JP2007135211A - マルチキャリアmimoシステム及びその通信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明はマルチキャリアMIMO通信システム、及びその通信方法を提供する。該マルチキャリアMIMO通信システムは、少なくともチャネル推定信号とユーザデータとを有するデータフレームを送信する送信側と、送信側が送信したデータフレームを受信し、対応するフィードバック信号を生成し、ユーザデータを復元する少なくとも一つの受信側とを含む。ここで、送信側は、該フィードバック信号に基づいてスケジューリング情報を生成し、該スケジューリング情報を利用して適応ユーザスケジューリングを行い、該スケジューリング情報は、スケジューリングしようとするユーザと、各ユーザがサポートする符号ストリームと、各符号ストリームを送信する所定のサブキャリアでの所定の送信ビームとを備える。
【選択図】図4
Description
送信側10
図7において、当該送信側10は、マルチキャリアMIMOデータプロセッサ110と、マルチキャリアMIMOスケジューラー120と、デュプレクサーグループ130と、
説明を簡単にするため、ここに1つの受信側20のみを示す。
各受信側20において、チャネルフェージング状況に基づいて、マルチキャリア受信信号プロセッサ210を介して受信信号を処理することにより、ユーザフィードバック情報を取得し、それをフィードバック情報プロセッサ220へ伝送する。そのうち、該ユーザフィードバック情報は、各サブキャリアにおいて該受信側にとって最良の送信ビームの組合せ
スケジューリングユーザリストSUと割当て済み送信ビームリストSBとを空きとするステップ(1)、
各サブキャリアに対して、
フィードバックされてきたすべての信号対干渉比
ユーザスケジューリングが終わるまで、ステップi)とステップii)とを繰り返すステップiii)と
を繰り返すステップ(2)、及び
最後に、最終的にすべてのサブキャリアに対して生成されたスケジューリングユーザリストSUと割当て済み送信ビームリストSBとに基づいて、マルチキャリアMIMOデータプロセッサ110を制御して、スケジューリングされるユーザのデータストリームを独立する符号ストリームに分け、所定のサブキャリアの所定の送信ビームに割当て、送信アンテナから送出するようにするステップ(3)を含む。
スケジューリングユーザリストSUと割当て済み送信ビームリストSBとを空きとするステップ(1)、
各サブキャリアに対して、
フィードバックされてきたすべての信号対干渉比
スケジューリングユーザリストの中のユーザに対して、対応する組合せ
該サブキャリアでのユーザスケジューリングが終わるまで、ステップi)とステップii)とを繰り返すステップiii)と
を繰り返すステップ(2)、及び
最後に、最終的にすべてのサブキャリアに対して生成されたスケジューリングユーザリストSUと割当て済み送信ビームリストSBとに基づいて、マルチキャリアMIMOデータプロセッサ110を制御して、スケジューリングされるユーザのデータストリームを独立する符号ストリームに分け、所定のサブキャリアの所定の送信ビームに割当て、送信アンテナから送出するようにするステップ(3)を含む。
本発明のマルチキャリアMIMO通信システムは送信ビーム間の干渉及びこの干渉がシステム容量に対する影響を考慮した場合、各受信側20において、チャネルフェージング状況に基づいて、マルチキャリア受信信号プロセッサ210により受信信号を処理することによって、ユーザフィードバック情報を取得し、それをフィードバック情報プロセッサ220へ伝送する。そのうち、このユーザフィードバック情報には、各サブキャリアで該受信側20にとって最良の送信ビームの組合せ
スケジューリングユーザリストSUと割当て済み送信ビームリストSBとを空きとするステップ(1)、
各サブキャリアに対して、
フィードバックされてきたすべての等価チャネルゲイン
スケジューリングユーザリストの中のユーザに対して、その対応する組合せ
を繰り返すステップ(2)、及び
最後に、最終的にすべてのサブキャリアに対して生成したスケジューリングユーザリストSUと割当て済み送信ビームリストSBとに基づいて、MIMOデータプロセッサ110を制御して、ユーザのデータストリームを独立する符号ストリームに分け、所定のサブキャリアの所定の送信ビームに割当て、送信アンテナから送信するステップ(3)を含む。
Claims (20)
- 少なくともチャネル推定信号とユーザデータとを有するデータフレームを送信する送信側(10)と、送信側(10)が送信したデータフレームを受信し、対応するフィードバック信号を生成し、ユーザデータを復元する少なくとも一つの受信側(20)とを含むマルチキャリアMIMO通信システムであって、
前記送信側(10)は、
データフレームを送信し、受信側(20)からのフィードバック信号を受信するデュプレクサーグループ(130)及びその上に設置された送信アンテナと、
該フィードバック信号に基づいてスケジューリング情報を生成するマルチキャリアMIMOスケジューラー(120)と、
スケジューリング情報に基づいてスケジューリングを必要とするユーザを選択し、選択されたユーザのデータから対応するマルチキャリア送信信号を生成するマルチキャリアMIMOデータプロセッサ(110)とを含み、
前記受信側(20)は、
送信側(10)からのデータフレームを受信し、ユーザフィードバック情報を送信するデュプレクサーグループ(230)及びその上に設置された送信アンテナと、
データフレームに基づいてフィードバックデータを生成し、ユーザデータを復元するマルチキャリア受信信号プロセッサ(210)と、
ユーザフィードバック情報をフィードバック信号に変換するフィードバック情報プロセッサ(220)と
を含むことを特徴とするマルチキャリアMIMO通信システム。 - 前記フィードバック信号は、各サブキャリアで各受信側(20)にとって最良の送信ビーム組合せ及び該最良の送信ビーム組合せの中の各送信ビームに対応する信号対干渉比を含むことを特徴とする請求項1に記載のマルチキャリアMIMO通信システム。
- 前記フィードバック信号は、さらに各サブキャリアでの各受信側(20)に対する干渉の最も小さい送信ビーム組合せを含むことを特徴とする請求項2に記載のマルチキャリアMIMO通信システム。
- 前記フィードバック信号は、各サブキャリアで各受信側にとって最良の送信ビーム組合せと、該組合せの各送信ビームの等価チャネルゲインと、該受信側に対する干渉の最も小さい送信ビーム組合せと、該組合せの中の各送信ビームの前記受信側に対する最良の送信ビームの性能損失比とを含むことを特徴とする請求項1に記載のマルチキャリアMIMO通信システム。
- 送信側(10)は、該フィードバック信号に基づいてスケジューリング情報を生成し、該スケジューリング情報を利用してユーザスケジューリングを行い、該スケジューリング情報は、スケジュールしようとするユーザと、各ユーザがサポートする符号ストリームと、各符号ストリームを送信する所定のサブキャリアの所定の送信ビームとを含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のマルチキャリアMIMO通信システム。
- 前記マルチキャリアMIMOスケジューラー(120)は、
受信したフィードバック信号を対応する符号ストリームに変換する受信RFリンクグループ(123)と、
変換された符号ストリームに対して時空信号処理を行って、対応するスケジューリング情報を取得するMIMO受信信号プロセッサ(122)と、
該スケジューリング情報に基づいてマルチキャリアMIMOデータプロセッサ(110)の信号処理を制御するスケジューラー(121)と
を含むことを特徴とする請求項5に記載のマルチキャリアMIMO通信システム。 - 前記マルチキャリアMIMOデータプロセッサ(110)は、
スケジューリング情報に基づいて、スケジューリングされるユーザを選択するユーザセレクタ(111)と、
スケジューリングされるユーザのユーザデータに対して分流処理を行い、複数の符号ストリームを出力する複数の並列の分流器(112)と、
スケジューリング情報に基づいて、分流器から出力された符号ストリームをそれぞれスケジューリング情報によって指定された対応するサブキャリアの対応するビームに割当て、複数の周波数領域信号を形成するキャリアビーム割当器(113)と、
ランダムベクトルを発生して出力するランダムベクトル発生器(117)と、
キャリアビーム割当器(113)からの周波数領域信号、及びランダムベクトル発生器(117)からのランダムベクトルに基づいて、それぞれ一つの送信アンテナと対応する時間領域信号を形成する複数の並列のマルチキャリアビーム形成器(114)と、
複数の加算器を備え、各加算器が同一送信アンテナに対応する時間領域信号をそれぞれ積み重ねて一つの送信信号を形成する加算器グループ(118)と、
複数のサイクリックプレフィックス器を備え、各サイクリックプレフィックス器が、加算器から出力された対応する送信信号の中にサイクリックプレフィックスをそれぞれ挿入するサイクリックプレフィックス器グループ(115)と、
サイクリックプレフィックス器グループ(115)から出力された複数の送信信号を受信し、該複数の送信信号を対応するRF信号にそれぞれ変換する送信RFリンクグループ(116)と
を含むことを特徴とする請求項6に記載のマルチキャリアMIMO通信システム。 - 前記送信RFリンクグループ(116)は、サイクリックプレフィックス器グループ(115)から出力された複数の送信信号を対応するRF信号にそれぞれ変換する複数の並列の送信RFリンクを含み、各送信RFリンクは、直列に接続された一つの変調器(1161)と、一つのアップコンバータ(1162)と、一つの電力増幅器(1163)とを含むことを特徴とする請求項7に記載のマルチキャリアMIMO通信システム。
- 前記マルチキャリア受信信号プロセッサ(210)は、
受信したRF信号に対して復調と周波数変換処理を行い、対応する符号ストリームを得る受信RFリンクグループ(211)と、
該符号ストリームに基づいて対応するユーザフィードバック情報を生成するとともに、ユーザデータを復元して出力するMIMO受信信号プロセッサ(212)とを含み、
前記フィードバック情報プロセッサ(220)は、
ユーザフィードバック情報をフィードバック信号に変換するMIMO送信信号プロセッサ(221)と、
該フィードバック信号を対応するRF信号に変換する送信RFリンクグループ(222)と
を含むことを特徴とする請求項8に記載のマルチキャリアMIMO通信システム。 - ランダムベクトル発生器により発生されたベクトルは、重みベクトルと時間遅延ベクトルであることを特徴とする請求項9に記載のマルチキャリアMIMO通信システム。
- 各マルチキャリアビーム形成器(114)は、一つのIFFT変調器(1141)、及び乗算器(1142)と時間遅延器(1143)からなる複数の直列組合せを含み、IFFT変調器(1141)は、キャリアビーム割当器(113)からの周波数領域信号に対してIFFT変調を行って直列時間領域信号を形成し、該直列時間領域信号を同時に前記複数の直列組合せに入力し、
乗算器(1142)と時間遅延器(1143)からなる各直列組合せにおいて、乗算器(1142)と時間遅延器(1143)は、ランダムベクトル発生器(117)からの重みベクトルと時間遅延ベクトルに基づいて、該直列時間領域信号に対して順次重み付け処理と時間遅延処理を行い、一つの送信アンテナに対応する時間領域信号を生成することを特徴とする請求項10に記載のマルチキャリアMIMO通信システム。 - マルチキャリアMIMO通信方法であって、
受信側で、送信側の送信アンテナと受信側の受信アンテナの間のチャネルフェージング状況に基づいてフィードバック信号を生成し、該フィードバック信号を送信側にフィードバックするステップ(a)と、
送信側で、該フィードバック信号を受信し、該フィードバック信号に基づいてスケジューリング情報を生成するステップ(b)と、
送信側で、スケジューリング情報に基づいてスケジューリングされるユーザのデータから対応するマルチキャリア送信信号を形成し、更に対応する送信アンテナにより該マルチキャリア送信信号を送出するステップ(c)と、
受信側で、受信した送信ビームに基づいてユーザデータを復元するステップ(d)と
を含むことを特徴とするマルチキャリアMIMO通信方法。 - 前記ステップ(c)は、
スケジューリング情報に基づいてスケジューリングしようとするユーザを選択するステップi)と、
スケジューリング情報に基づいてスケジューリングされるユーザのユーザデータを対応する符号ストリームに分けるステップii)と、
スケジューリング情報に基づいて各符号ストリームを所定のサブキャリアの所定の送信ビームに割当て、同一の空間領域チャネルに割当られたすべてのサブキャリアに対する符号ストリームに対してそれぞれIFFT変調を行い、各空間領域チャネルにより送信アンテナとそれぞれ対応する並列のマルチ経路の直列時間領域信号を出力するステップiii)と、
各経路の直列時間領域信号に対して順次重み付け処理と時間遅延処理を行って対応する送信信号を形成し、同一送信アンテナに対応する送信信号を積み重ね、積み重ねて得られたマルチキャリア送信信号にサイクリックプレフィックスを挿入して、対応する送信アンテナを通して送信するステップiv)と
を含むことを特徴とする請求項12に記載のマルチキャリアMIMO通信方法。 - 前記スケジューリング情報は、スケジューリングしようとするユーザと、各ユーザのサポートする符号ストリームと、各符号ストリームを送信する所定のサブキャリアの所定の送信ビームとを含むことを特徴とする請求項13に記載のマルチキャリアMIMO通信方法。
- 前記フィードバック信号は、各サブキャリアで、各受信側にとって最良の送信ビームの組合せと、該最良の送信ビームの組合せの中の各送信ビームに対応する信号対干渉比とを含むことを特徴とする請求項14に記載のマルチキャリアMIMO通信方法。
- 前記フィードバック信号は、さらに各サブキャリアで各受信側に対する干渉の最も小さい複数の送信ビームの組合せを含むことを特徴とする請求項15に記載のマルチキャリアMIMO通信方法。
- 前記フィードバック信号は、各サブキャリアで、該受信側にとって最良の送信ビームの組合せと、該最良の送信ビームの組合せの中の各送信ビームに対応する等価チャネルゲインと、該受信側に対する干渉が最小である送信ビームの組合せと、該組合せの中の各送信ビームが該受信側の最良の送信ビームに対する性能損失比とを含むことを特徴とする請求項14に記載のマルチキャリアMIMO通信方法。
- 前記ステップ(b)は、
スケジューリングユーザリストと割当て済み送信ビームリストとを空きとするステップ(1)、
各サブキャリアに対して、
フィードバックされてきたすべての信号対干渉比を比較して、最大信号対干渉比を有するユーザを選出してスケジューリングユーザリストに加入させ、対応する送信ビームを割当て済み送信ビームリストに加入させるステップi)と、
フィードバックされてきたすべての信号対干渉比を比較して、スケジューリングされなかったユーザの中から、最大信号対干渉比を有するユーザを選出してスケジューリングユーザリストに加入させ、対応する送信ビームを割当て済み送信ビームリストに加入させるステップii)と、
該サブキャリアでのユーザスケジューリングが終わるまで、ステップi)とii)を繰り返すステップ iii)と
を繰り返すステップ(2)、及び
最後に、最終的にすべてのサブキャリアに対して生成したスケジューリングユーザリストと割当て済み送信ビームリストとに基づいて、システムのユーザスケジューリングを行うステップ(3)
を含むことを特徴とする請求項15に記載のマルチキャリアMIMO通信方法。 - 前記ステップ(b)は、
スケジューリングユーザリストと割当て済み送信ビームリストとを空きとするステップ(1)、
各サブキャリアに対して、
フィードバックされてきたすべての信号対干渉比を比較して、最大信号対干渉比を有するユーザを選出してスケジューリングユーザリストに記入し、対応する送信ビームを割当て済み送信ビームリストに記入するステップi)と、
スケジューリングユーザリストの中のユーザに対して、その対応する組合せから対応する干渉の最も小さい送信ビームを選出し、その後、該干渉の最も小さい送信ビームに基づいて対応する最大信号対干渉比を有するユーザを選出し、該ユーザをスケジューリングユーザリストに記入し、同時に、該ユーザが対応する送信ビームを割当て済み送信ビームリストに記入するステップii)と、
該サブキャリアでのスケジューリングが終わるまで、ステップi)とii)を繰り返すステップiii)と
を繰り返すステップ(2)、及び
最後、最終的にすべてのサブキャリアに対して生成したスケジューリングユーザリストと割当て済み送信ビームリストとに基づいて、システムのユーザスケジューリングを行うステップ(3)
を含むことを特徴とする請求項16に記載のマルチキャリアMIMO通信方法。 - 前記ステップ(b)は、
スケジューリングユーザリストと割当て済み送信ビームリストとを空きとするステップ(1)、
各サブキャリアに対して、
フィードバックされてきたすべての等価チャネルゲインを比較して、最大等価チャネルゲインを有するユーザを選出してスケジューリングユーザリストに記入し、対応する送信ビームを割当て済み送信ビームリストに記入するステップi)と、
スケジューリングユーザリストの中のユーザに対して、その対応する組合せから対応する干渉の最も小さい送信ビームを選出し、その後、該干渉の最も小さい送信ビームに対応する最大信号対干渉比を有するユーザを選出するステップii)と、
フィードバックされてきた性能損失比に基づいて、該ユーザの加入がシステム容量を向上させたかどうかを判断し、該ユーザの加入がシステム容量を向上させた場合、該ユーザをスケジューリングユーザリストに記入するとともに、該ユーザが対応する送信ビームを割当て済み送信ビームリストに記入し、該ユーザの加入がシステム容量を低下させた場合、該ユーザをスケジューリングユーザリストに記入せず、該サブキャリアでのスケジューリングを完了させるステップiii)と、
該ユーザを加入した後、該サブキャリアでのユーザスケジューリングが終わるまで順次にステップi)とiii)を繰り返すステップiv)と
を繰り返すステップ(2)、及び
最終的にすべてのサブキャリアに対して生成したスケジューリングユーザリストと割当て済み送信ビームリストとに基づいて、システムのユーザスケジューリングを行うステップ(3)
を含むことを特徴とする請求項17に記載のマルチキャリアMIMO通信方法。
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