JP5763393B2 - Communication system, base station, mobile station, and communication method - Google Patents

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Description

本発明は、通信システム、基地局、移動局及び通信方法に関するものである。   The present invention relates to a communication system, a base station, a mobile station, and a communication method.

無線通信システムでは、図5のように、基地局は、キャリアセンスを実行し、通信接続を希望する移動局から無線チャネル確立要求を受けると、当該移動局に干渉の少ない(未使用の)無線チャネルを割り当てる。   In the wireless communication system, as shown in FIG. 5, when a base station performs carrier sense and receives a request for establishment of a wireless channel from a mobile station that desires communication connection, the base station has a radio with little interference (unused). Assign channels.

無線チャネルが割り当てられた移動局は、キャリアセンスにより割り当てられた無線チャネルが使用できるか否かを確認する。そして、基地局及び移動局の双方のキャリアセンスにおいて使用可能であると判断されると、基地局と移動局との通信が実現されることになる。   The mobile station to which the radio channel is assigned confirms whether or not the radio channel assigned by carrier sense can be used. When it is determined that the carrier sense of both the base station and the mobile station can be used, communication between the base station and the mobile station is realized.

一方、従来の基地局として、複数アンテナを含むアダプティブアレイアンテナを実装する基地局が知られている(例えば、特許文献1参照)。AAS(Adaptive Antenna System)機能の利用により、強い干渉が予想される無線チャネルでの通信が可能になる場合がある。   On the other hand, a base station in which an adaptive array antenna including a plurality of antennas is mounted is known as a conventional base station (see, for example, Patent Document 1). Use of an AAS (Adaptive Antenna System) function may enable communication on a wireless channel in which strong interference is expected.

AAS機能とは、アンテナウェイトを算出し、算出したアンテナウェイトを利用してビームフォーミングやヌルステアリングを行うことである。ビームフォーミングは、基地局の電波を送信先に集中させる、つまりビームを向ける機能である。また、ヌルステアリングは、干渉局が存在する方向に電波が飛ばないように、且つその方向からの電波を受信しないように干渉局方向に指向性の谷間(ヌル)を向ける機能である。つまり、基地局は、ある干渉局にヌルを向けることにより、当該干渉局が使用する無線チャネルを別の移動局(通信希望移動局)に割り当てて、通信希望移動局と通信を行うことができる。   The AAS function is to calculate an antenna weight and perform beam forming or null steering using the calculated antenna weight. Beam forming is a function of concentrating radio waves of a base station on a transmission destination, that is, directing a beam. Null steering is a function of directing a directivity valley (null) in the direction of the interference station so that the radio wave does not fly in the direction in which the interference station exists and does not receive the radio wave from that direction. That is, the base station can communicate with a mobile station desired to communicate by assigning a radio channel used by the interfering station to another mobile station (communication desired mobile station) by directing a null to a certain interfering station. .

例えば、図6に示されるように、基地局BS1のセルC1内に無線チャネルCH1を使用して電波を発している移動局(干渉局)MS1及び通信接続を希望する移動局MS2が位置しているとする。このとき、基地局BS1は、移動局MS2に対してビームB(メインローブ)を向け、移動局MS1にヌルNを向ける。これにより、移動局MS1の電波と移動局MS2の電波とが基地局BS1で干渉しなくなる。よって、基地局BS1は、無線チャネルCH1を割り当てて、移動局MS2と通信することができる。   For example, as shown in FIG. 6, a mobile station (interference station) MS1 that emits radio waves using the radio channel CH1 and a mobile station MS2 that desires communication connection are located in the cell C1 of the base station BS1. Suppose that At this time, the base station BS1 directs the beam B (main lobe) toward the mobile station MS2, and directs the null N toward the mobile station MS1. Thereby, the radio wave of mobile station MS1 and the radio wave of mobile station MS2 do not interfere with each other at base station BS1. Therefore, the base station BS1 can communicate with the mobile station MS2 by assigning the radio channel CH1.

特開2007−318670号公報JP 2007-318670 A

しかし、基地局BS1のAAS機能は、基地局BS1のキャリアセンスにより使用中であると判断された無線チャネルを利用可能にするためのものではあるが、移動局MS2のキャリアセンスにより使用中であると判断された無線チャネルを利用可能にするためのものではない。例えば、移動局MS2が、図7のように基地局BS1のセルC1と、基地局BS1と異なる基地局BS2のセルC2とが重なりあっている領域(セルエッジ近傍領域)に位置し、基地局BS2のセルC2内に無線チャネルCH1で基地局BS2と通信を行う移動局MS3が存在するとする。基地局BS1は、AAS機能の利用を前提として、移動局(干渉局)MS1の使用無線チャネルCH1を移動局MS2に割り当てることはできる。そして、移動局MS2は、キャリアセンスを実行することになるが、移動局MS2は基地局BS2がチャネルCH1で発信する電波も受信できるので、無線チャネルCH1は使用中であると判断される。割り当てられた無線チャネルCH1が使用されると、基地局BS1からの電波と基地局BS2からの電波とが移動局MS2で干渉することになる。無線チャネルCH1は使用できないため、基地局BS1は、別の無線チャネルを移動局MS2に再度割り当てなければならない。   However, the AAS function of the base station BS1 is used to make available a radio channel determined to be in use by the carrier sense of the base station BS1, but is in use by the carrier sense of the mobile station MS2. It is not intended to make the wireless channel determined to be usable. For example, the mobile station MS2 is located in a region where the cell C1 of the base station BS1 and the cell C2 of the base station BS2 different from the base station BS1 overlap as shown in FIG. It is assumed that a mobile station MS3 that communicates with the base station BS2 through the radio channel CH1 exists in the cell C2. The base station BS1 can assign the radio channel CH1 used by the mobile station (interference station) MS1 to the mobile station MS2 on the premise of using the AAS function. Then, the mobile station MS2 performs carrier sense, but since the mobile station MS2 can also receive radio waves transmitted from the base station BS2 through the channel CH1, it is determined that the radio channel CH1 is in use. When the assigned radio channel CH1 is used, radio waves from the base station BS1 and radio waves from the base station BS2 interfere with each other at the mobile station MS2. Since the radio channel CH1 cannot be used, the base station BS1 has to reassign another radio channel to the mobile station MS2.

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、移動局に割り当てられた無線チャネルを効率的に利用する通信システム、基地局、移動局及び通信方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention made in view of the above problems is to provide a communication system, a base station, a mobile station, and a communication method that efficiently use a radio channel allocated to a mobile station. .

上述した諸課題を解決すべく、第1の観点による通信システムは、
複数のアンテナを有する複数の基地局と移動局とから構成される通信システムであって、
前記基地局は、
前記複数のアンテナを介して前記移動局と無線信号を送受信する基地局側通信部と、
前記アンテナに関してヌルステアリングを含む指向性制御を行う基地局側制御部と
を備え、
前記移動局は、
前記基地局と無線信号を送受信する移動局側通信部と、
前記基地局それぞれの無線チャネルの割当状況を示す割当情報を受信した際に、前記割当情報から、一の基地局から割り当てられた無線チャネルが他の基地局により使用されていると判断した場合、前記無線チャネルを使用する他の基地局を特定し、前記特定した基地局に対し、当該無線チャネルで無線信号を送信する際には自局にヌルを向けることを要求するメッセージを前記移動局側通信部に送信させる移動局側制御部と
を備える通信システムである。
In order to solve the above-described problems, the communication system according to the first aspect is
A communication system comprising a plurality of base stations and a mobile station having a plurality of antennas,
The base station
A base station side communication unit that transmits and receives radio signals to and from the mobile station via the plurality of antennas;
A base station side control unit that performs directivity control including null steering with respect to the antenna,
The mobile station
A mobile station side communication unit for transmitting and receiving radio signals to and from the base station;
When determining that the radio channel allocated from one base station is being used by another base station from the allocation information when receiving the allocation information indicating the allocation status of each radio channel of the base station , When the mobile station side specifies another base station that uses the radio channel and requests the specified base station to send a null to the local station when transmitting a radio signal on the radio channel. It is a communication system provided with the mobile station side control part transmitted to a communication part.

また、前記移動局側制御部は、前記一の基地局との通信が終了すると、前記他の基地局に対し、自局にヌルを向けることの解除を要求するメッセージを前記移動局側通信部に送信させることが望ましい。   In addition, when the communication with the one base station is completed, the mobile station side control unit sends a message to the other base station to request cancellation of directing null to the mobile station side communication unit. It is desirable to send to.

また、上述した諸課題を解決すべく、第3の観点による移動局は、
複数の基地局と無線信号を送受信する通信部と、
前記基地局それぞれの無線チャネルの割当状況を示す割当情報を受信した際に、前記割当情報から、一の基地局から割り当てられた無線チャネルが他の基地局により使用されていると判断した場合、前記無線チャネルを使用する他の基地局を特定し、前記特定した基地局に対し、当該無線チャネルで無線信号を送信する際には自局にヌルを向けることを要求するメッセージを前記通信部に送信させる制御部と
を備える移動局である。
In order to solve the above-described problems, the mobile station according to the third aspect is
Communicates unit that sends and receives a plurality of base stations and a radio signal,
When determining that the radio channel allocated from one base station is being used by another base station from the allocation information when receiving the allocation information indicating the allocation status of each radio channel of the base station , wherein identifying the other base stations using a radio channel, wherein to the specified base station, before Symbol communications a message requesting to direct a null to the own station when transmitting a radio signal in the radio channel a mobile station and a Ru control section is transmitted to the part.

また、上述した諸課題を解決すべく、第4の観点による通信方法は、
複数のアンテナを有し、ヌルステアリングを含む指向性制御が可能な複数の基地局と移動局とから構成される通信システムにおける通信方法であって、前記移動局が、
前記基地局それぞれの無線チャネルの割当状況を示す割当情報を受信した際に、前記割当情報から、一の基地局から割り当てられた無線チャネルが他の基地局により使用されているか判断するステップと、
前記無線チャネルが他の基地局により使用されていると判断した場合、前記無線チャネルを使用する他の基地局を特定し、前記特定した基地局に対し、当該無線チャネルで無線信号を送信する際には自局にヌルを向けることを要求するメッセージを送信するステップと
を含む通信方法である。
In order to solve the above-described problems, the communication method according to the fourth aspect is
A communication method in a communication system including a plurality of base stations and mobile stations, each having a plurality of antennas and capable of directivity control including null steering, wherein the mobile station is:
Upon receiving the allocation information indicating allocation status of the base station of each radio channel, from the assignment information, and determining whether the radio channel assigned from a base station being used by other base stations ,
When it is determined that the radio channel is being used by another base station, another base station that uses the radio channel is identified, and a radio signal is transmitted to the identified base station using the radio channel. Includes a step of transmitting a message requesting to direct null to the own station.

上記のように構成された本発明に係る通信システム、基地局、移動局及び通信方法によれば、一の基地局から割り当てられた無線チャネルが他の基地局により使用されている場合、当該他の基地局に対し、移動局から当該移動局にヌルを向けることを要求するメッセージが送信される。これにより、移動局が同じ無線チャネルの電波を複数の基地局から受信することが避けられる。よって、他の基地局が使用する無線チャネルを利用できるので無線チャネルの利用効率が向上する。   According to the communication system, the base station, the mobile station, and the communication method according to the present invention configured as described above, when a radio channel assigned from one base station is used by another base station, the other To the base station, a message requesting that the mobile station direct null toward the mobile station is transmitted. This prevents the mobile station from receiving radio waves of the same radio channel from a plurality of base stations. Accordingly, since the radio channel used by another base station can be used, the utilization efficiency of the radio channel is improved.

図1は、本発明の一実施形態に係る概略的な通信システム構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the base station according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態に係る移動局の概略構成を示す機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the mobile station according to the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一実施形態に係る、移動局と基地局との間の処理を示すシーケンス図である。FIG. 4 is a sequence diagram showing processing between a mobile station and a base station according to an embodiment of the present invention. 図5は、従来の移動局と基地局との間の処理を示すシーケンス図である。FIG. 5 is a sequence diagram showing processing between a conventional mobile station and a base station. 図6は、従来の概略的な通信システム構成図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a conventional communication system. 図7は、従来の概略的な通信システム構成図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a conventional communication system.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る概略的な通信システム構成図である。通信システム11は、移動局101(101a及び101b)と、複数のアンテナを有する基地局103(103a及び103b)とを有する。移動局101は、LTE(Long Term Evolution)やXGP(eXtended Global Platform)などにおける無線通信端末である。基地局103は、移動局101と無線通信を行うものであり、例えば、LTEシステムではeNB(evolved Node B)と、XGPシステムではBS(Base Station)と称されるものである。図1において、領域105aは、基地局103aのセル(通信可能エリア)を示している。領域105bは、基地局103bのセルを示している。移動局101bは、基地局103bと無線チャネル(周波数帯域)107で通信中であり、移動局101aは、基地局103aとの通信を希望しているものとする。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention. The communication system 11 includes a mobile station 101 (101a and 101b) and a base station 103 (103a and 103b) having a plurality of antennas. The mobile station 101 is a wireless communication terminal in LTE (Long Term Evolution) or XGP (eXtended Global Platform). The base station 103 performs radio communication with the mobile station 101. For example, the base station 103 is referred to as an evolved Node B (eNB) in the LTE system and a BS (Base Station) in the XGP system. In FIG. 1, a region 105a indicates a cell (communication area) of the base station 103a. A region 105b indicates a cell of the base station 103b. It is assumed that the mobile station 101b is communicating with the base station 103b through a radio channel (frequency band) 107, and the mobile station 101a desires communication with the base station 103a.

図2は、本発明の一実施形態に係る基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。基地局103は、アレイアンテナANTと、基地局側通信部111と、基地局側記憶部113と、基地局側制御部115とで構成されている。   FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the base station according to the embodiment of the present invention. The base station 103 includes an array antenna ANT, a base station side communication unit 111, a base station side storage unit 113, and a base station side control unit 115.

アレイアンテナANTは、複数のアンテナにより構成され、ビームフォーミング及びヌルステアリングを含む指向性制御の実現が可能なものであり、例えばアダプティブアレイアンテナである。   The array antenna ANT is composed of a plurality of antennas and can realize directivity control including beam forming and null steering. For example, the array antenna ANT is an adaptive array antenna.

基地局側通信部111は、アレイアンテナANTを介して移動局101とRF(Radio Frequency)信号(無線信号)を送受信する。無線信号には、各種通信メッセージや情報が含まれる。   The base station side communication unit 111 transmits and receives a radio frequency (RF) signal (radio signal) to and from the mobile station 101 via the array antenna ANT. The wireless signal includes various communication messages and information.

基地局側記憶部113は、アンテナウェイト(送信ウェイト及び受信ウェイトを含む)の値及びキャリアセンス閾値などの各種情報を記憶するものであり、ワークメモリなどとしても機能する。アンテナウェイトとは、アレイアンテナANTを構成する複数のアンテナ毎の位相や振幅を制御するための重みである。アンテナウェイトは、複数のアンテナ各々に対応して設定されるものであり、アンテナウェイトの組合せにより、ある方向のみにビームを向けるビームフォーミングや、ある方向にヌルを向けるヌルステアリングが可能となる。送信時の指向性を定めるものが送信ウェイトであり、受信時の指向性を定めるものが受信ウェイトである。   The base station side storage unit 113 stores various information such as antenna weight (including transmission weight and reception weight) values and carrier sense threshold values, and also functions as a work memory. The antenna weight is a weight for controlling the phase and amplitude of each of a plurality of antennas constituting the array antenna ANT. The antenna weight is set corresponding to each of the plurality of antennas, and by combining the antenna weights, beam forming for directing a beam only in a certain direction and null steering for directing a null in a certain direction are possible. What determines the directivity upon transmission is the transmission weight, and what determines the directivity upon reception is the reception weight.

キャリアセンス閾値とは、基地局103が電波を受信できる範囲内で使用されている無線チャネルを判断するための指標であり、例えば受信電界強度(RSSI:Received Signal Strength Indicator)が設定される。キャリアセンス閾値以上の受信電界強度が測定された無線チャネルは、既に使用されていると判断される。また、キャリアセンス閾値未満の受信電界強度が測定された無線チャネルは、新たな通信のために割り当てが可能な無線チャネルであると判断される。   The carrier sense threshold is an index for determining a radio channel used within a range in which the base station 103 can receive radio waves. For example, a received signal strength indicator (RSSI) is set. It is determined that the radio channel for which the received electric field intensity equal to or higher than the carrier sense threshold is already used. Further, the radio channel for which the received electric field strength less than the carrier sense threshold is measured is determined to be a radio channel that can be allocated for new communication.

基地局側制御部115は、基地局103の各機能ブロックをはじめとして基地局103の全体を制御及び管理している。基地局側制御部115は、CPU(中央処理装置)等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ(例えばDSP(デジタルシグナルプロセッサ))によって構成したりすることもできる。基地局側制御部115の行う処理については、後述の図4の説明にて詳述する。   The base station side control unit 115 controls and manages the entire base station 103 including each functional block of the base station 103. The base station side control unit 115 is configured as software executed on any suitable processor such as a CPU (Central Processing Unit), or a dedicated processor specialized for each process (for example, DSP (Digital Signal Processor)). Can also be configured. The processing performed by the base station side control unit 115 will be described in detail with reference to FIG.

続いて、図3を用いて移動局101の概略構成を示す機能ブロックについて説明する。図3は、本発明の一実施形態に係る移動局の概略構成を示す機能ブロック図である。移動局101は、移動局側通信部121と、移動局側記憶部123と、移動局側制御部125とで構成されている。   Next, functional blocks showing a schematic configuration of the mobile station 101 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the mobile station according to the embodiment of the present invention. The mobile station 101 includes a mobile station side communication unit 121, a mobile station side storage unit 123, and a mobile station side control unit 125.

移動局側通信部121は、アンテナを介して基地局103とRF信号(無線信号)を送受信する。   The mobile station side communication unit 121 transmits and receives an RF signal (radio signal) to and from the base station 103 via an antenna.

移動局側記憶部123は、キャリアセンス閾値などの各種情報を記憶するものであり、ワークメモリなどとしても機能する。   The mobile station side storage unit 123 stores various information such as a carrier sense threshold value, and also functions as a work memory.

移動局側制御部125は、移動局101の各機能ブロックをはじめとして移動局101の全体を制御及び管理している。移動局側制御部125は、CPU(中央処理装置)等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ(例えばDSP(デジタルシグナルプロセッサ))によって構成したりすることもできる。移動局側制御部125の行う処理については、後述の図4の説明にて詳述する。   The mobile station side control unit 125 controls and manages the entire mobile station 101 including each functional block of the mobile station 101. The mobile station side control unit 125 is configured as software executed on any suitable processor such as a CPU (Central Processing Unit), or a dedicated processor specialized for each process (for example, DSP (Digital Signal Processor)). Can also be configured. The processing performed by the mobile station side control unit 125 will be described in detail with reference to FIG.

続いて、図1に示される基地局103aと移動局101aとが無線チャネル107で通信を行う方法について、図4を参照して説明する。図4は、本発明の一実施形態に係る、移動局と基地局との間の処理を示すシーケンス図である。なお、図2の基地局103に示した各機能ブロックに関する参照符号として、基地局103aに関する機能ブロックの参照符号にはaを、基地局103bに関する機能ブロックの参照符合にはbを付して説明する。また、図3の移動局101に示した各機能ブロックに関する参照符号として、移動局101aに関する機能ブロックの参照符号にはaを付して説明する。   Next, a method in which the base station 103a and the mobile station 101a shown in FIG. 1 communicate via the radio channel 107 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a sequence diagram showing processing between a mobile station and a base station according to an embodiment of the present invention. In addition, as a reference code regarding each functional block shown in the base station 103 of FIG. 2, the reference symbol of the functional block related to the base station 103a is a, and the reference symbol of the functional block related to the base station 103b is b To do. In addition, as reference numerals relating to the functional blocks shown in the mobile station 101 of FIG. 3, the reference numerals of the functional blocks relating to the mobile station 101a will be described by adding a.

基地局103aの基地局側制御部115aは、例えば空きスロットにおいて、基地局側記憶部113aに記憶されているキャリアセンス閾値を用いてキャリアセンスを行い、基地局103aのセル内で使用可能な無線チャネルについて把握しておく(図4の1)。基地局103aの基地局側制御部115aは、使用可能な無線チャネルの情報を基地局側記憶部113aに記憶させることができる。   The base station side control unit 115a of the base station 103a performs carrier sense using the carrier sense threshold stored in the base station side storage unit 113a, for example, in an empty slot, and can be used in the cell of the base station 103a. Know the channel (1 in FIG. 4). The base station side control unit 115a of the base station 103a can store information on usable radio channels in the base station side storage unit 113a.

基地局103aとの通信接続を希望する移動局101aの移動局側制御部125aは、無線チャネル確立要求のメッセージを基地局103aに送信するように移動局側通信部121aを制御する(図4の2)。   The mobile station side control unit 125a of the mobile station 101a that desires a communication connection with the base station 103a controls the mobile station side communication unit 121a to transmit a radio channel establishment request message to the base station 103a (FIG. 4). 2).

基地局側通信部111aが、無線チャネル確立要求のメッセージを受信すると、基地局側制御部115aは、基地局側記憶部113aに記憶されている使用可能な無線チャネルのうち一つを移動局101aに割り当てる(図4の3)。つまり、基地局側通信部111aが無線チャネルの情報を移動局101aに送信する。   When the base station side communication unit 111a receives the wireless channel establishment request message, the base station side control unit 115a assigns one of the available radio channels stored in the base station side storage unit 113a to the mobile station 101a. (3 in FIG. 4). That is, the base station side communication unit 111a transmits information on the radio channel to the mobile station 101a.

移動局側通信部121aが無線チャネルの情報を受信すると、移動局側制御部125aは、移動局側記憶部123aに記憶されているキャリアセンス閾値を用いてキャリアセンスを実行する(図4の4)。つまり、移動局側制御部125aは、移動局側通信部121aが受信した信号の受信電界強度(移動局側通信部121aによる受信結果)に基づいて、割り当てられた無線チャネル(割当チャネル)が使用可能であるか否か判断する。   When the mobile station side communication unit 121a receives the wireless channel information, the mobile station side control unit 125a performs carrier sense using the carrier sense threshold value stored in the mobile station side storage unit 123a (4 in FIG. 4). ). That is, the mobile station side control unit 125a uses the assigned radio channel (allocation channel) based on the received electric field strength of the signal received by the mobile station side communication unit 121a (reception result by the mobile station side communication unit 121a). Determine whether it is possible.

割当チャネルが使用可能である場合、基地局103aと移動局101aとの間で同期バースト信号が送受信され、信号の送受信タイミングをそろえた後、移動局101aは、割当チャネルにより基地局103aと通信を開始することができる。   When the allocated channel is usable, a synchronization burst signal is transmitted and received between the base station 103a and the mobile station 101a, and after aligning the signal transmission and reception timing, the mobile station 101a communicates with the base station 103a through the allocated channel. Can start.

割当チャネルが使用不可能であると判断された場合、割当チャネルを使用している基地局が存在することになる。割当チャネルが、無線チャネル107である場合、基地局103bが無線チャネル107を使用しているので、割当チャネルは使用不可能であると判断される。以下、割当チャネルは、無線チャネル107であるとする。   When it is determined that the allocation channel is not usable, there is a base station using the allocation channel. When the allocation channel is the radio channel 107, since the base station 103b uses the radio channel 107, it is determined that the allocation channel cannot be used. Hereinafter, the allocation channel is assumed to be the radio channel 107.

移動局側制御部125aは、基地局103bに対し、無線チャネル107で無線信号を送信する際には移動局101aにヌルを向けることを要求するメッセージ(ヌルステアリング要求メッセージ)を移動局側通信部121aに送信させる(図4の5)。ヌルステアリング要求メッセージには、割当チャネル情報などが含まれる。なお、移動局側制御部125aは、割当チャネル情報をヌルステアリング要求メッセージとは独立して、ヌルステアリング要求メッセージの後に移動局側通信部121aに送信させることもできる。   The mobile station side control unit 125a sends a message (null steering request message) requesting the base station 103b to direct null to the mobile station 101a when transmitting a radio signal through the radio channel 107. 121a is transmitted (5 in FIG. 4). The null steering request message includes allocation channel information and the like. Note that the mobile station side control unit 125a can also transmit the allocated channel information to the mobile station side communication unit 121a after the null steering request message, independently of the null steering request message.

ヌルステアリング要求メッセージを受信した基地局103bは、自局が割当チャネルと同一の無線チャネルを使用しているか判断する。そして、割当チャネルと同一の無線チャネル107を使用している基地局は、移動局101aにヌルを向ける(図4の6)。つまり、本実施形態では、基地局103bの基地局側制御部115bが、移動局101aにヌルを向けるよう基地局側通信部111bを制御する。移動局101aにヌルを向けるための送信ウェイトは、ヌルステアリング要求メッセージ受信時の受信ウェイトにより求めたり、メッセージの推定到来方向に基づいて求めることができる。到来方向の推定は、ビーム・フォーマ法、線形予測法の基づくCapon法や最大エントロピ法、アレイ入力信号の相関行列の固有値展開に基づく多重信号分離法やESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)法などの既知の手法により行われうる。なお、基地局103bが移動局101b以外の移動局(図示せず)とも通信を行っている場合は、基地局103bは、移動局101bと通信を行う場合にのみ、ヌルを移動局101aに向けることができる。   The base station 103b that has received the null steering request message determines whether the own station is using the same radio channel as the assigned channel. Then, the base station using the same radio channel 107 as the assigned channel directs null to the mobile station 101a (6 in FIG. 4). That is, in this embodiment, the base station side control unit 115b of the base station 103b controls the base station side communication unit 111b so as to direct null toward the mobile station 101a. The transmission weight for directing null toward the mobile station 101a can be obtained from the reception weight at the time of receiving the null steering request message, or can be obtained based on the estimated arrival direction of the message. Direction of arrival estimation includes beam former method, Capon method based on linear prediction method and maximum entropy method, multiple signal separation method based on eigenvalue expansion of correlation matrix of array input signal and ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques) It can be performed by a known method such as a method. When the base station 103b is communicating with a mobile station (not shown) other than the mobile station 101b, the base station 103b directs a null to the mobile station 101a only when communicating with the mobile station 101b. be able to.

移動局101aは、ヌルステアリング要求メッセージの送信後、基地局103aと同期バースト信号を送受信し(図4の7)、信号の送受信タイミングをそろえた後、移動局101aは、割り当てられた無線チャネル107により基地局103aと通信を開始する(図4の8)。なお、基地局103bは、受信期間中は、移動局101aが発する電波を受信し続けることにより、移動局101aの動きに追従してヌルを移動局101aに向け続けることができる。   After transmitting the null steering request message, the mobile station 101a transmits / receives a synchronization burst signal to / from the base station 103a (7 in FIG. 4). After aligning the signal transmission / reception timing, the mobile station 101a transmits the assigned radio channel 107. To start communication with the base station 103a (8 in FIG. 4). Note that the base station 103b can continue to direct the null toward the mobile station 101a following the movement of the mobile station 101a by continuously receiving the radio wave emitted by the mobile station 101a during the reception period.

基地局103aと移動局101aとの通信が終了すると、移動局側制御部125aは、基地局103aにヌルを向けることの解除を要求するメッセージ(ヌルステアリング解除要求メッセージ)を送信するように移動局側通信部121aを制御する(図4の9)。基地局側通信部111bがヌルステアリング解除要求メッセージを受信すると、基地局側制御部115bは、送信ウェイトを変更してヌルステアリングを停止する。   When the communication between the base station 103a and the mobile station 101a is completed, the mobile station-side control unit 125a transmits a message (null steering cancellation request message) requesting cancellation of directing null to the base station 103a. The side communication unit 121a is controlled (9 in FIG. 4). When the base station side communication unit 111b receives the null steering cancellation request message, the base station side control unit 115b changes the transmission weight and stops null steering.

このように本実施形態では、移動局101aの移動局側制御部125aは、移動局側通信部121aによる受信結果に基づいて、基地局103aから割り当てられた無線チャネル107が基地局103bにより使用されていると判断し、基地局103bに対し、無線チャネル107で無線信号を送信する際には移動局101aにヌルを向けることを要求するメッセージを移動局側通信部121aに送信させる。これにより、基地局103bは、アレイアンテナANTbの指向性制御により、移動局101aにヌルを向けることになる。よって、基地局103bが無線チャネル107を使用して発する電波は、移動局101aに届くことはない。そのため、基地局103aと移動局101aとが無線チャネル107を使用して通信を行っても、基地局103bからの電波が干渉を起こすことはない。移動局101aは、割り当てられた無線チャネル107をキャリアセンスの結果に依らず使用することができる。キャリアセンス結果により使用中である無線チャネル107も利用できるため、無線チャネルの利用効率が向上する。   As described above, in this embodiment, the mobile station side control unit 125a of the mobile station 101a uses the radio channel 107 allocated from the base station 103a by the base station 103b based on the reception result by the mobile station side communication unit 121a. When transmitting a radio signal on the radio channel 107, the base station 103b is caused to transmit a message requesting that the mobile station 101a be directed to null to the mobile station side communication unit 121a. As a result, the base station 103b directs null toward the mobile station 101a by directivity control of the array antenna ANTb. Therefore, radio waves emitted from the base station 103b using the radio channel 107 do not reach the mobile station 101a. Therefore, even if the base station 103a and the mobile station 101a communicate using the radio channel 107, radio waves from the base station 103b do not cause interference. The mobile station 101a can use the assigned radio channel 107 regardless of the result of carrier sense. Since the wireless channel 107 that is being used can also be used according to the carrier sense result, the utilization efficiency of the wireless channel is improved.

また、本実施形態では、移動局側制御部125aは、基地局103aとの通信が終了すると、基地局103bに対し、移動局101aにヌルを向けることの解除を要求するメッセージを移動局側通信部121aに送信させることができる。これにより、基地局103bは、ヌルステアリングを停止するタイミングを把握することができ、基地局103bのヌルステアリングを行う処理を必要最小限に抑えることができる。   Further, in this embodiment, when the communication with the base station 103a is completed, the mobile station side control unit 125a sends a message requesting the base station 103b to cancel the directing of null toward the mobile station 101a. It can be transmitted to the unit 121a. Thereby, the base station 103b can grasp | ascertain the timing which stops null steering, and can suppress the process which performs the null steering of the base station 103b to the required minimum.

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention.

例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。   For example, functions included in each member, each means, each step, etc. can be rearranged so as not to be logically contradictory, and a plurality of means, steps, etc. can be combined or divided into one. Is possible.

上記の実施形態においては、移動局101aはキャリアセンスを行うことにより、ある基地局から割り当てられた無線チャネルが他の基地局で使用されているかを判断するとして説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、基地局103bの基地局側制御部115bは、自局103bにおける無線チャネルの割当状況を示す割当情報を定期的に送信するように基地局側通信部111bを制御することができる。つまり、移動局101aは、移動局側通信部121aが受信した割当情報(移動局側通信部121aによる受信結果)からどの基地局がどの無線チャネルを使用しているかを判別することが可能である。つまり、移動局側制御部125aは、割当情報から、ある基地局から割り当てられた無線チャネルが他の基地局で使用されているかを判断することができる。割当情報に基づく判断は、キャリアセンスとは異なり割り当てられた無線チャネル(割当チャネル)を使用する基地局を移動局が特定できる。そのため、移動局101aは、ヌルステアリング要求メッセージを、割当チャネルを使用する基地局103bのみに送信することができる。ヌルステアリング要求メッセージの受信は、受信した基地局が割当チャネルを使用していることを意味するので、当該メッセージの受信後、上記の実施形態のように割当チャネルを使用しているか否かを判断する必要はない。よって、基地局103bは、ヌルステアリング要求メッセージの受信直後にヌルステアリング実行処理を行うことができるので、移動局101aがヌルステアリング要求メッセージの送信直後に割当チャネルで通信を開始しても、干渉を効果的に抑えられる。   In the above-described embodiment, the mobile station 101a has been described as performing carrier sense to determine whether a radio channel allocated from a certain base station is being used by another base station. It is not limited to. For example, the base station side control unit 115b of the base station 103b can control the base station side communication unit 111b so as to periodically transmit allocation information indicating the allocation status of the radio channel in the own station 103b. That is, the mobile station 101a can determine which base station is using which radio channel from the allocation information received by the mobile station side communication unit 121a (the reception result by the mobile station side communication unit 121a). . That is, the mobile station side control unit 125a can determine from the allocation information whether a radio channel allocated from a certain base station is used by another base station. The determination based on the allocation information allows the mobile station to specify a base station that uses the allocated radio channel (allocation channel) unlike carrier sense. Therefore, the mobile station 101a can transmit a null steering request message only to the base station 103b that uses the assigned channel. Since the reception of the null steering request message means that the received base station uses the allocation channel, after receiving the message, it is determined whether the allocation channel is used as in the above embodiment. do not have to. Therefore, since the base station 103b can perform null steering execution processing immediately after receiving the null steering request message, even if the mobile station 101a starts communication on the assigned channel immediately after transmitting the null steering request message, interference is not caused. Effectively suppressed.

なお、上記割当情報は、既存の制御チャネルの空き領域または割当情報送信用の新たな制御チャネルにより送信されうるものである。既存の制御チャネルとは、例えば、BCCH(Broadcasting Control CHannel:報知チャネル)やSCCH(Signaling Control CHannel:共通双方向制御チャネル)、PCH(Paging CHannel:呼出チャネル)である。SCCHやPCHは、通話を実現するためのチャネルであるので、アイドル時には空き領域が多く存在する。このような既存チャネルの空き領域を有効に使用して割当情報を送信することが可能である。   Note that the allocation information can be transmitted through a free area of an existing control channel or a new control channel for transmitting allocation information. The existing control channel is, for example, BCCH (Broadcasting Control CHannel: broadcast channel), SCCH (Signaling Control CHannel: common bidirectional control channel), or PCH (Paging CHannel: paging channel). Since SCCH and PCH are channels for realizing a call, there are many free areas during idle. It is possible to transmit allocation information by effectively using the free area of such an existing channel.

また、上述の本発明の実施形態の説明において、ヌルステアリング要求メッセージを受信した基地局103bは、無線チャネル107を使用する際に移動局101aにヌルを向けるとして説明したが、ヌルを向けずに無線チャネル107の使用を停止し、別のチャネルを割り当てて移動局101bと通信することもできる。この場合、101aは、割り当てられたチャネル107を使用して基地局103aと通信することができる。   In the above description of the embodiment of the present invention, the base station 103b that has received the null steering request message has been described as directing null to the mobile station 101a when using the radio channel 107. It is also possible to stop using the radio channel 107 and allocate another channel to communicate with the mobile station 101b. In this case, 101a can communicate with the base station 103a using the allocated channel 107.

また、上述の本発明の実施形態の説明において、例えば、キャリアセンス閾値「以上」またはキャリアセンス閾値「未満」のような表現の技術的思想が意味する内容は必ずしも厳密な意味ではなく、通信装置の仕様に応じて、基準となる値を含む場合又は含まない場合の意味を包含するものとする。例えば、キャリアセンス閾値「以上」とは、キャリアセンス結果がキャリアセンス閾値に達した場合のみならず、キャリアセンス閾値を超えた場合も含意し得るものとする。また、例えばキャリアセンス閾値「未満」とは、キャリアセンス結果がキャリアセンス閾値を下回った場合のみならず、キャリアセンス閾値に達した場合、つまりキャリアセンス閾値以下になった場合も含意し得るものとする。   Further, in the description of the embodiment of the present invention described above, for example, the meaning of the technical idea of expression such as “carrier sense threshold“ above ”or“ carrier sense threshold “less than” ”is not necessarily a strict meaning. Depending on the specifications, the meanings when the reference value is included or not included are included. For example, the carrier sense threshold “above” may imply not only when the carrier sense result reaches the carrier sense threshold but also when the carrier sense threshold is exceeded. In addition, for example, the carrier sense threshold “less than” may imply not only when the carrier sense result falls below the carrier sense threshold, but also when the carrier sense threshold is reached, that is, when the carrier sense threshold falls below the carrier sense threshold. To do.

上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。   As described above, the solution of the present invention has been described as an apparatus. However, the present invention can be realized as a method, a program, and a storage medium storing the program, which are substantially equivalent thereto, and the scope of the present invention. It should be understood that these are also included.

11 通信システム
101、101a、101b 移動局
103、103a、103b 基地局
105a、105b 領域(セル)
107 無線チャネル
111 基地局側通信部
113 基地局側記憶部
115 基地局側制御部
121 移動局側通信部
123 移動局側記憶部
125 移動局側制御部
ANT アレイアンテナ
11 Communication system 101, 101a, 101b Mobile station 103, 103a, 103b Base station 105a, 105b Area (cell)
107 radio channel 111 base station side communication unit 113 base station side storage unit 115 base station side control unit 121 mobile station side communication unit 123 mobile station side storage unit 125 mobile station side control unit ANT array antenna

Claims (4)

複数のアンテナを有する複数の基地局と移動局とから構成される通信システムであって、
前記基地局は、
前記複数のアンテナを介して前記移動局と無線信号を送受信する基地局側通信部と、
前記アンテナに関してヌルステアリングを含む指向性制御を行う基地局側制御部と
を備え、
前記移動局は、
前記基地局と無線信号を送受信する移動局側通信部と、
前記基地局それぞれの無線チャネルの割当状況を示す割当情報を受信した際に、前記割当情報から、一の基地局から割り当てられた無線チャネルが他の基地局により使用されていると判断した場合、前記無線チャネルを使用する他の基地局を特定し、前記特定した基地局に対し、当該無線チャネルで無線信号を送信する際には自局にヌルを向けることを要求するメッセージを前記移動局側通信部に送信させる移動局側制御部と
を備える通信システム。
A communication system comprising a plurality of base stations and a mobile station having a plurality of antennas,
The base station
A base station side communication unit that transmits and receives radio signals to and from the mobile station via the plurality of antennas;
A base station side control unit that performs directivity control including null steering with respect to the antenna,
The mobile station
A mobile station side communication unit for transmitting and receiving radio signals to and from the base station;
When determining that the radio channel allocated from one base station is being used by another base station from the allocation information when receiving the allocation information indicating the allocation status of each radio channel of the base station , When the mobile station side specifies another base station that uses the radio channel and requests the specified base station to send a null to the local station when transmitting a radio signal on the radio channel. A communication system comprising a mobile station side control unit to be transmitted to a communication unit.
請求項に記載の通信システムにおいて、
前記移動局側制御部は、前記一の基地局との通信が終了すると、前記他の基地局に対し、自局にヌルを向けることの解除を要求するメッセージを前記移動局側通信部に送信させることを特徴とする通信システム。
The communication system according to claim 1 ,
When the communication with the one base station is completed, the mobile station side control unit transmits a message requesting cancellation of directing a null to the other base station to the mobile station side communication unit. A communication system.
複数の基地局と無線信号を送受信する通信部と、
前記基地局それぞれの無線チャネルの割当状況を示す割当情報を受信した際に、前記割当情報から、一の基地局から割り当てられた無線チャネルが他の基地局により使用されていると判断した場合、前記無線チャネルを使用する他の基地局を特定し、前記特定した基地局に対し、当該無線チャネルで無線信号を送信する際には自局にヌルを向けることを要求するメッセージを前記通信部に送信させる制御部と
を備える移動局。
Communicates unit that sends and receives a plurality of base stations and a radio signal,
When determining that the radio channel allocated from one base station is being used by another base station from the allocation information when receiving the allocation information indicating the allocation status of each radio channel of the base station , wherein identifying the other base stations using a radio channel, wherein to the specified base station, before Symbol communications a message requesting to direct a null to the own station when transmitting a radio signal in the radio channel a mobile station and a Ru control section is sent to the department.
複数のアンテナを有し、ヌルステアリングを含む指向性制御が可能な複数の基地局と移動局とから構成される通信システムにおける通信方法であって、前記移動局が、
前記基地局それぞれの無線チャネルの割当状況を示す割当情報を受信した際に、前記割当情報から、一の基地局から割り当てられた無線チャネルが他の基地局により使用されているか判断するステップと、
前記無線チャネルが他の基地局により使用されていると判断した場合、前記無線チャネルを使用する他の基地局を特定し、前記特定した基地局に対し、当該無線チャネルで無線信号を送信する際には自局にヌルを向けることを要求するメッセージを送信するステップと
を含む通信方法。
A communication method in a communication system including a plurality of base stations and mobile stations, each having a plurality of antennas and capable of directivity control including null steering, wherein the mobile station is:
Upon receiving the allocation information indicating allocation status of the base station of each radio channel, from the assignment information, and determining whether the radio channel assigned from a base station being used by other base stations ,
When it is determined that the radio channel is being used by another base station, another base station that uses the radio channel is identified, and a radio signal is transmitted to the identified base station using the radio channel. Transmitting a message requesting to direct null to the local station.
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