JP5753520B2 - Wireless communication system and wireless communication method - Google Patents
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Description
本発明は、空間多重を用いて複数の通信相手に同時に通信を行う無線通信システム、および無線通信方法に関する。 The present invention relates to a wireless communication system and a wireless communication method for simultaneously communicating with a plurality of communication partners using spatial multiplexing.
近年、2.4GHz帯又は5GHz帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、IEEE802.11g規格、IEEE802.11a規格などに基づいた基地局装置(AP:Access point)が広く普及している。これらの規格に基づいたシステムでは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式を用い、最大で54Mbpsの伝送速度を実現している。 In recent years, as a high-speed wireless access system using the 2.4 GHz band or the 5 GHz band, base station apparatuses (AP: Access point) based on the IEEE802.11g standard, the IEEE802.11a standard, and the like are widely spread. In systems based on these standards, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation method, which is a technology for stabilizing the characteristics in a multipath fading environment, is used, and a transmission rate of 54 Mbps is realized at the maximum. doing.
ただし、上述した伝送速度は物理レイヤ上での伝送速度であり、ユーザにとって有効なデータのスループットではない。実際には、MAC(Medium Access Control)レイヤでの伝送効率が50〜70%程度であるために、スループットは30Mbps程度が上限値となっている。 However, the transmission rate described above is a transmission rate on the physical layer, and is not a data throughput effective for the user. Actually, since the transmission efficiency in the MAC (Medium Access Control) layer is about 50 to 70%, the throughput has an upper limit of about 30 Mbps.
一方、有線LAN(Local Area Network)の通信速度もFTTH(Fiber to the home)の普及から、上昇の一途をたどっている。これに伴い、今後無線LANにおいても更なる伝送速度の高速化が求められることが想定される。そこで、無線区間のスループット増大のために、MIMO(Multiple Input Multiple Output)やマルチユーザMIMOなど様々な空間信号処理技術が検討されている。また、他の方法として通信周波数帯域の拡大も行なわれている。IEEE802.11aでは、各チャネル20MHzの周波数帯域が用いられていたが、IEEE802.11nでは、40MHzの周波数帯域が用いられている。さらに、IEEE802.11acでは、オプションを含めると160MHzまで検討されている。このように、チャネルの帯域拡大が進んでいる。 On the other hand, the communication speed of a wired LAN (Local Area Network) has been increasing with the spread of FTTH (Fiber to the home). Along with this, it is assumed that further increase in transmission speed will be demanded in the wireless LAN. Therefore, various spatial signal processing techniques such as MIMO (Multiple Input Multiple Output) and multi-user MIMO are being studied in order to increase the throughput of the radio section. As another method, the communication frequency band is expanded. In IEEE802.11a, a frequency band of 20 MHz is used for each channel. In IEEE802.11n, a frequency band of 40 MHz is used. Further, IEEE 802.11ac is considered up to 160 MHz when options are included. In this way, channel band expansion is progressing.
上述のように、チャネルの周波数帯域はIEEE802.11aから11acまでで、8倍に拡大している。しかし、無線LANに用いることのできる周波数帯域全体については、大きな拡張が認められていない。よって、無線端末局の普及に伴い、周波数資源は十分でなくなりつつある。例えば、複数の基地局が同じ周波数帯域を用いる環境が増加している。このため、基地局が選択したチャネルによっては、通信セルが互いにオーバーラップする他の基地局からのパケット信号の影響によってスループットが低下したり、システム全体のスループット効率が低下したりするという問題があった。 As described above, the frequency band of the channel extends from IEEE802.11a to 11ac and is expanded eight times. However, no major expansion has been recognized for the entire frequency band that can be used for a wireless LAN. Thus, with the spread of wireless terminal stations, frequency resources are becoming insufficient. For example, an environment in which a plurality of base stations use the same frequency band is increasing. For this reason, depending on the channel selected by the base station, there is a problem that the throughput decreases due to the influence of packet signals from other base stations with which communication cells overlap each other, and the throughput efficiency of the entire system decreases. It was.
そこで、複数の基地局が、電波の指向性を制御(送信ビームフォーミング)し、近接する通信セルへの干渉を抑圧しながらそれぞれの基地局が自身の通信を同時に行うことでシステム全体の伝送速度を増加させる技術(協調伝送技術)が検討されている(例えば、非特許文献1、および非特許文献2参照。)。この技術では、複数の基地局が、それぞれの基地局に搭載されている複数のアンテナを用いて電波の指向性を制御し、各アンテナから送信される信号の位相回転量を変更する。
Therefore, multiple base stations control the directivity of radio waves (transmit beamforming), and each base station performs its own communication simultaneously while suppressing interference to nearby communication cells, thereby allowing the transmission rate of the entire system Is being studied (see, for example, Non-Patent
図13に、従来の基地局協調伝送の一例を示す。ネットワーク100に基地局101と基地局102が有線接続され、基地局101が、自基地局配下の端末局である端末局201−1〜201−2に対して無線通信し、基地局102が、自基地局配下の端末局である端末局202−1〜202−2に対して無線通信することを考える。同一時刻・周波数で無線通信を行おうとした場合、基地局101は複数のアンテナにより、自基地局配下(自セル)の端末局201−1および端末局201−2に対しては指向性制御により無線通信するとともに、他基地局配下(他セル)の端末局である端末局202−1および端末局202−2には無線信号が干渉となるため、ヌル指向性制御により干渉制御を行う。同様に、基地局102は複数のアンテナにより、自基地局配下(自セル)の端末局202−1および端末局202−2に対しては指向性制御により無線通信するとともに、他基地局配下(他セル)の端末局である端末局201−1および端末局201−2には無線信号が干渉となるため、ヌル指向性制御により干渉制御を行う。以上により、基地局101と基地局102は、自基地局配下の端末局に対して同一時刻・同一周波数で同時通信が可能になる。
FIG. 13 shows an example of conventional base station cooperative transmission.
しかしながら、複数の基地局がそれぞれの配下の端末局に同一周波数で同時にデータ伝送する協調伝送技術では、送信ビームフォーミングによる指向性制御を行うために、送信基地局から自セル内の接続端末局へのチャネル情報(CSI: Channel state information)だけでなく、干渉制御を行う他セル内の端末局との間のCSIも必要になる。CSIを取得する方法としては、閉ループ型と開ループ型の2通りのCSIフィードバック法がある。閉ループ型の場合、特に、送受信アンテナ数、端末局数が多くなればなるほどCSIフィードバック量が大きくなる。さらに、協調伝送では、従来のマルチユーザMIMO伝送よりも他セル間のCSIフィードバックによるオーバーヘッドが大きくなることに加え、より正確なCSIの推定値が必要となる。その一方で、図13の基地局101と端末局202−2、基地局102と端末局201−1の関係のように、干渉信号を送信する基地局から距離的に離れている場合(通信セル内にないため)、干渉基地局からの無線信号の受信感度は小さくなるため、そのような端末局に対しては干渉制御を行う必要はないことに加え、干渉基地局からの無線信号の受信感度が小さいためにCSIの推定誤差が発生する。そのため、従来のように全端末局に対して干渉制御を行おうとすると、干渉信号を送信する基地局から距離的に離れている端末局がCSIフィードバックを行うことで発生するオーバーヘッドによってスループットが劣化したり、CSIの推定誤差や、アンテナの自由度のロスによるダイバーシチ利得のロスにより特性が劣化したりしてしまう。
However, in the coordinated transmission technology in which a plurality of base stations simultaneously transmit data to the terminal stations under their control at the same frequency, in order to perform directivity control by transmission beam forming, the transmission base station to the connection terminal station in its own cell In addition to channel state information (CSI), CSI with terminal stations in other cells that perform interference control is also required. There are two CSI feedback methods for obtaining CSI, a closed loop type and an open loop type. In the case of the closed-loop type, the amount of CSI feedback increases as the number of transmission / reception antennas and the number of terminal stations increase. Furthermore, in coordinated transmission, overhead due to CSI feedback between other cells becomes larger than in conventional multi-user MIMO transmission, and more accurate CSI estimation values are required. On the other hand, when the
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、基地局などの複数の送信局装置が同時に同一周波数で高いシステムスループットにより特性を劣化させることなく無線通信可能な無線通信システム、および無線通信方法を提供する。 The present invention has been made to solve the above problems, and a wireless communication system and a wireless communication in which a plurality of transmitting station apparatuses such as base stations can perform wireless communication at the same frequency at the same time without degrading characteristics due to high system throughput. Provide a method.
上述した課題を解決するために、本発明は、同一の周波数を用いて複数の送信局装置がそれぞれ自送信局装置配下の受信局装置に対してデータの同時送信を行う無線通信システムであって、前記複数の送信局装置は、無線信号の送受信を行う送信局側無線部と、既知信号を生成し、前記送信局側無線部により送信させる制御信号生成部と、自送信局装置配下の前記受信局装置、および、他の前記送信局装置配下の前記受信局装置のうち自送信局装置が送信した前記既知信号の受信感度が閾値以上であった前記受信局装置から前記送信局側無線部が受信したチャネル情報を用いて、自送信局装置配下の前記受信局装置と受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出部と、前記送信ウェイト算出部が算出した前記送信ウェイトを用いて自送信局装置配下の前記受信局装置に対して送信するデータ送信信号を生成し、生成した前記データ送信信号を前記送信局側無線部から他の前記送信局装置と同時送信させる送信信号生成部とを備え、前記複数の送信局装置のいずれかが配属先である前記受信局装置は、無線信号の送受信を行う受信局側無線部と、配属先以外の前記送信局装置から前記受信局側無線部が受信した前記既知信号の受信感度を測定する受信感度測定部と、配属先の前記送信局装置から前記受信局側無線部が受信した前記既知信号に基づいて配属先の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定し、前記受信感度測定部により測定された前記受信感度が前記閾値以上である場合、さらに、配属先以外の前記送信局装置から受信した前記既知信号に基づいて配属先以外の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定するチャネル情報推定部と、前記チャネル情報推定部において推定した前記チャネル情報を前記受信局側無線部から送信させるチャネル情報送信部とを備える、ことを特徴とする無線通信システムである。 In order to solve the above-described problem, the present invention is a wireless communication system in which a plurality of transmitting station apparatuses perform simultaneous transmission of data to receiving station apparatuses under their own transmitting station apparatuses using the same frequency. The plurality of transmission station apparatuses include a transmission station side radio unit that transmits and receives radio signals, a control signal generation unit that generates a known signal and transmits the known signal, and the subordinate station under the own transmission station apparatus Among the receiving station devices under the receiving station device and the other transmitting station devices, the receiving station device from which the receiving sensitivity of the known signal transmitted by the transmitting station device is equal to or higher than a threshold value A transmission weight for performing interference control on the receiving station device under its own transmitting station device and the receiving station device under the other transmitting station device whose reception sensitivity is equal to or higher than a threshold, using the channel information received by Calculate the sending Using the weight calculation unit and the transmission weight calculated by the transmission weight calculation unit, a data transmission signal to be transmitted to the reception station device under its own transmission station device is generated, and the generated data transmission signal is transmitted to the transmission station A transmission signal generating unit that simultaneously transmits with another transmitting station device from a station-side wireless unit, and the receiving station device to which any of the plurality of transmitting station devices is assigned receives and transmits a wireless signal A station-side radio unit, a reception sensitivity measuring unit that measures the reception sensitivity of the known signal received by the receiving station-side radio unit from the transmitting station device other than the assigned station, and the receiving station from the transmitting station device that is the assigned destination Estimating channel information with the transmitting station device to which it is assigned based on the known signal received by the side radio unit, and when the reception sensitivity measured by the reception sensitivity measurement unit is greater than or equal to the threshold value, In addition, a channel information estimation unit that estimates channel information with the transmission station device other than the assigned destination based on the known signal received from the transmission station device other than the assigned destination, and the channel information estimating unit estimates the channel information And a channel information transmitting unit that transmits the channel information from the receiving station side wireless unit.
また、本発明は、同一の周波数を用いて複数の送信局装置がそれぞれ自送信局装置配下の受信局装置に対してデータの同時送信を行う無線通信システムであって、前記複数の送信局装置は、無線信号の送受信を行う送信局側無線部と、他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から前記送信局側無線部が受信した制御信号の受信感度を測定する受信感度測定部と、既知信号を生成し、自送信局装置配下の前記受信局装置と、前記受信感度測定部において測定した前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して前記送信局側無線部から送信させる制御信号生成部と、自送信局装置配下の前記受信局装置および前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から前記送信局側無線部が受信したチャネル情報を用いて、自送信局装置配下の前記受信局装置と前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出部と、前記送信ウェイト算出部が算出した前記送信ウェイトを用いて自送信局装置配下の前記受信局装置に対して送信するデータ送信信号を生成し、生成した前記データ送信信号を前記送信局側無線部から他の前記送信局装置と同時送信させる送信信号生成部とを備え、前記複数の送信局装置のいずれかが配属先である前記受信局装置は、無線信号の送受信を行う受信局側無線部と、配属先の前記送信局装置から前記受信局側無線部が受信した前記既知信号に基づいて配属先の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定し、配属先以外の前記送信局装置から前記受信局側無線部が受信した前記既知信号に基づいて配属先以外の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定するチャネル情報推定部と、前記チャネル情報推定部が推定した前記チャネル情報を前記受信局側無線部から送信させるチャネル情報送信部とを備える、ことを特徴とする無線通信システムである。 Further, the present invention is a wireless communication system in which a plurality of transmitting station apparatuses perform simultaneous transmission of data to receiving station apparatuses under their own transmitting station apparatuses using the same frequency, and the plurality of transmitting station apparatuses A transmission station side radio unit that transmits and receives radio signals, and a reception sensitivity measurement unit that measures reception sensitivity of the control signal received by the transmission station side radio unit from the reception station device under the other transmission station device, And generating a known signal to the receiving station device under its own transmitting station device and the receiving station device under the other transmitting station device whose receiving sensitivity measured by the receiving sensitivity measuring unit is equal to or higher than a threshold value. On the other hand, from the control signal generation unit to be transmitted from the transmitting station side radio unit, the receiving station device subordinate to the own transmitting station device, and the receiving station device subordinate to the other transmitting station device whose reception sensitivity is equal to or higher than a threshold value No transmission station Using the channel information received by the transmission unit, interference control is performed on the receiving station device subordinate to the own transmitting station device and the receiving station device subordinate to the other transmitting station device whose reception sensitivity is equal to or higher than a threshold value. A transmission weight calculation unit for calculating a transmission weight, and a data transmission signal to be transmitted to the reception station device under its transmission station device using the transmission weight calculated by the transmission weight calculation unit, A transmission signal generating unit that simultaneously transmits a data transmission signal from the transmitting station side wireless unit to another transmitting station device, and the receiving station device to which any of the plurality of transmitting station devices is assigned is a wireless Channel information between the receiving station side radio unit that transmits and receives signals and the destination station transmitting unit based on the known signal received by the receiving station side radio unit from the assigned transmitting station device is estimated. A channel information estimating unit that estimates channel information between the transmitting station device other than the assigned destination based on the known signal received by the receiving station side wireless unit from the transmitting station device other than the assigned destination; A wireless communication system comprising: a channel information transmitting unit that transmits the channel information estimated by the channel information estimating unit from the receiving station side wireless unit.
また、本発明は、同一の周波数を用いて複数の送信局装置がそれぞれ自送信局装置配下の受信局装置に対してデータの同時送信を行う無線通信システムであって、前記複数の送信局装置は、無線信号の送受信を行う送信局側無線部と、既知信号を生成し、前記送信局側無線部により送信させる制御信号生成部と、他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から前記送信局側無線部が受信したチャネル情報の受信感度を測定する受信感度測定部と、自送信局装置配下の前記受信局装置から前記送信局側無線部が受信したチャネル情報と、他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から前記送信局側無線部が受信した前記チャネル情報のうち前記受信感度測定部において測定した前記受信感度が閾値以上であった前記チャネル情報とを用いて、自送信局装置配下の前記受信局装置と前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出部と、前記送信ウェイト算出部が算出した前記送信ウェイトを用いて自送信局装置配下の前記受信局装置に対して送信するデータ送信信号を生成し、生成した前記データ送信信号を前記送信局側無線部から他の前記送信局装置と同時送信させる送信信号生成部とを備え、前記複数の送信局装置のいずれかが配属先である前記受信局装置は、無線信号の送受信を行う受信局側無線部と、配属先の前記送信局装置から前記受信局側無線部が受信した前記既知信号に基づいて配属先の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定し、配属先以外の前記送信局装置から前記受信局側無線部が受信した前記既知信号に基づいて配属先以外の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定するチャネル情報推定部と、前記チャネル情報推定部が推定した前記チャネル情報を前記受信局側無線部から送信させるチャネル情報送信部とを備える、ことを特徴とする無線通信システムである。 Further, the present invention is a radio communication system that performs simultaneous transmission of data to a plurality of transmission stations receiving station device of its own transmission station under each using the same frequency, the plurality of transmission stations instrumentation From a transmitting station side radio unit that transmits and receives radio signals, a control signal generation unit that generates a known signal and transmits it by the transmitting station side radio unit, and the receiving station device under the other transmitting station device A reception sensitivity measurement unit that measures reception sensitivity of channel information received by the transmission station side radio unit, channel information received by the transmission station side radio unit from the reception station device under its own transmission station device, and the other Of the channel information received by the transmitting station side radio unit from the receiving station device under the transmitting station device, the channel information whose reception sensitivity measured by the reception sensitivity measurement unit is equal to or greater than a threshold is used. A transmission weight calculation unit for calculating a transmission weight for performing interference control on the reception station device under the communication station device and the reception station device under the other transmission station device whose reception sensitivity is equal to or higher than a threshold; Using the transmission weight calculated by the transmission weight calculation unit, a data transmission signal to be transmitted to the receiving station device under its own transmitting station device is generated, and the generated data transmission signal is transmitted from the transmitting station side radio unit. A transmission signal generating unit that transmits simultaneously with the other transmitting station devices, and the receiving station device to which any of the plurality of transmitting station devices is assigned includes: a receiving station side radio unit that transmits and receives radio signals; , Estimating channel information between the transmitting station apparatus to which the receiving station side radio unit is assigned based on the known signal received from the transmitting station apparatus to which the receiving station is assigned, and from the transmitting station apparatus other than the assigning destination. Previous Based on the known signal received by the receiving station side radio unit, a channel information estimation unit that estimates channel information with the transmitting station device other than the destination, and the channel information estimated by the channel information estimation unit A wireless communication system comprising: a channel information transmitting unit that transmits from a receiving station side wireless unit.
また、本発明は、上述した無線通信システムであって、前記送信ウェイト算出部は、算出された前記送信ウェイトを用いて他の前記送信局装置配下の前記受信局装置における自送信局装置からの干渉電力を算出し、算出した前記干渉電力が閾値以上の前記受信局装置が存在する場合には、前記干渉電力が閾値以上の該受信局装置の前記チャネル情報をさらに用いて送信ウェイトを再計算する、ことを特徴とする。 Further, the present invention is the above-described wireless communication system, wherein the transmission weight calculation unit uses the calculated transmission weight from the transmitting station device in the receiving station device subordinate to the other transmitting station device. When interference power is calculated, and there is the receiving station apparatus with the calculated interference power equal to or greater than a threshold, the transmission weight is recalculated using the channel information of the receiving station apparatus with the interference power equal to or greater than the threshold. It is characterized by.
また、本発明は、上述した無線通信システムであって、前記送信局側無線部は、自送信局装置と他の前記送信局装置配下の前記受信局装置との間の受信感度が閾値以下になるように送信電力を制御する、ことを特徴とする。 Further, the present invention is a radio communication system described above, pre-Symbol transmitting station radio unit, following reception sensitivity threshold between the subject transmission station device and another of said receiving station device of said subordinate transmitting station The transmission power is controlled so that
また、本発明は、上述した無線通信システムであって、前記受信感度測定部は、前記受信感度として受信強度、信号対雑音電力比、キャリア対雑音電力比、信号対干渉電力比、信号対干渉・雑音電力比の少なくとも一つを測定する、ことを特徴とする。 Further, the present invention is the above-described wireless communication system, wherein the reception sensitivity measurement unit includes, as the reception sensitivity, reception intensity, signal-to-noise power ratio, carrier-to-noise power ratio, signal-to-interference power ratio, signal-to-interference -Measuring at least one of the noise power ratios.
また、本発明は、同一の周波数を用いて複数の送信局装置がそれぞれ自送信局装置配下の受信局装置に対してデータの同時送信を行う無線通信システムが実行する無線通信方法であって、前記複数の送信局装置が、既知信号を送信する既知信号送信ステップと、前記複数の送信局装置のいずれかが配属先である前記受信局装置が、配属先以外の前記送信局装置から受信した前記既知信号の受信感度を測定する受信感度測定ステップと、配属先の前記送信局装置から受信した前記既知信号に基づいて配属先の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定し、前記受信感度測定ステップにおいて測定された前記既知信号の受信感度が閾値以上である場合、さらに、配属先以外の前記送信局装置から受信した前記既知信号に基づいて配属先以外の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定するチャネル情報推定ステップと、前記チャネル情報推定ステップにおいて推定した前記チャネル情報を送信するチャネル情報送信ステップと、前記複数の送信局装置が、自送信局装置配下の前記受信局装置から受信したチャネル情報と、他の前記送信局装置配下の前記受信局装置のうち自送信局装置が送信した前記既知信号の受信感度が閾値以上であった前記受信局装置から受信したチャネル情報とを用いて、自送信局装置配下の前記受信局装置と前記既知信号の受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、前記送信ウェイト算出ステップにおいて算出した前記送信ウェイトを用いて自送信局装置配下の前記受信局装置に対して送信するデータ送信信号を生成し、他の前記送信局装置と同時送信するデータ送信ステップと、を有することを特徴とする無線通信方法である。 Further, the present invention is a wireless communication method executed by a wireless communication system in which a plurality of transmitting station devices perform simultaneous transmission of data to receiving station devices under their own transmitting station devices using the same frequency, The plurality of transmitting station devices transmit a known signal, and the receiving station device to which any of the plurality of transmitting station devices is assigned is received from the transmitting station device other than the assigned destination. Receiving sensitivity measurement step for measuring the receiving sensitivity of the known signal, and estimating channel information between the transmitting station apparatus to which it is assigned based on the known signal received from the transmitting station apparatus to which it is assigned, and the reception If the reception sensitivity of the known signal measured in the sensitivity measurement step is greater than or equal to a threshold value, further, before the other than the assigned destination based on the known signal received from the transmitting station device other than the assigned destination A channel information estimating step for estimating channel information between the transmitting station device, a channel information transmitting step for transmitting the channel information estimated in the channel information estimating step, and the plurality of transmitting station devices comprising: The receiving station apparatus in which the reception sensitivity of the known signal transmitted by the own transmitting station apparatus among the receiving station apparatuses subordinate to the other transmitting station apparatus and the channel information received from the receiving station apparatus under control is equal to or greater than a threshold value Interference with the receiving station device under its own transmitting station device and the receiving station device under the other transmitting station device whose reception sensitivity of the known signal is equal to or higher than a threshold using the channel information received from A transmission weight calculation step for calculating a transmission weight to be controlled, and a self-transmission using the transmission weight calculated in the transmission weight calculation step Generates data transmission signal to be transmitted to the receiving station apparatus under the station apparatus, a wireless communication method characterized by comprising: a data transmission step of transmitting simultaneously with the other of said transmitting station, the.
また、本発明は、同一の周波数を用いて複数の送信局装置がそれぞれ自送信局装置配下の受信局装置に対してデータの同時送信を行う無線通信システムが実行する無線通信方法であって、前記複数の送信局装置が、他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から受信した制御信号の受信感度を測定する受信感度測定ステップと、自送信局装置配下の前記受信局装置と、前記受信感度測定ステップにおいて測定した前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して既知信号を送信する既知信号送信ステップと、前記複数の送信局装置のいずれかが配属先である前記受信局装置が、配属先の前記送信局装置から受信した前記既知信号に基づいて配属先の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定し、配属先以外の前記送信局装置から受信した前記既知信号に基づいて配属先以外の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定するチャネル情報推定ステップと、前記チャネル情報推定ステップにおいて推定した前記チャネル情報を送信するチャネル情報送信ステップと、前記複数の送信局装置が、自送信局装置配下の前記受信局装置および前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から受信したチャネル情報を用いて、自送信局装置配下の前記受信局装置と前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、前記送信ウェイト算出ステップにおいて算出した前記送信ウェイトを用いて自送信局装置配下の前記受信局装置に対して送信するデータ送信信号を生成し、他の前記送信局装置と同時送信するデータ送信ステップと、を有することを特徴とする無線通信方法である。 Further, the present invention is a wireless communication method executed by a wireless communication system in which a plurality of transmitting station devices perform simultaneous transmission of data to receiving station devices under their own transmitting station devices using the same frequency, The plurality of transmitting station apparatuses measure a receiving sensitivity of a control signal received from the receiving station apparatus under the other transmitting station apparatus, the receiving station apparatus under its own transmitting station apparatus, and A known signal transmitting step of transmitting a known signal to the other receiving station devices under the transmitting station device whose receiving sensitivity measured in the receiving sensitivity measuring step is equal to or greater than a threshold; and a plurality of transmitting station devices The receiving station apparatus to which any one of the destinations is assigned estimates channel information with the destination transmitting station apparatus based on the known signal received from the destination transmitting station apparatus, and the destination station A channel information estimation step for estimating channel information with the transmission station device other than the destination based on the known signal received from the other transmission station device; and the channel information estimated in the channel information estimation step. The channel information transmission step for transmitting, and the plurality of transmitting station devices receive from the receiving station device under its own transmitting station device and the receiving station device under the other transmitting station device whose reception sensitivity is equal to or higher than a threshold value. The transmission weight for performing interference control on the receiving station device under its own transmitting station device and the receiving station device under the other transmitting station device whose reception sensitivity is equal to or higher than a threshold using the channel information A transmission weight calculation step to calculate, and the transmission weights calculated in the transmission weight calculation step using the transmission weights Generates data transmission signal to be transmitted to the signal station apparatus, a wireless communication method characterized by comprising: a data transmission step of transmitting simultaneously with the other of said transmitting station, the.
また、本発明は、同一の周波数を用いて複数の送信局装置がそれぞれ自送信局装置配下の受信局装置に対してデータの同時送信を行う無線通信システムが実行する無線通信方法であって、前記複数の送信局装置が、既知信号を送信する既知信号送信ステップと、前記複数の送信局装置のいずれかが配属先である前記受信局装置が、配属先の前記送信局装置から受信した前記既知信号に基づいて配属先の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定し、配属先以外の前記送信局装置から受信した前記既知信号に基づいて配属先以外の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定するチャネル情報推定ステップと、前記チャネル情報推定ステップにおいて推定した前記チャネル情報を送信するチャネル情報送信ステップと、前記複数の送信局装置が、他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から受信した前記チャネル情報の受信感度を測定する受信感度測定ステップと、自送信局装置配下の前記受信局装置から受信したチャネル情報と、他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から受信した前記チャネル情報のうち前記受信感度測定ステップにおいて測定した前記受信感度が閾値以上であった前記チャネル情報とを用いて、自送信局装置配下の前記受信局装置と前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、前記送信ウェイト算出ステップにおいて算出した前記送信ウェイトを用いて自送信局装置配下の前記受信局装置に対して送信するデータ送信信号を生成し、他の前記送信局装置と同時送信するデータ送信ステップと、を有することを特徴とする無線通信方法である。 Further, the present invention is a wireless communication method executed by a wireless communication system in which a plurality of transmitting station devices perform simultaneous transmission of data to receiving station devices under their own transmitting station devices using the same frequency, The plurality of transmitting station devices transmit a known signal, and the receiving station device to which any of the plurality of transmitting station devices is assigned is received from the transmitting station device to which it is assigned. Estimating channel information with the transmitting station device to which it is assigned based on a known signal, and with the transmitting station device other than the destination based on the known signal received from the transmitting station device other than the destination A channel information estimation step for estimating the channel information, a channel information transmission step for transmitting the channel information estimated in the channel information estimation step, and the plurality of transmission station apparatuses A reception sensitivity measurement step for measuring the reception sensitivity of the channel information received from the receiving station device under the other transmitting station device; channel information received from the receiving station device under the own transmitting station device; Using the channel information with the reception sensitivity measured in the reception sensitivity measurement step of the channel information received from the reception station device under the transmission station device being a threshold value or more, the subordinate under the transmission station device In a transmission weight calculating step for calculating a transmission weight for performing interference control with respect to a receiving station device and the other receiving station devices under the transmitting station device whose receiving sensitivity is equal to or higher than a threshold value, and in the transmitting weight calculating step Generate a data transmission signal to be transmitted to the receiving station device under its own transmitting station device using the calculated transmission weight, Is a wireless communication method characterized by having a data transmission step of transmitting station apparatus simultaneously transmits.
本発明により、送信局装置は、干渉となる可能性のある他送信局装置配下の受信局装置のうち、受信感度が予め与えられた閾値以上の受信局装置に対しては、チャネル情報のフィードバックを行って干渉制御(ヌル指向性制御)を行い、閾値に満たない受信局装置に対しては、チャネル情報のフィードバックを行わず、干渉制御も行わない送信ビームフォーミング法を確立する。これによって、チャネル情報のフィードバックによるオーバーヘッドが削減されるとともに、CSIの推定誤差の抑制や、アンテナダイバーシチ利得の向上により伝送特性が改善され、複数の送信局装置が同時に同一周波数で高いシステムスループットにより特性を劣化させることなく複数の受信局装置と無線通信できる。 According to the present invention, the transmitting station apparatus feeds back channel information to a receiving station apparatus whose receiving sensitivity is equal to or higher than a predetermined threshold among receiving station apparatuses under other transmitting station apparatuses that may cause interference. Is performed to perform interference control (null directivity control), and a transmission beamforming method that does not perform feedback of channel information and does not perform interference control is established for a receiving station apparatus that does not satisfy the threshold. As a result, overhead due to feedback of channel information is reduced, transmission characteristics are improved by suppressing CSI estimation errors and antenna diversity gain, and multiple transmitter stations can be simultaneously characterized by high system throughput at the same frequency. It is possible to perform wireless communication with a plurality of receiving station apparatuses without degrading.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態による無線通信システムの構成例を示す図である。
同図に示すように、第1実施形態の無線通信システムは、ネットワーク1000に有線により接続される送信局装置としての複数の基地局と、送信局装置と無線通信する受信局装置としての複数の端末局とを備えて構成される。複数の基地局は、同一の周波数を用いてそれぞれ自基地局配下の端末局に対してデータの同時送信を行う。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a radio communication system according to the first embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the wireless communication system according to the first embodiment includes a plurality of base stations as transmission station apparatuses connected to a
以下の説明では、説明を簡単にするため、同図に示すように、ネットワーク1000に接続される複数の基地局として基地局1001および基地局1002の2台があり、基地局1001が自基地局配下(自セル内)の端末局である端末局2001−1〜2001−N1(N1≧1、N1は整数)に対してデータ信号を伝送し、基地局1002が自基地局配下(自セル内)の端末局である端末局2002−1〜2002−N2(N2≧1、N2は整数)に対してデータ信号を伝送することを考える。以下、配属先が基地局1001である(基地局1001配下の)端末局2001−1〜2001−N1を総称して端末局2001と記載し、配属先が基地局1002である(基地局1002配下の)端末局2002−1〜2002−N2を総称して端末局2002と記載する。
In the following description, in order to simplify the description, as shown in the figure, there are two
基地局1001配下の端末局2001のうち、端末局2001−1〜2001−M1(1≦M1≦N1、M1は整数)は、隣接(干渉)する基地局1002の通信セルの中、もしくは、基地局1002からの干渉信号の受信感度が閾値以上のエリアに配置され、端末局2001−(M1+1)〜2001−N1は、基地局1002の通信セルの外、もしくは、基地局1002からの干渉信号の受信感度が閾値に満たないエリアに配置される。また、基地局1002配下の端末局2002のうち、端末局2002−1〜2002−M2(1≦M2≦N2、M2は整数)は、隣接(干渉)する基地局1001の通信セルの中、もしくは、基地局1001からの干渉信号の受信感度が閾値以上のエリアに配置され、端末局2002−(M2+1)〜2002−N2は、基地局1001の通信セルの外、もしくは、基地局1001からの干渉信号の受信感度が閾値に満たないエリアに配置される。
Among the
また、説明を簡単にするため、基地局1001、1002それぞれのアンテナ素子数はA(A≧2、Aは整数)本、端末局2001、2002それぞれのアンテナ素子数はB(B≧1、Bは整数)本とする。ただし、基地局が3局以上の場合においても本実施形態は適用可能であり、基地局および端末局のアンテナ素子数がそれぞれ異なってもよい。
For simplicity of explanation, the number of antenna elements in each of the
第1実施形態では、まず、基地局1001が、CSI(Channel state information:チャネル情報)推定のための既知信号フレーム(以下、「サウンディングフレーム」と記載する。)を端末局群宛に無線伝送する。各端末局2001−1〜2001−N1、2002−1〜2002−M2は、受信したサウンディングフレームを用いて基地局1001と自端末局との間のCSIを推定する。ただし、基地局1001からのサウンディングフレームが受信できない、もしくはサウンディングフレームの受信感度が閾値PThに満たない端末局2002−(M2+1)〜2002−N2については、基地局1001との間のCSIの推定を行わない。
In the first embodiment, first, the
続いて、基地局1002が、CSI推定のための既知信号フレームであるサウンディングフレームを端末局群宛に無線伝送する。各端末局2001−1〜2001−M1、2002−1〜2002−N2は、受信したサウンディングフレームを用いて基地局1002と自端末局との間のCSIを推定する。ただし、基地局1002からのサウンディングフレームが受信できない、もしくはサウンディングフレームの受信感度が閾値PThに満たない端末局2001−(M1+1)〜2001−N1については、基地局1002との間のCSIの推定を行わない。
Subsequently, the
その後、各端末局2001−1〜2002−N1、2002−1〜2002−N2は、推定したCSIを基地局1001、および基地局1002へフィードバックする。ただし、基地局1001とのCSIの推定を行わなかった端末局2002−(M2+1)〜2002−N2については基地局1001へのフィードバックを行わず、基地局1002とのCSIの推定を行わなかった端末局2001−(M1+1)〜2001−N1については基地局1002へのフィードバックを行わない。最後に、各基地局1001、および基地局1002は、フィードバックされたCSIをもとに、自基地局配下の端末局と、自基地局が送信したサウンディングフレームの受信感度が閾値以上であった他基地局配下の受信局装置とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを算出し、その算出した送信ウェイトを用いて基地局協調伝送を行う。
Thereafter, each of the terminal stations 2001-1 to 2002 -N 1 and 2002-1 to 2002 -N 2 feeds back the estimated CSI to the
[第1実施形態の数式表現]
以下、一例として、基地局1001が端末局2001−1〜2001−N1のいずれかである端末局2001−n1(1≦n1≦N1、n1は整数)に対して通信し、基地局1002が端末局2002−1〜2002−N2のいずれかである端末局2002−n2(1≦n2≦N2、n2は整数)に対して通信することを考える。また、送信ウェイトの一例として、以下の参考文献1に示すゼロフォーシング送信ウェイトを用いて説明する。ゼロフォーシング送信ウェイトでは、干渉信号が到来しないように送信ウェイトを決定する。
[Mathematical Expression of First Embodiment]
Hereinafter, as an example, the
(参考文献1) 工藤理一、村上友規、市川武男、鷹取泰司、溝口匡人、守倉正博,「オーバーラップ通信セルにおける空間リソース割り当て1 〜 オフィス実伝搬測定チャネルを用いた特性解析 〜」,信学技報,AP2010−33,pp.7−12,2010年6月 (Reference 1) Riichi Kudo, Tomonori Murakami, Takeo Ichikawa, Yasushi Takatori, Hayato Mizoguchi, Masahiro Morikura, “Allocation of Spatial Resources in Overlapping Communication Cells 1-Characteristic Analysis Using Office Propagation Measurement Channels”, Shin Academic Report, AP2010-33, pp.7-12, June 2010
まず、端末局2001−n1の受信信号ベクトルyn1および端末局2002−n2の受信信号ベクトルyn2はそれぞれ、以下の式(1)、式(2)のように表せる。 First, the received signal vector y n1 of the terminal station 2001-n 1 and the received signal vector y n2 of the terminal station 2002-n 2 can be expressed as the following equations (1) and (2), respectively.
ただし、HD,1,n1は、基地局1001から端末局2001−n1へのB×Aのチャネル行列、HD,2,n2は、基地局1002から端末局2002−n2へのB×Aのチャネル行列、HI,1,n2は、基地局1001から端末局2002−n2へのB×Aの干渉チャネル行列、HI,2,n1は、基地局1002から端末局2001−n1へのB×Aの干渉チャネル行列を表す。W1,nは、基地局1001でのA×Bの送信ウェイト行列、W2,nは、基地局1002でのA×Bの送信ウェイト行列を表す。x1,nは、基地局1001から端末局2001−n(1≦n≦N1、nは整数)への送信シンボルベクトル、x2,nは、基地局1002から端末局2002−n(1≦n≦N2、nは整数)への送信シンボルベクトルを表す。nn1は、端末局2001−n1における雑音ベクトル、nn2は、端末局2002−n2における雑音ベクトルを表す。
However, H D, 1, n1 is the channel matrix of B × A from the
以下に、端末局2001−n1に対する送信ウェイト行列W1,nおよび端末局2002−n2に対する送信ウェイト行列W2,nの算出を説明する。なお、無線LANシステムなどにおいてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)伝送を行う場合は、サブキャリア毎に本操作を行うものとする。 In the following, calculation of transmission weight matrix W 1, n for terminal station 2001-n 1 and transmission weight matrix W 2, n for terminal station 2002-n 2 will be described. When performing OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission in a wireless LAN system or the like, this operation is performed for each subcarrier.
基地局1001は、通信対象の端末局2001−n1以外の干渉となる端末局2001、および端末局2002との間、すなわち、端末局2001−n1以外の自セル内の端末局2001−1〜2001−(n1−1)、2001−(n1+1)〜2001−N1、および他セル内の端末局のうち受信感度が閾値PTh以上の端末局2002−1〜2002−M2との間のB(N1−1+N)×AのCSI行列の推定値を結合した結合行列に対する特異値分解(SVD)を以下の式(3)のように行う。
ただし、右肩のTは転置、右肩のHはエルミート転置を表す。〜HD,1,nは、基地局1001から端末局2001−n(1≦n≦N1、nは整数)へのB×Aのチャネル行列HD,1,nの推定値、〜HI,1,nは、基地局1001から端末局2002−n(1≦n≦M2、nは整数)へのB×Aの干渉チャネル行列HI,1,nの推定値である。また、結合行列[〜HT D,1,1・・・〜HT D,1,n1−1 〜HT D,1,n1+1・・・〜HT D,1,N1 〜HT I,1,1・・・〜HT I,1,M2]T=〜H1,n1とすると、UI,1,n1は、〜H1,n1の左特異ベクトル、ΣI,1,n1は、特異値の対角行列、V(s) I,1,n1は、〜H1,n1の右特異ベクトルのうち固有値に対応するベクトルが含まれた行列、V(n) I,1,n1は、〜H1,n1の右特異ベクトルのうち零行列に対応するベクトルが含まれた行列である。このとき、V(n) I,1,n1は、特異値に対応しないベクトルであるため、このベクトルV(n) I,1,n1を用いて送信を行うと、基地局1001から自セル内の端末局2001−1〜2001−(n1−1)、2001−(n1+1)〜2001−N1、および他セル内の端末局のうち受信感度が閾値PTh以上の端末局2002−1〜2002−M2には干渉が生じないことになる。よって、この非干渉空間で送信ウェイトを決定すればよいため、自セルの端末局2001のチャネル行列を非干渉空間に投影すればよい。非干渉空間におけるチャネル行列に対して、SVDを以下の式(4)のように行う。
However, right shoulder T represents transposition, and right shoulder H represents Hermitian transposition. ~ H D, 1, n is the channel matrix H D of B × A from the
ここで、UN,1,n1は、行列〜HD,1,n1V(n) I,1,n1の左特異ベクトル、ΣN,1,n1は、特異値の対角行列である。〜V(s) N,1,n1は、〜HD,1,n1V(n) I,1,n1の右特異ベクトルのうち固有値に対応するベクトルが含まれた行列、〜V(n) N,1,n1は、〜HD,1,n1V(n) I,1,n1の右特異ベクトルのうち零行列に対応するベクトルが含まれた行列である。このときの特異値に対する右特異行列V(s) N,1,n1が、基地局1001から自セル内の端末局2001−1〜2001−(n1−1)、2001−(n1+1)〜2001−N1、および他セル内の端末局のうち受信感度が閾値PTh以上の端末局2002−1〜2002−M2に干渉を与えずに端末局2001−n1への伝送容量を最大化する送信ウェイトに対応する。よって、ゼロフォーシング送信における送信ウェイトWn1は、以下の式(5)のようになる。
Here, U N, 1, n1 is the left singular vector of the matrix to HD, 1, n1 V (n) I, 1, n1 , and ΣN , 1, n1 is a diagonal matrix of singular values. ~ V (s) N, 1, n1 is a matrix containing a vector corresponding to an eigenvalue among right singular vectors of ~ HD , 1, n1V (n) I, 1, n1 , ~ V (n) n, 1, n1 is ~ H D, 1, n1 V (n) I, 1, n1 matrix that contains the vector corresponding to the zero matrix of right singular vectors of. The right singular matrix V (s) N, 1, n1 corresponding to the singular value at this time is changed from the
同様に、基地局1002は、通信対象の端末局2002−n2以外の干渉となる端末局2001、および端末局2002との間、すなわち、端末局2002−n2以外の自セル内の端末局2002−1〜2002−(n2−1)、2002−(n2+1)〜2002−N2、および他セル内の端末局のうち受信感度が閾値PTh以上の端末局2001−1〜2001−M1との間のB(N2−1+N)×AのCSI行列の推定値を結合した結合行列に対するSVDを以下の式(6)のように行う。
Similarly, the
ただし、〜HD,2,nは、基地局1002から端末局2002−n(1≦n≦N2、nは整数)へのB×Aのチャネル行列HD,2,nの推定値、〜HI,2,nは、基地局1002から端末局2001−n(1≦n≦M1、nは整数)へのB×Aの干渉チャネル行列HI,2,nの推定値である。また、結合行列[〜HT D,2,1・・・〜HT D,2,n2−1 〜HT D,2,n2+1・・・〜HT D,2,N2 〜HT I,2,1・・・〜HT I,2,M1]T=〜H2,n2とすると、UI,2,n1は、〜H2,n2の左特異ベクトル、ΣI,2,n2は、特異値の対角行列、V(s) I,2,n2は、〜H2,n2の右特異ベクトルのうち固有値に対応するベクトルが含まれた行列、V(n) I,2,n2は、〜H2,n2の右特異ベクトルのうち零行列に対応するベクトルが含まれた行列である。このとき、V(n) I,2,n2は、特異値に対応しないベクトルであるため、このベクトルV(n) I,2,n2を用いて送信を行うと、基地局1002から自セル内の端末局2002−1〜2002−(n2−1)、2002−(n2+1)〜2002−N2、および他セル内の端末局のうち受信感度が閾値PTh以上の端末局2001−1〜2001−M1には干渉が生じないことになる。よって、この非干渉空間で送信ウェイトを決定すればよいため、自通信セルの端末局2002のチャネル行列を非干渉空間に投影すればよい。非干渉空間におけるチャネル行列に対して、SVDを以下の式(7)のように行う。
However, ~ H D, 2, n is the estimate of the channel matrix H D, 2, n of B × A from the
ここで、UN,2,n2は、行列〜HD,2,n2V(n) I,2,n2の左特異ベクトル、ΣN,2,n2は、特異値の対角行列である。〜V(s) N,2,n2は、〜HD,2,n2V(n) I,2,n2の右特異ベクトルのうち固有値に対応するベクトルが含まれた行列、〜V(n) N,2,n2は、〜HD,2,n2V(n) I,2,n2の右特異ベクトルのうち零行列に対応するベクトルが含まれた行列である。このときの特異値に対する右特異行列V(s) N,2,n2が、基地局1002から自セル内の端末局2002−1〜2002−(n2−1)、2002−(n2+1)〜2002−N2、および他セル内の端末局のうち受信感度が閾値PTh以上の端末局2001−1〜2001−M1に干渉を与えずに端末局2002−n2への伝送容量を最大化する送信ウェイトに対応する。よって、ゼロフォーシング送信における送信ウェイトWn2は、以下の式(8)のようになる。
Here, U N, 2, n2 is the left singular vector of the matrix to HD, 2, n2 V (n) I, 2, n2 , and ΣN , 2, n2 is a diagonal matrix of singular values. ~ V (s) N, 2, n2 is a matrix containing a vector corresponding to an eigenvalue among right singular vectors of ~ HD , 2, n2V (n) I, 2, n2 , ~ V (n) n, 2, n2 is the ~ H D, 2, n2 V (n) I, 2, n2 corresponding vector to zero matrix of right singular vectors of were included matrix. The right singular matrix V (s) N, 2, n2 for the singular values at this time is determined from the
上記の送信ウェイトWn1、Wn2を用いたとき、式(1)、式(2)は以下の式(9)、(10)のように表すことができる。 When the transmission weights W n1 and W n2 are used, the expressions (1) and (2) can be expressed as the following expressions (9) and (10).
ここで、基地局1001とのCSIの推定およびCSIフィードバックを行わなかった端末局2002−(M2+1)〜2002−N2、および基地局1002とのCSIの推定およびCSIフィードバックを行わなかった端末局2001−(M1+1)〜2001−N1については、式(9)および式(10)に示すように、干渉制御(ヌル指向性制御)が行われない。そのため、干渉成分項が存在するが、前述したように、基地局1001と端末局2002−(M2+1)〜2002−N2、および基地局1002と端末局2001−(M1+1)〜2001−N1との間は伝搬ロスにより、ほとんど(もしくはまったく)無線信号が到達しないため、干渉量はわずか(もしくは0)となり、実際には干渉がない受信信号を得ることができる。さらに、基地局1001と端末局2002−(M2+1)〜2002−N2、および基地局1002と端末局2001−(M1+1)〜2001−N1との間のCSIのフィードバックが行われないため、オーバーヘッドを削減することができる。
Here, terminal stations 2002- (M 2 +1) to 2002-N 2 that did not perform CSI estimation and CSI feedback with
[第1実施形態における基地局構成]
図2は、第1実施形態における基地局1001の内部構成を示す概略ブロック図である。なお、第1実施形態における基地局1002の構成も同じものを用いることができることから、ここでは、基地局1001についてのみ説明する。同図に示すように、基地局1001は、制御信号生成部3001と、送信信号生成部3002と、無線部3003−1〜3003−Aと、アンテナ素子3004−1〜3004−Aと、受信信号復調部3005と、送信ウェイト算出部3006と、を備えて構成される。
[Base station configuration in the first embodiment]
FIG. 2 is a schematic block diagram showing the internal configuration of the
制御信号生成部3001は、サウンディングフレームや無線通信を行うための制御信号を生成し、送信信号生成部3002へ出力する。送信信号生成部3002は、ネットワーク1000もしくは制御信号生成部3001からの信号を入力として、ベースバンドで送信信号を生成し、無線部3003−1〜3003−Aに出力する。ここで、送信信号の生成方法としては、たとえば、以下の参考文献2に示されるような方法を用いることもできる。
The control
(参考文献2) "IEEE Standard for Information technology- Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks-Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications," IEEE Std 802.11TM-2012, March 2012. (Reference 2) "IEEE Standard for Information technology- Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks-Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications," IEEE Std 802.11TM -2012, March 2012.
無線部3003−i(i=1〜A)は、送信信号生成部3002から出力されたアンテナ素子ごとのベースバンド信号を無線信号に変換し、アンテナ素子3004−iから送信させる。また、無線部3003−i(i=1〜A)は、アンテナ素子3004−iで受信された無線信号を、ベースバンド信号に変換し、受信信号復調部3005に出力する。
The radio unit 3003-i (i = 1 to A) converts the baseband signal for each antenna element output from the transmission
受信信号復調部3005は、無線部3003−1〜3003−Aから入力されたベースバンド信号を復調し、データ信号を出力する。また、端末局2001、端末局2002から送信されたCSIを復調し、送信ウェイト算出部3006へ出力する。送信ウェイト算出部3006は、受信信号復調部3005から入力されたCSIを用いて送信ウェイトを算出し、その結果を送信信号生成部3002に出力する。送信信号生成部3002は、協調伝送を行う際、送信ウェイト算出部3006により算出されたウェイトを用いて送信ビームフォーミングを行う。
Received
[第1実施形態における端末局構成]
図3は、第1実施形態における端末局2001の内部構成を示す概略ブロック図である。なお、本実施形態における端末局2002の構成も同じものを用いることができることから、ここでは、端末局2001についてのみ説明する。同図に示すように、端末局2001は、アンテナ素子4001−1〜4001−Bと、無線部4002−1〜4002−Bと、送信信号生成部4003と、制御信号生成部4004と、受信信号復調部4005と、受信感度測定部4006と、CSI推定部4007と、を備えて構成される。
[Terminal Station Configuration in the First Embodiment]
FIG. 3 is a schematic block diagram showing the internal configuration of the
アンテナ素子4001−1〜4001−B、無線部4002−1〜4002−B、制御信号生成部4004、受信信号復調部4005はそれぞれ、図2に示すアンテナ素子3004−1〜3004−A、無線部3003−1〜3003−A、制御信号生成部3001、受信信号復調部3005と同様の機能を有する。
The antenna elements 4001-1 to 4001-B, the radio units 4002-1 to 4002-B, the control
受信感度測定部4006は、無線部4002−1〜4002−Bより出力された受信信号から、基地局1001または基地局1002から送信され、自端末局で受信したときの信号の受信感度を測定する。本実施形態では、受信感度測定部4006は、受信感度として受信強度(RSSI:Received Signal Strength Indication)の値を測定する。RSSI値の測定法としては、従来の無線LANのように、ビーコンを用いて測定することもできるし、サウンディングフレームなどの既知信号を用いて測定することもできる。また、受信感度として、RSSI値の代わりに、受信CNR(Carrier-to-noise power ratio:キャリア対雑音電力比)や、受信SNR(Signal-to-noise power ratio:信号対雑音電力比)を測定してもよい。また、自セル基地局から送信された既知信号を用いて測定された電力と、隣接セル基地局から送信された既知信号を用いて測定された電力の比から受信SIR(Signal-to-interference power ratio:信号対干渉電力比)、もしくは受信SINR(Signal-to-interference plus noise power ratio:信号対干渉・雑音電力比)を測定してもよい。また、これらRSSI、受信CNR、受信SNR、受信SIR、受信SINRのうち任意の組み合わせを用いてもよい。受信感度測定部4006は、測定したRSSI値をCSI推定部4007に出力する。
The reception
CSI推定部4007は、基地局1001から送信され、自端末局において受信したサウンディングフレームの入力を受信信号復調部4005から受ける。CSI推定部4007は、入力されたサウンディングフレームを用いて、基地局1001と自端末局との間のCSIを推定し、送信信号生成部4003に出力する。これにより、送信信号生成部4003は、推定されたCSIを通知するCSIフレームを生成し、基地局1001にフィードバックする。また、CSI推定部4007は、受信感度測定部4006から入力されたRSSI値が予め設定された閾値PTh以上の場合は、基地局1002から送信され、当自端末局において受信したサウンディングフレームを用いて、基地局1002と自端末局との間のCSIを推定し、送信信号生成部4003に出力する。これにより、送信信号生成部4003は、推定されたCSIを通知するCSIフレームを生成し、基地局1002にフィードバックする。一方、CSI推定部4007は、RSSI値が閾値PThより小さい場合は、基地局1002と自端末局との間のCSIは推定しない。
送信信号生成部4003は、制御信号生成部4004からの信号、CSI推定部4007からのCSIを入力として、ベースバンドで送信信号を生成し、無線部4002−1〜4002−Bに出力する。
The
Transmission
なお、端末局2002の場合、上述した図3の端末局2001の内部構成の説明における基地局1001を基地局1002とし、基地局1002を基地局1001とする。
In the case of the
[第1実施形態における通信手順]
図4は、本発明の第1実施形態におけるフレームシーケンスの一例を示す図である。以下、本実施形態における通信手順を同図にて説明する。
[Communication Procedure in First Embodiment]
FIG. 4 is a diagram showing an example of a frame sequence in the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the communication procedure in this embodiment will be described with reference to FIG.
まず、基地局1001の制御信号生成部3001はサウンディングフレームを生成し、送信信号生成部3002は、生成されたサウンディングフレームをベースバンドの信号に変換する。無線部3003−1〜3003−Aは、送信信号生成部3002が生成したベースバンド信号のサウンディングフレームを無線信号に変換し、アンテナ素子3004−1〜3004−Aは、時刻t1のタイミングでサウンディングフレーム501を端末局2001−1〜2001−N1、および端末局2002−1〜2002−N2へ送信する。
First, the control
サウンディングフレーム501を受信した端末局2001、および端末局2002は、アンテナ素子4001−1〜4001−Bによりサウンディングフレーム501を受信し、無線部4002−1〜4002−Bは、アンテナ素子4001−1〜4001−Bが受信したサウンディングフレーム501をベースバンド信号に変換し、受信信号復調部4005へ出力する。サウンディングフレーム501を受信した端末局2002の無線部4002−1〜4002−Bはさらに、ベースバンド信号に変換したサウンディングフレーム501を受信感度測定部4006に出力する。
The
サウンディングフレーム501を受信した端末局2001、および端末局2002の受信信号復調部4005は、ベースバンド信号のサウンディングフレーム501を復調してCSI推定部4007に出力する。また、サウンディングフレーム501を受信した端末局2002の受信感度測定部4006は、ベースバンド信号のサウンディングフレーム501に基づいて測定したRSSI値をCSI推定部4007に出力する。端末局2001−1〜2001−N1、および、受信感度測定部4006により測定されたRSSIが閾値PTh以上であると判定した端末局2002−1〜2002−M2のCSI推定部4007は、受信信号復調部4005から入力されたサウンディングフレーム501を用いて基地局1001との間のCSIを推定する。なお、端末局2002−(M2+1)〜2002−N2は、CSI推定部4007においてRSSIが閾値PThに満たないと判定されるため、CSIを推定しない。
The
次に、基地局1002は、基地局1001がサウンディングフレーム501を送信したときと同様の処理を行い、時刻t2のタイミングでサウンディングフレーム502を端末局2001−1〜2001−N1および端末局2002−1〜2002−N2へ送信する。サウンディングフレーム502を受信した端末局2001、および端末局2002は、サウンディングフレーム501を受信したときと同様の処理を行う。これにより、端末局2002−1〜2002−N2、および、RSSIが閾値PTh以上であると判定した端末局2001−1〜2001−M1は、サウンディングフレーム502を用いて基地局1002との間のCSIを推定する。一方、端末局2001−(M1+1)〜2001−N1は、RSSIが閾値PThに満たないと判定されるため、CSIを推定しない。
Then, the
端末局2001−1〜2001−N1のCSI推定部4007は、推定したCSIを送信信号生成部4003に出力する。端末局2001−1〜2001−N1の送信信号生成部4003は、推定したCSIを設定したベースバンド信号のCSIフレームを生成し、無線部4002−1〜4002−Bは、送信信号生成部4003が生成したベースバンド信号のCSIフレームを無線信号に変換する。端末局2001−i(i=1〜N1)のアンテナ素子4001−1〜4001−Bは、時刻t3のタイミングでCSIフレーム503−1−iを送信する。
The
このようにして、端末局2001−1〜2001−N1で推定されたCSIは、時刻t3のタイミングでCSIフレーム503−1−1〜503−1−N1として基地局1001および基地局1002へフィードバックされる。ここで、端末局2001−1〜2001−M1はそれぞれ、基地局1001と自端末局間および基地局1002と自端末局間のCSIの推定値をCSIフレーム503−1−1〜503−1−M1に設定してフィードバックする。一方、端末局2001−(M1+1)〜2001−N1はそれぞれ、基地局1001と自端末局間のCSIの推定値のみをCSIフレーム503−(M1+1)−1〜503−1−N1に設定してフィードバックする。そのため、端末局2001−(M1+1)〜2001−N1のCSIフレーム503−1−(M1+1)〜503−1−N1は、端末局2001−1〜2001−M1のCSIフレーム503−1−1〜503−1−M1よりも短くなり、CSIフィードバックによるオーバーヘッドが削減される。
In this way, the CSI estimated by terminal stations 2001-1 to 2001 -N 1 is transmitted to
基地局1001、および基地局1002は、アンテナ素子3004−1〜3004−AによりCSIフレーム503−1−1〜503−1−N1を受信し、無線部3003−1〜3003−Bは、アンテナ素子3004−1〜3004−Bが受信したCSIフレーム503−1−1〜503−1−N1をベースバンド信号に変換し、受信信号復調部3005へ出力する。基地局1001、および基地局1002の受信信号復調部3005は、ベースバンド信号のCSIフレーム503−1−1〜503−1−N1を復調して各端末局2001−1〜2001−N1で推定されたCSIを取得すると、送信ウェイト算出部3006に出力する。なお、基地局1002は、CSIフレーム503−1−(M1+1)〜503−1−N1については受信できなくてもよい。
端末局2002−j(j=1〜N2)は、端末局2001−i(i=1〜N1)がCSIフレーム503−1−iを送信したときと同様の処理を行い、自端末局で推定されたCSIを、時刻t4のタイミングでCSIフレーム503−2−jとして送信する。これにより、端末局2002−1〜2002−N2で推定されたCSIは、時刻t4のタイミングでCSIフレーム503−2−1〜503−2−N2として基地局1001および基地局1002へフィードバックされる。ここで、端末局2002−1〜2002−M2はそれぞれ、基地局1001と自端末局間および基地局1002と自端末局間のCSIの推定値をCSIフレーム503−2−1〜503−2−M2に設定してフィードバックする。一方、端末局2002−(M2+1)〜2002−N2はそれぞれ、基地局1002と自端末局間のCSIの推定値のみをCSIフレーム503−2−(M2+1)〜503−2−N2に設定してフィードバックする。そのため、端末局2002−(M2+1)〜2002−N2のCSIフレーム503−2−(M2+1)〜503−2−N2は、端末局2001−1〜2001−M2のCSIフレーム503−2−1〜503−2−M2よりも短くなり、CSIフィードバックによるオーバーヘッドが削減される。
The terminal station 2002-j (j = 1 to N 2 ) performs the same processing as when the terminal station 2001-i (i = 1 to N 1 ) transmits the CSI frame 503-1-i. Is transmitted as a CSI frame 503-2-j at the timing of time t4. Thereby, the CSI estimated by the terminal stations 2002-1 to 2002-N 2 is fed back to the
基地局1001、および基地局1002は、CSIフレーム503−1−1〜503−1−N1を受信したときと同様の処理を行い、各端末局2002−1〜2002−N2において推定されたCSIをCSIフレーム503−2−1〜503−2−M2から取得する。なお、基地局1001は、CSIフレーム503−2−(M2+1)〜503−2−N2については受信できなくてもよい。
基地局1001の送信ウェイト算出部3006は、端末局2001−1〜2001−N1、および端末局2002−1〜2002−M2からフィードバックされたCSI推定値を用いて、データ送信先の端末局2001に応じて式(3)の左辺の結合行列を得ると、上記の式(3)〜式(5)により協調伝送のための送信ウェイトを算出し、送信信号生成部3002に出力する。
また、基地局1002の送信ウェイト算出部3006は、端末局2001−1〜2001−M1、および端末局2002−1〜2002−N2からフィードバックされたCSI推定値を用いて、データ送信先の端末局2002に応じて式(6)の左辺の結合行列を得ると、上記の式(6)〜式(8)により協調伝送のための送信ウェイトを算出し、送信信号生成部3002に出力する。
The transmission
Also, the transmission
基地局1001、および基地局1002の送信信号生成部3002は、ネットワーク1000から入力された送信データに、送信ウェイト算出部3006から入力された送信ウェイトを用いて送信ビームフォーミングを行い、データ送信信号を生成する。送信信号生成部3002において送信ビームフォーミングが行われたデータ送信信号は、無線部3003−1〜3003−A、およびアンテナ素子3004−1および3004−Aを介して基地局1001からは基地局連携送信フレーム504−1として、基地局1002からは基地局連携送信フレーム504−2として送信される。
The
上記説明では、基地局1001、および基地局1002がサウンディングフレームを送信してから、CSIフレームを各端末局2001、2002からフィードバックしているが、必ずしも上記フレームシーケンスである必要はない。たとえば、基地局1001からサウンディングフレーム501を送信した後、端末局2001−1〜2001−N1および端末局2002−1〜2002−M2が、そのサウンディングフレーム501を用いて推定した基地局1001と自端末局との間のCSI推定値をまずCSIフレームでフィードバックし、続いて、基地局1002からサウンディングフレーム502を送信した後、端末局2002−1〜2002−N2および端末局2001−1〜2001−M1がそのサウンディングフレーム502を用いて推定した基地局1002と自端末局との間のCSI推定値をCSIフレームでフィードバックすることもできる。
In the above description, the CSI frame is fed back from each of the
[信号処理手順例]
図5は、端末局2001において、基地局1002と自端末局間のCSIをフィードバックするか否かを判定するための処理手順例のフローチャートを示す。なお、端末局2002において、基地局1001と自端末局間のCSIをフィードバックするか否かを判定する場合も同様の処理である。
[Signal processing procedure example]
FIG. 5 shows a flowchart of a processing procedure example for determining whether or not to feed back CSI between the
端末局2001の無線部4002−1〜4002−Bは、アンテナ素子4001−1〜4001−Bが基地局1002から送信されたビーコンやサウンディングフレームなどの既知信号をベースバンド信号に変換し、受信信号復調部4005及び受信感度測定部4006に出力する。受信感度測定部4006は、無線部4002−1〜4002−Bから出力されたベースバンドの既知信号を用いて、基地局1002からの信号のRSSI値を測定する(ステップS401)。ここで、前述したようにRSSI値の代わりに、SNRやCNRを測定してもよい。次に、CSI推定部4007は、受信感度測定部4006において測定されたRSSI値が閾値PTh以上か否かを判定する(ステップS402)。
Radio units 4002-1 to 4002-B of
測定したRSSI値が閾値PTh以上であると判断した場合(ステップS402:YES)、CSI推定部4007は、基地局1002から送信されたサウンディングフレームを用いて基地局1002と自端末局との間のCSIを推定する(ステップS403)。送信信号生成部4003は、無線部4002−1〜4002−A、アンテナ素子4001−1〜4001−Bを介して、CSI推定部4007によるCSIの推定結果を送信信号生成部4003に出力し、送信信号生成部4003は、基地局1002と自端末局との間のCSIを設定したCSIフレームを生成し、基地局1002にフィードバックする(ステップS404)。
When it is determined that the measured RSSI value is equal to or greater than the threshold value P Th (step S402: YES), the
一方、CSI推定部4007は、測定したRSSI値が閾値PThより小さいと判断した場合(ステップS402:NO)、ステップS403〜S404の処理は行わず、処理を終了する。
On the other hand, if the
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第1実施形態との差分を中心に説明し、第1実施形態と同様の部分については説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the description will focus on the differences from the first embodiment, and the description of the same parts as in the first embodiment will be omitted.
第2実施形態による無線通信システムの構成は、図1に示す第1実施形態の無線通信システムの基地局1001、基地局1002をそれぞれ、後述する図6に示す構成の基地局1101、基地局1102に置き換え、端末局2101−1〜2101−N1、端末局2102−1〜2102−N2をそれぞれ、後述する図7に示す構成の端末局2101−1〜2101−N1、端末局2102−1〜2102−N2に置き換えたものである。以下、端末局2101−1〜2101−N1を総称して端末局2101と記載し、端末局2102−1〜2102−N2を総称して端末局2102と記載する。
The configuration of the radio communication system according to the second embodiment is that the
第2実施形態では、まず、基地局1101、および基地局1102が、端末局2101−1〜2101−N1および端末局2102−1〜2102−N2のそれぞれから送信されたビーコン信号や制御信号などの無線信号を受信し、RSSI値を測定する。続いて、各基地局1101、及び基地局1102は、測定したRSSI値をもとに、端末局2101−1〜2101−N1、及び端末局2102−1〜2102−N2を、RSSI値が閾値PTh以上の端末局群とそれ閾値PThより小さい端末局群に分ける。
In the second embodiment, first, the
その後、基地局1101が、CSI推定のためのサウンディングフレームを、RSSI値が閾値PTh以上の端末局2101−1〜2101−N1および端末局2102−1〜2102−M2宛に無線伝送する。なお、基地局1101、および基地局1102は、自基地局配下の端末局については、RSSI値の測定を行なうことなく全てをサウンディングフレームの送信対象としてもよい。端末局2101−1〜2101−N1、および端末局2102−1〜2102−M2は、受信したサウンディングフレームを用いて基地局1101と自端末局の間のCSIを推定する。続いて、基地局1102が、CSI推定のためのサウンディングフレームを、RSSI値が閾値PTh以上の端末局2102−1〜2102−N2および端末局2101−1〜2101−M1宛に無線伝送する。端末局2102−1〜2102−N2、および端末局2101−1〜2101−M1は、受信したサウンディングフレームを用いて基地局1102と自端末局の間のCSIを推定する。
Thereafter, the
その後、端末局2101、および端末局2102は、推定したCSIを基地局1101、及び基地局1102へフィードバックする。ただし、基地局1101とのCSIの推定を行わなかった端末局2102−(M2+1)〜2102−N2については基地局1101へのCSIのフィードバックを行わず、基地局1102とのCSIの推定を行わなかった端末局2101−(M1+1)〜2101−N1については基地局1102へのCSIのフィードバックを行わない。最後に、各基地局1101、および基地局1102は、フィードバックされたCSIをもとに、自基地局配下の端末局とRSSI値が閾値PTh以上の他基地局配下の端末局とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを第1の実施形態と同様に算出し、その算出した送信ウェイトを用いて基地局協調伝送を行う。
Thereafter, the
[第2実施形態における基地局構成]
図6は、第2実施形態における基地局1101の内部構成を示す概略ブロック図である。なお、本実施形態における基地局1102の構成も同じものを用いることができることから、ここでは、基地局1101についてのみ説明する。
[Base Station Configuration in Second Embodiment]
FIG. 6 is a schematic block diagram showing the internal configuration of the
同図に示すように、基地局1101が、図2に示す第1実施形態の基地局1001と異なる点は、制御信号生成部3001、送信ウェイト算出部3006に代えて制御信号生成部3001a、送信ウェイト算出部3006aを備える点、受信感度測定部3101を新たに備える点である。受信感度測定部3101は、無線部3003−1〜3003−Aより出力された受信信号から、端末局2101−1〜2101−N1および端末局2102−1〜2102−N2から送信され、自基地局で受信した信号のRSSIの値を測定する。RSSI値の測定法としては、従来の無線LANのように、ビーコンや制御信号を用いて測定することができる。また、RSSI値の代わりに、受信CNRや受信SNR、受信SINR、受信SIRを測定してもよく、これらの任意の組み合わせを用いてもよい。
As shown in the figure, the
受信感度測定部3101は、測定したRSSI値を、制御信号生成部3001aおよび送信ウェイト算出部3006aに出力する。制御信号生成部3001aは、測定されたRSSI値が閾値PTh以上の端末局群をCSI推定の対象とし、対象となる端末局群に対してサウンディングフレームを生成する。送信ウェイト算出部3006aは、受信感度測定部3101により測定されたRSSI値が閾値PTh以上の端末局群からフィードバックされたCSIを用いて送信ウェイトを生成する。
Reception
[第2実施形態における端末局構成]
図7は、第2実施形態における端末局2101の内部構成を示す概略ブロック図である。なお、本実施形態における端末局2102の構成も同じものを用いることができることから、ここでは、端末局2101についてのみ説明する。
[Terminal Station Configuration in Second Embodiment]
FIG. 7 is a schematic block diagram showing the internal configuration of the
同図に示すように、端末局2101が、図3に示す第1実施形態の端末局2001と異なる点は、受信感度測定部4006を備えていない点、CSI推定部4007に代えてCSI推定部4007aを備える点である。
CSI推定部4007aは、基地局1101から送信され、自端末局において受信されたサウンディングフレームの入力を受信信号復調部4005から受ける。CSI推定部4007aは、入力されたサウンディングフレームを用いて、基地局1101と自端末局との間のCSIを推定し、送信信号生成部4003に出力する。また、CSI推定部4007aは、基地局1102から送信され、自端末局において受信されたサウンディングフレームを用いて、基地局1102と自端末局との間のCSIを推定し、送信信号生成部4003に出力する。
As shown in the figure, the
The
[第2実施形態における通信手順]
図8は、本発明の第2実施形態におけるフレームシーケンスの一例を示す図である。第1実施形態と異なる点は、時刻t0のタイミングで、各端末局2101、および端末局2102から、基地局1101、および基地局1102に向けて、ビーコンなどの制御信号を送信する点にある。
[Communication Procedure in Second Embodiment]
FIG. 8 is a diagram showing an example of a frame sequence in the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that a control signal such as a beacon is transmitted from each
まず、各端末局2101、および端末局2102の制御信号生成部4004はビーコンなどの制御信号を生成し、送信信号生成部4003、無線部4002−1〜4002−Bを介して、アンテナ素子4001−1〜4001−Bから送信する。このとき、端末局2101−1〜2101−N1、および端末局2102−1〜2102−N2は、このビーコンなどの制御信号を時刻t0からt1の間で順番に送信する。基地局1101、および基地局1102は、各端末局2101、および端末局2102から受信したビーコンなどの制御信号を用いてRSSI値を推定する。
First, the
その後、基地局1101は、推定したRSSI値が閾値PTh以上の端末局群をCSIの推定対象とし、時刻t1のタイミングで、推定対象となる端末局2101−1〜2101−N1、および端末局2102−1〜2102−M2宛にサウンディングフレーム501を送信する。同様にして、基地局1102は、推定したRSSI値が閾値PTh以上の端末局群をCSIの推定対象とし、時刻t2のタイミングで、推定対象となる端末局2101−1〜2101−M1および端末局2102−1〜2102−N2宛にサウンディングフレーム502を送信する。
Thereafter, the
基地局1101、基地局1102がそれぞれ、サウンディングフレーム501、サウンディングフレーム502を送信する際、サウンディングフレーム501、サウンディングフレーム502の先頭に、推定したRSSI値が閾値PTh以上である、すなわち、CSIを推定しフィードバックする必要がある端末局2101、2102の情報を設定してもよい。また、基地局1101、基地局1102が、サウンディングフレームを送信する前に予め制御信号などを送信し、推定したRSSI値が閾値PTh以上、すなわち、CSIを推定しフィードバックする必要がある端末局の情報を端末局2101、2102に伝達してもよい。
When the
端末局2101−1〜2101−N1は、図4と同様の処理を行い、自端末局で推定したCSIを、時刻t3のタイミングでCSIフレーム503−1−1〜503−1−N1として基地局1101および基地局1102へフィードバックする。また、端末局2102−1〜2102−N2は、図4と同様の処理を行い、自端末局で推定したCSIを、時刻t4のタイミングでCSIフレーム503−2−1〜503−2−N2として基地局1101および基地局1102へフィードバックする。
ただし、端末局2101、および端末局2102は、RSSI値を算出せず、CSI推定部4007aは、自端末局がCSIを推定しフィードバックする必要があることを通知した基地局との間のCSIを推定する。
The terminal stations 2101-1 to 2101-N 1 perform the same processing as in FIG. 4, and the CSI estimated by the terminal station is set as CSI frames 503-1-1 to 503-1-N 1 at the timing of time t3. Feedback is made to the
However, the
[信号処理手順例]
図9は、基地局1101において、端末局2102に対してCSIのフィードバックを要求するか否かを判定するための処理手順例のフローチャートを示している。なお、基地局1102において、端末局2101に対してCSIのフィードバックを要求するか否かを判定する場合も、同様の処理である。
[Signal processing procedure example]
FIG. 9 shows a flowchart of a processing procedure example for determining whether or not the
基地局1101は、アンテナ素子3004−1〜3004−Aにより端末局2102−n2(1≦n2≦N2、n2は整数)から送信されたビーコンなどの制御信号を受信する。無線部3003−1〜3003−Bは、アンテナ素子3004−1〜3004−Bが受信した制御信号をベースバンド信号に変換し、受信信号復調部3005へ出力する。基地局1101の受信信号復調部3005は、ベースバンド信号の制御信号を復調し、受信感度測定部3101に出力する。受信感度測定部3101は、受信信号復調部3005から入力された制御信号を用いて、端末局2102−nからの信号のRSSI値を測定する(ステップS601)。ここで、前述したようにRSSI値の代わりに、SNRやCNR、SIR、SINRなどを測定してもよい。
The
次に、受信感度測定部3101は、測定したRSSI値が閾値PTh以上か判定する(ステップS602)。もし、受信感度測定部3101が、測定したRSSI値は閾値PThより小さいと判定した場合(ステップS602:NO)、基地局1101は、端末局2102−n2に対して、CSIの推定およびその値のフィードバックを要求しない(ステップS603)。
Next, the reception
一方、受信感度測定部3101が、測定したRSSI値は閾値PTh以上であると判定した場合(ステップS602:YES)、端末局2102−n2に対して、CSIの推定およびその値のフィードバックを要求する(ステップS604)。具体的には、受信感度測定部3101は、測定したRSSI値が閾値PTh以上である端末局2102−n2の情報を制御信号生成部3001aに通知する。制御信号生成部3001aは、端末局2102−n2を特定する情報を先頭に含んだサウンディングフレームを生成する。制御信号生成部3001aにおいて生成されたサウンディングフレームは、送信信号生成部3002、無線部3003−1〜3003−Aを介して、アンテナ素子3004−1〜3004−Aから無線信号により送信される。
あるいは、制御信号生成部3001aは、測定したRSSI値が閾値PTh以上である端末局2102−n2に対して、CSIを推定しフィードバックするよう指示する制御信号を生成し、送信信号生成部3002、無線部3003−1〜3003−Aを介して、アンテナ素子3004−1〜3004−Aから無線信号により送信する。制御信号送信後、基地局1101は、さらにサウンディングフレームを送信する。
On the other hand, the reception
Alternatively, the control signal generation unit 3001a generates a control signal that instructs the terminal station 2102-n 2 whose measured RSSI value is equal to or greater than the threshold value P Th to estimate and feed back the CSI, and the transmission
基地局1101は、CSIの推定およびその値のフィードバックを要求した端末局2102−n2からCSIの推定値のフィードバックを受信した場合、送信ウェイトの算出にそのフィードバックされたCSIを用いると判断する(ステップS605)。具体的には、アンテナ素子3004−1〜3004−Aが端末局2102−n2から送信されたCSIフレームを受信し、無線部3003−1〜3003−Bは、アンテナ素子3004−1〜3004−Bが受信したCSIフレームをベースバンド信号に変換し、受信信号復調部3005へ出力する。受信信号復調部3005は、ベースバンド信号のCSIフレームを復調して各端末局2102で推定されたCSIを取得し、送信ウェイト算出部3006aに出力する。送信ウェイト算出部3006aは、各端末局2101−1〜2101−N1、および端末局2102−1〜2102−M2からフィードバックされたCSIの推定値を得ると、第1の実施形態の送信ウェイト算出部3006と同様に協調伝送のための送信ウェイトを算出し、送信信号生成部3002に出力する。
When receiving the CSI estimation value feedback from the terminal station 2102-n 2 that requested the CSI estimation and the feedback of the CSI, the
なお、上記説明では、基地局1101、および基地局1102は、予めビーコンなどの制御信号でRSSI値を測定し、端末局2101、および端末局2102からCSIをフィードバックするか否かを判定したが、サウンディングフレームを送信する段階では決定せず、第1の実施形態と同様にサウンディングフレームを送信してもよい。端末局2101、および端末局2102のCSI推定部4007aは、基地局1101との間のCSI、および基地局1102との間のCSIを推定し、送信信号生成部4003に出力して端末局2101、および端末局2102にCSIフレームをフィードバックする。基地局1101、および基地局1102の送信ウェイト算出部3006aは、フィードバックされたCSIフレームに基づいて受信感度測定部3101が測定したRSSI値の閾値判定を行い、RSSI値が閾値以上であったCSIフレームから受信信号復調部3005が得たCSIを送信ウェイトの算出に利用する。これにより、基地局1101、および基地局1102の送信ウェイト算出部3006aは、自基地局配下の端末局と受信感度が閾値以上であった他基地局配下の端末局とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを、第1の実施形態と同様に算出する。この場合、ビーコン信号は不要になり、RSSI値はCSIフレームによって測定される。
In the above description, the
また、上記実施形態では、基地局1101、および基地局1102は、RSSI値をもとに端末局2101、および端末局2102からCSIをフィードバックするか否かを判定していたが、実際には、算出された送信ウェイトを用いて送信すると、通信セルの範囲が変わる、つまりは電波干渉の度合いが変わってしまう。そのため、基地局1101、および基地局1102は、算出された送信ウェイトをもとに閾値以下の電力になっているか否かを再度判定してもよい。
Further, in the above embodiment, the
例えば、端末局2101−n1(1≦n1≦N1、n1は整数)における基地局1102からの干渉となる信号電力は以下の式(11)により、端末局2102−n2(1≦n2≦N1、n2は整数)における基地局1101からの干渉となる信号電力は以下の式(12)により算出される。
For example, the signal power that causes interference from the
送信ウェイト算出部3006aは、式(11)から得られた干渉電力Q1,n1(もしくは、式(12)から得られた干渉電力Q2,n2)を閾値P’Thと比較する。閾値より小さい場合、送信ウェイトはそのままでよい。一方、干渉電力Q1,n1(もしくは、干渉電力Q2,n2)が閾値以上になってしまった場合は、端末局2101−n1(もしくは端末局2102−n2)において基地局1102(もしくは基地局1101)からの干渉電力が大きくなっている。そこで、基地局1101、および基地局1102の送信ウェイト算出部3006aは、フィードバックされた端末局2101−n1と基地局1102との間(もしくは端末局2102−n2と基地局1101の間)のCSIも加えて、再度送信ウェイトを計算する。ここで、閾値P’Thは、RSSI値の判定で用いた閾値PThと同じ値を用いてもよいし、異なる値でもよい。
The transmission
図10に、送信ウェイトが閾値以下の電力になっているかを再度判定する場合の基地局1101の送信ウェイト算出におけるフローチャートの一例を示す。以下、基地局1101について説明するが、基地局1102についても同様である。
FIG. 10 shows an example of a flowchart for calculating the transmission weight of the
まず、基地局1101の送信ウェイト算出部3006aは、他セルの端末局2102−1〜2102−N2の中から、受信感度測定部3101から出力されたRSSI値が閾値PThより小さい端末局2102を探索する(ステップS701)。もし、ない場合は(ステップS701:NO)、送信ウェイト算出部3006aは、処理を終了し、ある場合は(ステップS701:YES)、RSSI値が閾値より小さい他セルの端末局2102からの干渉電力を、式(11)を用いて算出する(ステップS702)。
First, the transmission
ここで、送信ウェイト算出部3006aは、RSSI値が閾値PThより小さい端末局2102の中で、算出した干渉電力が閾値P’Th以上になる他セルの端末局2102が存在するか否かを探索する(ステップS703)。もし存在しない場合(ステップS703:NO)、送信ウェイト算出部3006aは処理を終了する。一方、干渉電力が閾値P’Th以上になる他セルの端末局2102が存在する場合(ステップS703:YES)、送信ウェイト算出部3006aは、その端末局2102をRSSI値が閾値PTh以上の端末局とみなし、その端末局2102からフィードバックされた基地局1101との間のCSIの推定値をさらに加えて、送信ウェイトを再計算する(ステップS704)。送信ウェイト算出部3006aは、このさらにCSIの推定値を加えて送信ウェイトを再計算した他セルの端末局2102については、RSSI値が閾値PTh以上の端末局としてみなして区分けを行い(ステップS705)、再度ステップS701に戻って処理を行う。
Here, the transmission
以上の操作を行うことで、送信ウェイトを用いることで通信セルの形状が変わってしまった場合でも、干渉電力を閾値以下に設定することができる。 By performing the above operation, even when the shape of the communication cell is changed by using the transmission weight, the interference power can be set to be equal to or less than the threshold value.
また、基地局において送信電力制御を行うことで、任意に通信セルのサイズを変えることができる。そのため、基地局1101、1102の無線部3003−1〜3003−Aにおいて、自基地局と他セルの端末局間のRSSI値が閾値P”Th以下になるように送信電力制御を行ったうえで、上述した処理を実施してもよい。
Further, the size of the communication cell can be arbitrarily changed by performing transmission power control in the base station. Therefore, in the radio units 3003-1 to 3003-A of the
以上の説明では、全セルにおいて、共通の閾値PTh、P’Th、もしくはP”Thを用いていたが、必ずしも同じにする必要はなく、セルごとに閾値を異なるものにしてもよい。 In the above description, the common threshold value P Th , P ′ Th , or P ″ Th is used in all the cells. However, the threshold value is not necessarily the same, and the threshold value may be different for each cell.
なお、以上の説明では、一例として特異値分解を用いて干渉を制御する方法を示したが、必ずしも上記のような送信ウェイトにする必要はなく、たとえばQR分解などにより送信ウェイトを導出することもできるし、他の方法を用いて干渉を与えないような送信ウェイトを生成してもよい。 In the above description, the method of controlling interference using singular value decomposition is shown as an example. However, the transmission weight is not necessarily set as described above. For example, the transmission weight may be derived by QR decomposition or the like. Alternatively, a transmission weight that does not cause interference may be generated using another method.
また、以上の説明では、各基地局がネットワークと接続された形態を取っているが、必ずしもネットワークに接続されている必要はなく、それぞれの基地局が独自にデータを生成し、各配下の端末群に信号を送信する無線通信システムでも適用可能である。 In the above description, each base station is connected to the network. However, it is not necessarily connected to the network, and each base station independently generates data, and each subordinate terminal The present invention can also be applied to a wireless communication system that transmits a signal to a group.
[本実施形態の効果]
図11に、上述した第1実施形態の無線通信システムについて計算機シミュレーションを行ったときの諸元を示す。基地局および端末局のアンテナ素子はそれぞれA=8およびB=1とし、基地局あたりの端末局数をN1=N2=4とした。送信信号フォーマットはIEEE802.11acドラフト(参考文献3)に準拠したパラメータとした。なお、同図において、APは基地局、STAは端末局を表す。
[Effect of this embodiment]
FIG. 11 shows specifications when a computer simulation is performed on the wireless communication system of the first embodiment described above. The antenna elements of the base station and terminal station were A = 8 and B = 1, respectively, and the number of terminal stations per base station was N 1 = N 2 = 4. The transmission signal format was a parameter based on the IEEE802.11ac draft (reference document 3). In the figure, AP represents a base station and STA represents a terminal station.
(参考文献3) IEEE802.11ac Draft D3.0, July 2012. (Reference 3) IEEE802.11ac Draft D3.0, July 2012.
図12は、図11の諸元を用い、オーバーラップセル環境において上述した第1実施形態の無線通信システムについて計算機シミュレーションを行った結果得られた伝送容量(Achievable bit rate)を示す。(A)は、チャネル推定誤差なし、(B)は、チャネル推定誤差ありの場合の結果であり、閾値PThは−75dBmとした。同図においては、比較のため、(a)時間分割して2つの基地局が衝突なく通信を行う場合、および(b)全隣接セルの端末局に対してセル間干渉制御を行う場合(参考文献1)の伝送容量も示している。(A)では、(c)が示す計算機シミュレーション結果より、累積確率分布(CDF)の中央値で、(a)と比べて1.64倍、(b)と比べて1.07倍の伝送容量が得られることがわかる。これは、干渉電力が問題にならない端末局に対しては、ヌル指向性制御を向けずに、自セルのダイバーシチ利得に空間リソースを有効に利用しているためである。さらに、(B)のように、熱雑音レベルと同等のチャネル推定誤差がある場合には、(b)との伝送容量の差は1.14倍に広がる。これは、干渉電力が小さい端末局については、チャネル推定を行わず、ヌル指向性制御も行わないことで、チャネル推定誤差による干渉の漏れ込みによる影響を小さくできるためである。 FIG. 12 shows transmission capacity (Achievable bit rate) obtained as a result of computer simulation of the wireless communication system of the first embodiment described above in the overlap cell environment using the specifications of FIG. (A) shows the result when there is no channel estimation error, (B) shows the result when there is a channel estimation error, and the threshold value P Th is set to −75 dBm. In the figure, for comparison, (a) when two base stations perform communication without collision in time division, and (b) when inter-cell interference control is performed for terminal stations of all adjacent cells (reference). The transmission capacity of document 1) is also shown. In (A), from the computer simulation results shown in (c), the median of the cumulative probability distribution (CDF) is 1.64 times that of (a) and 1.07 times that of (b). It can be seen that This is because, for terminal stations where interference power is not a problem, null directivity control is not used, and space resources are effectively used for the diversity gain of the own cell. Further, as shown in (B), when there is a channel estimation error equivalent to the thermal noise level, the difference in transmission capacity from (b) widens 1.14 times. This is because a terminal station with low interference power does not perform channel estimation and does not perform null directivity control, thereby reducing the effect of interference leakage due to channel estimation errors.
以上説明したように、基地局は、干渉となる可能性のある隣接セル(他の基地局配下)の端末局のうち、受信感度が予め与えられた閾値以上の端末局に対しては、CSIフィードバックを行って干渉制御(ヌル指向性制御)を行い、閾値に満たない端末局に対しては、CSIフィードバックを行わず、干渉制御(ヌル指向性制御)も行わない送信ビームフォーミング法を確立する。これにより、CSIフィードバックによるオーバーヘッドの削減が可能となる。また、干渉電力の小さい端末局に対してヌルビームフォーミング(干渉制御)を行うよりも、自セル内の端末局に対してSNRを稼ぐようなビームフォーミングをとることで、アンテナダイバーシチ利得の向上により伝送特性が改善され、複数の基地局が同時刻・同一周波数で高いシステムスループットにより特性を劣化させることなく複数の端末局と無線通信できる。 As described above, the base station performs CSI for terminal stations whose reception sensitivity is equal to or higher than a predetermined threshold among terminal stations in neighboring cells (subordinate to other base stations) that may cause interference. Performs feedback control to perform interference control (null directivity control), and establishes a transmission beamforming method that does not perform CSI feedback and does not perform interference control (null directivity control) for terminal stations that do not satisfy the threshold. . As a result, overhead can be reduced by CSI feedback. Also, by performing beam forming that increases SNR for terminal stations in its own cell rather than performing null beam forming (interference control) for terminal stations with low interference power, it is possible to improve antenna diversity gain. Transmission characteristics are improved, and a plurality of base stations can wirelessly communicate with a plurality of terminal stations without degrading characteristics due to high system throughput at the same time and the same frequency.
[補足事項]
なお、上述した実施形態における基地局1001、1002、1101、1102、端末局2001、2002、2101、2102の各機能部は、専用のハードウェア(例えば、ワイヤードロジック等)により実現されてもよく、各機能部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウエアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
[Additional notes]
Note that the functional units of the
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。更に、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
100 ネットワーク
101、102 基地局
201−1、201−2、202−1、202−2 端末局
1000 ネットワーク
1001、1002、1101、1102 基地局(送信局装置)
2001、2001−1〜2001−N1、2002、2002−1〜2002−N2、2101、2101−1〜2101−N1、2102、2102−1〜2102−N2 端末局(受信局装置)
3001、3001a 制御信号生成部
3002 送信信号生成部
3003−1〜3003−A 無線部(送信局側無線部)
3004−1〜3004−B アンテナ素子(送信局側無線部)
3005 受信信号復調部
3006、3006a 送信ウェイト算出部
3101 受信感度測定部
4001−1〜4001−B アンテナ素子(受信局側無線部)
4002−1〜4002−B 無線部(受信局側無線部)
4003 送信信号生成部(チャネル情報送信部)
4004 制御信号生成部
4005 受信信号復調部
4006 受信感度測定部
4007、4007a CSI推定部(チャネル情報推定部)
2001, 2001-1 to 2001-N 1 , 2002, 2002-1 to 2002-N 2 , 2101, 2101-1 to 2101-N 1 , 2102, 2102-1 to 2102-N 2 terminal stations (receiving station apparatus)
3001, 3001a Control
3004-1 to 3004-B Antenna element (radio section on transmitting station side)
3005 Reception
4002-1 to 4002-B wireless unit (receiving station side wireless unit)
4003 Transmission signal generator (channel information transmitter)
4004 Control
Claims (9)
前記複数の送信局装置は、
無線信号の送受信を行う送信局側無線部と、
既知信号を生成し、前記送信局側無線部により送信させる制御信号生成部と、
自送信局装置配下の前記受信局装置、および、他の前記送信局装置配下の前記受信局装置のうち自送信局装置が送信した前記既知信号の受信感度が閾値以上であった前記受信局装置から前記送信局側無線部が受信したチャネル情報を用いて、自送信局装置配下の前記受信局装置と受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出部と、
前記送信ウェイト算出部が算出した前記送信ウェイトを用いて自送信局装置配下の前記受信局装置に対して送信するデータ送信信号を生成し、生成した前記データ送信信号を前記送信局側無線部から他の前記送信局装置と同時送信させる送信信号生成部とを備え、
前記複数の送信局装置のいずれかが配属先である前記受信局装置は、
無線信号の送受信を行う受信局側無線部と、
配属先以外の前記送信局装置から前記受信局側無線部が受信した前記既知信号の受信感度を測定する受信感度測定部と、
配属先の前記送信局装置から前記受信局側無線部が受信した前記既知信号に基づいて配属先の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定し、前記受信感度測定部により測定された前記受信感度が前記閾値以上である場合、さらに、配属先以外の前記送信局装置から受信した前記既知信号に基づいて配属先以外の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定するチャネル情報推定部と、
前記チャネル情報推定部において推定した前記チャネル情報を前記受信局側無線部から送信させるチャネル情報送信部とを備える、
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system in which a plurality of transmitting station apparatuses perform simultaneous transmission of data to receiving station apparatuses under their own transmitting station apparatuses using the same frequency,
The plurality of transmitting station devices are:
A transmitting station side radio unit for transmitting and receiving radio signals;
A control signal generating unit that generates a known signal and transmits the known signal by the transmitting station side radio unit;
The receiving station apparatus under which the receiving sensitivity of the known signal transmitted by the transmitting station apparatus among the receiving station apparatuses under the transmitting station apparatus and the receiving station apparatus under the other transmitting station apparatus is equal to or greater than a threshold value. From the channel information received by the transmitting station side radio unit, the receiving station device under its own transmitting station device and the receiving station device under the other transmitting station device whose reception sensitivity is equal to or higher than a threshold A transmission weight calculating unit for calculating a transmission weight for performing interference control,
Using the transmission weight calculated by the transmission weight calculation unit, a data transmission signal to be transmitted to the receiving station device under its own transmitting station device is generated, and the generated data transmission signal is transmitted from the transmitting station side radio unit. A transmission signal generation unit that transmits simultaneously with the other transmission station device,
The receiving station device to which any one of the plurality of transmitting station devices is assigned,
A receiving station side radio unit for transmitting and receiving radio signals;
A receiving sensitivity measuring unit that measures the receiving sensitivity of the known signal received by the receiving station side radio unit from the transmitting station device other than the assigned station; and
Based on the known signal received by the receiving station side radio unit from the transmitting station device to which it is assigned, estimates channel information with the transmitting station device to which it is assigned, and is measured by the reception sensitivity measuring unit A channel information estimation unit that estimates channel information between the transmission station device other than the assigned destination based on the known signal received from the transmitting station device other than the assigned destination when the reception sensitivity is equal to or higher than the threshold value; When,
A channel information transmission unit that causes the channel information estimation unit to transmit the channel information estimated from the receiving station side radio unit;
A wireless communication system.
前記複数の送信局装置は、
無線信号の送受信を行う送信局側無線部と、
他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から前記送信局側無線部が受信した制御信号の受信感度を測定する受信感度測定部と、
既知信号を生成し、自送信局装置配下の前記受信局装置と、前記受信感度測定部において測定した前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して前記送信局側無線部から送信させる制御信号生成部と、
自送信局装置配下の前記受信局装置および前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から前記送信局側無線部が受信したチャネル情報を用いて、自送信局装置配下の前記受信局装置と前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出部と、
前記送信ウェイト算出部が算出した前記送信ウェイトを用いて自送信局装置配下の前記受信局装置に対して送信するデータ送信信号を生成し、生成した前記データ送信信号を前記送信局側無線部から他の前記送信局装置と同時送信させる送信信号生成部とを備え、
前記複数の送信局装置のいずれかが配属先である前記受信局装置は、
無線信号の送受信を行う受信局側無線部と、
配属先の前記送信局装置から前記受信局側無線部が受信した前記既知信号に基づいて配属先の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定し、配属先以外の前記送信局装置から前記受信局側無線部が受信した前記既知信号に基づいて配属先以外の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定するチャネル情報推定部と、
前記チャネル情報推定部が推定した前記チャネル情報を前記受信局側無線部から送信させるチャネル情報送信部とを備える、
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system in which a plurality of transmitting station apparatuses perform simultaneous transmission of data to receiving station apparatuses under their own transmitting station apparatuses using the same frequency,
The plurality of transmitting station devices are:
A transmitting station side radio unit for transmitting and receiving radio signals;
A receiving sensitivity measuring unit for measuring the receiving sensitivity of the control signal received by the transmitting station side radio unit from the receiving station device under the other transmitting station device;
For generating the known signal, the receiving station device under its own transmitting station device, and the receiving station device under the other transmitting station device whose receiving sensitivity measured by the receiving sensitivity measuring unit is equal to or greater than a threshold value Control signal generation unit to be transmitted from the transmission station side radio unit,
Using the channel information received by the transmitting station side radio unit from the receiving station device subordinate to the transmitting station device and the receiving station device subordinate to the other transmitting station device whose reception sensitivity is equal to or higher than a threshold, A transmission weight calculation unit for calculating a transmission weight for performing interference control on the reception station device under the station device and the reception station device under the transmission station device whose reception sensitivity is equal to or higher than a threshold;
Using the transmission weight calculated by the transmission weight calculation unit, a data transmission signal to be transmitted to the receiving station device under its own transmitting station device is generated, and the generated data transmission signal is transmitted from the transmitting station side radio unit. A transmission signal generation unit that transmits simultaneously with the other transmission station device,
The receiving station device to which any one of the plurality of transmitting station devices is assigned,
A receiving station side radio unit for transmitting and receiving radio signals;
Based on the known signal received by the receiving station side radio unit from the transmitting station device to which it is assigned, estimates channel information with the transmitting station device to which it is assigned, and from the transmitting station device other than the assigned destination, A channel information estimation unit that estimates channel information with the transmitting station device other than the assigned destination based on the known signal received by the receiving station-side radio unit;
A channel information transmission unit that transmits the channel information estimated by the channel information estimation unit from the receiving station side radio unit;
A wireless communication system.
前記複数の送信局装置は、
無線信号の送受信を行う送信局側無線部と、
既知信号を生成し、前記送信局側無線部により送信させる制御信号生成部と、
他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から前記送信局側無線部が受信したチャネル情報の受信感度を測定する受信感度測定部と、
自送信局装置配下の前記受信局装置から前記送信局側無線部が受信したチャネル情報と、他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から前記送信局側無線部が受信した前記チャネル情報のうち前記受信感度測定部において測定した前記受信感度が閾値以上であった前記チャネル情報とを用いて、自送信局装置配下の前記受信局装置と前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出部と、
前記送信ウェイト算出部が算出した前記送信ウェイトを用いて自送信局装置配下の前記受信局装置に対して送信するデータ送信信号を生成し、生成した前記データ送信信号を前記送信局側無線部から他の前記送信局装置と同時送信させる送信信号生成部とを備え、
前記複数の送信局装置のいずれかが配属先である前記受信局装置は、
無線信号の送受信を行う受信局側無線部と、
配属先の前記送信局装置から前記受信局側無線部が受信した前記既知信号に基づいて配属先の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定し、配属先以外の前記送信局装置から前記受信局側無線部が受信した前記既知信号に基づいて配属先以外の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定するチャネル情報推定部と、
前記チャネル情報推定部が推定した前記チャネル情報を前記受信局側無線部から送信させるチャネル情報送信部とを備える、
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system in which a plurality of transmitting station apparatuses perform simultaneous transmission of data to receiving station apparatuses under their own transmitting station apparatuses using the same frequency,
Wherein the plurality of transmission stations equipment is
A transmitting station side radio unit for transmitting and receiving radio signals;
A control signal generating unit that generates a known signal and transmits the known signal by the transmitting station side radio unit;
A receiving sensitivity measuring unit for measuring the receiving sensitivity of channel information received by the transmitting station side radio unit from the receiving station device under the other transmitting station device;
Channel information received by the transmitting station side radio unit from the receiving station device subordinate to the own transmitting station device, and channel information received by the transmitting station side radio unit from the receiving station device subordinate to the other transmitting station device Of these, the channel information whose reception sensitivity measured by the reception sensitivity measurement unit is equal to or greater than a threshold is used to transmit the reception station device under its own transmission station device and the other transmissions whose reception sensitivity is equal to or greater than the threshold. A transmission weight calculating unit for calculating a transmission weight for performing interference control with the receiving station device under the station device;
Using the transmission weight calculated by the transmission weight calculation unit, a data transmission signal to be transmitted to the receiving station device under its own transmitting station device is generated, and the generated data transmission signal is transmitted from the transmitting station side radio unit. A transmission signal generation unit that transmits simultaneously with the other transmission station device,
The receiving station device to which any one of the plurality of transmitting station devices is assigned,
A receiving station side radio unit for transmitting and receiving radio signals;
Based on the known signal received by the receiving station side radio unit from the transmitting station device to which it is assigned, estimates channel information with the transmitting station device to which it is assigned, and from the transmitting station device other than the assigned destination, A channel information estimation unit that estimates channel information with the transmitting station device other than the assigned destination based on the known signal received by the receiving station-side radio unit;
A channel information transmission unit that transmits the channel information estimated by the channel information estimation unit from the receiving station side radio unit;
A wireless communication system.
ことを特徴とする請求項3に記載の無線通信システム。 The transmission weight calculation unit calculates interference power from the own transmission station device in the reception station device under the transmission station device using the calculated transmission weight, and the calculated interference power is equal to or greater than a threshold value. When the receiving station device exists, the transmission power is recalculated using the channel information of the receiving station device having the interference power equal to or higher than a threshold value.
The wireless communication system according to claim 3.
ことを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の無線通信システム。 The transmitting station side radio unit controls transmission power so that a receiving sensitivity between the transmitting station device and the receiving station device under the control of the transmitting station device is equal to or less than a threshold;
The wireless communication system according to claim 2, wherein the wireless communication system is a wireless communication system.
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の無線通信システム。 The reception sensitivity measurement unit measures at least one of reception intensity, signal-to-noise power ratio, carrier-to-noise power ratio, signal-to-interference power ratio, and signal-to-interference / noise power ratio as the reception sensitivity.
The wireless communication system according to claim 1, wherein the wireless communication system is a wireless communication system.
前記複数の送信局装置が、既知信号を送信する既知信号送信ステップと、
前記複数の送信局装置のいずれかが配属先である前記受信局装置が、
配属先以外の前記送信局装置から受信した前記既知信号の受信感度を測定する受信感度測定ステップと、
配属先の前記送信局装置から受信した前記既知信号に基づいて配属先の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定し、前記受信感度測定ステップにおいて測定された前記既知信号の受信感度が閾値以上である場合、さらに、配属先以外の前記送信局装置から受信した前記既知信号に基づいて配属先以外の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定するチャネル情報推定ステップと、
前記チャネル情報推定ステップにおいて推定した前記チャネル情報を送信するチャネル情報送信ステップと、
前記複数の送信局装置が、
自送信局装置配下の前記受信局装置から受信したチャネル情報と、他の前記送信局装置配下の前記受信局装置のうち自送信局装置が送信した前記既知信号の受信感度が閾値以上であった前記受信局装置から受信したチャネル情報とを用いて、自送信局装置配下の前記受信局装置と前記既知信号の受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、
前記送信ウェイト算出ステップにおいて算出した前記送信ウェイトを用いて自送信局装置配下の前記受信局装置に対して送信するデータ送信信号を生成し、他の前記送信局装置と同時送信するデータ送信ステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method executed by a wireless communication system in which a plurality of transmitting station devices perform simultaneous transmission of data to receiving station devices under their own transmitting station device using the same frequency,
A plurality of transmitting station devices, a known signal transmission step of transmitting a known signal;
The receiving station device to which any of the plurality of transmitting station devices is assigned,
A reception sensitivity measurement step of measuring the reception sensitivity of the known signal received from the transmitting station device other than the assigned station;
Based on the known signal received from the assigned transmission station apparatus, channel information between the assigned transmission station apparatus is estimated, and the reception sensitivity of the known signal measured in the reception sensitivity measurement step is a threshold value. If it is the above, further, a channel information estimation step for estimating channel information between the transmitting station device other than the assigned destination based on the known signal received from the transmitting station device other than the assigned destination;
A channel information transmission step for transmitting the channel information estimated in the channel information estimation step;
The plurality of transmitting station devices are
The channel information received from the receiving station device under its own transmitting station device and the reception sensitivity of the known signal transmitted by the own transmitting station device among the receiving station devices under the other transmitting station devices were greater than or equal to a threshold value Using the channel information received from the receiving station device, the receiving station device under its own transmitting station device and the receiving station device under the other transmitting station device whose reception sensitivity of the known signal is equal to or higher than a threshold value, A transmission weight calculating step for calculating a transmission weight for performing interference control on
A data transmission step of generating a data transmission signal to be transmitted to the receiving station device under its own transmission station device using the transmission weight calculated in the transmission weight calculating step, and simultaneously transmitting with the other transmitting station device; ,
A wireless communication method comprising:
前記複数の送信局装置が、
他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から受信した制御信号の受信感度を測定する受信感度測定ステップと、
自送信局装置配下の前記受信局装置と、前記受信感度測定ステップにおいて測定した前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して既知信号を送信する既知信号送信ステップと、
前記複数の送信局装置のいずれかが配属先である前記受信局装置が、
配属先の前記送信局装置から受信した前記既知信号に基づいて配属先の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定し、配属先以外の前記送信局装置から受信した前記既知信号に基づいて配属先以外の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定するチャネル情報推定ステップと、
前記チャネル情報推定ステップにおいて推定した前記チャネル情報を送信するチャネル情報送信ステップと、
前記複数の送信局装置が、
自送信局装置配下の前記受信局装置および前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から受信したチャネル情報を用いて、自送信局装置配下の前記受信局装置と前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、
前記送信ウェイト算出ステップにおいて算出した前記送信ウェイトを用いて自送信局装置配下の前記受信局装置に対して送信するデータ送信信号を生成し、他の前記送信局装置と同時送信するデータ送信ステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method executed by a wireless communication system in which a plurality of transmitting station devices perform simultaneous transmission of data to receiving station devices under their own transmitting station device using the same frequency,
The plurality of transmitting station devices are
A reception sensitivity measurement step of measuring the reception sensitivity of the control signal received from the receiving station device under the other transmitting station device;
A known signal is transmitted to the receiving station device under its own transmitting station device and the other receiving station devices under the transmitting station device whose receiving sensitivity measured in the receiving sensitivity measuring step is equal to or higher than a threshold value. A known signal transmission step;
The receiving station device to which any of the plurality of transmitting station devices is assigned,
Based on the known signal received from the transmitting station device to which the terminal is assigned, channel information with the transmitting station device to which the terminal is assigned is estimated, and based on the known signal received from the transmitting station device other than the destination. A channel information estimation step for estimating channel information with the transmitting station device other than the assigned destination;
A channel information transmission step for transmitting the channel information estimated in the channel information estimation step;
The plurality of transmitting station devices are
Using the channel information received from the receiving station device subordinate to the transmitting station device and the receiving station device subordinate to the other transmitting station device whose reception sensitivity is equal to or higher than the threshold, the receiving station subordinate to the transmitting station device A transmission weight calculating step of calculating a transmission weight for performing interference control on the apparatus and the other receiving station apparatus under the transmitting station apparatus whose reception sensitivity is equal to or higher than a threshold;
A data transmission step of generating a data transmission signal to be transmitted to the receiving station device under its own transmission station device using the transmission weight calculated in the transmission weight calculating step, and simultaneously transmitting with the other transmitting station device; ,
A wireless communication method comprising:
前記複数の送信局装置が、既知信号を送信する既知信号送信ステップと、
前記複数の送信局装置のいずれかが配属先である前記受信局装置が、
配属先の前記送信局装置から受信した前記既知信号に基づいて配属先の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定し、配属先以外の前記送信局装置から受信した前記既知信号に基づいて配属先以外の前記送信局装置との間のチャネル情報を推定するチャネル情報推定ステップと、
前記チャネル情報推定ステップにおいて推定した前記チャネル情報を送信するチャネル情報送信ステップと、
前記複数の送信局装置が、
他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から受信した前記チャネル情報の受信感度を測定する受信感度測定ステップと、
自送信局装置配下の前記受信局装置から受信したチャネル情報と、他の前記送信局装置配下の前記受信局装置から受信した前記チャネル情報のうち前記受信感度測定ステップにおいて測定した前記受信感度が閾値以上であった前記チャネル情報とを用いて、自送信局装置配下の前記受信局装置と前記受信感度が閾値以上であった他の前記送信局装置配下の前記受信局装置とに対して干渉制御を行う送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、
前記送信ウェイト算出ステップにおいて算出した前記送信ウェイトを用いて自送信局装置配下の前記受信局装置に対して送信するデータ送信信号を生成し、他の前記送信局装置と同時送信するデータ送信ステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method executed by a wireless communication system in which a plurality of transmitting station devices perform simultaneous transmission of data to receiving station devices under their own transmitting station device using the same frequency,
A plurality of transmitting station devices, a known signal transmission step of transmitting a known signal;
The receiving station device to which any of the plurality of transmitting station devices is assigned,
Based on the known signal received from the transmitting station device to which the terminal is assigned, channel information with the transmitting station device to which the terminal is assigned is estimated, and based on the known signal received from the transmitting station device other than the destination. A channel information estimation step for estimating channel information with the transmitting station device other than the assigned destination;
A channel information transmission step for transmitting the channel information estimated in the channel information estimation step;
The plurality of transmitting station devices are
A receiving sensitivity measuring step for measuring the receiving sensitivity of the channel information received from the receiving station device under the other transmitting station device;
Of the channel information received from the receiving station device subordinate to the own transmitting station device and the channel information received from the receiving station device subordinate to the other transmitting station device, the reception sensitivity measured in the reception sensitivity measuring step is a threshold value. Using the channel information that has been described above, interference control is performed on the receiving station device under its own transmitting station device and the receiving station device under the other transmitting station device whose reception sensitivity is equal to or higher than a threshold value. A transmission weight calculating step for calculating a transmission weight for performing
A data transmission step of generating a data transmission signal to be transmitted to the receiving station device under its own transmission station device using the transmission weight calculated in the transmission weight calculating step, and simultaneously transmitting with the other transmitting station device; ,
A wireless communication method comprising:
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