JP7355222B2 - 無線通信システム、および無線基地局装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、無線通信システム、および無線基地局装置に関する。

無線アクセスの高速大容量化のため、広帯域を確保可能な高周波数帯を活用することが注目されている。例えば、第５世代移動通信システムでは、２８ＧＨｚ帯を用いて、また無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ（ミリ波無線ＬＡＮシステム）では、６０ＧＨｚ帯を用いて、高速大容量化が実現されている。

高周波数帯は、周波数帯と比較して電波減衰が大きく、また回折しづらい電波特性を有している。そのため、高周波数帯では、伝送距離が短いことや遮蔽により受信品質が大きく劣化することが課題となっている。

電波減衰を補償するためには、送受信局において多素子アンテナを用いたビームフォーミングが有効である。ビームフォーミング利得により電波減衰を補償することで、伝送距離を延ばすことができる。このビームフォーミングでは、送受信局双方において、特定の方向からの電波が強く送受信されるため、受信局では、電力の高い１つの伝搬パスが主に受信されることになる。その結果、空間多重数は１（もしくは、偏波多重により２）にとどまり、また、同一信号を受信することによる空間ダイバーシチ効果も得づらい。

一方、遮蔽や見通し外における受信品質の劣化を改善するためには、多数の送信点を設置する方法がある。例えば、任意の間隔を空けて、多くの送信アンテナを設置することにより、遮蔽や見通し外となる範囲を少なくすることができる。また、上述のビームフォーミングにおける課題を解決することも可能である。しかし、多数の送信アンテナを設置することはネットワークコストの増加や設置場所の不足を招くという課題がある。

多数の送信点を設けるという観点では、より低コストかつ設置規模や制約の小さい反射板やリピータなどの活用も有効である。従来、これらの機器では動的な制御が難しかった。しかし、近年、メタサーフェスを用いて反射方向を動的に制御する反射板やビームフォーミングが可能なリピータなども開発可能となったことから、これらの機器を活用して遮蔽や見通し外の範囲を小さくしつつ、空間多重化や空間ダイバーシチ利得を得る方法が実現できる（非特許文献１）。

杉原 裕一郎、阪口 啓、"ミリ波 Massive Relay MIMO を用いたセルラネットワークの検討"2019 年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、B-5-54。

前述したように、動的に制御可能な反射板やリピータ（動的制御中継器）を多数設置し、送信局からの信号を複数の動的制御中継器が中継することにより、送受信局間でビームフォーミングを行う場合でも、複数の異なる伝搬経路、即ち、伝搬パスを形成することができる。送受信局は、各伝搬パスの状態を把握しつつ送受信信号処理を行うことにより、空間多重数３以上の空間多重化や、伝搬パスの選択または、全ての伝搬パスの合成受信による空間ダイバーシチ利得を得ることができる。

ところで、高周波数帯を用いる第５世代移動通信システムやミリ波無線ＬＡＮシステムでは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式が用いられている。ＯＦＤＭ方式では遅延波対策として、サイクリックプリフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）と呼ばれるガード区間が付加され、遅延波によるＯＦＤＭシンボル間干渉を除去している。ＣＰ長は、システムが想定するシナリオと、ＣＰ挿入によるオーバーヘッドによる特性劣化を考慮し、適切なＣＰ長がシステムの標準規格等で規定される。例えば、第５世代移動通信システムでは、ＯＦＤＭシンボル長の約７％のＣＰ長を挿入することを想定している。

また、ＣＰ長を超える遅延波を受信した場合、ＯＦＤＭシンボル間干渉を除去しきれず通信品質が劣化するという問題が生じる。上述した動的制御中継器により多数の伝搬パスを形成する場合、通常よりも大きい伝搬遅延を有する伝搬パスの発生が想定される。例えば、複数の動的制御中継器を経由した伝搬パスは、送受信局間を直接、伝搬される伝搬パスに比べて大きな経路差遅延となる。また、動的制御中継器としてリピータを用いる場合は、リピータ内の増幅処理等による処理遅延が付加されることになる。多数の伝搬パスを合成受信する場合、ＣＰ長を超える遅延の伝搬パスが含まれる可能性が高まるうえ、メタサーフェスによる位相制御、リピータの増幅処理やビームフォーミング制御によって電力が比較的大きい遅延波を受信する可能性もある。

特に、第５世代移動通信システムで規定される高周波数帯では、位相雑音等の影響を考慮してＯＦＤＭサブキャリア間隔を広げた信号を用いる。ＯＦＤＭ信号帯域幅が一定の仮定の下で、ＯＦＤＭサブキャリア間隔を広げる（すなわち、ＯＦＤＭサブキャリア数を少なくする）と、ＯＦＤＭサブキャリア幅が広がり、一次変調信号をより広い周波数帯域で伝送できるため、ＯＦＤＭサブキャリア信号のシンボル長は短くなる。ＯＦＤＭ信号は、各ＯＦＤＭサブキャリア信号の重ね合わせであるため、ＯＦＤＭサブキャリア信号のシンボル長が短くなれば、結果的にＯＦＤＭシンボル長も短くなる。

このように、ＯＦＤＭサブキャリア間隔に比例してＯＦＤＭシンボル長は短くなる。第５世代移動通信システムではＣＰ長によるオーバーヘッドを考慮し、ＯＦＤＭシンボル長に対するＣＰ長の比率は全てのＯＦＤＭサブキャリア間隔のオプションについて基本的には一定としている。そのため、もし高周波数帯において動的制御中継器４により多数伝搬パスを発生させると、ＣＰ長を超える遅延波の影響によりかえって性能を劣化させてしまうことも考えられる。
なお、長遅延波を想定して通常のＣＰ長よりも長い拡張ＣＰ長が規定される場合もある。拡張ＣＰ長を用いることで上記課題を解決しうるが常に拡張ＣＰ長を用いることはオーバーヘッドの観点から好ましくない。

そこで、本発明の実施形態は、複数の動的制御中継器を用いて発生させる多数の伝搬パスを用いて送受信を行う無線通信システムにおいて、伝搬パスの制御とＣＰ長の制御とを連携して制御する無線通信システム、無線制御方法および無線基地局装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る無線通信システムは、サイクリックプリフィックス長を決定する制御部を備え、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式による無線通信を行う無線基地局装置と、到来波の再放射方向を前記無線基地局装置から動的に制御可能な複数の動的制御中継器と、前記動的制御中継器を介した又は介さない複数の伝搬パスを用いて、前記無線基地局装置との間で無線通信を行う無線端末装置と、を備え、前記無線基地局装置は、前記無線端末装置に応じて前記複数の動的制御中継器のなかから使用する動的制御中継器を選択し、前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、前記動的制御中継器を介した前記複数の伝搬パスを用いて前記無線通信を行う場合、前記制御部には、前記複数の動的制御中継器のそれぞれに対応したサイクリックプリフィックス長を含む情報が設定条件として設定され、前記制御部は、選択された前記動的制御中継器に対し予め割り当てられた第１のサイクリックプリフィックス長よりも長いサイクリックプリフィックス長が設定されていた場合には、前記設定条件を満たしたものとして、サイクリックプリフィックス長を前記第１のサイクリックプリフィックス長よりも長い第２のサイクリックプリフィックス長に決定する。

本実施形態の無線通信システム、および無線基地局装置は、複数の動的制御中継器を用いて発生させる多数の伝搬パスを用いて送受信を行う無線通信システムにおいて、無線基地局が送受信に用いる伝搬パスを決定して伝搬パスに応じたＣＰ長を設定することにより、ＯＦＤＭシンボル間干渉の発生を抑制し、無線通信品質の劣化の低減が可能となる。

図１は、第１の実施形態に係る無線通信システムの一構成例を示す模式図である。 図２は、第１の実施形態に係る無線基地局装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図３は、無線基地局装置として機能するコンピュータの構成の一例を示す模式図である。 図４は、第１の実施形態に係る無線端末装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図５は、第１の実施形態に係る無線基地局装置のＣＰ制御部におけるＣＰ長の決定処理動作の一例を示すフローチャートである。 図６は、第２の実施形態に係る無線基地局装置のＣＰ制御部におけるＣＰ長の決定処理動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、第３の実施形態に係る無線基地局装置のＣＰ制御部におけるＣＰ長の決定処理動作の一例を示すフローチャートである。 図８は、第４の実施形態に係る無線基地局装置のＣＰ制御部におけるＣＰ長の決定処理動作の一例を示すフローチャートである。 図９は、第５の実施形態に係る無線基地局装置のＣＰ制御部におけるＣＰ長の決定処理動作の一例を示すフローチャートである。 図１０は、第６の実施形態に係る無線基地局装置のＣＰ制御部におけるＣＰ長の決定処理動作の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
［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１の一構成例を示す模式図である。本実施形態の無線通信システム１は、無線基地局装置２を送信局、無線端末装置３を受信局に設定した例を記載している。通信開始後に、送信局及び受信局の設定が逆になること、即ち、無線基地局装置２を受信局、無線端末装置３を送信局に入れ替わる設定となる場合も含まれる。

図１に示す無線通信システム１において、送信局と受信局の間の無線チャネル内に、複数の動的制御中継器４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）が設置される。これらの動的制御中継器４の設置数は、通信エリアの大きさや電波に対する環境（遮蔽物が多い等）に応じて、任意に設定することができる。各動的制御中継器４は、例えば、リピータや反射板である。動的制御中継器４において、リピータを用いた構成をアクティブ装置とし、反射板を用いた構成をパッシブ装置とする。これらの動的制御中継器４は、機械的に移動や回転をすること、または電気的に位相や振幅を制御することにより、到来波を任意の方向に再放射することができる。

図１に示すように、無線通信システム１は、無線基地局装置２から無線端末装置３へ、動的制御中継器４を介さない伝搬パスＰＡ１と、動的制御中継器４を介した３つの伝搬パスＰＡ２，ＰＡ３，ＰＡ４と、が発生している。これらの伝搬パスにおいて、伝搬パスＰＡ３のように、複数の動的制御中継器４ａ，４ｃを介して発生する場合もある。

無線基地局装置２は、中継器制御部５と無線通信機６とを含む。各動的制御中継器４は、再放射方向の制御のために、有線または無線通信により、無線基地局装置２の中継器制御部５と接続される。中継器制御部５は、動的制御中継器４のなかから無線伝送に用いる動的制御中継器４並びにその再放射方向の情報を決定し、各動的制御中継器４に通知する機能を有する。また、中継器制御部５は、動的制御中継器４の状態や動的制御中継器４が得られる情報を収集する機能を有する。

ここで動的制御中継器４が得られる情報とは、例えばセンシング機能を有する動的制御中継器４が自身のセンシング機能により取得した情報、を意味する。また、センシング機能により取得した情報とは、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサ等により取得した位置情報、ジャイロセンサ等により取得した動的制御中継器４の設置角度、等である。

図２は、第１の実施形態に係る無線基地局装置２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。上述の通り、無線基地局装置２は、中継器制御部５と無線通信機６を備えている。

中継器制御部５は、上述の通り、無線伝送に用いる動的制御中継器４や再放射方向の情報を決定し、各動的制御中継器４に通知し、また動的制御中継器４の状態や動的制御中継器４が得られる情報を収集する。中継器制御部５におけるこれらの決定、通知及び収集動作のタイミング（又は時間スパン）は、任意である。例えば、動的制御中継器４の反射再放射方向を無線端末装置３にピンポイントに合わせていく場合は、中継器制御部５は、無線基地局装置２がビーム制御を実行するタイミングで、上記の無線伝送に用いる動的制御中継器４や再放射方向の情報を決定する。

具体例として、ビーム探索が同期信号を用いて実行されるときは、上記決定を行うタイミングは、同期信号を送信し、すべてのビーム及びすべての反射再放射方向の組合せの探索を完了するタイミングとなる。このとき、中継器制御部５は、最もよい受信品質となるビーム、動的制御中継器４及び反射再放射方向が選択されるように、無線伝送に用いる動的制御中継器４や再放射方向の情報を決定する。また、中継器制御部５は、同期信号を送信し、すべてのビームのみの探索をしてもよい。このときは、中継器制御部５は、例えば、無線端末装置３の測位結果を用いて動的制御中継器４及び反射再放射方向を決定し、ビーム探索によりビームを決定する。測位結果は、無線基地局装置２での測位にて得られたものでもよいし、無線端末装置３が測位した結果をフィードバックしたものでもよく、測位手法は特に規定しない。

また、反射再放射方向は、無線端末装置３に対して合わせる制御のほかに、無線端末装置３が存在するエリアに合わせてもよい。例えば、動的制御中継器４としてメタマテリアル反射板を用いれば、幅広い方向に電波を反射させることが可能であり、また、動的制御中継器４として、ビームフォーミングが可能なリピータを用いれば、ビーム制御を行って広いビーム幅で電波を再放射することができる。この場合、必ずしも無線端末装置３の移動に合わせて動的制御中継器４の反射再放射方向を制御する必要はないため、中継器制御部５は、上述の無線伝送に用いる動的制御中継器４や再放射方向の情報を、数ミリ秒乃至数秒の範囲で、任意に決定してもよいし、日単位で決定してもよい。このとき中継器制御部５が決定の基礎とする情報は、上述した通り無線端末装置３の測位結果であってもよいし、過去の測位結果から得られる無線端末装置３の分布を用いてもよい。あるいは、その決定の基礎として、中継器制御部５は、カメラを用いて現地画像を取得し画像を解析した結果を用いてもよいし、シミュレーションにより得られる電波伝搬情報を用いてもよい。さらには、無線基地局装置２と無線端末装置３との通信の際に得られる受信電力、通信品質、トラヒックの統計情報を用いてもよい。

また、動的制御中継器４の配置情報が既知であるという前提であれば、ビームと反射再放射方向が決定されれば、無線基地局装置２から無線端末装置３へ電波が到来するルートが推定できる。よって、中継器制御部５は、その結果から、使用する動的制御中継器４を決定することができる。

本実施形態の無線通信機６は、少なくとも信号処理部２１、ＣＰ制御部２２、ＣＰ付加部２３、ＣＰ除去部２４、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）２５、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２６、ＲＦアンテナ部２７、及び複数のアンテナ２８を備えている。

ＣＰ制御部２２は、中継器制御部５において決定した無線伝送に用いる動的制御中継器４の情報に基づいて、送信信号に付加するサイクリックプリフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）の長さ（ＣＰ長）を決定する。このＣＰ制御部２２は、後述するＣＰ長設定条件に従い、条件を満たしている場合には、後述する通常のＣＰ長から、それよりも長い、拡張ＣＰ長又は、最長ＣＰ長へ変更する決定を行う。また、ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して送信する無線信号にＣＰを付加し、ＣＰ除去部２４を制御して受信信号に付加されたＣＰを除去する。このＣＰ長設定条件は、無線通信に関わる設定条件であり、変更可能である。ＣＰ長設定条件は、予め設定された複数のＣＰ長設定条件の中から選択してもよい。さらに、条件の内容によっては、複数のＣＰ長設定条件を同時に設定することも可能である。

前述したように、ＣＰ長は、無線通信システムが想定するシナリオ（例えば、通信経路や通信距離等）と、ＣＰ挿入によるオーバーヘッドによる特性劣化を考慮し、システムの標準規格等で規定される。以下の説明において、ＣＰ長は、上記標準規格等で規定された予め定めた１つの長さであり、想定される通信距離等に基づき設定され、常時又は普通に使用するＣＰ長を、通常のＣＰ長（第１のサイクリックプリフィックス長）と称する。このため、動的制御中継器４が設けられる地形等を含む設置状況や無線通信機６からの距離に応じて、動的制御中継器４毎に異なる長さ又は同じ長さのＣＰ長が割り当てられている。ここでは、想定された通信距離以下であって通信状況によっては、伝搬パス途中で動的制御中継器４を介しても、予め割り当てられたＣＰ長（通常のＣＰ長）のＣＰを用いても良好な無線通信が可能なこともある。

また、ＣＰ制御部２２は、予め全ての動的制御中継器４に事前に割り付けられたＣＰ長に関する情報（ＣＰ長情報）を記憶している。ＣＰ長の事前割り付けは、動的制御中継器４を設置する際に決定してもよい。もしくは、動的制御中継器４がＧＰＳセンサやジャイロセンサを有する場合に、定期的に有線又は無線を用いて中継器のＧＰＳセンサで取得した位置情報やジャイロセンサで取得した設置角度情報を無線基地局装置２の中継器制御部５に通知し、適切なＣＰ長を決定し更新してもよい。

さらに、ＣＰ制御部２２は、決定したＣＰ長情報を信号処理部２１により無線信号とし、ＲＦアンテナ部２７を介して、通信対象となる無線端末装置３に通知する。当該通知は、無線通信システム１における制御チャネルを用いて行ってもよいし、その他のチャネルを用いて行ってもよい。

ＣＰ付加部２３は、ＣＰ制御部２２が決定したＣＰ長に基づくＣＰを信号処理部２１により生成された無線信号に付加する。このＣＰが付加された無線信号は、ＤＡＣ２５に出力される。なお、ＣＰ付加部２３の後段にフィルタ部を設けてもよい。

ＣＰ除去部２４は、ＲＦアンテナ部２７及びＡＤＣ２６を介して、受信された無線信号からＣＰを除去する。このＣＰを除去した無線信号を信号処理部２１に出力する。なお、ＣＰ除去部２４の前段にフィルタ部を設けてもよい。

ＤＡＣ２５は、デジタル／アナログ変換機能を有し、ＣＰ付加部２３によりＣＰが付加された無線信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。アナログ信号に変換された無線信号は、ＲＦアンテナ部２７に出力される。ＡＤＣ２６は、アナログ／デジタル変換機能を有し、ＲＦアンテナ部２７を介して受信した無線信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された無線信号は、ＣＰ除去部２４に出力される。

ＲＦアンテナ部２７は、ＲＦ部において、送信処理として無線信号をシステム帯域にアップコンバージョンする。その後、増幅器（Power Amplifier）により電力増幅された信号をアンテナ２８を介して放射する。ＲＦアンテナ部２７の受信処理では、アンテナ２８が受信した信号を低雑音信号増幅器（Low Noise Amplifier）にて増幅した後に、ダウンコンバージョンする。ＲＦアンテナ部２７は、複数のＲＦ部、複数のアンテナ２８を有してもよい。ＲＦアンテナ部２７の送受信処理において、可変位相器、可変利得制御器を用いて、アナログビームフォーミングを形成してもよい。

信号処理部２１は、送信する無線信号を生成する処理、及び受信した無線信号を復号する処理を行う。当該信号処理部２１は、対象とする無線通信システム１で必要な全ての信号の生成、及び復号を行う。また、ＣＰ制御部２２が決定したＣＰ長情報に基づき、無線端末装置３に当該ＣＰ長情報を通知するための無線信号を生成する。

無線基地局装置２を構成する中継器制御部５及び無線通信機６における無線送信に係わるハードウェア構成の少なくとも一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のＩＣ回路によって実現されることができる。例えば、中継器制御部５を一つのＡＳＩＣとし、ＣＰ制御部２２、ＣＰ付加部２３、ＣＰ除去部２４、及び信号処理部２１を１つのＡＳＩＣとすることができる。ＤＡＣ２５及びＡＤＣ２６は１つのＩＣチップとして、またＲＦアンテナ部２７も１つのＩＣチップとして、形成することができる。また、中継器制御部５及び無線通信機６のうちのデジタル信号の処理部分については、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）で置き換え、ＤＳＰ内部のソフトウェアによって、その機能を実現するようにしてもよいし、コンピュータとプログラムによって実現するようにしてもよい。

図３は、無線基地局装置２として機能するコンピュータの構成の一例を示す模式図である。無線基地局装置２は、図示するように、コンピュータデバイスにより構成され、ＣＰＵ等のプロセッサ３１を有する。そして、無線基地局装置２においては、このプロセッサ３１に対し、プログラムメモリ３２と、データメモリ３３と、ストレージ３４と、入出力インタフェース（図３では入出力ＩＦと示す）３５と、通信インタフェース３６と、通信装置３７とが、バス３８を介して接続される。

プログラムメモリ３２は、非一時的な有形のコンピュータ可読記憶媒体として、例えば、フラッシュメモリ等の随時書込み及び読出しが可能な不揮発性メモリと、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリとが組合せて使用されたものである。このプログラムメモリ３２には、プロセッサ３１が各種制御処理を実行するために必要なプログラムが格納されている。

データメモリ３３は、有形のコンピュータ可読記憶媒体として、例えば、上記の不揮発性メモリと、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリとが組合せて使用されたものである。このデータメモリ３３は、各種処理が行われる過程で取得及び作成された各種データが記憶されるために用いられる。

ストレージ３４は、非一時的な有形のコンピュータ可読記憶媒体として、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の随時書込み及び読出しが可能な不揮発性メモリを用いた大容量の記憶媒体を有している。このストレージ３４には、プロセッサ３１が各種制御処理を実行するために必要な各種のプログラムやデータが格納されている。例えば、プロセッサ３１が第１の実施形態に係る無線基地局装置２としての制御処理を実行するために必要な通信制御プログラムが格納されている。ストレージ３４に格納されているプログラムは、必要に応じてプロセッサ３１によりデータメモリ３３上に読み出されて、実行される。通信制御プログラムは、例えば、プロセッサ３１に、図２に示した中継器制御部５、信号処理部２１、ＣＰ制御部２２、ＣＰ付加部２３、及びＣＰ除去部２４として機能させることができる。なお、通信制御プログラムは、ストレージ３４ではなくて、プログラムメモリ３２に格納されていてもよい。

入出力インタフェース３５には、入力部３９及び表示部４０が接続されている。入力部３９及び表示部４０は、例えば液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）を使用した表示デバイスの表示画面上に、静電方式または圧力方式を採用した入力検知シートを配置した、いわゆるタブレット型の入力・表示デバイスを用いたものが用いられることができる。また、入力部３９及び表示部４０は、独立するデバイスにより構成されてもよい。入出力インタフェース３５は、上述の入力部３９から入力された操作情報をプロセッサ３１に入力すると共に、プロセッサ３１で生成された表示情報を表示部４０に表示させる。なお、無線基地局装置２として機能するコンピュータは、これら入出力インタフェース３５、入力部３９及び表示部４０は、有しなくても良い。プロセッサ３１への操作情報やプロセッサ３１からの表示情報は、通信インタフェース３６により、図示しないネットワークを介して送受信されて、ネットワークに接続された入力機器から入力されたり、表示機器で表示されたりすることができる。

通信インタフェース３６は、例えば、１つ以上の有線または無線の通信モジュールを含むことができる。通信インタフェース３６は、図示しないネットワークを介して、無線端末装置３のユーザ宛のデータを受信し、また、ユーザからのデータをその宛先に送信する。

通信装置３７は、図２に示したＤＡＣ２５、ＡＤＣ２６及びＲＦアンテナ部２７を含むことができる。通信装置３７は、ＲＦアンテナ部２７であって、ＤＡＣ２５及びＡＤＣ２６を、通信装置３７とバス３８の間に配置してもよい。通信装置３７には、図２に示したアンテナ２８に対応するアンテナ４１が接続されている。

次に、本実施形態の無線通信システム１で用いられる無線端末装置について説明する。図４は、第１の実施形態に係る無線端末装置３のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
この無線端末装置３は、信号処理部５１、ＣＰ制御部５２、ＣＰ付加部５３、ＣＰ除去部５４、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）５５、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）５６、ＲＦアンテナ部５７、及び複数のアンテナ５８を備えている。

ＣＰ制御部５２は、無線基地局装置２から無線信号で通知され、無線端末装置３の信号処理部５１における処理を経て得られたＣＰ長情報に基づいて、ＣＰ付加部５３に付加するＣＰ長、及びＣＰ除去部５４から除去するＣＰ長を決定し、ＣＰ付加部５３、ＣＰ除去部５４、及び信号処理部５１に通知する。

ＣＰ付加部５３は、ＣＰ制御部５２が決定したＣＰ長に基づくＣＰを信号処理部５１により生成された無線信号に付加する。このＣＰを付加された無線信号は、ＤＡＣ５５に出力される。なお、ＣＰ付加部５３の後段にフィルタ部を設けてもよい。

ＣＰ除去部５４は、ＲＦアンテナ部５７及びＡＤＣ５６を介して、受信された無線信号からＣＰを除去する。このＣＰを除去した無線信号を信号処理部５１に出力する。なお、ＣＰ除去部５４の前段にフィルタ部を設けてもよい。

ＤＡＣ５５は、デジタル／アナログ変換機能を有し、ＣＰ付加部５３によりＣＰが付加された無線信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。アナログ信号に変換された無線信号は、ＲＦアンテナ部５７に出力される。

ＡＤＣ５６は、アナログ／デジタル変換機能を有し、ＲＦアンテナ部５７を介して受信した無線信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された無線信号は、ＣＰ除去部５４に出力される。

ＲＦアンテナ部５７は、ＲＦ部において、送信処理として無線信号をシステム帯域にアップコンバージョンする。その後、増幅器（Power Amplifier）により電力増幅された信号をアンテナ５８を介して放射する。ＲＦアンテナ部５７の受信処理では、アンテナ５８が受信した信号を低雑音信号増幅器にて増幅した後に、ダウンコンバージョンする。ＲＦアンテナ部５７は、複数のＲＦ部、複数のアンテナ５８を有してもよい。ＲＦアンテナ部５７の送受信処理において、可変位相器、可変利得制御器を用いて、アナログビームフォーミングを形成してもよい。

信号処理部５１は、送信する無線信号を生成する処理、及び受信した無線信号を復号する処理を行う。当該信号処理部５１は、対象とする無線通信システム１で必要な全ての信号の生成、及び復号を行う。また、信号処理部５１は、無線基地局装置２から通知されたＣＰ長情報を復号し、取得したＣＰ長情報をＣＰ制御部５２に通知する。

無線端末装置３の無線送信に係わるハードウェア構成の少なくとも一部は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等のＩＣ回路によって実現されることができる。例えば、ＣＰ制御部５２、ＣＰ付加部５３、ＣＰ除去部５４、及び信号処理部５１を１つのＡＳＩＣとすることができる。ＤＡＣ５５及びＡＤＣ５６は１つのＩＣチップとして、またＲＦアンテナ部５７も１つのＩＣチップとして、形成することができる。また、無線送信に係わるハードウェア構成のうちのデジタル信号の処理部分については、ＤＳＰで置き換え、ＤＳＰ内部のソフトウェアによって、その機能を実現するようにしてもよいし、コンピュータとプログラムによって実現するようにしてもよい。

次に、第１の実施形態に係る無線基地局装置２のＣＰ制御部２２におけるＣＰ長の決定処理について説明する。図５は、第１の実施形態に係る無線基地局装置２のＣＰ制御部２２におけるＣＰ長の決定処理動作の一例を示すフローチャートである。ＣＰ制御部２２には、伝搬パスが動的制御中継器４を中継する否かに応じてＣＰ長を決定するＣＰ長設定条件（第１のＣＰ長設定条件）が設定されている。ＣＰ制御部２２は、動的制御中継器４の中継の有無に応じて、通常のＣＰ又は、通常のＣＰよりも長い最長のＣＰ長のＣＰを無線信号に割り付ける。無線基地局装置２をコンピュータで構成する場合、通信制御プログラムを実行することで、プロセッサ３１は、このフローチャートに従った処理動作を実施し、ＣＰ制御部２２として機能することができる。

ＣＰ制御部２２は、中継器制御部５から、動的制御中継器４を用いて無線基地局装置２から対象ユーザの無線端末装置３に無線伝送する決定が通知されているか否かを判断する（ステップＳ１）。中継器制御部５からの通知は、動的制御中継器４を用いるか否かを示す通知であってよい。

ＣＰ制御部２２は、中継器制御部５から、動的制御中継器４を用いて無線基地局装置２から無線伝送する決定が通知されていれば（ステップＳ１：ＹＥＳ）、通常使用する通常のＣＰ長よりも長い拡張ＣＰ長（第２のサイクリックプリフィックス長）を用いることを決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、拡張ＣＰ長のＣＰを信号処理部５１により生成された無線信号に付加し（ステップＳ２）、一連のＣＰ付加処理を終了する。

一方、中継器制御部５から、動的制御中継器４を用いて無線基地局装置２から無線端末装置３に無線伝送する決定が通知されていないと判断した場合（ステップＳ１:ＮＯ）には、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長を用いることを決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、通常のＣＰ長のＣＰを信号処理部５１により生成された無線信号に付加し（ステップＳ３）、一連のＣＰ付加処理を終了する。

このような動的制御中継器４を用いる際のＣＰ長の決定動作により、当該無線通信システム１において動的制御中継器４を用いることにより生じる遅延波の影響を軽減することができる。なお、通信開始後の無線端末装置３のＣＰ制御部５２によるＣＰ長の決定処理動作についても、動的制御中継器４を用いるか否かの判断を、中継器制御部５からの通知ではなく、ユーザの入力設定による通知に基づいて行うことを除いて、これと同様である。

以上のように、第１の実施形態では、無線基地局装置２と到来波の再放射方向を動的に制御可能な中継器である複数の動的制御中継器４とを備え、無線基地局装置２が無線端末装置３との間で動的制御中継器４を介した複数の伝搬パスを用いて、ＯＦＤＭ方式による無線通信を行う無線通信システム１であって、無線基地局装置２内のＣＰ制御部２２は、予め設定されたＣＰ長設定条件に従い、動的制御中継器４を用いるか否かに応じて、ＣＰ長を変更する。すなわち、ＣＰ長設定条件（第１のＣＰ長設定条件）に、動的制御中継器４を介した複数の伝搬パスを用いて無線通信を行う場合には、通常のＣＰ長よりも長い拡張ＣＰ長のＣＰを無線信号に付加するように設定されていたならば、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長よりも長い拡張ＣＰ長のＣＰを無線信号に付加することを決定する。

これにより、ＣＰ長によるオーバーヘッドを考慮し、高周波数帯において動的制御中継器４により多数伝搬パスを発生させた場合であっても、通常のＣＰ長よりも長い拡張ＣＰ長に変更することで、遅延波の影響を減少させて、性能の劣化を防止することができる。また、伝搬パスが動的制御中継器４を利用するか否かで、通常のＣＰ長と拡張ＣＰ長を切り換えて使用することで、ＣＰによるオーバーヘッドを軽減することができる。本実施形態は、第５世代移動通信システムにおける動的制御中継器を用いた無線通信に好適する。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る無線通信システム１について説明する。この無線通信システム１は、無線基地局装置２のＣＰ制御部２２におけるＣＰ長の決定処理動作が前述した第１の実施形態と異なっており、その他の構成及び動作は、第１の実施形態と同様である。よって、この第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、その他の説明は省略する。

図６は、第２の実施形態に係る無線基地局装置２のＣＰ制御部２２におけるＣＰ長の決定処理動作の一例を示すフローチャートである。ＣＰ制御部２２には、選択された動的制御中継器４に事前に割り付けられたＣＰ長情報に拡張ＣＰ長が含まれているか否かでＣＰ長を決定するＣＰ長設定条件（第２のＣＰ長設定条件）が設定されている。ＣＰ制御部２２は、動的制御中継器４のＣＰ長情報に拡張ＣＰ長の有る無しに応じて、通常のＣＰ長又は、通常のＣＰよりも長い最長のＣＰ長のＣＰを無線信号に割り付ける。無線基地局装置２をコンピュータで構成する場合、通信制御プログラムを実行することで、プロセッサ３１は、このフローチャートに従った処理動作を実施し、ＣＰ制御部２２として機能することができる。

まず、ＣＰ制御部２２は、中継器制御部５から、動的制御中継器４を用いて無線基地局装置２から通信対象となるユーザの無線端末装置３に無線伝送する決定が通知されているか否かを判断する（ステップＳ１１）。この中継器制御部５からの通知は、動的制御中継器４を用いるか否かの情報、及び、１つまたは複数の選択された動的制御中継器４の情報、つまり、何れの動的制御中継器４を使用するのかを示す通知であってよい。

中継器制御部５から動的制御中継器４を用いることを指示する通知であると判断した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、ＣＰ制御部２２は、通知に含まれる動的制御中継器４のＣＰ長情報に従い、使用する動的制御中継器４を選択する（ステップＳ１２）。その後、ＣＰ制御部２２は、選択された動的制御中継器４に事前に割り付けられたＣＰ長情報を参照し、ＣＰ長設定条件に従い、通常のＣＰ長よりも長いＣＰ長のＣＰを付加すべき動的制御中継器４があるか否か判断する（ステップＳ１３）。この判断においてＣＰ長情報に基づき、通常のＣＰ長よりも長いＣＰ長のＣＰを付加すべき動的制御中継器４がないと判断した場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、ＣＰ制御部２２は、上記ステップＳ１２で選択したすべての動的制御中継器４に対して評価したか否か判断する（ステップＳ１４）。未だ評価していない動的制御中継器４があれば（ステップＳ１４：ＮＯ）、ＣＰ制御部２２は、上記ステップＳ１３の判断の動作に戻る。

また、上記ステップＳ１３において、ＣＰ長情報に基づき、通常のＣＰ長よりも長いＣＰ長のＣＰを付加すべき動的制御中継器４であった場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）には、ＣＰ制御部２２は、選択された動的制御中継器４に付加されているＣＰ長のなかで最も長い最長ＣＰ長のＣＰを無線信号に付加することを決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、最長ＣＰ長のＣＰを無線信号に付加する（ステップＳ１５）。

これに対して、上記ステップＳ１４において、選択したすべての動的制御中継器４に対して評価したと判断した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）には、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加することを決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加する（ステップＳ１６）。また、上記ステップＳ１１において、中継器制御部５から動的制御中継器４を用いて無線基地局装置２から無線端末装置３に無線伝送する決定が通知されていないと判断した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）にも、上記ステップＳ１６において、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加することを決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号付加する。

なお、ＣＰ長の事前割り付けは、動的制御中継器４を設置する際に決定して、ＣＰ制御部２２に保存しておくことができる。または、この事前割り付けは、ＣＰ制御部２２ではなく、中継器制御部５に保存しておき、上記通知に含めて、使用する動的制御中継器４に割り付けられたＣＰ長情報を中継器制御部５からＣＰ制御部２２に送信するようにしてもよい。また、動的制御中継器４がＧＰＳセンサやジャイロセンサを有する場合には、定期的に有線もしくは無線を用いて、動的制御中継器４のＧＰＳセンサで取得した位置情報やジャイロセンサで取得した設置角度情報を、動的制御中継器４から無線基地局装置２の中継器制御部５に通知し、中継器制御部５において適切なＣＰ長を決定し、更新保存してもよい。

以上のように、中継器制御部５により動的制御中継器４を用いて無線基地局装置２から無線端末装置３に無線伝送する際に、１つまたは複数の選択された動的制御中継器４に事前に割り付けられたＣＰ長又はＣＰ長情報がＣＰ制御部２２に通知される。ＣＰ制御部２２は、選択された全ての動的制御中継器４のＣＰ長又はＣＰ長情報を参照し、その中で最長のＣＰ長のＣＰを付加することを決定する。

以上のように、第２の実施形態において、ＣＰ制御部２２は、事前に動的制御中継器毎に割り付けられたＣＰ長のうち最長のＣＰ長のＣＰを付加する。すなわち、ＣＰ制御部２２は、動的制御中継器４を介した複数の伝搬パスを用いて無線通信を行う場合、選択された動的制御中継器に最長のＣＰ長のＣＰを付加することを決定する。このように伝搬パスに応じてＣＰ長を選択することにより、遅延波の影響を緩和するＣＰ長に動的に切り替えることができる。よって、遅延波を考慮した固定的なＣＰ長を用いる場合に比べて、必要以上に長いＣＰ長が用いられることを防ぎ、ＣＰによるオーバーヘッドを軽減することができる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態に係る無線通信システム１は、無線基地局装置２のＣＰ制御部２２におけるＣＰ長の決定処理動作が前述した第１の実施形態と異なっており、その他の構成及び動作は、第１の実施形態と同様である。よって、この第１の実施形態と異なる点についてのみ説明し、その他の説明は省略する。

図７は、第３の実施形態に係る無線基地局装置２のＣＰ制御部２２におけるＣＰ長の決定処理動作の一例を示すフローチャートである。ＣＰ制御部２２には、選択された動的制御中継器４と無線基地局装置２との距離のうちで、最長距離が閾値以上か否かでＣＰ長を決定するＣＰ長設定条件（第３のＣＰ長設定条件）が設定されている。ＣＰ制御部２２は、算出された最長距離に応じて、通常のＣＰ長又は、通常のＣＰよりも長い拡張ＣＰ長のＣＰを無線信号に割り付ける。無線基地局装置２をコンピュータで構成する場合、通信制御プログラムを実行することで、プロセッサ３１は、このフローチャートに従った処理動作を実施し、ＣＰ制御部２２として機能することができる。

まず、ＣＰ制御部２２は、中継器制御部５から、動的制御中継器４を用いて無線基地局装置２から通信対象となるユーザの無線端末装置３に無線伝送する決定が通知されているか否かを判断する（ステップＳ２１）。この中継器制御部５からの通知は、動的制御中継器４を用いるか否かの情報、及び、１つまたは複数の選択された動的制御中継器４の情報、つまり、何れの動的制御中継器４を使用するのかを示す通知であってよい。

中継器制御部５から動的制御中継器４を用いることを指示する通知であると判断した場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）には、ＣＰ制御部２２は、通知に含まれる動的制御中継器４の情報に従い、使用する動的制御中継器４を選択する（ステップＳ２２）。その後、ＣＰ制御部２２は、ＣＰ長設定条件に従い、選択されたすべての動的制御中継器４と無線基地局装置２との距離を算出する（ステップＳ２３）。なお、この距離を算出する代わりに、事前に算出しておいた距離を参照してもよい。この算出された距離に関する情報は、例えば、中継器制御部５又は、ＣＰ制御部２２の何れかに格納されている。

さらに、ＣＰ制御部２２は、選択された動的制御中継器４と無線基地局装置２との距離の中で、最も長い距離が予め決められた閾値距離Ｘｍ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。ここでＸは任意の値であり、無線システムが許容できる伝搬遅延から算出してもよい。ここで、最長距離が閾値距離Ｘｍ以上であると判断した場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）には、無線端末装置３において、通常のＣＰ長を超える遅延波が受信される可能性がある。このため、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長よりも長い拡張ＣＰ長のＣＰを付加することを決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、拡張ＣＰ長のＣＰを無線信号に付加する（ステップＳ２５）。

これに対して、上記ステップＳ２４において、最長距離が閾値距離Ｘｍ以上ではないと判断した場合（ステップＳ２４：ＮＯ）には、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加することを決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加する（ステップＳ２６）。

また、上記ステップＳ２１において、中継器制御部５から動的制御中継器４を用いて無線基地局装置２から無線端末装置３に無線伝送する決定が通知されていないと判断した場合（ステップＳ２１：ＮＯ）にも、上記ステップＳ２６において、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加することを決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加する。

尚、ＣＰ制御部２２は、無線基地局装置２からの距離が短い動的制御中継器４しか使用されない場合には、無線端末装置３において通常のＣＰ長を超える遅延波が受信される可能性は低いため、通常のＣＰ長のＣＰを付加することを決定する。

また、無線基地局装置２と各動的制御中継器４の間の距離の算出は、動的制御中継器４を設置した際に位置情報をＣＰ制御部２２に登録し、その位置情報と無線基地局装置２の位置情報から算出してもよい。もしくは、動的制御中継器４にＧＰＳを設置し、必要に応じて各動的制御中継器４と中継器制御部とをつなぐ回線を介して当該ＧＰＳ情報を取得して算出してもよい。

以上のように、第３実施形態では、ＣＰ制御部２２は、無線基地局装置２と動的制御中継器４との距離に応じたＣＰ長に決定し、そのＣＰ長のＣＰを無線信号に付加する。即ち、ＣＰ制御部２２は、無線基地局装置２と複数の動的制御中継器４それぞれとの間の最長距離が予め決められた閾値距離Ｘｍ以上であるとき、通常のＣＰ長よりも長い拡張ＣＰ長に決定し、そのＣＰ長のＣＰを付加する。このように、伝搬パスに応じたＣＰ長を選択することにより、遅延波の影響を緩和するＣＰ長に動的に切り替える（例えば、ＯＦＤＭシンボル長に対するＣＰ長の比率が一定となるように切り替える）ことができる。よって、遅延波を考慮したＣＰ長に固定されたＣＰを用いる場合に比べて、必要以上に長いＣＰ長が用いられることを防ぎ、ＣＰによるオーバーヘッドを軽減することができる。

［第４の実施形態］
第４の実施形態に係る無線通信システム１は、無線基地局装置２のＣＰ制御部２２におけるＣＰ長の決定処理動作が第１の実施形態と異なっており、その他の構成及び動作は、上記第１の実施形態と同様である。よって、前述した第１の実施形態と異なる点についてのみ説明し、その他の説明は省略する。

図８は、第４の実施形態に係る無線基地局装置２のＣＰ制御部２２におけるＣＰ長の決定処理動作の一例を示すフローチャートである。ＣＰ制御部２２には、選択された動的制御中継器４の中にリピータがあるか否かに応じてＣＰ長を決定するＣＰ長設定条件（第４のＣＰ長設定条件）が設定されている。ＣＰ制御部２２は、リピータ（アクティブ装置）の有無に応じて、通常のＣＰ長又は、通常のＣＰよりも長い拡張ＣＰ長のＣＰを無線信号に割り付ける。無線基地局装置２をコンピュータで構成する場合、通信制御プログラムを実行することで、プロセッサ３１は、このフローチャートに従った処理動作を実施し、ＣＰ制御部２２として機能することができる。

まず、ＣＰ制御部２２は、中継器制御部５から、動的制御中継器４を用いて無線基地局装置２から対象ユーザの無線端末装置３に無線伝送する決定が通知されているか否かを判断する（ステップＳ３１）。この中継器制御部５からの通知は、動的制御中継器４を用いるか否かの情報、及び、１つまたは複数の選択された動的制御中継器４の情報、つまり、何れの動的制御中継器４を使用するのかを示す通知であってよい。

中継器制御部５から動的制御中継器４を用いることを指示する通知であると判断した場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）には、ＣＰ制御部２２は、その中継器制御部５から通知された、使用する動的制御中継器４を選択する（ステップＳ３２）。その後、ＣＰ制御部２２は、ＣＰ長設定条件に従い、選択された動的制御中継器４にリピータが含まれているか否かを判断する（ステップＳ３３）。この判断で、リピータが含まれていると判断した場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）には、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長よりも長い拡張ＣＰを無線信号に付加することを決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、拡張ＣＰを無線信号に付加する（ステップＳ３４）。

これに対して、上記ステップＳ３３において、リピータが含まれていないと判断した場合（ステップＳ３３：ＮＯ）には、ＣＰ制御部２２は、無線信号に付加するＣＰを通常のＣＰ長に決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加する（ステップＳ３５）。また、上記ステップＳ３１において中継器制御部５から動的制御中継器４を用いて無線基地局装置２から無線端末装置３に無線伝送する決定が通知されていないと判断した場合（ステップＳ３１：ＮＯ）にも、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加することを決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加する。

以上のように、第４実施形態では、ＣＰ制御部２２は、使用する動的制御中継器４の種類に応じてＣＰ長を決定する。アクティブ装置であるリピータは、リピータ内の増幅処理等による処理遅延が付加されることで、パッシブ装置である反射板よりも遅延が発生する。そこで、ＣＰ制御部２２は、使用する動的制御中継器４のなかにリピータが含まれるときには、通常のＣＰ長よりも長い拡張ＣＰを付加することを決定する。このようにすることで、動的制御中継器４としてリピータを使用する場合に、リピータ内の増幅処理等により生じる遅延に起因する遅延波の影響を軽減することができる。

［第５の実施形態］
第５の実施形態に係る無線通信システム１は、無線基地局装置２のＣＰ制御部２２におけるＣＰ長の決定処理動作が前述した第１の実施形態と異なっており、その他の構成及び動作は、第１の実施形態と同様である。よって、この第１の実施形態と異なる点についてのみ説明し、その他の説明は省略する。

図９は、第５の実施形態に係る無線基地局装置２のＣＰ制御部２２におけるＣＰ長の決定処理動作の一例を示すフローチャートである。ＣＰ制御部２２には、選択された動的制御中継器４に対して、各伝搬パスが経由する動的制御中継器４の台数による閾値に応じてＣＰ長を決定するＣＰ長設定条件（第４のＣＰ長設定条件）が設定されている。ＣＰ制御部２２は、動的制御中継器４の台数に応じて、通常のＣＰ長又は、通常のＣＰよりも長い拡張ＣＰ長のＣＰを無線信号に割り付ける。無線基地局装置２をコンピュータで構成する場合、通信制御プログラムを実行することで、プロセッサ３１は、このフローチャートに従った処理動作を実施し、ＣＰ制御部２２として機能することができる。

まず、ＣＰ制御部２２は、中継器制御部５から、動的制御中継器４を用いて無線基地局装置２から対象ユーザの無線端末装置３に無線伝送する決定が通知されているか否かを判断する（ステップＳ４１）。中継器制御部５からの通知は、動的制御中継器４を用いるか否か、及び、１つまたは複数の選択された動的制御中継器４の情報、つまり、何れの動的制御中継器４を使用するのかを示す通知であってよい。

中継器制御部５から動的制御中継器４を用いることを指示する通知であると判断した場合（ステップＳ４１：ＹＥＳ）には、ＣＰ制御部２２は、その中継器制御部５から通知された、使用する動的制御中継器４を選択する（ステップＳ４２）。

その後、ＣＰ制御部２２は、各伝搬パスにおいて中継される動的制御中継器４の台数、つまり各伝搬パスが経由する動的制御中継器４の台数を算出する（ステップＳ４３）。なお、ここでＣＰ制御部２２は、台数を算出する代わりに、事前に算出し、記憶しておいた台数を参照してもよい。

そして、ＣＰ制御部２２は、算出された動的制御中継器４の台数のなかで、最大数が予め決められた閾値台数Ｎ台以上であるか否か、つまり、最も多くの動的制御中継器４を使用する伝搬パスが最大Ｎ台以上の動的制御中継器４を経由するか否かを判断する（ステップＳ４４）。ここでＮは任意の値であり、無線システムが許容できる伝搬遅延から算出してもよい。この判断で、伝搬パスが閾値台数Ｎ台以上の動的制御中継器４を経由すると判断した場合（ステップＳ４４：ＹＥＳ）には、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長よりも長い拡張ＣＰ長を付加することを決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、拡張ＣＰを無線信号に付加する（ステップＳ４５）。

これに対して、上記ステップＳ４４において、最大Ｎ台以上の動的制御中継器４を経由しないと判断した場合（ステップＳ４４：ＮＯ）には、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加することを決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加する（ステップＳ４６）。また、上記ステップＳ４１において中継器制御部５から動的制御中継器４を用いて無線基地局装置２から無線端末装置３に無線伝送する決定が通知されていないと判断した場合（ステップＳ４１：ＮＯ）にも、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加することを決定する。この決定に基づき、ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加する。

このように、中継する動的制御中継器４の数が多いほど伝搬パスが長くなるため、当該伝搬パスは遅延波になる可能性がある。よって、ＣＰ制御部２２は、中継する動的制御中継器４の台数が一定数（例えば、Ｎ台）以上である場合には、通常のＣＰ長よりも長い拡張ＣＰ長のＣＰを付加することを決定し、台数が一定数に満たない場合には、通常のＣＰ長のＣＰを付加することを決定する。

以上のように、第５実施形態では、ＣＰ制御部２２は、経由する動的制御中継器４の台数に応じてＣＰ長を決定する。即ち、ＣＰ制御部２２は、選択された動的制御中継器４を使用する複数の伝搬パスのそれぞれについての経路を推定し、経路の最大長が予め決められた閾値経路長以上であれば、つまり、伝搬パスが経由する動的制御中継器４の台数が閾値台数Ｎ台以上であれば、通常のＣＰ長よりも長い拡張ＣＰ長のＣＰを無線信号に付加することを決定する。これにより、当該無線通信システム１において動的制御中継器４を用いることにより生じる遅延波の影響を軽減することができる。

［第６の実施形態］
第６の実施形態に係る無線通信システム１は、無線基地局装置２のＣＰ制御部２２におけるＣＰ長の決定処理動作が前述した第１の実施形態と異なっており、その他の構成及び動作は、第１の実施形態と同様である。よって、この第１の実施形態と異なる点についてのみ説明し、その他の説明は省略する。

図１０は、第６の実施形態に係る無線基地局装置２のＣＰ制御部２２におけるＣＰ長の決定処理動作の一例を示すフローチャートである。ＣＰ制御部２２には、選択された動的制御中継器４において、各伝搬パスが経由する動的制御中継器４の中継器数の最大値と最小値の差の閾値に応じてＣＰ長を決定するＣＰ長設定条件（第５のＣＰ長設定条件）が設定されている。ＣＰ制御部２２は、閾値に応じて、通常のＣＰ長又は、通常のＣＰよりも長い拡張ＣＰ長のＣＰを無線信号に割り付ける。無線基地局装置２をコンピュータで構成する場合、通信制御プログラムを実行することで、プロセッサ３１は、このフローチャートに従った処理動作を実施し、ＣＰ制御部２２として機能することができる。

まず、ＣＰ制御部２２は、中継器制御部５から、動的制御中継器４を用いて無線基地局装置２から対象ユーザの無線端末装置３に無線伝送する決定が通知されているか否かを判断する（ステップＳ５１）。中継器制御部５からの通知は、動的制御中継器４を用いるか否か、及び、１つまたは複数の選択された動的制御中継器４の情報、つまり、何れの動的制御中継器４を使用するのかを示す通知であってよい。

中継器制御部５から動的制御中継器４を用いることを指示する通知であると判断した場合（ステップＳ５１：ＹＥＳ）には、ＣＰ制御部２２は、その中継器制御部５から通知された、使用する動的制御中継器４を選択する（ステップＳ５２）。その後、ＣＰ制御部２２は、ＣＰ長設定条件に従い、各伝搬パスにおいて中継される動的制御中継器４の台数、つまり各伝搬パスが経由する動的制御中継器４の台数を算出する（ステップＳ５３）。なお、ＣＰ制御部２２は、ここで算出する代わりに、事前に算出し、記憶しておいた台数を参照してもよい。

そして、ＣＰ制御部２２は、算出された動的制御中継器４の台数のなかで、最大値と最小値とを比較し、その差が予め決められた数Ｍ台以上であるか否かを判断する（ステップＳ５４）。ここでＭは任意の値であり、無線システムが許容できる伝搬遅延から算出してもよい。この判断で、各伝搬パスにおいて経由する動的制御中継器４の台数の最大値と最小値の差がＭ台以上であると判断した場合（ステップＳ５４：ＹＥＳ）には、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長よりも長い拡張ＣＰ長を付加することを決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、拡張ＣＰを無線信号に付加する（ステップＳ５５）。

これに対して、上記ステップＳ５４において、各伝搬パスで経由する動的制御中継器４の台数の最大値と最小値の差が予め決められた閾値台数Ｍ台以上ではないと判断した場合（ステップＳ５４：ＮＯ）には、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加することを決定する。ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加する（ステップＳ５６）。

また、上記ステップＳ５１において中継器制御部５から動的制御中継器４を用いて無線基地局装置２から無線端末装置３に無線伝送する決定が通知されていないと判断した場合（ステップＳ５１：ＮＯ）にも、ＣＰ制御部２２は、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加することを決定する。この決定に基づき、ＣＰ制御部２２は、ＣＰ付加部２３を制御して、通常のＣＰ長のＣＰを無線信号に付加する。

伝搬パスは、中継する動的制御中継器４の台数が多いほど伝搬経路が長くなるため、当該伝搬パスは遅延波になる可能性がある。一方で、中継する動的制御中継器４の台数が多かったとしても、すべての伝搬パスにおいて動的制御中継器４の台数が同程度であれば、遅延波として受信されない場合がある。この場合、動的制御中継器４の台数のみによってＣＰ長を設定すると不要なオーバーヘッドが生じてしまうことがある。そこで、ＣＰ制御部２２は、各伝搬パスにおいて中継する動的制御中継器４の台数の最大値と最小値の差分が一定以上である場合に、通常より狭いＣＰ長を設定し、そうでない場合には通常のＣＰ長を設定する。

以上のように、第６の実施形態では、ＣＰ制御部２２は、各伝搬パスが中継する動的制御中継器４の台数の最大値と最小値の差に応じてＣＰ長を決定する。即ち、ＣＰ制御部２２は、選択された動的制御中継器４を使用する複数の伝搬パスそれぞれについての経路を推定し、経路の最大長と最小長との差が予め決められた閾値長さ以上であれば、つまり、伝搬パスが中継する動的制御中継器４の最大台数と最小台数との差が閾値台数Ｍ台以上であれば、通常のＣＰ長よりも長い拡張ＣＰ長のＣＰを無線信号に付加することを決定する。これにより、必要以上に異なるＣＰ長を用いることを防ぎ、不要なオーバーヘッドを軽減することができる。
以上、第２乃至第６の実施形態として説明したＣＰ長の決定処理動作は、それぞれ単独で用いてもよいし、複数の実施形態を組み合わせて用いてもよい。

また、各実施形態に記載した各手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウェア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウェア手段（実行プログラムのみならずテーブル、データ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウェア手段を構築し、このソフトウェア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。以上のことから、本発明の無線基地局装置が備えるＲＦアンテナ部を除く各機能部は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

要するに、本発明は、前述したそれぞれの実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施形態で説明した構成は可能な限り適宜組合せて実施してもよく、その場合、組合せた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

１…無線通信システム
２…無線基地局装置
３…無線端末装置
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…動的制御中継器
５…中継器制御部
６…無線通信機
２１，５１…信号処理部
２２，５２…ＣＰ制御部
２３，５３…ＣＰ付加部
２４，５４…ＣＰ除去部
２５，５５…デジタルアナログ変換器
２６，５６…アナログデジタル変換器
２７，５７…ＲＦアンテナ部
２８，５８…アンテナ
３１…プロセッサ
３２…プログラムメモリ
３３…データメモリ
３４…ストレージ
３５…入出力インタフェース
３６…通信インタフェース
３７…通信装置
３８…バス
３９…入力部
４０…表示部
４１…アンテナ

Claims (8)

1. サイクリックプリフィックス長を決定する制御部を備え、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式による無線通信を行う無線基地局装置と、
   到来波の再放射方向を前記無線基地局装置から動的に制御可能な複数の動的制御中継器と、
   前記動的制御中継器を介した又は介さない複数の伝搬パスを用いて、前記無線基地局装置との間で無線通信を行う無線端末装置と、
   を備え、
   前記無線基地局装置は、前記無線端末装置に応じて前記複数の動的制御中継器のなかから使用する動的制御中継器を選択し、
   前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、前記動的制御中継器を介した前記複数の伝搬パスを用いて前記無線通信を行う場合、前記制御部には、前記複数の動的制御中継器のそれぞれに対応したサイクリックプリフィックス長を含む情報が設定条件として設定され、
   前記制御部は、選択された前記動的制御中継器に対し予め割り当てられた第１のサイクリックプリフィックス長よりも長いサイクリックプリフィックス長が設定されていた場合には、前記設定条件を満たしたものとして、サイクリックプリフィックス長を前記第１のサイクリックプリフィックス長よりも長い第２のサイクリックプリフィックス長に決定する、無線通信システム。
2. サイクリックプリフィックス長を決定する制御部を備え、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式による無線通信を行う無線基地局装置と、
   到来波の再放射方向を前記無線基地局装置から動的に制御可能な複数の動的制御中継器と、
   前記動的制御中継器を介した又は介さない複数の伝搬パスを用いて、前記無線基地局装置との間で無線通信を行う無線端末装置と、
   を備え、
   前記無線基地局装置は、前記無線端末装置に応じて前記複数の動的制御中継器のなかから使用する動的制御中継器を選択し、前記選択された複数の動的制御中継器を経由する前記複数の伝搬パスそれぞれについての経路を推定し、
   前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、前記動的制御中継器を介した前記複数の伝搬パスを用いて前記無線通信を行う場合、前記制御部には、伝搬パスの距離が設定条件として設定され、
   前記制御部は、前記無線基地局装置から選択された前記複数の動的制御中継器までの伝搬パスの距離のうちの最長距離が予め設定した距離よりも長い場合には、前記設定条件を満たしたものとして、サイクリックプリフィックス長を予め割り当てられた第１のサイクリックプリフィックス長よりも長い第２のサイクリックプリフィックス長に決定する、無線通信システム。
3. サイクリックプリフィックス長を決定する制御部を備え、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式による無線通信を行う無線基地局装置と、
   到来波の再放射方向を前記無線基地局装置から動的に制御可能な複数の動的制御中継器と、
   前記動的制御中継器を介した又は介さない複数の伝搬パスを用いて、前記無線基地局装置との間で無線通信を行う無線端末装置と、
   を備え、
   前記無線基地局装置は、前記無線端末装置に応じて前記複数の動的制御中継器のなかから使用する動的制御中継器を選択し、
   前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、前記動的制御中継器を介した前記複数の伝搬パスを用いて前記無線通信を行う場合、前記制御部には、アクティブ装置の有無が設定条件として設定され、
   前記制御部は、選択された前記動的制御中継器にアクティブ装置が含まれる場合には、前記設定条件を満たしたものとして、サイクリックプリフィックス長を予め割り当てられた第１のサイクリックプリフィックス長よりも長い第２のサイクリックプリフィックス長に決定する、無線通信システム。
4. サイクリックプリフィックス長を決定する制御部を備え、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式による無線通信を行う無線基地局装置と、
   到来波の再放射方向を前記無線基地局装置から動的に制御可能な複数の動的制御中継器と、
   前記動的制御中継器を介した又は介さない複数の伝搬パスを用いて、前記無線基地局装置との間で無線通信を行う無線端末装置と、
   を備え、
   前記無線基地局装置は、前記無線端末装置に応じて前記複数の動的制御中継器のなかから使用する動的制御中継器を選択し、前記選択された複数の動的制御中継器を経由する前記複数の伝搬パスそれぞれについての経路を推定し、
   前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、前記動的制御中継器を介した前記複数の伝搬パスを用いて前記無線通信を行う場合、前記制御部には、前記動的制御中継器の中継台数が設定条件として設定され、
   前記制御部は、推定された前記経路上で選択された前記動的制御中継器が中継する台数が予め設定した中継台数よりも多い場合には、前記設定条件を満たしたものとして、サイクリックプリフィックス長を予め割り当てられた第１のサイクリックプリフィックス長よりも長い第２のサイクリックプリフィックス長に決定する、無線通信システム。
5. 無線基地局装置と、到来波の再放射方向を動的に制御可能な複数の動的制御中継器とを備え、前記無線基地局装置が無線端末装置との間で前記動的制御中継器を介した複数の伝搬パスを用いて、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式による無線通信を行う無線通信システムにおける無線基地局装置であって、
   無線通信を行うべき前記無線端末装置に応じて、前記複数の動的制御中継器のなかから前記複数の伝搬パスを用いる前記無線通信に使用する動的制御中継器を選択する中継器制御部と、
   前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、前記動的制御中継器を介した前記複数の伝搬パスを用いて前記無線通信を行う場合、前記複数の動的制御中継器のそれぞれに対応したサイクリックプリフィックス長を含む情報が設定条件として設定され、選択された前記動的制御中継器に対し予め割り当てられた第１のサイクリックプリフィックス長よりも長いサイクリックプリフィックス長が設定されていた場合には、前記設定条件を満たしたものとして、前記ＯＦＤＭ方式による無線通信に使用するサイクリックプリフィックス長として、予め割り当てられた第１のサイクリックプリフィックス長よりも長い第２のサイクリックプリフィックス長に決定する制御部と、
   を備える、無線基地局装置。
6. 無線基地局装置と、到来波の再放射方向を動的に制御可能な複数の動的制御中継器とを備え、前記無線基地局装置が無線端末装置との間で前記動的制御中継器を介した複数の伝搬パスを用いて、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式による無線通信を行う無線通信システムにおける無線基地局装置であって、
   無線通信を行うべき前記無線端末装置に応じて、前記複数の動的制御中継器のなかから前記複数の伝搬パスを用いる前記無線通信に使用する動的制御中継器を選択し、前記選択された複数の動的制御中継器を経由する前記複数の伝搬パスそれぞれについての経路を推定する中継器制御部と、
   前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、前記動的制御中継器を介した前記複数の伝搬パスを用いて前記無線通信を行う場合、伝搬パスの距離が設定条件として設定され、前記無線基地局装置から選択された前記複数の動的制御中継器までの伝搬パスの距離のうちの最長距離が予め設定した距離よりも長い場合には、前記設定条件を満たしたものとして、前記ＯＦＤＭ方式による無線通信に使用するサイクリックプリフィックス長として、予め割り当てられた第１のサイクリックプリフィックス長よりも長い第２のサイクリックプリフィックス長に決定する制御部と、
   を備える、無線基地局装置。
7. 無線基地局装置と、到来波の再放射方向を動的に制御可能な複数の動的制御中継器とを備え、前記無線基地局装置が無線端末装置との間で前記動的制御中継器を介した複数の伝搬パスを用いて、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式による無線通信を行う無線通信システムにおける無線基地局装置であって、
   無線通信を行うべき前記無線端末装置に応じて、前記複数の動的制御中継器のなかから前記複数の伝搬パスを用いる前記無線通信に使用する動的制御中継器を選択する中継器制御部と、
   前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、前記動的制御中継器を介した前記複数の伝搬パスを用いて前記無線通信を行う場合、アクティブ装置の有無が設定条件として設定され、選択された前記動的制御中継器にアクティブ装置が含まれる場合には、前記設定条件を満たしたものとして、前記ＯＦＤＭ方式による無線通信に使用するサイクリックプリフィックス長として、予め割り当てられた第１のサイクリックプリフィックス長よりも長い第２のサイクリックプリフィックス長に決定する制御部と、
   を備える、無線基地局装置。
8. 無線基地局装置と、到来波の再放射方向を動的に制御可能な複数の動的制御中継器とを備え、前記無線基地局装置が無線端末装置との間で前記動的制御中継器を介した複数の伝搬パスを用いて、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式による無線通信を行う無線通信システムにおける無線基地局装置であって、
   無線通信を行うべき前記無線端末装置に応じて、前記複数の動的制御中継器のなかから前記複数の伝搬パスを用いる前記無線通信に使用する動的制御中継器を選択し、前記選択された複数の動的制御中継器を経由する前記複数の伝搬パスそれぞれについての経路を推定する中継器制御部と、
   前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、前記動的制御中継器を介した前記複数の伝搬パスを用いて前記無線通信を行う場合、前記動的制御中継器の中継台数が設定条件として設定され、推定された前記経路上で選択された前記動的制御中継器が中継する台数が予め設定した中継台数よりも多い場合には、前記設定条件を満たしたものとして、前記ＯＦＤＭ方式による無線通信に使用するサイクリックプリフィックス長として、予め割り当てられた第１のサイクリックプリフィックス長よりも長い第２のサイクリックプリフィックス長に決定する制御部と、
   を備える、無線基地局装置。

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