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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein drahtloses Kommunikationssystem
zum Tätigen
eines Raumunterteilungsmehrfachzugriffs, eine Gewichtssteuervorrichtung,
und ein Gewichtsvektorerzeugungsverfahren.
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In
einem FWA (Fixed Wireless Access) System (System mit festem drahtlosen
Zugang), tätigen eine
Basisstation und eine feste Endgerätestation eine drahtlose Hochgeschwindigkeitskommunikation.
In einem Punkt-zu-Multipunkt
(P-MP) System kommuniziert eine Basisstation mit einer Mehrzahl von
Endgerätestationen.
In dem P-MP-System ist ein Raumunterteilungsmehrfachzugriff (SDMA)
als Mittel zur Erhöhung
der Teilnehmerkapazität
bekannt. Wie in 16 gezeigt, bildet eine in einer
Basisstation 1001 angeordneter adaptiver Array 1002 orthogonale Strahlen,
die miteinander nicht interferieren. Diese Strahlen ermöglichen
gleichzeitige Kommunikationen einer Mehrzahl von Endgeräten 1003.
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Die
EP-1 124 281 beschreibt eine adaptive Antennenvorrichtung mit der
Fähigkeit
zur Durchführung
einer Strahlsteuerung und auch einer Null-Steuerung. Dieses ermöglicht es,
dass interferierende Signale herausgefiltert werden, während erwünschte Signale
verbessert werden können.
Die GB-2 342 045 beschreibt ein System, das eine Strahlformung ausführt, so
dass ein Übertragungsstrahlmuster
solcher Art ist, dass ein Hauptstrahl in einer einem erwünschten
Nutzer entsprechenden Richtung angeordnet ist, und bei dem eine
oder mehrere Nullen der Richtung oder den Richtungen eines oder
mehrerer Nutzer entsprechen, die empfindlich auf eine Interferenz
reagieren.
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17 zeigt
eine Anordnung des adaptiven Array 1002, wenn der Multiplexgrad
= 2. In Strahlformungsschaltungen 1051 und 2051 werden
geeignete Gewichtsfaktoren in Gewichtungsvorrichtungen 1501 bis. 1504 und 2501 bis 2504 eingestellt.
Diese Gewichtungsvorrichtungen und Combiner 1512 und 2512 gewichten
und kombinieren die Ausgaben von den Antennenelementen 1011 bis 1014,
wodurch orthogonale Strahlen mit einer maximalen Direktionalität in Richtung
eines Endgerätes
und mit Null Direktionalität
zu dem anderen Endgerät
gebildet werden.
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Das
Gleiche trifft auf einen Fall zu, in dem der Multiplexgrad mehr
als 3 ist. Das heißt,
orthogonale Strahlen werden so gebildet, dass sie eine maximale Direktionalität in Richtung
des objektiven Endgerätes aufweisen,
und eine Null-Direktionalität in Richtung einer
Mehrzahl von verbleibenden Endgeräten.
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Im
herkömmlichen
System werden zum Bilden orthogonaler Strahlen verwendete Gewichte,
um einen Raumunterteilungsmehrfachzugriff zu erzielen, individuell
berechnet und in Entsprechung zu allen Kombinationen von Endgeräten gehalten,
während der
Multiplexgrad für
eine gegebene Anzahl von Basisstationen betrachtet wird. Wenn beispielsweise der
Multiplexgrad = 2 und die Gesamtanzahl von Endgeräten = n,
ist die Anzahl von Kombinationen von Gewichten, die zu berechnen
ist und als Kombination von Endgeräten zu halten ist, n × (n – 1). Daher
wird die Anzahl von Kombinationen von zu haltenden Gewichten mit
einer erhöhten
Anzahl von registrierten Endgeräten,
die einem Raumunterteilungsmehrfachzugriff unterzogen werden müssen, sehr
groß.
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Ein
drahtloses Kommunikationssystem ist bekannt, das Paketkommunikationen
mittels CSMA/CA tätigt.
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22 zeigt
die Anordnung eines drahtlosen IEEE802.11 LAN-Systems unter Verwendung von CSMA/CA.
Eine Basisstation 900 tastet Träger ab, bevor eine Übertragung
von Paketen zu einem Endgerät 911 getätigt wird.
Bei Empfang von Paketen mit einer Kanalreservierungsinformation
von einem Endgerät 913 stellt
die Basisstation 900 eine Paketübertragung während dieser
reservierten Periode zurück. Danach
wartet die Basisstation 900 eine zufällige Zeitperiode (back-off
Prozess, Zurückhalteprozess), die
durch einen Controller 901 berechnet wird, und übertragt
für ein
Zielendgerät 911 adressierte
Pakete. Falls die empfangenen Daten richtig sind, überträgt das Zielendgerät 911 ein
Bestätigungsantwortpaket
(ACK) nach einem Ablauf einer vorgegebenen Zeitperiode an die Basisstation.
Falls die Basisstation 900 das ACK von dem Zielendgerät 911 nach
einem Ablauf einer vorgegebenen Zeitperiode nicht empfängt, führt sie
den Zurückhalteprozess
unter Verwendung des Controllers 901 aus und überträgt die Daten
erneut.
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Auf
der anderen Seite kann ein adaptiver Array eine Kommunikationsqualität verbessern,
indem Strahlen gebildet werden, die eine Interferenz von einer benachbarten
Zelle reduzieren, wie in 23 gezeigt.
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Der
adaptive Array tätigt
allgemein eine Strahlsteuerung auf Grundlage eines empfangenen Signals.
Beispielsweise unterdrückt
ein richtungsbeschränktes
Energieminimierungsverfahren alle empfangenen Signale als interferierende
Signale, während
der Gewinn in einer bestimmten Richtung gehalten wird. Daher, falls
eine Situation, in der nur eine Interferenzwelle von einer benachbarten
Zelle ankommt, gebildet wird, und das richtungsbeschränkte Energieminimierungsverfahren
in dieser Situation verwendet wird, können Strahlen gebildet werden, die
einen bestimmten Bereich in der eigenen Zelle abdecken, und die
das Interferenzsignal entfernen.
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Um
jedoch alle Co-Kanalinterferenzwellen von einer benachbarten Zelle
zu unterdrücken,
muss die Anzahl von Antennenelementen erhöht werden, was einen großen Vorrichtungsumfang
zur Folge hat.
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Da
das IEEE802.11 drahtlose LAN-System mit CSMA/CA keine integrierte
Steuerung einer Paketübertragung
durchführt,
wie oben beschrieben, ist es schwierig, eine Situation zu erreichen,
in der nur zu unterdrückende
Endgeräte
oder Basisstationen Pakete übertragen.
Als eine Folge übermittelt
ein Endgerät
der eigenen Zelle Pakete anstelle des Endgerätes oder der Basisstation,
das oder die zu unterdrücken
ist, und unerwünschte
Stahlen werden gebildet, die solche Pakete unterdrücken.
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Situation
getätigt,
und hat eine Aufgabe darin, ein drahtloses Kommunikationssystem
bereitzustellen, eine Gewichtssteuervorrichtung, und ein Gewichtsvektorerzeugungsverfahren, welche
verhindern können,
dass die Anzahl von zu haltenden Gewichten sich stark erhöht, auch
wenn die Anzahl von Endgeräten
erhöht
wird, da keine orthogonalen Strahlen in Entsprechung zu Kombinationen
von Endgeräten
bei einem Raumunterteilungsmehrfachzugriff vorbereitet werden.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtungsgröße durch
Begrenzen der Anzahl von zu unterdrückenden Interferenzwellen in
einem drahtlosen Kommunikationssystem, das eine Paketkommunikation
unter Verwendung von CSMA/CA tätigt,
zu reduzieren, und eine Situation zu erreichen, in der nur zu unterdrückende Interferenzwellen
vorhanden sind, um so Strahlen zu bilden, die diese Interferenzwellen
entfernen.
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In Übereinstimmung
mit einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein drahtloses Kommunikationssystem
bereitgestellt, das gleichzeitige Kommunikationen mit einer Mehrzahl
von Endgeräten
mittels Raumunterteilungsmehrfachzugriff ermöglicht, dadurch gekennzeichnet,
dass es umfasst: eine Mehrzahl von Antennenelementen zum Empfangen
eines von den Endgeräten übertragenen Signals,
eine Mehrzahl von strahlformenden Einheiten, die konfiguriert sind,
Empfangssignale entsprechend Strahlen mit vorgegebenen Direktionalitätsmustern
auszugeben, durch Gewichten und Kombinieren von durch die Mehrzahl
von Antennenelementen empfangenen Empfangssignalen; und einen Controller,
dazu angeordnet, Gewichtsvektoren zu setzen, die für ein Steuern
eines Gewichtens und Kombinierens in der Mehrzahl von strahlbildenden Einheiten
verwendet werden, wobei der Controller eine Einrichtung zum Empfangen
einer Registrierungsanfrage von einem nicht registrierten Endgerät umfasst;
eine Einrichtung zum Berechnen und Speichern mindestens eines der
Gewichtsfaktoren, dazu verwendet, um einen Strahl zu bilden, mit:
Null Direktionalität
in Richtung des nicht registrierten Endgeräts, und einer Maximaldirektionalität in Richtung
eines bestimmten Bereichs, der sich von dem Bereich unterscheidet,
in dem das nicht registrierte Endgerät angeordnet ist, von Bereichen,
die durch ein Aufteilen eines durch das drahtlose Kommunikationssystem abgedeckten
Abdeckungsbereichs erhalten werden; eine Einrichtung zum gleichzeitigen
Kommunizieren mittels eines Raumunterteilungsmehrfachzugriffs mit einem
ersten Endgerät,
das innerhalb eines ersten Bereichs der Bereiche angeordnet ist,
die durch ein Teilen des durch das System abgedeckten Abdeckungsbereichs
erhalten werden, in Übereinstimmung
mit einer Richtung, und einem zweiten Endgerät, das innerhalb eines zweiten
Bereichs angeordnet ist, der sich vom ersten Bereich unterscheidet;
eine Einrichtung zum Steuern, für
das erste Endgerät,
der Strahlformungseinheit entsprechend dem ersten Endgerät unter
Verwendung eines ersten Gewichtsvektors, der dazu verwendet wird,
um einen Strahl mit einer Nulldirektionalität in Richtung des zweiten Endgerätes und
einer Maximaldirektionalität
in Richtung des ersten Bereichs zu bilden, in dem das erste Endgerät angeordnet
ist; und eine Einrichtung zum Steuern, für das zweite Endgerät, der dem
zweiten Endgerät
entsprechenden Strahlformungseinheit unter Verwendung eines zweiten
Gewichtsfaktors, der dazu verwendet wird, einen Strahl mit Nulldirektionalität in Richtung
des ersten Endgerätes
und einer Maximaldirektionalität
in Richtung des zweiten Bereichs zu bilden, in dem das zweite Endgerät angeordnet
ist.
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Die
Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendiger Weise
alle notwendigen Merkmale, so dass die Erfindung auch eine Unterkombination
dieser beschriebenen Merkmale sein kann.
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Die
Erfindung ist vollständiger
mit der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden
Zeichnungen zu verstehen:
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1 zeigt
eine Ansicht zur Erläuterung
eines FWA-Systems
in Übereinstimmung
mit einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 zeigt
ein Blockdiagramm eines Beispiels der Anordnung eines adaptiven
Array in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel;
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3 zeigt
einen Abdeckungsbereich einer Basisstation in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel,
der in eine Mehrzahl von Bereichen unterteilt ist;
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4 zeigt
in einem Blockdiagramm ein Beispiel der Anordnung einer Endgeräteklassifizierungseinheit
des adaptiven Array in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel;
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5 zeigt
durch anfängliche
Gewichte gebildete Strahlen in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel;
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6 zeigt
in einem Flussdiagramm ein Beispiel einer Registrierungssequenz
eines Endgerätes in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel;
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7 zeigt
durch anfängliche
Gewichte gebildete Strahlen in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel;
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8 zeigt
Strahlen mit einer Nulldirektionalität in Richtung Endgeräten in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel;
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9 zeigt
Strahlen mit einer Nulldirektionalität in Richtung Endgeräten in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel;
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10 zeigt
in einer Tabelle ein Beispiel der Speicherinhalte einer Korrespondenzspeichereinheit in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel;
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11 zeigt
in einem Flussdiagramm ein Beispiel einer Raumunterteilungsmehrfachszugriffssequenz
für zwei
Endgeräte
in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel;
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12 zeigt
Strahlen bei einem Raumunterteilungsmehrfachzugriff für zwei Endgeräte in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel;
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13 zeigt
in einem Blockdiagramm ein Beispiel eines adaptiven Array in Übereinstimmung mit
dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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14 zeigt
in einem Flussdiagramm ein Beispiel einer Registrierungssequenz
eines Endgerätes
in Übereinstimmung
mit dem zweiten Ausführungsbeispiel;
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15 zeigt
in einer Tabelle ein Beispiel der Speicherinhalte einer Korrespondenzspeichereinheit in Übereinstimmung
mit dem zweiten Ausführungsbeispiel;
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16 zeigt
eine Ansicht zur Erläuterung
eines herkömmlichen
Punkt-zu-Multipunkt-Systems;
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17 zeigt
in einem Blockdiagramm ein Beispiel der Anordnung eines herkömmlichen
adaptiven Array, wenn der Multiplexgrad 2 ist;
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18 erläutert in
einem Diagramm ein drahtloses Kommunikationssystem in Übereinstimmung
mit dem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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19 zeigt
in einem Flussdiagramm ein Steuerverfahren eines adaptiven Array
für eine
drahtlose Basisstation in Übereinstimmung
mit dem dritten Ausführungsbeispiel;
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20 erläutert in
einem Diagramm die interne Anordnung eines Controllers des adaptiven
Array in Übereinstimmung
mit dem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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21 erläutert in
einem Diagramm ein drahtloses Kommunikationssystem in Übereinstimmung
mit dem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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22 erläutert in
einem Diagramm ein herkömmliches
IEEE802.11 drahtlose LAN-System mit CSMA/CA; und
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23 erläutert in
einem Diagramm herkömmliche
adaptive Arrayantennen.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die
begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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1 zeigt
ein Beispiel eines FWA (Fixed Wireless Access) Systems (System mit
festem drahtlosen Zugang), einschließlich einer Basisstation 1, auf
das die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
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Eine
Basisstation 1 umfasst einen adaptiven Array (drahtloses
Kommunikationssystem) 2 und kann gleichzeitige Kommunikationen
mit einer Mehrzahl von Endgeräten 3 über einen
einzelnen Kanal unter Vermeidung einer Interferenz zwischen Endgeräten unter
Verwendung des adaptiven Array 2 tätigen. Es wird darauf hingewiesen,
dass 1 einen 90° Sektor
veranschaulicht, dass die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf
beschränkt
ist.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass dieses Ausführungsbeispiel einen Raumunterteilungsmehrfachzugriff
(SDMA)von zwei Endgeräten
unter Verwendung eines adaptiven Array beispielhaft erläutert, der
aus vier Antennenelementen besteht.
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2 zeigt
ein Beispiel der Anordnung des in der Basisstation in Übereinstimmung
mit diesem Ausführungsbeispiel
angeordneten adaptiven Array.
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Wie
in 2 gezeigt umfasst der adaptive Array dieses Ausführungsbeispiels
m (m ist eine mehrfache Zahl; m = 4 in 2) Antennenelemente 11 bis 14,
m Verstärker
(Niederrauschverstärker) 21 bis 24,
m Frequenzwandler 31 bis 34, m Verteiler 41 bis 44,
n (n ist eine Mehrzahl; n = 2 in 2) Strahlformungsschaltungen 51 und 52,
n Empfänger 61 und 62 und
einen Gewichtscontroller 7.
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Die
Strahlformungsschaltung 51 umfasst m Gewichtungsvorrichtungen 5111 bis 5114,
und einen Combiner 512. Entsprechend umfasst die Strahlformungsschaltung 52 m
Gewichtungsvorrichtungen 5211 bis 5214 und einen
Combiner 522.
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Darüber hinaus
umfasst der Gewichtscontroller 7 eine Endgeräteklassifizierungseinheit 71, eine
Endgerätespeichereinheit 72,
eine Gewichtsberechnungseinheit 73, eine Gewichtsspeichereinheit 74,
und eine Gewichtsauswahleinheit 75.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die Basisstation eine Mehrzahl von
in 2 gezeigten adaptiven Arrays umfassen kann. Wenn
beispielsweise der in 2 gezeigte adaptive Array einen
90° Sektor umfasst,
kann die Basisstation 360° Vollrichtungen abdecken,
falls sie vier adaptive Arrays umfasst.
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In
dem in 2 gezeigten adaptiven Array werden durch die Antennenelemente 11 bis 14 empfangene
Empfangssignale jeweilig in die entsprechenden Verstärker 21 bis 24 eingegeben.
Die Verstärker 21 bis 24 verstärken jeweilig
die Empfangssignale.
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Die
durch die Verstärker 21 bis 24 verstärkten Empfangssignale
werden jeweilig in die entsprechenden Frequenzwandler 31 bis 34 eingegeben. Die
Frequenzwandler 31 bis 34 wandeln jeweilig die Frequenzbänder der
Empfangssignale aus dem Hochfrequenzbereichen (HF bzw. RF) in den
Zwischenfrequenz- (IF) oder Basisband- (BB) Bereich.
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Die
durch die Frequenzwandler 31 bis 34 Frequenz gewandelten
Empfangssignale werden jeweilig in die entsprechenden Verteiler 41 bis 44 eingegeben.
Die Verteiler 41 bis 44 verteilen die Empfangssignale
und geben diese an Strahlformungsschaltungen 51 und 52 aus.
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Auf
diese Weise empfängt
die Strahlformungsschaltung 51 die durch die Antennenelemente 11 bis 14 von
empfangenen Empfangssignale von den Verteilern 41 bis 44.
Das gleiche trifft auf die Strahlformungsschaltung 52 zu.
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Die
in die Strahlformungsschaltung 51 eingegebenen Empfangssignale
werden jeweilig durch die Gewichtungsvorrichtungen 5111 bis 5114 gewichtet, und
werden dann durch den Combiner 512 kombiniert. Das kombinierte
Signal wird zum Empfänger 61 gesendet.
Das gleiche trifft auf die Strahlformungsschaltung 52 zu.
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Die
Gewichte in den Gewichtungsvorrichtungen 5111 bis 51114 und 5211 bis 5214 werden
durch den Gewichtungscontroller 7 geeignet eingestellt.
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In
der obigen Beschreibung sind die Empfangssignale Analogsignale.
Weiter kann unter Verwendung von A/D Wandlern und ähnliches
ein Gewichten in einem digitalen Signalbereich durchgeführt werden.
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Der
Gewichtscontroller 7 wird detailliert unterhalb erläutert.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass dieses Ausführungsbeispiel einen Fall betrachten
wird, in dem der Abdeckungsbereich (durch den adaptiven Array in 2)
der Basisstation in eine Mehrzahl von Bereichen unterteilt ist,
in Übereinstimmung
mit der von der Basisstation betrachteten Richtung, wie in 3 gezeigt,
und in dem ein gegebenes Endgerät zu
einem der Mehrzahl von Bereichen gehört. 3 veranschaulicht
beispielhaft einen Fall, in dem der Abdeckungsbereich der Basisstation
in 7 Bereiche A1 bis A7 aufgeteilt ist, wobei ein Endgerät T1 zum Bereich
A2 gehört,
und ein Endgerät
T2 zum Bereich A5 gehört.
Die in 3 gezeigte Bereichskonfiguration wird in der folgenden
Beschreibung als ein Beispiel genommen. Natürlich kann die vorliegende
Erfindung angewendet werden, wenn der Abdeckungsbereich in eine
andere Anzahl von Bereichen aufgeteilt ist, oder wenn der Abdeckungsbereich
ungleichmäßig aufgeteilt
ist.
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Die
Endgeräteklassifizierungseinheit 71 im Gewichtscontroller 7 schätzt einen
der Mehrzahl von Bereichen, die durch ein Teilen des Abdeckungsbereichs
der Basisstation erlangt werden, wobei das Zielendgerät 3 (einer
der Bereiche A1 bis A7 in 3 auf Grundlage
des Empfangssignals von dem Endgerät 3 geortet wird.
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Nach
einer Schätzung
des Bereiches, zu der das Endgerät 3 gehört, wird
eine Entsprechung zwischen Identifikationsinformation zum Identifizieren des
Endgerätes 3 und
Identifikationsinformation zum Identifizieren des Bereichs, zu dem
das Endgerät 3 gehört, und
was durch die Endgeräteklassifizierungseinheit 71 geschätzt wird,
als Endgerät-Bereichskorrespondenzinformation
in einer Korrespondenzspeichereinheit 72 gespeichert (siehe 10; 10 zeigt
ein Beispiel der Inhalte nach einer Registrierung der Endgeräte T1 und
T2, wie später
erläutert
wird).
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Die
Gewichtsberechnungseinheit 73 berechnet ein Gewicht zum
Bilden eines Strahls mit einer Null Direktionalität in Richtung
des Endgerätes 3 und einer
maximalen Direktionalität
in Richtung der Ausdehnung eines speziellen Bereichs, der sich von
dem Bereich unterscheidet, zu dem das Endgerät 3 gehört, auf
der Grundlage der Inhalte der in der Korrespondenzspeichereinheit 72 gespeicherten
Endgeräte-Bereichskorrespondenzinformation,
unter Verwendung des Empfangssignals von dem Endgerät 3 (Null-Direktionalität zeigt
auf dieses Endgerät,
während
Maximal-Direktionalität
auf (eine von Richtungen) den Bereich des entsprechenden Gebiets zeigt).
Dieses Gewicht wird für
einen Fall berechnet, in dem jeder aller Bereiche, die sich von
dem Bereich unterscheiden, zu dem das Endgerät 3 gehört, oder jeder
von Bereichen, der eine vorgegebene Bedingung erfüllt, und
der sich von dem Bereich unterscheidet, zu dem das Endgerät 3 gehört, als
der spezielle Bereich erachtet wird. Im Beispiel der in 2 gezeigten
Anordnung ist das Gewicht ein vierdimensionaler Vektor.
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Die
durch die Gewichtsberechnungseinheit 73 berechneten Gewichte
werden in der Gewichtsspeichereinheit 74 gespeichert, so
dass das entsprechende Endgerät
(d.h. ein Endgerät,
auf das eine Null-Direktionalität
ausgerichtet ist), und der entsprechende Bereich (ein Bereich, auf
den eine maximale Direktionalität
ausgerichtet ist) spezifiziert werden kann.
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Beim
Tätigen
eines Raumunterteilungsmehrfachzugriffs (SDMA) für zwei Endgeräte, wenn
das zur Bildung eines Strahls mit einer Null-Direktionalität in Richtung
des zweiten Endgerätes
und einer Maximal-Direktionalität
in Richtung der Ausdehnung des Bereichs, zu dem das erste Endgerät gehört, verwendete
Gewicht, und das zur Bildung eines Strahls mit einer Null-Direktionalität in Richtung
des ersten Endgerätes
und einer Maximal-Direktionalität
in Richtung der Ausdehnung des Bereichs, zu dem das zweite Endgerät gehört, verwendete Gewicht
in der Gewichtsspeichereinheit 74 gespeichert sind, setzt
die Gewichtsauswahleinheit 75 diese zwei Gewichte jeweilig
in den Gewichtungsvorrichtungen 5111 bis 5114 der
Strahlformungsschaltung 51 und den Gewichtungsvorrichtungen 5211 bis 5214 der
Strahlformungsschaltung 52. Auf diese Weise kann, auch wenn
ein identischer Kanal verwendet wird, die Strahlformungsschaltung 51 die
Empfangsausgabe von dem ersten Endgerät an den Empfänger 61 liefern,
und die Strahlformungsschaltung 52 kann die Empfangsausgabe
von dem zweiten Endgerät
an den Empfänger 62 liefern
(natürlich
kann die Entsprechung zwischen den Endgeräten und den Stahlformungsschaltungen
/Empfängern
umgekehrt werden). Im Beispiel von 3 entsprechen
diese zwei Gewichte einem Gewicht, das zur Bildung eines Strahls
mit Null-Direktionalität in Richtung
des Endgerätes
T2 und einer Maximal-Direktionalität in Richtung der Ausdehnung
des Bereichs A2, zu dem das Endgerät T1 gehört, verwendet wird, und eines Strahls
mit einer Null-Direktionalität
in Richtung des Endgerätes
T2 und einer maximalen Direktionalität in Richtung der Ausdehnung
des Bereichs A5, zu dem das Endgerät T2 gehört.
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Die
Anordnung der Endgeräteklassifizierungseinheit 71 wird
unterhalb detaillierter erläutert.
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4 zeigt
ein Beispiel der inneren Anordnung der Endgeräteklassifizierungseinheit 71.
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Eine
Anfangsgewichtsspeichervorrichtung 711 speichert ein Gewicht,
das dazu verwendet wird, einen Strahl mit einer maximalen Direktionalität in Richtung
des entsprechenden Bereichs auszubilden (in einer Richtung beispielsweise
eines zentralen Abschnitts), als Anfangsgewicht für einen
jeden der Mehrzahl von Bereichen, die durch ein Teilen des Abdeckungsbereichs
der Basisstation erhalten wurden. Beispielsweise werden im Fall
von 3 sieben unterschiedliche anfängliche Gewichte gespeichert, d.h.
ein anfängliches
Gewicht, das zur Bildung eines Strahls mit einer maximalen Direktionalität in Richtung
des Bereichs A1 verwendet wird, ..., eines Anfangsgewichts, das
zur Bildung eines Strahls mit einer maximalen Direktionalität in Richtung
des Bereiches A7 verwendet wird. Es wird darauf hingewiesen, dass
die Anfangsgewichte die Richtungen einer Null-Direktionalität nicht besonders berücksichtigen.
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B1,
B2, B3,..., B7 bezeichnet jeweilig Strahlen mit einer maximalen
Direktionalität
in Richtung der Bereiche A1, A2, A3,..., A7, und "1, W2, W3,..., W7
bezeichnen Gewichte, die zur Bildung dieser Strahlen B1, B2, B3,...,
B7 verwendet werden.
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5 veranschaulicht
beispielhaft die Zustände
der Strahlen B1, B2, B3,..., B7, die unter Verwendung der Gewichte
W1, W2, W3,..., W7 gebildet wurden.
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Eine
Empfangszustandsbeobachtungsvorrichtung 712 beobachtet
ein Signal vom Endgerät 3 beim
Einstellen der in der Anfangsgewichtsspeichervorrichtung 711 gespeicherten
Anfangsgewichte in den Gewichtungsvorrichtungen 5111 bis 5114 der Strahlformungsschaltung 51,
und bestimmt einen Bereich, auf den eine maximale Direktionalität eines Strahls
gerichtet wird, der den besten Empfangszustand des Signals von dem
Endgerät 3 sicherstellen kann
(d.h. eines Bereichs, auf dem durch eine maximale Direktionalität eines
Strahls gezeigt wird, der durch das in diesem Zustand verwendete
Anfangsgewicht gebildet wird), als einen Bereich, zu dem das Endgerät 3 gehört. Die
Empfangszustandsbeobachtungsvorrichtung 712 gibt als das
Beobachtungsergebnis Identifikationsinformation des Endgeräts und solche
des Bereichs, zu dem dieses Endgerät gehört, an die entsprechende Speichereinheit 72 aus.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass der "beste Empfangszustand", wie durch die Empfangszustands-Beobachtungsvorrichtung 712 bewertet,
ein Empfangszustand mit einer maximalen Empfangsleistung ist. Alternativ
kann beispielsweise der beste Empfangszustand als ein Empfangszustand
definiert werden, der ein maximales Signal-zu-Rausch-Leistungsverhältnis aufweist.
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In
der obigen Beschreibung wird die Strahlformungsschaltung 51 bei
einer Beobachtung verwendet. Natürlich
kann die Strahlformungsschaltung 52 verwendet werden. Weiter
kann eine der Strahlformungsschaltungen 51 und 52 fest
verwendet werden, oder kann mittels eines vorgegebenen Verfahrens
bei jeder Beobachtung ausgewählt
werden. Weiter können
unterschiedliche Anfangsgewichte in den zwei Strahlformungsschaltungen
eingestellt werden, um Signale parallel zueinander zu beobachten. Auf
diese Weise kann die für
eine Bewertung erforderliche Zeit verkürzt werden.
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Mit
der oben erwähnten
Anordnung kann ein Bereich, in dem das Endgerät momentan befindlich ist,
unter Verwendung nur der Ausgabe von der Strahlformungsschaltung 51 oder 52 abgeschätzt werden.
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Die
Gewichtberechnungseinheit 73 wird unterhalb erläutert.
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Die
Gewichtsberechnungseinheit 73 tätigt vorgegebene wiederholte
Berechnungen basierend auf dem Empfangssignal von dem Endgerät 3 unter Verwendung
des Anfangsgewichts (d.h. einem Anfangsgewicht, das zur Bildung
eines Strahls verwendet wird, der eine maximale Direktionalität in Richtung
eines gegebenen Bereichs aufweist), gespeichert in der Anfangsgewichtsspeichervorrichtung 711,
als ein Anfangswert, und berechnet somit ein Gewicht, das zur Formung
eines Strahls (mit einer maximalen Direktionalität in Richtung eines gegebenen
Bereichs und) mit einer Null-Direktionalität in Richtung des Endgeräts 3 verwendet
wird (d.h. die Einheit 73 wiederholt Berechnungen eines
Gewichtswerts um die Richtung einer Null-Direktionalität zu der
des Endgeräts 3 zu
konvergieren).
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In
einem praktischen Vorgang zu diesem Zweck wird ein Gewichtsvektor,
der zur Bildung eines Strahls mit einem Direktionalitätsgewinn
in einer erwünschten
Richtung verwendet wird, als ein Anfangswert verwendet, und eine
Null-Direktionalität wird bei
einer ankommenden Schwingungsrichtung eingestellt, während dieser
Gewinn gehalten wird. Eine erforderliche Information ist nur eine
Ausgangsleistung der Strahlformungsschaltung.
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Die
Betriebssequenz zum Tätigen
eines Raumunterteilungsmehrfachzugriffs (SDMA) für zwei Endgeräte durch
die Basisstation in diesem Ausführungsbeispiel
wird unterhalb erläutert.
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Unterhalb
wird ein Fall untersucht, bei dem zwei Endgeräte neuerlich einen Dienst in
der Reihenfolge Endgerät
T1 Endgerät
T2 beziehen. Wie in 3 gezeigt ist das Endgerät T1 innerhalb
des Bereichs A2 befindlich, und das Endgerät T2 ist innerhalb des Bereichs
A5.
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Ein
Registrierungsprozess, bei dem ein neues Endgerät Teilnehmer wird, wird zuerst
erläutert, und
ein Prozess zum Tätigen
eines Raumunterteilungsmehrfachzugriffs SDMA für zwei Endgeräte wird
erläutert.
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6 zeigt
ein Beispiel der Registrierungssequenz eines neuen Endgerätes.
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Die
Registrierungssequenz wird erläutert, wenn
das Endgerät
T1 als ein neues Endgerät
Teilnehmer wird.
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Das
Endgerät
T1 sendet ein Registrierungsanfragesignal zur Basisstation (Schritt
S1).
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Die
Basisstation empfängt
das Signal vom Endgerät
T1. Wenn die Basisstation erkennt, dass das empfangene Signal eine
Registrierungsanfrage ist, weist diese dem Endgerät T1 einen
freien Kanal zu, und weist das Endgerät T1 an, ein Signal mit einer
vorgegebenen Leistung in dem zugewiesenen Kanal zu senden (Schritt
S2). Der vorgegebene Leistungswert muss geeignet eingestellt sein,
um den Einfluss einer übergreifenden
Interferenz von einer benachbarten Zelle zu eliminieren.
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Das
Endgerät
T1 sendet ein Signal unter Verwendung des zugewiesenen Kanals und
der angewiesenen Übertragungsleistung
aus (Schritt S3).
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Während dieses
Intervalls überprüft in der Basisstation
die Empfangsstationsüberwachungsvorrichtung 712 die
Empfangsleistung vom Endgerät T1
beim Einrichten der Anfangsgewichte W1, W2, W3,..., W7, gespeichert
in der Anfangsgewichtsspeichervorrichtung 711 in den Gewichtungsvorrichtungen 5111 bis 5114 der
Strahlformungsschaltung 51, und speichert in der entsprechenden
Speichereinheit 72 den Bereich A2 (7), auf
den die maximale Direktionalität
des Strahls B2 entsprechend der maximalen Empfangsleistung ausgerichtet
ist, als ein Bereich, zu dem das Endgerät T1 gehört (Schritt S4).
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Danach
berechnet die Gewichtsberechnungseinheit 73 ein Gewicht,
das dazu verwendet wird, einen Strahl mit einer Null-Direktionalität in Richtung
des Endgeräts
T1 zu formen. Zu diesem Zeitpunkt wird in diesem Beispiel bezüglich einem Bereich,
auf den eine maximale Direktionalität ausgerichtet ist eine Bedingung
auferlegt, dass Bereiche mit Ausnahme des Bereichs A2, zu dem das
Endgerät
T1 gehört,
um einen vorgegebenen Winkel oder mehr von dem Bereich getrennt
sein müssen,
zu dem das Endgerät
T1 gehört.
Weiter wird als eine weitere Bedingung solch ein Bereich einen oder
mehrere Bereiche von dem Bereich getrennt, zu dem das Endgerät T1 gehört. Unter
diesen Bedingungen sind die Bereiche, auf die die maximale Direktionalität ausgerichtet
ist, die vier Bereiche A4, A5, A6 und A7.
-
Insbesondere,
wie in 8 gezeigt, werden Gewichte W_A4_T1, W_A5_T1, W_A6_T1
und W_A7_T1, die dazu verwendet werden, Strahlen B_A4_T1, B_A5_T1,
B_A6_T1 und B_A7_T1 mit Null-Direktionalität in Richtung
des Endgeräts
T1 und maximaler Direktionalität
in Richtung der Bereiche A4, A5, A6 und A7, die einen vorgegebenen
Winkel oder mehr von dem Bereich A2 getrennt sind, zu dem das Endgerät T1 gehört, zu bilden,
von solchen mit Ausnahme des Bereichs A2 berechnet (Schritte S5 und
S6).
-
In
diesem Fall wird bei Berechnung des Gewichts W_A4_T1 ein Gewicht
berechnet, das dazu verwendet wird, einen Strahl mit Null-Direktionalität in Richtung
des Endgeräts
T1 zu formen, mittels wiederholter Berechnungen basierend auf dem
Empfangssignal von dem Endgerät
T1 unter Verwendung des Anfangsgewichts W4, das in der Anfangsgewichtsspeichervorrichtung 711 als
ein Anfangswert gespeichert ist. Entsprechend werden die Gewichte W_A5_T1,
W_A6_T1 und W_A7_T1 unter Verwendung der Anfangsgewichte W5, W6
und W7 als Anfangswerte berechnet.
-
Diese
durch die Gewichtsberechnungseinheit 73 berechneten Gewichte
W_A4_T1, W_A5_T1, W_A6_T1 und W_A7_T1 werden in der Gewichtsspeichereinheit 74 gespeichert
(Schritte S5 und S6).
-
Wenn
eine maximale Direktionalität
einen vorgegebenen Winkel oder mehr von Null getrennt ist, wie oben
beschrieben, kann die Gewinndifferenz zwischen maximaler Direktionalität und Null
eingestellt werden, dass sie ein vorgegebener Wert oder mehr ist.
-
Mit
den vorhergehend genannten Prozessen weist die Basisstation das
Endgerät
T1 an, eine Signalübertragung
zu beenden, da eine Registrierung des Endgeräts T1 beendet ist (Schritt
S7).
-
Nachfolgend
wird angenommen, dass das Endgerät
T2 diesen Dienst neuerlich bezieht.
-
In
diesem Fall wird die gleiche Sequenz wie in 6 ebenso
ausgeführt.
Das heißt,
der Bereich A5, auf den die maximale Direktionalität des Strahls B5
entsprechend der maximalen Empfangsleistung von dem Endgerät T2 ausgerichtet
ist, wird als ein Bereich in der entsprechenden Speichereinheit 72 als
ein Bereich gespeichert, zu dem das Endgerät gehört. Danach werden, wie in 9 gezeigt,
Gewichte W_A1_T2, W_A2_T2, W_A3_T2 und W_A7_T2, dazu verwendet,
Strahlen B_A1_T2, B_A2_T2, B_A3_T2 und B_A7_T2 mit Null-Direktionalität in Richtung
des Endgeräts
T2 und maximaler Direktionalität
in Richtung der Bereiche A1, A2, A3 und A7, getrennt um einen vorgegebenen
Winkel oder mehr von dem Bereich A5, zu dem das Endgerät T2 gehört, zu bilden,
von solchen mit Ausnahme des Bereichs A5 berechnet. In diesem Fall
werden die Anfangsgewichte W1, W2, W3 und W7 als Anfangswerte verwendet.
Die durch die Gewichtsberechnungseinheit 73 berechneten
Gewichte werden in der Gewichtsspeichereinheit 74 gespeichert.
Mit dem vorhergehend genannten Prozess weist die Basisstation das
Endgerät
T2 an, eine Signalübertragung
zu beenden, da die Registrierung des Endgeräts T2 vervollständigt ist.
-
10 zeigt
ein Beispiel der Speicherinhalte der Korrespondenzspeichervorrichtung 72 bei
Vervollständigung
einer Registrierung der Endgeräte
T1 und T2.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird die Registrierungssequenz für
andere Endgeräte
T3, T4,... auf die gleiche Weise wie oben beschrieben ausgeführt, wenn
diese Endgeräte
T3, T4,... neuerlich den Dienst nach den Endgeräten T1 und T2 beziehen.
-
Ein
Prozess zum Tätigen
eines Raumunterteilungsmehrfachzugriffs (SDMA) für die zwei Endgeräte T1 und
T2 wird unterhalb erläutert.
-
11 zeigt
ein Beispiel der Verarbeitungssequenz in diesem Fall.
-
Die
Endgeräte
T1 und T2 senden Kommunikationsanfragesignale zu der Basisstation
(Schritt S8).
-
Die
Basisstation empfängt
die Signale von den Endgeräten
T1 und T2. Wenn die Basisstation erkennt, dass diese Signale Kommunikationsanfragen
sind setzt, da das Gewicht W_A5_T1, verwendet zur Bildung des Strahls
B_A5_T1 mit Null-Direktionalität in Richtung
des Endgeräts
T1 und maximaler Direktionalität
in Richtung des Bereichs A5, zu dem das Endgerät T2 gehört, und das Gewicht W_A2_T2,
verwendet zur Bildung des Strahls B_A2_T2 mit Null-Direktionalität in Richtung
des Endgeräts
T2 und maximaler Direktionalität
in Richtung des Bereichs A5, zu dem das Endgerät T1 gehört, in der Gewichtsspeichervorrichtung 74 gespeichert
sind, die Gewichtsauswahleinheit 75 beispielsweise das
Gewicht W_A5_T1 in den Gewichtungsvorrichtungen 5111 bis 5114 der
Strahlformungsschaltung 51 und das Gewicht W_A2_T2 in den
Gewichtungsvorrichtungen 5211 bis 5214 der Strahlformungsschaltung 52 (Schritt
S9). Natürlich
kann die Entsprechung zwischen den Gewichten und Strahlformungsschaltungen
unterschiedlich von der oben beschriebenen sein (umgekehrt).
-
12 stellt
beispielhaft die Zustände
der Strahlen zu diesem Zeitpunkt dar.
-
Danach
wird ein identischer Kanal den Endgeräten T1 und T2 zugewiesen (Schritt
S10).
-
Auf
diese Weise können
Signale von den Endgeräten
T1 und T2 jeweilig durch die Empfänger 62 und 61 ohne
Interferenz miteinander empfangen werden (natürlich werden, wenn die Entsprechung zwischen
den Gewichten und den Strahlformungsschaltungen zu dem oben beschriebenen
umgekehrt wird, Signale von den Endgeräten T1 und T2 jeweilig durch
die Empfänger 61 und 62 empfangen).
-
Wenn
eine Kommunikation mit nur einem Endgerät getätigt wird (z.B. T1), nachdem
die Gewichte berechnet sind, die eine Null-Direktionalität betrachten,
kann eine Kommunikation unter Verwendung des Anfangsgewichts (z.B.
W2) getätigt
werden, das zur Bildung eines Strahls mit maximaler Direktionalität in Richtung
des Bereichs A2, zu dem das Endgerät T1 gehört, verwendet wird, oder unter
Verwendung eines von Gewichten (z.B. W_A2_T2), verwendet zur Bildung
eines Strahls mit maximaler Direktionalität in Richtung des Bereichs
A2, zu dem das Endgerät
T1 gehört,
und Null-Direktionalität in Richtung
eines Endgeräts
in einem anderen Bereich.
-
(Zweites Ausführungsbeispiel)
-
Da
dieses Ausführungsbeispiel
im wesentlichen das gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel ist, werden
unterhalb hauptsächlich
Unterschiede zwischen diesem Ausführungsbeispiel und dem ersten
Ausführungsbeispiel
beschrieben.
-
13 zeigt
ein Beispiel der Anordnung eines adaptiven Arrays, der in einer
Basisstation in Übereinstimmung
mit diesem Ausführungsbeispiel bereitgestellt
ist.
-
Wie
im Beispiel der Anordnung des adaptiven Arrays in 13 gezeigt,
unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel
von dem ersten Ausführungsbeispiel
darin, dass eine Anfangswertauswahleinheit 76 dem Beispiel
der Anordnung des adaptiven Arrays des ersten in 2 gezeigten
Ausführungsbeispiels
hinzugefügt
ist.
-
Diese
Anfangswertauswahleinheit 76 wählt das in der Anfangsgewichtsspeichervorrichtung 711 der
Endgeräteklassifizierungseinheit 71 oder
das (zur Bildung eines Strahls mit Null-Direktionalität in Richtung
eines gegebenen Endgeräts
und maximaler Direktionalität
in Richtung der Ausdehnung eines gegebenen Bereichs) in der Gewichtsspeichereinheit 74 gespeicherte
Gewicht aus, auf Grundlage der Registrierungsaufzeichnung (Endgeräte-Bereichskorrespondenzinformation),
gespeichert in der Korrespondenzspeichereinheit 72, und
gibt das ausgewählte Gewicht
als einen Anfangswert an die Gewichtsberechnungseinheit 73 aus.
-
Wenn
die Gewichtsspeichereinheit 74 eine Mehrzahl von Gewichten
speichert, die ausgewählt werden
können,
kann eines der Gewichte basierend auf einem vorgegebenen Kriterium
ausgewählt
werden (beispielsweise zufällig
oder mit geeigneter Reihenfolge, ein zuerst erzeugtes Gewicht, ein
zuletzt erzeugtes Gewicht oder ähnliches).
-
Ein
Prozess, der ausgeführt
wird, wenn ein Endgerät
T3, das zum gleichen Bereich gehört
wie das Endgerät
T2, neuerlich einen Dienst bezieht, nach einer Registrierung der
Endgeräte
T1 und T2, wird unterhalb erläutert.
-
Der
Prozess zu diesem Zeitpunkt ist im wesentlichen der gleiche wie
bei der Registrierungssequenz der Endgeräte T1 und T2, oben erwähnt, mit Ausnahme,
dass die Anfangswertauswahleinheit 76 einen Anfangswert
eines Gewichts in den Gewichtsberechnungen wie erforderlich auswählt.
-
14 zeigt
ein Beispiel der Verarbeitungssequenz in solch einem Fall (was im
wesentlichen der gleiche Ablauf der Sequenz in 6 ist).
-
Das
Endgerät
T3 sendet ein Registrierungsanfragesignal an die Basisstation aus
(Schritt S11).
-
Die
Basisstation empfängt
das Signal von dem Endgerät
T3. Wenn die Basisstation erkennt, dass das empfangene Signal eine
Registrierungsanfrage ist, weist sie einen freien Kanal dem Endgerät T3 zu,
und weist das Endgerät
T3 an, ein Signal mit einer vorgegebenen Leistung zu senden (Schritt S12).
-
Das
Endgerät
T3 sendet ein Signal mit der zugewiesenen Leistung in dem zugewiesenen
Kanal aus (Schritt S13).
-
Die
Basisstation speichert den Bereich A5, auf den die maximale Direktionalität des Strahls
B5 entsprechend der maximalen Empfangsleistung von dem Endgerät T3 in
der Korrespondenzspeichereinheit 72 gerichtet ist, als
einen Bereich, zu dem das Endgerät
gehört
(Schritt S14).
-
15 zeigt
ein Beispiel der Speicherinhalte der Korrespondenzspeichereinheit 72 bei
Beendigung der Registrierung des Endgeräts T3.
-
Danach
wählt die
Anfangswertauswahleinheit 76 einen Anfangswert eines Gewichts
aus, das in die Gewichtsberechnungseinheit 73 einzugeben
ist. Anfangs schlägt
die Anfangswertauswahleinheit 76 die Inhalte der Korrespondenzspeichereinheit 72 nach.
Wenn die Einheit 76 feststellt, dass das Endgerät T2 bereits
in dem Bereich A5 registriert wurde, zu dem das Endgerät T3 gehört, gibt
diese Gewichte W_A1_T2, W_A2_T2, W_A3_T2 und W_A7_T2, die in der
Gewichtsspeichereinheit 74 gespeichert sind, und die eine
Nulldirektionalität
in Richtung des Endgeräts
T2 aufweisen, an die Gewichtsberechnungseinheit 73 als
Anfangswerte für
Gewichte aus. Falls eine Mehrzahl von Endgeräten bereits in dem Bereich
A5 registriert wurden, zu dem das Endgerät T3 gehört, kann ein Gewicht entsprechend
einem minimalen Empfangssignal von dem Endgerät T3 als ein Anfangswert verwendet
werden.
-
Falls
das Endgerät
T3 zu einem Bereich gehört,
der sich von dem der bereits registrierten Endgeräte T1 und
T2 unterscheidet, wird festgestellt, dass kein Endgerät bisher
in dem Bereich registriert wurde, zu dem das Endgerät T3 gehört. In solch
einem Fall werden die Anfangsgewichte W1, W2, W3 und W7, die in
der Anfangsgewichtsspeichervorrichtung 711 der Endgeräteklassifizierungseinheit 71 gespeichert
sind, in die Gewichtsberechnungseinheit 73 als Anfangswerte
von Gewichten eingegeben (in diesem Fall werden demzufolge die gleichen
Berechnungen wie im ersten Ausführungsbeispiel
getätigt).
-
Danach
berechnet die Gewichtsberechnungseinheit 73 Gewichte W_A1_T3,
W_A2_T3, W_A3_T3 und W_A7_T3, verwendet zur Bildung von Strahlen
B_A1_T3, B_A2_T3, B_A3_T3 und B_A7_T3 mit Null-Direktionalität in Richtung des Endgeräts T3 und
maximaler Direktionalität
in Richtung der Bereiche A1, A2, A3 und A7, die einen vorgegebenen
Winkel oder mehr von dem Bereich A5 getrennt sind, zu dem das Endgerät T3 gehört, von Bereichen
mit Ausnahme des Bereichs A5 (Schritte S15 und S16).
-
Die
durch die Gewichtsberechnungseinheit 73 berechneten Gewichte
werden in der Gewichtsspeichereinheit 74 gespeichert (Schritte
S15 und S16).
-
Mit
den vorhergehend erwähnten
Prozessen weist die Basisstation das Endgerät T2 an, eine Signalübertragung
zu beenden, da die Registrierung des Endgeräts T3 vervollständigt ist
(Schritt S17).
-
Auf
diese Weise können,
wenn ein anderes Endgerät
bereits in einem identischen Bereich registriert wurde, die für das bereits
registrierte Endgerät berechneten
Gewichte als Anfangswerte verwendet werden. Da in diesem Fall Strahlen
mit Null-Direktionalität
in Richtung der Umgebungen der Richtung des Endgeräts T3 bereits
geformt wurden, während die
Anfangswerte der Gewichte eingestellt sind, kann die Anzahl von
wiederholten Berechnungen vermindert werden, die dazu erforderlich
sind, Gewichte zu berechnen, die zur Bildung von Strahlen mit Null-Direktionalität in Richtung
des Endgeräts
T3 und maximaler Direktionalität
in Richtung der Bereiche A1, A2, A3 und A7 verwendet werden.
-
Daher
können
dem Endgerät
T3 für
eine Nullsteuerung zuzuweisende Kanäle reduziert werden.
-
Es
wird darauf hingewiesen, dass die Betriebssequenz beim Tätigen eines
Raumunterteilungsmehrfachzugriffs (SDMA) für zwei Endgeräte durch
die Basisstation dieses Ausführungsbeispiels die
gleiche wie im ersten Ausführungsbeispiel
ist.
-
Beispielsweise
werden beim Tätigen
eines Raumunterteilungsmultiplexzugriffs (SDMA) für die zwei
Endgeräte
T1 und T3 das Gewicht W_A5_T1, verwendet zur Bildung des Strahls
B_A5_T1 mit Null-Direktionalität
in Richtung des Endgeräts
T1 und maximaler Direktionalität
in Richtung des Bereichs A5, zu dem das Endgerät T2 gehört, und das Gewicht W_A2_T3,
verwendet zur Bildung des Strahls B_A2_T3 mit Null-Direktionalität in Richtung
des Endgeräts
T3 und maximaler Direktionalität
in Richtung des Bereichs A5, zu dem das Endgerät T1 gehört, verwendet.
-
Im
ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen
Beispielen ist der Multiplexgrad 2. Natürlich kann die vorliegende
Erfindung auf einen Fall angewendet werden, bei dem der Multiplexgrad 3 oder
mehr ist. Auch in solch einem Fall kann die zu haltende Anzahl von
Gewichten kleiner als im Stand der Technik sein.
-
Wenn
beispielsweise der Multiplexgrad 3 ist, unter der Annahme,
dass Endgeräte
T1 bis T3 gleichzeitig Kommunikationen unter Verwendung eines einzigen
Kanal durchführen,
und jeweilig zu Bereichen A1, A3 und A5 gehören, können jeweilig in drei Strahlformungsschaltungen
für das
Endgerät
T1 ein Gewicht W_A1_T2_T3, verwendet zur Bildung eines Strahls mit
Null-Direktionalität
in Richtung der Endgeräte
T2 und T3 und maximaler Direktionalität in Richtung des Bereichs
A1, zu dem das Endgerät
T1 gehört,
für das
Endgerät
T2 ein Gewicht W_A3_T1_T3, verwendet zur Bildung eines Strahls mit
Null-Direktionalität
in Richtung der Endgeräte
T1 und T3 und maximaler Direktionalität in Richtung des Bereichs A3,
zu dem das Endgerät
T2 gehört,
und für
das Endgerät
T3 ein Gewicht W_A5_T1_T2, verwendet zur Bildung eines Strahls mit
Null-Direktionalität
in Richtung der Endgeräte
T1 und T2 und maximaler Direktionalität in Richtung des Bereichs
A5, zu dem das Endgerät
T3 gehört
gesetzt werden.
-
Auch
wenn der Multiplexgrad 3 oder mehr ist, kann der gleiche
Effekt erhalten werden, wenn die Anfangswertauswahleinheit 76 des
zweiten Ausführungsbeispiels
Anfangswerte für
Gewichtsberechnungen auswählt.
-
Wie
oben erläutert
wird in Übereinstimmung mit
diesem Ausführungsbeispiel
ein Bereich, zu dem ein gegebenes Endgerät gehört, aus einer Mehrzahl von
Bereichen, erlangt durch ein Teilen des Abdeckungsbereichs der Basisstation
in Übereinstimmung mit
einer Richtung, anstelle eines Vorbereitens von orthogonalen Strahlen
in Entsprechung zu Kombination von Endgeräten geschätzt, und Gewichte, Verwendung
zur Bildung eines Strahls mit Null-Direktionalität in Richtung eines Endgeräts und maximaler Direktionalität in Richtung
eines gegebenen Bereichs werden gehalten, wodurch die Anzahl von
zu haltenden Gewichten reduziert wird.
-
Weiter
werden in Übereinstimmung
mit diesem Ausführungsbeispiel
zur Bildung von Strahlen mit maximaler Direktionalität in Richtung
einer Mehrzahl von Bereichen, erlangt durch ein Teilen des Abdeckungsbereichs
der Basisstation, verwendete Gewichte vorab gespeichert, und ein
Bereich, auf den eine maximale Direktionalität eines Strahls, der einen Empfang
eines Signals von einem Endgerät
mit der höchsten
Empfangsleistung oder Signal-zu-Rauschverhältnis beim Einstellen dieser
Gewichte in den Gewichtungsvorrichtungen ausgerichtet ist, wird
als ein Bereich bestimmt, zu dem das Endgerät gehört. Somit kann ein Bereich,
zu dem das Endgerät
gehört, nur
aus der Ausgabe von der Strahlformungseinrichtung geschätzt werden.
-
Weiter
können
in Übereinstimmung
mit diesem Ausführungsbeispiel
bei Berechnung von Gewichten, die dazu verwendet werden, Strahlen
mit Null-Direktionalität
in Richtung eines Endgeräts
und maximaler Direktionalität
in Richtung eines gegebenen Bereichs zu bilden, da Gewichte als
Anfangswerte eingestellt werden, die dazu verwendet werden, Strahlen
mit maximaler Direktionalität
in Richtung des gegebenen Bereichs verwendet werden, die Anzahl
von erforderlichen wiederholten Berechnungen reduziert werden.
-
Darüber hinaus
kann bei diesem Ausführungsbeispiel
bei einer Berechnung von Gewichten, die dazu verwendet werden, Strahlen
mit einer Null-Direktionalität
in Richtung eines Endgeräts
und maximaler Direktionalität
in Richtung eines gegebenen Bereichs verwendet werden, die Anzahl
von erforderlichen wiederholten Berechnungen reduziert werden, da
Gewichte, verwendet zur Bildung von Strahlen mit Null-Direktionalität in Richtung
der Umgebungen der Richtung des Endgeräts als Anfangswerte eingestellt
werden.
-
Zusätzlich ist
in Übereinstimmung
mit diesem Ausführungsbeispiel,
da Gewichte, verwendet zur Bildung von Strahlen mit Null-Direktionalität in Richtung
eines Endgeräts
und maximaler Direktionalität
in Richtung von Bereichen, die von dem Bereich, zu dem das Endgerät gehört, getrennt
sind, berechnet werden, mit Ausnahme für den Bereich, zu dem das Endgerät gehört, eine
maximale Direktionalität einen
vorgegebenen Winkel oder mehr von Null getrennt, wodurch die Gewinndifferenz
zwischen einer maximalen Direktionalität und Null auf einen vorgegebenen
Wert oder mehr eingestellt wird.
-
(Drittes Ausführungsbeispiel)
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird die vorliegende Erfindung auf ein IEEE802.11 drahtloses LAN-System
unter Verwendung von CSMA/CA angewendet. Da das herkömmliche
IEEE802.11 drahtlose LAN-System mit CSMA/CA keine integrierte Steuerung
einer Paketübertragung
tätigt,
wie oben beschrieben, ist es schwierig, eine Situation zu erreichen,
in der nur ein zu unterdrückendes
Endgerät oder
Basisstation Pakete überträgt. Als
eine Folge überträgt ein Endgerät der eigenen
Zelle Pakete anstelle des Endgeräts
oder der Basisstation, das (die) zu unterdrücken ist, und unerwünschte Strahlen
werden gebildet, die solche Pakete unterdrücken. Dieses Ausführungsbeispiel
löst dieses
Problem.
-
18 zeigt
ein Beispiel eines drahtlosen Kommunikationssystems in Übereinstimmung
mit dem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
-
Basisstation
(AP) 111 bis 114, 211 bis 214 und 311 bis 314 umfassen
jeweilig übertragungsadaptive
Arrays (Übertragungs-SA) 131 bis 134, 231 bis 234,
und 331 bis 334 und empfangsadaptive Arrays (Empfangs-SA) 141 bis 144, 241 bis 244 und 341 bis 344,
die Arrayantennen 101 bis 104, 201 bis 204 und 301 bis 304 gemeinsam
nutzen.
-
In 18 nutzen
die adaptiven Übertragungs-
und Empfangsarrays die gleichen Arrayantennen. Alternativ können die
adaptiven Übertragungs-
und Empfangsarrays unabhängige
Arrayantennen verwenden.
-
Ein
beliebiger Ort in einer Zelle wird von Übertragungs- und Empfangsstrahlen
abgedeckt, die durch die adaptiven Arrays mindestens einer AP gebildet
werden. Mit dieser Anordnung können
Endgeräte
(STA) 121 bis 124, 221 bis 224,
und 321 bis 324, angeordnet an beliebigen Orten
in Zellen, mit entsprechenden APs kommunizieren.
-
Dieses
Ausführungsbeispiel
wird einen Fall beispielhaft erläutern,
bei dem Interferenzwellen von den APs 312 und 212,
die zu Interferenzquellen für die
AP 112 werden, die Ch7 verwendet, auf weniger als den Trägererfassungspegel
durch die Empfangs-SA 142 reduziert werden.
-
Der
Grund, warum zu unterdrückende
Objekte auf APs begrenzt sind, und warum der Unterdrückungspegel
auf den Trägerwahrnehmungspegel begrenzt
ist, ist es, die erforderliche Anzahl von Antennenelementen zu reduzieren,
und um die Vorrichtungsgröße zu reduzieren.
Obwohl die zu unterdrückenden
Objekte begrenzt sind, ist, falls der AP-Verkehr stärker als der STA ist, da eine
Paketübertragungsverzögerung des
AP aufgrund der Trägerabtastung
von einem benachbarten AP gesendeten Paketen hauptsächlich den
Durchsatz des Gesamtsystems verschlechtert, der Effekt einer Verbesserung des
Durchsatzes bei der vorliegenden Erfindung groß.
-
19 zeigt
ein Strahlsteuerverfahren der SA 142 im dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
-
Ein Übertragungsstrahl
der Übertragungs-SA 132,
ein Empfangsstrahl der Empfangs-SA 142, ein Übertragungsstrahl
der Übertragungs-SA 131 und
ein Empfangsstrahl der Empfangs- SA 141 werden
eingestellt, um einen einzelnen Bereich abzudecken.
-
Weiter
werden ein Übertragungsstrahl
der Übertragungs-SA 232,
ein Empfangsstrahl der Empfangs-SA 242, ein Übertragungsstrahl
der Übertragungs-SA 231,
und ein Empfangsstrahl der Empfangs-SA 241 so eingestellt,
dass sie einen einzelnen Bereich abdecken.
-
Weiter
werden ein Übertragungsstrahl
der Übertragungs-SA 332,
ein Empfangsstrahl der Empfangs-SA 342, ein Übertragungsstrahl
der Übertragungs-SA 331,
und ein Empfangsstrahl der Empfangs-SA 341 so eingestellt,
dass sie einen einzelnen Bereich abdecken (Schritt 101).
-
Mit
dieser Anordnung kann ein Roaming der STAs 122, 222 und 322 zu
den APs 111, 211 und 311 getätigt werden.
-
Nachfolgend
wird die Übertragung
von den Übertragungs-SAs 132, 232 und 332 für einen
Zeitraum T ausgesetzt (Schritt 102). Auf diese Weise, da die
STAs 122, 222 und 322 nicht mit den APs 112, 212 und 312 kommunizieren
können,
roamen diese zu den APs 112, 212 und 312 nach
einer vorgegebenen Zeitperiode.
-
Es
wird überprüft, ob die
STAs 122, 222 und 322 jeweilig zu den
APs 112, 212 und 312 roamen (Schritt 103).
Dieser Betriebsschritt kann getätigt werden,
falls die MAC-Schicht überwacht
werden kann.
-
Nach
einer Bestätigung
eines Roamens zu den STAs 122, 222 und 322 wird
eine Paketübertragung
von der Übertragungs-SA 132 ausgesetzt (Schritt 104).
Auf diese Weise, da der AP 112, dessen Strahlsteuerung
vorgenommen wird, keinen Beacon aussendet, kann ein Roamen von den
STAs zu dem AP 112 verhindert werden.
-
Die
Empfangs-SAs 242 und 342 sind eingestellt, dass
sie keine Pakete empfangen (Schritt 105). Genauer gesagt,
können
die Empfangs-SA 242 und 342 von den APs 212 und 312 mittels
Schaltern abgetrennt werden. Alternativ können die Empfangsgewinne der
Empfangs-SAs 242 und 342 vermindert werden. Auf
diese Weise, da der Rückzugsprozess der
APs 212 und 312 aufgrund einer Trägerabtastung vermieden
werden kann, kann ein Problem einer Paketübertragungsverzögerung gelöst werden.
-
Die Übertragungs-SAs 232 und 332 senden Multicast-Pakete
aus (Schritt 106). Auf diese Weise, da die Multicast-Pakete
keinen ACK-Empfang von den STAs erfordern, und da der Rückzugsprozess aufgrund
eines ACK nicht empfangsvermieden werden kann, kann ein Problem
einer Paketübertragungsverzögerung gelöst werden.
Insbesondere ist dieses Ausführungsbeispiel
wirksam, wenn die Empfangs-SAs 242 und 342 so
eingestellt sind, dass sie nicht irgendwelche Pakete empfangen.
-
Der
Gewinn des Empfangsstrahls der Empfangs-SA 142 in der Hauptkeulenrichtung
wird beschränkt
(Schritt 107).
-
Eine
Strahlsteuerung wird basierend auf dem richtungsbeschränkten Leistungsminimierungsverfahren
getätigt,
so dass die Empfangsleistung nach einem Kombinieren des Empfangs-SA 142 gleich
oder geringer als der Trägerwahrnehmungspegel
wird (Schritt 108).
-
Dieses
Ausführungsbeispiel
verwendet das richtungsbeschränkte
Leistungsminimierungsverfahren als Strahlsteueralgorithmus. Dieser
Algorithmus unterdrückt
alle empfangenen Signale als Interferenz, während ein Gewinn in einer bestimmten
Richtung aufrecht erhalten wird. Daher kann, wenn eine Situation,
in der nur Interferenzwellen von nur den APs 212 und 312 ankommen,
entsteht, und das richtungsbeschränkte Leistungsminimierungsverfahren verwendet
wird, ein Strahl gebildet werden, der einen bestimmten Bereich in
der eigenen Zelle abdeckt und Interferenzwellen von den APs 212 und 312 entfernt.
-
Mit
diesem Steuerverfahren kann die Anzahl von Interferenzwellen als
zu unterdrückende
Objekte beschränkt
werden, um die Vorrichtungsgröße zu reduzieren,
eine Situation, in der nur Interferenzwellen als zu unterdrückende Objekte
vorliegen, kann eingestellt werden, und ein Strahl, der diese Interferenzwellen
entfernt, kann gebildet werden.
-
Da
das zu unterdrückende
Objekt auf benachbarte AP beschränkt
ist, ist dieses Ausführungsbeispiel
insbesondere wirksam, wenn der AP-Verkehr stärker als der der STA ist. Da
der Unterdrückungspegel
so eingestellt ist, dass er geringer als der Trägerwahrnehmungspegel ist, kann
eine Paketübertragungsverzögerung des
AP aufgrund einer Trägerabtastung
von von benachbarten AP gesendeten Paketen vermieden werden, und
somit kann der Durchsatz des Gesamtsystems verbessert werden.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
können
Konfigurationen der APs und von Übertragungs-
und Empfangs-SAs lokal direktiv gesteuert werden, oder können durch
einen Controller gesteuert werden, der eine integrierte Steuerung
durchführt.
-
Bei
Tätigung
einer integrierten Steuerung kann entweder eine drahtgebundene oder
drahtlose Steuerung verwendet werden.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird ein Paar von Übertragungs- und Empfangs-SAs
an jedem AP bereitgestellt. Alternativ kann eine Mehrzahl von APs ein
Paar von Übertragungs-
und Empfangs-SAs gemeinsam nutzen.
-
Die
interne Anordnung eines Controllers des adaptiven Arrays wird unterhalb
unter Verwendung von 20 beschrieben.
-
Durch
eine Arrayantenne 400 empfangene Empfangssignale werden
jeweilig durch eine Empfangsstrahlformungsschaltung 404 gewichtet,
um einen Strahl zu bilden. Die Ausgabe von der Empfangsstrahlformungsschaltung 404 wird
in einen Empfangsschalter 405 eingegeben. Wenn der Empfangsschalter
AN ist, wird die Ausgabe von der Empfangsstrahlformungsschaltung 404 in
einen AP 401 eingegeben.
-
Ein
von dem AP 401 gesendetes Paket wird in einen Übertragungsschalter 402 eingegeben. Wenn
der Übertragungsschalter
AN ist, wird ein von dem AP 401 gesendetes Signal in eine Übertragungsstrahlformungsschaltung 403 eingegeben. Nach
einer Gewichtung des Eingangssignals wird das Signal von der Arrayantenne übertragen,
wodurch ein Strahl geformt wird.
-
Eine
Schnittstellenerzeugungseinheit 407 umfasst einen Empfangstrenner 408 und
einen Multicast-Paketübertragungscontroller 409.
Der Empfangstrenner 408 setzt den Empfangsschalter 405 AUS.
Der Multicast-Paketübertragungscontroller 409 sendet
einen Befehl zum AP 401, um ein Multicast-Paket zu senden.
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Mit
dieser Anordnung kann, wenn ein anderer AP Gewichte steuert, sodass
der AP 401 eine Interferenzquelle ist, da der AP 401 keinen
Rückzugsprozess
aufgrund einer Trägerabtastung
oder Nichtempfang eines ACK durchführt, ein Problem einer Paketübertragungsverzögerung gelöst werden.
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Eine
Interferenzunterdrückungseinheit 410 umfasst
einen Übertragungstrenner 411 und
einen Gewichtscontroller 412. Der Übertragungstrenner 411 stellt
den Übertragungsschalter 402 auf
AUS. Der Gewichtscontroller 412 berechnet und setzt Gewichte
in der Empfangsstrahlformungsschaltung 404 auf Grundlage
der Ausgabe von der Empfangsstrahlformungsschaltung 404.
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Wenn
ein anderer AP Gewichte so steuert, dass der AP 401 eine
Interferenzquelle ist, kann mit dieser Anordnung, da kein Beacon
zu einem Endgerät
gesendet wird, das Endgerät
daran gehindert werden, durch ein Roaming Teilnehmer am AP 401 zu werden,
dessen Strahlsteuerung vorgenommen wird. Daher kann eine Situation
gebildet werden, in der keine Interferenz von dem Endgerät vorliegt.
Weiter kann verhindert werden, dass das Übertragungssignal vom AP 401 selbst
durch die Arrayantenne 400 empfangen wird, um negativ die
Strahlsteuerung zu beeinflussen.
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Mit
diesem Ausführungsbeispiel
wird der AP 401 direkt durch nur den Multicast-Paketübertragungscontroller
gesteuert, kann jedoch auch über den
Netzstamm 406 gesteuert werden. In solch einem Fall erfordert
der AP 401 in diesem Ausführungsbeispiel keine Implementierung
irgendwelcher zusätzlicher
Funktionen, und ein existierender AP kann verwendet werden. Weiter
kann die Interferenzerzeugungseinheit 407 und Interferenzunterdrückungseinheit 401 über den
Netzstamm 406 gesteuert werden.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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Da
dieses Ausführungsbeispiel
im wesentlichen das gleiche wie das dritte Ausführungsbeispiel ist, wird nur
die Differenz zwischen diesem Ausführungsbeispiel und dem dritten
Ausführungsbeispiel unterhalb
erläutert.
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21 zeigt
ein Beispiel eines drahtlosen Kommunikationssystems in Übereinstimmung
mit einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in 21 gezeigt, unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel
von dem dritten Ausführungsbeispiel
darin, dass benachbarte Zellen unterschiedliche Funkkanäle nutzen,
und dass ein beliebiger Ort in einer Zelle durch Übertragungs-
und Empfangsstrahlen abgedeckt ist, die durch adaptive Arrays von
mindestens drei APs gebildet sind.
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Da
benachbarte Zellen unterschiedliche Funkkanäle verwenden, vermindert sich
der Interferenzpegel von dem benachbarten AP, was eine kleine Interferenzunterdrückungsgröße und eine
kleine Vorrichtungsgröße ergibt.
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Da
jede Zelle durch drei Strahlen abgedeckt ist, kann die STA zu zwei
APs mittels einer Strahlsteuerung roamen.
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Unterhalb
wird beispielhaft ein Fall dargestellt, bei dem Interferenzwellen
von APs 211, 212, 311 und 312,
die zu Interferenzquellen für
einen AP 412 werden, der einen Ch5 verwendet, auf weniger als
den Trägerwahrnehmungspegel
reduziert werden. STAs 422, 221, 222, 321 und 322,
die mit APs 412, 211, 212, 311 und 312 assoziiert
sind, können zu
APs 421 oder 413, 214, 213, 314 und 313 roamen.
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In Übereinstimmung
mit dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, kann, da das zu unterdrückende Objekt
auf einen benachbarten AP begrenzt ist, und der Unterdrückungspegel
unter den Trägerwahrnehmungspegel begrenzt
ist, die Anzahl von Antennenelementen reduziert werden, und die
Vorrichtungsgröße wird
klein. Obwohl die zu unterdrückenden
Objekte begrenzt sind, ist, falls der AP-Verkehr stärker als
die STA ist, da eine Paketübertragungsverzögerung des
AP aufgrund der Trägerwahrnehmung
von von einem benachbarten AP gesendeten Paketen im wesentlichen den
Durchsatz des Gesamtsystems verschlechtert, die Wirkung einer Verbesserung
des Durchsatzes bei der vorliegenden Erfindung groß.
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Da
ein beliebiger Ort in einer Zelle durch Übertragungs- und Empfangsstrahlen
von mindestens zwei APs abgedeckt ist, und das richtungsbeschränkte Leistungsminimierungsverfahren
nach einem Roamen der STA ausgeführt
wird, kann verhindert werden, dass ein Strahl gebildet wird, der
ein von der STA zu sendendes Paket unterdrückt. Weiter kann die STA mit
einem weiteren AP auch während einer
Strahlsteuerung kommunizieren.
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Da
ein AP, dessen Strahlsteuerung gegenwärtig vorgenommen wird, keinen
Beacon aussendet, kann ein Roamen der STA verhindert werden.
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Da
der Empfangs-SA eines interferierenden AP so eingestellt ist, dass
kein Paket empfangen wird, kann verhindert werden, dass der interferierende
AP einen Rückzugsprozess
aufgrund einer Trägerwahrnehmung
durchführt,
wodurch ein Problem einer Paketübertragungsverzögerung gelöst wird.
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Da
ein interferierender AP ein Multicast-Paket sendet, das von der
STA keinen ACK-Empfang erfordert, und da ein Rückzugsprozess aufgrund eines
Nichtempfangs einer ACK verhindert werden kann, kann ein Problem
einer Paketübertragungsverzögerung gelöst werden.
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Da
benachbarte Zellen unterschiedliche Funkkanäle verwenden, vermindert sich
der Interferenzpegel von einem benachbarten AP, was eine kleine
Interferenzunterdrückungsgröße und eine
kleine Vorrichtungsgröße zur Folge
hat.
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Da
ein beliebiger Ort in einer Zelle durch drei Strahlen abgedeckt
ist, kann die STA zu zwei APs während
einer Strahlsteuerung roamen.