JP2009135942A - Radio communication method and radio communication system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the conventional problem that different signals transmitted from transmitting antennas at the same time cannot be separated from one another on reception sides when the number of the transmitting antennas is greater than the number of receiving antennas, resulting in great deterioration of receiving signal quality. <P>SOLUTION: This radio communication method is provided for a radio communication system which generates output signals from a plurality of information signals and transmits the output signals from a plurality of antennas to communicated party side systems. It includes notifying the communicated party side systems of a first weight corresponding to the plurality of antennas regarding one information signal and a second weight corresponding to the plurality of antennas regarding the other information signals, generating a first operation result by multiplying the first weight by one information signal and a second operation result by multiplying the second weight by the other information signals, generating a plurality of output signals corresponding to the plurality of antennas from the first and second operation results, and transmitting them to the communicated party side systems. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、送受信に複数のアンテナを用いて信号伝送を行う無線通信方法および無線通信システムに関するものである。 The present invention relates to a radio communication method and a radio communication system for performing signal transmission using a plurality of antennas for transmission and reception.

近年、無線通信はその利便性により目覚ましく普及している。 Recently, radio communication has spread remarkably by its convenience. このため、利用周波数の逼迫対策が急がれている。 For this reason, the tight measures of utilization frequency is an urgent need. この周波数を有効に利用する技術の一つとして、近年送受信機で複数のアンテナを用いて高速信号伝送を行うMIMO(Multi-Input Multi-Output)システムの研究が盛んに行われている。 This frequency as one of the effective use technology to the study of MIMO (Multi-Input Multi-Output) system for performing high-speed signal transmission using a plurality of antennas in recent years transceiver has been actively conducted. MIMOシステムでは、送受信機で複数のアンテナを用いることにより、送受信機が1アンテナの場合より高容量が達成できることが知られている。 In MIMO systems, the use of multiple antennas at both transmitter and receiver, the transceiver has been known that higher capacity than the case of one antenna can be achieved.

MIMOシステムでは、複数の送信アンテナからそれぞれ個別に信号を送信し、受信側では信号処理を用いて各信号を抽出するSDM(Space Division multiplexing)伝送が多く研究されている。 In MIMO system, transmit respective individual signals from a plurality of transmitting antennas, SDM (Space Division multiplexing) for extracting the signal using the signal processing at the receiving side transmission is widely studied. そこで、以下ではSDM伝送の代表的な文献 AVZelst,RVNee,and GAAwater,kako“Space Division Multiplexing (SDM) for OFDM Systems” IEEE Proc.of VTC2000 SPring,pp.1070-1074,2000 または黒崎、浅井、杉山、梅比良“MIMOチャンネルにより100Mbit/sを実現する広帯域移動通信用SDM-COFDMの提案”信学技報 RC2001-135,oct.2001 に基づき従来技術の説明を行う。 Accordingly, representative literature AVZelst below the SDM transmission, RVNee, and GAAwater, kako "Space Division Multiplexing (SDM) for OFDM Systems" IEEE Proc.of VTC2000 SPring, pp.1070-1074,2000 or Kurosaki, Asai, Sugiyama , Umehira "proposal of a broadband mobile communication SDM-COFDM to realize 100Mbit / s by MIMO channels" IEICE RC2001-135, a description of the prior art based on Oct.2001.

図32にSDM伝送を行う送受信機の構成を示す。 It shows the structure of a transceiver for performing SDM transmission in FIG. 32. SDM伝送では、送信機の各アンテナから個別に時系列の信号を送信し、受信機では個々の送信信号に対応するビーム形成を用いて信号受信する。 The SDM transmission, transmits a signal of the time series individually from each antenna of the transmitter, signals received using the beam forming corresponding to each of the transmission signal at the receiver. この信号処理構成について、以下で説明を行う。 This signal processing arrangement will be described below. なお、送信アンテナをN本、受信アンテナをM本、送信アンテナnから受信アンテナmへの伝搬係数を h mn 、送受信局間の伝搬特性を行列 H=[ h mn ]として説明を進める。 Incidentally, advances the N transmit antennas, M the receiving antenna, the propagation coefficient h mn from transmit antenna n to receive antenna m, the description of the propagation characteristics between the transmitting and receiving stations as a matrix H = [h mn].

図32に示すように送信機の端末A1ではN本の送信アンテナ3から時系列の送信信号s n (p)(p=1,・・・,N)を送信する。 Figure 32 the terminal A1 of the transmitter, as shown in the transmission of time series from N transmit antennas 3 signal s n (p) transmitting (p = 1, ···, N ) a. 送信信号は伝搬路5を通って、M本の受信アンテナ4で信号受信される。 Transmission signal through the channel 5, is the signal received by the receiving antenna 4 of the M. 受信機の端末B2では、受信信号に対し、アンテナ4でウエイトv を乗じて信号合成を行う。 In the terminal B2 of the receiver, with respect to the received signal, it performs signal combining by multiplying the weight v m at the antenna 4.

以下では、この一連の過程を数式を用いて表す。 In the following, it represents the series of processes using equations. 受信アンテナ4での受信信号をx (p) とすると受信ベクトルx(p) =[ x 1 (p) ,・・・,x M (p) ] T ( T転置)は次式で与えられる。 The received signal at the receiving antenna 4 and the x m (p) received vector x (p) = [x 1 (p), ···, x M (p)] T (T transposition) is given by: .
x(p) = Σ n=1 Nnn (p)+z(p) x (p) = Σ n = 1 N h n s n (p) + z (p)
ここで、s 1 (p),・・・,s N (p) は送信信号、h n ,=[h 1n ,・・・, h Mn ] Tは送信アンテナ3からM本の受信アンテナ4への伝搬ベクトル、z(p),=[z 1 (p),・・・,z N (p)] Tは雑音ベクトル、z (p) はアンテナ4での雑音成分を表す。 Here, s 1 (p), ··· , s N (p) is the transmitted signal, h n, = [h 1n , ···, h Mn] T is the receiver antenna 4 of the M from the transmission antenna 3 propagation vector, z of (p), = [z 1 (p), ···, z N (p)] T is the noise vector, z m (p) denotes a noise component at the antenna 4.

また、受信側の端末B2では送信アンテナ3からの信号s n (p)を受信するために適したウエイト v n =[v n1 ,・・・,v nM ] Tを決定する。 Further, weights suitable for receiving a signal s n (p) from the reception side terminal B2 in the transmission antenna 3 v n = [v n1, ···, v nM] to determine the T. 信号合成後の出力y (p)は次式で与えられる。 The output y n after the signal synthesis (p) is given by the following equation.
(p)=v n T x(p) y n (p) = v n T x (p)
= Σ n0=1 N (v n0 )s n0 (p)+v n T z(p) = Σ n0 = 1 N (v n T h n0) s n0 (p) + v n T z (p)
受信ウエイトv nにはさまざまな決定方法があるが、出力y (p)が信号s n (p)に近づくよう各受信ウエイトv nを決定する。 The reception weight v n there are various determination methods, but the output y n (p) to determine the respective reception weight v n to approach the signal s n (p). たとえば、ZF(Zero Forcing)基準に基づくウエイト決定では、次式が満たされるようにウエイトv nを決定する。 For example, the weight determining based on ZF (Zero Forcing) criterion, to determine the weights v n as the following equation is satisfied.
n Tn0 = 1 n0 = nの場合 v n T h n0 = 1 n0 = case of n
= 0 n0 = n以外の場合 (式1) = Otherwise 0 n0 = n (Equation 1)

(式1)は、希望信号s n (p)が強く受信され、他の信号s n0 (p) ( n0はn以外の整数)が抑圧される条件を示している。 (Equation 1) is the desired signal s n (p) is received strongly, (the n0 integer other than n) other signals s n0 (p) shows a condition is suppressed. 従って、希望信号のみを良好に受信することができる。 Therefore, it is possible to satisfactorily receive only desired signals. また、異なるnに対して異なるウエイトv nを用いて信号受信することで、複数の信号を分離して取り出すことができ、空間的に多重伝送することができる。 Furthermore, by signals received with different weights v n with respect to different n, can be extracted by separating a plurality of signals, it is possible to spatially multiplex transmission. なお、ここでは一例としてZF基準に基づくウエイト決定法を述べたが、この他にMMSE合成法などの類似したウエイト演算法がある。 Here, although stated weight determining method based on ZF criteria as an example, there is a similar weight calculation method such as the addition to the MMSE synthesis. いずれのウエイト演算法も基本的には(式1)と同様に、希望信号以外の信号を抑圧することを目的としている。 Is also basically any weight calculation method aims at suppressing Similarly, signals other than the desired signal and (Equation 1).

このように受信側の端末B2では複数の信号の中から希望信号以外の信号を抑圧することで、空間多重伝送方式(SDM;Space Division Multiplexing )実現できる。 By suppressing signals other than a desired signal from among the thus receiving terminal B2 Multiple signals, spatial multiplexing transmission method (SDM; Space Division Multiplexing) can be realized. SDM伝送では、同時に複数の信号を伝送するため、送受信機が単一アンテナを用いる従来の伝送方式と比較して、高速な信号伝送が可能となる利点がある。 The SDM transmission, for simultaneously transmitting a plurality of signals, as compared with the conventional transmission scheme transceiver uses a single antenna, there is an advantage that enables high-speed signal transmission.

しかし、現実には(式1)は、信号多重数Nが受信アンテナ数M以下の場合(N<=M)に実現可能であるが、N>Mの場合には実現不可能となる。 However, in reality (Equation 1) is <is a feasible (= M, N signal multiplexing number N when: number of receiving antennas M N)> becomes unfeasible in the case of M. この内容を理解するため、より詳細な説明を行う。 To understand the contents, perform a more detailed description. (式1)において、ベクトルv 及びh n0はそれぞれM次元空間上の一つのベクトルとしてあらわすことができる。 In (Equation 1), it can be expressed as one vector on each vector v n and h n0 M-dimensional space. また、v Tn0はベクトルの内積でありv Tn0 =0となるのは、v とh n0がM次元空間上で直交関係にある状態に相当する。 Furthermore, v n T h n0 is becoming a v n T h n0 = 0 is the inner product of vectors, v n and h n0 corresponds to a state in which an orthogonal relationship on the M-dimensional space. ところで、M次元空間上でM−1個の独立なベクトルh n0と直交するベクトルv を設定することは可能であるが、M個以上の独立なベクトルh n0と直交するベクトルv を設定することは不可能である。 Incidentally, it is possible to set a vector v n orthogonal to M-1 independent vectors h n0 on the M-dimensional space, sets the vector v n orthogonal to M or more independent vectors h n0 it is impossible to. 従って、理論上M個以上の独立なベクトルh n0に対してv Tn0 =0の関係を満たすことは不可能であり、N>Mの場合には(式1)は実現不可能となる。 Therefore, it is impossible to satisfy the relationship v n T h n0 = 0 with respect to theoretical M or more independent vectors h n0, in the case of N> M (Equation 1) is unfeasible Become.

その結果、信号多重数Nが受信アンテナ数Mよりも大きい場合、受信側ではいかなるウエイトv を用いても、他の信号の抑圧を十分行えない。 As a result, when the signal multiplexing number N greater than the number of receiving antennas M, even using any weight v n is the receiving side can not perform sufficient suppression of the other signals. そのため、受信信号品質は急速に劣化する。 Therefore, the received signal quality deteriorates rapidly. この状況を避けるためには、送信アンテナ数が受信アンテナ数よりも多い環境において、空間多重伝送を円滑に行う方法が必要とされるが、現在までにその解決策は示されていない。 To avoid this situation, in noisy environments than the number of receive number of the transmission antenna is an antenna, but is needed is a method of performing spatial multiplexing transmission smoothly, not its solution to date shown.

従来手法のビーム形成法では送信アンテナ数が受信アンテナ数よりも少ない場合に円滑に空間多重伝送を行うことができる。 In the conventional method Beamforming can be performed smoothly spatial multiplexing when the number of transmit antennas is less than the number of reception antennas. しかし、現実の無線通信では、送信アンテナ数が受信アンテナ数より多くなる環境が多く存在する。 However, in a real wireless communications, an environment where the number of transmission antennas is larger than the number of receiving antennas exist many. この場合、従来の伝送方法を用いて、各送信アンテナから異なる信号を同時送信すると、受信側では互いの信号を分離できず、受信信号品質が大きく劣化する。 In this case, using conventional transmission method, the simultaneous transmitting different signals from each transmit antenna, can not be separated from each other signals on the receiving side, the received signal quality is significantly degraded. 従って、送信アンテナ数が受信アンテナ数よりも多い環境において、互いに信号を分離でき、高品質な信号伝送を行える方法が必要とされている。 Accordingly, in noisy environments than the number of receive number of the transmission antenna is an antenna, there is a need for a method of one another signals can separate, enabling a high-quality signal transmission.

また、送信アンテナ数が受信アンテナ数より少ない場合であっても、全ての送信アンテナを用いて信号を送信する方法が必ずしも伝送効率がよいとは限らない。 Further, even when the number of transmission antennas is smaller than the number of receive antennas, a method of transmitting a signal using all the transmission antennas does not necessarily good transmission efficiency. 例えば、2つの伝搬ベクトルh n0とh n1が互いに類似している場合には、一方の信号h n1を抑圧することによって、希望信号h n0も抑圧されてしまう場合もある。 For example, in the case where two propagation vectors h n0 and h n1 are similar to each other, by suppressing one signal h n1, sometimes would be suppressed even desired signal h n0. このような場合には、2つの信号を送信するよりも、一方の信号を停止する方が良好な信号伝送を行える場合も考えられる。 In such a case, rather than transmitting the two signals is considered it may be better to stop one of the signals enables a good signal transmission.

このように、信号の送信手法を制御することによって、より効率的な信号伝送が可能となる可能性がある。 Thus, by controlling the transmission method of the signal, which may thereby enabling more efficient signal transmission. MIMOシステムにおいてより効率的な信号伝送を可能とする送受信間の制御方法及び通信方式が必要とされている。 Control method and a communication system between the transmitting and receiving that enables a more efficient signal transmission is required in MIMO systems.

この発明に係る無線通信方法は、複数の情報信号から出力信号を生成し、この出力信号を複数のアンテナから通信相手側システムに対して送信する無線通信システムにおける無線通信方法であり、 A wireless communication method according to the present invention generates an output signal from the plurality of information signals, a radio communication method in a radio communication system to be transmitted to the communication partner system the output signal from a plurality of antennas,
一の情報信号に関する上記複数のアンテナに対応する第1のウエイト、および、他の情報信号に関する上記複数のアンテナに対応する第2のウエイトを上記通信相手側システムに通知するウエイト通知ステップと、 First weight corresponding to the plurality of antennas for one of the information signals, and, and the weight notification step of notifying the second weights corresponding to the plurality of antennas for other information signal to the communication counterpart system,
上記第1のウエイトを上記一の情報信号に乗じて第1の演算結果を生成し、上記第2のウエイトを上記他の情報信号に乗じて第2の演算結果を生成する演算ステップと、 A calculating step of the first weight to generate a first operation result by multiplying with the one information signal to generate a second operation result of the above second weights by multiplying the above other information signals,
上記第1の演算結果と上記第2の演算結果とから、上記複数のアンテナそれぞれに対応する複数の出力信号を生成し、上記通信相手側システムに送信する送信ステップを備えるものである。 It said the first operation result and the second calculation result, to generate a plurality of output signals corresponding to the plurality of antennas, in which a transmitting step of transmitting to the communication partner system.

また、この発明に係る無線通信システムは、複数の情報信号から出力信号を生成し、この出力信号を複数のアンテナから通信相手側システムに対して送信する無線通信システムであり、 The wireless communication system according to the present invention generates an output signal from the plurality of information signals, a radio communication system to be transmitted to the communication partner system the output signal from a plurality of antennas,
一の情報信号に関する上記複数のアンテナに対応する第1のウエイト、および、他の情報信号に関する上記複数のアンテナに対応する第2のウエイトを上記通信相手側システムに通知するウエイト通知手段と、 First weight corresponding to the plurality of antennas for one of the information signals, and, and the weight notifying means for notifying the second weights corresponding to the plurality of antennas for other information signal to the communication counterpart system,
上記第1のウエイトを上記一の情報信号に乗じて第1の演算結果を生成し、上記第2のウエイトを上記他の情報信号に乗じて第2の演算結果を生成する演算手段と、 Calculating means for the first weight to generate a first operation result by multiplying with the one information signal, said second weight to generate a second operation result by multiplying with the other information signals,
上記第1の演算結果と上記第2の演算結果とから、上記複数のアンテナそれぞれに対応する複数の出力信号を生成し、上記通信相手側システムに送信する送信手段を備えるものである。 It said the first operation result and the second calculation result, to generate a plurality of output signals corresponding to the plurality of antennas, in which a transmitting means for transmitting to the communication partner system.

この発明による無線通信方法および無線通信システムでは、一の情報信号に関する複数のアンテナに対応する第1のウエイト、および、他の情報信号に関する複数のアンテナに対応する第2のウエイトを通信相手側システムに通知し、第1のウエイトを一の情報信号に乗じて第1の演算結果を生成し、第2のウエイトを他の情報信号に乗じて第2の演算結果を生成し、第1の演算結果と第2の演算結果とから、複数のアンテナそれぞれに対応する複数の出力信号を生成し、通信相手側システムに送信するので、通信相手側システムでは信号の分離を円滑に行うことができる信号を受信でき、伝送効率を向上することができる。 The wireless communication method and a radio communication system according to the present invention, the first weights, and the communication counterpart system a second weight corresponding to a plurality of antennas for other information signals corresponding to a plurality of antennas related to one information signal notify the first weight to generate a first operation result by multiplying the one information signal to generate a second operation result by multiplying the second weight to the other information signal, a first arithmetic results and from the second operation result to generate a plurality of output signals corresponding to a plurality of antennas, and transmits to the communication counterpart system, signals can be smoothly separated signals at the communication partner side system it can receive, it is possible to improve the transmission efficiency.

この発明の実施の形態1におけるMIMOシステム用送受信機の基本構成図。 Basic block diagram for a MIMO system transceiver in a first embodiment of the present invention. 実施の形態1における伝送制御法を示すフローチャート。 Flow chart illustrating a transmission control method in the first embodiment. 実施の形態1において端末Bから端末Aへ制御信号を伝送する状況を示す図。 It shows a situation in which a control signal is transmitted from the terminal B to the terminal A in the first embodiment. 実施の形態1において端末Aから端末Bへ制御信号を伝送する状況を示す図。 It shows a situation in which a control signal is transmitted from the terminal A to the terminal B in Embodiment 1. 実施の形態1において用いるパイロット信号及び制御信号のフォーマット図。 Format diagram of a pilot signal and a control signal used in the first embodiment. 実施の形態1における端末Bのパイロット信号検出部の構成図。 Diagram of a pilot signal detecting part of the terminal B in Embodiment 1. FIG. 実施の形態2における送信信号判定部の概略を表す図。 Diagram illustrating an outline of a transmission signal determining part in Embodiment 2. 実施の形態2における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャート。 Flowchart showing a processing procedure in the transmission signal determining part in Embodiment 2. 実施の形態3における送信信号判定部の概略を表す図。 Diagram illustrating an outline of a transmission signal determining part in Embodiment 3. 実施の形態3における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャート。 Flowchart showing a processing procedure in the transmission signal determining part in Embodiment 3. 実施の形態4における送信信号判定部の構成を表す図。 Diagram illustrating the structure of a transmission signal determining part in Embodiment 4. 実施の形態4における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャート。 Flowchart showing a processing procedure in the transmission signal determining part in Embodiment 4. 実施の形態4におけるSINR予測法を示す図。 It shows the SINR prediction method in the fourth embodiment. 実施の形態4における出力SINRと評価値の関係を表すテーブルの図。 Figure table representing the relationship between evaluation values ​​and output SINR in Embodiment 4. 実施の形態4における信号の組み合わせと評価値との対応を表すテーブルの図。 Figure table representing the correspondence between evaluation values ​​and the combination of signals in the fourth embodiment. 実施の形態5における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャート。 Flowchart showing a processing procedure in the transmission signal determining part in Embodiment 5. 実施の形態5における出力SINRと伝送フォ-マット及び評価値の関係を表すテーブルの図。 Transmission output SINR in Embodiment 5 follower - figure table representing the relationship between the mat and the evaluation value. 実施の形態5における出力SINRと評価値の関係を表すテーブルの図。 Figure table representing the relationship between evaluation values ​​and output SINR in Embodiment 5. 実施の形態5において用いる制御信号のフォ-マットの一例を示す図。 Follower control signal used in the fifth embodiment - shows an example of the mat. マルチキャリア通信システムの基本構成図。 The basic view of the configuration of a multicarrier communication system. 実施の形態6におけるマルチキャリアSDM伝送の送受信機の構成図。 Diagram of a transceiver of a multicarrier SDM transmission in the sixth embodiment. 実施の形態7における送信信号判定部の構成を表す図。 Diagram illustrating the structure of a transmission signal determining part in Embodiment 7. 実施の形態7における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャート。 Flowchart showing a processing procedure in the transmission signal determining part in Embodiment 7. 実施の形態7における平均出力SINRの算出方法を示す図。 It shows a method of calculating an average output SINR in Embodiment 7. 実施の形態8におけるMIMOシステム用送受信機の基本構成図。 Basic block diagram for a MIMO system transceiver according to the eighth embodiment. 実施の形態8における伝送制御法を示すフローチャート。 Flow chart illustrating a transmission control method in the eighth embodiment. 実施の形態9におけるMIMOシステム用送受信機の概念図。 Conceptual view for MIMO system transceiver according to the ninth embodiment. 実施の形態9における伝送制御法を示すフローチャート。 Flow chart illustrating a transmission control method in the ninth embodiment. 実施の形態10における信号電力の組み合わせと評価値との対応を表すテーブルの図。 Figure table representing the correspondence between evaluation values ​​and the combination of the signal power according to the tenth embodiment. 実施の形態10における送信信号判定部での処理手順を示すフローチャート。 Flowchart showing a processing procedure in the transmission signal determining part in Embodiment 10 of the embodiment. 実施の形態10において用いる制御信号のフォ-マットの一例を示す図。 Follower control signal used in Embodiment 10 - shows an example of the mat. 従来技術におけるSDMA伝送時の送受信機構成図。 Transceiver configuration diagram at the time of SDMA transmission in the prior art. 従来技術におけるSDMA伝送時の送受信機構成と受信ビーム形成を示す概念図。 Conceptual diagram illustrating a transceiver arrangement and the reception beam formation during SDMA transmission in the prior art.

実施の形態1. The first embodiment.
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SDM)伝送するMIMOシステムにおける効率的な信号伝送および通信方式に関するものである。 This embodiment relates to an efficient signal transmission and communication system in a MIMO system in which a plurality of signal space multiplexing (SDM) transmission. 以下、説明するにあたって、情報信号の送信側を端末A、受信側を端末Bと呼ぶ。 Hereinafter, in describing the terminal transmission side information signal A, the reception side is referred to as terminal B.

図1は本実施の形態を表す最も基本的な送受信構成図である。 Figure 1 is a most basic transmission and reception block diagram showing the present embodiment. 図2は本実施の形態の制御手順を表すフローチャート、図3は端末Bから端末Aへ制御情報を通知する様子を示す。 2 is a flowchart illustrating a control procedure of this embodiment, FIG. 3 shows a state carrying control information from the terminal B to the terminal A. 図4は端末Aから端末Bに対して情報信号を伝送する際の様子を示している。 Figure 4 shows a state in transmitting information signal to the terminal B from the terminal A. 図5は(a)が端末Aから送信するパイロット信号を、(b)が端末Bから端末Aに伝送する制御情報(制御信号)を示している。 Figure 5 shows the control information a pilot signal (a) is transmitted from the terminal A, that is (b) transmitting from the terminal B to the terminal A (control signal). 図6は端末Bにおけるパイロット信号検出部の構成を表す。 Figure 6 represents the structure of the pilot signal detecting part at the terminal B. 以下図1〜6を用いて本実施の形態を説明する。 Hereinafter the present embodiment will be described with reference to Figures 1-6.

本実施の形態は、いかなる送信アンテナ数を有するMIMOシステムに対しても適用可能な、高効率な信号伝送法である。 This embodiment, which can be applied to a MIMO system which has the number of any transmitting antenna is a highly efficient signal transmission method.

図2に従い本実施の形態の基本的な制御手順を説明する。 The basic control procedure of this embodiment will be described with reference to FIG. まず、本実施の形態では、端末Aは情報信号を送信する前に、各アンテナからパイロット信号を送信する(S101)。 First, in the present embodiment, the terminal A before sending an information signal, and transmits a pilot signal from each antenna (S101). 端末Bはパイロット信号を受信すると、伝送関連情報として各信号の伝播ベクトルを推定する(S102)。 Terminal B receives the pilot signal, estimates a propagation vector of each signal as transmission-related information (S102). 具体的な伝播ベクトルの推定方法にはさまざまな方法があるが、その具体例は後述する。 The estimation method of a specific propagation vector There are various ways, but specific examples will be described later. 端末Bは推定伝播ベクトルに基づき、情報信号の送信に利用する信号を推定し(S103)、利用する送信信号を制御情報によって端末Aに通知する(S104)。 Terminal B based on the estimated propagation vector, estimates the signal to be used for transmission of the information signal (S103), and notifies the terminal A by the control information transmission signal using (S104). 制御情報を受けた端末Aは、利用する送信信号から利用アンテナを選択して端末Bへ情報信号を送信する(S105)。 Terminal A having received the control information, by selecting the utilized antenna transmits an information signal to the terminal B from the transmission signal to be utilized (S105).

このような手順に基づいて制御を行うことにより、伝播環境に応じて送信アンテナを選択でき、効率的な信号伝送を行うことが可能となる。 By performing control on the basis of such a procedure, it selects a transmission antenna according to the propagation environment, it is possible to perform efficient signal transmission. 本実施の形態はいかなる送受信アンテナ数に対しても適用可能であるが、特に送信アンテナ数Nが受信アンテナ数Mより多い場合には、送信に用いる送信アンテナ数を減らすことで、端末Bでの信号の分離受信を円滑に行うことが可能となる。 This embodiment is applicable to any reception antenna number, especially when the number of transmit antennas N is larger than the number M of reception antennas, by reducing the number of transmit antennas used for transmission, at the terminal B it is possible to perform the separation reception signal smoothly.

図1は本制御における送受信機の構成を示している。 Figure 1 shows the structure of a transceiver in the control. 図中、端末A1は信号送信部6、制御情報受信部7、送信信号決定部8を備える。 In the figure, the terminal A1 is the signal transmission unit 6, the control information receiving unit 7, a transmission signal determining part 8. 一方端末B2はパイロット信号検出部9、送信信号判定部10、制御情報伝送部11、情報信号受信部12を備える。 Meanwhile terminal B2 includes a pilot signal detecting part 9, the transmission signal determining part 10, the control information transmitting unit 11, the information signal receiving unit 12.
また、3は端末A1側のN本のアンテナ、4は端末B2側のM本のアンテナ、5は伝播特性を行列 H=[h mn ]とする送受信間の伝播路である。 Further, the terminal A1 side of the N antennas 3, 4 are terminal B2 side of the M antennas, and 5 denotes a propagation path between transmission and reception and propagation characteristic matrix H = [h mn].

図1、図2に基づき本実施の形態の動作につき更に詳しく述べる。 Figure 1, described in more detail for each operation of the present embodiment based on FIG. 端末Aは情報信号を送信する前に、各アンテナからパイロット信号を送信する(S101)。 Terminal A before sending an information signal, and transmits a pilot signal from each antenna (S101). 端末Bのパイロット信号検出部9では、端末Aからのパイロット信号を検出し、各信号の伝播ベクトルを推定する(S102)。 Pilot signal detecting part 9 of the terminal B, to detect the pilot signal from the terminal A, estimates the propagation vector of each signal (S102). 具体的な伝播ベクトルの推定方法にはさまざまな方法があるが、その具体例は後述する。 The estimation method of a specific propagation vector There are various ways, but specific examples will be described later. 送信信号判定部10では、推定伝播ベクトルに基づき、情報信号の送信に利用する信号を選定する。 In the transmission signal determining part 10, based on the estimated propagation vector, it selects a signal to be used for transmission of the information signal. 本実施の形態では情報伝送に用いる信号の組み合わせを選定する(S103)。 In this embodiment selects a combination of signals used for information transmission (S103). 制御情報伝送部11では、選定された情報の組み合わせを制御情報により端末Ajへ通知する(S104)。 In the control information transmitting unit 11 notifies the terminal Aj through the control information combination of the selected information (S104). 図3は端末Bから端末Aへの制御情報の送信を示している。 Figure 3 illustrates the transmission of control information from the terminal B to the terminal A. 端末Aは制御情報受信部7において端末Bから制御情報を受信し、送信信号決定部8ではその制御情報に基づき情報信号の選定を行う。 Terminal A receives the control information from the terminal B in the control information receiving unit 7 performs selection of information signals on the basis of the transmission signal determining part 8 in the control information. その後、図4に示すように、端末Aは選定した情報信号から利用するアンテナを選定し、選定されたアンテナから信号を送信し(S105)、端末Bは情報信号受信部12において、情報信号を抽出する。 Thereafter, as shown in FIG. 4, the terminal A selects the antenna to use the selected information signal, and transmits the signal from the selected antenna (S105), the terminal B information signal receiving unit 12, an information signal Extract.

図5は本制御の送信信号として用いる(a)パイロット信号、(b)制御情報(制御信号)のフォーマットの一例である。 Figure 5 is the transmitted signal is used as (a) a pilot signal of this control, which is an example of the format of (b) control information (control signal). 端末Aは各アンテナからそれぞれ個別の異なるパイロット信号s n (p)を送信する。 Terminal A respectively transmits dedicated different pilot signals s n (p) from each antenna. また、端末Bから端末Aへの制御情報では、アンテナ番号に対して送信を行う(「1」)、行わない(「0」)を通知する。 Further, the control information from the terminal B to the terminal A, to transmit to the antenna number ( "1"), and notifies the not performed ( "0"). なお、信号フォーマットにはさまざまな形式が考えられ、本フォーマットはその一例にすぎない。 Note that the signal format are many possible formats, the format is but one example. 伝播ベクトル推定に用いることのできるパイロット信号、制御情報を通知できる制御信号であれば。 Pilot signal that can be used for the propagation vector estimation, if the control signal that can notify the control information. いかなる信号フォーマットであっても構わない。 It may be any signal format.

図6に、端末Bのパイロット信号検出部9において伝播ベクトル推定を行う構成を示す。 6 shows a configuration of performing the propagation vector estimated in the pilot signal detecting part 9 of the terminal B. 伝播ベクトル推定は、受信したパイロット信号とパイロット信号検出部9に予め保存されている既知パイロット信号s n (p)との相関をアンテナ毎に求めることで得ることができる。 Propagation vector estimation can be obtained by finding a correlation between known pilot signals s n (p) which has been previously stored in the pilot signal and the pilot signal detecting part 9 received in each antenna.

すなわち受信ベクトル x(p)=[x 1 (p),・・・,x M (p)] Tに対して、次式により伝播ベクトル h n =[h 11 , h 21 ,・・・,h M1 )] Tを推定できる。 That is, the reception vector x (p) = [x 1 (p), ···, x M (p)] with respect to T, the propagation vector by the following equation h n = [h 11, h 21, ···, h M1)] can be estimated T.
h n = Σ n=1 N x(p) s n (p)* h n = Σ n = 1 N x (p) s n (p) *
ここで*は複素共役である。 Here * is the complex conjugate. 通常、この操作は整合フィルタ(MF:Matched Filter)を用いて実現される。 Usually, this operation matched filter: is achieved using (MF Matched Filter). 図6では伝播ベクトル推定を行う一例を示したが、これ以外にも受信信号からパイロット信号に関する伝送関連情報である伝搬情報を検出するものであれば、いかなる構成でも構わない。 It shows an example of performing 6 Propagation vector estimation, but as long as it can detect the propagation information is a transmission-related information for the pilot signal from the received signal in addition to this, but may be any configuration. また伝播ベクトル以外であってもパイロット信号に関する有効な伝播情報であればいかなるパラメータでも構わない。 The may be any parameter as long be other than the propagation vector effective propagation information regarding a pilot signal.

パイロット信号検出部9で伝播情報(伝播ベクトルの推定)が算出されると、送信信号判定部10ではその情報を用いて送信信号の選定を行う。 When the propagation information in the pilot signal detecting part 9 (estimated propagation vector) is calculated, it performs selection of the transmission signal using the information in the transmission signal determining part 10. 送信信号の選定法としてはさまざまな方法が考えられる。 Various methods are conceivable as a selection method of the transmission signal. 以降、実施の形態2〜5では、この送信信号の選定方法に関していくつかの実施の形態を示す。 Since, in Embodiment Modes 2 to 5, illustrate several embodiments regarding the selection process of the transmission signal. ただし、この発明は実施の形態2〜5で述べる選定法の例に限られるものではなく、伝播関連情報である伝播情報を用いて情報信号の送信を制御し、伝送の効率化を行ういかなる選定法であってもよい。 However, the invention is not limited to the example of selection method described in Embodiment Modes 2 to 5, to control the transmission of the information signal using the propagation information is propagation-related information, any selection to perform efficient transmission it may be a law.

実施の形態2. The second embodiment.
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SDM)伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。 This embodiment relates to an efficient transmission control method and communication system in a MIMO system that spatially multiplexing a plurality of signals (SDM) transmission. 特に、実施の形態1における端末Bでの送信信号選定方法に関する具体的な一つの方法を示す。 In particular, a specific one of the methods for selecting a transmission signal process of the terminal B in Embodiment 1. FIG.

図7は本実施の形態における送信信号判定部10を示しており、図8は送信信号判定部10における制御手順を示すフローチャートである。 Figure 7 shows a transmission signal determining part 10 in this embodiment, FIG. 8 is a flowchart showing a control procedure in the transmission signal determining part 10. 以下図7、図8を用いて本実施の形態における送信信号選定方法について説明する。 Hereinafter 7, the transmission signal selection method in this embodiment will be described with reference to FIG.

図7に示すように、送信信号判定部10は、複数の信号の中からなるべく電力の大きい信号をR個選定する。 As shown in FIG. 7, the transmission signal determining part 10, the largest possible signal power from the plurality of signals to the R selection. 具体的には、端末Bの送信信号判定部10はパイロット信号検出部9からの伝播ベクトルh nを受け取ると、ノルム||h n ||の大きい順にR個の信号を選択する(S201)。 Specifically, the transmission signal determining part 10 of the terminal B selects receives the propagation vector h n from the pilot signal detecting part 9, in descending order of the norm || h n || the R number of signal (S201). 次に、選定した信号の番号nを制御情報伝送部11に通知する(S202)。 Then, to notify the number n of the selected signal to the control information transmitting unit 11 (S202).

この選定によって伝播環境のよいチャネルを選んで利用できる。 This selection can be used to choose a good channel of propagation environment. また、選定する信号数Rを受信アンテナ数Mよりも小さくすることにより、端末Bでは各信号を分離受信することも可能となる。 Also, to be smaller than the number M of reception antennas the number of signals R to select, it is possible to separate receive signals at terminals B.
従って、本実施の形態に従えば、伝播環境のよい信号を選定して信号伝送を行うことができる。 Thus, according to this embodiment, it is possible to perform signal transmission by selecting a good signal with propagation environment. また、受信機での各信号の分離受信も円滑に行える。 Moreover, the separation reception of signals at the receiver performed smoothly.

実施の形態3. Embodiment 3.
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SDM)伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。 This embodiment relates to an efficient transmission control method and communication system in a MIMO system that spatially multiplexing a plurality of signals (SDM) transmission. 特に実施の形態1における端末Bでの送信信号選定方法に関する方法であり、実施の形態2とは異なる一つの方法を示す。 In particular a method for selecting a transmission signal process of the terminal B in Embodiment 1, showing a different one way in the second embodiment.

図9は本実施の形態における送信信号判定部10を示しており、図10は送信信号判定部10における制御手順を示すフローチャートである。 Figure 9 shows a transmission signal determining part 10 in the present embodiment, FIG. 10 is a flowchart showing a control procedure in the transmission signal determining part 10. 以下図9、図10を用いて本実施の形態の送信信号判定方法について説明する。 Hereinafter 9, the transmission signal determining method of this embodiment will be described with reference to FIG. 10.

図9に示すように、送信信号判定部10は、複数の送信信号の中から相互の空間相関がなるべく小さくなるようR個の信号を選定する。 As shown in FIG. 9, the transmission signal determining part 10 selects the R number of signal such that the mutual spatial correlation is as small as possible from among a plurality of transmission signals. ここで、空間相関とは Here, the spatial correlation
|h n1 Hn2 | / (|| h n1 || ||h n2 ||) もしくは |h n1 Hn2 | | h n1 H h n2 | / (|| h n1 || || h n2 ||) or | h n1 H h n2 |
で定義されるパラメータであり、このパラメータが小さいほど、信号n1,n2は空間的に直交関係に近い状態といえる。 In a parameter defined, as this parameter is smaller, signals n1, n2 can be said to state close to a spatially orthogonal relationship. 相互の信号が直交関係に近いほど、端末Bでは2つの信号の分離は容易となる。 As mutual signal is close to orthogonal, the separation of the two signals at the terminal B is facilitated. 従って、この選定によって相互に信号を抑圧しやすい環境で信号伝送を行うことができる。 Therefore, it is possible to perform signal transmission in mutual signal was easily suppressed in the environment by this selection. その結果、端末Bでは各信号の分離が容易となる。 As a result, it becomes easy to separate the the terminal B signal.

具体的な制御手順として、端末Bのパイロット信号検出部9で伝播ベクトルh nが推定されると、まず送信信号判定部10はノルム ||h n || が最大となる信号を選定する(S301)。 As a specific control procedure, when the propagation vector h n is estimated in the pilot signal detecting part 9 of the terminal B, the transmission signal determining part 10 firstly selects a signal norm || h n || is maximum (S301 ). 次に、選定した信号nを変数n1のグループに加える(S302)。 Then added the selected signal n to a group of variable n1 (S302). なお、初期状態ではn1のグループは要素を持たない。 It is to be noted that the group of n1 in the initial state does not have the elements. 変数n1の要素がR個より少ない場合(S303)には、グループn1に属する信号と信号nとの空間相関の和 Σ n1 |h n Hn1 | / (|| h n || ||h n1 | ) In the case elements of the variable n1 is smaller than the R (S303), group sum of spatial correlation of the signal and the signal n belonging to n1 Σ n1 | h n H h n1 | / (|| h n || || h n1 |)
が最小となる信号nを変数n1のグループ以外から新たに選定し(S305)、グループn1に要素として加える(S302)。 There is newly selected signal n which minimizes the non-group variable n1 (S305), it added as an element to the group n1 (S302). また、ステップS302終了時にn1の要素がR個以上の場合(S303)には、グループn1として選定した番号を制御情報伝送部11に通知して(S304)、処理を終了する。 Also, the elements of n1 at step S302 the end of the case than R pieces (S303), and notifies the selected the number as a group n1 to the control information transmitting unit 11 (S304), the process ends.

このような一連の処理によって、相互に空間相関の小さい信号の組み合わせを選定でき、端末Bでは各信号の分離受信が円滑に行える。 Such a series of processes, another can select a combination of small signal spatial correlation, the separation reception of each signal in the terminal B is performed smoothly. その結果、高効率信号伝送が可能となる。 As a result, it is possible to highly efficient signal transmission. また、送信アンテナ数Nが受信アンテナ数Mよりも多い場合にも、選定する信号数Rを受信アンテナ数Mよりも小さくすることにより、端末Bでは各信号を分離受信することも可能となる。 Further, even when the number of transmission antennas N is larger than the number M of reception antennas, to be smaller than the number M of reception antennas the number of signals R to select, it is possible to separate receive signals at terminals B.

実施の形態4. Embodiment 4.
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SDM)に伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。 This embodiment relates to an efficient transmission control method and communication system in a MIMO system that transmits a plurality of signals to the spatial multiplexing (SDM). 特に、実施の形態1における端末Bでの送信信号選定方法に関する方法であり、実施の形態2、3とは異なる方法の一つを示す。 In particular, a method for selecting a transmission signal process of the terminal B in Embodiment 1 shows one method different from the second and third embodiments.

図11は本実施の形態における送信信号判定部10の構成を示しており、図12は送信信号判定部10における制御手順を示すフローチャートである。 11 shows a configuration of a transmission signal determining part 10 in the present embodiment, FIG. 12 is a flowchart showing a control procedure in the transmission signal determining part 10. 図13は本実施の形態で用いるSINR予測法の一例であり、図14は送信信号判定部10において評価値を決定するためのSINRと評価値の対応表である。 Figure 13 is an example of a SINR prediction method used in this embodiment, FIG. 14 is a correspondence table of the evaluation value and SINR for determining an evaluation value in the transmission signal determining part 10. 図15はさまざまな信号の組み合わせに対して評価値を算出した結果を示している。 Figure 15 shows results obtained by calculating an evaluation value with respect to various combinations of signals. 以下図11〜15を用いて本実施の形態の送信信号判定方法について説明する。 Following transmission signal determining method of this embodiment will be described with reference to FIG. 11 to 15.

図11に示すように、送信信号判定部10は、信号候補選定部31、出力信号対干渉雑音電力比(SINR:Signal to interference-plus-noise)算出部(以下出力SINR算出部と言う)32、伝送評価部33、利用信号決定部34から構成される。 As shown in FIG. 11, the transmission signal determining part 10, the signal candidate selecting part 31, the output signal-to-interference noise power ratio (hereinafter referred to output SINR calculating part) (SINR Signal to interference-plus-noise) calculator 32 , the transmission evaluating part 33, and a use signal determining part 34.

送信信号判定部10では、まず信号候補選定部31が送信信号の組み合わせの候補を選定する(S401)。 In the transmission signal determining part 10, first, the signal candidate selecting part 31 selects a candidate combination of transmission signals (S401). 出力SINR算出部32ではその送信信号の組み合わせを送信した場合に得られる端末Bまでの出力SINRを予測する(S402)。 The output SINR calculating part 32 predicts an output SINR to the terminal B obtained in the case of transmitting a combination of transmission signals (S402). 具体的な予測方法の一例については後述する。 It will be described later an example of a specific prediction method. 伝送評価部33では、予測されたSINRの結果から、送信信号の組み合わせ候補に対する評価値を決定する(S403)。 The transmission evaluating part 33, from the results of the predicted SINR, determines an evaluation value with respect to the candidate combination of transmission signals (S403). この評価は、送信信号のさまざまな組み合わせの候補全てに対して行われ(S404)、最終的に評価値の最も高かった送信信号の組み合わせを利用信号決定部34で選定し、制御情報伝送部11に通知する(S405). This evaluation is performed for all candidates of various combinations of transmission signals (S404), the combination of highest was transmitted signal finally evaluation value selected by utilizing the signal determination unit 34, the control information transmitting unit 11 to notify (S405).

図13は出力SINR算出部32においてステップS402で行う各信号の出力SINRの予測方法を示している。 Figure 13 illustrates a method of predicting an output SINR of each signal performed in Step S402 in the output SINR calculating unit 32.
予測SINRの算出にあたっては、推定伝播ベクトルh nを用いてまず受信ウエイトv nの計算が行われる。 In calculating the predicted SINR, the calculation of first reception weight v n by using the estimated propagation vector h n is performed.
例えばZF基準及びMMSE合成基準の場合、受信ウエイトv nは次式で与えられる。 For example, in the case of ZF criterion and MMSE combining criterion, reception weight v n is given by the following equation.
n = (Σ n0n0n0 H ) -1n0 (ZF基準の場合) v n = (Σ n0 h n0 h n0 H) -1 h n0 ( For ZF criteria)
n = (Σ n0n0n0 H +P N I ) -1n0 (MMSE合成基準の場合) v n = (Σ n0 h n0 h n0 H + P N I) -1 h n0 ( For MMSE synthesis standard)

演算された受信ウエイトに対して、希望信号及び干渉雑音成分の電力を計算することにより、出力SINRを次の(式2)で求めることができる。 Respect computed reception weight by calculating the power of the desired signal and the interference noise component, it is possible to obtain an output SINR by the following equation (2).
Γ n = |h n H V n (p)| 2 / {V n Hn0n0n0 H +P N I)v n −|h n H V n (p)| 2 } (式2) Γ n = | h n H V n (p) | 2 / {V n H (Σ n0 h n0 h n0 H + P N I) v n - | h n H V n (p) | 2} ( Equation 2 )
ここで、P Nは雑音電力であり、あらかじめ推定された値である。 Here, P N is the noise power, a previously estimated value.
なお、受信ウエイトv nはZF基準、MMSE合成基準以外のウエイト演算でも構わない。 The reception weight v n is may be a ZF criterion, weights operations other than MMSE synthesis standard. いかなるウエイトv nに対しても(式2)のSINR予測式を適用できる。 It can be applied SINR prediction expression of even (Equation 2) for any weight v n.

このように出力SINRが求められると、伝送評価部33ではSINRに基づいて伝送評価値を決定する。 Thus the output SINR is determined, it determines a transmission evaluation value based on the SINR in the transmission evaluation unit 33. ここでは、具体的な一例として、SINRに応じて評価値を0と1にする方法を説明する。 Here, as a specific example, the evaluation value in accordance with the SINR will be described how to 0 and 1. ただし、本実施の形態はSINRに基づく伝送評価法に限定されるものではなく、さまざまな評価基準に基づき信号の組み合わせを選定することができる、 However, this embodiment is not limited to the transmission evaluation method based on the SINR, can be selected combination of signals based on various criteria,
また、この発明は、信号の組み合わせ候補を想定して伝送評価を行い、その結果を用いて伝送制御を行ういかなるMIMOシステムにも適用できる。 Further, the present invention performs transmission evaluation assumes candidate combination of signals can be applied to any MIMO system that performs transmission control using the result.

伝送評価部33は、図14に示すようなSINRに対して評価値を決定するテーブルを有している。 Transmission evaluating part 33 has a table for determining an evaluation value with respect to SINR as shown in FIG. 14. ここでは、SINRが4dB以上の場合に評価値を1とし、それ以外は0としている。 Here, SINR is set to 1 the evaluation value in the case of more than 4dB, otherwise is set to 0. この評価を各信号の出力SINRに対しそれぞれ実行する。 This evaluation is executed respectively with respect to the output SINR of each signal.

図15はこの評価をさまざまな信号の組み合わせ51に対して行った結果を示している。 Figure 15 shows the results of this evaluation with respect to the combination 51 of the various signals. 本実施の形態では3個のアンテナにより送信を行う種々の組み合わせを信号の組み合わせとしている。 Is a combination of various combinations of the signal for transmission by the three antennas in this embodiment. ここでは、SINR予測52、各信号の評価値の算出53、総合評価値の算出54を行った結果をまとめている。 Here, summarizes the results of SINR prediction 52, calculates 53 the evaluation value for each signal, calculates 54 the total evaluation value. このように、各信号の組み合わせに対して総合評価値54を算出し、利用信号決定部34において総合評価値54が最大となる信号の組み合わせ55を選定する。 Thus, to calculate the overall evaluation value 54 for a combination of each signal, the overall evaluation value 54 is selected signal combinations 55 which becomes maximum in the use signal determining part 34.

図15の例ではアンテナ1,2を用い、アンテナ3を用いない場合に、評価値は最大となっており、この組み合わせ55が選定される。 Using antennas 1 and 2 in the example of FIG. 15, in the case of not using the antenna 3, the evaluation value is the largest, the combination 55 is selected. なお、最大評価値を達成する組み合わせが複数存在する場合には、そのうち任意の1つを選択する。 In the case where the combination to achieve the maximum evaluation value is more present, of which selects one arbitrary. 選定された信号の組み合わせは、制御情報伝送部11を通して、端末Aに通知される。 The combination of the selected signal through the control information transmitting unit 11 is notified to the terminal A.

このような制御方法に基づくと、さまざまな送信環境から伝送効率を評価し、その中で最も優れた伝送効率を有する信号の組み合わせを選定できる。 Based on such a control method, and evaluate the transmission efficiency from various transmission environments, it selects a combination of signals having the most excellent transmission efficiency among them. その結果、伝送制御を行わない従来のMIMOシステムと比較して、伝送効率の高い通信システムが構築できる。 As a result, as compared with the conventional MIMO system that does not perform the transmission control, it can be constructed high communication system transmission efficiency is.

本実施の形態はいかなる送受信アンテナ数に対しても伝送効率の向上に利用することができる。 This embodiment can be utilized to improve the transmission efficiency for any receiving antenna number. 特に、送信アンテナ数が受信アンテナ数よりも多い場合には、端末Bで信号分離が可能な状態を達成しつつ伝送速度の改善を同時に行えるため、適用効果は大きい。 In particular, when the number of transmit antennas is larger than the number of receiving antennas, in order to perform the improvement of the transmission speed simultaneously while achieving a state capable of signal separation at the terminal B, application effect is large.

実施の形態5. Embodiment 5.
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SDM)伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。 This embodiment relates to an efficient transmission control method and communication system in a MIMO system that spatially multiplexing a plurality of signals (SDM) transmission. 本実施の形態は実施の形態1と同様な送受信機の構成を有するが、端末Bから端末Aへ通知する制御情報が異なり、本実施の形態では伝送関連情報として、各信号の伝送フォーマットを通知する。 This embodiment has a structure similar transceiver in the first embodiment, different control information to be notified from the terminal B to the terminal A, as the transmission-related information in the present embodiment, notifies the transmission format of each signal to.

図16は本実施の形態における送信信号判定部10での制御手順のフローチャートを示している。 Figure 16 shows a flowchart of a control procedure in the transmission signal determining part 10 in this embodiment. 図17は送信信号判定部10において評価値を決定するための出力SINRと評価値の対応表である。 Figure 17 is a correspondence table of the evaluation value and the output SINR for determining an evaluation value in the transmission signal determining part 10. 図18はさまざまな信号の組み合わせに対して評価値を算出した結果を示している。 Figure 18 shows results obtained by calculating an evaluation value with respect to various combinations of signals. 図19は端末Bから端末Aに伝送される制御情報のフレームフォーマットの一例である。 Figure 19 is an example of a frame format of the control information transmitted from the terminal B to the terminal A. 以下図16〜19を用いて、本実施の形態の説明を行う。 Below with reference to FIG. 16 to 19, this embodiment will be described.

本実施の形態の送信信号判定部10は実施の形態4と同様に図11の構成を有しており、信号候補選定部31、出力SINR算出部32、伝送評価部33、利用信号決定部34から構成される。 Transmission signal determining part 10 of this embodiment has the same configuration as in FIG. 11 in the fourth embodiment, the signal candidate selecting part 31, an output SINR calculating unit 32, the transmission evaluating part 33, use signal determining part 34 It consists of. 制御手順として、まず信号候補選定部31が送信信号の組み合わせの候補を選定し(S501)、出力SINR算出部32ではその組み合わせに対する信号の出力SINRを予測する(S502)。 As a control procedure, first, the signal candidate selecting part 31 selects a candidate combination of transmission signals (S501), predicting the output SINR of a signal with respect to the combination in the output SINR calculating part 32 (S502). 伝送評価部33では、その出力SINRの結果に基づき評価値を決定する(S503)。 The transmission evaluating part 33 determines an evaluation value based on the results of the output SINR (S503). この評価値は、信号のさまざまな組み合わせの候補全てに対して算出され(S504)、最終的に評価値の最も高かった送信信号の組み合わせを利用信号決定部34で選定する。 This evaluation value is calculated for all candidates of the various combinations of signals (S504), selects a combination of highest was transmitted signal finally evaluation value in use signal determining part 34. この際、利用信号決定部34はその信号の組み合わせを送信するのに適した伝送フォーマットを決定し、その伝送フォーマットを制御情報伝送部11に通知する(S505)。 In this case, the use signal determining part 34 determines a transmission format suitable for sending a combination of signals, and notifies the transmission format of the control information transmitting unit 11 (S505).

図17は出力SINR予測値に対して評価値を決定するためのテーブルである。 Figure 17 is a table for determining an evaluation value with respect to the output SINR predicted value. 本テーブルは、出力SINR予測値に対しても所定の通信品質を実現する伝送フォーマット及び伝送速度を示す。 This table shows a transmission format and transmission rate to achieve a predetermined communication quality with respect to the output SINR predicted value. ここで、所定の通信品質とは、ビット誤り率(BER:Bit Error Rate)またはパケット誤り率(PER:Packet Error Rate)などに関する要求基準である。 Here, the predetermined communication quality, bit error rate (BER: Bit Error Rate) or packet error rate (PER: Packet Error Rate) is a request standards for such. すなわち、要求基準のBERあるいはPERを満たす範囲でなるべく伝送速度が高くなるように、符号化方法(符号化率、拘束長など)、変調方式などのフォーマットを設定する。 That is, as the higher the possible transmission rate in a range satisfying BER or PER of the required standard, the encoding method (coding ratio, etc. constraint length), and sets the format such as the modulation scheme.

図17ではあるSINR62のもとで用いるべき符号化率64、変調方式63などが記載されている。 Coding rate 64 to be used under 17 in some SINR62, such as the modulation scheme 63 is described. 一般に、SINRが向上するほど、ビット誤りに強くなるので、符号化率を大きく設定できる。 In general, the higher SINR is improved, since resistant to bit errors, can be set large coding rate. また、多値変調を用いることもできる。 It is also possible to use a multi-level modulation. その結果、伝送速度65はSINRの向上とともに大きくなる。 As a result, the transmission speed 65 increases with increase of SINR.
本テーブルを用いると、あるSINRのもとで所定の要求品質を達成するための伝送フォーマットとその伝送速度を決定できる。 With this table, you can determine the transmission format for achieving predetermined required quality under a certain SINR and the transmission rate. また、伝送速度を評価値として扱えば、さまざまな信号の組み合わせに対して、評価値を算出することもできる。 Also, handle the transmission speed as an evaluation value, for a combination of various signals, it is also possible to calculate the evaluation value.

図18はさまざまな信号の組み合わせの候補71に対して各信号の評価値73として伝送速度を用い、その評価値の合計74を算出した結果である。 Figure 18 is a transmission speed used as an evaluation value 73 of each signal with respect to the candidate 71 of the various combinations of signals, a result of calculating the total 74 of the evaluation value. 利用信号決定部34では、図18の中で評価値74が最大となる信号の組み合わせを選定する。 In use the signal determination unit 34, evaluation value 74 in Figure 18 selects a combination of signals having the maximum. 本実施の形態では評価値合計が10.5になる信号の組み合わせ(1,1,0)が選定される。 In this embodiment the combination of the signal evaluation value sum is 10.5 (1,1,0) is selected.
評価値が最大となる組み合わせを選定することで、MIMOシステムにおいて要求品質基準を満たしつつ伝送速度の向上を行える。 By evaluation value is selected in combination with the maximum, enabling an improvement in transmission rate while satisfying the required quality standards in a MIMO system.

このように信号の組み合わせが選定されると、その伝送フォーマットが図17を参照して決定され、制御情報伝送部11を通して端末Aに通知される。 When the combination of such a signal is selected, the transmission format is determined with reference to FIG. 17, it is notified to the terminal A through the control information transmitting unit 11. 図19はその制御情報(制御信号)81の構成を示す一例であり、各信号毎に伝送フォーマットが指定されている。 Figure 19 is an example showing the structure of the control information (control signal) 81, the transmission format is specified for each signal. 本図において「0」は送信信号として用いないことを示す。 This "0" in the drawing shows that is not used as a transmission signal. また、「8」、「15」、「6」は送信信号として用いる際の伝送フォーマットの番号を示し、これは図17に示すように本実施の形態では「1」〜「31」が選定される。 Further, "8", "15", "6" indicates the number of the transmission format for use as a transmission signal, which is "1" to "31" is selected in this embodiment as shown in FIG. 17 that.

以上のように、端末Bは伝送関連情報として送信信号の組み合わせを用い、この送信信号の組み合わせに対応する伝送フォーマットを選定し、端末Aに通知する。 As described above, the terminal B uses a combination of transmission signals as transmission-related information, and selects a transmission format corresponding to the combination of the transmission signal, and notifies the terminal A. 通知を受けた端末Aは通知された伝送フォーマットに従い、情報信号の伝送を行う。 Terminal A having received the notification in accordance with the notified transmission format, performs transmission of information signals.

本手法に従うと、従来の伝送制御を行わないMIMOシステム及び前述の実施の形態1〜4と比較して、要求通信品質を満たしつつより伝送速度の高い通信を実現できる。 According to this method, as compared with the first to fourth embodiments of the MIMO system and the aforementioned embodiment is not performed conventional transmission control, can achieve high communication of more transmission rate while satisfying the required communication quality. このように、伝送フォーマットに自由度を加えることによりより綿密なシステム設計が可能となり、伝送速度を向上できる。 Thus, it is possible to more elaborate system design by adding a degree of freedom to the transmission format, thereby improving the transmission speed.

なお、以上の説明では伝送速度を評価値として用いたが、伝送速度以外のパラメータを評価値としても構わない。 In the above description, using a transmission rate as the evaluation value, it may be used as the evaluation value a parameter other than the transmission speed.

実施の形態6. Embodiment 6.
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SDM)伝送するMIMOシステムにおける効率的な伝送制御法及び通信方式に関するものである。 This embodiment relates to an efficient transmission control method and communication system in a MIMO system that spatially multiplexing a plurality of signals (SDM) transmission. 特に、マルチキャリア伝送を行うSDM伝送について示したものである。 In particular, it illustrates the SDM transmission performing multi-carrier transmission.

図20は一般的なマルチキャリア伝送を説明するための基本構成図である。 Figure 20 is a basic configuration diagram for explaining a general multi-carrier transmission. 図21はマルチキャリア伝送にMIMOシステムを適用する場合の送受信の構成図である。 Figure 21 is a configuration diagram of a transceiver in the case of applying the MIMO system to multi-carrier transmission. 以下、図20、21を用いて、本実施の形態の説明を行う。 Hereinafter, with reference to FIGS. 20 and 21, this embodiment will be described.

最近無線通信では、より高速伝送、高速移動の可能なシステムへの要求が高く、広帯域な無線伝送を行う必要が生じている。 Recently wireless communications, faster transmission, high demand for high-speed movement possible system, is necessary to perform a wideband radio transmission has occurred. 広帯域信号の伝送に関しては、複数のキャリアを同時に用いて信号の並列伝送を行うマルチキャリア方式が特に注目を集めている。 For the transmission of wideband signals, multicarrier scheme for parallel transmission of signals by using a plurality of carriers simultaneously it is particularly attracting attention. マルチキャリア伝送方式では、低速なデータを周波数上で並列に配置し、異なるキャリアを用いて同時に送信する。 In a multi-carrier transmission system, low-speed data are arranged in parallel on a frequency, simultaneously transmitted using different carriers. 信号の並列伝送を行うことによって伝送速度の向上を図っている。 Thereby improving the transmission speed by performing parallel transmission of signals.

図20にマルチキャリア通信システムの基本構成図を示す。 Figure 20 shows a basic block diagram of a multi-carrier communication system. 図に示すように、信号送信部91では複数の信号を異なる複数の周波数に多重(93〜96)し、信号伝送する。 As shown in FIG. Multiplexes (93-96), the signal transmission unit 91 a plurality of signals to a plurality of different frequencies, to the signal transmission. また、受信側の信号受信部92では異なる複数の周波数に多重(93〜96)した信号を分離し、各キャリアの受信信号とする。 Furthermore, separating the multiplexed (93 to 96) signals to a plurality of different frequencies in the signal receiving unit 92 of the reception side, the reception signal of each carrier. 本図に示すように、マルチキャリア信号送信部91で多重された信号は複数の周波数に多重(93〜96)されて伝送される。 As shown in the figure, multiplexed signal in a multi-carrier signal transmitting portion 91 is transmitted by being multiplexed (93 to 96) to a plurality of frequencies. この際、各キャリアで伝送される信号は独立に扱うことができる。 In this case, signals transmitted by each carrier can be handled independently. すなわち、シングルキャリア伝送の場合と同じく、各キャリア毎に個別に信号処理を行うことができる。 That is, as in the case of single-carrier transmission, it is possible to individually perform signal processing for each carrier. 従って、実施の形態1〜5ではシングルキャリア伝送の場合を対象に説明したが、同様のアクセス制御法はマルチキャリア伝送方式でも適用できる。 Thus it has been described the subject in the case of the first to fifth in the single-carrier transmission implementation, similar access control method can also be applied to a multicarrier transmission scheme.

図21にマルチキャリア伝送システムにこの発明のMIMOシステムを適用した信号処理の構成を示す。 The multicarrier transmission system in FIG. 21 shows the configuration of the applied signal processing MIMO system of the present invention. 本図に示すように各キャリア毎に実施の形態1〜5に示すMIMOシステムを達成することにより、マルチキャリア伝送方式に対してもこの発明のMIMOシステムを適用することができる。 By achieving MIMO system shown in Embodiments 1 to 5 for each carrier as shown in the figure, it can also be applied to the MIMO system of the present invention for multi-carrier transmission scheme.

実施の形態7. Embodiment 7.
本実施の形態は、特にマルチキャリア伝送を行うSDM伝送について、実施の形態6とは異なる伝送制御法及び通信方式を示したものである。 This embodiment, especially SDM transmission performing multi-carrier transmission, there is shown a transmission control method and communication method different from the sixth embodiment.
実施の形態6で示したように各サブキャリアに対し独立して制御伝送を行うことで、シングルキャリアの場合と同様の制御を行うことができる。 By performing the independent control transmission to each sub-carrier as shown in the sixth embodiment, it is possible to perform the same control as in the case of a single carrier. しかし、全てのサブキャリアに対して独立制御を行うと、制御量が大きくなるという問題がある。 However, when independent control for all subcarriers, there is a problem that the control amount increases. そこで、本実施の形態では、制御量を低減しつつ、MIMOシステムにおける効率的な信号伝送を可能とする方法について述べる。 Therefore, in this embodiment, while reducing a control amount will be described a method that allows efficient signal transmission in a MIMO system.

図22は送信信号判定部10の構成図であり、図23は送信信号判定部10で行われる制御を示すフローチャートである。 Figure 22 is a block diagram of a transmission signal determining part 10, FIG. 23 is a flowchart showing the control performed by the transmission signal determining part 10. 図24は送信信号判定部10で用いられる平均SINR算出法を示している。 Figure 24 shows an average SINR calculation method used in the transmission signal determining part 10. 以下、図22〜24を用いて、本実施の形態の説明を行う。 Hereinafter, with reference to FIG. 22 to 24, this embodiment will be described.

実施の形態6では、サブキャリア毎に評価及び選定を行ったが,本実施の形態では全サブキャリアに対して1つの伝送評価及び信号の選定を行う。 In the sixth embodiment, it was subjected to evaluation and selection for each subcarrier, in the present embodiment performs the selection of one transmission evaluation and signal to all the sub-carriers. すなわち、全サブキャリアに対する評価値を設定し、その評価値に従って全サブキャリアの送信信号の選定を行う。 That is, sets an evaluation value for all subcarriers, performs selection of the transmission signals of all the subcarriers in accordance with the evaluation value. 評価値としては、平均信号電力、平均空間相関、平均SINRなどさまざまなパラメータを用いることができる。 The evaluation value can be used the average signal power, an average spatial correlation, such as the average SINR various parameters. ここではその一つとして平均SINRを用いる場合について説明を進める。 Here, an explanation will be given on the case of using an average SINR as one.

図22は全サブキャリアに対して1つの伝送評価及び信号選定を行う場合の送信信号判定部10の構成である。 Figure 22 is a configuration of a transmission signal determining part 10 in the case of performing one transmission evaluation and signal selection with respect to all the sub-carriers. 本手法では、まず信号候補選定部31が送信信号の組み合わせの候補を選定し(S601)、平均出力SINR算出部35では平均出力SINRを予測する(S602)。 In this method, first, the signal candidate selecting part 31 selects a candidate combination of transmission signals (S601), predicting the average output SINR in an average output SINR calculating unit 35 (S602). 平均出力SINRの予測算出方法については後述する。 It will be described later prediction calculation method of an average output SINR. 伝送評価部33では、平均出力SINRの予測結果から、送信信号の組み合わせの候補に対する評価値を決定する(S603)。 The transmission evaluating part 33, from the prediction results of an average output SINR, determines an evaluation value with respect to the candidate combination of transmission signals (S603). この評価は、送信信号のさまざまな組み合わせ候補全てに対して行われ(S604)、最終的に評価値の最も高かった送信信号の組み合わせを利用信号決定部34で選定し、制御情報伝送部11に通知する(S605)。 This evaluation is performed on various combinations candidates all transmitted signals (S604), the combination of highest was transmitted signal finally evaluation value selected by utilizing the signal determination unit 34, the control information transmitting unit 11 notification to (S605).

本手法は出力SINRの代わりに平均出力SINRを用いる以外は実施の形態4と同様の構成である。 This technique, except for using an average output SINR in place of output SINR is the same configuration as the fourth embodiment. また、実施の形態2,3,5に関しても平均信号電力、平均空間相関、平均SINRを用いることにより、マルチキャリア伝送時の本実施の形態の制御法に拡張できる。 The average signal power with regard embodiment 2,3,5, average spatial correlation, by using the average SINR, can be extended to control methods of this embodiment during multi-carrier transmission.

図24は平均SINRの算出法を示している。 Figure 24 shows a method of calculating average SINR. ここでは、信号の候補に対して、実施の形態4と同時に各サブキャリアのSINRΓ n,1を(n:送信アンテナ番号,l:サブキャリア番号)算出する。 Here, with respect to the signal of the candidate, the SINRΓ n, 1 of each subcarrier simultaneously Embodiment 4 (n: transmission antenna number, l: subcarrier numbers) is calculated. その後、サブキャリア間でSINRを平均化することにより、全サブキャリアに対する平均SINRΓ nを次式で計算する。 Then, by averaging the SINR among sub-carriers, calculate the average SINRganma n with respect to all the sub-carriers by the following equation.
Γ n = E 1n,1 ] Γ n = E 1 [Γ n , 1]
ここで、E 1 [・] はlに関する平均を行うことを示す。 Here, E 1 [·] indicates that for averaging about l.

マルチキャリア伝送では通常複数サブキャリアにまたがって符号化・復号を行う場合が多い。 When performing normal encoding and decoding over multiple subcarriers in multicarrier transmission is large. この場合、マルチキャリア受信特性は平均SINRに大きく依存し、平均SINRによって伝送特性をほぼ把握できる。 In this case, the multi-carrier reception characteristics greatly depends on the average SINR, can be substantially grasped transmission characteristics by an average SINR. 従って、マルチキャリア伝送では全サブキャリアに対する平均化パラメータを用いることにより、少ない制御量で効率的な信号選定を行うことができる。 Thus, in a multi-carrier transmission by using an averaging parameter with respect to all the sub-carriers, it is possible to perform efficient signal selection with a small control amount.

本実施の形態では平均SINRを用いて利用する信号の組み合わせを選定し、その組み合わせを制御信号によって端末Aに通知する。 In this embodiment selects a combination of signals utilized with average SINR, it notifies the terminal A by the control signal combinations thereof. この際、制御情報は全サブキャリアに対して共通であり、サブキャリア毎に制御方法を必要とする実施の形態6よりも制御量を大幅に軽減できる。 At this time, the control information is common to all subcarriers, can greatly reduce the control amount than the sixth embodiment requires control method for each subcarrier.

実施の形態8. Embodiment 8.
本実施の形態は、SDM伝送において実施の形態1〜7とは異なる端末Aでの信号送信法を示したものである。 This embodiment shows the signal transmission method in a different terminal A and Embodiments 1 to 7 in SDM transmission.

実施の形態1〜7のSDM伝送では、端末Aは各アンテナからパイロット信号及び情報信号を送信していた。 The SDM transmission seventh embodiments, the terminal A has been transmitted a pilot signal and the information signal from each antenna. しかし、必ずしも各アンテナから個別に信号を送信する構成でなくても構わない。 However, it may not necessarily be configured to transmit the individual signals from each antenna. 本実施の形態では、端末Aが送信ビームを用いてパイロット信号及び情報信号の伝送を行う場合について述べる。 In this embodiment, description will be made of a case where the terminal A performs transmission of the pilot signal and the information signal using a transmission beam.

図25は本実施の形態における送受信機の構成図であり、111〜113は送信ウエイト乗算器。 Figure 25 is a block diagram of a transceiver according to the present embodiment, 111 to 113 transmit weight multiplier. 117〜119は送信ビーム形成である。 117 to 119 is the transmit beamforming. 図26は本実施の形態における制御手順を示すフローチャートである。 Figure 26 is a flowchart showing a control procedure in this embodiment. 以下、図25,26を用いて本実施の形態の説明を行う。 Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIG. 25 and 26.

本実施の形態では、端末Aは送信信号s n (p)に対してウエイトw n =[w n1 ,w n2 ,・・・,w nN ] Tを乗じて各アンテナ3の信号とする。 In this embodiment, the terminal A is a weight w n = [w n1, w n2, ···, w nN] by multiplying the T signals for each antenna 3 to the transmission signal s n (p). 複数の送信信号がある場合には、それぞれ異なるウエイトw nを乗じて個別に各アンテナ3の信号を生成し、複数の信号を同時に送信する。 If there are multiple transmission signal is multiplied by different weights w n respectively to generate a signal of each antenna 3 separately, transmits a plurality of signals simultaneously. この場合、端末Aの送信信号は指向性を有し送信ビーム117〜119が形成される。 In this case, the transmission signal of the terminal A transmits the beam 117-119 is formed having directivity. このように、端末Aは信号を各アンテナ3からでなく、各送信ビーム17〜119から送信することもできる。 Thus, the terminal A not a signal from each antenna 3, may also be transmitted from each transmit beam 17-119.

送信ビーム形成を用いるMIMOシステムの伝送制御の手順について図26を参照して以下で説明する。 Procedure of transmission control of a MIMO system using transmission beam forming with reference to FIG. 26 described below. 端末Aはまず、各送信ビームからパイロット信号を送信する(S701)。 The terminal A first sends pilot signals from each transmit beam (S701). 端末Bはパイロット信号を受信すると、各信号の伝播ベクトルを推定する(S702)。 Terminal B receives the pilot signal, estimates a propagation vector of each signal (S702). また、端末Bは推定伝播ベクトルに基づき、利用する送信ビームを決定し(S703)、利用する送信ビームを制御情報によって端末Aに通知する(S704)。 Further, the terminal B, based on the estimated propagation vector, determines a transmission beam to be utilized (S703), and notifies the terminal A by the control information transmission beam to use (S704). 制御情報を受けた端末Aは、利用する送信ビームを選択して端末Bへ情報信号を送信する(S705)。 Terminal A having received the control information, selects a transmission beam to be utilized to transmit the information signal to the terminal B (S705).

このように端末Aが送信ビームを用いて信号送信する場合にも、端末A,B間での伝送制御により、効率的なSDM伝送が可能となる。 Even if in this way the terminal A to the signal transmitted using a transmission beam, the transmission control between the terminal A, B, thereby enabling efficient SDM transmission. 同様に、実施の形態1〜7の手法全てが送信ビームを用いる場合に拡張できる。 Likewise, all methods of Embodiments 1 to 7 can be extended to the case of using a transmission beam.

なお、送信ビームの数は送信アンテナの数と同一である必要はない。 The number of transmission beams is not necessarily the same as the number of transmit antennas. 送信ビーム数はウエイト乗算器の数え決定され、送信アンテナ数より多くすることも少なくすることもできる。 Number of transmission beams is determined count of the weight multipliers can also be reduced to more than the number of transmit antennas. 例えば、2アンテナを有する端末Aが、4つの送信ビームを用いて4つの信号を送信することも可能である。 For example, the terminal A having two antennas, it is also possible to send four signals using four transmission beams.

実施の形態9. Embodiment 9.
本実施の形態は、SDM伝送において実施の形態1及び8の伝送制御方法の適用範囲をさらに拡張するものである。 This embodiment is intended to further expand the application range of the transmission control method according to the first and eighth embodiment in SDM transmission.

実施の形態1及び8では、それぞれ (1)端末Aが各アンテナから信号を伝送すること (2)端末Aが各送信ビームから信号を伝送することを前提として伝送制御法を述べた。 In the first and eighth embodiments, said each (1) transmission control method on the assumption that the terminal A transmits a signal from each antenna (2) the terminal A transmits a signal from each transmission beam. しかし、実際には、端末Bは(1)または(2)の状態のいずれであるかを認識しなくても、伝送制御を行うことができる。 However, in practice, the terminal B can also be carried out, the transmission control not recognize which one of the states of (1) or (2).

図27は本伝送制御法の概念を示しており、図28は本実施の形態のフローチャートの一例を示している。 Figure 27 shows the concept of the present transmission control method, Figure 28 shows an example of a flowchart of this embodiment. 端末Aは(1)または(2)のいずれかの状態でパイロット信号を送信する(S801)。 Terminal A transmits a pilot signal in one of two states: (1) or (2) (S801). このとき、端末Bは(1)または(2)のいずれかを認識しなくてもパイロット信号に対する伝播ベクトルを推定できる(S802)。 In this case, the terminal B can estimate the propagation vector of the pilot signals even without recognizing either (1) or (2) (S802). また、信号電力、空間相関、出力SINRのいずれもパイロット信号の系列のみを知れば、端末Bは推定できる。 Moreover, signal power, a spatial correlation, knowing only the sequence of any pilot signal of the output SINR, the terminal B can estimate. さらに、その結果に基づいてパイロット信号に対応する適切な信号の選定を行うこともできる(S803)。 Furthermore, it is also possible to perform the selection of appropriate signals corresponding to the pilot signals based on the results (S803). また、端末Bは、利用するパイロット信号の番号を端末Aへ通知する(S804)ことにより、利用する信号を通知することもできる。 Further, the terminal B, by notifying the number of pilot signals for use to the terminal A (S804), it is also possible to notify the signal to use. 制御情報を受けた端末Aは、情報信号をアンテナまたは送信ビームから端末Bへ送信する(S805)。 Terminal A having received the control information, the information signal is transmitted from an antenna or a transmission beam to the terminal B (S805).

従って、端末Bはパイロット信号の系列のみを知れば、端末Aが(1)または(2)のいずれの状態であるかを認識しなくとも、全ての伝送制御を円滑に行うことができる。 Thus, terminal B Knowing only series of pilot signals even without recognizing whether it is a state of the terminal A (1) or (2), it is possible to smoothly perform all transmission control. その結果、端末Aは端末Bとは無関係に、任意の送信ビーム等を用いても伝送制御において問題とならない。 As a result, the terminal A is independent of the terminal B, not a problem in the transmission control be used any transmission beam or the like.

以上の結果から、パイロット信号の系列のみを規格として予め送受信機間で決め、送信ビームの利用は各端末の自由な判断に委ねることができる。 These results determined in advance between transmitter and receiver only series of pilot signals as a standard, the use of transmission beam can be left to the discretion of each terminal. その結果、ビームの有無に関する認知及び通知を端末間行う必要はなく、端末Aは少ない制御量で送信ビーム形成を利用することができる。 As a result, it is not necessary to perform inter-terminal recognition and notification as to whether or not the beam, the terminal A can use transmission beam formation with a small control amount.

実施の形態10. Embodiment 10.
本実施の形態は、複数の信号を空間多重(SDM)伝送するMIMOシステムにおける効率的な信号伝送法及び通信方式に関するものである。 This embodiment relates to an efficient signal transmission method and communication system in a MIMO system that spatially multiplexing a plurality of signals (SDM) transmission.
本実施の形態は、端末Bから端末Aに送信する制御情報が実施の形態5と異なり、特に、端末Bが各信号の送信電力を決定し、伝送フォーマットに加えて送信電力をも端末Aに通知することを特徴とする。 This embodiment, the terminal B different from the control information according to the fifth embodiment to be transmitted to the terminal A, in particular, to determine the transmission power of the terminal B is the signal to the terminal A also the transmission power in addition to the transmission format notification, characterized in that.

図30は送信信号判定部10で用いる本実施の形態のフローチャートの一例を示している。 Figure 30 shows an example of a flowchart of this embodiment used in the transmission signal determining part 10. 図29は送信信号判定部10においてさまざまな信号の組み合わせに対して評価値を算出した結果を示している。 Figure 29 shows results obtained by calculating an evaluation value with respect to various combinations of signals in the transmission signal determining part 10. 図31は端末Bから端末Aに伝送される制御情報(制御信号)82のフレームフォーマットの一例である。 Figure 31 is an example of a frame format of the control information (control signal) 82 transmitted from the terminal B to the terminal A. 以下図29〜31を用いて、本実施の形態の説明を行う。 Below with reference to FIG. 29-31, this embodiment will be described.

本実施の形態の送信信号判定部10は図11と同様の構成を有しており、信号候補選定部31、SINR算出部32、伝送評価部33、利用信号決定部34から構成される。 Transmission signal determining part 10 of this embodiment 11 has the same structure as the signal candidate selecting part 31, SINR calculating unit 32, the transmission evaluating part 33, and a use signal determining part 34. しかし、前述の実施の形態5とは伝送フォーマットに加えて送信電力も端末Bから端末Aに伝送される点が異なる。 However, the point to be transmitted transmission power in addition to the transmission format from the terminal B to the terminal A is different from the fifth embodiment described above.

制御手順として、まず信号候補選定部31が各信号の送信電力の組み合わせ75を選定し(S901)、出力SINR算出部32では端末Bでの出力SINR72を予測する(S902)。 As a control procedure, first, the signal candidate selecting part 31 selects a combination 75 of the transmission power of each signal (S901), predicting the output SINR calculating unit 32 outputs SINR72 at the terminal B in (S902). 伝送評価部33では、各出力SINR72の予測結果から、送信信号の各候補に対する評価値73を算出し、送信信号の各候補に対する評価値73を合計して伝送評価値74を決定する(S903)。 The transmission evaluating part 33, from the prediction results of each output SINR 72, and calculates an evaluation value 73 for each candidate of the transmitted signal, determines a transmission evaluation value 74 by summing the evaluation values ​​73 for each candidate of the transmission signal (S903) . この評価は、信号の送信電力のさまざまな組み合わせ全てに対して行われ(S904)、最終的に評価値の最も高かった送信電力の組み合わせを利用信号決定部34で選定し、制御情報伝送部11に通知する(S905)。 This evaluation is performed with respect to all various combinations of transmission power of the signal (S904), the highest was the combination of the transmission power of the final evaluation value selected by utilizing the signal determination unit 34, the control information transmitting unit 11 to notify (S905).

図29はさまざまな信号電力の組み合わせ75に対して出力SINR72を予測し、評価値を算出した結果である。 Figure 29 predicts an output SINR72 the combination 75 of the various signal power is a result of calculating the evaluation value. ここでは、パイロット信号の電力に対して情報信号の電力を変更したと想定し、出力SINR72を予測する。 Here, assume that changes the power of the information signal to power of the pilot signal to predict the output SINR 72. このSINR予測は(式2)と同様の演算法を用いて行うことができる。 This SINR prediction can be performed using the same calculation method and (Equation 2). また、予測したSINRを用いて評価値を決定する。 Further, to determine the evaluation value using the predicted SINR. このように、さまざまな電力の組み合わせに対して評価値を算出し、最も評価値の高い組み合わせを選定することにより、送信電力の最適化を行うことができる。 Thus, by calculating an evaluation value with respect to various combinations of power, by selecting a winning combination the most evaluation value, it is possible to optimize the transmission power. ただし、電力の、組み合わせを作成するに当たって、送信信号の総電力が所定の範囲内に収まるように電力の組み合わせを作成するものとする。 However, in order to create power, the combination, it is assumed that the total power of the transmitted signal to create a power combinations of so as to fall within a predetermined range.

このように各信号の電力の大きさの組み合わせが選定されると、その組み合わせ伝送フォーマットが図17を参照して決定され送信電力と共に制御情報伝送部11を通して、端末Aに通知される。 Thus the combination of the magnitude of power of each signal is selected, the combination transmission format through the control information transmitting unit 11 with the determined transmit power with reference to FIG. 17, it is notified to the terminal A. 図31はその制御信号の構成を示す一例であり、各信号に対応した送信電力が現在のパイロット信号との比とし左欄に記述され、右欄の数字は伝送フォ-マットの番号を示している。 Figure 31 is an example showing the configuration of the control signals, transmission power corresponding to each signal is described in the left column and the ratio of the current pilot signal, the numbers in the right column the transmission follower - indicates the number of the mat there. まお、本制御信号の電力項において、送信信号に用いる際の送信電力規模として「0」〜「3」を規定し、伝送フォ-マットの番号「0」は送信信号として用いないことを示し、送信信号として用いる番号は、実施の形態5と同様に「1」〜「3」が選定される。 Mao, in the power section of the control signal, to define a "0" to "3" as the transmission power scale in using the transmission signal, the transmission follower - Mat number "0" indicates that no use as a transmission signal, number used as a transmission signal, as in the fifth embodiment is "1" to "3" is selected.

以上のように、端末Bは送信電力の組み合わせを選定し、端末Aに通知する。 As described above, the terminal B selects a combination of transmission power, and notifies the terminal A. 通知を受けた端末Aは通知された送信電力と伝送フォーマットに従い、情報信号の伝送を行う。 Terminal A having received the notification in accordance with the transmission format and notified transmission power, to transmit the information signal.

実施の形態1〜9では信号の送信電力の変更は考慮しなかったが、本実施の形態では各送信信号の電力の最適化を行うことができる。 While change in the transmit power of the first to ninth the signal implementation were not considered, in the present embodiment it is possible to optimize the power of each transmission signal. その結果、送信電力も考慮した上で、より効率的にMIMOシステムで信号伝送を行うことができる。 As a result, in terms of transmit power is also taken into consideration, it is possible to perform signal transmission in a more efficient MIMO system.

なお、本実施の形態では実施の形態5に対して電力の組み合わせを適用した場合を述べたが、同様に実施の形態1〜9に対しても同様の手法を適用できる。 In the present embodiment has been described the case of applying the power combination against the fifth embodiment can be applied a similar approach with respect to the first to ninth similarly implemented. すなわち、本実施の形態で述べたSINRを用いる電力選定法は、この発明の一つの具体例にすぎず、端末Bが伝播情報をもとに電力を決定し、伝送制御を行うさまざまなMIMOシステムの構成が可能である。 That is, the power selection method using the SINR described in this embodiment, various MIMO system merely one embodiment, to determine the power terminal B on the basis of the propagation information and performs transmission control of the present invention the configuration of the are possible.

実施の形態11. Embodiment 11.
本実施の形態は、MIMOシステムとCDMAシステムを組み合わせて用いる場合について示したものである。 This embodiment illustrates the case of using a combination of a MIMO system and a CDMA system.

DS−CDMA方式及びマルチキャリアCDMA方式とMIMOシステムを組み合わせて用いる場合には、符号拡散されたパイロット信号を端末Bで逆拡散した後に、実施の形態1〜10と同様の手法を適用できる。 When used in combination DS-CDMA system and a multi-carrier CDMA system and a MIMO system, a pilot signal is code-spread after despreading at the terminal B, can be applied the same method as Embodiment 10 of the embodiment. 従って、実施の形態1〜10の伝送制御法はDS−CDMA方式、マルチキャリアCDMA方式などのCDMA方式と組み合わせて用いることもできる。 Therefore, the transmission control method of the embodiment 1-10 embodiment may also be used in combination with CDMA system, such as DS-CDMA system, multi-carrier CDMA scheme.

この発明の無線通信方法および無線通信システムは、一の情報信号に関し複数のアンテナに対応する第1のウエイト、および、他の情報信号に関する複数のアンテナに対応する第2のウエイトを上記通信相手側システムに通知し、第1のウエイトを一の情報信号に乗じた第1の演算結果とし、第2のウエイトを他の情報信号に乗じた第2の演算結果とから、複数のアンテナそれぞれに対応する複数の出力信号を生成して通信相手側システムに送信するので、通信相手側システムでは信号の分離を円滑に行うことができ、伝送効率を向上を図る無線通信装置に適用できる。 Wireless communication method and wireless communication system of the present invention, first weight, and said communication partner a second weight corresponding to a plurality of antennas for other information signals corresponding to a plurality of antennas relates one information signal notify the system, a first weight to a first calculation result obtained by multiplying one of the information signals, and a second calculation result obtained by multiplying the second weight to other information signals, corresponding to a plurality of antennas and transmits to the plurality of communication partner system generates an output signal, the communication partner side system can perform signal separation smoothly, it can be applied to a wireless communication device to improve the transmission efficiency.

1,2;端末、3、4;アンテナ、5;伝播路、6;信号送信部、7;御情報受信部、8;送信信号決定部、端末B2、9;パイロット信号検出部、10;送信信号判定部、11;制御情報伝送部、12;制御情報受信部、31;信号候補選定部、32;出力SINR算出部、33;伝送評価部、34;利用信号決定部、35;平均出力SINR算出部、91、101、102、103;マルチキャリア信号送信部、92、104、105、106;マルチキャリア信号受信部、113;送信ウエイト乗算部、114、115、116、131、132、133;受信ウエイト乗算部。 1,2; terminal, 3,4; antenna, 5; propagation path, 6; signal transmitting unit, 7; control information receiving unit, 8; transmission signal determining unit, a terminal B2,9; pilot signal detecting unit, 10; transmission signal determination unit, 11; control information transmitting unit, 12; control information receiving unit, 31; signal candidate selecting unit, 32; output SINR calculating unit, 33; transmission evaluation unit, 34; use signal determining part 35; average output SINR calculator, 91,101,102,103; multicarrier signal transmission unit, 92,104,105,106; multicarrier signal receiving unit, 113; transmission weight multiplying portion, 114,115,116,131,132,133; reception weight multiplying unit.

Claims (4)

  1. 複数の情報信号から出力信号を生成し、この出力信号を複数のアンテナから通信相手側システムに対して送信する無線通信システムにおける無線通信方法であり、 And generate output signals from the plurality of information signals, a radio communication method in a radio communication system to be transmitted to the communication partner system the output signal from a plurality of antennas,
    一の情報信号に関する上記複数のアンテナに対応する第1のウエイト、および、他の情報信号に関する上記複数のアンテナに対応する第2のウエイトを上記通信相手側システムに通知するウエイト通知ステップと、 First weight corresponding to the plurality of antennas for one of the information signals, and, and the weight notification step of notifying the second weights corresponding to the plurality of antennas for other information signal to the communication counterpart system,
    上記第1のウエイトを上記一の情報信号に乗じて第1の演算結果を生成し、上記第2のウエイトを上記他の情報信号に乗じて第2の演算結果を生成する演算ステップと、 A calculating step of the first weight to generate a first operation result by multiplying with the one information signal to generate a second operation result of the above second weights by multiplying the above other information signals,
    上記第1の演算結果と上記第2の演算結果とから、上記複数のアンテナそれぞれに対応する複数の出力信号を生成し、上記通信相手側システムに送信する送信ステップを備えることを特徴とする無線通信方法。 Radio said the first operation result and the second calculation result, to generate a plurality of output signals corresponding to the plurality of antennas, characterized in that it comprises a transmission step of transmitting to the communication partner system Communication method.
  2. 上記送信ステップにおいて、 In the transmission step,
    上記第1の演算結果および第2の演算結果に対して異なる変調方式または符号化方式を適用して上記複数の出力信号を生成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 method according to claim 1, wherein the generating the plurality of output signals by applying different modulation scheme and a coding scheme to said first calculation result and second calculation result.
  3. 複数の情報信号から出力信号を生成し、この出力信号を複数のアンテナから通信相手側システムに対して送信する無線通信システムであり、 And generate output signals from the plurality of information signals, a radio communication system to be transmitted to the communication partner system the output signal from a plurality of antennas,
    一の情報信号に関する上記複数のアンテナに対応する第1のウエイト、および、他の情報信号に関する上記複数のアンテナに対応する第2のウエイトを上記通信相手側システムに通知するウエイト通知手段と、 First weight corresponding to the plurality of antennas for one of the information signals, and, and the weight notifying means for notifying the second weights corresponding to the plurality of antennas for other information signal to the communication counterpart system,
    上記第1のウエイトを上記一の情報信号に乗じて第1の演算結果を生成し、上記第2のウエイトを上記他の情報信号に乗じて第2の演算結果を生成する演算手段と、 Calculating means for the first weight to generate a first operation result by multiplying with the one information signal, said second weight to generate a second operation result by multiplying with the other information signals,
    上記第1の演算結果と上記第2の演算結果とから、上記複数のアンテナそれぞれに対応する複数の出力信号を生成し、上記通信相手側システムに送信する送信手段を備えることを特徴とする無線通信システム。 Radio said the first operation result and the second calculation result, to generate a plurality of output signals corresponding to the plurality of antennas, characterized in that it comprises a transmitting means for transmitting to the communication partner system Communications system.
  4. 上記送信手段は、 The transmission means,
    上記第1の演算結果および第2の演算結果に対して異なる変調方式または符号化方式を適用して上記複数の出力信号を生成することを特徴とする請求項3に記載の無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 3, characterized in that to generate the plurality of output signals by applying different modulation scheme and a coding scheme to said first calculation result and second calculation result.
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