JP5798514B2 - 無線通信方法、無線通信システム、及び基地局装置 - Google Patents
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本発明は、無線通信方法、無線通信システム、及び基地局装置に関する。
５ＧＨｚ帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格がある。このシステムでは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用い、最大で５４Ｍｂｐｓのスループットを実現している。但し、ここでのスループットとは、物理レイヤ上でのスループットであり、実際には、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでの伝送効率が５０〜７０％程度であるため、実際のスループットの上限値は、３０Ｍｂｐｓ程度である（例えば非特許文献１参照）。
更に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、複数のアンテナを用いて同一時刻、及び同一周波数チャネルを用いて空間多重を実現することが可能なＭＩＭＯ（Multiple input multiple output：多入力多出力）技術や、これまで個別に用いられていた２０ＭＨｚの周波数チャネルを２つ同時に利用して４０ＭＨｚの周波数チャネルを利用する技術や、複数のフレームを束ねて送信を行うフレームアグリゲーション、ブロックＡＣＫ信号による制御信号のオーバーヘッドの削減による効率化などの技術により高速通信の実現を目指し、最大６００Ｍｂｐｓの伝送速度を実現することが可能である（例えば非特許文献１参照）。
更に、伝送速度を増加させる技術として、複数の基地局が、それぞれの基地局が搭載する複数のアンテナを用いて、各アンテナから送信される信号の位相回転量を変更することで、電波の指向性を制御（送信ビームフォーミング）し、近接する通信セルへの干渉を抑圧しながら自身の通信をそれぞれの基地局が同時に行うことでシステム全体の伝送速度を増加させる技術（協調伝送技術）が検討されている（例えば非特許文献２参照）。
守倉正博、久保田周治、「改訂三版８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」、インプレスＲ＆Ｄ、２００８年３月２７日
A. Nosratinia, T. E. Hunter, and A. Hedayat, "Cooperative Communication in Wireless Networks" IEEE Communication Magazine, Oct. 2004.
S. Jagannathan, H. Aghajan, and A. Goldsmith, "The effect of time synchronization errors on the performance of cooperative MISO systems" IEEE GlobeCom, Dec. 2004.
しかしながら、協調伝送技術は、各基地局の送信タイミングに差が生じた場合に、伝送速度の劣化を引き起こすことが知られている（例えば非特許文献３参照）。送信タイミングのずれの要因は、基地局自身が有する時刻のずれや、クロック周波数のずれなどがある。送信タイミングのずれを補正する一般的な方法として、ＧＰＳを用いた時刻同期方法や、有線ネットワークを介した時刻同期方法が存在するが、無線ＬＡＮ（Local Area Network）のような安価な装置で、かつ、自律分散で動作を行うシステムにおいては、上記時刻同期技術を搭載することは難しいという問題がある。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、無線ＬＡＮのような安価な装置で、かつ、自律分散で動作を行うシステムであっても、複数の送信局において同一時刻に送信を行うことができる無線通信方法、無線通信システム、及び基地局装置を提供することにある。
上述した課題を解決するために、本発明は、少なくとも第１の基地局と第２の基地局とが同時に送信を行う無線通信方法であって、前記第１の基地局が、データ送信を行う時間を示す同時送信用情報を含む送信タイミング同期用信号を前記第２の基地局に送信するステップと、前記第２の基地局が、前記送信タイミング同期用信号を受信し、該受信した送信タイミング同期用信号に含まれる前記同時送信用情報を検出するステップと、前記第１の基地局が、前記同時送信用情報に基づいて前記第１の基地局に接続される第１の端末局にデータ送信を行うステップと、前記第２の基地局が、前記検出した同時送信用情報に基づいて、前記第２の基地局に接続される第２の端末局にデータ送信を行うステップと、を含むことを特徴とする無線通信方法である。
本発明は、上記の発明において、前記第１の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の送信後、前記同時送信用情報で示される送信時間だけ遅延させた後、前記第１の端末局にデータ送信を行い、前記第２の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の受信後、前記同時送信用情報で示される送信時間だけ遅延させた後、前記第２の端末局にデータ送信を行うことを特徴とする。
本発明は、上記の発明において、前記第１の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の送信後、前記同時送信用情報で示される送信時間だけ遅延させた後、前記第１の端末局にデータ送信を行い、前記第２の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の受信後、前記第１の基地局と前記第２の基地局の間の伝搬遅延時間を算出し、前記同時送信用情報で示される送信時間から前記伝搬遅延時間を減算した時間だけ遅延させた後、前記第２の端末局にデータ送信を行うことを特徴とする。
本発明は、上記の発明において、前記第１の基地局が、前記第１の基地局と前記第２の基地局の間の伝搬遅延時間を算出し、前記送信タイミング同期用信号の送信後、前記同時送信用情報で示される送信時間に前記伝搬遅延時間を加算した時間だけ遅延させた後、前記第１の端末局にデータ送信を行い、前記第２の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の受信後、前記同時送信用情報で示される送信時間だけ遅延させた後、前記第２の端末局にデータ送信を行うことを特徴とする。
本発明は、上記の発明において、前記第１の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の送信後、前記同時送信用情報で示される送信時間だけ遅延させた後、前記第１の端末局にデータ送信を行い、前記第２の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の受信後、前記同時送信用情報で示される送信時間から当該第２の基地局の受信処理時間を減算した時間だけ遅延させた後、前記第２の端末局にデータ送信を行うことを特徴とする。
本発明は、上記の発明において、前記第１の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の送信後、前記同時送信用情報で示される送信時間だけ遅延させた後、前記第１の端末局にデータ送信を行い、前記第２の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の受信後、該送信タイミング同期用信号の先頭時刻を検出し、その後、前記送信タイミング同期用信号の信号長に相当する時間を検出し、前記送信タイミング同期用信号の先頭時刻から、前記同時送信用情報で示される送信時間に前記送信タイミング同期用信号の信号長に相当する時間を加算した時間だけ遅延させた後、前記第２の端末局にデータ送信を行うことを特徴とする。
また、上述した課題を解決するために、本発明は、少なくとも第１の基地局と第２の基地局とが同時に送信を行う無線通信システムであって、前記第１の基地局は、データ送信を行う時間を示す同時送信用情報を含む送信タイミング同期用信号を生成し、前記第２の基地局に送信する送信タイミング同期用信号生成部と、前記同時送信用情報に基づいて当該第１の基地局に接続される第１の端末局にデータ送信を行う無線信号生成部とを備え、前記第２の基地局は、前記送信タイミング同期用信号を受信し、該受信した送信タイミング同期用信号に含まれる前記同時送信用情報を検出する送信タイミング同期用信号検出部と、前記検出した同時送信用情報に基づいて、前記第２の基地局に接続される第２の端末局にデータ送信を行う送信タイミングを制御する送信タイミング制御部とを備えることを特徴とする無線通信システムである。
また、上述した課題を解決するために、本発明は、無線通信を行う基地局装置であって、当該基地局装置がデータ送信を行うための送信権を獲得した場合に、データ送信を行う時間を示す同時送信用情報を含む送信タイミング同期用信号を生成し、他の基地局装置に送信する送信タイミング同期用信号生成部と、前記他の基地局装置から送信された送信タイミング同期用信号を受信した場合に、該受信した送信タイミング同期用信号に含まれる同時送信用情報を検出する送信タイミング同期用信号検出部と、当該基地局装置が生成した同時送信用情報、または前記他の基地局装置から受信した同時送信用情報のいずれかに基づいて当該基地局装置に接続される端末局にデータ送信を行う送信タイミング制御部とを備えることを特徴とする基地局装置である。
この発明によれば、無線ＬＡＮのような安価な装置で、かつ、自律分散で動作を行うシステムであっても、複数の送信局において同一時刻に送信を行うことができる。
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明による協調伝送システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、協調伝送システムは、２つの基地局１００−１（第１の基地局）、１００−２（第２の基地局）と、基地局１００−１と無線パケット通信をする端末局１０１−１と、基地局１００−２と無線パケット通信をする端末装置１０１−２とを備えている。端末局１０１−１は、基地局１００−１が成す通信セル１０２−１に属し、基地局１００−１を介して不図示の外部のネットワークと通信を行う。また、端末装置１０１−２は、基地局１００−２が成す通信セル１０２−２に属し、基地局装置１００−２を介して外部のネットワークと通信を行う。
Ａ．第１実施形態
次に、本発明の第１実施形態について説明する。本第１実施形態では、第１の基地局（基地局１００−１）は、同時送信用情報を含む送信タイミング同期用信号を第２の基地局（基地局１００−２）に送信し、同時送信用情報に基づいて第１の基地局（基地局１００−１）と接続される端末局（端末局１０１−１）にデータ送信を行う。第２の基地局（基地局１００−２）は、上記送信タイミング同期用信号を受信し、同時送信用情報を検出し、検出した同時送信用情報に基づいて第２の基地局（基地局１００−２）と接続される端末局（端末局１０１−２）にデータ送信を行う。以上のような方法を用いることで第１の基地局（基地局１００−１）、第２の基地局（基地局１００−２）が同時にデータ送信を行うことができる。
次に、本発明の第１実施形態について説明する。本第１実施形態では、第１の基地局（基地局１００−１）は、同時送信用情報を含む送信タイミング同期用信号を第２の基地局（基地局１００−２）に送信し、同時送信用情報に基づいて第１の基地局（基地局１００−１）と接続される端末局（端末局１０１−１）にデータ送信を行う。第２の基地局（基地局１００−２）は、上記送信タイミング同期用信号を受信し、同時送信用情報を検出し、検出した同時送信用情報に基づいて第２の基地局（基地局１００−２）と接続される端末局（端末局１０１−２）にデータ送信を行う。以上のような方法を用いることで第１の基地局（基地局１００−１）、第２の基地局（基地局１００−２）が同時にデータ送信を行うことができる。
［基地局１００−１構成］
図２は、本第１実施形態における基地局１００−１の略構成を示すブロック図である。図２に示すように、基地局１００−１は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａと、無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａと、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａと、送信タイミング同期用信号生成部２０４と、送信時間決定部２０５とを備えている。
図２は、本第１実施形態における基地局１００−１の略構成を示すブロック図である。図２に示すように、基地局１００−１は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａと、無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａと、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａと、送信タイミング同期用信号生成部２０４と、送信時間決定部２０５とを備えている。
アンテナ２０１−１〜２０１−Ａは、入力信号、または送信タイミング制御部２０２−１〜２０２−Ａから入力された送信タイミング同期用信号を空中に放射する一方、空中から入力された信号を受信し、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａに出力する。無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａは、受信された無線ＬＡＮ信号の復調を行って出力信号として出力する。
送信時間決定部２０５は、基地局１００−１が送信タイミング同期用信号の送信が終了してから次の送信を行うまでの時間を決定し、送信時間情報として送信タイミング同期用信号生成部２０４に供給する。送信時間情報は、例えば１６μｓという値である。送信時間情報は、例えば伝送速度や帯域、接続されている端末局の数等に応じて決定してもよいし、予め定められた値としてもよい。送信タイミング同期用信号生成部２０４は、基地局１００−１がデータ送信を行うための送信権を獲得した場合に、送信時間決定部２０５で決定された送信時間情報を含む送信タイミング同期用信号を生成する。
無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａは、入力信号、または送信タイミング同期用信号を無線ＬＡＮ信号に変換する。無線ＬＡＮ信号とは、無線ＬＡＮ標準化規格で規定される信号フォーマットで生成された信号である。
［基地局１１０−２構成］
図３は、本第１実施形態における基地局１００−２の略構成を示すブロック図である。なお、図２に対応する部分（同一機能のブロック）には同一の符号を付けて説明を省略する。図３に示すように、基地局１００−２は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａと、無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａと、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａと、送信タイミング制御部２０６と、送信タイミング同期用信号検出部２０７とを備えている。
図３は、本第１実施形態における基地局１００−２の略構成を示すブロック図である。なお、図２に対応する部分（同一機能のブロック）には同一の符号を付けて説明を省略する。図３に示すように、基地局１００−２は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａと、無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａと、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａと、送信タイミング制御部２０６と、送信タイミング同期用信号検出部２０７とを備えている。
送信タイミング制御部２０６は、入力される無線ＬＡＮ信号を、送信タイミング同期用信号検出部２０７で検出された送信時間情報に示される時間だけ遅らせて，アンテナに出力するブロックである。送信タイミング同期用信号検出部２０７は、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａから出力された信号から送信タイミング同期用信号を検出し、上記送信時間情報を取得する。
［端末局構成］
図４は、本第１実施形態における端末局１０１−１、１０１−２の略構成を示すブロック図である。なお、以下、総称して端末局１０１という。図４に示すように、端末局１０１は、アンテナ３０１−１〜３０１−Ｂと、無線ＬＡＮ信号生成部３０２−１〜３０２−Ｂと、無線ＬＡＮ信号復調部３０３−１〜３０３−Ｂとを備えている。
図４は、本第１実施形態における端末局１０１−１、１０１−２の略構成を示すブロック図である。なお、以下、総称して端末局１０１という。図４に示すように、端末局１０１は、アンテナ３０１−１〜３０１−Ｂと、無線ＬＡＮ信号生成部３０２−１〜３０２−Ｂと、無線ＬＡＮ信号復調部３０３−１〜３０３−Ｂとを備えている。
アンテナ３０１−１〜３０１−Ｂは、無線ＬＡＮ信号生成部３０２−１〜３０２−Ｂから入力される無線ＬＡＮ信号を空中に放射する一方、空中から入力された信号を受信し、無線ＬＡＮ信号復調部３０３−１〜３０３−Ｂに出力する。無線ＬＡＮ信号復調部３０３−１〜３０３−Ｂは、受信された無線ＬＡＮ信号の復調を行って出力信号として出力する。無線ＬＡＮ信号生成部３０２−１〜３０２−Ｂは、入力信号を無線ＬＡＮ信号に変換し、アンテナ３０１−１〜３０１−Ｂに供給する。
［基地局と端末局の通信手順例］
図５は、本第１実施形態による基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２との間での通信手順を説明するためのタイミングチャートである。なお、図５の説明にあたり、アクセス制御方式については、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が採用されていることを前提とする。
図５は、本第１実施形態による基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２との間での通信手順を説明するためのタイミングチャートである。なお、図５の説明にあたり、アクセス制御方式については、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が採用されていることを前提とする。
基地局１００−１において、端末局１０１−１に対して送信すべきパケットのデータ（送信対象データ）が発生したとする。これに応じて、基地局１００−１は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンスＣＳを実行する。該キャリアセンスＣＳにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。
例えば、時刻ｔ１において実行したキャリアセンスＣＳにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることが検出されたとする。これに応じて、基地局１００−１は、例えば時刻ｔ２からある時間を経過した時刻ｔ３からｔ４までの期間において、送信時間情報ｔが含まれる送信タイミング同期用信号ＳＳ１を生成して送信する。基地局１００−２は、上記送信タイミング同期用信号ＳＳ１の受信に応じて、送信タイミング同期用信号ＳＳ１から送信時間情報ｔを取得する。
次に、基地局１００−１は、時刻ｔ４からｔ［ｓ］時間を経過した時刻ｔ５からｔ６までの期間において、端末局１０１−１に対してデータ送信を行う。同様に、基地局１００−２は、時刻ｔ４からｔ［ｓ］時間を経過した時刻ｔ５からｔ６までの期間において、端末局１０１−２に対してデータ送信を行う。
なお、時刻ｔ５からｔ６の期間において送信されるデータは、例えば無線通信に適合したフレームに変換されているものとする。また、フレームアグリゲーションが適用されている場合、時刻ｔ５からｔ６の期間において送信されるデータは、所定数のフレームが連結されたデータユニットとなる。
このように、基地局１００−１、１００−２は、上述したタイミングチャートに従って同時に送信を行う。
［信号生成処理手順例］
図６は、本第１実施形態の基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２による信号生成処理を説明するためのフローチャートである。図６に示す基地局１００−１の処理は、図２に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、基地局１００−２の処理は、図３に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、図６に示す端末局１０１−１、１０１−２の処理は、図４に示すいずれか機能部が適宜実行する。
図６は、本第１実施形態の基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２による信号生成処理を説明するためのフローチャートである。図６に示す基地局１００−１の処理は、図２に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、基地局１００−２の処理は、図３に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、図６に示す端末局１０１−１、１０１−２の処理は、図４に示すいずれか機能部が適宜実行する。
基地局１００−１において、送信対象データが発生したか否かを判別し（ステップＳ１０１）、送信対象データが発生していない場合には（ステップＳ１０１のＮＯ）、ステップＳ１０１を繰り返し実行することで、送信対象データが発生するのを待機する。
そして、送信対象データが発生した場合には（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、基地局１００−１は、キャリアセンスを実行し、アイドル状態が検出された否かを判別し（ステップＳ１０２）、アイドル状態が検出されない場合には（ステップＳ１０２のＮＯ）、ステップＳ１０２を繰り返し実行することで、アイドル状態が検出されるのを待機する。
そして、アイドル状態が検出された場合には（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、基地局１００−１は、送信時間決定部２０５で送信時間ｔを決定する（ステップＳ１０３）。そして、送信タイミング同期用信号生成部２０４で、上記送信時間を示す送信時間情報が含まれる送信タイミング同期用信号ＳＳ１を生成し、基地局１００−２を宛先として指定して送信する（ステップＳ１０４）。
基地局１００−２は、上記送信タイミング同期用信号ＳＳ１の受信に応じて、送信タイミング同期用信号ＳＳ１を検出し、送信時間情報ｔを取得する（ステップＳ２０１）。
次に、基地局１００−１は、自身が送信した送信タイミング同期用信号ＳＳ１を送信した後からｔ秒後に、端末局１０１−１に対してデータ送信を行う（ステップＳ１０５）。
また、基地局１００−２は、送信タイミング同期用信号ＳＳ１を受信してからｔ秒後に、端末局１０１−２に対してデータ送信を行う（ステップＳ２０２）。
また、端末局１０１−１は、ステップＳ１０５で基地局１００−１から送信されるデータを受信する（ステップＳ３０１）。また、端末局１０１−２は、ステップＳ２０２で基地局１００−２から送信されるデータを受信する（ステップＳ４０１）。
上述した第１実施形態によれば、基地局１００−１が、同時送信用情報を含む送信タイミング同期用信号を基地局１００−２に送信するとともに、同時送信用情報に基づいて端末局１０１−１にデータ送信し、基地局１００−２は、上記送信タイミング同期用信号を受信し、同時送信用情報を検出し、検出した同時送信用情報に基づいて端末局１０１−２にデータ送信するようにしたので、無線ＬＡＮのような安価な装置で、かつ、自律分散で動作を行うシステムであっても、複数の送信局において同一時刻に送信を行うことができる。
Ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本第２実施形態では、上述した第１実施形態に加えて、第２の基地局（基地局１００−２）が、受信した送信タイミング同期用信号の受信電力から伝搬遅延時間を算出し、同時送信用情報、及び伝搬遅延時間に基づいて、第２の基地局（基地局１００−２）に接続される端末局（端末局１０１−２）にデータ送信を行うことで、高精度な同時送信を行うことができる。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本第２実施形態では、上述した第１実施形態に加えて、第２の基地局（基地局１００−２）が、受信した送信タイミング同期用信号の受信電力から伝搬遅延時間を算出し、同時送信用情報、及び伝搬遅延時間に基づいて、第２の基地局（基地局１００−２）に接続される端末局（端末局１０１−２）にデータ送信を行うことで、高精度な同時送信を行うことができる。
［基地局１００−１構成］
基地局１００−１の構成は、図２と同様であるので説明を省略する。但し、本第２実施形態による送信タイミング同期用信号生成部２０４は、送信時間情報ｔに加えて、基地局１００−１の送信電力情報Ｐｔも含む送信タイミング同期用信号を生成する。
基地局１００−１の構成は、図２と同様であるので説明を省略する。但し、本第２実施形態による送信タイミング同期用信号生成部２０４は、送信時間情報ｔに加えて、基地局１００−１の送信電力情報Ｐｔも含む送信タイミング同期用信号を生成する。
［基地局１００−２構成］
図７は、本第２実施形態における基地局１００−２の略構成を示すブロック図である。なお、図３に対応する部分（同一機能のブロック）には同一の符号を付けて説明を省略する。図７に示すように、基地局１００−２は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａと、無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａと、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａと、送信タイミング制御部２０６と、送信タイミング同期用信号検出部２０７と、受信電力測定部２０９と、送信時間算出部２１０とを備えている。
図７は、本第２実施形態における基地局１００−２の略構成を示すブロック図である。なお、図３に対応する部分（同一機能のブロック）には同一の符号を付けて説明を省略する。図７に示すように、基地局１００−２は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａと、無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａと、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａと、送信タイミング制御部２０６と、送信タイミング同期用信号検出部２０７と、受信電力測定部２０９と、送信時間算出部２１０とを備えている。
送信タイミング同期信号検出部２０７は、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａから出力された出力信号から送信タイミング同期用信号を検出し、送信時間情報ｔ、及び送信電力情報Ｐｔを取得し、取得した送信時間情報ｔ、及び送信電力情報Ｐｔを送信時間算出部２１０に供給する。
受信電力測定部２０９は、受信信号の受信電力を測定し、測定した受信電力情報Ｐｒを送信時間算出部２１０に供給する。
送信時間算出部２１０は、入力される送信電力情報Ｐｔ、受信電力情報Ｐｒから、Ｐｔ−Ｐｒ≦５９．６９４２のとき、数式（１）、（２）を用いて、もしくは、Ｐｔ−Ｐｒ＞５９．６９４２のとき、数式（３）、（４）を用いて伝搬遅延時間ｔｒを算出する。
ここで、ＤはＡＰ間距離［ｍ］、Ｐｔは送信電力［ｄＢｍ］、Ｐｒは受信電力［ｄＢｍ］である。但し、上記数式（１）〜（４）では、ＩＥＥＥ８０２．１１のチャネルモデルで規定される伝搬減衰式を用いて計算を行ったが、他モデルで規定される伝搬減衰式を用いて計算しても構わない。
［端末局構成］
本第２実施形態による端末局１０１−１、１０１−２の構成は、図４と同様であるので説明を省略する。
本第２実施形態による端末局１０１−１、１０１−２の構成は、図４と同様であるので説明を省略する。
［基地局と端末局の通信手順例］
図８は、本第２実施形態による基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２との間での通信手順を説明するためのタイミングチャートである。なお、時刻ｔ１からｔ３までの通信フローは、図５と同様であるので説明を省略する。
図８は、本第２実施形態による基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２との間での通信手順を説明するためのタイミングチャートである。なお、時刻ｔ１からｔ３までの通信フローは、図５と同様であるので説明を省略する。
基地局１００−１は、例えば時刻ｔ２から或る時間を経過した時刻ｔ３からｔ４までの期間において、送信時間情報ｔ、及び送信電力情報Ｐｔが含まれる送信タイミング同期用信号ＳＳ２を生成して送信する。
基地局１００−２は、伝搬遅延の影響により、時刻ｔ３からｔ５において、上記送信タイミング同期用信号ＳＳ２を受信する。さらに、送信タイミング同期信号検出部２０７で送信タイミング同期用信号ＳＳ２を検出し、送信時間情報ｔ、及び送信電力情報Ｐｔを取得する。さらに、受信電力測定部２０９で、送信タイミング同期用信号ＳＳ２の受信電力Ｐｒを測定する。そして、送信時間算出部２１０で、送信電力Ｐｔ、受信電力Ｐｒを用いて、数式（１）、（２）、もしくは数式（３）、（４）から伝搬遅延時間ｔｒを算出する。
次に、基地局１００−１は、時刻ｔ４からｔ[s]時間を経過した時刻ｔ６からｔ７までの期間において、端末局１０１−１に対してデータ送信を行う。
基地局１００−２は、時刻ｔ５からｔ−ｔｒ[s]時間を経過した時刻ｔ６からｔ７までの期間において、端末局１０１−２に対してデータ送信を行う。
このように、基地局１００−１、１００−２は、上述したタイミングチャートに従って同時に送信を行う。
［信号生成処理手順例］
図９は、本第２実施形態の基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２による信号生成処理を説明するためのフローチャートである。図９に示す基地局１００−１の処理は、図２に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、基地局１００−２の処理は、図７に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、図９に示す端末局１０１−１、１０１−２の処理は、図４に示すいずれか機能部が適宜実行する。なお、基地局１１０−１におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４は、図６と同様であるので説明を省略する。
図９は、本第２実施形態の基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２による信号生成処理を説明するためのフローチャートである。図９に示す基地局１００−１の処理は、図２に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、基地局１００−２の処理は、図７に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、図９に示す端末局１０１−１、１０１−２の処理は、図４に示すいずれか機能部が適宜実行する。なお、基地局１１０−１におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４は、図６と同様であるので説明を省略する。
基地局１１０−２では、基地局１１０−１からの送信タイミング同期用信号の受信に応じて、送信タイミング同期信号検出部２０７で、送信タイミング同期用信号を検出し、送信時間情報ｔ、及び送信電力情報Ｐｔを取得し、また、受信電力測定部２０９で、上記送信タイミング同期用信号の受信電力Ｐｒを測定する（ステップ２０３）。そして、送信時間算出部２１０で、送信電力情報Ｐｔ、及び受信電力情報Ｐｒを用いて、伝搬遅延時間ｔｒを算出する（ステップＳ２０４）。
次に、基地局１００−１は、自身が送信した送信タイミング同期用信号を送信した後からｔ秒後に端末局１０１−１に対してデータ送信を行う（ステップＳ１０５）。
また、基地局１００−２は、送信タイミング同期用信号を受信してからｔ−ｔｒ秒後に端末局１０１−２に対してデータ送信を行う（ステップＳ２０５）。
また、端末局１０１−１は、ステップＳ１０５で基地局１００−１から送信されるデータを受信する（ステップＳ３０１）。また、端末局１０１−２は、ステップＳ２０５で基地局１００−２から送信されるデータを受信する（ステップＳ４０１）。
また、基地局１００−２は、送信タイミング同期用信号を受信してからｔ−ｔｒ秒後に端末局１０１−２に対してデータ送信を行う（ステップＳ２０５）。
また、端末局１０１−１は、ステップＳ１０５で基地局１００−１から送信されるデータを受信する（ステップＳ３０１）。また、端末局１０１−２は、ステップＳ２０５で基地局１００−２から送信されるデータを受信する（ステップＳ４０１）。
上述した第２実施形態によれば、基地局１００−２が、受信した送信タイミング同期用信号の受信電力から伝搬遅延時間を算出し、同時送信用情報、及び伝搬遅延量に基づいて、基地局１００−２と接続される端末局１０１−２に送信を行うことで高精度な同時送信を行うことができる。
Ｃ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
上述した第２実施形態では、基地局１００−２が、伝搬遅延時間の算出を行い、送信時間を調整する例を示したが、本第３実施形態では、基地局１００−１が、伝搬遅延時間の算出、及び送信時間の調整を行う。
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
上述した第２実施形態では、基地局１００−２が、伝搬遅延時間の算出を行い、送信時間を調整する例を示したが、本第３実施形態では、基地局１００−１が、伝搬遅延時間の算出、及び送信時間の調整を行う。
［基地局１００−１構成］
図１０は、本第３実施形態における基地局１００−１の略構成を示すブロック図である。なお、図２、図７に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図１０に示すように、基地局１００−１は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａと、無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａと、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａと、送信タイミング同期用信号生成部２０４と、送信時間決定部２０５、送信タイミング制御部２０６、受信電力測定部２０９と、送信時間算出部２１０とを備えている。ここでは、送信タイミング制御部２０６は、送信タイミング同期信号を送信した後、送信時間決定部２０５が決定した送信時間ｔに、送信時間算出部２１０が算出した伝搬遅延時間ｔｒを足した時間が経過した時に、データ送信を開始するように送信タイミングを制御する。
図１０は、本第３実施形態における基地局１００−１の略構成を示すブロック図である。なお、図２、図７に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図１０に示すように、基地局１００−１は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａと、無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａと、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａと、送信タイミング同期用信号生成部２０４と、送信時間決定部２０５、送信タイミング制御部２０６、受信電力測定部２０９と、送信時間算出部２１０とを備えている。ここでは、送信タイミング制御部２０６は、送信タイミング同期信号を送信した後、送信時間決定部２０５が決定した送信時間ｔに、送信時間算出部２１０が算出した伝搬遅延時間ｔｒを足した時間が経過した時に、データ送信を開始するように送信タイミングを制御する。
［基地局１００−２構成］
図１１は、本第３実施形態における基地局１００−２の略構成を示すブロック図である。なお、図７に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図１１に示すように、基地局１００−２は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａと、無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａと、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａと、送信タイミング制御部２０６と、送信タイミング同期用信号検出部２０７と、電力通知信号生成部２１１とを備えている。電力通知信号生成部２１１は、基地局１００−２の送信電力情報Ｐｔを含む信号を生成する。
図１１は、本第３実施形態における基地局１００−２の略構成を示すブロック図である。なお、図７に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図１１に示すように、基地局１００−２は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａと、無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａと、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａと、送信タイミング制御部２０６と、送信タイミング同期用信号検出部２０７と、電力通知信号生成部２１１とを備えている。電力通知信号生成部２１１は、基地局１００−２の送信電力情報Ｐｔを含む信号を生成する。
［端末局構成］
なお、本第３実施形態における端末局１０１−１、１０１−２の構成は図４と同様であるので説明を省略する。
なお、本第３実施形態における端末局１０１−１、１０１−２の構成は図４と同様であるので説明を省略する。
［基地局と端末局の通信手順例］
図１２は、本第３実施形態による基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２との間での通信手順を説明するためのタイミングチャートである。なお、この図の説明にあたり、アクセス制御方式については、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が採用されていることを前提とする。
図１２は、本第３実施形態による基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２との間での通信手順を説明するためのタイミングチャートである。なお、この図の説明にあたり、アクセス制御方式については、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が採用されていることを前提とする。
基地局１００−２は，ランダムな時間間隔によりキャリアセンスＣＳ１を実行する。キャリアセンスＣＳ１により、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。
例えば、時刻ｔ１において実行したキャリアセンスＣＳ１により、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることが検出されたとする。これに応じて、基地局１００−２は、例えば時刻ｔ２から或る時間を経過した時刻ｔ３からｔ４までの期間において、基地局１００−２の送信電力情報Ｐｔが含まれる電力通知信号ＰＳを生成して送信する。
基地局１００−１が、上記電力通知信号ＰＳを受信すると、受信電力測定部２０９は、電力通知信号ＰＳに含まれる送信電力情報Ｐｔを読み出す。さらに、受信電力測定部２０９で、電力通知信号ＰＳの受信電力Ｐｒを測定する。さらに、送信時間算出部２１０で、送信電力Ｐｔ、及び受信電力Ｐｒを用いて、数式（１）、（２）、もしくは数式（３）、（４）から伝搬遅延時間ｔｒを算出する。
次に、基地局１００−１において、端末局１０１−１に対して送信すべきパケットのデータ（送信対象データ）が発生したとする。これに応じて、基地局１００−１は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンスＣＳ２を実行する。キャリアセンスＣＳ２により、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。
例えば、時刻ｔ５において実行したキャリアセンスＣＳ５により、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることが検出されたとする。これに応じて、基地局１００−１は、送信タイミング同期用信号生成部２０４で、例えば時刻ｔ６から或る時間を経過した時刻ｔ７からｔ８までの期間において、送信時間情報ｔが含まれる送信タイミング同期用信号ＳＳ３を生成して送信する。
基地局１００−２は、上記送信タイミング同期用信号ＳＳ３の受信に応じて、送信タイミング同期用信号検出部２０７で、送信タイミング同期用信号ＳＳ３を検出し、送信時間情報ｔを取得する。
次に、基地局１００−１は、送信タイミング同期用信号ＳＳ３の送信後、時刻ｔ８からｔ＋ｔｒ[s]時間を経過した時刻ｔ１０からｔ１１までの期間において、端末局１０１−１に対してデータ送信を行う。
基地局１００−２は、送信時間情報ｔの取得後、時刻ｔ９からｔ[s]時間を経過した時刻ｔ１０からｔ１１までの期間において、端末局１０１−２に対してデータ送信を行う。
このように、基地局１００−１、１００−２は、上述したタイミングチャートに従って同時に送信を行う。
［信号生成処理手順例］
図１３は、本第３実施形態の基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２による信号生成処理を説明するためのフローチャートである。図１３に示す基地局１００−１の処理は、図１０に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、基地局１００−２の処理は、図１１に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、図１３に示す端末局１０１−１、１０１−２の処理は、図４に示すいずれか機能部が適宜実行する。なお、基地局１１０−１におけるステップＳ１０１〜１０４は、図６と同様であるので説明を省略する。
図１３は、本第３実施形態の基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２による信号生成処理を説明するためのフローチャートである。図１３に示す基地局１００−１の処理は、図１０に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、基地局１００−２の処理は、図１１に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、図１３に示す端末局１０１−１、１０１−２の処理は、図４に示すいずれか機能部が適宜実行する。なお、基地局１１０−１におけるステップＳ１０１〜１０４は、図６と同様であるので説明を省略する。
基地局１００−２は、基地局１００−１に対して、自身の送信電力情報Ｐｔを含む電力通知信号ＰＳを送信する（ステップＳ２０６）。
基地局１００−１は、上記電力通知信号ＰＳの受信に応じて、電力通知信号ＰＳを検出し、送信電力情報Ｐｔを取得し、さらに、受信電力測定部２０９で、受信電力Ｐｒを測定する（ステップＳ１０６）。そして、送信時間算出部２１０で、送信電力情報Ｐｔ、及び受信電力情報Ｐｒを用いて伝搬遅延時間ｔｒを算出する（ステップＳ１０７）。
次に、基地局１００−１において、送信対象データが発生したか否かを判別し（ステップＳ１０８）、送信対象データが発生していない場合には（ステップＳ１０８のＮＯ）、ステップＳ１０８を繰り返し実行することで、送信対象データが発生するのを待機する。
そして、送信対象データが発生した場合には（ステップＳ１０８のＹＥＳ）、基地局１００−１は、キャリアセンスを実行し、アイドル状態が検出された否かを判別し（ステップＳ１０９）、アイドル状態が検出されない場合には（ステップＳ１０９のＮＯ）、ステップＳ１０９を繰り返し実行することで、アイドル状態が検出されるのを待機する。
そして、アイドル状態が検出された場合には（ステップＳ１０９のＹＥＳ）、基地局１００−１は、送信時間決定部２０５で送信時間を決定する（ステップＳ１１０）。そして、送信タイミング同期用信号生成部２０４で、上記送信時間を示す送信時間情報ｔが含まれる送信タイミング同期用信号ＳＳ３を生成し、基地局１００−２を宛先として指定して送信する（ステップＳ１１１）。
基地局１００−２は、上記送信タイミング同期用信号ＳＳ３の受信に応じて、送信タイミング同期用信号ＳＳ３を検出し、送信時間情報ｔを取得する（ステップＳ２０７）。
次に、基地局１００−１は、自身が送信した送信タイミング同期用信号ＳＳ３を送信した後からｔ＋ｔｒ秒後に、端末局１０１−１に対してデータ送信を行う（ステップＳ１１２）。
次に、基地局１００−１は、自身が送信した送信タイミング同期用信号ＳＳ３を送信した後からｔ＋ｔｒ秒後に、端末局１０１−１に対してデータ送信を行う（ステップＳ１１２）。
また、基地局１００−２は、送信タイミング同期用信号ＳＳ３を受信してからｔ秒後に端末局１０１−２に対してデータ送信を行う（ステップＳ２０８）。
また、端末局１０１−１は、ステップＳ１１２で基地局１００−１から送信されるデータを受信する（ステップＳ３０１）。また、端末局１０１−２は、ステップＳ２０８で基地局１００−２から送信されるデータを受信する（ステップＳ４０１）。
上述した第３実施形態によれば、基地局１００−１が、伝搬遅延時間の算出、及び送信時間の調整を行うようにしたので、同時送信用情報、及び伝搬遅延量に基づいて、基地局１００−１と接続される端末局１０１−１に送信を行うことで高精度な同時送信を行うことができる。
Ｄ．第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本第４実施形態では、基地局１００−２での受信処理時間を測定し、該受信処理時間に基づいてデータ送信することで、より正確に同時に送信することができる。
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本第４実施形態では、基地局１００−２での受信処理時間を測定し、該受信処理時間に基づいてデータ送信することで、より正確に同時に送信することができる。
［基地局１００−１構成］
本第４実施形態における基地局１００−１は、前述した第１実施形態の図２に示す構成と同じであるので説明を省略する。
本第４実施形態における基地局１００−１は、前述した第１実施形態の図２に示す構成と同じであるので説明を省略する。
［基地局１００−２構成］
図１４は、本第４実施形態における基地局１００−２の略構成を示すブロック図である。なお、なお、図３に対応する部分（同一機能のブロック）には同一の符号を付けて説明を省略する。図１４に示すように、基地局１００−２は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａと、無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａと、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａと、送信タイミング制御部２０６と、送信タイミング同期用信号検出部２０７と、受信処理時間測定部２１２とを備えている。
図１４は、本第４実施形態における基地局１００−２の略構成を示すブロック図である。なお、なお、図３に対応する部分（同一機能のブロック）には同一の符号を付けて説明を省略する。図１４に示すように、基地局１００−２は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａと、無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａと、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａと、送信タイミング制御部２０６と、送信タイミング同期用信号検出部２０７と、受信処理時間測定部２１２とを備えている。
受信処理時間測定部２１２は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａから受信信号が入力されてから送信タイミング同期用信号検出部２０７で信号が検出されるまでの時間である受信処理時間ｔｃを測定する。
［端末局構成］
本第４実施形態における端末局１０１−１、１０１−２の構成は、図４と同様であるので説明を省略する。
本第４実施形態における端末局１０１−１、１０１−２の構成は、図４と同様であるので説明を省略する。
［基地局と端末局の通信手順例］
図１５は、本第４実施形態による基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２との間での通信手順を説明するためのタイミングチャートである。なお、この図の説明にあたり、アクセス制御方式についてはＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が採用されていることを前提とする。
図１５は、本第４実施形態による基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２との間での通信手順を説明するためのタイミングチャートである。なお、この図の説明にあたり、アクセス制御方式についてはＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が採用されていることを前提とする。
基地局１００−１において、端末局１０１−１に対して送信すべきパケットのデータ（送信対象データ）が発生したとする。これに応じて、基地局１００−１は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンスＣＳを実行する。該キャリアセンスＣＳにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。
例えば、時刻ｔ１において実行したキャリアセンスＣＳにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることが検出されたとする。これに応じて、基地局１００−１は、送信タイミング同期用信号生成部２０４で、例えば時刻ｔ２から或る時間を経過した時刻ｔ３からｔ４までの期間において送信時間情報ｔが含まれる送信タイミング同期用信号ＳＳ４を生成して送信する。基地局１００−２は、上記送信タイミング同期用信号ＳＳ４の受信に応じて、送信タイミング同期用信号ＳＳ４を検出し、送信時間情報ｔを取得する。
次に、基地局１００−１は、時刻ｔ４からｔ［ｓ］時間を経過した時刻ｔ６からｔ７までの期間において、端末局１０１−１に対してデータ送信を行う。
基地局１００−２は、上記送信タイミング用同期信号ＳＳ４の受信に応じて、データ信号の生成を行い、受信処理時間測定部２１２で、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａから受信信号が入力されてから送信タイミング同期用信号検出部２０７で信号が検出されるまでの時間である受信処理時間ｔｃを測定する。そして、基地局１００−２は、ｔ４に受信処理時間ｔｃが経過した時刻ｔ５からｔ−ｔｃ［ｓ］時間を経過した時刻ｔ６からｔ７までの期間において、端末局１０１−２に対してデータ送信を行う。
このように、基地局１００−１、１００−２は、上述したタイミングチャートに従って同時に送信を行う。
［信号生成処理手順例］
図１６は、本第４実施形態の基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２による信号生成処理を説明するためのフローチャートである。図１６に示す基地局１００−１の処理は、図２に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、基地局１００−２の処理は、図１４に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、図１６に示す端末局１０１−１、１０１−２の処理は、図４に示すいずれか機能部が適宜実行する。なお、図１６におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４は、図６と同様であるので説明を省略する。
図１６は、本第４実施形態の基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２による信号生成処理を説明するためのフローチャートである。図１６に示す基地局１００−１の処理は、図２に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、基地局１００−２の処理は、図１４に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、図１６に示す端末局１０１−１、１０１−２の処理は、図４に示すいずれか機能部が適宜実行する。なお、図１６におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４は、図６と同様であるので説明を省略する。
基地局１００−２では、送信タイミング同期用信号ＳＳ４の受信に応じて、送信タイミング同期用信号検出部２０７で、送信時間情報ｔを取得し、受信処理時間測定部２１２で、受信処理時間ｔｃの測定を行う（ステップＳ２０９）．
次に、基地局１００−１は、自身が送信した送信タイミング同期用信号ＳＳ４を送信した後からｔ秒後に、端末局１０１−１に対してデータ送信を行う（ステップＳ１０５）。
次に、基地局１００−１は、自身が送信した送信タイミング同期用信号ＳＳ４を送信した後からｔ秒後に、端末局１０１−１に対してデータ送信を行う（ステップＳ１０５）。
また、基地局１００−２は、送信タイミング同期用信号ＳＳ４の受信処理を行ってからｔ−ｔｃ秒後に、端末局１０１−２に対してデータ送信を行う（ステップＳ２１０）。
また、端末局１０１−１は、ステップＳ１０５で基地局１００−１から送信されるデータを受信する（ステップＳ３０１）。また、端末局１０１−２は、ステップＳ２１０で、基地局１００−２から送信されるデータを受信する（ステップＳ４０１）。
また、端末局１０１−１は、ステップＳ１０５で基地局１００−１から送信されるデータを受信する（ステップＳ３０１）。また、端末局１０１−２は、ステップＳ２１０で、基地局１００−２から送信されるデータを受信する（ステップＳ４０１）。
上述した第４実施形態によれば、基地局１００−２での受信処理時間を測定し、該受信処理時間に基づいてデータ送信することで、より正確に同時に送信することができる。
Ｅ．第５実施形態
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
本第５実施形態では、基地局１００−２が送信を行う際に、これまでの第１乃至第４実施形態のように、受信終了時点からｔ秒後に送信するのではなく、受信開始時点からｔ＋ｔｆ秒後に送信を行うことで、マルチパス環境によって送信タイミング同期用信号が送信期間ｔｆよりも長く受信されたとしても、正確に同時に送信することができる。
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
本第５実施形態では、基地局１００−２が送信を行う際に、これまでの第１乃至第４実施形態のように、受信終了時点からｔ秒後に送信するのではなく、受信開始時点からｔ＋ｔｆ秒後に送信を行うことで、マルチパス環境によって送信タイミング同期用信号が送信期間ｔｆよりも長く受信されたとしても、正確に同時に送信することができる。
［基地局１００−１構成］
本第５実施形態における基地局１００−１は、図２に示す構成と同じであるので説明を省略する。
本第５実施形態における基地局１００−１は、図２に示す構成と同じであるので説明を省略する。
［基地局１００−２構成］
図１７は、本第５実施形態における基地局１００−２の略構成を示すブロック図である。なお、図３、図７、図１４に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図１７に示すように、基地局１００−２は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａと、無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａと、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａと、送信タイミング制御部２０６と、送信タイミング同期用信号検出部２０７と、先頭検出部２１３と、送信タイミング同期用信号長検出部２１４とを備えている。
図１７は、本第５実施形態における基地局１００−２の略構成を示すブロック図である。なお、図３、図７、図１４に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図１７に示すように、基地局１００−２は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａと、無線ＬＡＮ信号生成部２０２−１〜２０２−Ａと、無線ＬＡＮ信号復調部２０３−１〜２０３−Ａと、送信タイミング制御部２０６と、送信タイミング同期用信号検出部２０７と、先頭検出部２１３と、送信タイミング同期用信号長検出部２１４とを備えている。
先頭検出部２１３は、アンテナ２０１−１〜２０１−Ａで受信される送信タイミング同期用信号の先頭を検出し、信号の先頭時刻を送信タイミング制御部２０６に供給する。送信タイミング同期用信号長検出部２１４は、送信タイミング同期用信号検出部２０７で検出された送信タイミング同期用信号の信号長を検出（算出）する。なお、信号長は、時間で示される。
［端末局構成］
本第５実施形態における端末局１０１−１、１０１−２の構成は、図４と同様であるので説明を省略する。
本第５実施形態における端末局１０１−１、１０１−２の構成は、図４と同様であるので説明を省略する。
［基地局と端末局の通信手順例］
図１８は、本第５実施形態による基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２との間での通信手順を説明するためのタイミングチャートである。なお、この図の説明にあたり、アクセス制御方式については、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が採用されていることを前提とする。
図１８は、本第５実施形態による基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２との間での通信手順を説明するためのタイミングチャートである。なお、この図の説明にあたり、アクセス制御方式については、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が採用されていることを前提とする。
基地局１００−１において、端末局１０１−１に対して送信すべきパケットのデータ（送信対象データ）が発生したとする。これに応じて、基地局１００−１は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンスＣＳを実行する。該キャリアセンスＣＳにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。
例えば、時刻ｔ１において実行したキャリアセンスＣＳにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることが検出されたとする。これに応じて、基地局１００−１は、送信タイミング同期用信号生成部２０４で、例えば時刻ｔ２から或る時間を経過した時刻ｔ３からｔ４までの期間において、送信時間情報ｔが含まれる送信タイミング同期用信号ＳＳ５を生成して送信する。そして、基地局１００−１は、時刻ｔ４からｔ［ｓ］時間を経過した時刻ｔ５からｔ６までの期間において、端末局１０１−１に対してデータ送信を行う。
基地局１００−２は、上記送信タイミング用同期信号ＳＳ５の受信に応じて、先頭検出部２１３で、送信タイミング用同期信号ＳＳ５の先頭を検出し、先頭時刻ｔ３を記憶する。また、送信タイミング同期用信号検出部２０７で、送信タイミング用同期信号ＳＳ５を検出し、送信時間情報ｔを取得する。また、送信タイミング同期用信号長検出部２１４で、送信タイミング用同期信号ＳＳ５から送信タイミング用同期信号の信号長ｔｆを検出（算出）する。そして、先頭時刻ｔ３からｔ＋ｔｆ経過した時刻ｔ５からｔ６までの期間において、端末局１０１−２に対してデータ送信を行う。
以上のようなタイミングチャートにより、基地局１００−１、１００−２は、同時に送信を行う。
［信号生成処理手順例］
図１９は、本第５実施形態の基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２による信号生成処理を説明するためのフローチャートである。図１９に示す基地局１００−１の処理は、図２に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、基地局１００−２の処理は、図１７に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、図１９に示す端末局１０１−１、１０１−２の処理は、図４に示すいずれか機能部が適宜実行する。なお、基地局１１０−１におけるステップＳ１０１〜１０４は、図６と同様であるので説明を省略する。
図１９は、本第５実施形態の基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−２による信号生成処理を説明するためのフローチャートである。図１９に示す基地局１００−１の処理は、図２に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、基地局１００−２の処理は、図１７に示すいずれかの機能部が適宜実行する。また、図１９に示す端末局１０１−１、１０１−２の処理は、図４に示すいずれか機能部が適宜実行する。なお、基地局１１０−１におけるステップＳ１０１〜１０４は、図６と同様であるので説明を省略する。
基地局１００−２は、基地局１００−１からの送信タイミング同期用信号ＳＳ５の受信に応じて、送信タイミング同期用信号検出部２０７で、送信時間情報ｔを取得するとともに、先頭検出部２１３で、送信タイミング同期用信号ＳＳ５の先頭時刻を取得する。また、送信タイミング同期用信号長検出部２１４で、送信タイミング同期用信号長ｔｆ検出（算出）する（ステップＳ２１１）。
次に、基地局１００−１は、自身が送信した送信タイミング同期用信号ＳＳ５を送信した後からｔ秒後に端末局１０１−１に対してデータ送信を行う（ステップＳ１０５）。
また、基地局１００−２は、送信タイミング同期用信号ＳＳ５の先頭時刻からｔ＋ｔｆ秒後に端末局１０１−２に対してデータ送信を行う（ステップＳ２１２）。
また、端末局１０１−１は、ステップＳ１０５で基地局１００−１から送信されるデータを受信する（ステップＳ３０１）。また、端末局１０１−２は、ステップＳ２１２で基地局１００−２から送信されるデータを受信する（ステップＳ４０１）。
上述した第５実施形態によれば、基地局１００−２が送信を行う際に、受信終了時点からｔ秒後に送信するのではなく、受信開始時点からｔ＋ｔｆ秒後に送信を行うことで、マルチパス環境によって送信タイミング同期用信号が送信期間ｔｆよりも長く受信されたとしても、正確に同時に送信することができる。
Ｆ．第６実施形態
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
協調伝送を行う例の１つとして、それぞれの基地局において、自身の基地局と端末局との間の伝搬チャネルを取得し、該伝搬チャネルに基づいて送信ウエイトを決定し、該送信ウエイトを用いて送信を行う方法がある。本第６実施形態では、伝搬チャネルから算出される送信ウエイトを用いる例を具体的に示し、伝搬チャネルを取得する場合においても、送信タイミング制御方法を用いて同時に通信することができることを示す。
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
協調伝送を行う例の１つとして、それぞれの基地局において、自身の基地局と端末局との間の伝搬チャネルを取得し、該伝搬チャネルに基づいて送信ウエイトを決定し、該送信ウエイトを用いて送信を行う方法がある。本第６実施形態では、伝搬チャネルから算出される送信ウエイトを用いる例を具体的に示し、伝搬チャネルを取得する場合においても、送信タイミング制御方法を用いて同時に通信することができることを示す。
［基地局と端末局の通信手順例］
図２０は、本第６実施形態による基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−１２との間での通信手順を説明するためのタイミングチャートである。なお、この図の説明にあたり、アクセス制御方式については、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が採用されていることを前提とする。
図２０は、本第６実施形態による基地局１００−１、１００−２と端末局１０１−１、１０１−１２との間での通信手順を説明するためのタイミングチャートである。なお、この図の説明にあたり、アクセス制御方式については、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が採用されていることを前提とする。
基地局１００−１において、端末局１０１−１に対して送信すべきパケットのデータ（送信対象データ）が発生したとする。これに応じて、基地局１００−１は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンスＣＳを実行する。該キャリアセンスＣＳにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。
例えば、時刻ｔ１において実行したキャリアセンスＣＳにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることが検出されたとする。これに応じて、基地局１００−１は、例えば時刻ｔ２から或る時間を経過した時刻ｔ３からｔ４までの期間において、サウンディング信号ＳＤ１を生成して送信する。サウンディング信号ＳＤ１とは、端末局１０１−１、１０１−２において、伝搬チャネルを測定するための信号である。
端末局１０１−１、１０１−２は、各々、上記サウンディング信号ＳＤ１の受信に応じて、対応する基地局１００-１、１００−２との間の伝搬チャネルＣｈ１、Ｃｈ２を取得して保存する。
次に、端末局１０１−１は、時刻ｔ４からｔ５の期間において、取得した伝搬チャネルＣｈ１を含む伝搬チャネル通知信号ＴＣ１を生成し、基地局１００−１に対して送信する。
基地局１００−１は、上記伝搬チャネル通知信号ＴＣ１の受信に応じて、該伝搬チャネル通知信号ＴＣ１が示す伝搬チャネルＣｈ１を保存する。
次に、時刻ｔ６からｔ７の期間において、端末局１０１−２は、取得した伝搬チャネルＣｈ２を含む伝搬チャネル通知信号ＴＣ２を生成し、基地局１００−１に対して送信する。
基地局１００−１は、上記伝搬チャネル通知信号ＴＣ２の受信に応じて、該伝搬チャネル通知信号ＴＣ２が示す伝搬チャネルＣｈ２を保存する。また、基地局１００−１は、取得した２つの伝搬チャネルＣｈ１、Ｃｈ２に基づいて、送信ウエイトを算出する。
次に、基地局１００−２は、時刻ｔ７からｔ８の期間において、サウンディング信号ＳＤ２を生成して送信する。
端末局１０１−１、１０１−２は、各々、上記サウンディング信号ＳＤ２の受信に応じて、基地局１００-１、１００−２との間の伝搬チャネルＣｈ１、Ｃｈ２取得して保存する。
次に端末局１０１−１は，時刻ｔ１０からｔ１１の期間において，上記伝搬チャネルＣｈ１を含む伝搬チャネル通知信号ＴＣ３を生成し、基地局１００−２に対して送信する。
基地局１００−２は、上記伝搬チャネル通知信号ＴＣ３の受信に応じて、該伝搬チャネル通知信号ＴＣ３が示す伝搬チャネルＣｈ１を保存する。
次に、時刻ｔ１２からｔ１３の期間において、端末局１０１−２は、上記伝搬チャネルＣｈ２を含む伝搬チャネル通知信号ＴＣ４を生成し、基地局１００−２に対して送信する。
基地局１００−２は、上記伝搬チャネル通知信号ＴＣ４の受信に応じて、該伝搬チャネル通知信号ＴＣ４が示す伝搬チャネルＣｈ２を保存する。また、基地局１００−２は、取得した２つの伝搬チャネルＣｈ１、Ｃｈ２に基づいて、送信ウエイト算出する。
次に、基地局１００−１は、時刻１３から或る時間を経過した時刻ｔ１４からｔ１５までの期間において、送信時間情報ｔが含まれる送信タイミング同期用信号ＳＳ６を生成して送信する。また、基地局１００−２は、上記送信タイミング同期用信号ＳＳ６の受信に応じて、送信タイミング同期用信号ＳＳ６を検出し、送信時間情報ｔ取得する。
次に、基地局１００−１は、時刻ｔ１５からｔ［ｓ］時間を経過した時刻ｔ１６からｔ１７までの期間において、端末局１０１−１に対してデータ送信を行う。同様に、基地局１００−２は、時刻ｔ１５からｔ［ｓ］時間を経過した時刻ｔ１６からｔ１７までの期間において端末局１０１−２に対してデータ送信を行う。
以上のようなタイミングチャートにより、基地局１００−１、１００−２は、同時に送信を行う。
上述した第６実施形態によれば、それぞれの基地局１００−１、１００−２において、自局と端末局１０１−１、１０１−２との間の伝搬チャネルを取得し、該伝搬チャネルに基づいて送信ウエイトを決定し、該送信ウエイトを用いて送信を行うようにしたので、伝搬チャネルを取得する場合においても、送信タイミング制御方法を用いて同時に通信することができる。
１００−１、１００−２ 基地局
１０１−１、１０１−２ 端末局
１０２−１、１０２−２ 通信セル
２０１−１〜２０１−Ａ、３０１−１〜３０１−Ｂ アンテナ
２０２−１〜２０２−Ａ、３０２−１〜３０２−Ｂ 無線ＬＡＮ信号生成部
２０３−１〜２０３−Ａ、３０３−１〜３０３−Ｂ 無線ＬＡＮ信号復調部
２０４ 送信タイミング同期用信号生成部
２０５ 送信時間決定部
２０６ 送信タイミング制御部
２０７ 送信タイミング同期用信号検出部
２０９ 受信電力測定部
２１０ 送信時間算出部
２１１ 電力通知信号生成部
２１２ 受信処理時間測定部
２１３ 先頭検出部
２１４ 送信タイミング同期用信号長検出部
１０１−１、１０１−２ 端末局
１０２−１、１０２−２ 通信セル
２０１−１〜２０１−Ａ、３０１−１〜３０１−Ｂ アンテナ
２０２−１〜２０２−Ａ、３０２−１〜３０２−Ｂ 無線ＬＡＮ信号生成部
２０３−１〜２０３−Ａ、３０３−１〜３０３−Ｂ 無線ＬＡＮ信号復調部
２０４ 送信タイミング同期用信号生成部
２０５ 送信時間決定部
２０６ 送信タイミング制御部
２０７ 送信タイミング同期用信号検出部
２０９ 受信電力測定部
２１０ 送信時間算出部
２１１ 電力通知信号生成部
２１２ 受信処理時間測定部
２１３ 先頭検出部
２１４ 送信タイミング同期用信号長検出部
Claims (6)
- 少なくとも第１の基地局と第２の基地局とが同時に送信を行う無線通信方法であって、
前記第１の基地局が、
データ送信を行う時間を示す同時送信用情報を含む送信タイミング同期用信号を前記第２の基地局に送信するステップと、
前記第２の基地局が、
前記送信タイミング同期用信号を受信し、該受信した送信タイミング同期用信号に含まれる前記同時送信用情報を検出するステップと、
前記第１の基地局が、
前記同時送信用情報に基づいて前記第１の基地局に接続される第１の端末局にデータ送信を行うステップと、
前記第２の基地局が、
前記検出した同時送信用情報に基づいて、前記第２の基地局に接続される第２の端末局にデータ送信を行うステップと、
を含み、
前記第１の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の送信後、前記同時送信用情報で示される送信時間だけ遅延させた後、前記第１の端末局にデータ送信を行い、
前記第２の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の受信後、前記同時送信用情報で示される送信時間から当該第２の基地局の受信処理時間を減算した時間だけ遅延させた後、前記第２の端末局にデータ送信を行う
ことを特徴とする無線通信方法。 - 少なくとも第１の基地局と第２の基地局とが同時に送信を行う無線通信方法であって、
前記第１の基地局が、
データ送信を行う時間を示す同時送信用情報を含む送信タイミング同期用信号を前記第２の基地局に送信するステップと、
前記第２の基地局が、
前記送信タイミング同期用信号を受信し、該受信した送信タイミング同期用信号に含まれる前記同時送信用情報を検出するステップと、
前記第１の基地局が、
前記同時送信用情報に基づいて前記第１の基地局に接続される第１の端末局にデータ送信を行うステップと、
前記第２の基地局が、
前記検出した同時送信用情報に基づいて、前記第２の基地局に接続される第２の端末局にデータ送信を行うステップと、
を含み、
前記第１の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の送信後、前記同時送信用情報で示される送信時間だけ遅延させた後、前記第１の端末局にデータ送信を行い、
前記第２の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の受信後、該送信タイミング同期用信号の先頭時刻を検出し、その後、前記送信タイミング同期用信号の信号長に相当する時間を検出し、
前記送信タイミング同期用信号の先頭時刻から、前記同時送信用情報で示される送信時間に前記送信タイミング同期用信号の信号長に相当する時間を加算した時間だけ遅延させた後、前記第２の端末局にデータ送信を行う
ことを特徴とする無線通信方法。 - 少なくとも第１の基地局と第２の基地局とが同時に送信を行う無線通信システムであって、
前記第１の基地局は、
データ送信を行う時間を示す同時送信用情報を含む送信タイミング同期用信号を生成し、前記第２の基地局に送信する送信タイミング同期用信号生成部と、
前記同時送信用情報に基づいて当該第１の基地局に接続される第１の端末局にデータ送信を行う無線信号生成部と
を備え、
前記第２の基地局は、
前記送信タイミング同期用信号を受信し、該受信した送信タイミング同期用信号に含まれる前記同時送信用情報を検出する送信タイミング同期用信号検出部と、
前記検出した同時送信用情報に基づいて、前記第２の基地局に接続される第２の端末局にデータ送信を行う送信タイミングを制御する送信タイミング制御部と
を備え、
前記第１の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の送信後、前記同時送信用情報で示される送信時間だけ遅延させた後、前記第１の端末局にデータ送信を行い、
前記第２の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の受信後、前記同時送信用情報で示される送信時間から当該第２の基地局の受信処理時間を減算した時間だけ遅延させた後、前記第２の端末局にデータ送信を行う
ことを特徴とする無線通信システム。 - 少なくとも第１の基地局と第２の基地局とが同時に送信を行う無線通信システムであって、
前記第１の基地局は、
データ送信を行う時間を示す同時送信用情報を含む送信タイミング同期用信号を生成し、前記第２の基地局に送信する送信タイミング同期用信号生成部と、
前記同時送信用情報に基づいて当該第１の基地局に接続される第１の端末局にデータ送信を行う無線信号生成部と
を備え、
前記第２の基地局は、
前記送信タイミング同期用信号を受信し、該受信した送信タイミング同期用信号に含まれる前記同時送信用情報を検出する送信タイミング同期用信号検出部と、
前記検出した同時送信用情報に基づいて、前記第２の基地局に接続される第２の端末局にデータ送信を行う送信タイミングを制御する送信タイミング制御部と
を備え、
前記第１の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の送信後、前記同時送信用情報で示される送信時間だけ遅延させた後、前記第１の端末局にデータ送信を行い、
前記第２の基地局が、前記送信タイミング同期用信号の受信後、該送信タイミング同期用信号の先頭時刻を検出し、その後、前記送信タイミング同期用信号の信号長に相当する時間を検出し、
前記送信タイミング同期用信号の先頭時刻から、前記同時送信用情報で示される送信時間に前記送信タイミング同期用信号の信号長に相当する時間を加算した時間だけ遅延させた後、前記第２の端末局にデータ送信を行う
ことを特徴とする無線通信システム。 - 無線通信を行う基地局装置であって、
当該基地局装置がデータ送信を行うための送信権を獲得した場合に、データ送信を行う時間を示す同時送信用情報を含む送信タイミング同期用信号を生成し、他の基地局装置に送信する送信タイミング同期用信号生成部と、
前記他の基地局装置から送信された送信タイミング同期用信号を受信した場合に、該受信した送信タイミング同期用信号に含まれる同時送信用情報を検出する送信タイミング同期用信号検出部と、
当該基地局装置が生成した同時送信用情報、または前記他の基地局装置から受信した同時送信用情報のいずれかに基づいて当該基地局装置に接続される端末局にデータ送信を行う送信タイミング制御部と
を備え、
前記送信タイミング同期用信号の送信後、前記同時送信用情報で示される送信時間だけ遅延させた後、当該基地局装置に接続される端末局にデータ送信を行い、
前記送信タイミング同期用信号の受信後、前記同時送信用情報で示される送信時間から当該基地局装置の受信処理時間を減算した時間だけ遅延させた後、当該基地局装置に接続される端末局にデータ送信を行う
ことを特徴とする基地局装置。 - 無線通信を行う基地局装置であって、
当該基地局装置がデータ送信を行うための送信権を獲得した場合に、データ送信を行う時間を示す同時送信用情報を含む送信タイミング同期用信号を生成し、他の基地局装置に送信する送信タイミング同期用信号生成部と、
前記他の基地局装置から送信された送信タイミング同期用信号を受信した場合に、該受信した送信タイミング同期用信号に含まれる同時送信用情報を検出する送信タイミング同期用信号検出部と、
当該基地局装置が生成した同時送信用情報、または前記他の基地局装置から受信した同時送信用情報のいずれかに基づいて当該基地局装置に接続される端末局にデータ送信を行う送信タイミング制御部と
を備え、
前記送信タイミング同期用信号の送信後、前記同時送信用情報で示される送信時間だけ遅延させた後、当該基地局装置に接続される端末局にデータ送信を行い、
前記送信タイミング同期用信号の受信後、該送信タイミング同期用信号の先頭時刻を検出し、その後、前記送信タイミング同期用信号の信号長に相当する時間を検出し、
前記送信タイミング同期用信号の先頭時刻から、前記同時送信用情報で示される送信時間に前記送信タイミング同期用信号の信号長に相当する時間を加算した時間だけ遅延させた後、前記他の基地局装置に接続される端末局にデータ送信を行う
ことを特徴とする基地局装置。
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| JP2012054436A JP5798514B2 (ja) | 2012-03-12 | 2012-03-12 | 無線通信方法、無線通信システム、及び基地局装置 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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