JP2006279905A - Calibration method, wireless device and communications system employing the same - Google Patents

Calibration method, wireless device and communications system employing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for executing calibration for a plurality of antennae, even when a steering matrix is to be applied. <P>SOLUTION: A processing part 22 multiplies at least one series to be transmitted by a calibration coefficient, after multiplying it by a steering matrix Q(1), and then transmits the result. A terminal receives at least one series which is multiplied by a steering matrix Q(2). A control device 30 derives an H matrix and also receives an H matrix derived by the terminal. The control part 30 derives the calibration coefficient for the terminal, from the two H matrices and the steering matrix Q(1). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、キャリブレーション技術に関し、特に複数のアンテナにおけるミスマッチを補正するキャリブレーション方法ならびにそれを利用した無線装置および通信システムに関する。   The present invention relates to a calibration technique, and more particularly to a calibration method for correcting mismatches in a plurality of antennas, and a radio apparatus and a communication system using the same.

高速なデータ伝送を可能にしつつ、マルチパス環境下に強い通信方式として、マルチキャリア方式のひとつであるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式がある。このOFDM変調方式は、無線LAN(Local Area Network)の標準化規格であるIEEE802.11a,gやHIPERLAN/2に適用されている。このような無線LANにおけるバースト信号は、一般的に周波数選択性フェージングの影響を受けるので、受信装置は、伝送路推定を動的に実行する。   An OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation scheme, which is one of the multicarrier schemes, is a communication scheme that enables high-speed data transmission and is strong in a multipath environment. This OFDM modulation scheme is applied to IEEE802.11a, g and HIPERLAN / 2, which are standardized standards for wireless LAN (Local Area Network). Since burst signals in such a wireless LAN are generally affected by frequency selective fading, the receiving apparatus dynamically performs transmission path estimation.

受信装置が伝送路推定を実行するために、バースト信号内に、2種類の既知信号が設けられている。ひとつは、バースト信号の先頭部分において、すべてのキャリアに対して設けられた既知信号であり、いわゆるプリアンブルやトレーニング信号といわれるものである。もうひとつは、バースト信号のデータ区間中において、一部のキャリアに対して設けられた既知信号であり、いわゆるパイロット信号といわれるものである(例えば、非特許文献1参照。)。
Sinem Coleri,Mustafa Ergen,Anuj Puri, and Ahmad Bahai,"Channel Estimation Techniques Based on Pilot Arrangement in OFDM Systems",IEEE Transactions on broadcasting,vol.48,No.3,pp.223−229,Sept.2002.
In order for the receiving apparatus to perform transmission path estimation, two types of known signals are provided in the burst signal. One is a known signal provided for all carriers at the head of the burst signal, which is a so-called preamble or training signal. The other is a known signal provided for some of the carriers in the data section of the burst signal, which is a so-called pilot signal (see, for example, Non-Patent Document 1).
Sine Coleri, Mustafa Ergen, Anuj Puri, and Ahmad Bahai, “Channel Estimation Techniques Based on Pilot Arrangement in OFDM Systems”, IbnEnts. 48, no. 3, pp. 223-229, Sept. 2002.

ワイヤレス通信において、周波数資源を有効利用するための技術のひとつが、アダプティブアレイアンテナ技術である。アダプティブアレイアンテナ技術は、複数のアンテナのそれぞれに対応した信号の振幅と位相を制御することによって、アンテナの指向性パターンを制御する(以下、このような指向性パターンを「適応的なパターン」という)。このようなアダプティブアレイアンテナ技術によってデータレートを高速化するための技術が、MIMO(Multiple Input Multiple Output)システムである。MIMOシステムでは、送信装置と受信装置がそれぞれ複数のアンテナを備え、それぞれのアンテナに対応したチャネルを設定する。そのため、MIMOシステムは、送信装置と受信装置との間の通信に対して、最大アンテナ数までのチャネルを設定することによって、データレートを向上させる。さらに、このようなMIMOシステムに、OFDM変調方式を組合せれば、データレートはさらに高速化される。   One technique for effectively using frequency resources in wireless communication is an adaptive array antenna technique. Adaptive array antenna technology controls the directivity pattern of an antenna by controlling the amplitude and phase of a signal corresponding to each of a plurality of antennas (hereinafter referred to as “adaptive pattern”). ). A technique for increasing the data rate by such an adaptive array antenna technique is a MIMO (Multiple Input Multiple Output) system. In the MIMO system, each of the transmission device and the reception device includes a plurality of antennas, and sets a channel corresponding to each antenna. Therefore, the MIMO system improves the data rate by setting channels up to the maximum number of antennas for communication between the transmission device and the reception device. Furthermore, if an OFDM modulation system is combined with such a MIMO system, the data rate is further increased.

MIMOシステムでの送信装置と受信装置におけるアンテナの指向性パターンの組合せは、例えば、以下のように示される。ひとつは、送信装置のアンテナがオムニパターンを有し、受信装置のアンテナが適応的なパターンを有する場合である。別のものは、送信装置のアンテナと受信装置のアンテナの両者が、適応的なパターンを有する場合である。前者の方がシステムを簡略化できるが、後者の方が、アンテナの指向性パターンをより詳細に制御するので、特性を向上できる。後者の場合、送信装置が送信のアダプティブアレイ信号処理を実行するために、受信装置から、伝送路推定用の既知信号が予め提供される。さらに、アダプティブアレイアンテナ制御の精度を向上させるために、送信装置は、送信装置に含まれた複数のアンテナと、受信装置に含まれた複数のアンテナ間において、すべての組合せに対応した伝送路特性を取得すべきである。そのため、受信装置は、すべてのアンテナから伝送路推定用の既知信号を送信する。以下、データの通信に使用すべきアンテナの本数に関係なく、複数のアンテナから送信される伝送路推定用の既知信号を「トレーニング信号」という。   A combination of antenna directivity patterns in the transmission apparatus and the reception apparatus in the MIMO system is shown as follows, for example. One is a case where the antenna of the transmitting apparatus has an omni pattern and the antenna of the receiving apparatus has an adaptive pattern. Another is the case where both the antenna of the transmitting device and the antenna of the receiving device have adaptive patterns. The former can simplify the system, but the latter can control the antenna directivity pattern in more detail, thereby improving the characteristics. In the latter case, a known signal for transmission path estimation is provided in advance from the receiving apparatus so that the transmitting apparatus performs adaptive array signal processing for transmission. Further, in order to improve the accuracy of adaptive array antenna control, the transmission apparatus has transmission path characteristics corresponding to all combinations between a plurality of antennas included in the transmission apparatus and a plurality of antennas included in the reception apparatus. Should get. Therefore, the receiving apparatus transmits a known signal for transmission path estimation from all antennas. Hereinafter, a known signal for channel estimation transmitted from a plurality of antennas is referred to as a “training signal” regardless of the number of antennas to be used for data communication.

トレーニング信号の後段にデータが配置されている場合、トレーニング信号が送信されるアンテナの数と、データが送信されるアンテナの数が異なれば、受信側において、トレーニング信号に対する信号強度とデータに対する信号強度に差異が生じる。この差異が大きくなれば、トレーニング信号とデータのうちの少なくともひとつに対する信号強度が、AGCによって適切に制御できなくなる。その結果、トレーニング信号による伝送路推定やデータの受信特性が悪化する。このような悪化を抑制するために、トレーニング信号の送信側は、送信すべきデータおよびトレーニング信号(以下、並列に処理されるトレーニング信号やデータのそれぞれあるいはまとまりを「系列」という)に対して、ステアリング行列を乗算することによって、ステアリング行列が乗算されたトレーニング信号と、トレーニング信号の数まで数を増加させたデータを生成する。   When data is arranged after the training signal, if the number of antennas to which the training signal is transmitted differs from the number of antennas to which the data is transmitted, the signal strength for the training signal and the signal strength for the data on the receiving side. There will be a difference. If this difference increases, the signal strength for at least one of the training signal and the data cannot be properly controlled by the AGC. As a result, transmission path estimation by the training signal and data reception characteristics deteriorate. In order to suppress such deterioration, the transmission side of the training signal is directed to the data to be transmitted and the training signal (hereinafter, each of the training signals and data processed in parallel or a group is referred to as “series”). By multiplying the steering matrix, the training signal multiplied by the steering matrix and the data increased in number up to the number of training signals are generated.

本発明者はこうした状況下、以下の課題を認識するに至った。送信装置を含む無線装置が、送信の際にアダプティブアレイ信号処理を実行する場合、送信のためのアナログ回路と受信のためのアナログ回路とのミスマッチ(以下、単に「ミスマッチ」という)が、アンテナ単位に異なっていれば、送信の際の指向性パターンが所望のものと異なってくる。すなわち、無線装置は、受信した信号をもとに、送信の際の指向性パターンを形成するためのウエイトを計算するが、アンテナ単位に異なったミスマッチによって、ウエイトによって実現されるべき指向性パターンでない指向性パターンを実現する。そのため、複数のアンテナに対するキャリブレーションが必要になる。このようなキャリブレーションは、前述のようなステアリング行列が適用される条件でも実行可能であるべきである。   Under such circumstances, the present inventor has come to recognize the following problems. When a radio apparatus including a transmission apparatus performs adaptive array signal processing at the time of transmission, a mismatch between an analog circuit for transmission and an analog circuit for reception (hereinafter simply referred to as “mismatch”) is an antenna unit. If they are different from each other, the directivity pattern at the time of transmission is different from the desired one. That is, the wireless device calculates a weight for forming a directivity pattern at the time of transmission based on the received signal, but is not a directivity pattern to be realized by the weight due to a mismatch different for each antenna. Realize directivity pattern. Therefore, calibration for a plurality of antennas is required. Such calibration should be feasible even under conditions where the steering matrix as described above is applied.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ステアリング行列が適用される場合においても、複数のアンテナに対するキャリブレーションを実行するキャリブレーション技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a calibration technique for executing calibration for a plurality of antennas even when a steering matrix is applied.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線装置は、送信すべき少なくともひとつの系列を複数の送信アンテナに分散させるための第1ステアリング行列が規定されており、送信すべき少なくともひとつの系列に当該第1ステアリング行列を乗算した後に、予め保持したキャリブレーション係数を乗算してから通信対象の無線装置への送信を実行し、かつ通信対象の無線装置において第2ステアリング行列が乗算された少なくともひとつの系列を受信する通信部と、通信部を介して、通信対象の無線装置での送信機能の影響、第2ステアリング行列、通信対象の無線装置からの無線伝送路特性、通信部での受信機能の影響が反映された第1行列を導出し、かつ通信対象の無線装置での受信機能の影響、第1ステアリング行列、通信対象の無線装置への無線伝送特性、通信部での送信機能の影響、予め保持したキャリブレーション係数の影響が反映された第2行列を通信対象の無線装置から受けつける第1導出部と、第1導出部において導出した第1行列と、第1導出部において受けつけた第2行列と、通信部における第1ステアリング行列から、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する第2導出部と、を備える。   In order to solve the above-described problem, in a radio apparatus according to an aspect of the present invention, a first steering matrix for distributing at least one sequence to be transmitted to a plurality of transmission antennas is defined, and at least one to be transmitted Is multiplied by the first steering matrix and then multiplied by a calibration coefficient held in advance, and then transmitted to the communication target wireless device, and the communication target wireless device is multiplied by the second steering matrix. A communication unit that receives at least one sequence, an influence of a transmission function in the wireless device to be communicated, a second steering matrix, a wireless transmission path characteristic from the wireless device to be communicated, The first matrix reflecting the influence of the reception function of the receiver, the influence of the reception function in the wireless device to be communicated, the first steering matrix, the communication pair A first derivation unit that receives a second matrix reflecting a wireless transmission characteristic to the wireless device, an influence of a transmission function in the communication unit, and an influence of a calibration coefficient held in advance from the wireless device to be communicated, and a first derivation A first matrix derived by the unit, a second matrix received by the first derivation unit, and a second derivation unit for deriving a calibration coefficient for the wireless device to be communicated from the first steering matrix in the communication unit. .

この態様によると、第1行列、第2行列、第1ステアリング行列を使用することによって、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出するので、通信対象の無線装置における第2ステアリング行列を認識していなくても、キャリブレーション係数を導出できる。   According to this aspect, the calibration coefficient for the wireless device to be communicated is derived by using the first matrix, the second matrix, and the first steering matrix, so that the second steering matrix in the wireless device to be communicated is recognized. Even if not, the calibration coefficient can be derived.

第2導出部は、第1ステアリング行列の逆行列と第2行列とを乗算する手段と、乗算した結果の転置行列と第1行列の逆行列とを乗算することによって、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する手段とを含んでもよい。この場合、第1行列、第2行列、第1ステアリング行列に対する行列の演算を実行するだけであるので、通信対象の無線装置における第2ステアリング行列を認識していなくても、キャリブレーション係数を導出できる。   The second deriving unit multiplies the inverse matrix of the first steering matrix by the second matrix, and multiplies the transposed matrix obtained by the multiplication and the inverse matrix of the first matrix, thereby providing a communication target wireless device. Means for deriving a calibration coefficient. In this case, since only the matrix operation is performed on the first matrix, the second matrix, and the first steering matrix, the calibration coefficient is derived even if the second steering matrix in the wireless device to be communicated is not recognized. it can.

第2導出部は、第1ステアリング行列の逆行列と第2行列とを乗算する手段と、第1行列と第3行列と第1行列との積が第1行列になる関係を満たすような第3行列を導出する手段と、乗算した結果の転置行列と第3行列とを乗算することによって、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する手段とを含んでもよい。「第3行列」は、第1行列をHと示したときに、HHH=Hとなる関係における「H」に相当し、一般化逆行列であってもよい。この場合、第3行列を使用するので、第1行列の形式にかかわらず、通信対象の無線装置における第2ステアリング行列を認識せずに、キャリブレーション係数を導出できる。 The second derivation unit is configured to multiply the inverse matrix of the first steering matrix by the second matrix, and to satisfy the relationship that the product of the first matrix, the third matrix, and the first matrix becomes the first matrix. Means for deriving three matrices and means for deriving a calibration coefficient for the wireless device to be communicated by multiplying the transposed matrix obtained by multiplication and the third matrix may be included. The “third matrix” corresponds to “H ” in the relationship of HH H = H when the first matrix is indicated as H, and may be a generalized inverse matrix. In this case, since the third matrix is used, the calibration coefficient can be derived without recognizing the second steering matrix in the wireless device to be communicated regardless of the format of the first matrix.

第1行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、第1行列のランク数が小さくなっていることを検出する検出部と、検出部において検出がなされた場合、第1導出部と第2導出部に対して、キャリブレーション係数の導出の延期を指示する指示部とをさらに備えてもよい。「延期」とは、所定の期間経過後に、キャリブレーション係数の導出がなされることを意味する。そのため、一旦、キャリブレーション係数が導出され、所定の期間経過後に、キャリブレーション係数が再び導出される場合であってもよい。この場合、キャリブレーション係数の導出を延期するので、その間に無線伝送路のランク数が増加すれば、キャリブレーション係数を正確に導出できる。   A detection unit for detecting that the rank number of the first matrix is smaller than the smaller of the number of rows and the number of columns in the first matrix, and a first derivation when the detection unit detects An instruction unit for instructing postponement of derivation of the calibration coefficient may be further provided to the unit and the second deriving unit. “Postponement” means that a calibration coefficient is derived after a predetermined period. For this reason, the calibration coefficient may be once derived, and the calibration coefficient may be derived again after a predetermined period. In this case, since the derivation of the calibration coefficient is postponed, if the number of ranks of the wireless transmission path increases during that time, the calibration coefficient can be accurately derived.

第1行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、第1行列のランク数が小さくなっていることを検出する検出部と、検出部において検出がなされた場合、通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナを複数のグループに分類する手段と、第1導出部と第2導出部に対して、複数のグループのそれぞれを単位にしたキャリブレーション係数の導出を指示する手段とを含む指示部とをさらに備えてもよい。この場合、複数のアンテナを複数のグループに分類することによって、第1行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、第1行列のランク数が小さくなっていることを回避できるので、キャリブレーション係数を正確に導出できる。   A detection unit for detecting that the rank number of the first matrix is smaller than the smaller of the number of rows and the number of columns in the first matrix, and when detection is performed in the detection unit, Means for classifying a plurality of antennas provided in the radio apparatus into a plurality of groups, and means for instructing the first derivation unit and the second derivation unit to derive calibration coefficients in units of each of the plurality of groups; And an instruction unit including In this case, by classifying a plurality of antennas into a plurality of groups, it is possible to avoid that the rank number of the first matrix is smaller than the smaller of the number of rows and the number of columns in the first matrix. Therefore, the calibration coefficient can be accurately derived.

通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数が、通信部における送信アンテナの数よりも大きい場合、通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナを複数のグループに分類する手段と、第1導出部と第2導出部に対して、複数のグループのそれぞれを単位にしたキャリブレーション係数の導出を指示する手段とを含んでもよい。この場合、複数のアンテナを複数のグループに分類することによって、通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数が、通信部における送信アンテナの数よりも大きくなっていることを回避できるので、キャリブレーション係数を正確に導出できる。   Means for classifying the plurality of antennas provided in the wireless device to be communicated into a plurality of groups when the number of antennas provided in the wireless device to be communicated is larger than the number of transmission antennas in the communication unit; And means for instructing the second derivation unit to derive the calibration coefficient in units of each of the plurality of groups. In this case, by classifying a plurality of antennas into a plurality of groups, it is possible to avoid that the number of antennas provided in the wireless device to be communicated is larger than the number of transmission antennas in the communication unit. The coefficient can be accurately derived.

通信対象の無線装置から、通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数を受けつけ、受けつけたアンテナの数をもとに、通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数が、通信部における送信アンテナの数よりも大きいことを検出する検出部をさらに備えてもよい。この場合、通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数をもとに、第1行列のランク数が小さくなっていることを検出するので、検出の精度を向上できる。   The number of antennas provided in the communication target wireless device is received from the communication target wireless device, and the number of antennas provided in the communication target wireless device is determined based on the number of received antennas. You may further provide the detection part which detects that it is larger than a number. In this case, since the number of ranks in the first matrix is detected based on the number of antennas provided in the wireless device to be communicated, the detection accuracy can be improved.

指示部では、通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナのうち、一部のアンテナが複数のグループにそれぞれ含まれるように、複数のグループへの分類を実行してもよい。この場合、複数のグループのそれぞれの中に、一部のアンテナが含まれるので、一部のアンテナに対する相対的な誤差として、キャリブレーション係数を導出できる。   The instructing unit may perform classification into a plurality of groups such that some of the plurality of antennas provided in the wireless device to be communicated are included in the plurality of groups. In this case, since some antennas are included in each of the plurality of groups, a calibration coefficient can be derived as a relative error with respect to some antennas.

第1導出部は、通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナを複数の仮のグループに分類し、複数の仮のグループのそれぞれに含まれるアンテナから送信された信号をもとに、複数の仮のグループのそれぞれに対応した第1行列を導出し、指示部は、複数の仮のグループのそれぞれに対応した第1行列のランク数をもとに、複数のグループへの分類を実行してもよい。この場合、第1行列のランク数がある程度高くなるようなアンテナと組合せとなるように、グループへの分類を実行するので、グループに対するキャリブレーション係数の導出の精度を向上できる。   The first deriving unit classifies the plurality of antennas provided in the wireless device to be communicated into a plurality of temporary groups, and based on signals transmitted from the antennas included in each of the plurality of temporary groups, A first matrix corresponding to each of the temporary groups is derived, and the instruction unit performs classification into a plurality of groups based on the rank number of the first matrix corresponding to each of the plurality of temporary groups. Also good. In this case, since the classification into groups is executed so as to be combined with antennas that increase the rank number of the first matrix to some extent, it is possible to improve the accuracy of deriving calibration coefficients for the groups.

指示部は、複数のグループのそれぞれに含まれるアンテナから信号を送信するように、通信対象の無線装置に指示してもよい。この場合、複数のグループのそれぞれに含まれるアンテナから、信号が送信されるので、第1行列を正確に導出できる。   The instructing unit may instruct the wireless device to be communicated to transmit a signal from an antenna included in each of the plurality of groups. In this case, since the signal is transmitted from the antenna included in each of the plurality of groups, the first matrix can be accurately derived.

本発明の別の態様もまた、無線装置である。この装置は、送信すべき少なくともひとつの系列を複数の送信アンテナに分散させるための第1ステアリング行列が規定されており、送信すべき少なくともひとつの系列に当該第1ステアリング行列を乗算してから通信対象の無線装置への送信を実行し、かつ通信対象の無線装置において第2ステアリング行列が乗算された少なくともひとつの系列を受信する通信部と、通信部を介して、通信対象の無線装置での送信機能の影響、第2ステアリング行列、通信対象の無線装置からの無線伝送路特性、通信部での受信機能の影響が反映された第1行列を導出し、かつ通信部での送信機能の影響、第1ステアリング行列、通信対象の無線装置への無線伝送特性、通信対象の無線装置での受信機能が反映された第2行列を通信対象の無線装置から受けつける第1導出部と、第1導出部において導出した第1行列を特異値分解し、かつ第1導出部において受けつけた第2行列に第1ステアリング行列の逆行列を乗算した結果を特異値分解する第2導出部と、第2導出部において特異値分解された第1行列と、第2導出部において特異値分解された第2行列から、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数と通信部に対するキャリブレーション係数を導出する第3導出部と、を備える。   Another aspect of the present invention is also a wireless device. In this apparatus, a first steering matrix for distributing at least one sequence to be transmitted to a plurality of transmission antennas is defined, and communication is performed after multiplying at least one sequence to be transmitted by the first steering matrix. A communication unit that performs transmission to the target wireless device and receives at least one sequence multiplied by the second steering matrix in the communication target wireless device; Deriving the first matrix reflecting the influence of the transmission function, the second steering matrix, the wireless transmission path characteristics from the wireless device to be communicated, and the reception function in the communication unit, and the influence of the transmission function in the communication unit , Receiving the second matrix reflecting the first steering matrix, the wireless transmission characteristics to the wireless device to be communicated, and the reception function of the wireless device to be communicated from the wireless device to be communicated. Singular value decomposition is performed on the first matrix derived by the first derivation unit and the first matrix derived by the first derivation unit, and the second matrix received by the first derivation unit is multiplied by the inverse matrix of the first steering matrix. The second deriving unit, the first matrix subjected to singular value decomposition in the second deriving unit, and the second matrix subjected to singular value decomposition in the second deriving unit, the calibration coefficient for the wireless device to be communicated and the communication unit A third deriving unit for deriving a calibration coefficient.

この態様によると、第1行列と第2行列をそれぞれ特異値分解した結果を使用することによって、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数と通信部に対するキャリブレーション係数を導出するので、通信部に対するキャリブレーション係数が予め導出されていない場合であっても、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出できる。   According to this aspect, the calibration coefficient for the communication unit and the calibration coefficient for the communication unit are derived by using the result of singular value decomposition of the first matrix and the second matrix, respectively. Even when the calibration coefficient is not derived in advance, the calibration coefficient for the wireless device to be communicated can be derived.

通信部において規定されている第1ステアリング行列がユニタリ行列であってもよい。通信部において規定されている第1ステアリング行列としてのユニタリ行列は、周波数領域において規定されており、直交行列と循環的なタイムシフトを表す行列の積によって示されていてもよい。この場合、OFDM方式に対して有効である。   The first steering matrix defined in the communication unit may be a unitary matrix. The unitary matrix as the first steering matrix defined in the communication unit is defined in the frequency domain, and may be indicated by the product of an orthogonal matrix and a matrix representing a cyclic time shift. In this case, it is effective for the OFDM system.

第1行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、第1行列のランク数が小さくなっていることを検出する検出部と、検出部において検出がなされた場合、第1導出部と第2導出部と第3導出部に対して、キャリブレーション係数の導出の延期を指示する指示部とをさらに備えてもよい。この場合、キャリブレーション係数の導出を延期するので、その間に無線伝送路のランク数が増加すれば、キャリブレーション係数を正確に導出できる。   A detection unit for detecting that the rank number of the first matrix is smaller than the smaller of the number of rows and the number of columns in the first matrix, and a first derivation when the detection unit detects An instruction unit for instructing postponement of derivation of the calibration coefficient may be further provided to the unit, the second derivation unit, and the third derivation unit. In this case, since the derivation of the calibration coefficient is postponed, if the number of ranks of the wireless transmission path increases during that time, the calibration coefficient can be accurately derived.

第1行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、第1行列のランク数が小さくなっていることを検出する検出部と、検出部において検出がなされた場合、通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナを複数のグループに分類する手段と、第1導出部と第2導出部と第3導出部に対して、複数のグループのそれぞれを単位にしたキャリブレーション係数の導出を指示する手段とを含む指示部とをさらに備えてもよい。この場合、複数のアンテナを複数のグループに分類することによって、第1行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、第1行列のランク数が小さくなっていることを回避できるので、キャリブレーション係数を正確に導出できる。   A detection unit for detecting that the rank number of the first matrix is smaller than the smaller of the number of rows and the number of columns in the first matrix, and when detection is performed in the detection unit, Means for classifying a plurality of antennas provided in a radio apparatus into a plurality of groups, and derivation of calibration coefficients in units of the plurality of groups with respect to the first derivation unit, the second derivation unit, and the third derivation unit And an instruction unit including an instruction unit. In this case, by classifying a plurality of antennas into a plurality of groups, it is possible to avoid that the rank number of the first matrix is smaller than the smaller of the number of rows and the number of columns in the first matrix. Therefore, the calibration coefficient can be accurately derived.

通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数が、通信部における送信アンテナの数よりも大きい場合、通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナを複数のグループに分類する手段と、第1導出部と第2導出部と第3導出部に対して、複数のグループのそれぞれを単位にしたキャリブレーション係数の導出を指示する手段とを含む指示部とをさらに備えてもよい。この場合、複数のアンテナを複数のグループに分類することによって、通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数が、通信部における送信アンテナの数よりも大きくなっていることを回避できるので、キャリブレーション係数を正確に導出できる。   Means for classifying a plurality of antennas provided in a communication target wireless device into a plurality of groups when the number of antennas provided in the communication target wireless device is larger than the number of transmission antennas in the communication unit; And an instruction unit including means for instructing the second derivation unit and the third derivation unit to derive the calibration coefficient in units of each of the plurality of groups. In this case, by classifying a plurality of antennas into a plurality of groups, it is possible to avoid that the number of antennas provided in the wireless device to be communicated is larger than the number of transmission antennas in the communication unit. The coefficient can be accurately derived.

本発明のさらに別の態様は、通信システムである。この通信システムは、送信すべき少なくともひとつの系列を複数の送信アンテナに分散させるための第1ステアリング行列が規定されており、当該第1ステアリング行列を送信すべき少なくともひとつの系列に乗算した後に、予め保持したキャリブレーション係数を乗算することによって生成した信号を送信する第1無線装置と、送信すべき少なくともひとつの系列に第2ステアリング行列を乗算することによって生成した信号を送信する第2無線装置とを備える。第2無線装置は、第1無線装置から受信した信号をもとに、第1無線装置の送信機能の影響、第1ステアリング行列、第1無線装置からの無線伝送特性、第2無線装置の受信機能の影響、予め保持したキャリブレーション係数の影響が反映された第1行列を導出してから、導出した第1行列を第1無線装置に送信し、第1無線装置は、第2無線装置から受信した信号をもとに、第2無線装置での送信機能の影響、第2ステアリング行列、第2無線装置からの無線伝送路特性、第1無線装置での受信機能の影響が反映された第2行列を導出する手段と、第1行列と、第2行列と、第1ステアリング行列から、第2無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する手段を含む。   Yet another embodiment of the present invention is a communication system. In this communication system, a first steering matrix for distributing at least one sequence to be transmitted to a plurality of transmission antennas is defined, and after multiplying at least one sequence to be transmitted by the first steering matrix, A first wireless device that transmits a signal generated by multiplying a calibration coefficient held in advance, and a second wireless device that transmits a signal generated by multiplying at least one sequence to be transmitted by a second steering matrix With. The second wireless device, based on the signal received from the first wireless device, the influence of the transmission function of the first wireless device, the first steering matrix, the wireless transmission characteristics from the first wireless device, the reception of the second wireless device After deriving the first matrix reflecting the influence of the function and the previously held calibration coefficient, the first matrix is transmitted to the first radio apparatus, and the first radio apparatus is transmitted from the second radio apparatus. Based on the received signal, the influence of the transmission function in the second wireless device, the second steering matrix, the characteristics of the wireless transmission path from the second wireless device, and the influence of the reception function in the first wireless device are reflected. Means for deriving two matrices, means for deriving a calibration coefficient for the second radio apparatus from the first matrix, the second matrix, and the first steering matrix.

この態様によると、第1行列、第2行列、第1ステアリング行列を使用することによって、第2無線装置に対するキャリブレーション係数を導出するので、第2無線装置における第2ステアリング行列を認識していなくても、キャリブレーション係数を導出できる。   According to this aspect, since the calibration coefficient for the second radio apparatus is derived by using the first matrix, the second matrix, and the first steering matrix, the second steering matrix in the second radio apparatus is not recognized. However, the calibration coefficient can be derived.

第1無線装置は、第1ステアリング行列の逆行列と第1行列とを乗算する手段と、乗算した結果の転置行列と第2行列の逆行列とを乗算することによって、第2無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する手段とを含んでもよい。第1無線装置は、第2行列が非正則行列である場合あるいは正方行列でない場合、第1ステアリング行列の逆行列と第1行列とを乗算する手段と、第2行列と第3行列と第2行列との積が第2行列になる関係を満たすような第3行列を導出する手段と、乗算した結果の転置行列と第3行列とを乗算することによって、第2無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する手段とを含んでもよい。第1無線装置は、第1ステアリング行列の逆行列と第1行列とを乗算する手段と、第2行列と第3行列と第2行列との積が第2行列になる関係を満たすような第3行列を導出する手段と、乗算した結果の転置行列と第3行列とを乗算することによって、第2無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する手段とを含んでもよい。   The first radio apparatus calibrates the second radio apparatus by multiplying the inverse matrix of the first steering matrix and the first matrix, and multiplying the transposed matrix obtained by the multiplication and the inverse matrix of the second matrix. And a means for deriving a distribution coefficient. When the second matrix is an irregular matrix or not a square matrix, the first wireless device includes means for multiplying the inverse matrix of the first steering matrix by the first matrix, the second matrix, the third matrix, and the second matrix. A calibration coefficient for the second radio apparatus is obtained by multiplying the third matrix by means for deriving a third matrix satisfying the relationship that the product of the matrix and the matrix becomes the second matrix, and the transposed matrix obtained by multiplication and the third matrix. And means for deriving. The first radio apparatus has a means for multiplying an inverse matrix of the first steering matrix by the first matrix, and satisfying a relationship that a product of the second matrix, the third matrix, and the second matrix is a second matrix. Means for deriving three matrices and means for deriving a calibration coefficient for the second radio apparatus by multiplying the transposed matrix obtained by multiplication and the third matrix may be included.

第1無線装置は、第2行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、第2行列のランク数が小さくなっていることを検出する手段と、検出する手段において検出がなされた場合、キャリブレーション係数の導出の延期を決定する手段とをさらに含んでもよい。第1無線装置は、第2行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、第2行列のランク数が小さくなっていることを検出する手段と、検出する手段において検出がなされた場合、第2無線装置に備えられる複数のアンテナを複数のグループに分類する手段と、複数のグループのそれぞれを単位にしたキャリブレーション係数の導出を決定する手段とを含んでもよい。   The first radio apparatus is detected by means for detecting that the rank number of the second matrix is smaller than the smaller one of the number of rows and the number of columns in the second matrix and the means for detecting. In this case, it may further include means for determining postponement of the derivation of the calibration coefficient. The first radio apparatus is detected by means for detecting that the rank number of the second matrix is smaller than the smaller one of the number of rows and the number of columns in the second matrix and the means for detecting. In this case, it may include means for classifying a plurality of antennas provided in the second radio apparatus into a plurality of groups, and means for determining derivation of a calibration coefficient in units of each of the plurality of groups.

第1無線装置は、第2無線装置に備えられるアンテナの数が、送信アンテナの数よりも大きい場合、第2無線装置に備えられる複数のアンテナを複数のグループに分類する手段と、複数のグループのそれぞれを単位にしたキャリブレーション係数の導出を決定する手段とを含んでもよい。第1無線装置は、第2無線装置から、第2無線装置に備えられるアンテナの数を受けつけ、受けつけたアンテナの数をもとに、第2無線装置に備えられるアンテナの数が、送信アンテナの数よりも大きいことを検出する手段をさらに備えてもよい。   A first wireless device configured to classify a plurality of antennas provided in the second wireless device into a plurality of groups when the number of antennas provided in the second wireless device is larger than the number of transmission antennas; And means for determining the derivation of the calibration coefficient in units of each of the above. The first wireless device receives the number of antennas provided in the second wireless device from the second wireless device, and based on the number of received antennas, the number of antennas provided in the second wireless device is equal to that of the transmission antenna. A means for detecting that the number is larger than the number may be further provided.

第1無線装置では、第2無線装置に備えられる複数のアンテナのうち、一部のアンテナが複数のグループにそれぞれ含まれるように、複数のグループへの分類を実行してもよい。第1無線装置は、第2無線装置に備えられる複数のアンテナを複数の仮のグループに分類し、複数の仮のグループのそれぞれに含まれるアンテナから送信された信号をもとに、複数の仮のグループのそれぞれに対応した第2行列を導出する手段と、複数の仮のグループのそれぞれに対応した第2行列のランク数をもとに、複数のグループへの分類を実行する手段を含んでもよい。第1無線装置は、複数のグループのそれぞれに含まれるアンテナから信号を送信するように、第2無線装置に指示してもよい。   In the first radio apparatus, classification into a plurality of groups may be performed such that some of the plurality of antennas provided in the second radio apparatus are included in the plurality of groups. The first radio apparatus classifies the plurality of antennas included in the second radio apparatus into a plurality of temporary groups, and based on signals transmitted from the antennas included in each of the plurality of temporary groups, Means for deriving a second matrix corresponding to each of the groups, and means for performing classification into a plurality of groups based on the rank number of the second matrix corresponding to each of the plurality of temporary groups. Good. The first radio apparatus may instruct the second radio apparatus to transmit a signal from an antenna included in each of the plurality of groups.

本発明のさらに別の態様もまた、通信システムである。この通信システムは、送信すべき少なくともひとつの系列を複数の送信アンテナに分散させるための第1ステアリング行列が規定されており、当該第1ステアリング行列を送信すべき少なくともひとつの系列に乗算することによって生成した信号を送信する第1無線装置と、送信すべき少なくともひとつの系列に第2ステアリング行列を乗算することによって生成した信号を送信する第2無線装置とを備える。第2無線装置は、第1無線装置から受信した信号をもとに、第1無線装置の送信機能の影響、第1ステアリング行列、第1無線装置からの無線伝送特性、第2無線装置の受信機能の影響が反映された第1行列を導出してから、導出した第1行列を第1無線装置に送信し、第1無線装置は、第2無線装置から受信した信号をもとに、第2無線装置での送信機能の影響、第2ステアリング行列、第2無線装置からの無線伝送路特性、第1無線装置での受信機能の影響が反映された第2行列を導出する手段と、第1行列に第1ステアリング行列の逆行列を乗算した結果と第2行列とをそれぞれ特異値分解することによって、第1無線装置に対するキャリブレーション係数と第2無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する手段とを含む。   Yet another aspect of the present invention is also a communication system. In this communication system, a first steering matrix for distributing at least one sequence to be transmitted to a plurality of transmission antennas is defined, and the first steering matrix is multiplied by at least one sequence to be transmitted. A first wireless device that transmits the generated signal; and a second wireless device that transmits the signal generated by multiplying at least one sequence to be transmitted by the second steering matrix. The second wireless device, based on the signal received from the first wireless device, the influence of the transmission function of the first wireless device, the first steering matrix, the wireless transmission characteristics from the first wireless device, the reception of the second wireless device After deriving the first matrix reflecting the influence of the function, the derived first matrix is transmitted to the first wireless device, and the first wireless device receives the first matrix based on the signal received from the second wireless device. Means for deriving a second matrix reflecting the influence of the transmission function in the two wireless devices, the second steering matrix, the characteristics of the wireless transmission path from the second wireless device, and the influence of the reception function in the first wireless device; Means for deriving a calibration coefficient for the first radio apparatus and a calibration coefficient for the second radio apparatus by performing singular value decomposition on the result of multiplying one matrix by the inverse matrix of the first steering matrix and the second matrix, respectively; including.

この態様によると、第1行列と第2行列をそれぞれ特異値分解した結果を使用することによって、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数と通信部に対するキャリブレーション係数を導出するので、第1無線装置に対するキャリブレーション係数が予め導出されていない場合であっても、第2無線装置に対するキャリブレーション係数を導出できる。   According to this aspect, the calibration coefficient for the wireless device to be communicated and the calibration coefficient for the communication unit are derived by using the singular value decomposition results of the first matrix and the second matrix, respectively. Even if the calibration coefficient for is not derived in advance, the calibration coefficient for the second radio apparatus can be derived.

第1無線装置において規定されている第1ステアリング行列がユニタリ行列であってもよい。第1無線装置において規定されている第1ステアリング行列としてのユニタリ行列は、周波数領域において規定されており、直交行列と循環的なタイムシフトを表す行列の積によって示されていてもよい。   The first steering matrix defined in the first radio apparatus may be a unitary matrix. The unitary matrix as the first steering matrix defined in the first radio apparatus is defined in the frequency domain, and may be indicated by the product of an orthogonal matrix and a matrix representing a cyclic time shift.

本発明のさらに別の態様は、キャリブレーション方法である。この方法は、送信すべき少なくともひとつの系列を複数の送信アンテナに分散させるための第1ステアリング行列が規定されており、送信すべき少なくともひとつの系列に当該第1ステアリング行列を乗算した後に、予め保持したキャリブレーション係数を乗算してから通信対象の無線装置への送信を実行し、かつ通信対象の無線装置において第2ステアリング行列が乗算された少なくともひとつの系列を受信する無線装置において、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出するためのキャリブレーション方法であって、通信対象の無線装置での送信機能の影響、第2ステアリング行列、通信対象の無線装置からの無線伝送路特性、本無線装置での受信機能の影響が反映された第1行列を導出し、かつ通信対象の無線装置での受信機能の影響、第1ステアリング行列、通信対象の無線装置への無線伝送特性、本無線装置での送信機能の影響、予め保持したキャリブレーション係数の影響が反映された第2行列を通信対象の無線装置から受けつけ、第1行列と第2行列と第1ステアリング行列から、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する。   Yet another embodiment of the present invention is a calibration method. In this method, a first steering matrix for distributing at least one sequence to be transmitted to a plurality of transmission antennas is defined, and after multiplying at least one sequence to be transmitted by the first steering matrix, A wireless device that performs transmission to the wireless device to be communicated after multiplying the held calibration coefficient and receives at least one sequence multiplied by the second steering matrix in the wireless device to be communicated. A calibration method for deriving a calibration coefficient for a wireless device in which the wireless device to be communicated affects the transmission function, the second steering matrix, the wireless transmission path characteristics from the wireless device to be communicated, Deriving the first matrix reflecting the influence of the reception function in the device, and the wireless device to be communicated The second matrix reflecting the influence of the reception function, the first steering matrix, the wireless transmission characteristics to the wireless device to be communicated, the influence of the transmission function in the wireless device, and the influence of the calibration coefficient held in advance The calibration coefficient for the wireless device to be communicated is derived from the first matrix, the second matrix, and the first steering matrix.

第1ステアリング行列の逆行列と第2行列とを乗算するステップと、乗算した結果の転置行列と第1行列の逆行列とを乗算することによって、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出するステップとを含んでもよい。第1行列が非正則行列である場合あるいは正方行列でない場合、第1ステアリング行列の逆行列と第2行列とを乗算するステップと、第1行列と第3行列と第1行列との積が第1行列になる関係を満たすような第3行列を導出するステップと、乗算した結果の転置行列と第3行列とを乗算することによって、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出するステップとを含んでもよい。第1ステアリング行列の逆行列と第2行列とを乗算するステップと、第1行列と第3行列と第1行列との積が第1行列になる関係を満たすような第3行列を導出するステップと、乗算した結果の転置行列と第3行列とを乗算することによって、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出するステップとを含んでもよい。   A step of multiplying the inverse matrix of the first steering matrix by the second matrix, and multiplying the transposed matrix resulting from the multiplication and the inverse matrix of the first matrix to derive a calibration coefficient for the wireless device to be communicated Steps may be included. If the first matrix is an irregular matrix or not a square matrix, the step of multiplying the inverse matrix of the first steering matrix by the second matrix and the product of the first matrix, the third matrix, and the first matrix are Deriving a third matrix that satisfies the relationship of becoming one matrix, and deriving a calibration coefficient for the wireless device to be communicated by multiplying the transposed matrix obtained by multiplication and the third matrix. May be included. Multiplying the inverse of the first steering matrix by the second matrix, and deriving a third matrix that satisfies a relationship in which the product of the first matrix, the third matrix, and the first matrix becomes the first matrix. And a step of deriving a calibration coefficient for the wireless device to be communicated by multiplying the transposed matrix obtained by the multiplication and the third matrix.

第1行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、第1行列のランク数が小さくなっていることを検出するステップと、検出がなされた場合、キャリブレーション係数の導出の延期を決定するステップとをさらに備えてもよい。第1行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、第1行列のランク数が小さくなっていることを検出するステップと、検出がなされた場合、通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナを複数のグループに分類するステップと、複数のグループのそれぞれを単位にしたキャリブレーション係数の導出を決定するステップとをさらに備えてもよい。   Detecting that the rank number of the first matrix is smaller than the smaller of the number of rows and the number of columns in the first matrix, and deferring the derivation of the calibration coefficient if detected. May be further included. A step of detecting that the rank number of the first matrix is smaller than the smaller one of the number of rows and the number of columns in the first matrix; The method may further comprise a step of classifying the plurality of antennas into a plurality of groups and a step of determining derivation of a calibration coefficient in units of each of the plurality of groups.

通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数が、送信アンテナの数よりも大きい場合、通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナを複数のグループに分類するステップと、複数のグループのそれぞれを単位にしたキャリブレーション係数の導出を決定するステップとをさらに備えてもよい。通信対象の無線装置から、通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数を受けつけ、受けつけたアンテナの数をもとに、通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数が、送信アンテナの数よりも大きいことを検出するステップをさらに備えてもよい。   When the number of antennas included in the communication target wireless device is larger than the number of transmission antennas, a step of classifying the plurality of antennas included in the communication target wireless device into a plurality of groups, and a unit of each of the plurality of groups And determining the derivation of the calibration coefficient. The number of antennas provided in the communication target wireless device is received from the communication target wireless device, and the number of antennas provided in the communication target wireless device is larger than the number of transmission antennas based on the number of received antennas. You may further comprise the step which detects that it is large.

通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナのうち、一部のアンテナが複数のグループにそれぞれ含まれるように、複数のグループへの分類を実行してもよい。通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナを複数の仮のグループに分類し、複数の仮のグループのそれぞれに含まれるアンテナから送信された信号をもとに、複数の仮のグループのそれぞれに対応した第1行列を導出するステップと、複数の仮のグループのそれぞれに対応した第1行列のランク数をもとに、複数のグループへの分類を実行するステップをさらに備えてもよい。複数のグループのそれぞれに含まれるアンテナから信号を送信するように、通信対象の無線装置に指示してもよい。   Classification into a plurality of groups may be performed such that some of the plurality of antennas provided in the wireless device to be communicated are included in the plurality of groups. The plurality of antennas provided in the wireless device to be communicated are classified into a plurality of temporary groups, and each of the plurality of temporary groups is determined based on signals transmitted from the antennas included in each of the plurality of temporary groups. A step of deriving a corresponding first matrix and a step of performing classification into a plurality of groups based on the rank number of the first matrix corresponding to each of the plurality of temporary groups may be further included. The wireless device to be communicated may be instructed to transmit a signal from an antenna included in each of the plurality of groups.

本発明のさらに別の態様もまた、キャリブレーション方法である。この方法は、送信すべき少なくともひとつの系列を複数の送信アンテナに分散させるための第1ステアリング行列が規定されており、送信すべき少なくともひとつの系列に当該第1ステアリング行列を乗算してから通信対象の無線装置への送信を実行し、かつ通信対象の無線装置において第2ステアリング行列が乗算された少なくともひとつの系列を受信する無線装置において、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出するためのキャリブレーション方法であって、通信対象の無線装置での送信機能の影響、第2ステアリング行列、通信対象の無線装置からの無線伝送路特性、本無線装置での受信機能の影響が反映された第1行列を導出し、かつ本無線装置での送信機能の影響、第1ステアリング行列、通信対象の無線装置への無線伝送特性、通信対象の無線装置での受信機能が反映された第2行列を通信対象の無線装置から受けつけ、第2行列に第1ステアリング行列の逆行列を乗算した結果と第1行列とをそれぞれ特異値分解することによって、通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数と本通信装置に対するキャリブレーション係数を導出する。   Yet another embodiment of the present invention is also a calibration method. In this method, a first steering matrix for distributing at least one sequence to be transmitted to a plurality of transmission antennas is defined, and communication is performed after multiplying at least one sequence to be transmitted by the first steering matrix. In order to derive a calibration coefficient for the communication target wireless device in the wireless device that performs transmission to the target wireless device and receives at least one sequence multiplied by the second steering matrix in the communication target wireless device. In this calibration method, the influence of the transmission function in the wireless device to be communicated, the second steering matrix, the characteristics of the wireless transmission path from the wireless device to be communicated, and the influence of the reception function in this wireless device are reflected. The first matrix is derived, and the influence of the transmission function in the wireless device, the first steering matrix, the wireless device to be communicated The second matrix reflecting the wireless transmission characteristics and the reception function of the communication target wireless device is received from the communication target wireless device, and the result obtained by multiplying the second matrix by the inverse matrix of the first steering matrix and the first matrix Respectively, to derive a calibration coefficient for the wireless device to be communicated and a calibration coefficient for the communication device.

第1ステアリング行列がユニタリ行列であってもよい。第1ステアリング行列としてのユニタリ行列は、周波数領域において規定されており、直交行列と循環的なタイムシフトを表す行列の積によって示されていてもよい。   The first steering matrix may be a unitary matrix. The unitary matrix as the first steering matrix is defined in the frequency domain, and may be indicated by the product of an orthogonal matrix and a matrix representing a cyclic time shift.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。   It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、ステアリング行列が適用される場合においても、複数のアンテナに対するキャリブレーションを実行できる。   According to the present invention, calibration for a plurality of antennas can be executed even when a steering matrix is applied.

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、基地局装置と端末装置によって構成されるMIMOシステムに関する。ここで、基地局装置は、ビームフォーミング送信を実行するが、端末装置は、ビームフォーミング送信を実行せずに、ステアリング行列の乗算を実行する。基地局装置は、ビームフォーミングを実行する前に、各端末装置に対してキャリブレーションを実行する。そのキャリブレーションを実行する際に、基地局装置は、ビームフォーミング送信を実行せずに、ステアリング行列の乗算を実行する。前述のごとく、送信すべき少なくともひとつの系列に含まれたトレーニング信号およびデータに対して、ステアリング行列を乗算することによって、トレーニング信号とデータの受信側における電力差を小さくする。基地局装置は、このようなステアリング行列が乗算されたトレーニング信号から推定された伝送路特性を使用して、ビームフォーミング送信を実行する。基地局装置や端末装置は、アンテナ単位に異なったミスマッチを低減することを目的として、キャリブレーションを実行する。そのため、キャリブレーション時に交換されるトレーニング信号に、ステアリング行列が適用される場合においても対応できるようなキャリブレーションが要求される。また、端末装置の装置構成を容易にするために、端末装置に対するキャリブレーションは、基地局装置においてなされる方が望ましい。そのため、本実施例では、以下のように、キャリブレーションを実行する。   Before describing the present invention in detail, an outline will be described. An embodiment of the present invention relates to a MIMO system including a base station device and a terminal device. Here, the base station apparatus performs beamforming transmission, but the terminal apparatus performs multiplication of the steering matrix without performing beamforming transmission. The base station apparatus performs calibration for each terminal apparatus before performing beamforming. When executing the calibration, the base station apparatus performs multiplication of the steering matrix without executing beamforming transmission. As described above, the training signal and data included in at least one sequence to be transmitted are multiplied by the steering matrix, thereby reducing the power difference between the training signal and the data receiving side. The base station apparatus performs beamforming transmission using the transmission path characteristics estimated from the training signal multiplied by such a steering matrix. The base station apparatus and the terminal apparatus execute calibration for the purpose of reducing mismatches different for each antenna. For this reason, calibration is required that can cope with a case where a steering matrix is applied to a training signal exchanged during calibration. Further, in order to facilitate the device configuration of the terminal device, it is desirable that calibration for the terminal device is performed in the base station device. Therefore, in this embodiment, calibration is performed as follows.

なお前提として、基地局装置に対するキャリブレーションは、既に終了しているものとする。端末装置に伝送路特性を推定させるために、基地局装置は、トレーニング信号を送信する。端末装置は、基地局装置の複数のアンテナと、端末装置の複数のアンテナとの組合せにそれぞれ対応した伝送路特性を推定する(以下、組合せのそれぞれ対応した伝送路特性を行列の形式等にまとめたものを「H行列」という)。また、端末装置おいて推定されたH行列は、下り回線の伝送路特性に相当する。さらに、基地局装置に伝送路特性を推定させるために、端末装置は、トレーニング信号を送信する。その際、端末装置は、下り回線のH行列をデータとして送信する。なお、端末装置は、H行列の転置をデータとして送信してもよい。その場合、基地局装置は、H行列の転置を認識していれば、以下に説明する動作と同様の動作を実行できる。基地局装置は、基地局装置の複数のアンテナと、端末装置の複数のアンテナとの組合せにそれぞれ対応した伝送路特性をH行列として推定する。当該H行列は、上り回線の伝送路特性に相当する。   As a premise, it is assumed that the calibration for the base station apparatus has already been completed. In order to cause the terminal device to estimate the transmission path characteristics, the base station device transmits a training signal. The terminal apparatus estimates transmission path characteristics corresponding to combinations of a plurality of antennas of the base station apparatus and a plurality of antennas of the terminal apparatus (hereinafter, the transmission path characteristics corresponding to each combination are combined into a matrix format, etc. Is called "H matrix"). Also, the H matrix estimated in the terminal device corresponds to the transmission path characteristics of the downlink. Further, the terminal device transmits a training signal in order to cause the base station device to estimate the transmission path characteristics. At that time, the terminal device transmits the downlink H matrix as data. The terminal device may transmit the transposition of the H matrix as data. In that case, if the base station apparatus recognizes the transposition of the H matrix, it can perform the same operation as the operation described below. The base station apparatus estimates the transmission path characteristics corresponding to the combinations of the plurality of antennas of the base station apparatus and the plurality of antennas of the terminal apparatus as an H matrix. The H matrix corresponds to an uplink transmission path characteristic.

ここで、H行列に含まれる伝送路特性には、無線伝送路としての伝送路特性の他に、ステアリング行列、送受信系のアナログ回路のミスマッチの影響も含まれている。以下、このような総合的な伝送路特性も、単に伝送路特性というものとする。基地局装置は、上り回線のH行列、下り回線のH行列、基地局装置でのステアリング行列を使用しながら、端末装置に対するキャリブレーションを実行して、キャリブレーション係数を導出する。なお、キャリブレーション係数は、その後に実行されるビームフォーミング送信の際に、使用される。以上のような処理によって、基地局装置は、端末装置において適用されるステアリング行列を認識していなくても、端末装置に対するキャリブレーションを実行できる。   Here, the transmission path characteristics included in the H matrix include the effects of mismatch between the steering matrix and the analog circuit of the transmission / reception system, in addition to the transmission path characteristics as the wireless transmission path. Hereinafter, such comprehensive transmission path characteristics are also simply referred to as transmission path characteristics. The base station apparatus performs calibration for the terminal apparatus using the uplink H matrix, the downlink H matrix, and the steering matrix in the base station apparatus, and derives a calibration coefficient. The calibration coefficient is used at the time of beamforming transmission to be executed later. Through the processing as described above, the base station apparatus can execute calibration for the terminal apparatus without recognizing the steering matrix applied in the terminal apparatus.

図1は、本発明の実施例に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す。特に、図1は、OFDM変調方式での信号のスペクトルを示す。OFDM変調方式における複数のキャリアのひとつをサブキャリアと一般的に呼ぶが、ここではひとつのサブキャリアを「サブキャリア番号」によって指定するものとする。ここでは、IEEE802.11a規格と同様に、サブキャリア番号「−26」から「26」までの53サブキャリアが規定されている。なお、サブキャリア番号「0」は、ベースバンド信号における直流成分の影響を低減するため、ヌルに設定されている。それぞれのサブキャリアは、可変に設定された変調方式によって変調されている。   FIG. 1 shows a spectrum of a multicarrier signal according to an embodiment of the present invention. In particular, FIG. 1 shows the spectrum of a signal in the OFDM modulation scheme. One of a plurality of carriers in the OFDM modulation system is generally called a subcarrier, but here, one subcarrier is designated by a “subcarrier number”. Here, as in the IEEE802.11a standard, 53 subcarriers from subcarrier numbers “−26” to “26” are defined. The subcarrier number “0” is set to null in order to reduce the influence of the DC component in the baseband signal. Each subcarrier is modulated by a variably set modulation scheme.

変調方式には、BPSK(Binary Phase Shift Keying)、QSPK(Quadrature Phase Shift Keying)、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、64QAMのいずれかが使用される。また、これらの信号には、誤り訂正方式として、畳み込み符号化が適用されている。畳み込み符号化の符号化率は、1/2、3/4等に設定される。さらに、MIMOシステムにおいて使用されるアンテナの本数は、可変に設定される。その結果、変調方式、符号化率、アンテナ本数の値が可変に設定されることによって、データレートも可変に設定される。   As a modulation method, any one of BPSK (Binary Phase Shift Keying), QSPK (Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation), and 64QAM is used. Also, convolutional coding is applied to these signals as an error correction method. The coding rate of convolutional coding is set to 1/2, 3/4, and the like. Furthermore, the number of antennas used in the MIMO system is variably set. As a result, the data rate is also variably set by variably setting the modulation scheme, coding rate, and number of antennas.

図2は、本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す。通信システム100は、基地局装置10、端末装置90を含む。また、基地局装置10は、アンテナ12と総称される第1アンテナ12a、第2アンテナ12b、第3アンテナ12c、第4アンテナ12dを含み、端末装置90は、アンテナ14と総称される第1アンテナ14a、第2アンテナ14b、第3アンテナ14c、第4アンテナ14dを含む。下り回線では、基地局装置10が送信装置に相当し、端末装置90の受信装置に相当する。上り回線では、下り回線と反対の対応になる。   FIG. 2 shows a configuration of a communication system according to an embodiment of the present invention. The communication system 100 includes a base station device 10 and a terminal device 90. The base station apparatus 10 includes a first antenna 12a, a second antenna 12b, a third antenna 12c, and a fourth antenna 12d that are collectively referred to as an antenna 12, and the terminal apparatus 90 is a first antenna that is collectively referred to as an antenna 14. 14a, the second antenna 14b, the third antenna 14c, and the fourth antenna 14d. In the downlink, the base station apparatus 10 corresponds to a transmission apparatus, and corresponds to a reception apparatus of the terminal apparatus 90. The uplink is the opposite of the downlink.

通信システム100の構成を説明する前に、MIMOシステムの概略を説明する。下り回線を説明の対象とし、データは、基地局装置10から端末装置90に送信されているものとする。基地局装置10は、第1アンテナ12aから第4アンテナ12dのそれぞれから、異なったデータを送信する。その結果、データレートが高速になる。端末装置90は、第1アンテナ14aから第4アンテナ14dによって、データを受信する。さらに、端末装置90は、アダプティブアレイ信号処理によって、第1アンテナ12aから第4アンテナ12dのそれぞれから送信されたデータを独立に復調する。   Before describing the configuration of the communication system 100, an outline of a MIMO system will be described. It is assumed that the downlink is an object of explanation and data is transmitted from the base station apparatus 10 to the terminal apparatus 90. The base station apparatus 10 transmits different data from each of the first antenna 12a to the fourth antenna 12d. As a result, the data rate is increased. The terminal device 90 receives data from the first antenna 14a to the fourth antenna 14d. Further, the terminal device 90 independently demodulates the data transmitted from each of the first antenna 12a to the fourth antenna 12d by adaptive array signal processing.

ここで、アンテナ12の本数は「4」であり、アンテナ14の本数も「4」であるので、アンテナ12とアンテナ14の間の伝送路の組合せは「16」になる。第iアンテナ12iから第jアンテナ14jとの間の伝送路特性をhijと示す。図中において、第1アンテナ12aと第1アンテナ14aとの間の伝送路特性がh11、第1アンテナ12aから第2アンテナ14bとの間の伝送路特性がh12、第2アンテナ12bと第1アンテナ14aとの間の伝送路特性がh21、第2アンテナ12bから第2アンテナ14bとの間の伝送路特性がh22、第4アンテナ12dから第4アンテナ14dとの間の伝送路特性がh44と示されている。なお、これら以外の伝送路は、図の明瞭化のために省略する。   Here, since the number of antennas 12 is “4” and the number of antennas 14 is also “4”, the combination of transmission paths between the antennas 12 and 14 is “16”. A transmission path characteristic between the i-th antenna 12i and the j-th antenna 14j is denoted by hij. In the figure, the transmission path characteristic between the first antenna 12a and the first antenna 14a is h11, the transmission path characteristic between the first antenna 12a and the second antenna 14b is h12, the second antenna 12b and the first antenna. 14a, the transmission path characteristic between the second antenna 12b and the second antenna 14b is h22, and the transmission path characteristic between the fourth antenna 12d and the fourth antenna 14d is h44. Has been. Note that transmission lines other than these are omitted for clarity of illustration.

端末装置90は、アダプティブアレイ信号処理によって、第1アンテナ12aから第2アンテナ12bによってそれぞれ送信されたデータを独立して復調できるように動作する。さらに、基地局装置10は、送信の際に第1アンテナ12aから第4アンテナ12dに対してアダプティブアレイ信号処理を実行する。このように送信側の基地局装置10もアダプティブアレイ信号処理を実行することによって、MIMOシステムにおける空間の分割が確実になる。その結果、複数のアンテナ12において送信される信号間の干渉が小さくなるので、本実施例は、通信品質を向上できる。なお、基地局装置10と端末装置90の動作が、反対になってもよい。   The terminal device 90 operates such that data transmitted from the first antenna 12a to the second antenna 12b can be independently demodulated by adaptive array signal processing. Further, the base station apparatus 10 performs adaptive array signal processing from the first antenna 12a to the fourth antenna 12d during transmission. As described above, the base station apparatus 10 on the transmission side also executes adaptive array signal processing, thereby ensuring space division in the MIMO system. As a result, since interference between signals transmitted from the plurality of antennas 12 is reduced, this embodiment can improve communication quality. Note that the operations of the base station device 10 and the terminal device 90 may be reversed.

詳細は後述するが、以上のような通信システム100の構成において、キャリブレーションは以下のように実行される。基地局装置10は、ステアリング行列Q(1)を規定している。基地局装置10は、Q(1)を送信すべき少なくともひとつの系列に乗算することによって、ステアリング行列が乗算されたトレーニング信号、トレーニング信号の数まで数を増加させたデータを生成する。さらに、基地局装置10は、予め保持したキャリブレーション係数CAUTO(1)を乗算することによって生成した信号を送信する。端末装置90は、トレーニング信号およびデータにステアリング行列Q(2)を乗算することによって生成した信号を送信する。 Although details will be described later, in the configuration of the communication system 100 as described above, the calibration is executed as follows. The base station apparatus 10 defines a steering matrix Q (1). The base station device 10 multiplies at least one sequence to be transmitted by Q (1), thereby generating training signals multiplied by the steering matrix and data whose number is increased to the number of training signals. Furthermore, the base station apparatus 10 transmits a signal generated by multiplying the calibration coefficient C AUTO (1) held in advance. The terminal device 90 transmits a signal generated by multiplying the training signal and data by the steering matrix Q (2).

また、端末装置90は、基地局装置10から受信したトレーニング信号をもとに、H行列を導出する。このH行列には、基地局装置10の送信機能の影響、ステアリング行列Q(1)、基地局装置10からの無線伝送特性、端末装置90の受信機能の影響、キャリブレーション係数CAUTO(1)の影響が反映されている。さらに、端末装置90は、導出したH行列を基地局装置10に送信する。基地局装置10は、端末装置90から受信したトレーニング信号をもとに、H行列を導出する。このH行列には、端末装置90での送信機能の影響、ステアリング行列Q(2)、端末装置90からの無線伝送路特性、基地局装置10での受信機能の影響が反映されている。また、基地局装置10は、ふたつのH行列とステアリング行列Q(1)から、端末装置90に対するキャリブレーション係数を導出する。 Further, the terminal device 90 derives an H matrix based on the training signal received from the base station device 10. The H matrix includes the influence of the transmission function of the base station apparatus 10, the steering matrix Q (1), the wireless transmission characteristics from the base station apparatus 10, the influence of the reception function of the terminal apparatus 90, and the calibration coefficient C AUTO (1). The effect of is reflected. Further, the terminal device 90 transmits the derived H matrix to the base station device 10. The base station apparatus 10 derives an H matrix based on the training signal received from the terminal apparatus 90. This H matrix reflects the influence of the transmission function at the terminal device 90, the steering matrix Q (2), the wireless transmission path characteristics from the terminal device 90, and the influence of the reception function at the base station device 10. Further, the base station apparatus 10 derives a calibration coefficient for the terminal apparatus 90 from the two H matrices and the steering matrix Q (1).

図3は、基地局装置10の構成を示す。基地局装置10は、無線部20と総称される第1無線部20a、第2無線部20b、第4無線部20d、処理部22、変復調部24、IF部26、制御部30を含む。また信号として、時間領域信号200と総称される第1時間領域信号200a、第2時間領域信号200b、第4時間領域信号200d、周波数領域信号202と総称される第1周波数領域信号202a、第2周波数領域信号202bを含む。ここでは、説明を明瞭にするために、送信されるべき系列と受信した系列に含まれるデータの数「2」と、トレーニング信号の数「4」を固定している。しかしながら、これらの数は、適応的に調節されてもよい。なお、以下の説明において、送信動作は、下り回線の通信に相当し、受信動作は、上り回線の通信に相当する。   FIG. 3 shows the configuration of the base station apparatus 10. The base station apparatus 10 includes a first radio unit 20a, a second radio unit 20b, a fourth radio unit 20d, a processing unit 22, a modem unit 24, an IF unit 26, and a control unit 30, which are collectively referred to as a radio unit 20. Further, as signals, a first time domain signal 200a, a second time domain signal 200b, a fourth time domain signal 200d, which are collectively referred to as a time domain signal 200, a first frequency domain signal 202a, which is collectively referred to as a frequency domain signal 202, and a second time domain signal 200b. Includes a frequency domain signal 202b. Here, in order to clarify the explanation, the number “2” of data included in the sequence to be transmitted and the received sequence and the number “4” of training signals are fixed. However, these numbers may be adjusted adaptively. In the following description, the transmission operation corresponds to downlink communication, and the reception operation corresponds to uplink communication.

無線部20は、受信動作として、アンテナ12によって受信した無線周波数の信号を周波数変換し、ベースバンドの信号を導出する。無線部20は、ベースバンドの信号を時間領域信号200として処理部22に出力する。一般的に、ベースバンドの信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、AGC(Automatic Gain Control)やA/D変換部も含まれる。無線部20は、送信動作として、処理部22からのベースバンドの信号を周波数変換し、無線周波数の信号を導出する。ここで、処理部22からのベースバンドの信号も時間領域信号200として示す。無線部20は、無線周波数の信号をアンテナ12に出力する。また、PA(Power Amplifier)、D/A変換部も含まれる。時間領域信号200は、時間領域に変換されたマルチキャリア信号であり、デジタル信号であるものとする。さらに、無線部20において処理される信号は、バースト信号を形成しており、そのバーストフォーマットには、前段にトレーニング信号が配置され、後段にデータが配置されている。   As a reception operation, the radio unit 20 performs frequency conversion on a radio frequency signal received by the antenna 12 and derives a baseband signal. The radio unit 20 outputs the baseband signal as the time domain signal 200 to the processing unit 22. In general, baseband signals are formed by in-phase and quadrature components, so they should be transmitted by two signal lines. Here, for clarity of illustration, only one signal line is used. Shall be shown. An AGC (Automatic Gain Control) and an A / D conversion unit are also included. As a transmission operation, the radio unit 20 performs frequency conversion on the baseband signal from the processing unit 22 and derives a radio frequency signal. Here, a baseband signal from the processing unit 22 is also shown as a time domain signal 200. The radio unit 20 outputs a radio frequency signal to the antenna 12. Further, a PA (Power Amplifier) and a D / A converter are also included. The time domain signal 200 is a multicarrier signal converted into the time domain, and is a digital signal. Further, the signal processed in the radio unit 20 forms a burst signal. In the burst format, a training signal is arranged in the preceding stage and data is arranged in the succeeding stage.

処理部22は、受信動作として、複数の時間領域信号200をそれぞれ周波数領域に変換し、周波数領域の信号に対してアダプティブアレイ信号処理を実行する。処理部22は、アダプティブアレイ信号処理の結果を周波数領域信号202として出力する。ひとつの周波数領域信号202が、図示しない端末装置90から送信されるひとつの系列に含まれたデータに相当する。処理部22は、送信動作として、変復調部24から、周波数領域の信号としての周波数領域信号202を入力し、アダプティブアレイ信号処理を実行する。すなわち、ビームフォーミングが実行される。また、処理部22は、ビームフォーミングの際に、端末装置90に対するキャリブレーション係数を使用する。さらに、処理部22は、基地局装置10に対するキャリブレーション係数によって、アダプティブアレイ信号処理した信号を補正する。なお、キャリブレーションを実行する際において、処理部22は、ビームフォーミングを実行せずに、ステアリング行列の乗算を実行する。   As a receiving operation, the processing unit 22 converts each of the plurality of time domain signals 200 into the frequency domain, and performs adaptive array signal processing on the frequency domain signal. The processing unit 22 outputs the result of adaptive array signal processing as the frequency domain signal 202. One frequency domain signal 202 corresponds to data included in one sequence transmitted from a terminal device 90 (not shown). As a transmission operation, the processing unit 22 receives the frequency domain signal 202 as a frequency domain signal from the modem unit 24 and performs adaptive array signal processing. That is, beam forming is executed. Further, the processing unit 22 uses a calibration coefficient for the terminal device 90 at the time of beamforming. Furthermore, the processing unit 22 corrects the signal obtained by performing the adaptive array signal processing using the calibration coefficient for the base station apparatus 10. When executing calibration, the processing unit 22 performs multiplication of the steering matrix without executing beamforming.

処理部22は、周波数領域の信号を時間領域に変換し、時間領域信号200として出力する。送信処理において使用すべきアンテナ12の数は、制御部30によって指定されるものとする。ここで、周波数領域の信号である周波数領域信号202は、図1のごとく、複数のサブキャリアの成分を含むものとする。図を明瞭にするために、周波数領域の信号は、サブキャリア番号の順に並べられて、シリアル信号を形成しているものとする。また、端末装置90に対するキャリブレーション係数と基地局装置10に対するキャリブレーション係数は、アンテナ12単位で異なった値を有する。また、これらの係数は、制御部30において導出される。   The processing unit 22 converts the frequency domain signal into the time domain and outputs the time domain signal 200. It is assumed that the number of antennas 12 to be used in the transmission process is specified by the control unit 30. Here, the frequency domain signal 202, which is a frequency domain signal, includes a plurality of subcarrier components as shown in FIG. For the sake of clarity, it is assumed that the signals in the frequency domain are arranged in the order of subcarrier numbers to form a serial signal. Further, the calibration coefficient for the terminal device 90 and the calibration coefficient for the base station apparatus 10 have different values for each antenna 12 unit. These coefficients are derived by the control unit 30.

図4は、周波数領域の信号の構成を示す。ここで、図1に示したサブキャリア番号「−26」から「26」のひとつの組合せを「OFDMシンボル」というものとする。「i」番目のOFDMシンボルは、サブキャリア番号「1」から「26」、サブキャリア番号「−26」から「−1」の順にサブキャリア成分を並べているものとする。また、「i」番目のOFDMシンボルの前に、「i−1」番目のOFDMシンボルが配置され、「i」番目のOFDMシンボルの後ろに、「i+1」番目のOFDMシンボルが配置されているものとする。   FIG. 4 shows the configuration of a signal in the frequency domain. Here, one combination of subcarrier numbers “−26” to “26” shown in FIG. 1 is referred to as an “OFDM symbol”. In the “i” th OFDM symbol, subcarrier components are arranged in the order of subcarrier numbers “1” to “26” and subcarrier numbers “−26” to “−1”. Also, the “i−1” th OFDM symbol is placed before the “i” th OFDM symbol, and the “i + 1” th OFDM symbol is placed after the “i” th OFDM symbol. And

図3に戻る。変復調部24は、受信処理として、処理部22からの周波数領域信号202に対して、復調および復号を実行する。なお、復調および復号は、サブキャリア単位でなされる。変復調部24は、復号した信号をIF部26に出力する。また、変復調部24は、送信処理として、符号化および変調を実行する。変復調部24は、変調した信号を周波数領域信号202として処理部22に出力する。送信処理の際に、変調方式および符号化率は、制御部30によって指定されるものとする。   Returning to FIG. The modem unit 24 performs demodulation and decoding on the frequency domain signal 202 from the processing unit 22 as reception processing. Note that demodulation and decoding are performed in units of subcarriers. The modem unit 24 outputs the decoded signal to the IF unit 26. Further, the modem unit 24 performs encoding and modulation as transmission processing. The modem unit 24 outputs the modulated signal to the processing unit 22 as the frequency domain signal 202. It is assumed that the modulation scheme and coding rate are specified by the control unit 30 during the transmission process.

IF部26は、受信処理として、複数の変復調部24からの信号を合成し、ひとつのデータストリームを形成する。IF部26は、データストリームを出力する。また、IF部26は、送信処理として、ひとつのデータストリームを入力し、これを分離する。さらに、分離したデータを複数の変復調部24に出力する。   The IF unit 26 combines signals from the plurality of modulation / demodulation units 24 as a reception process to form one data stream. The IF unit 26 outputs a data stream. In addition, the IF unit 26 inputs one data stream as transmission processing and separates it. Further, the separated data is output to a plurality of modems 24.

制御部30は、基地局装置10のタイミング等を制御する。また、制御部30は、端末装置90に対するキャリブレーション係数と基地局装置10に対するキャリブレーション係数を導出する。基地局装置10に対するキャリブレーション係数は既に導出されているものとして、端末装置90に対するキャリブレーション係数の導出手順を簡易に説明する。以下に説明するキャリブレーションの手順は、送信側においてビームフォーミング送信が実行する前になされる。詳細は、後述する。前述のごとく、処理部22等は、トレーニング信号とデータにステアリング行列Q(1)を乗算した後に、基地局装置10に対するキャリブレーション係数を乗算してから送信を実行する。また、処理部22等は、図示しない端末装置90においてステアリング行列Q(2)が乗算された少なくともひとつの系列を受信する。制御部30は、処理部22等を介して、H行列を導出する。また、制御部30は、図示しない端末装置90において導出されたH行列を受けつける。制御部30は、これらのH行列とステアリング行列Q(1)から、端末装置90に対するキャリブレーション係数を導出する。   The control unit 30 controls the timing of the base station apparatus 10 and the like. Further, the control unit 30 derives a calibration coefficient for the terminal device 90 and a calibration coefficient for the base station device 10. Assuming that the calibration coefficient for the base station apparatus 10 has already been derived, the procedure for deriving the calibration coefficient for the terminal apparatus 90 will be briefly described. The calibration procedure described below is performed before beamforming transmission is executed on the transmission side. Details will be described later. As described above, the processing unit 22 or the like performs transmission after multiplying the training signal and data by the steering matrix Q (1) and then by multiplying the calibration coefficient for the base station apparatus 10. Further, the processing unit 22 or the like receives at least one sequence multiplied by the steering matrix Q (2) in the terminal device 90 (not shown). The control unit 30 derives the H matrix via the processing unit 22 and the like. Further, the control unit 30 receives the H matrix derived by the terminal device 90 (not shown). The control unit 30 derives a calibration coefficient for the terminal device 90 from these H matrix and steering matrix Q (1).

ここで、基地局装置10に対するキャリブレーション係数の変動量は、小さいものとする。そのため、基地局装置10に対するキャリブレーション係数は、一度導出されると、例えば数日間使用される。そのため、準静的な値であるといえる。一方、端末装置90に対するキャリブレーション係数は、端末装置90を単位にして異なっている。そのため、基地局装置10は、通信している端末装置90に応じて、端末装置90に対するキャリブレーション係数を切替ながら使用する。制御部30は、複数の端末装置90に対するキャリブレーション係数を記憶しておき、通信している端末装置90に対応したキャリブレーション係数を使用すればよい。   Here, it is assumed that the variation amount of the calibration coefficient for the base station apparatus 10 is small. Therefore, once the calibration coefficient for the base station apparatus 10 is derived, it is used for several days, for example. Therefore, it can be said that it is a quasi-static value. On the other hand, the calibration coefficient for the terminal device 90 is different for each terminal device 90. Therefore, the base station apparatus 10 uses the calibration coefficient for the terminal apparatus 90 while switching according to the terminal apparatus 90 with which it is communicating. The control unit 30 may store calibration coefficients for a plurality of terminal devices 90 and use calibration coefficients corresponding to the terminal devices 90 that are communicating.

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。   This configuration can be realized in terms of hardware by a CPU, memory, or other LSI of any computer, and in terms of software, it is realized by a program having a communication function loaded in the memory. Describes functional blocks realized by collaboration. Accordingly, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof.

図5は、処理部22の構成を示す。処理部22は、FFT(Fast Fourier Transform)部50、合成部54と総称される第1合成部54a、第2合成部54b、第4合成部54d、空間分散部56、送信側補正部62、IFFT部64を含む。   FIG. 5 shows the configuration of the processing unit 22. The processing unit 22 includes an FFT (Fast Fourier Transform) unit 50, a first synthesis unit 54a, a second synthesis unit 54b, a fourth synthesis unit 54d, a spatial dispersion unit 56, a transmission side correction unit 62, An IFFT unit 64 is included.

FFT部50は、複数の時間領域信号200を入力し、それぞれに対してフーリエ変換を実行して、周波数領域の信号を導出する。前述のごとく、ひとつの周波数領域の信号として、サブキャリア番号の順に、サブキャリアに対応した信号がシリアルに並べられている。   The FFT unit 50 receives a plurality of time domain signals 200 and performs a Fourier transform on each of them to derive a frequency domain signal. As described above, signals corresponding to subcarriers are serially arranged in the order of subcarrier numbers as one frequency domain signal.

合成部54は、FFT部50からの周波数領域の信号に対して、アダプティブアレイ信号処理を実行する。すなわち、アレイ合成が実行される。ここで、端末装置90から送信されている信号にもステアリング行列が適用されており、端末装置90においてステアリング行列が適用される前のデータの数は、「2」であるとする。これに対応するように、合成部54のうち、第1合成部54aと第2合成部54bが、データを出力する。また、残りの合成部54は、前述のHベクトルを生成するために伝送路特性を計算する。   The synthesizer 54 performs adaptive array signal processing on the frequency domain signal from the FFT unit 50. That is, array synthesis is executed. Here, it is assumed that the steering matrix is also applied to the signal transmitted from the terminal apparatus 90, and the number of data before the steering matrix is applied in the terminal apparatus 90 is “2”. Corresponding to this, out of the synthesizer 54, the first synthesizer 54a and the second synthesizer 54b output data. Further, the remaining combining unit 54 calculates transmission line characteristics in order to generate the above-described H vector.

合成部54には、図示しない複数の乗算部が備えられており、複数の乗算部は、受信ウエイトベクトルによって、周波数領域の信号をそれぞれ重み付けする。また、図示しない加算部も備えられており、加算部は複数の乗算部の出力を加算する。ここで、周波数領域の信号は、サブキャリア番号の順に配置されているので、乗算部における受信ウエイトベクトルの乗算もそれに対応している。また、加算部は、サブキャリア単位で、乗算結果を加算する。その結果、加算された信号も、図4のごとく、サブキャリア番号の順にシリアルに並べられている。なお、加算された信号が、前述の周波数領域信号202である。   The synthesizer 54 includes a plurality of multipliers (not shown), and each of the plurality of multipliers weights the frequency domain signal with a reception weight vector. An adder (not shown) is also provided, and the adder adds the outputs of a plurality of multipliers. Here, since the signals in the frequency domain are arranged in the order of the subcarrier numbers, the multiplication of the reception weight vector in the multiplier corresponds to that. Further, the addition unit adds the multiplication results in units of subcarriers. As a result, the added signals are also serially arranged in the order of subcarrier numbers as shown in FIG. The added signal is the frequency domain signal 202 described above.

なお、以下の説明においても、処理対象の信号が周波数領域に対応している場合、処理は、基本的にサブキャリアを単位にして実行される。ここでは、説明を簡潔にするために、ひとつのサブキャリアにおける処理を説明する。そのため、複数のサブキャリアに対する処理には、ひとつのサブキャリアにおける処理をパラレルあるいはシリアルに実行することによって、対応される。   Also in the following description, when the signal to be processed corresponds to the frequency domain, the processing is basically executed in units of subcarriers. Here, in order to simplify the description, the processing in one subcarrier will be described. Therefore, processing for a plurality of subcarriers can be handled by executing processing on one subcarrier in parallel or serially.

合成部54は、FFT部50からの周波数領域の信号、周波数領域信号202、参照信号にもとづいて、受信ウエイトベクトルを導出する。ここで、参照信号として、合成部54は、トレーニング信号を記憶する。また、データの期間においては、予め規定しているしきい値によって、周波数領域信号202を判定し、その結果が参照信号とされる。なお、判定は硬判定でなく、軟判定でもよい。受信ウエイトベクトルの導出方法は、任意のものでよく、そのひとつはLMS(Least Mean Squeare)アルゴリズムによる導出である。また、合成部54は、相関処理によって伝送路特性である受信応答ベクトルを導出する。これは、公知の技術であるので、説明を省略する。なお、導出された受信応答ベクトルは、キャリブレーションにおいて使用するために、他の合成部54において導出された受信応答ベクトルと合わせて、行列の形式にまとめられる。これが、前述のH行列に相当する。なお、このようなH行列を導出する機能は、端末装置90にも備えられているものとする。   The synthesizing unit 54 derives a reception weight vector based on the frequency domain signal, the frequency domain signal 202, and the reference signal from the FFT unit 50. Here, the synthesizer 54 stores a training signal as a reference signal. In the data period, the frequency domain signal 202 is determined based on a predetermined threshold value, and the result is used as a reference signal. The determination may be a soft determination instead of a hard determination. The method for deriving the reception weight vector may be any method, one of which is the derivation by the LMS (Least Mean Square) algorithm. Further, the synthesizer 54 derives a reception response vector that is a transmission path characteristic by correlation processing. Since this is a known technique, a description thereof will be omitted. The derived reception response vectors are combined into a matrix format together with the reception response vectors derived in the other synthesis unit 54 for use in calibration. This corresponds to the aforementioned H matrix. It is assumed that such a function for deriving the H matrix is also provided in the terminal device 90.

空間分散部56は、通信の際にビームフォーミングを実行する。一方、キャリブレーションの際に、空間分散部56は、トレーニング信号とデータに対して、ステアリング行列をそれぞれ乗算する。その結果、ステアリング行列が乗算されたトレーニング信号と、トレーニング信号の数まで数を増加させたデータとが生成される。ここで、空間分散部56は、乗算を実行する前に、入力したデータの次数をトレーニング信号の数まで拡張する。入力したデータの数は、「2」であり、ここでは、「Nin」によって代表させる。そのため、入力したデータは、「Nin×1」のベクトルによって示される。また、トレーニング信号の数は、「4」であり、ここでは、「Nout」によって代表させる。空間分散部56は、入力したデータの次数をNinからNoutに拡張させる。すなわち、「Nin×1」のベクトルを「Nout×1」のベクトルに拡張させる。その際、Nin+1行目からNout行目までの成分に「0」を挿入する。   The space dispersion unit 56 performs beam forming during communication. On the other hand, at the time of calibration, the spatial dispersion unit 56 multiplies the training signal and the data by a steering matrix. As a result, a training signal multiplied by the steering matrix and data increased in number up to the number of training signals are generated. Here, the spatial distribution unit 56 extends the order of the input data to the number of training signals before performing multiplication. The number of input data is “2”, which is represented by “Nin” here. Therefore, the input data is indicated by a vector “Nin × 1”. Further, the number of training signals is “4”, and is represented by “Nout” here. The spatial distribution unit 56 extends the order of the input data from Nin to Nout. That is, the vector “Nin × 1” is expanded to the vector “Nout × 1”. At that time, “0” is inserted into the components from the Nin + 1 line to the Nout line.

また、ステアリング行列Sは、次のように示される。

Figure 2006279905
ステアリング行列は、「Nout×Nout」の行列である。また、Wは、直交行列であり、「Nout×Nout」の行列である。直交行列の一例は、ウォルシュ行列やフーリエ行列である。ここで、lは、サブキャリア番号を示しており、ステアリング行列による乗算は、サブキャリアを単位にして実行される。さらに、Cは、以下のように示され、CDD(Cyclic Delay Diversity)のために使用される。
Figure 2006279905
The steering matrix S is shown as follows.
Figure 2006279905
The steering matrix is a “Nout × Nout” matrix. W is an orthogonal matrix, which is a “Nout × Nout” matrix. An example of the orthogonal matrix is a Walsh matrix or a Fourier matrix. Here, l indicates a subcarrier number, and multiplication by the steering matrix is executed in units of subcarriers. Further, C is shown as follows and is used for CDD (Cyclic Delay Diversity).
Figure 2006279905

ここで、δは、シフト量を示す。以上の説明より、ステアリング行列は、直交行列の行をひとつの単位にして、循環的なタイムシフトを施したものといえる。また、空間分散部56において規定されているステアリング行列が、前述のQ(1)であり、図示しない端末装置90において規定されているステアリング行列が、前述のQ(2)である。なお、基地局装置10は、一般的に、ステアリング行列Q(2)を認識していない。   Here, δ represents the shift amount. From the above description, it can be said that the steering matrix has been subjected to a cyclic time shift with a row of the orthogonal matrix as one unit. Further, the steering matrix defined in the spatial dispersion unit 56 is the above-described Q (1), and the steering matrix defined in the terminal device 90 (not shown) is the above-described Q (2). Note that the base station apparatus 10 generally does not recognize the steering matrix Q (2).

通信の際に、空間分散部56は、ビームフォーミングを実行する。空間分散部56は、受信ウエイトベクトルから、ビームフォーミングに必要な送信ウエイトベクトルを推定する。送信ウエイトベクトルの推定方法は、任意とするが、最も簡易な方法として、受信ウエイトベクトルをそのまま使用すればよい。あるいは、受信処理と送信処理との時間差によって生じる伝搬環境のドップラー周波数変動を考慮し、従来の技術によって、受信ウエイトベクトルを補正してもよい。または、特異値分解を応用した送信ビームフォーミングを行ってもよい。これは、固有モード伝送ともいえる。ここでは、合成部54において導出された受信応答ベクトルに、端末装置90に対するキャリブレーション係数を乗算することによって、補正した伝送路特性を取得し、補正した伝送路特性から送信ウエイトベクトルを導出する。なお、端末装置90に対するキャリブレーション係数は、図示しない制御部30から取得する。また、端末装置90に対するキャリブレーション係数は、アンテナを単位にして異なった値を有し、さらにサブキャリアを単位にして異なった値を有しているものとする。   At the time of communication, the space dispersion unit 56 performs beam forming. The spatial dispersion unit 56 estimates a transmission weight vector necessary for beamforming from the reception weight vector. The method for estimating the transmission weight vector is arbitrary, but as the simplest method, the reception weight vector may be used as it is. Alternatively, the reception weight vector may be corrected by a conventional technique in consideration of the Doppler frequency fluctuation of the propagation environment caused by the time difference between the reception process and the transmission process. Alternatively, transmission beam forming using singular value decomposition may be performed. This can be said to be eigenmode transmission. Here, the received transmission response vector derived by the combining unit 54 is multiplied by a calibration coefficient for the terminal device 90 to obtain a corrected transmission path characteristic, and a transmission weight vector is derived from the corrected transmission path characteristic. Note that the calibration coefficient for the terminal device 90 is acquired from the control unit 30 (not shown). In addition, the calibration coefficient for the terminal device 90 has different values in units of antennas, and further has different values in units of subcarriers.

空間分散部56は、送信ウエイトベクトルによって、信号を重み付けする。送信側補正部62は、空間分散部56からの信号に、基地局装置10でのキャリブレーション係数を乗算する。その際、送信側補正部62は、図示しない制御部30から、基地局装置10に対するキャリブレーション係数を取得する。IFFT部64は、送信側補正部62からの信号に対して逆フーリエ変換を実行して、時間領域の信号に変換する。図5において、第1時間領域信号200a等は、2カ所に示されている。これらは、ひとつの方向の信号であり、これらが、図3における双方向の信号である第1時間領域信号200a等に対応する。   The spatial dispersion unit 56 weights the signal with the transmission weight vector. The transmission side correction unit 62 multiplies the signal from the spatial dispersion unit 56 by a calibration coefficient in the base station apparatus 10. At that time, the transmission side correction unit 62 acquires a calibration coefficient for the base station apparatus 10 from the control unit 30 (not shown). The IFFT unit 64 performs inverse Fourier transform on the signal from the transmission side correction unit 62 to convert it into a time domain signal. In FIG. 5, the first time domain signal 200a and the like are shown in two places. These are signals in one direction, and these correspond to the first time domain signal 200a and the like which are bidirectional signals in FIG.

図6(a)−(b)は、通信システム100における信号のフォーマットを示す。図6(a)は、空間分散部56に入力される系列におけるフォーマットを示す。図の一番上の段が、ひとつ目の系列を示し、下の段に移るにしたがって、ふたつ目の系列、3つ目の系列、4つ目の系列を示す。ここで、複数の系列である「4」つの系列のそれぞれに「4」つの「LTS(Long Training Sequence)」が付加されている。一方、複数の系列のうちの少なくともひとつである「2」つの系列のデータが、「第1データ」、「第2データ」として付加されている。ここで、「LTS」は、伝送路特性の推定のために使用される信号である。「LTS」は、トレーニング信号に相当する。また、実際には、これら以外にも他の信号、例えば、タイミング同期等に使用されるべき「STS(Short Training Sequence)」も配置されるが、ここでは省略する。   FIGS. 6A to 6B show signal formats in the communication system 100. FIG. FIG. 6A shows the format in the sequence input to the spatial distribution unit 56. The top level of the figure shows the first series, and the second series, the third series, and the fourth series are shown as the stage moves down. Here, “4” “Long Training Sequences” are added to each of “4” sequences, which are a plurality of sequences. On the other hand, data of “2” series, which is at least one of a plurality of series, is added as “first data” and “second data”. Here, “LTS” is a signal used for estimation of transmission path characteristics. “LTS” corresponds to a training signal. In addition, other signals other than these, for example, “STS (Short Training Sequence)” to be used for timing synchronization or the like are also arranged, but are omitted here.

図6(b)は、キャリブレーションを実行するときにおいて、空間分散部56から出力される複数の系列を示す。図6(a)のLTSは、ステアリング行列の乗算の結果、「LTS’」となる。図6(b)では、これを「第1LTS’」から「第4LTS’」として示す。図6(a)の「第1データ」と「第2データ」は、ステアリング行列の乗算の結果、4つの系列のデータとなる。図6(b)では、これを「第1データ’」から「第4データ’」として示す。   FIG. 6B shows a plurality of sequences output from the spatial dispersion unit 56 when calibration is executed. The LTS in FIG. 6A is “LTS ′” as a result of the multiplication of the steering matrix. In FIG. 6B, this is indicated as “first LTS ′” to “fourth LTS ′”. The “first data” and “second data” in FIG. 6A are four series of data as a result of multiplication of the steering matrix. In FIG. 6B, this is shown as “first data” to “fourth data”.

以上の構成によるキャリブレーションの動作を説明する。ここで、基地局装置10の送信側の応答はA(1)と示され、基地局装置10の受信側の応答はB(1)と示され、端末装置90の送信側の応答はA(2)と示され、端末装置90の受信側の応答はB(2)と示されるものとする。なお、AとBは、対角行列である。また、端末装置90において導出されるH行列は、H(1→2)’と示され、基地局装置10において導出されるH行列は、H(2→1)’と示される。一方、無線伝送特性だけを反映したH行列は、上記に対応して、H(1→2)、H(2→1)と示される。   The calibration operation with the above configuration will be described. Here, the response on the transmitting side of the base station device 10 is indicated as A (1), the response on the receiving side of the base station device 10 is indicated as B (1), and the response on the transmitting side of the terminal device 90 is indicated by A ( 2), and the response on the receiving side of the terminal device 90 is indicated as B (2). A and B are diagonal matrices. In addition, the H matrix derived in the terminal device 90 is denoted as H (1 → 2) ′, and the H matrix derived in the base station device 10 is denoted as H (2 → 1) ′. On the other hand, the H matrix reflecting only the radio transmission characteristics is represented as H (1 → 2) and H (2 → 1) corresponding to the above.

まず、基地局装置10が、基地局装置10に対するキャリブレーション係数CAUTO(1)を導出するための動作を説明する。その際、基地局装置10は、端末装置90に対してトレーニング信号を送信するが、端末装置90は、基地局装置10に対してひとつのアンテナ14から信号を送信する。端末装置90によって導出されるH行列は、次のように示される。

Figure 2006279905
基地局装置10は、以上のH行列を次のように変形させる。
Figure 2006279905
なお、α、β、hは、A、B、Hに含まれる成分である。また、基地局装置10によって導出されるH行列は、次のように示される。
Figure 2006279905
First, an operation for the base station apparatus 10 to derive the calibration coefficient C AUTO (1) for the base station apparatus 10 will be described. At that time, the base station apparatus 10 transmits a training signal to the terminal apparatus 90, but the terminal apparatus 90 transmits a signal from one antenna 14 to the base station apparatus 10. The H matrix derived by the terminal device 90 is shown as follows.
Figure 2006279905
The base station apparatus 10 transforms the above H matrix as follows.
Figure 2006279905
Α, β, and h are components included in A, B, and H. Further, the H matrix derived by the base station apparatus 10 is shown as follows.
Figure 2006279905

これらより、キャリブレーション係数CAUTO(1)は、次のように示される。

Figure 2006279905
このようなキャリブレーション係数CAUTO(1)によれば、γ(1)をスカラー量として次のような関係が成立する。
Figure 2006279905
From these, the calibration coefficient C AUTO (1) is expressed as follows.
Figure 2006279905
According to such a calibration coefficient C AUTO (1), the following relationship is established with γ (1) as a scalar quantity.
Figure 2006279905

次に、基地局装置10が、端末装置90に対するキャリブレーション係数CCross(2)を導出するための動作を説明する。その際、基地局装置10と端末装置90は、トレーニング信号を互いに送信する。また、キャリブレーション係数CAUTO(1)は、既に導出されているものとする。端末装置90によって導出されるH行列は、次のように示される。

Figure 2006279905
また、基地局装置10によって導出されるH行列は、次のように示される。
Figure 2006279905
Next, an operation for the base station apparatus 10 to derive the calibration coefficient C Cross (2) for the terminal apparatus 90 will be described. At that time, the base station device 10 and the terminal device 90 transmit training signals to each other. Further, it is assumed that the calibration coefficient C AUTO (1) has already been derived. The H matrix derived by the terminal device 90 is shown as follows.
Figure 2006279905
Further, the H matrix derived by the base station apparatus 10 is shown as follows.
Figure 2006279905

ここで、TDD(Time Division Duplex)を想定し、上り回線と下り回線が対象であるとすれば、以下のように示される。

Figure 2006279905
AやBは、対角化行列であるので、基地局装置10は、H行列を以下のように変形する。
Figure 2006279905
Here, assuming TDD (Time Division Duplex) and assuming that the uplink and downlink are targets, the following is shown.
Figure 2006279905
Since A and B are diagonal matrices, the base station apparatus 10 modifies the H matrix as follows.
Figure 2006279905

これらより、キャリブレーション係数CCross(2)は、次のように示される。

Figure 2006279905
これを利用すると以下の関係が成立するので、CCross(2)はキャリブレーション係数の機能を有する。
Figure 2006279905
すなわち、制御部30は、ステアリング行列Q(1)の逆行列とH(1→2)’とを乗算し、乗算した結果の転置行列とH(2→1)’の逆行列とを乗算することによって、CCross(2)を導出する。ただし、このとき端末装置90から予め転置されたH行列を受け取ってもよい。この場合、基地局装置10側においてH行列の転置を補正することによって、同様にキャリブレーション係数が導出される。このとき、端末装置90では、基地局装置10がビームフォーミング送信を開始または更新する際に送信するトレーニング信号にも、同一のステアリング行列Q(2)を使用すると仮定している。したがって、基地局装置10においてCCross(2)をキャリブレーション補正値として使用することによって、ビームフォーミング送信が可能になる。 From these, the calibration coefficient C Cross (2) is expressed as follows.
Figure 2006279905
When this is utilized, the following relationship is established, so C Cross (2) has a function of a calibration coefficient.
Figure 2006279905
That is, the control unit 30 multiplies the inverse matrix of the steering matrix Q (1) and H (1 → 2) ′, and multiplies the transposed matrix obtained by the multiplication and the inverse matrix of H (2 → 1) ′. Thus, C Cross (2) is derived. However, an H matrix transposed in advance may be received from the terminal device 90 at this time. In this case, the calibration coefficient is similarly derived by correcting the transposition of the H matrix on the base station apparatus 10 side. At this time, it is assumed that the terminal device 90 uses the same steering matrix Q (2) for the training signal transmitted when the base station apparatus 10 starts or updates the beamforming transmission. Therefore, by using C Cross (2) as the calibration correction value in the base station apparatus 10, beam forming transmission can be performed.

ここで、キャリブレーションに関する変形例を説明する。ひとつ目の変形例は、H行列の逆行列が導出できない、すなわちH行列が正則行列でない場合でのキャリブレーション係数CCross(2)の導出に関する。これは、H行列が正方行列でない場合や、H行列のrankが低い場合に対応する。前者は、アンテナ12の数とアンテナ14の数が異なる場合であり、後者は、空間の相関が高い場合である。ふたつ目の変形例は、基地局装置10がキャリブレーション係数CAUTO(1)を予め導出してない場合である。 Here, a modified example related to calibration will be described. The first modification relates to the derivation of the calibration coefficient C Cross (2) when the inverse matrix of the H matrix cannot be derived, that is, when the H matrix is not a regular matrix. This corresponds to the case where the H matrix is not a square matrix or the rank of the H matrix is low. The former is a case where the number of antennas 12 and the number of antennas 14 are different, and the latter is a case where the correlation of space is high. The second modification is a case where the base station apparatus 10 does not derive the calibration coefficient C AUTO (1) in advance.

ひとつ目の変形例に対して、次のように示される一般化逆行列を導入する。

Figure 2006279905
制御部30は、基地局装置10と端末装置90に対して、特異値分解を実行すると、次の関係が成立する。
Figure 2006279905
これらより、キャリブレーション係数CCross(2)は、次のように示される。
Figure 2006279905
これを利用すると以下の関係が成立するので、CCross(2)はキャリブレーション係数の機能を有する。
Figure 2006279905
すなわち、制御部30は、ステアリング行列Q(1)の逆行列とH(1→2)’とを乗算し、乗算した結果の転置行列とH(2→1)’の一般化逆行列とを乗算することによって、CCross(2)を導出する。 For the first variation, a generalized inverse matrix shown as follows is introduced.
Figure 2006279905
When the control unit 30 performs singular value decomposition on the base station device 10 and the terminal device 90, the following relationship is established.
Figure 2006279905
From these, the calibration coefficient C Cross (2) is expressed as follows.
Figure 2006279905
When this is utilized, the following relationship is established, so C Cross (2) has a function of a calibration coefficient.
Figure 2006279905
That is, the control unit 30 multiplies the inverse matrix of the steering matrix Q (1) and H (1 → 2) ′, and obtains the transposed matrix resulting from the multiplication and the generalized inverse matrix of H (2 → 1) ′. By multiplying, C Cross (2) is derived.

ふたつ目の変形例を説明する。ふたつ目の変形例に対する通信システム100は、図2と同様に示される。基地局装置10は、ステアリング行列Q(1)を規定している。基地局装置10は、Q(1)を送信すべき少なくともひとつの系列に乗算することによって、トレーニング信号の数と、データが含まれるアンテナの数が等しくなっている複数の系列を生成する。さらに、基地局装置10は、生成した信号を送信する。   A second modification will be described. A communication system 100 for the second modification is shown in the same manner as in FIG. The base station apparatus 10 defines a steering matrix Q (1). The base station apparatus 10 generates a plurality of sequences in which the number of training signals is equal to the number of antennas including data by multiplying at least one sequence to be transmitted by Q (1). Furthermore, the base station apparatus 10 transmits the generated signal.

また、端末装置90は、基地局装置10から受信したトレーニング信号をもとに、H行列を導出する。このH行列には、基地局装置10の送信機能の影響、ステアリング行列Q(1)、基地局装置10からの無線伝送特性、端末装置90の受信機能の影響が反映されている。さらに、端末装置90は、導出したH行列を基地局装置10に送信する。基地局装置10は、端末装置90から受信したトレーニング信号をもとに、H行列を導出する。このH行列には、端末装置90での送信機能の影響、ステアリング行列Q(2)、端末装置90からの無線伝送路特性、基地局装置10での受信機能の影響が反映されている。また、基地局装置10の制御部30は、ふたつのH行列をそれぞれ特異値分解することによって、基地局装置10に対するキャリブレーション係数CCross(1)と端末装置90に対するキャリブレーション係数CCross(2)を導出する。 Further, the terminal device 90 derives an H matrix based on the training signal received from the base station device 10. This H matrix reflects the influence of the transmission function of the base station apparatus 10, the steering matrix Q (1), the radio transmission characteristics from the base station apparatus 10, and the reception function of the terminal apparatus 90. Further, the terminal device 90 transmits the derived H matrix to the base station device 10. The base station apparatus 10 derives an H matrix based on the training signal received from the terminal apparatus 90. This H matrix reflects the influence of the transmission function at the terminal device 90, the steering matrix Q (2), the wireless transmission path characteristics from the terminal device 90, and the influence of the reception function at the base station device 10. Further, the control unit 30 of the base station apparatus 10 performs singular value decomposition on the two H matrices, thereby calibrating the calibration coefficient C Cross (1) for the base station apparatus 10 and the calibration coefficient C Cross (2 for the terminal apparatus 90). ) Is derived.

端末装置90によって導出されるH行列は、次のように示される。

Figure 2006279905
また、基地局装置10によって導出されるH行列は、次のように示される。
Figure 2006279905
制御部30によって特異値分解されたH行列は、次のように示される。
Figure 2006279905
The H matrix derived by the terminal device 90 is shown as follows.
Figure 2006279905
Further, the H matrix derived by the base station apparatus 10 is shown as follows.
Figure 2006279905
The H matrix subjected to singular value decomposition by the control unit 30 is expressed as follows.
Figure 2006279905

ここで、基地局装置10に対するキャリブレーション係数CCross(1)と端末装置90に対するキャリブレーション係数CCross(2)は、以下の関係を満たすように導出されるべきである。

Figure 2006279905
これは、次のようにも示される。
Figure 2006279905
Here, the calibration coefficient C Cross (2) is against the calibration coefficient C Cross (1) and the terminal device 90 to the base station apparatus 10, it should be derived as to satisfy the following relation.
Figure 2006279905
This is also shown as follows.
Figure 2006279905

基地局装置10のアンテナ12の数が、端末装置90のアンテナ14の数以上であれば、基地局装置10に対するキャリブレーション係数CCross(1)と端末装置90に対するキャリブレーション係数CCross(2)は、次のように導出される。

Figure 2006279905
あるいは、次のように導出されてもよい。
Figure 2006279905
ここで、次の関係が成立しているものとする。
Figure 2006279905
The number of antennas 12 of the base station apparatus 10, if the number or more antennas 14 of the terminal apparatus 90, the calibration coefficient C Cross for calibration coefficient C Cross (1) and the terminal device 90 to the base station apparatus 10 (2) Is derived as follows.
Figure 2006279905
Alternatively, it may be derived as follows.
Figure 2006279905
Here, it is assumed that the following relationship is established.
Figure 2006279905

基地局装置10のアンテナ12の数が、端末装置90のアンテナ14の数より小さければ、基地局装置10に対するキャリブレーション係数CCross(1)と端末装置90に対するキャリブレーション係数CCross(2)は、次のように導出される。

Figure 2006279905
The number of antennas 12 of the base station apparatus 10 is smaller than the number of antennas 14 of the terminal apparatus 90, the calibration coefficient C Cross for calibration coefficient C Cross (1) and the terminal device 90 to the base station apparatus 10 (2) Is derived as follows.
Figure 2006279905

ここで、具体例を示す。基地局装置10のアンテナ12の数が「4」であり、端末装置90のアンテナ14の数が「2」であれば、基地局装置10に対するキャリブレーション係数CCross(1)と端末装置90に対するキャリブレーション係数CCross(2)は、次のように導出される。

Figure 2006279905
Here, a specific example is shown. If the number of antennas 12 of the base station apparatus 10 is “4” and the number of antennas 14 of the terminal apparatus 90 is “2”, the calibration coefficient C Cross (1) for the base station apparatus 10 and the terminal apparatus 90 The calibration coefficient C Cross (2) is derived as follows.
Figure 2006279905

ここで、CCross(1)は、4×4の行列であり、CCross(2)は、2×2の行列である。一方、基地局装置10のアンテナ12の数が「2」であり、端末装置90のアンテナ14の数が「4」であれば、基地局装置10に対するキャリブレーション係数CCross(1)と端末装置90に対するキャリブレーション係数CCross(2)は、次のように導出される。

Figure 2006279905
Here, C Cross (1) is a 4 × 4 matrix, and C Cross (2) is a 2 × 2 matrix. On the other hand, if the number of antennas 12 of the base station apparatus 10 is “2” and the number of antennas 14 of the terminal apparatus 90 is “4”, the calibration coefficient C Cross (1) for the base station apparatus 10 and the terminal apparatus The calibration coefficient C Cross (2) for 90 is derived as follows.
Figure 2006279905

以上の構成による通信システム100の動作を説明する。図7は、通信システム100におけるキャリブレーションの手順を示すシーケンス図である。基地局装置10は、トレーニング信号を送信する(S10)。端末装置90は、トレーニング信号にもとづいて、H行列を導出する(S12)。端末装置90は、トレーニング信号を送信すると共に、導出したH行列をデータとして送信する(S14)。基地局装置10は、トレーニング信号にもとづいて、H行列を導出する(S16)。基地局装置10は、H行列を使用しながら、キャリブレーションを実行する(S18)。基地局装置10は、キャリブレーションの結果を記憶する(S20)。また、基地局装置10は、キャリブレーションの結果を通信に使用する。   The operation of the communication system 100 configured as above will be described. FIG. 7 is a sequence diagram illustrating a calibration procedure in the communication system 100. The base station apparatus 10 transmits a training signal (S10). The terminal device 90 derives an H matrix based on the training signal (S12). The terminal device 90 transmits a training signal and transmits the derived H matrix as data (S14). The base station apparatus 10 derives an H matrix based on the training signal (S16). The base station apparatus 10 performs calibration while using the H matrix (S18). The base station apparatus 10 stores the calibration result (S20). Moreover, the base station apparatus 10 uses the result of calibration for communication.

キャリブレーションについての3つ目と4つ目の変形例を説明する。なお、3つ目と4つ目の変形例は、実施例およびひとつ目とふたつ目の変形例に適用可能である。ここでは、実施例に適用するものとして説明を行う。実施例において、基地局装置10が、端末装置90に対するキャリブレーション係数を導出していた。その際、基地局装置10でのアンテナ12の本数が、端末装置90でのアンテナ14の本数以上になっており、チャネルのランク数、すなわちH行列のランク数が端末装置90でのアンテナ14の本数と等しくなっていた。3つ目と4つ目の変形例でも、実施例と同様に、基地局装置10が、端末装置90に対するキャリブレーション係数を導出する。しかしながら、基地局装置10でのアンテナ12の本数が、端末装置90でのアンテナ14の本数より少ない場合、あるいはH行列のランク数が端末装置90でのアンテナ14の本数より少ない場合に対応する。   The third and fourth modified examples of calibration will be described. The third and fourth modification examples are applicable to the embodiment and the first and second modification examples. Here, description will be made assuming that the present invention is applied to the embodiment. In the embodiment, the base station device 10 derives a calibration coefficient for the terminal device 90. At that time, the number of antennas 12 in the base station apparatus 10 is equal to or greater than the number of antennas 14 in the terminal apparatus 90, and the rank number of channels, that is, the rank number of the H matrix is the number of antennas 14 in the terminal apparatus 90. It was equal to the number. In the third and fourth modifications, the base station device 10 derives the calibration coefficient for the terminal device 90 as in the embodiment. However, this corresponds to the case where the number of antennas 12 in the base station apparatus 10 is smaller than the number of antennas 14 in the terminal apparatus 90 or the number of ranks of the H matrix is smaller than the number of antennas 14 in the terminal apparatus 90.

これまでの説明と説明と重複するが、端末装置90に対するキャリブレーション係数CCross(2)は、次のように示される。

Figure 2006279905
そのため、次の関係が成立する。
Figure 2006279905
また、B(1)は対角行列なので、次の関係が成立する。
Figure 2006279905
Although overlapping with the description so far, the calibration coefficient C Cross (2) for the terminal device 90 is expressed as follows.
Figure 2006279905
Therefore, the following relationship is established.
Figure 2006279905
Since B (1) is a diagonal matrix, the following relationship is established.
Figure 2006279905

端末装置90に対するキャリブレーション係数CCross(2)とA(2)、B(2)、Q(2)の間には、必ず次の関係が成り立つ。

Figure 2006279905
また、前述のごとく、CCross(2)は、キャリブレーション係数として使用される。以上の関係は、実施例の他、ひとつ目とふたつ目の変形例においても成立する。 The following relationship always holds between the calibration coefficient C Cross (2) for the terminal device 90 and A (2), B (2), and Q (2).
Figure 2006279905
As described above, C Cross (2) is used as a calibration coefficient. The above relationship is also established in the first and second modified examples in addition to the embodiment.

3つ目と4つ目の変形例では、H行列の行の数がH行列の列の数より小さく、あるいはH行列のランク数がH行列の列の数よりも小さい場合を説明する。ここで、H行列の行の数がH行列の列の数より小さい場合は、基地局装置10でのアンテナ12の本数が、端末装置90でのアンテナ14の本数より少ない場合に相当する。また、H行列のランク数がH行列の列の数よりも小さい場合は、チャネルのランク数が端末装置90でのアンテナ14の本数より少ない場合に相当する。この場合、前述の説明による方法では、式32が常に成り立つとは限らない。   In the third and fourth modifications, a case will be described in which the number of rows of the H matrix is smaller than the number of columns of the H matrix, or the rank number of the H matrix is smaller than the number of columns of the H matrix. Here, the case where the number of rows of the H matrix is smaller than the number of columns of the H matrix corresponds to the case where the number of antennas 12 in the base station apparatus 10 is smaller than the number of antennas 14 in the terminal apparatus 90. Further, the case where the rank number of the H matrix is smaller than the number of columns of the H matrix corresponds to the case where the rank number of the channel is smaller than the number of antennas 14 in the terminal device 90. In this case, in the method according to the above description, Expression 32 does not always hold.

3つ目の変形例では、チャネルのランク数が低ければ、キャリブレーション係数の導出を延期する。ここで、チャネルのランク数は、無線伝送路の特性に依存している。そのため、無線伝送路の特性は、時間の経過に応じて変動するので、チャネルのランク数も時間の経過に応じて変動する。3つ目の変形例では、現在のチャネルのランク数が低くても、ランク数が高くなるまで、キャリブレーション係数の導出を延期する。   In the third modification, the derivation of the calibration coefficient is postponed if the rank number of the channel is low. Here, the number of ranks of the channel depends on the characteristics of the wireless transmission path. For this reason, the characteristics of the wireless transmission path vary with the passage of time, so that the number of channel ranks also varies with the passage of time. In the third modification, even if the number of ranks of the current channel is low, the derivation of the calibration coefficient is postponed until the number of ranks increases.

図3の制御部30は、前述のごとく、H行列を導出する。また、制御部30は、H行列のランク数を導出する。その際、H行列のランク数を導出するために、制御部30は、特異値分解を実行してもよい。また、制御部30は、公知の技術によってH行列のランク数を導出してもよい。制御部30は、H行列における行の数および列の数のうちの小さい方をしきい値として設定する。さらに、H行列のランク数がしきい値よりも小さければ、制御部30は、これを検出する。なお、制御部30は、H行列に対する行列式の値を計算し、計算した行列の値が「0」に近ければ、制御部30では、H行列のランク数がしきい値よりも小さいと見なしてもよい。なお、計算した行列の値が「0」に近いことを検出するために、制御部30は、別のしきい値と行列式の値とを比較してもよい。   The control unit 30 in FIG. 3 derives the H matrix as described above. Further, the control unit 30 derives the rank number of the H matrix. At that time, in order to derive the rank number of the H matrix, the control unit 30 may perform singular value decomposition. Further, the control unit 30 may derive the rank number of the H matrix by a known technique. The control unit 30 sets the smaller one of the number of rows and the number of columns in the H matrix as the threshold value. Furthermore, if the rank number of the H matrix is smaller than the threshold value, the control unit 30 detects this. The control unit 30 calculates the value of the determinant for the H matrix, and if the calculated matrix value is close to “0”, the control unit 30 considers that the rank number of the H matrix is smaller than the threshold value. May be. In order to detect that the calculated matrix value is close to “0”, the control unit 30 may compare another threshold value with the value of the determinant.

さらに、制御部30において検出がなされた場合、制御部30は、制御部30の内部と処理部22に対して、キャリブレーション係数の導出の延期を指示する。また、制御部30は、図示しないタイマーを備え、所定期間の経過後、処理部22に伝送路特性を導出させる。その際、基地局装置10は、端末装置90からのトレーニング信号を受信しているものとする。さらに、制御部30は、伝送路特性からH行列を導出し、H行列のランク数を導出する。H行列のランク数がしきい値以上になるまで、以上の処理が実行される。   Further, when the detection is made in the control unit 30, the control unit 30 instructs the inside of the control unit 30 and the processing unit 22 to postpone the derivation of the calibration coefficient. In addition, the control unit 30 includes a timer (not shown), and causes the processing unit 22 to derive transmission path characteristics after a predetermined period. At that time, it is assumed that the base station apparatus 10 has received a training signal from the terminal apparatus 90. Furthermore, the control unit 30 derives the H matrix from the transmission path characteristics, and derives the rank number of the H matrix. The above processing is executed until the rank number of the H matrix becomes equal to or greater than the threshold value.

図8は、本発明の3つ目の変形例に係る通信システム100におけるキャリブレーションの手順を示すシーケンス図である。基地局装置10は、トレーニング信号を送信する(S30)。端末装置90は、トレーニング信号にもとづいて、H行列を導出する(S32)。端末装置90は、トレーニング信号を送信すると共に、導出したH行列をデータとして送信する(S34)。基地局装置10は、トレーニング信号にもとづいて、H行列を導出する(S36)。基地局装置10は、H行列のランク数が低いことを検出し(S38)、キャリブレーションの延期を決定する(S40)。基地局装置10は、所定期間の経過後、トレーニング信号を送信する(S42)。端末装置90は、トレーニング信号にもとづいて、H行列を導出する(S44)。端末装置90は、トレーニング信号を送信すると共に、導出したH行列をデータとして送信する(S46)。基地局装置10は、トレーニング信号にもとづいて、H行列を導出する(S48)。基地局装置10は、H行列のランク数が低くないことを確認し、H行列を使用しながら、キャリブレーションを実行する(S50)。基地局装置10は、キャリブレーションの結果を記憶する(S52)。また、基地局装置10は、キャリブレーションの結果を通信に使用する。   FIG. 8 is a sequence diagram showing a calibration procedure in the communication system 100 according to the third modification of the present invention. The base station apparatus 10 transmits a training signal (S30). The terminal device 90 derives an H matrix based on the training signal (S32). The terminal device 90 transmits a training signal and transmits the derived H matrix as data (S34). The base station apparatus 10 derives an H matrix based on the training signal (S36). The base station device 10 detects that the rank number of the H matrix is low (S38), and determines the postponement of calibration (S40). The base station apparatus 10 transmits a training signal after a predetermined period has elapsed (S42). The terminal device 90 derives an H matrix based on the training signal (S44). The terminal device 90 transmits a training signal and transmits the derived H matrix as data (S46). The base station apparatus 10 derives an H matrix based on the training signal (S48). The base station apparatus 10 confirms that the rank number of the H matrix is not low, and executes calibration while using the H matrix (S50). The base station apparatus 10 stores the calibration result (S52). Moreover, the base station apparatus 10 uses the result of calibration for communication.

図9は、基地局装置10におけるキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。処理部22、無線部20等は、トレーニング信号を送信する(S60)。無線部20、処理部22等は、トレーニング信号を受信する(S62)。処理部22は、受信したトレーニング信号にもとづいて、伝送路特性を導出し、制御部30は、H行列を導出する(S64)。また、処理部22は、H行列の列の数、すなわち端末装置90のアンテナ14の数をしきい値に設定する(S66)。このとき、端末装置90のアンテナ14の数は、予め規定されていてもよい。あるいは、基地局装置10は、所定の制御信号によって、端末装置90のアンテナ14の数を取得していてもよい。H行列のランク数がしきい値より小さければ(S68のY)、制御部30は、所定期間の経過後に、ステップ60からの処理を繰り返し実行することを決定する。また、H行列のランク数がしきい値より小さくなければ(S68のN)、制御部30は、キャリブレーション係数を導出する(S70)。   FIG. 9 is a flowchart showing a calibration procedure in the base station apparatus 10. The processing unit 22, the radio unit 20, and the like transmit a training signal (S60). The radio unit 20, the processing unit 22, etc. receive the training signal (S62). The processing unit 22 derives transmission path characteristics based on the received training signal, and the control unit 30 derives an H matrix (S64). In addition, the processing unit 22 sets the number of columns of the H matrix, that is, the number of antennas 14 of the terminal device 90 as a threshold (S66). At this time, the number of antennas 14 of the terminal device 90 may be defined in advance. Or the base station apparatus 10 may acquire the number of the antennas 14 of the terminal device 90 with a predetermined control signal. If the rank number of the H matrix is smaller than the threshold value (Y in S68), the control unit 30 determines to repeatedly execute the processing from step 60 after the lapse of a predetermined period. If the rank number of the H matrix is not smaller than the threshold value (N in S68), the control unit 30 derives a calibration coefficient (S70).

4つ目の変形例では、端末装置90のアンテナ14の数が、基地局装置10のアンテナ12の数よりも大きければ、複数のアンテナ14を複数のグループに分類し、複数のグループのそれぞれを単位にしてキャリブレーションを実行する。さらに、キャリブレーションを繰り返すことによって、すべてのアンテナ14に対するキャリブレーションを実行する。なお、前述のごとく、端末装置90に対するキャリブレーションは、アンテナ14間の相対的な誤差を導出することに相当する。そのため、所定のアンテナ14がすべてのグループに含まれるように、複数のグループへの分類が実行される。例えば、第1グループは、第1アンテナ14aと第2アンテナ14bによって形成され、第2グループは、第1アンテナ14aと第3アンテナ14cによって形成され、第3グループは第1アンテナ14aと第4アンテナ14dによって形成される。この場合、キャリブレーションの処理が3回繰り返される。なお、ひとつのグループに含まれるアンテナ14の数は、基地局装置10でのアンテナ12の数に応じて決定される。すなわち、基地局装置10でのアンテナ12の数よりも少なくなるように、ひとつのグループに含まれるアンテナ14の数が決定される。   In the fourth modification, if the number of antennas 14 of the terminal device 90 is larger than the number of antennas 12 of the base station device 10, the plurality of antennas 14 are classified into a plurality of groups, and each of the plurality of groups is classified. Perform calibration in units. Further, the calibration for all the antennas 14 is executed by repeating the calibration. As described above, calibration for the terminal device 90 corresponds to deriving a relative error between the antennas 14. Therefore, classification into a plurality of groups is performed so that the predetermined antenna 14 is included in all groups. For example, the first group is formed by the first antenna 14a and the second antenna 14b, the second group is formed by the first antenna 14a and the third antenna 14c, and the third group is the first antenna 14a and the fourth antenna. 14d. In this case, the calibration process is repeated three times. Note that the number of antennas 14 included in one group is determined according to the number of antennas 12 in the base station apparatus 10. That is, the number of antennas 14 included in one group is determined so as to be smaller than the number of antennas 12 in the base station apparatus 10.

図3の制御部30は、前述のごとく、H行列を導出する。また、制御部30は、H行列のランク数を導出する。さらに、H行列のランク数がしきい値よりも小さければ、制御部30は、これを検出する。以上の動作は、3つ目の変形例と同様であるので、説明を省略する。さらに、制御部30において検出がなされた場合、制御部30は、端末装置90に備えられる複数のアンテナ14を複数のグループに分類する。その際、制御部30では、端末装置90に備えられる複数のアンテナ14のうち、一部のアンテナ14が複数のグループにそれぞれ含まれるように、複数のグループへの分類を実行する。複数のグループへの分類については、前述の通りである。   The control unit 30 in FIG. 3 derives the H matrix as described above. Further, the control unit 30 derives the rank number of the H matrix. Furthermore, if the rank number of the H matrix is smaller than the threshold value, the control unit 30 detects this. Since the above operation is the same as that of the third modification, a description thereof will be omitted. Furthermore, when the detection is made in the control unit 30, the control unit 30 classifies the plurality of antennas 14 provided in the terminal device 90 into a plurality of groups. At that time, the control unit 30 performs classification into a plurality of groups such that some of the plurality of antennas 14 included in the terminal device 90 are included in the plurality of groups. The classification into a plurality of groups is as described above.

また、制御部30は、制御部30の内部と処理部22に対して、複数のグループのそれぞれを単位にしたキャリブレーション係数の導出を指示する。例えば、前述の第1グループを処理の対象とする場合、第1アンテナ14aと第2アンテナ14bに対応したキャリブレーション係数を導出する。このような処理を実行するために、制御部30は、複数のグループのそれぞれに含まれるアンテナ14から信号を送信するように、端末装置90に指示する。例えば、第1グループに対する処理を実行する際に、制御部30は、第1アンテナ14aと第2アンテナ14bだけからトレーニング信号を送信するように、端末装置90に指示する。処理部22は、第1アンテナ14aと第2アンテナ14bだけから送信されたトレーニング信号をもとに、伝送路特性を導出する。制御部30は、伝送路特性からH行列を導出する。H行列からキャリブレーション係数を導出する処理は、前述の通りであるので、説明を省略する。制御部30は、以上の処理をすべてのグループに対して実行し、最終的に、端末装置90に対するキャリブレーション係数、すなわちすべてのアンテナ14に対するキャリブレーション係数を導出する。   In addition, the control unit 30 instructs the inside of the control unit 30 and the processing unit 22 to derive calibration coefficients in units of a plurality of groups. For example, when the above-described first group is to be processed, calibration coefficients corresponding to the first antenna 14a and the second antenna 14b are derived. In order to execute such processing, the control unit 30 instructs the terminal device 90 to transmit a signal from the antenna 14 included in each of the plurality of groups. For example, when executing the process for the first group, the control unit 30 instructs the terminal device 90 to transmit the training signal only from the first antenna 14a and the second antenna 14b. The processing unit 22 derives the transmission path characteristics based on the training signals transmitted from only the first antenna 14a and the second antenna 14b. The control unit 30 derives the H matrix from the transmission path characteristics. Since the process of deriving the calibration coefficient from the H matrix is as described above, the description is omitted. The control unit 30 executes the above processing for all groups, and finally derives calibration coefficients for the terminal device 90, that is, calibration coefficients for all the antennas 14.

図10は、本発明の4つ目の変形例に係る通信システムにおけるキャリブレーションの手順を示すシーケンス図である。基地局装置10は、トレーニング信号を送信する(S80)。端末装置90は、トレーニング信号にもとづいて、H行列を導出する(S82)。端末装置90は、トレーニング信号を送信すると共に、導出したH行列をデータとして送信する(S84)。基地局装置10は、トレーニング信号にもとづいて、H行列を導出する(S86)。基地局装置10は、H行列のランク数が低いことを検出し(S88)、複数のアンテナ14を3つのグループに分類する(S90)。なお、説明の簡略化のため、前述の第1グループから第3グループへの分類がなされるものとする。   FIG. 10 is a sequence diagram showing a calibration procedure in the communication system according to the fourth modification of the present invention. The base station apparatus 10 transmits a training signal (S80). The terminal device 90 derives an H matrix based on the training signal (S82). The terminal device 90 transmits a training signal and transmits the derived H matrix as data (S84). The base station apparatus 10 derives an H matrix based on the training signal (S86). The base station apparatus 10 detects that the rank number of the H matrix is low (S88), and classifies the plurality of antennas 14 into three groups (S90). For simplification of explanation, it is assumed that the above-described classification from the first group to the third group is performed.

基地局装置10は、トレーニング信号を送信するとともに、端末装置90がトレーニング信号を送信する際に使用すべきアンテナ14についての指示を通知する(S92)。端末装置90は、トレーニング信号にもとづいて、H行列を導出する(S94)。端末装置90は、指示に従って、第1アンテナ14aと第2アンテナ14bからトレーニング信号を送信すると共に、導出したH行列をデータとして送信する(S96)。基地局装置10は、トレーニング信号にもとづいて、H行列を導出する(S98)。基地局装置10は、第1グループに対するキャリブレーションを実行する(S100)。   The base station apparatus 10 transmits a training signal, and notifies the instruction about the antenna 14 to be used when the terminal apparatus 90 transmits the training signal (S92). The terminal device 90 derives an H matrix based on the training signal (S94). In accordance with the instruction, the terminal device 90 transmits a training signal from the first antenna 14a and the second antenna 14b, and transmits the derived H matrix as data (S96). The base station apparatus 10 derives an H matrix based on the training signal (S98). The base station apparatus 10 performs calibration for the first group (S100).

基地局装置10は、端末装置90がトレーニング信号を送信する際に使用すべきアンテナ14についての指示を通知する(S102)。端末装置90は、指示に従って、第1アンテナ14aと第3アンテナ14cからトレーニング信号を送信する(S104)。基地局装置10は、トレーニング信号にもとづいて、H行列を導出する(S106)。基地局装置10は、第2グループに対するキャリブレーションを実行する(S108)。基地局装置10は、端末装置90がトレーニング信号を送信する際に使用すべきアンテナ14についての指示を通知する(S110)。端末装置90は、指示に従って、第1アンテナ14aと第4アンテナ14dからトレーニング信号を送信する(S112)。基地局装置10は、トレーニング信号にもとづいて、H行列を導出する(S114)。基地局装置10は、第3グループに対するキャリブレーションを実行する(S116)。基地局装置10は、キャリブレーションの結果を記憶する(S118)。また、基地局装置10は、キャリブレーションの結果を通信に使用する。   The base station apparatus 10 notifies the instruction about the antenna 14 to be used when the terminal apparatus 90 transmits a training signal (S102). The terminal device 90 transmits a training signal from the first antenna 14a and the third antenna 14c according to the instruction (S104). The base station apparatus 10 derives an H matrix based on the training signal (S106). The base station apparatus 10 executes calibration for the second group (S108). The base station apparatus 10 notifies the instruction about the antenna 14 to be used when the terminal apparatus 90 transmits a training signal (S110). The terminal device 90 transmits a training signal from the first antenna 14a and the fourth antenna 14d according to the instruction (S112). The base station apparatus 10 derives an H matrix based on the training signal (S114). The base station apparatus 10 executes calibration for the third group (S116). The base station apparatus 10 stores the calibration result (S118). Moreover, the base station apparatus 10 uses the result of calibration for communication.

図11は、基地局装置10におけるキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。処理部22、無線部20等は、トレーニング信号を送信する(S130)。無線部20、処理部22等は、トレーニング信号を受信する(S132)。処理部22は、受信したトレーニング信号にもとづいて、伝送路特性を導出し、制御部30は、H行列を導出する(S134)。また、処理部22は、H行列の列の数、すなわち端末装置90のアンテナ14の数をしきい値に設定する(S136)。このとき、端末装置90のアンテナ14の数は、予め規定されていてもよい。あるいは、基地局装置10は、所定の制御信号によって、端末装置90のアンテナ14の数を取得していてもよい。H行列のランク数がしきい値より小さければ(S138のY)、制御部30は、複数のアンテナ14を複数のグループに分類する(S142)。   FIG. 11 is a flowchart showing a calibration procedure in the base station apparatus 10. The processing unit 22, the radio unit 20, and the like transmit a training signal (S130). The radio unit 20, the processing unit 22 and the like receive the training signal (S132). The processing unit 22 derives a transmission path characteristic based on the received training signal, and the control unit 30 derives an H matrix (S134). In addition, the processing unit 22 sets the number of columns of the H matrix, that is, the number of antennas 14 of the terminal device 90 as a threshold value (S136). At this time, the number of antennas 14 of the terminal device 90 may be defined in advance. Or the base station apparatus 10 may acquire the number of the antennas 14 of the terminal device 90 with a predetermined control signal. If the rank number of the H matrix is smaller than the threshold value (Y in S138), the control unit 30 classifies the plurality of antennas 14 into a plurality of groups (S142).

処理部22等は、トレーニング信号を送信する(S144)とともに、制御部30は、端末装置90がトレーニング信号を送信する際に使用すべきアンテナ14についての指示を送信する(S146)。また、処理部22は、受信したトレーニング信号にもとづいて、伝送路特性を導出し、制御部30は、H行列を導出する(S148)。制御部30は、キャリブレーション係数を導出する(S150)。すべてのグループに対する処理が終了していなければ(S152のN)、ステップ146からの処理が繰り返される。一方、すべてのグループに対する処理が終了していれば(S152のY)、制御部30は処理を終了する。また、H行列のランク数がしきい値より小さくなければ(S138のN)、制御部30は、キャリブレーション係数を導出する(S140)。   The processing unit 22 and the like transmit a training signal (S144), and the control unit 30 transmits an instruction regarding the antenna 14 to be used when the terminal device 90 transmits the training signal (S146). Further, the processing unit 22 derives transmission path characteristics based on the received training signal, and the control unit 30 derives an H matrix (S148). The control unit 30 derives a calibration coefficient (S150). If the processing for all the groups has not been completed (N in S152), the processing from step 146 is repeated. On the other hand, if the processing for all the groups is finished (Y in S152), the control unit 30 finishes the processing. If the rank number of the H matrix is not smaller than the threshold value (N in S138), the control unit 30 derives a calibration coefficient (S140).

4つ目の変形例において、複数のアンテナ14を複数のグループに分類する際、所定のアンテナ14が複数のグループに含まれるように、グループが形成されていた。このようなグループの形成についての変形例を説明する。制御部30は、複数の仮のグループを規定し、複数のアンテナ14を複数の仮のグループに分類する。仮のグループへの分類は、任意の方法によってなされればよく、4つ目の変形例におけるグループへの分類と同様になされてもよい。制御部30は、複数の仮のグループのそれぞれに対してH行列を導出し、H行列のそれぞれに対するランク数を導出する。以上の処理の詳細は、4つ目の変形例と同様であるので、説明を省略する。   In the fourth modification, when the plurality of antennas 14 are classified into a plurality of groups, the groups are formed such that the predetermined antennas 14 are included in the plurality of groups. A modification of the formation of such a group will be described. The control unit 30 defines a plurality of temporary groups and classifies the plurality of antennas 14 into a plurality of temporary groups. Classification into a temporary group may be performed by an arbitrary method, and may be performed in the same manner as the classification into a group in the fourth modification. The control unit 30 derives an H matrix for each of the plurality of temporary groups, and derives a rank number for each of the H matrices. The details of the above processing are the same as in the fourth modification example, and thus the description thereof is omitted.

制御部30は、しきい値を規定しており、H行列のそれぞれに対するランク数をしきい値と比較する。H行列のそれぞれに対するランク数がしきい値よりも大きければ、仮のグループをグループとする。一方、H行列のそれぞれに対するランク数のうち、しきい値以下のランク数があれば、制御部30は、アンテナ14の組合せを変えながら、仮のグループへの分類を再び実行する。さらに、H行列のそれぞれに対するランク数がしきい値よりも大きくなるまで、以上の処理を繰り返し実行する。例えば、第1アンテナ14aがすべての仮のグループに含まれるように分類された後、H行列のそれぞれに対するランク数のうち、しきい値以下のランク数があれば、制御部30は、第2アンテナ14bがすべての仮のグループに含まれるように分類を実行する。   The control unit 30 defines a threshold value, and compares the number of ranks for each of the H matrices with the threshold value. If the number of ranks for each of the H matrices is greater than the threshold value, the temporary group is taken as a group. On the other hand, if there is a rank number equal to or less than the threshold value among the rank numbers for each of the H matrices, the control unit 30 performs classification into the temporary group again while changing the combination of the antennas 14. Further, the above processing is repeatedly executed until the rank number for each of the H matrices becomes larger than the threshold value. For example, after the first antenna 14a is classified so as to be included in all temporary groups, if there is a rank number equal to or less than the threshold value among the rank numbers for each of the H matrices, the control unit 30 may Classification is performed so that the antenna 14b is included in all temporary groups.

図3の制御部30は、端末装置90に備えられる複数のアンテナ14を複数の仮のグループに分類し、複数の仮のグループのそれぞれに含まれるアンテナ14から送信されたトレーニング信号をもとに、複数の仮のグループのそれぞれに対応したH行列を導出する。制御部30は、複数の仮のグループのそれぞれに対応したH行列のランク数をしきい値と比較する。複数の仮のグループのそれぞれに対応したH行列のランク数がしきい値よりも大きければ、仮のグループをグループとする。一方、しきい値以下のランク数が存在すれば、処理部22は、仮のグループに含まれるアンテナ14の組合せを変更する。処理部22と制御部30は、同様の処理を繰り返す。なお、以上の処理を所定の回数繰り返したときに、グループへの分類がなされていなければ、4つ目の変形例による分類を実行してもよい。   The control unit 30 in FIG. 3 classifies the plurality of antennas 14 provided in the terminal device 90 into a plurality of temporary groups, and based on training signals transmitted from the antennas 14 included in each of the plurality of temporary groups. The H matrix corresponding to each of the plurality of temporary groups is derived. The control unit 30 compares the rank number of the H matrix corresponding to each of the plurality of temporary groups with a threshold value. If the rank number of the H matrix corresponding to each of the plurality of temporary groups is larger than the threshold value, the temporary group is set as a group. On the other hand, if there is a rank number equal to or less than the threshold value, the processing unit 22 changes the combination of the antennas 14 included in the temporary group. The processing unit 22 and the control unit 30 repeat similar processing. If the above processing is repeated a predetermined number of times and the classification into groups is not performed, the classification according to the fourth modification may be executed.

図12は、基地局装置10におけるグループの分類手順を示すフローチャートである。図12は、図11のステップ142に相当する。制御部30は、複数のアンテナ14を仮のグループに分類する(S160)。制御部30は、仮のグループのそれぞれに対するH行列を導出する(S162)。H行列のランク数の中に、しきい値より低いものがあり(S164のY)、他の仮のグループを設定可能であれば(S168のY)、ステップ160からの処理を繰り返す。他の仮のグループを設定可能でなければ(S168のN)、制御部30は、予め定めたグループにアンテナ14を分類する(S170)。一方、H行列のランク数の中に、しきい値より低いものがなければ(S164のN)、制御部30は、仮のグループをグループに決定する(S166)。   FIG. 12 is a flowchart showing a group classification procedure in the base station apparatus 10. FIG. 12 corresponds to step 142 in FIG. The control unit 30 classifies the plurality of antennas 14 into a temporary group (S160). The control unit 30 derives an H matrix for each temporary group (S162). If the rank number of the H matrix is lower than the threshold value (Y in S164), and if another temporary group can be set (Y in S168), the processing from step 160 is repeated. If another provisional group cannot be set (N in S168), the control unit 30 classifies the antennas 14 into predetermined groups (S170). On the other hand, if there is no rank in the H matrix lower than the threshold (N in S164), the control unit 30 determines a temporary group as a group (S166).

実施例に適用させながら、3つ目の変形例と4つ目の変形例を説明した。しかしながら、3つ目の変形例と4つ目の変形例は、ひとつ目の変形例とふたつ目の変形例にも適用可能である。ひとつ目の変形例において、制御部30は、H行列を特異値分解するので、特異値分解した結果からH行列のランク数を取得できる。制御部30は、H行列のランク数がしきい値より低ければ、3つ目の変形例において所定の期間だけキャリブレーションを延期する。また、制御部30は、H行列のランク数がしきい値より低ければ、4つ目の変形例において、複数のアンテナ14を複数のグループに分類する。また、制御部30は、複数のグループのそれぞれに対してH行列を導出し、H行列に対して一般化逆行列を適用しつつ、キャリブレーション係数を導出する。なお、4つ目の変形例では、H行列が複数のグループのそれぞれに対して導出される点において、ひとつ目の変形例と異なるが、導出されたH行列からキャリブレーション係数を導出する処理は、ひとつ目の変形例と同様である。   The third modification and the fourth modification have been described while being applied to the embodiment. However, the third modification and the fourth modification are also applicable to the first modification and the second modification. In the first modification, the control unit 30 performs singular value decomposition on the H matrix, and therefore can obtain the rank number of the H matrix from the result of singular value decomposition. If the rank number of the H matrix is lower than the threshold value, the control unit 30 postpones calibration for a predetermined period in the third modification. Further, if the rank number of the H matrix is lower than the threshold value, the control unit 30 classifies the plurality of antennas 14 into a plurality of groups in the fourth modification. The control unit 30 derives an H matrix for each of the plurality of groups, and derives a calibration coefficient while applying a generalized inverse matrix to the H matrix. The fourth modification is different from the first modification in that the H matrix is derived for each of a plurality of groups, but the process for deriving the calibration coefficient from the derived H matrix is as follows. This is the same as the first modification.

ふたつ目の変形例において、制御部30は、H行列を特異値分解するので、特異値分解した結果からH行列のランク数を取得できる。制御部30は、H行列のランク数がしきい値より低ければ、3つ目の変形例において所定の期間だけキャリブレーションを延期する。すなわち、制御部30は、H行列の導出、H行列に対する特異値分解、キャリブレーション係数の導出の延期を制御部30の内部、処理部22に指示する。また、制御部30は、H行列のランク数がしきい値より低ければ、4つ目の変形例において、複数のアンテナ14を複数のグループに分類する。また、制御部30は、複数のグループのそれぞれに対してH行列を導出し、H行列に対して特異値分解を実行しつつキャリブレーション係数を導出する。すなわち、制御部30は、複数のグループのそれぞれに対して、H行列の導出、H行列に対する特異値分解、キャリブレーション係数の導出の実行を制御部30の内部、処理部22に指示する。なお、4つ目の変形例では、H行列が複数のグループのそれぞれに対して導出される点において、ふたつ目の変形例と異なるが、導出されたH行列からキャリブレーション係数を導出する処理は、ふたつ目の変形例と同様である。   In the second modification, the control unit 30 performs singular value decomposition on the H matrix, and thus can obtain the rank number of the H matrix from the result of singular value decomposition. If the rank number of the H matrix is lower than the threshold value, the control unit 30 postpones calibration for a predetermined period in the third modification. That is, the control unit 30 instructs the processing unit 22 in the control unit 30 to postpone derivation of the H matrix, singular value decomposition for the H matrix, and derivation of the calibration coefficient. Further, if the rank number of the H matrix is lower than the threshold value, the control unit 30 classifies the plurality of antennas 14 into a plurality of groups in the fourth modification. The control unit 30 derives an H matrix for each of the plurality of groups, and derives a calibration coefficient while performing singular value decomposition on the H matrix. That is, the control unit 30 instructs the inside of the control unit 30 and the processing unit 22 to execute derivation of the H matrix, singular value decomposition for the H matrix, and derivation of the calibration coefficient for each of the plurality of groups. The fourth modification differs from the second modification in that the H matrix is derived for each of a plurality of groups, but the process of deriving the calibration coefficient from the derived H matrix is as follows. This is the same as the second modification.

本発明の実施例によれば、ふたつのH行列とステアリング行列Q(1)から端末装置に対するキャリブレーション係数を導出するので、端末装置におけるステアリング行列を認識していなくても、キャリブレーション係数を導出できる。また、ふたつのH行列、ステアリング行列Q(1)に対する行列の演算を実行するだけであるので、端末装置におけるステアリング行列Q(2)を認識していなくても、キャリブレーション係数を導出できる。また、キャリブレーション係数を導出するので、キャリブレーションの実行によって、通信品質の悪化を抑制できる。また、端末装置におけるステアリング行列を取得しなくても、キャリブレーション係数を導出できるので、ステアリング行列の通知を不要にできる。また、ステアリング行列の通知を不要にできるので、周波数の利用効率を向上できる。また、複数の端末装置に対するキャリブレーション係数を導出し、これらを切替ながら使用するので、複数の端末装置と通信する場合であっても、通信品質の悪化を抑制できる。また、端末装置は、キャリブレーション係数を導出しないので、端末装置の処理を簡易にできる。   According to the embodiment of the present invention, since the calibration coefficient for the terminal apparatus is derived from the two H matrices and the steering matrix Q (1), the calibration coefficient is derived even if the steering matrix in the terminal apparatus is not recognized. it can. In addition, since only matrix calculation is performed on the two H matrices and the steering matrix Q (1), the calibration coefficient can be derived without recognizing the steering matrix Q (2) in the terminal device. In addition, since the calibration coefficient is derived, it is possible to suppress deterioration in communication quality by performing calibration. Further, since the calibration coefficient can be derived without obtaining the steering matrix in the terminal device, the notification of the steering matrix can be made unnecessary. In addition, since the notification of the steering matrix can be made unnecessary, the frequency utilization efficiency can be improved. Further, since calibration coefficients for a plurality of terminal devices are derived and used while switching, deterioration in communication quality can be suppressed even when communicating with a plurality of terminal devices. Moreover, since the terminal device does not derive the calibration coefficient, the processing of the terminal device can be simplified.

また、基地局装置にて導出したH行列の一般化逆行列を使用するので、基地局装置にて導出したH行列が正則行列でない場合であっても、端末装置における第2ステアリング行列を認識せずに、キャリブレーション係数を導出できる。また、基地局装置と端末装置のアンテナの数が異なる場合であっても、キャリブレーションを実行できる。また、空間の相関が高い場合であっても、キャリブレーションを実行できる。また、ふたつのH行列をそれぞれ特異値分解した結果を使用しながら端末装置に対するキャリブレーション係数と基地局装置に対するキャリブレーション係数を導出するので、基地局装置に対するキャリブレーション係数が予め導出されていない場合であっても、端末装置に対するキャリブレーション係数を導出できる。   Further, since the generalized inverse matrix of the H matrix derived by the base station apparatus is used, the second steering matrix in the terminal apparatus can be recognized even when the H matrix derived by the base station apparatus is not a regular matrix. Without deriving calibration coefficients. Further, calibration can be executed even when the number of antennas of the base station apparatus and the terminal apparatus is different. Further, calibration can be performed even when the spatial correlation is high. In addition, since the calibration coefficient for the terminal device and the calibration coefficient for the base station device are derived using the results of singular value decomposition of the two H matrices, the calibration coefficient for the base station device is not derived in advance. Even so, the calibration coefficient for the terminal device can be derived.

また、H行列のランク数が低ければ、キャリブレーション係数の導出を延期するので、その間に無線伝送路のランク数が増加すれば、キャリブレーション係数を正確に導出できる。また、端末装置が移動する場合に、キャリブレーション係数を正確に導出できる。また、H行列のランク数が低いときに、複数のアンテナを複数のグループに分類することによって、H行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、H行列のランク数が小さくなっていることを回避できるので、キャリブレーション係数を正確に導出できる。また、端末装置のアンテナ数が基地局装置のアンテナ数よりも多い場合であっても、端末装置に対するキャリブレーション係数を導出できる。   In addition, since the derivation of the calibration coefficient is postponed if the rank number of the H matrix is low, the calibration coefficient can be accurately derived if the rank number of the wireless transmission path increases during that time. Further, when the terminal device moves, the calibration coefficient can be accurately derived. In addition, when the rank number of the H matrix is low, by classifying the plurality of antennas into a plurality of groups, the rank number of the H matrix is smaller than the smaller of the number of rows and the number of columns in the H matrix. Therefore, the calibration coefficient can be accurately derived. Even if the number of antennas of the terminal device is larger than the number of antennas of the base station device, the calibration coefficient for the terminal device can be derived.

また、複数のグループのそれぞれの中に一部のアンテナが含まれるように複数のグループへの分類を実行するので、一部のアンテナに対する相対的な誤差として、キャリブレーション係数を導出できる。また、一部のアンテナに対する相対的な誤差として、キャリブレーション係数を導出するので、複数のグループのそれぞれに対するキャリブレーション係数から、すべてのアンテナに対するキャリブレーション係数への展開を容易に実行できる。また、H行列のランク数がある程度高くなるようなアンテナと組合せとなるように、グループへの分類を実行するので、グループに対するキャリブレーション係数の導出の精度を向上できる。また、複数のグループのそれぞれに含まれるアンテナから、信号が送信されるので、グループに対応したH行列を正確に導出できる。   In addition, since the classification into a plurality of groups is executed so that some of the antennas are included in each of the plurality of groups, a calibration coefficient can be derived as a relative error with respect to some of the antennas. In addition, since the calibration coefficient is derived as a relative error with respect to some antennas, it is possible to easily perform development from the calibration coefficient for each of a plurality of groups to the calibration coefficients for all the antennas. Further, since the classification into groups is executed so that the antennas are combined with antennas whose rank number of the H matrix is increased to some extent, the accuracy of deriving calibration coefficients for the groups can be improved. Further, since signals are transmitted from the antennas included in each of the plurality of groups, the H matrix corresponding to the group can be accurately derived.

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   In the above, this invention was demonstrated based on the Example. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and such modifications are also within the scope of the present invention. .

本発明の実施例において、通信システム100は、OFDM変調方式を使用しているものとして説明した。しかしながらこれに限らず、通信システム100は、シングルキャリア方式を使用していてもよい。本変形例によれば、本発明を様々な通信システムに適用できる。つまり、複数のアンテナによって、ビームフォーミングを実行する通信システムであればよい。   In the embodiment of the present invention, the communication system 100 has been described as using the OFDM modulation scheme. However, the present invention is not limited to this, and the communication system 100 may use a single carrier method. According to this modification, the present invention can be applied to various communication systems. That is, any communication system that performs beam forming using a plurality of antennas may be used.

本発明の実施例において、基地局装置10は、端末装置90に対するキャリブレーション係数を導出している。しかしながらこれに限らず例えば、端末装置90が、基地局装置10に対するキャリブレーション係数を導出してもよい。その場合、実施例において説明した基地局装置10の動作は、端末装置90によってなされる。本変形例によれば、基地局装置10の構成を簡易にできる。   In the embodiment of the present invention, the base station device 10 derives a calibration coefficient for the terminal device 90. However, the present invention is not limited to this. For example, the terminal device 90 may derive a calibration coefficient for the base station device 10. In that case, the operation of the base station device 10 described in the embodiment is performed by the terminal device 90. According to this modification, the configuration of the base station device 10 can be simplified.

本発明の実施例において、制御部30は、H行列の特異値分解等によって、H行列のランク数がしきい値よりも小さくなっていることを検出している。しかしながらこれに限らず例えば、制御部30は、端末装置90から、端末装置90に備えられるアンテナ14の数を受けつけ、受けつけたアンテナ14の数をもとに、H行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、H行列のランク数が小さくなっていることを検出してもよい。すなわち、アンテナ14の数がアンテナ12の数よりも大きくなってなっている場合に、検出が実行される。本変形例によれば、端末装置90に備えられるアンテナ14の数をもとに、H行列のランク数が小さくなっていることを検出するので、検出の精度を向上できる。つまり、逆行列や特異値分解等によって、端末装置に対するキャリブレーション係数を導出できない場合が検出されればよい。   In the embodiment of the present invention, the control unit 30 detects that the rank number of the H matrix is smaller than the threshold value by singular value decomposition or the like of the H matrix. However, the present invention is not limited to this. For example, the control unit 30 receives the number of antennas 14 provided in the terminal device 90 from the terminal device 90, and based on the number of antennas 14 received, the number of rows and columns in the H matrix. It may be detected that the rank number of the H matrix is smaller than the smaller of the numbers. That is, detection is performed when the number of antennas 14 is larger than the number of antennas 12. According to the present modification, since the number of ranks of the H matrix is detected based on the number of antennas 14 provided in the terminal device 90, the detection accuracy can be improved. That is, it is only necessary to detect a case where a calibration coefficient for the terminal device cannot be derived by inverse matrix, singular value decomposition, or the like.

本発明の実施例において、制御部30は、所定のアンテナ14がすべてのグループに含まれるように、複数のグループへの分類を実行している。しかしながらこれに限らず例えば、それぞれのグループに含まれているアンテナ14のいずれかが、他のグループに含まれるように、複数のグループへの分類が実行されてもよい。例えば、第1グループに第1アンテナ14aと第2アンテナ14bが含まれ、第2グループに第2アンテナ14bと第3アンテナ14cが含まれ、第3グループに第3アンテナ14cと第4アンテナ14dが含まれるようにしてもよい。本変形例によれば、グループに含まれるアンテナ14の自由度を高くできる。つまり、アンテナ14間の相対的な誤差として、キャリブレーション係数を導出できればよい。   In the embodiment of the present invention, the control unit 30 performs the classification into a plurality of groups so that the predetermined antenna 14 is included in all the groups. However, the present invention is not limited to this. For example, classification into a plurality of groups may be performed such that any of the antennas 14 included in each group is included in another group. For example, the first group includes a first antenna 14a and a second antenna 14b, the second group includes a second antenna 14b and a third antenna 14c, and the third group includes a third antenna 14c and a fourth antenna 14d. It may be included. According to this modification, the degree of freedom of the antennas 14 included in the group can be increased. That is, it is sufficient that the calibration coefficient can be derived as a relative error between the antennas 14.

本発明の実施例において、一般化逆行列として、「AAA=A」となる関係を満たす「A」を使用している。また、「A」を特異値分解することによって、一般化逆行列は、行列「V」、行列「Σ」、行列「U」にて表現されている。ここで、行列「V」は、M行M列によって規定され、行列「Σ」は、M行N列によって規定され、行列「U」は、N行N列によって規定されている。しかしながらこれに限らず、行列「V」は、M行K列によって規定され、行列「Σ」は、K行K列によって規定され、行列「U」は、K行N列によって規定されてもよい。すなわち、行列「Σ」が正方行列によって規定されてもよい。両者は、表現が異なっているが、実質的には等価になる。なお、変形例の表現は、文献(柳井晴夫著、「多変量データ解析法―理論と応用―」、pp.198、朝倉書店、1994)や、文献(J.D.Carroll, P.E.Green (with contributions by A.Chaturvedi),"Mathematical tools for applied multivariate analysis, revised edition.",pp.376, Academic Press, 1997.)に記載されている。 In the embodiment of the present invention, “A ” that satisfies the relationship “AA A = A” is used as the generalized inverse matrix. Further, by performing singular value decomposition on “A ”, the generalized inverse matrix is expressed by a matrix “V”, a matrix “Σ + ”, and a matrix “U H ”. Here, the matrix “V” is defined by M rows and M columns, the matrix “Σ + ” is defined by M rows and N columns, and the matrix “U H ” is defined by N rows and N columns. However, the matrix “V” is defined by M rows and K columns, the matrix “Σ + ” is defined by K rows and K columns, and the matrix “U H ” is defined by K rows and N columns. Also good. That is, the matrix “Σ + ” may be defined by a square matrix. Although both expressions are different, they are substantially equivalent. In addition, the expression of the modified example can be found in the literature (Haruo Yanai, “Multivariate Data Analysis Method: Theory and Application”, pp.198, Asakura Shoten, 1994) and the literature (JDCarroll, PEGreen (with contributions by A. Chaturvedi ), "Mathematical tools for applied multivariate analysis, revised edition.", Pp. 376, Academic Press, 1997.).

本発明の実施例に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of the multicarrier signal which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the communication system which concerns on the Example of this invention. 図2の基地局装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the base station apparatus of FIG. 図3における周波数領域の信号の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the signal of the frequency domain in FIG. 図3の処理部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the process part of FIG. 図6(a)−(b)は、図2の通信システムにおける信号のフォーマットを示す図である。FIGS. 6A to 6B are diagrams showing signal formats in the communication system of FIG. 図2の通信システムにおけるキャリブレーションの手順を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the procedure of the calibration in the communication system of FIG. 本発明の3つ目の変形例に係る通信システムにおけるキャリブレーションの手順を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the procedure of the calibration in the communication system which concerns on the 3rd modification of this invention. 図8の基地局装置におけるキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the calibration in the base station apparatus of FIG. 本発明の4つ目の変形例に係る通信システムにおけるキャリブレーションの手順を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the procedure of the calibration in the communication system which concerns on the 4th modification of this invention. 図10の基地局装置におけるキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the calibration in the base station apparatus of FIG. 図11の基地局装置におけるグループの分類手順を示すフローチャートである。12 is a flowchart showing a group classification procedure in the base station apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 基地局装置、 12 アンテナ、 14 アンテナ、 20 無線部、 22 処理部、 24 変復調部、 26 IF部、 30 制御部、 50 FFT部、 54 合成部、 56 空間分散部、 62 送信側補正部、 64 IFFT部、 90 端末装置、 100 通信システム。   10 base station apparatus, 12 antenna, 14 antenna, 20 radio section, 22 processing section, 24 modulation / demodulation section, 26 IF section, 30 control section, 50 FFT section, 54 combining section, 56 spatial dispersion section, 62 transmission side correction section, 64 IFFT unit, 90 terminal device, 100 communication system.

Claims (27)

送信すべき少なくともひとつの系列を複数の送信アンテナに分散させるための第1ステアリング行列が規定されており、送信すべき少なくともひとつの系列に当該第1ステアリング行列を乗算した後に、予め保持したキャリブレーション係数を乗算してから通信対象の無線装置への送信を実行し、かつ前記通信対象の無線装置において第2ステアリング行列が乗算された少なくともひとつの系列を受信する通信部と、
前記通信部を介して、前記通信対象の無線装置での送信機能の影響、第2ステアリング行列、前記通信対象の無線装置からの無線伝送路特性、前記通信部での受信機能の影響が反映された第1行列を導出し、かつ前記通信対象の無線装置での受信機能の影響、第1ステアリング行列、前記通信対象の無線装置への無線伝送特性、前記通信部での送信機能の影響、予め保持したキャリブレーション係数の影響が反映された第2行列を前記通信対象の無線装置から受けつける第1導出部と、
前記第1導出部において導出した第1行列と、前記第1導出部において受けつけた第2行列と、前記通信部における第1ステアリング行列から、前記通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する第2導出部と、
を備えることを特徴とする無線装置。
A first steering matrix for distributing at least one sequence to be transmitted to a plurality of transmission antennas is defined, and the calibration held in advance after multiplying at least one sequence to be transmitted by the first steering matrix A communication unit that performs transmission to a wireless device to be communicated after multiplying by a coefficient, and receives at least one sequence multiplied by a second steering matrix in the wireless device to be communicated;
Through the communication unit, the influence of the transmission function in the communication target wireless device, the second steering matrix, the wireless transmission path characteristic from the communication target wireless device, the influence of the reception function in the communication unit are reflected. The first matrix is derived and the influence of the reception function in the communication target wireless device, the first steering matrix, the wireless transmission characteristic to the communication target wireless device, the influence of the transmission function in the communication unit, A first derivation unit that receives a second matrix reflecting the effect of the held calibration coefficient from the wireless device to be communicated;
The first matrix derived from the first deriving unit, the second matrix received from the first deriving unit, and the first steering matrix from the communication unit are used to derive a calibration coefficient for the wireless device to be communicated. Two derivation units;
A wireless device comprising:
前記第2導出部は、第1ステアリング行列の逆行列と第2行列とを乗算する手段と、乗算した結果の転置行列と第1行列の逆行列とを乗算することによって、前記通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する手段とを含むことを特徴とする請求項1に記載の無線装置。   The second deriving unit multiplies the inverse matrix of the first steering matrix and the second matrix, and multiplies the transposed matrix obtained by the multiplication and the inverse matrix of the first matrix to thereby obtain the wireless communication target Means for deriving a calibration factor for the apparatus. 前記第2導出部は、前記第1導出部において導出した第1行列が非正則行列である場合あるいは正方行列でない場合、第1ステアリング行列の逆行列と第2行列とを乗算する手段と、第1行列と第3行列と第1行列との積が第1行列になる関係を満たすような第3行列を導出する手段と、乗算した結果の転置行列と第3行列とを乗算することによって、前記通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する手段とを含むことを特徴とする請求項2に記載の無線装置。   The second deriving unit, when the first matrix derived in the first deriving unit is an irregular matrix or not a square matrix, means for multiplying an inverse matrix of the first steering matrix and a second matrix; Means for deriving a third matrix such that the product of the first matrix, the third matrix and the first matrix satisfies the relationship of becoming the first matrix, and by multiplying the transposed matrix and the third matrix obtained by multiplication, The wireless device according to claim 2, further comprising means for deriving a calibration coefficient for the wireless device to be communicated. 前記第2導出部は、第1ステアリング行列の逆行列と第2行列とを乗算する手段と、第1行列と第3行列と第1行列との積が第1行列になる関係を満たすような第3行列を導出する手段と、乗算した結果の転置行列と第3行列とを乗算することによって、前記通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する手段とを含むことを特徴とする請求項1に記載の無線装置。   The second derivation unit satisfies a relationship in which the product of the inverse matrix of the first steering matrix and the second matrix and the product of the first matrix, the third matrix, and the first matrix become the first matrix. The means for deriving a third matrix, and means for deriving a calibration coefficient for the wireless device to be communicated by multiplying the transposed matrix obtained by the multiplication and the third matrix, The wireless device according to 1. 前記通信部において規定されている第1ステアリング行列がユニタリ行列であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の無線装置。   The radio apparatus according to claim 1, wherein the first steering matrix defined in the communication unit is a unitary matrix. 前記通信部において規定されている第1ステアリング行列としてのユニタリ行列は、周波数領域において規定されており、直交行列と循環的なタイムシフトを表す行列の積によって示されていることを特徴とする請求項5に記載の無線装置。   The unitary matrix as the first steering matrix defined in the communication unit is defined in the frequency domain, and is indicated by a product of an orthogonal matrix and a matrix representing a cyclic time shift. Item 6. The wireless device according to Item 5. 第1行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、第1行列のランク数が小さくなっていることを検出する検出部と、
前記検出部において検出がなされた場合、前記第1導出部と前記第2導出部に対して、キャリブレーション係数の導出の延期を指示する指示部とをさらに備えることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の無線装置。
A detection unit for detecting that the rank number of the first matrix is smaller than the smaller of the number of rows and the number of columns in the first matrix;
2. The apparatus according to claim 1, further comprising: an instruction unit that instructs the first derivation unit and the second derivation unit to postpone derivation of a calibration coefficient when detection is performed by the detection unit. The wireless device according to any one of 6.
第1行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、第1行列のランク数が小さくなっていることを検出する検出部と、
前記検出部において検出がなされた場合、前記通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナを複数のグループに分類する手段と、前記第1導出部と前記第2導出部に対して、複数のグループのそれぞれを単位にしたキャリブレーション係数の導出を指示する手段とを含む指示部とをさらに備えることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の無線装置。
A detection unit for detecting that the rank number of the first matrix is smaller than the smaller of the number of rows and the number of columns in the first matrix;
Means for classifying a plurality of antennas provided in the communication target wireless device into a plurality of groups, and a plurality of groups with respect to the first derivation unit and the second derivation unit when the detection unit performs detection; The wireless device according to claim 1, further comprising: an instruction unit including means for instructing derivation of a calibration coefficient in units of each of the above.
前記通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数が、前記通信部における送信アンテナの数よりも大きい場合、前記通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナを複数のグループに分類する手段と、前記第1導出部と前記第2導出部に対して、複数のグループのそれぞれを単位にしたキャリブレーション係数の導出を指示する手段とを含む指示部とをさらに備えることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の無線装置。   Means for classifying a plurality of antennas provided in the communication target wireless device into a plurality of groups when the number of antennas provided in the communication target wireless device is larger than the number of transmission antennas in the communication unit; An instruction unit further comprising means for instructing the first deriving unit and the second deriving unit to derive a calibration coefficient in units of each of a plurality of groups. The wireless device according to any one of 6. 前記通信対象の無線装置から、前記通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数を受けつけ、受けつけたアンテナの数をもとに、前記通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数が、前記通信部における送信アンテナの数よりも大きいことを検出する検出部をさらに備えることを特徴とする請求項9に記載の無線装置。   The number of antennas provided in the communication target wireless device is received from the communication target wireless device, and the number of antennas provided in the communication target wireless device is determined based on the number of received antennas. The wireless device according to claim 9, further comprising a detection unit that detects that the number is larger than the number of transmission antennas. 前記指示部では、前記通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナのうち、一部のアンテナが複数のグループにそれぞれ含まれるように、複数のグループへの分類を実行することを特徴とする請求項8から10のいずれかに記載の無線装置。   The instructing unit executes classification into a plurality of groups such that some of the plurality of antennas provided in the wireless device to be communicated are included in the plurality of groups, respectively. Item 11. The wireless device according to any one of Items 8 to 10. 前記第1導出部は、前記通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナを複数の仮のグループに分類し、複数の仮のグループのそれぞれに含まれるアンテナから送信された信号をもとに、複数の仮のグループのそれぞれに対応した第1行列を導出し、
前記指示部は、複数の仮のグループのそれぞれに対応した第1行列のランク数をもとに、複数のグループへの分類を実行することを特徴とする請求項8から11のいずれかに記載の無線装置。
The first derivation unit classifies a plurality of antennas provided in the communication target wireless device into a plurality of temporary groups, and based on signals transmitted from the antennas included in each of the plurality of temporary groups, Deriving a first matrix corresponding to each of the plurality of temporary groups,
The said instruction | indication part performs the classification to a some group based on the rank number of the 1st matrix corresponding to each of a some temporary group, The Claim 11 characterized by the above-mentioned. Wireless devices.
前記指示部は、複数のグループのそれぞれに含まれるアンテナから信号を送信するように、前記通信対象の無線装置に指示することを特徴とする請求項8から12のいずれかに記載の無線装置。   The radio apparatus according to claim 8, wherein the instruction unit instructs the radio apparatus to be communicated to transmit a signal from an antenna included in each of a plurality of groups. 送信すべき少なくともひとつの系列を複数の送信アンテナに分散させるための第1ステアリング行列が規定されており、送信すべき少なくともひとつの系列に当該第1ステアリング行列を乗算してから通信対象の無線装置への送信を実行し、かつ前記通信対象の無線装置において第2ステアリング行列が乗算された少なくともひとつの系列を受信する通信部と、
前記通信部を介して、前記通信対象の無線装置での送信機能の影響、第2ステアリング行列、前記通信対象の無線装置からの無線伝送路特性、前記通信部での受信機能の影響が反映された第1行列を導出し、かつ前記通信部での送信機能の影響、第1ステアリング行列、前記通信対象の無線装置への無線伝送特性、前記通信対象の無線装置での受信機能が反映された第2行列を前記通信対象の無線装置から受けつける第1導出部と、
前記第1導出部において導出した第1行列を特異値分解し、かつ前記第1導出部において受けつけた第2行列に第1ステアリング行列の逆行列を乗算した結果を特異値分解する第2導出部と、
前記第2導出部において特異値分解された第1行列と、前記第2導出部において特異値分解された第2行列から、前記通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数と前記通信部に対するキャリブレーション係数を導出する第3導出部と、
を備えることを特徴とする無線装置。
A first steering matrix for distributing at least one sequence to be transmitted to a plurality of transmission antennas is defined, and at least one sequence to be transmitted is multiplied by the first steering matrix and then a wireless device to be communicated A communication unit that performs transmission to and receives at least one sequence multiplied by a second steering matrix in the communication target wireless device;
Through the communication unit, the influence of the transmission function in the communication target wireless device, the second steering matrix, the wireless transmission path characteristic from the communication target wireless device, the influence of the reception function in the communication unit are reflected. The first matrix was derived and the influence of the transmission function in the communication unit, the first steering matrix, the wireless transmission characteristics to the wireless device to be communicated, and the reception function in the wireless device to be communicated were reflected. A first derivation unit for receiving a second matrix from the wireless device to be communicated;
A second derivation unit that performs singular value decomposition on the result of multiplying the second matrix received by the first derivation unit by the inverse matrix of the first steering matrix, and singular value decomposition of the first matrix derived by the first derivation unit When,
From the first matrix subjected to singular value decomposition in the second derivation unit and the second matrix subjected to singular value decomposition in the second derivation unit, the calibration coefficient for the communication target wireless device and the calibration coefficient for the communication unit A third derivation unit for deriving
A wireless device comprising:
前記通信部において規定されている第1ステアリング行列がユニタリ行列であることを特徴とする請求項14に記載の無線装置。   The radio apparatus according to claim 14, wherein the first steering matrix defined in the communication unit is a unitary matrix. 前記通信部において規定されている第1ステアリング行列としてのユニタリ行列は、周波数領域において規定されており、直交行列と循環的なタイムシフトを表す行列の積によって示されていることを特徴とする請求項15に記載の無線装置。   The unitary matrix as the first steering matrix defined in the communication unit is defined in the frequency domain, and is indicated by a product of an orthogonal matrix and a matrix representing a cyclic time shift. Item 16. The wireless device according to Item 15. 第1行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、第1行列のランク数が小さくなっていることを検出する検出部と、
前記検出部において検出がなされた場合、前記第1導出部と前記第2導出部と前記第3導出部に対して、キャリブレーション係数の導出の延期を指示する指示部とをさらに備えることを特徴とする請求項14から16のいずれかに記載の無線装置。
A detection unit for detecting that the rank number of the first matrix is smaller than the smaller of the number of rows and the number of columns in the first matrix;
And an instruction unit that instructs the first deriving unit, the second deriving unit, and the third deriving unit to postpone derivation of a calibration coefficient when detection is performed by the detection unit. The wireless device according to any one of claims 14 to 16.
第1行列における行の数および列の数のうちの小さい方よりも、第1行列のランク数が小さくなっていることを検出する検出部と、
前記検出部において検出がなされた場合、前記通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナを複数のグループに分類する手段と、前記第1導出部と前記第2導出部と前記第3導出部に対して、複数のグループのそれぞれを単位にしたキャリブレーション係数の導出を指示する手段とを含む指示部とをさらに備えることを特徴とする請求項14から16のいずれかに記載の無線装置。
A detection unit for detecting that the rank number of the first matrix is smaller than the smaller of the number of rows and the number of columns in the first matrix;
A means for classifying a plurality of antennas provided in the wireless device to be communicated into a plurality of groups, a first deriving unit, a second deriving unit, and a third deriving unit, The wireless device according to claim 14, further comprising: an instruction unit including means for instructing derivation of a calibration coefficient in units of each of the plurality of groups.
前記通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数が、前記通信部における送信アンテナの数よりも大きい場合、前記通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナを複数のグループに分類する手段と、前記第1導出部と前記第2導出部と前記第3導出部に対して、複数のグループのそれぞれを単位にしたキャリブレーション係数の導出を指示する手段とを含む指示部とをさらに備えることを特徴とする請求項14から16のいずれかに記載の無線装置。   Means for classifying the plurality of antennas provided in the communication target wireless device into a plurality of groups when the number of antennas provided in the communication target wireless device is larger than the number of transmission antennas in the communication unit; And an instruction unit including means for instructing the first derivation unit, the second derivation unit, and the third derivation unit to derive a calibration coefficient in units of each of the plurality of groups. The wireless device according to any one of claims 14 to 16. 前記通信対象の無線装置から、前記通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数を受けつけ、受けつけたアンテナの数をもとに、前記通信対象の無線装置に備えられるアンテナの数が、前記通信部における送信アンテナの数よりも大きいことを検出する検出部をさらに備えることを特徴とする請求項19に記載の無線装置。   The number of antennas provided in the communication target wireless device is received from the communication target wireless device, and the number of antennas provided in the communication target wireless device is determined based on the number of received antennas. The wireless device according to claim 19, further comprising a detection unit that detects that the number of transmission antennas is larger than the number of transmission antennas. 前記指示部では、前記通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナのうち、一部のアンテナが複数のグループにそれぞれ含まれるように、複数のグループへの分類を実行することを特徴とする請求項18から20のいずれかに記載の無線装置。   The instructing unit executes classification into a plurality of groups so that some of the plurality of antennas provided in the wireless device to be communicated are included in the plurality of groups, respectively. Item 21. The wireless device according to any one of Items 18 to 20. 前記第1導出部は、前記通信対象の無線装置に備えられる複数のアンテナを複数の仮のグループに分類し、複数の仮のグループのそれぞれに含まれるアンテナから送信された信号をもとに、複数の仮のグループのそれぞれに対応した第1行列を導出し、
前記指示部は、複数の仮のグループのそれぞれに対応した第1行列のランク数をもとに、複数のグループへの分類を実行することを特徴とする請求項18から21のいずれかに記載の無線装置。
The first derivation unit classifies a plurality of antennas provided in the communication target wireless device into a plurality of temporary groups, and based on signals transmitted from the antennas included in each of the plurality of temporary groups, Deriving a first matrix corresponding to each of the plurality of temporary groups,
The said instruction | indication part performs the classification to a some group based on the rank number of the 1st matrix corresponding to each of a some temporary group, The any one of Claim 18 to 21 characterized by the above-mentioned. Wireless devices.
前記指示部は、複数のグループのそれぞれに含まれるアンテナから信号を送信するように、前記通信対象の無線装置に指示することを特徴とする請求項18から22のいずれかに記載の無線装置。   The wireless device according to any one of claims 18 to 22, wherein the instruction unit instructs the wireless device to be communicated to transmit a signal from an antenna included in each of a plurality of groups. 送信すべき少なくともひとつの系列を複数の送信アンテナに分散させるための第1ステアリング行列が規定されており、当該第1ステアリング行列を送信すべき少なくともひとつの系列に乗算した後に、予め保持したキャリブレーション係数を乗算することによって生成した信号を送信する第1無線装置と、
送信すべき少なくともひとつの系列に第2ステアリング行列を乗算することによって生成した信号を送信する第2無線装置とを備え、
前記第2無線装置は、前記第1無線装置から受信した信号をもとに、第1無線装置の送信機能の影響、第1ステアリング行列、第1無線装置からの無線伝送特性、第2無線装置の受信機能の影響、予め保持したキャリブレーション係数の影響が反映された第1行列を導出してから、導出した第1行列を前記第1無線装置に送信し、
前記第1無線装置は、前記第2無線装置から受信した信号をもとに、第2無線装置での送信機能の影響、第2ステアリング行列、第2無線装置からの無線伝送路特性、第1無線装置での受信機能の影響が反映された第2行列を導出する手段と、第1行列と、第2行列と、第1ステアリング行列から、前記第2無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する手段を含むことを特徴とする通信システム。
A first steering matrix for distributing at least one sequence to be transmitted to a plurality of transmission antennas is defined, and at least one sequence to be transmitted is multiplied by at least one sequence and then held in advance A first wireless device that transmits a signal generated by multiplying by a coefficient;
A second wireless device for transmitting a signal generated by multiplying at least one sequence to be transmitted by a second steering matrix;
The second wireless device is based on the signal received from the first wireless device, the influence of the transmission function of the first wireless device, the first steering matrix, the wireless transmission characteristics from the first wireless device, and the second wireless device. Derivation of the first matrix reflecting the influence of the reception function and the calibration coefficient held in advance, and then transmitting the derived first matrix to the first wireless device,
The first wireless device is based on the signal received from the second wireless device, the influence of the transmission function in the second wireless device, the second steering matrix, the wireless transmission path characteristics from the second wireless device, the first Means for deriving a second matrix reflecting the influence of the reception function in the wireless device, means for deriving a calibration coefficient for the second wireless device from the first matrix, the second matrix, and the first steering matrix A communication system comprising:
送信すべき少なくともひとつの系列を複数の送信アンテナに分散させるための第1ステアリング行列が規定されており、当該第1ステアリング行列を送信すべき少なくともひとつの系列に乗算することによって生成した信号を送信する第1無線装置と、
送信すべき少なくともひとつの系列に第2ステアリング行列を乗算することによって生成した信号を送信する第2無線装置とを備え、
前記第2無線装置は、前記第1無線装置から受信した信号をもとに、第1無線装置の送信機能の影響、第1ステアリング行列、第1無線装置からの無線伝送特性、第2無線装置の受信機能の影響が反映された第1行列を導出してから、導出した第1行列を前記第1無線装置に送信し、
前記第1無線装置は、前記第2無線装置から受信した信号をもとに、第2無線装置での送信機能の影響、第2ステアリング行列、第2無線装置からの無線伝送路特性、第1無線装置での受信機能の影響が反映された第2行列を導出する手段と、第1行列に第1ステアリング行列の逆行列を乗算した結果と第2行列とをそれぞれ特異値分解することによって、前記第1無線装置に対するキャリブレーション係数と前記第2無線装置に対するキャリブレーション係数を導出する手段とを含むことを特徴とする通信システム。
A first steering matrix for distributing at least one sequence to be transmitted to a plurality of transmission antennas is defined, and a signal generated by multiplying the first steering matrix by at least one sequence to be transmitted is transmitted. A first wireless device that
A second wireless device for transmitting a signal generated by multiplying at least one sequence to be transmitted by a second steering matrix;
The second wireless device is based on the signal received from the first wireless device, the influence of the transmission function of the first wireless device, the first steering matrix, the wireless transmission characteristics from the first wireless device, and the second wireless device. Deriving the first matrix reflecting the influence of the receiving function, and transmitting the derived first matrix to the first wireless device;
The first wireless device is based on the signal received from the second wireless device, the influence of the transmission function in the second wireless device, the second steering matrix, the wireless transmission path characteristics from the second wireless device, the first Means for deriving a second matrix reflecting the influence of the reception function in the wireless device, and by multiplying the result obtained by multiplying the first matrix by the inverse matrix of the first steering matrix and the second matrix, respectively, A communication system comprising: a calibration coefficient for the first wireless device; and means for deriving a calibration coefficient for the second wireless device.
送信すべき少なくともひとつの系列を複数の送信アンテナに分散させるための第1ステアリング行列が規定されており、送信すべき少なくともひとつの系列に当該第1ステアリング行列を乗算した後に、予め保持したキャリブレーション係数を乗算してから通信対象の無線装置への送信を実行し、かつ前記通信対象の無線装置において第2ステアリング行列が乗算された少なくともひとつの系列を受信する無線装置において、前記通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出するためのキャリブレーション方法であって、
前記通信対象の無線装置での送信機能の影響、第2ステアリング行列、前記通信対象の無線装置からの無線伝送路特性、本無線装置での受信機能の影響が反映された第1行列を導出し、かつ前記通信対象の無線装置での受信機能の影響、第1ステアリング行列、前記通信対象の無線装置への無線伝送特性、本無線装置での送信機能の影響、予め保持したキャリブレーション係数の影響が反映された第2行列を前記通信対象の無線装置から受けつけ、第1行列と第2行列と第1ステアリング行列から、前記通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出することを特徴とするキャリブレーション方法。
A first steering matrix for distributing at least one sequence to be transmitted to a plurality of transmission antennas is defined, and the calibration held in advance after multiplying at least one sequence to be transmitted by the first steering matrix A wireless device that performs transmission to a wireless device to be communicated after multiplying a coefficient and receives at least one sequence multiplied by a second steering matrix in the wireless device to be communicated; A calibration method for deriving a calibration coefficient for an apparatus,
Deriving the first matrix reflecting the influence of the transmission function in the wireless device to be communicated, the second steering matrix, the characteristics of the wireless transmission path from the wireless device to be communicated, and the influence of the reception function in the wireless device And the influence of the reception function in the wireless device to be communicated, the first steering matrix, the wireless transmission characteristics to the wireless device to be communicated, the influence of the transmission function in the wireless device, the influence of the calibration coefficient held in advance Is received from the communication target wireless device, and a calibration coefficient for the communication target wireless device is derived from the first matrix, the second matrix, and the first steering matrix. Method.
送信すべき少なくともひとつの系列を複数の送信アンテナに分散させるための第1ステアリング行列が規定されており、送信すべき少なくともひとつの系列に当該第1ステアリング行列を乗算してから通信対象の無線装置への送信を実行し、かつ前記通信対象の無線装置において第2ステアリング行列が乗算された少なくともひとつの系列を受信する無線装置において、前記通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数を導出するためのキャリブレーション方法であって、
前記通信対象の無線装置での送信機能の影響、第2ステアリング行列、前記通信対象の無線装置からの無線伝送路特性、本無線装置での受信機能の影響が反映された第1行列を導出し、かつ本無線装置での送信機能の影響、第1ステアリング行列、前記通信対象の無線装置への無線伝送特性、前記通信対象の無線装置での受信機能が反映された第2行列を前記通信対象の無線装置から受けつけ、第2行列に第1ステアリング行列の逆行列を乗算した結果と第1行列とをそれぞれ特異値分解することによって、前記通信対象の無線装置に対するキャリブレーション係数と前記本通信装置に対するキャリブレーション係数を導出することを特徴とするキャリブレーション方法。
A first steering matrix for distributing at least one sequence to be transmitted to a plurality of transmission antennas is defined, and at least one sequence to be transmitted is multiplied by the first steering matrix and then a wireless device to be communicated Calibration for deriving a calibration coefficient for the communication target wireless device in the wireless device that performs transmission to the communication target and receives at least one sequence multiplied by a second steering matrix in the communication target wireless device The method of
Deriving the first matrix reflecting the influence of the transmission function in the wireless device to be communicated, the second steering matrix, the characteristics of the wireless transmission path from the wireless device to be communicated, and the influence of the reception function in the wireless device And the second matrix reflecting the influence of the transmission function in the wireless device, the first steering matrix, the wireless transmission characteristics to the wireless device to be communicated, and the receiving function in the wireless device to be communicated. And the first matrix obtained by multiplying the second matrix by the inverse matrix of the first steering matrix and the singular value decomposition, respectively, and the calibration coefficient for the communication target wireless device and the communication device A calibration method characterized by deriving a calibration coefficient for.
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