JP2019500771A - 移動体機器による無線通信を提供するシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
会議室、一般オフィス、ショッピングセンタ、空港、鉄道、病院、美術館、航空機の客室、図書館などでのオフィスや家庭での屋内利用
生産セル、工場、格納庫などのような、データセンタや製造業施設での利用および堅牢な無線通信での利用
車両間通信や車両対インフラ通信など車両用通信での利用
スモールセルバックホールネットワーク、監視バックホールネットワークなどの無線バックホールネットワークでの利用、またはローカルエリアネットワーク(Local Area Network:LAN)間接続での利用
などである。
パケットによるデータ通信
所与の照明器具から得られる光帯域幅の効率的使用
データレートが1Mbpsから10Gbpsまで変更可能
待ち時間が1msから30msの範囲
減光への対応
非対称通信が可能
ハンドオーバーおよび干渉協調への対処が可能
環境光や他の照明システムとの共存が可能
レイテンシーへの影響が少ない多入力多出力(Multiple-Input and Multiple-Output:MIMO)やその他の協調信号処理に対応
適応送信と、マルチユーザー機能と、MIMO機能と、協調信号処理とのための、効率的かつ確実な、フィードバック用および制御用のチャネルの提供
可変電流変調方式
オープンインターフェースを使用して通信プロトコルの上位層に報告するための確立した測定
である。
高速PD通信の態様についての上記検討事項は、例えば、非特許文献1に記載されている。また、X2インターフェース上の信号送信を利用した多地点協調送信は、例えば、特許文献1に記載されている。
ここで、xnは受信した複素数値信号配置であり、
は望ましい複素数値信号配置である。しかしながら、これはスナップショットのみであり、複数のシンボルを平均化することが必要である。続くデータブロックがエラーなく受信された、すなわち、巡回冗長検査(Cyclic Redundancy Check:CRC)に合格すると、さらに多くの参照ポイント
が得られるように、データを再符号化して信号配置マッパでの処理に入力することを1つの方法として選択できる。SINRとEVMとの間には、以下の反比例の関係がある。
すべてのAP1021〜AP1023が時間同期されて動作し、
UD1001〜1003がダウンリンク干渉チャネルを推定すると、対応する測定報告がAP1021〜AP1023を介して、フロントホールとも呼ばれる接続1081〜1083からNC106に伝達され、
AP1021〜AP1023がアップリンク干渉チャネルを推定すると、対応する測定報告がフロントホール1081〜1083を介してNC106に伝達される。
会議室、一般オフィス、ショッピングセンタ、空港、鉄道、病院、美術館、航空機の客室、図書館などでのオフィスや家庭での屋内利用、
個人用の生産セル、工場、格納庫など、データセンタや工業施設での利用であって堅牢な無線通信での利用
車両間通信や車両対インフラ通信など車両用通信での利用
スモールセルバックホールネットワーク、監視バックホールネットワークなどの無線バックホールネットワークでの利用、またはLAN間接続での利用、
に応用されてもよい。
信号が最強であるAPおよびUDの信号強度と、
周波数選択的なSINRと、
信号が最強であるAPおよびUDについてのCSIと、
周波数対EVMと、
を含んでもよい。
波形は常に正の実数である、
バイアスが付加され、必要であれば、デジタル領域にクリッピングが実装される、
任意選択として、電力効率を改善し減光への対応を可能にするようにSC変調が使用されてもよい、
という拡張により、アップリンクとダウンリンクとの両方向で適応型OFDM波形を使用してもよい。
ここで、「*」は複素共役を示す。ブロック502bの出力において、xiというシンボルが複素数であっても、DMT信号は実数である。図4について、出力信号に一定のバイアス信号を加えるために副搬送波x0が使用されてもよいことに注目されたい。
ここで、iはサンプルの添え字を示し、xiは周波数領域における複素数ベースバンド信号を示し、2NはIFFTのブロックの大きさを示す。IFFTブロック504は、さらにパラレル/シリアル変換器504bを備える。
ここで
であり、k=1,2,・・・,F Mであり、2NはCPのない最終波形におけるサンプル数である。また、表記
は、zが最も近いz以下の整数に切り捨てられることを意味するために使用される。これは、MATLABでは「floor(z)」という関数である。比
が整数であるという条件では、F回のアップサンプリングとそれに続くM点DFTとからなる処理は、M点DFTとそれに続くスペクトルの繰り返しとからなる処理に相当する。その証明は、非特許文献2に記載されている。したがって、アップサンプリングと2N点DFTとからなる処理は、周波数領域においてM点DFTと出力信号の繰り返しとからなる処理で置き換えられる。
ここで、l=1,2,・・・,2M+1である。このフィルタは、次式に示す範囲で透過的である。
ここで、各ベクトルa、b、およびcによって示される各範囲において、Glを、それぞれGa=1、Gb=0、およびGc=0とする。アップコンバージョンは、非特許文献2に記載されているように、時間領域列の2N点DFTと、NcenterによるCSと、シフトされた信号の2N点IDFTとからなる処理に相当する。
と
とが、
最初と最後の副搬送波にマッピングされ、アップサンプリングをエミュレートするために周波数領域に周期的レプリカが付加される。最後に、周波数領域フィルタが適用され、CSを使用して中心副搬送波上に信号を変調する。
さらにその後、次式による複素数の振幅に代入される。
ここで、
ここで、n=1,2,・・・,2R+1であり、BTは帯域幅時間積である。例えば、BT=0.3である。GMSKは非線形のSSB位相変調である。それにより、信号の蓄積とIQ信号の生成という2つの機能が、時間領域で実現される。本発明の手法は、周波数領域でのフィルタリング後であるが時間領域においてGMSK変調器を介在させるものである。フィルタデータ列のM点IDFTを使用して、c(k)が求められる。次に、c(k)が単位ピーク振幅に正規化されて、上記の時間領域MSK変調器に入力される。アップコンバージョンが適用されて、最後にCPが付加される。
ここで、一般的には、太字の大文字は行列、太字の小文字はベクトルを表す。受信信号は、yi(i=1,・・・,nRx、nRxは受信機の数)と表記される。送信信号は、xj(j=1,・・・,nTx、nTxは送信機の数)と表現される。チャネル行列要素Hijは、j番目の送信機からi番目の受信機へのチャネル利得を示す。
において使用することで検出が改善されてもよい。使用される送信機数はヘッダに示されてもよい。
1台のTx: [{sn}]
2台のTx:
Tx1:[{sn}{sn}]
Tx2:[{sn}{−sn}]
ここで、最初のシンボルは常にヘッダに含まれており、ACEのために追加シンボルが送信される。この 方式 は、4台の、さらに8台の送信機へと次のように拡張してもよい。
4台のTx:
Tx1:[{sn}{sn}{sn}{sn}]
Tx2:[{sn}{−sn}{sn}{−sn}]
Tx3:[{sn}{sn}{−sn}{−sn}]
Tx4:[{sn}{−sn}{−sn}{sn}]
8台のTx:
Tx1:[{sn}{sn}{sn}{sn}{sn}{sn}{sn}{sn}]
Tx2:[{sn}{−sn}{sn}{−sn}{sn}{−sn}{sn}{−sn}]
Tx3:[{sn}{sn}{−sn}{−sn}{sn}{sn}{−sn}{−sn}]
Tx4:[{sn}{−sn}{−sn}{sn}{sn}{−sn}{−sn}{sn}]
Tx5:[{sn}{sn}{sn}{sn}{−sn}{−sn}{−sn}{−sn}]
Tx6:[{sn}{−sn}{sn}{−sn}{−sn}{sn}{−sn}{sn}]
Tx7:[{sn}{sn}{−sn}{−sn}{−sn}{−sn}{sn}{sn}]
Tx8:[{sn}{−sn}{−sn}{sn}{−sn}{sn}{sn}{−sn}]
ここで、(ntx×1)ベクトルxnは、OFDM 副搬送波ですべての送信機からそれぞれ送信された添え字nの信号を含む。(nRx×1)ベクトルynおよびvnは、それぞれ、受信信号および受信雑音を含む。整数nTxおよびnRxは、それぞれ、送信機数および受信機数を示す。(nRx×nTx)行列Hnは、各送信機と各受信機間のチャネル係数を要素とする副搬送波nについてのチャネル行列を示す。この行列は、次式のようにチャネルインパルス応答行列Hlと関係する。
ここで、Lは解となるマルチパスの数である。送信機と受信機とが保持する完全なCSIに基づき、次式のように、副搬送波のHnの特異値分解(Singular Value Decomposition:SVD)を行うことでチャネル容量が漸近的に近似される。
これにより、チャネル行列について、送信および受信空間それぞれにおける固有ベクトルを含む行列VnおよびUnが求められる。
を含むが、それらは、空間固有モードの振幅利得と呼ばれる。上付き文字のHは、行列の共役転置行列を示す。情報理論では、容量は、すべての空間固有モードiとすべての副搬送波nにわたって統合ウォーターフィリング(joint water-filling)を行うことで無限大のNについて漸近的に近似される。情報理論とは異なり、実際には、連続的ではなく離散的な変調アルファベットが使用される。処理能力、公平性、キューの安定性といったような最適化基準が満たされるように、各固有モードおよび各副搬送波についての個別の変調とともに、その時のチャネル状態に応じて統合ビットローディングおよび電力配分アルゴリズムが使用される。
として再構築される。各ストリームにおける雑音には、各ストリームの特異値に応じて、異なる増幅がなされる。
ここで、Iおよびσ2は、それぞれ、1つの受信機での(nTx×nTx)単位行列および雑音分散である。
(a)空間繰り返しコード:1つのストリームのみがすべてのLEDおよびPDで送受信される。このモードは、例えば、無指向性の送信機特性を作り出す場合に有用である。これは、事前符号化ベクトルvn=(1,1,1,1,・・・,1)Tを使用して達成されてもよい。
(b)送信機選択:省エネルギーのため、一部のLEDで変調のスイッチが切られてもよく、それにより事前符号化ベクトルvnの対応する個所が0になる。
(c)受信機選択:複数のLEDを使用して1つのストリームしか送信されない場合、MRCが好ましい。これは、多重FFTとともに各受信機でのADCが必要となる。多くの場合、すべての変調周波数について、MIMOチャネルでは自由なLOSとそれによる低減された経路損失とを持つリンクが少ない。よって、チャネル行列は「疎」である。複雑さの低減のために、最も強い信号のいくつかを選択して等利得合成(Equal Gain Combining:EGC)を使用してそれらの信号を合成すればよい。これは、より少ないADCで済むようにアナログ領域ですでに実現されてよい。
(d)送信機および受信機の組合せとしての選択:送信機および受信機を組み合わせて選択してもよい。
(e)複数のストリームについての送信機および受信機の選択:上記の2つの方式が、ストリーム数Qがアクティブな送信機および受信機の少ないほうの数以下である場合には、複数ストリーム送信と組合されてもよい。受信機側では、次に、複数ストリーム処理により残留クロストークが低減される。
(f)WDM送信:WDMについては、異なる色が使用されるため、通常はストリーム数が送信機ポート数と等しくなる。この場合、複数ストリームが並行して送信され、すべての副搬送波のプリコーディング行列がVn=1nで与えられる。受信機フィルタ後の色分離が不完全であるかもしれないので、MIMO参照シンボルが送信されてもよく、MIMOのチャネル推定および処理は残留クロストークを低減して空間効率を向上させるために行われてもよい。
(g)WSK送信:WSK送信については、例えば、RGBY(赤緑青黄)LEDの場合、プリコーディングベクトルVn=(aR,aG,aB,aY)Tが使用される。MIMO参照シンボルが送信される場合、送信機での不完全な色補正は、反射面によってさらに変化することもありえるので、受信機側でのMIMO処理によって補償されてもよい。
においてすべての送信機からの各重畳チャネルに対応する推定に基づいてMRCを使用して改善されてもよく、共同でサービスが提供される範囲におけるAPのリストが、割り当てられた櫛状部偏移とともにヘッダに含まれる。
最初のリンク設定と、最適セル選択と、ハンドオーバーとを可能にするため、およびプリミティブな最初の信号送信を可能にするための最も強いセルの信号強度の測定。その測定結果は、イーサネット/インターネットプロトコル(Internet Protocol:IP)を介してCCに渡される。 さらに、各端末についてのEVM対周波数に関する測定が、適応送信についてURSに基づいて提供される。 URSフィードバックは、SAリンクにおいてMAC層内で直接使用されるか、CO送信のためにイーサネット/IPを介してCCに転送される。 さらなる測定ではCO送信でのみ使用される最も強いセルについてのCRSに基づく情報を提供し、CRS情報は、他のセルと直交するCRSフィードバックチャネルで送信されてもよく、静的なイーサネット/IPを介してCCに渡される。
Claims (13)
- 移動体機器による無線通信を提供するシステムであって、
それぞれ中心点に接続され、それぞれが前記移動体機器との無線通信を提供できるように構成される複数のフロントエンドと、
前記中心点に接続されるネットワーク制御装置と
を備え、
前記ネットワーク制御装置が、前記フロントエンドのそれぞれと中心点との間のデータフローを制御するように構成されるデータフロー制御装置を備え、前記データフロー制御装置は前記ネットワーク制御装置からの制御信号に応答して作動するように構成され、前記制御信号は前記複数のフロントエンドのうち、いずれのフロントエンドが前記移動体機器にサービスを提供するのかを示す、
システム。 - データフロー制御装置は、前記ネットワーク制御装置からの制御信号に応じて、前記移動体機器に送信される予定であるデータブロックまたはデータパケットに経路選択情報を含めるか、前記移動体機器から受信されたデータブロックまたはデータパケットの経路選択情報を変更する、請求項1に記載のシステム。
- 前記中心点から前記フロントエンドそれぞれまでの使用可能性のあるリンクが、前記中心点とすべての中間的集約ノードとにおいて、前記ネットワーク制御装置により事前に構成されている、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記中心点が、例えば有線コンピュータネットワークである有線ネットワークの一部であるか、有線の電力ネットワークの一部である、請求項1から3のいずれかに記載のシステム。
- 前記有線コンピュータネットワークが、それそれがスイッチまたはルータなどである1つ以上の集約ノードを備え、前記1つ以上の集約ノードのうち1つ以上に前記ネットワーク制御装置が接続される、請求項4に記載のシステム。
- 前記有線コンピュータネットワークがパケット交換方式のネットワークである、請求項4または5に記載のシステム。
- 前記中心点がヒューズボックスを備える、請求項4に記載のシステム。
- 前記有線ネットワークと、前記複数のフロントエンドと、前記ネットワーク制御装置とが、事前に規定された環境内で提供される、請求項1から7のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記事前に規定された環境が工業または商業用の場所を含み、前記場所が、例えば、工業または商業用の敷地または施設であり、前記敷地または施設は、工業生産用エリア、工業生産用ホール、店舗などである、請求項8に記載のシステム。
- 前記事前に規定された環境が個人の場所を含み、前記場所が、住居用の場所、個人の住宅、個人用集合住宅などである、請求項8に記載のシステム。
- 前記データフロー制御装置がハードウェア装置である、請求項1から11のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ネットワーク制御装置が、安全対策と、HARQと、FECと、ハンドオーバー協調と、干渉協調とを提供し、
前記有線コンピュータネットワークが、イーサネットプロトコルに従って作動し、
前記無線フロントエンドのそれぞれが、アナログ受信機の構成要素を備え、送信プロトコルのPHY層と下位のMAC層を実装するように構成される、
請求項1から11のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記複数のフロントエンドが、光無線フロントエンドおよび電波無線フロントエンドのいずれか一方または両方を含む、請求項1から12のいずれか1項に記載のシステム。
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
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