专利名称：发送无线站、接收无线站、无线通信系统和无线通信方法
技术领域：
本发明涉及阶层网络结构(所谓的网络中的网络结构)，使用具有直交关系的载波频带，进行数据传送的无线通信系统(例如进行OFDM传送或OFCDM传送的无线通信系统)的发送无线站、接收无线站、该无线通信系统和无线通信方法。
背景技术：
在图1中，展示了使用覆盖某范围的区域90的一个以上的发送无线站、能够接收从该发送无线站发出的信号并形成与该发送无线站相比等效各向同性发射功率(EIRP)小且规模小的网络80的发送无线站的无线发送系统。另外，在本说明书中，将覆盖某范围的区域90的一个以上的发送无线站换一种说法说明为“大网络发送无线站，”将形成EIRP比大网络发送无线站小的小规模网络80的发送无线站说明为“小网络发送无线站”。另外，如图1所示，大网络发送无线站使用频带f1，小网络发送无线站使用频带f2。
在图2中，展示了现有的EIRP小的发送无线站1和接收无线站11的功能框图结构。如该图所示，在接收无线站11为了接收从各个发送基站发送的数据，有必要通过只使频带f1通过并屏蔽频带f2的滤波器12、只使频带f2通过并屏蔽频带f1的滤波器13将其各自分离后，通过切换器14从该分离了的频带中选择希望的频带，并输入到接收部件15。这是为了在解调时，不使不作为接收对象的频带的信号成为干扰，不使接收质量恶化。
另一方面，根据现有技术提出了与符号同步方法有关的技术。例如，日本的特开平7-283806号公报揭示了有关播放领域的中继站中的信号同步方法的技术。
但是，在有关移动体通信的无线通信中，具有便携终端等接收无线站在各种各样的网络和区域之间移动的其他技术领域的通信所没有的特征。因此，就有必要进行切换作为接收无线站的通信对方的发送无线站的移交。在该移交时在图2的接收无线站11中，由于切换器14暂时从现有的频带切换到希望的频带后有必要解调接收信号，所以难以实现从频带f1到频带f2或从频带f2到频带f1的平滑的移交。
发明内容
本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种能够实现平滑的移交的发送无线站、接收无线站、无线通信系统和无线通信方法。
为了达到上述目的，本发明相关的发送无线站是使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的、阶层网络结构的无线通信系统中的发送无线站，其特征在于包括检测传送方式与本站不同的至少一个载波频带信号的信号检测装置；在检测出不同的传送方式的载波频带信号的情况下，根据至少一个接收信号，检测发送符号同步的符号同步检测装置；根据基于检测出的符号同步导出的符号发送定时，发送应该发送的信号的信号发送装置。另外，在上述传送方式中，例如包含用频带分割的方式和用扩散符号分割的方式等各种各样的传送方式。符号就是调制后的发送数据，除了实际数据以外，还包含例如用来取得同步的控制信息。上述载波频带表示载波频率或子载波频率，本发明相关的发送无线站也可能只用一个载波发送数据。另外，上述无线终端表示位于区域内的能够进行无线通信的终端，是包含接收无线站(例如移动站)和本站以外的发送无线站的概念。另外，在“载波频带信号的检测”中，包含发送无线站检测自己的载波频带信号的情况、发送无线站通过从接收无线站接收同步要求信号来检测载波频带信号的情况这2方面。
在上述发送无线站中，如果信号检测装置检测到传送方式与本站不同的至少一个载波频带信号，则符号同步检测装置根据至少一个接收信号检测发送的符号同步，信号发送装置根据基于检测出的符号同步导出的符号发送定时，发送应该发送的信号。由此，信号发送装置能够以传送方式与本站不同的至少一个载波频带信号和本站的信号的各自相关并且最优(即相互不产生干扰)的符号发送定时发送信号。伴随于此，在接收无线站中，由于能够同时接收并解调多个载波频带的信号，所以没有必要如现有技术那样在移交时进行“频率的切换处理”，能够实现平滑的移交。
另外，还附带着能够得到以下的效果。由于能够减少或不需要屏蔽频带的设置，所以能够有效地利用频率。另外，由于能够同时从多个发送无线站接收信号，所以能够通过该装置执行多连接传送。另外，能够不考虑形成小网络的已存在的其他发送无线站的干扰的影响，自由地配置新的发送无线站。进而，由于能够使接收多个频带的接收无线站的接收部分共通化，所以能够缩小接收无线站的体积，使制造成本降低。
另外，也可以是信号检测装置例如与本站进行比较，检测接收到等效各向同性发射功率(EIRP)小的载波频带信号的情况。
在上述发送无线站中，也可以进而具备以下构成要件。即，本发明相关的发送无线站的特征在于还具有根据来自无线终端的接收信号检测频率间隔的频率间隔检测装置；根据检测出的频率间隔设置发送载波频率，使得与该无线终端的发送载波频率为正交关系的频率设置装置。另外，上述“无线终端”表示例如发送等效各向同性发射功率比本发明相关的该发送无线站大的载波频带信号的其他发送无线站，是包含位于该区域内的能够进行无线通信的终端(例如移动站等)的概念。
另外本发明相关的发送无线站的特征在于还具有根据来自无线终端的接收信号测量接收质量的接收质量测量装置；根据通过测量得到的接收质量，设置扩散率的扩散率设置装置。另外，上述“无线终端”还表示例如发送等效各向同性发射功率比本发明相关的该发送无线站大的载波频带信号的其他发送无线站，是包含位于该区域内的能够进行无线通信的终端(例如移动站等)的概念。
对于与上述发送无线站通信的接收无线站，能够如下这样进行记述。即，本发明相关的接收无线站是接收从使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的发送无线站发出的信号，同时存在于阶层网络结构的无线通信系统中的接收无线站，其特征在于包括同时接收并解调多个载波频带的信号的同时接收控制装置。如上所述，通过由接收无线站同时接收并解调多个载波频带的信号，而没有必要如现有技术那样在移交时进行“频率的切换处理”，就能够实现平滑的移交。
另外，还附带地能够得到以下效果。由于能够减少或不需要屏蔽频带的设置，所以能够有效地利用频率。另外，由于能够同时从多个发送无线站接收信号，所以能够通过该装置执行多连接传送。另外，能够不考虑形成小网络的已存在的其他发送无线站的干扰的影响，自由地配置新的发送无线站。进而，由于能够使接收多个频带的接收无线站的接收部分共通化，所以能够缩小接收无线站的体积，使制造成本降低。
另外，本发明相关的接收无线站的特征在于还具有将以下的信息登记到无线通信系统中的数据转送装置，即表示在本站移动到阶层网络结构中的小规模网络内的情况下，本站能够接收来自覆盖该区域的大规模网络的发送无线站的信号，并且能够接收来自小规模网络的发送无线站的信号的信息的登记装置。
另外，本发明相关的接收无线站的特征在于同时接收控制装置选择并解调传送方式不同的至少一个载波频带的信号。
对于包含上述发送无线站和接收无线站而构成的无线通信系统，可以如下这样地进行记述。即，本发明相关的无线通信系统是包含使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的发送无线站、接收来自发送无线站的信号的接收无线站而构成的阶层网络结构的无线通信系统，其特征在于发送无线站具有检测传送方式与本站不同的至少一个载波频带信号的信号检测装置；在检测出不同的传送方式的载波频带信号的情况下，根据至少一个接收信号，检测发送符号同步的符号同步检测装置；根据基于检测出的符号同步导出的符号发送定时，发送应该发送的信号的信号发送装置，接收无线站具有同时接收并解调多个载波频带的信号的同时接收控制装置。
在上述发送无线站中，如果信号检测装置检测到传送方式与本站不同的至少一个载波频带信号，则符号同步检测装置根据至少一个接收信号检测发送的符号同步，信号发送装置根据基于检测出的符号同步导出的符号发送定时，发送应该发送的信号。在接收无线站中，同时接收控制装置能够同时接收并解调多个载波频带的信号。由此，发送无线站能够以传送方式与本站不同的至少一个载波频带信号和本站的信号各自相关并且最优(即相互不产生干扰)的符号发送定时发送信号，接收无线站由于能够同时接收并解调多个载波频带的信号，所以没有必要如现有技术那样在移交时进行“频率的切换处理”，能够实现平滑的移交。
另外，还附带着能够得到以下的效果。由于能够减少或不需要屏蔽频带的设置，所以能够有效地利用频率。另外，由于能够同时从多个发送无线站接收信号，所以能够执行多连接传送。另外，能够不考虑形成小网络的已存在的其他发送无线站的干扰的影响，自由地配置新的发送无线站。进而，由于能够使接收多个频带的接收无线站的接收部分共通化，所以能够缩小接收无线站的体积，使制造成本降低。
在上述无线通信系统中，还可以具有以下结构要件。即，在本发明相关的无线通信系统中，其特征在于接收无线站还具有将以下的信息登记到数据转送装置(例如在网络内实现了接收无线站的位置登记的位置登记管理服务器或网络内的路由器等)，即表示在本站移动到阶层网络结构中的小规模网络内的情况下，本站能够接收来自覆盖该区域的大规模网络的发送无线站的信号，并且能够接收来自小规模网络的发送无线站的信号的信息的登记装置，该数据转送装置对应于应该发送到该接收无线站的数据种类，选择发送该数据的发送无线站。
即，接收无线站将以下的信息登记到数据转送装置，即表示在本站移动到阶层网络结构中的小规模网络内的情况下，本站能够接收来自覆盖该区域的大规模网络的发送无线站的信号，并且能够接收来自小规模网络的发送无线站的信号的信息，该数据转送装置对应于应该发送到该接收无线站的数据种类，选择发送该数据的发送无线站，从而能够实现以下这样的对应于数据种类的适当的数据发送控制对于该接收无线站，从大网络发送无线站发送多广播信息，从小网络发送无线站发送图象数据等数据率高的个别信息。
另外，对于符号同步，可以采用如下这样的形式。即，本发明相关的无线通信系统的特征在于包含所使用的载波频带不同的多个发送无线站和发送符号同步的基准信号的符号同步基准源而构成，该多个发送无线站根据基于来自符号同步基准源的基准信号的符号发送定时，同步地发送各发送无线站应该发送的信号的符号。
另外，本发明相关的无线通信系统的特征在于包含所使用的载波频带不同的多个发送无线站而构成，该多个发送无线站利用有线或无线相互协作，同步地发送各发送无线站应该发送的信号的符号。这时，理想的是多个发送无线站相互协作，设置为各发送无线站应该发送的信号的发送载波频率成为相互正交的关系。
本发明相关的无线通信系统是包含使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的发送无线站、接收来自发送无线站的信号的接收无线站而构成的阶层网络结构的无线通信系统，其特征在于接收无线站具有向发送无线站要求符号同步的同步要求装置；同时接收并解调多个载波频带的信号的同时接收控制装置，发送无线站具有在从接收无线站接受了符号同步的要求的情况下，根据至少一个接收信号，检测发送的符号同步的符号同步检测装置；根据基于检测出的符号同步导出的符号发送定时，发送应该发送的信号的信号发送装置。
在该无线通信系统中，接收无线站的同步要求装置如果向发送无线站要求符号同步，则在发送无线站中，符号同步检测装置根据至少一个接收信号检测发送的符号同步，信号发送装置根据基于检测出的符号同步导出的符号发送定时，发送应该发送的信号。在接收无线站中，同时接收控制装置能够同时接收并解调多个载波频带的信号。由此，发送无线站能够以传送方式与本站不同的至少一个载波频带信号和本站的信号的各自相关并且最优(即相互不产生的干扰)的符号发送定时发送信号，在接收无线站中，由于能够同时接收并解调多个载波频带的信号，所以没有必要如现有技术那样在移交时进行“频率的切换处理”，能够实现平滑的移交。
另外，还附带着能够得到以下的效果。由于能够减少或不需要屏蔽频带的设置，所以能够有效地利用频率。另外，由于能够同时从多个发送无线站接收信号，所以能够执行多连接传送。另外，能够不考虑形成小网络的已存在的其他发送无线站的干扰的影响，自由地配置新的发送无线站。进而，由于能够使接收多个频带的接收无线站的接收部分共通化，所以能够缩小接收无线站的体积，使制造成本降低。
本发明作为与无线通信方法有关的发明，可以如下这样地记述。本发明相关的无线通信方法是在阶层网络结构的无线通信系统中，使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的发送无线站的无线通信方法，其特征在于包括该发送无线站检测传送方式与本站不同的至少一个载波频带信号的信号检测步骤；该发送无线站在检测出不同的传送方式的载波频带信号的情况下，根据至少一个接收信号，检测发送符号同步的符号同步检测步骤；该发送无线站根据基于检测出的符号同步导出的符号发送定时，发送应该发送的信号的信号发送步骤。
另外，本发明相关的无线通信方法是在阶层网络结构的无线通信系统中，接收来自使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的发送无线站的信号的接收无线站的无线通信方法，其特征在于包括将以下的信息登记到无线通信系统中的数据转送装置，即表示在本站移动到阶层网络结构中的小规模网络内的情况下，本站能够接收来自覆盖该区域的大规模网络的发送无线站的信号，并且能够接收来自小规模网络的发送无线站的信号的信息的登记步骤；同时接收并解调多个载波频带的信号的同时接收步骤。
另外，本发明相关的无线通信方法是包含使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的发送无线站、接收来自发送无线站的信号的接收无线站而构成的阶层网络结构的无线通信系统的无线通信方法，其特征在于包括接收无线站向发送无线站要求符号同步的同步要求步骤；发送无线站在从接收无线站接受了符号同步的要求的情况下，根据至少一个接收信号，检测发送的符号同步的符号同步检测步骤；发送无线站根据基于检测出的符号同步导出的符号发送定时，发送应该发送的信号的信号发送步骤。
本发明作为与无线通信程序相关的发明，可以如下这样地记述。本发明相关的无线通信程序是在阶层网络结构的无线通信系统中，使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的发送无线站所具备的使计算机执行的无线通信程序，其特征在于包括检测传送方式与本站不同的至少一个载波频带信号的信号检测步骤；在检测出不同的传送方式的载波频带信号的情况下，根据至少一个接收信号，检测发送符号同步的符号同步检测步骤；根据基于检测出的符号同步导出的符号发送定时，发送应该发送的信号的信号发送步骤。
本发明相关的无线通信程序是在阶层网络结构的无线通信系统中，接收来自使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的发送无线站的信号的接收无线站所具备的使计算机执行的无线通信程序，其特征在于包括将以下的信息登记到无线通信系统中的数据转送装置，即表示在本站移动到阶层网络结构中的小规模网络内的情况下，本站能够接收来自覆盖该区域的大规模网络的发送无线站的信号，并且能够接收来自小规模网络的发送无线站的信号的信息的登记步骤；同时接收并解调多个载波频带的信号的同时接收步骤。
图1是用来说明由覆盖某范围区域的一个以上发送无线站、EIRP小的发送无线站和接收无线站构成的无线通信系统的图。
图2是现有技术的EIRP小的发送无线站和接收无线站的功能模块结构图。
图3是实施例1的EIRP小的发送无线站和接收无线站的功能模块结构图。
图4是展示来自覆盖某范围区域的发送无线站的接收符号和EIRP小的发送无线站的发送符号的定时关系的图。
图5是接收无线站的DFT后的来自大网络发送无线站的频谱和来自小网络无线站的频谱的图。
图6是实施例2的发送无线站和接收无线站的功能模块结构图。
图7是用来说明移动到EIRP小的发送无线站的网络内时的位置登记的图。
图8是实现符号同步检测部件的结构的一个例子。
图9A是展示小网络发送无线站的与OFDM信号的发送有关的结构的功能模块图。
图9B是展示小网络发送无线站的与OFCDM信号的发送有关的结构的功能模块图。
图10A是展示接收无线站的与OFDM信号的接收有关的结构的功能模块图。
图10B是展示接收无线站的与OFCDM信号的接收有关的结构的功能模块图。
图11是展示发送无线站的无线通信程序的处理的一个例子的功能模块图。
图12是展示接收无线站的无线通信程序的处理的一个例子的功能模块图。
图13是用来说明频率设置的一个例子的图。
图14A是展示OFDM信号的一部分的复制的图。
图14B是展示相乘的定时一致时的向量的图。
图14C是展示相乘的定时不一致时的向量的图。
图15A是展示相乘的定时一致并且频率同步时的向量的图。
图15B是展示相乘的定时一致并且频率不同步时的向量的图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明相关的各种实施例。
使用图3的小网络发送无线站101和接收无线站111的功能模块结构图、图4的展示来自大网络发送无线站的接收符号和小网络发送无线站的发送符号的定时关系的图，说明本发明的实施例1。另外，以以下情况进行说明，即大网络发送无线站使用频带f1，小网络发送无线站使用频带f2。另外，本发明相关的“载波频带”表示载波频率或子载波频率，发送无线站也可以只以一个载波发送数据。
在小网络发送无线站101中，通过在电源接通时或周期性地或连续地接收频带f1或该频带f1的一部分，符号同步检测部件105检测大网络发送无线站发送的数据的符号定时。该检测的具体方法可以通过使用接收OFDM信号的接收无线站所执行的一般方法来实现。上述符号同步检测部件105相当于本发明相关的信号检测装置、符号同步检测装置。
例如，符号同步检测部件105如图8所示，可以包含以下而构成使输入的多个传送方式不同的各个信号延迟正好1个符号DFT区间的长度的延迟器301；使用延迟了的信号和没有延迟的信号进行屏蔽间隔长度(GI)的关联的关联器302、检测该关联值最大的定时的最大关联值检测器303、针对多个传送方式不同的信号导出各个关联并且最优(不造成干扰)的定时的定时导出部件304。在该符号同步检测部件105中，使用正好延迟了一个符号DFT区间的长度的信号和没有延迟的信号，进行屏蔽间隔长度(GI)的关联，检测该关联值最大的定时，进而针对多个传送方式不同的信号导出各个关联并且最优(不造成干扰)的定时。另外，一般可以考虑来自大网络发送无线站的信号由于衰减等的影响，功率和相位随着时间变动，因而通过进行检测出的最大的定时的时间的平均化，能够提高符号同步的精度。
然后，该符号同步检测部件105将检测出的该定时输出到发送部件102。在该发送部件102中，在将从数据输入端4输入的数据转换为OFDM传送信号的同时，使之与从该符号同步检测部件105输入的定时同步，并发送该调制了的信号。如图4所示的那样在小网络发送无线站发送的信号的一个符号的DFT区间内进行该定时的同步，使得不存在来自大网络发送无线站的信号的符号边界。所以，能够容许的同步的偏差是屏蔽间隔长度(GI)。另外，在同步时要考虑从天线3A到符号同步检测部件105之间产生的延迟。
另外，小网络发送无线站101不只是进行OFDM传送，还可以采用能够与OFDM传送的结构。在该情况下，小网络发送无线站101构成为还具有图3中用虚线表示的接收质量检测部件104和扩散率设置部件103。在后面使用图9B说明相关的结构。
在此，更详细地说明小网络发送无线站101的结构。
在图9A中，展示了小网络发送无线站101的与OFDM信号的发送有关的结构。该图中展示的符号同步检测部件105具有上述图8的结构，从大网络发送无线站的接收信号导出符号同步，使得在1个符号的DFT区间内不存在来自大网络发送基站的信号的符号边界。
另一方面，在发送载波设置部件102A中，根据基于未图示的控制部件发出的控制信号施加的发送载波个数和子载波的使用状况，设置发送的子载波。通过串行/并行转换部件102B根据设置的载波信息进行串行/并行(S/P)转换，将下位网络发送无线站(就是“阶层网络结构的下位的网络的发送无线站”，相当于图1中的小网络发送无线站)要发送的符号序列转换为全部或一部分子载波个数量的并行数据。然后，在IFFT部件102C中通过逆FFT(IFFT)运算进行时间/频率转换，将成为并行数据的符号序列转换为在频率轴上正交的多载波成分。最后，在屏蔽间隔(GI)插入部件102D向被多载波化了的各子载波的符号插入屏蔽间隔。通过将相当于各符号的最后或符号系列中的FFT采样的信号波形复制到各符号的先头来实现该屏蔽间隔的插入。然后，上述GI插入部件102D将调制了的信号输出到符号发送控制部件102E，上述符号发送控制部件102E根据从符号同步检测部件105输出的符号同步定时发送调制了的符号序列。
在图9B中，展示了小网络发送无线站101的与OFCDM信号的发送有关的结构。该图所示的符号同步检测部件105具有上述的图8的结构，从来自大网络发送无线站的接收信号导出符号同步，使得在1个符号的DFT区间内不存在来自大网络发送基站的信号的符号边界。
另外，也将来自大网络发送无线站的接收信号输入到接收质量测量部件104，测量接收质量。根据该测量的接收质量，扩散率设置部件103判断是否扩散下位发送无线站应该发送的信号，在扩散的情况下设置扩散率，并输出到扩散符号生成部件102F。扩散符号生成部件102F根据设置的扩散率分配扩散符号。另外，可以适用一般的扩散符号的分配，也可以适用针对传送速度不同的每个用户选择不同的扩散符号进行分配的日本特开平10-290211号公报中记载的方法等扩散符号的分配技术。
另一方面，小网络发送无线站101要发送的符号序列(发送信号)被输入到复用部件102G，由复用部件102G多路复用为频道推测用的导频位。另外，在发送载波设置部件102A中，根据来自扩散率设置部件103的扩散率、基于来自未图示的控制部件的控制信号而施加的发送载波数和子载波的使用状况，设置发送的子载波。串行/并行转换部件102B根据设置的载波信息进行串行/并行(S/P)转换，将上述符号序列转换为全部或一部分子载波数/扩散率量的并行数据。在复制部件102H根据将同一的信息符号作为扩散率(SF)数使用的子载波数的关系，将通过上述串行/并行转换而成为并行数据的符号序列复制到连续的子载波和时间轴上。具体地说，在扩散率SF比在载波数大的情况下，复制到子载波和时间轴上，在扩散率SF比在载波数小的情况下复制到子载波的一部分上。这时，可以通过循环读出输入到存储器的符号序列，来实现将SF个同一符号复制到子载波。
然后，通过合成部件102I根据固有地分配的扩散率SF的扩散符号，扩散为SF个连续的同一符号序列(扰频)。然后，对应于从控制信号输入的子载波数决定进行FET运算的乘方数，通过在IFFT部件102C中的逆FFT(IFFT)运算将相当于该子载波数的扩散符号序列进行时间/频率转换为在频率轴上正交的多载波成分。最后，在屏蔽间隔插入部件102D向多载波化了的各子载波的符号插入屏蔽间隔。可以通过将相当于各符号的最后或符号序列中的FET采用相当的信号波形复制到各符号的先头来实现该屏蔽间隔的插入。然后，上述GI插入部件102D将调制了的信号输出到符号发送控制部件102E，上述符号发送控制部件102E根据从符号同步检测部件105输出的符号同步定时，发送调制了的符号序列。
接着，说明接收无线站111的结构和动作。
如图3所示，在接收无线站111中，经由使频带f1和频带f2两个频带通过的滤波器112，将来自天线16的信号输入到符号定时检测部件18，并从接收的多载波信号检测符号定时(就是进行FFT运算的定时，也称为FFT窗口定时)。
另外，在本实施例中，说明了频带f1和f2两个频带，但3个以上的频带也一样。另外，该滤波器112可以被用于屏蔽难以使之同步的别的系统的电波。在通过接收部件15进行接收并进行了DFT(离散傅立叶变换)处理后，分别解调通过了该滤波器112的频带f1和频带f2的信号。在后面使用图10A、10B说明接收部件15的结构。
然后，从数据输出端子输出通过该接收部件15解调了的信号。这时输出的数据可能是只用频带f1、或频带f2、或频带f1和f2传送的数据。即，由于通过本发明能够同时接收多个频带的信号，所以能够执行平滑的移交。
另外，如将小网络发送无线站设置在如电车或公共汽车等那样的移动体中而将该移动体作为小网络发送无线站的情况那样，即使在与来自小网络发送无线站的接收功率相比来自大网络无线站的接收功率变动大的情况下，如上述说明的那样通过进行符号的同步也能够降低干扰，因此能够同时解调来自大网络发送无线站和小网络发送无线站的信号。
在此，更详细地说明接收无线站111(特别是接收部件15)的结构。
在图10A中展示了接收无线站111的与OFDM信号的发送有关的结构。如该所示，来自大网络发送无线站的接收信号经由使频带f1和频带f2(在从大网络发送无线站接收到3个以上的情况下，则是各个的频带fn)两个频带通过的滤波器112被输入到符号定时检测部件18，并从接收的多载波信号检测出符号定时(是进行FFT运算的定时，也称为FFT窗口定时)。可以通过进行屏蔽间隔区间的关联检测来进行该符号定时的检测。屏蔽间隔除去部件15A如上述那样，从用符号定时检测部件18检测出的符号定时除去屏蔽间隔的信号。然后，在FFT部件15B根据推测的FFT窗口定时对除去的信号进行离散傅立叶变换(DFT)，并通过并行/串行转换部件15C进行并行/串行(P/S)转换，输入到解调部件15D。另外，也可以构成为在解调部件15D从传送方式不同的多个载波频带的信号中选择一部分的信号进行解调。
另外，上述滤波器112的目的是除去希望同时接收的多个频带的信号以外的频带的信号，但在接收来自特定的上位网络发送无线站(就是“阶层网络结构的上位的网络的发送无线站”，相当于图1中的大网络发送无线站)的信号的情况下，通过选择该频带，当然可以除去必要的频带以外的信号。这时，滤波器112根据来自未图示的控制部件的控制信号设置进行滤波的频带，另外，由于进行FFT运算的频带是变化的，所以通过向FFT部件15B通知根据上述控制信号进行相互关联的乘方数，能够使之进行必要的频带的FFT运算。
图10B展示了接收无线站111的与OFCDM信号的发送有关的结构。如该所示，来自大网络发送无线站的接收信号经由使频带f1和频带f2(在从大网络发送无线站接收到3个以上的情况下，则是各个的频带fn)两个频带通过的滤波器112被输入到符号定时检测部件18，并从接收的多载波信号检测出符号定时(是进行FFT运算的定时，也称为FFT窗口定时)。可以通过进行屏蔽间隔区间的关联检测来进行该符号定时的检测。屏蔽间隔除去部件15A如上述那样，从用符号定时检测部件18检测出的符号定时除去屏蔽间隔的信号。然后，在FFT部件15B根据推测的FFT窗口定时对除去的信号进行离散傅立叶变换(DFT)，在频道推测部件15E使用导频符号推测各子载波的频道脉冲应答(频道变动)。同相加算部件15G根据该各子载波的频道推测值和用于扩散的扩散符号在频率轴上对SF个子载波成分的OFCDM符号进行同相相加(即逆扩散)，生成信息符号序列。该逆扩散了的(所有子载波数/扩散率)个信息符号通过并行/串行转换部件15C被进行并行/串行(P/S)转换，输入到解调部件15D。另外，也可以构成为在解调部件15D从传送方式不同的多个载波频带的信号选择一部分信号进行解调。
另外，上述滤波器112的目的是除去希望同时接收的多个频带的信号以外的频带的信号，但在接收来自特定的上位网络发送无线站的信号的情况下，通过选择该频带，当然可以除去必要的频带以外的信号。这时，滤波器112根据来自未图示的控制部件的控制信号设置进行滤波的频带，另外，由于进行FFT运算的频带是变化的，所以通过向FFT部件15B通知根据上述控制信号进行相互关联的乘方数，能够使之进行必要的频带的FFT运算。
但是，上述本实施例的发送无线站、接收无线站的处理也可以作为各无线站所具备的由计算机执行的无线通信程序的处理来实现。以下，顺序说明发送无线站的处理(图11)、接收无线站的处理(图12)。
发送无线站的处理的概要可以如图11那样表示。如该所示的那样，发送无线站监视是否接收到了传送方式与本站不同的一个或多个载波频带信号(S01信号检测步骤)，在检测出传送方式不同的载波频带信号的接收的情况下，从接收到的该信号中检测出发送的符号同步(S02符号同步检测步骤)。然后，根据检测出的符号同步导出传送方式不同的载波频带信号和来自本站的信号相互不干扰的符号发送定时，并以该符号发送定时发送应该发送的信号(S03信号发送步骤)。
另一方面，对于接收无线站，可以将在本站移动到阶层网络结构的小规模网络内时执行的以下特征处理作为无线通信程序的处理来执行。如图12所示，接收无线站能够接收来自大网络发送无线站的信号，并且将表示能够接收来自小网络无线站的信号的信息登记到网络的数据转送装置(例如网络内的实现接收无线站的位置登记的位置登记管理服务器或网络内的路由器等)(S11登记步骤)。例如，接收到上述信息的数据转送装置通过对应于应该发送到该接收无线站的数据的种类选择发送该数据的发送无线站，能够进行以下的与对应于数据种类的数据发送控制从大网络发送无线站向该接收无线站发送多广播信息，从小网络发送无线站发送图象数据等数据率高的个别信息。另外，当然也可以根据数据量和通信量特性(例如非实时、实时)等来选择发送无线站，并不只限定于上述实施例。
在发送来相关的多个载波频带的信号的接收无线站中，同时接收该多个载波频带的信号并解调(S12同时接收步骤)。
例如，如图7所示，在接收无线站移动到能够接收来自小网络发送无线站的信号的地点时，经由大网络发送无线站#1或小网络发送无线站#3向上述数据转送装置通知移动到了小网络无线站#3的网络内的情况，在位于该小网络发送无线站的网络内时，则能够经常从大网络无线站和小网络无线站接收数据。
所以，在发送向位于广范围的区域内的多个接收无线站传送同一的信息的多广播信息的情况下，从大网络发送无线站发送该多广播信息，在向特定的接收无线站发送大容量信息的情况下，可以从小网络发送无线站分别独立地发送该大容量信息。
如上述那样，可以将本实施例的发送无线站、接收无线站的处理作为由各无线站所具备的计算机执行的无线通信程序的处理来实现。
接着，使用图5的接收无线站的DFT后的来自大网络无线站的频谱和来自小网络无线站的频谱的图，说明本实施例的效果。
使接收无线站的DFT区间的设置与来自小网络发送无线站的信号。另外，在大网络发送无线站所使用的频带和小网络发送无线站所使用的频带的之间，不设置屏蔽频带。即，全部子载波频率的间隔是相同的。大网络的网络半径由于比小网络的网络半径大，所以大网络发送无线站的等效各向同性发射功率(EIRP)比小网络发送无线站的EIRP大。所以，位于大网络发送无线站的附近存在的小网络中的接收无线站如图5所示，以高功率接收来自大网络发送无线站的电波。
将规格化了的频率用0～1表示的矩阵型频谱是对来自小网络发送无线站的信号进行了DFT处理后的频谱。另外，将规格化了的频率作为-1～0矩阵型的频谱是对来自大网络发送无线站进行了DFT处理后的频谱。这样，可以知道通过进行本发明的同步，能够大大降低对小网络发送无线站所使用的频带产生的干扰量。另外，即使进行同步，存在对该频带的干扰的情况也成为放大器偏差的原因。由于基于这样的偏差的干扰与热噪音增加的状态相同，所以通过同时进行扩散调制，能够降低基于该偏差的干扰。
另外，可以采用以下的实施方式在接收无线站中，设置向发送无线站要求符号同步的同步要求装置，将来自该接收无线站的同步要求装置的符号同步的要求作为触发事件，发送无线站进行符号同步检测和发送定时控制。在该方式中，与上述一样，接收无线站能够同时接收并解调多个载波频带的信号，因而不需要如现有技术那样在移交时进行“频率的切换处理”，能够实现平滑的移交。另外，由于可以减小或不需要屏蔽频带的设置，所以能够有效地利用频率。另外，由于能够同时接收来自多个发送无线站的信号，所以能够执行多连接传送。另外，能够不考虑形成小网络的已存在的其他发送无线站的干扰的影响，自由地配置新的发送无线站。进而，由于能够使接收多个频带的接收无线站的接收部分共通化，所以能够缩小接收无线站的体积，使制造成本降低。
另外，本发明相关的发送无线站不只限于基站，也可以是移动站，在适用于基于多个移动站之间的多点连接的无线网络的情况下，通过移动站(相当于接收无线站)的同步要求装置向其他的移动站(相当于发送无线站)要求符号同步，其他的移动站进行符号同步检测和发送定时控制，能够实现移动站之间的自发的发送定时控制。
进而，可以认为由于该小网络发送无线站固定地被设置、天线增益比接收无线站高、以及该小网络发送无线站的天线的设置环境比接收无线站的天线的设置环境好，所以小网络发送无线站的符号同步的精度(稳定度)比接收无线站的符号同步的精度(稳定度)高。另外，可以推测出在更多的情况下，小网络发送无线站和接收无线站之间比大网络发送无线站和该接收无线站之间有更好的环境。即，可以认为接收无线站的符号同步的精度(稳定度)在执行与小网络发送无线站的符号同步的情况下比执行与大网络发送无线站的符号同步的情况高。
根据上述，可以认为接收无线站通过执行与小网络发送无线站的符号同步，能够更稳定地接收来自大网络发送无线站的信号(即通过与小网络发送无线站进行符号同步，能够等价地也与大网络进行符号同步)。
接着，使用图6的发送无线站和接收无线站的功能模块结构图，说明实施例2。在本实施例中，说明使用频带f3的发送无线站和使用频带f4的发送无线站。发送无线站可以适用大网络发送无线站或小网络发送无线站的任意一个。另外，对使用了2个频带的情况进行说明，但使用了3个以上的频带的情况也一样。
发送无线站201的发送部件202和发送无线站221的发送部件202通过从符号同步基准源230输出的信号进行发送符号的符号同步。即，从发送无线站201的数据输入端子4输入的数据、从发送无线站221的数据输入端子4输入的数据的符号被相互同步地发送。如图4所示，进行这时的符号的同步使得在一个符号的DFT区间内不存在其他发送无线站发送的信号的符号边界。图6的符号同步基准源230(特别是向发送部件202发送同步要求信号的部分)相当于本发明相关的“同步要求装置”。另外，在本发明中独立地设置了符号同步基准源，但除此以外，也可以采用以下方法在任意的发送无线站中设置符号同步基准源，不具有该符号同步基准源的发送无线站与具有该符号同步基准源的发送无线站同步。另外，也可以采用以下方法在所有的发送无线站中设置符号同步基准源，通过本站的符号同步基准源和其他的发送无线站的符号同步基准源使用有线或无线相互协作地进行符号同步。这时，理想的是各发送无线站相互协作，进行设置使得各发送无线站应该发送的信号的发送载波频率成为相互正交关系。即，如果发送无线站具备根据来自其他发送无线站的接收信号检测频率间隔的频率间隔检测装置、根据检测出的频率间隔设置发送载波频率使得与该其他的发送无线站的发送载波频率成为正交关系的频率设置装置，则发送无线站能够以传送方式与本站不同的载波频带信号和本站的信号各自相关并且最优的(相互没有干扰)符号发送定时发送信号。
在接收无线站211中，经由使频带f3和频带f4两个频带通过的滤波器112，将来自天线16的信号输入到接收部件15。然后，通过该接收部件15从数据输出端子17输出DFT和解调后的信号。这时输出的数据可以是只用频带f3或频带f4或用频带f3和f4传送的数据。
如上述第1、第2实施例说明的那样，通过适用本发明能够得到以下效果。即，发送无线站能够以传送方式与本站不同的载波频带信号和本站的信号各自相关并且最优的(相互没有干扰)符号发送定时发送信号，在接收无线站由于能够同时接收并解调多个载波频带的信号，所以没有必要如现有技术那样在移交时进行“频率的切换处理”，能够实现平滑的移交。
另外，由于能够减少或不需要屏蔽频带的设置，所以能够有效地利用频率。另外，由于能够同时从多个发送无线站接收信号，所以能够通过该装置执行多连接传送。另外，能够不考虑形成小网络的已存在的其他发送无线站的干扰的影响，自由地配置新的发送无线站。进而，由于能够使接收多个频带的接收无线站的接收部分共通化，所以能够缩小接收无线站的体积，使制造成本降低。
在此，使用图13～图15说明频率设置的一个例子。来自大网络发送无线站等其他发送无线站的接收信号通过乘法器311A、311B与来自局部振荡器317的信号相乘后，分别经由低通滤波器312A、312B，被转换为基带信号(r1，rQ)(将进行了(π/2)相位转换后的信号输入到乘法器311B)。该基带信号(r1，rQ)分别通过用来延迟一个符号DFT区间长度的时间的延迟器313A、313B被延迟，成为基带信号(r-1，rQ)。接着，对没有延迟的基带信号(r1，rQ)和延迟了的基带信号(r-1，r-Q)执行乘法和加法运算。该处理相当于向没有延迟的复数向量信号乘上延迟了的复数向量信号的复数共轭的处理。
如图14所示，由于将OFDM信号的一部分复制到屏蔽间隔部分，所以在相乘的定时一致的情况(在将信号和复制该信号的地方相乘的情况)下，在图14B记载的复数平面上，得到不随着时间变动的向量。所以，在只以屏蔽间隔长度积分向量的积分器314A、314B中，由于对同一向量进行加法运算，所以该积分后的向量的大小为设置的阈值以上的值。另一方面，在相乘的定时不一致的情况(将该信号与复制该信号的地方以外进行乘法运算的情况)下，在图14C记载的复数平面上，乘法运算结果为随着时间变动的向量。所以，由于不用同一相位进行积分，所以该积分后的向量的大小为阈值以下的值。该积分后的向量的大小是阈值以上并且是最大值的定时为进行DFT的符号定时。
但是，在局部振荡器317的频率与OFDM信号的任意的子载波信号的频率不相同的情况下，例如即使在符号定时一致的情况下，由于相位只以该频率差在设置在延迟器313A、3131B的一个符号DFT区间长度间波动，所以与图15A所示的I轴的角度不是0的向量，得到了与图15B所示的I轴的角度为θ[rad]的向量。在图13中，通过检索存储在Tan存储器315中的积分后的各个信号的振幅和θ的关系，得到θ[rad]。然后，在频率差计算部件316中，通过进行以下式(1)的计算，得到偏离的频率的值(Δf)。
Δf[Hz]＝(1/2π)×(θ/T) ……(1)在该式(1)中，Δf[Hz]是局部振荡器317的频率和OFDM信号的任意的子载波信号的频率的差的最小值，θ[rad]是积分后的向量的偏角，T[sec]是设置在延迟器313A、313B的延迟时间(一个符号DFT区间长度)。
然后，通过修正得到的频率偏差，使频率与局部振荡器317同步。频率同步的状态是该本站的局部振荡器317与来自其他发送无线站的信号的发送频率同步的状态，因而，通过将该局部振荡器317用于该本站发送的信号的发送频率，而使来自各个发送无线站的信号的发送载波频率成为正交关系。
另外，上述第1、第2实施例中的小网络发送无线站可以是无线LAN，也可以是其他小规模区域内的无线通信网。
如上述说明的那样，通过本发明，发送无线站能够以传送方式与本站不同的至少一个载波频带信号和本站的信号的各自相关并且最优(即相互不产生干扰)的符号发送定时发送信号。伴随于此，在接收无线站中，由于能够同时接收并解调多个载波频带的信号，所以没有必要如现有技术那样在移交时进行“频率的切换处理”，能够实现平滑的移交。
另外，由于能够减少或不需要屏蔽频带的设置，所以能够有效地利用频率。另外，由于能够同时从多个发送无线站接收信号，所以能够通过该装置执行多连接传送。另外，能够不考虑形成小网络的已存在的其他发送无线站的干扰的影响，自由地配置新的发送无线站。进而，由于能够使接收多个频带的接收无线站的接收部分共通化，所以能够缩小接收无线站的体积，使制造成本降低。
权利要求
1.一种发送无线站，是使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的、阶层网络结构的无线通信系统中的发送无线站，其特征在于包括检测传送方式与本站不同的至少一个载波频带信号的信号检测装置；在检测出上述传送方式不同的载波频带信号的情况下，根据至少一个接收信号，检测发送符号同步的符号同步检测装置；根据基于检测出的符号同步而导出的符号发送定时，发送应该发送的信号的信号发送装置。
2.根据权利要求1所述的发送无线站，其特征在于还具有根据来自无线终端的接收信号检测频率间隔的频率间隔检测装置；根据检测出的频率间隔设置发送载波频率，使得与该无线终端的发送载波频率为正交关系的频率设置装置。
3.根据权利要求1所述的发送无线站，其特征在于还具有根据来自无线终端的接收信号测量接收质量的接收质量测量装置；根据通过测量得到的接收质量，设置扩散率的扩散率设置装置。
4.一种接收无线站，是接收从使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的发送无线站发出的信号，同时存在于阶层网络结构的无线通信系统中的接收无线站，其特征在于包括同时接收并解调多个载波频带的信号的同时接收控制装置。
5.根据权利要求4所述的接收无线站，其特征在于还具有将以下的信息登记到上述无线通信系统中的数据转送装置的登记装置，其中该信息表示在本站移动到阶层网络结构中的小规模网络内的情况下，本站能够接收来自覆盖该区域的大规模网络的发送无线站的信号，并且能够接收来自上述小规模网络的发送无线站的信号的情况。
6.根据权利要求4所述的接收无线站，其特征在于还具有上述同时接收控制装置选择并解调传送方式不同的至少一个载波频带的信号。
7.一种无线通信系统，是包含使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的发送无线站、接收来自发送无线站的信号的接收无线站的阶层网络结构的无线通信系统，其特征在于发送无线站具有检测传送方式与本站不同的至少一个载波频带信号的信号检测装置；在检测出上述传送方式不同的载波频带信号的情况下，根据至少一个接收信号，检测发送符号同步的符号同步检测装置；根据基于检测出的符号同步而导出的符号发送定时，发送应该发送的信号的信号发送装置，上述接收无线站具有同时接收并解调多个载波频带的信号的同时接收控制装置。
8.根据权利要求7所述的无线通信系统，其特征在于上述无线通信系统包含所使用的载波频带不同的多个发送无线站，该多个发送无线站利用有线或无线相互协作，同步地发送各发送无线站应该发送的信号的符号。
9.根据权利要求8所述的无线通信系统，其特征在于上述多个发送无线站设置为相互协作，并且各发送无线站应该发送的信号的发送载波频率成为相互正交的关系。
10.一种无线通信系统，是包含使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的发送无线站、接收来自发送无线站的信号的接收无线站的阶层网络结构的无线通信系统，其特征在于上述接收无线站具有向上述发送无线站要求符号同步的同步要求装置；同时接收并解调多个载波频带的信号的同时接收控制装置，上述发送无线站具有在从上述接收无线站接收到符号同步的要求的情况下，根据至少一个接收信号，检测发送的符号同步的符号同步检测装置；根据基于检测出的符号同步而导出的符号发送定时，发送应该发送的信号的信号发送装置。
11.一种无线通信方法，是在阶层网络结构的无线通信系统中，使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的发送无线站的无线通信方法，其特征在于包括该发送无线站检测传送方式与本站不同的至少一个载波频带信号的信号检测步骤；该发送无线站在检测出上述传送方式不同的载波频带信号的情况下，根据至少一个接收信号，检测发送符号同步的符号同步检测步骤；该发送无线站根据基于检测出的符号同步而导出的符号发送定时，发送应该发送的信号的信号发送步骤。
12.一种无线通信方法，是包含使用将发送符号排列在频率轴上的1个或多个载波频带向区域内的无线终端发送信号的发送无线站、接收来自发送无线站的信号的接收无线站的阶层网络结构的无线通信系统的无线通信方法，其特征在于包括上述接收无线站向上述发送无线站要求符号同步的同步要求步骤；上述发送无线站在从接收无线站接收到符号同步的要求的情况下，根据至少一个接收信号，检测发送的符号同步的符号同步检测步骤；上述发送无线站根据基于检测出的符号同步而导出的符号发送定时，发送应该发送的信号的信号发送步骤。
全文摘要
本发明的目的在于通过使用具有正交关系的载波频带进行数据传送的阶层网络结构的无线通信系统，实现平滑的移交。在使用将发送的符号排列在频率轴上的一个或多个载波频带发送信号的发送无线站中，检测接收到传送方式与本站不同的一个以上的载波频带信号的情况(S01)，根据该接收信号检测符号同步(S02)，根据基于检测出的符号同步而导出的符号发送定时，发送应该发送的信号(S03)。由此，能够以传送方式与本站不同的载波频带信号和本站的信号相关并且相互不产生干扰的符号发送定时发送信号，接收无线站能够同时接收并解调多个载波频带的信号。因此，能够实现平滑的移交。
文档编号H04L27/26GK1525659SQ20041000376
公开日2004年9月1日 申请日期2004年1月30日 优先权日2003年1月31日
发明者大久保信三, 大津徹 申请人:株式会社Ntt都科摩