求められたトレーニング信号の遅延量や受信強度の減衰量等に基づいて、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）における符号間干渉の大きさを算出する。算出したチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）における符号間干渉の大きさが所定値以下の場合、基地局１００の処理は、ステップＳ１６０に移る。一方、算出したチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）における符号間干渉の大きさが所定値より大きい場合、基地局１００の処理は、ステップＳ１５０に移る。

なお、所定値は、無線通信システムＳＹＳが配置される場所や、他の通信システムの有無等に応じて適宜決定されることが好ましい。

ステップＳ１５０では、制御部１１０は、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αを所定量（例えば、０．１等）増加させる。そして、基地局１００は、ステップＳ１５０で設定されたチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αを用いて、ステップＳ１１０からステップＳ１４０の処理を実行する。

ステップＳ１６０では、制御部１１０は、端チャンネルであるチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αが、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）の帯域幅やガードバンド等によって許容されている閾値を超過しているか否かを判定する。チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αが閾値を超過している場合、基地局１００の処理は、ステップＳ１７０に移る。一方、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αが閾値以下の場合、基地局１００の処理は、ステップＳ１８０に移る。

ステップＳ１７０では、制御部１１０は、端チャンネルであるチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αが閾値を超過しているため、他の通信システムとの間の干渉を回避できないと判定し、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）を使用しないと決定する。

ステップＳ１８０では、制御部１１０は、各チャンネルＣＨのロールオフ係数αを決定する。制御部１１０は、スマートフォン等の外部装置から受信するデータを、端末局３００に送信する場合に、決定したロールオフ係数αを使用する。なお、制御部１１０は、ステップＳ１７０でチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）を使用しないとした場合、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）の不使用を示すロールオフ係数αの値（例えば、負の値等）に決定してもよい。

一方、ステップＳ２００では、端末局３００の受信部３２０は、ステップＳ１１０で基地局１００から送信されたロールオフ係数α、中心周波数Ｆｃおよび送信指示を含むデータ信号の電磁波を、アンテナＡＮＴ２および切替部３１０を介して受信する。受信部３２０は、発振器３６０により生成される各チャンネルＣＨの中心周波数Ｆｃの信号を用いて受信した電磁波をダウンコンバートする。復調部３３０は、情報抽出部３４０により抽出される各チャンネルＣＨのロールオフ係数αに基づいて、受信部３２０から受信したデータ信号に対して復調処理を実行し、復調したデータ信号を情報抽出部３４０に出力する。

次に、ステップＳ２１０では、情報抽出部３４０は、ステップＳ１１０で挿入された各チャンネルＣＨのロールオフ係数αおよび中心周波数Ｆｃを示す情報と送信指示とを、復調部３３０により復調されたデータ信号から抽出する。情報抽出部３４０は、抽出した各チャンネルのロールオフ係数αを復調部３３０および変調部３７０に設定する。また、情報抽出部３４０は、抽出した各チャンネルＣＨの中心周波数Ｆｃを発振器３６０に設定する。また、情報抽出部３４０は、抽出した送信指示を変調部３７０に出力する。

次に、ステップＳ２２０では、変調部３７０は、情報抽出部３４０からトレーニング信号の送信指示を受けた場合、所定のシンボル長を有したトレーニング信号を生成する。

次に、ステップＳ２３０では、送信部３８０は、ステップＳ２２０で生成されたトレーニング信号を、発振器３６０により生成された各チャンネルＣＨの中心周波数Ｆｃの信号で周波数変換する。送信部３８０は、切替部３１０およびアンテナＡＮＴ２を介して、周波数変換したトレーニング信号の電磁波を各チャンネルＣＨで基地局１００に送信する。

そして、無線通信システムＳＹＳは、制御処理を終了する。無線通信システムＳＹＳは、例えば、半年や一年等の所定の期間毎に、ステップＳ１００からステップＳ１８０およびステップＳ２００からステップＳ２３０の処理を実行する。

図１から図４に示した実施形態では、基地局１００は、端末局３００から送信されるトレーニング信号を用いて、無線通信システムＳＹＳにおける通信環境を推定する。基地局１００は、推定した通信環境に基づいて、Ｎ個のチャンネルＣＨのうち端チャンネルのチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）における送信電力およびシンボルレートＦｓを変えることなく一定にして、ロールオフ係数αを調整する。これにより、無線通信システムＳＹＳは、従来のように全てのチャンネルＣＨのロールオフ係数αを同じ値に設定する場合と比べて、送信できるデータ量および距離を低下させることなく、他の通信システムとの間の干渉を回避できる。

また、基地局１００は、端チャンネルのチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αが、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）の帯域幅やガードバンド等によって許容されている閾値を超過している場合、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）を不使用とする。これにより、無線通信システムＳＹＳは、他の通信システムとの間の干渉を確実に回避できる。

なお、図１に示した無線通信システムＳＹＳでは、端末局３００が、基地局１００からの送信指示に基づいて、トレーニング信号を送信するとしたが、これに限定されない。例えば、基地局１００は、制御部１１０からの送信指示に基づいて、端末局３００にトレーニング信号を送信し、端末局３００は、基地局１００から受信したトレーニング信号をそのまま基地局１００に送信するようにしてもよい。

図５は、無線通信システムの別の実施形態を示す。図１で説明した要素と同一または同様の機能を有する要素については、同一または同様の符号を付し、これらについては、詳細な説明を省略する。

図５に示した無線通信システムＳＹＳ１は、例えば、図１に示した無線通信システムＳＹＳと同様に、通信路の時変動が少ない山岳地帯等に配置され、基地局１００ａと端末局３００とを有する。基地局１００ａと端末局３００とは、例えば、通信路応答の遅延の広がりが大きい６０ＭＨｚ等のＶＨＦ帯において、周波数帯域が異なるＮ個のチャンネルＣＨで広帯域の無線通信を行う。

基地局１００ａは、例えば、無線通信の上流側の基地局であり、制御部１１０ａ、情報挿入部１２０、変調部１３０、発振器１４０、送信部１５０、切替部１６０、受信部１７０ａ、復調部１８０ａ、等化器２００、測定部２１０およびアンテナＡＮＴ１を有する。

制御部１１０ａは、プロセッサ等であり、基地局１００ａに含まれるハードディスク装置等の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、基地局１００ａの各部を制御する。例えば、制御部１１０ａは、基地局１００ａと端末局３００との間の通信環境に応じて、チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数αをＮ個のチャンネルＣＨ毎に制御する。制御部１１０ａの動作については、図６で説明する。

受信部１７０ａは、アンテナＡＮＴ１および切替部１６０を介して、端末局３００により送信されたデータ信号の電磁波を受信する。受信部１７０ａは、受信したデータ信号の電磁波を発振器１４０により生成された各チャンネルＣＨの中心周波数Ｆｃの信号でダウンコンバートする。受信部１７０ａは、データ信号を復調部１８０ａに出力する。

また、受信部１７０ａは、測定部２１０が無線通信システムＳＹＳ１の周波数帯域に隣接する帯域で無線通信する他の通信システムとの間の周波数間隔を測定するために、無線通信システムＳＹＳ１の周波数帯域より広い周波数帯域の電磁波を受信する。受信部１７０ａは、端末局３００からのデータ信号を含む信号を、測定部２１０に出力する。

復調部１８０ａは、図１に示した復調部１８０と同様に、受信部１７０から受信したデータ信号に対して復調処理を実行し、復調したデータ信号を等化器２００に出力する。

測定部２１０は、スペクトルアナライザ等であり、制御部１１０ａからの制御指示に基づいて、受信部１７０ａが受信した電磁波の信号から無線通信システムＳＹＳ１の周波数帯域に隣接する帯域で無線通信する他の通信システムとの間の周波数間隔を測定する。測定部２１０は、測定の結果を制御部１１０ａに出力する。そして、制御部１１０ａは、測定部２１０による測定の結果に基づいて、各チャンネルＣＨのロールオフ係数αを制御する。

図６は、図５に示した無線通信システムＳＹＳ１における制御処理の一例を示す。図６に示した処理は、制御部１１０ａが、基地局１００ａの記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。すなわち、図６に示した処理は、無線通信システムＳＹＳ１の制御方法の別の実施形態である。

なお、図６に示した処理では、端チャンネルのチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αを制御する場合について示す。この場合、チャンネルＣＨ（２）－ＣＨ（Ｎ－１）のロールオフ係数αは、ガードバンドの存在により他の通信システムとの間の干渉を考慮しなくてもよいため、従来と同様に“０．５”や“０．７”等の大きな値に予め設定される。しかしながら、図６に示した処理は、全てのチャンネルＣＨのロールオフ係数αを制御してもよい。

ステップＳ３００では、制御部１１０ａは、他の通信システムとの間の周波数間隔を測定させる制御指示を測定部２１０に出力する。測定部２１０は、受信部１７０ａが受信した電磁波の信号から他の通信システムとの間の周波数間隔を測定し、測定の結果を制御部１１０ａに出力する。

次に、ステップＳ３１０では、制御部１１０ａは、ステップＳ３００で測定された周波数間隔と、式（１）とを用いて、送信電力およびシンボルレートＦｓを変えることなく一定にして、他の通信システムとの間の干渉を回避できるチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αを算出する。なお、制御部１１０ａは、測定部２１０により他の通信システムの電磁波を検出できなかった、すなわち隣接する他の通信システムがない場合、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αをチャンネルＣＨ（２）－ＣＨ（Ｎ－１）と同じ値に制御する。

ステップＳ３２０では、制御部１１０ａは、ステップＳ３１０で算出したチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αが、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）の帯域幅やガードバンド等によって他の通信システムとの間の干渉を回避できる閾値を超過しているか否かを判定する。チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αが閾値を超過している場合、基地局１００ａの処理は、ステップＳ３４０に移る。一方、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αが閾値を超過していない場合、基地局１００ａの処理は、ステップＳ３３０に移る。

ステップＳ３３０では、制御部１１０ａは、端チャンネルであるチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αが閾値以下であるため、符号間干渉を回避できないと判定し、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）を使用しないと決定する。

ステップＳ３４０では、制御部１１０ａは、各チャンネルＣＨのロールオフ係数αを決定する。制御部１１０ａは、スマートフォン等の外部装置から受信するデータを、端末局３００に送信する場合に、決定したロールオフ係数αを使用する。なお、制御部１１０ａは、ステップＳ３３０でチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）の不使用を示すロールオフ係数αの値（例えば、負の値等）に決定してもよい。

そして、無線通信システムＳＹＳ１は、制御処理を終了する。無線通信システムＳＹＳ１は、例えば、半年や一年等の所定の期間毎に、ステップＳ３００からステップＳ３４０の処理を実行する。

図５および図６に示した実施形態では、基地局１００ａは、無線通信システムＳＹＳにおける通信環境として、端チャンネルのチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）の周波数帯域に隣接する帯域で無線通信する他の通信システムとの間の周波数間隔を、測定部２１０を用いて測定する。基地局１００ａは、測定した周波数間隔と式（１）とに基づき、送信電力およびシンボルレートＦｓを変えることなく一定にして、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αを算出する。これにより、無線通信システムＳＹＳ１は、従来のように全てのチャンネルＣＨのロールオフ係数αを同じ値に設定する場合と比べて、送信できるデータ量および距離を低下させることなく、他の通信システムとの間の干渉を回避できる。

また、基地局１００ａは、端チャンネルのチャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）のロールオフ係数αが、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）の符号間干渉を回避できる閾値以下である場合、チャンネルＣＨ（１）、ＣＨ（Ｎ）を不使用とする。

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。

１００…基地局；１１０，１１０ａ…制御部；１２０…情報挿入部；１３０，３７０…変調部；１４０，３６０…発振器；１５０，３８０…送信部；１６０，３１０…切替部；１７０，１７０ａ，３２０…受信部；１８０，１８０ａ，３３０…復調部；１９０…推定部；２００，３５０…等化器；２１０…測定部；３００…端末局；３４０…情報抽出部；ＡＮＴ１，ＡＮＴ２…アンテナ；ＣＨ（１）－ＣＨ（Ｎ）…チャンネル；ＳＹＳ，ＳＹＳ１…無線通信システム

Claims (6)

1. 周波数帯域が異なる複数のチャンネルを用いてデータ信号を送受信する基地局と端末局とを有する無線通信システムであって、
   前記基地局は、
   前記複数のチャンネルのうち中心周波数が最小および最大のチャンネルの少なくとも一方の端チャンネルにおいて前記端チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数を制御し、前記端末局との間の直接波と遅延波に関する通信環境を推定するためのトレーニング信号を前記端末局に送信させる制御部と、
   前記端末局から受信した前記トレーニング信号を用いて前記端末局との間の前記通信環境を推定する推定部とを備え、
   前記制御部は、推定された前記通信環境に応じて前記データ信号の直接波と遅延波との符号間干渉の大きさが所定値以下となる前記端チャンネルの前記ロールオフ係数を決定する
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 周波数帯域が異なる複数のチャンネルを用いてデータ信号を送受信する基地局と端末局とを有する無線通信システムであって、
   前記基地局は、
   前記複数のチャンネルのうち中心周波数が最小および最大のチャンネルの少なくとも一方の端チャンネルにおいて前記端チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数を制御し、前記端末局との間の通信環境を推定するためのトレーニング信号を前記端末局に送信させる制御部と、
   前記端末局から受信した前記トレーニング信号を用いて前記端末局との間の前記通信環境を推定する推定部とを備え、
   前記制御部は、推定された前記通信環境に応じて前記端チャンネルの前記ロールオフ係数を決定し、決定した前記端チャンネルの前記ロールオフ係数が所定の閾値を超過する場合、前記データ信号の送受信に前記端チャンネルを使用しない
   ことを特徴とする無線通信システム。
3. 周波数帯域が異なる複数のチャンネルを用いてデータ信号を端末局との間で送受信する基地局であって、
   前記複数のチャンネルのうち中心周波数が最小および最大のチャンネルの少なくとも一方の端チャンネルにおいて前記端チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数を制御し、前記端末局との間の直接波と遅延波に関する通信環境を推定するためのトレーニング信号を前記端末局に送信させる制御部と、
   前記端末局から受信した前記トレーニング信号を用いて前記端末局との間の前記通信環境を推定する推定部とを備え、
   前記制御部は、推定された前記通信環境に応じて前記データ信号の直接波と遅延波との符号間干渉の大きさが所定値以下となる前記端チャンネルの前記ロールオフ係数を決定する
   ことを特徴とする基地局。
4. 周波数帯域が異なる複数のチャンネルを用いてデータ信号を端末局との間で送受信する基地局であって、
   前記複数のチャンネルのうち中心周波数が最小および最大のチャンネルの少なくとも一方の端チャンネルにおいて前記端チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数を制御し、前記端末局との間の通信環境を推定するためのトレーニング信号を前記端末局に送信させる制御部と、
   前記端末局から受信した前記トレーニング信号を用いて前記端末局との間の前記通信環境を推定する推定部とを備え、
   前記制御部は、推定された前記通信環境に応じて前記端チャンネルの前記ロールオフ係数を決定し、決定した前記端チャンネルの前記ロールオフ係数が所定の閾値を超過する場合、前記データ信号の送受信に前記端チャンネルを使用しない
   ことを特徴とする基地局。
5. 周波数帯域が異なる複数のチャンネルを用いてデータ信号を送受信する基地局と端末局とを有する無線通信システムの制御方法であって、
   前記基地局は、前記複数のチャンネルのうち中心周波数が最小および最大のチャンネルの少なくとも一方の端チャンネルにおいて前記端チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数を制御し、前記端末局との間の直接波と遅延波に関する通信環境を推定するためのトレーニング信号を前記端末局に送信させ、
   前記基地局は、前記端末局から受信した前記トレーニング信号を用いて前記端末局との間の前記通信環境を推定し、
   前記基地局は、推定した前記通信環境に応じて前記データ信号の直接波と遅延波との符号間干渉の大きさが所定値以下となる前記端チャンネルの前記ロールオフ係数を決定する
   ことを特徴とする制御方法。
6. 周波数帯域が異なる複数のチャンネルを用いてデータ信号を送受信する基地局と端末局とを有する無線通信システムの制御方法であって、
   前記基地局は、前記複数のチャンネルのうち中心周波数が最小および最大のチャンネルの少なくとも一方の端チャンネルにおいて前記端チャンネルの帯域幅を調整するロールオフ係数を制御し、前記端末局との間の通信環境を推定するためのトレーニング信号を前記端末局に送信させ、
   前記基地局は、前記端末局から受信した前記トレーニング信号を用いて前記端末局との間の前記通信環境を推定し、
   前記基地局は、推定した前記通信環境に応じて前記端チャンネルの前記ロールオフ係数を決定し、決定した前記端チャンネルの前記ロールオフ係数が所定の閾値を超過する場合、前記データ信号の送受信に前記端チャンネルを使用しない
   ことを特徴とする制御方法。

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