JP2008206058A - Radio communication method and equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチアンテナを用いる無線通信方法および無線通信装置に関するものである。 The present invention relates to a wireless communication method and a wireless communication apparatus using a multi-antenna.
マルチアンテナを用いる無線通信装置として、例えば図4および図5に示す構成のものが知られている。なお、図4は、受信部の機能ブロック図を示しており、図5は、送信部の機能ブロック図を示している。この無線通信装置は、例えば基地局として設置されるもので、マルチアンテナを構成する複数のアンテナ101−1〜101−kを有し、TDD(Time Division Duplexing:時分割複信)方式により送受信ともアンテナダイバーシティを実行しながら、マルチキャリアを用いるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)を変調方式として採用して、3多重のSDMA(Spatial Division Multiple Access:空間分割多元接続)を実現するものである。 As a wireless communication apparatus using a multi-antenna, for example, one having the configuration shown in FIGS. 4 and 5 is known. FIG. 4 shows a functional block diagram of the receiving unit, and FIG. 5 shows a functional block diagram of the transmitting unit. This wireless communication apparatus is installed as a base station, for example, has a plurality of antennas 101-1 to 101-k constituting a multi-antenna, and can transmit and receive by a TDD (Time Division Duplexing) method. Implementing OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) using multiple carriers as a modulation method while performing antenna diversity, and realizing three-way SDMA (Spatial Division Multiple Access) It is.
図6は、図4および図5に示す無線通信装置によるOFDMのフレーム構成の一例を示すものである。このフレーム構成は、IEEE802.16−2005においてBand AMC(Adaptive Modulation and Coding)として提案されているもので、アップリンクサブフレームULと、ダウンリンクサブフレームDLと、これら間に設けられたガードタイムTTgとを有している。 FIG. 6 shows an example of an OFDM frame configuration by the wireless communication apparatus shown in FIGS. This frame configuration is proposed as band AMC (Adaptive Modulation and Coding) in IEEE 802.16-2005, and includes an uplink subframe UL, a downlink subframe DL, and a guard time TTg provided therebetween. And have.
アップリンクサブフレームULには、端末に対応する第1既知信号であるプリアンブルPreを有するプリアンブルエリアと、それに続くデータエリアとを有しており、データエリアには、時間軸方向および周波数軸方向に、同期確立の参照信号である第2既知信号(既知シンボル)としてパイロットPt(サブキャリア)が複数挿入されている。また、ダウンリンクサブフレームDLには、そのデータエリアに、同期確立の参照信号である既知シンボルのパイロットPt(サブキャリア)が挿入されている。なお、図6は、1バンドが2つのサブチャネルからなっており、1サブチャネルは2つのビン(Bin)からなり、1ビンが9サブキャリアからなる場合を示している。 The uplink subframe UL has a preamble area having a preamble Pre that is a first known signal corresponding to the terminal, and a data area that follows the preamble area. The data area includes a time axis direction and a frequency axis direction. A plurality of pilots Pt (subcarriers) are inserted as second known signals (known symbols) which are reference signals for establishing synchronization. Also, in the downlink subframe DL, a pilot Pt (subcarrier) of a known symbol that is a reference signal for establishing synchronization is inserted in the data area. FIG. 6 shows a case where one band is composed of two subchannels, and one subchannel is composed of two bins (Bin), and one bin is composed of nine subcarriers.
図4に示す受信部において、アンテナ101−1〜101−kで受信された信号は、アンテナ毎の受信マッピング処理部102−1〜102−kに入力される。受信マッピング処理部102−1〜102−kは、同様に構成されており、図4に代表して受信マッピング処理部102−1の構成を示すように、CP除去部103、S/P変換部104、FFT105および論理マッピング部106を有している。
In the reception unit shown in FIG. 4, signals received by antennas 101-1 to 101-k are input to reception mapping processing units 102-1 to 102-k for each antenna. The reception mapping processing units 102-1 to 102-k are configured in the same manner. As shown in FIG. 4, the
アンテナ101−1からの受信信号は、CP除去部103でサイクリックプリフィックス(CP)が除去された後、S/P変換部104でサブキャリア数のデータ系列に直並列(S/P)変換される。その後、FFT105で高速フーリエ変換されて、時間領域の信号から周波数領域のサブキャリア毎のベースバンド信号に変換され、さらに、論理マッピング部106で周波数マッピングされる。
The received signal from the antenna 101-1 is removed from the cyclic prefix (CP) by the
論理マッピング部106で周波数マッピングされた信号は、他のアンテナに対応する受信マッピング処理部102−2〜102−kからの信号とともに、プリアンブル抽出部107および合成部108に供給され、プリアンブル抽出部107において、プリアンブル信号が抽出されて受信重みベクトル算出部109に供給され、該受信重みベクトル算出部109においてプリアンブル信号に基づいて、端末毎(バンド毎)に最大の受信ゲインが得られる重み係数である受信重みベクトル(受信アレーウエイト)が算出される。なお、この受信重みベクトルは、アンテナ101−1〜101−kによるアンテナダイバーシティの方式、例えばアダプティブ・アンテナ・システム(AAS)やMIMOに応じて算出される。
The signal subjected to frequency mapping by the
ここで、受信重みベクトルは、W(m)で表すと、下記の(1)式で求めることができる。 Here, the reception weight vector can be obtained by the following equation (1) when expressed by W (m).
上記(1)式において、Rxx(m)は、プリアンブル信号における自己相関行列を表すもので、下記の(2)式により算出することができる。また、rxr(m)は、プリアンブル信号と参照信号との相互相関ベクトルを表すもので、下記の(3)式により算出することができる。 In the above equation (1), R xx (m) represents an autocorrelation matrix in the preamble signal and can be calculated by the following equation (2). R xr (m) represents a cross-correlation vector between the preamble signal and the reference signal, and can be calculated by the following equation (3).
この受信重みベクトル算出部109で算出された端末毎の受信重みベクトルは、送信部に送信重みベクトルとして供給されるとともに、合成部108に供給され、該合成部108において対応する端末の受信信号に合成される。この合成部108で受信重みベクトルが合成された端末毎の受信信号は、端末毎に復号部110−1〜110−3に供給される。
The reception weight vector for each terminal calculated by the reception weight
復号部110−1〜110−3は、同様に構成されており、図4に代表して復号部110−1の構成を示すように、P/S変換部111、復調部112およびデコーダ113を有している。合成部108からの合成受信信号は、P/S変換部111で並直列(P/S)変換された後、復調部112で復調され、さらにデコーダ113で復号されて受信データとして出力される。
The decoding units 110-1 to 110-3 are configured in the same manner. As shown in FIG. 4, the P / S conversion unit 111, the
このようにして、受信部では、アップリンクサブフレームULにおけるプリアンブルの受信信号に基づいて、アンテナ101−1〜101−kからの受信信号に対して、周波数選択性フェージングによる変動を押さえて、高いダイバーシティゲインが得られるような重み付けを行う受信処理を行っている。 In this way, the receiving unit suppresses fluctuations due to frequency selective fading with respect to the received signals from the antennas 101-1 to 101-k based on the preamble received signal in the uplink subframe UL, and is high. A reception process is performed to perform weighting so as to obtain a diversity gain.
一方、図5に示す送信部においては、各端末に対する送信データが、対応するエンコーダ121−1〜121−3で符号化され、さらに変調部122−1〜122−3で変調された後、送信ビーム生成部123−1〜123−3に供給され、ここで受信部において算出された送信重みベクトルが合成される。 On the other hand, in the transmission unit shown in FIG. 5, transmission data for each terminal is encoded by the corresponding encoders 121-1 to 121-3, further modulated by the modulation units 122-1 to 122-3, and then transmitted. The transmission weight vectors supplied to the beam generation units 123-1 to 123-3 and calculated in the reception unit are combined here.
送信ビーム生成部123−1〜123−3の出力は、合成部124でアンテナ毎に合成された後、アンテナ毎の送信マッピング処理部125−1〜125−kに供給される。送信マッピング処理部125−1〜125−kは、同様に構成されており、図5に代表して送信マッピング処理部125−1の構成を示すように、物理マッピング部126、IFFT127、P/S変換部128およびCP挿入部129を有している。
The outputs of the transmission beam generating units 123-1 to 123-3 are combined for each antenna by the combining
合成部124で合成されたアンテナ毎の合成信号は、物理マッピング部126でサブキャリア単位にマッピングされ、さらに、IFFT127で逆高速フーリエ変換されて、周波数領域の信号からサブキャリア数の時間領域の信号に変換された後、P/S変換部128で並直列(P/S)変換され、その後、CP挿入部129でサイクリックプリフィックス(CP)が挿入されて、対応するアンテナ101−1〜101−kから送信される。
The combined signal for each antenna combined by the combining
このようにして、送信部では、受信部側で算出された端末毎の送信重みベクトルに基づいて、次のダウンリンクサブフレームDLにおいて、アンテナ101−1〜101−kから送信する送信信号に重み付けすることにより、所要の端末側で最も高い合成ゲインが得られるようにしている。 In this way, the transmission unit weights transmission signals transmitted from the antennas 101-1 to 101-k in the next downlink subframe DL based on the transmission weight vector for each terminal calculated on the reception unit side. By doing so, the highest combined gain is obtained on the required terminal side.
すなわち、上述した従来の無線通信装置では、図7に模式的に示すように、アップリンクサブフレームULで受信したプリアンブルの受信信号に基づいて算出した受信重みベクトルを、アップリンクサブフレームULのデータエリアの受信に適用するとともに、ダウンリンクサブフレームDLのデータエリアの送信アレーウエイトとして適用することで、例えば図8に示すように、アンテナ101−1〜101−kによる指向性パターンを、3多重した端末UT0〜UT2からの所望信号の到来方向に向けるように制御するアダプティブビームフォーミングを行うとともに、指向性パターンのヌル点を妨害波方向に向けるように制御するアダプティブヌルステアリングを行うようにしている。なお、図8は、水平面内における指向性パターンを示しており、横軸は利得、縦軸は0°方向の距離を表している。 That is, in the conventional wireless communication apparatus described above, as schematically shown in FIG. 7, the reception weight vector calculated based on the preamble reception signal received in the uplink subframe UL is used as the data of the uplink subframe UL. By applying to the reception of the area and the transmission array weight of the data area of the downlink subframe DL, for example, as shown in FIG. 8, the directivity patterns by the antennas 101-1 to 101-k are multiplexed in three. In addition to performing adaptive beamforming that controls the direction of arrival of desired signals from the terminals UT0 to UT2, adaptive null steering is performed to control the null point of the directivity pattern in the direction of the disturbing wave. . FIG. 8 shows a directivity pattern in a horizontal plane, with the horizontal axis representing gain and the vertical axis representing distance in the 0 ° direction.
図4および図5に示した無線通信装置は、複数のサブキャリアを用いるので、周波数選択性フェージングによる受信電界強度の変動に対しては効果があるが、移動体(端末)が高速移動した場合のマルチパスの変動、すなわち時間的フェージングに対する追従性能がフレームサイズに依存してしまうため、フレームサイズよりも速い時間的フェージングが生じた場合には、その受信電界強度の変動に追従できないため、特に受信品質が劣化することになる。 The wireless communication apparatus shown in FIGS. 4 and 5 uses a plurality of subcarriers, and thus is effective for fluctuations in received electric field strength due to frequency selective fading, but the mobile body (terminal) moves at high speed. Because the tracking performance for multipath fluctuations, that is, temporal fading depends on the frame size, when temporal fading faster than the frame size occurs, it is not possible to follow the fluctuation of the received electric field strength. Reception quality will deteriorate.
なお、伝播路の時間的フェージングによる受信電界強度の変動を補償する無線通信装置としては、例えば、パケット等のデータストリームの通信において、受信成功していた処理時に計算された重みをいくつか保存し、受信エラーしたデータの再送時に、保存されている重みの中から再送時にアンテナダイバーシティゲインが最大となるような重みを選択して再送処理することで、伝播路の時間的フェージングによる受信電界強度の変動に対しての追従性能を確保するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献1に開示の無線通信装置では、受信エラーを起こしたデータストリームの再送処理時に、過去に計算された重みを用いて時間的フェージングによる受信電界強度の変動を補償するものであるため、時間的フェージングに対して迅速に対応することができない。このため、特に、移動体の高速移動等によって生じる高速な時間的フェージングによる変動に対しては追従できず、その結果、再送処理時が頻繁に行われるようになって、通信速度の低下を招くことが懸念される。
However, the wireless communication device disclosed in
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、高速な時間的フェージングによる受信電界強度の変動に対しても迅速に追従でき、移動体の高速移動時においてもデータの通信速度を低下させることなく安定して通信できる信頼性に優れた無線通信方法および無線通信装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention made in view of such circumstances is to be able to quickly follow fluctuations in the received electric field strength due to high-speed temporal fading, and to reduce the data communication speed even when the mobile body is moving at high speed. An object of the present invention is to provide a wireless communication method and a wireless communication apparatus which are capable of stably communicating without fail and which are excellent in reliability.
上記目的を達成する請求項1に係る無線通信方法の発明は、複数のアンテナを有し、マルチキャリア方式により無線通信を行う無線通信方法において、
第1既知信号が配されたプリアンブル領域と、該プリアンブル領域に続くデータ領域とを有し、該データ領域には少なくとも時間軸方向に第2既知信号が複数配された受信フレームの信号を、前記複数のアンテナを介して受信する受信ステップと、
前記データ領域を、時間軸方向において、それぞれ前記第2既知信号を含む複数の分割領域として把握する把握ステップと、
前記プリアンブル領域の前記第1既知信号に基づいて、前記データ領域のデータ信号に対する初期重み係数を算出する初期重み係数算出ステップと、
前記初期重み係数を、前記データ領域の順次の分割領域において、当該分割領域に含まれる前記第2既知信号に基づいて順次更新しながら、各分割領域のデータ信号に、当該分割領域に含まれる前記第2既知信号に基づいて更新された更新重み係数を重み付けする重み付けステップと、
を含むことを特徴とするものである。
The invention of a wireless communication method according to
A preamble region in which a first known signal is arranged, and a data region that follows the preamble region, and a signal of a received frame in which a plurality of second known signals are arranged at least in the time axis direction in the data region, A receiving step for receiving via a plurality of antennas;
Grasping the data area as a plurality of divided areas each including the second known signal in the time axis direction;
An initial weighting factor calculating step for calculating an initial weighting factor for the data signal in the data region based on the first known signal in the preamble region;
The initial weighting factor is sequentially updated based on the second known signal included in the divided area in the sequential divided areas of the data area, and the data signal of each divided area is included in the divided area. A weighting step of weighting the updated weighting factor updated based on the second known signal;
It is characterized by including.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の無線通信方法において、
前記無線通信は、時分割複信方式であり、
送信においては、直前の前記受信フレームに対して、前記初期重み係数算出ステップで算出された初期重み係数を、送信信号に重み付けすることを特徴とするものである。
The invention according to
The wireless communication is a time division duplex method,
In transmission, the initial weighting factor calculated in the initial weighting factor calculating step is weighted to the transmission signal with respect to the immediately preceding received frame.
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の無線通信方法において、
前記無線通信は、時分割複信方式であり、
送信においては、直前の受信フレームに対して、前記重み付けステップで順次更新された最後の更新重み係数を、送信信号に重み付けすることを特徴とするものである。
The invention according to
The wireless communication is a time division duplex method,
In transmission, the transmission signal is weighted with the last update weight coefficient sequentially updated in the weighting step with respect to the immediately preceding received frame.
さらに、上記目的を達成する請求項4に係る無線通信装置の発明は、複数のアンテナを有し、マルチキャリア方式により無線通信を行う無線通信装置において、
第1既知信号が配されたプリアンブル領域と、該プリアンブル領域に続くデータ領域とを有し、該データ領域には少なくとも時間軸方向に第2既知信号が複数配された受信フレームの信号を、前記複数のアンテナを介して受信する受信手段と、
前記プリアンブル領域の前記第1既知信号に基づいて、前記データ領域のデータ信号に対する初期重み係数を算出する初期重み係数算出手段と、
前記データ領域を、時間軸方向において、それぞれ前記第2既知信号を含む複数の分割領域として把握して、前記初期重み係数算出手段で算出された初期重み係数を、前記データ領域の順次の分割領域において、当該分割領域に含まれる前記第2既知信号に基づいて順次更新する重み係数更新手段と、
各分割領域のデータ信号に、当該分割領域に含まれる前記第2既知信号に基づいて前記重み係数更新手段で更新された更新重み係数を重み付けする重み付け手段と、
を有することを特徴とするものである。
Further, the invention of a wireless communication device according to
A preamble region in which a first known signal is arranged, and a data region that follows the preamble region, and a signal of a received frame in which a plurality of second known signals are arranged at least in the time axis direction in the data region, Receiving means for receiving via a plurality of antennas;
Initial weight coefficient calculating means for calculating an initial weight coefficient for a data signal in the data area based on the first known signal in the preamble area;
The data area is grasped as a plurality of divided areas each including the second known signal in the time axis direction, and the initial weighting coefficient calculated by the initial weighting coefficient calculating means is used as the sequential divided areas of the data area. A weight coefficient updating means for sequentially updating based on the second known signal included in the divided area;
Weighting means for weighting the update weighting coefficient updated by the weighting coefficient updating means based on the second known signal included in the divisional area to the data signal of each divided area;
It is characterized by having.
本発明によれば、受信フレームにおけるデータ領域を、時間軸方向において第2既知信号を含む複数の分割領域として把握し、プリアンブル領域の第1既知信号に基づいて算出した初期重み係数を、データ領域の順次の分割領域において、当該分割領域に含まれる第2既知信号に基づいて順次更新しながら、各分割領域のデータ信号に、当該分割領域に含まれる第2既知信号に基づいて更新された更新重み係数を重み付けするようにしたので、高速な時間的フェージングによる変動に対しても迅速に追従することができる。したがって、移動体の高速移動時においても、データの通信速度を低下させることなく通信可能で、信頼性に優れた無線送受信方法および無線送受信装置を実現することができる。 According to the present invention, the data area in the received frame is grasped as a plurality of divided areas including the second known signal in the time axis direction, and the initial weight coefficient calculated based on the first known signal in the preamble area is determined as the data area. Update sequentially based on the second known signal included in the divided area while updating the data signal of each divided area sequentially based on the second known signal included in the divided area. Since the weighting coefficient is weighted, it is possible to quickly follow fluctuations caused by high-speed temporal fading. Therefore, it is possible to realize a wireless transmission / reception method and a wireless transmission / reception apparatus that are communicable and have excellent reliability even when the mobile body is moving at high speed without reducing the data communication speed.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る無線通信装置の受信部の要部の構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態の無線通信装置は、図4および図5に示した無線通信装置と同様に、例えば基地局として設置されるもので、マルチアンテナを構成する複数のアンテナ1−1〜1−kを有し、TDD(時分割複信)方式により送受信ともアンテナダイバーシティを実行しながら、OFDM変調方式を採用して、3多重のSDMAを実現するものである。なお、OFDMのフレーム構成は、図6に示したBand AMCとする。 FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a main part of a receiving unit of a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention. The radio communication apparatus according to the present embodiment is installed as a base station, for example, similarly to the radio communication apparatuses shown in FIGS. 4 and 5 and includes a plurality of antennas 1-1 to 1-k constituting a multi-antenna. And implementing OFDM diversity system while implementing antenna diversity for both transmission and reception by TDD (Time Division Duplex) system to realize 3 multiplex SDMA. Note that the OFDM frame configuration is the Band AMC shown in FIG.
図1において、アンテナ1−1〜1−kで受信された信号は、アンテナ毎の受信マッピング処理部2−1〜2−kに供給する。受信マッピング処理部2−1〜2−kは、同様に構成されており、図1に代表して受信マッピング処理部2−1の構成を示すように、CP除去部3、S/P変換部4、FFT5および論理マッピング部6を有している。
In FIG. 1, signals received by antennas 1-1 to 1-k are supplied to reception mapping processing units 2-1 to 2-k for each antenna. The reception mapping processing units 2-1 to 2-k are configured in the same manner, and as shown in FIG. 1, the
アンテナ1−1からの受信信号は、CP除去部3でサイクリックプリフィックス(CP)を除去した後、S/P変換部4でサブキャリア数のデータ系列に直並列(S/P)変換する。その後、FFT5で高速フーリエ変換して、時間領域の信号から周波数領域のサブキャリア毎のベースバンド信号に変換し、さらに、論理マッピング部6で周波数マッピングする。したがって、本実施の形態では、アンテナ1−1〜1−kおよび受信マッピング処理部2−1〜2−kにより、受信手段を構成している。
The received signal from the antenna 1-1 is removed from the cyclic prefix (CP) by the
論理マッピング部6で周波数マッピングされた信号は、他のアンテナに対応する受信マッピング処理部2−2〜2−kからの信号とともに、プリアンブル抽出部7およびパイロット抽出部8に供給するとともに、合成部9に供給する。
The signal frequency-mapped by the
プリアンブル抽出部7は、受信信号からプリアンブル信号を抽出して受信重みベクトル算出部10に供給し、該受信重みベクトル算出部10においてプリアンブル信号に基づいて、上述した(1)により、端末毎(バンド毎)に最大の受信ゲインが得られる初期の受信重みベクトル(受信アレーウエイト)、すなわち初期重み係数を算出する。したがって、本実施の形態では、プリアンブル抽出部7および受信重みベクトル算出部10により、初期重み係数算出手段を構成している。なお、この受信重みベクトルは、アンテナ1−1〜1−kによるアンテナダイバーシティの方式、例えばアダプティブ・アンテナ・システム(AAS)やMIMO(Multiple Input Multiple Output)に応じて算出する。
The
パイロット抽出部8は、受信信号からパイロットを抽出して受信重みベクトル更新部11に供給し、該受信重みベクトル更新部11において、受信重みベクトル算出部10で算出された初期の受信重みベクトルを逐次更新する。したがって、本実施の形態では、パイロット抽出部8および受信重みベクトル更新部11により、重み係数更新手段を構成している。
The
受信重みベクトル更新部11で更新された端末毎の受信重みベクトルは、重み付け手段を構成する合成部9に供給し、該合成部9において対応する端末の受信信号に合成する。この合成部9で受信重みベクトルが合成された端末毎の受信信号は、端末毎の復号部12−1〜12−3に供給する。また、受信重みベクトル更新部11は、アップリンクサブフレームにおいて、最後に更新された端末毎の受信重みベクトルを、送信重みベクトル(送信アレーウエイト)として、図示しない送信部に供給する。
The reception weight vector for each terminal updated by the reception weight vector update unit 11 is supplied to the
復号部12−1〜12−3は、同様に構成されており、図1に代表して復号部12−1の構成を示すように、P/S変換部13、復調部14およびデコーダ15を有している。合成部9からの合成受信信号は、P/S変換部13で並直列(P/S)変換した後、復調部14で復調し、さらにデコーダ15で復号して受信データとして出力する。
The decoding units 12-1 to 12-3 are configured in the same manner. As shown in FIG. 1, the P /
本実施の形態では、図2にBand AMCのフレーム構成を示すように、アップリンクサブフレームULのデータエリアを、時間軸方向に複数のデータブロックに分割する。図2では、Band AMCにおける1スロットの時間軸方向シンボル数である3シンボル毎に、4つのデータブロックB1〜B4に分割した場合を示している。 In the present embodiment, the data area of the uplink subframe UL is divided into a plurality of data blocks in the time axis direction, as shown in FIG. FIG. 2 shows a case where the data is divided into four data blocks B1 to B4 for every three symbols that are the number of symbols in the time axis direction of one slot in Band AMC.
このようにして、アップリンクサブフレームULの受信においては、先ず、受信重みベクトル算出部10において、上述した(1)式によりプリアンブルPreの受信信号に基づいて初期の受信重みベクトル(受信アレーウエイト)を演算する。次に、データエリアの最初のデータブロックB1については、受信重みベクトル更新部11において、パイロット抽出部8で抽出された当該データブロックB1のプリアンブルPreの受信信号に基づいて、受信重みベクトル算出部10で算出した初期の受信重みベクトルを更新し、その更新した受信重みベクトルを、合成部9において対応する端末のデータブロックB1における受信信号に即時適用して合成する。
In this way, when receiving the uplink subframe UL, first, the reception weight
同様に、次のデータブロックB2については、受信重みベクトル更新部11において、パイロット抽出部8で抽出された当該データブロックB2のプリアンブルPreの受信信号に基づいて、直前のデータブロックB1で更新した受信重みベクトルをさらに更新し、その更新した受信重みベクトルを、合成部9において対応する端末のデータブロックB2における受信信号に即時適用して合成する。
Similarly, for the next data block B2, the reception weight vector update unit 11 receives the reception data updated in the immediately preceding data block B1 based on the reception signal of the preamble Pre of the data block B2 extracted by the
このように、アップリンクサブフレームULにおいては、受信重みベクトル算出部10でプリアンブルPreの受信信号に基づいて算出した初期の受信重みベクトルW(m)を、データエリア内の順次のデータブロックB1〜B4において、パイロット抽出部8で抽出したパイロットPtの受信信号に基づいて、受信重みベクトル更新部11で順次更新しながら、合成部9において、各データブロックの受信信号に即時適用して合成する。
As described above, in the uplink subframe UL, the initial weighting vector W (m) calculated based on the received signal of the preamble Pre by the reception weight
また、ダウンリンクサブフレームDLの送信においては、直前のアップリンクサブフレームULにおいて、データエリアの最後のデータブロックB4におけるパイロットPtの受信信号を用いて受信重みベクトル更新部11で更新された受信重みベクトルを、送信重みベクトル(送信アレーウエイト)として送信部に出力する。 In the transmission of the downlink subframe DL, the reception weight updated by the reception weight vector update unit 11 using the reception signal of the pilot Pt in the last data block B4 of the data area in the immediately previous uplink subframe UL. The vector is output to the transmission unit as a transmission weight vector (transmission array weight).
なお、送信部は、図示しないが図1と同様に構成して、受信部側で算出された端末毎の送信重みベクトルに基づいて、次のダウンリンクサブフレームDLにおいて、アンテナ1−1〜1−kから送信する送信信号に重み付けすることにより、所要の端末側で最も高い合成ゲインが得られるようにする。 Although not shown, the transmission unit is configured in the same manner as in FIG. 1, and based on the transmission weight vector for each terminal calculated on the reception side, in the next downlink subframe DL, the antennas 1-1 to 1-1 are provided. By weighting the transmission signal transmitted from -k, the highest combined gain is obtained on the required terminal side.
ここで、アップリンクサブフレームULの各データブロックにおいて更新される受信重みベクトル(更新重み係数)をWB(n)とすると、WB(n)は、例えば下記の(4)式により算出する。 Here, assuming that the reception weight vector (update weight coefficient) updated in each data block of the uplink subframe UL is W B (n), W B (n) is calculated by the following equation (4), for example. .
上記(4)式において、Rxx,B(n)は、下記の(5)式により算出することができ、また、rxr,B(n)は、下記の(6)式により算出することができる。 In the above formula (4), R xx, B (n) can be calculated by the following formula (5), and r xr, B (n) can be calculated by the following formula (6). Can do.
なお、受信重みベクトルを更新するアップリンクサブフレームULにおけるデータエリアのデータブロック化は、任意に設定しても良いし、ドップラーシフト量等の推定値や、移動体(端末)の速度、あるいは遅延波の度合いに追従して自動的に変更するようにしても良い。 Note that the data block of the data area in the uplink subframe UL for updating the reception weight vector may be arbitrarily set, an estimated value such as a Doppler shift amount, a speed of a mobile unit (terminal), or a delay. You may make it change automatically following the degree of a wave.
また、上記の受信重みベクトルの更新処理は、好ましくは、端末が所定速度以上、例えばフレームサイズよりも速い速度で移動している場合にのみ行うようにする。なお、端末の移動速度は、例えば、アップリンクサブフレームULのデータエリアにおける周波数軸上の上下のパイロットの位相差、あるいは時間軸上の前後のパイロットの位相差に基づいて算出することができる。 The reception weight vector update process is preferably performed only when the terminal is moving at a predetermined speed or higher, for example, at a speed faster than the frame size. Note that the moving speed of the terminal can be calculated based on, for example, the phase difference between the upper and lower pilots on the frequency axis in the data area of the uplink subframe UL, or the phase difference between the pilots before and after the time axis.
図3は、図1に示した受信部の動作を示すフローチャートである。図3に示すフローチャートは、上述した説明と重複するので、ここでは簡単に説明する。受信動作では、先ず、受信信号からサイクリックプリフィックス(CP)を除去し(ステップS1)、次に、直列の受信信号をサブキャリア数のデータ系列に並列にS/P変換する(ステップS2)。その後、FFT(高速フーリエ変換)処理して、時間領域の信号から周波数領域のサブキャリア毎のベースバンド信号に変換し(ステップS3)、さらに、周波数マッピング(ステップS4)する。次に、受信信号からプリアンブル信号を抽出して(ステップS5)、初期の受信重みベクトルを算出する(ステップS6)。 FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the receiving unit shown in FIG. Since the flowchart shown in FIG. 3 overlaps with the above description, it will be briefly described here. In the reception operation, first, the cyclic prefix (CP) is removed from the received signal (step S1), and then the serial received signal is subjected to S / P conversion in parallel to a data sequence of the number of subcarriers (step S2). Thereafter, FFT (Fast Fourier Transform) processing is performed to convert the time domain signal into a baseband signal for each subcarrier in the frequency domain (step S3), and further frequency mapping (step S4). Next, a preamble signal is extracted from the received signal (step S5), and an initial reception weight vector is calculated (step S6).
その後、データブロックの有無を判定して(ステップS7)、データブロックが有れば、当該データブロックからパイロットを抽出して(ステップS8)、受信重みベクトルを更新し(ステップS9)、その更新した受信重みベクトルを当該データブロックの受信信号に合成して(ステップS10)、ステップS7に移行する。 Thereafter, the presence / absence of a data block is determined (step S7). If there is a data block, a pilot is extracted from the data block (step S8), and the reception weight vector is updated (step S9). The reception weight vector is combined with the reception signal of the data block (step S10), and the process proceeds to step S7.
ステップS7において、データブロックが無いと判定された場合には、アップリンクサブフレームULにおける受信データの重み付けが終了したことになるので、次に、受信重みベクトルが合成された並列の受信信号を直列にP/S変換し(ステップS11)、その後、復調(ステップS12)および復号(ステップS13)して、受信処理を終了する。 If it is determined in step S7 that there is no data block, the weighting of the received data in the uplink subframe UL has been completed. Next, the parallel received signals combined with the received weight vectors are serially connected. P / S conversion (step S11), then demodulation (step S12) and decoding (step S13), and the reception process ends.
このように、本実施の形態においては、アップリンクサブフレームULのデータエリアを、時間軸方向に複数のデータブロックに分割し、プリアンブルPreの受信信号に基づいて算出した初期の受信重みベクトルを、順次のデータブロックにおいて、パイロットPtの受信信号に基づいて順次更新しながら、各データブロックの受信信号に合成するようにしたので、SDMAを実現しながら、フレームサイズよりも高速な時間的フェージングによる受信電界強度の変動に対しても迅速に追従でき、移動体(端末)の高速移動時においても高速なデータ転送を維持できる安定した無線通信を行うことができる。 Thus, in the present embodiment, the data area of the uplink subframe UL is divided into a plurality of data blocks in the time axis direction, and the initial reception weight vector calculated based on the reception signal of the preamble Pre is Since sequential data blocks are sequentially updated based on the received signal of pilot Pt and synthesized with the received signal of each data block, reception by temporal fading that is faster than the frame size while realizing SDMA. It is possible to quickly follow fluctuations in the electric field intensity and perform stable wireless communication that can maintain high-speed data transfer even when the mobile body (terminal) moves at high speed.
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、アップリンクサブフレームULの最後のデータブロックにおけるパイロットPtの受信信号を用いて更新された受信重みベクトルを、次のダウンリンクサブフレームDLにおける送信重みベクトル(送信アレーウエイト)として適用するようにしたが、この送信重みベクトルは、アップリンクサブフレームULのプリアンブルPreの受信信号に基づいて算出した初期の受信重みベクトルを適用することもできる。 In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, in the above embodiment, the reception weight vector updated using the received signal of pilot Pt in the last data block of the uplink subframe UL is used as the transmission weight vector (transmission array weight) in the next downlink subframe DL. However, as this transmission weight vector, an initial reception weight vector calculated based on the reception signal of the preamble Pre of the uplink subframe UL can also be applied.
また、本発明は、SDMAを行わない場合にも適用できるとともに、Band AMCのフレーム構成に限らず、FUSC等の他のフレーム構成を採用する場合にも有効に適用することができる。さらに、複信方式も、TDD方式に限らず、FDD(周波数分割複信)方式の場合にも適用することができる。 Further, the present invention can be applied not only when SDMA is not performed, but also effectively when not only the Band AMC frame configuration but also other frame configurations such as FUSC. Furthermore, the duplex system is not limited to the TDD system, but can be applied to an FDD (frequency division duplex) system.
1−1〜1−k アンテナ
2−1〜2−k 受信マッピング処理部
3 CP除去部
4 S/P変換部
5 FFT
6 論理マッピング部
7 プリアンブル抽出部
8 パイロット抽出部
9 合成部
10 受信重みベクトル算出部
11 受信重みベクトル更新部
12−1〜12−3 復号部
13 P/S変換部
14 復調部
15 デコーダ
1-1 to 1-k antenna 2-1 to 2-k reception
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第1既知信号が配されたプリアンブル領域と、該プリアンブル領域に続くデータ領域とを有し、該データ領域には少なくとも時間軸方向に第2既知信号が複数配された受信フレームの信号を、前記複数のアンテナを介して受信する受信ステップと、
前記データ領域を、時間軸方向において、それぞれ前記第2既知信号を含む複数の分割領域として把握する把握ステップと、
前記プリアンブル領域の前記第1既知信号に基づいて、前記データ領域のデータ信号に対する初期重み係数を算出する初期重み係数算出ステップと、
前記初期重み係数を、前記データ領域の順次の分割領域において、当該分割領域に含まれる前記第2既知信号に基づいて順次更新しながら、各分割領域のデータ信号に、当該分割領域に含まれる前記第2既知信号に基づいて更新された更新重み係数を重み付けする重み付けステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。 In a wireless communication method having a plurality of antennas and performing wireless communication by a multicarrier method,
A preamble region in which a first known signal is arranged, and a data region that follows the preamble region, and a signal of a received frame in which a plurality of second known signals are arranged at least in the time axis direction in the data region, A receiving step for receiving via a plurality of antennas;
Grasping the data area as a plurality of divided areas each including the second known signal in the time axis direction;
An initial weighting factor calculating step for calculating an initial weighting factor for the data signal in the data region based on the first known signal in the preamble region;
The initial weighting factor is sequentially updated based on the second known signal included in the divided area in the sequential divided areas of the data area, and the data signal of each divided area is included in the divided area. A weighting step of weighting the updated weighting factor updated based on the second known signal;
A wireless communication method comprising:
送信においては、直前の前記受信フレームに対して、前記初期重み係数算出ステップで算出された初期重み係数を、送信信号に重み付けすることを特徴とする請求項1に記載の無線通信方法。 The wireless communication is a time division duplex method,
2. The wireless communication method according to claim 1, wherein, in transmission, the initial weighting factor calculated in the initial weighting factor calculating step is weighted to the transmission signal for the immediately preceding received frame.
送信においては、直前の受信フレームに対して、前記重み付けステップで順次更新された最後の更新重み係数を、送信信号に重み付けすることを特徴とする請求項1に記載の無線通信方法。 The wireless communication is a time division duplex method,
2. The wireless communication method according to claim 1, wherein, in transmission, the transmission signal is weighted with the last update weight coefficient sequentially updated in the weighting step with respect to the immediately preceding received frame.
第1既知信号が配されたプリアンブル領域と、該プリアンブル領域に続くデータ領域とを有し、該データ領域には少なくとも時間軸方向に第2既知信号が複数配された受信フレームの信号を、前記複数のアンテナを介して受信する受信手段と、
前記プリアンブル領域の前記第1既知信号に基づいて、前記データ領域のデータ信号に対する初期重み係数を算出する初期重み係数算出手段と、
前記データ領域を、時間軸方向において、それぞれ前記第2既知信号を含む複数の分割領域として把握して、前記初期重み係数算出手段で算出された初期重み係数を、前記データ領域の順次の分割領域において、当該分割領域に含まれる前記第2既知信号に基づいて順次更新する重み係数更新手段と、
各分割領域のデータ信号に、当該分割領域に含まれる前記第2既知信号に基づいて前記重み係数更新手段で更新された更新重み係数を重み付けする重み付け手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。 In a wireless communication apparatus having a plurality of antennas and performing wireless communication by a multicarrier system,
A preamble region in which a first known signal is arranged, and a data region that follows the preamble region, and a signal of a received frame in which a plurality of second known signals are arranged at least in the time axis direction in the data region, Receiving means for receiving via a plurality of antennas;
Initial weight coefficient calculating means for calculating an initial weight coefficient for a data signal in the data area based on the first known signal in the preamble area;
The data area is grasped as a plurality of divided areas each including the second known signal in the time axis direction, and the initial weighting coefficient calculated by the initial weighting coefficient calculating means is used as the sequential divided areas of the data area. A weight coefficient updating means for sequentially updating based on the second known signal included in the divided area;
Weighting means for weighting the update weighting coefficient updated by the weighting coefficient updating means based on the second known signal included in the divisional area to the data signal of each divided area;
A wireless communication apparatus comprising:
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