JP6196590B2

JP6196590B2 - Wireless communication method and wireless communication device

Info

Publication number: JP6196590B2
Application number: JP2014165186A
Authority: JP
Inventors: 友規村上; 隼人福園; 理一工藤; 泰司鷹取; 匡人溝口
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2014-08-14
Filing date: 2014-08-14
Publication date: 2017-09-13
Anticipated expiration: 2034-08-14
Also published as: JP2016042628A

Description

本発明は無線通信技術に関する。 The present invention relates to wireless communication technology.

５ＧＨｚ（ギガヘルツ）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（メガビット毎秒）のスループットを実現している（例えば、非特許文献１参照）。 There is an IEEE802.11a standard as a high-speed wireless access system using a 5 GHz (gigahertz) band. This system uses an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation method, which is a technique for stabilizing the characteristics in a multipath fading environment, and achieves a maximum throughput of 54 Mbps (megabits per second). (For example, refer nonpatent literature 1).

ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ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）技術や、これまで個別に用いられていた２０ＭＨｚ（メガヘルツ）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チャネルボンディング技術によって高速通信の実現を目指している。その結果、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎは、最大で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）。 IEEE802.11n is based on MIMO (Multiple Input Multiple Output) technology capable of realizing spatial multiplexing using a plurality of antennas using the same time and the same frequency channel, and 20 MHz (megahertz) which has been used individually until now. )) Is used to realize high-speed communication by channel bonding technology using a frequency channel of 40 MHz by simultaneously using two frequency channels. As a result, IEEE802.11n can realize a maximum transmission rate of 600 Mbps (for example, Non-Patent Document 1).

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃでは、２０ＭＨｚの周波数チャネル４つを同時に利用して８０ＭＨｚの周波数チャネルとして利用するチャネルボンディング技術や、マルチユーザＭＩＭＯ技術を用いて同一周波数チャネル及び同一時刻に複数の無線局に対して同時に伝送を行う空間分割多元接続（ＳＤＭＡ：Spatial Division Multiple Access）伝送技術が採用されている。その結果、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃでは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎより高速かつ高効率な無線通信が実現されている。 In IEEE802.11ac, four 20 MHz frequency channels are simultaneously used as an 80 MHz frequency channel, and multiple radio stations are simultaneously used at the same frequency channel and the same time using multiuser MIMO technology. A space division multiple access (SDMA) transmission technique for performing transmission is employed. As a result, IEEE802.11ac realizes wireless communication that is faster and more efficient than IEEE802.11n.

ＭＩＭＯ技術を実現するための基地局のビーム形成法として、サブキャリアで共通のウエイトとなるアナログ素子を用いたアナログビーム形成法及びサブキャリア毎に異なるウエイトとなるデジタル信号処理を用いたビーム形成法がある。 As a beam forming method of the base station for realizing the MIMO technology, an analog beam forming method using an analog element having a common weight in subcarriers and a beam forming method using a digital signal processing having a different weight for each subcarrier. There is.

図１５は、アナログビーム形成法におけるアンテナ装置の構成を示す図である。アンテナ装置は、アンテナ８０１−１〜８０１−Ｍ（Ｍはアンテナの数）、ウエイト乗算部８０２−１〜８０２−Ｍ、ウエイト制御部８０３、ウエイト算出部８０４及び伝搬路情報記憶部８０５を備える。 FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of an antenna device in the analog beam forming method. The antenna device includes antennas 801-1 to 801-M (M is the number of antennas), weight multiplication units 802-1 to 802-M, weight control unit 803, weight calculation unit 804, and propagation path information storage unit 805.

また、図１６は、デジタルビーム形成法におけるアンテナ装置の構成を示す図である。アンテナ装置は、アンテナ９０１−１〜９０１−Ｍ、ウエイト算出部９０４、伝搬路情報記憶部９０５、送信ウエイト演算部９０６、受信ウエイト演算部９０７、変調部９１１、Ｄ／Ａ変換部９１２−１〜９１２−Ｍ、送信部９１３−１〜９１３−Ｍ、受信部９２１−１〜９２１−Ｍ、Ａ／Ｄ変換部９２２−１〜９２２−Ｍ及び復調部９２３を備える。 FIG. 16 is a diagram showing a configuration of an antenna device in the digital beam forming method. The antenna apparatus includes antennas 901-1 to 901 -M, a weight calculation unit 904, a propagation path information storage unit 905, a transmission weight calculation unit 906, a reception weight calculation unit 907, a modulation unit 911, and a D / A conversion unit 912-1. 912-M, transmission units 93-1 to 913-M, reception units 921-1 to 921-M, A / D conversion units 922-1 to 922-M, and a demodulation unit 923 are provided.

アナログビーム形成法及びデジタルビーム形成法のための基地局側の伝搬路情報（受信電力や伝搬チャネル特性）の取得方法として、端末側で推定した伝搬路情報を基地局にフィードバックする方法と、端末局の信号から基地局が直接推定する方法とがある。 As a method of acquiring propagation path information (received power and propagation channel characteristics) on the base station side for the analog beam forming method and the digital beam forming method, a method of feeding back the propagation path information estimated on the terminal side to the base station, and a terminal There is a method in which the base station directly estimates from the signal of the station.

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Masahiro Morikura, Shuji Kubota, “Revised Third Edition 802.11 High-Speed Wireless LAN Textbook”, Impress R & D, March 27, 2008 Q. H. Spencer, A. L. Swindlehurst, and M. Haardt,“Zero-Forcing Methods for Downlink Spatial Multiplexing in Multiuser MIMO Channels,” IEEE Trans. Sig. Processing, vol. 52, issue 2, Feb. 2004, pp. 461-471.Q. H. Spencer, A. L. Swindlehurst, and M. Haardt, “Zero-Forcing Methods for Downlink Spatial Multiplexing in Multiuser MIMO Channels,” IEEE Trans. Sig. Processing, vol. 52, issue 2, Feb. 2004, pp. 461-471.

現在、スマートフォンやタブレット端末等の無線通信デバイスの普及に伴い、トラヒックデータが大幅に増加している。このトラヒックデータをオフロードするために無線ＬＡＮシステムが多く利用されている。その結果、様々な環境に無線ＬＡＮの基地局の設置が進んでいる。しかしながら、基地局の乱立設置は、セル間干渉を増加させる原因となる。そのため、必ずしも基地局の増加に比例してスループットは増加しない。 Currently, with the spread of wireless communication devices such as smartphones and tablet terminals, traffic data has increased significantly. Many wireless LAN systems are used to offload the traffic data. As a result, wireless LAN base stations are being installed in various environments. However, the base station is set up in an irregular manner, which increases inter-cell interference. Therefore, the throughput does not necessarily increase in proportion to the increase in base stations.

本発明は、同一エリア内に複数の基地局が設置されるマルチセル環境において、スループットを向上することを可能とする技術の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique capable of improving throughput in a multi-cell environment in which a plurality of base stations are installed in the same area.

本発明の一態様は、基地局と端末局とを備える通信セルが複数配置されるマルチセル環境で通信を行う無線通信方法であって、前記基地局と前記端末局との間のそれぞれの伝搬チャネルの伝搬路情報を取得する伝搬路情報取得ステップと、前記伝搬路情報を統計情報に変換する統計情報変換ステップと、前記統計情報の解析結果からビーム形成のための送受信ウエイトを算出するウエイト算出ステップと、前記送受信ウエイトを用いて送受信ビームを形成する送受信ステップと、を有する無線通信方法である。 One aspect of the present invention is a wireless communication method for performing communication in a multi-cell environment in which a plurality of communication cells each including a base station and a terminal station are arranged, and each propagation channel between the base station and the terminal station A propagation path information acquisition step for acquiring the propagation path information, a statistical information conversion step for converting the propagation path information into statistical information, and a weight calculation step for calculating a transmission / reception weight for beam formation from the analysis result of the statistical information And a transmission / reception step of forming a transmission / reception beam using the transmission / reception weight.

本発明の一態様は、上記の無線通信方法であって、前記伝搬路情報取得ステップにおいて、前記端末局側で伝搬路情報を推定し、前記端末局から前記基地局に前記推定した伝搬路情報を送信する。 One aspect of the present invention is the above wireless communication method, wherein in the propagation path information acquisition step, propagation path information is estimated on the terminal station side, and the estimated propagation path information is transmitted from the terminal station to the base station. Send.

本発明の一態様は、上記の無線通信方法であって、前記伝搬路情報取得ステップにおいて、前記基地局側で伝搬路情報を推定する。 One aspect of the present invention is the above-described wireless communication method, in which the propagation path information is estimated on the base station side in the propagation path information acquisition step.

本発明の一態様は、基地局と端末局とを備える通信セルが複数配置されるマルチセル環境で通信を行う無線通信装置であって、前記基地局は、複数のアンテナと、送受信信号にウエイトを乗算するウエイト乗算部と、ウエイトの制御を行うウエイト制御部と、伝搬チャネルの伝搬路情報を記憶する伝搬路情報記憶部と、前記伝搬路情報を統計情報に変換する統計情報変換部と、統計解析結果からビーム形成のための送受信ウエイトを算出するウエイト算出部と、前記送受信ウエイトを用いて送受信を行う送受信部と、を備える無線通信装置である。 One aspect of the present invention is a wireless communication apparatus that performs communication in a multi-cell environment in which a plurality of communication cells including a base station and a terminal station are arranged. The base station weights transmission and reception signals with a plurality of antennas. A weight multiplier for multiplying, a weight controller for controlling weight, a propagation path information storage section for storing propagation path information of a propagation channel, a statistical information conversion section for converting the propagation path information into statistical information, The wireless communication apparatus includes a weight calculation unit that calculates a transmission / reception weight for beam formation from an analysis result, and a transmission / reception unit that performs transmission / reception using the transmission / reception weight.

本発明により、同一エリア内に複数の基地局が設置されるマルチセル環境において、スループットを向上することが可能となる。 According to the present invention, throughput can be improved in a multi-cell environment in which a plurality of base stations are installed in the same area.

本発明の第１実施形態に係るシステムモデルの一例のブロック図である。It is a block diagram of an example of a system model concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態における基地局２００−１及び２００−２の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of base station 200-1 and 200-2 in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態における端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎの構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N in the first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態における伝搬路情報の取得方法を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the acquisition method of propagation path information in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態におけるウエイト算出処理のフローチャートである。It is a flowchart of the weight calculation process in 1st Embodiment of this invention. 累積確率分布の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of cumulative probability distribution. シミュレーションモデルを示す図である。It is a figure which shows a simulation model. 本発明の第１実施形態における信号対干渉及び雑音電力比の分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of the signal-to-interference and noise power ratio in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態におけるウエイト算出処理のフローチャートである。It is a flowchart of the weight calculation process in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態におけるウエイト算出処理のフローチャートである。It is a flowchart of the weight calculation process in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態におけるウエイト算出処理のフローチャートである。It is a flowchart of the weight calculation process in 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態における基地局５００−１及び５００−２の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of base station 500-1 and 500-2 in 5th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態における端末局５０１−１〜５０１−Ｎ及び５０２−１〜５０２−Ｎの構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the terminal stations 501-1 to 501-N and 502-1 to 502-N in 5th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態における伝搬路情報の取得方法を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the acquisition method of the propagation path information in 5th Embodiment of this invention. アナログビーム形成法におけるアンテナ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the antenna apparatus in an analog beam forming method. デジタルビーム形成法におけるアンテナ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the antenna apparatus in a digital beam forming method.

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るシステムモデルの一例のブロック図である。本発明の第１実施形態に係る無線通信システムは、複数の通信セルからなるマルチセル環境において用いられる。なお、ここでは、説明の簡略化のために２つの通信セルの例を示しているが、３つ以上の通信セルでも構わない。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram of an example of a system model according to the first embodiment of the present invention. The wireless communication system according to the first embodiment of the present invention is used in a multi-cell environment including a plurality of communication cells. In addition, although the example of two communication cells is shown here for simplification of description, three or more communication cells may be used.

図１において、基地局２００−１と、基地局２００−１と無線パケット通信を行っている複数の端末局２０１−１〜２０１−Ｎとから通信セル２０３−１が構成される。また、基地局２００−２と、基地局２００−２と無線パケット通信を行っている複数の端末局２０２−１〜２０２−Ｎとから通信セル２０３−２が構成される。なお、Ｎは本発明の基地局２００−１と通信を行う端末局の個数であり、図１の例では、簡単のため隣接する基地局２００−２においてもＮ個の端末局と通信していることを仮定している。通信セル２０３−１と通信セル２０３−２とは隣接して配置されている。 In FIG. 1, a communication cell 203-1 is composed of a base station 200-1 and a plurality of terminal stations 201-1 to 201-N performing wireless packet communication with the base station 200-1. In addition, a communication cell 203-2 is configured by the base station 200-2 and a plurality of terminal stations 202-1 to 202-N performing wireless packet communication with the base station 200-2. Note that N is the number of terminal stations that communicate with the base station 200-1 of the present invention. In the example of FIG. 1, the adjacent base station 200-2 communicates with N terminal stations for simplicity. Is assumed. Communication cell 203-1 and communication cell 203-2 are arranged adjacent to each other.

基地局２００−１及び２００−２は、例えば、無線ＬＡＮにおけるアクセスポイントなどである。端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び端末局２０２−１〜２０２−Ｎは、コンピュータや携帯型の情報電子機器などである。 The base stations 200-1 and 200-2 are, for example, access points in a wireless LAN. The terminal stations 201-1 to 201-N and the terminal stations 202-1 to 202-N are computers, portable information electronic devices, and the like.

基地局２００−１と端末局２０１−１〜２０１−Ｎとの間、及び基地局２００−２と端末局２０２−１〜２０２−Ｎとの間の通信方式としては、例えばＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance；搬送波検知多重アクセス／衝突回避）方式が用いられる。ＣＳＭＡ／ＣＡは、同一周波数チャネルを用いて無線パケット通信を行うものである。無線パケット通信において、送受信される無線パケットには、送信局、宛先局を示す識別子が含まれる。ここで、送信局は無線パケットを生成し送信した装置であり、宛先局は無線パケットの宛先となる装置である。また、通信に用いる変調方式としては、例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）が用いられる。 As a communication method between the base station 200-1 and the terminal stations 201-1 to 201-N and between the base station 200-2 and the terminal stations 202-1 to 202-N, for example, CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) method is used. CSMA / CA performs wireless packet communication using the same frequency channel. In wireless packet communication, transmitted and received wireless packets include an identifier indicating a transmission station and a destination station. Here, the transmitting station is a device that generates and transmits a wireless packet, and the destination station is a device that is the destination of the wireless packet. As a modulation method used for communication, for example, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is used.

本発明の第１実施形態に係る無線通信システムでは、基地局２００−１及び基地局２００−２として、複数のアンテナを有し、送受信ウエイトを用いてアナログビーム形成を行えるものが用いられる。第１実施形態では、端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎ側において、基地局２００−１及び２００−２からの計測用のデータを受信して、各伝搬チャネルの伝搬路情報が推定される。そして、この伝搬路情報が端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎから、基地局２００−１及び２００−２にフィードバックされ、基地局２００−１及び２００−２は、各端末局の伝搬路情報を取得する。基地局２００−１及び２００−２は、取得した伝搬路情報を統計情報に変換し、この統計解析結果を基に、アナログビーム形成のためのウエイトを算出している。このようなウエイトを用いて、基地局２００−１及び基地局２００−２のアナログビームを制御することにより、マルチセル環境において、セル間干渉が低減できる。 In the radio communication system according to the first embodiment of the present invention, a base station 200-1 and a base station 200-2 that have a plurality of antennas and can perform analog beam formation using transmission / reception weights are used. In the first embodiment, the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N receive the measurement data from the base stations 200-1 and 200-2, and Propagation path information is estimated. And this propagation path information is fed back from the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N to the base stations 200-1 and 200-2, and the base stations 200-1 and 200-2 are The propagation path information of each terminal station is acquired. The base stations 200-1 and 200-2 convert the acquired propagation path information into statistical information, and calculate the weight for analog beam formation based on the statistical analysis result. By controlling analog beams of the base station 200-1 and the base station 200-2 using such weights, inter-cell interference can be reduced in a multi-cell environment.

なお、以下の説明では、図１に示すように、通信セル２０３−１にある基地局２００−１と、これと同一の通信セル２０３−１にある端末局２０１−１〜２０１−Ｎとの間の伝搬チャネルの特性をＨ_１，１（ｋ）〜Ｈ_１，Ｎ（ｋ）とする。また、通信セル２０３−２にある基地局２００−２と、これと同一の通信セル２０３−２にある端末局２０２−１〜２０２−Ｎとの間の伝搬チャネルの特性をＨ_２，１（ｋ）〜Ｈ_２，Ｎ（ｋ）とする。また、通信セル２０３−１の基地局２００−１と、これに隣接する通信セル２０３−２の端末局２０２−１〜２０２−Ｎとの間の伝搬チャネルの特性をＧ_１，１（ｋ）〜Ｇ_１，Ｎ（ｋ）とする。また、通信セル２０３−２の基地局２００−２と、これに隣接する通信セル２０３−１の端末局２０１−１〜２０１−Ｎとの間の伝搬チャネルの特性をＧ_２，１（ｋ）〜Ｇ_２，Ｎ（ｋ）とする。ここで、ｋはサブキャリア番号である。 In the following description, as shown in FIG. 1, the base station 200-1 in the communication cell 203-1 and the terminal stations 201-1 to 201-N in the same communication cell 203-1 are connected. Let H _1,1 (k) to H _{1, N} (k) be the characteristics of the propagation channel. Further, the characteristics of the propagation channel between the base station 200-2 in the communication cell 203-2 and the terminal stations 202-1 to 202-N in the same communication cell 203-2 are represented by H _2,1 ( k) to H _{2, N} (k). Further, the characteristics of the propagation channel between the base station 200-1 of the communication cell 203-1 and the terminal stations 202-1 to 202-N of the communication cell 203-2 adjacent to the base station 200-1 are represented by G _1,1 (k). ˜G _{1, N} (k). Further, the characteristics of the propagation channel between the base station 200-2 of the communication cell 203-2 and the terminal stations 201-1 to 201-N of the communication cell 203-1 adjacent to the base station 200-2 are represented by G _2,1 (k). ~ G2 _{, N} (k). Here, k is a subcarrier number.

図２は、本発明の第１実施形態における基地局２００−１及び２００−２の構成を示す概略ブロック図である。図２に示すように、基地局２００−１及び２００−２は、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｍ（Ｍはアンテナの数）、ウエイト乗算部１０２−１〜１０２−Ｍ、ウエイト制御部１０３、ウエイト算出部１０４、統計情報変換部１０５、受信部１０６−１〜１０６−Ｍ、Ａ／Ｄ変換部１０７−１〜１０７−Ｍ、復調部１０８、伝搬路情報記憶部１０９、変調部１１１、Ｄ／Ａ変換部１１２、送信部１１３、受信部１２１、Ａ／Ｄ変換部１２２及び復調部１２３を備える。 FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configurations of the base stations 200-1 and 200-2 in the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, base stations 200-1 and 200-2 include antennas 101-1 to 101-M (M is the number of antennas), weight multiplication units 102-1 to 102-M, weight control unit 103, Weight calculation unit 104, statistical information conversion unit 105, reception units 106-1 to 106-M, A / D conversion units 107-1 to 107-M, demodulation unit 108, propagation path information storage unit 109, modulation unit 111, D / A converter 112, transmitter 113, receiver 121, A / D converter 122, and demodulator 123.

アンテナ１０１−１〜１０１−Ｍは、ウエイト乗算部１０２−１〜１０２−Ｍから入力される信号を、送信信号として空間に無線信号として出力する。また、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｍは、空間から受信された無線信号を有線信号に変換し、ウエイト乗算部１０２−１〜１０２−Ｍに出力する。 Antennas 101-1 to 101-M output signals input from weight multiplication sections 102-1 to 102-M as radio signals to the space as transmission signals. Further, the antennas 101-1 to 101-M convert the radio signal received from the space into a wired signal and output the wired signal to the weight multiplication units 102-1 to 102-M.

ウエイト乗算部１０２−１〜１０２−Ｍは、送受信信号にウエイトを乗算するアナログ素子である。ウエイト乗算部１０２−１〜１０２−Ｍは、送信信号の振幅及び位相をウエイト制御部１０３から入力されたウエイト情報に応じて変換する。また、ウエイト乗算部１０２−１〜１０２−Ｍは、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｍで受信された信号の振幅及び位相をウエイト情報に応じて変換する。アンテナ１０１−１〜１０１−Ｍのアナログビームは、このウエイト乗算部１０２−１〜１０２−Ｍのウエイトにより設定できる。 The weight multipliers 102-1 to 102-M are analog elements that multiply the transmission / reception signal by a weight. The weight multipliers 102-1 to 102-M convert the amplitude and phase of the transmission signal in accordance with the weight information input from the weight controller 103. Also, the weight multipliers 102-1 to 102-M convert the amplitude and phase of the signals received by the antennas 101-1 to 101-M according to the weight information. The analog beams of the antennas 101-1 to 101-M can be set by the weights of the weight multipliers 102-1 to 102-M.

受信部１０６−１〜１０６−Ｍは、端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎからの伝搬路情報を含む信号を受信する。すなわち、本発明の第１実施形態では、図１における端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎで、各伝搬チャネルの伝搬路情報が推定され、端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎから伝搬路情報が送信されてくる。図２における受信部１０６−１〜１０６−Ｍは、この端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎからの伝搬路情報を含む信号を受信する。Ａ／Ｄ変換部１０７−１〜１０７−Ｍでは、受信部１０６−１〜１０６−Ｍから入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、復調部１０８に出力する。復調部１０８は、基地局２００−１及び２００−２と、各端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎとのそれぞれの間の伝搬路情報を復調し、伝搬路情報記憶部１０９に出力する。伝搬路情報記憶部１０９は、復調部１０８から入力される各伝搬チャネルの伝搬路情報を記憶し、統計情報変換部１０５に出力する。 Receiving sections 106-1 to 106-M receive signals including propagation path information from terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N. That is, in the first embodiment of the present invention, the channel information of each propagation channel is estimated by the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N in FIG. Propagation path information is transmitted from 201-N and 202-1 to 202-N. Receiving sections 106-1 to 106-M in FIG. 2 receive signals including propagation path information from terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N. A / D conversion sections 107-1 to 107-M convert the analog signals input from receiving sections 106-1 to 106-M into digital signals and output them to demodulation section 108. The demodulator 108 demodulates propagation path information between the base stations 200-1 and 200-2 and each of the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N. The data is output to the storage unit 109. The propagation path information storage unit 109 stores the propagation path information of each propagation channel input from the demodulation unit 108 and outputs it to the statistical information conversion unit 105.

統計情報変換部１０５は、伝搬路情報記憶部１０９から入力される各伝搬チャネルの伝搬路情報を統計情報に変換し、変換した統計情報をウエイト算出部１０４に出力を行う。ウエイト算出部１０４は、この統計情報を用いて、ウエイトを算出する。なお、ウエイト算出手法の詳細は後に説明する。ウエイト制御部１０３は、ウエイト算出部１０４から入力されるウエイト情報をウエイト乗算部１０２−１〜１０２−Ｍで制御可能な信号に変換し、ウエイト乗算部１０２−１〜１０２−Ｍそれぞれに個別のウエイト情報を出力する。 The statistical information conversion unit 105 converts the propagation path information of each propagation channel input from the propagation path information storage unit 109 into statistical information, and outputs the converted statistical information to the weight calculation unit 104. The weight calculation unit 104 calculates the weight using this statistical information. Details of the weight calculation method will be described later. The weight control unit 103 converts the weight information input from the weight calculation unit 104 into signals that can be controlled by the weight multiplication units 102-1 to 102-M, and each of the weight multiplication units 102-1 to 102-M individually Output weight information.

変調部１１１は、入力されたデジタル信号の変調を行い、無線パケットを生成する。Ｄ／Ａ変換部１１２は、変調部１１１から入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換し、送信部１１３に出力する。送信部１１３は、Ｄ／Ａ変換部１１２から入力される信号を無線システムで規定される周波数への変換や送信電力の調整などを行い無線信号に変換し、ウエイト乗算部１０２−１〜１０２−Ｍに出力する。 The modulation unit 111 modulates the input digital signal and generates a wireless packet. The D / A conversion unit 112 converts the digital signal input from the modulation unit 111 into an analog signal and outputs the analog signal to the transmission unit 113. The transmission unit 113 converts the signal input from the D / A conversion unit 112 into a radio signal by converting the signal to a frequency specified by the wireless system, adjusting the transmission power, and the like, and weight multiplication units 102-1 to 102-. Output to M.

受信部１２１は、ウエイト乗算部１０２−１〜１０２−Ｍから入力される信号の周波数の変換や受信電力の調整などを行い、Ａ／Ｄ変換部１２２に出力を行う。Ａ／Ｄ変換部１２２では、受信部１２１から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、復調部１２３に出力する。復調部１２３は、Ａ／Ｄ変換部１２２から入力される無線パケットのデジタル信号の復調を行う。 The receiving unit 121 performs conversion of the frequency of signals input from the weight multiplication units 102-1 to 102-M, adjustment of received power, and the like, and outputs the result to the A / D conversion unit 122. The A / D converter 122 converts the analog signal input from the receiver 121 into a digital signal and outputs the digital signal to the demodulator 123. The demodulator 123 demodulates the digital signal of the wireless packet input from the A / D converter 122.

以上のように、第１実施形態における基地局２００−１及び２００−２では、複数のアンテナ１０１−１〜１０１−Ｍが設けられており、ウエイト乗算部１０２−１〜１０２−Ｍのウエイトにより、アナログビームが設定できる。また、受信部１０６−１〜１０６−Ｍにより、端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎからそれぞれ送られてくる伝搬路情報が受信され、復調部１０８により各伝搬チャネルの伝搬路情報が復調され、この各伝搬チャネルの伝搬路情報が伝搬路情報記憶部１０９に記憶される。統計情報変換部１０５により、各伝搬チャネルの伝搬路情報が統計情報に変換され、ウエイト算出部１０４で、この統計情報を用いて、ウエイトが算出される。このようなウエイトを用いてアナログビームを制御することにより、マルチセル環境において、セル間干渉が低減できる。 As described above, in the base stations 200-1 and 200-2 in the first embodiment, the plurality of antennas 101-1 to 101-M are provided, and the weights of the weight multiplying units 102-1 to 102-M are provided. Analog beam can be set. The receiving units 106-1 to 106-M receive the propagation path information respectively transmitted from the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N, and the demodulating unit 108 receives each propagation channel. Are propagated, and the propagation path information of each propagation channel is stored in the propagation path information storage unit 109. The statistical information conversion unit 105 converts the propagation path information of each propagation channel into statistical information, and the weight calculation unit 104 calculates the weight using this statistical information. By controlling analog beams using such weights, inter-cell interference can be reduced in a multi-cell environment.

図３は、本発明の第１実施形態における端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎの構成を示す概略ブロック図である。図３に示すように、端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎは、アンテナ１５０、変調部１５１、Ｄ／Ａ変換部１５２、送信部１５３、受信部１６０、Ａ／Ｄ変換部１６１、復調部１６２及び伝搬路推定部１６３を備える。 FIG. 3 is a schematic block diagram showing configurations of the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N according to the first embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 3, the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N include an antenna 150, a modulation unit 151, a D / A conversion unit 152, a transmission unit 153, a reception unit 160, an A / A D conversion unit 161, a demodulation unit 162, and a propagation path estimation unit 163 are provided.

アンテナ１５０は、送信部１５３から入力される信号を、空間に送信信号として出力する。また、アンテナ１５０は、空間から受信された無線信号を有線信号に変換し、受信部１６０に出力する。 The antenna 150 outputs the signal input from the transmission unit 153 to the space as a transmission signal. Further, the antenna 150 converts a wireless signal received from the space into a wired signal and outputs the signal to the receiving unit 160.

変調部１５１は、入力されたデジタル信号の変調を行い、無線パケットを生成する。Ｄ／Ａ変換部１５２は、変調部１５１から入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換し、送信部１５３に出力する。送信部１５３は、Ｄ／Ａ変換部１５２から入力される信号を無線システムで規定される周波数への変換や送信電力の調整などを行い無線信号に変換し、アンテナ１５０に出力する。 The modulation unit 151 modulates the input digital signal and generates a wireless packet. The D / A conversion unit 152 converts the digital signal input from the modulation unit 151 into an analog signal and outputs the analog signal to the transmission unit 153. The transmission unit 153 converts the signal input from the D / A conversion unit 152 to a frequency specified by the wireless system, adjusts transmission power, and the like, converts the signal into a wireless signal, and outputs the signal to the antenna 150.

受信部１６０は、アンテナ１５０から入力される信号の周波数の変換や受信電力の調整などを行い、Ａ／Ｄ変換部１６１に出力を行う。Ａ／Ｄ変換部１６１は、受信部１６０から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、復調部１６２に出力する。復調部１６２は、Ａ／Ｄ変換部１６１から入力される無線パケットのデジタル信号の復調を行う。 The receiving unit 160 performs conversion of the frequency of the signal input from the antenna 150, adjustment of received power, and the like, and outputs the result to the A / D conversion unit 161. The A / D conversion unit 161 converts the analog signal input from the reception unit 160 into a digital signal and outputs the digital signal to the demodulation unit 162. The demodulator 162 demodulates the digital signal of the wireless packet input from the A / D converter 161.

伝搬路推定部１６３は、基地局２００−１及び２００−２からの計測用のデータを受信して伝搬チャネルの特性の推定や受信電力の計測を行い、伝搬路情報を生成する。この伝搬路情報は、変調部１５１で所定の信号が含められ、Ｄ／Ａ変換部１５２、送信部１５３を介して、アンテナ１５０に送られ、基地局２００−１及び２００−２にフィードバックされる。 The propagation path estimation unit 163 receives measurement data from the base stations 200-1 and 200-2, estimates propagation channel characteristics and measures received power, and generates propagation path information. The propagation path information includes a predetermined signal in the modulation unit 151, is sent to the antenna 150 via the D / A conversion unit 152 and the transmission unit 153, and is fed back to the base stations 200-1 and 200-2. .

以上のように、第１実施形態における端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎでは、伝搬路推定部１６３により、基地局２００−１及び２００−２からの計測用のデータを受信して各伝搬チャネルの伝搬路情報を推定できる。そして、この伝搬路情報は、変調部１５１、Ｄ／Ａ変換部１５２、送信部１５３を介して、アンテナ１５０に送られ、基地局２００−１及び２００−２にフィードバックできる。 As described above, in the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N in the first embodiment, the propagation path estimation unit 163 performs measurement from the base stations 200-1 and 200-2. By receiving data, propagation path information of each propagation channel can be estimated. This propagation path information is sent to the antenna 150 via the modulation unit 151, the D / A conversion unit 152, and the transmission unit 153, and can be fed back to the base stations 200-1 and 200-2.

次に、伝搬路情報の取得方法について説明する。図４は、本発明の第１実施形態における伝搬路情報の取得方法を示すタイムチャートである。なお、図４では、基地局２００−１と、端末局２０１−１及び２０１−２とが存在する場合を想定し、基地局２００−１と、端末局２０１−１及び２０１−２のそれぞれの間の伝搬チャネルの伝搬路情報を推定する例について説明する。他の伝搬チャネルの伝搬路情報についても、同様に推定できる。 Next, a method for acquiring propagation path information will be described. FIG. 4 is a time chart illustrating a method for acquiring propagation path information according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 4, it is assumed that the base station 200-1 and the terminal stations 201-1 and 201-2 exist, and each of the base station 200-1 and the terminal stations 201-1 and 201-2. An example of estimating the propagation path information of the propagation channel between will be described. The propagation path information of other propagation channels can be similarly estimated.

図４に示すように、伝搬路情報を取得するための信号は、ヌルデータパケットの送信を知らせるヌルデータパケットアナウンスメント（ＮＤＰＡ：Null Data Packet Announcement）と、計測用のヌルデータパケット（ＮＤＰ：Null Data Packet）と、ヌルデータパケットＮＤＰから推定された受信電力を伝搬チャネルとして通知するチャネル状態情報フィードバック（ＣＳＩ−ＦＢ：Channel State Information Feedback）と、伝搬路情報を端末局に要求するビームフォーミングレポートポール（ＢＲＰ：Beamforming Report Poll）で、構成される。 As shown in FIG. 4, a signal for acquiring propagation path information includes a null data packet announcement (NDPA: Null Data Packet Announcement) that informs transmission of a null data packet, and a measurement null data packet (NDP: Null). Data Packet), channel state information feedback (CSI-FB: Channel State Information Feedback) for notifying the received power estimated from the null data packet NDP as a propagation channel, and a beamforming report poll for requesting propagation path information to the terminal station (BRP: Beamforming Report Poll).

まず、基地局２００−１において、伝搬路情報を取得するトリガが発生したとする。これに応じて、基地局２００−１は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンスを実行する。キャリアセンスにより、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のいずれであるのかが判定される。例えば、実行したキャリアセンスにより、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２００−１は、ヌルデータパケットアナウンスメント（ＮＤＰＡ）を生成して送信する（処理ＰＲＣ１０１）。 First, it is assumed that a trigger for acquiring propagation path information has occurred in the base station 200-1. In response to this, the base station 200-1 performs carrier sense at random time intervals. Based on the carrier sense, it is determined whether the idle state in which the communication frequency band is not used or the busy state in which the communication frequency band is used. For example, it is assumed that an idle state in which the communication frequency band is not used is detected by the executed carrier sense. In response to this, the base station 200-1 generates and transmits a null data packet announcement (NDPA) (processing PRC101).

次に、基地局２００−１は、計測用のヌルデータパケット（ＮＤＰ）を生成して送信する（処理ＰＲＣ１０２）。この際、基地局２００−１は送信対象データとしての宛先の端末局２０１−１及び２０１−２を認識する。そして、基地局２００−１は、これと同じ端末局２０１−１及び２０１−２を宛先として指定して、計測用のヌルデータパケットＮＤＰを送信する。 Next, the base station 200-1 generates and transmits a null data packet (NDP) for measurement (process PRC102). At this time, the base station 200-1 recognizes the destination terminal stations 201-1 and 201-2 as transmission target data. Then, the base station 200-1 designates the same terminal stations 201-1 and 201-2 as destinations, and transmits a null data packet NDP for measurement.

端末局２０１−１及び２０１−２は、基地局２００−１からの計測用のヌルデータパケットＮＤＰを受信する。そして、端末局２０１−１及び２０１−２は、この計測用のヌルデータパケットＮＤＰの受信に応じて、伝搬路情報を推定する（処理ＰＲＣ１０３及びＰＲＣ１０４）。 The terminal stations 201-1 and 201-2 receive the null data packet NDP for measurement from the base station 200-1. Then, the terminal stations 201-1 and 201-2 estimate the propagation path information in response to the reception of the measurement null data packet NDP (processing PRC103 and PRC104).

次に、端末局２０１−１は、基地局２００−１と端末局２０１−１との間の量子化した伝搬チャネルの伝搬路情報を含むチャネル状態情報フィードバック（ＣＳＩ−ＦＢ）を生成し、このチャネル状態情報フィードバック（ＣＳＩ−ＦＢ）を基地局２００−１に送信する（処理ＰＲＣ１０５）。 Next, the terminal station 201-1 generates channel state information feedback (CSI-FB) including propagation path information of the quantized propagation channel between the base station 200-1 and the terminal station 201-1. Channel state information feedback (CSI-FB) is transmitted to base station 200-1 (process PRC105).

次に、基地局２００−１は、端末局２０１−２に対し、伝搬路情報を要求するビームフォーミングレポートポール（ＢＲＰ）を生成し、送信を行う（処理ＰＲＣ１０６）。端末局２０１−２は、ビームフォーミングレポートポール（ＢＲＰ）を受信すると、基地局２００−１と端末局２０１−２との間の量子化した伝搬チャネルの伝搬路情報を含むチャネル状態情報フィードバック（ＣＳＩ−ＦＢ）を基地局２００−１に送信する。 Next, the base station 200-1 generates and transmits a beamforming report poll (BRP) for requesting propagation path information to the terminal station 201-2 (processing PRC106). Upon receiving the beamforming report poll (BRP), the terminal station 201-2 receives channel state information feedback (CSI) including channel information of the quantized propagation channel between the base station 200-1 and the terminal station 201-2. -FB) is transmitted to the base station 200-1.

以上のような処理により、基地局２００−１は、各端末局２０１−１、２０１−２の間の伝搬チャネルの伝搬路情報を取得することができる。同様に、基地局２００−１及び２００−２は、各端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎのそれぞれの間の伝搬チャネルの伝搬路情報を取得することができる。 Through the processing as described above, the base station 200-1 can acquire the propagation path information of the propagation channel between the terminal stations 201-1 and 201-2. Similarly, the base stations 200-1 and 200-2 can acquire the propagation path information of the propagation channel between each of the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N.

次に、基地局２００−１及び２００−２でのウエイト算出処理について説明する。図５は、本発明の第１実施形態におけるウエイト算出処理のフローチャートである。なお、以降の説明は、基地局２００−１に注目して説明を行う。第１実施形態では、基地局２００−１と、これに隣接する通信セルの端末局２０２−１〜２０２−Ｎとの間の伝搬路情報を干渉電力の統計情報に変換し、干渉電力を閾値以下とするウエイトを算出する。このようなウエイトを用いてアナログビームを設定することで、隣接する通信セルからの干渉を低減できる。 Next, the weight calculation process in the base stations 200-1 and 200-2 will be described. FIG. 5 is a flowchart of the weight calculation process in the first embodiment of the present invention. The following description will be made with attention paid to the base station 200-1. In the first embodiment, the propagation path information between the base station 200-1 and the terminal stations 202-1 to 202-N of communication cells adjacent to the base station 200-1 is converted into interference power statistical information, and the interference power is set as a threshold value. The following weights are calculated. By setting an analog beam using such weights, interference from adjacent communication cells can be reduced.

図５において、ステップＳ１０１で、統計情報変換部１０５は、伝搬路情報記憶部１０９から、通信セル２０３−１の基地局２００−１と、これに隣接する通信セル２０３−２の端末局２０２−１〜２０２−Ｎの全てとの間の伝搬チャネルＧ_１，１（ｋ）〜Ｇ_１，Ｎ（ｋ）（ｋ：サブキャリア番号）の伝搬路情報を読み出す（図１参照）。そして、統計情報変換部１０５は、通信セル２０３−１の基地局２００−１と、これに隣接する通信セル２０３−２の端末局２０２−１〜２０２−Ｎの全てとの間の伝搬チャネルＧ_１，１（ｋ）〜Ｇ_１，Ｎ（ｋ）から、式（１）を用いて各端末局の干渉電力Ｉ_ｎを算出する。 In FIG. 5, in step S101, the statistical information conversion unit 105 transmits the base station 200-1 of the communication cell 203-1 and the terminal station 202- of the communication cell 203-2 adjacent thereto from the propagation path information storage unit 109. The propagation path information of the propagation channels G _1,1 (k) to G _{1, N} (k) (k: subcarrier number) between all of the lines 1 to 202-N is read (see FIG. 1). The statistical information converter 105 then propagates the propagation channel G between the base station 200-1 of the communication cell 203-1 and all of the terminal stations 202-1 to 202-N of the communication cell 203-2 adjacent thereto. from _{_{1,1 (k) ~G 1, n}} (k), calculates the interference power _{I n} of each terminal station by using equation (1).

次に、ステップＳ１０２で、統計情報変換部１０５は、算出した干渉電力の情報から、累積確率分布を干渉電力の統計情報として作成する（ステップＳ１０２）。図６は、累積確率分布の一例を示すグラフである。図６において、横軸は干渉電力を示し、縦軸は累積確率を示す。 Next, in step S102, the statistical information conversion unit 105 creates a cumulative probability distribution as statistical information of interference power from the calculated interference power information (step S102). FIG. 6 is a graph showing an example of the cumulative probability distribution. In FIG. 6, the horizontal axis represents interference power, and the vertical axis represents cumulative probability.

次に、ステップＳ１０３で、ウエイト算出部１０４は、通信セル２０３−１の基地局２００−１と、これに隣接する通信セル２０３−２の端末局２０２−１〜２０２−Ｎの全ての伝搬チャネルの合成チャネルＧ_１（ｋ）を、式（２）のように定義して、生成する。 Next, in step S103, the weight calculation unit 104 determines all the propagation channels of the base station 200-1 of the communication cell 203-1 and the terminal stations 202-1 to 202-N of the communication cell 203-2 adjacent thereto. A composite channel G ₁ (k) is defined and generated as shown in Equation (2).

そして、ウエイト算出部１０４は、算出した合成チャネルＧ_１（ｋ）から相関行列Ｒ_１を式（３）のように算出する。 Then, the weight calculation unit 104 calculates the correlation matrix R ₁ from the calculated combined channel G ₁ (k) as shown in Expression (3).

次に、ウエイト算出部１０４は、算出した相関行列Ｒ_１に対して、式（４）のように固有分解を行う。 Next, the weight calculation unit 104 performs eigendecomposition on the calculated correlation matrix R _{1 as shown} in Expression (4).

ここで、Σ_１は、相関行列Ｒ_１の固有値（λ_１＜．．．＜λ_Ｍ（Ｍはアンテナの数））を対角項に有する対角行列であり、Ｖ_１は各固有値に対応する固有ベクトルの集合体である。 Here, Σ ₁ is a diagonal matrix having eigenvalues (λ ₁ <... <Λ _M (M is the number of antennas)) of the correlation matrix R _{1 in} a diagonal term, and V ₁ corresponds to each eigenvalue. Is a collection of eigenvectors.

次に、ステップＳ１０３で、ウエイト算出部１０４は、算出した固有値の中から干渉電力の閾値Ｔ以下となる固有値を選択し、選択した固有値に対応する固有ベクトルを送受信ウエイトとする。以上により、アナログビーム形成の送受信ウエイトが算出される。 Next, in step S103, the weight calculation unit 104 selects an eigenvalue that is equal to or less than the interference power threshold T from the calculated eigenvalues, and sets an eigenvector corresponding to the selected eigenvalue as a transmission / reception weight. Thus, the transmission / reception weight for analog beam formation is calculated.

次に、本発明の第１実施形態を用いた場合の効果を示す。図７は、シミュレーションモデルを示す図である。本シミュレーションモデルは、縦２０ｍ×横４０ｍ×高３ｍのオフィス環境を想定したシミュレーションモデルであり、基地局ＡＰ−１、ＡＰ−２の数は２台であり、端末局ＳＴＡを１ｍ格子間隔に各通信セルに３８０台配置した。なお、シミュレーション条件は無線ＬＡＮを想定したパラメータであり、中心周波数を５．２ＧＨｚ、帯域幅を２０ＭＨｚ（サブキャリア数５６），送信電力を１００ｍＷとした。Ｃｅｌｌ−１、Ｃｅｌｌ−２は、基地局ＡＰ−１、ＡＰ−２の通信セルを示している。また、基地局ＡＰ−１、ＡＰ−２及び端末局ＳＴＡのアンテナはダイポールアンテナとし、基地局ＡＰ−１、ＡＰ−２のアンテナ配置は垂直方向に８本に配置した。また、干渉電力の閾値Ｔは雑音電力相当の０ｄＢｍとした。 Next, effects when the first embodiment of the present invention is used will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a simulation model. This simulation model is a simulation model assuming an office environment of 20 m long × 40 m wide × 3 m high. The number of base stations AP-1 and AP-2 is two, and each of the terminal stations STA is set at a 1 m grid interval. 380 units were arranged in the communication cell. The simulation conditions are parameters assuming a wireless LAN. The center frequency is 5.2 GHz, the bandwidth is 20 MHz (56 subcarriers), and the transmission power is 100 mW. Cell-1 and Cell-2 indicate communication cells of the base stations AP-1 and AP-2. Further, the antennas of the base stations AP-1, AP-2 and the terminal station STA are dipole antennas, and the antennas of the base stations AP-1, AP-2 are arranged in eight in the vertical direction. The interference power threshold T is set to 0 dBm, which is equivalent to noise power.

図８は、本発明の第１実施形態における信号対干渉及び雑音電力比の分布を示す図である。また、比較対象として、１本のアンテナを用いた場合の結果も示す。この図からわかる通り、第１実施形態を用いることによって広範囲で信号対干渉及び雑音電力比が改善できていることがわかる。 FIG. 8 is a diagram showing the distribution of signal-to-interference and noise power ratio in the first embodiment of the present invention. In addition, as a comparison target, the result when one antenna is used is also shown. As can be seen from this figure, the signal-to-interference and noise power ratio can be improved over a wide range by using the first embodiment.

［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。第１実施形態では、通信セル２０３−１の基地局２００−１と、これに隣接する通信セル２０３−２の各端末局２０２−１〜２０２−Ｎの伝搬路情報から干渉電力の統計情報を取得し、干渉電力を閾値以下とするウエイトを算出している。これに対して、第２実施形態では、隣接する通信セル２０３−２の各端末局２０２−１〜２０２−Ｎの伝搬路情報に加えて、基地局２００−１と同一の通信セル２０３−１内の所望の端末局２０１−ｎの伝搬路情報を用いて送受信ウエイトを算出している。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, statistical information of interference power is obtained from the propagation path information of the base station 200-1 of the communication cell 203-1 and the terminal stations 202-1 to 202-N of the communication cell 203-2 adjacent thereto. The weight is obtained and the interference power is made equal to or less than the threshold value. On the other hand, in the second embodiment, in addition to the propagation path information of the terminal stations 202-1 to 202-N of the adjacent communication cell 203-2, the same communication cell 203-1 as that of the base station 200-1 is used. The transmission / reception weight is calculated using the propagation path information of the desired terminal station 201-n.

なお、第２実施形態における基地局２００−１及び２００−２、並びに、端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎの構成は、第１実施形態と同様であり、その説明は省略する。 The configurations of the base stations 200-1 and 200-2 and the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N in the second embodiment are the same as those in the first embodiment. Description is omitted.

図９は、本発明の第２実施形態におけるウエイト算出処理のフローチャートである。図９において、ステップＳ２０１で、統計情報変換部１０５は、伝搬路情報記憶部１０９から各伝搬チャネルの伝搬路情報を読み出し、通信セル２０３−１の基地局２００−１と、これに隣接する通信セル２０３−２の端末局２０２−１〜２０２−Ｎの全ての伝搬チャネルＧ_１，１（ｋ）〜Ｇ_１，Ｎ（ｋ）（ｋ：サブキャリア番号）から、式（１）を用いて各端末局の干渉電力Ｉ_ｎを算出する。 FIG. 9 is a flowchart of the weight calculation process in the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, in step S201, the statistical information conversion unit 105 reads the propagation path information of each propagation channel from the propagation path information storage unit 109, and the base station 200-1 of the communication cell 203-1 and the communication adjacent thereto. From all the propagation channels G _1,1 (k) to G _{1, N} (k) (k: subcarrier number) of the terminal stations 202-1 to 202-N of the cell 203-2, using equation (1) calculating the interference power I _n of each terminal station.

次に、ステップＳ２０２で、統計情報変換部１０５は、算出した各隣接する端末局２０２−１〜２０２−Ｎの干渉電力の情報から、干渉電力の統計情報として累積確率分布を作成する。 Next, in step S202, the statistical information conversion unit 105 creates a cumulative probability distribution as statistical information of interference power from the calculated interference power information of each adjacent terminal station 202-1 to 202-N.

そして、ステップＳ２０３で、ウエイト算出部１０４は、通信セル２０３−１の基地局２００−１と、これに隣接する通信セル２０３−２の端末局２０２−１〜２０２−Ｎの全ての伝搬チャネルの合成チャネルＧ_１（ｋ）の生成を式（２）のように定義する。そして、ウエイト算出部１０４は、算出した合成チャネルＧ_１（ｋ）から相関行列Ｒ_１を式（３）のように算出する。さらに、ウエイト算出部１０４は、算出した相関行列Ｒ_１を式（４）のように固有分解を行い、干渉電力の閾値Ｔ以下となる固有値から、仮ウエイトを算出する。 In step S203, the weight calculation unit 104 determines all the propagation channels of the base station 200-1 of the communication cell 203-1 and the terminal stations 202-1 to 202-N of the communication cell 203-2 adjacent thereto. The generation of the composite channel G ₁ (k) is defined as in Equation (2). Then, the weight calculation unit 104 calculates the correlation matrix R ₁ from the calculated combined channel G ₁ (k) as shown in Expression (3). Further, the weight calculation unit 104 performs eigendecomposition on the calculated correlation matrix R ₁ as shown in Expression (4), and calculates a temporary weight from an eigenvalue that is equal to or less than the threshold T of the interference power.

次に、ステップＳ２０４で、ウエイト算出部１０４は、仮ウエイトとして算出した固有値の中から干渉電力の閾値Ｔ以下となる固有値の和の組み合わせを選択する。干渉電力の閾値Ｔ以下となる固有値の一例を式（５）に示す。 Next, in step S204, the weight calculation unit 104 selects a combination of eigenvalue sums that is equal to or less than the interference power threshold T from eigenvalues calculated as temporary weights. An example of the eigenvalue that is equal to or less than the threshold T of the interference power is shown in Expression (5).

次に、ウエイト算出部１０４は、選択した固有値の組み合わせに対応する固有ベクトルの集合体Ｖ_ｓｅｌと、基地局２００−１と同一の通信セル２０３−１にある所望の端末局２０１−ｎとの伝搬路情報Ｈ_１，ｎ（ｋ）から、式（６）のように相関行列を算出する。 Next, the weight calculation unit 104 propagates the set of eigenvectors V _sel corresponding to the selected combination of eigenvalues and a desired terminal station 201-n in the same communication cell 203-1 as the base station 200-1. A correlation matrix is calculated from the path information H _{1, n} (k) as shown in Equation (6).

そして、ウエイト算出部１０４は、算出した相関行列Ｒ_{ｓｅｌ，ｎ}を式（７）のように固有分解を行う。 Then, the weight calculation unit 104 performs eigendecomposition on the calculated correlation matrix R _{sel, n} as shown in Expression (7).

ここで、Σ_１‘はＲ_{ｓｅｌ，ｎ}の固有値（λ_１＜．．．＜λ_Ｍ’，Ｍ‘は選択した固有ベクトル数）を対角項に有する対角行列であり、Ｖ_１’は各固有値に対応する固有ベクトルの集合体である。 Here, Σ ₁ ′ is a diagonal matrix having eigenvalues of R _{sel, n} (λ ₁ <... <Λ _M ′, M ′ is the number of selected eigenvectors) in the diagonal terms, and V ₁ ′ is A collection of eigenvectors corresponding to eigenvalues.

そして、ウエイト算出部１０４は、算出した固有値の中から最大固有値に対応する固有ベクトルv_maxを送受信ウエイトとする。以上により、アナログビーム形成の送受信ウエイトが算出される。 Then, the weight calculation unit 104 sets the eigenvector v _max corresponding to the maximum eigenvalue among the calculated eigenvalues as transmission / reception weights. Thus, the transmission / reception weight for analog beam formation is calculated.

第２実施形態では、通信セル２０３−１の基地局２００−１に隣接する通信セル２０３−２の各端末局２０２−１〜２０２−Ｎの伝搬路情報に加えて、基地局２００−１と同一の通信セル２０３−１にある所望の端末局２０１−ｎの伝搬路情報を用いて送受信ウエイトを算出しているので、所望の端末局２０１−ｎと通信を行う際の信号品質の向上が期待できる。 In the second embodiment, in addition to the propagation path information of the terminal stations 202-1 to 202-N of the communication cell 203-2 adjacent to the base station 200-1 of the communication cell 203-1, the base station 200-1 Since the transmission / reception weight is calculated using the propagation path information of the desired terminal station 201-n in the same communication cell 203-1, the signal quality when communicating with the desired terminal station 201-n is improved. I can expect.

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、送受信ウエイトを適用した際の干渉電力の累積確率分布を、送受信ウエイトを算出するために用いる基地局２００−１と隣接セルの端末局２０２−１〜２０２−Ｎの伝搬路情報の中から選択することで、任意の累積確率分布に変更することができる。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, the propagation path between the base station 200-1 used for calculating the transmission / reception weight and the terminal stations 202-1 to 202-N of the adjacent cells is used to calculate the cumulative probability distribution of the interference power when the transmission / reception weight is applied. By selecting from the information, it can be changed to an arbitrary cumulative probability distribution.

図１０は、本発明の第３実施形態におけるウエイト算出処理のフローチャートである。なお、第３実施形態における基地局２００−１及び２００−２、並びに、端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎの構成は、第１実施形態及び第２実施形態と同様であり、その説明は省略する。 FIG. 10 is a flowchart of the weight calculation process in the third embodiment of the present invention. The configurations of the base stations 200-1 and 200-2 and the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N in the third embodiment are the same as those in the first embodiment and the second embodiment. This is the same, and a description thereof is omitted.

ステップＳ３０１で、統計情報変換部１０５は、伝搬路情報記憶部１０９から伝搬路情報を読み出し、通信セル２０３−１の基地局２００−１と、これに隣接する通信セル２０３−２の端末局２０２−１〜２０２−Ｎの全て、若しくは、一部の伝搬チャネルＧ_１，１（ｋ）〜Ｇ_１，Ｎ（ｋ）（ｋ：サブキャリア番号）から、式（１）を用いて各端末局の干渉電力Ｉ_ｎを算出する。 In step S301, the statistical information conversion unit 105 reads the propagation path information from the propagation path information storage unit 109, and the base station 200-1 of the communication cell 203-1 and the terminal station 202 of the communication cell 203-2 adjacent thereto. −1 to 202-N or a part of the propagation channels G _1,1 (k) to G _{1, N} (k) (k: subcarrier number), each terminal station using equation (1) calculating the interference power _{I n.}

次に、ステップＳ３０２で、統計情報変換部１０５は、算出した各隣接する端末局２０２−１〜２０２−Ｎの干渉電力の情報から、電力累積確率分布を干渉電力の統計情報として作成する。 Next, in step S302, the statistical information conversion unit 105 creates a power cumulative probability distribution as statistical information of interference power from the calculated interference power information of each adjacent terminal station 202-1 to 202-N.

そして、ステップＳ３０３で、統計情報変換部１０５は、基地局２００−１と隣接する通信セル２０３−２の端末局２０２−１〜２０２−Ｎの全て、若しくは、一部の伝搬チャネルの合成チャネルＧ_１（ｋ）の生成を式（２）のように定義する。そして、ウエイト算出部１０４は、算出した合成チャネルＧ_１（ｋ）から相関行列Ｒ_１を式（３）のように算出する。さらに、ウエイト算出部１０４は、算出した相関行列Ｒ_１を式（４）のように固有分解を行い、干渉電力の閾値Ｔ以下となる固有値から、仮ウエイトを算出する。 In step S303, the statistical information conversion unit 105 then combines all or some of the propagation channels G of the terminal stations 202-1 to 202-N of the communication cell 203-2 adjacent to the base station 200-1. The generation of ₁ (k) is defined as in equation (2). Then, the weight calculation unit 104 calculates the correlation matrix R ₁ from the calculated combined channel G ₁ (k) as shown in Expression (3). Further, the weight calculation unit 104 performs eigendecomposition on the calculated correlation matrix R ₁ as shown in Expression (4), and calculates a temporary weight from an eigenvalue that is equal to or less than the threshold T of the interference power.

次に、ステップＳ３０４で、ウエイト算出部１０４は、仮ウエイトとして算出した固有値の中から干渉電力の閾値Ｔ以下となる固有値の和の組み合わせを選択する。そして、ウエイト算出部１０４は、選択した固有値の組み合わせに対応する固有ベクトルの集合体Ｖ_ｓｅｌと、基地局２００−１と同一の通信セル２０３−１内にある所望の端末局２０１−ｎとの伝搬路情報Ｈ_１，ｎ（ｋ）から、式（６）のように相関行列を算出する。次に、ウエイト算出部１０４は、算出した相関行列Ｒ_{ｓｅｌ，ｎ}を式（７）のように固有分解を行い、送受信ウエイトを算出する。 Next, in step S304, the weight calculation unit 104 selects a combination of eigenvalue sums that is equal to or less than the interference power threshold T from eigenvalues calculated as temporary weights. Then, the weight calculation unit 104 propagates the set of eigenvectors V _sel corresponding to the selected combination of eigenvalues and a desired terminal station 201-n in the same communication cell 203-1 as the base station 200-1. A correlation matrix is calculated from the path information H _{1, n} (k) as shown in Equation (6). Next, the weight calculation unit 104 performs eigendecomposition on the calculated correlation matrix R _{sel, n} as shown in Expression (7) to calculate transmission / reception weights.

ステップＳ３０５で、基地局２００−１と隣接する端末局２０２−１〜２０２−Ｎの全ての伝搬チャネルＧ_１，１（ｋ）〜Ｇ_１，Ｎ（ｋ）及び算出した送受信ウエイトから式（８）を用いて各端末局の干渉電力Ｉ_ｎを算出する。 In step S305, the equation (8) is calculated from all the propagation channels G _1,1 (k) to G _{1, N} (k) of the terminal stations 202-1 to 202-N adjacent to the base station 200-1 and the calculated transmission / reception weights. ) to calculate the interference power I _n of each terminal station using.

次に、ステップＳ３０６で、ウエイト算出部１０４は、算出した各端末局の干渉電力の情報から累積確率分布を作成し、希望する累積確率分布であるか否かを判定する。もし、希望する累積確率分布であれば（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、ウエイト算出部１０４は、ここで送受信ウエイトの計算は終了する。希望する累積確率分布でなければ（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、ウエイト算出部１０４は、ステップＳ３０７において、計算する伝搬路情報の選択を変更し、ステップS３０１に戻り、再度計算を行う。以上により、アナログビーム形成の送受信ウエイトが算出される。 Next, in step S306, the weight calculation unit 104 creates a cumulative probability distribution from the calculated interference power information of each terminal station, and determines whether or not the desired cumulative probability distribution is obtained. If it is the desired cumulative probability distribution (step S306: Yes), the weight calculation unit 104 ends the transmission / reception weight calculation. If it is not the desired cumulative probability distribution (step S306: No), the weight calculation unit 104 changes the selection of the propagation path information to be calculated in step S307, returns to step S301, and performs the calculation again. Thus, the transmission / reception weight for analog beam formation is calculated.

［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態では、干渉電力を選択し算出する際に、通信頻度を考慮して選択する方法であり、より通信頻度が高い端末局に対して干渉電力を抑圧することができる。 [Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, when selecting and calculating the interference power, it is a method of selecting in consideration of the communication frequency, and the interference power can be suppressed for a terminal station having a higher communication frequency.

図１１は、本発明の第４実施形態におけるウエイト算出処理のフローチャートである。なお、第４実施形態における基地局２００−１及び２００−２、並びに、端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎの構成は、第１〜第３実施形態と同様であり、その説明は省略する。 FIG. 11 is a flowchart of the weight calculation process in the fourth embodiment of the present invention. The configurations of the base stations 200-1 and 200-2 and the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N in the fourth embodiment are the same as those in the first to third embodiments. There will be no further explanation.

まず、ステップＳ４０１で、統計情報変換部１０５は、伝搬路情報記憶部１０９から各伝搬チャネルの伝搬路情報を読み出し、通信セル２０３−１の基地局２００−１と、これに隣接する通信セル２０３−２の端末局２０２−１〜２０２−Ｎの伝搬チャネルの中から、伝搬チャネルの選択を行う。選択基準は各端末局の通信頻度であり、具体的には通信頻度がＣ以上となる端末局の伝搬路情報を選択し、その干渉電力を算出する。 First, in step S401, the statistical information conversion unit 105 reads the propagation path information of each propagation channel from the propagation path information storage unit 109, and the base station 200-1 of the communication cell 203-1 and the communication cell 203 adjacent thereto. -2 is selected from the propagation channels of the terminal stations 202-1 to 202-N. The selection criterion is the communication frequency of each terminal station. Specifically, the propagation path information of the terminal station having a communication frequency of C or higher is selected, and the interference power is calculated.

次に、ステップＳ４０２で、統計情報変換部１０５は、算出した隣接する通信セル２０３−２の端末局２０２−１〜２０２−Ｎの干渉電力の情報から、式（１）で示したように干渉電力Ｉ_ｎを算出し、算出した干渉電力Ｉ_ｎから累積確率分布を作成し、干渉電力の統計情報とする。 Next, in step S402, the statistical information conversion unit 105 uses the calculated interference power information of the terminal stations 202-1 to 202-N of the adjacent communication cell 203-2 to perform interference as shown in Expression (1). calculating the power I _n, to create a cumulative probability distribution from the calculated interference power I _n, the interference power statistics.

そして、ステップＳ４０３で、ウエイト算出部１０４は、通信セル２０３−１の基地局２００−１と、これに隣接する通信セル２０３−２の端末局２０２−１〜２０２−Ｎの伝搬チャネルの合成チャネルＧ_１（ｋ）の生成を式（２）のように定義する。そして、ウエイト算出部１０４は、算出した合成チャネルＧ_１（ｋ）から相関行列Ｒ_１を式（３）のように算出する。さらに、ウエイト算出部１０４は、算出した相関行列Ｒ_１を式（４）のように固有分解を行い、干渉電力の閾値Ｔ以下となる固有値から、仮ウエイトを算出する。 In step S403, the weight calculation unit 104 combines the propagation channels of the base station 200-1 of the communication cell 203-1 and the terminal stations 202-1 to 202-N of the communication cell 203-2 adjacent thereto. G ₁ the production of (k) is defined by the equation (2). Then, the weight calculation unit 104 calculates the correlation matrix R ₁ from the calculated combined channel G ₁ (k) as shown in Expression (3). Further, the weight calculation unit 104 performs eigendecomposition on the calculated correlation matrix R ₁ as shown in Expression (4), and calculates a temporary weight from an eigenvalue that is equal to or less than the threshold T of the interference power.

次に、ステップＳ４０４で、ウエイト算出部１０４は、仮ウエイトとして算出した固有値の中から干渉電力の閾値Ｔ以下となる固有値の和の組み合わせを選択する。次に、ウエイト算出部１０４は、選択した固有値の組み合わせに対応する固有ベクトルの集合体Ｖ_ｓｅｌと、基地局２００−１と同一の通信セル２０３−１の所望の端末局２０１−ｎとの伝搬路情報Ｈ_１，ｎ（ｋ）から、式（６）のように相関行列を算出する。そして、ウエイト算出部１０４は、算出した相関行列Ｒ_{ｓｅｌ，ｎ}を式（７）のように固有分解を行う。そして、ウエイト算出部１０４は、算出した固有値の中から最大固有値に対応する固有ベクトルv_maxを送受信ウエイトする。以上により、アナログビーム形成の送受信ウエイトが算出される。 Next, in step S404, the weight calculation unit 104 selects a combination of eigenvalue sums that is equal to or less than the interference power threshold T from the eigenvalues calculated as temporary weights. Next, the weight calculation unit 104 transmits the propagation path between the set of eigenvectors V _sel corresponding to the selected combination of eigenvalues and the desired terminal station 201-n of the same communication cell 203-1 as the base station 200-1. From the information H _{1, n} (k), a correlation matrix is calculated as shown in Equation (6). Then, the weight calculation unit 104 performs eigendecomposition on the calculated correlation matrix R _{sel, n} as shown in Expression (7). Then, the weight calculation unit 104 transmits and receives the eigenvector v _max corresponding to the maximum eigenvalue among the calculated eigenvalues. Thus, the transmission / reception weight for analog beam formation is calculated.

［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。
なお、第５実施形態における基地局５００−１、基地局５００−２、複数の端末局５０１−１〜５０１−Ｎ、複数の端末局５０２−１〜５０２−Ｎの関係は、第１実施形態における基地局２００−１、基地局２００−２、複数の端末局２０１−１〜２０１−Ｎ、複数の端末局２０２−１〜２０２−Ｎの関係と同じである。すなわち、基地局５００−１と、基地局５００−１と無線パケット通信を行っている複数の端末局５０１−１〜５０１−Ｎとから通信セルが構成される。また、基地局５００−２と、基地局５００−２と無線パケット通信を行っている複数の端末局５０２−１〜５０２−Ｎとから通信セルが構成される。なお、Ｎは端末局の個数である。上述した２つの通信セルは隣接して配置されている。 [Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
The relationship between the base station 500-1, the base station 500-2, the plurality of terminal stations 501-1 to 501-N, and the plurality of terminal stations 502-1 to 502-N in the fifth embodiment is the same as that in the first embodiment. The base station 200-1, the base station 200-2, the plurality of terminal stations 201-1 to 201-N, and the plurality of terminal stations 202-1 to 202-N in FIG. That is, a communication cell is configured by the base station 500-1 and a plurality of terminal stations 501-1 to 501-N performing wireless packet communication with the base station 500-1. In addition, a communication cell is configured by the base station 500-2 and a plurality of terminal stations 502-1 to 502-N performing wireless packet communication with the base station 500-2. N is the number of terminal stations. The two communication cells described above are arranged adjacent to each other.

図１２は、本発明の第５実施形態における基地局５００−１及び５００−２の構成を示す概略ブロック図である。図１２に示すように、基地局５００−１及び５００−２は、アンテナ６０１−１〜６０１−Ｍ（Ｍはアンテナの数）、ウエイト乗算部６０２−１〜６０２−Ｍ、ウエイト制御部６０３、ウエイト算出部６０４、統計情報変換部６０５、受信部６０６−１〜６０６−Ｍ、Ａ／Ｄ変換部６０７−１〜６０７−Ｍ、復調部６０８、伝搬路推定部６３０、伝搬路情報記憶部６０９、変調部６１１、Ｄ／Ａ変換部６１２、送信部６１３、受信部６２１、Ａ／Ｄ変換部６２２及び復調部６２３を備える。 FIG. 12 is a schematic block diagram showing the configuration of base stations 500-1 and 500-2 in the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, base stations 500-1 and 500-2 include antennas 601-1 to 601-M (M is the number of antennas), weight multiplication units 602-1 to 602-M, weight control unit 603, Weight calculation unit 604, statistical information conversion unit 605, reception units 606-1 to 606-M, A / D conversion units 607-1 to 607-M, demodulation unit 608, propagation path estimation unit 630, propagation path information storage unit 609 A modulation unit 611, a D / A conversion unit 612, a transmission unit 613, a reception unit 621, an A / D conversion unit 622, and a demodulation unit 623.

アンテナ６０１−１〜６０１−Ｍ、ウエイト乗算部６０２−１〜６０２−Ｍ、ウエイト制御部６０３、ウエイト算出部６０４、統計情報変換部６０５は、第１実施形態における、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｍ、ウエイト乗算部１０２−１〜１０２−Ｍ、ウエイト制御部１０３、ウエイト算出部１０４、統計情報変換部１０５と同様である。また、変調部６１１、Ｄ／Ａ変換部６１２、送信部６１３、受信部６２１、Ａ／Ｄ変換部６２２、復調部６２３は、第１実施形態における、変調部１１１、Ｄ／Ａ変換部１１２、送信部１１３、受信部１２１、Ａ／Ｄ変換部１２２、復調部１２３と同様である。 The antennas 601-1 to 601-M, the weight multiplication units 602-1 to 602-M, the weight control unit 603, the weight calculation unit 604, and the statistical information conversion unit 605 are the antennas 101-1 to 101- in the first embodiment. M, weight multiplication units 102-1 to 102-M, weight control unit 103, weight calculation unit 104, and statistical information conversion unit 105. In addition, the modulation unit 611, the D / A conversion unit 612, the transmission unit 613, the reception unit 621, the A / D conversion unit 622, and the demodulation unit 623 are the modulation unit 111, the D / A conversion unit 112, and the like in the first embodiment. This is the same as the transmission unit 113, the reception unit 121, the A / D conversion unit 122, and the demodulation unit 123.

受信部６０６−１〜６０６−Ｍ、Ａ／Ｄ変換部６０７−１〜６０７−Ｍ、復調部６０８、伝搬路推定部６３０は、基地局５００−１及び５００−２側で、各伝搬チャネルの特性を推定するために設けられる。受信部６０６−１〜６０６−Ｍは、端末局５０１−１〜５０１−Ｎからの計測用のデータを受信して、Ａ／Ｄ変換部６０７−１〜６０７−Ｍに出力する。Ａ／Ｄ変換部６０７−１〜６０７−Ｍでは、受信部６０６−１〜６０６−Ｍから入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、復調部６０８に出力する。復調部６０８は、端末局５０１−１〜５０１−Ｎからの計測用のデータを復調して、伝搬路推定部６３０に出力する。伝搬路推定部６３０は、復調部６０８の出力から、各伝搬チャネルの特性の推定や受信電力の計測を行い、伝搬路情報を生成する。 Reception units 606-1 to 606-M, A / D conversion units 607-1 to 607 -M, demodulation unit 608, and propagation path estimation unit 630 are provided on base stations 500-1 and 500-2 side for each propagation channel. Provided to estimate characteristics. Receiving units 606-1 to 606-M receive measurement data from terminal stations 501-1 to 501-N and output the data to A / D conversion units 607-1 to 607-M. The A / D conversion units 607-1 to 607 -M convert the analog signals input from the reception units 606-1 to 606 -M into digital signals and output them to the demodulation unit 608. Demodulation section 608 demodulates the measurement data from terminal stations 501-1 to 501-N and outputs the data to propagation path estimation section 630. The propagation path estimation unit 630 estimates the characteristics of each propagation channel and measures the received power from the output of the demodulation unit 608, and generates propagation path information.

図１３は、本発明の第５実施形態における端末局５０１−１〜５０１−Ｎ及び５０２−１〜５０２−Ｎの構成を示す概略ブロック図である。図１３に示すように、端末局５０１−１〜５０１−Ｎ及び５０２−１〜５０２−Ｎは、アンテナ６５０、変調部６５１、Ｄ／Ａ変換部６５２、送信部６５３、受信部６６０、Ａ／Ｄ変換部６６１及び復調部６６２を備える。アンテナ６５０、変調部６５１、Ｄ／Ａ変換部６５２、送信部６５３、受信部６６０、Ａ／Ｄ変換部６６１、復調部６６２は、第１実施形態における、アンテナ１５０、変調部１５１、Ｄ／Ａ変換部１５２、送信部１５３、受信部１６０、Ａ／Ｄ変換部１６１、復調部１６２と同様である。 FIG. 13 is a schematic block diagram illustrating configurations of the terminal stations 501-1 to 501-N and 502-1 to 502-N according to the fifth embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 13, the terminal stations 501-1 to 501-N and 502-1 to 502-N include an antenna 650, a modulation unit 651, a D / A conversion unit 652, a transmission unit 653, a reception unit 660, A / A D conversion unit 661 and a demodulation unit 662 are provided. The antenna 650, the modulation unit 651, the D / A conversion unit 652, the transmission unit 653, the reception unit 660, the A / D conversion unit 661, and the demodulation unit 662 are the antenna 150, the modulation unit 151, and the D / A in the first embodiment. This is the same as the converter 152, transmitter 153, receiver 160, A / D converter 161, and demodulator 162.

図１２に示すように、第５実施形態では、基地局５００−１及び５００−２側に、伝搬路推定部６３０が設けられている。伝搬路推定部６３０は、端末局５０１−１〜５０１−Ｎ及び５０２−１〜５０２−Ｎからの計測用のデータを受信して、各伝搬チャネルの特性の推定や受信電力の計測を行い、伝搬路情報を生成する。 As shown in FIG. 12, in the fifth embodiment, a propagation path estimation unit 630 is provided on the base stations 500-1 and 500-2 side. The propagation path estimation unit 630 receives measurement data from the terminal stations 501-1 to 501-N and 502-1 to 502-N, performs estimation of characteristics of each propagation channel and measurement of received power, Generate propagation path information.

次に、第５実施形態における伝搬路情報の取得方法について説明する。図１４は、本発明の第５実施形態における伝搬路情報の取得方法を示すタイムチャートである。なお、図１４では、基地局５００−１、端末局５０１−１及び５０１−２が存在する場合を想定し、基地局５００−１と、端末局５０１−１及び５０１−２のそれぞれの間の伝搬チャネルを推定する例について説明する。なお、基地局５００−１及び５００−２、端末局５０１−１〜５０１−Ｎ及び５０２−１〜５０２−Ｎは、第１実施形態における、基地局２００−１及び２００−２、端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎと同様に配置される。 Next, a method for acquiring propagation path information in the fifth embodiment will be described. FIG. 14 is a time chart showing a method for acquiring propagation path information according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 14, it is assumed that the base station 500-1 and the terminal stations 501-1 and 501-2 exist, and between the base station 500-1 and the terminal stations 501-1 and 501-2, respectively. An example of estimating a propagation channel will be described. Note that the base stations 500-1 and 500-2, the terminal stations 501-1 to 501-N, and 502-1 to 502-N are the base stations 200-1 and 200-2 and the terminal station 201 in the first embodiment. It arrange | positions similarly to -1 to 201-N and 202-1 to 202-N.

図１４に示すように、伝搬路情報を取得するための信号は、ヌルデータパケットの送信を要求するヌルデータパケットリクエスト（ＮＤＰＲ：Null Data Packet Request）と、計測用のヌルデータで構成されるヌルデータパケット（ＮＤＰ：Null Data Packet）で、構成される。 As shown in FIG. 14, the signal for acquiring the propagation path information is a null data packet request (NDPR: Null Data Packet Request) requesting transmission of a null data packet and null data composed of null data for measurement. It is composed of packets (NDP: Null Data Packet).

まず、基地局５００−１において、伝搬路情報を取得するトリガが発生したとする。これに応じて、基地局５００−１は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンスを実行する。キャリアセンスにより、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のいずれであるのかが判定される。例えば、実行したキャリアセンスにより、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５００−１は、ヌルデータパケットリクエスト（ＮＤＰＲ）を生成して送信する（処理ＰＲＣ５０１）。この際、基地局５００−１は、送信対象データとしての宛先の端末局５０１−１及び５０１−２を認識する。そして、基地局５００−１は、端末局５０１−１及び５０１−２を宛先として指定して、ヌルデータパケットリクエスト（ＮＤＰＲ）を送信する。 First, it is assumed that a trigger for acquiring propagation path information has occurred in base station 500-1. In response to this, base station 500-1 performs carrier sense at random time intervals. Based on the carrier sense, it is determined whether the idle state in which the communication frequency band is not used or the busy state in which the communication frequency band is used. For example, it is assumed that an idle state in which the communication frequency band is not used is detected by the executed carrier sense. In response to this, the base station 500-1 generates and transmits a null data packet request (NDPR) (processing PRC501). At this time, the base station 500-1 recognizes destination terminal stations 501-1 and 501-2 as transmission target data. Base station 500-1 then designates terminal stations 501-1 and 501-2 as destinations, and transmits a null data packet request (NDPR).

端末局５０１−１は、基地局５００−１からのヌルデータパケットリクエスト（ＮＤＰＲ）を受信すると、このヌルデータパケットリクエスト（ＮＤＰＲ）の受信に応じて、計測用のヌルデータパケット（ＮＤＰ）を生成し、基地局５００−１に送信する（処理ＰＲＣ５０２）。基地局５００−１は、端末局５０１−１からの計測用のヌルデータパケットＮＤＰを受信し、受信したヌルデータパケットＮＤＰを用いて、基地局５００−１と端末局５０１−１との間の伝搬路情報を推定する（処理ＰＲＣ５０３）。 Upon receiving the null data packet request (NDPR) from the base station 500-1, the terminal station 501-1 generates a measurement null data packet (NDP) in response to the reception of the null data packet request (NDPR). And transmitted to the base station 500-1 (process PRC502). The base station 500-1 receives the null data packet NDP for measurement from the terminal station 501-1, and uses the received null data packet NDP between the base station 500-1 and the terminal station 501-1. The propagation path information is estimated (process PRC503).

また、端末局５０１−２は、基地局５００−１からのヌルデータパケットリクエスト（ＮＤＰＲ）を受信すると、このヌルデータパケットリクエスト（ＮＤＰＲ）の受信に応じて、計測用のヌルデータパケット（ＮＤＰ）を生成し、基地局５００−１に送信する（処理ＰＲＣ５０４）。基地局５００−１は、端末局５０１−２からの計測用のヌルデータパケットＮＤＰを受信し、受信したヌルデータパケットＮＤＰを用いて、基地局５００−１と端末局５０１−２との間の伝搬路情報を推定する（処理ＰＲＣ５０５）。 Further, when receiving the null data packet request (NDPR) from the base station 500-1, the terminal station 501-2 receives the null data packet request (NDPR) and receives a null data packet (NDP) for measurement. Is transmitted to the base station 500-1 (processing PRC504). The base station 500-1 receives the measurement null data packet NDP from the terminal station 501-2, and uses the received null data packet NDP between the base station 500-1 and the terminal station 501-2. The propagation path information is estimated (process PRC505).

以上のような処理により、基地局５００−１は、各端末局５０１−１、５０１−２の間の伝搬チャネルの情報を取得することができる。同様に、基地局５００−１及び５００−２は、各端末局５０１−１〜５０１−Ｎ及び５０２−１〜５０２−Ｎのそれぞれの間の伝搬チャネルの情報を取得することができる。 Through the processing as described above, the base station 500-1 can acquire information on the propagation channel between the terminal stations 501-1 and 501-2. Similarly, the base stations 500-1 and 500-2 can acquire information on a propagation channel between each of the terminal stations 501-1 to 501-N and 502-1 to 502-N.

第１実施形態では、端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎ側において、基地局２００−１及び２００−２からの計測用のデータを受信して各伝搬チャネルの伝搬路情報が推定され、この伝搬路情報が端末局２０１−１〜２０１−Ｎ及び２０２−１〜２０２−Ｎから、基地局２００−１及び２００−２にフィードバックされ、基地局２００−１及び２００−２は、各端末局の伝搬路情報を取得している。 In the first embodiment, on the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N, the measurement data from the base stations 200-1 and 200-2 are received and the propagation of each propagation channel is received. The path information is estimated, and this propagation path information is fed back from the terminal stations 201-1 to 201-N and 202-1 to 202-N to the base stations 200-1 and 200-2. -2 acquires the propagation path information of each terminal station.

これに対して、第５実施形態では、端末局５０１−１〜５０１−Ｎ及び５０２−１〜５０２−Ｎが基地局５００−１及び５００−２に計測用のデータを送信し、基地局５００−１及び５００−２が端末局５０１−１〜５０１−Ｎ及び５０２−１〜５０２−Ｎからの計測用のデータを受信することで、基地局５００−１及び５００−２側において、各伝搬チャネルの伝搬路情報が取得される。基地局５００−１及び５００−２でのウエイト算出処理については、第１〜第４実施形態と同様に行うことができる。 On the other hand, in the fifth embodiment, the terminal stations 501-1 to 501-N and 502-1 to 502-N transmit measurement data to the base stations 500-1 and 500-2, and the base station 500 -1 and 500-2 receive the measurement data from the terminal stations 501-1 to 501-N and 502-1 to 502-N, so that each of the propagations on the base stations 500-1 and 500-2 side Channel propagation path information is acquired. About the weight calculation process in base station 500-1 and 500-2, it can carry out similarly to the 1st-4th embodiment.

なお、基地局２００−１及び２００−２、５００−１及び５００−２、並びに、端末局２０１−１〜２０１−Ｎ、２０２−１〜２０２−Ｎ、５０１−１〜５０１−Ｎ、５０２−１〜５０２−Ｎの全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。 The base stations 200-1 and 200-2, 500-1 and 500-2, and the terminal stations 201-1 to 201-N, 202-1 to 202-N, 501-1 to 501-N, 502- Each unit is recorded by recording a program for realizing all or part of the functions 1 to 502 -N on a computer-readable recording medium, causing the computer system to read and execute the program recorded on the recording medium. You may perform the process of. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention.

１０１−１〜１０１−Ｍ，６０１−１〜６０１−Ｍ：アンテナ
１０２−１〜１０２−Ｍ，６０２−１〜６０２−Ｍ：ウエイト乗算部
１０３，６０３：ウエイト制御部
１０４，６０４：ウエイト算出部
１０５，６０５：統計情報変換部
１０６−１〜１０６−Ｍ，６０６−１〜６０６−Ｍ：受信部
１０７−１〜１０７−Ｍ，６０７−１〜６０７−Ｍ：Ａ／Ｄ変換部
１０８，６０８：復調部
１０９，６０９：伝搬路情報記憶部
１１１，６１１：変調部
１１２，６１２：Ｄ／Ａ変換部
１１３，６１３：送信部
１２１，６２１：受信部
１２２，６２２：Ａ／Ｄ変換部
１２３，６２３：復調部
１５０，６５０：アンテナ
１５１，６５１：変調部
１５２，６５２：Ｄ／Ａ変換部
１５３，６５３：送信部
１６０，６６０：受信部
１６１，６６１：Ａ／Ｄ変換部
１６２，６６２：復調部
１６３：伝搬路推定部
６３０：伝搬路推定部
２００−１，２００−２，５００−１，５００−２：基地局
２０１−１〜２０１−Ｎ，２０２−１〜２０２−Ｎ：端末局
２０３−１，２０３−２：通信セル
５０１−１〜５０１−Ｎ，５０２−１〜５０２−Ｎ：端末局 101-1 to 101-M, 601-1 to 601-M: antennas 102-1 to 102-M, 602-1 to 602-M: weight multiplication units 103, 603: weight control units 104, 604: weight calculation units 105, 605: Statistical information conversion units 106-1 to 106-M, 606-1 to 606-M: reception units 107-1 to 107-M, 607-1 to 607-M: A / D conversion units 108 and 608 : Demodulator 109, 609: propagation path information storage unit 111, 611: modulator 112, 612: D / A converter 113, 613: transmitter 121, 621: receiver 122, 622: A / D converter 123, 623: Demodulator 150, 650: Antenna 151, 651: Modulator 152, 652: D / A converter 153, 653: Transmitter 160, 660: Receiver 161, 661: A / D converter 62, 662: Demodulator 163: Channel estimator 630: Channel estimator 200-1, 200-2, 500-1, 500-2: Base stations 201-1 to 201-N, 202-1 to 202- N: terminal stations 203-1, 203-2: communication cells 501-1 to 501-N, 502-1 to 502-N: terminal stations

Claims

A wireless communication method for performing communication in a multi-cell environment in which a plurality of communication cells including a base station and a terminal station are arranged,
A propagation path information obtaining step for obtaining propagation path information of each propagation channel between the base station and the terminal station;
A statistical information conversion step of calculating interference power of each terminal station from the propagation path information and converting the interference power into a cumulative probability distribution ;
A weight calculation step of calculating a transmission / reception weight for beam formation based on an analysis result in which the analysis result of the cumulative probability distribution is equal to or less than a predetermined threshold ;
A transmission / reception step of forming a transmission / reception beam using the transmission / reception weight;
A wireless communication method.

The radio communication method according to claim 1, wherein in the propagation path information acquisition step, propagation path information is estimated on the terminal station side, and the estimated propagation path information is transmitted from the terminal station to the base station.

The radio communication method according to claim 1, wherein in the propagation path information acquisition step, propagation path information is estimated on the base station side.

A wireless communication apparatus that performs communication in a multi-cell environment in which a plurality of communication cells including a base station and a terminal station are arranged,
The base station
Multiple antennas,
A weight multiplier for multiplying a transmission / reception signal by a weight;
A weight control unit for controlling weights;
A propagation path information storage unit for storing propagation path information of the propagation channel;
A statistical information conversion unit that calculates interference power of each terminal station from the propagation path information and converts the interference power into a product probability distribution ;
A weight calculation unit that calculates transmission / reception weights for beam formation based on an analysis result in which the analysis result of the statistical cumulative probability distribution is equal to or less than a predetermined threshold ;
A transmission / reception unit for performing transmission / reception using the transmission / reception weight;
A wireless communication device comprising: