JP2009194655A - 無線送受信システム、受信端末及び制御端末 - Google Patents
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Abstract
【課題】周波数利用効率、時間効率の劣化を起こさず、またアンテナ本数の制限を受けずに干渉信号を抑圧する無線送受信システムを提供する。
【解決手段】無線送受信システム1は送信端末10と受信端末20とを有する。受信端末20が有する伝達関数推定部は、全ての送信端末との間の伝送路の伝達関数を推定する。受信端末20が有する位相振幅算出部は、推定した伝達関数から所望する送信端末10以外から送信される信号である干渉信号を抑圧する位相を算出する。受信端末20は、算出した位相情報を全ての送信端末10に送信する。送信端末10の有する位相制御部は、位相情報に従い送信信号に位相回転を加え送信する。受信端末20は、振幅位相制御部で位相情報に基づき位相回転を加え、干渉除去回路で同相合成することで、逆相となる干渉信号を抑圧し所望のデータを得る。
【選択図】図1
【解決手段】無線送受信システム1は送信端末10と受信端末20とを有する。受信端末20が有する伝達関数推定部は、全ての送信端末との間の伝送路の伝達関数を推定する。受信端末20が有する位相振幅算出部は、推定した伝達関数から所望する送信端末10以外から送信される信号である干渉信号を抑圧する位相を算出する。受信端末20は、算出した位相情報を全ての送信端末10に送信する。送信端末10の有する位相制御部は、位相情報に従い送信信号に位相回転を加え送信する。受信端末20は、振幅位相制御部で位相情報に基づき位相回転を加え、干渉除去回路で同相合成することで、逆相となる干渉信号を抑圧し所望のデータを得る。
【選択図】図1
Description
本発明は、主に、送受信を行う複数の送信端末及び少なくとも1つの受信端末が、送信端末から受信端末へのデータの伝送を行う際の送信端末による干渉信号の低減を行う無線送受信システムに関する。
近年、無線通信において、デジタル変復調方式ではデジタル信号をアナログ信号に変調し、情報を伝送する方式であるASK(Amplitude Shift Keying)方式、FSK(Frequency Shift Keying)方式、PSK(Phase Shift Keying)方式などがある。また、ASKとPSKを組み合わせたQAM(Quadrature Amplitude Modulation)変調も広く用いられている。QAM変調は、64QAMや、256QAM等のように任意に表現できる信号点の数を変更し、伝送する情報量を変化させることができるため高速伝送に適している。送信端末は、信号シンボルのデジタル変調を行い、一定時間間隔で分割された時間ごとに搬送波帯へ周波数変換され送信される時分割多重(TDM:Time Division Multiplexing)を適用して送信する。更に、同時刻スロットにおいて、別の搬送波帯に周波数変換された複数の信号シンボルを同一時間スロットで送信する周波数分割多重(FDM:Frequency division multiplexing)を行う場合もある。特に、周波数分割多重において、直交周波数間隔にデータを配置して多重化を行い、信号シンボルを送信する方式は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)と呼ばれる。
受信端末は、受信した受信信号を、受信端末が有する分離回路で、送信時の多重化信号を分離し、送信時と同じ方式のデジタル復調回路においてデジタル信号に変換される(非特許文献1参照)。
受信端末は、受信した受信信号を、受信端末が有する分離回路で、送信時の多重化信号を分離し、送信時と同じ方式のデジタル復調回路においてデジタル信号に変換される(非特許文献1参照)。
図23は、従来のデジタル無線送受信を行う送信端末及び受信端末の概略ブロック図である。送信端末9aにおいて、変調回路91は送信するデータが入力されると変調を行い、多重化回路92に出力する。多重化回路92は、変調回路91から入力された変調された信号を多重化し、多重化した信号を無線部93へ出力する。無線部93は、入力される多重化した信号を送信する。受信端末9bは、送信端末9aが送信した信号を受信し、受信信号を分離回路94に出力する。分離回路94は、入力された受信信号を分離し、分離した信号を復調回路96へ出力する。分離回路96は、入力された分離信号をデジタル信号に復調しデータを出力する。
無線送受信においては、常に他の送信端末から送信される信号による受信端末の所望の信号への干渉し、伝送品質の大きな劣化要因となる。そのため、従来の無線送受信システムでは、多重化の際に無線送受信システムが有する送信端末が互いに送信時間や搬送波の周波数をずらして送信を行うことで、干渉が起こらないようにしている。また、受信端末に複数のアンテナを備えることによりアンテナ全体に指向性を持たせる適応アレーアンテナ構成し、干渉信号の到来方向の受信レベルを下げている。このようにして、所望の信号を送信する送信端末以外からの信号を抑圧し、所望の信号を受信する無線送受信システムを提供している。
斉藤 洋一、"デジタル無線通信の変復調"、社団法人 電気情報通信学会、1996
斉藤 洋一、"デジタル無線通信の変復調"、社団法人 電気情報通信学会、1996
しかしながら、従来の方法では、無線送受信システム全体の周波数利用効率、時間効率の劣化、及びアンテナの本数による干渉許容数の制限などの問題がある。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、無線送受信システムの周波数利用効率、時間効率の劣化を起こさず、またアンテナ本数の制限を受けずに干渉信号を抑圧する無線送受信システム及び無線送受信システムが有する受信端末と制御端末とを提供することにある。
上記問題を解決するために、本発明は、複数の送信端末と受信端末とを有する無線送受信システムであって、前記送信端末と前記受信端末との間の無線伝送路の伝達関数を推定し、推定した伝達関数を示す伝達関数情報を出力する伝達関数推定回路と、前記伝達関数情報に基づき、位相成分と振幅係数を算出し、算出した位相成分と振幅係数を含む位相振幅制御情報を出力する位相振幅算出回路と、を備え、前記送信端末は、少なくとも、送信するデータを変調し、信号を生成する変調回路と、前記位相振幅制御情報を用いて、前記変調回路が変調により生成した信号に位相回転を加える位相制御回路と、前記位相振幅制御回路が位相変更をした信号の多重化を行う多重化回路と、前記多重化回路により生成された信号を送信する送信端末無線部と、を備え、前記受信端末は、少なくとも、前記送信端末から信号を受信する受信端末無線部と、前記受信端末無線部の受信した多重化されている信号を分離する分離回路と、前記位相振幅制御情報を用いて、前記分離回路が分離した信号に位相回転を加え、振幅制御をする振幅位相制御回路と、前記振幅位相回路により位相回転された信号を同相合成し、同相合成により所望の前記送信端末から送信される信号を強調し、所望の信号を送信する前記送信端末以外からの前記送信端末から送信される信号である干渉信号を抑圧する干渉除去回路と、前記干渉除去回路の同相合成により得られた信号を復調し、データを取出す復調回路とを備えることを特徴とする無線送受信システムである。
また、本発明は、上記記載の発明において、前記送信端末は、送信する信号を並列に変換する直列並列変換回路を備え、前記位相制御回路は、前記直列並列変換回路により並列化された信号に対し位相の変更を行い、前記送信端末無線部は、並列化した信号を複数のアンテナを用いて送信を行い、前記受信端末無線部は、複数のアンテナを用いて並列して前記送信端末から送信される信号を受信し、前記受信端末は、前記伝送関数から算出された並列化により混信した信号の分離する行列を用いて、並列化された信号から所望の信号を分離する受信信号分離回路を備えることを特徴とする。
また、本発明は、上記記載の発明において、前記受信端末は、前記伝達関数推定回路と、前記位相振幅算出回路と、を備え、前記受信端末無線部は、前記位相振幅算出回路が出力した前記位相振幅制御情報を前記送信端末に送信し、前記振幅位相制御回路は、前記位相振幅算出回路が出力した前記位相振幅制御情報を用いて、前記分離回路が分離した信号に位相回転を加え、振幅制御をし、前記送信端末無線部は、前記受信端末から前記位相振幅制御情報を受信し、前記位相制御回路は、前記送信端末無線部が受信した前記位相振幅制御情報を用いて、前記変調回路が変調により生成した信号に位相回転を加えることを特徴とする。
また、本発明は、上記記載の発明において、前記位相振幅算出回路と、前記伝達関数情報を前記受信端末から受信し、前記位相振幅算出回路が出力した前記位相回転制御情報を前記送信端末及び前記受信端末に送信する制御端末無線部と、を具備する制御端末、を備え、前記受信端末は、前記伝送関数推定回路を備え、前記受信端末無線部は、前記伝送関数推定回路が出力した前記伝達関数情報を前記制御端末に送信し、前記制御端末から前記位相振幅制御情報を受信し、前記振幅位相制御回路は、前記受信端末無線部が受信した前記位相振幅制御情報を用いて、前記分離回路が分離した信号に位相回転を加え、振幅制御を行い、前記送信端末無線部は、前記制御端末から前記位相振幅制御情報を受信し、前記位相制御回路は、前記送信端末無線部が受信した前記位相振幅制御情報を用いて前記変調回路が変調により生成した信号に位相回転を加えることを特徴とする。
また、本発明は、上記記載の発明において、前記伝達関数を前記送信端末から受信し、前記位相回転制御情報を前記送信端末及び前記受信端末に送信する制御端末無線部と、前記位相振幅算出回路と、を具備する制御端末、を備え、前記受信端末無線部は、前記位相振幅制御情報を前記制御端末から受信し、前記振幅位相制御回路は、前記受信端末無線部が受信した前記位相振幅制御情報を用いて、前記分離回路が分離した信号に位相回転を加え、振幅制御を行い、前記送信端末は、前記伝達関数推定回路を備え、前記送信端末無線部は、前記伝達関数情報を前記制御端末に送信し、前記制御端末から前記位相振幅制御情報を受信し、前記位相制御回路は、前記送信端末無線部が受信した前記位相振幅制御情報を用いて前記変調回路が変調により生成した信号に位相回転を加えることを特徴とする。
また、本発明は、複数の送信端末と受信端末とを備え、前記送信端末から前記受信端末へデータの伝送を行う際に干渉信号となる所望の前記送信端末以外の前記送信端末からの送信信号を抑制しデータの伝送を行う無線送受信システムにおける受信端末であって、前記送信端末との間の無線伝送路の伝達関数を推定し、推定した伝達関数を示す伝達関数情報を出力する伝達関数推定回路と、前記伝達関数情報に基づき、所望の受信信号を自端末にて同相にそろえるための位相成分と振幅係数の情報である位相振幅制御情報を算出する位相振幅算出回路と、前記位相振幅制御情報を前記送信端末に送信し、前記送信端末が送信する信号を受信する受信端末無線部と、前記受信端末無線部の受信した多重化されている信号を分離する分離回路と、前記位相振幅制御情報を用いて、前記分離回路が分離した信号に位相回転を加え、振幅制御をする振幅位相制御回路と、前記振幅位相回路により位相回転された信号を同相合成し、同相合成により所望の前記送信端末から送信される信号を強調し、所望の信号を送信する前記送信端末以外からの前記送信端末から送信される信号である干渉信号を抑圧する干渉除去回路と、前記干渉除去回路の同相合成により得られた信号を復調し、データを取出す復調回路とを備えることを特徴とする受信端末である。
また、本発明は、複数の送信端末と受信端末と制御端末とを備え、前記送信端末から前記受信端末へデータの伝送を行う際に前記受信端末において干渉信号となる所望の前記送信端末以外の前記送信端末からの送信信号を前記受信端末にて抑制しデータの伝送を行う無線送受信システムにおける制御端末であって、前記送信端末又は前記受信端末から送信される前記送信端末と前記受信端末との間の伝送路の伝達関数を示す伝達関数情報を用いて、所望の信号を前記受信端末にて同相にそろえるための位相と振幅の情報である位相振幅制御情報を算出する位相振幅算出回路と、前記伝達関数情報を前記送信端末又は前記受信端末から受信し、前記位相振幅制御情報を前記送信端末及び前記受信端末に送信する制御端末無線部とを備えることを特徴とする制御端末である。
この発明によれば、複数の送信端末と受信端末とを有する無線送受信システムであって、送信端末と受信端末との間の無線伝送路の伝達関数を推定し、推定した伝達関数を示す伝達関数情報を出力する伝達関数推定回路と、伝達関数情報に基づき、位相成分と振幅係数を算出し、算出した位相成分と振幅係数を含む位相振幅制御情報を出力する位相振幅算出回路と、を備え、送信端末は、少なくとも、送信するデータを変調し、信号を生成する変調回路と、位相振幅制御情報を用いて、変調回路が変調により生成した信号に位相回転を加える位相制御回路と、位相振幅制御回路が位相変更をした信号の多重化を行う多重化回路と、多重化回路により生成された信号を送信する送信端末無線部と、を備え、受信端末は、少なくとも、送信端末から信号を受信する受信端末無線部と、受信端末無線部の受信した多重化されている信号を分離する分離回路と、位相振幅制御情報を用いて、分離回路が分離した信号に位相回転を加え、振幅制御をする振幅位相制御回路と、振幅位相回路により位相回転された信号を同相合成し、同相合成により所望の送信端末から送信される信号を強調し、所望の信号を送信する送信端末以外からの送信端末から送信される信号である干渉信号を抑圧する干渉除去回路と、干渉除去回路の同相合成により得られた信号を復調し、データを取出す復調回路とを備える構成とした。これにより、無線送受信システムでは、受信端末が、所望の信号を送信する送信端末以外からの信号と混信した信号を受信しても、送信端末が送信する信号に位相回転を加え、受信端末で受信した信号に位相回転を加え振幅制御をした後で、更に、合成を行う。この結果、混信した受信信号に含まれる所望の信号は同相合成により強調され、混信した受信信号に含まれる干渉信号は、逆相合成により打消しあう合成が行われ抑圧される。したがって、受信端末は、混信した受信信号から所望の信号を得ることが可能になる。
以下、本発明の実施形態による無線送受信システムを構成する際に用いる原理、送信端末及び受信端末を図面を参照して説明する。
(本実施形態の原理1)
無線送受信システムが有する送信端末及び受信端末は、アンテナを1つ備えている。また、無線送受信システムは、M+1個の送信端末を備え、M個の送信端末が所望の信号に対して、干渉を与える信号を送信しているとする。
送信端末及び受信端末が有している多重化手段を、例えば、直交周波数分割多重(OFDM)とし、送信端末で行う同一信号に対する多重化数をζとする。このとき、送信端末の多重化処理は、多重化数分のサブキャリア(サブキャリアα、サブキャリアβ、…、サブキャリアζ)それぞれに個別に任意の位相回転を加えた同一信号を乗せることとする。
送信端末又は受信端末が、無線送受信システムが有する送信端末と受信端末との間の伝達関数を推定する。データ伝送を行う所望の送信端末と受信端末との間のサブキャリアα、サブキャリアβ、…、サブキャリアζの伝達関数をそれぞれh1α、h1β、…、h1ζとし、所望の送信端末以外の干渉信号を送信する送信端末である干渉送信端末と受信端末との間の伝達関数をサブキャリアα、サブキャリアβ、…、サブキャリアζの伝達関数それぞれをhmα、hmβ、…、hmζ(m=2,3,…,M+1)とすると、任意の位相回転を含めたサブキャリアα、サブキャリアβ、…、サブキャリアζの受信信号rα、rβ、…、rζはそれぞれ、次式(1)で表すことができる。
無線送受信システムが有する送信端末及び受信端末は、アンテナを1つ備えている。また、無線送受信システムは、M+1個の送信端末を備え、M個の送信端末が所望の信号に対して、干渉を与える信号を送信しているとする。
送信端末及び受信端末が有している多重化手段を、例えば、直交周波数分割多重(OFDM)とし、送信端末で行う同一信号に対する多重化数をζとする。このとき、送信端末の多重化処理は、多重化数分のサブキャリア(サブキャリアα、サブキャリアβ、…、サブキャリアζ)それぞれに個別に任意の位相回転を加えた同一信号を乗せることとする。
送信端末又は受信端末が、無線送受信システムが有する送信端末と受信端末との間の伝達関数を推定する。データ伝送を行う所望の送信端末と受信端末との間のサブキャリアα、サブキャリアβ、…、サブキャリアζの伝達関数をそれぞれh1α、h1β、…、h1ζとし、所望の送信端末以外の干渉信号を送信する送信端末である干渉送信端末と受信端末との間の伝達関数をサブキャリアα、サブキャリアβ、…、サブキャリアζの伝達関数それぞれをhmα、hmβ、…、hmζ(m=2,3,…,M+1)とすると、任意の位相回転を含めたサブキャリアα、サブキャリアβ、…、サブキャリアζの受信信号rα、rβ、…、rζはそれぞれ、次式(1)で表すことができる。
式(1)において、θ1α、θ1β、…、θ1ζは、所望の送信端末のサブキャリアα、サブキャリアβ、…、サブキャリアζで与える位相回転を表している。また、θmα、θmβ、…、θmζ(m=2,3,…,M+1)は、干渉送信端末m(m=2,3,…,M+1)のサブキャリアα、サブキャリアβ、…、サブキャリアζで与える位相回転を表している。また、sは、所望の送信端末から送信される信号である所望信号を表し、im(m=2,3,…,M+1)は、干渉送信端末からの送信信号である干渉信号を表す。このζ個の受信信号を使い所望信号sについて、受信端末が同相合成を行うとき、サブキャリアα、サブキャリアβ、…、サブキャリアζの受信信号にそれぞれの係数、nα・h1α・exp(−jθ1α)、nβ・h1β・exp(−jθ1β)、…、nζ・h1ζ・exp(−jθ1ζ)を乗算し、乗算した結果を加算する演算が振幅位相制御として行われる。ここで、nα、nβ、…、nζは、振幅制御の係数である振幅制御情報であり、実数である。このとき、合成後の干渉信号は次式(2)で表される。なお、式(2)の左辺の干渉信号を示すimの上に〜(チルダ)が付く表記を、以下i〜 mとする。
干渉信号i〜 m(m=2,3,…,M+1)が抑圧される条件は、i〜 m(m=2,3,…,M+1)の係数が0になるときである。よって、次式(3)を全てのmにおいて満たすθmα、θmβ、…、θmζ(m=2,3,…,M+1)を求めれば、干渉信号i〜 m(m=2,3,…,M+1)を抑圧することができる。
ここで、簡単化のためM=1、多重化数2の場合について考えると、式(3)は次式(4)のように変形できる。
干渉信号を送信する干渉送信端末が1つのときは、式(4)を満たすnα、nβ、θ1α、θ1β、θ2α、θ2βを求めれば、干渉信号を抑圧することができる。nα/nβ、(θ1α−θ1β)、(θ2α−θ2β)は相対的な値である比と差の形で求めることができるため、最も単純なnβ=1、θ1β=θ2α=θ2β=0としたとき、所望送信端末には次式(5)で与えられる情報をフィードバックし、所望の送信端末はサブキャリアαのみに対しθ1αで示される位相制御情報に基づき位相回転を行う位相制御を行い、nα、nβで示される振幅制御情報で振幅制御を行う。ここで、angle(C)とは、複素数Cの位相成分を求める関数である。
上述したように、送信端末において位相回転による位相制御を行い、受信端末において式(2)で示される演算を行う振幅位相制御を行う。これにより、干渉送信端末からの干渉信号を抑圧し、所望の送信端末からの信号を受信することができる。
(本実施形態の原理2)
無線送受信システムが有する送信端末と受信端末とは複数のアンテナを備え、送信端末と受信端末との間で、MIMO(Multiple Input Multiple Output)の様な多入力多出力送受信を行うとする。このとき、伝達関数は行列の形で表される。また、受信端末において、受信した多入力の信号を分離する際には、伝達関数の逆行列を算出して乗算することで、多入力多出力信号の分離を行う。逆行列を用いた分離の後は、実施形態の原理1と同様の処理を行う。ここでは、干渉信号の発信元となる送信端末である干渉送信端末が1つ(M=1)、干渉信号の発信元となる送信端末が備えるアンテナの数は1つ、多重化の方法はOFDMの場合を考える。行列Hαは、サブキャリアαの伝達関数行列であり、次式(6)で表される行列H−1 αは、サブキャリアαの伝達関数の逆行列である。
無線送受信システムが有する送信端末と受信端末とは複数のアンテナを備え、送信端末と受信端末との間で、MIMO(Multiple Input Multiple Output)の様な多入力多出力送受信を行うとする。このとき、伝達関数は行列の形で表される。また、受信端末において、受信した多入力の信号を分離する際には、伝達関数の逆行列を算出して乗算することで、多入力多出力信号の分離を行う。逆行列を用いた分離の後は、実施形態の原理1と同様の処理を行う。ここでは、干渉信号の発信元となる送信端末である干渉送信端末が1つ(M=1)、干渉信号の発信元となる送信端末が備えるアンテナの数は1つ、多重化の方法はOFDMの場合を考える。行列Hαは、サブキャリアαの伝達関数行列であり、次式(6)で表される行列H−1 αは、サブキャリアαの伝達関数の逆行列である。
また、Θαを送信端末でサブキャリアαに与えられる位相差とする。ベクトルhαは、干渉送信端末からのサブキャリアαにおける伝達関数ベクトルとする。サブキャリアαに着目すると、受信信号ベクトルrαは次式(7)で表される。
式(7)に逆行列H−1 αを乗算し、所望の送信信号の多入力多出力信号を分離すると次式(8)となる。
Y1,α、Y2,αは、サブキャリアαにおける分離後の信号を表している。これはサブキャリアβにおいても同様であり、分離後の信号Y1,β、Y2,βは次式(9)となる。
これにより、本実施形態の原理1と同様に干渉信号iの係数を0にする、つまり干渉信号を抑圧する位相制御情報及び振幅制御情報を算出することで、干渉送信端末からの干渉信号を抑圧し、所望の送信端末からの信号を受信することができる。
(本実施形態の原理3)
無線送受信システムが有する送信端末と受信端末とは複数のアンテナを備え、送信端末と受信端末との間で、MIMO(Multiple Input Multiple Output)の様な多入力多出力送受信を行うとする。送信端末は、多重化の前に送信ユニタリ行列を位相制御信号に乗算し、符号化を行う。ここで、送信ユニタリ行列は、伝達関数行列を固有値分解もしくは特異値分解した時に得られる右側ユニタリ行列のエルミート転置である。受信端末では、伝達関数行列を固有値分解もしくは特異値分解した時に得られる左側ユニタリ行列を分離信号に乗算することで、多入力多出力信号の固有値伝送復号を行う。その後は、固有伝送によって得られる係数(固有値)を考慮の上、実施形態の原理1と同様の処理を行う。
例えば、無線送受信システムにおいて、所望の送信端末から受信端末へ送信を行い、干渉送信端末の数は1つ、干渉送信端末が備えるアンテナの数は1本、多重化方法はOFDMの場合について述べる。サブキャリアαの伝達関数行列Hαは次式(10)で表すことができる。
無線送受信システムが有する送信端末と受信端末とは複数のアンテナを備え、送信端末と受信端末との間で、MIMO(Multiple Input Multiple Output)の様な多入力多出力送受信を行うとする。送信端末は、多重化の前に送信ユニタリ行列を位相制御信号に乗算し、符号化を行う。ここで、送信ユニタリ行列は、伝達関数行列を固有値分解もしくは特異値分解した時に得られる右側ユニタリ行列のエルミート転置である。受信端末では、伝達関数行列を固有値分解もしくは特異値分解した時に得られる左側ユニタリ行列を分離信号に乗算することで、多入力多出力信号の固有値伝送復号を行う。その後は、固有伝送によって得られる係数(固有値)を考慮の上、実施形態の原理1と同様の処理を行う。
例えば、無線送受信システムにおいて、所望の送信端末から受信端末へ送信を行い、干渉送信端末の数は1つ、干渉送信端末が備えるアンテナの数は1本、多重化方法はOFDMの場合について述べる。サブキャリアαの伝達関数行列Hαは次式(10)で表すことができる。
次式(11)で表される行列Uαは、サブキャリアαの伝達関数行列の受信ユニタリ行列である。
また、次式(12)で表される行列Σαは、サブキャリアαの伝達関数行列の固有値であり、行列Vαはサブキャリアαの伝達関数行列の送信ユニタリ行列である。また、行列Θαは所望の送信端末でサブキャリアαに与えられる位相回転を示す行列とする。
ベクトルhαは干渉送信端末からのサブキャリアαにおける伝達関数ベクトルとすると、サブキャリアαの受信信号ベクトルrαは次式(13)で表される。
この受信信号に受信ユニタリ行列を乗算し、固有伝送復号化し、多入力多出力信号を分離すると次式(14)のようになる。
サブキャリアβについても、同様に表すことができ受信信号ベクトルrβは次式(15)で表され、受信ユニタリ行列を乗算し、固有伝送復号化し、多入力多出力信号を分離すると次式(16)のようになる。
これにより、本実施形態の原理1と同様に、式(16)の干渉信号iの係数が0となる位相制御情報及び振幅制御情報を算出することができる。算出した位相制御情報及び振幅制御情報を用いることで、干渉送信端末からの干渉信号を抑圧し、所望の送信端末からの信号を受信することができる。
(第1実施形態)
図1は、上述の実施形態の原理1で示した無線送受信を行う無線送受信システム1の構成を示した概略図である。無線送受信システム1は、送信端末10−1、…、送信端末10−n及び受信端末20−1、…、受信端末20−mを有している。なお、送信端末10−1、…、送信端末10−nは同じ構成を有しており、以下、送信端末10−1、…、送信端末10−nのいずれか、あるいは全てを代表して示す場合には送信端末10と言う。また、受信端末20−1、…、受信端末20−mは同じ構成を有しており、以下、受信端末20−1、…、受信端末20−mのいずれか、あるいは全てを代表して示す場合には受信端末20という。
図2は、第1実施形態の送信端末10の構成を示す概略ブロック図である。送信端末10は、変調回路101、位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nを有する位相制御部102、多重化回路103−1、位相振幅記憶回路104及び無線部191を備える。ここで、位相制御部102の有する位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nの数は、多重化回路103−1にて行われる多重化数と同じである。
図1は、上述の実施形態の原理1で示した無線送受信を行う無線送受信システム1の構成を示した概略図である。無線送受信システム1は、送信端末10−1、…、送信端末10−n及び受信端末20−1、…、受信端末20−mを有している。なお、送信端末10−1、…、送信端末10−nは同じ構成を有しており、以下、送信端末10−1、…、送信端末10−nのいずれか、あるいは全てを代表して示す場合には送信端末10と言う。また、受信端末20−1、…、受信端末20−mは同じ構成を有しており、以下、受信端末20−1、…、受信端末20−mのいずれか、あるいは全てを代表して示す場合には受信端末20という。
図2は、第1実施形態の送信端末10の構成を示す概略ブロック図である。送信端末10は、変調回路101、位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nを有する位相制御部102、多重化回路103−1、位相振幅記憶回路104及び無線部191を備える。ここで、位相制御部102の有する位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nの数は、多重化回路103−1にて行われる多重化数と同じである。
変調回路101は、送信するデータをデジタル変調する。位相制御部102が有する位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nは、同じ構成を有しており、それぞれ入力される変調された信号を位相制御情報が示す位相回転を行い出力する。多重化回路103−1は、位相回転が行われた信号を多重化し出力する。位相振幅記憶回路104は、入力される位相制御情報及び振幅制御情報を記憶する。無線部191は、入力される多重化された信号を送信する。また無線部191は、受信する信号に含まれる位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し出力する。
図3は、第1実施形態の受信端末20の構成を示す概略ブロック図である。受信端末20は、無線部292、分離回路201−1、振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nを有する振幅位相制御部202、干渉除去回路203−1、復調回路204、位相振幅記憶回路105、位相振幅算出回路205−1、…、位相振幅算出回路205−nを有する位相振幅算出部205、伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nを有する伝達関数推定部206及び変調回路291を備える。ここで、振幅位相制御部202が有する振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nの数、位相振幅算出部205が有する、位相振幅算出回路205−1、…、位相振幅算出回路205−nの数、及び伝達関数推定部206が有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nの数は、分離回路201−1で分離される信号の数と同じである。また、位相振幅算出回路205−1、…、位相振幅算出回路205−nは同じ構成を有している。また、振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nは同じ構成を有している。また、伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、同じ構成を有している。
分離回路201−1は、入力される多重化された受信信号を分離し出力する。振幅位相制御部202が有する位相振幅算出回路205−1、…、位相振幅算出回路205−nは、それぞれ入力される信号位相制御情報に基づきの位相回転を行い、更に振幅制御情報に基づき振幅の変更を行う位相振幅制御が行い、所望の信号を同相にそろえる。干渉除去回路203−1は、入力される振幅位相制御された信号を同相合成すると共に、干渉信号を抑圧する。復調回路204は、入力される信号をデジタル復調し、デジタル復調で得られるデータを出力する。
位相振幅記憶回路105は、入力される複数の位相制御情報及び振幅制御情報を記憶する。位相振幅算出部205が有する位相振幅算出回路205−1、…、位相振幅算出回路205−nは、それぞれ入力される伝達関数から位相制御情報及び振幅制御情報を算出する。伝達関数推定部206が有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、それぞれ入力される信号に基づき、伝達関数を推定する。ここで、伝達関数推定部206が行う伝達関数の推定は、例えば、受信する信号はプリアンブルのような既知の信号で、予め定められた信号と受信信号の差をもって行う。変調回路291は、入力される位相制御情報及び振幅制御情報をデジタル変調し出力する。無線部292は、受信した信号を出力し、入力されるデジタル変調された信号を送信する。
(第1実施形態の処理)
図4は、無線送受信システム1が、送信端末10と同じ構成の送信端末Aと送信端末B、及び受信端末20と同じ構成の受信端末Cを有する場合の送信端末Aから受信端末Cへデータを伝送するシーケンスを示した図である。このとき、送信端末Bから送信される信号は、受信端末Cにおいて干渉信号となる。
図4は、無線送受信システム1が、送信端末10と同じ構成の送信端末Aと送信端末B、及び受信端末20と同じ構成の受信端末Cを有する場合の送信端末Aから受信端末Cへデータを伝送するシーケンスを示した図である。このとき、送信端末Bから送信される信号は、受信端末Cにおいて干渉信号となる。
送信端末Aにおいて、変調回路101は、入力された送信するデータをデジタル変調し、位相制御部102へ出力する。位相制御部102が有する位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nは、それぞれ対応するサブキャリアごとに、位相振幅記憶回路104が記憶する位相制御情報に基づき、入力された信号に対して位相回転を加え、位相回転をした信号を多重化回路103−1に出力する。このとき、送信を開始した初期状態では、位相制御情報がないので位相回転を行わない情報が入力される。多重化回路103−1は、位相制御部102から入力された信号を多重化し、多重化した信号を無線部191へ出力する。無線部191は、多重化回路103−1から入力された信号を受信端末Cに送信する(ステップS101)。
送信端末Bは、前述の送信端末Aが行う動作(ステップS101)と同様の処理を行い、信号を受信端末Cに送信する(ステップS102)。
送信端末Bは、前述の送信端末Aが行う動作(ステップS101)と同様の処理を行い、信号を受信端末Cに送信する(ステップS102)。
受信端末Cにおいて、無線部292は、受信した信号を分離回路201−1に出力する。分離回路201−1は、無線部292から入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を伝達関数推定部206の有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nに出力する。伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、分離回路201−1から入力されたそれぞれの信号からサブキャリアごとの伝達関数を推定し、推定した伝達関数を示す信号を位相振幅算出部205が有する位相振幅算出回路205−1、…、位相振幅算出回路205−nに出力する。位相振幅算出部205の有する位相振幅算出回路205−1、…、位相振幅算出回路205−nは、伝達関数推定部206から入力されたそれぞれの伝達関数を用いて、位相制御情報及び振幅制御情報を算出し、算出した位相制御情報及び振幅制御情報を位相振幅記憶回路105に出力する。位相振幅記憶回路105は、位相振幅算出部205から入力された位相制御情報及び振幅制御情報を記憶する(ステップS103)。
次に、受信端末Cにおいて、位相振幅記憶回路105は、記憶する位相制御情報及び振幅制御情報を変調回路291に出力する。変調回路291は、入力された位相制御情報及び振幅制御情報をデジタル変調し、変調により生成した信号を無線部292へ出力する。無線部292は、変調回路291から入力された信号を送信端末Bに送信する。
送信端末Bにおいて、無線部191は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力し記憶させる(ステップS104)。
送信端末Bにおいて、無線部191は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力し記憶させる(ステップS104)。
また、受信端末Cの無線部292は、変調回路291から入力された信号を送信端末Aに送信する。送信端末Aにおいて、無線部191は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力し記憶させる(ステップS105)。なお、受信端末Cから送信端末A及び送信端末Bへの信号の伝送は、本実施形態で説明する様な処理を用いずに、簡便な伝送方法を用いるようにしてもよい。
送信端末Aにおいて、変調回路101は、入力された送信するデータをデジタル変調し、変調した信号を位相制御部102へ出力する。位相制御部102の有する位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nは、位相振幅記憶回路105に記憶されたサブキャリアに対応する位相制御情報を用いて、それぞれ変調回路101から入力された信号に位相回転を行い、位相回転を行った信号を多重化回路103−1に出力する。多重化回路103−1は、入力された信号を多重化し、多重化した信号を無線部191へ出力する(ステップS106)。
続いて、送信端末Aにおいて、無線部191は、多重化回路103−1から入力された信号を受信端末Cへ送信する(ステップS107)。
また、送信端末Bは、送信端末Aと同様の処理(ステップS107)を行い、送信端末Bの所望の受信端末へ信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS108)。
また、送信端末Bは、送信端末Aと同様の処理(ステップS107)を行い、送信端末Bの所望の受信端末へ信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS108)。
受信端末Cにおいて、無線部292は、送信端末A及び送信端末Bが送信した信号を受信し、受信した信号を分離回路201−1に出力する。分離回路201−1は、入力した信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を振幅位相制御部202へ出力する。振幅位相制御部202が有する振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nは、位相振幅記憶回路105が記憶するサブキャリアごとの位相制御情報及び振幅制御情報を用いて、入力された信号の位相回転を行う、と共に振幅制御を行い、所望の信号を同相にそろえる。また、振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nは、位相回転及び振幅制御を行った信号を干渉除去回路203−1に出力する。干渉除去回路203−1は、入力された信号を同相合成する。これにより、所望の信号は強調され、干渉信号は抑圧される。また、干渉除去回路203−1は、同相合成をした信号を復調回路204に出力する。復調回路204は、入力された信号をデジタル復調し、復調で得られたデータを出力する(ステップS109)。
以上の動作により、受信端末Cは、送信端末Bから送信される干渉信号に妨げられることなく、送信端末Aから送信される信号に含まれるデータを得る。
受信端末においては、位相回転が加えられた同一信号を多重化した所望の信号と干渉信号とを受信する。干渉信号は、所望信号と同様に同一信号を多重化して送信しているために、受信端末で分離したサブキャリアごとの信号にも干渉信号が加算されている。サブキャリアごとに分離された所望の同一信号を同相合成すると、送信端末の位相制御により、所望の信号は強調されると共に、干渉信号は逆相に合成され、干渉信号は抑圧される。
以上のように、送信端末と受信端末との位相振幅制御により干渉信号が抑圧され、従来の無線送信システムの干渉問題を解決することができる。
以上のように、送信端末と受信端末との位相振幅制御により干渉信号が抑圧され、従来の無線送信システムの干渉問題を解決することができる。
また、送信端末10は、全ての送信端末10と全ての受信端末20との間の伝達関数に基づいて求めた位相回転を加えた複数の同一信号を多重化して送信し、受信端末20は、受信信号を分離した後に同相合成を行うことで、干渉信号を抑圧することに特徴がある。
また、送信端末10が送信する信号は所望の信号であると共に、他の受信端末20においては干渉信号となる。しかし、複数の受信端末20で干渉信号を抑圧する位相回転をそれぞれの送信端末10が位相制御に用いることで、送信端末10と受信端末20との複数の組み合せにおいて、同時にデータの伝送を行うことが可能となる。これにより、マルチユーザによる複数のデータ伝送を行うような使用方法に用いることができる。
また、送信端末10が送信する信号は所望の信号であると共に、他の受信端末20においては干渉信号となる。しかし、複数の受信端末20で干渉信号を抑圧する位相回転をそれぞれの送信端末10が位相制御に用いることで、送信端末10と受信端末20との複数の組み合せにおいて、同時にデータの伝送を行うことが可能となる。これにより、マルチユーザによる複数のデータ伝送を行うような使用方法に用いることができる。
なお、多重化手法には、周波数分割多重や時間分割多重などを用いても良い。
また、受信端末20が、送信端末10に位相制御情報及び振幅制御情報を送信する構成としたが、無線送受信システム1に制御端末を設け、この制御端末を中継させて位相情報を無線端末10に送信してもよい。この場合、制御端末にて、送信端末10と受信端末20との同期をとるようにしてもよい。同期をとることで、伝達関数の推定やデータの伝送を効率的に行うことが可能となる。
また、受信端末20が、送信端末10に位相制御情報及び振幅制御情報を送信する構成としたが、無線送受信システム1に制御端末を設け、この制御端末を中継させて位相情報を無線端末10に送信してもよい。この場合、制御端末にて、送信端末10と受信端末20との同期をとるようにしてもよい。同期をとることで、伝達関数の推定やデータの伝送を効率的に行うことが可能となる。
また、多重化数を増やし、干渉信号を送信する送信端末が位相制御を行うことで、受信端末の受信する信号の選択の自由度が増し、干渉許容数が増える。また、全ての送信端末で位相制御を行うことで、受信端末は任意の信号を同相合成すると共に、他の信号を逆相に合成し抑圧できるので、多元接続を実現する手法として用いてもよい。
更に、信号を合成することで、ダイバーシチ効果を期待することもできる。また、送信アンテナが複数あり、多重化にOFDMを用いた場合、送信端末は、アンテナごとに同一信号を多重化するサブキャリアの周波数をずらして信号を送信し、受信端末は、受信信号のずれを戻して合成する。これにより、多入力多出力システムの伝送品質を劣化させる要因であるアンテナ相関の影響を弱めることが可能である。
更に、信号を合成することで、ダイバーシチ効果を期待することもできる。また、送信アンテナが複数あり、多重化にOFDMを用いた場合、送信端末は、アンテナごとに同一信号を多重化するサブキャリアの周波数をずらして信号を送信し、受信端末は、受信信号のずれを戻して合成する。これにより、多入力多出力システムの伝送品質を劣化させる要因であるアンテナ相関の影響を弱めることが可能である。
(第2実施形態)
次に、無線送受信システム1に制御端末30を加えた無線送受信システム1aにおいて、位相振幅算出部205を受信端末20が備えていたことに代えて、制御端末30が伝達関数から位相制御情報及び振幅制御情報を算出する機能を備える実施形態を説明する。ここで、無線送受信システム1aは、図1で示した複数の送信端末10、少なくとも1つの受信端末20a及び1つの制御端末30を有する。
次に、無線送受信システム1に制御端末30を加えた無線送受信システム1aにおいて、位相振幅算出部205を受信端末20が備えていたことに代えて、制御端末30が伝達関数から位相制御情報及び振幅制御情報を算出する機能を備える実施形態を説明する。ここで、無線送受信システム1aは、図1で示した複数の送信端末10、少なくとも1つの受信端末20a及び1つの制御端末30を有する。
図5は、第2実施形態の受信端末20aの構成を示す概略ブロック図である。受信端末20aは、無線部294、分離回路201−1、振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nを有する振幅位相制御部202、干渉除去回路203−1、復調回路204、位相振幅記憶回路104、伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−2を有する伝達関数推定部206及び変調回路293を備える。
前述の回路及び機能部と同じ回路及び機能部には、同じ符号を付してあり、異なる構成の部分について説明する。変調回路293は、伝達関数推定部206からサブキャリアごとの伝達関数を示す信号が入力され、入力された信号を変調し出力する。無線部294は、受信した信号に位相制御情報及び振幅制御情報が含まれる場合、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し出力する。また、無線部294は、受信した信号に位相制御情報及び振幅制御情報が含まれない場合、受信した信号を分離回路201−1に出力する。ここで、多重化された信号と、位相制御情報及び振幅制御情報とを区別する方法として、例えば、受信する信号に予め定めた既知信号を含めるようにし、無線部294は、既知信号に従い区別するようにする。
前述の回路及び機能部と同じ回路及び機能部には、同じ符号を付してあり、異なる構成の部分について説明する。変調回路293は、伝達関数推定部206からサブキャリアごとの伝達関数を示す信号が入力され、入力された信号を変調し出力する。無線部294は、受信した信号に位相制御情報及び振幅制御情報が含まれる場合、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し出力する。また、無線部294は、受信した信号に位相制御情報及び振幅制御情報が含まれない場合、受信した信号を分離回路201−1に出力する。ここで、多重化された信号と、位相制御情報及び振幅制御情報とを区別する方法として、例えば、受信する信号に予め定めた既知信号を含めるようにし、無線部294は、既知信号に従い区別するようにする。
図6は、第2実施形態の制御端末30の構成を示す概略ブロック図である。制御端末30は、復調回路301、位相振幅算出回路302、変調回路303及び無線部304を備える。
復調回路301は、入力される信号をデジタル復調し、デジタル復調した信号から伝達関数を示す情報を抽出し出力する。位相振幅算出回路302は、入力される伝達関数を示す情報から位相制御情報及び振幅制御情報を算出し出力する。変調回路303は、入力された信号をデジタル変調し、変調した信号を出力する。無線部304は、受信する信号を
変調回路301に出力し、変調回路303から入力される信号を送信する。
復調回路301は、入力される信号をデジタル復調し、デジタル復調した信号から伝達関数を示す情報を抽出し出力する。位相振幅算出回路302は、入力される伝達関数を示す情報から位相制御情報及び振幅制御情報を算出し出力する。変調回路303は、入力された信号をデジタル変調し、変調した信号を出力する。無線部304は、受信する信号を
変調回路301に出力し、変調回路303から入力される信号を送信する。
(第2実施形態の処理)
図7は、第2実施形態の無線送受信システム1aが、送信端末10と同じ構成の送信端末A及び送信端末B、受信端末20aと同じ構成の受信端末C及び制御端末30と同じ構成の制御端末Dを有する場合の送信端末Aから受信端末Cへデータを伝送する動作のシーケンスを示した図である。このとき、送信端末Bから送信される信号は、受信端末Cにおいて干渉信号となる。
図7は、第2実施形態の無線送受信システム1aが、送信端末10と同じ構成の送信端末A及び送信端末B、受信端末20aと同じ構成の受信端末C及び制御端末30と同じ構成の制御端末Dを有する場合の送信端末Aから受信端末Cへデータを伝送する動作のシーケンスを示した図である。このとき、送信端末Bから送信される信号は、受信端末Cにおいて干渉信号となる。
送信端末Aにおいて行われる動作は、前述のステップS101と同様の処理であり、信号を受信端末Cに送信する(ステップS201)。また、送信端末Bが行う処理も前述のステップS101の処理であり、信号を受信端末Cに送信する(ステップS202)。
受信端末Cにおいて、無線部294は、受信した信号を分離回路201−1に出力する。分離回路201−1は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を伝達関数推定部206に出力する。伝達関数推定部206が有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、入力された信号からサブキャリアごとの伝達関数を推定する(ステップS203)。
続いて、受信端末Cにおいて、伝達関数推定部206は、推定した伝達関数を示す信号を変調回路293に出力する。変調回路293は、入力された信号をデジタル変調し、デジタル変調した信号を無線部294に出力する。無線部294は、入力された信号を制御端末Dに送信する(ステップS204)。
制御端末Dにおいて、無線部304は、受信した信号を復調回路301に出力する。復調回路301は、入力された信号をデジタル復調し、復調した信号から伝達関数を示す信号を抽出し、位相振幅算出回路302に出力する。位相振幅算出回路302は、入力された信号を用いて、サブキャリアごとの位相制御情報及び振幅制御情報を算出する(ステップS205)。
続いて、制御端末Dにおいて、位相振幅算出回路302は、算出した位相制御情報及び振幅制御情報を変調回路303に出力する。変調回路303は、入力された位相制御情報及び振幅制御情報をデジタル変調し、変調した信号を無線部304に出力する。無線部304は、入力された信号を送信端末Aに送信する。送信端末Aにおいて、無線部191は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力し記憶させる(ステップS206)。
また、制御端末Dの無線部304は、入力された信号を送信端末Bに送信する。送信端末Bにおいて、無線部191は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力し記憶させる(ステップS207)。
また更に、制御端末Dの無線部304は、入力された信号を受信端末Cに送信する。受信端末Cにおいて、無線部294は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力し記憶させる(ステップS208)。
なお、ステップS206、ステップS207及びステップS208における制御端末Dの無線部304が行う送信を順に行わずに、一回の送信で、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cに信号を送信してもよい。
また更に、制御端末Dの無線部304は、入力された信号を受信端末Cに送信する。受信端末Cにおいて、無線部294は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力し記憶させる(ステップS208)。
なお、ステップS206、ステップS207及びステップS208における制御端末Dの無線部304が行う送信を順に行わずに、一回の送信で、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cに信号を送信してもよい。
送信端末Aは、前述したステップS106と同じ処理を行い、送信するデータから送信信号を用意し、前述したステップS107と同様に、信号を受信端末Cに送信する(ステップS210)。
また、送信端末Bは、送信端末Aと同様に、前述したステップS106と同じ処理を行い、送信端末Bの所望の受信端末へ信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS211)。
また、送信端末Bは、送信端末Aと同様に、前述したステップS106と同じ処理を行い、送信端末Bの所望の受信端末へ信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS211)。
受信端末Cにおいて、無線部294は、送信端末A及び送信端末Bが送信した信号を受信し、受信した信号を分離回路201−1に出力する。分離回路201−1は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を振幅位相制御部202へ出力する。振幅位相制御部202が有する振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nは、位相振幅記憶回路104が記憶するサブキャリアごとの位相制御情報及び振幅制御情報を用いて、入力された信号の位相回転を行う、と共に振幅制御を行い、所望の信号を同相にそろえる。また、振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nは、位相回転及び振幅制御を行った信号を干渉除去回路203−1に出力する。干渉除去回路203−1は、入力された信号を同相合成する。これにより、送信端末Aからの信号は強調され、送信端末Bからの干渉信号は抑圧される。また、干渉除去回路203−1は、同相合成をした信号を復調回路204に出力する。復調回路204は、入力された信号をデジタル復調し、復調で得られたデータを出力する(ステップS212)。
以上の動作により、受信端末Cは、送信端末Bから送信される干渉信号に妨げられることなく、送信端末Aから送信される信号に含まれるデータを得ることができる。
また、第1実施形態に比べ、制御端末Dを用いることで、受信端末Cは、位相振幅算出回路を備えずとも伝送を行うことが可能となる。これにより、無線送受信システム1bでは、複数の受信端末20で個別に位相制御情報及び振幅制御情報の算出を行っていたのに比べ、制御端末の1カ所で算出を行うことで、算出の際の誤差によるばらつきによる通信品質の劣化を防ぐことが可能となる。また、制御端末30を用いることで、複数の送信端末10及び複数の受信端末20aの同期をとることが容易になり、位相制御情報及び振幅制御情報の伝送や、データの伝送を効率的に行うことも可能となる。
また、第1実施形態に比べ、制御端末Dを用いることで、受信端末Cは、位相振幅算出回路を備えずとも伝送を行うことが可能となる。これにより、無線送受信システム1bでは、複数の受信端末20で個別に位相制御情報及び振幅制御情報の算出を行っていたのに比べ、制御端末の1カ所で算出を行うことで、算出の際の誤差によるばらつきによる通信品質の劣化を防ぐことが可能となる。また、制御端末30を用いることで、複数の送信端末10及び複数の受信端末20aの同期をとることが容易になり、位相制御情報及び振幅制御情報の伝送や、データの伝送を効率的に行うことも可能となる。
(第3実施形態)
次に、無線送受信システム1aにおいて、伝達関数の推定を行う機能を受信端末20aが備えていることに代えて、送信端末10aが伝達関数の推定を行う機能を備える無線送受信システム1bを説明する。第3実施形態では、無線送受信システム1aの送信端末10は、送信端末10aの構成に置き換えられ、受信端末20aは、受信端末20bに置き換えられる。ここで、無線送受信システム1bは、複数の送信端末10a、少なくとも1つの受信端末20b及び1つの図6で示した制御端末30を有する。
次に、無線送受信システム1aにおいて、伝達関数の推定を行う機能を受信端末20aが備えていることに代えて、送信端末10aが伝達関数の推定を行う機能を備える無線送受信システム1bを説明する。第3実施形態では、無線送受信システム1aの送信端末10は、送信端末10aの構成に置き換えられ、受信端末20aは、受信端末20bに置き換えられる。ここで、無線送受信システム1bは、複数の送信端末10a、少なくとも1つの受信端末20b及び1つの図6で示した制御端末30を有する。
図8は、第3実施形態の送信端末10aの内部構成を示す概略ブロック図である。送信端末10aは、切替回路192、変調回路101、切替回路193、位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nを有する位相制御部102、多重化回路103、切替回路194、無線部195、位相振幅記憶回路104、分離回路196、伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nを有する伝達関数推定部206を備える。
前述の回路及び機能部と同じ構成を有するものには、同じ符号が付してあり、異なる構成について説明する。切替回路192は、入力されるデータと、入力される伝達関数を示す情報とを切替え、どちらか一方を出力する。切替回路193は、入力される信号を位相制御部102又は切替回路194のどちらか一方に出力する。無線部195は、入力される信号を送信し、受信した信号を出力する。また、無線部195は、入力された信号が位相制御情報及び振幅制御情報を含む場合、位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し出力する。ここで、無線部195が位相制御情報及び振幅制御情報含むか否かを判定する方法としては、例えば、位相制御情報及び振幅制御情報を含む信号に予め定めた既知信号を含めるようし、既知信号の有無により判定するようにする。分離回路196は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を出力する。
前述の回路及び機能部と同じ構成を有するものには、同じ符号が付してあり、異なる構成について説明する。切替回路192は、入力されるデータと、入力される伝達関数を示す情報とを切替え、どちらか一方を出力する。切替回路193は、入力される信号を位相制御部102又は切替回路194のどちらか一方に出力する。無線部195は、入力される信号を送信し、受信した信号を出力する。また、無線部195は、入力された信号が位相制御情報及び振幅制御情報を含む場合、位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し出力する。ここで、無線部195が位相制御情報及び振幅制御情報含むか否かを判定する方法としては、例えば、位相制御情報及び振幅制御情報を含む信号に予め定めた既知信号を含めるようし、既知信号の有無により判定するようにする。分離回路196は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を出力する。
また、伝達関数推定部206が出力する伝達関数情報を送信する際には、切替回路192は伝達関数推定部206からの入力される信号を変調回路101に出力する選択をし、切替回路193は変調回路101から入力される信号を切替回路194に出力する選択し、切替回路194は切替回路193からの入力される信号を無線部195に出力する選択をする。これにより、伝達関数推定部206が出力する伝達関数情報が無線部195に入力される。また、入力されたデータを送信する際には、切替回路192は入力されるデータを変調回路101へ出力する選択をし、切替回路193は変調回路101から入力される信号を位相制御部102への出力する選択をし、切替回路194は多重化回路103から入力される信号を無線部195に出力する選択をする。これにより、入力されるデータが処理をされ、無線部195に入力される。
図9は、受信端末20bの内部構成を示した概略ブロック図である。受信端末20bは、無線部295、分離回路201−1、振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nを有する振幅位相制御部202、干渉除去回路203−1、復調回路204及び位相振幅記憶回路104を備えている。
受信端末20bが備える回路及び機能部のうち、前述の回路及び機能部と同じ機能を有する回路及び機能部には同じ符号が付してあり、以下異なる構成の部分について説明する。無線部295は、受信した信号を分離回路201−1に出力する。また、無線部295は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力する。ここで、無線部295は、受信した信号に位相制御情報及び振幅制御情報が含まれる場合、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力し、受信した信号に位相制御情報及び振幅制御情報が含まれない場合、受信した信号を分離回路201−1に出力する。ここで、受信した信号に位相制御情報及び振幅制御情報が含まれるか否かの判定は、例えば、受信する信号に予め定めた既知信号を含めるようにして行う。
受信端末20bが備える回路及び機能部のうち、前述の回路及び機能部と同じ機能を有する回路及び機能部には同じ符号が付してあり、以下異なる構成の部分について説明する。無線部295は、受信した信号を分離回路201−1に出力する。また、無線部295は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力する。ここで、無線部295は、受信した信号に位相制御情報及び振幅制御情報が含まれる場合、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力し、受信した信号に位相制御情報及び振幅制御情報が含まれない場合、受信した信号を分離回路201−1に出力する。ここで、受信した信号に位相制御情報及び振幅制御情報が含まれるか否かの判定は、例えば、受信する信号に予め定めた既知信号を含めるようにして行う。
図10は、第3実施形態の無線送受信システム1aが送信端末10aと同じ構成の送信端末A及び送信端末B、受信端末20bと同じ構成の受信端末C、図6に示した制御端末30と同じ構成の制御端末Dを有する場合に、送信端末Aから受信端末Cにデータを伝送するシーケンスを示した図である。このとき、送信端末Bから送信される信号は、受信端末Cにおいて干渉信号となる。
(第3実施形態の処理)
受信端末Cにおいて、無線部295は、伝達関数を推定するための信号を送信端末Bに送信する(ステップS301)。また、無線部295は、伝達関数を推定するための信号を送信端末Aに送信する(ステップS302)。なお、ステップS301とステップS302を個別に行う必要はなく、一回の送信にて行ってもよい。
受信端末Cにおいて、無線部295は、伝達関数を推定するための信号を送信端末Bに送信する(ステップS301)。また、無線部295は、伝達関数を推定するための信号を送信端末Aに送信する(ステップS302)。なお、ステップS301とステップS302を個別に行う必要はなく、一回の送信にて行ってもよい。
送信端末Aにおいて、無線部195は、受信した信号を分離回路196に出力する。分離回路196は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を伝達関数推定部206に出力する。伝達関数推定部206の有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、サブキャリアごとの伝達関数を推定する(ステップS303)。
また、送信端末Bにおいても、ステップS303と同じ処理により、受信した信号から伝達関数を推定する(ステップS304)。
また、送信端末Bにおいても、ステップS303と同じ処理により、受信した信号から伝達関数を推定する(ステップS304)。
送信端末Bにおいて、伝達関数推定部206は、推定した伝達関数を示す信号を切替回路192に出力する。切替回路192は、入力された伝達関数を示す信号を変調回路101に出力する。変調回路101は、入力された信号をデジタル変調し、デジタル変調で得られた信号を切替回路193に出力する。切替回路193は、入力された信号を切替回路194に出力する。切替回路194は、入力された信号を無線部195に出力する。無線部195は、入力された信号を制御端末Dに送信する(ステップS305)。
また、送信端末Aにおいても、ステップS305と同様の処理により、推定した伝達関数を制御端末Dに送信する(ステップS306)。
また、送信端末Aにおいても、ステップS305と同様の処理により、推定した伝達関数を制御端末Dに送信する(ステップS306)。
制御端末Dにおいて、無線部304は、受信した信号を復調回路301に出力する。復調回路301は、入力された信号をデジタル復調し、復調した信号から伝達関数を示す信号を抽出し、位相振幅算出回路302に出力する。位相振幅算出回路302は、入力された信号を用いて、送信端末Aと送信端末Bとから受信する伝達関数それぞれに対応するサブキャリアごとの位相制御情報及び振幅制御情報を算出する(ステップS307)。
続いて、制御端末Dにおいて、位相振幅算出回路302は、算出した位相制御情報及び振幅制御情報を変調回路303に出力する。変調回路303は、入力された位相制御情報及び振幅制御情報をデジタル変調し、変調した信号を無線部304に出力する。無線部304は、入力された信号を送信端末Aに送信する。送信端末Aにおいて、無線部195は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力し記憶させる(ステップS308)。
また、制御端末Dの無線部304は、入力された信号を送信端末Bに送信する。送信端末Bにおいて、無線部195は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力し記憶させる(ステップS309)。
また更に、制御端末Dの無線部304は、入力された信号を受信端末Cに送信する。受信端末Cにおいて、無線部295は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力し記憶させる(ステップS310)。
なお、ステップS308、ステップS309及びステップS310における制御端末Dの無線部304が行う送信を順に行わずに、一回の送信で、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cに信号を送信してもよい。
また更に、制御端末Dの無線部304は、入力された信号を受信端末Cに送信する。受信端末Cにおいて、無線部295は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路104に出力し記憶させる(ステップS310)。
なお、ステップS308、ステップS309及びステップS310における制御端末Dの無線部304が行う送信を順に行わずに、一回の送信で、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cに信号を送信してもよい。
送信端末Aにおいて、切替回路192は、入力された送信するデータを変調回路101に出力する。変調回路101は、入力されたデータをデジタル変調し、デジタル変調により得られた信号を切替回路193に出力する。切替回路193は、入力された信号を位相制御部102へ出力する。位相制御部102が有する位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nは、位相振幅記憶回路104が記憶する位相制御情報を用いて、サブキャリアごとに、入力された信号に位相回転を与える位相制御を行い、位相回転を与えた信号を多重化回路103に出力する。多重化回路103は、入力された信号を多重化する(ステップS311)。
続いて、送信端末Aにおいて、多重化回路103は、多重化した信号を切替回路194に出力する。切替回路194は、入力された信号を無線部195に出力する。無線部195は、入力された信号を受信端末Cに送信する(ステップS312)。
送信端末Bにおいても、送信するデータを送信端末Aと同様に処理し、所望の受信端末に信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS313)。
受信端末Cにおいて、無線部295は、送信端末A及び送信端末Bが送信した信号を受信し、受信した信号を分離回路201−1に出力する。分離回路201−1は、入力した信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を振幅位相制御部202へ出力する。振幅位相制御部202が有する振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nは、位相振幅記憶回路104が記憶するサブキャリアごとの位相制御情報及び振幅制御情報を用いて、入力された信号の位相回転を行う、と共に振幅制御を行い、所望の信号を同相にそろえる。また、振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nは、位相回転及び振幅制御を行った信号を干渉除去回路203−1に出力する。干渉除去回路203−1は、入力された信号を同相合成する。これにより、送信端末Aからの信号は強調され、送信端末Bからの干渉信号は抑圧される。また、干渉除去回路203−1は、同相合成をした信号を復調回路204に出力する。復調回路204は、入力された信号をデジタル復調し、復調で得られたデータを出力する(ステップS314)。
以上の動作により、受信端末Cは、送信端末Bから送信される干渉信号に妨げられることなく、送信端末Aから送信される信号に含まれるデータを得ることが可能となる。
第3実施形態は、第1実施形態や第2実施形態に比べ、送信端末A及び送信端末Bで伝達関数を推定することで、受信端末Cの構成を簡単にすることができるので、受信端末Cの小型化には適している。また、受信端末Cの消費電力を低くすることが可能となる。
第3実施形態は、第1実施形態や第2実施形態に比べ、送信端末A及び送信端末Bで伝達関数を推定することで、受信端末Cの構成を簡単にすることができるので、受信端末Cの小型化には適している。また、受信端末Cの消費電力を低くすることが可能となる。
第1実施形態から第3実施形態において、実施形態の原理1を用いた無線送受信システムの種々の構成を説明したが、送信端末及び受信端末の双方で伝達関数を推定する構成を用いてもよい。その場合、制御端末又は受信端末で位相制御情報及び振幅制御情報を算出し用いることになる。
(第4実施形態)
上述の実施形態の原理2を適用した無線送受信を行う無線送受信システム2の構成は図1で示した無線送受信システム1と同様である。無線送受信システム3は、送信端末10−1、…、送信端末10−n及び受信端末20−1、…、受信端末20−mを有している。なお、送信端末10−1、…、送信端末10−nは同じ構成を有しており、以下、送信端末10−1、…、送信端末10−nのいずれか、あるいは全てを代表して示す場合には送信端末10bと言う。また、受信端末20−1、…、受信端末20−mは同じ構成を有しており、以下、受信端末20−1、…、受信端末20−mのいずれか、あるいは全てを代表して示す場合には受信端末20cという。ここで、無線送受信システム2は、複数の送信端末10b、少なくとも1つの受信端末20cを有する。
上述の実施形態の原理2を適用した無線送受信を行う無線送受信システム2の構成は図1で示した無線送受信システム1と同様である。無線送受信システム3は、送信端末10−1、…、送信端末10−n及び受信端末20−1、…、受信端末20−mを有している。なお、送信端末10−1、…、送信端末10−nは同じ構成を有しており、以下、送信端末10−1、…、送信端末10−nのいずれか、あるいは全てを代表して示す場合には送信端末10bと言う。また、受信端末20−1、…、受信端末20−mは同じ構成を有しており、以下、受信端末20−1、…、受信端末20−mのいずれか、あるいは全てを代表して示す場合には受信端末20cという。ここで、無線送受信システム2は、複数の送信端末10b、少なくとも1つの受信端末20cを有する。
図11は、送信端末10bの内部構成を示した概略ブロック図である。送信端末10bは、変調回路101、直列並列変換回路106、位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nを有する位相制御部102、位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nを有する位相制御部102a、多重化回路103−1、多重化回路103−2、無線部181及び位相振幅記憶回路107を備える。なお、送信端末10bはアンテナを2本備え並列数を2とした構成を示しているが、更に多くの並列数を用いてもよい。
前述の回路及び機能部と同じ回路及び機能部には、同じ符号を付してあり、異なる構成の部分について説明する。直列並列回路106は、入力される信号を並列化し、並列化した信号を出力する。位相制御部102aは、位相制御部102と同じ構成であり、入力された信号に、位相回転を加える位相制御を行う。多重化回路103−2は、多重化回路103−1と同じ構成である。無線部181は、入力される2つの信号を異なるアンテナから送信する。また、無線部181は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し出力する。位相振幅記憶回路107は、位相制御情報及び振幅制御情報を記憶する。
図12は、受信端末20cの内部構成を示す概略ブロック図である。受信端末20cは、分離回路201−1、分離回路201−2、多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−n、振幅位相制御部202、振幅位相制御部202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、並列直列変換回路210、復調回路204、伝達関数推定部206、伝達関数推定部206a、位相振幅算出部205、位相振幅算出部205a、位相振幅記憶回路213、逆行列生成回路208、逆行列記憶回路209及び無線部296を備える。
なお、分離回路201−1、振幅位相制御部202、干渉除去回路203−1、復調回路204、伝達関数推定部206及び位相振幅算出部205については、上述の実施形態と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
なお、分離回路201−1、振幅位相制御部202、干渉除去回路203−1、復調回路204、伝達関数推定部206及び位相振幅算出部205については、上述の実施形態と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
分離回路201−2は、分離回路201−1と同じ構成である。振幅位相制御部202aは、振幅位相制御部202と同じ構成であり、振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nを有している。干渉除去回路203−2は、干渉除去回路203−1と同じ構成である。伝達関数推定部206aは、伝達関数推定部206と同じ構成であり、伝達関数推定回路206−1、…、伝達推定回路206−nを有している。多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−nは、入力される混信した信号に伝達関数逆行列を用いて、分離する。逆行列生成回路208は、入力される伝達関数よりなる行列の逆行列を算出する。逆行列記憶回路209は、入力された行列を記憶する。並列直列変換回路210は、並列に入力される2つの信号を直列に変換を行い、変換を行った信号を出力する。位相振幅記憶回路213は、入力される位相制御情報及び振幅制御情報を記憶する。無線部296は、受信する信号を出力する。また、無線部296は、入力される位相制御情報及び振幅制御情報を変調し、変調で得られた信号を送信する。
(第4実施形態の処理)
第4実施形態の無線送受信システム2の動作は、第1実施形態の無線送受信システム1と同じ手順であり、図4を用いて説明する。送信端末A及び送信端末Bは、送信端末10bに対応し、受信端末Cは、受信端末20cに対応する。
第4実施形態の無線送受信システム2の動作は、第1実施形態の無線送受信システム1と同じ手順であり、図4を用いて説明する。送信端末A及び送信端末Bは、送信端末10bに対応し、受信端末Cは、受信端末20cに対応する。
送信端末Aにおいて、変調回路101は、入力された送信するデータをデジタル変調し、直列並列変換回路106に出力する。直列並列変換回路106は、変調回路101から入力された信号を並列化し、並列化した信号を位相制御部102及び位相制御部102aに出力する。位相制御部102が有する位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nは、それぞれ対応するサブキャリアごとに、位相振幅記憶回路107が記憶する位相制御情報に基づき、入力された信号に対して位相回転を加え、位相回転を加えた信号を多重化回路103−1に出力する。位相制御部102aは、位相制御部102と同様に、入力された信号に位相回転を加え、位相回転を加えた信号を多重化回路103−2に出力する。多重化回路103−1は、位相制御部102から入力された信号を多重化し、多重化した信号を無線部181に出力する。多重化回路103−2も同様に、位相制御部102aから入力された信号を多重化し、多重化した信号を無線部181に出力する。無線部181は、入力された信号を受信端末Cに送信する(ステップS101)。
送信端末Bは、前述の送信端末Aが行う動作(第4実施形態のステップS101)と同様の処理を行い、信号を受信端末Cに送信する(ステップS102)。
なお、初期状態においては、伝達関数の推定が行われていないために位相制御情報及び振幅制御情報が算出されていないので位相回転を加えない情報を入力してもよい。また、初期状態においては、伝達関数の推定のためにステップS101及びステップS102で既知信号を送信してもよい。
送信端末Bは、前述の送信端末Aが行う動作(第4実施形態のステップS101)と同様の処理を行い、信号を受信端末Cに送信する(ステップS102)。
なお、初期状態においては、伝達関数の推定が行われていないために位相制御情報及び振幅制御情報が算出されていないので位相回転を加えない情報を入力してもよい。また、初期状態においては、伝達関数の推定のためにステップS101及びステップS102で既知信号を送信してもよい。
受信端末Cにおいて、無線部296は、受信した信号を分離回路201−1及び分離回路201−2に出力する。分離回路201−1は、無線部296から入力された信号をサブキャリアごとに分離し、伝達関数推定部206に出力する。分離回路201−2は、無線部296から入力された信号をサブキャリアごとに分離し、伝達関数推定部206aに出力する。ここで、分離回路201−1及び分離回路201−2から伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aに入力される信号は、同一の伝達関数の影響を受けた信号が入力される。つまり、送信側のアンテナから受信側のアンテナまでの伝送路が同一の信号が、それぞれの伝達関数推定部206と伝達関数推定部206aに入力される。
伝達関数推定部206が有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、サブキャリアごとの伝達関数を推定し、推定した伝達関数を示す信号を位相振幅算出部205及び逆行列生成回路208へ出力する。伝達関数推定部206aが有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、サブキャリアごとの伝達関数を推定し、推定した伝達関数を示す信号を位相振幅算出部205a及び逆行列生成回路208へ出力する。位相振幅算出部205の有する位相振幅算出回路205−1、…、位相振幅算出回路205−nは、入力された伝達関数を示す信号に基づいて、位相制御情報及び振幅制御情報を算出し、算出した位相制御情報及び振幅制御情報を位相振幅記憶回路213に出力する。位相振幅算出部205aの有する位相振幅算出回路205−1、…、位相振幅算出回路205−nは、入力された伝達関数を示す信号に基づいて、位相制御情報及び振幅制御情報を算出し、算出した位相制御情報及び振幅制御情報を位相振幅記憶回路213に出力する。位相振幅記憶回路213は、入力された位相制御情報及び振幅制御情報を記憶する。逆行列生成回路208は、入力された伝達関数から生成される伝達関数行列の逆行列を算出し、算出した逆行列を逆行列記憶回路209に出力し記憶させる(ステップS103)。
続いて、受信端末Cにおいて、無線部296は、位相振幅記憶回路213の記憶する位相制御情報及び振幅制御情報を読み出し、読み出した情報をデジタル変調し、変調により生成した信号を送信端末Bに送信する。送信端末Bにおいて、無線部181は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる(ステップS104)。
また、受信端末Cの無線部296は、位相振幅記憶回路213の記憶する位相制御情報及び振幅制御情報を読み出し、読み出した情報をデジタル変調し、変調により生成された信号を送信端末Aに送信する。送信端末Aにおいて、無線部181は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる(ステップS105)。
送信端末Aにおいて、変調回路101は、入力された送信するデータをデジタル変調し、デジタル変調した信号を直列並列変換回路106に出力する。直列並列変換回路106は、入力された信号を並列化し、並列化した信号を位相制御部102及び位相制御部102aに出力する。位相制御部102の有する位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nは、位相振幅記憶回路107に記憶されたサブキャリアに対応する位相制御情報を用いて、それぞれ直列並列変換回路106から入力された信号に位相回転を加え、位相回転を加えた信号を多重化回路103−1に出力する。多重化回路103−1は、位相制御部102から入力された信号を多重化し、多重化した信号を無線部181に出力する。位相制御部102aの有する位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nは、位相振幅記憶回路107に記憶されたサブキャリアに対応する位相制御情報を用いて、それぞれ直列並列変換回路106から入力された信号に位相回転を行い、位相回転を行った信号を多重化回路103−2に出力する。多重化回路103−2は、位相制御部102aから入力された信号を多重化し、多重化した信号を無線部181に出力する(ステップS106)。
続いて、送信端末Aにおいて、無線部181は、多重化回路103−1及び多重化回路103−2から入力されたデータを、それぞれ別のアンテナを用いて、受信端末Cに送信する(ステップS107)。
また、送信端末Bは、送信端末Aと同様の処理(第4実施形態のステップS107)を行い、送信端末Bの所望の受信端末に信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS108)。
また、送信端末Bは、送信端末Aと同様の処理(第4実施形態のステップS107)を行い、送信端末Bの所望の受信端末に信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS108)。
受信端末Cにおいて、無線部296は、送信端末A及び送信端末Bが送信した信号を受信し、2つのアンテナで受信した信号それぞれを分離回路201−1と分離回路201−2とに出力する。ここで、無線部296が受信する信号は、多入力多出力伝達関数で表される伝送路及び干渉信号によって混信した信号となっている。分離回路201−1は、入力した信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−nに出力する。分離回路201−2は、入力した信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−nに出力する。ここで、多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−nへ入力される信号は、同一の伝送路を介し同一の伝達関数の影響を受けた信号がそれぞれに入力される。
多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−nは、分離回路201−1及び分離回路201−2から入力された信号からなるベクトルに、逆行列記憶回路209が記憶する逆行列を乗算することで、混信した信号を分離し、分離した信号を振幅位相制御部202及び振幅位相制御部202aへ出力する。振幅位相制御部202が有する振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nは、それぞれのサブキャリアごとに、位相振幅記憶回路213が記憶する位相制御情報及び振幅制御情報を用いて、位相回転及び振幅制御が行われ、所望の信号を同相にそろえる。また、振幅位相制御部202は、振幅位相制御を行った信号を干渉除去回路203−1に出力する。振幅位相制御部202aは、振幅位相制御部202と同様に処理を行い、振幅位相制御を行った信号を干渉除去回路203−2に出力する。
干渉除去回路203−1は、入力された信号を同相合成する。これにより、所望の信号は強調され、干渉信号は抑圧される。また、干渉除去回路203−1は、同相合成をした信号を並列直列変換回路210に出力する。干渉除去回路203−2は、入力された信号を同相合成する。これにより、所望の信号は強調され、干渉信号は抑圧される。また、干渉除去回路203−2は、同相合成をした信号を並列直列変換回路210に出力する。並列直列変換回路210は、干渉除去回路203−1及び干渉除去回路203−2から入力された信号を直列信号に変換し、変換した直列信号を復調回路204に出力する。復調回路204は、入力された信号をデジタル復調し、デジタル復調により得られたデータを出力する(ステップS109)。
以上の動作により、受信端末Cは、送信端末Bから送信される干渉信号に妨げられることなく、送信端末Aから送信される信号に含まれるデータを得る。また、MIMOを適用した場合においても、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cで位相制御をすることで、干渉信号を抑圧して、所望の信号を受信することが可能となる。
また、第1実施形態の無線送受信システム1と比べ、第4実施形態の無線送受信システム2は、MIMOを用いることにより、周波数帯域の利用効率を高めている。これにより、広いデータ伝送帯域を確保することが可能となる。
また、第1実施形態の無線送受信システム1と比べ、第4実施形態の無線送受信システム2は、MIMOを用いることにより、周波数帯域の利用効率を高めている。これにより、広いデータ伝送帯域を確保することが可能となる。
(第5実施形態)
次に、無線送受信システム2に制御端末30aを加えた無線送受信システム2aにおいて、位相制御情報及び振幅制御情報を算出する位相振幅算出部205及び位相振幅算出205aを受信端末20cが備えていたことに代わって、制御端末30aが伝達関数から位相制御情報及び振幅制御情報を算出する機能を備える実施形態を説明する。ここで、無線送受信システム2aは、図11で示した複数の送信端末10b、少なくとも1つの受信端末20d及び1つの制御端末30aを有する。
次に、無線送受信システム2に制御端末30aを加えた無線送受信システム2aにおいて、位相制御情報及び振幅制御情報を算出する位相振幅算出部205及び位相振幅算出205aを受信端末20cが備えていたことに代わって、制御端末30aが伝達関数から位相制御情報及び振幅制御情報を算出する機能を備える実施形態を説明する。ここで、無線送受信システム2aは、図11で示した複数の送信端末10b、少なくとも1つの受信端末20d及び1つの制御端末30aを有する。
図13は、第5実施形態の受信端末20dの内部構成を示した概略ブロック図である。受信端末20dは、分離回路201−1、分離回路201−2、多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−n、振幅位相制御部202、振幅位相制御部202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、並列直列変換回路210、復調回路204、位相振幅記憶回路107、伝達関数推定部206、伝達関数推定部206a、変調回路298及び無線部297を備える。
分離回路201−1、分離回路201−2、多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−n、振幅位相制御部202、振幅位相制御部202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、並列直列変換回路210、復調回路204、位相振幅記憶回路107、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aについては、第4実施形態と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
変調回路298は、位相関数推定部206及び位相関数推定部206aから入力される複数の伝達関数を示す信号が入力され、入力される信号をデジタル変調し出力する。
無線部297は、受信した信号が位相制御情報及び振幅制御情報を含む場合、位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し出力する。また、無線部297は、受信した信号が位相制御情報及び振幅制御情報を含まない場合、受信した信号を出力する。また、無線部297は、入力される信号を送信する。
分離回路201−1、分離回路201−2、多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−n、振幅位相制御部202、振幅位相制御部202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、並列直列変換回路210、復調回路204、位相振幅記憶回路107、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aについては、第4実施形態と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
変調回路298は、位相関数推定部206及び位相関数推定部206aから入力される複数の伝達関数を示す信号が入力され、入力される信号をデジタル変調し出力する。
無線部297は、受信した信号が位相制御情報及び振幅制御情報を含む場合、位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し出力する。また、無線部297は、受信した信号が位相制御情報及び振幅制御情報を含まない場合、受信した信号を出力する。また、無線部297は、入力される信号を送信する。
図14は、第5実施形態の制御端末30aの内部構成を示した概略ブロック図である。制御端末30aは、復調回路305、位相振幅算出回路306、行列生成回路307、変調回路308及び無線部309を備える。
復調回路305は入力される信号をデジタル復調し、デジタル復調で得られた信号から伝達関数を含む信号を抽出し出力する。位相振幅算出回路306は、入力される伝達関数を含む信号を用いて、位相制御報及び振幅制御情報を算出する。逆行列生成回路307は、入力される伝達関数を含む信号から、伝達関数の逆行列を算出する。変調回路308は、入力される信号をデジタル変調し、デジタル変調で得られた信号を出力する。
復調回路305は入力される信号をデジタル復調し、デジタル復調で得られた信号から伝達関数を含む信号を抽出し出力する。位相振幅算出回路306は、入力される伝達関数を含む信号を用いて、位相制御報及び振幅制御情報を算出する。逆行列生成回路307は、入力される伝達関数を含む信号から、伝達関数の逆行列を算出する。変調回路308は、入力される信号をデジタル変調し、デジタル変調で得られた信号を出力する。
(第5実施形態の処理)
第5実施形態の無線送受信システム2aの動作は、第2実施形態の無線送受信新システム1aと同じ手順であり、図7を用いて送信端末Aからデータを受信端末Cに伝送する動作のシーケンスを説明する。送信端末A及び送信端末Bは、送信端末10bに対応し、受信端末Cは受信端末20dに対応し、制御端末Dは制御端末30aに対応する。このとき、送信端末Bから送信される信号は、受信端末Cにおいて干渉信号となる。
第5実施形態の無線送受信システム2aの動作は、第2実施形態の無線送受信新システム1aと同じ手順であり、図7を用いて送信端末Aからデータを受信端末Cに伝送する動作のシーケンスを説明する。送信端末A及び送信端末Bは、送信端末10bに対応し、受信端末Cは受信端末20dに対応し、制御端末Dは制御端末30aに対応する。このとき、送信端末Bから送信される信号は、受信端末Cにおいて干渉信号となる。
送信端末Aは、第4実施形態のステップS101と同様の動作により、データから送信データを生成し、受信端末Cに送信する(ステップS201)。また、送信端末Bは、第4実施形態のステップS101と同様の動作を行い、送信するデータから送信信号を生成し、受信端末Cに送信する(ステップS202)。
受信端末Cにおいて、無線部297は、送信端末A及び送信端末Bから受信した信号別々に分離回路201−1及び分離回路201−2に出力する。分離回路201−1は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を伝達関数推定部206に出力する。伝達関数推定部206が有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、入力された信号からサブキャリアごとの伝達関数を推定し、推定した伝達関数を含む信号を逆行列生成回路208に出力する。分離回路201−2は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を伝達関数推定部206aに出力する。伝達関数推定部206aが有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、入力された信号からサブキャリアごとの伝達関数を推定し、推定した伝達関数を含む信号を逆行列生成回路208に出力する。逆行列生成回路208は、入力された伝達関数からなる行列の逆行列を算出し、算出した逆行列を逆行列記憶回路209に出力し記憶させる(ステップS203)。
続いて、受信端末Cにおいて、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aは、推定した伝達関数を示す信号を変調回路298に出力する。変調回路298は、入力された信号をデジタル変調し、デジタル変調により得た信号を無線部297に出力する。無線部297は、有力された信号を制御端末Dに送信する(ステップS204)。
制御端末Dにおいて、無線部309は、受信した信号を復調回路305に出力する。復調回路305は、入力された信号をデジタル復調し、復調した信号から伝達関数を示す信号を抽出し、位相振幅算出回路306及び逆行列生成回路307に出力する。位相振幅算出回路306は、入力された信号を用いて、サブキャリアごとの位相制御情報及び振幅制御情報を算出する。逆行列生成回路307は、入力される伝達関数からなる行列の逆行列を算出する(ステップS205)。
続いて、制御端末Dにおいて、位相振幅算出回路306は、算出した位相制御情報及び振幅制御情報を変調回路308に出力する。逆行列生成回路307は、算出した逆行列を示す情報を変調回路308に出力する。変調回路308は、入力された情報をデジタル変調し、デジタル変調で得られた信号を無線部309に出力する。無線部309は、入力された信号を送信端末Aに送信する。送信端末Aにおいて、無線部181は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる(ステップS206)。
また、制御端末Dの無線部309は、入力された信号を送信端末Bに送信する。送信端末Bにおいて、無線部181は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる(ステップS207)。
また更に、制御端末Dの無線部309は、入力された信号を受信端末Cに送信する。受信端末Cにおいて、無線部297は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる(ステップS208)。
なお、ステップS206、ステップS207及びステップS208における制御端末Dの無線部304が行う送信を順に行わずに、一回の送信で、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cに信号を送信してもよい。
また更に、制御端末Dの無線部309は、入力された信号を受信端末Cに送信する。受信端末Cにおいて、無線部297は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる(ステップS208)。
なお、ステップS206、ステップS207及びステップS208における制御端末Dの無線部304が行う送信を順に行わずに、一回の送信で、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cに信号を送信してもよい。
送信端末Aは、第4実施形態のステップS106と同じ処理を行い、送信するデータから送信信号を用意し、第4実施形態のステップS107と同様の処理で、信号を受信端末Cに送信する(ステップS210)。
また、送信端末Bは、送信端末Aと同様に、第4実施形態のステップS106と同じ処理を行い、送信端末Bの所望の受信端末に信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS211)。
また、送信端末Bは、送信端末Aと同様に、第4実施形態のステップS106と同じ処理を行い、送信端末Bの所望の受信端末に信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS211)。
受信端末Cにおいて、無線部297は、送信端末A及び送信端末Bが送信した信号を受信し、2つのアンテナで受信した信号を分離回路201−1及び分離回路201−2に出力する。ここで、無線部297が受信する信号は、多入力多出力伝達関数で表される伝送路及び干渉信号によって混信した信号となっている。分離回路201−1は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−nに出力する。分離回路201−2は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−nに出力する。ここで、多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−nへ入力される信号は、同一の伝送路を介し同一の伝達関数の影響を受けた信号がそれぞれに入力される。
多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−nは、逆行列記憶回路209が記憶する逆行列を用いて、分離回路201−1及び分離回路201−2から入力された信号を分離し、分離した信号を振幅位相制御部202及び振幅位相制御部202aへ出力する。振幅位相制御部202が有する振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nは、それぞれのサブキャリアごとに、位相振幅記憶回路107が記憶する位相制御情報及び振幅制御情報を用いて、位相回転及び振幅制御が行われ、所望の信号を同相にそろえる。また、振幅位相制御部202は、振幅位相制御を行った信号を干渉除去回路203−1に出力する。また、振幅位相制御部202aは、振幅位相制御部202と同様に処理を行い、振幅位相制御を行った信号を干渉除去回路203−2に出力する。
干渉除去回路203−1は、振幅位相制御部202から入力された信号を同相合成する。これにより、所望の信号は強調され、干渉信号は抑圧される。また、干渉除去回路203−1は、同相合成をした信号を並列直列変換回路210に出力する。干渉除去回路203−2は、振幅位相制御部202aから入力された信号を同相合成し、同相合成をした信号を並列直列変換回路210に出力する。並列直列変換回路210は、干渉除去回路203−1及び干渉除去回路203−2から入力された信号を直列信号に変換し、変換した直列信号を復調回路204に出力する。復調回路204は、入力された信号をデジタル復調し、デジタル復調により得られたデータを出力する(ステップS212)。
以上の動作により、受信端末Cは、送信端末Bから送信される干渉信号に妨げられることなく、送信端末Aから送信される信号に含まれるデータを得る。
また、第4実施形態の無線送受信システム2と比べ、制御端末Dを備えることで、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cの動作に同期を取り行うことが可能となる。これにより、伝達関数の推定や、位相制御情報及び振幅制御情報の伝送を行うタイミングを合わせやすくなり、効率的に処理を行うことが可能となる。
また、第4実施形態の無線送受信システム2と比べ、制御端末Dを備えることで、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cの動作に同期を取り行うことが可能となる。これにより、伝達関数の推定や、位相制御情報及び振幅制御情報の伝送を行うタイミングを合わせやすくなり、効率的に処理を行うことが可能となる。
(第6実施形態)
次に、無線送受信システム2aにおいて、伝達関数の推定を行う機能を受信端末20dが備えることに代えて、送信端末10cが伝達関数の推定を行う機能を備える無線送受信システム2bを説明する。第6実施形態では、無線送受信システム2aの送信端末10bが送信端末10cの構成に置き換えられ、受信端末20dが受信端末20eで置き換えられる。ここで、無線送受信システム2bは、複数の送信端末10c、少なくとも1つの受信端末20e及び1つの図14で示した制御端末30aを有する。
次に、無線送受信システム2aにおいて、伝達関数の推定を行う機能を受信端末20dが備えることに代えて、送信端末10cが伝達関数の推定を行う機能を備える無線送受信システム2bを説明する。第6実施形態では、無線送受信システム2aの送信端末10bが送信端末10cの構成に置き換えられ、受信端末20dが受信端末20eで置き換えられる。ここで、無線送受信システム2bは、複数の送信端末10c、少なくとも1つの受信端末20e及び1つの図14で示した制御端末30aを有する。
図15は、第6実施形態の送信端末10cの内部構成と概略ブロック図を示す図である。送信端末10cは、切替回路182、変調回路101、切替回路183、直列並列変換回路106、位相制御部102、位相制御部102a、多重化回路103−1、多重化回路103−2、伝達関数推定部206、伝達関数推定部206a、位相振幅記憶回路107、分離回路185−1、分離回路185−2及び無線部184を備えている。
変調回路101、直列並列変換回路106、位相制御部102、位相制御部102a、多重化回路103−1、多重化回路103−2、伝達関数推定部206、伝達関数推定部206a及び位相振幅記憶回路107については、第5実施形態と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
変調回路101、直列並列変換回路106、位相制御部102、位相制御部102a、多重化回路103−1、多重化回路103−2、伝達関数推定部206、伝達関数推定部206a及び位相振幅記憶回路107については、第5実施形態と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
切替回路182は、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aから入力される信号と、送信するデータとして入力される信号とが入力され、どちらかを出力する。切替回路183は、2つある出力先のどちらかに入力される信号を出力する。無線部184は、入力される信号を送信し、また、位相制御情報及び振幅制御情報を受信した場合、位相制御情報及び振幅制御情報を出力する。分離回路185−1は、入力される信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を出力する。分離回路185−2同様に、入力される受信信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を出力する。
なお、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aが出力する伝達関数推定情報を送信する際には、切替回路182は伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aの出力を入力として選択し、切替回路183は、無線部184への出力を選択する。これにより、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aが出力する伝達推定関数情報は、無線部184に入力されて送信される。また、入力されるデータを送信する際には、切替回路182は、入力されたデータを変調回路101に出力する選択をし、切替回路183は変調回路101から入力される信号を無線部184に出力する選択をする。これにより、入力されるデータは信号処理をされ、無線部184に入力され、送信される。
なお、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aが出力する伝達関数推定情報を送信する際には、切替回路182は伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aの出力を入力として選択し、切替回路183は、無線部184への出力を選択する。これにより、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aが出力する伝達推定関数情報は、無線部184に入力されて送信される。また、入力されるデータを送信する際には、切替回路182は、入力されたデータを変調回路101に出力する選択をし、切替回路183は変調回路101から入力される信号を無線部184に出力する選択をする。これにより、入力されるデータは信号処理をされ、無線部184に入力され、送信される。
図16は、第6実施形態の受信端末20eの内部構成図と概略ブロック図を示す図である。受信端末20eは、分離回路201−1、分離回路201−2、多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−n、振幅位相制御部202、振幅位相制御部202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、並列直列変換回路210、復調回路204、逆行列記憶回路209、位相振幅記憶回路107及び無線部299を備える。
分離回路201−1、分離回路201−2、多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−n、振幅位相制御部202、振幅位相制御部202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、並列直列変換回路210、復調回路204、逆行列記憶回路209及び位相振幅記憶回路107は、上述の実施形態と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
無線部299は、受信する信号が位相制御情報、振幅制御情報及び逆行列情報を含む場合、受信信号から位相制御情報、振幅制御情報及び逆行列情報を抽出し出力する。また、無線部299は、受信する信号が位相制御情報、振幅制御情報及び逆行列情報を含まない場合、受信する信号を出力する。無線部299が、位相制御情報、振幅制御情報及び逆行列情報を含むか否かの判断は、例えば、信号の先頭に予め定めた既知信号を含ませ、既知信号を検出することにより行うことが考えられる。
分離回路201−1、分離回路201−2、多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−n、振幅位相制御部202、振幅位相制御部202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、並列直列変換回路210、復調回路204、逆行列記憶回路209及び位相振幅記憶回路107は、上述の実施形態と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
無線部299は、受信する信号が位相制御情報、振幅制御情報及び逆行列情報を含む場合、受信信号から位相制御情報、振幅制御情報及び逆行列情報を抽出し出力する。また、無線部299は、受信する信号が位相制御情報、振幅制御情報及び逆行列情報を含まない場合、受信する信号を出力する。無線部299が、位相制御情報、振幅制御情報及び逆行列情報を含むか否かの判断は、例えば、信号の先頭に予め定めた既知信号を含ませ、既知信号を検出することにより行うことが考えられる。
(第6実施形態の処理)
第6実施形態の無線送受信システム2aの動作は、第3実施形態の無線送受信システム1aと同じ手順であり、図10を用いて説明する。送信端末A及び送信端末Bは、送信端末10cに対応し、受信端末Cは受信端末20eに対応し、制御端末Dは制御端末30aに対応する。
第6実施形態の無線送受信システム2aの動作は、第3実施形態の無線送受信システム1aと同じ手順であり、図10を用いて説明する。送信端末A及び送信端末Bは、送信端末10cに対応し、受信端末Cは受信端末20eに対応し、制御端末Dは制御端末30aに対応する。
受信端末Cにおいて、無線部299は、伝達関数を推定するための信号を送信端末Bに送信する(ステップS301)。また、無線部299は、伝達関数を推定するための信号を送信端末Aに送信する(ステップS302)。なお、ステップS301とステップS302を個別に行う必要はなく、一回の送信にて行ってもよい。
送信端末Aにおいて、無線部184は、受信端末Cから受信した信号を分離回路185−1及び分離回路185−2に出力する。分離回路185−1は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を伝達関数推定部206に出力する。伝達関数推定部206の有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、それぞれの入力信号に基づき、伝達関数を推定する。分離回路185−2は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を伝達関数推定部206aに出力する。伝達関数推定部206aの有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、それぞれの入力信号に基づき、伝達関数を推定する(ステップS303)。
また、送信端末Bにおいても、第6実施形態のステップS303と同じ処理により、受信端末Cから受信した信号を用いて、伝送関数を推定する(ステップS304)。
また、送信端末Bにおいても、第6実施形態のステップS303と同じ処理により、受信端末Cから受信した信号を用いて、伝送関数を推定する(ステップS304)。
送信端末Bにおいて、伝送関数推定部206及び伝送関数推定部206aは、推定した伝送関数を示す信号を切替回路182へ出力する。切替回路182は、入力された信号を変調回路101に出力する。変調回路101は、入力された信号をデジタル変調し、デジタル変調で得られた信号を切替回路183に出力する。切替回路183は、入力された信号を無線部184に出力する。無線部184は、入力された信号を制御端末Dに送信する(ステップS305)。
また、送信端末Aにおいても、第6実施形態のステップS305と同様の処理により、推定した伝達関数を制御端末Dに送信する(ステップS306)。
また、送信端末Aにおいても、第6実施形態のステップS305と同様の処理により、推定した伝達関数を制御端末Dに送信する(ステップS306)。
制御端末Dにおいて、無線部309は、受信した信号を復調回路305に出力する。復調回路305は、入力された信号をデジタル復調し、復調した信号から伝達関数を示す信号を抽出し、位相振幅算出回路306及び逆行列生成回路307に出力する。位相振幅算出回路306は、入力された信号を用いて、送信端末Aと送信端末Bとから受信する伝達関数それぞれに対応するサブキャリアごとの位相制御情報及び振幅制御情報を算出する。逆行列生成回路307は、入力された伝達関数からなる行列の逆行列を算出する(ステップS307)。
続いて、制御端末Dにおいて、位相振幅算出回路306は、算出した位相制御情報及び振幅制御情報を変調回路308に出力する、逆行列生成回路307は、算出した逆行列を示す情報を変調回路308に出力する。変調回路308は、入力された情報をデジタル変調し、デジタル変調で得られた信号を無線部309に出力する。無線部309は、入力された信号を送信端末Aに送信する。送信端末Aにおいて、無線部184は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる(ステップS308)。
また、制御端末Dの無線部309は、入力された信号を送信端末Bに送信する。送信端末Bにおいて、無線部184は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる(ステップS309)。
また更に、制御端末Dの無線部309は、入力された信号を受信端末Cに送信する。受信端末Cにおいて、無線部299は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる。また、無線部299は、受信新多信号から逆行列を示す情報を抽出し、逆行列記憶回路209に記憶させる(ステップS310)。
なお、ステップS308、ステップS309及びステップS310における制御端末Dの無線部304が行う送信を順に行わずに、一回の送信で、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cに信号を送信してもよい。
また更に、制御端末Dの無線部309は、入力された信号を受信端末Cに送信する。受信端末Cにおいて、無線部299は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる。また、無線部299は、受信新多信号から逆行列を示す情報を抽出し、逆行列記憶回路209に記憶させる(ステップS310)。
なお、ステップS308、ステップS309及びステップS310における制御端末Dの無線部304が行う送信を順に行わずに、一回の送信で、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cに信号を送信してもよい。
送信端末Aにおいて、切替回路182は、入力された送信するデータを変調回路101に出力する。変調回路101は、入力されたデータをデジタル変調し、デジタル変調により得られた信号を切替回路183に出力する。切替回路183は、入力された信号を直列並列変換回路106に出力する。直列並列変換回路106は、入力された信号を並列に変換し、変換した信号を位相制御部102及び位相制御部102aに出力する。位相制御部102は、位相振幅記憶回路107が記憶する位相制御情報に基づき、入力された信号に位相回転を加え、位相回転を加えた信号を多重化回路103−1に出力する。多重化回路103−1は、入力された信号を多重化し、多重化した信号を無線部184に出力する。位相制御部102aは、位相振幅記憶回路107が記憶する位相制御情報に基づき、入力された信号に位相回転を加え、位相回転を加えた信号を多重化回路103−2に出力する。多重化回路103−2は、入力された信号を多重化し、多重化した信号を無線部184に出力する(ステップS311)。
続いて、送信端末Aにおいて、無線部184は、入力された信号を受信端末Cに送信する(ステップS312)。
また、送信端末Bにおいても、送信するデータを送信端末Aと同様に処理し、所望の受信端末に信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS313)。
また、送信端末Bにおいても、送信するデータを送信端末Aと同様に処理し、所望の受信端末に信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS313)。
受信端末Cにおいて、無線部299は、送信端末A及び送信端末Bが送信した信号を受信し、2つのアンテナで受信した信号を分離回路201−1及び分離回路201−2に出力する。分離回路201−1及び分離回路201−2以降の動作は、前述の第5実施形態のステップS212と同様の処理を行い、位相制御を用いて、受信した信号から干渉信号を抑圧する、と共に所望の送信端末Aから信号を強調する。この結果、干渉信号を抑圧した信号を並列直列変換回路210、復調回路204を介して所望のデータを出力する(ステップS314)。
以上の動作により、受信端末Cは、送信端末Bから送信される干渉信号に妨げられることなく、送信端末Aから送信される信号に含まれるデータを得る。
第4実施形態、第5実施形態及び第6実施形態では、送信端末と受信端末が備えるアンテナの本数が複数の場合、全ての送信端末と全ての受信端末との間の伝達関数を基に、送信端末は、位相制御を行った信号を多重化した複数の信号それぞれを別のアンテナから送信する。受信端末は、アンテナ間の相互干渉を多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−nでキャンセルした後、各所望信号の同相合成を振幅位相制御部202及び振幅位相制御部202aで行う。この所望信号の同相合成により、他の送信端末からの干渉信号は逆送となり、干渉信号の抑圧が可能となる。
また、所望の送信端末、干渉送信端末及び受信端末のアンテナの数は同数でなくてもよく、多重化数を調整することで、干渉送信端末の数、アンテナの数が変化しても対応することが可能である。
また、所望の送信端末、干渉送信端末及び受信端末のアンテナの数は同数でなくてもよく、多重化数を調整することで、干渉送信端末の数、アンテナの数が変化しても対応することが可能である。
(第7実施形態)
上述の実施形態の原理3を適用した無線送受信を行う無線送受信システム3の構成は図1で示した無線送受信システム1と同様である。無線送受信システム3は、送信端末10−1、…、送信端末10−n及び受信端末20−1、…、受信端末20−mを有している。なお、送信端末10−1、…、送信端末10−nは同じ構成を有しており、以下、送信端末10−1、…、送信端末10−nのいずれか、あるいは全てを代表して示す場合には送信端末10dと言う。また、受信端末20−1、…、受信端末20−mは同じ構成を有しており、以下、受信端末20−1、…、受信端末20−mのいずれか、あるいは全てを代表して示す場合には受信端末20fという。ここで、無線送受信システム3は、複数の送信端末10dと、少なくとも1つの受信端末20fとを有する。
上述の実施形態の原理3を適用した無線送受信を行う無線送受信システム3の構成は図1で示した無線送受信システム1と同様である。無線送受信システム3は、送信端末10−1、…、送信端末10−n及び受信端末20−1、…、受信端末20−mを有している。なお、送信端末10−1、…、送信端末10−nは同じ構成を有しており、以下、送信端末10−1、…、送信端末10−nのいずれか、あるいは全てを代表して示す場合には送信端末10dと言う。また、受信端末20−1、…、受信端末20−mは同じ構成を有しており、以下、受信端末20−1、…、受信端末20−mのいずれか、あるいは全てを代表して示す場合には受信端末20fという。ここで、無線送受信システム3は、複数の送信端末10dと、少なくとも1つの受信端末20fとを有する。
図17は、第7実施形態の送信端末10dの内部構成を示す概略ブロック図である。送信端末10dは、変調回路101、直列並列変換回路106、位相制御部102、位相制御部102a、固有伝送符号化回路108−1、固有伝送符号化回路108−2、多重化回路103−1、多重化回路103−2、位相振幅記憶回路107、ユニタリ行列記憶回路109及び無線部171を備える。なお、送信端末10dは、アンテナを2本備え、並列数を2とした構成を示しているが、更に多くの並列数を適用してもよい。
変調回路101、直列並列変換回路106、位相制御部102、位相制御部102a、多重化回路103−1、多重化回路103−2、位相振幅記憶回路107は、第6実施形態と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
固有伝送符号化回路108−1及び固有伝送符号化回路108−2は、入力される信号及び送信ユニタリ行列を演算し、固有伝送信号を算出する。ユニタリ行列記憶回路109は、入力されるユニタリ行列を記憶する。無線部171は、入力される信号を並列化して送信し、受信する信号からユニタリ行列を示す信号、位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し出力する。
固有伝送符号化回路108−1及び固有伝送符号化回路108−2は、入力される信号及び送信ユニタリ行列を演算し、固有伝送信号を算出する。ユニタリ行列記憶回路109は、入力されるユニタリ行列を記憶する。無線部171は、入力される信号を並列化して送信し、受信する信号からユニタリ行列を示す信号、位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し出力する。
図18は、第7実施形態の受信端末20fの内部構成を示した概略ブロック図である。受信端末20fは、分離回路201−1、分離回路201−2、固有伝送復号化回路211−1、…、211−n、振幅位相制御部202、振幅位相制御部202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、並列直列変換回路210、復調回路204、ユニタリ行列記憶回路109、特異値分解回路212、伝送関数推定部206、伝送関数推定部206a、位相振幅算出回路205、位相振幅算出回路205a、位相振幅記憶回路213及び無線部281を備える。なお、受信端末20fは、アンテナを2本備え、並列数を2とした構成を示しているが、更に多くの並列数を適用してもよい。
分離回路201−1、分離回路201−2、振幅位相制御部202、振幅位相制御部202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、並列直列変換回路210、復調回路204、伝送関数推定部206、伝送関数推定部206a、位相振幅算出回路205、位相振幅算出回路205a、位相振幅記憶回路213及びユニタリ行列記憶回路109については、上述の回路又は機能部と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
分離回路201−1、分離回路201−2、振幅位相制御部202、振幅位相制御部202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、並列直列変換回路210、復調回路204、伝送関数推定部206、伝送関数推定部206a、位相振幅算出回路205、位相振幅算出回路205a、位相振幅記憶回路213及びユニタリ行列記憶回路109については、上述の回路又は機能部と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
固有伝送復号化回路211−1、…、211−nは、入力された信号からなる受信信号ベクトルと入力されるユニタリ行列信号とを乗算し、多入力多出力伝達関数で示される伝送路で混信した信号を分離する。特異値分解回路212は、入力される伝達関数からなる行列を特異値分解し、左側ユニタリ行列及び右側ユニタリ行列(以下、ユニタリ行列とする)を算出する。無線部281は、2つのアンテナから受信した信号を分離回路201−1及び分離回路201−2に出力する。また、無線部281は、入力されるユニタリ行列を示す信号、位相制御情報及び振幅制御情報をデジタル変調し、デジタル変調で得られる信号を送信する。
(第7実施形態の処理)
第7実施形態の無線送受信システム3の動作は、第1実施形態の無線送受信システム1と同じで手順であり、図4を用いて説明する。送信端末A及び送信端末Bは、送信端末10dに対応し、受信端末Cは、受信端末20fに対応する。
第7実施形態の無線送受信システム3の動作は、第1実施形態の無線送受信システム1と同じで手順であり、図4を用いて説明する。送信端末A及び送信端末Bは、送信端末10dに対応し、受信端末Cは、受信端末20fに対応する。
送信端末Aにおいては、変調回路101は、入力された送信するデータをデジタル変調し、デジタル変調した信号を直列並列変換回路106に出力する。直列並列変換回路106は、入力された信号を並列変換し、変換した信号を位相制御部102及び位相制御部102aに出力する。位相制御部102が有する位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nは、それぞれ対応するサブキャリアごとに、位相振幅記憶回路107が記憶する位相制御情報に基づき、入力された信号に対して位相回転を加え、位相回転を加えた信号を固有伝送符号化回路108−1及び固有伝送符号化回路108−2に出力する。位相制御部102aが有する位相制御回路102−1、…、位相制御回路102−nは、それぞれ対応するサブキャリアごとに、位相振幅記憶回路107が記憶する位相制御情報に基づき、入力された信号に対して位相回転を加え、位相回転を加えた信号を固有伝送符号化回路108−1及び固有伝送符号化回路108−2に出力する。固有伝送符号化回路108−1は、ユニタリ行列記憶回路109が記憶する送信ユニタリ行列と入力された信号ベクトルとを乗算し、乗算した信号を多重化回路103−1及び多重化回路103−2に出力する。固有伝送符号化回路108−2は、ユニタリ行列記憶回路109が記憶する送信ユニタリ行列と入力された信号ベクトルとを乗算し、乗算した信号を多重化回路103−1及び多重化回路103−2に出力する。多重化回路103−1及び多重化回路103−2は、入力された信号を多重化し、多重化した信号を無線部171に出力する。無線部171は、入力された信号を受信端末Cに送信する(ステップS101)。なお、初期状態においては、位相振幅制御情報及びユニタリ行列が算出されていないので、例えば、予め定めた値や行列を用いて既知信号の送信を行ってもよい。
送信端末Bは、前述の第7実施形態の送信端末の処理(ステップS101)と同様の処理を行い、信号を受信端末Cに送信する(ステップS102)。
なお、初期状態においては、伝達関数の推定が行われていないために位相制御情報及び振幅制御情報が算出されていないので位相回転を加えない情報を入力してもよい。また、初期状態においては、伝達関数の推定のためにステップS101及びステップS102で既知信号を送信してもよい。
なお、初期状態においては、伝達関数の推定が行われていないために位相制御情報及び振幅制御情報が算出されていないので位相回転を加えない情報を入力してもよい。また、初期状態においては、伝達関数の推定のためにステップS101及びステップS102で既知信号を送信してもよい。
受信端末Cにおいて、無線部281は、受信した信号を分離回路201−1及び分離回路201−2に出力する。分離回路201−1は、無線部281から入力された信号をサブキャリアごとに分離し、伝達関数推定部206に出力する。分離回路201−2は、無線部296から入力された信号をサブキャリアごとに分離し、伝達関数推定部206aに出力する。ここで、分離回路201−1及び分離回路201−2から伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aに入力される信号は、同一の伝達関数の影響を受けた信号が入力される。つまり、送信側のアンテナから受信側のアンテナまでの伝送路が同一の信号が、それぞれの伝達関数推定部206と伝達関数推定部206aに入力される。
伝達関数推定部206が有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、サブキャリアごとの伝達関数を推定し、推定した伝達関数を示す信号を位相振幅算出部205及び特異値分解回路212へ出力する。伝達関数推定部206aが有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、サブキャリアごとの伝達関数を推定し、推定した伝達関数を示す信号を位相振幅算出部205a及び特異値分解回路212へ出力する。位相振幅算出部205の有する位相振幅算出回路205−1、…、位相振幅算出回路205−nは、入力された伝達関数を示す信号に基づいて、位相制御情報及び振幅制御情報を算出し、算出した位相制御情報及び振幅制御情報を位相振幅記憶回路213に出力する。位相振幅算出部205aの有する位相振幅算出回路205−1、…、位相振幅算出回路205−nは、入力された伝達関数を示す信号に基づいて、位相制御情報及び振幅制御情報を算出し、算出した位相制御情報及び振幅制御情報を位相振幅記憶回路213に出力する。位相振幅記憶回路213は、入力された位相制御情報及び振幅制御情報を記憶する。特異値分解回路212は、入力された伝達関数から生成される伝達関数行列からユニタリ行列を算出し、算出したユニタリ行列をユニタリ行列記憶回路109に出力し記憶させる(ステップS103)。
続いて、受信端末Cにおいて、無線部281は、位相振幅記憶回路213の記憶する位相制御情報及び振幅制御情報と、ユニタリ行列記憶回路109が記憶するユニタリ行列を示す信号とを読み出し、読み出した情報をデジタル変調し、変調により生成した信号を送信端末Bに送信する。送信端末Bにおいて、無線部171は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報と、ユニタリ行列を示す信号を抽出し、位相制御情報及び振幅制御情報を位相振幅記憶回路107に出力し記憶させ、ユニタリ行列を示す信号をユニタリ行列記憶回路109に出力し記憶させる(ステップS104)。
また、受信端末Cの無線部281は、位相振幅記憶回路213の記憶する位相制御情報及び振幅制御情報と、ユニタリ行列記憶回路109が記憶するユニタリ行列を示す信号とを読み出し、読み出した情報をデジタル変調し、変調により生成した信号を送信端末Aに送信する。送信端末Aは、第7実施形態のステップS104での送信端末Bと同様の処理を行い、位相制御情報、振幅制御情報及びユニタリ行列を記憶する(ステップS105)。
送信端末Aが行う処理は、第7実施形態のステップS101と同様であり、送信するデータから無線部171に入力する送信信号を生成する(ステップS106)。
続いて、送信端末Aにおいて、無線部171は、入力された信号を受信端末Cに送信する(ステップS107)。また、送信端末Bは、送信端末Aと同様の処理(第7実施形態のステップS106及びステップS107)を行い、所望の受信端末に信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS108)。
続いて、送信端末Aにおいて、無線部171は、入力された信号を受信端末Cに送信する(ステップS107)。また、送信端末Bは、送信端末Aと同様の処理(第7実施形態のステップS106及びステップS107)を行い、所望の受信端末に信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS108)。
受信端末Cにおいて、無線部281は、送信端末A及び送信端末Bが送信した信号を受信し、2つのアンテナで受信した信号それぞれを分離回路201−1と分離回路201−2とに出力する。ここで、無線部281が受信する信号は、多入力多出力伝達関数で表される伝送路及び干渉信号によって混信した信号となっている。分離回路201−1は、入力した信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を固有伝送復号化回路211−1、…、211−nに出力する。分離回路201−2は、入力した信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を固有伝送復号化回路211−1、…、211−nに出力する。ここで、固有伝送復号化回路211−1、…、211−nへ入力される信号は、同一の伝送路を介し同一の伝達関数の影響を受けた信号がそれぞれに入力される。
固有伝送復号化回路211−1、…、211−nは、ユニタリ行列記憶回路109が記憶する受信ユニタリ行列を用いて、分離回路201−1及び分離回路201−2から入力された信号を分離し、分離した信号を振幅位相制御部202及び振幅位相制御部202aへ出力する。振幅位相制御部202が有する振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nは、それぞれのサブキャリアごとに、位相振幅記憶回路213が記憶する位相制御情報及び振幅制御情報を用いて、位相回転及び振幅制御が行われ、所望の信号を同相にそろえる。また、振幅位相制御部202は、振幅位相制御を行った信号を干渉除去回路203−1に出力する。振幅位相制御部202aは、振幅位相制御部202と同様に処理を行い、振幅位相制御を行った信号を干渉除去回路203−2に出力する。
干渉除去回路203−1は、入力された信号を同相合成する。これにより、所望の信号は強調され、干渉信号は抑圧される。また、干渉除去回路203−1は、同相合成をした信号を並列直列変換回路210に出力する。干渉除去回路203−2は、入力された信号を同相合成する。これにより、所望の信号は強調され、干渉信号は抑圧される。また、干渉除去回路203−2は、同相合成をした信号を並列直列変換回路210に出力する。並列直列変換回路210は、干渉除去回路203−1及び干渉除去回路203−2から入力された信号を直列信号に変換し、変換した直列信号を復調回路204に出力する。復調回路204は、入力された信号をデジタル復調し、デジタル復調により得られたデータを出力する(ステップS109)。
以上の動作により、受信端末Cは、送信端末Bから送信される干渉信号に妨げられることなく、送信端末Aから送信される信号に含まれるデータを得る。第4実施形態と比して、第7実施形態が異なるのは、送信端末A及び送信端末Bにおいて、位相回転を与えるだけでなく、特異値分解により算出した送信ユニタリ行列を送信する信号に乗算し送信することである。また、受信端末Cにおいては、受信した信号に受信ユニタリ行列を乗算し、多入力多出力信号を分離する点である。
なお、ユニタリ行列の算出の際に特異値分解を用いるとしたが、固有値分解を用いるようにしてもよい。また、固有値に基づく通信品質の選択及び管理を行うことが可能となる。
なお、ユニタリ行列の算出の際に特異値分解を用いるとしたが、固有値分解を用いるようにしてもよい。また、固有値に基づく通信品質の選択及び管理を行うことが可能となる。
(第8実施形態)
次に、無線送受信システム3に制御端末30bを加えた無線送受信システム3aにおいて、位相制御情報及び振幅制御情報を算出する位相振幅算出部205及び位相振幅算出205aを受信端末20fが備えていたことに代わって、制御端末30bが伝達関数から位相制御情報及び振幅制御情報を算出する機能を備える実施形態を説明する。ここで、無線送受信システム3aは、図17で示した複数の送信端末10d、少なくとも1つの受信端末20g及び1つの制御端末30bを有する。
次に、無線送受信システム3に制御端末30bを加えた無線送受信システム3aにおいて、位相制御情報及び振幅制御情報を算出する位相振幅算出部205及び位相振幅算出205aを受信端末20fが備えていたことに代わって、制御端末30bが伝達関数から位相制御情報及び振幅制御情報を算出する機能を備える実施形態を説明する。ここで、無線送受信システム3aは、図17で示した複数の送信端末10d、少なくとも1つの受信端末20g及び1つの制御端末30bを有する。
図19は、第8実施形態の受信端末20gの内部構成を示す概略ブロック図である。受信端末20gは、分離回路201−1、分離回路201−2、固有伝送復号化回路211−1、…、211−n、振幅位相制御回路202、振幅位相制御回路202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、並列直列変換回路210、復調回路204、位相振幅記憶回路107、ユニタリ行列記憶回路109、特異値分解回路212、伝達関数推定部206、伝達関数推定部206a、変調回路298及び無線部282を備える。
分離回路201−1、分離回路201−2、固有伝送復号化回路211−1、…、211−n、振幅位相制御回路202、振幅位相制御回路202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、並列直列変換回路210、復調回路204、位相振幅記憶回路107、ユニタリ行列記憶回路109、特異値分解回路212、伝達関数推定部206、伝達関数推定部206a、変調回路298については、上述の実施形態と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
無線部282は、受信する信号に位相制御情報及び振幅制御情報が含まれている場合、受信する信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し出力する。また、無線部282は、受信する信号に位相制御情報及び振幅制御情報が含まれていない場合、受信する信号を出力する。また、無線部282は、入力されるユニタリ行列を示す信号及び変調された信号を送信する。
分離回路201−1、分離回路201−2、固有伝送復号化回路211−1、…、211−n、振幅位相制御回路202、振幅位相制御回路202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、並列直列変換回路210、復調回路204、位相振幅記憶回路107、ユニタリ行列記憶回路109、特異値分解回路212、伝達関数推定部206、伝達関数推定部206a、変調回路298については、上述の実施形態と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
無線部282は、受信する信号に位相制御情報及び振幅制御情報が含まれている場合、受信する信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し出力する。また、無線部282は、受信する信号に位相制御情報及び振幅制御情報が含まれていない場合、受信する信号を出力する。また、無線部282は、入力されるユニタリ行列を示す信号及び変調された信号を送信する。
図20は、第8実施形態の制御端末30bの内部構成を示す概略ブロック図である。制御端末30bは、復調回路310、位相振幅算出回路311、特異値分解回路312、変調回路313及び無線部314を備える。
復調回路310は、入力される信号から伝達関数を示す情報を抽出し出力する。位相振幅算出回路311は、入力される伝達関数を示す情報を用いて、位相制御情報及び振幅制御情報を算出し出力する。特異値分解回路312は、入力される伝達関数からなる行列の特異値分解を行い送信ユニタリ行列及び受信ユニタリ行列を算出し出力する。変調回路313は、入力された信号をデジタル変調し、デジタル変調で得た信号を出力する。無線部314は、受信した信号を出力し、入力された信号を送信する。
復調回路310は、入力される信号から伝達関数を示す情報を抽出し出力する。位相振幅算出回路311は、入力される伝達関数を示す情報を用いて、位相制御情報及び振幅制御情報を算出し出力する。特異値分解回路312は、入力される伝達関数からなる行列の特異値分解を行い送信ユニタリ行列及び受信ユニタリ行列を算出し出力する。変調回路313は、入力された信号をデジタル変調し、デジタル変調で得た信号を出力する。無線部314は、受信した信号を出力し、入力された信号を送信する。
(第8実施形態の処理)
第8実施形態の無線送受信システム3aの動作は、第2実施形態の無線送受信システム1aと同じ手順であり、図7を用いて送信端末Aからデータを受信端末Cに伝送する動作のシーケンスを説明する。送信端末A及び送信端末Bは送信端末10dと対応し、受信端末Cは受信端末20gに対応し、制御端末Dは制御端末30bに対応する。
第8実施形態の無線送受信システム3aの動作は、第2実施形態の無線送受信システム1aと同じ手順であり、図7を用いて送信端末Aからデータを受信端末Cに伝送する動作のシーケンスを説明する。送信端末A及び送信端末Bは送信端末10dと対応し、受信端末Cは受信端末20gに対応し、制御端末Dは制御端末30bに対応する。
送信端末Aは、第7実施形態のステップS101と同様の動作により、データから送信データを送信し、受信端末Cに送信する(ステップS201)。また、送信端末Bは、第7実施形態のステップS101と同様の動作を行い、送信するデータから送信信号を生成し、受信端末Cに送信する(ステップS202)
受信端末Cにおいて、無線部282は、送信端末A及び送信端末Bから受信した信号別々に分離回路201−1及び分離回路201−2に出力する。分離回路201−1は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を伝達関数推定部206に出力する。伝達関数推定部206が有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、入力された信号からサブキャリアごとの伝達関数を推定し、推定した伝達関数を含む信号を特異値分解回路212に出力する。分離回路201−2は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を伝達関数推定部206aに出力する。伝達関数推定部206aが有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、入力された信号からサブキャリアごとの伝達関数を推定し、推定した伝達関数を含む信号を特異値分解回路212に出力する。特異値分解回路212は、入力された伝達関数からなる行列から特異値分解によりユニタリ行列を算出し、算出したユニタリ行列をユニタリ行列記憶回路109に出力し記憶させる(ステップS203)。
続いて、受信端末Cにおいて、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aは、推定した伝達関数を示す信号を変調回路298に出力する。変調回路298は、入力された信号をデジタル変調し、デジタル変調により得た信号を無線部282に出力する。無線部282は、入力された信号を制御端末Dに送信する(ステップS204)。
制御端末Dにおいて、無線部314は、受信した信号を復調回路310に出力する。復調回路310は、入力された信号をデジタル復調し、復調した信号から伝達関数を示す信号を抽出し、位相振幅算出回路311及び特異値分解回路312に出力する。位相振幅算出回路311は、入力された信号を用いて、サブキャリアごとの位相制御情報及び振幅制御情報を算出する。特異値分解回路312は、入力される伝達関数を示す信号で表される行列を特異値分化し、ユニタリ行列を算出する(ステップS205)。
続いて、制御端末Dにおいて、位相振幅算出回路311は、算出したいそう制御情報及び振幅制御情報を変調回路313に出力する。特異値分解回路312は、算出したユニタリ行列を変調回路313に出力する。変調回路313は、入力された情報をデジタル変調し、デジタル変調で得られた信号を無線部314に出力する。無線部314は、入力された信号を送信端末Aに送信する。送信端末Aにおいて、無線部171は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、抽出した位相制御情報及び振幅制御情報を位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる。また、無線部171は、受信した信号からユニタリ行列を抽出し、抽出したユニタリ行列を示す信号をユニタリ行列記憶回路109に出力し記憶させる。(ステップS206)。
また、制御端末Dの無線部314は、入力された信号を送信端末Bに送信する。送信端末Bにおいて、前述の第8実施形態のステップS206の送信端末Aと同様に、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報と、ユニタリ行列とを抽出し記憶する(ステップS207)。
また更に、制御端末Dの無線部314は、入力された信号を受信端末Cに送信視する。受信端末Cにおいて、無線部282は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる(ステップS208)。
なお、ステップS206、ステップS207及びステップS208における制御端末Dの無線部304が行う送信を順に行わずに、一回の送信で、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cに信号を送信してもよい。
また更に、制御端末Dの無線部314は、入力された信号を受信端末Cに送信視する。受信端末Cにおいて、無線部282は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる(ステップS208)。
なお、ステップS206、ステップS207及びステップS208における制御端末Dの無線部304が行う送信を順に行わずに、一回の送信で、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cに信号を送信してもよい。
送信端末Aは、前述した第7実施形態のステップS106と同じ処理を行い、送信するデータから送信信号を用意する(ステップS209)。前述した第7実施形態のステップS107と同様の処理で、信号を受信端末Cに送信する(ステップS210)。
また、送信端末Bは、送信端末Aと同様に、前述した第7実施形態のステップS106と同じ処理を行い、送信端末Bの所望の受信端末に信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS211)。
また、送信端末Bは、送信端末Aと同様に、前述した第7実施形態のステップS106と同じ処理を行い、送信端末Bの所望の受信端末に信号を送信する。このとき、送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS211)。
受信端末Cは、無線部282は、送信端末A及び送信端末Bが送信した信号を受信し、2つのアンテナで受信した信号それぞれを分離回路201−1と分離回路201−2とに出力する。ここで、無線部282が受信する信号は、多入力多出力伝達関数で表される伝送路及び干渉信号によって混信した信号となっている。分離回路201−1は、入力した信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を固有伝送復号化回路211−1、…、211−nに出力する。分離回路201−2は、入力した信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を固有伝送復号化回路211−1、…、211−nに出力する。ここで、固有伝送復号化回路211−1、…、211−nへ入力される信号は、同一の伝送路を介し同一の伝達関数の影響を受けた信号がそれぞれに入力される。
固有伝送復号化回路211−1、…、211−nは、ユニタリ行列記憶回路109が記憶する受信ユニタリ行列を用いて、分離回路201−1及び分離回路201−2から入力された信号を分離し、分離した信号を振幅位相制御部202及び振幅位相制御部202aへ出力する。振幅位相制御部202が有する振幅位相制御回路202−1、…、振幅位相制御回路202−nは、それぞれのサブキャリアごとに、位相振幅記憶回路107が記憶する位相制御情報及び振幅制御情報を用いて、位相回転及び振幅制御が行われ、所望の信号を同相にそろえる。また、振幅位相制御部202は、振幅位相制御を行った信号を干渉除去回路203−1に出力する。振幅位相制御部202aは、振幅位相制御部202と同様に処理を行い、振幅位相制御を行った信号を干渉除去回路203−2に出力する。
干渉除去回路203−1は、入力された信号を同相合成する。これにより、所望の信号は強調され、干渉信号は抑圧される。また、干渉除去回路203−1は、同相合成をした信号を並列直列変換回路210に出力する。干渉除去回路203−2は、入力された信号を同相合成する。これにより、所望の信号は強調され、干渉信号は抑圧される。また、干渉除去回路203−2は、同相合成をした信号を並列直列変換回路210に出力する。並列直列変換回路210は、干渉除去回路203−1及び干渉除去回路203−2から入力された信号を直列信号に変換し、変換した直列信号を復調回路204に出力する。復調回路204は、入力された信号をデジタル復調し、デジタル復調により得られたデータを出力する(ステップS212)。
以上の動作により、受信端末Cは、送信端末Bから送信される干渉信号に妨げられることなく、送信端末Aから送信される信号に含まれるデータを得る。
(第9実施形態)
次に、無線送受信システム3aにおいて、伝達関数の推定を行う機能を受信端末20gが備えることに代えて、送信端末10eが伝達関数を推定する機能を備える無線送受信システム3bを説明する。無線送受信システム3bでは、無線送受信システム3aの送信端末10dが送信端末10eの構成に置き換えられ、受信端末20gが受信端末20hの構成に置き換えられる。ここで、無線送受信システム3bは、複数の送信端末10e、少なくとも1つの受信端末20h及び1つの図20で示した制御端末30bを有する。
次に、無線送受信システム3aにおいて、伝達関数の推定を行う機能を受信端末20gが備えることに代えて、送信端末10eが伝達関数を推定する機能を備える無線送受信システム3bを説明する。無線送受信システム3bでは、無線送受信システム3aの送信端末10dが送信端末10eの構成に置き換えられ、受信端末20gが受信端末20hの構成に置き換えられる。ここで、無線送受信システム3bは、複数の送信端末10e、少なくとも1つの受信端末20h及び1つの図20で示した制御端末30bを有する。
図21は、第9実施形態の送信端末10eの内部構成を示す概略ブロック図である。送信端末10eは、切替回路172、変調回路101、切替回路173、直列並列変換回路106、位相制御部102、位相制御部102a、固有伝送符号化回路108−1、固有伝送符号化回路108−2、多重化回路103−1、多重化回路103−2、ユニタリ行列記憶回路109、位相振幅記憶回路107、分離回路185−1、分離回路185−2、伝達関数推定部206、伝達関数推定部206a及び無線部174を備える。
変調回路101、位相制御部102、位相制御部102a、多重化回路103−1、多重化回路103−2、直列並列変換回路106、位相振幅記憶回路107、固有伝送符号化回路108−1、固有伝送符号化回路108−2、ユニタリ行列記憶回路109、分離回路185−1、分離回路185−2、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aについては、上述の実施形態と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
変調回路101、位相制御部102、位相制御部102a、多重化回路103−1、多重化回路103−2、直列並列変換回路106、位相振幅記憶回路107、固有伝送符号化回路108−1、固有伝送符号化回路108−2、ユニタリ行列記憶回路109、分離回路185−1、分離回路185−2、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aについては、上述の実施形態と同じ構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
切替回路172は、入力されるデータと、入力される伝達関数を示す信号とのどちらか一方を選択し出力する。切替回路173は、入力された信号を、2つ備える出力先のどちらか一方を選択し出力する。無線部174は、2つのアンテナで受信した信号を、分離回路185−1及び分離回路185−2に出力する。また、無線部174は入力される信号を送信する。
なお、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aが出力する伝達関数推定情報を送信する際には、切替回路172は、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aの出力を入力として選択し、変調回路101へ出力する選択をする。切替回路173は、変調回路173から入力される新語を無線部174への出力する選択をする。これにより、伝達関数推定部206が出力する伝達推定関数情報は、無線部174に入力される。
また、入力されるデータを送信する際には、切替回路172は、入力されるデータを変調回路に出力する選択をし、切替回路173は、変調回路101から入力された信号を直列並列変換回路106に出力する選択をする。これにより、入力されるデータは、信号処理をされ、無線部174に入力され、送信される。
なお、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aが出力する伝達関数推定情報を送信する際には、切替回路172は、伝達関数推定部206及び伝達関数推定部206aの出力を入力として選択し、変調回路101へ出力する選択をする。切替回路173は、変調回路173から入力される新語を無線部174への出力する選択をする。これにより、伝達関数推定部206が出力する伝達推定関数情報は、無線部174に入力される。
また、入力されるデータを送信する際には、切替回路172は、入力されるデータを変調回路に出力する選択をし、切替回路173は、変調回路101から入力された信号を直列並列変換回路106に出力する選択をする。これにより、入力されるデータは、信号処理をされ、無線部174に入力され、送信される。
図22は、第9実施形態の受信端末20hの内部構成を示した概略ブロック図である。受信端末20hは、分離回路201−1、分離回路201−2、固有伝送復号化回路211−1、…、211−n、振幅位相制御部202、振幅位相制御部202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、並列直列変換回路210、復調回路204、位相振幅記憶回路107、ユニタリ行列記憶回路109及び無線部283を備える。
分離回路201−1、分離回路201−2、振幅位相制御部202、振幅位相制御部202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、復調回路204、並列直列変換回路210、固有伝送復号化回路211−1、…、211−n、位相振幅記憶回路107、ユニタリ行列記憶回路109については、上述の実施形態と名時構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
無線部283は、受信する信号に位相制御情報及び振幅制御情報と、ユニタリ行列を示す信号が含まれる場合、位相制御情報及び振幅制御情報とユニタリ行列とを抽出し出力する。また、無線部283は、受信する信号に位相制御情報及び振幅制御情報と、ユニタリ行列を示す信号が含まれない場合、受信した信号を出力する。
分離回路201−1、分離回路201−2、振幅位相制御部202、振幅位相制御部202a、干渉除去回路203−1、干渉除去回路203−2、復調回路204、並列直列変換回路210、固有伝送復号化回路211−1、…、211−n、位相振幅記憶回路107、ユニタリ行列記憶回路109については、上述の実施形態と名時構成であり同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
無線部283は、受信する信号に位相制御情報及び振幅制御情報と、ユニタリ行列を示す信号が含まれる場合、位相制御情報及び振幅制御情報とユニタリ行列とを抽出し出力する。また、無線部283は、受信する信号に位相制御情報及び振幅制御情報と、ユニタリ行列を示す信号が含まれない場合、受信した信号を出力する。
(第9実施形態の処理)
第9実施形態の無線送受信システム3bの動作は、第3実施形態の無線送受信システム1bと同じ手順であり、図10を用いて説明する。送信端末A及び送信端末Bは送信端末10eに対応し、受信端末Cは受信端末20hに対応し、制御端末Dは制御端末30bに対応する。
第9実施形態の無線送受信システム3bの動作は、第3実施形態の無線送受信システム1bと同じ手順であり、図10を用いて説明する。送信端末A及び送信端末Bは送信端末10eに対応し、受信端末Cは受信端末20hに対応し、制御端末Dは制御端末30bに対応する。
受信端末Cにおいて、無線部283は、伝達関数を推定するための信号を送信端末Bに送信する(ステップS301)。また、無線部283は、同様に送信端末Aに送信する(ステップS302)。
送信端末Aにおいて、無線部174は、受信端末Cから受信した信号を分離回路185−1及び分離回路185−2に出力する。分離回路185−1は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を伝達関数推定部206に出力する。伝達関数推定部206の有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、それぞれの入力信号に基づき、伝達関数を推定する。分離回路185−2は、入力された信号をサブキャリアごとに分離し、分離した信号を伝達関数推定部206aに出力する。伝達関数推定部206aの有する伝達関数推定回路206−1、…、伝達関数推定回路206−nは、それぞれの入力信号に基づき、伝達関数を推定する(ステップS303)。
また、送信端末Bにおいても、前述の第9実施形態のステップS303と同じ処理により、受信端末Cから受信した信号を用いて、伝送関数を推定する(ステップS304)。
また、送信端末Bにおいても、前述の第9実施形態のステップS303と同じ処理により、受信端末Cから受信した信号を用いて、伝送関数を推定する(ステップS304)。
送信端末Bにおいて、伝送関数推定部206及び伝送関数推定部206aは、推定した伝送関数を示す信号を切替回路172へ出力する。切替回路172は、入力された信号を変調回路101に出力する。変調回路101は、入力された信号をデジタル変調し、デジタル変調で得られた信号を切替回路173に出力する。切替回路173は、入力された信号を無線部174に出力する。無線部174は、入力された信号を制御端末Dに送信する(ステップS305)。
また、送信端末Aにおいても、前述の第9実施形態のステップS305と同様の処理により、推定した伝達関数を制御端末Dに送信する(ステップS306)。
また、送信端末Aにおいても、前述の第9実施形態のステップS305と同様の処理により、推定した伝達関数を制御端末Dに送信する(ステップS306)。
制御端末Dにおいて、無線部314は、受信した信号を復調回路310に出力する。復調回路310は、入力された信号をデジタル復調し、復調した信号から伝達関数を示す信号を抽出し、位相振幅算出回路311及び特異値分解回路312に出力する。位相振幅算出回路311は、入力された信号を用いて、送信端末Aと送信端末Bとから受信する伝達関数それぞれに対応するサブキャリアごとの位相制御情報及び振幅制御情報を算出する。特異値分解回路312は、入力された伝達関数からなる行列を特異値分解を行い、エルミート行列を算出する(ステップS307)。
続いて、制御端末Dにおいて、位相振幅算出回路311は、算出した位相制御情報及び振幅制御情報を変調回路313に出力する、特異値分解回路312は、算出した逆行列を示す情報を変調回路313に出力する。変調回路313は、入力された情報をデジタル変調し、デジタル変調で得られた信号を無線部314に出力する。無線部314は、入力された信号を送信端末Aに送信する。送信端末Aにおいて、無線部174は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる。また、無線部174は、受信した信号からユニタリ行列を抽出し、抽出したユニタリ行列をユニタリ行列記憶回路109に出力し記憶させる(ステップS308)。
また、制御端末Dの無線部314は、入力された信号を送信端末Bに送信する。送信端末Bにおいて、無線部174は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる。また、無線部174は、受信した信号からユニタリ行列を抽出し、抽出したユニタリ行列をユニタリ行列記憶回路109に出力し記憶させる(ステップS309)。
また更に、制御端末Dの無線部314は、入力された信号を受信端末Cに送信する。受信端末Cにおいて、無線部283は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる。また、無線部283は、受信した信号からユニタリ行列を抽出し、抽出したユニタリ行列をユニタリ行列記憶回路109に出力し記憶させる(ステップS310)。
なお、ステップS308、ステップS309及びステップS310における制御端末Dの無線部304が行う送信を順に行わずに、一回の送信で、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cに信号を送信してもよい。
また更に、制御端末Dの無線部314は、入力された信号を受信端末Cに送信する。受信端末Cにおいて、無線部283は、受信した信号から位相制御情報及び振幅制御情報を抽出し、位相振幅記憶回路107に出力し記憶させる。また、無線部283は、受信した信号からユニタリ行列を抽出し、抽出したユニタリ行列をユニタリ行列記憶回路109に出力し記憶させる(ステップS310)。
なお、ステップS308、ステップS309及びステップS310における制御端末Dの無線部304が行う送信を順に行わずに、一回の送信で、送信端末A、送信端末B及び受信端末Cに信号を送信してもよい。
送信端末Aにおいて、切替回路172は、入力された送信するデータを変調回路101に出力する。変調回路101は、入力されたデータをデジタル変調し、デジタル変調により得られた信号を切替回路173に出力する。切替回路173は、入力された信号を直列並列変換回路106に出力する。直列並列変換回路106は、入力された信号を並列に変換し、変換した信号を位相制御部102及び位相制御部102aに出力する。位相制御部102は、位相振幅記憶回路107が記憶する位相制御情報に基づき、入力された信号に位相回転を加え、位相回転を加えた信号を固有伝送符号化回路108−1及び固有伝送符号化回路108−2に出力する。位相制御部102aは、位相振幅記憶回路107が記憶する位相制御情報に基づき、入力された信号に位相回転を加え、位相回転を加えた信号を固有伝送符号化回路108−1及び固有伝送符号化回路108−2に出力する。固有伝送符号化回路108−1は、入力された信号からなるベクトルに、ユニタリ行列記憶回路109が記憶する送信ユニタリ行列を乗算し、固有伝送信号を算出し多重化回路103−1及び多重化回路103−2に出力する。固有伝送符号化回路108−2は、入力された信号からなるベクトルと、ユニタリ行列記憶回路109が記憶する送信ユニタリ行列とを乗算し、固有伝送信号を算出し多重化回路103−1及び多重化回路103−2に出力する。多重化回路103−1及び多重化回路103−2は、入力された信号を多重化し、多重化した信号を無線部174に出力する(ステップS311)。
続いて、送信端末Aにおいて、無線部174は、入力された信号を受信端末Cに送信する(ステップS312)。
また、送信端末Bにおいても、送信するデータを送信端末Aと同様に処理し、所望の受信端末に信号を送信する。このとき送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS313)。
また、送信端末Bにおいても、送信するデータを送信端末Aと同様に処理し、所望の受信端末に信号を送信する。このとき送信端末Bが送信する信号は、干渉信号として受信端末Cに到達する(ステップS313)。
受信端末Cにおいて、無線部283は、送信端末A及び送信端末Bが送信した信号を受信し、2つのアンテナで受信した信号を分離回路201−1及び分離回路201−2に出力する。分離回路201−1及び分離回路201−2以降の動作は、前述の第8実施形態のステップS212と同様の処理を行い、位相制御を用いて、受信した信号から干渉信号を抑圧する、と共に所望の送信端末Aから信号を強調する。この結果、干渉信号を抑圧した信号を並列直列変換回路210、復調回路204を介して所望のデータを出力する(ステップS314)。
以上の動作により、受信端末Cは、送信端末Bから送信される干渉信号に妨げられることなく、送信端末Aから送信される信号に含まれるデータを得る。
第7実施形態、第8実施形態及び第9実施形態では、送信端末と受信端末とが複数のアンテナを備え、受信端末が所望のデータを送信する送信端末において固有伝送を行う場合、全ての送信端末と全ての受信端末との間の伝達関数から得られる位相情報を算出する。送信端末は、算出された位相情報を用いて、送信信号に位相回転を加えた同一信号の多重化を行い、更に、送信ユニタリ行列(左側ユニタリ行列)を乗算し送信する。受信端末においては、受信信号に受信ユニタリ行列(右側ユニタリ行列のエルミート転置)を乗算し固有伝送ごとに信号を解いた後に、所望信号それぞれの同相合成を行い送信されたデータを得る。この同相合成によって、干渉信号は逆相となり、干渉信号は抑圧される。
第7実施形態、第8実施形態及び第9実施形態では、第4実施形態、第5実施形態及び第6実施形態に比べ、送信及び受信にユニタリ行列を用いて演算することで、並列化された伝送路の固有値を指標にすることができ、それぞれの伝送路の通信品質に応じてデータの伝送を行うことが可能となる。
なお、送信端末と受信端末とのアンテナの数は同数である必要はなく、参考文献に示すように、並列化数を調整することで、干渉信号を送信する送信端末の数、アンテナの数に対応可能である。(参考文献:志村隆一郎、笹瀬巌、“チャネル行列の相関行列の最小固有値を大きくするように送信位相制御を行うETDシステム”、電子情報通信学会論文誌B、Vol。J89−B、No.3、p337−350、2006)。
従来の無線送受信システムは、多重化及び分離の際に別々の変調信号を多重化及び分離していたが、第1実施形態から第9実施形態では、同一変調信号に別々の任意の位相回転を加えて多重化し送信している。干渉信号を送信する干渉源となる他の送信端末も同様の送信方法で信号を送信する。所望の信号を送信する送信端末において、信号に加えられる位相回転は、全ての送信端末と全ての受信端末との間の伝達関数から算出され、受信端末において振幅位相制御を行うと所望信号は同相となり、干渉信号は逆相となり互いに相殺される位相回転である。
また、本発明に記載の受信信号分離回路は、多入力多出力信号分離回路207−1、…、207−n、固有伝送復号化回路211−1、…、211−nに対応する。また、本発明に記載の位相振幅制御情報は、位相制御情報及び振幅制御情報を含む情報が対応する。また、本発明に記載の送信端末無線部は、無線部171、無線部174、無線部181、無線部184、無線部191及び無線部195が対応する。また、本発明に記載の受信端末無線部は、無線部281、無線部282、無線部283、無線部292、無線部294、無線部295、無線部296、無線部297及び無線部299が対応する。また、本発明に記載の制御端末無線部は、無線部304、無線部309及び無線部314が対応する。
1 無線送受信システム
10 送信端末
20 受信端末
101 変調回路、102…位相制御部、103−1…多重化回路、104…位相振幅記憶回路、191…無線部
201−1…分離回路、202…振幅位相制御部、203−1…干渉除去回路、204…復調回路、205…位相振幅算出部、206…伝達関数推定部、105…位相振幅記憶回路、291…変調回路、292…無線部
10 送信端末
20 受信端末
101 変調回路、102…位相制御部、103−1…多重化回路、104…位相振幅記憶回路、191…無線部
201−1…分離回路、202…振幅位相制御部、203−1…干渉除去回路、204…復調回路、205…位相振幅算出部、206…伝達関数推定部、105…位相振幅記憶回路、291…変調回路、292…無線部
Claims (7)
- 複数の送信端末と受信端末とを有する無線送受信システムであって、
前記送信端末と前記受信端末との間の無線伝送路の伝達関数を推定し、推定した伝達関数を示す伝達関数情報を出力する伝達関数推定回路と、
前記伝達関数情報に基づき、位相成分と振幅係数を算出し、算出した位相成分と振幅係数を含む位相振幅制御情報を出力する位相振幅算出回路と、
を備え、
前記送信端末は、少なくとも、
送信するデータを変調し、信号を生成する変調回路と、
前記位相振幅制御情報を用いて、前記変調回路が変調により生成した信号に位相回転を加える位相制御回路と、
前記位相振幅制御回路が位相変更をした信号の多重化を行う多重化回路と、
前記多重化回路により生成された信号を送信する送信端末無線部と、
を備え、
前記受信端末は、少なくとも、
前記送信端末から信号を受信する受信端末無線部と、
前記受信端末無線部の受信した多重化されている信号を分離する分離回路と、
前記位相振幅制御情報を用いて、前記分離回路が分離した信号に位相回転を加え、振幅制御をする振幅位相制御回路と、
前記振幅位相回路により位相回転された信号を同相合成し、同相合成により所望の前記送信端末から送信される信号を強調し、所望の信号を送信する前記送信端末以外からの前記送信端末から送信される信号である干渉信号を抑圧する干渉除去回路と、
前記干渉除去回路の同相合成により得られた信号を復調し、データを取出す復調回路と、
を備える、
ことを特徴とする無線送受信システム。 - 前記送信端末は、送信する信号を並列に変換する直列並列変換回路を備え、
前記位相制御回路は、前記直列並列変換回路により並列化された信号に対し位相の変更を行い、
前記送信端末無線部は、並列化した信号を複数のアンテナを用いて送信を行い、
前記受信端末無線部は、複数のアンテナを用いて並列して前記送信端末から送信される信号を受信し、
前記受信端末は、前記伝送関数から算出された並列化により混信した信号の分離する行列を用いて、並列化された信号から所望の信号を分離する受信信号分離回路を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線送受信システム。 - 前記受信端末は、
前記伝達関数推定回路と、前記位相振幅算出回路と、
を備え、
前記受信端末無線部は、前記位相振幅算出回路が出力した前記位相振幅制御情報を前記送信端末に送信し、
前記振幅位相制御回路は、前記位相振幅算出回路が出力した前記位相振幅制御情報を用いて、前記分離回路が分離した信号に位相回転を加え、振幅制御をし、
前記送信端末無線部は、前記受信端末から前記位相振幅制御情報を受信し、
前記位相制御回路は、前記送信端末無線部が受信した前記位相振幅制御情報を用いて、前記変調回路が変調により生成した信号に位相回転を加える、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の無線送受信システム。 - 前記位相振幅算出回路と、
前記伝達関数情報を前記受信端末から受信し、前記位相振幅算出回路が出力した前記位相回転制御情報を前記送信端末及び前記受信端末に送信する制御端末無線部と、
を具備する制御端末、
を備え、
前記受信端末は、前記伝送関数推定回路を備え、
前記受信端末無線部は、前記伝送関数推定回路が出力した前記伝達関数情報を前記制御端末に送信し、前記制御端末から前記位相振幅制御情報を受信し、
前記振幅位相制御回路は、前記受信端末無線部が受信した前記位相振幅制御情報を用いて、前記分離回路が分離した信号に位相回転を加え、振幅制御を行い、
前記送信端末無線部は、前記制御端末から前記位相振幅制御情報を受信し、
前記位相制御回路は、前記送信端末無線部が受信した前記位相振幅制御情報を用いて前記変調回路が変調により生成した信号に位相回転を加える、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の無線送受信システム。 - 前記伝達関数を前記送信端末から受信し、前記位相回転制御情報を前記送信端末及び前記受信端末に送信する制御端末無線部と、
前記位相振幅算出回路と、
を具備する制御端末、
を備え、
前記受信端末無線部は、前記位相振幅制御情報を前記制御端末から受信し、
前記振幅位相制御回路は、前記受信端末無線部が受信した前記位相振幅制御情報を用いて、前記分離回路が分離した信号に位相回転を加え、振幅制御を行い、
前記送信端末は、前記伝達関数推定回路を備え、
前記送信端末無線部は、前記伝達関数情報を前記制御端末に送信し、前記制御端末から前記位相振幅制御情報を受信し、
前記位相制御回路は、前記送信端末無線部が受信した前記位相振幅制御情報を用いて前記変調回路が変調により生成した信号に位相回転を加える、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の無線送受信システム。 - 複数の送信端末と受信端末とを備え、前記送信端末から前記受信端末へデータの伝送を行う際に干渉信号となる所望の前記送信端末以外の前記送信端末からの送信信号を抑制しデータの伝送を行う無線送受信システムにおける受信端末であって、
前記送信端末との間の無線伝送路の伝達関数を推定し、推定した伝達関数を示す伝達関数情報を出力する伝達関数推定回路と、
前記伝達関数情報に基づき、所望の受信信号を自端末にて同相にそろえるための位相成分と振幅係数の情報である位相振幅制御情報を算出する位相振幅算出回路と、
前記位相振幅制御情報を前記送信端末に送信し、前記送信端末が送信する信号を受信する受信端末無線部と、
前記受信端末無線部の受信した多重化されている信号を分離する分離回路と、
前記位相振幅制御情報を用いて、前記分離回路が分離した信号に位相回転を加え、振幅制御をする振幅位相制御回路と、
前記振幅位相回路により位相回転された信号を同相合成し、同相合成により所望の前記送信端末から送信される信号を強調し、所望の信号を送信する前記送信端末以外からの前記送信端末から送信される信号である干渉信号を抑圧する干渉除去回路と、
前記干渉除去回路の同相合成により得られた信号を復調し、データを取出す復調回路と、
を備えることを特徴とする受信端末。 - 複数の送信端末と受信端末と制御端末とを備え、前記送信端末から前記受信端末へデータの伝送を行う際に前記受信端末において干渉信号となる所望の前記送信端末以外の前記送信端末からの送信信号を前記受信端末にて抑制しデータの伝送を行う無線送受信システムにおける制御端末であって、
前記送信端末又は前記受信端末から送信される前記送信端末と前記受信端末との間の伝送路の伝達関数を示す伝達関数情報を用いて、所望の信号を前記受信端末にて同相にそろえるための位相と振幅の情報である位相振幅制御情報を算出する位相振幅算出回路と、
前記伝達関数情報を前記送信端末又は前記受信端末から受信し、前記位相振幅制御情報を前記送信端末及び前記受信端末に送信する制御端末無線部と、
を備えることを特徴とする制御端末。
Priority Applications (1)
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