JP2006033480A - 無線通信装置、無線基地局、及び無線通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の無線通信装置からのホッピングパターンを示す複数のホッピングパターン情報を比較して各無線通信装置間でホッピングパターンが衝突しているか否かを示す衝突情報を生成する無線基地局からOFDM方式の信号を受信してFH方式の信号を無線基地局へ送信する無線通信装置において、推定手段15が無線基地局からの信号に基づいて伝搬路応答を推定する。選択手段16が伝搬路応答の値がある値よりも大きい複数のサブチャネルを選択する。決定手段17が複数のサブチャネルからホッピングパターンを決定する。送信手段21がホッピングパターンを示すホッピングパターン情報を無線基地局に送信する。受信手段18が無線基地局から衝突情報を受信する。修正手段17が衝突情報に基づいて決定されたホッピングパターンを修正する。
【選択図】図5
Description
前記無線通信装置は、前記無線基地局からの信号に基づいて伝搬路応答を推定する推定手段と、前記伝搬路応答の電力値あるいは信号電力対雑音電力比あるいは信号電力対雑音電力比の値がある値よりも大きい複数のサブチャネルを選択する選択手段と、前記複数のサブチャネルからホッピングパターンを決定する決定手段と、該ホッピングパターンを示すホッピングパターン情報を前記無線基地局に送信する送信手段を具備し、
前記無線基地局は、各無線通信装置からホッピングパターン情報を受信する受信手段と、各無線通信装置からの複数のホッピングパターン情報を比較して、各無線通信装置間でホッピングパターンが衝突しているか否かを示す衝突情報を生成する生成手段と、該衝突情報を前記各無線通信装置に送信する送信手段を具備し、
前記無線通信装置は、さらに、前記無線基地局から前記衝突情報を受信する受信手段と、該衝突情報に基づいて決定された前記ホッピングパターンを修正する修正手段を具備することを特徴とする。
前記無線通信装置は、前記無線基地局からの信号に基づいて伝搬路応答を推定する推定手段と、前記伝搬路応答値の電力値あるいは信号電力対雑音電力比あるいは信号電力対雑音電力比がある値よりも大きい複数のサブチャネルを選択する選択手段と、これらの選択された前記複数のサブチャネルを示すサブチャネル情報を前記無線基地局に送信する送信手段を具備し、
前記無線基地局は、各無線通信装置からサブチャネル情報を受信する受信手段と、各前記サブチャネル情報に基づいて各ホッピングパターンが衝突しないように各無線通信装置のホッピングパターンを設定する設定手段と、各無線通信装置に対応するホッピングパターンを示すホッピングパターン情報を各無線通信装置に送信する送信手段を具備することを特徴とする。
前記無線通信装置は、受信した前記信号に基づいて各サブキャリアの受信特性を測定する測定手段と、測定された前記受信特性を前記無線基地局に送信する送信手段を具備し、
前記無線基地局は、各無線通信装置から前記受信特性を受信する受信手段と、使用される可能性のある複数のホッピングパターンを格納している格納手段と、前記受信特性から判明する使用されていない周波数を使用するホッピングパターンを前記格納手段から取得する取得手段と、取得された前記ホッピングパターンを示すホッピングパターン情報を対応する各前記無線通信装置宛てに送信する送信手段を具備することを特徴とする。
前記無線通信装置は、前記無線基地局からの信号に基づいて、該信号に含まれる遅延波の最大遅延時間を推定する推定手段と、該最大遅延時間の逆数に比例して、サブチャネルの周波数間隔を大きくなるようにホッピングパターンを決定する決定手段と、該ホッピングパターンでデータを前記無線基地局に送信する送信手段を具備し、
前記無線基地局は、前記無線通信装置から前記ホッピングパターンで送信された信号を受信する受信手段と、該受信された信号に基づいて伝搬路特性を推定する推定手段と、該伝搬路特性に基づいて、送信する各サブキャリア信号のウエイトを計算する計算手段と、各前記ウエイトを対応するサブキャリア信号に乗算する乗算手段を具備することを特徴とする。
本発明の実施形態では、図1に示したように、ある無線基地局(以下、基地局2と称する)と、基地局2のサービスエリアに配置する一般に複数の無線通信装置(以下、移動局1と称する)とが無線により通信を行っている。基地局2は主に有線で中央制御装置を介して他の基地局2に接続している。また、中央制御装置はネットワークに接続している。
本実施形態の無線通信装置(移動局1)の具体的な構成の一例を図5を参照して説明する。図5は第1の実施形態に係る無線通信装置のブロック図である。
本実施形態の移動局1は、基地局2からの信号によって伝搬環境の良いサブチャネルから周波数ホッピングパターンを決定し、この周波数ホッピングパターンを使用してFH方式による送信を行う。移動局1はOFDM受信機と周波数ホッピング送信機を備えている。移動局1は、図5に示すように、アンテナ11、アンテナ共用器12、アナログ変換部13、FFT処理部14、伝搬路応答推定部15、サブチャネル選択部16、ホッピングパターン決定部17、衝突状態情報抽出部18、ホッピングパターン情報多重化部19、変調処理部20、FH送信部21、同期検波部22、誤り訂正部23、FH制御部24、アナログ変換部25を備えている。
本実施形態の基地局2は、基地局2のサービスエリアに属している複数の移動局1からFH方式の信号を受信し、各移動局1の周波数ホッピングパターンを抽出し、各周波数ホッピングパターンを比較し衝突しているサブチャネルを検出し、衝突しているサブチャネルを各移動局1に通知する。基地局2は、図6に示すように、各移動局用に対応している複数の受信部30、衝突状態検出部34、移動局情報多重化部35、衝突状態情報多重化部36、及び、OFDM変調部37を備えている。各受信部30は、FH復調部31、ホッピングパターン情報抽出部32、及び、FH制御部33を備えている。
伝搬路応答推定部15は、図7の上部に示したような曲線を推定する。この曲線は、サブチャネル番号で指定される複数のサブチャネル帯域に渡り受信電力値を示している。すなわち、この曲線はある周波数に対する受信電力値(伝搬路推定値を電力値に変換したもの)を示す。受信電力値は、伝搬路の振幅と位相を表す伝搬路応答推定値を電力値に変換することで求めることができる。
サブチャネル選択部16は、伝搬路応答推定値の電力値がある値よりも大きいサブチャネルを選択する。すなわち、サブチャネル選択部16はある閾値を設定してこの閾値よりも大きい伝搬路応答推定値の電力値を有するサブチャネルを選択する。この選択されたサブチャネルは、選択されなかったサブチャネルに比較して伝搬環境が良いものである。図7の例の場合は、サブチャネル選択部16はサブチャネル番号3,4,5,6,10,11,12,13,14の9つのサブチャネルを選択する。これら9つのサブチャネルをランダムに並べたものが仮の周波数ホッピングパターンとなる。図7の例ではサブチャネルはサブチャネル番号3,6,13,4,10,14,11,5,12の順にホップする周波数ホッピングパターンが選択されている。
衝突状態情報多重化部36は、このような衝突している衝突状態を衝突状態情報として移動局に通知する。衝突状態を完全に示すためには、各サブチャネルの各使用時間における衝突回数を示す必要がある。この場合、衝突状態情報の情報量は、サブチャネル数×使用時間数分の衝突回数となる。衝突回数を4ビットで表現する場合、図8の例での衝突状態情報の情報量は16×9×4ビット=576ビットの情報量となる。衝突情報としてこのマトリクス情報を通知してもよいが、その代わりに、正確さは減少するが情報量を削減する方法として、次の2つが考えられる。
移動局1は、基地局2からのOFDM信号を受け取り、受信した全ての周波数帯域における伝搬路応答推定値を求め(ステップS1)、閾値よりも受信電力が大きいサブチャネルを求める(ステップS2)。また、受信信号から基地局2から各サブチャネルの衝突状態を示している衝突状態情報を取り出す(ステップS3)。
移動局1は、周波数ホッピングパターン変更の2フレーム前のフレーム#F−2で、そのときの基地局2からの信号を受信することにより伝搬路応答推定とサブチャネル選択を行い、前回の衝突状態情報に基づいて仮周波数ホッピングパターン(N’)を決定する。その後、移動局1は同じフレームの上り信号で仮周波数ホッピングパターンを基地局2に通知する。基地局2はこの仮周波数ホッピングパターンを受信し、衝突状態情報を更新する。
上述した移動局1では、移動局1から基地局2へのホッピングパターン情報の伝送は、ホッピングパターン情報多重化部19で通常の送信情報と多重化して送信される。この場合周波数ホッピングパターン通知に使用したサブチャネルが衝突した場合、周波数ホッピングパターンが基地局2に正確に届かない可能性がある。このようにサブチャネルが衝突した場合でもホッピングパターン情報を基地局2に正確に届けるために、周波数ホッピングパターン通知用のサブチャネル群を用意する。複数の移動局1でサブチャネル群を共有できるように、上り期間を、周波数ホッピングパターンを伝送できる情報伝送量をもつ複数の期間に分割する。基地局2は分割期間を各移動局に割り当て、各移動局1はその短期間のみ専用サブチャネルで送信を行う。基地局2が各移動局1にそれぞれ専用サブチャネルを指定して、各移動局1は各移動局に専用のサブチャネルを所定の時間に使用してホッピングパターン情報を基地局2に伝送する。
本実施形態の無線通信装置(移動局1)の具体的な構成の一例を図12を参照して説明する。図12は第2の実施形態に係る無線通信装置のブロック図である。
本実施形態の移動局1は、基地局2からの信号によって伝搬環境の良いサブチャネルを選択し、このサブチャネルを基地局2に伝え、基地局2が伝搬環境の良いサブチャネルから各移動局1の周波数ホッピングパターンを決定して、各移動局1がこの周波数ホッピングパターンを使用してFH方式による送信を行う。
本実施形態の基地局2は、基地局2のサービスエリアに属している複数の移動局1からFH方式の信号を受信し、各移動局1のホッピングチャネル候補を抽出し、各ホッピングチャネル候補を比較し、サブチャネルが衝突しないように、各移動局1用の周波数ホッピングパターンを決定し、ホッピングパターン情報を各移動局1に通知する。
移動局1は、基地局2からのOFDM信号を受け取り、受信した全ての周波数帯域における伝搬路応答推定値を求め、閾値よりも受信電力が大きいサブチャネルを選択する。基地局2は、各移動局1から各移動局1が選択した伝搬環境の比較的良いサブチャネルを受信する(ステップS11)。次に、全ての移動局1について周波数ホッピングパターンが決定されたか否かが判定される(ステップS12)。基地局は接続している移動機すべてを把握しており、各移動機のパターンを順次決定していくため、全ての移動局について決定されたかどうか判断できる。全ての移動局1について周波数ホッピングパターンが決定された場合はステップS13に進み、一方、全ての移動局1について周波数ホッピングパターンが決定されていない場合はステップS14に進む。ステップS13では全ての周波数ホッピングパターンが決定されたとして周波数ホッピングパターンの決定を終了する。
移動局1は、周波数ホッピングパターン変更の2フレーム前のフレーム#F−2で、そのときの基地局2からの信号を受信することにより伝搬路応答推定とホッピングチャネル候補選択を行う。その後、同じフレーム#F−2の上り信号でホッピングチャネル候補情報を基地局2に通知する。基地局2はホッピングチャネル候補から周波数ホッピングパターンを決定し、フレーム#F−1の下り信号で周波数ホッピングパターンを移動局1に通知する。移動局1はフレーム#F−1の下りで周波数ホッピングパターンを受信し記憶し、その後、フレーム#F−1の上りで周波数ホッピングパターンを正常に受信した旨の受信確認応答信号を基地局に通知する。基地局2は、移動局1から確認応答信号を受信し、周波数ホッピングパターンを更新する。次のフレーム#Fの上り信号から決定された周波数ホッピングパターンを使用して送信を継続する。
本実施形態の無線通信装置(移動局1)の具体的な構成の一例を図16を参照して説明する。図16は第3の実施形態に係る無線通信装置のブロック図である。
本実施形態の移動局1は、他の移動局1が使用している周波数ホッピングパターンを検出することによって、この周波数ホッピングパターンで使用されているサブチャネル以外のサブチャネルを使用して周波数ホッピングパターンを決定する。
ホッピングパターン記憶部62は、移動局1が所在するサービスエリアを管理している基地局2やこの無線通信システムに対応して予め定まっている複数の周波数ホッピングパターンを記憶している。
まず、移動局1は送信を開始する際に、この送信開始タイミングが送信可能期間Tu内であるか否かを確認する(ステップS271。図17のステップS26と同じ)。送信開始タイミングが送信可能期間Tu内で無い場合は再びステップS271に戻りTu内になるまで待機する。一方、送信開始タイミングが送信可能期間Tu内である場合はステップS272に進む。送信データが有るか否かを判定し(ステップS272)、送信データが有る場合はステップS274に進み、送信データが無い場合はステップS273に進む。ステップS274では、送信データを基地局2にステップS25で決定した周波数ホッピングパターンで送信する送信処理を行う。ステップS273では、所定の周期が経過しているか否かが判定され、経過している場合はステップS275に進み、経過していない場合はステップS279に進む。ステップS279(図17のステップS28と同じ)では、送信処理が終了したか否かが判定され、送信処理が終了していないと判定された場合ステップS271に戻り、送信処理が終了したと判定された場合は送信を終了したとして送信動作を終了する。
本実施形態の無線通信システムは、第3の実施形態において他の移動局が使用している周波数ホッピングパターンを移動局が検出しこれにより自己の移動局が自己の周波数ホッピングパターンを選択するのとは異なり、移動局が検出した電力測定結果を基地局に対して通知し、基地局が通知された電力測定結果を基にして移動局の周波数ホッピングパターンを決定して移動局に通知するものである。
移動局は、送信開始時及び送信処理中に他の移動局の周波数ホッピングパターンを検出し(ステップS31)、検出結果を基地局に通知する(ステップS32)。この時通知する内容としては、測定した受信電力、希望する周波数ホッピングパターン、及び自己が使用している周波数ホッピングパターンにおける干渉の有無等である。通知を受けた基地局は通知内容に従い、移動局に適用する周波数ホッピングパターンを選択し(ステップS33)、選択した周波数ホッピングパターンを移動局に通知する(ステップS34)。なお、移動局に適する周波数ホッピングパターンが存在しない場合にはその旨を通知してもよい。通知を受けた移動局は、周波数ホッピングパターンが割り当てられた場合には、Tu期間内にて基地局にデータ送信を行う(ステップS35)。また、周波数ホッピングパターンが割り当てられなかった場合には、上述した同様の手順を繰り返し、所定回数繰り返しても周波数ホッピングパターンが割り当てられない場合には、通信待ち状態となる。
本実施形態の無線通信システムは、第3の実施形態及び第4の実施形態において移動局及び基地局間の無線通信を対象としてのとは異なり、近隣の移動局同士が直接無線通信を行う局所通信の制御に対しても適用するものである。具体的には、例えば図23に示すように、近隣の移動局1同士が、通常移動局から基地局への無線通信に適用される無線チャネルを用いて直接無線通信を行うことを示している。
本実施形態の移動局1は、図16に示した第4の実施形態の移動局1と同様の構成である。また、図23の各移動局1は、第3の実施形態で説明した図17の送信開始動作及び図18の送信動作を行う。図17及び図18に示したフロー図のステップS25でのHPの決定及びステップS278でのHPの変更の際では他の移動局で検出した周波数ホッピングパターンを参照して周波数ホッピングパターンを決定する。
局所通信を希望する移動局(移動局1)は、この時点において他の移動局が使用している周波数ホッピングパターンを検出し(ステップS41)、検出結果よりこの局所通信に適用することが可能な周波数ホッピングパターンを選択し、選択した周波数ホッピングパターンを含む局所通信要求を対象となる移動局に対して要求する(ステップS42)。この局所通信要求信号を送信する際に、移動局(移動局1)は、検出結果も同時に送信してもよい。この場合、局所通信要求信号を受けた移動局はこの検出結果も参照して他の移動局が使用している周波数ホッピングパターンを検出する。
図25に示した変形例は、図24に示した例とは、他の移動局(移動局2及び移動局3)から局所通信応答を受けた後に、移動局(移動局1)が周波数ホッピングパターンを検出することのみが異なる。すなわち、図24では周波数ホッピングパターンを検出した(ステップS41)後に他の移動局(移動局2及び移動局3)に局所通信要求を行う(ステップS42)が、図25の変形例では周波数ホッピングパターンを検出する前に、他の移動局(移動局2及び移動局3)に局所通信要求を行い(ステップS51)、各移動局から局所通信応答を受けた(ステップS54及びステップS55)後で周波数ホッピングパターンの検出を行う(ステップS56)。図24のステップS43、ステップS44、ステップS45、及びステップS46はそれぞれ、図25のステップS52、ステップS53、ステップS54、及びステップS55とほぼ同様であるが、ステップS52及びステップS53では、移動局(移動局1)の検出結果を受け取っていないので移動局(移動局1)の検出結果を利用することはできない。
本実施形態の無線通信装置(移動局1)の具体的な構成の一例を図26を参照して説明する。図26は第6の実施形態に係る無線通信装置のブロック図である。
本実施形態の移動局1は、第1の実施形態のように移動局1が他の移動局1の周波数ホッピングパターンを検出するのではなく、受信したOFDM信号の遅延波の最大遅延時間を推定して、この最大遅延時間に基づいて周波数ホッピングパターンを決定することが異なる。以下、第3の実施形態の移動局1と同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施形態の移動局1は、第3の実施形態の電力測定部61を取り除き代わりに最大遅延推定部71を設ける。また、ホッピングパターン記憶部62を取り除く。その他は図16に示した第3の実施形態の移動局1と同様である。
ホッピングパターン情報多重化部19は、送信情報とホッピングパターン決定部17で決定された周波数ホッピングパターンを入力し、周波数ホッピングパターンを示すホッピングパターン情報と送信情報を多重化する。しかし、ホッピングパターン情報を基地局2に送信する必要が無い場合は、多重化する必要はない。
最大遅延推定部71は、図27(A)に示したように、相関検出部711、パイロット生成部712、及び判定部713からなる。パイロット生成部712は、基地局2からの信号のフォーマットに含まれる既知信号の送信時における時間波形を生成する。相関検出部711は、基地局2からの受信信号の時間波形と、パイロット生成部712で生成された既知信号の時間波形との相関電力を求める。相関検出部711の出力信号は、例えば、図27(B)に示したような信号である。判定部713は閾値以上の電力を持つものを遅延信号と判定し、最も大きな電力を持つ遅延信号(図27(B)の最大電力波)を受信したタイミングから最も遅い遅延信号(図27(B)の最大遅延波)を受信したタイミングの時間差を最大遅延時間として出力する。なお、図27では閾値として最大電力からのx[dB]低い値としているが、絶対値で規定しても構わない。
遅延時間差のある同一信号が複数到来する環境下では、周波数選択性フェージングが発生する。周波数選択性フェージングは、信号が占める周波数帯域内で、周波数に依存して信号の受信電力強度が変動することを示す。具体的には、例えば、図28(A)及び図28(B)に示すように、周波数軸上では受信信号のレベルが周波数によって異なるように観測される。最大遅延時間が小さいほど、周波数上の受信信号のレベルの落ち込み間隔が大きくなる。例えば、図28(B)での最大遅延時間よりも図28(A)での遅延時間の方が小さいので、周波数軸上の受信信号のレベルの落ち込み間隔は図28(B)よりも図28(A)の方が大きくなる。
図29に示した基地局2は、移動局1から信号を受信し、ビームフォーミング機能を実装した構成例である。ビームフォーミングはウエイト乗算部109によって指向性パターンを制御することにより実現する。この基地局2は4つのアンテナ素子101、各アンテナ素子101に対応して4つ設置されているアンテナ共用器102、受信部、及び送信部から構成されている。受信部は、受信機103、伝搬路特性推定部104、ウエイト計算部105から構成されていて、いずれもアンテナ素子101に対応して4つ配置されている。送信部は、送信情報生成部106、シリアル−パラレル(SP)変換部107、コピー部108、ウエイト乗算部109、逆高速フーリエ変換(IFFT)部110、及び、送信機111から構成されている。ウエイト乗算部109、逆高速フーリエ変換(IFFT)部110、及び、送信機111はそれぞれアンテナ素子101に対応して4つ配置されている。
伝搬路特性推定部104は、図30に示すように、パイロット信号抽出部1041、推定演算部1042、及び、伝搬路特性補間部1043から構成される。パイロット信号抽出部1041は、受信機103が受信したFH信号をベースバンドに変換した信号から受信パイロット信号を抽出し、推定演算部1042に出力する。推定演算部1042は、受信パイロット信号を基に、FH信号が伝送された周波数の伝搬路特性を推定する。伝搬路特性補間部1043は、推定演算部1042で推定した伝搬路特性ベクトルに補間処理を適用することで、推定演算部1042で推定しなかった周波数の伝搬路特性を計算し、全サブキャリアの伝搬路特性ベクトルの推定値を出力する。
図31の例では、基地局2が3つのFH信号を受信し、これらのFH信号がそれぞれOFDM信号のサブキャリア番号1、4、7の伝送周波数で送信されたとする。ここで、番号が小さいほど低い周波数で伝送されるとする。k番目のサブキャリアが伝送される周波数の伝搬路特性の推定値をH[k]、k番目のサブキャリアと同じ周波数で伝送されたFH信号のパイロット信号の送信波形と受信波形のフーリエ変換をそれぞれX[k]、Y[k]とする。このとき、伝搬路特性ベクトルHは、H=[H[1],H[4],H[7]]=[Y[1]/X[1],Y[4]/X[4],Y[7]/X[7]]で計算される。なお、伝搬路特性推定法は上式における方法に限定されるものではなく、他の伝搬路特性推定法を用いて推定してもよい。
図32の伝搬路特性推定部104は、パイロット信号抽出部1041と推定演算部1042から構成される。図30で示した伝搬路特性推定部104と異なる点は、伝搬路特性の補間を行わず、受信したFH信号が伝送された周波数の伝搬路特性のみを計算する点である。すなわち、図30の伝搬路特性推定部104から伝搬路特性補間部1043を取り去ったものが図32の伝搬路特性推定部104である。
1.各グループにFH信号が伝送された周波数に存在するサブキャリアが一つだけ入る。
2.同じグループに属するサブキャリア信号の番号は連続となる。
3.全てのサブキャリア信号がいずれかのグループに属する。
このように、図32の伝搬路特性推定部104及び図33のウエイト乗算部109を適用した基地局2では、移動局側でホッピングする帯域を間引きし、基地局2側のウエイト計算部では全てのサブキャリアについて伝搬路特性を推定する必要がない状態で下りのビームフォーミングに用いるウエイトを計算する。したがって、本実施形態の無線通信システムによれば、上りのFH信号をサブキャリアの存在する全帯域にホッピングすることなく下りのビームフォーミングに用いるウエイトを決定することができる。また、同じグループに属するサブキャリアには同じ値のウエイトを乗じるため、ウエイト計算部では全てのサブキャリアについてウエイトを計算する必要がなくなり、ウエイト算出の計算量を減らすことができる。さらに、伝搬路の最大遅延時間の逆数より狭いホッピング周波数間隔を持つ周波数ホッピングパターンを用いることで、グループによるウエイトの計算誤差を小さくできる。この結果、第6の実施形態によれば、周波数ホッピング多重方式で適切な通信状態を実現することが可能になる。
Claims (24)
- 複数の無線通信装置からのホッピングパターンを示す複数のホッピングパターン情報を比較して各無線通信装置間でホッピングパターンが衝突しているか否かを示す衝突情報を生成する無線基地局からOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の信号を受信してFH(Frequency Hopping)方式の信号を前記無線基地局へ送信する無線通信装置において、
前記無線基地局からの信号に基づいて伝搬路応答を推定する推定手段と、
前記伝搬路応答の電力値あるいは信号電力対雑音電力比あるいは信号電力対雑音電力比の値がある値よりも大きい複数のサブチャネルを選択する選択手段と、
前記複数のサブチャネルからホッピングパターンを決定する決定手段と、
該ホッピングパターンを示すホッピングパターン情報を前記無線基地局に送信する送信手段と、
前記無線基地局から前記衝突情報を受信する受信手段と、
該衝突情報に基づいて決定された前記ホッピングパターンを修正する修正手段を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 前記推定手段は、基地局からの信号の周波数ごとの成分に分解し、周波数ごとの受信信号電力値の振幅および位相より伝搬路応答を推定することを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
- OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の信号を受信してFH(Frequency Hopping)方式の信号を送信する複数の無線通信装置と、該無線通信装置との間で無線通信を行う無線基地局を具備する無線通信システムにおいて、
前記無線通信装置は、
前記無線基地局からの信号に基づいて伝搬路応答を推定する推定手段と、
前記伝搬路応答の電力値あるいは信号電力対雑音電力比あるいは信号電力対雑音電力比のから周波数ごとの受信信号の大きさを求め、その信号電力値がある値よりも大きい複数のサブチャネルを選択する選択手段と、
前記複数のサブチャネルからホッピングパターンを決定する決定手段と、
該ホッピングパターンを示すホッピングパターン情報を前記無線基地局に送信する送信手段を具備し、
前記無線基地局は、
各無線通信装置からホッピングパターン情報を受信する受信手段と、
各無線通信装置からの複数のホッピングパターン情報を比較して、各無線通信装置間でホッピングパターンが衝突しているか否かを示す衝突情報を生成する生成手段と、
該衝突情報を前記各無線通信装置に送信する送信手段を具備し、
前記無線通信装置は、さらに、
前記無線基地局から前記衝突情報を受信する受信手段と、
該衝突情報に基づいて決定された前記ホッピングパターンを修正する修正手段を具備することを特徴とする無線通信システム。 - 前記生成手段は、衝突情報として、各サブチャネルを使用する時間における衝突しているサブチャネル数及び、該時間における各サブチャネルの衝突回数、又は、隣接する複数のサブチャネルからなるチャネル群ごとの衝突回数を生成することを特徴とする請求項3に記載の無線通信システム。
- 前記修正手段は、各サブチャネルを使用する時間における衝突しているサブチャネル数、及び、該時間における各サブチャネルの衝突回数の少なくともいずれかがある値以上であるサブチャネルを、使用していないサブチャネルと入れ換えるか、若しくは、
各サブチャネルを使用する時間における衝突しているサブチャネル数、及び、該時間における各サブチャネルの衝突回数の少なくともいずれかがある値以上であるサブチャネル群のうちの幾つかのサブチャネルを、使用していないサブチャネルと入れ換えることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の無線通信システム。 - 前記修正手段は、入れ換えるサブチャネルとして、使用していないサブチャネルのうち最も伝搬路状況のよいサブチャネルを採用することを特徴とする請求項5に記載の無線通信システム。
- 前記無線通信装置の送信手段は、前記ホッピングパターン情報を専用のサブチャネルにより無線基地局に送信することを特徴とする請求項3から請求項6のいずれかに記載の無線通信システム。
- OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の信号を受信してFH(Frequency Hopping)方式の信号を送信する複数の無線通信装置と、該無線通信装置との間で無線通信を行う無線基地局を具備する無線通信システムにおいて、
前記無線通信装置は、
前記無線基地局からの信号に基づいて伝搬路応答を推定する推定手段と、
前記伝搬路応答値の電力値あるいは信号電力対雑音電力比あるいは信号電力対雑音電力比がある値よりも大きい複数のサブチャネルを選択する選択手段と、
これらの選択された前記複数のサブチャネルを示すサブチャネル情報を前記無線基地局に送信する送信手段を具備し、
前記無線基地局は、
各無線通信装置からサブチャネル情報を受信する受信手段と、
各前記サブチャネル情報に基づいて各ホッピングパターンが衝突しないように各無線通信装置のホッピングパターンを設定する設定手段と、
各無線通信装置に対応するホッピングパターンを示すホッピングパターン情報を各無線通信装置に送信する送信手段を具備することを特徴とする無線通信システム。 - 前記無線通信装置は、さらに、該無線通信装置が扱う送信情報の属性情報を前記無線基地局に送信する送信手段を具備し、
前記無線基地局は、さらに、各無線通信装置からの複数の属性情報に基づいて複数の無線通信装置間で優先順位を決定する決定手段を具備し、
前記設定手段は、優先順位の高い無線通信装置から順にホッピングパターンを設定することを特徴とする請求項8に記載の無線通信システム。 - 前記決定手段は、遅延時間の許容性の低い通信を行う無線通信装置を、遅延時間の許容性の高い通信を行う無線通信装置より優先することを特徴とする請求項9に記載の無線通信システム。
- 前記決定手段は、伝送ビットレートの大きな無線通信装置を優先することを特徴とする請求項9に記載の無線通信システム。
- 無線基地局からOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の信号を受信してFH(Frequency Hopping)方式の信号を送信する無線通信装置において、
使用される可能性のある複数のホッピングパターンを格納している格納手段と、
受信した前記信号に基づいて各サブキャリアの受信特性を測定する測定手段と、
前記受信特性から判明する使用されていない周波数を使用するホッピングパターンを前記格納手段から取得する取得手段と、
取得された前記ホッピングパターンにしたがって信号を送信する送信手段を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 前記測定手段は、基地局からの信号の周波数ごとの成分に分解し、周波数ごとの受信信号電力値を測定し、その振幅および位相よりから伝送路推定することを特徴とする請求項12に記載の無線通信装置。
- 前記測定手段は、第1の閾値及び第1の閾値よりも小さい第2の閾値が設定されていて、前記受信信号電力値が第1の閾値よりも大きいか、前記受信信号電力値が第2の閾値よりも小さいかがサブキャリアごとに判定され、前記受信信号電力値が第1の閾値よりも大きい場合はこのサブキャリアは既に使用されていると判定し、前記受信信号電力値が第2の閾値よりも小さい場合はこのサブキャリアは使用されていないと判定することを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の無線通信装置。
- 前記取得手段は、予め設定されている複数のホッピングパターンから、時間的に連続して使用されていないと判定されたサブキャリアを含むホッピングパターンを前記格納手段から取得することを特徴とする請求項12から請求項14のいずれかに記載の無線通信装置。
- OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の信号を受信してFH(Frequency Hopping)方式の信号を送信する複数の無線通信装置と該無線通信装置との間で無線通信を行う無線基地局を備えている無線通信システムにおいて、
前記無線通信装置は、
受信した前記信号に基づいて各サブキャリアの受信特性を測定する測定手段と、
測定された前記受信特性を前記無線基地局に送信する送信手段を具備し、
前記無線基地局は、
各無線通信装置から前記受信特性を受信する受信手段と、
使用される可能性のある複数のホッピングパターンを格納している格納手段と、
前記受信特性から判明する使用されていない周波数を使用するホッピングパターンを前記格納手段から取得する取得手段と、
取得された前記ホッピングパターンを示すホッピングパターン情報を対応する各前記無線通信装置宛てに送信する送信手段を具備することを特徴とする無線通信システム。 - 無線基地局からOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の信号を受信してFH(Frequency Hopping)方式の信号を送信する無線通信装置において、
受信した前記信号に基づいて各サブキャリアの受信特性を測定する測定手段と、
使用される可能性のある複数のホッピングパターンを格納している格納手段と、
前記受信特性から判明する使用されていない周波数を使用するホッピングパターンを前記格納手段から取得する取得手段と、
前記ホッピングパターンで通信を行う要求信号を他の無線通信装置に送信する送信手段を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 他の無線通信装置から、前記ホッピングパターンで通信することが可能であるか否かを示す応答信号を受信する受信手段と、
前記応答信号が前記ホッピングパターンで通信することが可能であることを示している場合に、前記他の無線通信装置との間で無線通信を行う通信手段をさらに具備することを特徴とする請求項17に記載の無線通信装置。 - 無線基地局からOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の信号を受信してFH(Frequency Hopping)方式の信号を送信する無線通信装置において、
他の無線通信装置が使用しているホッピングパターンを示すホッピングパターン情報を要求する要求信号を他の無線通信装置に送信する送信手段と、
前記要求信号に対応するホッピングパターン情報を前記他の無線通信装置から受信する受信手段と、
受信した前記信号に基づいて各サブキャリアの受信特性を測定する測定手段と、
使用される可能性のある複数のホッピングパターンを格納している格納手段と、
前記受信特性から判明する使用されていない周波数を使用するホッピングパターンを前記格納手段から取得する取得手段と、
取得された前記ホッピングパターンと前記他の無線通信装置からのホッピングパターン情報とに基づいて、共通するホッピングパターンがある場合に該ホッピングパターンで通信を行う旨を前記他の無線通信装置に通知する通知手段を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 無線基地局からOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の信号を受信してFH(Frequency Hopping)方式の信号を送信する無線通信装置において、
前記無線基地局からの信号に基づいて、該信号に含まれる遅延波の最大遅延時間を推定する推定手段と、
該最大遅延時間の逆数に比例して、サブチャネルの周波数間隔を大きくなるようにホッピングパターンを決定する決定手段と、
該ホッピングパターンでデータを前記無線基地局に送信する送信手段を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 前記推定手段は、
無線基地局からの信号に含まれる既知信号の時間波形を生成する生成手段と、
前記無線基地局からの受信信号の時間波形と前記既知信号の時間波形との相関電力値を検出する検出手段と、
相関電力値がある値以上の波動である遅延波が最大値を示した時刻から遅延波が最も遅く発生した時刻までの期間を測定する測定手段を具備することを特徴とする請求項20に記載の無線通信装置。 - OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の信号を受信してFH(Frequency Hopping)方式の信号を送信する複数の無線通信装置と、該無線通信装置との間で無線通信を行う無線基地局を具備する無線通信システムにおいて、
前記無線通信装置は、
前記無線基地局からの信号に基づいて、該信号に含まれる遅延波の最大遅延時間を推定する推定手段と、
該最大遅延時間の逆数に比例して、サブチャネルの周波数間隔を大きくなるようにホッピングパターンを決定する決定手段と、
該ホッピングパターンでデータを前記無線基地局に送信する送信手段を具備し、
前記無線基地局は、
前記無線通信装置から前記ホッピングパターンで送信された信号を受信する受信手段と、
該受信された信号に基づいて伝搬路特性を推定する推定手段と、
該伝搬路特性に基づいて、送信する各サブキャリア信号のウエイトを計算する計算手段と、
各前記ウエイトを対応するサブキャリア信号に乗算する乗算手段を具備することを特徴とする無線通信システム。 - 前記推定手段は、
前記受信された信号に対応する周波数の伝搬路特性を推定する推定手段と、
推定されていない周波数の伝搬路特性を推定された複数の前記伝搬路特性から補間によって求める補間手段を具備することを特徴とする請求項22に記載の無線通信システム。 - 前記乗算手段は、
計算された前記ウエイトの数のグループ数にサブキャリア信号をグループ化するグループ化手段と、
グループ化された各前記サブキャリア信号と対応する前記ウエイトとを乗算する複数の乗算器と、
各乗算器から出力された複数の信号のグループ化を解除する解除手段を具備することを特徴とする請求項22又は請求項23に記載の無線通信システム。
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