特許 7575700 無線通信システム、中継装置、無線通信方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-22

(45)【発行日】2024-10-30

(54)【発明の名称】無線通信システム、中継装置、無線通信方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/185 20060101AFI20241023BHJP

【ＦＩ】

H04B7/185

【請求項の数】 41

(21)【出願番号】P 2022570878

(86)(22)【出願日】2020-12-24

(86)【国際出願番号】 JP2020048435

(87)【国際公開番号】W WO2022137424

(87)【国際公開日】2022-06-30

【審査請求日】2023-05-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂元 一光

(72)【発明者】

【氏名】藤野 洋輔

(72)【発明者】

【氏名】五藤 大介

(72)【発明者】

【氏名】小島 康義

(72)【発明者】

【氏名】糸川 喜代彦

【審査官】後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】韓国公開特許第１０－２０２０－００５１５１１（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０４１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００７２１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／１８５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムであって、
前記中継装置は、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、を備え、
前記第二通信装置は、
前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信部と、
前記第二信号受信部が受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理部と、
前記第二信号受信処理部が取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理部と、を備え、
前記伝送データ制御部は、複数の前記受信アンテナのうち波形データを得る対象の前記受信アンテナの数を増減することにより、前記第一信号受信部が生成する波形データのデータ量を制御する、
無線通信システム。

【請求項2】

前記伝送データ制御部は、前記第一信号の波形データを得る対象の前記受信アンテナを、選択された受信アンテナ間の距離が広くなるように選択する、
請求項１に記載の無線通信システム。

【請求項3】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムであって、
前記中継装置は、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、を備え、
前記第二通信装置は、
前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信部と、
前記第二信号受信部が受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理部と、
前記第二信号受信処理部が取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理部と、を備え、
通信品質に関する前記情報は、前記中継装置と通信する前記第一通信装置が設置されているエリア内の所定位置から前記中継装置位置に対する仰角の情報、又は、前記中継装置と通信する前記第一通信装置が設置されているエリアの人口密度の情報である、
無線通信システム。

【請求項4】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムであって、
前記中継装置は、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、を備え、
前記第二通信装置は、
前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信部と、
前記第二信号受信部が受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理部と、
前記第二信号受信処理部が取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理部と、を備え、
通信品質に関する前記情報は、過去に前記受信アンテナにより受信した第一信号を、前記第一信号受信処理部において受信処理した際に得られる前記第一信号の受信品質の情報である、
無線通信システム。

【請求項5】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムであって、
前記中継装置は、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、を備え、
前記第二通信装置は、
前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信部と、
前記第二信号受信部が受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理部と、
前記第二信号受信処理部が取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理部と、を備え、
通信品質に関する前記情報は、測定装置により測定された干渉信号の情報である、
無線通信システム。

【請求項6】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムであって、
前記中継装置は、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、を備え、
前記第二通信装置は、
前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信部と、
前記第二信号受信部が受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理部と、
前記第二信号受信処理部が取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理部と、を備え、
通信品質に関する前記情報は、複数の前記受信アンテナそれぞれが受信した前記第一信号に基づいて推定される前記第一通信装置の数と前記第一信号の到来方向との一方又は両方である、
無線通信システム。

【請求項7】

前記伝送データ制御部は、前記波形データの生成に用いられる量子化ビット数を変更することにより前記第一信号受信部が生成する波形データのデータ量を制御する、
請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の無線通信システム。

【請求項8】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムであって、
前記中継装置は、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、を備え、
前記第二通信装置は、
前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信部と、
前記第二信号受信部が受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理部と、
前記第二信号受信処理部が取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理部と、を備え、
前記第二通信装置は、前記第一信号受信処理部における受信処理の際に通信品質の低下を検出した場合に、波形データのデータ量の増加指示を前記中継装置に指示する指示部をさらに備える、
無線通信システム。

【請求項9】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムであって、
前記中継装置は、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、を備え、
前記第二通信装置は、
前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信部と、
前記第二信号受信部が受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理部と、
前記第二信号受信処理部が取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理部と、
前記中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質の情報に基づいて、前記中継装置位置において前記第一信号受信部が生成する波形データのデータ量を前記伝送データ制御部が制御するための制御値を決定する制御量決定部と、を備え、
前記伝送データ制御部は、所定タイミングにおいて、前記所定タイミングの前記中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する前記情報に応じた波形データ量よりも多い波形データ量の波形データを生成するよう前記第一信号受信部を制御し、
前記制御量決定部は、前記第二信号受信処理部が前記第二信号の受信処理を行って得られた前記所定タイミングにおける前記波形データに基づいて、前記所定タイミングの前記中継装置位置に応じた前記制御値を決定する、
無線通信システム。

【請求項10】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムであって、
前記中継装置は、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、を備え、
前記第二通信装置は、
前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信部と、
前記第二信号受信部が受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理部と、
前記第二信号受信処理部が取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理部と、を備え、
前記第二信号送信部は、複数の送信アンテナにより無線の前記第二信号を送信し、
前記中継装置は、前記第二信号により送信する前記波形データのデータ量に応じた送信アンテナ数の前記送信アンテナにより前記第二信号を送信するよう前記第二信号送信部を制御する送信アンテナ制御部をさらに備える、
無線通信システム。

【請求項11】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムであって、
前記中継装置は、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて得られた制御値に従って、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、を備え、
前記第二通信装置は、
前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信部と、
前記第二信号受信部が受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理部と、
前記第二信号受信処理部が取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理部と、
前記中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質の情報に基づいて、前記中継装置位置において前記第一信号受信部が生成する波形データのデータ量を前記伝送データ制御部が制御するための前記制御値を決定する制御量決定部と、
前記制御量決定部が決定した前記制御値の情報を、前記中継装置へ送信する送信部と、を備える、
無線通信システム。

【請求項12】

前記中継装置は、飛行体に備えられる、
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の無線通信システム。

【請求項13】

前記中継装置は、低軌道衛星に備えられ、
前記第一通信装置及び前記第二通信装置は、地球上に設置される、
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の無線通信システム。

【請求項14】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、
を備え、
前記伝送データ制御部は、複数の前記受信アンテナのうち波形データを得る対象の前記受信アンテナの数を増減することにより、前記第一信号受信部が生成する波形データのデータ量を制御する、
中継装置。

【請求項15】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、
を備え、
通信品質に関する前記情報は、前記中継装置と通信する前記第一通信装置が設置されているエリア内の所定位置から前記中継装置位置に対する仰角の情報、又は、前記中継装置と通信する前記第一通信装置が設置されているエリアの人口密度の情報である、
中継装置。

【請求項16】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、
を備え、
前記第二通信装置は、前記第二信号に基づいて取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得し、
通信品質に関する前記情報は、過去に前記受信アンテナにより受信した第一信号を、前記第二通信装置において受信処理した際に得られる前記第一信号の受信品質の情報である、
中継装置。

【請求項17】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、
を備え、
通信品質に関する前記情報は、測定装置により測定された干渉信号の情報である、
中継装置。

【請求項18】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、
を備え、
通信品質に関する前記情報は、複数の前記受信アンテナそれぞれが受信した前記第一信号に基づいて推定される前記第一通信装置の数と前記第一信号の到来方向との一方又は両方である、
中継装置。

【請求項19】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、
を備え、
前記伝送データ制御部は、前記第二信号に基づいて取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行うことにより前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する前記中継装置において前記受信処理の際に通信品質の低下が検出された場合に、前記第二通信装置から前記波形データのデータ量の増加指示を受信する、
中継装置。

【請求項20】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、
前記中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質の情報に基づいて決定された制御値であって、前記中継装置位置において前記第一信号受信部が生成する波形データのデータ量を前記伝送データ制御部が制御するための前記制御値を前記第二通信装置から受信する制御値受信部と、
を備え、
前記伝送データ制御部は、所定タイミングにおいて、前記所定タイミングの前記中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する前記情報に応じた波形データ量よりも多い波形データ量の波形データを生成するよう前記第一信号受信部を制御し、
前記所定タイミングの前記中継装置位置に応じた前記制御値は、前記第二通信装置が前記第二信号の受信処理を行って得られた前記所定タイミングにおける前記波形データに基づいて決定される、
中継装置。

【請求項21】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを無線の第二信号により、複数の送信アンテナを用いて前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、
前記第二信号により送信する前記波形データのデータ量に応じた送信アンテナ数の前記送信アンテナにより前記第二信号を送信するよう前記第二信号送信部を制御する送信アンテナ制御部と、
を備える中継装置。

【請求項22】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、
前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて得られた制御値に従って、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、
前記中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質の情報に基づいて前記第二通信装置により決定された前記制御値であって、前記中継装置位置において前記第一信号受信部が生成する波形データのデータ量を前記伝送データ制御部が制御するための前記制御値を前記第二通信装置から受信する制御値受信部と、
を備える中継装置。

【請求項23】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
前記中継装置が、前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
前記第二通信装置が、前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信ステップにおいて受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信処理ステップにおいて取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理ステップと、
を有し、
前記伝送データ制御ステップにおいては、複数の前記受信アンテナのうち波形データを得る対象の前記受信アンテナの数を増減することにより、前記第一信号受信ステップにおいて生成する波形データのデータ量を制御する、
無線通信方法。

【請求項24】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
前記中継装置が、前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
前記第二通信装置が、前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信ステップにおいて受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信処理ステップにおいて取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理ステップと、
を有し、
通信品質に関する前記情報は、前記中継装置と通信する前記第一通信装置が設置されているエリア内の所定位置から前記中継装置位置に対する仰角の情報、又は、前記中継装置と通信する前記第一通信装置が設置されているエリアの人口密度の情報である、
無線通信方法。

【請求項25】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
前記中継装置が、前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
前記第二通信装置が、前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信ステップにおいて受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信処理ステップにおいて取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理ステップと、
を有し、
通信品質に関する前記情報は、過去に前記受信アンテナにより受信した第一信号を、前記第一信号受信処理ステップにおいて受信処理した際に得られる前記第一信号の受信品質の情報である、
無線通信方法。

【請求項26】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
前記中継装置が、前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
前記第二通信装置が、前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信ステップにおいて受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信処理ステップにおいて取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理ステップと、
を有し、
通信品質に関する前記情報は、測定装置により測定された干渉信号の情報である、
無線通信方法。

【請求項27】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
前記中継装置が、前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
前記第二通信装置が、前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信ステップにおいて受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信処理ステップにおいて取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理ステップと、
を有し、
通信品質に関する前記情報は、複数の前記受信アンテナそれぞれが受信した前記第一信号に基づいて推定される前記第一通信装置の数と前記第一信号の到来方向との一方又は両方である、
無線通信方法。

【請求項28】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
前記中継装置が、前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
前記第二通信装置が、前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信ステップにおいて受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信処理ステップにおいて取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理ステップと、
前記第二通信装置が、前記第一信号受信処理ステップにおける受信処理の際に通信品質の低下を検出した場合に、波形データのデータ量の増加指示を前記中継装置に指示する指示ステップと、
を有する無線通信方法。

【請求項29】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
前記中継装置が、前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
前記第二通信装置が、前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信ステップにおいて受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信処理ステップにおいて取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理ステップと、
前記第二通信装置が、前記中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質の情報に基づいて、前記中継装置位置において前記第一信号受信ステップにより生成される波形データのデータ量を前記伝送データ制御ステップにより制御するための制御値を決定する制御量決定ステップと、
を有し、
前記伝送データ制御ステップにおいては、所定タイミングにおいて、前記所定タイミングの前記中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する前記情報に応じた波形データ量よりも多い波形データ量の波形データを生成するよう前記第一信号受信ステップを制御し、
前記制御量決定ステップにおいては、前記第二信号受信処理ステップにおいて前記第二信号の受信処理を行って得られた前記所定タイミングにおける前記波形データに基づいて、前記所定タイミングの前記中継装置位置に応じた前記制御値を決定する、
無線通信方法。

【請求項30】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
前記中継装置が、前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを無線の第二信号により、複数の送信アンテナを用いて前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
前記第二通信装置が、前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信ステップにおいて受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信処理ステップにおいて取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理ステップと、
前記中継装置が、前記第二信号により送信する前記波形データのデータ量に応じた送信アンテナ数の前記送信アンテナにより前記第二信号を送信するよう前記第二信号送信ステップを制御する送信アンテナ制御ステップと、
を有する無線通信方法。

【請求項31】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
前記中継装置が、前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記中継装置が、前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて得られた制御値に従って、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
前記第二通信装置が、前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信ステップにおいて受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理ステップと、
前記第二通信装置が、前記第二信号受信処理ステップにおいて取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理ステップと、
前記第二通信装置が、前記中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質の情報に基づいて、前記中継装置位置において前記第一信号受信ステップにより生成される波形データのデータ量を前記伝送データ制御ステップにより制御するための前記制御値を決定する制御量決定ステップと、
前記第二通信装置が、前記制御量決定ステップにおいて決定した前記制御値の情報を、前記中継装置へ送信する送信ステップと、
を有する無線通信方法。

【請求項32】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置が実行する無線通信方法であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
を有し、
前記伝送データ制御ステップにおいては、複数の前記受信アンテナのうち波形データを得る対象の前記受信アンテナの数を増減することにより、前記第一信号受信ステップにおいて生成する波形データのデータ量を制御する、
無線通信方法。

【請求項33】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置が実行する無線通信方法であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
を有し、
通信品質に関する前記情報は、前記中継装置と通信する前記第一通信装置が設置されているエリア内の所定位置から前記中継装置位置に対する仰角の情報、又は、前記中継装置と通信する前記第一通信装置が設置されているエリアの人口密度の情報である、
無線通信方法。

【請求項34】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置が実行する無線通信方法であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
を有し、
前記第二通信装置は、前記第二信号に基づいて取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得し、
通信品質に関する前記情報は、過去に前記受信アンテナにより受信した第一信号を、前記第二通信装置において受信処理した際に得られる前記第一信号の受信品質の情報である、
無線通信方法。

【請求項35】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置が実行する無線通信方法であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
を有し、
通信品質に関する前記情報は、測定装置により測定された干渉信号の情報である、
無線通信方法。

【請求項36】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置が実行する無線通信方法であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
を有し、
通信品質に関する前記情報は、複数の前記受信アンテナそれぞれが受信した前記第一信号に基づいて推定される前記第一通信装置の数と前記第一信号の到来方向との一方又は両方である、
無線通信方法。

【請求項37】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置が実行する無線通信方法であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
を有し、
前記伝送データ制御ステップにおいては、前記第二信号に基づいて取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行うことにより前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する前記中継装置において前記受信処理の際に通信品質の低下が検出された場合に、前記第二通信装置から前記波形データのデータ量の増加指示を受信する、
無線通信方法。

【請求項38】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置が実行する無線通信方法であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
前記中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質の情報に基づいて決定された制御値であって、前記中継装置位置において前記第一信号受信ステップにより生成される波形データのデータ量を前記伝送データ制御ステップにより制御するための前記制御値を前記第二通信装置から受信する制御値受信ステップと、
を有し、
前記伝送データ制御ステップにおいては、所定タイミングにおいて、前記所定タイミングの前記中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する前記情報に応じた波形データ量よりも多い波形データ量の波形データを生成するよう前記第一信号受信ステップを制御し、
前記所定タイミングの前記中継装置位置に応じた前記制御値は、前記第二通信装置が前記第二信号の受信処理を行って得られた前記所定タイミングにおける前記波形データに基づいて決定される、
無線通信方法。

【請求項39】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置が実行する無線通信方法であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを無線の第二信号により、複数の送信アンテナを用いて前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
前記第二信号により送信する前記波形データのデータ量に応じた送信アンテナ数の前記送信アンテナにより前記第二信号を送信するよう前記第二信号送信ステップを制御する送信アンテナ制御ステップと、
を有する無線通信方法。

【請求項40】

第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置が実行する無線通信方法であって、
前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、
前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、
前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて得られた制御値に従って、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、
前記中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質の情報に基づいて前記第二通信装置により決定された前記制御値であって、前記中継装置位置において前記第一信号受信ステップにより生成される波形データのデータ量を前記伝送データ制御ステップにより制御するための前記制御値を前記第二通信装置から受信する制御値受信ステップと、
を有する無線通信方法。

【請求項41】

コンピュータを、
請求項１４から請求項２２のいずれか一項に記載の中継装置として機能させるためのプログラム。

【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、中継装置、無線通信方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ＩｏＴ（Internet of Things）技術の発展により、各種センサを備えたＩｏＴ端末を様々な場所に設置することが検討されている。ＩｏＴ端末は、例えば、海上のブイや船舶、山岳地帯など、基地局の設置が困難な場所に設置される場合もある。そこで、様々な場所に設置されたＩｏＴ端末が収集したデータを、低軌道衛星に搭載された中継装置により地上に設置された基地局に中継することが考えられている。例えば、低軌道衛星に搭載された中継装置は、ＩｏＴ端末からデータを受信し、アンテナにおける受信波形データを基地局に送信する（例えば、非特許文献１参照）。基地局は、中継装置から受信した受信波形データを用いて、中継局の各アンテナが受信した信号を復元する。基地局は、復元した信号に信号処理及び復号などの受信処理を行って、ＩｏＴ端末から送信されたデータを得る。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】糸川 喜代彦，五藤 大介，小島 康義，山下 史洋，吉澤 健人，坂元 一光，藤野 洋輔，加藤 智隼，中台 光洋，「低軌道衛星MIMO技術を活用した920MHz帯衛星IoTプラットフォームの提案」，電子情報通信学会，2020年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会，B-3-12，2020年9月

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

低軌道衛星に搭載された中継装置が、ＩｏＴ端末からのデータを受信したアンテナの波形データを地上に伝送する場合、データ量が膨大なために、中継装置から基地局への通信帯域が逼迫することがある。

【0005】

上記事情に鑑み、本発明は、中継装置が移動しながら受信したデータを中継する際のデータ量を低減することができる無線通信システム、中継装置、無線通信方法及びプログラムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムであって、前記中継装置は、前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、を備え、前記第二通信装置は、前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信部と、前記第二信号受信部が受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理部と、前記第二信号受信処理部が取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理部と、を備える、無線通信システムである。

【0007】

本発明の一態様は、第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置であって、前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信部と、前記第一信号受信部が取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信部と、前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信部が生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御部と、を備える中継装置である。

【0008】

本発明の一態様は、第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムが実行する無線通信方法であって、前記中継装置が、前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、前記中継装置が、前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、前記中継装置が、前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、前記第二通信装置が、前記中継装置から送信された前記第二信号を受信する第二信号受信ステップと、前記第二通信装置が、前記第二信号受信ステップにおいて受信した前記第二信号の受信処理を行って前記波形データを取得する第二信号受信処理ステップと、前記第二通信装置が、前記第二信号受信処理ステップにおいて取得した前記波形データが示す前記第一信号の受信処理を行って、前記第一通信装置が前記第一信号に設定したデータを取得する第一信号受信処理ステップと、を有する無線通信方法である。

【0009】

本発明の一態様は、第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置が実行する無線通信方法であって、前記第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、前記受信アンテナが受信した前記第一信号の波形データを取得する第一信号受信ステップと、前記第一信号受信ステップにおいて取得した前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信する第二信号送信ステップと、前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、前記第一信号受信ステップにおいて生成する前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、を有する無線通信方法である。

【0010】

本発明の一態様は、第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する無線通信システムにおける前記中継装置のプログラムであって、コンピュータに、受信アンテナが受信した前記第一通信装置からの無線の第一信号の波形データを取得するよう制御する受信制御ステップと、前記波形データを第二信号により前記第二通信装置に送信するよう制御する送信制御ステップと、前記第一信号を受信した中継装置位置における前記中継装置と前記第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、生成される前記波形データのデータ量を制御する伝送データ制御ステップと、を実行させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0011】

本発明により、中継装置が移動しながら受信したデータを中継する際のデータ量を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態による無線通信システムを説明するための図である。

【図2】第１の実施形態による無線通信システムの構成図である。

【図3】同実施形態による無線通信システムの処理を示すフロー図である。

【図4】同実施形態による移動中継局の処理を示すフロー図である。

【図5】同実施形態による無線通信システムの処理を示すフロー図である。

【図6】同実施形態による無線通信システムの構成図である。

【図7】同実施形態による基地局通信部の構成図である。

【図8】同実施形態による無線通信システムの処理を示すフロー図である。

【図9】第２の実施形態による無線通信システムの構成図である。

【図10】同実施形態による移動中継局の処理を示すフロー図である。

【図11】同実施形態による無線通信システムの構成図である。

【図12】同実施形態による無線通信システムの処理を示すフロー図である。

【図13】第３の実施形態による無線通信システムの構成図である。

【図14】同実施形態による移動中継局の処理を示すフロー図である。

【図15】同実施形態による無線通信システムの処理を示すフロー図である。

【図16】同実施形態による移動中継局の処理を示すフロー図である。

【図17】同実施形態による基地局の処理を示すフロー図である。

【図18】同実施形態による基地局の処理を示すフロー図である。

【図19】第４の実施形態による無線通信システムの構成図である。

【図20】第５の実施形態による移動中継局の構成図である。

【図21】第６の実施形態による移動中継局の構成図である。

【図22】第７の実施形態による無線通信システムの構成図である。

【図23】同実施形態による移動中継局の処理を示すフロー図である。

【図24】同実施形態による無線通信システムの構成図である。

【図25】同実施形態による無線通信システムの処理を示すフロー図である。

【図26】第８の実施形態による無線通信システムの構成図である。

【図27】同実施形態による移動中継局の処理を示すフロー図である。

【図28】同実施形態による無線通信システムの構成図である。

【図29】同実施形態による無線通信システムの処理を示すフロー図である。

【図30】第９の実施形態による無線通信システムの構成図である。

【図31】同実施形態による移動中継局の処理を示すフロー図である。

【図32】同実施形態による無線通信システムの処理を示すフロー図である。

【図33】同実施形態による移動中継局の処理を示すフロー図である。

【図34】同実施形態による基地局の処理を示すフロー図である。

【図35】同実施形態による基地局の処理を示すフロー図である。

【図36】第１０の実施形態による無線通信システムの構成図である。

【図37】第１１の実施形態による移動中継局の構成図である。

【図38】第１２の実施形態による移動中継局の構成図である。

【図39】第１３の実施形態による移動中継局の構成図である。

【図40】同実施形態による移動中継局の構成図である。

【図41】第１～第１３の実施形態による移動中継局のハードウェア構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。以下に説明する各実施形態において、他の実施形態における構成要素と同じ構成要素に対しては同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。

【0014】

図１は、本発明の実施形態による無線通信システム１の概要を説明するための図である。無線通信システム１は、移動中継局２と、端末局３と、基地局４とを有する。無線通信システム１が有する移動中継局２、端末局３及び基地局４それぞれの数は任意であるが、端末局３の数は多数であることが想定される。

【0015】

移動中継局２は、移動体に搭載され、通信可能なエリアが時間の経過により移動する中継装置の一例である。本実施形態の移動中継局２は、ＬＥＯ（Low Earth Orbit）衛星に備えられる。ＬＥＯ衛星の高度は２０００ｋｍ以下であり、地球の上空を１周約１．５時間程度で周回する。端末局３及び基地局４は、地上や海上など地球上に設置される。端末局３は、例えば、ＩｏＴ端末である。端末局３から移動中継局２への無線信号を端末アップリンク信号と記載し、移動中継局２から基地局４への無線信号を基地局ダウンリンク信号と記載し、基地局４から移動中継局２への無線信号を基地局アップリンク信号と記載する。

【0016】

端末局３は、センサが検出した環境データ等のデータを収集し、収集したデータが設定された端末アップリンク信号を移動中継局２へ送信する。移動中継局２は、地球の上空を移動しながら、複数の端末局３それぞれから送信された端末アップリンク信号を受信する。図１においては、移動中継局２は、ある時刻において、通信先のエリアＡ１内に設置された端末局３から端末アップリンク信号を受信する。その後、移動中継局２は、通信先のエリアＡ２内に設置された端末局３から端末アップリンク信号を受信する。移動中継局２は、端末局３から端末アップリンク信号により受信したデータを蓄積し、蓄積しておいたデータを、基地局４との通信が可能なタイミングで基地局ダウンリンク信号により基地局４へ無線送信する。基地局４は、受信した基地局ダウンリンク信号から、端末局３が収集したデータを取得する。

【0017】

移動中継局２は、端末局３との無線通信に使用するアンテナと、基地局４との無線通信に使用するアンテナとを有している。そのため、移動中継局２は、端末局３との無線通信と、基地局４との無線通信とを並行して行うことも可能である。以下では、移動中継局２が端末局３から送信された端末アップリンク信号を受信するアンテナを受信アンテナとも記載し、移動中継局２が基地局４へ基地局ダウンリンク信号を送信するアンテナを送信アンテナとも記載する。

【0018】

移動中継局として、静止衛星や、ドローン、ＨＡＰＳ（High Altitude Platform Station）などの無人航空機に搭載された中継局を用いることが考えられる。しかし、静止衛星に搭載された中継局の場合、地上のカバーエリア（フットプリント）は広いものの、高度が高いために、地上に設置されたＩｏＴ端末に対するリンクバジェットは非常に小さい。一方、ドローンやＨＡＰＳに搭載された中継局の場合、リンクバジェットは高いものの、カバーエリアが狭い。さらには、ドローンにはバッテリーが、ＨＡＰＳには太陽光パネルが必要である。本実施形態では、ＬＥＯ衛星に移動中継局２を搭載する。よって、リンクバジェットは限界内に収まることに加え、ＬＥＯ衛星は、大気圏外を周回するために空気抵抗がなく、燃料消費も少ない。また、ドローンやＨＡＰＳに中継局を搭載する場合と比較して、フットプリントも大きい。

【0019】

ＬＥＯ衛星に搭載された移動中継局２は、高速で移動しながら通信を行うため、個々の端末局３や基地局４が移動中継局２と通信可能な時間が限られている。具体的には、地上で見ると、移動中継局２は、数分程度で上空を通り過ぎる。また、端末局３には、様々な仕様の無線通信方式が使用される。そこで、移動中継局２は、移動中の現在位置におけるカバレッジ内の端末局３から端末アップリンク信号を受信し、受信した端末アップリンク信号の波形をサンプリングして得られた波形データを保存しておく。移動中継局２は、カバレッジに基地局４が存在するタイミングにおいて、保存しておいた波形データを設定した基地局ダウンリンク信号を、基地局４に無線送信する。基地局４は、移動中継局２から受信した基地局ダウンリンク信号を復調して波形データを得る。基地局４は、波形データが表す端末アップリンク信号に対して信号処理及び復号を行うことにより、端末局３が送信したデータである端末送信データを得る。

【0020】

また、ＬＥＯ衛星に搭載された移動中継局２は、ドローンやＨＡＰＳに中継局を搭載する場合よりもリンクバジェットが小さい。そこで、移動中継局２は、複数の受信アンテナにより端末アップリンク信号を受信してもよい。複数の受信アンテナによる受信には、例えば、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）が用いられる。複数の受信アンテナを用いた通信のダイバーシティー効果、ビームフォーミング効果により、通信品質を高めることができる。以下では、移動中継局２のある受信アンテナが受信した端末アップリンク信号の波形をサンプリングして得られた波形データを、その受信アンテナの波形データとも記載する。

【0021】

基地局４が波形データから正常に端末送信データを得るためには、移動中継局２が品質の良い波形データを基地局４に送信する必要がある。品質の良い波形データは、複数の受信アンテナにより端末アップリンク信号を受信することや、波形データを生成する際の量子化ビット数を多くすることにより得られる。しかし、移動中継局２がこのように取得した波形データを基地局４に地上に伝送すると、データ量が膨大となる。そのため、移動中継局２と基地局４との間のダウンリンクの通信帯域が逼迫する可能性がある。さらには、移動中継局２の消費電力が大きくなる可能性もある。そこで、本実施形態においては、移動中継局２と端末局３との通信品質が良好であると想定される場合、移動中継局２は、受信処理において生成される波形データのデータ量を低減する。具体的には、移動中継局２は、複数の受信アンテナを備える場合、通信品質が良好である、又は、良好であると想定されるほど、少ない受信アンテナ数の受信アンテナにより端末アップリンク信号を受信する。あるいは、移動中継局２は、通信品質が良好である、又は、良好であると想定されるほど、量子化ビット数を低減してサンプリングした波形データを生成する。

【0022】

例えば、端末局３から移動中継局２への仰角が大きいほど（９０度に近いほど）、通信品質は良好であると想定される。端末局３は移動しないか、移動が低頻度であることが多いため、端末局３から移動中継局２への仰角は、移動中継局２の位置により決まる。また、例えば、端末局３が設置されている地域の人口密度が低いほど、通信品質が良好であると想定される。図１に示すように、人口密度の低いエリアＡ１においては、破線の矢印で示される干渉波が少ない。よって、エリアＡ１に設置されている端末局３からの端末アップリンク信号の通信品質は高いと想定される。一方で、人口密度の高いエリアＡ２においては、破線の矢印で示される干渉波が多い。よって、エリアＡ２に設置されている端末局３からの端末アップリンク信号の通信品質は、エリアＡ１に設置されている端末局３からの端末アップリンク信号の通信品質よりも低いと想定される。

【0023】

また、移動中継局２は、地球の上空を周回しており、同一のパスを何度も通過する。基地局４は、移動中継局２が過去に同一のパスを移動したときに得られた波形データの復号結果に基づいて、エリアごとに何本の受信アンテナの波形データが必要であるかの所要受信アンテナ数、又は、エリアごとの所要量子化ビット数を決定する。正常に復号された割合が多いほど通信品質は高いため、受信アンテナ数を少なく、又は、量子化ビット数を少なくすることができる。基地局４は、エリア毎に決定した所要受信アンテナ数又は所要量子化ビット数を移動中継局２に通知する。
以下に、無線通信システムの詳細な実施形態を説明する。

【0024】

（第１の実施形態）
第１の実施形態の無線通信システムは、移動中継局の通信先である地球上のエリアにおける所定位置から移動中継局に対する仰角に応じて受信アンテナ数を決定する。所定位置は、例えば、エリアの中心である。

【0025】

図２は、第１の実施形態による無線通信システム１０１の構成図である。無線通信システム１０１は、移動中継局２０１と、端末局３０１と、基地局４０１とを有する。移動中継局２０１は、図１の移動中継局２として用いられ、端末局３０１は、図１の端末局３として用いられ、基地局４０１は、図１の基地局４として用いられる。

【0026】

移動中継局２０１の受信アレーアンテナ面の正面方向ほど、基地局４０１における後処理によって形成する衛星受信ビームを鋭くすることができる。つまり、所望信号と干渉信号の分離に必要な地上の離隔距離が小さくなる。そのため、移動中継局２０１が地球の中心方向（地心方向）に受信アレーアンテナ面を向けていることを前提とした場合、端末局３０１から移動中継局２０１への仰角が大きい場合は、移動中継局２０１が受信した端末アップリンク信号の信号分離が容易である。そこで、移動中継局２０１は、高仰角では、複数の受信アンテナのうち一部の受信アンテナにより端末アップリンク信号を受信する。

【0027】

具体的には、移動中継局２０１は、ある時刻において特定のエリアの端末局３０１からデータを収集する場合、そのエリアの中心位置からその時刻における移動中継局２０１への仰角を算出する。移動中継局２０１は、仰角をパラメータに用いて受信アンテナ数を算出する関係式に、算出した仰角の値を代入することにより、受信アンテナ数を計算する。移動中継局２０１は、計算された受信アンテナ数の受信アンテナの波形データを、基地局ダウンリンク信号により基地局４０１に伝送する。以下では、移動中継局２０１は、基地局ダウンリンク信号を、複数の送信アンテナによりＭＩＭＯで基地局４０１へ中継する場合を例に説明する。

【0028】

移動中継局２０１は、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）のアンテナ２１０と、端末通信部２２０と、データ記憶部２３０と、伝送データ制御部２４０と、基地局通信部２６０と、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）のアンテナ２７０とを備える。

【0029】

アンテナ２１０は、端末局３０１から送信される端末アップリンク信号を受信する受信アンテナである。Ｎ本のアンテナ２１０を、アンテナ２１０－１～２１０－Ｎと記載する。

【0030】

端末通信部２２０は、Ｎ個の受信部２２１と、Ｎ個の受信波形記録部２２２とを有する。Ｎ個の受信部２２１を、受信部２２１－１～２２１－Ｎと記載し、Ｎ個の受信波形記録部２２２を、受信波形記録部２２２－１～２２２－Ｎと記載する。

【0031】

受信部２２１－ｎ（ｎは１以上Ｎ以下の整数）は、アンテナ２１０－ｎにより端末アップリンク信号を受信する。受信部２２１－ｎによる受信処理には、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）による増幅や、ＢＰＦ（Band Pass Filter）による周波数帯域のフィルタリングを含み得る。受信波形記録部２２２－ｎは、受信部２２１－ｎが受信した端末アップリンク信号の受信波形をＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）信号のままサンプリングし、サンプリングにより得られた値を示す波形データを生成する。受信波形記録部２２２－ｎは、アンテナ２１０－ｎのアンテナ識別情報と、アンテナ２１０－ｎにおける端末アップリンク信号の受信時刻と、生成した波形データと、波形データの生成に用いられた量子化ビット数とを設定した受信波形情報をデータ記憶部２３０に書き込む。アンテナ識別情報は、各アンテナ２１０を特定する情報である。量子化ビット数が固定の場合、受信波形情報は量子化ビット数の情報を含まなくてもよい。

【0032】

データ記憶部２３０は、受信波形記録部２２２が生成した受信波形情報を記憶する。

【0033】

伝送データ制御部２４０は、記憶部２４１と、アンテナ数決定部２４２と、アンテナ選択部２４３と、受信制御部２４４とを備える。記憶部２４１は、軌道情報と、通信エリア情報とを記憶している。軌道情報は、自局を搭載しているＬＥＯ衛星の任意の時刻における位置、速度、移動方向などを得ることが可能な情報である。通信エリア情報は、各時刻における通信エリアの位置の情報が取得可能な情報である。例えば、通信エリア情報は、開始時刻及び終了時刻により示される時間帯と、その時間帯における通信エリアの位置とを対応づけた情報である。通信エリアは、移動中継局２０１の通信先となる地球上のエリアである。移動中継局２０１は、通信エリアに設置されている端末局３０１からの端末アップリンク信号を受信する。通信エリアは、ＬＥＯ衛星の軌道情報に基づいて予め算出される。換言すれば、通信エリアは、移動中継局２０１の位置によって定められる。

【0034】

アンテナ数決定部２４２は、各時刻におけるＬＥＯ衛星の位置と通信エリアの位置の情報とを用いて、通信エリアの中心位置からＬＥＯ衛星への仰角を算出する。アンテナ数決定部２４２は、各時刻におけるＬＥＯ衛星の位置を記憶部２４１に記憶される軌道情報に基づいて取得する。また、アンテナ数決定部２４２は、各時刻における通信エリアの位置の情報を、記憶部２４１に記憶されるエリア情報から取得する。アンテナ数決定部２４２は、仰角をパラメータに用いて受信アンテナ数を算出する関係式に、算出した仰角の値をパラメータ値として代入することにより、受信アンテナ数を計算する。この関係式は、事前に定義される。あるいは、記憶部２４１に仰角の範囲と、受信アンテナ数とを対応付けた関係データを記憶しておき、アンテナ数決定部２４２は、算出した仰角の値に対応する受信アンテナ数を関係データから読み出してもよい。仰角が９０度に近いほど、受信アンテナ数は少ない。

【0035】

アンテナ選択部２４３は、Ｎ本のアンテナ２１０から、アンテナ数決定部２４２が決定した受信アンテナ数のアンテナ２１０を選択する。以下では、選択されたアンテナ２１０を選択受信アンテナとも記載する。アンテナ選択部２４３は、選択受信アンテナにより形成される領域がなるべく広く、かつ、その領域における選択受信アンテナの密度が均等に近くなるように、受信アンテナ数のアンテナ２１０を選択する。なお、記憶部２４１は、受信アンテナ数と、選択受信アンテナとして選択すべきアンテナ２１０のアンテナ識別情報とを対応づけたアンテナ選択情報を予め記憶してもよい。アンテナ選択部２４３は、受信アンテナ数に対応したアンテナ識別情報をアンテナ選択情報から読み出し、読み出したアンテナ識別情報により特定されるアンテナ２１０を選択受信アンテナとする。

【0036】

受信制御部２４４は、アンテナ選択部２４３が決定した選択受信アンテナによる受信を行い、アンテナ選択部２４３が決定した選択受信アンテナ以外のアンテナ２１０による受信を停止するように制御する。アンテナ２１０は、受動素子であるため、電源は不要である。そこで、例えば、受信制御部２４４は、選択受信アンテナのアンテナ２１０－ｎに対応した受信部２２１－ｎ及び受信波形記録部２２２－ｎを動作させ、選択受信アンテナ以外のアンテナ２１０－ｎに対応した受信部２２１－ｎ及び受信波形記録部２２２－ｎの動作を停止するよう制御する。

【0037】

基地局通信部２６０は、ＭＩＭＯにより基地局４０１へ基地局ダウンリンク信号を送信する。基地局通信部２６０は、記憶部２６１と、制御部２６２と、送信データ変調部２６３と、送信部２６４とを備える。記憶部２６１は、自局を搭載しているＬＥＯ衛星の軌道情報と、基地局４０１の位置とに基づいて、予め計算された送信開始タイミングを記憶する。さらに、記憶部２６１は、各アンテナ２７０から送信する基地局ダウンリンク信号の送信時刻毎のウェイトを予め記憶している。送信時刻毎のウェイトは、ＬＥＯ衛星の軌道情報と、基地局４０１が備える各アンテナ局４１０の位置とに基づいて計算される。なお、基地局通信部２６０は、送信時刻によらず、一定のウェイトを使用してもよい。

【0038】

制御部２６２は、記憶部２６１に記憶された送信開始タイミングにおいて、基地局ダウンリンク信号を基地局４０１に送信するように送信データ変調部２６３及び送信部２６４を制御する。さらに、制御部２６２は、記憶部２６１から読み出した送信時刻毎のウェイトを送信部２６４に指示する。送信データ変調部２６３は、データ記憶部２３０から受信波形情報を読み出し、読み出した受信波形情報を送信データとする。送信データ変調部２６３は、送信データをパラレル信号に変換した後、変調する。

【0039】

送信部２６４は、変調されたパラレル信号に、制御部２６２から指示されたウェイトにより重み付けを行い、各アンテナ２７０から送信する基地局ダウンリンク信号を生成する。図示を省略しているが、送信部２６４は、各アンテナ２７０に対応した電力増幅器を備えている。送信部２６４は、あるアンテナ２７０から送信する基地局ダウンリンク信号を、そのアンテナ２７０に対応した電力増幅器により増幅し、アンテナ２７０に出力する。これにより、Ｍ本のアンテナ２７０からＭＩＭＯにより基地局ダウンリンク信号が送信される。なお、基地局通信部２６０は、基地局ダウンリンク信号の送信にウェイトを用いず、基地局４０１における基地局ダウンリンク信号の受信にのみウェイトを用いてもよい。

【0040】

アンテナ２７０は、基地局ダウンリンク信号を無線により送信する送信アンテナとして動作する。また、アンテナ２７０は、基地局４０１から無線により送信された基地局アップリンク信号を受信してもよい。

【0041】

端末局３０１は、地上に設置されたＩｏＴ端末（地上ＩｏＴ端末）である。端末局３０１は、データ記憶部３１０と、送信部３２０と、１本または複数本のアンテナ３３０とを備える。データ記憶部３１０は、センサデータなどを記憶する。送信部３２０は、データ記憶部３１０からセンサデータを端末送信データとして読み出し、読み出した端末送信データを設定した端末アップリンク信号をアンテナ３３０から無線により送信する。送信部３２０は、例えば、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）により信号を送信する。ＬＰＷＡには、ＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）、Ｓｉｇｆｏｘ（登録商標）、ＬＴＥ－Ｍ（Long Term Evolution for Machines）、ＮＢ（Narrow Band）－ＩｏＴ等があるが、任意の無線通信方式を用いることができる。また、送信部３２０は、他の端末局３０１と時分割多重、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）などにより送信を行ってもよい。送信部３２０は、使用する無線通信方式において予め決められた方法により、自局が端末アップリンク信号の送信に使用するチャネル及び送信タイミングを決定する。

【0042】

基地局４０１は、複数のアンテナ局４１０と、受信部４２０と、基地局信号受信処理部４３０と、端末信号受信処理部４４０とを備える。アンテナ局４１０は、移動中継局２０１の複数のアンテナ２７０それぞれからの信号の到来角差が大きくなるように他のアンテナ局４１０と離れた位置に配置される。各アンテナ局４１０は、移動中継局２０１から受信した基地局ダウンリンク信号を電気信号に変換して受信部４２０に出力する。

【0043】

受信部４２０は、複数のアンテナ局４１０から受信した基地局ダウンリンク信号を集約する。受信部４２０は、ＬＥＯ衛星の軌道情報と、各アンテナ局４１０の位置とに基づいて、各アンテナ局４１０それぞれが受信した基地局ダウンリンク信号に対する受信時刻毎のウェイトを記憶している。受信部４２０は、各アンテナ局４１０から入力した基地局ダウンリンク信号に対して、その基地局ダウンリンク信号の受信時刻に対応したウェイトを乗算し、ウェイトが乗算された受信信号を合成する。なお、受信時刻によらず同じウェイトを用いてもよい。基地局信号受信処理部４３０は、合成された受信信号の復調及び復号を行い、受信波形情報を得る。基地局信号受信処理部４３０は、受信波形情報を端末信号受信処理部４４０に出力する。

【0044】

端末信号受信処理部４４０は、受信波形情報が示す端末アップリンク信号の受信処理を行う。このとき、端末信号受信処理部４４０は、端末局３０１が送信に使用した無線通信方式により受信処理を行って端末送信データを取得する。端末信号受信処理部４４０は、分配部４４１と、Ｎ個の周波数変換部４４２と、信号処理部４４３と、端末信号復号部４４４とを備える。Ｎ個の周波数変換部４４２をそれぞれ、周波数変換部４４２－１～４４２－Ｎと記載する。

【0045】

分配部４４１は、受信波形情報から同じ受信時刻の波形データとその波形データの量子化ビット数を読み出す。分配部４４１は、読み出した波形データ及び波形データの量子化ビット数を、その波形データに対応付けられたアンテナ識別情報に応じて周波数変換部４４２－１～４４２－Ｎに出力する。つまり、分配部４４１は、アンテナ２１０－ｎのアンテナ識別情報に対応付けられた波形データ及び量子化ビット数を、周波数変換部４４２－ｎに出力する。なお、アンテナ２１０－ｎが選択受信アンテナではない場合、周波数変換部４４２－ｎには波形データが出力されない。また、分配部４４１は、受信波形情報から得られた波形データ及び量子化ビット数をそれぞれ、波形データに対応付けられたアンテナ識別情報にかかわらず、異なる周波数変換部４４２に出力してもよい。量子化ビット数が固定の場合、分配部４４１は、量子化ビット数を周波数変換部４４２に出力しなくてもよい。

【0046】

分配部４４１から波形データを入力した周波数変換部４４２はそれぞれ、量子化ビット数に基づいて、波形データを受信部２２１が受信した信号波形に復元する。周波数変換部４４２は、復元した信号波形が表す信号をＲＦ信号からベースバンド信号に周波数変換する。周波数変換には、直交復調器等が用いられる。周波数変換部４４２－１～４４２－Ｎはそれぞれ、周波数変換された受信信号を信号処理部４４３に出力する。

【0047】

信号処理部４４３は、周波数変換部４４２－１～４４２－Ｎのうち、波形データを入力した周波数変換部４４２のそれぞれから受信信号を入力する。信号処理部４４３は、入力した受信信号に対して、フレーム検出（端末信号検出）、ドップラーシフト補償、及び、オフラインビーム制御等の処理を行う。フレーム検出は、波形データから端末送信信号（端末送信フレーム）が含まれる区間を検出する処理である。信号処理部４４３は、波形データが表す受信信号に含まれる無線通信方式固有の情報に基づいて、端末局３０１が端末アップリンク信号の送信に用いた無線通信方式を特定し、特定した無線通信方式に従って端末送信フレームを検出する。オフラインビーム制御は、移動中継局２０１が受信ビーム制御を行うことなく、記録した波形データを基地局４０１に送信し、基地局４０１が後処理として受信ビーム制御を行う処理である。信号処理部４４３は、受信ビーム制御において、各受信系統の受信信号が強め合って合成されるように、それら信号に振幅補正及び位相補正を行うウェイトを乗算してから加算合成する。なお、信号処理部４４３は、受信ビーム制御を行わずに、各受信系統の受信信号を単純に加算合成してもよい。信号処理部４４３は、加算合成した受信信号から得られるシンボルを端末信号復号部４４４に出力する。端末信号復号部４４４は、信号処理部４４３が出力したシンボルを復号し、端末局３０１から送信された端末送信データを得る。端末信号復号部４４４は、ＳＩＣ（Successive Interference Cancellation）のように、計算負荷が大きな復号方式を用いることも可能である。

【0048】

無線通信システム１０１の動作を説明する。
図３は、端末局３０１から端末アップリンク信号を送信する場合の無線通信システム１０１の処理を示すフロー図である。端末局３０１は、外部又は内部に備えられた図示しないセンサが検出したデータを随時取得し、取得したデータをデータ記憶部３１０に書き込む（ステップＳ１１１）。送信部３２０は、データ記憶部３１０からセンサデータを端末送信データとして読み出す。送信部３２０は、移動中継局２０１を搭載したＬＥＯ衛星の軌道情報に基づいて予め得られた送信開始タイミングにおいて、端末送信データを設定した端末アップリンク信号をアンテナ３３０から無線送信する（ステップＳ１１２）。端末局３０１は、ステップＳ１１１からの処理を繰り返す。なお、端末局３０１は、他の端末局３０１と時分割多重、ＯＦＤＭ、ＭＩＭＯなどにより送信を行ってもよい。

【0049】

移動中継局２０１の受信部２２１は、端末局３０１から送信された端末アップリンク信号を受信する（ステップＳ１２１）。送信元の端末局３０１の無線通信方式によって、同一の周波数については時分割で１台の端末局３０１からのみ端末アップリンク信号を受信する場合と、同一の周波数で同時に複数台の端末局３０１から端末アップリンク信号を受信する場合がある。受信波形記録部２２２－ｎは、受信部２２１－ｎが受信した端末アップリンク信号の波形データを生成する。受信波形記録部２２２－ｎは、生成した波形データと、受信時刻と、アンテナ２１０－ｎのアンテナ識別情報と、量子化ビット数とを対応付けた受信波形情報をデータ記憶部２３０に書き込む（ステップＳ１２２）。移動中継局２０１は、ステップＳ１２１からの処理を繰り返す。

【0050】

なお、図４に示す受信制御部２４４の制御により、現在時刻の選択受信アンテナではないアンテナ２１０－ｎに対応した受信部２２１－ｎ及び受信波形記録部２２２－ｎは、ステップＳ１２１及びステップＳ１２２の処理を行わない。

【0051】

図４は、移動中継局２０１による伝送データ制御処理を示すフロー図である。移動中継局２０１のアンテナ数決定部２４２は、受信時刻ｔに初期値ｔｓを設定する（ステップＳ２１１）。受信時刻ｔは、受信アンテナによる端末アップリンク信号の受信時刻を表す。ここでは、受信時刻ｔは、基準時刻から経過した単位時間のカウント値により表わされる。初期値ｔｓは、現在時刻である。

【0052】

アンテナ数決定部２４２は、受信時刻ｔにおけるＬＥＯ衛星の位置を記憶部２４１に記憶される軌道情報に基づいて取得する。さらに、アンテナ数決定部２４２は、受信時刻ｔにおける通信エリアの位置の情報を、記憶部２４１に記憶される通信エリア情報から取得する。アンテナ数決定部２４２は、通信エリアの中心位置から、移動中継局２０１を搭載しているＬＥＯ衛星の受信時刻ｔにおける位置への仰角を算出する（ステップＳ２１２）。

【0053】

アンテナ数決定部２４２は、仰角をパラメータに用いて受信アンテナ数を算出する関係式に、ステップＳ２１２において算出された仰角の値をパラメータ値として代入することにより、受信アンテナ数を計算する（ステップＳ２１３）。アンテナ選択部２４３は、Ｎ本のアンテナ２１０から、ステップＳ２１３において計算された受信アンテナ数のアンテナ２１０を選択する（ステップＳ２１４）。なお、ステップＳ２１３において計算された受信アンテナ数が、時刻（ｔ－１）における受信アンテナ数と同じである場合、アンテナ選択部２４３は、時刻（ｔ－１）における選択受信アンテナをそのまま用いてもよい。

【0054】

受信制御部２４４は、ステップＳ２１４においてアンテナ選択部２４３が選択した選択受信アンテナのアンテナ２１０－ｎに対応した受信部２２１－ｎ及び受信波形記録部２２２－ｎを動作させ、選択受信アンテナ以外のアンテナ２１０－ｎに対応した受信部２２１－ｎ及び受信波形記録部２２２－ｎの動作を停止する（ステップＳ２１５）。アンテナ数決定部２４２は、受信時刻ｔに１を加算し（ステップＳ２１６）、ステップＳ２１２からの処理を繰り返す。

【0055】

伝送データ制御部２４０は、現在時刻よりも先の時刻を受信時刻ｔとして図４に示す処理を行ってもよい。これより、伝送データ制御部２４０は、端末アップリンク信号の受信前に予め選択受信アンテナを決定しておくことができる。この場合、ステップＳ２１１において、アンテナ数決定部２４２は、初期値ｔｓに現在時刻よりも先の時刻を用いる。そして、ステップＳ２１４において、アンテナ選択部２４３は、受信時刻ｔにおける選択受信アンテナを示すアンテナ選択情報を記憶部２４１に記憶する処理をさらに行う。伝送データ制御部２４０は、ステップＳ２１４の後、ステップＳ２１５の処理を行わずにステップＳ２１６の処理に進む。受信制御部２４４は、現在時刻に対応した選択受信アンテナの情報を記憶部２４１に記憶されているアンテナ選択情報から読み出す。受信制御部２４４は、読み出した選択受信アンテナのアンテナ２１０－ｎに対応した受信部２２１－ｎ及び受信波形記録部２２２－ｎを動作させ、選択受信アンテナ以外のアンテナ２１０－ｎに対応した受信部２２１－ｎ及び受信波形記録部２２２－ｎの動作を停止する。

【0056】

図５は、移動中継局２０１から基地局ダウンリンク信号を送信する場合の無線通信システム１０１の処理を示すフロー図である。移動中継局２０１の基地局通信部２６０が有する制御部２６２は、記憶部２６１に記憶された送信開始タイミングであることを検出すると、受信波形情報の送信を送信データ変調部２６３及び送信部２６４に指示する（ステップＳ３１１）。

【0057】

送信データ変調部２６３は、データ記憶部２３０に蓄積されている受信波形情報を、送信データとして読み出す(ステップＳ３１２）。ここで、送信データ変調部２６３が読み出す受信波形情報は、最後に基地局４０１に送信された受信波形情報に設定されている受信時刻以降の受信時刻が設定されている受信波形情報である。送信データ変調部２６３は、取得した送信データをパラレル変換した後、変調する。

【0058】

送信部２６４は、送信データ変調部２６３が変調した送信データに制御部２６２から指示されたウェイトにより重み付けを行って、各アンテナ２７０から送信する送信信号である基地局ダウンリンク信号を生成する。送信部２６４は、生成した各基地局ダウンリンク信号をアンテナ２７０からＭＩＭＯにより送信する（ステップＳ３１３）。移動中継局２０１は、ステップＳ３１１からの処理を繰り返す。

【0059】

基地局４０１の各アンテナ局４１０は、移動中継局２０１から基地局ダウンリンク信号を受信する（ステップＳ３２１）。各アンテナ局４１０は、受信した基地局ダウンリンク信号を電気信号に変換した受信信号を受信部４２０に出力する。受信部４２０は、各アンテナ局４１０から受信した受信信号のタイミングを同期させる。受信部４２０は、各アンテナ局４１０が受信した受信信号にウェイトを乗算して加算する。基地局信号受信処理部４３０は、加算された受信信号を復調し、復調した受信信号を復号する。これにより、基地局信号受信処理部４３０は、受信波形情報を得る（ステップＳ３２２）。基地局信号受信処理部４３０は、受信波形情報を端末信号受信処理部４４０に出力する。

【0060】

端末信号受信処理部４４０は、受信波形情報が示す端末アップリンク信号の受信処理を行う（ステップＳ３２３）。具体的には、分配部４４１は、受信波形情報から受信時刻が同じ波形データ及び量子化ビット数を読み出す。分配部４４１は、読み出した波形データ及び量子化ビット数を、その波形データに対応付けられたアンテナ識別情報に応じて周波数変換部４４２－１～４４２－Ｎに出力する。周波数変換部４４２－１～４４２－Ｎのうち波形データを入力した周波数変換部４４２はそれぞれ、量子化ビット数に基づいて、波形データから信号波形を復元する。周波数変換部４４２は、復元した信号波形が表す受信信号をＲＦ信号からベースバンド信号に周波数変換し、周波数変換された受信信号を信号処理部４４３に出力する。

【0061】

信号処理部４４３は、波形データを入力した周波数変換部４４２のそれぞれからベースバンド信号の受信信号を入力する。信号処理部４４３は、入力した受信信号それぞれに対して、フレーム検出（端末信号検出）、ドップラーシフト補償、及び、オフラインビーム制御を行って加算合成する。加算合成により、端末局３０１が送信した信号は相関があるために強調されるが、ランダムに付加される雑音の影響は低減される。そのため、移動中継局２０１が同時に１台の端末局３０１からのみ受信した端末アップリンク信号についてはダイバーシティー効果が得られる。また、移動中継局２０１が同時に複数台の端末局３０１から受信した端末アップリンク信号についてはＭＩＭＯ通信を行うことに相当する。信号処理部４４３は、加算合成した受信信号のシンボルを端末信号復号部４４４に出力する。端末信号復号部４４４は、信号処理部４４３から入力したシンボルを復号し、端末局３０１から送信された端末送信データを得る。

【0062】

なお、図６に示すように、移動中継局２０１が有する伝送データ制御部２４０の一部の機能を、基地局が備えてもよい。図６は、無線通信システム１０１ａの構成図である。図６において、図２に示す無線通信システム１０１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線通信システム１０１ａは、移動中継局２０１ａと、端末局３０１と、基地局４０１ａとを有する。移動中継局２０１ａは、図１の移動中継局２として用いられ、基地局４０１ａは、図１の基地局４として用いられる。

【0063】

図６に示す移動中継局２０１ａが、図２に示す移動中継局２０１と異なる点は、伝送データ制御部２４０に代えて伝送データ制御部２４０ａ備える点と、基地局通信部２６０に代えて基地局通信部２６０ａを備える点である。

【0064】

伝送データ制御部２４０ａは、記憶部２４１ａと、受信制御部２４４ａとを備える。記憶部２４１ａは、アンテナ選択情報を記憶する。アンテナ選択情報は、各受信時刻における選択受信アンテナを示す情報である。受信制御部２４４ａは、現在時刻に対応した選択受信アンテナの情報を記憶部２４１ａに記憶されているアンテナ選択情報から読み出す。受信制御部２４４ａは、読み出した選択受信アンテナの情報に基づいて、図２に示す受信制御部２４４と同様の制御を行う。

【0065】

基地局通信部２６０ａは、基地局４０１ａと無線信号を送受信する。基地局通信部２６０ａの詳細は、図７を用いて後述する。

【0066】

図６に示す基地局４０１ａが、図２に示す基地局４０１と異なる点は、制御情報生成部４５０と、基地局信号送信処理部４６０と、送信部４７０とをさらに備える点である。なお、基地局４０１ａと接続される外部の装置が、制御情報生成部４５０を備えてもよい。

【0067】

制御情報生成部４５０は、各移動中継局２０１ａのアンテナ選択情報を生成する。制御情報生成部４５０は、記憶部４５１と、アンテナ数決定部４５２と、アンテナ選択部４５３とを有する。

【0068】

記憶部４５１は、移動中継局２０１ａ毎に、移動中継局２０１ａを搭載しているＬＥＯ衛星の軌道情報と、通信エリア情報とを記憶している。アンテナ数決定部４５２は、移動中継局２０１ａ毎に、図２に示すアンテナ数決定部２４２と同様の処理を行う。これにより、アンテナ数決定部４５２は、移動中継局２０１ａ毎に、各受信時刻における受信アンテナ数を計算する。アンテナ選択部４５３は、移動中継局２０１ａ毎に、図２に示すアンテナ選択部２４３と同様の処理を行う。これにより、アンテナ選択部４５３は、移動中継局２０１ａ毎に、移動中継局２０１ａが有するＮ本のアンテナ２１０からアンテナ数決定部４５２が決定した受信アンテナ数のアンテナ２１０を選択する。

【0069】

基地局信号送信処理部４６０は、送信データを、各アンテナ局４１０から送信するパラレル信号に変換した後、変調する。送信部４７０は、各アンテナ局４１０から送信するパラレル信号に送信ウェイトにより重み付けを行い、各アンテナ局４１０から送信する基地局アップリンク信号を生成する。送信部４７０は、生成した基地局アップリンク信号を、対応するアンテナ局４１０に出力する。アンテナ局４１０は、基地局アップリンク信号を無線により送信する。

【0070】

図７は、移動中継局２０１ａが備える基地局通信部２６０ａの構成図である。基地局通信部２６０ａが、図２に示す移動中継局２０１が備える基地局通信部２６０と異なる点は、記憶部２６１に代えて記憶部２６１ａを備える点と、制御部２６２に代えて制御部２６２ａを備える点と、受信部２６５及び受信処理部２６６をさらに備える点である。記憶部２６１ａは、図２に示す記憶部２６１と同様の情報に加え、各アンテナ２７０が通信先の基地局４０１ａから受信した基地局アップリンク信号に適用する受信ウェイトを受信時刻毎に記憶する。受信時刻毎の受信ウェイトは、ＬＥＯ衛星の軌道情報と、通信先の基地局４０１ａの各アンテナ局４１０の位置とに基づいて計算される。

【0071】

制御部２６２ａは、図２に示す制御部２６２と同様の処理を行う。さらに、制御部２６２ａは、受信時刻毎の各アンテナ２７０の受信ウェイトを記憶部２６１ａから読み出し、読み出した受信ウェイトを受信部２６５に指示する。受信部２６５は、各アンテナ２７０により基地局アップリンク信号を受信し、各アンテナ２７０が受信した受信信号に制御部２６２ａから指示された受信ウェイトを乗算した後、加算合成する。受信処理部２６６は、受信部２６５により加算合成された受信信号に復調及び復号を行って、基地局４０１ａが送信した送信データを得る。

【0072】

無線通信システム１０１ａは、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信については図３と同様に動作し、受信波形情報を設定した基地局ダウンリンク信号の送受信については図５と同様に動作する。また、無線通信システム１０１ａは、各移動中継局２０１ａが伝送データ制御に使用する情報を生成するために、移動中継局２０１ａ毎に図８の処理を行う。

【0073】

図８は、無線通信システム１０１ａによる情報生成処理を示すフロー図である。基地局４０１ａのアンテナ数決定部４５２は、受信時刻ｔに初期値ｔｓを設定する（ステップＳ４１１）。初期値ｔｓは、現在時刻よりも先の時刻である。

【0074】

アンテナ数決定部４５２は、記憶部４５１に記憶される軌道情報及び通信エリア情報を参照して、図４のステップＳ２１２と同様の処理を行う。これにより、アンテナ数決定部４５２は、受信時刻ｔにおける通信エリアの中心位置から、移動中継局２０１ａを搭載しているＬＥＯ衛星の位置への仰角を算出する（ステップＳ４１２）。アンテナ数決定部４５２は、図４のステップＳ２１３と同様の処理により、ステップＳ４１２において算出された仰角の値に基づく受信アンテナ数を計算する（ステップＳ４１３）。アンテナ選択部４５３は、移動中継局２０１ａのＮ本のアンテナ２１０から、ステップＳ４１３において計算された受信アンテナ数のアンテナ２１０を選択する（ステップＳ４１４）。アンテナ選択部４５３は、受信時刻ｔと、ステップＳ４１４において選択されたアンテナ２１０のアンテナ識別情報とを対応付けたアンテナ選択情報を生成する（ステップＳ４１５）。アンテナ識別情報は、選択受信アンテナの情報である。

【0075】

アンテナ数決定部４５２は、所定の終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ４１６）。終了条件は、例えば、受信時刻ｔが所定時刻に達した場合や、ステップＳ４１２からステップＳ４１７のループ処理を所定回行った場合などとすることができる。

【0076】

アンテナ数決定部４５２は、終了条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ４１６：ＮＯ）、受信時刻ｔに１を加算し（ステップＳ４１７）、ステップＳ４１２からの処理を繰り返す。アンテナ数決定部４５２が終了条件を満たしたと判定した場合（ステップＳ４１６：ＹＥＳ）、アンテナ選択部４５３は、生成したアンテナ選択情報を基地局信号送信処理部４６０に出力する。

【0077】

基地局信号送信処理部４６０は、アンテナ選択部４５３から入力したアンテナ選択情報を、送信データとする。基地局信号送信処理部４６０は、送信データを、パラレル信号に変換した後、変調する。送信部４７０は、変調されたパラレル信号に送信ウェイトにより重み付けを行い、基地局アップリンク信号を生成する。送信部４７０は、生成した基地局アップリンク信号を、対応するアンテナ局４１０に出力する。アンテナ局４１０は、基地局アップリンク信号を無線により送信する（ステップＳ４１８）。

【0078】

移動中継局２０１ａの各アンテナ２７０は、基地局アップリンク信号を受信する（ステップＳ４２１）。制御部２６２ａは、受信時刻毎の各アンテナ２７０の受信ウェイトを記憶部２６１ａから読み出し、読み出した受信ウェイトを受信部２６５に指示する。受信部２６５は、各アンテナ２７０が受信した基地局アップリンク信号に、制御部２６２ａから指示された受信ウェイトを乗算した後、加算合成する。受信処理部２６６は、受信部２６５により加算合成された受信信号に復調及び復号を行って、基地局４０１ａが送信したアンテナ選択情報を得る（ステップＳ４２２）。受信処理部２６６は、アンテナ選択情報を受信制御部２４４ａに出力する。受信制御部２４４ａは、アンテナ選択情報を記憶部２４１ａに記憶する（ステップＳ４２３）。

【0079】

伝送データ制御部２４０ａは、以下の点を除き、図４の伝送データ制御処理を行う。すなわち、ステップＳ２１２～ステップＳ２１４の処理に代えて、受信制御部２４４ａは、現在時刻を表す受信時刻ｔに対応した選択受信アンテナのアンテナ識別情報を記憶部２４１ａに記憶されているアンテナ選択情報から読み出す処理を行う。

【0080】

図６に示す移動中継局２０１ａの伝送データ制御部２４０ａがアンテナ選択部２４３を備え、基地局４０１ａの制御情報生成部４５０がアンテナ選択部４５３を備えない構成としてもよい。この場合、基地局４０１ａは、図８のステップＳ４１４の処理を行わず、ステップＳ４１５において、アンテナ数決定部４５２は、受信時刻ｔと、受信アンテナ数とを対応づけたアンテナ数情報を生成する。そして、ステップＳ４１８において、アンテナ数決定部４５２は、生成したアンテナ数情報を基地局信号送信処理部４６０に出力する。これにより、基地局４０１ａは、アンテナ数情報を設定した基地局アップリンク信号を無線により送信する。

【0081】

ステップＳ４２２において、移動中継局２０１ａの基地局通信部２６０ａは、基地局アップリンク信号からアンテナ数情報を取得し、伝送データ制御部２４０ａに出力する。ステップＳ４２３において、アンテナ選択部２４３は、アンテナ数情報を記憶部２４１ａに記憶する。そして、伝送データ制御部２４０ａは、以下の点を除き、図４の伝送データ制御処理を行う。すなわち、伝送データ制御部２４０ａは、ステップＳ２１２及びステップＳ２１３の処理に代えて、アンテナ選択部２４３が、現在時刻を表す受信時刻ｔに対応した受信アンテナ数の情報を、記憶部２４１ａに記憶されているアンテナ数情報から読み出す処理を行う。

【0082】

図２に示す移動中継局２０１が、基地局通信部２６０に代えて図６及び図７に示す基地局通信部２６０ａを備えてもよい。この場合、図２に示す基地局４０１は、図６に示す基地局信号送信処理部４６０及び送信部４７０を備える。基地局４０１は、移動中継局２０１の記憶部２４１に記憶される軌道情報又は通信エリア情報が更新された場合、もしくは、アンテナ数決定部２４２において用いられる関係式又は関係データが更新された場合に、更新された軌道情報、通信エリア情報、関係式又は関係データを移動中継局２０１に送信してもよい。移動中継局２０１は、記憶している軌道情報、通信エリア情報、関係式又は関係データを、受信した軌道情報、通信エリア情報、関係式又は関係データに更新する。

【0083】

また、上述した本実施形態では、移動中継局２０１と基地局４０１、及び、移動中継局２０１ａと基地局４０１ａが、ＭＩＭＯによる通信を行っているが、これに限られない。例えば、移動中継局２０１、２０１ａは、一本のアンテナ２７０により基地局と通信してよい。同様に、基地局４０１、４０１ａは、アンテナ局４１０に代えて一本のアンテナにより移動中継局と信号を送受信してもよい。

【0084】

第１の実施形態によれば、移動中継局は、通信エリアからの仰角が大きく、端末局からのアップリンク信号の通信品質が良いと想定される場合には、基地局へ送信する波形データのデータ量を低減する。よって、移動中継局から基地局へのダウンリンクの帯域を低減することが可能となる。さらには、移動中継局の消費電力を低減することも可能となる。

【0085】

（第２の実施形態）
第２の実施形態の無線通信システムは、移動中継局が通信するエリア内の人口密度に応じて、移動中継局の複数の受信アンテナのうち受信を行うアンテナの数を制御する。ＬＥＯ衛星が大都市から遠いほど、ＬＥＯ衛星に搭載された移動中継局と通信する地上のＩｏＴ端末に対する干渉源となる他の地上のＩｏＴ端末などからの干渉量が少なくなる。干渉量が少ない場合、受信品質が良好であるために所要受信アンテナ数も少ない。

【0086】

地上ＩｏＴ端末の配置分布は、人口分布と同じ傾向がある。つまり、人口が集中する地域ほど、地上ＩｏＴ端末も密集する傾向がある。そこで、第２の実施形態の無線通信システムは、各時刻において移動中継局がデータ収集を行うエリアの人口密度のデータをもとに受信アンテナ数を決定し、その受信アンテナ数分の波形データを移動中継局から基地局に伝送する。地上ＩｏＴ端末の配置分布と、人口分布とが同じ傾向にあることは、例えば、以下の参考文献に記載されている。参考文献では、ＬＰＷＡの地域毎の同時通信平均台数を計算するにあたり、人口密度に比例して端末が利用されるという仮定を用いている。

【0087】

（参考文献）総務省 情報通信審議会，“「小電力の無線システムの高度化に必要な技術的条件」のうち「920MHz帯小電力無線システムの高度化に係る技術的条件」”，pp. 40-44，2020年1月

【0088】

また、地上ＩｏＴ端末の配置場所が全て管理されている場合がある。この場合、人口密度の情報に代えて、地上ＩｏＴ端末の位置の情報から得られる地上ＩｏＴ端末の設置密度の情報を用いてもよい。ここでは、人口密度を用いる場合を例に説明する。また、第２の実施形態を、第１の実施形態との差分を中心に説明する。

【0089】

図９は、第２の実施形態による無線通信システム１０２の構成図である。図９において、図２に示す第１の実施形態による無線通信システム１０１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線通信システム１０２は、移動中継局２０２と、端末局３０１と、基地局４０１とを有する。移動中継局２０２は、図１の移動中継局２として用いられる。

【0090】

移動中継局２０２と、図２に示す移動中継局２０１とが異なる点は、伝送データ制御部２４０に代えて、伝送データ制御部２４５を備える点である。伝送データ制御部２４５は、記憶部２４６と、アンテナ数決定部２４７と、アンテナ選択部２４３と、受信制御部２４４とを備える。

【0091】

記憶部２４６は、人口密度情報を記憶している。人口密度情報は、各時刻の通信エリアの人口密度を示す。通信エリアは、移動中継局２０２を搭載しているＬＥＯ衛星の軌道情報に基づいて予め決定される。アンテナ数決定部２４７は、記憶部２４６に記憶される人口密度情報から、端末アップリンク信号の受信時刻における通信エリアの人口密度の値を読み出す。アンテナ数決定部２４７は、人口密度をパラメータに用いて受信アンテナ数を算出する関係式に、取得した人口密度の値をパラメータ値として代入することにより、受信アンテナ数を計算する。この関係式は、事前に定義される。あるいは、記憶部２４６に人口密度の値の範囲と、受信アンテナ数とを対応付けた関係データを記憶してもよい。アンテナ数決定部２４７は、人口密度の値に対応する受信アンテナ数を関係データから読み出す。

【0092】

無線通信システム１０２は、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信については第１の実施形態の図３と同様に動作し、受信波形情報を設定した基地局ダウンリンク信号の送受信については第１の実施形態の図５と同様に動作する。また、移動中継局２０２は、図１０に示す伝送データ制御処理を行う。

【0093】

図１０は、移動中継局２０２による伝送データ制御処理を示すフロー図である。図１０において、図４に示す第１の実施形態による伝送データ制御処理と同一の処理には同一の符号を付し、その説明を省略する。移動中継局２０２のアンテナ数決定部２４７は、受信時刻ｔに初期値ｔｓを設定する（ステップＳ１２１１）。受信時刻ｔは、移動中継局２０２における端末アップリンク信号の受信時刻を表す。ここでは、受信時刻ｔは、基準時刻から経過した単位時間のカウント値により表わされる。初期値ｔｓは、現在時刻である。

【0094】

アンテナ数決定部２４７は、受信時刻ｔにおける人口密度の値を、記憶部２４６に記憶される人口密度情報から取得する（ステップＳ１２１２）。アンテナ数決定部２４７は、人口密度をパラメータに用いて受信アンテナ数を算出する関係式に、ステップＳ１２１２において取得した人口密度情報の値をパラメータ値として代入することにより、受信アンテナ数を計算する（ステップＳ１２１３）。アンテナ選択部２４３は、図４のステップＳ２１４の処理を行い、受信制御部２４４は、図４のステップＳ２１５の処理を行う。アンテナ数決定部２４７は、受信時刻ｔに１を加算し（ステップＳ１２１６）、ステップＳ１２１２からの処理を繰り返す。

【0095】

また、伝送データ制御部２４５は、現在時刻よりも先の時刻を受信時刻ｔとして図１０に示す処理を行ってもよい。これより、伝送データ制御部２４５は、端末アップリンク信号の受信前に予め選択受信アンテナを決定しておくことができる。この場合、ステップＳ１２１１において、アンテナ数決定部２４７は、初期値ｔｓに現在時刻よりも先の時刻を用いる。そして、ステップＳ２１４において、アンテナ選択部２４３は、受信時刻ｔにおける選択受信アンテナを示すアンテナ選択情報を記憶部２４６に記憶する処理をさらに行う。伝送データ制御部２４５は、ステップＳ２１４の後、ステップＳ２１５の処理を行わずにステップＳ１２１６の処理に進む。受信制御部２４４は、現在時刻に対応した選択受信アンテナの情報を記憶部２４６に記憶されているアンテナ選択情報から読み出す。受信制御部２４４は、読み出した選択受信アンテナが示すアンテナ２１０－ｎに対応した受信部２２１－ｎ及び受信波形記録部２２２－ｎを動作させ、選択受信アンテナ以外のアンテナ２１０－ｎに対応した受信部２２１－ｎ及び受信波形記録部２２２－ｎの動作を停止する。

【0096】

また、図１１に示すように、移動中継局２０２が有する伝送データ制御部２４５の一部の機能を、基地局が備えてもよい。図１１は、無線通信システム１０２ａの構成図である。図１１において、図６に示す無線通信システム１０１ａと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線通信システム１０２ａは、移動中継局２０１ａと、端末局３０１と、基地局４０２とを有する。基地局４０２は、図１の基地局４として用いられる。

【0097】

図１１に示す基地局４０２が、図６に示す基地局４０１ａと異なる点は、制御情報生成部４５０に代えて制御情報生成部４５５を備える点である。制御情報生成部４５５は、記憶部４５６と、アンテナ数決定部４５７と、アンテナ選択部４５３とを有する。

【0098】

記憶部４５６は、移動中継局２０１ａ毎の人口密度情報を記憶している。アンテナ数決定部４５７は、移動中継局２０１ａ毎に、図９に示すアンテナ数決定部２４７と同様の処理を行う。これにより、アンテナ数決定部４５７は、移動中継局２０１ａ毎に、各受信時刻における受信アンテナ数を計算する。

【0099】

無線通信システム１０２ａは、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信については第１の実施形態の図３と同様に動作し、受信波形情報を設定した基地局ダウンリンク信号の送受信については第１の実施形態の図５と同様に動作する。また、無線通信システム１０２ａは、各移動中継局２０１ａが伝送データ制御に使用する情報を生成するために、移動中継局２０１ａ毎に図１２の処理を行う。図１２は、無線通信システム１０２ａによる情報生成処理を示すフロー図である。図１２において、図８に示す第１の実施形態による情報生成処理と同一の処理には同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0100】

基地局４０２のアンテナ数決定部４５７は、受信時刻ｔに初期値ｔｓを設定する（ステップＳ１４１１）。受信時刻ｔｓは、現在時刻よりも先の時刻である。アンテナ数決定部４５７は、受信時刻ｔにおける人口密度の値を、記憶部４５６に記憶される人口密度情報から取得する（ステップＳ１４１２）。アンテナ数決定部４５７は、図１０のステップＳ１２１３と同様の処理により、人口密度に基づいて受信アンテナ数を計算する（ステップＳ１４１３）。

【0101】

アンテナ選択部４５３は、図８のステップＳ４１４及びステップＳ４１５の処理を行う。アンテナ数決定部４５７は、所定の終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１４１６）。終了条件は、図８のステップＳ４１６と同様とすることができる。アンテナ数決定部４５７は、終了条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ１４１６：ＮＯ）、受信時刻ｔに１を加算し（ステップＳ１４１７）、ステップＳ１４１２からの処理を繰り返す。アンテナ数決定部４５７が終了条件を満たしたと判定した場合（ステップＳ１４１６：ＹＥＳ）、基地局４０２は、図８のステップＳ４１８と同様の処理を行い、アンテナ選択情報を移動中継局２０１ａに送信する。移動中継局２０１ａは、図８のステップＳ４２１～ステップＳ４２３の処理を行う。

【0102】

図１１に示す移動中継局２０１ａの伝送データ制御部２４０ａがアンテナ選択部２４３を備え、基地局４０２の制御情報生成部４５５がアンテナ選択部４５３を備えない構成としてもよい。この場合、基地局４０２は、図１２のステップＳ４１４の処理を行わず、ステップＳ４１５において、アンテナ数決定部４５７は、受信時刻ｔと、受信アンテナ数とを対応づけたアンテナ数情報を生成する。そして、ステップＳ４１８において、アンテナ数決定部４５７は、生成したアンテナ数情報を基地局信号送信処理部４６０に出力する。これにより、基地局４０２は、アンテナ数情報を設定した基地局アップリンク信号を無線により送信する。

【0103】

図９に示す移動中継局２０２が、基地局通信部２６０に代えて図６及び図７に示す基地局通信部２６０ａを備え、図９に示す基地局４０１が、図６に示す基地局信号送信処理部４６０及び送信部４７０を備えてもよい。基地局４０１は、移動中継局２０２の記憶部２４６に記憶される人口密度情報が更新された場合、もしくは、アンテナ数決定部２４７において用いられる関係式又は関係データが更新された場合に、更新された人口密度情報、関係式又は関係データを移動中継局２０２に送信してもよい。移動中継局２０２は、記憶している人口密度情報、関係式又は関係データを、受信した人口密度情報、関係式又は関係データに更新する。

【0104】

無線通信システム１０２、１０２ａは、人口密度の情報に代えて地上ＩｏＴ端末の密度の情報を用いてもよい。地上ＩｏＴ端末の密度として、端末局３０１の密度を用いることもできる。また、上述した本実施形態では、移動中継局２０２と基地局４０１、及び、移動中継局２０１ａと基地局４０２が、ＭＩＭＯによる通信を行っているが、これに限られない。例えば、移動中継局２０２、２０１ａは、一本のアンテナ２７０により基地局と通信してよい。同様に、基地局４０１、４０２は、アンテナ局４１０に代えて一本のアンテナにより移動中継局と信号を送受信してもよい。

【0105】

第２の実施形態によれば、移動中継局は、通信エリアの人口密度が低く、端末局からのアップリンク信号の通信品質が良いと想定される場合には、基地局へ送信する波形データのデータ量を低減することができる。

【0106】

（第３の実施形態）
第３の実施形態の無線通信システムは、過去の同一パスにおける通信成功率をもとに、通信エリアごとに必要な受信アンテナ数を決定する。すなわち、無線通信システムは、過去に移動中継局が各通信エリアの上空を通過したときに受信した端末アップリンク信号の復号成功率と、復号を行った際の受信アンテナ数とに基づいて、所要受信アンテナ数を決定する。復号成功率などの通信成功率は、基地局において端末アップリンク信号の受信処理を行った際に得られる端末アップリンク信号の信号品質の一例である。所要受信アンテナ数を決定するためのデータを収集し、収集したデータを解析して所要アンテナ数を決定する段階を解析フェーズ、解析フェーズで決定された所要アンテナ数で通信を行う段階を通常運用フェーズと記載する。解析フェーズは、移動中継局が同一パスを複数回通過する時間継続する。第３の実施形態を、第１及び第２の実施形態との差分を中心に説明する。

【0107】

図１３は、第３の実施形態による無線通信システム１０３の構成図である。図１３において、図２に示す第１の実施形態による無線通信システム１０１及び図６に示す第１の実施形態による無線通信システム１０１ａと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線通信システム１０３は、移動中継局２０３と、端末局３０１と、基地局４０３とを有する。移動中継局２０３は、図１の移動中継局２として用いられ、基地局４０３は、図１の基地局４として用いられる。

【0108】

移動中継局２０３と、図２に示す移動中継局２０１とが異なる点は、伝送データ制御部２４０に代えて伝送データ制御部２８０を備える点と、基地局通信部２６０に代えて図６及び図７に示す基地局通信部２６０ａを備える点である。伝送データ制御部２８０は、記憶部２８１と、アンテナ数決定部２８２と、アンテナ選択部２４３と、受信制御部２４４とを備える。

【0109】

記憶部２８１は、通信エリア情報と、エリア別アンテナ数情報を記憶する。エリア別アンテナ数情報は、通信エリアと、受信アンテナ数とを対応付けた情報である。アンテナ数決定部２８２は、受信アンテナ数を決定する。解析フェーズにおいて、アンテナ数決定部２８２は、異なるタイミングの同一パスについて複数種の受信アンテナ数を決定する。通常運用フェーズにおいて、アンテナ数決定部２８２は、記憶部２８１に記憶される通信エリア情報から各時刻における通信エリアを読み出し、記憶部２８１に記憶されるエリア別アンテナ数情報から通信エリアに対応した受信アンテナ数の情報を読み出す。ただし、通常運用フェーズにおいて、アンテナ数決定部２８２は、同一のパスを所定回通過するたびに、エリア別アンテナ数情報が示す受信アンテナ数よりも多い受信アンテナ数を用いると決定する。例えば、アンテナ数決定部２８２は、全アンテナ２１０の数Ｎを受信アンテナ数として決定する。また、アンテナ数決定部２８２は、基地局４０３から送信された通信エリア情報により、記憶部２８１に記憶されるエリア別アンテナ数情報を更新する。また、アンテナ数決定部２８２は、基地局４０３からの指示により、エリア別アンテナ数情報に設定されている受信アンテナ数を増加させる。

【0110】

図１３に示す基地局４０３が、図２に示す基地局４０１と異なる点は、図６に示す基地局信号送信処理部４６０及び送信部４７０と、指示部４８０と、解析用受信処理部４９０とをさらに備える点である。なお、基地局４０３と接続される外部の装置が、指示部４８０及び解析用受信処理部４９０の一方又は両方を備えてもよい。

【0111】

指示部４８０は、記憶部４８１と、解析部４８２とを有する。記憶部４８１は、各移動中継局２０３の通信エリア情報を記憶する。解析フェーズにおいて、解析部４８２は、移動中継局２０３毎に、端末信号受信処理部４４０における復号成功率に基づいて、各通信エリアにおける所要受信アンテナ数を決定する。解析部４８２は、通信エリアと所要受信アンテナ数とを対応付けたエリア別アンテナ数情報を移動中継局２０３毎に生成する。解析部４８２は、各移動中継局２０３に、その移動中継局について生成したエリア別アンテナ数情報を通知する。また、通常運用フェーズにおいて、解析部４８２は、端末信号受信処理部４４０における復号成功率が所定よりも低下した場合に、受信アンテナ数の増加を移動中継局２０３に指示する。また、解析部４８２は、通常運用フェーズにおいて移動中継局２０３から周期的に送信される全アンテナ２１０の波形データを用いて、所要受信アンテナ数の解析を行う。この解析のため、解析部４８２は、受信アンテナ数を変更しながら、解析用受信処理部４９０にその受信アンテナ数分の波形データを出力し、受信処理を実行させ、復号成功率を得る。解析部４８２は、受信アンテナ数と復号成功率との関係に基づいて、移動中継局２０３の所要受信アンテナ数を決定する。

【0112】

解析用受信処理部４９０は、分配部４９１と、Ｎ個の周波数変換部４９２と、信号処理部４９３と、端末信号復号部４９４とを備える。Ｎ個の周波数変換部４９２をそれぞれ、周波数変換部４９２－１～４９２－Ｎと記載する。分配部４９１は、解析部４８２から波形データを受信し、受信した波形データをそれぞれ、異なる周波数変換部４９２に出力する。周波数変換部４９２－１～４９２－Ｎ、信号処理部４９３、及び、端末信号復号部４９４はそれぞれ、周波数変換部４４２－１～４４２－Ｎ、信号処理部４４３、及び、端末信号復号部４４４と同様の機能を有する。なお、端末信号受信処理部４４０が解析用受信処理部４９０を兼ねてもよい。

【0113】

解析フェーズの処理について説明する。無線通信システム１０３は、解析フェーズにおいて、図３に示す第１の実施形態と同様の処理により、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信を行う。

【0114】

図１４は、移動中継局２０３の解析フェーズにおける伝送データ制御処理を示すフロー図である。まず、移動中継局２０３のアンテナ数決定部２８２は、同一パス通過回数ｐに初期値１を設定する（ステップＳ５１１）。アンテナ数決定部２８２は、同一パス通過回数ｐに応じて受信アンテナ数を決定する（ステップＳ５１２）。例えば、アンテナ数決定部２８２は、現在のパスと同一のパスにおいて過去に決定された回数が閾値に満たない受信アンテナ数を決定する。なお、閾値は、１以上の整数である。アンテナ数決定部２８２は、同一パスを通過する度に受信アンテナ数を変えてもよく、同一パスを所定の複数回通過する度に、受信アンテナ数を変更してもよい。アンテナ選択部２４３は、Ｎ本のアンテナ２１０から、ステップＳ５１２において決定された受信アンテナ数のアンテナ２１０を選択する（ステップＳ５１３）。

【0115】

受信制御部２４４は、ステップＳ５１４においてアンテナ選択部２４３が選択した選択受信アンテナのアンテナ２１０－ｎに対応した受信部２２１－ｎ及び受信波形記録部２２２－ｎを動作させ、選択受信アンテナ以外のアンテナ２１０－ｎに対応した受信部２２１－ｎ及び受信波形記録部２２２－ｎの動作を停止する（ステップＳ５１４）。端末通信部２２０は、図３のステップＳ１２１及びステップＳ１２２の処理を行って、選択受信アンテナの受信波形情報をデータ記憶部２３０に書き込む（ステップＳ５１５）。アンテナ数決定部２８２は、同一パス通過回数ｐに１を加算する（ステップＳ５１６）。移動中継局２０３は、ステップＳ５１２からの処理を繰り返す。

【0116】

移動中継局２０３は、解析フェーズにおいて、図５のステップＳ３１１～ステップＳ３１３に示す処理を行って、受信波形情報が設定された基地局ダウンリンク信号をＭＩＭＯにより送信する。無線通信システム１０３は、解析フェーズにおいて、図１５に示す処理を行う。

【0117】

図１５は、解析フェーズにおける無線通信システム１０３の情報生成処理を示すフロー図である。基地局４０３は、移動中継局２０３から基地局ダウンリンク信号を受信し、図５のステップＳ３２１～ステップＳ３２３と同様の処理を行う（ステップＳ６１１～ステップＳ６１３）。

【0118】

解析部４８２は、基地局ダウンリンク信号から読み出された移動中継局２０３の識別情報を基地局信号受信処理部４３０から取得する。さらに解析部４８２は、その基地局ダウンリンク信号から得られた受信波形情報に付与されている受信時刻の情報と、その受信時刻における受信アンテナ数の情報と、その受信時刻の受信波形情報から得られた波形データの復号成功率の情報とを端末信号受信処理部４４０から受信する。例えば、受信アンテナ数の情報は、同じ受信時刻が付与されている受信波形情報の数として得られる。解析部４８２は、移動中継局２０３の識別情報と対応付けて記憶部４８１に記憶されている通信エリア情報から、受信時刻に対応した通信エリアの情報を読み出す。解析部４８２は、移動中継局２０３の識別情報と、受信時刻の情報と、通信エリアの情報と、受信アンテナ数の情報と、復号成功率とを対応付けた第一復号結果情報を生成し、生成した第一復号結果情報を記憶部４８１に書き込む（ステップＳ６１４）。

【0119】

基地局４０３は、解析用データの受信が終了していない場合（ステップＳ６１５：ＮＯ）、ステップＳ６１１からの処理を繰り返す。基地局４０３は、解析用データの受信が終了すると（ステップＳ６１５：ＹＥＳ）、ステップＳ６１６の処理を行う。

【0120】

解析部４８２は、ステップＳ６１４において生成した第一復号結果情報を用いて、受信アンテナ数と復号成功率との関係を通信エリア毎に解析し、通信エリア別の所要受信アンテナ数を決定する（ステップＳ６１６）。具体的には、ある通信エリアにおいて、所定以上の復号成功率が得られた受信アンテナ数の平均がＮａ、最大値がＮｍａｘであったとする。解析部４８２は、所要受信アンテナ数を、Ｎａ又はＮｍａｘとしてもよく、Ｎａ又はＮｍａｘに所定数を加算した数としてもよく、Ｎａ又はＮｍａｘを所定割合増加させた数としてもよい。解析部４８２は、通信エリアと、通信エリアについて決定した所要受信アンテナ数とを対応付けたエリア別アンテナ数情報を生成する。

【0121】

移動中継局２０３は、移動しながら同一の通信エリアと通信を行う。そのため、解析部４８２は、移動中継局２０３がある特定の位置のときの受信波形情報を受信処理した結果だけではなく、その近傍に位置したときの受信波形情報を受信処理した結果も用いて、所要受信アンテナ数を決定している。復号が成功したか否かの受信処理の結果は、移動中継局２０３と端末局３０１との間の通信品質を表す。

【0122】

解析部４８２は、移動中継局２０３のエリア別アンテナ数情報を基地局信号送信処理部４６０に出力する。これにより、基地局４０３は、エリア別アンテナ数情報が設定された基地局アップリンク信号を、移動中継局２０３に送信する（ステップＳ６１７）。

【0123】

移動中継局２０３の各アンテナ２７０は、基地局アップリンク信号を受信する（ステップＳ６２１）。基地局通信部２６０ａは、図８のステップＳ４２２と同様の受信処理を行って、エリア別アンテナ数情報を取得する（ステップＳ６２２）。基地局通信部２６０ａは、取得したエリア別アンテナ数情報を伝送データ制御部２８０に出力する。伝送データ制御部２８０のアンテナ数決定部２８２は、エリア別アンテナ数情報を記憶部２８１に書き込む（ステップＳ６２３）。

【0124】

解析フェーズの後、無線通信システム１０３は、通常運用フェーズを開始する。無線通信システム１０３は、通常運用フェーズにおいて、図３に示す第１の実施形態と同様の処理により、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信を行う。

【0125】

図１６は、移動中継局２０３の通常運用フェーズにおける伝送データ制御処理を示すフロー図である。移動中継局２０３のアンテナ数決定部２８２は、所要受信アンテナ数の更新を行う周期Ｐを決定する（ステップＳ７１１）。周期Ｐは、任意に決定することができる。アンテナ数決定部２８２は、同一パス通過回数ｐに初期値１を設定する（ステップＳ７１２）。

【0126】

アンテナ数決定部２８２は、同一パス通過回数ｐが周期Ｐに達していないと判定した場合（ステップＳ７１３：ＮＯ）、エリア別アンテナ数情報に基づき、受信アンテナ数を決定する（ステップＳ７１４）。すなわち、アンテナ数決定部２８２は、現在時刻における通信エリアの情報を、記憶部２８１に記憶されるエリア情報から取得する。さらにアンテナ数決定部２８２は、読み出した通信エリアにおける受信アンテナ数を、記憶部２８１に記憶されているエリア別アンテナ数情報から読み出す。アンテナ数決定部２８２は、同一パス通過回数ｐに１を加算する（ステップＳ７１５）。

【0127】

アンテナ選択部２４３は、Ｎ本のアンテナ２１０から、ステップＳ７１４において決定された受信アンテナ数のアンテナ２１０を選択する（ステップＳ７１６）。受信制御部２４４は、ステップＳ７１６においてアンテナ選択部２４３が選択した選択受信アンテナのアンテナ２１０－ｎに対応した受信部２２１－ｎ及び受信波形記録部２２２－ｎを動作させ、選択受信アンテナ以外のアンテナ２１０－ｎに対応した受信部２２１－ｎ及び受信波形記録部２２２－ｎの動作を停止する（ステップＳ７１７）。端末通信部２２０は、図３のステップＳ１２１～ステップＳ１２２の処理を行う（ステップＳ７１８）。

【0128】

一方、アンテナ数決定部２８２は、同一パス通過回数ｐが周期Ｐに達したと判定した場合（ステップＳ７１３：ＹＥＳ）、受信アンテナ数を最大値に決定する（ステップＳ７１９）。ここでは、最大値を、全アンテナ２１０の数Ｎとする。アンテナ数決定部２８２は、同一パス通過回数ｐに１を設定する（ステップＳ７２０）。アンテナ選択部２４３は、アンテナ２１０－１～２１０－Ｎを選択する（ステップＳ７１６）。受信制御部２４４は、受信部２２１－１～２２１－Ｎ及び受信波形記録部２２２－１～２２２－Ｎを動作させる（ステップＳ７１７）。端末通信部２２０は、図３のステップＳ１２１～ステップＳ１２２の処理を行う（ステップＳ７１８）。

【0129】

移動中継局２０３は、基地局４０３から受信アンテナ数増加指示を受信した場合（ステップＳ７２１：ＹＥＳ）、受信アンテナ数増加指示に設定されている通信エリアに対応してエリア別アンテナ数情報に記憶されている受信アンテナ数を増加させる（ステップＳ７２２）。移動中継局２０３は、基地局４０３から受信アンテナ数増加指示を受信しない場合（ステップＳ７２１：ＮＯ）、又は、ステップＳ７２２の処理の後、ステップＳ７１３からの処理を繰り返す。

【0130】

移動中継局２０３は、通常運用フェーズにおいて図５のステップＳ３１１～ステップＳ３１３の処理を行い、受信波形情報を設定した基地局ダウンリンク信号を基地局４０３に送信する。

【0131】

図１７は、基地局４０３の通常運用フェーズにおける基地局ダウンリンク信号受信処理を示すフロー図である。基地局４０３は、移動中継局２０３から基地局ダウンリンク信号を受信し、図１５のステップＳ６１１～ステップＳ６１３と同様の処理を行う（ステップＳ８１１～ステップＳ８１３）。

【0132】

解析部４８２は、現在が周期Ｐであるか否かを判定する（ステップＳ８１４）。解析部４８２は、周期Ｐであると判定した場合（ステップＳ８１４：ＹＥＳ）、解析用波形データを記憶部４８１に書き込む（ステップＳ８１５）。解析部４８２は、受信アンテナ数が全アンテナ２１０の数Ｎである場合に周期Ｐと判定してもよい。解析用波形データは、移動中継局２０３の識別情報と、波形データに付与されていた受信時刻と、各アンテナ２１０のアンテナ識別情報と、各アンテナ２１０の受信波形データと、量子化ビット数と、通信エリアとを対応付けた情報である。解析部４８２は、移動中継局２０３の識別情報と、受信時刻と、各アンテナ２１０のアンテナ識別情報と、各アンテナ２１０の受信波形データと、量子化ビット数とを基地局ダウンリンク信号から読み出す。また、解析部４８２は、受信時刻に対応した通信エリアの情報を、移動中継局２０３の通信エリア情報から読み出す。量子化ビット数が固定の場合、解析用波形データに量子化ビット数が含まれなくてもよい。基地局４０３は、ステップＳ８１１からの処理を繰り返す。

【0133】

一方、解析部４８２は、周期Ｐではないと判定した場合（ステップＳ８１４：ＮＯ）、復号成功率が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ８１６）。解析部４８２は、復号成功率が閾値以上であると判定した場合（ステップＳ８１６：ＹＥＳ）、ステップＳ８１１からの処理を繰り返す。

【0134】

解析部４８２は、復号成功率が閾値に満たないと判定した場合（ステップＳ８１６：ＮＯ）、記憶部４８１に記憶されている通信エリア情報から、その復号成功率が得られたときの受信時刻の情報に対応した通信エリアの情報を読み出す。解析部４８２は、読み出した通信エリアの情報を設定した受信アンテナ数増加指示を基地局信号送信処理部４６０に出力する。解析部４８２は、量子化ビット数増加指示により、移動中継局２０３が生成する波形データのデータ量を増加させる。これにより、基地局４０３は、受信アンテナ数増加指示が設定された基地局アップリンク信号を、移動中継局２０３に送信し（ステップＳ８１７）、ステップＳ８１１からの処理を繰り返す。

【0135】

移動中継局２０３は、ステップＳ８１７において送信された基地局アップリンク信号を受信する（図１６のステップＳ７２１：ＹＥＳ）。移動中継局２０３の基地局通信部２６０ａは、基地局アップリンク信号の受信処理を行って、受信アンテナ数増加指示を取得する。基地局通信部２６０ａは、取得した受信アンテナ数増加指示を伝送データ制御部２８０に出力する。図１６のステップＳ７２２において、伝送データ制御部２８０のアンテナ数決定部２８２は、受信アンテナ数増加指示に設定されている通信エリアに対応してエリア別アンテナ数情報に記憶されている受信アンテナ数を所定数又は所定割合増加させる。基地局４０３の解析部４８２は、受信アンテナ数増加指示に受信アンテナ数を増加させる数や割合の情報を設定してもよい。また、解析部４８２は、同一の通信エリアについて復号成功率が閾値に満たなかった回数が所定回に達した場合に、受信アンテナ数増加指示を送信してもよい。

【0136】

上記により、移動中継局２０３は、正確な所要アンテナ数の把握のために、通常運用フェーズにおいても、１ヶ月に１回など定期的に全受信アンテナの波形データを基地局４０３に伝送する。基地局４０３又は地上の解析装置は、受信した全受信アンテナの波形データのうち、使用する波形データの受信アンテナ数を変えながら受信処理を行い、所要アンテナ数を解析する。１ヶ月に１回解析を行う場合、周期Ｐは、１か月におけるパス通過数である。

【0137】

図１８は、基地局４０３による受信アンテナ数の解析処理を示すフロー図である。基地局４０３は、周期Ｐにおける復号結果を用いて受信アンテナ数の解析処理を行う。基地局４０３は、移動中継局２０３毎に、図１８の処理を行う。解析部４８２は、記憶部４８１から解析用波形データを読み出す（ステップＳ９１１）。解析部４８２は、解析用波形データから各受信アンテナの波形データを読み出す。解析部４８２は、受信アンテナ数ｋに初期値Ｎを設定する（ステップＳ９１２）。

【0138】

解析部４８２は、解析用波形データから読み出した受信アンテナ数Ｎ分の波形データから、受信アンテナ数ｋ分の波形データを選択する。解析部４８２は、選択した波形データと、解析用波形データから読み出した量子化ビット数の情報を解析用受信処理部４９０に出力する。解析部４８２は、選択した波形データに、その波形データが得られたアンテナ２１０のアンテナ識別情報を付与してもよい。解析用受信処理部４９０は、解析部４８２から入力した波形データ及び量子化ビット数を用いて、受信処理を実行する（ステップＳ９１３）。すなわち、分配部４９１は、解析部４８２から受信した波形データをそれぞれ、ｋ個の異なる周波数変換部４９２に出力する。波形データにアンテナ識別情報が付与されている場合、分配部４９１は、アンテナ２１０－ｎのアンテナ識別情報が付与されている波形データと、量子化ビット数とを周波数変換部４９２－ｎに出力する。分配部４９１から波形データを入力した周波数変換部４９２はそれぞれ、量子化ビット数に基づいて、波形データから信号波形を復元する。周波数変換部４４２は、復元した信号波形が表す受信信号をＲＦ信号からベースバンド信号に周波数変換し、周波数変換した受信信号を信号処理部４９３に出力する。信号処理部４９３は、周波数変換部４９２－１～４９２－Ｎのうち、波形データを入力した周波数変換部４９２のそれぞれからベースバンド信号の受信信号を入力する。信号処理部４９３は、入力した受信信号それぞれに対して、フレーム検出（端末信号検出）、ドップラーシフト補償、及び、オフラインビーム制御を行って加算合成し、加算合成した受信信号のシンボルを端末信号復号部４９４に出力する。端末信号復号部４９４は、信号処理部４９３から入力されたシンボルを復号し、端末送信データを得る。端末信号復号部４９４は、復号成功率を解析部４８２に通知する。

【0139】

解析部４８２は、受信アンテナ数ｋが予め決められた最小値に達したという条件と、復号成功率が閾値以下であるという条件との少なくとも一方を満たしたか否かを判定する（ステップＳ９１４）。解析部４８２は、いずれの条件も満たさないと判定した場合（ステップＳ９１４：ＮＯ）、受信アンテナ数ｋの値から１を減算する（ステップＳ９１５）。解析部４８２は、ステップＳ９１３からの処理を繰り返す。

【0140】

ステップＳ９１４において、解析部４８２は、受信アンテナ数ｋが予め決められた最小値に達したという条件と、復号成功率が閾値以下であるという条件との一方又は両方を満たすと判定した場合（ステップＳ９１４：ＹＥＳ）、ステップＳ９１１において読み出した解析用波形データについて、受信アンテナ数を決定する（ステップＳ９１６）。例えば、解析部４８２は、復号成功率が閾値に満たない場合はｋ＋１を受信アンテナ数とし、復号成功率が閾値以上である場合は現在のｋを受信アンテナ数とする。解析部４８２は、決定した受信アンテナ数の情報を、解析用波形データに付加する。

【0141】

解析部４８２は、記憶部４８１に記憶されている解析用波形データに、未処理のデータがあるか否かを判定する（ステップＳ９１７）。解析部４８２は、未処理の解析用波形データがあると判定した場合（ステップＳ９１７：ＹＥＳ）、ステップＳ９１１からの処理を行う。そして、解析部４８２は、未処理の解析用波形データがないと判定した場合（ステップＳ９１７：ＮＯ）、ステップＳ９１８の処理を行う。

【0142】

解析部４８２は、同じ通信エリアが設定されている解析用波形データについて決定した受信アンテナ数に基づいて、その通信エリアの受信アンテナ数を決定する（ステップＳ９１８）。例えば、解析部４８２は、同じ通信エリアが設定されている解析用波形データについて決定した受信アンテナ数の平均、最大値、平均に所定数を加算した数、最大値に所定数を加算した数、平均を所定割合増加させた数、最大値を所定割合増加させた数などに決定してもよい。

【0143】

解析部４８２は、通信エリア毎に決定した受信アンテナ数を示すエリア別アンテナ数情報を生成する。解析部４８２は、移動中継局２０３のエリア別アンテナ数情報を基地局信号送信処理部４６０に出力する。これにより、基地局４０３は、エリア別アンテナ数情報が設定された基地局アップリンク信号を、移動中継局２０３に送信する（ステップＳ９１９）。

【0144】

移動中継局２０３は、図１５のステップＳ６２１～ステップＳ６２３の処理を行う。すなわち、基地局通信部２６０ａは、基地局アップリンク信号の受信処理を行って、エリア別アンテナ数情報を取得する。伝送データ制御部２８０のアンテナ数決定部２８２は、基地局通信部２６０ａが取得したエリア別アンテナ数情報を記憶部２８１に書き込む。

【0145】

第３の実施形態によれば、無線通信システムは、過去の実際の通信品質に基づいて、移動中継局の通信エリア毎の受信アンテナ数を決定することができる。

【0146】

（第４の実施形態）
第４の実施形態では、移動中継局が基地局ダウンリンク信号により波形データを送信する前に、地上の多地点に設置した波形サンプリング装置で取得した波形データから地上ＩｏＴ干渉信号の発生状況を解析して所要受信アンテナ数を算出し、移動中継局に通知する。移動中継局は、通知された所要受信アンテナ数のアンテナの波形データを基地局ダウンリンク信号により送信する。第４の実施形態を、上述した実施形態との差分を中心に説明する。

【0147】

図１９は、第４の実施形態による無線通信システム１０４の構成図である。図１９において、図２に示す第１の実施形態による無線通信システム１０１及び図１３に示す第３の実施形態による無線通信システム１０３と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線通信システム１０４は、移動中継局２０４と、端末局３０１と、基地局４０４と、波形サンプリング装置８１０と、解析装置８２０とを有する。移動中継局２０４は、図１の移動中継局２として用いられ、基地局４０４は、図１の基地局４として用いられる。

【0148】

移動中継局２０４が図１３に示す移動中継局２０３と異なる点は、伝送データ制御部２８０に代えて、伝送データ制御部２８５を備える点である。伝送データ制御部２８５が、伝送データ制御部２８０と異なる点は、アンテナ数決定部２８２に代えて、アンテナ数決定部２８７を備える点である。アンテナ数決定部２８７は、記憶部２８１に記憶される通信エリア情報から各時刻における通信エリアを読み出し、記憶部２８１に記憶されるエリア別アンテナ数情報から通信エリアに対応した受信アンテナ数の情報を読み出す。

【0149】

基地局４０４は、受信部４２０と、基地局信号受信処理部４３０と、端末信号受信処理部４４０と、基地局信号送信処理部４６０と、送信部４７０とを備える。複数の波形サンプリング装置８１０は、地上の多地点に設定される。波形サンプリング装置８１０は、端末アップリンク信号に使用される帯域の無線を受信し、受信した無線のサンプリング結果を解析装置８２０に通知する。

【0150】

解析装置８２０は、移動中継局２０４の通信エリア又はその通信エリアの周辺に設置されている波形サンプリング装置８１０から受信した波形データに基づいて、通信エリアに発生する干渉を検出する。解析装置８２０は、干渉の強さと、受信アンテナ数の関係とを示す計算式又は関係データを予め記憶している。解析装置８２０は、検出した干渉と、記憶している計算式又は関係データとに基づいて受信アンテナ数を決定する。解析装置８２０は、通信エリアと、その通信エリアについて決定した受信アンテナ数とを設定したアンテナ数情報を基地局４０４に通知する。基地局４０４は、解析装置８２０から受信したアンテナ数情報を設定した基地局アップリンク信号を移動中継局２０４に送信する。

【0151】

移動中継局２０４は、図１５のステップＳ６２１～ステップＳ６２２の処理を行う。すなわち、基地局通信部２６０ａは、基地局アップリンク信号の受信処理を行って、アンテナ数情報を取得する。アンテナ数決定部２８７は、基地局通信部２６０ａが基地局アップリンク信号から取得したアンテナ数情報に基づいて、記憶部２８１に記憶されているエリア別アンテナ数情報を更新する。

【0152】

無線通信システム１０４は、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信については第１の実施形態の図３と同様に動作し、受信波形情報を設定した基地局ダウンリンク信号の送受信については第１の実施形態の図５と同様に動作する。また、移動中継局２０４は、以下の点を除いて、第１の実施形態の図４と同様の伝送データ制御処理を行う。すなわち、移動中継局２０４は、ステップＳ２１２～ステップＳ２１３の処理に代えて、図１６のステップＳ７１４と同様の処理により、アンテナ数決定部２８７が、受信アンテナ数を決定する処理を行う。具体的には、アンテナ数決定部２８７は、現在時刻における通信エリアの情報を、記憶部２８１に記憶されるエリア情報から取得する。さらに、アンテナ数決定部２８７は、読み出した通信エリアにおける受信アンテナ数を、記憶部２８１に記憶されているエリア別アンテナ数情報から読み出す。

【0153】

第４の実施形態によれば、地上における実際の観測結果に基づいて、移動中継局の所要受信アンテナ数を決定することができる。

【0154】

（第５の実施形態）
第５の実施形態では、無線通信システムは、移動中継局が到来方向推定処理を行い、到来信号の数や方向の粗推定結果に基づいて、地上への伝送データ量、すなわち、受信アンテナ数を制御する。第５の実施形態を、上述した実施形態との差分を中心に説明する。

【0155】

図２０は、第５の実施形態の移動中継局２０５の構成図である。図２０において、図２に示す第１の実施形態による移動中継局２０１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。移動中継局２０５は、図１の移動中継局２として用いられる。

【0156】

移動中継局２０５が、図２に示す移動中継局２０１と異なる点は、伝送データ制御部２４０に代えて伝送データ制御部２９０を備える点である。伝送データ制御部２９０は、推定部２９１と、アンテナ数決定部２９２と、アンテナ選択部２４３と、受信制御部２４４とを備える。

【0157】

推定部２９１は、受信部２２１－１～２２１－Ｎのそれぞれが受信した端末アップリンク信号に基づいて、信号の到来方向と信号を送信した端末数とを推定する。推定には、既存の任意の技術が使用される。アンテナ数決定部２９２は、推定部２９１による推定結果に基づいて、受信アンテナ数を決定する。アンテナ数決定部２９２は、信号の到来方向及び端末数をパラメータに用いて受信アンテナ数を算出するための計算式に、推定結果を代入することにより、受信アンテナ数を決定する。計算式は、予め定義される。端末数が多いほど、移動中継局２０５における受信品質は低下するため、受信アンテナ数が多い。また、到来方向により表される仰角が大きいほど、移動中継局２０５における受信品質は良好であるため、受信アンテナ数は少なくてよい。

【0158】

第５の実施形態の無線通信システムは、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信については第１の実施形態の図３と同様に動作し、受信波形情報を設定した基地局ダウンリンク信号の送受信については第１の実施形態の図５と同様に動作する。また、第５の実施形態の移動中継局２０５は、以下の点を除いて、第１の実施形態の図４と同様の伝送データ制御処理を行う。すなわち、移動中継局２０５は、ステップＳ２１２～ステップＳ２１３の処理に代えて、以下の処理を行う。推定部２９１は、受信部２２１－１～２２１－Ｎのそれぞれが受信した端末アップリンク信号に基づいて、信号の到来方向と信号を送信した端末数とを推定する。アンテナ数決定部２９２は、推定部２９１による推定結果に基づいて、受信アンテナ数を決定する。

【0159】

第５の実施形態によれば、移動中継局において推定した受信状態に基づいて、受信アンテナ数を制御することができる。

【0160】

（第６の実施形態）
第６の実施形態では、移動中継局が受信波形情報を設定した基地局ダウンリンク信号を送信するために用いる送信アンテナの数を制御する。

【0161】

図２１は、第６の実施形態の移動中継局２０６を示す図である。移動中継局２０６は、アンテナ２１０－１～２１０－Ｎと、端末通信部２２０と、データ記憶部２３０と、伝送データ制御部２９５と、送信アンテナ制御部２９６と、基地局通信部２９７と、Ｍ本のアンテナ２７０とを備える。

【0162】

伝送データ制御部２９５は、上述した第１～第５の実施形態の伝送データ制御部２４０、２４０ａ、２４５、２８０、２８５、２９０である。送信アンテナ制御部２９６は、伝送データ制御部２９５が決定した受信アンテナ数に対応した送信アンテナ数を決定する。基地局通信部２９７は、基地局通信部２６０又は基地局通信部２６０ａである。基地局通信部２９７は、記憶部２９８と、制御部２９９と、送信データ変調部２６３と、送信部２６４とを備える。記憶部２９８及び制御部２９９は、記憶部２６１及び制御部２６２に、又は、記憶部２６１ａ及び制御部２６２ａに相当する。

【0163】

伝送データ制御部２９５として用いられる伝送データ制御部２４０、２４０ａ、２４５、２８０、２８５、２９０それぞれのアンテナ数決定部２４２、２４７、２８２、２８７、２９２は、受信時刻ｔの受信アンテナ数に加え、受信時刻ｔの送信アンテナ数を決定する。アンテナ数決定部２４２、２４７、２８２、２８７、２９２は、上述した実施形態において受信アンテナ数を決定する場合と同様の処理により、送信アンテナ数を決定してもよい。あるいは、アンテナ数決定部２４２、２４７、２８２、２８７、２９２は、予め決められた受信アンテナ数と送信アンテナ数との対応関係に基づいて、各受信時刻ｔにおける受信アンテナ数に対応した送信アンテナ数を決定してもよい。

【0164】

伝送データ制御部２９５として用いられる伝送データ制御部２４０、２４０ａ、２４５、２８０、２８５、２９０それぞれのアンテナ選択部２４３は、Ｍ本のアンテナ２７０から、アンテナ数決定部２４２、２４７、２８２、２８７、２９２により決定された送信アンテナ数のアンテナ２７０を選択する。例えば、アンテナ選択部２４３は、この選択を、受信アンテナ数のアンテナ２１０を選択する場合と同様の処理により行う。選択されたアンテナ２７０を、選択送信アンテナと記載する。送信アンテナ制御部２９６は、受信時刻ｔの送信アンテナ数ｍ（ｍはＭ以下の整数）及び選択送信アンテナを基地局通信部２９７に通知する。

【0165】

送信データ変調部２６３は、データ記憶部２３０から受信時刻ｔの受信波形情報を送信データとして読み出す。送信データ変調部２６３は、送信データを、ｍ本の選択送信アンテナにより送信するパラレル信号に変換する。送信データ変調部２６３は、生成されたパラレル信号を変調する。これにより、ｍ本の各選択送信アンテナにより送信する基地局ダウンリンク信号が生成される。

【0166】

送信部２６４は、各アンテナ２７０に対応した電力増幅器を有している。送信アンテナ制御部２９６は、送信データ変調部２６３により生成された基地局ダウンリンク信号をｍ本の各選択送信アンテナから送信する際に、選択送信アンテナに対応した電力増幅器へ電源を供給し、選択送信アンテナ以外のアンテナ２７０に対応した電力増幅器への電源供給をオフにする。これにより、選択送信アンテナから基地局ダウンリンク信号が送信される。

【0167】

なお、送信部２６４が各アンテナ２７０により送信する基地局ダウンリンク信号にウェイトを乗算する場合、送信アンテナ数によって適切なウェイトが異なる。そこで、記憶部２９８に、送信アンテナ数と、各選択送信アンテナの時刻毎の送信ウェイトとを対応付けた情報を予め記憶しておく。制御部２９９は、送信アンテナ数ｍの各選択送信アンテナから基地局ダウンリンク信号を送信する際、送信時刻及び送信アンテナ数ｍに対応した各選択送信アンテナの送信ウェイトを記憶部２９８から読み出す。制御部２９９は、送信データ変調部２６３が変調した各パラレル信号に、そのパラレル信号を送信する選択送信アンテナの送信ウェイトにより重み付けを行うよう送信部２６４に指示する。送信部２６４は、送信データ変調部２６３が生成したパラレル信号に制御部２９９から指示されたウェイトにより重み付けを行って、各選択送信アンテナから送信する基地局ダウンリンク信号を生成する。

【0168】

また、移動中継局２０６と図６に示す基地局４０１ａ又は図１１に示す基地局４０２が通信する場合、基地局４０１ａのアンテナ数決定部４５２又は基地局４０２のアンテナ数決定部４５７は、受信アンテナ数を決定する場合と同様の処理により各受信時刻ｔの送信アンテナ数を決定してもよい。あるいは、アンテナ数決定部４５２又はアンテナ数決定部４５７は、予め決められた受信アンテナ数と送信アンテナ数との対応関係に基づいて、各受信時刻ｔにおける受信アンテナ数に対応した送信アンテナ数を決定してもよい。アンテナ選択部４５３は、受信アンテナ数のアンテナ２１０を選択する場合と同様の処理により、Ｍ本のアンテナ２７０から送信アンテナ数の送信アンテナを選択する。アンテナ選択部４５３は、移動中継局に送信するアンテナ選択情報に、受信時刻ｔにおける選択送信アンテナのアンテナ識別情報をさらに設定する。あるいは、アンテナ数決定部４５２、４５７は、移動中継局２０６に送信するアンテナ数情報に各受信時刻ｔの送信アンテナ数をさらに設定する。送信アンテナ制御部２９６は、基地局通信部２９７が受信時刻ｔの受信波形情報を基地局ダウンリンク信号で送信する際に、アンテナ数情報から受信時刻ｔの送信アンテナ数を、あるいは、アンテナ選択情報から受信時刻ｔの選択送信アンテナを読み出す。送信アンテナ制御部２９６は、送信アンテナ数を読み出した場合は、その送信アンテナ数の選択送信アンテナを決定する。送信アンテナ制御部２９６は、受信時刻ｔの送信アンテナ数及び選択送信アンテナを基地局通信部２９７に通知する。

【0169】

また、移動中継局２０６と図１３に示す基地局４０３が通信する場合、基地局４０３の解析部４８２は、受信アンテナ数に応じて決定した送信アンテナ数の情報をエリア別アンテナ数情報に設定してもよい。また、移動中継局２０６と図１９に示す基地局４０４が通信する場合、基地局４０４の解析装置８２０は、受信アンテナ数に応じて決定した送信アンテナ数の情報をアンテナ数情報に設定してもよい。送信アンテナ制御部２９６は、基地局通信部２９７が受信時刻ｔの受信波形情報を基地局ダウンリンク信号で送信する際に、エリア別アンテナ数情報から受信時刻ｔの通信エリアに対応した送信アンテナ数を読み出す。送信アンテナ制御部２９６は、読み出した送信アンテナ数の選択送信アンテナを決定する。送信アンテナ制御部２９６は、受信時刻ｔの送信アンテナ数及び選択送信アンテナを基地局通信部２９７に通知する。

【0170】

第６の実施形態によれば、移動中継局が基地局ダウンリンク信号を送信する際に不要なＭＩＭＯ送信系の電源をオフにするため、さらに消費電力を抑えることが可能になる。

【0171】

（第７の実施形態）
第７の実施形態の無線通信システムは、移動中継局の通信先である地球上のエリアにおける所定位置から移動中継局に対する仰角に応じて量子化ビット数を決定する。所定位置は、例えば、エリアの中心である。第７の実施形態を、第１の実施形態との差分を中心に説明する。

【0172】

図２２は、第７の実施形態による無線通信システム１１１の構成図である。図２２において、図２に示す第１の実施形態による無線通信システム１０１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線通信システム１１１は、移動中継局５０１と、端末局３０１と、基地局４０１とを有する。移動中継局５０１は、図１の移動中継局２として用いられる。

【0173】

移動中継局５０１と、図２に示す移動中継局２０１とが異なる点は、端末通信部２２０及び伝送データ制御部２４０に代えて、端末通信部５２０及び伝送データ制御部５４０を備える点である。

【0174】

端末通信部５２０は、Ｎ個の受信部２２１と、Ｎ個の受信波形記録部５２２とを有する（Ｎは１以上の整数）。Ｎ個の受信波形記録部５２２を、受信波形記録部５２２－１～５２２－Ｎと記載する。受信波形記録部５２２－ｎは、図２に示す受信波形記録部２２２－ｎと同様の処理を行う。ただし、受信波形記録部５２２－ｎは、受信部２２１－ｎが受信した端末アップリンク信号の受信波形を、伝送データ制御部５４０から指示された量子化ビット数によりＲＦ信号のままサンプリングし、サンプリングにより得られた値を示す波形データを生成する。受信波形記録部５２２－ｎは、アンテナ２１０－ｎのアンテナ識別情報と、アンテナ２１０－ｎにおける端末アップリンク信号の受信時刻と、生成した波形データと、波形データの生成に用いた量子化ビット数とを設定した受信波形情報をデータ記憶部２３０に書き込む。

【0175】

伝送データ制御部５４０は、記憶部５４１と、量子化ビット数決定部５４２と、量子化ビット数指示部５４３とを備える。記憶部５４１は、第１の実施形態の記憶部２４１と同様に、軌道情報と、通信エリア情報とを記憶している。量子化ビット数決定部５４２は、各時刻におけるＬＥＯ衛星の位置と通信エリアの位置の情報とを用いて、通信エリアの中心位置からＬＥＯ衛星への仰角を算出する。量子化ビット数決定部５４２は、各時刻におけるＬＥＯ衛星の位置を記憶部５４１に記憶される軌道情報に基づいて取得する。また、量子化ビット数決定部５４２は、各時刻における通信エリアの位置の情報を、記憶部５４１に記憶されるエリア情報から取得する。量子化ビット数決定部５４２は、仰角をパラメータに用いて量子化ビット数を算出する関係式に、算出した仰角の値をパラメータ値として代入することにより、量子化ビット数を計算する。この関係式は、事前に定義される。あるいは、記憶部５４１に仰角の範囲と、量子化ビット数とを対応付けた関係データを記憶しておき、量子化ビット数決定部５４２は、算出した仰角の値に対応する量子化ビット数を関係データから読み出してもよい。仰角が９０度に近いほど、量子化ビット数は少ない。

【0176】

量子化ビット数指示部５４３は、量子化ビット数決定部５４２が決定した量子化ビット数により波形データをサンプリングするよう端末通信部５２０の受信波形記録部５２２に指示する。

【0177】

無線通信システム１１１は、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信については第１の実施形態の図３と同様に動作し、受信波形情報を設定した基地局ダウンリンク信号の送受信については第１の実施形態の図５と同様に動作する。ただし、図３のステップＳ１２２において、全ての受信波形記録部５２２－ｎは、量子化ビット数指示部５４３から指示された量子化ビット数により、受信部２２１－ｎが受信した端末アップリンク信号をサンプリングし、波形データを生成する。以降の実施形態においても同様である。受信波形記録部５２２－ｎは、生成した波形データと、受信時刻と、アンテナ２１０－ｎのアンテナ識別情報と、量子化ビット数とを対応付けた受信波形情報をデータ記憶部２３０に書き込む。また、移動中継局５０１は、量子化ビット数を制御するために、図２３に示す伝送データ制御処理を行う。

【0178】

図２３は、移動中継局５０１による伝送データ制御処理を示すフロー図である。移動中継局５０１の量子化ビット数決定部５４２は、受信時刻ｔに初期値ｔｓを設定する（ステップＳ２１０１）。受信時刻ｔは、移動中継局５０１における端末アップリンク信号の受信時刻を表す。受信時刻ｔは、基準時刻から経過した単位時間のカウント値により表わされる。初期値ｔｓは、現在時刻である。

【0179】

量子化ビット数決定部５４２は、受信時刻ｔにおけるＬＥＯ衛星の位置を記憶部５４１に記憶される軌道情報に基づいて取得する。さらに、量子化ビット数決定部５４２は、受信時刻ｔにおける通信エリアの位置の情報を、記憶部５４１に記憶される通信エリア情報から取得する。量子化ビット数決定部５４２は、通信エリアの中心位置から、移動中継局５０１を搭載しているＬＥＯ衛星の受信時刻ｔにおける位置への仰角を算出する（ステップＳ２１０２）。

【0180】

量子化ビット数決定部５４２は、仰角をパラメータに用いて量子化ビット数を算出する関係式に、ステップＳ２１０２において算出された仰角の値をパラメータ値として代入することにより、量子化ビット数を計算する（ステップＳ２１０３）。量子化ビット数指示部５４３は、ステップＳ２１０３において量子化ビット数決定部５４２が計算した量子化ビット数を受信波形記録部５２２に指示する（ステップＳ２１０４）。これにより、図３のステップＳ１２２において、移動中継局５０１の受信波形記録部５２２は、量子化ビット数指示部５４３により指示された量子化ビット数により端末アップリンク信号をサンプリングして波形データを生成する。量子化ビット数決定部５４２は、受信時刻ｔに１を加算し（ステップＳ２１０５）、ステップＳ２１０２からの処理を繰り返す。

【0181】

伝送データ制御部５４０は、現在時刻よりも先の時刻を受信時刻ｔとして図２３に示す処理を行ってもよい。これより、伝送データ制御部５４０は、端末アップリンク信号の受信前に予め量子化ビット数を決定しておくことができる。この場合、ステップＳ２１０１において、量子化ビット数決定部５４２は、初期値ｔｓに現在時刻よりも先の時刻を用いる。そして、ステップＳ２１０３において、量子化ビット数決定部５４２は、受信時刻ｔにおける量子化ビット数を示す量子化ビット数制御情報を記憶部５４１に記憶する処理をさらに行う。伝送データ制御部５４０は、ステップＳ２１０３の後、ステップＳ２１０４の処理を行わずにステップＳ２１０５の処理に進む。量子化ビット数指示部５４３は、現在時刻に対応した量子化ビット数の情報を記憶部５４１に記憶されている量子化ビット数制御情報から読み出す。量子化ビット数指示部５４３は、読み出した量子化ビット数を受信波形記録部５２２に指示する。

【0182】

なお、図２４に示すように、移動中継局５０１が有する伝送データ制御部５４０の一部の機能を、基地局が備えてもよい。図２４は、無線通信システム１１１ａの構成図である。図２４において、図２２に示す無線通信システム１１１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線通信システム１１１ａは、移動中継局５０１ａと、端末局３０１と、基地局６０１とを有する。移動中継局５０１ａは、図１の移動中継局２として用いられ、基地局６０１は、図１の基地局４として用いられる。

【0183】

図２４に示す移動中継局５０１ａが、図２２に示す移動中継局５０１と異なる点は、伝送データ制御部５４０に代えて伝送データ制御部５４０ａ備える点と、基地局通信部２６０に代えて図６及び図７に示す基地局通信部２６０ａを備える点である。

【0184】

伝送データ制御部５４０ａは、記憶部５４１ａと、量子化ビット数指示部５４３ａとを備える。記憶部５４１ａは、量子化ビット数制御情報を記憶する。量子化ビット数制御情報は、各受信時刻における量子化ビット数を示す情報である。量子化ビット数指示部５４３ａは、現在時刻に対応した量子化ビット数の情報を記憶部５４１ａに記憶されている量子化ビット数制御情報から読み出す。量子化ビット数指示部５４３ａは、読み出した量子化ビット数により波形データをサンプリングするよう受信波形記録部５２２に指示する。

【0185】

図２４に示す基地局６０１が、図２２に示す基地局４０１と異なる点は、制御情報生成部６５０と、図６に示す基地局信号送信処理部４６０及び送信部４７０とをさらに備える点である。なお、基地局６０１と接続される外部の装置が、制御情報生成部６５０を備えてもよい。

【0186】

制御情報生成部６５０は、各移動中継局５０１ａの量子化ビット数制御情報を生成する。制御情報生成部６５０は、記憶部６５１と、量子化ビット数決定部６５２とを有する。

【0187】

記憶部６５１は、移動中継局５０１ａ毎に、移動中継局５０１ａを搭載しているＬＥＯ衛星の軌道情報と、通信エリア情報とを記憶している。量子化ビット数決定部６５２は、移動中継局５０１ａ毎に、図２２に示す量子化ビット数決定部５４２と同様の処理を行う。これにより、量子化ビット数決定部６５２は、移動中継局５０１ａ毎に、各受信時刻における量子化ビット数を計算する。量子化ビット数決定部６５２は、移動中継局５０１ａ毎に、各受信時刻の量子化ビット数を示す量子化ビット数制御情報を生成する。

【0188】

無線通信システム１１１ａは、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信については第１の実施形態の図３と同様に動作し、受信波形情報を設定した基地局ダウンリンク信号の送受信については第１の実施形態の図５と同様に動作する。また、無線通信システム１１１ａは、各移動中継局５０１ａが伝送データ制御に使用する情報を生成するために、移動中継局５０１ａ毎に図２５の処理を行う。

【0189】

図２５は、無線通信システム１１１ａによる情報生成処理を示すフロー図である。基地局６０１の量子化ビット数決定部６５２は、受信時刻ｔに初期値ｔｓを設定する（ステップＳ２２１１）。初期値ｔｓは、現在時刻よりも先の時刻である。

【0190】

量子化ビット数決定部６５２は、記憶部６５１に記憶される軌道情報及び通信エリア情報を参照して、図２３のステップＳ２１０２と同様の処理を行う。これにより、量子化ビット数決定部６５２は、受信時刻ｔにおける通信エリアの中心位置から、移動中継局５０１ａを搭載しているＬＥＯ衛星の位置への仰角を算出する（ステップＳ２２１２）。量子化ビット数決定部６５２は、記憶部６５１に記憶される軌道情報及び通信エリア情報を参照して、図２２のステップＳ２１０３と同様の処理により、ステップＳ２２１２において算出された仰角の値に基づく量子化ビット数を計算する（ステップＳ２２１３）。量子化ビット数決定部６５２は、受信時刻ｔと、ステップＳ２２１３において計算された量子化ビット数とを対応付けた量子化ビット数制御情報を生成する（ステップＳ２２１４）。

【0191】

量子化ビット数決定部６５２は、所定の終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２２１５）。終了条件は、例えば、受信時刻ｔが所定時刻に達した場合や、ステップＳ２２１２からステップＳ２２１６のループ処理を所定回行った場合などとすることができる。

【0192】

量子化ビット数決定部６５２は、終了条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ２２１５：ＮＯ）、受信時刻ｔに１を加算し（ステップＳ２２１６）、ステップＳ２２１２からの処理を繰り返す。量子化ビット数決定部６５２は、終了条件を満たしたと判定した場合（ステップＳ２２１５：ＹＥＳ）、生成した量子化ビット数制御情報を基地局信号送信処理部４６０に出力する。基地局信号送信処理部４６０は、アンテナ選択部４５３から入力した量子化ビット数制御情報を送信データとして設定した基地局アップリンク信号をアンテナ局４１０に出力する。アンテナ局４１０は、基地局アップリンク信号を無線により送信する（ステップＳ２２１７）。

【0193】

移動中継局５０１ａの各アンテナ２７０は、基地局アップリンク信号を受信する（ステップＳ２２２１）。移動中継局５０１ａの基地局通信部２６０ａは、図８のステップＳ４２２と同様の処理を行って、基地局６０１が送信した量子化ビット数制御情報を得る（ステップＳ２２２２）。受信処理部２６６は、量子化ビット数制御情報を量子化ビット数指示部５４３ａに出力する。量子化ビット数指示部５４３ａは、量子化ビット数制御情報を、記憶部５４１ａに記憶する（ステップＳ２２２３）。

【0194】

伝送データ制御部５４０ａは、以下の点を除き、図２３の伝送データ制御処理を行う。すなわち、ステップＳ２１０２～ステップＳ２１０３の処理に代えて、量子化ビット数指示部５４３ａが、現在時刻を表す受信時刻ｔに対応した量子化ビット数の情報を記憶部５４１ａに記憶されている量子化ビット数制御情報から読み出す処理を行う。

【0195】

図２２に示す移動中継局５０１が、基地局通信部２６０に代えて図６及び図７に示す基地局通信部２６０ａを備えてもよい。この場合、図２２に示す基地局４０１は、図６に示す基地局信号送信処理部４６０及び送信部４７０を備える。基地局４０１は、移動中継局５０１の記憶部５４１に記憶される軌道情報又は通信エリア情報が更新された場合、もしくは、量子化ビット数決定部５４２において用いられる関係式又は関係データが更新された場合に、更新された軌道情報、通信エリア情報、関係式又は関係データを移動中継局５０１に送信してもよい。移動中継局５０１は、記憶している軌道情報、通信エリア情報、関係式又は関係データを、受信した軌道情報、通信エリア情報、関係式又は関係データに更新する。

【0196】

また、上述した本実施形態では、移動中継局５０１と基地局４０１、及び、移動中継局５０１ａと基地局６０１が、ＭＩＭＯによる通信を行っているが、これに限られない。例えば、移動中継局５０１、５０１ａは、一本のアンテナ２７０により基地局と通信してよい。同様に、基地局４０１、６０１は、アンテナ局４１０に代えて一本のアンテナにより移動中継局と信号を送受信してもよい。

【0197】

第７の実施形態によれば、移動中継局の通信エリアからの仰角が大きく、端末局からのアップリンク信号の通信品質が良いと想定される場合には、量子化ビット数を低減する。これにより、波形データのデータ量を低減することができる。よって、移動中継局から基地局へのダウンリンクの帯域を低減することが可能となる。さらには、移動中継局の消費電力を低減することも可能となる。

【0198】

（第８の実施形態）
第８の実施形態の無線通信システムは、移動中継局が通信するエリア内の人口密度に応じて、量子化ビット数を制御する。なお、人口密度の情報に代えて、地上ＩｏＴ端末の位置の情報から得られる地上ＩｏＴ端末の設置密度の情報を用いてもよい。ここでは、人口密度を用いる場合を例に説明する。また、第８の実施形態を、第７の実施形態との差分を中心に説明する。

【0199】

図２６は、第８の実施形態による無線通信システム１１２の構成図である。図２６において、図２２に示す第７の実施形態による無線通信システム１１１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線通信システム１１２は、移動中継局５０２と、端末局３０１と、基地局４０１とを有する。移動中継局５０２は、図１の移動中継局２として用いられる。

【0200】

移動中継局５０２と、図２２に示す移動中継局５０１とが異なる点は、伝送データ制御部５４０に代えて、伝送データ制御部５４５を備える点である。伝送データ制御部５４５は、記憶部５４６と、量子化ビット数決定部５４７と、量子化ビット数指示部５４３とを備える。

【0201】

記憶部５４６は、第２の実施形態の記憶部２４６と同様に人口密度情報を記憶している。量子化ビット数決定部５４７は、記憶部５４６に記憶される人口密度情報から、端末アップリンク信号の受信時刻における通信エリアの人口密度の値を読み出す。量子化ビット数決定部５４７は、人口密度をパラメータに用いて量子化ビット数を算出する関係式に、取得した人口密度の値をパラメータ値として代入することにより、量子化ビット数を計算する。この関係式は、事前に定義される。あるいは、記憶部５４６に人口密度の値の範囲と、量子化ビット数とを対応付けた関係データを記憶してもよい。量子化ビット数決定部５４７は、人口密度の値に対応する量子化ビット数を関係データから読み出す。

【0202】

無線通信システム１１２は、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信については第１の実施形態の図３と同様に動作し、受信波形情報を設定した基地局ダウンリンク信号の送受信については第１の実施形態の図５と同様に動作する。また、移動中継局５０２は、図２７に示す伝送データ制御処理を行う。

【0203】

図２７は、移動中継局５０２による伝送データ制御処理を示すフロー図である。移動中継局５０２の量子化ビット数決定部５４７は、受信時刻ｔに初期値ｔｓを設定する（ステップＳ２３０１）。受信時刻ｔは、移動中継局５０２における端末アップリンク信号の受信時刻を表す。受信時刻ｔは、基準時刻から経過した単位時間のカウント値により表わされる。初期値ｔｓは、現在時刻である。

【0204】

量子化ビット数決定部５４７は、受信時刻ｔにおける人口密度の値を、記憶部５４６に記憶される人口密度情報から取得する（ステップＳ２３０２）。量子化ビット数決定部５４７は、人口密度をパラメータに用いて量子化ビット数を算出する関係式に、ステップＳ２３０２において取得した人口密度情報の値をパラメータ値として代入することにより、量子化ビット数を計算する（ステップＳ２３０３）。量子化ビット数指示部５４３は、ステップＳ２３０３において量子化ビット数決定部５４７が計算した量子化ビット数を受信波形記録部５２２に指示する（ステップＳ２３０４）。量子化ビット数決定部５４７は、受信時刻ｔに１を加算し（ステップＳ２３０５）、ステップＳ２３０２からの処理を繰り返す。

【0205】

なお、伝送データ制御部５４５は、現在時刻よりも先の時刻を受信時刻ｔとして図２７に示す処理を行ってもよい。これより、伝送データ制御部５４５は、端末アップリンク信号の受信前に予め量子化ビット数を決定しておくことができる。この場合、ステップＳ２３０１において、量子化ビット数決定部５４７は、初期値ｔｓに現在時刻よりも先の時刻を用いる。そして、ステップＳ２３０３において、量子化ビット数決定部５４７は、受信時刻ｔにおける量子化ビット数を示す量子化ビット数制御情報を記憶部５４６に記憶する処理をさらに行う。伝送データ制御部５４５は、ステップＳ２３０３の後、ステップＳ２３０４の処理を行わずにステップＳ２３０５の処理に進む。量子化ビット数指示部５４３は、現在時刻に対応した量子化ビット数の情報を記憶部５４６に記憶されている量子化ビット数制御情報から読み出す。量子化ビット数指示部５４３は、読み出した量子化ビット数を受信波形記録部５２２に指示する。

【0206】

また、図２８に示すように、移動中継局５０２が有する伝送データ制御部５４５の一部の機能を、基地局が備えてもよい。図２８は、無線通信システム１１２ａの構成図である。図２８において、図２４に示す無線通信システム１１１ａと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線通信システム１１２ａは、移動中継局５０１ａと、端末局３０１と、基地局６０２とを有する。基地局６０２は、図１の基地局４として用いられる。

【0207】

図２８に示す基地局６０２が、図２４に示す基地局６０１と異なる点は、制御情報生成部６５０に代えて制御情報生成部６５５を備える点である。制御情報生成部６５５は、記憶部６５６と、量子化ビット数決定部６５７とを有する。

【0208】

記憶部６５６は、移動中継局５０１ａ毎の人口密度情報を記憶している。量子化ビット数決定部６５７は、移動中継局５０１ａ毎に、図２６に示す量子化ビット数決定部５４７と同様の処理を行う。これにより、量子化ビット数決定部６５７は、移動中継局５０１ａ毎に、各受信時刻における量子化ビット数を計算する。

【0209】

無線通信システム１１２ａは、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信については第１の実施形態の図３と同様に動作し、受信波形情報を設定した基地局ダウンリンク信号の送受信については第１の実施形態の図５と同様に動作する。また、無線通信システム１１２ａは、各移動中継局５０１ａが伝送データ制御に使用する情報を生成するために、移動中継局５０１ａ毎に図２９の処理を行う。図２９は、無線通信システム１１２ａによる情報生成処理を示すフロー図である。図２９において、図２５に示す第７の実施形態による情報生成処理と同一の処理には同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0210】

基地局６０２の量子化ビット数決定部６５７は、受信時刻ｔに初期値ｔｓを設定する（ステップＳ２４１１）。受信時刻ｔｓは、現在時刻よりも先の時刻である。量子化ビット数決定部６５７は、受信時刻ｔにおける人口密度の値を、記憶部６５６に記憶される人口密度情報から取得する（ステップＳ２４１２）。量子化ビット数決定部６５７は、図２７のステップＳ２３０３と同様の処理により、人口密度に基づいて量子化ビット数を計算する（ステップＳ２４１３）。量子化ビット数決定部６５７は、受信時刻ｔと、ステップＳ２４１３において計算された量子化ビット数とを対応付けた量子化ビット数制御情報を生成する（ステップＳ２４１４）。

【0211】

量子化ビット数決定部６５７は、所定の終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２４１５）。終了条件は、図２５のステップＳ２２１５と同様とすることができる。量子化ビット数決定部６５７は、終了条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ２４１５：ＮＯ）、受信時刻ｔに１を加算し（ステップＳ２４１６）、ステップＳ２４１２からの処理を繰り返す。量子化ビット数決定部６５７は、終了条件を満たしたと判定した場合（ステップＳ２４１５：ＹＥＳ）、生成した量子化ビット数制御情報を基地局信号送信処理部４６０に出力する。基地局６０２は、図２５のステップＳ２２１７と同様の処理を行い、量子化ビット数制御情報を移動中継局５０１ａに送信する。移動中継局５０１ａは、図２５のステップＳ２２２１～ステップＳ２２２３の処理を行う。

【0212】

図２６に示す移動中継局５０２が、基地局通信部２６０に代えて図６及び図７に示す基地局通信部２６０ａを備え、図２６に示す基地局４０１が、図６に示す基地局信号送信処理部４６０及び送信部４７０を備えてもよい。基地局４０１は、移動中継局５０２の記憶部５４６に記憶される人口密度情報が更新された場合、もしくは、量子化ビット数決定部５４７において用いられる関係式又は関係データが更新された場合に、更新された人口密度情報、関係式又は関係データを移動中継局５０２に送信してもよい。移動中継局５０２は、記憶している人口密度情報、関係式又は関係データを、受信した人口密度情報、関係式又は関係データに更新する。

【0213】

無線通信システム１１２、１１２ａは、人口密度の情報に代えて地上ＩｏＴ端末の密度の情報を用いてもよい。地上ＩｏＴ端末の密度として、端末局３０１の密度を用いることもできる。また、上述した本実施形態では、移動中継局５０２と基地局４０１、及び、移動中継局５０１ａと基地局６０２が、ＭＩＭＯによる通信を行っているが、これに限られない。例えば、移動中継局５０２、５０１ａは、一本のアンテナ２７０により基地局と通信してよい。同様に、基地局４０１、６０２は、アンテナ局４１０に代えて一本のアンテナにより移動中継局と信号を送受信してもよい。

【0214】

第８の実施形態によれば、移動中継局は、通信エリアの人口密度が低く、端末局からのアップリンク信号の通信品質が良いと想定される場合には、量子化ビット数を低減することにより、基地局へ送信する波形データのデータ量を低減することができる。

【0215】

（第９の実施形態）
第９の実施形態の無線通信システムは、過去の同一パスにおける通信成功率をもとに、通信エリアごとに必要な量子化ビット数を決定する。すなわち、無線通信システムは、過去に移動中継局が各通信エリアの上空を通過したときに受信した端末アップリンク信号の復号成功率と、復号を行った際の量子化ビット数とに基づいて、所要量子化ビット数を決定する。所要量子化ビット数を決定するためのデータを収集し、収集したデータを解析して所要量子化ビット数を決定する段階を解析フェーズ、解析フェーズで決定された所要量子化ビット数で通信を行う段階を通常運用フェーズと記載する。解析フェーズは、移動中継局が同一パスを複数回通過する時間継続する。第９の実施形態を、第７及び第８の実施形態との差分を中心に説明する。

【0216】

図３０は、第９の実施形態による無線通信システム１１３の構成図である。図３０において、図２２に示す第７の実施形態による無線通信システム１１１及び図２４に示す第７の実施形態による無線通信システム１１１ａと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線通信システム１１３は、移動中継局５０３と、端末局３０１と、基地局６０３とを有する。移動中継局５０３は、図１の移動中継局２として用いられ、基地局６０３は、図１の基地局４として用いられる。

【0217】

移動中継局５０３と、図２２に示す移動中継局５０１とが異なる点は、伝送データ制御部５４０に代えて伝送データ制御部５８０を備える点と、基地局通信部２６０に代えて基地局通信部２６０ａを備える点である。伝送データ制御部５８０は、記憶部５８１と、量子化ビット数決定部５８２と、量子化ビット数指示部５４３とを備える。

【0218】

記憶部５８１は、通信エリア情報と、エリア別量子化ビット数情報を記憶する。エリア別量子化ビット数情報は、通信エリアと、量子化ビット数とを対応付けた情報である。量子化ビット数決定部５８２は、量子化ビット数を決定する。解析フェーズにおいて、量子化ビット数決定部５８２は、異なるタイミングの同一パスについて複数種の量子化ビット数を決定する。通常運用フェーズにおいて、量子化ビット数決定部５８２は、記憶部５８１に記憶される通信エリア情報から各時刻における通信エリアを読み出し、記憶部５８１に記憶されるエリア別量子化ビット数情報から通信エリアに対応した量子化ビット数の情報を読み出す。ただし、通常運用フェーズにおいて、量子化ビット数決定部５８２は、同一のパスを所定回通過するたびに、通信エリア情報が示す量子化ビット数よりも多い量子化ビット数を用いると決定する。例えば、量子化ビット数決定部５８２は、とり得る最大の量子化ビット数に決定する。また、量子化ビット数決定部５８２は、基地局６０３から送信された通信エリア情報により、記憶部５８１に記憶されるエリア別量子化ビット数情報を更新する。また、量子化ビット数決定部５８２は、基地局６０３からの指示により、エリア別量子化ビット数情報に設定されている量子化ビット数を増加させる。

【0219】

図３０に示す基地局６０３が、図２２に示す基地局４０１と異なる点は、図６に示す基地局信号送信処理部４６０及び送信部４７０と、指示部６８０と、図１３に示す解析用受信処理部４９０とをさらに備える点である。なお、基地局６０３と接続される外部の装置が、指示部６８０及び解析用受信処理部４９０の一方又は両方を備えてもよい。

【0220】

指示部６８０は、記憶部６８１と、解析部６８２とを有する。記憶部６８１は、各移動中継局５０３の通信エリア情報を記憶する。解析フェーズにおいて、解析部６８２は、移動中継局５０３毎に、端末信号受信処理部４４０における復号成功率に基づいて、各通信エリアにおける所要量子化ビット数を決定する。解析部６８２は、通信エリアと所要量子化ビット数とを対応付けたエリア別量子化ビット数情報を移動中継局５０３毎に生成する。解析部６８２は、各移動中継局５０３に、その移動中継局について生成したエリア別量子化ビット数情報を通知する。また、通常運用フェーズにおいて、解析部６８２は、端末信号受信処理部４４０における復号成功率が所定よりも低下した場合に、量子化ビット数の増加を移動中継局５０３に指示する。また、解析部６８２は、通常運用フェーズにおいて移動中継局５０３から周期的に送信される波形データを用いて、所要量子化ビット数の解析を行う。この解析のため、解析部６８２は、量子化ビット数を変更しながら、解析用受信処理部４９０にその量子化ビット数によりサンプリングされた端末アップリンク信号の波形データを出力し、受信処理を実行させ、復号成功率を得る。解析部６８２は、量子化ビット数と復号成功率との関係に基づいて、移動中継局５０３の所要量子化ビット数を決定する。

【0221】

解析フェーズの処理について説明する。無線通信システム１１３は、解析フェーズにおいて、図３に示す第１の実施形態と同様の処理により、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信を行う。

【0222】

図３１は、移動中継局５０３の解析フェーズにおける伝送データ制御処理を示すフロー図である。まず、移動中継局５０３の量子化ビット数決定部５８２は、同一パス通過回数ｐに初期値１を設定する（ステップＳ２５１１）。量子化ビット数決定部５８２は、同一パス通過回数ｐに応じて量子化ビット数を決定する（ステップＳ２５１２）。例えば、量子化ビット数決定部５８２は、現在のパスと同一のパスにおいて過去に決定された回数が閾値に満たない量子化ビット数を決定する。なお、閾値は、１以上の整数である。量子化ビット数決定部５８２は、同一パスを通過する度に量子化ビット数を変えてもよく、同一パスを所定の複数回通過する度に、量子化ビット数を変更してもよい。量子化ビット数指示部５４３は、ステップＳ２５１２において決定された量子化ビット数を受信波形記録部５２２に指示する（ステップＳ２５１３）。端末通信部５２０は、図３のステップＳ１２１及びステップＳ１２２の処理を行って、各アンテナ２１０の受信波形情報をデータ記憶部２３０に書き込む（ステップＳ２５１４）。量子化ビット数決定部５８２は、同一パス通過回数ｐに１を加算する（ステップＳ２５１５）。移動中継局５０３は、ステップＳ２５１２からの処理を繰り返す。

【0223】

移動中継局５０３は、解析フェーズにおいて、図５のステップＳ３１１～ステップＳ３１３に示す処理を行って、受信波形情報が設定された基地局ダウンリンク信号をＭＩＭＯにより送信する。無線通信システム１１３は、解析フェーズにおいて、図３２に示す処理を行う。

【0224】

図３２は、解析フェーズにおける無線通信システム１１３の情報生成処理を示すフロー図である。基地局６０３は、移動中継局５０３から基地局ダウンリンク信号を受信し、図５のステップＳ３２１～ステップＳ３２３と同様の処理を行う（ステップＳ２６１１～ステップＳ２６１３）。

【0225】

解析部６８２は、基地局ダウンリンク信号から読み出された移動中継局５０３の識別情報を基地局信号受信処理部４３０から取得する。さらに解析部６８２は、その基地局ダウンリンク信号から得られた受信波形情報に付与されている受信時刻の情報及び量子化ビット数の情報と、その受信時刻の受信波形情報から得られた波形データの復号成功率の情報とを端末信号受信処理部４４０から受信する。解析部６８２は、移動中継局５０３の識別情報と対応付けて記憶部６８１に記憶されている通信エリア情報から、受信時刻に対応した通信エリアの情報を読み出す。解析部６８２は、移動中継局５０３の識別情報と、受信時刻の情報と、通信エリアの情報と、量子化ビット数の情報と、復号成功率とを対応付けた第二復号結果情報を生成し、生成した第二復号結果情報を記憶部６８１に書き込む（ステップＳ２６１４）。

【0226】

基地局６０３は、解析用データの受信が終了していない場合（ステップＳ２６１５：ＮＯ）、ステップＳ２６１１からの処理を繰り返す。基地局６０３は、解析用データの受信が終了すると（ステップＳ２６１５：ＹＥＳ）、ステップＳ２６１６の処理を行う。

【0227】

解析部６８２は、ステップＳ２６１４において生成した第二復号結果情報を用いて、量子化ビット数と復号成功率との関係を通信エリア毎に解析し、通信エリア別の所要量子化ビット数を決定する（ステップＳ２６１６）。具体的には、ある通信エリアにおいて、所定以上の復号成功率が得られた量子化ビット数の平均がＮａ、最大値がＮｍａｘであったとする。解析部６８２は、所要量子化ビット数を、Ｎａ又はＮｍａｘとしてもよく、Ｎａ又はＮｍａｘに所定数を加算した数としてもよく、Ｎａ又はＮｍａｘを所定割合増加させた数としてもよい。量子化ビット数が段階的な値をとる場合、解析部６８２は、上記のように計算された値を超え、かつ、計算された値に最も近い段階的な値を量子化ビット数とする。解析部６８２は、通信エリアと、通信エリアについて決定した所要量子化ビット数とを対応付けたエリア別量子化ビット数情報を生成する。

【0228】

移動中継局５０３は、移動しながら同一の通信エリアと通信を行う。そのため、解析部６８２は、移動中継局５０３がある特定の位置のときの受信波形情報を受信処理した結果だけではなく、その近傍に位置したとき受信波形情報を受信処理した結果も用いて、所要量子化ビット数を決定している。復号が成功したか否かの受信処理の結果は、移動中継局５０３と端末局３０１との間の通信品質を表す。

【0229】

解析部６８２は、移動中継局５０３のエリア別量子化ビット数情報を基地局信号送信処理部４６０に出力する。これにより、基地局６０３は、エリア別量子化ビット数情報が設定された基地局アップリンク信号を、移動中継局５０３に送信する（ステップＳ２６１７）。

【0230】

移動中継局５０３の各アンテナ２７０は、基地局アップリンク信号を受信する（ステップＳ２６２１）。移動中継局５０３の基地局通信部２６０ａは、図８のステップＳ４２２と同様の処理を行って、基地局６０３が送信したエリア別量子化ビット数情報を得る（ステップＳ２６２２）。受信処理部２６６は、エリア別量子化ビット数情報を量子化ビット数決定部５８２に出力する。量子化ビット数決定部５８２は、エリア別量子化ビット数情報を、記憶部５８１に記憶する（ステップＳ２６２３）。

【0231】

解析フェーズの後、無線通信システム１１３は、通常運用フェーズを開始する。無線通信システム１１３は、通常運用フェーズにおいて、図３に示す第１の実施形態と同様の処理により、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信を行う。

【0232】

図３３は、移動中継局５０３の通常運用フェーズにおける伝送データ制御処理を示すフロー図である。移動中継局５０３の量子化ビット数決定部５８２は、所要量子化ビット数の更新を行う周期Ｐを決定する（ステップＳ２７１１）。周期Ｐは、任意に決定することができる。量子化ビット数決定部５８２は、同一パス通過回数ｐに初期値１を設定する（ステップＳ２７１２）。

【0233】

量子化ビット数決定部５８２は、同一パス通過回数ｐが周期Ｐに達していないと判定した場合（ステップＳ２７１３：ＮＯ）、エリア別量子化ビット数情報に基づき、量子化ビット数を決定する（ステップＳ２７１４）。すなわち、量子化ビット数決定部５８２は、現在時刻における通信エリアの情報を、記憶部５８１に記憶されるエリア情報から取得する。さらに量子化ビット数決定部５８２は、読み出した通信エリアにおける量子化ビット数を、記憶部５８１に記憶されているエリア別量子化ビット数情報から読み出す。量子化ビット数決定部５８２は、同一パス通過回数ｐに１を加算する（ステップＳ２７１５）。

【0234】

一方、量子化ビット数決定部５８２は、同一パス通過回数ｐが周期Ｐに達したと判定した場合（ステップＳ２７１３：ＹＥＳ）、量子化ビット数を最大値に決定する（ステップＳ２７１６）。量子化ビット数決定部５８２は、同一パス通過回数ｐに１を設定する（ステップＳ２７１７）。

【0235】

量子化ビット数指示部５４３は、ステップＳ２７１４又はステップＳ２７１７において量子化ビット数決定部５８２が決定した量子化ビット数を受信波形記録部５２２に指示する（ステップＳ２７１８）。端末通信部５２０は、図３のステップＳ１２１～ステップＳ１２２の処理を行う（ステップＳ２７１９）。

【0236】

移動中継局５０３は、基地局６０３から量子化ビット数増加指示を受信した場合（ステップＳ２７２０：ＹＥＳ）、量子化ビット数増加指示に設定されている通信エリアに対応してエリア別量子化ビット数情報に記憶されている量子化ビット数を増加させる（ステップＳ２７２１）。移動中継局５０３は、基地局６０３から量子化ビット数増加指示を受信しない場合（ステップＳ２７２０：ＮＯ）、又は、ステップＳ２７２１の処理の後、ステップＳ２７１３からの処理を繰り返す。

【0237】

移動中継局５０３は、通常運用フェーズにおいて図５のステップＳ３１１～ステップＳ３１３の処理を行い、受信波形情報を設定した基地局ダウンリンク信号を基地局６０３に送信する。

【0238】

図３４は、基地局６０３の通常運用フェーズにおける基地局ダウンリンク信号受信処理を示すフロー図である。基地局６０３は、波形データが設定された基地局ダウンリンク信号を移動中継局５０３から受信する。基地局ダウンリンク信号に設定されている波形データは、図３３の処理により量子化ビット数が制御されている。基地局６０３は、図３２のステップＳ２６１１～ステップＳ２６１３と同様の処理を行う（ステップＳ２８１１～ステップＳ２８１３）。

【0239】

解析部６８２は、現在が周期Ｐであるか否かを判定する（ステップＳ２８１４）。解析部６８２は、周期Ｐであると判定した場合（ステップＳ２８１４：ＹＥＳ）、解析用波形データを記憶部６８１に書き込む（ステップＳ２８１５）。解析部６８２は、量子化ビット数が最大値である場合に周期Ｐと判定してもよい。解析用波形データは、移動中継局５０３の識別情報と、波形データに付与されていた受信時刻と、各アンテナ２１０のアンテナ識別情報と、各アンテナ２１０の受信波形データと、量子化ビット数と、通信エリアとを対応付けた情報である。解析部６８２は、移動中継局５０３の識別情報と、受信時刻と、各アンテナ２１０のアンテナ識別情報と、各アンテナ２１０の受信波形データと、量子化ビット数とを基地局ダウンリンク信号から読み出す。また、解析部６８２は、受信時刻に対応した通信エリアの情報を、移動中継局５０３の通信エリア情報から読み出す。基地局６０３は、ステップＳ２８１１からの処理を繰り返す。

【0240】

一方、解析部６８２は、周期Ｐではないと判定した場合（ステップＳ２８１４：ＮＯ）、復号成功率が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２８１６）。解析部６８２は、復号成功率が閾値以上であると判定した場合（ステップＳ２８１６：ＹＥＳ）、ステップＳ２８１１からの処理を繰り返す。

【0241】

解析部６８２は、復号成功率が閾値に満たないと判定した場合（ステップＳ２８１６：ＮＯ）、記憶部６８１に記憶されている通信エリア情報から、その復号成功率が得られたときの受信時刻の情報に対応した通信エリアの情報を読み出す。解析部６８２は、読み出した通信エリアの情報を設定した量子化ビット数増加指示を基地局信号送信処理部４６０に出力する。解析部６８２は、量子化ビット数増加指示により、移動中継局５０３が生成する波形データのデータ量を増加させる。これにより、基地局６０３は、量子化ビット数増加指示が設定された基地局アップリンク信号を、移動中継局５０３に送信し（ステップＳ２８１７）、ステップＳ２８１１からの処理を繰り返す。

【0242】

移動中継局５０３は、ステップＳ２８１７において送信された基地局アップリンク信号を受信する（図３３のステップＳ２７２０：ＹＥＳ）。移動中継局５０３の基地局通信部２６０ａは、基地局アップリンク信号の受信処理を行って、量子化ビット数増加指示を取得する。基地局通信部２６０ａは、取得した量子化ビット数増加指示を伝送データ制御部５８０に出力する。図３３のステップＳ２７２１において、伝送データ制御部５８０の量子化ビット数決定部５８２は、量子化ビット数増加指示に設定されている通信エリアに対応してエリア別量子化ビット数情報に記憶されている量子化ビット数を所定数又は所定割合増加させる。基地局６０３の解析部６８２は、量子化ビット数増加指示に量子化ビット数を増加させる数や割合の情報を設定してもよい。量子化ビット数が段階的な値をとる場合、解析部６８２は、現在の段階よりも所定段階多い量子化ビット数に増加させる。また、解析部６８２は、同一の通信エリアについて復号成功率が閾値に満たなかった回数が所定回に達した場合に、量子化ビット数増加指示を送信してもよい。

【0243】

上記により、移動中継局５０３は、正確な所要量子化ビット数の把握のために、通常運用フェーズにおいても、１ヶ月に１回など定期的に最大の量子化ビット数によりサンプリングを行った波形データを基地局６０３に伝送する。基地局６０３又は地上の解析装置は、受信した波形データを信号に復元し、復元した信号の波形データを、量子化ビット数を変えながら生成する。基地局６０３は、各量子化ビット数の波形データを用いて受信処理を行い、所要量子化ビット数を解析する。１ヶ月に１回解析を行う場合、周期Ｐは、１か月におけるパス通過数である。

【0244】

図３５は、基地局６０３による量子化ビット数の解析処理を示すフロー図である。基地局６０３は、周期Ｐにおける復号結果を用いて量子化ビット数の解析処理を行う。基地局６０３は、移動中継局５０３毎に、図３５の処理を行う。解析部６８２は、記憶部６８１から解析用波形データを読み出す（ステップＳ２９１１）。解析部６８２は、解析用波形データから各受信アンテナの波形データ及び量子化ビット数を読み出す。解析部６８２は、量子化ビット数に基づいて、各受信アンテナの波形データから信号波形を復元する（ステップＳ２９１２）。解析部６８２は、量子化ビット数ｑに初期値を設定する（ステップＳ２９１３）。

【0245】

解析部６８２は、ステップＳ２９１２により復元した各信号波形を量子化ビット数ｑでサンプリングし、波形データを生成する（ステップＳ２９１４）。解析部６８２は、生成した波形データ及び量子化ビット数を解析用受信処理部４９０に出力する。解析部６８２は、波形データに、その波形データが得られたアンテナ２１０のアンテナ識別情報を付与してもよい。解析用受信処理部４９０は、解析部６８２から入力した波形データ及び量子化ビット数を用いて、受信処理を実行する（ステップＳ２９１５）。すなわち、分配部４９１は、解析部６８２から受信した波形データをそれぞれ、周波数変換部４９２－１～４９２－Ｎに出力する。波形データにアンテナ識別情報が付与されている場合、分配部４９１は、アンテナ２１０－ｎのアンテナ識別情報が付与されている波形データを周波数変換部４９２－ｎに出力する。周波数変換部４９２はそれぞれ、量子化ビット数に基づいて、波形データから信号波形を復元する。周波数変換部４９２は、復元した信号波形が表す信号をＲＦ信号からベースバンド信号に周波数変換し、周波数変換された受信信号を信号処理部４９３に出力する。信号処理部４９３は、周波数変換部４９２－１～４９２－Ｎのそれぞれから入力した受信信号に対して、フレーム検出（端末信号検出）、ドップラーシフト補償、及び、オフラインビーム制御等の処理を行って加算合成する。信号処理部４４３は、加算合成した受信信号のシンボルを端末信号復号部４９４に出力する。端末信号復号部４９４は、信号処理部４９３から入力したシンボルを復号し、端末送信データを得る。端末信号復号部４９４は、復号成功率を解析部６８２に通知する。

【0246】

解析部６８２は、量子化ビット数ｑが予め決められた最小値に達したという条件と、復号成功率が閾値以下であるという条件との少なくとも一方を満たしたか否かを判定する（ステップＳ２９１６）。解析部６８２は、いずれの条件も満たさないと判定した場合（ステップＳ２９１６：ＮＯ）、量子化ビット数ｑの値を、現在よりも小さな値に更新する（ステップＳ２９１７）。解析部６８２は、ステップＳ２９１４からの処理を繰り返す。

【0247】

ステップＳ２９１６において、解析部６８２は、量子化ビット数ｑが予め決められた最小値に達したという条件と、復号成功率が閾値以下であるという条件との一方又は両方を満たすと判定した場合（ステップＳ２９１６：ＹＥＳ）、ステップＳ２９１１において読み出した解析用波形データについて量子化ビット数を決定する（ステップＳ９１８）。例えば、解析部６８２は、復号成功率が閾値に満たない場合は、現在のｑの直前に用いたｑの値を量子化ビット数とし、復号成功率が閾値以上である場合は現在のｑを量子化ビット数とする。解析部６８２は、決定した量子化ビット数の情報を、解析用波形データに付加する。

【0248】

解析部６８２は、記憶部６８１に記憶されている解析用波形データに、未処理のデータがあるか否かを判定する（ステップＳ２９１９）。解析部６８２は、未処理の解析用波形データがあると判定した場合（ステップＳ２９１９：ＹＥＳ）、ステップＳ２９１１からの処理を行う。そして、解析部６８２は、未処理の解析用波形データがないと判定した場合（ステップＳ２９１９：ＮＯ）、ステップＳ２９２０の処理を行う。

【0249】

解析部６８２は、同じ通信エリアが設定されている解析用波形データについて決定した量子化ビット数に基づいて、その通信エリアの量子化ビット数を決定する（ステップＳ２９２０）。例えば、解析部６８２は、同じ通信エリアが設定されている解析用波形データについて決定した量子化ビット数の平均、最大値、平均に所定数を加算した数、最大値に所定数を加算した数、平均を所定割合増加させた数、最大値を所定割合増加させた数などに決定してもよい。量子化ビット数が段階的な値をとる場合、解析部６８２は、上記のように計算された値を超え、かつ、計算された値に最も近い段階的な値を量子化ビット数とする。

【0250】

解析部６８２は、通信エリア毎に決定した量子化ビット数を示すエリア別量子化ビット制御数情報を生成する。解析部６８２は、移動中継局５０３のエリア別量子化ビット数情報を基地局信号送信処理部４６０に出力する。これにより、基地局６０３は、エリア別量子化ビット数情報が設定された基地局アップリンク信号を、移動中継局５０３に送信する（ステップＳ２９２１）。

【0251】

移動中継局５０３は、図３２のステップＳ２６２１～ステップＳ２６２３の処理を行う。すなわち、基地局通信部２６０ａは、基地局アップリンク信号の受信処理を行って、エリア別量子化ビット数情報を取得する。伝送データ制御部５８０の量子化ビット数決定部５８２は、基地局通信部２６０ａが取得したエリア別量子化ビット数情報を記憶部５８１に書き込む。

【0252】

第９の実施形態によれば、無線通信システムは、過去の実際の通信品質に基づいて、移動中継局の通信エリア毎の量子化ビット数を決定することができる。

【0253】

（第１０の実施形態）
第１０の実施形態では、移動中継局が基地局ダウンリンク信号により波形データを送信する前に、地上の多地点に設置した波形サンプリング装置で取得した波形データから地上ＩｏＴ干渉信号の発生状況を解析して所要量子化ビット数を算出し、移動中継局に通知する。移動中継局は、通知された所要量子化ビット数によりサンプリングした端末アップリンク信号の波形データを、基地局ダウンリンク信号により送信する。第１０の実施形態を、第７～第９の実施形態との差分を中心に説明する。

【0254】

図３６は、第１０の実施形態による無線通信システム１１４の構成図である。図３６において、図１９に示す第４の実施形態による無線通信システム１０４及び図３０に示す第９の実施形態による無線通信システム１１３と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線通信システム１１４は、移動中継局５０４と、端末局３０１と、基地局４０４と、波形サンプリング装置８１０と、解析装置８３０とを有する。移動中継局５０４は、図１の移動中継局２として用いられる。

【0255】

移動中継局５０４が図３０に示す移動中継局５０３と異なる点は、伝送データ制御部５８０に代えて、伝送データ制御部５８５を備える点である。伝送データ制御部５８５が、伝送データ制御部５８０と異なる点は、量子化ビット数決定部５８２に代えて、量子化ビット数決定部５８７を備える点である。量子化ビット数決定部５８７は、記憶部５８１に記憶される通信エリア情報から各時刻における通信エリアを読み出し、記憶部５８１に記憶されるエリア別量子化ビット数情報から通信エリアに対応した量子化ビット数の情報を読み出す。

【0256】

解析装置８３０は、移動中継局５０４の通信エリア又はその通信エリアの周辺に設置されている波形サンプリング装置８１０から受信した波形データに基づいて、通信エリアに発生する干渉を検出する。解析装置８３０は、干渉の強さと、量子化ビット数の関係とを示す計算式又は関係データを予め記憶している。解析装置８３０は、検出した干渉と、記憶している計算式又は関係データとに基づいて量子化ビット数を決定する。解析装置８３０は、通信エリアと、その通信エリアについて決定した量子化ビット数とを設定した量子化ビット数通知情報を基地局４０４に通知する。基地局４０４は、解析装置８３０から受信した量子化ビット数通知情報を設定した基地局アップリンク信号を移動中継局５０４に送信する。

【0257】

移動中継局５０４は、図３２のステップＳ２６２１～ステップＳ２６２２の処理を行う。すなわち、基地局通信部２６０ａは、基地局アップリンク信号の受信処理を行って、量子化ビット数通知情報を取得する。量子化ビット数決定部５８７は、基地局通信部２６０ａが基地局アップリンク信号から取得した量子化ビット数通知情報に基づいて、記憶部５８１に記憶されているエリア別量子化ビット数情報を更新する。

【0258】

無線通信システム１１４は、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信については第１の実施形態の図３と同様に動作し、受信波形情報を設定した基地局ダウンリンク信号の送受信については第１の実施形態の図５と同様に動作する。また、無線通信システム１１４は、以下の点を除いて、第７の実施形態の図２３と同様の伝送データ制御処理を行う。すなわち、ステップＳ２１０２～ステップＳ２１０３の処理に代えて、図３３のステップＳ２７１４と同様の処理により、量子化ビット数決定部５８７が、量子化ビット数を決定する処理を行う。具体的には、量子化ビット数決定部５８７は、現在時刻における通信エリアの情報を、記憶部５８１に記憶されるエリア情報から取得する。さらに、量子化ビット数決定部５８７は、読み出した通信エリアにおける量子化ビット数を、記憶部５８１に記憶されているエリア別量子化ビット数情報から読み出す。

【0259】

第１０の実施形態によれば、地上における実際の観測結果に基づいて、移動中継局の所要量子化ビット数を決定することができる。

【0260】

（第１１の実施形態）
第１１の実施形態では、無線通信システムは、移動中継局が到来方向推定処理を行い、到来信号の数や方向の粗推定結果に基づいて、量子化ビット数を制御する。第１１の実施形態を、第７～第１０の実施形態との差分を中心に説明する。

【0261】

図３７は、第１１の実施形態の移動中継局５０５の構成図である。図３７において、図２０に示す第５の実施形態による移動中継局２０５及び図２２に示す第７の実施形態による移動中継局５０１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。移動中継局５０５は、図１の移動中継局２として用いられる。

【0262】

移動中継局５０５が、図２２に示す移動中継局５０１と異なる点は、伝送データ制御部５４０に代えて伝送データ制御部５９０を備える点である。また、アンテナ２１０の数Ｎは２以上の整数である。伝送データ制御部５９０は、推定部２９１と、量子化ビット数決定部５９２と、量子化ビット数指示部５４３とを備える。

【0263】

推定部２９１は、受信部２２１－１～２２１－Ｎのそれぞれが受信した端末アップリンク信号に基づいて、信号の到来方向と信号を送信した端末数とを推定する。量子化ビット数決定部５９２は、推定部２９１による推定結果に基づいて、量子化ビット数を決定する。量子化ビット数決定部５９２は、信号の到来方向及び端末数をパラメータに用いて量子化ビット数を算出するための計算式に、推定結果を代入することにより、量子化ビット数を決定する。計算式は、予め定義される。端末数が多いほど、移動中継局５０５における受信品質は低下するため、量子化ビット数が多い。また、到来方向により表される仰角が大きいほど、移動中継局５０５における受信品質は良好であるため、量子化ビット数は少なくてよい。

【0264】

第１１の実施形態の無線通信システムは、端末送信データが設定された端末アップリンク信号の送受信については第１の実施形態の図３と同様に動作し、受信波形情報を設定した基地局ダウンリンク信号の送受信については第１の実施形態の図５と同様に動作する。また、第１１の実施形態の無線通信システムは、以下の点を除いて、第７の実施形態の図２３と同様の伝送データ制御処理を行う。すなわち、ステップＳ２１０２～ステップＳ２１０３の処理に代えて、以下の処理を行う。推定部２９１は、受信部２２１－１～２２１－Ｎのそれぞれが受信した端末アップリンク信号に基づいて、信号の到来方向と信号を送信した端末数とを推定する。量子化ビット数決定部５９２は、推定部２９１による推定結果に基づいて、受信アンテナ数を決定する。

【0265】

第１１の実施形態によれば、移動中継局において推定した受信状態に基づいて、量子化ビット数を制御することができる。

【0266】

（第１２の実施形態）
第１２の実施形態では、移動中継局が量子化ビット数を制御して生成した受信波形情報を基地局ダウンリンク信号により送信するために用いる送信アンテナの数を制御する。第１２の実施形態を、上述した第７～第１１の実施形態との差分を中心に説明する。

【0267】

図３８は、第１２の実施形態の移動中継局５０６を示す図である。移動中継局５０６は、アンテナ２１０－１～２１０－Ｎと、端末通信部５２０と、データ記憶部２３０と、伝送データ制御部５９５と、送信アンテナ制御部５９６と、基地局通信部２９７と、Ｍ本のアンテナ２７０とを備える。

【0268】

伝送データ制御部５９５は、上述した第７～第１１の実施形態の伝送データ制御部５４０、５４０ａ、５４５、５８０、５８５、５９０である。送信アンテナ制御部５９６は、伝送データ制御部５９５が決定した量子化ビット数に対応した送信アンテナ数を決定する。基地局通信部２９７は、基地局通信部２６０又は基地局通信部２６０ａである。

【0269】

送信アンテナ制御部５９６は、例えば、伝送データ制御部５４０が決定した受信時刻ｔにおける量子化ビット数に対応した送信アンテナ数を、予め決められた量子化ビット数と送信アンテナ数との対応関係に基づいて決定する。送信アンテナ制御部５９６は、Ｍ本のアンテナ２７０から、決定した送信アンテナ数のアンテナ２７０を選択する。選択されたアンテナ２７０を、選択送信アンテナと記載する。例えば、送信アンテナ制御部５９６は、選択送信アンテナにより形成される領域がなるべく広く、かつ、その領域における選択送信アンテナの密度が均等に近くなるように、送信アンテナ数のアンテナ２７０を選択する。送信アンテナ制御部５９６は、基地局通信部２９７が受信時刻ｔの受信波形情報を基地局ダウンリンク信号で送信する際に、受信時刻ｔの送信アンテナ数ｍ（ｍは１以上Ｍ以下の整数）及び選択送信アンテナを基地局通信部２９７に通知する。基地局通信部２９７は、第６の実施形態と同様に動作し、選択送信アンテナのアンテナ２７０から基地局ダウンリンク信号を送信する。

【0270】

また、移動中継局５０６と図２４に示す基地局６０１又は図２８に示す基地局６０２が通信する場合、基地局６０１の量子化ビット数決定部６５２又は基地局６０２の量子化ビット数決定部６５７は、予め決められた量子化ビット数と送信アンテナ数との対応関係に基づいて、各受信時刻ｔの量子化ビット数に対応した送信アンテナ数を決定してもよい。あるいは、量子化ビット数決定部６５２又は量子化ビット数決定部６５７は、各受信時刻ｔの量子化ビット数に対応した送信アンテナ数を決定し、決定した送信アンテナ数の選択送信アンテナを決定してもよい。量子化ビット数決定部６５２、６５７は、移動中継局５０６に送信する量子化ビット数制御情報に、各受信時刻ｔの送信アンテナ数又は選択送信アンテナをさらに設定する。送信アンテナ制御部５９６は、基地局通信部２９７が受信時刻ｔの受信波形情報を基地局ダウンリンク信号で送信する際に、量子化ビット数制御情報から受信時刻ｔの送信アンテナ数又は選択送信アンテナを読み出す。送信アンテナ制御部５９６は、送信アンテナ数を読み出した場合は、その送信アンテナ数の選択送信アンテナを決定する。送信アンテナ制御部５９６は、受信時刻ｔの送信アンテナ数及び選択送信アンテナを基地局通信部２９７に通知する。

【0271】

また、移動中継局５０６と図３０に示す基地局６０３が通信する場合、基地局６０３の解析部６８２は、エリア毎の量子化ビット数に対応した送信アンテナ数を決定してもよく、量子化ビット数に対応した送信アンテナ数の選択送信アンテナを決定してもよい。解析部６８２は、量子化ビット数に応じて決定した送信アンテナ数又は選択送信アンテナの情報をエリア別量子化ビット数情報に設定してもよい。

【0272】

また、移動中継局５０６と図３６に示す基地局４０４が通信する場合、解析装置８３０は、量子化ビット数に対応した送信アンテナ数を決定してもよく、量子化ビット数に対応した送信アンテナ数の選択送信アンテナを決定してもよい。解析装置８３０は、量子化ビット数に応じて決定した送信アンテナ数又は選択送信アンテナの情報を量子化ビット数通知情報に設定してもよい。送信アンテナ制御部５９６は、基地局通信部２９７が受信時刻ｔの受信波形情報を基地局ダウンリンク信号で送信する際に、エリア別量子化ビット数情報から受信時刻ｔの通信エリアに対応した送信アンテナ数又は選択送信アンテナをエリア別量子化ビット数情報から読み出す。送信アンテナ制御部５９６は、送信アンテナ数を読み出した場合は、その送信アンテナ数の選択送信アンテナを決定する。送信アンテナ制御部５９６は、受信時刻ｔの送信アンテナ数及び選択送信アンテナを基地局通信部２９７に通知する。

【0273】

第１２の実施形態によれば、移動中継局が基地局ダウンリンク信号を送信する際に不要なＭＩＭＯ送信系の電源をオフにするため、さらに消費電力を抑えることが可能になる。

【0274】

（第１３の実施形態）
上記の実施形態においては、端末アップリンク信号の周波数変換を基地局で行っている。本実施形態では、移動中継局において周波数変換を行う。移動中継局は、周波数変換された端末アップリンク信号の波形データを基地局に送信する。

【0275】

図３９は、無線通信システム１０１ｂの構成図である。ここでは、無線通信システム１０１ｂと、第１の実施形態の無線通信システム１０１との差分を説明するが、同様の差分を第１の実施形態の無線通信システム１０１ａ、及び、第２～第６の実施形態の無線通信システムに適用可能である。図３９において、図２に示す無線通信システム１０１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線通信システム１０１ｂは、移動中継局２０１ｂと、端末局３０１と、基地局４０１ｂとを有する。移動中継局２０１ｂは、図１の移動中継局２として用いられ、基地局４０１ｂは、図１の基地局４として用いられる。

【0276】

図３９に示す移動中継局２０１ｂが、図２に示す移動中継局２０１と異なる点は、端末通信部２２０に代えて端末通信部２２０ｂを備える点と、伝送データ制御部２４０に代えて伝送データ制御部２４０ｂを備える点である。端末通信部２２０ｂは、Ｎ個の受信部２２１と、Ｎ個の周波数変換部２２３と、Ｎ個の受信波形記録部２２４とを備える。受信部２２１－ｎと接続される周波数変換部２２３を周波数変換部２２３－ｎと記載し、周波数変換部２２３－ｎと接続される受信波形記録部２２４を受信波形記録部２２４－ｎと記載する。

【0277】

周波数変換部２２３－ｎは、受信部２２１－ｎが受信した端末アップリンク信号をＲＦ信号からベースバンド信号に周波数変換する。受信波形記録部２２４－ｎは、周波数変換部２２３－ｎが周波数変換した端末アップリンク信号の波形をサンプリングし、サンプリングにより得られた値を示す波形データを生成する。受信波形記録部２２４－ｎは、アンテナ２１０－ｎのアンテナ識別情報と、アンテナ２１０－ｎにおける端末アップリンク信号の受信時刻と、生成した波形データとを設定した受信波形情報をデータ記憶部２３０に書き込む。

【0278】

伝送データ制御部２４０ｂと、伝送データ制御部２４０とが異なる点は、受信制御部２４４に代えて受信制御部２４４ｂを備える点である。受信制御部２４４ｂは、選択受信アンテナ以外のアンテナ２１０－ｎに対応した受信部２２１－ｎ、周波数変換部２２３－ｎ及び受信波形記録部２２４－ｎの動作を停止する。

【0279】

基地局４０１ｂが、図２に示す基地局４０１と異なる点は、端末信号受信処理部４４０に代えて端末信号受信処理部４４０ｂを備える点である。端末信号受信処理部４４０ｂは、分配部４４１ｂと、信号処理部４４３と、端末信号復号部４４４とを備える。分配部４４１ｂは、受信波形情報から同じ受信時刻の各受信アンテナの波形データを読み出し、読み出した波形データが表す受信信号を信号処理部４４３に出力する。

【0280】

図３のステップＳ１２２において、移動中継局２０１ｂの周波数変換部２２３－ｎは、受信部２２１－ｎが受信した端末アップリンク信号をＲＦ信号からベースバンド信号に周波数変換する。受信波形記録部２２４－ｎは、周波数変換部２２３－ｎが周波数変換した端末アップリンク信号の波形をサンプリングし、サンプリングにより得られた値を示す波形データを生成する。受信波形記録部２２４－ｎは、アンテナ２１０－ｎのアンテナ識別情報と、アンテナ２１０－ｎにおける端末アップリンク信号の受信時刻と、生成した波形データとを設定した受信波形情報をデータ記憶部２３０に書き込む。

【0281】

また、図５のステップＳ３２３において、基地局４０１ｂの分配部４４１ｂは、受信波形情報から受信時刻が同じ波形データを読み出す。分配部４４１ｂは、読み出した波形データを、その波形データに対応付けられたアンテナ識別情報を付加して信号処理部４４３に出力する。信号処理部４４３に受信信号が入力された以降の処理は上述した実施形態と同様である。

【0282】

なお、図１３に示す第３の実施形態の基地局４０３が端末信号受信処理部４４０に代えて端末信号受信処理部４４０ｂを備える場合、解析用受信処理部４９０は、周波数変換部４９２を備えない。分配部４９１は、解析部４８２から受信した波形データを信号処理部４９３へ出力する。

【0283】

図４０は、無線通信システム１１１ｂの構成図である。ここでは、無線通信システム１１１ｂと、第７の実施形態の無線通信システム１１１との差分を説明するが、同様の差分を第７の実施形態の無線通信システム１１１ａ、及び、第８～第１２の実施形態の無線通信システムに適用可能である。図４０において、図２２に示す無線通信システム１１１及び図３９に示す無線通信システム１０１ｂと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。無線通信システム１１１ｂは、移動中継局５０１ｂと、端末局３０１と、基地局４０１ｂとを有する。移動中継局５０１ｂは、図１の移動中継局２として用いられる。

【0284】

移動中継局５０１ｂは、アンテナ２１０－１～２１０－Ｎと、端末通信部５２０ｂと、データ記憶部２３０と、伝送データ制御部５４０ｂと、基地局通信部２６０と、Ｍ本のアンテナ２７０とを備える。

【0285】

端末通信部５２０ｂは、Ｎ個の受信部２２１と、Ｎ個の周波数変換部２２３と、Ｎ個の受信波形記録部５２４とを備える。受信部２２１－ｎと接続される周波数変換部２２３を周波数変換部２２３－ｎと記載し、周波数変換部２２３－ｎと接続される受信波形記録部５２４を受信波形記録部５２４－ｎと記載する。

【0286】

受信波形記録部５２４－ｎは、周波数変換部２２３－ｎが周波数変換した端末アップリンク信号の波形を、伝送データ制御部５４０ｂから指示された量子化ビット数によりサンプリングし、サンプリングにより得られた値を示す波形データを生成する。受信波形記録部５２４－ｎは、アンテナ２１０－ｎのアンテナ識別情報と、アンテナ２１０－ｎにおける端末アップリンク信号の受信時刻と、生成した波形データとを設定した受信波形情報をデータ記憶部２３０に書き込む。

【0287】

伝送データ制御部５４０ｂと、伝送データ制御部５４０とが異なる点は、量子化ビット数指示部５４３に代えて量子化ビット数指示部５４３ｂを備える点である。量子化ビット数指示部５４３ｂは、量子化ビット数決定部５４２が決定した量子化ビット数により波形データをサンプリングするよう端末通信部５２０ｂの受信波形記録部５２４に指示する。受信波形記録部５２４－ｎは、周波数変換部２２３－ｎが周波数変換した端末アップリンク信号を、量子化ビット数指示部５４３ｂから指示された量子化ビット数によりサンプリングし、波形データを生成する。

【0288】

図３のステップＳ１２２において、移動中継局５０１ｂの周波数変換部２２３－ｎは、受信部２２１－ｎが受信した端末アップリンク信号をＲＦ信号からベースバンド信号に周波数変換する。受信波形記録部２２４－ｎは、周波数変換部２２３－ｎが周波数変換した端末アップリンク信号の波形をサンプリングし、サンプリングにより得られた値を示す波形データを生成する。受信波形記録部５２４－ｎは、アンテナ２１０－ｎのアンテナ識別情報と、アンテナ２１０－ｎにおける端末アップリンク信号の受信時刻と、生成した波形データとを設定した受信波形情報をデータ記憶部２３０に書き込む。

【0289】

なお、図３０に示す第９の実施形態の基地局６０３が端末信号受信処理部４４０に代えて端末信号受信処理部４４０ｂを備える場合、解析用受信処理部４９０は、周波数変換部４９２を備えない。分配部４９１は、解析部４８２から受信した波形データを信号処理部４９３へ出力する。

【0290】

本実施形態によれば、移動中継局は、周波数変換後の端末アップリンク信号の波形データを記録するため、波形データのデータ量を低減することができる。従って、第１～第１２の実施形態と比較して、基地局ダウンリンク信号のデータ量を低減することができる。

【0291】

移動中継局２０１、２０１ａ、２０１ｂ、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、５０１、５０１ａ、５０１ｂ、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６のハードウェア構成例を説明する。図４１は、移動中継局２０１、２０１ａ、２０１ｂ、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、５０１、５０１ａ、５０１ｂ、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６のハードウェア構成例を示す装置構成図である。移動中継局２０１、２０１ａ、２０１ｂ、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、５０１、５０１ａ、５０１ｂ、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６は、プロセッサ９０１と、記憶部９０２と、通信インタフェース９０３と、ユーザインタフェース９０４とを備える。

【0292】

プロセッサ９０１は、演算や制御を行う中央演算装置である。プロセッサ９０１は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）である。記憶部９０２は、各種メモリやハードディスクなどの記憶装置である。プロセッサ９０１が記憶部９０２からプログラムを読み出して実行することにより、伝送データ制御部２４０、２４０ａ、２４０ｂ、２４５、２８０、２８５、２９０、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４５、５８０、５８５、５９０、５９５、及び、送信アンテナ制御部５９６が実現される。伝送データ制御部２４０、２４０ａ、２４０ｂ、２４５、２８０、２８５、２９０、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４５、５８０、５８５、５９０、５９５、及び、送信アンテナ制御部５９６の機能の一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や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てもよい。記憶部９０２は、さらに、プロセッサ９０１が各種プログラムを実行する際のワークエリアなどを有する。通信インタフェース９０３は、他装置と通信可能に接続するものである。通信インタフェース９０３は、端末通信部２２０、２２０ｂ、５２０、５２０ｂ、及び、基地局通信部２６０、２６０ａ、２９７に相当する。ユーザインタフェース９０４は、キーボード、ポインティングデバイス（マウス、タブレット等）、ボタン、タッチパネル等の入力装置や、ディスプレイなどの表示装置である。ユーザインタフェース９０４により、人為的な操作が入力される。

【0293】

基地局４０１、４０１ａ、４０１ｂ、４０２、４０３、４０４、６０１、６０２、６０３のハードウェア構成も図４１と同様である。プロセッサ９０１が記憶部９０２からプログラムを読み出して実行することにより、制御情報生成部４５０、４５５、６５５、及び、指示部４８０、６８０が実現される。通信インタフェース９０３は、受信部４２０、基地局信号受信処理部４３０、端末信号受信処理部４４０、４４０ｂ、基地局信号送信処理部４６０、送信部４７０に相当する。

【0294】

また、解析装置８２０、８３０のハードウェア構成も図４１と同様である。通信インタフェース９０３は、波形サンプリング装置８１０及び基地局４０４と通信する。

【0295】

以上説明した実施形態によれば、中継装置が移動しながら受信したデータを中継する際のデータ量を低減することが可能となる。なお、上記実施形態において、移動中継局が搭載される移動体は、ＬＥＯ衛星である場合を説明したが、静止衛星、ドローンやＨＡＰＳなど上空を飛行する他の飛行体であってもよい。

【0296】

上述した実施形態によれば、無線通信システムは、第一通信装置と、第二通信装置と、移動する中継装置とを有する。例えば、第一通信装置は、端末局３、３０１であり、第二通信装置は、基地局４、４０１、４０１ａ、４０１ｂ、４０２、４０３、４０４、６０１、６０２、６０３であり、中継装置は、移動中継局２０１、２０１ａ、２０１ｂ、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、５０１、５０１ａ、５０１ｂ、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６である。

【0297】

中継装置は、第一信号受信部と、第二信号送信部と、伝送データ制御部とを備える。例えば、第一信号受信部は、端末通信部２２０、２２０ｂ、５２０、５２０ｂであり、第二信号送信部は、基地局通信部２６０、２６０ａ、２９７であり、伝送データ制御部は、伝送データ制御部２４０、２４０ａ、２４０ｂ、２４５、２８０、２８５、２９０、２９５、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４５、５８０、５８５、５９０、５９５である。第一信号受信部は、第一通信装置が送信した無線の第一信号を受信アンテナにより受信し、受信アンテナが受信した第一信号の波形データを取得する。第二信号送信部は、第一信号受信部が取得した記波形データを第二信号により第二通信装置に送信する。伝送データ制御部は、第一信号を受信した中継装置位置における中継装置と第一通信装置との間の通信品質に関する情報に基づいて、第一信号受信部が生成する波形データのデータ量を制御する。

【0298】

第二通信装置は、第二信号受信部と、第二信号受信処理部と、第一信号受信処理部とを備える。例えば、第二信号受信部は、受信部４２０であり、第二信号受信処理部は、基地局信号受信処理部４３０であり、第一信号受信処理部は、端末信号受信処理部４４０、４４０ｂである。第二信号受信部は、中継装置から送信された第二信号を受信する。第二信号受信処理部は、第二信号受信部が受信した第二信号の受信処理を行って波形データを取得する。第一信号受信処理部は、第二信号受信処理部が取得した波形データが示す第一信号の受信処理を行って、第一通信装置が第一信号に設定したデータを取得する。

【0299】

伝送データ制御部は、波形データの生成に用いられる量子化ビット数を変更することにより第一信号受信部が生成する波形データのデータ量を制御してもよい。

【0300】

また、伝送データ制御部は、複数の受信アンテナのうち波形データを得る対象の受信アンテナの数を増減することにより、第一信号受信部が生成する波形データのデータ量を制御してもよい。この場合、伝送データ制御部は、第一信号の波形データを得る対象の受信アンテナを、選択された受信アンテナ間の距離が広くなるように選択する。

【0301】

通信品質に関する情報は、中継装置と通信する第一通信装置が設置されているエリア内の所定位置から中継装置位置に対する仰角の情報でもよく、中継装置と通信する第一通信装置が設置されているエリアの人口密度の情報でもよい。また、通信品質に関する情報は、過去に受信アンテナにより受信した第一信号を、第一信号受信処理部において受信処理した際に得られる第一信号の受信品質の情報でもよい。また、通信品質に関する情報は、測定装置により測定された干渉信号の情報でもよい。通信品質に関する情報は、複数の受信アンテナそれぞれが受信した第一信号に基づいて推定される第一通信装置の数と第一信号の到来方向との一方又は両方でもよい。

【0302】

第二通信装置は、指示部をさらに備えてもよい。指示部は、第一信号受信処理部における受信処理の際に通信品質の低下を検出した場合に、波形データのデータ量の増加指示を中継装置に指示する。例えば、指示部は、解析部４８２、６８２であり、波形データのデータ量の増加指示は、受信アンテナ数増加指示又は量子化ビット数増加指示である。

【0303】

無線通信システムは、制御量決定部をさらに備えてもよい。例えば、制御量決定部は、アンテナ数決定部２４２、２４７、２８２、２８７、２９２、４５２、４５７、解析部４８２、６８２、量子化ビット数決定部５４２、５４７、５８２、５８７、５９２、６５２、６５７、解析装置８２０、８３０である。制御量決定部は、中継装置位置における中継装置と第一通信装置との間の通信品質の情報に基づいて、中継装置位置において第一信号受信部が生成する波形データのデータ量を伝送データ制御部が制御するための制御値を決定する。制御量は、アンテナ数又は量子化ビット数である。

【0304】

伝送データ制御部は、所定タイミングにおいて、その所定タイミングの中継装置位置における中継装置と第一通信装置との間の通信品質に関する情報に応じた波形データ量よりも多い波形データ量の波形データを生成するよう第一信号受信部を制御する。制御量決定部は、第二信号受信処理部が第二信号の受信処理を行って得られた所定タイミングにおける波形データに基づいて、所定タイミングの中継装置位置に応じた制御値を決定する。制御量決定部は、例えば、解析部４８２、６８２である。

【0305】

第二信号送信部は、複数の送信アンテナにより無線の前記第二信号を送信してもよい。この場合、中継装置は、送信アンテナ制御部をさらに備えてもよい。送信アンテナ制御部は、第二信号により送信する波形データのデータ量に応じた送信アンテナ数の送信アンテナにより第二信号を送信するよう第二信号送信部を制御する。

【0306】

なお、中継装置は、低軌道衛星などの飛行体に備えられてもよい。第一通信装置及び第二通信装置は、地球上に設置されてもよい。

【0307】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【符号の説明】

【0308】

１、１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０２、１０２ａ、１０３、１０４、１１１、１１１ａ、１１１ｂ、１１２、１１２ａ、１１３、１１４…無線通信システム，
２、２０１、２０１ａ、２０１ｂ、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、５０１、５０１ａ、５０１ｂ、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６…移動中継局，
３、３０１…端末局，
４、４０１、４０１ａ、４０１ｂ、４０２、４０３、４０４、６０１、６０２、６０３…基地局，
２１０－１～２１０－Ｎ、２７０、３３０…アンテナ，
２２０、２２０ｂ、５２０、５２０ｂ…端末通信部，
２２１－１～２２１－Ｎ、２６５、４２０…受信部，
２２２－１～２２２－Ｎ、２２４－１～２２４－Ｎ、５２２－１～５２２－Ｎ、５２４－１～５２４－Ｎ…受信波形記録部，
２２３－１～２２３－Ｎ、４４２－１～４４２－Ｎ、４９２－１～４９２－Ｎ…周波数変換部，
２３０、３１０…データ記憶部，
２４０、２４０ａ、２４０ｂ、２４５、２８０、２８５、２９０、２９５、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４５、５８０、５８５、５９０、５９５…伝送データ制御部，
２４１、２４１ａ、２４６、２６１、２６１ａ、２８１、２９８、４５１、４５６、４８１、５４１、５４１ａ、５４６、５８１、６５１、６５６、６８１、９０２…記憶部，
２４２、２４７、２８２、２８７、２９２、４５２、４５７…アンテナ数決定部，
２４３、４５３…アンテナ選択部，
２４４、２４４ａ、２４４ｂ…受信制御部，
２６０、２６０ａ、２９７…基地局通信部，
２６２、２６２ａ、２９９…制御部，
２６３…送信データ変調部，
２６４、３２０、４７０…送信部，
２６６…受信処理部，
２８１…記憶部，
２９１…推定部，
２９６、５９６…送信アンテナ制御部，
４１０…アンテナ局，
４３０…基地局信号受信処理部，
４４０、４４０ｂ…端末信号受信処理部，
４４１、４４１ｂ、４９１…分配部，
４４３、４９３…信号処理部，
４４４、４９４…端末信号復号部，
４５０、４５５、６５０、６５５…制御情報生成部，
４６０…基地局信号送信処理部，
４８０、６８０…指示部，
４８２、６８２…解析部，
４９０…解析用受信処理部，
５４２、５４７、５８２、５８７、５９２、６５２、６５７…量子化ビット数決定部，
５４３、５４３ａ、５４３ｂ…量子化ビット数指示部，
８１０…波形サンプリング装置，
８２０、８３０…解析装置，
９０１…プロセッサ，
９０３…通信インタフェース，
９０４…ユーザインタフェース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】