JP2008205904A - Communication apparatus and system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信装置および通信システムに関し、特に、無線端末を連結した送受信装置に関する。 The present invention relates to a communication device and a communication system, and more particularly to a transmission / reception device in which wireless terminals are connected.
現在MIMO（Multiple Input Multiple Output）を用いた移動通信システムの実用化が進められている。この種の技術として、以下のようなものがある。 Currently, mobile communication systems using MIMO (Multiple Input Multiple Output) are being put into practical use. Examples of this type of technology include the following.
図５は、２つの送信局と、２つの中間局とから成る無線通信システムを示す。アドホックシステムを用いたMIMO伝送に関し、中間局ＥＰを介することで２つの送信局ＡＰ，ＲＭを擬似的に十分離れた位置に構成し上り回線においてMIMOを適用する。また、中間局ＥＰを複数の端末群を用いて形成した構成も可能である（例えば、特許文献１参照）。 FIG. 5 shows a wireless communication system consisting of two transmitting stations and two intermediate stations. With respect to MIMO transmission using an ad hoc system, two transmitting stations AP and RM are configured to be pseudo-separated sufficiently via an intermediate station EP, and MIMO is applied on the uplink. Moreover, the structure which formed intermediate | middle station EP using the some terminal group is also possible (for example, refer patent document 1).
上記特許文献１に記載された無線通信システムは、大規模なシステム（マルチホップ）の構築が必要である。また、マルチホップシステムにおいては、システムに対応した中間局ＥＰが多数あることが条件であり、運用に際しては、自分の管理下にない中間局ＥＰを用いる場合の取り決め等が必要となる。したがって、セルラ環境マルチユーザ（MU）MIMOシステム環境下において、この技術を実現することは容易ではない。
The wireless communication system described in
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、移動無線端末等の通信装置を用いたMIMO通信において、簡易な構成で基地局との間の通信品質を向上することができる通信装置および通信システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and can improve communication quality with a base station with a simple configuration in MIMO communication using a communication device such as a mobile radio terminal. It aims at providing a communication apparatus and a communication system.
本発明に係る通信装置は、MIMO対応の無線規格に属し独自に基地局と通信可能な通信装置であって、MIMO対応の無線規格に属し独自に前記基地局と通信可能な他の通信装置と接続する接続手段と、前記接続手段により前記他の通信装置との接続を認識し同期を確保する同期手段と、前記同期手段により同期を確保して利用可能となる無線部と、前記他の通信装置と同期し一装置として機能することを前記基地局に通知する手段と、を備える。 A communication apparatus according to the present invention is a communication apparatus belonging to a MIMO compatible wireless standard and capable of communicating with a base station uniquely, and belonging to a MIMO compatible wireless standard and uniquely communicating with the base station Connecting means for connecting, synchronizing means for recognizing connection with the other communication device by the connecting means and ensuring synchronization, radio unit for ensuring synchronization by the synchronizing means, and use for the other communication Means for notifying the base station that it functions as one apparatus in synchronization with the apparatus.
上記構成によれば、他の通信装置との接続を認識し同期を確保することにより、自装置と他の通信装置とが一装置として機能できるため、無線端末に最小限の機能を追加する簡易な構成で、基地局との間の回線品質を向上できる。上り回線では、送信SISOを組み合わせて少なくとも2×2上りMIMO通信を実現でき、これにより通信速度が向上することで上り回線の品質を向上できる。 According to the above configuration, the local apparatus and the other communication apparatus can function as one apparatus by recognizing the connection with the other communication apparatus and ensuring the synchronization, so that the minimum function can be easily added to the wireless terminal. With a simple configuration, the line quality with the base station can be improved. In the uplink, it is possible to realize at least 2 × 2 uplink MIMO communication by combining the transmission SISO, thereby improving the communication speed and improving the uplink quality.
また、本発明に係る通信装置は、前記基地局が前記複数の通信装置のそれぞれに割り当てて送信した送信信号のうち、自装置に割り当てられた送信信号を復元して受信信号を生成する手段と、生成した受信信号と、前記接続手段を介して取得した、前記他の通信装置が復元して生成した受信信号とを合成する手段と、を備える。 Further, the communication apparatus according to the present invention comprises means for generating a reception signal by restoring the transmission signal allocated to the own apparatus among the transmission signals allocated and transmitted by the base station to each of the plurality of communication apparatuses. And means for synthesizing the generated received signal and the received signal acquired by the other communication device and acquired through the connection means.
上記構成によれば、自装置と他の通信装置とを一装置として使用することにより、１ユーザが複数回線分を占有することができ、これにより通信容量が向上することで下り回線の品質を向上できる。 According to the above configuration, by using the own device and another communication device as one device, one user can occupy a plurality of lines, thereby improving communication capacity and reducing the quality of the downlink. Can be improved.
また、本発明に係る通信装置は、接続した前記他の通信装置の情報を取得する手段と、接続した前記他の通信装置と一装置として機能することが可能であることの判定、および、ベースバンド部における信号接続を行なう制御手段と、を備える。また、本発明に係る通信装置は、前記制御手段が、自装置が送信する送信信号を分割してサブストリームを生成する機能と、生成したサブストリームを前記他の通信装置に割り当てて送信する機能を有する。上記構成によれば、自装置および前記他の通信装置と前記基地局との間にMIMOチャネルを構成し、自装置が送信する送信信号を、自装置および他の通信装置から基地局へ送信する少なくとも2×2上りMIMO通信を実現でき、これにより通信速度が向上することで上り回線の品質を向上できる。 Further, the communication device according to the present invention is configured to acquire information on the connected other communication device, to determine that it can function as one device with the connected other communication device, and a base Control means for performing signal connection in the band unit. In the communication apparatus according to the present invention, the control unit may generate a substream by dividing a transmission signal transmitted by the apparatus, and a function of transmitting the generated substream by allocating to the other communication apparatus. Have According to the above configuration, a MIMO channel is configured between the own device and the other communication device and the base station, and a transmission signal transmitted by the own device is transmitted from the own device and the other communication device to the base station. At least 2 × 2 uplink MIMO communication can be realized, thereby improving the communication speed and improving the uplink quality.
また、本発明に係る通信装置は、前記接続手段が、単数回線または複数回線により前記他の通信装置と接続するものであり、容易に取り付け可能な接続部を有する。上記構成によれば、接続手段としての回線数を増やすことにより、前記複数の通信端末間の通信及び通信制御を円滑に行うことができる。 In the communication apparatus according to the present invention, the connection means is connected to the other communication apparatus by a single line or a plurality of lines, and has a connection part that can be easily attached. According to the above configuration, communication and communication control between the plurality of communication terminals can be smoothly performed by increasing the number of lines as connection means.
また、本発明に係る通信装置は、前記接続した通信装置の権利を基地局に通知して複数回線分の通信資源を占有して使用することを特徴とする。また、本発明に係る通信装置は、前記他の通信装置の上りまたは下り回線のうち、未使用の回線を占有して使用する、もしくは使用させることが可能なものである。上記構成によれば、他の通信装置の未使用回線を有効利用して、回線品質を向上できる。 The communication apparatus according to the present invention is characterized in that the right of the connected communication apparatus is notified to the base station and the communication resources for a plurality of lines are occupied and used. In addition, the communication apparatus according to the present invention occupies an unused line among the uplinks or downlinks of the other communication apparatuses, or can be used. According to the above configuration, the line quality can be improved by effectively using the unused line of another communication device.
また、本発明に係る通信装置は、生成した受信信号を、前記接続手段を介して、前記他の通信装置と共有するものである。上記構成によれば、一回の基地局との通信で複数端末がお互い利用したいアプリケーション等を利用可能となり、通信資源を効率的に使用することができる。また、自装置と他の通信装置のいずれをも、親機として機能させることができ、ユーザの利便性を向上できる。 In addition, the communication device according to the present invention shares the generated reception signal with the other communication device via the connection means. According to the above configuration, applications and the like that a plurality of terminals want to use each other can be used in one communication with the base station, and communication resources can be used efficiently. In addition, both the own device and other communication devices can function as a parent device, and user convenience can be improved.
また、本発明に係る通信装置は、自装置が備える供給電源部と、前記他の通信装置が備える供給電源部と、を切り替えて使用するものである。上記構成によれば、自装置と他の通信装置のいずれかの供給電源部を選択的に使用でき、ユーザの利便性を向上できる。 In addition, the communication device according to the present invention switches between a power supply unit included in the device itself and a power supply unit included in the other communication device. According to the above configuration, it is possible to selectively use one of the power supply units of the own device and another communication device, and the convenience of the user can be improved.
また、本発明に係る通信装置は、前記接続手段が、ｎ個（ｎ：２以上の整数）の他の通信装置と接続し、接続したｎ個の通信装置を統合して一装置として機能するものである。上記構成によれば、基地局においてはｎ×ｎMIMO（ｎ：２以上の整数）として認識されるため、通信容量の更なる増大が可能となる。また、本発明は、MIMO対応の無線規格に属し独自に通信可能な複数の通信装置と、基地局とを含む通信システムであって、前記通信装置は、他の通信装置と接続する接続手段と、前記他の通信装置との接続を認識し同期を確保することにより利用可能となる無線部と、自装置と前記他の通信装置とが一装置として機能することを前記基地局に通知する手段とを備える。 Further, in the communication device according to the present invention, the connection means connects to other communication devices of n (n: integer of 2 or more), and the connected n communication devices function as one device. Is. According to the above configuration, since the base station recognizes it as n × nMIMO (n: an integer of 2 or more), the communication capacity can be further increased. Further, the present invention is a communication system including a plurality of communication devices that belong to a MIMO-compliant wireless standard and can communicate uniquely, and a base station, wherein the communication device includes a connection unit that connects to another communication device. A means for notifying the base station that the wireless unit that can be used by recognizing a connection with the other communication device and ensuring synchronization, and that the own device and the other communication device function as one device With.
本発明によれば、他の通信装置との接続を認識し同期を確保することにより、自装置と他の通信装置とが一装置として機能できるため、簡易な構成で、基地局との間の回線品質を向上できる。 According to the present invention, by recognizing a connection with another communication device and ensuring synchronization, the own device and the other communication device can function as a single device, and therefore, with a simple configuration, between the base station and The line quality can be improved.
本発明はMIMO（Multiple Input Multiple Output）等の移動通信端末に関する技術であって、端末を複数連動して送受信を行う状態において、上り回線におけるSISO（Single Input Single Output）とMIMOの切り替えと、下り回線におけるマルチユーザ（MU）の連結受信を行うことを可能にし、送受信で利用可能な伝送容量を改善するものである。そして、システム全体を変更することなく、簡易に通信容量を増加して利便性を向上可能な無線通信装置（通信端末）の構成を提案する。 The present invention relates to a mobile communication terminal technology such as MIMO (Multiple Input Multiple Output), and switches between SISO (Single Input Single Output) and MIMO on the uplink, and performs downlink in a state in which a plurality of terminals perform transmission / reception. This makes it possible to perform multi-user (MU) concatenated reception on a line and improve the transmission capacity available for transmission and reception. And the structure of the radio | wireless communication apparatus (communication terminal) which can increase communication capacity easily and can improve the convenience, without changing the whole system is proposed.
すなわち、上り回線の場合、本発明は、MIMO対応の無線規格に属し独自に通信可能な第1の無線端末において、第2の端末と接続可能な構成を有し、接続を認識し同期を確保することにより無線部をお互い利用可能で、基地局に対し1ユーザでの使用を通知する手段を備え、これにより送信SISOを組み合わせて上り回線で2×2MIMOとして動作し上り回線の品質を向上する。MIMO通信においてはアンテナ数の増加に伴い通信速度が増大するが、受信回路規模やアンテナの端末実装などを鑑み、実際の受信端末では下り回線2×2MIMO、上り回線SISO等の限定的なMIMO利用も考慮される。
That is, in the case of uplink, the present invention has a configuration in which the first wireless terminal that belongs to the MIMO-compliant wireless standard and can communicate uniquely has a configuration that can be connected to the second terminal, recognizes the connection, and ensures synchronization. The wireless unit can be used by each other, and there is a means to notify the base station of the use by one user, thereby combining the transmission SISO and operating as 2 × 2 MIMO on the uplink to improve the quality of the uplink . In MIMO communication, the communication speed increases as the number of antennas increases. However, in consideration of the receiver circuit scale and antenna terminal implementation, the actual receiving terminal uses limited MIMO such as
一方、合計アンテナ数n個分のMIMO通信を行うにはn×nMIMO信号制御部を備える必要があり簡単な構成の変更では利用が困難である。このため上記構成を用いた下り回線においては、それぞれ個々の端末に1つの送信信号を割り振って送信し、各端末が基より備える信号制御により個々の端末が独自に復元した受信信号を、前記接続装置を介して合成可能な構成とすることにより、１ユーザが2回線分を占有して使用することができる。これにより通信容量が向上することで下り回線の品質を向上できる。 On the other hand, in order to perform MIMO communication for a total of n antennas, it is necessary to provide an n × n MIMO signal control unit, which is difficult to use with a simple configuration change. Therefore, in the downlink using the above configuration, one transmission signal is allocated and transmitted to each individual terminal, and the received signal uniquely restored by each terminal by signal control provided by each terminal is connected to the connection. By using a configuration that can be combined via the device, one user can occupy and use two lines. As a result, the communication capacity is improved, so that the downlink quality can be improved.
以下、本発明の実施の形態にかかる無線通信システムおよび無線通信装置について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態のMIMO対応セルラ環境無線通信システムにおける上り回線を説明するための図である。以下、無線通信装置の例として、移動局を用いた場合について説明する。 Hereinafter, a radio communication system and a radio communication apparatus according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining an uplink in the MIMO-compatible cellular environment radio communication system of the present embodiment. Hereinafter, a case where a mobile station is used as an example of a wireless communication apparatus will be described.
複数の移動局（ＭＳ１，ＭＳ２，・・・ＭＳｎ）１１，１２と基地局（ＢＳ）１３により無線通信システムが構成される。各移動局１１，１２は、送信信号生成部１４，２１、ＭＩＭＯ信号処理部１８，２２、制御部１９，２０、変調器１５，２３、送信回路１６，２４およびアンテナ１７，２５を有する。各移動局１１，１２のＭＩＭＯ信号処理部１８，２２および制御部１９，２０は、専用インターフェイス等の接続手段により接続されて、同期が確保される。一方、基地局１３は、アンテナ２６，２７、受信回路２８、復調器２９、ＭＩＭＯ信号処理部３０および受信信号処理部３１を有する。
A plurality of mobile stations (MS1, MS2,... MSn) 11, 12 and a base station (BS) 13 constitute a radio communication system. Each
通常1端末で上りSISO通信を行う端末において、もう一つの端末と接続して同時に利用可能な構成とすることにより、上り2×2MIMOを行う。ここで、それぞれの端末は単独で通信を行う機能を持っているため、新たに2端末間通信の確立機能と信号の分離と割り当てを行うMIMO信号制御機能とを追加して搭載することで容易に実現可能である。また、接続された一方の信号はこれら機能の利用と同時に切り替わる。なお、接続された移動局１１，１２間に複数回線を備えることでMIMO通信以外のデータ通信も同時に行うことが可能である。
A terminal that normally performs uplink SISO communication with one terminal performs uplink 2 × 2 MIMO by connecting to another terminal and using it simultaneously. Here, each terminal has a function to communicate independently, so it is easy to add a new function to establish communication between two terminals and a MIMO signal control function to separate and assign signals. Is feasible. One of the connected signals is switched simultaneously with the use of these functions. In addition, by providing a plurality of lines between the connected
図２は、本実施形態の無線通信システムにおける下り回線を説明するための図である。基地局５３は、送信信号生成部７３、ＭＩＭＯ信号処理部７２、変調器７１、送信回路７０およびアンテナ６８，６９を有する。一方、各移動局５１，５２は、アンテナ５７，５８，６６，６７、受信回路５６，６５、復調器５５，６４、ＭＩＭＯ信号処理部５９，６３、制御部６０，６１、および受信信号処理部５４，６２を有する。各移動局５１，５２のＭＩＭＯ信号処理部５９，６３および制御部６０，６１は、専用インターフェイス等の接続手段により接続されて同期が確保される。
FIG. 2 is a diagram for explaining a downlink in the wireless communication system of the present embodiment. The
下り回線においては図において4本のアンテナが使用可能となる構成であるが、例えば4×4MIMO受信は対応した受信機能がないと不可能である。そこで、図にて示すように、2×2MIMO受信対応機種2端末で受信可能なデータ量を1端末で用いる構成を実現する。実際は、基地局５３にてデータを分割して送信し、移動局は割り当てて送信された信号を独自に2×2MIMO受信し、復調後のデータを得た後、制御部を用いた前記接続手段による信号のやり取りを行い、受信信号処理部にて1つのデータに構成され、最終的にはMS１（５１）で2つの受信データを復元する。ここで、伝送速度の増加は得られないが2ユーザ利用分の通信リソースを1ユーザに割り当てることで、利用可能な通信容量が向上する。
In the downlink, the configuration is such that four antennas can be used in the figure. For example, 4 × 4 MIMO reception is impossible without a corresponding reception function. Therefore, as shown in the figure, a configuration is used in which the amount of data that can be received by two 2 × 2 MIMO reception compatible models is used by one terminal. Actually, the
下り回線に示す形態は、近接したマルチユーザ（MU）において通常時分割で割り当てられるリソース（時間）の2ユーザ分を1端末で利用することと等価であり、接続されたその他通信端末の受信権利のみ共有することも一形態として考えられる。図３（ａ）はその場合の動作例を示す。これによると、複数の端末間で複雑なデータやり取りと合成を行う機能の追加は不要であり、必要となる機能は端末の受信権利の相互管理のみと簡易な構成での実現が可能である。ここで、受信権利の管理としては、電話番号等の無線端末情報をライセンスとして使用して認証する手法などが一例として挙げられる。これを用いると制御部により2つの電話番号をキーとして認証し、移動局MS1に2ユーザ分のリソース（時間）を配分するように基地局に通知でき、MS2の無線機能を介することなく利用可能な通信容量が向上する。但し、通信権利の管理等はセキュリティー/システム上の困難さを含み、このような問題を生じずに利用できる構成としては2端末をそれぞれ用いる方式が有効となる。また、図３（ｂ）は、通信機能を有するノートパソコンをＭＳ１とし、携帯電話機をＭＳ２とし、ケーブルで接続して使用する場合の例を示す。 The form shown in the downlink is equivalent to using one user for two users (resources) allocated in normal time division in a nearby multi-user (MU), and the right to receive for other connected communication terminals Only sharing can be considered as one form. FIG. 3A shows an operation example in that case. According to this, it is not necessary to add a function for performing complicated data exchange and synthesis between a plurality of terminals, and the necessary functions can be realized only by mutual management of the reception rights of the terminals and with a simple configuration. Here, as a management of the reception right, for example, a method of authenticating by using wireless terminal information such as a telephone number as a license can be cited. Using this, the control unit can authenticate the two telephone numbers as keys, notify the base station to allocate resources (time) for two users to the mobile station MS1, and can be used without using the MS2 radio function Communication capacity is improved. However, the management of communication rights includes security / system difficulties, and a system that uses two terminals is effective as a configuration that can be used without causing such problems. FIG. 3B shows an example in which a notebook personal computer having a communication function is MS1, a mobile phone is MS2, and is connected by a cable.
図４は、本発明の実施の形態にかかる無線通信装置の動作を説明するためのフローチャートを示す。図４の説明に先立ち、本実施の形態の背景と条件について説明する。MIMO（多入力多出力システム）可能なセルラ環境通信システムにおいては、マルチユーザ（MU）それぞれが備える装置により、SISO,MIMO（２×２,３×３,４×４ ・・・ ）と異なるモードで使用可能になると想定される。そこで、同一の通信規格を備えた複数の端末（PCカード，携帯端末など）を一人のユーザが持っている場合、それら複数の端末に本発明を適用することにより、MIMOの特徴である、アンテナ数が増えるに従い通信容量が増加することを利用して、システムの変更などを行わず、簡易な構成で、通信容量を向上する事ができる。なお図４においては、例えば、図３（ｂ）に示すＭＳ１を本装置、ＭＳ２を接続端末とし、ＭＳ１およびＭＳ２が協働して、基地局と通信する例を説明する。 FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the wireless communication apparatus according to the embodiment of the present invention. Prior to the description of FIG. 4, the background and conditions of the present embodiment will be described. In a cellular environment communication system capable of MIMO (Multiple Input Multiple Output System), different modes from SISO, MIMO (2 × 2, 3 × 3,4, 4 × 4...) Depending on the equipment each multi-user (MU) has. It is assumed that it will be usable in Therefore, when one user has a plurality of terminals (PC card, portable terminal, etc.) having the same communication standard, the antenna is a feature of MIMO by applying the present invention to the plurality of terminals. By using the fact that the communication capacity increases as the number increases, the communication capacity can be improved with a simple configuration without changing the system. In FIG. 4, for example, an example in which MS1 shown in FIG. 3B is the present apparatus and MS2 is a connection terminal, and MS1 and MS2 cooperate to communicate with a base station will be described.
以下、本発明の実施の形態にかかる通信装置のそれぞれの動作フローを説明する。まず、本装置は、単独で通信可能な本装置と接続可能な通信端末（接続端末）を確認する（ステップ１）。本装置は、専用インターフェイス、接続機構、接続ケーブルなど物理的な接続手段を有し、これら通信端末間での接続を制御部において認識する機能を有する。 Hereinafter, each operation flow of the communication apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. First, this apparatus confirms a communication terminal (connection terminal) that can be connected to this apparatus that can communicate independently (step 1). This apparatus has physical connection means such as a dedicated interface, a connection mechanism, and a connection cable, and has a function of recognizing a connection between these communication terminals in the control unit.
次に本装置は、接続端末の通信機能／方式を確認する（ステップ２）。本装置および接続端末は互いに単独で通信が可能な通信機器であることから、本装置は、ステップ１において接続端末との接続を確認した後、接続相手の持つ通信機能、システムの情報を取得する手段を有する。ここで、基地局側での信号制御も合わせて必要になることから、本装置と接続端末とが同じ通信システム（例えばMIMO-OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）など）と通信会社（キャリア）等をもちいた使用可能条件の可否判定を行う。
Next, this apparatus confirms the communication function / method of the connection terminal (step 2). Since the apparatus and the connection terminal are communication devices that can communicate independently with each other, the apparatus acquires the communication function and system information of the connection partner after confirming the connection with the connection terminal in
また、本装置は、接続端末が送受信で使用する実装設備として、SISO、MIMO（２×２,３×３,４×４・・・）のどのようなものを備えているかの確認を行う。これらは変調方式や送受信RF機能など通信機器における基本情報であり、信号送受信においてそれぞれに適した変換を行う上で必要となる。また、これら異なるアンテナ数を備えた場合でも信号制御部の機能変更により特別な装置を備えることなく汎用的に利用できる。 In addition, this apparatus confirms what kind of SISO, MIMO (2 × 2, 3 × 3, 4 × 4...) Is provided as the mounting equipment used by the connection terminal for transmission and reception. These are basic information in a communication device such as a modulation scheme and a transmission / reception RF function, and are necessary for performing conversion suitable for each signal transmission / reception. Further, even when these different numbers of antennas are provided, they can be used for general purposes without providing a special device by changing the function of the signal control unit.
次に、本装置は、上り／下りで接続端末と接続可能か判定し、利用者による許可の有無を判断する（ステップ３）。本装置は、ステップ２の結果に加えて、機器の接続状態を把握し、接続状態に基づいて、上り／下りで接続端末が利用可能か判定を行う（すなわち、機器のシステム構成により本装置と接続端末とが一装置として機能することが可能かの判定）。その後、各端末の設定、電波状況、電池残量、使用アプリケーション等に応じたユーザ設定による判断を加えて最終的な利用の不可判定を行う。
Next, this apparatus determines whether or not it is possible to connect to the connection terminal in uplink / downlink, and determines whether or not permission is given by the user (step 3). In addition to the result of
また、接続可能と判定された場合であっても、ユーザ設定（利用制限）、パスワードなどにより利用者による許可を要する構成とする。表示機能、入力機能を有することにより、利用者による許可を入力可能となり、安全な使用を可能にする。上り／下りの一方のみの使用を許可することも可能である。これにより、接続を許可されなかった通信機能については接続手段による接続が不可能となる。ここで、未接続を選択した接続端末側の機能（上り/下り）を独自に使用することは実施例によっては可能である。なお、利用者による接続許可を求める構成は必須ではない。 Further, even when it is determined that connection is possible, a configuration that requires user permission based on user settings (use restrictions), a password, and the like is adopted. By having a display function and an input function, it is possible to input permission by the user, and to enable safe use. It is also possible to permit use of only one of uplink / downlink. As a result, the communication function that is not permitted to connect cannot be connected by the connecting means. Here, depending on the embodiment, it is possible to independently use the function (uplink / downlink) on the connected terminal side that has selected unconnected. Note that the configuration for requesting connection permission by the user is not essential.
次に、本装置は、本装置／接続端末間でリンクを確立する（ステップ４）。ステップ３の許可（ＹＥＳ）を受け、制御部において上り／下りにおける通信形式の変更を行う。このとき、ステップ２で得られた端末情報により変更する通信形式を決定し、本装置と接続端末の間でデジタル信号（サブストリーム）のやり取りが可能なリンクを確保する。ここで制御部におけるデータのやり取りはベースバンド部で行い、端末の送受信回路などの通信機器には直接接続を行わない。
Next, the apparatus establishes a link between the apparatus and the connection terminal (step 4). In response to the permission (YES) in
次に、本装置は、接続端末および基地局と同期を確保する（ステップ５）。接続した通信端末は独自に通信を行うため、基地局と同期を確保している。加えて、接続端末において本装置と同期して用いることが可能な経路を持ち、本装置の備える通信回路と接続端末を介した通信回路の２経路を用いて基地局側との同期を確保する。 Next, this apparatus ensures synchronization with the connecting terminal and the base station (step 5). Since the connected communication terminal communicates independently, synchronization with the base station is ensured. In addition, the connection terminal has a path that can be used in synchronization with the present apparatus, and ensures synchronization with the base station using two paths of the communication circuit provided in the apparatus and the communication circuit via the connection terminal. .
次に、本装置は、接続端末を本装置と同時に用い通信を行う事を基地局に通知する（ステップ６）。基地局においては、本来２つのユーザとして認識されていたものを一度リセットし、本装置および接続端末を、本装置にて用いられる１ユーザとして認識するように通知を行うとともに通信モードを切り替える。MIMOシステムを有するセルラ環境内には多数のユーザ（MU）と多数のサービス（SISO,MIMO）が混在することが想定され、その環境下においては、これら通信モードの切り替えは特別なシステムの変更なしで可能となる。 Next, this apparatus notifies the base station that communication is performed using the connection terminal simultaneously with this apparatus (step 6). In the base station, what was originally recognized as two users is reset once, and notification is made so that the present apparatus and the connection terminal are recognized as one user used in the present apparatus, and the communication mode is switched. In a cellular environment with a MIMO system, it is assumed that a large number of users (MU) and a large number of services (SISO, MIMO) will coexist. Under this environment, there is no special system change for switching these communication modes. Is possible.
ここでは、基地局において、２つの端末が一度未検出となり、新たに異なるサービスを受ける１端末が認識される（但し、使用される端末のIDは本装置のままである。例えば、通信容量による課金制度においてもそのまま適応することができ、これにおいても特別なシステムを必要としない）。 Here, in the base station, two terminals are once undetected, and one terminal that receives a different service is recognized (however, the ID of the terminal to be used remains the present apparatus. For example, depending on the communication capacity The billing system can be applied as it is, and no special system is required).
次に、上り回線において、本装置は、本装置と接続端末のアンテナ（n個）を用いn×n上りMIMOチャネルを確立する（ステップ７）。使用端末（本装置）と接続端末がそれぞれ２×２MIMOに対応している場合、４×４MIMO可能な構成となる。受信局となる基地局においては、MIMO通信において適応されるチャネル情報の取得（フィードバック方式、チャネル推定方式）を行うことでｎ×ｎMIMOチャネルが確立できる。この場合、基地局側はMU-MIMOとしての基地局動作を行うことで実現可能である（基地局への特別な通知（ステップ６）を必要とせずにそのまま適応可能である）。
Next, in the uplink, the apparatus establishes an n × n uplink MIMO channel using the antennas (n) of the apparatus and connection terminals (step 7). When the terminal in use (this device) and the connecting
次に、上り回線において、本装置は、本装置の送信データを分割し接続端末に割り当て送信する（ステップ８）。接続前は、本装置より送信するストリームが２つのサブストリームで形成されていたのに対し、本装置は、接続後においては、４つのサブストリームを形成する機能を備え、そのうち２つのサブストリームについては、接続端末まで確保したリンクを通じて受け渡しを行う。ここで、単独動作では不必要なデータ分割機能を備える必要があるが、RF送信回路を設けることに比べて、ハード面における付加は非常に小さく実現できる。 Next, in the uplink, this apparatus divides the transmission data of this apparatus, assigns it to the connected terminal, and transmits it (step 8). Before the connection, the stream transmitted from this device was formed with two substreams, but this device has a function to form four substreams after connection, and about two of these substreams Performs delivery through the link secured to the connection terminal. Here, although it is necessary to provide an unnecessary data division function in the single operation, the addition in hardware can be realized very small as compared with the provision of the RF transmission circuit.
接続端末に受け渡されたサブストリームは、変調後、RF回路を通り複数アンテナから送信され、ステップ７にて確立されたMIMOチャネルにより基地局で1つの信号として復元可能となる。また、接続端末の状態によりMIMO （２×２,３×３,４×４・・・）に対しても対応可能である。
The substream delivered to the connected terminal is modulated and transmitted from the plurality of antennas through the RF circuit, and can be restored as one signal by the base station using the MIMO channel established in
一方、本装置および接続端末において、下り回線でMIMOを行うためには、それぞれn×ｎMIMO受信に対応した受信制御が必要となり、それぞれ変化する接続状態に対応して、専用に実装することは容易ではない。そこで、本装置と接続端末とを同時に用いることで、２ユーザ分の下りリソースを同時に利用可能な構成とすることで通信品質を向上する。 On the other hand, in order to perform MIMO on the downlink in this device and connection terminal, reception control corresponding to n × n MIMO reception is required, and it is easy to implement dedicatedly corresponding to each changing connection state is not. Therefore, by using the present apparatus and the connection terminal at the same time, the communication quality is improved by adopting a configuration in which downlink resources for two users can be used simultaneously.
また、通常セルラにおけるマルチユーザ（MU）において、近距離における端末間では時分割の送信となることから、２つの端末を用いることは、等価的に２倍の時間を割り当てることに等しい動作となる。 Also, in multi-user (MU) in a normal cellular system, since time-division transmission is performed between terminals in a short distance, using two terminals is equivalent to assigning twice the time equivalently. .
フローチャートに戻り、下り回線において、基地局は、本装置と接続端末に１ユーザのデータを分割して送信する（ステップ９）。ステップ６にて基地局が通知を受けて下り通信を行う場合、１つのユーザと認識した２つの端末のそれぞれに、１ユーザのデータを分割して送信する。このとき、近接する２つの端末において同時にデータが送られることはなく、時分割でそれぞれ受信されることとなる。これは、１つの受信端末において２倍の時間を割り当てることと等価であるが、基地局で大きな変更を必要としないことが利点である。 Returning to the flowchart, in the downlink, the base station divides and transmits the data of one user to the present apparatus and the connection terminal (step 9). When the base station receives notification and performs downlink communication in step 6, the data of one user is divided and transmitted to each of two terminals recognized as one user. At this time, data is not sent simultaneously between two adjacent terminals, but is received in a time division manner. This is equivalent to allocating twice the time at one receiving terminal, but has the advantage of not requiring major changes at the base station.
次に、下り回線において、本装置および接続端末の受信信号を本装置にて復元する（ステップ１０）。接続端末は、受信信号を復調した後、ベースバンド信号として本装置に送る。本装置は、接続端末から送られた信号と本装置での受信信号とを合わせて復元する。ここでの信号処理は、２つの信号を同時に受信することはないため、単独での受信システムと同様に実現可能である。なお、復元した信号は、本装置だけでなく、接続端末においても使用可能である。 Next, on the downlink, the reception signals of the present apparatus and the connected terminal are restored by the present apparatus (step 10). The connection terminal demodulates the received signal and then sends it to the apparatus as a baseband signal. The apparatus restores the signal sent from the connection terminal and the received signal at the apparatus together. Since the signal processing here does not receive two signals at the same time, it can be realized in the same manner as a single reception system. The restored signal can be used not only in the present apparatus but also in the connection terminal.
このように、MU-MIMOを適応した移動無線において独自に通信可能な第一の通信装置は、第2の通信装置との接続手段と、接続された通信装置の情報を取得する手段と、共通して使用できることを判定／通知する機能と、ベースバンド部における信号接続機能と、通信システムを制御する機能とを備え、基地局に対し同時に1ユーザで使用することを通知する。 In this way, the first communication device that can uniquely communicate in mobile radio adapted to MU-MIMO is common with the connection means with the second communication device and the means for obtaining information of the connected communication device. A function for determining / notifying that it can be used, a signal connection function in the baseband unit, and a function for controlling the communication system, and notifies the base station that it is used by one user at the same time.
そして、上り回線の場合、第1の通信装置において、送信信号を分割してサブストリームを生成する機能と、生成したサブストリームを第2の通信装置に割り当てて送信する制御部を備え、基地局と第1と第2の通信装置間にMIMOチャネルを構成し、基地局でｎ×ｎMIMOとして認識可能となり上り回線の品質を向上する。 In the case of an uplink, the first communication apparatus includes a function of dividing a transmission signal to generate a substream, and a control unit that allocates the generated substream to the second communication apparatus and transmits the substream. A MIMO channel is configured between the first and second communication devices, and the base station can recognize the channel as n × n MIMO, improving the uplink quality.
一方、上記構成を用いた下り回線において、第1と第2の通信装置に1つの送信信号を割り振って送信し、各端末が独自に復調した受信信号を前記第1の通信装置において復元する構成により、１ユーザが2回線分を占有することで下り回線の品質を向上する。 On the other hand, in the downlink using the above configuration, one transmission signal is allocated and transmitted to the first and second communication devices, and the received signal demodulated independently by each terminal is restored in the first communication device As a result, one user occupies two lines to improve downlink quality.
なお、本装置の動作を接続端末で行い、接続端末の動作を本装置で行なってもよい（すなわち、いずれの端末を親機としてもよい。）。また、接続手段（本装置と接続端末とを接続する手段）を、複数回線（バス、信号線を分ける等）で構成することにより、通信端末間の通信及び通信制御を円滑に行うことができる。また、本装置および接続端末は、それぞれが有する供給電源部を互いに共有する機能を有し、供給電源部を切り替え可能な構成とすることにより、本装置と接続端末のいずれかの供給電源部を選択的に使用でき、ユーザの利便性を向上できる。 Note that the operation of this apparatus may be performed by the connection terminal, and the operation of the connection terminal may be performed by this apparatus (that is, any terminal may be used as the parent device). Further, the communication means and communication control between the communication terminals can be performed smoothly by configuring the connection means (means for connecting the apparatus and the connection terminal) with a plurality of lines (such as a bus and a signal line). . In addition, the apparatus and the connection terminal have a function of sharing the supply power supply unit of each device, and the supply power supply unit can be switched, so that either the supply power supply unit of the apparatus or the connection terminal can be switched. It can be used selectively and the convenience of the user can be improved.
本発明は、移動無線端末を用いたMIMO通信において複数端末の送信回路部を共有することで上り下りの通信品質を向上することができる通信装置および通信システム等として利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a communication device, a communication system, and the like that can improve uplink and downlink communication quality by sharing transmission circuit units of a plurality of terminals in MIMO communication using mobile radio terminals.
１１，５１ 通信装置（ＭＳ１）
１２，５２ 通信装置（ＭＳ２）
１３，５３ 基地局（ＢＳ）
１４，２１，７３ 送信信号処理部
１５，２３，７１ 変調器
１６，２４，７０ 送信回路
１７，２５，２６，２７,５７，５８，６６，６７，６８，６９ アンテナ
１８，２２，３０，５９，６３，７２ ＭＩＭＯ信号処理部
１９，２０，６０，６１ 制御部
２８，５６，６５ 受信回路
２９，５５，６４ 復調器
３１，５４，６２ 受信信号処理部
11,51 Communication device (MS1)
12,52 Communication device (MS2)
13,53 Base Station (BS)
14, 21, 73 Transmission
Claims (11)
MIMO対応の無線規格に属し独自に前記基地局と通信可能な他の通信装置と接続する接続手段と、
前記接続手段により前記他の通信装置との接続を認識し同期を確保する同期手段と、
前記同期手段により同期を確保して利用可能となる無線部と、
前記他の通信装置と同期し一装置として機能することを前記基地局に通知する手段と、を備える通信装置。 A communication device belonging to a MIMO-compliant wireless standard and capable of communicating with a base station independently,
A connection means for connecting to another communication device that belongs to a wireless standard compatible with MIMO and can communicate with the base station independently,
Synchronization means for recognizing the connection with the other communication device by the connection means and ensuring synchronization;
A radio unit that can be used while ensuring synchronization by the synchronization means;
Means for notifying the base station that it functions as one device in synchronization with the other communication device.
前記基地局が前記複数の通信装置のそれぞれに割り当てて送信した送信信号のうち、自装置に割り当てられた送信信号を復元して受信信号を生成する手段と、
生成した受信信号と、前記接続手段を介して取得した、前記他の通信装置が復元して生成した受信信号とを合成する手段と、を備える通信装置。 The communication device according to claim 1,
Means for generating a reception signal by restoring the transmission signal allocated to the own apparatus among the transmission signals allocated and transmitted by the base station to each of the plurality of communication apparatuses;
A communication apparatus comprising: a generated reception signal; and a means for combining the reception signal acquired through the connection means and restored and generated by the other communication apparatus.
接続した前記他の通信装置の情報を取得する手段と、
接続した前記他の通信装置と一装置として機能することが可能であることの判定、および、ベースバンド部における信号接続を行なう制御手段と、を備える通信装置。 The communication device according to claim 1,
Means for acquiring information of the connected other communication device;
A communication device comprising: control means for determining that the device can function as one device with the other communication device connected, and performing signal connection in the baseband unit.
前記制御手段は、自装置が送信する送信信号を分割してサブストリームを生成する機能と、生成したサブストリームを前記他の通信装置に割り当てて送信する機能と、自装置および前記他の通信装置と前記基地局との間にMIMOチャネルを構成する機能と、を有する通信装置。 The communication device according to claim 3,
The control means includes a function of generating a substream by dividing a transmission signal transmitted by the own apparatus, a function of assigning and transmitting the generated substream to the other communication apparatus, and the own apparatus and the other communication apparatus. And a function of configuring a MIMO channel between the base station and the base station.
前記接続手段は、単数回線または複数回線により前記他の通信装置と接続する通信装置。 The communication device according to claim 3,
The connection means is a communication device for connecting to the other communication device by a single line or a plurality of lines.
前記接続した通信装置の権利を基地局に通知して複数回線分の通信資源を占有して使用する通信装置。 The communication device according to claim 2,
A communication apparatus that notifies a base station of the rights of the connected communication apparatus and occupies and uses communication resources for a plurality of lines.
前記他の通信装置の上りまたは下り回線のうち、未使用の回線を占有して使用する通信装置。 The communication device according to claim 1,
A communication apparatus that occupies an unused line among uplinks or downlinks of the other communication apparatuses.
生成した受信信号を、前記接続手段を介して、前記他の通信装置と共有する通信装置。 The communication device according to claim 2,
A communication device that shares the generated received signal with the other communication device via the connection means.
自装置が備える供給電源部と、前記他の通信装置が備える供給電源部と、を切り替えて使用する通信装置。 The communication device according to claim 1,
A communication device that switches between a power supply unit included in the device itself and a power supply unit included in the other communication device.
前記接続手段は、ｎ個（ｎ：２以上の整数）の他の通信装置と接続し、接続したｎ個の通信装置を統合して一装置として機能する通信装置。 The communication device according to claim 1,
The connection means is a communication device that connects to n (n: an integer of 2 or more) other communication devices, and integrates the connected n communication devices to function as one device.
前記通信装置は、
他の通信装置と接続する接続手段と、
前記他の通信装置との接続を認識し同期を確保することにより利用可能となる無線部と、
自装置と前記他の通信装置とが一装置として機能することを前記基地局に通知する手段と、を備える通信システム。 A communication system including a base station and a plurality of communication devices that belong to a MIMO compatible wireless standard and can communicate independently,
The communication device
Connection means for connecting to other communication devices;
A wireless unit that can be used by recognizing a connection with the other communication device and ensuring synchronization;
A communication system comprising: means for notifying the base station that its own device and the other communication device function as one device.
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