JP2016116123A - Base station device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a base station device for achieving Point-to-Multipoint type wireless full-duplex communication between a base station device and a plurality of radio stations by using a single frequency channel.SOLUTION: A base station device includes a transmission antenna group, a transmission signal processing part for generating a transmission analog signal of a radio frequency transmitted from the transmission antenna group, a reception antenna group, and a reception signal processing part for performing signal processing including at least frequency conversion to a reception analog signal of a radio frequency received by the reception antenna group. The transmission signal processing part and the reception signal processing part are housed in a different housing to exchange prescribed information by a wired connection, the transmission antenna group is arranged ahead of the reception antenna group only by a prescribed distance when seen in the direction of a radio station device from the reception antenna group, and the transmission antenna group is arranged outside a first Fresnel zone formed between each reception antenna element of the reception antenna group and an antenna element of the radio station device.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数の無線局装置との間で同一周波数チャネルで空間分割多重伝送を行う基地局装置に関する。   The present invention relates to a base station apparatus that performs space division multiplex transmission with a plurality of radio station apparatuses using the same frequency channel.

図16は、空間分割多重伝送システムの概要を示す。
図16において、1は基地局装置、2は無線局装置、3は見通し波、4は安定反射波、5〜6はランダム多重反射波、7は構造物を示す。基地局装置1は、多数(例えば 100本以上)のアンテナ素子を備え、ビルの屋上や高い鉄塔の上など高所に設置される。無線局装置2も同様に、ビルの屋上、家屋の屋根の上、電信柱や鉄塔の上など高所に設置される。そのため、基地局装置1と無線局装置2との間は概ね見通し環境にある。基地局1と無線局2との間には、見通し波3のパスや大型の安定的な構造物7に反射する安定反射波4などに加え、地上付近の車や人などの移動体などに反射する多重反射波5〜6が混在する。ただし、指向性アンテナを用いる場合などは、地上付近の多重反射波5〜6は、見通し波3および安定反射波4などに比べて受信レベルが低くなる。
FIG. 16 shows an outline of a space division multiplex transmission system.
In FIG. 16, 1 is a base station apparatus, 2 is a radio station apparatus, 3 is a line-of-sight wave, 4 is a stable reflected wave, 5 to 6 are random multiple reflected waves, and 7 is a structure. The base station apparatus 1 includes a large number (for example, 100 or more) of antenna elements and is installed at a high place such as a rooftop of a building or a high steel tower. Similarly, the radio station apparatus 2 is installed at a high place such as on the roof of a building, on the roof of a house, on a telephone pole or a steel tower. Therefore, the base station apparatus 1 and the radio station apparatus 2 are generally in a line-of-sight environment. Between the base station 1 and the radio station 2, in addition to the path of the line-of-sight 3 and the stable reflected wave 4 reflected on the large stable structure 7, the mobile object such as a car or a person near the ground Multiple reflected waves 5 to 6 to be reflected are mixed. However, when a directional antenna is used, the reception levels of the multiple reflected waves 5 to 6 near the ground are lower than those of the line-of-sight wave 3 and the stable reflected wave 4.

図17は、見通し環境および見通し外環境におけるインパルス応答を示す。
図17において、横軸は遅延時間、縦軸は各遅延波の受信レベルを表す。図17(a) に示す見通し外環境の場合、見通し区間の直接波成分は存在せず、様々な経路の多重反射波が数多く成分として存在し、各振幅および複素位相は時間と共にランダムに激しく変動する。
FIG. 17 shows impulse responses in line-of-sight and non-line-of-sight environments.
In FIG. 17, the horizontal axis represents the delay time, and the vertical axis represents the reception level of each delayed wave. In the case of the non-line-of-sight environment shown in FIG. 17 (a), there is no direct wave component in the line-of-sight section, multiple reflected waves of various paths exist as components, and each amplitude and complex phase fluctuate violently randomly with time. To do.

これに対し、図17(b) に示す見通し環境の場合、図16に示す見通し波3および安定反射波4のような安定パスはレベルが高い。一方、多重反射波5〜6などの時変動パスは、多重反射と経路長に伴う減衰により相対的にレベルが小さくなる。このようなチャネル情報を複数回取得して平均化した場合、安定パスの成分は振幅および複素位相共に毎回安定しているので、平均化されたチャネル情報からの変化は小さい。一方、時変動パスは複素空間上でランダムに合成され平均化されるため複素空間の原点付近に収束し、その結果として安定パス成分のみを効果的に抽出することが可能になる。   On the other hand, in the case of the line-of-sight environment shown in FIG. 17B, the stable paths such as the line-of-sight 3 and the stable reflected wave 4 shown in FIG. On the other hand, time-varying paths such as multiple reflected waves 5 to 6 have relatively low levels due to multiple reflections and attenuation due to path length. When such channel information is acquired and averaged a plurality of times, the stable path component is stable both in amplitude and complex phase every time, so that the change from the averaged channel information is small. On the other hand, since the time-varying path is synthesized and averaged randomly in the complex space, it converges near the origin of the complex space, and as a result, only the stable path component can be extracted effectively.

このようにして得られる平均化されたチャネル情報を基に、基地局装置1は送受信ウエイトを算出する。基地局装置1は、算出した送受信ウエイトを用いて多数のアンテナ素子で同位相合成を行うための指向性制御を行う。この送受信ウエイトを用いることで、基地局1は、指向性制御のターゲットとする通信相手の無線局装置への指向性利得をアンテナ本数Nの2乗倍に比例して高めることができる。また、ターゲット以外の無線局装置への与干渉の指向性利得はN倍に留まるため、相対的に希望信号と干渉信号との間には単純計算でN倍のギャップが生じる。結果的にSIR(Signal to Interference Ratio)の期待値は、10Log10(N)dBとなる。この期待値は、Nが100 の場合には20dBとなる。また、相関の小さな無線局装置を選択的に空間多重する場合には、さらにSIR特性の改善が期待され、より高い空間多重が実現できる。 Based on the averaged channel information obtained in this way, the base station apparatus 1 calculates transmission / reception weights. The base station apparatus 1 performs directivity control for performing in-phase synthesis with a large number of antenna elements using the calculated transmission / reception weights. By using this transmission / reception weight, the base station 1 can increase the directivity gain to the radio station apparatus of the communication partner that is the target of directivity control in proportion to the square of the number N of antennas. In addition, since the directivity gain of interference to radio station apparatuses other than the target remains N times, a gap of N times is generated between the desired signal and the interference signal by simple calculation. As a result, the expected value of SIR (Signal to Interference Ratio) is 10 Log 10 (N) dB. This expected value is 20 dB when N is 100. In addition, when a radio station apparatus having a small correlation is selectively spatially multiplexed, further improvement in SIR characteristics is expected, and higher spatial multiplexing can be realized.

ここで、これらの多数のアンテナを用いた指向性制御においては、その送受信ウエイトを算出するためにチャネル情報が必要になる。基地局装置が多数のアンテナ素子を備え、無線局側は1本ないしは少数のアンテナ素子を備えている場合、アップリンクでは例えば1シンボル分のチャネル推定用のトレーニング信号を送信することで、その信号を受信する多数の基地局アンテナとの間のMIMOチャネルを一括して取得可能であるが、ダウンリンクに関しては基地局アンテナ数分のチャネル推定用のトレーニング信号を送信するのが基本となる。しかし、アップリンクとダウンリンクのチャネルの対称性が確保できている場合には、例えば以下に示すインプリシット・フィードバック法と呼ばれる手法でアップリンクのチャネル情報からダウンリンクのチャネル情報を推定することが可能になる。   Here, in directivity control using these many antennas, channel information is required to calculate the transmission / reception weight. When the base station apparatus includes a large number of antenna elements and the radio station side includes one or a small number of antenna elements, the uplink signal, for example, transmits a training signal for channel estimation for one symbol. MIMO channels between a large number of base station antennas that receive the base station antennas can be acquired in a lump, but for the downlink, it is fundamental to transmit training signals for channel estimation for the number of base station antennas. However, if the symmetry between the uplink and downlink channels is ensured, the downlink channel information can be estimated from the uplink channel information using a method called the implicit feedback method shown below, for example. It becomes possible.

(一般的なインプリシット・フィードバック法)
図18は、インプリシット・フィードバック法の概要を示す。
図18において、301−1および301−2はアンテナ、302−1および302−2は切り替えスイッチ、303−1および303−2はハイパワーアンプ(HPA)、304−1および304−2はローノイズアンプ(LNA)を示す。便宜上、図中左側を基地局装置、右側を無線局装置とする。基地局装置および無線局装置は、信号の送受信に際してハイパワーアンプ303−1,303−2を介して送信し、ローノイズアンプ304−1,304−2を介して受信する。各アンプの位相・振幅の変化量は、ハイパワーアンプ303−1でATx1exp(iθTx1)、ハイパワーアンプ303−2でATx2exp(iθTx2)、ローノイズアンプ304−1でARx1exp(iθRx1)、ローノイズアンプ304−2でARx2exp(iθRx2)である。また、基地局装置と無線局装置の各アンテナ間のチャネル係数をhとおけば、ダウンリンクのチャネル情報hDLは式(1) で表される。
DL=hATx1Rx2 exp i(θTx1+θRx2) …(1)
同様にアップリンクのチャネル情報hULは式(2) で表される。
UL=hATx2Rx1 exp i(θTx2+θRx1) …(2)
(General implicit feedback method)
FIG. 18 shows an overview of the implicit feedback method.
In FIG. 18, 301-1 and 301-2 are antennas, 302-1 and 302-2 are changeover switches, 303-1 and 303-2 are high-power amplifiers (HPA), and 304-1 and 304-2 are low-noise amplifiers. (LNA). For convenience, the left side in the figure is the base station apparatus and the right side is the radio station apparatus. When transmitting and receiving signals, the base station apparatus and the radio station apparatus transmit via high power amplifiers 303-1 and 303-2 and receive via low noise amplifiers 304-1 and 304-2. The amount of change in the phase / amplitude of each amplifier is as follows: A Tx1 exp (iθ Tx1 ) in the high power amplifier 303-1, A Tx2 exp (iθ Tx2 ) in the high power amplifier 303-2, and A Rx1 exp in the low noise amplifier 304-1. (iθ Rx1 ), A Rx2 exp (iθ Rx2 ) in the low noise amplifier 304-2. If the channel coefficient between the antennas of the base station apparatus and the radio station apparatus is set to h, downlink channel information h DL is expressed by the following equation (1).
h DL = hA Tx1 A Rx2 exp i (θ Tx1 + θ Rx2 ) (1)
Similarly, uplink channel information h UL is expressed by equation (2).
h UL = hA Tx2 A Rx1 exp i (θ Tx2 + θ Rx1 )… (2)

ここで、基地局装置のアンテナに関するキャリブレーション係数CBSを式(3) 、無線局装置のアンテナに関するキャリブレーション係数CTEを式(4) で定義する。
BS=ATx1 exp(iθTx1)/ARx1 exp(iθRx1) …(3)
TE=ARx2 exp(iθRx2)/ATx2 exp(iθTx2) …(4)
アップリンクとダウンリンクのチャネル情報の間には、式(1) 〜式(4) から式(5) の関係が成り立つ。
DL=CBS・CTE・hUL …(5)
Here, the calibration coefficient C BS Equation (3) relates to an antenna of the base station apparatus, the calibration coefficient C TE to antennas of the radio station apparatus is defined by equation (4).
C BS = A Tx1 exp (iθ Tx1 ) / A Rx1 exp (iθ Rx1 ) (3)
C TE = A Rx2 exp (iθ Rx2 ) / A Tx2 exp (iθ Tx2 ) (4)
The relationship of Equation (1) to Equation (4) to Equation (5) is established between the uplink and downlink channel information.
h DL = C BS · C TE · h UL (5)

ここでは送受信双方で1本のアンテナのみに限定したが、基地局装置のそれぞれのアンテナ素子に関するキャリブレーション係数、および無線局装置のそれぞれのアンテナ素子に関するキャリブレーション係数を用いると、MIMOチャネルに関してもこれを拡張することができる。例えばアップリンクのチャネル情報として、無線局装置の第jアンテナから基地局装置の第iアンテナへのチャネル情報をhi,j 、無線局装置の第jアンテナのキャリブレーション係数をCTE,j、基地局装置の第iアンテナのキャリブレーション係数をCBS,iとすると、ダウンリンクのチャネル行列HDLは、式(6) で表すことができる。

Figure 2016116123
Here, only one antenna is used for both transmission and reception. However, if the calibration coefficient for each antenna element of the base station apparatus and the calibration coefficient for each antenna element of the radio station apparatus are used, this also applies to the MIMO channel. Can be extended. For example, as channel information uplink channel information h i from the j antenna radio station apparatus to the i antenna of the base station apparatus, j, the j calibration coefficient of the antenna C TE, j of the radio station, If the calibration coefficient of the i-th antenna of the base station apparatus is C BS, i , the downlink channel matrix H DL can be expressed by Equation (6).
Figure 2016116123

式(6) の右辺の左端の行列を無線局装置固有のキャリブレーション行列CTEと定義し、右端の行列を基地局装置固有のキャリブレーション行列CBSと定義し、さらにアップリンクのチャネル行列をHULと表すとする。ここで、基地局装置のアンテナ素子数はN、無線局装置のアンテナ素子数をMとする。この時、式(6) は式(5) の拡張の行列形式として、式(7) のように表すことができる。
DL=CBS・HUL T・CTE …(7)
It defines a calibration matrix C TE leftmost matrix of the right side of the radio station apparatus specific formula (6), defines the right end of the matrix and the base station device-specific calibration matrix C BS, a further channel matrix uplink Let HUL denote. Here, the number of antenna elements of the base station apparatus is N, and the number of antenna elements of the radio station apparatus is M. At this time, Expression (6) can be expressed as Expression (7) as an extended matrix form of Expression (5).
H DL = C BS · H UL T · C TE (7)

ここで、HUL T は行列HULの転置行列を表す。このように、基地局装置と無線局装置のキャリブレーション行列CBSおよびCTEが既知であれば、基地局装置はアップリンクのチャネル行列からダウンリンクのチャネル行列を推定することが可能になる。特に、無線局装置が1素子アンテナ(ないしは、複数素子で仮想的なひとつのビームを形成する場合も同様)の場合には、無線局装置のキャリブレーション係数CTEは単なる定数であり、送受信ウエイト形成には影響を与えないので、この係数を無視して処理をすることが可能になる。なお、現実的にはこのキャリブレーション係数の取得は、例えば工場出荷時に無線局装置として1素子の試験用局を用意し、その試験用局を介してHULとHDLのチャネル情報を取得し、その行列の関係からCBS,j・CTEが求まる。上述のようにCTEは単なる定数で意味はないが、この定数が全てのキャリブレーション係数に乗算されていても、実質的には何ら問題はない。 Here, H UL T represents a transposed matrix of the matrix H UL . Thus, if the calibration matrices C BS and C TE of the base station apparatus and the radio station apparatus are known, the base station apparatus can estimate the downlink channel matrix from the uplink channel matrix. In particular, when the radio station apparatus is a single-element antenna (or when a virtual one beam is formed by a plurality of elements), the calibration coefficient C TE of the radio station apparatus is simply a constant, and the transmission / reception weight Since it does not affect the formation, it is possible to ignore this coefficient and process. Actually, this calibration coefficient is obtained by preparing a one-element test station as a wireless station device at the time of factory shipment, and acquiring HUL and HDL channel information via the test station. CBS, j · CTE is obtained from the matrix relationship. Although C TE is not meant just constant as described above, the constant is be multiplied to all the calibration coefficients, there is no problem substantially.

アップリンクのチャネルを推定する場合、無線局装置では1本のアンテナに対してひとつのチャネル推定用の信号を送信したとしても、受信側では同時にN本のアンテナに関するチャネル情報を同時に測定することが可能である。すなわち、大規模アンテナシステム(非特許文献1〜4)ないしはMassive MIMOシステムにおいても、基地局装置のアンテナ素子数の増加の影響を受けずにチャネルフィードバックを効率的に行うことが可能になる。   When estimating an uplink channel, even if the radio station apparatus transmits one channel estimation signal to one antenna, the receiving side can simultaneously measure channel information on N antennas at the same time. Is possible. That is, even in a large-scale antenna system (Non-Patent Documents 1 to 4) or Massive MIMO system, channel feedback can be efficiently performed without being affected by an increase in the number of antenna elements of the base station apparatus.

図19は、インプリシット・フィードバック法を用いたチャネル推定手順を示す。
図19において、処理を開始すると(S101)、まず着目する無線局装置と基地局装置の間のアップリンクのチャネル行列HUL (k) を取得し(S102)、さらに式(6) または式(7) に記載の基地局装置BSのキャリブレーション行列CBS (k) および無線局装置TEのキャリブレーション行列CTE (k) を取得し(S103)、式(6) または式(7) に従いダウンリンクのチャネル行列HDL (k) を算出し(S104)、処理を終了する(S105)。以上の説明では、各チャネル行列やキャリブレーション行列は周波数成分ごとに異なる値を持つのが一般的であり、周波数成分を明示的に記載した。本願明細書では一般に広帯域のシステムを想定し、キャリブレーションないしはインプリシット・フィードバックを含む各信号処理は広帯域の中に含まれる複数の周波数成分ごとに同様の処理を行うことになるが、これらの周波数成分についての表記は説明を煩雑にするために、以降の説明では特に断らない限り周波数成分ごとに関する記述を省略し、同様の処理を個別の周波数成分で実施するものとする。
FIG. 19 shows a channel estimation procedure using the implicit feedback method.
In FIG. 19, when the processing is started (S101), first, an uplink channel matrix H UL (k) between the focused radio station apparatus and the base station apparatus is acquired (S102), and further, Expression (6) or Expression ( get the calibration matrix of the base station apparatus BS C BS (k) and the radio station apparatus TE calibration matrix C TE (k) according to 7) (S103), down in accordance with the equation (6) or (7) The link channel matrix H DL (k) is calculated (S104), and the process is terminated (S105). In the above description, each channel matrix or calibration matrix generally has a different value for each frequency component, and the frequency component is explicitly described. In the present specification, generally, a broadband system is assumed, and each signal processing including calibration or implicit feedback is performed for each of a plurality of frequency components included in the broadband. In order to make the description of the components complicated, in the following description, unless otherwise specified, the description for each frequency component is omitted, and the same processing is performed with individual frequency components.

以上がインプリシット・フィードバック法の概要であるが、この方式の適用においては2つの要求条件がある。第1の要求条件は、求めたいダウンリンクチャネルで用いる基地局送信アンテナと無線局受信アンテナの物理的な組み合わせと全く同じ組み合わせで、アップリンクのチャネル推定を行う必要があることである。第2の要求条件は、アップリンクのチャネル推定用のトレーニング信号を送信する際の周波数と、ダウンリンクで信号送信する際の周波数が同一であることである。すなわち、ダウンリンクで用いる周波数を用い、無線局受信アンテナと同一アンテナからアップリンクのチャネル推定用の信号を送信し、基地局送信アンテナと同一アンテナにてアップリンクのチャネル推定用の信号を受信する必要がある。しかるに、アップリンクとダウンリンクの双方向通信を実現するに当たり、同一周波数で時間をアップリンクとダウンリンクで時間を棲み分ける時分割複信(TDD:Time Division Duplex)を用いる場合には問題がないが、異なる周波数を用いる周波数分割複信(FDD:Frequency Division Duplex )の場合には、アップリンクとダウンリンクで周波数が異なり、システムによってはアンテナ自体も異なるものを利用する場合がある。   The above is the outline of the implicit feedback method, but there are two requirements for the application of this method. The first requirement is that it is necessary to perform uplink channel estimation using the same combination as the physical combination of the base station transmission antenna and the radio station reception antenna used in the downlink channel to be obtained. The second requirement is that the frequency for transmitting the training signal for uplink channel estimation is the same as the frequency for transmitting the signal in the downlink. That is, using the frequency used in the downlink, the uplink channel estimation signal is transmitted from the same antenna as the radio station reception antenna, and the uplink channel estimation signal is received by the same antenna as the base station transmission antenna. There is a need. However, there is no problem when using Time Division Duplex (TDD) that divides time between uplink and downlink at the same frequency to realize uplink and downlink bidirectional communication. However, in the case of frequency division duplex (FDD) using different frequencies, the frequency may be different between the uplink and the downlink, and the antenna itself may be different depending on the system.

このような問題を回避するための従来技術としては、特許文献1において以下に示す技術が開示されている。この特許文献1では、前述の大規模アンテナシステムとの組み合わせでの利用を前提とし、ここでは特許文献2にて開示された技術として、通信相手となる無線局装置ごとに個別に、固定的な受信ウエイトおよび送信ウエイトを送受信信号に定常的に乗算するための回路および送受信ベースバンド信号の処理を行う回路を備えることを前提としている。以下にその技術の詳細を示す。   As a conventional technique for avoiding such a problem, the following technique is disclosed in Patent Document 1. This Patent Document 1 is premised on use in combination with the above-described large-scale antenna system, and here, as a technique disclosed in Patent Document 2, it is fixed individually for each radio station apparatus as a communication partner. It is assumed that a circuit for constantly multiplying a transmission / reception signal by a reception weight and a transmission weight and a circuit for processing a transmission / reception baseband signal are provided. Details of the technology are shown below.

(FDDシステムにおけるインプリシット・フィードバック法)
基地局装置が空間多重伝送の対象とする無線局装置の数をNとし、基地局装置が備えるアンテナ素子の数をK(FDD方式の場合には送信アンテナ素子と受信アンテナ素子のペアの数をK組み)として説明する。
(Implicit feedback method in FDD system)
The number of radio station apparatuses that the base station apparatus is subject to spatial multiplexing transmission is N, and the number of antenna elements provided in the base station apparatus is K (in the case of FDD, the number of pairs of transmitting antenna elements and receiving antenna elements is (K set) will be described.

図20は、FDDシステムにおけるダウンリンクのチャネル情報推定例を示す。図20(a) は通常運用状態における無線信号の流れを示し、図20(b) はチャネル情報推定時の無線信号(トレーニング信号)の流れを示す。   FIG. 20 shows an example of downlink channel information estimation in the FDD system. FIG. 20A shows the flow of radio signals in the normal operation state, and FIG. 20B shows the flow of radio signals (training signals) at the time of channel information estimation.

FDD方式を用いる場合、図20(a) に示すように基地局装置500と端末装置700は、送信と受信とにおいて物理的に異なるアンテナ素子を利用する。さらに、アップリンクとダウンリンクとにおいて、基地局装置500と無線局装置700とは異なる周波数チャネルを用いて通信をする。   When the FDD scheme is used, as shown in FIG. 20A, the base station apparatus 500 and the terminal apparatus 700 use physically different antenna elements for transmission and reception. Furthermore, in uplink and downlink, base station apparatus 500 and radio station apparatus 700 communicate using different frequency channels.

具体的には、通常通信時には図20(a) に示すように、アップリンクでは無線局装置700がアンテナ素子701tから周波数F1で送信した信号を、基地局装置500がアンテナ素子401r−1〜401r−Kで受信する。ダウンリンクでは、基地局装置500がアンテナ素子401t−1〜401t−Kから周波数F2で送信した信号を、無線局装置700がアンテナ素子701rで受信する。すなわち、図20(a) の下側の矢印(アップリンク)と上側の矢印(ダウンリンク)では、用いるアンテナ素子の組み合わせの違いから伝搬の物理的な経路も全く異なる上、周波数自体も異なる。このため、アップリンクのチャネル情報の推定結果からダウンリンクのチャネル情報の予測を高い精度で行うことは困難である。   Specifically, during normal communication, as shown in FIG. 20A, in the uplink, the radio station apparatus 700 transmits a signal transmitted from the antenna element 701t at the frequency F1, and the base station apparatus 500 transmits the antenna elements 401r-1 to 401r. Receive at -K. In the downlink, the radio station apparatus 700 receives the signal transmitted from the antenna elements 401t-1 to 401t-K at the frequency F2 by the base station apparatus 500 by the antenna element 701r. That is, in the lower arrow (uplink) and the upper arrow (downlink) in FIG. 20A, the physical path of propagation is completely different due to the combination of antenna elements used, and the frequency itself is also different. For this reason, it is difficult to predict downlink channel information with high accuracy from the estimation result of uplink channel information.

そこで、FDD方式を用いた無線通信システムにおいてチャネル情報を取得するために、チャネル情報の推定時には図20(b) に示すように、無線局装置700は通常運用時に受信アンテナとして用いるアンテナ素子701rよりトレーニング信号を送信する。基地局装置500は、通常運用時に送信アンテナとして用いるアンテナ素子401t−1〜401t−Kを用いて、無線局装置700から送信されたトレーニング信号を受信し、受信したトレーニング信号に基づいてアップリンクのチャネル情報を取得する。すなわち、図20(b) の上側の矢印に示すアップリンクのチャネル情報の推定が可能な構成とする。基地局装置500は、周波数F2で受信したトレーニング信号を用いて得られたアップリンクのチャネル情報をもとに、このアップリンクのチャネル情報に対してキャリブレーション係数を乗算することにより、ダウンリンクのチャネル情報を推定する(図19)。   Therefore, in order to acquire channel information in a wireless communication system using the FDD scheme, as shown in FIG. 20B, when the channel information is estimated, the wireless station device 700 uses an antenna element 701r used as a receiving antenna during normal operation. Send training signals. Base station apparatus 500 receives the training signal transmitted from radio station apparatus 700 using antenna elements 401t-1 to 401t-K used as transmission antennas during normal operation, and based on the received training signal, Get channel information. That is, it is configured to be able to estimate uplink channel information indicated by the upper arrow in FIG. The base station apparatus 500 multiplies this uplink channel information by a calibration coefficient based on the uplink channel information obtained by using the training signal received at the frequency F2, thereby obtaining the downlink channel information. Channel information is estimated (FIG. 19).

上述したとおり、FDD方式を用いて通信を行う場合、基地局装置および無線局装置において送信に用いるアンテナ素子と受信に用いるアンテナ素子とが異なるため、無線局装置から基地局装置へのアップリンクの伝送路と、基地局装置から無線局装置へのダウンリンクの伝送路とが異なりインプリシット・フィードバック法が成立しない。   As described above, when communication is performed using the FDD scheme, the antenna element used for transmission and the antenna element used for reception in the base station apparatus and the radio station apparatus are different. The transmission path and the downlink transmission path from the base station apparatus to the radio station apparatus are different and the implicit feedback method is not established.

そこで、通常運用時にダウンリンクで用いる、無線局装置の受信アンテナ素子と基地局装置との送信アンテナ素子とを使用してダウンリンクの周波数で、無線局装置から基地局装置へトレーニング信号を送信し、ダウンリンクで用いるアンテナの組み合わせおよび周波数でアップリンクのチャネル情報の推定を行い、得られたアップリンクのチャネル情報からダウンリンクのチャネル情報を推定することにより、この問題を解決することができる。   Therefore, a training signal is transmitted from the radio station apparatus to the base station apparatus at the downlink frequency using the reception antenna element of the radio station apparatus and the transmission antenna element of the base station apparatus that are used in the downlink during normal operation. This problem can be solved by estimating uplink channel information from the combination and frequency of antennas used in the downlink, and estimating downlink channel information from the obtained uplink channel information.

図21は、従来技術における基地局装置500の構成を示す。
図21において、基地局装置500は、FDD方式を用いて、複数の無線局装置と同一周波数上で同一時刻に空間分割多重伝送を行う。また、基地局装置500は、K本のアップリンク用のアンテナ素子401r−1〜401r−Kと、K本のダウンリンク用のアンテナ素子401t−1〜401t−Kと、K個の無線信号処理回路510−1〜510−Kと、N個の送受信信号処理部430−1〜430−Nと、送受信ウエイト算出部502と、通信制御回路503と、インタフェース部404とを備えている。以下、アンテナ素子401r−1〜401−Kの全体またはいずれか一つを示す場合にアンテナ素子401rという。同様に、アンテナ素子401t−1〜401t−Kの全体またはいずれか一つを示す場合にアンテナ素子401tという。また、無線信号処理回路510−1〜510−Kの全体またはいずれか一つを示す場合に無線信号処理回路510という。
FIG. 21 shows the configuration of base station apparatus 500 in the prior art.
In FIG. 21, base station apparatus 500 performs space division multiplex transmission at the same time on the same frequency as a plurality of radio station apparatuses using the FDD scheme. Further, the base station apparatus 500 includes K uplink antenna elements 401r-1 to 401r-K, K downlink antenna elements 401t-1 to 401t-K, and K radio signal processes. Circuits 510-1 to 510 -K, N transmission / reception signal processing units 430-1 to 430 -N, transmission / reception weight calculation unit 502, communication control circuit 503, and interface unit 404 are provided. Hereinafter, the whole or any one of the antenna elements 401r-1 to 401-K is referred to as the antenna element 401r. Similarly, the whole antenna element 401t-1 to 401t-K or any one of them is referred to as an antenna element 401t. Further, the wireless signal processing circuit 510 is referred to when the whole or any one of the wireless signal processing circuits 510-1 to 510 -K is shown.

アンテナ素子401r−i(i=1,2,…,K)とアンテナ素子401t−iとは対となっている。また、アンテナ素子401r−iとアンテナ素子401t−iは、無線信号処理回路510−iと一対一に対応付けて接続されている。   The antenna element 401r-i (i = 1, 2,..., K) and the antenna element 401t-i are paired. Further, the antenna element 401r-i and the antenna element 401t-i are connected to the wireless signal processing circuit 510-i in a one-to-one correspondence.

通信制御回路503は、無線信号処理回路510−1〜510−Kおよび送受信信号処理部430−1〜430−Nを制御する。   The communication control circuit 503 controls the wireless signal processing circuits 510-1 to 510-K and the transmission / reception signal processing units 430-1 to 430-N.

無線信号処理回路510は、接続されているアンテナ素子401rを介して受信した受信信号を無線周波数からアナログ・ベースバンドに周波数変換し、さらにA/D変換によりデジタル信号に変換して送受信信号処理部430−1〜430−Nに出力する。また、無線信号処理回路510は、送受信信号処理部430−1〜430−Nそれぞれから入力する各周波数成分のデジタル信号をD/A変換によりアナログ・ベースバンド信号にし、さらに無線周波数帯域のアナログ信号に周波数変換して、アンテナ素子401tを介して送信する。また、無線信号処理回路510は、通信制御回路503に接続されており、通信制御回路503から各種制御情報が入力される。例えば、フレームタイミングや送信および受信のシンボルタイミングに関する情報も通信制御回路503から無線信号処理回路510に入力され、このシンボルタイミングに従ってFFTやIFFTなどの信号処理を実施する。   The radio signal processing circuit 510 converts a received signal received via the connected antenna element 401r from a radio frequency to an analog baseband, and further converts the signal into a digital signal by A / D conversion to transmit / receive signal processing unit Output to 430-1 to 430-N. The radio signal processing circuit 510 converts the digital signal of each frequency component input from each of the transmission / reception signal processing units 430-1 to 430-N into an analog baseband signal by D / A conversion, and further, an analog signal in the radio frequency band The frequency is converted into a frequency and transmitted through the antenna element 401t. The radio signal processing circuit 510 is connected to the communication control circuit 503, and various control information is input from the communication control circuit 503. For example, information on frame timing and transmission and reception symbol timing is also input from the communication control circuit 503 to the radio signal processing circuit 510, and signal processing such as FFT and IFFT is performed in accordance with the symbol timing.

送受信ウエイト算出部502には、アップリンク用の周波数を用いて無線局装置から送信されるアップリンクのトレーニング信号であってアンテナ素子401rで受信されるアップリンクのトレーニング信号が無線信号処理回路510から入力される。送受信ウエイト算出部502は、入力されたアップリンクのトレーニング信号を基に受信ウエイトを算出し、算出した受信ウエイトを記憶する。   The transmission / reception weight calculation unit 502 receives an uplink training signal transmitted from the radio station apparatus using the uplink frequency and received by the antenna element 401r from the radio signal processing circuit 510. Entered. The transmission / reception weight calculation unit 502 calculates a reception weight based on the input uplink training signal, and stores the calculated reception weight.

また、送受信ウエイト算出部502には、ダウンリンク用の周波数を用いて無線局装置から送信され、アンテナ素子401tで受信されるアップリンクのトレーニング信号が無線信号処理回路510から入力される。送受信ウエイト算出部502は、入力されたダウンリンク用の周波数を用いて送信されたトレーニング信号を基に送信ウエイトを算出し、算出した送信ウエイトを記憶する。なお、送受信ウエイト算出部502は、ダウンリンク用の周波数を用いて伝送されたトレーニング信号からチャネル情報を算出する際にキャリブレーション処理を施してから送信ウエイトを算出する。   The transmission / reception weight calculation unit 502 receives an uplink training signal transmitted from the radio station apparatus using the downlink frequency and received by the antenna element 401 t from the radio signal processing circuit 510. The transmission / reception weight calculation unit 502 calculates a transmission weight based on the training signal transmitted using the input downlink frequency, and stores the calculated transmission weight. The transmission / reception weight calculation unit 502 calculates a transmission weight after performing a calibration process when calculating channel information from a training signal transmitted using a downlink frequency.

送受信ウエイト算出部502では、アンテナ素子401rで受信されたトレーニング信号に対応する長時間平均のチャネル情報から受信ウエイトを算出する。また、アンテナ素子401tで受信されたトレーニング信号に対応する長時間平均のチャネル情報を取得し、キャリブレーション係数を乗算してダウンリンクのチャネル情報を取得する。   The transmission / reception weight calculation unit 502 calculates a reception weight from long-term average channel information corresponding to the training signal received by the antenna element 401r. Also, long-term average channel information corresponding to the training signal received by the antenna element 401t is acquired, and downlink channel information is acquired by multiplying the calibration coefficient.

図22は、基地局装置500の無線信号処理回路510の構成例を示す。
図22において、無線信号処理回路510は、ローノイズアンプ(LNA)412、ミキサ414、フィルタ415、A/D変換器416、FFT回路417、加算合成回路421、IFFT・GI付与回路422、D/A変換器423、ミキサ425、フィルタ426、ハイパワーアンプ(HPA)427、スイッチ(SW)521,531,541を備える。
FIG. 22 shows a configuration example of the radio signal processing circuit 510 of the base station device 500.
In FIG. 22, a radio signal processing circuit 510 includes a low noise amplifier (LNA) 412, a mixer 414, a filter 415, an A / D converter 416, an FFT circuit 417, an addition synthesis circuit 421, an IFFT / GI addition circuit 422, and a D / A. A converter 423, a mixer 425, a filter 426, a high power amplifier (HPA) 427, and switches (SW) 521, 531 and 541 are provided.

ローカル発振器413とローカル発振器424は、無線信号処理回路510の外部に設けられている。ローカル発振器413は、基地局装置500が備える各無線信号処理回路510に対してアップリンク用の局部発振信号(周波数:F1)を供給する。ローカル発振器424は、基地局装置500が備える各無線信号処理回路510に対してダウンリンク用の局部発振信号(周波数: F2)を供給する。すなわち、ローカル発振器413とローカル発振器424とは、基地局装置500に1つずつ設けられており、各無線信号処理回路510に対して局部発振信号を供給する。これにより、各無線信号処理回路510には、同期したアップリンク用の局部発振信号と、同期したダウンリンク用の局部発振信号とが供給される。   The local oscillator 413 and the local oscillator 424 are provided outside the wireless signal processing circuit 510. The local oscillator 413 supplies an uplink local oscillation signal (frequency: F1) to each radio signal processing circuit 510 included in the base station device 500. The local oscillator 424 supplies a downlink local oscillation signal (frequency: F2) to each radio signal processing circuit 510 provided in the base station device 500. That is, one local oscillator 413 and one local oscillator 424 are provided in the base station apparatus 500 and supply local oscillation signals to each radio signal processing circuit 510. As a result, each wireless signal processing circuit 510 is supplied with the synchronized local oscillation signal for uplink and the synchronized local oscillation signal for downlink.

スイッチ521,531は、無線局装置との通信を行う前にチャネル情報を取得するとき、またはチャネル情報を更新するために新たにチャネル情報を取得するときに、アンテナ素子401tとローノイズアンプ412とを接続する。この結果、ダウンリンク用のアンテナ素子401tで受信したトレーニング信号をローノイズアンプ412に出力する。それ以外では、スイッチ521はアンテナ素子401tとハイパワーアンプ427とを接続して、ハイパワーアンプ427で増幅された信号がアンテナ素子401tから送信されるようにし、同様にスイッチ531は、ローノイズアンプ412とアンテナ素子401rとを接続し、アンテナ素子401rで受信した信号をローノイズアンプ412にて増幅し、これをミキサ414へ出力する。なお、スイッチ521および531の制御は、通信制御回路503が行う。   The switches 521 and 531 connect the antenna element 401t and the low-noise amplifier 412 when acquiring channel information before performing communication with the radio station apparatus or when acquiring new channel information to update the channel information. Connecting. As a result, the training signal received by the downlink antenna element 401 t is output to the low noise amplifier 412. In other cases, the switch 521 connects the antenna element 401t and the high power amplifier 427 so that the signal amplified by the high power amplifier 427 is transmitted from the antenna element 401t. Similarly, the switch 531 includes the low noise amplifier 412. And the antenna element 401r are connected, the signal received by the antenna element 401r is amplified by the low noise amplifier 412, and this is output to the mixer 414. Note that the switches 521 and 531 are controlled by the communication control circuit 503.

無線信号処理回路510において、各送受信信号処理部430−1〜430−Nから送信すべきデジタル・ベースバンド信号が入力されると、加算合成回路421にて周波数成分ごとにデジタル・ベースバンド信号が加算合成される。加算合成で得られた信号は、IFFT・GI付与回路422で周波数軸上の信号から時間軸上の信号に変換され、さらにガードインターバルが付与される。このとき、必要に応じてシンボル間の波形整形などの処理が施される。ガードインターバルが付与された信号は、D/A変換器423にてアナログ信号に変換され、ミキサ425にてローカル発振器424より入力される局部発振信号(周波数: F2)が乗算され、ベースバンド帯の信号から無線周波数帯の信号に周波数変換される。さらに、無線周波数帯の信号は、フィルタ426で帯域外の信号を除去され、ハイパワーアンプ427で増幅され、スイッチ521を経由してアンテナ素子401tから送信される。   In the wireless signal processing circuit 510, when the digital baseband signal to be transmitted is input from each of the transmission / reception signal processing units 430-1 to 430-N, the summing circuit 421 generates a digital baseband signal for each frequency component. Additive synthesis. The signal obtained by the addition synthesis is converted from the signal on the frequency axis to the signal on the time axis by the IFFT / GI adding circuit 422, and a guard interval is added. At this time, processing such as waveform shaping between symbols is performed as necessary. The signal to which the guard interval is given is converted into an analog signal by the D / A converter 423, multiplied by the local oscillation signal (frequency: F 2) input from the local oscillator 424 by the mixer 425, and the baseband band Frequency conversion is performed from the signal to a signal in a radio frequency band. Further, the signal in the radio frequency band is removed from the band by the filter 426, amplified by the high power amplifier 427, and transmitted from the antenna element 401 t via the switch 521.

また、トレーニング信号以外の通常の信号を無線局装置から受信するときには、アンテナ素子401rで受信された受信信号は、ローノイズアンプ412に入力され、ローノイズアンプ412が微弱な受信信号を増幅する。増幅された受信信号は、ミキサ414にてローカル発振器413より入力される局部発振信号(周波数:F1)が乗算されることにより無線周波数帯からベースバンド帯の信号に変換され、帯域外の信号をフィルタ415で除去され、A/D変換器416にてデジタル・ベースバンド信号に変換される。このデジタル・ベースバンド信号は、更にガードインターバルが除去され、FFT回路417にて時間軸上の信号から周波数軸上の信号に変換され、各送受信信号処理部430−1〜430−Nに出力される。   When a normal signal other than the training signal is received from the radio station apparatus, the reception signal received by the antenna element 401r is input to the low noise amplifier 412, and the low noise amplifier 412 amplifies the weak reception signal. The amplified reception signal is multiplied by a local oscillation signal (frequency: F1) input from the local oscillator 413 by the mixer 414 to be converted from a radio frequency band to a baseband signal, and an out-of-band signal is converted. It is removed by the filter 415 and converted to a digital baseband signal by the A / D converter 416. The guard interval is further removed from the digital baseband signal, and the FFT circuit 417 converts the signal on the time axis to the signal on the frequency axis, and outputs the signals to the transmission / reception signal processing units 430-1 to 430-N. The

一方、通用運用状態とは異なるチャネル情報推定時には、ダウンリンクのチャネル情報を推定するための受信信号を取得するために、無線信号処理回路510はアンテナ素子401tを介してトレーニング信号を受信する。このとき、通信制御回路503からの指示により、スイッチ521およびスイッチ531を介してアンテナ素子401tとローノイズアンプ412が接続される。また、スイッチ541はローカル発振器424をミキサ414に接続する。   On the other hand, at the time of channel information estimation different from the normal operation state, the radio signal processing circuit 510 receives a training signal via the antenna element 401t in order to obtain a reception signal for estimating downlink channel information. At this time, the antenna element 401t and the low noise amplifier 412 are connected via the switch 521 and the switch 531 according to an instruction from the communication control circuit 503. The switch 541 connects the local oscillator 424 to the mixer 414.

アンテナ素子401tに受信されたトレーニング信号は、ローノイズアンプ412で増幅され、ミキサ414にてローカル発振器424からスイッチ541を介して入力される局部発振信号(周波数:F2)が乗算されることにより、無線周波数帯からベースバンド帯の信号に変換される。このベースバンド帯の信号は、帯域外の信号をフィルタ415により除去され、A/D変換器416にてデジタル・ベースバンド信号に変換される。デジタル・ベースバンド信号は、FFT回路417に入力され、FFT回路417では時間軸上の信号から周波数軸上の信号に変換される。この周波数軸上の信号は、送受信ウエイト算出部502に出力される。   The training signal received by the antenna element 401t is amplified by the low noise amplifier 412, and multiplied by a local oscillation signal (frequency: F2) input from the local oscillator 424 via the switch 541 by the mixer 414, thereby wirelessly Conversion from frequency band to baseband signal. From this baseband signal, an out-of-band signal is removed by a filter 415 and converted into a digital baseband signal by an A / D converter 416. The digital baseband signal is input to the FFT circuit 417, and the FFT circuit 417 converts the signal on the time axis into a signal on the frequency axis. The signal on the frequency axis is output to the transmission / reception weight calculation unit 502.

無線信号処理回路510の特徴は、ダウンリンクのチャネル情報を推定するためのもとになるチャネル情報を取得するとき、ダウンリンク用のローカル発振器424が出力する局部発振信号(周波数:F2)を用いる点である。   A feature of the radio signal processing circuit 510 is that a local oscillation signal (frequency: F2) output from the local oscillator 424 for downlink is used when acquiring channel information that is a basis for estimating downlink channel information. Is a point.

各スイッチ521,531,541による接続の切り替えは、通信制御回路503の制御に基づいて行われる。通信制御回路503がスイッチ521,531,541を上述のように連動して切り替えることにより、ダウンリンクのチャネル情報を取得する処理と、アップリンクの受信処理とにおいてローノイズアンプ412からFFT回路417まで受信系統を共用化することができる。   Switching of connections by the switches 521, 531, and 541 is performed based on the control of the communication control circuit 503. The communication control circuit 503 switches the switches 521, 531, and 541 in the above-described manner, and receives from the low noise amplifier 412 to the FFT circuit 417 in the downlink channel information acquisition process and the uplink reception process. The system can be shared.

図23は、無線局装置700の構成例を示す。
図23において、無線局装置700は、アンテナ素子701t,701r、通信制御装置710、MAC層処理回路720、送信信号処理回路730、受信信号処理回路740、インタフェース回路750、無線信号処理回路760を備える。無線局装置700はここでは図示されていない外部機器やネットワークとの間で、インタフェース回路750を介してデータの入出力を行う。
FIG. 23 shows a configuration example of the radio station apparatus 700.
23, the radio station device 700 includes antenna elements 701t and 701r, a communication control device 710, a MAC layer processing circuit 720, a transmission signal processing circuit 730, a reception signal processing circuit 740, an interface circuit 750, and a radio signal processing circuit 760. . The radio station device 700 inputs and outputs data via an interface circuit 750 with an external device or network not shown here.

データがインタフェース回路750に入力された場合、MAC層処理回路720は必要なMAC層の処理を行い、ここでネットワーク上を流れる通常の信号に対し、基地局装置500と無線局装置700との間で送受信される信号のフォーマットに変換する。この信号は通信制御回路710の指示に従いMAC層処理回路720から送信信号処理回路730に入力される。送信信号処理回路730は入力された信号に対して所定の物理レイヤの処理を施す。無線信号処理回路760は、物理レイヤの処理が施された信号に対して所定の処理によりデジタル・ベースバンド信号を無線周波数帯のアナログ信号に変換し、アンテナ素子701tを介して信号送信する。   When data is input to the interface circuit 750, the MAC layer processing circuit 720 performs necessary MAC layer processing, and between the base station apparatus 500 and the radio station apparatus 700 for a normal signal flowing on the network here. Convert to the format of the signal sent and received by. This signal is input from the MAC layer processing circuit 720 to the transmission signal processing circuit 730 in accordance with an instruction from the communication control circuit 710. The transmission signal processing circuit 730 performs a predetermined physical layer process on the input signal. The radio signal processing circuit 760 converts the digital baseband signal into a radio frequency band analog signal by a predetermined process on the signal subjected to the physical layer process, and transmits the signal via the antenna element 701t.

また、アンテナ素子701rにて受信した信号は、無線信号処理回路760にて所定の処理により無線周波数帯のアナログ信号からデジタル・ベースバンド信号に変換される。受信信号処理回路740はデジタル・ベースバンド信号に所定の物理レイヤの処理を施す。MAC層処理回路720は物理レイヤの処理が施された信号を無線回線上で送受信される信号のフォーマットから通常のネットワーク上で伝送される信号のフォーマットに変換し、インタフェース回路750を介して外部にデータ出力する。例えば各種のタイミング制御などの一連の送受信動作の基本制御は、通信制御回路710が指示をして制御を行う。   A signal received by the antenna element 701r is converted from an analog signal in a radio frequency band to a digital baseband signal by a predetermined process in a radio signal processing circuit 760. The received signal processing circuit 740 performs predetermined physical layer processing on the digital baseband signal. The MAC layer processing circuit 720 converts a signal subjected to physical layer processing from a format of a signal transmitted / received on a wireless line to a format of a signal transmitted on a normal network, and externally via an interface circuit 750. Output data. For example, basic control of a series of transmission / reception operations such as various timing control is performed by the communication control circuit 710 instructing.

図24は、無線局装置700における無線信号処理回路760の構成例を示す。
図24において、無線信号処理回路760は、ローノイズアンプ(LNA)712、ローカル発振器713、ミキサ714、フィルタ715、A/D変換器716、FFT回路717、IFFT・GI付与回路722、D/A変換器723、ローカル発振器724、ミキサ725、フィルタ726,736、ハイパワーアンプ(HPA)727、スイッチ(SW)711,741,742,744,745を備える。
FIG. 24 shows a configuration example of a radio signal processing circuit 760 in the radio station device 700.
24, a radio signal processing circuit 760 includes a low noise amplifier (LNA) 712, a local oscillator 713, a mixer 714, a filter 715, an A / D converter 716, an FFT circuit 717, an IFFT / GI adding circuit 722, and a D / A conversion. 723, a local oscillator 724, a mixer 725, filters 726 and 736, a high power amplifier (HPA) 727, and switches (SW) 711, 741, 742, 744 and 745.

アップリンクとダウンリンクとで用いる周波数が異なるので、周波数変換に用いる局部発振信号が異なる。そのため、無線局装置700は、アップリンクにおける周波数変換に用いる局部発振信号を生成するローカル発振器724と、ダウンリンクにおける周波数変換に用いる局部発振信号を生成するローカル発振器713とを備えている。   Since the frequencies used for the uplink and the downlink are different, the local oscillation signals used for frequency conversion are different. Therefore, the radio station device 700 includes a local oscillator 724 that generates a local oscillation signal used for frequency conversion in the uplink and a local oscillator 713 that generates a local oscillation signal used for frequency conversion in the downlink.

基地局装置500と無線局装置700の間でデータ通信を行う通常運用時においては、アンテナ素子701rで受信された受信信号がスイッチ711を経由してローノイズアンプ712に入力される。ローノイズアンプ712からFFT回路717は、受信信号を各周波数成分のデジタル・ベースバンド信号に変換し、受信信号処理回路740に出力する。なお、無線周波数帯からベースバンド帯への周波数変換には、ローカル発振器713が生成した局部発振信号(周波数:F2)が用いられる。   During normal operation in which data communication is performed between the base station apparatus 500 and the radio station apparatus 700, a reception signal received by the antenna element 701r is input to the low noise amplifier 712 via the switch 711. The low noise amplifier 712 to the FFT circuit 717 converts the received signal into a digital baseband signal of each frequency component and outputs it to the received signal processing circuit 740. Note that a local oscillation signal (frequency: F2) generated by the local oscillator 713 is used for frequency conversion from the radio frequency band to the baseband.

一方、信号の送信時においては、IFFT・GI付与回路722には、基地局装置500に送信すべき信号が送信信号処理回路730から入力される。IFFT・GI付与回路722からハイパワーアンプ727は、送信すべき信号を無線周波数帯の信号に変換してアンテナ素子701tから送信する。なお、ベースバンド帯から無線周波数帯への周波数変換には、ローカル発振器724が生成した局部発振信号(周波数:F1)が用いられる。   On the other hand, at the time of signal transmission, a signal to be transmitted to the base station apparatus 500 is input from the transmission signal processing circuit 730 to the IFFT / GI assignment circuit 722. The IFFT / GI adding circuit 722 to the high power amplifier 727 converts a signal to be transmitted into a signal of a radio frequency band and transmits it from the antenna element 701t. Note that the local oscillation signal (frequency: F1) generated by the local oscillator 724 is used for frequency conversion from the baseband to the radio frequency band.

これに対し、通常運用時とは異なるダウンリンクのチャネル情報を推定するためのもとになるチャネル情報を基地局装置が取得する際には、D/A変換器723には、基地局装置500がアップリンクのチャネル情報を取得するときに用いるトレーニング信号に対応したデジタル・ベースバンド信号がIFFT・GI付与回路722から入力される。D/A変換器723は、入力されたデジタル・ベースバンド信号をアナログ化してミキサ725に出力する。ミキサ725は、D/A変換器723から入力された信号に、ローカル発振器713が生成する局部発振信号(周波数:F2)を乗算して無線周波数帯の信号に周波数変換し、スイッチ745を介してフィルタ736に出力する。フィルタ736は、ミキサ725から入力された信号から、送信すべきチャネルの帯域外の信号を除去し、スイッチ742を介してハイパワーアンプ727に出力する。ハイパワーアンプ727は、フィルタ736から入力された信号を増幅し、スイッチ741およびスイッチ711を経由してアンテナ素子701rを介して送信する。   On the other hand, when the base station apparatus acquires channel information that is used to estimate downlink channel information different from that during normal operation, the D / A converter 723 includes the base station apparatus 500. A digital baseband signal corresponding to a training signal used when acquiring uplink channel information is input from the IFFT / GI adding circuit 722. The D / A converter 723 converts the input digital baseband signal into an analog signal and outputs it to the mixer 725. The mixer 725 multiplies the signal input from the D / A converter 723 by a local oscillation signal (frequency: F 2) generated by the local oscillator 713, and converts the frequency into a radio frequency band signal. Output to the filter 736. The filter 736 removes a signal outside the band of the channel to be transmitted from the signal input from the mixer 725, and outputs the signal to the high power amplifier 727 via the switch 742. The high power amplifier 727 amplifies the signal input from the filter 736 and transmits the amplified signal via the switch 741 and the switch 711 via the antenna element 701r.

通常運用時(基地局装置500がダウンリンクおよびアップリンクのチャネル情報を推定するためのもとになるチャネル情報を取得するとき以外)において、スイッチ711は、アンテナ素子701rとローノイズアンプ712とを接続して、アンテナ素子701rで受信された受信信号をローノイズアンプ712に出力する。スイッチ741は、ハイパワーアンプ727とアンテナ素子701tとを接続して、ハイパワーアンプ727から出力された信号をアンテナ素子701tより送信する。これに対して通常運用時とは異なる基地局装置500がダウンリンクのチャネル情報を推定するためのもとになるチャネル情報を取得するときには、スイッチ741,711は、ハイパワーアンプ727とアンテナ素子701rとの接続に切り替えてアンテナ素子701rより信号送信を行う。   During normal operation (except when the base station apparatus 500 acquires channel information on which downlink and uplink channel information is estimated), the switch 711 connects the antenna element 701r and the low noise amplifier 712. Then, the reception signal received by the antenna element 701r is output to the low noise amplifier 712. The switch 741 connects the high power amplifier 727 and the antenna element 701t, and transmits the signal output from the high power amplifier 727 from the antenna element 701t. On the other hand, when the base station apparatus 500 that is different from the normal operation acquires channel information on which downlink channel information is estimated, the switches 741 and 711 include the high power amplifier 727 and the antenna element 701r. The signal is transmitted from the antenna element 701r.

IFFT・GI付与回路722は、基地局装置500がダウンリンクのチャネル情報を取得するとき以外において、入力される信号を時間軸上の信号に変換し、さらにガードインターバルを付与してD/A変換器723に出力する。基地局装置500がダウンリンクのチャネル情報を取得するときには、IFFT・GI付与回路722は、チャネル推定用のトレーニング信号が入力され、トレーニング信号をガードインターバルを含まない時間軸上の信号に変換してD/A変換器723に出力する。   The IFFT / GI adding circuit 722 converts an input signal into a signal on a time axis, except when the base station apparatus 500 acquires downlink channel information, and further adds a guard interval to perform D / A conversion. Output to the device 723. When the base station device 500 acquires downlink channel information, the IFFT / GI assignment circuit 722 receives a training signal for channel estimation, converts the training signal into a signal on a time axis that does not include a guard interval. The data is output to the D / A converter 723.

スイッチ711,741、スイッチ745,742、スイッチ744の出力先の動作の切り替えは、通信制御回路710の指示に従う。通常運用モードとは異なり基地局装置500がダウンリンクのチャネル情報を取得するタイミングを、通信制御回路710がいかなる方法で設定しても構わない。例えば、基地局装置500から受信する制御信号に基づいて行っても良い。無線局装置700がこの制御信号を基地局装置500から受信すると、その制御信号にて指示されたタイミングでチャネル推定用のトレーニング信号がIFFT・GI付与回路722に入力され、IFFT・GI付与回路722にてトレーニング信号が時間軸上の信号に変換され、この時間軸上の信号がD/A変換器723にてアナログ信号に変換され、ミキサ725、スイッチ745、フィルタ736、スイッチ742、ハイパワーアンプ727、スイッチ741およびスイッチ711を経由してアンテナ素子701rから送信される。   The operation of the output destinations of the switches 711 and 741, the switches 745 and 742, and the switch 744 is switched according to the instruction of the communication control circuit 710. Unlike the normal operation mode, the communication control circuit 710 may set the timing at which the base station apparatus 500 acquires downlink channel information by any method. For example, you may perform based on the control signal received from the base station apparatus 500. When the radio station apparatus 700 receives this control signal from the base station apparatus 500, a training signal for channel estimation is input to the IFFT / GI adding circuit 722 at a timing instructed by the control signal, and the IFFT / GI adding circuit 722 is input. The training signal is converted into a signal on the time axis, and the signal on the time axis is converted into an analog signal by the D / A converter 723, and the mixer 725, the switch 745, the filter 736, the switch 742, and the high power amplifier are converted. 727, a switch 741 and a switch 711, and transmitted from the antenna element 701r.

ダウンリンクのチャネル情報を推定するためのもとになるチャネル情報を基地局装置500が取得する場合において、アップコンバートには、ローカル発振器713が生成する局部発振信号(周波数:F2)が用いられる。なお、基地局装置500がダウンリンクのチャネル情報を推定するためのもとになるチャネル情報を取得することを示す制御信号を基地局装置500から無線局装置700に送信すること以外の手段を用いて、無線局装置700の各スイッチ711,741,744,745およびIFFT・GI付与回路722を制御するようにしてもよい。例えば、基地局装置500と無線局装置700とが通信を行う前のサービス開始前であれば、無線局装置700を設置する際に設置作業者が手作業でチャネル推定を開始させるトリガを与えてもよい。また、基地局装置500と無線局装置700との間で、通常のデータ通信を行う無線回線とは別の回線を用いて、ダウンリンクのチャネル情報を取得する制御を行うようにしてもよい。   When the base station apparatus 500 acquires channel information that is a basis for estimating downlink channel information, a local oscillation signal (frequency: F2) generated by the local oscillator 713 is used for up-conversion. It should be noted that means other than transmitting a control signal indicating that base station apparatus 500 acquires channel information that is the basis for estimating downlink channel information from base station apparatus 500 to radio station apparatus 700 are used. Thus, the switches 711, 741, 744, and 745 and the IFFT / GI provision circuit 722 of the wireless station device 700 may be controlled. For example, if the base station device 500 and the wireless station device 700 are before the start of service before communication, when the wireless station device 700 is installed, an installation operator gives a trigger to start channel estimation manually. Also good. Further, control for acquiring downlink channel information may be performed between the base station apparatus 500 and the radio station apparatus 700 using a line different from a radio line performing normal data communication.

このように、特許文献1における基地局装置では、チャネル情報を平均化して得られた推定値に基づいて算出した送信ウエイトおよび受信ウエイトを用いて定常的に送受信処理を行うことにより、基地局集中制御による各無線局装置に対する無線リソースの割り当て管理を行わずとも、各無線局装置との間で空間多重された伝送を行うことができる。さらに、通信の対象となる無線局装置ごとに、受信処理と送信処理とを行う処理部を基地局装置が個別に備えることで、各無線局装置との通信を独立かつ並行に行うことができる。これにより、各無線局装置が必要とする帯域を帯域要求用の制御情報などを用いて把握する必要がなくなり、余計な制御信号を送受信することによるオーバーヘッドを回避し、MACレイヤの効率を損なうことなく複数の無線局装置と空間多重伝送を行うことができる。   As described above, in the base station apparatus in Patent Literature 1, base station concentration is performed by regularly performing transmission / reception processing using transmission weights and reception weights calculated based on an estimated value obtained by averaging channel information. Spatial multiplexed transmission with each radio station apparatus can be performed without performing radio resource allocation management for each radio station apparatus under control. Furthermore, since each base station device has a processing unit that performs reception processing and transmission processing for each wireless station device to be communicated, communication with each wireless station device can be performed independently and in parallel. . As a result, it is not necessary to grasp the bandwidth required by each wireless station device using control information for bandwidth request, etc., avoiding overhead due to transmission / reception of unnecessary control signals and impairing efficiency of the MAC layer. In addition, spatial multiplexing transmission can be performed with a plurality of radio station apparatuses.

さらに、各無線局装置と基地局装置が個別のPoint-to-Point型の通信を並列で実施しながらも、空間多重数の上限が特性劣化に至らないように管理することで、安定的な通信を効率的に実現することが可能になる。   In addition, each wireless station device and base station device perform individual point-to-point communication in parallel, but manage the upper limit of the number of spatial multiplexing so that it does not lead to characteristic degradation. Communication can be realized efficiently.

(無線における全二重通信について)
基地局装置と無線局装置の間のアップリンクおよびダウンリンクの双方向で通信する場合、一般には時間軸上で時分割でアップリンクとダウンリンクを棲み分けるTDDと、周波数軸の異なる周波数チャネルで済み分けるFDDが存在する。それぞれの利点は、例えばTDDの場合にはトラヒックに応じてアップリンクとダウンリンクの時間率の配分をダイナミックに変更することが可能であり、状況に応じた適応的な運用が可能である。しかし一方で、急を要する信号を送信すべき場合(リアルタイム性の高いアプリケーションのデータや再送要求信号などを含む制御信号)でも、アップリンクの時間帯ではダウンリンクの送信は行うことができない。一例として、再送制御を行う場合には、ダウンリンクで送信したデータに対するACK信号などの送信は早くても後続するアップリンクの時間帯であり、そこで再送の必要性を認識しても再送を実施できるのは早くても次のダウンリンクの時間帯になってからである。
(About wireless full-duplex communication)
When communicating in both the uplink and downlink directions between the base station apparatus and the radio station apparatus, in general, the TDD that separates the uplink and the downlink by time division on the time axis and the frequency channels having different frequency axes. There is a separate FDD. Each advantage is that, for example, in the case of TDD, it is possible to dynamically change the allocation of uplink and downlink time ratios according to traffic, and adaptive operation according to the situation is possible. However, on the other hand, even when an urgent signal is to be transmitted (control signal including highly real-time application data, retransmission request signal, etc.), downlink transmission cannot be performed in the uplink time zone. As an example, when retransmission control is performed, transmission of an ACK signal or the like for data transmitted on the downlink is at the next uplink time zone at the earliest, and retransmission is performed even if the need for retransmission is recognized there. It can only be done at the next downlink time zone at the earliest.

このように、前述の大規模アンテナシステムとの組み合わせでの利用を前提とした特許文献1にて開示された技術であっても、アクセス制御にTDDを利用する場合には少なくともアップリンクとダウンリンクにより構成されるフレーム構成に起因した遅延時間が避けられない。すなわち、TDDは半二重通信に相当し、一方でFDDなどは全二重通信に相当する。一般には無線で全二重通信を行うためにはFDDを用いるのが一般的だが、例えば以下の構成で同一周波数チャネルを用いた全二重化通信も可能である。   As described above, even in the technique disclosed in Patent Document 1 premised on use in combination with the above-described large-scale antenna system, at least uplink and downlink are used when TDD is used for access control. The delay time due to the frame configuration constituted by is inevitable. That is, TDD corresponds to half-duplex communication, while FDD or the like corresponds to full-duplex communication. In general, FDD is generally used to perform full-duplex communication wirelessly. However, full-duplex communication using the same frequency channel is also possible with the following configuration, for example.

図25は、無線における同一周波数チャネルを用いた全二重通信の概要を示す。
図25において、基地局装置101は、送信アンテナ103−1,104−1と受信アンテナ105−1を備える。無線局装置102は、送信アンテナ103−2,104−2と受信アンテナ105−2を備える。基地局装置101において、受信アンテナ105−1と送信アンテナ103−1との距離が利用する信号の波長λに設定され、受信アンテナ105−1と送信アンテナ104−1との距離が波長λの 1.5倍に設定されている。同様に無線局装置102において、受信アンテナ105−2と送信アンテナ103−2との距離が波長λに設定され、受信アンテナ105−2と送信アンテナ104−2との距離が波長λの 1.5倍に設定されている。
FIG. 25 shows an outline of full-duplex communication using the same frequency channel in radio.
In FIG. 25, the base station apparatus 101 includes transmission antennas 103-1 and 104-1 and a reception antenna 105-1. The radio station apparatus 102 includes transmission antennas 103-2 and 104-2 and a reception antenna 105-2. In the base station apparatus 101, the distance between the receiving antenna 105-1 and the transmitting antenna 103-1 is set to the wavelength λ of the signal to be used, and the distance between the receiving antenna 105-1 and the transmitting antenna 104-1 is 1.5 of the wavelength λ. It is set to double. Similarly, in radio station apparatus 102, the distance between reception antenna 105-2 and transmission antenna 103-2 is set to wavelength λ, and the distance between reception antenna 105-2 and transmission antenna 104-2 is 1.5 times wavelength λ. Is set.

ここで重要な点は、2本の送信アンテナが受信アンテナに対して1/2波長ずれて設定されている点である。例えば基地局装置101において、2本の送信アンテナ103−1と104−1から全く同一の信号を送信すると、自らの受信アンテナ105−1で受信される信号は、それぞれの経路長がちょうど1/2波長ずれているために、それぞれが逆位相で入力されることになる。したがって、送信アンテナ103−1と104−1から送信された信号は受信アンテナ105−1までの距離が非常に近距離であるにも関わらず、アナログ信号上で相互にキャンセルし合うことになる。無線局装置102においても同様である。一方で相手局の受信アンテナで受信される際には、2本の送信アンテナの経路長のずれはランダムであり、さらにマルチパス環境により様々な反射波が合成されるため、統計的には2本アンテナ分の総送信電力の信号として信号が弱められることはない。したがって、同一周波数チャネルで基地局装置101から送信された信号が、無線局装置102では信号を送信しながらも正常に受信することが可能になる。また同様に、無線局装置102から送信された信号も、基地局装置101にて信号を送信しながらも正常に受信することが可能になる。この状況は基地局装置101と無線局装置102の位置関係が特別な関係である必要はないため、無線局装置102が複数となるPoint-to-Multipoint 型の通信であっても実現が可能である。   The important point here is that the two transmitting antennas are set with a shift of ½ wavelength with respect to the receiving antenna. For example, when the base station apparatus 101 transmits exactly the same signal from the two transmission antennas 103-1 and 104-1, the signal received by its own reception antenna 105-1 has a path length of exactly 1 / Since they are shifted by two wavelengths, they are input in opposite phases. Therefore, the signals transmitted from the transmitting antennas 103-1 and 104-1 cancel each other out on the analog signal even though the distance to the receiving antenna 105-1 is very short. The same applies to the radio station apparatus 102. On the other hand, when the signal is received by the receiving antenna of the other station, the path length difference between the two transmitting antennas is random, and various reflected waves are synthesized in a multipath environment. The signal is not weakened as a signal of the total transmission power for this antenna. Therefore, a signal transmitted from the base station apparatus 101 on the same frequency channel can be normally received while the radio station apparatus 102 transmits a signal. Similarly, the signal transmitted from the radio station apparatus 102 can be normally received while the base station apparatus 101 transmits the signal. This situation does not have to be a special relationship between the base station apparatus 101 and the radio station apparatus 102, and can be realized even in point-to-multipoint type communication in which the radio station apparatus 102 is plural. is there.

なお、このような無線における全二重通信においては、送信信号の受信側への漏れ込を抑制するため、3つのアプローチが考えられている。第1のアプローチは、上述のようにアナログの信号レベルでの送信信号の自局受信側へのループバックに伴う干渉低減のアプローチが適用される。想定するシステムや、以下の2つのアプローチとの兼ね合いになるが、一般的にはアナログ的な干渉低減は不完全な場合が多い。   In such a full-duplex communication by radio, three approaches are considered in order to suppress leakage of a transmission signal to the reception side. As described above, an approach for reducing interference accompanying loopback of a transmission signal at an analog signal level to the local station reception side is applied as described above. This is a tradeoff between the assumed system and the following two approaches, but generally analog interference reduction is often incomplete.

第2のアプローチは、例えば非特許文献5に示されるように、指向性利得の高い送信アンテナおよび受信アンテナを横に並べ、電波伝搬的に送信アンテナからの信号が直接的に受信アンテナ側に漏れ込むことを低減するアプローチである。例えばPoint-to-Point型の通信のみを想定するのであれば、指向性利得を極端に高めてペンシルビーム状に狭いビーム幅で2局を対向させれば、途中の反射物による反射波の影響も含めて、ある程度までは送信信号の受信側への漏れ込を低減可能である。しかし、Point-to-Multipoint 型の通信の場合を想定すると、基地局はある程度の空間的な広がりの中に配置された複数の無線局と通信可能とするために、極端なビーム幅の絞り込みは困難であり、その結果として反射に伴う干渉信号が残留する。   In the second approach, for example, as shown in Non-Patent Document 5, a transmitting antenna and a receiving antenna with high directivity gain are arranged side by side, and a signal from the transmitting antenna leaks directly to the receiving antenna side in terms of radio wave propagation. This approach is to reduce For example, if only point-to-point communication is assumed, if the directivity gain is extremely increased and two stations face each other with a narrow beam width in the form of a pencil beam, the influence of the reflected wave from the reflector on the way In addition, it is possible to reduce the leakage of the transmission signal to the reception side to some extent. However, assuming point-to-multipoint communication, the base station can communicate with multiple wireless stations located within a certain spatial extent. As a result, an interference signal accompanying reflection remains.

第3のアプローチは、排除しきれない干渉信号をデジタル信号処理で除去するアプローチで対応する。これは、前述のマルチユーザMIMOや大規模アンテナシステムなどと同様に、アップリンクでの複数の信号系列の空間多重に加え、ダウンリンクの信号も一種の空間多重とみなすならば、受信アンテナに漏れこむ信号の抑圧もデジタル信号処理でキャンセルすることが可能であるという考え方に基づくものである。ただし、これらはあくまでも、最後のデジタル信号処理で除去する排除しきれない干渉信号が微弱なものであるという前提が必要となる。   The third approach corresponds to an approach in which interference signals that cannot be eliminated are removed by digital signal processing. Similar to the multi-user MIMO and large-scale antenna system described above, in addition to spatial multiplexing of a plurality of signal sequences in the uplink, if the downlink signal is also considered as a kind of spatial multiplexing, the signal leaks to the receiving antenna. The suppression of the squeezed signal is also based on the idea that it can be canceled by digital signal processing. However, these only require the premise that the interference signal that cannot be eliminated in the final digital signal processing is weak.

特開2014−68174号公報JP 2014-68174 A 特開2014−68173号公報JP 2014-68173 A

太田厚、黒崎聰、丸田一輝、新井拓人、飯塚正孝、「B−5−175 大規模アンテナ無線エントランスシステムの提案」、電子情報通信学会総合大会講演論文集2013年(通信_1)、2013年3月5日、p.585Atsushi Ota, Kaoru Kurosaki, Kazuki Maruta, Takuto Arai, Masataka Iizuka, “B-5-175 Proposal of Large-scale Antenna Wireless Entrance System”, Proceedings of the IEICE General Conference 2013 (Communication_1), 2013 March 5, p. 585 新井拓人、太田厚、黒崎聰、丸田一輝、飯塚正孝、「B−5−176 大規模アンテナ無線エントランスシステムにおける送受信ウエイト算出法」、電子情報通信学会総合大会講演論文集2013年(通信_1)、2013年3月5日、p.586Takuto Arai, Atsushi Ota, Atsushi Kurosaki, Kazuki Maruta, Masataka Iizuka, “B-5-176 Calculation Method of Transmit / Receive Weights in Large Antenna Radio Entrance System”, IEICE General Conference Proceedings 2013 (Communication_1) March 5, 2013, p. 586 丸田一輝、太田厚、黒崎聰、新井拓人、飯塚正孝、「B−5−177 大規模アンテナ無線エントランスシステムにおけるユーザ間干渉抑圧法」、電子情報通信学会総合大会講演論文集2013年(通信_1)、2013年3月5日、p.587Kazuteru Maruta, Atsushi Ota, Atsushi Kurosaki, Takuto Arai, Masataka Iizuka, “B-5-177 Inter-User Interference Suppression Method in Large Antenna Wireless Entrance System”, IEICE General Conference Proceedings 2013 (Communication_1) ), March 5, 2013, p. 587 黒崎聰、太田厚、丸田一輝、新井拓人、飯塚正孝、「B−5−178 大規模アンテナ無線エントランスシステムにおける低相関スケジューリング法」、電子情報通信学会総合大会講演論文集2013年(通信_1)、2013年3月5日、p.588Satoshi Kurosaki, Atsushi Ota, Kazuki Maruta, Takuto Arai, Masataka Iizuka, "B-5-178 Low Correlation Scheduling Method in Large Antenna Radio Entrance System", IEICE General Conference Proceedings 2013 (Communication_1) March 5, 2013, p. 588 張森、広川二郎、安藤真、「B−1−99 40GHz帯方向多重複信方式システム用二層構造四隅給電導波管スロットアレーアンテナの開発」、電子情報通信学会総合大会講演論文集2014年(通信_1)、2014年3月4日、p.99Karimori, Jiro Hirokawa, Makoto Ando, "B-1-99 Development of a double-layered four-corner-fed waveguide slot array antenna for 40GHz band direction multi-duplex communication system", IEICE General Conference Proceedings 2014 (Communication_1), March 4, 2014, p. 99

非特許文献1〜4に記載の大規模アンテナシステムなどのシステムを構築する場合、一般的にはチャネル情報を如何に効率的にフィードバックするかが重要であり、インプリシット・フィードバック技術の利用は非常に有望である。このインプリシット・フィードバック技術は、空間チャネルの対称性、すなわち基地局装置のアンテナ端と無線局装置のアンテナ端の間のチャネル情報はアップリンクおよびダウンリンクの間で対称であり、アンテナ端とベースバンドの送受信信号処理回路との間のアンプやフィルター等の各種回路に起因した周波数依存性のある複素位相の回転および振幅の増減をキャリブレーション処理により補正してやれば、アップリンクのチャネル情報をもとにダウンリンクのチャネル情報を取得することができる。この空間チャネルの対称性は、利用する送受信アンテナの組み合わせや利用する信号の周波数が一致した場合にのみ成立するから、インプリシット・フィードバックを適用する場合にはTDD通信を用いることが基本となる。   When constructing a system such as the large-scale antenna system described in Non-Patent Documents 1 to 4, it is generally important how efficiently channel information is fed back, and the use of the implicit feedback technology is very important. Promising. In this implicit feedback technique, the spatial channel symmetry, that is, the channel information between the antenna end of the base station apparatus and the antenna end of the radio station apparatus is symmetric between the uplink and the downlink, and the antenna end and the base By correcting the frequency-dependent complex phase rotation and amplitude increase / decrease caused by various circuits such as amplifiers and filters with the band transmission / reception signal processing circuit, the uplink channel information can be obtained. It is possible to acquire downlink channel information. This spatial channel symmetry is established only when the combination of transmitting and receiving antennas to be used and the frequency of the signals to be used coincide with each other. Therefore, when applying implicit feedback, it is fundamental to use TDD communication.

しかし、例えば上述の特許文献1などの技術を使うことでアクセス制御を簡略化するなどメリットを得ることができるが、その際にTDDではアップリンクないしはダウンリンクでの送信時間に制限がかかり、任意の時刻で送信することはできない。これに対し、FDDや非特許文献5などに記載の技術を含むアップリンク/ダウンリンクで同一周波数チャネルを用いる無線全二重通信技術を併用する場合、アップリンクおよびダウンリンクの双方において、任意のタイミングでの送受信が可能になる。ここで、例えば上述の特許文献1の技術を用いれば、少なくともFDDにおいてインプリシット・フィードバックを適用した大規模アンテナシステムを構築することが可能となるが、基地局装置のアンテナ素子数が膨大な規模であることに起因した問題が発生する。   However, for example, it is possible to obtain advantages such as simplifying access control by using the technology such as Patent Document 1 described above. However, in TDD, the transmission time in the uplink or the downlink is limited and arbitrary. It is not possible to send at the time. On the other hand, when the wireless full-duplex communication technology using the same frequency channel is used in the uplink / downlink including the technology described in FDD, Non-Patent Document 5, etc., in both the uplink and the downlink, any Transmission and reception at the timing becomes possible. Here, for example, if the technique disclosed in Patent Document 1 described above is used, a large-scale antenna system to which implicit feedback is applied at least in FDD can be constructed. However, the number of antenna elements in the base station apparatus is enormous. This causes problems.

大規模アンテナシステムでは、同時に複数の無線局装置との間で高次の空間多重を行うが、その際の基地局装置からの総送信電力と1つの無線局装置からの送信電力が一般的には非対称になる。大規模アンテナシステムでは膨大な数の送受信系が存在し、そのひとつひとつの送信系にハイパワーアンプ(HPA)が設置される。単一のHPAから大電力で送信するためにはアンプの線形性が問われるが、多数のHPAを用いて送信する場合には個別のHPAは安価でも、簡単にアンテナ素子数(すなわちHPA数)を増やすことで総送信電力を高めることが可能となる。例えば、基地局装置が 100本のアンテナを備える場合、1素子あたりの送信電力の 100倍の総送信電力で送信することが容易に実現できる。もちろん、各アンテナ素子のHPAから全て最大送信電力で送信する必然性はないが、ひとつの信号系列の送信に着目したときに、回線設計的に必要となる送信電力に対し、例えば同時に20局を空間多重する場合には最低でも20個の信号系列の送信のために20倍の送信電力を必要とする。このため、基地局装置が備える送信系の多数のアンテナ素子から送信される総送信電力は増大し、その分だけ無線全二重通信における送信アンテナ側から受信アンテナ側への信号の漏れ込みレベルが倍増する。   In a large-scale antenna system, high-order spatial multiplexing is performed simultaneously with a plurality of radio station apparatuses. In general, the total transmission power from the base station apparatus and the transmission power from one radio station apparatus at that time are generally Becomes asymmetric. A large-scale antenna system has an enormous number of transmission / reception systems, and a high power amplifier (HPA) is installed in each transmission system. In order to transmit from a single HPA with high power, the linearity of the amplifier is required, but when transmitting using a large number of HPAs, the number of antenna elements (that is, the number of HPAs) is simple even if the individual HPAs are inexpensive. It is possible to increase the total transmission power by increasing. For example, when the base station apparatus includes 100 antennas, it is possible to easily realize transmission with a total transmission power that is 100 times the transmission power per element. Of course, there is no necessity of transmitting all of the antenna elements from the HPA with the maximum transmission power. However, when focusing on the transmission of one signal sequence, for example, 20 stations are simultaneously allocated for the transmission power required for the line design. In the case of multiplexing, at least 20 times the transmission power is required for transmission of 20 signal sequences. For this reason, the total transmission power transmitted from a large number of antenna elements of the transmission system provided in the base station apparatus increases, and the signal leakage level from the transmission antenna side to the reception antenna side in wireless full-duplex communication is correspondingly increased. Double.

無線全二重通信における上述の3つのアプローチのうち、最後のデジタル的な干渉信号の抑圧は送信アンテナから受信アンテナ側へのループバック信号を除去するのに効率的な方法であるが、そのためには、受信側のローノイズアンプ(LNA)へのループバック的な干渉信号のレベルと、通信相手である無線局からの希望信号の受信レベルが所定の範囲内に収まり、両者の信号が少なくともダイナミックレンジ内に収まっていなければならない。しかし、Point-to-Multipoint 型の通信の場合には、過剰に細いビーム幅で基地局装置と無線局装置との間を対向させることは不可能であり、空間的な広がりのある複数の地点に散在する無線局を収容する際には、反射に伴う送信信号の受信アンテナ側への漏れ込みが無視できない。   Of the above three approaches in wireless full-duplex communication, the last digital interference signal suppression is an efficient way to eliminate the loopback signal from the transmitting antenna to the receiving antenna. The level of the loopback interference signal to the low-noise amplifier (LNA) on the receiving side and the reception level of the desired signal from the radio station that is the communication partner are within a predetermined range, and both signals are at least in the dynamic range. Must be within. However, in the case of point-to-multipoint type communication, it is impossible to make the base station device and the radio station device face each other with an excessively narrow beam width, and there are a plurality of spatially spread points. When accommodating radio stations scattered in the area, leakage of transmission signals to the reception antenna side due to reflection cannot be ignored.

この問題が顕著となるのは、アップリンクとダウンリンクで同一周波数チャネルを用いる無線全二重通信ではあるが、実際にはFDDであってもこの問題は無視できない。通常、受信アンテナで受信した信号は微弱であり、最初にLNAで信号増幅を行う。この際、例えばアップリンクとダウンリンクで周波数F1,F2のチャネルを用いていたとすると、F1で信号を受信する際に、受信アンテナには送信アンテナからF2で送信した信号の漏れ込み(直近での反射波)が無視できない場合がある。この際、F2の漏れ込みの信号レベルが高すぎると、LNAが飽和して所望のF1の信号が受信できなくなってしまう可能性がある。もちろん、アンテナとLNAの間にバンドパス・フィルタを挿入すればこの問題は回避できるが、一般には微弱な信号の状態でフィルタを通過させればそこでの損失や劣化が無視できず、可能な限りLNAで信号増幅を行った後でフィルタによる帯域外周波数の除去を行うのが好ましい。   This problem becomes prominent in wireless full-duplex communication using the same frequency channel in the uplink and downlink, but this problem cannot be ignored even in actual FDD. Usually, the signal received by the receiving antenna is weak, and the signal is first amplified by the LNA. At this time, for example, if the channels of the frequencies F1 and F2 are used in the uplink and downlink, when the signal is received in F1, the leakage of the signal transmitted in F2 from the transmission antenna (least recently) The reflected wave may not be ignored. At this time, if the signal level of F2 leakage is too high, the LNA may be saturated and a desired F1 signal may not be received. Of course, this problem can be avoided if a band-pass filter is inserted between the antenna and the LNA. However, in general, if the filter is passed in a weak signal state, the loss and deterioration cannot be ignored, and as much as possible. After performing signal amplification with the LNA, it is preferable to remove out-of-band frequencies using a filter.

また、利用するアンテナはある程度は使用する周波数にチューニングされているため、異なる周波数チャネルであれば信号受信の利得が低下し、これが実質的にはフィルタ的な効果を示すことも期待できるが、FDDで用いる2つの周波数チャネルが近接する場合には、そのチャネルを分離するほど俊敏な周波数特性をアンテナに期待することは現実的ではない。工業的にも、近接したF1とF2の双方で利用可能なアンテナを用いて送受のアンテナの規格を統一することで、製造コストを抑えるなどの要求もあり、結果的にFDDを用いる場合の送信信号の受信アンテナへのループバックは、同一周波数チャネルを用いる場合の無線全二重通信と同様に問題となり得る。   In addition, since the antenna to be used is tuned to the frequency to be used to some extent, if the frequency channel is different, the signal reception gain decreases, and this can be expected to show a filter effect, but FDD. When two frequency channels used in the above are close to each other, it is not realistic to expect the antenna to have a frequency characteristic that is agile enough to separate the channels. Industrially, there is also a demand for reducing the manufacturing cost by unifying the antenna specifications for transmission and reception using antennas that can be used in close proximity to both F1 and F2, and as a result, transmission when FDD is used. Looping back a signal to a receiving antenna can be problematic as with wireless full-duplex communication when using the same frequency channel.

このように、大規模アンテナシステムないしはMassive MIMOを用いる超多素子のアンテナを備える無線システムでは、FDDないしは同一周波数チャネルを用いる場合の無線全二重通信において、膨大な数のアンテナ素子による総送信電力の大電力化に伴う問題が課題となる。そして、個々のアンテナ素子の指向性の絞り込みとは別の方法で、送信信号の受信アンテナへのループバックによる漏れ込みを低減可能な基地局装置の構成が求められている。   As described above, in a radio system having a large-scale antenna system or a super-multi-element antenna using Massive MIMO, the total transmission power by a huge number of antenna elements in FDD or wireless full-duplex communication when using the same frequency channel is used. Problems associated with the increase in power consumption will be an issue. There is a demand for a base station apparatus configuration that can reduce leakage due to loopback of a transmission signal to a receiving antenna by a method different from narrowing the directivity of individual antenna elements.

本発明は、同一周波数チャネルを用いて無線全二重通信を実現する際に、基地局装置の送信アンテナ側からの送信信号が受信アンテナ側に漏れこむ干渉信号を低減すると共に、フィードバックされたチャネル情報を用いてデジタル信号処理により干渉抑圧をすることができる基地局装置を提供することを目的とする。   The present invention reduces the interference signal that the transmission signal from the transmission antenna side of the base station apparatus leaks to the reception antenna side when realizing wireless full-duplex communication using the same frequency channel. An object of the present invention is to provide a base station apparatus that can suppress interference by digital signal processing using information.

本発明は、複数の無線局装置に対する所定の指向性を有する複数の送信アンテナ素子および複数の受信アンテナ素子を備え、複数の無線局装置との間で同一周波数チャネルで空間多重伝送を行う基地局装置において、複数の送信アンテナ素子を平面上に配置して構成される送信アンテナ群と、送信アンテナ群より送信される無線周波数の送信アナログ信号を生成する送信信号処理部と、複数の受信アンテナ素子を平面上に配置して構成される受信アンテナ群と、受信アンテナ群で受信された無線周波数の受信アナログ信号に対し少なくとも周波数変換を含む信号処理を行う受信信号処理部とを備え、送信信号処理部と受信信号処理部は異なる筐体に収容され、かつ有線接続により所定の情報を交換する構成であり、受信アンテナ群から無線局装置の方向を見た時に、受信アンテナ群に対して所定の距離だけ前方に送信アンテナ群を配置し、かつ受信アンテナ群の各受信アンテナ素子と無線局装置のアンテナ素子との間に形成される第一フレネルゾーンの外側に送信アンテナ群を配置する構成である。   The present invention includes a base station that includes a plurality of transmitting antenna elements and a plurality of receiving antenna elements having predetermined directivity with respect to a plurality of radio station apparatuses, and performs spatial multiplexing transmission with a plurality of radio station apparatuses on the same frequency channel In the apparatus, a transmission antenna group configured by arranging a plurality of transmission antenna elements on a plane, a transmission signal processing unit that generates a transmission analog signal of a radio frequency transmitted from the transmission antenna group, and a plurality of reception antenna elements And a reception signal processing unit configured to perform signal processing including at least frequency conversion on a radio frequency reception analog signal received by the reception antenna group. Unit and reception signal processing unit are housed in different housings and exchange predetermined information by wired connection, from the reception antenna group to the wireless station Is formed between each receiving antenna element of the receiving antenna group and the antenna element of the radio station apparatus. The transmission antenna group is arranged outside the first Fresnel zone.

本発明の基地局装置において、無線局装置が送信するトレーニング信号を受信アンテナ素子で受信し、該受信信号を基にアップリンクの第1のチャネル情報を取得する手段と、無線局装置が送信するトレーニング信号を送信アンテナ素子で受信し、該受信信号を基にアップリンクの第2のチャネル情報を取得し、該第2のチャネル情報からダウンリンクのチャネル情報を取得する手段と、送信アンテナ素子のそれぞれの素子から順番にトレーニング信号を送信する手段と、送信アンテナ素子から送信した該トレーニング信号を受信アンテナ素子で受信し、該受信信号を基にループバックリンクのチャネル情報を取得する手段と、データ通信時に、事前に取得したループバックリンクのチャネル情報とデータ通信において送信される信号を基に、送信アンテナ素子からループバックして受信アンテナ素子に受信される干渉信号のレプリカを推定する手段と、受信アンテナ素子で受信した受信信号から推定した干渉信号のレプリカを減算した信号を生成し、この信号を基にアップリンクの第1のチャネル情報を用いて無線局装置が送信した信号を推定する受信信号処理手段とを備え、無線局装置との間で、当該基地局装置から当該無線局装置方向へのダウンリンクと当該無線局装置から当該基地局装置方向へのアップリンクとで同一の周波数チャネルを用い、かつ同時刻に双方向で通信する。   In the base station apparatus of the present invention, the radio station apparatus transmits a training signal transmitted by the radio station apparatus with a receiving antenna element, and acquires uplink first channel information based on the received signal. Means for receiving a training signal at a transmitting antenna element, acquiring uplink second channel information based on the received signal, and acquiring downlink channel information from the second channel information; Means for transmitting a training signal in order from each element, means for receiving the training signal transmitted from the transmitting antenna element by the receiving antenna element, obtaining channel information of the loop-back link based on the received signal, and data Based on the loopback link channel information acquired in advance and the signal transmitted in data communication during communication A means for estimating a replica of the interference signal received by the receiving antenna element after looping back from the transmitting antenna element, and generating a signal obtained by subtracting the estimated interference signal replica from the received signal received by the receiving antenna element. Received signal processing means for estimating a signal transmitted by the radio station apparatus using the uplink first channel information based on the base station apparatus to the radio station apparatus direction The same frequency channel is used for the downlink to the base station and the uplink from the radio station apparatus toward the base station apparatus, and bidirectional communication is performed at the same time.

本発明によれば、基地局装置の送信アンテナ側からの送信信号が受信アンテナ側に漏れこむ干渉信号を低減することで、多数のアンテナ素子を用い、基地局装置と複数の無線局の間でPoint-to-Multipoint 型の無線全二重通信を単一周波数チャネルを用いて実現することができる。これにより、周波数資源の有効活用が可能になる。   According to the present invention, a transmission signal from the transmission antenna side of the base station apparatus reduces interference signals that leak into the reception antenna side, so that a large number of antenna elements can be used between the base station apparatus and a plurality of radio stations. Point-to-multipoint wireless full-duplex communication can be realized using a single frequency channel. This makes it possible to effectively use frequency resources.

本発明の基地局装置の基本構成例を示す図である。It is a figure which shows the basic structural example of the base station apparatus of this invention. 本発明の基地局装置の基本構成例を示す図である。It is a figure which shows the basic structural example of the base station apparatus of this invention. 送信アンテナ群11と受信アンテナ群21の位置関係を示す図である。3 is a diagram illustrating a positional relationship between a transmission antenna group 11 and a reception antenna group 21. FIG. 実施例1における送信信号処理部13の構成例を示す図である。3 is a diagram illustrating a configuration example of a transmission signal processing unit 13 in Embodiment 1. FIG. 実施例1における送信信号処理部13の送信RF回路81の構成例を示す図である。6 is a diagram illustrating a configuration example of a transmission RF circuit 81 of a transmission signal processing unit 13 in Embodiment 1. FIG. 実施例1における受信信号処理部23の構成例を示す図である。3 is a diagram illustrating a configuration example of a reception signal processing unit 23 in Embodiment 1. FIG. 実施例1における受信信号処理部23の受信RF回路91の構成例を示す図である。3 is a diagram illustrating a configuration example of a reception RF circuit 91 of a reception signal processing unit 23 in Embodiment 1. FIG. 本発明の基地局装置に対応する無線局装置の無線信号処理回路760bの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the radio signal processing circuit 760b of the radio station apparatus corresponding to the base station apparatus of this invention. 実施例1における各チャネル情報の推定例を示す図である。It is a figure which shows the example of estimation of each channel information in Example 1. FIG. 本発明の基地局装置の実施例2および実施例3の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of Example 2 and Example 3 of the base station apparatus of this invention. 実施例2における送信信号処理部35aおよび受信信号処理部36aの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the transmission signal process part 35a in Example 2, and the reception signal process part 36a. 実施例2における拡張制御部34aの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the expansion control part 34a in Example 2. FIG. 実施例3における送信信号処理部35bの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the transmission signal process part 35b in Example 3. FIG. 実施例3における受信信号処理部36bの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the received signal process part 36b in Example 3. FIG. 実施例3における拡張制御部34bの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the expansion control part 34b in Example 3. FIG. 空間分割多重伝送システムの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a space division multiplex transmission system. 見通し環境および見通し外環境におけるインパルス応答を示す図である。It is a figure which shows the impulse response in a line-of-sight environment and a non-line-of-sight environment. インプリシット・フィードバック法の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of an implicit feedback method. インプリシット・フィードバック法を用いたチャネル推定手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the channel estimation procedure using an implicit feedback method. FDDシステムにおけるダウンリンクのチャネル情報推定例を示す図である。It is a figure which shows the channel information estimation example of the downlink in a FDD system. 従来技術における基地局装置500の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the base station apparatus 500 in a prior art. 基地局装置500の無線信号処理回路510の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the radio signal processing circuit 510 of the base station apparatus 500. FIG. 無線局装置700の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the radio station apparatus 700. FIG. 無線局装置700における無線信号処理回路760の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the radio signal processing circuit 760 in the radio station apparatus 700. FIG. 無線における同一周波数チャネルを用いた全二重通信の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the full-duplex communication using the same frequency channel in radio | wireless.

(本発明の基本原理)
無線全二重通信を行う際には、上述のように3つのアプローチがあるが、図25に示したような無指向性アンテナを用いたアナログ的な干渉信号の抑圧法では、HPAから各アンテナ素子までのケーブルやコネクタなどにおいて無線信号の位相が微妙にずれた場合、受信アンテナにて受信される信号が完全に逆位相とはならずに残留干渉となるため、装置化する際の部品材料、ケーブル類の高度な品質管理が必要となる。一方、非特許文献5で示したような超高指向性アンテナを利用する電波伝搬的な干渉信号の低減法では、余計な反射波による送信系から受信系への干渉信号の流入を回避するために電波の放射方向を非常に狭い範囲に限定される。しかし、複数の無線局を同時に収容するPoint-to-Multipoint 型の通信を想定すれば、ある程度までは電波の放射方向を広げる必要があり、送信系から受信系に漏れこむ干渉信号の低減が難しくなる。
(Basic principle of the present invention)
When performing wireless full-duplex communication, there are three approaches as described above. In the analog interference signal suppression method using an omnidirectional antenna as shown in FIG. If the phase of the radio signal is slightly shifted in the cable or connector up to the element, the signal received by the receiving antenna will not be completely out of phase but will remain as a residual interference. Advanced quality control of cables is necessary. On the other hand, in the method of reducing radio wave propagation interference signals using the ultra-high directivity antenna as shown in Non-Patent Document 5, in order to avoid the inflow of interference signals from the transmission system to the reception system due to extra reflected waves. In addition, the radiation direction of radio waves is limited to a very narrow range. However, assuming point-to-multipoint type communication that accommodates multiple radio stations simultaneously, it is necessary to widen the radiation direction of radio waves to some extent, and it is difficult to reduce interference signals that leak from the transmission system to the reception system Become.

ここで、非特許文献1〜4などに記載の大規模アンテナシステムでは、 360度の全方位に分布した無線局装置の収容を想定したが、当然ながら収容する無線局装置が概ね特定の方向に集中している際にも利用可能である。例えば、直線的な道路の両側のビルの壁面等にアクセス系の無線基地局を設置する際に、そこまで光回線を新たに引くことは困難なケースがあり、そのような場合にはアクセス系の無線基地局までのエントランス回線の無線化が有効となる。その際には、エントランス基地局側には平面上に2次元的に指向性アンテナ(例えば平面パッチアンテナ)を配置し、カバーするエリアが 360度よりも十分小さなエリアに限定された形で大規模アンテナシステムを実現することになる。アクセス系の無線基地局側にはエントランス基地局側と通信する無線局(中継局)機能が実装され、この無線局も同様にひとつまたは複数の指向性アンテナを備え、エントランス基地局側に指向性を向けることになる。この無線局は通信相手がエントランス基地局のみに限定されるため、超高指向性のアンテナを利用することが可能であり、この場合には余計な反射波による送信系から受信系への干渉信号の流入を回避し易くなる。さらに、エントランス基地局が同時に10局の無線局と空間多重して同時並行的に通信を行う場合、宛先である10局分の合計の総送信電力は、1局に対してしか送信しない無線局側の送信電力の10倍になり、これは直接的に送信系から受信系への干渉信号の流入が期待値として10倍になることを意味する。このように、無線全二重通信をPoint-to-Multipoint 型の大規模アンテナシステムで活用する際には、Point-to-Point型の場合に比べて、エントランス基地局において条件的に厳しい状態で運用することが余儀なくされる。   Here, in the large-scale antenna systems described in Non-Patent Documents 1 to 4 and the like, it is assumed that radio station apparatuses distributed in all directions of 360 degrees are accommodated. It can also be used when concentrating. For example, when installing access radio base stations on the walls of buildings on both sides of a straight road, there are cases where it is difficult to draw a new optical line up to that point. The entrance line to the wireless base station is made wireless. In that case, the entrance base station has a two-dimensional directional antenna (for example, a planar patch antenna) on the plane, and the area covered is limited to an area sufficiently smaller than 360 degrees. An antenna system will be realized. A radio station (relay station) function that communicates with the entrance base station side is implemented on the access radio base station side, and this radio station is also equipped with one or more directional antennas, with directivity on the entrance base station side. Will be directed. Since this radio station is limited to only the entrance base station, it is possible to use an ultra-high directivity antenna. In this case, an interference signal from the transmission system to the reception system due to extra reflected waves It becomes easy to avoid the inflow. Further, when the entrance base station simultaneously performs spatial multiplexing with 10 radio stations simultaneously and communicates in parallel, the total transmission power for the 10 destination stations is a radio station that transmits only to one station. This means that the inflow of interference signals directly from the transmission system to the reception system becomes 10 times as an expected value. In this way, when using wireless full-duplex communication in a large-scale antenna system of the point-to-multipoint type, the condition at the entrance base station is stricter than that of the point-to-point type. Forced to operate.

そこで、本発明では、送信系の送信アンテナ素子群と受信系の受信アンテナ群を物理的に十分に離して設置する。通常、携帯電話などのセルラー系のシステムでは、最後のラスト1ホップのアクセス系の通信品質を確保するために、より低い周波数帯の割り当てをキャリア会社は希望する。したがって、周波数の低いマイクロ波帯などはアクセス系に割り当てられ、特に広帯域を必要とするエントランス系への周波数の割り当てを考えると、準ミリ波帯ないしはミリ波帯などの高周波数帯をエントランス系では利用することを想定しなければならない。周波数が高くなれば高くなるほど同軸ケーブル等での信号の伝送において損失が生じ、送信系と受信系の距離を離して設置する場合には、その間を無線周波数帯の信号を高価な低損失の同軸ケーブルで伝送する構成は信号の損失および経済性を考えた場合には効率的ではない。特に、送受信アンテナの素子数が膨大な大規模アンテナシステムなどでは、そのアンテナ素子1本1本に個別の無線信号を入力する必要があるため、アンテナ素子数分のケーブルを用いて分配するのは、膨大な数の高価な低損失の同軸ケーブルを長い距離に渡り引き回すことになり、これも低損失が要求されることに起因した太さや曲げ耐性に劣る点で物理的な制約となる。   Therefore, in the present invention, the transmission antenna element group of the transmission system and the reception antenna group of the reception system are physically separated from each other. Usually, in a cellular system such as a mobile phone, the carrier company desires a lower frequency band allocation in order to ensure the communication quality of the last one-hop access system. Therefore, microwave bands with low frequencies are assigned to access systems. Considering frequency allocation to entrance systems that require a wide band in particular, high frequency bands such as quasi-millimeter waves or millimeter waves are used in entrance systems. Must be used. The higher the frequency, the more loss occurs in the transmission of the signal through the coaxial cable, etc., and when the transmission system and the reception system are separated from each other, the radio frequency band signal is expensive and low loss coaxial between them. The configuration for transmission by cable is not efficient when considering signal loss and economy. In particular, in a large-scale antenna system having a large number of transmitting / receiving antenna elements, it is necessary to input individual radio signals to each antenna element. Therefore, a huge number of expensive low-loss coaxial cables are routed over a long distance, which is also a physical restriction in that the thickness and bending resistance are low due to the requirement for low loss.

本発明においては、ベースバンド信号処理からD/A変換およびA/D変換、さらにアップコンバートおよびダウンコンバートの無線周波数変換、信号増幅や帯域外信号除去のフィルタ等のいわゆるRF部などに、多数の送信アンテナ群を加えた送信系と、多数の受信アンテナ群を加えた受信系をそれぞれ物理的に分離した構成(少なくとも筐体が異なる)とし、各筐体間で交換される信号はデジタル信号とする。このデジタル信号は光ファイバないしは同軸ケーブル等で伝送可能であるが、高周波信号のような大きなケーブルロスは発生しない。さらに、アンテナ素子1本1本に対応した個別のケーブル(光ファイバないしは同軸ケーブル)を必要としないため、安価で経済的でかつ物理的な制約も少ない。   In the present invention, the baseband signal processing to D / A conversion and A / D conversion, radio frequency conversion of up-conversion and down-conversion, so-called RF section such as signal amplification and out-of-band signal removal filter, etc. The transmission system to which the transmission antenna group is added and the reception system to which the many reception antenna groups are added are configured to be physically separated (at least in different cases), and signals exchanged between the cases are digital signals. To do. Although this digital signal can be transmitted through an optical fiber or a coaxial cable, a large cable loss such as a high-frequency signal does not occur. Furthermore, since an individual cable (optical fiber or coaxial cable) corresponding to each antenna element is not required, it is inexpensive, economical, and has few physical restrictions.

また、送信系と受信系を別筐体にして物理的に離して設置することにより、送信系と受信系の間で情報交換しなければならない情報を上記のケーブル上で伝送する必要が新たに生じるが、基本的にはここで生じる追加の情報とは一部の限定的な制御情報のみである。例えば、再送制御を行う場合には、受信系で受信した情報を基に再送要求用の信号を生成し、これを送信系から送信しなければならない。しかし、例えば1Gbit/sないしは10Gbit/s(またはそれ以上)が要求されるような無線エントランス回線と異なり、ACKないしNACKなどの制御情報の情報量は数桁以上少なく、光ファイバの他に同軸ケーブルを用いても信号の損失を意識することなく容易に10m単位で離れた場所に情報を伝達することが可能である。   In addition, the transmission system and the reception system are separated from each other and installed physically, so that it is necessary to transmit information that must be exchanged between the transmission system and the reception system over the cable. Basically, the additional information generated here is only some limited control information. For example, when performing retransmission control, a retransmission request signal must be generated based on information received by the reception system and transmitted from the transmission system. However, unlike wireless entrance lines where 1 Gbit / s or 10 Gbit / s (or higher) is required, for example, the amount of control information such as ACK and NACK is less than several orders of magnitude. Even if is used, it is possible to easily transmit information to a distance of 10 meters without being aware of signal loss.

なお、後述するように基地局装置の送信アンテナ群11から送信された信号が受信アンテナ群21にループバックする干渉信号をキャンセルするためには、そのためのレプリカ生成のために送信信号の情報を送信信号処理部13から受信信号処理部23に対して通知する必要があるが、光ファイバを用いる場合にはその通知による情報量の増加にも簡易に対応可能である。   As will be described later, in order to cancel an interference signal in which a signal transmitted from the transmission antenna group 11 of the base station apparatus loops back to the reception antenna group 21, information on the transmission signal is transmitted to generate a replica for that purpose. Although it is necessary to notify the reception signal processing unit 23 from the signal processing unit 13, when an optical fiber is used, an increase in the amount of information due to the notification can be easily handled.

図1は、本発明の基地局装置の基本構成例を示す。
図1において、11は送信アンテナ群、12は送信アンテナ群の各アンテナ素子、13は送信信号処理部、14は送信アンテナ群の各素子の最大指向性利得方向を示す矢印、15は送信側アナログ信号伝達信号線、16は送信側デジタル信号伝達信号線、21は受信アンテナ群、22は受信アンテナ群の各アンテナ素子、23は受信信号処理部、24は受信アンテナ群の各素子の最大指向性利得方向を示す矢印、25は受信側アナログ信号伝達信号線、26は受信側デジタル信号伝達信号線、30は制御部、31はネットワーク側光回線を表す。送信アンテナ群11と送信信号処理部13が1つの筐体に納められ、受信アンテナ群21と受信信号処理部23が1つの筐体に納められている場合は、送信側アナログ信号伝達信号線15および受信側アナログ信号伝達信号線25に相当する線は、ある程度の設置自由度をもつ同軸ケーブルのようなもの以外にも、導波管などを用いて実現することも可能となる。また、制御部30と送信信号処理部13と受信信号処理部23についても、図2(a) に示すようにそれぞれ個別の筐体に収納する他に、図2(b) および図2(c) に示すように、制御部30と送信信号処理部13、または制御部30と受信信号処理部23をそれぞれ1つの筐体に収納していてもよい。
FIG. 1 shows a basic configuration example of a base station apparatus of the present invention.
In FIG. 1, 11 is a transmission antenna group, 12 is each antenna element of the transmission antenna group, 13 is a transmission signal processing unit, 14 is an arrow indicating the maximum directivity gain direction of each element of the transmission antenna group, and 15 is a transmission-side analog. Signal transmission signal line, 16 is a transmission side digital signal transmission signal line, 21 is a reception antenna group, 22 is each antenna element of the reception antenna group, 23 is a reception signal processing unit, and 24 is the maximum directivity of each element of the reception antenna group An arrow indicating a gain direction, 25 is a reception side analog signal transmission signal line, 26 is a reception side digital signal transmission signal line, 30 is a control unit, and 31 is a network side optical line. When the transmission antenna group 11 and the transmission signal processing unit 13 are housed in one housing and the reception antenna group 21 and the reception signal processing unit 23 are housed in one housing, the transmission-side analog signal transmission signal line 15 The line corresponding to the reception-side analog signal transmission signal line 25 can be realized by using a waveguide or the like in addition to a coaxial cable having a certain degree of installation freedom. Further, the control unit 30, the transmission signal processing unit 13, and the reception signal processing unit 23 are also housed in individual housings as shown in FIG. 2 (a), in addition to FIG. 2 (b) and FIG. 2 (c). ), The control unit 30 and the transmission signal processing unit 13, or the control unit 30 and the reception signal processing unit 23 may be housed in one casing.

重要な点は、送信アンテナ群11と送信信号処理部13は、送信側アナログ信号伝達信号線15の通過損失を抑えるために近距離または同一筐体に配置され、同様に受信アンテナ群21と受信信号処理部23も受信側アナログ信号伝達信号線25の通過損失を抑えるために近距離または同一筐体に配置され、一方で送信アンテナ群11と受信アンテナ群21が物理的に離れて設置されるため、結果的に送信信号処理部13と受信信号処理部23とが物理的に個別の筐体に分かれた独立の構成となっている点である。このため、送信信号処理部13と受信信号処理部23とが例えばローカル発振器などの構成要素を共用することが不可能になると共に、高周波の信号(ないしは大容量の情報)を相互に情報交換することが困難になっている。したがって、それぞれは基本的に独立に運用され、再送要求信号などに代表される僅かな制御情報のみを交換可能な構成となっている。   The important point is that the transmission antenna group 11 and the transmission signal processing unit 13 are arranged in a short distance or in the same housing in order to suppress the transmission loss of the transmission-side analog signal transmission signal line 15, and similarly receive the reception antenna group 21 and reception. The signal processing unit 23 is also disposed at a short distance or in the same housing in order to suppress the passage loss of the reception-side analog signal transmission signal line 25, while the transmission antenna group 11 and the reception antenna group 21 are physically separated. Therefore, as a result, the transmission signal processing unit 13 and the reception signal processing unit 23 are physically separated into separate cases. This makes it impossible for the transmission signal processing unit 13 and the reception signal processing unit 23 to share components such as a local oscillator, and exchanges high-frequency signals (or large-capacity information) with each other. It has become difficult. Therefore, each is basically operated independently, and only a small amount of control information represented by a retransmission request signal can be exchanged.

ちなみに、送信信号処理部13と受信信号処理部23と制御部30は、それぞれの間で相互に様々な信号を交換するに際し、その信号の終端的な機能を司るインタフェース部を一般的には内在する。ただし、図2(a) のように各部が独立している場合にはそのインタフェース部で信号を終端することになるが、図2(b) および図2(c) のように制御部30が送信信号処理部13または受信信号処理部23と同一筐体にある場合は、それらの間のインタフェース部は省略された構成となる場合がある。しかし、図2ではそのような僅かな差異を意識せず、基本的な機能部分のみを意識して同一の番号を付与して説明を行っている。   Incidentally, when the transmission signal processing unit 13, the reception signal processing unit 23, and the control unit 30 exchange various signals with each other, the interface unit that controls the terminal function of the signal is generally included. To do. However, if each part is independent as shown in FIG. 2 (a), the signal is terminated at the interface part. However, as shown in FIG. 2 (b) and FIG. When the transmission signal processing unit 13 or the reception signal processing unit 23 is in the same housing, the interface unit between them may be omitted. However, FIG. 2 does not consider such a slight difference and considers only a basic functional part and gives the same number.

基地局装置の送信アンテナ群11と受信アンテナ群21の位置関係は、図1、図3に示すように、受信アンテナ群21と基地局装置の通信相手となる無線局装置のアンテナ素子18とを結ぶ直線方向で、受信アンテナ群21より前方x(m)の位置に送信アンテナ群11を配置し、さらに受信アンテナ群21とアンテナ素子18との間に形成される第一フレネルゾーンの範囲に送信アンテナ群11が入らないように、送信アンテナ群11をフレネル半径y(m)以上ずらした位置とする。   As shown in FIGS. 1 and 3, the positional relationship between the transmitting antenna group 11 and the receiving antenna group 21 of the base station apparatus is such that the receiving antenna group 21 and the antenna element 18 of the radio station apparatus that is a communication partner of the base station apparatus are The transmitting antenna group 11 is arranged at a position x (m) ahead of the receiving antenna group 21 in the connecting straight line direction, and further transmitted to the range of the first Fresnel zone formed between the receiving antenna group 21 and the antenna element 18. The transmitting antenna group 11 is set to a position shifted by at least the Fresnel radius y (m) so that the antenna group 11 does not enter.

ここで、フレネル半径yは、受信アンテナ群21とアンテナ素子18とを結ぶ直線に送信アンテナ群11から垂線を下ろした位置を基準に、受信アンテナ群21との距離をx、アンテナ素子18との距離をz、信号波長をλとすると、次式のように定義される。
y=[(λ・x・z)/(x+z)] 1/2 …(8)
Here, the Fresnel radius y is defined as a distance from the receiving antenna group 21 to the antenna element 18 with respect to a position where a perpendicular line is dropped from the transmitting antenna group 11 to a straight line connecting the receiving antenna group 21 and the antenna element 18. When the distance is z and the signal wavelength is λ, the following equation is defined.
y = [(λ · x · z) / (x + z)] 1/2 (8)

受信アンテナ群21を通信相手の無線局装置のアンテナ素子18から見たときの送信アンテナ群11と受信アンテナ群21の位置関係を図3(b) に示す。厳密には、送信アンテナ群11の筐体と受信アンテナ群21のアンテナ素子22との最短距離がフレネル半径yよりも大きくなればよい。ただし、xは3m以上(より安定性を高めるためには10m以上)であることが好ましい。   FIG. 3B shows the positional relationship between the transmitting antenna group 11 and the receiving antenna group 21 when the receiving antenna group 21 is viewed from the antenna element 18 of the radio station apparatus of the communication counterpart. Strictly speaking, it is sufficient that the shortest distance between the housing of the transmitting antenna group 11 and the antenna element 22 of the receiving antenna group 21 is larger than the Fresnel radius y. However, x is preferably 3 m or more (in order to further improve the stability, 10 m or more).

一例として、xを10m、zを 300m、周波数60GHzで波長を0.005 mとしたときに、フレネル半径yは 0.220mとなる。すなわち、通信相手の複数の無線局装置のアンテナ素子18が約 300mの範囲にあるときに、送信アンテナ群11を受信アンテナ群21より10m程度前方に配置し、かつ22cm程度ずれて配置すれば、送信アンテナ群11が受信アンテナ群21にとって第一フレネルゾーン内の障害物となることを回避することができる。なお、Point-to-Multipoint 型の通信の場合には、複数の無線局装置全てとの間でこの関係が満たされるように構成する。   As an example, when x is 10 m, z is 300 m, the frequency is 60 GHz, and the wavelength is 0.005 m, the Fresnel radius y is 0.220 m. In other words, when the antenna elements 18 of a plurality of radio station apparatuses as communication partners are in a range of about 300 m, if the transmitting antenna group 11 is arranged about 10 m ahead of the receiving antenna group 21 and is displaced about 22 cm, It can be avoided that the transmitting antenna group 11 becomes an obstacle in the first Fresnel zone for the receiving antenna group 21. In the case of point-to-multipoint type communication, this relationship is satisfied with all of the plurality of radio station apparatuses.

ここで、送信アンテナ群11と受信アンテナ群21が横並びに配置されていた場合、例えば送信アンテナ群11の近傍1m程度の場所で反射した信号が受信アンテナ群21に入射したとする。この場合の経路長は往復なので約2mとなる。これに対し、図1でxが10mとなる配置の場合には、経路長は12mとなる。経路長は6倍なので、自由空間の2乗則で減衰すると仮定すれば、15.6dBほど信号を相対的に低減することが可能になる。さらに、送信アンテナ群11の各アンテナ素子12の偏波と受信アンテナ群21の各アンテナ素子22の偏波を異なる設定にすれば、反射により偏波面が回転することで完全に偏波間の漏れ込みをカットすることはできないが、ある程度の信号分離は可能となる。ここで10dB程度の分離度を確保できれば、約25dB程度の信号抑圧が可能になる。例えば 256素子のアンテナを送受信アンテナ群に実装する場合、1素子の場合に比べて 256倍の総送信電力となる可能性があるが、これは24.1dB増しに相当し、上述の25dBの信号抑圧でキャンセルすることができることに相当する。   Here, when the transmission antenna group 11 and the reception antenna group 21 are arranged side by side, for example, it is assumed that a signal reflected at a location of about 1 m near the transmission antenna group 11 is incident on the reception antenna group 21. Since the path length in this case is a round trip, it is about 2 m. On the other hand, in the arrangement where x is 10 m in FIG. 1, the path length is 12 m. Since the path length is 6 times, the signal can be relatively reduced by about 15.6 dB if it is assumed to be attenuated by the free space square law. Furthermore, if the polarization of each antenna element 12 of the transmission antenna group 11 and the polarization of each antenna element 22 of the reception antenna group 21 are set differently, the polarization plane rotates due to reflection, so that leakage between the polarizations is completely achieved. Cannot be cut, but a certain degree of signal separation is possible. Here, if a degree of separation of about 10 dB can be secured, signal suppression of about 25 dB can be achieved. For example, when a 256-element antenna is mounted on a transmission / reception antenna group, there is a possibility that the total transmission power is 256 times that of a single-element antenna, which corresponds to an increase of 24.1 dB, and the above-described 25 dB signal suppression. It is equivalent to being able to cancel with.

LNAでのダイナミックレンジを考えた場合、例えば上述のように経路長12mで反射した信号(反射時に電力が3dB損失すると仮定)に対して 300m離れた無線局装置の信号との受信レベル差は、自由空間を想定しても約40dB程度に収まる。これは最悪値であって、実際の反射点は更に離れた点になる可能性が高く、希望信号は見通し波が支配的なのでフェージングのマージンは殆ど見込む必要が無く、LNAのダイナミックレンジが50〜60dBあれば、反射波によるLNAの飽和を回避しながら無線伝送を実現することは十分に可能となる。   Considering the dynamic range in LNA, for example, the difference in reception level between a signal reflected by a path length of 12 m as described above (assuming that power is lost by 3 dB at the time of reflection) and a radio station apparatus signal 300 m away is Even if free space is assumed, it is about 40 dB. This is the worst value, and the actual reflection point is likely to be further away. The desired signal is dominated by the line-of-sight wave, so there is almost no need for a margin for fading, and the dynamic range of the LNA is 50 to 50. With 60 dB, it is possible to realize wireless transmission while avoiding saturation of LNA due to reflected waves.

以上、本発明の基地局装置の基本構成について説明したが、以下にさらに詳細な実施例について説明する。
(実施例1)
まず、アップリンクとダウンリンクの周波数チャネルを同一とする無線全二重通信への適用例を、図を用いて説明する。本発明の基地局装置は、基本的に図2に示す装置構成がとられ、送信信号処理部13と受信信号処理部23が物理的に異なる構成となる。
Although the basic configuration of the base station apparatus of the present invention has been described above, more detailed examples will be described below.
Example 1
First, an application example to wireless full-duplex communication in which the uplink and downlink frequency channels are the same will be described with reference to the drawings. The base station apparatus of the present invention basically has the apparatus configuration shown in FIG. 2, and the transmission signal processing unit 13 and the reception signal processing unit 23 are physically different.

図4は、実施例1における送信信号処理部13の構成例を示す。
図4において、11は送信アンテナ群、12−1〜12−Kは送信アンテナ群の各アンテナ素子、13は送信信号処理部、68はローカル発振器、69は送信ウエイト算出・記憶回路、81−1〜81−Kは送信RF回路#1〜#K、82−1〜82−Kは加算回路#1〜#K、83−1〜83−Nは送信ウエイト乗算回路#1〜#N、84−1〜84−Nは送信信号処理回路#1〜#N、85−1〜85−Nは送信MAC層処理回路#1〜#N、86はインタフェース部を表す。
FIG. 4 illustrates a configuration example of the transmission signal processing unit 13 in the first embodiment.
4, 11 is a transmission antenna group, 12-1 to 12-K are antenna elements of the transmission antenna group, 13 is a transmission signal processing unit, 68 is a local oscillator, 69 is a transmission weight calculation / storage circuit, 81-1 ˜81-K are transmission RF circuits # 1 to #K, 82-1 to 82-K are addition circuits # 1 to #K, and 83-1 to 83-N are transmission weight multiplication circuits # 1 to #N, 84−. Reference numerals 1 to 84-N denote transmission signal processing circuits # 1 to #N, reference numerals 85-1 to 85-N denote transmission MAC layer processing circuits # 1 to #N, and 86 denotes an interface unit.

図1,2に示す制御部30から送信側デジタル信号伝達信号線16を介して送信信号が送信信号処理部13に入力すると、インタフェース部86では光または電気のデジタル信号を終端し、受信信号から送信データを取り出す。ここでの処理は、Ethernet(登録商標)フレームのようなパケットベースでの信号でも、所定のフレームに組まれた信号であっても構わず、一般的な有線での信号伝送の仕組みによるデジタル信号処理で対応する。ここで取得したデータのヘッダ領域や様々な制御情報などを参照し、無線回線にて転送すべきデータを選択し、その宛先情報を基に、宛先の無線局装置に対応した送信MAC層処理回路85−i(iは1〜N)に情報を入力する。送信MAC層処理回路85−iでMACレイヤの信号処理を施された信号は後続する送信信号処理回路84−iに入力され、ここで物理レイヤの信号処理を施す。ここではOFDMやSC−FDEなど様々な方式が適用可能であるが、送信ウエイトの乗算は周波数軸上での処理とするために、各周波数成分ごとの信号を送信信号処理回路84−iで生成する。一例としてOFDM変調方式を用いるのであれば、必要に応じて誤り訂正の符号化処理およびインタリーブ処理を行い、送信すべきビット列情報を各サブキャリアに対応させ、各サブキャリアごとに変調処理が施された信号をシンボルごとに生成し、これを後続する送信ウエイト乗算回路83−iに入力する。なお、送信すべき信号がなければ、各シンボルの各周波数成分の信号をゼロとして入力する。   When a transmission signal is input to the transmission signal processing unit 13 from the control unit 30 shown in FIGS. 1 and 2 via the transmission-side digital signal transmission signal line 16, the interface unit 86 terminates the optical or electrical digital signal, Retrieve the transmission data. The processing here may be either a packet-based signal such as an Ethernet (registered trademark) frame or a signal assembled in a predetermined frame, and a digital signal based on a general wired signal transmission mechanism. Correspond with processing. A transmission MAC layer processing circuit corresponding to the destination radio station apparatus based on the destination information, referring to the header area of the data acquired here, various control information, and the like, and selecting data to be transferred via the radio line Information is input to 85-i (i is 1 to N). The signal subjected to the MAC layer signal processing in the transmission MAC layer processing circuit 85-i is input to the subsequent transmission signal processing circuit 84-i, where the physical layer signal processing is performed. Here, various schemes such as OFDM and SC-FDE can be applied. In order to perform transmission weight multiplication on the frequency axis, a signal for each frequency component is generated by the transmission signal processing circuit 84-i. To do. As an example, if an OFDM modulation method is used, error correction encoding processing and interleaving processing are performed as necessary, bit string information to be transmitted is associated with each subcarrier, and modulation processing is performed for each subcarrier. The generated signal is generated for each symbol and input to the subsequent transmission weight multiplication circuit 83-i. If there is no signal to be transmitted, the signal of each frequency component of each symbol is input as zero.

送信ウエイト乗算回路83−iでは、前段の送信信号処理回路84−iからの信号にアンテナ素子ごとに異なる送信ウエイトを乗算し、これを送信ウエイトに対応する加算回路82−1〜82−Kに入力する。例えば、送信ウエイト乗算回路83−iは、アンテナ素子12−1に対応した送信ウエイトを乗算した信号を加算回路82−1に、アンテナ素子12−2に対応した送信ウエイトを乗算した信号を加算回路82−2に、アンテナ素子12−Kに対応した送信ウエイトを乗算した信号を加算回路82−Kに出力する。なお、以上の乗算は周波数成分ごとに個別に実施する。   The transmission weight multiplying circuit 83-i multiplies the signal from the transmission signal processing circuit 84-i in the previous stage by a different transmission weight for each antenna element, and adds this to the adding circuits 82-1 to 82-K corresponding to the transmission weight. input. For example, the transmission weight multiplication circuit 83-i adds the signal obtained by multiplying the transmission weight corresponding to the antenna element 12-1 to the addition circuit 82-1, and the signal obtained by multiplying the transmission weight corresponding to the antenna element 12-2 to the addition circuit. A signal obtained by multiplying 82-2 by the transmission weight corresponding to the antenna element 12-K is output to the adder circuit 82-K. Note that the above multiplication is performed individually for each frequency component.

加算回路82−1〜82−Kでは、前段の送信ウエイト乗算回路83−1〜83−Nより入力された信号を周波数成分ごとに個別に加算する。例えば、加算回路82−1では、各周波数成分ごとに送信ウエイト乗算回路83−1〜83−Nから入力された信号を加算し、N系統の信号を1系統に集約して送信RF回路81−1に入力する。送信RF回路81−1〜81−Kでは、それぞれ加算回路82−1〜82−Kから入力された各周波数成分のデジタル信号を、無線伝送で用いる無線周波数のアナログ信号に変換して出力する。通常はデジタル信号をアナログ・ベースバンド信号に変換し、さらにベースバンドから無線周波数の信号に周波数変換を行う。この無線周波数への周波数変換においては、ローカル発振器68から入力される信号を利用する。この処理の詳細は、図5を参照して改めて説明する。送信RF回路81−1〜81−Kから出力された無線周波数のアナログ信号は、それぞれ送信アンテナ群11の対応する各アンテナ素子12−1〜12−Kに出力され、無線信号として送信される。   The adder circuits 82-1 to 82-K individually add the signals input from the preceding transmission weight multiplying circuits 83-1 to 83-N for each frequency component. For example, the adder circuit 82-1 adds the signals input from the transmission weight multiplication circuits 83-1 to 83 -N for each frequency component, aggregates the N system signals into one system, and transmits the RF circuit 81- Enter 1 The transmission RF circuits 81-1 to 81-K convert the digital signals of the respective frequency components input from the adder circuits 82-1 to 82-K into analog signals of radio frequencies used for radio transmission and output them. Usually, a digital signal is converted into an analog baseband signal, and further frequency conversion is performed from a baseband signal to a radio frequency signal. In the frequency conversion to the radio frequency, a signal input from the local oscillator 68 is used. Details of this processing will be described again with reference to FIG. Radio frequency analog signals output from the transmission RF circuits 81-1 to 81-K are respectively output to the corresponding antenna elements 12-1 to 12-K of the transmission antenna group 11, and transmitted as radio signals.

なお、インタフェース部86で終端した際に、取得したデータのヘッダ領域や様々な制御情報などを参照し、例えば再送制御などを含む無線区間での各種制御情報である場合には、送信MAC層処理回路85で必要に応じて制御用の情報を収容した無線パケットを生成し、通常のデータと同様に送信信号処理回路84に出力し、以降の処理を行う。   When terminating at the interface unit 86, the header area of the acquired data, various control information, and the like are referred to. The circuit 85 generates a wireless packet containing control information as necessary, and outputs it to the transmission signal processing circuit 84 in the same way as normal data, and performs the subsequent processing.

また、送信RF回路81−1〜81−Kは、インプリシット・フィードバック手法で通信相手となる無線局ごとおよび周波数成分ごとにダウンリンクのチャネル情報を取得する機能を備え、この機能により取得したダウンリンクのチャネル情報を送信ウエイト算出・記憶回路69に出力する。送信ウエイト算出・記憶回路69は、全ての送信RF回路81−1〜81−Kから各周波数成分のチャネル情報を収集し、最終的に空間多重で用いる送信ウエイトを周波数成分ごとに算出して記憶する。送信ウエイト乗算回路83−1〜83−Nでは、送信ウエイト算出・記憶回路69から対応する無線局宛ての周波数成分ごとの送信ウエイト情報を取得し、これをもとに送信ウエイトの乗算を行う。ここで、送信ウエイトは大規模アンテナシステムではある程度固定的に設定されるが、送信ウエイトを逐次更新する構成とすることも可能である。   In addition, the transmission RF circuits 81-1 to 81-K have a function of acquiring downlink channel information for each radio station and frequency component as a communication partner using an implicit feedback method. The link channel information is output to the transmission weight calculation / storage circuit 69. The transmission weight calculation / storage circuit 69 collects channel information of each frequency component from all the transmission RF circuits 81-1 to 81-K, and finally calculates and stores a transmission weight used for spatial multiplexing for each frequency component. To do. The transmission weight multiplication circuits 83-1 to 83 -N obtain transmission weight information for each frequency component addressed to the corresponding radio station from the transmission weight calculation / storage circuit 69, and perform transmission weight multiplication based on this information. Here, the transmission weight is fixed to some extent in a large-scale antenna system, but it is also possible to adopt a configuration in which the transmission weight is sequentially updated.

また、送信ウエイト乗算回路83−1〜83−Nで送信ウエイトが乗算された信号を、加算回路82−1〜82−Kで送信RF回路81−1〜81−Kごとの信号として加算合成した送信信号は、送信RF回路81−1〜81−Kに入力すると共に、インタフェース部86から制御部30を介して受信信号処理部23にも転送する。この送信信号は、後述するように基地局装置の送信アンテナ群11から送信された信号が受信アンテナ群21にループバックする干渉信号をキャンセルするためのレプリカ生成に利用される。   Further, the signals multiplied by the transmission weights in the transmission weight multiplication circuits 83-1 to 83-N are added and synthesized as signals for the transmission RF circuits 81-1 to 81-K by the addition circuits 82-1 to 82-K. The transmission signal is input to the transmission RF circuits 81-1 to 81-K and is also transferred from the interface unit 86 to the reception signal processing unit 23 via the control unit 30. This transmission signal is used for generating a replica for canceling an interference signal in which a signal transmitted from the transmission antenna group 11 of the base station apparatus loops back to the reception antenna group 21 as described later.

図5は、実施例1における送信信号処理部13の送信RF回路81の構成例を示す。
図5において、52はスイッチ、53はローノイズアンプ、54はミキサ、55はフィルタ、56はA/D変換器、57はFFT回路、58はチャネル推定回路、61はIFFT・GI付与回路、62はメモリ、63はD/A変換器、64はミキサ、65はフィルタ、66はハイパワーアンプ、67はスイッチ、68はローカル発振器、69は送信ウエイト算出・記憶回路を示す。送信RF回路81はアンテナ素子12ごとに存在するため、本来ならば「第iアンテナ素子に接続された・・・」との説明書きを加えて個別の回路について説明すべきだが、以降の一連の説明では説明の簡略化のために当該説明書きを省略し、番号にも添え字の子番号を付与せずに説明を行う。また、前述のように本発明はOFDMやSC−FDEなどの技術に適用可能であるが、一般的な汎用の同様の技術であるために、ここではOFDMの場合を例にとって説明を行う。
FIG. 5 shows a configuration example of the transmission RF circuit 81 of the transmission signal processing unit 13 in the first embodiment.
In FIG. 5, 52 is a switch, 53 is a low noise amplifier, 54 is a mixer, 55 is a filter, 56 is an A / D converter, 57 is an FFT circuit, 58 is a channel estimation circuit, 61 is an IFFT / GI adding circuit, and 62 is Reference numeral 63 denotes a D / A converter, 64 a mixer, 65 a filter, 66 a high power amplifier, 67 a switch, 68 a local oscillator, and 69 a transmission weight calculation / storage circuit. Since the transmission RF circuit 81 exists for each antenna element 12, the individual circuits should be explained by adding an explanatory note “connected to the i-th antenna element... In the description, the description is omitted for simplification of description, and the description is made without assigning a subscript child number to the number. Further, as described above, the present invention can be applied to techniques such as OFDM and SC-FDE. However, since the present invention is a general general-purpose similar technique, the case of OFDM will be described as an example here.

ここで、図4に示す送信信号処理部13において、アップリンクとダウンリンクで同一周波数チャネルを用いた全二重無線通信を行う上でのインプリシット・フィードバックを実現するために、送信RF回路81には、ローノイズアンプ53、ミキサ54、フィルタ55、A/D変換器56、FFT回路57で構成される受信系と、IFFT・GI付与回路61、メモリ62、D/A変換器63、ミキサ64、フィルタ65、ハイパワーアンプ66で構成される送信系を備えている。これらの送信系と受信系は、スイッチ52を介して分岐され、チャネル情報のフィードバック時には受信系を、通常運用時には送信系を利用することになる。   Here, in the transmission signal processing unit 13 shown in FIG. 4, in order to realize the implicit feedback in performing full-duplex wireless communication using the same frequency channel in the uplink and downlink, the transmission RF circuit 81 Includes a low noise amplifier 53, a mixer 54, a filter 55, an A / D converter 56, an FFT circuit 57, an IFFT / GI adding circuit 61, a memory 62, a D / A converter 63, and a mixer 64. A transmission system including a filter 65 and a high power amplifier 66 is provided. These transmission system and reception system are branched via the switch 52, and the reception system is used when channel information is fed back, and the transmission system is used during normal operation.

なお、ローカル発振器68は、図4に示すように全ての送信RF回路81で共通化されており、これにより各送信RF回路81の位相の不確定性が排除され、高精度な送信指向性制御が可能となる。   Note that the local oscillator 68 is shared by all the transmission RF circuits 81 as shown in FIG. 4, thereby eliminating the uncertainty of the phase of each transmission RF circuit 81 and highly accurate transmission directivity control. Is possible.

まず、送信系に関する説明を行う。図4の送信信号処理部13の加算回路82より入力された周波数成分ごとのデジタル信号は、IFFT・GI付与回路61にて時間軸上の信号に変換され、さらにガードインターバルが付与される。ガードインターバルが付与された時間軸のサンプリング信号はD/A変換器63に入力され、ここでデジタルサンプリング信号からアナログのベースバンド信号に変換する。このアナログのベースバンド信号はミキサ64に入力され、ここでスイッチ67を介してローカル発振器68から入力される信号と乗算され、無線周波数帯の信号にアップコンバートされる。さらにフィルタ65にて帯域外周波数成分を除去し、ハイパワーアンプ66にて信号増幅され、スイッチ52を介して送信アンテナ素子12へ出力される。ここで、通常運用時のスイッチ67は、「ローカル発振器68→スイッチ67→ミキサ64」の方向への信号導通となるように切り替わり、ローカル発振器68からの信号はミキサ64に出力される。同様に、通常運用時のスイッチ52は、「ハイパワーアンプ66→スイッチ52→送信アンテナ素子12」の方向への信号導通となるように切り替わり、ハイパワーアンプ66からの信号は送信アンテナ素子12に出力される   First, the transmission system will be described. The digital signal for each frequency component input from the adder circuit 82 of the transmission signal processing unit 13 in FIG. 4 is converted into a signal on the time axis by the IFFT / GI adding circuit 61, and a guard interval is added. The sampling signal on the time axis to which the guard interval is given is input to the D / A converter 63, where it is converted from a digital sampling signal to an analog baseband signal. This analog baseband signal is input to the mixer 64, where it is multiplied by the signal input from the local oscillator 68 via the switch 67, and up-converted to a signal in the radio frequency band. Further, the out-of-band frequency component is removed by the filter 65, the signal is amplified by the high power amplifier 66, and output to the transmitting antenna element 12 via the switch 52. Here, the switch 67 at the time of normal operation is switched so that the signal is conducted in the direction of “local oscillator 68 → switch 67 → mixer 64”, and the signal from the local oscillator 68 is output to the mixer 64. Similarly, the switch 52 during normal operation is switched so that signal conduction in the direction of “high power amplifier 66 → switch 52 → transmission antenna element 12” is performed, and the signal from the high power amplifier 66 is transmitted to the transmission antenna element 12. Output

これに対し、無線局装置との間のチャネル情報のフィードバックを行う際には、送信アンテナ素子12で受信した信号はスイッチ52を介してローノイズアンプ53に入力され、ここで信号増幅が行われる。増幅された受信信号はミキサ54に入力され、ここでスイッチ67を介してローカル発振器68から入力される信号と乗算され、無線周波数帯の信号からベースバンド信号にダウンコンバートされる。さらにフィルタ55にて帯域外周波数成分を除去し、A/D変換器56にてデジタルのサンプリング信号に変換され、その時間軸の信号をFFT回路57にて各周波数成分の信号に分離される。なお、チャネル情報のフィードバックを行う際にガードインターバルを含まない連続信号をトレーニング信号として利用する場合には、各送信RF回路81で同期した任意のシンボルタイミングでFFTポイント数の周期で時間軸の信号をFFT回路57にて各周波数成分の信号に分離する。一方、チャネル情報のフィードバックを行う際にガードインターバルを含む通常のOFDMのトレーニング信号を利用する際には、FFTを実施するに当たってOFDMなどのシンボルタイミング検出が必要となるが、タイミング検出に関しては任意の手法を用いることが可能とし、必要に応じてFFT回路57内にその機能が実装されているものとし、ここでは説明を省略する。実際、非特許文献1〜4にて行うチャネル情報のフィードバックでは、特にシンボルタイミングの検出を行わずに処理が可能な構成となっている。このようにして周波数軸上の信号に変換したのち、チャネル推定回路58にてアップリンクのチャネル推定を行い、このアップリンクのチャネル情報を基に上述のキャリブレーション処理などによりダウンリンクのチャネル情報に変換し、送信ウエイト算出・記録回路69に出力する。送信ウエイト算出・記録回路69では、これらのチャネル情報を収集し記憶し、空間多重に必要なチャネル情報を全て取得後に、送信ウエイトを算出する。算出された送信ウエイトは送信ウエイト算出・記憶回路69内に記憶され、必要に応じて送信ウエイト乗算回路83に出力する。   On the other hand, when channel information is fed back to and from the radio station apparatus, a signal received by the transmission antenna element 12 is input to the low noise amplifier 53 via the switch 52, where signal amplification is performed. The amplified received signal is input to the mixer 54, where it is multiplied by the signal input from the local oscillator 68 via the switch 67, and down-converted from a radio frequency band signal to a baseband signal. Further, the out-of-band frequency component is removed by the filter 55, converted to a digital sampling signal by the A / D converter 56, and the time axis signal is separated into signals of each frequency component by the FFT circuit 57. When a continuous signal that does not include a guard interval is used as a training signal when channel information is fed back, a time-axis signal with a period of the number of FFT points at an arbitrary symbol timing synchronized by each transmission RF circuit 81 Is separated into signals of each frequency component by the FFT circuit 57. On the other hand, when a normal OFDM training signal including a guard interval is used when feedback of channel information is performed, symbol timing detection such as OFDM is required for performing FFT, but any timing detection is possible. It is possible to use a technique, and it is assumed that the function is mounted in the FFT circuit 57 as necessary, and the description is omitted here. Actually, the channel information feedback performed in Non-Patent Documents 1 to 4 has a configuration capable of processing without detecting symbol timing. After the signal is converted to the signal on the frequency axis in this way, the channel estimation circuit 58 performs uplink channel estimation, and based on this uplink channel information, the above-described calibration processing is performed to obtain the downlink channel information. The data is converted and output to the transmission weight calculation / recording circuit 69. The transmission weight calculation / recording circuit 69 collects and stores these channel information, and calculates the transmission weight after obtaining all the channel information necessary for spatial multiplexing. The calculated transmission weight is stored in the transmission weight calculation / storage circuit 69 and output to the transmission weight multiplication circuit 83 as necessary.

なお、一般に同一周波数チャネルを用いた無線全二重通信を行う場合には、送信アンテナ群11から送信された信号が受信アンテナ群21にループバックし、無線局装置からのアップリンクの受信信号に対して干渉信号となるため、受信信号処理回路23においてキャンセルする処理が必要になる。当該干渉信号のキャンセルには、ループバックするチャネル情報を全ての送信側のアンテナ素子12と受信側のアンテナ素子22の組み合わせに対し取得する必要があり、そのためのチャネル情報取得のためのトレーニング信号を送信する必要がある。送信信号処理部13の送信RF回路81には、このためのトレーニング信号のサンプリングパターンを記憶するメモリ62が実装され、ループバックチャネル推定の必要に応じて、送信信号処理回路84から入力される信号の代わりに、このメモリ62から読み出したサンプリングパターンをIFFT・GI付与回路61を介してD/A変換器63に出力する。D/A変換器63以降の信号処理は、一般のデータ通信時の信号処理と同じである。なお、ループバックのチャネル情報を取得する際には、複数の送信RF回路81はひとつずつ順番に信号送信を行い、同一時刻に同一周波数成分を含むトレーニング信号が異なる送信アンテナ素子12より同時に送信されることはない。また、アップリンクにおけるチャネル推定と同様にループバックチャネル推定の場合にも、非特許文献1〜4にて行うチャネル情報のフィードバックと同様のガードインターバルを含まないトレーニング信号を用いることも可能であるが、この場合にはIFFT・GI付与回路61ではガードインターバルの付与は行わず、IFFT処理のみを行う構成としても構わない。   In general, when performing wireless full-duplex communication using the same frequency channel, a signal transmitted from the transmitting antenna group 11 is looped back to the receiving antenna group 21, and is converted into an uplink received signal from the radio station apparatus. On the other hand, since it becomes an interference signal, the reception signal processing circuit 23 needs to cancel the signal. In order to cancel the interference signal, it is necessary to acquire channel information to be looped back for all combinations of the antenna elements 12 on the transmission side and the antenna elements 22 on the reception side. Need to send. The transmission RF circuit 81 of the transmission signal processing unit 13 is provided with a memory 62 for storing a training signal sampling pattern for this purpose, and a signal input from the transmission signal processing circuit 84 as necessary for loopback channel estimation. Instead, the sampling pattern read from the memory 62 is output to the D / A converter 63 via the IFFT / GI adding circuit 61. The signal processing after the D / A converter 63 is the same as the signal processing during general data communication. When acquiring loopback channel information, the plurality of transmission RF circuits 81 transmit signals one by one in order, and training signals including the same frequency component are transmitted simultaneously from different transmission antenna elements 12 at the same time. Never happen. Also, in the case of loopback channel estimation as well as channel estimation in the uplink, it is possible to use a training signal that does not include a guard interval similar to the feedback of channel information performed in Non-Patent Documents 1 to 4. In this case, the IFFT / GI adding circuit 61 may be configured to perform only IFFT processing without providing guard intervals.

図6は、実施例1における受信信号処理部23の構成例を示す。
図6において、21は受信アンテナ群、22−1〜22−Kは受信アンテナ群の各アンテナ素子、23は受信信号処理部、79はローカル発振器、80は受信ウエイト算出・記憶回路、87は干渉信号レプリカ生成回路、91−1〜91−Kは受信RF回路#1〜#K、92−1〜92−Kは複製回路#1〜#K、93−1〜93−Nは受信ウエイト乗算回路#1〜#N、94−1〜94−Nは受信信号処理回路#1〜#N、95−1〜Nは受信MAC層処理回路#1〜#N、96はインタフェース部を示す。
FIG. 6 illustrates a configuration example of the reception signal processing unit 23 in the first embodiment.
In FIG. 6, 21 is a reception antenna group, 22-1 to 22-K are antenna elements of the reception antenna group, 23 is a reception signal processing unit, 79 is a local oscillator, 80 is a reception weight calculation / storage circuit, and 87 is an interference. Signal replica generation circuits, 91-1 to 91-K are reception RF circuits # 1 to #K, 92-1 to 92-K are replication circuits # 1 to #K, and 93-1 to 93-N are reception weight multiplication circuits. # 1 to #N, 94-1 to 94-N are reception signal processing circuits # 1 to #N, 95-1 to N are reception MAC layer processing circuits # 1 to #N, and 96 is an interface unit.

まず、通常のデータ通信の場合においては、受信アンテナ群21の各アンテナ素子21−1〜21−Kで受信した信号は、それぞれ対応する受信RF回路に入力される。受信RF回路91−1〜91−Kでは、対応する各アンテナ素子21−1〜21−Kで受信した信号を増幅すると共に、無線周波数のアナログ信号から各周波数成分のデジタル・ベースバンド信号に変換する。ここでの処理の詳細は、図7を参照して改めて説明する。デジタル・ベースバンド信号は対応する複製回路92−1〜92−Kに入力され、ここで同一内容の信号に複製してそれぞれを受信ウエイト乗算回路93−1〜93−Nに入力する。受信ウエイト乗算回路93−1〜93−Nでは、受信ウエイト算出・記憶回路80から受信ウエイトが入力される他、干渉信号レプリカ生成回路87から干渉信号レプリカも入力される。   First, in the case of normal data communication, signals received by the antenna elements 21-1 to 21-K of the reception antenna group 21 are input to the corresponding reception RF circuits. The reception RF circuits 91-1 to 91-K amplify the signals received by the corresponding antenna elements 21-1 to 21-K, and convert the radio frequency analog signals to digital baseband signals of the respective frequency components. To do. Details of the processing here will be described again with reference to FIG. The digital baseband signals are input to the corresponding duplicating circuits 92-1 to 92-K, where they are duplicated into signals having the same contents and input to the receiving weight multiplying circuits 93-1 to 93-N. In the reception weight multiplication circuits 93-1 to 93-N, a reception weight is input from the reception weight calculation / storage circuit 80, and an interference signal replica is also input from the interference signal replica generation circuit 87.

この干渉信号レプリカ生成回路87には、図4に示す送信信号処理部13の加算回路82−1〜82−Kから出力された送信信号が、送信信号処理部13のインタフェース部86、制御部30、受信信号処理部23のインタフェース部96を介して入力され、受信RF回路91−1〜91−Kからループバックリンクのチャネル情報が入力され、ループバックされた干渉信号をキャンセルするための干渉信号レプリカを生成して受信ウエイト乗算回路93−1〜93−Nへ出力される。   In the interference signal replica generation circuit 87, the transmission signals output from the addition circuits 82-1 to 82-K of the transmission signal processing unit 13 shown in FIG. 4 are transmitted to the interface unit 86 and the control unit 30 of the transmission signal processing unit 13. The interference signal for inputting the loop back link channel information from the reception RF circuits 91-1 to 91-K and canceling the looped back interference signal. A replica is generated and output to reception weight multiplication circuits 93-1 to 93-N.

受信ウエイト乗算回路93−1〜93−Nでは、各複製回路92−1〜92−Kからのベクトル状の信号から、干渉信号レプリカ生成回路87から出力されるベクトル状の干渉信号レプリカを減算し、このベクトルの減算により得られた信号にベクトル状の受信ウエイトをベクトル乗算する処理を周波数成分ごとに実施する。ここでの処理は、基本的には実際に該当する無線局装置からの信号受信の有無に関係なく処理を実施する。そのベクトル乗算結果は対応する受信信号処理回路94−1〜94−Nに入力され、ここで受信信号処理を行う。ここでの受信信号処理とは、受信ウエイト乗算回路93−1〜93−Nから入力された一連の信号が所定のレベルの信号として認識された場合において一般的な信号処理を行い、逆に所定のレベルと判断されなかった場合には信号受信がなかったものとして処理を行わない。一般的な信号処理とは、例えばOFDMの場合であれば、一連の受信信号の先頭に付与されたトレーニング信号にてチャネル推定を行い、そのチャネル推定結果を基に各OFDMシンボルの各周波数成分の信号を除算し、その結果を基に信号検出処理を行う。一般的な無線通信では誤り訂正の符号化やインタリーブ処理などを送信側で実施するが、本発明実施例においても同様の誤り訂正処理が施されている場合には、信号検出を軟判定処理し、デインタリーブ処理の後に尤度情報などを基に誤り訂正を行い、送信データの再生を実施する。   In the reception weight multiplication circuits 93-1 to 93-N, the vector-like interference signal replica output from the interference signal replica generation circuit 87 is subtracted from the vector-like signals from the respective duplication circuits 92-1 to 92-K. The signal obtained by the vector subtraction is vector-multiplied by a vector-like reception weight for each frequency component. The processing here is basically performed regardless of whether or not a signal is actually received from the corresponding radio station apparatus. The vector multiplication result is input to the corresponding reception signal processing circuits 94-1 to 94-N, where reception signal processing is performed. The received signal processing here is general signal processing when a series of signals input from the reception weight multiplication circuits 93-1 to 93-N are recognized as signals of a predetermined level, and conversely, predetermined signals are processed. If it is not determined that the signal is at the level, no processing is performed assuming that no signal has been received. In general signal processing, for example, in the case of OFDM, channel estimation is performed using a training signal attached to the head of a series of received signals, and each frequency component of each OFDM symbol is calculated based on the channel estimation result. The signal is divided, and signal detection processing is performed based on the result. In general wireless communication, error correction encoding and interleaving processing are performed on the transmission side. However, in the embodiment of the present invention, when similar error correction processing is performed, signal detection is subjected to soft decision processing. Then, after deinterleaving, error correction is performed based on likelihood information and the like, and transmission data is reproduced.

再生されたデータは、対応する受信MAC層処理回路95−1〜95−Nに入力され、誤り検出符号により符号誤りの有無を判断し、符号誤りがなければ所定のMAC処理の後インタフェース部96から受信側デジタル信号伝達信号線26を介して制御部30へデータが転送される。受信MAC層処理回路95−1〜95−Nでは、例えば再送制御の機能が実装されている場合には、再生された送信データに付与されていたシーケンス番号の連続性を確認し、不連続となるシーケンス番号に相当する未受信のデータの再送を要求するための制御情報を生成し、この制御情報についてもインタフェース部96から制御部30へ転送される。この制御部30へ転送された制御情報は、制御部30にてその情報に付与されたヘッダ情報などの何らかの識別情報を基に判断され、必要に応じて送信信号処理部13に転送される。なお、再送制御が行われる場合には、受信MAC層処理回路95−1〜95−Nでは、データが受信MAC層処理回路95−1〜95−Nからインタフェース部96に出力される前に、シーケンス番号を参照して順番通りの出力となるようにデータの出力の順番の調整が行われる。   The reproduced data is input to the corresponding reception MAC layer processing circuits 95-1 to 95 -N, and the presence or absence of a code error is determined by an error detection code. Is transferred to the control unit 30 via the receiving-side digital signal transmission signal line 26. In the reception MAC layer processing circuits 95-1 to 95 -N, for example, when a retransmission control function is implemented, the continuity of the sequence numbers given to the reproduced transmission data is confirmed, Control information for requesting retransmission of unreceived data corresponding to the sequence number is generated, and this control information is also transferred from the interface unit 96 to the control unit 30. The control information transferred to the control unit 30 is determined by the control unit 30 based on some identification information such as header information added to the information, and transferred to the transmission signal processing unit 13 as necessary. When retransmission control is performed, the reception MAC layer processing circuits 95-1 to 95 -N receive data before being output from the reception MAC layer processing circuits 95-1 to 95 -N to the interface unit 96. The order of data output is adjusted so that the sequence number is output with reference to the sequence number.

これに対し、データ通信の行われていないタイミングでのチャネル情報のフィードバックを行う際には、受信RF回路91−1〜91−Nでは各無線局装置との間のアップリンクのチャネル推定によりチャネル情報を取得し、このチャネル情報を受信ウエイト算出・記憶回路80へ出力し、受信ウエイト算出・記憶回路80ではこのチャネル情報を無線局ごとおよび周波数成分ごとに記憶する。受信ウエイト算出・記憶回路80では、無線局ごとのチャネル情報を一旦集約した後、これらのチャネル情報を基に空間多重を行う際の受信ウエイトを算出し、この受信ウエイトを記憶する。受信ウエイト乗算回路93−1〜93−Nでは、この受信ウエイト算出・記憶回路80より受信ウエイトを取得し、この受信ウエイトを定常的に乗算する。   On the other hand, when channel information is fed back at a timing when data communication is not performed, the reception RF circuits 91-1 to 91-N perform channel estimation by uplink channel estimation with each radio station apparatus. Information is acquired and this channel information is output to the reception weight calculation / storage circuit 80. The reception weight calculation / storage circuit 80 stores this channel information for each radio station and each frequency component. The reception weight calculation / storage circuit 80 once aggregates channel information for each radio station, calculates reception weights when performing spatial multiplexing based on these channel information, and stores the reception weights. In the reception weight multiplication circuits 93-1 to 93-N, the reception weight is obtained from the reception weight calculation / storage circuit 80, and the reception weight is regularly multiplied.

また、チャネル情報のフィードバックを行う処理の中では、無線局装置と基地局装置のアンテナ素子間のチャネル情報を取得するフィードバック処理に加え、基地局装置の送信アンテナ群11の各アンテナ素子12から、基地局装置の受信アンテナ群21の各アンテナ素子22へループバックするチャネル情報も合わせて取得する。これは、送信信号処理部13の送信RF回路から出力したループバックのチャネル情報を取得するためのトレーニング信号を送信アンテナ群11から送信し、受信アンテナ群12が受信した信号に対して、受信RF回路91−1〜91−Nが行った各チャネル推定結果を干渉信号レプリカ生成回路87に入力し、この干渉信号レプリカ生成回路87にてループバックのチャネル情報を記憶する。このループバックのチャネル情報は、基地局装置の送信アンテナ群11側から送信された信号が無線局装置の送信信号に混在して受信される信号から、送信アンテナ群11側から送信された信号成分をキャンセルするための干渉信号レプリカの生成に用いる。   Further, in the process of performing feedback of channel information, in addition to the feedback process of acquiring channel information between the antenna elements of the radio station apparatus and the base station apparatus, from each antenna element 12 of the transmission antenna group 11 of the base station apparatus, Channel information that loops back to each antenna element 22 of the receiving antenna group 21 of the base station apparatus is also acquired. This is because the training signal for acquiring the loopback channel information output from the transmission RF circuit of the transmission signal processing unit 13 is transmitted from the transmission antenna group 11, and the received RF signal is received by the reception antenna group 12. The channel estimation results performed by the circuits 91-1 to 91-N are input to the interference signal replica generation circuit 87, and the interference signal replica generation circuit 87 stores the loopback channel information. This loopback channel information includes signal components transmitted from the transmission antenna group 11 side from signals received by mixing the signals transmitted from the transmission antenna group 11 side of the base station apparatus with the transmission signals of the radio station apparatus. Is used to generate an interference signal replica for canceling.

また、受信ウエイトやループバック行列は逐次更新する構成とすることも可能である。例えば忘却係数などを用いて徐々に受信ウエイトを更新する場合には、チャネル情報を忘却係数などを用いて更新し、この更新されたチャネル情報を基に受信ウエイト算出・記憶回路80にて更新されたチャネル情報に基づき受信ウエイトの更新処理を行うことになる。   Also, the reception weight and loopback matrix may be updated sequentially. For example, when the reception weight is gradually updated using a forgetting factor or the like, the channel information is updated using the forgetting factor or the like, and updated in the reception weight calculation / storage circuit 80 based on the updated channel information. The reception weight is updated based on the channel information.

図7は、実施例1における受信信号処理部23の受信RF回路91の構成例を示す。
図7において、71はローノイズアンプ、72はミキサ、73はフィルタ、74はA/D変換器、75はFFT回路、77はチャネル推定回路、79はローカル発振器、80は受信ウエイト記憶回路を示す。
FIG. 7 illustrates a configuration example of the reception RF circuit 91 of the reception signal processing unit 23 in the first embodiment.
In FIG. 7, 71 is a low noise amplifier, 72 is a mixer, 73 is a filter, 74 is an A / D converter, 75 is an FFT circuit, 77 is a channel estimation circuit, 79 is a local oscillator, and 80 is a reception weight storage circuit.

まず最初に、通常のデータ通信の場合の信号処理について説明する。受信アンテナ素子22に受信した信号はローノイズアンプ71に入力され、ここで信号増幅が行われる。増幅された受信信号はミキサ72に入力され、ここでローカル発振器79から入力される信号と乗算され、無線周波数帯の信号からベースバンド信号にダウンコンバートされる。さらにフィルタ73にて帯域外周波数成分を除去し、A/D変換器74にてデジタルのサンプリング信号に変換され、その時間軸の信号をFFT回路75にて1シンボル分のサンプリング信号からガードインターバルを除去し、その後にFFTを実施することにより各周波数成分の信号に分離される。なお、FFTを実施するに当たってはOFDMなどのシンボルタイミング検出が必要となるが、タイミング検出に関しては任意の手法を用いることが可能とし、必要に応じてFFT回路75内にその機能が実装されているものとし、ここでは説明を省略する。FFT回路75で周波数成分に分離された信号は出力され、受信信号処理部23内の複製回路92に入力される。   First, signal processing in the case of normal data communication will be described. The signal received by the receiving antenna element 22 is input to the low noise amplifier 71 where signal amplification is performed. The amplified received signal is input to the mixer 72, where it is multiplied by the signal input from the local oscillator 79, and down-converted from a radio frequency band signal to a baseband signal. Further, an out-of-band frequency component is removed by the filter 73, converted into a digital sampling signal by the A / D converter 74, and a guard interval is obtained from the sampling signal for one symbol by the FFT circuit 75 using the time axis signal. By removing and then performing FFT, it is separated into signals of each frequency component. In order to perform FFT, symbol timing detection such as OFDM is required, but any method can be used for timing detection, and the function is implemented in the FFT circuit 75 as necessary. The description is omitted here. The signal separated into frequency components by the FFT circuit 75 is output and input to the duplicating circuit 92 in the received signal processing unit 23.

一方、チャネル情報のフィードバック処理においては若干処理が異なる。チャネル情報のフィードバックにおいて、無線局装置からチャネル推定用の信号が送信されたとき、または基地局装置の送信信号処理部13よりチャネル推定用の信号が送信されたとき、それぞれFFT回路75にて周波数軸上の信号に変換された信号はチャネル推定回路77でチャネル推定を行い、推定されたアップリンクのチャネル情報は受信ウエイト算出・記憶回路80に出力され、ループバックのチャネル情報は干渉信号レプリカ生成回路87に出力される。以上が受信RF回路91の信号処理の内容である。   On the other hand, the channel information feedback process is slightly different. In channel information feedback, when a signal for channel estimation is transmitted from the radio station apparatus or when a signal for channel estimation is transmitted from the transmission signal processing unit 13 of the base station apparatus, the FFT circuit 75 The signal converted to the on-axis signal is subjected to channel estimation by the channel estimation circuit 77, the estimated uplink channel information is output to the reception weight calculation / storage circuit 80, and the loopback channel information is generated as an interference signal replica. It is output to the circuit 87. The above is the content of the signal processing of the reception RF circuit 91.

ここで、ローカル発振器79は、図6に示す受信信号処理部23の全ての受信RF回路91で共通化されており、これにより各受信RF回路91の位相の不確定性が排除され、受信指向性制御が可能となる。   Here, the local oscillator 79 is shared by all the reception RF circuits 91 of the reception signal processing unit 23 shown in FIG. 6, thereby eliminating the uncertainty of the phase of each reception RF circuit 91 and receiving directivity. Sex control is possible.

ところで、無線局装置のアンテナは基地局装置に比べて少ない素子数で足りるため、必ずしも図1に示したような送信系と受信系を物理的に隔離した構成とする必然性はない。一般には無線局装置は小規模な筐体内に収まっていることが好ましいので、以下では一体化された構成例を示す。   By the way, since the antenna of the radio station apparatus requires a smaller number of elements than that of the base station apparatus, it is not necessarily required that the transmission system and the reception system are physically separated as shown in FIG. In general, it is preferable that the radio station apparatus is housed in a small casing, and therefore an example of an integrated configuration will be described below.

図8は、本発明の基地局装置に対応する無線局装置の無線信号処理回路の構成例を示す。無線局装置に関しては、従来技術における図23および図24における無線信号処理回路760を、無線信号処理回路760bに置き換えることで、本発明の基地局装置に対応させることができる。   FIG. 8 shows a configuration example of a radio signal processing circuit of a radio station apparatus corresponding to the base station apparatus of the present invention. With regard to the radio station apparatus, the radio signal processing circuit 760 in FIGS. 23 and 24 in the prior art can be replaced with the radio signal processing circuit 760b so as to correspond to the base station apparatus of the present invention.

図8において、無線信号処理回路760bは、図24の無線信号処理回路760におけるローカル発振器713、スイッチ745、フィルタ736、スイッチ742、スイッチ744を省略し、ローカル発振器724からの信号をミキサ714およびミキサ725で乗算する構成である。スイッチ711およびスイッチ741の切り替えに関しては以下のとおりである。通常の通信状態における信号の送信に当たっては、スイッチ741はハイパワーアンプ272からの信号をアンテナ素子701tに出力し、逆に信号の受信に当たってスイッチ741は、アンテナ素子701rで受信した信号をローノイズアンプ712に出力する。一方、チャネル情報のフィードバックを行う際には、ハイパワーアンプ272からの信号がアンテナ素子701rから送信されるように、スイッチ741およびスイッチ711を切り替える。   In FIG. 8, the wireless signal processing circuit 760b omits the local oscillator 713, the switch 745, the filter 736, the switch 742, and the switch 744 in the wireless signal processing circuit 760 in FIG. 24, and converts the signal from the local oscillator 724 into a mixer 714 and a mixer. This is a configuration to multiply by 725. The switching of the switch 711 and the switch 741 is as follows. When transmitting a signal in a normal communication state, the switch 741 outputs a signal from the high power amplifier 272 to the antenna element 701t. Conversely, when receiving a signal, the switch 741 receives a signal received by the antenna element 701r as a low noise amplifier 712. Output to. On the other hand, when the channel information is fed back, the switch 741 and the switch 711 are switched so that the signal from the high power amplifier 272 is transmitted from the antenna element 701r.

以上の動作について、図20と対比する図9の構成により、インプリシット・フィードバックによるダウンリンクのチャネル情報を推定することになる。図20と図9の差分は次の通りである。基地局装置は、制御部30、送信信号処理部13、受信信号処理部23、送信アンテナ群11、受信アンテナ群21により構成される。同一周波数チャネルを用いる無線全二重通信とするために、図9(a) の基地局装置の送信アンテナ群11から無線局装置のアンテナ素子701rへの信号、および図9(b) の無線局装置のアンテナ素子701rから基地局装置の送信アンテナ群11への信号が、図20ではFDDに対応して周波数F2であったものを、図9では同一周波数チャネルを用いる無線全二重通信の場合に、その逆方向の信号と同じく周波数F1を用いる構成としている。このため、図8に示すように、図24の無線信号処理回路760における周波数チャネルF2に対応したフィルタ736が不要になり、この結果、フィルタ726とフィルタ736を切り替えるためのスイッチ745およびスイッチ742が不要となっている。同様にミキサ725への入力も、ローカル発振器713とローカル発振器724で切り替える必要が無く、スイッチ744が不要となっている。   About the above operation | movement, the channel information of the downlink by an implicit feedback will be estimated by the structure of FIG. 9 contrasted with FIG. The difference between FIG. 20 and FIG. 9 is as follows. The base station apparatus includes a control unit 30, a transmission signal processing unit 13, a reception signal processing unit 23, a transmission antenna group 11, and a reception antenna group 21. In order to achieve wireless full-duplex communication using the same frequency channel, a signal from the transmission antenna group 11 of the base station apparatus of FIG. 9 (a) to the antenna element 701r of the wireless station apparatus, and a wireless station of FIG. 9 (b) In the case of the wireless full-duplex communication using the same frequency channel in FIG. 9, the signal from the antenna element 701r of the apparatus to the transmission antenna group 11 of the base station apparatus is the frequency F2 corresponding to the FDD in FIG. In addition, the frequency F1 is used similarly to the signal in the opposite direction. For this reason, as shown in FIG. 8, the filter 736 corresponding to the frequency channel F2 in the radio signal processing circuit 760 of FIG. 24 becomes unnecessary, and as a result, the switch 745 and the switch 742 for switching between the filter 726 and the filter 736 are provided. It is unnecessary. Similarly, the input to the mixer 725 does not need to be switched between the local oscillator 713 and the local oscillator 724, and the switch 744 is unnecessary.

また、図9(a),(b) で最も重要な図20との相違点は、基地局装置の送信アンテナ群11から送信された信号が、アップリンクとダウンリンクで同一周波数チャネルを用いるが故に、受信アンテナ群21にループバックするチャネルに関しても同様にチャネル推定する必要がある点である。図20(b) では、インプリシット・フィードバック法を用いてダウンリンクのチャネル推定を行うために、無線局装置700の本来は受信アンテナである701rからチャネル推定用のトレーニング信号を周波数F2で送信し、基地局装置500の本来は送信アンテナである送信アンテナ401t−1〜401t−Kにて信号受信を行いアップリンクのチャネル推定を行った。一方、本発明において同一周波数チャネルを用いる無線全二重通信を適用する場合においては、無線局装置700の本来は受信アンテナである701rからチャネル推定用のトレーニング信号を周波数F1で送信し、基地局装置の本来は送信アンテナである送信アンテナ群11にて信号受信を行いアップリンクのチャネル推定を行うことに加えて、送信アンテナ群11からチャネル推定用のトレーニング信号を送信し、これを受信アンテナ群21で受信することで、送信アンテナ群11と受信アンテナ群21の各アンテナ素子の全ての組み合わせに対するループバックのチャネル情報を取得する。このチャネル情報の取得に際しては、送信信号処理部13内の送信RF回路81−1〜81−Kの中からひとつずつが順番に、メモリ62に記憶されたトレーニング信号のサンプリングパターンを読み出し信号の送信を行う。送信信号処理部13からの信号の送信タイミングと受信信号処理部23でのトレーニング信号の受信タイミングは、制御部30を介して同期が図られているものとし、受信信号処理部23では全ての受信RF回路91が同時に信号受信およびチャネル推定を実施し、ループバックのMIMOチャネル行列を取得する。   9 (a) and 9 (b) is the most important difference from FIG. 20 in that the signals transmitted from the transmission antenna group 11 of the base station apparatus use the same frequency channel in the uplink and downlink. Therefore, it is necessary to estimate the channel similarly for the channel that loops back to the receiving antenna group 21. In FIG. 20 (b), in order to perform downlink channel estimation using the implicit feedback method, a channel estimation training signal is transmitted at frequency F2 from 701r, which is originally a receiving antenna of the radio station device 700. The base station apparatus 500 receives signals at transmission antennas 401t-1 to 401t-K, which are originally transmission antennas, and performs uplink channel estimation. On the other hand, in the case where wireless full-duplex communication using the same frequency channel is applied in the present invention, a radio station apparatus 700 transmits a channel estimation training signal at a frequency F1 from the original receiving antenna 701r, and the base station In addition to performing signal reception by the transmission antenna group 11 that is the transmission antenna of the apparatus and performing uplink channel estimation, a transmission signal for channel estimation is transmitted from the transmission antenna group 11, and this is received as the reception antenna group. 21, loopback channel information for all combinations of the antenna elements of the transmission antenna group 11 and the reception antenna group 21 is acquired. When acquiring this channel information, the sampling pattern of the training signal stored in the memory 62 is read out one by one from the transmission RF circuits 81-1 to 81-K in the transmission signal processing unit 13, and the signal is transmitted. I do. The transmission timing of the signal from the transmission signal processing unit 13 and the reception timing of the training signal in the reception signal processing unit 23 are assumed to be synchronized via the control unit 30, and the reception signal processing unit 23 performs all reception. The RF circuit 91 simultaneously performs signal reception and channel estimation to obtain a loopback MIMO channel matrix.

(ループバックした干渉信号除去のための信号処理)
以上が本発明の実施例1の説明である。なお、上記の説明では詳細を省略した基地局装置の送信アンテナ群11から送信されて、受信アンテナ群21にループバックした干渉信号成分を除去する信号処理の詳細について以下に説明する。
(Signal processing for eliminating looped-back interference signals)
The above is the description of the first embodiment of the present invention. Note that details of signal processing for removing the interference signal component transmitted from the transmission antenna group 11 of the base station apparatus whose details are omitted in the above description and looped back to the reception antenna group 21 will be described below.

まず、基地局装置の送信信号処理部13の送信RF回路81−iから出力された信号が送信アンテナ群11のアンテナ素子12−iから送信され、受信アンテナ群21のアンテナ素子22−jで受信されて受信RF回路91−jに入力された際のチャネル情報をbj,i とすると、ループバックチャネル行列HLBは以下のように定義される。

Figure 2016116123
First, a signal output from the transmission RF circuit 81-i of the transmission signal processing unit 13 of the base station apparatus is transmitted from the antenna element 12-i of the transmission antenna group 11 and received by the antenna element 22-j of the reception antenna group 21. Assuming that the channel information when being input to the reception RF circuit 91-j is b j, i , the loopback channel matrix H LB is defined as follows.
Figure 2016116123

ここで、基地局装置と第nの無線局装置に対する送信ウエイト行列WTxを以下のように定義する。

Figure 2016116123
同様に、アップリンクでの受信ウエイトWRxを以下のように定義する。
Figure 2016116123
Here, the transmission weight matrix W Tx for the base station apparatus and the n-th radio station apparatus is defined as follows.
Figure 2016116123
Similarly, the uplink reception weight W Rx is defined as follows.
Figure 2016116123

この送信ウエイト行列、受信ウエイト行列は、如何なる方法で算出しても良い。例えば、マルチユーザMIMOで用いられるブロック対角化法やZF(Zero Forcing)法、MMSE(Minimum Mean Square Error )法などの、従来技術の如何なるものを用いても構わない。また、非特許文献1などで記載の大規模アンテナシステムと同様に、同位相合成のウエイトないしは最大比合成のウエイトを用いても構わない。   The transmission weight matrix and the reception weight matrix may be calculated by any method. For example, any of the conventional techniques such as block diagonalization method, ZF (Zero Forcing) method, and MMSE (Minimum Mean Square Error) method used in multi-user MIMO may be used. Similarly to the large-scale antenna system described in Non-Patent Document 1 or the like, a weight for in-phase synthesis or a weight for maximum ratio synthesis may be used.

次に、基地局装置より第nの無線局装置に送信する信号をsn とし、全無線局装置宛ての送信信号をベクトルとした送信信号ベクトルs1 〜sN に対し、送信ウエイトを乗算することで実際に送信アンテナ素子22−1〜22−Kより送信される信号ベクトルt1 〜tN は以下の式で表される。

Figure 2016116123
Next, s n is a signal transmitted from the base station apparatus to the n-th radio station apparatus, and transmission signal vectors s 1 to s N having transmission signals addressed to all radio station apparatuses as vectors are multiplied by transmission weights. Thus, the signal vectors t 1 to t N actually transmitted from the transmitting antenna elements 22-1 to 22-K are expressed by the following equations.
Figure 2016116123

このようにして、送信信号ベクトルがsの時、基地局装置の第i送信アンテナから送信される信号ti が求まるが、この送信信号ベクトルtが送信されたとき、これらの信号がどこかで反射または回折してループバックする形で基地局装置の受信アンテナで受信される干渉信号ベクトルδr は以下の式で与えられる。

Figure 2016116123
In this way, when the transmission signal vector is s, the signal t i transmitted from the i transmission antennas of the base station apparatus is obtained, when the transmission signal vector t is transmitted, in these signals somewhere The interference signal vector δr received by the receiving antenna of the base station apparatus in the form of reflection or diffraction and looping back is given by the following equation.
Figure 2016116123

すなわち、第nの無線局装置から送信された信号と、基地局装置が送信してループバックした干渉信号が混在する形で基地局装置の第jアンテナで受信された信号rj を第j成分とする場合、この受信信号に含まれる干渉信号δrj をキャンセルすれば、基地局装置の第j受信アンテナの受信信号から純粋に各無線局装置から送信された信号を抽出することが可能であり、その信号に受信ウエイトを乗算すれば、干渉成分が抑圧された信号に変換することが可能になる。

Figure 2016116123
That is, a signal r j received by the j-th antenna of the base station apparatus in a form in which a signal transmitted from the n-th radio station apparatus and an interference signal transmitted from the base station apparatus and looped back are mixed. In this case, if the interference signal δr j included in the received signal is canceled, it is possible to extract a signal transmitted from each radio station apparatus purely from the received signal of the jth receiving antenna of the base station apparatus. If the signal is multiplied by the reception weight, the signal can be converted into a signal in which the interference component is suppressed.
Figure 2016116123

ここで、rj の上に「^」が記された信号を便宜上「^rj 」と表記するが、これは干渉成分が抑圧された信号であり、いわばMIMO伝送からSISO伝送に信号処理により変換した信号となっており、このような手順で生成された^rj に対し、各受信信号処理回路94−iでは一般的な受信信号処理を行えば良い。例えば、受信した無線パケットの先頭領域のトレーニング信号等を基に周波数成分ごとにチャネル推定を行い、そのチャネル推定結果で^rj を除算するなどの所定の信号検出処理を行う。また、誤り訂正処理などの付随する各信号処理も、受信信号処理回路94−jでは実施される。なお、非特許文献3などでは、ヌル制御を伴わない同位相合成処理を採用する為、この信号処理でも残留する各無線局からの信号のクロストーク成分をさらに抑圧するための信号処理が提案されており、そのような追加の信号処理を実施することも当然可能である。 Here, denoted for convenience the signal "^" is inscribed on the r j "^ r j", which is a signal interference components are suppressed, so to speak by the signal processing in the SISO transmission from MIMO transmission The received signal processing circuit 94-i may perform general received signal processing on the converted signal, and r ^ j generated by such a procedure. For example, it performs channel estimation for each frequency component based on the training signal and the like of the head area of a received radio packet, performs predetermined signal detection processing such as dividing the channel estimation result in ^ r j. Further, the accompanying signal processing such as error correction processing is also performed in the received signal processing circuit 94-j. In Non-Patent Document 3 and the like, signal processing for further suppressing the crosstalk component of the signal from each wireless station remaining in this signal processing is proposed because in-phase synthesis processing without null control is adopted. It is of course possible to perform such additional signal processing.

(実施例2、実施例3)
図10は、本発明の基地局装置の実施例2および実施例3の構成例を示す。ここに示す構成例は、図2に示す本発明の基地局装置の基本構成に対応させたものである。
(Example 2, Example 3)
FIG. 10 shows a configuration example of Embodiment 2 and Embodiment 3 of the base station apparatus of the present invention. The configuration example shown here corresponds to the basic configuration of the base station apparatus of the present invention shown in FIG.

本発明の基地局装置では、無線周波数信号が伝送される送信信号処理部13の送信RF回路81と送信アンテナ群11との間、および受信信号処理部23の受信RF回路91と受信アンテナ群21との間は近接させる必要がある。一方、物理的に離れている送信アンテナ群11と受信アンテナ群21に対応して送信信号処理部13と受信信号処理部23との間も物理的に離れるが、それぞれにおいてベースバンド信号を扱う部分は分離させて制御部30側に集約することが可能である。ただし、送信信号処理部13における送信ウエイト乗算回路83と加算回路82との間、受信信号処理部23における受信ウエイト乗算回路93と複製回路92との間は、アンテナ素子数に応じて配線数が膨大になるので、その間の分離は好ましくない。   In the base station apparatus of the present invention, the transmission RF circuit 81 and the transmission antenna group 11 of the transmission signal processing unit 13 to which the radio frequency signal is transmitted, and the reception RF circuit 91 and the reception antenna group 21 of the reception signal processing unit 23 are transmitted. Must be close to each other. On the other hand, the transmission signal processing unit 13 and the reception signal processing unit 23 are also physically separated corresponding to the transmission antenna group 11 and the reception antenna group 21 that are physically separated, but each of them handles a baseband signal. Can be separated and collected on the control unit 30 side. However, between the transmission weight multiplication circuit 83 and the addition circuit 82 in the transmission signal processing unit 13 and between the reception weight multiplication circuit 93 and the duplication circuit 92 in the reception signal processing unit 23, the number of wirings depends on the number of antenna elements. Since it becomes enormous, separation between them is not preferable.

実施例2では、図4に示す実施例1の送信信号処理部13において、デジタルベースバンド信号を扱う送信MAC層処理回路85、送信信号処理回路84、送信ウエイト乗算回路83、加算回路82および送信ウエイト算出・記憶回路69を制御部30側に移動し、残りの送信RF回路81およびローカル発振器68のみで送信信号処理部35aとする。さらに、図6に示す実施例1の受信信号処理部23において、デジタルベースバンド信号を扱う受信MAC層処理回路95、受信信号処理回路94、受信ウエイト乗算回路93、複製回路92、受信ウエイト算出・記憶回路80および干渉信号レプリカ生成回路87を制御部30側に移動し、残りの受信RF回路91およびローカル発振器79のみで受信信号処理部36aとする。一方、拡張制御部34aは、これら移動した各部と制御部30を含む構成とする。   In the second embodiment, in the transmission signal processing unit 13 of the first embodiment shown in FIG. 4, a transmission MAC layer processing circuit 85, a transmission signal processing circuit 84, a transmission weight multiplication circuit 83, an addition circuit 82, and a transmission that handle digital baseband signals. The weight calculation / storage circuit 69 is moved to the control unit 30 side, and only the remaining transmission RF circuit 81 and local oscillator 68 are used as the transmission signal processing unit 35a. Further, in the reception signal processing unit 23 of the first embodiment shown in FIG. 6, a reception MAC layer processing circuit 95, a reception signal processing circuit 94, a reception weight multiplication circuit 93, a duplication circuit 92, a reception weight calculation / processing for handling digital baseband signals. The storage circuit 80 and the interference signal replica generation circuit 87 are moved to the control unit 30 side, and only the remaining reception RF circuit 91 and local oscillator 79 are used as the reception signal processing unit 36a. On the other hand, the extended control unit 34 a includes the moved units and the control unit 30.

図11は、実施例2における送信信号処理部35aおよび受信信号処理部36aの構成例を示す。
図11(a) において、送信信号処理部35aは、送信RF回路81−1〜81−K、ローカル発振器68、インタフェース部97を備える。図11(b) において、受信信号処理部36aは、受信RF回路91−1〜91−K、ローカル発振器79、インタフェース部98を備える。
FIG. 11 illustrates a configuration example of the transmission signal processing unit 35a and the reception signal processing unit 36a in the second embodiment.
11A, the transmission signal processing unit 35a includes transmission RF circuits 81-1 to 81-K, a local oscillator 68, and an interface unit 97. In FIG. 11 (b), the reception signal processing unit 36 a includes reception RF circuits 91-1 to 91-K, a local oscillator 79, and an interface unit 98.

図12は、実施例2における拡張制御部34aの構成例を示す。
図12において、拡張制御部34aは、送信MAC層処理回路85−1〜85−N、送信信号処理回路84−1〜84−N、送信ウエイト乗算回路83−1〜83−N、加算回路82−1〜82−K、送信ウエイト算出・記憶回路69、受信MAC層処理回路95−1〜95−N、受信信号処理回路94−1〜94−N、受信ウエイト乗算回路93−1〜93−N、複製回路92−1〜92−K、受信ウエイト算出・記憶回路80、干渉信号レプリカ生成回路87、インタフェース部99a、制御部30を備える。
FIG. 12 illustrates a configuration example of the extension control unit 34a in the second embodiment.
In FIG. 12, the extension control unit 34a includes transmission MAC layer processing circuits 85-1 to 85-N, transmission signal processing circuits 84-1 to 84-N, transmission weight multiplication circuits 83-1 to 83-N, and an addition circuit 82. -1 to 82-K, transmission weight calculation / storage circuit 69, reception MAC layer processing circuits 95-1 to 95-N, reception signal processing circuits 94-1 to 94-N, reception weight multiplication circuits 93-1 to 93- N, duplication circuits 92-1 to 92-K, a reception weight calculation / storage circuit 80, an interference signal replica generation circuit 87, an interface unit 99a, and a control unit 30.

拡張制御部34aのインタフェース部99aと送信信号処理部35aのインタフェース部97が接続され、インタフェース部99a,97を介して、拡張制御部34aの加算器82−1〜82−Kから送信信号処理部35aの送信RF回路81−1〜81−Kへ送信信号が集約して転送される。また、インタフェース部97,99aを介して、送信信号処理部35aの送信RF回路81−1〜81−Kから拡張制御部34aの送信ウエイト算出・記憶回路69へ、ダウンリンクのチャネル情報が集約して転送される。   The interface unit 99a of the expansion control unit 34a and the interface unit 97 of the transmission signal processing unit 35a are connected, and the transmission signal processing unit is added from the adders 82-1 to 82-K of the expansion control unit 34a via the interface units 99a and 97. The transmission signals are aggregated and transferred to the transmission RF circuits 81-1 to 81-K of 35a. Also, downlink channel information is aggregated from the transmission RF circuits 81-1 to 81-K of the transmission signal processing unit 35a to the transmission weight calculation / storage circuit 69 of the expansion control unit 34a via the interface units 97 and 99a. Forwarded.

拡張制御部34aのインタフェース部99aと受信信号処理部36aのインタフェース部98が接続され、インタフェース部98,99aを介して、受信信号処理部36aの受信RF回路91−1〜91−Kから拡張制御部34aの複製回路92−1〜92−Kへ受信信号が集約して転送される。また、インタフェース部98,99aを介して、受信信号処理部36aの受信RF回路91−1〜91−Kから拡張制御部34aの受信ウエイト算出・記憶回路80へアップリンクのチャネル情報が集約して転送され、さらに受信信号処理部36aの受信RF回路91−1〜91−Kから拡張制御部34aの干渉信号レプリカ生成回路87へループバックのチャネル情報が集約して転送される。また、干渉信号レプリカ生成回路87には、インタフェース部99aを介して加算器82−1〜82−Kからループバック干渉信号をキャンセルするための送信信号が転送される。   The interface unit 99a of the expansion control unit 34a and the interface unit 98 of the reception signal processing unit 36a are connected, and the expansion control is performed from the reception RF circuits 91-1 to 91-K of the reception signal processing unit 36a via the interface units 98 and 99a. The received signals are aggregated and transferred to the replica circuits 92-1 to 92-K of the unit 34a. Also, uplink channel information is aggregated from the reception RF circuits 91-1 to 91-K of the reception signal processing unit 36a to the reception weight calculation / storage circuit 80 of the expansion control unit 34a via the interface units 98 and 99a. Further, the loopback channel information is aggregated and transferred from the reception RF circuits 91-1 to 91-K of the reception signal processing unit 36a to the interference signal replica generation circuit 87 of the expansion control unit 34a. In addition, a transmission signal for canceling the loopback interference signal is transferred from the adders 82-1 to 82-K to the interference signal replica generation circuit 87 via the interface unit 99a.

なお、図12の拡張制御部34aの制御部30は、図2の制御部30と基本的には等価である。例えば、図2(a) では制御部30と送信信号処理部13および受信信号処理部23の間では、相互に交換する信号を終端するためのインタフェース部を相互に備えているが、図12に示すように拡張制御部34aにまとめられる場合にはこのようなインタフェース部は省略可能であり、このインタフェース部の省略の有無を除けば、機能的には全く同じである。   The control unit 30 of the expansion control unit 34a in FIG. 12 is basically equivalent to the control unit 30 in FIG. For example, in FIG. 2 (a), the control unit 30, the transmission signal processing unit 13 and the reception signal processing unit 23 are mutually provided with an interface unit for terminating signals exchanged with each other. As shown in the figure, such an interface unit can be omitted when it is put together in the extended control unit 34a, and is functionally the same except for the presence or absence of the interface unit.

実施例3では、図4に示す実施例1の送信信号処理部13において、図13に示すように、送信MAC層処理回路85のみを制御部30側に移動して送信信号処理部35bとする。図6に示す実施例1の受信信号処理部23において、図14に示すように、受信MAC層処理回路95のみを制御部30側に移動して受信信号処理部35bとする。
拡張制御部34bは、図15に示すように、送信MAC層処理回路85と、受信MAC層処理回路95と、インタフェース部99bと、制御部30を含む構成とする。
In the third embodiment, in the transmission signal processing unit 13 of the first embodiment shown in FIG. 4, as shown in FIG. 13, only the transmission MAC layer processing circuit 85 is moved to the control unit 30 side to be a transmission signal processing unit 35b. . In the received signal processing unit 23 of the first embodiment shown in FIG. 6, as shown in FIG. 14, only the received MAC layer processing circuit 95 is moved to the control unit 30 side to be a received signal processing unit 35b.
As shown in FIG. 15, the extension control unit 34b includes a transmission MAC layer processing circuit 85, a reception MAC layer processing circuit 95, an interface unit 99b, and a control unit 30.

(実施例4)
以上説明した実施例1〜実施例3では、アップリンクとダウンリンクで同一周波数チャネルを用いる場合について説明したが、アップリンクとダウンリンクで異なる周波数チャネルを用いるFDDにおいても、本発明の基地局装置のように送信アンテナ群11と受信アンテナ群21を物理的に離して配置する構成は有効である。特に、強烈な反射波が送信側から受信側にループバックした際に、ローノイズアンプが飽和する可能性がある場合に本発明の構成は有効である。
Example 4
In the first to third embodiments described above, the case where the same frequency channel is used in the uplink and the downlink has been described, but the base station apparatus of the present invention is also used in the FDD using different frequency channels in the uplink and the downlink. A configuration in which the transmitting antenna group 11 and the receiving antenna group 21 are physically separated from each other as described above is effective. In particular, the configuration of the present invention is effective when there is a possibility that the low-noise amplifier is saturated when a strong reflected wave is looped back from the transmission side to the reception side.

その場合には、図4に示す送信信号処理部13のローカル発振器68と、図6に示す受信信号処理部23のローカル発振器79の周波数が異なることになるが、その他の構成は同様である。また、無線局装置は、図24に示す構成により対応可能である。   In this case, the frequency of the local oscillator 68 of the transmission signal processing unit 13 shown in FIG. 4 and the frequency of the local oscillator 79 of the reception signal processing unit 23 shown in FIG. 6 are different, but the other configurations are the same. Further, the radio station apparatus can cope with the configuration shown in FIG.

(各実施例に係る補足事項)
以下、各実施例に係る補足事項を説明する。
以上の説明においては、簡単のため周波数成分を表すk(例えば第kサブキャリア等)を省略したり、さらに個別の周波数成分に関する説明も省略されているところがあるが、本発明の想定するシステムは広帯域のシステムであり、チャネル情報や送受信ウエイト、さらには送信信号や受信信号などにおける全ての信号処理は全て周波数軸上で周波数成分ごとに個別に規定され処理されるべきものである。各信号処理回路の内部では、例えば送信側におけるIFFT処理の前段までの信号処理(ビット列のインタリーブ処理、信号点のマッピング、信号の変調処理、送信ウエイトの乗算など)は全て周波数成分ごとに行われるものであり、同様に受信側におけるFFT処理河野信号処理(受信ウエイトの乗算、信号検出処理、信号のデマッピング、デインタリーブ処理など)も全て周波数成分ごとに行われるものである。回路構成上は、それぞれの周波数成分ごとに個別の回路を備えても良いし、同一の処理を実施することから周波数成分ごとにシリアルに順番に処理を行い、回路を周波数成分に対して共用化することも可能である。さらに、この中間的に、複数の回路を用意して、周波数成分を適宜分割し、複数の回路でパラレルな処理をシリアルに実施する処理としても構わない。これらは全ての実施例に共通する。
(Supplementary items for each example)
Hereinafter, supplementary items according to each embodiment will be described.
In the above description, for the sake of simplicity, k (for example, the k-th subcarrier) representing a frequency component is omitted, and further explanations regarding individual frequency components are also omitted, but the system assumed by the present invention is It is a wideband system, and all signal processing in channel information, transmission / reception weights, transmission signals, reception signals, etc. should be individually defined and processed for each frequency component on the frequency axis. Within each signal processing circuit, for example, signal processing up to the previous stage of IFFT processing on the transmission side (bit string interleaving processing, signal point mapping, signal modulation processing, transmission weight multiplication, etc.) is all performed for each frequency component. Similarly, FFT processing Kono signal processing (reception weight multiplication, signal detection processing, signal demapping, deinterleaving processing, etc.) on the receiving side is also performed for each frequency component. In terms of circuit configuration, individual circuits may be provided for each frequency component, and since the same processing is performed, processing is sequentially performed serially for each frequency component, and the circuit is shared by frequency components. It is also possible to do. Further, in the middle, a plurality of circuits may be prepared, frequency components may be appropriately divided, and parallel processing may be serially performed by the plurality of circuits. These are common to all embodiments.

また、本発明の基地局装置に対応する無線局装置では、送信アンテナおよび受信アンテナを1素子ずつ備える構成について説明したが、当然ながら複数素子を備えた構成であっても構わない。この場合、例えば基地局側からの送信ウエイトを形成する際には、ある無線局宛ての信号のアンテナ素子間の信号分離は不要であり、例えばブロック対角化法などの送信ウエイト生成法を用い異なる無線局間の信号分離ができていれば、同一無線局内の信号分離は無線局側の信号処理で対処することが可能である。   Moreover, in the radio station apparatus corresponding to the base station apparatus of the present invention, the configuration including one element for each of the transmission antenna and the reception antenna has been described. In this case, for example, when forming a transmission weight from the base station side, signal separation between antenna elements of a signal addressed to a certain radio station is unnecessary, and a transmission weight generation method such as a block diagonalization method is used. If signal separation between different wireless stations is possible, signal separation within the same wireless station can be dealt with by signal processing on the wireless station side.

また、通常のデータ通信とチャネル情報のフィードバック(送信アンテナ群から受信アンテナ群へのループバックのチャネル情報取得を含む)のための各種処理は、基本的には独立に行われることになるが、これらの処理を行うための判断および処理の開始の指示、全体的な制御は制御部が管轄し、必要に応じて送信信号処理部、受信信号処理部に対して指示を行うとともに、処理開始のタイミング管理なども行う。上述の説明ではこのための指示の信号線などを全て明示的に示してはいないが、それぞれのインタフェース部から個別の回路に、タイミングやクロックなども含めて必要な信号線が存在しているものとする。   In addition, various processes for normal data communication and channel information feedback (including acquisition of loopback channel information from the transmitting antenna group to the receiving antenna group) are basically performed independently. Judgment for performing these processes, instructions for starting the processes, and overall control are under the control of the control section, giving instructions to the transmission signal processing section and the reception signal processing section as necessary, and starting the processing. Also performs timing management. In the above description, not all signal lines for instruction are explicitly shown. However, necessary signal lines including timing, clock, etc. are present in individual circuits from each interface unit. And

さらに、チャネル情報のフィードバックは非特許文献1〜4に記載の大規模アンテナシステムでは通常のデータ通信とは別のタイミング(例えばサービス運用開始前など)に行うものとしていたが、基地局装置と無線局装置の間の交わされる制御情報に記載の指示に従い、無線局が空間多重なしの状態でチャネル推定用のトレーニング信号を送信すれば、そのトレーニング信号を用いて送信信号処理部および受信信号処理部にてチャネル情報を取得することも可能である。この際、ダウンリンクのチャネル情報を取得するためには、無線局側は通常の送信アンテナではなく、チャネル情報のフィードバックの際と同様に、通常の受信アンテナ側からトレーニング信号を送信することになる。   Furthermore, although feedback of channel information is performed at a timing (for example, before the start of service operation) different from normal data communication in the large-scale antenna systems described in Non-Patent Documents 1 to 4, If the radio station transmits a training signal for channel estimation without spatial multiplexing in accordance with the instructions described in the control information exchanged between the station apparatuses, the transmission signal processing unit and the reception signal processing unit are used using the training signal. It is also possible to acquire channel information at. At this time, in order to acquire downlink channel information, the radio station side transmits a training signal from the normal reception antenna side, not the normal transmission antenna, but the channel information feedback as well. .

11 送信アンテナ群
12 送信アンテナ群の各アンテナ素子
13 送信信号処理部
14 送信アンテナ群の各素子の最大指向性利得方向を示す矢印
15 送信側アナログ信号伝達信号線
16 送信側デジタル信号伝達信号線
18 無線局装置のアンテナ素子
21 受信アンテナ群
22 受信アンテナ群の各アンテナ素子
23 受信信号処理部
24 受信アンテナ群の各素子の最大指向性利得方向を示す矢印
25 受信側アナログ信号伝達信号線
26 受信側デジタル信号伝達信号線
30 制御部
31 ネットワーク側光回線
34 拡張制御部
35 送信信号処理部
36 受信信号処理部
52 スイッチ
53 ローノイズアンプ
54 ミキサ
55 フィルタ
56 A/D変換器
57 FFT回路
58 チャネル推定回路
61 IFFT・GI付与回路
62 メモリ
63 D/A変換器
64 ミキサ
65 フィルタ
66 ハイパワーアンプ
67 スイッチ
68 ローカル発振器
69 送信ウエイト算出・記憶回路
70 受信RF回路
71 ローノイズアンプ
72 ミキサ
73 フィルタ
74 A/D変換器
75 FFT回路
77 チャネル推定回路
79 ローカル発振器
80 受信ウエイト算出・記憶回路
81 送信RF回路
82 加算回路
83 送信ウエイト乗算回路
84 送信信号処理回路
85 送信MAC層処理回路
86 インタフェース部
87 干渉信号レプリカ生成回路
91 受信RF回路
92 複製回路
93 受信ウエイト乗算回路
94 受信信号処理回路
95 受信MAC層処理回路
96 インタフェース部
97 インタフェース部
98 インタフェース部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Transmission antenna group 12 Each antenna element of a transmission antenna group 13 Transmission signal processing part 14 Arrow which shows the maximum directivity gain direction of each element of a transmission antenna group 15 Transmission side analog signal transmission signal line 16 Transmission side digital signal transmission signal line 18 Antenna element of radio station apparatus 21 Reception antenna group 22 Each antenna element of reception antenna group 23 Received signal processing section 24 Arrow indicating maximum directivity gain direction of each element of reception antenna group 25 Reception side analog signal transmission signal line 26 Reception side Digital signal transmission signal line 30 Control unit 31 Network side optical line 34 Extension control unit 35 Transmission signal processing unit 36 Reception signal processing unit 52 Switch 53 Low noise amplifier 54 Mixer 55 Filter 56 A / D converter 57 FFT circuit 58 Channel estimation circuit 61 IFFT / GI assignment circuit 62 Memo 63 D / A converter 64 Mixer 65 Filter 66 High power amplifier 67 Switch 68 Local oscillator 69 Transmission weight calculation / storage circuit 70 Reception RF circuit 71 Low noise amplifier 72 Mixer 73 Filter 74 A / D converter 75 FFT circuit 77 Channel estimation circuit 79 Local Oscillator 80 Reception Weight Calculation / Storage Circuit 81 Transmission RF Circuit 82 Addition Circuit 83 Transmission Weight Multiplication Circuit 84 Transmission Signal Processing Circuit 85 Transmission MAC Layer Processing Circuit 86 Interface Unit 87 Interference Signal Replica Generation Circuit 91 Reception RF Circuit 92 Replication Circuit 93 Reception weight multiplication circuit 94 Reception signal processing circuit 95 Reception MAC layer processing circuit 96 Interface unit 97 Interface unit 98 Interface unit

Claims (2)

複数の無線局装置に対する複数の送信アンテナ素子および複数の受信アンテナ素子を備え、複数の無線局装置との間で同一周波数チャネルで空間多重伝送を行う基地局装置において、
前記複数の送信アンテナ素子を平面上に配置して構成される送信アンテナ群と、
前記送信アンテナ群より送信される無線周波数の送信アナログ信号を生成する送信信号処理部と、
前記複数の受信アンテナ素子を平面上に配置して構成される受信アンテナ群と、
前記受信アンテナ群で受信された無線周波数の受信アナログ信号に対し少なくとも周波数変換を含む信号処理を行う受信信号処理部と
を備え、
前記送信信号処理部と前記受信信号処理部は異なる筐体に収容され、かつ有線接続により所定の情報を交換する構成であり、
前記受信アンテナ群から前記無線局装置の方向を見た時に、前記受信アンテナ群に対して所定の距離だけ前方に前記送信アンテナ群を配置し、かつ前記受信アンテナ群の各受信アンテナ素子と前記無線局装置のアンテナ素子との間に形成される第一フレネルゾーンの外側に前記送信アンテナ群を配置する構成である
ことを特徴とする基地局装置。
In a base station apparatus comprising a plurality of transmitting antenna elements and a plurality of receiving antenna elements for a plurality of radio station apparatuses, and performing spatial multiplexing transmission with a plurality of radio station apparatuses on the same frequency channel,
A transmission antenna group configured by arranging the plurality of transmission antenna elements on a plane; and
A transmission signal processing unit for generating a radio frequency transmission analog signal transmitted from the transmission antenna group;
A receiving antenna group configured by arranging the plurality of receiving antenna elements on a plane;
A reception signal processing unit that performs signal processing including at least frequency conversion on a radio frequency reception analog signal received by the reception antenna group, and
The transmission signal processing unit and the reception signal processing unit are housed in different casings, and are configured to exchange predetermined information by wired connection,
When the direction of the radio station apparatus is viewed from the reception antenna group, the transmission antenna group is arranged in front of the reception antenna group by a predetermined distance, and each reception antenna element of the reception antenna group and the radio A base station apparatus, wherein the transmitting antenna group is arranged outside a first Fresnel zone formed between the antenna elements of the station apparatus.
請求項1に記載の基地局装置において、
前記無線局装置が送信するトレーニング信号を前記受信アンテナ素子で受信し、該受信信号を基にアップリンクの第1のチャネル情報を取得する手段と、
前記無線局装置が送信するトレーニング信号を前記送信アンテナ素子で受信し、該受信信号を基にアップリンクの第2のチャネル情報を取得し、該第2のチャネル情報からダウンリンクのチャネル情報を取得する手段と、
前記送信アンテナ素子のそれぞれの素子から順番にトレーニング信号を送信する手段と、
前記送信アンテナ素子から送信した該トレーニング信号を前記受信アンテナ素子で受信し、該受信信号を基にループバックリンクのチャネル情報を取得する手段と、
データ通信時に、事前に取得した前記ループバックリンクのチャネル情報とデータ通信において送信される信号を基に、前記送信アンテナ素子からループバックして前記受信アンテナ素子に受信される干渉信号のレプリカを推定する手段と、
前記受信アンテナ素子で受信した受信信号から前記推定した干渉信号のレプリカを減算した信号を生成し、この信号を基に前記アップリンクの第1のチャネル情報を用いて前記無線局装置が送信した信号を推定する受信信号処理手段と
を備え、
前記無線局装置との間で、当該基地局装置から当該無線局装置方向へのダウンリンクと当該無線局装置から当該基地局装置方向へのアップリンクとで同一の周波数チャネルを用い、かつ同時刻に双方向で通信する
ことを特徴とする基地局装置。
The base station apparatus according to claim 1,
Means for receiving a training signal transmitted by the radio station apparatus by the receiving antenna element, and acquiring uplink first channel information based on the received signal;
A training signal transmitted from the radio station apparatus is received by the transmitting antenna element, uplink second channel information is acquired based on the received signal, and downlink channel information is acquired from the second channel information. Means to
Means for transmitting a training signal in turn from each element of the transmitting antenna element;
Means for receiving the training signal transmitted from the transmitting antenna element by the receiving antenna element, and acquiring channel information of a loopback link based on the received signal;
During data communication, based on the channel information of the loop back link acquired in advance and a signal transmitted in data communication, a replica of an interference signal that is looped back from the transmitting antenna element and received by the receiving antenna element is estimated. Means to
A signal generated by subtracting the estimated replica of the interference signal from the received signal received by the receiving antenna element, and the signal transmitted by the radio station apparatus using the uplink first channel information based on this signal Received signal processing means for estimating
The same frequency channel is used for the downlink from the base station device toward the radio station device and the uplink from the radio station device toward the base station device, and at the same time with the radio station device. A base station device characterized in that it communicates in both directions.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019029706A (en) * 2017-07-25 2019-02-21 日本電信電話株式会社 Radio communication equipment and rotation amount calculation method
CN111355540A (en) * 2018-12-24 2020-06-30 中国石油化工股份有限公司 Wireless link modeling and quality evaluation method based on diffraction theory
CN111641886A (en) * 2020-06-02 2020-09-08 徐州瑞控机电科技有限公司 Converged communication base station based on 4G communication

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006109255A (en) * 2004-10-07 2006-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Multi-antenna fully duplex radio equipment, and communication method thereof
JP2009290683A (en) * 2008-05-30 2009-12-10 Toyota Infotechnology Center Co Ltd Wireless transmission apparatus and control method for wireless communication area
JP2013526135A (en) * 2010-04-06 2013-06-20 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド Apparatus and method for space division duplex in millimeter wave communication system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006109255A (en) * 2004-10-07 2006-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Multi-antenna fully duplex radio equipment, and communication method thereof
JP2009290683A (en) * 2008-05-30 2009-12-10 Toyota Infotechnology Center Co Ltd Wireless transmission apparatus and control method for wireless communication area
JP2013526135A (en) * 2010-04-06 2013-06-20 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド Apparatus and method for space division duplex in millimeter wave communication system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DAMITH SENARATNE ET AL.: "Beamforming for Space Division Duplexing", COMMUNICATIONS(ICC), 2011 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON, JPN6017046339, 2011 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019029706A (en) * 2017-07-25 2019-02-21 日本電信電話株式会社 Radio communication equipment and rotation amount calculation method
CN111355540A (en) * 2018-12-24 2020-06-30 中国石油化工股份有限公司 Wireless link modeling and quality evaluation method based on diffraction theory
CN111355540B (en) * 2018-12-24 2024-05-31 中国石油化工股份有限公司 Wireless link modeling and quality assessment method based on diffraction theory
CN111641886A (en) * 2020-06-02 2020-09-08 徐州瑞控机电科技有限公司 Converged communication base station based on 4G communication

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