JP2006287690A - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 空間分離された各受信ストリームから電力配分情報を取得し、各ストリームの電力配分を考慮してチャネル行列を推定することによって、本来あるべきMMSEプロセスを実現し、より正確なアンテナ重み行列を求め、空間分離性能を向上させる。電力配分情報がフィードバックされる前の受信信号を受信バッファに保持しておき、フィードバックされた電力配分情報を考慮したチャネル行列から求められたアンテナ受信重み行列を用いて、受信バッファ中の受信信号を改めて空間分離する。
【選択図】 図5
Description
空間多重されたチャネルのチャネル行列を推定するチャネル行列推定部と、
推定されたチャネル行列からアンテナ受信重み行列を求め、各アンテナの受信信号に受信重み行列を乗算して複数の受信ストリームに分離する空間分離部と、
各ストリームの電力配分情報を推定する電力推定部とを備え、
前記チャネル行列推定部は、前記電力推定部により推定された各ストリームの電力配分を考慮してチャネル行列を推定する、
することを特徴とする無線通信装置である。
図1及び図2には、本発明の一実施形態に係るMIMO送信機及びMIMO受信機の構成をそれぞれ示している。図示の送受信機はそれぞれ2本のアンテナを持ち、2系統のMIMO送受信ストリームが形成されることになるが、本発明の要旨はストリーム数に限定されない。
上式(2)で示されるチャネル行列Hは、一般的には、送信側並びに受信側で既知の系列を送受信することで、送受アンテナ組み合わせ分の経路の伝搬路(式(2)の例で言えば、a、b、c、d)を行列形式に並べたものである。送信側アンテナ本数がNで受信側アンテナ本数がMのときは、チャネル行列はM×N(行×列)の行列となる。したがって、M×N個の既知系列すなわちトレーニング信号を送信機から受信機へ送信すればよいことになる。
MIMO通信システムは、複数の送受信アンテナを並べることにより、周波数帯域を増大させずに通信容量を拡大することができる。ここで、送信側で何らかの重み付け(ビーム・フォーミング)して空間多重送信することによって、さらにMIMO伝送の通信容量を拡大することができる。
前項Cで説明したように、良好なチャネルにより大きい送信電力を割り当て、劣悪なチャネルには小さな電力しか割り当てないという電力配分を行なうことにより、MIMO通信システムの通信容量を最大にすることができる。
102…スクランブラ
104…符号化器
106…データ振り分け部
108,109…パンクチャ
110,111…インターリーバ
112,113…マッパー
114,115…IFFT
116,117…ガード挿入部
118,119…デジタル・フィルタ
120,121…DAコンバータ
122,123…RF部
200…データ取得部
202…デスクランブラ
204…復号器
206…データ合成部
208,209…デパンクチャ
210,211…デインターリーバ
212,213…デマッパー
214…チャネル等化回路
216…アンテナ受信重み行乗算部
217…電力推定部
218…アンテナ受信重み行列演算部
219…ノイズ加算部
220…チャネル推定部
221…受信信号バッファ
222,223…FFT
224,225…ガード除去部
226…同期回路
228,229…デジタル・フィルタ
230,231…ADコンバータ
232,233…RF部
300,400…MIMO処理部
410…MMSE処理部
Claims (14)
- 複数の電力配分された送信ストリームが空間多重された信号を複数のアンテナで受信する無線通信装置であって、
空間多重されたチャネルのチャネル行列を推定するチャネル行列推定部と、
推定されたチャネル行列からアンテナ受信重み行列を求め、各アンテナの受信信号にアンテナ受信重み行列を乗算して複数の受信ストリームに分離する空間分離部と、
各ストリームの電力配分情報を推定する電力推定部とを備え、
前記チャネル行列推定部は、前記電力推定部により推定された各ストリームの電力配分を考慮してチャネル行列を推定する、
することを特徴とする無線通信装置。 - 前記空間分離部は、信号電力と2乗エラーの比を最大化する論理に基づくMMSE(Minimum Mean Square Error)アルゴリズムに従ってアンテナ受信重み行列を算出し、前記受信信号と前記アンテナ受信重み行列を乗算する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記電力推定部は、前記空間分離部により空間分離された各受信ストリームから電力配分情報を取得して、前記チャネル行列推定部にフィードバックする、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記空間分離部により空間分離する前の各アンテナの受信信号を一時的に保持する受信バッファをさらに備え、
前記電力推定部から電力配分情報がフィードバックされる前に前記チャネル行列推定部が推定したチャネル行列を用いて空間分離が行なわれた各受信信号を前記受信バッファに保持し、
前記チャネル行列推定部が前記電力推定部からフィードバックされた電力配分情報を考慮してチャネル行列を推定した後に、前記空間分離部は、該チャネル行列から求められたアンテナ受信重み行列を用いて前記受信バッファ中の受信信号を改めて空間分離する、
ことを特徴とする請求項3に記載の無線通信装置。 - 空間多重信号には既知信号系列が含まれており、
前記チャネル行列推定部は、既知信号系列を基にチャネル行列を推定し、
前記電力推定部は、空間分離後の各ストリームから取り出される既知信号系列から各ストリームの電力配分を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 - 空間多重通信には、周波数軸上で互いに直交する複数のサブキャリアにOFDMマッピングするOFDM伝送方式が採用されており、
前記電力推定部は、空間分離後の各ストリームのユーザ・データに含まれるパイロット・キャリアの受信電力に基づいて各ストリームの電力配分を算出する、
ことを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。 - 既知信号系列は、IEEE802.11a、IEEE802.11g、又はHiperLAN/type2のうちいずれかの規定に従う、
ことを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。 - 複数の電力配分された送信ストリームが空間多重された信号を複数のアンテナで受信する無線通信方法であって、
空間多重されたチャネルのチャネル行列を推定するチャネル行列推定ステップと、
推定されたチャネル行列からアンテナ受信重み行列を求め、各アンテナの受信信号に受信重み行列を乗算して複数の受信ストリームに分離する空間分離ステップと、
各ストリームの電力配分情報を推定する電力推定ステップとを備え、
前記チャネル行列推定ステップでは、前記電力推定ステップにおいて推定された各ストリームの電力配分を考慮してチャネル行列を推定する、
することを特徴とする無線通信方法。 - 前記空間分離ステップでは、信号電力と2乗エラーの比を最大化する論理に基づくMMSEアルゴリズムに従ってアンテナ受信重み行列を算出し、前記受信信号と前記アンテナ受信重み行列を乗算する、
ことを特徴とする請求項8に記載の無線通信方法。 - 前記電力推定ステップでは、前記空間分離ステップにおいて空間分離された各受信ストリームから電力配分情報を取得して、前記チャネル行列推定ステップにフィードバックする、
ことを特徴とする請求項8に記載の無線通信方法。 - 前記電力推定ステップにより推定された電力配分情報がフィードバックされる前に前記チャネル行列推定ステップにおいて推定したチャネル行列を用いて空間分離が行なわれた各受信信号を一時的に保持する受信バッファリング・ステップをさらに備え、
前記チャネル行列推定ステップにおいて前記電力推定ステップからフィードバックされた電力配分情報を考慮してチャネル行列を推定した後に、前記空間分離ステップでは、該チャネル行列から求められたアンテナ受信重み行列を用いて前記の一時的に保持された受信信号を改めて空間分離する、
ことを特徴とする請求項10に記載の無線通信方法。 - 空間多重信号には既知信号系列が含まれており、
前記チャネル行列推定ステップでは、既知信号系列を基にチャネル行列を推定し、
前記電力推定ステップでは、空間分離後の各ストリームから取り出される既知信号系列から各ストリームの電力配分を算出する、
ことを特徴とする請求項8に記載の無線通信方法。 - 空間多重通信には、周波数軸上で互いに直交する複数のサブキャリアにOFDMマッピングするOFDM伝送方式が採用されており、
前記電力推定ステップでは、空間分離後の各ストリームのユーザ・データに含まれるパイロット・キャリアの受信電力に基づいて各ストリームの電力配分を算出する、
ことを特徴とする請求項12に記載の無線通信方法。 - 既知信号系列は、IEEE802.11a、IEEE802.11g、又はHiperLAN/type2のうちいずれかの規定に従う、
ことを特徴とする請求項8に記載の無線通信方法。
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