特開 2024-21918 無線通信システム、基地局装置、及び無線通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024021918

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】無線通信システム、基地局装置、及び無線通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 16/28 20090101AFI20240208BHJP

   H04W 88/04 20090101ALI20240208BHJP

   H04W 92/18 20090101ALI20240208BHJP

   H04B 7/0452 20170101ALI20240208BHJP

【ＦＩ】

H04W16/28 130

H04W88/04

H04W92/18

H04B7/0452 110

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022125120

(22)【出願日】2022-08-04

(71)【出願人】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504132272

【氏名又は名称】国立大学法人京都大学

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124844

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 隆治

(72)【発明者】

【氏名】中平 俊朗

(72)【発明者】

【氏名】村山 大輔

(72)【発明者】

【氏名】守山 貴庸

(72)【発明者】

【氏名】村田 英一

(72)【発明者】

【氏名】太郎丸 北斗

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA13

5K067DD43

5K067EE02

5K067EE10

5K067EE22

5K067EE25

5K067HH22

(57)【要約】

【課題】複数の端末装置を連携してＭＩＭＯ通信を行う端末連携ＭＩＭＯ通信の伝送効率を改善する。
【解決手段】無線通信システムは、基地局装置と複数の端末装置とを含む無線通信システムであって、前記基地局装置は、前記端末装置から、端末連携ＭＩＭＯ通信の連携状態を示す情報を含む端末情報を収集するように構成された端末情報収集部と、前記端末情報に基づいて、前記端末連携ＭＩＭＯ通信で連携する連携端末数が所定数以上の前記端末装置に対して、前記端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信し、前記連携端末数が前記所定数未満の端末装置に対して、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信するように構成された無線通信部と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基地局装置と複数の端末装置とを含む無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記端末装置から、端末連携ＭＩＭＯ通信の連携状態を示す情報を含む端末情報を収集するように構成された端末情報収集部と、
前記端末情報に基づいて、前記端末連携ＭＩＭＯ通信で連携する連携端末数が所定数以上の前記端末装置に対して、前記端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信し、前記連携端末数が前記所定数未満の端末装置に対して、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信するように構成された無線通信部と、
を有する、無線通信システム。

【請求項2】

通信の宛先の端末装置から収集した前記端末情報に基づいて、前記宛先の端末装置に、前記端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信するか、前記ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信するかを動的に制御するように構成された通信制御部を有する、請求項１に記載の無線通信システム。

【請求項3】

前記通信制御部は、
通信の宛先の端末装置に、前記端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信する場合、
前記宛先の端末装置、及び前記宛先の端末装置と連携可能な他の端末装置から収集した前記端末情報に基づいて、前記他の端末装置のうち、端末連携ＭＩＭＯ通信の無線信号を前記宛先の端末装置に中継する端末装置を決定する、
請求項２に記載の無線通信システム。

【請求項4】

前記通信制御部は、前記他の端末装置のうち、前記連携端末数がより少ない端末装置を、前記無線信号を前記宛先の端末装置に中継する端末装置に決定する、請求項３に記載の無線通信システム。

【請求項5】

前記宛先の端末装置から収集する前記端末情報は、前記他の端末装置との間の伝搬路情報を含み、
前記通信制御部は、前記連携端末数が同じ前記他の端末装置が複数ある場合、前記宛先の端末装置に無線信号を中継する中継通信用の無線リンクの無線品質がより高い端末装置を、前記無線信号を前記宛先の端末装置に中継する端末装置に決定する、請求項４に記載の無線通信システム。

【請求項6】

前記端末連携ＭＩＭＯ通信は、
前記基地局装置が、前記宛先の端末装置に送信するデータと、前記宛先の端末装置にデータを中継する他の端末装置への制御情報とを含む前記無線信号を送信し、
前記他の端末装置は、受信した前記無線信号の前記制御情報に従って、受信した前記無線信号を中継通信用の無線リンクで前記宛先の端末装置へ中継し、
前記宛先の端末装置は、前記基地局装置から受信した前記無線信号と、前記中継通信用の無線リンクで受信した前記無線信号とを用いて、前記データを受信する、
請求項３乃至５のいずれか一項に記載の無線通信システム。

【請求項7】

複数の端末装置と無線通信を行う基地局装置であって、
前記端末装置から、端末連携ＭＩＭＯ通信の連携状態を示す情報を含む端末情報を収集するように構成された端末情報収集部と、
前記端末情報に基づいて、前記端末連携ＭＩＭＯ通信で連携する連携端末数が所定数以上の前記端末装置に対して、前記端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信し、前記連携端末数が前記所定数未満の端末装置に対して、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信するように構成された無線通信部と、
を有する、基地局装置。

【請求項8】

基地局装置と複数の端末装置とを含む無線通信システムにおいて、
前記基地局装置が、
前記端末装置から、端末連携ＭＩＭＯ通信の連携状態を示す情報を含む端末情報を収集する処理と、
前記端末情報に基づいて、前記端末連携ＭＩＭＯ通信で連携する連携端末数が所定数以上の前記端末装置に対して、前記端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信し、前記連携端末数が前記所定数未満の端末装置に対して、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信する処理と、
を実行する、無線通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信システム、基地局装置、及び無線通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

無線通信システムにおける大容量化技術のために現在広く用いられている技術として複数アンテナを用いて同一の無線チャネルで空間分割多重を行うＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）があり、様々な無線システムにおいて採用されている。

【0003】

また、端末共同干渉キャンセルを用いるＭＩＭＯ通信と、ＭＵ（Multi User）－ＭＩＭＯ通信とを組み合わせて無線通信を行う伝送方法が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】谷口他、"端末共同干渉キャンセルを用いるマルチユーザMIMOシステムにおけるプリコーディング手法の検討"、信学技報、vol.113、no.456、RCS2014-03、pp.499-504、2014年3月.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

非特許文献１に開示された技術では、複数の端末装置が共同して干渉をキャンセルすることにより、端末装置が有するアンテナ数以上の空間多重伝送（以下、端末連携ＭＩＭＯ通信と呼ぶ）を実現している。この技術では、基地局装置は、端末装置が孤立状態であるか否かにより、端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信するか、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信するかを決めて、以後のデータ送信を行う。

【0006】

しかし、実際には、データを送信する宛先の端末装置によって、連携すべき他の端末装置が変動するが、非特許文献１に示した従来の技術では、連携すべき他の端末装置の変動が考慮されておらず、端末連携ＭＩＭＯ通信の伝送効率が低下してしまう場合がある。

【0007】

本発明の実施形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、複数の端末装置を連携してＭＩＭＯ通信を行う端末連携ＭＩＭＯ通信の伝送効率を改善する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明の実施形態に係る無線通信システムは、基地局装置と複数の端末装置とを含む無線通信システムであって、前記基地局装置は、前記端末装置から、端末連携ＭＩＭＯ通信の連携状態を示す情報を含む端末情報を収集するように構成された端末情報収集部と、前記端末情報に基づいて、前記端末連携ＭＩＭＯ通信で連携する連携端末数が所定数以上の前記端末装置に対して、前記端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信し、前記連携端末数が前記所定数未満の端末装置に対して、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信するように構成された無線通信部と、を有する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の実施形態によれば、複数の端末装置を連携してＭＩＭＯ通信を行う端末連携ＭＩＭＯ通信の伝送効率を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係る無線通信システムのシステム構成の例を示す図である。

【図2】本実施形態に係る無線通信システムの機能構成の例を示す図である。

【図3】本実施形態に係る基地局装置の処理の例を示すフローチャートである。

【図4】本実施形態に係る連携端末の決定処理の例を示すフローチャートである。

【図5】本実施形態に係るデータの送信処理の例を示すフローチャートである。

【図6】本実施形態に係る中継通信用無線リンクの確立処理の例を示すフローチャートである。

【図7】本実施形態に係る基地局装置、及び端末装置のハードウェア構成の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施形態）を説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。

【0012】

＜システム構成＞
図１は、本実施形態に係る無線通信システムのシステム構成の例を示す図である。無線通信システム１は、例えば、図１に示すように、基地局装置１０と、基地局装置１０と無線通信で通信可能な複数の端末装置２０－１～２０－６とを含む。なお、以下の説明において、複数の端末装置２０－１～２０－６のうち、任意の端末装置を示す場合、「端末装置２０」を用いる。また、図１に示す端末装置２０の数は一例であり、端末装置２０の数は、２つ以上の他の数であって良い。

【0013】

無線通信システム１は、例えば、通信の宛先の端末装置２０－１と連携する他の端末装置２０－２～２０－４が、基地局装置１０から受信した無線信号を宛先の端末装置２０－１に対して中継伝送する機能を有している。また、無線通信システム１は、宛先の端末装置２０－１が、基地局装置１０から受信した無線信号１２と、他の端末装置２０－２～２０－４から中継伝送された無線信号２１とを用いて、ＭＩＭＯ伝送の容量を拡大する端末連携ＭＩＭＯ通信３０を行う。さらに、無線通信システム１は、例えば、他の端末装置２０と連携していない端末装置２０－５、２０－６と、個別にＭＵ（Multi User）－ＭＩＭＯ通信４０を行う。

【0014】

非特許文献１に開示された従来の技術では、基地局装置１０は、複数の端末装置２０－１～２０－６を、非孤立状態と孤立状態とに分類し、例えば、端末装置２０－１等の非孤立状態の端末装置に対して、端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信する。一方、基地局装置１０は、例えば、端末装置２０－６等の孤立状態の端末装置に対して、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信で個別にデータを送信する。

【0015】

しかし、実際の利用状況を鑑みると、完全な孤立状態ではなく、部分的に連携可能（例えば、１、２台程度で連携可能）な端末装置２０も相当数生じると考えられるが、従来の技術では、部分的に連携可能な端末については考慮されていなかった。また、宛先の端末装置２０によって、連携が必要な他の端末装置２０が変わり、それによって端末装置２０の孤立状態が変動することが考えられるが、従来の技術では考慮されていなかった。その結果、従来の技術では、例えば、孤立状態と扱うべき端末装置２０を非孤立状態として扱い、端末連携ＭＩＭＯ通信の伝送効率が低下してしまう場合があった。

【0016】

そこで、本実施形態に係る無線通信システム１では、基地局装置１０が、端末装置２０から、端末連携ＭＩＭＯ通信３０の連携状態を示す情報を含む端末情報を収集する。また、基地局装置１０は、収集した端末情報に基づいて、端末連携ＭＩＭＯ通信３０で連携する他の端末装置２０の数である連携端末数が所定数以上の端末装置２０に対して、端末連携ＭＩＭＯ通信３０でデータを送信する。一方、基地局装置１０は、連携端末数が所定数未満の端末装置２０に対して、例えば、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信で個別にデータを送信する。さらに、基地局装置１０は、上記の処理を繰り返し実行することにより、通信の宛先の端末装置２０に、端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信するか、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信するかを動的に制御する。

【0017】

これにより、本実施形態に係る無線通信システム１によれば、複数の端末装置２０を連携してＭＩＭＯ通信を行う端末連携ＭＩＭＯ通信の伝送効率を改善することができる。

【0018】

＜無線通信システムの機能構成＞
図２は、本実施形態に係る無線通信システムの機能構成の例を示す図である。

【0019】

（端末装置の機能構成）
端末装置２０は、例えば、コンピュータの構成を備え、当該コンピュータが、記憶媒体等に記憶した所定のプログラムを実行することにより、無線通信部２１１、端末間連携部２１２、及び無線信号処理部２１３等を実現している。なお、上記の各機能構成のうち、少なくとも一部は、ハードウェアによって実現されるものであっても良い。また、図２において、端末装置２０－２、・・・は、端末装置２０－１と同様の機能構成を有しているものとする。

【0020】

無線通信部２１１は、基地局装置１０と所定の無線通信規格に基づいて無線通信を行う無線通信処理を実行する。例えば、無線通信部２１１は、基地局装置１０との制御情報の送受信、及び基地局装置１０への端末情報の送信等を行う。また、無線通信部２１１は、複数のアンテナ２１４を用いて、基地局装置１０と、ＭＩＭＯ信号によるデータの送受信を行う。

【0021】

端末間連携部２１２は、基地局装置１０から受信した端末連携ＭＩＭＯ通信の無線信号を、宛先の端末装置２０に中継する中継通信用の無線リンクを、無線通信部２１１を用いて確立する。また、端末間連携部２１２は、基地局装置１０から受信した無線信号に含まれる制御情報に従って、受信した無線信号を宛先の端末装置２０へ中継する中継通信を制御する。例えば、端末装置２０－１の端末間連携部２１２は、制御情報を参照して、無線通信部２１１が受信した無線信号が他の端末装置２０－２宛ての無線信号である場合、他の端末装置２０－２に無線信号を中継通信用の無線リンクで中継（転送）する。また、端末装置２０－１の端末間連携部２１２は、他の端末装置２０－２から、端末装置２０－１宛に中継された無線信号を受信する。

【0022】

好ましくは、端末間連携部２１２は、無線通信部２１１が、基地局装置１０からの無線信号を受信する周波数チャネルとは異なる周波数チャネルを用いて、無線通信により中継通信を行う。なお、無線通信部２１１が基地局装置１０から無線信号を受信する無線通信方式と、無線通信部２１１が中継通信を行う無線通信方式は、同じ無線通信方式であってもよいし、異なる無線通信方式であってもよい。

【0023】

無線信号処理部２１３は、無線通信部２１１が、基地局装置１０から受信した自装置宛の無線信号と、端末間連携部２１２が他の端末装置２０から受信した無線信号とを用いて、ＭＯＭＯ信号を復調、及び復号してデータを受信する。また、無線信号処理部２１３は、端末装置２０が基地局装置１０に送信する無線信号を生成する。

【0024】

（基地局装置の機能構成）
基地局装置１０は、例えば、コンピュータの構成を備え、当該コンピュータが記憶媒体等に記憶した所定のプログラムを実行することにより、無線通信部２０１、端末情報収集部２０２、通信制御部２０３、及び無線信号処理部２０４等を実現している。なお、上記の各機能構成のうち、少なくとも一部は、ハードウェアによって実現されるものであっても良い。

【0025】

無線通信部２０１は、複数の端末装置２０－１、２０－２、・・・と所定の無線通信規格に基づいて無線通信を行う通信処理を実行する。例えば、無線通信部２０１は、端末装置２０との制御信号を送受信、及び端末装置２０からの端末情報の受信等を行う。また、無線通信部２０１は、複数のアンテナ１１を用いて、端末連携ＭＩＭＯ通信、又はＭＵ－ＭＩＭＯ通信等のＭＵＭＯ通信で、端末装置２０とデータ通信を行う。

【0026】

端末情報収集部２０２は、無線通信部２０１を介して、端末装置２０から、端末連携ＭＩＭＯ通信の連携状態を示す情報（以下、連携状態情報と呼ぶ）を含む端末情報を収集する。この連携状態情報には、例えば、端末装置２０が、他のどの端末装置２０と、どの程度の無線品質（例えば受信電力）で連携した状態にあるかを示す情報が含まれる。

【0027】

好ましくは、端末情報収集部２０２は、ＣＳＩ（Channel State Information）推定に合わせて、各端末装置２０から、伝搬路情報と、連携状態情報とを含む端末情報を取得する。

【0028】

通信制御部２０３は、宛先の端末装置２０から収集した端末情報に基づいて、無線通信部２０１が、宛先の端末装置２０に、端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信するか、ＭＵ―ＭＩＭＯ通信でデータを送信するかを動的に制御する通信制御処理を実行する。例えば、通信制御部２０３は、宛先の端末装置２０の連携端末数が所定数以上である場合、宛先の端末装置２０に対して、端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信するように、無線通信部２０１を制御する。一方、通信制御部２０３は、宛先の端末装置２０の連携端末数が所定数未満である場合、宛先の端末装置２０に対して、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信するように、無線通信部２０１を制御する。

【0029】

これにより、無線通信部２０１は、端末連携ＭＩＭＯ通信で連携する連携端末数が所定数以上の端末装置２０に対して、端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信し、連携端末数が所定数未満の端末装置２０に対して、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信する。

【0030】

無線信号処理部２０４は、端末装置２０に送信するＭＩＭＯ通信の無線信号を生成する。また、無線信号処理部２０４は、端末装置２０から受信した無線信号から制御情報、又はデータ等を抽出する。

【0031】

例えば、図１の例では、無線信号処理部２０４は、宛先の端末装置２０－１用のデータと、他の端末装置２０－２、２０－３、２０－４用の制御情報とを含む、端末連携ＭＩＭＯ通信用の無線信号を生成する。他の端末装置２０－２、２０－３、２０－４用の制御情報には、例えば、宛先の端末装置２０－１を特定する情報、中継通信で用いる周波数チャネルの情報、中継通信の送信順序を示す情報、及びアンテナパターンの情報等が含まれる。

【0032】

＜処理の流れ＞
続いて、本実施形態に係る無線通信方法の処理の流れについて説明する。

【0033】

（基地局装置の処理）
図３は、本実施形態に係る基地局装置の処理の例を示すフローチャートである。この処理は、基地局装置１０が、宛先の端末装置２０にデータを送信するときに実行する処理の例を示している。

【0034】

ステップＳ３０１において、基地局装置１０の端末情報収集部２０２は、通信の宛先の端末装置２０から、例えば、端末連携ＭＩＭＯ通信の連携状態を示す連携状態情報と、中継通信用リンクの伝搬路情報とを含む端末情報を収集する。

【0035】

ステップＳ３０２において、基地局装置１０の通信制御部２０３は、収集した連携状態情報に基づいて、宛先の端末装置２０の連携端末数が所定数以上であるか否かを判断する。ここで、連携端末数は、宛先の端末装置２０が、中継通信用の無線リンクを確立している他の端末装置２０の数である。また、所定数は、基地局装置１０が、端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信するか、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信するかを決定するための閾値であり、例えば、システム管理者等により予め設定されているものとする。

【0036】

連携端末数が所定数以上である場合、通信制御部２０３は、処理をステップＳ３０３に移行させる。一方、連携端末数が所定数未満である場合、通信制御部２０３は、処理をステップＳ３０４に移行させる。

【0037】

ステップＳ３０３に移行すると、通信制御部２０３は、宛先の端末装置２０に端末連携ＭＯＭＯ通信でデータを送信するように、基地局装置１０を制御する。例えば、通信制御部２０３は、図４に示すような連携端末の決定処理、及び図５に示すようなデータの送信処理を実行するように、基地局装置１０を制御する。

【0038】

一方、ステップＳ３０２からステップＳ３０４に移行すると、通信制御部２０３は、宛先の端末装置２０に、公知のＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信するように、基地局装置１０を制御する。なお、ＭＵ―ＭＩＭＯ通信によるデータ送信は、例えば、非特許文献１等の従来の技術と同様でよいので、ここでは説明を省略する。

【0039】

基地局装置１０の通信制御部２０３は、図３の処理を繰り返し実行することにより、宛先の端末装置２０に、端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信するか、ＭＵ－ＭＩＭＯ 通信でデータを送信するかを、動的に制御する。

【0040】

（連携端末の決定処理）
図４は、本実施形態に係る連携端末の決定処理の例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、図３のステップＳ３０３において、基地局装置１０の通信制御部２０３が、端末連携ＭＩＭＯ通信の無線信号を、宛先の端末装置２０に中継する他の端末装置（連携端末）を決定するために実行する処理の一例を示している。

【0041】

ステップＳ４０１において、基地局装置１０の通信制御部２０３は、宛先の端末装置２０から収集した端末情報に含まれる連携状態情報から、宛先の端末装置２０と連携可能な他の端末装置２０が複数あるか否かを判断する。ここで宛先の端末装置２０と連携可能な他の端末装置２０は、例えば、宛先の端末装置２０と中継通信用の無線リンクを確立している端末装置２０である。

【0042】

連携可能な他の端末装置２０が複数ある場合、通信制御部２０３は、処理をステップＳ４０３に移行させる。一方、連携可能な他の端末装置２０が１つである場合、通信制御部２０３は、処理をステップＳ４０２に移行させる。

【0043】

ステップＳ４０２に移行すると、通信制御部２０３は、連携可能な他の端末装置２０を、連携端末に決定する。なお、宛先の端末装置２０に、端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信するか否かを判断する所定数が２以上である場合、ステップＳ４０１、Ｓ４０２の処理は不要である。

【0044】

ステップＳ４０３に移行すると、通信制御部２０３は、端末情報収集部２０２を用いて、連携可能な他の端末装置２０から端末情報を収集する。

【0045】

ステップＳ４０４において、通信制御部２０３は、収集した端末情報から、宛先の端末装置２０と連携可能な複数の他の端末装置２０の連携端末数を取得し、連携端末数がより少ない、所定の数の他の端末装置２０を選択する。例えば、宛先の端末装置２０と連携可能な他の端末装置が６台あり、その中から、４台の他の端末装置を選択する場合、通信制御部２０３は、他の端末装置２０より連携端末数が少ない４台の他の端末装置２０を選択する。

【0046】

ステップＳ４０５において、通信制御部２０３は、ステップＳ４０４において、所定の数の他の端末装置を選択できたか否かを判断する。例えば、宛先の端末装置２０と連携可能な６台の他の端末装置２０のうち、連携端末数が同数の他の端末装置２０が複数あり、４台の他の端末装置２０を選択できていない場合、通信制御部２０３は、所定の数の他の端末装置を選択できないと判断する。

【0047】

所定の数の他の端末装置２０を選択できた場合、通信制御部２０３は、処理をステップＳ４０７に移行させる。一方、所定の数の他の端末装置２０を選択できない場合、通信制御部２０３は、処理をステップＳ４０６に移行させる。

【0048】

ステップＳ４０６に移行すると、通信制御部２０３は、連携端末数が同数の他の端末装置２０から、中継通信用の無線品質がより高い他の端末装置２０を選択することにより、所定の数の他の端末装置２０を選択する。

【0049】

ステップＳ４０７に移行すると、通信制御部２０３は、ステップＳ４０４～Ｓ４０６の処理で選択した他の端末装置２０を、宛先の端末装置２０に無線信号を中継する連携端末に決定する。なお、図４に示した連携端末の決定方法は一例であり、通信制御部２０３は、他の決定方法で連携端末を決定してもよい。

【0050】

（データの送信処理）
図５は、本実施形態に係るデータの送信処理の例を示すフローチャートである。この処理は、基地局装置１０が、図４の処理で決定した連携端末を利用して、端末連携ＭＩＭＯ通信で宛先の端末装置２０にデータを送信する処理の例を示している。

【0051】

ステップＳ５０１において、基地局装置１０の無線通信部２０１は、宛先の端末装置２０に送信するデータと、図４の処理で決定した連携端末への制御信号と、を含む端末連携ＭＩＭＯ通信の無線信号を送信する。

【0052】

ステップＳ５０２において、宛先の端末装置２０とは異なる他の端末装置２０は、受信した無線信号に含まれる制御情報に従って、基地局装置１０から受信した無線信号を、中継通信用の無線リンクで宛先の端末装置２０へ中継する。例えば、他の端末装置２０が、図４の処理で決定された連携端末である場合、受信した無線信号には、自装置宛の制御情報が含まれている。この場合、他の端末装置２０は、制御情報で指示された宛先の端末装置２０に、指示された周波数チャネルと中継通信の送信順序で、受信した無線信号を送信する。

【0053】

一方、他の端末装置２０が、図４の処理で決定された連携端末でない場合、受信した無線信号には、自装置宛の制御情報が含まれていない。この場合、他の端末装置２０は、受信した無線信号を破棄する。

【0054】

ステップＳ５０３において、宛先の端末装置２０は、基地局装置１０から受信した自装置宛の無線信号と、他の端末装置２０から受信した自装置宛の無線信号とを用いて、データをＭＩＭＯ受信する。これにより、宛先の端末装置２０において、宛先の端末装置２０が備えるアンテナ数より、ＭＩＭＯ伝送の容量を拡大する端末連携ＭＩＭＯ通信を行うことができる。

【0055】

（中継通信用リンクの確立処理）
図６は、本実施形態に係る中継通信用の無線リンクの確立処理の例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、図３で説明した基地局装置の処理を実行する前に、無線通信システム１が実行する。

【0056】

ステップＳ６０１において、基地局装置１０の通信制御部２０３は、宛先の端末装置２０に対して、中継通信用の無線リンクの確立を指示する制御情報を送信する。

【0057】

ステップＳ６０２において、宛先の端末装置２０の端末間連携部２１２は、基地局装置１０からの指示に従って、所定のブロードキャスト信号を送信する。なお、この所定のブロードキャスト信号は、例えば、ブロードキャスト信号を受信した他の端末装置２０に対して、ブロードキャスト信号を送信した端末装置２０への接続要求の送信を要求する、予め定められた信号であるものとする。

【0058】

ステップＳ６０３において、宛先の端末装置２０の端末間連携部２１２は、ブロードキャスト信号を送信した時点から、所定の時間を経過したか否かを判断し、所定の時間を経過していない場合、処理をステップＳ６０４に移行させる。一方、所定の時間を経過している場合、端末間連携部２１２は、処理をステップＳ６０６に移行させる。なお、所定の時間は、所定のブロードキャスト信号を受信した他の端末装置が送信する接続要求の受け付けに必要な時間が、予め設定されているものとする。

【0059】

ステップＳ６０４に移行すると、宛先の端末装置２０の端末間連携部２１２は、他の端末装置２０から接続要求を受信したか否かを判断し、他の端末装置２０から接続要求を受信した場合、ステップＳ６０５の処理を実行する。一方、他の端末装置２０から接続要求を受信していない場合、端末間連携部２１２は、処理をステップＳ６０３に戻す。

【0060】

ステップＳ６０５に移行すると、宛先の端末装置２０の端末間連携部２１２は、接続要求を送信した要求元の他の端末装置２０に接続許可を送信して、要求元の他の端末装置２０と中継通信用の無線リンクを確立し、処理をステップＳ６０３に戻す。

【0061】

ステップＳ６０３～Ｓ６０５の処理により、宛先の端末装置２０の端末間連携部２１２は、宛先の端末装置２０の周辺にある他の端末装置２０と、中継通信用の無線リンクを確立する。

【0062】

ステップＳ６０３からＳ６０６に移行すると、宛先の端末装置２０の端末間連携部２１２は、中継通信用の無線リンクの確立結果を、基地局装置１０に送信する。

【0063】

好ましくは、無線通信システム１は、図７に示した処理を、例えば、所定の時間を経過するごとに再実行して、中継通信用の無線リンクを更新する。

【0064】

以上、本実施形態に係る無線通信システム１、及び無線通信方法について説明したが、本発明に係る無線通信システム１、及び無線通信方法は、様々な変形、及び応用が可能である。

【0065】

例えば、上記の各説明では、各端末装置２０が、端末連携ＭＩＭＯ通信の機能を有しているものとして説明したが、無線通信システム１には、端末連携ＭＩＭＯ通信の機能を有していない端末装置２０が含まれていてもよい。また、端末連携ＭＩＭＯ通信の機能を有している端末装置２０であっても、例えば、バッテリ残量が低下して端末連携ＭＩＭＯ通信を希望しない端末装置２０は、端末連携ＭＩＭＯ通信の機能を有していない端末装置２０として扱ってもよい。なお、基地局装置１０は、端末連携ＭＩＭＯ通信の機能を有していない端末装置２０に対して、例えば、連携端末数が「０」の端末装置２０として、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信する。

【0066】

また、無線通信システム１は、例えば、高速で移動する端末装置２０等、端末連携機能の適用可能時間が短く、端末連携ＭＩＭＯ通信の効果が低いと想定される端末装置２０を、端末連携ＭＩＭＯ通信の機能を有していない端末装置２０として扱ってもよい。

【0067】

また、ここまで単一の無線通信方式、及び無線システムを想定して説明したが、例えば、基地局装置-端末装置間と端末装置-端末装置間で異なる複数の無線通信方式を組み合わせて利用してもよい。

【0068】

＜ハードウェア構成例＞
図７は、本実施形態に係る基地局装置、及び端末装置のハードウェア構成の例を示す図である。基地局装置１０、及び端末装置２０は、例えば、図７に示すようなコンピュータ１０００の構成を備えている。図７の例では、コンピュータ１０００は、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージデバイス１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、及びバスＢ等を有する。

【0069】

プロセッサ１００１は、例えば、記憶媒体（記録媒体）等に記憶した所定のプログラムを実行することにより、様々な機能を実現するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置である。メモリ１００２は、コンピュータ１０００が読み取り可能な記憶媒体であり、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含む。ストレージデバイス１００３は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体であり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、各種の光ディスク、及び光磁気ディスク等を含み得る。

【0070】

通信装置１００４は、無線、又は有線のネットワークを介して他の装置と通信を行うための１つ以上のハードウェア（送受信デバイス）を含む。本実施形態では、通信装置１００４には、例えば、複数のアンテナ、無線回路、及びベースバンド処理と通信制御処理とを実行する通信用のプロセッサ等が含まれる。

【0071】

入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサ等）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカ、ＬＥＤランプ等）である。なお、入力装置１００５と出力装置１００６とは、一体となった構成（例えば、タッチパネルディスプレイ等の入出力装置）であっても良い。

【0072】

バスＢは、上記の各構成要素に共通に接続され、例えば、アドレス信号、データ信号、及び各種の制御信号等を伝送する。なお、プロセッサ１００１は、ＣＰＵに限られず、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等であっても良い。

【0073】

（補足）
なお、本実施形態における基地局装置１０、及び端末装置２０は専用装置による実現に限らず、汎用コンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

【0074】

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の様々な記憶装置を含む。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。

【0075】

また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良く、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであっても良い。

【0076】

＜実施形態の効果＞
本実施形態によれば、複数の端末装置２０を連携してＭＩＭＯ通信を行う端末連携ＭＩＭＯ通信の伝送効率を改善することができる。

【0077】

＜実施形態のまとめ＞
本明細書には、少なくとも下記各項の無線通信方法、及び無線通信システムが開示されている。
（第１項）
基地局装置と複数の端末装置とを含む無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記端末装置から、端末連携ＭＩＭＯ通信の連携状態を示す情報を含む端末情報を収集するように構成された端末情報収集部と、
前記端末情報に基づいて、前記端末連携ＭＩＭＯ通信で連携する連携端末数が所定数以上の前記端末装置に対して、前記端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信し、前記連携端末数が前記所定数未満の端末装置に対して、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信するように構成された無線通信部と、
を有する、無線通信システム。
（第２項）
通信の宛先の端末装置から収集した前記端末情報に基づいて、前記宛先の端末装置に、前記端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信するか、前記ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信するかを動的に制御するように構成された通信制御部を有する、第１項に記載の無線通信システム。
（第３項）
前記通信制御部は、
通信の宛先の端末装置に、前記端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信する場合、
前記宛先の端末装置、及び前記宛先の端末装置と連携可能な他の端末装置から収集した前記端末情報に基づいて、前記他の端末装置のうち、端末連携ＭＩＭＯ通信の無線信号を前記宛先の端末装置に中継する端末装置を決定する、
第２項に記載の無線通信システム。
（第４項）
前記通信制御部は、前記他の端末装置のうち、前記連携端末数がより少ない端末装置を、前記無線信号を前記宛先の端末装置に中継する端末装置に決定する、第３項に記載の無線通信システム。
（第５項）
前記宛先の端末装置から収集する前記端末情報は、前記他の端末装置との間の伝搬路情報を含み、
前記通信制御部は、前記連携端末数が同じ前記他の端末装置が複数ある場合、前記宛先の端末装置に無線信号を中継する中継通信用の無線リンクの無線品質がより高い端末装置を、前記無線信号を前記宛先の端末装置に中継する端末装置に決定する、第４項に記載の無線通信システム。
（第６項）
前記端末連携ＭＩＭＯ通信は、
前記基地局装置が、前記宛先の端末装置に送信するデータと、前記宛先の端末装置にデータを中継する他の端末装置への制御情報とを含む前記無線信号を送信し、
前記他の端末装置は、受信した前記無線信号の前記制御情報に従って、受信した前記無線信号を中継通信用の無線リンクで前記宛先の端末装置へ中継し
前記宛先の端末装置は、前記基地局装置から受信した前記無線信号と、前記中継通信用の無線リンクで受信した前記無線信号とを用いて、前記データを受信する、
第３項～第５項のいずれかに記載の無線通信システム。
（第７項）
複数の端末装置と無線通信を行う基地局装置であって、
前記端末装置から、端末連携ＭＩＭＯ通信の連携状態を示す情報を含む端末情報を収集するように構成された端末情報収集部と、
前記端末情報に基づいて、前記端末連携ＭＩＭＯ通信で連携する連携端末数が所定数以上の前記端末装置に対して、前記端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信し、前記連携端末数が前記所定数未満の端末装置に対して、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信するように構成された無線通信部と、
を有する、基地局装置。
（第８項）
基地局装置と複数の端末装置とを含む無線通信システムにおいて、
前記基地局装置が、
前記端末装置から、端末連携ＭＩＭＯ通信の連携状態を示す情報を含む端末情報を収集する処理と、
前記端末情報に基づいて、前記端末連携ＭＩＭＯ通信で連携する連携端末数が所定数以上の前記端末装置に対して、前記端末連携ＭＩＭＯ通信でデータを送信し、前記連携端末数が前記所定数未満の端末装置に対して、ＭＵ－ＭＩＭＯ通信でデータを送信する処理と、
を実行する、無線通信方法。

【0078】

以上、本実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0079】

１ 無線通信システム
１０ 基地局装置
２０、２０－１～２０－６ 端末装置
２０１ 無線通信部
２０２ 端末情報収集部
２０３ 通信制御部
２１２ 端末間連携部
１０００ コンピュータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】