JP2010056714A - Radio communication device, radio communication method, and radio communication program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To cause another radio communication device which receives transmitted signals suitably to extract signals by executing the calculation of weight by an adaptive array technique for each of frequency domains divided into plural to a PRU when performing reception and using appropriate weight when performing transmission. <P>SOLUTION: A base station 120 as the radio communication device executes the calculation of the weight in the adaptive array technique for each of the frequency domains divided into plural to the PRU of reference signals received from a PHS terminal 110 as another radio communication device respectively, and includes a signal generation part 232 for reflecting the calculated weight on received signals and generating desired signals, a weight selection part 234 for selecting the weight satisfying a prescribed condition from the calculated weight, and a signal transmission part 222 for transmitting the signals reflecting the selected weight on the entire frequency domains of the PRU. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数のアンテナ素子を有する無線通信装置、無線通信方法および無線通信プログラムに関する。   The present invention relates to a wireless communication apparatus having a plurality of antenna elements, a wireless communication method, and a wireless communication program.

近年、PHS(Personal Handy phone System)や携帯電話等に代表される無線通信装置としての端末装置が普及し、場所や時間を問わず通話や情報入手が可能となった。特に昨今では、入手可能な情報量も増加の一途を辿り、大容量のデータをダウンロードするため高速かつ高品質な無線通信方式が取り入れられるようになってきた。   In recent years, terminal devices as wireless communication devices represented by PHS (Personal Handy phone System) and mobile phones have become widespread, and it has become possible to make calls and obtain information regardless of location or time. Especially in recent years, the amount of available information has been increasing, and high-speed and high-quality wireless communication systems have been introduced to download large amounts of data.

これらのような無線通信においては、送受信を行うために信号を二重化する必要がある。二重化の方式としては、時分割によって送受信を切り換えるTDD(Time Division Duplex:時分割複信)、周波数を異ならせて送受信を二重化するFDD(Frequency Division Duplex:周波数分割復信)が代表的である。また同時に複数の端末装置と通信をする多元接続のための方式としては、時分割して複数の端末装置を切り換えるTDMA(Time Division Multiple Access:時分割多元接続)、周波数帯域を分割するFDMA(Frequency Division Multiple Access:周波数分割多元接続)、端末装置ごとに異なる符号を乗算するCDMA(Code Division Multiple Access:符号分割多重接続)が代表的である。   In such wireless communication, it is necessary to duplicate signals in order to transmit and receive. Typical duplexing methods include TDD (Time Division Duplex) that switches transmission and reception by time division and FDD (Frequency Division Duplex) that duplexes transmission and reception by changing the frequency. Also, as a method for multiple access to communicate with a plurality of terminal devices at the same time, TDMA (Time Division Multiple Access) for switching a plurality of terminal devices by time division, FDMA (Frequency) for dividing a frequency band Typical examples are Division Multiple Access (frequency division multiple access) and CDMA (Code Division Multiple Access) that multiplies a different code for each terminal device.

例えば、高速デジタル通信を可能とする次世代PHS通信規格として、ARIB(Association of Radio Industries and Businesses) STD T95(非特許文献1)やPHS MoU(Memorandum of Understanding)があり、このような通信規格では、OFDMA/TDMA TDD Broadband Wireless Access System(次世代PHSシステム)を策定しつつある。   For example, as next-generation PHS communication standards that enable high-speed digital communication, there are ARIB (Association of Radio Industries and Businesses) STD T95 (Non-patent Document 1) and PHS MoU (Memorandum of Understanding). , OFDMA / TDMA TDD Broadband Wireless Access System (next generation PHS system) is being formulated.

OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)において多元接続を行うものである。OFDMはFDM(Frequency Division Multiple:周波数分割多重)を発展させた方式であり、周波数軸上でキャリア信号を多数のサブキャリアに分割し、隣接するサブキャリア間で信号波の位相を直交させることにより、サブキャリアの帯域を一部重ね合わせて周波数帯域を有効利用する方式である。OFDMでは全てのサブキャリアを1つの端末装置が占有するが、OFDMAでは数個(例えば24個)のサブキャリアをグループ化してサブチャネルを構成し、複数の端末装置で全てのサブチャネルを共有することにより多元接続を行う。サブチャネルは、例えば18MHzの周波数帯域を20個に分割することとなる。   OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) performs multiple access in OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). OFDM is a method developed from FDM (Frequency Division Multiple), which divides a carrier signal into a large number of subcarriers on the frequency axis and orthogonalizes the phase of a signal wave between adjacent subcarriers. This is a method of effectively using the frequency band by partially overlapping the subcarrier bands. In OFDM, all subcarriers are occupied by one terminal apparatus, but in OFDMA, several subcarriers (for example, 24) are grouped to form a subchannel, and a plurality of terminal apparatuses share all subchannels. Multiple access. For example, the sub-channel divides the frequency band of 18 MHz into 20 pieces.

さらに次世代PHSシステムでは、OFDMAに加えて、TDMAによる多元接続を行う。TDMAは、周波数を時間軸で複数のタイムスロットに分割し、複数の相手と通信を行う方式である。現状では、上り(Up Link:端末装置から基地局)と下り(Down Link:基地局から端末装置)をそれぞれ4つに分割することが想定されている。すなわち次世代PHSシステムでは、周波数軸と時間軸の両方で通信ブロックに細分化し、多数の端末装置に通信ブロックを動的に割り当てて効率的に通信を行う。1つのサブチャネルにおける1つのタイムスロットによって定まる通信ブロックをPRU(Physical Resource Unit)と称し、1つの基地局あたり76個ないし80個のPRUを利用することが想定されている。   Further, in the next generation PHS system, in addition to OFDMA, multiple access by TDMA is performed. TDMA is a system in which a frequency is divided into a plurality of time slots on a time axis and communication is performed with a plurality of opponents. At present, it is assumed that the uplink (Up Link: terminal device to base station) and the downlink (Down Link: base station to terminal device) are each divided into four. That is, in the next-generation PHS system, the communication block is subdivided into both the frequency axis and the time axis, and communication is efficiently performed by dynamically allocating the communication block to a large number of terminal devices. A communication block defined by one time slot in one subchannel is called a PRU (Physical Resource Unit), and it is assumed that 76 to 80 PRUs are used per base station.

上述のように基地局は20個のサブチャネルを利用できるが、そのうちの1つのサブチャネルは制御チャネル(CCH)として利用し、残りのサブチャネルを端末装置に対して動的に割り当てる(DCA:Dynamic Channel Assign)。通信に利用されるサブチャネルに含まれるPRUには、アンカーチャネルもしくはエクストラチャネルが割り当てられる。アンカーチャネルは端末装置ごとに1つ割り当てられ、その端末装置に対するエクストラチャネルが割り当てられたPRUのマップを含んでいる。エクストラチャネルは実際にデータを内包するチャネルであって、データ量や通信状況に応じて1つの端末装置に複数のエクストラチャネルが割り当てられる。このようにアンカーチャネルに含まれるマップによってエクストラチャネルの割り当てを通知することをFM−mode(Fast access channel based on Map-Mode)と称する。   As described above, the base station can use 20 subchannels, one of which is used as a control channel (CCH), and the remaining subchannels are dynamically allocated to terminal devices (DCA: Dynamic Channel Assign). An anchor channel or an extra channel is allocated to the PRU included in the subchannel used for communication. One anchor channel is assigned to each terminal device, and includes a map of PRUs to which an extra channel for the terminal device is assigned. An extra channel is a channel that actually includes data, and a plurality of extra channels are assigned to one terminal device according to the amount of data and communication status. The notification of the extra channel assignment by the map included in the anchor channel is referred to as FM-mode (Fast access channel based on Map-Mode).

アンカーチャネルは、全PRUに対してキャリアセンスを行うことにより求められた最も通信品質のよいPRUに割り当てられる。エクストラチャネルは、基本的にはキャリアセンスが行われないが、通信が行われていないPRUをその基地局が新たに使用する場合にはキャリアセンスを行ってから割り当てられる。このように、基地局はアンカーチャネルを介してエクストラチャネルの位置および数を動的に変更することができるため、大容量のデータを高速に送受信することが可能となる。   The anchor channel is assigned to the PRU having the best communication quality obtained by performing carrier sense on all PRUs. The extra channel is basically not subjected to carrier sense. However, when the base station newly uses a PRU that is not performing communication, the extra channel is assigned after performing carrier sense. Thus, since the base station can dynamically change the position and number of extra channels via the anchor channel, it is possible to transmit and receive a large amount of data at high speed.

また次世代PHSシステムでは、通信速度を維持しつつ通信品質を向上させる一手段として複数のアンテナを用い指向性パターンを制御するアダプティブアレイアンテナ技術を採用することができる。   In the next-generation PHS system, an adaptive array antenna technology that uses a plurality of antennas to control directivity patterns can be adopted as a means for improving communication quality while maintaining communication speed.

かかるアダプティブアレイアンテナ技術は、複数のアンテナから送信される電波の位相を調整する事で、合成波を生成し、当該合成波の進行方向を制御する技術である。これにより、所定の方向だけに所望する電波を送信することが可能となるため、基地局間で発生する電波干渉を低減させたり、電波の送信距離を伸ばしたりすることができる。   Such an adaptive array antenna technique is a technique for generating a composite wave by controlling the phases of radio waves transmitted from a plurality of antennas and controlling the traveling direction of the composite wave. Thereby, since it is possible to transmit a desired radio wave only in a predetermined direction, it is possible to reduce radio wave interference generated between base stations and to extend the radio wave transmission distance.

具体的には、アダプティブアレイ技術を用いてビームフォーミングを形成することで所定の方向に電波を絞ることができ、ヌルステアリングを形成することで他の基地局への干渉を最小限に抑えることが可能となる。すなわち、ある瞬間において通信相手としての通信端末を特定することができれば、特定した通信端末の方向にビームフォーミングを形成し、特定した通信端末の方向以外の方向にヌルステアリングを形成することが可能となる。かかるアダプティブアレイ技術を利用可能な基地局では、上述のビームフォーミングによって、1の基地局において複数の端末装置を同時に収容することができる。   Specifically, by forming beamforming using adaptive array technology, radio waves can be focused in a predetermined direction, and by forming null steering, interference with other base stations can be minimized. It becomes possible. That is, if a communication terminal as a communication partner can be specified at a certain moment, it is possible to form beam forming in the direction of the specified communication terminal and to form null steering in a direction other than the direction of the specified communication terminal. Become. In a base station that can use such an adaptive array technology, a plurality of terminal devices can be simultaneously accommodated in one base station by the beam forming described above.

さらに、基地局から端末装置への送信(下り)ではIEEE802.11やWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)(例えば、非特許文献2)等の高速データ通信が想定される。かかる高速データ通信においては、データ通信の増加に伴い、端末装置ごとに要求される通信品質は大きく異なる場合も考えられる。この際、各端末装置が要求するSINR(Signal to Interference and Noise Ratio:信号対干渉雑音比)にも差が生じ、上りと下りとでは非対称トラヒック環境が予想される。かかる非対称トラヒック環境において、端末装置の所望通信品質を満たしつつ、なおかつ相互干渉を抑えることが要求されている。   Furthermore, high-speed data communication such as IEEE 802.11 or WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) (for example, Non-Patent Document 2) is assumed for transmission (downlink) from the base station to the terminal device. In such high-speed data communication, it may be considered that the communication quality required for each terminal device varies greatly with the increase in data communication. At this time, a difference also occurs in the SINR (Signal to Interference and Noise Ratio) required by each terminal device, and an asymmetric traffic environment is expected between upstream and downstream. In such an asymmetric traffic environment, there is a demand for suppressing mutual interference while satisfying the desired communication quality of the terminal device.

そこで、複数のユーザの伝播路情報に対応する複数の相関行列に関する重み付け和を行った相関行列を用いて、複数のアンテナに供給する各ユーザに対する送信信号のウエイトを決定することで、送信局からの送信信号においてユーザ相互の干渉を減らし、収容ユーザ数を向上させることができる技術が開示されている(例えば特許文献1)。   Therefore, by determining the weight of the transmission signal for each user to be supplied to the plurality of antennas using the correlation matrix obtained by performing the weighted sum related to the plurality of correlation matrices corresponding to the propagation path information of the plurality of users, Has disclosed a technique capable of reducing the mutual user interference in the transmitted signal and improving the number of accommodated users (for example, Patent Document 1).

上述した特許文献1に記載されたアダプティブアレイ技術を用いてビームフォーミングを行った場合、基地局と通信を行う端末装置ごとすなわち次世代PHS規格におけるPRUごとに上り下りともに、ある程度は適切なビームフォーミングを行うことが可能である。
特開2002−261670号公報 ARIB(Association of Radio Industries and Businesses) STD−T95 「Mobile WiMAX - Part I:A Technical Overview and Performance Evaluation」Prepared on Behalf of the WiMAX Forum, February 21, 2006, http://www.intel.com/netcomms/technologies/wimax/WiMAX_Overview_v2.pdf
When beam forming is performed using the adaptive array technique described in Patent Document 1 described above, appropriate beam forming is performed to some extent in both uplink and downlink for each terminal apparatus communicating with the base station, that is, for each PRU in the next generation PHS standard. Can be done.
JP 2002-261670 A ARIB (Association of Radio Industries and Businesses) STD-T95 "Mobile WiMAX-Part I: A Technical Overview and Performance Evaluation" Prepared on Behalf of the WiMAX Forum, February 21, 2006, http://www.intel.com/netcomms/technologies/wimax/WiMAX_Overview_v2.pdf

しかし、1の端末装置に割り当てられるPRUを詳細に解析すると、1のPRUにおいても周波数選択性フェージングが発生していることがわかる。   However, when the PRU assigned to one terminal apparatus is analyzed in detail, it can be seen that frequency selective fading occurs even in one PRU.

図8は、次世代PHS通信規格におけるPRUにおいて発生するフェージングについて説明するための説明図である。次世代PHS通信規格においては、1のPRUは24のサブキャリアで構成されており、図8中、横軸はPRU中の各サブキャリアの周波数を、縦軸は受信信号の強度を示している。   FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining fading that occurs in the PRU in the next-generation PHS communication standard. In the next-generation PHS communication standard, one PRU is composed of 24 subcarriers. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the frequency of each subcarrier in the PRU, and the vertical axis indicates the strength of the received signal. .

図8に示すように、1のPRUにおいても、本来平坦であるべき受信信号の信号強度の軌跡が著しく揺動する場合がある。そこで、1のPRUのサブキャリア全てを一括してウエイト計算を行わず、ある程度サブキャリアを区分(例えば4分割)してそれぞれウエイト計算を行うことで、分割された領域毎にウエイトを適切に推定でき、フェージングの影響を抑えることが可能となる。   As shown in FIG. 8, even in one PRU, the trajectory of the signal strength of the received signal that should be essentially flat may fluctuate significantly. Therefore, weight calculation is not performed for all subcarriers of one PRU at once, and the weight is calculated appropriately for each divided area by dividing the subcarriers to some extent (for example, dividing into four) and performing weight calculation for each. It is possible to suppress the influence of fading.

しかし、基準信号の受信を通じて、ある程度サブキャリアを区分して算出したウエイトを、そのまま送信のサブキャリアの各区分に反映して送信した場合、端末装置によっては不具合が生じる場合がある。これは、送信先である端末装置が1のPRUの範囲で線形補間等の等化処理を行う場合があるためである。   However, if the weight calculated by dividing the subcarrier to some extent through reception of the reference signal is reflected as it is in each division of the transmission subcarrier as it is, a problem may occur depending on the terminal device. This is because the terminal device that is the transmission destination may perform equalization processing such as linear interpolation in the range of 1 PRU.

図9は、端末装置において受信した信号の不具合を説明するための説明図であり、図9(a)は振幅の不連続性を、図9(b)は位相の不連続性を示す。   FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a problem of a signal received in the terminal device. FIG. 9A shows amplitude discontinuity, and FIG. 9B shows phase discontinuity.

図9における送信側処理の図に示すように、従来基地局は受信した基準信号のPRUの周波数領域を複数に分割して、分割した周波数領域それぞれについてウエイトを算出し、算出したウエイトを反映して、受信した信号を抽出する。そして、基地局が信号を送信する際には、送信する信号(図9中点線で示す)を、受信の際に算出した分割した周波数領域(複数サブキャリア)ごとに異なるウエイトにより出力し(図9中実線で示す)、送信する。   As shown in the diagram of the processing on the transmission side in FIG. 9, the conventional base station divides the PRU frequency domain of the received reference signal into a plurality of parts, calculates weights for each of the divided frequency domains, and reflects the calculated weights. The received signal is extracted. When the base station transmits a signal, a signal to be transmitted (indicated by a dotted line in FIG. 9) is output with a different weight for each divided frequency region (multiple subcarriers) calculated at the time of reception (see FIG. 9). 9) (indicated by a solid line).

一方、図9における受信側処理の図に示すように、端末装置は、それぞれの領域間が不連続な信号をそのまま受信することになる。そこで、端末装置は信号が不連続な箇所を線形補間等の等化処理を行うことにより補間(図9受信側処理中点線で示す)する。したがって、線形補間を行った信号は、平滑でなくなり、信号の品質劣化が生じる原因となる。   On the other hand, as shown in the reception side processing diagram in FIG. 9, the terminal device receives a signal in which the regions are discontinuous as they are. Therefore, the terminal apparatus performs interpolation (indicated by a dotted line in the receiving side process in FIG. 9) by performing equalization processing such as linear interpolation on a portion where the signal is discontinuous. Therefore, the signal subjected to linear interpolation is not smooth and causes signal quality degradation.

本発明は、このような問題に鑑み、受信する際にはPRUに対して、複数に分割した周波数領域ごとにアダプティブアレイ技術によるウエイトの計算を行うことでフェージングの影響を低減し、送信する際には適切なウエイトを用いることで、送信した信号を受信する他の無線通信装置が好適に信号を抽出することのできる無線通信装置、無線通信方法および無線通信プログラムを提供することを目的としている。   In view of such a problem, the present invention reduces the influence of fading by performing weight calculation using adaptive array technology for each frequency region divided into a plurality of PRUs when receiving, and when transmitting. An object of the present invention is to provide a wireless communication device, a wireless communication method, and a wireless communication program that can be appropriately extracted by other wireless communication devices that receive transmitted signals by using appropriate weights. .

上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、OFDMA方式を用いて他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置であって、複数のアンテナ素子と、他の無線通信装置からの基準信号を受信する信号受信部と、受信した基準信号のPRUに対して、複数に分割した周波数領域ごとにアダプティブアレイ技術におけるウエイトの計算をそれぞれ行うウエイト計算部と、複数のアンテナ素子を介して受信した信号に計算されたウエイトを反映して所望信号を生成する信号生成部と、計算されたウエイトの中から所定の条件を満たすウエイトを選択するウエイト選択部と、前記選択されたウエイトをPRUの全周波数領域に反映した信号を複数のアンテナ素子を介して送信する信号送信部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a typical configuration of the present invention is a wireless communication device that communicates with another wireless communication device using the OFDMA method, and includes a plurality of antenna elements and other wireless communication devices. Through a plurality of antenna elements, a signal receiving unit for receiving the reference signal, a weight calculating unit for performing weight calculation in the adaptive array technique for each frequency region divided into a plurality of frequency regions for the PRU of the received reference signal, and A signal generation unit for generating a desired signal by reflecting the calculated weight in the received signal, a weight selection unit for selecting a weight satisfying a predetermined condition from the calculated weights, and the selected weight And a signal transmission unit that transmits a signal reflected in the entire frequency region of the PRU via a plurality of antenna elements.

かかる構成により、信号受信時における、PRUを複数に分割した周波数領域ごとにウエイト計算を行うことによるフェージングの影響を抑制しつつ、信号を送信する際には、受信の際に利用したウエイトの中から所定の条件を満たす1のウエイトを選択して、PRUの全周波数領域で利用することが可能となる。これにより、送信信号の連続性を確保でき、送信した信号を受信する他の無線通信装置において、無線通信装置が異なるウエイトで信号を出力(送信)することに起因する信号の不連続が生じることがなくなる。したがって、他の無線通信装置は、受信信号の不連続性に基づく品質劣化を回避することができる。   With this configuration, when transmitting a signal while suppressing the influence of fading caused by performing weight calculation for each frequency region obtained by dividing the PRU into a plurality of times at the time of signal reception, the weight used at the time of reception is From this, it is possible to select one weight satisfying a predetermined condition and use it in the entire frequency range of the PRU. As a result, continuity of the transmission signal can be ensured, and in other wireless communication devices that receive the transmitted signal, signal discontinuity occurs due to the wireless communication device outputting (transmitting) signals with different weights. Disappears. Therefore, other wireless communication apparatuses can avoid quality degradation based on the discontinuity of the received signal.

ウエイト選択部は、受信した基準信号の実測値と当該基準信号の理論値の平均二乗誤差が所定の条件を満たすウエイトを選択してもよい。   The weight selection unit may select a weight in which a mean square error between the measured value of the received reference signal and the theoretical value of the reference signal satisfies a predetermined condition.

受信した基準信号の実測値と当該基準信号の理論値(参照値)の平均二乗誤差(MSE: Mean Square Error)が小さいウエイトほど偶発的、突発的な成分を含んでいないとみなすことができ、正確性(もっともらしさ)が高い。したがって、平均二乗誤差が最小のウエイトを利用することにより、精度良く送信を行うことが可能となる。   A weight with a smaller mean square error (MSE: Mean Square Error) between the measured value of the received reference signal and the theoretical value (reference value) of the reference signal can be considered to contain no accidental or sudden components. High accuracy (likelihood). Therefore, it is possible to perform transmission with high accuracy by using the weight having the smallest mean square error.

ウエイト選択部は、複数に分割した周波数領域それぞれで受信した信号の強度が所定の条件を満たすウエイトを選択してもよい。   The weight selection unit may select a weight in which the intensity of the signal received in each of the divided frequency regions satisfies a predetermined condition.

信号の強度としてのRSSI(Received Signal Strength Indicator:受信電界強度)、SINR、CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio:キャリア対干渉雑音比)等を利用することにより、通信品質を好適に把握することが可能となる。すなわち、RSSIは、受信した電波全ての電波強度であり、SINRは所望信号と干渉を含む雑音との比、CINRは所望する搬送波と干渉を含む雑音との比である。つまり、RSSI、SINR、CINRの大きい信号ほど信頼性が高いと想定される。   By using RSSI (Received Signal Strength Indicator), SINR, and CINR (Carrier to Interference and Noise Ratio) as signal strength, it is possible to appropriately grasp the communication quality. It becomes possible. That is, RSSI is the radio field intensity of all received radio waves, SINR is the ratio between the desired signal and noise including interference, and CINR is the ratio between the desired carrier and noise including interference. That is, it is assumed that a signal having a larger RSSI, SINR, or CINR has higher reliability.

したがって、複数に分割した周波数領域の中で最も信号の強度が大きい信号に基づいて計算されたウエイトは信頼性が高いということになり、これを選択することにより好適に送信ウエイトを選択することが可能となる。   Therefore, the weight calculated based on the signal having the highest signal strength in the frequency domain divided into a plurality of parts has high reliability. By selecting this, the transmission weight can be suitably selected. It becomes possible.

上記課題を解決するために、本発明の他の代表的な構成は、OFDMA方式を用いて他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置を用いた無線通信方法であって、他の無線通信装置からの基準信号を受信し、受信した基準信号のPRUに対して、複数に分割した周波数領域ごとにアダプティブアレイ技術におけるウエイトの計算をそれぞれ行い、無線通信装置に設けられた複数のアンテナ素子を介して受信した信号に計算されたウエイトを反映して所望信号を生成し、計算されたウエイトの中から所定の条件を満たすウエイトを選択し、前記選択されたウエイトをPRUの全周波数領域に反映した信号を複数のアンテナ素子を介して送信することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, another exemplary configuration of the present invention is a wireless communication method using a wireless communication apparatus that communicates with another wireless communication apparatus using the OFDMA method. The reference signal from the device is received, and the PRU of the received reference signal is subjected to weight calculation in adaptive array technology for each of the divided frequency regions, and a plurality of antenna elements provided in the wireless communication device are A desired signal is generated by reflecting the calculated weight in the signal received via the selected weight, a weight satisfying a predetermined condition is selected from the calculated weight, and the selected weight is reflected in the entire frequency region of the PRU. The transmitted signal is transmitted through a plurality of antenna elements.

上記課題を解決するために、本発明のさらに他の代表的な構成は、複数のアンテナ素子を備えるコンピュータを、OFDMA方式を用いて他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置として機能させる無線通信プログラムであって、コンピュータを、他の無線通信装置からの基準信号を受信する信号受信部と、受信した基準信号のPRUに対して、複数に分割した周波数領域ごとにアダプティブアレイ技術におけるウエイトの計算をそれぞれ行うウエイト計算部と、複数のアンテナ素子を介して受信した信号に計算されたウエイトを反映して所望信号を生成する信号生成部と、計算されたウエイトの中から所定の条件を満たすウエイトを選択するウエイト選択部と、選択されたウエイトをPRUの全周波数領域に反映した信号を複数のアンテナ素子を介して送信する信号送信部と、して機能させることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, still another typical configuration of the present invention is a wireless communication device that allows a computer including a plurality of antenna elements to function as a wireless communication device that communicates with another wireless communication device using the OFDMA method. A communication program, comprising: a signal receiving unit that receives a reference signal from another wireless communication device; and a weight of adaptive array technology for each frequency region divided into a plurality of frequency regions with respect to the PRU of the received reference signal A weight calculation unit for performing each calculation, a signal generation unit for generating a desired signal by reflecting the calculated weight on a signal received via a plurality of antenna elements, and a predetermined condition among the calculated weights A weight selection unit for selecting a weight and a signal reflecting the selected weight in the entire frequency region of the PRU Wherein a signal transmitting unit that transmits through the element, to that to function.

上述した無線通信装置における技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該無線通信方法および無線通信プログラムにも適用可能である。   The components corresponding to the technical idea of the wireless communication apparatus described above and the description thereof can be applied to the wireless communication method and the wireless communication program.

以上のように本発明の無線通信装置では、受信する際にはPRUに対して、複数に分割した周波数領域ごとにアダプティブアレイ技術によるウエイトの計算を行うことでフェージングの影響を低減し、送信する際には適切なウエイトを用いることで、送信した信号を受信する他の無線通信装置が好適に信号を抽出することが可能となる。   As described above, the radio communication apparatus of the present invention reduces the influence of fading by performing weight calculation using adaptive array technology for each frequency region divided into a plurality of PRUs when receiving, and transmits the PRU. In this case, by using an appropriate weight, it becomes possible for another wireless communication device that receives the transmitted signal to suitably extract the signal.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

PHS端末や携帯電話等に代表される無線通信装置は、所定間隔をおいて固定配置される基地局と、無線で通信を行う無線通信システムを構築する。ここでは、まず、無線通信システム全体を説明し、その後、無線通信装置としての基地局の具体的構成を説明する。また、本実施形態では、他の無線通信装置としてPHS端末を挙げているが、かかる場合に限らず、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、PDA(Personal Digital Assistant)、デジタルカメラ、音楽プレイヤー、カーナビゲーション、ポータブルテレビ、ゲーム機器、DVDプレイヤー、リモートコントローラ等無線通信可能な様々な電子機器を他の無線通信装置として用いることもできる。   A wireless communication device represented by a PHS terminal, a mobile phone, or the like constructs a wireless communication system that performs wireless communication with a base station that is fixedly arranged at a predetermined interval. Here, the entire wireless communication system will be described first, and then a specific configuration of a base station as a wireless communication apparatus will be described. In this embodiment, a PHS terminal is cited as another wireless communication device. However, the present invention is not limited to such a case. A mobile phone, a notebook personal computer, a PDA (Personal Digital Assistant), a digital camera, a music player, a car navigation system is used. Various electronic devices capable of wireless communication, such as portable televisions, game devices, DVD players, and remote controllers, can also be used as other wireless communication devices.

(無線通信システム100)
図1は、本実施形態にかかる無線通信システムの概略的な接続関係を示した説明図である。当該無線通信システム100は、PHS端末110(110A、110B)と、基地局120(120A、120B)と、中継局130と、ISDN(Integrated Services Digital Network)回線、インターネット、専用回線等で構成される通信網140と、中継サーバ150とを含んで構成される。
(Wireless communication system 100)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic connection relationship of the wireless communication system according to the present embodiment. The wireless communication system 100 includes a PHS terminal 110 (110A, 110B), a base station 120 (120A, 120B), a relay station 130, an ISDN (Integrated Services Digital Network) line, the Internet, a dedicated line, and the like. The communication network 140 and the relay server 150 are included.

かかる無線通信システム100において、ユーザが自身のPHS端末110Aから他のPHS端末110Bへの通信回線の接続を行う場合、PHS端末110Aは、通信可能範囲内にある基地局120Aに無線接続要求を行う。無線接続要求を受信した基地局120Aは、通信網140を介して中継サーバ150に通信相手(PHS端末110B)との通信接続を要求し、中継サーバ150は、他のPHS端末110Bの位置登録情報を参照し、他のPHS端末110Bの無線通信範囲内にある基地局120Bを選択して基地局120Aと基地局120Bとの通信経路を確保し、PHS端末110AとPHS端末110Bの通信を確立する。   In such a wireless communication system 100, when a user connects a communication line from his / her PHS terminal 110A to another PHS terminal 110B, the PHS terminal 110A makes a wireless connection request to the base station 120A within the communicable range. . The base station 120A that has received the wireless connection request requests the relay server 150 to establish a communication connection with the communication partner (PHS terminal 110B) via the communication network 140, and the relay server 150 receives the location registration information of the other PHS terminal 110B. The base station 120B within the radio communication range of the other PHS terminal 110B is selected, a communication path between the base station 120A and the base station 120B is secured, and communication between the PHS terminal 110A and the PHS terminal 110B is established. .

このような無線通信システム100においては、PHS端末110と基地局120との通信速度および通信品質を向上させるため様々な技術が採用されている。本実施形態では、例えば、ARIB STD T95やPHS MoU等の次世代PHS通信技術が採用され、PHS端末110と基地局120との間ではOFDMA/TDMA−TDD方式に基づいた無線通信が実行される。   In such a wireless communication system 100, various techniques are employed to improve the communication speed and communication quality between the PHS terminal 110 and the base station 120. In this embodiment, for example, next-generation PHS communication technologies such as ARIB STD T95 and PHS MoU are adopted, and wireless communication based on the OFDMA / TDMA-TDD scheme is executed between the PHS terminal 110 and the base station 120. .

図2は、本実施形態にかかるフレーム構成を説明するための説明図である。OFDMA/TDMAでは、時間軸方向と周波数方向とに2次元化したマップを有している。周波数軸方向には均一のベースバンド距離をおいて複数のサブチャネルが配され、各サブチャネルには、タイムスロット(TDMAスロット)毎にPRUが配される。   FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a frame configuration according to the present embodiment. OFDMA / TDMA has a two-dimensional map in the time axis direction and the frequency direction. A plurality of subchannels are arranged with a uniform baseband distance in the frequency axis direction, and a PRU is arranged for each time slot (TDMA slot) in each subchannel.

かかる次世代PHSシステムでは、通信速度を維持しつつ通信品質を向上させる一手段として複数のアンテナを用い指向性パターンを制御するアダプティブアレイアンテナ技術を採用することができる。   In such a next-generation PHS system, an adaptive array antenna technology that uses a plurality of antennas to control directivity patterns can be employed as one means for improving communication quality while maintaining communication speed.

かかるアダプティブアレイアンテナ技術は、複数のアンテナから送信される電波の位相を基準信号から算出されるウエイトを用いて調整する事で、合成波を生成し、当該合成波の進行方向を制御する技術である。これにより、所定の方向だけに所望する電波を送信することが可能となるため、基地局間で発生する電波干渉を低減させたり、電波の送信距離を伸ばしたりすることができる。   Such adaptive array antenna technology is a technology that generates a composite wave by controlling the phase of radio waves transmitted from a plurality of antennas using a weight calculated from a reference signal, and controls the traveling direction of the composite wave. is there. Thereby, since it is possible to transmit a desired radio wave only in a predetermined direction, it is possible to reduce radio wave interference generated between base stations and to extend the radio wave transmission distance.

ここで、1のPRUを詳細に解析すると、1のPRUにおいても周波数選択性フェージングが発生する場合がある。そこで、1のPRUのサブキャリア全てを一括してウエイト計算を行わず、ある程度サブキャリアを区分(例えば4分割)してそれぞれウエイト計算を行うことで、分割された領域毎にウエイトを適切に推定でき、フェージングの影響を抑えることが可能となる。   Here, if one PRU is analyzed in detail, frequency selective fading may occur even in one PRU. Therefore, the weight calculation is not performed for all subcarriers of one PRU at once, and the weight is calculated appropriately for each divided area by dividing the subcarriers to some extent (for example, dividing into four) and performing the respective weight calculations. It is possible to suppress the influence of fading.

しかし、基準信号の受信を通じて、ある程度サブキャリアを区分して算出したウエイトを、そのまま送信のサブキャリアの各区分に反映して送信した場合、信号を受信する他の無線通信装置によっては不具合が生じる場合がある。   However, if the weight calculated by dividing the subcarrier to some extent through reception of the reference signal is reflected as it is in each division of the transmission subcarrier as it is, a problem may occur depending on other wireless communication devices that receive the signal. There is a case.

したがって、信号を受信する際にはPRUを細分化し領域ごとにウエイトを計算する必要があるものの、信号を送信する際においては、品質劣化を回避すべく、信号の連続性を確保できるようなウエイトを用いて送信を行うことが要求される。   Therefore, when receiving a signal, it is necessary to subdivide the PRU and calculate the weight for each region, but when transmitting the signal, a weight that can ensure the continuity of the signal in order to avoid quality degradation. It is required to transmit using.

以下、他の無線通信装置としてのPHS端末110と無線通信を行う無線通信装置としての基地局120の具体的な構成と動作を説明する。   Hereinafter, a specific configuration and operation of the base station 120 as a wireless communication device that performs wireless communication with the PHS terminal 110 as another wireless communication device will be described.

(基地局120)
図3は、基地局の概略的な構成を示したブロック図である。基地局120は、基地局制御部210と、基地局メモリ212と、基地局無線通信部214と、通信網130を介して中継サーバ140を含む様々なサーバと接続する基地局有線通信部216と、複数のアンテナ素子218を含んで構成される。
(Base station 120)
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the base station. The base station 120 includes a base station control unit 210, a base station memory 212, a base station wireless communication unit 214, and a base station wired communication unit 216 connected to various servers including the relay server 140 via the communication network 130. The antenna element 218 includes a plurality of antenna elements 218.

基地局制御部210は、中央処理装置(CPU)を含む半導体集積回路により基地局120全体を管理および制御する。また、基地局制御部210は、基地局メモリ212のプログラムを用いて、PHS端末110の通信網130や他のPHS端末110への通信接続を制御する。基地局メモリ212は、ROM、RAM、EEPROM、不揮発性RAM、フラッシュメモリ、HDD等で構成され、基地局制御部210で処理されるプログラム等を記憶する。   The base station control unit 210 manages and controls the entire base station 120 by a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU). In addition, the base station control unit 210 controls communication connection of the PHS terminal 110 to the communication network 130 and other PHS terminals 110 using the program in the base station memory 212. The base station memory 212 includes a ROM, a RAM, an EEPROM, a nonvolatile RAM, a flash memory, an HDD, and the like, and stores a program processed by the base station control unit 210.

基地局無線通信部214は、信号受信部220、信号送信部222を含んで構成され、複数のアンテナ素子218から受信した信号(基準信号を含む)をアレイ処理してPHS端末110との通信を確立し、データの送受信を行う。   The base station radio communication unit 214 includes a signal reception unit 220 and a signal transmission unit 222. The base station radio communication unit 214 performs array processing on signals (including reference signals) received from a plurality of antenna elements 218 to communicate with the PHS terminal 110. Establish and send / receive data.

また、基地局無線通信部214は、複数のアンテナ素子218を用いてアダプティブアレイ機能を実行でき、各アンテナ素子218間のウエイトを用いてビームフォーミングとヌルステアリングを形成することにより、送受信する電波の指向性を動的に変更することができる。   In addition, the base station wireless communication unit 214 can perform an adaptive array function using a plurality of antenna elements 218. By forming the beam forming and null steering using the weights between the antenna elements 218, the base station wireless communication unit 214 can transmit and receive radio waves. Directivity can be changed dynamically.

ここでは、信号受信部220において信号を受信する際には後述するウエイト計算部230が算出したウエイトを用いて、ビームフォーミングとヌルステアリングを形成する。   Here, when the signal is received by the signal receiving unit 220, beam forming and null steering are formed using the weight calculated by the weight calculating unit 230 described later.

信号送信部222において信号を送信する際には後述するウエイト選択部234が選択したウエイトをPRUの全周波数領域に反映してビームフォーミングとヌルステアリングを形成する。   When a signal is transmitted by the signal transmission unit 222, the weight selected by the weight selection unit 234 described later is reflected in the entire frequency region of the PRU to form beam forming and null steering.

なおビームフォーミングは複数のアンテナ素子218から出力される電波の位相をあわせることによって電波強度が強めることであり、ヌルステアリングは電波の位相をずらすことによって電波強度を相殺することである。   Beam forming is to increase the radio wave intensity by matching the phases of the radio waves output from the plurality of antenna elements 218, and null steering is to cancel the radio wave intensity by shifting the phase of the radio waves.

また、本実施形態において基地局制御部210は、ウエイト計算部230、信号生成部232、ウエイト選択部234としても機能する。   In the present embodiment, the base station control unit 210 also functions as a weight calculation unit 230, a signal generation unit 232, and a weight selection unit 234.

ウエイト計算部230は、信号受信部220を介して受信した基準信号のPRUに対して、複数に分割した周波数領域ごとにアダプティブアレイ技術によるウエイトの計算を行う。   The weight calculation unit 230 calculates the weight by the adaptive array technique for each frequency region divided into a plurality of frequency regions divided into a plurality of frequency regions with respect to the PRU of the reference signal received via the signal reception unit 220.

本実施形態において、ウエイト計算部230は、基準信号のPRUに対して900kHzの周波数領域を4つに分割(225kHzずつ)する。本実施形態において、ウエイト計算部230は、基準信号(既知信号)のPRUの周波数領域を4つに分割しているが、これに限定されないことは言うまでもない。ただし、分割数の上限はサブチャネルの数(次世代PHS通信規格においては24個)もしくは、基準信号の数である。   In this embodiment, the weight calculation unit 230 divides the 900 kHz frequency region into four (225 kHz each) with respect to the PRU of the reference signal. In the present embodiment, the weight calculation unit 230 divides the frequency domain of the PRU of the reference signal (known signal) into four, but it goes without saying that the present invention is not limited to this. However, the upper limit of the number of divisions is the number of subchannels (24 in the next-generation PHS communication standard) or the number of reference signals.

信号生成部232は、複数のアンテナ素子218を介して信号受信部220が受信した信号にウエイト計算部230によって算出されたそれぞれのウエイトを反映して所望信号を生成(抽出)する。   The signal generation unit 232 generates (extracts) a desired signal by reflecting each weight calculated by the weight calculation unit 230 in the signal received by the signal reception unit 220 via the plurality of antenna elements 218.

これにより、フェージングの影響を著しく低減させて信号を生成(合成)することができる。   As a result, it is possible to generate (synthesize) signals while significantly reducing the influence of fading.

ウエイト選択部234は、ウエイト計算部230が計算したウエイトの中から所定の条件を満たすウエイトを選択する。   The weight selection unit 234 selects a weight that satisfies a predetermined condition from the weights calculated by the weight calculation unit 230.

図4は、ウエイト計算部およびウエイト選択部の処理を説明するための説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining processing of the weight calculation unit and the weight selection unit.

図4に示すように、ウエイト計算部230は、受信用にPRUを分割した狭帯域範囲ごとにウエイトを計算し、ウエイト選択部234が送信用にPRUの全周波数領域(広帯域)に用いるウエイトを選択する。   As shown in FIG. 4, the weight calculation unit 230 calculates a weight for each narrow band range obtained by dividing the PRU for reception, and the weight selection unit 234 calculates the weight used for the entire frequency region (wideband) of the PRU for transmission. select.

本実施形態においてウエイト選択部234は、信号受信部220が受信した基準信号の実測値と基準信号の理論値の平均二乗誤差が所定の条件を満たすウエイトを選択する(図4(a)参照)。具体的には、信号受信部220が受信した基準信号の実測値と予め求められる基準信号の理論値の平均二乗誤差が最も小さいウエイト(図4(a)におけるウエイトB)を選択する。   In the present embodiment, the weight selection unit 234 selects a weight in which the mean square error between the measured value of the reference signal received by the signal receiving unit 220 and the theoretical value of the reference signal satisfies a predetermined condition (see FIG. 4A). . Specifically, a weight (weight B in FIG. 4A) having the smallest mean square error between the measured value of the reference signal received by the signal receiving unit 220 and the theoretical value of the reference signal obtained in advance is selected.

図5は、平均二乗誤差を説明するためのコンスタレーション図であり、例として変調方式がQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)による信号の平均二乗誤差を挙げる。図5に示すように、本実施形態における平均二乗誤差(MSE)は、基準信号の理論値(図5中黒丸で示す)と、受信した基準信号の実測値(図5中白丸で示す)の差分を式1に導入することにより算出できる。

Figure 2010056714
FIG. 5 is a constellation diagram for explaining the mean square error. As an example, a mean square error of a signal with a modulation scheme of QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) is given. As shown in FIG. 5, the mean square error (MSE) in this embodiment is the theoretical value of the reference signal (indicated by a black circle in FIG. 5) and the actual value of the received reference signal (indicated by a white circle in FIG. 5). It can be calculated by introducing the difference into Equation 1.
Figure 2010056714

したがって、基準信号の理論値に対する実測値のずれ(誤差)の平均が最も小さいすなわち平均二乗誤差が最小であるウエイトが、最も正確性の高いウエイトとなる。   Therefore, the weight having the smallest average deviation (error) of the actually measured value with respect to the theoretical value of the reference signal, that is, the smallest mean square error, is the most accurate weight.

ウエイト選択部234が、平均二乗誤差が最小のウエイトを選択する構成により、信号送信部222は、最も確からしいウエイトをPRUの全周波数領域に反映して信号を送信することができるため、精度良く送信を行うことが可能となる。   Since the weight selection unit 234 selects the weight with the smallest mean square error, the signal transmission unit 222 can reflect the most probable weight in the entire frequency region of the PRU, and can transmit the signal with high accuracy. Transmission can be performed.

またウエイト選択部234は、上述した平均二乗誤差に代えて、図4(b)に示すように、複数に分割した周波数領域それぞれで受信した信号の強度が所定の条件を満たすウエイトを選択してもよい。   Further, the weight selection unit 234 selects a weight in which the intensity of the signal received in each of the divided frequency regions satisfies a predetermined condition, as shown in FIG. 4B, instead of the above-described mean square error. Also good.

信号の強度としてのRSSI、SINR、CINR等を利用することにより、通信品質を好適に把握することが可能となる。すなわち、RSSIは、受信した電波全ての電波強度であり、SINRは所望信号と干渉を含む雑音との比、CINRは所望する搬送波と干渉を含む雑音との比である。つまり、RSSI、SINR、CINRの大きい信号ほど信頼性が高いと想定される。   By using RSSI, SINR, CINR, etc. as the signal strength, it is possible to appropriately grasp the communication quality. That is, RSSI is the radio field intensity of all received radio waves, SINR is the ratio between the desired signal and noise including interference, and CINR is the ratio between the desired carrier and noise including interference. That is, it is assumed that a signal having a larger RSSI, SINR, or CINR has a higher reliability.

したがって、複数に分割した周波数領域の中で最も信号の強度が大きい信号に基づいて計算されたウエイト(図4(b)におけるウエイトC)は信頼性が高いということになり、これを選択することにより好適に送信ウエイトを選択することが可能となる。   Therefore, the weight (weight C in FIG. 4B) calculated based on the signal having the highest signal intensity in the frequency domain divided into a plurality of parts is highly reliable, and this is selected. Thus, it becomes possible to select the transmission weight more favorably.

本実施形態において、ウエイト選択部234は、信号受信部220が受信した基準信号の実測値と基準信号の理論値の平均二乗誤差が最小のウエイトを選択しているが、これに限定されず、基準信号値の実測値と理論値の平均二乗誤差が所定値以下であり、かつ信号の強度(たとえば、CINR)が所定値以上のウエイト等複合的な条件を通じて選択するとしてもよい。   In the present embodiment, the weight selection unit 234 selects the weight with the smallest mean square error between the actual value of the reference signal received by the signal receiving unit 220 and the theoretical value of the reference signal, but is not limited thereto. The average square error between the actually measured value and the theoretical value of the reference signal value may be selected through a complex condition such as a weight in which the signal strength (for example, CINR) is equal to or greater than a predetermined value.

以上説明したように、本実施形態にかかる無線通信装置としての基地局120は、信号受信時における、PRUを複数に分割した周波数領域ごとにウエイト計算を行うことによるフェージングの影響を抑制しつつ、信号を送信する際には、受信の際に利用したウエイトの中から所定の条件を満たす1のウエイトを選択してPRUの全周波数領域で利用することが可能となる。したがって、送信信号の連続性を確保でき、送信した信号を受信する他のPHS端末110において、基地局120が異なるウエイトで信号を出力(送信)することに起因する信号の不連続を回避することができる。   As described above, the base station 120 as the wireless communication apparatus according to the present embodiment suppresses the influence of fading caused by performing weight calculation for each frequency region obtained by dividing the PRU at the time of signal reception. When transmitting a signal, it is possible to select one weight satisfying a predetermined condition from the weights used at the time of reception and use it in the entire frequency region of the PRU. Therefore, the continuity of the transmission signal can be ensured, and in other PHS terminals 110 that receive the transmitted signal, the discontinuity of the signal due to the base station 120 outputting (transmitting) the signal with different weights can be avoided. Can do.

また、コンピュータによって、無線通信装置としての基地局120として機能するプログラムや当該プログラムを記録した記録媒体も提供される。   The computer also provides a program that functions as the base station 120 as a wireless communication device and a recording medium that records the program.

(無線通信方法)
次に、上述した基地局120を用いて無線通信を行う無線通信方法を説明する。
(Wireless communication method)
Next, a wireless communication method for performing wireless communication using the base station 120 described above will be described.

図6および図7は、本実施形態にかかる無線通信方法の処理の流れを示したフローチャートであり、図6は基地局の受信側の処理の流れを、図7は基地局の送信側の処理の流れを示す。   6 and 7 are flowcharts showing a processing flow of the wireless communication method according to the present embodiment. FIG. 6 shows a processing flow on the receiving side of the base station, and FIG. 7 shows a processing flow on the transmitting side of the base station. Shows the flow.

図6に示すように、信号受信部220が、複数のアンテナ素子218を介してPHS端末110から信号を受信し(S300:信号受信ステップのYES)、受信された信号が基準信号であるかどうか判定する(S302:基準信号判定ステップ)。基準信号であれば(S302のYES)、ウエイト計算部230が、受信した基準信号のPRUに対して、複数に分割した周波数領域ごとにアダプティブアレイ技術によるウエイトの計算を行う(S304:ウエイト計算ステップ)。   As shown in FIG. 6, the signal receiving unit 220 receives a signal from the PHS terminal 110 via the plurality of antenna elements 218 (S300: YES in the signal receiving step), and whether or not the received signal is a reference signal. Determination (S302: reference signal determination step). If it is a reference signal (YES in S302), the weight calculation unit 230 calculates the weight by the adaptive array technique for each frequency region divided into a plurality of frequency regions for the received PRU of the reference signal (S304: weight calculation step) ).

ウエイト計算ステップ(S304)の後、分割した周波数領域(周波数帯域)全てに関してウエイト計算が完了したかどうか判定され(S306:計算完了判定ステップ)、ウエイト計算が完了すると(S306のYES)、算出されたウエイトを基地局メモリ212に保存する(S308:ウエイト保存ステップ)。   After the weight calculation step (S304), it is determined whether or not the weight calculation is completed for all the divided frequency regions (frequency bands) (S306: calculation completion determination step), and when the weight calculation is completed (YES in S306), the calculation is performed. The weight is saved in the base station memory 212 (S308: weight saving step).

さらに、信号受信部220が受信した信号が基準信号ではないと判定されると(S302のNO)、ウエイト保存ステップS308において基地局メモリ212に保存されたウエイトを反映して所望信号を生成する(S310:信号生成ステップ)。   Further, if it is determined that the signal received by the signal receiving unit 220 is not a reference signal (NO in S302), a desired signal is generated reflecting the weight stored in the base station memory 212 in the weight storage step S308 ( S310: Signal generation step).

一方、図7に示すように、送信する信号が発生すると(S350:送信信号発生ステップのYES)、上述したウエイト保存ステップS308によりウエイトが更新されたかどうか判定され(S352:更新判定ステップ)、更新されていれば、ウエイト選択部234が、ウエイト計算部230によって計算され基地局メモリ212に保存されたウエイトの中から所定の条件(本実施形態においては、基準信号の理論値と実測値の平均二乗誤差が最小)を満たすウエイトを選択する(S354:ウエイト選択ステップ)。更新されていなければ、前回用いたウエイトを繰り返し利用する。   On the other hand, as shown in FIG. 7, when a signal to be transmitted is generated (S350: YES in the transmission signal generation step), it is determined whether or not the weight is updated in the above-described weight storage step S308 (S352: update determination step). If so, the weight selection unit 234 calculates a predetermined condition from the weights calculated by the weight calculation unit 230 and stored in the base station memory 212 (in this embodiment, the average of the theoretical value and the actual measurement value of the reference signal). A weight satisfying the least square error) is selected (S354: weight selection step). If not updated, the weight used last time is used repeatedly.

そして信号送信部222は、ウエイト選択ステップS352において選択されたウエイトをPRUの全周波数領域に反映して信号を生成し(S356:ウエイト反映ステップ)、複数のアンテナ素子218を介して送信する(S358:信号送信ステップ)。   Then, the signal transmission unit 222 generates a signal by reflecting the weight selected in the weight selection step S352 in the entire frequency region of the PRU (S356: weight reflection step), and transmits the signal via the plurality of antenna elements 218 (S358). : Signal transmission step).

本実施形態にかかる無線通信方法においても、受信する際にはPRUに対して、複数に分割した周波数領域ごとにアダプティブアレイ技術によるウエイトの計算を行うことでフェージングの影響を低減し、送信する際には適切なウエイトを用いることで、送信した信号を受信する他の無線通信装置が好適に信号を抽出することが可能となる。したがって、PHS端末110は、受信信号の不連続性に基づく品質劣化を回避することができる。   Also in the wireless communication method according to the present embodiment, when receiving, the PRU is subjected to weight calculation by adaptive array technology for each frequency region divided into a plurality of times, and the effect of fading is reduced. By using an appropriate weight, other wireless communication devices that receive the transmitted signal can suitably extract the signal. Therefore, the PHS terminal 110 can avoid quality degradation based on the discontinuity of the received signal.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

例えば、上記実施形態において、基地局120を無線通信装置とし、PHS端末110を他の無線通信装置として説明したが、その対応関係が逆であっても成り立つのは言うまでもない。   For example, in the above embodiment, the base station 120 has been described as a wireless communication device and the PHS terminal 110 has been described as another wireless communication device, but it goes without saying that the relationship may be reversed.

なお、本明細書の無線通信方法および無線通信プログラムの処理における各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。   It should be noted that each step in the processing of the wireless communication method and the wireless communication program in this specification does not necessarily have to be processed in time series in the order described in the flowchart, and may include processing in parallel or by a subroutine.

本発明は、複数のアンテナ素子を有する無線通信装置、無線通信方法および無線通信プログラムに利用可能である。   The present invention can be used for a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a wireless communication program having a plurality of antenna elements.

本実施形態にかかる無線通信システムの概略的な接続関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the schematic connection relation of the radio | wireless communications system concerning this embodiment. 本実施形態にかかるフレーム構成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the flame | frame structure concerning this embodiment. 基地局の概略的な構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the schematic structure of the base station. ウエイト計算部およびウエイト選択部の処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the process of a weight calculation part and a weight selection part. 平均二乗誤差を説明するためのコンスタレーション図である。It is a constellation diagram for explaining a mean square error. 本実施形態にかかる無線通信方法の処理の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the process of the radio | wireless communication method concerning this embodiment. 本実施形態にかかる無線通信方法の処理の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the process of the radio | wireless communication method concerning this embodiment. 次世代PHS通信規格におけるPRUにおいて発生するフェージングについて説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the fading generate | occur | produced in PRU in a next-generation PHS communication standard. 端末装置において受信した信号の不具合を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the malfunction of the signal received in the terminal device.

符号の説明Explanation of symbols

100 …無線通信システム
110 …PHS端末(他の無線通信装置)
120 …基地局(無線通信装置)
130 …中継局
140 …通信網
150 …中継サーバ
210 …基地局制御部
212 …基地局メモリ
214 …基地局無線通信部
216 …基地局有線通信部
218 …アンテナ素子
220 …信号受信部
222 …信号送信部
230 …ウエイト計算部
232 …信号生成部
234 …ウエイト選択部
100 ... Wireless communication system 110 ... PHS terminal (other wireless communication device)
120 ... base station (wireless communication device)
130 ... relay station 140 ... communication network 150 ... relay server 210 ... base station control unit 212 ... base station memory 214 ... base station wireless communication unit 216 ... base station wired communication unit 218 ... antenna element 220 ... signal receiving unit 222 ... signal transmission Unit 230 ... Weight calculation unit 232 ... Signal generation unit 234 ... Weight selection unit

Claims (5)

OFDMA方式を用いて他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置であって、
複数のアンテナ素子と、
前記他の無線通信装置からの基準信号を受信する信号受信部と、
前記受信した基準信号のPRUに対して、複数に分割した周波数領域ごとにアダプティブアレイ技術におけるウエイトの計算をそれぞれ行うウエイト計算部と、
前記複数のアンテナ素子を介して受信した信号に前記計算されたウエイトを反映して所望信号を生成する信号生成部と、
前記計算されたウエイトの中から所定の条件を満たすウエイトを選択するウエイト選択部と、
前記選択されたウエイトをPRUの全周波数領域に反映した信号を前記複数のアンテナ素子を介して送信する信号送信部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
A wireless communication device that communicates with another wireless communication device using an OFDMA scheme,
A plurality of antenna elements;
A signal receiving unit for receiving a reference signal from the other wireless communication device;
A weight calculation unit for performing weight calculation in adaptive array technology for each frequency region divided into a plurality of divided frequency regions with respect to the PRU of the received reference signal;
A signal generation unit for generating a desired signal by reflecting the calculated weight in a signal received via the plurality of antenna elements;
A weight selection unit for selecting a weight satisfying a predetermined condition from the calculated weights;
A signal transmission unit that transmits a signal reflecting the selected weight in the entire frequency region of the PRU via the plurality of antenna elements;
A wireless communication apparatus comprising:
前記ウエイト選択部は、前記受信した基準信号の実測値と該基準信号の理論値の平均二乗誤差が所定の条件を満たすウエイトを選択することを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。   The radio communication apparatus according to claim 1, wherein the weight selection unit selects a weight in which a mean square error between the measured value of the received reference signal and the theoretical value of the reference signal satisfies a predetermined condition. 前記ウエイト選択部は、前記複数に分割した周波数領域それぞれで受信した信号の強度が所定の条件を満たすウエイトを選択することを特徴とする請求項1または2に記載の無線通信装置。   The radio communication apparatus according to claim 1, wherein the weight selection unit selects a weight in which the intensity of a signal received in each of the divided frequency regions satisfies a predetermined condition. OFDMA方式を用いて他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置を用いた無線通信方法であって、
前記他の無線通信装置からの基準信号を受信し、
前記受信した基準信号のPRUに対して、複数に分割した周波数領域ごとにアダプティブアレイ技術におけるウエイトの計算をそれぞれ行い、
前記無線通信装置に設けられた複数のアンテナ素子を介して受信した信号に前記計算されたウエイトを反映して所望信号を生成し、
前記計算されたウエイトの中から所定の条件を満たすウエイトを選択し、
前記選択されたウエイトをPRUの全周波数領域に反映した信号を前記複数のアンテナ素子を介して送信することを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method using a wireless communication device that communicates with another wireless communication device using an OFDMA method,
Receiving a reference signal from the other wireless communication device;
With respect to the PRU of the received reference signal, weight calculation in adaptive array technology is performed for each frequency region divided into a plurality of frequency ranges,
Reflecting the calculated weight on a signal received via a plurality of antenna elements provided in the wireless communication device to generate a desired signal,
Select a weight satisfying a predetermined condition from the calculated weights,
A radio communication method characterized by transmitting a signal reflecting the selected weight in the entire frequency range of the PRU through the plurality of antenna elements.
複数のアンテナ素子に接続されるコンピュータを、OFDMA方式を用いて他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置として機能させる無線通信プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記他の無線通信装置からの基準信号を受信する信号受信部と、
前記受信した基準信号のPRUに対して、複数に分割した周波数領域ごとにアダプティブアレイ技術におけるウエイトの計算をそれぞれ行うウエイト計算部と、
前記複数のアンテナ素子を介して受信した信号に前記計算されたウエイトを反映して所望信号を生成する信号生成部と、
前記計算されたウエイトの中から所定の条件を満たすウエイトを選択するウエイト選択部と、
前記選択されたウエイトをPRUの全周波数領域に反映した信号を前記複数のアンテナ素子を介して送信する信号送信部と、
して機能させることを特徴とする無線通信プログラム。
A wireless communication program that causes a computer connected to a plurality of antenna elements to function as a wireless communication device that communicates with another wireless communication device using the OFDMA method,
The computer,
A signal receiving unit for receiving a reference signal from the other wireless communication device;
A weight calculation unit for performing weight calculation in adaptive array technology for each frequency region divided into a plurality of divided frequency regions with respect to the PRU of the received reference signal;
A signal generation unit for generating a desired signal by reflecting the calculated weight in a signal received via the plurality of antenna elements;
A weight selection unit for selecting a weight satisfying a predetermined condition from the calculated weights;
A signal transmission unit that transmits a signal reflecting the selected weight in the entire frequency region of the PRU via the plurality of antenna elements;
A wireless communication program characterized by being made to function.
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