JP5830375B2 - 中継装置、端末局、無線通信システムおよび中継方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のアンテナを有し、基地局からＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式で送信された無線信号を受信すると共に、前記受信した無線信号を端末局へ中継する技術に関する。

従来から、無線通信において周波数利用効率を高めるための伝送技術として、ＭＩＭＯ伝送が用いられている。ＭＩＭＯ伝送では、送受信アンテナ数に応じて伝送容量を増加させることができる。しかし、携帯端末等の小型の無線機に複数のアンテナを実装すると、アンテナ間相関が高くなってしまう。さらに、素子間結合によりアンテナ放射効率が低下して、十分な効果が得られなくなる。

また、特許文献１に開示されている携帯電話機では、マルチアンテナ伝送時は、電池、外付けアンテナ素子、信号をアップコンバートもしくはダウンコンバートする高周波回路部を備えたアンテナ内蔵電池パックを取り付ける。また、アンテナ内蔵電池パックで送受信される信号はコネクタを介して携帯電話機と接続される。コネクタを伝送する信号はベースバンド信号である。そして、ベースバンド信号処理部はマルチアンテナ無線通信伝送モード用ディジタル変復調部にてＭＩＭＯ伝送に対応した時空間符号化、時空間復号化を行なう。無線信号の送受信は、携帯電話機にあらかじめ備えたアンテナ素子および外付けアンテナ素子１を利用する。

このように、特許文献１では、アンテナ素子を該当する無線端末の外部に取り付けることによって、物理的にアンテナ素子間隔を離すことが可能になり、素子間結合影響やアンテナ間相関の低減を図ることができる。

一方、近年の携帯端末に代表される無線通信端末装置はＷｉ−Ｆｉ（登録商標）等の別の通信規格に対応するチップセットを搭載し、同システムが用いることのできる近距離無線区間では、同システムに接続し高速なデータ伝送を行なうことができる。

特開２００８−１６６８５５号公報

上記のようなＭＩＭＯ伝送向け端末におけるアンテナ間相関および素子間結合による特性劣化の問題は、対向する基地局で多数の送信アンテナを用いるＭＩＭＯ伝送システムに対応して同一周波数帯の受信アンテナ数が増えるほど顕著に表れる。また、特許文献１に代表される外部アンテナを用いる構成法を用いることによって、低相関・高アイソレーションを実現できるが、端末と外部アンテナ間を同軸ケーブルを介して接続する構成になっており、ケーブルやコネクタでの電力損出が、端末全体としての通信性能劣化に直結してしまうと共に、無線端末としての操作性や利便性を低下させてしまう恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、基地局が多数のアンテナを用いてＭＩＭＯ伝送を行なう場合であっても、端末局が、高効率かつ低相関なＭＩＭＯ伝送の受信を行なうことができる中継装置、端末局、無線通信システムおよび中継方法を提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の中継装置は、複数のアンテナを有し、基地局からＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式で送信された無線信号を受信すると共に、前記受信した無線信号を端末局へ中継する中継装置であって、前記ＭＩＭＯ方式で受信した無線信号を、基地局と端末局間の通信方式とは異なる中継用の通信方式に用いられる信号に変換する信号変換部と、前記変換された信号を、前記中継用の通信方式で前記端末局へ送信する送信部と、を備えることを特徴とする。

このように、ＭＩＭＯ方式で受信した無線信号を、基地局と端末局間の通信方式とは異なる中継用の通信方式に用いられる信号に変換し、変換された信号を、中継用の通信方式で端末局へ送信するので、端末局における操作性を極端に低下させることなく、複数のアンテナを分散配置することができ、基地局が多数のアンテナを用いてＭＩＭＯ伝送を行なう場合にも、端末局において、高効率かつ低相関の受信を行なうことが可能となる。

（２）また、本発明の中継装置は、前記中継用の通信方式のデータレートを検出するデータレート検出部と、前記取得したデータレートに基づいて、前記ＭＩＭＯ方式で受信するための受信アンテナ本数および量子化ビット数を適応的に選択する転送レート制御部と、を更に備えることを特徴とする。

このように、中継用の通信方式のデータレートを検出し、その取得したデータレートに基づいて、ＭＩＭＯ方式で受信するための受信アンテナ本数および量子化ビット数を適応的に選択するので、安定かつ高速な通信を実現すると共に、端末局および中継局における低消費電力化を図ることが可能となる。

（３）また、本発明の中継装置は、前記ＭＩＭＯ方式で受信した無線信号のうち、受信信号レベルが高い無線信号を受信した受信アンテナを選択するアンテナ選択部を更に備え、前記受信信号レベルが高い無線信号を前記端末局へ中継することを特徴とする。

このように、ＭＩＭＯ方式で受信した無線信号のうち、受信信号レベルが高い無線信号を受信した受信アンテナを選択し、受信信号レベルが高い無線信号を端末局へ中継するので、安定かつ高速な通信を実現すると共に、端末局および中継局における低消費電力化を図ることが可能となる。

（４）また、本発明の中継装置において、前記転送レート制御部は、前記中継用の通信方式のデータレートを予め定められたオーバーサンプリング比および量子化ビット数で除算し、この除算結果を超えない最大の自然数が存在するか否かを判定し、前記判定の結果、除算結果を超えない最大の自然数が存在する場合は、その自然数を中継に用いる送信アンテナ数とする一方、除算結果を超えない最大の自然数が存在しない場合は、前記データレートを予め定められたオーバーサンプリング比で除算した結果を超えない最大の整数と予め定められた量子化ビット閾値とを比較し、前記比較の結果、前記閾値を超える整数が存在する場合は、その整数を量子化ビット数とすると共に中継に用いるアンテナ数を１とし、前記閾値を超える整数が存在しない場合は、中継に用いるアンテナ数を０とすることを特徴とする。

このように、中継用の通信方式のデータレートを予め定められたオーバーサンプリング比および量子化ビット数で除算し、この除算結果を超えない最大の自然数が存在するか否かを判定し、判定の結果、除算結果を超えない最大の自然数が存在する場合は、その自然数を中継に用いる送信アンテナ数とする一方、除算結果を超えない最大の自然数が存在しない場合は、データレートを予め定められたオーバーサンプリング比で除算した結果を超えない最大の整数と予め定められた量子化ビット閾値とを比較し、比較の結果、閾値を超える整数が存在する場合は、その整数を量子化ビット数とすると共に中継に用いるアンテナ数を１とし、閾値を超える整数が存在しない場合は、中継に用いるアンテナ数を０とするので、安定かつ高速な通信を実現すると共に、端末局および中継局における低消費電力化を図ることが可能となる。

（５）また、本発明の中継装置は、前記端末局が前記基地局からＭＩＭＯ方式で受信した無線信号の受信レベルを取得し、前記転送レート制御部は、前記取得した受信信号レベルに応じて、前記量子化ビット閾値を適応的に変化させることを特徴とする。

このように、端末局が基地局からＭＩＭＯ方式で受信した無線信号の受信レベルを取得し、取得した受信信号レベルに応じて、量子化ビット閾値を適応的に変化させるので、安定かつ高速な通信を実現すると共に、端末局および中継局における低消費電力化を図ることが可能となる。

（６）また、本発明の中継装置において、前記転送レート制御部は、決定した量子化ビット数および送信アンテナ本数を示す情報を、中継するデータの先頭に付加することを特徴とする。

このように、決定した量子化ビット数および送信アンテナ本数を示す情報を、中継するデータの先頭に付加するので、端末局は量子化ビット数および送信アンテナ本数を把握することができ、安定かつ高速な通信を実現すると共に、端末局および中継局における低消費電力化を図ることが可能となる。

（７）また、本発明の端末局は、複数のアンテナを有し、基地局からＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式で送信された無線信号を受信すると共に、前記基地局からＭＩＭＯ方式で送信された無線信号を基地局と端末局間の通信方式とは異なる中継用の通信方式で中継する中継装置から送信された無線信号を受信する端末局であって、前記基地局からＭＩＭＯ方式で送信された無線信号を受信する基地局と端末局間の通信方式用受信部と、前記中継装置から基地局と端末局間の通信方式とは異なる中継用の通信方式で送信された無線信号を受信する中継用受信部と、前記基地局と端末局間の通信方式で受信した無線信号と前記中継用の通信方式で受信した無線信号とのタイミング調整を行なうタイミング調整部と、前記タイミング調整された信号からＭＩＭＯ信号を検出する信号処理部と、を備えることを特徴とする。

このように、基地局からＭＩＭＯ方式で送信された無線信号を受信し、中継装置から基地局と端末局間の通信方式とは異なる中継用の通信方式で送信された無線信号を受信し、基地局と端末局間の通信方式で受信した無線信号と中継用の通信方式で受信した無線信号とのタイミング調整を行ない、タイミング調整された信号からＭＩＭＯ信号を検出するので、端末局における操作性を極端に低下させることなく、複数のアンテナを分散配置することができ、基地局が多数のアンテナを用いてＭＩＭＯ伝送を行なう場合にも、端末局において、高効率かつ低相関の受信を行なうことが可能となる。

（８）また、本発明の端末局は、前記中継用の通信方式で受信した無線信号から量子化ビット数および送信アンテナ本数を示す情報を抽出し、前記抽出した量子化ビット数および送信アンテナ本数に基づいてデータについて直並列変換を行ない、前記タイミング調整およびＭＩＭＯ信号を検出する信号処理を行なうことを特徴とする。

このように、中継用の通信方式で受信した無線信号から量子化ビット数および送信アンテナ本数を示す情報を抽出し、抽出した量子化ビット数および送信アンテナ本数に基づいてデータについて直並列変換を行ない、タイミング調整およびＭＩＭＯ信号を検出する信号処理を行なうので、安定かつ高速な通信を実現すると共に、端末局および中継局における低消費電力化を図ることが可能となる。

（９）また、本発明の無線通信システムは、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式で無線信号を送信する基地局と、上記（１）記載の中継装置と、上記（７）記載の端末局と、から構成されることを特徴とする。

この構成により、端末局における操作性を極端に低下させることなく、複数のアンテナを分散配置することができ、基地局が多数のアンテナを用いてＭＩＭＯ伝送を行なう場合にも、端末局において、高効率かつ低相関の受信を行なうことが可能となる。

（１０）また、本発明の中継方法は、複数のアンテナを有し、基地局からＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式で送信された無線信号を受信すると共に、前記受信した無線信号を端末局へ中継する中継装置の中継方法であって、前記ＭＩＭＯ方式で受信した無線信号を、基地局と端末局間の通信方式とは異なる中継用の通信方式に用いられる信号に変換するステップと、前記変換された信号を、前記中継用の通信方式で前記端末局へ送信するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする。

この構成により、端末局における操作性を極端に低下させることなく、複数のアンテナを分散配置することができ、基地局が多数のアンテナを用いてＭＩＭＯ伝送を行なう場合にも、端末局において、高効率かつ低相関の受信を行なうことが可能となる。

なお、当該端末の近隣に位置しかつ同端末とは別の端末局もしくはモバイルルータ等の端末との接続機能を有する無線通信装置が前記中継装置の機能を搭載し、本システム構成を成立させても良い。

本発明によれば、端末局の操作性を極端に低下させることなく複数のアンテナを分散配置することができ、基地局が多数のアンテナを用いて空間多重伝送を行なう場合にも、高効率かつ低相関なＭＩＭＯ伝送の信号受信を行なうことが可能となる。

第１の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る中継装置の概略構成を示すブロック図である。 端末局３００の概略構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る中継装置の概略構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る端末局の概略構成を示すブロック図である。 転送レート制御の動作を示すフローチャートである。

本実施形態では、同軸ケーブルの延伸を行なわずに複数のアンテナ素子を離れた距離に分散配置し、無線端末局で得られるＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送効果を向上することを目的とし、マクロエリアで用いるＭＩＭＯ伝送を行なう通信方式の周波数に対応した受信アンテナとＲＦ回路・ＡＤ変換器を有し、かつ、受信したベースバンド信号データをマクロエリアとは異なる無線方式で再変調し端末へ送信する中継装置、マクロエリアで用いる通信方式のＭＩＭＯ伝送に対応するアンテナ・ＲＦ回路と上記中継装置と同一の別無線方式で再送信された信号を受信し復号するアンテナ、ＲＦ回路、ベースバンド信号処理回路を搭載し、かつ、マクロエリアで用いる通信方式とは異なる無線方式の復号結果とマクロエリアで用いる通信方式向けアンテナで受信したベースバンド信号とを用いてＭＩＭＯ信号検出処理および復号処理を行なうことのできるベースバンド信号処理部を有する端末装置、これらの中継装置、端末装置にＭＩＭＯ方式で無線信号を送信する基地局から構成される無線通信システムを提供する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す図である。第１の実施形態では、マクロエリアでセルラ周波数を用い、中継用の無線方式としてＷｉ−Ｆｉ（登録商標）を用いる。基地局１００は、複数のアンテナ１０１を備えており、セルラ方式で無線信号を送信する。中継装置２００は、複数のアンテナ２０１で基地局１００から送信されたセルラ周波数を受信する。また、端末装置（端末局）３００は、複数のアンテナ３０１を備えており、基地局装置１００から送信されたセルラ周波数を受信する。

図２は、第１の実施形態に係る中継装置の概略構成を示すブロック図である。中継装置２００は、セルラ周波数を受信するアンテナ２０１ａ、２０１ｂを介して、セルラ方式受信ＲＦ回路２０２ａ、２０２ｂで受信した信号をベースバンド変換し、ＡＤ変換器２０３、量子化器２０４、ビット割り当て部２０５で生成された情報ビットを、Ｗｉ−Ｆｉ符号器２０６、Ｗｉ−Ｆ変調回路２０７、Ｗｉ−Ｆｉ送信ＲＦ回路２０８を介して、Ｗｉ−Ｆｉの通信規格に基づいて符号化・変調し、送信アンテナ２０９を用いて端末局３００へ送信する。

図３は、端末局３００の概略構成を示すブロック図である。端末局３００は、セルラ通信方式に対応した受信アンテナ３０１ａ、３０１ｂ、セルラ方式ＲＦ回路３０２ａ、３０２ｂでマクロエリアの信号を受信するのと同時に、Ｗｉ−Ｆｉ向けアンテナ３０５で中継装置２００からのＷｉ−Ｆｉ信号を受信する。Ｗｉ−Ｆｉ向けアンテナ３０５で受信した信号は、Ｗｉ−ＦｉＲＦ回路３０６およびＷｉ−Ｆｉベースバンド信号処理回路３０７を介して復調・復号される。Ｗｉ−Ｆｉの復号が誤りなく行なわれた場合、復号データは中継装置２００のセルラ方式向け受信アンテナのベースバンド信号と同一となる。

次に、Ｗｉ−Ｆｉ復号したデータを中継装置２００が有するセルラ向けアンテナの本数に応じた直並列変換を行ない、中継装置２００からのＷｉ−Ｆｉ周波数を受信する受信アンテナ３０５に対応した並列ベースバンド信号データ、セルラ周波数用アンテナ３０１で受信したベースバンドデータがタイミング調整回路３０３に入力される。タイミング調整回路３０３では、セルラ周波数で受信した信号をＷｉ−Ｆｉで復号した信号と同期させるためのバッファを有しており、双方の信号を同期させた後、セルラ方式ベースバンド信号処理回路３０４に入力される。

セルラ方式ベースバンド信号処理回路３０４では、セルラ周波数向けアンテナで受信したベースバンド信号とＷｉ−Ｆｉの復号データの双方を入力としてＭＩＭＯチャネル推定および信号検出、復号処理を行ない、基地局から送信された情報を得る。

なお、第１の実施形態では、中継装置２００と端末局３００との間におけるＷｉ−Ｆｉのスループットが、中継装置２００から転送されるベースバンドデータに比べて十分大きい場合に安定して動作する。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る中継装置の概略構成を示すブロック図である。第２の実施形態では、図２に示した第１の実施形態に係る中継装置に対して、アンテナ選択部２１０、受信電力検出部２１１、転送レート制御部２１２、およびＷｉ−Ｆｉ伝送レート取得部２１３が追加された構成を採る。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態では、中継装置２００および端末局３００は、第１の実施形態におけるＷｉ−Ｆｉのスループットに応じて、ベースバンドデータを転送するアンテナ数、量子化ビット数を適応的に変化させることにより、安定かつ高速な通信システムを低消費電力に提供する。

図４において、Ｗｉ−Ｆｉ伝送レート取得部２１３は、Ｗｉ−Ｆｉ伝送レートをモニターする。また、転送レート制御部２１２は、このモニターした伝送レートに基づいて、転送するアンテナ本数および量子化ビット数を制御する。量子化器２０４は、転送レート制御部２１２から通知される量子化ビット数でベースバンド信号を量子化する。アンテナ選択部２１０は、転送レート制御部２１２から通知される転送アンテナ数および、セルラ周波数を受信する各受信アンテナの信号レベルを検出する受信電力検出部２１１から入力される各アンテナの信号レベルから、所要転送アンテナ数分のアンテナを選択し、転送するアンテナのベースバンド信号量子化ビットのみをビット割り当て部２０５に伝送する。

図５は、第２の実施形態に係る端末局の概略構成を示すブロック図である。図３に示した第１の実施形態に係る端末局とは、復号データヘッダ除去・抽出部３０９と、直並列変換部３１０が追加された点が異なる。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

図６は、転送レート制御の動作を示すフローチャートである。ここで、Ｗｉ−Ｆｉ伝送レート取得部２１３で取得する伝送レートをＲ、オーバーサンプリングレートをＫ_０、量子化ビット数の初期値をＱ_０とする。まず、これらの値を取得し（ステップＳ１）、転送可能なアンテナ数（式（１））を決定するために、式（２）で示される値を計算する。

ただし、式（３）は、ａを超えない最大の整数とする。

式（１）の値が１未満である場合は（ステップＳ２）、式（４）を計算し、式（５）で示される閾値と比較する（ステップＳ３）。ステップＳ３において、式（４）の値が、式（５）の閾値以下である場合は、式（１）の値を０とし、ベースバンドデータの転送は行なわない（ステップＳ４）。

一方、ステップＳ３において、式（４）の値が、式（５）の閾値より大きい場合は、量子化ビット数を式（４）の値、式（１）の値を、１とし、受信レベルが最も高いアンテナを選択する（ステップＳ５）。そして、選択されたアンテナの受信ベースバンド信号をサンプル比Ｋ_０でオーバーサンプリングし、式（４）で示される量子化ビット数で量子化する（ステップＳ６）。そして、式（４）で示される値と、式（１）の値を１に関する情報をデータ先頭に付加して、方式２（第２の実施形態）の情報ビットを生成する（ステップＳ７）。

一方、ステップＳ２において、式（１）で示される値が１以上である場合は、量子化ビット数をＱ_０とし、アンテナ選択部２１０で受信レベルの大きいアンテナを、式（１）で表わされる本数、選択する（ステップＳ８）。そして、選択されたアンテナの受信ベースバンド信号をサンプル比Ｋ_０でオーバーサンプリングし、量子化ビット数Ｑ_０で量子化する（ステップＳ９）。そして、Ｑ_０と、式（１）の値に関する情報をデータ先頭に付加して、方式２（第２の実施形態）の情報ビットを生成する（ステップＳ１０）。

なお、式（５）の閾値を、端末局でのセルラ周波数の受信レベルと量子化器で発生する量子化雑音量の関係から事前に作成した変換テーブルを用いて、セルラ周波数の受信レベルに応じて変化させる構成であっても良い。

また、安定なＷｉ−Ｆｉ転送を実現する為、伝送レートＲを得られる伝送レート期待値よりも下げて設定する構成でも良い。

ビット割り当て部２０５では、転送レート制御部２１２で決定した量子化ビット数および選択したアンテナ本数に関する情報を、データ先頭に付加し、選択したアンテナの量子化ビットをデータ情報ビットとし、Ｗｉ−Ｆｉで端末局３００に送信する。

端末局３００では、復号データヘッダ除去・抽出部３０９で復号したＷｉ−Ｆｉデータのヘッダから量子化ビット数および選択されたアンテナ本数を抽出後、データヘッダ以外のデータを直並列変換部３１０に入力する。直並列変換部３１０は、抽出したアンテナ本数に応じて直列データを並列変換する。また、タイミング調整回路３０３は、抽出した量子化ビット数に基づいて別途受信したセルラ周波数のベースバンド信号とのタイミング調整を行ない、セルラ方式ベースバンド信号処理回路３０４で入力されるベースバンド信号ストリーム数分のチャネル推定、信号検出、復号処理を行ない、基地局送信データを復元する。また、同端末はチャネル推定結果を用いて適切なＭＩＭＯ空間多重数（ＲａｎｋＩｎｄｉｃａｔｏｒ）を決定し、上りリンクの制御チャネルを介して基地局に送信する。これにより、Wi-Fiのデータレートに応じて中継器から転送されてくるアンテナ本数が変化する場合でも、適応的に空間多重数を切り替えることができ、通信の安定性を確保できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、端末局の操作性を極端に低下させることなく複数のアンテナを分散配置することができ、基地局が多数のアンテナを用いて空間多重伝送を行なう場合にも、高効率かつ低相関なＭＩＭＯ伝送の信号受信を行なうことが可能となる。

１００ 基地局（基地局装置）
１０１ アンテナ
２００ 中継装置
２０１ アンテナ
２０１ａ、２０１ｂ アンテナ
２０２ａ、２０２ｂ セルラ方式受信ＲＦ回路
２０３ ＡＤ変換器
２０４ 量子化器
２０５ ビット割り当て部
２０６ Ｗｉ−Ｆｉ符号器
２０７Ｗｉ−Ｆｉ変調回路
２０８Ｗｉ−Ｆｉ送信ＲＦ回路
２０９ 送信アンテナ
２１０ アンテナ選択部
２１１ 受信電力検出部
２１２ 転送レート制御部
２１３ Ｗｉ−Ｆｉ伝送レート取得部
３００ 端末局（端末装置）
３０１ アンテナ
３０１ａ、３０１ｂ 受信アンテナ
３０２ａ、３０２ｂ セルラ方式ＲＦ回路
３０３ タイミング調整回路
３０４ セルラ方式ベースバンド信号処理回路
３０５ アンテナ
３０６ Ｗｉ−Ｆｉ ＲＦ回路
３０７ Ｗｉ−Ｆｉベースバンド信号処理回路
３０９ 復号データヘッダ除去・抽出部
３１０ 直並列変換部

Claims (8)

1. 複数のアンテナを有し、基地局からＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式で送信された無線信号を受信すると共に、前記基地局からＭＩＭＯ方式で送信された無線信号を基地局と端末局間の通信方式とは異なる中継用の通信方式で中継する中継装置から送信された無線信号を受信する端末局であって、
   前記基地局からＭＩＭＯ方式で送信された無線信号を受信する基地局と端末局間の通信方式用受信部と、
   前記中継装置から基地局と端末局間の通信方式とは異なる中継用の通信方式で送信された無線信号を受信する中継用受信部と、
   前記基地局と端末局間の通信方式で受信した無線信号と前記中継用の通信方式で受信した無線信号とのタイミング調整を行なうタイミング調整部と、
   前記タイミング調整された信号からＭＩＭＯ信号を検出する信号処理部と、を備え、
   前記中継用の通信方式で受信した無線信号から量子化ビット数および送信アンテナ本数を示す情報を抽出し、前記抽出した量子化ビット数および送信アンテナ本数に基づいてデータについて直並列変換を行ない、前記タイミング調整およびＭＩＭＯ信号を検出する信号処理を行なうことを特徴とする端末局。
2. 複数のアンテナを有し、基地局からＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式で送信された無線信号を受信すると共に、前記受信した無線信号を請求項１記載の端末局へ中継する中継装置であって、
   前記基地局と前記端末局間の通信方式とは異なる中継用の通信方式のデータレートを検出するデータレート検出部と、
   前記検出されたデータレートに基づいて、前記ＭＩＭＯ方式で送信するための送信アンテナ本数および量子化ビット数を適応的に選択する転送レート制御部と、
   前記基地局から前記ＭＩＭＯ方式で受信した無線信号を、前記中継用の通信方式に用いられる信号に変換すると共に、前記選択された送信アンテナ本数および量子化ビット数を示す情報を、前記変換された信号に付加する信号変換部と、
   前記送信アンテナ本数および量子化ビット数を示す情報が付加された信号を、前記中継用の通信方式で前記端末局へ送信する送信部と、を備えることを特徴とする中継装置。
3. 前記基地局からＭＩＭＯ方式で受信した無線信号のうち、受信信号レベルが高い無線信号を受信した受信アンテナを選択するアンテナ選択部を更に備え、
   前記受信信号レベルが高い無線信号を前記端末局へ中継することを特徴とする請求項２記載の中継装置。
4. 前記転送レート制御部は、
   前記中継用の通信方式のデータレートを予め定められたオーバーサンプリング比および量子化ビット数で除算し、この除算結果を超えない最大の自然数が存在するか否かを判定し、
   前記判定の結果、除算結果を超えない最大の自然数が存在する場合は、その自然数を中継に用いる送信アンテナ数とする一方、除算結果を超えない最大の自然数が存在しない場合は、前記データレートを予め定められたオーバーサンプリング比で除算した結果を超えない最大の整数と予め定められた量子化ビット閾値とを比較し、
   前記比較の結果、前記閾値を超える整数が存在する場合は、その整数を量子化ビット数とすると共に中継に用いるアンテナ数を１とし、前記閾値を超える整数が存在しない場合は、中継に用いるアンテナ数を０とすることを特徴とする請求項２記載の中継装置。
5. 前記端末局が前記基地局からＭＩＭＯ方式で受信した無線信号の受信レベルを取得し、
   前記転送レート制御部は、前記取得した受信信号レベルに応じて、前記量子化ビット閾値を適応的に変化させることを特徴とする請求項４記載の中継装置。
6. 前記転送レート制御部は、量子化ビット数および送信アンテナ本数を示す情報を、中継するデータの先頭に付加することを特徴とする請求項２記載の中継装置。
7. ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式で無線信号を送信する基地局と、
   請求項１記載の端末局と、
   請求項２記載の中継装置と、から構成されることを特徴とする無線通信システム。
8. 複数のアンテナを有し、基地局からＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式で送信された無線信号を受信すると共に、前記基地局からＭＩＭＯ方式で送信された無線信号を基地局と端末局間の通信方式とは異なる中継用の通信方式で中継する中継装置から送信された無線信号を受信する端末局の通信方法であって、
   前記基地局からＭＩＭＯ方式で送信された無線信号を受信し、
   前記中継装置から基地局と端末局間の通信方式とは異なる中継用の通信方式で送信された無線信号を受信し、
   前記中継用の通信方式で受信した無線信号のデータヘッダから量子化ビット数および送信アンテナ本数を示す情報を抽出し、
   前記抽出した送信アンテナ本数を用いて、前記データヘッダ以外のデータについて直並列変換を行ない、
   前記抽出した量子化ビット数を用いて、前記基地局と端末局間の通信方式で受信した無線信号のベースバンド信号と前記直並列変換後の信号とのタイミング調整を行ない、
   前記タイミング調整された信号からＭＩＭＯ信号を検出することを特徴とする通信方法。
   

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