JP5372984B2 - 分散アンテナシステム、通信制御方法、基地局装置 - Google Patents
分散アンテナシステム、通信制御方法、基地局装置 Download PDFInfo
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Description
本発明は、分散アンテナシステム、通信制御方法、基地局装置に関する。
本技術分野の背景技術として、アンテナを建物内部に分散配置する分散アンテナシステム（ＤＡＳ： Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｙｓｔｅｍ）が知られている。従来の分散アンテナシステムでは、基地局装置から漏洩同軸ケーブルを引きまわして、敷設したケーブルの周囲に電波を輻射する方法が知られている。また、基地局装置が入出力するアナログ伝送信号を分岐結合する装置を介して複数のアンテナに同軸ケーブルで分配する方法が知られている。従来の分散アンテナシステムにおいては、基地局装置の入出力信号を複数のアンテナに分配しているため、すべてのアンテナから同じ信号が入出力されている。
近年、前述のＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）やＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）といった高速無線通信方式では、周波数利用効率向上の観点から、複数アンテナからデータを送信して複数アンテナで受信するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術が採用されている。このＭＩＭＯ技術では、例えば、複数のアンテナから異なる信号を送受信することが必要となるため、分散アンテナシステムにおいても複数のアンテナから異なる信号を送受信することが求められている。
上述のようなＤＡＳにＭＩＭＯを適用することによって、システム容量を増大させることが可能である。
上述のようなＤＡＳにＭＩＭＯを適用することによって、システム容量を増大させることが可能である。
ＭＩＭＯ技術を分散アンテナシステムに適用する場合の背景技術として、特開２０１０−０６８４９６号公報（特許文献１）がある。この文献には、「端末の電力測定部が、分散アンテナシステムの各アンテナから送信されているパイロット信号の受信電力を長期間測定する。端末は、受信電力が強い所定数個のアンテナを通信アンテナ候補として選択し通信アンテナ候補及びそれに対応する受信電力を無線基地局装置に通知する。端末のチャネル推定部は、無線基地局装置から、通信可能アンテナとそれに付与されるアンテナインデックス情報とを受信して、通信可能なアンテナに関してチャネル推定を行う。ＭＩＭＯ通信を行うためには基地局装置の送信信号に対して演算を行うプリコーディングマトリクスを決定する必要があるが、端末のチャネル推定に基づいて通信可能なアンテナに関するプリコーディングマトリックスインデックス（ＰＭＩ）を求め、アンテナインデックス情報を使って無線基地局装置に通信して通知することによって、データ通信を実行するアンテナ毎の位相回転量、電力比率等を制御する。」ことが開示されている。
また、特開２００９−２１９１２１号公報（特許文献２）では、「所定範囲内の各ユーザから送信されたパイロット信号を検出し、各ユーザから送信されたパイロット信号の受信電力を取得し、前記受信電力に基づいてユーザスケジューリングを行って、ユーザを１つ以上組合せたユーザグループを１つ得、前記ユーザグループ内の各ユーザに対して同じ物理リソースを割り当てる」ことが開示されている。
特開２０１０−０６８４９６号公報（特許文献１）の文献では、「端末の電力測定部が、分散アンテナシステムの各アンテナから送信されているパイロット信号の受信電力を長期間測定する。端末は、受信電力が強い所定数個のアンテナを通信アンテナ候補として選択し通信アンテナ候補及びそれに対応する受信電力を無線基地局装置に通知する。」旨が記載され、アンテナ選択方法として、分散アンテナシステムの各アンテナから送信されているパイロット信号を用いて受信電力の大きなアンテナを選択している。このため、パイロット信号を、分散アンテナシステムの全てのアンテナから送信する必要があり、分散アンテナシステムが保持しているアンテナ数が増大すると、パイロット信号送信のオーバヘッドが大きくなるという課題がある。
そこで、分散アンテナシステムのアンテナから送信したパイロット信号を端末で測定した結果をフィードバックする代わりに、端末から送信したパイロット信号を分散アンテナシステムのアンテナで受信電力を測定することによって、上述のようなオーバヘッドを低減することが考えられる。特開２００９−２１９１２１号公報（特許文献２）では、ユーザが送信したパイロット信号（以下、サウンディング信号と呼ぶ）の受信電力を用いて、各ユーザに対して物理リソースを割り当てることが開示されている。
一般的に、ユーザが送信するサウンディング信号は、周囲への干渉を低減するために、基地局のアンテナに届く最低限の送信電力に送信電力制御されている。このため、端末が送信するサウンディング信号を受信することができる分散アンテナシステムのアンテナ数は限られており、最も電波伝搬のよい１本ないし２本から数本程度のアンテナしかアンテナの候補とならない場合がある。このように限られた範囲のアンテナでは、端末と分散アンテナシステムのアンテナ間で見通し範囲内にあるアンテナが選ばれ、ＭＩＭＯ通信を行う場合に無線伝搬チャネルとして直交した独立経路が生成されずスループットが劣化する場合がある。
本発明は、以上の点に鑑み、分散アンテナシステムにおいて、端末が送信する参照信号（例、サウンディング信号）に基づき基地局側でアンテナを選択することによって、分散アンテナシステムの全てのアンテナからパイロット信号等の参照信号を送信する必要をなくし、パイロット信号等の参照信号のオーバヘッドを低減することを目的とする。また、本発明は、ある一定時間間隔で端末が最大の送信電力又はデータ通信用電力より大きい予め定められた閾値（以下、この閾値を「アンテナ選択用閾値」と呼ぶ。）以上の送信電力で参照信号（例、サウンディング信号）を送信することによって、分散アンテナシステムの基地局側でＭＩＭＯ通信として効果を発揮するアンテナ候補の選択幅が広げ、ＭＩＭＯ通信のスループットを向上することを目的とする。
本発明のひとつの態様では、分散アンテナシステムにおいて、ある時間間隔で端末から最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で参照信号（以下、サウンディング信号を例に説明する。）を送信する。これにより、分散アンテナシステムにおける基地局側で受信するアンテナ候補の数が増えるため、端末と基地局の間の無線伝搬チャネルで直交性のよいアンテナを選択することが可能になる。端末が最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力でサウンディング信号を送信するために、周囲への干渉が増大されることになるが、サウンディング信号の送信タイミングを予約することで端末間のサウンディング信号による干渉を回避する。
また、本発明の他の態様では、サウンディング信号を送信する前に、周囲の端末から信号が送信されているかどうかキャリアセンスを行うことによって、サウンディング信号の衝突をＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）によって干渉を回避することができる。なお、アンテナを選択するために送信するサウンディング信号は、ある程度、長期間の周期で送信することによって、アンテナの再選択を可能にする。
さらに、本発明の他の態様では、このアンテナ選択用のサウンディング信号と、ＭＩＭＯ通信を行うためのサウンディング信号を区別して運用することができる。ＭＩＭＯ通信用のサウンディング信号は、選択されたアンテナ間の無線伝搬チャネル情報を収集すればよいので、送信電力制御をかけて送信され、短い周期で送信されるようにすることができる。アンテナを選択する方法としては、端末から最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で送信されたサウンディング信号について、基地局装置側で受信電力の大きい順からＭＩＭＯで使用する送信アンテナ本数のアンテナを選択するようにすればよい。もしくは、端末から送信されたサウンディング信号の受信電力ある閾値以上の複数のアンテナを抽出し、ＭＩＭＯ通信に必要なアンテナ数分の無線伝搬チャネル応答行列を抽出したアンテナ候補の中から組合せを作るようにすればよい。各アンテナの組合せにおける無線伝搬チャネル応答行列の固有値を算出し、固有値の和が大きい組合せのアンテナを選択することができる。または、固有値がある閾値以上を満たしている条件で、固有値の差分を調べ、固有値の差が最も小さい組合せのアンテナを選択することができる。
本発明は、例えば、
複数のアンテナを持つ基地局装置と、複数のアンテナを持つ端末と、１つないし複数のアンテナを収容する分配装置とを備え、複数の分配装置を空間的に分散配置した分散アンテナシステムにおいて、
端末では、アンテナ選択用サウンディング信号を周期的に送信する手段と、データ通信用サウンディング信号を送信する手段と、送信信号の電力を制御する手段と、上述のサウンディング信号が他の端末からのサウンディング信号と衝突を回避するための手段とを備え、
基地局装置では、複数の端末が送信するサウンディング信号の衝突を回避するための手段と、端末から送信されたサウンディング信号にもとづいて有効な複数のアンテナを選択する手段を有し、
端末は他の端末とのサウンディング信号の衝突を回避して一定周期にて最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力でアンテナ選択用サウンディング信号を送信し、基地局装置は受信したアンテナ選択用サウンディング信号に基づいて複数のアンテナを選択し、選択したアンテナと端末間で必要となる送信電力でデータ通信を行うことを特徴とする分散アンテナシステムが提供される。
複数のアンテナを持つ基地局装置と、複数のアンテナを持つ端末と、１つないし複数のアンテナを収容する分配装置とを備え、複数の分配装置を空間的に分散配置した分散アンテナシステムにおいて、
端末では、アンテナ選択用サウンディング信号を周期的に送信する手段と、データ通信用サウンディング信号を送信する手段と、送信信号の電力を制御する手段と、上述のサウンディング信号が他の端末からのサウンディング信号と衝突を回避するための手段とを備え、
基地局装置では、複数の端末が送信するサウンディング信号の衝突を回避するための手段と、端末から送信されたサウンディング信号にもとづいて有効な複数のアンテナを選択する手段を有し、
端末は他の端末とのサウンディング信号の衝突を回避して一定周期にて最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力でアンテナ選択用サウンディング信号を送信し、基地局装置は受信したアンテナ選択用サウンディング信号に基づいて複数のアンテナを選択し、選択したアンテナと端末間で必要となる送信電力でデータ通信を行うことを特徴とする分散アンテナシステムが提供される。
また、上述の基地局装置における複数の端末が送信するサウンディング信号の衝突を回避するための手段と、端末におけるサウンディング信号が他の端末からのサウンディング信号と衝突を回避するための手段において、
基地局装置では、アンテナ選択用サウンディング信号を送信するための予約用タイムスロットを定期的に報知情報として送信し、上述の端末におけるサウンディング信号の衝突回避する手段においては、アンテナ選択用サウンディング信号の送信タイミングスロット番号を情報要素としてもつ予約信号を、前記基地局装置から定期的に送信されている報知情報に記載されているアンテナ選択用サウンディング信号を送信するための予約用タイムスロットにて送信し、前記基地局装置では予約信号に記載されたアンテナ選択用サウンディング信号の送信タイミングスロットが他の端末に割り当てられてなければ予約ＯＫである応答信号を端末に通知し、他の端末に割り当てられていれば予約ＮＧである応答信号を端末に通知し、
端末では、予約ＯＫである応答信号を受信した場合にのみアンテナ選択用サウンディング信号を予約した送信タイミングスロットにて最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信し、予約ＮＧであった場合には、次のフレームにて再度、予約をすることができる。
基地局装置では、アンテナ選択用サウンディング信号を送信するための予約用タイムスロットを定期的に報知情報として送信し、上述の端末におけるサウンディング信号の衝突回避する手段においては、アンテナ選択用サウンディング信号の送信タイミングスロット番号を情報要素としてもつ予約信号を、前記基地局装置から定期的に送信されている報知情報に記載されているアンテナ選択用サウンディング信号を送信するための予約用タイムスロットにて送信し、前記基地局装置では予約信号に記載されたアンテナ選択用サウンディング信号の送信タイミングスロットが他の端末に割り当てられてなければ予約ＯＫである応答信号を端末に通知し、他の端末に割り当てられていれば予約ＮＧである応答信号を端末に通知し、
端末では、予約ＯＫである応答信号を受信した場合にのみアンテナ選択用サウンディング信号を予約した送信タイミングスロットにて最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信し、予約ＮＧであった場合には、次のフレームにて再度、予約をすることができる。
本発明の第１の解決手段によると、
複数のアンテナを持つ基地局装置と、複数のアンテナを持つ端末と、ひとつ又は複数のアンテナを収容する複数の分配装置とを備え、複数の分配装置を空間的に分散配置した分散アンテナシステムにおいて、
前記基地局装置及び前記端末は、アンテナ選択用参照信号を送信するための送信タイムスロット又は送信タイミングを調停し、
前記端末は、調停された送信タイムスロット又は送信タイミングにてアンテナ選択用参照信号を最大の送信電力又はデータ通信用電力より大きい予め定められたアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信し、
前記基地局装置は、各分配装置の複数のアンテナでアンテナ選択用参照信号を受信し、アンテナ選択用参照信号の受信強度又は受信状況に従い、使用するひとつ又は複数のアンテナを選択するアンテナ選択処理を行い、
前記基地局装置は、アンテナ選択用参照信号に基づき、選択されたひとつ又は複数のアンテナと前記端末間の無線伝搬のチャネル情報を求め、該チャネル情報を用いてデータ通信用データ信号を生成して送信し、
前記端末は、選択されたひとつ又は複数のアンテナに対して十分な受信電力で届くように送信電力を制御し、データ通信用参照信号を通知し、
前記基地局装置は、前記端末から受信した前記データ通信用参照信号に基づき無線伝搬のチャネル情報をアップデートし、アップデートしたチャネル情報を用いてデータ信号を送信する
分散アンテナシステムが提供される。
複数のアンテナを持つ基地局装置と、複数のアンテナを持つ端末と、ひとつ又は複数のアンテナを収容する複数の分配装置とを備え、複数の分配装置を空間的に分散配置した分散アンテナシステムにおいて、
前記基地局装置及び前記端末は、アンテナ選択用参照信号を送信するための送信タイムスロット又は送信タイミングを調停し、
前記端末は、調停された送信タイムスロット又は送信タイミングにてアンテナ選択用参照信号を最大の送信電力又はデータ通信用電力より大きい予め定められたアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信し、
前記基地局装置は、各分配装置の複数のアンテナでアンテナ選択用参照信号を受信し、アンテナ選択用参照信号の受信強度又は受信状況に従い、使用するひとつ又は複数のアンテナを選択するアンテナ選択処理を行い、
前記基地局装置は、アンテナ選択用参照信号に基づき、選択されたひとつ又は複数のアンテナと前記端末間の無線伝搬のチャネル情報を求め、該チャネル情報を用いてデータ通信用データ信号を生成して送信し、
前記端末は、選択されたひとつ又は複数のアンテナに対して十分な受信電力で届くように送信電力を制御し、データ通信用参照信号を通知し、
前記基地局装置は、前記端末から受信した前記データ通信用参照信号に基づき無線伝搬のチャネル情報をアップデートし、アップデートしたチャネル情報を用いてデータ信号を送信する
分散アンテナシステムが提供される。
本発明の第２の解決手段によると、
複数のアンテナを持つ基地局装置と、複数のアンテナを持つ端末と、ひとつ又は複数のアンテナを収容する複数の分配装置とを備え、複数の分配装置を空間的に分散配置した分散アンテナシステムにおける通信制御方法であって、
前記基地局装置及び前記端末は、アンテナ選択用参照信号を送信するための送信タイムスロット又は送信タイミングを調停し、
前記端末は、調停された送信タイムスロット又は送信タイミングにてアンテナ選択用参照信号を最大の送信電力又はデータ通信用電力より大きい予め定められたアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信し、
前記基地局装置は、各分配装置の複数のアンテナでアンテナ選択用参照信号を受信し、アンテナ選択用参照信号の受信強度又は受信状況に従い、使用するひとつ又は複数のアンテナを選択するアンテナ選択処理を行い、
前記基地局装置は、アンテナ選択用参照信号に基づき、選択されたひとつ又は複数のアンテナと前記端末間の無線伝搬のチャネル情報を求め、該チャネル情報を用いてデータ通信用データ信号を生成して送信し、
前記端末は、選択されたひとつ又は複数のアンテナに対して十分な受信電力で届くように送信電力を制御し、データ通信用参照信号を通知し、
前記基地局装置は、前記端末から受信した前記データ通信用参照信号に基づき無線伝搬のチャネル情報をアップデートし、アップデートしたチャネル情報を用いてデータ信号を送信する
通信制御方法が提供される。
複数のアンテナを持つ基地局装置と、複数のアンテナを持つ端末と、ひとつ又は複数のアンテナを収容する複数の分配装置とを備え、複数の分配装置を空間的に分散配置した分散アンテナシステムにおける通信制御方法であって、
前記基地局装置及び前記端末は、アンテナ選択用参照信号を送信するための送信タイムスロット又は送信タイミングを調停し、
前記端末は、調停された送信タイムスロット又は送信タイミングにてアンテナ選択用参照信号を最大の送信電力又はデータ通信用電力より大きい予め定められたアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信し、
前記基地局装置は、各分配装置の複数のアンテナでアンテナ選択用参照信号を受信し、アンテナ選択用参照信号の受信強度又は受信状況に従い、使用するひとつ又は複数のアンテナを選択するアンテナ選択処理を行い、
前記基地局装置は、アンテナ選択用参照信号に基づき、選択されたひとつ又は複数のアンテナと前記端末間の無線伝搬のチャネル情報を求め、該チャネル情報を用いてデータ通信用データ信号を生成して送信し、
前記端末は、選択されたひとつ又は複数のアンテナに対して十分な受信電力で届くように送信電力を制御し、データ通信用参照信号を通知し、
前記基地局装置は、前記端末から受信した前記データ通信用参照信号に基づき無線伝搬のチャネル情報をアップデートし、アップデートしたチャネル情報を用いてデータ信号を送信する
通信制御方法が提供される。
本発明の第３の解決手段によると、
複数のアンテナを持つ基地局装置と、複数のアンテナを持つ端末と、ひとつ又は複数のアンテナを収容する複数の分配装置とを備え、複数の分配装置を空間的に分散配置した分散アンテナシステムにおける基地局装置であって、
前記基地局装置は、前記端末との間で、アンテナ選択用参照信号を送信するための送信タイムスロット又は送信タイミングを調停し、
前記基地局装置は、前記端末から、調停された送信タイムスロット又は送信タイミングにてアンテナ選択用参照信号を最大の送信電力又はデータ通信用電力より大きい予め定められたアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて受信し、
前記基地局装置は、各分配装置の複数のアンテナでアンテナ選択用参照信号を受信し、アンテナ選択用参照信号の受信強度又は受信状況に従い、使用するひとつ又は複数のアンテナを選択するアンテナ選択処理を行い、
前記基地局装置は、アンテナ選択用参照信号に基づき、選択されたひとつ又は複数のアンテナと前記端末間の無線伝搬のチャネル情報を求め、該チャネル情報を用いてデータ通信用データ信号を生成して送信し、
前記基地局装置は、前記端末から、選択されたひとつ又は複数のアンテナに対して十分な受信電力で届くように送信電力を制御された、データ通信用参照信号を受け、
前記基地局装置は、前記端末から受信した前記データ通信用参照信号に基づき無線伝搬のチャネル情報をアップデートし、アップデートしたチャネル情報を用いてデータ信号を送信する
基地局装置が提供される。
複数のアンテナを持つ基地局装置と、複数のアンテナを持つ端末と、ひとつ又は複数のアンテナを収容する複数の分配装置とを備え、複数の分配装置を空間的に分散配置した分散アンテナシステムにおける基地局装置であって、
前記基地局装置は、前記端末との間で、アンテナ選択用参照信号を送信するための送信タイムスロット又は送信タイミングを調停し、
前記基地局装置は、前記端末から、調停された送信タイムスロット又は送信タイミングにてアンテナ選択用参照信号を最大の送信電力又はデータ通信用電力より大きい予め定められたアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて受信し、
前記基地局装置は、各分配装置の複数のアンテナでアンテナ選択用参照信号を受信し、アンテナ選択用参照信号の受信強度又は受信状況に従い、使用するひとつ又は複数のアンテナを選択するアンテナ選択処理を行い、
前記基地局装置は、アンテナ選択用参照信号に基づき、選択されたひとつ又は複数のアンテナと前記端末間の無線伝搬のチャネル情報を求め、該チャネル情報を用いてデータ通信用データ信号を生成して送信し、
前記基地局装置は、前記端末から、選択されたひとつ又は複数のアンテナに対して十分な受信電力で届くように送信電力を制御された、データ通信用参照信号を受け、
前記基地局装置は、前記端末から受信した前記データ通信用参照信号に基づき無線伝搬のチャネル情報をアップデートし、アップデートしたチャネル情報を用いてデータ信号を送信する
基地局装置が提供される。
本発明によると、分散アンテナシステムにおいて、端末が送信する参照信号（例、サウンディング信号）に基づき基地局側でアンテナを選択することによって、分散アンテナシステムの全てのアンテナからパイロット信号等の参照信号を送信する必要がなくなり、パイロット信号等の参照信号のオーバヘッドを低減することができる。また、本発明によると、ある一定時間間隔で端末が最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で参照信号（例、サウンディング信号）を送信するため、分散アンテナシステムの基地局側でＭＩＭＯ通信として効果を発揮するアンテナ候補の選択幅が広がる。このため、単純に受信電力が大きなアンテナを選択するだけでなく、無線伝搬路の直交性を考慮したアンテナを選択することによって、ＭＩＭＯ通信のスループット向上が見込まれる。
以下、実施の形態について図面を用いて説明する。
１．実施の形態１
１−１．システム及び処理
図１は、本実施の形態の分配アンテナシステム装置の構成図の例である。
このシステム構成では、分配装置１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅ，１０５ｆが保持するアンテナ１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ，１０７ｇ，１０７ｈ，１０７ｉ，１０７ｊ，１０７ｋ，１０７ｍが、空間的に分散した場所に配置される。ＤＡＳ親機１０３とＤＡＳ子機１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃを介して、各分配装置１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅ，１０５ｆが保持する各アンテナ１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ，１０７ｇ，１０７ｈ，１０７ｉ，１０７ｊ，１０７ｋ，１０７ｍと、基地局装置１０２のアンテナポートの入出力信号が伝達される。ＤＡＳ親機１０３とＤＡＳ子機１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃは、光ファイバなどを用いた高速ディジタル通信を行っている。この区間で無線のアナログ信号をそのまま伝送する方法と、アナログ信号をディジタル変換して伝送する方法がある。例えば、端末１０６ａは、周囲にある１つないし複数のアンテナ１０７ａ，１０７ｂを介して基地局装置１０２と無線通信を行い、高速バックホール回線終端装置１０１を介して外部ネットワークと接続してインターネット接続を行うことができる。
１．実施の形態１
１−１．システム及び処理
図１は、本実施の形態の分配アンテナシステム装置の構成図の例である。
このシステム構成では、分配装置１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅ，１０５ｆが保持するアンテナ１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ，１０７ｇ，１０７ｈ，１０７ｉ，１０７ｊ，１０７ｋ，１０７ｍが、空間的に分散した場所に配置される。ＤＡＳ親機１０３とＤＡＳ子機１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃを介して、各分配装置１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅ，１０５ｆが保持する各アンテナ１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ，１０７ｇ，１０７ｈ，１０７ｉ，１０７ｊ，１０７ｋ，１０７ｍと、基地局装置１０２のアンテナポートの入出力信号が伝達される。ＤＡＳ親機１０３とＤＡＳ子機１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃは、光ファイバなどを用いた高速ディジタル通信を行っている。この区間で無線のアナログ信号をそのまま伝送する方法と、アナログ信号をディジタル変換して伝送する方法がある。例えば、端末１０６ａは、周囲にある１つないし複数のアンテナ１０７ａ，１０７ｂを介して基地局装置１０２と無線通信を行い、高速バックホール回線終端装置１０１を介して外部ネットワークと接続してインターネット接続を行うことができる。
図２は、本発明の実施の形態におけるアンテナ選択用サウンディング信号を用いてＭＩＭＯ通信アンテナを選択するフロー図である。
まず、端末１（１０６ａ）と基地局装置１０２の間で、アンテナ選択用サウンディング信号２０１の送信タイミングの調停が行われる。詳しくは、後述の図３にて説明する。
その後、端末１（１０６ａ）は、調停された送信タイミングにてアンテナ選択用サウンディング信号（アンテナ選択用参照信号）２０１を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信し、分配装置１０５ａ〜１０５ｄのアンテナ１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ，１０７ｇ，１０７ｈでアンテナ選択用サウンディング信号を受信し、ＤＡＳ子機とＤＡＳ親機を介して基地局装置１０２に伝送される。その後、基地局装置１０２にて、ＭＩＭＯで使用する受信アンテナ本数のアンテナを選択するアンテナ選択処理２０２を行う。例えば、予め定めた閾値以上の電力強度を受信したアンテナから、予め定めた受信アンテナ本数のアンテナを選択することができる。このアンテナ選択用サウンディング信号２０１から、基地局装置１０２ではチャネル推定処理を行うことで、選択されたアンテナと端末１（１０６ａ）間の無線伝搬のチャネル情報（ＣＳＩ： Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を収集することができる。基地局装置１０２は、このチャネル情報（ＣＳＩ）を用いて、ＭＩＭＯ処理２０３−１によってＭＩＭＯデータ通信用のデータ信号（データ通信用データ信号）２０４を生成する。なお、データ信号２０４は、例えば、無線通信の標準等で規定されている信号とすることができる。その後、基地局装置１０２は、選択された分配装置１０５ａと分配装置１０５ｂのアンテナを介してＭＩＭＯデータ通信用のデータ信号２０４を送信する。端末１（１０６ａ）は、選択されたアンテナに対して十分な受信電力で届くように送信電力を制御し、上りのＭＩＭＯ用サウンディング信号（データ通信用参照信号）２０５を通知する。なお、端末１（１０６ａ）は、後述の図８等に示すような構成により、オープンループ制御又はクローズドループ制御等による送信電力の制御を行うことができる。基地局装置１０２では、端末１（１０６ａ）から、このＭＩＭＯ用サウンディング信号２０５を受信すると、チャネル推定処理を行うことで無線伝搬のチャネル情報（ＣＳＩ）を最新の情報としてアップデートし、このチャネル情報を用いてＭＩＭＯ処理２０３−２を行い、データ信号２０６を送信する。以降では、基地局装置１０２は、送信電力制御されたＭＩＭＯ用サウンディング信号２０５を用いて、ＭＩＭＯデータ通信を繰り返して行う。また、端末１（１０６ａ）は、アンテナ選択用のサウンディング信号２０１をある一定時間間隔で周期的に送信することにより、ＭＩＭＯ通信用のアンテナを再選択する。
まず、端末１（１０６ａ）と基地局装置１０２の間で、アンテナ選択用サウンディング信号２０１の送信タイミングの調停が行われる。詳しくは、後述の図３にて説明する。
その後、端末１（１０６ａ）は、調停された送信タイミングにてアンテナ選択用サウンディング信号（アンテナ選択用参照信号）２０１を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信し、分配装置１０５ａ〜１０５ｄのアンテナ１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ，１０７ｇ，１０７ｈでアンテナ選択用サウンディング信号を受信し、ＤＡＳ子機とＤＡＳ親機を介して基地局装置１０２に伝送される。その後、基地局装置１０２にて、ＭＩＭＯで使用する受信アンテナ本数のアンテナを選択するアンテナ選択処理２０２を行う。例えば、予め定めた閾値以上の電力強度を受信したアンテナから、予め定めた受信アンテナ本数のアンテナを選択することができる。このアンテナ選択用サウンディング信号２０１から、基地局装置１０２ではチャネル推定処理を行うことで、選択されたアンテナと端末１（１０６ａ）間の無線伝搬のチャネル情報（ＣＳＩ： Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を収集することができる。基地局装置１０２は、このチャネル情報（ＣＳＩ）を用いて、ＭＩＭＯ処理２０３−１によってＭＩＭＯデータ通信用のデータ信号（データ通信用データ信号）２０４を生成する。なお、データ信号２０４は、例えば、無線通信の標準等で規定されている信号とすることができる。その後、基地局装置１０２は、選択された分配装置１０５ａと分配装置１０５ｂのアンテナを介してＭＩＭＯデータ通信用のデータ信号２０４を送信する。端末１（１０６ａ）は、選択されたアンテナに対して十分な受信電力で届くように送信電力を制御し、上りのＭＩＭＯ用サウンディング信号（データ通信用参照信号）２０５を通知する。なお、端末１（１０６ａ）は、後述の図８等に示すような構成により、オープンループ制御又はクローズドループ制御等による送信電力の制御を行うことができる。基地局装置１０２では、端末１（１０６ａ）から、このＭＩＭＯ用サウンディング信号２０５を受信すると、チャネル推定処理を行うことで無線伝搬のチャネル情報（ＣＳＩ）を最新の情報としてアップデートし、このチャネル情報を用いてＭＩＭＯ処理２０３−２を行い、データ信号２０６を送信する。以降では、基地局装置１０２は、送信電力制御されたＭＩＭＯ用サウンディング信号２０５を用いて、ＭＩＭＯデータ通信を繰り返して行う。また、端末１（１０６ａ）は、アンテナ選択用のサウンディング信号２０１をある一定時間間隔で周期的に送信することにより、ＭＩＭＯ通信用のアンテナを再選択する。
図３は、図２のアンテナ選択用サウンディング信号送信タイミングの調停するためのフロー図である。
基地局装置１０２は、アンテナ選択用サウンディング信号２０１を送信するための予約用タイムスロット情報を含む報知信号３０３を端末１（１０６ａ）に送信する。後述のように、予約用タイムスロット情報には、端末からの送信用タイミング（送信用タイムスロット）が指定されている。報知信号３０３を受信した端末１（１０６ａ）は、予約タイムスロット番号を予め定められた適宜の方法により設定し、上述の予約用タイムスロット情報のタイミングでサウンディング信号送信タイミング予約信号３０４ａを送信する。基地局装置１０２はタイミングの予約処理３０２として、アンテナ選択用サウンディング信号の空きスロットを検索し、他の端末に割り当てられていないタイムスロットが存在していれば予約ＯＫとして、サウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａに送信可能なタイムスロット番号を設定スロット番号として含めて端末１（１０６ａ）に通知する。もし、すべてのタイムスロットが他の端末に割り当てられている場合は、予約ＮＧとしてサウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａを端末１（１０６ａ）に通知する。端末１（１０６ａ）では予約ＯＫであるサウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａを受信すると、決められた設定スロット番号にてアンテナ選択用サウンディング信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信する。予約ＮＧであった場合には、次のフレームにて再度、サウンディング信号送信タイミング予約信号にて予約を実行する。
同様の処理を端末２（１０６ｂ）に対しても実行することによって、端末１（１０６ａ）と端末２（１０６ｂ）の間で、アンテナ選択用サウンディング信号のタイミングが調停されることになる。
基地局装置１０２は、アンテナ選択用サウンディング信号２０１を送信するための予約用タイムスロット情報を含む報知信号３０３を端末１（１０６ａ）に送信する。後述のように、予約用タイムスロット情報には、端末からの送信用タイミング（送信用タイムスロット）が指定されている。報知信号３０３を受信した端末１（１０６ａ）は、予約タイムスロット番号を予め定められた適宜の方法により設定し、上述の予約用タイムスロット情報のタイミングでサウンディング信号送信タイミング予約信号３０４ａを送信する。基地局装置１０２はタイミングの予約処理３０２として、アンテナ選択用サウンディング信号の空きスロットを検索し、他の端末に割り当てられていないタイムスロットが存在していれば予約ＯＫとして、サウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａに送信可能なタイムスロット番号を設定スロット番号として含めて端末１（１０６ａ）に通知する。もし、すべてのタイムスロットが他の端末に割り当てられている場合は、予約ＮＧとしてサウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａを端末１（１０６ａ）に通知する。端末１（１０６ａ）では予約ＯＫであるサウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａを受信すると、決められた設定スロット番号にてアンテナ選択用サウンディング信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信する。予約ＮＧであった場合には、次のフレームにて再度、サウンディング信号送信タイミング予約信号にて予約を実行する。
同様の処理を端末２（１０６ｂ）に対しても実行することによって、端末１（１０６ａ）と端末２（１０６ｂ）の間で、アンテナ選択用サウンディング信号のタイミングが調停されることになる。
図４は、実施の形態１の報知信号、予約信号、応答信号の説明図である。
報知信号３０３の構成例は、Ｈｅａｄｅｒ、報知情報（基地局ＩＤの他位置登録のための情報、チャネル構造に関する情報、システム情報など）、予約タイムスロット情報（５１１）を含む。基地局装置１０２は、報知信号３０３を端末１（１０６ａ）へ送信する。
予約信号３０４ａ、３０４ｂ等の構成例（３０４）は、予約信号を表すデータを含むＨｅａｄｅｒ、端末ＩＤを含む。端末１（１０６ａ）は、予約信号３０４を基地局装置（１０２）へ送信する。
応答信号３０５ａ、３０５ｂ等の構成例（３０５）は、応答信号を表すデータを含むＨｅａｄｅｒ、基地局ＩＤ、設定スロット番号（ここでは第三スロット）を含む。基地局装置１０２は、応答信号３０５を端末１（１０６ａ）へ送信する。
報知信号３０３の構成例は、Ｈｅａｄｅｒ、報知情報（基地局ＩＤの他位置登録のための情報、チャネル構造に関する情報、システム情報など）、予約タイムスロット情報（５１１）を含む。基地局装置１０２は、報知信号３０３を端末１（１０６ａ）へ送信する。
予約信号３０４ａ、３０４ｂ等の構成例（３０４）は、予約信号を表すデータを含むＨｅａｄｅｒ、端末ＩＤを含む。端末１（１０６ａ）は、予約信号３０４を基地局装置（１０２）へ送信する。
応答信号３０５ａ、３０５ｂ等の構成例（３０５）は、応答信号を表すデータを含むＨｅａｄｅｒ、基地局ＩＤ、設定スロット番号（ここでは第三スロット）を含む。基地局装置１０２は、応答信号３０５を端末１（１０６ａ）へ送信する。
図５は、サウンディング信号送信タイミング予約信号、サウンディング信号送信タイミング応答信号、およびアンテナ選択用サウンディング信号に関するフレーム構成の説明図である。
上述のように、基地局装置１０２からの報知信号３０３（予約タイムスロット情報）によって、事前にアンテナ選択用サウンディング信号の送信タイミングを調停するためのタイムスロットが既知であり、この例ではフレームの先頭１スロットがサウンディング信号送信タイミング予約信号に、続く第二スロットがサウンディング信号送信タイミング応答信号に、第三、第四、第五スロットがアンテナ選択用サウンディング信号の送信用スロットに割り当てられているものとする。この例では、まず端末１（１０６ａ）が、フレーム１の先頭スロットにてサウンディング信号送信タイミング予約信号３０４ａ（第三スロットを予約）を送信し、続く第二スロットにて基地局装置１０２からサウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａ（第三スロットを設定）を受信している。端末１（１０６ａ）は、サウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａで予約が成功したことを知ると、次のフレーム２の第三スロットにてアンテナ選択用サウンディング信号２０１を送信する。
上述のように、基地局装置１０２からの報知信号３０３（予約タイムスロット情報）によって、事前にアンテナ選択用サウンディング信号の送信タイミングを調停するためのタイムスロットが既知であり、この例ではフレームの先頭１スロットがサウンディング信号送信タイミング予約信号に、続く第二スロットがサウンディング信号送信タイミング応答信号に、第三、第四、第五スロットがアンテナ選択用サウンディング信号の送信用スロットに割り当てられているものとする。この例では、まず端末１（１０６ａ）が、フレーム１の先頭スロットにてサウンディング信号送信タイミング予約信号３０４ａ（第三スロットを予約）を送信し、続く第二スロットにて基地局装置１０２からサウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａ（第三スロットを設定）を受信している。端末１（１０６ａ）は、サウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａで予約が成功したことを知ると、次のフレーム２の第三スロットにてアンテナ選択用サウンディング信号２０１を送信する。
端末２（１０６ｂ）は、フレーム２の第一スロットにて、サウンディング信号送信タイミング予約信号３０４ｂを送信しており、続く第二スロットにてサウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ｂ（第五スロットを設定）を受信している。このサウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ｂによって、送信タイミングスロットを第五スロットで送信可能であることを端末２（１０６ｂ）は認識し、続くフレーム３の第五スロットにてアンテナ選択用サウンディング信号２０１を送信する。フレーム３の第三スロットでは、端末１（１０６ａ）がアンテナ選択用サウンディング信号２０１を送信しており、第五スロットでは端末２（１０６ｂ）が、アンテナ選択用サウンディング信号２０１を送信するため、パケットの衝突を回避することが可能である。
なお、端末１（１０６ａ）が予約した送信タイミングスロットがいつまで有効かを決定するために、Ｎフレームに１回の周期で、Ｍ回まで有効という情報を基地局装置１０２が決定してサウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａにて通知を行ってもよい。もしくは、端末１（１０６ａ）がサウンディング信号送信タイミング予約信号３０４ａに、上述のようなＮやＭの情報を基地局装置１０２に通知してもよい。もしくは、一度、予約が成立すると、送信タイミングスロットは毎フレーム有効となり、明示的にサウンディング信号送信タイミング予約解除信号という制御信号を端末、もしくは基地局装置１０２から送信するによって送信タイミングスロットの予約を解除してもよい。
なお、端末１（１０６ａ）と、端末２（１０６ｂ）が同時にフレーム１の第一スロットに同時アクセスしてサウンディング信号送信タイミング予約信号を送信する場合がある。もし、予約信号がＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）のように同時にサウンディング信号送信タイミング予約信号の復調・復号が可能であれば、上述の通り、二つの端末に対して予約処理を実行して、別々の送信タイミングの設定タイムスロットを割り当てればよい。
もし、同時アクセスによって、片方の端末のサウンディング信号送信タイミング予約信号のみが、復調・復号された場合にも、片方の端末に対して予約処理を行えばよい。
もし、同時アクセスによって双方の端末のサウンディング信号送信タイミング予約信号が欠落した場合には、一定のランダム時間フレーム間隔たってから、再度、アクセスを行うことで、サウンディング信号送信タイミング予約信号の衝突を回避する。
もし、同時アクセスによって、片方の端末のサウンディング信号送信タイミング予約信号のみが、復調・復号された場合にも、片方の端末に対して予約処理を行えばよい。
もし、同時アクセスによって双方の端末のサウンディング信号送信タイミング予約信号が欠落した場合には、一定のランダム時間フレーム間隔たってから、再度、アクセスを行うことで、サウンディング信号送信タイミング予約信号の衝突を回避する。
１−２．装置構成
図７は、本発明の実施の形態における基地局装置１０２のブロック構成図の例である。
アンテナ１０７からの入力信号を無線部７０１の受信部７０６にて電力増幅して、アナログ信号をディジタル信号に変換してベースバンド信号処理部７０２に引き渡す。また、送信部７０５では、ベースバンド信号処理部７０２からの送信信号をディジタル信号からアナログ信号に変換し、送信信号を電力増幅してアンテナ１０７に送信する。
無線部７０１の受信部７０６から引き渡された受信信号は、ベースバンド信号処理部７０２の復調部７０８にて無線通信方式に準じた復調処理を行い、復号処理７１０にて符号化されたデータを復号する。復号されたデータは、制御信号の場合は、制御部７０３の制御信号処理７１２へ渡され、データ信号であれば有線インタフェース７０４に渡される。上述の復調部７０８で復調処理を行う際に、チャネル推定処理７１１によって無線伝搬チャネル情報を測定し、チャネル情報７１４として蓄積する。
図７は、本発明の実施の形態における基地局装置１０２のブロック構成図の例である。
アンテナ１０７からの入力信号を無線部７０１の受信部７０６にて電力増幅して、アナログ信号をディジタル信号に変換してベースバンド信号処理部７０２に引き渡す。また、送信部７０５では、ベースバンド信号処理部７０２からの送信信号をディジタル信号からアナログ信号に変換し、送信信号を電力増幅してアンテナ１０７に送信する。
無線部７０１の受信部７０６から引き渡された受信信号は、ベースバンド信号処理部７０２の復調部７０８にて無線通信方式に準じた復調処理を行い、復号処理７１０にて符号化されたデータを復号する。復号されたデータは、制御信号の場合は、制御部７０３の制御信号処理７１２へ渡され、データ信号であれば有線インタフェース７０４に渡される。上述の復調部７０８で復調処理を行う際に、チャネル推定処理７１１によって無線伝搬チャネル情報を測定し、チャネル情報７１４として蓄積する。
制御部７０３の制御信号処理７１２からの制御信号や、有線インタフェース部７０４からのデータ信号は、ベースバンド信号処理部７０２の符号化処理部７０９にて符号化を行い、変調部７０７にて無線通信方式に準じた変調処理を行って送信信号を無線部７０１に引き渡す。
制御部７０３は、制御信号処理７１２と、サウンディング信号送信タイミング判定７１３と、チャネル情報７１４と、アンテナ選択部７１５を備える。チャネル情報７１４を用いてアンテナ選択７１５にて有効なアンテナを選択する。サウンディング信号送信タイミング判定７１３では、図３で説明したように端末からのサウンディング信号送信タイミング予約信号の送信タイミングスロットが他の端末に割り当てられているかを判定し、判定結果をサウンディング信号送信タイミング応答信号として端末に通知する機能を有する。
なお、サウンディング信号送信タイミング判定７１３では、端末がサウンディング信号送信タイミング予約信号を送信してもよいタイムスロットの情報を報知情報として制御信号を生成し、制御信号処理７１２にて定期的な報知信号として端末へ送信する。
有線インタフェース部７０４は、高速バックホール回線終端装置１０１とのデータ信号の送受を行ない、ベースバンド信号処理部７０２とのデータ送受信処理を行う。
制御部７０３は、制御信号処理７１２と、サウンディング信号送信タイミング判定７１３と、チャネル情報７１４と、アンテナ選択部７１５を備える。チャネル情報７１４を用いてアンテナ選択７１５にて有効なアンテナを選択する。サウンディング信号送信タイミング判定７１３では、図３で説明したように端末からのサウンディング信号送信タイミング予約信号の送信タイミングスロットが他の端末に割り当てられているかを判定し、判定結果をサウンディング信号送信タイミング応答信号として端末に通知する機能を有する。
なお、サウンディング信号送信タイミング判定７１３では、端末がサウンディング信号送信タイミング予約信号を送信してもよいタイムスロットの情報を報知情報として制御信号を生成し、制御信号処理７１２にて定期的な報知信号として端末へ送信する。
有線インタフェース部７０４は、高速バックホール回線終端装置１０１とのデータ信号の送受を行ない、ベースバンド信号処理部７０２とのデータ送受信処理を行う。
図８は、本発明の実施の形態における端末１０６のブロック構成図の例である。
アンテナ１０８からの入力信号を無線部８０１の受信部８０６にて電力増幅して、アナログ信号をディジタル信号に変換してベースバンド信号処理部８０２に引き渡す。また、送信部８０５では、ベースバンド信号処理部８０２からの送信信号をディジタル信号からアナログ信号に変換し、送信信号を電力増幅してアンテナ１０８に送信する。
無線部８０１の受信部８０６から引き渡された受信信号は、ベースバンド信号処理部８０２の復調部８０８にて無線通信方式に準じた復調処理を行い、復号処理８１３にて符号化されたデータを復号する。復号されたデータは、制御信号の場合は、制御部８０３の制御信号処理８１５へ渡され、データ信号であれば外部インタフェース部８０４に渡される。上述の復調部８０８で復調処理を行う際に、チャネル推定処理８１１によって無線伝搬チャネル情報を測定し、チャネル情報８１６として蓄積する。
アンテナ１０８からの入力信号を無線部８０１の受信部８０６にて電力増幅して、アナログ信号をディジタル信号に変換してベースバンド信号処理部８０２に引き渡す。また、送信部８０５では、ベースバンド信号処理部８０２からの送信信号をディジタル信号からアナログ信号に変換し、送信信号を電力増幅してアンテナ１０８に送信する。
無線部８０１の受信部８０６から引き渡された受信信号は、ベースバンド信号処理部８０２の復調部８０８にて無線通信方式に準じた復調処理を行い、復号処理８１３にて符号化されたデータを復号する。復号されたデータは、制御信号の場合は、制御部８０３の制御信号処理８１５へ渡され、データ信号であれば外部インタフェース部８０４に渡される。上述の復調部８０８で復調処理を行う際に、チャネル推定処理８１１によって無線伝搬チャネル情報を測定し、チャネル情報８１６として蓄積する。
また、サウンディング信号生成８１０では、アンテナ選択用サウンディング信号やＭＩＭＯ通信用サウンディング信号を生成する。生成されたサウンディング信号は、送信タイミング制御８０９によって指定された送信タイミングにて送信される。送信タイミング制御８０９では、制御部８０３のサウンディング信号送信タイミング予約処理８１７の結果を受けて、送信してもよいタイミングにてサウンディング信号を送信する。
制御部８０３の制御信号処理８１５からの制御信号や、外部インタフェース部８０４からのデータ信号は、ベースバンド信号処理部８０２の符号化処理部８１２にて符号化を行い、変調部８０７にて無線通信方式に準じた変調処理を行って送信信号を無線部８０１に引き渡す。
制御部８０３は、制御信号処理８１５と、電力制御８１４と、サウンディング信号送信タイミング予約処理８１７と、チャネル情報８１６を備える。
サウンディング信号送信タイミング予約処理８１７では、図３（特に、３０１ａ）で説明したように端末からのサウンディング信号送信タイミング予約信号の送信タイミングスロットを予約するための処理を実行する。
制御部８０３の制御信号処理８１５からの制御信号や、外部インタフェース部８０４からのデータ信号は、ベースバンド信号処理部８０２の符号化処理部８１２にて符号化を行い、変調部８０７にて無線通信方式に準じた変調処理を行って送信信号を無線部８０１に引き渡す。
制御部８０３は、制御信号処理８１５と、電力制御８１４と、サウンディング信号送信タイミング予約処理８１７と、チャネル情報８１６を備える。
サウンディング信号送信タイミング予約処理８１７では、図３（特に、３０１ａ）で説明したように端末からのサウンディング信号送信タイミング予約信号の送信タイミングスロットを予約するための処理を実行する。
電力制御８１４は、ベースバンド信号処理部８０２の変調部８０７での変調出力された送信信号の送信電力を制御する。図２で説明したようにアンテナ選択用サウンディング信号２０１は、最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信するように電力を制御し、ＭＩＭＯ用サウンディング信号２０５は、選択されたアンテナに十分な電力で届くように送信電力を制御する。この送信電力制御は、無線通信規格に準じた方式によって実現することができる。例えば、オープンループ制御では、基地局装置１０２が送信している送信電力値と、受信電力値から基地局装置１０２と端末間の伝搬ロスを計算し、端末の送信電力が基地局で受信される電力を上述のような伝搬ロスから推定し、ある一定値以上の受信電力にて基地局装置が受信できるように端末の送信電力を決定する。他にもクローズドループ送信電力制御では、基地局装置１０２が受信電力の品質を測定しており、受信品質が基準値より下回った場合に、基地局装置１０２から端末に対して送信電力をあげるように制御信号によって指示し、端末はそれに従う。また、逆に基地局装置１０２での受信品質が基準値以上であれば、基地局装置１０２から端末に対して送信電力を下げるように制御信号によって指示し、端末はそれに従う。
外部インタフェース部７０４は、外部とベースバンド信号処理部７０２とのデータ送受信に関するインタフェース変換処理を行う。外部インタフェースとしては、例えばＵＳＢ接続やイーサネット（登録商標）接続、ＰＣＭＣＩＡインタフェースなどがあり、それぞれのインタフェース規格に準じた信号処理を行う。
外部インタフェース部７０４は、外部とベースバンド信号処理部７０２とのデータ送受信に関するインタフェース変換処理を行う。外部インタフェースとしては、例えばＵＳＢ接続やイーサネット（登録商標）接続、ＰＣＭＣＩＡインタフェースなどがあり、それぞれのインタフェース規格に準じた信号処理を行う。
１−３．送信電力及びアンテナ選択
図１０は、本発明の実施の形態における端末の送信電力の説明図である。
端末１（１０６ａ）と端末２（１０６ｂ）のフレームごとの送信電力を表している。
図５で説明したように、フレーム１にて、端末１（１０６ａ）が、アンテナ選択用サウンディング信号の送信タイミングを予約した場合、フレーム２及び３の第三スロットにて、アンテナ選択用サウンディング信号を最大の送信電力又はデータ通信用電力より大きい予め定められた閾値（アンテナ選択用閾値）以上）の送信電力にて送信する。フレーム２では、端末２（１０６ｂ）がアンテナ選択用サウンディング信号を予約しており、フレーム３の第五スロットにてアンテナ選択用サウンディング信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信している。
なお、アンテナ選択用サウンディング信号を送信するスロット以外の時間では、選択されたアンテナに必要最低限の送信電力に制御されてデータ通信を行っている例を示している。このように、データ通信中にも、アンテナ再選択を行うことができるように、アンテナ選択用サウンディング信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて通知する。
図１０は、本発明の実施の形態における端末の送信電力の説明図である。
端末１（１０６ａ）と端末２（１０６ｂ）のフレームごとの送信電力を表している。
図５で説明したように、フレーム１にて、端末１（１０６ａ）が、アンテナ選択用サウンディング信号の送信タイミングを予約した場合、フレーム２及び３の第三スロットにて、アンテナ選択用サウンディング信号を最大の送信電力又はデータ通信用電力より大きい予め定められた閾値（アンテナ選択用閾値）以上）の送信電力にて送信する。フレーム２では、端末２（１０６ｂ）がアンテナ選択用サウンディング信号を予約しており、フレーム３の第五スロットにてアンテナ選択用サウンディング信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信している。
なお、アンテナ選択用サウンディング信号を送信するスロット以外の時間では、選択されたアンテナに必要最低限の送信電力に制御されてデータ通信を行っている例を示している。このように、データ通信中にも、アンテナ再選択を行うことができるように、アンテナ選択用サウンディング信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて通知する。
図１１は、本発明の実施の形態におけるアンテナ選択処理の例である。
端末からアンテナ選択用サウンディング信号送信を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信し、その時の基地局装置の各アンテナのサウンディング信号の受信電力レベルを表している。
基地局装置では、アンテナ選択用サウンディング信号の受信電力がある閾値以上の複数のアンテナを選択して、受信電力の大きい順にＭＩＭＯ通信で必要となるアンテナ本数を選択する。
端末からアンテナ選択用サウンディング信号送信を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信し、その時の基地局装置の各アンテナのサウンディング信号の受信電力レベルを表している。
基地局装置では、アンテナ選択用サウンディング信号の受信電力がある閾値以上の複数のアンテナを選択して、受信電力の大きい順にＭＩＭＯ通信で必要となるアンテナ本数を選択する。
２．実施の形態２
本実施の形態は、実施の形態１の図２の処理の代わりにキャリアセンス処理を用いることでアンテナ選択用サウンディング信号の送信タイミング調停を行う例について説明する。
図１４に、実施の形態２のキャリアセンス処理を用いてアンテナ選択用サウンディング信号送信タイミング調停のフロー図を示す。
端末１（１０６ａ）は、キャリアセンス処理４０１ａによって他の端末が信号を送出しているかどうかを検出する。具体的には、通信帯域の受信電力を測定し、受信電力が閾値以上の場合には他の端末が信号を送信しているものとし、閾値以下の場合には信号を送信していないものと判定する。もし、他の端末が信号を送信していないと判断した場合には、アンテナ選択用サウンディング信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で送信する。アンテナ選択用サウンディング信号を基地局装置１０２で受信してからの処理は、図３と同じである。
本実施の形態は、実施の形態１の図２の処理の代わりにキャリアセンス処理を用いることでアンテナ選択用サウンディング信号の送信タイミング調停を行う例について説明する。
図１４に、実施の形態２のキャリアセンス処理を用いてアンテナ選択用サウンディング信号送信タイミング調停のフロー図を示す。
端末１（１０６ａ）は、キャリアセンス処理４０１ａによって他の端末が信号を送出しているかどうかを検出する。具体的には、通信帯域の受信電力を測定し、受信電力が閾値以上の場合には他の端末が信号を送信しているものとし、閾値以下の場合には信号を送信していないものと判定する。もし、他の端末が信号を送信していないと判断した場合には、アンテナ選択用サウンディング信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で送信する。アンテナ選択用サウンディング信号を基地局装置１０２で受信してからの処理は、図３と同じである。
同様に、端末２（１０６ｂ）もキャリアセンス処理４０１ｂによって他の端末が信号を送出しているか検出し、もし、他の端末が信号を送信していないと判断した場合には、アンテナ選択用サウンディング信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で送信する。このようにして、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）することによって、アンテナ選択用サウンディング信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で送信してもパケットの衝突を回避することができる。
図６に、キャリアセンスによるアンテナ選択用サウンディング信号の衝突回避の説明図を示す。
端末１（１０６ａ）は、キャリアセンスを行って他の端末が送信をしていないと判断すると、アンテナ選択用サウンディング信号６０１ａを最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で送信する。このとき、端末２（１０６ｂ）はキャリアセンス処理によって端末１（１０６ａ）が送信をしていることを検出したため、ある一定のバックオフ時間６０２ａ待機する。バックオフ時間終了後、端末２（１０６ｂ）は、キャリアセンス処理を実行し、このとき、他の端末が送信していないことを検出して、アンテナ選択用サウンディング信号６０１ｂを最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で送信する。
端末１（１０６ａ）は、キャリアセンスを行って他の端末が送信をしていないと判断すると、アンテナ選択用サウンディング信号６０１ａを最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で送信する。このとき、端末２（１０６ｂ）はキャリアセンス処理によって端末１（１０６ａ）が送信をしていることを検出したため、ある一定のバックオフ時間６０２ａ待機する。バックオフ時間終了後、端末２（１０６ｂ）は、キャリアセンス処理を実行し、このとき、他の端末が送信していないことを検出して、アンテナ選択用サウンディング信号６０１ｂを最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で送信する。
バックオフ時間（６０２ａ）、（６０２ｂ）によるアクセス制御では、チャネルが使用状態の場合は、各端末は送信待ち状態に入り、チャネルが空き状態になったときに、データ送信を開始するが、空きを待っていた複数の端末が一斉に送信を開始すると、パケットが衝突する確率が高くなるため、このような事態をできるだけ避けるため、各端末では、チャネルが空き状態になった後、それぞれで乱数を発生させ、発生させた乱数の数に応じて送信を待機させるとよい。
図９は、実施の形態２の端末のブロック構成図の例である。
実施の形態１の図８のブロック構成との違いとしては、図８における制御部８０３のサウンディング信号送信タイミング予約処理８１７の代わりに、図９ではベースバンド信号処理部８０２にキャリアセンス９０１を持つことによってアンテナ選択用サウンディング信号の送信タイミングを決定する点が異なる。キャリアセンス９０１にて、他の端末が信号を送信していることを検出した場合には、ベースバンド信号処理部８０２の送信タイミング制御８０９に通知して、アンテナ選択用サウンディング信号の送信を控えてバックオフ時間待機し、キャリアセンス９０１で他の端末からの信号を検出しなかった場合は、送信タイミング制御８０９でアンテナ選択用サウンディング信号の送信を許可する。
これ以外の機能については、図８と同様である。
実施の形態１の図８のブロック構成との違いとしては、図８における制御部８０３のサウンディング信号送信タイミング予約処理８１７の代わりに、図９ではベースバンド信号処理部８０２にキャリアセンス９０１を持つことによってアンテナ選択用サウンディング信号の送信タイミングを決定する点が異なる。キャリアセンス９０１にて、他の端末が信号を送信していることを検出した場合には、ベースバンド信号処理部８０２の送信タイミング制御８０９に通知して、アンテナ選択用サウンディング信号の送信を控えてバックオフ時間待機し、キャリアセンス９０１で他の端末からの信号を検出しなかった場合は、送信タイミング制御８０９でアンテナ選択用サウンディング信号の送信を許可する。
これ以外の機能については、図８と同様である。
３．実施の形態３
本実施の形態では、実施の形態１における図２の代わりとして、ＭＩＭＯ通信用サウンディング信号の代わりに、リファレンス信号を用いてアンテナ選択を行う方法について説明する。
図１２に、本実施の形態におけるリファレンス信号を用いてアンテナ選択するフロー図を示す。
図２と同様に端末１０６ａは、アンテナ選択用サウンディング信号を送信する。アンテナ選択用サウンディング信号を受信した基地局装置１０２は、ある閾値以上の受信電力を持つアンテナを候補として抽出し１２１、抽出したアンテナ候補からリファレンス信号を端末へ送信する。この例では、分配装置１０５ａ、１０５ｂのアンテナが候補として抽出され、これらの分配装置のアンテナからリファレンス信号を送信する。リファレンス信号を受信した端末は、チャネル推定１２５を行い、チャネル情報を基地局装置１０２へフィードバックする。基地局装置１０２は、チャネル情報を元に、アンテナの組合せを考慮してアンテナの組合せに応じた無線伝搬チャネル応答行列の固有値を算出し、固有値の合計値が大きいアンテナの組合せからアンテナを選択する１２２。基地局装置１０２は、選択されたアンテナを用いてＭＩＭＯ処理１２３を行い、データ信号を端末に送信する。
本実施の形態では、実施の形態１における図２の代わりとして、ＭＩＭＯ通信用サウンディング信号の代わりに、リファレンス信号を用いてアンテナ選択を行う方法について説明する。
図１２に、本実施の形態におけるリファレンス信号を用いてアンテナ選択するフロー図を示す。
図２と同様に端末１０６ａは、アンテナ選択用サウンディング信号を送信する。アンテナ選択用サウンディング信号を受信した基地局装置１０２は、ある閾値以上の受信電力を持つアンテナを候補として抽出し１２１、抽出したアンテナ候補からリファレンス信号を端末へ送信する。この例では、分配装置１０５ａ、１０５ｂのアンテナが候補として抽出され、これらの分配装置のアンテナからリファレンス信号を送信する。リファレンス信号を受信した端末は、チャネル推定１２５を行い、チャネル情報を基地局装置１０２へフィードバックする。基地局装置１０２は、チャネル情報を元に、アンテナの組合せを考慮してアンテナの組合せに応じた無線伝搬チャネル応答行列の固有値を算出し、固有値の合計値が大きいアンテナの組合せからアンテナを選択する１２２。基地局装置１０２は、選択されたアンテナを用いてＭＩＭＯ処理１２３を行い、データ信号を端末に送信する。
図１３は、図１２のアンテナ選択処理の説明図である。
端末からのアンテナ選択用サウンディング信号を受信した基地局装置の各アンテナの受信電力レベルを表し、ここでは閾値以上のアンテナ＃１（１０７ａ）、アンテナ＃２（１０７ｂ）、アンテナ＃３（１０７ｃ）を候補として抽出している。図１より、分配装置１０５ａは、アンテナ＃１（１０７ａ）とアンテナ＃２（１０７ｂ）、分配装置１０５ｂはアンテナ＃３（１０７ｃ）を保持しているので、分配装置１０５ａと分配装置１０５ｂからリファレンス信号を送信する。分配装置１０５ａのアンテナ＃１（１０７ａ）から送信されたリファレンス信号に対して、端末１（１０６ａ）のアンテナ＃Ａ（１０８ａ）で受信したチャネル情報をｈ１ａとし、端末１（１０６ａ）のアンテナ＃Ｂ（１０８ｂ）で受信したチャネル情報をｈ１ｂと定義する。
このとき、分配装置１０５ａのアンテナ＃１（１０７ａ）とアンテナ＃２（１０７ｂ）と、端末１（１０６ａ）のアンテナ＃Ａ（１０８ａ）、アンテナ＃Ｂ（１０８ｂ）の間のチャネル行列をＨ１とすると、Ｈ１は次の数式１で表わすことができる。
端末からのアンテナ選択用サウンディング信号を受信した基地局装置の各アンテナの受信電力レベルを表し、ここでは閾値以上のアンテナ＃１（１０７ａ）、アンテナ＃２（１０７ｂ）、アンテナ＃３（１０７ｃ）を候補として抽出している。図１より、分配装置１０５ａは、アンテナ＃１（１０７ａ）とアンテナ＃２（１０７ｂ）、分配装置１０５ｂはアンテナ＃３（１０７ｃ）を保持しているので、分配装置１０５ａと分配装置１０５ｂからリファレンス信号を送信する。分配装置１０５ａのアンテナ＃１（１０７ａ）から送信されたリファレンス信号に対して、端末１（１０６ａ）のアンテナ＃Ａ（１０８ａ）で受信したチャネル情報をｈ１ａとし、端末１（１０６ａ）のアンテナ＃Ｂ（１０８ｂ）で受信したチャネル情報をｈ１ｂと定義する。
このとき、分配装置１０５ａのアンテナ＃１（１０７ａ）とアンテナ＃２（１０７ｂ）と、端末１（１０６ａ）のアンテナ＃Ａ（１０８ａ）、アンテナ＃Ｂ（１０８ｂ）の間のチャネル行列をＨ１とすると、Ｈ１は次の数式１で表わすことができる。
（変形例）
実施の形態３の図１３のアンテナ選択方法において、固有値がある閾値以上を満たしている条件で、固有値の差分を調べ、固有値の差が最も小さい組合せのアンテナを選択するようにしてもよい。例えば、固有値の差が最も小さい組合せである行列が、Ｈ１であった場合、分配装置１０５ａは、アンテナ＃１（１０７ａ）とアンテナ＃２（１０７ｂ）がＭＩＭＯ通信に必要なアンテナとして選ばれる。
実施の形態３の図１３のアンテナ選択方法において、固有値がある閾値以上を満たしている条件で、固有値の差分を調べ、固有値の差が最も小さい組合せのアンテナを選択するようにしてもよい。例えば、固有値の差が最も小さい組合せである行列が、Ｈ１であった場合、分配装置１０５ａは、アンテナ＃１（１０７ａ）とアンテナ＃２（１０７ｂ）がＭＩＭＯ通信に必要なアンテナとして選ばれる。
４．実施の形態４
図１５に、ア実施の形態４のンテナ選択用サウンディング信号送信タイミング調停のフロー図を示す。
実施の形態１の図３及び図５では、基地局装置がアンテナ選択用サウンディング信号を送信する空きスロットを決めていたが、本実施の形態では、端末主導で使用するスロット番号を決定して、基地局装置に予約する方法について説明する。
基地局装置１０２は、報知信号３０３’にアンテナ選択用サウンディング信号を送信してもよい空きスロット情報（送信可能空きタイムスロット）（例として第三、第四、第五スロット）を載せて端末に通知する。報知信号を受信した端末１（１０６ａ）は、空きスロットの中から使用するスロット番号（例として第四スロット）を選択し（３０１ａ）、サウンディング信号送信タイミング予約信号３０４ａに選択したスロット番号を載せて基地局装置に通知する（３０４ａ）。使用するスロット番号の選択は、例えば、番号順、ランダム等適宜の方法で選択することができる。基地局装置１０２では、サウンディング信号送信タイミング予約信号３０４ａを受け取ると、送信タイミング予約処理３０２ａにて指定されたスロット番号のスロットが確保することが可能かどうかを調べ、確保が可能であれば予約する（３０２ａ）（例として第四スロットを確保する）。もし、二つ以上の端末から、同時にサウンディング信号送信タイミング予約信号３０４を受信し、同じスロット番号を指定されている場合はランダムに端末を選ぶか、もしくは、予約が先に届いて処理を先にする端末を選んで予約を行う。基地局装置にて送信タイミング予約処理３０２ａにて上述のような予約を行った結果、予約結果がＯＫであるかＮＧであるかの情報と、予約ＯＫの場合に確保できた設定スロット番号の情報をサウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａに載せて端末１（１０６ａ）に通知する（３０５ａ）。端末１（１０６ａ）は、サウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａを受信すると、指定したスロット番号が予約ＯＫかＮＧであるかを調べて、予約ＯＫの場合に指定されたスロット番号にてアンテナ選択用サウンディング信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で送信する。
なお、サウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａには、確保できた設定スロット番号の情報を載せずに、予約ＯＫ又はＮＧであることを示すデータのみを載せるようにしてもよい。
図１５に、ア実施の形態４のンテナ選択用サウンディング信号送信タイミング調停のフロー図を示す。
実施の形態１の図３及び図５では、基地局装置がアンテナ選択用サウンディング信号を送信する空きスロットを決めていたが、本実施の形態では、端末主導で使用するスロット番号を決定して、基地局装置に予約する方法について説明する。
基地局装置１０２は、報知信号３０３’にアンテナ選択用サウンディング信号を送信してもよい空きスロット情報（送信可能空きタイムスロット）（例として第三、第四、第五スロット）を載せて端末に通知する。報知信号を受信した端末１（１０６ａ）は、空きスロットの中から使用するスロット番号（例として第四スロット）を選択し（３０１ａ）、サウンディング信号送信タイミング予約信号３０４ａに選択したスロット番号を載せて基地局装置に通知する（３０４ａ）。使用するスロット番号の選択は、例えば、番号順、ランダム等適宜の方法で選択することができる。基地局装置１０２では、サウンディング信号送信タイミング予約信号３０４ａを受け取ると、送信タイミング予約処理３０２ａにて指定されたスロット番号のスロットが確保することが可能かどうかを調べ、確保が可能であれば予約する（３０２ａ）（例として第四スロットを確保する）。もし、二つ以上の端末から、同時にサウンディング信号送信タイミング予約信号３０４を受信し、同じスロット番号を指定されている場合はランダムに端末を選ぶか、もしくは、予約が先に届いて処理を先にする端末を選んで予約を行う。基地局装置にて送信タイミング予約処理３０２ａにて上述のような予約を行った結果、予約結果がＯＫであるかＮＧであるかの情報と、予約ＯＫの場合に確保できた設定スロット番号の情報をサウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａに載せて端末１（１０６ａ）に通知する（３０５ａ）。端末１（１０６ａ）は、サウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａを受信すると、指定したスロット番号が予約ＯＫかＮＧであるかを調べて、予約ＯＫの場合に指定されたスロット番号にてアンテナ選択用サウンディング信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で送信する。
なお、サウンディング信号送信タイミング応答信号３０５ａには、確保できた設定スロット番号の情報を載せずに、予約ＯＫ又はＮＧであることを示すデータのみを載せるようにしてもよい。
図１６に、実施の形態４の報知信号、予約信号、応答信号の説明図を示す。
報知信号３０３の構成例は、Ｈｅａｄｅｒ、報知情報（基地局ＩＤの他位置登録のための情報、チャネル構造に関する情報、システム情報など）、送信可能空きスロット情報を含む。基地局装置１０２は、報知信号３０３を端末１（１０６ａ）へ送信する。
予約信号３０４ａ、３０４ｂ等の構成例（３０４）は、予約信号を表すデータを含むＨｅａｄｅｒ、端末ＩＤ、予約スロット番号（ここでは第四スロット）を含む。端末１（１０６ａ）は、予約信号３０４を基地局装置（１０２）へ送信する。
応答信号３０５ａ、３０５ｂ等の構成例（３０５）は、応答信号を表すデータを含むＨｅａｄｅｒ、基地局ＩＤ、設定スロット番号（ここでは第四スロット）を含む。基地局装置１０２は、応答信号３０５を端末１（１０６ａ）へ送信する。なお、設定スロット番号の代わりに、予約ＯＫ又はＮＧであることを示すデータを含めるようにしてもよい。
報知信号３０３の構成例は、Ｈｅａｄｅｒ、報知情報（基地局ＩＤの他位置登録のための情報、チャネル構造に関する情報、システム情報など）、送信可能空きスロット情報を含む。基地局装置１０２は、報知信号３０３を端末１（１０６ａ）へ送信する。
予約信号３０４ａ、３０４ｂ等の構成例（３０４）は、予約信号を表すデータを含むＨｅａｄｅｒ、端末ＩＤ、予約スロット番号（ここでは第四スロット）を含む。端末１（１０６ａ）は、予約信号３０４を基地局装置（１０２）へ送信する。
応答信号３０５ａ、３０５ｂ等の構成例（３０５）は、応答信号を表すデータを含むＨｅａｄｅｒ、基地局ＩＤ、設定スロット番号（ここでは第四スロット）を含む。基地局装置１０２は、応答信号３０５を端末１（１０６ａ）へ送信する。なお、設定スロット番号の代わりに、予約ＯＫ又はＮＧであることを示すデータを含めるようにしてもよい。
以上では、主に、サウンディング信号を例に説明したが、これに限らず適宜の参照信号を用いることができる。また、本発明は、ＭＩＭＯ以外にもＳＩＭＯ等の各種データ通信にも適用することができる。
また、本発明は、いわゆるＤＡＳ以外にも、複数のアンテナを分散配置した様々な分散アンテナシステムに適用することができる。
また、本発明は、いわゆるＤＡＳ以外にも、複数のアンテナを分散配置した様々な分散アンテナシステムに適用することができる。
１０１ 高速バックホール回線終端装置
１０２ 基地局装置
１０３ ＤＡＳ親機
１０４ ＤＡＳ子機 （１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）
１０５ 分配装置 （１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅ，１０５ｆ）
１０６ 端末 （端末１：１０６ａ、端末２：１０６ｂ）
１０７ 分配器のアンテナ （＃１：１０７ａ，＃２：１０７ｂ，＃３：１０７ｃ，＃４：１０７ｄ，＃５：１０７ｅ，＃６：１０７ｆ，＃７：１０７ｇ，＃８：１０７ｈ，＃９：１０７ｉ，＃１０：１０７ｊ，＃１１：１０７ｋ，＃１２：１０７ｍ）
１０８ 端末のアンテナ （＃Ａ：１０８ａ，＃Ｂ：１０８ｂ，＃Ｃ：１０８ｃ，＃Ｄ：１０８ｄ）
２０１ アンテナ選択用サウンディング信号（最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力）
２０２ アンテナ選択処理
２０３ ＭＩＭＯ処理
２０５ ＭＩＭＯ用サウンディング信号（電力制御）
３０１ 予約信号送信タイミング判定
３０２ タイミング予約処理
３０３ 報知信号
３０４ サウンディング信号タイミング予約信号
３０５ サウンディング信号タイミング応答信号
４０１ キャリアセンス処理
７０１ 基地局装置の無線部
７０２ 基地局装置のベースバンド信号処理部
７０３ 基地局装置の制御部
７０４ 基地局装置の有線インタフェース部
７０５ 基地局装置の送信部
７０６ 基地局装置の受信部
７０７ 基地局装置の変調部
７０８ 基地局装置の復調部
７０９ 基地局装置の符号化
７１０ 基地局装置の復号処理
７１１ 基地局装置のチャネル推定処理
７１２ 基地局装置の制御信号処理
７１３ 基地局装置のサウンディング信号送信タイミング判定
７１４ 基地局装置のチャネル情報
７１５ 基地局装置のアンテナ選択
８０１ 端末の無線部
８０２ 端末のベースバンド信号処理部
８０３ 端末の制御部
８０４ 端末の外部インタフェース部
８０５ 端末の送信部
８０６ 端末の受信部
８０７ 端末の変調部
８０８ 端末の復調部
８０９ 端末の送信タイミング制御
８１０ 端末のサウンディング信号生成
８１１ 端末のチャネル推定処理
８１２ 端末の符号化
８１３ 端末の復号処理
８１４ 端末の電力制御
８１５ 端末の制御信号処理
８１６ 端末のチャネル情報
８１７ 端末のサウンディング信号送信タイミング処理
９０１ 端末のキャリアセンス
１２１ アンテナ候補抽出
１２２ アンテナ選択処理
１２３ ＭＩＭＯ処理
１０２ 基地局装置
１０３ ＤＡＳ親機
１０４ ＤＡＳ子機 （１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）
１０５ 分配装置 （１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅ，１０５ｆ）
１０６ 端末 （端末１：１０６ａ、端末２：１０６ｂ）
１０７ 分配器のアンテナ （＃１：１０７ａ，＃２：１０７ｂ，＃３：１０７ｃ，＃４：１０７ｄ，＃５：１０７ｅ，＃６：１０７ｆ，＃７：１０７ｇ，＃８：１０７ｈ，＃９：１０７ｉ，＃１０：１０７ｊ，＃１１：１０７ｋ，＃１２：１０７ｍ）
１０８ 端末のアンテナ （＃Ａ：１０８ａ，＃Ｂ：１０８ｂ，＃Ｃ：１０８ｃ，＃Ｄ：１０８ｄ）
２０１ アンテナ選択用サウンディング信号（最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力）
２０２ アンテナ選択処理
２０３ ＭＩＭＯ処理
２０５ ＭＩＭＯ用サウンディング信号（電力制御）
３０１ 予約信号送信タイミング判定
３０２ タイミング予約処理
３０３ 報知信号
３０４ サウンディング信号タイミング予約信号
３０５ サウンディング信号タイミング応答信号
４０１ キャリアセンス処理
７０１ 基地局装置の無線部
７０２ 基地局装置のベースバンド信号処理部
７０３ 基地局装置の制御部
７０４ 基地局装置の有線インタフェース部
７０５ 基地局装置の送信部
７０６ 基地局装置の受信部
７０７ 基地局装置の変調部
７０８ 基地局装置の復調部
７０９ 基地局装置の符号化
７１０ 基地局装置の復号処理
７１１ 基地局装置のチャネル推定処理
７１２ 基地局装置の制御信号処理
７１３ 基地局装置のサウンディング信号送信タイミング判定
７１４ 基地局装置のチャネル情報
７１５ 基地局装置のアンテナ選択
８０１ 端末の無線部
８０２ 端末のベースバンド信号処理部
８０３ 端末の制御部
８０４ 端末の外部インタフェース部
８０５ 端末の送信部
８０６ 端末の受信部
８０７ 端末の変調部
８０８ 端末の復調部
８０９ 端末の送信タイミング制御
８１０ 端末のサウンディング信号生成
８１１ 端末のチャネル推定処理
８１２ 端末の符号化
８１３ 端末の復号処理
８１４ 端末の電力制御
８１５ 端末の制御信号処理
８１６ 端末のチャネル情報
８１７ 端末のサウンディング信号送信タイミング処理
９０１ 端末のキャリアセンス
１２１ アンテナ候補抽出
１２２ アンテナ選択処理
１２３ ＭＩＭＯ処理
Claims (10)
- 複数のアンテナを持つ基地局装置と、複数のアンテナを持つ端末と、ひとつ又は複数のアンテナを収容する複数の分配装置とを備え、複数の分配装置を空間的に分散配置した分散アンテナシステムにおいて、
前記基地局装置及び前記端末は、アンテナ選択用参照信号を送信するための送信タイムスロット又は送信タイミングを調停し、
前記端末は、調停された送信タイムスロット又は送信タイミングにてアンテナ選択用参照信号を最大の送信電力又はデータ通信用電力より大きい予め定められたアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信し、
前記基地局装置は、各分配装置の複数のアンテナでアンテナ選択用参照信号を受信し、アンテナ選択用参照信号の受信強度又は受信状況に従い、使用するひとつ又は複数のアンテナを選択するアンテナ選択処理を行い、
前記基地局装置は、アンテナ選択用参照信号に基づき、選択されたひとつ又は複数のアンテナと前記端末間の無線伝搬のチャネル情報を求め、該チャネル情報を用いてデータ通信用データ信号を生成して送信し、
前記端末は、選択されたひとつ又は複数のアンテナに対して十分な受信電力で届くように送信電力を制御し、データ通信用参照信号を通知し、
前記基地局装置は、前記端末から受信した前記データ通信用参照信号に基づき無線伝搬のチャネル情報をアップデートし、アップデートしたチャネル情報を用いてデータ信号を送信する
分散アンテナシステム。 - 請求項１に記載の分散アンテナシステムにおいて、
前記基地局装置は、アンテナ選択用参照信号を送信するタイムスロットを指定するための報知信号を前記端末に送信し、
前記端末は、報知信号で指定されたタイムスロットで参照信号送信タイミング予約信号を送信し、
前記基地局装置は、アンテナ選択用参照信号のための空きスロットを検索し、予約可能な場合、予約可能であることを示す参照信号送信タイミング応答信号に、送信可能なタイムスロット番号を設定スロット番号として含めて前記端末に通知し、
前記端末は、予約可能であることを示す前記参照信号送信タイミング応答信号を受信すると、設定スロット番号にてアンテナ選択用参照信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信する
分散アンテナシステム。 - 請求項２に記載の分散アンテナシステムにおいて、
複数の前記端末が同じタイムスロットに同時アクセスして参照信号送信タイミング予約信号を送信し、
前記基地局装置は、各々の前記端末の参照信号送信タイミング予約信号の復調及び／又は復号を行い、各々の端末に対して別々の送信タイミングの設定スロット番号を割り当てること
を特徴とする分散アンテナシステム。 - 請求項１に記載の分散アンテナシステムにおいて、
前記端末は、通信帯域の受信電力を測定し、受信電力が閾値以上の場合には他の端末が信号を送信しているものと判定し、閾値以下の場合には信号を送信していないものと判定するキャリアセンス処理を実行し、
他の端末が信号を送信していないと判定した場合には、前記端末は、アンテナ選択用参照信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で送信し、
一方、他の端末が信号を送信していると判定した場合には、前記端末は、ある一定のバックオフ時間待機して、前記端末は、バックオフ時間終了後に前記キャリアセンス処理を実行し、他の端末が送信していないことを検出した場合、アンテナ選択用参照信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で送信する
分散アンテナシステム。 - 請求項１に記載の分散アンテナシステムにおいて、
前記端末からアンテナ選択用参照信号を受信した前記基地局装置は、ある閾値以上の受信電力を持つひとつ又は複数のアンテナをアンテナ候補として抽出し、抽出したアンテナ候補からリファレンス信号を前記端末へ送信し、
リファレンス信号を受信した前記端末は、チャネル推定により求めた無線伝搬のチャネル情報を前記基地局装置へフィードバックし、
前記基地局装置は、受信した無線伝搬のチャネル情報を元に、アンテナの組合せに応じた無線伝搬チャネル応答行列の固有値を算出し、固有値の合計値が大きいアンテナの組合せからアンテナを選択する
分散アンテナシステム。 - 請求項５に記載の分散アンテナシステムにおいて、
前記基地局装置は、固有値が予め定められた閾値以上を満たしているとういう条件で、各々の固有値の差分を調べ、固有値の差分が最も小さい組合せのアンテナを選択することを特徴とする分散アンテナシステム。 - 請求項１に記載の分散アンテナシステムにおいて、
前記基地局装置は、アンテナ選択用参照信号を送信してもよいひとつ又は複数の空きスロット情報を指定した報知信号を端末に通知し、
報知信号を受信した前記端末は、ひとつ又は複数の空きスロットの中から使用するスロット番号を選択し、参照信号送信タイミング予約信号に、選択したスロット番号を指定して基地局装置に通知し、
前記基地局装置は、参照信号送信タイミング予約信号を受けると、指定されたスロット番号のスロットを確保することが可能かどうかを調べ、確保が可能であれば予約可能を示すデータを参照信号送信タイミング応答信号に含めて前記端末に通知し、
前記端末は、参照信号送信タイミング応答信号を受信すると、予約可能の場合、前記指定したスロット番号にてアンテナ選択用参照信号を最大の送信電力又はアンテナ選択用閾値以上の送信電力で送信する
分散アンテナシステム。 - 請求項１乃至６のいずれかに記載の分散アンテナシステムにおいて、
前記端末は、アンテナ選択用参照信号をある一定時間間隔で周期的に送信し、
前記基地局装置は、アンテナ選択用参照信号に基づき前記アンテナ選択処理を実行し、データ通信用のアンテナを再選択する
分散アンテナシステム。 - 複数のアンテナを持つ基地局装置と、複数のアンテナを持つ端末と、ひとつ又は複数のアンテナを収容する複数の分配装置とを備え、複数の分配装置を空間的に分散配置した分散アンテナシステムにおける通信制御方法であって、
前記基地局装置及び前記端末は、アンテナ選択用参照信号を送信するための送信タイムスロット又は送信タイミングを調停し、
前記端末は、調停された送信タイムスロット又は送信タイミングにてアンテナ選択用参照信号を最大の送信電力又はデータ通信用電力より大きい予め定められたアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて送信し、
前記基地局装置は、各分配装置の複数のアンテナでアンテナ選択用参照信号を受信し、アンテナ選択用参照信号の受信強度又は受信状況に従い、使用するひとつ又は複数のアンテナを選択するアンテナ選択処理を行い、
前記基地局装置は、アンテナ選択用参照信号に基づき、選択されたひとつ又は複数のアンテナと前記端末間の無線伝搬のチャネル情報を求め、該チャネル情報を用いてデータ通信用データ信号を生成して送信し、
前記端末は、選択されたひとつ又は複数のアンテナに対して十分な受信電力で届くように送信電力を制御し、データ通信用参照信号を通知し、
前記基地局装置は、前記端末から受信した前記データ通信用参照信号に基づき無線伝搬のチャネル情報をアップデートし、アップデートしたチャネル情報を用いてデータ信号を送信する
通信制御方法。 - 複数のアンテナを持つ基地局装置と、複数のアンテナを持つ端末と、ひとつ又は複数のアンテナを収容する複数の分配装置とを備え、複数の分配装置を空間的に分散配置した分散アンテナシステムにおける基地局装置であって、
前記基地局装置は、前記端末との間で、アンテナ選択用参照信号を送信するための送信タイムスロット又は送信タイミングを調停し、
前記基地局装置は、前記端末から、調停された送信タイムスロット又は送信タイミングにてアンテナ選択用参照信号を最大の送信電力又はデータ通信用電力より大きい予め定められたアンテナ選択用閾値以上の送信電力にて受信し、
前記基地局装置は、各分配装置の複数のアンテナでアンテナ選択用参照信号を受信し、アンテナ選択用参照信号の受信強度又は受信状況に従い、使用するひとつ又は複数のアンテナを選択するアンテナ選択処理を行い、
前記基地局装置は、アンテナ選択用参照信号に基づき、選択されたひとつ又は複数のアンテナと前記端末間の無線伝搬のチャネル情報を求め、該チャネル情報を用いてデータ通信用データ信号を生成して送信し、
前記基地局装置は、前記端末から、選択されたひとつ又は複数のアンテナに対して十分な受信電力で届くように送信電力を制御された、データ通信用参照信号を受け、
前記基地局装置は、前記端末から受信した前記データ通信用参照信号に基づき無線伝搬のチャネル情報をアップデートし、アップデートしたチャネル情報を用いてデータ信号を送信する
基地局装置。
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