JP4198606B2 - Wireless communication system and transmission mode selection method - Google Patents

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本発明は、直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムにおいて、伝送品質と伝送効率を両立しながら通信を行う適応変調方式に関し、特に、伝送路の通信状態を速やかに推定するための技術に関する。   The present invention uses an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation scheme, and uses a plurality of transmission modes that realize different transmission rates as combinations of modulation schemes and coding rates in error correction. In a wireless communication system capable of performing wireless communication by superimposing signals of one or a plurality of signal sequences on the same frequency band using one or a plurality of antennas in one antenna group, transmission quality and The present invention relates to an adaptive modulation system that performs communication while achieving both transmission efficiencies, and particularly to a technique for quickly estimating the communication state of a transmission path.

複数の伝送モードを実装し、通信状況に応じて適応的に伝送モードを変更して通信を行うシステムとしては、5GHz帯を中心にARIB STD-T70標準準拠のHiSWANaシステム、ARIB STD-T71標準準拠のIEEE802.11aシステムなどがある。
これらのシステムでは変調方式として符号化OFDM変調方式を用い、6Mbps(BPSK R=1/2)から54Mbps(64QAM R=3/4)までの複数の伝送モードをサポートしている。
これらの伝送モードの選択方法に関しては、以下に示すOFDM変復調回路(特許文献1参照)などが提案されている。
As a system that implements multiple transmission modes and performs communication by changing the transmission mode adaptively according to the communication situation, HiSWANa system compliant with ARIB STD-T70 standard, mainly based on 5 GHz band, ARIB STD-T71 standard compliant IEEE802.11a system.
These systems use a coded OFDM modulation scheme as a modulation scheme and support a plurality of transmission modes from 6 Mbps (BPSK R = 1/2) to 54 Mbps (64QAM R = 3/4).
As a method for selecting these transmission modes, the following OFDM modulation / demodulation circuit (see Patent Document 1) has been proposed.

図5に、従来方式における第一及び第二の無線局の受信動作のフローチャートを示す。図5において、無線信号が受信されると(S101)、受信信号のプリアンブル信号を抜き出し(S102)、プリアンブル信号に対してFFT処理を施す(S103)。
そして、FFT処理により周波数空間でサブキャリア毎の信号に分離し、既知のプリアンブル信号を参照信号として伝達関数を取得する(S104)。
この取得した伝達関数を用い、以降のデータの同期検波による復調処理を行う(S105)。データが引き続く場合には(S106)、上記処理S105を引き続き行い、データ終了後にユーザデータを再生し(S107)、再生したユーザデータを出力して処理を終了する(S113)。
FIG. 5 shows a flowchart of the receiving operation of the first and second radio stations in the conventional system. In FIG. 5, when a radio signal is received (S101), a preamble signal of the received signal is extracted (S102), and an FFT process is performed on the preamble signal (S103).
Then, it is separated into signals for each subcarrier in the frequency space by FFT processing, and a transfer function is obtained using a known preamble signal as a reference signal (S104).
Using this acquired transfer function, demodulation processing is performed by subsequent synchronous detection of data (S105). If the data continues (S106), the above processing S105 is continued, the user data is reproduced after the data is completed (S107), the reproduced user data is output, and the processing is terminated (S113).

なお、処理S104における伝達関数を取得する過程において、伝送路推定を行うプリアンブル信号のOFDMシンボル数をM、OFDM信号のサブキャリア数をNとした場合、第m番目のOFDMシンボルにおいて収集されたn番目のサブキャリアのチャネル推定信号をS(n,m)とすると(S108)、Mシンボルのプリアンブル区間で収集された信号を式(1)に示すように平均化し、雑音成分を除去してn番目のサブキャリアのチャネル推定信号C(n)を算出する(S109)。   In the process of obtaining the transfer function in step S104, when the number of OFDM symbols of the preamble signal for performing channel estimation is M and the number of subcarriers of the OFDM signal is N, n collected in the mth OFDM symbol Assuming that the channel estimation signal of the th subcarrier is S (n, m) (S108), the signals collected in the M symbol preamble section are averaged as shown in Equation (1), and the noise component is removed to obtain n. The channel estimation signal C (n) of the th subcarrier is calculated (S109).

Figure 0004198606
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さらに、得られたS(n,m)及びC(n)を用いて、式(2)に示す情報p、式(3)に示す情報fの算出が行われる(S110)。   Furthermore, using the obtained S (n, m) and C (n), information p shown in Equation (2) and information f shown in Equation (3) are calculated (S110).

Figure 0004198606
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Figure 0004198606
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式(2)及び(3)により得られた情報fおよびpの組み合わせに対し、最適な伝送モードを与える最適伝送モード変換テーブルを参照し、この最適伝送モード変換テーブルから最適な伝送モードを取得する(S111)。
そして、最適伝送モード変換テーブルから取得された最適伝送モードは、次回に送信を行う際の伝送モードの推奨値として記録、設定される(S112)。
The optimum transmission mode is obtained from the optimum transmission mode conversion table by referring to the optimum transmission mode conversion table that gives the optimum transmission mode for the combination of information f and p obtained by the equations (2) and (3). (S111).
The optimum transmission mode acquired from the optimum transmission mode conversion table is recorded and set as a recommended value for the transmission mode for the next transmission (S112).

なお、通常の無線端末においては第一の無線局と第二の無線局の機能を併せ持つため、図5では受信フローを一括して示したが、第一の無線局と第二の無線局の機能を切り分けると、ユーザデータの送信を行う第一の無線局としては処理S105〜処理S107は不要である。
同様に、ユーザデータの受信を行う第二の無線局では、処理S108〜処理S112は不要である。
次に、図6に、従来例における第一の無線局の送信フローを示す。送信すべきユーザデータが入力されると(S121)、この信号にプリアンブル信号を付与し(S122)、最適伝送モードを参照し(S123)、この最適伝送モードを用いてデータを送信する(S124)。
In addition, in order to have the function of a 1st radio station and a 2nd radio station in a normal radio | wireless terminal, in FIG. 5, although the receiving flow was shown collectively, the 1st radio station and the 2nd radio station of FIG. When the functions are separated, processing S105 to processing S107 are not necessary for the first wireless station that transmits user data.
Similarly, the second wireless station that receives user data does not require processing S108 to processing S112.
Next, FIG. 6 shows a transmission flow of the first radio station in the conventional example. When user data to be transmitted is input (S121), a preamble signal is added to this signal (S122), the optimum transmission mode is referred to (S123), and data is transmitted using this optimum transmission mode (S124). .

また、オフィス環境などを想定した無線LANシステムにおいては、複数の伝送モードを適応的に切り替えながら複数のユーザと効率的に通信を行う。
複数の伝送モードを適応的に利用する利点は、大別すると、
(a)無線局間の距離に依存して受信電力が減衰することへの対応
(b)フェージングやシャドウイング等により時間的に変動する伝送品質への対応
等があげられる。
In addition, in a wireless LAN system that assumes an office environment or the like, communication is efficiently performed with a plurality of users while adaptively switching a plurality of transmission modes.
The advantages of using multiple transmission modes adaptively can be broadly classified as follows:
(a) Response to the attenuation of received power depending on the distance between radio stations
(b) Response to transmission quality that varies with time due to fading, shadowing, etc.

そして、上記対応(a)に関しては、時間的な変動はほとんどないため、ある程度の長時間の測定結果に基づいて運用することが可能である。
しかし、ここで得られた最適な伝送モードも、上記対応(b)の効果により瞬時的に伝送品質が劣化してしまう可能性がある。
(b)に示す様な伝送品質の瞬時的な劣化は、再送制御により保証可能であるが、通常、再送の回数は有限であり、瞬時変動に応答して伝送モードを最適化できる前に再送回数の上限に達し、再送が打ち切られてしまう場合がある。
Since the correspondence (a) hardly changes with time, it can be operated on the basis of a measurement result over a long period of time.
However, even in the optimum transmission mode obtained here, there is a possibility that the transmission quality is instantaneously deteriorated due to the effect of the correspondence (b).
The instantaneous degradation of transmission quality as shown in (b) can be guaranteed by retransmission control, but usually the number of retransmissions is finite and retransmission before the transmission mode can be optimized in response to instantaneous fluctuations. The upper limit of the number of times may be reached and retransmission may be aborted.

そして、この再送の打ち切りは、ユーザにおけるサービスの品質に大きく反映されるため、利用するアプリケーションによっては致命的になる可能性もある。
この点を考慮し、ある程度の品質の瞬時劣化を見込み、目標とする伝送品質を高めに設定して安全側の運用を行うことも可能である。
しかし、これは伝送モードの伝送効率を落として運用することを意味するため、提供可能なスループットが低下するという問題がある。
Since the resending of the retransmission is greatly reflected in the quality of service for the user, it may be fatal depending on the application to be used.
In consideration of this point, it is possible to operate on the safe side by setting a target transmission quality to be high by expecting a certain amount of instantaneous deterioration of quality.
However, this means that the transmission efficiency in the transmission mode is lowered, so that there is a problem that the throughput that can be provided decreases.

この様に、瞬時的に伝送品質が大きく変動する可能性のある無線LANシステムにおいて、適応的に伝送モードを変更するためには、瞬時のPER(Packet Error Rate)特性をより高精度に推定し、瞬時のPER特性を反映する形で伝送モードを選択する必要がある。
従来方式における最適伝送モードの選択方法は、既存の無線LANシステムとして、例えば5GHz帯におけるHiSWANa準拠、ないしはIEEE802.11a準拠のシステム等において利用可能であった。
しかしながら、近年、同一周波数帯域上で複数の異なる信号系列を重畳し、伝送速度の向上、及び周波数利用効率の向上を図るMIMO(Multiple-Input Multiple-Output)と呼ばれる技術の適用が検討されている。
In this way, in a wireless LAN system where the transmission quality may fluctuate greatly instantaneously, in order to adaptively change the transmission mode, the instantaneous PER (Packet Error Rate) characteristics are estimated with higher accuracy. It is necessary to select a transmission mode that reflects the instantaneous PER characteristics.
The selection method of the optimum transmission mode in the conventional method can be used as an existing wireless LAN system, for example, in a system conforming to HiSWANa or IEEE802.11a in the 5 GHz band.
However, in recent years, the application of a technique called MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) that attempts to improve transmission speed and frequency utilization efficiency by superimposing a plurality of different signal sequences on the same frequency band has been studied. .

このMIMO技術とは、送信局側において複数の送信アンテナから同一チャネル上で異なる独立な信号を送信し、受信局側において同じく複数のアンテナを用いて信号を受信し、各送信アンテナ/受信アンテナ間の伝達関数行列を求め、この行列を用いて送信局側で各アンテナから送信した独立な信号を推定し、データを再生するものである。   This MIMO technology is such that different independent signals are transmitted on the same channel from a plurality of transmitting antennas on the transmitting station side, and signals are received using the same plurality of antennas on the receiving station side, between each transmitting antenna / receiving antenna. The transfer function matrix is obtained, the independent signal transmitted from each antenna is estimated on the transmitting station side using this matrix, and the data is reproduced.

ここで、送信側において、N本の送信アンテナを用いてN系統の信号を送信し、一方、受信側においてN本のアンテナを用いて信号を受信する場合を考える。
まず、送受信局の各アンテナ間にはN×N個の伝送のパスが存在し、第i送信アンテナから送信され第j受信アンテナで受信される場合の伝達関数をhj,iとし、これを第(j,i)成分とするN行N列の行列をHと表記する。さらに、第i送信アンテナからの送信信号をtiとし(t,t,t,…,t)を成分とする列ベクトルをTx、第j受信アンテナでの受信信号をrjとし(r1,r2,r3,…,rN)を成分とする列ベクトルをRx、第j受信アンテナの熱雑音をnjとし(n1,n2,n3,…,nN)を成分とする列ベクトルをnと表記する。この場合、以下に示す式(4)の関係式が成り立つ。
Here, consider a case in which N transmission signals are transmitted using N transmission antennas on the transmission side, and signals are received using N antennas on the reception side.
First, there are N × N transmission paths between the antennas of the transmitting and receiving stations, and the transfer function when transmitted from the i-th transmitting antenna and received by the j-th receiving antenna is h j, i. A matrix of N rows and N columns as the (j, i) component is denoted as H. Further, a transmission signal from the i-th transmission antenna is denoted by t i , a column vector having components (t 1 , t 2 , t 3 ,..., T N ) as Tx, and a reception signal at the j-th reception antenna as r j. A column vector whose components are (r 1 , r 2 , r 3 ,..., r N ) is Rx, and the thermal noise of the jth receiving antenna is n j (n 1 , n 2 , n 3 ,..., n N ). A column vector whose component is is denoted by n. In this case, the following relational expression (4) is established.

Figure 0004198606
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したがって、受信局側で受信した信号Rxをもとに、送信信号Txを推定する技術が求められている。このMIMO技術の最も基本的なものとしては、一般にZF(Zero Forcing)法と呼ばれる方法があげられる(非特許文献1参照)。
ここでは、上記の式(4)に対し、伝達関数行列の逆行列H−1を求め、これを式の両辺の左から掛け合わせる処理を行う。この結果、以下の式(5)が得られる。
Therefore, there is a need for a technique for estimating the transmission signal Tx based on the signal Rx received on the receiving station side. As the most basic one of the MIMO technology, there is a method generally called ZF (Zero Forcing) method (see Non-Patent Document 1).
Here, an inverse matrix H −1 of the transfer function matrix is obtained with respect to the above equation (4), and this is multiplied from the left of both sides of the equation. As a result, the following equation (5) is obtained.

Figure 0004198606
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つまり、各受信アンテナで受信した信号を合成し、所望の送信アンテナ以外からの信号による干渉を除去する処理を行うことにより、実際の送信信号ベクトルTxに微小な熱雑音項H−1×nが加わった信号点が得られることになる。
ここで、送信信号として、BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等の多値変調を施した信号を用いる場合においては、送信信号として取りえる信号点は不連続となっている。
That is, by synthesizing the signals received by the respective receiving antennas and performing processing for removing interference caused by signals from other than the desired transmitting antenna, a small thermal noise term H −1 × n is added to the actual transmitted signal vector Tx. An added signal point is obtained.
Here, when a signal subjected to multilevel modulation such as BPSK, QPSK, 16QAM, and 64QAM is used as a transmission signal, signal points that can be taken as the transmission signal are discontinuous.

したがって、H−1×Rxとユークリッド距離が最も近い点を送信コンスタレーション上で検索する硬判定処理を行い、真の(すなわち、送信局が送信した)送信信号を推定する。
特開2001−103032号公報 S.Kurosaki et. al., “A SDM-COFDM Scheme Employing a Simple Feed-Forward Inter-Channel Interference Canceller for MIMO Based Broadband Wireless LANs”, IEICE TRANS. COMMUN., Vol.E86 B. No.1, January, 2003
Therefore, a hard decision process is performed to search a point on the transmission constellation where H −1 × Rx is the closest to the Euclidean distance, and a true transmission signal (ie, transmitted by the transmitting station) is estimated.
JP 2001-103032 A S. Kurosaki et. Al., “A SDM-COFDM Scheme Employing a Simple Feed-Forward Inter-Channel Interference Canceller for MIMO Based Broadband Wireless LANs”, IEICE TRANS. COMMUN., Vol.E86 B. No.1, January, 2003

しかしながら、上述したMIMO技術を適用する場合には、従来方式の様に、変調方式及び誤り訂正の符号化率のみの組み合わせとして表される伝送モードの中の最適なものを選ぶのではなく、信号系列を重畳する際の重畳数と変調方式及び誤り訂正の符号化率の全ての組み合わせとして最適な伝送モードを選択する必要がある。
これまでにおいては、この様なMIMO技術の中で最適な伝送モードを選択するための技術はなかった。さらに言えば、例えば式(5)を用いて送信信号を推定する場合は、送信信号の推定において他の信号系列からの干渉を除去することを基本方針としており、必ずしも各信号系列のS/N比を最大にする最大比合成処理は行われていない。
However, when applying the above-described MIMO technique, instead of selecting the optimum one of the transmission modes represented as a combination of only the modulation scheme and the error correction coding rate as in the conventional scheme, It is necessary to select an optimal transmission mode as all combinations of the number of superpositions when superimposing the sequences, the modulation scheme, and the error correction coding rate.
Until now, there has been no technique for selecting an optimal transmission mode among such MIMO techniques. Furthermore, for example, when estimating a transmission signal using Equation (5), the basic policy is to eliminate interference from other signal sequences in the estimation of the transmission signal, and the S / N of each signal sequence is not necessarily used. The maximum ratio combining process that maximizes the ratio is not performed.

このため、伝達関数行列Hの各成分の絶対値が同じ値であっても、その位相が異なっていればそれだけで特性は大きく異なり、各サブキャリア毎の単なる振幅ないしは受信強度では全体の特性を把握することは不可能であった。
従って、本発明の目的は、このような事情に鑑みてなされたもので、無線LANシステムにMIMO技術を適用した拡張を行う際に、瞬時のPER特性を、プリアンブル等のわずかな領域(ないしは少ないサンプル)から速やかに推定し、その結果よりMIMO技術を考慮の上で最適な伝送モードを選択するシステム及び方法の提供を目的とする。
For this reason, even if the absolute value of each component of the transfer function matrix H is the same value, if the phase is different, the characteristics are greatly different from each other. It was impossible to grasp.
Therefore, the object of the present invention is made in view of such circumstances, and when performing the extension by applying the MIMO technology to the wireless LAN system, the instantaneous PER characteristic is changed to a small region (or less) such as a preamble. It is an object of the present invention to provide a system and method for quickly estimating from a sample) and selecting an optimum transmission mode in consideration of the MIMO technology based on the result.

本発明の無線通信方法は、Ntx(Ntx>1:整数)本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、Nrx(Nrx≧1:整数)本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にNSC(NSC>1:整数)本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムにおいて、前記第一の無線局は、前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信するステップと、FFT(Fast Fourier Transform)処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換するステップと、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の第k(1≦k≦NSC:kは整数)サブキャリアに関する伝達関数hj,i [k]を取得するステップと、前記伝達関数hj,i [k]を第(j,i)要素とするNrx行Ntx列の第kサブキャリアに関する伝達関数行列Hに対し、該行列Hの各成分を変数として規定された所定の評価関数F(H)を演算するステップと、該評価関数F(H)の全サブキャリアに対する総和Ftotalを演算により求めるステップと、前記Ftotalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する最適伝送モード選択ステップと、前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’(1≦N’≦ Ntx:N’は整数)であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するステップと、前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成するステップと、前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信するステップとを備え、前記第二の無線局は、Nrx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信するステップと、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調するステップと、復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力するステップとを有することを特徴とする。 The wireless communication method of the present invention includes a first wireless station having a first antenna group of N tx (N tx > 1: integer) or more and a second radio station of N rx (N rx ≧ 1: integer). And an orthogonal frequency division multiplex modulation method using N SC (N SC > 1: integer) subcarriers for user information transmission, and a modulation method and Signals of one or a plurality of signal sequences using a plurality of transmission modes realizing different transmission rates as combinations of coding rates in error correction, and further using one or a plurality of antennas in the first antenna group In the wireless communication system capable of performing wireless communication by superimposing on the same frequency band, the first wireless station receives a wireless signal using the first antenna group, and FFT (Fast Subtract received signal by Fourier Transform processing The step of converting into a signal on each carrier axis, and using a known pattern signal given to the received signal as a reference signal, the i-th antenna in the first antenna group and the second antenna group A transfer function h j, i [k] for the k-th (1 ≦ k ≦ N SC : k is an integer) subcarrier to the j-th antenna, and the transfer function h j, i [k] the first (j, i) with respect to the transfer function matrix H k regarding the k-th subcarrier of the N rx rows N tx columns having elements, a predetermined evaluation defined the components of the matrix H k as a variable function F (H k ), a step of calculating a total F total for all subcarriers of the evaluation function F (H k ) by calculation, and a modulation scheme, a coding rate, and a signal sequence for the value of F total Refer to the conversion table that gives the combination of the number of superimpositions and select the optimal transmission mode When the optimum transmission mode selection step to be selected and the number of superpositions of the transmission mode last selected in the optimum transmission mode selection step is N ′ (1 ≦ N ′ ≦ N tx : N ′ is an integer), the user A step of dividing user data into N ′ systems when data is input, and a first known signal sequence of the N ′ system by adding signals of individual known patterns to the data divided into the N ′ systems. And transmitting the first signal sequence superimposed on the same frequency band using the transmission mode selected in the optimum transmission mode selection step using the first antenna group. The second radio station individually receives a radio signal using the N rx second antenna group, and a signal of a known pattern added to the received signal as a reference signal. The signals of each of the above signal sequences are A step of releasing demodulating, by combining all of the signal sequence demodulated, characterized in that a step of outputting as user data.

本発明の無線通信方法は、Ntx(Ntx>1:整数)本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、Nrx(Nrx≧1:整数)本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にNSC(NSC>1:整数)本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムにおいて、前記第一の無線局は、前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信するステップと、FFT(Fast Fourier Transform)処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換するステップと、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の第k(1≦k≦NSC:kは整数)サブキャリアに関する伝達関数hj,i [k]を取得するステップと、前記伝達関数hj,i [k]を第(j,i)要素とするNrx行Ntx列の第kサブキャリアに関する伝達関数行列Hに対し、該行列Hのエルミート共役な行列H Hを求めるステップと、 該行列H及びH Hの積即ちH×H HまたはH H×Hのいずれかを求めるステップと、該行列H×H HまたはH H×Hのいずれかの行列の各成分を変数として規定された所定の評価関数F(H×H H)又はF(H H×H)を演算するステップと、該評価関数F(H×H H)又はF(H H×H)の全サブキャリアに対する総和Ftotalを演算により求めるステップと、前記Ftotalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する最適伝送モード選択ステップと、前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’(1≦N’≦ Ntx:N’は整数)であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するステップと、前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成するステップと、前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信するステップとを備え、前記第二の無線局は、Nrx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信するステップと、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調するステップと、復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力するステップとを備えたことを特徴とする。 The wireless communication method of the present invention includes a first wireless station having a first antenna group of N tx (N tx > 1: integer) or more and a second radio station of N rx (N rx ≧ 1: integer). And an orthogonal frequency division multiplex modulation method using N SC (N SC > 1: integer) subcarriers for user information transmission, and a modulation method and Signals of one or a plurality of signal sequences using a plurality of transmission modes realizing different transmission rates as combinations of coding rates in error correction, and further using one or a plurality of antennas in the first antenna group In the wireless communication system capable of performing wireless communication by superimposing on the same frequency band, the first wireless station receives a wireless signal using the first antenna group, and FFT (Fast Subtract received signal by Fourier Transform processing The step of converting into a signal on each carrier axis, and using a known pattern signal given to the received signal as a reference signal, the i-th antenna in the first antenna group and the second antenna group A transfer function h j, i [k] for the k-th (1 ≦ k ≦ N SC : k is an integer) subcarrier to the j-th antenna, and the transfer function h j, i [k] the first (j, i) to N rx × N transfer function matrix H k regarding the k-th subcarrier of tx columns whose elements, determining a Hermitian conjugate matrix H k H of the matrix H k, the matrix H determining the product of k and H k H , ie, either H k × H k H or H k H × H k , and the matrix H k × H k H or H k H × H k A predetermined evaluation function F (H k × H k H ) or F (H k H × H k ) defined with each component as a variable is calculated. A step, a step of calculating the total F total for all subcarriers of the evaluation function F (H k × H k H ) or F (H k H × H k ) by calculation, and modulating the value of the F total An optimum transmission mode selection step for selecting an optimum transmission mode with reference to a conversion table that gives a combination of a scheme, a coding rate, and the number of superimpositions of a signal sequence, and a transmission mode last selected in the optimum transmission mode selection step. When the number of superpositions is N ′ (1 ≦ N ′ ≦ N tx : N ′ is an integer), the step of dividing the user data into N ′ systems when the user data is input; A step of generating a first signal sequence of N ′ system by giving a signal of an individual known pattern to the divided data, and selecting in the optimum transmission mode selection step using the first antenna group Using the same transmission mode And sending by superimposing said first signal sequence at the frequency band, the second radio station receives radio signals individually using the second antenna group of N rx present A step, a step of separating and demodulating the signals of each signal sequence using a known pattern signal given to the received signal as a reference signal, and synthesizing all the demodulated signal sequences and outputting them as user data And a step.

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの行列式Det(M)またはその絶対値|Det(M)|を用いることを特徴とする(式(6)に対応)。   The wireless communication method of the present invention uses the determinant Det (M) of the matrix M or its absolute value | Det (M) | as the evaluation function F (M) for the matrix M in the wireless communication method described above. Characteristic (corresponding to equation (6)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの行列式の絶対値の対数値Log(|Det(M)|)を用いることを特徴とする(式(7)に対応)。   The wireless communication method of the present invention uses the logarithm value Log (| Det (M) |) of the absolute value of the determinant of the matrix M as the evaluation function F (M) for the matrix M in the wireless communication method described above. (Corresponding to equation (7)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの各成分の絶対値の総和を用いることを特徴とする(式(8)に対応)。   The wireless communication method of the present invention is characterized in that, in the wireless communication method described above, the sum of absolute values of each component of the matrix M is used as the evaluation function F (M) for the matrix M (Formula (8)). Correspondence).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの各成分の絶対値の2乗の総和を用いることを特徴とする(式(10)に対応)。   The wireless communication method of the present invention is characterized in that, in the wireless communication method described above, the sum of the squares of the absolute values of the components of the matrix M is used as the evaluation function F (M) for the matrix M (Equation ( 10)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの各成分の絶対値の総和の対数値を用いることを特徴とする(式(9)に対応)。   The wireless communication method of the present invention is characterized in that, in the above-described wireless communication method, a logarithmic value of the sum of absolute values of each component of the matrix M is used as the evaluation function F (M) for the matrix M (formula ( 9)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの逆行列をGとし、更に該逆行列Gを構成する列ベクトルをそれぞれV,V,V,…,Vとした場合に、各列ベクトル毎に各成分の絶対値の2乗値の総和に対する平方根を求めた値の逆数を求め、更に該値を全列ベクトルに対して総和を取った値を用いることを特徴とする(式(22)に対応)。 In the wireless communication method of the present invention, in the wireless communication method described above, as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns, the inverse matrix of the matrix M is G, and the inverse matrix G is further configured. When the column vectors are V 1 , V 2 , V 3 ,..., V N , the reciprocal of the value obtained by calculating the square root of the sum of the squares of the absolute values of the respective components for each column vector is obtained. A value obtained by taking the sum of the values for all column vectors is used (corresponding to equation (22)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、N行N列の正方行列Mの逆行列をGとし、更に該逆行列Gを構成する列ベクトルをそれぞれV,V,V,…,Vとした場合に、各列ベクトル毎に各成分の絶対値の2乗値の総和に対する平方根を求め、この平方根の値の逆数の対数値を求め、更に該対数値を全列ベクトルに対して総和を取った値を用いることを特徴とする(式(23)に対応)。 In the wireless communication method of the present invention, in the wireless communication method described above, an inverse matrix of a square matrix M of N rows and N columns is G, and column vectors constituting the inverse matrix G are V 1 , V 2 , V 3 , respectively. ,..., V N , the square root of the sum of the squares of the absolute values of the respective components is obtained for each column vector, the logarithmic value of the reciprocal of the square root value is obtained, and the logarithmic values are further calculated for all columns. A value obtained by summing up the vectors is used (corresponding to equation (23)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の絶対値の総和を取った値を用いることを特徴とする(式(11)に対応)。 The wireless communication method of the present invention is the above-described wireless communication method, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ N of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. And a value obtained by taking the sum of absolute values of the eigenvalues is used (corresponding to equation (11)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の絶対値の2乗の総和を取った値を用いることを特徴とする(式(12)に対応)。 The wireless communication method of the present invention is the above-described wireless communication method, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ N of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. And a value obtained by taking the sum of the squares of the absolute values of the eigenvalues is used (corresponding to equation (12)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の絶対値の逆数の総和を取った値を用いることを特徴とする(式(13)に対応)。 The wireless communication method of the present invention is the above-described wireless communication method, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ N of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. And a value obtained by taking the sum of the reciprocal of the absolute value of the eigenvalue is used (corresponding to equation (13)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の絶対値の逆数の2乗の総和を取った値を用いることを特徴とする(式(14)に対応)。 The wireless communication method of the present invention is the above-described wireless communication method, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ N of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. And a value obtained by taking the sum of the squares of the reciprocals of the absolute values of the eigenvalues is used (corresponding to equation (14)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の絶対値の対数値の総和を取った値を用いることを特徴とする(式(15)に対応)。 The wireless communication method of the present invention is the above-described wireless communication method, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ N of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. And a value obtained by taking the sum of the logarithm of the absolute value of the eigenvalue is used (corresponding to equation (15)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλmax、絶対値が最小となる固有値をλminiと表記した場合に、λmini/λmaxの絶対値を用いることを特徴とする(式(16)に対応)。 The wireless communication method of the present invention is the above-described wireless communication method, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ N of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. And the eigenvalue having the maximum absolute value among the eigenvalues is represented by λ max , and the eigenvalue having the minimum absolute value is represented by λ mini, and the absolute value of λ mini / λ max is used. (Corresponding to equation (16)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλmax、絶対値が最小となる固有値をλminiと表記した場合に、λmax/λminiの絶対値を用いることを特徴とする(式(17)に対応)。 The wireless communication method of the present invention is the above-described wireless communication method, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ N of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. look, further eigenvalues absolute value is maximized lambda max in the eigenvalues, when the absolute value is represented eigenvalues become minimum lambda mini, and characterized by using the absolute value of the λ max / λ mini (Corresponding to equation (17)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλmax、絶対値が最小となる固有値をλminiと表記した場合に、λmini/λmaxの絶対値の2乗値を用いることを特徴とする(式(18)に対応)。 The wireless communication method of the present invention is the above-described wireless communication method, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ N of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. Further, when the eigenvalue having the maximum absolute value among the eigenvalues is expressed as λ max and the eigenvalue having the minimum absolute value as λ mini , the square value of the absolute value of λ mini / λ max is used. (Corresponding to equation (18)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλmax、絶対値が最小となる固有値をλminiと表記した場合に、λmax/λminiの絶対値の2乗値を用いることを特徴とする(式(19)に対応)。 The wireless communication method of the present invention is the above-described wireless communication method, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ N of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. Further, when the eigenvalue having the maximum absolute value among the eigenvalues is expressed as λ max , and the eigenvalue having the minimum absolute value as λ mini , the square value of the absolute value of λ max / λ mini is used. (Corresponding to equation (19)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλmax、絶対値が最小となる固有値をλminiと表記した場合に、λmax/λminiの絶対値の対数値を用いることを特徴とする(式(24)に対応)。 The wireless communication method of the present invention is the above-described wireless communication method, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ N of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. look, further absolute eigenvalues is maximized lambda max in the eigenvalues, eigenvalues absolute value is minimum when expressed as lambda mini, using the logarithm of the absolute value of the λ max / λ mini (Corresponding to equation (24)).

本発明の無線通信方法は、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλmax、絶対値が最小となる固有値をλminiと表記した場合に、λmini/λmaxの絶対値の2乗の総和を用いることを特徴とする。 The wireless communication method of the present invention obtains eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ N of the matrix M as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns, absolute value of the eigenvalue of maximum lambda max in the eigenvalues absolute value is minimum when expressed as lambda mini, characterized by using the square of the sum of the absolute values of λ mini / λ max.

本発明の無線通信方法は、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλmax、絶対値が最小となる固有値をλminiと表記した場合に、λmax/λminiの絶対値の2乗の総和を用いることを特徴とする。 The wireless communication method of the present invention obtains eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ N of the matrix M as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns, The sum of the squares of the absolute values of λ max / λ mini is used, where λ max is the eigenvalue having the maximum absolute value and λ mini is the eigenvalue having the minimum absolute value.

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの行列式を、行列Mの各成分の絶対値の2乗の総和の平方根をとった値で割った値を用いることを特徴とする(式(20)に対応)。   In the wireless communication method of the present invention, in the wireless communication method described above, as the evaluation function F (M) for the matrix M, the determinant of the matrix M is the square root of the sum of the squares of the absolute values of the components of the matrix M. A value obtained by dividing the taken value is used (corresponding to Expression (20)).

本発明の無線通信方法は、上述した無線通信方法において、行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの行列式を、行列Mの各成分の絶対値の2乗の総和の平方根をとった値で割った値の対数値を用いることを特徴とする(式(21)に対応)。   In the wireless communication method of the present invention, in the wireless communication method described above, as the evaluation function F (M) for the matrix M, the determinant of the matrix M is the square root of the sum of the squares of the absolute values of the components of the matrix M. The logarithmic value of the value divided by the taken value is used (corresponding to equation (21)).

本発明の無線通信システムは、Ntx(Ntx>1:整数)本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、Nrx(Nrx≧1:整数)本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にNSC(NSC>1:整数)本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムであり、前記第一の無線局は、前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信する受信手段と、FFT(Fast Fourier Transform)処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換する受信信号変換手段と、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の第k(1≦k≦NSC:kは整数)サブキャリアに関する伝達関数hj,i [k]を取得する伝達関数取得手段と、前記伝達関数hj,i [k]を第(j,i)要素とするNrx行Ntx列の第kサブキャリアに関する伝達関数行列Hに対し、該行列Hの各成分を変数として規定された所定の評価関数F(H)を演算する評価関数演算手段と、該評価関数F(H)の全サブキャリアに対する総和Ftotalを演算により求める総和演算手段と、前記Ftotalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する伝送モード選択手段と、前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’(1≦N’≦ Ntx:N’は整数)であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するユーザデータ分割手段と、前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成する信号系列生成手段と、前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信する送信手段とを備え、前記第二の無線局は、Nrx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信する受信手段と、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調する復調手段と、復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力する信号系列合成手段とを有することを特徴とする。 The radio communication system of the present invention includes a first radio station having a first antenna group of N tx (N tx > 1: integer) or more and a second radio station of N rx (N rx ≧ 1: integer). And an orthogonal frequency division multiplex modulation method using N SC (N SC > 1: integer) subcarriers for user information transmission, and a modulation method and Signals of one or a plurality of signal sequences using a plurality of transmission modes realizing different transmission rates as combinations of coding rates in error correction, and further using one or a plurality of antennas in the first antenna group Is a wireless communication system capable of performing wireless communication by superimposing them on the same frequency band, wherein the first wireless station includes a receiving means for receiving a wireless signal using the first antenna group, and an FFT (Fast Fourier Transform) process A reception signal conversion means for converting the signal into a signal on each axis of the carrier, and a signal having a known pattern given to the reception signal as a reference signal, the i-th antenna and the second antenna in the first antenna group Transfer function acquisition means for acquiring a transfer function h j, i [k] related to a kth (1 ≦ k ≦ N SC : k is an integer) subcarrier between the jth antenna of the group and the transfer function h With respect to the transfer function matrix H k related to the k th subcarrier of N rx rows and N tx columns, where j, i [k] is the (j, i) element, a predetermined value defined with each component of the matrix H k as a variable and evaluation function calculation means for calculating the evaluation function F (H k), and summation means for obtaining by calculation the total sum F total for all subcarriers of the evaluation function F (H k), for values of the F total , A conversion table that gives a combination of modulation scheme and coding rate and the number of superimposed signal sequences. The transmission mode selection means for selecting the optimum transmission mode with reference to the table, and the superposition number of the transmission mode last selected in the optimum transmission mode selection step is N ′ (1 ≦ N ′ ≦ N tx : N ′ When the user data is input, the user data dividing means for dividing the user data into N ′ systems, and a signal of an individual known pattern is given to the data divided into the N ′ systems. Using the transmission mode selected in the optimal transmission mode selection step using the first antenna group and the signal sequence generation means for generating the first signal sequence of the N ′ system, and on the same frequency band And transmitting means for superimposing and transmitting the first signal sequence, wherein the second radio station individually receives radio signals using the N rx second antenna groups. And a signal with a known pattern attached to the received signal As a reference signal, demodulating means for demodulating to separate the signals of the respective signal sequences, were synthesized all signal sequences obtained by demodulating, and having a signal sequence combining means for outputting as a user data.

本発明の無線通信システムは、Ntx(Ntx>1:整数)本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、Nrx(Nrx≧1:整数)本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にNSC(NSC>1:整数)本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムであり、前記第一の無線局は、前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信する受信手段と、FFT(Fast Fourier Transform)処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換する受信信号変換手段と、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の第k(1≦k≦NSC:kは整数)サブキャリアに関する伝達関数hj,i [k]を取得する伝達関数取得手段と、前記伝達関数hj,i [k]を第(j,i)要素とするNrx行Ntx列の第kサブキャリアに関する伝達関数行列Hに対し、該行列Hのエルミート共役な行列H Hを求めるエルミート共役演算手段と、該行列H及びH Hの積即ちH×H HまたはH H×Hのいずれかを求める積演算手段と、該行列H×H HまたはH H×Hのいずれかの行列の各成分を変数として規定された所定の評価関数F(H×H H)又はF(H H×H)を演算する評価関数演算手段と、該評価関数F(H×H H)又はF(H H×H)の全サブキャリアに対する総和Ftotalを演算により求める総和演算手段と、前記Ftotalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する伝送モード選択手段と、前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’(1≦N’≦ Ntx:N’は整数)であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するユーザデータ分割手段と、前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成するス信号系列生成手段と、前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信する送信手段とを備え、前記第二の無線局は、Nrx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信する受信手段と、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調する復調手段と、復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力する信号系列合成手段とを備えたことを特徴とする。 The radio communication system of the present invention includes a first radio station having a first antenna group of N tx (N tx > 1: integer) or more and a second radio station of N rx (N rx ≧ 1: integer). And an orthogonal frequency division multiplex modulation method using N SC (N SC > 1: integer) subcarriers for user information transmission, and a modulation method and Signals of one or a plurality of signal sequences using a plurality of transmission modes realizing different transmission rates as combinations of coding rates in error correction, and further using one or a plurality of antennas in the first antenna group Is a wireless communication system capable of performing wireless communication by superimposing them on the same frequency band, wherein the first wireless station includes a receiving means for receiving a wireless signal using the first antenna group, and an FFT (Fast Fourier Transform) process A reception signal conversion means for converting the signal into a signal on each axis of the carrier, and a signal having a known pattern given to the reception signal as a reference signal, the i-th antenna and the second antenna in the first antenna group Transfer function obtaining means for obtaining a transfer function h j, i [k] related to a k-th (1 ≦ k ≦ N SC : k is an integer) sub-carrier between the j-th antenna and the transfer function h. j, i [k] the first (j, i) with respect to the transfer function matrix H k regarding the k-th subcarrier of the N rx rows N tx columns whose elements, obtaining the Hermitian conjugate matrix H k H of the matrix H k a Hermitian conjugate operation means, a product calculation means for calculating either the product i.e. H k × H k H or H k H × H k of the matrix H k and H k H, the matrix H k × H k H or H A predetermined evaluation function F (H k × H k) defined with each component of any matrix of k H × H k as a variable H ) or F (H k H × H k ), and a sum F for all subcarriers of the evaluation function F (H k × H k H ) or F (H k H × H k ) a summation means for obtaining by calculation the total, with respect to the value of the F total, with reference to the conversion table that gives the combination of superimposed number of modulation scheme and coding rate and signal sequences, transmission mode selection for selecting the optimum transmission mode And when the superimposition number of the transmission mode last selected in the optimum transmission mode selection step is N ′ (1 ≦ N ′ ≦ N tx : N ′ is an integer), when user data is input And a user data dividing means for dividing the user data into N ′ systems, and generating a first signal sequence of N ′ systems by giving individual known pattern signals to the data divided into the N ′ systems. Signal sequence generation means and the first antenna group, Using the transmission mode selected by suitable transmission mode selecting step, and transmitting means for transmitting by superimposing said first signal sequence at the same frequency band, the second radio station, N rx present Receiving means for individually receiving a radio signal using the second antenna group, and using a known pattern signal given to the received signal as a reference signal, the signals of each signal series are separated and demodulated A demodulating means and a signal series synthesizing means for synthesizing all demodulated signal sequences and outputting them as user data are provided.

上述したように、本発明の無線通信方法は、従来方式に対して、受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の第k(1≦k≦NSC:kは整数)サブキャリアに関する伝達関数hj,i [k]を取得するステップと、前記伝達関数hj,i [k]を第(j,i)要素とするNrx行Ntx列の第kサブキャリアに関する伝達関数行列Hkに対し、該伝達関数行列Hkの各成分を変数として規定された所定の評価関数F(Hk)を演算するステップと、該評価関数F(Hk)の全サブキャリアに対する総和Ftotalを演算により求めるステップ(または構成)とを備える点で異なる。 As described above, the wireless communication method of the present invention is different from the conventional system in that the i-th antenna in the first antenna group and the first antenna are used as a reference signal with a known pattern signal added to the received signal. Obtaining a transfer function h j, i [k] for the k-th (1 ≦ k ≦ N SC : k is an integer) subcarrier between the j-th antenna of the two antenna groups, and the transfer function h j, i [k] the first (j, i) with respect to the transfer function matrix H k regarding the k-th subcarrier of the N rx rows N tx columns whose elements are defined the components of the transfer function matrix H k as a variable And a step of calculating a predetermined evaluation function F (H k ) and a step (or configuration) of calculating a total F total for all subcarriers of the evaluation function F (H k ) by calculation.

ここで、前記評価関数F(M)として、行列Mの行列式Det(M)またはその絶対値|Det(M)|を用いることも好ましい。また、前記評価関数F(M)として、行列Mの行列式の絶対値の対数値Log(|Det(M)|)を用いることも好ましい。また、前記評価関数F(M)として、行列Mの各成分の絶対値の総和を用いることも好ましい。また、前記評価関数F(M)として、行列Mの各成分の絶対値の2乗の総和を用いることも好ましい。また、前記評価関数F(M)として、行列Mの各成分の絶対値の総和の対数値を用いることも好ましい。   Here, it is also preferable to use the determinant Det (M) of the matrix M or its absolute value | Det (M) | as the evaluation function F (M). It is also preferable to use the logarithm value Log (| Det (M) |) of the absolute value of the determinant of the matrix M as the evaluation function F (M). It is also preferable to use the sum of absolute values of each component of the matrix M as the evaluation function F (M). It is also preferable to use the sum of the squares of the absolute values of the components of the matrix M as the evaluation function F (M). It is also preferable to use a logarithmic value of the sum of absolute values of the components of the matrix M as the evaluation function F (M).

また、行列Mの逆行列をGとし、該逆行列Gを構成する列ベクトルをそれぞれV1,V2,V3,…,VNとした場合に、前記評価関数F(M)として、各列ベクトル毎に各成分の絶対値の2乗値の総和に対する平方根を求めた値の逆数を求め、更に該値を全列ベクトルに対して総和を取った値を用いることも好ましい。また、前記評価関数F(M)として、各列ベクトルV1,V2,V3,…,VN毎に各成分の絶対値の2乗値の総和に対する平方根を求めた値の逆数の対数値を求め、更に該値を全列ベクトルに対して総和を取った値を用いることも好ましい。 Further, when the inverse matrix of the matrix M is G and the column vectors constituting the inverse matrix G are V 1 , V 2 , V 3 ,..., V N , respectively, the evaluation function F (M) It is also preferable to use a value obtained by calculating the reciprocal of the value obtained by calculating the square root of the sum of the squares of the absolute values of the respective components for each column vector, and further calculating the sum of the values for all the column vectors. Further, as the evaluation function F (M), each column vector V 1, V 2, V 3 , ..., a pair of the reciprocal of the value of the square root for each V N for square value of the sum of the absolute values of the components It is also preferable to obtain a numerical value and use a value obtained by summing the values with respect to all column vectors.

さらに、行列Mの固有値をλ1,λ2,λ3,…,λNとした場合、前記評価関数F(M)として、該固有値の絶対値の総和を取った値を用いることも好ましい。また、前記評価関数F(M)としてとして、該固有値の絶対値の2乗の総和を取った値を用いることも好ましい。また、前記評価関数F(M)としてとして、該固有値の絶対値の逆数の総和を取った値を用いることも好ましい。また、前記評価関数F(M)としてとして、該固有値の絶対値の逆数の2乗の総和を取った値を用いることも好ましい。また、前記評価関数F(M)として、該固有値の絶対値の対数値の総和を取った値を用いることも好ましい。 Furthermore, when the eigenvalues of the matrix M are λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ N , it is preferable to use a value obtained by summing up the absolute values of the eigenvalues as the evaluation function F (M). It is also preferable to use a value obtained by taking the sum of the squares of the absolute values of the eigenvalues as the evaluation function F (M). It is also preferable to use a value obtained by summing the reciprocal of the absolute value of the eigenvalue as the evaluation function F (M). As the evaluation function F (M), it is also preferable to use a value obtained by summing the squares of the reciprocals of the absolute values of the eigenvalues. It is also preferable to use a value obtained by summing the logarithmic values of the absolute values of the eigenvalues as the evaluation function F (M).

さらに、また、該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλmax、絶対値が最小となる固有値をλminiと表記した場合に、前記評価関数F(M)として、λmax/λminiの絶対値を用いることも好ましい。また、前記評価関数F(M)として、λmini/λmaxの絶対値を用いることも好ましい。また、前記評価関数F(M)として、λmax/λminiの絶対値の2乗値を用いることも好ましい。さらに、前記評価関数F(M)として、λmini/λmaxの絶対値の2乗値を用いることも好ましい。また、前記評価関数F(M)として、λmax/λminiの絶対値の対数値を用いることも好ましい。また、さらに、前記評価関数F(M)として、行列Mの行列式を、行列Mの各成分の絶対値の2乗の総和の平方根をとった値で割った値を用いることも好ましい。 Further, when the eigenvalue having the maximum absolute value among the eigenvalues is expressed as λ max and the eigenvalue having the minimum absolute value as λ mini , the evaluation function F (M) is expressed as λ max / λ mini. It is also preferable to use the absolute value of. It is also preferable to use an absolute value of λ mini / λ max as the evaluation function F (M). It is also preferable to use the square value of the absolute value of λ max / λ mini as the evaluation function F (M). Furthermore, it is also preferable to use the square value of the absolute value of λ mini / λ max as the evaluation function F (M). It is also preferable to use a logarithmic value of the absolute value of λ max / λ mini as the evaluation function F (M). Further, as the evaluation function F (M), it is also preferable to use a value obtained by dividing the determinant of the matrix M by a value obtained by taking the square root of the sum of the squares of the absolute values of the components of the matrix M.

また、前記評価関数F(M)として、行列Mの行列式を、行列Mの各成分の絶対値の2乗の総和の平方根をとった値で割った値の対数値を用いることも好ましい。また、さらに、上述の評価関数F(M)の行列Mが非正方行列である場合には、上述の行列Mの代わりに、行列Mと該行列のエルミート共役の行列MHの積である行列、MH×M、またはM×MHを行列Mに置き換えて用いることも好ましい。
以上は、先の評価関数F(M)を与えるための具体例である。
It is also preferable to use a logarithmic value obtained by dividing the determinant of the matrix M by the value obtained by taking the square root of the sum of the squares of the absolute values of the components of the matrix M as the evaluation function F (M). Furthermore, when the matrix M of the evaluation function F (M) is a non-square matrix, a matrix that is the product of the matrix M and the Hermitian conjugate matrix MH of the matrix instead of the matrix M described above. , M H × M, or M × M H is preferably replaced with the matrix M.
The above is a specific example for giving the previous evaluation function F (M).

上述したように、本発明によれば、MIMO技術を適用にした無線LANシステムにおいて、受信した受信信号に付与されたプリアンブルと、予め記憶されている既知のパターンの信号(プリアンブルに用いたパターンと同一のもの)である参照信号とを比較/演算することにより、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の第k(1≦k≦NSC:kは整数)サブキャリアに関する伝達関数hj,i [k]を取得し、伝達関数Hkに基づく評価関数F(Hk)を生成、すなわち瞬時のPER特性をプリアンブル等のわずかな領域(ないしは少ないサンプル)から速やかに推定し、その結果よりMIMO技術を考慮の上で最適な伝送モードを選択する方法を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, in the wireless LAN system to which the MIMO technology is applied, the preamble added to the received signal received and the signal of the known pattern stored in advance (the pattern used for the preamble) By comparing / calculating a reference signal that is the same), the kth (1) between the i-th antenna of the first antenna group and the j-th antenna of the second antenna group. ≦ k ≦ N SC : k is an integer) Acquires a transfer function h j, i [k] related to a subcarrier and generates an evaluation function F (H k ) based on the transfer function H k , that is, an instantaneous PER characteristic as a preamble, etc. Thus, it is possible to provide a method for quickly estimating from a small region (or a small number of samples) and selecting an optimum transmission mode in consideration of the MIMO technique.

以下、本発明の実施形態による無線通信システムを図面を参照して説明する。図1(第1の実施形態)及び図2(第2の実施形態)は同実施形態の構成を示すブロック図である。
本発明の無線通信システムは、Ntx(Ntx>1:整数)本以上の第一のアンテナ群(アンテナ100〜アンテナ100、p=Ntx)を備えた第一の無線局(送信局T1もしくはT2)と、Nrx(Nrx≧1:整数)本の第二のアンテナ群(アンテナ101〜アンテナ101、q=Nrx)を備えた第二の無線局(受信局R)とにより構成され、ユーザ情報伝送用にNSC本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な構成を有している。
Hereinafter, a wireless communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 (first embodiment) and FIG. 2 (second embodiment) are block diagrams showing the configuration of the embodiment.
The wireless communication system of the present invention includes a first wireless station (transmission) including N tx (N tx > 1: integer) or more first antenna groups (antennas 100 1 to 100 p , p = N tx ). Station T1 or T2) and a second radio station (receiving station R) having N rx (N rx ≧ 1: integer) second antenna group (antenna 101 1 to antenna 101 q , q = N rx ). ), And uses an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation scheme that uses N SC subcarriers for user information transmission, and differs as a combination of modulation scheme and coding rate in error correction. A plurality of transmission modes for realizing a transmission rate are used, and further, one or a plurality of antennas in the first antenna group are used to superimpose signals of one or a plurality of signal sequences on the same frequency band and are wireless. To communicate It has a possible configuration.

送信局側では、伝達関数行列の取得が必要であるが、その為のひとつの方法についてまず、説明する。例えば、送信局(T1またはT2)の図示しない制御部は、受信局Rへの実際の送信データの送信処理の開始に際して、送受信手段1から、送信方式としてMIMO方式を用いずに通常の通信方法により、第1のアンテナ群のいずれか1本のアンテナから、伝達関数行列(第1及び第2のアンテナ群における各々のアンテナ間のサブキャリアの伝達関数からなる行列)を求める処理を行うため、受信局Rに対して所定の制御信号を送信する。   On the transmitting station side, it is necessary to acquire a transfer function matrix. One method for that purpose will be described first. For example, a control unit (not shown) of the transmitting station (T1 or T2), when starting transmission processing of actual transmission data to the receiving station R, sends a normal communication method from the transmitting / receiving means 1 without using the MIMO method as a transmission method. In order to perform a process of obtaining a transfer function matrix (a matrix composed of transfer functions of subcarriers between the antennas in the first and second antenna groups) from any one antenna of the first antenna group, A predetermined control signal is transmitted to the receiving station R.

この場合、例えば上記制御信号は、受信局Rに対して、プリアンブル(既知のパターンの信号)が付加された応答信号の送信を、MIMO方式により送信するよう指示する。この際には、この既知のパターンの信号は、送信局T1(もしくはT2)と受信局Rとの間で予め共通なものとして設定しておく必要がある。
そして、送信局側においては、受信した受信局からの応答信号(受信信号)から、プリアンブルを分離して、予め記憶されている既知のパターンを参照信号として、後に述べるように伝達関数hj,i [k]及び伝達関数行列Hを求め、この伝達関数行列H(もしくは伝達関数hj,i)に基づき、評価関数を演算する。
In this case, for example, the control signal instructs the receiving station R to transmit a response signal to which a preamble (a signal of a known pattern) is added according to the MIMO scheme. At this time, the signal of this known pattern needs to be set in advance as common between the transmitting station T1 (or T2) and the receiving station R.
On the transmitting station side, the preamble is separated from the received response signal (received signal) from the receiving station, and the transfer function h j, i [k] and a transfer function matrix H k are obtained, and an evaluation function is calculated based on the transfer function matrix H k (or transfer function h j, i ).

上述したように、送信局(T1またはT2)の上記制御部は、送信処理に際して、実際にデータを送信する前に、受信局との間の伝達関数行列を求めることが可能となる。この伝達関数が時間及び周囲の状況により、時々刻々と変化するため、ある程度の周期で情報の更新が必要となる。その為の方法としては、現在使用している伝達関数行列を求めた時刻からの時間経過を測定し、周期的に測定される経過時間が所定の時間閾値を超えているか否かの検出を行い、経過時間が時間閾値を超えたこと検出した場合に、再度、送受信手段1に受信局Rに対して制御信号を送信させ、新たな伝達関数行列を求めて、その都度最適な伝送モードを選択して、データの送信を継続して行う。   As described above, the control unit of the transmitting station (T1 or T2) can obtain a transfer function matrix with the receiving station before actually transmitting data in the transmission process. Since this transfer function changes from moment to moment depending on time and surrounding conditions, it is necessary to update information at a certain period. For this purpose, the time elapsed from the time when the currently used transfer function matrix is obtained is measured, and whether or not the elapsed time measured periodically exceeds a predetermined time threshold is detected. When it is detected that the elapsed time has exceeded the time threshold, the transmission / reception means 1 again transmits a control signal to the receiving station R to obtain a new transfer function matrix and select the optimum transmission mode each time. Then, data transmission is continued.

そして、送信局側においては、この評価関数から送信局及び受信局間の受信状態を示す総和Ftotalの値を求めて、この総和Ftotalに基づいて変換テーブル8から、最適な伝送モードを選択して、この伝送モードにより所望のデータの送信を、対応する受信局Rに対して行う。 On the transmitting station side, the value of the total F total indicating the reception state between the transmitting station and the receiving station is obtained from this evaluation function, and the optimum transmission mode is selected from the conversion table 8 based on the total F total. In this transmission mode, the desired data is transmitted to the corresponding receiving station R.

これにより、送信局から受信局に対して、常に安定した状態で、データの送信処理が行えることとなる。
以上の説明は、送信局側において伝達関数行列を取得するためのひとつの例であり、その他のいかなる方法を用いて伝達関数行列を推定しても構わない。
As a result, data transmission processing can be performed in a stable state from the transmitting station to the receiving station.
The above description is one example for acquiring the transfer function matrix on the transmitting station side, and the transfer function matrix may be estimated using any other method.

<第1の実施形態>
この図1の送信局T1において、送受信手段1は、アンテナ100〜アンテナ100を介して、他局、すなわち受信局Rと無線信号の送受信を行う。受信信号変換手段2は、FFT処理により受信した無線信号(受信信号)をサブキャリア毎に、軸上での信号(IQベクトル)に変換する。ここで軸上とは、I(搬送波同相成分)軸及びQ(搬送波直交成分)軸により形成される直交座標系の位置座表を示している。伝達関数取得手段3は、受信信号にプリアンブル信号として付与された既知のパターンの信号と、内部に記憶しているこの既知のパターン信号と同一の参照信号とを比較し、所定の演算を行うことにより、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の第k(1≦k≦NSC:kは整数)サブキャリアに関する伝達関数hj,i [k]を取得する。上記所定の演算は、参照信号により対応するパターンが予め判っているため、この参照信号のパターンと対応させつつ、受信したプリアンブルの受信強度を求め、第1及び第2のアンテナ群の各アンテナ間の伝達関数hj,i [k]を求める演算を示している。評価関数演算手段4は、上記伝達関数hj,i [k]を第(j,i)要素とするNrx行Ntx列の第kサブキャリアに関する伝達関数行列Hに対し、この求めた伝達関数行列Hの各成分を変数として規定された所定の評価関数F(H)を演算する。
<First Embodiment>
In the transmission station T1 of FIG. 1, the transmission / reception means 1 transmits / receives a radio signal to / from another station, that is, the reception station R via the antennas 100 1 to 100 q . The received signal converting means 2 converts the radio signal (received signal) received by the FFT processing into an on-axis signal (IQ vector) for each subcarrier. Here, on-axis indicates a position coordinate table of an orthogonal coordinate system formed by the I (carrier in-phase component) axis and the Q (carrier orthogonal component) axis. The transfer function acquisition means 3 compares a known pattern signal given to the received signal as a preamble signal with the same reference signal as the known pattern signal stored therein, and performs a predetermined calculation. Thus, the transfer function for the kth (1 ≦ k ≦ N SC : k is an integer) subcarrier between the i-th antenna in the first antenna group and the j-th antenna in the second antenna group. Get h j, i [k] . In the predetermined calculation, since the corresponding pattern is known in advance by the reference signal, the reception strength of the received preamble is obtained while corresponding to the pattern of the reference signal, and between the antennas of the first and second antenna groups. Shows an operation for obtaining the transfer function h j, i [k] . The evaluation function calculation means 4 obtains this for the transfer function matrix H k related to the k th subcarrier of N rx rows and N tx columns with the transfer function h j, i [k] as the (j, i) element. A predetermined evaluation function F (H k ) defined by using each component of the transfer function matrix H k as a variable is calculated.

総和演算手段5は、Nrx行Ntx列における上記評価関数F(H)の全サブキャリアに対する総和Ftotalを演算により求める。伝送モード選択手段5は、上記総和Ftotalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブル8を参照し、この変換テーブル8から総和Ftotalの値に対応する最適伝送モードを選択する。この変換テーブル8には、複数の総和Ftotalの値に対応して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせが、各々最適伝送モードとして記憶されている。 The sum calculation means 5 calculates the sum F total for all subcarriers of the evaluation function F (H k ) in N rx rows and N tx columns by calculation. Transmission mode selection means 5, to the value of the total sum F total, with reference to the conversion table 8 that gives the combination of the superposition number of the modulation scheme and coding rate and signal sequences, the value of the sum F total from the conversion table 8 Select the optimal transmission mode corresponding to. In the conversion table 8, a combination of a modulation scheme, a coding rate, and the number of superimposed signal sequences is stored as an optimum transmission mode in correspondence with a plurality of total F total values.

ユーザデータ分割手段9は、上記伝送モード選択手段5において、最後に選択された伝送モードの重畳数がN’(1≦N’≦ Ntx:N’は整数)であった場合、送信するユーザデータが入力された際に、このユーザデータをN’系統に分割する。信号系列生成手段6は、N’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を、プリアンブルとして付与し、N’系統の第一の信号系列を生成する。送受信手段1は、第一のアンテナ群を用いて、上記伝送モード選択手段5において選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上において、この第一の信号系列を重畳して、無線信号として送信する。 The user data dividing means 9 transmits the user to be transmitted when the number of superimposed transmission modes selected last in the transmission mode selection means 5 is N ′ (1 ≦ N ′ ≦ N tx : N ′ is an integer). When data is input, this user data is divided into N ′ systems. The signal sequence generation means 6 assigns an individual known pattern signal to the data divided into N ′ systems as a preamble, and generates a first signal sequence of the N ′ system. The transmission / reception means 1 uses the first antenna group, uses the transmission mode selected by the transmission mode selection means 5, and superimposes the first signal sequence on the same frequency band and transmits it as a radio signal. To do.

次に、図1の受信局Rにおいて、送受信手段12は、Nrx本のアンテナ群(アンテナ101〜アンテナ101)を用いて個別に無線信号を受信する。復調手段11は、受信した無線信号、すなわち受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、各信号系列の信号を分離して復調する。信号系列合成手段10は、復調した全ての上記信号系列を合成し、合成結果をユーザデータとして出力する。
また、通常の送受信機としては、図示していないが、送信局T1には、受信局Rにおける復調手段11及び信号系列合成手段10が設けられている。同様に、通常の送受信機としては、図示していないが、受信局Rには、送信局T1における受信信号変換手段2,伝達関数取得手段3,評価関数演算手段4,総和算出手段5,伝送モード選択手段7,変換テーブル8,ユーザデータ分割手段9及び信号系列生成手段6が設けられている。送受信手段1及び12は同様の構成を有する。
Next, in the receiving station R of FIG. 1, the transmission / reception means 12 individually receives radio signals using N rx antenna groups (antennas 101 1 to 101 q ). The demodulating unit 11 separates and demodulates the signals of each signal series, using the received radio signal, that is, a known pattern signal added to the received signal as a reference signal. The signal sequence synthesizing unit 10 synthesizes all the demodulated signal sequences and outputs the synthesis result as user data.
Further, although not shown as a normal transceiver, the transmitting station T1 is provided with a demodulating means 11 and a signal sequence synthesizing means 10 in the receiving station R. Similarly, although not shown as a normal transceiver, the receiving station R includes a received signal converting means 2, a transfer function acquiring means 3, an evaluation function calculating means 4, a sum calculating means 5, a transmission at the transmitting station T1. Mode selection means 7, conversion table 8, user data division means 9 and signal sequence generation means 6 are provided. The transmission / reception means 1 and 12 have the same configuration.

次に、本発明の第1の実施形態の動作について、図3及び図4を参照して説明する。図3及び図4は、本発明の第1の実施形態の動作例を説明するためのフローチャートである。
図3に、本発明の第1の実施形態における送信局T1(または受信局R)の受信処理におけるフローチャートである。
送受信手段1が複数のアンテナ101〜アンテナ101を用いて無線信号を受信し、受信信号として出力すると(ステップS1)、受信信号変換手段2は、送信手段1から入力される受信信号のプリアンブル信号を抜き出す(ステップS2)。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4 are flowcharts for explaining an operation example of the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart in the reception process of the transmitting station T1 (or receiving station R) in the first embodiment of the present invention.
When the transmission / reception means 1 receives a radio signal using the plurality of antennas 101 1 to 101 p and outputs it as a reception signal (step S1), the reception signal conversion means 2 receives the preamble of the reception signal input from the transmission means 1 A signal is extracted (step S2).

そして、受信信号変換手段2はアンテナ101〜アンテナ101における各アンテナ毎に、プリアンブル信号に対してFFT(高速フーリエ変換)処理を施す(ステップS3)。
次に、受信信号変換手段2がFFT処理により周波数空間上のサブキャリア毎の信号に分離した後、伝達関数取得手段3は、既知のプリアンブル信号を参照信号として、上記受信信号のプリアンブル信号と比較することにより、送信局T1の第一のアンテナ群の第iアンテナと、受信局Rの第2のアンテナ群の第jアンテナとの間の第kサブキャリアに対する伝達関数hj,i [k]を取得する(ステップS4)。
Then, the received signal conversion means 2 performs an FFT (Fast Fourier Transform) process on the preamble signal for each antenna in the antennas 101 1 to 101 p (step S3).
Next, after the received signal conversion means 2 separates the signal for each subcarrier in the frequency space by FFT processing, the transfer function obtaining means 3 compares the received preamble signal with the known preamble signal as a reference signal. Thus, the transfer function h j, i [k] for the k-th subcarrier between the i-th antenna of the first antenna group of the transmitting station T1 and the j-th antenna of the second antenna group of the receiving station R Is acquired (step S4).

そして、復調手段11は、この伝達関数hj,i [k]により構成されるサブキャリア毎の伝達関数行列Hkを用い、アンテナ101〜アンテナ101から入力される受信信号において、相手局から送信された各信号系列毎の分離、即ち他の信号系列からの干渉除去を行い(ステップS5)、以降のデータの同期検波による復調処理を行う(ステップS6)。
また、信号系列合成手段10は、上記データが引き続くことを検出した場合(ステップS7)、ステップS5及びステップS6をデータが終了することを検出するまで引き続き行い、データ終了後に、時系列に連続した複数のデータ(信号系列)を合成してユーザデータを再生し(ステップS8)、このユーザデータを出力して処理を終了する(ステップS13)。
Then, the demodulating means 11 uses the transfer function matrix H k for each subcarrier constituted by the transfer function h j, i [k] , and in the received signals input from the antennas 101 1 to 101 p , the counterpart station Is separated for each signal series transmitted from the receiver, that is, interference is removed from other signal series (step S5), and subsequent demodulation processing is performed by synchronous detection of data (step S6).
In addition, when the signal series synthesizing unit 10 detects that the data continues (step S7), the signal series synthesizing unit 10 continues to perform steps S5 and S6 until the end of the data is detected. A plurality of data (signal series) are combined to reproduce user data (step S8), the user data is output, and the process is terminated (step S13).

なお、伝達関数取得手段3がステップS4において、サブキャリア毎の伝達関数行列Hkを取得すると共に、評価関数演算手段4は伝達関数行列Hkの各成分を変数とする評価関数F(Hk)の値を演算により求める(ステップS9)。
そして、総和演算手段5は、入力される上記評価関数F(Hk)の値は、全てのサブキャリアに対して加算され、総和Ftotalが求められる(ステップS10)。
次に、伝送モード選択手段7は、この総和Ftotal値に基づき最適な伝送モードを選択するため、変換テーブル8を参照し、総和Ftotal値に対応する最適伝送モードを検索し選択して、記録する(ステップS11)。そして、伝送モード選択手段7は、ステップS11において取得した最適伝送モードを、次回に送信を行う際の伝送モードの推奨値として、内部の記憶部に記録、設定する(ステップS12)。
The transfer function acquisition unit 3 acquires the transfer function matrix H k for each subcarrier in step S4, and the evaluation function calculation unit 4 evaluates the evaluation function F (H k using each component of the transfer function matrix H k as a variable. ) Is obtained by calculation (step S9).
Then, the sum calculating means 5 adds the value of the input evaluation function F (H k ) to all the subcarriers to obtain the sum F total (step S10).
Next, the transmission mode selection means 7 refers to the conversion table 8 in order to select the optimal transmission mode based on this total F total value, searches for and selects the optimal transmission mode corresponding to the total F total value, Record (step S11). The transmission mode selection means 7 records and sets the optimum transmission mode acquired in step S11 in the internal storage unit as a recommended value for the transmission mode for the next transmission (step S12).

なお、従来方式と同様に通常の無線端末においては送信局T1と受信局Rとの機能を併せ持つため、図3においては受信処理のフローチャートを一括して示した。
しかしながら、送信局T1と受信局Rとの機能を、図1に示すように切り分けると、ユーザデータの送信を行う送信局T1としてはステップS5〜ステップS8の処理は不要となる。また、同様に、ユーザデータの受信を行う受信局としては、ステップS9〜ステップS12が不要となる。
As in the conventional system, a normal wireless terminal has the functions of the transmitting station T1 and the receiving station R. Therefore, FIG. 3 shows a flowchart of the receiving process.
However, if the functions of the transmitting station T1 and the receiving station R are separated as shown in FIG. 1, the processing in steps S5 to S8 is not necessary for the transmitting station T1 that transmits user data. Similarly, steps S9 to S12 are not required for a receiving station that receives user data.

次に、本発明の第1の実施形態における送信局T1の送信動作を、図4のフローチャートを用いて説明する。
ユーザデータ分割手段9は、送信すべきユーザデータが入力されると(ステップS21)、伝送モード選択手段7内部の記憶部に記憶、設定された最適伝送モードを参照し、MIMOにおける信号系列の多重数N’を取得する(ステップS23)。
そして、ユーザデータ分割手段9は、この多重数N’に従い、入力されるユーザデータをN’系列の信号系列に分割する(ステップS23)。
Next, the transmission operation of the transmission station T1 in the first embodiment of the present invention will be described using the flowchart of FIG.
When user data to be transmitted is input (step S21), the user data dividing unit 9 refers to the optimum transmission mode stored and set in the storage unit in the transmission mode selection unit 7, and multiplexes the signal sequences in MIMO. The number N ′ is acquired (step S23).
Then, the user data dividing means 9 divides the input user data into N′-sequence signal sequences in accordance with the multiplexing number N ′ (step S23).

次に、信号系列生成手段6は、分割されたそれぞれの上記信号系列の信号に対し、プリアンブル信号を付与し(ステップS24)する。
そして、送受信手段1は、入力されるN’本のアンテナ(アンテナ100〜アンテナ100)から最適伝送モードを用いて、上記信号系列の信号を無線信号として送信する(ステップS25)。
ここで、行列Hに対する評価関数F(Hk)の関数の形態としては、以下に示す各関数を用いる選択肢がある。例えば、伝達関数行列Hkが正方行列である場合、以下のものが例としてあげられる。
Next, the signal sequence generating means 6 gives a preamble signal to each of the divided signal sequences (step S24).
Then, the transmission / reception means 1 transmits the signal sequence signals as radio signals from the N ′ antennas (antennas 100 1 to 100 p ) that are input using the optimal transmission mode (step S25).
Here, as the form of the function of the evaluation function F (H k ) for the matrix H, there are options using the following functions. For example, when the transfer function matrix H k is a square matrix, the following is given as an example.

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ここで、伝達関数行列Hの逆行列をGとし、さらに、この逆行列Gの第(j,i)成分をgj,iと表記した場合、以下の評価関数を用いても良い。 Here, when the inverse matrix of the transfer function matrix H k is G and the (j, i) component of the inverse matrix G is expressed as g j, i , the following evaluation function may be used.

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ここで、式(6)〜式(24)各々が、本発明請求項3〜請求項21それぞれに対応し、この点を規定するものである。   Here, each of the formulas (6) to (24) corresponds to each of claims 3 to 21 of the present invention and defines this point.

<第2の実施形態>
なお、伝達関数行列Hが非正方行列である場合には、上述の式の伝達関数行列Hの代わりに、伝達関数行列Hと、この伝達関数行列のエルミート共役の行列H Hとの積である行列、すなわち行列H H×H又は行列H×H Hを、伝達関数行列Hと置き換えて用いることもできる。本発明の請求項2は、この点を規定するものである。
図2に本発明の第2の実施形態による無線通信システムの構成例を示す。第1の実施形態と異なる点は、上述したように、伝達関数行列Hに置き換えて、行列H H×H又は行列H×H Hを用いる点である。
<Second Embodiment>
Note that when the transfer function matrix H k is a non-square matrix, instead of the transfer function matrix H k of the above equation, and the transfer function matrix H k, and the matrix H k H Hermitian conjugate of the transfer function matrix The matrix H k H × H k or the matrix H k × H k H can be used in place of the transfer function matrix H k . Claim 2 of the present invention defines this point.
FIG. 2 shows a configuration example of a wireless communication system according to the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that, as described above, the matrix H k H × H k or the matrix H k × H k H is used instead of the transfer function matrix H k .

このため、第2の実施形態の構成としては、第1の実施形態に加えて、伝達関数行列Hのエルミート共役を演算するエルミート共役演算手段13と、行列H H×H又は行列H×H Hの演算を行う積演算手段14とが設けられている。
以下、図2に示すように、第2の実施形態の各構成において、第1の実施形態と同様な構成には同一の符号を付し、この説明を省略し、異なる構成及び動作のみ説明する。
図2において、エルミート共役演算手段13は、伝達関数取得手段3が求めた伝達関数hj,i [k]を第(j,i)要素とするNrx行Ntx列の第kサブキャリアに関する伝達関数行列Hに対して、この伝達関数行列Hのエルミート共役な行列H Hを演算して求める。
For this reason, as a configuration of the second embodiment, in addition to the first embodiment, the Hermitian conjugate computing means 13 for computing the Hermitian conjugate of the transfer function matrix H k and the matrix H k H × H k or the matrix H Product calculation means 14 for calculating k × H k H is provided.
Hereinafter, as shown in FIG. 2, in each configuration of the second embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted, and only different configurations and operations will be described. .
In FIG. 2, Hermitian conjugate calculation means 13 relates to the k th subcarrier of N rx rows and N tx columns having the transfer function h j, i [k] obtained by transfer function acquisition means 3 as the (j, i) element. against the transfer function matrix H k, determined by calculating a Hermitian conjugate matrix H k H of the transfer function matrix H k.

積演算手段14は、上記伝達関数行列H及びエルミート共役な行列H Hの積、すなわち行列H×H Hまたは行列H H×Hのいずれかを演算して求める。
評価関数演算手段4は、第1の実施形態における伝達関数行列Hに替えて、行列H×H Hまたは行列H H×Hのいずれかの行列の各成分を変数とし、この変数により規定された所定の評価関数F(H×H H)又はF(H H×H)を演算する。
総和演算手段5は、上記評価関数F(H×H H)又はF(H H×H)の全サブキャリアに対する総和Ftotalを演算により求める。他の構成については、第1及び第2の実施形態は同様の構成を有している。
Product calculation unit 14 is obtained by calculating any of the above product of the transfer function matrix H k and Hermitian conjugate matrix H k H, i.e. matrix H k × H k H or matrix H k H × H k.
The evaluation function calculation means 4 uses each component of the matrix H k × H k H or matrix H k H × H k as a variable instead of the transfer function matrix H k in the first embodiment. A predetermined evaluation function F (H k × H k H ) or F (H k H × H k ) defined by the variable is calculated.
The sum calculation means 5 calculates the sum F total for all subcarriers of the evaluation function F (H k × H k H ) or F (H k H × H k ) by calculation. Regarding other configurations, the first and second embodiments have the same configuration.

図3のフローチャートのステップS9において、上記エルミート共役演算手段13が伝達関数行列Hのエルミート共役な行列H Hを演算し、積演算手段14が行列H×H Hまたは行列H H×Hのいずれかを演算して求める。
そして、図3のフローチャートのステップS9において、総和演算手段5が、評価関数F(H×H H)またはF(H H×H)の全サブキャリアに対する総和Ftotalを演算により求める。ステップS9及びステップS10以外の処理については、第2の実施形態と第1の実施形態とで同様の動作が行われる。
以上述べた第1及び第2の実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することが出来る。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
In step S9 of the flowchart of FIG. 3, the Hermitian conjugate calculating means 13 calculates a Hermitian conjugate matrix H k H of the transfer function matrix H k , and the product calculating means 14 is a matrix H k × H k H or a matrix H k H. XH k is calculated by calculating one of them.
Then, in step S9 of the flowchart of FIG. 3, the sum calculation means 5 calculates the sum F total for all subcarriers of the evaluation function F (H k × H k H ) or F (H k H × H k ) by calculation. . For the processes other than step S9 and step S10, the same operation is performed in the second embodiment and the first embodiment.
The above-described first and second embodiments are all illustrative and do not limit the present invention, and the present invention can be implemented in various other modifications and changes. . Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.

なお、図3及び図4におけるフローチャートの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりMIMO技術を用いて、無線信号の送受信処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。   3 and 4 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed, thereby executing the MIMO technique. The wireless signal transmission / reception processing may be performed using Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer system” includes a WWW system having a homepage providing environment (or display environment). The “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in the computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。   The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

本発明の第1の実施形態の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の実施形態における第一及び第二の無線局の受信の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of reception of the 1st and 2nd radio station in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における第一の無線局の送信の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of transmission of the 1st radio station in embodiment of this invention. 従来方式における第一及び第二の無線局の受信動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the reception operation | movement of the 1st and 2nd radio station in a conventional system. 従来方式における第一の無線局の送信動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the transmission operation | movement of the 1st radio station in a conventional system.

符号の説明Explanation of symbols

1,12…送受信手段
2…受信信号変換手段
3…伝達関数取得手段
4…評価関数演算手段
5…総和演算手段
6…信号系列生成手段
7…伝送モード選択手段
8…変換テーブル
9…ユーザデータ分割手段
10…信号系列合成手段
11…復調手段
13…エルミート共役演算手段
14…積演算手段
1001,1002,100p,1011,1012,101q…アンテナ
T1,T2…送信局
R…受信局
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,12 ... Transmission / reception means 2 ... Reception signal conversion means 3 ... Transfer function acquisition means 4 ... Evaluation function calculation means 5 ... Summation calculation means 6 ... Signal sequence generation means 7 ... Transmission mode selection means 8 ... Conversion table 9 ... User data division | segmentation Means 10 ... Signal sequence synthesis means 11 ... Demodulation means 13 ... Hermitian conjugate computation means 14 ... Product computation means 100 1 , 100 2 , 100 p , 101 1 , 101 2 , 101 q ... Antenna T1, T2 ... Transmitting station R ... Reception Station

Claims (23)

Ntx(Ntx>1:整数)本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、Nrx(Nrx≧1:整数)本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にNSC(NSC>1:整数)本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムにおいて、
前記第一の無線局は、
前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信するステップと、
FFT(Fast Fourier Transform)処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換するステップと、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の第k(1≦k≦NSC:kは整数)サブキャリアに関する伝達関数hj,i [k]を取得するステップと、
前記伝達関数hj,i [k]を第(j,i)要素とするNrx行Ntx列の第kサブキャリアに関する伝達関数行列Hに対し、該行列Hの各成分を変数として規定された所定の評価関数F(H)を演算するステップと、
該評価関数F(H)の全サブキャリアに対する総和Ftotalを演算により求めるステップと、
前記Ftotalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する最適伝送モード選択ステップと、
前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’(1≦N’≦ Ntx:N’は整数)であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するステップと、
前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成するステップと、
前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信するステップと
を備え、
前記第二の無線局は、
Nrx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信するステップと、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調するステップと、
復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力するステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
A first radio station having N tx (N tx > 1: integer) or more first antenna groups and a second radio station having N rx (N rx ≧ 1: integer) second antenna groups. Of orthogonal frequency division multiplex modulation using N SC (N SC > 1: integer) subcarriers for user information transmission, and a combination of modulation scheme and coding rate in error correction Using a plurality of transmission modes that realize different transmission rates, and further superimposing signals of one or more signal sequences on the same frequency band using one or more antennas in the first antenna group. In a wireless communication system capable of performing wireless communication,
The first radio station is
Receiving a radio signal using the first antenna group;
A step of converting a received signal into a signal on each subcarrier axis by FFT (Fast Fourier Transform) processing;
Using a known pattern signal given to the received signal as a reference signal, the kth (1 ≦ 1) between the i-th antenna of the first antenna group and the j-th antenna of the second antenna group. k ≦ N SC : k is an integer) obtaining a transfer function h j, i [k] for subcarriers;
With respect to the transfer function matrix H k related to the k th subcarrier of N rx rows and N tx columns with the transfer function h j, i [k] as the (j, i) element, each component of the matrix H k is used as a variable. Calculating a prescribed predetermined evaluation function F (H k );
Calculating a total F total for all subcarriers of the evaluation function F (H k ) by calculation;
An optimum transmission mode selection step of selecting an optimum transmission mode with reference to a conversion table that gives a combination of a modulation scheme, a coding rate, and a number of superimpositions of a signal sequence with respect to the value of F total ;
When the number of superimposed transmission modes last selected in the optimum transmission mode selection step is N ′ (1 ≦ N ′ ≦ N tx : N ′ is an integer), user data is input when user data is input. Dividing N ′ system into
Providing a signal of an individual known pattern to the data divided into the N ′ system to generate a first signal sequence of the N ′ system;
Using the first antenna group, using the transmission mode selected in the optimum transmission mode selection step, and superimposing and transmitting the first signal sequence on the same frequency band, and
The second radio station is
Individually receiving radio signals using the N rx second antenna groups;
A step of separating and demodulating the signals of each of the signal series using a known pattern signal given to the received signal as a reference signal;
And a step of synthesizing all demodulated signal sequences and outputting them as user data.
Ntx(Ntx>1:整数)本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、Nrx(Nrx≧1:整数)本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にNSC(NSC>1:整数)本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムにおいて、
前記第一の無線局は、
前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信するステップと、
FFT(Fast Fourier Transform)処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換するステップと、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の第k(1≦k≦NSC:kは整数)サブキャリアに関する伝達関数hj,i [k]を取得するステップと、
前記伝達関数hj,i [k]を第(j,i)要素とするNrx行Ntx列の第kサブキャリアに関する伝達関数行列Hに対し、該行列Hのエルミート共役な行列H Hを求めるステップと、
該行列H及びH Hの積即ちH×H HまたはH H×Hのいずれかを求めるステップと、
該行列H×H HまたはH H×Hのいずれかの行列の各成分を変数として規定された所定の評価関数F(H×H H)又はF(H H×H)を演算するステップと、
該評価関数F(H×H H)又はF(H H×H)の全サブキャリアに対する総和Ftotalを演算により求めるステップと、
前記Ftotalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する最適伝送モード選択ステップと、
前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’(1≦N’≦ Ntx:N’は整数)であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するステップと、
前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成するステップと、
前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信するステップと
を備え、
前記第二の無線局は、
Nrx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信するステップと、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調するステップと、
復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力するステップと
を備えたことを特徴とする無線通信方法。
A first radio station having N tx (N tx > 1: integer) or more first antenna groups and a second radio station having N rx (N rx ≧ 1: integer) second antenna groups. Of orthogonal frequency division multiplex modulation using N SC (N SC > 1: integer) subcarriers for user information transmission, and a combination of modulation scheme and coding rate in error correction Using a plurality of transmission modes that realize different transmission rates, and further superimposing signals of one or more signal sequences on the same frequency band using one or more antennas in the first antenna group. In a wireless communication system capable of performing wireless communication,
The first radio station is
Receiving a radio signal using the first antenna group;
A step of converting a received signal into a signal on each subcarrier axis by FFT (Fast Fourier Transform) processing;
Using a known pattern signal given to the received signal as a reference signal, the kth (1 ≦ 1) between the i-th antenna of the first antenna group and the j-th antenna of the second antenna group. k ≦ N SC : k is an integer) obtaining a transfer function h j, i [k] for the subcarrier;
A Hermitian conjugate matrix H k of the matrix H k with respect to the transfer function matrix H k related to the k th subcarrier of N rx rows and N tx columns, where the transfer function h j, i [k] is the (j, i) element. determining k H ;
And determining one of the product i.e. H k × H k H or H k H × H k of the matrix H k and H k H,
A predetermined evaluation function F (H k × H k H ) or F (H k H × H) defined with each component of the matrix H k × H k H or H k H × H k as a variable. k )), and
Calculating the total F total for all subcarriers of the evaluation function F (H k × H k H ) or F (H k H × H k ) by calculation;
An optimum transmission mode selection step of selecting an optimum transmission mode with reference to a conversion table that gives a combination of a modulation scheme, a coding rate, and a number of superimpositions of a signal sequence with respect to the value of F total ;
When the number of superimposed transmission modes last selected in the optimum transmission mode selection step is N ′ (1 ≦ N ′ ≦ N tx : N ′ is an integer), user data is input when user data is input. Dividing N ′ system into
Providing a signal of an individual known pattern to the data divided into the N ′ system to generate a first signal sequence of the N ′ system;
Using the first antenna group, using the transmission mode selected in the optimum transmission mode selection step, and superimposing and transmitting the first signal sequence on the same frequency band, and
The second radio station is
Individually receiving radio signals using the N rx second antenna groups;
A step of separating and demodulating the signals of each of the signal series using a known pattern signal given to the received signal as a reference signal;
And a step of synthesizing all demodulated signal sequences and outputting them as user data.
前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの行列式Det(M)またはその絶対値|Det(M)|を用いることを特徴とする無線通信方法。   3. The wireless communication method according to claim 1, wherein a determinant Det (M) of the matrix M or an absolute value | Det (M) | thereof is used as the evaluation function F (M) for the matrix M. A wireless communication method. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの行列式の絶対値の対数値Log(|Det(M)|)を用いることを特徴とする無線通信方法。   3. The wireless communication method according to claim 1, wherein a logarithm value Log (| Det (M) |) of an absolute value of a determinant of the matrix M is used as the evaluation function F (M) for the matrix M. A wireless communication method characterized by being used. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの各成分の絶対値の総和を用いることを特徴とする無線通信方法。   3. The wireless communication method according to claim 1, wherein a sum of absolute values of components of the matrix M is used as the evaluation function F (M) for the matrix M. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの各成分の絶対値の2乗の総和を用いることを特徴とする無線通信方法。   The wireless communication method according to claim 1 or 2, wherein a sum of squares of absolute values of components of the matrix M is used as the evaluation function F (M) for the matrix M. Communication method. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの各成分の絶対値の総和の対数値を用いることを特徴とする無線通信方法。   The wireless communication method according to claim 1 or 2, wherein a logarithmic value of a sum of absolute values of components of the matrix M is used as the evaluation function F (M) for the matrix M. Communication method. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの逆行列をGとし、更に該逆行列Gを構成する列ベクトルをそれぞれV,V,V,…,Vとした場合に、各列ベクトル毎に各成分の絶対値の2乗値の総和に対する平方根を求めた値の逆数を求め、更に該値を全列ベクトルに対して総和を取った値を用いることを特徴とする無線通信方法。 The radio communication method according to claim 1 or 2, wherein the inverse function of the matrix M is G as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns, and the inverse matrix G is When each column vector is V 1 , V 2 , V 3 ,..., V N , the reciprocal of the value obtained by calculating the square root of the sum of the squares of the absolute values of the respective components is obtained for each column vector. Further, a wireless communication method characterized by using a value obtained by summing the values with respect to all column vectors. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、N行N列の正方行列Mの逆行列をGとし、更に該逆行列Gを構成する列ベクトルをそれぞれV,V,V,…,Vとした場合に、各列ベクトル毎に各成分の絶対値の2乗値の総和に対する平方根を求め、この平方根の値の逆数の対数値を求め、更に該対数値を全列ベクトルに対して総和を取った値を用いることを特徴とする無線通信方法。 The wireless communication method according to claim 1 or 2, wherein an inverse matrix of a square matrix M of N rows and N columns is G, and column vectors constituting the inverse matrix G are V 1 , V 2 , When V 3 ,..., V N are obtained, the square root of the sum of the squares of the absolute values of the respective components is obtained for each column vector, the logarithmic value of the reciprocal of the square root value is obtained, and the logarithmic value is further calculated. A wireless communication method characterized by using a value obtained by summing up all column vectors. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の絶対値の総和を取った値を用いることを特徴とする無線通信方法。 3. The wireless communication method according to claim 1, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,... Of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. A wireless communication method characterized in that λ N is obtained and a value obtained by taking the sum of absolute values of the eigenvalues is used. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の絶対値の2乗の総和を取った値を用いることを特徴とする無線通信方法。 3. The wireless communication method according to claim 1, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,... Of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. A wireless communication method characterized in that λ N is obtained and a value obtained by taking a sum of squares of absolute values of the eigenvalues is used. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の絶対値の逆数の総和を取った値を用いることを特徴とする無線通信方法。 3. The wireless communication method according to claim 1, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,... Of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. A wireless communication method characterized by obtaining λ N and further using a value obtained by taking the sum of the reciprocals of the absolute values of the eigenvalues. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の絶対値の逆数の2乗の総和を取った値を用いることを特徴とする無線通信方法。 3. The wireless communication method according to claim 1, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,... Of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. A wireless communication method characterized in that λ N is obtained and a value obtained by taking the sum of squares of reciprocals of absolute values of the eigenvalues is used. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の絶対値の対数値の総和を取った値を用いることを特徴とする無線通信方法。 3. The wireless communication method according to claim 1, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,... Of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. A wireless communication method characterized in that λ N is obtained and a value obtained by taking a sum of logarithmic values of absolute values of the eigenvalues is used. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλmax、絶対値が最小となる固有値をλminiと表記した場合に、λmini/λmaxの絶対値を用いることを特徴とする無線通信方法。 3. The wireless communication method according to claim 1, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,... Of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. When λ N is obtained and the eigenvalue having the maximum absolute value among the eigenvalues is expressed as λ max and the eigenvalue having the minimum absolute value is expressed as λ mini , the absolute value of λ mini / λ max is used. A wireless communication method. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλmax、絶対値が最小となる固有値をλminiと表記した場合に、λmax/λminiの絶対値を用いることを特徴とする無線通信方法。 3. The wireless communication method according to claim 1, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,... Of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. seeking lambda N, further eigenvalues absolute value among the eigenvalues is maximum lambda max, eigenvalues absolute value is minimum when expressed as lambda mini, the use of absolute values of λ max / λ mini A wireless communication method. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλmax、絶対値が最小となる固有値をλminiと表記した場合に、λmini/λmaxの絶対値の2乗を用いることを特徴とする無線通信方法。 3. The wireless communication method according to claim 1, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,... Of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. When λ N is obtained and the eigenvalue having the maximum absolute value among the eigenvalues is expressed as λ max , and the eigenvalue having the minimum absolute value as λ mini , the square of the absolute value of λ mini / λ max is calculated. A wireless communication method characterized by being used. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλmax、絶対値が最小となる固有値をλminiと表記した場合に、λmax/λminiの絶対値の2乗を用いることを特徴とする無線通信方法。 3. The wireless communication method according to claim 1, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,... Of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. When λ N is obtained and the eigenvalue having the maximum absolute value among the eigenvalues is expressed as λ max , and the eigenvalue having the minimum absolute value as λ mini , the square of the absolute value of λ max / λ mini is calculated. A wireless communication method characterized by being used. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、N行N列の正方行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの固有値λ,λ,λ,…,λを求め、更に該固有値の中の絶対値が最大となる固有値をλmax、絶対値が最小となる固有値をλminiと表記した場合に、λmax/λminiの絶対値の対数値を用いることを特徴とする無線通信方法。 3. The wireless communication method according to claim 1, wherein the eigenvalues λ 1 , λ 2 , λ 3 ,... Of the matrix M are used as the evaluation function F (M) for the square matrix M of N rows and N columns. seeking lambda N, further absolute eigenvalues is maximized lambda max in the eigenvalues, eigenvalues absolute value is minimum when expressed as lambda mini, the logarithm of the absolute value of the λ max / λ mini A wireless communication method characterized by being used. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの行列式を、行列Mの各成分の絶対値の2乗の総和の平方根をとった値で割った値を用いることを特徴とする無線通信方法。   The wireless communication method according to claim 1 or 2, wherein the determinant of the matrix M is the sum of the squares of the absolute values of the components of the matrix M as the evaluation function F (M) for the matrix M. A wireless communication method using a value obtained by dividing a square root by a value. 前記請求項1または請求項2記載の無線通信方法であって、行列Mに対する前記評価関数F(M)として、行列Mの行列式を、行列Mの各成分の絶対値の2乗の総和の平方根をとった値で割った値の対数値を用いることを特徴とする無線通信方法。   The wireless communication method according to claim 1 or 2, wherein the determinant of the matrix M is the sum of the squares of the absolute values of the components of the matrix M as the evaluation function F (M) for the matrix M. A wireless communication method characterized by using a logarithmic value of a value obtained by dividing a square root by a value. Ntx(Ntx>1:整数)本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、Nrx(Nrx≧1:整数)本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にNSC(NSC>1:整数)本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムであり、
前記第一の無線局は、
前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信する受信手段と、
FFT(Fast Fourier Transform)処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換する受信信号変換手段と、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の第k(1≦k≦NSC:kは整数)サブキャリアに関する伝達関数hj,i [k]を取得する伝達関数取得手段と、
前記伝達関数hj,i [k]を第(j,i)要素とするNrx行Ntx列の第kサブキャリアに関する伝達関数行列Hに対し、該行列Hの各成分を変数として規定された所定の評価関数F(H)を演算する評価関数演算手段と、
該評価関数F(H)の全サブキャリアに対する総和Ftotalを演算により求める総和演算手段と、
前記Ftotalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する伝送モード選択手段と、
前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’(1≦N’≦ Ntx:N’は整数)であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するユーザデータ分割手段と、
前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成する信号系列生成手段と、
前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信する送信手段と
を備え、
前記第二の無線局は、
Nrx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信する受信手段と、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調する復調手段と、
復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力する信号系列合成手段と
を有することを特徴とする無線通信システム。
A first radio station having N tx (N tx > 1: integer) or more first antenna groups and a second radio station having N rx (N rx ≧ 1: integer) second antenna groups. Of orthogonal frequency division multiplex modulation using N SC (N SC > 1: integer) subcarriers for user information transmission, and a combination of modulation scheme and coding rate in error correction Using a plurality of transmission modes that realize different transmission rates, and further superimposing signals of one or more signal sequences on the same frequency band using one or more antennas in the first antenna group. Wireless communication system capable of performing wireless communication,
The first radio station is
Receiving means for receiving a radio signal using the first antenna group;
A received signal converting means for converting a received signal into a signal on each subcarrier axis by FFT (Fast Fourier Transform) processing;
Using a known pattern signal given to the received signal as a reference signal, the kth (1 ≦ 1) between the i-th antenna of the first antenna group and the j-th antenna of the second antenna group. k ≦ N SC : k is an integer) transfer function obtaining means for obtaining a transfer function h j, i [k] related to subcarriers;
With respect to the transfer function matrix H k related to the k th subcarrier of N rx rows and N tx columns with the transfer function h j, i [k] as the (j, i) element, each component of the matrix H k is used as a variable. An evaluation function calculating means for calculating a prescribed predetermined evaluation function F (H k );
A sum calculating means for calculating a sum F total for all subcarriers of the evaluation function F (H k );
A transmission mode selection means for selecting an optimum transmission mode with reference to a conversion table that gives a combination of a modulation scheme, a coding rate, and the number of superimposed signal sequences with respect to the value of F total ;
When the number of superimposed transmission modes last selected in the optimum transmission mode selection step is N ′ (1 ≦ N ′ ≦ N tx : N ′ is an integer), user data is input when user data is input. Dividing user data into N ′ systems,
A signal sequence generating means for generating a first signal sequence of the N ′ system by giving a signal of an individual known pattern to the data divided into the N ′ system,
Using the first antenna group, using the transmission mode selected in the optimal transmission mode selection step, and comprising transmitting means for superimposing and transmitting the first signal sequence on the same frequency band,
The second radio station is
Receiving means for individually receiving radio signals using the N rx second antenna groups;
Demodulating means for separating and demodulating the signals of each signal series, using a known pattern signal given to the received signal as a reference signal;
A radio communication system comprising: a signal sequence synthesizing unit that synthesizes all demodulated signal sequences and outputs them as user data.
本発明の無線通信システムは、Ntx(Ntx>1:整数)本以上の第一のアンテナ群を備えた第一の無線局と、Nrx(Nrx≧1:整数)本の第二のアンテナ群を備えた第二の無線局とにより構成され、ユーザ情報伝送用にNSC本のサブキャリアを用いる直交周波数分割多重変調方式を用い、且つ変調方式及び誤り訂正における符号化率の組み合わせとして異なる伝送レートを実現する複数の伝送モードを用い、更に前記第一のアンテナ群の中の一つ又は複数のアンテナを用いて一つ又は複数の信号系列の信号を同一周波数帯域上で重畳して無線通信を行うことが可能な無線通信システムであり、
前記第一の無線局は、
前記第一のアンテナ群を用いて無線信号を受信する受信手段と、
FFT(Fast Fourier Transform)処理により受信信号をサブキャリア毎軸上での信号に変換する受信信号変換手段と、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第一のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第二のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の第k(1≦k≦NSC:kは整数)サブキャリアに関する伝達関数hj,i [k]を取得する伝達関数取得手段と、
前記伝達関数hj,i [k]を第(j,i)要素とするNrx行Ntx列の第kサブキャリアに関する伝達関数行列Hに対し、該行列Hのエルミート共役な行列H Hを求めるエルミート共役演算手段と、
該行列H及びH Hの積即ちH×H HまたはH H×Hのいずれかを求める積演算手段と、
該行列H×H HまたはH H×Hのいずれかの行列の各成分を変数として規定された所定の評価関数F(H×H H)又はF(H H×H)を演算する評価関数演算手段と、
該評価関数F(H×H H)又はF(H H×H)の全サブキャリアに対する総和Ftotalを演算により求める総和演算手段と、
前記Ftotalの値に対して、変調方式及び符号化率及び信号系列の重畳数の組み合わせを与える変換テーブルを参照し、最適伝送モードを選択する伝送モード選択手段と、
前記最適伝送モード選択ステップにて最後に選択された伝送モードの重畳数がN’(1≦N’≦ Ntx:N’は整数)であった場合、ユーザデータが入力された際にユーザデータをN’系統に分割するユーザデータ分割手段と、
前記のN’系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN’系統の第一の信号系列を生成するス信号系列生成手段と、
前記第一のアンテナ群を用いて、前記最適伝送モード選択ステップにて選択された伝送モードを用い、同一周波数帯域上にて前記第一の信号系列を重畳して送信する送信手段と
を備え、
前記第二の無線局は、
Nrx本の前記第二のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信する受信手段と、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記の各信号系列の信号を分離して復調する復調手段と、
復調した全ての信号系列を合成し、ユーザデータとして出力する信号系列合成手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
The radio communication system of the present invention includes a first radio station having a first antenna group of N tx (N tx > 1: integer) or more and a second radio station of N rx (N rx ≧ 1: integer). the combination of is constituted by a second radio station with the antenna group, using orthogonal frequency division multiplexing modulation scheme using N SC present subcarriers for transmission user information and the coding rate in the modulation scheme and error correction Using a plurality of transmission modes that realize different transmission rates, and further superimposing signals of one or more signal sequences on the same frequency band using one or more antennas in the first antenna group. Wireless communication system capable of performing wireless communication,
The first radio station is
Receiving means for receiving a radio signal using the first antenna group;
A received signal converting means for converting a received signal into a signal on each subcarrier axis by FFT (Fast Fourier Transform) processing;
Using a known pattern signal given to the received signal as a reference signal, the kth (1 ≦ 1) between the i-th antenna of the first antenna group and the j-th antenna of the second antenna group. k ≦ N SC : k is an integer) transfer function obtaining means for obtaining a transfer function h j, i [k] related to subcarriers;
A Hermitian conjugate matrix H k of the matrix H k with respect to the transfer function matrix H k related to the k th subcarrier of N rx rows and N tx columns, where the transfer function h j, i [k] is the (j, i) element. Hermitian conjugate calculation means for obtaining k H ;
A product calculating means for calculating either the product i.e. H k × H k H or H k H × H k of the matrix H k and H k H,
A predetermined evaluation function F (H k × H k H ) or F (H k H × H) defined with each component of the matrix H k × H k H or H k H × H k as a variable. k ), an evaluation function calculating means for calculating
A total calculation means for calculating a total F total for all subcarriers of the evaluation function F (H k × H k H ) or F (H k H × H k ) by calculation;
A transmission mode selection means for selecting an optimum transmission mode with reference to a conversion table that gives a combination of a modulation scheme, a coding rate, and a superimposition number of a signal sequence with respect to the value of F total ;
When the number of superimposed transmission modes last selected in the optimum transmission mode selection step is N ′ (1 ≦ N ′ ≦ N tx : N ′ is an integer), user data is input when user data is input. Dividing user data into N ′ systems,
A signal sequence generation means for generating a first signal sequence of the N ′ system by giving a signal of an individual known pattern to the data divided into the N ′ system,
Using the first antenna group, and using the transmission mode selected in the optimum transmission mode selection step, and transmitting means for superimposing and transmitting the first signal sequence on the same frequency band, and
The second radio station is
Receiving means for individually receiving radio signals using the N rx second antenna groups;
Demodulating means for separating and demodulating the signals of each signal series, using a known pattern signal given to the received signal as a reference signal;
A radio communication system comprising: a signal sequence synthesizing unit that synthesizes all demodulated signal sequences and outputs them as user data.
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