JP2010232859A - 無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無線通信装置は、1つ以上の無線局各々から無線信号を受信し、受信した信号各々の波形の特徴量を算出する特徴抽出手段と、算出された1つ以上の特徴量に基づいて、少なくとも1つの特徴量を決定する特徴量決定手段と、無線送信用の信号を、決定された前記特徴量に対応する形式の信号に変換し、送信信号を生成する信号生成手段と、前記送信信号を送信する送信手段とを有する。
【選択図】図5
Description
1つ以上の無線局各々から無線信号を受信し、受信した信号各々の波形の特徴量を算出する特徴抽出手段と、
算出された1つ以上の特徴量に基づいて、少なくとも1つの特徴量を決定する特徴量決定手段と、
無線送信用の信号を、決定された前記特徴量に対応する形式の信号に変換し、送信信号を生成する信号生成手段と、
前記送信信号を送信する送信手段と、
を有する無線通信装置である。
1.1 無線送受信装置の構成
1.2 特徴量
1.3 動作
1.4 効果
1.5 変形例
2.第2実施例
2.1 システム
2.2 無線局及び相手方無線局の構成
2.3 動作
2.4 効果
2.5 変形例
2.5.1 第1変形例
2.5.2 第2変形例
2.5.3 第3変形例
2.5.4 第4変形例
2.5.5 第5変形例
2.5.6 第6変形例
2.5.7 第7変形例
図5は、無線送受信装置10の機能的構成を表すブロック図である。図5に示すように、無線送受信装置10は、送受分離手段101と、特徴抽出手段102と、付与特徴量決定手段103と、特徴量制御手段104と、変調手段105と、特徴付与信号生成手段106とを備えている。
特徴量について詳説する。特徴量としては、上述の通り周期定常性の統計量や、信号のエントロピー、又は電力分散値等を用いることができる。これらは、信号波形の統計的な性質を示す点で共通する。従って、統計量は、一定の時間信号を観測し、ある数学的操作をすることで算出できる。
第1実施形態の無線送受信装置10に関する動作について説明する。
第1実施形態の効果について説明する。各無線局において図8の動作フローを行うことにより、同一の付与特徴量を使用する無線局を、地理的に偏在させることができ、結果として地理的情報と特徴量の情報とを関連付けることができる。
第1実施形態の変形例について説明する。
以下、第2実施形態に係る無線通信システムについて説明する。
図14は、無線局20とその通信の相手方である相手方無線局30の機能的構成を表す。無線局20は、送受分離手段201と、特徴抽出手段202と、収集情報データ化手段203と、変調手段204と、特徴付与信号生成手段205と、特徴量制御手段206とを含む。相手方無線局30は、送受分離手段301と、付与特徴量決定手段302と、復調手段303と、制御信号生成手段304とを含む。
無線局20の送受分離手段201は、外部から受信した信号を無線局20の内部にアンテナを介して取り込み、特徴抽出手段202へ転送する。ここで、外部からの信号とは、例えば図13の無線局20aにおいて、無線局20b、20c並びに20dからの信号、及び相手方無線局30b及び30cから送信される信号をいう。なお、自らの相手方無線局30aから送信される信号をも含めて取り込んで特徴抽出手段202へ転送してもよい。特に、相手方無線局との通信をまだ確立していない場合や、複数の信号が同一周波数帯域内に混在している場合には、すべての信号を分離することなく取り込み、特徴抽出手段202へ転送することが考えられる。なお、本図においては、周波数変換や増幅、帯域制限等の通常の無線機が備える機能要素は省略されているが、これらの機能要素は、通常の無線機と同様に、本無線局20にも当然に備わっている。
相手方無線局30の送受分離手段301は、受信した収集情報を付与特徴量決定手段302に、通信確立後の通信データを復調手段303へ入力する。図14に示される例では、受信した信号が収集情報であるか又は通信データであるかに依存して、受信信号が付与特徴量決定手段302又は復調手段303に入力されているが、このことは必須でない。受信信号が付与特徴量決定手段302及び復調手段303双方に入力され、各機能ブロックで収集情報であるか又は通信データであるかを判断してもよい。無線局20の特徴付与信号生成手段205において、送信信号の内容が収集情報であるか通信データであるかに応じて、それぞれに固有の特徴量を割り当て、相手方無線局30でその特徴量を計算し、送受分離手段301の後段のスイッチにより、受信信号の入力先が切り替えられてもよい。なお、本図の相手方無線局30においても、周波数変換や増幅、帯域制限等の通常の無線局が有する機能要素は図示されていないが、それらは通常の無線局と同様に備わっている。
第2実施形態の無線通信システム1000に関する動作について説明する。
第2実施形態の効果について説明する。無線通信システムにおいて上記の付与特徴量決定動作をすることにより、無線局及びその相手方無線局に機能を分離する。これにより、同一の特徴量を使用する無線局を地理的に偏在又は分散させ、結果として環境認識型の干渉制御を高精度に実現することができる。また、無線局及び相手方無線局間で機能を分離しているので、それぞれの無線局及び相手方無線局が有する機能を削減でき、無線局の簡素化や小型化を実現しながらの干渉制御が可能となる。
第2実施形態に係る無線通信システムの変形例について説明する。
図16は、第1の変形例による無線通信システムの無線局及び相手方無線局の機能的構成を表す。相手方無線局30において、制御信号生成手段304に代えて、付与特徴量通知信号生成手段305が設けられている点、及び、無線局20において、通知信号復調手段207が設けられている点が主に相違する。付与特徴量通知信号生成手段305において生成した通知信号は、通史情報抽出手段207で復調され、復調結果は、特徴量制御手段206で制御信号を生成するのに使用される。
図18は、第2の変形例に係る無線通信システムにおける相手方無線局の機能的構成を表す。概して、相手方無線局30において同一特徴量使用局数計数手段306が備わっている点が、第1の変形例の相手方無線局30と異なる。同一特徴量使用局数計数手段306は、相手方無線局30の付与特徴量決定手段302が、無線局20に新しく付与特徴量を割り当てるごとに、その付与特徴量を使用する無線局数をカウントし、記憶する。相手方無線局30の周辺に存在する無線局20が、どの付与特徴量を使用しているのかを、相手方無線局は把握し、それぞれの付与特徴量毎に、無線局数が計数される。
図21は、第3の変形例における付与特徴量決定動作の手順を表すフローチャートである。第3の変形例では、相手方無線局30の付与特徴量決定手段302は、無線局20からの収集情報により各特徴量のエネルギー|Ci|(i=1,2,...)を取得した後(S501)、その相手方無線局30が過去に割り当てた付与特徴量各々に対応する無線局数(N(Ci))の情報を取得する(S502)。その後、付与特徴量各々の無線局数が、閾値(Nth)を超えるか否かが判定され、閾値を超える無線局数の特徴量については、付与特徴量の決定の過程においては、エネルギーが0に強制される(S503)。これは、その特徴量が、検出されなかったものとみなされ、付与特徴量を選択する選択肢から除外されることを意味する。続いて、S503の処理後の各特徴量のエネルギーを比較し、最大のエネルギーを有する特徴量を付与特徴量とする(S504)。
図23は、第4の変形例における付与特徴量決定動作の手順を表すフローチャートである。概して図21のフローチャートと同様であるが、付与特徴量を選択する判断基準が異なる。
図25は、第5の変形例に係る無線通信システムにおける無線局及び相手方無線局の機能的構成を表すブロック図である。概して、図16の無線局20及び図18の相手方無線局30と同様であるが、相手方無線局30において最測定命令信号生成手段307が備わっている点が異なる。
第6の変形例は、上記S615における付与特徴量の決定方法に関する。再計測の結果、エネルギーが最も強く検出された特徴量が、再計測前の付与特徴量と異なる場合、その無線局の付与特徴量は、再計測後に最も強いエネルギーの特徴量に変更する。これにより、同一の付与特徴量を使用する無線局を地理的に偏在させたい場合に、その時点において最適な付与特徴量の再割当を行なうことが可能となる。
図28は、第7の変形例に係る付与特徴量決定動作の概念及び効果を表す図である。第7の変形例も、上記S615における付与特徴量の決定方法に関する。所定数(Nth)を越える無線局の特徴量(例えば、C2)について、所定数(Nth)以下である第2の所定数(Nth2)の数の無線局については、その付与特徴量(C2)を割り当て、残りの他の無線局に対しては、その無線局において、2番目に強く検出される特徴量(C2の次に強く検出される特徴量)を付与特徴量とする。かかる構成により、図28の右側に示されるように、各付与特徴量を使用する無線局の数を平均化させ、地理的に同一の付与特徴量を使用する無線局を偏在させることが可能となる。また、この動作に先立って、再計測の結果、エネルギーが最も強く検出された特徴量が、再測定前の付与特徴量と異なる無線局があった場合、その無線局の付与特徴量を、エネルギーが最も強く検出された特徴量にすることで、さらなる付与特徴量の最適化を図ることが可能となる。
2 端末
3 観測局
10 無線送受信装置
20 無線局
30 相手方無線局
101 送受分離手段
102 情報抽出手段
103 付与特徴量決定手段
104 特徴量制御手段
105 変調手段
106 特徴付与信号生成手段
201 送受分離手段
202 特徴抽出手段
203 収集情報データ化手段
204 変調手段
205 特徴付与信号生成手段
206 特徴量制御手段
207 通知情報抽出手段
301 送受分離手段
302 付与特徴量決定手段
303 復調手段
304 制御信号生成手段
305 付与特徴量通知信号生成手段
306 同一特徴量使用局数計数手段
307 再測定命令信号生成手段
Claims (34)
- 1つ以上の無線局各々から無線信号を受信し、受信した信号各々の波形特徴の統計的性質を表す特徴量を算出する特徴抽出手段と、
算出された1つ以上の特徴量に基づいて、少なくとも1つの特徴量を決定する特徴量決定手段と、
無線送信用の信号を、決定された前記特徴量に対応する形式の信号に変換し、該特徴量の波形特徴を有する送信信号を生成する信号生成手段と、
前記送信信号を送信する送信手段と、
を有する無線通信装置。 - 請求項1に記載の無線通信装置であって、
前記特徴量決定手段は、算出された1つ以上の特徴量の内、相対的にエネルギーの強い特徴量を選択する無線通信装置。 - 請求項1に記載の無線通信装置であって、
前記特徴量決定手段は、算出された1つ以上の特徴量の内、相対的にエネルギーの弱い特徴量を選択する無線通信装置。 - 複数の無線局を含む無線通信システムであって、前記複数の無線局の各々は、相手方無線局と無線通信を行い、前記複数の無線局の内少なくとも1つの無線局は、
周辺の無線局各々から無線信号を受信し、受信した信号各々の波形特徴の統計的性質を表す特徴量を算出する特徴抽出手段と、
前記受信した信号各々の特徴量を収集し、収集した情報を含む報告信号を生成する報告信号生成手段と、
データ信号及び/又は前記報告信号を含む無線送信用の信号を、前記相手方無線局により決定された特徴量に対応する形式の信号に変換し、該特徴量の波形特徴を有する送信信号を生成する信号生成手段と、
前記送信信号を送信する送信手段と、
を有し、
前記無線局と通信する相手方無線局は、
前記報告信号により報告された1つ以上の特徴量に基づいて、少なくとも1つの特徴量を決定する特徴量決定手段と、
決定された特徴量を示す制御信号を生成する制御信号生成手段と、
前記制御信号を前記無線局に送信する送信手段と、
を有する無線通信システム。 - 複数の無線局を含む無線通信システムであって、前記複数の無線局の各々は、相手方無線局と無線通信を行い、前記複数の無線局の内少なくとも1つの無線局は、
周辺の無線局各々から無線信号を受信し、受信した信号各々の波形特徴の統計的性質を表す特徴量を算出する特徴抽出手段と、
前記受信した信号各々の特徴量を収集し、収集した情報を含む報告信号を生成する報告信号生成手段と、
相手方無線局から受信した通知信号を復調し、前記相手方無線局により決定された特徴量の情報を抽出する通知情報抽出手段と、
データ信号及び/又は前記報告信号を含む無線送信用の信号を、前記相手方無線局により決定された前記特徴量に対応する形式の信号に変換し、該特徴量の波形特徴を有する送信信号を生成する信号生成手段と、
前記送信信号を送信する送信手段と、
を有し、
前記無線局と通信する相手方無線局は、
前記報告信号により報告された1つ以上の特徴量に基づいて、少なくとも1つの特徴量を決定する特徴量決定手段と、
決定された特徴量を示す制御情報を含む通知信号を生成する通知信号生成手段と、
前記通知信号を変調し、前記無線局に送信する送信手段と、
を有する無線通信システム。 - 請求項4又は5に記載の無線通信システムであって、
前記特徴量決定手段は、算出された1つ以上の特徴量の内、相対的にエネルギーの強い特徴量を選択する無線通信システム。 - 請求項4又は5に記載の無線通信システムであって、
前記特徴量決定手段は、算出された1つ以上の特徴量の内、相対的にエネルギーの弱い特徴量を選択する無線通信システム。 - 請求項4又は5に記載の無線通信システムであって、
前記相手方無線局が、複数の特徴量各々について、該特徴量に対応する形式の信号を送信する無線局の数を数える局数計数手段を更に有する無線通信システム。 - 請求項8に記載の無線通信システムであって、
前記特徴量決定手段は、所定数以下の無線局数に対応する特徴量の内、相対的にエネルギーの強い特徴量を選択する無線通信システム。 - 請求項8に記載の無線通信システムであって、
前記特徴量決定手段は、所定数以下の無線局数に対応する特徴量の内、相対的にエネルギーの弱い特徴量を選択する無線通信システム。 - 請求項8に記載の無線通信システムであって、
前記相手方無線局が命令信号送信手段を更に有し、該命令信号送信手段は、或る特徴量に対応する無線局数が所定数を越えた場合、該相手方無線局と通信している無線局の内、該或る特徴量に対応する形式の信号を送信している無線局に対して、報告信号の生成及び送信を再度行うことを指示する命令信号を送信する、無線通信システム。 - 請求項11に記載の無線通信システムであって、
前記相手方無線局が命令信号送信手段を更に有し、該命令信号送信手段は、或る特徴量に対応する無線局数が前記所定数以下の別の所定数を越えた場合、該相手方無線局と通信している無線局の内、該或る特徴量に対応する形式の信号を送信している無線局に対して、報告信号の生成及び送信を再度行うことを指示する命令信号を送信する、無線通信システム。 - 請求項11又は12に記載の無線通信システムであって、
前記特徴量決定手段は、再度報告された1つ以上の特徴量の内、相対的にエネルギーの強い特徴量を選択する無線通信システム。 - 請求項11乃至13に記載の無線通信システムであって、
前記特徴量決定手段は、同一の特徴量を使用する無線局数が第1の所定数を超えた特徴量について、該特徴量の無線局毎のエネルギーを比較し、エネルギーが強い順に第2の所定数の無線局を選別し、該選別された無線局には該特徴量を引き続き割り当て、残りの無線局には、該特徴量以外でエネルギーの強い特徴量を割り当てる、無線通信システム。 - 請求項11乃至13に記載の無線通信システムであって、
前記特徴量決定手段は、同一の特徴量を使用する無線局数が第1の所定数を超えた特徴量について、該特徴量の無線局毎のエネルギーを比較し、エネルギーが弱い順に第2の所定数の無線局を選別し、該選別された無線局には該特徴量を引き続き割り当て、残りの無線局には、該特徴量以外でエネルギーの強い特徴量を割り当てる、無線通信システム。 - 請求項11乃至13に記載の無線通信システムであって、
前記特徴量決定手段は、第1の所定数以上の無線局が使用している第1の特徴量と、第1の特徴量以外の第2の特徴量であって第2の所定数以下の無線局が使用している第2の特徴量とを特定し、第1の特徴量のエネルギーを第2の特徴量のエネルギーで除算したエネルギー比を無線局毎に算出し、前記第1の所定数以上の無線局の内、前記エネルギー比が大きい順に第2の所定数の無線局を選別し、該選別された無線局には引き続き前記第1の特徴量を割り当て、残りの無線局には、前記第2の特徴量の内、該無線局各々でエネルギーの強い特徴量を割り当てる、無線通信システム。 - 請求項8乃至16に記載の無線通信システムであって、前記第1の所定数は、相手方無線局と接続する無線局の総数と、無線局で測定された特徴量の種類数に基づいて決定される無線通信システム。
- 1つ以上の無線局各々から無線信号を受信し、受信した信号各々の波形特徴の統計的性質を表す特徴量を算出する特徴抽出ステップと、
算出された1つ以上の特徴量に基づいて、少なくとも1つの特徴量を決定する特徴量決定ステップと、
無線送信用の信号を、決定された前記特徴量に対応する形式の信号に変換し、該特徴量の波形特徴を有する送信信号を生成する信号生成ステップと、
前記送信信号を送信する送信ステップと、
を有する無線通信方法。 - 請求項18に記載の無線通信方法であって、
前記特徴量決定ステップでは、算出された1つ以上の特徴量の内、相対的にエネルギーの強い特徴量を選択する無線通信方法。 - 請求項18に記載の無線通信方法であって、
前記特徴量決定ステップでは、算出された1つ以上の特徴量の内、相対的にエネルギーの弱い特徴量を選択する無線通信方法。 - 複数の無線局を含む無線通信システムで使用される無線通信方法であって、前記複数の無線局の各々は、相手方無線局と無線通信を行い、前記複数の無線局の内少なくとも1つの無線局は、
周辺の無線局各々から無線信号を受信し、受信した信号各々の波形特徴の統計的性質を表す特徴量を算出する特徴抽出ステップと、
前記受信した信号各々の特徴量を収集し、収集した情報を含む報告信号を生成する報告信号生成ステップと、
データ信号及び/又は前記報告信号を含む無線送信用の信号を、前記相手方無線局により決定された特徴量に対応する形式の信号に変換し、該特徴量の波形特徴を有する送信信号を生成する信号生成ステップと、
前記送信信号を送信する送信ステップと、
を行い、
前記無線局と通信する相手方無線局は、
前記報告信号により報告された1つ以上の特徴量に基づいて、少なくとも1つの特徴量を決定する特徴量決定ステップと、
決定された特徴量を示す制御信号を生成する制御信号生成ステップと、
前記通知信号を前記無線局に送信する送信ステップと、
を行うことを特徴とする無線通信方法。 - 複数の無線局を含む無線通信システムで使用される無線通信方法であって、前記複数の無線局の各々は、相手方無線局と無線通信を行い、前記複数の無線局の内少なくとも1つの無線局は、
周辺の無線局各々から無線信号を受信し、受信した信号各々の波形特徴の統計的性質を表す特徴量を算出する特徴抽出ステップと、
前記受信した信号各々の特徴量を収集し、収集した情報を含む報告信号を生成する報告信号生成ステップと、
相手方無線局から受信した通知信号を復調し、前記相手方無線局により決定された特徴量の情報を抽出する通知情報抽出ステップと、
データ信号及び/又は前記報告信号を含む無線送信用の信号を、前記相手方無線局により決定された前記特徴量に対応する形式の信号に変換し、該特徴量の波形特徴を有する送信信号を生成する信号生成ステップと、
前記送信信号を送信する送信ステップと、
を行い、
前記無線局と通信する相手方無線局は、
前記報告信号により報告された1つ以上の特徴量に基づいて、少なくとも1つの特徴量を決定する特徴量決定ステップと、
決定された特徴量を示す制御情報を含む通知信号を生成する通知信号生成ステップと、
前記通知信号を変調し、前記無線局に送信する送信ステップと、
を行うことを特徴とする無線通信方法。 - 請求項21又は22記載の無線通信方法であって、
前記特徴量決定ステップでは、算出された1つ以上の特徴量の内、相対的にエネルギーの強い特徴量を選択する無線通信方法。 - 請求項21又は22に記載の無線通信方法であって、
前記特徴量決定ステップでは、算出された1つ以上の特徴量の内、相対的にエネルギーの弱い特徴量を選択する無線通信方法。 - 請求項21又は22に記載の無線通信方法であって、
前記相手方無線局が、複数の特徴量各々について、該特徴量に対応する形式の信号を送信する無線局の数を数える局数計数ステップを更に有する無線通信方法。 - 請求項25に記載の無線通信方法であって、
前記特徴量決定ステップでは、所定数以下の無線局数に対応する特徴量の内、相対的にエネルギーの強い特徴量を選択する無線通信方法。 - 請求項25に記載の無線通信方法であって、
前記特徴量決定ステップでは、所定数以下の無線局数に対応する特徴量の内、相対的にエネルギーの弱い特徴量を選択する無線通信方法。 - 請求項25に記載の無線通信方法であって、
前記相手方無線局において、或る特徴量に対応する無線局数が所定数を越えた場合、該相手方無線局と通信している無線局の内、該或る特徴量に対応する形式の信号を送信している無線局に対して、報告信号の生成及び送信を再度行うことを指示する命令信号を送信する命令信号送信ステップを更に有する無線通信方法。 - 請求項28に記載の無線通信方法であって、
前記相手方無線局において、或る特徴量に対応する無線局数が前記所定数以下の別の所定数を越えた場合、該相手方無線局と通信している無線局の内、該或る特徴量に対応する形式の信号を送信している無線局に対して、報告信号の生成及び送信を再度行うことを指示する命令信号を送信する命令信号送信ステップを更に有する無線通信方法。 - 請求項28又は29に記載の無線通信方法であって、
前記特徴量決定ステップでは、再度報告された1つ以上の特徴量の内、相対的にエネルギーの強い特徴量を選択する無線通信方法。 - 請求項28乃至30に記載の無線通信方法であって、
前記特徴量決定ステップでは、同一の特徴量を使用する無線局数が第1の所定数を超えた特徴量について、該特徴量の無線局毎のエネルギーを比較し、エネルギーが強い順に第2の所定数の無線局を選別し、該選別された無線局には該特徴量を引き続き割り当て、残りの無線局には、該特徴量以外でエネルギーの強い特徴量を割り当てる、無線通信方法。 - 請求項28乃至30に記載の無線通信方法であって、
前記特徴量決定ステップでは、同一の特徴量を使用する無線局数が第1の所定数を超えた特徴量について、該特徴量の無線局毎のエネルギーを比較し、エネルギーが弱い順に第2の所定数の無線局を選別し、該選別された無線局には該特徴量を引き続き割り当て、残りの無線局には、該特徴量以外でエネルギーの強い特徴量を割り当てる、無線通信方法。 - 請求項28乃至30に記載の無線通信システムであって、
前記特徴量決定ステップは、第1の所定数以上の無線局が使用している第1の特徴量と、第1の特徴量以外の第2の特徴量であって第2の所定数以下の無線局が使用している第2の特徴量とを特定し、第1の特徴量のエネルギーを第2の特徴量のエネルギーで除算したエネルギー比を無線局毎に算出し、前記第1の所定数以上の無線局の内、前記エネルギー比が大きい順に第2の所定数の無線局を選別し、該選別された無線局には引き続き前記第1の特徴量を割り当て、残りの無線局には、前記第2の特徴量の内、該無線局各々でエネルギーの強い特徴量を割り当てる、無線通信方法。 - 請求項25乃至33に記載の無線通信方法であって、前記第1の所定数は、相手方無線局と接続する無線局の総数と、無線局で測定された特徴量の種類数に基づいて決定される無線通信方法。
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