JP2005311902A - 無線通信システム、無線送信機及び無線受信機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ESDM方式の通信システムにおける送信機は、ESDM方式における送信ウエイトで重み付けされるされる前、後又は前後の信号にパイロット信号を挿入する挿入手段と、受信機から取得されたフィードバック情報に基づいて、挿入手段におけるパイロット信号の挿入場所を判定する制御手段とを備える。本システムにおける受信機は、送信ウエイトで重み付けされたパイロット信号を含む受信信号を、パイロット信号で除算し、受信ウエイトに関する情報を求める手段と、受信ウエイト(Hcwci)に基づいて、送信信号の内容を求める手段と、チャネル行列又は受信ウエイトに関する情報をフィードバック情報として送信機に送信する手段とを備える。
【選択図】 図3
Description
rc=rc1+...+rcN であり、ここで、rciは、
rci=Hcwcisci
と表現することができる。また、rci=(rc1i ...rcMi)Tと表現することもできる。ここで、Tは転置を表す。sciは送信された信号の内、c番目のサブキャリアに関する信号成分を表す。従って、ESDM信号分離部206の各々にて、受信信号rci=Hcwcisciに左から(Hcwci)Hを乗算することで、送信された信号を求めることができる。この場合において、固有値λciと固有ベクトルwciとの間には、
(Hcwci)H(Hcwci)=λci
(Hcwci)H(Hcwcj)=0(i≠j)
のような関係が成立する。
宮下ら、電子情報通信学会、信学技法 RCS2002−53
送信機及び受信機を有する固有ビーム空間分割多重化(ESDM)方式の無線通信システムであって、前記送信機は、
ESDM方式における送信ウエイトで重み付けされる前、後又は前後の信号にパイロット信号を挿入する挿入手段と、
前記受信機から取得されたフィードバック情報に基づいて、前記挿入手段におけるパイロット信号の挿入場所を判定する制御手段と
を備え、前記受信機は、
受信信号を、該受信信号の信号分離をする前に得ている信号で除算し、ESDM方式における受信ウエイトを示す量を求める手段と、
前記積を示す量及び受信信号に基づいて、送信信号の内容を求める手段と、
前記チャネルインパルス応答値に関する情報をフィードバック情報として前記送信機に送信する手段と
を備えることを特徴とする無線通信システム
が得られる。
rci=Hcsci (1) ・・・(A)
と表現することが可能である。但し、sci (1)は第1のパイロット信号のc番目(1≦i≦N)のサブキャリアに関する信号成分を示し、Nはストリーム数を示す。即ち、sc (1)=(sc1 (1),sc2 (1),...,scN (1))である。Hcは、チャネル行列を示し、その行列要素はm番目の受信アンテナ及びn番目の送信アンテナ間のチャネルインパルス応答値のうち、c番目のサブキャリアに関する行列である。パイロット信号は送受信機間で既知であるので、この受信信号をパイロット信号で除算することで、チャネル行列に関する情報が求められる。
rci=Hcwcisci (2) ・・・(B)
と表現することが可能である。但し、sci (2)は第2のパイロット信号のc番目のサブキャリアに関する信号成分を示す(sc (2)=(sc1 (2),sc2 (2),...,scN (2))である。)。パイロット信号は送受信機間で既知であるので、この受信信号を第2のパイロット信号で除算することで、チャネルインパルス応答値と重み係数との積(Hcwci)を示す量を求めることができる。これらの積を示す量は、多重分離部622にてサブキャリア成分毎に編成され、サブキャリア数個のESDM信号分離部606にそれぞれ与えられる。
(Hcwci)H(Hcwci)=λci
(Hcwci)H(Hcwcj)=0(i≠j)
のような関係が成立する。
|Hc(k0)−Hc(k1)|/|Hc(k0)| ・・・(1)
のようなチャネル行列の時間変化と閾値との関係を調べることによって行なうことが可能である。但し、k0,k1は、サンプリング時点を表す時間パラメータであり、k0<k1である。また、
|(Hcwci,Hcwcj)|/|Hcwci|/|Hcwcj| ・・・(2)
に基づいて、チャネル変動量を評価することも可能である。但し、(x,y)はベクトルxとベクトルyの内積を示す。(2)式は、あるアンテナと別のアンテナに関する受信ウエイトHcwci,Hcwjの直交性を表す量である。(2)式で示される量は、チャネル変動が実質的にない場合は小さくなるが、チャネル変動が大きい場合は、直交性の乱れ(又は干渉)に起因して大きくなる。チャネル変動量が大きいか小さいかについては、所定の閾値と比較することで判定してもよい。そのような閾値は、使用される送信方法に応じて適宜設定されることが可能である。チャネル変動の時間変化が大きかったとしても、アンテナ同士の直交性が維持されていれば、信号推定精度はさほど劣化しないので、重み係数の更新はされなくてもよい。そのような状況を把握する観点からは、(2)式を用いてチャネル変動を評価することが望ましい。一方、チャネル変動を簡易に評価する観点からは、(1)式を用いてチャネル変動を評価することが望ましい。
200 受信機;204 OFDM復調部;206 ESDM信号分離部;208,210 並直列変換部;212 パイロットチャネル推定部;214 多重化部;216 受信ウエイト生成部;218 フィードバック部;
300 送信機;302,304 直並列変換部;306 ESDM信号生成部;308 OFDM変調部;303,310 パイロット挿入部;311 パイロット信号挿入制御部;312 送信アンテナ;314 フィードバック信号受信部;316 分離部;318 送信ウエイト生成部;
402 多重部;
502 直並列変換部;504 OFDM変調部;506 多重部;
600 受信機;604 OFDM復調部;606 ESDM信号分離部;608,610 並直列変換部;612,620 パイロットチャネル推定部;614 多重化部;618 フィードバック部
1000 チャネル推定部;1002 選択部;1004 レプリカキャンセル部;1006−1〜N 線形フィルタ;1008−1〜N 選択部;1010−1〜N レプリカ生成部;
1200 送信機;1202,1204 直並列変換部;1206 ESDM信号生成部;1208 OFDM変調部;1203,1210 パイロット挿入部;1211 パイロット信号挿入制御部;1212 送信アンテナ;1214 フィードバック信号受信部;1215 スイッチ;1216 分離部;1218 送信ウエイト生成部;1220 逆行列乗算部
1300 受信機;1304 OFDM復調部;1306 ESDM信号分離部;1308,1310 並直列変換部;1312,1320 パイロットチャネル推定部;1314,1324 多重化部;1318 フィードバック部;1322 多重分離部
Claims (12)
- 送信機及び受信機を有する固有ビーム空間分割多重化(ESDM)方式の無線通信システムであって、前記送信機は、
ESDM方式における送信ウエイトで重み付けされる前、後又は前後の信号にパイロット信号を挿入する挿入手段と、
前記受信機から取得されたフィードバック情報に基づいて、前記挿入手段におけるパイロット信号の挿入場所を判定する制御手段と
を備え、前記受信機は、
受信信号を、該受信信号の信号分離をする前に得ている信号で除算し、ESDM方式における受信ウエイトを示す量を求める手段と、
前記受信ウエイトを示す量及び受信信号に基づいて、送信信号の内容を求める手段と、
チャネルインパルス応答値に関する情報をフィードバック情報として前記送信機に送信する手段と
を備えることを特徴とする無線通信システム。 - 固有ビーム空間分割多重化(ESDM)方式における送信ウエイトで重み付けされる前、後又は前後の信号にパイロット信号を挿入する挿入手段と、
無線受信機から取得されたフィードバック情報に基づいて、前記挿入手段におけるパイロット信号の挿入場所を判定する制御手段と
を備えることを特徴とするESDM方式の無線送信機。 - 更に、前記送信ウエイトを示す量を行列要素に含む行列を、前記フィードバック情報の表現する行列に乗算する乗算手段を備える
ことを特徴とする請求項2記載のESDM方式の無線送信機。 - 前記制御手段が、前記チャネルインパルス応答値の変化に応じて、前記パイロット信号の挿入される頻度を変更する
ことを特徴とする請求項2記載の無線受信機。 - 受信信号を、該受信信号の信号分離をする前に得ている信号で除算し、固有ビーム空間分割多重化(ESDM)方式における受信ウエイトを示す量を求める手段と、
前記受信ウエイトを示す量及び受信信号に基づいて、送信信号の内容を求める手段と、
チャネルインパルス応答値に関する情報をフィードバック情報として無線送信機に送信する手段と
を備えることを特徴とするESDM方式の無線受信機。 - 最小二乗誤差法(MMSE)に基づいて、前記積を示す量からMMSEフィルタが形成される
ことを特徴とする請求項5記載の無線受信機。 - 前記フィードバック情報は、更に、前記無線送信機が、送信される信号にパイロット信号を挿入すべきか否かについての情報を含み、
前記無線送信機がパイロット信号を挿入すべきか否かは、チャネルインパルス応答値の変化に応じて判定される
ことを特徴とする請求項5記載の無線受信機。 - 前記チャネルインパルス応答値の変化が、前記受信ウエイトを示す量の直交性に基づいて評価される
ことを特徴とする請求項7記載の無線受信機。 - 前記フィードバック情報は、更に、前記無線送信機が、ESDM方式における送信ウエイトで重み付けされる前の信号、前記送信ウエイトで重み付けされた後の信号又は前記送信ウエイトで重み付けされる前後双方の信号の何れかにパイロット信号を挿入すべきことを示す
ことを特徴とする請求項5記載の無線受信機。 - パイロット信号が挿入されたあるフレームより後に受信される別のフレームについてのチャネル推定が、前記別のフレーム以外のフレームに含まれるペイロードに基づいて行なわれる
ことを特徴とする請求項5記載の無線受信機。 - 前記フィードバック情報に、前記受信ウエイトを示す量が含まれる
ことを特徴とする請求項5記載の無線受信機。 - 最小二乗誤差法(MMSE)に基づいて、前記積を示す量からMMSEフィルタを形成すること、
前記無線送信機が、送信される信号にパイロット信号を挿入すべきか否かを判定すること、及び
パイロット信号が挿入されたあるフレームより後に受信された別のフレームについてのチャネル推定を、前記パイロット信号以外のデータ信号に基づいて行なうこと
の内少なくとも1つを、チャネルインパルス応答値の変化に応じて選択するように形成される
ことを特徴とする請求項5記載の無線受信機。
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