JP2010193189A - 分散アンテナシステムおよび分散アンテナ制御方法 - Google Patents
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Abstract
従来、複数の基地局のアンテナから出力する無線信号の指向性を制御するための送信ウエイト行列を求める際の演算処理が大きいという問題があった。
【解決手段】
本発明では、複数のクラスタに分割し、隣接するクラスタと端末局との間に形成されるMIMOチャネルのブロック伝搬路行列Hi,jと、他のクラスタからの干渉がない場合の第0次の部分送信ウエイトWi (0)と、全体の第0次の送信ウエイトをW(0)と、他のクラスタからの第1次の部分干渉レプリカ生成ウエイトWR (1) i,jと、第1次の部分干渉レプリカ生成ウエイトWR (1) i,jを非対角行列に配置した第1次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (1)と、単位行列Eとを用いて、第1次の送信ウエイトW(1)をW(0){E−WR (1)}により算出することを特徴とする。
【選択図】図6
Description
W(0){E−WR (1)}…(式15)
を備えることを特徴とする。
W(0){E−WR (1)−WR (2)}…(式18)
を備えることを特徴とする。
W(0){E−WR (1)}…(式15)
を備えることを特徴とする。
W(0){E−WR (1)−WR (2)}…(式18)
を備えることを特徴とする。
図1は本実施形態に係る分散アンテナシステムの構成例を示している。図1に示した分散アンテナシステム(100)は、従来の技術で説明した図12の分散アンテナシステム(940)と基本的な構成は同じで、基地局の数と端末の数およびそれぞれのアンテナの数は同じである。但し、図1の場合は、基地局(107a〜107c)と端末局(108a〜108b)はそれぞれの電波がお互いに良好に伝搬できる共通のクラスタ(109a)内に位置しているものとする。同様に、基地局(107d〜107f)と端末局(108c〜108d)はそれぞれの電波がお互いに良好に伝搬できる共通のクラスタ(109b)内に位置しているものとする。さらに、クラスタ(109a)とクラスタ(109b)間は相互干渉を及ぼし合う隣接した位置関係にあるものとする。そして、集中制御局(CC)(108)は、クラスタ(109a)の基地局(107a〜107c)とクラスタ(109b)の基地局(107d〜107f)の各アンテナは、全体として図10の1つの基地局BS(921)として見なせるように、集中制御局(108)は各基地局のアンテナから出力する送信信号を制御する。
次に、本発明に係る分散アンテナシステムおよび分散アンテナ制御方法の第2の実施形態について図7のフローチャートを用いて説明する。第1の実施形態では、特に変調方式については限定せず、例えばシングルキャリアによる通信を含めて説明した。本実施形態では、直交周波数分割多重(OFDM)方式または直交周波数分割多元接続(OFDMA)方式などマルチキャリアによる通信方式に適用する場合について説明する。尚、本実施形態においても第1の実施形態で説明した基本原理は同じである。
以上、本発明に係る分散アンテナシステムおよび分散アンテナ制御方法の実施形態について説明してきたが、その精神またはその主要な特徴から逸脱することなく他の多様な形で実施することができる。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明は、特許請求の範囲によって示されるものであって、本発明は明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内である。
107a〜107f,921,935a〜935c,946a〜946f・・・基地局
108a〜108d,220a〜220b,911〜913,922〜924,942〜945・・・端末局
111a〜111h,210a〜210b,901〜904・・・アンテナ部
221a〜221b・・・端末アンテナ部
921a〜921i,922a〜922c,923a〜923c,924a〜924c,936a〜936i・・・アンテナ
108,905,931,941・・・集中制御局
201a〜201c・・・データ部
202・・・通信相手選択部
204a〜204b・・・信号処理部
209a〜209b・・・無線部
211・・・重み計算部
212・・・伝搬路情報推定部
213a〜213b・・・変調部
206a〜206b,256a〜256b・・・重み乗算部
203・・・SC別データ分配部
254a〜254b・・・SC別信号処理部
207a〜207b・・・IFFT演算部
208a〜208b・・・GI付加部
205a〜205d・・・SC変調部
110a〜111b,111a〜111h,119a〜119b・・・エリア
109a〜109b,112,113a〜113f,114a〜114f・・・クラスタ
Claims (18)
- サービスエリア全体をN個(Nは2以上の整数)のクラスタに分割し、同一周波数チャネルで同一時刻に異なる信号系列の無線信号を空間分割多重して通信を行う無線通信システムに用いられ、前記クラスタ毎に少なくとも1本のアンテナ部を備えた複数の基地局と、前記複数の基地局のアンテナ部にそれぞれ送信信号を与え通信先の端末局との間でMIMOチャネルを形成する集中制御局とで構成される分散アンテナシステムにおいて、
前記通信先の端末局の位置に応じて前記複数の基地局のアンテナ部から出力する無線信号の指向性を形成するための送信ウエイトを算出する算出手段と、
前記通信先の端末局の数に応じた少なくとも1つの送信信号を入力する入力手段と、
前記入力手段から入力する送信信号に前記算出手段が算出した前記送信ウエイトを乗算して合成する合成手段と、
前記合成手段が合成した合成信号の少なくとも一部を前記複数の基地局のアンテナ部から送信する送信手段と
を前記基地局または前記集中制御局に設け、
前記算出手段は、
第iクラスタ(iは1からNまでの整数)と、同一周波数チャネルで同一時刻に異なる信号系列の無線通信を行う第jクラスタ(jは1からNまでの整数でj≠i)に属する端末局との間に形成されるMIMOチャネルのブロック伝搬路行列Hi,jを取得するステップと、
前記第iクラスタ以外のクラスタからの干渉がない場合に第iクラスタ内で通信を行うための前記送信ウエイトとして第iクラスタの第0次の部分送信ウエイトWi (0)を取得するステップと、
前記第iクラスタの第0次の部分送信ウエイトWi (0)を対角項に配置して得られる全体の第0次の送信ウエイトをW(0)を取得するステップと、
前記第jクラスタから前記第iクラスタへの干渉信号のレプリカを生成するための第1次の部分干渉レプリカ生成ウエイトWR (1) i,jを算出するステップと、
前記第1次の部分干渉レプリカ生成ウエイトWR (1) i,jを非対角行列に配置し合成して得られる全体の第1次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (1)を算出するステップと、
前記第1次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (1)と同一サイズの単位行列Eと、第0次の送信ウエイトをW(0)と、第1次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (1)とを用いて、前記通信先の端末局への送信信号ベクトルTXに対する第1次の送信ウエイトW(1)を(式15)により算出するステップと
W(0){E−WR (1)}…(式15)
を備えることを特徴とする分散アンテナシステム。 - 請求項1に記載の分散アンテナシステムにおいて、
前記算出部は、
前記クラスタ間の相互干渉として新たに生成される残留干渉信号のレプリカ信号を生成するための第2次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (2)を算出するステップを更に設け、
前記第1次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (1)と同一サイズの単位行列Eと、第0次の送信ウエイトをW(0)と、第1次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (1)と、前記第2次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (2)とを用いて、前記通信先の端末局への送信信号ベクトルTXに対する第2次の送信ウエイトW(2)を(式18)により算出するステップと
W(0){E−WR (1)−WR (2)}…(式18)
を備えることを特徴とする分散アンテナシステム。 - サービスエリア全体をN個(Nは2以上の整数)のクラスタに分割し、同一周波数チャネルで同一時刻に異なる信号系列の無線信号を空間分割多重して通信を行う無線通信システムに用いられ、前記クラスタ毎に少なくとも1本のアンテナ部を備えた複数の基地局と、前記複数の基地局のアンテナ部にそれぞれ送信信号を与え通信先の端末局との間でMIMOチャネルを形成する集中制御局とで構成される分散アンテナシステムにおいて、
前記通信先の端末局の位置に応じて前記複数の基地局のアンテナ部から出力する無線信号の指向性を形成するための送信ウエイトを算出する算出手段と、
前記通信先の端末局の数に応じた少なくとも1つの送信信号を入力する入力手段と、
前記入力手段から入力する送信信号に前記算出手段が算出した前記送信ウエイトを乗算して合成する合成手段と、
前記合成手段が合成した合成信号の少なくとも一部を前記複数の基地局のアンテナ部から送信する送信手段と
を前記基地局または前記集中制御局に設け、
前記算出手段は、
第iクラスタ(iは1からNまでの整数)と、同一周波数チャネルで同一時刻に異なる信号系列の無線通信を行う第jクラスタ(jは1からNまでの整数でj≠i)に属する端末局との間に形成されるMIMOチャネルのブロック伝搬路行列Hi,jを取得するステップと、
前記第iクラスタ以外のクラスタからの干渉がない場合に第iクラスタ内で通信を行うための前記送信ウエイトとして第iクラスタの第0次の部分送信ウエイトWi (0)を取得するステップと、
前記第iクラスタの第0次の部分送信ウエイトWi (0)を対角項に配置して得られる全体の第0次の送信ウエイトをW(0)を取得するステップと、
前記第jクラスタから前記第iクラスタへの干渉信号のレプリカを生成するための第1次の部分干渉レプリカ生成ウエイトWR (1) i,jを算出するステップと
を備え、
前記合成手段は、
第iクラスタの部分送信信号ベクトルTiと、前記第iクラスタとの干渉を考慮すべき前記第jクラスタの部分送信信号ベクトルTjと、前記第1次の部分干渉レプリカ生成ウエイトWR (1) i,jと、前記第iクラスタの第0次の部分送信ウエイトWi (0)とを用いて新たな第iクラスタの部分送信信号ベクトルTi’を(式23)により算出するステップ
- 請求項1から3のいずれか一項に記載の分散アンテナシステムにおいて、
前記算出手段は、
i=jなる前記ブロック伝搬路行列Hi,jの中の少なくともひとつの部分ブロック伝搬路行列の通信先となる端末局が2局以上ある場合、前記部分ブロック伝搬路行列に対する前記第0次の部分送信ウエイトWi (0)を用いて、当該端末局間での相互干渉が少なくなるような送信ウエイトを算出するステップを備えることを特徴とする分散アンテナシステム。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の分散アンテナシステムにおいて、
前記基地局と前記端末局との間で、周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)または周波数分割多元接続(OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)による通信方式を用いて通信する場合、
前記算出手段は、前記OFDMまたは前記OFDMAのサブキャリア信号に対する前記送信ウエイトを算出することを特徴とする分散アンテナシステム。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の分散アンテナシステムにおいて、
前記複数の基地局のうち少なくとも一部の基地局は複数の周波数チャネルを固定的に使用し、前記集中制御局は同一周波数チャネルを用いる前記少なくとも一部の基地局を1つのグループとして管理を行い、そのグループ毎に前記送信ウエイトを算出することを特徴とする分散アンテナシステム。 - 請求項4に記載の分散アンテナシステムにおいて、
前記複数の基地局のうち少なくとも一部の基地局は複数の周波数チャネルを固定的に使用し、前記集中制御局は前記第iクラスタの送信信号を算出する際に、前記第iクラスタとの干渉を考慮すべき前記第jクラスタ(j≠i)として前記第iクラスタから所定距離以内のクラスタの少なくとも一部を設定することを特徴とする分散アンテナシステム。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の分散アンテナシステムにおいて、
前記算出部は、
前記複数の基地局のうち少なくとも一部の同一周波数チャネルを用いる基地局を1つのグループとして構成し、前記基地局のグループ毎に一つのブロック伝搬路行列Hi,jを算出する場合に、前記基地局のグループ間のサービスエリアが相互にオーバーラップしないようにブロック伝搬路行列Hi,jを算出することを特徴とする分散アンテナシステム。 - サービスエリア全体をN個(Nは2以上の整数)のクラスタに分割し、同一周波数チャネルで同一時刻に異なる信号系列の無線信号を空間分割多重して通信を行う無線通信システムに用いられ、前記クラスタ毎に少なくとも1本のアンテナ部を備えた複数の基地局と、前記複数の基地局のアンテナ部にそれぞれ送信信号を与え通信先の端末局との間でMIMOチャネルを形成する集中制御局とで構成される分散アンテナシステムで用いられる分散アンテナ制御方法において、
前記通信先の端末局の数に応じて入力する少なくとも1つの送信信号に、前記通信先の端末局の位置に応じて前記複数の基地局のアンテナ部から出力する無線信号の指向性を形成するための送信ウエイトを乗算して合成した合成信号の少なくとも一部を前記複数の基地局のアンテナ部から送信する送信ウエイトを求める場合に、
第iクラスタ(iは1からNまでの整数)と、同一周波数チャネルで同一時刻に異なる信号系列の無線通信を行う第jクラスタ(jは1からNまでの整数でj≠i)に属する端末局との間に形成されるMIMOチャネルのブロック伝搬路行列Hi,jを取得するステップと、
前記第iクラスタ以外のクラスタからの干渉がない場合に第iクラスタ内で通信を行うための前記送信ウエイトとして第iクラスタの第0次の部分送信ウエイトWi (0)を取得するステップと、
前記第iクラスタの第0次の部分送信ウエイトWi (0)を対角項に配置して得られる全体の第0次の送信ウエイトをW(0)を取得するステップと、
前記第jクラスタから前記第iクラスタへの干渉信号のレプリカを生成するための第1次の部分干渉レプリカ生成ウエイトWR (1) i,jを算出するステップと、
前記第1次の部分干渉レプリカ生成ウエイトWR (1) i,jを非対角行列に配置し合成して得られる全体の第1次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (1)を算出するステップと、
前記第1次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (1)と同一サイズの単位行列Eと、第0次の送信ウエイトをW(0)と、第1次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (1)とを用いて、前記通信先の端末局への送信信号ベクトルTXに対する第1次の送信ウエイトW(1)を(式15)により算出するステップと
W(0){E−WR (1)}…(式15)
を備えることを特徴とする分散アンテナ制御方法。 - 請求項10に記載の分散アンテナ制御方法において、
前記クラスタ間の相互干渉として新たに生成される残留干渉信号のレプリカ信号を生成するための第2次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (2)を算出するステップを更に設け、
前記第1次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (1)と同一サイズの単位行列Eと、第0次の送信ウエイトをW(0)と、第1次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (1)と、前記第2次の干渉レプリカ生成ウエイトWR (2)とを用いて、前記通信先の端末局への送信信号ベクトルTXに対する第2次の送信ウエイトW(2)を(式18)により算出するステップと
W(0){E−WR (1)−WR (2)}…(式18)
を備えることを特徴とする分散アンテナ制御方法。 - サービスエリア全体をN個(Nは2以上の整数)のクラスタに分割し、同一周波数チャネルで同一時刻に異なる信号系列の無線信号を空間分割多重して通信を行う無線通信システムに用いられ、前記クラスタ毎に少なくとも1本のアンテナ部を備えた複数の基地局と、前記複数の基地局のアンテナ部にそれぞれ送信信号を与え通信先の端末局との間でMIMOチャネルを形成する集中制御局とで構成される分散アンテナシステムで用いられる分散アンテナ制御方法において、
前記通信先の端末局の数に応じて入力する少なくとも1つの送信信号に、前記通信先の端末局の位置に応じて前記複数の基地局のアンテナ部から出力する無線信号の指向性を形成するための送信ウエイトを乗算して合成した合成信号の少なくとも一部を前記複数の基地局のアンテナ部から送信する送信ウエイトを求める場合に、
第iクラスタ(iは1からNまでの整数)と、同一周波数チャネルで同一時刻に異なる信号系列の無線通信を行う第jクラスタ(jは1からNまでの整数でj≠i)に属する端末局との間に形成されるMIMOチャネルのブロック伝搬路行列Hi,jを取得するステップと、
前記第iクラスタ以外のクラスタからの干渉がない場合に第iクラスタ内で通信を行うための前記送信ウエイトとして第iクラスタの第0次の部分送信ウエイトWi (0)を取得するステップと、
前記第iクラスタの第0次の部分送信ウエイトWi (0)を対角項に配置して得られる全体の第0次の送信ウエイトをW(0)を取得するステップと、
前記第jクラスタから前記第iクラスタへの干渉信号のレプリカを生成するための第1次の部分干渉レプリカ生成ウエイトWR (1) i,jを算出するステップと、
第iクラスタの部分送信信号ベクトルTiと、前記第iクラスタとの干渉を考慮すべき前記第jクラスタの部分送信信号ベクトルTjと、前記第1次の部分干渉レプリカ生成ウエイトWR (1) i,jと、前記第iクラスタの第0次の部分送信ウエイトWi (0)とを用いて新たな第iクラスタの部分送信信号ベクトルTi’を(式19)により算出するステップと
- 請求項10から12のいずれか一項に記載の分散アンテナ制御方法において、
i=jなる前記ブロック伝搬路行列Hi,jの中の少なくともひとつの部分ブロック伝搬路行列の通信先となる端末局が2局以上ある場合、前記部分ブロック伝搬路行列に対する前記第0次の部分送信ウエイトWi (0)を用いて、当該端末局間での相互干渉が少なくなるような送信ウエイトを算出するステップを備えることを特徴とする分散アンテナ制御方法。 - 請求項10から14のいずれか一項に記載の分散アンテナ制御方法において、
前記基地局と前記端末局との間で、周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)または周波数分割多元接続(OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)による通信方式を用いて通信する場合、
前記OFDMまたは前記OFDMAのサブキャリア信号に対する前記送信ウエイトを算出することを特徴とする分散アンテナ制御方法。 - 請求項10から15のいずれか一項に記載の分散アンテナ制御方法において、
前記複数の基地局のうち少なくとも一部の基地局は複数の周波数チャネルを固定的に使用し、前記集中制御局は同一周波数チャネルを用いる前記少なくとも一部の基地局を1つのグループとして管理を行い、そのグループ毎に前記送信ウエイトを算出することを特徴とする分散アンテナ制御方法。 - 請求項13に記載の分散アンテナ制御方法において、
前記複数の基地局のうち少なくとも一部の基地局は複数の周波数チャネルを固定的に使用し、前記集中制御局は前記第iクラスタの送信信号を算出する際に、前記第iクラスタとの干渉を考慮すべき前記第jクラスタ(j≠i)として前記第iクラスタから所定距離以内のクラスタの少なくとも一部を設定することを特徴とする分散アンテナ制御方法。 - 請求項10から15のいずれか一項に記載の分散アンテナ制御方法において、
前記複数の基地局のうち少なくとも一部の同一周波数チャネルを用いる基地局を1つのグループとして構成し、前記基地局のグループ毎に一つのブロック伝搬路行列Hi,jを算出する場合に、前記基地局のグループ間のサービスエリアが相互にオーバーラップしないようにブロック伝搬路行列Hi,jを算出することを特徴とする分散アンテナ制御方法。
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