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JP4755629B2 - Transmission / reception device and communication method thereof - Google Patents

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JP4755629B2 JP2007155353A JP2007155353A JP4755629B2 JP 4755629 B2 JP4755629 B2 JP 4755629B2 JP 2007155353 A JP2007155353 A JP 2007155353A JP 2007155353 A JP2007155353 A JP 2007155353A JP 4755629 B2 JP4755629 B2 JP 4755629B2
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Description

本発明は、複数システムを同一周波数で運用する無線通信システムにおいて、新規システム(Secondaryシステム)において、優先システム(Primaryシステム)におけるTDD(Time Division Duplex)システムの特徴を利用した干渉除去技術を用いることにより、Primaryシステムの通信効率を低下させることなく、システム全体を考えた場合に、面的な周波数利用効率を著しく向上させる送受信装置とその通信方法に関する。   The present invention uses an interference cancellation technology that uses the characteristics of a TDD (Time Division Duplex) system in a priority system (Primary system) in a new system (Secondary system) in a wireless communication system that operates a plurality of systems at the same frequency. Thus, the present invention relates to a transmission / reception apparatus and a communication method thereof that significantly improve the surface frequency utilization efficiency when the entire system is considered without reducing the communication efficiency of the primary system.

近年、携帯電話や、無線LANなどの普及により、限られた周波数帯域において、できるだけ高速な伝送を行うための技術が検討されている。限られた帯域において高速伝送を実現する手段としては、近年、MIMO(Multiple Input Multiple Output)技術が注目を集めている。MIMOとは、送信側と受信側とに、それぞれアレーアンテナを用い、送信側においては、アンテナ毎に異なるデータを送信し、受信側においては、何らかの干渉除去技術・復号技術により、異なる信号を復元することで、単一アンテナ同士の送受信に比べ、同一周波数で著しく伝送速度を向上する技術である。既に、無線LANシステムなどにおいて導入されている。   In recent years, with the widespread use of mobile phones, wireless LANs, and the like, techniques for performing transmission as fast as possible in a limited frequency band have been studied. In recent years, MIMO (Multiple Input Multiple Output) technology has attracted attention as means for realizing high-speed transmission in a limited band. MIMO uses array antennas for the transmitting side and the receiving side, respectively, and on the transmitting side, different data is transmitted for each antenna, and on the receiving side, different signals are restored by some interference cancellation / decoding technology. By doing so, it is a technique that remarkably improves the transmission speed at the same frequency as compared with transmission / reception between single antennas. Already introduced in wireless LAN systems and the like.

しかしながら、MIMO技術においては、送受信のアンテナ数が高速伝送のキーとなる。したがって、非常に高い周波数利用効率を実現するためには、かなりのアンテナ素子数を必要とする。小型の端末を考えた場合、アンテナ素子数の増加は、ハードウエア規模の増大になるため、望ましくない。   However, in the MIMO technology, the number of transmission / reception antennas is a key for high-speed transmission. Therefore, in order to realize very high frequency utilization efficiency, a considerable number of antenna elements are required. When considering a small terminal, an increase in the number of antenna elements is undesirable because it increases the hardware scale.

このMIMO技術とは別の方法で、周波数の有効利用を図る手段として、コグニティブ(Cognitive)無線技術が注目されている(例えば、非特許文献1参照)。該コグニティブ無線技術とは、無線機が周囲の電波環境を認識し、適切な周波数帯域を選択して利用することにより、空いている周波数帯域を有効に活用する技術である。コグニティブ無線により、通常注目されていなかった周波数や、時間を有効に活用できるため、単位面積あたりの周波数を大幅に向上させることができる。   Cognitive radio technology has attracted attention as a means for effectively using frequencies by a method different from the MIMO technology (see, for example, Non-Patent Document 1). The cognitive radio technology is a technology in which a radio device recognizes a surrounding radio wave environment, selects an appropriate frequency band and uses it, thereby effectively utilizing an available frequency band. Since cognitive radio can effectively use frequencies and time that have not been attracting attention, the frequency per unit area can be greatly improved.

図18は、コグニティブ無線技術の概要を説明するための概念図である。図18において、1−1、1−2は、2つの優先システム(Primaryシステム)であり、2−1〜2−6は、複数のコグニティブシステム(Secondaryシステム)である。また、3は、Primaryシステムの通信可能領域である。4−1、4−2は、各々、Primaryシステム1−1、1−2のアンテナの指向性である。   FIG. 18 is a conceptual diagram for explaining the outline of the cognitive radio technology. In FIG. 18, 1-1 and 1-2 are two priority systems (Primary systems), and 2-1 to 2-6 are a plurality of cognitive systems (Secondary systems). Reference numeral 3 denotes a communicable area of the primary system. Reference numerals 4-1 and 4-2 denote antenna directivities of the primary systems 1-1 and 1-2, respectively.

コグニティブ無線では、元々、ある通信帯域を使用するPrimaryシステム1−1、1−2と、該Primaryシステム1−1、1−2が使用していない周波数、時間などを監視して、この情報を基に通信を行うSecondaryシステム2−1〜2−6とが存在する。基本的には、Primaryシステム1−1、1−2は、優先的に与えられた通信帯域を使用することが可能であり、Secondaryシステム2−1〜2−6は、自分自身の通信によって、Primaryシステム1−1、1−2に干渉を与えることにより、Primaryシステム1−1、1−2の効率を低下させることがあってはならない。また、通常、Primaryシステム1−1、1−2は、Secondaryシステム2−1〜2−6の存在を認識することはできない。
S. Haykin, “Cognitive radio: Brain-empowered wireless communications”, vol.23, no.2, pp.201-220, Feb. 2005.
In cognitive radio, the primary systems 1-1 and 1-2 that originally use a certain communication band and the frequencies and times that are not used by the primary systems 1-1 and 1-2 are monitored, and this information is obtained. There are secondary systems 2-1 to 2-6 that perform communication based on the above. Basically, the primary systems 1-1 and 1-2 can use a preferentially assigned communication band, and the secondary systems 2-1 to 2-6 can perform communication by themselves. By interfering with the primary systems 1-1 and 1-2, the efficiency of the primary systems 1-1 and 1-2 should not be reduced. In addition, the primary systems 1-1 and 1-2 cannot normally recognize the existence of the secondary systems 2-1 to 2-6.
S. Haykin, “Cognitive radio: Brain-empowered wireless communications”, vol.23, no.2, pp.201-220, Feb. 2005.

コグニティブ無線では、通常、以下の手段で通信を行う。
(手順1)Secondaryシステム2−1〜2−6は、Primaryシステム1−1、1−2が使用していない時間または周波数を検出する。
(手順2)Secondaryシステム2−1〜2−6は、自らが行う通信により、Primaryシステム1−1、1−2の受信機に干渉を与えないかどうかを確認する。
(手順3)Secondaryシステム2−1〜2−6は、上記手順2で問題がないと判断した場合、上記手順1で検出した周波数もしくは時間により通信を行う。
In cognitive radio, communication is usually performed by the following means.
(Procedure 1) The Secondary systems 2-1 to 2-6 detect times or frequencies that are not used by the Primary systems 1-1 and 1-2.
(Procedure 2) The Secondary systems 2-1 to 2-6 confirm whether or not to interfere with the receivers of the Primary systems 1-1 and 1-2 through communication performed by themselves.
(Procedure 3) If the Secondary systems 2-1 to 2-6 determine that there is no problem in the procedure 2, the communication is performed at the frequency or time detected in the procedure 1.

以上が、コグニティブ無線における通信手順である。しかしながら、まず、上記手順1を行う際に問題が生じる。例えば、TDDを考えてみる。TDDシステムにおいては、局は、あるタイミングで受信し、その間は送信しない。一方、送信している間は、信号を受信しない。ハードウエアとしては、送信装置と受信装置との間に、時間分割スイッチ(TDDスイッチ)が配置される。したがって、例えば、ある時間に、Primaryシステム1−1からの干渉を検出しなかったとしても、その時間で送信を行うと、Primaryシステム1−2へ干渉を与えることになる。   The above is the communication procedure in cognitive radio. However, first, a problem occurs when the procedure 1 is performed. For example, consider TDD. In a TDD system, a station receives at a certain timing and does not transmit during that time. On the other hand, no signal is received during transmission. As hardware, a time division switch (TDD switch) is arranged between the transmission device and the reception device. Therefore, for example, even if interference from the primary system 1-1 is not detected at a certain time, if transmission is performed at that time, interference is given to the primary system 1-2.

また、例え、「ある周波数」、あるいは「ある時間」において、信号が到来していないと、Secondaryシステム2−1〜2−6の受信機が判断したとしても、時間的にその状態が変動する可能性や、隠れ端末の存在といった問題などにより、正しく信号を検出できない場合がある。したがって、コグニティブ無線では、非常に高い精度の信号検出が要求される。   Further, even if the receivers of the secondary systems 2-1 to 2-6 determine that no signal has arrived at “a certain frequency” or “a certain time”, the state fluctuates with time. The signal may not be detected correctly due to the possibility or the presence of a hidden terminal. Therefore, in cognitive radio, signal detection with very high accuracy is required.

これを改善する手段として、信号の周期定常性(Cyclostationary)を利用した検出方法が提案されている。これは、例えば、文献1(Cabric, D, et al., “Implementation issues in spectrum sensing for cognitive radios”, Conference Record of the Thirty-Eighth Asilomar Conference, vol.1, pp.772 - 776, 7-10 Nov. 2004.)に開示されている。この方法では、Primaryシステム1−1、1−2の搬送波周波数、もしくはシンボルレートと変調方式が事前に分かっていれば、非常に低いCNR(Carrier to Noise Ratio)においても、信号検出が可能となる。しかしながら、この方法は、検出に非常に多くの時間と信号のサンプル数とを必要とするため、Primaryシステム1−1、1−2の伝搬環境が変化する場合などの対応が困難となるといった問題が生じる。   As a means for improving this, a detection method using signal cyclostationary has been proposed. For example, Reference 1 (Cabric, D, et al., “Implementation issues in spectrum sensing for cognitive radios”, Conference Record of the Thirty-Eighth Asilomar Conference, vol.1, pp.772-776, 7-10. Nov. 2004.). In this method, signal detection is possible even at a very low CNR (Carrier to Noise Ratio) if the carrier frequencies of the primary systems 1-1 and 1-2, or the symbol rate and modulation scheme are known in advance. . However, this method requires a very large amount of time and the number of signal samples for detection, so that it is difficult to cope with a case where the propagation environment of the primary systems 1-1 and 1-2 changes. Occurs.

次に、上記手順2でも問題が発生する。先に述べたように、原則として、Primaryシステム1−1、1−2は、Secondaryシステムのことを認識することができない。例えば、Secondaryシステム2−1〜2−6が、ある周波数において、Primaryシステム1−1の送信機からの信号レベルが低いと判断し、この周波数が使えると判断したとしても、その周波数でそのまま送信を行うと、Primaryシステム1−2に干渉を与える可能性がある。したがって、Secondaryシステム2−1〜2−6が与える干渉は、Primaryシステム1−1、1−2の受信機が判断することが最も確実な方法である。   Next, a problem also occurs in the above procedure 2. As described above, in principle, the primary systems 1-1 and 1-2 cannot recognize the secondary system. For example, even if the secondary systems 2-1 to 2-6 determine that the signal level from the transmitter of the primary system 1-1 is low at a certain frequency and determine that this frequency can be used, transmission is performed as is at that frequency. May cause interference to the primary system 1-2. Therefore, the interference given by the Secondary systems 2-1 to 2-6 is most surely determined by the receivers of the Primary systems 1-1 and 1-2.

しかしながら、Primaryシステム1−1、1−2は、Secondaryシステム2−1〜2−6の存在を認識することができない。よって、これを実現するために、Primaryシステム1−1、1−2が発生するある信号をSecondaryシステム2−1〜2−6が定常的に観測し、Primaryシステム1−1、1−2の存在を把握する方法が考えられている。   However, the primary systems 1-1 and 1-2 cannot recognize the existence of the secondary systems 2-1 to 2-6. Therefore, in order to realize this, the secondary systems 2-1 to 2-6 regularly observe a certain signal generated by the primary systems 1-1 and 1-2, and the primary systems 1-1 and 1-2 have A method of grasping the existence is considered.

これは、コグニティブ無線ではなくても、従来の無線システムにおけるキャリアセンスと同じ原理と考えることができる。キャリアセンスに関しては、例えば、文献2(守倉、久保田、”改訂版802.11高速無線LAN教科書”、第4章、インプレス社、2005年)に開示されている。Secondaryシステム2−1〜2−6がPrimaryシステム1−1、1−2の受信機に近づいた場合、Primaryシステム1−1、1−2から送信される信号を受信することで、Primaryシステム1−1、1−2の存在を把握し、この信号電力の大きさに基づいて、Secondaryシステム2−1〜2−6は、上記手順2を行うことができる。   Even if this is not cognitive radio, it can be considered as the same principle as carrier sense in the conventional radio system. The carrier sense is disclosed in, for example, Document 2 (Morikura, Kubota, “Revised 802.11 High-Speed Wireless LAN Textbook”, Chapter 4, Impress, 2005). When the secondary systems 2-1 to 2-6 approach the receivers of the primary systems 1-1 and 1-2, the primary system 1 is received by receiving signals transmitted from the primary systems 1-1 and 1-2. -1, 1-2 are grasped, and the secondary systems 2-1 to 2-6 can perform the procedure 2 based on the magnitude of the signal power.

しかしながら、コグニティブ無線を考えた場合、この精度は非常に高いものが求められる。したがって、Primaryシステム1−1、1−2のあらゆる周波数でキャリアセンスを行うことが有効であるが、これを行うと、干渉検出(Primaryシステム1−1、1−2の通信信号検出)に非常に多くの時間を要するという問題が生じる。   However, when cognitive radio is considered, this accuracy is required to be very high. Therefore, it is effective to perform carrier sensing at all frequencies of the primary systems 1-1 and 1-2. However, if this is performed, it is extremely effective for interference detection (communication signal detection of the primary systems 1-1 and 1-2). This causes a problem that it takes a lot of time.

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、簡易な構成で、かつ、Primaryシステムに対する干渉を回避しながら、効率的なコグニティブ無線を行うことができる送受信装置及びその通信方法を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object thereof is a transmission / reception apparatus capable of performing efficient cognitive radio with a simple configuration and avoiding interference with a primary system. And providing a communication method thereof.

上述した課題を解決するために、本発明は、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々に接続される複数の送受信分岐手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される送信手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される受信手段とを具備する送受信装置において、他システムからの干渉源となる第1のノードと前記第1のノードと通信を行う第2のノードとから、前記受信手段により異なる2つの時間間隔で受信された受信信号のうち、受信電力の大きい受信信号に基づいて、前記送信手段及び前記受信手段による送受信信号への重み付けを行う重み付け手段と、前記重み付け手段による重み付けを用いて受信された受信信号の通信品質を判断する通信品質判断手段と、前記通信品質判断手段により通信品質が所定のしきい値を超えないと判断された場合、前記第1のノードを他のノードに切り換え、該他のノードを新たな第1のノードとする切換手段と、前記切換手段により切り換えられた前記第1のノードと、前記第1のノードと通信する第2のノードとから、異なる2つの時間間隔で得られる2つの受信信号の受信電力を測定する電力測定手段と、前記電力測定手段により測定された受信電力のどちらが大きいか判断する判断手段と、前記判断手段により、前記受信電力が大きいと判断された受信信号の時間間隔を前記受信手段による受信タイミングとし、前記受信電力が小さいと判断された受信信号の時間間隔を、前記送信手段による送信タイミングとする送受信条件決定手段とを具備することを特徴とする送受信装置である。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides a plurality of antenna elements, a plurality of transmission / reception branching means connected to each of the plurality of antenna elements, and a transmission connected to each of the plurality of transmission / reception branching means. And a receiving unit connected to each of the plurality of transmitting / receiving branching units, a first node that is an interference source from another system and a second node that communicates with the first node A weighting unit that weights transmission / reception signals by the transmission unit and the reception unit based on a reception signal having a large reception power among reception signals received at two different time intervals by the reception unit from the node; A communication quality judging means for judging the communication quality of the received signal received using the weighting by the weighting means; and the communication quality judging means determines the communication quality. When it is determined that the threshold value is not exceeded, the first node is switched to another node, and the other node is set as a new first node, and the switching unit is switched by the switching unit. Power measuring means for measuring received power of two received signals obtained at two different time intervals from a first node and a second node communicating with the first node, and measured by the power measuring means A determination means for determining which of the received power is greater, and a time interval of the received signal determined by the determination means as a reception timing by the reception means, and the reception power is determined to be small. And a transmission / reception condition determining means for setting a time interval of the received signal as a transmission timing by the transmission means.

上述した課題を解決するために、本発明は、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々に接続される複数の送受信分岐手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される送信手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される受信手段とを具備する送受信装置において、他システムのノードからの干渉波電力を測定する干渉波電力測定手段と、前記干渉波電力測定手段により測定された干渉波電力が所定のしきい値を超えたか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により干渉波電力が所定のしきい値を超えたと判断された場合には、干渉波電力が前記所定のしきい値を超えない前記他システムの他のノードを第1のノードとして検索する検索手段と、前記検索手段により検索された第1のノードと、該第1のノードと通信する第2のノードとから、前記受信手段により異なる2つの時間間隔で受信された受信信号のうち、受信電力の大きい受信信号に基づいて、前記送信手段及び前記受信手段による送受信信号への重み付けを行う重み付け手段と、前記第1のノードからの受信信号の時間間隔を前記送信手段による送信タイミングとし、前記第2のノードからの受信信号の時間間隔を前記受信手段による受信タイミングとする送受信条件決定手段とを具備することを特徴とする送受信装置である。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides a plurality of antenna elements, a plurality of transmission / reception branching means connected to each of the plurality of antenna elements, and a transmission connected to each of the plurality of transmission / reception branching means. And a receiving means connected to each of the plurality of transmitting / receiving branching means, an interference wave power measuring means for measuring interference wave power from a node of another system, and the interference wave power measuring means Determining means for determining whether or not the interference wave power measured by means of (1) exceeds a predetermined threshold value, and when the determination means determines that the interference wave power exceeds a predetermined threshold value, Search means for searching for another node in the other system whose power does not exceed the predetermined threshold as a first node, the first node searched by the search means, and the first node Weighting of transmission / reception signals by the transmission unit and the reception unit based on a reception signal having a large reception power among the reception signals received at two different time intervals by the reception unit from the second node that communicates A transmission / reception condition in which the time interval of the received signal from the first node is a transmission timing by the transmission unit, and the time interval of the reception signal from the second node is a reception timing by the receiving unit A transmission / reception apparatus comprising: a determination unit;

本発明は、上記の発明において、前記送受信条件決定手段は、前記第1のノードと前記第2のノードとが異なる周波数で通信する場合、前記判断手段により、前記受信電力が大きいと判断された受信信号の周波数を前記受信手段による受信周波数とし、前記受信電力が小さいと判断された受信信号の周波数を、前記送信手段による送信周波数とすることを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the transmission / reception condition determining unit determines that the received power is large by the determining unit when the first node and the second node communicate at different frequencies. The frequency of the reception signal is a reception frequency by the reception unit, and the frequency of the reception signal determined that the reception power is small is a transmission frequency by the transmission unit.

本発明は、上記の発明において、前記送受信条件決定手段は、前記第1のノードと前記第2のノードとが異なる符号で通信する場合、前記判断手段により、前記受信電力が大きいと判断された受信信号の符号を前記受信手段による符号とし、前記受信電力が小さいと判断された受信信号の符号を、前記送信手段による符号とすることを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the transmission / reception condition determining unit determines that the received power is large by the determining unit when the first node and the second node communicate with different codes. The code of the received signal is a code by the receiving means, and the code of the received signal determined that the received power is small is the code by the transmitting means.

上述した課題を解決するために、本発明は、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々に接続される複数の送受信分岐手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される送信手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される受信手段とを具備する送受信装置による通信方法において、他システムからの干渉源となる第1のノードと前記第1のノードと通信を行う第2のノードとから、前記受信手段により異なる2つの時間間隔で受信された受信信号のうち、受信電力の大きい受信信号に基づいて、前記送信手段及び前記受信手段による送受信信号への重み付けを行う重み付けステップと、前記重み付けを用いて受信された受信信号の通信品質を判断する通信品質判断ステップと、前記通信品質が所定のしきい値を超えないと判断された場合、前記第1のノードを他のノードに切り換え、該他のノードを新たな第1のノードとする切換ステップと、前記切り換えられた前記第1のノードと、前記第1のノードと通信する第2のノードとから、異なる2つの時間間隔で得られる2つの受信信号の受信電力を測定する電力測定ステップと、前記測定された受信電力のどちらが大きいか判断する判断ステップと、前記受信電力が大きいと判断された受信信号の時間間隔を前記受信手段による受信タイミングとし、前記受信電力が小さいと判断された受信信号の時間間隔を、前記送信手段による送信タイミングとする送受信条件決定ステップとを含むことを特徴とする通信方法である。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides a plurality of antenna elements, a plurality of transmission / reception branching means connected to each of the plurality of antenna elements, and a transmission connected to each of the plurality of transmission / reception branching means. And a communication method by a transmission / reception apparatus including a reception unit connected to each of the plurality of transmission / reception branching units, and communicates with the first node and the first node as an interference source from another system Based on a reception signal having a large reception power among reception signals received from the second node at two different time intervals by the reception unit, weighting is performed on the transmission / reception signal by the transmission unit and the reception unit. A weighting step, a communication quality judging step for judging the communication quality of the received signal received using the weighting, and the communication quality exceeds a predetermined threshold value. If it is determined that the first node is switched to another node, the other node becomes a new first node, the switched first node, and the first node A power measuring step of measuring received power of two received signals obtained at two different time intervals from a second node communicating with the node; a determining step of determining which of the measured received powers is greater; Transmission / reception condition determination using the time interval of the received signal determined to have a large received power as the reception timing by the receiving unit and the time interval of the received signal determined to have a low received power as the transmission timing by the transmitting unit Including a step.

上述した課題を解決するために、本発明は、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々に接続される複数の送受信分岐手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される送信手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される受信手段とを具備する送受信装置による通信方法において、他システムのノードからの干渉波電力を測定する干渉波電力測定ステップと、前記測定された干渉波電力が所定のしきい値を超えたか否かを判断する判断ステップと、前記干渉波電力が所定のしきい値を超えたと判断された場合には、干渉波電力が前記所定のしきい値を超えない前記他システムの他のノードを第1のノードとして検索する検索ステップと、前記検索された第1のノードと、該第1のノードと通信する第2のノードとから、前記受信手段により異なる2つの時間間隔で受信された受信信号のうち、受信電力の大きい受信信号に基づいて、前記送信手段及び前記受信手段による送受信信号への重み付けを行う重み付けステップと、前記第1のノードからの受信信号の時間間隔を前記送信手段による送信タイミングとし、前記第2のノードからの受信信号の時間間隔を前記受信手段による受信タイミングとする送受信条件決定ステップとを含むことを特徴とする通信方法である。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides a plurality of antenna elements, a plurality of transmission / reception branching means connected to each of the plurality of antenna elements, and a transmission connected to each of the plurality of transmission / reception branching means. And a reception method connected to each of the plurality of transmission / reception branching means, in a communication method by a transmission / reception apparatus, an interference wave power measurement step of measuring interference wave power from a node of another system, and the measurement A determination step for determining whether or not the interference wave power has exceeded a predetermined threshold; and if it is determined that the interference wave power has exceeded a predetermined threshold, the interference wave power is A search step of searching for another node of the other system that does not exceed the threshold as a first node, the searched first node, and a second node communicating with the first node; The weighting step for weighting the transmission / reception signal by the transmission means and the reception means based on the reception signal having a large reception power among the reception signals received at two different time intervals by the reception means; A transmission / reception condition determining step in which a time interval of a reception signal from one node is set as a transmission timing by the transmission unit and a time interval of a reception signal from the second node is a reception timing by the reception unit. Is a communication method.

この発明によれば、異なる2つの時間間隔から得られる受信信号のうち、受信電力の大きい受信信号の情報に基づいて、送信及び受信時の送受信信号への重み付け値を決定するとともに、通信品質が所定のしきい値を超えないと判断された場合、第1のノードを他のノードに切り換え、該他のノードを新たな第1のノードとし、該第1のノードと該第1のノードと通信する第2のノードとから、異なる2つの時間間隔で得られる2つの受信信号の受信電力を測定し、受信電力が大きいと判断された受信信号の時間間隔を受信手段による受信タイミングとし、受信電力が小さいと判断された受信信号の時間間隔を、送信手段による送信タイミングとする。したがって、Primaryシステムに対する干渉を回避しながら、かつ、端末とアクセスポイント間と、Primaryシステムとアクセスポイント間の通信の向きが同一方向となる場合であっても、効率的なコグニティブ無線を行うことができるという利点が得られる。   According to the present invention, among the received signals obtained from two different time intervals, the weight value for the transmission / reception signal at the time of transmission and reception is determined based on the information of the received signal having a large received power, and the communication quality is When it is determined that the predetermined threshold value is not exceeded, the first node is switched to another node, the other node is set as a new first node, the first node, the first node, The received power of two received signals obtained at two different time intervals is measured from a second node that communicates, and the time interval of the received signals determined to have a large received power is used as the reception timing by the receiving means. The time interval of the received signal determined to have low power is used as the transmission timing by the transmission means. Therefore, efficient cognitive radio can be performed while avoiding interference with the primary system and even when the direction of communication between the terminal and the access point is the same as that between the primary system and the access point. The advantage that it can be obtained.

この発明によれば、他システムのノードからの干渉波電力が所定のしきい値を超えた場合には、干渉波電力が所定のしきい値を超えない他システムの他のノードを第1のノードとして検索し、該検索された第1のノードと、該第1のノードと通信する第2のノードとから、異なる2つの時間間隔で受信された受信信号のうち、受信電力の大きい受信信号に基づいて、送信手段及び受信手段による送受信信号への重み付けを行い、第1のノードからの受信信号の時間間隔を送信手段による送信タイミングとし、第2のノードからの受信信号の時間間隔を受信手段による受信タイミングとする。したがって、Primaryシステムに干渉を与えることなく、かつ、端末に対し、複数のPrimaryシステムからの距離がほぼ同一で、ほぼ同じ受信レベルの干渉波となる場合であっても、Secondaryシステムの通信を行うことができるという利点が得られる。   According to this invention, when the interference wave power from the node of the other system exceeds a predetermined threshold, the other node of the other system whose interference wave power does not exceed the predetermined threshold is A received signal having a large received power out of received signals received at two different time intervals from the searched first node and the second node communicating with the first node. Based on the above, the transmission means and the reception means weight the transmission / reception signal, the time interval of the reception signal from the first node is set as the transmission timing by the transmission means, and the time interval of the reception signal from the second node is received. The reception timing by the means. Therefore, the secondary system is communicated without causing interference to the primary system, and even when the interference waves having substantially the same reception level are provided at the same distance from the plurality of primary systems to the terminal. The advantage that it can be obtained.

この発明によれば、第1のノードと第2のノードとが異なる周波数で通信する場合には、受信電力が大きいと判断された受信信号の周波数を受信手段による受信周波数とし、受信電力が小さいと判断された受信信号の周波数を、送信手段による送信周波数とする。したがって、周波数で分割する通信方式であっても、Primaryシステムに干渉を与えることなく、Secondaryシステムの通信を行うことができるという利点が得られる。   According to the present invention, when the first node and the second node communicate at different frequencies, the frequency of the received signal determined to have a large received power is set as the received frequency by the receiving means, and the received power is small. The frequency of the received signal determined to be the transmission frequency by the transmission means. Therefore, even if it is the communication system divided | segmented according to a frequency, the advantage that communication of a Secondary system can be performed, without giving interference to a Primary system is acquired.

この発明によれば、第1のノードと第2のノードとが異なる符号で通信する場合には、受信電力が大きいと判断された受信信号の符号を受信手段による符号とし、受信電力が小さいと判断された受信信号の符号を、送信手段による符号とする。したがって、符号で分割する通信方式であっても、Primaryシステムに干渉を与えることなく、Secondaryシステムの通信を行うことができるという利点が得られる。   According to this invention, when the first node and the second node communicate with different codes, the code of the received signal determined to have a large received power is used as the code by the receiving means, and the received power is small. The determined code of the received signal is used as the code by the transmission means. Therefore, even if it is the communication system divided | segmented by a code | symbol, the advantage that communication of a Secondary system can be performed, without giving interference to a Primary system is acquired.

以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

A.第1実施形態
図1は、本発明の第1実施形態によるアレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。図1において、アレーアンテナ送受信装置9は、基本構成としては、N個のアンテナ10−1〜10−Nと、各アンテナ10−1〜10−Nに接続される送受分離手段(スイッチ)11−1〜11−Nと、送信装置12−1〜12−Nと、受信装置13−1〜13−Nとからなる。これは、基本的なアレーアンテナ装置に相当する。また、本第1実施形態では、基本的にディジタル信号処理を想定しているので、メモリ14が受信装置13−1〜13−Nの後に配置される。但し、後述する本発明の原理では、アナログ・ディジタル関係なく制御が可能となっており、ディジタル信号処理に限定されるものではない。
A. First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an array antenna transmission / reception apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an array antenna transmission / reception apparatus 9 has, as a basic configuration, N antennas 10-1 to 10-N and transmission / reception separating means (switches) 11- connected to the antennas 10-1 to 10-N. 1 to 11-N, transmitters 12-1 to 12-N, and receivers 13-1 to 13-N. This corresponds to a basic array antenna apparatus. In the first embodiment, since digital signal processing is basically assumed, the memory 14 is arranged after the receiving devices 13-1 to 13-N. However, according to the principle of the present invention to be described later, control is possible regardless of analog or digital, and the present invention is not limited to digital signal processing.

図1に示すように、本第1実施形態に係るSecondaryシステムでは、Primaryシステム用干渉除去部15を有していることが特徴である。Primaryシステム用干渉除去部15は、Primaryシステムが送信する時間間隔(Time Slot)T1及び時間間隔T2の信号を検出する機構を有する。本第1実施形態では、図1に示すように、信号検出装置15−1、15−2により実現することができる。また、本第1実施形態では、これらの信号電力を比較する電力比較部15−3と、電力の高い方の信号を選択する信号選択部15−4とを有する。これは、時間間隔T1もしくはT2の信号のうち、受信電力の高い信号に対して制御を行うためである。   As shown in FIG. 1, the secondary system according to the first embodiment is characterized by having a primary system interference removal unit 15. The primary system interference canceling unit 15 has a mechanism for detecting signals of a time interval T1 and a time interval T2 transmitted by the primary system. In the first embodiment, as shown in FIG. 1, it can be realized by the signal detection devices 15-1 and 15-2. Moreover, in this 1st Embodiment, it has the power comparison part 15-3 which compares these signal powers, and the signal selection part 15-4 which selects the signal with higher electric power. This is because control is performed on a signal having a high reception power among the signals at the time interval T1 or T2.

受信ウエイト計算部15−5では、図1の信号選択部15−4で選択された信号を用い、アレーアンテナに重み付けを行うウエイト(重み付け値)が決定される。該受信ウエイト計算部15−5の動作の詳細については、後述する図7のフローチャートで説明する。受信ウエイト計算部15−5で求まったウエイトの情報は、分岐手段16により受信信号ウエイト乗算部17と送信信号ウエイト乗算部18とに供給される。受信信号ウエイト乗算部17は、受信信号に上記ウエイトを乗算して出力信号として出力する。また、送信信号ウエイト乗算部18は、送信信号に上記ウエイトを乗算して送信装置12−1〜12−Nに供給する。   The reception weight calculation unit 15-5 uses the signal selected by the signal selection unit 15-4 in FIG. 1 to determine a weight (weight value) for weighting the array antenna. Details of the operation of the reception weight calculation unit 15-5 will be described with reference to the flowchart of FIG. The weight information obtained by the reception weight calculation unit 15-5 is supplied by the branching unit 16 to the reception signal weight multiplication unit 17 and the transmission signal weight multiplication unit 18. The reception signal weight multiplication unit 17 multiplies the reception signal by the weight and outputs it as an output signal. The transmission signal weight multiplication unit 18 multiplies the transmission signal by the weight and supplies it to the transmission devices 12-1 to 12-N.

送受信タイミング決定部19は、干渉除去した受信ウエイトを用いた通信において、電力比較部15−3による比較結果に基づいて、通信品質がしきい値α以下となったか否かを判断し、しきい値α以下になった場合に、他のPrimaryシステムの基地局(ノード)との送受信タイミングを決定し、該送受信タイミングで送受分離手段11−1〜11−Nを切り換え、通信品質がしきい値α以上となる他のPrimaryシステムの基地局(ノード)を探すようになっている。   The transmission / reception timing determination unit 19 determines whether or not the communication quality is equal to or lower than the threshold value α based on the comparison result by the power comparison unit 15-3 in the communication using the reception weight from which the interference is removed, When the value is less than or equal to the value α, transmission / reception timing with a base station (node) of another Primary system is determined, and the transmission / reception separating means 11-1 to 11-N are switched at the transmission / reception timing, and the communication quality is a threshold value. A search is made for a base station (node) of another Primary system that is greater than or equal to α.

図2は、本第1実施形態による受信ウエイト乗算部17の構成を示すブロック図である。図2に示すように、受信ウエイト乗算部17では、受信信号y〜yと受信信号の受信ウエイト計算部15−5で求めたウエイトw 〜w とを乗算器17−1−1〜17−1−Nにより乗算し、加算器17−2により合成する。ここで、受信信号y〜yとは、Secondaryシステムが通信を開始した後の、Primaryシステムからの干渉波とSecondaryシステムの通信信号とが重畳された信号のことを意味する。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the reception weight multiplication unit 17 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the reception weight multiplication unit 17 multiplies the received signals y 1 to y N and the weights w 1 * to w N * obtained by the reception weight calculation unit 15-5 of the reception signal by a multiplier 17-1. Multiply by −1 to 17-1-N, and combine by adder 17-2. Here, the received signals y 1 to y N mean a signal in which an interference wave from the Primary system and a communication signal of the Secondary system are superimposed after the Secondary system starts communication.

図3は、本第1実施形態による送信ウエイト乗算部18の構成を示すブロック図である。送信側においても、受信ウエイト計算部15−5で求めたウエイトw 〜w を用いて送信を行う。送信信号Sは、まず、分岐手段18−1によってアンテナ本数と同数のN個に分岐される。このN個に分岐された信号S,S,…,Sに対して、乗算器18−2−1〜18−2−Nにより、1番目からN番目のウエイトw 〜w の値を乗算する。送信ウエイト乗算部18では、合成は行わない。これは、アンテナ10−1〜10−Nにおいて、空間電力合成が可能であるため、空間上でアンテナ指向性が合成されるためである。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the transmission weight multiplication unit 18 according to the first embodiment. Also on the transmission side, transmission is performed using the weights w 1 * to w N * obtained by the reception weight calculation unit 15-5. The transmission signal S is first branched into N signals equal to the number of antennas by the branching means 18-1. With respect to the N branched signals S, S,..., S, the multipliers 18-2-1 to 18-2-N use the first to Nth weights w 1 * to w N * . Multiply The transmission weight multiplication unit 18 does not perform synthesis. This is because the antenna directivity is synthesized in space because the antennas 10-1 to 10-N can perform spatial power synthesis.

図4は、本第1実施形態における通信システム(TDD)を説明するための概念図である。図4に示すように、Primaryシステム100−1とPrimaryシステム100−2とが1対存在する状況を想定し、Primaryシステム100−1とPrimaryシステム100−2とは、それぞれ異なる時間間隔を用いて通信を行う。また、Primaryシステム100−1とPrimaryシステム100−2との間に、Secondaryシステム101が存在する環境を想定する。   FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the communication system (TDD) in the first embodiment. As shown in FIG. 4, assuming a situation where there is a pair of primary system 100-1 and primary system 100-2, primary system 100-1 and primary system 100-2 use different time intervals. Communicate. Further, an environment is assumed in which the Secondary system 101 exists between the Primary system 100-1 and the Primary system 100-2.

Primaryシステム100−1が送信している時間間隔T1では、Primaryシステム100−2は、受信を行っている。反対に、Primaryシステム100−1が受信している時間間隔T2では、Primaryシステム100−2は、送信を行っている。これは、一般的な通信形態の1つであり、TDDと呼ばれる。また、該送受信動作は、連続して一定間隔で通常繰り返し行われる。したがって、Primaryシステム100−1が受信、Primaryシステム100−2が送信する時間間隔を「T1」、Primaryシステム100−1が送信、Primaryシステム100−2が受信する時間間隔を「T2」と定義しても差し支えない。   In the time interval T1 transmitted by the primary system 100-1, the primary system 100-2 performs reception. On the other hand, in the time interval T2 that the primary system 100-1 receives, the primary system 100-2 performs transmission. This is one of the common communication forms and is called TDD. The transmission / reception operation is normally repeated continuously at regular intervals. Therefore, the time interval at which the primary system 100-1 receives and the primary system 100-2 transmits is defined as “T1,” and the time interval at which the primary system 100-1 transmits and the primary system 100-2 receives is defined as “T2.” There is no problem.

本第1実施形態では、Secondaryシステム101では、Primaryシステムの異なる時間間隔から得られる信号の中で、電力の大きい信号(Secondaryシステムのアクセスポイント(AP:基地局)101−1に近い方のPrimaryシステム100−2の送信信号)を用いてウエイトを計算し、該ウエイトを送受信信号に乗算して通信を行う。すなわち、Secondaryシステムのアクセスポイント101−1は、近くのPrimaryシステム100−2が受信中に(遠くのPrimaryシステム100−1の送信信号は、Secondaryシステムのアクセスポイント101−1が送信する信号に比べて十分に小さい)、Secondaryシステムの端末101−2にのみ信号を送信し、近くのPrimaryシステム101−1が送信中に(Secondaryシステムのアクセスポイント101−1は、Primaryシステム101−1が送信する信号の干渉を除去できる)、Secondaryシステムの端末101−2からの信号を受信する。このため、Secondaryシステム101は、アクセスポイント101−1で所定の制御を行うだけで、端末101−2側では、何らの制御を行うことなく、コグニティブ無線通信が実現できる。   In the first embodiment, in the secondary system 101, among the signals obtained from different time intervals of the primary system, a signal having a higher power (primary system closer to the access point (AP: base station) 101-1 of the secondary system) is used. Communication is performed by calculating the weight using the transmission signal of the system 100-2 and multiplying the transmission / reception signal by the weight. That is, the access point 101-1 of the secondary system is received by the nearby primary system 100-2 (the transmission signal of the remote primary system 100-1 is compared with the signal transmitted by the access point 101-1 of the secondary system). The primary system 101-1 transmits the signal only to the terminal 101-2 of the secondary system, while the nearby primary system 101-1 is transmitting (the access point 101-1 of the secondary system is transmitted by the primary system 101-1). The signal from the terminal 101-2 of the Secondary system is received. For this reason, the secondary system 101 can implement cognitive wireless communication without performing any control on the terminal 101-2 side only by performing predetermined control at the access point 101-1.

また、本第1実施形態では、上述したTDD通信に加えて、TDMA(Time Division Multiple Access)を用いている。すなわち、TDMA−TDD方式を採用している。   Further, in the first embodiment, in addition to the above-described TDD communication, TDI (Time Division Multiple Access) is used. That is, the TDMA-TDD system is adopted.

図5は、本第1実施形態における通信システム(TDMA)を説明するための概念図である。本第1実施形態では、図5に示すように、複数のPrimaryシステムが存在する場合を想定している。図4に示す例に対応させると、1つのPrimatyシステム100−1に対して、複数のPrimaryシステム100−2(#1)〜100−2(#4)が存在する場合に相当する。   FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the communication system (TDMA) in the first embodiment. In the first embodiment, it is assumed that there are a plurality of primary systems, as shown in FIG. Corresponding to the example shown in FIG. 4, this corresponds to a case where a plurality of primary systems 100-2 (# 1) to 100-2 (# 4) exist for one primary system 100-1.

Primatyシステム100−1とPrimaryシステム100−2(#1)とは、時間間隔t1D、t1Uで通信を行い、Primatyシステム100−1とPrimaryシステム100−2(#2)とは、時間間隔t2D、t2Uで通信を行い、Primatyシステム100−1とPrimaryシステム100−2(#3)とは、時間間隔t3D、t3Uで通信を行い、Primatyシステム100−1とPrimaryシステム100−2(#4)とは、時間間隔t4D、t4Uで通信を行う。 The primary system 100-1 and the primary system 100-2 (# 1) communicate at time intervals t 1D and t 1U , and the primary system 100-1 and the primary system 100-2 (# 2) are time intervals. Communication is performed at t 2D and t 2U , and the Primacy system 100-1 and the Primary system 100-2 (# 3) communicate at the time intervals t 3D and t 3U , and the Primitive system 100-1 and the Primary system 100- 2 (# 4) communicates at time intervals t 4D and t 4U .

そして、Secondaryシステム101、101、…は、例えば、Primaryシステム100−1とPrimaryシステム100−2(#1)との間におけるダウンリンクのタイミングt1Dとアップリンクのタイミングt1uとを用いて通信するものとする。 Then, the secondary systems 101, 101,... Communicate with each other using, for example, the downlink timing t 1D and the uplink timing t 1u between the primary system 100-1 and the primary system 100-2 (# 1). It shall be.

このとき、上述したダウンリンクのタイミングt1Dとアップリンクのタイミングt1uを用いた場合、Secondaryシステム101内のアクセスポイントにとっては問題ないが、Secondaryシステム101内の端末にとっては、ある条件下で問題が生じる。 At this time, when the downlink timing t 1D and the uplink timing t 1u described above are used, there is no problem for the access point in the Secondary system 101, but there is a problem under certain conditions for the terminal in the Secondary system 101. Occurs.

図6は、上述したアクセスポイント101−1のみにアレーアンテナを用いた場合のコグニティブ無線における干渉除去の問題点を説明するための概念図である。問題点は、図6(a)、(b)に示すように、大きく以下の2つに分類することができる。   FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining the problem of interference cancellation in cognitive radio when an array antenna is used only for access point 101-1 described above. Problems can be roughly classified into the following two as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).

(a)問題点1:端末101−2とアクセスポイント101−1間と、Primaryシステム100−2(#2)とアクセスポイント101−1間の通信の向きが同一方向となる場合。 (A) Problem 1: The communication direction between the terminal 101-2 and the access point 101-1 and between the primary system 100-2 (# 2) and the access point 101-1 are in the same direction.

アレーアンテナを用いた干渉除去は、指向性のヌルを干渉波の方向に向けることで実現できる。図6(a)の例では、その方向に端末101−2が位置する場合を示している。この場合、端末101−2からアクセスポイント101−1、もしくは、アクセスポイント101−1から端末101−2への通信が正しく行えないといった問題が生じる。   Interference removal using an array antenna can be realized by directing a directivity null in the direction of the interference wave. In the example of Fig.6 (a), the case where the terminal 101-2 is located in the direction is shown. In this case, there arises a problem that communication from the terminal 101-2 to the access point 101-1 or from the access point 101-1 to the terminal 101-2 cannot be performed correctly.

これは、伝搬チャネルの角度広がりが小さい場合を図示しているが、角度広がりが大きい場合には、ヌル方向に端末101−2が位置するということではなく、Primaryシステム100−2(#2)−アクセスポイント101−1間、端末101−2−アクセスポイント101−1間の伝搬チャネル応答が非常に近くなる場合も同様の問題が生じる。   This shows a case where the angular spread of the propagation channel is small, but when the angular spread is large, the terminal 101-2 is not positioned in the null direction, but the Primary system 100-2 (# 2). The same problem occurs when the propagation channel response between the access points 101-1 and the terminal 101-2-access point 101-1 is very close.

(b)問題点2:端末101−2に対し、Primaryシステム100−2(#1)、100−2(#2)からの距離がほぼ同一で、ほぼ同じ受信レベルの干渉波となる場合。 (B) Problem 2: When the distance from the primary systems 100-2 (# 1) and 100-2 (# 2) is substantially the same for the terminal 101-2, the interference waves have substantially the same reception level.

この場合、端末101−2側で問題が生じる。端末101−2側は、アレーアンテナを用いた干渉除去が行えない。すなわち、図6(b)に示すような場合、Primaryシステム100−2(#1)と100−2(#2)とからの干渉波が同程度となる場合が最悪ケースとなる。この場合、両者からの端末101−2に対する干渉レベルが端末101−2の許容値を超えた場合、端末101−2側での通信が困難となる。   In this case, a problem occurs on the terminal 101-2 side. The terminal 101-2 side cannot perform interference removal using an array antenna. That is, in the case as shown in FIG. 6B, the worst case is when the interference waves from the primary systems 100-2 (# 1) and 100-2 (# 2) have the same level. In this case, when the interference level with respect to the terminal 101-2 from both exceeds the allowable value of the terminal 101-2, communication on the terminal 101-2 side becomes difficult.

この場合、アクセスポイント101−1と対象端末101−2にとって問題ないように、他のタイミング(例えば、図5のタイミングt2Dとt2U)を使うというように選択し直せば、問題なくSecondaryシステム101の通信を継続できる。すなわち、複数のPrimaryシステム100−1、100−2(#1)〜100−2(#4)の情報を用いれば、Secondaryシステム101が通信できる確率を高めることができる。なお、この例では、複数のPrimary100−1、100−2(#1)〜100−2(#4)が時間を分割して通信を行う形態を示したが、TDMAだけではなく、周波数で分割するFDMA(Frequency Division Multiple Access)、符号で分割するCDMA(Code Division Multiple Access)も商用システムで用いることが提案されており、このようなシステムにおいても、本発明を適用することが可能である。 In this case, if there is no problem for the access point 101-1 and the target terminal 101-2, if another timing (for example, the timings t 2D and t 2U in FIG. 5) is used again, the Secondary system can be used without any problem. 101 communication can be continued. That is, if the information of the plurality of primary systems 100-1, 100-2 (# 1) to 100-2 (# 4) is used, the probability that the secondary system 101 can communicate can be increased. In this example, a plurality of Primary 100-1 and 100-2 (# 1) to 100-2 (# 4) perform communication by dividing time, but are divided not only by TDMA but also by frequency. FDMA (Frequency Division Multiple Access) and CDMA (Code Division Multiple Access) divided by codes have been proposed to be used in commercial systems, and the present invention can also be applied to such systems.

そこで、本第1実施形態では、送受信タイミング決定部19により、干渉除去した受信ウエイトを用いた通信において、通信品質がしきい値α以下となった場合に、他のPrimaryシステムとの送受信タイミングを決定し、送受分離手段11−1〜11−Nを順次切り換え、通信品質がしきい値α以上となる他のPrimaryシステムを探し、そのPrimaryシステムで用いているタイミング(タイムスロット)を用いて通信すようにしている。   Therefore, in the first embodiment, in the communication using the reception weight from which the interference is removed by the transmission / reception timing determination unit 19, when the communication quality becomes equal to or lower than the threshold value α, the transmission / reception timing with other Primary systems is set. The transmission / reception separating means 11-1 to 11-N are sequentially switched to find another primary system whose communication quality is equal to or higher than the threshold value α, and communication is performed using the timing (time slot) used in the primary system. I am doing it.

A−1.基本動作
次に、図7は、本第1実施形態によるアレーアンテナ送受信装置9の動作の説明するためのフローチャートである。まず、アクセスポイント101−1において、信号検出装置15−1、15−2を用いて、時間間隔T1、T2に到来する信号電力P(T1)、P(T2)を測定する(ステップS1)。この時点では、まだ、Secondaryシステム101は、通信を開始していないため、到来する信号は、Primaryシステム100−1、100−2の干渉波のみである。
A-1. Basic Operation Next, FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the array antenna transmitting / receiving apparatus 9 according to the first embodiment. First, in the access point 101-1, the signal powers P (T1) and P (T2) that arrive at the time intervals T1 and T2 are measured using the signal detection devices 15-1 and 15-2 (step S1). At this point in time, the secondary system 101 has not yet started communication, so the only incoming signals are the interference waves of the primary systems 100-1 and 100-2.

また、時間間隔T1及びT2がどの程度の値であるかは、無線システムの基本パラメータであるため、一般的に開示されており、Secondaryシステム101が前もって、この値を知っておくことは容易である。TDDシステムの1区間の値は、例えば、PHSシステムでは625μsecである。この事実は、文献3(Personal Handy phones system ARIB standard (RCR STD-28), ver.2 Association of Radio Industries and Businesses, Tokyo, Dec. 1995.)などに開示されている。   In addition, the values of the time intervals T1 and T2 are generally disclosed since they are basic parameters of the wireless system, and it is easy for the Secondary system 101 to know these values in advance. is there. The value of one section of the TDD system is, for example, 625 μsec in the PHS system. This fact is disclosed in Reference 3 (Personal Handy phones system ARIB standard (RCR STD-28), ver. 2 Association of Radio Industries and Businesses, Tokyo, Dec. 1995).

次に、電力比較部15−3で、信号電力P(T1)が信号電力P(T2)より大であるか否かを判定する(ステップS2)。信号電力P(T1)、P(T2)の大小関係は、Secondaryシステム101の位置関係により決定される。例えば、図4に示す例では、Secondaryシステム101は、Primaryシステム100−2の近傍に存在するため、時間間隔T2に到来する電力が高くなる可能性が高い。   Next, the power comparison unit 15-3 determines whether or not the signal power P (T1) is greater than the signal power P (T2) (step S2). The magnitude relationship between the signal powers P (T1) and P (T2) is determined by the positional relationship of the Secondary system 101. For example, in the example illustrated in FIG. 4, the Secondary system 101 exists in the vicinity of the Primary system 100-2, and thus there is a high possibility that the power that arrives at the time interval T <b> 2 will be high.

これは、受信電力が基本的に伝搬ロスに反比例するためであり、伝搬ロスは、送受信間の距離に比例することが知られているためである。したがって、本第1実施形態のように、Primaryシステム100−1、100−2から時間間隔T1及びT2に送信される信号を受信すれば、いずれか一方の受信電力が高くなり、干渉波の存在を比較的精度よく推定することができる。   This is because the received power is basically inversely proportional to the propagation loss, and the propagation loss is known to be proportional to the distance between transmission and reception. Therefore, as in the first embodiment, if signals transmitted from the primary systems 100-1 and 100-2 at the time intervals T1 and T2 are received, the received power of either one increases and the presence of an interference wave exists. Can be estimated with relatively high accuracy.

このように非常に簡易な手法で、本第1実施形態では、Primaryシステム100−1、100−2の通信信号の到来を検出することが可能となる。すなわち、本動作により先に述べた(手順1)に対する問題は解決する。また、両方の時間間隔で、受信電力が所定のしきい値以下となる場合には、Primaryシステム100−1とPrimaryシステム100−2とからの電波自身もかなり小さくなっていることから、この領域では、Secondaryシステム101がPrimaryシステム100−1、100−2よりも大きな電力で送信しない限り、Secondaryシステム101からPrimaryシステム100−1、100−2への干渉もほとんど問題とならない。   In this way, in this first embodiment, it is possible to detect the arrival of communication signals of the primary systems 100-1 and 100-2 by using a very simple method. That is, this operation solves the problem with respect to (Procedure 1) described above. In addition, when the received power is equal to or lower than a predetermined threshold value at both time intervals, the radio waves from the primary system 100-1 and the primary system 100-2 are considerably small. Then, unless the Secondary system 101 transmits with higher power than the Primary systems 100-1 and 100-2, the interference from the Secondary system 101 to the Primary systems 100-1 and 100-2 hardly causes a problem.

そして、信号電力P(T1)、P(T2)の大小関係に応じて、信号電力が大きい方の信号を、信号選択部15−4を用いて抽出する(ステップS3、S4)。すなわち、信号電力P(T1)の方が大きい場合には、信号電力P(T1)に到来する信号X(i)、(i=1〜M)を抽出する(ステップS3)。一方、信号電力P(T2)の方が大きい場合には、信号電力P(T2)に到来する信号X(i)、(i=1〜M)を抽出する(ステップS4)。   Then, according to the magnitude relationship between the signal powers P (T1) and P (T2), the signal having the larger signal power is extracted using the signal selection unit 15-4 (steps S3 and S4). That is, when the signal power P (T1) is larger, the signals X (i) and (i = 1 to M) that arrive at the signal power P (T1) are extracted (step S3). On the other hand, when the signal power P (T2) is larger, the signals X (i) and (i = 1 to M) arriving at the signal power P (T2) are extracted (step S4).

図4に示す例では、時間間隔T2の信号、すなわち、Primaryシステム100−2から到来する信号を抽出することになる。ここで、X(i)は、次式(1)で与えられる。   In the example shown in FIG. 4, a signal having a time interval T <b> 2, that is, a signal coming from the primary system 100-2 is extracted. Here, X (i) is given by the following equation (1).

Figure 0004755629
Figure 0004755629

ここで、iは、i番目の時間軸上のサンプルを表しており、x(i)は、時間iにおけるk番目のアンテナの受信信号を表す。また、Tは転置を表す。ここでは、1本のアンテナ当り、取得したデータの個数をM個とする。したがって、抽出する信号は、N本のアンテナ分×M個のサンプルデータ、すなわち、NM個のデータということになる。 Here, i represents a sample on the i-th time axis, and x k (i) represents a received signal of the k-th antenna at time i. T represents transposition. Here, it is assumed that the number of acquired data per antenna is M. Therefore, the signal to be extracted is N antenna data × M sample data, that is, NM data.

次に、信号選択部15−4を用いて抽出された信号に対し、受信ウエイト計算部15−5で、受信信号Xから次式(2)を用いて相関行列を計算する(ステップS5)。   Next, with respect to the signal extracted using the signal selection unit 15-4, the reception weight calculation unit 15-5 calculates a correlation matrix from the reception signal X using the following equation (2) (step S5).

Figure 0004755629
Figure 0004755629

ここで、Hは複素共役転置を表す。この相関行列は、まだ、Secondaryシステム101が通信を開始していないため、Primaryシステム100−1または1002からの干渉成分しか含まれていない。したがって、このような信号を除去するウエイトを形成できれば、干渉信号を完全に除去することができる。具体的には,電力最小化法が知られている。この事実は文献4(菊間、アレーアンテナによる適応信号処理、科学技術出版社、1998)などに開示されている。電力最小化法では、次式(3)に従ってウエイトが計算される(ステップS6)。   Here, H represents a complex conjugate transpose. This correlation matrix includes only interference components from the Primary system 100-1 or 1002 because the Secondary system 101 has not yet started communication. Therefore, if a weight for removing such a signal can be formed, the interference signal can be completely removed. Specifically, a power minimization method is known. This fact is disclosed in Reference 4 (Kikuma, Adaptive Signal Processing by Array Antenna, Science and Technology Publishers, 1998). In the power minimization method, the weight is calculated according to the following equation (3) (step S6).

Figure 0004755629
Figure 0004755629

上記数式(3)から分かるように、電力最小化法では、Primaryシステム100−1、100−2の相関行列だけの情報を用いる。また、実際には、数式(3)で求める以外に、計算量をさらに削減する手法として、RLS(Recursive Least square)やLMS(Least Mean Square)などの方法で、逐次的にウエイトを求めることも可能である。   As can be seen from the above equation (3), in the power minimization method, information of only the correlation matrix of the primary systems 100-1 and 100-2 is used. Actually, in addition to the calculation using Equation (3), as a method for further reducing the amount of calculation, the weight may be calculated sequentially by a method such as RLS (Recursive Least Square) or LMS (Least Mean Square). Is possible.

この干渉除去のウエイトを求める手法としては、電力最小化法の他に、数式(2)における固有値分解による方法がある。数式(2)を、次式(4)に示す固有値分解すれば、信号電力に相当する固有ベクトルe(i=1〜K)と雑音電力による固有ベクトルe(i=K+1〜N)が得られる。相関行列と固有値、固有ベクトルには次式(4)の関係がある。 In addition to the power minimization method, there is a method based on eigenvalue decomposition in Equation (2) as a method for obtaining the weight of interference removal. If the equation (2) is decomposed into the eigenvalues shown in the following equation (4), the eigenvector e i (i = 1 to K) corresponding to the signal power and the eigenvector e i (i = K + 1 to N) corresponding to the noise power can be obtained. . The correlation matrix, eigenvalues, and eigenvectors have the following relationship (4).

Figure 0004755629
Figure 0004755629

ここで、信号部分空間は、雑音部分空間に直交する。また、到来する信号をK波とすると、K+1からNまでの固有値に相当する固有ベクトルは、雑音部分空間に相当する固有ベクトルとなる。したがって、λK+1,…,λのいずれかである最小固有値に相当する固有ベクトルの指向性は、信号方向にヌルを形成する。 Here, the signal subspace is orthogonal to the noise subspace. If the incoming signal is a K wave, the eigenvector corresponding to the eigenvalues from K + 1 to N becomes the eigenvector corresponding to the noise subspace. Therefore, the directivity of the eigenvector corresponding to the minimum eigenvalue which is one of λ K + 1 ,..., Λ N forms a null in the signal direction.

よって、固有値分解で得られる最小固有値に対する固有ベクトルeをウエイト(ベクトル)wとして用いることも可能である。また、最小固有値に相当する固有ベクトルを求める方法としては、直接、固有値分解を行うことでも可能であるが、相関行列の逆行列に対して、べき乗法などの逐次的な更新方法を求めることでも得ることができる。 Therefore, it is also possible to use eigenvector e N for the minimum eigenvalue obtained by eigenvalue decomposition as weight (vector) w. In addition, as a method for obtaining the eigenvector corresponding to the minimum eigenvalue, eigenvalue decomposition can be directly performed, but it is also possible to obtain a sequential update method such as a power method for the inverse matrix of the correlation matrix. be able to.

次に、上記ウエイト情報を用いて、Secondaryシステム101は、通信を開始する。図1の分岐手段16で、上記ウエイトwを分岐し、受信ウエイト乗算部17と送信ウエイト乗算部18とに供給する。   Next, the secondary system 101 starts communication using the weight information. The branch means 16 in FIG. 1 branches the weight w and supplies it to the reception weight multiplication unit 17 and the transmission weight multiplication unit 18.

受信ウエイト乗算部17では、信号電力P(T1)と信号電力P(T2)の大小関係に基づいて、時間間隔T1もしくはT2のいずれか一方において、受信ウエイト乗算の計算を行う。すなわち、受信ウエイト乗算部17では、信号電力P(T1)が信号電力P(T2)より大であるか否かを判定し(ステップS7)、P(T1)>P(T2)の場合には、時間間隔T1を選択し(ステップS8)、P(T1)<P(T2)の場合には、時間間隔T2を選択し(ステップS9)、受信信号(Secondaryシステムの端末から送信される信号+Primaryシステムからの干渉)に対し、図2に示す構成により、先に受信ウエイト計算部15−5で用いたウエイトを、次式(5)を用いて乗算し、出力信号Zを算出する(ステップS10)。   The reception weight multiplication unit 17 calculates reception weight multiplication in one of the time intervals T1 and T2 based on the magnitude relationship between the signal power P (T1) and the signal power P (T2). That is, the reception weight multiplication unit 17 determines whether or not the signal power P (T1) is larger than the signal power P (T2) (step S7), and if P (T1)> P (T2) The time interval T1 is selected (step S8), and if P (T1) <P (T2), the time interval T2 is selected (step S9), and the received signal (signal transmitted from the terminal of the Secondary system + Primary) 2 is multiplied by the weight previously used in the reception weight calculation unit 15-5 using the following equation (5) to calculate the output signal Z (step S10). ).

Figure 0004755629
Figure 0004755629

このように、P(T1)>P(T2)の場合には、時間間隔T1で受信を行う一方、P(T1)<P(T2)の場合には、時間間隔T2で受信を行う。すなわち、Secondaryシステム101の受信は、受信電力が大きくなる時間間隔を用いて行われる。図4の例では、P(T2)>P(T1)であるため、Secondaryシステム101における基地局は、時間間隔T2で受信し、時間間隔T1で送信する。反対に、端末側では、時間間隔T2で送信し、時間間隔T1で受信する。   Thus, when P (T1)> P (T2), reception is performed at the time interval T1, while when P (T1) <P (T2), reception is performed at the time interval T2. That is, the reception of the Secondary system 101 is performed using a time interval in which the reception power increases. In the example of FIG. 4, since P (T2)> P (T1), the base station in the Secondary system 101 receives at the time interval T2 and transmits at the time interval T1. On the other hand, the terminal side transmits at time interval T2 and receives at time interval T1.

一方、送信ウエイト乗算部18では、信号電力P(T1)と信号電力P(T2)の大小関係に基づいて、時間間隔T1もしくはT2のいずれか一方において、送信ウエイト乗算の計算を行う。すなわち、送信ウエイト乗算部18では、信号電力P(T1)が信号電力P(T2)より大であるか否かを判定し(ステップS11)、P(T1)>P(T2)の場合には、時間間隔T2を選択し(ステップS12)、P(T1)<P(T2)の場合には、時間間隔T1を選択し(ステップS13)、N分岐された送信信号に対し、受信ウエイト計算部15−5で求めたウエイトを、次式(6)を用いて乗算する(ステップS14)。   On the other hand, the transmission weight multiplication unit 18 calculates transmission weight multiplication in one of the time intervals T1 and T2 based on the magnitude relationship between the signal power P (T1) and the signal power P (T2). That is, the transmission weight multiplication unit 18 determines whether or not the signal power P (T1) is larger than the signal power P (T2) (step S11), and if P (T1)> P (T2) The time interval T2 is selected (step S12). If P (T1) <P (T2), the time interval T1 is selected (step S13), and the reception weight calculation unit for the N-branched transmission signal is selected. The weight obtained in 15-5 is multiplied using the following equation (6) (step S14).

Figure 0004755629
Figure 0004755629

このように、P(T1)>P(T2)の場合には、時間間隔T2で送信を行う一方、P(T1)<P(T2)の場合には、時間間隔T1で送信を行う。すなわち、Secondaryシステム101の送信は、受信電力が小さくなる時間間隔を用いて行われる。なお、送信ウエイト乗算部18では、前述したように合成処理を必要としない。   Thus, when P (T1)> P (T2), transmission is performed at the time interval T2, while when P (T1) <P (T2), transmission is performed at the time interval T1. That is, the transmission of the Secondary system 101 is performed using a time interval in which the reception power is small. Note that the transmission weight multiplication unit 18 does not require a synthesis process as described above.

次に、本第1実施形態によるSecondaryシステム101での現象と効果を、図4を参照して説明する。まず、時間間隔T1においては、Secondaryシステム101の基地局側では、送信となり、端末側では、受信となる。基地局側においては、時間間隔T1において、従来のように、基地局から無指向性で送信すると、Primaryシステム100−2に干渉を与えてしまう。   Next, phenomena and effects in the Secondary system 101 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. First, in the time interval T1, transmission is performed on the base station side of the secondary system 101, and reception is performed on the terminal side. On the base station side, if the non-directional transmission is performed from the base station at the time interval T1, as in the prior art, interference is given to the primary system 100-2.

しかしながら、本第1実施形態では、Primaryシステム100−2の方向に指向性のヌルを形成するウエイトを用いて送信を行うことができるため、Primaryシステム100−2には、全く干渉を与えない。また、Primaryシステム100−1は、送信中であり、信号を受信しないので、Primaryシステム100−1への干渉は、ここでは考えなくてよい。   However, in the first embodiment, since transmission can be performed using a weight that forms a directional null in the direction of the Primary system 100-2, no interference is given to the Primary system 100-2. Moreover, since the Primary system 100-1 is transmitting and does not receive a signal, the interference with the Primary system 100-1 does not need to be considered here.

すなわち、Secondaryシステム101の通信開始による、Secondaryシステム101からのPrimaryシステム100−2への干渉を回避することができるため、前述した(手順2)における問題点を解決することができる。一方、端末側に関しては、干渉量の小さい時間間隔T1で信号を受信することになるため、何ら端末側には制御を施さなくても、自動的にSecondaryシステム101の端末側への干渉量を削減することが可能となる。端末では、小型化、簡易化が望ましいので、何も制御を行わずに干渉量を削減できる非常に重要な利点である。   That is, interference from the secondary system 101 to the primary system 100-2 due to the start of communication of the secondary system 101 can be avoided, so that the problem in (procedure 2) described above can be solved. On the other hand, since the signal is received at the time interval T1 with a small amount of interference on the terminal side, the amount of interference to the terminal side of the secondary system 101 is automatically set without any control on the terminal side. It becomes possible to reduce. Since miniaturization and simplification are desirable in the terminal, this is a very important advantage that the amount of interference can be reduced without performing any control.

次に、時間間隔T2においては、Secondaryシステム101のアクセスポイント(基地局)101−1側では、受信となり、端末101−2側では、送信となる。アクセスポイント101−1では、予め干渉除去可能なウエイトを保持しているため、このウエイトを受信される信号に乗算すれば、完全に干渉波を除去することができ、良好な通信品質を保つことができる。   Next, in the time interval T2, reception is performed on the access point (base station) 101-1 side of the secondary system 101, and transmission is performed on the terminal 101-2 side. Since the access point 101-1 holds a weight capable of removing interference in advance, if the received signal is multiplied by the received signal, the interference wave can be completely removed, and good communication quality can be maintained. Can do.

また、図4に示す例の場合、Primaryシステム100−1、100−2のサービスエリアがSecondaryシステム101のサービスエリアよりも大きいことを想定している。したがって、Secondaryシステム101の端末101−2の信号は、Primaryシステム100−2の信号に比べて微弱なので、Primaryシステム100−1への干渉量は小さく、また、Primaryシステム100−2は、送信中であるので、Primary100−2への干渉は考えなくてもよい。   In the example illustrated in FIG. 4, it is assumed that the service areas of the primary systems 100-1 and 100-2 are larger than the service area of the secondary system 101. Therefore, since the signal of the terminal 101-2 of the Secondary system 101 is weaker than the signal of the Primary system 100-2, the amount of interference with the Primary system 100-1 is small, and the Primary system 100-2 is transmitting. Therefore, it is not necessary to consider interference with the Primary 100-2.

A−2.第1付加動作
次に、本第1実施形態において、上述した問題点1を解決するための第1付加動作について説明する。
図8は、本第1実施形態によるアレーアンテナ送受信装置9の動作を説明するためのフローチャートである。
図9は、問題点1を解決する第2付加動作による効果を示す概念図である。
A-2. First Additional Operation Next, a first additional operation for solving the above-described problem 1 in the first embodiment will be described.
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the array antenna transceiver 9 according to the first embodiment.
FIG. 9 is a conceptual diagram showing an effect of the second additional operation that solves the problem 1.

まず、N=1とし、アクセスポイント101−1がPrimaryシステム100−2(#N:N=1)のタイミング(図5の例では、タイミングt1U、t1D)を利用する(ステップS20)。このPrimaryシステム100−2(#1)のタイミングを用いた際に、上述した動作により算出した、干渉除去した受信ウエイトを用いて、端末101−2からの信号を受信する。このとき、図6(a)に示した問題が生じていると通信品質は大きく劣化する。そこで、通信品質判定部100は通信品質がしきい値αより小さいか否かを判定し(ステップS22)、しきい値α以上である場合、すなわち所望する通信品質が得られている場合には、そのまま、上述した動作により算出した、干渉除去した受信ウエイトを用いて通信を行う(ステップS23)。なお、しきい値αは、Secondaryシステム101が決定する通信品質をもとに一意に決定できる。 First, N = 1 is set, and the access point 101-1 uses the timing of the primary system 100-2 (#N: N = 1) (in the example of FIG. 5, timings t 1U and t 1D ) (step S20). When the timing of the primary system 100-2 (# 1) is used, a signal from the terminal 101-2 is received using the reception weight from which interference is calculated, which is calculated by the above-described operation. At this time, if the problem shown in FIG. 6A occurs, the communication quality greatly deteriorates. Therefore, the communication quality determination unit 100 determines whether or not the communication quality is lower than the threshold value α (step S22). If the communication quality is equal to or higher than the threshold value α, that is, if the desired communication quality is obtained. As it is, communication is performed using the reception weight from which interference is calculated, which is calculated by the above-described operation (step S23). The threshold value α can be uniquely determined based on the communication quality determined by the Secondary system 101.

一方、通信品質がしきい値αより小さい場合には、他のPrimaryシステムを探すというフローを開始する。すなわち、まず、Nが最大値M(Primaryシステムの最大数)より小さいか否かを判定し(ステップS24)、NがMより小さい場合、すなわち、全てのPraimaryシステムを探していない場合には、N=N+1とし(ステップS25)、異なるPrimaryシステムの端末100−2(#N:N=2)を選択し、アクセスポイント101−1は、このPrimaryシステム100−2(#N:N=2)が送信する時間間隔T1と該Primaryシステム100−2(#N)と通信を行うPrimaryシステムが送信する時間間隔T2とにおける受信電力P(T1)、P(T2)を測定する(ステップS26)。   On the other hand, when the communication quality is lower than the threshold value α, a flow of searching for another primary system is started. That is, first, it is determined whether or not N is smaller than the maximum value M (the maximum number of primary systems) (step S24). If N is smaller than M, that is, if not all primary systems are searched, N = N + 1 (step S25), a different primary system terminal 100-2 (#N: N = 2) is selected, and the access point 101-1 has this primary system 100-2 (#N: N = 2). The received powers P (T1) and P (T2) in the time interval T1 transmitted by and the time interval T2 transmitted by the Primary system communicating with the Primary system 100-2 (#N) are measured (step S26).

次に、この2つ受信電力の大小関係に基づいて、アクセスポイント101−1が干渉除去すべきPrimaryシステム100−2(#N)と、送信タイミング及び受信タイミングとを決定する。すなわち、受信電力P(Tl)が受信電力P(T2)より大であるか否かを判定し(ステップS27)、受信電力P(Tl)の方が大である場合には、時間間隔T1に到来する干渉波を除去するウエイトを生成し(ステップS28)、アクセスポイント101−1は、時間間隔T2を送信タイミング、時間間隔T1を受信タイミングとして決定する(ステップS29)。この場合、端末101−2側では、時間間隔T1を送信タイミング、時間間隔T2を受信タイミングとする。   Next, based on the magnitude relationship between the two received powers, the primary system 100-2 (#N) to be subjected to interference cancellation by the access point 101-1 and the transmission timing and reception timing are determined. That is, it is determined whether or not the received power P (Tl) is greater than the received power P (T2) (step S27). If the received power P (Tl) is greater, the time interval T1 is set. A weight for removing the incoming interference wave is generated (step S28), and the access point 101-1 determines the time interval T2 as the transmission timing and the time interval T1 as the reception timing (step S29). In this case, on the terminal 101-2 side, the time interval T1 is the transmission timing, and the time interval T2 is the reception timing.

一方、受信電力P(T2)が受信電力P(Tl)以上である場合には、時間間隔T2に到来する干渉波を除去するウエイトを生成し(ステップS30)、アクセスポイント101−1は、時間間隔T1を送信タイミング、時間間隔T2を受信タイミングとして決定する(ステップS31)。この場合、端末101−2側では、時間間隔T1を受信タイミング、時間間隔T2を送信タイミングとする。   On the other hand, when the received power P (T2) is greater than or equal to the received power P (Tl), a weight for removing the interference wave that arrives at the time interval T2 is generated (step S30), and the access point 101-1 The interval T1 is determined as transmission timing, and the time interval T2 is determined as reception timing (step S31). In this case, on the terminal 101-2 side, the time interval T1 is the reception timing, and the time interval T2 is the transmission timing.

なお、アクセスポイント101−1は、送信でも受信でも同じ指向性を用いる。その後、ステップS21に戻り、通信品質の判定を行い、以降、上述した動作を、所望する通信品質が得られるまで繰り返す。   Access point 101-1 uses the same directivity for transmission and reception. Thereafter, the process returns to step S21 to determine the communication quality, and thereafter the above-described operation is repeated until the desired communication quality is obtained.

上述した第1実施形態によれば、Primaryシステムの効率を全く低下させることなく、Primaryシステムからの干渉検出を容易に実現することができる。また、Primaryシステムに干渉を与えることなく、Secondaryシステム101の通信を開始することができる。すなわち、従来のコグニティブ無線における問題を解消することができる。また、上述した図8に示す動作により、図9に示すように、端末101−2にとって、アクセスポイント101−1に対して、Primaryシステムからの干渉と同じ方向とならないPrimaryシステム(図9に示す例では、端末100−2(#3))が自動的に選択されることになり、図6(a)の問題点1を解決することができる。   According to the first embodiment described above, it is possible to easily realize interference detection from the Primary system without reducing the efficiency of the Primary system at all. In addition, the communication of the secondary system 101 can be started without causing interference to the primary system. That is, the problem in the conventional cognitive radio can be solved. Further, by the operation shown in FIG. 8 described above, as shown in FIG. 9, the primary system (shown in FIG. 9) is not in the same direction as the interference from the primary system with respect to the access point 101-1, for the terminal 101-2. In the example, the terminal 100-2 (# 3)) is automatically selected, and the problem 1 in FIG. 6A can be solved.

A−3.第2付加動作
次に、本第1実施形態において、上述した問題点2を解決するための第2付加動作について説明する。
図10は、本第1実施形態によるアレーアンテナ送受信装置9の動作を説明するためのフローチャートである。
図11は、問題点2を解決する第2付加動作による効果を示す概念図である。
A-3. Second Addition Operation Next, a second addition operation for solving the above-described problem 2 in the first embodiment will be described.
FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the array antenna transceiver 9 according to the first embodiment.
FIG. 11 is a conceptual diagram showing an effect of the second additional operation for solving the problem 2.

上述した問題点2は、端末101−2側に到来する干渉波電力がしきい値を超えるか否かが問題となるので、図10に示す動作では、まず、端末101−2が、自身に到来するPrimaryシステムからの干渉波電力を測定する(ステップS40)。次に、この干渉波電力がしきい値βより小であるか否かを判定する(ステップS41)。そして、干渉波電力がしきい値βを超える場合には、次のステップに進み、超えない場合には、問題ないので通信を開始する(ステップS45)。なお、しきい値βは、先のしきい値αと同様、Secondaryシステム101の端末101−2の性能で一意に決定できる値である。   Since the problem 2 described above is a problem whether or not the interference wave power arriving on the terminal 101-2 side exceeds the threshold value, in the operation illustrated in FIG. The interference wave power from the incoming primary system is measured (step S40). Next, it is determined whether or not the interference wave power is smaller than the threshold value β (step S41). If the interference wave power exceeds the threshold value β, the process proceeds to the next step. If not, the communication starts because there is no problem (step S45). The threshold value β is a value that can be uniquely determined by the performance of the terminal 101-2 of the Secondary system 101, like the previous threshold value α.

そして、干渉波電力がしきい値βを超える場合には、端末101−2は、受信する干渉波電力がしきい値β以下となるPrimaryシステム100−2(#K)を検索する(ステップS42)。そして端末101−2は、検索したPrimaryシステム100−2(#K)をアクセスポイント101−1に通知する。   If the interference wave power exceeds the threshold value β, the terminal 101-2 searches for the Primary system 100-2 (#K) in which the received interference wave power is equal to or less than the threshold value β (step S42). ). Then, the terminal 101-2 notifies the searched primary system 100-2 (#K) to the access point 101-1.

次に、アクセスポイント101−1は、Primaryシステム100−2(#K)(時間間隔T1’とする)と通信を行うPrimaryシステムからの信号(時間間隔T2’とする)を除去するウエイトを計算する(ステップS43)。すなわち、アクセスポイント101−1は、このPrimaryシステム100−2(#K)が十分にアクセスポイント101−1からも遠いPrimaryシステムであると判断し、Primaryシステム100−2(#K)と通信するPrimaryシステムに干渉除去を適用する。   Next, the access point 101-1 calculates a weight for removing a signal (referred to as time interval T2 ') from the Primary system communicating with the Primary system 100-2 (#K) (referred to as time interval T1'). (Step S43). That is, the access point 101-1 determines that the primary system 100-2 (#K) is a primary system sufficiently far from the access point 101-1, and communicates with the primary system 100-2 (#K). Apply interference cancellation to the Primary system.

最後に、アクセスポイント101−1は、時間間隔T1’を送信、時間間隔T2’を受信タイミングとして決定し(ステップS44)、通信を開始する(ステップS45)。アクセスポイント101−1にとって、時間間隔T2’は、干渉除去できるので問題なく動作できる。また、端末101−2では、時間間隔T2’が送信、時間間隔T1’が受信となるので、端末101−2に到達する干渉波は、干渉波電力がしきい値β以下のPrimaryシステム100−2(#K)からのものとなり、端末101−2側の上記問題点2を解決することができる。図11に示す例では、Primaryシステム100−2(#1)ではなく、Primaryシステム100−2(#4)が選択されることになる。   Finally, the access point 101-1 transmits the time interval T1 ', determines the time interval T2' as the reception timing (step S44), and starts communication (step S45). For the access point 101-1, the time interval T2 'can operate without any problem because interference can be removed. Further, since the terminal 101-2 is transmitting at the time interval T2 ′ and receiving at the time interval T1 ′, the interference wave reaching the terminal 101-2 has a primary system 100- whose interference wave power is equal to or less than the threshold value β. 2 (#K), and the above problem 2 on the terminal 101-2 side can be solved. In the example illustrated in FIG. 11, the Primary system 100-2 (# 4) is selected instead of the Primary system 100-2 (# 1).

なお、図8に示す第1付加動作と図10に示す第2付加動作とは、両者を実行することにより、それぞれで解決できない問題点を補完することができる。例えば、第2付加動作を実行したことにより、問題点2は解決するが、問題点1が新たに発生する可能性もある。このような場合には、第2付加動作に加えて、第1付加動作を実行させることにより、問題点1と問題点2の両方を回避することが可能となる。   In addition, the 1st addition operation | movement shown in FIG. 8 and the 2nd addition operation | movement shown in FIG. 10 can complement the problem which cannot be solved by each performing both. For example, although the problem 2 is solved by executing the second additional operation, the problem 1 may newly occur. In such a case, both the problem 1 and the problem 2 can be avoided by executing the first additional operation in addition to the second additional operation.

B.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。本第2実施形態では、SecondaryシステムでOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)システムを用いていることが、第1実施形態とは異なる。
B. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system is used in the secondary system, which is different from the first embodiment.

図12は、本発明の第2実施形態によるアレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図において、図1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。図12において、受信側には、メモリの後にGI(Guard Interval)除去部20−1〜20−Fと、FFT(Fast Fourier Transform)計算部21−1〜21−Fとが設けられている。一方、送信側には、OFDMのサブキャリア数に送信信号の数を分割するS/P(シリアル/パラレル)変換部22と、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)計算部23と、GI付加部24とが設けられている。   FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of an array antenna transmission / reception apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those in FIG. In FIG. 12, GI (Guard Interval) removing units 20-1 to 20-F and FFT (Fast Fourier Transform) calculating units 21-1 to 21-F are provided on the receiving side after the memory. On the other hand, on the transmitting side, an S / P (serial / parallel) conversion unit 22 that divides the number of transmission signals into the number of OFDM subcarriers, an IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) calculation unit 23, a GI addition unit 24, Is provided.

ここで説明する受信機能と送信機能を有するOFDMシステムは、近年、無線LANシステムなどで採用されており、広帯域伝送には欠かせない必須技術である。この事実は、例えば、前述した文献2などに記載されている。したがって、本第2実施形態がOFDMシステムで適用できることは非常に重要な意味を持つ。   An OFDM system having a reception function and a transmission function described here has recently been adopted in a wireless LAN system or the like, and is an indispensable technique indispensable for broadband transmission. This fact is described in, for example, the above-mentioned document 2. Therefore, it is very important that the second embodiment can be applied to the OFDM system.

ODFMにおいて、前述した干渉除去を行う場合には、一般には、受信側におけるFFT後のサブキャリア毎の信号に対し、それぞれ重み付け値を算出して合成する方法が採られる。前述した第1実施形態で説明した方法で、これを実現しようとすると、Primaryシステムからの受信信号に対して、GI除去及びIFFTを行って、Primaryシステムの信号をサブキャリア単位に分割し、サブキャリア単位で前述した干渉除去のウエイトを求める必要がある。   In the ODFM, in the case of performing the above-described interference cancellation, generally, a method is employed in which a weighting value is calculated and combined for each subcarrier signal after FFT on the receiving side. In order to realize this by the method described in the first embodiment, GI removal and IFFT are performed on the received signal from the primary system, and the signal of the primary system is divided into subcarrier units. It is necessary to obtain the above-described interference removal weight for each carrier.

しかしながら、Primaryシステムは、必ずしもOFDMを用いているとは限らず、また、仮に、PrimaryシステムがOFDMシステムだったとしても、サブキャリア数や、サブキャリアの帯域がSecondaryシステムと同じとは限らない。また、サブキャリア数をFとすると、サブキャリア毎にPrimaryシステム用干渉除去部15でウエイトを求めるためには、図1で説明した場合のF倍の計算が必要となる。実際のシステムでは、Fの数は、数十から数百個あるので、サブキャリア毎にウエイトを計算する処理には膨大な計算量が必要になる。本第2実施形態では、この問題点を解決するため、Primaryシステム用干渉除去部15は、図1の構成と全く同一とし、受信ウエイト乗算部17aが図1の構成と異なる。   However, the Primary system does not always use OFDM, and even if the Primary system is an OFDM system, the number of subcarriers and the subcarrier band are not necessarily the same as those of the Secondary system. Further, when the number of subcarriers is F, in order to obtain the weight by the primary system interference removal unit 15 for each subcarrier, calculation of F times as described in FIG. 1 is required. In an actual system, the number of F is from several tens to several hundreds, so a huge amount of calculation is required for the process of calculating the weight for each subcarrier. In the second embodiment, in order to solve this problem, the primary system interference canceling unit 15 is exactly the same as the configuration of FIG. 1, and the reception weight multiplying unit 17a is different from the configuration of FIG.

図13は、本第2実施形態による受信ウエイト乗算部17aの構成を示すブロック図である。図13において、まず、Primaryシステム用干渉除去部15で求めたウエイトw 〜w を、各々、分岐手段17a−1−1〜17a−1−Nにより、サブキャリア数F個に単純に分割する。その後、乗算器17a−2−1−1〜17a−2−1−N、…、17a−2−F−1〜17a−2−F−Nにより、該分割したウエイトをサブキャリア毎に乗算する。すなわち、サブキャリア間で同一のウエイトが乗算されることになる。そして、乗算器17a−2−1−1〜17a−2−1−N、…、17a−2−F−1〜17a−2−F−Nの出力は、各々、対応する加算器17a−3−1〜17a−3−Fにより加算され、パラレル・シリアル変換部17a−4に供給される。パラレル・シリアル変換部17a−4では、上記加算器17a−3−1〜17a−3−Fからの加算結果(パラレル)をシリアルデータに変換し、出力信号として出力する。 FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of the reception weight multiplication unit 17a according to the second embodiment. In FIG. 13, first, the weights w 1 * to w N * obtained by the primary system interference canceling unit 15 are simply set to the number of subcarriers F by branching means 17 a-1-1 to 17 a-1 -N. Divide into Thereafter, the divided weights are multiplied for each subcarrier by multipliers 17a-2-1 to 17a-2-1-N,..., 17a-2-F-1 to 17a-2-F-N. . That is, the same weight is multiplied between subcarriers. The outputs of the multipliers 17a-2-1 to 17a-2-1-N,..., 17a-2-F-1 to 17a-2-F-N are respectively added to the corresponding adders 17a-3. -1 to 17a-3-F are added and supplied to the parallel / serial converter 17a-4. The parallel / serial conversion unit 17a-4 converts the addition result (parallel) from the adders 17a-3-1 to 17a-3-F into serial data, and outputs it as an output signal.

Primaryシステムにおいて、FWA(Fixed wireless Access)や、携帯電話などの基地局を想定する場合、この基地局もしくは受信局は、ビルの屋上などに設置されるため,到来波の伝搬路の角度分布の広がりはかなり小さい(数度以内)ことが知られている。一方、Secondaryシステムを、無線LANなどのように、低所にアンテナを配置し、かつ、狭いエリアのシステムという状況に適用した場合には、伝搬路の角度分布の広がりは、かなり大きい(数十度以上〜360度)ことが知られている。角度広がりが狭い伝搬環境は、電波がある特定の方向から到来していることと等価である。この場合、サブキャリア全体を平均して干渉除去のウエイトを求めても、サブキャリア毎に干渉除去のウエイトを求めても、大きな差は生じない。この性質を利用して、本第2実施形態では、サブキャリア間で同一のウエイトを乗算している。   In the primary system, when assuming a base station such as FWA (Fixed wireless Access) or a mobile phone, the base station or the receiving station is installed on the rooftop of the building. It is known that the spread is quite small (within a few degrees). On the other hand, when the Secondary system is applied to a situation where the antenna is arranged in a low place and the system is a narrow area such as a wireless LAN, the spread of the angular distribution of the propagation path is considerably large (several tens of times). It is known that the degree is more than 360 degrees. A propagation environment with a narrow angular spread is equivalent to a radio wave coming from a certain direction. In this case, even if the weight of interference removal is obtained by averaging the entire subcarriers, or if the weight of interference removal is obtained for each subcarrier, there is no significant difference. Using this property, the second embodiment multiplies the same weight between subcarriers.

この乗算器17a−2−1〜17a−2−N、…、17a−F−1〜17a−F−Nは、図1の構成に対し、付加される機能となるが、前述したPrimaryシステム用干渉除去部15での計算量の増加に比べれば、その影響はかなり小さい。   The multipliers 17a-2-1 to 17a-2-N,..., 17a-F-1 to 17a-FN have functions added to the configuration of FIG. Compared with the increase in the calculation amount in the interference removal unit 15, the influence is considerably small.

なお、本第2実施形態によるアレーアンテナ送受信装置の動作は、前述した第1実施形態と同じであるので説明を省略する。   The operation of the array antenna transmission / reception apparatus according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

上述した第2実施形態によれば、OFDMシステムにおいても、Secondaryシステムの演算量を大きく増加させることなく、コグニティブ無線を実現することが可能となる。また、アクセスポイント101−1のみにアレーアンテナを用いた場合のコグニティブ無線における干渉除去の問題点も解決することが可能となる。   According to the second embodiment described above, even in the OFDM system, cognitive radio can be realized without greatly increasing the amount of computation of the secondary system. It is also possible to solve the problem of interference removal in cognitive radio when an array antenna is used only for access point 101-1.

C.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。本第3実施形態では、Primaryシステムにおいても、OFDMシステムを用いていることが特徴である。但し、Secondaryシステムのサブキャリア数とその帯域とは、必ずしも、Primaryシステムのそれと一致する必要はない。前述した第1または第2実施形態では、Primaryシステムの伝搬環境が時々刻々と変化することを想定していない。
C. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment is characterized in that the Primary system also uses the OFDM system. However, the number of subcarriers and the bandwidth of the Secondary system do not necessarily need to match those of the Primary system. In the first or second embodiment described above, it is not assumed that the propagation environment of the Primary system changes every moment.

しかしながら、例えば、図4において、Primaryシステム100−2が移動局であると仮定した場合には、Primaryシステム間の伝搬環境は、時間とともに変化する。ここで、通信を開始すると、実際には、Primaryシステムの干渉とSecondaryシステムの所望信号とが混合されるため、干渉電力と所望電力との差があまり生じない、もしくは、所望電力が干渉電力よりも大きな値を示す場合には、前述した第1または第2実施形態による簡易な干渉除去は困難となる。そこで、本第3実施形態では、時間変動により、Primaryシステムの伝搬環境が変化する場合であっても、安定したPrimaryシステムの干渉検出を実現するものである。   However, for example, in FIG. 4, when it is assumed that the primary system 100-2 is a mobile station, the propagation environment between the primary systems changes with time. Here, when communication is started, the interference between the primary system and the desired signal of the secondary system is actually mixed, so that there is not much difference between the interference power and the desired power, or the desired power is less than the interference power. If this value is too large, simple interference removal according to the first or second embodiment described above becomes difficult. Therefore, in the third embodiment, even when the propagation environment of the primary system changes due to time fluctuation, stable interference detection of the primary system is realized.

図14は、本発明の第3実施形態によるアレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図において、図1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。図14に示すように、本第3実施形態による干渉検出方法では、Secondaryシステムの通信開始前と通信開始後において、時間間隔T1もしくはT2到来の信号検出装置15−1a、15−2aにおける動作が異なる。   FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of an array antenna transmitting / receiving apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those in FIG. As shown in FIG. 14, in the interference detection method according to the third embodiment, the operation in the signal detectors 15-1a and 15-2a arriving at the time interval T1 or T2 is performed before and after starting the communication of the Secondary system. Different.

ここで、図15は、図14に示す信号検出装置15−1aの構成を示すブロック図である。なお、信号検出装置15−2aの構成については、信号検出装置15−1aと同様であるので説明を省略する。図15において、時間間隔T1もしくはT2到来の信号検出装置15−1a、15−2aは、通信開始前に、GI除去部15−1a−1−1〜15−1a−1−NによるGI除去、FFT計算部15−1a−2−1〜15−1a−2−NによるFFT計算を行う。これは、通常のOFDMの復調と同じであるが、実際には、Secondaryシステムと同じく規則的な演算処理を利用するので、ブロック図では異なる場所に書いているが、SecondaryシステムにおけるGI除去とFFT計算部を流用してもよい。したがって、FFTの計算を繰り返し行っても、ハードウエアの規模は大きくはならない。   Here, FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of the signal detection device 15-1a shown in FIG. Since the configuration of the signal detection device 15-2a is the same as that of the signal detection device 15-1a, the description thereof is omitted. In FIG. 15, the signal detectors 15-1a and 15-2a arriving at the time interval T1 or T2 perform GI removal by the GI removal units 15-1a-1-1-1 to 15-1a-1-N before starting communication. An FFT calculation is performed by the FFT calculation units 15-1a-2-1 to 15-1a-2-N. This is the same as the normal OFDM demodulation, but actually uses regular arithmetic processing as in the Secondary system, so it is written in a different place in the block diagram, but GI removal and FFT in the Secondary system. You may divert a calculation part. Therefore, even if the FFT calculation is repeated, the hardware scale does not increase.

サブキャリア抽出部15−1a−3では、到来する全部のサブキャリアを抽出する。次に、サブキャリア平均処理部15−1a−4で、サブキャリア毎の信号を平均化する。すなわち、全部のサブキャリアを検出し、サブキャリア毎の信号を相関行列とし、それらの信号を平均化する。この信号は、周波数方向で平均化を行ったことと等価になり、図1で説明した時間軸情報で平均化される相関行列とほぼ等価と言える。すなわち、この処理でも、図1と同じ干渉除去を行うことができる。すなわち、周波数方向で平均化された相関行列以外の計算は、図1と同じになる。すなわち、信号の選択、及び受信ウエイトの計算自体は図1と同じである。   The subcarrier extraction unit 15-1a-3 extracts all incoming subcarriers. Next, the subcarrier average processing unit 15-1a-4 averages the signal for each subcarrier. That is, all subcarriers are detected, the signal for each subcarrier is used as a correlation matrix, and these signals are averaged. This signal is equivalent to averaging in the frequency direction, and can be said to be almost equivalent to the correlation matrix averaged with the time axis information described in FIG. That is, the same interference removal as in FIG. That is, calculations other than the correlation matrix averaged in the frequency direction are the same as those in FIG. In other words, signal selection and reception weight calculation itself are the same as in FIG.

次に、通信開始後の処理について説明する。通信開始後においても、時間間隔T1もしくはT2到来の信号検出装置15−1a、15−2aでは、GI除去部15−1a−1−1〜15−1a−1−NによるGI除去、FFT計算部15−1a−2−1〜15−1a−2−NによるFFT計算を、前述した処理と同様に行う。しかしながら、通信開始後には、Secondaryシステムの信号がここに重畳されるため、前述した干渉除去が適切に動作しない場合がある。そこで、本第3実施形態では、サブキャリア抽出部15−1a−3で抽出するサブキャリア情報を適切に利用することで、このような環境においても、簡易に、かつ、効果的に干渉除去可能な方法を提案している。   Next, processing after the start of communication will be described. Even after the start of communication, in the signal detectors 15-1a and 15-2a arriving at the time interval T1 or T2, the GI removal unit 15-1a-1-1-1 to 15-1a-1-N performs the GI removal and FFT calculation unit. The FFT calculation by 15-1a-2-1 to 15-1a-2-N is performed in the same manner as the processing described above. However, after the communication starts, the signal of the Secondary system is superimposed here, so that the above-described interference cancellation may not operate properly. Therefore, in the third embodiment, interference can be easily and effectively removed even in such an environment by appropriately using the subcarrier information extracted by the subcarrier extraction unit 15-1a-3. Is proposing.

図16は、OFDMシステムにおける、実際のサブキャリア配置(帯域βHz)と実際の通信帯域(帯域αHz)とガードバンド帯域(帯域γHz)との関係を、PrimaryシステムとSecondaryシステムとの特性が同じ場合(図16(a))と、異なる場合(図16(b))で示す概念図である。まず、図16(a)の場合には、SecondaryシステムとPrimaryシステムとの信号のスペクトラムは、見かけ上、全く同じになる。   FIG. 16 shows the relationship between the actual subcarrier arrangement (band βHz), the actual communication band (band αHz), and the guard band band (band γHz) in the OFDM system when the characteristics of the primary system and the secondary system are the same. It is a conceptual diagram shown in a different case (FIG. 16B) from (FIG. 16A). First, in the case of FIG. 16A, the spectrums of signals in the Secondary system and the Primary system appear to be exactly the same.

しかしながら、実際の通信帯域(帯域αHz)と実際のサブキャリア配置(帯域βHz)との関係において、FFTポイント数LとサブキャリアFとの関係は、必ずL>Fになるように設計される。すなわち、α>βである。理想的には、Lポイントのサブキャリアを配置することが可能であるが、隣接チャネルへの干渉を避けるため、両端のサブキャリアの情報を0としているのである。この帯域は、ガードバンドと呼ばれ、図16(a)、(b)では、帯域をγHzとしている。   However, in the relationship between the actual communication band (band αHz) and the actual subcarrier arrangement (band βHz), the relationship between the FFT point number L and the subcarrier F is always designed to satisfy L> F. That is, α> β. Ideally, L-point subcarriers can be arranged, but the information of subcarriers at both ends is set to 0 in order to avoid interference with adjacent channels. This band is called a guard band, and in FIGS. 16A and 16B, the band is γHz.

上述した特徴を考えると、通信中においても、干渉波のみを抽出する環境を作ることができるということを意味する。元来、干渉除去のアンテナパターンは、形成できているので、変動を導出できればよい。まず、前述したガードバンド付近のサブキャリアの情報を利用することができる。Secondaryシステムにおいて、サブキャリア(1)や、(F)の情報を送らずに送信すれば、Secondaryシステムからの信号は、このサブキャリアでは受信されない。この場合、サブキャリア(1)や(F)に注目すると、このサブキャリアの受信信号の情報により、時間間隔T1とT2の干渉レベルの比較と干渉除去との計算を行うことができる。これらは、予め通信開始に精度よく行っているので、通信開始後の干渉検出と干渉除去とは、その変動がチェックできればよいため、最初の精度は必要ない。   Considering the features described above, it means that an environment for extracting only interference waves can be created even during communication. Originally, the antenna pattern for interference cancellation can be formed, and it is sufficient that the fluctuation can be derived. First, subcarrier information in the vicinity of the guard band described above can be used. In the secondary system, if the subcarrier (1) and the information of (F) are transmitted without being transmitted, the signal from the secondary system is not received by this subcarrier. In this case, if attention is paid to subcarriers (1) and (F), comparison of interference levels between time intervals T1 and T2 and calculation of interference removal can be performed based on information of received signals of the subcarriers. Since these are accurately performed in advance for the start of communication, it is only necessary to check the fluctuations in the interference detection and the interference removal after the start of communication. Therefore, the initial accuracy is not necessary.

本第3実施形態では、移動などの環境変動により、Primaryシステムの状況が変化した場合、Primaryシステムの干渉量をチェックし直す必要がある。通常、TDDシステムでは、ユーザ間の時間衝突を回避するため、ガードインターバル(無通信区間)が設けられる。Secondaryシステムで、この区間を設け、この区間に到来するPrimaryシステムの信号強度をチェックすれば、Primaryシステムの干渉量をチェックすることが可能である。該チェックは、毎回、受信のたびに行ってもよいが、Secondaryシステムの数回〜数十回の受信時に1回程度の頻度で行うようにしてもよい。   In the third embodiment, when the status of the primary system changes due to environmental changes such as movement, it is necessary to recheck the interference amount of the primary system. Usually, in a TDD system, a guard interval (non-communication section) is provided in order to avoid a time collision between users. By providing this section in the Secondary system and checking the signal strength of the Primary system that arrives in this section, it is possible to check the interference amount of the Primary system. The check may be performed every time reception is performed, but may be performed at a frequency of about once when receiving the secondary system several times to several tens of times.

したがって、Primaryシステム干渉除去部15における信号検出装置15−1a、15−2aでは、サブキャリア抽出部15−1a−3、15−2a−3において、複数のサブキャリアからサブキャリア(1)と(F)だけをピックアップする。その後は、この2つのサブキャリアの相関行列を平均化する。以後の処理は、通信開始前の処理と同じとなる。図16(b)の場合には、サブキャリア配置の帯域とガードバンドの帯域とが異なるため、Secondaryシステムでは、例えば、サブキャリア(1)と(F)ので送信を、0として送信しなくても、図16(b)の通信帯域β2の端のキャリアは、干渉波だけが到来する。   Therefore, in the signal detection devices 15-1a and 15-2a in the primary system interference removal unit 15, the subcarrier extraction units 15-1a-3 and 15-2a-3 receive subcarriers (1) and ( F) Pick up only. Thereafter, the correlation matrix of the two subcarriers is averaged. The subsequent processing is the same as the processing before starting communication. In the case of FIG. 16B, since the subcarrier arrangement band and the guard band band are different, in the secondary system, for example, transmission is not performed as 0 because of subcarriers (1) and (F). However, only the interference wave arrives at the carrier at the end of the communication band β2 in FIG.

上述した方法以外でも、通信中に、Primaryシステム用干渉除去部15で干渉波だけを受信する方法がある。OFDMシステムでは、キャリア同期確保のために、常に、パイロットサブキャリアという信号を送信しつつけている。例えば、IEEE802.11aでは、52サブキャリアのうち、4キャリアがこのキャリアに使用される。このサブキャリアの位置は、標準化などで予め分かっているので、Secondaryシステムにおいても認識しているものとして考えることができる。このサブキャリアをSecondaryシステムでは、送信しないとして、通信中に、Primaryシステム用干渉除去部15で、このキャリアのみを注目して選択し、平均化を行えば、前述した方法と同様に干渉成分だけが得られる。   Other than the method described above, there is a method in which only the interference wave is received by the primary system interference removal unit 15 during communication. In the OFDM system, a signal called a pilot subcarrier is constantly transmitted to ensure carrier synchronization. For example, in IEEE 802.11a, 4 carriers out of 52 subcarriers are used for this carrier. Since the position of this subcarrier is known in advance by standardization or the like, it can be considered that it is recognized also in the Secondary system. If this subcarrier is not transmitted in the secondary system, the primary system interference canceling unit 15 selects and focuses only this carrier during communication, and only the interference component is obtained in the same manner as described above. Is obtained.

また、サブキャリアに着目しないで、時間軸方向のデータに着目することも可能である。通常の通信システムでは、まず、基地局と端末とが互いに既知のプリアンブル信号を送る。その後、通常のデータが送信される。したがって、Secondaryシステムでは、このPrimaryシステムのプリアンブル区間では、送信しないようにすることも可能である。この場合、Primaryシステムのプリアンブル区間だけは、Primaryシステムから信号が到来し、後の区間では、Secondaryシステムの区間の信号が到来する。この場合も、プリアンブル区間の信号を検出した後は、通信開始前の手順と全く同じ手順で干渉除去を求めるためのウエイトを得ることができる。   It is also possible to focus on data in the time axis direction without focusing on the subcarrier. In a normal communication system, first, a base station and a terminal send a known preamble signal to each other. Thereafter, normal data is transmitted. Therefore, in the secondary system, it is possible not to transmit in the preamble section of this primary system. In this case, the signal arrives from the primary system only in the preamble section of the primary system, and the signal of the section of the secondary system arrives in the subsequent section. Also in this case, after detecting the signal in the preamble section, it is possible to obtain a weight for obtaining interference cancellation by the same procedure as that before the start of communication.

なお、本第3実施形態によるアレーアンテナ送受信装置の動作は、前述した第1実施形態と同じであるので説明を省略する。   The operation of the array antenna transmission / reception apparatus according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

上述した第3実施形態によれば、PrimaryシステムにOFDMシステムを用いても、Secondaryシステムの演算量を大きく増加させることなく、コグニティブ無線を実現することが可能となる。また、アクセスポイント101−1のみにアレーアンテナを用いた場合のコグニティブ無線における干渉除去の問題点も解決することが可能となる。   According to the third embodiment described above, even when an OFDM system is used for the primary system, it is possible to realize cognitive radio without greatly increasing the amount of computation of the secondary system. It is also possible to solve the problem of interference removal in cognitive radio when an array antenna is used only for access point 101-1.

次に、上述した第1乃至第3実施形態による効果について説明する。前述した図4に示す構成を想定した環境で計算を行った。計算は、Primaryシステム100−1、100−2として、基地局と複数の端末が通信する環境を想定した。Primaryシステム100−1、100−2は、TDMA−TDDシステムで運用されている。Secondaryシステム101は、無線LAN環境を想定し、Primaryシステム100−1、100−2のサービスエリア内を移動した際の通信品質を求めた。計算パラメータを表1に示す。   Next, effects of the first to third embodiments described above will be described. The calculation was performed in an environment assuming the configuration shown in FIG. The calculation assumes an environment in which the base station and a plurality of terminals communicate as the primary systems 100-1 and 100-2. The primary systems 100-1 and 100-2 are operated in a TDMA-TDD system. The Secondary system 101 calculates the communication quality when moving within the service areas of the Primary systems 100-1 and 100-2 assuming a wireless LAN environment. The calculation parameters are shown in Table 1.

Figure 0004755629
Figure 0004755629

Secondaryシステムは、IEEE802.11aの54Mbpsの伝送を考慮した通信範囲を約23mとなることから、この範囲内で、端末が移動することを想定している。また、SecondaryシステムのSNRは、ゾーン端で20dBになるように設定している。伝搬ロスの式を表2に示す。   The secondary system assumes a communication range that takes into account the 54 Mbps transmission of IEEE802.11a to be about 23 m. Therefore, it is assumed that the terminal moves within this range. The SNR of the Secondary system is set to 20 dB at the zone end. Table 2 shows the propagation loss equation.

Figure 0004755629
Figure 0004755629

伝搬ロスは、例えば、文献5(S. Ichitsubo, et al., “2GHz-Band Propagation Loss Prediction in Urban areas; antenna heights ranging from ground to building roof”, IEICE Technical Report, AP96-15, May, 1996.)に開示されているパスロスモデルを用いた。本パスモデルでは、30m以下の任意のアンテナ高さに対するパスロスを与えることができる。Primaryシステムの基地局のアンテナ高さを30mとし、Primaryシステムの移動局の高さを2mとした。また、Secondaryシステムのアンテナ高さを20mとし、周波数を2.4GHzとした。Secondaryシステムの基地局のアンテナ素子数は、最低限の素子数である2とした。Secondaryシステムの端末側では、干渉除去を行っていない。また、アンテナ素子数は1である。   The propagation loss is described in, for example, Reference 5 (S. Ichitsubo, et al., “2 GHz-Band Propagation Loss Prediction in Urban areas; antenna heights ranging from ground to building roof”, IEICE Technical Report, AP96-15, May, 1996. ) Was used. In this path model, a path loss for an arbitrary antenna height of 30 m or less can be given. The antenna height of the primary system base station is 30 m, and the height of the primary system mobile station is 2 m. In addition, the antenna height of the Secondary system was 20 m, and the frequency was 2.4 GHz. The number of antenna elements of the base station of the secondary system is set to 2, which is the minimum number of elements. Interference cancellation is not performed on the terminal side of the Secondary system. The number of antenna elements is one.

図17は、本発明によるPrimaryシステムのノード数に対する通信可能な伝送容量(bits/s/Hz)を示す概念図である。図示するように、ノード数が1の場合には、AP側も端末側も干渉がない場合(理想値)よりも大きく特性が劣化してしまう。これは、ノード数が1の場合には、図6に述べたような問題点を解決できていないためである。これに対して、図からも明らかなように、ノード数を増やすと、容量が増大し、ノード数が3〜4でも、かなり理想に近い特性を得ることができることが確認できる。   FIG. 17 is a conceptual diagram showing communication capacity (bits / s / Hz) with respect to the number of nodes in the primary system according to the present invention. As shown in the figure, when the number of nodes is 1, the characteristics are greatly deteriorated compared to the case where there is no interference on both the AP side and the terminal side (ideal value). This is because when the number of nodes is 1, the problem described in FIG. 6 cannot be solved. On the other hand, as is clear from the figure, it can be confirmed that when the number of nodes is increased, the capacity is increased, and even when the number of nodes is 3 to 4, characteristics almost ideal can be obtained.

このように、本発明では、複数のシステムが存在する場合において、TDMA−TDDシステムのタイミングに着目し、基地局側に簡易な干渉除去行い、かつ、複数のPrimaryノードの中で、前述した問題を解消するノードを選択することで、端末側には何ら制御を行うことなく、Secondaryシステムは、良好な品質を保ちながら通信を行うことができる。すなわち、面的な周波数利用効率をシステム全体で向上させることができる。   As described above, in the present invention, when there are a plurality of systems, paying attention to the timing of the TDMA-TDD system, the base station side performs simple interference removal, and among the plurality of Primary nodes, the above-mentioned problem By selecting a node that eliminates the problem, the Secondary system can perform communication while maintaining good quality without performing any control on the terminal side. That is, the surface frequency utilization efficiency can be improved in the entire system.

本発明の第1実施形態によるアレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the array antenna transmission / reception apparatus by 1st Embodiment of this invention. 本第1実施形態による受信ウエイト乗算部17の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the reception weight multiplication part 17 by this 1st Embodiment. 本第1実施形態による送信ウエイト乗算部18の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the transmission weight multiplication part 18 by this 1st Embodiment. 本第1実施形態における通信システム(TDD)の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the communication system (TDD) in this 1st Embodiment. 本第1実施形態における通信システム(TDMA)の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the communication system (TDMA) in this 1st Embodiment. アクセスポイントのみにアレーアンテナを用いた場合のコグニティブ無線における干渉除去の問題点を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the problem of the interference removal in a cognitive radio at the time of using an array antenna only for an access point. 本第1実施形態によるアレーアンテナ送受信装置9の動作の説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the array antenna transmission / reception apparatus 9 by this 1st Embodiment. 本第1実施形態によるアレーアンテナ送受信装置9の第1付加動作の説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the 1st addition operation | movement of the array antenna transmission / reception apparatus 9 by this 1st Embodiment. 本第1実施形態における第2付加動作による効果を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the effect by the 2nd addition operation | movement in this 1st Embodiment. 本第1実施形態によるアレーアンテナ送受信装置9の第2付加動作の説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the 2nd addition operation | movement of the array antenna transmission / reception apparatus 9 by this 1st Embodiment. 本第1実施形態における第2付加動作による効果を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the effect by the 2nd addition operation | movement in this 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態によるアレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the array antenna transmission / reception apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本第2実施形態による受信ウエイト乗算部17aの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the reception weight multiplication part 17a by this 2nd Embodiment. 本発明の第3実施形態によるアレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the array antenna transmission / reception apparatus by 3rd Embodiment of this invention. 信号検出装置15−1aの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal detection apparatus 15-1a. OFDMシステムにおける、実際のサブキャリア配置(帯域βHz)と実際の通信帯域(帯域αHz)とガードバンド帯域(帯域γHz)との関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between actual subcarrier arrangement | positioning (band | zone (beta) Hz), an actual communication band (band | zone (alpha) Hz), and a guard band band (band | zone (gamma) Hz) in an OFDM system. 本発明によるPrimaryシステムのノード数に対する通信可能な伝送容量を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the transmission capacity which can communicate with respect to the number of nodes of the Primary system by this invention. コグニティブ無線技術の概要を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the outline | summary of a cognitive radio | wireless technique.

符号の説明Explanation of symbols

10−1〜10−N アンテナ(複数のアンテナ素子)
11−1〜11−N 送受分離手段(複数の送受信分岐手段)
12−1〜12−N 送信装置(送信手段)
13−1〜13−N 受信装置(受信手段)
14 メモリ
15 Primaryシステム用干渉除去部
15−1、15−2 信号検出装置
15−3 電力比較部(電力測定手段、干渉波電力測定手段)
15−4 信号選択部
15−5 受信ウエイト計算部(重み付け手段)
16 分岐手段
17 受信信号ウエイト乗算部(重み付け手段)
18 送信信号ウエイト乗算部(重み付け手段)
17−1−1〜17−1−N 乗算器
17−2 加算器
18−1 分岐手段
18−2−1〜18−2−N 乗算器
100−1、100−2 Primaryシステム
101 Secondaryシステム
17a 受信信号ウエイト乗算部(重み付け手段)
20−1〜20−F GI除去部
21−1〜21−F FFT計算部
22 S/P変換部
23 IFFT計算部
24 GI付加部
17a−1−1〜17a−1−N 分岐手段
17a−2−1−1〜17a−2−F−N 乗算器
17a−3−1〜17a−3−F 加算器
17a−4 パラレル・シリアル変換部
15−1a、15−2a 信号検出装置
22−1〜22−F サブキャリア抽出部
15−1a−1−1〜15−1a−1−N GI除去部
15−1a−2−1〜15−1a−2−N FFT計算部
15−1a−3 サブキャリア抽出部
15−1a−4 サブキャリア平均化処理部
19 送受信タイミング決定部(判断手段、通信品質判断手段、切換手段、送受信条件決定手段、検索手段)
10-1 to 10-N antenna (multiple antenna elements)
11-1 to 11-N transmission / reception separating means (multiple transmitting / receiving branching means)
12-1 to 12-N transmitter (transmitter)
13-1 to 13-N Receiver (Receiver)
14 Memory 15 Primary System Interference Rejection Unit 15-1, 15-2 Signal Detection Device 15-3 Power Comparison Unit (Power Measurement Unit, Interference Wave Power Measurement Unit)
15-4 Signal selection unit 15-5 Reception weight calculation unit (weighting means)
16 branching means 17 received signal weight multiplication section (weighting means)
18 Transmission signal weight multiplier (weighting means)
17-1-1-1 to 17-1-N multiplier 17-2 adder 18-1 branching means 18-2-1 to 18-2-N multiplier 100-1, 100-2 Primary system 101 Secondary system 17a reception Signal weight multiplier (weighting means)
20-1 to 20-F GI removal unit 21-1 to 21-F FFT calculation unit 22 S / P conversion unit 23 IFFT calculation unit 24 GI addition unit 17a-1-1 to 17a-1-N branching unit 17a-2 -1-1 to 17a-2-F-N multiplier 17a-3-1 to 17a-3-F adder 17a-4 parallel / serial converter 15-1a, 15-2a Signal detection device 22-1 to 22 -F Subcarrier extraction unit 15-1a-1-1 to 15-1a-1-N GI removal unit 15-1a-2-1 to 15-1a-2-N FFT calculation unit 15-1a-3 Subcarrier extraction Unit 15-1a-4 subcarrier averaging processing unit 19 transmission / reception timing determination unit (determination means, communication quality determination means, switching means, transmission / reception condition determination means, search means)

Claims (8)

複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々に接続される複数の送受信分岐手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される送信手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される受信手段とを具備する送受信装置において、
他システムからの干渉源となる第1のノードと前記第1のノードと通信を行う第2のノードとから、前記受信手段により異なる2つの時間間隔で受信された受信信号のうち、受信電力の大きい受信信号に基づいて、前記送信手段及び前記受信手段による送受信信号への重み付けを行う重み付け手段と、
前記重み付け手段による重み付けを用いて受信された受信信号の通信品質を判断する通信品質判断手段と、
前記通信品質判断手段により通信品質が所定のしきい値を超えないと判断された場合、前記第1のノードを他のノードに切り換え、該他のノードを新たな第1のノードとする切換手段と、
前記切換手段により切り換えられた前記第1のノードと、前記第1のノードと通信する第2のノードとから、異なる2つの時間間隔で得られる2つの受信信号の受信電力を測定する電力測定手段と、
前記電力測定手段により測定された受信電力のどちらが大きいか判断する判断手段と、
前記判断手段により、前記受信電力が大きいと判断された受信信号の時間間隔を前記受信手段による受信タイミングとし、前記受信電力が小さいと判断された受信信号の時間間隔を、前記送信手段による送信タイミングとする送受信条件決定手段と
を具備することを特徴とする送受信装置。
A plurality of antenna elements, a plurality of transmission / reception branching means connected to each of the plurality of antenna elements, a transmission means connected to each of the plurality of transmission / reception branching means, and connected to each of the plurality of transmission / reception branching means A transmission / reception apparatus comprising:
Of the received signals received at two different time intervals by the receiving means from the first node that is an interference source from another system and the second node that communicates with the first node, Weighting means for weighting transmission / reception signals by the transmission means and the reception means based on a large received signal;
Communication quality determining means for determining communication quality of a received signal received using weighting by the weighting means;
When the communication quality determining means determines that the communication quality does not exceed a predetermined threshold, the first node is switched to another node, and the other node is set as a new first node. When,
Power measuring means for measuring received power of two received signals obtained at two different time intervals from the first node switched by the switching means and the second node communicating with the first node When,
Determining means for determining which received power measured by the power measuring means is greater;
The time interval of the received signal for which the received power is determined to be large by the determining means is the reception timing by the receiving means, and the time interval of the received signal for which the received power is determined to be low is the transmission timing by the transmitting means. A transmission / reception apparatus comprising: a transmission / reception condition determination unit.
複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々に接続される複数の送受信分岐手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される送信手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される受信手段とを具備する送受信装置において、
他システムのノードからの干渉波電力を測定する干渉波電力測定手段と、
前記干渉波電力測定手段により測定された干渉波電力が所定のしきい値を超えたか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により干渉波電力が所定のしきい値を超えたと判断された場合には、干渉波電力が前記所定のしきい値を超えない前記他システムの他のノードを第1のノードとして検索する検索手段と、
前記検索手段により検索された第1のノードと、該第1のノードと通信する第2のノードとから、前記受信手段により異なる2つの時間間隔で受信された受信信号のうち、受信電力の大きい受信信号に基づいて、前記送信手段及び前記受信手段による送受信信号への重み付けを行う重み付け手段と、
前記第1のノードからの受信信号の時間間隔を前記送信手段による送信タイミングとし、前記第2のノードからの受信信号の時間間隔を前記受信手段による受信タイミングとする送受信条件決定手段と
を具備することを特徴とする送受信装置。
A plurality of antenna elements, a plurality of transmission / reception branching means connected to each of the plurality of antenna elements, a transmission means connected to each of the plurality of transmission / reception branching means, and connected to each of the plurality of transmission / reception branching means A transmission / reception apparatus comprising:
Interference wave power measurement means for measuring interference wave power from a node of another system;
Determination means for determining whether or not the interference wave power measured by the interference wave power measurement means exceeds a predetermined threshold;
When the determination means determines that the interference wave power has exceeded a predetermined threshold, the other node in the other system in which the interference wave power does not exceed the predetermined threshold is searched as the first node. Search means to
Of the received signals received at two different time intervals by the receiving means from the first node searched by the searching means and the second node communicating with the first node, the reception power is large. Weighting means for weighting transmission / reception signals by the transmission means and the reception means based on a received signal;
A transmission / reception condition determining unit that sets a time interval of a reception signal from the first node as a transmission timing by the transmission unit and a time interval of a reception signal from the second node as a reception timing by the reception unit. A transmitting / receiving apparatus characterized by the above.
前記送受信条件決定手段は、前記第1のノードと前記第2のノードとが異なる周波数で通信する場合、前記判断手段により、前記受信電力が大きいと判断された受信信号の周波数を前記受信手段による受信周波数とし、前記受信電力が小さいと判断された受信信号の周波数を、前記送信手段による送信周波数とすることを特徴とする請求項1記載の送受信装置。   When the first node and the second node communicate with each other at different frequencies, the transmission / reception condition determining unit determines the frequency of the received signal determined by the determining unit as having a large received power. The transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the transmission frequency of the reception signal determined to be a reception frequency and the reception power is determined to be low is a transmission frequency by the transmission unit. 前記送受信条件決定手段は、前記第1のノードと前記第2のノードとが異なる周波数で通信する場合、前記判断手段により、前記受信電力が大きいと判断された受信信号の周波数を前記受信手段による受信周波数とし、前記受信電力が小さいと判断された受信信号の周波数を、前記送信手段による送信周波数とすることを特徴とする請求項2記載の送受信装置。   When the first node and the second node communicate with each other at different frequencies, the transmission / reception condition determining unit determines the frequency of the received signal determined by the determining unit as having a large received power. The transmission / reception apparatus according to claim 2, wherein the transmission frequency of the reception signal determined to be a reception frequency and the reception power is determined to be small is a transmission frequency by the transmission means. 前記送受信条件決定手段は、前記第1のノードと前記第2のノードとが異なる符号で通信する場合、前記判断手段により、前記受信電力が大きいと判断された受信信号の符号を前記受信手段による符号とし、前記受信電力が小さいと判断された受信信号の符号を、前記送信手段による符号とすることを特徴とする請求項1記載の送受信装置。   When the first node and the second node communicate with different codes, the transmission / reception condition determining means uses the receiving means to determine the sign of the received signal determined by the determining means that the received power is large. The transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein a code of the reception signal determined to have a low reception power is used as a code by the transmission unit. 前記送受信条件決定手段は、前記第1のノードと前記第2のノードとが異なる符号で通信する場合、前記判断手段により、前記受信電力が大きいと判断された受信信号の符号を前記受信手段による符号とし、前記受信電力が小さいと判断された受信信号の符号を、前記送信手段による符号とすることを特徴とする請求項2記載の送受信装置。   When the first node and the second node communicate with different codes, the transmission / reception condition determining means uses the receiving means to determine the sign of the received signal determined by the determining means that the received power is large. 3. The transmission / reception apparatus according to claim 2, wherein a code of the received signal determined to have a low received power is used as a code by the transmission means. 複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々に接続される複数の送受信分岐手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される送信手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される受信手段とを具備する送受信装置による通信方法において、
他システムからの干渉源となる第1のノードと前記第1のノードと通信を行う第2のノードとから、前記受信手段により異なる2つの時間間隔で受信された受信信号のうち、受信電力の大きい受信信号に基づいて、前記送信手段及び前記受信手段による送受信信号への重み付けを行う重み付けステップと、
前記重み付けを用いて受信された受信信号の通信品質を判断する通信品質判断ステップと、
前記通信品質が所定のしきい値を超えないと判断された場合、前記第1のノードを他のノードに切り換え、該他のノードを新たな第1のノードとする切換ステップと、
前記切り換えられた前記第1のノードと、前記第1のノードと通信する第2のノードとから、異なる2つの時間間隔で得られる2つの受信信号の受信電力を測定する電力測定ステップと、
前記測定された受信電力のどちらが大きいか判断する判断ステップと、
前記受信電力が大きいと判断された受信信号の時間間隔を前記受信手段による受信タイミングとし、前記受信電力が小さいと判断された受信信号の時間間隔を、前記送信手段による送信タイミングとする送受信条件決定ステップと
を含むことを特徴とする通信方法。
A plurality of antenna elements, a plurality of transmission / reception branching means connected to each of the plurality of antenna elements, a transmission means connected to each of the plurality of transmission / reception branching means, and connected to each of the plurality of transmission / reception branching means In a communication method by a transmission / reception device comprising a receiving means,
Of the received signals received at two different time intervals by the receiving means from the first node that is an interference source from another system and the second node that communicates with the first node, A weighting step for weighting transmission / reception signals by the transmission unit and the reception unit based on a large reception signal;
A communication quality determination step of determining a communication quality of a received signal received using the weighting;
When it is determined that the communication quality does not exceed a predetermined threshold value, the switching step of switching the first node to another node and setting the other node as a new first node;
A power measurement step of measuring received power of two received signals obtained at two different time intervals from the switched first node and a second node communicating with the first node;
A determination step of determining which of the measured received power is greater;
Transmission / reception condition determination using the time interval of the received signal determined to have a large received power as the reception timing by the receiving unit and the time interval of the received signal determined to have a low received power as the transmission timing by the transmitting unit A communication method comprising: steps.
複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々に接続される複数の送受信分岐手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される送信手段と、前記複数の送受信分岐手段の各々に接続される受信手段とを具備する送受信装置による通信方法において、
他システムのノードからの干渉波電力を測定する干渉波電力測定ステップと、
前記測定された干渉波電力が所定のしきい値を超えたか否かを判断する判断ステップと、
前記干渉波電力が所定のしきい値を超えたと判断された場合には、干渉波電力が前記所定のしきい値を超えない前記他システムの他のノードを第1のノードとして検索する検索ステップと、
前記検索された第1のノードと、該第1のノードと通信する第2のノードとから、前記受信手段により異なる2つの時間間隔で受信された受信信号のうち、受信電力の大きい受信信号に基づいて、前記送信手段及び前記受信手段による送受信信号への重み付けを行う重み付けステップと、
前記第1のノードからの受信信号の時間間隔を前記送信手段による送信タイミングとし、前記第2のノードからの受信信号の時間間隔を前記受信手段による受信タイミングとする送受信条件決定ステップと
を含むことを特徴とする通信方法。
A plurality of antenna elements, a plurality of transmission / reception branching means connected to each of the plurality of antenna elements, a transmission means connected to each of the plurality of transmission / reception branching means, and connected to each of the plurality of transmission / reception branching means In a communication method by a transmission / reception device comprising a receiving means,
An interference wave power measurement step for measuring interference wave power from a node of another system;
A determination step of determining whether or not the measured interference wave power exceeds a predetermined threshold;
When it is determined that the interference wave power has exceeded a predetermined threshold, a search step of searching for another node of the other system whose interference wave power does not exceed the predetermined threshold as a first node When,
Of the received signals received at two different time intervals by the receiving means from the searched first node and the second node communicating with the first node, a received signal having a large received power A weighting step for weighting transmission / reception signals by the transmission means and the reception means,
A transmission / reception condition determining step in which a time interval of the reception signal from the first node is set as a transmission timing by the transmission unit, and a time interval of the reception signal from the second node is a reception timing by the reception unit. A communication method characterized by the above.
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