JP5574738B2 - Wireless communication system, wireless base station device, control device, and wireless terminal device - Google Patents
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Description
本発明は、指向性制御可能なアンテナを備える無線基地局装置を含む1対N型(例えば、基地局対複数端末等)無線ネットワークを複数備え、複数の無線ネットワーク間で協調して指向性制御を行う無線通信システム、無線基地局装置、制御装置および無線端末装置に関する。 The present invention includes a plurality of 1-to-N type (for example, base station-to-multiple terminals, etc.) wireless networks including a wireless base station apparatus including an antenna capable of directivity control, and the directivity control is coordinated between the plurality of wireless networks. The present invention relates to a wireless communication system, a wireless base station device, a control device, and a wireless terminal device.
従来、同一の周波数帯を使用し、同一の時刻において隣接する複数の1対N型無線ネットワークを運用する場合には、別の無線ネットワークからの信号が干渉となり、再送等が多発して伝送容量を減少させる問題があった。ここで、1対N型無線ネットワーク(以下、単に「無線ネットワーク」と言うことがある。)とは、1機の無線基地局と複数(N機)の無線端末局を含む無線通信ネットワークを指しており、一般には、セルラー通信における1つのセル内またはセクタ内通信を実現するシステムとして認知されている。また、ここで、干渉とは、異なる無線ネットワークに属する無線機器間の干渉を指しており、一般には、セルラー通信で生じるセル間干渉として認知されている。 Conventionally, when operating a plurality of adjacent 1-to-N wireless networks using the same frequency band and at the same time, a signal from another wireless network becomes interference, and retransmissions occur frequently, resulting in transmission capacity. There was a problem of reducing. Here, the 1-to-N type wireless network (hereinafter sometimes simply referred to as “wireless network”) refers to a wireless communication network including one wireless base station and a plurality of (N) wireless terminal stations. In general, it is recognized as a system that realizes intra-cell or intra-sector communication in cellular communication. Here, interference refers to interference between wireless devices belonging to different wireless networks, and is generally recognized as inter-cell interference that occurs in cellular communication.
この干渉問題の解決策として、(1)各無線ネットワークに異なる伝送周波数帯域を割り当てること、(2)時間を複数のスロットに分割して各無線ネットワークに割り当てること、(3)各無線ネットワークに異なる拡散符号を割り当てて、信号を時間方向または周波数方向に拡散することが挙げられる。 As a solution to this interference problem, (1) assign different transmission frequency bands to each wireless network, (2) divide the time into a plurality of slots and assign to each wireless network, and (3) differ for each wireless network. For example, a spreading code is assigned to spread a signal in a time direction or a frequency direction.
しかしながら、無線通信において使用可能な周波数リソースおよび時間リソースは有限であるので、上記(1)、(2)の解決策を用いた場合には、伝送効率が低下するという問題があった。また、上記(3)の解決策である信号の拡散は通信に使用する時間または周波数を拡張することで干渉回避を実現するものであるので、同様に伝送効率が低下する。周波数リソースおよび時間リソースはデータ伝送に注入されることが求められるので、それらを分割または拡散して干渉を回避することは解決策として好ましくない。 However, since the frequency resources and time resources that can be used in wireless communication are limited, there has been a problem that the transmission efficiency decreases when the solutions (1) and (2) are used. In addition, the signal spreading which is the solution of the above (3) realizes avoidance of interference by extending the time or frequency used for communication, so that the transmission efficiency similarly decreases. Since frequency and time resources are required to be injected into the data transmission, splitting or spreading them to avoid interference is not a good solution.
関連する技術として、下記の特許文献1には、従来の無線通信システムが開示されている。具体的には、無線端末局と通信を行う局地基地局と、複数の局地基地局との間で光ファイバ等の通信媒体を通じて通信を行う統合基地局と、を有した無線通信システムにおいて、統合基地局は、無線端末局の位置する局地基地局のビームパターンのエリア情報と、各局地基地局間で互いに干渉となるビームパターンの組み合わせ情報とを保持し、各局地基地局から無線端末局へ送信する無線信号の相互干渉が抑えられるように無線端末局のパケットスケジューリングを行う。 As a related technique, the following Patent Document 1 discloses a conventional wireless communication system. Specifically, in a wireless communication system having a local base station that communicates with a wireless terminal station and an integrated base station that communicates with a plurality of local base stations through a communication medium such as an optical fiber The integrated base station holds the area information of the beam pattern of the local base station where the wireless terminal station is located and the combination information of the beam patterns that interfere with each other between the local base stations. Packet scheduling of the wireless terminal station is performed so that mutual interference of wireless signals transmitted to the terminal station is suppressed.
しかしながら、特許文献1掲載の無線通信システムは、統合基地局が各局地基地局の配備位置およびビーム形成エリアを正確に把握している必要があり、局地基地局が固定かつ一様に配置されることが望ましい。従来の基地局配置において、良好な通信環境を構築するためには、専門の作業者による設計、測定、設置等を必要とする。そのため、一度設置した基地局を移動させることは容易でなく、特に周辺に複数の基地局および無線ネットワークが存在する場合には、基地局の配置や周波数割当を任意に変更することは困難であった。 However, in the wireless communication system disclosed in Patent Document 1, it is necessary for the integrated base station to accurately grasp the deployment position and beam forming area of each local base station, and the local base stations are fixedly and uniformly arranged. It is desirable. In order to construct a good communication environment in a conventional base station arrangement, design, measurement, installation, and the like by specialized workers are required. For this reason, it is not easy to move a base station once installed, and it is difficult to arbitrarily change the arrangement and frequency allocation of base stations, particularly when there are a plurality of base stations and wireless networks in the vicinity. It was.
また、特許文献1掲載技術の実施形態として、局地基地局の位置や向きが変更される場合は、その都度、統合基地局が有している、局地基地局および無線端末局の位置や方向に関する情報を更新する必要があり、この場合も専門の作業者による更新作業等を必要とする。また、局地基地局の再配置状況によっては、特許文献1で開示される技術が正常に機能しない可能性もある。 Further, as an embodiment of the technology disclosed in Patent Document 1, when the position and orientation of the local base station are changed, the position of the local base station and the wireless terminal station that the integrated base station has each time It is necessary to update the information regarding the direction, and in this case also, an update work by a specialized worker is required. Moreover, the technique disclosed in Patent Document 1 may not function normally depending on the relocation status of the local base stations.
また、特許文献1掲載の無線通信システムでは、統合基地局が、複数の局地基地局でのビームパターン決定およびパケットスケジューリングの両方を実施する。この場合、対象となる局地基地局および無線端末局が少ない場合には正常に機能するが、基地局数が数十〜数百局、無線端末局が数百〜数千局と制御対象局数が多い場合には、個々の無線端末局に対するビームパターン決定およびパケットスケジューリングの最適化は演算量が膨大で難しく、正常に機能しない可能性がある。したがって、制御対象局数が多い場合には、ビームパターン決定とパケットスケジューリングを独立して実施することが望ましい。 In the wireless communication system disclosed in Patent Document 1, the integrated base station performs both beam pattern determination and packet scheduling in a plurality of local base stations. In this case, if the number of target local base stations and radio terminal stations is small, it functions normally, but the number of base stations is several tens to several hundreds, and the number of radio terminal stations is several hundred to several thousand. When the number is large, the beam pattern determination and packet scheduling optimization for each wireless terminal station are computationally enormous and difficult, and may not function normally. Therefore, when the number of control target stations is large, it is desirable to perform beam pattern determination and packet scheduling independently.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の無線ネットワークを含む無線通信システムにおいて、無線基地局間で連携して指向性制御を行うことにより、無線ネットワーク間の相互干渉を低減し、無線ネットワークのエリアカバレッジを最適化可能な無線通信システム、無線基地局装置、制御装置および無線端末装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and reduces mutual interference between wireless networks by performing directivity control in cooperation with wireless base stations in a wireless communication system including a plurality of wireless networks. Then, it aims at obtaining the radio | wireless communications system, radio base station apparatus, control apparatus, and radio | wireless terminal apparatus which can optimize the area coverage of a radio | wireless network.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、指向性制御可能なアンテナを備える無線基地局装置および複数の無線端末装置(または専用ツール)を含む無線ネットワークを複数備え、各無線基地局装置のうちの1機または上位局をホスト局とする無線通信システムであって、前記無線基地局装置は、自無線ネットワーク内向けの指向性ビーム制御を行うMAC制御手段と、前記MAC制御手段より得られる自無線ネットワークの指向性ビーム情報と、を備え、前記ホスト局は、各無線基地局より得られる指向性ビーム情報と、各無線端末装置の伝送路状態に関する伝送路状態情報と、を管理する複数ネットワーク管理手段、を備え、前記複数ネットワーク管理手段は、前記伝送路状態情報を用いて、前記MAC制御手段に対して、指向性ビーム制御に関する指示を行うことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a plurality of wireless networks including a wireless base station device including a directivity-controllable antenna and a plurality of wireless terminal devices (or dedicated tools), 1 aircraft or upper station of the radio base station apparatus as a radio communication system to a host station, the radio base station apparatus, a MAC control means for performing directional beam control for the own wireless network, wherein Directional beam information of the own radio network obtained from the MAC control means, and the host station obtains directional beam information obtained from each radio base station and transmission path state information relating to the transmission path state of each radio terminal device And a plurality of network management means for managing the MAC control means using the transmission path state information. , And performs instructions for directive beam control.
本発明によれば、無線ネットワークの配置状況に依らず、或る無線ネットワークが他の無線ネットワークに与える干渉を低減し、無線ネットワークのエリアカバレッジを最適化することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to reduce interference that a certain wireless network gives to other wireless networks and optimize the area coverage of the wireless network regardless of the arrangement state of the wireless network.
以下に、本発明にかかる無線通信システム、無線基地局装置、制御装置および無線端末装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a radio communication system, a radio base station apparatus, a control apparatus, and a radio terminal apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態1の構成、配置の概要を示す図である。図1に示す無線通信システムには2つの無線ネットワークが含まれており、各無線ネットワーク内では、1機の無線基地局(本発明の無線基地局装置に対応する。以下、「無線基地局装置」、「基地局」等と言うことがある。)がN機(ここでは、3機とする。)の無線端末局(本発明の無線端末装置に対応する。以下、「無線端末装置」、「無線端末」、「端末」等と言うことがある。)と1対N(ここでは、1対3)の通信をそれぞれ行っており、どちらの無線ネットワークも同一周波数帯で運用されているものとする。また、2つの無線ネットワーク間は、基地局、端末等を通じて、各無線ネットワーク内の通信方式とは異なる方式(ここでは、有線50を用いた有線通信とする。)で通信が確立されているものとする。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the configuration and arrangement of the first embodiment of the wireless communication system according to the present invention. The wireless communication system shown in FIG. 1 includes two wireless networks. Within each wireless network, one wireless base station (corresponding to the wireless base station device of the present invention. ”,“ Base station ”, etc.) is a wireless terminal station (corresponding to the wireless terminal device of the present invention) of N machines (here, three). “Wireless terminal”, “terminal”, etc.) and 1-to-N (here, 1-to-3) communication are performed, and both wireless networks are operated in the same frequency band. And In addition, communication between two wireless networks is established through a base station, a terminal, etc., using a method different from the communication method in each wireless network (here, wired communication using wired 50). And
2つの無線ネットワークは、使用周波数帯や送信電力等に応じた無線基地局および無線ネットワークの配置設計が十分になされておらず、一方の無線ネットワーク内向けの無線信号が他方の無線ネットワークに属する無線端末局への干渉信号となり得る程に、設置位置が近いものとする。 In the two wireless networks, the arrangement of the wireless base station and the wireless network according to the used frequency band, transmission power, etc. is not sufficiently designed, and the wireless signal for one wireless network belongs to the other wireless network. It is assumed that the installation position is close enough to be an interference signal to the terminal station.
各無線基地局は、複数または任意の指向性ビームパターンを形成可能なアンテナ(例えばアレーアンテナ)を備えているものとする。また、各無線ネットワーク内の通信は、時分割複信(Time Division Duplex:TDD)によりアップリンクおよびダウンリンクの通信が行われているものとする。ここで、アップリンクとは、無線端末局から無線基地局へ信号送信する回線を指し、ダウンリンクとは、無線基地局から無線端末局へ信号送信する回線を指す。各無線ネットワーク内の無線基地局対無線端末局の通信は、多元接続方式により確立しているものとする。 Each wireless base station includes an antenna (for example, an array antenna) that can form a plurality of or arbitrary directional beam patterns. In addition, it is assumed that uplink and downlink communications are performed by time division duplex (TDD) for communications within each wireless network. Here, the uplink refers to a line that transmits a signal from the wireless terminal station to the wireless base station, and the downlink refers to a line that transmits a signal from the wireless base station to the wireless terminal station. It is assumed that communication between a wireless base station and a wireless terminal station in each wireless network is established by a multiple access method.
図1は、無線基地局20が3機の無線端末局901,902,903と1対3の時分割多元接続方式(Time Division Multiple Access:TDMA)無線ネットワーク30を構成し、無線基地局21が3機の無線端末局911,912,913と1対3のTDMA無線ネットワーク31を構成し、全体で2つの無線ネットワーク30,31を含む無線通信システムの例を示している。2機の無線基地局20,21は、有線50を通じて接続されており、無線基地局20,21間で通信が確立されているものとする。
In FIG. 1, a
図2は、本実施の形態1の無線基地局20の構成例を示すブロック図である。なお、無線基地局21の構成も、図2に示す無線基地局20の構成と同様にすることができる。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the
無線基地局20は、従来の指向性制御を行う無線基地局装置と略同様の構成を有する構成部400と、他無線ネットワークとの間で有線50を通じて情報信号の入出力およびMAC部422との間で情報信号の入出力を行う複数ネットワーク管理部401と、を含んで構成されている。
The
構成部400は、データ部421と、MAC(Media Access Control)部422と、送信部423と、受信部426と、指向性ビーム形成部424と、指向性制御可能なアンテナ425と、を含んでいる。
The
なお、MAC部422がMAC制御手段を構成し、複数ネットワーク管理部401が複数ネットワーク管理手段を構成する。
The
データ部421は、MAC層よりも上位層のデータ(以下、「アプリケーションデータ」とも言う。)を処理する回路であり、MAC部422との間でアプリケーションデータs11およびs16を入出力する。ここで、アプリケーションデータs11には、送信先の無線端末局を示すアドレス情報が含まれるものとし、アプリケーションデータs16には、送信元の無線端末局を示すアドレス情報が含まれるものとする。
The
MAC部422は、データ部421から入力されたアプリケーションデータs11に基づいて情報信号s12を送信部423に出力する。また、MAC部422は、受信部426から入力された検出信号s15に基づいてアプリケーションデータs16をデータ部421に出力する。さらに、MAC部422は、ビーム情報(例えば、ビームパターン番号や、アレーアンテナを用いる場合はアンテナ重み情報等)s17を指向性ビーム形成部424に出力し、指向性制御を行う。このとき、MAC部422は、アプリケーションデータs11またはs16に含まれる無線端末局を示すアドレス情報に基づいてビーム情報s17を出力する。また、MAC部422は、構成部400について送信モード(ダウンリンク)と受信モード(アップリンク)とを切り替える。さらに、MAC部422は、構成部400全体のタイミングを制御する。
The
送信部423は、MAC部422から入力された情報信号s12に対して符号化、変調を行い、送信信号s13を指向性ビーム形成部424に出力する。受信部426は、指向性ビーム形成部424で検波された受信信号s14に対して復調、復号を行い、検出信号s15をMAC部422に出力する。
The
指向性ビーム形成部424は、ビーム情報s17に基づき、送信信号s13の指向性を制御しアンテナ425に出力する。また、指向性ビーム形成部424は、ビーム情報s17に基づき、アンテナ425からの入力信号を検波し、受信信号s14を受信部426に出力する。アンテナ425は、ダウンリンク信号を無線端末局に送信し、アップリンク信号を無線端末局から受信する。
The directivity
ここで、有線50を用いて複数の無線基地局間で送受される信号について説明する。有線50では、無線基地局間の同期を取るための同期信号s25と、通信モード切替のための命令信号s26と、複数の無線基地局のビーム情報s28と、後述する指向性ビームパターン試験における無線端末局での伝送路状態測定値s29と、の送受が行われる。
Here, signals transmitted and received between a plurality of radio base stations using the
次に、複数ネットワーク管理部401とMAC部422との間の入出力信号について説明する。複数ネットワーク管理部401には、現在の自無線ネットワークのビーム情報s19が、構成部400内のMAC部422から入力される。また、複数ネットワーク管理部401には、後述する指向性ビームパターン試験において測定された自無線ネットワークの無線端末局での伝送路状態に関する情報(伝送路状態情報)s20が、MAC部422から入力される。一方、複数ネットワーク管理部401は、同期信号s21と、通信モード切替信号s22と、自無線基地局20の複数ネットワーク管理部401あるいは他無線基地局の複数ネットワーク管理部401において更新された自無線ネットワークのビーム情報s24と、をMAC部422に出力する。
Next, input / output signals between the multiple
次に、無線基地局間の同期に関して、図3を参照しながら説明する。図3においては、4機の無線基地局20〜23がバス(有線50)を介して接続されている例を示している。無線基地局20〜23は、上述と同様の構成をそれぞれ有するものとする(図2参照)。ここでは、無線基地局20が同期要求を発信するホスト局であり、それ以外の無線基地局21〜23の3機がクライアント局であるものとする。
Next, synchronization between radio base stations will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows an example in which four
同期信号s25には、同期要求信号s25aと、それに対する返答信号s25bと、同期クロックs25cと、が含まれているものとする。ホスト局である無線基地局20内の複数ネットワーク管理部401は、同期要求信号s25aを、バス(有線50)を通じて、クライアント局である無線基地局21〜23に送信する。クライアント局である無線基地局21〜23の複数ネットワーク管理部401は、同期要求信号s25aを受信し、受信したことを示す返答信号s25bを、バス(有線50)を通じて、ホスト局である無線基地局20に返信する。ホスト局である無線基地局20の複数ネットワーク管理部401は、返答信号s25bを受信したことを確認した後、同期クロックs25cを、バス(有線50)を通じて、クライアント局である無線基地局21〜23に送信する。ホスト局である無線基地局20およびクライアント局である無線基地局21〜23は、この同期クロックs25cのタイミングを各々の内部のMAC部422に通知し、各無線基地局20〜23は同一のタイミングを得ることができる。以上の手順により、無線基地局20〜23の同期確立が可能となる。なお、本実施の形態1において、無線基地局間の同期方法はこれに限られるものではなく、同期を確立できるのであれば他のどのような方法を用いても良い。
The synchronization signal s25 includes a synchronization request signal s25a, a response signal s25b to the synchronization request signal s25a, and a synchronization clock s25c. The multiple
次に、無線通信システムの通信モード切替方法について説明する。まず、通信モード切替信号s26およびMAC用通信モード切替信号s22の入出力について説明する。ホスト局の複数ネットワーク管理部401は、ネットワーク内通信モードと後述する指向性ビームパターン試験モードとを切り替えるための通信モード切替信号s26を生成し、有線50を通じて他の無線基地局に送信する。クライアント局の複数ネットワーク管理部401は、他の無線基地局から発せられた通信モード切替信号s26を受信する。なお、通信モード切替信号には、指向性ビームパターン試験モードを終了するための試験終了信号も含まれるものとする。複数ネットワーク管理部401は、通信モード切替信号s26に従い、MAC用通信モード切替信号s22をMAC部422に出力する。
Next, a communication mode switching method of the wireless communication system will be described. First, input / output of the communication mode switching signal s26 and the MAC communication mode switching signal s22 will be described. The multiple
MAC部422は、MAC用通信モード切替信号s22に基づいて、無線ネットワーク内通信モードと指向性ビームパターン試験モードを切り替える。MAC用通信モード切替信号s22がネットワーク内通信モードを指定する場合は、MAC部422は、通常のTDMA無線ネットワーク通信を行うように構成部400を制御する。一方、MAC用通信モード切替信号s22が指向性ビームパターン試験モードを指定する場合は、MAC部422は、後述する指向性ビームパターン試験モードの情報交換手順に従って、構成部400の動作タイミングを調節し、試験するビームパターンのビーム情報s17を指向性ビーム形成部424に適宜出力し、トレーニング信号用のデータ信号を送信部423に出力する。このとき、送信部423は、トレーニング信号用のデータ信号に従ってトレーニング信号を生成し、指向性ビーム形成部424に出力する。
The
次に、ホスト局の複数ネットワーク管理部401において行われる基地局間連携ビーム制御について簡単に説明する。なお、これについての詳細は後述する。まず、複数ネットワーク管理部401において必要な入出力情報について説明する。複数ネットワーク管理部401は、MAC部422から受信した、自無線ネットワークの現在のビーム情報s19と、自無線ネットワークの無線端末局での伝送路状態に関する情報(伝送路状態情報)s20と、他の無線基地局から受信した、他無線ネットワークのビーム情報s28と、他無線ネットワークの無線端末局での伝送路状態に関する情報(伝送路状態情報)s29と、を利用して、後述するビーム制御手順に従って、ビーム情報を更新する。更新された自無線ネットワークのビーム情報s24が、複数ネットワーク管理部401からMAC部422に出力される。更新された他無線ネットワークのビーム情報s28が、有線50を通じて複数ネットワーク管理部401から他の無線基地局(クライアント局)に送信される。
Next, the inter-base station cooperative beam control performed in the multiple
MAC部422には、ビーム情報s24が複数ネットワーク管理部401から入力される。MAC部422は、それらの情報に従って指向性ビームパターンを変更する。他の無線基地局の複数ネットワーク管理部401は、更新されたビーム情報s28を受信し、各無線基地局内の構成部400のMAC部422にそれらの更新情報を出力し、MAC部422は、入力されたそれらの更新情報に基づいて指向性ビームパターンを変更する。
The beam information s24 is input from the multiple
次に、図1に示す無線通信システムを運用した場合に起こり得る問題例について、図4を参照しながら説明する。以降では、各無線ネットワーク内でダウンリンク通信が行われている場合を例に挙げて説明する。また、ここでは、簡単のため各無線基地局において指向性制御を行わない場合を例示する。2つの無線ネットワーク30,31がともにダウンリンク通信を行う場合、2つの無線基地局20,21から自無線ネットワーク向けの信号がそれぞれ送信される。このとき、無線ネットワーク30に属する無線端末局901と、無線ネットワーク31に属する無線端末局911とが同一時間スロットを使用し、かつ、互いに位置が近接している場合(図4参照)、無線基地局20が無線端末局901に向けて送信した信号が無線端末局911へも到達し、無線端末局911において干渉信号となってしまうことが起こり得る。このように無線端末局911において干渉が生じた場合、無線基地局21が無線端末局911に送信した信号が無線端末局911において正しく復調されず、無線基地局21と無線端末局911との間の通信品質が劣化してしまう。以降では、このような無線ネットワーク間で生じる干渉をネットワーク間干渉と呼ぶ。
Next, an example of a problem that may occur when the wireless communication system shown in FIG. 1 is operated will be described with reference to FIG. Hereinafter, a case where downlink communication is performed in each wireless network will be described as an example. Also, here, for simplicity, a case where directivity control is not performed in each radio base station is illustrated. When the two
次に、無線基地局において指向性制御を行う場合に起こり得る問題例と、通信品質が改善する例について、図5を参照しながら説明する。図5は、無線基地局20で指向性制御を行う場合の指向性ビームの概要を示す図である。図5の例では、無線基地局20は、指向性ビーム201と指向性ビーム202を形成可能であるものとする。ここでは、図5に示すように、指向性ビーム201は無線端末局901の位置する方向への指向性を持つビームであり、指向性ビーム202は無線端末局903の位置する方向への指向性を持つビームであるものとする。
Next, an example of a problem that may occur when directivity control is performed in a radio base station and an example in which communication quality is improved will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an outline of a directional beam when directivity control is performed in the
図5に示すように、無線基地局20が指向性ビーム201を用いて自無線ネットワーク30に向けて信号を送信した場合は、無線端末局901で受信される信号の品質は改善される。しかしながら、指向性ビーム201が無線ネットワーク31にも到達してしまい、特に無線端末局911が無線端末局901と同一時間スロットを使用する場合には、無線端末局911において干渉が生じ得る。一方、指向性ビーム202は無線ネットワーク31への指向性が低く、かつ、自無線ネットワーク30への指向性が高いため、無線端末局911が無線端末局901と同一時間スロットを使用していても、無線端末局911における干渉を低減し、自無線ネットワーク30内で良好な通信を行うことができるが、これを実現するためには指向性制御と時間スロット割当(以下、「チャネル割当」または「スケジューリング」と呼ぶことがある。)を同時に最適化する処理が必要となり、制御対象局数が多い場合には演算量が膨大となるため最適化が困難になる。なお、図5においては2つの指向性ビームを示しているが、指向性ビームパターン数はいくつであっても良く、任意の指向性ビームを形成できても良い。
As shown in FIG. 5, when the
上述した干渉の大小は、指向性パターンと無線機器または無線ネットワークの位置に依存する。そこで、各無線ネットワークに属する無線端末局を巨視的に捉え、各無線ネットワーク間で協調的にビーム形成を行う。以下にその手順を説明する。 The magnitude of the interference described above depends on the directivity pattern and the position of the wireless device or wireless network. Therefore, the wireless terminal stations belonging to each wireless network are viewed macroscopically, and beam forming is performed cooperatively between the wireless networks. The procedure will be described below.
本実施の形態1においては、無線ネットワーク30と無線ネットワーク31がネットワーク間連携を行い、ビームパターンを変更する。図6は、ネットワーク間で連携し、ビームパターンを変更した例を示す図である。無線基地局20から放射される指向性ビーム203は、自無線ネットワーク30内の各無線端末局にのみ電波を向け、無線ネットワーク31には可能な限り電波が届かないように制御されたビームパターンとなっている。一方、無線基地局21から放射される指向性ビーム213についても同様であり、無線ネットワーク30に可能な限り電波が届かないように制御されたビームパターンとなっている。すなわち、指向性ビーム203および213は、他方の無線ネットワークに互いにヌルを向けるパターンとなっている。このように、無線ネットワーク間で連携してビームパターンを決定することで、ネットワーク間干渉を低減でき、複数のマルチアクセス無線ネットワークの共存が可能になる。
In the first embodiment, the
このようなネットワーク間連携による指向性制御を行うためには、自無線ネットワークの無線基地局と他無線ネットワークの無線端末局との間の伝送路状態に関する情報(伝送路状態情報)を知る(情報を交換する)必要がある。本実施の形態1では、伝送路状態に関する情報として、受信信号強度(Received Signal Strength Indicator:RSSI)を用いることとし、各無線端末局でRSSIを測定する。以下にRSSIを測定しビームパターンを決定するための手順を示すが、この限りではなく、サウンディング信号、プリアンブル信号、パイロット信号などの既知信号を用いて推定しても良く、通信データから推定しても良い。この場合、基地局間の同期は確立しなくても良く、後述するビームパターン測定モードに切り替えずに、通常の通信中に推定しても良い。また、以下ではRSSI測定およびビームパターン決定のタイミングを明示しているが、これらは任意のタイミングで実施しても良い。 In order to perform directivity control by such inter-network cooperation, information (transmission path state information) about the transmission path state between the wireless base station of the own wireless network and the wireless terminal station of the other wireless network is known (information Need to be replaced). In the first embodiment, received signal strength (Received Signal Strength Indicator: RSSI) is used as information on the transmission path state, and RSSI is measured at each wireless terminal station. The procedure for measuring the RSSI and determining the beam pattern is shown below, but is not limited to this, it may be estimated using a known signal such as a sounding signal, a preamble signal, a pilot signal, etc. Also good. In this case, synchronization between base stations may not be established, and may be estimated during normal communication without switching to a beam pattern measurement mode described later. In addition, although the timing of RSSI measurement and beam pattern determination is specified below, these may be performed at an arbitrary timing.
図7は、無線基地局20と無線端末局911,912,913との間のRSSI測定を行うための、無線機器(無線基地局および無線端末局)間の情報交換手順のダイアグラムを示す図である。図7において、無線通信による情報交換は実線のブロックで、有線50を通じた通信による情報交換は破線のブロックで示している。ここでは、無線ネットワーク31での情報交換に焦点を当てて詳細に記載しているが、無線ネットワーク30に関しても無線基地局21と無線端末局901,902,903との間で同様の情報交換が行われる。なお、この例では無線基地局20が放射する指向性ビーム201、指向性ビーム202、指向性ビーム203の3つについてRSSI測定を行うこととしているが、無線基地局20が利用可能な指向性ビームパターン数の範囲内で候補の指向性ビームパターンの数だけRSSI測定を行うようにしても良い。
FIG. 7 is a diagram showing a diagram of an information exchange procedure between wireless devices (wireless base station and wireless terminal station) for performing RSSI measurement between the
図7において、各無線ネットワークは、区間D1までは通常のネットワーク通信モードで通常の無線通信を行っており、区間D2からRSSI測定を開始する。まず、無線基地局間に関して、有線50を通じて、無線基地局20の複数ネットワーク管理部401からの同期信号により無線基地局20と無線基地局21との間の同期が確立される(区間D2)。次いで、無線基地局20の複数ネットワーク管理部401から送信される通信モード切替信号により、全無線ネットワークがネットワーク内通信モードから無線基地局20との指向性ビームパターン試験モード(RSSI測定モード)に切り替わる(区間D3)。
In FIG. 7, each wireless network performs normal wireless communication in the normal network communication mode until section D1, and starts RSSI measurement from section D2. First, between the wireless base stations, synchronization between the
無線基地局20は、まず指向性ビーム201を用いて全無線端末局が既知であるトレーニング信号をブロードキャストし、無線端末局911,912,913が、その信号を受信し、RSSIを測定する(区間D4)。無線端末局911,912,913で測定されたRSSIは、無線ネットワーク31の無線基地局21に順次通知される(区間D5)。無線基地局21は、それらの情報を指向性ビーム201の測定値すなわち伝送路状態測定値s29として、有線50を通じて、無線基地局20へフィードバックする(区間D6)。同様に、無線基地局20は、指向性ビーム202を用いてトレーニング信号をブロードキャストし、無線端末局911,912,913が、その信号を受信し、RSSIを測定し、測定されたRSSIは、無線ネットワーク31の無線基地局21に順次通知される。最後に、無線基地局20は、指向性ビーム203を用いてトレーニング信号をブロードキャストし(区間D7)、無線端末局911,912,913で測定されたRSSIは、無線ネットワーク31の無線基地局21に順次通知される(区間D8)。無線基地局21は、それらの情報を指向性ビーム203の測定値すなわち伝送路状態測定値s29として、有線50を通じて、無線基地局20へフィードバックする(区間D9)。
The
以上の試験が終了すると、無線基地局20の複数ネットワーク管理部401は、ネットワーク間通信モード切替信号s26を用いて各無線基地局(ここでは、無線基地局21)に試験終了信号を送信し、試験を終了する(区間D10)。無線基地局20の複数ネットワーク管理部401は、収集されたRSSI測定値に基づき、ビーム割当処理(ビームパターン情報の変更処理)を行う(区間D11)。このビーム割当処理についての詳細は後述する。
When the above test is completed, the multiple
無線基地局20の複数ネットワーク管理部401は、変更したビームパターン情報を無線基地局21に有線50を通じて通知する(区間D12)。その後、無線基地局21は、無線端末局911,912,913に通常の通信モードへ切り替えるよう要求し(区間D14)、各無線ネットワークは通常のネットワーク通信モードに戻る(区間D15)。
The multiple
次に、区間D11で無線基地局20の複数ネットワーク管理部401により行われるビーム割当処理について、詳細に説明する。区間D11で、無線基地局20の複数ネットワーク管理部401は、収集されたRSSI測定値に基づき、他無線ネットワークへの与干渉低減と自無線ネットワークの通信品質改善を同時に実現するためのビーム割当処理を行う。以下にその処理例を説明する。
Next, the beam allocation process performed by the multiple
無線基地局20の複数ネットワーク管理部401は、収集された自無線ネットワーク30のRSSI測定値から、まず、自無線ネットワーク30内での通信品質が良好となるビームパターンの候補をいくつか選ぶ。その中で、他無線ネットワーク31への与干渉が最も低くなる指向性ビームパターン203を選ぶ。これを、無線基地局20が用いるビームパターンとする。上述の例では、自無線ネットワークの通信品質を優先してビームパターン割当を行うようにしているが、他無線ネットワークへの与干渉低減を優先して割当を行うようにしても良い。上述のビームパターンの選択は、RSSI測定値の平均値の高低で判定しても良く、RSSI測定値の分布から判定しても良い。また、ビームパターンの決定と同時に、対応するビームパターンの送信電力を決定しても良い。これにより、ネットワークエリア範囲の最適化ができる。
The multiple
このように、無線ネットワーク間で連携してビームパターンを決定することで、ネットワーク間干渉を低減できる。各無線基地局では、決定されたビームパターンを用いた場合に各無線端末局の通信特性が良好となるように通信スケジューリングを行うことで、無線ネットワーク毎にスケジューリングの最適化が実現できる。すなわち、上述の手順により、指向性制御と通信スケジューリングを独立に最適化でき、無線ネットワーク数および無線端末局数が増加した場合でも、同様に最適化可能である。 Thus, inter-network interference can be reduced by determining beam patterns in cooperation between wireless networks. Each radio base station can perform scheduling optimization for each radio network by performing communication scheduling so that the communication characteristics of each radio terminal station are good when the determined beam pattern is used. That is, according to the above procedure, directivity control and communication scheduling can be optimized independently, and even when the number of wireless networks and the number of wireless terminal stations is increased, they can be similarly optimized.
上述の指向性ビームパターン試験およびビーム割当変更は定期的に行うようにしても良いし、伝送路状態が変化したときのみ行うようにしても良いし、無線ネットワーク内通信のトラヒックが小さいときに実施しても良いし、ネットワーク管理者が任意のタイミングで行うようにしても良い。ビーム割当変更を定期的に行うようにすれば、伝送路状態が変化することにより生じるネットワーク間干渉を防止することができ、各無線ネットワークの通信品質を維持できる。また、ビーム割当変更を伝送路状態が変化したときのみ行うようにすれば、伝送路状態が変化しないときにビーム割当変更を行うことを防止することができ、データ伝送効率が改善できる。また、データトラヒックが小さいときに行うようにすれば、指向性ビームパターン試験およびビーム割当変更を行うことによるデータ伝送効率の低下を抑制できる。また、ビーム割当変更をネットワーク管理者が任意のタイミングで行うようにすれば、ネットワーク管理者が所望のタイミングでビーム割当変更を行うことができる。 The above-mentioned directional beam pattern test and beam assignment change may be performed periodically, or only when the transmission path state changes, or when the traffic in the wireless network is low. Alternatively, it may be performed at an arbitrary timing by the network administrator. If beam assignment is changed periodically, inter-network interference caused by a change in transmission path state can be prevented, and the communication quality of each wireless network can be maintained. Further, if the beam assignment change is performed only when the transmission line state changes, it is possible to prevent the beam assignment change when the transmission line state does not change, and the data transmission efficiency can be improved. Further, if it is performed when the data traffic is small, it is possible to suppress a decrease in data transmission efficiency due to the directional beam pattern test and the beam assignment change. In addition, if the network administrator changes the beam assignment at an arbitrary timing, the network administrator can change the beam assignment at a desired timing.
本実施の形態1では、無線基地局20が与干渉機器、無線ネットワーク31内の無線端末局911,912,913が被干渉機器であるものとして、無線基地局20が指向性ビーム制御を行う場合について、その手順を説明した。しかしながら、これに限らず、無線基地局21が与干渉機器、無線ネットワーク30内の無線端末局901,902,903が被干渉機器となる場合には、無線基地局21において同様の手順で指向性ビーム制御を行うようにしても良い。また、以上の説明はダウンリンク通信を例に挙げて説明したが、同様の指向性制御をアップリンクで行うようにしても良い。アップリンクで上述の指向性制御を行うことによって、各無線基地局は他無線ネットワークの無線端末局からの信号受信を低減し、自無線ネットワークの無線端末局からの信号受信品質を高めることができる。
In the first embodiment, the
本実施の形態1では、無線ネットワーク内の信号の送受信はTDDにより行うものとしている。しかしながら、これに限らず、周波数分割複信(Frequency Division Duplex:FDD)により信号の送受信が行われるものとしても良い。 In the first embodiment, transmission / reception of signals in the wireless network is performed by TDD. However, the present invention is not limited to this, and transmission and reception of signals may be performed by frequency division duplex (FDD).
本実施の形態1では、図1および図2に示す無線基地局が備える指向性制御可能なアンテナ425として2本のアンテナによって構成されるアレーアンテナを図示しているが、複数または任意の指向性ビームパターンを形成可能なアンテナであれば、他のアンテナを用いても良く、アンテナ本数を増やしても良い。例えば、指向性をそれぞれ有する複数のアンテナを備えてこれらのアンテナを物理的に切り替えるようにしても良いし、複数の偏波モードを有するアンテナを用いるようにしても良い。
In the first embodiment, an array antenna configured by two antennas is illustrated as the
本実施の形態1では、無線ネットワーク数が2の場合について例示した。しかしながら、これに限らず、無線ネットワーク数が3以上の場合であっても同様の手順でネットワーク間連携によるビーム割当を実現することができる。 In the first embodiment, the case where the number of wireless networks is 2 is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and even when the number of wireless networks is three or more, beam assignment by inter-network cooperation can be realized by the same procedure.
本実施の形態1では、無線ネットワーク内の通信方式としてTDMAを用いる場合について例示した。しかしながら、これに限らず、多元接続を実現する方式であれば良く、周波数分割多元接続(Frequency Division Multiple Access:FDMA)、直交周波数分割多元接続(Orthogonal FDMA:OFDMA)、または符号分割多元接続(Code Division Multiple Access:CDMA)を用いるようにしても良い。 In the first embodiment, the case where TDMA is used as the communication method in the wireless network is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and any scheme that realizes multiple access may be used, and Frequency Division Multiple Access (FDMA), Orthogonal Frequency Division Multiple Access (Orthogonal FDMA: OFDMA), or Code Division Multiple Access (Code Code). (Division Multiple Access: CDMA) may be used.
本実施の形態1では、各無線ネットワークの無線端末局数が同じ場合(端末数N)について例示した。しかしながら、これに限らず、各無線ネットワークの無線端末局数は任意の局数でも良い。 In this Embodiment 1, it illustrated about the case where the number of radio | wireless terminal stations of each radio | wireless network is the same (the number of terminals N). However, the present invention is not limited to this, and the number of wireless terminal stations in each wireless network may be an arbitrary number.
本実施の形態1では、無線基地局20の複数ネットワーク管理部401が同期クロックを生成し、その同期信号を無線基地局21へ送信することで同期を確立する場合について例示した。しかしながら、これに限らず、例えば、無線基地局21が同期信号を生成・送信し、無線基地局20がそれを受信して同期を確立するようにしても良い。また、衛星測位システム(Global Positioning System:GPS)の時刻データ等の外部信号を同期信号として使用し、同期を確立しても良い。
In the first embodiment, the case where the multiple
本実施の形態1では、無線基地局間が有線で接続されている場合について例示した。しかしながら、これに限らず、無線基地局間が無線通信で接続されていても良く、端末を介して接続されていても良い。また、後述する実施の形態2で説明するように、複数の無線基地局間が無線機器とは異なる上位局を介して接続されていても良い。 In the first embodiment, the case where the wireless base stations are connected by wire is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and wireless base stations may be connected by wireless communication, or may be connected via a terminal. Further, as will be described in a second embodiment described later, a plurality of radio base stations may be connected via an upper station different from the radio device.
本実施の形態1では、伝送路状態に関する情報(伝送路状態情報)としてRSSIを用いた場合について例示した。しかしながら、これに限らず、受信品質を示す受信信号電力対雑音電力比(Signal to Noise power Ratio:SNR)、搬送波電力対雑音電力比(Carrier to Noise power Ratio:CNR)、搬送波電力対干渉雑音電力比(Carrier to Interference Noise power Ratio:CINR)、受信信号電力対干渉電力比(Signal to Interference power Ratio:SIR)、受信信号電力対干渉雑音電力比(Signal to Interference Noise power Ratio:SINR)、またはこれらの組み合わせ等を用いても良い。 In this Embodiment 1, the case where RSSI was used as information (transmission path state information) regarding the transmission path state was illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the received signal power to noise power ratio (Signal to Noise power Ratio: SNR), the carrier power to noise power ratio (CNR), and the carrier power to interference noise power indicating the reception quality. Ratio to carrier noise ratio (CINR), received signal power to interference power ratio (SIR), received signal power to interference noise power ratio (Signal to Interference Noise Ratio, or Noise to Interference Noise Noise Ratio) A combination of these may be used.
本実施の形態1では、指向性ビームパターン試験毎に無線基地局21からRSSIを無線基地局20にフィードバックする場合について例示した。しかしながら、これに限らず、全ビームパターンの試験終了後に全RSSIをまとめてフィードバックしても良い。また、フィードバックする情報として、RSSI等の受信状態を示す情報の他に、後述するCSIや、ビーム情報(ビーム番号やアンテナ重み情報など)をフィードバックしても良い。また、無線通信と有線通信は独立に通信可能であるため、図7の区間D6,区間D9の有線通信をRSSI測定と並行して行うようにしても良い。また、図7の区間D5および区間D8の期間における無線端末局から無線基地局へのRSSI通知は、無線端末局毎に時間スロットを区切って通知しているが、例えばFDMAやOFDMA、またはCDMAのようなマルチアクセス方式を採用する場合には、無線端末局毎に異なる周波数チャネルまたは拡散符号が割り当てられているので、全無線端末局が同時刻に送信しても良い。
In this Embodiment 1, it illustrated about the case where RSSI is fed back to the
本実施の形態1では、無線基地局は使用する無線周波数帯域内において同一の指向性ビームパターンを用いて通信を行う場合を例示した。しかしながら、これに限らず、使用する無線周波数帯域を複数の帯域(サブバンド、リソースブロック、またはサブキャリアと呼ばれる)に分割し、サブバンド毎に上述の手順により指向性ビームパターンを決定し、指向性制御を実施しても良い。 In the first embodiment, the case where the radio base station performs communication using the same directional beam pattern in the radio frequency band to be used is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and a radio frequency band to be used is divided into a plurality of bands (referred to as subbands, resource blocks, or subcarriers), and a directional beam pattern is determined for each subband by the above-described procedure. Sex control may be implemented.
本実施の形態1では、無線端末局に具備されるアンテナ本数を明示していないが、単一のアンテナを用いても良く、複数のアンテナを用いても良い。 In the first embodiment, the number of antennas provided in the wireless terminal station is not clearly shown, but a single antenna or a plurality of antennas may be used.
以上説明したように、本実施の形態1では、無線基地局が他の無線基地局と連携して各指向性ビームパターンでのRSSI測定値を取得し、それに基づいて各無線ネットワークの指向性ビームパターン割当変更を行うものとした。これにより、ビームパターン割当変更を行わない場合に比べてネットワーク間干渉を低減でき、ネットワーク内通信品質を改善することができる。また、無線基地局20は、全無線端末局での受信レベルが既知であるので、当該ネットワーク内通信における所望信号対干渉信号電力の比が十分確保できる程度に送信電力(ダウンリンク時には無線基地局の送信電力、アップリンク時には無線端末局の送信電力)を下げることで、他無線ネットワークへの与干渉を更に下げることが可能であり、消費電力の削減も可能である。
As described above, in the first embodiment, the radio base station acquires RSSI measurement values in each directional beam pattern in cooperation with other radio base stations, and based on the RSSI measurement values, the directional beam of each radio network is obtained. The pattern assignment was changed. Thereby, compared with the case where beam pattern allocation change is not performed, the interference between networks can be reduced and the communication quality in a network can be improved. Further, since the
実施の形態2.
図8は、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態2の構成、配置の概要を示す図である。本実施の形態2にかかる無線通信システムにおいては、図8に示すように、無線基地局20と無線基地局21は、上位局40を介して有線51,52により接続されている。それ以外は実施の形態1と同様であるため、各構成要素に実施の形態1(図1等参照)と同一の符号を付している。なお、上位局40が制御装置を構成する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing an outline of the configuration and arrangement of the second embodiment of the wireless communication system according to the present invention. In the radio communication system according to the second exemplary embodiment, as illustrated in FIG. 8, the
図9は、上位局40の構成例を示す図である。上位局40は、複数ネットワーク管理部401を含んで構成されている。なお、上位局40の複数ネットワーク管理部401が複数ネットワーク管理手段を構成し、無線基地局20,21の複数ネットワーク管理部401(図2参照)が自無線ネットワーク管理手段を構成する。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the
上位局40は、有線51,52を通じて、同期クロックs25c(図3参照)を無線基地局20,21に送信している。すなわち、上位局40が先に実施の形態1で説明した図3におけるホスト局に対応し、無線基地局20,21がクライアント局に対応し、実施の形態1で述べた同期手順により、上位局40、無線基地局20,21間の同期が確立可能である。なお、有線51,52を通じて送受される情報や信号は、同期信号を含めて、実施の形態1における有線50で送受される情報や信号と同様であるものとする。
The
本実施の形態2では、上位局40が、無線基地局20,21が使用する指向性ビームパターンの決定を行い、無線基地局20,21が、それらの情報を有線51,52を通じて受信し、それらの情報に基づいて指向性ビーム形成を行う。すなわち、実施の形態1の情報交換(図7参照)において無線基地局20が区間D2,D6,D9,D10,D11,D12で行う手順を、本実施の形態2では、上位局40が全て行う。
In the second embodiment, the
また、無線基地局21が、実施の形態1において無線基地局20が行うこととした指向性ビームパターン試験を同様に行うことで、無線基地局21が指向性ビームを形成する場合の無線端末局901,902,903におけるRSSIを測定することができ、上位局40は、上述と同様の手順でそれらを収集することができる。上位局40は、無線基地局20が指向性ビームを形成する場合のRSSI測定値と無線基地局21が指向性ビームを形成する場合のRSSI測定値に基づいて、無線ネットワーク30、31の双方の干渉低減または通信品質改善を実現する指向性ビームパターンの決定が可能となる。なお、無線基地局20が行う指向性ビームパターン試験と、無線基地局21が行う指向性ビームパターン試験は、それぞれ任意のタイミングで実施して良く、各無線基地局から上位局40へRSSI測定値を通知するタイミングも任意で良い。また、実施の形態1と同様、RSSI測定方法はこの限りではなく、サウンディング信号、プリアンブル信号、パイロット信号などの既知信号を用いて推定しても良く、通信データから推定しても良い。
In addition, the
上位局40は、図7の区間D12において、決定した指向性ビーム情報(例えば、ビーム番号やアンテナ重み係数等)を無線基地局20,21に通知する。このとき、上位局40は、無線ネットワーク30用の情報を無線基地局20に、無線ネットワーク31用の情報を無線基地局21に通知すれば良い。無線基地局20の複数ネットワーク管理部401は、それらの情報を受信し、無線基地局20のMAC部422は、受信した情報に従って指向性ビーム制御を行う。無線基地局21でも、上述した無線基地局20と同様の処理が行われる。なお、上述の指向性ビーム情報には、送信電力情報が含まれていても良い。
The
本実施の形態2では、上位局40は、有線51により無線基地局20と接続され、有線52により無線基地局21と接続されている場合を例示した。しかしながら、これに限らず、上位局40は、複数の無線基地局との接続に加え、有線媒体または無線媒体により、外部のネットワークに接続されていても良い。
In the second embodiment, the case where the
本実施の形態2では、上位局40は、無線ネットワーク30と無線ネットワーク31の2つのネットワークを管理する場合を例示した。しかしながら、これに限らず、上位局40は、3つ以上の無線ネットワークを管理しても良い。この場合、ある無線ネットワークは、他の複数の無線ネットワークに対し与干渉を生じる可能性があるが、複数の無線ネットワーク全体に対して巨視的に与干渉を低減するようなビームパターンを形成しても良く、または、特定の無線ネットワークに対して与干渉を低減するようなビームパターンを形成しても良い。
In the second embodiment, the case where the
以上のように、本実施の形態2では、上位局40を介して無線基地局20と無線基地局21を接続し、上位局40が、無線基地局20,21が無線端末局に対して使用する指向性ビームパターンの割当を行うこととした。これにより、実施の形態1で無線基地局20の複数ネットワーク管理部401が行っていた指向性ビームパターンの割当変更処理が上位局40で行われることになるため、無線基地局での処理量が特に削減できる。
As described above, in the second embodiment, the
実施の形態3.
本実施の形態3では、実施の形態1および実施の形態2と異なり、無線基地局と無線端末局間の伝送路状態に関する情報(伝送路状態情報)として、伝送路推定値そのもの(Channel State Information:CSI)を用いるものとする。また、無線基地局に具備される指向性制御可能なアンテナ425(図2参照)として、アレーアンテナを用いるものとする。本実施の形態3において、アレーアンテナ425は第1のアンテナ素子および第2のアンテナ素子を含んで構成されるものとする。これらの事柄を除いて、本実施の形態3にかかる無線通信システムおよび無線基地局装置の構成は、実施の形態2(図8参照)と同様であるものとする。なお、本実施の形態3の構成は、実施の形態1(図1参照)に準ずるものとしても良い。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, unlike the first and second embodiments, the channel state information itself (Channel State Information) is used as information (channel state information) regarding the channel state between the radio base station and the radio terminal station. : CSI). In addition, an array antenna is used as the antenna 425 (see FIG. 2) capable of directivity control provided in the radio base station. In the third embodiment,
本実施の形態3では、無線端末局911,912,913と無線基地局20が備える各アンテナ素子との間のCSIを用いることとしている。そこで、本実施の形態3では、実施の形態1あるいは実施の形態2の指向性ビームパターン試験におけるRSSI測定モード(図7の区間D4〜D10参照)に代えて、図10に示すようにCSI測定モード(図10の区間D4〜D10参照)を有する。
In the third embodiment, CSI between the
アンテナ素子毎のCSIを測定するため、図10に示すようにアンテナ素子毎に送信時刻を変えてトレーニング信号を送信し(図10の区間D4、D7参照)、CSIを取得するようにしても良い。または、アンテナ素子を識別するための符号をトレーニングシンボル系列に乗積し、全アンテナ素子から同時送信するようにしても良い(例えば、無線LAN規格IEEE802.11nのHigh−ThroughputプリアンブルのLong Training Field(HT−LTF)で用いられる符号行列PHTLTFや、非特許文献1の図4に記載されているWalsh−Hadamard符号行列等を用いることができる。)。なお、アンテナ素子識別用の符号を乗積する場合、無線端末局で同一の符号を有する必要があるが、対象となるアンテナ素子に合致する符号を受信シンボルに乗算して線形和をとることで、当該アンテナ素子との間のCSIを測定することができる。 In order to measure CSI for each antenna element, as shown in FIG. 10, a training signal may be transmitted by changing the transmission time for each antenna element (see sections D4 and D7 in FIG. 10), and CSI may be acquired. . Alternatively, a code for identifying an antenna element may be multiplied on the training symbol sequence and transmitted simultaneously from all antenna elements (for example, a Long Training Field (High-Throughput preamble of the wireless LAN standard IEEE 802.11n) (HT-LTF) can be used, such as the code matrix PHTLF used in HT-LTF) or the Walsh-Hadamard code matrix described in FIG. In addition, when multiplying codes for antenna element identification, it is necessary for radio terminal stations to have the same code, but by multiplying the received symbol by a code that matches the target antenna element, a linear sum is obtained. The CSI between the antenna element and the antenna element can be measured.
無線端末局で測定されたCSIは、実施の形態2と同様の手順で上位局40に通知される。上位局40は、収集したCSIを用いて、指向性ビームを形成するためのアンテナ重みを決定する。例えば、非特許文献2に記載のZero−Forcing(ZF)アルゴリズムでアンテナ重みを決定し、それを無線基地局20,21に通知することにより、各無線基地局では与干渉対象となる他無線ネットワークに高精度なヌルを向けることができる。
The CSI measured at the wireless terminal station is notified to the
なお、ここでは各無線ネットワークの無線端末数が3の場合について例示したが、無線端末数が4以上の場合でも同様に適用可能である。また、ここでは無線ネットワーク数が2の場合について例示したが、無線ネットワーク数が3以上の場合でも同様に適用可能である。 Although the case where the number of wireless terminals in each wireless network is 3 is illustrated here, the present invention can be similarly applied to the case where the number of wireless terminals is 4 or more. Further, although the case where the number of wireless networks is 2 is illustrated here, the present invention can be similarly applied even when the number of wireless networks is 3 or more.
本実施の形態3では、アレーアンテナのアンテナ重みを決定するアルゴリズムとしてZFアルゴリズムを例に挙げて説明した。しかしながら、これに限らず、非特許文献3に記載のMMSE(Minimum Mean Square Error)アルゴリズムでアンテナ重みを決定し、それを無線基地局20,21に通知することにより、他無線ネットワークの無線端末局への与干渉を低減し、かつ、自無線ネットワーク内通信のSNRを向上する最適な指向性ビームを形成するようにしても良い。また、測定したCSIから、各無線ネットワークの代表的なCSIとして固有値および固有ベクトルを算出し、これに基づいてアンテナ重みを算出しても良い。これにより、演算対象となるCSIを削減することができる。また、予め無線基地局で用意された複数のアンテナ重みパターン(コードブックとも呼ばれる)から、前述の傾向が最も強いアンテナ重みパターンを選択し、その情報を無線基地局20および無線基地局21に通知することにより、指向性ビームを形成するようにしても良い。なお、アンテナ重みの決定方法は、この限りではない。また、アンテナ重みの決定に加え、当該アンテナ重みと同時に用いる送信電力を決定しても良い。
In the third embodiment, the ZF algorithm has been described as an example of the algorithm for determining the antenna weight of the array antenna. However, the present invention is not limited to this, and the antenna weight is determined by the MMSE (Minimum Mean Square Error) algorithm described in Non-Patent Document 3 and notified to the
本実施の形態3では、無線基地局は使用する無線周波数帯域内において同一の指向性ビームパターンを用いて通信を行う場合を例示した。しかしながら、これに限らず、実施の形態1と同様に、サブバンド毎に上述の手順により指向性ビームパターンおよび送信電力を決定しても良い。 In the third embodiment, the case where the radio base station performs communication using the same directional beam pattern in the radio frequency band to be used is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and as in the first embodiment, the directional beam pattern and transmission power may be determined for each subband by the above-described procedure.
前述したように、本実施の形態3は実施の形態2に準ずるものとしているので、想定する無線通信システムの全体構成は、図8と同様である。図8において、無線基地局20、21はそれぞれ2本のアンテナ素子を備えているが、本実施の形態3ではこれに限らず、アンテナ素子数は2本以上であれば何本であっても良い。なお、ネットワーク間干渉を効果的に低減するためには、アンテナ素子数は所望の無線端末局と被干渉無線端末局の和以上であることが好適であるが、この限りではない。
As described above, since the third embodiment is based on the second embodiment, the overall configuration of the assumed wireless communication system is the same as that in FIG. In FIG. 8, each of the
以上説明したように、本実施の形態3では、無線基地局にアレーアンテナを搭載し、無線端末局と無線基地局の各アンテナ素子の間のCSIを取得し、ビーム形成アルゴリズムによりアンテナ重みを決定することとした。これによって、実施の形態1あるいは実施の形態2に比べ、無線基地局においてより高精度な指向性制御が可能となり、基地局の配置状況に依らず、各無線ネットワークのエリアカバレッジを最適化できる。 As described above, in Embodiment 3, an array antenna is mounted on a radio base station, CSI between each antenna element of the radio terminal station and the radio base station is acquired, and antenna weights are determined by a beam forming algorithm. It was decided to. This enables more precise directivity control in the radio base station than in the first or second embodiment, and the area coverage of each radio network can be optimized regardless of the location of the base stations.
以上、本発明について実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. It is understood by those skilled in the art that these embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. By the way.
以上のように、本発明にかかる無線通信システム、無線基地局装置、制御装置および無線端末装置は、複数の無線ネットワークを含む無線通信システムに有用である。 As described above, the wireless communication system, the wireless base station device, the control device, and the wireless terminal device according to the present invention are useful for a wireless communication system including a plurality of wireless networks.
20、21、22、23 無線基地局
30、31 無線ネットワーク
40 上位局
50、51、52 有線
201、202、203、213 指向性ビーム
400 構成部
401 複数ネットワーク管理部
421 データ部
422 MAC部
423 送信部
424 指向性ビーム形成部
425 指向性制御アンテナ
426 受信部
901、902、903、911、912、913 無線端末局
20, 21, 22, 23
Claims (62)
前記ホスト局として動作する無線基地局装置は、
自無線ネットワーク内向けの指向性ビーム制御と通信スケジューリングを行うMAC制御手段と、
前記MAC制御手段より得られる自無線ネットワークの指向性ビーム情報および通信スケジュール情報と、他無線ネットワークより得られる指向性ビーム情報および通信スケジュール情報と、前記自無線ネットワークおよび前記他無線ネットワークより得られる全無線ネットワークにおける無線端末装置の伝送路状態に関する、同一無線基地局装置と同一無線端末装置との間で無線基地局装置が異なる条件で無線端末装置に送信した信号に対する複数の伝送路状態情報と、を管理する複数ネットワーク管理手段と、
を備え、
前記複数ネットワーク管理手段は、前記伝送路状態情報を用いて、前記MAC制御手段および前記他無線ネットワークに対して、通信スケジューリングおよび指向性ビーム制御に関する指示を行う、
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system comprising a plurality of wireless networks including a wireless base station device and a plurality of wireless terminal devices each having an antenna capable of directivity control, wherein one of the wireless base station devices is a host station,
The radio base station apparatus that operates as the host station is
MAC control means for performing directional beam control and communication scheduling for the own wireless network;
Directional beam information and communication schedule information of the own radio network obtained from the MAC control means, directional beam information and communication schedule information obtained from the other radio network, and all obtained from the own radio network and the other radio network A plurality of transmission path state information for signals transmitted to the wireless terminal apparatus under different conditions between the same wireless base station apparatus and the same wireless terminal apparatus, regarding the transmission path state of the wireless terminal apparatus in the wireless network; Multiple network management means for managing
With
The plurality of network management means uses the transmission path state information to instruct the MAC control means and the other wireless network about communication scheduling and directional beam control.
A wireless communication system.
前記複数の無線ネットワークにおいて、アップリンクを同一のタイミングで行い、ダウンリンクを同一のタイミングで行う、
ことを特徴とする請求項2に記載の無線通信システム。 The uplink and downlink in the plurality of wireless networks are performed by time division duplex,
In the plurality of wireless networks, uplink is performed at the same timing, and downlink is performed at the same timing.
The wireless communication system according to claim 2.
前記複数の無線ネットワークにおいて、分割された時間スロットを同一のタイミングで制御する、
ことを特徴とする請求項2または3に記載の無線通信システム。 The signal transmission / reception within the plurality of wireless networks is performed by time division multiple access,
Controlling the divided time slots at the same timing in the plurality of wireless networks;
The wireless communication system according to claim 2, wherein the wireless communication system is a wireless communication system.
ことを特徴とする請求項2または3に記載の無線通信システム。 Signal transmission and reception within the plurality of wireless networks is performed by frequency division multiple access, orthogonal frequency division multiple access, or code division multiple access.
The wireless communication system according to claim 2, wherein the wireless communication system is a wireless communication system.
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の無線通信システム。 The plurality of network management means for instructing another wireless network to switch between an intra-network communication mode for performing normal intra-network communication and a transmission path state measurement mode for measuring the transmission path state of the wireless terminal device. Send a mode switching signal,
The wireless communication system according to any one of claims 1 to 5.
伝送路状態測定を実施する無線端末装置は、受信信号と既知のトレーニング信号とを用いて、前記指向性ビームパターン毎に伝送路状態情報を算出し、指向性ビームパターン毎の伝送路状態情報を自無線ネットワークの無線基地局装置に通知する、
ことを特徴とする請求項6に記載の無線通信システム。 The radio base station apparatus operating as the host station performs control to switch the communication mode of the other radio network from the intra-network communication mode to the transmission path state measurement mode by transmitting the mode switching signal, and has a plurality of directivities. A beam pattern is used to transmit a training signal known by the wireless terminal device of the other wireless network,
A wireless terminal apparatus that performs transmission path state measurement calculates transmission path state information for each directional beam pattern using a received signal and a known training signal, and transmits transmission path state information for each directional beam pattern. Notifying the wireless base station device of its own wireless network,
The wireless communication system according to claim 6.
ことを特徴とする請求項7に記載の無線通信システム。 The transmission path state information is information including reception signal strength, reception signal power to noise power ratio and / or carrier power to noise power ratio.
The wireless communication system according to claim 7.
伝送路状態測定を実施する無線端末装置は、受信信号と既知のトレーニング信号とを用いて、前記アンテナ素子毎に伝送路状態情報を算出し、アンテナ素子毎の伝送路状態情報を自無線ネットワークの無線基地局装置に通知する、
ことを特徴とする請求項6に記載の無線通信システム。 The radio base station apparatus operating as the host station includes an array antenna including a plurality of antenna elements, and transmits the mode switching signal to change the communication mode of the other radio network from the intra-network communication mode to the transmission path state. Control to switch to the measurement mode, for each of the antenna elements, transmit a training signal known to the wireless terminal device of the other wireless network,
A wireless terminal apparatus that performs transmission path state measurement calculates transmission path state information for each antenna element using a received signal and a known training signal, and transmits transmission path state information for each antenna element of the own wireless network. Notifying the radio base station device,
The wireless communication system according to claim 6.
ことを特徴とする請求項9または10に記載の無線通信システム。 The multiple network management means calculates antenna weights of each antenna element as directional beam control.
The wireless communication system according to claim 9 or 10, characterized in that
前記無線基地局装置は、
自無線ネットワーク内向けの指向性ビーム制御と通信スケジューリングを行うMAC制御手段と、
前記MAC制御手段より得られる自無線ネットワークの指向性ビーム情報および通信スケジュール情報を管理する自無線ネットワーク管理手段と、
を備え、
前記制御装置は、
全無線ネットワークより得られる指向性ビーム情報および通信スケジュール情報と、前記全無線ネットワークより得られる全無線ネットワークにおける無線端末装置の伝送路状態に関する、同一無線基地局装置と同一無線端末装置との間で無線基地局装置が異なる条件で無線端末装置に送信した信号に対する複数の伝送路状態情報と、を管理する複数ネットワーク管理手段、
を備え、
前記複数ネットワーク管理手段は、前記伝送路状態情報を用いて、全無線ネットワークに対して、通信スケジューリングおよび指向性ビーム制御に関する指示を行う、
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system comprising a plurality of wireless networks including a wireless base station device and a plurality of wireless terminal devices each including an antenna capable of directivity control, and a control device capable of communicating with each wireless base station device,
The wireless base station device
MAC control means for performing directional beam control and communication scheduling for the own wireless network;
Own radio network management means for managing directional beam information and communication schedule information of the own radio network obtained from the MAC control means;
With
The control device includes:
Between the same radio base station apparatus and the same radio terminal apparatus regarding the directional beam information and communication schedule information obtained from all radio networks and the transmission path state of the radio terminal apparatus in all radio networks obtained from the all radio networks. A plurality of network management means for managing a plurality of transmission path state information for signals transmitted to the wireless terminal device under different conditions by the wireless base station device ;
With
The plurality of network management means, using the transmission path state information, to give instructions regarding communication scheduling and directional beam control for all wireless networks,
A wireless communication system.
ことを特徴とする請求項14または15に記載の無線通信システム。 The control device instructs the plurality of wireless networks to switch between an intra-network communication mode for performing normal intra-network communication and a transmission path state measurement mode for measuring the transmission path state of the wireless terminal device. Send a mode switching signal,
The wireless communication system according to claim 14 or 15,
全無線ネットワークの無線基地局装置は、複数の指向性ビームパターンを用いて、他無線ネットワークの無線端末装置が既知であるトレーニング信号を送信し、
伝送路状態測定を実施する無線端末装置は、受信信号と既知のトレーニング信号とを用いて、前記指向性ビームパターン毎に伝送路状態情報を算出し、指向性ビームパターン毎の伝送路状態情報を自無線ネットワークの無線基地局装置に通知する、
ことを特徴とする請求項16に記載の無線通信システム。 The control device performs control to switch the communication mode of all wireless networks from the intra-network communication mode to the transmission path state measurement mode by transmitting the mode switching signal,
The wireless base station device of all wireless networks uses a plurality of directional beam patterns to transmit a training signal known to wireless terminal devices of other wireless networks,
A wireless terminal apparatus that performs transmission path state measurement calculates transmission path state information for each directional beam pattern using a received signal and a known training signal, and transmits transmission path state information for each directional beam pattern. Notifying the wireless base station device of its own wireless network,
The wireless communication system according to claim 16.
ことを特徴とする請求項17に記載の無線通信システム。 The transmission path state information is information including reception signal strength, reception signal power to noise power ratio and / or carrier power to noise power ratio.
The wireless communication system according to claim 17.
全無線ネットワークの無線基地局装置は、複数のアンテナ素子を含むアダプティブアレーアンテナを備えることとし、前記アンテナ素子毎に、他無線ネットワークの無線端末装置が既知であるトレーニング信号を送信し、
伝送路状態測定を実施する無線端末装置は、受信信号と既知のトレーニング信号とを用いて、前記アンテナ素子毎に伝送路状態情報を算出し、アンテナ素子毎の伝送路状態情報を自無線ネットワークの無線基地局装置に通知する、
ことを特徴とする請求項16に記載の無線通信システム。 The control device performs control to switch the communication mode of all wireless networks from the intra-network communication mode to the transmission path state measurement mode by transmitting the mode switching signal,
The radio base station apparatus of all radio networks is provided with an adaptive array antenna including a plurality of antenna elements, and for each antenna element, transmits a training signal known to a radio terminal apparatus of another radio network,
A wireless terminal apparatus that performs transmission path state measurement calculates transmission path state information for each antenna element using a received signal and a known training signal, and transmits transmission path state information for each antenna element of the own wireless network. Notifying the radio base station device,
The wireless communication system according to claim 16.
ことを特徴とする請求項19または20に記載の無線通信システム。 The multiple network management means calculates antenna weights of each antenna element as directional beam control.
The wireless communication system according to claim 19 or 20, wherein the wireless communication system is a wireless communication system.
指向性を制御可能なアンテナと、
自無線ネットワーク内向けの指向性ビーム制御と通信スケジューリングを行うMAC制御手段と、
前記MAC制御手段より得られる自無線ネットワークの指向性ビーム情報および通信スケジュール情報と、他無線ネットワークより得られる指向性ビーム情報および通信スケジュール情報と、前記自無線ネットワークおよび前記他無線ネットワークより得られる全無線ネットワークにおける無線端末装置の伝送路状態に関する、同一無線基地局装置と同一無線端末装置との間で無線基地局装置が異なる条件で無線端末装置に送信した信号に対する複数の伝送路状態情報と、を管理する複数ネットワーク管理手段と、
を備えることを特徴とする無線基地局装置。 A radio base station apparatus used in a radio communication system comprising a plurality of radio networks including a radio base station apparatus and a plurality of radio terminal apparatuses, wherein one of the radio base station apparatuses is a host station,
An antenna that can control directivity;
MAC control means for performing directional beam control and communication scheduling for the own wireless network;
Directional beam information and communication schedule information of the own radio network obtained from the MAC control means, directional beam information and communication schedule information obtained from the other radio network, and all obtained from the own radio network and the other radio network A plurality of transmission path state information for signals transmitted to the wireless terminal apparatus under different conditions between the same wireless base station apparatus and the same wireless terminal apparatus, regarding the transmission path state of the wireless terminal apparatus in the wireless network; Multiple network management means for managing
A radio base station apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項24に記載の無線基地局装置。 The plurality of network management means uses the transmission path state information to instruct the MAC control means and the other wireless network about communication scheduling and directional beam control.
The radio base station apparatus according to claim 24.
前記複数ネットワーク管理手段は、指向性ビーム制御として、各アンテナ素子のアンテナ重みの算出を行う、
ことを特徴とする請求項24または25に記載の無線基地局装置。 Provide an adaptive array antenna including a plurality of antenna elements,
The multiple network management means calculates antenna weights of each antenna element as directional beam control.
The radio base station apparatus according to claim 24 or 25.
全無線ネットワークより得られる指向性ビーム情報および通信スケジュール情報と、前記全無線ネットワークより得られる全無線ネットワークにおける無線端末装置の伝送路状態に関する、同一無線基地局装置と同一無線端末装置との間で無線基地局装置が異なる条件で無線端末装置に送信した信号に対する複数の伝送路状態情報と、を管理する複数ネットワーク管理手段、
を備えることを特徴とする制御装置。 A control apparatus for controlling a radio communication system including a plurality of radio networks including a radio base station apparatus including a directivity-controllable antenna and a plurality of radio terminal apparatuses,
Between the same radio base station apparatus and the same radio terminal apparatus regarding the directional beam information and communication schedule information obtained from all radio networks and the transmission path state of the radio terminal apparatus in all radio networks obtained from the all radio networks. A plurality of network management means for managing a plurality of transmission path state information for signals transmitted to the wireless terminal device under different conditions by the wireless base station device ;
A control device comprising:
ことを特徴とする請求項27に記載の制御装置。 The plurality of network management means, using the transmission path state information, to give instructions regarding communication scheduling and directional beam control for all wireless networks,
The control device according to claim 27.
前記複数ネットワーク管理手段は、指向性ビーム制御として、各アンテナ素子のアンテナ重みの算出を行う、
ことを特徴とする請求項27または28に記載の制御装置。 The radio base station apparatus includes an adaptive array antenna including a plurality of antenna elements,
The multiple network management means calculates antenna weights of each antenna element as directional beam control.
29. The control device according to claim 27 or 28, wherein:
受信信号と既知のトレーニング信号とを用いて、前記指向性ビームパターン毎に伝送路状態情報を算出し、指向性ビームパターン毎の伝送路状態情報を自無線ネットワークの無線基地局装置に通知する、
ことを特徴とする無線端末装置。 A wireless terminal device used in the wireless communication system according to claim 7 or 17,
Using reception signals and known training signals, calculate transmission path state information for each directional beam pattern, and notify the wireless base station apparatus of the own wireless network of transmission path state information for each directional beam pattern.
A wireless terminal device.
受信信号と既知のトレーニング信号とを用いて、前記アンテナ素子毎に伝送路状態情報を算出し、アンテナ素子毎の伝送路状態情報を自無線ネットワークの無線基地局装置に通知する、
ことを特徴とする無線端末装置。 A wireless terminal device used in the wireless communication system according to claim 9 or 19,
Using reception signals and known training signals, calculate transmission path state information for each antenna element, and notify the wireless base station apparatus of the own wireless network of transmission path state information for each antenna element.
A wireless terminal device.
前記ホスト局として動作する無線基地局装置は、
自無線ネットワーク内向けの指向性ビーム制御を行うMAC制御手段と、
前記MAC制御手段より得られる自無線ネットワークの指向性ビーム情報と、他無線ネットワークより得られる指向性ビーム情報と、前記自無線ネットワークおよび前記他無線ネットワークより得られる全無線ネットワークにおける無線端末装置の伝送路状態に関する、同一無線基地局装置と同一無線端末装置との間で無線基地局装置が異なる条件で無線端末装置に送信した信号に対する複数の伝送路状態情報と、を管理する複数ネットワーク管理手段と、
を備え、
前記複数ネットワーク管理手段は、前記伝送路状態情報を用いて、前記MAC制御手段および前記他無線ネットワークに対して、指向性ビーム制御に関する指示を行う、
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system comprising a plurality of wireless networks including a wireless base station device and a plurality of wireless terminal devices each having an antenna capable of directivity control, wherein one of the wireless base station devices is a host station,
The radio base station apparatus that operates as the host station is
MAC control means for performing directional beam control within the own wireless network;
Directional beam information of the own radio network obtained from the MAC control means, directional beam information obtained from the other radio network, and transmission of radio terminal apparatuses in all radio networks obtained from the own radio network and the other radio network A plurality of network management means for managing a plurality of transmission path state information for signals transmitted to the wireless terminal device under different conditions between the same wireless base station device and the same wireless terminal device, regarding the path state; ,
With
The plurality of network management means uses the transmission path state information to instruct the MAC control means and the other wireless network about directional beam control.
A wireless communication system.
ことを特徴とする請求項32に記載の無線通信システム。 Signal transmission and reception within the plurality of wireless networks is performed by time division multiple access, frequency division multiple access, orthogonal frequency division multiple access, or code division multiple access.
The wireless communication system according to claim 32.
ことを特徴とする請求項32,33または34に記載の無線通信システム。 The plurality of network management means for instructing another wireless network to switch between an intra-network communication mode for performing normal intra-network communication and a transmission path state measurement mode for measuring the transmission path state of the wireless terminal device. Send a mode switching signal,
The wireless communication system according to claim 32, 33, or 34.
伝送路状態測定を実施する無線端末装置は、受信信号と既知のトレーニング信号とを用いて、前記指向性ビームパターン毎に伝送路状態情報を算出し、指向性ビームパターン毎の伝送路状態情報を自無線ネットワークの無線基地局装置に通知する、
ことを特徴とする請求項35に記載の無線通信システム。 The radio base station apparatus operating as the host station performs control to switch the communication mode of the other radio network from the intra-network communication mode to the transmission path state measurement mode by transmitting the mode switching signal, and has a plurality of directivities. A beam pattern is used to transmit a training signal known by the wireless terminal device of the other wireless network,
A wireless terminal apparatus that performs transmission path state measurement calculates transmission path state information for each directional beam pattern using a received signal and a known training signal, and transmits transmission path state information for each directional beam pattern. Notifying the wireless base station device of its own wireless network,
36. The wireless communication system according to claim 35.
ことを特徴とする請求項36に記載の無線通信システム。 The channel state information may be received signal strength, received signal power to noise power ratio and / or carrier power to noise power ratio and / or carrier power to interference noise power ratio and / or received signal power to interference power ratio and / or Information including the received signal power to interference noise power ratio,
The wireless communication system according to claim 36.
伝送路状態測定を実施する無線端末装置は、受信信号と既知のトレーニング信号とを用いて、前記アンテナ素子毎または前記ビーム毎に伝送路状態情報を算出し、アンテナ素子毎またはビーム毎の伝送路状態情報を自無線ネットワークの無線基地局装置に通知する、
ことを特徴とする請求項35に記載の無線通信システム。 The radio base station apparatus operating as the host station includes an array antenna including a plurality of antenna elements, and transmits the mode switching signal to change the communication mode of the other radio network from the intra-network communication mode to the transmission path state. Perform control to switch to the measurement mode, and from the array antenna, for each antenna element or beam, transmit a training signal known by the wireless terminal device of other wireless network,
A wireless terminal apparatus that performs transmission path state measurement calculates transmission path state information for each antenna element or for each beam using a received signal and a known training signal, and transmits the transmission path state for each antenna element or for each beam. Notifying the state information to the wireless base station device of the own wireless network,
36. The wireless communication system according to claim 35.
ことを特徴とする請求項38〜40のいずれか一つに記載の無線通信システム。 The plurality of network management means, as directional beam control, calculate the antenna weight of each antenna element, or select the antenna weight from the code book,
41. The wireless communication system according to any one of claims 38 to 40, wherein:
前記無線基地局装置は、
自無線ネットワーク内向けの指向性ビーム制御を行うMAC制御手段と、
前記MAC制御手段より得られる自無線ネットワークの指向性ビーム情報を管理する自無線ネットワーク管理手段と、
を備え、
前記制御装置は、
全無線ネットワークより得られる指向性ビーム情報と、前記全無線ネットワークより得られる全無線ネットワークにおける無線端末装置の伝送路状態に関する、同一無線基地局装置と同一無線端末装置との間で無線基地局装置が異なる条件で無線端末装置に送信した信号に対する複数の伝送路状態情報と、を管理する複数ネットワーク管理手段、
を備え、
前記複数ネットワーク管理手段は、前記伝送路状態情報を用いて、全無線ネットワークに対して、指向性ビーム制御に関する指示を行う、
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system comprising a plurality of wireless networks including a wireless base station device and a plurality of wireless terminal devices each including an antenna capable of directivity control, and a control device capable of communicating with each wireless base station device,
The wireless base station device
MAC control means for performing directional beam control within the own wireless network;
Own radio network management means for managing directional beam information of the own radio network obtained from the MAC control means;
With
The control device includes:
Radio base station apparatus between the same radio base station apparatus and the same radio terminal apparatus regarding directional beam information obtained from all radio networks and transmission path states of radio terminal apparatuses in all radio networks obtained from all radio networks A plurality of network management means for managing a plurality of transmission path state information for signals transmitted to the wireless terminal device under different conditions ;
With
The plurality of network management means uses the transmission path state information to instruct all wireless networks about directional beam control.
A wireless communication system.
ことを特徴とする請求項44または45に記載の無線通信システム。 The control device instructs the plurality of wireless networks to switch between an intra-network communication mode for performing normal intra-network communication and a transmission path state measurement mode for measuring the transmission path state of the wireless terminal device. Send a mode switching signal,
46. The wireless communication system according to claim 44 or 45.
全無線ネットワークの無線基地局装置は、複数の指向性ビームパターンを用いて、他無線ネットワークの無線端末装置が既知であるトレーニング信号を送信し、
伝送路状態測定を実施する無線端末装置は、受信信号と既知のトレーニング信号とを用いて、前記指向性ビームパターン毎に伝送路状態情報を算出し、指向性ビームパターン毎の伝送路状態情報を自無線ネットワークの無線基地局装置に通知する、
ことを特徴とする請求項46に記載の無線通信システム。 The control device performs control to switch the communication mode of all wireless networks from the intra-network communication mode to the transmission path state measurement mode by transmitting the mode switching signal,
The wireless base station device of all wireless networks uses a plurality of directional beam patterns to transmit a training signal known to wireless terminal devices of other wireless networks,
A wireless terminal apparatus that performs transmission path state measurement calculates transmission path state information for each directional beam pattern using a received signal and a known training signal, and transmits transmission path state information for each directional beam pattern. Notifying the wireless base station device of its own wireless network,
The wireless communication system according to claim 46, wherein:
ことを特徴とする請求項47に記載の無線通信システム。 The channel state information may be received signal strength, received signal power to noise power ratio and / or carrier power to noise power ratio and / or carrier power to interference noise power ratio and / or received signal power to interference power ratio and / or Information including the received signal power to interference noise power ratio,
48. The wireless communication system according to claim 47.
全無線ネットワークの無線基地局装置は、複数のアンテナ素子を含むアレーアンテナを備えることとし、前記アレーアンテナから、アンテナ素子毎またはビーム毎に、他無線ネットワークの無線端末装置が既知であるトレーニング信号を送信し、
伝送路状態測定を実施する無線端末装置は、受信信号と既知のトレーニング信号とを用いて、前記アンテナ素子毎または前記ビーム毎に伝送路状態情報を算出し、アンテナ素子毎またはビーム毎の伝送路状態情報を自無線ネットワークの無線基地局装置に通知する、
ことを特徴とする請求項46に記載の無線通信システム。 The control device performs control to switch the communication mode of all wireless networks from the intra-network communication mode to the transmission path state measurement mode by transmitting the mode switching signal,
The radio base station apparatus of all radio networks is provided with an array antenna including a plurality of antenna elements, and a training signal known by the radio terminal apparatus of another radio network is transmitted from the array antenna for each antenna element or for each beam. Send
A wireless terminal apparatus that performs transmission path state measurement calculates transmission path state information for each antenna element or for each beam using a received signal and a known training signal, and transmits the transmission path state for each antenna element or for each beam. Notifying the state information to the wireless base station device of the own wireless network,
The wireless communication system according to claim 46, wherein:
ことを特徴とする請求項49〜51のいずれか一つに記載の無線通信システム。 The plurality of network management means, as directional beam control, calculate the antenna weight of each antenna element, or select the antenna weight from the code book,
52. The wireless communication system according to any one of claims 49 to 51, wherein:
指向性を制御可能なアンテナと、
自無線ネットワーク内向けの指向性ビーム制御を行うMAC制御手段と、
前記MAC制御手段より得られる自無線ネットワークの指向性ビーム情報と、他無線ネットワークより得られる指向性ビーム情報と、前記自無線ネットワークおよび前記他無線ネットワークより得られる全無線ネットワークにおける無線端末装置の伝送路状態に関する、同一無線基地局装置と同一無線端末装置との間で無線基地局装置が異なる条件で無線端末装置に送信した信号に対する複数の伝送路状態情報と、を管理する複数ネットワーク管理手段と、
を備えることを特徴とする無線基地局装置。 A radio base station apparatus used in a radio communication system comprising a plurality of radio networks including a radio base station apparatus and a plurality of radio terminal apparatuses, wherein one of the radio base station apparatuses is a host station,
An antenna that can control directivity;
MAC control means for performing directional beam control within the own wireless network;
Directional beam information of the own radio network obtained from the MAC control means, directional beam information obtained from the other radio network, and transmission of radio terminal apparatuses in all radio networks obtained from the own radio network and the other radio network A plurality of network management means for managing a plurality of transmission path state information for signals transmitted to the wireless terminal device under different conditions between the same wireless base station device and the same wireless terminal device, regarding the path state; ,
A radio base station apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項55に記載の無線基地局装置。 The plurality of network management means uses the transmission path state information to instruct the MAC control means and the other wireless network about directional beam control.
56. The radio base station apparatus according to claim 55.
前記複数ネットワーク管理手段は、指向性ビーム制御として、各アンテナ素子のアンテナ重みの算出を行う、または、コードブックからアンテナ重みの選出を行う、
ことを特徴とする請求項55または56に記載の無線基地局装置。 Provide an array antenna including a plurality of antenna elements,
The plurality of network management means, as directional beam control, calculate the antenna weight of each antenna element, or select the antenna weight from the code book,
57. The radio base station apparatus according to claim 55 or 56.
全無線ネットワークより得られる指向性ビーム情報と、前記全無線ネットワークより得られる全無線ネットワークにおける無線端末装置の伝送路状態に関する、同一無線基地局装置と同一無線端末装置との間で無線基地局装置が異なる条件で無線端末装置に送信した信号に対する複数の伝送路状態情報と、を管理する複数ネットワーク管理手段、
を備えることを特徴とする制御装置。 A control apparatus for controlling a radio communication system including a plurality of radio networks including a radio base station apparatus including a directivity-controllable antenna and a plurality of radio terminal apparatuses,
Radio base station apparatus between the same radio base station apparatus and the same radio terminal apparatus regarding directional beam information obtained from all radio networks and transmission path states of radio terminal apparatuses in all radio networks obtained from all radio networks A plurality of network management means for managing a plurality of transmission path state information for signals transmitted to the wireless terminal device under different conditions ;
A control device comprising:
ことを特徴とする請求項58に記載の制御装置。 The plurality of network management means uses the transmission path state information to instruct all wireless networks about directional beam control.
59. The control device according to claim 58.
前記複数ネットワーク管理手段は、指向性ビーム制御として、各アンテナ素子のアンテナ重みの算出を行う、または、コードブックからアンテナ重みの選出を行う、
ことを特徴とする請求項58または59に記載の制御装置。 The radio base station apparatus includes an array antenna including a plurality of antenna elements,
The plurality of network management means, as directional beam control, calculate the antenna weight of each antenna element, or select the antenna weight from the code book,
60. The control device according to claim 58 or 59.
受信信号と既知のトレーニング信号とを用いて、前記指向性ビームパターン毎に伝送路状態情報を算出し、指向性ビームパターン毎の伝送路状態情報を自無線ネットワークの無線基地局装置に通知する、
ことを特徴とする無線端末装置。 A wireless terminal device used in the wireless communication system according to claim 36 or 47,
Using reception signals and known training signals, calculate transmission path state information for each directional beam pattern, and notify the wireless base station apparatus of the own wireless network of transmission path state information for each directional beam pattern.
A wireless terminal device.
受信信号と既知のトレーニング信号とを用いて、前記アンテナ素子毎またはビーム毎に伝送路状態情報を算出し、アンテナ素子毎またはビーム毎の伝送路状態情報を自無線ネットワークの無線基地局装置に通知する、
ことを特徴とする無線端末装置。 A radio terminal apparatus used in the radio communication system according to claim 38 or 49,
Calculate transmission path state information for each antenna element or beam using the received signal and a known training signal, and notify the wireless base station apparatus of the own wireless network of the transmission path state information for each antenna element or beam. To
A wireless terminal device.
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