(57)【要約】  干渉抑圧技術を用いた協調伝送においてプリアンブル信号及びパイロット信号における干渉を回避する。少なくとも１台の無線装置を有する無線システムにおいて、指向性制御を行った無線信号を端末局に送信する前記無線装置は、前記無線信号に付加する既知信号を生成する既知信号生成部と、前記既知信号生成部により生成された前記既知信号にウエイト演算を行うウエイト演算処理部と、前記ウエイト演算処理部によりウエイト演算を行った既知信号を送信する無線処理部とを備える。
2013118675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１台の基地局が、指向性制御を行った無線信号を端末局に送信する無線信号送信方法であって、
前記無線信号に付加する既知信号を生成する既知信号生成ステップと、
前記既知信号にウエイト演算を行うウエイト演算処理ステップと、
前記ウエイト演算を行った既知信号を送信する無線処理ステップと
を含む無線信号送信方法。
【請求項２】
前記少なくとも１台の基地局は、それぞれ異なる通信セルを構成する複数の基地局であって、
前記端末局から取得した伝搬チャネルの中で前記既知信号を送信するサブキャリアに対応する伝搬チャネルを抽出する抽出ステップと、
前記抽出した伝搬チャネルに基づいてウエイトを算出して、前記既知信号にウエイト演算を行うプリアンブル信号用ウエイト演算処理ステップと
を更に含む請求項１に記載の無線信号送信方法。
【請求項３】
前記プリアンブル信号用ウエイト演算処理ステップでは、
前記既知信号を送信する前記サブキャリアに対応する前記伝搬チャネルに基づいて算出した前記ウエイトと前記既知信号とを乗算することにより予めウエイト演算済既知信号を算出し、
前記無線処理ステップでは、
前記ウエイト演算済既知信号を前記無線信号に付加して送信する
請求項２に記載の無線信号送信方法。
【請求項４】
前記予め算出されたウエイト演算済既知信号を保存する保存ステップを更に含み、
前記無線処理ステップでは、
所定の送信タイミングで、前記保存ステップで保存した前記ウエイト演算済既知信号を読み出し、読み出された前記ウエイト演算済既知信号を前記無線信号に付加して送信する
請求項３に記載の無線信号送信方法。
【請求項５】
前記少なくとも１台の基地局は、単一の基地局であって、
第一規格で構成された第一受信局と、前記第一規格とは異なる第二規格で構成された第二受信局と、から通知された伝搬チャネル情報に基づいて、一部のサブキャリアのウエイト係数を算出するウエイト算出ステップと、
前記一部のサブキャリアの前記ウエイト係数に基づいて、残るサブキャリアのウエイト係数を算出するウエイト補間ステップと
を更に含み、
前記ウエイト演算処理ステップでは、前記ウエイト算出ステップにおいて算出された前記ウエイト係数及び前記ウエイト補間ステップにおいて算出された前記ウエイト係数に基づいて前記ウエイト演算を行う
請求項１に記載の無線信号送信方法。
【請求項６】
前記少なくとも１台の基地局は、単一の基地局であって、
前記ウエイト演算処理ステップでは、第一規格で構成された第一受信局と、前記第一規格とは異なる第二規格で構成された第二受信局と、から通知された伝搬チャネル情報に基づいて前記ウエイト演算を行い、
前記無線信号送信方法は、
前記第一規格に基づいて共通の既知信号を生成する共通信号生成ステップと、
前記共通の既知信号を送信する共通信号送信ステップと
を更に含む請求項１に記載の無線信号送信方法。
【請求項７】
前記第一受信局または前記第二受信局の中でより古い規格で構成された受信局から先に応答信号を送信する応答信号送信ステップを更に含む請求項５または請求項６に記載の無線信号送信方法。
【請求項８】
少なくとも１台の無線装置を有する無線システムにおいて、指向性制御を行った無線信号を端末局に送信する前記無線装置であって、
前記無線信号に付加する既知信号を生成する既知信号生成部と、
前記既知信号生成部により生成された前記既知信号にウエイト演算を行うウエイト演算処理部と、
前記ウエイト演算処理部により前記ウエイト演算を行った既知信号を送信する無線処理部と
を備える無線装置。
【請求項９】
前記少なくとも１台の無線装置は、それぞれ異なる通信セルを構成する複数の無線装置であって、
前記端末局から取得した伝搬チャネルの中で前記既知信号を送信するサブキャリアに対応する伝搬チャネルを抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された前記伝搬チャネルに基づいてウエイトを算出し、前記ウエイトを用いて前記既知信号にウエイト演算を行うプリアンブル信号用ウエイト演算処理部と
を更に備える請求項８に記載の無線装置。
【請求項１０】
前記プリアンブル信号用ウエイト演算処理部は、
前記既知信号を送信する前記サブキャリアに対応する前記伝搬チャネルに基づいて算出した前記ウエイトと前記既知信号とを乗算することにより予めウエイト演算済既知信号を算出し、
前記無線処理部は、
前記ウエイト演算済既知信号を前記無線信号に付加して送信する
請求項９に記載の無線装置。
【請求項１１】
前記プリアンブル信号用ウエイト演算処理部により予め算出された前記ウエイト演算済既知信号を保存するプリアンブル保存部を更に備え、
前記無線処理部は、
所定の送信タイミングで、前記プリアンブル保存部に保存されている前記ウエイト演算済既知信号を読み出し、読み出された前記ウエイト演算済既知信号を前記無線信号に付加して送信する
請求項１０に記載の無線装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１台の無線装置は、単一の無線装置であって、
第一規格で構成された第一受信局と、前記第一規格とは異なる第二規格で構成された第二受信局と、から通知された伝搬チャネル情報に基づいて、一部のサブキャリアのウエイト係数を算出するウエイト算出部と、
前記一部のサブキャリアの前記ウエイト係数に基づいて、残るサブキャリアのウエイト係数を算出するウエイト補間部と
を更に有し、
前記ウエイト演算処理部は、前記ウエイト算出部によって算出された前記ウエイト係数及び前記ウエイト補間部によって算出された前記ウエイト係数に基づいて前記ウエイト演算を行う  請求項８に記載の無線装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１台の無線装置は、単一の無線装置であって、
前記ウエイト演算処理部は、第一規格で構成された第一受信局と、前記第一規格とは異なる第二規格で構成された第二受信局と、から通知された伝搬チャネル情報に基づいて前記ウエイト演算を行い、
前記無線装置は、
前記第一規格に基づいて共通の既知信号を生成する共通信号生成部と、
前記共通の既知信号を送信する共通信号送信部と
を更に備える請求項８に記載の無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）基地局が同時に信号を送信する干渉抑圧技術を用いた無線信号送信方法、及び無線装置に関する。また、本発明は、マルチユーザＭＩＭＯについて、従来の無線装置との後方互換性をとりながら空間分割多重伝送を行う技術に関する。
本願は、２０１２年２月６日に日本へ出願された特願２０１２−０２３０８６号、および、２０１２年２月２４日に日本へ出願された特願２０１２−０３８１９５号に基づき優先権を主張し、それらの内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
５ＧＨｚ帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａ規格がある。このシステムでは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用い、最大で５４Ｍｂｐｓ（bits per second）のスループットを実現している。但し、ここでのスループットとは、物理レイヤ上でのスループットであり、実際には、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでの伝送効率が５０〜７０％程度であるため、実際のスループットの上限値は、３０Ｍｂｐｓ程度である（例えば非特許文献１参照）。【０００３】
更に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、複数のアンテナを用いて同一時刻、及び同一周波数チャネルを用いて空間多重を実現することが可能なＭＩＭＯ（Multiple input multiple output：多入力多出力）技術や、これまで個別に用いられていた２０ＭＨｚの周波数チャネルを２つ同時に利用して４０ＭＨｚの周波数チャネルを利用する技術や、複数のフレームを束ねて送信を行うフレームアグリゲーション、ブロックＡＣＫ（Acknowledge）信号による制御信号のオーバーヘッドの削減による効率化などの技術により高速通信の実現を目指し、最大６００Ｍｂｐｓの伝送速度を実現することが可能である（例えば非特許文献１参照）。【０００４】
また、近年、無線通信の需要が急速に高まっており、多くの場所に無線ＬＡＮの基地局が設置されている。しかし、通信セル（１台の基地局と複数台の端末局とで構成される）が近接する環境では、近接する通信セルの信号が互いに干渉となり、良好な無線通信ができなくなるという問題があった（一般に、携帯電話や、無線ＬＡＮなどの無線通信システムでは、１つの無線基地局、若しくは基地局と複数の端末局とで構成される通信セルを無線ネットワークの最小単位とみなす）。【０００５】
この問題に対し、複数の基地局が、それぞれの基地局が搭載する複数のアンテナを用いて、各アンテナから送信される信号の位相回転量を変更することで、電波の指向性を制御（送信ビームフォーミング）し、近接する通信セルへの干渉を抑圧しながら自身の通信を行うことでスループットを増加させる技術（干渉抑圧技術を用いた協調伝送技術）が検討されている（例えば非特許文献２参照）。送信ビームフォーミングによる干渉抑圧技術では、予め自局と干渉を与える端末局との間の伝搬チャネルを取得し、その伝搬チャネルから干渉を抑圧する送信ウエイトの算出を行い、送信ウエイトを用いて通信を行うことで干渉抑圧を行う。ここで伝搬チャネルとは、送信アンテナから受信アンテナに電波が伝搬する際の信号の受信強度、及び位相回転量を表している。【０００６】
図２１は、一般的な送信ビームフォーミングを行うことが可能な無線ＬＡＮ送信機の構成を示すブロック図である。図２１に示すように、無線ＬＡＮ送信機は、誤り訂正符号化部１００−１〜１００−Ａ、インターリーブ処理部１０１−１〜１０１−Ａ、サブキャリア変調部１０３−１−１〜１０３−Ｂ−Ａ、ウエイト演算処理部１０４、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１０５−１〜１０５−Ｃ、ＧＩ（Guard Interval）付加部１０６−１〜１０６−Ｃ、ＲＦ（Radio Frequency）処理部１０７−１〜１０７−Ｃ、アンテナ１０８−１〜１０８−Ｃ、プリアンブル生成部１０９、パイロットサブキャリア生成部１１０、無線信号復調部１１１、伝搬チャネル取得部１１２、ウエイト算出部１１３から構成されている。【０００７】
誤り訂正符号化部１００−１〜１００−Ａは、入力されるデータの畳み込み符号化を行う。インターリーブ処理部１０１−１〜１０１−Ａは、符号化後の隣接ビットの伝送を、なるべく離れたサブキャリアで行うようにビットの入替を行う。サブキャリア変調部１０３−１−１〜１０３−Ｂ−Ａは、インターリーブ処理を行ったデータを無線ＬＡＮ標準規格に規定されるＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）やＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）等の変調方式に従い、変調を行う。【０００８】
ウエイト演算処理部１０４は、各サブキャリアにおいて、データと伝搬チャネルから算出される送信ウエイトの乗算を行う。ＩＦＦＴ部１０５−１〜１０５−Ｃは、ウエイト演算を行った周波数系列データを、ＩＦＦＴ演算により時間系列のデータに変換する。ＧＩ付加部１０６−１〜１０６−Ｃは，ＩＦＦＴ出力信号の後端の一定の期間をコピーしてＩＦＦＴ出力信号の先端につなぎ合わせるブロックである。ＲＦ処理部１０７−１〜１０７−Ｃは、ＧＩが付加されたベースバンド信号をアナログＲＦ装置を用いて無線信号に変換する。アンテナ１０８−１〜１０８−Ｃは、無線信号を空中に放射する。【０００９】
プリアンブル生成部１０９は、既知信号（プリアンブル信号、及びパイロットサブキャリア信号）で構成された無線信号のタイミング同期、及び周波数同期を行うためのプリアンブル信号を生成する。パイロットサブキャリア生成部１１０は、既知信号で構成された残留周波数誤差を補正するためのパイロットサブキャリア信号を生成する。無線信号復調部１１１は、端末局から送信される無線信号の復調を行い、無線信号に含まれるデータ部を取得する。伝搬チャネル取得部１１２は、復調されたデータ部からサブキャリア毎の伝搬チャネルの取得、及び保存を行う。ウエイト算出部１１３は、取得したサブキャリア毎の伝搬チャネルを用いて、送信ウエイトの算出を行う。【００１０】
図２１に示すように、無線ＬＡＮ送信機では、様々なブロックにおいて送信データを変換することで、送信ビームフォーミングが可能な無線ＬＡＮ信号を生成して送信することができる。【００１１】
また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎで用いられるＭＩＭＯ伝送は、基地局（ＡＰ：Access Point）と端末局（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に分配し、複数のアンテナから並行して、すなわち空間多重して送信することによりスループットを向上させる。【００１２】
更に、現在策定中のＩＥＥＥ８０２．１１ａｃでは、ＭＩＭＯ伝送を応用した無線システムとして、基地局と複数の端末局とが同一無線チャネルを空間多重して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（例えば非特許文献３参照）。ＭＵ−ＭＩＭＯは、無線基地局が複数の無線端末局宛てのデータパケットを、ビームフォーミングを用いて空間的に分離することにより、空間多重して通信を行うことでスループットを向上する。【００１３】
ここで、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を、図を参照して具体的に説明する。
図２２は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送システムの構成を示すブロック図である。図２２に示す通信システムは、基地局１１１０と、該基地局１１１０と無線パケット通信をする端末局１１１１、１１１２とを備えている。また、Ｈ１とＨ２は、伝搬チャネルを示している。【００１４】
図２３は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の動作を説明するためのタイムチャートである。図２３に示すように、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では、他の無線局が通信を行なっているかを確認するキャリアセンス（ＣＳ）と、ヌルデータパケットの送信を知らせるヌルデータパケットアナウンスメント（ＮＤＰＡ：Null Data Packet Announcement）と、ヌルデータで構成されるヌルデータパケット（ＮＤＰ：Null Data Packet）と、ＮＤＰから推定された伝搬チャネル情報を通知するビームフォーミングレポート（ＢＲ：Beamforming Report）と、伝搬チャネル情報を要求するビームフォーミングレポートポール（ＢＲＰ：Beamforming Report Poll）と、端末局１１１１及び端末局１１１２に対するデータ（Ｄａｔａ１及びＤａｔａ２）と、信号が正しく受信されたかを通知するブロックＡＣＫ（ＢＡＣＫ：Block Acknowledgment）と、ブロックＡＣＫを要求するブロックＡＣＫリクエスト（ＢＡＣＫＲ：Block Acknowledgment Request）とからフレームが構成されている。【００１５】
基地局１１１０において、端末局１１１１、１１１２に対して送信すべきパケットのデータ（送信対象データ）が発生したとする。これに応じて、基地局１１１０は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンス（ＣＳ）を実行する。キャリアセンスにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。【００１６】
例えば、時刻ｔ１０１において実行したキャリアセンス（ＣＳ）により、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることが検出されたとする。これに応じて、基地局１１１０は、例えば時刻ｔ１０２から或る時間を経過した時刻ｔ１０３からｔ１０４までの期間においてＮＤＰＡを生成して送信する。
次に、基地局１１１０は、時刻ｔ１０４から或る時間を経過した時刻ｔ１０５からｔ１０６までの期間において伝搬チャネル推定用のＮＤＰを生成して送信する。この際、基地局１１１０は、上記送信対象データの宛先の端末局１１１１、１１１２を認識する。そして、基地局１１１０は、これと同じ端末局１１１１、１１１２を宛先として指定して、測定用信号を送信する。【００１７】
上記測定用信号の受信に応じて、端末局１１１１、１１１２は、同じ時刻ｔ１０５からｔ１０６の期間内において伝搬チャネル特性を測定する。そして、端末局１１１１、１１１２は、時刻ｔ１０６からｔ１０７の期間において伝搬チャネル特性もしくは伝搬チャネル特性から算出された情報を含むＢＲを生成する。【００１８】
次に、端末局１１１１は、時刻ｔ１０６から或る時間を経過した時刻ｔ１０７からｔ１０８の期間においてＢＲを送信する。
次に、基地局１１１０は、端末局１１１２に対し、時刻ｔ１０８から或る時間を経過した時刻ｔ１０９からｔ１１０の期間において伝搬チャネル情報を要求するＢＲＰを生成して送信する。
次に、端末局１１１２は、上記ＢＲＰの受信に応じて、時刻ｔ１１０から或る時間を経過した時刻ｔ１１１からｔ１１２の期間においてＢＲを送信する。【００１９】
次に、基地局１１１０は、通知されたＢＲを用いて送信ウエイトの算出及び送信信号の生成を行う。また、基地局１１１０は、時刻ｔ１１２から規定時間を経過した時刻ｔ１１３からｔ１１４の期間において、送信対象データを送信する。なお、時刻ｔ１１３からｔ１１４の期間において送信されるデータは、例えば無線通信に適合したフレームに変換されている。また、フレームアグリゲーションが適用されている場合、時刻ｔ１１３からｔ１１４の期間において送信されるデータは、所定数のフレームが連結されたデータユニットとなる。【００２０】
そして、時刻ｔ１１４に対応してデータの受信が終了するのに応答して、端末局１１１１は、時刻ｔ１１４から或る時間を経過した時刻ｔ１１５からｔ１１６の期間においてＢＡＣＫを送信する。基地局１１１０は、このＢＡＣＫを受信するとともに、当該ＢＡＣＫの受信に応じた所定の処理を実行する。具体的に、基地局１１１０は、例えばＢＡＣＫの受信によりデータが正常に受信側で受信されたものと判断し、次のデータ送受信のための処理に遷移する。また、ＢＡＣＫが受信されることなくタイムアウトした場合には、基地局１１１０は、送信対象データを再送するなどの処理を実行する。【００２１】
次に、基地局１１１０は、端末局１１１２に対し、時刻ｔ１１６から或る時間を経過した時刻ｔ１１７からｔ１１８の期間においてＢＡＣＫを要求するＢＡＣＫＲを生成して送信する。
次に、端末局１１１２は、時刻ｔ１１８から或る時間を経過した時刻ｔ１１９からｔ１２０の期間においてＢＡＣＫを送信する。基地局１１１０は、このＢＡＣＫを受信するとともに、当該ＢＡＣＫの受信に応じた所定の処理を実行する。
非特許文献３では、以上のようなタイムチャートに従ってＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】守倉正博、久保田周治、「改訂三版８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」、ｐｐ．２０６，２４２−２４３、インプレスＲ＆Ｄ、２００８年３月２７日
【非特許文献２】D. Gesbert, S. Hanly, H Huang, S. Shitz, O. Simeone, and W. Yu, “Multi-cell MIMO cooperative networks: A new look at interference”, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Dec. 2010.
【非特許文献３】IEEE P802.11ac/D1.0 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 Very High Throughput for Operation in Bands below 6 GHz, May 2011
【非特許文献４】IEEE P802.11n/D11.0 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, June 2009
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、図２１に示す無線ＬＡＮ送信機を複数用いて、干渉抑圧技術を用いた協調伝送を行う場合、データ部分についてのみ指向性制御を行っていたため、指向性制御が行われていない既知信号（プリアンブル信号、及びパイロットサブキャリア信号）の干渉を抑圧することができず、互いの信号が干渉となり、スループットが上昇しないという問題がある。すなわち、これまでの無線ＬＡＮ送信機の構成では、共通な信号であるプリアンブル信号、及びパイロットサブキャリア信号に対して、ウエイト演算処理を行なっていない。そのため、干渉抑圧技術を用いた協調伝送を行う場合、これまでの無線ＬＡＮ送信機の構成では、正常な通信を行うことができない。【００２４】
また、無線ＬＡＮでは、信号を受信してから送信を行うまでの時間がいくつか規定されている。最も短い規定時間は１６μｓである。例えば、基地局は、端末局からの信号を受信した場合に、まず、受信時刻から規定時間以内にプリアンブル信号の生成を行い、規定時間経過後に送信を行う必要がある。【００２５】
これまでは、プリアンブル信号の生成では、ウエイト演算処理が行われないために、規定時間以内に送信することが可能であった。また、ウエイト演算処理を行ったとしても、基地局や端末局のアンテナ数が少ない場合には、計算量が少なく、規定時間以内に送信信号を生成することが可能であった。しかしながら、近年、高速・大容量な伝送を行うために、基地局のアンテナ数、及び端末局のアンテナ数が増加しており、ウエイト演算の計算量も増加している。このような場合、規定時間以内に送信信号の生成ができなくなるという問題があった。【００２６】
また、上述した非特許文献３では、これに記載の標準規格で規定された基地局１１１０を用いて、複数の端末局１１１１、１１１２とＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行うことが可能な条件として、基地局１１１０と同一の標準規格で規定された複数の端末局１１１１、１１１２を用いる必要があった。つまり、複数の端末局１１１１、１１１２の中に、基地局の標準規格より以前の端末局が含まれていた場合、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送ができないことになる。これは、それぞれの標準規格で規定された既知信号であるパイロット信号同士が干渉となるためである。以下に図を参照してこの問題を説明する。【００２７】
図２４は、非特許文献３に記載のＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ標準規格における２０ＭＨｚ帯を用いた際の無線信号の構成を示す概念図である。無線信号は、Ｌ−ＳＴＦ（non-HT （non-High Throughput） short training field）と、Ｌ−ＬＴＦ（non-HT long training field）と、Ｌ−ＳＩＧ（non-HT SIGNAL field）と、ＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａ（VHT（Very High Throughput） SIGNAL-A field）と、ＶＨＴ−ＳＴＦ（VHT short training field）と、ＶＨＴ−ＬＴＦ（VHT long training field）と、ＶＨＴ−ＳＩＧ−Ｂ（VHT SIGNAL-B field）と、Ｄａｔａとを有する。【００２８】
次に、図２５は、非特許文献４に記載のＩＥＥＥ８０２．１１ｎの標準規格における２０ＭＨｚ帯を用いた際の無線信号の構成を示す概念図である。無線信号は、Ｌ−ＳＴＦと、Ｌ−ＬＴＦと、Ｌ−ＳＩＧと、ＨＴ−ＳＩＧ（HT SIGNAL field）と、ＨＴ−ＳＴＦ（HT short training field）と、ＨＴ−ＬＴＦ（HT long training field）と、Ｄａｔａとを有する。【００２９】
例えば、図２４で規定されるフレームを受信することが可能な端末局（１１ａｃ端末局）と図２５で規定されるフレームを受信することが可能な端末局（１１ｎ端末局）とが存在し、基地局１１１０が１１ｎ端末局、１１ａｃ端末局の双方に対しＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行った場合（すなわち、１１ａｃ基地局が１１ａｃ端末局と１１ｎ端末局とに同時に空間分割多重送信を行った場合）、１１ｎ端末局は、１１ａｃ端末局からの信号が干渉となり、Ｌ−ＳＩＧと、ＨＴ−ＳＩＧと、パイロット信号と、を読み取ることができない。【００３０】
同様に、１１ａｃ端末局では、１１ｎ端末局からの信号が干渉となり、Ｌ−ＳＩＧと、ＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａと、パイロット信号と、を読み取ることができない。これは、送信信号の生成において、上記信号にビームフォーミングが適用されない構成となっているからである。従って、上記信号において１１ｎ端末局及び１１ａｃ端末局への信号がそれぞれ干渉となり、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送が困難となる。【００３１】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、干渉抑圧技術を用いた協調伝送における干渉を低減することができる無線信号送信方法、及び無線装置を提供することにある。【００３２】
また、本発明は、基地局と同一の規格で構成された端末局とそれ以前の規格で構成された端末局とに対し、基地局が同一周波数及び同一時刻で空間多重伝送を行うことを可能とする技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
上述した課題を解決するために、本発明は、少なくとも１台の基地局が、指向性制御を行った無線信号を端末局に送信する無線信号送信方法であって、前記無線信号に付加する既知信号を生成する既知信号生成ステップと、前記既知信号にウエイト演算を行うウエイト演算処理ステップと、前記ウエイト演算を行った既知信号を送信する無線処理ステップとを含む。【００３４】
本発明において、前記少なくとも１台の基地局は、それぞれ異なる通信セルを構成する複数の基地局であって、前記端末局から取得した伝搬チャネルの中で前記既知信号を送信するサブキャリアに対応する伝搬チャネルを抽出する抽出ステップと、前記抽出した伝搬チャネルに基づいてウエイトを算出して、前記既知信号にウエイト演算を行うプリアンブル信号用ウエイト演算処理ステップとを更に含むようにしてもよい。【００３５】
本発明において、前記プリアンブル信号用ウエイト演算処理ステップでは、前記既知信号を送信する前記サブキャリアに対応する前記伝搬チャネルに基づいて算出した前記ウエイトと前記既知信号とを乗算することにより予めウエイト演算済既知信号を算出し、前記無線処理ステップでは、前記ウエイト演算済既知信号を前記無線信号に付加して送信するようにしてもよい。【００３６】
本発明において、前記予め算出されたウエイト演算済既知信号を保存する保存ステップを更に含み、前記無線処理ステップでは、所定の送信タイミングで、前記保存ステップで保存した前記ウエイト演算済既知信号を読み出し、読み出された前記ウエイト演算済既知信号を前記無線信号に付加して送信するようにしてもよい。【００３７】
本発明において、前記少なくとも１台の基地局は、単一の基地局であって、第一規格で構成された第一受信局と、前記第一規格とは異なる第二規格で構成された第二受信局と、から通知された伝搬チャネル情報に基づいて、一部のサブキャリアのウエイト係数を算出するウエイト算出ステップと、前記一部のサブキャリアの前記ウエイト係数に基づいて、残るサブキャリアのウエイト係数を算出するウエイト補間ステップとを更に含み、前記ウエイト演算処理ステップでは、前記ウエイト算出ステップにおいて算出された前記ウエイト係数及び前記ウエイト補間ステップにおいて算出された前記ウエイト係数に基づいて前記ウエイト演算を行うようにしてもよい。【００３８】
本発明において、前記少なくとも１台の基地局は、単一の基地局であって、前記ウエイト演算処理ステップでは、第一規格で構成された第一受信局と、前記第一規格とは異なる第二規格で構成された第二受信局と、から通知された伝搬チャネル情報に基づいて前記ウエイト演算を行い、前記無線信号送信方法は、前記第一規格に基づいて共通の既知信号を生成する共通信号生成ステップと、前記共通の既知信号を送信する共通信号送信ステップとを更に含んでいてもよい。【００３９】
本発明において、前記第一受信局または前記第二受信局の中でより古い規格で構成された受信局から先に応答信号を送信する応答信号送信ステップを更に含んでいてもよい。【００４０】
本発明は、少なくとも１台の無線装置を有する無線システムにおいて、指向性制御を行った無線信号を端末局に送信する前記無線装置であって、前記無線信号に付加する既知信号を生成する既知信号生成部と、前記既知信号生成部により生成された前記既知信号にウエイト演算を行うウエイト演算処理部と、前記ウエイト演算処理部により前記ウエイト演算を行った既知信号を送信する無線処理部とを備える。【００４１】
本発明において、前記少なくとも１台の無線装置は、それぞれ異なる通信セルを構成する複数の無線装置であって、前記端末局から取得した伝搬チャネルの中で前記既知信号を送信するサブキャリアに対応する伝搬チャネルを抽出する抽出部と、前記抽出部により抽出された前記伝搬チャネルに基づいてウエイトを算出し、前記ウエイトを用いて前記既知信号にウエイト演算を行うプリアンブル信号用ウエイト演算処理部とを更に備えるようにしてもよい。【００４２】
本発明において、前記プリアンブル信号用ウエイト演算処理部は、前記既知信号を送信する前記サブキャリアに対応する前記伝搬チャネルに基づいて算出した前記ウエイトと前記既知信号とを乗算することにより予めウエイト演算済既知信号を算出し、前記無線処理部は、前記ウエイト演算済既知信号を前記無線信号に付加して送信するようにしてもよい。【００４３】
本発明において、前記プリアンブル信号用ウエイト演算処理部により予め算出された前記ウエイト演算済既知信号を保存するプリアンブル保存部を更に備え、前記無線処理部は、所定の送信タイミングで、前記プリアンブル保存部に保存されている前記ウエイト演算済既知信号を読み出し、読み出された前記ウエイト演算済既知信号を前記無線信号に付加して送信するようにしてもよい。【００４４】
本発明において、前記少なくとも１台の無線装置は、単一の無線装置であって、第一規格で構成された第一受信局と、前記第一規格とは異なる第二規格で構成された第二受信局と、から通知された伝搬チャネル情報に基づいて、一部のサブキャリアのウエイト係数を算出するウエイト算出部と、前記一部のサブキャリアの前記ウエイト係数に基づいて、残るサブキャリアのウエイト係数を算出するウエイト補間部とを更に有し、前記ウエイト演算処理部は、前記ウエイト算出部によって算出された前記ウエイト係数及び前記ウエイト補間部によって算出された前記ウエイト係数に基づいて前記ウエイト演算を行うようにしてもよい。【００４５】
本発明において、前記少なくとも１台の無線装置は、単一の無線装置であって、前記ウエイト演算処理部は、第一規格で構成された第一受信局と、前記第一規格とは異なる第二規格で構成された第二受信局と、から通知された伝搬チャネル情報に基づいて前記ウエイト演算を行い、前記無線装置は、前記第一規格に基づいて共通の既知信号を生成する共通信号生成部と、前記共通の既知信号を送信する共通信号送信部とを更に備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、干渉抑圧技術を用いた協調伝送における干渉を低減させることができる。【００４７】
また、本発明により、基地局と同一の標準規格で構成された端末局とそれ以前の標準規格で構成された端末局とに対し、基地局が同一周波数及び同一時刻で空間多重伝送を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態〜第３実施形態が前提としている干渉抑圧技術を用いた協調伝送を説明するための概念図である。
【図２】本発明の第１実施形態における基地局２００−１、２００−２の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態における端末局２０１−１、２０１−２の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態による、基地局２００−１、２００−２と端末局２０１−１、２０１−２との間での通信手順例を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態による、基地局２００−１と端末局２０１−１、２０１−２との通信手順を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態による基地局２００−１、２００−２の概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態による、基地局２００−１と端末局２０１−１、２０１−２との通信手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態による基地局２００−１、２００−２の概略構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３実施形態による、基地局２００−１、２００−２と端末局２０１−１、２０１−２との間での通信手順例を示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第３実施形態による、ウエイト演算済みのプリアンブル信号の生成に対応して基地局２００−１と端末局２０１−１、２０１−２とが実行する処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態において、データ送受信のために基地局２００−１と端末局２０１−１とが実行する処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の第４実施形態〜第７実施形態によるＭＵ−ＭＩＭＯ伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図１３】第４実施形態における基地局１１１０の機能構成を示すブロック図である。
【図１４】第４実施形態における端末局１１１１の機能構成を示すブロック図である。
【図１５】第４実施形態における端末局１１１３の機能構成を示すブロック図である。
【図１６】第４実施形態による、基地局１１１０と端末局１１１１、１１１３との間での通信手順例を示すタイミングチャートである。
【図１７】第５実施形態において基地局１１１０が同一の標準規格の端末局１１１１に送信する無線信号の構成を示す概念図である。
【図１８】第５実施形態における基地局１１１０の機能構成を示すブロック図である。
【図１９】第６実施形態における基地局１１１０の機能構成を示すブロック図である。
【図２０】第７実施形態における通信手順を説明するためのタイミングチャートである。
【図２１】一般的な送信ビームフォーミングを行うことが可能な無線ＬＡＮ送信機の構成を示すブロック図である。
【図２２】ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２３】ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図２４】非特許文献３に記載のＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ標準規格における２０ＭＨｚ帯を用いた際の無線信号の構成を示す概念図である。
【図２５】非特許文献４に記載のＩＥＥＥ８０２．１１ｎの標準規格における２０ＭＨｚ帯を用いた際の無線信号の構成を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００５０】
まず、本発明の第１実施形態〜第３実施形態を説明する前に、干渉抑圧技術を用いた協調伝送における送信ウエイトの生成方法について具体的に説明する。
【００５１】
図１は、本発明の第１実施形態〜第３実施形態が前提としている干渉抑圧技術を用いた協調伝送を説明するための概念図である。図１に示すように、無線システムは、２つの基地局２００−１、２００−２と、基地局２００−１と無線パケット通信を行う端末局２０１−１と、基地局２００−２と無線パケット通信を行う端末局２０１−２とを具備している。端末局２０１−１は、基地局２００−１が管轄する通信セル２０２−１に属し、基地局２００−１を介して図示しない外部のネットワークと通信を行う。また、端末局２０１−２は、基地局２００−２が管轄する通信セル２０２−２に属し、基地局２００−２を介して外部のネットワークと通信を行う。
【００５２】
各基地局２００−１、２００−２と、各端末局２０１−１、２０１−２とは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance；搬送波検知多重アクセス／衝突回避）方式を用いて無線パケット通信を行う。また、２つの通信セル２０２−１と２０２−２における無線パケット通信は、同一の周波数チャネルを用いて行われる。無線パケット通信において、送受信される無線パケットには、送信局、宛先局を示す識別子が含まれる。ここで、送信局は、無線パケットを生成し送信した装置であり、宛先局は、無線パケットの宛先となる装置である。
【００５３】
また、図１において、通信セル２０２−１と通信セル２０２−２とが重なり合う領域があり、当該領域においては、互いの無線パケット通信が干渉するために、周波数チャネルの通信帯域を通信セル２０２−１と通信セル２０２−２とで按分して用いている。
【００５４】
また、図１に示すように、基地局２００−１と端末局２０１−１の間、基地局２００−２と端末局２０１−２の間、基地局２００−２と端末局２０１−１の間、基地局２００−１と端末局２０１−２の間の伝搬チャネルをそれぞれＨ１、Ｈ２、Ｇ１、Ｇ２とする。例えば、基地局のアンテナ本数を２Ｎとし、端末局のアンテナ本数をＮとする。
【００５５】
各基地局と近接通信セルとの間の伝搬チャネルＧ１、もしくはＧ２は、特異値分解を行うと、数式（１）のように表すことができる。但し、基地局２００−１、及び２００−２において同様の計算が可能であるので、以降、基地局２００−１における計算方法のみを示す。
【００５６】
【数１】
2013118675.tif 000003
【００５７】
ここで、Ｕは左特異値行列であり、Σは固有値の平方根を対角にもつ対角行列であり、Ｖは右特異値行列である。次にＶの一部、及びＨ１から数式（２）が導出される。
【００５８】
【数２】
2013118675.tif 000004
【００５９】
この例では、数式（３）が送信ウエイトＷとなる。
【００６０】
【数３】
2013118675.tif 000005
【００６１】
以上の方法で送信ウエイトＷが算出される。
【００６２】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
［基地局構成］
図２は、本第１実施形態における基地局２００−１、２００−２の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、基地局２００−１、２００−２は、誤り訂正符号化部１００−１〜１００−Ａと、インターリーブ処理部１０１−１〜１０１−Ａと、サブキャリア変調部１０３−１−１〜１０３−Ｂ〜Ａと、ウエイト演算処理部１０４と、ＩＦＦＴ部１０５−１〜１０５−Ｃと、ＧＩ付加部１０６−１〜１０６−Ｃと、ＲＦ処理部１０７−１〜１０７−１Ｃと、アンテナ１０８−１〜１０８−Ｃと、プリアンブル生成部１０９と、パイロットサブキャリア生成部１１０と、無線信号復調部１１１と、伝搬チャネル取得部１１２と、ウエイト算出部１１３とを備えている。
【００６３】
なお、誤り訂正符号化部１００−１〜１００−Ａ、インターリーブ処理部１０１−１〜１０１−Ａ、サブキャリア変調部１０３−１−１〜１０３−Ｂ−Ａ、ウエイト演算処理部１０４、ＩＦＦＴ部１０５−１〜１０５−Ｃ、ＧＩ付加部１０６−１〜１０６−Ｃ、ＲＦ処理部１０７−１〜１０７−Ｃ、アンテナ１０８−１〜１０８−Ｃ、プリアンブル生成部１０９、パイロットサブキャリア生成部１１０、無線信号復調部１１１、伝搬チャネル取得部１１２、及びウエイト算出部１１３は、図２１に示す対応する構成要素と同様の機能であるので説明を省略する。
【００６４】
図２に示す第１実施形態における基地局の構成と図２１に示す一般的な無線ＬＡＮ送信機の構成との違いは、プリアンブル信号、及びパイロットサブキャリア信号の出力先である。図２では、プリアンブル生成部１０９からのプリアンブル信号、及びパイロットサブキャリア生成部１１０からのパイロットサブキャリア信号の出力先を、ウエイト演算処理部１０４とすることで、プリアンブル信号、及びパイロットサブキャリア信号のウエイト演算処理が可能となっている。
【００６５】
なお、上記プリアンブル生成部１０９、及びパイロットサブキャリア生成部１１０は、請求の範囲における既知信号生成部に相当する。また、上記プリアンブル信号、及びパイロットサブキャリア信号は、請求の範囲における既知信号に相当する。また、ＲＦ処理部１０７−１〜１０７−１Ｃは、請求の範囲における無線処理部に相当する。
【００６６】
［端末局構成］
次に、端末局２０１−１、２０１−２の構成について説明する。
図３は、本第１実施形態における端末局２０１−１、２０１−２の概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、端末局２０１−１、２０１−２は、アンテナ３００−１〜３００−Ｄと、無線部３０１−１〜３０１−Ｄと、伝搬チャネル特性測定部３０２と、記憶部３０３と、伝搬チャネル特性通知部３０４とを備えている。
【００６７】
アンテナ３００−１〜３００−Ｄは、無線信号を空中に放射する。無線部３０１−１〜３０１−Ｄは、各々、送信すべきデータ、信号を入力してフレーム化や所定の変調処理などを施して送信信号を生成する。また、無線部３０１−１〜３０１−Ｄは、各々、受信信号を入力して所定の復調処理などを実行する。伝搬チャネル特性測定部３０２は、基地局から送信される無線信号の中のプリアンブル信号を用いて伝搬チャネルを測定する。記憶部３０３は、伝搬チャネル特性測定部３０２で測定した伝搬チャネルを記憶する。伝搬チャネル特性通知部３０４は、記憶した伝搬チャネルをデータ部に含めた無線信号を生成する。
【００６８】
［基地局と端末局の通信手順例］
図４は、本第１実施形態による、基地局２００−１、２００−２と端末局２０１−１、２０１−２との間での通信手順例を示すタイミングチャートである。なお、図４の説明にあたり、アクセス制御方式については、ＣＳＭＡ／ＣＡが採用されていることを前提とする。
【００６９】
基地局２００−１、２００−２において、端末局２０１−１、２０１−２に対して送信すべきパケットのデータ（送信対象データ）が発生したとする。これに応じて、基地局２００−１は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンス（ＣＳ）を実行する。キャリアセンスにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。
【００７０】
例えば、図４に示す時刻ｔ０において実行したキャリアセンスにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることが検出されたとする。これに応じて、基地局２００−１は、例えば時刻ｔ０から所定の時間を経過した時刻ｔ１からｔ２までの期間において、伝搬チャネル推定用の測定用信号を生成して送信する。この際、基地局２００−１は、上記送信対象データの宛先の端末局２０１−１、２０１−２を認識する。そして、基地局２００−１は、これと同じ端末局２０１−１、２０１−２を宛先として指定して、測定用信号を送信する。
【００７１】
上記測定用信号の受信に応じて、端末局２０１−１、２０１−２は、同じ時刻ｔ１からｔ２の期間内において伝搬チャネル特性を測定する。そして、端末局２０１−１は、時刻ｔ２から所定の時間を経過した時刻ｔ３からｔ４の期間において、伝搬チャネル特性を含む伝搬チャネル通知信号を生成して送信する。また、端末局２０１−２は、時刻ｔ４から所定の時間を経過した時刻ｔ５からｔ６の期間において、伝搬チャネル特性を含む伝搬チャネル通知信号を生成して送信する。
【００７２】
基地局２００−１は、時刻ｔ３以降において伝搬チャネル通知信号を受信するのに応じて、取得した伝搬チャネルを用いてサブキャリア毎の送信ウエイトの算出を行い、算出した送信ウエイトを用いて送信信号の生成を行う。
【００７３】
同様に、基地局２００−２では、時刻ｔ６から所定の時間を経過した時刻ｔ７からｔ８までの期間において、伝搬チャネル推定用の測定用信号を生成して送信する。この際、基地局２００−２は、上記送信対象データの宛先の端末局２０１−１、２０１−２を認識する。そして、基地局２００−２は、これと同じ端末局２０１−１、２０１−２を宛先として指定して、測定用信号を送信する。
【００７４】
上記測定用信号の受信に応じて、端末局２０１−１、２０１−２は、同じ時刻ｔ７からｔ８の期間内において、伝搬チャネル特性を測定する。そして、端末局２０１−１は、時刻ｔ８から所定の時間を経過した時刻ｔ９からｔ１０の期間において、伝搬チャネル特性を含む伝搬チャネル通知信号を生成して送信する。また、端末局２０１−２は、時刻ｔ１０から所定の時間を経過した時刻ｔ１１からｔ１２の期間において、伝搬チャネル特性を含む伝搬チャネル通知信号を生成して送信する。
【００７５】
基地局２００−２は、時刻ｔ９以降において伝搬チャネル通知信号を受信するのに応じて、取得した伝搬チャネルを用いてサブキャリア毎の送信ウエイトの算出を行い、算出した送信ウエイトを用いて送信信号の生成を行う。
【００７６】
次に、基地局２００−１、２００−２は、時刻ｔ１２から規定時間を経過した時刻ｔ１３からｔ１４の期間において、送信対象データを送信する。ここで、規定時間とは、無線ＬＡＮ標準規格で規定される規定時間である。例えば、ＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）の１６μｓである。なお、時刻ｔ１３からｔ１４の期間において送信されるデータは、例えば無線通信に適合したフレームに変換されている。また、フレームアグリゲーションが適用されている場合、時刻ｔ１３からｔ１４の期間において送信されるデータは、所定数のフレームが連結されたデータユニットとなる。
【００７７】
そして、時刻ｔ１４に対応してデータの受信が終了するのに応答して、端末局２０１−１は、時刻ｔ１４から所定の時間を経過した時刻ｔ１５からｔ１６の期間においてＡＣＫを送信する。基地局２００−１は、このＡＣＫを受信するとともに、当該ＡＣＫの受信に応じた所定の処理を実行する。具体的には、基地局２００−１は、例えばＡＣＫの受信によりデータが正常に受信側で受信されたものと判断し、次のデータ送受信のための処理に遷移する。あるいは、ＡＣＫが受信されることなくタイムアウトした場合には、基地局２００−１は、送信対象データを再送するなどの処理を実行する。あるいは、送信データがフレームアグリゲーションにより複数フレームを連結したものである場合には、フレームＡＣＫが返送される。この場合、基地局２００−１は、フレームＡＣＫが示すフレームの受信結果に基づいて、受信エラーとなったフレームを再送する。
【００７８】
同様に、端末局２０１−２は、時刻ｔ１６から所定の時間を経過した時刻ｔ１７からｔ１８の期間においてＡＣＫを送信する。基地局２００−２は、このＡＣＫを受信するとともに、当該ＡＣＫの受信に応じた所定の処理を実行する。
【００７９】
上述したように、本第１実施形態では、送信対象データが発生するごとに、上記時刻ｔ０からｔ１８までの手順により基地局２００−１、２００−２と端末局２０１−１、２０１−２との間でデータの送受信を行う。
【００８０】
［信号生成処理手順例］
図５は、本第１実施形態による、基地局２００−１と端末局２０１−１、２０１−２との通信手順を説明するためのフローチャートである。なお、基地局２００−２の信号生成処理手順については、基地局２００−１と同様となるので説明を省略する。図５に示す基地局２００−１の処理は、図２に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。また、図５に示す端末局２０１−１、２０１−２の処理は、図３に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。
【００８１】
基地局２００−１では、送信対象データが発生したか否かを判定し（ステップＳ１０１）、送信対象データが発生していない場合には（ステップＳ１０１のＮＯ）、送信対象データが発生するのを待機する。そして、送信対象データが発生した場合には（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、基地局２００−１は、キャリアセンスを実行してアイドル状態が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。そして、アイドル状態が検出されない場合には（ステップＳ１０２のＮＯ）、基地局２００−１は、アイドル状態を検出するまで待機する。
【００８２】
そして、キャリアセンスを実行してアイドル状態を検出すると（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、基地局２００−１は、伝搬チャネル測定用信号を生成し、該伝搬チャネル測定用信号を、上記送信対象データと同じ端末局２０１−１、２０１−２を宛先に指定して送信を行う（ステップＳ１０３）。
【００８３】
端末局２０１−１は、測定用信号を受信したか否かを判定し（ステップＳ２０１）、測定用信号を受信していない場合には（ステップＳ２０１のＮＯ）、測定用信号を受信するまで待機する。一方、測定用信号を受信すると（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、該測定用信号の送信に応じて、伝搬チャネル特性測定部３０２は、伝搬チャネル特性を測定し、測定結果としての伝搬チャネル特性を記憶部３０３に記憶させる（ステップＳ２０２）。次に、伝搬チャネル特性通知部３０４は、記憶部３０３に記憶された伝搬チャネル特性を通知するための通知信号を生成し、基地局２００−１に送信する（ステップＳ２０３）。
【００８４】
同様に、端末局２０１−２においても、測定用信号を受信したか否かを判定し（ステップＳ３０１）、測定用信号を受信していない場合には（ステップＳ３０１のＮＯ）、測定用信号を受信するまで待機する。一方、測定用信号を受信すると（ステップＳ３０１のＹＥＳ）、該測定用信号の送信に応じて、伝搬チャネル特性測定部３０２は、伝搬チャネル特性を測定し、測定結果としての伝搬チャネル特性を記憶部３０３に記憶させる（ステップＳ３０２）。次に、伝搬チャネル特性通知部３０４は、記憶部３０３に記憶された伝搬チャネル特性を通知するための通知信号を生成し、基地局２００−１に送信する（ステップＳ３０３）。
【００８５】
これに対して、基地局２００−１では、伝搬チャネル取得部１１２が、端末局２０１−１から受信した通知信号から伝搬チャネル特性を取得し（ステップＳ１０４）、同様に、端末局２０１−２から受信した通知信号から伝搬チャネル特性を取得する（ステップＳ１０５）。次に、ウエイト算出部１１３は、取得した伝搬チャネルを用いて、サブキャリア毎の送信ウエイトの算出を行う（ステップＳ１０６）。
【００８６】
次に、基地局２００−１では、ウエイト演算処理部１０４が、算出したサブキャリア毎の送信ウエイトを用いて、プリアンブル生成部１０９で生成されたプリアンブル信号、パイロットサブキャリア生成部１１０で生成されたパイロットサブキャリア信号に対して、ウエイト演算処理を行い、ウエイト演算済みのデータ信号を生成する（ステップＳ１０７）。次に、基地局２００−１では、端末局２０１−２から送信される通知信号を受信してから規定時間後に上記ウエイト演算済みのデータ信号を送信する（ステップＳ１０８）。
【００８７】
これに対して、端末局２０１−１では、無線部３０１−１〜３０１−Ｄにより基地局２００−１から送信されるデータ信号を受信する（ステップＳ２０４）。そして、端末局２０１−１では、データ受信を終了すると、基地局２００−１に対してＡＣＫを送信する（ステップＳ２０５）。
【００８８】
基地局２００−１では、データ信号の送信終了に応じて端末局２０１−１から送信されるＡＣＫの受信に対応した所定の処理を実行する（ステップＳ１０９）。
【００８９】
上述した第１実施形態によれば、プリアンブル生成部１０９、及びパイロットサブキャリア生成部１１０が生成したプリアンブル信号とパイロットサブキャリア信号に対してウエイト演算処理を行うことで、プリアンブル信号及びパイロット信号における干渉を回避することができ、スループットを上昇させることができる。
【００９０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
［基地局構成］
図６は、本発明の第２の実施形態による基地局２００−１、２００−２の概略構成を示すブロック図である。図６に示すように、基地局２００−１、２００−２は、誤り訂正符号化部１００−１〜１００−Ａと、インターリーブ処理部１０１−１〜１０１−Ａと、サブキャリア変調部１０３−１−１〜１０３−Ｂ〜Ａと、ウエイト演算処理部１０４と、ＩＦＦＴ部１０５−１〜１０５−Ｃと、ＧＩ付加部１０６−１〜１０６−Ｃと、ＲＦ処理部１０７−１〜１０７−Ｃと、アンテナ１０８−１〜１０８−Ｃと、プリアンブル生成部１０９と、パイロットサブキャリア生成部１１０と、無線信号復調部１１１と、伝搬チャネル取得部１１２と、プリアンブル信号用ウエイト演算処理部１１４と、抽出部１１５とを備えている。
【００９１】
なお、誤り訂正符号化部１００−１〜１００−Ａ、インターリーブ処理部１０１−１〜１０１−Ａ、サブキャリア変調部１０３−１−１〜１０３−Ｂ−Ａ、ウエイト演算処理部１０４、ＩＦＦＴ部１０５−１〜１０５−Ｃ、ＧＩ付加部１０６−１〜１０６−Ｃ、ＲＦ処理部１０７−１〜１０７−Ｃ、アンテナ１０８−１〜１０８−Ｃ、プリアンブル生成部１０９、パイロットサブキャリア生成部１１０、無線信号復調部１１１、及び伝搬チャネル取得部１１２は、図２１に示す対応する構成要素と同様の機能であるので説明を省略する。
【００９２】
本第２実施形態では、プリアンブル信号が全てのサブキャリアに配置されるわけではなく、特定のサブキャリアでのみ送信されることを利用して、ウエイト演算処理の処理時間を低減する。
【００９３】
抽出部１１５は、取得した伝搬チャネルの中からプリアンブル信号に用いるサブキャリアに対応するものを抽出して、プリアンブル信号用ウエイト演算処理部１１４へ出力する。また、全てのサブキャリアに対応する伝搬チャネルを、ウエイト演算処理部１０４に出力する。プリアンブル信号用ウエイト演算処理部１１４は、抽出部１１５から入力されるプリアンブル信号用のサブキャリアに対応する伝搬チャネルに基づいてウエイトを算出し、プリアンブル信号のウエイト演算処理を行う。
【００９４】
このように、プリアンブル信号を送信するサブキャリアに対応する伝搬チャネルのみを対象としてウエイトを算出することにより、処理時間を短縮することができ、無線パケットの先頭で送信されるプリアンブル信号に対してもウエイト演算処理を行うことができる。
【００９５】
［端末局構成］
本第２実施形態による端末局２０１−１、２０１−２の構成は、図３と同様であるので説明を省略する。
【００９６】
［基地局と端末局の通信手順例］
本第２実施形態によるタイミングチャートは、図４と同様であるので説明を省略する。
【００９７】
［信号生成処理手順例］
図７は、本第２実施形態による、基地局２００−１と端末局２０１−１、２０１−２との通信手順を説明するためのフローチャートである。なお、基地局２００−２の信号生成処理手順については、基地局２００−１と同様となるため、説明を省略する。図７に示す基地局２００−１の処理は、図６に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。また、図７に示す端末局２０１−１、２０１−２の処理は、図３に示す機能部のいずれかが適宜実行するものとしてみることができる。
【００９８】
基地局２００−１では、送信対象データが発生したか否かを判定し（ステップＳ４０１）、送信対象データが発生していない場合には（ステップＳ４０１のＮＯ）、送信対象データの発生を待機する。そして、送信対象データが発生した場合には（ステップＳ４０１のＹＥＳ）、基地局２００−１は、キャリアセンスを実行してアイドル状態が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４０２）。そして、アイドル状態が検出されない場合には（ステップＳ４０２のＮＯ）、基地局２００−１は、アイドル状態を検出するまで待機する。
【００９９】
一方、キャリアセンスを実行してアイドル状態であることを検出すると（ステップＳ４０２のＹＥＳ）、基地局２００−１は、伝搬チャネル測定用信号を生成し、該伝搬チャネル測定用信号を、上記送信対象データと同じ端末局２０１−１、２０１−２を宛先に指定して送信を行う（ステップＳ４０３）。
【０１００】
端末局２０１−１は、測定用信号を受信したか否かを判定し（ステップＳ２０１）、測定用信号を受信していない場合には（ステップＳ２０１のＮＯ）、測定用信号を受信するまで待機する。一方、測定用信号を受信すると（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、該測定用信号の送信に応じて、伝搬チャネル特性測定部３０２は、伝搬チャネル特性を測定し、測定結果としての伝搬チャネル特性を記憶部３０３に記憶させる（ステップＳ２０２）。次に、伝搬チャネル特性通知部３０４は、記憶部３０３に記憶された伝搬チャネル特性を通知するための通知信号を生成し、基地局２００−１に送信する（ステップＳ２０３）。
【０１０１】
同様に、端末局２０１−２においても、測定用信号を受信したか否かを判定し（ステップＳ３０１）、測定用信号を受信していない場合には（ステップＳ３０１のＮＯ）、測定用信号を受信するまで待機する。一方、測定用信号を受信すると（ステップＳ３０１のＹＥＳ）、該測定用信号の送信に応じて、伝搬チャネル特性測定部３０２は、伝搬チャネル特性を測定し、測定結果としての伝搬チャネル特性を記憶部３０３に記憶させる（ステップＳ３０２）。次に、伝搬チャネル特性通知部３０４は、記憶部３０３に記憶された伝搬チャネル特性を通知するための通知信号を生成し、基地局２００−１に送信する（ステップＳ３０３）。
【０１０２】
これに対して、基地局２００−１では、伝搬チャネル取得部１１２が、端末局２０１−１から受信した通知信号から伝搬チャネル特性を取得し（ステップＳ４０４）、同様に、端末局２０１−２から受信した通知信号から伝搬チャネル特性を取得する（ステップＳ４０５）。
【０１０３】
次に、基地局２００−１では、抽出部１１５は、プリアンブル信号に用いるサブキャリアに対応する伝搬チャネルを抽出し、プリアンブル信号用ウエイト演算処理部１１４は、抽出したサブキャリアに対応する伝搬チャネルに基づいて、プリアンブル信号に用いるサブキャリアの送信ウエイトの算出を行う（ステップＳ４０６）。次に、プリアンブル信号用ウエイト演算処理部１１４は、算出された送信ウエイト、及びプリアンブル信号を用いてウエイト演算処理を行い、ウエイト演算済みのプリアンブル信号の生成を行う（ステップＳ４０７）。
【０１０４】
また、ステップＳ４０７と並行して、ウエイト演算処理部１０４は、プリアンブル信号用サブキャリア以外のサブキャリアの送信ウエイトの算出を行い（ステップＳ４０８）、プリアンブル信号用サブキャリア以外のサブキャリアの送信ウエイト、及びデータ信号を用いて、ウエイト演算済みのデータ信号の生成を行う（ステップＳ４０９）。
【０１０５】
次に、基地局２００−１では、生成されたプリアンブル信号、及びデータ信号を、端末局２０１−２から送信される通知信号を受信してから規定時間後に、プリアンブル信号から送信を行う（ステップＳ４１０）。ここで、データ信号の生成が終了していない場合でも、規定時間が経過している場合には、プリアンブル信号の送信を行なってもよい。
【０１０６】
これに対して、端末局２０１−１では、無線部３０１−１〜３０１−Ｄにより基地局２００−１から送信されるデータ信号を受信する（ステップＳ２０４）。そして、端末局２０１−１では、データ受信を終了すると、基地局２００−１に対してＡＣＫを送信する（ステップＳ２０５）。
【０１０７】
基地局２００−１では、データ信号の送信終了に応じて端末局２０１−１から送信されるＡＣＫの受信に対応した所定の処理を実行する（ステップＳ４１１）。
【０１０８】
上述した第２実施形態によれば、ウエイト演算処理部１０４による、全サブキャリアに対する、送信ウエイトの算出、ウエイト演算済みのデータ信号の生成に並行して、抽出部１１５による、伝搬チャネルの中からプリアンブル信号に用いるサブキャリアに対応する伝搬チャネルの抽出、プリアンブル信号用ウエイト演算処理部１１４による、プリアンブル信号に用いるサブキャリアの送信ウエイトの算出、ウエイト演算済みのプリアンブル信号の生成を行うようにしたので、プリアンブル信号の生成時間を短縮することができる。
【０１０９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
［基地局構成］
図８は、本発明の第３実施形態による基地局２００−１、２００−２の概略構成を示すブロック図である。図８に示すように、基地局２００−１、２００−２は、誤り訂正符号化部１００−１〜１００−Ａと、インターリーブ処理部１０１−１〜１０１−Ａと、サブキャリア変調部１０３−１−１〜１０３−Ｂ〜Ａと、ウエイト演算処理部１０４と、ＩＦＦＴ部１０５−１〜１０５−Ｃと、ＧＩ付加部１０６−１〜１０６−Ｃと、ＲＦ処理部１０７−１〜１０７−１Ｃと、アンテナ１０８−１〜１０８−Ｃと、プリアンブル生成部１０９と、パイロットサブキャリア生成部１１０と、無線信号復調部１１１と、伝搬チャネル取得部１１２と、プリアンブル信号用ウエイト演算処理部１１４と、抽出部１１５と、プリアンブル保存部１１６とを備えている。
【０１１０】
なお、誤り訂正符号化部１００−１〜１００−Ａ、インターリーブ処理部１０１−１〜１０１−Ａ、サブキャリア変調部１０３−１−１〜１０３−Ｂ−Ａ、ウエイト演算処理部１０４、ＩＦＦＴ部１０５−１〜１０５−Ｃ、ＧＩ付加部１０６−１〜１０６−Ｃ、ＲＦ処理部１０７−１〜１０７−Ｃ、アンテナ１０８−１〜１０８−Ｃ、プリアンブル生成部１０９、パイロットサブキャリア生成部１１０、無線信号復調部１１１、伝搬チャネル取得部１１２、プリアンブル信号用ウエイト演算処理部１１４、抽出部１１５は、図２に示す構成、または図６に示す構成と同様であるので説明を省略する。
【０１１１】
プリアンブル保存部１１６は、プリアンブル信号用ウエイト演算処理部１１４により算出されたウエイト演算済みのプリアンブル信号を宛先端末局毎に保存する。すなわち、固定的な信号であるプリアンブル信号と、プリアンブル信号用サブキャリアの伝搬チャネルから予め算出したウエイトとを乗算することによりウエイト演算済みのプリアンブル信号を生成してプリアンブル保存部１１６に記憶しておく。これによって、無線パケットの送信毎にウエイト演算済みのプリアンブル信号を生成する必要がなくなるため、処理時間を短縮することができる。
【０１１２】
［端末局構成］
本第３実施形態による端末局２０１−１、２０１−２の構成は、図３と同様であるので説明を省略する。
【０１１３】
［基地局と端末局の通信手順例］
図９は、本第３実施形態による、基地局２００−１、２００−２と端末局２０１−１、２０１−２との間での通信手順例を示すタイミングチャートである。本第３実施形態では、まず、所定のタイミングで基地局２００−１、２００−２が端末局２０１−１、２０１−２の各々に対応したウエイト演算済みのプリアンブル信号を予め算出し、これをプリアンブル保存部１１６に記憶させておく。その後、基地局２００−１、２００−２は、送信対象データが発生するごとに、宛先の端末局２０１−１、２０１−２の各々に対応したウエイト演算済みのプリアンブル信号を、プリアンブル保存部１１６から読み出して設定し、データ送信を行う。このように、本第３実施形態においては、ウエイト演算済みのプリアンブル信号を算出して記憶するための動作とデータ送受信とは、それぞれ別個の機会で行われる。
【０１１４】
まず、基地局２００−１は、ウエイト演算済みのプリアンブル信号の生成タイミングに至ると、伝搬チャネル測定用信号送信のためのキャリアセンスをランダムな時間間隔により実行する。なお、ウエイト演算済みのプリアンブル信号を生成すべきタイミングとしては、以下のようなものを想定できる。
【０１１５】
例えば、１つには、基地局２００−１が起動したときの初期設定として、そのときに接続が確立されている端末局２０１−１、２０１−２の各々に対応したウエイト演算済みのプリアンブル信号の生成と記憶を順次行うというものである。また、１つには、基地局２００−１の起動後において最初にデータ送受信を行うこととなった場合に、その通信相手である端末局２０１−１、２０１−２の各々に対応したウエイト演算済みのプリアンブル信号の生成と記憶を行うというものである。
【０１１６】
図９では、基地局２００−１が時刻ｔ０において実行したキャリアセンスによりアイドル状態が検出されたものとしている。これに応じて、時刻ｔ０から一定時間を経過した時刻ｔ１からｔ２までの期間において、基地局２００−１は、伝搬チャネル測定用信号を生成して送信する。この際、基地局２００−１は、ウエイト演算済みのプリアンブル信号生成の対象として選択した端末局２０１−１、２０１−２を宛先として、測定用信号を送信する。
【０１１７】
上記測定用信号の受信に応じて、端末局２０１−１、２０１−２は、同じ時刻ｔ１からｔ２の期間内において伝搬チャネル特性を測定する。そして、端末局２０１−１、２０１−２は、時刻ｔ３からｔ４、もしくは時刻ｔ５からｔ６の期間において伝搬チャネル特性通知信号を送信する。
【０１１８】
基地局２００−１は、受信した上記伝搬チャネル特性通知信号を利用してウエイト演算済みのプリアンブル信号の生成を行い、生成したウエイト演算済みのプリアンブル信号をプリアンブル保存部１１６に記憶させる。なお、ウエイト演算済みのプリアンブル信号をプリアンブル保存部１１６に記憶させる際には、測定用信号の宛先として指定した端末局２０１−１、２０１−２のアドレス（ＭＡＣアドレス）とを対応付けて保存する。
【０１１９】
同様に、基地局２００−２も、基地局２００−１と同様のタイミングチャートに従い、ウエイト演算済みのプリアンブル信号の生成を行い、生成したウエイト演算済みのプリアンブル信号をプリアンブル保存部１１６に記憶させる。
【０１２０】
そして、上述したようにウエイト演算済みのプリアンブル信号を記憶させた後の所定のタイミングで、基地局２００−１、２００−２において、保存したウエイト演算済みのプリアンブル信号に対応する端末局２０１−１、２０１−２を宛先とする送信対象データが発生したとする。これに応じて、基地局２００−１は、キャリアセンス（ＣＳ）を実行する。ここでは、図９に示す時刻ｔ１４のタイミングで実行したキャリアセンス（ＣＳ）によりアイドル状態であることが検出されている。これに応じて、基地局２００−１、２００−２は、データ送信開始タイミングである時刻ｔ１５に至る前に、送信対象データの宛先の端末局２０１−１、２０１−２に対応するウエイト演算済みのプリアンブル信号を読み出す。
【０１２１】
次に、基地局２００−１、２００−２は、時刻ｔ１５からｔ１６の期間にかけて端末局２０１−１、もしくは２０１−２に対するウエイト演算済みのプリアンブル信号と送信対象データとの送信を開始する。
【０１２２】
データ送信の終了に応じて、端末局２０１−１は、時刻ｔ１６から所定の時間を経過した時点ｔ１７からｔ１８の期間において、ＡＣＫを送信し、基地局２００−１は、当該ＡＣＫを受信する。同様に、端末局２０１−２は、端末局２０１−１のＡＣＫ送信後に、時刻ｔ１８から所定の時間を経過した時点ｔ１９からｔ２０の期間において、ＡＣＫを送信し、基地局２００−２は、当該ＡＣＫを受信する。
【０１２３】
なお、ここでは、送信対象データとして複数のフレーム（パケット）が発生した場合を想定している。これに応じて、図９では、上記時刻ｔ１４からｔ２０までのデータとＡＣＫの送受信の後において、順次、フレーム単位のデータとＡＣＫの送受信が実行されている状態を示している。時刻ｔ２１からｔ２７の期間は、最後のデータとＡＣＫの送受信を示している。
【０１２４】
［処理手順例］
図１０は、本第３実施形態による、ウエイト演算済みのプリアンブル信号の生成に対応して基地局２００−１と端末局２０１−１、２０１−２とが実行する処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、図１０に示す処理は、端末局２０１−１、２０１−２に対応してウエイト演算済みのプリアンブル信号の生成を行うためのものとなる。
【０１２５】
基地局２００−１では、端末局２０１−１、２０１−２に対応するウエイト演算済みのプリアンブル信号の生成と記憶を実行すべきタイミングとなるのに応じて、ステップ５０１〜Ｓ５０７の処理を実行する。なお、ステップＳ５０１〜Ｓ５０６の処理は、図７におけるステップＳ４０２〜Ｓ４０７と同様となるので説明を省略する。
【０１２６】
上記ステップＳ５０１〜Ｓ５０６の処理の後、生成したウエイト演算済みのプリアンブル信号をプリアンブル保存部１１６に記憶させる（ステップＳ５０７）。この際、生成したウエイト演算済みのプリアンブル信号に、今回のプリアンブル信号の生成のために測定用信号を送信した端末局２０１−１、２０１−２のアドレスを対応付けて記憶させる。
【０１２７】
また、端末局２０１−１は、基地局２００−１からの測定用信号の送信に応じて、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理を実行する。同様に、端末局２０１−２は、基地局２００−１からの測定用信号の送信に応じて、ステップＳ３０１〜Ｓ３０３の処理を実行する。これら端末局２０１−１、２０１−２の処理は、図５、図７に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０３、ステップＳ３０１〜Ｓ３０３と同様となるので説明を省略する。
【０１２８】
図１１は、本第３実施形態において、データ送受信のために基地局２００−１と端末局２０１−１とが実行する処理手順を説明するためのフローチャートである。基地局２００−１では、送信対象データが発生したか否かを判定し（ステップＳ６０１）、送信対象データが発生していない場合には（ステップＳ６０１のＮＯ）、送信対象データが発生するのを待機する。そして、送信対象データが発生した場合には（ステップＳ６０１のＹＥＳ）、基地局２００−１は、キャリアセンスを実行してアイドル状態が検出されたか否かを判定する（ステップＳ６０２）。そして、アイドル状態が検出されない場合には（ステップＳ６０２のＮＯ）、基地局２００−１は、アイドル状態を検出するまで待機する。
【０１２９】
そして、キャリアセンスを実行してアイドル状態を検出すると（ステップＳ６０２のＹＥＳ）、基地局２００−１は、送信対象データの宛先である端末局２０１−１、２０１−２のアドレスに対応付けられているウエイト演算済みプリアンブル信号をプリアンブル保存部１１６から読み出す（ステップＳ６０３）。次に、基地局２００−１は、送信対象データを端末局２０１−１に対してフレーム単位で送信する（ステップＳ６０４）。
【０１３０】
これに対して、端末局２０１−１では、ステップＳ６０４により基地局２００−１から送信されたデータを受信し（ステップＳ７０１）、該データの受信が終了すると、基地局２００−１にＡＣＫを送信する（ステップＳ７０２）。
【０１３１】
基地局２００−１では、データ送信後に、端末局２０１−１から送信されるＡＣＫを受信し、ＡＣＫの受信に対応した所定の処理を実行する（ステップＳ６０５）。
【０１３２】
基地局２００−１は、上記データ送信（ステップＳ６０４）とＡＣＫ受信対応処理（ステップＳ６０５）を終了すると、全ての送信対象データ（フレーム）の送信を終了したか否かを判定する（ステップＳ６０６）。ここで、送信していない送信対象データが未だ残っている場合には（ステップＳ６０６のＮＯ）、処理が上記ステップＳ６０４に戻ることにより、データ送信を再度実行する。そして、送信対象データを全て送信すると（ステップＳ６０６のＹＥＳ）、処理がステップＳ６０１に戻る。
【０１３３】
上述した第３実施形態によれば、プリアンブル信号用ウエイト演算処理部１１４により、固定的な信号であるプリアンブル信号と、プリアンブル信号用サブキャリアの伝搬チャネルから予め算出したウエイトとを乗算し、ウエイト演算済みのプリアンブル信号を生成してプリアンブル保存部１１６に記憶しておくことによって、無線パケットの送信毎にウエイト演算済みのプリアンブル信号を生成する必要がなくなるため、処理時間をより短縮することができる。
【０１３４】
次に、図１２は、本発明の第４実施形態〜第７実施形態によるＭＵ−ＭＩＭＯ伝送システムの構成を示すブロック図である。図１２において、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送システムは、基地局１１１０（送信局装置）と、該基地局１１１０と同一の標準規格（第一規格）で構成された端末局１１１１（１１ａｃ端末局：第一受信局）と、基地局１１１０の標準規格以前の標準規格（第二規格）で構成された端末局１１１３（１１ｎ端末局：第二受信局）とを備えている。本発明の第４実施形態〜第７実施形態では、基地局１１１０が、基地局１１１０と同一の標準規格で構成された端末局１１１１と、それ以前の標準規格で構成された従来の端末局１１１３と、に対してＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行う。本発明の第４実施形態〜第７実施形態では、端末局１１１３は、基地局１１１０の標準規格よりも以前の標準規格で構成されている。そのため、本発明の第４実施形態〜第７実施形態では、端末局１１１３を「従来端末局１１１３」と呼ぶ。また、Ｈ１とＨ３とは、それぞれ伝搬チャネルを示している。
【０１３５】
［第４実施形態］
まず、本発明の第４実施形態について説明する。
基地局１１１０は、基地局１１１０と同一の標準規格の端末局１１１１及び従来の標準規格の端末局１１１３に同時に送信を行う場合、Ｌ−ＬＴＦ以降の全ての信号に対して、プリアンブル信号を含めてビームフォーミングによる空間分割多重を行う。基地局１１１０は、このような処理によって、同一の標準規格の端末局１１１１及び従来の標準規格の端末局１１１３の両方に対して同時に送信を行う。
【０１３６】
空間分割多重を行うことによって、同一の標準規格の端末局１１１１と従来の標準規格の端末局１１１３との間で干渉を生じることなく、同時送信を行うことが可能となる。このとき、ビームフォーミングを行うためには、伝搬チャネル情報が必要となる。しかし、端末局１１１１から送信されたパイロット信号と端末局１１１３から送信されたパイロット信号は互いに干渉してしまう。したがって、パイロットサブキャリアについては、本来的に端末局からの伝搬チャネル情報が得られない。そのため、当該サブキャリアについてビームフォーミングすることができない。
【０１３７】
そこで、第４実施形態では、パイロットサブキャリア以外のサブキャリア（例えばパイロットサブキャリアに隣接するサブキャリア）から算出されたウエイトを用いてパイロットサブキャリアのウエイトを算出する（ウエイト補間）。そして、Ｌ−ＬＴＦ以降のすべての信号に対してウエイト演算を行う。
これにより、基地局１１１０に接続される、該基地局１１１０と同一の標準規格で構成された端末局１１１１とそれ以前の標準規格で構成された従来の端末局１１１３に対して、プリアンブル信号及びパイロット信号を含めてビームフォーミングすることが可能となる。このため、同一の標準規格の端末局１１１１（１１ａｃ端末）及び従来の標準規格の端末局１１１３（１１ｎ端末）へ同時に送信をすること、すなわち空間分割多重伝送を行うことが可能となる。
【０１３８】
＜基地局構成＞
図１３は、第４実施形態における基地局１１１０の機能構成を示すブロック図である。図１３に示すように、基地局１１１０は、Ｓ／Ｐ（Serial/Parallel）変換部１２０１−１〜１２０１−Ａと、サブキャリア変調部１２０２−１−１〜１２０２−Ｂ−Ａと、ウエイト演算処理部１２０３と、ＩＦＦＴ部１２０４−１〜１２０４−Ｃと、ＧＩ付加部１２０５−１〜１２０５−Ｃと、ＲＦ処理部１２０６−１〜１２０６−Ｃと、アンテナ１２０７−１〜１２０７−Ｃと、無線ＬＡＮ信号復調部１２０８と、伝搬チャネル取得部１２０９と、ウエイト算出部１２１０と、ウエイト補間部１２１１と、既知信号生成部１２１２とを備えている。
【０１３９】
Ｓ／Ｐ変換部１２０１−１〜１２０１−Ａは、入力信号を分割し、分割された信号をそれぞれのサブキャリア変調部１２０２に出力する。入力信号とは、図２４及び図２５に示されるＬ−ＬＴＦ以降のデータとなる。サブキャリア変調部１２０２−１−１〜１２０２−Ｂ−Ａは、入力された信号を無線ＬＡＮに規定されるＢＰＳＫやＱＰＳＫ等の変調方式に従って変調を行う。ウエイト演算処理部１２０３は、サブキャリア変調部１２０２から出力された信号とウエイト補間部１２１１から出力されるウエイトとを用いてウエイト乗算を行う。
【０１４０】
ＩＦＦＴ部１２０４−１〜１２０４−Ｃは、ウエイト演算を行った周波数系列データをＩＦＦＴ演算により、時間系列のデータに変換する。ＧＩ付加部１２０５−１〜１２０５−Ｃは、ＩＦＦＴ出力信号の後端の一定の期間をコピーしてＩＦＦＴ出力信号の先端につなぎ合わせる。ＲＦ処理部１２０６−１〜１２０６−Ｃは、ＧＩが付加されたベースバンド信号を、アナログＲＦ装置を用いて無線ＬＡＮ信号に変換する。アンテナ１２０７−１〜１２０７−Ｃは、無線ＬＡＮ信号を空中に放射する。
【０１４１】
無線ＬＡＮ信号復調部１２０８は、端末局１１１１、１１１３から送信される無線ＬＡＮ信号の復調を行い、無線ＬＡＮ信号に含まれるデータ部を取得する。伝搬チャネル取得部１２０９は、復調されたデータ部からパイロットサブキャリアを除くすべてのサブキャリアの伝搬チャネルの取得及び保存を行う。ウエイト算出部１２１０は、取得したパイロットサブキャリアを除くすべてのサブキャリアの送信ウエイトの算出を行う。
【０１４２】
ウエイト補間部１２１１は、パイロットサブキャリアを除くすべてのサブキャリアの送信ウエイトからパイロットサブキャリアのウエイトを生成して補間を行う。生成及び補間の方法は、どのような方法を用いても構わないが、一例として、パイロットサブキャリアに隣接する１つ、もしくは複数のサブキャリアのウエイトの平均からパイロットサブキャリアのウエイトを生成する方法がある。既知信号生成部１２１２は、既知信号としてＬ−ＳＴＦの信号を生成する。
【０１４３】
＜端末局構成＞
次に、第４実施形態における端末局１１１１の構成について説明する。
図１４は、第４実施形態における端末局１１１１の機能構成を示すブロック図である。図１４に示すように、端末局１１１１は、アンテナ１３０１−１〜１３０１−Ｄと、無線ＬＡＮ信号復調部１３０２−１〜１３０２−Ｄと、伝搬チャネル特性測定部１３０３と、記憶部１３０４と、伝搬チャネル特性通知部１３０５とを備えている。
【０１４４】
アンテナ１３０１−１〜１３０１−Ｄは、無線ＬＡＮ信号を空中に放射、もしくは受信する。無線ＬＡＮ信号復調部１３０２−１〜１３０２−Ｄは、各々、送信すべきデータ、信号を入力してフレーム化や所定の変調処理などを施して送信信号を生成するとともに、受信信号を入力して所定の復調処理などを実行する。伝搬チャネル特性測定部１３０３は、基地局１１１０から送信される無線ＬＡＮ信号の中のプリアンブル信号を用いてサブキャリアの伝搬チャネルを測定する。記憶部１３０４は、伝搬チャネル特性測定部１３０３で測定した伝搬チャネルを保存する。伝搬チャネル特性通知部１３０５は、記憶した伝搬チャネルをデータ部に含めた信号の生成を行う。
【０１４５】
次に、第４実施形態における端末局１１１３の構成について説明する。
図１５は、第４実施形態における端末局１１１３の機能構成を示すブロック図である。図１５に示すように、端末局１１１３は、アンテナ１３０１−１〜１３０１−Ｄと、従来無線ＬＡＮ信号復調部１３０６−１〜１３０６−Ｄと、伝搬チャネル特性測定部１３０３と、記憶部１３０４と、伝搬チャネル特性通知部１３０５とを備えている。なお、図１４に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。
【０１４６】
従来無線ＬＡＮ信号復調部１３０６−１〜１３０６−Ｄは、従来の標準規格に従って、各々、送信すべきデータ、信号を入力してフレーム化や所定の変調処理などを施して送信信号を生成するとともに、従来の標準規格に従って、各々、受信信号を入力して所定の復調処理などを実行する。
【０１４７】
＜基地局と端末局の通信手順例＞
図１６は、第４実施形態による、基地局１１１０と端末局１１１１、１１１３との間での通信手順例を示すタイミングチャートである。なお、この図の説明にあたり、アクセス制御方式については、ＣＳＭＡ／ＣＡが採用されていることを前提とする。
【０１４８】
基地局１１１０において、端末局１１１１、１１１３に対して送信すべきパケットのデータ（送信対象データ）が発生したとする。これに応じて、基地局１１１０は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンス（ＣＳ）を実行する。キャリアセンスにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。
【０１４９】
例えば、時刻ｔ１０１において実行したキャリアセンス（ＣＳ）により、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることが検出されたとする。これに応じて、基地局１１１０は、例えば時刻ｔ１０２から或る時間を経過した時刻ｔ１０３からｔ１０４までの期間においてＮＤＰＡを生成して送信する。
次に、基地局１１１０は、時刻ｔ１０４から或る時間を経過した時刻ｔ１０５からｔ１０６までの期間において伝搬チャネル推定用のＮＤＰを生成して送信する。この際、基地局１１１０は、上記送信対象データの宛先の端末局１１１１、１１１３を認識する。そして、基地局１１１０は、これと同じ端末局１１１１、１１１３を宛先として指定して、測定用信号を送信する。
【０１５０】
上記測定用信号の受信に応じて、端末局１１１１、１１１３は、同じ時刻ｔ１０５からｔ１０６の期間内において伝搬チャネル特性を測定する。そして、端末局１１１１、１１１３は、時刻ｔ１０６からｔ１０７の期間において伝搬チャネル特性、もしくは伝搬チャネル特性から算出された情報を含むＢＲを生成する。次に、端末局１１１１は、時刻ｔ１０６から或る時間を経過した時刻ｔ１０７からｔ１０８の期間においてＢＲを送信する。
【０１５１】
次に、基地局１１１０は、端末局１１１３に対し、時刻ｔ１０８から或る時間を経過した時刻ｔ１０９からｔ１１０の期間において伝搬チャネル情報を要求するＢＲＰを生成して送信する。
次に、端末局１１１３は、上記ＢＲＰの受信に応じて、時刻ｔ１１０から或る時間を経過した時刻ｔ１１１からｔ１１２の期間においてＢＲを送信する。
【０１５２】
次に、基地局１１１０は、ウエイト算出部１２１０、ウエイト補間部１２１１、既知信号生成部１２１２、ウエイト演算処理部１２０３により、通知されたＢＲを用いて送信ウエイトの算出、パイロットサブキャリアのウエイトの補間及び送信信号の生成を行う。また、基地局１１１０は、時刻ｔ１１２から規定時間を経過した時刻ｔ１１３からｔ１１４の期間において、送信対象データを送信する。なお、時刻ｔ１１３からｔ１１４の期間において送信されるデータは、例えば無線通信に適合したフレームに変換されている。また、フレームアグリゲーションが適用されている場合、時刻ｔ１１３からｔ１１４の期間において送信されるデータは、所定数のフレームが連結されたデータユニットとなる。
【０１５３】
そして、時刻ｔ１１４に対応してデータの受信が終了するのに応答して、端末局１１１１は、時刻ｔ１１４から或る時間を経過した時刻ｔ１１５からｔ１１６の期間においてＢＡＣＫを送信する。基地局１１１０は、このＢＡＣＫを受信するとともに、当該ＢＡＣＫの受信に応じた所定の処理を実行する。具体的には、基地局１１１０は、例えばＢＡＣＫの受信によりデータが正常に受信側で受信されたものと判断し、次のデータ送受信のための処理に遷移する。また、ＢＡＣＫが受信されることなくタイムアウトした場合には、基地局１１１０は、送信対象データを再送するなどの処理を実行する。
【０１５４】
次に、基地局１１１０は、端末局１１１３に対し、時刻ｔ１１６から或る時間を経過した時刻ｔ１１７からｔ１１８の期間においてＢＡＣＫを要求するＢＡＣＫＲを生成して送信する。
次に、端末局１１１３は、時刻ｔ１１８から或る時間を経過した時刻ｔ１１９からｔ１２０の期間においてＢＡＣＫを送信する。基地局１１１０は、このＢＡＣＫを受信するとともに、当該ＢＡＣＫの受信に応じた所定の処理を実行する。
【０１５５】
上述した第４実施形態によれば、ウエイト算出部１２１０によりパイロットサブキャリア以外のサブキャリア（隣接するサブキャリア）から算出されたウエイトを用いて、ウエイト補間部１２１１がパイロットサブキャリアのウエイトを算出（ウエイト補間）し、ウエイト演算処理部１２０３がＬ−ＬＴＦ以降のすべての信号に対してウエイト演算を行う。これにより、基地局１１１０と同一の標準規格で構成された端末局１１１１とそれ以前の標準規格で構成された従来の端末局１１１３に対して、プリアンブル信号及びパイロット信号を含めてビームフォーミングすることが可能となる。このため、同一の標準規格の端末局１１１１（１１ａｃ端末）及び従来の標準規格の端末局１１１３（１１ｎ端末）へ同時に送信をすること、すなわち空間分割多重伝送を行うことが可能となる。
【０１５６】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態では、基地局１１１０は、同一の標準規格の端末局１１１１及び従来の標準規格の端末局１１１３に、同時に送信を行う場合のプリアンブル信号として、従来の標準規格の端末局１１１３との間でビームフォーミングを行わずに送信する信号部分（図２５におけるＬ−ＳＴＦ〜ＨＴ−ＳＩＧ）と同じパターンの信号を、ビームフォーミングを行わずに送信し、その後に続く部分をそれぞれの端末局１１１１、１１１３に対してビームフォーミングを行って送信する。
【０１５７】
すなわち、ビームフォーミングを行わずに送信していた部分に存在していた標準規格間の差分を、従来の標準規格のものに統一して送信する。これにより、信号そのものが同一であるために干渉が生じなくなる。第５実施形態において基地局１１１０が同一の標準規格の端末局１１１１に送信する無線信号の構成は、図１７のようになる。
【０１５８】
図１７は、第５実施形態において基地局１１１０が同一の標準規格の端末局１１１１に送信する無線信号の構成を示す概念図である。図１７において、第５実施形態による、本無線信号は、Ｌ−ＳＴＦと、Ｌ−ＬＴＦと、Ｌ−ＳＩＧと、ＨＴ−ＳＩＧと、ＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａと、ＶＨＴ−ＳＴＦと、ＶＨＴ−ＬＴＦと、ＶＨＴ−ＳＩＧ−Ｂと、Ｄａｔａとで構成されている。このように構成することで、単純に、ＶＨＴ−ＳＩＧ−ＡをＨＴ−ＳＩＧに置き換えると生じる情報の欠落を防止することが可能になる。
【０１５９】
＜基地局、端末局構成＞
図１８は、第５実施形態における基地局１１１０の機能構成を示すブロック図である。図１８において、基地局１１１０は、Ｓ／Ｐ変換部１２０１−１〜１２０１−Ａと、サブキャリア変調部１２０２−１−１〜１２０２−Ｂ−Ａと、ウエイト演算処理部１２０３と、ＩＦＦＴ部１２０４−１〜１２０４−Ｃと、ＧＩ付加部１２０５−１〜１２０５−Ｃと、ＲＦ処理部１２０６−１〜１２０６−Ｃと、アンテナ１２０７−１〜１２０７−Ｃと、無線ＬＡＮ信号復調部１２０８と、伝搬チャネル取得部１２０９と、ウエイト算出部１２１０と、共通信号生成部１２１３とを備えている。なお、図１３に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。
【０１６０】
図１８において、共通信号生成部１２１３は、送信ビームフォーミングが行われない端末局１１１３に対して送信を行う信号（Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＩＧ、パイロット信号）を共通信号として生成する。なお、端末局１１１１、１１１３の構成は、図１４、図１５に示す構成と同様であるので説明を省略する。
【０１６１】
＜基地局と端末局の通信手順例］＞
第５実施形態における通信手順は、図１６に示すタイミングチャートと同様であるので、図１６を参照して説明する。
基地局１１１０において、端末局１１１１、１１１３に対して送信すべきパケットのデータ（送信対象データ）が発生したとする。これに応じて、基地局１１１０は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンス（ＣＳ）を実行する。キャリアセンスにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。
【０１６２】
例えば、時刻ｔ１０１において実行したキャリアセンス（ＣＳ）により、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることが検出されたとする。これに応じて、基地局１１１０は、例えば時刻ｔ１０２から或る時間を経過した時刻ｔ１０３からｔ１０４までの期間においてＮＤＰＡを生成して送信する。
次に、基地局１１１０は、時刻ｔ１０４から或る時間を経過した時刻ｔ１０５からｔ１０６までの期間において伝搬チャネル推定用のＮＤＰを生成して送信する。この際、基地局１１１０は、上記送信対象データの宛先の端末局１１１１、１１１３を認識する。そして、基地局１１１０は、これと同じ端末局１１１１、１１１３を宛先として指定して、測定用信号を送信する。
【０１６３】
上記測定用信号の受信に応じて、端末局１１１１、１１１３は、同じ時刻ｔ１０５からｔ１０６の期間内において伝搬チャネル特性を測定する。そして、端末局１１１１、１１１３は、時刻ｔ１０６からｔ１０７の期間において伝搬チャネル特性、もしくは伝搬チャネル特性から算出された情報を含むＢＲを生成する。
【０１６４】
次に、端末局１１１１は、時刻ｔ１０６から或る時間を経過した時刻ｔ１０７からｔ１０８の期間においてＢＲを送信する。
次に、基地局１１１０は、端末局１１１３に対し、時刻ｔ１０８から或る時間を経過した時刻ｔ１０９からｔ１１０の期間において伝搬チャネル情報を要求するＢＲＰを生成して送信する。
次に、端末局１１１３は、上記ＢＲＰの受信に応じて、時刻ｔ１１０から或る時間を経過した時刻ｔ１１１からｔ１１２の期間においてＢＲを送信する。
【０１６５】
次に、基地局１１１０は、ウエイト算出部１２１０、共通信号生成部１２１３、ウエイト演算処理部１２０３により、通知されたＢＲを用いて送信ウエイトの算出及び共通信号を含めた送信信号の生成を行う。また、基地局１１１０は、時刻ｔ１１２から規定時間を経過した時刻ｔ１１３からｔ１１４の期間において、送信対象データを送信する。なお、時刻ｔ１１３からｔ１１４の期間において送信されるデータは、例えば無線通信に適合したフレームに変換されている。また、フレームアグリゲーションが適用されている場合、時刻ｔ１１３からｔ１１４の期間において送信されるデータは、所定数のフレームが連結されたデータユニットとなる。
【０１６６】
そして、時刻ｔ１１４に対応してデータの受信が終了するのに応答して、端末局１１１１は、時刻ｔ１１４から或る時間を経過した時刻ｔ１１５からｔ１１６の期間においてＢＡＣＫを送信する。基地局１１１０は、このＢＡＣＫを受信するとともに、当該ＢＡＣＫの受信に応じた所定の処理を実行する。具体的には、基地局１１１０は、例えばＢＡＣＫの受信によりデータが正常に受信側で受信されたものと判断し、次のデータ送受信のための処理に遷移する。また、ＢＡＣＫが受信されることなくタイムアウトした場合には、基地局１１１０は、送信対象データを再送するなどの処理を実行する。
【０１６７】
次に、基地局１１１０は、端末局１１１３に対し、時刻ｔ１１６から或る時間を経過した時刻ｔ１１７からｔ１１８の期間においてＢＡＣＫを要求するＢＡＣＫＲを生成して送信する。
次に、端末局１１１３は、時刻ｔ１１８から或る時間を経過した時刻ｔ１１９からｔ１２０の期間においてＢＡＣＫを送信する。基地局１１１０は、このＢＡＣＫを受信するとともに、当該ＢＡＣＫの受信に応じた所定の処理を実行する。
【０１６８】
上述した第５実施形態によれば、共通信号生成部１２１３により、送信ビームフォーミングが行われない端末局１１１３に対して送信を行う信号（Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＩＧ、パイロット信号）を共通信号として生成し、ビームフォーミングを行わずに送信していた部分に存在していた標準規格間の差分を、従来の標準規格のものに統一して送信することにより、信号そのものが同一であるために干渉が生じなくなる。このため、同一の標準規格の端末局１１１１（１１ａｃ端末）及び従来の標準規格の端末局１１１３（１１ｎ端末）へ同時に送信をすること、すなわち空間分割多重伝送を行うことが可能となる。
【０１６９】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態について説明する。第６実施形態では、基地局１１１０は、第４実施形態と同様に、同一の標準規格の端末局１１１１及び従来の標準規格の端末局１１１３に同時に送信を行う場合、Ｌ−ＬＴＦ以降の全ての信号に対してビームフォーミングによる空間分割多重を行うことによって、同一の標準規格の端末局１１１１及び従来の標準規格の端末局１１１３の両方に対して同時に送信を行う。
【０１７０】
空間分割多重を行うことによって、同一の標準規格の端末局１１１１と従来の標準規格の端末局１１１３との間で干渉を生じることなく、同時送信を行うことが可能となる。このとき、パイロットサブキャリアについては、本来的に端末局からの伝搬チャネル情報が得られないため、当該サブキャリアについてビームフォーミングすることができない。
【０１７１】
そこで、第６実施形態では、パイロット信号として、従来の標準規格のものを用いて、これをオムニアンテナで送信する。すなわち、パイロット信号における標準規格間の差分を従来の標準規格のものに統一して送信する。これにより、信号そのものが同一であるために干渉が生じなくなるとともに、パイロット信号についての伝搬チャネル情報がないことによるビームフォーミングができない課題を解決できる。
【０１７２】
＜基地局、端末局構成＞
図１９は、第６実施形態における基地局１１１０の機能構成を示すブロック図である。図１９において、基地局１１１０は、Ｓ／Ｐ変換部１２０１−１〜１２０１−Ａと、サブキャリア変調部１２０２−１−１〜１２０２−Ｂ−Ａと、ウエイト演算処理部１２０３と、ＩＦＦＴ部１２０４−１〜１２０４−Ｃと、ＧＩ付加部１２０５−１〜１２０５−Ｃと、ＲＦ処理部１２０６−１〜１２０６−Ｃと、アンテナ１２０７−１〜１２０７−Ｃと、無線ＬＡＮ信号復調部１２０８と、伝搬チャネル取得部１２０９と、ウエイト算出部１２１０と、既知信号生成部１２１４とを備えている。なお、図１３に対応する部分については同一の符号を付けて説明を省略する。
【０１７３】
図１９において、既知信号生成部１２１４は、送信ビームフォーミングが行われない端末局１１１３に対して送信を行う信号（Ｌ−ＳＴＦ、パイロット信号）を共通信号として生成する。なお、端末局１１１１、１１１３の構成は、図１４、図１５に示す構成と同様であるので説明を省略する。
【０１７４】
＜基地局と端末局の通信手順例＞
第６実施形態における通信手順は、図１６に示すタイミングチャートと同様であるので、図１６を参照して説明する。
基地局１１１０において、端末局１１１１、１１１３に対して送信すべきパケットのデータ（送信対象データ）が発生したとする。これに応じて、基地局１１１０は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンス（ＣＳ）を実行する。キャリアセンスにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。
【０１７５】
例えば、時刻ｔ１０１において実行したキャリアセンス（ＣＳ）により、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることが検出されたとする。これに応じて、基地局１１１０は、例えば時刻ｔ１０２から或る時間を経過した時刻ｔ１０３からｔ１０４までの期間においてＮＤＰＡを生成して送信する。
【０１７６】
次に、基地局１１１０は、時刻ｔ１０４から或る時間を経過した時刻ｔ１０５からｔ１０６までの期間において伝搬チャネル推定用のＮＤＰを生成して送信する。この際、基地局１１１０は、上記送信対象データの宛先の端末局１１１１、１１１３を認識する。そして、基地局１１１０は、これと同じ端末局１１１１、１１１３を宛先として指定して、測定用信号を送信する。
【０１７７】
上記測定用信号の受信に応じて、端末局１１１１、１１１３は、同じ時刻ｔ１０５からｔ１０６の期間内において伝搬チャネル特性を測定する。そして、端末局１１１１、１１１３は、時刻ｔ１０６からｔ１０７の期間において伝搬チャネル特性もしくは伝搬チャネル特性から算出された情報を含むＢＲを生成する。
【０１７８】
次に、端末局１１１１は、時刻ｔ１０６から或る時間を経過した時刻ｔ１０７からｔ１０８の期間においてＢＲを送信する。
次に、基地局１１１０は、端末局１１１３に対し、時刻ｔ１０８から或る時間を経過した時刻ｔ１０９からｔ１１０の期間において伝搬チャネル情報を要求するＢＲＰを生成して送信する。
次に、端末局１１１３は、上記ＢＲＰの受信に応じて、時刻ｔ１１０から或る時間を経過した時刻ｔ１１１からｔ１１２の期間においてＢＲを送信する。
【０１７９】
次に、基地局１１１０は、ウエイト算出部１２１０、既知信号生成部１２１４、ウエイト演算処理部１２０３により、通知されたＢＲを用いて送信ウエイトの算出及び共通信号を含めた送信信号の生成を行う。また、基地局１１１０は、時刻ｔ１１２から規定時間を経過した時刻ｔ１１３からｔ１１４の期間において、送信対象データを送信する。なお、時刻ｔ１１３からｔ１１４の期間において送信されるデータは、例えば無線通信に適合したフレームに変換されている。また、フレームアグリゲーションが適用されている場合、時刻ｔ１１３からｔ１１４の期間において送信されるデータは、所定数のフレームが連結されたデータユニットとなる。
【０１８０】
そして、時刻ｔ１１４に対応してデータの受信が終了するのに応答して、端末局１１１１は、時刻ｔ１１４から或る時間を経過した時刻ｔ１１５からｔ１１６の期間においてＢＡＣＫを送信する。基地局１１１０は、このＢＡＣＫを受信するとともに、当該ＢＡＣＫの受信に応じた所定の処理を実行する。具体的には、基地局１１１０は、例えばＢＡＣＫの受信によりデータが正常に受信側で受信されたものと判断し、次のデータ送受信のための処理に遷移する。また、ＢＡＣＫが受信されることなくタイムアウトした場合には、基地局１１１０は、送信対象データを再送するなどの処理を実行する。
【０１８１】
次に、基地局１１１０は、端末局１１１３に対し、時刻ｔ１１６から或る時間を経過した時刻ｔ１１７からｔ１１８の期間においてＢＡＣＫを要求するＢＡＣＫＲを生成して送信する。
次に、端末局１１１３は、時刻ｔ１１８から或る時間を経過した時刻ｔ１１９からｔ１２０の期間においてＢＡＣＫを送信する。基地局１１１０は、このＢＡＣＫを受信するとともに、当該ＢＡＣＫの受信に応じた所定の処理を実行する。
【０１８２】
上述した第６実施形態によれば、既知信号生成部１２１４により、送信ビームフォーミングが行われない端末局１１１３に対して送信を行う信号（Ｌ−ＳＴＦ、パイロット信号）を共通信号として生成し、パイロット信号として、従来の標準規格のものを用いて、これをオムニアンテナで送信し、すなわち、パイロット信号における標準規格間の差分を従来の標準規格のものに統一して送信する。これにより、信号そのものが同一であるために干渉が生じなくなるとともに、パイロット信号についての伝搬チャネル情報がないことによるビームフォーミングができない課題を解決できる。
【０１８３】
［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態について説明する。第７実施形態では、基地局１１１０がマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行った後の、信号のやり取り（ＢＡＣＫ、ＢＡＣＫＲ等）に関する。基地局１１１０がＡＣＫの送信を行う端末局（ＢＡＣＫの送信を行わない端末局）とＢＡＣＫの送信を行う端末局とに対して、マルチユーザＭＩＭＯ伝送を行った場合、ＡＣＫとＢＡＣＫとが干渉となる場合が存在する。何故ならば、標準化規格において、ＡＣＫは、信号を受信してから必ず１６μｓ後に送信する規定となっているからである。
【０１８４】
そこで、第７実施形態では、ＡＣＫの送信を行う端末局がＡＣＫの送信を先に行うようにした。すなわち、基地局１１１０と同一の標準規格で構成された端末局１１１１及びそれ以前の標準規格で構成された従来の端末局１１１３から、時間的に連続して応答信号であるＡＣＫを送信するようにした。このため、基地局１１１０に接続される該基地局１１１０と同一の標準規格で構成された端末局１１１１とそれ以前の標準規格で構成された従来の端末局１１１３に対して空間分割多重伝送を行うことができるようになる。
【０１８５】
＜基地局と端末局の通信手順例＞
図２０は、第７実施形態における通信手順を説明するためのタイミングチャートである。なお、図中に示す従来端末局１１１３は、ＡＣＫを送信する端末局である。
基地局１１１０において、端末局１１１１、１１１３に対して送信すべきパケットのデータ（送信対象データ）が発生したとする。これに応じて、基地局１１１０は、ランダムな時間間隔によりキャリアセンス（ＣＳ）を実行する。キャリアセンスにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態とのいずれであるのかが判定される。
【０１８６】
例えば、時刻ｔ１０１において実行したキャリアセンス（ＣＳ）により、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることが検出されたとする。これに応じて、基地局１１１０は、例えば時刻ｔ１０２から或る時間を経過した時刻ｔ１０３からｔ１０４までの期間においてＮＤＰＡを生成して送信する。
【０１８７】
次に、基地局１１１０は、時刻ｔ１０４から或る時間を経過した時刻ｔ１０５からｔ１０６までの期間において伝搬チャネル推定用のＮＤＰを生成して送信する。この際、基地局１１１０は、上記送信対象データの宛先の端末局１１１１、１１１３を認識する。そして、基地局１１１０は、これと同じ端末局１１１１、１１１３を宛先として指定して、測定用信号を送信する。
【０１８８】
上記測定用信号の受信に応じて、端末局１１１１、１１１３は、同じ時刻ｔ１０５からｔ１０６の期間内において伝搬チャネル特性を測定する。そして、端末局１１１１、１１１３は、時刻ｔ１０６からｔ１０７の期間において伝搬チャネル特性もしくは伝搬チャネル特性から算出された情報を含むＢＲを生成する。
【０１８９】
次に、端末局１１１１は、時刻ｔ１０６から或る時間を経過した時刻ｔ１０７からｔ１０８の期間においてＢＲを送信する。
次に、基地局１１１０は、端末局１１１３に対し、時刻ｔ１０８から或る時間を経過した時刻ｔ１０９からｔ１１０の期間において伝搬チャネル情報を要求するＢＲＰを生成して送信する。
次に、端末局１１１３は、上記ＢＲＰの受信に応じて、時刻ｔ１１０から或る時間を経過した時刻ｔ１１１からｔ１１２の期間においてＢＲを送信する。
【０１９０】
次に、基地局１１１０は、通知されたＢＲを用いて送信ウエイトの算出及び共通信号を含めた送信信号の生成を行う。また、基地局１１１０は、時刻ｔ１１２から規定時間を経過した時刻ｔ１１３からｔ１１４の期間において、送信対象データを送信する。
そして、時刻ｔ１１４に対応してデータの受信が終了するのに応答して、従来端末局１１１３は、時刻ｔ１１４から或る時間を経過した時刻ｔ１１５からｔ１１６の期間においてＡＣＫを送信する。基地局１１１０は、無線ＬＡＮ信号復調部１２０８（受信部）により、このＡＣＫを受信するとともに、当該ＡＣＫの受信に応じた所定の処理を実行する。
【０１９１】
次に、基地局１１１０は、端末局１１１１に対し、時刻ｔ１１６から或る時間を経過した時刻ｔ１１７からｔ１１８の期間においてＢＡＣＫを要求するＢＡＣＫＲを生成して送信する。
次に、端末局１１１１は、時刻ｔ１１８から或る時間を経過した時刻ｔ１１９からｔ１２０の期間においてＢＡＣＫを送信する。基地局１１１０は、無線ＬＡＮ信号復調部１２０８（受信部）により、このＢＡＣＫを受信するとともに、当該ＢＡＣＫの受信に応じた所定の処理を実行する。
【０１９２】
上述した第７実施形態によれば、ＡＣＫの送信を行う端末局がＡＣＫの送信を先に行うようにした。すなわち、基地局１１１０と同一の標準規格で構成された端末局１１１１及びそれ以前の標準規格で構成された従来の端末局１１１３から、時間的に連続して応答信号であるＡＣＫを送信するようにした。このため、端末局１１１１と端末局１１１３に対して空間分割多重伝送を行うことができる。
【０１９３】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１９４】
本発明は、例えば、無線通信システムに利用可能である。本発明によれば、干渉抑圧技術を用いた協調伝送における干渉を低減させることができる。また、本発明によれば、基地局と同一の標準規格で構成された端末局とそれ以前の標準規格で構成された端末局とに対し、基地局が同一周波数及び同一時刻で空間多重伝送を行うことができる。
【符号の説明】
【０１９５】
２００−１、２００−２  基地局
２０１−１、２０１−２  端末局
１００−１〜１００−Ａ  誤り訂正符号化部
１０１−１〜１０１−Ａ  インターリーブ処理部
１０３−１−１〜１０３−Ｂ〜Ａ  サブキャリア変調部
１０４  ウエイト演算処理部
１０５−１〜１０５−Ｃ  ＩＦＦＴ部
１０６−１〜１０６−Ｃ  ＧＩ付加部
１０７−１〜１０７−１Ｃ  ＲＦ処理部
１０８−１〜１０８−Ｃ  アンテナ
１０９  プリアンブル生成部
１１０  パイロットサブキャリア生成部
１１１  無線信号復調部
１１２  伝搬チャネル取得部
１１３  ウエイト算出部
１１４  プリアンブル信号用ウエイト演算処理部
１１５  抽出部
１１６  プリアンブル保存部
３００−１〜３００−Ｄ  アンテナ
３０１−１〜３０１−Ｄ  無線部
３０２  伝搬チャネル特性測定部
３０３  記憶部
３０４  伝搬チャネル特性通知部
１１１０  基地局
１１１１  端末局（基地局１１１０と同一の標準規格）
１１１３  端末局（基地局１１１０の標準規格以前の標準規格）
１２０１−１〜１２０１−Ａ  Ｓ／Ｐ変換部
１２０２−１−１〜１２０２−Ｂ−Ａ  サブキャリア変調部
１２０３  ウエイト演算処理部
１２０４−１〜１２０４−Ｃ  ＩＦＦＴ部
１２０５−１〜１２０５−Ｃ  ＧＩ付加部
１２０６−１〜１２０６−Ｃ  ＲＦ処理部
１２０７−１〜１２０７−Ｃ  アンテナ
１２０８  無線ＬＡＮ信号復調部
１２０９  伝搬チャネル取得部
１２１０  ウエイト算出部
１２１１  ウエイト補間部
１２１２  既知信号生成部
１２１３  共通信号生成部
１２１４  既知信号生成部
１３０１−１〜１３０１−Ｄ  アンテナ
１３０２−１〜１３０２−Ｄ  無線ＬＡＮ信号復調部
１３０３  伝搬チャネル特性測定部
１３０４  記憶部
１３０５  伝搬チャネル特性通知部
１３０６−１〜１３０６−Ｄ  従来無線ＬＡＮ信号復調部
【図１】
2013118675.tif 000006
【図２】
2013118675.tif 000007
【図３】
2013118675.tif 000008
【図４】
2013118675.tif 000009
【図５】
2013118675.tif 000010
【図６】
2013118675.tif 000011
【図７】
2013118675.tif 000012
【図８】
2013118675.tif 000013
【図９】
2013118675.tif 000014
【図１０】
2013118675.tif 000015
【図１１】
2013118675.tif 000016
【図１２】
2013118675.tif 000017
【図１３】
2013118675.tif 000018
【図１４】
2013118675.tif 000019
【図１５】
2013118675.tif 000020
【図１６】
2013118675.tif 000021
【図１７】
2013118675.tif 000022
【図１８】
2013118675.tif 000023
【図１９】
2013118675.tif 000024
【図２０】
2013118675.tif 000025
【図２１】
2013118675.tif 000026
【図２２】
2013118675.tif 000027
【図２３】
2013118675.tif 000028
【図２４】
2013118675.tif 000029
【図２５】
2013118675.tif 000030
【国際調査報告】
2013118675.tif 000031
2013118675.tif 000032
2013118675.tif 000033
2013118675.tif 000034