JP2010035185A - Communication method of multiantenna communication device, and multiantenna communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばMIMO(Multiple-Input Multiple-Output)通信システムに用いられるマルチアンテナ通信装置の通信方法及びマルチアンテナ通信装置に関する。 The present invention relates to a communication method and a multi-antenna communication apparatus for a multi-antenna communication apparatus used in, for example, a MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) communication system.
従来、MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)通信システムのように、送信装置側で複数のアンテナから同一時間に異なる変調信号を送信し、受信装置側で伝搬路上で混ざり合った変調信号を分離することで、データ伝送速度を高める技術が提案されている。 Conventionally, like a MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) communication system, different modulation signals are transmitted from a plurality of antennas at the same time on the transmission device side, and the modulation signals mixed on the propagation path are separated on the reception device side. Thus, techniques for increasing the data transmission speed have been proposed.
この種の通信システムの構成例を図18に示す。マルチアンテナ送信装置20は、チャネルA〜Dの送信ディジタル信号1A〜1Dを変調信号生成部2A〜2Dに入力する。各変調信号生成部1A〜1Dは、送信信号1A〜1Dに対して、BPSK(Binariphase Phase Shift Keying)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)等の変調処理を施すことにより、チャネルA〜Dの変調信号3A〜3Dを形成し、これらを無線部4A〜4Dに送出する。各無線部4A〜4Dは、ベースバンドの変調信号3A〜3Dに対して、周波数変換等の所定の無線処理を施すことにより、無線帯域のチャネルA〜Dの送信信号5A〜5Dを形成し、これらをアンテナ6A〜6Dに送出する。
A configuration example of this type of communication system is shown in FIG. Multi-antenna transmission apparatus 20 inputs transmission digital signals 1A to 1D of channels A to D to modulation
マルチアンテナ受信装置30は、マルチアンテナ送信装置20の複数アンテナ6A〜6Dによって送信された後、伝搬路上で混ざり合った信号を受信することになる。マルチアンテナ受信装置30は、伝搬路上で混ざり合った信号をアンテナ7_1〜7_4で受信する。各アンテナ7_1〜7_4で受信された受信信号8_1〜8_4は、無線部9_1〜9_4に入力される。各無線部9_1〜9_4は、受信信号8_1〜8_4に対して、周波数変換等の所定の無線処理を施すことにより、無線帯域の受信信号8_1〜8_4からベースバンド信号10_1〜10_4を得、これらを分離・復調部11に送出する。分離・復調部11は、例えば各変調信号3A〜3D中に挿入された既知プリアンブルに基づいて送信アンテナ6A〜6Dと受信アンテナ7_1〜7_4との間の空間相関行列を求め、その逆行列を用いて各変調信号3A〜3Dに相当する信号を分離抽出し、分離抽出した各変調信号3A〜3Dに相当する信号を復調することにより、送信ディジタル信号1A〜1Dに相当する受信ディジタル12A〜12Dを得る。
The multi-antenna reception device 30 receives signals mixed on the propagation path after being transmitted by the
さらに従来、このようなマルチアンテナ通信システムにおけるデータ伝送速度を向上させるために多くの技術が提案されている。例えば非特許文献1には、変調信号生成部2A〜2Dにおいて、送信信号数や変調方式を適宜切り替えることで、データ伝送速度を向上させる技術が提案されている。
Furthermore, many techniques have been proposed in the past for improving the data transmission rate in such a multi-antenna communication system. For example, Non-Patent
しかしながら、上記非特許文献1のように、送信信号数や変調方式を切り替える場合、送信方法の選択肢が多くなってしまい、送信方法の選択手順が複雑になってしまうという問題が発生する。例えば、各変調信号生成部2A〜2DがBPSK、QPSK又は16QAMのうちいずれかの変調方式を選択でき、かつ変調信号生成部2A〜2Dのうち1つ、2つ、3つ又は4つを選択的に作動させて送信信号数を選択できる場合を考える。この場合、当然、変調方式としては16QAMよりもQPSK、QPSKよりもBPSKを選択した方がデータ誤りを低減させることができ、送信信号数としては4つよりも3つ、3つよりも2つ、2つよりも1つとした方が伝搬路での送信信号間の干渉が減るので受信品質を高めることができる。但し、変調多値数の小さい変調方式を選択するほど、送信信号数を減らすほど、データ伝送速度は低下する。
However, as in Non-Patent
すなわち、非特許文献1のような送信信号数や変調方式を切り替える場合には、データ伝送速度の低下を最小限に抑えつつ受信品質を高める上で、どの変調方式と、どの送信信号数との組み合わが、最も良い組合せかを選択しなければならず、その選択手順が複雑になってしまう。
That is, when switching the number of transmission signals and the modulation method as in
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、比較的簡単な選択手順で、データ伝送速度と伝送品質とを両立させることができるマルチアンテナ通信装置の通信方法及びマルチアンテナ通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a communication method for a multi-antenna communication apparatus and a multi-antenna communication apparatus that can achieve both data transmission speed and transmission quality with a relatively simple selection procedure. For the purpose.
かかる課題を解決するため本発明のマルチアンテナ通信装置の通信方法の一つの態様は、送信データの送信に用いるビーム数及び変調方式の組み合わせの候補を、ユーザに提示するステップと、前記ユーザによって選択された前記ビーム数及び変調方式の組み合わせを用いて、前記送信データを変調するステップと、同一周波数帯域において、マルチアンテナから前記選択されたビーム数に基づいて送信を行うステップと、を含む。 In order to solve such a problem, one aspect of the communication method of the multi-antenna communication apparatus of the present invention includes a step of presenting a candidate of a combination of the number of beams and modulation scheme used for transmission of transmission data to the user, and selection by the user And modulating the transmission data using the combination of the number of beams and the modulation method, and performing transmission based on the selected number of beams from a multi-antenna in the same frequency band.
本発明のマルチアンテナ通信装置の一つの態様は、送信データの送信に用いるビーム数及び変調方式の組み合わせの候補を、ユーザに提示する提示部と、前記ユーザに選択された前記ビーム数及び変調方式の組み合わせを用いて、前記送信データを変調する変調部と、同一周波数帯域において、マルチアンテナから前記選択されたビーム数に基づいて送信する無線部と、を具備する。 One aspect of the multi-antenna communication apparatus of the present invention includes a presentation unit that presents a user with a combination of the number of beams and modulation scheme used for transmission of transmission data, and the number of beams and modulation scheme selected by the user. A modulation unit that modulates the transmission data, and a radio unit that transmits the multi-antenna based on the selected number of beams in the same frequency band.
本発明によれば、比較的簡単な選択手順で、データ伝送速度と伝送品質とを両立させることができるマルチアンテナ通信装置の通信方法及びマルチアンテナ通信装置を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a communication method for a multi-antenna communication apparatus and a multi-antenna communication apparatus that can achieve both data transmission speed and transmission quality with a relatively simple selection procedure.
本発明の発明者らは、複数チャネルの送信信号を、複数の送受信アンテナ間の空間相関行列の固有値に属する固有ベクトルに応じたウェイトによって重み付け合成して、複数のアンテナに供給することにより、複数の送信ビームを形成するマルチアンテナ送信装置(すなわち、固有モードを用いてビーム送信するマルチアンテナ送信装置)において、固有値の大きさを積極的に活用すれば、比較的簡単な選択手順で、データ伝送速度と伝送品質とを両立させることができると考え、本発明に至った。 The inventors of the present invention weight-synthesize a transmission signal of a plurality of channels with weights corresponding to eigenvectors belonging to eigenvalues of a spatial correlation matrix between a plurality of transmitting and receiving antennas, and supply the signals to a plurality of antennas. In a multi-antenna transmission apparatus that forms a transmission beam (that is, a multi-antenna transmission apparatus that transmits a beam using an eigenmode), if the size of the eigenvalue is positively utilized, the data transmission rate can be achieved with a relatively simple selection procedure. Therefore, the present invention has been achieved.
本発明の骨子は、他の信号に比して高い品質が要求される送信信号を送信する際には、送信ビーム数を減らすと共に、当該高い品質が要求される送信信号を大きな固有値に属する固有ベクトルを優先的に用いてベクトル多重して送信ビームを形成するようにしたことである。 The essence of the present invention is that when transmitting a transmission signal that requires a higher quality than other signals, the number of transmission beams is reduced and the transmission signal that requires a higher quality belongs to a large eigenvalue. Is preferentially used to form a transmission beam by vector multiplexing.
先ず、本発明に係る実施の形態を具体的に説明する前に、本発明で用いる固有モードについて簡単に説明する。 First, before specifically describing the embodiment of the present invention, the eigenmode used in the present invention will be briefly described.
MIMOシステムでは、受信局だけでなく送信局側においてもチャネル状態情報(CSI:Channel State Information)が既知である場合に、送信局が送信のチャネルシグネチャベクトル(channel signature vector)を用いてベクトル化した信号を送信アレーアンテナより受信局に対して送信し、受信局が受信アレーアンテナの受信信号から送信のチャネルシグネチャベクトルに対応付けられた受信のチャネルシグネチャベクトルを用いて送信信号を検出し復調する、通信方法を実現できる。 In the MIMO system, when channel state information (CSI) is known not only on the receiving station but also on the transmitting station side, the transmitting station performs vectorization using a channel signature vector of transmission. The signal is transmitted from the transmission array antenna to the receiving station, and the receiving station detects and demodulates the transmission signal using the reception channel signature vector associated with the transmission channel signature vector from the reception signal of the reception array antenna. A communication method can be realized.
特に、通信空間に複数のチャネルを構成し信号を同一時間で多重伝送する通信モードとして、チャネル行列(複数の送受信アンテナ間の空間相関行列、換言すれば、送信アレーアンテナの各アンテナ素子と受信アレーアンテナの各アンテナ素子の全て又は一部の組み合わせの複素チャネル係数を要素とする行列)の固有値に属する特異ベクトル(singular vector)又は固有ベクトル(eigen vector)を利用した固有モード(eigenmode)がある。なお本実施の形態では、上記特異ベクトルと固有ベクトルをまとめて固有ベクトルと呼ぶことにする。この固有モードは、固有ベクトルを前述したチャネルシグネチャベクトルとして利用する方法である。この固有モードを用いれば、通信空間で同一時間で多重された各チャネルは、独立のパスと見なすことができるようになる。 In particular, as a communication mode in which a plurality of channels are configured in a communication space and signals are multiplexed and transmitted at the same time, a channel matrix (a spatial correlation matrix between a plurality of transmitting and receiving antennas, in other words, each antenna element of a transmitting array antenna and a receiving array). There is an eigenmode (eigenmode) using a singular vector or an eigen vector belonging to eigenvalues of a matrix having elements of complex channel coefficients of all or part of the antenna elements of the antenna. In the present embodiment, the singular vector and the eigenvector are collectively referred to as an eigenvector. This eigenmode is a method of using an eigenvector as the channel signature vector described above. Using this eigenmode, each channel multiplexed at the same time in the communication space can be regarded as an independent path.
固有モードは、特にMIMOシステムの無線チャネルが狭帯域のフラットフェージング過程として扱える場合には、MIMOシステムのチャネルキャパシティを最大にできるという特徴がある。例えば、OFDMを採用した無線通信システムでは、マルチパス遅延波によるシンボル間干渉を取り除くためガードインターバルを挿入し、OFDMの各サブキャリアはフラットフェージング過程となるような設計を行うのが一般的である。したがって、MIMOシステムにおいてOFDM信号を送信する場合、固有モードを用いることによって、例えば各サブキャリアで複数の信号を空間的に多重化して伝送することが可能となる。 The eigenmode is characterized in that the channel capacity of the MIMO system can be maximized, particularly when the radio channel of the MIMO system can be handled as a narrow-band flat fading process. For example, in a radio communication system adopting OFDM, it is common to design such that each OFDM subcarrier is in a flat fading process by inserting a guard interval in order to remove intersymbol interference caused by multipath delay waves. . Therefore, when transmitting an OFDM signal in a MIMO system, it is possible to spatially multiplex and transmit a plurality of signals on each subcarrier, for example, by using an eigenmode.
因みに、送信局(基地局を想定する)が下り回線のチャネル状態情報を得る方法としては、無線回線の上りと下りで同一の周波数キャリアを利用するTDDでは、チャネルの双対性(reciprocity)により、受信局(端末を想定する)からの上り回線を用いて送信局においてチャネル状態情報の推定(estimating)又は測定(measuring)をすることが可能である。一方で、上りと下りで異なる周波数キャリアを利用するFDDでは、受信局において下り回線のチャネル状態情報を推定または測定し、その結果を送信局へ通知(reporting)することにより、送信局において下り回線の正確なCSIを得ることできる。 Incidentally, as a method for a transmitting station (assuming a base station) to obtain downlink channel state information, in TDD using the same frequency carrier in the uplink and downlink of a radio channel, due to channel duality (reciprocity), It is possible to estimate or measure channel state information at the transmitting station using an uplink from a receiving station (assuming a terminal). On the other hand, in FDD that uses different frequency carriers for uplink and downlink, downlink channel state information is estimated or measured at the receiving station, and the result is reported to the transmitting station. Accurate CSI can be obtained.
MIMOシステムを利用した通信方法としては、送信局及び受信局において下り回線のチャネル状態情報を既知とする固有モードに対して、受信局においてのみ無線チャネルのチャネル状態情報を既知とする方法がいくつか提案されている。固有モードと同じ目的である空間的に信号を多重化して伝送する方法としては、例えばBLASTが知られている。また信号の多重度を犠牲にし、つまりキャパシティを増加させるためでなくアンテナの空間ダイバーシチ効果得る方法としては、例えば時空間符号を用いた送信ダイバーシチが知られている。固有モードが送信アレーアンテナで信号をベクトル化して送信する、言い換えると信号をビーム空間(beam space)にマッピングしてから送信するビーム空間モードであるのに対して、BLASTや送信ダイバーシチは信号をアンテナエレメント(antenna element)にマッピングすることからアンテナエレメントモードであると言うことができる。 As a communication method using the MIMO system, there are several methods for making the channel state information of the radio channel known only at the receiving station, compared to the eigenmode in which the channel state information of the downlink is known at the transmitting station and the receiving station. Proposed. For example, BLAST is known as a method for spatially multiplexing and transmitting signals, which has the same purpose as the eigenmode. As a method for obtaining the space diversity effect of the antenna, not at the sacrifice of signal multiplicity, that is, to increase the capacity, for example, transmission diversity using a space-time code is known. The eigenmode is a beam space mode in which a signal is vectorized by a transmission array antenna and transmitted, in other words, a signal is mapped to a beam space and then transmitted. On the other hand, BLAST and transmission diversity transmit a signal to an antenna. It can be said that it is an antenna element mode from mapping to an element (antenna element).
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1に、本発明の実施の形態1に係るマルチアンテナ送信装置と、マルチアンテナ受信装置の構成を示す。本実施の形態では、マルチアンテナ送信装置100が基地局に設けられ、マルチアンテナ受信装置200が端末に設けられた場合を例に説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows configurations of a multi-antenna transmission apparatus and a multi-antenna reception apparatus according to
マルチアンテナ送信装置100とマルチアンテナ受信装置200は、MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)システムを構成し、固有モードに代表されるビーム空間モードを用いたチャネル多重通信を行うようになっている。 The multi-antenna transmission apparatus 100 and the multi-antenna reception apparatus 200 constitute a MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) system and perform channel multiplex communication using a beam space mode typified by an eigenmode.
マルチアンテナ送信装置100はチャネル解析部107を有する。チャネル解析部107は、マルチアンテナ送信装置100とマルチアンテナ受信装置200の複数の送受信アンテナ間の伝搬チャネルの推定結果であるチャネル状態情報に基づいて、複数の送受信アンテナ間のチャネル行列(空間相関行列)を求め、このチャネル行列の特異値を解析(SVD(SVD:Singular Value Decomposition))することで、チャネル行列の固有値(例えば、λA、λB、λC、・・・、λX)を求める。ここでこのチャネル行列の固有値は、各チャネルの固有パス(例えば、パスA、パスB、パスC、・・・、パスX)のパスゲインを示すものでもある。またチャネル解析部107は、チャネル状態情報に基づいて、多重化チャネルを構成するために複数の送信チャネルのチャネルシグネチャベクトル(本実施の形態の場合、固有ベクトル)を算出する。チャネル解析部107は、求めた固有値及びチャネルシグネチャベクトル(固有ベクトル)を制御部108に送出する。
The multi-antenna transmission apparatus 100 includes a
ビーム制御手段としての制御部108は、固有値の大きさの順序を参考にして、多重フレーム生成部101、符号化・変調部103A〜103X及びベクトル多重化部105を制御する制御信号109を形成する。実際上、制御部108は、制御信号109として、多重フレーム生成部101には多重フレーム構成を制御するための信号を、符号化・変調部103A〜103Xには符号化率及び変調方式を制御するための信号を、ベクトル多重化部105にはベクトル多重に使用するチャネルシグネチャベクトル(固有ベクトル)を送出する。
The
マルチアンテナ送信装置100は、多重フレーム生成部101に送信ディジタル信号及び制御信号109を入力する。多重フレーム生成部101は、制御信号109に基づき、多重化チャネルへマッピングするための複数の送信フレームとして、チャネルAの送信ディジタル信号102A、チャネルBの送信ディジタル信号102B、・・・、チャネルXの送信ディジタル信号102Xを形成し、これらを符号化・変調部103A〜103Xに送出する。
Multi-antenna transmission apparatus 100 inputs a transmission digital signal and control signal 109 to multiple
各符号化・変調部103A〜103Xは、制御信号109に基づき、符号化率及び変調方式を決定し、その符号化率及び変調方式で符号化及び変調を行うことにより、チャネルAのベースバンド信号104A〜チャネルXのベースバンド信号104Xを得、これをベクトル多重化部105に送出する。
Each coding /
ベクトル多重化部105は、制御信号109に基づき、チャネルA〜Xのベースバンド信号104A〜104Xに個別にチャネルシグネチャベクトルを乗算し加算することで、ベースバンド信号104A〜104Xをベクトル多重し、ベクトル多重後の信号を送信アレイアンテナ106に供給する。換言すると、ベクトル多重化部105は、複数チャネルの送信信号を、複数の送受信アンテナ間の空間相関行列の固有値に属する固有ベクトルを用いてベクトル多重して、複数のアンテナに供給することにより、送信ビーム(固有パスの信号)を形成する。
Based on the
このようにして、マルチアンテナ送信装置100は、マルチアンテナ受信装置200に対して、固有モードでの送信を行う。 In this way, the multi-antenna transmission apparatus 100 performs transmission in the eigenmode to the multi-antenna reception apparatus 200.
次に、マルチアンテナ受信装置200の構成について説明する。マルチアンテナ受信装置200はチャネル解析部208を有する。チャネル解析部208は、複数の送受信アンテナ間の伝搬チャネルの推定結果であるチャネル状態情報に基づいて、多重化された送信信号を分離するために複数のチャネルシグネチャベクトル209を算出し、これを多重信号分離部202に送出する。
Next, the configuration of multi-antenna reception apparatus 200 will be described. The multi-antenna receiving apparatus 200 has a
多重信号分離部202は、受信アレーアンテナ201で受信した各受信信号に、各々のチャネルシグネチャベクトルを掛け合わせることにより、チャネルA〜Xについての受信信号203A〜203Xを得、これらを復号化部204A〜204Xに送出する。
各復号化部204A〜204Xは、チャネルA〜Xの受信信号203A〜203Xを、送信方法情報(変調方式、符号化率の情報)211に基づいて復号することにより、チャネルA〜Xのディジタル信号205A〜205Xを得、これらを受信データ合成部206に送出する。
Each of the
ここで、送信方法情報211は、送信方法情報検出部210によって、チャネルAのディジタル信号205Aから抽出される。送信方法情報211には、変調方式や符号化率の情報に加えて、多重フレームの情報等も含まれる。
Here,
受信データ合成部206は、チャネルA〜Xのディジタル信号205A〜205X及び送信方法情報211を入力し、ディジタル信号205A〜205Xを送信方法情報(多重フレームの情報)211に基づいて合成することにより、受信ディジタル信号を得る。
The reception
かかる構成に加えて、マルチアンテナ送信装置100は、他の信号に比して高い品質が要求される信号は、大きな固有値に属する固有ベクトルを優先的に用いてベクトル多重するようになっている。これにより、高い品質が要求される信号の固有パス(送信ビームと呼ぶこともできる)を太くすることができるので、この信号の伝送品質を高めることができる。因みに、固有値λの固有パスの振幅利得(パスゲイン)は√λとなる。 In addition to such a configuration, the multi-antenna transmission apparatus 100 performs vector multiplexing on signals that require higher quality than other signals by preferentially using eigenvectors belonging to large eigenvalues. This makes it possible to increase the characteristic path (also referred to as a transmission beam) of a signal that requires high quality, so that the transmission quality of this signal can be improved. Incidentally, the amplitude gain (path gain) of the eigenpath having the eigenvalue λ is √λ.
さらに、マルチアンテナ送信装置100は、他の信号に比して高い品質が要求される信号を送信している時間は、他の信号を送信しないようになっている。つまり、高い品質が要求される信号をパスゲインの大きな固有パスで送信している時間は、他の固有パスで他の信号を送信しないようになっている。これにより、固有パス間での干渉がなくなるので、高い品質が要求される信号の伝送品質を一段と高めることができる。 Furthermore, the multi-antenna transmission apparatus 100 is configured not to transmit other signals during a time during which a signal requiring higher quality than other signals is transmitted. In other words, during the time when a signal requiring high quality is transmitted through a unique path with a large path gain, another signal is not transmitted through another unique path. As a result, there is no interference between eigenpaths, and the transmission quality of signals that require high quality can be further improved.
つまり、本実施の形態のマルチアンテナ送信装置100においては、他の信号に比して高い品質が要求される送信信号を送信する際には、送信ビーム数を減らす(送信に用いる固有パス数を減らす)と共に当該送信信号を大きな固有値に属する固有ベクトルを優先的に用いてベクトル多重して送信ビームを形成する(すなわち高い品質が要求される信号を優先的にパスゲインの大きな固有パスで送信する)ことにより、高い品質が要求される信号の伝送品質を高めることができる。 That is, in multi-antenna transmission apparatus 100 of the present embodiment, when transmitting a transmission signal that requires higher quality than other signals, the number of transmission beams is reduced (the number of eigenpaths used for transmission is reduced). The transmission signal is vector-multiplexed using the eigenvector belonging to a large eigenvalue preferentially to form a transmission beam (that is, a signal requiring high quality is preferentially transmitted on an eigenpath having a large path gain). Thus, it is possible to improve the transmission quality of signals that require high quality.
図2を用いて、マルチアンテナ送信装置100の動作を具体的に説明する。本実施の形態では、他の信号に比して高い品質が要求される送信信号を、プリアンブル及び制御情報シンボルとする。すなわち、プリアンブルは受信側で伝搬路や時間による伝送路の変動及び周波数オフセット量の変動を推定するために用いられ、制御情報シンボルは受信側に変調方式、符号化率、データ伝送量等の送受信機間のプロトコルに関する制御情報を通知するために用いられるので、これらの信号は通信を確立するために重要な信号なので、データシンボル等の他の信号に比して高い品質で正確に伝送する必要がある。 The operation of the multi-antenna transmission apparatus 100 will be specifically described with reference to FIG. In the present embodiment, a transmission signal that requires higher quality than other signals is assumed to be a preamble and a control information symbol. In other words, the preamble is used on the receiving side to estimate propagation path fluctuation and time-dependent transmission path fluctuations and frequency offset fluctuations, and the control information symbols are transmitted and received on the receiving side such as modulation scheme, coding rate, and data transmission amount. Since these signals are important signals for establishing communication because they are used to notify control information related to the protocol between machines, it is necessary to accurately transmit them with higher quality than other signals such as data symbols. There is.
図2は、マルチアンテナ送信装置100(以下これを基地局と呼ぶこともある)から送信する信号のフレーム構成を示すものである。図2の中で、201はプリアンブルを示し、マルチアンテナ受信装置200(以下これを端末と呼ぶこともある)はこのプリアンブルを利用することで、信号の検出や周波数オフセットの推定等を行う。202は制御情報シンボルを示し、基地局はこのシンボルによって端末に各チャネルの変調方式、符号化率、送信するデータの伝送量等の情報を伝送する。203はデータシンボルを示す。204はパイロットシンボルを示し、既知のシンボルであり、端末はこのシンボルを用いてデータシンボルの伝送路歪みによる影響(チャネル変動)を推定する。
FIG. 2 shows a frame configuration of a signal transmitted from multi-antenna transmission apparatus 100 (hereinafter also referred to as a base station). In FIG. 2,
ここで、本実施の形態では、固有値λA、λB、λC、・・・、λXが、λA>λB>λC>・・・>λXの関係にあったと仮定する。このとき、マルチアンテナ送信装置100は、図2(A)に示すように、最大固有値λAが得られる固有パス(パスAつまりチャネルAに相当)でプリアンブル201、制御情報シンボル202を送信する。加えて、図2(B)、(C)に示すように、残りの固有パス(パスB〜XつまりチャネルB〜Xに相当)では、信号を送信しない。
Here, it is assumed in the present embodiment, the eigenvalues λ A, λ B, λ C , ···, and lambda X was in a relationship of λ A> λ B> λ C >···> λ X. At this time, multi-antenna transmission apparatus 100, as shown in FIG. 2 (A), and transmits the
このように、高い伝送品質が求められるプリアンブル201、制御情報シンボル202を、最もパスゲインの高い固有パスで送信しかつ他の固有パスでは信号を送信しないようにしたことにより、プリアンブル201、制御シンボル202を高品質伝送できるようになる。
As described above, the
因みに、図2中の時間0〜4の期間はチャネルAからのみ信号を送信し、この期間は他のチャネルB〜Xでは信号を送信しないので、その分だけデータ伝送量が少なくなるが、プリアンブル201や制御情報シンボル202のシンボル数はデータシンボルのシンボル数と比較して非常に少ないので、データ伝送速度の低下は僅かである。最終的なデータ伝送速度を考えると、プリアンブル201、制御情報シンボル202のみを送信する期間を設けることに起因する伝送速度の低下よりも、プリアンブル201、制御情報シンボル202を高品質伝送できることによってシステムが安定化ことによる伝送速度の向上効果の方が大きくなる。
Incidentally, since the signal is transmitted only from the channel A during the period of
さらに、本実施の形態においては、図2からも分かるように、固有値の大きなチャネルのデータほど変調多値数の大きな変調方式で変調するようになっている。図2の場合には、チャネルAの固有値λAの方がチャネルBの固有値λBよりも大きいので、チャネルBのデータはQPSKで変調するのに対して、チャネルAのデータはそれよりも変調多値数の大きい16QAMで変調するようになっている。これにより、誤り率特性を劣化させずに一段と多くのデータをできるようになる。すなわち、チャネルAは固有値λAが大きい固有パスで送信されるので、変調多値数を大きくしても誤りは生じ難い。よって、チャネルAに関しては、変調多値数の大きな変調方式を用いて高速データ伝送を行う。これに対して、チャネルBはチャネルAよりも小さな固有値λBの固有パスで送信されるので、チャネルAと同じ変調多値数の変調方式を用いる誤り率特性が劣化するおそれがある。よって、チャネルBに関しは、チャネルAよりも変調多値数の小さな変調方式を用いる。これにより、高速データ伝送と高品質伝送とを一段と両立できるようになる。 Furthermore, in the present embodiment, as can be seen from FIG. 2, data of a channel having a larger eigenvalue is modulated by a modulation scheme having a larger number of modulation multi-values. In the case of FIG. 2, since the eigenvalue λ A of channel A is larger than the eigenvalue λ B of channel B, the data of channel B is modulated by QPSK, whereas the data of channel A is modulated more than that. Modulation is performed with 16QAM having a large multivalued number. As a result, more data can be obtained without deteriorating the error rate characteristics. That is, since the channel A is transmitted at a greater eigenpath eigenvalue lambda A is an error even by increasing the number of modulation levels is difficult to occur. Therefore, for channel A, high-speed data transmission is performed using a modulation scheme with a large modulation multi-level number. On the other hand, since channel B is transmitted through an eigenpath having a smaller eigenvalue λ B than channel A, there is a possibility that the error rate characteristics using the same modulation multilevel modulation scheme as channel A may deteriorate. Therefore, for channel B, a modulation scheme having a smaller modulation multi-value number than channel A is used. As a result, both high-speed data transmission and high-quality transmission can be achieved.
かくして本実施の形態によれば、他の信号に比して高い品質が要求される送信信号を送信する際には、送信ビーム数を減らす(すなわち送信に用いる固有パス数を減らす)と共に当該送信信号を大きな固有値に属する固有ベクトルを優先的に用いてベクトル多重して送信ビームを形成する(すなわち高い品質が要求される信号を優先的にパスゲインの大きな固有パスで送信する)ようにしたことにより、比較的簡単な選択手順で、データ伝送速度と伝送品質とを両立させることができるマルチアンテナ送信装置100を実現できる。 Thus, according to the present embodiment, when transmitting a transmission signal that requires higher quality than other signals, the number of transmission beams is reduced (that is, the number of unique paths used for transmission is reduced) and the transmission is performed. The signal is vector-multiplexed using preferentially the eigenvector belonging to a large eigenvalue to form a transmission beam (that is, a signal requiring high quality is preferentially transmitted on an eigenpath having a large path gain), The multi-antenna transmission apparatus 100 that can achieve both the data transmission rate and the transmission quality can be realized by a relatively simple selection procedure.
また固有値の大きな固有パスで送信されるデータの変調多値数を、固有値の小さな固有パスで送信されるデータの変調多値数よりも大きくしたことにより、一段とデータ伝送速度と伝送品質を両立させることができるようになる。 Also, by making the modulation multi-level number of data transmitted on the eigenpath with a large eigenvalue larger than the modulation multi-level number of data transmitted on the eigenpath with a small eigenvalue, the data transmission speed and the transmission quality are further improved. Will be able to.
なお本実施の形態では、本発明をシングルキャリア通信に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、OFDMやスペクトル拡散通信方式に適用した場合でも同様の効果を得ることができる。 In the present embodiment, the case where the present invention is applied to single carrier communication has been described. However, the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained even when applied to OFDM or a spread spectrum communication system.
最後に、参考のために、マルチアンテナ送信装置100とマルチアンテナ受信装置200とでのチャネル状態情報を共有するための一つの方法を、図3を用いて説明する。 Finally, for reference, one method for sharing channel state information between the multi-antenna transmission apparatus 100 and the multi-antenna reception apparatus 200 will be described with reference to FIG.
<1>はじめに、端末は、基地局に対し、通信の要求を行う。
<2>次に、基地局は、端末に対し、チャネル情報を推定するためのトレーニングシンボル(例えば既知信号)の送信を要求する。
<3>端末は、トレーニングシンボルを送信する。
<4>基地局は、端末が送信したトレーニングシンボルから、チャネル状態を推定する。
<5>基地局は、推定したチャネル状態の情報を端末に送信する。
<6>端末は、チャネル状態の情報を取得したことの通知、及び、データ送信の要求を基地局に対し行う。
<7>基地局は、各ビーム(各チャネル)の変調方式、符号化率を決定し、データを端末に送信する。
<1> First, the terminal makes a communication request to the base station.
<2> Next, the base station requests the terminal to transmit a training symbol (for example, a known signal) for estimating channel information.
<3> The terminal transmits a training symbol.
<4> The base station estimates the channel state from the training symbols transmitted by the terminal.
<5> The base station transmits information on the estimated channel state to the terminal.
<6> The terminal sends a notification that the channel state information has been acquired and a request for data transmission to the base station.
<7> The base station determines the modulation scheme and coding rate of each beam (each channel), and transmits data to the terminal.
以上のような方法をとることで、基地局と端末はチャネル状態情報を共有することができる。 By adopting the method as described above, the base station and the terminal can share the channel state information.
(実施の形態2)
本実施の形態では、比較的簡単な手順で、データ伝送速度と伝送品質を両立させることができる再送方法について説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a retransmission method capable of achieving both a data transmission rate and transmission quality with a relatively simple procedure will be described.
本実施の形態の特徴は、再送信号を送信する際には、前回送信時よりも送信ビーム数を減らす(すなわち送信に用いる固有パス数を減らす)と共に再送信号を前回送信時よりも大きな固有値に属する固有ベクトルを用いてベクトル多重して送信ビームを形成する(前回よりもパスゲインの大きな固有パスで送信する)ようにすることである。 The feature of this embodiment is that, when a retransmission signal is transmitted, the number of transmission beams is reduced compared to the previous transmission (that is, the number of eigenpaths used for transmission is reduced), and the retransmission signal is set to a larger eigenvalue than the previous transmission. The transmission beam is formed by vector multiplexing using the belonging eigenvector (transmitting with an eigenpath having a larger path gain than the previous one).
図4に、本実施の形態のマルチアンテナ送信装置の構成を示す。また図5に、本実施の形態のマルチアンテナ受信装置の構成を示す。本実施の形態では、マルチアンテナ送信装置400が基地局に設けられ、マルチアンテナ受信装置500が端末に設けられた場合を例に説明する。よって、以下の説明では、マルチアンテナ送信装置400を基地局と呼び、マルチアンテナ受信装置500を端末と呼ぶことがある。 FIG. 4 shows the configuration of the multi-antenna transmission apparatus of this embodiment. FIG. 5 shows the configuration of the multi-antenna reception apparatus of this embodiment. In this embodiment, a case where multi-antenna transmission apparatus 400 is provided in a base station and multi-antenna reception apparatus 500 is provided in a terminal will be described as an example. Therefore, in the following description, multi-antenna transmission apparatus 400 may be referred to as a base station, and multi-antenna reception apparatus 500 may be referred to as a terminal.
マルチアンテナ送信装置400は、受信アンテナ418及び受信部419を介してチャネル解析部420にチャネル状態情報を入力する。また受信アンテナ418及び受信部419を介してフレーム構成部416に端末からのACK(Acknowledge)/NACK(Negative Acknowledge)信号415を入力する。
Multi-antenna transmission apparatus 400 inputs channel state information to
因みに、受信部419では、上述した図3でも説明したように、端末が送信したトレーニングシンボルに基づいてチャネル状態を推定し、推定結果をチャネル状態情報として出力する。
Incidentally, the receiving
チャネル解析部420は、マルチアンテナ送信装置400とマルチアンテナ受信装置500の複数の送受信アンテナ間の伝搬チャネルの推定結果であるチャネル状態情報に基づいて、複数の送受信アンテナ間のチャネル行列(空間相関行列)を求め、このチャネル行列の特異値を解析することで、チャネル行列の固有値を求める。またチャネル解析部420は、チャネル状態情報に基づいて、多重化チャネルを構成するために複数の送信チャネルのチャネルシグネチャベクトル(本実施の形態の場合、固有ベクトル)を算出する。チャネル解析部420は、求めた固有値及びチャネルシグネチャベクトル(固有ベクトル)を制御部421に送出する。
The
ビーム制御手段としての制御部421は、固有値の大きさの順序を参考にして、ベクトル多重化部406を制御する制御信号422を形成する。実際上、制御部421は、制御信号422として、ベクトル多重に使用するチャネルシグネチャベクトル(固有ベクトル)を送出する。
The
フレーム構成信号生成部416は、端末が送信したACK(Acknowledge)/NACK(Negative Acknowledge)信号415の情報に基づき、フレーム構成を制御するためのフレーム構成信号417を生成し、これを符号化・変調部404A、404Bに送出する。フレーム構成については図7を用いて後で詳しく説明する。
The frame configuration
またマルチアンテナ送信装置400は、チャネルAの送信ディジタル信号401A、チャネルBの送信ディジタル信号401Bをそれぞれ、符号化・変調部404A、404B及び記憶部402A、402Bに入力する。記憶部402A、402Bは記憶した送信ディジタル信号403A、403Bを符号化・変調部404A、404Bに送出する。記憶部402A、402Bに記憶された送信ディジタル信号403A、403Bは再送信号として用いられる。
Multi-antenna transmission apparatus 400 inputs channel A transmission
符号化・変調部404Aは、チャネルAのディジタル信号401A、記憶されたチャネルAのディジタル信号403A、フレーム構成信号417を入力とし、フレーム構成信号417に従って、チャネルAのディジタル信号401A又は記憶されたチャネルAのディジタル信号403Aのいずれかを符号化及び変調し、これにより得たチャネルAの変調信号405Aをベクトル多重化部406に送出する。同様に、符号化・変調部404Bは、チャネルBのディジタル信号401B、記憶されたチャネルBのディジタル信号403B、フレーム構成信号417を入力とし、フレーム構成信号417に従って、チャネルBのディジタル信号401B又は記憶されたチャネルBのディジタル信号403Bのいずれかを符号化及び変調し、これにより得たチャネルBの変調信号405Bをベクトル多重化部406に送出する。
Encoding /
ベクトル多重化部406は、制御情報422に基づき、チャネルA、Bの変調信号405A、405Bにチャネルシグネチャベクトルを乗算し加算することで、変調信号405A、405Bをベクトル多重し、ベクトル多重後の変調信号#1(407_1)、#2(407_2)を出力する。
Based on the
ベクトル多重後の変調信号#1(407_1)、#2(407_2)はそれぞれ、シリアルパラレル変換部(S/P)408_1、408_2によってシリアルパラレル変換されてパラレル信号409_1、409_2とされ、逆フーリエ変換部(ifft)410_1、410_2によって逆フーリエ変換されてOFDM信号411_1、411_2とされる。OFDM信号411_1、411_2は、無線部412_1、412_2によって周波数変換等の所定の無線処理が施されることで送信信号#1(413_1)、#2(413_2)とされ、各送信信号#1(413_1)、#2(413_2)がアンテナ414_1、414_2から送信される。 Modulated signals # 1 (407_1) and # 2 (407_2) after vector multiplexing are serial / parallel converted by serial / parallel converters (S / P) 408_1 and 408_2 to become parallel signals 409_1 and 409_2, respectively, and inverse Fourier transform units (Ift) Inverse Fourier transform is performed by 410_1 and 410_2 to be OFDM signals 411_1 and 411_2. The OFDM signals 411_1 and 411_2 are converted into transmission signals # 1 (413_1) and # 2 (413_2) by performing predetermined radio processing such as frequency conversion by the radio units 412_1 and 412_2, and the transmission signals # 1 (413_1) are transmitted. ), # 2 (413_2) is transmitted from the antennas 414_1 and 414_2.
図5のマルチアンテナ受信装置500は、アンテナ501_1、501_2で受信した受信信号#1(502_1)、#2(502_2)を、無線部503_1、503_2に入力する。無線部503_1、503_2は、受信信号#1(502_1)、#2(502_2)に対して、周波数変換等の所定の無線処理を施すことで、ベースバンドのOFDM信号#1(504_1)、#2(504_2)を得、これをフーリエ変換部(fft)505_1、505_2に送出する。 The multi-antenna receiving apparatus 500 in FIG. 5 inputs the received signals # 1 (502_1) and # 2 (502_2) received by the antennas 501_1 and 501_2 to the radio units 503_1 and 503_2. The radio units 503_1 and 503_2 perform predetermined radio processing such as frequency conversion on the received signals # 1 (502_1) and # 2 (502_2), whereby baseband OFDM signals # 1 (504_1) and # 2 (504_2) is obtained and sent to the Fourier transform units (fft) 505_1 and 505_2.
フーリエ変換部505_1、505_2は、ベースバンドのOFDM信号#1(504_1)、#2(504_2)をフーリエ変換する。フーリエ変換後の信号#1(506_1)、#2(506_2)は、多重信号分離部509及びチャネル状態情報検出部507に送出される。
The Fourier transform units 505_1 and 505_2 perform Fourier transform on the baseband OFDM signals # 1 (504_1) and # 2 (504_2). The signals # 1 (506_1) and # 2 (506_2) after the Fourier transform are sent to the multiplexed
チャネル状態情報検出部507は、図3のように手続きを取った場合に、フーリエ変換後の信号#1(506_1)、#2(506_2)に挿入された基地局からのチャネル状態情報を検出し、さらに、多重化された送信信号を分離するために複数のチャネルシグネチャベクトル508を算出し、これを多重信号分離部509に送出する。
The channel state
多重信号分離部509は、フーリエ変換後の信号#1(506_1)、#2(506_2)に、各々のチャネルシグネチャベクトルを掛け合わせることにより、チャネルAの変調信号510A、チャネルBの変調信号510Bを得、これらを復号部515A、515B、伝送路推定部511A、511B、周波数オフセット推定部513A、513Bに送出する。またチャネルAの変調信号510Aを制御情報検出部517に送出する。
The multiple
制御情報検出部517は、チャネルAの変調信号510Aから図2における制御情報シンボル202を検出し、各復号部515A、515Bに、変調方式、符号化率等の情報を含む制御情報518を送出する。
Control
各伝送路推定部511A、511Bは、チャネルA、Bの変調信号510A、510Bから図2におけるチャネルA、Bのパイロットシンボル204を抽出し、パイロットシンボルに基づいて各チャネルのチャネル変動を推定し、推定結果をチャネルA、Bのチャネル変動推定信号512A、512Bとして復号部515A、515Bに送出する。
Each of the transmission
各周波数オフセット推定部513A、513Bは、チャネルA、Bの変調信号510A、510Bから図2におけるプリアンブル201、パイロットシンボル204を抽出し、これらの信号に基づいて各チャネルの周波数オフセットを推定し、推定結果を周波数オフセット推定信号514A、514Bとして復号部515A、515Bに送出する。この実施の形態の場合には、無線部503_1、503_2にも周波数オフセット推定信号514A、514Bを送出し、無線部503_1、503_2でも周波数オフセット除去を行うようになっている。
Each frequency offset
各復号部515A、515Bは、チャネル変動推定信号512A、512B、周波数オフセット推定信号514A、514Bに基づいて、変調信号510A、510Bから歪み成分を除去した後、制御情報518の変調方式、符号化率等の情報に基づいて、変調信号510A、510Bを復調及び復号することにより、チャネルA、Bのディジタル信号516A、516Bを得る。チャネルA、Bのディジタル信号516A、516Bは、CRCチェック部519A、519Bに送出される。
Each
各CRCチェック部519A、519Bは、ディジタル信号516A、516BのCRCチェックを行う。つまり、チャネルA、Bのディジタル信号516A、516Bはそれぞれ、図6に示すように、データとパリティで構成されており、CRCチェック部519A、519Bは、このように構成されたディジタル信号をチェックすることで、誤りが発生していたか否かをチェックすることができる。そしてCRCチェック部519A、513Bは、受信データ520A、520Bと共に、ACK/NACK信号521A、521Bを出力する。
Each
次に、本実施の形態のマルチアンテナ送信装置400による再送動作(ARQ(Automatic Repeat Request))について説明する。 Next, a retransmission operation (ARQ (Automatic Repeat Request)) by multi-antenna transmission apparatus 400 of the present embodiment will be described.
図7は、本実施の形態のARQ方法を説明するための、基地局(マルチアンテナ送信装置400)と端末(マルチアンテナ受信装置500)のデータのやりとりの一例を示す図である。ここでは、条件として、パス#1の固有値λ1がパス#2の固有値λ2よりも大きいと仮定する。また再送でないデータの変調方式は、パス#1を用いるときには16QAMとし、パス#2を用いるときにはQPSKとする。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of data exchange between a base station (multi-antenna transmission apparatus 400) and a terminal (multi-antenna reception apparatus 500) for explaining the ARQ method according to the present embodiment. Here, it is assumed as a condition that the eigenvalue λ 1 of the path # 1 is larger than the eigenvalue λ 2 of the path # 2. Further, the modulation method for data that is not retransmitted is 16QAM when using
<1>先ず、基地局は、パス#1でチャネルAのデータ1Aを、パス#2でチャネルBのデータ1Bを送信する。
<2>端末は、データ1Aに誤りがあったので、基地局に、データ1Aの再送を要求する。
<3>基地局は、パス#1を用いて、チャネルAのデータ1Aの再送データに相当するデータ1A’を送信する。
<4>端末は、データ1Aに誤りがないため、再送要求をしない。
<5>基地局は、パス#1でチャネルAのデータ2Aを、パス#2でチャネルBのデータ2Bを送信する。
<6>端末は、データ2A、データ2Bに誤りがあったので、基地局に、データ2A、データ2Bの再送を要求する。
<7><8>基地局は、パス#1を用いて、チャネルAのデータ2Aの再送データに相当するデータ2A’、及び、チャネルBのデータ2Bの再送データに相当するデータ2B’を送信する。
<9>端末は、データ2A、データ2Bに誤りがないため、再送要求をしない。
<10>基地局は、パス#1でチャネルAのデータ3A、パス#2でチャネルBのデータ3Bを送信する。
<11>端末は、データ3Bに誤りがあったので、基地局に、データ3Bの再送を要求する。
<12>基地局は、パス#1を用いて、チャネルBのデータ3Bの再送データに相当するデータ3B’を送信する。
<1> First, the base station transmits channel A data 1A on
<2> Since there is an error in the data 1A, the terminal requests the base station to retransmit the data 1A.
<3> The base station transmits data 1A ′ corresponding to retransmission data of data 1A of channel A using
<4> The terminal does not request retransmission because there is no error in the data 1A.
<5> The base station transmits
<6> Since there is an error in
<7><8> The base station uses
<9> The terminal does not request retransmission because there is no error in
<10> The base station transmits channel A data 3A on
<11> Since there is an error in the
<12> The base station transmits
なお、再送データ(例えば、データ1A’)は、元のデータ(例えば、データ1A)と同一のデータであってもよいし、復元可能なデータ(例えば、パンクチャしたデータ等)であってもよい。 Note that the retransmission data (for example, data 1A ′) may be the same data as the original data (for example, data 1A), or may be recoverable data (for example, punctured data). .
以上の処理で重要なことは、次の2点である。 The following two points are important in the above processing.
第1に、再送する際に、パス数を減少させている点である。図7の例では、データ送信時はパス数2、再送時はパス数1としている。これにより、再送時に、パス数が減少する、つまり、干渉が減るため、データの受信品質が向上する。この結果、再送回数を減少させることができ、データのスループットを向上させることができる。 First, the number of paths is reduced when retransmitting. In the example of FIG. 7, the number of paths is 2 when transmitting data, and the number of paths is 1 when retransmitting. As a result, the number of paths is reduced at the time of retransmission, that is, interference is reduced, so that the data reception quality is improved. As a result, the number of retransmissions can be reduced, and the data throughput can be improved.
第2に、再送する際、再送データを前回送信時よりも固有値の大きいパスを優先的に用いて再送している点である。これは、上記第1の点と組み合わせて考えると、パス数を減少させる際に、固有値の小さいパスを優先的に削除して、再送データは固有値の大きいパスを使用して再送していると言うこともできる。これにより、固有値の大きいパス、つまり、パスゲインの大きいパスを利用して、再送データを伝送するため、データの受信品質が向上する。この結果、再送回数を減少させることができ、データのスループットを向上させることができる。 Second, when retransmitting, retransmission data is retransmitted preferentially using a path having a larger eigenvalue than the previous transmission. Considering this in combination with the first point, when reducing the number of paths, it is assumed that a path with a small eigenvalue is preferentially deleted, and retransmission data is retransmitted using a path with a large eigenvalue. I can also say. Thereby, retransmission data is transmitted using a path with a large eigenvalue, that is, a path with a large path gain, so that the data reception quality is improved. As a result, the number of retransmissions can be reduced, and the data throughput can be improved.
因みに、元のデータと再送するデータの変調方式を同一とすると、送信装置の構成を簡単化することができる。つまり、図7において、例えばチャネルAのデータ1Aと再送データ1A’の変調方式を同一とし、チャネルBでデータ2Bと再送データ2B’の変調方式を同一とする。本実施の形態では、再送時には、パス数を減少させたり、再送信号を前回送信時よりも固有値の大きい固有パスで再送するようにしているので、再送時に変調多値数を小さくしなくても、十分な誤り率特性の向上が期待できる。このように、元のデータと再送するデータの変調方式を同一とすることで、送信装置で再送データを生成するのに、再度、符号化やインターリーブを施す必要がなくなるので、送信装置の構成を簡単化できるようになる。
Incidentally, if the modulation method of the original data and the data to be retransmitted is the same, the configuration of the transmission apparatus can be simplified. That is, in FIG. 7, for example, the modulation schemes of data 1A and retransmission data 1A ′ of channel A are the same, and modulation schemes of
ただし、送信装置の構成を簡略化することよりも、データの品質を向上させることを優先させる場合には、再送データの変調多値数を減少させたほうがよい。 However, if priority is given to improving the quality of data over simplifying the configuration of the transmitting apparatus, it is better to reduce the number of modulation multi-levels of retransmission data.
なお図7では、送信アンテナ数が2つの場合を例にとって、本発明のARQ方法について説明したが、本発明のARQ方法は、当然、送信アンテナ数が3つ以上の場合にも適用できる。以下では、送信アンテナ数が3つで、3つの変調信号を送信するときのARQ方法を、図8、図9を例にとって説明する。 In FIG. 7, the ARQ method of the present invention has been described by taking the case of two transmission antennas as an example, but the ARQ method of the present invention is naturally applicable to the case of three or more transmission antennas. In the following, an ARQ method for transmitting three modulated signals with three transmission antennas will be described with reference to FIGS. 8 and 9 as an example.
先ず、図8における基地局と端末のデータのやりとりについて詳しく説明する。図8では、条件として、パス#1の固有値λ1、パス#2の固有値λ2、パス#3の固有値λ3が、λ1>λ2>λ3の関係にあると仮定する。また再送でないデータの変調方式は、パス#1を用いるときには16QAMとし、パス#2を用いるときにはQPSKとし、パス#3を用いるときにはBPSKとする。
First, the exchange of data between the base station and the terminal in FIG. 8 will be described in detail. 8, it is assumed that as a condition, the eigenvalues lambda 1 passes # 1, the eigenvalues lambda 2 pass # 2, the eigenvalues lambda 3 passes # 3, in λ 1> λ 2> λ 3 relationships. Further, the modulation method for data that is not retransmitted is 16QAM when using
<1>先ず、基地局は、パス#1でチャネルAのデータ1A、パス#2でチャネルBのデータ1B、パス#3でチャネルCのデータ1Cを送信する。
<2>端末は、データ1Cに誤りがあったので、基地局に、データ1Cの再送を要求する。
<3>基地局は、パス#1を用いて、チャネルCのデータ1Cの再送データに相当するデータ1C’を送信する。
<4>端末は、データ1Cに誤りがないため、再送要求をしない。
<5>基地局は、パス#1でチャネルAのデータ2A、パス#2でチャネルBのデータ2B、パス#3でチャネルCのデータ2Cを送信する。
<6>端末は、データ2A、データ2Bに誤りがあったので、基地局に、データ2A、データ2Bの再送を要求する。
<7><8>基地局は、パス#1を用いて、チャネルAのデータ2Aの再送データに相当するデータ2A’、及び、チャネルBのデータ2Bの再送データに相当するデータ2B’を送信する。
<9>端末は、データ2A、データ2Bに誤りがないため、再送要求をしない。
<10>基地局は、パス#1でチャネルAのデータ3A、パス#2でチャネルBのデータ3B、パス#3でチャネルCのデータ3Cを送信する。
<11>端末は、データ3Bに誤りがあったので、基地局に、データ3Bの再送を要求。
<12>基地局は、パス#1を用いて、チャネルBのデータ3Bの再送データに相当するデータ3B’を送信する。
<1> First, the base station transmits channel A data 1A on
<2> Since there is an error in the
<3> The base station transmits
<4> The terminal does not request retransmission because there is no error in the
<5> The base station transmits
<6> Since there is an error in
<7><8> The base station uses
<9> The terminal does not request retransmission because there is no error in
<10> The base station transmits
<11> The terminal requests retransmission of
<12> The base station transmits
次に、図9における基地局と端末のデータのやりとりについて詳しく説明する。図9では、図8と場合と同様に、条件として、パス#1の固有値λ1、パス#2の固有値λ2、パス#3の固有値λ3が、λ1>λ2>λ3の関係にあると仮定する。また再送でないデータの変調方式は、パス#1を用いるときには16QAMとし、パス#2を用いるときにはQPSKとし、パス#3を用いるときにはBPSKとする。
Next, the exchange of data between the base station and the terminal in FIG. 9 will be described in detail. In FIG. 9, as in FIG. 8, the conditions are as follows: eigenvalue λ 1 of path # 1 , eigenvalue λ 2 of path # 2 , and eigenvalue λ 3 of
<1>先ず、基地局は、パス#1でチャネルAのデータ1A、パス#2でチャネルBのデータ1B、パス#3でチャネルCのデータ1Cを送信する。
<2>端末は、データ1A、データ1B、データ1Cに誤りがあったので、基地局に、データ1A、データ1B、データ1Cの再送を要求する。
<3>基地局は、はじめに、パス#1を用いて、チャネルBのデータ1Bの再送データに相当するデータ1B’を、パス#2を用いて、チャネルCのデータ1Cの再送データに相当するデータ1C’を送信する。基地局は、次に、チャネルAのデータ1Aの再送データに相当するデータ1A’をパス#1を用いて送信する。このとき、パス2#では、他の変調信号は存在しない。
<4>端末は、データ1A、1B、1Cに誤りがないため、再送要求をしない。
<5>基地局は、パス#1でチャネルAのデータ2A、パス#2でチャネルBのデータ2B、パス#3でチャネルCのデータ2Cを送信する。
<6>端末は、データ2B、データ2Cに誤りがあったので、基地局に、データ2B、データ2Cの再送を要求する。
<7>基地局は、パス#1を用いて、チャネルBのデータ2Bの再送データに相当するデータ2B’、パス#2を用いて、チャネルCのデータ2Cの再送データに相当するデータ2C’を送信する。
<8>端末は、データ2B、データ2Cに誤りがないため、再送要求をしない。
<9>基地局は、パス#1でチャネルAのデータ3A、パス#2でチャネルBのデータ3B、パス#3でチャネルCのデータ3Cを送信する。
<10>端末は、データ3Cに誤りがあったので、基地局に、データ3Cの再送を要求する。
<11>基地局は、パス#1を用いて、チャネルCのデータ3Cの再送データに相当するデータ3C’を送信する。
<1> First, the base station transmits channel A data 1A on
<2> Since there is an error in data 1A,
<3> The base station first uses the
<4> The terminal does not request retransmission because there is no error in the
<5> The base station transmits
<6> Since there is an error in
<7> The base station uses the
<8> The terminal does not request retransmission because there is no error in
<9> The base station transmits
<10> Since there is an error in the
<11> The base station transmits
ここで図8で説明したARQ方法の特徴は、再送データを、固有値が最大の固有パスを用いて送信するようにしたことである。また再送データを送信している間は、他の固有パスでは信号を送信しないようにしたことである。これにより、再送データの品質を、データを送信したとき(すなわち通常送信時)より高めることができるため、再送回数を減少させることができる。その結果、データのスループットを向上させることができるようになる。 Here, the feature of the ARQ method described in FIG. 8 is that retransmission data is transmitted using an eigenpath having the largest eigenvalue. In addition, while the retransmission data is being transmitted, the signal is not transmitted on another unique path. As a result, the quality of retransmission data can be improved compared to when data is transmitted (that is, during normal transmission), and therefore the number of retransmissions can be reduced. As a result, the data throughput can be improved.
また図9で説明したARQ方法の特徴は、以下の点である。
・再送時には、使用するパス数を減少させる。
・再送時には、パスゲインの大きいパスを優先的に使用する。
・前回送信時に最大ゲインのパスで送信したデータ以外のデータの再送は、前回送信時よりもパスゲインの大きいパスを用いて行う。
・前回送信時に最大ゲインのパスで送信したデータの再送は、再び最大ゲインのパスを用いるのに加えて、他のパスを用いずに単独で行う。
The features of the ARQ method described in FIG. 9 are as follows.
・ Reduce the number of paths used during retransmission.
• When retransmitting, a path with a large path gain is preferentially used.
-Retransmission of data other than data transmitted through the path with the maximum gain at the previous transmission is performed using a path with a larger path gain than at the previous transmission.
Retransmission of data transmitted through the maximum gain path at the previous transmission is performed independently without using other paths in addition to using the maximum gain path again.
このようにすることで、再送データの品質を、前回送信時よりも向上させることができるため、再送回数を減少させることができる。その結果、データのスループットを向上させることができるようになる。また、再送データを前回送信時よりもパスゲインの大きいパスを用いて行うことで再送時の品質向上を達成しつつ、再送データを複数のパスを用いて送信することも実現しているので(例えば図9の<3>や<7>)、図8のARQ方法と比較し、再送データの伝送速度を高速化できる効果もある。 By doing so, the quality of retransmission data can be improved compared to the previous transmission, and therefore the number of retransmissions can be reduced. As a result, the data throughput can be improved. In addition, since retransmission data is transmitted using a path having a larger path gain than the previous transmission to achieve quality improvement at the time of retransmission, retransmission data is transmitted using a plurality of paths (for example, Compared with <3> and <7> in FIG. 9) and the ARQ method in FIG. 8, there is also an effect that the transmission rate of retransmission data can be increased.
このように本実施の形態によれば、再送信号を送信する際には、前回送信時よりも送信ビーム数を減らす(すなわち送信に用いる固有パス数を減らす)と共に再送信号を前回送信時よりも大きな固有値に属する固有ベクトルを用いてベクトル多重して送信ビームを形成する(前回よりもパスゲインの大きな固有パスで送信する)ようにしたことにより、比較的簡単な選択手順で、再送回数を減らすことができ、データのスループットを上げることができるようになる。 As described above, according to this embodiment, when transmitting a retransmission signal, the number of transmission beams is reduced (that is, the number of eigenpaths used for transmission is reduced) compared to the previous transmission, and the retransmission signal is transmitted more than the previous transmission. By performing vector multiplexing using eigenvectors belonging to large eigenvalues to form a transmission beam (transmitting with an eigenpath having a larger path gain than the previous one), the number of retransmissions can be reduced with a relatively simple selection procedure. And the data throughput can be increased.
なお、本実施の形態では、便宜上、図2のフレーム構成を流用して説明したが、本実施の形態はOFDM方式を用いた例なので、図2のシンボルは複数のサブキャリアで構成されたシンボルに相当するものとする。 In the present embodiment, for the sake of convenience, the frame configuration in FIG. 2 has been used for explanation, but since this embodiment is an example using the OFDM scheme, the symbol in FIG. 2 is a symbol composed of a plurality of subcarriers. It shall be equivalent to
また本実施の形態では、本発明をOFDM方式に適用した場合を例に説明したが、本発明はこれに限らず、スペクトル拡散通信方式やシングルキャリア方式に適用した場合にも同様の効果を得ることができる。 In this embodiment, the case where the present invention is applied to the OFDM system has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained when the present invention is applied to a spread spectrum communication system or a single carrier system. be able to.
また本実施の形態では、チャネル状態情報の共有の仕方について詳しく触れていないが、チャネル状態の情報の共有は、再送時に行ってもよいし、再送時に行わなくてもよい。つまり、チャネル状態の情報の共有の仕方は、本実施の形態の特徴に影響を与えない。 In this embodiment, how to share channel state information is not described in detail, but sharing of channel state information may or may not be performed at the time of retransmission. That is, the method of sharing channel state information does not affect the characteristics of the present embodiment.
さらに本実施の形態では、送信方法のパラメータとして、特に変調方式について説明しているが、それ以外に符号化方法、符号化率等のパラメータも考慮して再送を行ってもよく、これらのパラメータが加わった場合でも、本発明を同様に実施することができる。 Furthermore, in the present embodiment, the modulation method is particularly described as a transmission method parameter, but retransmission may also be performed in consideration of parameters such as an encoding method and an encoding rate. Even when is added, the present invention can be similarly implemented.
(実施の形態3)
本実施の形態では、実施の形態1や実施の形態2のような送信方法を実施するにあたっての、変調方式の好適な決定、設定方法について説明する。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, a description will be given of a method for determining and setting a suitable modulation scheme when performing the transmission method as in the first and second embodiments.
本実施の形態では、基地局のアンテナ数が2で、2つの変調信号を送信する場合を例に説明する。 In the present embodiment, a case where the number of antennas of the base station is 2 and two modulated signals are transmitted will be described as an example.
変調方式として、BPSK、QPSK、16QAM、64QAMの中で変更が可能な通信方法を採用している場合について考える。また固有値の大きいパスにおいて送信するチャネルをチャネルA、固有値の小さいパスにおいて送信するチャネルをチャネルBと名付ける(ただし、再送データを送信する場合を除く)。このとき、送信チャネルと変調方式との全ての組み合わせを考えた場合、図10のような変調方式の設定表を作成することができる。そして、図10が規格としてサポートされている送信方法であるものとする。 Consider a case where a communication method that can be changed among BPSK, QPSK, 16QAM, and 64QAM is adopted as a modulation method. Also, a channel that is transmitted in a path with a large eigenvalue is named channel A, and a channel that is transmitted in a path with a small eigenvalue is named channel B (except when retransmission data is transmitted). At this time, when all combinations of transmission channels and modulation schemes are considered, a modulation scheme setting table as shown in FIG. 10 can be created. 10 is a transmission method supported as a standard.
ところで、例えば、図10の設定#2と設定#5、設定#3と設定#9は、同一の送信速度である。このように同一伝送速度の送信方法を2種類以上存在させたり、図10のように送信方法の選択できる可能性を多くすると(すなわち全組合せを用意すると)、送信方法の決定が複雑になるという課題が発生する。 By the way, for example, setting # 2 and setting # 5, setting # 3 and setting # 9 in FIG. 10 have the same transmission speed. In this way, if there are two or more types of transmission methods having the same transmission rate, or if the possibility of selecting transmission methods as shown in FIG. 10 is increased (that is, all combinations are prepared), the determination of the transmission method becomes complicated. Challenges arise.
そこで、本実施の形態では、例えばパーソナルコンピュータ等で、変調方式の選択方法を、規格でサポートされている送信方法の中からユーザの要望に合った送信方法に限定できる方法について説明する。 Therefore, in the present embodiment, a method will be described in which, for example, in a personal computer or the like, the modulation method selection method can be limited to a transmission method that meets the user's request from among the transmission methods supported by the standard.
図4との対応部分に同一符号を付して示す図11に、本実施の形態のマルチアンテナ送信装置の構成を示す。パーソナルコンピュータ(PC)1101は、送信方法設定情報1102をフレーム構成信号生成部416に送出する。フレーム構成信号生成部416は、送信方法設定情報1102に基づいて、送信方法を限定する。
FIG. 11 in which the same reference numerals are assigned to the parts corresponding to those in FIG. 4 shows the configuration of the multi-antenna transmission apparatus of this embodiment. The personal computer (PC) 1101 sends transmission
図12に、PC1101による送信方法の設定画面の一例を示す。ここで特に重要となる点は、品質優先モードと高速伝送優先モードが選択できる点、及び、最大遅延時間を設定できる点である。
FIG. 12 shows an example of a transmission method setting screen by the
これらがシステムにおいて重要となる理由について以降で詳しく説明する。 The reason why these are important in the system will be described in detail later.
1チャネルのみでBPSKを用いて伝送することで、例えば500kビット/秒を送信できるシステムを考える。そして、50kビットのデータを伝送する際に、伝搬環境を考慮した際、図10の設定#14でデータを送信できる環境であったとする。そして、設定#14で送信したとする。しかし、設定#14でデータを送信すると、誤る可能性は非常に高く、再送を要求される可能性が高く、再送による伝送時間を費やしてしまい、図10の設定#1の送信方法で送信した方が結果的にデータの伝送時間が短くなる場合がある。 Consider a system capable of transmitting 500 kbit / s, for example, by transmitting using BPSK with only one channel. Then, when transmitting 50 kbit data, it is assumed that the environment can transmit data with setting # 14 in FIG. Then, it is assumed that transmission is performed with setting # 14. However, if data is transmitted with setting # 14, the possibility of error is very high, and there is a high possibility of being requested for retransmission, and transmission time due to retransmission is consumed, and transmission is performed with the transmission method of setting # 1 in FIG. As a result, the data transmission time may be shortened.
このような状況は、データの伝送速度に対し、データ量が非常に少ない場合に発生する。この課題のために、外部から(例えばPCを使用して)以下のような設定を行う機能を有することが重要となる。
(方法1)品質優先モード、高速伝送優先モード等の設定を可能とする。
(方法2)最大遅延時間を設定することを可能とする。
Such a situation occurs when the amount of data is very small with respect to the data transmission rate. For this problem, it is important to have a function for performing the following settings from the outside (for example, using a PC).
(Method 1) It is possible to set a quality priority mode, a high-speed transmission priority mode, and the like.
(Method 2) It is possible to set a maximum delay time.
図10において、1チャネルの信号のみを送信した場合の方が、2チャネルの信号を送信した場合と比較し、データの品質が良い。そこで、(方法1)のように設定できる構成を採り、ユーザが、容量の小さいデータを伝送することを目的として主に利用する場合、品質優先モードを選択し、容量の大きいデータを伝送することを目的として主に利用する場合は、高速データ伝送モードを選択する、というようにすることで、上記課題を回避することができる。このとき、図12のように、品質優先モードは、設定#1から#4を中心に構成されたテーブルとなり、高速伝送優先モードは、設定#5から設定#14からを中心に構成されたテーブルとなる。そして、品質優先モードでは、1チャネルの信号のみを送信する送信方法を優先的に割り当てるようにする。
In FIG. 10, data quality is better when only one channel signal is transmitted than when two channel signals are transmitted. Therefore, when a configuration that can be set as in (Method 1) is adopted and the user mainly uses it for the purpose of transmitting data with a small capacity, the quality priority mode is selected and data with a large capacity is transmitted. The above problem can be avoided by selecting the high-speed data transmission mode when mainly using for the purpose. At this time, as shown in FIG. 12, the quality priority mode is a table mainly configured from
このとき、重要な役割を果たすことになるのが、最大遅延時間の設定である。最大遅延時間とは、ユーザが許容する最大の遅延時間である。このとき、図13のような送信方法の決定を行うことになる。 At this time, it is the setting of the maximum delay time that plays an important role. The maximum delay time is the maximum delay time allowed by the user. At this time, the transmission method as shown in FIG. 13 is determined.
先ず、ステップSP1において、送信するデータの伝送量から、テーブル(例えば、図12に示したテーブル)における各送信方法で送信した場合の送信に要する時間を計算する。 First, in step SP1, the time required for transmission in the case of transmission by each transmission method in a table (for example, the table shown in FIG. 12) is calculated from the transmission amount of data to be transmitted.
次に、ステップSP2において、最大遅延時間より送信に要する時間が短い送信方法がテーブルに存在するか否か判断する。 Next, in step SP2, it is determined whether there is a transmission method in the table that requires a shorter time for transmission than the maximum delay time.
そして、最大遅延時間より送信に要する時間が短い送信方法がテーブルに存在しない場合には、ステップSP4に移って、伝搬環境等から伝送速度、伝送品質を両立する送信方法を選択する。 If there is no transmission method in the table that requires a shorter transmission time than the maximum delay time, the process proceeds to step SP4 to select a transmission method that achieves both transmission speed and transmission quality from the propagation environment.
これに対して、最大遅延時間より送信に要する時間が短い送信方法がテーブルに存在する場合には、ステップSP3に移って、最大遅延時間より短い送信時間となる送信方法の中から、最も受信品質がよい送信方法を選択する。 On the other hand, if there is a transmission method in the table in which the time required for transmission is shorter than the maximum delay time, the process proceeds to step SP3, and the reception quality is the highest among the transmission methods having a transmission time shorter than the maximum delay time. Choose a good transmission method.
以上のように、最大遅延時間に基づき送信方法を選択することで、データ量が少ないときに過大な伝送速度の送信方法を選択する可能性なくなり、これによりデータ伝送速度と伝送品質が安定したシステムを構築することができることになる。 As described above, selecting a transmission method based on the maximum delay time eliminates the possibility of selecting a transmission method with an excessive transmission rate when the amount of data is small, thereby stabilizing the data transmission rate and transmission quality. Will be able to build.
品質優先モード、高速伝送優先モード以外にもシステム上、有効なモードとして、学習モード、ユーザ設定モード、セーブモードを提案する。 In addition to the quality priority mode and the high-speed transmission priority mode, a learning mode, a user setting mode, and a save mode are proposed as effective modes on the system.
学習モード、ユーザ設定モードがある場合、図14のような構成を採るとよい。図14において、図4と同様に動作するものについては同一符号を付している。マルチアンテナ送信装置1400のパーソナルコンピュータ(PC)1401は、モード設定情報1402を送信方法設定・学習部1403に送出する。送信方法設定・学習部1403は、モード設定情報1402に基づいた設定モードに設定され、設定モードの方法に基づいて、ACK/NACKから送信方法を決定し、これを送信方法決定情報1404としてフレーム構成信号生成部416に送出する。
When there is a learning mode and a user setting mode, the configuration shown in FIG. 14 may be adopted. 14 that operate in the same manner as in FIG. 4 are given the same reference numerals. The personal computer (PC) 1401 of the multi-antenna transmission apparatus 1400 sends
フレーム構成信号生成部416は、送信方法決定情報1404を参照して、決定された送信方法に基づくフレーム構成に関する情報であるフレーム構成信号417を出力する。
The frame configuration
このとき、例えば、セルラの基地局や無線LANのアクセスポイント等の場合、学習モードの設定を送信方法テーブルを学習して作成すると、送信方法の決定が簡略化できるというメリットがある。 At this time, for example, in the case of a cellular base station, a wireless LAN access point, or the like, if the learning mode setting is created by learning the transmission method table, there is an advantage that the determination of the transmission method can be simplified.
セルラの基地局や無線LANのアクセスポイントは、移動することは少ない。したがって、伝搬環境は設置された場所に大きく依存することになる。そこで、通信を確立できる可能性の大きい送信方法を学習し、テーブルを作成することで、送信方法の決定の簡略化を図ることができる。そこで、学習モードを設定する方法が有効となる。 Cellular base stations and wireless LAN access points rarely move. Therefore, the propagation environment greatly depends on the installation location. Therefore, it is possible to simplify the determination of the transmission method by learning a transmission method having a high possibility of establishing communication and creating a table. Therefore, a method for setting the learning mode is effective.
学習モードでは、例えば、図10のテーブルにおいて、設定#1から設定#14のそれぞれにおいて、例えば、NACKの回数/ACKの回数の統計をとり、NACKの確率の大きい送信方法からテーブルから削除し、送信方法の種類を限定する。これにより、送信方法の決定の簡略化を図ることができる。そして、PC1401から、あるいは、外部からリセットできる構成とすると、場所を移動させた場合、リセットし、再学習することで、移動した場所に適したテーブルを学習して再作成することができる。
In the learning mode, for example, in the table of FIG. 10, in each of the
ユーザ設定モードは、ユーザが自ら送信方法の種類を限定しテーブルを作成する方法である。これにより、送信方法の決定の簡略化を図ることができる。また、外部から、テーブルの表のソフトウェアをダウンロードし、入手し、設定するような方法でもよい。 The user setting mode is a method in which the user creates a table by limiting the types of transmission methods. Thereby, the determination of the transmission method can be simplified. Alternatively, a method of downloading, obtaining, and setting the table software from the outside may be used.
次に、セーブモードについて説明する。これは、特に、端末の受信装置を設定するためのモードである。図5との対応部分に同一符号を付して示す図15に、セーブモードの設定を実現するための、端末のマルチアンテナ受信装置1500の構成例を示す。 Next, the save mode will be described. In particular, this is a mode for setting the receiving device of the terminal. FIG. 15 in which parts corresponding to those in FIG.
マルチアンテナ受信装置1500は、パーソナルコンピュータ(PC)1501によってモードを設定し、これをモード設定情報1502として制御部1503に送出する。制御部1503は、モード設定情報1502と、変調方式、符号化率等の情報を含む制御情報518とを入力とし、セーブモードに設定されており、かつ、制御情報518が一つのチャネルの変調信号しか存在しない送信方法を示しているとき、無線部503_1、503_2のいずれか一方の動作を停止させるような制御信号1504を出力する。
The multi-antenna receiving apparatus 1500 sets a mode using a personal computer (PC) 1501, and sends this to the
これにより、端末の受信装置の消費電力を低減することができる。ここでは、無線部のみ動作を停止させようにしたが、これに限ったものではなく、ディジタル信号処理を行っている部分の動作を停止させるようにしても同様の効果を得ることができる。 Thereby, the power consumption of the receiving device of a terminal can be reduced. Here, the operation of only the radio unit is stopped. However, the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained by stopping the operation of the part that performs digital signal processing.
以上のように、外部からの情報に基づいて、送信方法を限定したり、学習モード、セーブモードに設定できるようにすることで、送受信機の簡略化、低消費電力化、データの伝送速度と受信品質の両立を図ることができる。特に、MIMO伝送を用いた送信方法を含んでいる場合に、これらの効果が大きい。 As described above, by limiting the transmission method based on information from the outside, and enabling the learning mode and save mode to be set, simplification of the transceiver, low power consumption, data transmission speed and Both reception quality can be achieved. In particular, these effects are significant when a transmission method using MIMO transmission is included.
上述の送信方法の切り替えを、再送時に同様に適用しても、上述と同様の効果を得ることができる。 Even if the above-described transmission method switching is similarly applied at the time of retransmission, the same effect as described above can be obtained.
次に、図12のテーブルとは異なる、図16のようなテーブルの作成方法を説明する。図16では、パーソナルコンピュータの画面においてアプリケーションモードを設定できるようになっている。例えば、“動画モード”、“インターネットモード”、“ファイルダウンロードモード”、“ゲームモード”、“学習モード”、“ユーザ設定モード”のうち、ユーザはいずれかのモードを選択することができる。そして、“学習モード”、“ユーザ設定モード”以外のモードを選択したときには、伝送モード、最大遅延時間、再送遅延時間が自動的に設定され、“学習モード”、“ユーザ設定モード”を選択したときには、最大遅延時間、再送遅延時間はユーザが設定できるようにする。このようなテーブルを作成し、パーソナルコンピュータを用いてモードを設定したときも、上述と同様に実施することができ、同様の効果を得ることができる。 Next, a method of creating a table as shown in FIG. 16 that is different from the table of FIG. 12 will be described. In FIG. 16, the application mode can be set on the screen of the personal computer. For example, the user can select one of the “moving image mode”, “Internet mode”, “file download mode”, “game mode”, “learning mode”, and “user setting mode”. When a mode other than “learning mode” and “user setting mode” is selected, the transmission mode, maximum delay time, and retransmission delay time are automatically set, and “learning mode” and “user setting mode” are selected. Sometimes, the maximum delay time and retransmission delay time can be set by the user. Even when such a table is created and the mode is set using a personal computer, it can be carried out in the same manner as described above, and the same effect can be obtained.
なお本実施の形態では、送信方法のパラメータとして、特に変調方式について説明しているが、それ以外に符号化方法、符号化率等のパラメータも考慮して送信方法のテーブルを作成してもよく、これらのパラメータが加わった場合でも、本発明を同様に実施することができる。 In this embodiment, the modulation method is particularly described as a transmission method parameter. However, a transmission method table may be created in consideration of parameters such as an encoding method and an encoding rate. Even when these parameters are added, the present invention can be similarly implemented.
また本実施の形態の特徴は、固有モードのMIMOシステムだけでなく、例えばアンテナエレメントモードを利用したMIMO多重方式にも適用可能である。以下では、参考までに、アンテナエレメントモードを利用したMIMO多重方式について説明する。 The feature of the present embodiment can be applied not only to the eigenmode MIMO system but also to, for example, a MIMO multiplexing system using an antenna element mode. Hereinafter, for reference, a MIMO multiplexing scheme using the antenna element mode will be described.
図17は、アンテナエレメントモードを利用したMIMO多重方式を実現するマルチアンテナ送信装置及びマルチアンテナ受信装置の構成例を示すものである。 FIG. 17 shows a configuration example of a multi-antenna transmission apparatus and a multi-antenna reception apparatus that realizes a MIMO multiplexing scheme using an antenna element mode.
マルチアンテナ送信装置1700は、各変調信号生成部1702A、1702B、1702Cに、チャネルA、B、Cの送信ディジタル信号1701A、1701B、1701Cを入力し、これを変調することでチャネルA、B、Cの変調信号1703A、1703B、1703Cを得る。各無線部1704A、1704B、1704Cは、チャネルA、B、Cの変調信号1703A、1703B、1703Cに対して、周波数変換等の所定の無線処理を施すことで送信信号1705A、1705B、1705Cを得、これをアンテナ1706A、1706B、1706Cに供給する。
The multi-antenna transmission apparatus 1700 inputs the transmission
マルチアンテナ受信装置1800は、無線部1709_1、1709_2、1709_3に、アンテナ1707_1、1707_2、1707_3で受信した受信信号1708_1、1708_2、1708_3を入力する。各無線部1709_1、1709_2、1709_3は、受信信号1708_1、1708_2、1708_3に対して、周波数変換等の所定の無線処理を施すことでベースバンド信号1710_1、1710_2、1710_3を得、これを分離・復調部1711に送出する。 Multi-antenna receiving apparatus 1800 inputs received signals 1708_1, 1708_2, and 1708_3 received by antennas 1707_1, 1707_2, and 1707_3 to radio units 1709_1, 1709_2, and 1709_3. The radio units 1709_1, 1709_2, and 1709_3 perform predetermined radio processing such as frequency conversion on the received signals 1708_1, 1708_2, and 1708_3 to obtain baseband signals 1710_1, 1710_2, and 1710_3, which are separated and demodulated units 1711.
分離・復調部1711は、ベースバンド信号1710_1、ベースバンド信号1710_2、ベースバンド信号1710_3から、送信された元の変調信号1703A、1703B、1703Cを分離し、さらにこれらを復調することで、チャネルA、B、Cの受信ディジタル信号1712A、1712B、1712Cを得る。
The separation / demodulation unit 1711 separates the transmitted original modulation signals 1703A, 1703B, and 1703C from the baseband signal 1710_1, the baseband signal 1710_2, and the baseband signal 1710_3, and further demodulates them, thereby performing channel A, B and C received
ここで、チャネルAの変調信号1703A、チャネルBの変調信号1703B、チャネルCの変調信号1703CをそれぞれTxa(t)、Txb(t)、Txc(t)とし、ベースバンド信号1710_1、ベースバンド信号1710_2、ベースバンド信号1710_3をそれぞれRx1(t),Rx2(t),Rx3(t)とすると、次式の関係式が成立する。但し、h11(t)〜h33(t)は、各送受信アンテナ間のチャネル変動値である。
Here, the
ところで、変調信号Txa(t)、Txb(t)、Txc(t)は、それぞれ、独立の変調方式とすることが可能である。すると、本実施の形態で説明したように、送信方法の種類が多くなってしまい、送信方法の選択方法が複雑になってしまうという課題が発生する。しかし、本実施の形態で説明したような処理をこのようなMIMO多重方式に適用することで、送信方法の選択手順を簡略化することができるようになる。 By the way, each of the modulation signals Txa (t), Txb (t), and Txc (t) can be an independent modulation method. Then, as described in the present embodiment, there are problems that the number of transmission methods increases and the selection method of the transmission method becomes complicated. However, by applying the processing described in the present embodiment to such a MIMO multiplexing scheme, it is possible to simplify the transmission method selection procedure.
本発明は、例えばMIMOシステムやOFDM−MIMOシステム等のマルチアンテナ通信システムに用いられるマルチアンテナ通信装置の通信方法及びマルチアンテナ通信装置に適用して好適である。 The present invention is suitable for application to a communication method and a multi-antenna communication apparatus of a multi-antenna communication apparatus used in a multi-antenna communication system such as a MIMO system or an OFDM-MIMO system.
100、400、1100 マルチアンテナ送信装置
101 多重フレーム生成部
103A〜103X、404A、404B 符号化・変調部
105、406 ベクトル多重化部
106、201 アレイアンテナ
107 チャネル解析部
108 制御部
200、500 マルチアンテナ受信装置
202、509 多重信号分離部
204A〜204X 復号化部
206 受信データ合成部
208 チャネル解析部
210 送信方法情報検出部
100, 400, 1100
Claims (6)
前記ユーザによって選択された前記ビーム数及び変調方式の組み合わせを用いて、前記送信データを変調するステップと、
同一周波数帯域において、マルチアンテナから前記選択されたビーム数に基づいて送信を行うステップと、
を含むマルチアンテナ通信装置の通信方法。 Presenting a user with a candidate combination of the number of beams and modulation scheme used for transmission of transmission data;
Modulating the transmission data using a combination of the number of beams and modulation scheme selected by the user;
Transmitting in the same frequency band based on the selected number of beams from multiple antennas;
A communication method for a multi-antenna communication apparatus including:
請求項1に記載のマルチアンテナ通信装置の通信方法。 The combination of the number of beams and the modulation scheme is a combination grouped according to error tolerance during reception of the transmission data, or transmission capacity.
The communication method of the multi-antenna communication apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のマルチアンテナ通信装置の通信方法。 The combination of the number of beams and the modulation scheme is a combination with few retransmission requests among the combinations of the number of beams and the modulation scheme selected previously.
The communication method of the multi-antenna communication apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のマルチアンテナ通信装置の通信方法。 The combination of the number of beams and the modulation scheme is a combination grouped according to the type of application of the transmission data.
The communication method of the multi-antenna communication apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のマルチアンテナ通信装置の通信方法。 The combination of the number of beams and the modulation method is a combination in which the time required for transmitting the transmission data is less than a predetermined time.
The communication method of the multi-antenna communication apparatus according to claim 1.
前記ユーザに選択された前記ビーム数及び変調方式の組み合わせを用いて、前記送信データを変調する変調部と、
同一周波数帯域において、マルチアンテナから前記選択されたビーム数に基づいて送信する無線部と、
を具備するマルチアンテナ通信装置。 A presentation unit for presenting a candidate for a combination of the number of beams and modulation scheme used for transmission of transmission data to the user;
A modulation unit that modulates the transmission data using a combination of the number of beams and modulation scheme selected by the user;
A radio unit for transmitting based on the selected number of beams from multiple antennas in the same frequency band;
A multi-antenna communication apparatus comprising:
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