JP6900674B2 - 無線通信装置 - Google Patents
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Description
1.概要
2.第1の実施形態
2−1.APの構成例
2−2.STAの構成例
2−3.動作処理例
3.第2の実施形態
3−1.APの構成例
3−2.STAの構成例
3−3.動作処理例
4.第3の実施形態
4−1.APの構成例
4−2.STAの構成例
5.応用例
6.まとめ
まず、図1を参照して、本開示の一実施形態に係る無線通信システムの概要について説明する。
本実施形態は、ULのMU−MIMOに関する形態である。以下では、まず、図2を参照して、本実施形態に係るAP100の構成を説明する。
図2は、本実施形態に係るAP100の論理的な構成の一例を示すブロック図である。図2に示すように、AP100は、無線通信部110、記憶部120、及び制御部130を有する。
無線通信部110は、AP100による他の装置との無線通信を仲介する無線通信インタフェースである。本実施形態では、無線通信部110は、STA200との間で無線通信を行う。例えば、無線通信部110は、STA200から送信された無線信号を受信する。無線通信部110は、増幅器、周波数変換器、及び復調器等としての機能を有していてもよく、例えば受信したデータを制御部130へ出力し得る。また、無線通信部110は、アンテナを介してSTA200へ無線信号を送信する。無線通信部110は、変調器、及び増幅器等としての機能を有していてもよく、例えば制御部130から出力されたデータを、変調及び電力増幅等して送信してもよい。
記憶部120は、各種記憶媒体に対してデータの記憶再生を行う部位である。例えば、記憶部120は、STA200から受信された情報を記憶する。
本実施形態に係る制御部130は、AP100における動作全体を制御する。
例えば、制御部130は、無線通信部110により受信された送信許可要求信号から、STA200により送信されるフレームに関する情報を取得する。例えば、制御部130は、フレームの送信期間、又はフレームの送信が開始される時刻の少なくともいずれかを取得する。
例えば、制御部130は、送信を許可するSTA200へ送信許可信号を送信するよう無線通信部210を制御する。その際、制御部130は、送信許可要求信号の送信元のSTA200だけでなく、当該STA200と多重させる他のSTA200へも、送信許可信号を送信させる。
制御部130は、無線通信部110により受信されたフレームから、STA200に割り当てられた無線リソースを用いて送信可能な範囲内で追加された、無線通信部110による通信のために用いることのできるAP利用可能情報を取得する。そして、制御部130は、AP利用可能情報を用いて無線通信部110の処理を制御する。例えば、制御部130は、STA200から収集したCSIフレーム等を用いて、マルチユーザービームフォーミング、シングルユーザービームフォーミング、OFDMAにおけるリソースアロケーション、又はリンクアダプテーション等を行う。
図3は、本実施形態に係るSTA200の論理的な構成の一例を示すブロック図である。図3に示すように、STA200は、無線通信部210、記憶部220、及び制御部230を有する。
無線通信部210は、STA200による他の装置との無線通信を仲介する無線通信インタフェースである。本実施形態では、無線通信部210は、AP100との間で無線通信を行う。例えば、無線通信部210は、AP100から送信された無線信号を受信する。無線通信部210は、増幅器、周波数変換器、及び復調器等としての機能を有していてもよく、例えば受信したデータを制御部230へ出力し得る。また、無線通信部210は、アンテナを介してAP100へ無線信号を送信する。無線通信部210は、変調器、及び増幅器等としての機能を有していてもよく、例えば制御部230から出力されたデータを、変調及び電力増幅等して送信してもよい。
記憶部220は、各種記憶媒体に対してデータの記憶再生を行う部位である。例えば、記憶部220は、AP100から受信された情報を記憶する。
本実施形態に係る制御部230は、STA200における動作全体を制御する。
例えば、制御部230は、フレームの送信要求が発生した場合に、AP100へ送信許可要求信号を送信するよう無線通信部210を制御する。その際、制御部230は、送信するフレームに関する情報を、送信許可要求信号に格納する。例えば、制御部230は、送信するフレームの送信期間、又はフレームの送信を開始する時刻の少なくともいずれかを、送信許可要求信号に格納する。
(b−1)概要
制御部230は、送信許可信号から多重化指示情報を取得し、多重化指示情報に従って送信するフレームの多重化を行う。例えば、制御部230は、多重化指示情報が示す無線リソースを用いてフレームを送信するよう無線通信部210を制御する。本実施形態では、制御部230は、多重化指示情報により指定された送信期間(割り当てられた無線リソース)を過不足なく用いて、フレームを送信するよう無線通信部210を制御する。
ここで、図4を参照して、AP利用可能情報が追加されたフレームのフレーム構成について説明する。
階層化の方法は多様に考えられる。以下では、階層化の方法の具体例を説明する。
制御部230は、複数のサブキャリアのチャネル情報を、サブキャリアのインデックスに応じて階層化してもよい。その場合、制御部230は、サブキャリア数をNとし、グループ数をKとしたとき、Mod[N,K]の値に応じて階層化を行い得る。以下では、図5を参照しながら、N=56、K=4である場合の本具体例について説明する。
制御部230は、複数のサブキャリアのチャネル情報を、チャネルの振幅に応じて階層化してもよい。例えば、Cmaxをチャネルの振幅の最大値、Cminをチャネルの振幅の最小値とし、グループ数をKとすると、制御部230は、(C−Cmin)/((Cmax−Cmin)/K)+1の値に応じて階層化を行ってもよい。以下、K=4とした場合のグループ分けの例を説明する。例えば、制御部230は、チャネルの振幅Cが、Cmin≦C<Cmin+(Cmax−Cmin)/4であるサブキャリアをグループAとする。また、制御部230は、チャネルの振幅Cが、Cmin+(Cmax−Cmin)/4≦C<Cmin+2×(Cmax−Cmin)/4であるサブキャリアをグループBとする。また、制御部230は、チャネルの振幅Cが、Cmin+2×(Cmax−Cmin)/4≦C<Cmin+3×(Cmax−Cmin)/4であるサブキャリアをグループCとする。また、制御部230は、チャネルの振幅Cが、Cmin+3×(Cmax−Cmin)/4≦C≦CmaxであるサブキャリアをグループDとする。制御部230は、グループ分けしたチャネル情報を、振幅が大きいグループの順にフレームに追加してもよい。
制御部230は、複数のサブキャリアのチャネル情報を、チャネルの位相回転量に応じて階層化してもよい。例えば、チャネルの位相回転量をΦ、グループ数をKとすると、制御部230は、Φ/(2π/K)+1の値に応じてチャネル情報のグループ分けを行ってもよい。そして、制御部230は、グループ分けしたチャネル情報を、位相回転量が大きいグループの順にフレームに追加してもよい。
制御部230は、複数のサブキャリアのチャネル情報のそれぞれを、ビット位置に応じて階層化してもよい。ひとつのチャネル情報を表すビット列のビット数をNbとし、n番目のビット(n=0,1,・・・,Nb−1)をBとし、グループ数をKとする。例えば、制御部230は、B/(Nb/K)+1の値によってグループ化を行ってもよい。例えば、K=2としたとき、チャネル情報は、MSB(Most Significant Bit)側からNb/2ビットとLSB(Least Significant Bit)側からNb/2ビットとに分けられる。そして、制御部230は、各チャネル情報からグループ分けした一部の情報を、上位ビットの情報を含むグループの順にフレームに追加してもよい。これにより、AP100は、各サブキャリアのチャネル情報の上位ビットを優先的に収集することが可能となり、各チャネル情報のおおまかな振幅の大きさを把握することが可能となる。これにより、AP100は、少ない情報でも有効なビームフォーミングを行うことが可能となる。
STA200は、階層化に係る情報をAP100へ通知してもよい。階層化に係る情報としては、フレームの送信期間を揃える処理を行っているか否かを示す識別情報、AP利用可能情報が含まれているか否かを示す識別情報、階層化を行っているか否かを示す識別情報、分割したグループの数、分割方法を示す識別情報、フレームに追加したグループのインデックス、差分情報であるか否かを示す識別情報、及び差分情報のリファレンスとなったグループのインデックス等が考えられる。制御部230は、階層化に係る情報として、これらの情報のうち少なくともいずれかを、送信するフレームのヘッダ、又はフレームボディ内の所定のフィールドの少なくともいずれかに格納し得る。これにより、AP100側で、受信した情報を適切にAP利用可能情報として取り扱うことが可能となる。なお、制御部230は、階層化に係る情報を、AP利用可能情報を追加したフレームと同一のフレームに格納してもよいし、異なるフレームに格納してもよい。
制御部230は、多重化指示情報に指定された設定でトレーニング信号を送信するよう無線通信部210を制御してもよい。例えば、制御部230は、多重化指示情報により指定された識別情報が示すトレーニング信号を、多重化指示情報により指定されたタイミングで送信するよう無線通信部210を制御する。
(全体像)
図6は、本実施形態に係る無線通信システム1において実行される通信処理の流れの一例を示すシーケンス図である。図6に示すように、本シーケンスには、AP100、STA200A、STA200B及びSTA200Cが関与する。
図7は、本実施形態に係るSTA200において実行されるフレーム送信処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図8は、本実施形態に係るSTA200において実行されるフレームの送信期間を揃える処理の実施判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図9は、本実施形態に係るSTA200において実行されるフレームの送信期間を揃える処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図10は、本実施形態に係るAP100において実行されるフレーム受信処理の流れの一例を示すフローチャートである。
本実施形態は、DLのMU−MIMOに関する形態である。まず、本実施形態に係るAP100及びSTA200の構成を説明する。
本実施形態に係るAP100の構成は、図2に示した通りである。ただし、本実施形態に係るAP100は、第1の実施形態に係るSTA200と実質的に同一な機能を有する。以下、第1の実施形態に係るSTA200と実質的に同一な機能については説明を省略しつつ、本実施形態に係るAP100に特徴的な構成について説明する。
本実施形態に係るSTA200の構成は、図3に示した通りである。ただし、本実施形態に係るSTA200は、第1の実施形態に係るAP100と実質的に同一な機能を有する。以下、第1の実施形態に係るAP100と実質的に同一な機能については説明を省略しつつ、本実施形態に係るSTA200に特徴的な構成について説明する。
本実施形態における動作処理は、第1の実施形態における動作処理のAP100及びSTA200を入れ換えたものと同様である。以下では、本実施形態に特徴的な動作処理である、フレームの送信期間を揃える処理の実施判定処理を説明する。
本実施形態は、AP100及びSTA200が、周波数分割多重方式及び時間分割多重方式を用いて通信を行う形態である。
本実施形態に係るAP100の構成は、図2に示した通りであり、第1の実施形態に係るAP100と実質的に同一な機能を有する。質的に同一な機能を有する。以下、第1の実施形態に係るAP100と実質的に同一な機能については説明を省略しつつ、本実施形態に係るAP100に特徴的な構成について説明する。
本実施形態に係るSTA200の構成は、図3に示した通りであり、第1の実施形態に係るSTA200と実質的に同一な機能を有する。以下、第1の実施形態に係るSTA200と実質的に同一な機能については説明を省略しつつ、本実施形態に係るSTA200に特徴的な構成について説明する。
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用可能である。例えば、STA200は、スマートフォン、タブレットPC(Personal Computer)、ノートPC、携帯型ゲーム端末若しくはデジタルカメラなどのモバイル端末、テレビジョン受像機、プリンタ、デジタルスキャナ若しくはネットワークストレージなどの固定端末、又はカーナビゲーション装置などの車載端末として実現されてもよい。また、STA200は、スマートメータ、自動販売機、遠隔監視装置又はPOS(Point Of Sale)端末などの、M2M(Machine To Machine)通信を行う端末(MTC(Machine Type Communication)端末ともいう)として実現されてもよい。さらに、STA200は、これら端末に搭載される無線通信モジュール(例えば、1つのダイで構成される集積回路モジュール)であってもよい。
図13は、本開示に係る技術が適用され得るスマートフォン900の概略的な構成の一例を示すブロック図である。スマートフォン900は、プロセッサ901、メモリ902、ストレージ903、外部接続インタフェース904、カメラ906、センサ907、マイクロフォン908、入力デバイス909、表示デバイス910、スピーカ911、無線通信インタフェース913、アンテナスイッチ914、アンテナ915、バス917、バッテリー918及び補助コントローラ919を備える。
図14は、本開示に係る技術が適用され得るカーナビゲーション装置920の概略的な構成の一例を示すブロック図である。カーナビゲーション装置920は、プロセッサ921、メモリ922、GPS(Global Positioning System)モジュール924、センサ925、データインタフェース926、コンテンツプレーヤ927、記憶媒体インタフェース928、入力デバイス929、表示デバイス930、スピーカ931、無線通信インタフェース933、アンテナスイッチ934、アンテナ935及びバッテリー938を備える。
図15は、本開示に係る技術が適用され得る無線アクセスポイント950の概略的な構成の一例を示すブロック図である。無線アクセスポイント950は、コントローラ951、メモリ952、入力デバイス954、表示デバイス955、ネットワークインタフェース957、無線通信インタフェース963、アンテナスイッチ964及びアンテナ965を備える。
以上、図1〜図15を参照して、本開示の一実施形態について詳細に説明した。本実施形態によれば、他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信装置は、送信先の他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報を、割り当てられた無線リソースを用いて送信可能な範囲内でフレームに追加する処理を制御する。無線通信装置は、データとして意味を持つ、送信先の他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報を、送信するフレームに追加するので、無線リソースの有効な活用が実現される。
(1)
他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信部と、
送信先の前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報を、割り当てられた無線リソースを用いて送信可能な範囲内でフレームに追加する処理を制御する制御部と、
を備える無線通信装置。
(2)
前記制御部は、前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報を階層化して、階層化後の情報を前記フレームに追加する、前記(1)に記載の無線通信装置。
(3)
前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報は、前記無線通信装置におけるチャネル情報を含む、前記(2)に記載の無線通信装置。
(4)
前記制御部は、複数のサブキャリアのチャネル情報を、サブキャリアのインデックスに応じて階層化する、前記(3)に記載の無線通信装置。
(5)
前記制御部は、階層化後のチャネル情報を、それぞれが含むサブキャリアのインデックスが離間する順番に前記フレームに追加する、前記(4)に記載の無線通信装置。
(6)
前記制御部は、複数のサブキャリアのチャネル情報を、チャネルの振幅に応じて階層化する、前記(3)に記載の無線通信装置。
(7)
前記制御部は、複数のサブキャリアのチャネル情報のそれぞれを、ビット位置に応じて階層化する、前記(3)に記載の無線通信装置。
(8)
前記制御部は、複数のサブキャリアのチャネル情報を、チャネルの位相回転量に応じて階層化する、前記(3)に記載の無線通信装置。
(9)
前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報は、ビームフォーミングに使用される係数を含む、前記(2)〜(8)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(10)
前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報は、ビームフォーミングに使用される係数を圧縮した情報を含む、前記(2)〜(9)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(11)
前記制御部は、前記階層化後の情報のうち未送信のものを前記フレームに追加する、前記(2)〜(10)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(12)
前記制御部は、前記階層化後の情報のうち送信済みのものとの差分を示す差分情報を前記フレームに追加する、前記(2)〜(10)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(13)
前記制御部は、前記階層化に係る情報を、前記フレームのヘッダ、又はフレームボディ内の所定のフィールドの少なくともいずれかに格納する、前記(2)〜(12)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(14)
前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報は、前記無線通信装置において測定される情報を含む、前記(1)〜(13)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(15)
前記無線通信部は、前記他の無線通信装置から送信許可信号を受信し、
前記制御部は、前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報を前記フレームに追加する処理を、前記送信許可信号に格納された規則に従って制御する、前記(1)〜(14)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(16)
前記無線リソースの時間領域の長さは、前記フレームに空間多重される他のフレームのために割り当てられる他の無線リソースの時間領域の長さと同一である、前記(1)〜(15)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(17)
前記制御部は、送信先の前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報を、割り当てられた前記無線リソースが示す周波数領域及び時間領域を用いて送信可能な範囲内で前記フレームに追加する処理を制御する、前記(1)〜(16)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(18)
他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信部と、
前記無線通信部により受信されたフレームから、前記他の無線通信装置に割り当てられた無線リソースを用いて送信可能な範囲内で追加された、前記無線通信部による通信のために用いることのできる情報を取得する制御部と、
を備える無線通信装置。
(19)
前記制御部は、前記無線通信部による通信のために用いる情報のうち、受信済みの情報を用いて未受信の情報を推定する、前記(18)に記載の無線通信装置。
(20)
前記制御部は、前記他の無線通信装置における、前記無線通信部による通信のために用いる情報を前記フレームに追加する処理の規則を示す情報を、前記無線通信部が送信する送信許可信号に格納する、前記(18)又は(19)に記載の無線通信装置。
(21)
他の無線通信装置との間で無線通信を行うことと、
送信先の前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報を、割り当てられた無線リソースを用いて送信可能な範囲内でフレームに追加する処理をプロセッサにより制御することと、
を含む無線通信方法。
(22)
他の無線通信装置との間で無線通信を行うことと、
受信されたフレームから、前記他の無線通信装置に割り当てられた無線リソースを用いて送信可能な範囲内で追加された、前記無線通信のために用いることのできる情報をプロセッサにより取得することと、
を含む無線通信方法。
(23)
コンピュータを、
他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信部と、
送信先の前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報を、割り当てられた無線リソースを用いて送信可能な範囲内でフレームに追加する処理を制御する制御部と、
として機能させるためのプログラム。
(24)
コンピュータを、
他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信部と、
前記無線通信部により受信されたフレームから、前記他の無線通信装置に割り当てられた無線リソースを用いて送信可能な範囲内で追加された、前記無線通信部による通信のために用いることのできる情報を取得する制御部と、
として機能させるためのプログラム。
100 AP
110 無線通信部
120 記憶部
130 制御部
200 STA
210 無線通信部
220 記憶部
230 制御部
Claims (13)
- 他の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信部と、
送信先の前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報を、割り当てられた無線リソースを用いて送信可能な範囲内でフレームに追加する処理を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報を分割、及び分割した情報の優先順位を決定することによりグループ化して、グループ化後の情報を前記フレームに追加し、前記グループ化に係る情報を前記フレームのヘッダ、又はフレームボディ内の所定のフィールドの少なくともいずれかに格納し、
前記無線リソースの時間領域の長さは、前記フレームに空間多重される他のフレームのために割り当てられる他の無線リソースの時間領域の長さと同一である、無線通信装置。 - 前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報は、前記無線通信装置におけるチャネル情報を含む、請求項1に記載の無線通信装置。
- 前記制御部は、複数のサブキャリアのチャネル情報を、サブキャリアのインデックスに応じてグループ化する、請求項2に記載の無線通信装置。
- 前記制御部は、グループ化後のチャネル情報を、それぞれが含むサブキャリアのインデックスが離間する順番に前記フレームに追加する、請求項3に記載の無線通信装置。
- 前記制御部は、複数のサブキャリアのチャネル情報を、チャネルの振幅に応じてグループ化する、請求項2に記載の無線通信装置。
- 前記制御部は、複数のサブキャリアのチャネル情報を、チャネルの位相回転量に応じてグループ化する、請求項2に記載の無線通信装置。
- 前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報は、ビームフォーミングに使用される係数を含む、請求項1に記載の無線通信装置。
- 前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報は、ビームフォーミングに使用される係数を圧縮した情報を含む、請求項1に記載の無線通信装置。
- 前記制御部は、前記グループ化後の情報のうち未送信のものを前記フレームに追加する、請求項1に記載の無線通信装置。
- 前記制御部は、前記グループ化後の情報のうち送信済みのものとの差分を示す差分情報を前記フレームに追加する、請求項1に記載の無線通信装置。
- 前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報は、前記無線通信装置において測定される情報を含む、請求項1に記載の無線通信装置。
- 前記無線通信部は、前記他の無線通信装置から送信許可信号を受信し、
前記制御部は、前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報を前記フレームに追加する処理を、前記送信許可信号に格納された規則に従って制御する、請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記制御部は、送信先の前記他の無線通信装置による通信のために用いることのできる情報を、割り当てられた前記無線リソースが示す周波数領域及び時間領域を用いて送信可能な範囲内で前記フレームに追加する処理を制御する、請求項1に記載の無線通信装置。
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