JP6417376B2 - Wireless communication apparatus, wireless communication method, wireless communication system, and processing apparatus - Google Patents

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Description

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

IEEE802.11の規格では、同一の周波数を複数端末が共有できるようにアクセス制御が行われている。そのアクセス制御例としてCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance:衝突回避機能付きキャリア感知多重アクセス方式)が採用されてい
る。CSMA/CAとは、フレームの送信をしようとするそれぞれの無線端末局が、事前に、キャリアセンス(無線チャネルの使用状況の確認)を行ってから、ランダムバックオフ制御という送信データの衝突を回避する制御を用いて送信を開始する方式である。ランダムバックオフ制御とは、送信データを保有する無線端末局がキャリアセンスをして、データ送信に用いるチャネルがDIFS(Distributed Coordination Function Inter Frame Space)時間
アイドル状態となった後に、無線端末局は規定のCW(Contention Window)範囲内で乱数を
発生させ、その乱数をもとにランダムバックオフ時間を決定する制御のことをいう。
In the IEEE802.11 standard, access control is performed so that a plurality of terminals can share the same frequency. As an example of the access control, CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) is adopted. CSMA / CA avoids collision of transmission data called random backoff control after each wireless terminal station that wants to transmit a frame performs carrier sense (confirmation of wireless channel usage) in advance. This is a method of starting transmission using the control to perform. Random back-off control is defined by the wireless terminal station after the wireless terminal station holding the transmission data performs carrier sense and the channel used for data transmission is in the idle state for DIFS (Distributed Coordination Function Inter Frame Space). This is a control that generates a random number within the CW (Contention Window) range and determines a random backoff time based on the random number.

また、各無線端末局の送信タイミングが衝突してしまった場合、CWの範囲をさらに広くして、再送をすることにより送信タイミングの衝突を避けるようにしている。IEEE802.11a規格においては、CWサイズが15から1023まで6段階を通して広げることが可能と
なっている。また、CWサイズが最大値に達した場合は、あらかじめ決められた最大再送回数までCWの範囲を広げず、最大値のままとする。最大再送回数を超えても失敗する場合は、送信フレームは破棄される。
In addition, when the transmission timing of each wireless terminal station collides, the CW range is further widened to avoid transmission timing collision by performing retransmission. In the IEEE802.11a standard, the CW size can be increased from 15 to 1023 through six stages. When the CW size reaches the maximum value, the CW range is not expanded to a predetermined maximum number of retransmissions, and the maximum value is maintained. If it fails even after the maximum number of retransmissions, the transmission frame is discarded.

従来のIEEE802.11の規格が想定するモデルは、上り通信において、1ノードがAP(Access Point)に送信することを順番に繰り返すものであった。そのため、IEEE802.11の規格ではAPに複数の端末が同時に送信して衝突をおこさないように、上記のCSMA/CAを用いたDCF(Distributed Coordination Function:分散コーディネーション)という技術を採用し
ている。DCF技術とは、送信データを保有する無線端末局がAPにRTS(送信要求:Request to Send)を送り、APはそれに対し無線端末局にCTS(Clear to Send)を送ることで、隠れ端
末問題によって生じる送信データの衝突を回避している。この一連の流れをRTS/CTS交換
と呼び、RTS/CTS交換はdot11RTSThresholdに基づいて行っている。dot11RTSThresholdよ
り短いフレームを送信する際は、RTS/CTS交換を行わないものとなっている。
The model assumed by the conventional IEEE802.11 standard is that one node repeatedly transmits to an AP (Access Point) in order in uplink communication. Therefore, in the IEEE802.11 standard, a technique called DCF (Distributed Coordination Function) using the CSMA / CA is employed so that a plurality of terminals transmit to the AP at the same time and no collision occurs. With DCF technology, the wireless terminal station that holds the transmission data sends RTS (Request to Send) to the AP, and the AP sends CTS (Clear to Send) to the wireless terminal station. The transmission data collision caused by is avoided. This series of flows is called RTS / CTS exchange, and RTS / CTS exchange is performed based on dot11RTSThreshold. When a frame shorter than dot11RTSThreshold is transmitted, RTS / CTS exchange is not performed.

以上のように、IEEE802.11規格では、無線端末間の送信タイミングができるだけ衝突をしないようなDCF技術が採用されている。
また、近年、上り通信において、複数の端末が同時に同じチャネルを用いてデータを送
信するMU-MIMO(Multi User-Multi Input Multi Output )技術が検討されている。MU-MIMO技術では、複数の端末のデータ送信タイミングが同時である点と、使用する周波数帯域が同じである点が重要である。
As described above, in the IEEE802.11 standard, DCF technology is employed so that transmission timings between wireless terminals do not collide as much as possible.
In recent years, in uplink communication, MU-MIMO (Multi User-Multi Input Multi Output) technology in which a plurality of terminals simultaneously transmit data using the same channel has been studied. In MU-MIMO technology, it is important that the data transmission timings of a plurality of terminals are the same, and the frequency band to be used is the same.

下記特許文献1に記載の技術では、DCFを拡張する形(追加のRTS/CTS交換を行う)ことにより、MU−MIMOを実現している。
また、下記特許文献2に記載の技術では、バックオフ値の制御により同時送信を実現している。
In the technique described in Patent Document 1 below, MU-MIMO is realized by extending DCF (additional RTS / CTS exchange).
In the technique described in Patent Document 2 below, simultaneous transmission is realized by controlling the back-off value.

特開2010−130625号公報JP 2010-130625 A 特開2011−217234号公報JP 2011-217234 A

特許文献1では、送信パケット長が短い場合でもRTS/CTS交換を行うためスループット
が低下するという問題がある。また、送信タイミングを基地局が指定する必要がある。
また、特許文献2では、同時送信する端末の組み合わせ全てにバックオフ値を割り当てるため、組み合わせによっては、バックオフ値が長いものとなるという問題がある。また、全ての組み合わせに対するバックオフ値のテーブルを送信端末が保持する必要がある。
In Patent Document 1, there is a problem that the throughput decreases because the RTS / CTS exchange is performed even when the transmission packet length is short. In addition, the base station needs to specify the transmission timing.
Further, in Patent Document 2, since a back-off value is assigned to all combinations of terminals that transmit simultaneously, there is a problem that the back-off value becomes long depending on the combination. In addition, it is necessary for the transmitting terminal to maintain a table of back-off values for all combinations.

上り通信においてMU-MIMO技術を実現しようとする場合、現在のDCFを採用すると、複数端末が同時送信しないという問題がある。   When implementing the MU-MIMO technology in uplink communication, if the current DCF is adopted, there is a problem that multiple terminals do not transmit simultaneously.

本発明は、DCFの仕組みを殆ど変えずにMU-MIMOの実現することを目的とする。また、送信タイミングを端末側で指定できるようにすることを目的とする。   An object of the present invention is to realize MU-MIMO with almost no change in the mechanism of DCF. It is another object of the present invention to allow transmission timing to be specified on the terminal side.

本発明の一観点によれば、1つの無線基地局と、複数の無線端末局で構成される無線通信システムに使用する無線端末局装置であって、前記無線端末局装置は複数のグループのいずれかに属するように振り分けられ、少なくとも1つのグループに属する前記無線端末局装置の、ランダムバックオフを行う際のバックオフ値を、所定の制限をされた数で構成された値の集合であるバックオフ値候補の集合から選ぶように制御するバックオフ制御部を有することを特徴とする無線端末局装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided a wireless terminal station device used in a wireless communication system including one wireless base station and a plurality of wireless terminal stations, the wireless terminal station device being one of a plurality of groups. The back-off value when performing random back-off of the wireless terminal station devices belonging to at least one group and belonging to at least one group is a set of values composed of a predetermined limited number. There is provided a wireless terminal station device including a back-off control unit that performs control so as to be selected from a set of off-value candidates.

このように、バックオフ値候補の集合を制御することで、従来方式からのプロトコルの変更を少なくして同時に複数の無線端末局との通信を行うことができる。   In this way, by controlling the set of back-off value candidates, it is possible to perform communication with a plurality of wireless terminal stations at the same time with less protocol change from the conventional method.

前記バックオフ値候補の集合として、前記無線端末局が有する送信データの再送回数に基づいたバックオフ値候補範囲から0までの連続した値から選択された、前記所定の制限をされた数で構成された値の集合を用いるようにしても良く、前記バックオフ値候補の集合として、前記所定の制限をされた数で構成された0から連続した整数の集合を用いても良い。また、前記バックオフ値候補の集合として、前記所定の制限をされた数で構成され、所定の値を集合の期待値とする集合を用いても良いし、前記バックオフ値候補の集合として、前記無線基地局から通知された制御変数を用いて決定した集合、または前記無線基地局から通知された集合を用いても良い。   The set of back-off value candidates is configured by the predetermined limited number selected from continuous values from a back-off value candidate range to 0 based on the number of retransmissions of transmission data held by the wireless terminal station A set of values may be used, and as the set of back-off value candidates, a set of integers continuous from 0 configured by the predetermined limited number may be used. Further, as the set of backoff value candidates, it is possible to use a set that is configured by the predetermined limited number and uses a predetermined value as an expected value of the set, or as the set of backoff value candidates, A set determined using the control variable notified from the radio base station or a set notified from the radio base station may be used.

前記バックオフ値候補の集合を、前記無線端末局装置が保持する送信データのフレーム長に基づき、前記無線端末局装置が属するグループを決定するようにしても良い。   The set of backoff value candidates may be determined based on a frame length of transmission data held by the wireless terminal station device to which the wireless terminal station device belongs.

また、前記バックオフ値のカウントダウンが途中で停止した場合に、停止した状態のバックオフ値が前記バックオフ値候補の集合の中に含まれない値である場合、前記バックオフ値を前記バックオフ値候補の集合に含まれる値に補正するようにすると良い。   In addition, when the back-off value countdown is stopped halfway, if the back-off value in the stopped state is a value that is not included in the set of back-off value candidates, the back-off value is changed to the back-off value. It is preferable to correct to a value included in the set of value candidates.

また、本発明は、1つの無線基地局と、複数の無線端末局で構成される無線通信システムに使用する無線基地局装置であって、前記無線端末局は複数のグループのいずれかに属するように振り分けられ、前記システムで使用する、少なくとも1つのグループに属する前記無線端末局装置が選択するバックオフ値の候補であるバックオフ値候補の集合に含まれる値の数を制御する為の制御変数を決定するランダムバックオフ制御変数決定部を有することを特徴とする無線基地局装置である。   The present invention is also a radio base station apparatus used in a radio communication system composed of one radio base station and a plurality of radio terminal stations, wherein the radio terminal stations belong to any of a plurality of groups. Control variable for controlling the number of values included in a set of backoff value candidates that are candidates for backoff values selected by the wireless terminal station devices belonging to at least one group, which are allocated to A radio base station apparatus having a random back-off control variable determination unit that determines

前記ランダムバックオフ制御変数決定部は、前記制御変数を、無線基地局装置が収容する無線端末局装置の数と、前記無線基地局装置が有するアンテナの数の、少なくともいずれか一方の値に基づいて決定することができる。   The random backoff control variable determining unit is configured to determine the control variable based on at least one of a number of radio terminal station devices accommodated by a radio base station device and a number of antennas included in the radio base station device. Can be determined.

また、前記無線端末局が有する送信データの再送回数に基づいたバックオフ値候補範囲から0までの値から、前記バックオフ値に含まれる値の数選択したものを、前記バックオフ値候補の集合とするランダムバックオフ値候補の集合生成部を更に備えるようにしても良い。   Further, a set of backoff value candidates obtained by selecting the number of values included in the backoff value from values from 0 to a backoff value candidate range based on the number of retransmissions of transmission data held by the wireless terminal station. A random backoff value candidate set generation unit may be further included.

前記ランダムバックオフ値の集合生成部は、複数のグル―プのバックオフ値候補の集合を生成する場合、其々のバックオフ値候補の集合に含まれる値が異なるように制御するようにしても良い。   The random back-off value set generation unit, when generating a set of back-off value candidates for a plurality of groups, controls so that the values included in each set of back-off value candidates are different. Also good.

前記バックオフ値候補の集合生成部は、前記ランダムバックオフ値候補の集合に含まれる値の期待値を所定の値にすることもできる。   The backoff value candidate set generation unit may set an expected value of a value included in the random backoff value candidate set to a predetermined value.

前記制御変数と、前記バックオフ値候補の集合の、少なくともいずれか一方を、更新毎に前記無線端末局装置に通知するようにしても良い。   At least one of the control variable and the set of backoff value candidates may be notified to the wireless terminal station device for each update.

本発明の他の観点によれば、1つの無線基地局と、複数の無線端末局で構成される無線通信システムに使用する無線端末局装置における無線通信方法であって、前記無線端末局装置は複数のグループのいずれかに属するように振り分けられ、少なくとも1つのグループに属する前記無線端末局装置の、ランダムバックオフを行う際のバックオフ値を、所定の制限をされた数で構成された値の集合であるバックオフ値候補の集合から選ぶように制御を行うステップを有することを特徴とする無線通信方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a radio communication method in a radio terminal station apparatus used in a radio communication system including one radio base station and a plurality of radio terminal stations, wherein the radio terminal station apparatus includes: A value configured by a predetermined limited number of backoff values when performing random backoff of the wireless terminal station devices that are assigned to belong to any of a plurality of groups and belong to at least one group There is provided a wireless communication method comprising a step of performing control to select from a set of back-off value candidates that is a set of

また、本発明は、1つの無線基地局と、複数の無線端末局で構成される無線通信システムに使用する無線端末局装置に所定の機能を発揮させる処理装置であって、前記無線端末局装置は複数のグループのいずれかに属するように振り分けられ、少なくとも1つのグループに属する前記無線端末局装置の、ランダムバックオフを行う際のバックオフ値を、所定の制限をされた数で構成された値の集合であるバックオフ値候補の集合から選ぶ制御機能を発揮させることを特徴とする処理装置である。   In addition, the present invention is a processing device that causes a wireless terminal station device used in a wireless communication system composed of one wireless base station and a plurality of wireless terminal stations to perform a predetermined function, the wireless terminal station device Are assigned to belong to one of a plurality of groups, and the back-off value when performing random back-off of the wireless terminal station device belonging to at least one group is configured by a predetermined limited number A processing apparatus that exhibits a control function of selecting from a set of back-off value candidates that is a set of values.

また、本発明は、1つの無線基地局と、複数の無線端末局で構成される無線通信システムに使用する無線基地局装置における無線通信方法であって、前記無線端末局は複数のグループのいずれかに属するように振り分けられ、前記システムで使用する、少なくとも1つのグループに属する前記無線端末局装置が選択するバックオフ値の候補であるバックオフ値候補の集合に含まれる値の数を制御する為の制御変数を決定するステップを有するこ
とを特徴とする無線通信方法である。
The present invention is also a radio communication method in a radio base station apparatus used in a radio communication system composed of one radio base station and a plurality of radio terminal stations, wherein the radio terminal station is one of a plurality of groups. The number of values included in a set of backoff value candidates that are candidates for backoff values selected by the wireless terminal station device belonging to at least one group used in the system is controlled. A wireless communication method comprising a step of determining a control variable for the purpose.

また、本発明は、1つの無線基地局と、複数の無線端末局で構成される無線通信システムに使用する無線基地局装置に所定の機能を発揮させる処理装置であって、前記無線端末局は複数のグループのいずれかに属するように振り分けられ、前記システムで使用する、少なくとも1つのグループに属する前記無線端末局装置が選択するバックオフ値の候補であるバックオフ値候補の集合に含まれる値の数を制御する為の制御変数を決定する機能を発揮させることを特徴とする処理装置である。   In addition, the present invention is a processing device that causes a radio base station apparatus used in a radio communication system composed of one radio base station and a plurality of radio terminal stations to perform a predetermined function. Values included in a set of back-off value candidates that are assigned to belong to any one of a plurality of groups and are used in the system and that are back-off value candidates selected by the wireless terminal station device belonging to at least one group It is a processing device characterized by exhibiting a function of determining a control variable for controlling the number of

また、本発明は、1つの無線基地局と、複数の無線端末局で構成される無線通信システムであって、前記無線端末局装置は複数のグループのいずれかに属するように振り分けられ、少なくとも1つのグループに属する前記無線端末局装置の、ランダムバックオフを行う際のバックオフ値を、所定の制限をされた数で構成された値の集合であるバックオフ値候補の集合から選ぶように制御するバックオフ制御部を有することを特徴とする無線端末局装置と、前記システムで使用する、前記バックオフ値候補の集合に含まれる値の数を制御する為の制御変数を決定するランダムバックオフ制御変数決定部を有することを特徴とする無線基地局装置と、を有する無線通信システムであっても良い。   Further, the present invention is a radio communication system including one radio base station and a plurality of radio terminal stations, wherein the radio terminal station devices are distributed so as to belong to any of a plurality of groups, and at least 1 The wireless terminal station devices belonging to one group are controlled to select a back-off value when performing random back-off from a set of back-off value candidates, which is a set of values composed of a predetermined limited number. And a random backoff for determining a control variable for controlling the number of values included in the set of backoff value candidates to be used in the system. A radio communication system having a radio base station apparatus having a control variable determination unit may be used.

バックオフ値候補の集合を制御することで、従来方式からのプロトコルの変更を少なくして同時に複数の無線端末局との通信を行うことができる。また、送信するタイミングを無線端末局側で決めることが可能である。   By controlling the set of backoff value candidates, it is possible to perform communication with a plurality of wireless terminal stations at the same time with less protocol change from the conventional method. In addition, the transmission timing can be determined on the wireless terminal station side.

本発明の実施形態による無線通信システムの概略構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the example of schematic structure of the radio | wireless communications system by embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態による無線基地局1の一構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the example of 1 structure of the wireless base station 1 by the 1st Embodiment of this invention. 無線基地局が接続要求をうけてから、AID(Association ID)と、プリアンブルの送信リソースの通知を行うまでのアソシエーション確立処理の流れを示すフローチャート図である。FIG. 10 is a flowchart showing a flow of association establishment processing from when a wireless base station receives a connection request until notification of an AID (Association ID) and a preamble transmission resource. 端末のプリアンブルの送信リソースの割り当て処理を説明する図である。It is a figure explaining the transmission resource allocation process of the preamble of a terminal. 図2の各要素の動作の流れを示すフローチャート図である。FIG. 3 is a flowchart showing a flow of operation of each element in FIG. 2. 本発明の第1の実施形態による無線端末局2の一構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the example of 1 structure of the radio | wireless terminal station 2 by the 1st Embodiment of this invention. 無線端末局が無線基地局に接続要求し、アソシエーションが確立するまでの処理の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of a process until a wireless terminal station makes a connection request | requirement to a wireless base station, and an association is established. 無線端末局から、無線基地局にデータを送信する処理の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of the process which transmits data from a wireless terminal station to a wireless base station. 無線端末局が無線基地局に送信しようとした場合、無線送信端末局の送信タイミングが重なりMU-MIMO送信する際のタイミング図である。FIG. 6 is a timing chart when MU-MIMO transmission is performed when transmission timings of wireless transmission terminal stations overlap when a wireless terminal station attempts to transmit to a wireless base station. 式(5)で示したランダムバックオフ制御変数を用いた場合と、従来のIEEE802.11a規格の場合での収容端末局数に対する、送信タイミングの衝突局数の期待値を示す図である。It is a figure which shows the expected value of the collision station number of a transmission timing with respect to the number of accommodation terminal stations in the case of using the random backoff control variable shown by Formula (5), and the case of the conventional IEEE802.11a standard. 第2の実施形態による無線基地局1の一構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the example of 1 structure of the wireless base station 1 by 2nd Embodiment. 無線基地局が、MU-MIMOさせたい端末が用いるランダムバックオフの乱数値候補の集合を決定し、無線端末局からの信号を受信し終わるまででの処理の流れを示すフローチャート図である。FIG. 10 is a flowchart showing a processing flow until a radio base station determines a random backoff random value candidate set used by a terminal to be subjected to MU-MIMO and finishes receiving a signal from the radio terminal station. 図6のCWサイズ変更部の代わりにランダムバックオフ乱数保持部が挿入された図である。FIG. 7 is a diagram in which a random back-off random number holding unit is inserted instead of the CW size changing unit in FIG. 6. 無線端末局の、MU-MIMOをさせたい端末局用のランダムバックオフ値候補の集合を受信してから、送信フレームを送信するまでの処理の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of a process after transmitting the transmission frame after receiving the set of the random backoff value candidates for the terminal station which wants to perform MU-MIMO of the wireless terminal station. 無線端末局の一構成例を示す機能ブロック図を示す。The functional block diagram which shows the example of 1 structure of a radio | wireless terminal station is shown. 無線端末局の処理の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of a process of a radio | wireless terminal station. 本実施形態のタイミング図である。It is a timing diagram of this embodiment. CWサイズが15の時のランダムバックオフ値候補の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a random backoff value candidate when CW size is 15. 本発明の第3の実施形態による無線基地局の一構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the example of 1 structure of the wireless base station by the 3rd Embodiment of this invention. 無線基地局がそれぞれのグループのランダムバックオフ値候補の集合を通知してから、ある無線端末局からデータを受信するまでのフローチャート図である。FIG. 10 is a flowchart from when a radio base station notifies a set of random backoff value candidates for each group until data is received from a certain radio terminal station. 本実施形態における無線通信の端末局の一構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the example of 1 structure of the terminal station of the radio | wireless communication in this embodiment. 図21に示す無線端末局の処理の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of a process of the radio | wireless terminal station shown in FIG. 本実施形態の通信におけるタイミング図である。It is a timing diagram in communication of this embodiment. 本実施形態のMU-MIMOさせたい端末のランダムバックオフ値候補の集合と従来方式の端末のランダムバックオフ値候補の集合の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the set of the random backoff value candidates of the terminal which wants to carry out MU-MIMO of this embodiment, and the set of the random backoff value candidates of the terminal of the conventional system.

(第1の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態による無線通信技術について詳細に説明する。尚、以下においては、特に記載していない限り、基本的にIEEE802.11規格、ならびにIEEE802.11a規格に基づくことを前提とする。
(First embodiment)
Hereinafter, a wireless communication technique according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, it is assumed that it is basically based on the IEEE802.11 standard and the IEEE802.11a standard unless otherwise specified.

図1は、本発明の実施形態による無線通信システムの概略構成例を示す機能ブロック図である。
図1に示すように、本実施形態による無線通信システムAは、無線基地局1と、無線端末局2から5までと、を有している。各通信局1から5までは、それぞれの通信範囲内に全ての通信局を収容するものとする。図1に示す無線通信システムAでは、例えば、アクセスポイント(AP)である無線基地局1と、送信周波数が等しい無線端末局2から5までと、を有して構成されている。また、無線基地局1は、複数のアンテナを持っており、無線端末局2から5までは、それぞれ1アンテナずつ持っている。尚、本発明の全ての実施形態においては、説明を簡単にするため無線端末局2から5までが持つアンテナ数を1としたが、複数のアンテナを持つようにしても良い。同様に、無線基地局1が持つアンテナ数も変更可能である。また、本実施形態では、特に記載がない場合は、送信フレーム長はIEEE802.11におけるdot11RTSThresholdより短いものとし、RTS/CTS交換は行わないものとする。
FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration example of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the wireless communication system A according to this embodiment includes a wireless base station 1 and wireless terminal stations 2 to 5. It is assumed that each communication station 1 to 5 accommodates all communication stations within the communication range. The radio communication system A shown in FIG. 1 includes, for example, a radio base station 1 that is an access point (AP) and radio terminal stations 2 to 5 having the same transmission frequency. The radio base station 1 has a plurality of antennas, and each of the radio terminal stations 2 to 5 has one antenna. In all the embodiments of the present invention, the number of antennas of the wireless terminal stations 2 to 5 is set to 1 for simplicity of explanation, but a plurality of antennas may be provided. Similarly, the number of antennas possessed by the wireless base station 1 can be changed. In the present embodiment, unless otherwise specified, the transmission frame length is shorter than dot11RTSThreshold in IEEE802.11, and RTS / CTS exchange is not performed.

図2は、本発明の第1の実施形態に係る無線基地局1の一構成例を示す機能ブロック図である。図2に示す無線基地局1は、2つのアンテナ100a・100b、各アンテナに対応する2つの第1無線通信部101a・第2無線通信局101b、スイッチ(SW)102、送信部104、フレーム生成部116、制御部111、プリアンブル送信リソース割り当て決定部110、ランダムバックオフ制御変数決定部115、プリアンブル受信部105、チャネル推定部106、MIMO復調部107、復調部108、エラーチェック部109、を備える。制御部111では、受信した信号から、送信フレームの生成、ランダムバックオフ制御変数の設定、プリアンブル送信リソースの割り当てを制御する。ここでプリアンブル送信リソース割り当ての決定方法の一例を以下に示す。
本実施形態においては、無線基地局1が収容する端末数それぞれに、プリアンブルの送信リソースを割り当てるものとする。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration example of the radio base station 1 according to the first embodiment of the present invention. The radio base station 1 shown in FIG. 2 includes two antennas 100a and 100b, two first radio communication units 101a and second radio communication stations 101b corresponding to each antenna, a switch (SW) 102, a transmission unit 104, and frame generation. Unit 116, control unit 111, preamble transmission resource allocation determination unit 110, random backoff control variable determination unit 115, preamble reception unit 105, channel estimation unit 106, MIMO demodulation unit 107, demodulation unit 108, and error check unit 109. . The control unit 111 controls transmission frame generation, random backoff control variable setting, and preamble transmission resource allocation from the received signal. Here, an example of a method for determining the preamble transmission resource allocation is shown below.
In the present embodiment, it is assumed that a preamble transmission resource is allocated to each number of terminals accommodated by the radio base station 1.

図3は、無線基地局1が接続要求をうけてから、AID(Association ID)と、プリアンブ
ルの送信リソースの通知を行うまでのアソシエーション確立処理の流れを示すフローチャート図である。IEEE802.11規格では、無線端末局と無線基地局とのアソシエーションの確立時には、無線基地局はパラメータの1つとして、MACアドレスをもとに各無線端末局にAIDの割り当てを行う方式を採用している。AIDは1〜2007までの範囲で割り当てられ
る。図3に示すフローチャートでは、最初はアンテナ100aまたはアンテナ100bで接続要求を受けるまで、無線基地局1は待機している(ステップS1)。接続要求をアンテナ100aまたはアンテナ100bで受信すると(YES)、送信した端末のMACアドレ
スが含まれた接続要求信号が、無線通信部101aまたは101b、スイッチ102、受信部103を介して、制御部111に入力される。制御部111では、全てのハッシュ値が使用されている場合は無線基地局には接続できないとする(ステップS15)。使用されていないハッシュ値がある場合、制御部111で接続要求を送信した端末のAIDを割り当
てる(ステップS2)。この後の処理が、本実施形態では、特に従来とは異なる部分となる。制御部111で設定されたAIDをハッシュ関数でマッピングする(ステップS3)。こ
のハッシュ値は1〜制限数までを割り当てるとする。本実施形態では、この制限数を4として、1〜4の値にマッピングする。ハッシュ関数の一例として以下に示す。
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of association establishment processing from when the radio base station 1 receives a connection request until notification of an AID (Association ID) and a preamble transmission resource. In the IEEE 802.11 standard, when establishing an association between a wireless terminal station and a wireless base station, the wireless base station uses a method of assigning an AID to each wireless terminal station based on the MAC address as one of the parameters. ing. AID is assigned in the range of 1 to 2007. In the flowchart shown in FIG. 3, first, the radio base station 1 stands by until a connection request is received by the antenna 100a or the antenna 100b (step S1). When the connection request is received by the antenna 100a or the antenna 100b (YES), the connection request signal including the transmitted MAC address of the terminal is transmitted to the control unit 111 via the wireless communication unit 101a or 101b, the switch 102, and the reception unit 103. Is input. It is assumed that the control unit 111 cannot connect to the radio base station when all hash values are used (step S15). If there is an unused hash value, the control unit 111 assigns the AID of the terminal that transmitted the connection request (step S2). In the present embodiment, the subsequent processing is different from the conventional one. The AID set by the control unit 111 is mapped with a hash function (step S3). This hash value is assigned from 1 to the limit number. In the present embodiment, this limit number is set to 4 and mapped to values of 1 to 4. An example of the hash function is shown below.

Figure 0006417376
Figure 0006417376

設定されたハッシュ値は、収容されている他の端末に既に設定されていないかを確認し(ステップS4)、他端末に設定されていないようであれば(YES)、AIDとプリアン
ブルの送信リソースを接続要求してきた端末に送信する(ステップS5)。また、ステップS4で収容端末に同じハッシュがすでに使用されていたら(NO)、現在のハッシュ値に1を加算するか、または、現在のハッシュ値が最大値なら1にして(ステップS16))
再びステップS4で確認する。ステップS15で、全てのハッシュ値が利用されている場合は接続できないようにしているため、ステップS4を行っている端末は1から4までのいずれかのハッシュ値は割り当てる事が可能である。
It is confirmed whether the set hash value is already set in another accommodated terminal (step S4). If it is not set in the other terminal (YES), AID and preamble transmission resources Is transmitted to the terminal that has requested connection (step S5). If the same hash has already been used for the accommodating terminal in step S4 (NO), 1 is added to the current hash value, or 1 if the current hash value is the maximum value (step S16))
Confirm again in step S4. In step S15, if all hash values are used, connection is not allowed, so that the terminal performing step S4 can assign any hash value from 1 to 4.

図4は、端末のプリアンブルの送信リソースの割り当て処理を説明する図である。
プリアンブルの送信リソースの割り当てとしては、本実施形態では、図4(a)のように、それぞれのハッシュ値にOFDMのサブキャリア番号を4つおきに割り当てる。その割り当てる番号を、ハッシュ値ごとに1ずつ、ずらすことにより、各ハッシュ値を持つ端末のプリアンブルの送信リソースが重ならないようにすることができる。IEEE802.11aで
はOFDMのサブキャリアは、図4(b)に示すようになっているので、全体で52サブキャリアある。そのサブキャリアを本実施形態では、4つにマッピングされたハッシュ値に割り当てる。チャネル推定の方法を以下の式に示す。まず、あらかじめ決められたプリアンブルAを以下の式で表す。
FIG. 4 is a diagram for explaining transmission resource allocation processing of a preamble of a terminal.
In this embodiment, the preamble transmission resources are allocated by assigning every four OFDM subcarrier numbers to each hash value as shown in FIG. By shifting the assigned number by one for each hash value, it is possible to prevent the preamble transmission resources of the terminals having the respective hash values from overlapping. In IEEE802.11a, OFDM subcarriers are as shown in FIG. 4B, so that there are 52 subcarriers in total. In the present embodiment, the subcarriers are allocated to four hash values mapped. The channel estimation method is shown in the following equation. First, a predetermined preamble A is expressed by the following equation.

Figure 0006417376
Figure 0006417376

同様に、無線端末局iから受信した信号Riを以下の式で表す。

Figure 0006417376

Figure 0006417376
Similarly, the signal Ri received from the wireless terminal station i is expressed by the following equation.
Figure 0006417376

Figure 0006417376

プリアンブルから、チャネル推定をする際は、送信リソースが割り当てられていない周波数に関してはsinc関数等を使用して補間する。   When channel estimation is performed from the preamble, the frequency to which no transmission resource is allocated is interpolated using a sinc function or the like.

図5は、図2の各要素の動作の流れを示すフローチャート図である。
無線基地局1は、定期的に収容端末数や無線基地局がもつアンテナ数を確認し、ランダムバックオフ制御変数を求める(ステップS6)。決定したバックオフ制御変数は、フレーム生成部116に入力され、送信部104、スイッチ102、無線通信部101aまたは101b、アンテナ100aまたは100bを介して、無線基地局1の収容端末である無線端末局2から5に送信される(ステップS7)。
FIG. 5 is a flowchart showing an operation flow of each element of FIG.
The radio base station 1 periodically checks the number of accommodated terminals and the number of antennas possessed by the radio base station and obtains a random backoff control variable (step S6). The determined back-off control variable is input to the frame generation unit 116, and the radio terminal station that is the accommodating terminal of the radio base station 1 via the transmission unit 104, the switch 102, the radio communication unit 101a or 101b, and the antenna 100a or 100b. 2 to 5 are transmitted (step S7).

無線基地局1は、プリアンブルが受信されるのを待つ(ステップS8)。プリアンブルを受信したら、2つのアンテナ100a・100bから、それぞれの無線通信部101a・101b、スイッチ102、受信部103を介して、プリアンブル受信部105にプリアンブルを入力する。チャネル推定部106では、受信したプリアンブルから、チャネルが推定される(ステップS9)。   The radio base station 1 waits for reception of a preamble (step S8). When the preamble is received, the preamble is input to the preamble receiving unit 105 from the two antennas 100a and 100b via the wireless communication units 101a and 101b, the switch 102, and the receiving unit 103, respectively. The channel estimation unit 106 estimates a channel from the received preamble (step S9).

また、プリアンブル受信部105では、受信信号の送信リソースを確認する。割り当てた送信リソースに対して、実際に送信されたリソースを確認することで、プリアンブルを送信した端末数を求めることができる。プリアンブル受信部105で、受信した信号が複数端末から受信したかを確認する(ステップS10)。複数端末からの信号を受信した場合、チャネル推定値を用いてMIMO分離部107でそれぞれの端末からの信号をMIMO分離し(
ステップS11)、復調部108において復調を行う(ステップS12)。ステップS10
で、複数端末から送信されていない場合、復調処理部108で復調を行う(ステップS1
2)。
Further, preamble reception section 105 confirms the transmission resource of the received signal. The number of terminals that transmitted the preamble can be obtained by confirming the actually transmitted resource with respect to the allocated transmission resource. The preamble receiver 105 checks whether the received signal has been received from a plurality of terminals (step S10). When receiving signals from a plurality of terminals, the MIMO separation unit 107 performs MIMO separation on the signals from the respective terminals using the channel estimation value (
In step S11), the demodulator 108 performs demodulation (step S12). Step S10
If the signals are not transmitted from a plurality of terminals, the demodulation processing unit 108 performs demodulation (step S1).
2).

復調部108で復調された信号に対し、エラーチェック部109でエラーチェックを行い(ステップS13)、エラーの有無をフレーム生成部116に入力する。
フレーム生成部116は、エラーチェックの結果に基づいたACK(Acknowledge:肯定確認応答)フレームを生成し、送信部104、スイッチ102、1つの無線通信部101b、
1つのアンテナ100bを介してACKフレームを送信する(ステップS14)。
An error check is performed on the signal demodulated by the demodulation unit 108 by the error check unit 109 (step S13), and the presence / absence of an error is input to the frame generation unit 116.
The frame generation unit 116 generates an ACK (Acknowledge) frame based on the result of the error check, and transmits the transmission unit 104, the switch 102, one wireless communication unit 101b,
An ACK frame is transmitted via one antenna 100b (step S14).

無線基地局1は、ACKフレームを送信した後は、次のフレーム受信待ちを開始する。
図6は、本発明の第1の実施形態に係る無線端末局2の一構成例を示す機能ブロック図である。図6に示すように、無線端末局2は、アンテナ200、無線通信部201、スイッチ202、受信部203、送信部204、復調部205、フレーム生成部206、エラーチェック部207、制御部208、データ保持部209、CWサイズ変更部210、ランダムバックオフ設定部211を備える。また、図において制御部208と、CWサイズ変更部210と、ランダムバックオフ設定部211と、を合わせてバックオフ制御部212とする。
After transmitting the ACK frame, the radio base station 1 starts waiting for reception of the next frame.
FIG. 6 is a functional block diagram showing a configuration example of the wireless terminal station 2 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the wireless terminal station 2 includes an antenna 200, a wireless communication unit 201, a switch 202, a reception unit 203, a transmission unit 204, a demodulation unit 205, a frame generation unit 206, an error check unit 207, a control unit 208, A data holding unit 209, a CW size changing unit 210, and a random back-off setting unit 211 are provided. Further, in the figure, the control unit 208, the CW size changing unit 210, and the random backoff setting unit 211 are collectively referred to as a backoff control unit 212.

従来のランダムバックオフの設定では、[0,CWサイズ]の一様乱数(整数)を設定し、一様乱数から選ばれた整数にスロット・タイムを掛け合わせたタイミングで送信を開始する。   In the conventional random back-off setting, a uniform random number (integer) of [0, CW size] is set, and transmission is started at the timing obtained by multiplying the integer selected from the uniform random number by the slot time.

従来方式では、CWサイズは予め決められた方式により定められているが、本実施形態では、従来の方式で定められたCWサイズを、無線基地局1が収容する端末数と、収容する端末が持つアンテナの数の少なくともいずれか一方に基づき狭めるように変更する。変更の一例としては、ランダムバックオフ制御変数(≦1)を従来方式で定められたCWサイズに掛け合わせたものを、MU-MIMOさせたい端末用のCWサイズとする方式が挙げられる。これに
より、MU-MIMOさせたい端末同士が共有するCWサイズが小さくなる。一例として、無線基
地局1が収容する端末数に基づいたランダムバックオフ制御変数Xの求め方の一例を以下
の数式で示す。
In the conventional method, the CW size is determined by a predetermined method. However, in this embodiment, the number of terminals accommodated by the radio base station 1 and the number of terminals accommodated by the CW size determined by the conventional method are as follows. Change to narrow based on at least one of the number of antennas. As an example of the change, there is a method in which a random back-off control variable (≦ 1) is multiplied by a CW size determined by a conventional method to obtain a CW size for a terminal that is desired to be MU-MIMO. This reduces the CW size shared between terminals that want to be MU-MIMO. As an example, an example of how to obtain the random backoff control variable X based on the number of terminals accommodated by the radio base station 1 is shown by the following mathematical formula.

Figure 0006417376
Figure 0006417376

ここで、Nは収容端末数、CWminは従来の方式で定められたCWサイズの中で最小の大きさである。この時の、MU-MIMOさせたい端末の新たなCWサイズCWMU-MIMOを式6に示す。

Figure 0006417376
Here, N is the number of accommodated terminals, and CWmin is the smallest size among the CW sizes determined by the conventional method. The new CW size CWMU-MIMO of the terminal to be MU-MIMOed at this time is shown in Equation 6.
Figure 0006417376

ここでCWとは、従来の方式で定められているCWサイズである。IEEE802.11aの規格では
、CWサイズは15〜1023までの範囲で、再送が行われるたびに広くしていく。従来のIEE802.11aにおけるCWサイズの求め方を式7に示す。ただし、n=再送回数である。

Figure 0006417376
Here, CW is a CW size determined by a conventional method. In the IEEE802.11a standard, the CW size is in the range of 15 to 1023 and is increased each time retransmission is performed. Formula 7 shows how to obtain the CW size in the conventional IEE802.11a. However, n = number of retransmissions.
Figure 0006417376

式5で求めたランダムバックオフ制御変数Xによる効果については、本実施形態で図1
0を参照して後述する。
The effect of the random back-off control variable X obtained by Equation 5 will be described with reference to FIG.
This will be described later with reference to 0.

図7、8の無線端末局のフローチャートを用いて、図6の各要素の動作について説明す
る。
図7は、無線端末局2が無線基地局1に接続要求し、アソシエーションが確立するまでの処理の流れを示すフローチャート図である。無線端末局2は、無線基地局1に接続要求を送信し(ステップS100)、無線基地局1から、接続許可フレーム(接続の許可通知、
プリアンブル送信リソース、AIDを含む)を受信するのを待つ(ステップS101)。アンテナ200で、接続許可フレームを受信すると、無線通信部201、スイッチ202、受信部203、復調部205を介して、エラーチェック部207でエラーチェックを行う(ス
テップS102)。ステップS102でエラーがないようだったら、接続が成功となり、
処理を終了する。ステップS102でエラーが発生したら、接続要求フレームをフレーム生成部206で生成して、送信部204、スイッチ202、無線通信201を介して、アンテナ200から、再度、接続要求を送信する。
The operation of each element in FIG. 6 will be described using the flowcharts of the wireless terminal stations in FIGS.
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of processing from when the wireless terminal station 2 makes a connection request to the wireless base station 1 until the association is established. The wireless terminal station 2 transmits a connection request to the wireless base station 1 (step S100), and the wireless base station 1 sends a connection permission frame (connection permission notification,
It waits for reception of a preamble transmission resource and AID (step S101). When the connection permission frame is received by the antenna 200, the error check unit 207 performs an error check via the wireless communication unit 201, the switch 202, the reception unit 203, and the demodulation unit 205 (step S102). If there is no error in step S102, the connection is successful,
The process ends. If an error occurs in step S102, a connection request frame is generated by the frame generation unit 206, and the connection request is transmitted again from the antenna 200 via the transmission unit 204, the switch 202, and the wireless communication 201.

図8は、無線端末局2から、無線基地局1にデータを送信する処理の流れを示すフローチャート図である。図6の無線端末局2は、無線基地局1から送信された、ランダムバックオフの制御変数を含む信号(制限信号)をアンテナ200で受信する(ステップS10
3)。受信した信号は、無線通信部201、スイッチ202、受信部203、復調部20
5を介して、エラーチェック部207に入力される。エラーチェック部207に入力されたランダムバックオフ制御変数を含む信号(制限信号)は、エラーチェック部207でエラーチェックを受け、バックオフ制御部212に入力される。バックオフ制御部212に入力された信号は、制御部208を介してCWサイズ変更部210に入力される。CWサイズ変更部210では、通知されたランダムバックオフ制御変数により、無線端末局2のCWサイズを変更する制御が行われる(ステップS130)。
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of processing for transmitting data from the wireless terminal station 2 to the wireless base station 1. The radio terminal station 2 in FIG. 6 receives a signal (a limited signal) including a random backoff control variable transmitted from the radio base station 1 by the antenna 200 (step S10).
3). The received signal includes a wireless communication unit 201, a switch 202, a reception unit 203, and a demodulation unit 20.
5 to the error check unit 207. The signal (limit signal) including the random back-off control variable input to the error check unit 207 is subjected to an error check by the error check unit 207 and input to the back-off control unit 212. The signal input to the back-off control unit 212 is input to the CW size changing unit 210 via the control unit 208. The CW size changing unit 210 performs control to change the CW size of the wireless terminal station 2 based on the notified random backoff control variable (step S130).

送信データが発生したら、フレーム生成部206で送信フレームを生成する(ステップ
S105)。生成した送信フレームは送信部204に入力される。ランダムバックオフ設
定部211では、CWサイズ変更部210で変更されたCWサイズをもとに、0からCWサイズまでの連続した整数の集合を一様乱数としバックオフ値を決定する(ステップS106)。次に、無線端末局2はキャリアセンスをして、チャネルがビジー状態でないか判断する(
ステップS104)。ステップS104でチャネルがビジーであった場合、アイドル状態
になるまで待機する。ステップS104でチャネルがビジー状態でない場合、バックオフ値が0であるか確認する(ステップS107)。ステップS107でバックオフ値が0でない場合、バックオフ値を1だけ減らす(ステップS112)。バックオフ値を減らしたら、IEEE802.11におけるスロット・タイム待機した後、再度キャリアセンスをし、チャネル状態を確認する(ステップS104)。ステップS107で、バックオフ値が0である場合、送信タイミングであるとして、フレーム生成部206で生成した送信フレームを、スイッチ202、無線通信部201を介して、アンテナ200よりプリアンブル、送信データの順に送信する(ステップS108)。
When transmission data is generated, the frame generation unit 206 generates a transmission frame (step S105). The generated transmission frame is input to the transmission unit 204. Based on the CW size changed by the CW size changing unit 210, the random back-off setting unit 211 determines a back-off value using a set of consecutive integers from 0 to CW size as a uniform random number (step S106). . Next, the wireless terminal station 2 performs carrier sense and determines whether or not the channel is busy (
Step S104). If the channel is busy in step S104, it waits until it becomes idle. If the channel is not busy in step S104, it is confirmed whether the back-off value is 0 (step S107). If the back-off value is not 0 in step S107, the back-off value is decreased by 1 (step S112). When the back-off value is decreased, after waiting for the slot time in IEEE802.11, carrier sense is performed again, and the channel state is confirmed (step S104). In step S107, when the back-off value is 0, the transmission frame generated by the frame generation unit 206 is transmitted from the antenna 200 via the switch 202 and the wireless communication unit 201 in the order of the preamble and transmission data as the transmission timing. Transmit (step S108).

ステップS108で、無線端末局2の送信データが送信された後、ACKを受信するまで
待つ(ステップS113)。上記のACKとは、どの端末に対するACKかは、受信して復調するまで分からない。ステップS113でACKを受信したら、受信したACKが自分に向けたものなのかを確認する(ステップS109)。ステップS113で、ACKがIEEE802.11での「SIFS(Short Inter Frame Space )時間+ACKフレーム長」相当送信されなかった場合、送信が失敗だったとし、CWサイズ変更部210でCWサイズを変更して(ステップS114)、再度ランダムバックオフ設定部211でバックオフ値を設定する(ステップS106)。CWサイズの変更方法はIEEE802.11の規格に準ずるものとする。ステップS109で受信したACK
が自分に向けたものであった場合終了となる。受信したACKが自分向けでなかった場合、
再度ACKが受信されるのを待つ(ステップS113)。
In step S108, after the transmission data of the wireless terminal station 2 is transmitted, it waits until ACK is received (step S113). The above ACK is not known until it is received and demodulated. If ACK is received in step S113, it is confirmed whether the received ACK is for itself (step S109). In step S113, if ACK is not transmitted corresponding to “SIFS (Short Inter Frame Space) time + ACK frame length” in IEEE802.11, it is assumed that the transmission has failed, and the CW size changing unit 210 changes the CW size. (Step S114) The backoff value is set again by the random backoff setting unit 211 (Step S106). The method for changing the CW size conforms to the IEEE802.11 standard. ACK received in step S109
If is directed to you, it ends. If the received ACK was not for you,
Wait until the ACK is received again (step S113).

図9は、無線端末局AからCが無線基地局に送信しようとした場合、無線送信端末局A
,Cの送信タイミングが重なりMU-MIMO送信する際のタイミング図である。
FIG. 9 shows that when the wireless terminal stations A to C try to transmit to the wireless base station, the wireless transmitting terminal station A
, C transmission timing overlaps, and is a timing diagram when MU-MIMO transmission is performed.

無線端末局AからCは、前フレームが終了してから一定時間待ち、バックオフを始める。この時の空白期間300は、IEEE802.11のDIFS(DCF Inter Frame Space)時間に相当
するものである。空白時間301から309は、それぞれ、IEEE802.11におけるスロット・タイムに相当する。図9の例では、無線端末局AとCの選択したバックオフ値が4で、無線端末局Bが選択したバックオフ値が5であるため、選択したバックオフの値が小さい無線端末局A、Cが同時に送信権を得る。無線基地局に送信フレームを送信する端末が2端末である為、2端末のMU−MIMOが実現する。本実施形態では、このように複数の端末が選択するそれぞれのバックオフ値が同じ値をとる確率を上げる為に、ランダムバックオフ制御変数によりCWサイズを制限する。無線端末局Aは、あらかじめ割り当てられた送信リソースでプリアンブル310を送信する。続いて、無線端末局Aの占有帯域でデータ311を無線基地局に送信する。同様に無線端末局Cもプリアンブル312、データ313を無線基地局に送信する。この時、無線端末局A、Cの占有帯域は同じである。
The wireless terminal stations A to C wait for a certain time after the previous frame ends and start backoff. The blank period 300 at this time corresponds to an IEEE802.11 DIFS (DCF Inter Frame Space) time. Blank times 301 to 309 correspond to slot times in IEEE 802.11, respectively. In the example of FIG. 9, since the backoff value selected by the wireless terminal stations A and C is 4 and the backoff value selected by the wireless terminal station B is 5, the wireless terminal station A having a small selected backoff value. , C obtain the transmission right simultaneously. Since there are two terminals that transmit a transmission frame to the radio base station, MU-MIMO of two terminals is realized. In the present embodiment, the CW size is limited by a random backoff control variable in order to increase the probability that each backoff value selected by a plurality of terminals takes the same value. The wireless terminal station A transmits the preamble 310 using transmission resources allocated in advance. Subsequently, the data 311 is transmitted to the radio base station in the occupied band of the radio terminal station A. Similarly, the wireless terminal station C also transmits the preamble 312 and the data 313 to the wireless base station. At this time, the occupied bands of the wireless terminal stations A and C are the same.

2端末から、同時にデータを受信した無線基地局は、それぞれの無線端末局A,Cに無線端末局Aに対するACK(A)314、無線端末局Cに対するACK(C)315を送信する。この時の空白時間316は、IEEE802.11の規格におけるSIFS(Short Inter Frame Space )時間に相当する。図9のタイミング図では、複数のACKを送信する度にSIFS時間空けたが、無
線端末局はACKが受信されるまで受信動作をしている為、ACK(A)314とACK(C)315は
、SIFS時間空けずに連続送信しても良い。無線端末局A,CがそれぞれのACKを受信したら、再びデータの送受信が開始される。無線端末局Bは再び空白時間310の後、繰越分のバックオフ309のカウントダウンを始める。その後、プリアンブル317、データ318を無線基地局に送信し、無線端末局Bに対するACK(B)319を受信すると、無線端末局Bからの送信は終了となる。
The wireless base station that simultaneously receives data from the two terminals transmits ACK (A) 314 for the wireless terminal station A and ACK (C) 315 for the wireless terminal station C to the wireless terminal stations A and C, respectively. The blank time 316 at this time corresponds to SIFS (Short Inter Frame Space) time in the IEEE802.11 standard. In the timing diagram of FIG. 9, the SIFS time interval is provided each time a plurality of ACKs are transmitted. However, since the wireless terminal station performs reception until ACK is received, ACK (A) 314 and ACK (C) 315 are received. May be transmitted continuously without leaving SIFS time. When the wireless terminal stations A and C receive the respective ACKs, data transmission / reception is started again. After the blank time 310 again, the wireless terminal station B starts counting down the back-off 309 for the carry-over. Thereafter, when the preamble 317 and data 318 are transmitted to the radio base station and the ACK (B) 319 for the radio terminal station B is received, the transmission from the radio terminal station B is terminated.

図10は、式(5)で示したランダムバックオフ制御変数を用いた場合と、従来のIEEE802.11a規格の場合での収容端末局数に対する、送信タイミングの衝突局数の期待値を示
す図である。ただし、図10において示す比較では、送信は初回であるため、従来のCWサイズとCWminは15である。これはIEEE802.11aの規格の最小値である。[0,CW]の一様乱数をランダムバックオフに用いた場合、収容端末数をNとすると、従来方式での、送信タ
イミングが衝突する局数の期待値Eを以下に示す。

Figure 0006417376
FIG. 10 is a diagram illustrating an expected value of the number of collision stations at the transmission timing with respect to the number of accommodated terminal stations in the case of using the random backoff control variable expressed by the equation (5) and the case of the conventional IEEE802.11a standard. It is. However, in the comparison shown in FIG. 10, since the transmission is the first time, the conventional CW size and CWmin are 15. This is the minimum value of the IEEE802.11a standard. When a uniform random number of [0, CW] is used for random backoff, assuming that the number of accommodated terminals is N, the expected value E of the number of stations with which transmission timing collides in the conventional method is shown below.
Figure 0006417376

図10に示した提案方式ではCWを(式5)、(式6)を用いて求める。   In the proposed method shown in FIG. 10, CW is obtained using (Equation 5) and (Equation 6).

Figure 0006417376
Figure 0006417376

また、今の例ではCW=CWminなので(式9)はCWMU-MIMO=N/2となる。このCWMU-MIMO
を(式8)のCWに代入することで、提案方式における期待値Eが求められる。
In this example, since CW = CWmin, (Equation 9) is CWMU-MIMO = N / 2. This CWMU-MIMO
Is substituted for CW in (Equation 8) to obtain the expected value E in the proposed method.

図10からもわかるように、CWサイズを小さくする事により複数端末の送信タイミングの衝突する確率が向上し、上り通信におけるMU-MIMOが実現できる。本実施形態で説明し
た方式では、従来方式に対して変更点が少ないため、実現が簡単である。また、送信タイミングは送信端末が決めることができる。本実施形態では、ランダムバックオフ値候補数を減らすためにCWサイズに制限を加えているが、近隣で同様の制御を行う無線基地局がある場合、それぞれの無線基地局と通信を行う無線端末局の送信が衝突し、通信エラーが発生する可能性がある。このような場合は、ランダムバックオフ値の候補数を減らす方法として、ランダムバックオフ値の候補を離散的な値を選択するものとし、近隣の無線基地局間で異なる候補値が使用されるようにしても良い。
As can be seen from FIG. 10, by reducing the CW size, the probability of collision of transmission timings of a plurality of terminals is improved, and MU-MIMO in uplink communication can be realized. The method described in this embodiment is easy to implement because there are few changes to the conventional method. The transmission terminal can determine the transmission timing. In this embodiment, the CW size is limited in order to reduce the number of random backoff value candidates. However, when there are radio base stations that perform similar control in the vicinity, radio terminals that communicate with the respective radio base stations Station transmissions may collide and communication errors may occur. In such a case, as a method of reducing the number of random backoff value candidates, a random value is selected as a random backoff value candidate, and different candidate values are used between neighboring radio base stations. Anyway.

(第2の実施形態)
本実施形態では、MU-MIMOをさせたい端末と、従来方式の端末が共通のAPに送信する場
合の一実施形態を示す。本実施形態においても、特に記載されていない場合はIEEE802.11規格ならびに、IEEE802.11a規格に基づくものとする。また、特に記載がない場合は、送
信フレーム長はIEEE802.11におけるdot11RTSThresholdより短いものとし、RTS/CTS交換は行わないものとする。以上のように、本実施形態では、DCFの仕組みを殆ど変えずにMU-MIMOの実現が可能である。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, an embodiment in which a terminal that wants to perform MU-MIMO and a conventional terminal transmit to a common AP is shown. Also in this embodiment, unless otherwise specified, it is based on the IEEE 802.11 standard and the IEEE 802.11a standard. Unless otherwise specified, it is assumed that the transmission frame length is shorter than dot11RTSThreshold in IEEE802.11, and RTS / CTS exchange is not performed. As described above, in this embodiment, MU-MIMO can be realized with almost no change in the DCF mechanism.

図1において、無線基地局1と、MU-MIMOをさせたい無線端末局2、4と、それ以外の
無線端末局3、5と、のシステムモデルを想定した実施形態について説明する。図11は、第2の実施形態に係る無線基地局1の一構成例を示す機能ブロック図である。ここで、図11の機能ブロック図は、図2のランダムバックオフ制御変数決定部115とフレーム生成部116との間に、ランダムバックオフ値候補の集合生成部250を追加し、エラーチェック部109から制御部111に繋いだ構成を有する。また、制御部111とランダムバックオフ値候補の集合生成部250との間にCWサイズ保持部117を加えたものである。
In FIG. 1, an embodiment assuming a system model of a radio base station 1, radio terminal stations 2 and 4 for which MU-MIMO is desired, and other radio terminal stations 3 and 5 will be described. FIG. 11 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the radio base station 1 according to the second embodiment. Here, in the functional block diagram of FIG. 11, a random backoff value candidate set generation unit 250 is added between the random backoff control variable determination unit 115 and the frame generation unit 116 of FIG. To the control unit 111. Further, a CW size holding unit 117 is added between the control unit 111 and the random backoff value candidate set generation unit 250.

本実施形態では、APが決めた共通のランダムバックオフ値候補の集合をMU-MIMOさせた
い無線端末局同士が用いることにより、送信タイミングの衝突確率が向上する。ここでのランダムバックオフ値候補の集合とは、MU-MIMOさせたい端末が選択するバックオフ値の
候補の集合である。ランダムバックオフ値候補の集合に含まれる全ての整数を一様乱数として、MU-MIMOさせたい端末はバックオフ値を選択する。
In this embodiment, the wireless terminal stations that want to MU-MIMO use a set of common random backoff value candidates determined by the AP, thereby improving the transmission timing collision probability. The set of random back-off value candidates here is a set of back-off value candidates selected by a terminal to be subjected to MU-MIMO. A terminal that wants to MU-MIMO selects a back-off value by using all integers included in the set of random back-off value candidates as a uniform random number.

無線基地局1が無線端末局2から5までのいずれかから接続要求を受信し、接続要求を送信した無線端末局に対して接続許可フレームを送信する一連の流れについては、第1の実施形態と同様であるものとし、図3、図4を用いて説明したので省略する。   A series of flows in which the wireless base station 1 receives a connection request from any one of the wireless terminal stations 2 to 5 and transmits a connection permission frame to the wireless terminal station that has transmitted the connection request is described in the first embodiment. Since it is the same as that described with reference to FIGS.

図12は、無線基地局1が、MU-MIMOさせたい端末が用いるランダムバックオフの乱数
値候補の集合を決定し、無線端末局2からの信号を受信し終わるまででの処理の流れを示すフローチャート図である。尚、第1の実施形態、図5の処理と同等の処理については同じ番号を使用して表記している。
FIG. 12 shows a processing flow until the radio base station 1 determines a set of random backoff random value candidates used by a terminal to be MU-MIMO and completes reception of a signal from the radio terminal station 2. It is a flowchart figure. In addition, about the process equivalent to 1st Embodiment and the process of FIG. 5, it has described using the same number.

無線基地局1は、図11のランダムバックオフ制御変数決定部115で、定期的に収容端末数や無線基地局がもつアンテナ数から、MU-MIMOさせたい無線端末局用のランダムバ
ックオフ制御変数を決定する(ステップS6)。決定されたランダムバックオフ制御変数をもとに、ランダムバックオフ値候補の集合生成部250では、MU-MIMOさせたい無線端末
局のランダムバックオフ値候補の集合を求める(ステップS17)。つまり、本実施形態で
は、MU-MIMOさせたい無線端末局それぞれがCWサイズを決定するのではなく、無線基地局
がCWサイズを決定する。
The radio base station 1 uses the random backoff control variable determining unit 115 in FIG. 11 to randomly determine the random backoff control variable for the radio terminal station to be MU-MIMO based on the number of accommodated terminals and the number of antennas of the radio base station. Is determined (step S6). Based on the determined random back-off control variable, the random back-off value candidate set generation unit 250 obtains a set of random back-off value candidates of the wireless terminal station to be subjected to MU-MIMO (step S17). That is, in this embodiment, each wireless terminal station that wants to perform MU-MIMO does not determine the CW size, but the wireless base station determines the CW size.

本実施形態での、ランダムバックオフ値候補の集合の求め方の一例を以下に示す。
本実施形態でのランダムバックオフ値候補の集合決定法の一例としては、従来方式と同様の方式で求められるCWサイズを用いることが可能である。MU-MIMOさせたい無線端末局
のランダムバックオフの候補の期待値が‘CWサイズ/2’、ランダムバックオフ値候補数が‘floor((1+CWサイズ)*ランダムバックオフ制御変数)’と、なるように設定する。ここでの‘floor(x)’は整数a に対して、xの値が‘a≦x<a+1’の場合、‘floor(x)=a’と
する。
An example of how to determine a set of random backoff value candidates in the present embodiment is shown below.
As an example of a method for determining a set of random backoff value candidates in the present embodiment, it is possible to use a CW size obtained by a method similar to the conventional method. The expected value of the random backoff candidate of the wireless terminal station to be MU-MIMO is 'CW size / 2', and the number of random backoff value candidates is 'floor ((1 + CW size) * random backoff control variable)' Set as follows. Here, 'floor (x)' is set to 'floor (x) = a' when the value of x is 'a ≦ x <a + 1' with respect to the integer a.

ランダムバックオフ値候補の期待値を上記のようにすることにより、CWサイズが同じ場合の、MU-MIMOをさせたい端末と、従来の端末が選ぶバックオフ値の期待値が等しくなる
By setting the expected value of the random back-off value candidate as described above, the expected value of the back-off value selected by the conventional terminal and the terminal that wants to perform MU-MIMO when the CW size is the same.

これにより、MU-MIMOさせたい端末(本実施形態において無線端末局2、4)と従来の端
末(本実施例においては無線端末局3,5)の間に優位差がなくなる。ここでのランダムバックオフ制御変数(≦1)は第1の実施形態で説明したものと同様のものである。MU-MIMOさ
せたい端末のランダムバックオフ値候補の集合を定期的に変更することで、さらに2種類の端末(MU-MIMOさせたい端末と従来の端末)の端末間での優位差がなくなる。
As a result, there is no significant difference between the terminal (wireless terminal stations 2 and 4 in the present embodiment) that is desired to be MU-MIMO and the conventional terminal (wireless terminal stations 3 and 5 in the present embodiment). The random back-off control variable (≦ 1) here is the same as that described in the first embodiment. By periodically changing the set of random back-off value candidates of the terminal that wants to be MU-MIMO, there is no difference between the two types of terminals (the terminal that wants to be MU-MIMO and the conventional terminal).

図24に、本実施形態のMU-MIMOさせたい端末のランダムバックオフ値候補の集合と従
来方式の端末のランダムバックオフ値候補の集合の例を示す。図24において、空白時間502から510はそれぞれ、IEEE802.11の規格におけるスロット・タイムに相当する。また、それぞれ空白の中に書かれた数字(1から15)はバックオフカウンタの値である。図24の例では、MU-MIMOさせたい端末のCWサイズと従来端末のCWサイズが15で等しい
場合を示す。
FIG. 24 shows an example of a set of random backoff value candidates of terminals desired to be MU-MIMO according to the present embodiment and a set of random backoff value candidates of conventional terminals. In FIG. 24, blank times 502 to 510 correspond to slot times in the IEEE 802.11 standard. The numbers (1 to 15) written in the spaces are the values of the back-off counter. The example of FIG. 24 shows a case where the CW size of the terminal that is to be MU-MIMO and the CW size of the conventional terminal are equal to 15.

ランダムバックオフ制御変数X=0.25である時、ランダムバックオフ値候補の集合の期待値は7.5、値候補の集合に含まれる整数の数は4である。図24では、上記の関係を満たすランダムバックオフ値候補の集合の一例として{1,5,9,15}を用いる。
図24では、バックオフ時間502、506、510はMU-MIMOさせたい端末が使用する
ランダムバックオフ値の候補である。また、従来の端末はCWサイズ内なら全てのバックオフ値を取りうるので、従来の端末のランダムバックオフ値候補の集合は[0,15]となる。それぞれ一様乱数である。
When the random backoff control variable X = 0.25, the expected value of the set of random backoff value candidates is 7.5, and the number of integers included in the set of value candidates is 4. In FIG. 24, {1, 5, 9, 15} is used as an example of a set of random backoff value candidates that satisfy the above relationship.
In FIG. 24, backoff times 502, 506, and 510 are candidates for random backoff values used by a terminal that wants to perform MU-MIMO. In addition, since the conventional terminal can take all backoff values within the CW size, the set of random backoff value candidates of the conventional terminal is [0, 15]. Each is a uniform random number.

決定したランダムバックオフ値候補の集合は、フレーム生成部116に入力され、送信部104、スイッチ102、無線通信部101aまたは101b、アンテナ100aまたは100bを介して無線端末局2、4に送信される(ステップS18)。無線基地局1は、プリアンブルを受信するのを待つ(ステップS8)。プリアンブルを受信してから(ステッ
プS8)、復調処理を行うまで(ステップS12)は、第1の実施形態と同様であるものと
し、図5で説明したので省略する。
The determined set of random backoff value candidates is input to the frame generation unit 116 and transmitted to the radio terminal stations 2 and 4 via the transmission unit 104, the switch 102, the radio communication unit 101a or 101b, and the antenna 100a or 100b. (Step S18). The radio base station 1 waits for reception of the preamble (step S8). The process from the reception of the preamble (step S8) to the demodulation process (step S12) is the same as that of the first embodiment, and is omitted because it has been described with reference to FIG.

復調部108で復調処理された受信信号は、エラーチェック部109でエラーチェックを行う(ステップS19)。エラーチェック部109でエラーが発生しなかった場合は、無線基地局1は受信した信号の端末分、フレーム生成部116でACKフレームを生成して、送信部104、スイッチ102、無線通信部101aまたは100bを介して、アンテナ100aまたは100bより、それぞれにACKを送信する(ステップS14)。ステップS1
9でエラーが発生した場合、MU-MIMOさせたい端末のランダムバックオフ値の候補の集合
の再設定をするため、CWサイズ保持部117で保持されているCWサイズを変更する(ステ
ップS12)。CWサイズの変更については、一例として従来のIEEE802.11の方式と同様の
方式を用いることができる。
The received signal demodulated by the demodulator 108 is checked for errors by the error checker 109 (step S19). If no error occurs in the error check unit 109, the radio base station 1 generates an ACK frame for the terminal of the received signal in the frame generation unit 116, and transmits the transmission unit 104, the switch 102, the radio communication unit 101a or ACK is transmitted to each of the antennas 100a and 100b via 100b (step S14). Step S1
If an error occurs in step 9, the CW size held in the CW size holding unit 117 is changed in order to reset the set of random backoff value candidates of the terminal that is desired to be MU-MIMO (step S12). As an example, the CW size can be changed by using a method similar to the conventional IEEE 802.11 method.

変更したCWサイズとランダムバックオフ制御変数を用いて、(式5)に基づいた処理を行ったMU-MIMOさせたい端末用のCWサイズをCWサイズ保持部117に入力する。その後、
ランダムバックオフ値候補の集合生成部250で、バックオフ値候補の集合を決定し、フレーム生成部118、送信部104、スイッチ102、無線通信部101aまたは101bを介して、アンテナ100aまたは100bより、新しいランダムバックオフ値候補の集合を収容無線端末局(無線端末局2、4)に送信する。
Using the changed CW size and the random backoff control variable, the CW size for the terminal to be subjected to MU-MIMO that has been processed based on (Equation 5) is input to the CW size holding unit 117. after that,
The random backoff value candidate set generation unit 250 determines a set of backoff value candidates, and from the antenna 100a or 100b via the frame generation unit 118, the transmission unit 104, the switch 102, and the wireless communication unit 101a or 101b, A set of new random back-off value candidates is transmitted to the accommodated wireless terminal stations (wireless terminal stations 2 and 4).

図13は、MU-MIMOをさせたい端末である無線端末局2の一構成例を示す機能ブロック
図である。図13に示す構成例は、図6のCWサイズ変更部210の代わりにランダムバックオフ乱数保持部300が挿入されたものである。このランダムバックオフ値候補の集合保持部300で、無線基地局1が通知した、MU-MIMOをさせたい端末が使用するランダム
バックオフ値候補の集合を保持する。また、図において制御部208と、ランダムバックオフ乱数保持部300と、ランダムバックオフ設定部211と、を合わせてバックオフ制御部213とする。
FIG. 13 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the wireless terminal station 2 that is a terminal that is desired to perform MU-MIMO. In the configuration example shown in FIG. 13, a random back-off random number holding unit 300 is inserted instead of the CW size changing unit 210 of FIG. 6. This random back-off value candidate set holding unit 300 holds a set of random back-off value candidates used by a terminal to be subjected to MU-MIMO notified by the radio base station 1. In the figure, the control unit 208, the random back-off random number holding unit 300, and the random back-off setting unit 211 are collectively referred to as a back-off control unit 213.

共通のMU-MIMOさせたい端末が使用するランダムバックオフ値候補の集合を各無線端末
局が保持することで、MU-MIMOさせたい端末の送信タイミング衝突する確率が上がり、上
りMU-MIMO通信が実現する。このランダムバックオフ値候補の集合保持部300では、再
度通知を受けるまでの間、現在のバックオフ値候補の集合を保持し続ける。
Each wireless terminal station holds a set of random backoff value candidates used by the terminals that want to use the common MU-MIMO, which increases the probability that the transmission timing of the terminals that want to use MU-MIMO will collide. Realize. The random backoff value candidate set holding unit 300 continues to hold the current set of backoff value candidates until the notification is received again.

図14は、本実施形態での無線端末局2の、MU-MIMOをさせたい端末局用のランダムバ
ックオフ値候補の集合を受信してから、送信フレームを送信するまでの処理の流れを示すフローチャート図である。但し、この時、無線端末局2は、MU-MIMOさせたい端末である
。また、無線端末局2が接続要求を無線基地局に送信してから、アソシエーションを確立するまでのフローチャート図は、第1実施形態例の図7で説明したものと同じでよいため省略する。図14は、図8のランダムバックオフ制御変数受信(ステップS103)とCWサイズ変更(ステップS130)の代わりにランダムバックオフ値候補集合の受信(ステップ
S150)を挿入し、CWサイズ変更(ステップS114)の代わりにランダムバックオフ値
候補の集合の受信確認(ステップS120)とランダムバックオフ値候補集合の書き換え(
ステップS151)を挿入したものである。
FIG. 14 shows a flow of processing from reception of a set of random backoff value candidates for a terminal station to be subjected to MU-MIMO, until transmission of a transmission frame, in the wireless terminal station 2 in the present embodiment. It is a flowchart figure. However, at this time, the wireless terminal station 2 is a terminal that is desired to be MU-MIMO. The flowchart from the time when the wireless terminal station 2 transmits a connection request to the wireless base station until the establishment of the association may be the same as that described with reference to FIG. In FIG. 14, instead of receiving the random back-off control variable (step S103) and changing the CW size (step S130) in FIG. 8, receiving a random back-off value candidate set (step S150) is inserted, and changing the CW size (step S114). ) In place of the random backoff value candidate set (step S120) and rewriting the random backoff value candidate set (step S120).
Step S151) is inserted.

無線端末局2は、無線基地局1から通知されたランダムバックオフ値候補の集合を受信する(ステップS150)。ランダムバックオフ値候補の集合を含む無線基地局1からの信号は、無線通信部201、スイッチ202、受信部203を介してエラーチェック部207に入力される。エラーチェック部207で、エラーチェックを受けたランダムバックオフ値候補の集合を含む信号はランダムバックオフ値候補の集合保持部300に入力され、保持される。   The wireless terminal station 2 receives the set of random back-off value candidates notified from the wireless base station 1 (step S150). A signal from the radio base station 1 including a set of random backoff value candidates is input to the error check unit 207 via the radio communication unit 201, the switch 202, and the reception unit 203. The signal including the set of random backoff value candidates subjected to the error check by the error check unit 207 is input to and held in the random backoff value candidate set holding unit 300.

送信データが発生したら、フレーム生成部206で送信フレームを生成する(ステップ
S105)。生成した送信フレームは送信部204に入力される。ランダムバックオフ設
定部211では、ランダムバックオフ値候補の集合保持部300で保持されている集合に含まれるそれぞれの数が同じ確率で選ばれるようにしてランダムにバックオフ値を決定する(ステップS106)。バックオフ値が決定したら、キャリアセンスをして、チャネルがビジー状態でないか確認をする(ステップS104)。ステップS104でチャネルがビジーであった場合、アイドル状態になるまで、待機する。チャネルがビジー状態でない場合、バックオフ値が0ではないか確認する(ステップS107)。ステップS107でバックオフ値が0である場合、送信タイミングとみなす。バックオフ値が0でなかった場合、送
信部204では現在のバックオフ値のカウントを1つ減らす(ステップS112)。
When transmission data is generated, the frame generation unit 206 generates a transmission frame (step S105). The generated transmission frame is input to the transmission unit 204. The random backoff setting unit 211 randomly determines the backoff value so that each number included in the set held by the random backoff value candidate set holding unit 300 is selected with the same probability (step S106). ). When the back-off value is determined, carrier sense is performed to check whether the channel is not busy (step S104). If the channel is busy in step S104, it waits until it becomes idle. If the channel is not busy, it is checked whether the back-off value is 0 (step S107). If the back-off value is 0 in step S107, it is regarded as the transmission timing. If the back-off value is not 0, the transmission unit 204 decrements the current back-off value count by one (step S112).

バックオフカウンタを減らしたら、スロット・タイム待って、ランダムバックオフ設定(ステップS106)直後のステップに戻る。ステップS107で送信タイミングとみなされた場合、フレーム生成部206で生成した送信フレームを、スイッチ202、無線通信部201を介して、アンテナ200よりプリアンブル、送信データの順に送信する(ステ
ップS108)。ただし、プリアンブルは無線基地局より割り当てられた送信リソースで
送信され、送信データは無線端末局2の占有帯域で送信される。
When the back-off counter is decreased, the process returns to the step immediately after the random back-off setting (step S106) after waiting for the slot time. When the transmission timing is regarded as the transmission timing in step S107, the transmission frame generated by the frame generation unit 206 is transmitted from the antenna 200 via the switch 202 and the wireless communication unit 201 in the order of the preamble and the transmission data (step S108). However, the preamble is transmitted using the transmission resource assigned by the radio base station, and the transmission data is transmitted in the occupied band of the radio terminal station 2.

無線端末局2の送信データが送信された後、所定の時間の間、ACKを受信するまで待つ(ステップS113)。上記のACKが、どの端末に対するACKであるかは、受信して復調する
まで分からない。また、ここでの所定の時間とは、IEEE802.11の規格における‘SIFS時間+ACKフレーム長’である。ステップS113で時間内にACKが受信されたら、無線通信部201、スイッチ202、受信部203を介して復調部205で受信したACKを復調し、
受信されたACKが自分に向けたものなのかを確認する(ステップS109)。ステップS1
13で、ACKが受信されなかったら、再度ランダムバックオフ値候補の集合を受信するか
確認する(ステップS120)。ランダムバックオフ値候補の集合が受信された場合、受信したランダムバックオフ値候補の集合を含んだ信号は無線通信部201、スイッチ部202、受信部203、復調部205を介してエラーチェック部207に入力される。エラーチェック部207でエラーチェックを受けた信号は、バックオフ制御部213に入力される。バックオフ制御部213に入力された信号は、制御部208を介してランダムバックオフ値候補の集合保持部300で保持されている、ランダムバックオフ値候補の集合を書き換え(ステップS151)、ランダムバックオフ設定部211でランダムバックオフ値の設定(ステップS106)から再開する。ステップS120でランダムバックオフ値候補の集合が受信されなかった場合、書き換えを行わず、ランダムバックオフ設定部211におけるランダムバックオフ設定(ステップS106)から再開する。ステップS109で受信されたACKが自分に向けたものであった場合終了となる。受信されたACKが自分向けでなかった場合、再度ACKが受信されるのを待つ(ステップS113)。
従来の無線端末局3、5は、従来のIEEE802.11の規格に基づいたデータ送信を行う。
After the transmission data of the wireless terminal station 2 is transmitted, it waits until ACK is received for a predetermined time (step S113). To which terminal the ACK is the ACK is not known until reception and demodulation. Further, the predetermined time here is “SIFS time + ACK frame length” in the IEEE802.11 standard. When ACK is received within the time in step S113, the ACK received by the demodulation unit 205 via the wireless communication unit 201, the switch 202, and the reception unit 203 is demodulated,
It is confirmed whether the received ACK is for itself (step S109). Step S1
If no ACK is received at step 13, it is confirmed again whether a set of random backoff value candidates is received (step S120). When a set of random backoff value candidates is received, the received signal including the set of random backoff value candidates is transmitted to the error check unit 207 via the wireless communication unit 201, the switch unit 202, the reception unit 203, and the demodulation unit 205. Is input. The signal subjected to the error check by the error check unit 207 is input to the back-off control unit 213. The signal input to the back-off control unit 213 rewrites the random back-off value candidate set held in the random back-off value candidate set holding unit 300 via the control unit 208 (step S151). The setting is resumed from the setting of the random back-off value by the off setting unit 211 (step S106). When a set of random backoff value candidates is not received in step S120, rewriting is not performed, and the random backoff setting unit 211 resumes from the random backoff setting (step S106). If the ACK received in step S109 is directed to the user, the process ends. If the received ACK is not intended for itself, it waits for the ACK to be received again (step S113).
Conventional wireless terminal stations 3 and 5 perform data transmission based on the conventional IEEE802.11 standard.

図15は、無線端末局3の一構成例を示す機能ブロック図を示す。図15は、図6の無線端末局2を無線端末局3にしたものである。ただし、図6のCWサイズ変更部210と、図15のCWサイズ変更部260は動作が異なるので、異なる番号が付されている。本実施形態でのCWサイズ変更部260では、第1実施形態とは異なり、ランダムバックオフ制御変数によりCWサイズを変更しない。ただし、送信が失敗した場合のCWサイズを広げる方式は第1の実施形態と同様でIEEE802.11方式に準ずるものを一例とする。   FIG. 15 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the wireless terminal station 3. FIG. 15 shows the wireless terminal station 3 in FIG. However, since the CW size changing unit 210 in FIG. 6 and the CW size changing unit 260 in FIG. 15 are different in operation, they are given different numbers. Unlike the first embodiment, the CW size changing unit 260 in the present embodiment does not change the CW size using a random backoff control variable. However, the method for increasing the CW size when transmission fails is the same as in the first embodiment, and an example conforming to the IEEE 802.11 method is taken as an example.

図16は、無線端末局3の処理の流れを示すフローチャート図である。図16に示す処理は、図8のランダムバックオフ制御変数受信処理(ステップS103)とCWサイズ変更処理(ステップS130)を無くしたものである。   FIG. 16 is a flowchart showing a process flow of the wireless terminal station 3. The process shown in FIG. 16 is obtained by eliminating the random back-off control variable reception process (step S103) and the CW size change process (step S130) in FIG.

無線端末局3は、送信データが発生すると、フレーム生成部206で送信フレームを生成する(ステップS105)。生成した送信フレームは、送信部204に入力される。ランダムバックオフ設定部211では、端末が持つCWサイズをもとに、[0,CWサイズ]の一様乱数として、バックオフ値を決定する(ステップS106)。   When the transmission data is generated, the wireless terminal station 3 generates a transmission frame by the frame generation unit 206 (step S105). The generated transmission frame is input to the transmission unit 204. The random back-off setting unit 211 determines a back-off value as a uniform random number of [0, CW size] based on the CW size of the terminal (step S106).

バックオフの設定(ステップS106)からendまでは第1実施形態と同等であるものと
し、図8を用いて上記において説明したので説明を省略する。但し、第1実施形態でのCWサイズ変更部210は、本実施形態ではCWサイズ変更部260である。
The back-off setting (step S106) to end is assumed to be the same as that of the first embodiment and has been described above with reference to FIG. However, the CW size changing unit 210 in the first embodiment is the CW size changing unit 260 in the present embodiment.

図17は、本実施形態のタイミング図である。無線端末局A,CがMU-MIMOをさせたい
端末であり、無線端末局Bは従来端末である。また、無線基地局はアンテナを2本持っている。図17では、無線端末局A、B,CCが1回目に選択したバックオフ値が全て一緒
になってしまった場合を示している。前フレームの送信が終わった後、IEEE802.11におけるDIFS時間(空白時間400)だけ待機してから、それぞれの無線端末局のバックオフ値のカウントダウンを開始する。ここで、空白時間401はIEEE802.11規格における、スロット・タイムである。無線端末局A、B,Cは3端末ともバックオフ値が3であった為、3端末の送信フレーム402、403、404が同時に送信される。ここで、送信フレーム402は無線端末局Aの送信フレームである。また送信フレーム402の中身は、指定されたリソースで送信するプリアンブル信号と、無線端末局Aの占有帯域で送信する送信データである。同様に、送信フレーム403は、無線端末局Bの送信フレームであり、送信フレーム404は無線端末局Cの送信フレームである。
FIG. 17 is a timing chart of this embodiment. The wireless terminal stations A and C are terminals that want to perform MU-MIMO, and the wireless terminal station B is a conventional terminal. The radio base station has two antennas. FIG. 17 shows a case where the back-off values selected by the wireless terminal stations A, B, and CC for the first time are all combined. After the transmission of the previous frame is completed, after waiting for the DIFS time (blank time 400) in IEEE802.11, the countdown of the back-off value of each wireless terminal station is started. Here, the blank time 401 is a slot time in the IEEE802.11 standard. Since the wireless terminal stations A, B, and C all have a back-off value of 3, the transmission frames 402, 403, and 404 of the three terminals are transmitted simultaneously. Here, the transmission frame 402 is a transmission frame of the wireless terminal station A. The contents of the transmission frame 402 are a preamble signal to be transmitted using the specified resource and transmission data to be transmitted in the occupied band of the wireless terminal station A. Similarly, the transmission frame 403 is a transmission frame of the wireless terminal station B, and the transmission frame 404 is a transmission frame of the wireless terminal station C.

無線基地局は3端末から同時に送信フレームを受けた為、MIMO分離できず、エラーとなる。そこで、新しいランダムバックオフ値候補の集合405を、収容する無線端末局に送信する。ここでの空白時間410はIEEE802.11規格におけるSIFS時間に相当するものである。   Since the radio base station received transmission frames from three terminals simultaneously, MIMO cannot be separated and an error occurs. Therefore, a new random back-off value candidate set 405 is transmitted to the accommodating wireless terminal station. The blank time 410 here corresponds to the SIFS time in the IEEE802.11 standard.

新しいランダムバックオフ値候補の集合から、無線端末局A,Cは、再度バックオフ値を設定する。従来の端末である無線端末局は、CWサイズを広くして再度バックオフ値を設定する。DIFS時間相当待機した後、それぞれの端末はバックオフ値のカウントダウンを開始する。ここで無線端末局A、Cは再度設定したバックオフ値に2を、無線端末局Bは再度設定したバックオフ値に4を選択した為、無線端末局A,Cの送信フレームが先に送信される。その為、無線端末局Bが保持している、2カウント分のスロット・タイム421は次回の送信の際に無線端末局Bが利用する。   From the set of new random back-off value candidates, the wireless terminal stations A and C set back-off values again. A wireless terminal station, which is a conventional terminal, widens the CW size and sets the backoff value again. After waiting for DIFS time, each terminal starts counting down the backoff value. Here, since the wireless terminal stations A and C have selected 2 for the backoff value set again and the wireless terminal station B has selected 4 for the backoff value set again, the transmission frames of the wireless terminal stations A and C are transmitted first. Is done. Therefore, the wireless terminal station B uses the 2-count slot time 421 held by the wireless terminal station B in the next transmission.

無線端末局A,Cは、バックオフ値が0になると、それぞれの送信フレーム406、407を送信する。送信フレーム406、407は、前回送信しようとして生成した送信フレーム402、404と等しい内容のフレームである。これは、無線端末局A,Cは、それぞれ自分に向けたACKを前回受信できなかったので再送となったためである。   When the backoff value becomes 0, the wireless terminal stations A and C transmit the transmission frames 406 and 407, respectively. The transmission frames 406 and 407 are frames having the same contents as the transmission frames 402 and 404 generated to be transmitted last time. This is because the wireless terminal stations A and C were retransmitted because they could not receive the ACK directed to themselves last time.

無線基地局は、2端末から受信したので、それぞれの端末にACK(A)408、ACK(B)409を送信する。無線端末局A,Bがそれぞれ自分に対するACKを受信すると、送信が終了
となる。
Since the radio base station has received from two terminals, it transmits ACK (A) 408 and ACK (B) 409 to each terminal. When wireless terminal stations A and B each receive an ACK for itself, transmission is terminated.

尚、本実施形態では、MU-MIMOさせたい端末の選択方法は特に指定しないが、例として
送信フレームの大きさによって選択する方式が挙げられる。この送信フレームに対する、選択のしきい値を、IEEE802.11の規格のdot11RTSThresholdにした場合、RTS/CTS交換を行わない無線端末局はMU-MIMOを行い、RTS/CTS交換を行う端末は1端末のみで送信することができるため、ある端末が送信するRTS信号と、ある端末が送信するデータフレームが衝
突する確率が下がる。
In this embodiment, a method for selecting a terminal that is desired to be MU-MIMO is not specified, but a method for selecting a terminal according to the size of a transmission frame is given as an example. When the selection threshold for this transmission frame is the dot11RTSThreshold of the IEEE802.11 standard, the wireless terminal station that does not perform RTS / CTS exchange performs MU-MIMO, and the terminal that performs RTS / CTS exchange is one terminal. Therefore, the probability that an RTS signal transmitted from a certain terminal and a data frame transmitted from a certain terminal collide with each other is reduced.

以上の様に、本実施形態では、MU-MIMOさせたい端末のバックオフ値候補の集合を制限
することで、MU-MIMOさせたい端末も、従来方式の端末も同時にAPに接続可能である。
As described above, in this embodiment, by limiting the set of back-off value candidates of terminals that are desired to be MU-MIMO, both terminals that are desired to be MU-MIMO and conventional terminals can be simultaneously connected to the AP.

(第3の実施形態)
本実施形態では、収容している無線端末局を送信フレームの大きさで、2つのグループに分け、それぞれのグループが取りうるランダムバックオフ値候補が重複しないように振り分けることにより、グループ同士の送信データの衝突を避ける場合について説明する。本実施形態では、図1の無線基地局1と、無線基地局1に収容される無線端末局2から5
までとで構成されているシステムモデルの実施形態を示す。
(Third embodiment)
In this embodiment, the accommodated wireless terminal stations are divided into two groups according to the size of the transmission frame, and the random back-off value candidates that can be taken by each group are distributed so as not to overlap, thereby transmitting between the groups. A case where data collision is avoided will be described. In this embodiment, the wireless base station 1 of FIG. 1 and wireless terminal stations 2 to 5 accommodated in the wireless base station 1 are used.
1 shows an embodiment of a system model composed of

図19は、第3の実施形態に係る無線基地局1の一構成例を示す機能ブロック図である。図19は、図11のランダムバックオフ制御変数決定部115、ランダムバックオフ値候補の集合の生成部250を無くし、ランダムバックオフ値候補の振り分け部501を制御部111とフレーム生成部116との間に挿入したものである。   FIG. 19 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the radio base station 1 according to the third embodiment. 19 eliminates the random backoff control variable determination unit 115 and the random backoff value candidate set generation unit 250 in FIG. 11, and replaces the random backoff value candidate distribution unit 501 with the control unit 111 and the frame generation unit 116. Inserted in between.

図20は、無線基地局1がそれぞれのグループのランダムバックオフ値候補の集合を通知してから、ある無線端末局からデータを受信するまでのフローチャートを示す。なお、無線端末局から接続要求を受け、アソシエーションが確立するまでについては、第1の実施形態と同様であるものとし図3、図4を用いて説明したので省略する。   FIG. 20 is a flowchart from when the radio base station 1 notifies a set of random backoff value candidates of each group until data is received from a certain radio terminal station. Note that the process from receiving a connection request from a wireless terminal station to establishing an association is the same as in the first embodiment, and has been described with reference to FIGS.

図19のランダムバックオフ値候補の振り分け部501では、各グループのランダムバックオフ値候補の集合を、定期的に[0,CWサイズ]の集合から振り分ける(ステップS2
00)。この時の振り分け方の一例を以下に示す。
The random backoff value candidate distribution unit 501 in FIG. 19 periodically distributes a set of random backoff value candidates for each group from a set of [0, CW size] (step S2
00). An example of the distribution method at this time is shown below.

各グループの乱数値候補の集合の期待値がCWサイズ/2、ランダムバックオフ値の候補数がfloor((CWサイズ+1)/2)、となるようにする。この時、2つのグループのランダ
ムバックオフ値の候補が同じ値をとらないようにする。図18は、CWサイズが15の時のランダムバックオフ値の候補の一例を示す図である。ただし、図18の時間500は、IEEE802.11の規格におけるスロット・タイムに相当する。
The expected value of the set of random value candidates in each group is set to CW size / 2, and the number of random backoff value candidates is set to floor ((CW size + 1) / 2). At this time, the random backoff value candidates of the two groups are not set to the same value. FIG. 18 is a diagram illustrating an example of random backoff value candidates when the CW size is 15. As illustrated in FIG. However, the time 500 in FIG. 18 corresponds to the slot time in the IEEE802.11 standard.

それぞれのグループにランダムバックオフ値候補の振り分けが終わったら、それらのランダムバックオフ値候補の集合を含むフレームをフレーム生成部116で生成して、送信部104、スイッチ102、無線通信部101を介して、アンテナ100より無線基地局の収容端末に送信する(ステップS18)。それぞれの端末に送信し終わったら、プリアンブルを受信するのを待機する(ステップS8)。プリアンブル受信(ステップS8)から復調処理(ステップS12)までは、第1の実施形態と同様であるものとし、図5を用いて説明したので省略する。   When the random back-off value candidates are assigned to each group, a frame including the set of random back-off value candidates is generated by the frame generation unit 116, via the transmission unit 104, the switch 102, and the wireless communication unit 101. Then, it transmits from the antenna 100 to the accommodation terminal of the radio base station (step S18). When transmission to each terminal is completed, it waits for reception of a preamble (step S8). The steps from the preamble reception (step S8) to the demodulation process (step S12) are the same as those in the first embodiment and have been described with reference to FIG.

復調処理された信号はエラーチェック部109でエラーチェックを行う(ステップS1
9)。もしエラーがなかった場合、データを送信した端末それぞれに対するACKを返す。もしステップS19でエラーが発生していた場合、CWサイズ保持部117で、保持するCWのサイズを広げる(ステップS202)。広げるCWサイズは、従来のIEEE802.11の規格と同様であるものとして、(式7)により求めるものとする。図21は、本実施形態における無線通信の端末局2の一構成例を示す機能ブロック図である。図21は、図13の制御部208とデータ保持部209とを、双方向につなげたものである。図22は、図21に関する処理の流れを示すフローチャート図である。
The demodulated signal is checked for errors by the error check unit 109 (step S1).
9). If there is no error, an ACK is returned to each terminal that sent the data. If an error has occurred in step S19, the CW size holding unit 117 widens the size of the CW to be held (step S202). The CW size to be widened is determined by (Equation 7), assuming that it is the same as the conventional IEEE802.11 standard. FIG. 21 is a functional block diagram showing a configuration example of the terminal station 2 for wireless communication in the present embodiment. FIG. 21 is a diagram in which the control unit 208 and the data holding unit 209 in FIG. 13 are connected bidirectionally. FIG. 22 is a flowchart showing a flow of processing relating to FIG.

無線端末局2は、無線基地局から各グループのランダムバックオフ値候補の集合を含んだ信号をアンテナ200で受信する(ステップS150)。受信した信号は無線通信部201、スイッチ202、受信部203、復調部205を介してエラーチェック部207に入力される。エラーチェック部207でエラーがないことを確認された信号は、制御部による処理を開始し、ランダムバックオフ値候補の集合保持部300に入力される。このランダムバックオフ値候補の集合保持部300は、各グループが取り得るバックオフ値の候補の集合を保持する。ランダムバックオフ値候補の集合保持部300は第2の実施形態で説明したもの同様に、無線基地局1から再度ランダムバックオフ値候補の集合の通知を受けるまで、現在のバックオフ値候補の集合を保持し続ける。   The wireless terminal station 2 receives a signal including a set of random back-off value candidates for each group from the wireless base station via the antenna 200 (step S150). The received signal is input to the error check unit 207 via the wireless communication unit 201, the switch 202, the reception unit 203, and the demodulation unit 205. The signal that has been confirmed by the error check unit 207 that there is no error starts processing by the control unit and is input to the random backoff value candidate set holding unit 300. The random back-off value candidate set holding unit 300 holds a set of back-off value candidates that each group can take. The random backoff value candidate set holding unit 300 is the same as that described in the second embodiment until the current backoff value candidate set is received from the radio base station 1 again until the random backoff value candidate set is notified. Keep holding.

データ保持部209にあるデータはフレーム生成部206に入力され、送信フレームが
生成される(ステップS105)。その生成フレームをもとにグループ分けを行う(ステッ
プS201)。グループ分けの一例を以下で説明する。
Data in the data holding unit 209 is input to the frame generation unit 206, and a transmission frame is generated (step S105). Grouping is performed based on the generated frame (step S201). An example of grouping will be described below.

本実施形態では、グループ分けに送信フレーム長の長さを用いる。送信データのフレーム長に対してあるしきい値を用いることで、2つのグループに分ける。本実施形態では、このしきい値を『グループ化しきい値』と呼ぶ。『送信フレーム長≦グループ化しきい値』の場合、グループ1、送信フレーム長>グループ化しきい値』の場合、グループ2、というように分けていく。   In this embodiment, the length of the transmission frame length is used for grouping. By using a certain threshold for the frame length of transmission data, it is divided into two groups. In the present embodiment, this threshold value is referred to as a “grouping threshold value”. If “transmission frame length ≦ grouping threshold value”, group 1 is set, and if “transmission frame length> grouping threshold value”, group 2 is set.

尚、一例としてこのグループ化しきい値をIEEE802.11の規格のdot11RTSThresholdにし
た場合、RTS/CTS交換を行わない無線端末局と、RTS/CTS交換を行う端末の送信タイミングが衝突する可能性が減る。
As an example, when this grouping threshold is set to dot11RTSThreshold of the IEEE802.11 standard, the possibility that the transmission timing of the wireless terminal station that does not perform RTS / CTS exchange and the terminal that performs RTS / CTS exchange collides decreases. .

以上の方法でグループ分けを行った後、ランダムバックオフ値候補の集合保持部300に保持されているランダムバックオフ値候補の集合の中から、無線端末局2が割り当てられたグループのランダムバックオフ値候補の集合を用いて、ランダムバックオフ設定部211で、バックオフ値を設定する(ステップS106)。   After grouping by the above method, from the set of random backoff value candidates held in the random backoff value candidate set holding unit 300, random backoff of the group to which the wireless terminal station 2 is assigned Using the set of value candidates, the random backoff setting unit 211 sets a backoff value (step S106).

バックオフ値の設定が終わったら、キャリアセンスをしてチャネルがビジーでないかを確認する(ステップS104)。チャネルがビジーであった場合、バックオフ値補正を行う(ステップS152)。バックオフ値補正とは、自分のグループが振り分けられたランダムバックオフ値候補の集合に含まれた値に、現在のバックオフ値を補正するものである。その為、バックオフ設定(ステップS106)直後の場合、特に補正の必要はない。ステップS152に関しては、バックオフ値を減らした(ステップS112)後に、説明する。ステップS104でチャネルがビジーでない場合、バックオフ値が0であるか確認する(ステ
ップS107)。バックオフカウンタが0でない場合、再度キャリアセンスをして、チャ
ネルがビジーでないか確認する。チャネルがビジーである場合、既に他の端末が送信を開始したと判断する。第1、第2の実施形態では、バックオフ値のカウントダウン中に、他の無線端末局が送信を開始した場合、カウントダウンをした現在のバックオフ値を保持しておいて、送信を再び試みる際の保持していたバックオフ値を現在のバックオフ値として使用したのに対し、本実施形態では、グループごとで取り得るバックオフ値を分けているため、残ったカウントが自分のグループが振り分けられたバックオフ値でない可能性がある。
When the setting of the back-off value is completed, carrier sense is performed to check whether the channel is not busy (step S104). If the channel is busy, backoff value correction is performed (step S152). In the backoff value correction, the current backoff value is corrected to a value included in a set of random backoff value candidates to which one's group is assigned. Therefore, there is no need for correction immediately after the back-off setting (step S106). Step S152 will be described after the back-off value is reduced (step S112). If the channel is not busy in step S104, it is confirmed whether the back-off value is 0 (step S107). If the back-off counter is not 0, carrier sense is performed again to check whether the channel is busy. If the channel is busy, it is determined that another terminal has already started transmission. In the first and second embodiments, when another wireless terminal station starts transmission during the count-down of the back-off value, the current back-off value after the count-down is held and transmission is attempted again. Is used as the current back-off value, but in this embodiment, the back-off value that can be taken for each group is divided, so that the remaining count is distributed to the own group. It may not be the backoff value.

その為、ランダムバックオフ設定(ステップS106)直後のステップに戻す前に、バックオフ値を自分のグループが振り分けられたランダムバックオフ値候補の集合に含まれた値に補正する(ステップS152)。この補正方法の例として、「自分のグループに振り分けられたバックオフ値の中で、最も現在のカウントに近い値に補正する」、または「自分のグループの中で、残ったカウントより低い値、かつ最も残ったカウントに近い値に補正する」、あるいは「同一グループ内であれば停止した現在のバックオフ値が等しい可能性が高いものとし、補正を行わない」などを用いることができる。   Therefore, before returning to the step immediately after the random back-off setting (step S106), the back-off value is corrected to a value included in the set of random back-off value candidates to which the own group is assigned (step S152). Examples of this correction method include: “Adjust back to the value closest to the current count among the back-off values assigned to my group” or “Value lower than the remaining count in my group, Further, it is possible to use “correction to a value closest to the remaining count”, or “if within the same group, it is highly likely that the current back-off value stopped is equal and no correction is performed”.

チャネルがアイドル状態になると、IEEE802.11におけるDIFS時間待機後、ステップS152で補正されたバックオフ値を使用して、再度バックオフ値のカウントダウンを開始する。ステップS110でバックオフ値が0である場合、送信タイミングとみなし送信データを送信する(ステップS108)。   When the channel is in an idle state, after waiting for the DIFS time in IEEE802.11, the backoff value corrected in step S152 is used to start the countdown of the backoff value again. If the back-off value is 0 in step S110, the transmission data is regarded as transmission timing (step S108).

データ送信(ステップS108)をした後、ACKが受信されるのを待機する(ステップS113)。ACKが受信されたら、そのACKは自分向けかを確認する(ステップS109)。ステ
ップS113でACKが受信されない場合、ランダムバックオフ値候補の集合を含んだ信号
を再度受信するか確認する(ステップS120)。ランダムバックオフ値候補の集合を再度受信した場合、その候補値を使用して再度、バックオフ値の設定を行う(ステップS10
6)。ステップS120でランダムバックオフ値候補の集合を受信しなかった場合はラン
ダムバックオフ値候補の集合やグループの変更はなく、再度バックオフ値を決定する(ス
テップS106)。
After data transmission (step S108), it waits for ACK to be received (step S113). If ACK is received, it is confirmed whether the ACK is for itself (step S109). If ACK is not received in step S113, it is confirmed whether or not a signal including a set of random backoff value candidates is received again (step S120). When the set of random back-off value candidates is received again, the back-off value is set again using the candidate values (step S10).
6). When the set of random backoff value candidates is not received in step S120, the set of random backoff value candidates and the group are not changed, and the backoff value is determined again (step S106).

ステップS109で受信したACKが自分向けであった場合、処理は終了となる。受信し
たACKが自分向けでなかった場合、再度ACKが受信されるのを待機する。
If the ACK received in step S109 is directed to the user, the process ends. If the received ACK is not for you, wait for the ACK to be received again.

図23は、本実施形態のタイミング図である。また図23の例では、全ての送信フレーム長がIEEE802.11の規格のdot11RTSThreshold以下であるとする。その為、RTS/ CTS交換
は行わない。また、図23の例ではグループ化しきい値はIEEE802.11規格のdot11RTSThresholdより小さい所定の値である。
FIG. 23 is a timing chart of the present embodiment. In the example of FIG. 23, it is assumed that all transmission frame lengths are equal to or less than dot11RTSThreshold of the IEEE802.11 standard. Therefore, RTS / CTS exchange is not performed. In the example of FIG. 23, the grouping threshold is a predetermined value smaller than dot11RTSThreshold of the IEEE802.11 standard.

図23に示す例は、無線基地局1台と、無線端末局AからCまでで構成されている。本実施形態では、送信データのフレーム長によりグループを分けるが、図23では説明を分かりやすくするために、あらかじめ、送信データをフレーム生成した後、端末が属すグループを表記している。   The example shown in FIG. 23 includes one wireless base station and wireless terminal stations A to C. In this embodiment, the groups are divided according to the frame length of the transmission data. However, in order to make the explanation easy to understand, FIG. 23 shows the group to which the terminal belongs after the transmission data is generated in advance.

前フレームの送信が終了した後、IEEE802.11規格におけるDIFS時間(空白時間600)待機した後、それぞれの端末はバックオフ値のカウントダウンを開始する。ここで空白時間601は全てIEEE802.11規格におけるスロット・タイムに相応する。送信フレームの長さにより、グループ1に属している無線端末局A,Cのバックオフ値は3が選択され、グループ2に属している無線端末局Bのバックオフ値は4が選択されたものとする。その為、無線端末局A,Cが同時に送信フレーム602、送信フレーム603を無線基地局に送信し、MU-MIMO通信を実現する。なお、ここでの送信フレーム602は、無線端末局Aの送
信フレームであり、指定されたプリアンブルのリソースで送信するプリアンブルと、無線端末局Aの占有帯域で送信する送信データである。同様に、送信フレーム603は、無線端末局Cが送信する送信フレームである。
After the transmission of the previous frame is completed, after waiting for the DIFS time (blank time 600) in the IEEE802.11 standard, each terminal starts counting down the back-off value. Here, all blank times 601 correspond to slot times in the IEEE 802.11 standard. Depending on the length of the transmission frame, the back-off value of wireless terminal stations A and C belonging to group 1 is selected as 3, and the back-off value of wireless terminal station B belonging to group 2 is selected as 4. And Therefore, the wireless terminal stations A and C simultaneously transmit the transmission frame 602 and the transmission frame 603 to the wireless base station, thereby realizing MU-MIMO communication. Here, the transmission frame 602 is a transmission frame of the wireless terminal station A, and is a preamble that is transmitted using the specified preamble resource and transmission data that is transmitted in the occupied band of the wireless terminal station A. Similarly, the transmission frame 603 is a transmission frame transmitted by the wireless terminal station C.

2端末から同時に送信フレームを受信した無線基地局は、無線端末局A,CそれぞれにIEEE802.11規格におけるSIFS時間に相当する時間(空白時間604)待機した後、ACK(A)605、さらにSIFS時間相当待機した後、ACK(C)606を送信する。ACK(A)605は無線端末局Aに対するACKであり、同様にACK(C)606は無線端末局Cに対するACKである。   The wireless base station that has received the transmission frames from the two terminals simultaneously waits for the time corresponding to the SIFS time in the IEEE802.11 standard (blank time 604) for each of the wireless terminal stations A and C, and then ACK (A) 605 and SIFS. After waiting for time, ACK (C) 606 is transmitted. ACK (A) 605 is an ACK for the wireless terminal station A, and similarly ACK (C) 606 is an ACK for the wireless terminal station C.

無線端末局A,Cに対するACKの送信が終了したら、送信データがある端末は、再設定
したバックオフ値を用いて、バックオフ値のカウントダウンを開始する。
When the transmission of the ACK to the wireless terminal stations A and C is completed, the terminal having the transmission data starts to count down the backoff value using the reset backoff value.

バックオフ値のカウントダウンの途中である無線端末局Bの残りのバックオフ値は1である。しかしグループ2が割り当てられたランダムバックオフ値候補の集合には1はなく、無線端末局Bのバックオフ値は、グループ2が振り分けられたランダムバックオフ値候
補の集合の中で、1より小さく、最も1に近い値である0に補正される。その為、無線端末局BはDIFS時間(空白時間600)だけ待機した後すぐに送信フレーム607を送信する。送信フレーム607は無線端末局Bが無線基地局に指定されたプリアンブルの送信リソースで送信するプリアンブルと、無線端末局Bの占有帯域で送信する送信データである。
The remaining back-off value of the wireless terminal station B in the middle of the count-down of the back-off value is 1. However, there is no 1 in the set of random backoff value candidates to which group 2 is assigned, and the backoff value of wireless terminal station B is smaller than 1 in the set of random backoff value candidates to which group 2 is assigned. , The value closest to 1 is corrected to 0. Therefore, the wireless terminal station B transmits the transmission frame 607 immediately after waiting for the DIFS time (blank time 600). A transmission frame 607 is a preamble transmitted by the wireless terminal station B using a preamble transmission resource designated as a wireless base station, and transmission data transmitted in the occupied band of the wireless terminal station B.

無線端末局Bからの送信フレーム607を受信した無線基地局は、無線端末局Bに対してACK(B)610を送信する。尚、第2実施形態と同様に本実施形態においても、無線基地局から複数のACKを送信する際にACK間に空白時間を入れる場合について記載しているが、ACK間の空白時間が無い例もありうる。   The wireless base station that has received the transmission frame 607 from the wireless terminal station B transmits ACK (B) 610 to the wireless terminal station B. As in the second embodiment, this embodiment also describes the case where a blank time is inserted between ACKs when transmitting a plurality of ACKs from the radio base station. However, there is no blank time between ACKs. There is also a possibility.

以上の様に、本実施形態においても、従来のIEE802.11 の規格の方式をほとんど変えずにMU-MIMO通信を実現することが可能となる。また、グループごとに取りうるバックオフ
値が異なるように振り分けられている為、グループ間で送信フレームの衝突が生じる事を避けることが可能となる。
As described above, also in this embodiment, MU-MIMO communication can be realized with almost no change to the conventional IEE802.11 standard scheme. Further, since the back-off values that can be taken are different for each group, it is possible to avoid a collision of transmission frames between groups.

尚、上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。   In the above-described embodiment, the configuration and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to these, and can be changed as appropriate within the scope of the effects of the present invention. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.

また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。   Each component of the present invention can be arbitrarily selected, and an invention having a selected configuration is also included in the present invention.

また、本実施の形態で説明した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。尚、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。   In addition, a program for realizing the functions described in the present embodiment is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed to execute processing of each unit. May be performed. The “computer system” here includes an OS and hardware such as peripheral devices.

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。   Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.

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。また前記プログラムは、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。機能の少なくとも一部は、集積回路などのハードウェアで実現しても良い(処理装置などと称することがある)。   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 above-described functions, or may be a program that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in a computer system. At least a part of the functions may be realized by hardware such as an integrated circuit (sometimes referred to as a processing device).

本発明は通信装置に利用可能である。   The present invention is applicable to a communication device.

A…無線通信システム、1…無線基地局、2〜5…無線端末局、100a・100b…アンテナ、101a…第1無線通信部、101b…第2無線通信局、102…スイッチ(SW)、104…送信部、116…フレーム生成部、111…制御部、110…プリアンブル送信リソース割り当て決定部、115…ランダムバックオフ制御変数決定部、105…プリアンブル受信部、106…チャネル推定部、107…MIMO復調部、108…復調部、109…エラーチェック部、200…アンテナ、201…無線通信部、202…スイッチ、203…受信部、204…送信部、205…復調部、206…フレーム生成部、207…エラーチェック部、208…制御部、209…データ保持部、210…CWサイズ変更部、211…ランダムバックオフ設定部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS A ... Wireless communication system, 1 ... Wireless base station, 2-5 ... Wireless terminal station, 100a * 100b ... Antenna, 101a ... 1st wireless communication part, 101b ... 2nd wireless communication station, 102 ... Switch (SW), 104 DESCRIPTION OF SYMBOLS Transmission part 116 ... Frame generation part 111 ... Control part 110 ... Preamble transmission resource allocation determination part 115 ... Random backoff control variable determination part 105 ... Preamble reception part 106 ... Channel estimation part 107 ... MIMO demodulation , 108 ... demodulator, 109 ... error checker, 200 ... antenna, 201 ... wireless communication unit, 202 ... switch, 203 ... receiver, 204 ... transmitter, 205 ... demodulator, 206 ... frame generator, 207 ... Error checking unit, 208 ... control unit, 209 ... data holding unit, 210 ... CW size changing unit, 211 ... random backoff Tough.

Claims (4)

無線基地局装置と通信を行なう複数の無線端末局装置に含まれる無線端末局装置であって、
前記無線基地局装置との間の通信方式には、自装置だけが前記無線基地局装置と通信を行なうシングルユーザ伝送と、前記複数の無線端末局装置の少なくとも1つと同時に前記無線基地局装置と通信を行なうマルチユーザ伝送が含まれ、
前記シングルユーザ伝送を行なう場合に用いるランダムバックオフ値候補と、前記マルチユーザ伝送を行なう場合に用いるランダムバックオフ値候補と、が異なるバックオフ制御を行なう制御部と、
前記制御部が、前記マルチユーザ伝送を行なう場合に用いるランダムバックオフ制御に用いる値を示す情報を取得する受信部と、を備え、
前記無線基地局装置から受信する制御信号による設定後に前記マルチユーザ伝送を開始する無線端末局装置。
A wireless terminal station device included in a plurality of wireless terminal station devices that communicate with a wireless base station device,
The communication method with the radio base station apparatus includes single user transmission in which only the own apparatus communicates with the radio base station apparatus, and the radio base station apparatus simultaneously with at least one of the plurality of radio terminal station apparatuses. Including multi-user transmission to communicate,
A control unit that performs back-off control in which a random back-off value candidate used when performing the single-user transmission and a random back-off value candidate used when performing the multi-user transmission; and
A receiving unit that acquires information indicating a value used for random backoff control used when the control unit performs the multiuser transmission; and
A radio terminal station apparatus that starts the multiuser transmission after setting by a control signal received from the radio base station apparatus.
前記無線基地局装置から受信するランダムバックオフ制御に用いる値を示す情報を定期的に受信し、前記ランダムバックオフ制御に用いる値を示す情報に基づいて前記マルチユーザ伝送の設定を行う請求項1に記載の無線端末局装置。   The information indicating the value used for random backoff control received from the radio base station apparatus is periodically received, and the multiuser transmission is set based on the information indicating the value used for the random backoff control. The wireless terminal station device according to 1. 無線基地局装置と通信を行なう無線端末局装置で実行する無線通信方法であって、
前記無線基地局装置との間の通信方式には、自装置だけが前記無線基地局装置と通信を行なうシングルユーザ伝送と、前記複数の無線端末局装置の少なくとも1つと同時に前記無線基地局装置と通信を行なうマルチユーザ伝送が含まれ、
前記シングルユーザ伝送を行なう場合に用いるランダムバックオフ値候補と、前記マルチユーザ伝送を行なう場合に用いるランダムバックオフ値候補と、が異なるランダムバックオフ制御を行ない、
前記マルチユーザ伝送を行なう場合に用いる前記ランダムバックオフ制御に用いる値を示す情報を前記基地局装置から取得し、
前記無線基地局装置から受信する制御信号による設定後に前記マルチユーザ伝送を開始する事を特徴とする無線通信方法
A wireless communication method executed by a wireless terminal station device that communicates with a wireless base station device,
The communication method with the radio base station apparatus includes single user transmission in which only the own apparatus communicates with the radio base station apparatus, and the radio base station apparatus simultaneously with at least one of the plurality of radio terminal station apparatuses. Including multi-user transmission to communicate,
Random back-off value candidates used when performing the single user transmission and random back-off value candidates used when performing the multi-user transmission perform different random back-off control,
Obtaining information indicating a value used for the random back-off control used when performing the multi-user transmission from the base station apparatus,
A wireless communication method, wherein the multi-user transmission is started after setting by a control signal received from the wireless base station device .
前記無線基地局装置から受信するランダムバックオフ制御に用いる値を示す情報を定期的に受信し、前記ランダムバックオフ制御に用いる値を示す情報に基づいて前記マルチユーザ伝送の設定を行う請求項3に記載の無線通信方法。The information indicating the value used for random backoff control received from the radio base station apparatus is periodically received, and the multiuser transmission is set based on the information indicating the value used for the random backoff control. The wireless communication method described in 1.
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