JP6270147B2 - Wireless communication method, wireless communication system, and wireless communication program - Google Patents

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Description

本発明は、無線通信ネットワークにおける通信方法、通信プロトコルに係り、特に、セル単位で構成される無線ネットワークにおいて、各セルの基地局がそのセルの端末局との間で無線通信を行う無線通信方法、無線通信システム及び無線通信プログラムに関する。   The present invention relates to a communication method and a communication protocol in a wireless communication network, and in particular, in a wireless network configured in units of cells, a wireless communication method in which a base station of each cell performs wireless communication with a terminal station of the cell. The present invention relates to a wireless communication system and a wireless communication program.

現在、無線LANシステムは、無線局免許を必要としないアンライセンスバンドにおいて運用されており、他の無線システムとの周波数帯域の共有を図るため、無線LANシステムは、媒体アクセス制御方式としてCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)方式を採用している。CSMA/CA方式とは、IEEE 802.11標準規格(例えば、非特許文献1参照)においてDCF(Distributed Coordination Function)方式として規定されている自律分散型の媒体アクセス制御方式である。CSMA/CA方式を用いることで、各端末はキャリアセンスおよびランダムバックオフによって信号の衝突を回避しつつ、自律分散的に送信権を獲得できる。   Currently, the wireless LAN system is operated in an unlicensed band that does not require a radio station license, and in order to share a frequency band with other wireless systems, the wireless LAN system is a CSMA / CA as a medium access control method. (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) is adopted. The CSMA / CA system is an autonomous distributed medium access control system defined as a DCF (Distributed Coordination Function) system in the IEEE 802.11 standard (see, for example, Non-Patent Document 1). By using the CSMA / CA scheme, each terminal can acquire transmission rights in an autonomous and distributed manner while avoiding signal collision by carrier sense and random backoff.

しかしながら、CSMA/CA方式を用いる場合、端末はあくまでランダムに送信権の獲得を試みるため、同一BSS(Basic Service Set)内にQoS(Quality of Service)を要求する端末が存在する場合でも、システムはQoSを保証した通信を行うことができない。また、各端末のチャネル状況は無線伝播路のフェージングの影響によって受信SNR(Signal-to-Noise power Ratio)が低下した端末が送信権を獲得した場合、無線リソースの利用効率は低下し、受信SNRが高い端末が送信権を獲得した場合と比較してスループットが低下する。   However, when the CSMA / CA method is used, the terminal tries to acquire the transmission right randomly, so even if there is a terminal requesting QoS (Quality of Service) in the same BSS (Basic Service Set), the system Communication with guaranteed QoS cannot be performed. In addition, when a terminal whose reception SNR (Signal-to-Noise power Ratio) has decreased due to the influence of fading of the radio propagation path acquires the transmission right, the use efficiency of the radio resource decreases and the reception SNR Compared with a case where a terminal having a higher acquisition right acquires a transmission right, the throughput decreases.

QoSを高い確率で保証し、無線リソースの利用効率を向上することにより高いスループットを達成するには、各端末のトラヒック状況およびチャネル状況に関する情報を収集し、収集したそれらの情報に基づいて無線リソースの割り当てを行う必要がある。そのような伝送を実現する手法として、セルラシステムのように無線リソースを集中管理するオペレータが、端末の状況に応じて動的に無線リソースを割り当てる集中制御型リソースマネージメントが考えられる(例えば、非特許文献2参照)。   In order to achieve high throughput by guaranteeing QoS with high probability and improving utilization efficiency of radio resources, information on traffic status and channel status of each terminal is collected, and radio resources are based on the collected information. Need to be assigned. As a technique for realizing such transmission, centralized control type resource management in which an operator who centrally manages radio resources like a cellular system dynamically allocates radio resources according to the status of the terminal can be considered (for example, non-patented). Reference 2).

しかしながら、アンライセンスバンドにおいて運用される規格の異なるすべてのシステムを、セルラシステムのようにオペレータが集中管理することは容易ではないため、セルラシステムにおける集中制御型リソースマネージメントを無線LANシステムに直接導入することは望ましくない。   However, since it is not easy for an operator to centrally manage all systems with different standards operated in the unlicensed band like a cellular system, the centralized control type resource management in the cellular system is introduced directly into the wireless LAN system. That is not desirable.

そこで、異種の無線システムとの周波数共用を図りつつ、QoS保証および無線リソースの利用効率の向上を図る手法として、BSS内集中制御型OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)無線LANシステムが提案されている(例えば、非特許文献3参照)。   Therefore, a BSS centralized control OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) wireless LAN system has been proposed as a technique for improving QoS utilization and improving the utilization efficiency of radio resources while sharing frequencies with different types of radio systems. (For example, refer nonpatent literature 3).

BSS内集中制御型OFDMA無線LANシステムでは、BSS内のAP(基地局;Access Point)に接続する端末(以下、BSS内端末と称する)がCSMA/CA方式を用いて送信権を獲得した後、RTS(Request to Send)フレームを送信し、APがこれを受信後CTS(Clear to Send)フレームを送信する。その後BSS内の各端末がCTSフレームを順に送信する。これらの制御フレームを受信した、BSSに参加していない他の端末(以下、BSS外端末と称する)に、無線リソースを占有する時間を通知することで無線媒体の予約をして、予約した無線リソースをBSS内で共有できる。   In an intra-BSS centralized control type OFDMA wireless LAN system, a terminal (hereinafter referred to as an intra-BSS terminal) connected to an AP (base station; Access Point) in the BSS acquires a transmission right using the CSMA / CA scheme. An RTS (Request to Send) frame is transmitted, and after the AP receives this, a CTS (Clear to Send) frame is transmitted. Thereafter, each terminal in the BSS transmits a CTS frame in order. Reserving the wireless medium by notifying other terminals that have received these control frames and not participating in the BSS (hereinafter referred to as non-BSS terminals) the time to occupy the radio resources, Resources can be shared within the BSS.

以上の手順によって、BSS内端末で構成されるシステムは周辺の他の無線システムとの周波数共用を図りつつ、APを中心とした集中制御型リソースマネージメントを行っている。また、APはRTSフレームおよびCTSフレームによって各端末のトラヒック状況を収集しつつチャネル状況の推定を行う。集約したこれらの情報を基に、QoSを要求する端末に優先的に無線リソースを割り当てることにより高確率でQoSを保証する。また、あるサブチャネルに関して最も受信SNRの高い端末にそのサブチャネルを割り当てることでデータフレームの伝送レートを向上しスループットの向上を図っている。   Through the above procedure, the system configured with the terminals in the BSS performs centralized control type resource management centering on the AP while sharing the frequency with other peripheral wireless systems. Further, the AP estimates the channel status while collecting the traffic status of each terminal using the RTS frame and the CTS frame. Based on the collected information, QoS is guaranteed with high probability by preferentially allocating radio resources to terminals that request QoS. Further, by assigning a subchannel to a terminal having the highest received SNR for a certain subchannel, the data frame transmission rate is improved and the throughput is improved.

IEEE 802.11-2012, “IEEE Standard for Information Technology- Telecommunications and Information Exchange Between Systems- Local and Metropolitan Area Networks- Specific Requirements - Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, ” 2012.IEEE 802.11-2012, “IEEE Standard for Information Technology- Telecommunications and Information Exchange Between Systems- Local and Metropolitan Area Networks- Specific Requirements-Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications,” 2012. S. Xie, Y. Liu, Y. Zhang, and R. Yu, “A Parallel Cooperative Spectrum Sensing in Cognitive Radio Networks, ”IEEE Trans. Vehic. Technol.,vol. 59, pp. 4079-4092, Oct. 2010.S. Xie, Y. Liu, Y. Zhang, and R. Yu, “A Parallel Cooperative Spectrum Sensing in Cognitive Radio Networks,” IEEE Trans. Vehic. Technol., Vol. 59, pp. 4079-4092, Oct. 2010 . S. Miyamoto, S. Sampei, and W. Jiang,“Novel DCF-Based Multi-User MAC Protocol for Centralized Radio Resource Management in OFDMA WLAN Systems, ” IEICE Trans. Commun., Vol. E96-B, no. 9, pp. 2301-2312, Sept. 2013.S. Miyamoto, S. Sampei, and W. Jiang, “Novel DCF-Based Multi-User MAC Protocol for Centralized Radio Resource Management in OFDMA WLAN Systems,” IEICE Trans. Commun., Vol. E96-B, no. 9, pp. 2301-2312, Sept. 2013.

前述したBSS内集中制御型無線LANシステムにおいては、以下に示す(1)、(2)を行うことが必要である。
(1)高い確率でQoSを保証しながらより高いスループットを達成できるように無線リソースを割り当てるには、全BSS内端末のトラヒック情報およびチャネル情報をAPへ収集すること。
(2)無線リソースの占有中に干渉源になり得る各BSS外端末との衝突を防止するため、それらのBSS外端末に対して、無線媒体を占有する時間長を通知する形で無線媒体の予約を行うこと。
In the BSS centralized control type wireless LAN system described above, it is necessary to perform the following (1) and (2).
(1) In order to allocate radio resources so that higher throughput can be achieved while guaranteeing QoS with a high probability, traffic information and channel information of all intra-BSS terminals are collected in the AP.
(2) In order to prevent a collision with each BSS non-BSS terminal that may be an interference source during radio resource occupation, the radio medium is notified to the non-BSS terminals in the form of a time length for occupying the radio medium. Make a reservation.

一方、その「BSS内端末の情報をAPへ収集」と「BSS外端末に対する無線媒体予約」は本来送信したい情報を格納したデータフレームそのものではなく、データフレームを高品質高効率に伝送するための前処理に過ぎない。従って、最終的に高いシステムスループットを達成するには、これらの前処理から発生する制御フレームやマネジメントフレーム(以下、前処理フレームと称する)のフレーム時間長を最短にし、前処理フレームが無線媒体を占有する期間を最短にするのが望ましい。情報伝送に対する前処理フレームの存在については様々な呼び方があり、シグナリングオーバヘッド、MACオーバヘッド、制御オーバヘッド、通信オーバヘッドなどと呼ばれることがある。本質はまったく同様なことである。   On the other hand, the “collect information of terminals in BSS to AP” and “reservation of wireless medium for terminals outside BSS” are not data frames themselves that store information to be transmitted, but to transmit data frames with high quality and high efficiency. It's just pre-processing. Therefore, in order to finally achieve a high system throughput, the frame time length of control frames and management frames (hereinafter referred to as preprocessing frames) generated from these preprocessings is minimized, and the preprocessing frames are transmitted through the wireless medium. It is desirable to minimize the period of occupation. There are various names for the presence of a preprocessing frame for information transmission, and it is sometimes called a signaling overhead, a MAC overhead, a control overhead, a communication overhead, or the like. The essence is exactly the same.

以下では、まず、「チャネル情報推定」と「無線媒体予約」と「前処理フレームの時間長」との三者間の関係を整理する。次に、従来技術であるBSS内集中制御型無線LANシステムの課題を示す。   In the following, first, the relationship among the three parties of “channel information estimation”, “wireless medium reservation”, and “time length of preprocessing frame” will be organized. Next, problems of the BSS centralized control type wireless LAN system, which is a conventional technique, will be described.

<チャネル情報推定と前処理フレーム時間長との関係>
無線LANを含めて、現在の多くの無線システムでは同期検波方式を採用されている。その場合、前処理フレーム(それ以外の無線フレームも同様であるが、ここでは前処理フレームに焦点を絞って説明する)には通常トレーニング信号部分とデータ信号部分は含まれる。送信局から受信局へ前処理フレームが送信した場合、受信局ではまず、受信したトレーニング信号部分に基づいてチャネル情報CSI(Channel State Information)を推定する。次に、推定で得られたチャネル情報CSIに基づいて復調・復号などの一連の信号処理を通じてデータ信号部分に格納された送信情報の復元を試みる。
<Relationship between channel information estimation and preprocessing frame time length>
Many current wireless systems, including wireless LANs, employ a synchronous detection method. In this case, the pre-processing frame (the same applies to other radio frames, but here the description will be focused on the pre-processing frame) includes a normal training signal portion and a data signal portion. When the preprocessing frame is transmitted from the transmitting station to the receiving station, the receiving station first estimates channel information CSI (Channel State Information) based on the received training signal portion. Next, based on the channel information CSI obtained by the estimation, an attempt is made to restore the transmission information stored in the data signal portion through a series of signal processing such as demodulation and decoding.

このようにトレーニング信号による高精度のチャネル推定は信頼性ある通信の前提であるため、通常トレーニング信号は固定パターン信号を用いることが多く、その時間長の調節は基本的にできない。   Since high-accuracy channel estimation using a training signal is a prerequisite for reliable communication, a fixed pattern signal is often used as a normal training signal, and the time length cannot be basically adjusted.

一方、データ信号は受信局が高精度なチャネル情報CSIに基づいて復調・復号処理を通じて最終的に送信された情報を正確に復元さえできれば良い。従って、高効率な情報伝送ができるように、許容な誤り率範囲内で多様な変調方式・符号方式・多元接続方式などを適宜に組み合わせてデータ信号を構築することがよくある。その結果、データ信号の時間長が最短となるように、許容な誤り率範囲内で変調符号方式や多元接続方式などを選び、データ信号による無線媒体の占有期間を最短にすることができる。   On the other hand, the data signal only needs to be able to accurately restore the information finally transmitted through the demodulation / decoding process based on the highly accurate channel information CSI by the receiving station. Therefore, a data signal is often constructed by appropriately combining various modulation schemes, coding schemes, multiple access schemes and the like within an allowable error rate range so that highly efficient information transmission is possible. As a result, the modulation code method, multiple access method, etc. can be selected within an allowable error rate range so that the time length of the data signal is the shortest, and the occupation period of the wireless medium by the data signal can be minimized.

従って、前処理フレームの時間長の調節も基本的には、トレーニング信号部分ではなく、データ信号部分の時間長の調節によって実現される。実際の無線LANシステム(非特許文献1)では、固定パターン信号であるプリアンブル部分は前処理フレームのトレーニング信号部分に相当する。   Therefore, the adjustment of the time length of the preprocessing frame is basically realized by adjusting the time length of the data signal portion, not the training signal portion. In an actual wireless LAN system (Non-Patent Document 1), a preamble portion that is a fixed pattern signal corresponds to a training signal portion of a preprocess frame.

一方、適応変調符号化や多元接続方式などが適用できるペイロード部分は前処理フレームのデータ信号部分に相当する。チャネル情報CSIの推定に用いるプリアンブル部分の時間長は調整できないが、ペイロード部分の時間長は許容な誤り率範囲内で変調符号方式や多元接続方式を選べば、最短にすることができる。このようにペイロード部分を最短化することで無線LANの前処理フレームの時間長を最短にできる。   On the other hand, the payload portion to which adaptive modulation coding, multiple access method, etc. can be applied corresponds to the data signal portion of the preprocessed frame. Although the time length of the preamble portion used for estimating the channel information CSI cannot be adjusted, the time length of the payload portion can be minimized by selecting a modulation code method or a multiple access method within an allowable error rate range. By minimizing the payload portion in this way, the time length of the wireless LAN preprocessing frame can be minimized.

<無線媒体予約と前処理フレーム時間長との関係>
無線媒体の占有中にBSS外端末との衝突を防止するため、干渉源になり得る各BSS外端末に対して、無線媒体を占有する時間長を通知することで無線媒体を予約する必要がある。
<Relationship between wireless medium reservation and preprocessing frame time length>
In order to prevent a collision with a non-BSS terminal while the radio medium is occupied, it is necessary to reserve the radio medium by notifying each non-BSS terminal that can be an interference source of the length of time that the radio medium is occupied. .

現在の無線LANでは、この無線媒体の予約はAPとBSS内端末との間でのRTS/CTSフレーム交換によって実現できる。このRTS/CTSフレームは無線LANの前処理フレームの一種であり、同じくトレーニング信号部分であるプリアンブル部分とデータ信号部分であるペイロード部分が含まれる。   In the current wireless LAN, this wireless medium reservation can be realized by exchanging RTS / CTS frames between the AP and the terminal in the BSS. This RTS / CTS frame is a kind of wireless LAN pre-processing frame, and includes a preamble portion which is also a training signal portion and a payload portion which is a data signal portion.

RTS/CTSフレームのプリアンブル部分は、他の無線LANの前処理フレームと同様に、受信局がチャネル情報CSIの推定ができるようにトレーニング信号として固定パターンの信号で構成されている。そのため、プリアンブル部分の時間長の短縮はできない。   The preamble portion of the RTS / CTS frame is composed of a fixed pattern signal as a training signal so that the receiving station can estimate the channel information CSI, similarly to the pre-processing frame of other wireless LANs. Therefore, the time length of the preamble part cannot be shortened.

一方、RTS/CTSフレームのペイロード部分は、無線媒体の予約情報が記載されている。無線媒体の予約という目的を最大限に果たせるように、つまりBSS外端末で受信された際にその誤り率が最小となるように、RTS/CTSフレームのペイロード部分は、低効率高信頼性の変調符号方式による6Mbpsモードしか適用できない。その結果、他の無線LANの前処理フレームと異なり、許容の誤り率範囲内で変調符号方式や多元接続方式を選ぶことでペイロード部分の時間長を最短にすることはできない。   On the other hand, in the payload portion of the RTS / CTS frame, reservation information of the wireless medium is described. The payload portion of the RTS / CTS frame is low-efficiency and reliable modulation so that the purpose of wireless medium reservation can be maximized, that is, the error rate is minimized when received by a terminal outside the BSS. Only the 6 Mbps mode by the coding method can be applied. As a result, unlike other wireless LAN pre-processing frames, the time length of the payload portion cannot be minimized by selecting a modulation code method or multiple access method within an allowable error rate range.

このように、RTS/CTSフレームの時間長は、他の無線LANの前処理フレームと同様にペイロード部分を最短にすることでRTS/CTSフレームの時間長を最短にすることはできない。言い換えれば、個々のRTS/CTSフレームのフレーム時間長の調節はできないため、RTS/CTSフレーム交換による無線媒体の占有期間を短縮させるには、RTS/CTSフレーム交換に用いるRTS/CTSフレームの数を減らす以外の方法はない。   As described above, the time length of the RTS / CTS frame cannot be minimized by minimizing the payload portion in the same manner as other wireless LAN preprocessing frames. In other words, since the frame time length of individual RTS / CTS frames cannot be adjusted, the number of RTS / CTS frames used for RTS / CTS frame exchange can be reduced in order to reduce the occupation period of the radio medium by RTS / CTS frame exchange. There is no other way to reduce it.

<従来BSS内集中制御型無線LANシステムの課題>
前述した従来BSS内集中制御型無線LANシステムでは、以下の(3)、(4)を行うことが必要である。
(3)高い確率でQoSを保証しながらより高いスループットを達成できるように無線リソースを割り当てるには、全BSS内端末のトラヒック情報およびチャネル情報をAPへ収集すること。
(4)無線リソースの占有中に干渉源になり得る各BSS外端末との衝突を防止するため、それらのBSS外端末に対して、無線媒体を占有する時間長を通知することで無線媒体の予約を行うこと。
<Problems of conventional BSS centralized control type wireless LAN system>
In the above-described conventional BSS centralized control type wireless LAN system, it is necessary to perform the following (3) and (4).
(3) To allocate radio resources so that higher throughput can be achieved while guaranteeing QoS with high probability, traffic information and channel information of terminals in all BSSs are collected in the AP.
(4) In order to prevent a collision with each BSS non-BSS terminal that can be an interference source during radio resource occupation, the length of time to occupy the radio medium is notified to those non-BSS terminals. Make a reservation.

従来BSS内集中制御型無線LANは、RTS/CTSフレームのプリアンブル部分はチャネル情報の推定に利用できることとペイロード部分は無線媒体の予約に利用できることに着目し、各BSS内端末とAPとの間でのRTS/CTSフレーム交換という前処理を通じて(3)と(4)を実現している。   In conventional BSS centralized control type wireless LAN, attention is paid to the fact that the preamble portion of the RTS / CTS frame can be used for channel information estimation and the payload portion can be used for reservation of the wireless medium. (3) and (4) are realized through pre-processing of RTS / CTS frame exchange.

具体的には、APと各BSS内端末との間でRTS/CTSフレーム交換をして、個々のBSS内端末からのRTS/CTSフレームのプリアンブル部分を利用して該当BSS内端末のチャネル情報を推定することで、全BSS内端末のチャネル情報を収集する(前述の(3))。同時に、個々のBSS内端末からのRTS/CTSフレームのペイロード部分は干渉源となり得る各BSS外端末に媒体占有の時間長を通知して、無線媒体の予約を行う(前述の(4))。   Specifically, RTS / CTS frame exchange is performed between the AP and each intra-BSS terminal, and the channel information of the corresponding intra-BSS terminal is obtained using the preamble portion of the RTS / CTS frame from each intra-BSS terminal. By estimating, channel information of terminals in all BSSs is collected (the above (3)). At the same time, the payload portion of the RTS / CTS frame from each terminal within the BSS notifies each non-BSS terminal that can be an interference source of the time of medium occupation and reserves the wireless medium (the above (4)).

しかし、個々のRTS/CTSフレームはプリアンブル部分だけではなく、ペイロード部分も(受信誤り率が最小となるように、変調符号方式の適応による)時間長の調節はできない。すなわち、RTS/CTSフレームの時間長は短縮できない。従って、BSS内端末の数が増えるとRTS/CTSフレーム交換に用いるフレーム数も比例して増えるため、その結果前処理フレームの媒体占有期間が長くなり、システムスループットの低下を招いてしまうという問題がある。   However, the time length of each RTS / CTS frame cannot be adjusted not only in the preamble portion but also in the payload portion (by adapting the modulation code scheme so that the reception error rate is minimized). That is, the time length of the RTS / CTS frame cannot be shortened. Therefore, as the number of terminals in the BSS increases, the number of frames used for RTS / CTS frame exchange also increases proportionally. As a result, the medium occupation period of preprocessed frames becomes longer, resulting in a decrease in system throughput. is there.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、システムスループット低下を抑えることができる無線通信方法、無線通信システム及び無線通信プログラムを提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a wireless communication method, a wireless communication system, and a wireless communication program capable of suppressing a decrease in system throughput.

本発明は、無線通信ネットワークに属する任意の無線セルにおいて、基地局および複数の端末局が前記無線セルに存在する通信構成における無線通信方法であって、間接収集方法と直接収集方法を組み合わせて、前記無線セル内の前記端末局から前記基地局へチャネル情報の収集を行うステップと、前記間接収集方法と前記直接収集方法を組み合わせる際に、前記無線セル内の前記端末局の中から、当該無線セル外の前記端末局それぞれの通信可能エリア内に当該無線セル内の前記端末局が少なくとも1つあるようにして間接チャネル情報収集を適用する最小限の前記端末局を選択し、選択されなかった当該無線セル内の前記端末局に直接収集方法を適用することにより、最小限にした前記端末局がRTS/CTSフレームにより行う無線媒体の予約が、全セル内の前記端末局がRTS/CTSフレームによる無線媒体の予約と同等になるように予約を行うステップと、前記間接収集方法と前記直接収集方法を組み合わせる際に、直接チャネル情報収集に用いるCSIフレームのフレーム時間長が最短とするための変調符号方式及び多元接続方式を適用するステップと、前記無線セル内の前記端末局から前記基地局へチャネル情報の収集を行った後、前記基地局が前記チャネル情報に基づいて通信品質指標が向上するように無線リソースを割り当て、無線セル内の前記端末局に割り当て結果を通知するステップと、前記割り当て結果が通知された無線セルの前記端末局が、割り当て結果に則って前記基地局と情報伝送を行い、前記基地局に対して成否応答を行うステップとを有することを特徴とする。 The present invention is a wireless communication method in a communication configuration in which a base station and a plurality of terminal stations exist in the wireless cell in an arbitrary wireless cell belonging to a wireless communication network, and combines an indirect collection method and a direct collection method, Collecting channel information from the terminal station in the radio cell to the base station, and combining the indirect collection method and the direct collection method , from among the terminal stations in the radio cell, the radio The minimum number of the terminal stations to which indirect channel information collection is applied is selected so that there is at least one of the terminal stations in the radio cell within the coverage area of each of the terminal stations outside the cell, and the terminal stations are not selected. by applying a direct collection method to the terminal stations in the radio cell, the radio medium said to minimize the terminal station performs Ri by the RTS / CTS frame Reservation, the steps of the terminal stations in all cells make a reservation to be equal to the reservation of the wireless medium by RTS / CTS frame, in combining the direct collection method and the indirect acquisition method, direct channel information Applying a modulation code scheme and a multiple access scheme to minimize the frame time length of the CSI frame used for collection, and after collecting channel information from the terminal station in the radio cell to the base station, The base station allocates radio resources so that a communication quality index is improved based on the channel information, notifies the terminal station in the radio cell of the allocation result, and the radio cell notified of the allocation result A terminal station performs information transmission with the base station according to an allocation result, and performs a success / failure response to the base station. And wherein the door.

本発明は、無線通信ネットワークに属する任意の無線セルにおいて、基地局および複数の端末局が前記無線セルに存在する通信構成における無線通信システムであって、間接収集方法と直接収集方法を組み合わせて、前記無線セル内の前記端末局から前記基地局へチャネル情報の収集を行う手段と、前記間接収集方法と前記直接収集方法を組み合わせる際に、前記無線セル内の前記端末局の中から、当該無線セル外の前記端末局それぞれの通信可能エリア内に当該無線セル内の前記端末局が少なくとも1つあるようにして間接チャネル情報収集を適用する最小限の前記端末局を選択し、選択されなかった当該無線セル内の前記端末局に直接収集方法を適用することにより、最小限にした前記端末局がRTS/CTSフレームにより行う無線媒体の予約が、全セル内の前記端末局がRTS/CTSフレームによる無線媒体の予約と同等になるように予約を行う手段と、前記間接収集方法と前記直接収集方法を組み合わせる際に、直接チャネル情報収集に用いるCSIフレームのフレーム時間長が最短とするための変調符号方式及び多元接続方式を適用する手段と、前記無線セル内の前記端末局から前記基地局へチャネル情報の収集を行った後、前記基地局が前記チャネル情報に基づいて通信品質指標が向上するように無線リソースを割り当て、無線セル内の前記端末局に割り当て結果を通知する手段と、前記割り当て結果が通知された無線セルの前記端末局が、割り当て結果に則って前記基地局と情報伝送を行い、前記基地局に対して成否応答を行う手段とを備えることを特徴とする。 The present invention is a wireless communication system in a communication configuration in which a base station and a plurality of terminal stations exist in the wireless cell in an arbitrary wireless cell belonging to a wireless communication network, and combines an indirect collection method and a direct collection method, When combining the means for collecting channel information from the terminal station in the radio cell to the base station, and the indirect collection method and the direct collection method , the radio The minimum number of the terminal stations to which indirect channel information collection is applied is selected so that there is at least one of the terminal stations in the radio cell within the coverage area of each of the terminal stations outside the cell, and the terminal stations are not selected. by applying a direct collection method to the terminal stations in the radio cell, the radio medium said to minimize the terminal station performs Ri by the RTS / CTS frame Reservation, means for performing reserved for the terminal stations in all cell becomes equal to the reservation of the wireless medium by RTS / CTS frame, in combining the direct collection method and the indirect acquisition method, direct channel information After collecting channel information from the terminal station in the radio cell to the base station, means for applying a modulation code scheme and a multiple access scheme for minimizing the frame time length of the CSI frame used for collection, Means for allocating radio resources so that a communication quality index is improved based on the channel information by the base station, and notifying the terminal station in the radio cell of the allocation result; and the radio cell in which the allocation result is notified The terminal station comprises means for transmitting information with the base station in accordance with an assignment result and performing a success / failure response to the base station.

本発明は、コンピュータに、前記無線通信方法を実行させるための無線通信プログラムである。   The present invention is a wireless communication program for causing a computer to execute the wireless communication method.

本発明によれば、従来技術を適用した無線ネットワークに比べ、同等のQoSを確保しながら、より高いシステムスループット、短い伝送遅延などの通信品質向上を実現することができるという効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to achieve an effect that communication quality improvement such as higher system throughput and short transmission delay can be realized while ensuring the same QoS as compared with a wireless network to which the related art is applied.

対象無線セルにおける無線局配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the radio station arrangement | positioning in an object radio | wireless cell. 従来技術によるBSS内集中制御型無線LAN技術を示す図である。It is a figure which shows the BSS centralized control type wireless LAN technique by a prior art. 本発明の実施形態によるBSS内集中制御型無線LAN技術を示す図である。1 is a diagram illustrating a BSS centralized control type wireless LAN technology according to an embodiment of the present invention. FIG. 対象無線セルにおける無線局配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the radio station arrangement | positioning in an object radio | wireless cell. 従来技術によるBSS内集中制御型無線LAN技術を示す図である。It is a figure which shows the BSS centralized control type wireless LAN technique by a prior art. 本発明の実施形態によるBSS内集中制御型無線LAN技術を示す図である。1 is a diagram illustrating a BSS centralized control type wireless LAN technology according to an embodiment of the present invention. FIG. 上りリンク通信のシミュレーションの設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the simulation of uplink communication. NRT端末とオーバヘッド率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an NRT terminal and an overhead rate. NRT端末数とBSS内合計スループットの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the number of NRT terminals, and the total throughput in BSS.

以下、本発明の実施形態による無線通信システムを説明する。始めに、チャネル情報収集の方法を整理した上、本発明の実施形態による無線通信システムを説明する。各BSS内端末からAPへチャネル情報を収集する方法として、通常間接収集方法(Implicit CSI Feedback)と直接収集方法(Explicit CSI Feedback)の2つがある。以下では無線LANを例にしながら2つの方法を説明する。   Hereinafter, a wireless communication system according to an embodiment of the present invention will be described. First, a method for collecting channel information will be organized, and a wireless communication system according to an embodiment of the present invention will be described. As a method of collecting channel information from each BSS terminal to the AP, there are two methods of normal indirect collection (Implicit CSI Feedback) and direct collection (Explicit CSI Feedback). In the following, two methods will be described with a wireless LAN as an example.

間接収集方法では、各BSS内端末からチャネル情報の推定に必要なプリアンブル信号をAPへ送り、APは受信したプリアンブル信号に基づいてチャネル情報を推定する形で全BSS内端末のチャネル情報を収集する。   In the indirect collection method, a preamble signal necessary for channel information estimation is transmitted from each intra-BSS terminal to the AP, and the AP collects channel information of all intra-BSS terminals in a form in which channel information is estimated based on the received preamble signal. .

無線LANで間接収集方法を実施する場合、RTS/CTSフレームはプリアンブル部分を含むため、前処理としてのRTS/CTSフレーム交換を利用すれば、全BSS内端末から順にAPへプリアンブルを送ることができる。APは順に受信したこれらのプリアンブルに基づいてチャネル情報を推定する形で間接的に全BSS内端末のチャネル情報を収集する。従来技術によるBSS内集中制御型無線LAN(非特許文献3)のチャネル情報収集方法はこの間接収集方法に分類できる。   When the indirect collection method is performed in a wireless LAN, the RTS / CTS frame includes a preamble portion. Therefore, if RTS / CTS frame exchange as preprocessing is used, the preamble can be sent to the AP in order from all the terminals in the BSS. . The AP indirectly collects channel information of terminals in all BSSs by estimating channel information based on the preambles received in order. The channel information collection method of the BSS centralized control type wireless LAN (Non-Patent Document 3) according to the prior art can be classified into this indirect collection method.

RTS/CTSフレームによる間接チャネル情報収集の長所は、ペイロード部分は低速高信頼性の6Mbpsモードが採用されているため媒体予約に向いていて、ペイロードによる媒体予約とプリアンブルによるチャネル情報収集の両方が同時にできることである。一方、その短所は、RTS/CTSフレームはプリアンブル部分とペイロード部分の両方が時間長の短縮ができず、BSS内端末数が増えるとRTS/CTS交換に用いるRTS/CTSフレーム数も比例して増加するため、前処理フレームの媒体占有期間が長くなり、システムスループットの低下を招いてしまう。   The advantage of the indirect channel information collection by the RTS / CTS frame is that the payload portion is suitable for medium reservation because the low-speed and high-reliability 6 Mbps mode is adopted, and both the medium reservation by the payload and the channel information collection by the preamble are simultaneously performed. It can be done. On the other hand, the RTS / CTS frame cannot reduce the time length of both the preamble part and the payload part, and as the number of terminals in the BSS increases, the number of RTS / CTS frames used for RTS / CTS exchange increases proportionally. For this reason, the medium occupation period of the preprocessing frame becomes long, resulting in a decrease in system throughput.

直接収集方法では、APからチャネル情報の推定に必要なプリアンブル信号を各BSS内端末へ送信し、各BSS内端末は受信したプリアンブル信号に基づいて、まず各自のチャネル情報を推定し、次に推定したチャネル情報をCSIフレームのペイロード部分に格納してAPへ送り返す。APは受信したこれらのCSIフレームのペイロード部分に格納されたチャネル情報を受取る形で全BSS内端末のチャネル情報を収集する。   In the direct collection method, a preamble signal necessary for estimating channel information is transmitted from the AP to each intra-BSS terminal, and each intra-BSS terminal first estimates its own channel information based on the received preamble signal, and then estimates The channel information is stored in the payload portion of the CSI frame and sent back to the AP. The AP collects channel information of all intra-BSS terminals in a form of receiving channel information stored in the payload portion of these received CSI frames.

無線LANで直接収集方法を実施する場合、RTS/CTSフレームはプリアンブル部分を含むため、まずAPから各BSS内端末へRTS/CTSフレームを送信することが考えられる。次に、各BSS内端末はAPからのプリアンブルに基づいて各自のチャネル情報をまず推定し、次に推定したチャネル情報をCSIフレームのペイロードに格納してAPへ送り返せば、APはチャネル情報を受取る形で直接的に全BSS内端末のチャネル情報を収集する。   When the direct collection method is implemented in the wireless LAN, since the RTS / CTS frame includes a preamble portion, it is conceivable that the RTS / CTS frame is first transmitted from the AP to each terminal in the BSS. Next, each intra-BSS terminal first estimates its own channel information based on the preamble from the AP, then stores the estimated channel information in the payload of the CSI frame and sends it back to the AP, so that the AP receives the channel information. The channel information of all intra-BSS terminals is collected directly.

CSIフレームによる直接チャネル情報収集の長所は、ペイロード部分は許容誤り率範囲内で高効率な変調方式や多元接続方式の適用による時間長の短縮ができることである。その結果CSIフレームも短縮され、前処理の媒体占有期間が短縮となり、システムスループットが向上になる。一方、その短所は、CSIフレームのペイロード部分は高効率な変調方式や多元接続方式を適用するゆえに、RTS/CTSフレームのペイロード部分で適用する低効率高信頼の6Mbpsモードに比較して受信誤り率が高くなり、媒体予約情報を各BSS外端末に周知する媒体予約目的を最大限に果たすことは困難である。   The advantage of direct channel information collection using the CSI frame is that the payload portion can be shortened by applying a highly efficient modulation scheme or multiple access scheme within an allowable error rate range. As a result, the CSI frame is shortened, the pre-processing medium occupation period is shortened, and the system throughput is improved. On the other hand, because the payload portion of the CSI frame applies a high-efficiency modulation method or multiple access method, the reception error rate is lower than the low-efficiency and high-reliability 6 Mbps mode applied to the payload portion of the RTS / CTS frame. Therefore, it is difficult to achieve the purpose of medium reservation for making medium reservation information known to terminals outside the BSS to the maximum extent.

勿論、媒体予約をしないという選択肢もあるが、その場合APとBSS内端末との間の情報伝送期間中に同一周波数帯域を利用する周辺の無線システムと干渉し合う、衝突し合う可能性がある。特に、無線LANを初めとするアンライセンス無線帯域で運用される無線機が急増する今日の通信情勢では、媒体予約をせずに情報伝送を開始することは、他システムとの干渉や衝突の可能性が高く、結果的に無線ネットワーク全体のスループット低下を招いてしまう恐れがある。   Of course, there is an option not to make a medium reservation, but in this case, there is a possibility of interference with and collision with neighboring wireless systems that use the same frequency band during the information transmission period between the AP and the terminal in the BSS. . In particular, in today's communication situation where wireless devices operating in unlicensed wireless bands such as wireless LANs are rapidly increasing, starting information transmission without making a medium reservation can cause interference and collisions with other systems. As a result, the throughput of the entire wireless network may be reduced.

このように、チャネル情報に関する間接収集方法と直接収集方法はそれぞれの長所と短所ある。従来技術によるBSS内集中制御型無線LANのチャネル情報収集方法はこの間接収集方法に分類できるため、間接方法の長所と短所の両方を受けることになる。   As described above, the indirect collection method and the direct collection method for channel information have respective advantages and disadvantages. The channel information collection method of the BSS centralized control type wireless LAN according to the prior art can be classified into this indirect collection method, and thus receives both advantages and disadvantages of the indirect method.

本実施形態では、両チャネル情報収集方法の長所が最大限に発揮できるように、短所が最大限に回避できるように、間接収集方法と直接収集方法を組み合わせて、BSS内端末からAPへのチャネル情報収集を行う。   In this embodiment, the channel from the terminal in the BSS to the AP is combined by combining the indirect collection method and the direct collection method so that the advantages of both channel information collection methods can be maximized and the disadvantages can be avoided to the maximum. Collect information.

また、間接収集方法と直接収集方法を組み合わせる際に、RTS/CTSフレーム数の増加に起因する無線媒体占有期間の長期化を回避するため、RTS/CTSフレームによる間接チャネル情報収集を適用する無線セル内端末数を最小限にする。   In addition, when combining the indirect acquisition method and the direct acquisition method, a radio cell to which indirect channel information collection by the RTS / CTS frame is applied in order to avoid a prolonged radio medium occupation period due to an increase in the number of RTS / CTS frames Minimize the number of internal terminals.

また、RTS/CTSフレームによる間接チャネル情報収集方法を適用する無線セル内端末数を最小限にする際、その最小限にした端末がRTS/CTSフレームによる無線媒体の予約と、全セル内端末がRTS/CTSフレームによる無線媒体の予約と同等若しくはそれに近い予約効果を確保する。   Further, when minimizing the number of terminals in the radio cell to which the indirect channel information collection method using the RTS / CTS frame is applied, the terminal that has minimized the radio medium reservation by the RTS / CTS frame and the terminals in all the cells A reservation effect equivalent to or close to the reservation of the wireless medium by the RTS / CTS frame is ensured.

また、間接収集方法と直接収集方法を組み合わせる際に、直接チャネル情報収集方法に用いるCSIフレームの構成方針としてフレーム時間長が最短となるように、多様な高効率な変調符号方式や多元接続方式の適用を許容する。   In addition, when combining the indirect collection method and the direct collection method, various high-efficiency modulation code schemes and multiple access schemes are used so that the frame time length is the shortest as the configuration policy of the CSI frame used in the direct channel information collection method. Allow application.

また、無線セル内の端末から基地局APへのチャネル情報を収集した後、基地局APがそれらのチャネル情報に基づいてシステムスループットやQoSなどの通信品質指標が向上するように無線リソースを割り当てること、及び無線セル内の端末に割り当て結果を周知する。   Also, after collecting channel information from terminals in the radio cell to the base station AP, the base station AP allocates radio resources so that communication quality indicators such as system throughput and QoS are improved based on the channel information. And the allocation result is made known to terminals in the radio cell.

さらに、割り当て結果が周知された無線セルの端末がその割り当て結果に則って基地局APと情報伝送を行うこと、及びAPと成否応答を行う。   Further, the terminal of the wireless cell whose allocation result is known performs information transmission with the base station AP according to the allocation result, and performs a success / failure response with the AP.

<第1実施形態>
次に、本発明の第1実施形態による無線通信システムを説明する。図1、図2、図3は、BSS内集中制御型無線LANシステムにおける上りリンク通信について示している。図1は、対象無線セルにおける無線局配置の一例を示す図である。図2は、従来技術によるBSS内集中制御型無線LAN技術を示す図である。図3は、本発明の実施形態によるBSS内集中制御型無線LAN技術を示す図である。
<First Embodiment>
Next, a radio communication system according to the first embodiment of the present invention will be described. 1, 2, and 3 illustrate uplink communication in a BSS centralized control type wireless LAN system. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of radio station arrangement in a target radio cell. FIG. 2 is a diagram showing a BSS centralized control type wireless LAN technology according to the prior art. FIG. 3 is a diagram illustrating an intra-BSS centralized control type wireless LAN technology according to an embodiment of the present invention.

従来技術(図2)では、まず、BSS内の端末#1は、ランダムバックオフ後RTSフレームを送信する。これを受信したAPは、CTSフレームを送信し、RTSフレームを送信した端末#1以外の全BSS内端末にCTSフレームの送信を要求する。   In the prior art (FIG. 2), first, terminal # 1 in the BSS transmits an RTS frame after random backoff. Upon receiving this, the AP transmits a CTS frame and requests all intra-BSS terminals other than terminal # 1 that has transmitted the RTS frame to request transmission of the CTS frame.

端末#1以外のBSS内端末#2、#3、#4、#5、#6、#7は、順にCTSフレームを送信し、干渉源になり得るBSS外端末#a、#b、#cに対して無線媒体の予約を行う。   In-BSS terminals # 2, # 3, # 4, # 5, # 6, and # 7 other than terminal # 1 transmit CTS frames in order and non-BSS terminals #a, #b, and #c that can become interference sources Reserving a wireless medium for

ここまでBSS内端末#1、#2、#3、#4、#5、#6、#7が送信したRTS/CTSフレームの中には各自のトラヒック情報が記載されているため、APはこれらのRTS/CTSフレームを受信することで各BSS内端末のトラヒック情報を収集できる。   So far, the RTS / CTS frames transmitted by the terminals in BSS # 1, # 2, # 3, # 4, # 5, # 6, and # 7 contain their traffic information. By receiving the RTS / CTS frame, the traffic information of the terminals in each BSS can be collected.

また、BSS内端末#1、#2、#3、#4、#5、#6、#7が送信したRTS/CTSフレームの中にはチャネル情報の推定に用いるプリアンブル部分が含まれているため、APはこれらのRTS/CTSフレームを受信することで各BSS内端末のチャネル情報を推定する形で全BSS内端末のチャネル情報を間接的に収集できる。   In addition, the RTS / CTS frame transmitted by the terminals in BSS # 1, # 2, # 3, # 4, # 5, # 6, and # 7 includes a preamble portion used for channel information estimation. The AP can indirectly collect the channel information of all intra-BSS terminals by receiving these RTS / CTS frames and estimating the channel information of each intra-BSS terminal.

APはこれらのフレームによって収集した情報を基に、通信リソースの割り当てを実施し、更にリソース割り当ての結果をARBIフレームで全端末に割り当て結果を通知する。ARBIフレームを受信した各BSS内端末は割り当て結果に沿ってデータフレームの伝送を行い、APからの成否応答を受け取った後通信権を解放する。   The AP allocates communication resources based on the information collected by these frames, and notifies the allocation result to all terminals in the ARBI frame. Each intra-BSS terminal that has received the ARBI frame transmits a data frame according to the allocation result, and releases the communication right after receiving a success / failure response from the AP.

次に、図3を参照して、本実施形態による無線通信システムを説明する。まず、BSS内の端末#1は、ランダムバックオフ後RTSフレームを送信する(図3(1))。   Next, the radio communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, terminal # 1 in the BSS transmits an RTS frame after random backoff (FIG. 3 (1)).

これを受信したAPは、全BSS内端末#1、#2、#3、#4、#5、#6、#7がRTS/CTSフレームによる無線媒体の予約は予約空間の重複があったり必要以上に広げたりする傾向に着目し、その全端末による予約と同等若しくはそれに近い予約効果を最小限のBSS内端末数#2と#7の2台だけでCTSフレームの送信で確保するように決定する。   Upon receiving this, the APs # 1, # 2, # 3, # 4, # 5, # 6, and # 7 in all the BSSs need to reserve the wireless medium using the RTS / CTS frame because the reservation space overlaps. Focusing on the tendency to spread more than the above, it is decided to secure the reservation effect equivalent to or close to the reservation by all terminals by transmitting the CTS frame with only the minimum number of terminals in BSS # 2 and # 7 To do.

一方、CTSフレームを送信することで無線媒体の予約をしなくて良いBSS内端末#3、#4、#5、#6については、それらの端末のチャネル情報の収集はCSIフレームの送信による直接収集で行うと決定する。更に、これらの決定をAPが送信するCTSフレームに記載して各BSS内端末に通知する(図3(2))。   On the other hand, for terminals # 3, # 4, # 5, and # 6 in the BSS that do not need to reserve a wireless medium by transmitting a CTS frame, the collection of channel information of these terminals is performed directly by transmitting a CSI frame. Decide to do with collection. Further, these determinations are described in a CTS frame transmitted by the AP and notified to each BSS terminal (FIG. 3B).

次に、BSS内端末#2と#7は、APからのCTSフレームに記載された決定に基づいて、CTSフレームを送信し、BSS外端末#a、#b、#cに対して無線媒体の予約を行う(図3(3))。図1に示す無線局の配置であれば、この場合は従来技術のように全BSS内端末による無線媒体予約と同等の予約効果が得られる。   Next, the terminals # 2 and # 7 in the BSS transmit the CTS frame based on the determination described in the CTS frame from the AP, and the wireless medium is transmitted to the terminals B outside the BSS #a, #b, and #c. A reservation is made (FIG. 3 (3)). In the case of the arrangement of the radio stations shown in FIG. 1, in this case, the reservation effect equivalent to the radio medium reservation by all the terminals in the BSS can be obtained as in the prior art.

次に、BSS内端末#3、#4、#5、#6は、まず、APからのCTSフレームのプリアンブル部分に基づいて各自のチャネル情報CSIを推定する。続いて、推定で得られたチャネル情報CSIをCSIフレームのペイロード部分に記載してAPに送信する。この場合、CSIフレームの構成方針としてはフレーム時間長が短くなるように、許容の誤り率範囲内で高効率な変調符号方式や多元接続方式の適用を許容する(図3(4))。   Next, the intra-BSS terminals # 3, # 4, # 5, and # 6 first estimate their channel information CSI based on the preamble portion of the CTS frame from the AP. Subsequently, the channel information CSI obtained by the estimation is described in the payload portion of the CSI frame and transmitted to the AP. In this case, as a CSI frame configuration policy, application of a high-efficiency modulation code method or multiple access method within an allowable error rate range is permitted so that the frame time length is shortened (FIG. 3 (4)).

次に、ここまでBSS内端末#1、#2、#3、#4、#5、#6、#7が送信したRTS/CTSフレームおよびCSIフレームの中には各自のトラヒック情報が記載されているため、APはこれらのフレームを受信することで各BSS内端末のトラヒック情報を収集できる。また、BSS内端末#1、#2、#7が送信したRTS/CTSフレームの中にはチャネル情報の推定に用いるプリアンブル部分が含まれているため、APはこれらのRTS/CTSフレームを受信することでBSS内端末#1、#2、#7のチャネル情報を推定する形で該当端末のチャネル情報を間接的に収集することができる。   Next, in the RTS / CTS frame and the CSI frame transmitted by the terminals # 1, # 2, # 3, # 4, # 5, # 6, and # 7 in the BSS so far, their traffic information is described. Therefore, the AP can collect the traffic information of the terminals in each BSS by receiving these frames. In addition, since the RTS / CTS frames transmitted by the intra-BSS terminals # 1, # 2, and # 7 include a preamble portion used for channel information estimation, the AP receives these RTS / CTS frames. Thus, the channel information of the corresponding terminal can be indirectly collected by estimating the channel information of the terminals # 1, # 2, and # 7 in the BSS.

一方、BSS内#3、#4、#5、#6が送信したCSIフレームの中にはチャネル情報を記載したペイロード部分が含まれているため、APはこれらのCSIフレームを受信することでBSS内端末#3、#4、#5、#6のチャネル情報を直接的に収集することができる(図3(5))。   On the other hand, the CSI frame transmitted by the intra-BSS # 3, # 4, # 5, and # 6 includes the payload portion describing the channel information. Therefore, the AP receives these CSI frames to receive the BSS. The channel information of the inner terminals # 3, # 4, # 5, and # 6 can be directly collected (FIG. 3 (5)).

このように、本実施形態では、無線媒体予約効果を維持しつつ、チャネル情報の間接収集方法と直接収集方法を組み合わせることで全BSS内端末のチャネル情報をAPへ収集することができる。ただし、ここで言うチャネル情報CSI(Channel State Information)とは無線伝播路の伝播応答だけに限定する必要はなく、伝播応答に応じた変復調符号方式MCS(Modulation Coding Scheme)や、若しくはそれ以外のチャネル状況を反映する指標の総称である。APはこれらの収集した情報を基に、通信リソースの割り当てを実施し、更にリソース割り当ての結果をARBIフレームで全端末に割り当て結果を通知する。   As described above, in this embodiment, channel information of terminals in all BSSs can be collected in the AP by combining the channel information indirect collection method and the direct collection method while maintaining the wireless medium reservation effect. However, the channel information CSI (Channel State Information) referred to here is not limited to the propagation response of the radio propagation path, but a modulation / decoding code scheme MCS (Modulation Coding Scheme) according to the propagation response or other channels. A generic term for indicators that reflect the situation. The AP performs communication resource allocation based on the collected information, and notifies the allocation result to all terminals in the ARBI frame.

次に、ARBIフレームを受信した各BSS内端末は割り当て結果に沿ってデータフレームの伝送を行う(図3(6))。   Next, each intra-BSS terminal that has received the ARBI frame transmits a data frame according to the allocation result (FIG. 3 (6)).

次に、各BSS内端末はAPからの成否応答を受け取った後通信権を解放する(図3(7))。   Next, after receiving the success / failure response from the AP, each intra-BSS terminal releases the communication right (FIG. 3 (7)).

図3から分かるように本実施形態のようにAPと端末間の通信を行うことで、従来技術に比べて前処理の無線媒体占有期間が短縮でき、結果的に上りリンクにおけるシステムスループットの向上が実現できる。   As can be seen from FIG. 3, by performing communication between the AP and the terminal as in the present embodiment, the pre-processing wireless medium occupation period can be shortened as compared with the prior art, resulting in an improvement in system throughput in the uplink. realizable.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態による無線通信システムを説明する。図4、図5、図6は、BSS内集中制御型無線LANシステムにおける下りリンク通信について示している。図4は、対象無線セルにおける無線局配置の一例を示す図である。図5は、従来技術によるBSS内集中制御型無線LAN技術を示す図である。図6は、本発明の実施形態によるBSS内集中制御型無線LAN技術を示す図である。
Second Embodiment
Next, a radio communication system according to the second embodiment of the present invention will be described. 4, 5, and 6 illustrate downlink communication in the BSS centralized control type wireless LAN system. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of radio station arrangement in the target radio cell. FIG. 5 is a diagram showing a BSS centralized control type wireless LAN technology according to the prior art. FIG. 6 is a diagram illustrating a BSS centralized control type wireless LAN technology according to an embodiment of the present invention.

従来技術(図5)では、まず、BSS内のAPは、ランダムバックオフ後RTSフレームを送信する。これを受信した各BSS内端末#1、#2、#3、#4、#5、#6、#7は、順にCTSフレームを送信し、干渉源になり得るBSS外端末#a、#b、#cに対して無線媒体の予約を行う。   In the prior art (FIG. 5), first, the AP in the BSS transmits an RTS frame after random backoff. Terminals # 1, # 2, # 3, # 4, # 5, # 6, and # 7 in each BSS that have received this transmit CTS frames in order, and terminals outside BSS #a and #b that can become interference sources , #C reserves a wireless medium.

ここまでBSS内端末#1、#2、#3、#4、#5、#6、#7が送信したCTSフレームの中には各自のトラヒック情報が記載されているため、APはこれらのRTS/CTSフレームを受信することで各BSS内端末のトラヒック情報を収集できる。   Up to this point, since the traffic information of each of the CTS frames transmitted by the terminals # 1, # 2, # 3, # 4, # 5, # 6, and # 7 in the BSS has been described, the AP can use these RTSs. By receiving the / CTS frame, the traffic information of the terminals in each BSS can be collected.

また、BSS内端末#1、#2、#3、#4、#5、#6、#7が送信したCTSフレームの中にはチャネル情報の推定に用いるプリアンブル部分が含まれているため、APはこれらのRTS/CTSフレームを受信することで各BSS内端末のチャネル情報を推定する形で全BSS内端末のチャネル情報を間接的に収集できる。   In addition, since the CTS frame transmitted by the terminals # 1, # 2, # 3, # 4, # 5, # 6, and # 7 in the BSS includes a preamble portion used for channel information estimation, the AP By receiving these RTS / CTS frames, the channel information of all intra-BSS terminals can be indirectly collected by estimating the channel information of each intra-BSS terminal.

APはこれらのフレームによって収集した情報を基に、通信リソースの割り当てを実施し、更にリソース割り当ての結果をARBIフレームで全端末に割り当て結果を通知する。ARBIフレームを受信した各BSS内端末は割り当て結果に沿ってデータフレームの伝送を行い、APからの成否応答を受け取った後通信権を解放する。   The AP allocates communication resources based on the information collected by these frames, and notifies the allocation result to all terminals in the ARBI frame. Each intra-BSS terminal that has received the ARBI frame transmits a data frame according to the allocation result, and releases the communication right after receiving a success / failure response from the AP.

次に、図6を参照して、本実施形態による無線通信システムを説明する。まず、BSS内のAPは、全BSS内端末#1、#2、#3、#4、#5、#6、#7がRTS/CTSフレームによる無線媒体の予約は予約空間の重複があったり必要以上に広げたりする傾向に着目し、その全端末による予約と同等若しくはそれに近い予約効果を最小限のBSS内端末数#2と#7の2台だけでCTSフレームの送信で確保するように決定する。   Next, with reference to FIG. 6, the radio | wireless communications system by this embodiment is demonstrated. First, the APs in the BSS have the same reservation space for all the intra-BSS terminals # 1, # 2, # 3, # 4, # 5, # 6, and # 7 when the wireless medium is reserved by the RTS / CTS frame. Pay attention to the tendency to spread more than necessary, and ensure the reservation effect equivalent to or close to the reservation by all terminals by transmitting the CTS frame with only the minimum number of terminals in BSS # 2 and # 7 decide.

一方、CTSフレームを送信することで無線媒体の予約をしなくて良いBSS内端末#1、#3、#4、#5、#6については、それらの端末のチャネル情報の収集はCSIフレームの送信による直接収集で行うと決定する。更に、これらの決定をAPが送信するRTSフレームに記載して、ランダムバックオフ後そのRTSフレームを送信する(図6(1))。   On the other hand, for terminals # 1, # 3, # 4, # 5, and # 6 in BSS that do not need to reserve a wireless medium by transmitting a CTS frame, the collection of channel information of those terminals is performed in the CSI frame. Decided to do so by direct transmission. Furthermore, these determinations are described in the RTS frame transmitted by the AP, and the RTS frame is transmitted after random backoff (FIG. 6 (1)).

次に、BSS内端末#2と#7は、APからのRTSフレームに記載された決定に基づいて、CTSフレームを送信し、BSS外端末#a、#b、#cに対して無線媒体の予約を行う(図6(2))。図4に示す無線局の配置であれば、この場合は従来技術のように全BSS内端末による無線媒体予約と同等の予約効果が得られる。   Next, the terminals # 2 and # 7 in the BSS transmit a CTS frame based on the decision described in the RTS frame from the AP, and the wireless medium is transmitted to the terminals outside the BSS #a, #b, and #c. A reservation is made (FIG. 6 (2)). With the arrangement of the radio stations shown in FIG. 4, in this case, a reservation effect equivalent to the radio medium reservation by the terminals in all the BSSs can be obtained as in the prior art.

次に、BSS内端末#1、#3、#4、#5、#6は、まず、APからのCTSフレームのプリアンブル部分に基づいて各自のチャネル情報CSIを推定する。続いて、推定で得られたチャネル情報CSIをCSIフレームのペイロード部分に記載してAPに送信する。この場合、CSIフレームの構成方針としてはフレーム時間長が短くなるように、許容の誤り率範囲内で高効率な変調符号方式や多元接続方式の適用を許容する(図6(3))。   Next, the intra-BSS terminals # 1, # 3, # 4, # 5, and # 6 first estimate their channel information CSI based on the preamble portion of the CTS frame from the AP. Subsequently, the channel information CSI obtained by the estimation is described in the payload portion of the CSI frame and transmitted to the AP. In this case, as a CSI frame configuration policy, application of a highly efficient modulation code scheme or multiple access scheme within an allowable error rate range is permitted so that the frame time length is shortened ((3) in FIG. 6).

次に、ここまでBSS内端末#1、#2、#3、#4、#5、#6、#7が送信したCTSフレームおよびCSIフレームの中には各自のトラヒック情報が記載されているため、APはこれらのフレームを受信することで各BSS内端末のトラヒック情報を収集できる。また、BSS内端末#2、#7が送信したCTSフレームの中にはチャネル情報の推定に用いるプリアンブル部分が含まれているため、APはこれらのRTS/CTSフレームを受信することでBSS内端末#2、#7のチャネル情報を推定する形で該当端末のチャネル情報を間接的に収集することができる。   Next, since the CTS frame and the CSI frame transmitted by the terminals # 1, # 2, # 3, # 4, # 5, # 6, and # 7 in the BSS are described so far, their traffic information is described. The AP can collect the traffic information of the terminals in each BSS by receiving these frames. In addition, since the CTS frame transmitted by the intra-BSS terminals # 2 and # 7 includes a preamble portion used for estimating channel information, the AP receives the RTS / CTS frame, thereby allowing the intra-BSS terminal The channel information of the corresponding terminal can be indirectly collected by estimating the channel information of # 2 and # 7.

一方、BSS内#1、#3、#4、#5、#6が送信したCSIフレームの中にはチャネル情報を記載したペイロード部分が含まれているため、APはこれらのCSIフレームを受信することでBSS内端末#1、#3、#4、#5、#6のチャネル情報を直接的に収集することができる。   On the other hand, the CSI frame transmitted by # 1, # 3, # 4, # 5, and # 6 in BSS includes the payload portion describing the channel information, so the AP receives these CSI frames. Thus, channel information of the terminals # 1, # 3, # 4, # 5, and # 6 in the BSS can be directly collected.

このように、本実施形態では、無線媒体予約効果を維持しつつ、チャネル情報の間接収集方法と直接収集方法を組み合わせることで全BSS内端末のチャネル情報をAPへ収集することができる。ただし、ここで言うチャネル情報CSI(Channel State Information)とは無線伝播路の伝播応答だけに限定する必要はなく、伝播応答に応じた変復調符号方式MCS(Modulation Coding Scheme)や、若しくはそれ以外のチャネル状況を反映する指標の総称である。APはこれらの収集した情報を基に、通信リソースの割り当てを実施し、更にリソース割り当ての結果をARBIフレームで全端末に割り当て結果を通知する(図6(5))。   As described above, in this embodiment, channel information of terminals in all BSSs can be collected in the AP by combining the channel information indirect collection method and the direct collection method while maintaining the wireless medium reservation effect. However, the channel information CSI (Channel State Information) referred to here is not limited to the propagation response of the radio propagation path, but a modulation / decoding code scheme MCS (Modulation Coding Scheme) according to the propagation response or other channels. A generic term for indicators that reflect the situation. The AP performs communication resource allocation based on the collected information, and further notifies the allocation result to all terminals in the ARBI frame as a result of resource allocation (FIG. 6 (5)).

次に、ARBIフレームを受信した各BSS内端末は割り当て結果に沿ってデータフレームの伝送を行う(図6(5))。   Next, each intra-BSS terminal that has received the ARBI frame transmits a data frame in accordance with the allocation result (FIG. 6 (5)).

次に、各BSS内端末はAPからの成否応答を受け取った後通信権を解放する(図6(6))。   Next, each intra-BSS terminal releases the communication right after receiving the success / failure response from the AP ((6) in FIG. 6).

図6から分かるように本実施形態のようにAPと端末間の通信を行うことで、従来技術に比べて前処理の無線媒体占有期間が短縮でき、結果的に下りリンクにおけるシステムスループットの向上が実現できる。   As can be seen from FIG. 6, by performing communication between the AP and the terminal as in the present embodiment, the pre-processing radio medium occupation period can be shortened as compared with the prior art, resulting in an improvement in system throughput in the downlink. realizable.

次に、前述した無線通信システムの数値実験について説明する。前述した無線通信システムの伝送特性を評価するため、上りリンク通信について計算機シミュレーションを行った。図7は、上りリンク通信のシミュレーションの設定例を示す図である。シミュレーション諸元と想定する端末配置はここに示す通りである。   Next, a numerical experiment of the above-described wireless communication system will be described. In order to evaluate the transmission characteristics of the wireless communication system described above, a computer simulation was performed for uplink communication. FIG. 7 is a diagram illustrating a setting example of simulation of uplink communication. The terminal arrangements assumed as simulation specifications are as shown here.

BSS内端末は、APからの距離がd(m)である円(破線の円)周上に一様ランダムに配置する。なお、BSS内端末のうち一台はQoSを要求するパケットを送信するRT(Real Time)端末とし、その他の端末はQoSに関して制約のないパケットを送信するNRT(Not Real Time)端末とする。   The terminals in the BSS are arranged uniformly and randomly on a circle (dashed circle) whose distance from the AP is d (m). Note that one of the terminals in the BSS is an RT (Real Time) terminal that transmits a packet that requests QoS, and the other terminals are NRT (Not Real Time) terminals that transmit packets with no restrictions on QoS.

また、BSS外端末(STA)を中心とする円はBSS外端末の信号が検知できる領域を示している。   A circle centered on the non-BSS terminal (STA) indicates a region where a signal from the non-BSS terminal can be detected.

比較対象として、BSS内集中制御型OFDMA無線LANシステム(非特許文献3)を用いる。また、スループット評価では、DCF方式との比較も行う。   A BSS centralized control type OFDMA wireless LAN system (Non-patent Document 3) is used as a comparison target. In the throughput evaluation, comparison with the DCF method is also performed.

図8は、NRT端末とオーバヘッド率の関係を示す図である。ここで、オーバヘッド率とは、BSS内端末がリソースを占有している合計時間のうち、データフレームの伝送が行われていない時間の割合を指す。

Figure 0006270147
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the NRT terminal and the overhead rate. Here, the overhead rate refers to the proportion of the time during which no data frame is transmitted among the total time during which the terminal in the BSS occupies resources.
Figure 0006270147

図8に示すように、BSS内集中制御型OFDMA無線LANシステム(original OFDMA WLAN System)に比べ、本発明による無線通信システム(
Proposed OFDMA WLAN System)オーバヘッド率が低下していることが分かる。
As shown in FIG. 8, the wireless communication system according to the present invention (compared to the original OFDMA WLAN system) in the BSS centralized control type OFDMA wireless LAN system (
It can be seen that the Proposed OFDMA WLAN System) overhead rate is decreasing.

これは、無線媒体の予約を行う端末を限定し、トラヒック状況およびチャネル状況の収集のため送信されるCSIフレームの送信に際して高効率な変調符号方式を行ったためである。また、オーバヘッド率の差はNRT端末数が増加するに従い大きくなり、BSS内端末数が増加した環境下でのシグナリングオーバヘッド削減に、前述した無線通信システムが有効であると確認できる。   This is because the terminals that make reservations for the wireless medium are limited, and a highly efficient modulation and coding scheme is used when transmitting CSI frames that are transmitted to collect traffic conditions and channel conditions. Further, the difference in overhead rate increases as the number of NRT terminals increases, and it can be confirmed that the above-described wireless communication system is effective in reducing signaling overhead in an environment where the number of terminals in the BSS is increased.

図9は、QoS満足率が99%以上であるという条件を満たしたうえでの、NRT端末数とBSS内合計スループットの関係を示す図である。ここで、QoS満足率とは、RT端末が送信するすべてのパケットのうち、要求遅延時間内に送信されたパケットの割合を指す。

Figure 0006270147
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the number of NRT terminals and the total throughput in the BSS after satisfying the condition that the QoS satisfaction rate is 99% or more. Here, the QoS satisfaction rate refers to a ratio of packets transmitted within the requested delay time among all packets transmitted by the RT terminal.
Figure 0006270147

従来技術(非特許文献3)では、端末数が増加した場合には、シグナリングオーバヘッドの増加により、DCF方式の特性との差が小さくなっていく。   In the prior art (Non-Patent Document 3), when the number of terminals increases, the difference from the DCF characteristics decreases as the signaling overhead increases.

しかし、本発明による無線通信システムでは、前述したシグナリングオーバヘッドの削減により、端末数が増加した場合にも高いスループットを達成できていることが確認できる。また、APと端末間の距離をそれぞれ20mと40mの場合を示しているが、距離に依存せず本発明による無線通信システムが有効であると確認できる。   However, in the wireless communication system according to the present invention, it can be confirmed that high throughput can be achieved even when the number of terminals is increased by reducing the signaling overhead described above. Further, although the distance between the AP and the terminal is 20 m and 40 m, respectively, it can be confirmed that the wireless communication system according to the present invention is effective without depending on the distance.

以上説明したように、異種の無線通信システムとの周波数共用を図りつつ、QoS保証および無線リソースの利用効率の向上を図ることが可能なBSS(Basic Service Set)内集中制御型無線LANシステムでは、APでのBSS内の端末情報の収集や、BSSに参加していない他の端末への無線リソース占有時間の通知などの前処理により、制御フレームやマネジメントフレームのフレーム時間長が長くなり、システムスループットが低下するという問題がある。   As described above, in the BSS (Basic Service Set) centralized control type wireless LAN system capable of improving QoS utilization and improving the use efficiency of radio resources while sharing frequencies with different types of radio communication systems, The pre-processing such as collection of terminal information in the BSS at the AP and notification of radio resource occupation time to other terminals not participating in the BSS increases the frame time length of the control frame and management frame, thereby increasing the system throughput. There is a problem that decreases.

本実施形態では、間接収集方法と同等の受信誤り率を直接収集方法で確保できる端末を直接収集方法を行う端末とし、APに収集するチャネル情報を間接収集方法と直接収集方法を組み合わせて収集することを特徴とする。   In this embodiment, a terminal that can secure a reception error rate equivalent to that of the indirect collection method by the direct collection method is a terminal that performs the direct collection method, and channel information collected by the AP is collected by combining the indirect collection method and the direct collection method. It is characterized by that.

この構成により、チャネル情報を間接収集方法と直接収集方法を組み合わせることで全BSS内端末のチャネル情報をAPへ収集することができる。また、組み合わせる際に、RTS/CTSフレームによる間接チャネル情報収集を適用する無線セル内端末数を、全セル内端末がRTS/CTSフレームによる無線媒体の予約時と同等若しくはそれに近い予約効果を確保できるのに必要最小限のものとするため、RTS/CTSフレーム数の増加に起因する無線媒体占有期間の長期化を回避できる。   With this configuration, channel information of terminals in all BSSs can be collected in the AP by combining the indirect collection method and the direct collection method of channel information. Further, when combining, the number of terminals in the radio cell to which indirect channel information collection by the RTS / CTS frame is applied can ensure a reservation effect that is equal to or close to the reservation of the radio medium by all the terminals in the cell by the RTS / CTS frame. Therefore, it is possible to avoid an increase in the period of occupation of the wireless medium due to an increase in the number of RTS / CTS frames.

また、組み合わせる際に、直接チャネル情報収集方法に用いるCSIフレームの構成方針としてフレーム時間長が最短となるように、多様な高効率な変調符号方式や多元接続方式の適用を許容するため、CSIフレームの短縮、そして全無線セル内端末のチャネル情報収集に費やす前処理の無線媒体占有期間の短縮ができる。   In addition, in order to allow the application of various high-efficiency modulation code schemes and multiple access schemes so that the frame time length is minimized as the CSI frame configuration policy used in the direct channel information collection method when combined, the CSI frame And the pre-processing radio medium occupation period spent for collecting channel information of all radio cell terminals can be shortened.

以上の効果によって、最終的に前述した無線通信ネットワークでは、従来技術を適用した無線通信ネットワークに比べ、同様なQoSを確保しながら、より高いシステムスループット、短い伝送遅延などの向上した通信品質が実現できる。   As a result of the above effects, the above-described wireless communication network finally achieves improved communication quality, such as higher system throughput and shorter transmission delay, while ensuring the same QoS as compared to the wireless communication network to which the conventional technology is applied. it can.

前述した実施形態におけるAP、端末をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、こ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、実行することによって実現してもよい。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んでもよい。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よく、PLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。   You may make it implement | achieve AP and a terminal in embodiment mentioned above with a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. 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 inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program held for a certain period of time. Further, the program may be 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 the computer system. It may be realized using hardware such as PLD (Programmable Logic Device) or FPGA (Field Programmable Gate Array).

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described with reference to drawings, the said embodiment is only the illustration of this invention, and it is clear that this invention is not limited to the said embodiment. is there. Therefore, additions, omissions, substitutions, and other modifications of the components may be made without departing from the technical idea and scope of the present invention.

従来技術を適用した無線ネットワークに比べ、同等のQoSを確保しながら、より高いシステムスループット、短い伝送遅延などの通信品質向上を実現することが不可欠な用途に適用できる。   Compared to a wireless network to which the prior art is applied, it is applicable to an application in which it is indispensable to realize an improvement in communication quality such as a higher system throughput and a shorter transmission delay while ensuring equivalent QoS.

AP・・・アクセスポイント(基地局)、#1〜#7・・・BSS内端末、#a〜#c・・・BSS外端末   AP ... access point (base station), # 1 to # 7 ... terminals in BSS, #a to #c ... terminals outside BSS

Claims (3)

無線通信ネットワークに属する任意の無線セルにおいて、基地局および複数の端末局が前記無線セルに存在する通信構成における無線通信方法であって、
間接収集方法と直接収集方法を組み合わせて、前記無線セル内の前記端末局から前記基地局へチャネル情報の収集を行うステップと、
前記間接収集方法と前記直接収集方法を組み合わせる際に、前記無線セル内の前記端末局の中から、当該無線セル外の前記端末局それぞれの通信可能エリア内に当該無線セル内の前記端末局が少なくとも1つあるようにして間接チャネル情報収集を適用する最小限の前記端末局を選択し、選択されなかった当該無線セル内の前記端末局に直接収集方法を適用することにより、最小限にした前記端末局がRTS/CTSフレームにより行う無線媒体の予約が、全セル内の前記端末局がRTS/CTSフレームによる無線媒体の予約と同等になるように予約を行うステップと、
前記間接収集方法と前記直接収集方法を組み合わせる際に、直接チャネル情報収集に用いるCSIフレームのフレーム時間長が最短とするための変調符号方式及び多元接続方式を適用するステップと、
前記無線セル内の前記端末局から前記基地局へチャネル情報の収集を行った後、前記基地局が前記チャネル情報に基づいて通信品質指標が向上するように無線リソースを割り当て、無線セル内の前記端末局に割り当て結果を通知するステップと、
前記割り当て結果が通知された無線セルの前記端末局が、割り当て結果に則って前記基地局と情報伝送を行い、前記基地局に対して成否応答を行うステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
In any radio cell belonging to a radio communication network, a radio communication method in a communication configuration in which a base station and a plurality of terminal stations exist in the radio cell,
Collecting channel information from the terminal station in the radio cell to the base station by combining an indirect collection method and a direct collection method;
When combining the indirect collection method and the direct collection method, the terminal station in the radio cell is within the communicable area of each of the terminal stations outside the radio cell from the terminal stations in the radio cell. The minimum of the terminal stations to which indirect channel information collection is applied is selected so that there is at least one, and is minimized by applying the direct collection method to the terminal stations in the radio cell that are not selected Book of wireless medium said terminal station is performed Ri by the RTS / CTS frames, the steps of the terminal stations in all cells make a reservation to be equal to the reservation of the wireless medium by RTS / CTS frames,
Applying a modulation code scheme and a multiple access scheme to minimize the frame time length of a CSI frame used for direct channel information collection when combining the indirect collection method and the direct collection method;
After collecting channel information from the terminal station in the radio cell to the base station, the base station allocates radio resources so that a communication quality index is improved based on the channel information, and the base station in the radio cell Notifying the terminal station of the allocation result,
The terminal station of the radio cell to which the allocation result is notified performs information transmission with the base station in accordance with the allocation result, and performs a success / failure response to the base station. Method.
無線通信ネットワークに属する任意の無線セルにおいて、基地局および複数の端末局が前記無線セルに存在する通信構成における無線通信システムであって、
間接収集方法と直接収集方法を組み合わせて、前記無線セル内の前記端末局から前記基地局へチャネル情報の収集を行う手段と、
前記間接収集方法と前記直接収集方法を組み合わせる際に、前記無線セル内の前記端末局の中から、当該無線セル外の前記端末局それぞれの通信可能エリア内に当該無線セル内の前記端末局が少なくとも1つあるようにして間接チャネル情報収集を適用する最小限の前記端末局を選択し、選択されなかった当該無線セル内の前記端末局に直接収集方法を適用することにより、最小限にした前記端末局がRTS/CTSフレームにより行う無線媒体の予約が、全セル内の端末局が前記RTS/CTSフレームによる無線媒体の予約と同等になるように予約を行う手段と、
前記間接収集方法と前記直接収集方法を組み合わせる際に、直接チャネル情報収集に用いるCSIフレームのフレーム時間長が最短とするための変調符号方式及び多元接続方式を適用する手段と、
前記無線セル内の前記端末局から前記基地局へチャネル情報の収集を行った後、前記基地局が前記チャネル情報に基づいて通信品質指標が向上するように無線リソースを割り当て、無線セル内の前記端末局に割り当て結果を通知する手段と、
前記割り当て結果が通知された無線セルの前記端末局が、割り当て結果に則って前記基地局と情報伝送を行い、前記基地局に対して成否応答を行う手段と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
In any radio cell belonging to a radio communication network, a radio communication system in a communication configuration in which a base station and a plurality of terminal stations exist in the radio cell,
Means for collecting channel information from the terminal station in the radio cell to the base station by combining an indirect collection method and a direct collection method;
When combining the indirect collection method and the direct collection method, the terminal station in the radio cell is within the communicable area of each of the terminal stations outside the radio cell from the terminal stations in the radio cell. The minimum of the terminal stations to which indirect channel information collection is applied is selected so that there is at least one, and is minimized by applying the direct collection method to the terminal stations in the radio cell that are not selected Book of wireless medium said terminal station is performed Ri by the RTS / CTS frame, and means for terminal stations in all cells make a reservation to be equal to the reservation of the wireless medium by the RTS / CTS frames,
Means for applying a modulation code scheme and a multiple access scheme for minimizing the frame time length of a CSI frame used for direct channel information collection when combining the indirect collection method and the direct collection method;
After collecting channel information from the terminal station in the radio cell to the base station, the base station allocates radio resources so that a communication quality index is improved based on the channel information, and the base station in the radio cell Means for notifying the terminal station of the allocation result;
The wireless communication system comprising: the terminal station of the wireless cell to which the allocation result is notified includes means for transmitting information to and from the base station according to the allocation result and performing a success / failure response to the base station. system.
コンピュータに、請求項1に記載の無線通信方法を実行させるための無線通信プログラム。   A wireless communication program for causing a computer to execute the wireless communication method according to claim 1.
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