JP2005057497A - 無線伝送制御方法並びに無線受信装置及び無線送信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信機と受信機は夫々複数のアンテナを備え、送信機がパイロット信号を送信し、受信機はパイロット信号を受信し、このパイロット信号に対応する伝送関連情報を算出し、この算出情報に基づき、送信機からの信号の送信方法を選定して送信機に通知し、送信機はその送信方法で信号を送信することで、受信側での信号分離が容易になる。
【選択図】図2
Description
x(p)=Σn=1 N hn sn(p)+z(p)
ここで、s1(p),…,sN (p)は送信信号、hn=[h1n,…,hMn]Tは送信アンテナ3からM本の受信アンテナ4への伝搬ベクトル、z(p)=[z1(p),…,zM (p)]Tは雑音ベクトル、zm(p)はアンテナ4での雑音成分を表す。
yn(p)=vn Tx(p)
=Σn0=1 N (vn Thn0) sn0(p)+ vn Tz(p)
受信ウエイトvnにはさまざまな決定方法があるが、出力yn (p)が信号sn(p)に近づくよう各信信ウエイトvnを決定する。たとえば、ZF(Zero Forcing)基準に基づくウエイト決定では、次式が満たされるようにウエイトvnを決定する。
vn Thn0=1 n0=nの場合
=0 n0がn以外の場合 (式1)
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SDM)伝送するMIMOシステムにおける効率的な信号伝送法及び通信方式に関するものである。以下、説明にあたって、情報信号の送信側を端末A、受信側を端末Bと呼ぶ。
また、3は端末A1側のN本のアンテナ、4は端末B2側のM本のアンテナ、5は伝搬特性を行列H=[hmn]とする送受信間の伝搬路である。
hn =Σn=1 N x(p)sn(p)*
ここで、*は複素共役である。通常、この操作は整合フィルタ(MF:Matched Filter)を用いて実現される。図6では伝搬ベクトル推定を行う一例を示したが、これ以外にも受信信号からパイロット信号に関する伝送関連情報である伝搬情報を検出するものであれば、いかなる構成でも構わない。また、伝搬ベクトル以外であってもパイロット信号に関する有効な伝搬情報であればいかなるパラメータでも構わない。
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SDM)伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。特に、実施の形態1における端末Bでの送信信号選定方法に関する具体的な一つの方法を示す。
従って、本実施の形態に従えば、伝搬環境のよい信号を選定して信号伝送を行うことができる。また、受信機での各信号の分離受信も円滑に行える。
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SDM)伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。特に、実施の形態1における端末Bでの送信信号選定方法に関する方法であり、実施の形態2とは異なる一つの方法を示す。
|hn1 H hn2|/(||hn1|| ||hn2||) もしくは |hn1 H hn2|
で定義されるパラメータであり、このパラメータが小さいほど、信号n1,n2は空間的に直交関係に近い状態といえる。相互の信号が直交関係に近いほど、端末Bでは2つの信号の分離は容易となる。従って、この選定によって相互に信号を抑圧しやすい環境で信号伝送を行うことができる。その結果、端末Bでは各信号の分離が容易となる。
Σn1|hn H hn1|/(||hn|| ||hn1||)
が最小となる信号nを変数n1のグループ以外から新たに選定し(S305)、グループn1に要素として加える(S302)。また、ステップS302終了時にn1の要素がR個以上の場合(S303)には、グループn1として選定した番号を制御情報伝送部11に通知して(S304)、処理を終了する。
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SDM)伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。特に、実施の形態1における端末Bでの送信信号選定方法に関する方法であり、実施の形態2、3とは異なる方法の一つを示す。
予測SINRの算出にあたっては、推定伝搬ベクトルhnを用いてまず受信ウエイトvnの計算が行われる。
例えばZF基準及びMMSE合成基準の場合、受信ウエイトvnは次式で与えられる。
vn =(Σn0 hn0 hn0 H)-1 hn0 (ZF基準の場合)
vn =(Σn0 hn0 hn0 H+PN I)-1 hn0 (MMSE合成基準の場合)
Γn=|hn H vn(p)|2/{vn H(Σn0 hn0 hn0 H+PN I) vn―| hn H vn(p)|2} (式2)
ここで、PNは雑音電力であり、あらかじめ推定された値である。
なお、受信ウエイトvnはZF基準、MMSE合成基準以外のウエイト演算でも構わない。いかなるウエイトvnに対しても(式2)のSINR予測式を適用できる。
また、本発明は、信号の組合せ候補を想定して伝送評価を行い、その結果を用いて伝送制御を行なういかなるMIMOシステムにも適用できる。
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SDM)伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。本実施の形態は実施の形態1と同様な送受信機の構成を有するが、端末Bから端末Aへ通知する制御情報が異なり、本実施の形態では伝送関連情報として、各信号の伝送フォーマットを通知する。
本テーブルを用いると、あるSINRのもとで所定の要求品質を達成するための伝送フォーマットとその伝送速度を決定できる。また、伝送速度を評価値として扱えば、さまざまな信号の組合せに対して、評価値を算出することもできる。
評価値が最大となる組合せを選定することで、MIMOシステムにおいて要求品質基準を満たしつつ伝送速度の向上を行える。
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SDM)伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。特に、マルチキャリア伝送を行うSDM伝送について示したものである。
本実施の形態は、特にマルチキャリア伝送を行うSDM伝送について、実施の形態6とは異なる伝送制御法および通信方式を示したものである。
実施の形態6で示したように各サブキャリアに対し独立して伝送制御を行うことで、シングルキャリアの場合と同様の制御を行うことができる。しかし、全てのサブキャリアに対して独立制御を行うと、制御量が大きくなるという問題がある。そこで、本実施の形態では、制御量を低減しつつ、MIMOシステムにおける効率的な信号伝送を可能とする方法について述べる。
Γn=El[Γn,l]
ここで、El[・]はlに関する平均を行うことを示す。
本実施の形態は、SDM伝送において実施の形態1〜7とは異なる端末Aでの信号送信法を示したものである。
本実施の形態は、SDM伝送について実施の形態1及び8の伝送制御方法の適用範囲をさらに拡張するものである。
(1)端末Aが各アンテナから信号を伝送すること
(2)端末Aが各送信ビームから信号伝送すること
を前提として伝送制御法を述べた。しかし、実際には、端末Bは(1)または(2)の状態のいずれであるかを認識しなくても、伝送制御を行うことができる。
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SDM)伝送するMIMOシステムにおける効率的な信号伝送法及び通信方式に関するものである。
本実施の形態は実施の形態5が端末Bから端末Aへ送信する制御情報が異なり、
特に、端末Bが各信号の送信電力を決定し、伝送フォーマットに加えて送信電力をも端末Aに通知することを特徴とする。
本実施の形態はMIMOシステムとCDMAシステムを組み合わせて用いる場合について示したものである。
Claims (17)
- 送信機及び受信機がそれぞれ複数のアンテナを備え、相互に無線伝送を行うMIMOシステムにおいて、送信機がパイロット信号を送信し、受信機は前記パイロット信号を受信し、このパイロット信号に対応する伝送関連情報を算出し、この伝送関連情報に基づき、前記送信機からの信号の送信方法を選定し、この信号送信方法を前記送信機に通知し、前記送信機は通知された信号送信方法に基づき情報信号を前記受信機に送信することを特徴とする無線伝送制御方法。
- 前記受信機が選定する信号の送信方法として、送信機が信号送信に利用する送信アンテナの組合せまたは送信ビームの組合せであることを特徴とする請求項1記載の無線伝送制御方法。
- 前記受信機が選定する信号の送信方法として、送信機が信号送信に利用する信号伝送フォーマットまたは送信電力であることを特徴とする請求項1記載の無線伝送制御方法。
- 前記受信機が算出する伝送関連情報は、送信機から送信される複数のパイロット信号に対応する伝搬ベクトルまたは受信電力または信号対干渉雑音電力比であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の無線伝送制御方法。
- 前記受信機が算出する伝送関連情報は、送信機の複数の送信アンテナまたは送信ビームから送信されるパイロット信号の間の空間相関であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の無線伝送制御方法。
- 前記受信機が算出する伝送関連情報は、前記送信機が信号送信に利用するアンテナまたはビームの組合せとして複数の候補を想定し、各候補に対する評価値を算出し、前記信号送信方法の選定は、この評価値に基づき行うことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の無線伝送制御方法。
- 前記受信機が算出する伝送関連情報は、前記送信機が送信する信号の電力の組合せとして複数の候補を想定し、各候補に対する評価値を算出し、前記信号送信方法の選定は、この評価値に基づき行うことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の無線伝送制御方法。
- 前記各候補に対する評価値の算出は、信号対干渉雑音電力比または空間相関または受信電力のパラメータに基づいて行うことを特徴とする請求項6または7に記載の無線伝送制御方法。
- 前記各候補に対する評価値として、送受信機間で達成可能な伝送速度を用いることを特徴とする請求項6または7に記載の無線伝送制御方法。
- 前記送信機が送信するパイロット信号として、送受信機間で予め定められたパイロット信号の系列を用いることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の無線伝送制御方法。
- 送信機及び受信機がそれぞれ複数のアンテナを備え、複数のサブキャリアを同時に用いて信号の並列伝送を行うマルチキャリア方式の無線伝送をするMIMOシステムにおいて、送信機がパイロット信号を送信し、受信機は前記パイロット信号を受信し、このパイロット信号に対応する伝送関連情報を算出し、この伝送関連情報に基づき、前記送信機からの信号の送信方法を選定して、この信号送信方法を前記送信機に通知し、前記送信機は通知された信号送信方法に基づき情報信号を前記受信機に送信する無線伝送制御方法における前記伝送関連情報は、請求項1〜10記載の方法により各サブキャリアごとに算出された個別の伝送関連情報を複数サブキャリア間で平均化して伝送関連情報として用いることを特徴とする無線伝送制御方法。
- 送信機の複数アンテナから送信されたパイロット信号を受信する複数アンテナと、この複数アンテナで受信されたパイロット信号に対応する伝送関連情報を検出するパイロット信号検出部と、このパイロット信号検出部からの検出情報に基づいて前記送信機での送信方法を選定する送信信号判定部と、この送信信号判定部での選定情報を送信機に通知する制御情報伝送部とを備えたことを特徴とする無線受信装置。
- 前記送信信号判定部は複数のパイロット信号に対応する受信電力または信号対干渉雑音電力比を用いて信号の送信方法を選定する構成にされたことを特徴とする請求項12記載の無線受信装置。
- 前記送信信号判定部は複数のパイロット信号の中で定義される空間相関を用いて信号の送信方法を選定する構成にされたことを特徴とする請求項12記載の無線受信装置。
- 前記送信信号判定部は複数の信号の組合せの候補を選定する信号候補選定部とその候補に対する伝送評価値を算出する伝送評価部とその伝送評価値に基づいて利用信号の組合せを決定する利用信号決定部を備えることを特徴とする請求項12〜14の何れかに記載の無線受信装置。
- 送信機とマルチキャリア伝送を行う無線受信装置にあっては、前記送信信号判定部は、各サブキャリアごとの検出情報を平均化する機能を備えることを特徴とする請求項12〜15記載の無線受信装置。
- 複数アンテナからパイロット信号を送信する信号送信部と、このパイロット信号に対応する伝送関連情報に基づき受信機で選定された信号送信方法を受信する制御情報受信部と、制御情報受信部の受信情報に基づいて送信信号の送信方法を決定する送信信号決定部とを備え、前記信号送信部は送信信号決定部で決定された送信方法を用いて情報信号を送信する機能を兼ねる構成にされたことを特徴とする無線送信装置。
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