JP4673869B2 - 送受信装置及びその通信方法 - Google Patents
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Description
S. Haykin, "Cognitive radio: Brain-empowered wireless communications", vol.23, no.2, pp.201-220, Feb. 2005.
(手順1)Secondaryシステム2−1〜2−6は、Primaryシステム1−1、1−2が使用していない時間または周波数を検出する。
(手順2)Secondaryシステム2−1〜2−6は、自らが行う通信により、Primaryシステム1−1、1−2の受信機に干渉を与えないかどうかを確認する。
(手順3)Secondaryシステム2−1〜2−6は、上記手順2で問題がないと判断した場合、上記手順1で検出した周波数もしくは時間により通信を行う。
図1は、本発明の第1実施形態による通信装置(アクセスポイント)の構成を示すブロック図である。図1において、アレーアンテナ送受信装置9は、基本構成としては、N個のアンテナ10−1〜10−Nと、各アンテナ10−1〜10−Nに接続される送受分離手段(スイッチまたはサーキュレータ)11−1〜11−Nと、送信装置12−1〜12−Nと、受信装置13−1〜13−Nとからなる。これは、基本的なアレーアンテナ装置に相当する。また、本第1実施形態では、基本的にディジタル信号処理を想定しているので、メモリ14が受信装置13−1〜13−Nの後に配置される。但し、後述する本発明の原理では、アナログ・ディジタル関係なく制御が可能となっており、ディジタル信号処理に限定されるものではない。
図3は、本第1実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。また、図4は、本第1実施形態の動作原理の説明を補足するための概念図である。図4に示すように、Primaryシステム100−1とPrimaryシステム100−2が1対存在する状況を想定し、Primaryシステム100−1とPrimaryシステム100−2は、それぞれ異なる周波数を用いて通信を行う。このPrimaryシステムのサービスエリア内でSecondaryシステム101が存在する環境を想定する。Primaryシステム100−1が送信している周波数f1では、Primaryシステム100−2は受信を行っている。反対に、Primaryシステム100−1が受信している周波数f2では、Primaryシステム100−2は送信を行っている。これは、一般的な通信形態の1つであり、一般に、FDDと呼ばれる。
送信時は、受信周波数と同じ周波数で送信を行う。送信ウエイト乗算部18では、信号電力P(T1)と信号電力P(T2)の大小関係に基づいて、時間間隔T1もしくはT2のいずれか一方において、送信ウエイト乗算の計算を行う。すなわち、送信ウエイト乗算部18では、信号電力P(f1)が信号電力P(f2)より大であるか否かを判定し(ステップSa12)、P(f1)>P(f2)の場合には、周波数f2を選択し(ステップSa13)、P(f1)<P(f2)の場合には、周波数f1を選択する(ステップSa14)。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
上述した第1実施形態では、送信時において、Secondaryシステム101からPrimaryシステム100−1、100−2に対して干渉を安易に与えないために、Secondaryシステム101にとって受信電力が高くなる周波数の信号を、Secondaryシステム101は用いていた(図4では周波数f2のみ)。しかし、Secondaryシステム101が電力の低い周波数の信号(図4では周波数f1)を使用していない。すなわち、周波数f1と周波数f2の両方を利用していないのは、周波数利用効率を考えると、十分に有効に活用しているとは言えない。本第2実施形態では、アクセスポイントAP側では、送信時においても、Primaryシステム100−1、100−2に対するヌル送信を実現することで、Secondaryシステム101でも、周波数f1と周波数f2を用いて、FDD方式による通信システムを運用することが可能となる。
11−1〜11−N 送受分離手段(複数の送受信分岐手段)
12−1〜12−N 送信装置(送信手段)
13−1〜13−N 受信装置(受信手段)
14 メモリ
15 Primaryシステム用干渉除去部
15−1、15−2 信号検出装置(信号検出手段)
15−3 電力比較部(電力比較手段)
15−4 信号選択部(信号選択手段)
15−5 受信ウエイト計算部(重み付け決定手段、受信ウエイト計算手段)
15−6 分岐部
16 分岐手段
17 受信信号ウエイト乗算部
17−1−1〜17−1−N 乗算器
17−2 加算器
19−1 受信周波数決定部(受信信号周波数決定手段)
19−2 送信信号周波数決定部(送信信号周波数決定手段)
20 受信ウエイト計算部(受信信号ウエイト乗算手段)
21 送信ウエイト計算部(送信信号ウエイト乗算手段)
18 送信信号ウエイト乗算部(送信信号ウエイト乗算手段)
18−1 分岐手段
18−2−1〜18−2−N 乗算器
100−1、100−2 Primaryシステム
101 Secondaryシステム
Claims (7)
- 複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々に接続される複数の送受信分岐手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される送信手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される受信手段とを具備するアレーアンテナ送受信装置において、
前記受信手段により受信された、少なくとも異なる2つの周波数帯から得られる受信信号のうち、受信電力の大きい受信信号を選択して、当該受信信号方向にヌルを形成するように前記送信手段による送信及び前記受信手段による受信時の送受信信号への重み付け値を決定する重み付け決定手段を具備することを特徴とする送受信装置。 - 複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々に接続される複数の送受信分岐手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される送信手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される受信手段とを具備するアレーアンテナ送受信装置において、
前記受信手段により受信された、少なくとも異なる2つの周波数帯の2つの受信信号を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段によって検出された2つの受信信号の受信電力を比較する電力比較手段と、
前記電力比較手段による比較結果で得られた、受信電力の大きい受信信号を選択する信号選択手段と、
前記信号選択手段によって選択された受信信号について、当該受信信号の自己相関行列を用いて電力最小化を行うことにより、当該受信信号による干渉の除去を行うための重み付け値を算出する受信ウエイト計算手段と、
前記受信ウエイト計算手段によって算出された重み付け値と前記受信手段により受信される受信信号とを乗算する受信信号ウエイト乗算手段と、
前記信号選択手段によって選択された受信信号を受信した周波数を、前記受信手段により受信すべき受信信号の周波数として決定する受信信号周波数決定手段と、
送信信号に所定の重み付け値を乗算する送信信号ウエイト乗算手段と、
前記信号選択手段によって選択された受信信号を受信した周波数でない方の周波数を、前記送信手段により送信すべき送信信号の周波数として決定する送信信号周波数決定手段と
を具備することを特徴とする送受信装置。 - 前記受信ウエイト計算手段は、前記受信信号の自己相関行列を固有値分解して得られる最小固有ベクトルを、当該受信信号による干渉の除去を行うための重み付け値として算出することを特徴とする請求項2記載の送受信装置。
- 複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々に接続される複数の送受信分岐手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される送信手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される受信手段とを具備する送受信装置において、
前記受信手段により受信された、少なくとも異なる2つの周波数帯の2つの受信信号を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段によって検出された2つの受信信号の受信電力を比較する電力比較手段と、
前記電力比較手段による比較結果で得られた、受信電力の大きい受信信号を選択する信号選択手段と、
前記信号選択手段によって選択された受信信号を分岐する分岐手段と、
前記分岐手段によって分岐された受信信号について、当該受信信号の自己相関行列を用いて電力最小化を行うことにより、当該受信信号による干渉の除去を行うための重み付け値を算出する受信ウエイト計算手段と、
前記受信ウエイト計算手段によって算出された重み付け値と前記受信手段により受信される受信信号とを乗算する受信信号ウエイト乗算手段と、
前記信号選択手段によって選択された受信信号を受信した周波数を、前記受信手段により受信すべき受信信号の周波数として決定する受信信号周波数決定手段と、
前記分岐手段によって分岐された受信信号について、当該受信信号により算出した前記受信ウエイトをそのまま送信側に用いた場合に、どの方向に指向性のヌルができるかを推定し、指向性のヌルが形成される方向の角度情報に基づいて、送信周波数に対応する素子間隔とアレーアンテナの配置から決定される素子配置から決定される素子ごとの位相応答から決定される仮想チャネル応答ベクトルを生成し、仮想チャネル応答ベクトルの自己相関行列を生成し、当該自己相関行列を用いて電力最小化を行うことにより送信側のウエイトを取得する送信信号ウエイト乗算手段と、
前記信号選択手段によって選択された受信信号を受信した周波数でない方の周波数を、前記送信手段により送信すべき送信信号の周波数として決定する送信信号周波数決定手段と
を具備することを特徴とする送受信装置。 - 複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々に接続される複数の送受信分岐手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される送信手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される受信手段とを具備する送受信装置による通信方法において、
前記受信手段により受信された、少なくとも異なる2つの周波数帯から得られる受信信号の受信電力を比較するステップと、
前記比較結果から受信電力の大きい受信信号を選択して、当該受信信号方向にヌルを形成するように前記送信手段による送信及び前記受信手段による受信時の送受信信号への重み付け値を決定するステップと
を含むことを特徴とする通信方法。 - 複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々に接続される複数の送受信分岐手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される送信手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される受信手段とを具備する送受信装置による通信方法において、
前記受信手段により受信された、少なくとも異なる2つの周波数帯の2つの受信信号を検出するステップと、
前記検出された2つの受信信号の受信電力を比較するステップと、
前比較結果で得られた、受信電力の大きい受信信号を選択するステップと、
前記選択された受信信号について、当該受信信号の自己相関行列を用いて電力最小化を行うことにより、当該受信信号による干渉の除去を行うための重み付け値を算出するステップと、
前記算出された重み付け値と前記受信手段により受信される受信信号とを乗算するステップと、
前記選択された受信信号を受信した周波数を、前記受信手段により受信すべき受信信号の周波数として決定するステップと、
送信信号に所定の重み付け値を乗算するステップと、
前記選択された受信信号を受信した周波数でない方の周波数を、前記送信手段により送信すべき送信信号の周波数として決定するステップと
を含むことを特徴とする通信方法。 - 複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々に接続される複数の送受信分岐手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される送信手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される受信手段とを具備する送受信装置による通信方法において、
前記受信手段により受信された、少なくとも異なる2つの周波数帯の2つの受信信号を検出するステップと、
前記検出された2つの受信信号の受信電力を比較するステップと、
前記比較結果で得られた、受信電力の大きい受信信号を選択するステップと、
前記選択された受信信号について、当該受信信号の自己相関行列を用いて電力最小化を行うことにより、当該受信信号による干渉の除去を行うための重み付け値を算出するステップと、
前記重み付け値と受信される受信信号とを乗算するステップと、
前記選択された受信信号を受信した周波数を、前記受信手段により受信すべき受信信号の周波数として決定するステップと、
前記選択された受信信号について、当該受信信号により算出した前記受信ウエイトをそのまま送信側に用いた場合に、どの方向に指向性のヌルができるかを推定し、指向性のヌルが形成される方向の角度情報に基づいて、送信周波数に対応する素子間隔とアレーアンテナの配置から決定される素子配置から決定される素子ごとの位相応答から決定される仮想チャネル応答ベクトルを生成し、仮想チャネル応答ベクトルの自己相関行列を生成し、当該自己相関行列を用いて電力最小化を行うことにより送信側のウエイトを取得するステップと、
前記選択された受信信号を受信した周波数でない方の周波数を、前記送信手段により送信すべき送信信号の周波数として決定するステップと
を含むことを特徴とする通信方法。
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