JP4938657B2 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents
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Description
しかし、CSMA方式やCSMA/CA方式では、キャリアセンス機能により干渉信号を検知した無線局は、干渉信号の受信信号強度が通信の障害にならない程度の弱いものであっても送信を行わなくなってしまう、いわゆるさらされ端末問題が発生するため、システム全体としての伝送容量が制限されるという問題があった。
図20において、無線局101は無線局102へ、無線局103は無線局104へ、それぞれCSMA方式に基づいてデータを伝送する。
図21において、無線局103は、データの送信を開始するためにまずキャリアセンス(CS)を行い、キャリアが検出されないことを確認してから無線局104宛にデータを送信する。ここで、無線局103のデータ送信中に無線局101が送信開始を試みる場合、キャリアセンス(CS)により無線局103が送信しているデータパケットの信号を検出するため、送信が禁止される。逆に、無線局101のデータ送信中に無線局103が送信開始を試みる場合は、無線局103はキャリアセンスにより無線局101の信号を検出してしまうため、送信が禁止される。従来のCSMA方式では、無線局102において受信される無線局103からの干渉信号の強度が、無線局101から送信される希望信号の強度に比べて十分弱く、希望信号の受信の支障にならない場合においても送信禁止状態が発生してしまうため、システム全体の伝送容量を向上させることができない。
図23において、最初に無線局103がキャリアセンス(CS)を行い、キャリアが検出されなかったため、無線局104宛にRTSパケットを送出する。RTSパケットには、送信予定のデータパケットとそれに対応する受信確認(ACK)パケットの伝送が完了するまでの時間を予約するための予約時間情報が含まれている。
無線局104は、受信準備ができており且つ送信禁止状態でない場合、無線局104宛にCTSパケットを送出する。無線局103は、無線局104からのCTSパケットを受信すると、無線局104宛のデータパケットを送信する。
図23は、無線局103が2個のデータパケットを連続して送信する場合を示している。無線局101は、最初のデータパケットの予約時間情報に基づき、NAVのタイマーを更新し、後続のデータパケットとACKパケットが終了する予定時刻まで送信禁止状態の時間を延長する。このようにして、無線局102と無線局103、あるいは無線局101と無線局104が互いに通信できない位置関係にある場合に、同時に送信を行ってパケットの衝突が起こることを防止することができる。
図24は、特許文献2におけるパケット伝送の時間的なシーケンスの一例を表す図である。ここで、無線局103がRTSパケットを送出し、それに対応して無線局104がCTSパケットを送出し、無線局103がデータパケットを送出する手順は、図23の場合と同様であるが、無線局103のデータパケット送出完了時刻から無線局104がACKパケットを送出開始する時刻までの間を、RTSパケットが割り込めるよう確保している点が図23の場合と異なる。
また、特許文献2の技術では、通信を行う無線局のペアの片方の無線局が、他の通信を行う無線局のいずれからも信号到達範囲外にあり、もう一方の無線局も、他の通信を行う片方の無線局の信号到達範囲外にあるという、特定の配置の場合にしか、同時送信を実現することができない。すなわち、少なくとも一方の無線局が、他の通信を行う両方の無線局の信号を受信できる場合や、ペアの両方の無線局が、他の通信を行う無線局の信号を受信できる場合には、実際には同時送信が可能であるにもかかわらず同時送信を行うことができない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における無線通信システムの概念を示す図である。図1において、11、12、13、14は無線局である。無線局11は無線局12と通信を行い、無線局13は無線局14と通信を行っている。d12は無線局11が送信する無線局12宛のデータパケット、d34は無線局13が送信する無線局14宛のデータパケット、a21は無線局12が無線局11宛に受信確認として返すACKパケット、a43は無線局14が無線局13宛に受信確認として返すACKパケットである。
無線局13は、送信開始前のキャリアセンスの後に無線局14宛のデータパケットd34を送信し、データパケットd34を受信した無線局14は無線局13宛にACKパケットa43を送信する。無線局11がデータパケットd34が送信されている期間に無線局12に対する送信を試みた場合、キャリアセンスによりデータパケットd34のキャリアが検出されるため送信禁止状態となる。そのため、無線局11は、データパケットd34およびACKパケットa43の送信が完了した後に再度キャリアセンスを行い、キャリアが検出されないことを確認して無線局12宛にデータバケットd12を送信する。データパケットd12を受信した無線局12は、無線局11宛にACKパケットa21を送信する。
本実施の形態の無線通信システムでは、図2に示すリンクパラメータ情報pを利用して、キャリアセンスによりキャリアが検出される場合でも、所要CIRを満足する複数リンクの同時送信を行うことを試みる。
まず、無線局12は、データパケットd34を傍受した際、その受信信号強度を測定する。これを受信信号強度R32とする。
ここで、無線局11が無線局12に対してデータパケットd12を送信する際の送信電力をT1とする。無線局14から無線局11への伝送路と無線局11から無線局14への伝送路とは伝搬減衰量Lが等しいと仮定すると、無線局11はデータパケットd12が無線局14において受信される際の受信信号強度R14を、R41、T4、およびT1から推定することができる。すなわち、送信電力、受信信号強度、および伝搬減衰量をデシベル表現などの電力の対数表現で表した場合、T1から伝搬減衰量Lを減じた値がR14、T4から伝搬減衰量Lを減じた値がR41となり、受信信号強度R14は、
R14=R41+(T1−T4)
で求めることができる。
なお、無線局14が無線局11の送信する信号を過去に傍受してその受信信号強度情報を保持している場合、上記手順でR14を求める代わりに、無線局14が受信信号強度情報R14をACKパケット等に含めて報知して、それを無線局11が抽出することでR14を得る方法もある。計算によりR14を推定する前者の方法では、無線局11は無線局14がR14を報知していない場合でもR14の推定値が得られるという利点がある反面、推定の際の誤差が大きくなる可能性がある。したがって、R14が報知されていない場合は前者の計算による推定値を使用し、R14の報知情報を受信した場合は報知情報を使用する構成が好ましい。しかし、常に推定値を使用したり、報知情報のみを使用する構成としても本発明が実施可能であることは言うまでもない。
このように、無線局14において受信される希望信号の受信信号強度R34と、無線局14における干渉信号の受信信号強度推定値R14とが得られたので、無線局14におけるCIRは、希望信号の受信信号強度R34と干渉信号の受信信号強度推定値R14の差として推定することができる。
無線局11は、以上の手順により求められた無線局14におけるCIRの推定値がCIR34の値に所定のマージンを加えた値以上であった場合、無線局11から無線局12へのリンクが、無線局13から無線局14へのリンクを妨害する可能性は低いと判断することができる。ここで、所定のマージンとは、例えば、受信機特性の変動やばらつき、他の干渉信号や雑音が同時に存在する場合を考慮した値である。なお、前述したように所要CIR情報p1自体にマージンを含めておいた場合は、無線局11ではマージンを考慮せずに判断することができる。
同時送信候補局情報c1を含むデータパケットd12を受信した無線局12は、可能であれば、ACKパケットa21に同時送信候補局からの受信信号強度情報p4を含めて送信する。ACKパケットa21には、p4として同時送信候補局情報c1で示された無線局13が送信するデータパケットd34の無線局12における受信信号強度を示す情報が含まれている。図2の場合は、既に無線局12において測定されている受信信号強度情報R32が同時送信候補局からの受信信号強度情報p4に該当するため、受信信号強度情報R32の情報を同時送信候補局からの受信信号強度情報p4としてACKパケットa21に含めて送信する。なお、未測定である等の理由で同時送信候補局からの受信信号強度情報p4に該当する情報を保持していない場合は、同時送信候補局からの受信信号強度情報p4を含まない通常のACKパケットを送信する。
無線局11は、求めた無線局12におけるCIRの推定値がCIR12の値に所定のマージンを加えた値以上であった場合、無線局11から無線局12へのリンクは、無線局13から無線局14へのリンクから妨害を受けずに成立すると判断することができる。
図3は、図2のシーケンス以降に、無線局13から無線局14へのリンクと無線局11から12へのリンクにおいて、同時にデータパケットを伝送するシーケンスを示す図である。
各無線局が保持するリンクパラメータ情報の更新方法としては、常に最新の情報のみを保持するのが最も簡単な方法である。しかし、測定誤差、一時的な雑音、一時的な伝搬路変動などの要因により、最新の情報だけでは信頼性が低い場合があるので、最近の複数回の情報を平均したものをリンクパラメータ情報として保持し利用する方が好ましい場合もある。複数回の平均を取る方法としては、所定回数の平均を取る方法、所定時間内の情報の平均を取る方法、直前の平均値に1未満の忘却係数を乗じて最新の情報の値を加算した後正規化する方法など、各種の平均化手法が利用可能である。
図4は、本発明の実施の形態1の無線局における、無線通信装置の構成例を示す図である。図4において、41は復調部、42は受信信号強度検出部、43は送信電力制御部、44はリンク情報管理部、45は同時送信リンク管理部、47は送信部、s1はアンテナからの入力信号、s2は復調データ、s3は受信しているパケットの受信信号強度情報、s4は自局の送信電力情報、s5は送信電力制御信号、s6は送信データ、s7は同時送信リンク判定情報、s9は同時送信タイミング信号、s10は同時送信パケット長情報、s12は送信信号である。
受信信号強度検出部42は、受信されたパケットの受信信号強度を測定し、受信信号強度情報s3を出力する。
リンク情報管理部44は、復調データs2から受信信号強度情報などのリンクパラメータ情報を抽出すると共に、測定した受信信号強度s3や自局の送信電力情報s4を使用して、復調データから抽出できないリンクの受信信号強度を推定し、記憶する。それらの情報に基づいて同時送信可能なリンクであるかどうかを判定し、同時送信リンク判定情報s7を出力する。
図5は、図4のリンク情報管理部44の構成例を示す図である。図5において、51は受信信号強度情報抽出部、52は送信電力情報抽出部、53は所要CIR情報抽出部、54は受信信号強度記憶部、55は受信信号強度推定部、56は所要CIR情報記憶部、57はCIR判定部、s8は復調データs2から抽出された受信信号強度情報、s13は復調データs2から抽出された送信電力情報、s14は受信信号強度推定値、s15はCIR推定値、s16は復調データs2から抽出された所要CIR情報、s17は同時送信候補リンクの所要CIR情報である。その他、図4と同じ符号については説明を省略する。
受信信号強度推定部55は、受信信号の受信信号強度s3、受信信号の送信元の無線局における送信電力情報s13、および自局の送信電力情報s4から、受信信号の送信元の無線局における自局から送信される信号の受信信号強度を推定し、受信信号強度推定値s14を出力する。
所要CIR情報記憶部56は、復調データs2から抽出された所要CIR情報s16を記憶する。
図6は、図4の同時送信リンク管理部45の構成例を示す図である。図6において、61は同時送信リンク記憶部、62はアドレス抽出部、63はパケット長抽出部、64は同時送信判定部、65はパケット長演算部、s18は記憶された同時送信リンク情報、s19は無線局識別情報(アドレス情報)、s20は復調データから抽出されたパケット長情報である。
同時送信リンク記憶部61は、同時送信リンク判定情報s7に基づいて、現在受信中の信号のアドレスを同時送信可能なリンクの情報として記憶しておく。
同時送信判定部64は、無線局識別情報s19を既に記憶されている同時送信リンク情報s18と照合し、現在受信中の信号が同時送信可能なリンクかどうか判定する。同時送信可能と判定した場合は、同時送信タイミング信号s9を出力する。
パケット長演算部65は、抽出されたパケット長情報s20から同時送信の際の送信開始遅延時間分だけパケット長が短くなるような同時送信パケットの長さを求め、パケット長情報s10として出力する。つまり、現在受信中のパケットとこれから送信する同時送信パケットの終了時刻がほぼ同時になるようにパケット長を設定する。
なお、図4〜図6に示した装置構成の各部は、ハードウェアで構成してもよいし、プロセッサとそこで実行されるソフトウェアとして実装してもよい。
図7は、図5の受信信号強度記憶部54が記憶する受信信号強度情報の例である。図7の表において、例えばR12は、無線局11から無線局12へ伝送される信号の、無線局12における受信信号強度である。これらの受信信号強度には、受信されたパケットの復調データから抽出された受信信号強度情報と、他の情報から推定した受信信号強度推定値と、自局で測定した受信信号強度測定値とがある。図2〜図3に基づいて説明したシーケンスの場合、具体的には、R12とR32は無線局12のパケットから抽出され、R34は無線局14のパケットから抽出される。また、R13は、無線局13のパケットの受信
信号強度測定値と、無線局13のパケットから抽出した送信電力情報と、自局の送信電力情報とから計算された推定値である。R21、R31、R41はそれぞれ、無線局12、13、14から送信された信号の受信電力強度を自局で測定して得られる測定値である。図2〜図3に示した以外のパケットの傍受結果も利用すると、例えばR42やR43などが抽出でき、R14が推定できる。このように、パケットを受信および傍受しながら各受信信号強度情報を記憶し、新しい情報が得られたら更新していくことにより、図7の表のデータの信頼性を高めることができる。
図9は、本発明の実施の形態2における無線通信システムの概念を示す図である。図9において、211、212、213、214は無線局である。無線局211と212、213と214が、それぞれ通信を行っており、d212は無線局211が送信する無線局212宛のデータパケット、d234は無線局213が送信する無線局214宛のデータパケット、a221は無線局212が無線局211宛に受信確認として返すACKパケット、a243は無線局214が無線局213宛に受信確認として返すACKパケットである。これらの無線局のうち、少なくとも無線局212には、受信時の干渉信号の強度を低減させる干渉低減機能が備えられている。
無線局213は、送信開始前のキャリアセンスの後に無線局214宛のデータパケットd234を送信し、データパケットd234を受信した無線局214はACKパケットa243を送信する。無線局211がデータパケットd234が送信されている期間に無線局212に対する送信を試みた場合、キャリアセンスによりデータパケットd234のキャリアが検出されるため送信禁止状態となる。このとき、無線局211は、無線局213を干渉局として認識し、記憶しておく。
ここで、ACKパケットa243およびa221には、送信元アドレスAs、宛先アドレスAd、リンクパラメータ情報p、および干渉情報qが含まれている。リンクパラメータ情報pは、所要CIR情報p201、送信電力情報p202、受信信号強度情報p203を含む情報である。例えば、ACKパケットa243には、所要CIR情報p201として無線局213からの信号を無線局214が受信する際に必要なCIRの最小値を示す情報、送信電力情報p202としてACKパケットa243の送信電力を示す情報、受信信号強度情報p203として無線局214の信号が無線局213で受信された際の受信信号電力を示す情報が含まれている。
無線局214から無線局213へのリンクに対し、無線局211から無線局212へのリンクを同時に成立させることができるかどうかを、無線局211は無線局212と協力して以下の手順で自律的に判断する。
次に、無線局211はACKパケットa243を傍受した際、その受信信号強度を測定する。これを、受信信号強度R41とする。同時に、ACKパケットa243に含まれる送信電力情報p202を抽出することで、ACKパケットa243の送信電力がわかる。これをT4とする。
R14=R41+(T1−T4)
で求められる。
なお、無線局214が無線局211の送信する信号を過去に傍受して、その受信信号強度情報を保持している場合、上記手順でR14を求める代わりに、無線局214が受信信号強度情報R14をACKパケット等に含めて報知して、それを無線局11が抽出することでR14を得る方法もある。計算によりR14を推定する前者の方法では、無線局211は無線局14がR14を報知していない場合でもR14の推定値が得られるという利点がある反面、推定の際の誤差が大きくなる可能性がある。したがって、R14が報知されていない場合は前者の計算による推定値を使用し、R14の報知情報を受信した場合は報知情報を使用する構成がが好ましい。しかし、常に推定値を使用したり、報知情報のみを使用する構成としても本発明が実施可能であることは言うまでもない。
このように、無線局214において受信される希望信号の受信信号強度R34と、無線局214における干渉信号の受信信号強度推定値R14とが得られたので、無線局214におけるCIRは、希望信号の受信信号強度R34と干渉信号の受信信号強度推定値R14の差として推定することができる。
無線局211は、以上の手順により求められた無線局214におけるCIRの推定値がCIR34の値に所定のマージンを加えた値以上であった場合、無線局211から無線局212へのリンクが、無線局214へのリンクを妨害する可能性は低いと判断することができる。ここで、所定のマージンとは、例えば、受信機特性の変動やばらつき、他の干渉信号や雑音が同時に存在する場合を考慮した値である。なお、前述したように所要CIR情報p201自体にマージンを含めておいた場合は、無線局211ではマージンを考慮せずに判断することができる。
無線局211は、無線局212宛にデータパケットd212を送信する際、そのパケットヘッダ中に、干渉局情報c201を含めておく。ここで、干渉局情報c201は無線局213を示す情報であり、典型的には無線局アドレスが用いられる。
図12は、図10のシーケンス以降に、無線局213から無線局214へのリンクと、無線局211から212へのリンクにおいて、同時にデータパケットを伝送するシーケンスを示す図である。
各無線局が保持する受信信号強度情報や干渉強度情報の更新方法としては、常に最新の情報のみを保持するのが最も簡単な方法である。しかし、測定誤差、一時的な雑音、一時的な伝搬路変動などの要因により、最新の情報だけでは信頼性が低い場合があるので、最近の複数回の情報を平均したものをリンクパラメータ情報として保持し利用する方が好ましい場合もある。複数回の平均を取る方法としては、所定回数の平均を取る方法、所定時間内の情報の平均を取る方法、直前の平均値に1未満の忘却係数を乗じて最新の情報の値を加算した後正規化する方法など、各種の平均化手法が利用可能である。
る。その場合、データパケットやACKパケットを送信するタイミングに関わらず任意のタイミングでリンクパラメータ情報を報知できるという利点がある。一方、特定の局宛のACKパケットやデータパケットのヘッダ部に含ませて報知する方法では、専用の報知パケットを使うことなく報知できるため、伝送容量を消費するオーバーヘッドが少なくできるという利点がある。したがって、両者の利点を取り入れるために、通常はリンクパラメータ情報をACKパケット等に含ませて送信し、ACKパケット等の伝送機会が長時間無かった場合にのみ専用の報知パケットで送信する方法が好ましい。なお、リンクパラメータ情報等は、以上に例示した以外の任意のパケットに含ませることが可能であることは言うまでもない。
図13は、本発明の実施の形態2の無線局における、無線通信装置の構成例を示す図である。図13において、s1aは第一のアンテナからの入力信号、s1bは第二のアンテナからの入力信号、s1cは第一の復調信号、s1dは第二の復調信号、s202は復号データ、s203は受信しているパケットの受信信号強度情報、s204は自局の送信電力情報、s205は送信電力・伝送モード制御信号、s206は送信データ、s207は同時送信リンク判定情報、s209は同時送信タイミング信号、s210は同時送信パケット長情報、s212は送信信号、s221は干渉低減制御信号である。
復調部241aおよび復調部241bはそれぞれ、第一のアンテナからの入力信号および第二のアンテナからの入力信号を復調して、複素ベースバンド信号である第一の復調信号および第二の復調信号をそれぞれ出力する。
干渉低減制御部249は、復号データs202から干渉低減モード指示情報を抽出し、その内容に従って干渉低減部に動作モードを指示する。また、モードごとの干渉情報を収集するために、干渉信号の受信中に干渉低減モードを切り替える制御も行う。動作モード設定の具体的な内容としては、干渉低減動作の有効/無効や、干渉低減処理方法の種類の指定、干渉低減対象の干渉局の設定がある。
干渉情報管理部410は、復号データs202から干渉情報qを抽出し、記憶している干渉情報の更新を行い、最新の干渉情報s222をリンク情報管理部へ出力する。リンク情報管理部244は、復号データs202から受信信号強度情報などのリンクパラメータ情報を抽出して記憶し、干渉情報管理部410からの干渉情報s222も記憶する。さらに、測定した受信信号強度s203、および自局の送信電力情報s204も使用して、復号データから抽出できないリンクの受信信号強度を推定し、記憶する。それらの情報に基づいて、同時送信対象の候補とする干渉局を判定し、同時送信リンク判定情報s207を出力する。
送信電力・伝送モード制御部243は、自局が送信する信号の送信電力および、変調方式や符号化率を決定し、送信部に対して送信電力・伝送モード制御情報s205を与えて制御している。それと同時に、自局の送信電力情報s204をリンク情報管理部244に与える。
図14は、図13における干渉低減処理部248の構成例を示す図である。図14において、振幅位相調整部441は、係数記憶部444に格納された複素係数を、入力される復調信号s1cおよびs1dにそれぞれ乗算し、合成部442は前記乗算の結果を合成し、復号部443は合成部444の出力を復号して復号データs202を得る。係数演算部445は、合成部444の出力における干渉信号の成分を低減するように演算を行い、係数記憶部445の係数を更新する。
また、図14においては振幅位相調整部441を各アンテナ系統に1個だけ図示したが、OFDM信号のようなマルチキャリア信号を扱う場合は、サブキャリアごとに係数を掛けて合成することで、より精密な合成処理を行うことができる。
所要CIR情報記憶部256は、抽出された所要CIR情報s216を記憶する。
CIR判定部257は、CIR推定値s215と所要CIR情報s216とに基づいて、同時送信可能なリンクかどうかを判定し、判定結果を同時送信リンク判定情報s207として出力する。
同時送信リンク記憶部261は、同時送信リンク判定情報s207に基づいて、現在受信中の信号のアドレスを同時送信可能なリンクの情報として記憶しておく。
同時送信判定部264は、無線局識別情報s219を既に記憶されている同時送信リンク情報s218と照合し、現在受信中の信号が同時送信可能なリンクかどうか判定する。同時送信可能と判定した場合は、同時送信タイミング信号s209を出力する。
パケット長演算部265は、抽出された現在受信中のパケットのパケット長に対して、同時送信の際の送信開始遅延時間分だけパケット長が短くなるような同時送信パケットの長さを求め、パケット長情報s210として出力する。つまり、現在受信中のパケットとこれから送信する同時送信パケットの終了時刻がほぼ同時になるようにパケット長を設定する。
なお、図13の構成では、同時送信制御機能と干渉低減機能の両方を備えているが、全無線局が両方の機能を備えている必要はなく、例えば無線局211は同時送信制御機能を備え、無線局212は干渉低減機能を備える、といった構成での運用も可能である。また、図13〜図16に示した装置構成の各部は、ハードウェアで構成してもよいし、プロセッサとそこで実行されるソフトウェアとして実装してもよい。
図18は、本発明の実施の形態3における無線通信装置の構成例を示す図である。大部分は図13と同様であるが、図13の構成に加えて、与干渉判定部412を備える点と、送信電力・伝送モード制御部431が図13の243に対して追加機能を有する点が異なっている。その他の構成や動作は、実施の形態2と同様であるので、詳細な説明を省略する。
範囲で低い電力に設定する(122)。ここで開始モードは、通常利用される範囲で最も所要CIRが小さい伝送モードであり、一般に低い伝送レートのモードになる。送信電力については、同時送信をしていない図10のシーケンスで用いた送信電力と、その際のリンクパラメータ情報と干渉情報から計算した干渉マージンとから、リンクが成立する最低送信電力を算出する。この場合、算出した最低送信電力に、推定誤差や変動などに対応するマージンを加えた値を、開始時の送信電力として設定するのが好ましい。これにより、与干渉の推定ができていない状態でも、与干渉により他の無線局に妨害を与える確率を小さくしながら、同時送信を開始することができる。
なお、以上の各実施の形態においては、無線局11または無線局211がさらに送信指向性制御機能を備えることが好ましい。送信相手局に対する利得が大きくなるように、または、干渉を与えるおそれのある局に対する利得が小さくなるように指向性を制御することにより、同時送信の適用機会をいっそう増大させることができる。送信指向性制御は、具体的にはアダプティブアレイアンテナの技術による方法が典型的である。例えば、無線局11が無線局13または無線局14が送信する信号を受信することにより、所望のアダプティブアレイの合成係数を算出し制御することで実現する。
ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
rogrammable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
41 復調部
42 受信信号強度検出部
44 リンク情報管理部
45 同時送信リンク管理部
47 送信部
d12、d34 データパケット
a21、a43 ACKパケット
p リンクパラメータ情報
p1 所要CIR情報
p2 送信電力情報
p3 受信信号強度情報
c1 同時送信候補局情報
s1 アンテナからの入力信号
s2 復調データ
s3 受信しているパケットの受信信号強度情報
s4 自局の送信電力情報
s7 同時送信リンク判定情報
s8 抽出された受信信号強度情報
s9 同時送信タイミング信号
s10 同時送信パケット長情報
s12 送信信号
s13 復調データの送信電力情報
s14 受信信号強度推定値
s15 CIR推定値
s16 復調データの所要CIR情報
s17 同時送信候補リンクの所要CIR情報
s18 記憶された同時送信リンク情報
s19 無線局識別情報
s20 復調データから抽出されたパケット長情報
211〜214 無線局
244 リンク情報管理部
245 同時送信リンク管理部
p201 所要CIR情報
p202 送信電力情報
p203 受信信号強度情報
q 干渉情報
q201 干渉局識別子
q202 干渉強度情報
q203 干渉低減モード情報
c201 干渉局情報
s203 受信しているパケットの受信信号強度情報
s204 自局の送信電力情報
s208 抽出された受信信号強度情報
s213 復号データの送信電力情報
s214 受信信号強度推定値
s215 CIR推定値
s216 復号データの所要CIR情報
s217 同時送信候補リンクの所要CIR情報
Claims (19)
- 受信された信号を復調して復調データを得る復調部と、
前記復調データから抽出したリンクパラメータ情報を記憶し、前記リンクパラメータ情報に基づいて同時送信可能なリンクを判定するリンク情報管理部と、
前記リンク情報管理部からの同時送信リンク判定情報と前記復調データに含まれる無線局識別情報とに基づいて、受信中のリンクが同時送信可能なリンクか否かを判定し、判定結果に基づいて同時送信タイミング信号を生成し出力する、同時送信リンク管理部と、
前記同時送信リンク管理部からの同時送信タイミング信号に基づいて、受信中の信号と時間的に重複するタイミングで信号を送信する送信部と、
受信中の信号の信号強度を測定し受信中の信号の受信信号強度情報を生成する受信信号強度検出部とを備え、
前記リンク情報管理部は、前記復調データから受信信号強度情報と所要CIR情報とを抽出する機能を有し、前記受信信号強度情報と前記所要CIR情報とに基づいて同時送信可能なリンクを判定し、
前記リンク情報管理部は、前記復調データから送信電力情報を抽出する機能を有し、抽出した前記送信電力情報と、前記受信中の信号の受信信号強度情報と、自局の送信電力情報とに基づいて、自局の送信信号を他局で受信した場合の前記他局における受信信号強度を推定し、前記抽出した受信信号強度情報と前記他局における受信信号強度の推定値とに基づいて自局が前記他局に干渉を与える場合の前記他局におけるCIRを推定してCIR推定値を求め、前記所要CIR情報と前記CIR推定値とに基づいて同時送信可能なリンクを判定する、無線通信装置。 - 受信された信号を復調して復調データを得る復調部と、
前記復調データから抽出したリンクパラメータ情報を記憶し、前記リンクパラメータ情報に基づいて同時送信可能なリンクを判定するリンク情報管理部と、
前記リンク情報管理部からの同時送信リンク判定情報と前記復調データに含まれる無線局識別情報とに基づいて、受信中のリンクが同時送信可能なリンクか否かを判定し、判定結果に基づいて同時送信タイミング信号を生成し出力する、同時送信リンク管理部と、
前記同時送信リンク管理部からの同時送信タイミング信号に基づいて、受信中の信号と時間的に重複するタイミングで信号を送信する送信部とを備え、
前記同時送信リンク管理部は、前記リンク情報管理部からの同時送信リンク判定情報と前記復調データに含まれる無線局識別情報とに基づいて判定した同時送信可能なリンクを、同時送信リンク情報として記憶しておき、新たに前記同時送信リンク判定情報を受け取った場合、前記復調データから抽出した無線局識別情報と、既に記憶されている同時送信リンク情報とを照合することにより、同時送信可能なリンクか否かを判定する、無線通信装置。 - 受信された信号を復調して復調データを得る復調部と、
前記復調データから抽出したリンクパラメータ情報を記憶し、前記リンクパラメータ情報に基づいて同時送信可能なリンクを判定するリンク情報管理部と、
前記リンク情報管理部からの同時送信リンク判定情報と前記復調データに含まれる無線局識別情報とに基づいて、受信中のリンクが同時送信可能なリンクか否かを判定し、判定結果に基づいて同時送信タイミング信号を生成し出力する、同時送信リンク管理部と、
前記同時送信リンク管理部からの同時送信タイミング信号に基づいて、受信中の信号と時間的に重複するタイミングで信号を送信する送信部とを備え、
前記同時送信リンク管理部は、前記復調データに含まれるパケット長情報に基づいて、同時送信するパケットが現在送信されている他の無線局のパケットとほぼ同時に終了するように前記同時送信するパケット長を設定する機能を有する、無線通信装置。 - 受信された信号を復調して復調データを得る復調部と、
前記復調データから抽出したリンクパラメータ情報を記憶し、前記リンクパラメータ情報に基づいて同時送信可能なリンクを判定するリンク情報管理部と、
前記リンク情報管理部からの同時送信リンク判定情報と前記復調データに含まれる無線局識別情報とに基づいて、受信中のリンクが同時送信可能なリンクか否かを判定し、判定結果に基づいて同時送信タイミング信号を生成し出力する、同時送信リンク管理部と、
前記同時送信リンク管理部からの同時送信タイミング信号に基づいて、受信中の信号と時間的に重複するタイミングで信号を送信する送信部と、
受信中の信号の信号強度を測定し受信中の信号の受信信号強度情報を生成する受信信号強度検出部を備え、
前記送信部は、前記同時送信タイミング信号が無いときは、前記受信信号強度情報に基づいてキャリアセンスを行い、前記キャリアセンスの結果に基づいて送信を行うか否かを制御し、前記同時送信タイミング信号を受け取ったときは、前記受信信号強度情報に関わらず前記同時送信タイミング信号に基づいて送信を行う、無線通信装置。 - 第一の無線局が第二の無線局と通信を行う無線通信方法であって、
前記第二の無線局は、第三の無線局が第四の無線局宛に送信した信号の受信信号強度を測定して第三の無線局の受信信号強度情報として保持し、前記第一の無線局宛の信号に前記第三の無線局の受信信号強度情報を含めて送信し、
前記第一の無線局は、前記第四の無線局が前記第三の無線局宛に送信した信号に含まれるリンクパラメータ情報を抽出し、前記第二の無線局から受け取った前記第三の無線局の受信信号強度情報と、前記抽出したリンクパラメータ情報とに基づいて、前記第三の無線局から前記第四の無線局への伝送リンクと、自局から前記第二の無線局への伝送リンクとが互いに干渉せず同時送信可能かどうかを判定し、同時送信可能と判定した場合において前記第三の無線局から前記第四の無線局宛の信号のヘッダを受信したときは、前記第三の無線局が送信する信号と時間的に重複させて前記第二の無線局宛に信号を送信し、
前記リンクパラメータ情報は、前記第三の無線局の信号を前記第四の無線局が受信した際の受信信号強度の情報と、前記第四の無線局の送信電力情報と、前記第三の無線局の信号を前記第四の無線局が受信する際に必要となる所要CIR情報とを含み、
前記第一の無線局は、前記リンクパラメータ情報に基づいて前記第四の無線局におけるCIRを推定し、前記所要CIR情報と比較することで、前記第三の無線局から前記第四の無線局への伝送リンクと、自局から前記第二の無線局への伝送リンクとが互いに干渉せず同時送信可能かどうかを判定する、無線通信方法。 - 第一の無線局は、第四の無線局が第三の無線局宛に送信した信号の受信信号強度を測定して得られる第四の無線局の受信信号強度情報と、前記リンクパラメータに含まれる前記第三の無線局の信号を前記第四の無線局が受信した際の受信信号強度の情報および第四の無線局の送信電力情報と、自局の送信電力情報とに基づいて、前記第四の無線局におけるCIRを推定する、請求項5に記載の無線通信方法。
- 第一の無線局が第二の無線局と通信を行う無線通信方法であって、
前記第二の無線局は、第三の無線局が第四の無線局宛に送信した信号の受信信号強度を測定して第三の無線局の受信信号強度情報として保持し、前記第一の無線局宛の信号に前記第三の無線局の受信信号強度情報を含めて送信し、
前記第一の無線局は、前記第四の無線局が前記第三の無線局宛に送信した信号に含まれるリンクパラメータ情報を抽出し、前記第二の無線局から受け取った前記第三の無線局の受信信号強度情報と、前記抽出したリンクパラメータ情報とに基づいて、前記第三の無線局から前記第四の無線局への伝送リンクと、自局から前記第二の無線局への伝送リンクとが互いに干渉せず同時送信可能かどうかを判定し、同時送信可能と判定した場合において前記第三の無線局から前記第四の無線局宛の信号のヘッダを受信したときは、前記第三の無線局が送信する信号と時間的に重複させて前記第二の無線局宛に信号を送信し、
第一の無線局は、前記第三の無線局が送信する信号に対して同時送信を行う際、前記第三の無線局が送信する信号のパケット長情報を抽出し、それに基づいて、送信しようとする信号のパケット長を、前記第三の無線局が送信する信号のパケットと略同時に終了する長さに設定して送信する、記載の無線通信方法。 - 同時送信制御機能を有する第一の無線局から、複数の干渉低減モードから選択された干渉低減モードで動作する干渉低減処理機能を備える第二の無線局に対してデータを伝送する無線通信方法であって、
前記干渉低減処理機能は、複数のアンテナからの入力信号の振幅と位相を調整して合成することで、干渉信号のレベルを低減させる機能であり、
前記複数の干渉低減モードは、前記干渉低減モード毎に前記干渉低減処理機能における複数のアンテナからの入力信号の振幅と位相を調整方法が互いに異なり、
前記第一の無線局は、前記第二の無線局での少なくとも一種類の干渉低減モードにおける信号対干渉電力比(CIR)に基づいて、自局から前記第二の無線局宛の送信信号と干渉局との同時送信が可能かどうかを判定し、同時送信可能な特定の干渉低減モードがあると判断した場合、前記第二の無線局に対して前記特定の干渉低減モードの動作を指示する干渉低減モード制御信号を送信し、以後、前記干渉局の送信信号と時間的に重複させて前記第二の無線局宛に送信信号を送信する、無線通信方法。 - 前記第一の無線局は、検知した干渉局である第三の無線局を示す干渉局情報を前記第二の無線局に送信し、
前記第二の無線局は、前記第一の無線局の信号の信号強度を含むリンクパラメータ情報と、前記干渉局の干渉低減モードと前記干渉低減モードに対応する干渉強度とを含む干渉情報を送信し、
前記第一の無線局は、前記リンクパラメータ情報と前記干渉情報とに基づき、前記干渉局との同時送信が可能かどうかを判定する、請求項8に記載の無線通信方法。 - 第四の無線局が、前記第三の無線局の信号を第四の無線局が受信した際の受信信号強度の情報と、前記第四の無線局の送信電力情報と、前記第三の無線局の信号を前記第四の無線局が受信する際に必要となる所要CIR情報とを含むリンクパラメータ情報を送信し、
前記第一の無線局は、前記第四の無線局のリンクパラメータ情報に基づいて前記第四の無線局におけるCIRを推定し、前記所要CIR情報と比較した結果を加味して、前記第三の無線局から前記第四の無線局への伝送リンクと、自局から前記第二の無線局への伝送リンクとが互いに干渉せず同時送信可能かどうかを判定することを特徴とする、請求項9に記載の無線通信方法。 - 第一の無線局は、第四の無線局が第三の無線局宛に送信した信号の受信信号強度を測定して得られる第四の無線局の受信信号強度情報と、前記第四の無線局のリンクパラメータ情報に含まれる前記第三の無線局の信号を前記第四の無線局が受信した際の受信信号強度の情報および第四の無線局の送信電力情報と、自局の送信電力情報とに基づいて、前記第四の無線局におけるCIRを推定することを特徴とする、請求項10に記載の無線通信方法。
- 第四の無線局が、第三の無線局からの受信信号強度の情報を含むリンクパラメータ情報と、第一の無線局からの受信信号強度の情報を含むリンクパラメータ情報とを送信し、
第一の無線局は、前記第四の無線局のリンクパラメータ情報に基づいて、前記第四の無線局におけるCIRを推定することを特徴とする、請求項10に記載の無線通信方法。 - 第一の無線局は、第四の無線局に向けて第三の無線局が送信する信号に、時間的に重複させて、第二の無線局宛の信号を送信した後、前記第四の無線局が前記第三の無線局に送信する受信確認信号を待ちうけ、前記受信確認信号が期待されるタイミングで前記受信確認信号が受信されなかった場合は、現在の送信電力が所定の低電力レベル以下であれば次回の信号送信時は同時送信を中止し、現在の送信電力が所定の低電力レベルを超える場合は所定の電力減少量だけ送信電力を低下させて次回の同時送信を試行することを特徴とする、請求項10に記載の無線通信方法。
- 第一の無線局は、第四の無線局に向けて第三の無線局が送信する信号に、時間的に重複させて、第二の無線局宛の信号を送信する際、送信電力の初期値として前記所定の電力を使用することを特徴とする、請求項13に記載の無線通信方法。
- 第一の無線局は、第四の無線局に向けて第三の無線局が送信する信号に、時間的に重複させて、第二の無線局宛の信号を送信した後、前記第四の無線局が前記第三の無線局に送信する受信確認信号を待ちうけ、前記受信確認信号が期待されるタイミングで前記受信確認信号が受信され、かつ前回送信電力を低減してから所定時間以上経過しており、現在の送信電力が所定の高電力レベル未満の場合、電力増加量だけ送信電力を増加させて次回の同時送信を試行することを特徴とする、請求項13に記載の無線通信方法。
- 電力の変化量をデシベルで表現した場合に、前記電力低減量が前記電力増加量より大きいことを特徴とする、請求項15に記載の無線通信方法。
- 受信側無線局が、少なくとも一つの干渉局に関する干渉情報を無線パケットに含めて送信側無線局に送信する無線通信方法であって、
前記干渉情報は、前記干渉局を示す干渉局識別子と、前記受信側無線局の干渉低減処理において動作可能な複数の干渉低減モードのうちのいずれかの干渉低減モードで動作した状態における前記干渉局に関する干渉強度情報と、前記干渉強度情報の測定時に前記干渉低減手段が使用していた干渉低減モードを示す干渉低減モード情報とを含み、
前記干渉低減処理は、複数のアンテナからの入力信号の振幅と位相を調整して合成することで、干渉信号のレベルを低減させる処理であり、
前記複数の干渉低減モードは、前記干渉低減モード毎に前記干渉低減処理機能における複数のアンテナからの入力信号の振幅と位相を調整方法が互いに異なり、
前記干渉強度情報は、前記干渉局から受ける干渉信号の受信干渉電力、または、前記受信信号電力と前記受信干渉電力との比で表される信号対干渉電力比、または、所要信号対干渉電力比に対する前記信号対干渉電力比のマージンのうち、少なくともいずれかの値に対応する情報を含むことを特徴とする、無線通信方法。 - 干渉低減モードを制御可能な干渉低減処理機能を備える無線局に対してデータを伝送する無線通信装置であって、
前記無線局が動作可能な複数の干渉低減モードのうち少なくとも一種類の干渉低減モードで動作した場合に所定の干渉局からの受ける干渉を示す信号対干渉電力比に基づいて、自局から前記無線局宛の送信信号と前記所定の干渉局との同時送信が可能かどうかを判定するリンク情報管理部と、
前記同時送信判定結果を記憶し、同時送信可能な特定の干渉低減モードでの動作を前記無線局宛に指示する干渉低減モード制御信号を生成する同時送信リンク管理部とを備え、
前記干渉低減処理は、複数のアンテナからの入力信号の振幅と位相を調整して合成することで、干渉信号のレベルを低減させる処理であり、
前記複数の干渉低減モードは、前記干渉低減モード毎に前記干渉低減処理機能における複数のアンテナからの入力信号の振幅と位相を調整方法が互いに異なり、
前記干渉低減モード制御信号を前記無線局に送信した後、前記干渉局の送信信号と時間的に重複させて前記無線局宛に送信信号を送信する、無線通信装置。 - 無線通信装置であって、
複数の干渉低減モードから選択された干渉低減モードで動作する干渉低減処理部と、
通信相手からの干渉低減モード制御信号を受信して、前記干渉低減モード制御信号に基づき前記干渉低減処理部の動作状態である干渉低減モードを決定し制御する干渉低減制御部とを備え、
前記干渉低減処理部は、複数のアンテナからの入力信号の振幅と位相を調整して合成することで、干渉信号のレベルを低減させ、
前記複数の干渉低減モードは、前記干渉低減モード毎に前記干渉低減処理における複数のアンテナからの入力信号の振幅と位相を調整方法が互いに異なり、
通信相手以外の干渉局について、前記干渉局の識別子と、前記複数の干渉低減モードのうちのいずれかの干渉低減モードの種別を示す情報と、前記干渉低減モードにおける干渉信号の受信強度の情報とを含む、干渉信号を生成し、通信相手に送信する、無線通信装置。
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