JPWO2013118675A1 - 無線信号送信方法、及び無線装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2012年2月6日に日本へ出願された特願2012−023086号、および、2012年2月24日に日本へ出願された特願2012−038195号に基づき優先権を主張し、それらの内容をここに援用する。
図22は、MU−MIMO伝送システムの構成を示すブロック図である。図22に示す通信システムは、基地局1110と、該基地局1110と無線パケット通信をする端末局1111、1112とを備えている。また、H1とH2は、伝搬チャネルを示している。
次に、基地局1110は、時刻t104から或る時間を経過した時刻t105からt106までの期間において伝搬チャネル推定用のNDPを生成して送信する。この際、基地局1110は、上記送信対象データの宛先の端末局1111、1112を認識する。そして、基地局1110は、これと同じ端末局1111、1112を宛先として指定して、測定用信号を送信する。
次に、基地局1110は、端末局1112に対し、時刻t108から或る時間を経過した時刻t109からt110の期間において伝搬チャネル情報を要求するBRPを生成して送信する。
次に、端末局1112は、上記BRPの受信に応じて、時刻t110から或る時間を経過した時刻t111からt112の期間においてBRを送信する。
次に、端末局1112は、時刻t118から或る時間を経過した時刻t119からt120の期間においてBACKを送信する。基地局1110は、このBACKを受信するとともに、当該BACKの受信に応じた所定の処理を実行する。
非特許文献3では、以上のようなタイムチャートに従ってMU−MIMO伝送を行う。
まず、本発明の第1実施形態について説明する。
[基地局構成]
図2は、本第1実施形態における基地局200−1、200−2の概略構成を示すブロック図である。図2に示すように、基地局200−1、200−2は、誤り訂正符号化部100−1〜100−Aと、インターリーブ処理部101−1〜101−Aと、サブキャリア変調部103−1−1〜103−B〜Aと、ウエイト演算処理部104と、IFFT部105−1〜105−Cと、GI付加部106−1〜106−Cと、RF処理部107−1〜107−1Cと、アンテナ108−1〜108−Cと、プリアンブル生成部109と、パイロットサブキャリア生成部110と、無線信号復調部111と、伝搬チャネル取得部112と、ウエイト算出部113とを備えている。
次に、端末局201−1、201−2の構成について説明する。
図3は、本第1実施形態における端末局201−1、201−2の概略構成を示すブロック図である。図3に示すように、端末局201−1、201−2は、アンテナ300−1〜300−Dと、無線部301−1〜301−Dと、伝搬チャネル特性測定部302と、記憶部303と、伝搬チャネル特性通知部304とを備えている。
図4は、本第1実施形態による、基地局200−1、200−2と端末局201−1、201−2との間での通信手順例を示すタイミングチャートである。なお、図4の説明にあたり、アクセス制御方式については、CSMA/CAが採用されていることを前提とする。
図5は、本第1実施形態による、基地局200−1と端末局201−1、201−2との通信手順を説明するためのフローチャートである。なお、基地局200−2の信号生成処理手順については、基地局200−1と同様となるので説明を省略する。図5に示す基地局200−1の処理は、図2に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。また、図5に示す端末局201−1、201−2の処理は、図3に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
[基地局構成]
図6は、本発明の第2の実施形態による基地局200−1、200−2の概略構成を示すブロック図である。図6に示すように、基地局200−1、200−2は、誤り訂正符号化部100−1〜100−Aと、インターリーブ処理部101−1〜101−Aと、サブキャリア変調部103−1−1〜103−B〜Aと、ウエイト演算処理部104と、IFFT部105−1〜105−Cと、GI付加部106−1〜106−Cと、RF処理部107−1〜107−Cと、アンテナ108−1〜108−Cと、プリアンブル生成部109と、パイロットサブキャリア生成部110と、無線信号復調部111と、伝搬チャネル取得部112と、プリアンブル信号用ウエイト演算処理部114と、抽出部115とを備えている。
本第2実施形態による端末局201−1、201−2の構成は、図3と同様であるので説明を省略する。
本第2実施形態によるタイミングチャートは、図4と同様であるので説明を省略する。
図7は、本第2実施形態による、基地局200−1と端末局201−1、201−2との通信手順を説明するためのフローチャートである。なお、基地局200−2の信号生成処理手順については、基地局200−1と同様となるため、説明を省略する。図7に示す基地局200−1の処理は、図6に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。また、図7に示す端末局201−1、201−2の処理は、図3に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
[基地局構成]
図8は、本発明の第3実施形態による基地局200−1、200−2の概略構成を示すブロック図である。図8に示すように、基地局200−1、200−2は、誤り訂正符号化部100−1〜100−Aと、インターリーブ処理部101−1〜101−Aと、サブキャリア変調部103−1−1〜103−B〜Aと、ウエイト演算処理部104と、IFFT部105−1〜105−Cと、GI付加部106−1〜106−Cと、RF処理部107−1〜107−1Cと、アンテナ108−1〜108−Cと、プリアンブル生成部109と、パイロットサブキャリア生成部110と、無線信号復調部111と、伝搬チャネル取得部112と、プリアンブル信号用ウエイト演算処理部114と、抽出部115と、プリアンブル保存部116とを備えている。
本第3実施形態による端末局201−1、201−2の構成は、図3と同様であるので説明を省略する。
図9は、本第3実施形態による、基地局200−1、200−2と端末局201−1、201−2との間での通信手順例を示すタイミングチャートである。本第3実施形態では、まず、所定のタイミングで基地局200−1、200−2が端末局201−1、201−2の各々に対応したウエイト演算済みのプリアンブル信号を予め算出し、これをプリアンブル保存部116に記憶させておく。その後、基地局200−1、200−2は、送信対象データが発生するごとに、宛先の端末局201−1、201−2の各々に対応したウエイト演算済みのプリアンブル信号を、プリアンブル保存部116から読み出して設定し、データ送信を行う。このように、本第3実施形態においては、ウエイト演算済みのプリアンブル信号を算出して記憶するための動作とデータ送受信とは、それぞれ別個の機会で行われる。
図10は、本第3実施形態による、ウエイト演算済みのプリアンブル信号の生成に対応して基地局200−1と端末局201−1、201−2とが実行する処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、図10に示す処理は、端末局201−1、201−2に対応してウエイト演算済みのプリアンブル信号の生成を行うためのものとなる。
まず、本発明の第4実施形態について説明する。
基地局1110は、基地局1110と同一の標準規格の端末局1111及び従来の標準規格の端末局1113に同時に送信を行う場合、L−LTF以降の全ての信号に対して、プリアンブル信号を含めてビームフォーミングによる空間分割多重を行う。基地局1110は、このような処理によって、同一の標準規格の端末局1111及び従来の標準規格の端末局1113の両方に対して同時に送信を行う。
これにより、基地局1110に接続される、該基地局1110と同一の標準規格で構成された端末局1111とそれ以前の標準規格で構成された従来の端末局1113に対して、プリアンブル信号及びパイロット信号を含めてビームフォーミングすることが可能となる。このため、同一の標準規格の端末局1111(11ac端末)及び従来の標準規格の端末局1113(11n端末)へ同時に送信をすること、すなわち空間分割多重伝送を行うことが可能となる。
図13は、第4実施形態における基地局1110の機能構成を示すブロック図である。図13に示すように、基地局1110は、S/P(Serial/Parallel)変換部1201−1〜1201−Aと、サブキャリア変調部1202−1−1〜1202−B−Aと、ウエイト演算処理部1203と、IFFT部1204−1〜1204−Cと、GI付加部1205−1〜1205−Cと、RF処理部1206−1〜1206−Cと、アンテナ1207−1〜1207−Cと、無線LAN信号復調部1208と、伝搬チャネル取得部1209と、ウエイト算出部1210と、ウエイト補間部1211と、既知信号生成部1212とを備えている。
次に、第4実施形態における端末局1111の構成について説明する。
図14は、第4実施形態における端末局1111の機能構成を示すブロック図である。図14に示すように、端末局1111は、アンテナ1301−1〜1301−Dと、無線LAN信号復調部1302−1〜1302−Dと、伝搬チャネル特性測定部1303と、記憶部1304と、伝搬チャネル特性通知部1305とを備えている。
図15は、第4実施形態における端末局1113の機能構成を示すブロック図である。図15に示すように、端末局1113は、アンテナ1301−1〜1301−Dと、従来無線LAN信号復調部1306−1〜1306−Dと、伝搬チャネル特性測定部1303と、記憶部1304と、伝搬チャネル特性通知部1305とを備えている。なお、図14に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。
図16は、第4実施形態による、基地局1110と端末局1111、1113との間での通信手順例を示すタイミングチャートである。なお、この図の説明にあたり、アクセス制御方式については、CSMA/CAが採用されていることを前提とする。
次に、基地局1110は、時刻t104から或る時間を経過した時刻t105からt106までの期間において伝搬チャネル推定用のNDPを生成して送信する。この際、基地局1110は、上記送信対象データの宛先の端末局1111、1113を認識する。そして、基地局1110は、これと同じ端末局1111、1113を宛先として指定して、測定用信号を送信する。
次に、端末局1113は、上記BRPの受信に応じて、時刻t110から或る時間を経過した時刻t111からt112の期間においてBRを送信する。
次に、端末局1113は、時刻t118から或る時間を経過した時刻t119からt120の期間においてBACKを送信する。基地局1110は、このBACKを受信するとともに、当該BACKの受信に応じた所定の処理を実行する。
次に、本発明の第5実施形態について説明する。第5実施形態では、基地局1110は、同一の標準規格の端末局1111及び従来の標準規格の端末局1113に、同時に送信を行う場合のプリアンブル信号として、従来の標準規格の端末局1113との間でビームフォーミングを行わずに送信する信号部分(図25におけるL−STF〜HT−SIG)と同じパターンの信号を、ビームフォーミングを行わずに送信し、その後に続く部分をそれぞれの端末局1111、1113に対してビームフォーミングを行って送信する。
図18は、第5実施形態における基地局1110の機能構成を示すブロック図である。図18において、基地局1110は、S/P変換部1201−1〜1201−Aと、サブキャリア変調部1202−1−1〜1202−B−Aと、ウエイト演算処理部1203と、IFFT部1204−1〜1204−Cと、GI付加部1205−1〜1205−Cと、RF処理部1206−1〜1206−Cと、アンテナ1207−1〜1207−Cと、無線LAN信号復調部1208と、伝搬チャネル取得部1209と、ウエイト算出部1210と、共通信号生成部1213とを備えている。なお、図13に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。
第5実施形態における通信手順は、図16に示すタイミングチャートと同様であるので、図16を参照して説明する。
基地局1110において、端末局1111、1113に対して送信すべきパケットのデータ(送信対象データ)が発生したとする。これに応じて、基地局1110は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンス(CS)を実行する。キャリアセンスにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。
次に、基地局1110は、時刻t104から或る時間を経過した時刻t105からt106までの期間において伝搬チャネル推定用のNDPを生成して送信する。この際、基地局1110は、上記送信対象データの宛先の端末局1111、1113を認識する。そして、基地局1110は、これと同じ端末局1111、1113を宛先として指定して、測定用信号を送信する。
次に、基地局1110は、端末局1113に対し、時刻t108から或る時間を経過した時刻t109からt110の期間において伝搬チャネル情報を要求するBRPを生成して送信する。
次に、端末局1113は、上記BRPの受信に応じて、時刻t110から或る時間を経過した時刻t111からt112の期間においてBRを送信する。
次に、端末局1113は、時刻t118から或る時間を経過した時刻t119からt120の期間においてBACKを送信する。基地局1110は、このBACKを受信するとともに、当該BACKの受信に応じた所定の処理を実行する。
次に、本発明の第6実施形態について説明する。第6実施形態では、基地局1110は、第4実施形態と同様に、同一の標準規格の端末局1111及び従来の標準規格の端末局1113に同時に送信を行う場合、L−LTF以降の全ての信号に対してビームフォーミングによる空間分割多重を行うことによって、同一の標準規格の端末局1111及び従来の標準規格の端末局1113の両方に対して同時に送信を行う。
図19は、第6実施形態における基地局1110の機能構成を示すブロック図である。図19において、基地局1110は、S/P変換部1201−1〜1201−Aと、サブキャリア変調部1202−1−1〜1202−B−Aと、ウエイト演算処理部1203と、IFFT部1204−1〜1204−Cと、GI付加部1205−1〜1205−Cと、RF処理部1206−1〜1206−Cと、アンテナ1207−1〜1207−Cと、無線LAN信号復調部1208と、伝搬チャネル取得部1209と、ウエイト算出部1210と、既知信号生成部1214とを備えている。なお、図13に対応する部分については同一の符号を付けて説明を省略する。
第6実施形態における通信手順は、図16に示すタイミングチャートと同様であるので、図16を参照して説明する。
基地局1110において、端末局1111、1113に対して送信すべきパケットのデータ(送信対象データ)が発生したとする。これに応じて、基地局1110は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンス(CS)を実行する。キャリアセンスにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。
次に、基地局1110は、端末局1113に対し、時刻t108から或る時間を経過した時刻t109からt110の期間において伝搬チャネル情報を要求するBRPを生成して送信する。
次に、端末局1113は、上記BRPの受信に応じて、時刻t110から或る時間を経過した時刻t111からt112の期間においてBRを送信する。
次に、端末局1113は、時刻t118から或る時間を経過した時刻t119からt120の期間においてBACKを送信する。基地局1110は、このBACKを受信するとともに、当該BACKの受信に応じた所定の処理を実行する。
次に、本発明の第7実施形態について説明する。第7実施形態では、基地局1110がマルチユーザMIMO伝送を行った後の、信号のやり取り(BACK、BACKR等)に関する。基地局1110がACKの送信を行う端末局(BACKの送信を行わない端末局)とBACKの送信を行う端末局とに対して、マルチユーザMIMO伝送を行った場合、ACKとBACKとが干渉となる場合が存在する。何故ならば、標準化規格において、ACKは、信号を受信してから必ず16μs後に送信する規定となっているからである。
図20は、第7実施形態における通信手順を説明するためのタイミングチャートである。なお、図中に示す従来端末局1113は、ACKを送信する端末局である。
基地局1110において、端末局1111、1113に対して送信すべきパケットのデータ(送信対象データ)が発生したとする。これに応じて、基地局1110は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンス(CS)を実行する。キャリアセンスにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。
次に、基地局1110は、端末局1113に対し、時刻t108から或る時間を経過した時刻t109からt110の期間において伝搬チャネル情報を要求するBRPを生成して送信する。
次に、端末局1113は、上記BRPの受信に応じて、時刻t110から或る時間を経過した時刻t111からt112の期間においてBRを送信する。
そして、時刻t114に対応してデータの受信が終了するのに応答して、従来端末局1113は、時刻t114から或る時間を経過した時刻t115からt116の期間においてACKを送信する。基地局1110は、無線LAN信号復調部1208(受信部)により、このACKを受信するとともに、当該ACKの受信に応じた所定の処理を実行する。
次に、端末局1111は、時刻t118から或る時間を経過した時刻t119からt120の期間においてBACKを送信する。基地局1110は、無線LAN信号復調部1208(受信部)により、このBACKを受信するとともに、当該BACKの受信に応じた所定の処理を実行する。
201−1、201−2 端末局
100−1〜100−A 誤り訂正符号化部
101−1〜101−A インターリーブ処理部
103−1−1〜103−B〜A サブキャリア変調部
104 ウエイト演算処理部
105−1〜105−C IFFT部
106−1〜106−C GI付加部
107−1〜107−1C RF処理部
108−1〜108−C アンテナ
109 プリアンブル生成部
110 パイロットサブキャリア生成部
111 無線信号復調部
112 伝搬チャネル取得部
113 ウエイト算出部
114 プリアンブル信号用ウエイト演算処理部
115 抽出部
116 プリアンブル保存部
300−1〜300−D アンテナ
301−1〜301−D 無線部
302 伝搬チャネル特性測定部
303 記憶部
304 伝搬チャネル特性通知部
1110 基地局
1111 端末局(基地局1110と同一の標準規格)
1113 端末局(基地局1110の標準規格以前の標準規格)
1201−1〜1201−A S/P変換部
1202−1−1〜1202−B−A サブキャリア変調部
1203 ウエイト演算処理部
1204−1〜1204−C IFFT部
1205−1〜1205−C GI付加部
1206−1〜1206−C RF処理部
1207−1〜1207−C アンテナ
1208 無線LAN信号復調部
1209 伝搬チャネル取得部
1210 ウエイト算出部
1211 ウエイト補間部
1212 既知信号生成部
1213 共通信号生成部
1214 既知信号生成部
1301−1〜1301−D アンテナ
1302−1〜1302−D 無線LAN信号復調部
1303 伝搬チャネル特性測定部
1304 記憶部
1305 伝搬チャネル特性通知部
1306−1〜1306−D 従来無線LAN信号復調部
Claims (13)
- 少なくとも1台の基地局が、指向性制御を行った無線信号を端末局に送信する無線信号送信方法であって、
前記無線信号に付加する既知信号を生成する既知信号生成ステップと、
前記既知信号にウエイト演算を行うウエイト演算処理ステップと、
前記ウエイト演算を行った既知信号を送信する無線処理ステップと
を含む無線信号送信方法。 - 前記少なくとも1台の基地局は、それぞれ異なる通信セルを構成する複数の基地局であって、
前記端末局から取得した伝搬チャネルの中で前記既知信号を送信するサブキャリアに対応する伝搬チャネルを抽出する抽出ステップと、
前記抽出した伝搬チャネルに基づいてウエイトを算出して、前記既知信号にウエイト演算を行うプリアンブル信号用ウエイト演算処理ステップと
を更に含む請求項1に記載の無線信号送信方法。 - 前記プリアンブル信号用ウエイト演算処理ステップでは、
前記既知信号を送信する前記サブキャリアに対応する前記伝搬チャネルに基づいて算出した前記ウエイトと前記既知信号とを乗算することにより予めウエイト演算済既知信号を算出し、
前記無線処理ステップでは、
前記ウエイト演算済既知信号を前記無線信号に付加して送信する
請求項2に記載の無線信号送信方法。 - 前記予め算出されたウエイト演算済既知信号を保存する保存ステップを更に含み、
前記無線処理ステップでは、
所定の送信タイミングで、前記保存ステップで保存した前記ウエイト演算済既知信号を読み出し、読み出された前記ウエイト演算済既知信号を前記無線信号に付加して送信する
請求項3に記載の無線信号送信方法。 - 前記少なくとも1台の基地局は、単一の基地局であって、
第一規格で構成された第一受信局と、前記第一規格とは異なる第二規格で構成された第二受信局と、から通知された伝搬チャネル情報に基づいて、一部のサブキャリアのウエイト係数を算出するウエイト算出ステップと、
前記一部のサブキャリアの前記ウエイト係数に基づいて、残るサブキャリアのウエイト係数を算出するウエイト補間ステップと
を更に含み、
前記ウエイト演算処理ステップでは、前記ウエイト算出ステップにおいて算出された前記ウエイト係数及び前記ウエイト補間ステップにおいて算出された前記ウエイト係数に基づいて前記ウエイト演算を行う
請求項1に記載の無線信号送信方法。 - 前記少なくとも1台の基地局は、単一の基地局であって、
前記ウエイト演算処理ステップでは、第一規格で構成された第一受信局と、前記第一規格とは異なる第二規格で構成された第二受信局と、から通知された伝搬チャネル情報に基づいて前記ウエイト演算を行い、
前記無線信号送信方法は、
前記第一規格に基づいて共通の既知信号を生成する共通信号生成ステップと、
前記共通の既知信号を送信する共通信号送信ステップと
を更に含む請求項1に記載の無線信号送信方法。 - 前記第一受信局または前記第二受信局の中でより古い規格で構成された受信局から先に応答信号を送信する応答信号送信ステップを更に含む請求項5または請求項6に記載の無線信号送信方法。
- 少なくとも1台の無線装置を有する無線システムにおいて、指向性制御を行った無線信号を端末局に送信する前記無線装置であって、
前記無線信号に付加する既知信号を生成する既知信号生成部と、
前記既知信号生成部により生成された前記既知信号にウエイト演算を行うウエイト演算処理部と、
前記ウエイト演算処理部により前記ウエイト演算を行った既知信号を送信する無線処理部と
を備える無線装置。 - 前記少なくとも1台の無線装置は、それぞれ異なる通信セルを構成する複数の無線装置であって、
前記端末局から取得した伝搬チャネルの中で前記既知信号を送信するサブキャリアに対応する伝搬チャネルを抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された前記伝搬チャネルに基づいてウエイトを算出し、前記ウエイトを用いて前記既知信号にウエイト演算を行うプリアンブル信号用ウエイト演算処理部と
を更に備える請求項8に記載の無線装置。 - 前記プリアンブル信号用ウエイト演算処理部は、
前記既知信号を送信する前記サブキャリアに対応する前記伝搬チャネルに基づいて算出した前記ウエイトと前記既知信号とを乗算することにより予めウエイト演算済既知信号を算出し、
前記無線処理部は、
前記ウエイト演算済既知信号を前記無線信号に付加して送信する
請求項9に記載の無線装置。 - 前記プリアンブル信号用ウエイト演算処理部により予め算出された前記ウエイト演算済既知信号を保存するプリアンブル保存部を更に備え、
前記無線処理部は、
所定の送信タイミングで、前記プリアンブル保存部に保存されている前記ウエイト演算済既知信号を読み出し、読み出された前記ウエイト演算済既知信号を前記無線信号に付加して送信する
請求項10に記載の無線装置。 - 前記少なくとも1台の無線装置は、単一の無線装置であって、
第一規格で構成された第一受信局と、前記第一規格とは異なる第二規格で構成された第二受信局と、から通知された伝搬チャネル情報に基づいて、一部のサブキャリアのウエイト係数を算出するウエイト算出部と、
前記一部のサブキャリアの前記ウエイト係数に基づいて、残るサブキャリアのウエイト係数を算出するウエイト補間部と
を更に有し、
前記ウエイト演算処理部は、前記ウエイト算出部によって算出された前記ウエイト係数及び前記ウエイト補間部によって算出された前記ウエイト係数に基づいて前記ウエイト演算を行う 請求項8に記載の無線装置。 - 前記少なくとも1台の無線装置は、単一の無線装置であって、
前記ウエイト演算処理部は、第一規格で構成された第一受信局と、前記第一規格とは異なる第二規格で構成された第二受信局と、から通知された伝搬チャネル情報に基づいて前記ウエイト演算を行い、
前記無線装置は、
前記第一規格に基づいて共通の既知信号を生成する共通信号生成部と、
前記共通の既知信号を送信する共通信号送信部と
を更に備える請求項8に記載の無線装置。
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