JP5767173B2 - 無線通信方法、及び無線通信システム - Google Patents
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Description
なお、以下の説明では、説明を簡単にするため、図1に示すように、2つの基地局101−1、101−2が、それぞれの配下にある端末局群である端末局201−1〜N(N≧1、整数)、及び端末局202−1〜M(M≧2、整数)に対してデータ信号を伝送する無線通信システムを考える。複数の基地局は、同時にそれぞれの基地局の圏内に存在する複数の端末局との間で通信を行う。各基地局は、互いの配下の端末局へ干渉を与えないように、干渉制御を行って通信することを考える。但し、基地局が3個以上の場合においても本方法は適用可能である。
本発明の第1実施形態について説明する。
A−1.第1実施形態による無線通信システムの構成
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を示すブロック図である。上述したように、本第1実施形態では、2つの基地局101−1、101−2が、それぞれの配下にある端末局群である端末局201−1〜N(N≧1、整数)、及び端末局202−1〜M(M≧2、整数)に対してデータ信号を伝送する。
図2は、本第1の実施形態における基地局101−1の略構成を示すブロック図である。図2に示すように、基地局101−1は、アンテナ素子301−1〜A(A≧1、整数)と、無線LAN信号生成部302と、無線LAN信号復調部303と、同期確立信号生成部304と、送信時間決定部305と、同期制御部306−1〜Aと、同期確立信号検出部307と、同期確立情報推定部308とを備えている。なお、本第1実施形態における基地局101−2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101−1についてのみ説明する。
無線LAN信号生成部302は、データ系列や制御信号系列などの入力信号、もしくは同期確立信号生成部304から供給される信号系列を、無線LAN信号に変換する。ここで、無線LAN信号とは、無線LAN標準化規格で規定される信号フォーマットで生成された信号である。
図3は、本第1実施形態における端末局201−1の略構成を示すブロック図である。図3に示すように、端末局201−1は、アンテナ素子401−1〜Bと、無線LAN信号生成部402と、無線LAN信号復調部403と、同期確立情報推定部404と、同期確立信号生成部405とを備えている。なお、本第1実施形態における、その他の端末局201−2〜N、及び端末局202−1〜M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201−1についてのみ説明する。以下、図2と同名称のブロックについては同機能であり、端末局201−1に特徴的な構成について説明する。
図4は、本発明における第1実施形態の通信手順を説明するためのフレームシーケンス図である。以下、本第1実施形態による通信手順について説明する。
図5は、本第1実施形態の信号生成処理手順を説明するためのフローチャートである。図5に示すフローチャートは、上記図4に示す基地局101−1、101−2と端末局201−1〜N、202−1〜Mの通信手順を実現するための処理手順例を示している。この図に示す基地局101−1、101−2の処理は、図2に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。また、この図に示す端末局201−1〜N、202−1〜Mの処理は、図3に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。
図6、及び図7は、本第1実施形態における第2同期確立信号502−1、502−2の一例を示す概念図である。なお、以下の説明では、送信信号をOFDM信号とし、ベースバンド表現で説明する。また、周波数領域においてマイナス(−F〜0,Fは正数)で表示されている信号は、電気信号では、F〜2Fに対応する信号の折り返し成分であるが、RF信号にアップコンバートされると、キャリア周波数よりマイナスの領域に変換されるため、今回はこのように表記している。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、第2実施形態は第1実施形態と同様であるので、第2実施形態について特徴的な部分について説明する。
図8は、本第2実施形態における端末局201−1の構成を示すブロック図である。第1実施形態と異なる点は、同期確立信号検出部406が加わった点が異なる。同期確立信号検出部406は、無線LAN信号復調部403の出力信号を入力値として、受信された第1同期確立信号501から得られる送信時間情報を検出し、その結果を同期確立情報推定部404に供給する。
図9は、本第2実施形態の動作を説明するためのフレームシーケンス図である。以下、本第2実施形態による通信手順について説明する。第1実施形態と異なる点は、基地局101−1が第2同期確立信号502−1を送信しない点が異なる。
図10は、本第2実施形態による信号生成処理手順を説明するためのフローチャートである。図10には、図9に示す基地局101−1、101−2と端末局201−1〜N、202−1〜Mの通信手順を実現するための処理手順例を示している。この図に示す基地局101−1、101−2の処理は、図2に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。また、この図に示す端末局201−1〜N、202−1〜Mの処理は、図8に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。なお、以下では、第1実施形態(図5)と同様のステップについては同じ符号を付し、第2実施形態において特徴的な部分について特に説明する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
図11は、本第3実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。上述した第1実施形態と異なる点は、本第3実施形態では、基地局601−1、601−2がネットワーク(NW)制御局600に有線、あるいは無線で接続されており、そこから通知される制御信号を用いて基地局601−1、601−2の送信を決定する点にある。第3の実施形態は、第1、第2の実施形態と同様であり、第3の実施形態において特徴的な点について特に説明する。
図12は、本第3実施形態における基地局601−1の略構成を示すブロック図である。第1実施形態と異なる点は、無線LAN信号復調部303からNW制御局600へ通信開始信号を出力する点、同期制御部306−1〜Aが上記通信開始信号に基づいてNW制御局600で決定された送信時間情報を含めた信号を入力として、無線LAN信号生成部302から出力された無線LAN信号の送信タイミングを制御する点である。これにより、NW制御局600で複数の基地局601−1、601−2に対して送信タイミングを制御するため、送信時間決定部305が不要となる。
図13は、本第3実施形態における通信手順を説明するためのフレームシーケンス図である。以下、本第3実施形態による通信手順について説明する。
図14は、本第3実施形態による信号生成処理手順を説明するためのフローチャートである。図14には、上記図13に示す基地局601−1、601−2と端末局201−1〜N、202−1〜Mと、NW制御局600との通信手順を実現するための処理手順例を示している。この図に示す基地局601−1、601−2の処理は、図12に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。また、この図に示す端末局201−1〜N、202−1〜Mの処理は、図3に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。なお、以下では、第1実施形態(図5)、あるいは第2実施形態(図10)と同様のステップについては同じ符号を付けて説明を省略する。
また、上記第1〜第3同期確立信号は、専用フレームとして説明したが、データフレームなどの他のフレームに挿入して伝送してもよい。
201−1〜N、202−1〜M 端末局
301−1〜301−A アンテナ素子
302 無線LAN信号生成部
303 無線LAN信号復調部
304 同期確立信号生成部
305 送信時間決定部
306−1〜306−A 同期制御部
307 同期確立信号検出部
308 同期確立情報推定部
401−1〜401−B アンテナ素子
402 無線LAN信号生成部
403 無線LAN信号復調部
404 同期確立情報推定部
405 同期確立信号生成部
406 同期確立信号検出部
600 NW制御局
Claims (9)
- 複数の基地局が同時にそれぞれの基地局の圏内に存在する複数の端末局との間で通信を行う無線通信方法であって、
前記基地局が、所定の送信タイミングにおいて前記複数の端末局に同期確立信号を送信する第1ステップと、
前記複数の端末局が、前記基地局から受信した同期確立信号に基づいて、前記複数の基地局間で同期をとるための同期確立情報を生成し、生成した同期確立情報を前記複数の基地局に送信する第2ステップと、
前記複数の基地局が、前記複数の端末局から送信された前記同期確立情報に基づいて同期制御を行う第3ステップと、
前記複数の基地局のうちのいずれかの基地局である第1基地局が、前記送信タイミングを示す送信時間情報を送信するステップと、
前記複数の基地局のうちの前記第1基地局の他の基地局である第2基地局が、前記第1基地局から送信された前記送信時間情報を受信するステップと、
を備え、
前記第1ステップにおいて、前記複数の基地局は、前記送信時間情報が示す送信タイミングにおいて前記複数の端末局に前記同期確立信号を送信する
ことを特徴とする無線通信方法。 - 前記同期確立信号は、
前記複数の基地局間で周波数スペクトルが互いに重複しないような信号である
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信方法。 - 前記第2ステップにおいて、前記複数の端末局は、第1基地局から送信された前記送信時間情報を受信し、かつ、前記基地局から送信された前記同期確立信号を受信し、受信した前記送信時間情報と前記前記同期確立信号とに基づいて、前記同期確立情報を生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信方法。 - 前記送信時間情報は、周波数スペクトルのパタンを変えることで前記送信タイミングを表す信号により示される
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の無線通信方法。 - 複数の基地局が同時にそれぞれの基地局の圏内に存在する複数の端末局との間で通信を行う無線通信方法であって、
前記基地局が、所定の送信タイミングにおいて前記複数の端末局に同期確立信号を送信する第1ステップと、
前記複数の端末局が、前記基地局から受信した同期確立信号に基づいて、前記複数の基地局間で同期をとるための同期確立情報を生成し、生成した同期確立情報を前記複数の基地局に送信する第2ステップと、
前記複数の基地局が、前記複数の端末局から送信された前記同期確立情報に基づいて同期制御を行う第3ステップと、
制御局が、前記送信タイミングを示す送信時間情報を送信するステップと、
を備え、
前記第1ステップにおいて、前記複数の基地局は、前記制御局から送信された前記送信時間情報が示す送信タイミングにおいて前記複数の端末局に前記同期確立信号を送信する
ことを特徴とする無線通信方法。 - 前記同期確立情報は、周波数オフセットとクロックずれとのうち少なくともいずれかの推定値であり、
第3ステップにおいて、前記複数の基地局は、前記複数の端末局から送信された複数の前記同期確立情報が示す前記推定値が異なる場合、当該複数の推定値のうち、
もっとも推定値の小さい値と、
もっとも推定値の大きい値と、
全体の推定値の平均の値と、
通信品質の高い端末局順に並べてその上位の端末局の推定値の平均の値と
のうち少なくともいずれかの値に基づいて前記同期制御を行う
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の無線通信方法。 - 前記複数の基地局は、前記複数の端末局のうち、
端末局での受信タイミングがガードインターバル長を超える前記端末局と、
周波数同期後の信号を受信した場合、周波数オフセットが端末局で予め設定された閾値以上になる前記端末局と、
クロック補正をした場合、クロック誤差が端末で予め設定された閾値以上になる前記端末局と、
のうち少なくともいずれかの前記端末局と通信しない
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の無線通信方法。 - 複数の基地局が同時にそれぞれの基地局の圏内に存在する複数の端末局との間で通信を行う無線通信システムであって、
前記複数の基地局は、
所定の送信タイミングにおいて前記複数の端末局に同期確立信号を送信する同期確立信号送信部を備え、
前記複数の端末局は、
前記基地局から受信した同期確立信号に基づいて、前記複数の基地局間で同期をとるための同期確立情報を生成し、生成した同期確立情報を前記複数の基地局に送信する同期確立情報送信部を備え、
前記複数の基地局は、
前記複数の端末局から送信された前記同期確立情報に基づいて同期制御を行う同期制御部を備え、
前記同期確立信号は、
前記複数の基地局間で周波数スペクトルが互いに重複しないような信号である
ことを特徴とする無線通信システム。 - 複数の基地局が同時にそれぞれの基地局の圏内に存在する複数の端末局との間で通信を行う無線通信システムであって、
前記複数の基地局に対して、所定の送信タイミングを示す送信時間情報を送信する制御局を備え、
前記複数の基地局は、
前記制御局から送信された前記送信時間情報が示す送信タイミングにおいて前記複数の端末局に同期確立信号を送信する同期確立信号送信部を備え、
前記複数の端末局は、
前記基地局から受信した同期確立信号に基づいて、前記複数の基地局間で同期をとるための同期確立情報を生成し、生成した同期確立情報を前記複数の基地局に送信する同期確立情報送信部を備え、
前記複数の基地局は、
前記複数の端末局から送信された前記同期確立情報に基づいて同期制御を行う同期制御部を備える
ことを特徴とする無線通信システム。
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