JP2008167347A - Wireless receiver - Google Patents
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Abstract
Description
無線送信装置との間で、変調方式及び誤り訂正符号化方式などの無線パラメータを適応的に切り換えて無線通信を行う無線受信装置に関する。 The present invention relates to a radio receiving apparatus that performs radio communication by adaptively switching radio parameters such as a modulation scheme and an error correction coding scheme with a radio transmitting apparatus.
移動通信システムでは、送信データに従って搬送波の位相を変化させる位相変調方式(Phase Shift Keying。以下、PSKという。)や送信データに従って搬送波の振幅及び位相を変化させる直交振幅変調方式(Quadrature Amplitude Modulation。以下、QAMという。)などの変調方式が用いられる。PSK及びQAMはそれぞれ、1シンボルで伝送可能なデータ量、即ち、変調多値数が互いに異なる複数の変調方式を含む。例えば、PSKは、BPSK(Binary PSK。以下、BPSKという。)、QPSK(Quadrature PSK。以下、QPSKという。)及び8相PSKなどの変調方式を含み、QAM方式は、16QAM及び64QAMなどの変調方式を含む。ここで、BPSK、QPSK、8相PSK、16QAM及び64QAMの順に変調多値数は大きくなり、伝送速度が大きくなる。従って、64QAMを用いて無線通信を行えば、他の変調方式を用いる場合に比較して短時間でデータを送信できる。 In a mobile communication system, a phase modulation method (Phase Shift Keying; hereinafter referred to as PSK) that changes the phase of a carrier according to transmission data, or a quadrature amplitude modulation (Quadrature Amplitude Modulation) that changes the amplitude and phase of a carrier according to transmission data. , QAM)) is used. Each of PSK and QAM includes a plurality of modulation schemes having different amounts of data that can be transmitted in one symbol, that is, the number of modulation levels. For example, PSK includes modulation schemes such as BPSK (Binary PSK, hereinafter referred to as BPSK), QPSK (Quadrature PSK, hereinafter referred to as QPSK), and 8-phase PSK, and the QAM scheme includes modulation schemes such as 16QAM and 64QAM. including. Here, the modulation multilevel number increases in the order of BPSK, QPSK, 8-phase PSK, 16QAM, and 64QAM, and the transmission rate increases. Therefore, if wireless communication is performed using 64QAM, data can be transmitted in a shorter time than when other modulation schemes are used.
しかしながら、1シンボルで伝送可能なデータ量が増えると、異なるシンボル間で位相や振幅レベルが近くなるため、反射、透過及び回折などのマルチパスの影響を受けやすくなる。その結果、移動局において受信エラーが発生して、基地局へのデータ再送要求の回数が増加し、スループットが低下してしまうという問題がある。この問題を解決するために、無線通信の分野では、送信データに冗長情報を付加する誤り訂正符号化方式などの誤り訂正の技術が用いられる。しかし、誤り訂正によって移動局から基地局へのデータ再送要求の回数を減らすことはできるが、送信データに冗長情報を付加するため、誤り訂正の符号化率が高くなるほど、実際に伝送できる情報量が少なくなるという問題が生じる。 However, when the amount of data that can be transmitted with one symbol increases, the phase and amplitude level between different symbols become close, and therefore, the data is easily affected by multipath such as reflection, transmission, and diffraction. As a result, there is a problem that a reception error occurs in the mobile station, the number of data retransmission requests to the base station increases, and the throughput decreases. In order to solve this problem, an error correction technique such as an error correction coding method for adding redundant information to transmission data is used in the field of wireless communication. However, the number of data retransmission requests from the mobile station to the base station can be reduced by error correction. However, since redundant information is added to the transmission data, the amount of information that can be actually transmitted increases as the error correction coding rate increases. There arises a problem that there is less.
特許文献1には、移動局が推定した回線品質に基づいて、伝送速度が互いに異なる複数の変調方式から、1つの変調方式を適応的に選択して用いる適応変調方法が記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載の適応変調方法においては、変調方式を切り換えるための回線品質のしきい値の付近で回線品質が変動する場合、変調方式が頻繁に切り替わり、基地局と移動局との間の通信に不連続が生じるという問題があった。
However, in the adaptive modulation method described in
本発明の目的は以上の問題点を解決し、無線送信装置との間で、変調方式及び誤り訂正符号化方式などの無線パラメータを適応的に切り換えて無線通信を行う無線受信装置において、従来技術に比較して伝送容量が大きく伝送品位が高い無線通信を安定して行うことができる無線受信装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems, and in a wireless receiver that performs wireless communication by adaptively switching wireless parameters such as a modulation scheme and an error correction coding scheme with a wireless transmitter. An object of the present invention is to provide a wireless receiver capable of stably performing wireless communication having a large transmission capacity and high transmission quality as compared with the above.
第1の発明に係る無線受信装置は、
無線送信装置からの少なくとも1つの無線信号を複数のアンテナで受信する受信手段と、
上記受信された無線受信信号に基づいて所定の無線パラメータを選択し、当該選択された無線パラメータを用いて上記無線信号を発生するように上記無線送信装置を制御する制御手段とを備えた無線受信装置において、
上記無線パラメータは、互いに異なる複数の変調方式及び互いに異なる複数の誤り訂正符号化方式の少なくとも一方を含み、
上記無線パラメータが第1、第2及び第3の無線パラメータを含むとき、上記第2の無線パラメータから第1の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第1のしきい値と、上記第1の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第2のしきい値と、上記第3の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第3のしきい値と、上記第2の無線パラメータから第3の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第4のしきい値とが互いに異なるように設定され、上記第1乃至第3の無線パラメータに対する上記第1乃至第4のしきい値の関係を示すしきい値テーブルを記憶する記憶手段を備え、
上記第1のしきい値と上記第2のしきい値との差の大きさと、上記第3のしきい値と上記第4のしきい値との差の大きさとは互いに異なるように設定され、
上記制御手段は、上記受信された無線受信信号に基づいて上記無線受信信号に関する評価値を算出し、上記しきい値テーブルを参照して、上記選択された無線パラメータ及び上記算出された無線受信信号に関する評価値に基づいて、上記無線パラメータのうちの1つの無線パラメータを選択することを特徴とする。
A wireless receiver according to a first invention is
Receiving means for receiving at least one wireless signal from the wireless transmission device by a plurality of antennas;
Radio reception comprising: control means for selecting a predetermined radio parameter based on the received radio reception signal and controlling the radio transmission apparatus so as to generate the radio signal using the selected radio parameter In the device
The radio parameter includes at least one of a plurality of different modulation schemes and a plurality of different error correction coding schemes,
A first threshold value of an evaluation value related to the radio reception signal when switching from the second radio parameter to the first radio parameter when the radio parameter includes first, second and third radio parameters; , A second threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal when switching from the first radio parameter to the second radio parameter, and the above when switching from the third radio parameter to the second radio parameter The third threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal is different from the fourth threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal when switching from the second radio parameter to the third radio parameter. A threshold value table that indicates the relationship of the first to fourth threshold values with respect to the first to third wireless parameters. Equipped with a stage,
The magnitude of the difference between the first threshold and the second threshold is set different from the magnitude of the difference between the third threshold and the fourth threshold. ,
The control means calculates an evaluation value related to the radio reception signal based on the received radio reception signal, refers to the threshold value table, and selects the selected radio parameter and the calculated radio reception signal. One of the wireless parameters is selected on the basis of the evaluation value for the wireless parameter.
上記無線通信装置において、上記評価値は、上記無線受信信号の受信電力強度であることを特徴とする。 In the wireless communication apparatus, the evaluation value is a received power intensity of the wireless reception signal.
また、上記無線通信装置において、上記受信手段は、上記無線送信装置からの複数の無線信号を複数のアンテナで受信し、
上記評価値は、MIMO(Multi−Input Multi−Output)通信システムにおける固有伝送モード方式における固有値であることを特徴とする。
In the wireless communication device, the receiving means receives a plurality of wireless signals from the wireless transmission device by a plurality of antennas,
The evaluation value is an eigenvalue in an eigentransmission mode system in a MIMO (Multi-Input Multi-Output) communication system.
第2の発明に係る無線通信装置は、
無線送信装置からの複数の無線信号を複数のアンテナで受信する受信手段と、
当該受信された無線受信信号に基づいて所定の無線パラメータを選択し、当該選択された無線パラメータを用いて上記無線信号を発生するように上記無線送信装置を制御する制御手段とを備えた無線受信装置において、
上記無線パラメータは、互いに異なる複数の変調方式及び互いに異なる複数の誤り訂正符号化方式の少なくとも一方を含み、
上記無線パラメータが第1、第2及び第3の無線パラメータを含むとき、上記第2の無線パラメータから第1の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第1のしきい値と、上記第1の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第2のしきい値と、上記第3の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第3のしきい値と、上記第2の無線パラメータから第3の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第4のしきい値とが互いに異なるように設定され、上記第1乃至第3の無線パラメータに対する上記第1乃至第4のしきい値の関係を示す複数のしきい値テーブルを記憶する記憶手段を備え、
上記評価値は、MIMO(Multi−Input Multi−Output)通信システムにおける固有伝送モード方式における固有値であり、
上記第1のしきい値と上記第2のしきい値との差の大きさと、上記第3のしきい値と上記第4のしきい値との差の大きさとの少なくとも一方は、上記複数のしきい値テーブルのうちの少なくとも2つのしきい値テーブル間で互いに異なるように設定され、
上記制御手段は、上記受信された無線受信信号に基づいて上記固有値を算出し、上記算出された固有値の時間変化を検出し、上記検出された固有値の時間変化に基づいて上記複数のしきい値テーブルのうちの1つのしきい値テーブルを選択して参照して、上記選択された無線パラメータ及び上記算出された固有値に基づいて、上記無線パラメータのうちの1つの無線パラメータを選択することを特徴とする。
A wireless communication apparatus according to a second invention is
Receiving means for receiving a plurality of radio signals from a radio transmitting apparatus by a plurality of antennas;
Radio reception comprising: control means for selecting a predetermined radio parameter based on the received radio reception signal and controlling the radio transmission apparatus to generate the radio signal using the selected radio parameter In the device
The radio parameter includes at least one of a plurality of different modulation schemes and a plurality of different error correction coding schemes,
A first threshold value of an evaluation value related to the radio reception signal when switching from the second radio parameter to the first radio parameter when the radio parameter includes first, second and third radio parameters; , A second threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal when switching from the first radio parameter to the second radio parameter, and the above when switching from the third radio parameter to the second radio parameter The third threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal is different from the fourth threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal when switching from the second radio parameter to the third radio parameter. And stores a plurality of threshold value tables indicating the relationship of the first to fourth threshold values with respect to the first to third wireless parameters. Comprising a storage unit,
The evaluation value is an eigenvalue in an eigentransmission mode scheme in a MIMO (Multi-Input Multi-Output) communication system,
At least one of the magnitude of the difference between the first threshold and the second threshold and the magnitude of the difference between the third threshold and the fourth threshold is the plurality of Of at least two of the threshold tables are different from each other,
The control means calculates the eigenvalue based on the received radio reception signal, detects a time change of the calculated eigenvalue, and determines the plurality of threshold values based on the time change of the detected eigenvalue. Selecting and referring to one threshold table of the tables, and selecting one of the radio parameters based on the selected radio parameter and the calculated eigenvalue; And
上記無線通信装置において、上記固有値の時間変化は、上記固有値の所定の期間内の変動幅であることを特徴とする。 In the wireless communication apparatus, the time variation of the eigenvalue is a fluctuation range within a predetermined period of the eigenvalue.
また、上記無線通信装置において、上記固有値の時間変化は、上記固有値の所定の期間内の平均値であることを特徴とする。 In the wireless communication device, the time variation of the eigenvalue is an average value of the eigenvalue within a predetermined period.
第1の発明に係る無線受信装置によれば、無線パラメータが第1、第2及び第3の無線パラメータを含むとき、第2の無線パラメータから第1の無線パラメータに切り換えるときの無線受信信号に関する評価値の第1のしきい値と、第1の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの無線受信信号に関する評価値の第2のしきい値と、第3の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの無線受信信号に関する評価値の第3のしきい値と、第2の無線パラメータから第3の無線パラメータに切り換えるときの無線受信信号に関する評価値の第4のしきい値とが互いに異なるように設定され、第1のしきい値と上記第2のしきい値との差の大きさと、第3のしきい値と第4のしきい値との差の大きさとが互いに異なるように設定されたしきい値テーブルを記憶する。さらに、受信された無線受信信号に基づいて無線受信信号に関する評価値を算出し、しきい値テーブルを参照して、選択された無線パラメータ及び算出された無線受信信号に関する評価値に基づいて、無線パラメータのうちの1つの無線パラメータを選択し、当該選択された無線パラメータを用いて無線信号を発生するように無線送信装置を制御する。従って、従来技術に比較して、無線パラメータの切り換えに伴う通信の不連続の発生頻度が減少し、かつ伝送容量が大きく伝送品位が高い無線通信を行うことができる。 According to the wireless reception device of the first invention, when the wireless parameter includes the first, second, and third wireless parameters, the wireless reception signal when switching from the second wireless parameter to the first wireless parameter is provided. The first threshold value of the evaluation value, the second threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal when switching from the first radio parameter to the second radio parameter, and the second value from the third radio parameter A third threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal when switching to the radio parameter, and a fourth threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal when switching from the second radio parameter to the third radio parameter; Are set to be different from each other, and the magnitude of the difference between the first threshold and the second threshold is different from the magnitude of the difference between the third threshold and the fourth threshold. Storing a threshold value table set so. Further, an evaluation value related to the wireless reception signal is calculated based on the received wireless reception signal, and a wireless communication is performed based on the selected wireless parameter and the calculated evaluation value regarding the wireless reception signal by referring to the threshold value table. One radio parameter is selected from the parameters, and the radio transmission apparatus is controlled to generate a radio signal using the selected radio parameter. Therefore, compared with the prior art, the frequency of communication discontinuity due to switching of wireless parameters is reduced, and wireless communication with a large transmission capacity and high transmission quality can be performed.
また、第2の発明に係る無線受信装置によれば、無線パラメータが第1、第2及び第3の無線パラメータを含むとき、第2の無線パラメータから第1の無線パラメータに切り換えるときのMIMO通信システムにおける固有伝送モード方式における固有値の第1のしきい値と、第1の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの固有値の第2のしきい値と、第3の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの固有値の第3のしきい値と、第2の無線パラメータから第3の無線パラメータに切り換えるときの固有値の第4のしきい値とが互いに異なるように設定された複数のしきい値テーブルを記憶する。ここで、第1のしきい値と上記第2のしきい値との差の大きさと、第3のしきい値と第4のしきい値との差の大きさとの少なくとも一方は、複数のしきい値テーブルのうちの少なくとも2つのしきい値テーブル間で互いに異なるように設定される。さらに、受信された無線受信信号に基づいて固有値を算出し、算出された固有値の時間変化を検出し、検出された固有値の時間変化に基づいて複数のしきい値テーブルのうちの1つのしきい値テーブルを選択して参照して、選択された無線パラメータ及び算出された固有値に基づいて、複数の無線パラメータのうちの1つの無線パラメータを選択し、当該選択された無線パラメータを用いて無線信号を発生するように無線送信装置を制御する。従って、従来技術に比較して、固有値が時間変化するときにも、変調方式の切り換えに伴う通信の不連続の発生頻度が増加せず、かつ伝送容量が大きく伝送品位が高い無線通信を行うことができる。 Further, according to the radio receiving apparatus according to the second invention, when the radio parameter includes the first, second and third radio parameters, the MIMO communication for switching from the second radio parameter to the first radio parameter A first threshold of eigenvalues in the eigentransmission mode system in the system, a second threshold of eigenvalues when switching from the first radio parameter to the second radio parameter, and a second from the third radio parameter A plurality of eigenvalue third threshold values for switching to the radio parameter and a fourth eigenvalue threshold value for switching from the second radio parameter to the third radio parameter are different from each other. The threshold table is stored. Here, at least one of the magnitude of the difference between the first threshold and the second threshold and the magnitude of the difference between the third threshold and the fourth threshold is a plurality of The threshold value tables are set to be different from each other between at least two of the threshold value tables. Further, an eigenvalue is calculated based on the received radio reception signal, a time change of the calculated eigenvalue is detected, and a threshold of one of a plurality of threshold tables is detected based on the time change of the detected eigenvalue. A value table is selected and referred to, one radio parameter is selected from a plurality of radio parameters based on the selected radio parameter and the calculated eigenvalue, and a radio signal is used using the selected radio parameter. The wireless transmission device is controlled to generate Therefore, compared to the prior art, even when the eigenvalue changes with time, the frequency of communication discontinuity due to switching of the modulation method does not increase, and wireless communication with high transmission capacity and high transmission quality is performed. Can do.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each following embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the same component.
第1の実施形態.
図1は、第1の実施形態に係る、無線送信装置100及び無線受信装置200を含む無線伝送システムの構成を示すブロック図である。
First embodiment.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless transmission system including a
図1において、無線送信装置100と無線受信装置200とは、MIMO(Multi−Input Multi−Output。以下、MIMOという。)通信システムにおける固有伝送モード方式を用いて無線通信を行う。以下、MIMO通信システムにおける固有伝送モード方式の動作原理について説明する。なお、本明細書において、イメージ入力された数式とテキスト入力された数式とを混在させて用いており、各数式を識別するために、それら各数式の最後部に記載した一連の通し番号(1),(2),…を用いて「式(1),式(2),…」等と呼ぶこととする。
In FIG. 1, a
MIMO通信システムは、送信機及び受信機においてそれぞれ複数のアンテナ素子を用いて、同じ周波数帯域内で同時に送信された複数の信号系列を空間的に多重化することによって伝送容量を増大させ、MIMO復号化処理後の複数の信号系列に係る合計伝送速度の増大を図る技術であり、空間分割多重(Space Division Multiplexing:SDM)ともいわれる。 A MIMO communication system increases transmission capacity by spatially multiplexing a plurality of signal sequences transmitted simultaneously in the same frequency band by using a plurality of antenna elements in each of a transmitter and a receiver, and performs MIMO decoding. This is a technique for increasing the total transmission rate related to a plurality of signal sequences after conversion processing, and is also referred to as space division multiplexing (SDM).
送信機のアンテナ素子の数をntとし、受信機のアンテナ素子の数をnr個とすると、受信機における受信信号yは次式で表すことができる。 When the number of antenna elements of the transmitter is nt and the number of antenna elements of the receiver is nr, the received signal y at the receiver can be expressed by the following equation.
[数1]
y=Hx+w (1)
[Equation 1]
y = Hx + w (1)
ここで、受信信号を表すyは、サイズがnrのベクトルであり、その各要素は受信機の各アンテナ素子で受信された信号を表す。Hはサイズがnr×ntの行列であり、チャンネル行列と呼ばれ、その各要素Hijは、送信機のj番目のアンテナ素子と受信機のi番目のアンテナ素子との間の伝搬係数、すなわち、これらのアンテナ素子間で送受信される信号の位相回転量及び振幅減衰量を表す。また、送信信号を表すxは、サイズがntのベクトルであり、その各要素xiは、送信機の各アンテナ素子から送信される信号であって、互いに直交する信号を表す。wはサイズがnrのベクトルであり、その各要素は受信機の各アンテナ素子で受信された熱雑音を表す。 Here, y representing a received signal is a vector of size nr, each element of which represents a signal received by each antenna element of the receiver. H is a matrix of size nr × nt and is called a channel matrix, and each element H ij is a propagation coefficient between the j-th antenna element of the transmitter and the i-th antenna element of the receiver, that is, Represents the amount of phase rotation and the amount of amplitude attenuation of signals transmitted and received between these antenna elements. Also, x representing the transmitted signal, the size is a vector of nt, and each element x i is a signal transmitted from each antenna element of the transmitter, represent signals that are orthogonal to each other. w is a vector of size nr, each element of which represents thermal noise received at each antenna element of the receiver.
受信機においてチャンネル行列Hを取得するために、受信機は所定のパイロット信号xを予め記憶し、送信機はこの既知のパイロット信号xを受信機に伝送し、受信機が予め記憶したパイロット信号xと、受信信号y(すなわち伝送されたパイロット信号x)とに基づいて、式(1)からチャンネル行列Hを計算する。 In order to obtain the channel matrix H at the receiver, the receiver stores a predetermined pilot signal x in advance, the transmitter transmits this known pilot signal x to the receiver, and the pilot signal x stored in advance by the receiver. And the channel matrix H is calculated from the equation (1) based on the received signal y (that is, the transmitted pilot signal x).
ここで、チャンネル行列Hに対する特異値分解(Singlar Value Decomposition:SVD)を行うと、次式のようになる。 Here, when the singular value decomposition (SVD) for the channel matrix H is performed, the following equation is obtained.
式(2)において、Uはサイズがnr×nrの行列であり、Σはサイズがnr×ntの行列でありそのi行目i列目の要素がσi(0≦i≦q)でありかつその他の要素が0である行列であり、Vはサイズがnt×ntの行列である。また、uiとviはそれぞれ行列UとVのi番目の列ベクトルであり、それぞれ他の列ベクトルと直交している。qはチャンネル行列Hのランクであり、以下の説明では、q=min(nt,nr)とする。また、上付き添字Hは複素共役転置を表す。ここで、行列UとVは、サイズがnr×nrの単位行列Inr及びサイズがnt×ntの単位行列Int対して次式を満足する。 In Equation (2), U is a matrix of size nr × nr, Σ is a matrix of size nr × nt, and the element in the i-th row and i-th column is σ i (0 ≦ i ≦ q). The other elements are 0 matrixes, and V is a matrix of size nt × nt. U i and v i are i-th column vectors of matrices U and V, respectively, and are orthogonal to other column vectors. q is the rank of the channel matrix H, and in the following explanation, q = min (nt, nr). A superscript H represents a complex conjugate transpose. Here, the matrix U and V, size is the identity matrix I nr and size nr × nr for matrix I nt of nt × nt satisfy the following equation.
[数2]
UHU=Inr (3)
[数3]
VHV=Int (4)
[Equation 2]
U H U = I nr (3)
[Equation 3]
V H V = I nt (4)
さらに、固有値分解(Eigenvalue Decomposition:EVD)を行うと、次式が求まる。 Further, when eigenvalue decomposition (EVD) is performed, the following equation is obtained.
式(5)において、λiはチャンネル行列の積HHHのi番目の固有値であり、λi=σi 2である。なお、固有値の大きい順に、i=1,2,…,qとする。 In equation (5), λ i is the i-th eigenvalue of the channel matrix product HH H , and λ i = σ i 2 . Note that i = 1, 2,..., Q in descending order of eigenvalues.
ベクトルui Hは、行列UHの要素となる他の行ベクトルと互いに直交しており、送信機の各アンテナ素子から送信される信号のウエイト(振幅と位相)に使用され、ベクトルuiは、行列Uの要素となる他の列ベクトルと互いに直交しており、受信機の各アンテナ素子において受信される信号のウエイトに使用される。このようにウエイトを使用することにより直交した指向性が得られる。 The vector u i H, the matrix is orthogonal to the other row vectors, which are elements of U H, are used to weight the signals transmitted from the respective antenna elements of the transmitter (amplitude and phase), the vector u i Are orthogonal to other column vectors that are elements of the matrix U, and are used to weight signals received at each antenna element of the receiver. By using weights in this way, orthogonal directivity can be obtained.
ここで、式(1)より、受信信号電力はHx(Hx)H=HHHxxHとなる。行列xxHは送信信号電力を表す。ただし、ベクトルxの各要素は互いに直交した信号であるので、行列xxHは対角行列diag[x1x1 *,x2x2 *,…,xqxq *]となる。一方、行列HHHは対角行列diag[λ1,λ2,…,λq]となる。すなわち、MIMO通信システムにおける固有伝送モード方式において、伝搬チャンネルは、独立な伝送路(以下、i番目の伝搬チャンネルをチャンネルiという。)を最大でq個含む。さらに、送信機及び受信機の各アンテナ素子において直交したウエイトを使用することにより複数の伝搬経路を分離することができ、このときの各伝搬経路における受信信号電力はλixixi *となる。信号xiがすべて等しい場合、各チャンネルにおける受信信号電力の比は固有値λiの比になる。 Here, from Expression (1), the received signal power is Hx (Hx) H = HH H xx H. The matrix xx H represents the transmission signal power. However, since each element of the vector x is a signal orthogonal to each other, the matrix xx H is a diagonal matrix diag [x 1 x 1 * , x 2 x 2 * , ..., x q x q * ]. On the other hand, the matrix HH H is a diagonal matrix diag [λ 1 , λ 2 ,..., Λ q ]. That is, in the specific transmission mode scheme in the MIMO communication system, the propagation channel includes a maximum of q independent transmission paths (hereinafter, i-th propagation channel is referred to as channel i). Furthermore, it is possible to separate a plurality of propagation paths by using orthogonal weights in the antenna elements of the transmitter and the receiver, and the received signal power in each propagation path at this time is λ i x i x i * and Become. When the signals x i are all equal, the ratio of the received signal power in each channel is the ratio of the eigenvalue λ i .
以上説明した、MIMO通信システムにおける固有伝送モード方式によれば、MIMO通信システムの伝送容量は次式で与えられる。 According to the eigen transmission mode method in the MIMO communication system described above, the transmission capacity of the MIMO communication system is given by the following equation.
ここで、SNRは総送信信号電力対雑音比であり、すなわちSNR/nt=xixi *である。CMIMOの単位は[ビット/秒/Hz]である。一方、通常の一対一通信(Single−Input Single−Output:SISO)の場合には、伝送容量は以下の式で得られる。 Here, the SNR is the total transmission signal power-to-noise ratio, that is, SNR / nt = x i x i * . The unit of C MIMO is [bit / second / Hz]. On the other hand, in the case of normal one-to-one communication (Single-Input Single-Output: SISO), the transmission capacity is obtained by the following equation.
式(7)において、hは伝搬係数であり、CSISOの単位は[ビット/秒/Hz]である。 In Expression (7), h is a propagation coefficient, and the unit of C SISO is [bit / second / Hz].
例えば、式(6)と式(7)の比較を簡単化するため、hh*=λi=λとし、q=ntとし、SNR・λ/nt≫1とする。このとき、式(6)の伝送容量は、次式のように計算される。 For example, in order to simplify the comparison between Expression (6) and Expression (7), hh * = λ i = λ, q = nt, and SNR · λ / nt >> 1. At this time, the transmission capacity of Expression (6) is calculated as follows.
一方、式(7)の伝送容量は、次式のように計算される。 On the other hand, the transmission capacity of Expression (7) is calculated as follows.
例えば、nt=4、SNR・λ=1024の場合には、MIMO伝送容量CMIMO=4・(10−2)=32[ビット/秒/Hz]であり、SISO伝送容量CSISO=10[ビット/秒/Hz]であり、MIMO伝送容量はSISO伝送容量よりも増加していることがわかる。 For example, when nt = 4 and SNR · λ = 1024, MIMO transmission capacity C MIMO = 4 · (10−2) = 32 [bits / second / Hz] and SISO transmission capacity C SISO = 10 [bits] / Sec / Hz], and it can be seen that the MIMO transmission capacity is higher than the SISO transmission capacity.
以上のように、MIMO通信システムでは、互いに直交する指向性を複数の信号系列に割り振ることで空間的に信号を多重させ伝送容量を増加させ、それにより、MIMO復号化処理後の複数の信号系列の合計の伝送速度の高速化を達成することができる。また、式(6)によれば、チャンネル行列Hから計算される固有値λiが大きいほど、MIMO伝送容量は増加することがわかる。 As described above, in the MIMO communication system, the directivity orthogonal to each other is allocated to a plurality of signal sequences to spatially multiplex signals to increase the transmission capacity, and thereby the plurality of signal sequences after the MIMO decoding process. The total transmission speed can be increased. Also, according to Equation (6), it is understood that the MIMO transmission capacity increases as the eigenvalue λ i calculated from the channel matrix H increases.
図1において、無線送信装置100は、コントローラ10と、MIMO符号化回路11と、アンテナ14a乃至14dをそれぞれ備えた無線送信回路12a乃至12dと、アンテナ15を備えた無線受信回路13とを備えて構成される。ここで、コントローラ10は、無線送信装置100の全体の動作及びMIMO符号化回路11、無線送信回路12a乃至12d、及び無線受信回路13の各動作を制御するためのコントローラである。コントローラ10は、詳細後述する無線受信装置200から、無線受信回路13及びそれに接続されたアンテナ15を用いて、上記の固有値λi(本実施形態において、i=1,2,3,4である。)、ベクトルui H、及び各チャンネルで用いられる無線パラメータである変調方式を含む変調方式通知信号を受信し、受信した固有値λi、ベクトルui H、及び各チャンネルで用いられる変調方式に基づいて、MIMO符号化回路11及び無線送信回路12a乃至12dの各動作を制御する。ここで、各チャンネルで用いられる変調方式はそれぞれ、QPSK、16QAM又は64QAMのいずれか1つである。
In FIG. 1, a
MIMO符号化回路11は所定のパイロット信号を予め記憶し、入力される送信データを、フレーム構成をそれぞれ有する4つの送信信号にシリアル/パラレル変換し、各送信信号に対して1フレーム毎に所定のパイロット信号を付加して、無線送信回路12a乃至12dにそれぞれ出力する。無線送信回路12a乃至12dはそれぞれ、搬送波を入力される送信信号に従ってQPSK、16QAM又は64QAMのいずれかを用いて変調して変調信号を発生し、変調信号を固有値λiに基づいて電力増幅した後、ベクトルui Hに基づいて電力増幅後の変調信号の振幅及び位相をそれぞれ変化させる。さらに、無線送信回路12a乃至12dはそれぞれ、振幅及び位相が変化された変調信号をディジタル/アナログ変換した後、無線送信信号に高域周波数変換し、当該無線送信信号に対して帯域通過ろ波処理を実行して増幅した後、アンテナ14a乃至14dを介して無線受信装置200に無線送信する。
The
図1において、無線受信装置200は、詳細後述するしきい値テーブルを予め記憶するしきい値テーブルメモリ26を含むコントローラ20と、MIMO復号化回路25と、アンテナ21a乃至21dをそれぞれ備えた無線受信回路23a乃至23dと、アンテナ22を備えた無線受信回路24とを備えて構成される。
In FIG. 1, a radio reception apparatus 200 includes a
無線受信回路23a乃至23dは、無線送信装置からの4つの無線信号を、アンテナ21a乃至21dで受信する。ここで、無線受信回路23a乃至23dはそれぞれ、アンテナ21a乃至21dを用いて受信した無線送信信号である無線受信信号に対して所定の帯域通過ろ波処理を行う帯域通過フィルタと、帯域通過ろ波後の無線受信信号を増幅する高周波増幅器と、増幅後の無線受信信号を所定の中間周波数を有する中間周波信号に低域周波数変換する混合回路と、中間周波信号に対して所定の中間周波信号処理を行う中間周波回路と、コントローラ20によって選択された各チャンネルで用いられる変調方式を用いて処理後の中間周波信号を復調信号に復調する復調回路と、復調信号をアナログ/ディジタル変換してMIMO復号化回路25に出力するアナログ/ディジタル変換器とを備える。無線受信回路23a乃至23dはそれぞれ、受信した無線送信信号である無線受信信号に対して所定の帯域通過ろ波処理を行い、帯域通過ろ波後の無線受信信号を増幅し、増幅後の無線受信信号を所定の中間周波数を有する中間周波信号に低域周波数変換し、中間周波信号に対して所定の中間周波信号処理を行い、コントローラ20によって選択された各チャンネルで用いられる変調方式を用いて処理後の中間周波信号を復調信号に復調した後、復調信号をアナログ/ディジタル変換してMIMO復号化回路25にそれぞれ出力する。さらに、MIMO復号化回路25は、コントローラ20によって算出されたベクトルuiを用いて、無線受信回路23a乃至23dからの4つの復調信号に対してMIMO符号化処理を実行することにより、4つの復調信号から受信信号及び伝送されたパイロット信号をそれぞれ分離し、4つの受信信号に基づいて受信データを発生して出力するとともに、4つの伝送されたパイロット信号をコントローラ20に出力する。
The
また、コントローラ20は、無線送信装置200の全体の動作及びMIMO復号化回路25、無線受信回路23a乃至23d及び無線送信回路24の各動作を制御するためのコントローラであって、受信された無線受信信号に基づいてMIMO通信システムにおける固有伝送モード方式における固有値λiを算出し、図3及び図4を用いて詳細後述するしきい値テーブルを参照して、選択されている変調方式及び算出された固有値λiに基づいて、各チャンネルにおいてQPSK、16QAM及び64QAMのうち1つの変調方式をそれぞれ選択し、選択された変調方式を用いて無線信号を発生するように無線送信装置100を制御することを特徴とする。
The
ここで、コントローラ20は、MIMO符号化回路11において記憶されている所定のパイロット信号と同一のパイロット信号を予め記憶し、上述のMIMO通信システムにおける固有伝送モード方式の動作原理に従って、MIMO復号化回路25からの4つの伝送されたパイロット信号及び、上記の所定のパイロット信号に基づいて、1フレーム毎にチャンネル行列Hを算出した後、チャンネル行列の積HHHの固有値λiを算出する。次いで、コントローラ20は、算出されたチャンネル行列Hに対して特異値分解を行うことにより、ベクトルui及びui Hを算出する。さらに、コントローラ20は、チャンネル毎及び所定のフレーム数毎に、詳細後述する変調方式選択処理を実行する。ここで、変調方式選択処理において、コントローラ20は、算出された固有値λiに基づいて、しきい値テーブルメモリ26に記憶されたしきい値テーブルを参照して、各チャンネルで用いられる変調方式をQPSK、16QAM及び64QAMの中から1つずつ選択する。さらに、コントローラ20は、固有値λi、ベクトルui H、及び選択された各チャンネルで用いられる変調方式を含む変調方式通知信号を発生して、無線送信回路24及びそれに接続されたアンテナ22を用いて無線受信装置100のコントローラ10に無線送信することにより、選択された変調方式を用いて無線信号を発生するように無線送信装置100を制御する。また、コントローラ20は、ベクトルui及び各チャンネルで用いられる変調方式をMIMO復号化回路25及び無線受信回路23a乃至23dに出力する。
Here, the
図2は、図1の無線伝送システムの動作を示すシーケンス図である。図2において、無線送信装置100のMIMO符号化回路11は、入力される送信データを、フレーム構成をそれぞれ有する4つの送信信号にシリアル/パラレル変換し、各送信信号に対して1フレーム毎に所定のパイロット信号を付加して、無線送信回路12a乃至12dにそれぞれ出力する。無線送信回路12a乃至12dはそれぞれ、搬送波を入力される送信信号に従ってQPSK、16QAM又は64QAMのいずれかを用いて変調して変調信号を発生し、変調信号を固有値λiに基づいて電力増幅した後、ベクトルui Hに基づいて電力増幅後の変調信号の振幅及び位相をそれぞれ変化させる。さらに、無線送信回路12a乃至12dはそれぞれ、振幅及び位相が変化された変調信号をディジタル/アナログ変換した後、無線送信信号に高域周波数変換し、当該無線送信信号に対して帯域通過ろ波処理を実行して増幅した後、アンテナ14a乃至14dを介して無線受信装置200に無線送信する。
FIG. 2 is a sequence diagram showing the operation of the wireless transmission system of FIG. In FIG. 2, the
さらに、図2において、無線受信装置200のコントローラ20は、MIMO復号化回路25からの4つの伝送されたパイロット信号及び、上記の所定のパイロット信号に基づいて、1フレーム毎にチャンネル行列Hを算出した後、チャンネル行列の積HHHの固有値λiを算出する。その後、コントローラ20は、チャンネル毎及び所定のフレーム数毎に、詳細後述する変調方式選択処理を実行し、各チャンネルで用いられる変調方式をQPSK、16QAM及び64QAMの中から1つずつ選択し、固有値λi、ベクトルui H、及び選択された各チャンネルで用いられる変調方式を含む変調方式通知信号を発生して、無線送信回路24及びそれに接続されたアンテナ22を用いて無線受信装置100のコントローラ10に無線送信する。
Further, in FIG. 2, the
無線送信装置100のコントローラ10は、受信された変調方式通知信号に基づいて、各無線送信回路12a乃至12dを、搬送波を入力される送信信号に従ってQPSK、16QAM又は64QAMのいずれかを用いて変調するように制御する。
Based on the received modulation method notification signal, the
図3は、図1のしきい値テーブルメモリ26に記憶されるしきい値テーブルの一例を示す図である。また、図4は、第1の実施形態に係る、図1のしきい値テーブルメモリ26に記憶されるしきい値テーブルのしきい値λAn及びλBnと多値化レベルnとの関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the threshold value table stored in the threshold
図3のしきい値テーブルは、第1の無線パラメータがQPSKであり、第2の無線パラメータが16QAMであり、第3の無線パラメータが64QAMであるとき、16QAMからQPSKに切り換えるときの固有値λiのしきい値λA2と、QPSKから16QAMに切り換えるときの固有値λiのしきい値λB1と、64QAMから16QAMに切り換えるときの固有値λiのしきい値λA3と、16QAMから64QAMに切り換えるときの固有値λiのしきい値λB2とが互いに異なるように設定され、上記第1乃至第3の無線パラメータに対するしきい値λA2、λB1、λA3及びλB2の関係を示すテーブルである。
The threshold value table of FIG. 3 shows that when the first radio parameter is QPSK, the second radio parameter is 16QAM, and the third radio parameter is 64QAM, the eigenvalue λ i when switching from 16QAM to QPSK. the threshold Ramudaei2, the threshold λB1 eigenvalues lambda i when switching from QPSK to 16QAM, the threshold λA3 eigenvalues lambda i when switching from 64QAM to 16QAM, eigenvalues when switching to 64QAM from
図3において、多値化レベルn(n=1,2,3)は、図1の無線送信回路12a乃至12dにおいて用いられる無線パラメータである互いに異なる複数の変調方式をそれぞれ示す値であり、多値化レベルnが高いほど、変調多値数が大きく伝送容量が大きい変調方式を示す。ここで、多値化レベル「1」を有する変調方式はQPSKであり、多値化レベル「2」を有する変調方式は16QAMであり、多値化レベル「3」を有する変調方式は64QAMである。
In FIG. 3, multi-value levels n (n = 1, 2, 3) are values respectively indicating a plurality of different modulation schemes which are radio parameters used in the
ここで、本実施形態において、図4に示すように、しきい値λAn及びλBnは、多値化レベルnを有する変調方式を用いて送信データを伝送するときのスループットが所定のしきい値となるときの下限固有値λAno及び正の定数Dを用いて、以下の2式を満足するように設定される。 Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the thresholds λAn and λBn are set such that the throughput when transmitting transmission data using a modulation scheme having a multi-level n is a predetermined threshold value. The lower limit eigenvalue λAno and the positive constant D are set so as to satisfy the following two expressions.
[数4]
λA2o<λA2<λB1<λA3o<λA3<λB2 (10)
[数5]
|λB1−λA2|=|λB2−λA3|=D (11)
[Equation 4]
λA2o <λA2 <λB1 <λA3o <λA3 <λB2 (10)
[Equation 5]
| ΛB1-λA2 | = | λB2-λA3 | = D (11)
ここで、しきい値λB1が下限固有値λA2oに近く、しきい値λB2が下限固有値λA3oに近いほど、コントローラ20において、より高い多値化レベルnを有する変調方式が用いられるので、図1の無線伝送システムにおいて伝送容量は大きくなる。一方、しきい値λA2が下限固有値λA2oより大きく、しきい値λA3が下限固有値λA3oより大きいほど、コントローラ20において、より低い多値化レベルnを有する変調方式が用いられるので、図1の無線伝送システムにおいて伝送容量は小さくなるが、変調方式の切り換え回数は最小限に抑えられる。
Here, as the threshold λB1 is closer to the lower limit eigenvalue λA2o and the threshold λB2 is closer to the lower limit eigenvalue λA3o, the
なお、本実施形態において、最低の多値化レベル「1」でのしきい値λA1は、固有値λiが有し得ない十分に小さい値、例えば「−999」を有し、最高の多値化レベル「3」でのしきい値λB3は、固有値λiが有し得ない十分に大きい値、例えば、「999」を有するように設定される。 In the present embodiment, the threshold λA1 at the lowest multilevel level "1" has sufficiently small values eigenvalue lambda i can not have, for example, "-999", the best multilevel The threshold value λB3 at the activation level “3” is set to have a sufficiently large value that the eigenvalue λ i cannot have, for example, “999”.
図5は、第1の実施形態に係る、図1のコントローラ20によって実行される変調方式選択処理を示すフローチャートである。なお、図5の変調方式選択処理は、チャンネル毎に実行される。
FIG. 5 is a flowchart showing a modulation method selection process executed by the
図5において、まず、ステップS1において、多値化レベルnを初期値「3」に設定し、しきい値テーブルメモリ26のしきい値テーブル(図3参照。)からしきい値λA3及びλB3を読み出す。次いで、ステップS2において、現在のフレームにおける固有値λiがしきい値λAnより小さいか否かが判断され、YESのときはステップS3に進む一方、NOのときはステップS5に進む。さらに、ステップS3において多値化レベルnから1を減算した後、ステップS4において、しきい値テーブルメモリ26のしきい値テーブルからしきい値λAn及びλBnを読み出し、ステップS2に戻る。
5, first, in step S1, the multi-value level n is set to the initial value “3”, and the threshold values λA3 and λB3 are set from the threshold value table (see FIG. 3) of the threshold
また、ステップS5において、現在のフレームにおける固有値λiがしきい値λBnより大きいか否かが判断され、YESのときはステップS6に進む一方、NOのときはステップS2に進む。さらに、ステップS6において、多値化レベルnに1を加算した後、ステップS4に進む。なお、図5の変調方式選択処理は1フレーム毎に実行され、これにより、1フレーム毎に各チャンネルでの多値化レベルnが決定され、各チャンネルで用いられる変調方式が選択される。 In step S5, it is determined whether or not the eigenvalue λ i in the current frame is greater than the threshold value λBn. If YES, the process proceeds to step S6. If NO, the process proceeds to step S2. Further, in step S6, 1 is added to the multi-value level n, and then the process proceeds to step S4. Note that the modulation scheme selection process of FIG. 5 is executed for each frame, whereby the multilevel halftoning level n for each channel is determined for each frame, and the modulation scheme used for each channel is selected.
図6(a)は、固有値λiの時間変化の一例を示すグラフであり、図6(b)は、図6(a)の固有値λiに対して図5の変調方式選択処理を実行したときの多値化レベルnの時間変化を示すグラフである。 FIG. 6A is a graph showing an example of the temporal change of the eigenvalue λ i , and FIG. 6B is a diagram in which the modulation scheme selection process of FIG. 5 is performed on the eigenvalue λ i of FIG. It is a graph which shows the time change of the multi-value quantization level n at the time.
図6(b)において、タイミングt0からタイミングt1までの期間において、固有値λiはしきい値λA1より大きくかつしきい値λB1より小さいので、多値化レベルnは「1」に設定され、チャンネルiにおいてQPSKが用いられる。タイミングt1において、固有値λiはしきい値λB1を超えるので、多値化レベルnは「2」に設定され、チャンネルiにおいて16QAMが用いられる。また、タイミングt2において固有値λiはしきい値λA2を下回るので、多値化レベルnは「1」に設定され、チャンネルiにおいてQPSKが用いられる。さらに、タイミングt3において、固有値λiはしきい値λB1を超えるので、多値化レベルnは「2」に設定され、チャンネルiにおいて16QAMが用いられる。またさらに、タイミングt4において、固有値λiはしきい値λB2を超えるので、多値化レベルnは「3」に設定され、チャンネルiにおいて64QAMが用いられる。また、タイミングt5において、固有値λiはλA3を下回るので、多値化レベルnは「2」に設定され、チャンネルiにおいて16QAMが用いられる。 In FIG. 6B, since the eigenvalue λ i is larger than the threshold value λA1 and smaller than the threshold value λB1 in the period from the timing t0 to the timing t1, the multilevel level n is set to “1”, and the channel QPSK is used in i. Since the eigenvalue λ i exceeds the threshold value λB1 at the timing t1, the multilevel level n is set to “2”, and 16QAM is used in the channel i. Further, since the eigenvalue λ i falls below the threshold value λA2 at the timing t2, the multilevel level n is set to “1”, and QPSK is used in the channel i. Furthermore, since eigenvalue λ i exceeds threshold value λB1 at timing t3, multilevel level n is set to “2”, and 16QAM is used in channel i. Furthermore, since eigenvalue λ i exceeds threshold value λB2 at timing t4, multi-value level n is set to “3”, and 64QAM is used in channel i. Further, at the timing t5, the eigenvalue λ i is lower than λA3, so the multi-value level n is set to “2”, and 16QAM is used in the channel i.
以上詳述したように、本実施形態に係る無線受信装置200によれば、しきい値間の差の大きさ|λB1−λA2|及び|λB2−λA3|がそれぞれ正の定数Dに設定されるしきい値テーブル(式(11)並びに図3及び図4参照。)を参照して各チャンネルで用いられる変調方式を選択したので、しきい値間の差の大きさ|λB1−λA2|及び|λB2−λA3|がそれぞれ「0」に設定されるしきい値テーブルを参照する場合に比較して、無線送信装置200において変調方式の切り換え処理の回数が削減され、その結果、変調方式の切り換えに伴う通信の不連続の発生頻度が減少し、伝送容量が大きく伝送品位が高い無線通信を行うことができる。 As described above in detail, according to the radio receiving apparatus 200 according to the present embodiment, the magnitudes | λB1-λA2 | and | λB2-λA3 | of the differences between the threshold values are set to positive constants D, respectively. Since the modulation scheme used in each channel is selected with reference to the threshold value table (see equation (11) and FIGS. 3 and 4), the magnitude of the difference between the threshold values | λB1−λA2 | and | Compared to a case where a threshold value table in which λB2-λA3 | is set to “0” is referred to, the number of modulation scheme switching processes in the wireless transmission device 200 is reduced. Accordingly, the frequency of occurrence of communication discontinuity is reduced, and wireless communication with a large transmission capacity and high transmission quality can be performed.
なお、図5の変調方式選択処理において、ステップS2において固有値λiをしきい値λAnと比較した後、ステップS3において固有値λiをしきい値λBnと比較したが、本発明はこれに限らず、固有値λiをしきい値λBnと比較した後に、固有値λiをしきい値λAnと比較してもよい。また、図5の変調方式選択処理において、最も多値化レベルnが最低値「1」のときは、ステップS2における判断結果を常にNOとしてもよい。さらに、図5の変調方式選択処理において、最も多値化レベルnが最高値「3」のときは、ステップS5における判断結果を常にNOとしてもよい。 Incidentally, the modulation scheme selection processing of FIG. 5, after the eigenvalues lambda i is compared with the threshold value λAn In step S2, have been compared the eigenvalues lambda i and threshold λBn In step S3, the present invention is not limited thereto The eigenvalue λ i may be compared with the threshold value λAn after the eigenvalue λ i is compared with the threshold value λBn. Further, in the modulation scheme selection process of FIG. 5, when the multi-value level n is the lowest value “1”, the determination result in step S2 may be always NO. Furthermore, in the modulation scheme selection process of FIG. 5, when the multi-level level n is the highest value “3”, the determination result in step S5 may be always NO.
第1の実施形態の変形例.
図7は、図1の無線送信装置100が基地局に設置され、かつ無線送信装置200が移動体に搭載されているときの、無線受信信号の波長で規格化した無線受信装置200の規格化走行距離に対する各固有値λiの固有値レベルの瞬時値を示すグラフである。図7に示すように、固有値λiが低い固有値レベルを有するほど、固有値λiの変動幅が大きい。第1の実施形態の変形例は、第1の実施形態に比較して、図1のしきい値テーブルメモリ26に予め記憶されるしきい値テーブルにおいて、しきい値λA2、λB1、λA3及びλB2を、式(10)を満たし、かつ、(λB1−λA2)>(λB2−λA3)を満たすように設定したことを特徴とする。
Modification of the first embodiment.
FIG. 7 shows the standardization of the wireless reception device 200 normalized by the wavelength of the wireless reception signal when the
図8は、第1の実施形態の変形例に係る、図1のしきい値テーブルメモリ26に記憶されるしきい値テーブルのしきい値λAn及びλBnと多値化レベルnとの関係を示すグラフである。図8に示すように、多値化レベル「2」を有する変調方式から多値化レベル「3」を有する変調方式に変調方式を切り換えるためのしきい値λB2と、多値化レベル「3」を有する変調方式から多値化レベル「2」を有する変調方式に変調方式を切り換えるためのしきい値λA3との差の大きさΔλ3を定数Da(0<Da<D)に設定し、多値化レベル「1」を有する変調方式から多値化レベル「2」を有する変調方式に変調方式を切り換えるためのしきい値λB1と、多値化レベル「2」を有する変調方式から多値化レベル「1」を有する変調方式に変調方式を切り換えるためのしきい値λA2との差の大きさΔλ2を定数Dに設定する。
FIG. 8 shows the relationship between the threshold value λAn and λBn of the threshold value table stored in the threshold
図9(a)は、固有値λiの時間変化の一例を示すグラフであり、図9(b)は、図9(a)の固有値λiに対して図8に示すしきい値λAn及びλBnを用いて、図5の変調方式選択処理を実行したときの多値化レベルnの時間変化を示すグラフである。 9 (a) is a graph showing an example of time change of the eigenvalue lambda i, FIG. 9 (b), the threshold λAn and λBn 8 relative eigenvalues lambda i shown in FIG. 9 (a) 6 is a graph showing the time change of the multi-value level n when the modulation scheme selection process of FIG. 5 is executed.
図9(b)において、タイミングt6からタイミングt7までの期間において、固有値λiはしきい値λA1より大きくかつしきい値λB1より小さいので、多値化レベルnは「1」に設定され、チャンネルiにおいてQPSKが用いられる。タイミングt7において、固有値λiはしきい値λB1を超えるので、多値化レベルnは「2」に設定され、チャンネルiにおいて16QAMが用いられる。またさらに、タイミングt8において、固有値λiはしきい値λB2を超えるので、多値化レベルnは「3」に設定され、チャンネルiにおいて64QAMが用いられる。また、タイミングt9において、固有値λiはしきい値λA3を下回るので、多値化レベルnは「2」に設定され、チャンネルiにおいて16QAMが用いられる。 In FIG. 9B, since the eigenvalue λ i is larger than the threshold value λA1 and smaller than the threshold value λB1 in the period from the timing t6 to the timing t7, the multi-value level n is set to “1”. QPSK is used in i. Since the eigenvalue λ i exceeds the threshold value λB1 at the timing t7, the multilevel level n is set to “2”, and 16QAM is used in the channel i. Furthermore, since the eigenvalue λ i exceeds the threshold value λB2 at timing t8, the multilevel level n is set to “3”, and 64QAM is used in the channel i. At timing t9, the eigenvalue λ i falls below the threshold value λA3, so that the multilevel level n is set to “2”, and 16QAM is used in the channel i.
以上詳述したように、第1実施形態の変形例によれば、固有値λiの実測値に基づいて、しきい値λA2、λB1、λA3及びλB2を、式(10)を満たし、かつ、(λB1−λA2)>(λB2−λA3)を満たすように設定したので、固有値λiの変動幅が固有値λiのレベルに応じて変化するときにも、無線送信装置200において、QPSKと16QAMとの間の切り換え処理回数及び16QAMと64QAMとの間の切り換え処理の回数は同程度であり、その結果、第1の実施形態に比較して、変調方式の切り換えに伴う通信の不連続の発生頻度が減少し、かつ伝送容量が大きく及び伝送品位が高い無線通信を行うことができる。 As described above in detail, according to the modification of the first embodiment, the thresholds λA2, λB1, λA3, and λB2 satisfy the equation (10) based on the actually measured values of the eigenvalues λ i and ( λB1-λA2)> (since λB2-λA3) was set so as to satisfy the eigenvalues fluctuation range of lambda i even when the changes according to the level of the eigenvalues lambda i, in the wireless transmission device 200, the QPSK and 16QAM As compared with the first embodiment, the frequency of communication discontinuity due to the switching of the modulation scheme is less than the number of times of switching between 16QAM and 64QAM. Wireless communication with a reduced transmission capacity and a high transmission quality can be performed.
なお、当該第1の実施形態の変形例の特徴的構成は、後述する第2及び第3の実施形態にも適用できる。 Note that the characteristic configuration of the modification of the first embodiment can be applied to second and third embodiments described later.
第2の実施形態.
図7に示すように、MIMO通信システムにおいて、固有値λiが低い固有値レベルを有するほど、固有値λiの変動幅が大きい。第2の実施形態は、第1の実施形態に比較して、無線受信装置200のコントローラ20は、しきい値テーブルメモリ26に第1のしきい値テーブル及び第2のしきい値テーブルを予め記憶し、受信された無線受信信号に基づいて固有値λiを算出し、算出された固有値λiの所定の期間内の変動幅λppiを検出し、検出された固有値λiの変動幅λppiに基づいて、第1及び第2のしきい値テーブルのいずれか一方を選択して参照し、各チャンネルiで用いられる変調方式及び算出された固有値λiに基づいて、各チャンネルiで用いられる変調方式をQPSK、16QAM及び64QAMの中から1つずつ選択したことを特徴とする。ここで、しきい値λB1としきい値λA2との差の大きさと、しきい値λB2としきい値λA3との差の大きさとは、第1及び第2のしきい値テーブル間で互いに異なるように設定される。
Second embodiment.
As shown in FIG. 7, in a MIMO communication system, as the eigenvalue lambda i having a low eigenvalue levels, large fluctuation range of eigenvalues lambda i. In the second embodiment, compared to the first embodiment, the
図10(a)は、第2の実施形態の変形例に係る、図1のしきい値テーブルメモリ26に記憶される第1のしきい値テーブルのしきい値λAn及びλBnと多値化レベルnとの関係を示すグラフであり、図10(b)は、第2の実施形態の変形例に係る、図1のしきい値テーブルメモリ26に記憶される第2のしきい値テーブルのしきい値λAn及びλBnと多値化レベルnとの関係を示すグラフである。
FIG. 10A shows the threshold values λAn and λBn of the first threshold value table stored in the threshold
図10(a)に示すように、第1のしきい値テーブルのしきい値λAn及びλBnはそれぞれ、第1の実施形態に係る、図1のしきい値テーブルメモリ26に記憶されるしきい値テーブル(図3及び図4参照。)のしきい値λAn及びλBnと同一の値を有するである。ここで、第1のしきい値テーブルにおいて、しきい値λB1の値をλB1aとし、しきい値λB2の値をλB2aとする。また、図10(b)に示すように、第2のしきい値テーブルにおいて、しきい値λB1及びλB2のみが第1のしきい値テーブルにおけるしきい値λB1及びλB2と異なる値をそれぞれ有する。ここで、第2のしきい値テーブルにおいて、しきい値λB1の値をλB1bとし、しきい値λB2の値をλB2bとすると、第2のしきい値テーブルにおけるしきい値λAn及びλBnは、式(10)及び以下の式を満たす。
As shown in FIG. 10A, the threshold values λAn and λBn of the first threshold value table are respectively stored in the threshold
[数6]
λB1b>λB1a (12)
[Equation 6]
λB1b> λB1a (12)
[数7]
λB2b>λB2a (13)
[Equation 7]
λB2b> λB2a (13)
ここで、本実施形態において、第2のしきい値テーブルにおいて、Δλ2=|λB1b−λA2|=Db>DかつΔλ3=|λB2b−λA3|=Dbとする。 In this embodiment, in the second threshold value table, Δλ2 = | λB1b−λA2 | = Db> D and Δλ3 = | λB2b−λA3 | = Db.
図11は、第2の実施形態に係る、図1のコントローラ20によって実行される変調方式選択処理を示すフローチャートである。なお、図5の変調方式選択処理は、チャンネル毎に実行される。
FIG. 11 is a flowchart showing a modulation scheme selection process executed by the
図11において、まず、ステップS10において、多値化レベルnを初期値「3」に設定し、参照するしきい値テーブルをしきい値テーブルメモリ26の第1のしきい値テーブル(図10(a)参照。)に設定し、しきい値テーブルからしきい値λA3及びλB3を読み出す。さらに、ステップS11において、所定期間Δt(Δt>0)内の固有値λiが記憶される。次いで、ステップS12において、最新のフレームにおける固有値λiがしきい値λAnより小さいか否かが判断され、YESのときはステップS13に進む一方、NOのときはステップS15に進む。さらに、ステップS13において多値化レベルnから1を減算した後、ステップS14において、しきい値テーブルからしきい値λAn及びλBnを読み出し、ステップS11に戻る。 In FIG. 11, first, in step S10, the multi-value level n is set to the initial value “3”, and the threshold value table to be referred to is the first threshold value table in the threshold value table memory 26 (FIG. 10 ( Refer to a), and read the threshold values λA3 and λB3 from the threshold value table. Further, in step S11, the eigenvalue λ i within the predetermined period Δt (Δt> 0) is stored. Next, in step S12, it is determined whether or not the eigenvalue λ i in the latest frame is smaller than the threshold value λAn. If YES, the process proceeds to step S13, and if NO, the process proceeds to step S15. Further, after subtracting 1 from the multi-value level n in step S13, the threshold values λAn and λBn are read from the threshold value table in step S14, and the process returns to step S11.
また、ステップS15において、ステップS11で記憶された所定期間Δt内の固有値λiに基づいて、所定期間Δt内の固有値λiのピーク・ツー・ピーク値である変動幅λppiを検出する。さらに、ステップS16において、変動幅λppiがしきい値λppcより大きいか否かが判断され、YESのときはステップS18に進む一方、NOのときはステップS17に進む。ステップS17において、参照するしきい値テーブルを第1のしきい値テーブルに設定してステップS19に進む一方、ステップS18において、参照するしきい値テーブルを第2のしきい値テーブルに設定してステップS19に進む。さらに、ステップS19において、しきい値テーブルからしきい値λAn及びλBnを読み出し、ステップS20に進む。ステップS20において、所定期間Δt内の固有値λiが記憶される。次いで、ステップS21において、最新のフレームにおける固有値λiがしきい値λBnより大きいか否かが判断され、YESのときはステップS22に進む一方、NOのときはステップS24に進む。さらに、ステップS22において多値化レベルnに1を加算した後、ステップS23において、しきい値テーブルからしきい値λAn及びλBnを読み出し、ステップS11に戻る。 In step S15, based on the eigenvalue λ i within the predetermined period Δt stored in step S11, the fluctuation range λpp i that is the peak-to-peak value of the eigenvalue λ i within the predetermined period Δt is detected. Further, in step S16, it is determined whether or not the fluctuation range λpp i is larger than the threshold value λppc. If YES, the process proceeds to step S18, and if NO, the process proceeds to step S17. In step S17, the threshold value table to be referred to is set in the first threshold value table, and the process proceeds to step S19. In step S18, the threshold value table to be referred to is set in the second threshold value table. Proceed to step S19. Further, in step S19, the threshold values λAn and λBn are read from the threshold value table, and the process proceeds to step S20. In step S20, the eigenvalue λ i within the predetermined period Δt is stored. Next, in step S21, it is determined whether or not the eigenvalue λ i in the latest frame is larger than the threshold value λBn. If YES, the process proceeds to step S22. If NO, the process proceeds to step S24. Further, after adding 1 to the multi-value level n in step S22, the threshold values λAn and λBn are read from the threshold value table in step S23, and the process returns to step S11.
また、ステップS24において、ステップS20で記憶された所定期間Δt内の固有値λiに基づいて、所定期間Δt内の固有値λiのピーク・ツー・ピーク値である変動幅λppiを検出する。さらに、ステップS25において、変動幅λppiがしきい値λppcより大きいか否かが判断され、YESのときはステップS27に進む一方、NOのときはステップS26に進む。ステップS26において、参照するしきい値テーブルを第1のしきい値テーブルに設定してステップS28に進む一方、ステップS27において、参照するしきい値テーブルを第2のしきい値テーブルに設定してステップS28に進む。さらに、ステップS28において、しきい値テーブルからしきい値λAn及びλBnを読み出し、ステップS11に戻る。 In step S24, based on the eigenvalue λ i in the predetermined period Δt stored in step S20, the fluctuation range λpp i that is the peak-to-peak value of the eigenvalue λ i in the predetermined period Δt is detected. Further, in step S25, it is determined whether or not the fluctuation range λpp i is larger than the threshold value λppc. If YES, the process proceeds to step S27, and if NO, the process proceeds to step S26. In step S26, the threshold value table to be referred to is set in the first threshold value table, and the process proceeds to step S28. In step S27, the threshold value table to be referred to is set in the second threshold value table. Proceed to step S28. In step S28, the threshold values λAn and λBn are read from the threshold value table, and the process returns to step S11.
図11の変調方式選択処理により、所定期間Δt毎に各チャンネルでの多値化レベルnが決定され、各チャンネルで用いられる変調方式が選択される。なお、図11のステップS11において、例えば、10フレーム分の固有値λiが記憶され、ステップS20において、次の10フレーム分の固有値λiが記憶される。また、図11のステップS15乃至S19の処理とステップS24乃至S28の処理は同一である。また、図5の変調方式選択処理において、最も多値化レベルnが最低値「1」のときは、ステップS12における判断結果を常にNOとしてもよい。さらに、図5の変調方式選択処理において、最も多値化レベルnが最高値「3」のときは、ステップS21における判断結果を常にNOとしてもよい。 According to the modulation method selection processing of FIG. 11, the multi-value level n in each channel is determined every predetermined period Δt, and the modulation method used in each channel is selected. In step S11 of FIG. 11, for example, eigenvalues λ i for 10 frames are stored, and in step S20, eigenvalues λ i for the next 10 frames are stored. Further, the processes in steps S15 to S19 in FIG. 11 and the processes in steps S24 to S28 are the same. Further, in the modulation scheme selection process of FIG. 5, when the multi-level level n is the lowest value “1”, the determination result in step S12 may be always NO. Further, in the modulation scheme selection process of FIG. 5, when the multi-level level n is the highest value “3”, the determination result in step S21 may be always NO.
図12(a)は、固有値λiの時間変化の一例を示すグラフであり、図12(b)は、図12(a)の固有値λiに対して図11の変調方式選択処理を実行したときの多値化レベルnの時間変化を示すグラフである。 FIG. 12A is a graph showing an example of the temporal change of the eigenvalue λ i , and FIG. 12B is a graph showing the modulation scheme selection process of FIG. 11 performed on the eigenvalue λ i of FIG. It is a graph which shows the time change of the multi-value quantization level n at the time.
図12(a)において、コントローラ20は、所定の時間期間Δt(例えば、一定の時間期間である。)毎に、時間期間Δt内の固有値λiのピーク・ツー・ピーク値である変動幅λppiを検出する。なお、図12(a)において、図示の便宜上、1つ目の時間期間Δt及び当該時間期間内の固有値λiの変動幅λppiのみを示す。図12(b)において、タイミングt10からタイミングt13までの期間において、所定の時間期間Δt内の固有値λiの変動幅λppiはしきい値λppc以下であり、第1のしきい値テーブルが参照される一方、タイミングt13以降の期間において、所定の時間期間Δt内の固有値λiの変動幅λppiはしきい値λppcより大きく、第2のしきい値テーブルが参照される。なお、コントローラ20は、0より大きく時間期間Δtより短い、例えば、所定の時間期間Δt/2毎に、時間期間Δt内の固有値λiの変動幅λppiを検出してもよい。
In FIG. 12A, the
図12(a)及び図12(b)において、タイミングt10からタイミングt11までの期間において固有値λiは、しきい値λA2より大きくかつしきい値λB2(=λB2a)より小さいので、多値化レベルnは「2」に設定され、チャンネルiにおいて16QAMが用いられる。また、タイミングt11において固有値λiはしきい値λA2を下回るので、多値化レベルnは「1」に設定され、チャンネルiにおいてQPSKが用いられる。さらに、タイミングt12において、固有値λiはしきい値λB1(=λB1a)を超えるで、多値化レベルnは「2」に設定され、チャンネルiにおいて16QAMが用いられる。 12 (a) and 12 (b), the eigenvalue λ i is larger than the threshold value λA2 and smaller than the threshold value λB2 (= λB2a) in the period from the timing t10 to the timing t11. n is set to “2”, and 16QAM is used in channel i. Further, since the eigenvalue λ i falls below the threshold value λA2 at timing t11, the multilevel level n is set to “1”, and QPSK is used in the channel i. Further, at the timing t12, the eigenvalue λ i exceeds the threshold value λB1 (= λB1a), the multilevel level n is set to “2”, and 16QAM is used in the channel i.
さらに、タイミングt13において固有値λiはしきい値λA2を下回るので、多値化レベルnは「1」に設定され、チャンネルiにおいてQPSKが用いられる。さらに、タイミングt14において、固有値λiはしきい値λB1(=λB1b)を超えるので、多値化レベルnは「2」に設定され、チャンネルiにおいて16QAMが用いられる。 Furthermore, since the eigenvalue λ i falls below the threshold value λA2 at timing t13, the multi-value level n is set to “1”, and QPSK is used in the channel i. Furthermore, since eigenvalue λ i exceeds threshold value λB1 (= λB1b) at timing t14, multilevel level n is set to “2”, and 16QAM is used in channel i.
以上詳述したように、第2の実施形態によれば、無線受信装置200のコントローラ20は、しきい値テーブルメモリ26に第1のしきい値テーブルと、各多値化レベルnにおけるしきい値λBn(n−1)としきい値λAnの差の大きさΔλn(n=2,3)が、第1のしきい値テーブルにおける値に比較して大きくなるように、固有値λiの実測値に基づいて設定した第2のしきい値テーブルとを予め記憶し、所定の期間内の固有値λiの変動幅λppiが所定値λppc以下のときは第1のしきい値テーブルを参照する一方、変動幅λppiが所定値λppcより大きいときは第1のしきい値テーブルを参照し、各チャンネルiで用いられる変調方式をQPSK、16QAM及び64QAMの中から1つずつ選択した。従って、固有値λiの変動幅λppiが大きくなったときにも、無線送信装置200において変調方式の切り換え処理の回数が増加せず、その結果、第1の実施形態に比較して、固有値λiの変動幅λppiが時間変化するときにも、変調方式の切り換えに伴う通信の不連続の発生頻度が増加せず、かつ伝送容量が大きく伝送品位が高い無線通信を行うことができる。
As described above in detail, according to the second embodiment, the
第3の実施形態.
図7に示すように、フェージング環境において、固有値λiが低い固有値レベルを有するほど、固有値λiの変動幅が大きい。第3の実施形態は、第2の実施形態に比較して、無線受信装置200のコントローラ20は、算出された固有値λiの所定の期間内の平均値Aveiを検出し、検出された固有値λiの平均値Aveiに基づいて、第1及び第2のしきい値テーブルのいずれか一方を選択して参照したことを特徴とする。第3の実施形態において、第1及び第2のしきい値テーブルはそれぞれ、第2の実施形態における第1及び第2のしきい値テーブル(図10(a)及び図10(b)参照。)と同一である。
Third embodiment.
As shown in FIG. 7, in a fading environment, as the eigenvalue lambda i having a low eigenvalue levels, a large fluctuation width of the eigenvalues lambda i. In the third embodiment, compared to the second embodiment, the
図13は、第3の実施形態に係る、図1のコントローラ20によって実行される変調方式選択処理を示すフローチャートである。図13の変調方式選択処理は、図11の変調方式選択処理のステップS15,S16,S24及びS25を、それぞれ、ステップS15a,S16a,S24a及びS25aにおきかえたものである。ステップS15aにおいて、ステップS11で記憶された所定期間Δt内の固有値λiに基づいて、所定期間Δt内の固有値λiの平均値Aveiを検出する。さらに、ステップS16aにおいて、平均値Aveiがしきい値Avecより大きいか否かが判断され、YESのときはステップS18に進む一方、NOのときはステップS17に進む。また、ステップS24aにおいて、ステップS20で記憶された所定期間Δt内の固有値λiに基づいて、所定期間Δt内の固有値λiの平均値Aveiを検出する。さらに、ステップS25aにおいて、平均値Aveiがしきい値Avecより大きいか否かが判断され、YESのときはステップS27に進む一方、NOのときはステップS26に進む。
FIG. 13 is a flowchart showing a modulation scheme selection process executed by the
図13の変調方式選択処理により、所定期間Δt毎に各チャンネルでの多値化レベルnが決定され、各チャンネルで用いられる変調方式が選択される。また、図13のステップS15a乃至S19の処理とステップS24a乃至S28の処理は同一である。 By the modulation method selection processing of FIG. 13, the multilevel level n in each channel is determined every predetermined period Δt, and the modulation method used in each channel is selected. Further, the processing in steps S15a to S19 in FIG. 13 is the same as the processing in steps S24a to S28.
図14(a)は、固有値λiの時間変化の一例を示すグラフであり、図14(b)は、図14(a)の固有値λiに対して図13の変調方式選択処理を実行したときの多値化レベルnの時間変化を示すグラフである。 14 (a) is a graph showing an example of time change of the eigenvalue lambda i, FIG. 14 (b), and performs modulation scheme selection process of FIG. 13 with respect to the eigenvalue lambda i shown in FIG. 14 (a) It is a graph which shows the time change of the multi-value quantization level n at the time.
図14(a)において、コントローラ20は、所定の時間期間Δt毎に固有値λiの平均値Aveiを検出する。なお、図14(a)において、図示の便宜上、1つ目の時間期間Δtのみを示す。図14(b)において、タイミングt15からタイミングt16までの期間において、所定の時間期間Δt内の固有値λiの平均値Aveiはしきい値Avecよりおおきく、第2のしきい値テーブルが参照される一方、タイミングt16以降の期間において、所定の時間期間Δt内の固有値λiの平均値Aveiはしきい値Avec以下であり、第1のしきい値テーブルが参照される。なお、コントローラ20は、0より大きく時間期間Δtより短い、例えば、所定の時間期間Δt/2毎に、時間期間Δt内の固有値λiの平均値Aveiを検出してもよい。
In FIG. 14A, the
図14(a)及び図14(b)において、タイミングt15からタイミングt16までの期間において固有値λiは、しきい値λA2より大きくかつしきい値λB2(=λB2a)より小さいので、多値化レベルnは「2」に設定され、チャンネルiにおいて16QAMが用いられる。また、タイミングt16において固有値λiはしきい値λA2を下回るので、多値化レベルnは「1」に設定され、チャンネルiにおいてQPSKが用いられる。さらに、タイミングt17において、固有値λiはしきい値λB1(=λB1b)を超えるで、多値化レベルnは「2」に設定され、チャンネルiにおいて16QAMが用いられる。 14A and 14B, the eigenvalue λ i is larger than the threshold value λA2 and smaller than the threshold value λB2 (= λB2a) in the period from the timing t15 to the timing t16. n is set to “2”, and 16QAM is used in channel i. Further, since the eigenvalue λ i falls below the threshold value λA2 at timing t16, the multi-value level n is set to “1”, and QPSK is used in the channel i. Further, at the timing t17, the eigenvalue λ i exceeds the threshold value λB1 (= λB1b), the multilevel level n is set to “2”, and 16QAM is used in the channel i.
以上詳述したように、第3の実施形態によれば、無線受信装置200のコントローラ20は、しきい値テーブルメモリ26に第1のしきい値テーブルと、各多値化レベルnにおけるしきい値λBn(n−1)としきい値λAnの差Δλnが、第1のしきい値テーブルにおける値に比較して大きくなるように設定した第2のしきい値テーブルとを予め記憶し、所定の期間内の固有値λiの平均値Aveiが所定値Avec以下のときは第1のしきい値テーブルを参照する一方、平均値Aveiが所定値Avecより大きいときは第2のしきい値テーブルを参照し、各チャンネルiで用いられる変調方式をQPSK、16QAM及び64QAMの中から選択した。従って、固有値λiが瞬間的に大きくなったときに変調方式は切り換えられず、第1の実施形態に比較して伝送容量が大きく伝送品位が高い無線通信を行うことができる。さらに、固有値λiの平均値Aveiが大きくなったときにも、無線送信装置200において変調方式の切り換え処理の回数が増加せず、その結果、固有値λiの平均値Aveiが時間変化するときにも、変調方式の切り換えに伴う通信の不連続の発生頻度が実質的に変化せず、第1の実施形態に比較して、伝送容量が大きく伝送品位が高い無線通信を行うことができる。
As described above in detail, according to the third embodiment, the
なお、上記の各実施形態において、無線送信回路12a乃至12dはそれぞれ、QPSK、16QAM又は64QAMを用いたが、本発明はこれに限らず、BPSK又は8相PSKなどその他の変調方式を用いてもよく、互いに異なる伝送容量を有する4つ以上の変調方式を用いてもよい。
In each of the above embodiments, the
また、上記の各実施形態において、異なる多値化レベルnを有する変調方式間での切り換えのための評価値として、MIMO通信システムにおける固有伝送モード方式における固有値λiを用いたが、本発明はこれに限らず、無線受信装置200における各無線受信信号の受信電力強度を用いても良い。 In each of the above embodiments, the eigenvalue λ i in the eigentransmission mode scheme in the MIMO communication system is used as an evaluation value for switching between modulation schemes having different multilevel levels n. Not limited to this, the received power intensity of each wireless reception signal in the wireless reception device 200 may be used.
また、上記の各実施形態において、無線送信装置100と無線受信装置200とは、MIMO通信システムにおける固有伝送モード方式を用いて無線通信を行ったが、本発明はこれに限らない。無線送信装置100は、1つの無線信号を発生して無線受信装置200に送信し、無線受信装置200は、複数のアンテナ素子を用いて上記無線信号を受信し、受信された無線受信信号に対してアダプティブ制御処理を実行してもよい。この場合、無線受信装置200は、各無線受信信号の受信電力強度の最小値又は平均値を、異なる多値化レベルnを有する変調方式間での切り換えのための評価値として用いてもよい。これにより、従来技術に比較して、変調方式の切り換えに伴う通信の不連続の発生頻度が減少し、かつ伝送容量が大きく伝送品位が高い無線通信を行うことができる。
Further, in each of the above embodiments, the
さらに、上記の各実施形態において、無線パラメータとして、多値化レベルn、すなわち、変調多値数が互いに異なる複数の変調方式を用いたが、本発明はこれに限らず、無線パラメータは、変調多値数が互いに異なる複数の変調方式及び誤り訂正の符号化率が互いに異なる複数の誤り訂正符号化方式の少なくとも一方を含んでもよい。 Further, in each of the above embodiments, a multilevel level n, that is, a plurality of modulation schemes having different modulation multilevel numbers are used as radio parameters. However, the present invention is not limited to this, and the radio parameters are modulated. It may include at least one of a plurality of modulation schemes having different multi-value numbers and a plurality of error correction coding schemes having different error correction coding rates.
またさらに、第2及び第3の実施形態において、しきい値λA2としきい値λB1との差の大きさと、しきい値λA3としきい値λB2との差の大きさとは、第1及び第2のしきい値テーブル間で互いに異なるように設定されたが、本発明はこれに限らず、しきい値λA2としきい値λB1との差の大きさと、しきい値λA3としきい値λB2との差の大きさとの一方が、第1及び第2のしきい値テーブル間で互いに異なるように設定してもよい。 In the second and third embodiments, the difference between the threshold λA2 and the threshold λB1 and the difference between the threshold λA3 and the threshold λB2 are the first and second values. The threshold value tables are set to be different from each other. However, the present invention is not limited to this, and the difference between the threshold value λA2 and the threshold value λB1 and the difference between the threshold value λA3 and the threshold value λB2 One of the sizes may be set to be different between the first and second threshold value tables.
また、第2及び第3の実施形態において、コントローラ20は、受信された無線受信信号に基づいて固有値λiを算出し、算出された固有値λiの変動幅又は平均値を検出したが、本発明はこれに限らず、算出された固有値λiの時間変化を示す値を検出してもよい。
In the second and third embodiments, the
さらに、第2及び第3の実施形態において、しきい値テーブルメモリに2つのしきい値テーブルを記憶したが、本発明はこれに限らず、3つ以上の複数のしきい値テーブルを記憶してもよい。この場合、しきい値λA2としきい値λB1との差の大きさと、しきい値λA3としきい値λB2との差の大きさとの少なくとも一方は、複数のしきい値テーブルのうちの少なくとも2つのしきい値テーブル間で互いに異なるように設定される。さらに、コントローラ20は、受信された無線受信信号に基づいて固有値λiを算出し、算出された固有値λiの時間変化を検出し、検出された固有値λiの時間変化に基づいて複数のしきい値テーブルのうちの1つのしきい値テーブルを選択して参照して、選択された無線パラメータ及び算出された固有値λiに基づいて、複数の無線パラメータのうちの1つの無線パラメータを選択する。
Furthermore, in the second and third embodiments, two threshold tables are stored in the threshold table memory. However, the present invention is not limited to this, and three or more threshold tables are stored. May be. In this case, at least one of the difference between the threshold λA2 and the threshold λB1 and the difference between the threshold λA3 and the threshold λB2 is at least two of the plurality of threshold tables. The threshold values are set to be different from each other. Furthermore, the
以上詳述したように、第1の発明に係る無線受信装置によれば、無線パラメータが第1、第2及び第3の無線パラメータを含むとき、第2の無線パラメータから第1の無線パラメータに切り換えるときの無線受信信号に関する評価値の第1のしきい値と、第1の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの無線受信信号に関する評価値の第2のしきい値と、第3の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの無線受信信号に関する評価値の第3のしきい値と、第2の無線パラメータから第3の無線パラメータに切り換えるときの無線受信信号に関する評価値の第4のしきい値とが互いに異なるように設定され、第1のしきい値と上記第2のしきい値との差の大きさと、第3のしきい値と第4のしきい値との差の大きさとが互いに異なるように設定されたしきい値テーブルを記憶する。さらに、受信された無線受信信号に基づいて無線受信信号に関する評価値を算出し、しきい値テーブルを参照して、選択された無線パラメータ及び算出された無線受信信号に関する評価値に基づいて、無線パラメータのうちの1つの無線パラメータを選択し、当該選択された無線パラメータを用いて無線信号を発生するように無線送信装置を制御する。従って、従来技術に比較して、無線パラメータの切り換えに伴う通信の不連続の発生頻度が減少し、かつ伝送容量が大きく伝送品位が高い無線通信を行うことができる。 As described above in detail, according to the wireless reception device of the first invention, when the wireless parameter includes the first, second, and third wireless parameters, the second wireless parameter is changed to the first wireless parameter. A first threshold value of an evaluation value related to the radio reception signal when switching, a second threshold value of an evaluation value related to the radio reception signal when switching from the first radio parameter to the second radio parameter, and a third The third threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal when switching from the radio parameter to the second radio parameter, and the evaluation value related to the radio reception signal when switching from the second radio parameter to the third radio parameter The fourth threshold value is set to be different from each other, the magnitude of the difference between the first threshold value and the second threshold value, and the third threshold value and the fourth threshold value; of And size to store a threshold value table set to be different from each other in. Further, an evaluation value related to the wireless reception signal is calculated based on the received wireless reception signal, and a wireless communication is performed based on the selected wireless parameter and the calculated evaluation value regarding the wireless reception signal by referring to the threshold value table. One radio parameter is selected from the parameters, and the radio transmission apparatus is controlled to generate a radio signal using the selected radio parameter. Therefore, compared with the prior art, the frequency of communication discontinuity due to switching of wireless parameters is reduced, and wireless communication with a large transmission capacity and high transmission quality can be performed.
また、第2の発明に係る無線受信装置によれば、無線パラメータが第1、第2及び第3の無線パラメータを含むとき、第2の無線パラメータから第1の無線パラメータに切り換えるときのMIMO通信システムにおける固有伝送モード方式における固有値の第1のしきい値と、第1の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの固有値の第2のしきい値と、第3の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの固有値の第3のしきい値と、第2の無線パラメータから第3の無線パラメータに切り換えるときの固有値の第4のしきい値とが互いに異なるように設定された複数のしきい値テーブルを記憶する。ここで、第1のしきい値と上記第2のしきい値との差の大きさと、第3のしきい値と第4のしきい値との差の大きさとの少なくとも一方は、複数のしきい値テーブルのうちの少なくとも2つのしきい値テーブル間で互いに異なるように設定される。さらに、受信された無線受信信号に基づいて固有値を算出し、算出された固有値の時間変化を検出し、検出された固有値の時間変化に基づいて複数のしきい値テーブルのうちの1つのしきい値テーブルを選択して参照して、選択された無線パラメータ及び算出された固有値に基づいて、複数の無線パラメータのうちの1つの無線パラメータを選択し、当該選択された無線パラメータを用いて無線信号を発生するように無線送信装置を制御する。従って、従来技術に比較して、固有値が時間変化するときにも、変調方式の切り換えに伴う通信の不連続の発生頻度が増加せず、かつ伝送容量が大きく伝送品位が高い無線通信を行うことができる。 Further, according to the radio receiving apparatus according to the second invention, when the radio parameter includes the first, second and third radio parameters, the MIMO communication for switching from the second radio parameter to the first radio parameter A first threshold of eigenvalues in the eigentransmission mode system in the system, a second threshold of eigenvalues when switching from the first radio parameter to the second radio parameter, and a second from the third radio parameter A plurality of eigenvalue third threshold values for switching to the radio parameter and a fourth eigenvalue threshold value for switching from the second radio parameter to the third radio parameter are different from each other. The threshold table is stored. Here, at least one of the magnitude of the difference between the first threshold and the second threshold and the magnitude of the difference between the third threshold and the fourth threshold is a plurality of The threshold value tables are set to be different from each other between at least two of the threshold value tables. Further, an eigenvalue is calculated based on the received radio reception signal, a time change of the calculated eigenvalue is detected, and a threshold of one of a plurality of threshold tables is detected based on the time change of the detected eigenvalue. A value table is selected and referred to, one radio parameter is selected from a plurality of radio parameters based on the selected radio parameter and the calculated eigenvalue, and a radio signal is used using the selected radio parameter. The wireless transmission device is controlled to generate Therefore, compared to the prior art, even when the eigenvalue changes with time, the frequency of communication discontinuity due to switching of the modulation method does not increase, and wireless communication with high transmission capacity and high transmission quality is performed. Can do.
10…コントローラ、
11…MIMO符号化回路、
12a〜12d…無線送信回路、
13…無線受信回路、
14a〜14d,15…アンテナ、
20…コントローラ、
21a〜21d,22…アンテナ
23a〜23d…無線受信回路、
24…無線送信回路、
25…MIMO復号化回路、
26…しきい値テーブルメモリ、
100…無線送信装置、
200…無線受信装置。
10 ... Controller,
11 ... MIMO encoding circuit,
12a to 12d: wireless transmission circuit,
13: Wireless receiver circuit,
14a-14d, 15 ... antenna,
20 ... Controller,
21a to 21d, 22 ...
24 ... wireless transmission circuit,
25 ... MIMO decoding circuit,
26: Threshold table memory,
100: wireless transmission device,
200: Wireless receiver.
Claims (6)
上記受信された無線受信信号に基づいて所定の無線パラメータを選択し、当該選択された無線パラメータを用いて上記無線信号を発生するように上記無線送信装置を制御する制御手段とを備えた無線受信装置において、
上記無線パラメータは、互いに異なる複数の変調方式及び互いに異なる複数の誤り訂正符号化方式の少なくとも一方を含み、
上記無線パラメータが第1、第2及び第3の無線パラメータを含むとき、上記第2の無線パラメータから第1の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第1のしきい値と、上記第1の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第2のしきい値と、上記第3の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第3のしきい値と、上記第2の無線パラメータから第3の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第4のしきい値とが互いに異なるように設定され、上記第1乃至第3の無線パラメータに対する上記第1乃至第4のしきい値の関係を示すしきい値テーブルを記憶する記憶手段を備え、
上記第1のしきい値と上記第2のしきい値との差の大きさと、上記第3のしきい値と上記第4のしきい値との差の大きさとは互いに異なるように設定され、
上記制御手段は、上記受信された無線受信信号に基づいて上記無線受信信号に関する評価値を算出し、上記しきい値テーブルを参照して、上記選択された無線パラメータ及び上記算出された無線受信信号に関する評価値に基づいて、上記無線パラメータのうちの1つの無線パラメータを選択することを特徴とする無線受信装置。 Receiving means for receiving at least one wireless signal from the wireless transmission device by a plurality of antennas;
Radio reception comprising: control means for selecting a predetermined radio parameter based on the received radio reception signal and controlling the radio transmission apparatus so as to generate the radio signal using the selected radio parameter In the device
The radio parameter includes at least one of a plurality of different modulation schemes and a plurality of different error correction coding schemes,
A first threshold value of an evaluation value related to the radio reception signal when switching from the second radio parameter to the first radio parameter when the radio parameter includes first, second and third radio parameters; , A second threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal when switching from the first radio parameter to the second radio parameter, and the above when switching from the third radio parameter to the second radio parameter The third threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal is different from the fourth threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal when switching from the second radio parameter to the third radio parameter. A threshold value table that indicates the relationship of the first to fourth threshold values with respect to the first to third wireless parameters. Equipped with a stage,
The magnitude of the difference between the first threshold and the second threshold is set different from the magnitude of the difference between the third threshold and the fourth threshold. ,
The control means calculates an evaluation value related to the radio reception signal based on the received radio reception signal, refers to the threshold value table, and selects the selected radio parameter and the calculated radio reception signal. A wireless reception device that selects one of the wireless parameters based on the evaluation value for the wireless parameter.
上記評価値は、MIMO(Multi−Input Multi−Output)通信システムにおける固有伝送モード方式における固有値であることを特徴とする請求項1記載の無線受信装置。 The reception means receives a plurality of radio signals from the radio transmission device with a plurality of antennas,
The radio reception apparatus according to claim 1, wherein the evaluation value is an eigenvalue in an eigentransmission mode system in a MIMO (Multi-Input Multi-Output) communication system.
当該受信された無線受信信号に基づいて所定の無線パラメータを選択し、当該選択された無線パラメータを用いて上記無線信号を発生するように上記無線送信装置を制御する制御手段とを備えた無線受信装置において、
上記無線パラメータは、互いに異なる複数の変調方式及び互いに異なる複数の誤り訂正符号化方式の少なくとも一方を含み、
上記無線パラメータが第1、第2及び第3の無線パラメータを含むとき、上記第2の無線パラメータから第1の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第1のしきい値と、上記第1の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第2のしきい値と、上記第3の無線パラメータから第2の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第3のしきい値と、上記第2の無線パラメータから第3の無線パラメータに切り換えるときの上記無線受信信号に関する評価値の第4のしきい値とが互いに異なるように設定され、上記第1乃至第3の無線パラメータに対する上記第1乃至第4のしきい値の関係を示す複数のしきい値テーブルを記憶する記憶手段を備え、
上記評価値は、MIMO(Multi−Input Multi−Output)通信システムにおける固有伝送モード方式における固有値であり、
上記第1のしきい値と上記第2のしきい値との差の大きさと、上記第3のしきい値と上記第4のしきい値との差の大きさとの少なくとも一方は、上記複数のしきい値テーブルのうちの少なくとも2つのしきい値テーブル間で互いに異なるように設定され、
上記制御手段は、上記受信された無線受信信号に基づいて上記固有値を算出し、上記算出された固有値の時間変化を検出し、上記検出された固有値の時間変化に基づいて上記複数のしきい値テーブルのうちの1つのしきい値テーブルを選択して参照して、上記選択された無線パラメータ及び上記算出された固有値に基づいて、上記無線パラメータのうちの1つの無線パラメータを選択することを特徴とする無線受信装置。 Receiving means for receiving a plurality of radio signals from a radio transmitting apparatus by a plurality of antennas;
Radio reception comprising: control means for selecting a predetermined radio parameter based on the received radio reception signal and controlling the radio transmission apparatus to generate the radio signal using the selected radio parameter In the device
The radio parameter includes at least one of a plurality of different modulation schemes and a plurality of different error correction coding schemes,
A first threshold value of an evaluation value related to the radio reception signal when switching from the second radio parameter to the first radio parameter when the radio parameter includes first, second and third radio parameters; , A second threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal when switching from the first radio parameter to the second radio parameter, and the above when switching from the third radio parameter to the second radio parameter The third threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal is different from the fourth threshold value of the evaluation value related to the radio reception signal when switching from the second radio parameter to the third radio parameter. And stores a plurality of threshold value tables indicating the relationship of the first to fourth threshold values with respect to the first to third wireless parameters. Comprising a storage unit,
The evaluation value is an eigenvalue in an eigentransmission mode scheme in a MIMO (Multi-Input Multi-Output) communication system,
At least one of the magnitude of the difference between the first threshold and the second threshold and the magnitude of the difference between the third threshold and the fourth threshold is the plurality of Of at least two of the threshold tables are different from each other,
The control means calculates the eigenvalue based on the received radio reception signal, detects a time change of the calculated eigenvalue, and determines the plurality of threshold values based on the time change of the detected eigenvalue. Selecting and referring to one threshold table of the tables, and selecting one of the radio parameters based on the selected radio parameter and the calculated eigenvalue; A wireless receiver.
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