JP4337551B2 - Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program - Google Patents
Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program Download PDFInfo
- Publication number
- JP4337551B2 JP4337551B2 JP2004001442A JP2004001442A JP4337551B2 JP 4337551 B2 JP4337551 B2 JP 4337551B2 JP 2004001442 A JP2004001442 A JP 2004001442A JP 2004001442 A JP2004001442 A JP 2004001442A JP 4337551 B2 JP4337551 B2 JP 4337551B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sinr
- signal
- wireless communication
- antenna
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Small-Scale Networks (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Description
本発明は、多元接続技術の適用により複数の相手との同時通信を実現し、通信容量を増加させる無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、複数のアンテナ素子によって構成されるアダプティブ・アレー・アンテナにおいて、それぞれのアンテナ素子に適当な重み付けを行ない加算合成して適応的に行なうことで、空間分割多元接続を実現する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。 The present invention relates to a radio communication system, a radio communication apparatus and a radio communication method, and a computer program that realize simultaneous communication with a plurality of counterparts by applying a multiple access technology and increase communication capacity, and in particular, a plurality of antennas. A wireless communication system, a wireless communication apparatus, and a wireless communication that realize space division multiple access by adaptively performing addition and synthesis by appropriately weighting each antenna element in an adaptive array antenna composed of elements The present invention relates to a method and a computer program.
さらに詳しくは、本発明は、少ないシンボル数のリファレンス信号を用いて各アンテナ重みの学習と評価を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、重みの学習をサブキャリヤ毎に行なった場合に、サブキャリヤ間でのSINRのばらつきに拘わらず適切な評価を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。 More particularly, the present invention relates to a radio communication system, a radio communication apparatus and a radio communication method, and a computer program that learn and evaluate each antenna weight using a reference signal with a small number of symbols, and in particular, learning of weights. The present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a computer program that perform appropriate evaluation regardless of variations in SINR between subcarriers.
複数のコンピュータを接続してLANを構成することにより、ファイルやデータなどの情報の共有化、プリンタなどの周辺機器の共有化を図ったり、電子メールやデータ・コンテンツの転送などの情報の交換を行なったりすることができる。 By connecting multiple computers and configuring a LAN, you can share information such as files and data, share peripheral devices such as printers, and exchange information such as e-mail and data / content transfer Can be done.
従来、光ファイバーや同軸ケーブル、あるいはツイストペア・ケーブルを用いて、有線でLAN接続することが一般的であったが、この場合、回線敷設工事が必要であり、手軽にネットワークを構築することが難しいとともに、ケーブルの引き回しが煩雑になる。また、LAN構築後も、機器の移動範囲がケーブル長によって制限されるため、不便である。 Conventionally, it has been common to use an optical fiber, a coaxial cable, or a twisted pair cable to connect to a wired LAN. In this case, however, a line laying work is required, and it is difficult to construct a network easily. The cable routing becomes complicated. In addition, even after LAN construction, the movement range of the device is limited by the cable length, which is inconvenient.
そこで、有線方式によるLAN配線からユーザを解放するシステムとして、無線LANが注目されている。無線LANによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ(PC)などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。近年では、無線LANシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に最近では、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク(PAN)の導入の検討が行なわれている。 Therefore, a wireless LAN has attracted attention as a system that releases users from wired LAN connection. According to the wireless LAN, most of the wired cables can be omitted in a work space such as an office, so that a communication terminal such as a personal computer (PC) can be moved relatively easily. In recent years, the demand for wireless LAN systems has increased remarkably with the increase in speed and cost. In particular, recently, in order to establish a small-scale wireless network between a plurality of electronic devices existing around a person and perform information communication, introduction of a personal area network (PAN) has been studied.
無線ネットワークに関する標準的な規格の1つにIEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11(例えば、非特許文献1を参照のこと)や、HiperLAN/2(例えば、非特許文献2又は非特許文献3を参照のこと)やIEEE302.15.3、Bluetooth通信などを挙げることができる。IEEE802.11規格については、無線通信方式や使用する周波数帯域の違いなどにより、IEEE802.11a規格、IEEE802.11b規格…などの各種無線通信方式が存在する。
One standard for wireless networks is IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 (for example, see Non-Patent Document 1), HiperLAN / 2 (for example, Non-Patent
最近では、無線LANの普及率が高まってきており、PCやPDAなどの情報機器以外にも、携帯電話やデジタル・カメラなどのポータブル機器でも無線LANが使用されるようになってきている。そのアプリケーションとして、カメラ付き携帯電話やデジタル・カメラで撮った画像データを無線LAN経由でPCにアップロードすることなどが挙げられる。 Recently, the penetration rate of wireless LAN has increased, and in addition to information devices such as PCs and PDAs, wireless LANs have also been used in portable devices such as mobile phones and digital cameras. The application includes uploading image data taken with a camera-equipped mobile phone or digital camera to a PC via a wireless LAN.
ここで、1つの通信範囲内に複数の通信局が存在するような無線通信環境下では、どの信号がどのユーザのものかを検出してアクセスを制御する多元接続技術が必要である。とりわけ、少ない資源で通信容量を拡大するためには、重要な課題である。 Here, in a wireless communication environment in which a plurality of communication stations exist within one communication range, a multiple access technique for detecting which signal belongs to which user and controlling access is necessary. In particular, it is an important issue in order to expand communication capacity with less resources.
多元接続技術の1つとして、SDMA(Space DIvision Multiple Access)と呼ばれる空間分割多重を実現するシステムが開発されている。例えば、複数のアンテナ素子によって構成されるアダプティブ・アレー・アンテナを用い、それぞれのアンテナ素子に適当な重み付けを行ない加算合成することによって、ビームやヌルの形成を適応的に行ない(すなわち、指向性を適応的に変化させて)、複数の相手との同時通信を実現することができる(例えば、非特許文献4を参照のこと)。空間分割多重接続の通信システムによれば、周波数利用効率を向上し、通信容量を増加させることができる。 As one of multiple access technologies, a system that realizes space division multiplexing called SDMA (Space Division Multiple Access) has been developed. For example, an adaptive array antenna composed of a plurality of antenna elements is used, and each antenna element is appropriately weighted and added and combined to adaptively form beams and nulls (that is, directivity is changed). By changing adaptively, simultaneous communication with a plurality of opponents can be realized (for example, see Non-Patent Document 4). According to the space division multiple access communication system, frequency utilization efficiency can be improved and communication capacity can be increased.
基本的なアダプティブ・アレー・アンテナの構成として、アンテナ毎に独立にRF部を持ち、その各RF部からの信号にアンテナ毎に持つ重み係数を乗算することにより実現される。 A basic adaptive array antenna configuration is realized by having an RF unit independently for each antenna, and multiplying a signal from each RF unit by a weighting factor for each antenna.
また、各重み係数は、通常はデジタル部で実現され、その値はデジタル信号処理部で計算される。具体的な重みの計算方法として、最小2乗法(RLS(Recursive Least Squares)アルゴリズム)などが代表的なものである。RLSアルゴリズムを動作させるとき、入力として所望波と干渉波を同時に受信し、さらにRLSアルゴリズムの教師信号として既知の所望波の信号を入力することにより、学習が行なわれる。学習後のアダプティブ・アレー・アンテナは、所望波のみ受信し、干渉波は受信しないような特性に変化している。 Each weighting factor is usually realized by a digital unit, and its value is calculated by a digital signal processing unit. As a specific weight calculation method, a least square method (RLS (Recursive Least Squares) algorithm) or the like is representative. When the RLS algorithm is operated, learning is performed by simultaneously receiving a desired wave and an interference wave as inputs and further inputting a known desired wave signal as a teacher signal of the RLS algorithm. The adaptive array antenna after learning changes to a characteristic that receives only a desired wave and does not receive an interference wave.
例えば、ダウンリンクにおいて空間多重が行なわれ、アップリンクでは時分割多重が行なわれる。この場合、アダプティブ・アレー・アンテナは、アクセスポイント(以下APと記す)に搭載され、各ステーション(以下、STAと記す)は、1本のアンテナを搭載する。 For example, spatial multiplexing is performed in the downlink, and time division multiplexing is performed in the uplink. In this case, the adaptive array antenna is mounted on an access point (hereinafter referred to as AP), and each station (hereinafter referred to as STA) is mounted with one antenna.
アダプティブ・アレー・アンテナにおける重みの学習方法の具体的方法として、各STAから時分割に送信されるリファレンス信号をAPが受信し、各STAとAPの複数本のアンテナ間の伝達関数を計算する。例えば、STAが3台で、APに搭載するアンテナを4本とすると、4×1のベクトルで構成される伝達関数を3個得る。その3個の伝達から構成されるチャネル行列を用いて、その行列の一般逆行列を解くことにより、アンテナの重みを得ることができる。 As a specific method of weight learning in an adaptive array antenna, the AP receives a reference signal transmitted in a time division manner from each STA, and calculates a transfer function between each STA and the plurality of antennas of the AP. For example, if there are three STAs and four antennas are mounted on the AP, three transfer functions composed of 4 × 1 vectors are obtained. The antenna weight can be obtained by solving the general inverse matrix of the channel matrix composed of the three transmissions.
通常、伝達関数を取得するためのリファレンス信号は、2シンボル程度である。IEEE802.11aのPHYヘッダで代用すると、リファレンス信号は2シンボルになる。学習した重みがどの程度有効であるのか、その重みを用いると、どの程度のSINRを確保できるかを知る必要がある。何故ならば、学習を行なったAPは、その結果を受けてどのような変調方式でデータを各STAに送信するかを決定しなければならないからである。 Usually, the reference signal for acquiring the transfer function is about 2 symbols. If an IEEE802.11a PHY header is substituted, the reference signal becomes two symbols. It is necessary to know how effective the learned weight is and how much SINR can be secured by using the weight. This is because the learning AP has to determine what modulation method to transmit data to each STA in response to the result.
また、マルチキャリヤ方式の場合、キャリヤ毎にSINRを求めることができる。ここで、SINRは、所望信号と干渉信号の比(=S/(I+N))である。例えば、IEEE802.11aではOFDM変調方式が採用され、52キャリヤ分のSINRが存在することになる。通常のマルチキャリヤ伝送においては干渉成分Iがなく、ノイズ成分Nは熱雑音などにより一定であることから、SINRを把握する必要はない。これに対し、SDMAでは干渉成分が出現することから、SINRを把握する必要がある。 In the case of the multi-carrier system, the SINR can be obtained for each carrier. Here, SINR is a ratio of a desired signal and an interference signal (= S / (I + N)). For example, IEEE802.11a employs an OFDM modulation scheme, and there are 52 carriers of SINR. In normal multi-carrier transmission, there is no interference component I, and the noise component N is constant due to thermal noise or the like, so there is no need to grasp SINR. On the other hand, since interference components appear in SDMA, it is necessary to grasp SINR.
しかしながら、複数のSINRをどのように統合して取り扱うべきか、という問題がある。例えば、52キャリヤ分のSINRの平均を出したものが総合のSINRにならない。 However, there is a problem of how to integrate and handle a plurality of SINRs. For example, the average SINR for 52 carriers is not the total SINR.
ここで、SINRが20dBのものと、10dBのものがあった場合、これら2つのキャリヤを統合して使用する場合について考察してみる。 Here, let us consider the case where the SINR is 20 dB and 10 dB, and these two carriers are used in an integrated manner.
例えば所望信号が1で、干渉信号が0.01の場合のSINRは20dB(10×log(S/IN))になる。また、所望信号が0.1で干渉信号が0.01の場合のSINRは10dBになる。この2つを単純な加算により統合すると、所望信号が1.1で干渉信号が0.02になり、SINRは10log(1.1/0.02)=17.4dBになる。つまり、SINR20dBとSINR10dBのものを統合すると、SINR17.4dBになる。 For example, when the desired signal is 1 and the interference signal is 0.01, the SINR is 20 dB (10 × log (S / IN)). When the desired signal is 0.1 and the interference signal is 0.01, the SINR is 10 dB. When these two are integrated by simple addition, the desired signal is 1.1 and the interference signal is 0.02, and the SINR is 10 log (1.1 / 0.02) = 17.4 dB. In other words, when the SINR of 20 dB and the SINR of 10 dB are integrated, SINR of 17.4 dB is obtained.
一方、所望信号が1で干渉信号が0.01の場合のSINRが20dBのものと、所望信号が1で干渉信号が0.1のSINRが10dBのものを単純な加算により統合すると、所望信号が、2.0で干渉信号が0.11になり、統合したSINRは、10log(2.0/0.11)=12.59dBとなる。 On the other hand, when the desired signal is 1 and the interference signal is 0.01, the SINR is 20 dB, and the SINR with the desired signal of 1 and the interference signal of 0.1 is 10 dB. However, the interference signal becomes 0.11 at 2.0, and the integrated SINR becomes 10 log (2.0 / 0.11) = 12.59 dB.
このようにSINRが20dBのものと10dBのものを信号レベルの単純な加算により統合してSINRを算出する場合には、キャリヤ間でのSINRの信号の所望成分と干渉成分の比により、統合したSINRの値はいかようにも変化してしまい、いずれを真の値にすべきか不明である。上述の例では、SINRの良いものとSINRの悪いものを統合してSINRの悪いものに引き摺られてしまっている。 As described above, when SINR is calculated by integrating SINRs of 20 dB and 10 dB by simple addition of signal levels, integration is performed according to a ratio of a desired component and an interference component of the SINR signal between carriers. The SINR value changes in any way, and it is unclear which one should be true. In the above-described example, a good SINR and a bad SINR are integrated and dragged by a bad SINR.
例えば、ダウンリンクで空間多重を行なう場合には、各サブキャリヤの信号電力を統合する際に、SINRが不当に低くなってしまう。 For example, when spatial multiplexing is performed in the downlink, the SINR is unduly lowered when the signal power of each subcarrier is integrated.
本発明は、上述したような技術的課題を勘案したものであり、その目的は、複数のアンテナ素子によって構成されるアダプティブ・アレー・アンテナにおいて、それぞれのアンテナ素子に適当な重み付けを行ない加算合成して適応的に行なうことで、空間分割多元接続を実現することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。 The present invention takes into account the technical problems as described above, and an object of the present invention is to add and synthesize an adaptive array antenna composed of a plurality of antenna elements by appropriately weighting each antenna element. It is to provide an excellent wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program capable of realizing space division multiple access by performing adaptively.
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第1の側面は、アダプティブ・アレー・アンテナを用い、各アンテナの指向性を適応的に変化させて、送信局と複数の受信局とのダウンリンクを空間分割多重接続する無線通信システムであって、
複数の受信局から2つのリファレンス信号が送信され、
送信側では、一方のリファレンス信号を用いて各アンテナの重みを学習し、他方のリファレンス信号を用いて学習した各アンテナの重みにより各受信側で確保できるSINRを評価する、
ことを特徴とする無線通信システムである。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems. The first aspect of the present invention is that an adaptive array antenna is used, and the directivity of each antenna is adaptively changed, so that a transmitting station and a plurality of receiving stations are received. A wireless communication system for space division multiplex connection of a downlink with a station,
Two reference signals are transmitted from multiple receiving stations,
On the transmitting side, the weight of each antenna is learned using one reference signal, and the SINR that can be secured on each receiving side is evaluated based on the weight of each antenna learned using the other reference signal.
This is a wireless communication system.
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置(又は特定の機能を実現する機能モジュール)が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。 However, “system” here refers to a logical collection of a plurality of devices (or functional modules that realize specific functions), and each device or functional module is in a single housing. It does not matter whether or not.
本発明は、例えば、アダプティブ・アレー・アンテナを有するアクセス・ポイントが複数のステーションと通信する無線通信環境下において、アクセス・ポイントからステーションへ通信を行なうダウンリンクを空間分割多重接続する無線通信システムに適用することができる。 The present invention provides, for example, a wireless communication system in which a downlink performing communication from an access point to a station is spatially multiplexed in a wireless communication environment in which an access point having an adaptive array antenna communicates with a plurality of stations. Can be applied.
本発明によれば、パケットのプリアンブルに含まれる2つのリファレンス・シンボルのうち1つ目で学習し、2つ目で評価すると同時に、2つ目のリファレンス・シンボルで学習し、1つ目のリファレンス・シンボルで評価する。そして、これら2つの評価結果を統合し、評価した後、実際には、1つ目のリファレンス・シンボルと2つ目のリファレンス・シンボルの両方を使用して学習することで、信頼性の高い推定SINRを得ることができる。 According to the present invention, the first reference symbol is learned from the two reference symbols included in the preamble of the packet, the second reference symbol is evaluated, and the second reference symbol is learned at the same time.・ Evaluate with symbols. Then, after these two evaluation results are integrated and evaluated, a highly reliable estimation is performed by actually learning using both the first reference symbol and the second reference symbol. SINR can be obtained.
そして、送信側において、さらに各受信側からの受信信号の電力を測定し、学習した各アンテナ重みを用いたアレー出力の電力評価結果と、電力情報を用いてダウンリンク時の各受信側でのSINRを推定することができる。このSINRの推定結果に基づいてダウンリンク時の変調方式を決定することができる。 Then, at the transmitting side, the power of the received signal from each receiving side is further measured, and the power evaluation result of the array output using each learned antenna weight and the power information are used at each receiving side at the time of downlink. SINR can be estimated. Based on the SINR estimation result, the downlink modulation scheme can be determined.
本発明に係る無線通信システムは、通信品質を確保するために、いわゆるRTS/CTS方式を採用することができる。この場合、送信側はRTSを空間分割により送信し、各受信側は時分割によりCTSを返信する。 The radio communication system according to the present invention can employ a so-called RTS / CTS scheme in order to ensure communication quality. In this case, the transmission side transmits RTS by space division, and each reception side returns CTS by time division.
このような場合、送信側では、各受信側から時分割により受信したCTSの電力を取得することができる。また、CTSに含まれる2つのリファレンス信号の一方のリファレンス信号を用いて各アンテナの重みを学習するとともに、他方のリファレンス信号を用いて各受信側で確保できるSINRを評価することができる。そして、該電力情報と該SINRの情報に基づいて、データ・パケット送信時に変調方式を決定し、該決定した変調方式により、得られた重みで空間分割多重してデータ・パケットを送信することができる。 In such a case, the transmitting side can acquire the power of the CTS received by time division from each receiving side. In addition, the weight of each antenna can be learned using one of the two reference signals included in the CTS, and the SINR that can be secured on each receiving side can be evaluated using the other reference signal. Then, based on the power information and the SINR information, a modulation scheme is determined at the time of data packet transmission, and the data packet is transmitted by space division multiplexing with the obtained weight according to the determined modulation scheme. it can.
また、本発明の第2の側面は、アダプティブ・アレー・アンテナを用い、各アンテナの指向性を適応的に変化させて、送信局と複数の受信局とのダウンリンクを空間分割多重接続する無線通信システムであって、
マルチキャリヤ方式を採用し、サブキャリヤ毎に各アンテナの重みの学習とSINRの評価を行なう際に、
サブキャリヤ毎の所望信号電力と干渉信号電力を取得し、各サブキャリヤの干渉電力の大きさが同一となるように、サブキャリヤ毎に所望信号と干渉信号の比率を保ったまま信号レベルを変換した後、各サブキャリヤのSINRを統合する、
ことを特徴とする無線通信システムである。
A second aspect of the present invention is a wireless system that uses an adaptive array antenna, adaptively changes the directivity of each antenna, and spatially multiplex-links a downlink between a transmitting station and a plurality of receiving stations. A communication system,
Adopting multi-carrier method, when learning weight of each antenna and evaluating SINR for each sub-carrier,
Obtain the desired signal power and interference signal power for each subcarrier, and convert the signal level while maintaining the ratio of the desired signal and interference signal for each subcarrier so that the interference power of each subcarrier is the same. And then integrating the SINR of each subcarrier,
This is a wireless communication system.
OFDM変調方式のようなマルチキャリヤ方式を採用する場合、サブキャリヤ毎にアレーの重みを学習することができる。通常のマルチキャリヤ伝送においては干渉成分Iがなく、ノイズ成分Nは熱雑音などにより一定であることから、SINRを把握する必要はない。これに対し、SDMAでは干渉成分が出現することから、SINRを把握する必要がある。 When a multi-carrier scheme such as the OFDM modulation scheme is adopted, the array weight can be learned for each subcarrier. In normal multi-carrier transmission, there is no interference component I, and the noise component N is constant due to thermal noise or the like, so there is no need to grasp SINR. On the other hand, since interference components appear in SDMA, it is necessary to grasp SINR.
しかしながら、サブキャリヤ毎にSINRがばらつく場合、SINRの良いものとSINRの悪いものを統合してSINRの悪いものに引き摺られてしまうという問題がある。例えば、ダウンリンクで空間多重を行なう場合には、各サブキャリヤの信号電力を統合する際に、SINRが不当に低くなってしまう。 However, when the SINR varies from subcarrier to subcarrier, there is a problem in that a good SINR and a bad SINR are integrated and dragged to a bad SINR. For example, when spatial multiplexing is performed in the downlink, the SINR is unduly lowered when the signal power of each subcarrier is integrated.
そこで、本発明では、SINRの評価を行なう際に、サブキャリヤ毎の所望信号電力と干渉信号電力を取得し、各サブキャリヤの干渉電力の大きさが同一となるように、サブキャリヤ毎に所望信号と干渉信号の比率を保ったまま信号レベルを変換した後、各サブキャリヤのSINRを統合するようにした。これによって、SINRの良いものとSINRの悪いものを統合してSINRの悪いものに引き摺られるという問題を解消することができる。 Therefore, in the present invention, when performing SINR evaluation, desired signal power and interference signal power are acquired for each subcarrier, and desired for each subcarrier so that the magnitude of interference power for each subcarrier is the same. After converting the signal level while maintaining the ratio of the signal and the interference signal, the SINR of each subcarrier is integrated. As a result, it is possible to solve the problem that a good SINR and a bad SINR are integrated and dragged to a bad SINR.
また、ダウンリンクのSTA側でサブキャリヤ毎に所望電力と干渉電力を知ることができるように、電力推定用の信号を専用に用意する。そして、STA側では、その所望電力と干渉電力を知ると、干渉電力が同一レベルになるように各サブキャリヤの信号のレベルを調整した後に、これらのSINRを統合する。これによって、SINRの良いものとSINRの悪いものを統合してSINRの悪いものに引き摺られるという問題を解消することができる。 In addition, a dedicated signal for power estimation is prepared so that desired power and interference power can be known for each subcarrier on the downlink STA side. On the STA side, when the desired power and interference power are known, the SINRs are integrated after adjusting the signal level of each subcarrier so that the interference power becomes the same level. As a result, it is possible to solve the problem that a good SINR and a bad SINR are integrated and dragged to a bad SINR.
また、本発明の第3の側面は、アダプティブ・アレー・アンテナを用い、各アンテナの指向性を適応的に変化させて、複数の相手と空間分割多重接続するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
複数の受信局から2つのリファレンス信号の一方のリファレンス信号を用いて各アンテナの重みを学習する学習ステップと、
他方のリファレンス信号を用いて学習した各アンテナの重みで各受信側で確保できるSINRを評価する評価ステップと、
各受信局からの受信信号の電力を取得する電力取得ステップと、
前記電力取得ステップで得られる電力情報と、前記評価ステップで得られるSINRの情報に基づいて、各受信局でのSINRを推定する推定ステップと、
前記推定ステップにより推定されたSINRに基づいてダウンリンク時の変調方式を決定する変調方式決定ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
Further, the third aspect of the present invention uses a adaptive array antenna, adaptively changes the directivity of each antenna, and performs processing for space division multiple connection with a plurality of opponents on a computer system. A computer program written in a computer-readable format for execution,
A learning step of learning the weight of each antenna using one reference signal of two reference signals from a plurality of receiving stations;
An evaluation step for evaluating the SINR that can be secured at each receiving side with the weight of each antenna learned using the other reference signal;
A power acquisition step of acquiring the power of the received signal from each receiving station;
An estimation step for estimating the SINR at each receiving station based on the power information obtained in the power acquisition step and the SINR information obtained in the evaluation step;
A modulation scheme determining step for determining a modulation scheme in downlink based on the SINR estimated in the estimating step;
A computer program characterized by comprising:
また、本発明の第4の側面は、アダプティブ・アレー・アンテナを用い、各アンテナの指向性を適応的に変化させて空間分割多重接続する無線通信環境下で動作するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
サブキャリヤ毎の所望信号電力と干渉信号電力を取得する電力取得ステップと、
各サブキャリヤの干渉電力の大きさが同一となるように、サブキャリヤ毎に所望信号と干渉信号の比率を保ったまま信号レベルを変換した後、各サブキャリヤのSINRを統合するSINR評価ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a computer system for processing in a wireless communication environment using an adaptive array antenna and adaptively changing the directivity of each antenna to perform space division multiple access. A computer program written in a computer-readable format for execution on
A power acquisition step of acquiring desired signal power and interference signal power for each subcarrier;
SINR evaluation step of integrating the SINR of each subcarrier after converting the signal level while maintaining the ratio of the desired signal and the interference signal for each subcarrier so that the magnitude of the interference power of each subcarrier is the same. ,
A computer program characterized by comprising:
本発明の第3及び第4の各側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第3及び第4の各側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによってコンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、無線通信装置として動作する。このような無線通信装置を複数起動して無線ネットワークを構築することによって、本発明の第1及び第2の各側面に係る無線通信システムと同様の作用効果をそれぞれ得ることができる。 The computer program according to each of the third and fourth aspects of the present invention defines a computer program described in a computer-readable format so as to realize predetermined processing on the computer system. In other words, by installing the computer program according to each of the third and fourth aspects of the present invention in the computer system, a cooperative action is exhibited on the computer system, and it operates as a wireless communication device. By activating a plurality of such wireless communication devices to construct a wireless network, the same operational effects as those of the wireless communication system according to the first and second aspects of the present invention can be obtained.
本発明によれば、複数のアンテナ素子によって構成されるアダプティブ・アレー・アンテナにおいて、それぞれのアンテナ素子に適当な重み付けを行ない加算合成して適応的に行なうことで、空間分割多元接続を実現することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。 According to the present invention, in an adaptive array antenna constituted by a plurality of antenna elements, appropriate weighting is performed on each antenna element, and addition and synthesis is performed adaptively, thereby realizing space division multiple access. An excellent wireless communication system, wireless communication apparatus and wireless communication method, and computer program can be provided.
本発明によれば、アレー・アンテナによる空間多重を行なう際、学習用のリファレンス信号として2OFDMシンボルのみを用いて、学習、及びダウンリンク側でのSINRの値の評価を行なうことができ、適切な変調方式を割り当てることができる。 According to the present invention, when performing spatial multiplexing using an array antenna, it is possible to perform evaluation of the SINR value on the downlink side using only 2 OFDM symbols as a learning reference signal. A modulation scheme can be assigned.
また、本発明によれば、アレー・アンテナによる空間多重を行なう際に、重みの学習をサブキャリヤ毎に行なった場合に、サブキャリヤ毎にSINRがばらついたときに、ダウンリンク側でその信号を正しく受信し、不当なSINRの低下を防ぐことができる。 In addition, according to the present invention, when the weight learning is performed for each subcarrier when performing spatial multiplexing using an array antenna, when the SINR varies for each subcarrier, the signal is transmitted on the downlink side. It is possible to correctly receive and prevent an unreasonable decrease in SINR.
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。 Other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from more detailed description based on embodiments of the present invention described later and the accompanying drawings.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1には、本発明の一実施形態に係る無線LANのネットワーク構成を模式的に示している。 FIG. 1 schematically shows a network configuration of a wireless LAN according to an embodiment of the present invention.
APは複数のアンテナを持ち、STAは1本のアンテナを持つ。APから同時刻に同一の周波数を用いて、複数のSTAと通信するシステムである。以下では、STAからAPへの通信を「アップリンク」と呼び、APからSTAへの通信を「ダウンリンク」と呼ぶ。同時刻に同一周波数を用いて通信を行なうことを空間分割多元接続(SDMA)という。当業界ではアップリンクの空間分割多元接続とダウンリンクの空間分割多元接続が考えられるが、本発明では、特にダウンリンクの空間分割多元接続を狭いダイナミック・レンジのAPで実現することを目的としている。 The AP has a plurality of antennas, and the STA has one antenna. This is a system that communicates with a plurality of STAs using the same frequency from the AP at the same time. Hereinafter, communication from the STA to the AP is referred to as “uplink”, and communication from the AP to the STA is referred to as “downlink”. Communication using the same frequency at the same time is called space division multiple access (SDMA). In the industry, uplink space division multiple access and downlink space division multiple access are conceivable, but the present invention aims to realize downlink space division multiple access with a narrow dynamic range AP. .
なお、アクセス・ポイントは、イーサネット(登録商標)などの有線ネットワークにも接続され、他のアクセス・ポイントと通信を行なうようにしてもよい。 The access point may also be connected to a wired network such as Ethernet (registered trademark) to communicate with other access points.
本発明に係る無線ネットワーク・システムでは、緩やかな時分割多重アクセス構造を持った伝送(MAC)フレームにより複数のチャネルを効果的に利用した伝送制御が行なわれる他、各通信局は、CSMA(Carrier Sense Multiple Access:キャリヤ検出多重接続)に基づくアクセス手順に従い直接非同期的に情報を伝送することもできる。 In the wireless network system according to the present invention, transmission control using a plurality of channels effectively is performed by a transmission (MAC) frame having a gradual time division multiple access structure, and each communication station is provided with a CSMA (Carrier). Information can also be transmitted directly and asynchronously according to an access procedure based on Sense Multiple Access (carrier detection multiple access).
後者のアクセス手順の場合、このとき、衝突を回避し通信品質を向上させる手段としてRTS/CTS方式を採用することができる。 In the case of the latter access procedure, at this time, the RTS / CTS method can be adopted as means for avoiding collision and improving communication quality.
この場合、正味の情報の送信に先立ち、送信元通信局はRTS(Request to Send:送信要求)を送信し、受信先通信局がこのRTSを受信してデータを受信可能であれば、その応答としてCTS(Clear to Send:受信準備完了)を返す。そして、RTS/CTSの情報交換により送受信局間でコネクションが確立した後にデータ伝送を実行する。 In this case, prior to transmission of the net information, the transmission source communication station transmits RTS (Request to Send), and if the reception destination communication station can receive the RTS and receive data, the response As CTS (Clear to Send). Then, data transmission is executed after a connection is established between the transmitting and receiving stations by exchanging RTS / CTS information.
RTS信号又はCTS信号のいずれかを受信した周辺局は、これらのパケットに記述されているデータ伝送期間においてデータ送信処理を差し控える。したがって、送信側又は受信側から隠れ端末となる通信局は、RTS信号又はCTS信号のいずれかを受信することでデータ伝送の衝突を回避するので、隠れ端末問題を解消することができる。以下では、空間分割多元接続の無線ネットワークにおいて、RTS/CTS方式でデータ伝送する実施形態について説明する。 The peripheral station that has received either the RTS signal or the CTS signal refrains from data transmission processing during the data transmission period described in these packets. Therefore, the communication station that becomes a hidden terminal from the transmission side or the reception side avoids the data transmission collision by receiving either the RTS signal or the CTS signal, and thus the hidden terminal problem can be solved. In the following, an embodiment will be described in which data is transmitted by the RTS / CTS method in a space division multiple access wireless network.
本発明に係る無線ネットワークにおけるデータ送受信手順について、図2を参照しながら説明する。 A data transmission / reception procedure in the wireless network according to the present invention will be described with reference to FIG.
同図において、アクセス・ポイントAPは主に大容量のデータの送信を行なうマスタ局であり、例えば動画像データをストリーミング送信するビデオ・サーバのような通信局である。一方、その他の通信局STA1、STA2、STA3は主にデータの受信を行なうスレーブ局であり、マスタ局から受信した動画像データなどのコンテンツを再生するテレビ・モニタなどのコンテンツ再生装置に相当する通信局である。ここで、アクセス・ポイントAPが各スレーブ局STA1、STA2、STA3に対して同時に異なるデータを送信する場合について考察してみる。 In the figure, an access point AP is a master station that mainly transmits a large amount of data, for example, a communication station such as a video server that performs streaming transmission of moving image data. On the other hand, the other communication stations STA1, STA2, and STA3 are slave stations that mainly receive data, and correspond to a content reproduction device such as a television / monitor that reproduces content such as moving image data received from the master station. Station. Here, consider a case where the access point AP transmits different data simultaneously to each of the slave stations STA1, STA2, and STA3.
まず、アクセス・ポイントAPは空間多重伝送(SMT:Space Multiple Transmission)専用のRTSパケットを送信する。このSMT専用のRTSパケットには、ターゲットとなるスレーブ局(図示の例ではSTA1、STA2、STA3)のアドレスが含まれている。このRTSパケットを受信したスレーブ局は、RTSパケット中に記載されているアドレス順に従って時分割でCTSパケットを返信する。 First, the access point AP transmits an RTS packet dedicated to spatial multiplexing transmission (SMT). This STS-dedicated RTS packet includes the addresses of the target slave stations (STA1, STA2, and STA3 in the illustrated example). The slave station that has received the RTS packet returns the CTS packet in a time division manner according to the address order described in the RTS packet.
各スレーブ局が時分割で返信するCTSはMIFS(Momentary IFS)時間だけフレーム間隔を設け、時分割で送信される。時間間隔は、アクセス・ポイントAPがこれらのCTSを確実に受信できるようにこの値を設定する。 The CTS returned by each slave station in a time division manner is transmitted in a time division manner with a frame interval for the MIFS (Momentary IFS) time. The time interval is set to this value to ensure that the access point AP can receive these CTSs.
アクセス・ポイントAPは、これらCTSを時分割で受信すると、各スレーブ局を空間分割多元接続するためのウェイト・ベクトルを算出し、それぞれに対する最適な送信ビーム・パターンに設定して、正味のデータ・フレームを送信(SMT)する。 When the access point AP receives these CTSs in a time division manner, the access point AP calculates a weight vector for space division multiple access of each slave station, sets the optimum transmission beam pattern for each, and sets the net data Send the frame (SMT).
各スレーブ局は、アクセス・ポイントAPからのデータ・フレームを受信すると、CTSパケットを返信するときと同様にして、ACKを返信する。 When each slave station receives a data frame from the access point AP, each slave station returns an ACK in the same manner as when returning a CTS packet.
RTSパケット、CTSパケット、データ・パケット、ACKパケットそれぞれのMACフィールドあるいはPHYフレームのヘッダには、Durationフィールドが用意されており、この値を基にNAV(Network Allocation Vector)を設定する。 A Duration field is prepared in the header of the MAC field or PHY frame of each of the RTS packet, the CTS packet, the data packet, and the ACK packet, and a NAV (Network Allocation Vector) is set based on this value.
図2に示す例では、RTSでは、RTSとすべてのCTSが送信し終わる間での時間をNAVとして設定する。 In the example shown in FIG. 2, in the RTS, the time between the end of transmission of the RTS and all the CTSs is set as the NAV.
また、CTSについては、CTSと、その後に続くデータ・フレームとすべてのACKが送信し終わるまでの時間をNAVとして設定する。したがって、CTSによって指定されるNAVの設定時間が終了する時刻は各スレーブ局STA1、STA2、STA3で同時刻となる。 For CTS, the time until CTS, the subsequent data frame and all ACKs are transmitted is set as NAV. Therefore, the time when the set time of the NAV specified by the CTS ends is the same time in each of the slave stations STA1, STA2, and STA3.
データ・フレームでは、その後に続くすべてのACKが送信し終わるまでの時間がNAVとして設定される。 In the data frame, the time until all subsequent ACKs are transmitted is set as the NAV.
ACK(+CTS)では、CTSのときと同様に、その後に続くデータ・フレームとすべてのACKが送信を終わるまでの時間を設定する。したがって、このACKによって指定されるNAVの設定値は、各スレーブ局STA1、STA2、STA3で同時刻となる。 In ACK (+ CTS), as in the case of CTS, the time until the subsequent data frame and all ACKs are completely transmitted is set. Therefore, the set value of the NAV designated by this ACK is the same time in each of the slave stations STA1, STA2, and STA3.
RTS、CTS、データのいずれかを受信した周辺局は、パケットのMACヘッダに記載されているDurationに従ってNAVを立て、ACKパケットの送信が完了するまでの間は送信処理を停止する。 A peripheral station that has received one of RTS, CTS, and data sets up a NAV according to Duration described in the MAC header of the packet, and stops transmission processing until the transmission of the ACK packet is completed.
アクセス・ポイントでは、アナログ部のLNAのゲインを適応的に設定することにより、各ステーションから時分割で受信する複数のCTSを、一定の大きさで受信できるように調整される。そして、複数のCTSを時分割で受信すると、これら時分割で受信したデータから、各ステーション用の伝達関数(「方向ベクトル」とも言う)を取得する。 The access point is adjusted so that a plurality of CTSs received from each station in a time division manner can be received at a constant size by adaptively setting the LNA gain of the analog unit. When a plurality of CTSs are received in a time division manner, a transfer function (also referred to as a “direction vector”) for each station is acquired from the data received in the time division manner.
図3には、図2に示したデータ送受信手順において使用される各パケットのフレーム・フォーマットを示している。 FIG. 3 shows a frame format of each packet used in the data transmission / reception procedure shown in FIG.
同図上段に示すように、APからのRTSパケットに応答して各STAから時分割で返されるCTSパケットのヘッダは、同期AGC用信号と2つのリファレンス信号(リファレンス・シンボル)を含んでいる。 As shown in the upper part of the figure, the header of the CTS packet returned in time division from each STA in response to the RTS packet from the AP includes a synchronous AGC signal and two reference signals (reference symbols).
また、同図下段に示すように、APから各STA宛てに送信されるデータ・パケットは、空間分割多重されたSTA毎の同期AGC用信号と2つのリファレンス信号と、電力測定用信号をヘッダに含んでいる。同期AGC用信号と2つのリファレンス信号は空間分割多重されている。これに対し、電力測定用信号はSTA毎に専用のものが用意され、時分割多重されている。 As shown in the lower part of the figure, the data packet transmitted from the AP to each STA has a synchronous AGC signal for each STA, two reference signals, and a power measurement signal as a header. Contains. The synchronous AGC signal and the two reference signals are space division multiplexed. On the other hand, a dedicated power measurement signal is prepared for each STA and is time-division multiplexed.
複数のCTSを時分割で受信したAPは、図3に示すようにCTSパケットのヘッダに含まれる2つのリファレンス信号を使用して、それぞれのSTA用の伝達関数を取得する。 The AP that has received a plurality of CTSs in a time division manner acquires transfer functions for the respective STAs using two reference signals included in the header of the CTS packet as shown in FIG.
通常は、この2つのリファレンス信号の平均をとり、伝達関数取得の精度を上げて、その精度が上がった伝達関数を用いて、以下のように、一般逆行列を求めることにより各STA用の重みw1、w2、w3を得る。しかし、この求めた重みにより、どの程度のSINRがダウンリンク側に対して得られるか評価する手段がない。 Usually, the average of these two reference signals is taken, the accuracy of transfer function acquisition is increased, and the weight for each STA is obtained by obtaining a general inverse matrix as follows using the transfer function with the increased accuracy. Obtain w 1 , w 2 , and w 3 . However, there is no means for evaluating how much SINR can be obtained for the downlink side with the obtained weight.
ここで、重み自体は、2つのリファレンス信号の平均から求めた伝達関数を用いて求めるが、SINRの評価を行なう場合には、1つのリファレンス信号で重みを求めて、残りの1つのリファレンス信号でSINRがどの程度取れているかを評価する。その推定SINRを用いてダウンリンク側のデータ・パケットの変調方式を決定する。 Here, the weight itself is obtained using a transfer function obtained from the average of two reference signals. However, when evaluating SINR, the weight is obtained with one reference signal, and the remaining one reference signal is used. Evaluate how much SINR is obtained. The modulation method of the data packet on the downlink side is determined using the estimated SINR.
もう少し詳しく説明する。APは各STAから時分割でCTSを受信したときに、それぞれの受信電力を測定する。例えば、下表に示すように各STAからは、-60dBm、−70dBm、−80dBmの電力で受信できていたとする。 I will explain a little more in detail. When the AP receives a CTS from each STA in a time division manner, the AP measures each received power. For example, as shown in the table below, it is assumed that reception has been possible from each STA with power of −60 dBm, −70 dBm, and −80 dBm.
APでは、1つの目リファレンス信号の受信電力を基に、それぞれのSTA用の伝達関数を取得する。そして、残りの1つのリファレンス信号で評価し、それをダウンリンク側のSINRとして評価する。 In the AP, a transfer function for each STA is acquired based on the reception power of one eye reference signal. Then, the remaining one reference signal is evaluated, and it is evaluated as the SINR on the downlink side.
SINRの推定処理では、各STA用の重みw1、w2、w3を用いた場合に、各STAから取得した伝達関数に対する信号レベルが以下のように計算できたとする。 In the SINR estimation processing, when the weights w 1 , w 2 , and w 3 for each STA are used, the signal level for the transfer function acquired from each STA can be calculated as follows.
例えば、STA1用の重みを用いれば、STA1からの信号であるSTA1の伝達関数の信号は受信するが、その他のSTA2並びにSTA3からの信号は小さい電力でしか受信しない、つまりヌルを向けている状態である。 For example, if the weight for STA1 is used, the signal of the transfer function of STA1 that is a signal from STA1 is received, but the signals from other STA2 and STA3 are received only with small power, that is, a state where null is directed. It is.
また、各伝達関数は、AGC(オート・ゲイン・コントロール)を通過した信号であるので、信号の大きさが正規化されている。したがって、ダウンリンク側でのSINRを得るためには、受信したCTSパケットの電力、−60dBm、−70dBm、−80dBmを用いて変換しなければならない。 Since each transfer function is a signal that has passed through AGC (Auto Gain Control), the magnitude of the signal is normalized. Therefore, in order to obtain the SINR on the downlink side, conversion must be performed using the power of the received CTS packet, −60 dBm, −70 dBm, and −80 dBm.
STA1に対する所望信号は、重みw1を使ったSTA1への電力が0dBであることから、0dB−60dB=−60dBで受信することができる。一方、重みw2を使ったときのSTA1への干渉信号は、−10dB−60dB=−70dBと計算できる。また、重みw3を使ったときのSTA1への干渉信号は、−30dB−60dB=−90dBと計算できる。 The desired signal for STA1 can be received at 0 dB−60 dB = −60 dB since the power to STA1 using the weight w 1 is 0 dB. On the other hand, the interference signal to STA1 when the weight w 2 is used can be calculated as −10 dB−60 dB = −70 dB. Further, the interference signal to STA1 when the weight w 3 is used can be calculated as −30 dB−60 dB = −90 dB.
したがって、ダウンリンクでのSTA1でのSINRは次のようになる。すなわち、所望信号は−60dB、干渉信号が、−70dBと−90dBなので、約10dBのSINRが取れることになる。 Therefore, the SINR at STA1 in the downlink is as follows. That is, since the desired signal is −60 dB and the interference signals are −70 dB and −90 dB, an SINR of about 10 dB can be obtained.
このようにして、1つ目のリファレンス信号を用いて学習し、残りの1つのリファレンス信号で評価し、それをダウンリンク側のSINRとして推定することができる。 In this way, it is possible to learn using the first reference signal, evaluate with the remaining one reference signal, and estimate it as the SINR on the downlink side.
上述したように、1つ目のリファレンス信号を用いて学習し、残りの1つのリファレンス信号で評価し、それをダウンリンク側のSINRとして推定することができる。さらに、学習した重みがどの程度有効であるのか、その重みを用いると、どの程度のSINRを確保できるかを知る必要がある。何故ならば、学習を行なったAPは、その結果を受けてどのような変調方式でデータを各STAに送信するかを決定しなければならないからである。 As described above, learning is performed using the first reference signal, evaluation is performed using the remaining one reference signal, and it can be estimated as the SINR on the downlink side. Furthermore, it is necessary to know how effective the learned weight is and how much SINR can be secured by using the weight. This is because the learning AP has to determine what modulation method to transmit data to each STA in response to the result.
ここで、マルチキャリヤになった場合には、各キャリヤでの干渉成分の大きさを統一してから(すなわち同じ比率で所望信号のレベルも変換される)、干渉信号同士の和をとるとともに、所望信号同士の和をとり、総合のSINRを求めればよい(図4を参照のこと)。このようにすれば、重みの学習をサブキャリヤ毎に行なった場合に、サブキャリヤ毎にSINRがばらついたときであっても、ダウンリンク側でその信号を正しく受信し、不当なSINRの低下を防ぐことができる。 Here, in the case of multi-carrier, after unifying the magnitude of the interference component in each carrier (that is, the level of the desired signal is also converted at the same ratio), the sum of the interference signals is taken, What is necessary is just to obtain the total SINR by summing the desired signals (see FIG. 4). In this way, when weight learning is performed for each subcarrier, even if the SINR varies from subcarrier to subcarrier, the signal is correctly received on the downlink side, and the SINR is unduly reduced. Can be prevented.
このようにして、AP側では、各STAからのCTSに付加されたリファレンス信号を基に推定したSINRを用いて、どの変調方式を用いるかをAP側で決定し、各変調方式で変調された3つのデータを空間分割多重し、送信する。 In this way, on the AP side, the SI side estimated based on the reference signal added to the CTS from each STA is used to determine which modulation method is used, and the AP side modulates each modulation method. Three pieces of data are spatially multiplexed and transmitted.
ここで、図2に示したように、APから各STA宛てに送信されるデータ・パケットは、STA毎の同期AGC用信号と2つのリファレンス信号と、電力測定用信号をヘッダに含んでいる。3つのデータ及びプリアンブルは、それぞれSTA1用、STA2用、STA3用のアレー・アンテナの重みがかけられ、空間分割多重されている。また、電力測定用信号は、STA毎に専用のものが用意され、時分割多重されている。 Here, as shown in FIG. 2, the data packet transmitted from the AP to each STA includes a synchronous AGC signal for each STA, two reference signals, and a power measurement signal in the header. The three data and preamble are weighted by the array antennas for STA1, STA2, and STA3, respectively, and are space division multiplexed. Also, a dedicated power measurement signal is prepared for each STA and is time-division multiplexed.
したがって、各STAは、データを受信する前にプリアンブルの後に、時分割に送られる電力測定信号を受信することができる。すなわち、STAは、この時分割の電力測定信号の領域を使用すると、自局宛ての所望信号と干渉信号が格サブキャリヤ毎に計算可能である。 Therefore, each STA can receive a power measurement signal sent in time division after the preamble before receiving data. In other words, the STA can calculate a desired signal and an interference signal addressed to itself for each subcarrier by using this time-division power measurement signal area.
例えば、STA1の場合では、STA1用の電力測定用信号の領域で受信した信号は、所望信号の電力であり、STA2用とSTA3用の電力測定用信号の領域で受信した信号は、STA1にとって干渉信号である。 For example, in the case of STA1, the signal received in the power measurement signal area for STA1 is the power of the desired signal, and the signals received in the power measurement signal areas for STA2 and STA3 interfere with STA1. Signal.
このように、各STAは、プリアンブルに時分割で挿入される電力測定用信号を利用して、サブキャリヤ毎に所望信号と干渉信号の電力を知ることができる。次にデータ部を受信する際に、このデータ部は、干渉信号と所望信号(かなり小さい)が混ざっていて分離することができないが、サブキャリヤ毎に所望信号と干渉信号の比が判るので、サブキャリヤ毎の干渉信号のレベルを同じにするように各信号の大きさを調整することができる。 Thus, each STA can know the power of the desired signal and the interference signal for each subcarrier by using the power measurement signal inserted in the preamble in a time division manner. Next, when receiving the data part, the data part is mixed with the interference signal and the desired signal (which is quite small) and cannot be separated, but the ratio of the desired signal and the interference signal is known for each subcarrier. The magnitude of each signal can be adjusted so that the level of the interference signal for each subcarrier is the same.
この調整後の信号をまとめて1つの信号とみなして電力を統合して統合化を行なうことができる。このような調整を行なわないと、特定のサブキャリヤの干渉成分が不当に大きくみなされ、他のサブキャリヤの信号に悪影響を与えることになってしまう。 The signals after the adjustment can be collectively regarded as one signal, and the power can be integrated for integration. Without such adjustment, the interference component of a specific subcarrier is considered to be unduly large and adversely affects the signals of other subcarriers.
図5には、本発明に係る無線ネットワークで、APとして動作する無線通信装置の機能構成例を模式的に示している。APは、複数(図示の例では2本)のアンテナ101を有し、アンテナ毎に送受信RF部102と、送信機及び受信機を備えている。
FIG. 5 schematically shows a functional configuration example of a wireless communication apparatus operating as an AP in the wireless network according to the present invention. The AP has a plurality (two in the illustrated example) of antennas 101, and includes a transmission /
送受信RF部102は、受信信号を電圧増幅する低雑音アンプ(LNA)と自動利得制御器(AGC)、並びに送信信号の電力を増幅するパワーアンプ(PA)で構成される。
The transmission /
それぞれの送信機側は、符号器111と、送信用重み乗算部112と、IFFT113と、ガード・インターバル挿入部114と、D/A変換器115とを備えている。
Each transmitter side includes an
符号器111は、通信プロトコルの上位レイヤから送られてきた送信データを誤り訂正符号で符号化する。この時点で、パイロット・シンボル挿入パターン並びにタイミングに従って、既知のデータ系列をパイロット・シンボルとして変調シンボル系列に挿入するようにしてもよい。サブキャリヤ毎あるいはサブキャリヤ数本の間隔で、既知パターンからなるパイロット信号が挿入される。
The
送信用重み乗算部112は、受信したリファレンス信号を基に得られる各STAの重みを、符号後の送信信号に乗算する。
The
IFFT113では、並列キャリヤ数分のパラレル・データに変換してまとめ、所定のFFTサイズ並びにタイミングに従ってFFTサイズ分の逆フーリエ変換を行なう。ガード・インターバル挿入部114は、シンボル間干渉の除去のため、1OFDMシンボルの前後にガード・インターバル区間を設ける。ガード・インターバルの時間幅は、伝搬路の状況、すなわち復調に影響を及ぼす遅延波の最大遅延時間によって決定される。
The
そして、パラレル・データに変換された送信信号を周波数軸での各キャリヤの直交性を保持したまま時間軸の信号にシリアル変換し、D/A変換器115によりアナログのベースバンド信号に変換する。さらにRF部によりRF周波数帯にアップコンバートされてから、アンテナ101よりチャネルへ送出される。
The transmission signal converted into parallel data is serially converted into a time-axis signal while maintaining orthogonality of each carrier on the frequency axis, and converted to an analog baseband signal by the D /
一方、受信機側は、A/D変換器115と、OFDMシンボル同期処理部121と、FFT122と、伝達関数取得部123と、電力取得部124と、SINR評価部125と、復号器(図示しない)で構成される。
On the other hand, the receiver side includes an A /
アンテナ101より受信した信号を、RF部102でRF周波数帯からベースバンド信号にダウンコンバートし、A/D変換器115により、デジタル信号に変換する。
The signal received from the antenna 101 is down-converted from the RF frequency band to the baseband signal by the
シリアル・データとしての受信信号は、OFDMシンボル同期処理部121により検出された同期タイミングに従って、パラレル・データに変換してまとめられる。ここでは、ガード・インターバルまでを含む1OFDMシンボル分の信号がまとめられる。そして、FFT122によって有効シンボル長分の信号をフーリエ変換し、各サブキャリヤの信号を取り出す。その後、時間軸の信号を周波数軸の信号に変換する。
The received signal as serial data is converted into parallel data according to the synchronization timing detected by the OFDM symbol
受信信号は、さらに復号器(図示しない)によって誤り訂正並びに復号され、受信データとなり、通信プロトコルの上位レイヤに渡される。復号器は、例えばビタビ(Viterbi)復号方式を用い、ノイズが混ざったデータの中から、最尤、すなわち確率的に最も確からしいデータ列を再生する。 The received signal is further error-corrected and decoded by a decoder (not shown), becomes received data, and is passed to the upper layer of the communication protocol. The decoder uses, for example, a Viterbi decoding method, and reproduces a data string that is most likely, that is, most probabilistically probable from data mixed with noise.
伝達関数取得部123は、各STAから時分割で受信したCTS又はその他のパケットのヘッダに含まれる2つのリファレンス信号を用いて、伝達関数を取得する。
The transfer
電力取得部124は、各STAから時分割で受信したCTS又はその他の信号の電力を測定し、これを保存する。
The
SINR評価部125は、各STAから時分割で受信したCTS又はその他のパケットのヘッダに含まれる2つのリファレンス信号を用いて得られる伝達関数から、各STAへの重みを算出し、さらにダウンリンク側でどの程度のSINRが確保できているかの評価を行なう。ここで得られる重みは、送信用重み乗算部112に設定される。また、ダウンリンク用のSINR評価により、各STAに送信するデータの変調方式を決定する。
The
また、図6には、本発明に係る無線ネットワークで、STAとして動作する無線通信装置の機能構成例を模式的に示している。アクセス・ポイントAPは、1本のアンテナ201と、送受信RF部202と、送信機及び受信機を備えている。
FIG. 6 schematically shows a functional configuration example of a wireless communication apparatus operating as an STA in the wireless network according to the present invention. The access point AP includes one antenna 201, a transmission /
送受信RF部202は、受信信号を電圧増幅する低雑音アンプ(LNA)と自動利得制御器(AGC)、並びに送信信号の電力を増幅するパワーアンプ(PA)で構成される。
The transmission /
送信機側は、符号器211と、IFFT212と、ガード・インターバル挿入213部と、D/A変換器214とを備えている。
The transmitter side includes an
符号器211は、通信プロトコルの上位レイヤから送られてきた送信データを誤り訂正符号で符号化する。
The
IFFT212では、並列キャリヤ数分のパラレル・データに変換してまとめ、所定のFFTサイズ並びにタイミングに従ってFFTサイズ分の逆フーリエ変換を行なう。
In
ガード・インターバル挿入部213は、シンボル間干渉の除去のため、1OFDMシンボルの前後にガード・インターバル区間を設ける。
The guard
そして、パラレル・データに変換された送信信号を周波数軸での各キャリヤの直交性を保持したまま時間軸の信号にシリアル変換し、D/A変換器214によりアナログのベースバンド信号に変換する。さらにRF部202によりRF周波数帯にアップコンバートされてから、アンテナ201よりチャネルへ送出される。
The transmission signal converted into parallel data is serially converted into a time-axis signal while maintaining orthogonality of each carrier on the frequency axis, and converted to an analog baseband signal by the D /
一方、受信機側は、A/D変換器214と、OFDMシンボル同期処理部221と、FFT222と、復号器223で構成される。
On the other hand, the receiver side includes an A /
アンテナより受信した信号を、RF部202でRF周波数帯からベースバンド信号にダウンコンバートし、A/D変換器により、デジタル信号に変換する。
The signal received from the antenna is down-converted from the RF frequency band to the baseband signal by the
シリアル・データとしての受信信号は、OFDMシンボル同期処理部221により検出された同期タイミングに従って、パラレル・データに変換してまとめられる。
The received signal as serial data is converted into parallel data and collected according to the synchronization timing detected by the OFDM symbol
そして、FFT222によって有効シンボル長分の信号をフーリエ変換し、各サブキャリヤの信号を取り出す。その後、時間軸の信号を周波数軸の信号に変換する。
Then, the
受信信号は、さらに復号器223によって誤り訂正並びに復号され、受信データとなり、通信プロトコルの上位レイヤに渡される。
The received signal is further error-corrected and decoded by the
続いて、図5に示したAP及び図6に示した複数(3台)のSTAで構成されるデータ通信システムにおける動作手順について、図7を参照しながら説明する。但し、APと各STA間では、RTS/CTS手順を適用したCSMA/CAによるアクセス制御が行なわれるものとする。 Next, an operation procedure in the data communication system including the AP shown in FIG. 5 and a plurality (three) of STAs shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG. However, it is assumed that access control by CSMA / CA applying the RTS / CTS procedure is performed between the AP and each STA.
ステップ1:
APから3台の送信相手のSTAを指定したRTSを送信する。
Step 1:
The RTS specifying the STAs of the three transmission partners is transmitted from the AP.
ステップ2:
送信相手として指定された各STAは、時分割でCTSを返信する。このCTSの先頭には、2OFDMシンボル分のリファレンス信号が付加されている。すなわち、1個目のOFDMシンボルが1個目のリファレンス信号で、2個目のOFDMシンボルが2個目のリファレンス信号である。
Step 2:
Each STA designated as a transmission partner returns a CTS in a time division manner. Reference signals for 2 OFDM symbols are added to the head of this CTS. That is, the first OFDM symbol is the first reference signal, and the second OFDM symbol is the second reference signal.
ステップ3:
APは、時分割で送られてきたCTSを受信すると、各CTSの電力を測定し、これを保存する。
Step 3:
When the AP receives the CTS sent in time division, the AP measures the power of each CTS and stores it.
ステップ4:
APは、時分割で送られてきたCTSを受信すると、各CTSの1番目のリファレンス信号を用いてアダプティブ・アレーの重みを計算する。さらに、ここで算出された重みを各CTSの2番目のリファレンス信号で評価し、各STAに対するAP側でのSINRがどの程度とれるのかを評価し、それをテーブル1に保存する。
Step 4:
When the AP receives the CTS sent in time division, the AP calculates the weight of the adaptive array using the first reference signal of each CTS. Further, the weights calculated here are evaluated by the second reference signal of each CTS, the degree of SINR on the AP side for each STA is evaluated, and stored in Table 1.
ステップ5:
APは、時分割で送られてきたCTSを受信すると、各CTSの2番目のリファレンス信号を用いてアダプティブ・アレーの重みを計算する。さらに、ここで算出された重みを各CTSの1番目のリファレンス信号で評価し、各STAに対するAP側でのSINRがどの程度とれるのかを評価し、それをテーブル2に保存する。
Step 5:
When the AP receives the CTS sent in time division, the AP calculates the weight of the adaptive array using the second reference signal of each CTS. Further, the weight calculated here is evaluated by the first reference signal of each CTS, and the degree of SINR on the AP side for each STA is evaluated and stored in Table 2.
ステップ6:
テーブル1とテーブル2でのSINR情報の平均を取り、精度を上げる。
Step 6:
Average the SINR information in Table 1 and Table 2 to increase accuracy.
ステップ7:
時分割で送られてきたCTSを受信したAPは、各CTSの1番目のリファレンス信号と2番目のリファレンス信号の平均をとり、精度を上げたリファレンス信号を用いてアダプティブ・アレーの重みを計算し、これを保存する。
Step 7:
The AP that receives the CTS sent in time division takes the average of the first reference signal and the second reference signal of each CTS, and calculates the weight of the adaptive array using the reference signal with increased accuracy. Save this.
ステップ8:
ステップ3で得られた電力情報とステップ6で得られたSINRの情報から、ダウンリンク側のSTA側でのSINRを推定する。
Step 8:
From the power information obtained in
ステップ9:
ステップ8で推定したSINRに基づき変調方式を決定し、空間多重したデータをステップ7で得た重みで送信する。
Step 9:
The modulation scheme is determined based on the SINR estimated in
ステップ10:
データを受信できた各STAは、ACKを返信する。
Step 10:
Each STA that has received the data returns an ACK.
図8には、本発明に係る無線ネットワークで、APとして動作する無線通信装置についての他の機能構成例を模式的に示している。APは、複数(図示の例では2本)のアンテナ101を有し、アンテナ毎に送受信RF部102と、送信機及び受信機を備えている。
FIG. 8 schematically shows another functional configuration example of a wireless communication apparatus operating as an AP in the wireless network according to the present invention. The AP has a plurality (two in the illustrated example) of antennas 101, and includes a transmission /
送受信RF部102は、受信信号を電圧増幅する低雑音アンプ(LNA)と自動利得制御器(AGC)、並びに送信信号の電力を増幅するパワーアンプ(PA)で構成される。
The transmission /
それぞれの送信機側は、符号器111と、送信用重み乗算部112と、IFFT113と、ガード・インターバル挿入部114と、D/A変換器115と、電力測定用信号挿入部116を備えている。
Each transmitter side includes an
符号器111は、通信プロトコルの上位レイヤから送られてきた送信データを誤り訂正符号で符号化する。この時点で、パイロット・シンボル挿入パターン並びにタイミングに従って、既知のデータ系列をパイロット・シンボルとして変調シンボル系列に挿入するようにしてもよい。サブキャリヤ毎あるいはサブキャリヤ数本の間隔で、既知パターンからなるパイロット信号が挿入される。
The
電力測定用信号挿入部116は、STA側での所望電力並びに干渉電力測定用の信号を生成し、これを例えばデータ・パケットのヘッダに時分割で挿入する(図3を参照のこと)。 The power measurement signal insertion unit 116 generates a signal for measuring desired power and interference power on the STA side, and inserts the signal into, for example, a data packet header in a time division manner (see FIG. 3).
送信用重み乗算部112は、受信したリファレンス信号を基に得られる各STAの重みを、符号後の送信信号に乗算する。
The
IFFT113では、並列キャリヤ数分のパラレル・データに変換してまとめ、所定のFFTサイズ並びにタイミングに従ってFFTサイズ分の逆フーリエ変換を行なう。ガード・インターバル挿入部114は、シンボル間干渉の除去のため、1OFDMシンボルの前後にガード・インターバル区間を設ける。ガード・インターバルの時間幅は、伝搬路の状況、すなわち復調に影響を及ぼす遅延波の最大遅延時間によって決定される。
The
そして、パラレル・データに変換された送信信号を周波数軸での各キャリヤの直交性を保持したまま時間軸の信号にシリアル変換し、D/A変換器115によりアナログのベースバンド信号に変換する。さらにRF部によりRF周波数帯にアップコンバートされてから、アンテナ101よりチャネルへ送出される。
The transmission signal converted into parallel data is serially converted into a time-axis signal while maintaining orthogonality of each carrier on the frequency axis, and converted to an analog baseband signal by the D /
一方、受信機側は、A/D変換器102と、OFDMシンボル同期処理部121と、FFT122と、伝達関数取得部123と、電力取得部124と、SINR評価部125と、復号器(図示しない)で構成される。
On the other hand, the receiver side includes an A /
アンテナ101より受信した信号を、RF部102でRF周波数帯からベースバンド信号にダウンコンバートし、A/D変換器115により、デジタル信号に変換する。
The signal received from the antenna 101 is down-converted from the RF frequency band to the baseband signal by the
シリアル・データとしての受信信号は、OFDMシンボル同期処理部121により検出された同期タイミングに従って、パラレル・データに変換してまとめられる。ここでは、ガード・インターバルまでを含む1OFDMシンボル分の信号がまとめられる。そして、FFT122によって有効シンボル長分の信号をフーリエ変換し、各サブキャリヤの信号を取り出す。その後、時間軸の信号を周波数軸の信号に変換する。
The received signal as serial data is converted into parallel data according to the synchronization timing detected by the OFDM symbol
受信信号は、さらに復号器(図示しない)によって誤り訂正並びに復号され、受信データとなり、通信プロトコルの上位レイヤに渡される。復号器は、例えばビタビ(Viterbi)復号方式を用い、ノイズが混ざったデータの中から、最尤、すなわち確率的に最も確からしいデータ列を再生する。 The received signal is further error-corrected and decoded by a decoder (not shown), becomes received data, and is passed to the upper layer of the communication protocol. The decoder uses, for example, a Viterbi decoding method, and reproduces a data string that is most likely, that is, most probabilistically probable from data mixed with noise.
伝達関数取得部123は、各STAから時分割で受信したCTS又はその他のパケットのヘッダに含まれる2つのリファレンス信号を用いて、伝達関数を取得する。
The transfer
電力取得部124は、各STAから時分割で受信したCTS又はその他の信号の電力を測定し、これを保存する。
The
SINR評価部125は、各STAから時分割で受信したCTS又はその他のパケットのヘッダに含まれる2つのリファレンス信号を用いて得られる伝達関数から、各STAへの重みを算出し、さらにダウンリンク側でどの程度のSINRが確保できているかの評価を行なう。ここでは、各サブキャリヤの干渉電力の大きさが同一となるように、サブキャリヤ毎に所望信号と干渉信号の比率を保ったまま信号レベルを変換した後、各サブキャリヤのSINRを統合する。これによって、SINRの良いものとSINRの悪いものを統合してSINRの悪いものに引き摺られるという問題を解消することができる。
The
SINR評価部125で得られる重みは、送信用重み乗算部112に設定される。また、ダウンリンク用のSINR評価により、各STAに送信するデータの変調方式を決定する。
The weight obtained by the
また、図9には、本発明に係る無線ネットワークで、STAとして動作する無線通信装置についての他の機能構成例を模式的に示している。アクセス・ポイントAPは、1本のアンテナ201と、送受信RF部202と、送信機及び受信機を備えている。
FIG. 9 schematically shows another functional configuration example of a wireless communication apparatus operating as an STA in the wireless network according to the present invention. The access point AP includes one antenna 201, a transmission /
送受信RF部202は、受信信号を電圧増幅する低雑音アンプ(LNA)と自動利得制御器(AGC)、並びに送信信号の電力を増幅するパワーアンプ(PA)で構成される。
The transmission /
送信機側は、符号器211と、IFFT212と、ガード・インターバル挿入213部と、D/A変換器214とを備えている。
The transmitter side includes an
符号器211は、通信プロトコルの上位レイヤから送られてきた送信データを誤り訂正符号で符号化する。
The
IFFT212では、並列キャリヤ数分のパラレル・データに変換してまとめ、所定のFFTサイズ並びにタイミングに従ってFFTサイズ分の逆フーリエ変換を行なう。
In
ガード・インターバル挿入部213は、シンボル間干渉の除去のため、1OFDMシンボルの前後にガード・インターバル区間を設ける。
The guard
そして、パラレル・データに変換された送信信号を周波数軸での各キャリヤの直交性を保持したまま時間軸の信号にシリアル変換し、D/A変換器214によりアナログのベースバンド信号に変換する。さらにRF部202によりRF周波数帯にアップコンバートされてから、アンテナ201よりチャネルへ送出される。
The transmission signal converted into parallel data is serially converted into a time-axis signal while maintaining orthogonality of each carrier on the frequency axis, and converted to an analog baseband signal by the D /
一方、受信機側は、A/D変換器214と、OFDMシンボル同期処理部221と、FFT222と、復号器223と、電力取得部224と、信号レベル調整部225で構成される。
On the other hand, the receiver side includes an A /
アンテナより受信した信号を、RF部202でRF周波数帯からベースバンド信号にダウンコンバートし、A/D変換器により、デジタル信号に変換する。
The signal received from the antenna is down-converted from the RF frequency band to the baseband signal by the
シリアル・データとしての受信信号は、OFDMシンボル同期処理部221により検出された同期タイミングに従って、パラレル・データに変換してまとめられる。
The received signal as serial data is converted into parallel data and collected according to the synchronization timing detected by the OFDM symbol
そして、FFT222によって有効シンボル長分の信号をフーリエ変換し、各サブキャリヤの信号を取り出す。その後、時間軸の信号を周波数軸の信号に変換する。
Then, the
電力取得部224は、ダウンリンク側での所望信号及び干渉信号の電力を取得する。上述したようにAP側からは、STA毎に電力測定用の信号を専用に用意し、これらをデータ・パケットのヘッダ部において時分割で送信している場合(図3を参照のこと)、電力取得部224は、自局宛ての電力測定用信号を所望信号とするとともに他局宛ての電力測定用信号を干渉信号として、サブキャリヤ毎の所望信号電力と干渉信号電力を取得することができる。
The
信号レベル調整部225は、所望電力と干渉電力を知ると、干渉電力が同一レベルになるように各サブキャリヤの信号のレベルを調整した後に、これらのSINRを統合する。これによって、SINRの良いものとSINRの悪いものを統合してSINRの悪いものに引き摺られるという問題を解消することができる。
When the signal
その後、受信信号は、復号器223によって誤り訂正並びに復号され、受信データとなり、通信プロトコルの上位レイヤに渡される。復号器は、例えばビタビ(Viterbi)復号方式を用い、ノイズが混ざったデータの中から、最尤、すなわち確率的に最も確からしいデータ列を再生する。
Thereafter, the received signal is error-corrected and decoded by the
続いて、図8に示したAP及び図9に示した複数(3台)のSTAで構成されるデータ通信システムにおける動作手順について、図10を参照しながら説明する。但し、APと各STA間では、RTS/CTS手順を適用したCSMA/CAによるアクセス制御が行なわれるものとする。 Next, an operation procedure in the data communication system including the AP shown in FIG. 8 and a plurality (three) of STAs shown in FIG. 9 will be described with reference to FIG. However, it is assumed that access control by CSMA / CA applying the RTS / CTS procedure is performed between the AP and each STA.
ステップ11:
APから3台の送信相手のSTAを指定したRTSを送信する。
Step 11:
The RTS specifying the STAs of the three transmission partners is transmitted from the AP.
ステップ12:
送信相手として指定された各STAは、時分割でCTSを返信する。このCTSの先頭には、2OFDMシンボル分のリファレンス信号が付加されている。すなわち、1個目のOFDMシンボルが1個目のリファレンス信号で、2個目のOFDMシンボルが2個目のリファレンス信号である。
Step 12:
Each STA designated as a transmission partner returns a CTS in a time division manner. Reference signals for 2 OFDM symbols are added to the head of this CTS. That is, the first OFDM symbol is the first reference signal, and the second OFDM symbol is the second reference signal.
ステップ13:
APは、時分割で送られてきたCTSを受信すると、各CTSの電力を測定し、これを保存する。
Step 13:
When the AP receives the CTS sent in time division, the AP measures the power of each CTS and stores it.
ステップ14:
APは、時分割で送られてきたCTSを受信すると、各CTSの1番目のリファレンス信号を用いてアダプティブ・アレーの重みを計算する。さらに、ここで算出された重みを各CTSの2番目のリファレンス信号で評価する。
Step 14:
When the AP receives the CTS sent in time division, the AP calculates the weight of the adaptive array using the first reference signal of each CTS. Further, the weight calculated here is evaluated by the second reference signal of each CTS.
ここで行なう評価方法は、OFDMの52本あるサブキャリヤ毎に所望信号と干渉信号の比を求めることができるが、各サブキャリヤ毎に干渉信号の大きさが同一になるように、各サブキャリヤの信号レベルを変換するという操作を行なう(図4を産しようのこと)。各サブキャリヤの干渉レベルが同一になった後でサブキャリヤ毎に所望電力と干渉電力を統合して総合のSINRを求める。 In the evaluation method performed here, the ratio of the desired signal and the interference signal can be obtained for each of the 52 subcarriers of OFDM, but the size of the interference signal is the same for each subcarrier. The operation of converting the signal level is performed (let's produce FIG. 4). After the interference level of each subcarrier becomes the same, the desired power and the interference power are integrated for each subcarrier to obtain a total SINR.
ステップ15:
ステップ14で求めたSINRに基づき変調方式を決定し、ステップ14で求めた重みを用いてデータを送信する。このデータの先頭には、各STAに対応した電力測定用の信号が時分割で付加されている。
Step 15:
A modulation scheme is determined based on the SINR obtained in step 14, and data is transmitted using the weight obtained in step 14. At the head of this data, a power measurement signal corresponding to each STA is added in a time division manner.
ステップ16:
各STAは、3つの電力測定用信号を受信することにより、サブキャリヤ毎に所望信号と干渉信号の比及び電力を測定することができる。
Step 16:
Each STA can measure the ratio and power of a desired signal and an interference signal for each subcarrier by receiving three power measurement signals.
ステップ17:
STAがデータ受信を行なう場合には、ステップ6で得た情報を基に、サブキャリヤ毎の干渉信号のレベルが同一になるように、各サブキャリヤの信号の大きさをデジタル的に調整し、その信号を1つのOFDM信号として1つのビタビ復号器などで復号する。
Step 17:
When the STA performs data reception, based on the information obtained in step 6, digitally adjust the magnitude of the signal of each subcarrier so that the level of the interference signal for each subcarrier is the same, The signal is decoded as one OFDM signal by one Viterbi decoder or the like.
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。 The present invention has been described in detail above with reference to specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can make modifications and substitutions of the embodiment without departing from the gist of the present invention. That is, the present invention has been disclosed in the form of exemplification, and the contents described in the present specification should not be interpreted in a limited manner. In order to determine the gist of the present invention, the claims section described at the beginning should be considered.
101…アンテナ
102…送受信RF部
111…符号器
112…送信用重み乗算部
113…IFFT
114…ガード・インターバル挿入部
115…D/A,A/D変換器
116…電力測定用信号挿入部
121…OFDMシンボル同期処理部
122…FFT
123…伝達関数取得部
124…電力取得部
125…SINR評価部
201…アンテナ
202…送受信RF部
211…符号器
212…IFFT
213…ガード・インターバル挿入部
214…D/A,A/D変換器
221…OFDMシンボル同期処理部
222…FFT
223…復号器
224…電力取得部
225…信号レベル調整部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ...
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
213 ... Guard
223 ...
Claims (12)
複数の受信局から2つのリファレンス信号がそれぞれ送信され、
送信側では、前記複数の受信機の各々から送信される前記2つのリファレンス信号の一方のリファレンス信号を用いて各アンテナの重みを学習し、他方のリファレンス信号を用いて、学習した各アンテナの重みにより各受信側で確保できるSINRを評価する、
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system that uses a plurality of antennas, adaptively changes the directivity of each antenna, and spatially multiplex-links downlinks of a transmitting station and a plurality of receiving stations,
Two reference signals are respectively transmitted from a plurality of receiving stations,
On the transmitting side, using one of the reference signals of the two reference signals transmitted from each of said plurality of receiver learns the weight of each antenna, using the other reference signals, the weight of each antenna learned To evaluate the SINR that can be secured on each receiving side,
A wireless communication system.
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 In a wireless communication environment in which an access point having a plurality of antennas communicates with a plurality of stations, a downlink performing communication from the access point to the station is spatially multiplexed.
The wireless communication system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 On the transmission side, the SINR on each reception side in the downlink is estimated using the power evaluation result of the output using each antenna weight learned and the power result of the reception signal from each reception side.
The wireless communication system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項3に記載の無線通信システム。 A modulation scheme at the time of downlink is determined based on the estimation result of the SINR.
The wireless communication system according to claim 3.
送信側はRTSを空間分割により送信し、各受信側は時分割によりCTSを返信する、
ことを特徴とする請求項3に記載の無線通信システム。 The RTS / CTS method is adopted in which the transmission side transmits RTS (Request to Send: transmission request), and each reception side returns CTS (Clear to Send: reception ready) in response to the RTS to start data transmission.
The transmitting side transmits RTS by space division, and each receiving side returns CTS by time division.
The wireless communication system according to claim 3.
各受信側から受信したCTSの電力を取得し、
CTSに含まれる2つのリファレンス信号の一方のリファレンス信号を用いて各アンテナの重みを学習するとともに、他方のリファレンス信号を用いて各受信側で確保できるSINRを評価し、
該電力情報と該SINRの情報に基づいて、データ・パケット送信時に変調方式を決定し、
該決定した変調方式により、得られた重みで空間分割多重してデータ・パケットを送信する、
ことを特徴とする請求項5に記載の無線通信システム。 On the sending side,
Obtain the power of CTS received from each receiving side,
The weight of each antenna is learned using one of the two reference signals included in the CTS, and the SINR that can be secured on each receiving side is evaluated using the other reference signal.
Based on the power information and the SINR information, a modulation scheme is determined at the time of data packet transmission,
In accordance with the determined modulation scheme, a data packet is transmitted by space division multiplexing with the obtained weight.
The wireless communication system according to claim 5.
無線信号を送信する送信手段と、
無線信号を受信する受信手段と、
複数の受信局からそれぞれ送信される2つのリファレンス信号の一方のリファレンス信号を用いて各アンテナの重みを学習する学習手段と、
前記複数の受信局からそれぞれ送信される前記2つのリファレンス信号の他方のリファレンス信号を用いて、学習した各アンテナの重みで各受信側で確保できるSINRを評価する評価手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication device that uses a plurality of antennas, adaptively changes the directivity of each antenna, and performs space division multiplex connection with a plurality of counterparts,
A transmission means for transmitting a radio signal;
Receiving means for receiving a radio signal;
Learning means for learning the weight of each antenna using one reference signal of two reference signals respectively transmitted from a plurality of receiving stations;
Evaluation means for evaluating SINR that can be secured on each receiving side with the weight of each learned antenna , using the other reference signal of the two reference signals respectively transmitted from the plurality of receiving stations ;
A wireless communication apparatus comprising:
前記電力取得手段で得られる電力情報と、前記評価手段で得られるSINRの情報に基づいて、各受信局でのSINRを推定する推定手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項7に記載の無線通信装置。 Power acquisition means for acquiring the power of the received signal from each receiving station;
Estimation means for estimating SINR at each receiving station based on power information obtained by the power acquisition means and SINR information obtained by the evaluation means;
The wireless communication apparatus according to claim 7, further comprising:
前記送信手段は、該決定した変調方式により、得られた重みで空間分割多重してデータ・パケットを送信する、
ことを特徴とする請求項8に記載の無線通信装置。 A modulation scheme determining means for determining a modulation scheme in downlink based on the SINR estimated by the estimating means;
The transmitting means transmits a data packet by space division multiplexing with the obtained weight according to the determined modulation method.
The wireless communication apparatus according to claim 8.
前記電力取得手段は、各受信側から受信したCTSの電力を取得し、
前記学習手段はCTSに含まれる2つのリファレンス信号の一方のリファレンス信号を用いて各アンテナの重みを学習するとともに、前記評価手段は他方のリファレンス信号を用いて各受信側で確保できるSINRを評価する、
ことを特徴とする請求項8に記載の無線通信装置。 RTS (Request to Send: transmission request) is transmitted, and RTS / CTS method is used to start data transmission by receiving CTS (Clear to Send: reception ready) from each receiving side.
The power acquisition means acquires CTS power received from each receiving side,
The learning unit learns the weight of each antenna using one of the two reference signals included in the CTS, and the evaluation unit evaluates the SINR that can be secured on each receiving side using the other reference signal. ,
The wireless communication apparatus according to claim 8.
複数の受信局からそれぞれ送信される2つのリファレンス信号の一方のリファレンス信号を用いて各アンテナの重みを学習する学習ステップと、
前記複数の受信局からそれぞれ送信される前記2つのリファレンス信号の他方のリファレンス信号を用いて、学習した各アンテナの重みで各受信側で確保できるSINRを評価する評価ステップと、
各受信局からの受信信号の電力を取得する電力取得ステップと、
前記電力取得ステップで得られる電力情報と、前記評価ステップで得られるSINRの情報に基づいて、各受信局でのSINRを推定する推定ステップと、
前記推定ステップにより推定されたSINRに基づいてダウンリンク時の変調方式を決定する変調方式決定ステップと、
該決定した変調方式により、得られた重みで空間分割多重してデータを送信するデータ送信ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method for using a plurality of antennas, adaptively changing the directivity of each antenna, and performing space division multiplex connection with a plurality of counterparts,
A learning step of learning the weight of each antenna using one reference signal of two reference signals respectively transmitted from a plurality of receiving stations;
An evaluation step for evaluating SINR that can be secured on each receiving side with the weight of each learned antenna , using the other reference signal of the two reference signals respectively transmitted from the plurality of receiving stations ;
A power acquisition step of acquiring the power of the received signal from each receiving station;
An estimation step for estimating the SINR at each receiving station based on the power information obtained in the power acquisition step and the SINR information obtained in the evaluation step;
A modulation scheme determining step for determining a modulation scheme in downlink based on the SINR estimated in the estimating step;
A data transmission step of transmitting data by space division multiplexing with the obtained weight according to the determined modulation method;
A wireless communication method comprising:
複数の受信局からそれぞれ送信される2つのリファレンス信号の一方のリファレンス信号を用いて各アンテナの重みを学習する学習ステップと、
前記複数の受信局からそれぞれ送信される前記2つのリファレンス信号の他方のリファレンス信号を用いて、学習した各アンテナの重みで各受信側で確保できるSINRを評価する評価ステップと、
各受信局からの受信信号の電力を取得する電力取得ステップと、
前記電力取得ステップで得られる電力情報と、前記評価ステップで得られるSINRの情報に基づいて、各受信局でのSINRを推定する推定ステップと、
前記推定ステップにより推定されたSINRに基づいてダウンリンク時の変調方式を決定する変調方式決定ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
A computer that is written in a computer-readable format to execute processing on a computer system using a plurality of antennas, adaptively changing the directivity of each antenna, and performing space division multiplex connection with a plurality of counterparts. A program,
A learning step of learning the weight of each antenna using one reference signal of two reference signals respectively transmitted from a plurality of receiving stations;
An evaluation step for evaluating SINR that can be secured on each receiving side with the weight of each learned antenna , using the other reference signal of the two reference signals respectively transmitted from the plurality of receiving stations ;
A power acquisition step of acquiring the power of the received signal from each receiving station;
An estimation step for estimating the SINR at each receiving station based on the power information obtained in the power acquisition step and the SINR information obtained in the evaluation step;
A modulation scheme determining step for determining a modulation scheme in downlink based on the SINR estimated in the estimating step;
A computer program comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004001442A JP4337551B2 (en) | 2004-01-06 | 2004-01-06 | Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004001442A JP4337551B2 (en) | 2004-01-06 | 2004-01-06 | Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005197973A JP2005197973A (en) | 2005-07-21 |
JP2005197973A5 JP2005197973A5 (en) | 2007-01-11 |
JP4337551B2 true JP4337551B2 (en) | 2009-09-30 |
Family
ID=34816959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004001442A Expired - Fee Related JP4337551B2 (en) | 2004-01-06 | 2004-01-06 | Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4337551B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102422674A (en) * | 2009-05-08 | 2012-04-18 | 索尼公司 | Communication apparatus, communication method, computer program, and communication system |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4503540B2 (en) * | 2006-02-10 | 2010-07-14 | 日本電信電話株式会社 | Base station apparatus for wireless communication system and wireless communication method thereof |
JP4760557B2 (en) * | 2006-06-08 | 2011-08-31 | 株式会社日立製作所 | Wireless communication system and wireless communication apparatus |
US20080165741A1 (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-10 | Industrial Technology Research Institute | Methods for interference measurement and prediction |
US8494031B2 (en) * | 2009-02-27 | 2013-07-23 | Qualcomm Incorporated | Protocol operation and message design for SDMA data transmission to a plurality of stations |
JP5428508B2 (en) * | 2009-05-08 | 2014-02-26 | ソニー株式会社 | COMMUNICATION SYSTEM, COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION METHOD, AND COMPUTER PROGRAM |
US20130184030A1 (en) * | 2012-01-12 | 2013-07-18 | Qualcomm Incorporated | Methods and apparatus for generating and/or using a signal suppression utility metric |
-
2004
- 2004-01-06 JP JP2004001442A patent/JP4337551B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102422674A (en) * | 2009-05-08 | 2012-04-18 | 索尼公司 | Communication apparatus, communication method, computer program, and communication system |
CN102422674B (en) * | 2009-05-08 | 2015-11-25 | 索尼公司 | Communicator and communication means and communication system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005197973A (en) | 2005-07-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4604545B2 (en) | Wireless communication system, wireless communication apparatus, and wireless communication method | |
JP4543737B2 (en) | Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program | |
JP4604798B2 (en) | Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program | |
JP4832087B2 (en) | Radio base station apparatus and terminal apparatus | |
JP6035370B2 (en) | Determining downlink channel parameters for MIMO systems | |
US7200178B2 (en) | Methods for optimizing time variant communication channels | |
RU2536858C2 (en) | Method and apparatus for transmitting data frame in wlan system | |
JP4337507B2 (en) | Wireless communication system, wireless communication apparatus and wireless communication method, and computer program | |
JP2005102136A (en) | Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program | |
JP5715300B2 (en) | Radio communication system, method for receiving uplink radio frequency signals in its master unit and slave unit | |
KR100895576B1 (en) | How to transmit data by selecting antenna in multi-input multi-output wireless LAN environment | |
US20090086706A1 (en) | Cross-layer multi-packet reception based medium access control and resource allocation | |
CN112272925A (en) | Beamformer-requested sounding | |
TW201132024A (en) | Interference-cognitive transmission | |
JP2007520118A (en) | Multiple antenna communication system and method for communicating within a wireless local area network including a single antenna communication device | |
CA2772266A1 (en) | Method and apparatus for multiple frame transmission for supporting mu-mimo | |
JP2005184730A (en) | Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program | |
US10887723B2 (en) | Millimeter wave ranging with six degrees of freedom | |
JP4474934B2 (en) | Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program | |
JP4576877B2 (en) | Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program | |
JP5203308B2 (en) | Transmission directivity control apparatus and transmission directivity control method | |
JP4337551B2 (en) | Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program | |
EP1695588A1 (en) | Method of communication in a wireless communication network, corresponding station and network | |
CN113452635B (en) | Method, station and access point for frequency offset estimation | |
JP4635642B2 (en) | Wireless communication apparatus and wireless communication method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061117 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061117 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090407 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090414 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090511 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090609 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090622 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120710 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130710 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |