JP2010004143A - 送信機及び受信機並びに送信方法及び受信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信信号を時空間符号化して得られた信号系列のうち、異なる送信アンテナ#0,#1から送信される信号系列間にピーク電力差を与えるように当該信号系列間の位相関係を制御し、各信号系列のピーク電力を測定した結果に基づいて、各信号系列のトータルの平均送信電力に対するピーク電力の割合が最小となるように各信号系列のいずれか一方又は双方の送信電力を制御する。
【選択図】図8
Description
(1)複数の送信アンテナと、送信信号を時空間符号化して異なる送信アンテナから送信される信号系列を生成する時空間符号化部と、前記時空間符号化により得られた信号系列のうち、第1の送信アンテナから送信される第1の信号系列と、第2の送信アンテナから送信される第2の信号系列との間にピーク電力差を与えるように当該信号系列間の位相関係を制御する位相制御部と、前記位相関係が制御された前記第1及び第2の信号系列のピーク電力を測定するピーク電力測定部と、前記測定の結果に基づいて、前記第1及び第2の信号系列のトータルの平均送信電力に対するピーク電力の割合が最小となるように前記第1及び第2の信号系列のいずれか一方又は双方の送信電力を制御する送信電力制御部と、をそなえる送信機を用いることができる。
前記位相関係が制御された前記第1及び第2の信号系列のピーク電力を測定する過程と、前記測定の結果に基づいて、前記第1及び第2の信号系列のトータルの平均送信電力に対するピーク電力の割合が最小となるように前記第1及び第2の信号系列のいずれか一方又は双方の送信電力を制御する過程と、を有する送信方法を用いることができる。
図1は、第1実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。この図1に示すシステムは、1又は複数の無線送信機(以下、単に「送信機」という)10と、1又は複数の無線受信機(以下、単に「受信機」という)50と、をそなえる。
そして、図1に例示する送信機10は、2本の送信アンテナ21−1,21−2(#0,#1)を具備し、これらの送信アンテナ21−1,21−2を用いて送信ダイバーシティを行なう。そのため、送信機10は、例示的に、n系列(nは自然数)の送信ストリーム#1〜#nに対応するSTCエンコーダ11−1〜11−nと、ピーク電力制御部12と、をそなえる。
図3に例示するピーク電力制御部12は、一方の送信アンテナ#1から送信される信号(シンボル)について、他方の送信アンテナ#0から送信される信号に対してピーク電力が異なるように、サブキャリア毎の位相係数を制御する。
一方、図5に例示するピーク電力制御部12は、一方の送信アンテナ#1から送信される信号(シンボル)について、他方の送信アンテナ#0から送信される信号に対してピーク電力が異なるように、直交コード毎の位相係数を制御する。
ここで、直交周波数多重方式の場合、多重化部13−1,13−2及び変調部14−1,14−2としての機能は、図7に例示するように、マッパ22−1,22−2及びIFFT(Inverse Fast Fourier Transformer)23−1,23−2によって実現される。また、直交周波数多重方式の場合、遅延回路17−1,17−2の前段に、それぞれ、CP付加部24−1,24−2がそなえられる場合がある。
一方、直交周波数多重方式の場合、多重化部13−1,13−2及び変調部14−1,14−2としての機能は、図9に例示するように、加算器25−1,25−2、拡散コード乗算器26−1,26−2及び拡散コード生成部27を含むブロックとして実現される。
(直交周波数多重方式の場合)
図11は、第1実施形態に係る受信機50の構成例を示すブロック図である。この図11に示す受信機50の構成は、直交周波数多重方式の場合の構成であり、例示的に、受信アンテナ51と、受信部52と、タイミング同期部53と、CP除去部54と、FFT(Fast Fourier Transformer)55と、をそなえる。また、この受信機50は、伝搬路推定部56−1,56−2と、伝搬路補償部57−1,57−2と、遅延回路58−1,58−2と、加算器59−1と、減算器59−2と、識別部(判定部)60−1,60−2と、パラレル/シリアル(P/S)変換器61と、をそなえる。
図13は、第1実施形態に係る受信機50の構成例を示すブロック図であり、直交コード多重方式の場合の構成を例示する。この図13に示す受信機50は、例示的に、受信アンテナ51と、受信部52と、サーチャ53aと、フィンガ部54aと、レプリカ直交コード生成部55−1と、コード多重分離部55−2と、をそなえる。また、この受信機50は、伝搬路推定部56−1,56−2と、伝搬路補償部57−1,57−2と、遅延回路58−1,58−2と、加算器59−1と、減算器59−2と、識別部(判定部)60−1,60−2と、パラレル/シリアル(P/S)変換器61と、をそなえる。
送信機10において送信アンテナ#0,#1毎に送信電力を独立に制御すると、送信アンテナ#0から送信されるシンボルと、送信アンテナ#1から送信されるシンボルとの間の直交関係(直交度)が崩れるおそれがある。本例では、かかる直交度の劣化を防ぐことを可能にする送信電力制御について説明する。
そのため、本例の送信機10は、例えば図15に示すように、遅延回路17−1(17−2)と、電力制御部19−1(19−2)との間に、パイロット信号#0,#1と各電力制御値とを図16に例示するごとくOFDMフレーム内の所定のOFDMシンボル(サブキャリア)に挿入するパイロット/電力制御値挿入部27−1(27−2)をそなえる。
一方、受信機50では、図17に例示するように、伝搬路補償部57−1,57−2にて、それぞれ既述のとおりチャネル推定値h0,h1を用いて受信信号の伝搬路補償(復調)を行なうが、前記電力制御値が挿入されたシンボル(サブキャリア)を復調した場合は、その電力制御値を制御量記憶部62−1,62−2に記憶しておく。
上述したように、送信機10において、送信アンテナ#0,#1から送信されるシンボルの直交度が劣化しないように電力制御値を演算した場合、送信シンボルのピーク電力の大小関係によってはPAPRの改善度が低下するおそれがある。そこで、本例では、前記直交度を保ちながらPAPRの低減を行なうことについて説明する。
この条件を満たさない場合、送信機10は、当該条件を満たすように送信シンボルの入れ換え処理を行ない、PAPRの低減を行なう。
以上の処理を実現する送信機10の構成例を図18に示す。この図18に例示する送信機10は、電力制御部19−1(19−2)と、送信部20−1(20−2)との間に、シンボル入れ替え部28と、パイロット挿入部29−1(29−2)と、がそなえられる。
例示的に、シンボル入れ替え部28は、送信アンテナ#0に対応するS/P変換器281−1及びP/S変換器282−1と、送信アンテナ#1に対応するS/P変換器281−2及びP/S変換器282−2と、スイッチ部(SW)283と、をそなえる。
一方、受信機50は、例えば図22に示すような構成を有する。この図22に例示する受信機50は、FFT55によるFFT処理後の受信信号からパイロット信号を検出するパイロット検出部64をそなえる。このパイロット検出部64で検出された各送信アンテナ#0,#1のパイロット信号のパターン(極性)から、送信機10において前記シンボル入れ替え処理がなされたか否か(シンボル入れ替え処理の有無)が検出できる。
そして、伝搬路補償部57−1で伝搬路補償された受信信号は、遅延回路58−1にて1シンボル時間の遅延を受けて加算器59−1に入力されるとともに、減算器59−2へ前記遅延を受けずに入力される。
図23は、第4実施形態に係る無線通信システムの構成例を示すブロック図である。この図23は、Space Frequency Block Code(SFBC、空間周波数ブロック符号化)のOFDM送信機に前記ピーク電力制御を適用する場合の構成を例示している。
そのため、本例の送信機10は、ピーク電力制御部12の一例として、位相係数生成部121と、n個のS/P変換器127−1〜127−nと、n個のS/P変換器128−1〜128−nと、n個の複素乗算器129−1−1〜129−n−1と、n個の複素乗算器129−1−2〜129−n−2と、をそなえる。また、本例の送信機10は、送信アンテナ#0,#1のそれぞれに対応するマッパ22a−1,22a−2もそなえる。なお、図23において、その他の既述の符号と同一符号を付した要素は、特に断らない限り、既述の要素と同一若しくは同様の要素である。
図25は、上述したSFBCの送信機10に対応する受信機の構成例を示すブロック図である。この図25に示す受信機50は、図11に例示した受信機50の構成に比して、伝搬路補償部57−1,57−2に代えて、伝搬路補償部57A−1,57B−1,57A−2,57B−2をそなえるとともに、遅延回路58−1,58−2が不要になっている点が異なる。なお、伝搬路補償部57A−1,57B−1,57A−2,57B−2のそれぞれを区別しない場合は、単に、伝搬路補償部57と表記する。
上述した各実施形態では、非線形処理であるピーク抑圧処理を行なわないから、ピーク抑圧処理を各実施形態に適用することもできる。一例として、第1実施形態の送信機10に、ピーク抑圧処理を適用した場合の構成例を図26に例示する。
以上の各実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
複数の送信アンテナと、
送信信号を時空間符号化して異なる送信アンテナから送信される信号系列を生成する時空間符号化部と、
前記時空間符号化により得られた信号系列のうち、第1の送信アンテナから送信される第1の信号系列と、第2の送信アンテナから送信される第2の信号系列との間にピーク電力差を与えるように当該信号系列間の位相関係を制御する位相制御部と、
前記位相関係が制御された前記第1及び第2の信号系列のピーク電力を測定するピーク電力測定部と、
前記測定の結果に基づいて、前記第1及び第2の信号系列のトータルの平均送信電力に対するピーク電力の割合が最小となるように前記第1及び第2の信号系列のいずれか一方又は双方の送信電力を制御する送信電力制御部と、
をそなえることを特徴とする、送信機。
前記送信電力制御部は、
前記前記ピーク電力差を与えられた前記第1及び第2の信号系列のうち、ピーク電力の高い方の送信電力を減少するとともに、ピーク電力の低い方の信号系列の送信電力を増加する、
ことを特徴とする、付記1記載の送信機。
前記送信電力制御部は、
前記第1及び第2の信号系列の合計の送信電力が一定となるように、前記送信電力の制御を行なう、
ことを特徴とする、付記2記載の送信機。
前記送信電力制御部は、
前記第1及び第2の信号系列の直交関係が維持される所定の条件を満たすように前記送信電力の制御を行なう、
ことを特徴とする、付記1〜3のいずれか1項に記載の送信機。
前記所定の条件を満たす送信電力の電力制御量を、前記第1及び第2の信号系列を受信する受信機に通知する送信電力制御量通知部をさらにそなえた、ことを特徴とする、付記4記載の送信機。
前記位相関係の制御は、
前記送信アンテナ毎の信号系列がマッピングされるサブキャリアの位相制御を含む、
ことを特徴とする、付記1〜5のいずれか1項に記載の送信機。
前記位相関係の制御は、
前記送信アンテナ毎の信号系列に乗算される直交コードの位相制御を含む、
ことを特徴とする、付記1〜5のいずれか1項に記載の送信機。
前記ピーク電力測定部により測定されたピーク電力の大小関係に基づいて、前記第1及び第2の信号系列の直交関係が維持される所定の条件を満たすように、前記第1の信号系列の要素信号と前記第2の信号系列の要素信号とを前記送信アンテナ間で入れ替える信号入れ替え処理部、
をさらにそなえたことを特徴とする、付記1記載の送信機。
前記入れ替えの有無を、前記第1及び第2の信号系列を受信する受信機に通知する信号入れ替え情報通知部をさらにそなえた、ことを特徴とする、付記8記載の送信機。
前記位相関係が制御された前記第1及び第2の信号系列を異なるサブキャリアにマッピングするマッパと、
前記サブキャリアにマッピングされた前記第1及び第2の信号系列を時間領域に変換するIFFT部と、
をさらにそなえ、
前記ピーク電力測定部は、前記時間領域に変換された前記第1及び第2の信号系列のピーク電力を測定することを特徴とする、付記1記載の送信機。
前記送信電力制御を受けた第1及び第2の信号系列に対してピーク抑圧処理を施すピーク抑圧部をさらにそなえたことを特徴とする、付記1〜10のいずれか1項に記載の送信機。
前記送信アンテナ毎の既知の受信信号を基に前記送信アンテナ毎の伝搬路推定を行なう伝搬路推定部と、
前記伝搬路推定部の推定結果に対して、前記位相関係の制御情報に応じた位相補正を施す位相補正部と、
前記位相補正部により補正された推定結果に基づいて、前記受信部で受信された信号系列を伝搬路補償して前記送信アンテナ毎の信号系列に分離する伝搬路補償部と、
前記伝搬路補償された各信号系列を加算及び減算して復号する復号処理部と、
をそなえたことを特徴とする、受信機。
前記送信機において前記第1及び第2の信号系列の直交関係が維持される所定の条件を満たすように前記送信電力が制御された場合の電力制御量に応じて、前記分離された各信号系列の電力を補正する電力補正部をさらにそなえたことを特徴とする、付記12記載の受信機。
前記電力制御量は、前記送信機から通知される、ことを特徴とする、付記12記載の受信機。
前記送信機は、前記前記位相関係が制御された前記第1及び第2の信号系列を異なるサブキャリアにマッピングして時間領域に変換した上で送信し、
前記伝搬路補償部は、前記異なるサブキャリア毎に前記伝搬路補償を行なう、ことを特徴とする、付記12記載の受信機。
前記伝搬路補償部は、
送信機において、前記第1及び第2の信号系列の直交関係が維持される所定の条件を満たすように、前記第1の信号系列の要素信号と前記第2の信号系列の要素信号とが前記送信アンテナ間で入れ替えられたか否かに応じて、前記伝搬路補償の対象とする受信信号を入れ替え制御する、ことを特徴とする、付記12記載の受信機。
送信信号を時空間符号化して異なる送信アンテナから送信される信号系列を生成する過程と、
前記時空間符号化により得られた信号系列のうち、第1の送信アンテナから送信される第1の信号系列と、第2の送信アンテナから送信される第2の信号系列との間にピーク電力差を与えるように当該信号系列間の位相関係を制御する過程と、
前記位相関係が制御された前記第1及び第2の信号系列のピーク電力を測定する過程と、
前記測定の結果に基づいて、前記第1及び第2の信号系列のトータルの平均送信電力に対するピーク電力の割合が最小となるように前記第1及び第2の信号系列のいずれか一方又は双方の送信電力を制御する過程と、
を有することを特徴とする、送信方法。
前記送信アンテナ毎の既知の受信信号を基に前記送信アンテナ毎の伝搬路推定を行なう過程と、
前記伝搬路推定の結果に対して、前記位相関係の制御情報に応じた位相補正を施す過程と、
前記位相補正により補正された伝搬路推定の結果に基づいて、前記受信した信号系列を伝搬路補償して前記送信アンテナ毎の信号系列に分離する過程と、
前記伝搬路補償された各信号系列を加算及び減算して復号する過程と、
を有することを特徴とする、受信方法。
11−1〜11−n STCエンコーダ
12 ピーク電力制御部
121 位相係数生成部
122−1〜122−n 複素乗算器
123 直交コード生成部
124 直交コード位相係数生成部
125−1〜125−n,126−1〜126−n,129−1−1〜129−n−1,129−1−2〜129−n−2 複素乗算器
複素乗算器
127−1〜127−n,128−1〜128−n シリアル/パラレル(S/P)変換器
13−1,13−2 多重化部
14−1,14−2 変調部
15−1,15−2 シリアル/パラレル(S/P)変換器
16 ピーク電力測定部
17−1,17−2 遅延回路
18 制御量演算部
19−1,19−2 電力制御部(利得可変増幅器)
20−1,20−2 送信部
21−1,21−2 送信アンテナ
22−1,22−2,22a−1,22a−2 マッパ
23−1,23−2 IFFT
24−1,24−2 CP付加部
25−1,25−2 加算器
26−1,26−2 拡散コード乗算器
27 拡散コード生成部
27−1,27−2 パイロット制御値挿入部
28 シンボル入れ替え部
281−1,281−2 シリアル/パラレル(S/P)変換器
282−1,282−2 パラレル/シリアル(P/S)変換器
29−1,29−2 パイロット挿入部
30−1,30−2 ピーク抑圧部
311 遅延回路
312 振幅演算部
313 ピーク検出部
314 窓関数生成部
315 複素乗算器
50 受信機
51 受信アンテナ
52 受信部
53 タイミング同期部
53a サーチャ
54 CP除去部
54a フィンガ部
55 FFT
55−1 レプリカ直交コード生成部
55−2 コード多重分離部
56−1,56−2 伝搬路推定部
57−1,57−2 伝搬路補償部
571−1,572−1,572−3 複素乗算器
572−2 サブキャリア位相設定部
572−4 コード位相設定部
58−1,58−2 遅延回路
59−1 加算器
59−2 減算器
60−1,60−2 識別部(判定部)
61 パラレル/シリアル(P/S)変換器
62−1,62−2 制御量記憶部
63−1,63−2 複素乗算器
64 パイロット検出部
Claims (10)
- 複数の送信アンテナと、
送信信号を時空間符号化して異なる送信アンテナから送信される信号系列を生成する時空間符号化部と、
前記時空間符号化により得られた信号系列のうち、第1の送信アンテナから送信される第1の信号系列と、第2の送信アンテナから送信される第2の信号系列との間にピーク電力差を与えるように当該信号系列間の位相関係を制御する位相制御部と、
前記位相関係が制御された前記第1及び第2の信号系列のピーク電力を測定するピーク電力測定部と、
前記測定の結果に基づいて、前記第1及び第2の信号系列のトータルの平均送信電力に対するピーク電力の割合が最小となるように前記第1及び第2の信号系列のいずれか一方又は双方の送信電力を制御する送信電力制御部と、
をそなえることを特徴とする、送信機。 - 前記送信電力制御部は、
前記前記ピーク電力差を与えられた前記第1及び第2の信号系列のうち、ピーク電力の高い方の送信電力を減少するとともに、ピーク電力の低い方の信号系列の送信電力を増加する、
ことを特徴とする、請求項1記載の送信機。 - 前記送信電力制御部は、
前記第1及び第2の信号系列の合計の送信電力が一定となるように、前記送信電力の制御を行なう、
ことを特徴とする、請求項2記載の送信機。 - 前記送信電力制御部は、
前記第1及び第2の信号系列の直交関係が維持される所定の条件を満たすように前記送信電力の制御を行なう、
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の送信機。 - 前記位相関係が制御された前記第1及び第2の信号系列を異なるサブキャリアにマッピングするマッパと、
前記サブキャリアにマッピングされた前記第1及び第2の信号系列を時間領域に変換するIFFT部と、
をさらにそなえ、
前記ピーク電力測定部は、前記時間領域に変換された前記第1及び第2の信号系列のピーク電力を測定することを特徴とする、請求項1記載の送信機。 - 送信信号を時空間符号化して得られた信号系列のうち、第1の送信アンテナから送信される第1の信号系列と、第2の送信アンテナから送信される第2の信号系列との間にピーク電力差を与えるように当該信号系列間の位相関係を制御する送信機、から信号を受信する受信部と、
前記送信アンテナ毎の既知の受信信号を基に前記送信アンテナ毎の伝搬路推定を行なう伝搬路推定部と、
前記伝搬路推定部の推定結果に対して、前記位相関係の制御情報に応じた位相補正を施す位相補正部と、
前記位相補正部により補正された推定結果に基づいて、前記受信部で受信された信号系列を伝搬路補償して前記送信アンテナ毎の信号系列に分離する伝搬路補償部と、
前記伝搬路補償された各信号系列を加算及び減算して復号する復号処理部と、
をそなえたことを特徴とする、受信機。 - 前記送信機において前記第1及び第2の信号系列の直交関係が維持される所定の条件を満たすように前記送信電力が制御された場合の電力制御量に応じて、前記分離された各信号系列の電力を補正する電力補正部をさらにそなえたことを特徴とする、請求項6記載の受信機。
- 前記伝搬路補償部は、
送信機において、前記第1及び第2の信号系列の直交関係が維持される所定の条件を満たすように、前記第1の信号系列の要素信号と前記第2の信号系列の要素信号とが前記送信アンテナ間で入れ替えられたか否かに応じて、前記伝搬路補償の対象とする受信信号を入れ替え制御する、ことを特徴とする、請求項6記載の受信機。 - 送信信号を時空間符号化して異なる送信アンテナから送信される信号系列を生成する過程と、
前記時空間符号化により得られた信号系列のうち、第1の送信アンテナから送信される第1の信号系列と、第2の送信アンテナから送信される第2の信号系列との間にピーク電力差を与えるように当該信号系列間の位相関係を制御する過程と、
前記位相関係が制御された前記第1及び第2の信号系列のピーク電力を測定する過程と、
前記測定の結果に基づいて、前記第1及び第2の信号系列のトータルの平均送信電力に対するピーク電力の割合が最小となるように前記第1及び第2の信号系列のいずれか一方又は双方の送信電力を制御する過程と、
を有することを特徴とする、送信方法。 - 送信信号を時空間符号化して得られた信号系列のうち、第1の送信アンテナから送信される第1の信号系列と、第2の送信アンテナから送信される第2の信号系列との間にピーク電力差を与えるように当該信号系列間の位相関係を制御する送信機、から信号を受信する過程と、
前記送信アンテナ毎の既知の受信信号を基に前記送信アンテナ毎の伝搬路推定を行なう過程と、
前記伝搬路推定の結果に対して、前記位相関係の制御情報に応じた位相補正を施す過程と、
前記位相補正により補正された伝搬路推定の結果に基づいて、前記受信した信号系列を伝搬路補償して前記送信アンテナ毎の信号系列に分離する過程と、
前記伝搬路補償された各信号系列を加算及び減算して復号する過程と、
を有することを特徴とする、受信方法。
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