JP5288469B2 - Wireless network system and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、例えばRTS(Request to Send)/CTS(Clear to Send)/DATA/ACK(Acknowledgement)信号を交換することにより無線通信を行う無線ローカル・エリア・ネットワーク(以下、ローカル・エリア・ネットワークをLANという。)システムと、それと同一のカバーエリアに設けられかつ無線LANシステムと同一の運用周波数を用いて無線通信を行う2次無線通信システム(以下、2次システムという。)とを備えた無線ネットワークシステムにおいて、2次システムの無線局での無線通信を可能にする無線ネットワークシステムとその制御方法に関する。
The present invention provides a wireless local area network (hereinafter referred to as a local area network) that performs wireless communication by exchanging RTS (Request to Send) / CTS (Clear to Send) / DATA / ACK (Acknowledgement) signals, for example. A wireless system including a system and a secondary wireless communication system (hereinafter referred to as a secondary system) that is provided in the same cover area and performs wireless communication using the same operating frequency as the wireless LAN system. BACKGROUND OF THE
近年、無線通信に対する需要増加に伴い、深刻な周波数の逼迫状況が生じている。そのため、周波数資源利用効率の大幅な改善に向け、複数の無線システムが同一周波数帯域を共同利用する周波数共用技術の研究開発がなされてきた(例えば、非特許文献1参照。)。これらの周波数共用技術は1次システムで未使用の時間・周波数を2次システムが利用する方法と、1次及び2次システムが同時に同一周波数を利用する方法に大別される。前者は、運用周波数帯域に対してスペクトラムセンシング行い、使用されてない時間あるいは周波数帯において2次システムを運用する。このため、1次システムのネットワーク負荷が高い場合は運用周波数帯域が1次システムに占有され、2次システムは通信を行うことができない。一方、後者は2次システムが干渉対策を行い、同時に同一周波数で複数の通信を重畳する。非同期系システムでは所望信号の到来時刻が必ずしも予測できないため、受信機は一定レベル以上のRSSI(Received Signal Strength Indication:受信信号強度表示)が観測されると同期処理を開始する。 In recent years, with the increase in demand for wireless communication, severe frequency tightness has occurred. For this reason, research and development of a frequency sharing technique in which a plurality of wireless systems jointly use the same frequency band has been made for a significant improvement in frequency resource utilization efficiency (see, for example, Non-Patent Document 1). These frequency sharing technologies are roughly classified into a method in which the secondary system uses unused time and frequency in the primary system, and a method in which the primary and secondary systems use the same frequency at the same time. The former performs spectrum sensing for the operating frequency band and operates the secondary system in a time or frequency band that is not used. For this reason, when the network load of the primary system is high, the operating frequency band is occupied by the primary system, and the secondary system cannot communicate. On the other hand, in the latter, the secondary system takes measures against interference and simultaneously superimposes a plurality of communications at the same frequency. Since the arrival time of a desired signal cannot always be predicted in an asynchronous system, the receiver starts synchronization processing when an RSSI (Received Signal Strength Indication) exceeding a certain level is observed.
図3は従来技術に係る無線通信ネットワークにおいて2次システムの受信側無線局での同期捕捉の可能な例を示すタイミングチャートであり、図4は従来技術に係る無線通信ネットワークにおいて2次システムの受信側無線局での同期捕捉の不可能な例を示すタイミングチャートである。すなわち、図3及び図4にそれぞれ重畳伝送における2次システムの受信側で同期捕捉の可能な例と不可能な例を示す。図3においては、受信機は先行して到来する信号に対して同期処理を開始(t0)するため、2次システムの信号が同期処理の時間窓(Tw)以内に到来すれば同期捕捉が可能である(図3)が、時間窓以降に到来すると同期捕捉が不可能になる(図4)。重畳伝送に関する研究例が例えば非特許文献2〜4において開示されている。しかし、これらにおいては上記受信タイミング同期に関する問題が考慮されていない。
FIG. 3 is a timing chart showing an example of possible synchronization acquisition at the receiving wireless station of the secondary system in the wireless communication network according to the prior art, and FIG. 4 is a reception of the secondary system in the wireless communication network according to the prior art. It is a timing chart which shows the example in which the synchronous acquisition in a side radio station is impossible. That is, FIG. 3 and FIG. 4 show examples where synchronization acquisition is possible and impossible on the receiving side of the secondary system in superimposed transmission. In FIG. 3, the receiver starts synchronization processing (t0) with respect to a signal that arrives in advance, so that if the signal of the secondary system arrives within the time window (T w ) of synchronization processing, synchronization acquisition is performed. Although it is possible (FIG. 3), synchronization acquisition becomes impossible when it comes after the time window (FIG. 4).
非特許文献2は、RTS/CTS信号の交換を行って無線通信を行う無線LANシステムにおいて、RTS/CTS信号を無指向性で送信し、DATA/ACK信号の送信時には宛先端末に対して送信ビームフォーミングを行う方式を開示している。この方式では、先行通信のDATA伝送中に他の端末がRTS/CTS信号の交換を開始できるように、NAV(Network Allocation Vector:パケットの送信禁止期間をいう。)の長さをRTS/CTS信号のみを保護するように調整している。しかし、先行通信のDATA伝送中に次のRTS/CTS信号交換が開始された場合、先行通信からの被干渉が発生する。これにより、自局宛RTSの受信タイミング同期、ひいてはRTS信号の受信が失敗する恐れがある。
非特許文献3では、ウルトラ・ワイドバンド・ワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク(Ultra-Wideband Wireless Personal Area Network(UWB WPAN))のコーディネータ装置が指向性アンテナを有し、信号帯域内に存在する無線LANシステムの送受信端末に対してヌルを形成することで被干渉及び与干渉を回避する方式が提案されている。PANコーディネータ装置は無線LANシステムのCTS/DATA信号の交換時に、無線LANシステムの送受信端末へヌルを形成するウエイトを計算し、求めたウエイトを利用して周囲の無線PAN端末に対して通信可能状態に遷移したことを知らせる制御信号を送信する。しかし、無線LANシステムからの被干渉が抑制されてないため、無線PANの端末はPANコーディネータ装置から送信された制御信号の受信タイミングを検出できない可能性がある。また、2次システムの送信端末が1次システムの送信信号を受信し、小電力な自身の情報信号を加えて再送信する手法が提案されている(例えば、非特許文献4参照。)。
In
1次システムの受信端末は1次システム送信端末と2次システムの送信端末から中継された信号を用いて復調を行う。2次システムの受信端末は1次システムからの干渉を除去した後に、所望信号の復調を行う。しかし、2次システムの信号は1次システムよりも充分に小さな電力にて送信されているため、精度の良い受信タイミング検出が行えない恐れがある。 The receiving terminal of the primary system performs demodulation using the signals relayed from the transmitting terminal of the primary system and the transmitting terminal of the secondary system. The receiving terminal of the secondary system demodulates the desired signal after removing the interference from the primary system. However, since the signal of the secondary system is transmitted with sufficiently smaller power than that of the primary system, there is a possibility that accurate reception timing detection cannot be performed.
本発明の目的は以上の問題点を解決し、例えばRTS/CTS/DATA/ACK信号を交換することにより無線通信を行う無線LANシステムと、それと同一のカバーエリアに設けられかつ無線LANシステムと同一の運用周波数を用いて無線通信を行う2次システムとを備えた無線ネットワークシステムにおいて、タイミング同期の獲得を容易にでき、2次システムの無線局での無線通信を可能にする無線ネットワークシステムとその制御方法を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above problems, for example, a wireless LAN system that performs wireless communication by exchanging RTS / CTS / DATA / ACK signals, and the same wireless LAN system that is provided in the same cover area as the wireless LAN system. In a wireless network system including a secondary system that performs wireless communication using an operating frequency of the same, it is possible to easily obtain timing synchronization and enable wireless communication at a wireless station of the secondary system, and It is to provide a control method.
第1の発明に係る無線ネットワークシステムは、
複数の無線局を備えて構成され、制御信号の交換を行った後にデータ伝送を行う第1の無線通信システムと、
複数の無線局を備えて構成され、上記第1の無線通信システムと同一の周波数帯域を用いてかつ時間的に重畳してデータ伝送を行う第2の無線通信システムと備えた無線ネットワークシステムであって、
上記第2の無線通信システムの送信側無線局は、上記第1の無線通信システムの制御信号を受信し、当該受信した制御信号に基づいて上記第1の無線通信システムのデータ伝送のタイミングを予測し、当該予測したタイミングであって上記第1の無線通信システムのデータ伝送の開始と同時に、送信すべきデータを送信し、
上記第2の無線通信システムの受信側無線局は、上記第1の無線通信システムの制御信号を受信し、当該受信した制御信号に基づいて上記第1の無線通信システムのデータ伝送のタイミングを予測し、当該予測したタイミングで上記第2の無線通信システムの送信側無線局からのデータを受信することを特徴とする。
A wireless network system according to a first invention is
A first wireless communication system configured with a plurality of wireless stations and performing data transmission after exchanging control signals;
A wireless network system including a second wireless communication system configured to include a plurality of wireless stations and performing data transmission using the same frequency band as that of the first wireless communication system and superimposed in time. And
The transmitting-side radio station of the second radio communication system receives the control signal of the first radio communication system, and predicts the data transmission timing of the first radio communication system based on the received control signal. And at the same time as the data transmission of the first wireless communication system at the predicted timing, the data to be transmitted is transmitted,
The receiving radio station of the second radio communication system receives the control signal of the first radio communication system, and predicts the timing of data transmission of the first radio communication system based on the received control signal. Then, data from the transmitting radio station of the second radio communication system is received at the predicted timing.
上記無線ネットワークシステムにおいて、上記第1の無線通信システムは、RTS/CTS信号である制御信号を用いて無線通信を行う無線LANシステムであり、上記第2の無線通信システムの送信側無線局及び受信側無線局は、上記第1の無線通信システムからのCTS信号を受信し、当該受信したCTS信号に短フレーム間隔(SIFS)を加算して上記第1の無線通信システムのデータ伝送のタイミングを予測することを特徴とする。 In the wireless network system, the first wireless communication system is a wireless LAN system that performs wireless communication using a control signal that is an RTS / CTS signal, and the transmission-side wireless station and reception of the second wireless communication system. The side radio station receives the CTS signal from the first radio communication system, adds a short frame interval (SIFS) to the received CTS signal, and predicts the data transmission timing of the first radio communication system. It is characterized by doing.
また、上記無線ネットワークシステムにおいて、上記第2の無線通信システムの送信側無線局は、上記第1の無線通信システムの受信側無線局からの制御信号を受信したときに、上記受信した制御信号に基づいて、アダプティブ制御方法を用いて上記第1の無線通信システムの受信側無線局に対しヌルを形成するようにデータ送信の指向性パターンを制御することを特徴とする。 In the wireless network system, when the transmitting wireless station of the second wireless communication system receives a control signal from the receiving wireless station of the first wireless communication system, Based on this, the directivity pattern of data transmission is controlled so as to form a null for the receiving-side radio station of the first radio communication system using an adaptive control method.
さらに、上記無線ネットワークシステムにおいて、上記第2の無線通信システムの送信側無線局は、上記第1の無線通信システムの送信側無線局からの制御信号を受信しかつ上記第2の無線通信システムの送信側無線局から送信するデータ長が上記第1の無線通信システムの送信側無線局からのデータ長よりも長いときに、上記受信した制御信号に基づいてアダプティブ制御方法を用いて上記第1の無線通信システムの送信側無線局に対しヌルを形成するようにデータ送信の指向性パターンを制御することを特徴とする。 Furthermore, in the wireless network system, the transmitting wireless station of the second wireless communication system receives a control signal from the transmitting wireless station of the first wireless communication system and When the data length transmitted from the transmitting radio station is longer than the data length from the transmitting radio station of the first radio communication system, the adaptive control method is used to perform the first control based on the received control signal. A directivity pattern of data transmission is controlled so as to form a null for a transmitting-side radio station of a radio communication system.
またさらに、上記無線ネットワークシステムにおいて、上記第2の無線通信システムの受信側無線局は、上記第1の無線通信システムの送信側無線局からの制御信号を受信したときに、上記受信した制御信号に基づいて、アダプティブ制御方法を用いて上記第1の無線通信システムの送信側無線局に対しヌルを形成するようにデータ受信の指向性パターンを制御することを特徴とする。 Still further, in the wireless network system, when the receiving wireless station of the second wireless communication system receives the control signal from the transmitting wireless station of the first wireless communication system, the received control signal Based on the above, the directivity pattern of data reception is controlled using an adaptive control method so as to form a null for the transmitting-side radio station of the first radio communication system.
また、上記無線ネットワークシステムにおいて、上記第2の無線通信システムの受信側無線局は、上記第1の無線通信システムの受信側無線局からの制御信号を受信しかつ上記第2の無線通信システムの送信側無線局から送信するデータ長が上記第1の無線通信システムの送信側無線局からのデータ長よりも長いときに、上記受信した制御信号に基づいてアダプティブ制御方法を用いて上記第1の無線通信システムの受信側無線局に対しヌルを形成するようにデータ受信の指向性パターンを制御することを特徴とする。 In the radio network system, the receiving radio station of the second radio communication system receives a control signal from the receiving radio station of the first radio communication system, and the second radio communication system When the data length transmitted from the transmitting radio station is longer than the data length from the transmitting radio station of the first radio communication system, the adaptive control method is used to perform the first control based on the received control signal. A directivity pattern of data reception is controlled so as to form a null for a receiving-side radio station of the radio communication system.
さらに、上記無線ネットワークシステムにおいて、上記第2の無線通信システムの送信側無線局は、上記第1の無線通信システムからの制御信号を受信したときに、所定のアクセス制御に従ってデータの送信開始の可否を決定することを特徴とする。 Further, in the wireless network system, when the transmitting wireless station of the second wireless communication system receives a control signal from the first wireless communication system, whether or not to start data transmission according to predetermined access control It is characterized by determining.
第2の発明に係る無線ネットワークシステムの制御方法は、
複数の無線局を備えて構成され、制御信号の交換を行った後にデータ伝送を行う第1の無線通信システムと、
複数の無線局を備えて構成され、上記第1の無線通信システムと同一の周波数帯域を用いてかつ時間的に重畳してデータ伝送を行う第2の無線通信システムと備えた無線ネットワークシステムの制御方法であって、
上記第2の無線通信システムの送信側無線局は、上記第1の無線通信システムの制御信号を受信し、当該受信した制御信号に基づいて上記第1の無線通信システムのデータ伝送のタイミングを予測し、当該予測したタイミングであって上記第1の無線通信システムのデータ伝送の開始と同時に、送信すべきデータを送信し、
上記第2の無線通信システムの受信側無線局は、上記第1の無線通信システムの制御信号を受信し、当該受信した制御信号に基づいて上記第1の無線通信システムのデータ伝送のタイミングを予測し、当該予測したタイミングで上記第2の無線通信システムの送信側無線局からのデータを受信することを特徴とする。
The control method of the wireless network system according to the second invention is:
A first wireless communication system configured with a plurality of wireless stations and performing data transmission after exchanging control signals;
Control of a radio network system including a second radio communication system configured to include a plurality of radio stations and performing data transmission using the same frequency band as that of the first radio communication system and superimposed in time A method,
The transmitting-side radio station of the second radio communication system receives the control signal of the first radio communication system, and predicts the data transmission timing of the first radio communication system based on the received control signal. And at the same time as the data transmission of the first wireless communication system at the predicted timing, the data to be transmitted is transmitted,
The receiving radio station of the second radio communication system receives the control signal of the first radio communication system, and predicts the timing of data transmission of the first radio communication system based on the received control signal. Then, data from the transmitting radio station of the second radio communication system is received at the predicted timing.
上記無線ネットワークシステムの制御方法において、上記第1の無線通信システムは、RTS/CTS信号である制御信号を用いて無線通信を行う無線LANシステムであり、上記第2の無線通信システムの送信側無線局及び受信側無線局は、上記第1の無線通信システムからのCTS信号を受信し、当該受信したCTS信号に短フレーム間隔(SIFS)を加算して上記第1の無線通信システムのデータ伝送のタイミングを予測することを特徴とする。 In the control method of the wireless network system, the first wireless communication system is a wireless LAN system that performs wireless communication using a control signal that is an RTS / CTS signal, and the transmission-side wireless of the second wireless communication system. The station and the receiving radio station receive the CTS signal from the first radio communication system, add a short frame interval (SIFS) to the received CTS signal, and perform data transmission of the first radio communication system. It is characterized by predicting timing.
また、上記無線ネットワークシステムの制御方法において、上記第2の無線通信システムの送信側無線局は、上記第1の無線通信システムの受信側無線局からの制御信号を受信したときに、上記受信した制御信号に基づいて、アダプティブ制御方法を用いて上記第1の無線通信システムの受信側無線局に対しヌルを形成するようにデータ送信の指向性パターンを制御することを特徴とする。 In the wireless network system control method, the transmitting wireless station of the second wireless communication system receives the control signal when receiving the control signal from the receiving wireless station of the first wireless communication system. Based on the control signal, the directivity pattern of data transmission is controlled using an adaptive control method so as to form a null for the receiving radio station of the first radio communication system.
さらに、上記無線ネットワークシステムの制御方法において、上記第2の無線通信システムの送信側無線局は、上記第1の無線通信システムの送信側無線局からの制御信号を受信しかつ上記第2の無線通信システムの送信側無線局から送信するデータ長が上記第1の無線通信システムの送信側無線局からのデータ長よりも長いときに、上記受信した制御信号に基づいてアダプティブ制御方法を用いて上記第1の無線通信システムの送信側無線局に対しヌルを形成するようにデータ送信の指向性パターンを制御することを特徴とする。 Furthermore, in the control method of the wireless network system, the transmitting wireless station of the second wireless communication system receives a control signal from the transmitting wireless station of the first wireless communication system and receives the second wireless communication system. When the data length transmitted from the transmission side radio station of the communication system is longer than the data length from the transmission side radio station of the first radio communication system, the adaptive control method is used based on the received control signal. The directivity pattern of data transmission is controlled so as to form a null for the transmitting side radio station of the first radio communication system.
またさらに、上記無線ネットワークシステムの制御方法において、上記第2の無線通信システムの受信側無線局は、上記第1の無線通信システムの送信側無線局からの制御信号を受信したときに、上記受信した制御信号に基づいて、アダプティブ制御方法を用いて上記第1の無線通信システムの送信側無線局に対しヌルを形成するようにデータ受信の指向性パターンを制御することを特徴とする。 Still further, in the control method of the wireless network system, the receiving radio station of the second radio communication system receives the control signal when receiving a control signal from the transmitting radio station of the first radio communication system. Based on the control signal, a directivity pattern of data reception is controlled using an adaptive control method so as to form a null for the transmitting-side radio station of the first radio communication system.
また、上記無線ネットワークシステムの制御方法において、上記第2の無線通信システムの受信側無線局は、上記第1の無線通信システムの受信側無線局からの制御信号を受信しかつ上記第2の無線通信システムの送信側無線局から送信するデータ長が上記第1の無線通信システムの送信側無線局からのデータ長よりも長いときに、上記受信した制御信号に基づいてアダプティブ制御方法を用いて上記第1の無線通信システムの受信側無線局に対しヌルを形成するようにデータ受信の指向性パターンを制御することを特徴とする。
In the wireless network system control method, the receiving wireless station of the second wireless communication system receives a control signal from the receiving wireless station of the first wireless communication system and receives the second wireless communication system. When the data length transmitted from the transmission side radio station of the communication system is longer than the data length from the transmission side radio station of the first radio communication system, the adaptive control method is used based on the received control signal. The directivity pattern of data reception is controlled so as to form a null for the receiving radio station of the first radio communication system.
さらに、上記無線ネットワークシステムにおいて、上記第2の無線通信システムの送信側無線局は、上記第1の無線通信システムからの制御信号を受信したときに、所定のアクセス制御に従ってデータの送信開始の可否を決定することを特徴とする。 Further, in the wireless network system, when the transmitting wireless station of the second wireless communication system receives a control signal from the first wireless communication system, whether or not to start data transmission according to predetermined access control It is characterized by determining.
本発明に係る無線ネットワークシステムとその制御方法によれば、従来技術に比較してタイミング同期の獲得を容易にでき、第2の無線通信システムの無線局での無線通信を可能にすることができる。特に、以下の特有の作用効果を有する。
(1)第2の無線通信システムの受信側無線局における受信タイミング同期を容易に実現することができる。すなわち、第2の無線通信システムは第1の無線通信システムのフレーム伝送を観測してデータ送信開始タイミングを予測し、第2の無線通信システムのデータ送信開始タイミングを合わせることで第2の無線通信システムの受信側無線局において所望信号の到来タイミングを予測可能となる。
(2)また、第2の無線通信システムの送信側無線局が第1の無線通信システムの事前通信を観測することで第1と第2の無線通信システム間の伝搬路状況の推定が可能になるため、その推定した伝搬路情報を用いて空間的に与干渉を抑圧する。すなわち、第2の無線通信システムの送信側無線局での処理は事前通信の観測→伝搬路状況推定→与干渉抑圧の順になる。
(3)さらに、第2の無線通信システムの受信側無線局が第1の無線通信システムの事前通信を観測することで第1と第2の無線通信システム間の伝搬路状況の推定が可能になるため、その推定した伝搬路情報を用いて空間的に被干渉を抑圧する。すなわち、第2の無線通信システムの受信側無線局での処理は事前通信の観測→伝搬路状況推定→被干渉抑圧の順になる。
(4)またさらに、第2の無線通信システムにおけるアクセス制御において、第2の無線通信システムの重畳伝送が可能となる条件を満たした状態をアクセス制御の最小単位とすることで、第2の無線通信システム内でのアクセス制御を可能にする。
According to the wireless network system and the control method thereof according to the present invention, timing synchronization can be easily obtained as compared with the prior art, and wireless communication at the wireless station of the second wireless communication system can be enabled. . In particular, it has the following specific effects.
(1) The reception timing synchronization in the receiving radio station of the second radio communication system can be easily realized. That is, the second wireless communication system observes frame transmission of the first wireless communication system, predicts the data transmission start timing, and matches the data transmission start timing of the second wireless communication system to match the second wireless communication system. The arrival timing of the desired signal can be predicted at the receiving radio station of the system.
(2) In addition, it is possible to estimate a propagation path condition between the first and second radio communication systems by allowing the transmitting radio station of the second radio communication system to observe the prior communication of the first radio communication system. Therefore, the interference is spatially suppressed using the estimated propagation path information. That is, the processing at the transmitting-side radio station of the second radio communication system is in the order of observation of prior communication → propagation path state estimation → interference suppression.
(3) Further, the reception side radio station of the second radio communication system observes the prior communication of the first radio communication system, so that it is possible to estimate the propagation path condition between the first and second radio communication systems. Therefore, interference is spatially suppressed using the estimated propagation path information. That is, the processing at the receiving radio station of the second radio communication system is in the order of prior communication observation → channel state estimation → interference suppression.
(4) Still further, in the access control in the second wireless communication system, the second wireless communication system is configured such that the condition satisfying the condition for enabling the superimposed transmission of the second wireless communication system is set as the minimum unit of access control. Enables access control within the communication system.
1,1−1,1−2,1−3,2,2−1,2−2…無線局、
1a…アンテナ素子、
10−0〜10−(M−1)…アンテナ素子、
11−0〜11−(M−1)…スイッチ、
12−0〜12−(M−1)…低雑音増幅器、
13−0〜13−(M−1)…電力増幅器、
14…受信指向性制御回路、
15…無線受信回路、
16…信号処理回路、
17…無線送信回路、
18…送信指向性制御回路、
20…コントローラ、
21−0−1〜21−(M−1)−(Lp−1)…遅延回路、
22−0−0〜22−(M−1)−(Lp−1)…乗算器、
23−0−1〜23−(M−1)−(Lp−1)…加算器、
24…加算器、
25…分配器、
26−0−1〜26−(M−1)−(Lp−1)…遅延回路、
27−0−0〜27−(M−1)−(Lp−1)…乗算器、
28−0−1〜28−(M−1)−(Lp−1)…加算器、
100…相互の電波が届くカバーエリア、
101…無線LANシステム、
102…2次システム、
200…アレーアンテナ。
1, 1-1, 1-2, 1-3, 2, 2-1, 2-2 ... wireless station,
1a: antenna element,
10-0 to 10- (M-1) ... antenna element,
11-0 to 11- (M-1) ... switch,
12-0 to 12- (M-1) ... low noise amplifier,
13-0 to 13- (M-1) ... power amplifier,
14: Reception directivity control circuit,
15 ... wireless receiver circuit,
16: Signal processing circuit,
17 ... wireless transmission circuit,
18: Transmission directivity control circuit,
20 ... Controller,
21-0-1 to 21- (M-1)-(Lp-1) ... delay circuit,
22-0-0 to 22- (M−1) − (Lp−1)... Multiplier
23-0-1 to 23- (M-1)-(Lp-1) ... adder,
24 ... adder,
25. Distributor,
26-0-1 to 26- (M-1)-(Lp-1) ... delay circuit,
27-0-0 to 27- (M-1)-(Lp-1) ... multiplier
28-0-1 to 28- (M-1)-(Lp-1) ... adder,
100: Cover area where mutual radio waves reach,
101 ... Wireless LAN system,
102 ... Secondary system,
200: Array antenna.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each following embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the same component.
図1は本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークの構成を示すブロック図であり、図2は図1の各無線局2−1,2−2の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radio communication network according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of each radio station 2-1 and 2-2 in FIG.
本発明に係る実施形態においては、上述の従来技術の問題点を解決するために、2次システムの受信タイミング同期問題を解決する重畳伝送方式について検討を行う。具体的には、図1に示すように、それぞれ例えば単一のアンテナ素子1aを有する複数の無線局1−1〜1−3(総称して、符号1を付す。)を含む無線LANシステム101を1次システムとし、当該無線LANシステム101と相互の電波が届くカバーエリア100内に位置しかつ例えば指向性を変化させることができるアレーアンテナ200(複数M個のアンテナ素子10−1〜10−(M−1)から構成される)を有する複数の無線局2−1〜2−2(総称して、符号2を付す。)を含み、無線LANシステム101の運用周波数帯域(すなわち、同一の運用周波数を用いる)を2次的に利用する新規な2次システム102を提案する。提案する無線通信ネットワークでは、IEEE802.11のプロトコルを考慮して2次システム102側の送信タイミングを決定し、2次システム102の受信機におけるタイミング同期の獲得を容易にすることを特徴としている。また、RTS/CTS信号の交換時に被干渉・与干渉を抑制するアダプティブアレーのウエイトを計算し、DATA伝送時に送受信ビームを形成することでタイミング同期制度の改善、並びに重畳通信を実現することを特徴としている。
In the embodiment according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, a superposition transmission method for solving the reception timing synchronization problem of the secondary system is examined. Specifically, as shown in FIG. 1, for example, a
図2において、2次システム102の各無線局2は、以下の構成要素を備えて構成される。
(1)複数M個のアンテナ素子10−0〜10−(M−1)からなるアレーアンテナ200(例えば、アレーアンテナ200に代えて、例えばエスパアンテナなどの可変指向性アンテナを備えてもよい。);
(2)コントローラ20により制御される送受信切り替えスイッチ11−0〜11−(M−1);
(3)低雑音増幅器12−0〜12−(M−1);
(4)電力増幅器13−0〜13−(M−1);
(5)コントローラ20により制御され、受信信号の受信時においてアレーアンテナ200の指向性パターンを制御する受信指向性制御回路14;
(6)ダウンコンバータ及び復調器などを含む無線受信回路15;
(7)無線LANモードにおいてRTS/CTS/DATAW/ACK信号を生成し、これらの信号を検出するとともに(なお、2次システムモードにおいてもこれらの信号の検出機能を有する。)、2次システムモードにおいて図6及び図7の通信処理を実行するためにDATAS信号を生成し当該信号を検出する信号処理回路16;
(8)変調器及びアップコンバータなどを含む無線送信回路17;
(9)コントローラ20により制御され、送信信号の送信時においてアレーアンテナ200の指向性パターンを制御する送信指向性制御回路18;及び
(10)図6及び図7の通信処理を実行することにより無線局2の各構成要素を制御するコントローラ20。
In FIG. 2, each
(1) An
(2) Transmission / reception selector switches 11-0 to 11- (M-1) controlled by the
(3) Low noise amplifiers 12-0 to 12- (M-1);
(4) Power amplifiers 13-0 to 13- (M-1);
(5) A reception
(6) a
(7) RTS / CTS / DATA W / ACK signals are generated in the wireless LAN mode, and these signals are detected (note that these signals are also detected in the secondary system mode). A
(8) a
(9) a transmission
なお、無線LANシステム101の各無線局1は無線局2と同様の構成を有し、もしくは、アレーアンテナ200を有さず、単一のアンテナ素子1aのみを有してもよい。この場合、受信指向性制御回路14及び送信指向性制御回路18を備えない。また、無線局1の信号処理回路16はRTS/CTS/DATAW/ACK信号を生成し、これらの信号を検出する機能のみを有してもよい。
Each
図2の無線局2において、信号処理回路16により生成された信号は無線送信回路17において変調されかつアップコンバートされた後、送信指向性制御回路18、電力増幅器13−0〜13−(M−1)、送受信切り替えスイッチ11−0〜11−(M−1)の接点b側及びアンテナ素子10−0〜10−(M−1)を介して相手先の無線局に送信される。一方、アンテナ素子10−0〜10−(M−1)により受信された受信信号は、送受信切り替えスイッチ11−0〜11−(M−1)の接点a側、低雑音増幅器12−0〜12−(M−1)及び受信指向性制御回路14を介して無線受信回路15に入力され、当該受信信号がダウンコンバート及び復調された後、その復調信号が信号処理回路16に入力されて所定の信号処理が行われる。
In the
次いで、無線LANシステム101に対して重畳伝送を行う2次システム102においてタイミング同期を容易に実現する方法及び運用手順について説明する。
Next, a method and operation procedure for easily realizing timing synchronization in the
2次システム102の通信開始にあたり、1次システムの無線LANシステム101のバックオフ処理の進行を阻害することによる送信機会の減少を避けること、そして与干渉の影響を十分に少なくすることが重要である。そこで、本実施形態に係る2次システム102では無線LANシステム101のRTS/CTS信号の交換時にはデータ伝送を控え、無線LANシステム101のDATA信号のフレーム伝送に対して自らのフレーム伝送を重畳する。その際、アダプティブアレーのウエイト制御により空間軸上で信号を分離し、与干渉並びに被干渉の抑圧を行うことを特徴としている。
When starting communication of the
図5は図1の無線通信ネットワークにおいて無線LANシステム101と2次システム102のフレーム交換フローを示すタイミングチャートである。また、図6及び図7は、図1の2次システム102における送信側無線局2及び受信側無線局2の通信処理(通信手順)を示すフローチャートである。ここで、無線LANシステム101における送信側無線局1−1と受信側無線局1−2はそれぞれDATAWフレームを送信と受信する端末を表す。また、DATAWフレームは無線LANシステム101の送信側無線局1−1から送信されるDATAフレームであり、DATASフレームは2次システム102の送信側無線局2−1から送信されるDATAフレームである。さらに、NAV(RTS)はRTS信号のDuration/IDフィールド内の使用予定期間に基づく衝突防止用パケット送信禁止期間であり、NAV(CTS)はCTS信号のDurationフィールド内の使用予定期間に基づく衝突防止用パケット送信禁止期間である。また、SIFS(Short Inter Frame Space)は、IEEE802.11において規定されているCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)方式を用いた無線チャネルアクセス制御で用いる短フレーム間隔である。なお、図5〜図7の通信処理において、説明の便宜上、無線局に符号を付しているが、各無線局は送信側にも受信側にもなることは可能である。
FIG. 5 is a timing chart showing a frame exchange flow between the
図6において、本実施形態に係る2次システム102の送信側無線局2−1では、送信要求に応じてRSSIの測定を開始する(S1)。RSSI測定時間Tcs内にキャリアセンスしきい値Pthを超える信号レベルの検出がない場合は(S2でNOかつS3でYES)、対象帯域を空き帯域と見なしてDATASフレーム送信を開始する(S4)。一方、RSSI測定値がしきい値Pthを超えた場合は(S2でYES)信号受信処理を開始する(S5)。
In FIG. 6, the transmitting-side radio station 2-1 of the
受信信号がRTSフレームの場合は(S6でYES)無線LANシステム101の送信側無線局1−1に対しヌル(指向性パターンにおける最小値をいい、以下同様である。)を形成するウエイトの計算及びCTS/DATAW/ACKフレームの送信開始・終了タイミングの予測を行う(S8;図6のフェーズA)。また、受信信号がCTSフレームの場合は(S7でYESかつS9でYES)無線LANシステム101の受信側無線局1−2に対しヌルを形成するウエイトの計算及びDATAW/ACKフレームの送信開始・終了タイミングの予測を行う(S10;図6のフェーズB)。受信信号が無線LANシステム101のRTS/CTSフレームではない場合は(S6でNOかつS7でNO)RSSI測定を再開する(S1)。CTSフレーム受信に成功した場合は(S9でYES)、図7のステップS11に進み、ランダムバックオフなどのアクセス制御に従ってDATASフレーム送信開始の可否を決定する。DATASフレームの送信が開始可能な場合(S11でYES)、無線LANシステム101の受信側無線局1−2に対しヌルを形成し(S12)DATASフレームの送信を開始する(S13;図7のフェーズC)。送信ビーム形成に関しては詳細後述する。一方、CTSフレーム受信に失敗、あるいはアクセス制御により送信を行わない場合は(S11でNO)RSSI測定を再開する(S1)。
When the received signal is an RTS frame (YES in S6), calculation of a weight for forming a null (minimum value in the directivity pattern, the same applies hereinafter) for the transmitting wireless station 1-1 of the
送信DATASフレーム長は予測DATAWフレーム長を超えない範囲で設定する。ただし、RTSフレーム受信に成功した場合は無線LANシステム101の送信側無線局1−1に対しヌル形成が可能であるため、ACKフレーム伝送時にも与干渉を回避できる。すなわち、DATAWフレーム長を超えるDATASフレームの送信が可能となる。そこで、必要に応じてACKフレームの予測終了タイミングを超えない範囲でDATASフレーム長を設定する。この場合は(S14でYES)DATAWフレームの予測終了タイミングに合わせて無線LANシステム101の受信側無線局1−2に対しヌルを形成するウエイトに切り替える(S15;図7のフェーズD)。DATASフレームの送信(S4)終了後はRSSI測定を再開する(S1)。
The transmission DATA S frame length is set within a range not exceeding the predicted DATA W frame length. However, if the RTS frame is successfully received, null formation can be performed for the transmitting-side wireless station 1-1 of the
図6において、2次システム102の受信側無線局2−2では、継続的にRSSI測定を行い(S21)、しきい値Pthを超える信号レベルが検出された場合は(S22でYES)信号受信処理を開始する(S23)。受信信号がRTSフレームの場合は(S24でYES)無線LANシステム101の送信側無線局1−1に対しヌルを形成するウエイトの計算及びCTS/DATAW/ACKフレームの送信開始・終了タイミングの予測を行う(S27;図6のフェーズA)。受信信号がCTSフレームの場合は(S25でYESかつS28でYES)無線LANシステム101の受信側無線局1−2に対しヌルを形成するウエイトの計算及びDATAW/ACKフレームの送信開始・終了タイミングの予測を行う(S29;図6のフェーズB)。そして、図7のステップS31に進む。
In FIG. 6, the receiving side radio station 2-2 of the
一方、受信信号がDATASフレームの場合は(図6のS26でYES)受信タイミング同期処理後(図7のS33)、受信ビームを形成し受信を開始する(S34;図7のフェーズC)。受信ビーム形成に関しては詳細後述する。ここで、RTSフレーム受信に成功した場合は(S31でYES)無線LANシステム101の送信側無線局1−1に対しヌルを形成し、被干渉を抑制した上で受信タイミング同期処理を行う(S33)。これにより同期捕捉性能の向上が期待できる。なお、DATAWフレーム長を超えるDATASフレームを受信に際し(S35でYES)、事前にCTSフレーム受信に成功している場合は(S36でYES)、予測したDATAWフレームの終了タイミングに合わせて無線LANシステム101の受信側無線局1−2に対しヌルを形成するウエイトに切り替える(S37)。次に所望信号に対し受信ビーム更新を行い、DATASフレーム受信を再開する(S38;図7のフェーズD)。当該DATASフレームの受信終了後、RSSI測定を再開する(S21)。
On the other hand, if the received signal is a DATA S frame (YES in S26 in FIG. 6), after reception timing synchronization processing (S33 in FIG. 7), a reception beam is formed and reception is started (S34; phase C in FIG. 7). Details of reception beam forming will be described later. Here, when the RTS frame is successfully received (YES in S31), a null is formed for the transmission-side wireless station 1-1 of the
次いで、本実施形態に係るタイミング同期の方法について以下に説明する。 Next, a timing synchronization method according to the present embodiment will be described below.
IEEE802.11の無線LANフレームのDuration/IDフィールドには無線チャネルの占有時間が記載されている(例えば、非特許文献5参照。)。本実施形態に係る2次システム102の送受信無線局2−1,2−2は、無線LANシステム101のRTS/CTS信号を検出し、Duration/IDフィールドを復調することでDATAWフレームのおおよその送信タイミングとその終了タイミングを獲得する。また、CTSとDATAWフレームはそれぞれRTSとCTSフレームの送信終了後、短フレーム間隔SIFS(Short Inter Frame Space)その送信が開始されると定められているため(例えば、非特許文献5参照。)、これらのタイミングを予測することが可能である。
In the Duration / ID field of the wireless LAN frame of IEEE 802.11, the occupation time of the wireless channel is described (for example, refer to Non-Patent Document 5). The transmission / reception radio stations 2-1 and 2-2 of the
本実施形態に係る方法では、自身のDATASフレームを無線LANシステム101のDATAWフレームの予測送信タイミングに合わせて送信する。2次システム102の受信側無線局2−1では伝搬遅延や送信タイミング誤差を考慮し、予測送信タイミングのマージン期間を含むように、受信信号の到来タイミング検出のための時間窓を設定し、当該時間窓の間に既知の参照プリアンブルをシフトしながら受信されるプリアンブルとの相互相関値を計算することで行うタイミング同期処理を開始する。なお、2次システム102のDATASフレーム送信タイミングを無線LANシステム101のDATAWフレーム予測送信タイミングに合わせることにより、2次システム102におけるDATASフレームの伝送時間を最大限に確保することが可能である。すなわち、無線LANシステム101と2次システム102の両方ともフレームの先頭にプリアンブルをもっている。2次ステム102の無線局2は無線LANシステム101と2次システム102のプリアンブル両方とも既知である。RTS/CTSフレーム受信時は、無線LANシステム101のプリアンブルを用いてタイミング同期を行う。また、DATAsフレーム(2次システム102自身のデータ)を受信する時はDATAsフレームの先頭に配置された既知のプリアンブルでタイミング同期処理を行う。2次システム102の送信側無線局2−1で1次システムのDATAwフレームの送信開始タイミングにあわせてDATAsフレームを送信しているので、2次システム102の受信側無線局2−2ではDATAsフレームの到来タイミングが予測でき、DATAsフレームに対し同期処理を行えばよい。
In the method according to the present embodiment, its own DATA S frame is transmitted in accordance with the predicted transmission timing of the DATA W frame of the
図8は本実施形態に係る相互同期によるタイミング同期処理を示すタイミングチャートであり、すなわち、想定するタイミング同期処理を示す。図中のtsは送信タイミング誤差を考慮した同期点探索開始タイミング、Twは伝搬遅延を考慮した時間窓の幅を表す。タイミング同期は、2次システム102の無線局2から送信されることが予め既知であるデータパターンである参照信号(プリアンブル)と、実際に無線局2から受信される受信信号(プリアンブル)との相互相関値を計算し、当該相互相関値のピーク値検出によりタイミング同期点及び遅延波到来タイミングの推定を行う。
FIG. 8 is a timing chart showing the timing synchronization processing by mutual synchronization according to the present embodiment, that is, the assumed timing synchronization processing. T s in the drawing synchronization point search start timing in consideration of the transmission timing error, T w denotes the width of the time window in consideration of the propagation delay. Timing synchronization is a mutual relationship between a reference signal (preamble) that is a data pattern that is known in advance to be transmitted from the
さらに、与干渉抑圧及び被干渉抑圧について以下に説明する。 Further, interference suppression and interference suppression will be described below.
2次システム102の送受信無線局2−1,2−2では、RTS/CTSフレーム受信時に無線LANシステム101の送受信無線局1−1,1−2との間の伝搬路応答を推定し、推定伝搬路応答に対してヌル拘束付きのウエイトを求める。そして、DATASフレームの送受信時にそれぞれのウエイトを適用して与干渉及び被干渉の抑圧を行う。以下、具体的手法を説明する。
The transmission / reception radio stations 2-1 and 2-2 of the
送信ウエイト及び受信ウエイトの生成について以下に説明する。2次システム102の送信側無線局2−1では、広帯域伝送においてアレーの自由度を超える遅延波を抑圧するため、タップ付遅延線型アダプティブアレー(TDL−AAA:Tapped Delay Line Adaptive Array Antenna;以下、TDL−AAAという。)を用いる(例えば、非特許文献7参照。)。RTS/CTS信号フレーム受信時に、無線LANシステム101の送受信無線局1−1,1−2との間の伝搬路応答を推定し、推定伝搬路応答に対してヌル拘束付きのウエイトを求める。DATASフレームの送信時には本ウエイトに基づく送信TDL−AAAにより無線LANシステム101への与干渉を回避する。
Generation of transmission weights and reception weights will be described below. In the transmission-side radio station 2-1 of the
図9は図2の受信側無線局2の受信指向性制御回路14の構成を示すブロック図であり、図10は図2の受信側無線局2の送信指向性制御回路18の構成を示すブロック図である。図9及び図10ではそれぞれ受信TDL−AAA及び送信TDL−AAAの構成を示す。ここで、Mはアンテナ素子数、Lpは各TDLのブランチ数、Tはサンプル間隔、zTx,m(t)は第m番目のアンテナ素子10−mへの入力信号、s(t)はDATASフレーム信号、wTx,m,lは第m番目のアンテナ素子10−mの第lブランチにおけるウエイトを表す。ただし、時間遅延τlはサンプル間隔Tの整数倍でτ0(=0)≦τ1≦…≦τLp−1と仮定する。
9 is a block diagram showing the configuration of the reception
図9において、受信指向性制御回路14はいわゆるトランスバーサルフィルタの構成を有し、各アンテナ素子で互いに縦続接続され受信信号を遅延させる複数(Lp−1)個の遅延回路21−0−1〜21−(M−1)−(Lp−1)と、各遅延回路21−0−1〜21−(M−1)−(Lp−1)の入出力端子に接続され各遅延信号にウェイトを乗算する乗算器22−0−0〜22−(M−1)−(Lp−1)と、各乗算器22−0−0〜22−(M−1)−(Lp−1)からの各信号を加算する加算器23−0−1〜23−(M−1)−(Lp−1)と、すべての受信信号を加算して受信信号y(t)を出力する加算器24とを備えて構成される。
In FIG. 9, the reception
図10において、送信指向性制御回路18は受信指向性制御回路14とは逆の構成を有し、送信信号s(t)をM分配する分配器25と、各アンテナ素子で互いに縦続に接続され各分配送信信号を遅延させる遅延回路26−0−1〜26−(M−1)−(Lp−1)と、各アンテナ素子の送信信号にウェイトを乗算する乗算器27−0−0〜27−(M−1)−(Lp−1)と、各乗算器27−0−0〜27−(M−1)−(Lp−1)からの信号と、各遅延回路26−0−1〜26−(M−1)−(Lp−1)空の信号を加算する加算器28−0−1〜28−(M−1)−(Lp−1)とを備えて構成される。
In FIG. 10, the transmission
図9において、受信指向性制御回路14からの出力信号は次式で表される。
In FIG. 9, the output signal from the reception
2次システム102の送信側無線局2−1と、無線LANシステム101の送受信無線局1−1,1−2との間の伝搬路応答に対してヌル拘束を行う最適ウエイトは、方向拘束付出力電力最小化法(DCMP:Directionally Constrained Minimization of Power;以下、DCMP法という。)を用いて次式により求められる(例えば、非特許文献6参照。)。
The optimal weight for performing null constraint on the channel response between the transmission-side radio station 2-1 of the
式(2)を満たす送信最適ウエイトWTX,optは次式で表される。 The transmission optimum weight W TX, opt that satisfies the equation (2) is expressed by the following equation.
ここで、RTx、wTx、CA及びqはそれぞれ入力信号zTx(t)の相関行列、ウエイト、拘束行列及び拘束応答ベクトルを表し、次式のようになる。 Here, R Tx , w Tx , C A, and q represent the correlation matrix, weight, constraint matrix, and constraint response vector of the input signal z Tx (t), respectively, and are expressed by the following equations.
[数1]
RTx=E[zTx(t) zH Tx(t)] (4)
[数2]
zT Tx(t)=[z’T Tx(t)…z’T Tx(t-τLp−1)] (5)
[数3]
z’Tx(t)=[zTx,0(t)…zTx,M−1(t)]T (6)
[数4]
wT Tx=[wT Tx,0…wT Tx,Lp−1] (7)
[数5]
wTx,l=[wTx,0,l…wTx,M−1,l]T(8)
[数6]
CA=[pTx d] (9)
[数7]
q=[0 1]T (10)
[Equation 1]
R Tx = E [z Tx (t) z H Tx (t)] (4)
[Equation 2]
z T Tx (t) = [z ′ T Tx (t)... z ′ T Tx (t−τ Lp−1 )] (5)
[Equation 3]
z ′ Tx (t) = [z Tx, 0 (t)... z Tx , M−1 (t)] T (6)
[Equation 4]
w T Tx = [w T Tx , 0 ... w T Tx, Lp-1] (7)
[Equation 5]
wTx, l = [ wTx, 0, l ... wTx, M-1, l ] T (8)
[Equation 6]
C A = [p Tx d] (9)
[Equation 7]
q = [0 1] T (10)
ここで、E[・]はアンサンブル平均、Hは複素共役転置、Tと*はそれぞれ転置と複素共役を表す。なお、pTx=E[zTx(t) d* ref(t)]はzTx(t)と参照信号dref(t)との間の相関ベクトルであり、dref(t)は無線LANシステム101のプリアンブル波形とする。本実施形態では2次システム102の送信側無線局2−1では自システム内の伝搬路応答情報を未知とし、d=[1 … 1]Tとする。しかし、受信側からの伝搬路応答情報が事前に得られる場合は、dを所望信号における伝搬路応答に設定することにより受信信号対雑音電力比(SNR)を改善できる。
Here, E [•] represents an ensemble average, H represents a complex conjugate transpose, and T and * represent transpose and complex conjugate, respectively. Note that p Tx = E [z Tx (t) d * ref (t)] is a correlation vector between z Tx (t) and the reference signal d ref (t), and d ref (t) is a wireless LAN. The preamble waveform of the
次いで、受信ウエイトの生成について以下に説明する。2次システム102の受信側無線局2−2では、2種類のTDL−AAAのウエイトを用いる。まず、所望波のパス検出精度を向上させるため、送信側と同様の処理により被干渉抑圧のためのヌル拘束付きウエイトを生成する。そして、そのウエイトに基づく合成信号に対して所望信号のパス検出を行う。次に、復調精度の改善に向けて、パス検出結果に基づきTDL−AAAのタップ位置を決定し、MMSEウエイトを生成する。パス検出用ウエイトは、RTS/CTSフレーム受信時に送信側と同様にDCMP法で求められる。受信最適ウエイトWRx,optは次式で表される。
Next, reception weight generation will be described below. The receiving side radio station 2-2 of the
ここで、RRx=E[zRx(t) zH Rx(t)]は入力信号zRx(t)の相関行列、CB=[pRx d]は拘束行列、pRx=E[zRx(t) d* ref(t)]は相関ベクトルを表す。上式により求めたウエイトに基づく合成信号に対してパス検出を行うと、被干渉が抑圧されているため、パス検出精度の改善が期待できる。 Here, R Rx = E [z Rx (t) z H Rx (t)] is a correlation matrix of the input signal z Rx (t), C B = [p Rx d] is a constraint matrix, and p Rx = E [z Rx (t) d * ref (t)] represents a correlation vector. When path detection is performed on the combined signal based on the weight obtained by the above equation, interference detection is suppressed, so that improvement in path detection accuracy can be expected.
パス検出後はDATASフレーム先頭に配置されたプリアンブル信号を用い、所望信号の受信SINRが改善するように受信指向性制御回路14(受信TDL−AAA)のウエイト制御を行う。具体的には、受信指向性制御回路14からの出力信号とプリアンブル信号dtr(t)との平均2乗誤差を最小にする以下のMMSE(Minimum Mean Square Error)規範に基づいて最適ウエイトを求める(例えば、非特許文献6参照。)。
After the path is detected, the preamble signal arranged at the head of the DATA S frame is used, and the weight control of the reception directivity control circuit 14 (reception TDL-AAA) is performed so that the reception SINR of the desired signal is improved. Specifically, the optimum weight is obtained based on the following MMSE (Minimum Mean Square Error) standard that minimizes the mean square error between the output signal from the reception
ただし、zRx,D(t)はDATASフレーム受信時における受信指向性制御回路14(受信TDL−AAA)への入力信号である。従って、受信最適ウエイトWRx,MMSE,optは次式で表される。 However, z Rx, D (t) is an input signal to the reception directivity control circuit 14 (reception TDL-AAA) when the DATA S frame is received. Accordingly, the reception optimum weights W Rx, MMSE, and opt are expressed by the following equations.
ここで、RRx,D=E[zRx,D(t) zH Rx,D(t)]は入力信号zRx,D(t)の相関行列、pRx,D=E[zRx,D(t) d* tr(t)]は相関ベクトルを表す。 Here, R Rx, D = E [z Rx, D (t) z H Rx, D (t)] is the correlation matrix of the input signal z Rx, D (t), p Rx, D = E [z Rx, D (t) d * tr (t)] represents a correlation vector.
一方、RTSフレーム受信に失敗した場合はいずれかの基準アンテナ素子における受信信号を用いてパス検出を行う。検出結果に基づき上記のMMSE規範を用いて受信指向性制御回路14(受信TDL−AAA)のウエイト制御を行い、被干渉を抑圧する。 On the other hand, when the RTS frame reception fails, path detection is performed using the received signal at any of the reference antenna elements. Based on the detection result, weight control of the reception directivity control circuit 14 (reception TDL-AAA) is performed using the above MMSE norm to suppress interference.
また、DATAWフレーム長を超えるDATASフレームを受信する場合は、直前に到来したCTSフレームの受信に成功していれば、無線LANシステム101のACKフレームに起因する被干渉を抑圧するような初期ウエイトをセットした上で、DATAWフレーム予測終了タイミングに合わせて受信ビーム形成のウエイトを更新し、DATASフレーム受信を再開する。一方、CTSフレーム受信に失敗した場合はウエイトのリセットなしに、所望信号に対して受信ビーム形成のウエイトを更新し、DATASフレーム受信を再開する。
In addition, when receiving a DATA S frame exceeding the DATA W frame length, if the reception of the CTS frame that has just arrived is successful, the initial state is to suppress interference caused by the ACK frame of the
以上の実施形態においては、図2、図9及び図10に示すように、無線周波数帯で送信指向性及び受信指向性を制御しているが、本発明はこれに限らず、中間周波数帯又はベースバンド帯で送信指向性及び受信指向性を制御するように構成してもよい。 In the above embodiment, as shown in FIG. 2, FIG. 9, and FIG. 10, the transmission directivity and the reception directivity are controlled in the radio frequency band, but the present invention is not limited to this, and the intermediate frequency band or You may comprise so that transmission directivity and reception directivity may be controlled in a baseband.
次いで、本発明者らは、図1の無線通信ネットワークシステムを用いて計算機シミュレーションを行った結果について以下に説明する。 Next, the present inventors will explain the results of computer simulation using the wireless communication network system of FIG.
図11は図1の無線通信ネットワークにおける各無線局の配置と直接波到来角のモデルを示す平面図である。図11において、各無線局配置のトポロジーは正方形とし、無線LANシステム101と2次システム102の経路は互いに交差するとした。ここで、φxは無線局xのアダプティブアレーのブロードサイド方向と、無線局2−1と無線局2−2を結ぶ直線が成す角度を表す。φAとφBは各実行毎に0度から180度までランダムに与えた。
FIG. 11 is a plan view showing an arrangement of wireless stations and a direct wave arrival angle model in the wireless communication network of FIG. In FIG. 11, the topology of each wireless station arrangement is a square, and the routes of the
図12は実施形態の無線通信ネットワークを用いて行うシミュレーションにおける遅延プロファイルを示す図である。伝搬路モデルは図12に示す5波(L=5)モデルを想定し、先行波は直接波のみ、遅延波はレイリーフェージングを受けるとした。また、伝搬損失は2乗則、遅延波のアンテナ間フェージング相関は無相関であると想定した。 FIG. 12 is a diagram illustrating a delay profile in a simulation performed using the wireless communication network of the embodiment. The propagation path model is assumed to be a 5-wave model (L = 5) shown in FIG. 12, and the preceding wave is assumed to be a direct wave only and the delayed wave is subjected to Rayleigh fading. Further, it was assumed that the propagation loss is a square law and the inter-antenna fading correlation of the delayed wave is uncorrelated.
TDLのブランチ数Lpは、無線LANシステム101と2次システム102との間の与干渉抑圧及び被干渉抑圧のためのDCMP法によるウエイト生成ではLp=Lとした。また、所望波受信におけるMMSE規範によるウエイト生成ではLp=2×L−1と設定した。これは、所望信号に対する見かけの伝搬路応答が送信指向性制御回路18(送信TDL−AAA)のインパルス応答と実際の伝搬路応答との畳み込みとなるためである。実施形態の無線通信ネットワークを用いて行うシミュレーションにおいて、特性評価のためのシミュレーション諸元を表1及び表2に示す。
The TDL branch number Lp is set to Lp = L in weight generation by the DCMP method for suppressing interference and interference between the
[表1]
無線LANシステム101のシミュレーション諸元
―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
サンプリングレート 20MHz
変調方法 16QAM−OFDM
副搬送波数 52(データ:48、パイロット:4)
FFTポイント数 64
有効シンボル期間 3.2μsec(64サンプル)
ガード期間 l0.8μsec(16サンプル)
チャネルコーディング 畳み込みコード(レート:1/2、拘束長:7)
チャネルデコーディング ハード入力ビタビアルゴリズム
インターリーバーのタイプ ブロック・インターリーバー(深さ:12×16)
ペイロード長 1000バイト
アンテナ素子数 1
―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
[Table 1]
Specifications of
Sampling rate 20MHz
Modulation method 16QAM-OFDM
Number of subcarriers 52 (data: 48, pilot: 4)
FFT points 64
Effective symbol period 3.2 μsec (64 samples)
Guard period l0.8μsec (16 samples)
Channel coding Convolutional code (rate: 1/2, constraint length: 7)
Channel decoding Hard input Viterbi algorithm Interleaver type Block interleaver (depth: 12 x 16)
Payload length 1000 bytes Number of
―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
[表2]
2次システム102のシミュレーション諸元
―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
サンプリングレート 20MHz
変調方法 π/4−DQPSK DS−SS
拡散コード M系列
コード長 63(トレーニング),15(データ)
トレーニングシンボル数 3
チャネルコーディング 畳み込みコード(レート:1/2、拘束長:7)
チャネルデコーディング ハード入力ビタビアルゴリズム
インターリーバーのタイプ ブロック・インターリーバー(深さ:4×2)
ペイロード長 60バイト
アレーアンテナ構成 リニアアレー
アンテナ素子数 2〜4
アンテナ間隔 半波長
―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
[Table 2]
Specifications of the
Sampling rate 20MHz
Modulation method π / 4-DQPSK DS-SS
Spreading code M-sequence code length 63 (training), 15 (data)
Number of
Channel coding Convolutional code (rate: 1/2, constraint length: 7)
Channel decoding Hard input Viterbi algorithm Interleaver type Block interleaver (depth: 4x2)
Payload length 60 byte array antenna configuration Number of linear array antenna elements 2-4
Antenna spacing Half wavelength ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
無線LANシステム101のパラメータはIEEE802.11a規格(例えば、非特許文献5参照。)に準拠したものとする。規格では、先行フレームにおける最終シンボルの終了タイミングから次フレームのプリアンブルにおける最初シンボルの送信タイミングまでの区間を短フレーム間隔(SIFS)とし、許容送信タイミング誤差がコンテンションスロット長の10%以下と定めている。本シミュレーションでは上記許容タイミング誤差を考慮し、予測到来タイミングからts=−18サンプル、そして、同期処理の時間窓Tw=(18×2)サンプル+Lpサンプルとした。
The parameters of the
2次システム102のフレームは、先頭のプリアンブルと情報データで構成し、プリアンブルは同期捕捉及び遅延波検出と受信ウエイト制御用として、周期63のM系列を3周期分、配置した。また、情報データは周期15のM系列を拡散符号として用いた。参照信号dtr(t)は上記プリアンブルの189サンプル、参照信号dref(t)は無線LANシステム101の長いプリアンブル区間のうち、ガードインターバルを除いた128サンプルを用いた。
The frame of the
2次システム102のDATASフレーム長は無線LANシステム101のDATAWフレームより時間的に短くなるように、ペイロード長は60バイトとした。これは、制御情報の伝送を想定している。2次システム102の送信側無線局2−1では無線LANシステム101のCTSフレーム受信時に送信指向性制御回路18(送信TDL−AAA)のウエイトを求めた。そして、2次システム102の受信側無線局2−2では無線LANシステム101のRTSフレーム受信時にパス検出用の受信指向性制御回路14(受信TDL−AAA)のウエイトを求めた。また、復調用のMMSE規範のウエイト生成には公知のSMI(Sample Matrix Inversion)アルゴリズムを用いた。
The payload length is set to 60 bytes so that the DATA S frame length of the
次いで、シミュレーション結果について以下に説明する。 Next, simulation results will be described below.
図13は実施形態の無線通信ネットワークを用いて行うシミュレーションの結果であって、無線LANシステム101の受信側無線局1−2と、2次システム102の受信側無線局2−2における信号対雑音電力比(SNR)及び信号対干渉電力比(SIR)を示す表である。すなわち、図13では、無線LANシステム101の送信電力PTx,Wと2次システム102の送信電力PTx,Sの比(Transmission Power Ratio:TPR=PTx,W/PTx,S)、無線LANシステム101と2次システム102の受信側無線局2−2における信号対雑音電力比(SNR)及び信号対干渉電力比(SIR)の関係を示す。ここで、2次システム102の受信側無線局2−2におけるSNRとSIRは1本の受信アンテナ当たりの逆拡散後平均信号電力に基づき計算した。
FIG. 13 shows the result of simulation performed using the wireless communication network of the embodiment. Signal-to-noise at the reception-side wireless station 1-2 of the
2次システム102の送受信側無線局2のアレー素子数を同数とし、素子数M=2、3及び4における無線LANシステム101と2次システム102のTPRに対する平均フレーム誤り率(Frame Error Rate:FER)特性をそれぞれ図14、図15及び図16に示す。表2の条件で重畳伝送を行った場合、無線LAN(WLAN with secondary)は重畳伝送を行ってない場合(WLAN without secondary)と比べて低TPR領域において大きく劣化するものの、TPRが高くなるにつれ与干渉を回避できることがわかる。また、アレー素子数M=2の場合はM=3の場合と比べ、低TPR領域で無線LANシステム101のFER特性が大きく劣化しているがM=3とM=4の場合はおおむね同程度の与干渉抑圧効果を示している。
The number of array elements of the transmitting and receiving
2次システム102(Secondary with WLAN)は、アレー素子数M=2の場合はおよそTPR=−3dBで平均FER=1%を達成している。しかし、無線LANシステム101への与干渉が大きく、無線LANシステム101の平均FERが著しい劣化を示している。一方、M=3の場合はおよそTPR=6dB、そしてM=4の場合はおよそTPR=10dB程度で平均FER=1%を達成し、無線LANシステム101への与干渉の影響が十分に抑圧できている。以上の結果より2次システム102はM=3以上のアレー素子を用いることで無線LANシステム101への与干渉を回避しながら平均FER=1%以下に抑え通信可能であることがわかる。
The secondary system 102 (Secondary with WLAN) achieves an average FER = 1% at about TPR = −3 dB when the number of array elements M = 2. However, the interference with the
以上説明したように、本実施形態によれば、重畳伝送における2次システム102の受信タイミング同期問題の解決策として、無線LANシステム101のプロトコルを考慮したタイミング同期処理を容易に実現する重畳伝送方式を考案した。さらに、広帯域伝送においての遅延波対策として、送受信TDL−AAAによる与干渉抑圧及び被干渉抑圧手法の検証を行なった。計算機シミュレーションによる評価の結果、無線LANシステム101への与干渉の影響は適切な送信アダプティブアレー素子数と送信電力で十分に回避することができる。また、無線LANシステム101からの被干渉は2次システム102の送信電力が制限された場合においてもTDL−AAAによる時空間信号処理を用いることで抑圧できると考えられる。
As described above, according to the present embodiment, as a solution to the reception timing synchronization problem of the
2次システム102の通信処理の変形例.
図7及び図8に図示した実施形態に係る通信処理においては、CTSフレーム受信に失敗した場合は(図7のS7でNO)重畳伝送を行わずRSSI測定(S1)を再開している(図7のフェーズB)。しかし、下記に示す方法によりCTSフレーム受信に失敗(DATA復調に失敗)した場合においても受信側無線局1−2に対しヌル形成ができていれば重畳伝送が開始可能である。
Modification of communication processing of
In the communication processing according to the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, when the CTS frame reception fails (NO in S7 of FIG. 7), the RSSI measurement (S1) is resumed without performing the superimposed transmission (FIG. 7). 7 Phase B). However, even when CTS frame reception has failed (DATA demodulation has failed) by the method described below, superimposed transmission can be started if null formation is possible for the receiving radio station 1-2.
(A)送信側無線局2−1の通信処理.
(1)2次システム102の送信側無線局2−1では、送信要求に応じてRSSI測定を開始する。RSSI測定時間Tcs内にキャリアセンスしきい値Pthを超える信号レベルの検出がない場合は、対象帯域を空き帯域と見なしてDATASフレーム送信を開始する。一方、RSSI測定値がしきい値Pthを超えた場合は信号受信処理、及び帯域幅と継続時間の測定を開始する。
(2)RTSフレームの受信に成功、あるいは帯域幅と継続時間の測定結果RTSフレームの到来が推定された場合は無線LANシステム101の送信側無線局1−1に対しヌルを形成するウエイトの計算及びCTS/DATAW/ACKフレームの送信開始・終了タイミングの予測を行う(図6のフェーズA)。また、CTSフレームの受信に成功、あるいは帯域幅と継続時間の測定結果CTSフレームの到来が推定された場合は無線LANシステム101の受信側無線局1−2に対しヌルを形成するウエイトの計算及びDATAW/ACKフレームの送信開始・終了タイミングの予測を行う(図6のフェーズB)。受信信号が無線LANシステム101のRTS/CTSフレームではない場合はRSSI測定を再開する。
(3)CTSフレーム受信に成功、あるいはRTSフレームの受信に成功し、かつCTSフレームの到来が推定された場合は、ランダムバックオフなどのアクセス制御に従ってDATASフレーム送信開始の可否を決定する。DATASフレームの送信が開始可能な場合、無線LANシステム101の受信側無線局1−2に対しヌルを形成し送信を開始する(図7のフェーズC)。一方、CTSフレーム受信に失敗またはCTSフレームの到来が推定されていない場合、あるいはアクセス制御により送信を行わない場合はRSSI測定を再開する。
(4)送信DATASフレーム長は予測DATAWフレーム長を超えない範囲で設定する。ただし、RTSフレーム受信に成功した場合は無線LANシステム101の送信側無線局1−1に対しヌル形成が可能であるため、ACKフレーム伝送時にも与干渉を回避できる。すなわち、DATAWフレーム長を超えるDATASフレームの送信が可能となる。そこで、必要に応じてACKフレームの予測終了タイミングを超えない範囲でDATASフレーム長を設定する。この場合はDATAWフレーム予測終了タイミングに合わせて無線LANシステム101の受信側無線局1−2に対しヌルを形成するウエイトに切り替える(図7のフェーズD)。DATASフレームの送信終了後はRSSI測定を再開する。
(A) Communication processing of transmitting side radio station 2-1.
(1) The transmitting side radio station 2-1 of the
(2) Successful reception of RTS frame, or measurement result of bandwidth and duration When the arrival of RTS frame is estimated, calculation of weight for forming null for transmitting side radio station 1-1 of
(3) When the reception of the CTS frame is successful or the reception of the RTS frame is successful and the arrival of the CTS frame is estimated, whether to start the transmission of the DATA S frame is determined according to access control such as random backoff. When the transmission of the DATA S frame can be started, a null is formed for the reception-side wireless station 1-2 of the
(4) The transmission DATA S frame length is set within a range not exceeding the predicted DATA W frame length. However, if the RTS frame is successfully received, null formation can be performed for the transmitting-side wireless station 1-1 of the
(B)受信側無線局2−2の通信処理.
(1)2次システム102の受信側(STA−B)では継続的にRSSI測定を行い、Pthを超える信号レベルが検出された場合は信号受信処理、及び帯域幅と継続時間の測定を開始する。
(2)RTSフレームの受信に成功、あるいは帯域幅と継続時間の測定結果RTSフレームの到来が推定されたに場合は無線LANシステム101の送信側無線局1−1に対しヌルを形成するウエイトの計算及びCTS/DATAW/ACKフレームの送信開始・終了タイミングの予測を行う(図6のフェーズA)。CTSフレームの受信に成功、あるいは帯域幅と継続時間の測定結果CTSフレームの到来が推定されたに場合は無線LANシステム101の受信側無線局1−2に対しヌルを形成するウエイトの計算及びDATAW/ACKフレームの送信開始・終了タイミングの予測を行う(図6のフェーズB)。
(3)一方、受信信号がDATASフレームの場合は受信タイミング同期処理後、受信ビームを形成し受信を開始する(図7のフェーズC)。ここで、RTSフレーム受信に成功、あるいはRTSフレームの到来が推定された場合は無線LANシステム101の送信側無線局1−1に対しヌルを形成し、被干渉を抑制した上で受信タイミング同期処理を行う。これにより同期捕捉性能の向上が期待できる。
(4)なお、DATAWフレーム長を超えるDATASフレームを受信に際し、事前にCTSフレーム受信に成功、あるいはCTSフレームの到来が推定されたに場合は、予測したDATAWフレームの終了タイミングに合わせて無線LANシステム101の受信側無線局1−2に対しヌルを形成するウエイトに切り替える。次に所望信号に対し受信ビーム更新を行い、DATASフレーム受信を再開する(図7のフェーズD)。
(B) Communication processing of receiving side radio station 2-2.
(1) The reception side (STA-B) of the
(2) When the reception of the RTS frame is successful, or when the arrival of the RTS frame is estimated as a result of the measurement of the bandwidth and the duration, the weight for forming a null for the transmitting side radio station 1-1 of the
(3) On the other hand, when the reception signal is a DATA S frame, after reception timing synchronization processing, a reception beam is formed and reception is started (phase C in FIG. 7). Here, when the reception of the RTS frame is successful or the arrival of the RTS frame is estimated, a null is formed for the transmitting-side radio station 1-1 of the
(4) When a DATA S frame exceeding the DATA W frame length is received, if the CTS frame is successfully received or the arrival of the CTS frame is estimated in advance, it is matched with the predicted end timing of the DATA W frame. The receiving side wireless station 1-2 of the
以上詳述したように、本発明に係る無線ネットワークシステムとその制御方法によれば、従来技術に比較してタイミング同期の獲得を容易にでき、第2の無線通信システムの無線局での無線通信を可能にすることができる。特に、以下の特有の作用効果を有する。
(1)第2の無線通信システムの受信側無線局における受信タイミング同期を容易に実現することができる。すなわち、第2の無線通信システムは第1の無線通信システムのフレーム伝送を観測してデータ送信開始タイミングを予測し、第2の無線通信システムのデータ送信開始タイミングを合わせることで第2の無線通信システムの受信側無線局において所望信号の到来タイミングを予測可能となる。
(2)また、第2の無線通信システムの送信側無線局が第1の無線通信システムの事前通信を観測することで第1と第2の無線通信システム間の伝搬路状況の推定が可能になるため、その推定した伝搬路情報を用いて空間的に与干渉を抑圧する。すなわち、第2の無線通信システムの送信側無線局での処理は事前通信の観測→伝搬路状況推定→与干渉抑圧の順になる。
(3)さらに、第2の無線通信システムの受信側無線局が第1の無線通信システムの事前通信を観測することで第1と第2の無線通信システム間の伝搬路状況の推定が可能になるため、その推定した伝搬路情報を用いて空間的に被干渉を抑圧する。すなわち、第2の無線通信システムの受信側無線局での処理は事前通信の観測→伝搬路状況推定→被干渉抑圧の順になる。
(4)またさらに、第2の無線通信システムにおけるアクセス制御において、第2の無線通信システムの重畳伝送が可能となる条件を満たした状態をアクセス制御の最小単位とすることで、第2の無線通信システム内でのアクセス制御を可能にする。
As described above in detail, according to the radio network system and the control method thereof according to the present invention, timing synchronization can be easily obtained as compared with the prior art, and radio communication at a radio station of the second radio communication system. Can be made possible. In particular, it has the following specific effects.
(1) The reception timing synchronization in the receiving radio station of the second radio communication system can be easily realized. That is, the second wireless communication system observes frame transmission of the first wireless communication system, predicts the data transmission start timing, and matches the data transmission start timing of the second wireless communication system to match the second wireless communication system. The arrival timing of the desired signal can be predicted at the receiving radio station of the system.
(2) In addition, it is possible to estimate a propagation path condition between the first and second radio communication systems by allowing the transmitting radio station of the second radio communication system to observe the prior communication of the first radio communication system. Therefore, the interference is spatially suppressed using the estimated propagation path information. That is, the processing at the transmitting-side radio station of the second radio communication system is in the order of observation of prior communication → propagation path state estimation → interference suppression.
(3) Further, the reception side radio station of the second radio communication system observes the prior communication of the first radio communication system, so that it is possible to estimate the propagation path condition between the first and second radio communication systems. Therefore, interference is spatially suppressed using the estimated propagation path information. That is, the processing at the receiving radio station of the second radio communication system is in the order of prior communication observation → channel state estimation → interference suppression.
(4) Still further, in the access control in the second wireless communication system, the second wireless communication system is configured such that the condition satisfying the condition for enabling the superimposed transmission of the second wireless communication system is set as the minimum unit of access control. Enables access control within the communication system.
Claims (4)
複数の無線局を備えて構成され、上記第1の無線通信システムと同一の周波数帯域を用いてかつ時間的に重畳してデータ伝送を行う第2の無線通信システムと備えた無線ネットワークシステムであって、
上記第2の無線通信システムの送信側無線局は、上記第1の無線通信システムの制御信号を受信し、当該受信した制御信号に基づいて上記第1の無線通信システムのデータ伝送のタイミングを予測し、当該予測したタイミングであって上記第1の無線通信システムのデータ伝送の開始と同時に、送信すべきデータを送信し、
上記第2の無線通信システムの受信側無線局は、上記第1の無線通信システムの制御信号を受信し、当該受信した制御信号に基づいて上記第1の無線通信システムのデータ伝送のタイミングを予測し、当該予測したタイミングで上記第2の無線通信システムの送信側無線局からのデータを受信し、
上記第2の無線通信システムの送信側無線局は、上記第1の無線通信システムの受信側無線局からの制御信号を受信したときに、上記受信した制御信号に基づいて、アダプティブ制御方法を用いて上記第1の無線通信システムの受信側無線局に対しヌルを形成するようにデータ送信の指向性パターンを制御し、
上記第2の無線通信システムの受信側無線局は、上記第1の無線通信システムの送信側無線局からの制御信号を受信したときに、上記受信した制御信号に基づいて、アダプティブ制御方法を用いて上記第1の無線通信システムの送信側無線局に対しヌルを形成するようにデータ受信の指向性パターンを制御することを特徴とする無線ネットワークシステム。 A first wireless communication system configured with a plurality of wireless stations and performing data transmission after exchanging control signals;
A wireless network system including a second wireless communication system configured to include a plurality of wireless stations and performing data transmission using the same frequency band as that of the first wireless communication system and superimposed in time. And
The transmitting-side radio station of the second radio communication system receives the control signal of the first radio communication system, and predicts the data transmission timing of the first radio communication system based on the received control signal. And at the same time as the data transmission of the first wireless communication system at the predicted timing, the data to be transmitted is transmitted,
The receiving radio station of the second radio communication system receives the control signal of the first radio communication system, and predicts the timing of data transmission of the first radio communication system based on the received control signal. And receiving data from the transmitting wireless station of the second wireless communication system at the predicted timing ,
When the transmitting wireless station of the second wireless communication system receives a control signal from the receiving wireless station of the first wireless communication system, the transmitting wireless station uses an adaptive control method based on the received control signal. Control the directivity pattern of data transmission so as to form a null for the receiving radio station of the first radio communication system,
When the receiving radio station of the second radio communication system receives a control signal from the transmitting radio station of the first radio communication system, the receiving radio station uses an adaptive control method based on the received control signal. And a directivity pattern for data reception so as to form a null for the transmitting-side radio station of the first radio communication system.
上記第2の無線通信システムの受信側無線局は、上記第1の無線通信システムの受信側無線局からの制御信号を受信しかつ上記第2の無線通信システムの送信側無線局から送信するデータ長が上記第1の無線通信システムの送信側無線局からのデータ長よりも長いときに、上記受信した制御信号に基づいてアダプティブ制御方法を用いて上記第1の無線通信システムの受信側無線局に対しヌルを形成するようにデータ受信の指向性パターンを制御することを特徴とする請求項1記載の無線ネットワークシステム。 Data transmitted from the transmitting radio station of the second radio communication system and received from the transmitting radio station of the second radio communication system by the transmitting radio station of the second radio communication system When the length is longer than the data length from the transmitting wireless station of the first wireless communication system, the transmitting wireless station of the first wireless communication system using the adaptive control method based on the received control signal controlling the directivity pattern of the data transmission so as to form a null to,
The receiving-side radio station of the second radio communication system receives the control signal from the receiving-side radio station of the first radio communication system and transmits data from the transmitting-side radio station of the second radio communication system When the length is longer than the data length from the transmitting wireless station of the first wireless communication system, the receiving wireless station of the first wireless communication system using the adaptive control method based on the received control signal wireless network system according to claim 1, wherein the controlling the directivity pattern of the data received so as to form a null to.
複数の無線局を備えて構成され、上記第1の無線通信システムと同一の周波数帯域を用いてかつ時間的に重畳してデータ伝送を行う第2の無線通信システムと備えた無線ネットワークシステムの制御方法であって、
上記第2の無線通信システムの送信側無線局は、上記第1の無線通信システムの制御信号を受信し、当該受信した制御信号に基づいて上記第1の無線通信システムのデータ伝送のタイミングを予測し、当該予測したタイミングであって上記第1の無線通信システムのデータ伝送の開始と同時に、送信すべきデータを送信し、
上記第2の無線通信システムの受信側無線局は、上記第1の無線通信システムの制御信号を受信し、当該受信した制御信号に基づいて上記第1の無線通信システムのデータ伝送のタイミングを予測し、当該予測したタイミングで上記第2の無線通信システムの送信側無線局からのデータを受信し、
上記第2の無線通信システムの送信側無線局は、上記第1の無線通信システムの受信側無線局からの制御信号を受信したときに、上記受信した制御信号に基づいて、アダプティブ制御方法を用いて上記第1の無線通信システムの受信側無線局に対しヌルを形成するようにデータ送信の指向性パターンを制御し、
上記第2の無線通信システムの受信側無線局は、上記第1の無線通信システムの送信側無線局からの制御信号を受信したときに、上記受信した制御信号に基づいて、アダプティブ制御方法を用いて上記第1の無線通信システムの送信側無線局に対しヌルを形成するようにデータ受信の指向性パターンを制御することを特徴とする無線ネットワークシステムの制御方法。 A first wireless communication system configured with a plurality of wireless stations and performing data transmission after exchanging control signals;
Control of a radio network system including a second radio communication system configured to include a plurality of radio stations and performing data transmission using the same frequency band as that of the first radio communication system and superimposed in time A method,
The transmitting-side radio station of the second radio communication system receives the control signal of the first radio communication system, and predicts the data transmission timing of the first radio communication system based on the received control signal. And at the same time as the data transmission of the first wireless communication system at the predicted timing, the data to be transmitted is transmitted,
The receiving radio station of the second radio communication system receives the control signal of the first radio communication system, and predicts the timing of data transmission of the first radio communication system based on the received control signal. And receiving data from the transmitting wireless station of the second wireless communication system at the predicted timing ,
When the transmitting wireless station of the second wireless communication system receives a control signal from the receiving wireless station of the first wireless communication system, the transmitting wireless station uses an adaptive control method based on the received control signal. Control the directivity pattern of data transmission so as to form a null for the receiving radio station of the first radio communication system,
When the receiving radio station of the second radio communication system receives a control signal from the transmitting radio station of the first radio communication system, the receiving radio station uses an adaptive control method based on the received control signal. A control method for a radio network system, comprising: controlling a directivity pattern of data reception so as to form a null for the transmitting radio station of the first radio communication system .
上記第2の無線通信システムの受信側無線局は、上記第1の無線通信システムの受信側無線局からの制御信号を受信しかつ上記第2の無線通信システムの送信側無線局から送信するデータ長が上記第1の無線通信システムの送信側無線局からのデータ長よりも長いときに、上記受信した制御信号に基づいてアダプティブ制御方法を用いて上記第1の無線通信システムの受信側無線局に対しヌルを形成するようにデータ受信の指向性パターンを制御することを特徴とする請求項3記載の無線ネットワークシステムの制御方法。 Data transmitted from the transmitting radio station of the second radio communication system and received from the transmitting radio station of the second radio communication system by the transmitting radio station of the second radio communication system When the length is longer than the data length from the transmitting wireless station of the first wireless communication system, the transmitting wireless station of the first wireless communication system using the adaptive control method based on the received control signal controlling the directivity pattern of the data transmission so as to form a null to,
The receiving-side radio station of the second radio communication system receives the control signal from the receiving-side radio station of the first radio communication system and transmits data from the transmitting-side radio station of the second radio communication system When the length is longer than the data length from the transmitting wireless station of the first wireless communication system, the receiving wireless station of the first wireless communication system using the adaptive control method based on the received control signal 4. The method of controlling a wireless network system according to claim 3, wherein a directivity pattern for data reception is controlled so as to form a null .
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