(57)【要約】【課題】空間多重による信号を無線基地局と無線端末局との間で送受信する前に、空間多重に必要な情報を無線基地局と無線端末局との間で交換することができる。【解決手段】無線ネットワークは、パケット信号の送受信を行う、一つないし複数の無線基地局ＡＰと一つないし複数の無線端末局ＳＴＡが接続する無線ネットワークから構成される。無線基地局ＡＰは、複数のアンテナを用いて複数の無線端末局ＳＴＡから異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する。無線基地局ＡＰまたは無線端末局ＳＴＡは、空間多重によるパケット信号を送信する前に非空間多重の制御信号を送信する。【選択図】図１
2010263487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット信号の送受信を行う、一つないし複数の無線基地局と一つないし複数の無線端末局が接続する無線ネットワークから構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記複数の無線端末局から異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する多重無線アクセス制御方法において、
前記無線基地局または前記無線端末局は、空間多重によるパケット信号を送信する前に非空間多重の制御信号を送信することを特徴とする多重無線アクセス制御方法。
【請求項２】
パケット信号の送受信を行う、一つないし複数の無線基地局と一つないし複数の無線端末局が接続する無線ネットワークから構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記複数の無線端末局から異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する多重無線アクセス制御方法において、
前記無線端末局が前記パケット信号を送信する際、前記無線端末局は無線端末局毎にランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば制御信号として送信要求信号を送信し、
前記無線基地局は、最初に受信した前記送信要求信号の受信を完了した場合、第１の期間の間、他の前記無線端末局からの送信要求信号を受信し、各前記無線端末局とのチャネルの推定を行い、推定結果から前記パケット信号の空間多重を許可する前記無線端末局を選択し、前記第１の期間が経過した場合、選択リストを含む送信了承信号を制御信号として送信し、
前記選択された無線端末局は、前記送信了承信号を受信完了して第２の期間が経過した場合、前記パケット信号を送信することを特徴とする多重無線アクセス制御方法。
【請求項３】
前記送信了承信号に、空間多重により送信するパケット信号長を含むことを特徴とする請求項２に記載の多重無線アクセス制御方法。
【請求項４】
前記送信要求信号に、前記無線端末局が送信要求するパケット信号長を含むことを特徴とする請求項２乃至３の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御方法。
【請求項５】
前記送信了承信号に、前記選択した無線端末局のチャネル推定結果を含むことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御方法。
【請求項６】
前記送信了承信号に、前記選択した無線端末局の周波数オフセットを含むことを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御方法。
【請求項７】
前記送信了承信号に、前記無線基地局が空間多重可能な余裕数を含むことを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御方法。
【請求項８】
前記無線基地局は、各前記無線端末局のチャネル推定結果の相関値が閾値以下の前記無線端末局を選択することを特徴とする請求項２乃至７の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御方法。
【請求項９】
前記無線基地局は、前記送信要求信号の受信電力が閾値以下の前記無線端末局は選択しないことを特徴とする請求項２乃至８の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御方法。
【請求項１０】
前記無線基地局は、自セル以外の前記無線端末局は選択しないことを特徴とする請求項２乃至９の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御方法。
【請求項１１】
前記無線基地局は、前記送信要求信号の受信数が閾値を越えた時、前記第１の期間の経過を待たずに前記送信了承信号を送信することを特徴とする請求項２乃至１０の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御方法。
【請求項１２】
前記無線端末局は、送信する前記パケット信号を蓄積し、データ量が閾値を越えた場合には、前記送信要求信号を送信することを特徴とする請求項２乃至１１の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御方法。
【請求項１３】
前記無線端末局は、他の前記無線端末局が前記送信要求信号以外の送信を第３の期間の間禁止する信号を送信してから、前記送信要求信号を送信することを特徴とする請求項２乃至１２の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御方法。
【請求項１４】
前記無線基地局は、前記送信要求信号を受信した場合、前記無線端末局が前記送信要求信号以外の送信を第４の期間の間禁止する信号を送信することを特徴とする請求項２乃至１３の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御方法。
【請求項１５】
パケット信号の送受信を行う、一つないし複数の無線基地局と一つないし複数の無線端末局が接続する無線ネットワークから構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記複数の無線端末局から異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する多重無線アクセス制御システムにおいて、
前記無線基地局または前記無線端末局は、空間多重によるパケット信号を送信する前に非空間多重の制御信号を送信することを特徴とする多重無線アクセス制御システム。
【請求項１６】
パケット信号の送受信を行う、一つないし複数の無線基地局と一つないし複数の無線端末局が接続する無線ネットワークから構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記複数の無線端末局から異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する多重無線アクセス制御システムにおいて、
前記無線端末局が前記パケット信号を送信する際、前記無線端末局は無線端末局毎にランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば制御信号として送信要求信号を送信し、
前記無線基地局は、最初に受信した前記送信要求信号の受信を完了した場合、第１の期間の間、他の前記無線端末局からの送信要求信号を受信し、各前記無線端末局とのチャネルの推定を行い、推定結果から前記パケット信号の空間多重を許可する前記無線端末局を選択し、前記第１の期間が経過した場合、選択リストを含む送信了承信号を制御信号として送信し、
前記選択された無線端末局は、前記送信了承信号を受信完了して第２の期間が経過した場合、前記パケット信号を送信することを特徴とする多重無線アクセス制御システム。
【請求項１７】
前記送信了承信号に、空間多重により送信するパケット信号長を含むことを特徴とする請求項１６に記載の多重無線アクセス制御システム。
【請求項１８】
前記送信要求信号に、前記無線端末局が送信要求するパケット信号長を含むことを特徴とする請求項１６乃至１７の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御システム。
【請求項１９】
前記送信了承信号に、前記選択した無線端末局のチャネル推定結果を含むことを特徴とする請求項１６乃至１８の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御システム。
【請求項２０】
前記送信了承信号に、前記選択した無線端末局の周波数オフセットを含むことを特徴とする請求項１６乃至１９の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御システム。
【請求項２１】
前記送信了承信号に、前記無線基地局が空間多重可能な余裕数を含むことを特徴とする請求項１６乃至２０の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御システム。
【請求項２２】
前記無線基地局は、各前記無線端末局のチャネル推定結果の相関値が閾値以下の前記無線端末局を選択することを特徴とする請求項１６乃至２１の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御システム。
【請求項２３】
前記無線基地局は、前記送信要求信号の受信電力が閾値以下の前記無線端末局は選択しないことを特徴とする請求項１６乃至２２の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御システム。
【請求項２４】
前記無線基地局は、自セル以外の前記無線端末局は選択しないことを特徴とする請求項１６乃至２３の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御システム。
【請求項２５】
前記無線基地局は、前記送信要求信号の受信数が閾値を越えた時、前記第１の期間の経過を待たずに前記送信了承信号を送信することを特徴とする請求項１６乃至２４の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御システム。
【請求項２６】
前記無線端末局は、送信する前記パケット信号を蓄積し、データ量が閾値を越えた場合には、前記送信要求信号を送信することを特徴とする請求項１６乃至２５の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御システム。
【請求項２７】
前記無線端末局は、他の前記無線端末局が前記送信要求信号以外の送信を第３の期間の間禁止する信号を送信してから、前記送信要求信号を送信することを特徴とする請求項１６乃至２６の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御システム。
【請求項２８】
前記無線基地局は、前記送信要求信号を受信した場合、前記無線端末局が前記送信要求信号以外の送信を第４の期間の間禁止する信号を送信することを特徴とする請求項１６乃至２７の何れか１項に記載の多重無線アクセス制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間多重アクセスを行う無線パケット通信システムに用いて好適な多重無線アクセス制御方法及び多重無線アクセス制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信の高速化を目的に、無線端末局が複数のアンテナを具備し、これらを用いて多重してデータパケットを送受信するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ  ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ  ｏｕｔｐｕｔ）技術を用いた無線ＬＡＮシステムがＩＥＥＥ８０２．１１ｎ（非特許文献１参照）で策定中である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎで用いられる多重伝送は、無線基地局（ＡＰ：ａｃｃｅｓｓ  ｐｏｉｎｔ）と無線端末局（ＳＴＡ：Ｓｔａｔｉｏｎ）間の１対向において行われ、送信対象とするデータを複数のアンテナから分配して並行して送信することにより通信速度を向上する。このとき、無線基地局が並行して受信する信号を適切に分離して信号を正しく復号するために、無線端末局は、複数のアンテナからの信号を同期させて同時に送信する必要がある。また、各信号の長さを等しくする必要がある。
【０００３】
また、ＭＩＭＯによる通信品質の向上を目的に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、送信ビームフォーミングがオプションとして検討されている。図１９は送信ビームフォーミング時のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。図１９において、無線端末局ＡＰは無線基地局ＳＴＡへチャネル推定のための信号を送信し、無線基地局ＡＰはチャネル推定した結果を無線端末局ＳＴＡへ通知し、無線端末局ＳＴＡは通知に基づき送信ビームフォーミング、すなわち適切な方向へ送信ビームを向けて、データパケットを複数のアンテナから送信する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｐ８０２．１１ｎ／Ｄ７．０  Ｄｒａｆｔ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ  ｆｏｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ−Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ  Ｐａｒｔ  １１：  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ  ５：  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈｅｒ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ＭＩＭＯ技術を応用した無線システムとして、複数のＳＴＡが同一無線チャネルを空間多重して無線基地局と１対多の通信を行うことにより無線空間リソースを有効利用できるＭＵ（Ｍｕｌｔｉ  Ｕｓｅｒ）−ＭＩＭＯと呼ばれる技術の検討が進められている。ＭＵ−ＭＩＭＯは複数の無線端末局がデータパケットを空間多重して通信を行う。すなわち、無線基地局は具備する複数のアンテナを用いて各無線端末局にとって最適な方向に複数のビームを向ける。また、複数のアンテナを具備する無線端末局は、送信するビームを無線基地局にとって最適な方向に向ける。
【０００６】
この空間多重通信を行うために、無線端末局は、無線基地局と無線端末局間のチャネル推定結果を予め知る必要がある。チャネルの状況は、時間とともに変動するため、空間多重通信を行う直前のチャネル推定結果を知ることが望ましい。また、１対１のＭＩＭＯ通信時と同様、無線基地局が正しく空間多重された信号を分離し復号するために、各無線端末局は信号を同時に送信する必要がある。また、各無線端末局は送信する信号の長さを等しくする必要がある。
【０００７】
しかしながら、従来のＭＩＭＯでは、アンテナを複数無線端末局に分散することは考慮していないため、複数無線端末局が空間多重する信号を同時に送信する仕組みはない。また、複数無線端末局が空間多重する信号の長さを等しく調整する仕組みはない。また、無線端末局が、無線基地局と無線端末局間のチャネル推定結果を、空間多重する信号を送信する直前に知る仕組みはない。すなわち、空間多重による信号を無線基地局と無線端末局との間で送受信する前に、空間多重に必要な情報を無線基地局と無線端末局との間で交換することが出来ないという問題があった。
【０００８】
一方、従来の送信ビームフォーミングでは、無線端末局はデータパケットを送信する直前にチャネル推定結果を知ることができる。しかしながら、複数無線端末局と無線基地局間のチャネル推定を行い、その結果を複数無線端末局が知る仕組みはない。また、複数無線端末局が空間多重する信号を同時に送信する仕組みはない。また、複数無線端末局が空間多重する信号の長さを等しく調整する仕組みはない。
【０００９】
上述の課題を鑑み、本発明は、空間多重による信号を無線基地局と無線端末局との間で送受信する前に、空間多重に必要な情報を無線基地局と無線端末局との間で交換することができる多重無線アクセス制御方法及び多重無線アクセス制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、パケット信号の送受信を行う、一つないし複数の無線基地局と一つないし複数の無線端末局が接続する無線ネットワークから構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記複数の無線端末局から異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する多重無線アクセス制御方法において、前記無線基地局または前記無線端末局は、空間多重によるパケット信号を送信する前に非空間多重の制御信号を送信することを特徴とする多重無線アクセス制御方法である。
【００１１】
また、本発明は、パケット信号の送受信を行う、一つないし複数の無線基地局と一つないし複数の無線端末局が接続する無線ネットワークから構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記複数の無線端末局から異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する多重無線アクセス制御方法において、前記無線端末局が前記パケット信号を送信する際、前記無線端末局は無線端末局毎にランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば制御信号として送信要求信号を送信し、前記無線基地局は、最初に受信した前記送信要求信号の受信を完了した場合、第１の期間の間、他の前記無線端末局からの送信要求信号を受信し、各前記無線端末局とのチャネルの推定を行い、推定結果から前記パケット信号の空間多重を許可する前記無線端末局を選択し、前記第１の期間が経過した場合、選択リストを含む送信了承信号を制御信号として送信し、前記選択された無線端末局は、前記送信了承信号を受信完了して第２の期間が経過した場合、前記パケット信号を送信することを特徴とする多重無線アクセス制御方法である。
【００１２】
また、本発明は、前記送信了承信号に、空間多重により送信するパケット信号長を含むことを特徴とする多重無線アクセス制御方法である。
【００１３】
また、本発明は、前記送信要求信号に、前記無線端末局が送信要求するパケット信号長を含むことを特徴とする多重無線アクセス制御方法である。
【００１４】
また、本発明は、前記送信了承信号に、前記選択した無線端末局のチャネル推定結果を含むことを特徴とする多重無線アクセス制御方法である。
【００１５】
また、本発明は、前記送信了承信号に、前記選択した無線端末局の周波数オフセットを含むことを特徴とする多重無線アクセス制御方法である。
【００１６】
また、本発明は、前記送信了承信号に、前記無線基地局が空間多重可能な余裕数を含むことを特徴とする多重無線アクセス制御方法である。
【００１７】
また、本発明の多重無線アクセス制御方法において、前記無線基地局は、各前記無線端末局のチャネル推定結果の相関値が閾値以下の前記無線端末局を選択することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の多重無線アクセス制御方法において、前記無線基地局は、前記送信要求信号の受信電力が閾値以下の前記無線端末局は選択しないことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の多重無線アクセス制御方法において、前記無線基地局は、自セル以外の前記無線端末局は選択しないことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の多重無線アクセス制御方法において、前記無線基地局は、前記送信要求信号の受信数が閾値を越えた時、前記第１の期間の経過を待たずに前記送信了承信号を送信することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の多重無線アクセス制御方法において、前記無線端末局は、送信する前記パケット信号を蓄積し、データ量が閾値を越えた場合には、前記送信要求信号を送信することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の多重無線アクセス制御方法において、前記無線端末局は、他の前記無線端末局が前記送信要求信号以外の送信を第３の期間の間禁止する信号を送信してから、前記送信要求信号を送信することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の多重無線アクセス制御方法において、前記無線基地局は、前記送信要求信号を受信した場合、前記無線端末局が前記送信要求信号以外の送信を第４の期間の間禁止する信号を送信することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、パケット信号の送受信を行う、一つないし複数の無線基地局と一つないし複数の無線端末局が接続する無線ネットワークから構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記複数の無線端末局から異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する多重無線アクセス制御システムにおいて、前記無線基地局または前記無線端末局は、空間多重によるパケット信号を送信する前に非空間多重の制御信号を送信することを特徴とする多重無線アクセス制御システムである。
【００２５】
また、本発明は、パケット信号の送受信を行う、一つないし複数の無線基地局と一つないし複数の無線端末局が接続する無線ネットワークから構成され、前記無線基地局は、複数のアンテナを用いて前記複数の無線端末局から異なるパケット信号を空間多重により同時に送受信する多重無線アクセス制御システムにおいて、前記無線端末局が前記パケット信号を送信する際、前記無線端末局は無線端末局毎にランダムな時間間隔でキャリアセンスを実施し、無線信号を受信しないアイドル状態であれば制御信号として送信要求信号を送信し、前記無線基地局は、最初に受信した前記送信要求信号の受信を完了した場合、第１の期間の間、他の前記無線端末局からの送信要求信号を受信し、各前記無線端末局とのチャネルの推定を行い、推定結果から前記パケット信号の空間多重を許可する前記無線端末局を選択し、前記第１の期間が経過した場合、選択リストを含む送信了承信号を制御信号として送信し、前記選択された無線端末局は、前記送信了承信号を受信完了して第２の期間が経過した場合、前記パケット信号を送信することを特徴とする多重無線アクセス制御システムである。
【００２６】
また、本発明は、前記送信了承信号に、空間多重により送信するパケット信号長を含むことを特徴とする多重無線アクセス制御システムである。
【００２７】
また、本発明は、前記送信要求信号に、前記無線端末局が送信要求するパケット信号長を含むことを特徴とする多重無線アクセス制御システムである。
【００２８】
また、本発明は、前記送信了承信号に、前記選択した無線端末局のチャネル推定結果を含むことを特徴とする多重無線アクセス制御システムである。
【００２９】
また、本発明は、前記送信了承信号に、前記選択した無線端末局の周波数オフセットを含むことを特徴とする多重無線アクセス制御システムである。
【００３０】
また、本発明は、前記送信了承信号に、前記無線基地局が空間多重可能な余裕数を含むことを特徴とする多重無線アクセス制御システムである。
【００３１】
また、本発明の多重無線アクセス制御システムにおいて、前記無線基地局は、各前記無線端末局のチャネル推定結果の相関値が閾値以下の前記無線端末局を選択することを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の多重無線アクセス制御システムにおいて、前記無線基地局は、前記送信要求信号の受信電力が閾値以下の前記無線端末局は選択しないことを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の多重無線アクセス制御システムにおいて、前記無線基地局は、自セル以外の前記無線端末局は選択しないことを特徴とする。
【００３４】
また、本発明の多重無線アクセス制御システムにおいて、前記無線基地局は、前記送信要求信号の受信数が閾値を越えた時、前記第１の期間の経過を待たずに前記送信了承信号を送信することを特徴とする。
【００３５】
また、本発明の多重無線アクセス制御システムにおいて、前記無線端末局は、送信する前記パケット信号を蓄積し、データ量が閾値を越えた場合には、前記送信要求信号を送信することを特徴とする。
【００３６】
また、本発明の多重無線アクセス制御システムにおいて、前記無線端末局は、他の前記無線端末局が前記送信要求信号以外の送信を第３の期間の間禁止する信号を送信してから、前記送信要求信号を送信することを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の多重無線アクセス制御システムにおいて、前記無線基地局は、前記送信要求信号を受信した場合、前記無線端末局が前記送信要求信号以外の送信を第４の期間の間禁止する信号を送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、空間多重による信号を無線基地局と無線端末局との間で送受信する前に、空間多重に必要な情報を無線基地局と無線端末局との間で交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態の無線ネットワークの構成を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の無線ネットワークにおける無線基地局の構成の一例のブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の無線ネットワークにおける無線端末局の構成の一例のブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。
【図６】本発明の第３の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。
【図７】本発明の第４の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。
【図８】本発明の第５の実施形態の無線ネットワーク構成を示す説明図である。
【図９】本発明の第５の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。
【図１０】本発明の第６の実施形態のネットワーク構成を示す説明図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。
【図１２】本発明の第７の実施形態における無線基地局の無線端末局選択アルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１３】本発明の第８の実施形態における無線基地局の送信要求信号受信時の処理手順を示したフローチャートである。
【図１４】本発明の第９の実施形態における無線基地局の送信要求信号受信時の処理手順を示したフローチャートである。
【図１５】本発明の第１０の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。
【図１６】本発明の第１１の実施形態の無線端末局の送信要求信号送信手順を示したフローチャートである。
【図１７】本発明の第１２の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。
【図１８】本発明の第１３の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。
【図１９】従来の送信ビームフォーミング時のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施形態の無線ネットワーク構成を示した図である。図１において、無線基地局ＡＰは、セルと呼ばれる通信エリア内に在圏する無線端末局ＳＴＡと通信を行う。
【００４１】
本発明の第１の実施形態においては、無線基地局ＡＰは、複数のアンテナを具備し、セル内の無線端末局ＳＴＡと、ＭＵ−ＭＩＭＯによる空間多重による無線パケット通信を行う。すなわち、無線基地局ＡＰは、複数のアンテナの出力を合成することにより、任意にアンテナの指向性を変化させ、またヌル点を作り出すことができる。これにより、無線基地局ＡＰは、空間的に離れた複数のビームを形成して、同一時刻、同一周波数で空間多重通信を行うことができる。
【００４２】
また、無線端末局ＳＴＡは、複数のアンテナを具備している。無線端末局ＳＴＡは、複数のアンテナの出力を合成することにより、任意にアンテナの指向性を変化させ、またヌル点を作り出すことができる。これにより、無線端末局ＳＴＡは、接続する無線基地局ＡＰに対してアンテナの指向性を向け、接続していない他の無線基地局ＡＰに対してはヌル点となるようにすることで、接続していない他の無線基地局ＡＰとの干渉を低減できる。
【００４３】
また、無線基地局ＡＰおよび無線端末局ＳＴＡは、空間多重によるパケット信号を送信する前に、非空間多重の制御信号を送信し、この制御信号により、空間多重に必要な情報を無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ間で交換するようにしている。また、制御信号を非空間多重、すなわち送信ビームを絞らずに送信することで、複数の無線端末局ＳＴＡに空間多重通信が行われることを報知することができる。
【００４４】
具体的には、無線端末局ＳＴＡがパケット信号を送信する際、無線端末局ＳＴＡは、ランダムな時間でキャリアセンスを実施し、無線チャネルがアイドル中（他の信号を検出していない状態）であれば、制御信号として送信要求信号Ｒｅｑを送信する。無線基地局ＡＰは、最初に受信した送信要求信号Ｒｅｑの受信完了後、一定期間Ｔ１（第１の期間）の間、無線端末局ＳＴＡから送信される送信要求信号Ｒｅｑを受信し、無線端末局ＳＴＡとのチャネルの推定を行い、パケット信号の空間多重を許可する無線端末局ＳＴＡを選択する。そして、期間Ｔ１が経過した後、無線基地局ＡＰは、選択リストを含む送信了承信号Ｒｅｓを制御信号として送信する。選択された無線端末局ＳＴＡは、送信了承信号Ｒｅｓを受信して一定期間Ｔ２（第２の期間）が経過した後、パケット信号を送信する。この結果、無線基地局ＡＰは、複数の無線端末局ＳＴＡから送信されるパケット信号を同時に受信する。無線基地局ＡＰは、複数ビームを形成することで、同時に受信したパケット信号を分離し、それぞれ復号を行う。誤りなく復号した場合は確認信号Ａｃｋを無線端末局ＳＴＡに送信する。
【００４５】
図２は、無線基地局ＡＰの構成を示したブロック図である。図２に示すように、無線基地局ＡＰは、複数のアンテナ１０−１〜１０−４と、データ送信部１１と、複数の変調部１２−１〜１２−４と、行列演算部１３、１６と、複数の送信部１４−１〜１４−４と、複数の受信部１５−１〜１５−４と、複数の復調部１７−１〜１７−４と、データ受信部１８と、チャネル推定部１９と、制御部２０と、パラメータ設定部２１、２２とを備える。
【００４６】
複数のアンテナ１０−１〜１０−４は、アンテナアレイを構成し、行列演算により任意に指向性を変化させ、またヌル点を作り出すことができる。これにより、空間的に離れた複数のビームを形成して、同一時刻・同一周波数で多重通信を行うことができる。なお、ここでは、４つのアンテナ１０−１〜１０−４を図示しているが、アンテナの数は、これに限定されるものではない。
【００４７】
複数の送信部１４−１〜１４−４は、複数のアンテナ１０−１〜１０−４のそれぞれに対して送信信号を供給する。複数の受信部１５−１〜１５−４は、複数のアンテナ１０−１〜１０−４を介して信号を受信する。送信部１４−１〜１４−４、及び受信部１５−１〜１５−４の数は、アンテナ１０−１〜１０−４の数に対応している。
【００４８】
データ送信部１１は、送信データをバッファし、エラー検出及びエラー訂正符号化を行い、空間的に形成されるチャネル毎に、送信データを生成する。各チャネルの送信データは、変調部１２−１〜１２−４で変調された後、行列演算部１３に送られる。なお、ここでは、４つの変調部１２−１〜１２−４を図示しているが、変調部１２−１〜１２−４の数は、これに限定されるものではない。
【００４９】
行列演算部１３は、パラメータ設定部２１からのパラメータに基づいて、複素行列演算を行う。これにより、アンテナの指向性が空間チャネル毎に設定される。行列演算部１３の出力は、送信部１４−１〜１４−４に送られ、アンテナ１０−１〜１０−４から送信される。
【００５０】
アンテナ１０−１〜１０−４が受信した受信信号は、受信部１５−１〜１５−４に入力され、行列演算部１６に送られる。行列演算部１６は、パラメータ設定部２２からのパラメータに基づいて、複素行列演算を行う。これにより、複数ビームが形成され、空間チャネル毎のデータが分離される。
【００５１】
行列演算部１６の出力は、チャネル毎に、復調部１７−１〜１７−４に送られる。復調部１７−１〜１７−４は、チャネル毎に、データの復調を行う。なお、ここでは、４つの復調部１７−１〜１７−４を図示しているが、復調部１７−１〜１７−４の数は、これに限定されるものではない。
【００５２】
データ受信部１８は、送信データをバッファし、チャネル毎のデータに対して、エラー検出、エラー訂正等の処理を行う。
【００５３】
前述したように、本発明の第１の実施形態においては、無線チャネルがアイドル中であれば、無線通信端末ＳＴＡは、制御信号として送信要求信号Ｒｅｑを送信する。このようなアイドル中においては、非空間多重の制御信号が送受信できるように、行列演算部１３及び１６に対するパラメータを設定しておく。そして、アイドル中に、無線端末局ＳＴＡから送信された送信要求信号Ｒｅｑを複数のアンテナ１０−１〜１０−４で受信すると、複数の受信部１５−１〜１５−４から送信された信号をチャネル推定部１９に送り、無線端末局ＳＴＡと自局との間のチャネルの伝送特性を推定する。
【００５４】
制御部２０は、チャネル推定部１９の出力に基づいて、空間多重可能な無線端末局ＳＴＡを選択する。そして、制御部２０は、送信要求信号Ｒｅｑを受信してから期間Ｔ１が経過した後に、データ送信部１１から送信了承信号Ｒｅｓを送信させる。
【００５５】
また、各無線端末局ＳＴＡは、送信了承信号Ｒｅｓを受信すると、期間Ｔ２が経過した後に、パケットを一斉に送信する。このとき、チャネル推定部１９からの推定値を基に、複数ビームを形成して、各無線端末局ＳＴＡからの信号が分離できるように、行列演算部１６に対するパラメータを設定しておく。
【００５６】
複数の無線端末局ＳＴＡから一斉に送信されたパケットはアンテナ１０−１〜１０−４で受信され、この受信信号は、複数の受信部１５−１〜１５−４から行列演算部１６に送られる。行列演算部１６は、複数の受信部１５−１〜１５−４から入力された信号に対して、パラメータ設定部２２から入力されたパラメータにより行列演算することで、各無線端末局ＳＴＡから一斉に送信されたパケットを分離することができる。この分離されたパケットは、復調部１７−１〜１７−４でそれぞれ復調されて、データ受信部１８に送られる。
【００５７】
データ受信部１８は、受信したパケットのエラー検出を行い、このエラー検出結果を制御部２０に送る。エラーがない場合には、制御部２０はデータ送信部１１に、確認信号Ａｃｋの送信を指示する。このように、無線基地局ＡＰは、各無線端末局ＳＴＡに確認信号Ａｃｋを送信する。
【００５８】
図３は、無線端末局ＳＴＡの構成を示したブロック図である。無線端末局ＳＴＡは、複数のアンテナ５０−１、５０−２と、データ送信部５１と、変調部５２と、行列演算部５３、５６と、複数の送信部５４−１、５４−２と、複数の受信部５５−１、５５−２と、復調部５７と、データ受信部５８と、チャネル推定部５９と、制御部６０と、パラメータ設定部６１、６２とを備えている。
【００５９】
複数のアンテナ５０−１、５０−２は、アンテナアレイを構成し、行列演算により任意に指向性を変化させ、またヌル点を作り出すことができる。なお、ここでは、２つのアンテナ５０−１、５０−２を図示しているが、アンテナの数は、これに限定されるものではない。
【００６０】
複数の送信部５４−１、５４−１は、複数のアンテナ５０−１、５０−１のそれぞれに対して送信信号を供給する。複数の受信部５５−１、５５−２は、複数のアンテナ５０−１、５０−２を介して信号を受信する。送信部５４−１、５４−２、受信部５５−１、５５−２の数は、アンテナ５０−１、５０−２の数に対応している。
【００６１】
データ送信部５１は、送信データをバッファし、エラー検出及びエラー訂正符号化を行い、送信データを生成する。送信データは、変調部５２で変調された後、行列演算部５３に送られる。
【００６２】
行列演算部５３は、パラメータ設定部６１から入力されたパラメータに基づいて、複素行列演算を行う。行列演算部５３の出力は、送信部５４−１、５４−２に送られ、アンテナ５０−１、５０−２から送信される。
【００６３】
アンテナ５０−１、５０−２を介して受信部５５−１、５５−２が受信した信号は、行列演算部５６に送られる。行列演算部５６は、パラメータ設定部６２から入力されるパラメータに基づいて、複素行列演算を行う。
【００６４】
行列演算部５６の出力は、復調部５７に送られ、復調された後、データ受信部１８に送られる。データ受信部５８は、送信データをバッファし、チャネル毎のデータに対して、エラー検出、エラー訂正等の処理を行う。
【００６５】
前述したように、本発明の第１の実施形態においては、無線チャネルがアイドル中であれば、無線通信端末ＳＴＡは、制御信号として送信要求信号Ｒｅｑを送信する。このようなアイドル中においては、非空間多重の制御信号が送受信できるように、行列演算部５３及び５４に対するパラメータをパラメータ設定部６１及び６２に設定しておく。そして、アイドル中に、データ送信部５１から送信要求信号Ｒｅｑを出力し、無線基地局ＡＰに送信する。
【００６６】
送信許可なら、無線基地局ＡＰから、送信了承信号Ｒｅｓが返される。受信部５５−１、５５−２は、無線基地局ＡＰから送信される送信了承信号Ｒｅｓを複数のアンテナ５０−１、５０−２を介してが受信し、受信した信号をチャネル推定部５９に送る。チャネル推定部５９は、無線基地局ＡＰと自局との間のチャネルの伝送特性を推定する。
【００６７】
そして、送信了承信号Ｒｅｓを受信してから期間Ｔ２が経過した後に、データ送信部５１が生成した送信データのパケットを、無線基地局ＡＰに送信する。このとき、無線基地局ＡＰにアンテナ５０−１、５０−２の指向性が向くように、行列演算部５３に対するパラメータ設定部６１を設定しておく。
【００６８】
図４は本発明の第１の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。図４において、データ通信を要求する無線端末局ＳＴＡは、ランダムな時間間隔でキャリアセンスＣＳを行い、他の信号を検出しなかった場合、すなわちアイドル中の場合、送信要求信号Ｒｅｑを無線基地局ＡＰに送信する。図示する例では、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３のランダムな時間間隔は、無線端末局ＳＴＡ１の時間間隔＜無線端末局ＳＴＡ３の時間間隔＜無線端末局ＳＴＡ２の時間間隔の順に時間間隔が大きくなっている。
【００６９】
無線基地局ＡＰは、最初の送信要求信号Ｒｅｑを受信してから所定の期間Ｔ１の間に、各無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とから送信された送信要求信号Ｒｅｑを復号するとともに、チャネル推定を行う。次に、無線基地局ＡＰは、空間多重送信を許可する無線端末局ＳＴＡを選択し、最初に送信要求信号Ｒｅｑを受信してから期間Ｔ１が経過した後に、空間多重送信を許可した無線端末局ＳＴＡの選択リストを含む送信了承信号Ｒｅｓを送信する。図示する例では、無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とを選択しており、自局と無線端末局ＳＴＡ１との間、自局と無線端末局ＳＴＡ２との間、及び自局と無線端末局ＳＴＡ３との間のチャネル推定を行い、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とに送信了承信号Ｒｅｓを送信している。
【００７０】
無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とは、送信了承信号Ｒｅｓを受信して復号するとともにチャネル推定を行う。次に、各受信端末ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とは、送信了承信号Ｒｅｓを受信してから期間Ｔ２が経過した後、チャネル推定結果に基づき、送信ビームを最適な方向に向けてパケット信号Ｄａｔａを送信する。この結果、無線基地局ＡＰには、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とからパケット信号Ｄａｔａが同時に送信される。
【００７１】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とから送信されたパケット信号Ｄａｔａを同時に受信する。そして、無線基地局ＡＰは、チャネル推定結果に基づいて複数ビームを形成し、同時に受信したパケット信号を分離し、それぞれ復号を行い、誤りなく復号した場合は確認信号Ａｃｋを送信する。
【００７２】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態では、無線基地局ＡＰは、期間Ｔ１の間、複数の無線端末局ＳＴＡから送信される送信要求信号Ｒｅｑを受信することができ、各無線端末局ＳＴＡとのチャネル推定を行うことができる。また、各無線端末局ＳＴＡは送信要求信号Ｒｅｑをキャリアセンスして送信するため、他の無線端末局ＳＴＡが送信する信号と衝突することを防止できる。
【００７３】
また、無線基地局ＡＰは、空間多重を許可する無線端末局ＳＴＡを選択することで、自局の最大空間多重数を越えないよう調整できる。また、無線端末局ＳＴＡは、送信了承信号Ｒｅｓを用いて、無線端末局ＳＴＡとのチャネル推定を行うことができる。また、選択された無線端末局ＳＴＡは、送信了承信号Ｒｅｓを受信完了してから予め定められた期間Ｔ２が経過した後にパケット信号を送信するため、複数の無線端末局ＳＴＡが同時にパケット信号を無線基地局ＡＰに送信することができ、空間多重通信を行うことができる。
【００７４】
＜第２の実施形態＞
次に、図５を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。この実施形態は、上述の送信了承信号Ｒｅｓに、空間多重により送信するパケット信号長の情報を含めるようにしている。無線端末局ＳＴＡは、可変長のデータを通信する場合であっても、データの分割やゼロパディングを行うことにより、パケット信号長を調整する。これにより、空間多重通信を行う複数の無線端末局ＳＴＡが送信するパケット信号長を等しくすることができる。また、選択されていない無線端末局ＳＴＡや無線基地局ＡＰからの送信を、パケット信号長の情報に基づいて、パケット信号を送信している間禁止することで、選択された無線端末局ＳＴＡが空間多重により送信するパケット信号と、他のパケット信号とが衝突することを防止できる。
【００７５】
図５は、本発明の第２の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。図５において、データ送出を要求する無線端末局ＳＴＡは、キャリアセンスＣＳを行い、アイドル期間のとき、無線基地局ＡＰに送信要求信号Ｒｅｑを送信する。ここでは、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とが、アイドル期間に、無線端末局ＡＰに送信要求信号Ｒｅｑを送信している。
【００７６】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とから送信された送信要求信号Ｒｅｑを復号するとともに、チャネル推定を行い、空間多重送信を許可する無線端末局ＳＴＡを選択する。ここでは、３つの無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とから送信された送信要求信号Ｒｅｑに対して、２つの無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とを選択しているとする。この場合、無線基地局ＡＰは、自局と無線端末局ＳＴＡ１との間及び自局と無線端末局ＳＴＡ２との間のチャネル推定を行い、最初に送信要求信号Ｒｅｑを受信してから期間Ｔ１が経過した後に、選択リストを含む送信了承信号Ｒｅｓを送信する。この実施形態では、さらに、この送信了承信号Ｒｅｓに、パケット信号長を示す情報であるパケット長Ｄが含められる。さらに、パケット信号が送信されている間、選択されていない他の無線端末局ＳＴＡや無線基地局ＡＰからの送信が禁止される。
【００７７】
無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは、無線基地局ＡＰから送信される送信了承信号Ｒｅｓを受信し、送信了承信号Ｒｅｓを復号するとともにチャネル推定を行う。そして、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは、送信了承信号Ｒｅｓに含められているパケット長Ｄを復号し、送信するパケット信号をこのパケット長Ｄとなるようにする。この例では、無線端末局ＳＴＡ２のパケット長は、所定のパケット長Ｄより小さいので、ゼロパディングにより、無線端末局ＳＴＡ２のパケット信号の長さをＤとしている。
【００７８】
次に、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは、送信了承信号Ｒｅｓを受信してから期間Ｔ２が経過した後、チャネル推定結果に基づいて、送信ビームを最適な方向に向けて送信する。この結果、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とが送信するパケット信号は、同じパケット長Ｄで、同時に送信される。
【００７９】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とが送信したパケット信号Ｄａｔａを同時に受信する。そして、無線基地局ＡＰは、チャネル推定を基に複数ビームを形成して、同時に受信したパケット信号を分離し、それぞれ復号を行い、誤りなく復号した場合は確認信号Ａｃｋを送信する。
【００８０】
上述のように、この実施形態では、無線基地局ＡＰは、パケット信号長Ｄを含む送信了承信号Ｒｅｓを送信する。上述した例では、無線端末局ＳＴＡ１が送信するパケット信号のパケット長はＤに等しいため、そのまま送信する。また、無線端末局ＳＴＡ２が送信するパケット信号のパケット長はＤより短いため、パケット信号にゼロパディングしてパケット長を調整してから送信する。また、選択リストにない無線端末局ＳＴＡ３に対しては、期間Ｄの間、パケット信号の送信禁止期間と設定することで、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とが送信するパケット信号が、他のパケット信号と衝突することを防止することができる。なお、送信禁止期間には、確認信号Ａｃｋの送信が終了するまでの時間を設定してもよい。
【００８１】
＜第３の実施形態＞
次に、図６を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。この実施形態は、送信要求信号Ｒｅｑに、無線端末局ＳＴＡが送信要求するパケット信号の長さを示す情報であるパケット信号長を含むようにしている。無線基地局ＡＰは、可変長のデータを通信する場合であっても、各無線端末局ＳＴＡが送信を希望するパケット信号長を事前に知ることができ、送信了承信号Ｒｅｓにて通知するパケット信号長を適切に決定できる。例えば、各無線端末局ＳＴＡが送信を希望するパケット信号長の最大値に決定することで、データの分割を防止し、また無駄にゼロパディングすることを防止できる。
【００８２】
図６は、本発明の第３の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。図６において、データ送出を要求する無線端末局ＳＴＡは、キャリアセンスＣＳを行い、アイドル期間のとき、無線基地局ＡＰに送信要求信号Ｒｅｑを送信する。ここでは、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とが、アイドル期間に、送信要求信号Ｒｅｑを送信している。この実施形態では、送信要求信号Ｒｅｑに、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とがそれぞれ送信しようとしている通信パケットのパケット長Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が含められている。
【００８３】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とから送信された送信要求信号Ｒｅｑを復号するとともに、チャネル推定を行い、空間多重送信を許可する無線端末局ＳＴＡを選択する。ここでは、３つの無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とから送信された送信要求信号Ｒｅｑに対して、２つの無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とを選択している。この場合、無線基地局ＡＰは、自局と無線端末局ＳＴＡ１との間及び自局と無線端末局ＳＴＡ２との間のチャネル推定を行い、最初に送信要求信号Ｒｅｑを受信してから期間Ｔ１が経過した後に、選択リストを含む送信了承信号Ｒｅｓを送信する。また、この実施形態では、送信要求信号Ｒｅｑに含められているパケット長Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に基づいて、パケット長を決定する。この例では、選択リスト中で最大のパケット長を、要求パケット長としている。すなわち、この例では、パケット長はＤ１＞Ｄ２＞Ｄ３であるので、最大のパケット長Ｄ１を要求パケット長としている。そして、送信了承信号Ｒｅｓに、要求パケット長Ｄ１が含められる。
【００８４】
無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは、無線基地局ＡＰから送信された送信了承信号Ｒｅｓを受信すると、送信了承信号Ｒｅｓを復号するとともにチャネル推定を行う。そして、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは、送信了承信号Ｒｅｓに含められている要求パケット長Ｄ１を復号し、送信するパケットがこのパケット長Ｄ１となるようにする。この例では、無線端末局ＳＴＡ２のパケットのパケット長は、ゼロパディングにより、Ｄ１となるようにしている。
【００８５】
そして、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは、送信了承信号Ｒｅｓを受信してから期間Ｔ２が経過した後、チャネル推定結果に基づいて、送信ビームを最適な方向に向けてデータＤＡＴＡを送信する。この結果、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とが送信するパケット信号Ｄａｔａは、同じパケット長Ｄ１で、同時に送信される。
【００８６】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とから送信されたパケット信号Ｄａｔａを同時に受信する。そして、無線基地局ＡＰは、チャネル推定を基に複数ビームを形成して、同時に受信したパケット信号を分離し、それぞれ復号を行い、誤りなく復号した場合は確認信号Ａｃｋを送信する。
【００８７】
上述のように、この実施形態では、各無線端末局ＳＴＡは、送信要求信号Ｒｅｑにより、自局が送信要求するパケット信号長を通知する。無線基地局ＡＰは、各無線端末局ＳＴＡから送信されたパケット信号長を比較し、選択した無線端末局ＳＴＡの中で、最大のパケット長をパケット信号長として送信了承信号Ｒｅｓにより通知することで、パケット信号長を適切に決定し、通知することができる。
【００８８】
＜第４の実施形態＞
次に、図７を参照して本発明の第４の実施形態について説明する。この実施形態では、無線基地局ＡＰは各無線端末局ＳＴＡとのチャネル推定結果を、送信了承信号Ｒｅｓに含めて送信する。各無線端末局ＳＴＡは、通知されたチャネル推定結果に基づき送信ビームを最適な方向に向けて送信する。これにより、無線端末局ＳＴＡ側でのチャネル推定が簡略化できる。
【００８９】
図７は、本発明の第４の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。図７において、データ送出を要求する無線端末局ＳＴＡは、キャリアセンスＣＳを行い、アイドル期間のとき、無線基地局ＡＰに送信要求信号Ｒｅｑを送信する。ここでは、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とが、アイドル期間に、無線基地局ＡＰに送信要求信号Ｒｅｑを送信している。
【００９０】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とから送信された送信要求信号Ｒｅｑを復号するとともに、チャネル推定を行い、空間多重送信を許可する無線端末局ＳＴＡを選択する。ここでは、無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とを選択し、自局と無線端末局ＳＴＡ１との間、自局と無線端末局ＳＴＡ２との間、及び自局と無線端末局ＳＴＡ３との間のチャネル推定を行う。そして、無線基地局ＡＰは、最初に送信要求信号Ｒｅｑを受信してから期間Ｔ１が経過した後に、選択リストを含む送信了承信号Ｒｅｓを送信する。この実施形態では、送信了承信号Ｒｅｓに、チャネル推定結果を含めて送信する。
【００９１】
無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とは、無線基地局ＡＰから送信された送信了承信号Ｒｅｓを受信し、送信了承信号Ｒｅｓを復号する。また、このとき、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とは、送信了承信号Ｒｅｓに含められているチャネル推定の情報を復号する。
【００９２】
次に、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とは、送信了承信号Ｒｅｓを受信してから期間Ｔ２が経過した後、送信ビームを最適な方向に向けて送信する。このとき、この実施形態では、無線端末局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３は、無線基地局ＡＰから送られてきた送信了承信号Ｒｅｓを復号して得られたチャネル推定値を用いて、送信ビームの方向を設定する。
【００９３】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とから送信されたパケット信号Ｄａｔａを同時に受信する。そして、無線基地局ＡＰは、チャネル推定を基に複数ビームを形成して、同時に受信したパケット信号を分離し、それぞれ復号を行い、誤りなく復号した場合は確認信号Ａｃｋを送信する。
【００９４】
以上のように、この実施形態では、無線基地局ＡＰは、送信了承信号Ｒｅｓに、選択した無線端末局ＳＴＡのチャネル推定結果を含めて送信している。この実施形態では、無線端末局ＳＴＡは、自らチャネル推定する必要がないため、処理負荷を軽減でき、小型化、省電力化できる。また、ＦＤＤ（周波数分割多重：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）のように、無線端末局ＳＴＡから無線基地局ＡＰ方向と、無線基地局ＡＰから無線端末局ＳＴＡ方向とでチャネル状況が異なる場合であっても、無線端末局ＳＴＡが、無線端末局ＳＴＡから無線基地局ＡＰ方向のチャネル推定結果を得ることができる。
【００９５】
＜第５の実施形態＞
次に、図８及び図９を参照して本発明の第５の実施形態について説明する。図８は、本発明の第５の実施形態の無線ネットワーク構成を示した図である。図８において、無線基地局ＡＰ１のセルには、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とが在圏しており、隣接する無線基地局ＡＰ２のセルには、無線端末局ＳＴＡ３が在圏している。
【００９６】
無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは所定の周波数によりパケット信号を送信するが、誤差すなわち周波数オフセットが生じる。無線基地局ＡＰ１は、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とから送信された送信要求信号Ｒｅｑなどの信号を受信した時、周波数オフセットを測定し、この周波数オフセットを送信了承信号Ｒｅｓに含めて送信する。この送信了承信号Ｒｅｓを受信した周辺無線セルの無線基地局ＡＰ２や無線端末局ＳＴＡ３は、周波数オフセットを知り、この情報に基づいて精度よく無線端末局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２から送信されたパケット信号による干渉を除去する。
【００９７】
図９は、本発明の第５の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。図９において、無線基地局ＡＰ１のセル内に在圏する無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは、キャリアセンスＣＳを行い、アイドル期間のとき、無線基地局ＡＰ１に送信要求信号Ｒｅｑを送信している。
【００９８】
無線基地局ＡＰ１は、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とから送信された送信要求信号Ｒｅｑを復号するとともに、チャネル推定を行い、空間多重送信を許可する無線端末局ＳＴＡを選択する。ここでは、無線基地局ＡＰ１は、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とを選択し、自局と無線端末局ＳＴＡ１との間及び自局と無線端末局ＳＴＡ２との間のチャネル推定を行う。さらに、この実施形態では、無線基地局ＡＰ１は、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２の周波数オフセットを測定する。そして、無線基地局ＡＰ１は、最初の送信要求信号Ｒｅｑを受信してから期間Ｔ１が経過した後に、選択リストを含む送信了承信号Ｒｅｓを送信する。この実施形態では、無線基地局ＡＰ１は、この送信了承信号Ｒｅｓに、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２との周波数オフセットを含めて送信する。この送信了承信号Ｒｅｓは、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とで受信される。さらに、この送信了承信号Ｒｅｓは、隣接する無線基地局ＡＰ２でも受信される。
【００９９】
無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは、無線基地局ＡＰ１から送信された送信了承信号Ｒｅｓを受信すると、送信了承信号Ｒｅｓを復号するとともにチャネル推定を行う。そして、各無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは、送信了承信号Ｒｅｓを受信してから期間Ｔ２が経過した後、チャネル推定結果に基づき、送信ビームを最適な方向に向けて送信する。この結果、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とが送信するパケット信号は、無線基地局ＡＰ１に同時に送信される。
【０１００】
前述したように、無線基地局ＡＰ１が送信した送信了承信号Ｒｅｓは、隣接する無線基地局ＡＰ２でも受信される。このため、無線基地局ＡＰ１に隣接する無線基地局ＡＰ２は、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２の周波数オフセットを知ることができる。このため、無線基地局ＡＰ２は、無線基地局ＡＰ１から通知された周波数オフセットに基づいて、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とが送信する信号との干渉を除去することができる。これにより、無線基地局ＡＰ２は、自セル内の無線端末局ＳＴＡ３からのパケット信号を、干渉を受けずに受信することができる。
【０１０１】
上述のように、この例では、無線基地局ＡＰ２は、無線基地局ＡＰ１から通知された周波数オフセットに基づいて、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２からの干渉を除去して、無線端末局ＳＴＡ３から送信されるパケット信号を受信することができる。
【０１０２】
＜第６の実施形態＞
次に、図１０及び図１１を参照して本発明の第６の実施形態について説明する。図１０は、本発明の第６の実施形態のネットワーク構成を示した図である。図１０において、無線基地局ＡＰ１のセルには、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とが在圏している。無線基地局ＡＰ１に隣接する無線基地局ＡＰ２のセルには、無線端末局ＳＴＡ３と無線端末局ＳＴＡ４とが在圏している。無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２とが空間多重可能な数は、具備するアンテナの数などにより制限される。この例では、無線基地局ＡＰ１と無線基地局ＡＰ２の最大空間多重数は「４」としている。無線基地局ＡＰ１では、空間多重を２つ行うため、送信了承信号Ｒｅｓにより空間多重余裕数「２」が報知される。無線基地局ＡＰ２は、報知された空間多重余裕数「２」まで、空間多重を行う。
【０１０３】
図１１は、本発明の第６の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。図１１において、無線基地局ＡＰ１のセル内の無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは、アイドル期間に、送信要求信号Ｒｅｑを無線基地局ＡＰ１に送信している。
【０１０４】
無線基地局ＡＰ１は、送信要求信号Ｒｅｑを受信すると、セル内の無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２を選択し、自局と無線端末局ＳＴＡ１との間及び自局と無線端末局ＳＴＡ２との間のチャネル推定を行う。そして、無線基地局ＡＰ１は、最初の送信要求信号Ｒｅｑを受信してから期間Ｔ１が経過した後に、送信了承信号Ｒｅｓを送信する。この実施形態では、無線基地局ＡＰ１は、この送信了承信号Ｒｅｓに、空間多重余裕数を含めて送信する。ここでは、空間多重可能な数は「４」としており、２つの無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とが選択されたので、空間多重余裕数を「４−２＝２」を送信する。この送信了承信号Ｒｅｓは、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とで受信される。これとともに、この送信了承信号Ｒｅｓは、隣接する無線基地局ＡＰ２でも受信される。
【０１０５】
また、無線基地局ＡＰ２のセル内のデータ送出を要求する無線端末局ＳＴＡ３と無線端末局ＳＴＡ４とは、キャリアセンスＣＳを行い、アイドル期間のとき、無線基地局ＡＰ２に送信要求信号Ｒｅｑを送信する。
【０１０６】
無線基地局ＡＰ２は、送信要求信号Ｒｅｑを受信すると、セル内の無線端末局ＳＴＡを選択する。前述したように、無線基地局ＡＰ１に隣接する無線基地局ＡＰ２は、無線基地局ＡＰ１が送信した送信了承信号Ｒｅｓを受信しており、これにより、空間多重余裕数を知ることができる。無線基地局ＡＰ２は、この空間多重余裕数まで、多重送信を許可することができる。無線基地局ＡＰ１から送信された送信了承信号Ｒｅｓは「２」であり、無線基地局ＡＰ２のセル内に在圏している無線端末局ＳＴＡが送信した送信要求信号Ｒｅｑは、無線端末局ＳＴＡ３と無線端末局ＳＴＡ４とが送信した送信要求信号Ｒｅｑの２つであるから、無線基地局ＡＰ２は、無線端末局ＳＴＡ３と無線端末局ＳＴＡ４とに空間多重を許可する。
【０１０７】
無線基地局ＡＰ２が無線端末局ＳＴＡ３と無線端末局ＳＴＡ４とに空間多重を許可する場合、無線基地局ＡＰ２は、自局と無線端末局ＳＴＡ３との間及び自局と無線端末局ＳＴＡ４との間のチャネル推定を行う。そして、最初に送信要求信号Ｒｅｑを受信してから期間Ｔ１が経過した後に、空間多重余裕数を含めた送信了承信号Ｒｅｓを送信する。ここでは、無線基地局ＡＰ２は無線端末局ＳＴＡ３と無線端末局ＳＴＡ４とに空間多重を許可するので、無線基地局ＡＰ２は空間多重余裕数「２−２＝０」を含めて送信する。この送信了承信号Ｒｅｓは、無線端末局ＳＴＡ３と無線端末局ＳＴＡ４とで受信されるとともに、隣接する無線基地局ＡＰ１でも受信される。
【０１０８】
無線基地局ＡＰ１のセル内に在圏する無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは、無線基地局ＡＰ１から送信された送信了承信号Ｒｅｓを復号するとともにチャネル推定を行う。そして、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは、送信了承信号Ｒｅｓを受信してから、期間Ｔ２が経過した後、チャネル推定結果に基づき、送信ビームを最適な方向に向けて送信する。この結果、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とが送信するパケット信号は、無線基地局ＡＰ１に同時に送信される。無線基地局ＡＰ１は、チャネル推定を基に複数ビームを形成して、同時に受信したパケット信号を分離し、それぞれ復号を行う。
【０１０９】
同様に、無線基地局ＡＰ２のセル内に在圏する無線端末局ＳＴＡ３と無線端末局ＳＴＡ４とは、無線基地局ＡＰ２から送信された送信了承信号Ｒｅｓを復号するとともにチャネル推定を行う。そして、無線端末局ＳＴＡ３と無線端末局ＳＴＡ４とは、送信了承信号Ｒｅｓを受信してから、期間Ｔ２が経過した後、チャネル推定結果に基づき、送信ビームを最適な方向に向けて送信する。この結果、無線端末局ＳＴＡ３と無線端末局ＳＴＡ４とが送信するパケット信号は、無線基地局ＡＰ２に同時に送信される。無線基地局ＡＰ２は、チャネル推定結果から、チャネル推定を基に複数ビームを形成して、同時に受信したパケット信号を分離し、それぞれ復号を行う。
【０１１０】
以上説明したように、本発明の第６の実施形態では、無線基地局ＡＰは、空間多重余裕数まで、周辺無線セルからの干渉波を受信しても干渉除去することができる。また、無線基地局ＡＰが空間多重余裕数を送信了承信号Ｒｅｓにより報知することで、周辺無線セルでは、通信を空間多重余裕数まで同時に行うことができる。
【０１１１】
＜第７の実施形態＞
次に、図１２を参照して本発明の第７の実施形態について説明する。この実施形態では、無線基地局ＡＰは、チャネル推定結果のすべての組み合わせについて相関値を計算し、相関値が予め定められた閾値以下の組み合わせを選択する。閾値以下の組み合わせが存在しない場合、無線基地局ＡＰは、空間多重通信を行わずに無線端末局ＳＴＡを一つ選択する。
【０１１２】
図１２は、本発明の第７の実施形態における無線基地局ＡＰが、無線端末局ＳＴＡを選択する際に用いる無線端末局選択アルゴリズムを示したフローチャートである。図１２において、無線基地局ＡＰは、チャネル推定結果のすべての組み合わせについて相関値を計算し（ステップＳ１０１）、予め定められた閾値以下の組み合わせがあるかどうかを判定する（ステップＳ１０２）。相関が閾値以下の組み合わせが存在すれば、相関が閾値以下の組み合わせの無線端末局ＳＴＡを選択し（ステップＳ１０３）、相関が閾値以下の組み合わせが存在しない場合は、無線端末局ＳＴＡを一つ選択する（ステップＳ１０４）。
【０１１３】
以上説明したように、本発明の第７の実施形態では、相関値が予め定められた閾値を越える無線端末局ＳＴＡを選択しないことにより、無線基地局ＡＰは、複数の無線端末局ＳＴＡから送信されたパケット信号を分離し正しく復号する確率を向上させることができる。
【０１１４】
＜第８の実施形態＞
次に、図１３を参照して本発明の第８の実施形態について説明する。この実施形態では、無線基地局ＡＰは、受信した送信要求信号Ｒｅｑの受信電力が閾値以下のとき、この送信要求信号Ｒｅｑを送信した無線端末局ＳＴＡを、空間多重を行う無線端末局ＳＴＡの選択肢から除外するものである。
【０１１５】
図１３は、本発明の第８の実施形態における無線基地局ＡＰが、送信要求信号Ｒｅｑを受信した際の処理手順を示したフローチャートである。図１３において、無線基地局ＡＰは、送信要求信号Ｒｅｑを受信したとき、受信電力が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。受信電力が閾値以下であると判定した場合、無線基地局ＡＰは、この送信要求信号Ｒｅｑを送信した無線端末局ＳＴＡを選択肢から除外する（ステップＳ２０２）。
【０１１６】
これにより、本発明の第８の実施形態では、無線基地局ＡＰは、受信電力が閾値以下である送信要求信号Ｒｅｑを送信した無線端末局ＳＴＡを選択しないことで、空間多重通信の品質を向上させることができる。
【０１１７】
＜第９の実施形態＞
次に、図１４を参照して本発明の第９の実施形態について説明する。この実施形態では、無線端末局ＳＴＡは、送信要求信号Ｒｅｑに、自局が所属する無線セルの無線基地局ＡＰのＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスをＢＳＳＩＤとして付与する。無線基地局ＡＰは、ＢＳＳＩＤが自局のＭＡＣアドレスと異なる送信要求信号Ｒｅｑを周辺セルに所属している無線端末局ＳＴＡであると判断し、空間多重を行う無線端末局ＳＴＡの選択肢から除外する。
【０１１８】
図１４は、本発明の第９の実施形態における無線基地局ＡＰが、送信要求信号Ｒｅｑを受信した際の処理手順を示したフローチャートである。図１４において、無線基地局ＡＰは、送信要求信号Ｒｅｑを受信したとき、ＢＳＳＩＤが自局のＭＡＣアドレスと不一致か否かを判定する（ステップＳ３０１）。ＢＳＳＩＤが自局のＭＡＣアドレスと不一致であると判定した場合は、この送信要求信号Ｒｅｑを送信した無線端末局ＳＴＡを選択肢から除外する（ステップＳ３０２）。
【０１１９】
これにより、本発明の第９の実施形態では、無線基地局は、周辺無線セルに所属する無線端末局ＳＴＡから送信された送信要求信号Ｒｅｑを受信した場合であっても、この無線端末局ＳＴＡを選択しないことで、空間多重通信の品質を向上させることができる。
【０１２０】
＜第１０の実施形態＞
次に、図１５を参照して、本発明の第１０の実施形態について説明する。この実施形態では、無線基地局の最大空間多重数を「２」としている。無線基地局ＡＰは、送信要求信号Ｒｅｑを２つ受信した場合、タイマＴ１を停止し、期間Ｔ２が経過した後に送信了承信号Ｒｅｓを送信する。
【０１２１】
図１５は、本発明の第１０の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。ここでは、最大空間多重数を「２」とする。図１５において、無線端末局ＳＴＡ１は、キャリアセンスＣＳを行い、アイドルのとき、無線基地局ＡＰに送信要求信号Ｒｅｑを送信する。無線基地局ＡＰはこの送信要求信号Ｒｅｑを受信する。次に、無線端末局ＳＴＡ３は、キャリアセンスＣＳを行い、アイドルのとき、無線基地局ＡＰに送信要求信号Ｒｅｑを送信する。無線基地局ＡＰはこの送信要求信号Ｒｅｑを受信する。ここで、最大空間多重数は「２」であるので、無線基地局ＡＰは、送信要求信号Ｒｅｑを２つ受信した場合、タイマＴ１を停止する。
【０１２２】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ３とから送信された送信要求信号Ｒｅｑを復号するとともに、チャネル推定を行い、空間多重送信を許可する無線端末局ＳＴＡを選択する。ここでは、無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ３とを選択し、自局と無線端末局ＳＴＡ１との間及び自局と無線端末局ＳＴＡ３との間のチャネル推定を行い、予め定められたＴ１が経過する前に送信了承信号Ｒｅｓを送信する。
【０１２３】
無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ３とは、送信了承信号Ｒｅｓを復号するとともにチャネル推定を行う。そして、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ３とは、送信了承信号受信Ｒｅｓを受信してから、期間Ｔ２が経過した後に、チャネル推定結果に基づき、送信ビームを最適な方向に向けて送信する。この結果、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ３とが送信するパケット信号は、無線基地局ＡＰに同時に送信される。無線基地局ＡＰは、チャネル推定を基に複数ビームを形成して同時に受信したパケット信号を分離し、それぞれ復号を行う。誤りなく復号した場合は確認信号Ａｃｋを送信する。
【０１２４】
これにより、本発明の第１０の実施形態では、無線基地局ＡＰは、空間多重数が上限に達した時点で、所定期間Ｔ１を経過するのを待たずに送信了承信号Ｒｅｓを送信することで、これ以上の無線端末局ＳＴＡから送信される送信要求信号Ｒｅｑの受付を停止し、直ちに空間多重によるパケット信号の送信を開始できる。
【０１２５】
＜第１１の実施形態＞
次に、図１６を参照して、本発明の第１１の実施形態について説明する。この実施形態では、無線端末局ＳＴＡは、送信するデータを蓄積し、データ量が閾値Ｌを越え、かつアイドルのときに、送信要求信号Ｒｅｑを送信する。
【０１２６】
図１６は、本発明の第１１の実施形態の無線端末局ＳＴＡが、送信要求信号Ｒｅｑを送信する手順を示したフローチャートである。図１６において、無線端末局ＳＴＡは、送信するデータを生起すると（ステップＳ４０１）、データを蓄積し（ステップＳ４０２）、データ量が閾値Ｌを越えたか否かを判定する（ステップＳ４０３）。データ量が閾値Ｌを越えていないと判定した場合は、ステップＳ４０１の処理に戻る。
【０１２７】
データ量が閾値Ｌを越えていると判定した場合は、無線端末局ＳＴＡは、アイドル期間か否かを判定し（ステップＳ４０４）、アイドル期間であると判定した場合は、送信要求信号Ｒｅｑを送信する（ステップＳ４０５）。
【０１２８】
これにより、本発明の第１１の実施形態では、送信要求信号Ｒｅｑの送信が遅延することにより、無線端末局ＳＴＡでパケット信号が蓄積される確率が高くなり、空間多重数を大きくすることができる。
【０１２９】
＜第１２の実施形態＞
次に、図１７を参照して、本発明の第１２の実施形態について説明する。この実施形態では、無線端末局ＳＴＡは、送信要求信号Ｒｅｑ以外の信号を他の無線端末局ＳＴＡが送信することを一定期間Ｔ３（第３の期間）の間停止させるためのＲＴＳ信号を送信する。ＲＴＳ信号を受信した無線端末局ＳＴＡは、一定期間Ｔ３の間は送信要求信号Ｒｅｑのみを送信し、その他の信号の送信については待機する。ここでは、「禁止期間Ｔ３＝Ｔ２＋送信要求信号Ｒｅｑ長＋Ｔ１＋送信了承信号Ｒｅｓ長」としている。
【０１３０】
図１７は、本発明の第１２の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。図１７において、データ送出を要求する無線端末局ＳＴＡ１は、ＲＴＳ信号を送信する。このＲＴＳ信号は、無線基地局ＡＰと無線端末局ＳＴＡ２と無線端末局ＳＴＡ３とで受信される。このＲＴＳ信号を受信してから期間Ｔ３が経過するまでは、送信要求信号Ｒｅｑ以外の信号の送信が禁止される。
【０１３１】
その後、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは、キャリアセンスを行い、アイドル期間のとき、無線基地局ＡＰに送信要求信号Ｒｅｑを送信している。なお、上述したとおり、送信要求信号Ｒｅｑは期間Ｔ３の間でも送信は許可される。
【０１３２】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とから送信された送信要求信号Ｒｅｑを受信して、送信要求信号Ｒｅｑを復号するとともに、空間多重送信を許可する無線端末局ＳＴＡを選択する。ここでは、無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とを選択し、自局と無線端末局ＳＴＡ１との間及び自局と無線端末局ＳＴＡ２との間のチャネル推定を行う。そして、最初に送信要求信号Ｒｅｑを受信してから期間Ｔ１が経過した後に、選択リストを含む送信了承信号Ｒｅｓを送信する。
【０１３３】
無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは送信了承信号Ｒｅｓを受信し、送信了承信号Ｒｅｓを復号するとともにチャネル推定を行う。そして、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とは、送信了承信号Ｒｅｓを受信してから期間Ｔ２が経過した後、チャネル推定結果に基づき、送信ビームを最適な方向に向けて送信する。この結果、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とが送信するパケット信号は、無線端末局ＡＰに同時に送信される。
【０１３４】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とが送信したパケット信号Ｄａｔａを同時に受信する。そして、無線基地局ＡＰは、チャネル推定に基づいて複数ビームを形成して、同時に受信したパケット信号を分離し、それぞれ復号を行い、誤りなく復号した場合は確認信号Ａｃｋを送信する。
【０１３５】
これにより、本発明の第１２の実施形態では、一定期間Ｔ３の間は送信要求信号Ｒｅｑのみを送信し、その他の信号の送信については待機することにより、無線端末局ＳＴＡが送信する送信要求信号Ｒｅｑや、無線基地局ＡＰが送信する送信了承信号Ｒｅｓが、周辺に存在する他の無線端末局ＳＴＡが送信するパケット信号と衝突することを防止することができる。
【０１３６】
＜第１３の実施形態＞
次に、図１８を参照して、本発明の第１３の実施形態について説明する。この実施形態では、無線基地局ＡＰは、最初に送信要求信号Ｒｅｑを受信してから期間Ｔ２が経過した後、無線端末局ＳＴＡによる送信要求信号Ｒｅｑ以外の信号の送信を一定期間Ｔ４（第４の期間）の間禁止するＣＴＳ信号を送信する。無線端末局ＳＴＡは、一定期間Ｔ４の間は送信要求信号Ｒｅｑのみ送信し、その他の信号は送信を待機する。ここでは、「禁止期間Ｔ４＝Ｔ１＋送信了承信号Ｒｅｓ長−Ｔ２−ＣＴＳ長」としている。
【０１３７】
図１８は、本発明の第１３の実施形態のパケット信号の送信の説明に用いるタイムチャートである。図１８において、データ送出を要求する無線端末局ＳＴＡ１は、キャリアセンスＣＳを行い、アイドル期間のとき、送信要求信号Ｒｅｑを送信する。
【０１３８】
無線基地局ＡＰは、最初に送信要求信号Ｒｅｑを受信した後、ＣＴＳ信号を送信する。このＣＴＳ信号は、無線端末局ＳＴＡ１と、無線端末局ＳＴＡ２と、無線端末局ＳＴＡ３とで受信される。このＣＴＳ信号は、一定期間Ｔ４の間、無線端末局ＳＴＡによる送信要求信号Ｒｅｑ以外の信号の送信を禁止するものである。
【０１３９】
また、無線端末局ＳＴＡ２は、キャリアセンスを行い、アイドル期間のとき、無線基地局ＡＰに送信要求信号Ｒｅｑを送信している。なお、上述したとおり、送信要求信号Ｒｅｑは期間Ｔ４の間でも送信は許可される。
【０１４０】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とから送信された送信要求信号Ｒｅｑを受信して、送信要求信号Ｒｅｑを復号するとともに、空間多重送信を許可する無線端末局ＳＴＡを選択する。ここでは、無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とを選択し、自局と無線端末局ＳＴＡ１との間及び自局と無線端末局ＳＴＡ２との間のチャネル推定を行う。そして、無線基地局ＡＰは、最初に送信要求信号Ｒｅｑを受信してから期間Ｔ１が経過した後に、送信了承信号Ｒｅｓを送信する。
【０１４１】
無線端末局ＳＴＡ１と無線基地局ＳＴＡ２とは、送信了承信号Ｒｅｓを受信し、送信了承信号Ｒｅｓを復号するとともにチャネル推定を行う。そして、無線端末局ＳＴＡ１と無線基地局ＳＴＡ２とは、送信了承信号Ｒｅｓを受信してから期間Ｔ２が経過した後、チャネル推定結果に基づいて、送信ビームを最適な方向に向けて送信する。この結果、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とが送信するパケット信号は、無線基地局ＡＰに同時に送信される。
【０１４２】
無線基地局ＡＰは、無線端末局ＳＴＡ１と無線端末局ＳＴＡ２とから送信されたパケット信号Ｄａｔａを同時に受信する。そして、無線基地局ＡＰは、チャネル推定を基に複数ビームを形成して、同時に受信したパケット信号を分離し、それぞれ復号を行い、誤りなく復号した場合は確認信号Ａｃｋを送信する。
【０１４３】
これにより、本発明の第１３の実施形態では、一定期間Ｔ４の間は送信要求信号Ｒｅｑのみを送信し、その他の信号の送信については待機することにより、無線端末局ＳＴＡが送信する送信要求信号Ｒｅｑや、無線基地局ＡＰが送信する送信了承信号Ｒｅｓが、周辺に存在する他の無線端末局ＳＴＡが送信するパケット信号と衝突することを防止することができる。
【０１４４】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１４５】
１０−１〜１０−４  アンテナ、１１  データ送信部、１２−１〜１２−４  変調部、１３  行列演算部、１４−１〜１４−４  送信部、１５−１〜１５−４  受信部、１６  行列演算部、１７−１〜１７−４  復調部、１８  データ受信部、１９  チャネル推定部、２０  制御部、２１〜２２  パラメータ設定部、５０−１〜５０−２  アンテナ、５１  データ送信部、５２  変調部、５３  行列演算部、５４−１〜５４−２  送信部、５５−１〜５５−２  受信部、５６  行列演算部、５７  復調部、５８  データ受信部、５９  チャネル推定部、６０  制御部、６１〜６２  パラメータ設定部
【図１】
2010263487.tif 000003
【図２】
2010263487.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2010263487.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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