無線通信方法、無線通信系統(tǒng)、無線基站以及無線終端站的制作方法
【專利說明】無線通信方法、無線通信系統(tǒng)、無線基站以及無線終端站
[0001]本申請是下述申請的分案申請:
發(fā)明名稱:無線通信方法、無線通信系統(tǒng)、無線基站以及無線終端站，
申請日:2010年7月8日，
申請?zhí)?201080027444.4 (PCT/JP2010/061641)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及無線通信方法、無線通信系統(tǒng)、無線基站以及無線終端站。
[0003]本申請基于2009年7月9日在日本申請的特愿2009-162727號和2009年8月19日在日本申請的特愿2009-190230號要求優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0004]如下這樣的無線通信系統(tǒng)的利用正在增加:該無線通信系統(tǒng)包括各自形成小區(qū)的多個無線基站、以及屬于任一個小區(qū)的無線終端站，無線終端站與自身所屬的小區(qū)的無線基站進行通信。
[0005]在以該小區(qū)構(gòu)成的無線通信系統(tǒng)中，使用同一頻帶的多個小區(qū)接近導(dǎo)致在小區(qū)間產(chǎn)生通信的干擾。
[0006]作為解決此問題的方法，引起干擾的鄰接的小區(qū)的無線基站分別使用不同的頻帶來進行通信的方法是有效的(參照專利文獻I)。
[0007]此外，在IEEE802.1ln (參照非專利文獻I)中正在制定一種使用了 MMO (Multiinput Multi output，多輸入多輸出)技術(shù)的無線LAN系統(tǒng)，在該MMO技術(shù)中，通過在與小區(qū)內(nèi)的無線終端站的通信中使用空間復(fù)用，以無線通信的高速化為目的，無線站(無線基站以及無線終端站)具備多個天線，使用它們對復(fù)用的數(shù)據(jù)分組進行發(fā)送接收。在IEEE802.1ln中使用的復(fù)用傳輸在無線基站(AP:access point,接入點)和無線終端站(STA:Stat1n)間一對一地進行，對多個天線分配作為發(fā)送對象的數(shù)據(jù)，并行地進行發(fā)送，即空間復(fù)用地進行發(fā)送，由此提高通信速度。為了進行該空間復(fù)用通信，需要無線基站預(yù)先得知無線基站和無線終端站間的信道估計結(jié)果。由于信道的狀況隨著時間而進行變動，所以希望得知進行空間復(fù)用通信的稍前的信道估計結(jié)果。
[0008]為了提高利用MMO技術(shù)的通信品質(zhì)，在IEEE802.1ln中，作為選擇項正在研究發(fā)送波束成形。圖41是表示發(fā)送波束成形時的分組信號(packet signal)的發(fā)送工作的時間圖。無線基站AP發(fā)送對用于信道估計的信號(探測(sounding)信號)進行請求的信號，接收了該信號的無線終端站STA發(fā)送探測信號。接收了探測信號的無線基站AP基于該信號對信道進行估計，基于估計結(jié)果，進行發(fā)送波束成形，即，使發(fā)送波束指向適當(dāng)?shù)姆较?，從多個天線發(fā)送數(shù)據(jù)分組。
[0009]近年來，作為應(yīng)用MMO技術(shù)的無線系統(tǒng)，正在進行被稱為MU (Multi User,多用戶)-MIMO的技術(shù)的研究(參照非專利文獻2)，在該技術(shù)中，通過無線基站和多個無線終端站對同一無線信道進行空間復(fù)用來進行I對多的通信，從而能有效地利用無線空間資源。在MU-MIMO中，無線基站對以多個無線終端站為目的地的數(shù)據(jù)分組進行空間復(fù)用來進行通信。圖42是對表示非專利文獻2的MU-MMO技術(shù)的工作的時間圖和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行表示的圖。無線基站AP在發(fā)送分組信號時，實施隨機的時間載波偵聽，如果是未接收無線信號的空閑狀態(tài)的話，發(fā)送包含分組信號的目的地地址的呼叫信號。通過呼叫信號而被指定的無線終端站STA1、STA2發(fā)送響應(yīng)信號。無線基站AP接收響應(yīng)信號，進行與無線終端站STA1、STA2的信道估計，基于估計結(jié)果，無線基站使用具備的多個天線，使多個波束朝向?qū)Ω鳠o線終端站STA1、STA2而言是最佳的方向，向各個目的地發(fā)送分組信號。
[0010]在圖示的例子中，將無線基站AP的天線數(shù)設(shè)為4，將無線終端站STA的天線數(shù)設(shè)為2。通常，空間復(fù)用的最大數(shù)與天線數(shù)相等，因此無線基站AP的最大空間復(fù)用數(shù)為4，無線終端站STA的最大空間復(fù)用數(shù)為2。在現(xiàn)有的MMO技術(shù)中，復(fù)用傳輸在無線基站AP和無線終端站STA間一對一地進行，因此無線基站AP和無線終端站STA間的最大空間復(fù)用數(shù)根據(jù)STA的空間復(fù)用數(shù)的限制而為2，無法發(fā)揮無線基站AP的能力。另一方面，在MU-MMO中，復(fù)用傳輸在無線基站AP和無線終端站STA間I對多地進行，因此無線基站AP能與2個無線終端站STA分別進行空間復(fù)用數(shù)為2的復(fù)用傳輸，即合計為4的空間復(fù)用傳輸，能最大限度地發(fā)揮無線基站AP的能力。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻
專利文獻1:日本特開平5-145460號公報。
[0012]非專利文獻
非專利文獻 1:1EEE P802.lln/D7.0 Draft STANDARD for Informat1nTechnology-Telecommunicat1ns and informat1n exchange between systems—Localand metropolitan area networks-Specific requirements Part 11: Wireless LANMedium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specificat1ns Amendment5: Enhancements for Higher Throughput ；
非專利文獻 2:Lin X.Cai, “A Distributed Mult1-User MIMO MAC Protocol forWireless Local Area Networks, ” IEEE GL0BEC0M 2008 proceedings。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的課題
通常，在便攜式電話、無線LAN等的無線通信系統(tǒng)中，將以I個無線基站和多個無線終端站構(gòu)成的小區(qū)視為無線網(wǎng)絡(luò)的最小單位。通過呈面狀地擴展小區(qū)，從而能實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的廣域化。在便攜式電話系統(tǒng)中進行如下設(shè)計，即以在小區(qū)間不產(chǎn)生干擾的方式對各小區(qū)分配頻率信道、擴展碼?？墒?，如專利文獻I所記載的那樣，在僅使用由屬于自身的無線基站的無線終端站發(fā)送的無線信號來進行頻帶的選擇的情況下，難以進行考慮了來自其它的無線基站以及無線終端站對屬于自身的無線終端站的干擾的頻帶的選擇。
[0014]另一方面，在無線LAN中，由于頻帶少、用戶個別地選擇頻帶等的理由，所以特別是在都市區(qū)域中、集中住宅區(qū)等中，通常在多個小區(qū)中共用同一頻帶。
[0015]此外，在空間復(fù)用通信中，在現(xiàn)有的MU-MMO技術(shù)中，由于未考慮在多個小區(qū)中共用同一頻率信道的情況，即未考慮重疊小區(qū)環(huán)境，所以沒有在多個小區(qū)間利用空間復(fù)用來進行通信的結(jié)構(gòu)。在圖42所示的例子中，無線基站AP偶然保持有以2個無線終端站為目的地的發(fā)送分組，因此以無線基站AP的最大空間復(fù)用數(shù)進行發(fā)送，有效地利用了無線空間資源，但在僅保持有以I個無線終端站為目的地的發(fā)送分組的情況下，空間復(fù)用數(shù)只為2，存在空間復(fù)用的無線空間資源的有效利用不充分的問題。
[0016]此外，本發(fā)明正是鑒于這樣的情況而完成的，可避免或抑制在由多個無線基站和多個無線終端站形成的小區(qū)間的干擾，其目的在于提供一種特別是在重疊小區(qū)環(huán)境中通過在小區(qū)間交換空間復(fù)用所需要的信息，從而能在小區(qū)間利用空間復(fù)用進行通信的無線通信方法、無線通信系統(tǒng)、無線基站以及無線終端站。
[0017]用于解決課題的手段
本發(fā)明是一種無線通信方法，通過連接進行分組信號的發(fā)送接收的無線基站和無線終端站的無線網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)成小區(qū)，所述無線基站使用多個天線對所述無線終端站利用空間復(fù)用同時發(fā)送接收不同的分組信號，其特征在于，在所述小區(qū)存在多個的情況下，所述無線基站對所述無線終端站分別發(fā)送呼叫信號，所述無線終端站對作為所述呼叫信號的發(fā)送源的無線基站發(fā)送對從所述無線基站發(fā)送的呼叫信號的響應(yīng)信號，所述各小區(qū)的所述無線基站進行與屬于本小區(qū)以及作為處于本小區(qū)周圍的其它小區(qū)的周圍小區(qū)的所述無線終端站的信道的估計，對所述周圍小區(qū)的無線終端站方面生成天線的指向性的零點，對本小區(qū)的無線終端站進行空間復(fù)用發(fā)送。
[0018]本發(fā)明的一個實施方式是一種無線通信方法，通過連接進行分組信號的發(fā)送接收的無線基站和無線終端站的無線網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)成小區(qū)，所述無線基站使用多個天線對所述無線終端站利用空間復(fù)用同時發(fā)送接收不同的分組信號，其特征在于，在所述小區(qū)存在多個的情況下，所述無線基站在接收在自身所屬的第一小區(qū)的周圍存在的第二小區(qū)的無線終端站或所述第二小區(qū)的無線基站發(fā)送的分組信號時，存儲該接收分組信號中包含的發(fā)送源地址，在所述第一小區(qū)的無線基站發(fā)送分組信號時，所述第一小區(qū)的無線基站對每個無線基站以隨機的時間間隔實施載波偵聽，如果是未接收無線信號的空閑狀態(tài)的話，作為控制信號發(fā)送包含所述發(fā)送的分組信號的目的地地址和所述第二小區(qū)的無線終端站以及所述第二小區(qū)的無線基站的地址的呼叫信號，通過所述呼叫信號指定的所述第一小區(qū)的無線終端站、所述第二小區(qū)的無線終端站以及所述第二小區(qū)的無線基站發(fā)送響應(yīng)信號，所述第一小區(qū)的無線基站接收所述響應(yīng)信號，進行與所述第一小區(qū)的無線終端站、所述第二小區(qū)的無線終端站以及所述第二小區(qū)的無線基站的信道的估計，根據(jù)該估計結(jié)果，對所述第二小區(qū)的無線終端站和所述第二小區(qū)的無線基站方向生成天線的指向性的零點，然后對作為所述分組信號的目的地的所述第一小區(qū)的無線終端站進行空間復(fù)用發(fā)送。
[0019]本發(fā)明的一個實施方式是一種無線通信方法，通過連接進行分組信號的發(fā)送接收的無線基站和無線終端站的無線網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)成小區(qū)，所述無線基站使用多個天線對所述無線終端站利用空間復(fù)用同時發(fā)送接收不同的分組信號，其特征在于，在所述無線基站向同一小區(qū)內(nèi)的無線終端站發(fā)送分組信號的小區(qū)存在多個的情況下，所述無線基站在接收在自身所屬的第一小區(qū)的周圍存在的第二小區(qū)的無線終端站發(fā)送的分組信號時，存儲該分組信號中包含的發(fā)送源地址，在所述第一小區(qū)的無線基站發(fā)送分組信號時，所述第一小區(qū)的無線基站對每個無線基站以隨機的時間間隔實施載波偵聽，如果是未接收無線信號的空閑狀態(tài)的話，作為控制信號發(fā)送包含所述發(fā)送的分組信號的目的地地址和所述第二小區(qū)的無線終端站的地址的呼叫信號，接收了所述第一小區(qū)的無線基站發(fā)送的所述呼叫信號的所述第一小區(qū)和所述第二小區(qū)的無線終端站發(fā)送響應(yīng)信號，接收了該響應(yīng)信號的所述第一小區(qū)和所述第二小區(qū)的無線基站分別進行與所述無線終端站的信道的估計，根據(jù)該估計結(jié)果，所述第一小區(qū)的無線基站對所述第二小區(qū)的無線終端站方向生成天線的指向性的零點，然后對作為所述發(fā)送的分組信號的目的地的所述第一小區(qū)的無線終端站進行空間復(fù)用發(fā)送，所述第二小區(qū)的無線基站對所述第一小區(qū)的無線終端站方向生成天線的指向性的零點，然后對所述第二小區(qū)的無線終端站進行空間復(fù)用發(fā)送。
[0020]本發(fā)明的一個實施方式是一種無線通信方法，通過連接進行分組信號的發(fā)送接收的無線基站和無線終端站的無線網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)成小區(qū)，所述無線基站使用多個天線對所述無線終端站利用空間復(fù)用同時發(fā)送接收不同的分組信號，其特征在于，在所述無線基站向同一小區(qū)內(nèi)的無線終端站發(fā)送分組信號的小區(qū)存在多個的情況下，要在最初發(fā)送呼叫信號的第一小區(qū)的無線基站對每個無線基站以隨機的時間間隔實施載波偵聽，如果是未接收無線信號的空閑狀態(tài)的話，作為控制信號發(fā)送包含向所述第一小區(qū)的無線終端站發(fā)送的分組信號的目的地地址的呼叫信號，接收了所述呼叫信號的所述第一小區(qū)以外的周圍小區(qū)的無線基站在從所述呼叫信號接收起第一期間的期間，以隨機的時間間隔實施載波偵聽，如果是未接收無線信號的空閑狀態(tài)的話，發(fā)送包含向所述周圍小區(qū)的無線終端站發(fā)送的分組信號的目的地地址的呼叫信號，通過從各小區(qū)的無線基站發(fā)送的呼叫信號指定的屬于該小區(qū)的無線終端站在經(jīng)過了所述第一期間的時刻發(fā)送響應(yīng)信號，各小區(qū)的無線基站接收從本小區(qū)以及周圍小區(qū)的無線終端站發(fā)送的該響應(yīng)信號，進行與屬于本小區(qū)以及周圍小區(qū)的各無線終端站的信道的估計，根據(jù)該估計結(jié)果，各無線基站對周圍小區(qū)的無線終端站方向生成天線的指向性的零點，然后本小區(qū)的無線基站將所述發(fā)送分組信號向作為目的地的本小區(qū)的無線終端站進行空間復(fù)用發(fā)送。
[0021]本發(fā)明的一個實施方式是一種無線通信方法，通過連接進行分組信號的發(fā)送接收的無線基站和無線終端站的無線網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)成小區(qū)，所述無線基站使用多個天線對所述無線終端站利用空間復(fù)用同時發(fā)送接收不同的分組信號，其特征在于，在所述無線基站向同一小區(qū)內(nèi)的無線終端站發(fā)送分組信號的小區(qū)存在多個的情況下，所述無線基站在接收在自身所屬的第一小區(qū)的周圍存在的第二小區(qū)的無線基站發(fā)送的分組信號時，存儲該分組信號中包含的發(fā)送源地址，要在最初發(fā)送呼叫信號的第一小區(qū)的無線基站對每個無線基站以隨機的時間間隔實施載波偵聽，如果是未接收無線信號的空閑狀態(tài)的話，作為控制信號發(fā)送包含向所述第一小區(qū)的無線終端站發(fā)送的分組信號的目的地地址和周圍小區(qū)的無線基站地址的最初的呼叫信號，接收了所述最初的呼叫信號的所述第一小區(qū)以外的周圍小區(qū)的無線基站在從所述呼叫信號接收起第二期間之后，作為控制信號發(fā)送包含向本小區(qū)的無線終端站發(fā)送的分組信號的目的地地址的呼叫信號，接收了所述周圍小區(qū)的無線基站發(fā)送的呼叫信號的其它的所述第一小區(qū)以外的周圍小區(qū)的無線基站在從所述呼叫信號接收起第二期間之后，作為控制信號發(fā)送包含向本小區(qū)的無線終端站發(fā)送的分組信號的目的地地址的呼叫信號，通過從各小區(qū)的無線基站發(fā)送的呼叫信號指定的屬于該小區(qū)的無線終端站在經(jīng)過了所述第二期間的時刻發(fā)送響應(yīng)信號，各小區(qū)的無線基站接收從本小區(qū)以及周圍小區(qū)的無線終端站發(fā)送的所述響應(yīng)信號，進行與屬于本小區(qū)以及周圍小區(qū)的各無線終端站的信道的估計，根據(jù)該估計結(jié)果，各無線基站對周圍小區(qū)的無線終端站方向生成天線的指向性的零點，然后本小區(qū)的無線基站將所述發(fā)送分組信號向作為目的地的本小區(qū)的無線終端站進行空間復(fù)用發(fā)送。
[0022]本發(fā)明的一個實施方式是一種無線通信方法，通過連接進行分組信號的發(fā)送接收的無線基站和無線終端站的無線網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)成小區(qū)，所述無線基站使用多個天線對所述無線終端站利用空間復(fù)用同時發(fā)送接收不同的分組信號，其特征在于，在所述無線基站向同一小區(qū)內(nèi)的無線終端站發(fā)送分組信號的小區(qū)存在多個的情況下，所述無線基站在接收在自身所屬的第一小區(qū)的周圍存在的第二小區(qū)的無線基站發(fā)送的分組信號時，存儲該分組信號中包含的發(fā)送源地址，要在最初發(fā)送呼叫信號的第一小區(qū)的無線基站對每個無線基站以隨機的時間間隔實施載波偵聽，如果是未接收無線信號的空閑狀態(tài)的話，作為控制信號發(fā)送包含向所述第一小區(qū)的無線終端站發(fā)送的分組信號的目的地地址和周圍小區(qū)的無線基站地址的最初的呼叫信號，接收了所述最初的呼叫信號的所述無線終端站在從所述呼叫信號接收起第二期間之后發(fā)送響應(yīng)信號，各小區(qū)的無線基站接收從所述無線終端站發(fā)送的所述響應(yīng)信號，進行與所述無線終端站的信道的估計，接收了所述響應(yīng)信號的所述第一小區(qū)以外的周圍小區(qū)的無線基站在從所述響應(yīng)信號接收起第二期間之后，作為控制信號發(fā)送包含向本小區(qū)的無線終端站發(fā)送的分組信號的目的地地址的呼叫信號，接收了所述呼叫信號的所述第一小區(qū)以外的周圍小區(qū)的無線終端站在從所述呼叫信號接收起第二期間之后發(fā)送響應(yīng)信號，各小區(qū)的無線基站接收從所述無線終端站發(fā)送的所述響應(yīng)信號，進行與所述無線終端站的信道的估計，接收了所述響應(yīng)信號的其它的所述第一小區(qū)以外的周圍小區(qū)的無線基站在從所述響應(yīng)信號接收起第二期間之后，作為控制信號發(fā)送包含向本小區(qū)的無線終端站發(fā)送的分組信號的目的地地址的呼叫信號，接收了所述呼叫信號的其它的所述第一小區(qū)以外的周圍小區(qū)的無線終端站在從所述呼叫信號接收起第二期間之后發(fā)送響應(yīng)信號，各小區(qū)的無線基站接收從所述無線終端站發(fā)送的所述響應(yīng)信號，進行與所述無線終端站的信道的估計，各小區(qū)的無線基站根據(jù)與屬于本小區(qū)以及周圍小區(qū)的各無線終端站的信道的估計結(jié)果，各無線基站對周圍小區(qū)的無線終端站方向生成天線的指向性的零點，然后本小區(qū)的無線基站將所述發(fā)送分組信號向作為目的地的本小區(qū)的無線終端站進行空間復(fù)用發(fā)送。
[0023]在本發(fā)明的實施方式中，按照在所述最初的呼叫信號中包含的地址順序，所述無線基站依次發(fā)送所述呼叫信號也可。
[0024]本發(fā)明是一種無線通信系統(tǒng)，通過連接進行分組信號的發(fā)送接收的無線基站和無線終端站的無線網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)成小區(qū)，所述無線基站使用多個天線對所述無線終端站利用空間復(fù)用同時發(fā)送接收不同的分組信號，其特征在于，在所述小區(qū)存在多個的情況下，所述無線基站對所述無線終端站分別發(fā)送呼叫信號，所述無線終端站分別對作為所述呼叫信號的發(fā)送源的無線基站發(fā)送對從各小區(qū)的所述無線基站發(fā)送的呼叫信號的響應(yīng)信號，所述各小區(qū)的所述無線基站進行與屬于本小區(qū)以及作為處于本小區(qū)周圍的其它小區(qū)的周圍小區(qū)的所述無線終端站的信道的估計，對所述周圍小區(qū)的無線終端站方面生成天線的指向性的零點，對本小區(qū)的無線終端站進行空間復(fù)用發(fā)送。
[0025]本發(fā)明的另一實施方式是一種無線通信系統(tǒng)，通過連接進行分組信號的發(fā)送接收的無線基站和無線終端站的無線網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)成小區(qū)，所述無線基站使用多個天線對所述無線終端站利用空間復(fù)用同時發(fā)送接收不同的分組信號，其特征在于，在所述小區(qū)存在多個的情況下，所述無線基站在接收在自身所屬的第一小區(qū)的周圍存在的第二小區(qū)的無線終端站或所述第二小區(qū)的無線基站發(fā)送的分組信號時，存儲該接收分組信號中包含的發(fā)送源地址，在所述第一小區(qū)的無線基站發(fā)送分組信號時，所述第一小區(qū)的無線基站對每個無線基站以隨機的時間間隔實施載波偵聽，如果是未接收無線信號的空閑狀態(tài)的話，作為控制信號發(fā)送包含所述發(fā)送的分組信號的目的地地址和所述第二小區(qū)的無線終端站以及所述第二小區(qū)的無線基站的地址的呼叫信號，通過所述呼叫信號指定的所述第一小區(qū)的無線終端站、所述第二小區(qū)的無線終端站以及所述第二小區(qū)的無線基站發(fā)送響應(yīng)信號，所述第一小區(qū)的無線基站接收所述響應(yīng)信號，進行與所述第一小區(qū)的無線終端站、所述第二小區(qū)的無線終端站以及所述第二小區(qū)的無線基站的信道的估計，根據(jù)該估計結(jié)果，對所述第二小區(qū)的無線終端站和所述第二小區(qū)的無線基站方向生成天線的指向性的零點，然后對作為所述分組信號的目的地的所述第一小區(qū)的無線終端站進行空間復(fù)用發(fā)送。
[0026]本發(fā)明的另一實施方式是一種無線通信系統(tǒng)，通過連接進行分組信號的發(fā)送接收的無線基站和無線終端站的無線網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)成小區(qū)，所述無線基站使用多個天線對所述無線終端站利用空間復(fù)用同時發(fā)送接收不同的分組信號，其特征在于，在所述無線基站向同一小區(qū)內(nèi)的無線終端站發(fā)送分組信號的小區(qū)存在多個的情況下，所述無線基站在接收在自身所屬的第一小區(qū)的周圍存在的第二小區(qū)的無線終端站發(fā)送的分組信號時，存儲該分組信號中包含的發(fā)送源地址，在所述第一小區(qū)的無線基站發(fā)送分組信號時，所述第一小區(qū)的無線基站對每個無線基站以隨機的時間間隔實施載波偵聽，如果是未接收無線信號的空閑狀態(tài)的話，作為控制信號發(fā)送包含所述發(fā)