JP4664856B2 - COMMUNICATION METHOD AND RADIO COMMUNICATION DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は、複数のアンテナ素子を備えたアダプティブアンテナを有し、マルチキャリア変調方式によって通信を行う無線通信装置における通信方法及び無線通信装置に関する。 The present invention relates to a communication method and a wireless communication apparatus in a wireless communication apparatus that has an adaptive antenna including a plurality of antenna elements and performs communication using a multicarrier modulation scheme.
従来、複数のアンテナ素子を備えたアダプティブアンテナを有する基地局(以下において、「アダプティブアレイ基地局」という。)では、N(Nは2以上の自然数)本のアンテナ素子から受信した受信情報(振幅と位相)を元にして、各アンテナ素子に対しそれぞれ所定の重み付けを行い、電波を送信する。そして、これによって、アダプティブビームフォーミングとアダプティブヌルスティアリングを形成している。ここで、一般的にアダプティブヌルスティアリングはアダプティブビームフォーミングに比べて、より精度の高い振幅および位相の制御を各アンテナで実施することが要求される。このため、アダプティブアレイ基地局は、いくつかのアンテナキャリブレーション方法を実施しており、アンテナコンフィグレーションの正常性をチェックし、異常があった場合には、その異常内容をネットワークセンターに通知する。その場合の基地局の動作としては、異常があった送受信パスを除いて、アダプティブアレイの重み付け計算をし、電波の送受信を行う(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, in a base station having an adaptive antenna having a plurality of antenna elements (hereinafter referred to as “adaptive array base station”), received information (amplitude) received from N (N is a natural number of 2 or more) antenna elements. And phase), each antenna element is given a predetermined weight, and radio waves are transmitted. Thus, adaptive beam forming and adaptive null steering are formed. Here, in general, adaptive null steering requires more accurate amplitude and phase control with each antenna than adaptive beamforming. For this reason, the adaptive array base station performs several antenna calibration methods, checks the normality of the antenna configuration, and notifies the network center of the content of the abnormality when there is an abnormality. As an operation of the base station in that case, the adaptive array weighting calculation is performed except for the transmission / reception path in which an abnormality has occurred, and radio waves are transmitted and received (see, for example, Patent Document 1).
一方、複数のサブキャリアで構成するマルチキャリアの変調方式としては、OFDMやOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)などが挙げられる。標準規格IEEE802.16eでは、OFDMA方式が採用されており、より高速な無線通信が可能となっている。その中で、サブキャリアの配置方法として、連続的なサブキャリアを束ねる配置方法(連続配置:IEEE802.16e規格書において「AMC」と呼ばれる方式である)と、不連続のサブキャリアを束ねる配置方法(不連続配置:IEEE802.16e規格書において「PUSC」と呼ばれる方式である)とが定義されている。 On the other hand, OFDM, OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), etc. are mentioned as a multicarrier modulation system comprised of a plurality of subcarriers. In the standard IEEE802.16e, the OFDMA system is adopted, and higher-speed wireless communication is possible. Among them, as an arrangement method for subcarriers, an arrangement method for bundling continuous subcarriers (continuous arrangement: a method called “AMC” in the IEEE 802.16e standard) and an arrangement method for bundling discontinuous subcarriers. (Discontinuous arrangement: a method called “PUSC” in the IEEE 802.16e standard).
これらの配置方法は、モビリティやスループットなどのバランスから最適に選択され、通信開始前に予めその方式が決定されている。
例えば、マルチキャリア無線装置(IEEE802.16e)においては、周波数利用効率の向上のために、空間多重を容易に利用する方式として上述したAMCが利用される場合が多い。 For example, in a multi-carrier wireless device (IEEE802.16e), the above-described AMC is often used as a method for easily using spatial multiplexing in order to improve frequency utilization efficiency.
しかしながら、AMCを利用して運用している場合、複数の送受信パスに異常が生じた際には、受信情報が少なくなるため、想定するアダプティブヌルスティアリングが形成できなくなる。このため、ビームフォーミングにおいて干渉が発生するという問題があった。 However, when operating using AMC, when an abnormality occurs in a plurality of transmission / reception paths, the received information is reduced, so that the assumed adaptive null steering cannot be formed. For this reason, there has been a problem that interference occurs in beam forming.
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、基地局と移動端末との送受信パスに異常が生じても、ビームフォーミングにおける干渉を低減する通信方法及び無線通信装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, an object of the present invention is to provide a communication method and a radio communication apparatus that reduce interference in beamforming even when an abnormality occurs in a transmission / reception path between a base station and a mobile terminal.
上記目的を達成するため、本発明の第1の特徴は、複数のアンテナ素子を備えたアダプティブアンテナを有し、マルチキャリア変調方式によって通信を行う無線通信装置における通信方法であって、(a)アダプティブアンテナに対して、無線通信装置内の受信信号経路の伝送特性と送信信号経路の伝送特性との差を求めるキャリブレーションを実行するステップと、(b)当該キャリブレーションの実行結果に基づいて、他の装置との通信に使用するサブキャリアの周波数帯域の配置方法を制御するステップとを含む通信方法であることを要旨とする。 In order to achieve the above object, a first feature of the present invention is a communication method in a wireless communication apparatus that has an adaptive antenna including a plurality of antenna elements and performs communication by a multicarrier modulation method. A step of executing a calibration for obtaining a difference between a transmission characteristic of a reception signal path and a transmission characteristic of a transmission signal path in the wireless communication apparatus with respect to the adaptive antenna; and (b) based on the execution result of the calibration, It is a communication method including a step of controlling a method of arranging a frequency band of subcarriers used for communication with another device.
第1の特徴に係る通信方法によると、通信中にサブキャリアの周波数帯域の配置方法を変更することができ、基地局と移動端末との送受信パスに異常が生じても、ビームフォーミングにおける干渉を低減することができる。 According to the communication method according to the first feature, the arrangement method of the subcarrier frequency band can be changed during communication, and even if an abnormality occurs in the transmission / reception path between the base station and the mobile terminal, interference in beamforming is prevented. Can be reduced.
又、第1の特徴に係る通信方法のキャリブレーションを実行するステップにおいて、無線通信装置と他の装置との間の有効な送受信パス数を算出し、配置方法を制御するステップにおいて、予め設定された閾値と有効な送受信パス数とを比較することにより、配置方法を制御してもよい。ここで、「送受信パス数」とは、無線通信装置と他の装置間のパス数を示し、例えば、有効なアンテナ素子数でもよく、有効なサブキャリア数でもよい。 In the step of executing calibration of the communication method according to the first feature, the number of effective transmission / reception paths between the wireless communication device and another device is calculated, and the step of controlling the arrangement method is set in advance. The arrangement method may be controlled by comparing the threshold value and the number of effective transmission / reception paths. Here, the “number of transmission / reception paths” indicates the number of paths between the wireless communication apparatus and another apparatus, and may be, for example, the number of effective antenna elements or the number of effective subcarriers.
この通信方法によると、有効な送受信パス数に応じて、サブキャリアの周波数帯域の配置方法を変更することができる。 According to this communication method, the subcarrier frequency band arrangement method can be changed according to the number of effective transmission / reception paths.
又、上記通信方法のアダプティブ処理を制御するステップにおいて、有効な送受信パス数が閾値より大きい場合は、サブキャリアの周波数帯域の配置方法を当該サブキャリアが連続するように配置する方法にし、有効な送受信パス数が前記閾値より小さい場合は、配置方法を前記サブキャリアが不連続になるように配置する方法へ変更してもよい。 Further, in the step of controlling the adaptive processing of the communication method, if the number of effective transmission / reception paths is larger than the threshold, the subcarrier frequency band is arranged so that the subcarriers are continuous and effective. When the number of transmission / reception paths is smaller than the threshold, the arrangement method may be changed to a method of arranging the subcarriers to be discontinuous.
この通信方法によると、例えば、AMCで通信を行っている場合に、有効な送受信パス数が減少したとき、PUSCに配置方法を変更することができる。 According to this communication method, for example, when communication is performed using AMC, when the number of effective transmission / reception paths decreases, the arrangement method can be changed to PUSC.
本発明の第2の特徴は、複数のアンテナ素子を備えたアダプティブアンテナを有し、マルチキャリア変調方式によって通信を行う無線通信装置であって、(a)アダプティブアンテナに対して、無線通信装置内の受信信号経路の伝送特性と送信信号経路の伝送特性との差を求めるキャリブレーションを実行するキャリブレーション実行部と、(b)当該キャリブレーションの実行結果に基づいて、他の装置との通信に使用するサブキャリアの周波数帯域の配置方法を制御する制御部とを備える無線通信装置であることを要旨とする。 A second feature of the present invention is a wireless communication apparatus that has an adaptive antenna including a plurality of antenna elements and performs communication by a multicarrier modulation method, and (a) the wireless communication apparatus is connected to the adaptive antenna. A calibration execution unit that executes a calibration for obtaining a difference between the transmission characteristic of the received signal path and the transmission characteristic of the transmission signal path, and (b) based on the execution result of the calibration, for communication with other devices The gist of the present invention is that the wireless communication apparatus includes a control unit that controls an arrangement method of frequency bands of subcarriers to be used.
第2の特徴に係る無線通信装置によると、通信中にサブキャリアの周波数帯域の配置を変更することができ、基地局と移動端末との送受信パスに異常が生じても、ビームフォーミングにおける干渉を低減することができる。 According to the radio communication apparatus according to the second feature, the arrangement of the frequency bands of the subcarriers can be changed during communication, and even if an abnormality occurs in the transmission / reception path between the base station and the mobile terminal, interference in beamforming is prevented. Can be reduced.
本発明によると、基地局と移動端末との送受信パスに異常が生じても、ビームフォーミングにおける干渉を低減する通信方法及び無線通信装置を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a communication method and a wireless communication apparatus that reduce interference in beam forming even when an abnormality occurs in a transmission / reception path between a base station and a mobile terminal.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic.
<第1の実施形態>
(通信システム)
第1の実施形態に係る通信システムは、マルチキャリア変調方式によって通信を行うシステムであり、例えば、標準規格IEEE802.16eに基づいたOFDMA方式が採用される。第1の実施形態に係る通信システムは、図1に示すように、複数の基地局10と、複数の移動端末20と、通信ネットワーク30とを備える。
<First Embodiment>
(Communications system)
The communication system according to the first embodiment is a system that performs communication using a multicarrier modulation method, and employs, for example, an OFDMA method based on the standard IEEE802.16e. As shown in FIG. 1, the communication system according to the first embodiment includes a plurality of
基地局10は、複数のアンテナ素子を備えたアダプティブアンテナを有するアダプティブアレイ基地局である。基地局10は、設置時も含めて定期的に、アンテナ素子を含んだハードウェアのコンフィグレーションをチェックする機能を備えているので、常に最適なアダプティブ効果が期待できる。尚、本明細書において、無線周波数の送受信部の特性をキャリブレーションする機能を利用したハードウェアのコンフィグレーションチェックを、アンテナコンフィグレーションチェックと称している。又、基地局10は、複数の移動端末20と無線通信を行い、移動端末20との間の通話回線、制御回線の制御を行う。
The
移動端末20は、基地局10と無線通信を行う機能を有する端末であり、例えば、携帯電話やPHS、ノートPCなどが挙げられる。
The
通信ネットワーク30は、移動体通信システムにおける交換機ネットワークでもよく、移動体通信システムとして使用される多重通信システムがIP電話による通信システムである場合などにはTCP/IP網であってもよい。
The
次に、第1の実施形態に係る基地局10について、詳細に説明する。基地局10は、図2に示すように、制御部(MAC部)100と、記憶部101と、ネットワーク部102と、モデム部103と、送受信部104a〜104dと、送受信切り替えスイッチ105と、4つのアンテナ素子106a〜106dとを備える。尚、第1の実施形態では、アンテナ素子を4つ示しているが、この数に特に限定されないことは勿論である。
Next, the
制御部100は、複数のCPUから構成され、アダプティブアレイ基地局全体の制御を行う。具体的には、制御部100は、データ処理部110と、キャリブレーション実行部113と、サブキャリア切替制御部111と、比較判定部112とを備える。
The
データ処理部110は、モデム部103に対して必要なパラメータ及びタイミングを指示し、モデム部103が受信したデータを処理する。又、データ処理部110は、空中に輻射すべきデータを作成してモデム部103に渡す。
The
又、データ処理部110は、キャリブレーション実行部113によるキャリブレーションの実行結果に基づいて、各アンテナ素子106a〜106dに対し、それぞれ所定の重み付けで送信出力の制御を指示する。
The
キャリブレーション実行部113は、アダプティブアンテナに対して、基地局10内の受信信号経路の伝送特性と送信信号経路の伝送特性との差を求めるキャリブレーションを実行する。例えば、キャリブレーション実行部113は、n(nは2以上の自然数)本のアンテナ素子からなる基地局であれば、アンテナ0からアンテナn−1迄1本ずつ順番に連続したスロットタイミングで、既知の振幅と位相で微弱な電波を受信スロットで送信する。その時、残りのn−1本のアンテナでの受信情報を使って、送受信部の特性のキャリブレーションを実施する。
The
このキャリブレーション時の送信ウエイトは以下の点を考慮して行う。即ち、アンテナ1本から送信された電波を他のアンテナで受信する場合、キャリブレーションの精度を保証するためには、できるだけC/I(希望レベルと干渉レベルの比)が高いことかつ飽和しないことが必要である。そのため、本キャリブレーションでは数回のキャリブレーションで最も良い送信ウエイトを決定し、以後その送信ウエイトでキャリブレーションを実施する。 The transmission weight at the time of calibration is performed considering the following points. That is, when radio waves transmitted from one antenna are received by another antenna, C / I (ratio of desired level to interference level) should be as high as possible and not saturated in order to guarantee the accuracy of calibration. is required. For this reason, in this calibration, the best transmission weight is determined by several calibrations, and thereafter calibration is performed with the transmission weight.
又、キャリブレーション実行部113は、上述したキャリブレーションの実行結果に基づき、アンテナコンフィギュレーションチェックを行う。アンテナコンフィギュレーションチェックの内容を以下に示す。
The
1.無線周波数の送受信部のキャリブレーションが成功したかどうかを判断する。 1. It is determined whether or not the radio frequency transmission / reception unit has been successfully calibrated.
2.基地局の無線周波数受信部、無線周波数送信部、アンテナ、アンテナと基地局本体との接続ケーブルおよびその接続状態が正常かどうか判断する。 2. It is determined whether the radio frequency receiver, radio frequency transmitter, antenna, connection cable between the antenna and the base station body, and the connection state of the base station are normal.
更に、キャリブレーション実行部113は、上述したキャリブレーションの実行結果により、基地局10と移動端末20との間の有効な送受信パス数を算出する。
Further, the
サブキャリア切替制御部111は、キャリブレーション実行部113によるキャリブレーションの実行結果に基づいて、移動端末20との通信に使用するサブキャリアの周波数帯域の配置方法を制御する。例えば、サブキャリア切替制御部111は、当該キャリブレーションの実行結果に基づいて、現在AMCを使用していた場合には、PUSCに切り替える。
The subcarrier
比較判定部112は、閾値データ記憶部114に記憶されている、予め設定された閾値と、キャリブレーション実行部113において算出された有効な送受信パス数とを比較し、比較結果をサブキャリア切替制御部111に通知する。
The
この場合、サブキャリア切替制御部111は、例えば、有効な送受信パス数が閾値より大きい場合は、現在の配置方法を維持し、有効な送受信パス数が閾値より小さい場合は、配置方法を変更する。
In this case, for example, the subcarrier
記憶部101は、制御部100及びモデム部103に接続され、閾値データ記憶部114と、キャリブレーションデータ記憶部115とを備える。
The storage unit 101 is connected to the
閾値データ記憶部114は、比較判定部112が使用する閾値を記憶する。閾値データ記憶部114は、例えば、閾値として、有効送受信パスとの比較に用いるための、有効アンテナ下限数を記憶する。尚、閾値は、基地局10に備えられた入力部(図示せず)から入力されてもよく、通信ネットワーク30を介して設定されてもよい。
The threshold
キャリブレーションデータ記憶部115は、キャリブレーション実行部113で実行されたキャリブレーションの実行結果を記憶する。
The calibration
ネットワーク部102は、通信ネットワーク30に接続し、インタフェース処理を実行する。
The
モデム部103は、複数のCPUから構成され、送受信データの変復調及びデジタル信号処理による位相制御を行う。例えば、以下の5つの制御を行う。
The
1.送受信部104a〜104dの最終段で変換されたデジタル信号を、例えばD/U(希望波/妨害波)が最大となるように合成し、復調する。
1. The digital signals converted in the final stage of the transmission /
2.アンテナ素子106a〜106dでの受信の位相を算出して、送信時にはアンテナ端で同等の位相になるように制御する。それによって、通信を行う端末の方向に送信/受信とも指向性を持たせることができる。
2. The phase of reception at the
3.干渉波と遅延波の到来方向にヌル点を作ることによって抑圧する。 3. Suppression is achieved by creating a null point in the direction of arrival of interference and delayed waves.
4.4つのアンテナ素子106a〜106dに供給する信号の位相を制御することによって、任意の方向に指向性を持たせてビームを絞って送信することを可能とする。
4. By controlling the phase of the signal supplied to the four
5.周囲の基地局や通話中、あるいはデータ(通信)のやりとりをしている端末以外の端末に対して、下り方向に与える干渉を減少させる。 5. Interference in the downlink direction is reduced with respect to terminals other than the terminal that is communicating with the surrounding base station or during a call or data (communication).
又、モデム部103は、制御部100に接続される。
The
送受信部104a〜104dは、モデム部103及び送受信切り替えスイッチ105に接続される。送受信部104a〜104dは、それぞれ受信系モジュールと送信系モジュールとから構成される。受信系モジュールは、アンテナ素子106a〜106d毎に備えた、ローノイズ増幅器、ダウンコンバータ、A/Dコンバータにより構成され、この順序で、信号経路である送受信切り替えスイッチ105からモデム部103に向かって接続される。又、送信系モジュールは、同様に、アンテナ素子106a〜106d毎に備えた、D/Aコンバータ、アッパコンバータ、電力増幅器により構成され、この順序で、信号経路であるモデム部103から送受信切り替えスイッチ105に向かって接続される。
The transmission /
送受信切り替えスイッチ105は、アンテナ素子106a〜106dに接続され、アンテナ素子106a〜106dを時分割で制御して、送信と受信との切り替え制御を行う。
The transmission /
(通信方法)
次に、第1の実施形態に係る通信方法について、図3を用いて説明する。ここでは、標準規格IEEE802.16eに基づいた無線通信が行われる場合について説明する。
(Communication method)
Next, the communication method according to the first embodiment will be described with reference to FIG. Here, a case where wireless communication based on the standard IEEE802.16e is performed will be described.
まず、基地局10を起動すると、ステップS101において、基地局10のサブキャリア切替制御部111は、サブキャリア配置方法をAMCに設定する。AMCは、図4(a)に示すように、連続的な周波数を有するサブキャリアを使用する方式であり、空間多重を容易に利用することができる。又、閾値データ記憶部114には、基地局動作として最低保障すべき有効アンテナ下限数を記憶させる。
First, when the
次に、キャリブレーション実行部113は、起動動作から一定時間経過後、基地局10内の温度を監視し、一定温度上昇する毎に、あるいは、基地局10内部のリプレースを行う毎に、キャリブレーションを実行する。そして、キャリブレーション実行部113は、キャリブレーションデータ記憶部115に、キャリブレーションの実行結果を記憶する。
Next, the
又、キャリブレーション実行部113は、送受信パスで何らかの異常が検知された場合、その送受信パスにあたるアンテナ素子に対して異常を示すNGをフラグとして、キャリブレーションデータ記憶部115に記憶する。又、キャリブレーション実行部113は、有効なアンテナ素子に対しては、正常を示すOKをフラグとして、キャリブレーションデータ記憶部115に記憶する。このように、キャリブレーションデータ記憶部115は、各アンテナ素子106a〜106dに対してOK/NGのフラグを記憶する。
Further, when any abnormality is detected in the transmission / reception path, the
そして、ステップS102において、キャリブレーションデータ記憶部115内のキャリブレーション実行結果であるキャリブレーションデータが更新された場合、ステップS103へ進む。
In step S102, when the calibration data as the calibration execution result in the calibration
ステップS103において、キャリブレーション実行部113は、アンテナコンフィギュレーションチェックを行う。アンテナコンフィギュレーションチェックの結果がOK、即ち正常である場合は、ステップS104へ進み、アンテナコンフィギュレーションチェックの結果がNG、即ち異常である場合は、ステップS105へ進む。
In step S103, the
ステップS104において、サブキャリア切替制御部111は、現在のサブキャリア配置方法がAMCであるか確認し、AMCの場合はそのままの処理を続行する。AMCでない場合は、ステップS106において、サブキャリア切替制御部111は、サブキャリア配置方法をAMCに設定する。尚、キャリブレーションデータ記憶部115は、現在の動作がAMCかPUSCかを示すフラグを記憶し、サブキャリア切替制御部111は、切り替えを行うときにはこのフラグを更新する。
In step S104, the subcarrier
一方、ステップS105において、比較判定部112は、予め設定された有効アンテナ下限数とキャリブレーション実行部113において算出された送受信パスのOKアンテナ数(有効な送受信パス数)とを比較し、比較結果をサブキャリア切替制御部111に通知する。有効な送受信パス数が有効アンテナ下限数より大きい場合は、ステップS104に進み、サブキャリア切替制御部111は、現在の配置方法であるAMCを維持する。一方、有効な送受信パス数が閾値より小さい場合は、ステップS107へ進み、サブキャリア切替制御部111は、サブキャリアの配置方法をAMCからPUSCへ切り替える。
On the other hand, in step S105, the
PUSCは、図4(b)に示すように、不連続的な周波数を有するサブキャリアを使用する方式であり、このような不連続な周波数を使用することにより、ビームの干渉を抑制することができる。 As shown in FIG. 4 (b), PUSC is a scheme that uses subcarriers having discontinuous frequencies. By using such discontinuous frequencies, PUSC can suppress interference of beams. it can.
又、内部機器の交換などで異常状態から復帰したときは、キャリブレーション実行部113がキャリブレーションを実施し(S102)、コンフィグレーション結果がOKとなり(S103)、現在のサブキャリア配置方法がPUSCである場合は(S104)、サブキャリア切替制御部111が、サブキャリアの配置をPUSCからAMCへ切り替える(S106)動作を行う。
Also, when returning from an abnormal state due to replacement of internal devices, the
(作用及び効果)
第1の実施形態に係る基地局10及び通信方法によると、通信中に、サブキャリアの周波数帯域の配置方法を制御することができる。具体的には、基地局10と移動端末20との間の有効な送受信パス数を算出し、予め設定された有効アンテナ下限数と有効な送受信パス数とを比較することにより、配置方法を変更する。有効な送受信パス数が減少すると、図5に示すように、ビーム干渉が発生する。第1の実施形態では、AMCを用いて通信を行っている場合に、有効な送受信パス数が閾値より大きい場合は、AMC方式を維持し、有効な送受信パス数が閾値より小さい場合、即ち、有効な送受信パス数が減少したときは、PUSCに配置方法を変更することができる。PUSCは、不連続的な周波数を有するサブキャリアを使用する方式であるため、ビームの干渉を抑制することができる。
(Action and effect)
According to the
又、従来、自動的に実施されたアンテナコンフィギュレーションチェックの結果、何か異常があれば、基地局10は、ネットワークセンタに速やかに結果のレポートを付けて通知する。しかしながら、ネットワークセンタに通知してから異常部の修復までの期間、干渉が発生した状態で基地局10が動作するため、基地局10−移動端末20間で安定した接続が維持できない状態が生じている。
In addition, if there is any abnormality as a result of the antenna configuration check that has been automatically performed conventionally, the
第1の実施形態に係る基地局10及び通信方法によると、通信中にサブキャリアの配置方法を制御することにより、基地局10の異常が修復されるまでの期間も、基地局10−移動端末20間で安定した接続を維持することができる。
According to the
更に、内部機器の交換などで異常状態から復帰したときは、キャリブレーション実行部113がキャリブレーションを実施し、その結果より、サブキャリア切替制御部111がPUSCからAMCへ切り替え、再度空間多重を使用することができるため、常時最適な状態で運用することができる。
Furthermore, when returning from an abnormal state due to replacement of internal devices, the
<第2の実施形態>
(通信システム)
第2の実施形態に係る通信システムは、第1の実施形態と同様に、マルチキャリア変調方式によって通信を行うシステムであり、例えば、標準規格IEEE802.16eに基づいたOFDMA方式が採用される。第2の実施形態に係る通信システムは、図1に示すように、複数の基地局10と、複数の移動端末20と、通信ネットワーク30とを備える。移動端末20及び通信ネットワーク30については、第1の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
<Second Embodiment>
(Communications system)
As in the first embodiment, the communication system according to the second embodiment is a system that performs communication using a multicarrier modulation scheme, and employs, for example, an OFDMA scheme based on the standard IEEE802.16e. As shown in FIG. 1, the communication system according to the second embodiment includes a plurality of
基地局10は、図2に示すように、制御部(MAC部)100と、記憶部101と、ネットワーク部102と、モデム部103と、送受信部104a〜104dと、送受信切り替えスイッチ105と、4つのアンテナ素子106a〜106dとを備える。
As shown in FIG. 2, the
制御部100は、複数のCPUから構成され、アダプティブアレイ基地局全体の制御を行う。具体的には、制御部100は、データ処理部110と、キャリブレーション実行部113と、サブキャリア切替制御部111と、比較判定部112とを備える。
The
サブキャリア切替制御部111は、キャリブレーション実行部113によるキャリブレーションの実行結果に基づいて、移動端末20との通信に使用するサブキャリアの周波数帯域の配置方法を制御する。
The subcarrier
比較判定部112は、予め設定された閾値とキャリブレーション実行部113において算出された有効な送受信パス数とを比較し、比較結果をサブキャリア切替制御部111に通知する。
The
この場合、サブキャリア切替制御部111は、例えば、有効な送受信パス数が閾値より大きい場合は、複数のアンテナ素子106a〜106dのうち、正常である一部のアンテナ素子を使用して、現在の配置方法を維持する。そして、この場合には、多重数制御部(図示せず)は、複数の移動端末との間に形成される多重数を、正常である一部のアンテナ素子の当該素子数に対応させた数となるように制御する。具体例を示すと、図5では、基地局と移動端末A、B及びCとが3多重した状態となっているが、基地局と移動端末A及びBとが2多重した状態になるよう制御する。一方、有効な送受信パス数が閾値より小さい場合は、サブキャリア切替制御部111は、配置方法を変更する。
In this case, for example, when the number of effective transmission / reception paths is larger than the threshold value, the subcarrier
尚、基地局10を構成するデータ処理部110、キャリブレーション実行部113、記憶部101、ネットワーク部102、モデム部103、送受信部104a〜104d、送受信切り替えスイッチ105、アンテナ素子106a〜106dについては、第1の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
The
(通信方法)
次に、第2の実施形態に係る通信方法について、図6を用いて説明する。ここでは、標準規格IEEE802.16eに基づいた無線通信が行われる場合について説明する。
(Communication method)
Next, a communication method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Here, a case where wireless communication based on the standard IEEE802.16e is performed will be described.
図6のステップS201〜204は、図3のステップS101〜104と同様の処理である。即ち、基地局10を起動すると、基地局10のサブキャリア切替制御部111は、サブキャリア配置方法をAMCに設定する。
Steps S201 to S204 in FIG. 6 are the same processes as steps S101 to S104 in FIG. That is, when the
又、ステップS203において、アンテナコンフィギュレーションチェックの結果がOK、即ち正常である場合は、ステップS204へ進み、アンテナコンフィギュレーションチェックの結果がNG、即ち異常である場合は、ステップS205へ進む。 In step S203, if the result of the antenna configuration check is OK, that is, normal, the process proceeds to step S204. If the result of the antenna configuration check is NG, that is, abnormal, the process proceeds to step S205.
ステップS204では、サブキャリア切替制御部111は、現在のサブキャリア配置方法がAMCであるか確認し、AMCの場合はそのまま処理を続行する。AMCでない場合は、ステップS206において、サブキャリア切替制御部111は、サブキャリア配置方法をAMCに設定する。
In step S204, the subcarrier
一方、ステップS205において、比較判定部112は、予め設定された有効アンテナ下限数とキャリブレーション実行部113において算出された送受信パスのOKアンテナ数(有効な送受信パス数)とを比較し、比較結果をサブキャリア切替制御部111に通知する。有効な送受信パス数が有効アンテナ下限数より大きい場合は、ステップS208に進む。この場合、先のステップS203において、アンテナコンフィグレーションチェックの結果がNGであり、正常なアンテナ素子数が減少していることになるので、当該ステップS208では、正常である一部のアンテナ素子を使用して、AMCによって通信を行うようにするとともに、多重数制御部(図示せず)は、移動端末との間の多重数を減少させる。
On the other hand, in step S205, the
一方、有効な送受信パス数が閾値より小さい場合は、ステップS207へ進み、ここでは、サブキャリア切替制御部111は、サブキャリア配置方法をAMCからPUSCへ切り替える。
On the other hand, when the number of effective transmission / reception paths is smaller than the threshold value, the process proceeds to step S207, where the subcarrier
尚、ステップS208において、基地局10が移動端末との間の多重数を減少させた場合、それ以降のサブキャリア配置については、ステップS202〜S208と同様の処理の他、ステップS209やステップS210の処理を経る。即ち、例えば、内部機器の交換などで異常状態から復帰したときは、キャリブレーション実行部113がキャリブレーションを実施し(S202)、コンフィグレーション結果がOKとなった場合には(S203)、すべてのアンテナ素子106a〜106dが使用できる状態であるため、ステップS204及びS206を経た後、ステップS209において、多重数制御部(図示せず)は、移動端末との間の多重数が初期値であるかを判断する(S209)。ここで、初期値とは、基地局10のアンテナがすべて正常な状態である場合における移動端末との多重数をいい、例えば、図5の例では、「3」(3多重)を意味する。そして、ステップS209において、現在の多重数が初期値よりも少ない場合には、ステップS210において、多重数制御部(図示せず)は、移動端末との多重数が初期値になるように制御し(S210)、AMCによって通信を行う。又、ステップS209において、現在の多重数が初期値である場合には、当該多重数の制御は行わず、AMCによって通信を行う。
In step S208, when the
(作用及び効果)
第2の実施形態に係る基地局10及び通信方法によると、通信中に、使用するアンテナ素子を変更し、サブキャリアの周波数帯域の配置方法を制御することができる。具体的には、基地局10と移動端末20との間の有効な送受信パス数を算出し、予め設定された有効アンテナ下限数と有効な送受信パス数とを比較することにより、使用するアンテナ素子を変更する。このように、アンテナ素子の一部に異常が発生した場合には、残りのアンテナ素子によって通信を維持することにより、ビームの干渉を抑制することができる。
(Action and effect)
According to the
又、第2の実施形態に係る基地局10及び通信方法によると、通信中に、使用するアンテナ素子を制御することにより、基地局10の異常が修復されるまでの期間も、基地局10−移動端末20間で安定した接続を維持することができる。
Further, according to the
更に、内部機器の交換などで異常状態から復帰したときは、キャリブレーション実行部113がキャリブレーションを実施し、その結果より、サブキャリア切替制御部111が一部のアンテナ素子をから正常なすべてのアンテナ素子を使用することに切り替えるため、常時最適な状態で運用することができる。
Furthermore, when returning from an abnormal state due to replacement of internal devices, the
<その他の実施形態>
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
<Other embodiments>
Although the present invention has been described according to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
例えば、本発明に係る無線通信装置として、基地局10を例に挙げ説明を行ったが、図2に示すキャリブレーション実行部113、サブキャリア切替制御部111、比較判定部112等の機能を、他の無線通信装置に配置して、本発明を実現しても構わない。例えば、これらの機能を移動端末20内に配置してもよく、無線制御局など上位通信装置に配置してもよい。
For example, the
又、第1の実施形態において、基地局起動時には、AMCに設定し、状況に応じてPUSCに切り替える方法を説明したが、基地局起動時にPUSCに設定し、状況に応じてAMCに切り替えることとしてもよい。サブキャリアの周波数帯域の配置方法は、モビリティやスループットなどのバランスから最適に選択されるため、状況に応じて任意に設定できるものとする。 Further, in the first embodiment, the method of setting to AMC when starting the base station and switching to PUSC according to the situation has been described. However, as setting to PUSC when starting the base station and switching to AMC depending on the situation, Also good. The subcarrier frequency band arrangement method is optimally selected from the balance of mobility, throughput, and the like, and can be arbitrarily set according to the situation.
又、第2の実施形態では、配置方法としてAMCを維持し、使用アンテナ数を変更することについて説明したが、配置方法としてPUSCやその他の方式を採用してもよいことは勿論である。 In the second embodiment, AMC is maintained as an arrangement method and the number of used antennas is changed. However, it is needless to say that PUSC or other methods may be adopted as the arrangement method.
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
10…基地局
20…移動端末
30…通信ネットワーク
100…制御部
101…記憶部
102…ネットワーク部
103…モデム部
104a〜104d…送受信部
105…送受信切り替えスイッチ
106a〜106d…アンテナ素子
110…データ処理部
111…サブキャリア切替制御部
112…比較判定部
113…キャリブレーション実行部
114…閾値データ記憶部
115…キャリブレーションデータ記憶部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記アダプティブアンテナに対して、前記無線通信装置内の受信信号経路の伝送特性と送信信号経路の伝送特性との差を求めるキャリブレーションを実行するステップと、
当該キャリブレーションの実行結果に基づいて、他の装置との通信に使用するサブキャリアの周波数帯域の配置方法を制御するステップと
を含むことを特徴とする通信方法。 A communication method in a wireless communication apparatus that has an adaptive antenna including a plurality of antenna elements and performs communication by a multicarrier modulation method,
Performing calibration for the adaptive antenna to obtain a difference between a transmission characteristic of a reception signal path and a transmission characteristic of a transmission signal path in the wireless communication device;
And a step of controlling an arrangement method of frequency bands of subcarriers used for communication with other devices based on the execution result of the calibration.
前記配置方法を制御するステップにおいて、予め設定された閾値と前記有効な送受信パス数とを比較することにより、配置方法を制御することを特徴とする請求項1に記載の通信方法。 In the step of executing the calibration, the number of effective transmission / reception paths between the wireless communication device and the other device is calculated,
2. The communication method according to claim 1, wherein in the step of controlling the arrangement method, the arrangement method is controlled by comparing a preset threshold value with the number of effective transmission / reception paths.
前記アダプティブアンテナに対して、前記無線通信装置内の受信信号経路の伝送特性と送信信号経路の伝送特性との差を求めるキャリブレーションを実行するキャリブレーション実行部と、
当該キャリブレーションの実行結果に基づいて、他の装置との通信に使用するサブキャリアの周波数帯域の配置方法を制御する制御部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication apparatus having an adaptive antenna having a plurality of antenna elements and performing communication by a multicarrier modulation method,
A calibration execution unit that performs a calibration for obtaining a difference between a transmission characteristic of a reception signal path and a transmission characteristic of a transmission signal path in the wireless communication device with respect to the adaptive antenna;
A wireless communication device comprising: a control unit that controls an arrangement method of frequency bands of subcarriers used for communication with other devices based on the execution result of the calibration.
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