JP2011193519A - Communication apparatus and communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のアンテナから送信された無線信号を複数のアンテナで受信して無線通信を行うＭＩＭＯ(Multiple Input Multiple Output)技術を利用した無線通信システムにおいて使用される通信装置及び通信方法に関する。 The present invention relates to a communication apparatus and a communication method used in a wireless communication system using MIMO (Multiple Input Multiple Output) technology for performing wireless communication by receiving wireless signals transmitted from a plurality of antennas using a plurality of antennas.
近年、画像等の大容量のデータ通信を可能にする技術としてＭＩＭＯ（Multi-Input / Multi-Output）通信が注目されている。ＭＩＭＯ通信では送信側の複数のアンテナからそれぞれ異なる送信データ（サブストリーム）を送信し、受信側では伝搬路上で混ざり合った複数の送信データを、伝搬路推定値を用いて元の送信データに分離する。 In recent years, MIMO (Multi-Input / Multi-Output) communication has attracted attention as a technology that enables large-capacity data communication such as images. In MIMO communication, different transmission data (substreams) are transmitted from a plurality of antennas on the transmission side, and on the reception side, a plurality of transmission data mixed on the propagation path are separated into original transmission data using propagation path estimation values. To do.
実際上、ＭＩＭＯ通信では、送信装置から送信された信号を、送信装置の数と同数又はそれよりも多いアンテナ数で受信し、当該各アンテナによって受信された信号にそれぞれ挿入されているパイロット信号に基づいてアンテナ間の伝搬路特性を推定する。 In practice, in MIMO communication, a signal transmitted from a transmission apparatus is received by the number of antennas equal to or greater than the number of transmission apparatuses, and the pilot signals respectively inserted in the signals received by the antennas. Based on this, the channel characteristics between the antennas are estimated.
この推定された伝搬路特性Ｈは、例えば送信側アンテナが２つであり、受信アンテナが２つである場合には、２×２の行列によって表される。ＭＩＭＯ通信では、求めた伝搬路特性Ｈの逆行列と、各受信アンテナで得られた受信信号とに基づいて、各送信アンテナから送信された送信信号（サブストリーム）を求める。 This estimated propagation path characteristic H is represented by a 2 × 2 matrix when there are two transmitting antennas and two receiving antennas, for example. In MIMO communication, a transmission signal (substream) transmitted from each transmission antenna is obtained based on the inverse matrix of the obtained propagation path characteristic H and the reception signal obtained by each reception antenna.
図６(ａ)を用いて、送信機１０と受信機２０のアンテナ数がそれぞれ２つの場合におけるＭＩＭＯ通信の原理を説明する。ここで送信機１０のアンテナ１１、１２から送信される信号をそれぞれＴＸ１、ＴＸ２とし、受信機２０のアンテナ２１、２２により受信される信号をそれぞれＲＸ１、ＲＸ２とする。このとき、受信信号（ＲＸ１、ＲＸ２）は、図６(ｂ)に示す（式１）で表すことができる。
The principle of MIMO communication when the number of antennas of the
ただし、（式１）において、Ａは送信アンテナ１１と受信アンテナ２１との間の伝搬路特性、Ｂは送信アンテナ１２と受信アンテナ２１との間の伝搬路特性、Ｃは送信アンテナ１１と受信アンテナ２２との間の伝搬路特性、Ｄは送信アンテナ１２と受信アンテナ２２との間の伝搬路特性を表すものとする。
In (Equation 1), A is a propagation path characteristic between the
このとき、例えば、受信機２０向けに送信された信号がＴＸ１のみであった場合、ＴＸ２は受信機２０にとっては干渉信号となり、アンテナ２１で受信する信号には、希望信号成分および干渉信号成分の両方を含むこととなる。アンテナ２２についても同様である。
At this time, for example, when the signal transmitted to the
受信信号から上述した干渉信号成分を除去（補償）して送信信号（ＴＸ１、ＴＸ２）を得るためには、（式２）に示すように、４つの伝搬路特性Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄからなる行列の逆行列を求める必要がある。このため送信機１０では、送信信号に伝搬路推定用の既知信号（例えばパイロット信号）を挿入した信号を送信し、受信機２０では、この既知信号に基づいて伝搬路推定を行い、伝搬路特性Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを求め、上記の逆行列を求める。
In order to obtain the transmission signals (TX1, TX2) by removing (compensating) the above-described interference signal components from the received signal, the four propagation path characteristics A, B, C, D are obtained as shown in (Equation 2). It is necessary to obtain the inverse matrix of Therefore, the
実際に、受信信号（ＲＸ１、ＲＸ２）から送信信号（ＴＸ１、ＴＸ２）を求める手順としては、（式２）に示す逆行列演算のみによってサブストリーム（各データ）を分離するＺＦ（Zero-Forcing）演算や、誤差を最小にするように分離するＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）演算などが使用される。 Actually, as a procedure for obtaining the transmission signals (TX1, TX2) from the reception signals (RX1, RX2), ZF (Zero-Forcing) that separates substreams (each data) only by the inverse matrix operation shown in (Equation 2) An arithmetic operation or an MMSE (Minimum Mean Square Error) operation that separates to minimize the error is used.
このようにＭＩＭＯ通信においては、同一時間に同一周波数で送られた複数の信号を、理論上、受信機でそれぞれ分離することができるので、高速大容量の通信が可能となる。 In this way, in MIMO communication, a plurality of signals transmitted at the same frequency at the same time can theoretically be separated by the receiver, so that high-speed and large-capacity communication is possible.
ところで、ＭＩＭＯ通信方式については、送信側では、消費電力が大きい電力増幅器を備える無線部を用いた送信系統が複数必要となる。このため、通信システムにおいて、ＭＩＭＯ通信方式を上り回線に適用した場合、受信機２０の消費電力が非常に大きくなることが知られている。また、無線通信におけるスループットは、下り回線が重要視されている。これらの理由からＭＩＭＯ通信方式は、下り回線に使用されることが一般的となっている。
By the way, with respect to the MIMO communication system, on the transmission side, a plurality of transmission systems using a radio unit including a power amplifier with high power consumption are required. For this reason, it is known that in the communication system, when the MIMO communication method is applied to the uplink, the power consumption of the
このようなＭＩＭＯ通信方式では、非特許文献１に示すように、スループットをさらに向上させるため、アンテナ毎に独立に伝送レートを設定し、各アンテナ毎の伝送レート設定用信号であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を送信する方法が検討されている。
In such a MIMO communication system, as shown in
ＣＱＩは、受信機２０において復調可能なパケットデータの変調方式及び符号化率を示す信号であり、このＣＱＩに基づいて、送信機１０は、送信データの伝送先となる受信機２０を決定し、同時に最適な伝送レートを決定し、送信データを伝送する。
The CQI is a signal indicating the modulation method and coding rate of packet data that can be demodulated by the
具体的には、基地局は、ＲＮＣ（Radio Network Controller）等の上位装置が設定した周期にて、ＣＱＩを移動局（受信機２０）から送信してもらう。このＣＱＩを受信した基地局は、移動局から送られてきたＣＱＩを用いてスケジューリングを行うと共に最適な変調方式及び符号化率等をアンテナ毎に独立に選択する。そして、基地局は、選択した変調方式及び符号化率等を用いて送信データを変調及び符号化し、スケジューリング結果に基づいて移動局へデータを送信する。これにより、電波伝搬環境に応じて伝送レートを適応的に変えて、大容量のデータを基地局から移動局へ送信することができる。 Specifically, the base station has the CQI transmitted from the mobile station (receiver 20) at a period set by a host device such as an RNC (Radio Network Controller). The base station that has received this CQI performs scheduling using the CQI sent from the mobile station and independently selects the optimum modulation scheme, coding rate, etc. for each antenna. Then, the base station modulates and encodes transmission data using the selected modulation scheme and coding rate, and transmits the data to the mobile station based on the scheduling result. As a result, a large amount of data can be transmitted from the base station to the mobile station by adaptively changing the transmission rate according to the radio wave propagation environment.
しかしながら、従来のアンテナ毎に独立に伝送レートを設定するＭＩＭＯ通信方式では、受信機（端末装置）は、アンテナ数分の伝送レート要求信号（ＣＱＩ）を通信相手に送信している。このため、受信機側から送信側に送信される伝送レート要求信号量がアンテナ数倍になる。よって、受信側から伝送レート要求信号を送信する際に、他の受信機（ユーザ）への干渉が増大するとともに、受信機の消費電力が増大するという問題がある。 However, in the conventional MIMO communication method in which a transmission rate is set independently for each antenna, a receiver (terminal device) transmits a transmission rate request signal (CQI) corresponding to the number of antennas to a communication partner. For this reason, the transmission rate request signal amount transmitted from the receiver side to the transmission side is multiplied by the number of antennas. Therefore, when transmitting a transmission rate request signal from the receiving side, there are problems that interference with other receivers (users) increases and power consumption of the receivers increases.
本発明の目的は、伝送効率をほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号を削減して送信することができ、伝送レート要求信号を送信する際の干渉及び消費電力を削減できる通信装置及び通信方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a communication apparatus and a communication method capable of reducing transmission rate request signals and transmitting them without substantially reducing transmission efficiency, and reducing interference and power consumption when transmitting transmission rate request signals. Is to provide.
本発明の通信装置は、通信相手からの要求信号を受信する受信手段と、前記要求信号に基づいて、複数のアンテナからデータを送信する送信手段と、を具備し、前記送信手段は、前記要求信号によって前記複数のアンテナ全てからの送信を要求された場合は、アンテナごとに独立に設定された伝送レートで前記データを送信し、前記要求信号によって前記アンテナの数よりも少ないアンテナからの送信を要求された場合は、前記データを送信するアンテナ間で同一に設定された伝送レートで前記データを送信する、構成を採る。 The communication apparatus of the present invention comprises: reception means for receiving a request signal from a communication partner; and transmission means for transmitting data from a plurality of antennas based on the request signal. When transmission from all of the plurality of antennas is requested by a signal, the data is transmitted at a transmission rate set independently for each antenna, and transmission from less than the number of antennas is performed by the request signal. When requested, the data is transmitted at the same transmission rate between the antennas that transmit the data.
本発明の通信方法は、通信相手からの要求信号を受信する受信工程と、前記要求信号によって前記複数のアンテナ全てからの送信を要求された場合は、アンテナごとに独立に設定された伝送レートでデータを送信し、前記要求信号によって前記アンテナの数よりも少ないアンテナからの送信を要求された場合は、データを送信するアンテナ間で同一に設定された伝送レートでデータを送信する送信工程と、を具備する。 The communication method of the present invention includes a reception step of receiving a request signal from a communication partner, and when transmission from all of the plurality of antennas is requested by the request signal, a transmission rate set independently for each antenna. Transmitting data, and when the request signal requests transmission from fewer antennas than the number of antennas, a transmission step of transmitting data at the same transmission rate between the antennas transmitting data; It comprises.
以上説明したように、本発明によれば、ＭＩＭＯ通信方式において、伝送効率をほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号を削減して送信することができ、伝送レート要求信号を送信する際の干渉及び消費電力を削減することができる。 As described above, according to the present invention, in the MIMO communication system, transmission rate request signals can be reduced and transmitted without substantially reducing transmission efficiency, and interference when transmitting transmission rate request signals can be achieved. In addition, power consumption can be reduced.
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は、本発明の実施の形態１に係る通信装置である端末装置１００の構成を示すブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of
この実施の形態１の端末装置１００は、ＭＩＭＯ通信方式の通信システムにおいて、アンテナ毎に独立に伝送レートを設定して送信する通信相手に、通信相手における各アンテナ毎の伝送レート設定用（要求）信号（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）を送信するものである。
In the MIMO communication system communication system, the
この端末装置１００は、通信相手の各送信アンテナから送信されるデータの伝送路に関する伝搬路推定結果からなる行列の行列式の絶対値（伝搬路推定結果の逆行列の絶対値）が所定の値より小さい場合は、１本分のアンテナの伝送レート要求信号のみを送信することによって、伝送効率をほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号を削減し、伝送レート要求信号を送信する際の干渉及び消費電力の削減を図ることである。なお、この実施の形態１の端末装置１００を含む各実施の形態端末装置は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）通信方式を用いたものとして説明する。
In this
図１に示す端末装置（通信装置）１００は、送信データに対して送信制御を行う送信制御部１１０と、送信されるデータに対して変調処理を行うとともに符号化処理を行う変調符号化部１１２と、無線周波数帯に周波数変換する送信部１１４と、送信アンテナ１１６とを有する。さらに、端末装置１００は、受信アンテナ１２０−１、１２０−２と、受信部１２２−１、１２２−２と、干渉補償部１２４と、伝送レート要求生成部１２６−１、１２６−２と、比較部１２８と、Ｐ／Ｓ（パラレル−シリアル）変換部（図１では「Ｐ／Ｓ」で示す）１３０と、選択部１３２と、復号部１３４と、Ｓ／Ｐ（シリアル−パラレル）変換部（図１では「Ｓ／Ｐ」で示す）１３６とを有する。
A terminal apparatus (communication apparatus) 100 illustrated in FIG. 1 includes a
送信制御部１１０は、通信相手としての送信装置（基地局）２００（図２参照）に送信する送信信号の送信制御を行うものであり、送信信号を格納し、この格納した送信信号を送信時刻に、変調符号化部１１２に出力する。
The
また、送信制御部１１０は、伝送レート要求生成部１２６−１、１２６−２から入力される通信相手の各送信アンテナ２１０、２２０（図２参照）毎の伝送レート要求信号や、Ｓ／Ｐ変換部１３６からの再送要求信号に基づいて送信制御を行う。
The
さらに、送信制御部１１０は、選択部１３２から入力される選択結果に基づいて伝送レート要求信号の送信制御を行う。具体的には、送信制御部１１０は、選択部１３２によって選択される通信相手の全送信アンテナ数分の伝送レート要求信号または１本の送信アンテナ分の伝送レート要求信号に対応する伝送レート要求信号の送信制御を行ったり、正しく受信されたか否かを示す情報（例えば、再送要求情報等）の送信制御を行ったりする。
Further, the
変調符号化部１１２は、送信制御部１１０により送信制御される送信データを変調処理するとともに符号化処理して送信部１１４に出力する。変調処理及び符号化処理が施された送信信号は、送信部１１４において無線周波数帯に周波数変換され、送信アンテナ１１６を介して送信される。
受信アンテナ１２０−１、１２０−２は、通信相手（ここでは、図２に示す送信装置２００）から送信されたデータを受信して、対応する受信部１２２−１、１２２−２にそれぞれ出力する。
Receiving antennas 120-1 and 120-2 receive data transmitted from a communication partner (here, transmitting
受信部１２２−１は、受信アンテナ１２０−１が受信した無線周波数帯の信号である受信信号に対しダウンコンバート等の所定の無線受信処理、つまり、周波数変換を行い、ベースバンド帯の信号を得て干渉補償部１２４に出力する。同様に、受信部１２２−２は、受信アンテナ１２０−２が受信した無線周波数帯の信号である受信信号に対しダウンコンバート等の所定の無線受信処理、つまり、周波数変換を行い、ベースバンド帯の信号を得て干渉補償部１２４に出力する。
The receiving unit 122-1 performs predetermined radio reception processing such as down-conversion on the received signal, which is a radio frequency band signal received by the receiving antenna 120-1, that is, frequency conversion to obtain a baseband signal. To the
干渉補償部１２４は、受信部１２２−１、１２２−２から出力された信号に対し伝搬路推定（チャネル推定）を行い、この伝搬路推定結果に基づいて伝搬路補償（回線変動補償）を施すとともに、伝搬路推定結果からなる行列の行列式の絶対値（伝搬路推定結果の逆行列の絶対値｜ＡＤ−ＢＣ｜に相当）を比較部１２８に出力すると共に、既述のＭＩＭＯ分離処理を行い、分離された受信信号をＰ／Ｓ変換部１３０に出力する。
The
具体的には、干渉補償部１２４は、まず、各受信アンテナで受信された信号に含まれるパイロット信号を用いて第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０と受信アンテナ１２０−１、１２０−２間の伝搬路特性を推定する。本実施の形態では送信側および受信側で共に２本のアンテナを用いているので、２×２＝４個の伝搬路特性を推定することになる。
Specifically, the
次に、干渉補償部１２４は、推定された伝搬路特性情報に基づいて、受信部１２２−１、１２２−２から出力された信号を第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０から送信された元のサブストリームに分離する。つまり、受信された信号は、第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０から送信されたデータが混ざり合ったものとなっているので、チャネル推定により得られた伝搬路特性を用いてこれら２つのデータを、例えば、２行×２列の伝搬路特性情報からなる行列の逆行列を受信信号に乗算することにより、互いに混ざり合ったデータを送信側から送られてきた２つのサブストリームに分離する。なお、サブストリームの分離方法としては、上記の逆行列演算による方法のみでなく、例えば、等化器の逐次判定を用いる方法、ＭＬＳＥ（Maximum Likelihood Sequence Estimation）法等もある。
Next, based on the estimated propagation path characteristic information, the
このように、干渉補償部１２４は、ベースバンド帯の信号に変換された受信信号に干渉補償処理を施すことよって、通信相手からの信号を用いて伝搬路推定を行うとともに、通信相手の各送信アンテナから送信されたデータを得て、得た送信データを伝送レート要求生成部１２６−１、１２６−２及びＰ／Ｓ変換部１３０に出力する。
As described above, the
なお、伝搬路推定とは、無線信号が送信側から送信された後、受信側の受信アンテナに到達するまでの伝搬路において、フェージング等の影響により受けた伝搬路変動（回線変動）の大きさを推定することである（図６参照）。 Note that propagation path estimation refers to the magnitude of propagation path fluctuation (line fluctuation) affected by fading and other factors in the propagation path from when a radio signal is transmitted from the transmission side to the reception antenna on the reception side. Is estimated (see FIG. 6).
このように伝搬路特性を推定することにより、干渉補償部１２４は、この実施の形態では、比較部１２８に出力する伝搬路特性（チャネル推定値）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（図６参照）からなる行列の行列式の絶対値（以下、「伝搬路推定結果の逆行列の絶対値」という）｜ＡＤ−ＢＣ｜を別途算出することなく、算出できる。
By estimating the propagation path characteristics in this way, the
伝送レート要求生成部１２６−１、１２６−２は、通信相手の各アンテナ（例えば、図２に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）毎に、干渉補償部１２４の伝搬路推定と同様の伝搬路推定に基づく回線品質推定を行い、通信相手の各アンテナ毎の伝送レート要求信号ＣＱＩを生成する。
The transmission rate request generation units 126-1 and 126-2 are similar to the propagation path estimation of the
つまり、伝送レート要求生成部１２６−１、１２６−２で行われる回線品質推定方法は、本実施の形態のように、端末装置１００の受信アンテナが２つ、端末装置１００の通信相手である後述する送信装置２００（図２参照）の送信アンテナが２つの場合、４つの伝搬路推定結果より算出することができる。例えば、第１送信アンテナ２１０（図２参照）や第２送信アンテナ２２０（図２参照）の回線品質情報（以下、「品質情報」という）は、図６の４系統の伝搬路推定結果Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用いて算出できる。第１送信アンテナ２１０の品質情報は｜Ａ｜＋｜Ｃ｜、第２送信アンテナ２２０の品質情報は｜Ｂ｜＋｜Ｄ｜とすればよい。なお、ここで示した品質推定方法はあくまで一例であり、本発明は、ここで示した品質推定結果に限定されず、任意の品質推定方法を用いてもよいことは勿論である。
That is, the channel quality estimation method performed by the transmission rate request generation units 126-1 and 126-2 is as described later, in which the
このように、これら伝送レート要求生成部１２６−１、１２６−２は、通信相手側の各送信アンテナ（例えば図２に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）にそれぞれ対応し、各アンテナ毎の伝送レート要求信号を含む品質推定結果を選択部１３２に出力する。
As described above, the transmission rate request generation units 126-1 and 126-2 correspond to the transmission antennas on the communication partner side (for example, the first and
比較部１２８は、干渉補償部１２４により生成された伝搬路推定結果からなる行列の行列式の絶対値（ここでは、伝搬路推定結果の逆行列の絶対値｜ＡＤ−ＢＣ｜）としきい値との大小比較を行い、その結果を選択部１３２に出力する。ここで、比較部１２８が算出する比較結果は、端末装置１００にデータを送信する通信相手側に対して送信する伝送レート要求を、相手側のアンテナ数分送信するか否かを示すものとなる。
The
選択部１３２は、伝送レート要求生成部１２６−１、１２６−２から入力される、通信相手側の各アンテナにそれぞれ対応する品質推定結果（通信相手の各送信アンテナ毎の伝送レート要求信号を含む）と、比較部１２８から入力される情報と、Ｓ／Ｐ変換部１３６から入力される正しく受信されたか否かを示す情報とに基づいて、通信相手側へ送る伝送レート要求信号を、全アンテナ数分送信制御部１１０に入力するかそれとも１本アンテナ数分入力するかの選択を行う。選択部１３２が決定した選択結果は、送信制御部１１０に出力される。
The
Ｐ／Ｓ変換部１３０は、干渉補償部１２４での補償より得られた、通信相手の送信アンテナ（例えば、図２に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）から送信されたデータをそれぞれＰ／Ｓ変換して、復号部１３４に出力する。
The P /
復号部１３４は、Ｐ／Ｓ変換部１３０からＰ／Ｓ変換されたデータに復号処理を施し、Ｓ／Ｐ変換部１３６に出力する。受信信号に誤りが存在する場合は、Ｓ／Ｐ変換部１３６は、正しく受信されたか否かを示す情報を選択部１３２に出力する。
Decoding
図２は図１に示す本発明の実施の形態１に係る端末装置１００の通信相手の一例である送信装置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission apparatus which is an example of a communication partner of
図２に示す送信装置２００は、例えば、基地局として用いられ、複数の送信アンテナ（ここでは、第１送信アンテナ２１０、第２送信アンテナ２２０）からそれぞれ異なるデータを通信相手である複数の端末装置に送信するものである。
2 is used as, for example, a base station, and a plurality of terminal devices that communicate with different data from a plurality of transmission antennas (here,
この送信装置２００は、変調符号化部２１３、２２３、送信部２１５、２２５、受信アンテナ２４０、受信部２４３、復調部２４５、復号部２４７、Ｓ／Ｐ変換部（図２では「Ｓ／Ｐ」で示す）２４９、送信制御部２６０を有する。
The
送信制御部２６０は、送信データ（送信信号）に対して送信制御を行う。詳細には、送信制御部２６０は、送信データを格納し、所定の送信時刻に、変調符号化部２１３、２２３に出力する。
The
また、送信制御部２６０は、通信相手（ここでは、端末装置１００）から送信される再送情報に基づいて、再送制御を行うとともに、通信相手から送信される伝送レート要求信号に基づいて各送信アンテナ２１０、２２０について独立に伝送レートを設定し、設定した伝送レートに基づいて、送信データを送信する。
Further, the
詳細には、送信制御部２６０は、Ｓ／Ｐ変換部２４９から入力される、通信相手から通知された再送要求や伝送レート要求、品質情報、再送するデータを示す情報等に基づいて再送信制御を行う。なお、再送要求は、ここでは、端末装置１００で受信信号が正しく受信されたか否かを示す情報である。
Specifically, the
そして、送信制御部２６０は、通信相手（ここでは、端末装置１００）から送信された伝送レート要求信号が１本分の送信アンテナのみであった場合、その伝送レートで、１本分の送信アンテナからのみ、あるいは全送信アンテナ２１０、２２０から同一データを送信するように制御する。この場合、変調符号化部２１３、２２３は、同一の符号化率及び変調方式が選択される。
When the transmission rate request signal transmitted from the communication partner (here, the terminal device 100) is only one transmission antenna, the
変調符号化部２１３、２２３は、送信すべきデータ、つまり、送信装置２００が有する第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０から送信されるデータ（図２では「送信信号」として示す）に対してそれぞれ符号化処理及び変調処理を行い、送信部２１５、２２５に出力する。なお、変調符号化部２１３、２２３における変調処理は、通常、各送信アンテナ２１０、２２０毎に独立に変調方式を設定するもの（3GPP TR25.876）であるが、通信相手（ここでは、端末装置１００）からの伝送レート要求信号が１本分のアンテナのみであった場合は、同一の符号化率及び変調方式を設定するものである。
送信部２１５、２２５は、変調符号化処理された送信データ（送信信号）を無線周波数帯に周波数変換して、各第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０に出力する。各第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０は、送信部２１５、２２５によって周波数変換された送信データを、通信制御部２６０においてそれぞれ設定された伝送レートで送信する。
受信アンテナ２４０は、通信相手から送信されたデータを受信して、受信部２４３に出力し、受信部２４３は、入力される受信データをベースバンド帯の信号に周波数変換して、復調部２４５に出力する。
The
復調部２４５は、入力される周波数変換後の受信データに復調処理を施し、復号部２４７に出力する。ここで送信装置（基地局）２００は、通信相手（端末装置１００）が１本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信しているか、それとも複数本分（ここでは、２本分）の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信しているかの識別を行う。
例えば、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）通信方式にＭＩＭＯ通信方式を適用した本実施の形態の場合では、復調部２４５は、各送信アンテナ２１０、２２０の伝送レート要求信号を逆拡散した結果を比較し、両者の差が大きい場合は１本分の送信アンテナの伝送レート要求信号しか送信していないと判断する。
For example, in the case of the present embodiment in which the MIMO communication method is applied to the CDMA (Code Division Multiple Access) communication method, the
このように、必ずしも通信相手（端末装置１００）が何本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信しているかを示す情報を端末装置１００が通知しなくても、送信装置２００は、端末装置１００が何本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信しているかを判断することは可能である。
Thus, even if the
このように構成される復調部２４５から入力される受信データは、復号部２４７において、復号処理が施され、Ｓ／Ｐ変換部２４９に出力される。
The reception data input from the
Ｓ／Ｐ変換部２４９は、通信相手から送信される送信信号からデータ、再送情報、伝送レート要求情報を抽出し、送信制御部２６０に入力する。つまり、Ｓ／Ｐ変換部２４９は、受信したデータ（受信信号）と、通信相手から通知された再送要求や伝送レート要求、品質情報、再送するデータを示す情報とを振り分けて、送信制御部２６０に出力する。
The S /
次いで、上記構成を有する端末装置１００及び、基地局としての送信装置２００を有するシステムの動作について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る通信装置（端末装置）１００（図１参照）及び送信装置２００（図２参照）を有する通信システムのフローチャートである。
Next, the operation of the system including the
まず、ステップＳ１において、端末装置１００は、受信アンテナ１２０−１、１２０−２を介して、通信相手である送信装置（基地局）２００からの送信信号を受信し、ステップＳ２に移行する。
First, in step S1, the
具体的には、ステップＳ１では、端末装置１００において、受信アンテナ１２０−１、１２０−２を介して受信した受信信号は、受信部１２２−１、１２２−２によってベースバンド帯の信号に変換された後、干渉補償部１２４によって干渉補償処理が施される。これにより、伝搬路推定結果の逆行列の絶対値｜ＡＤ−ＢＣ｜および通信相手の各送信アンテナ２１０、２２０から送信されたデータが生成される。
Specifically, in step S1, the reception signal received via the reception antennas 120-1 and 120-2 in the
この干渉補償部１２４からの送信データを用いて、端末装置１００では、伝送レート要求生成部１２６−１、１２６−２が、通信相手の各アンテナ（例えば、図２に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）毎の回線品質推定を行い、各アンテナ毎の伝送レート要求信号を生成する。
Using the transmission data from the
ステップＳ２では、端末装置１００は、生成された伝搬路推定結果の逆行列の絶対値（伝搬路推定値からなる行列の行列式）｜ＡＤ−ＢＣ｜が、しきい値より大きいか否かを判定し、しきい値以上の場合、ステップＳ３に移行し、しきい値より小さい場合、ステップＳ４に移行する。
In step S2,
詳細には、端末装置１００の比較部１２８において、干渉補償部１２４により生成される伝搬路推定結果の逆行列の絶対値｜ＡＤ−ＢＣ｜を算出し、算出した｜ＡＤ−ＢＣ｜と、しきい値とを比較して、しきい値に対する大小（ここでは、しきい値より大きいか否か）を判定する。
Specifically, the
この判定に基づいて、比較部１２８は、選択部１３２に、伝送レート要求をアンテナ数分送信するか否かの情報を出力する。この比較部１２８が、選択部１３２に伝送レート要求を送信アンテナ数分送信する情報を出力する場合、ステップＳ３の処理が行われることとなり、選択部１３２にアンテナ数分送信しない情報を出力する場合は、ステップＳ４の処理が行われることとなる。
Based on this determination, the
ステップＳ３では、端末装置１００は、通信相手における全ての送信アンテナ（ここでは第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）の伝送レート要求値を通信相手（送信装置２００）に送信して、ステップＳ５に移行する。
In step S3, the
詳細には、ステップＳ３では、比較部１２８が伝送レート要求を通信相手の送信アンテナ数分送信するか否かの情報を、選択部１３２に出力し、この情報から選択部１３２が、伝送レート要求をアンテナ数分送信する情報を選択する。そして、選択部１３２は、選択した情報（アンテナ数分送信する情報）とともに、選択した情報に対応する、伝送レート要求生成部１２６−１、１２６−２から入力される伝送レート要求値（伝送レート要求）を送信制御部１１０に出力する。送信制御部１１０は、変調符号化部１１２、送信部１１４及び送信アンテナ１１６を介して、選択部１３２からの情報に基づいた全てのアンテナ（ここでは、図２に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）の伝送レート要求信号を送信装置２００に送信する。
More specifically, in step S3, the
一方、ステップＳ４では、端末装置１００は、通信相手の各送信アンテナ（例えば、図２に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）どうしの伝送レート要求値を比較する。具体的にステップＳ４では、第１送信アンテナ２１０と第２送信アンテナ２２０の伝送レート要求値を比較して、第１送信アンテナ２１０の方の品質が悪いか否かを判定する。ステップＳ４では、第１送信アンテナ２１０の方が品質が悪い場合、ステップＳ６に移行し、第１送信アンテナ２１０の方が品質が良い場合、つまり、第２送信アンテナ２２０の方が品質が悪い場合は、ステップＳ７に移行する。
On the other hand, in step S4, the
詳細には、ステップＳ４では、端末装置１００の選択部１３２に、比較部１２８からアンテナ数分送信しない情報が入力される。そして、選択部１３２は、伝送レート要求生成部１２６−１、１２６−２から入力される情報（通信相手が有する第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０における伝送レート要求信号値）を比較する。そして、選択部１３２において第１送信アンテナ２１０の品質が悪い場合は、送信制御部１１０に、第２送信アンテナ２２０の伝送レート要求値を出力して、ステップＳ６に移行し、第２送信アンテナ２２０の品質が悪い場合は、送信制御部１１０に、第１送信アンテナ２１０の伝送レート要求値を出力して、ステップＳ７に移行する。
Specifically, in step S <b> 4, information that is not transmitted by the number of antennas is input from the
ステップＳ６では、端末装置１００において、送信制御部１１０は、通信相手である送信装置２００に対し、選択部１３２からの情報に基づいて、送信装置２００の有する第２送信アンテナ２２０の伝送レート要求値を送信し、ステップＳ８に移行する。
In step S <b> 6, in the
ステップＳ７では、端末装置１００において、送信制御部１１０は、通信相手である送信装置２００に対し、選択部１３２からの情報に基づいて、送信装置２００の有する第１送信アンテナ２１０の伝送レート要求値を送信し、ステップＳ８に移行する。
In step S <b> 7, in the
上記ステップＳ１〜ステップＳ４、ステップＳ６及びステップＳ７の処理を端末装置１００で行うと、これらステップを経て端末装置１００から送信される伝送レート要求値を含む送信信号は、送信装置２００において、受信アンテナ２４０を介して受信される。端末装置１００からの送信信号を受信した送信装置２００は、受信部２４３、復調部２４５、復号部２４７及びＳ／Ｐ変換部２４９を介して、伝送レート要求値を得て、ステップＳ５及びステップＳ８の処理を行う。
When the processing of steps S1 to S4, step S6, and step S7 is performed by the
詳細には、ステップＳ５では、送信装置２００（図２参照）が、端末装置１００から、全ての送信アンテナの伝送レート要求値を受信すると、各アンテナ（第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）独立に伝送レートを設定してデータを送信する。
Specifically, in step S5, when the transmission apparatus 200 (see FIG. 2) receives the transmission rate request values of all the transmission antennas from the
詳細には、ステップＳ５では、送信装置２００の送信制御部２６０が、受信アンテナ２４０、受信部２４３、復調部２４５、復号部２４７及びＳ／Ｐ変換部２４９を介して端末装置１００の送信信号から得られる伝送レート要求に基づいて、各送信アンテナ２１０、２２０の伝送レートを設定してデータの送信制御を行う。つまり、送信制御部２６０は、端末装置１００からの伝送レート要求値に基づいて、変調符号化部２１３、２２３、送信部２１５、２２５を介して、第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０から同一のデータを送信する。例えば、同一のデータは、端末装置１００からの伝送レート要求値に対応した、送信装置２００における送信アンテナから送信されるデータである。
Specifically, in step S <b> 5, the
また、ステップＳ８では、送信装置２００は、受信アンテナ２４０、受信部２４３、復調部２４５、復号部２４７及びＳ／Ｐ変換部２４９を介して得られる端末装置１００からの伝送レート要求値を全送信アンテナの伝送レートとして設定し、同一の伝送レートで送信データを送信する。
In step S8, the
このように本発明に係る端末装置１００では、通信相手（送信装置２００）から送信さされる信号に関する伝搬路推定結果の逆行列の絶対値（伝搬路推定結果からなる行列の行列式の絶対値）がしきい値以上の場合は、通信相手（送信装置２００）の全送信アンテナ（ここでは、第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）の伝送レート要求値を送信する。この伝送レート要求値を受けた通信相手（送信装置２００）は、送信される伝送レート要求値に基づいて、各送信アンテナ（ここでは、第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）毎に独立に伝送レートを設定して送信する。
Thus, in
一方、端末装置１００において、通信相手（送信装置２００）から送信される信号における伝搬路推定結果の逆行列の絶対値がしきい値より小さい場合は、通信相手（送信装置２００）の全送信アンテナ数より少ない数の送信アンテナ（ここでは１本）の伝送レート要求値を送信する。この伝送レート要求値を受けた通信相手（送信装置２００）は、端末装置１００からの伝送レート要求値に基づく伝送レートを、全送信アンテナ同一の伝送レートとして設定し、全送信アンテナから送信データを送信する。
On the other hand, in
具体的には、端末装置１００において、伝搬路推定結果の逆行列の絶対値がしきい値より小さく、且つ、一方の送信アンテナ（ここでは、第１送信アンテナ２１０）の品質が悪いと判断した場合、他方の送信アンテナ（ここでは、第２送信アンテナ２２０）の伝送レート要求信号を通信相手である送信装置２００に送信する。すると、送信装置２００は、通知された送信アンテナ（第２送信アンテナ２２０）の伝送レート要求値を全送信アンテナ同一の伝送レートとして設定し、送信データを送信する。
Specifically, the
また、端末装置１００において、伝搬路推定結果の逆行列の絶対値がしきい値より小さく、他方の送信アンテナ（ここでは、第２送信アンテナ２２０）の方の品質が悪いと判断した場合、一方の送信アンテナである第１送信アンテナ２１０の伝送レート要求信号を通信相手である送信装置２００に送信する。すると、送信装置２００は、通知された一方の送信アンテナ（第１送信アンテナ２１０）の伝送レート要求値を全アンテナ同一の伝送レートとして設定し、送信データを送信する。
Further, when the
なお、端末装置１００において算出される通信相手から送信される信号に対する伝搬路推定結果の逆行列の絶対値が、しきい値より小さい場合に、通信相手の有する送信アンテナのうち、どの送信アンテナの伝送レート要求信号を送信するかについてであるが、本実施の形態では、品質が良い方のアンテナの伝送レート要求信号を送信するようにしている。
In addition, when the absolute value of the inverse matrix of the propagation path estimation result for the signal transmitted from the communication partner calculated in the
このように本実施の形態によれば、端末装置１００側から送信される伝送レート要求値は、送信装置２００の各送信アンテナ２１０、２２０から送信される信号を用いた伝搬路推定結果の逆行列の絶対値がしきい値より小さい場合に、送信装置２００の有する全送信アンテナ分送信されておらず、ここでは１本の送信アンテナ分のみが送信されている。これを受けて、送信装置２００は、全アンテナ同一の伝送レートで通信する。よって、端末装置１００は、伝送効率をほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号を削減することができ、干渉及び消費電力の削減できるとともに、送信装置２００では、スループットをほとんど低下させずに下り回線の制御情報量を削減できる。
As described above, according to the present embodiment, the transmission rate request value transmitted from the
すなわち、伝搬路推定結果の逆行列の絶対値が小さい場合、つまり０に近づく場合においてＭＩＭＯ通信(複数のアンテナからそれぞれ異なるデータを送信)を行った場合、品質に劣化が非常に大きくなる。このような伝搬環境では従来、ＭＩＭＯ通信を行わず、１本のアンテナからのみ送信、あるいは同一データを複数アンテナから送信するといった処理が行われる。１本のアンテナからのみ送信、あるいは同一データを複数アンテナから送信する場合、アンテナ数分の伝送レート要求信号は不要であり、１本分の伝送レート要求信号のみを通信相手に送信すれば良い。 That is, when the absolute value of the inverse matrix of the propagation path estimation result is small, that is, when MIMO communication (different data is transmitted from a plurality of antennas) is performed in the case of approaching 0, the quality is greatly deteriorated. Conventionally, in such a propagation environment, processing such as transmission from only one antenna or transmission of the same data from a plurality of antennas is performed without performing MIMO communication. When transmitting from only one antenna or transmitting the same data from a plurality of antennas, transmission rate request signals corresponding to the number of antennas are not necessary, and only one transmission rate request signal may be transmitted to the communication partner.
よって、本実施の形態では、伝搬路推定結果の逆行列の絶対値が小さい場合、アンテナ１本分の伝送レート要求信号を送信し、通信相手は全アンテナ同一の伝送レートに設定して通信を行うことにより、スループットをほとんど低下させることなく伝送レート要求信号量を削減している。 Therefore, in this embodiment, when the absolute value of the inverse matrix of the propagation path estimation result is small, a transmission rate request signal for one antenna is transmitted, and the communication partner is set to the same transmission rate for all antennas for communication. By doing so, the transmission rate request signal amount is reduced with almost no reduction in throughput.
また、例えば、伝送レートを適応的に変化させる通信方式においては、ＭＩＭＯ通信方式に限らず、通信相手にどの伝送レートで送信しているかを示す情報を送信する必要がある。 In addition, for example, in a communication method that adaptively changes the transmission rate, it is necessary to transmit information indicating which transmission rate is being transmitted to a communication partner without being limited to the MIMO communication method.
特に、アンテナ毎に伝送レートを設定するＭＩＭＯ通信方式においては、どの伝送レートで送信しているかを示す情報を送信装置側に送信する場合、アンテナ数倍になり、下り回線における制御信号量もアンテナ数倍になってしまう。 In particular, in a MIMO communication system in which a transmission rate is set for each antenna, when information indicating which transmission rate is being transmitted is transmitted to the transmitting apparatus side, the number of antennas is doubled, and the amount of control signal in the downlink is also the antenna. It becomes several times.
これに対して本実施の形態では、送信装置２００が全送信アンテナ同一の伝送レートで通信する場合、送信装置２００の通信相手である端末装置１００から１本のアンテナ分の制御情報のみを送信すれば良いものとなっており、これにより、スループットをほとんど低下させずに下り回線の制御情報量も削減できる。
On the other hand, in the present embodiment, when the transmitting
なお、本実施の形態では、端末装置１００の通信相手である送信装置２００が有する送信アンテナ数は、２としたが、これに限らず、送信装置側の送信アンテナ数は任意に設定できることは言うまでも無い。
In the present embodiment, the number of transmission antennas possessed by the
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る通信装置である端末装置３００の構成を示すブロック図である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of
この実施の形態２における端末装置３００は、伝搬路推定結果からなる行列の行列式（伝搬路推定結果の逆行列の絶対値｜ＡＤ−ＢＣ｜）に基づいて、通信相手の送信アンテナ数分の伝送レート要求信号を送信するか１本分のアンテナの伝送レート要求信号のみを送信するかを示す情報を、通信相手に送信することにより、実施の形態１の端末装置１００を用いた場合よりもさらに、通信相手が伝送レート要求信号を誤検出することを低減できるものである。
The
まず、実施の形態２における端末装置３００の通信相手である基地局などの送信装置は、実施の形態１における送信装置２００（図２参照）と同様のものであり、異なる点のみ説明し、同様の構成作用については説明を省略する。
First, a transmitting apparatus such as a base station with which the
実施の形態２における端末装置３００の通信相手である送信装置の動作であるが、図２の送信装置２００におけるＳ／Ｐ変換部２４９の動作が異なる。つまり、実施の形態２における送信装置では、図２の送信装置２００を参照すると、Ｓ／Ｐ変換部２４９は、正しく受信されたか否かを示す情報（例えば、受信信号に誤りが存在するか否かを示す再送要求信号を送信制御部２６０に出力するとともに、端末装置３００から送信された何本分のアンテナの伝送レート要求信号を送信しているかの情報によって、伝送レート要求信号を抽出して、送信制御部２６０に出力するものとなっている。
The operation of the transmission apparatus that is the communication partner of the
また、本実施の形態２の送信装置は、実施の形態１の送信装置２００と同様、ＣＤＭＡ通信方式に適用されたＭＩＭＯ通信方式の基地局等として用いられ、端末装置３００が１本分のアンテナの伝送レート要求信号を送信しているかそれとも複数本分（ここでは、２本分）のアンテナの伝送レート要求信号を送信しているかの識別を行うことができる。このような送信装置における識別には、例えば、各送信アンテナにおける伝送レート要求信号を逆拡散した結果を比較し、両者の差が大きい場合は１本分のアンテナの伝送レート要求信号しか送信していないと判断する方法等が用いられる。
Similarly to the
このように、必ずしも端末装置３００が何本分かの送信アンテナの伝送レート要求信号を送信しているかを示す情報を端末装置３００が通知しなくても、基地局は端末が何本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信しているかを判断することは可能である。
In this way, even if the
しかし、送信装置が伝送レート要求信号を誤検出することを低減するためには、端末装置３００が何本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信しているかの情報を送信装置に送信する方法が有効である。
However, in order to reduce the erroneous detection of the transmission rate request signal by the transmission device, a method of transmitting information on how many transmission antennas the transmission rate request signal of the
ここで、端末装置３００が何本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信しているかの情報は、例えば、送信アンテナ数が２本であれば１ビットでよく、伝送レート要求信号に比べれば十分少ない（例えば、３ＧＰＰでは、伝送レート要求信号は５ビット必要）ため、上り回線の制御情報量はほとんど増大しないと考えてよい。
Here, the information on how many transmission antenna transmission rate request signals the
図４に示す端末装置３００は、実施の形態１における端末装置１００（図１参照）の構成において、選択部１３２を省いた構成であり、基本的には同様の構成を有している。よって、本実施の形態の端末装置３００において、端末装置１００（図１参照）と異なる構成について説明し、その他、同様の構成については同符号を付して説明は省略する。
A
図４に示す端末装置３００では、伝送レート要求生成部１２６−１、１２６−２は、通信相手側の各送信アンテナにそれぞれ対応する品質推定結果（各送信アンテナ毎の伝送レート要求信号を含む）を、送信制御部３１０に出力する。なお、伝送レート要求生成部１２６−１、１２６−２で行われる回線品質推定方法は、実施の形態１で説明したものと同様な方法であるため説明は省略する。
In the
比較部１２８は、しきい値との大小比較を行い、その結果を送信制御部３１０に出力する。ここで、比較部１２８が算出する比較結果は、端末装置３００にデータを送信する通信相手側に対して送信する伝送レート要求信号を、相手側の送信アンテナの何本分に対応させて送信するか否かを示すものとなる。
The
送信制御部３１０は、通信相手（例えば、送信装置２００）に送信する送信信号の送信制御を行うものであり、送信制御部１１０と同様、送信信号を格納して、送信時刻に変調符号化部１１２に出力する。
The
また、送信制御部３１０は、伝送レート要求生成部１２６−１、１２６−２から入力される通信相手の各送信アンテナ（例えば、図２に示す第１及び第２送信アンテナ２１０、２２０）毎の伝送レート要求信号及び比較部１２８から入力される伝送レート要求をアンテナ数分送信するか否かを示す情報に基づく送信制御を行う。詳細には、送信制御部３１０は、比較部１２８から入力される伝送レート要求を送信アンテナ数分送信するか否かを示す情報と、この情報に対応する送信アンテナの伝送レート要求信号とを、通信相手である送信装置へ送信する制御を行う。
Also, the
このように実施の形態２では、端末装置３００から伝送レート要求をアンテナ数分送信するか否かを示す情報を、通信相手に送信する。これにより、実施の形態１の端末装置１００を用いた場合よりもさらに、通信相手における伝送レート要求信号の誤検出を低減することができる。
As described above, in the second embodiment, information indicating whether or not the transmission rate request is transmitted from the
なお、実施の形態２に係る端末装置３００からの信号を受信する送信装置（基地局）２００（図２参照）では、Ｓ／Ｐ変換部２４９において、正しく受信されたかを示す情報（例えば、再送要求信号）とともに、端末装置３００が通知する何本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信しているかの情報に基づいた伝送レート要求信号を抽出して送信制御部２６０（図２参照）に出力する。この情報に基づく伝送レートを所定の送信アンテナに設定して、この送信アンテナからデータの送信を行うものである。
Note that in the transmission apparatus (base station) 200 (see FIG. 2) that receives a signal from the
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る通信装置である端末装置４００の構成を示すブロック図である。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of
実施の形態３における端末装置４００は、実施の形態２における送信装置３００の比較部１２８において、通信相手の送信アンテナ数分の伝送レート要求信号を送信するか１本分のアンテナの伝送レート要求信号のみを送信するかの選択に使用するしきい値を、可変とするものである。
図５に示すように、端末装置４００は、端末装置３００（図４参照）の比較部１２８に入力されるしきい値を、選択部４３２によって選択されたしきい値とする構成を有している。この端末装置４００は、図４に示す実施の形態２に対応する端末装置３００の構成に、選択部４３２を更に加えた構成であり、その他の構成は、端末装置３００と同様の基本的構成を有している。よって、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
As shown in FIG. 5,
詳細には、この端末装置４００では、比較部１２８において、干渉補償部１２４から入力された品質推定結果（伝搬路推定結果）からなる行列の行列式の絶対値（伝搬路推定結果の逆行列の絶対値｜ＡＤ−ＢＣ｜）の差分と大小比較するためのしきい値は選択部４３２から入力される。
Specifically, in this
選択部４３２には、所定数のしきい値が入力され、選択部４３２は、入力される所定数のしきい値からあるしきい値を選択して、比較部１２８に出力する。
The
この実施の形態３では、選択部４３２において選択対象となるしきい値を、「しきい値１」、「しきい値２」の２つのしきい値としている。なお、本実施の形態では、しきい値の数を２つの場合として説明したが、本発明はこれに限定されず、任意の数のしきい値を用いることが可能であることは言うまでもない。この場合においても、比較部１２８が算出する比較結果は、送信制御部４１０に出力され、端末装置４００にデータを送信する通信相手側に対して送信する伝送レート要求を、相手側のアンテナ数分送信するか否かを示すものとなる。
In the third embodiment, two threshold values “
端末装置４００におけるその他の構成要素、及びこれらその他の構成要素によって得られる作用効果は、実施の形態２の端末装置３００におけるそれと同様であるため説明は省略する。
The other components in the
なお、選択部４３２において、何本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を通信相手である基地局等の送信装置に送信するかの選択に用いられるしきい値の最適値は、様々な通信条件によって変化する。選択部４３２では、例えば、以下のような場合で、複数のしきい値から所定のしきい値は設定され、選択したしきい値を比較部１２８に出力する。
Note that the optimum value of the threshold value used for selecting the number of transmission antenna transmission rate request signals to be transmitted to a transmission apparatus such as a base station as a communication partner in the
１）回線を使用しているユーザ数によってしきい値を選択して設定する場合
ユーザ数が多い場合は、他のユーザへの干渉を削減する必要があるため、選択対象となる複数のしきい値の中から選択されるしきい値を大きい値とし、できるだけ１本分のアンテナの伝送レート要求信号しか送信しないようにする。
1) When selecting and setting a threshold according to the number of users using the line When there are many users, it is necessary to reduce interference with other users. The threshold value selected from the values is set to a large value so that only the transmission rate request signal of one antenna is transmitted as much as possible.
２）端末の電池の残量によってしきい値を選択して設定する場合
電池の残量が少ない場合は、消費電力を削減する必要があるため、選択対象となる複数のしきい値の中から選択されるしきい値は大きい値とし、できるだけ１本分のアンテナの伝送レート要求信号しか送信しないようにする。
2) When selecting and setting a threshold depending on the remaining battery level of the terminal When the remaining battery level is low, it is necessary to reduce power consumption. The threshold value to be selected is set to a large value so that only the transmission rate request signal of one antenna is transmitted as much as possible.
３）端末の移動速度によってしきい値を選択して設定する場合
端末の移動速度が速い場合、伝送レート要求信号を送信する頻度は、移動速度が遅い場合より高くする必要がある。このため、選択対象となる複数のしきい値の中から選択されるしきい値は大きい値とし、できるだけ１本分のアンテナの伝送レート要求信号しか送信しないようにする。
3) When the threshold is selected and set according to the moving speed of the terminal When the moving speed of the terminal is fast, the transmission rate request signal needs to be transmitted more frequently than when the moving speed is slow. For this reason, the threshold value selected from the plurality of threshold values to be selected is set to a large value so that only the transmission rate request signal of one antenna is transmitted as much as possible.
４）端末が存在する位置によってしきい値を選択して設定する場合
セルの境界付近に端末が存在する場合、他の端末に与える干渉が大きくなるため、選択対象となる複数のしきい値の中から選択されるしきい値は大きい値とし、できるだけ１本分のアンテナの伝送レート要求信号しか送信しないようにする。
4) When a threshold is selected and set according to the position where the terminal exists When a terminal exists near the boundary of a cell, interference to other terminals increases. The threshold value selected from among them is set to a large value so that only one antenna transmission rate request signal is transmitted as much as possible.
なお、本実施の形態３の端末装置４００における上記しきい値の選択方法は一例であり、本発明は上記のしきい値の選択方法に限定されずに、任意の条件で各しきい値を変化させることが可能であることは言うまでもない。
Note that the threshold value selection method in
なお、本実施の形態では、端末装置１００、３００、４００の通信相手である送信装置２００が有する送信アンテナ数は、２としたが、これに限らず、送信装置側の送信アンテナ数は任意に設定できることは言うまでも無い。
In the present embodiment, the number of transmission antennas possessed by the
本発明の第１の態様に係る通信装置は、複数の送信アンテナからそれぞれ異なるデータを、送信アンテナ毎に独立に伝送レートを設定して送信するＭＩＭＯ通信方式の通信相手に対して送信データ及び前記複数の送信アンテナ数分の伝送レート要求信号を送信する通信装置であって、前記通信相手からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段により得られた受信信号に基づいて前記通信相手との間の伝搬路推定を行う推定手段と、前記送信データ及び前記伝送レート要求信号を送信する送信手段と、前記送信手段から送信される信号の送信を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記推定手段により得られる伝搬路推定結果からなる行列の行列式の絶対値と、所定の値との比較結果に基づいて、複数の送信アンテナよりも少ないアンテナ数分の伝送レート要求信号を送信する構成を採る。 The communication apparatus according to the first aspect of the present invention provides transmission data to a communication partner of a MIMO communication system that transmits different data from a plurality of transmission antennas by independently setting a transmission rate for each transmission antenna, A communication apparatus for transmitting transmission rate request signals for a plurality of transmission antennas, wherein a reception unit that receives a signal from the communication partner and a communication partner based on a reception signal obtained by the reception unit An estimation unit that estimates a transmission path between the transmission unit, a transmission unit that transmits the transmission data and the transmission rate request signal, and a control unit that controls transmission of a signal transmitted from the transmission unit. Is less than a plurality of transmitting antennas based on a comparison result between a predetermined value and an absolute value of a determinant of a matrix composed of propagation path estimation results obtained by the estimation means A configuration for transmitting the transmission rate request signal antenna minutes.
この構成によれば、複数の送信アンテナからそれぞれ異なるデータを、送信アンテナ毎に独立に伝送レートを設定して送信するＭＩＭＯ通信方式の通信相手に対して、伝搬路推定結果からなる行列の行列式の絶対値（伝搬路推定結果の逆行列の絶対値）と所定の値との比較結果に基づいて、複数の送信アンテナよりも少ない数のアンテナの伝送レート要求信号を送信するため、通信相手に送信する伝送レート要求信号量が通信相手の送信アンテナ数倍になることがない。よって、伝送効率を殆ど低下させることなく伝送レート要求信号を削減して送信することができ、このように伝送レート要求信号を送信する際の他の受信機（ユーザ）への干渉を低減できるとともに、消費電力を削減することができる。 According to this configuration, a determinant of a matrix composed of propagation path estimation results for a communication partner of a MIMO communication system that transmits different data from a plurality of transmission antennas by independently setting a transmission rate for each transmission antenna. Since the transmission rate request signals of a smaller number of antennas than a plurality of transmission antennas are transmitted based on the comparison result between the absolute value of (the absolute value of the inverse matrix of the propagation path estimation result) and a predetermined value, The transmission rate request signal amount to be transmitted does not double the number of transmission antennas of the communication partner. Therefore, transmission rate request signals can be reduced and transmitted without substantially reducing transmission efficiency, and interference to other receivers (users) when transmitting transmission rate request signals can be reduced. , Power consumption can be reduced.
本発明の第２の態様に係る通信装置は、上記構成において、前記制御手段は、前記伝搬路推定結果からなる行列の行列式の絶対値と、前記所定の値とを比較して、前記行列式の絶対値が前記所定の値より小さい場合、前記複数の送信アンテナよりも少ない数の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信する構成を採る。 In the communication apparatus according to a second aspect of the present invention, in the above configuration, the control unit compares the predetermined value with an absolute value of a determinant of a matrix composed of the propagation path estimation result, and the matrix When the absolute value of the equation is smaller than the predetermined value, a configuration is adopted in which transmission rate request signals of a smaller number of transmission antennas than the plurality of transmission antennas are transmitted.
この構成によれば、伝送レート要求信号を送信する際の伝送効率をほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号を削減することができ、干渉及び消費電力の削減が可能である。 According to this configuration, it is possible to reduce the transmission rate request signal without substantially reducing the transmission efficiency when transmitting the transmission rate request signal, and it is possible to reduce interference and power consumption.
本発明の第３の態様に係る通信装置は、上記構成において、前記制御手段は、前記伝搬路推定結果からなる行列の行列式の絶対値と、前記所定の値との比較結果に基づいて、前記複数の送信アンテナのうち、一本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信する構成を採る。 In the communication device according to the third aspect of the present invention, in the above configuration, the control unit is based on a comparison result between an absolute value of a determinant of a matrix composed of the propagation path estimation result and the predetermined value. A configuration is adopted in which a transmission rate request signal of one transmission antenna among the plurality of transmission antennas is transmitted.
この構成によれば、伝送レート要求信号を送信する通信相手に対して、前記複数の送信アンテナのうち、一本分の送信アンテナの伝送レート要求信号を送信するため、通信相手側において、伝送レート要求信号を受信する際のスループットが、全送信アンテナ分の伝送レート要求信号を受信する場合と比べて減少するとともに、伝送レート要求信号を送信する際の消費電力を、全送信アンテナ分の伝送レート要求信号を送信する場合と比べて削減することができる。 According to this configuration, since the transmission rate request signal of one transmission antenna among the plurality of transmission antennas is transmitted to the communication partner that transmits the transmission rate request signal, the transmission rate is transmitted on the communication partner side. The throughput when receiving the request signal is reduced as compared with the case of receiving the transmission rate request signal for all transmission antennas, and the power consumption when transmitting the transmission rate request signal is reduced to the transmission rate for all transmission antennas. This can be reduced compared to the case of transmitting a request signal.
本発明の第４の態様に係る通信装置は、上記構成において、前記制御手段は、前記通信相手の送信アンテナ数分の伝送レート要求信号を送信するか１本分の送信アンテナの伝送レート要求信号のみを送信するかを示す情報を、通信相手に送信する構成を採る。 In the communication device according to a fourth aspect of the present invention, in the above configuration, the control means transmits a transmission rate request signal corresponding to the number of transmission antennas of the communication partner or a transmission rate request signal of one transmission antenna. The information which shows whether only is transmitted is taken to the communicating party.
この構成によれば、通信相手は、受信したデータにおいて、伝送レート要求信号を抽出する際に、通信相手の送信アンテナ数分の伝送レート要求信号を送信するか１本分の送信アンテナの伝送レート要求信号のみを送信するかを示す情報に基づいて検出できるため、上記構成の態様に比べて、更に、通信相手が伝送レート要求信号を誤検出することを低減することができる。 According to this configuration, when the communication partner extracts the transmission rate request signal from the received data, the communication partner transmits a transmission rate request signal corresponding to the number of transmission antennas of the communication partner or the transmission rate of one transmission antenna. Since detection can be performed based on information indicating whether only the request signal is transmitted, it is possible to further reduce the erroneous detection of the transmission rate request signal by the communication partner as compared with the above configuration.
本発明の第５の態様に係る通信装置は、上記構成において、前記所定の値は可変自在である構成を採る。 A communication apparatus according to a fifth aspect of the present invention employs a configuration in which the predetermined value is variable in the above configuration.
この構成によれば、上記構成の通信装置を用いた場合よりも更に、伝送レート要求信号を送信する場合において、他の通信装置（ユーザ）への干渉を低減できる。 According to this configuration, it is possible to reduce interference with other communication devices (users) when transmitting a transmission rate request signal, compared to the case of using the communication device having the above configuration.
本発明の第６の態様に係る通信方法は、複数の送信アンテナからそれぞれ異なるデータを、送信アンテナ毎に独立に伝送レートを設定して送信する通信相手に対して送信データ及び前記複数の送信アンテナ数分の伝送レート要求信号を送信する通信方法であって、前記通信相手からの信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップにより得られた受信信号に基づいて前記通信相手との間の伝搬路推定を行う推定ステップと、前記推定ステップにより得られる伝搬路推定結果からなる行列の行列式の絶対値と、所定の値との比較結果に基づいて、複数の送信アンテナよりも少ないアンテナ数分の伝送レート要求信号を設定して送信する送信ステップとを有するようにした。 In the communication method according to the sixth aspect of the present invention, the transmission data and the plurality of transmission antennas are transmitted to a communication partner that transmits different data from a plurality of transmission antennas by independently setting a transmission rate for each transmission antenna. A communication method for transmitting a transmission rate request signal for several minutes, a reception step for receiving a signal from the communication partner, and a propagation path between the communication partner based on the reception signal obtained by the reception step Based on the result of comparison between the estimation step for performing estimation, the absolute value of the determinant of the matrix obtained from the estimation result of the propagation path obtained by the estimation step, and a predetermined value, the number of antennas that is smaller than a plurality of transmission antennas And a transmission step of setting and transmitting a transmission rate request signal.
この方法によれば、ＭＩＭＯ通信方式の通信相手に対して伝送レート要求信号を送信する際に、常に通信相手の全送信アンテナ分の伝送レート要求信号を送信する必要がないため、伝送効率をほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号を削減することができ、干渉及び消費電力の削減を図ることができる。 According to this method, when transmitting a transmission rate request signal to a communication partner of the MIMO communication method, it is not always necessary to transmit the transmission rate request signal for all the transmission antennas of the communication partner, so that the transmission efficiency is hardly increased. The transmission rate request signal can be reduced without lowering, and interference and power consumption can be reduced.
本発明の第７の態様に係る無線通信システムは、複数の送信アンテナからそれぞれ異なる信号を、送信アンテナ毎に独立に伝送レートを設定して送信する送信機と、複数の受信アンテナで、前記送信機からの送信信号を受信するともに、前記送信機に対して送信データ及び前記複数の送信アンテナ数分の伝送レート要求信号を送信する受信機とを具備する無線通信システムであって、前記受信機は、前記送信機からの送信信号を用いて前記送信機との間の伝搬路推定を行う推定手段と、前記送信データ及び前記伝送レート要求信号を送信する送信手段と、前記送信手段から送信される信号の送信を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記推定手段により得られる伝搬路推定結果からなる行列の行列式の絶対値と所定の値との比較結果に基づいて、前記複数の送信アンテナよりも少ないアンテナ数分の伝送レート要求信号を送信するものであり、前記送信機は、前記受信機から送信される前記複数の送信アンテナよりも少ないアンテナ数分の伝送レート要求信号に対応するアンテナにおいて、最も回線品質のよいアンテナの伝送レート及び送信信号を用いて、全ての送信アンテナから同一信号の送信、または、前記最も回線品質のよいアンテナのみでの送信を行う構成を採る。 A wireless communication system according to a seventh aspect of the present invention includes: a transmitter that transmits different signals from a plurality of transmission antennas by independently setting a transmission rate for each transmission antenna; and A wireless communication system comprising: a receiver that receives a transmission signal from a transmitter and transmits transmission data and transmission rate request signals corresponding to the number of the plurality of transmission antennas to the transmitter; Is transmitted from the transmitter, an estimation unit that performs channel estimation with the transmitter using a transmission signal from the transmitter, a transmission unit that transmits the transmission data and the transmission rate request signal, and Control means for controlling the transmission of the signal to be transmitted, the control means comparing and comparing an absolute value of a determinant of a matrix made up of a propagation path estimation result obtained by the estimation means and a predetermined value. Based on the transmission rate request signal for the number of antennas smaller than the plurality of transmission antennas, and the transmitter has a smaller number of antennas than the plurality of transmission antennas transmitted from the receiver. In the antenna corresponding to the transmission rate request signal, the transmission signal of the antenna with the best channel quality and the transmission signal are used to transmit the same signal from all the transmission antennas, or the transmission with only the antenna with the best channel quality. The structure which performs is taken.
この構成によれば、受信機は、送信機に、伝搬路推定結果からなる行列の行列式の絶対値と所定の値との比較結果に基づいて送信機における複数の送信アンテナよりも少ないアンテナ数分の伝送レート要求信号を送信する。一方、送信機は受信機から送信される複数の送信アンテナよりも少ないアンテナ数分の伝送レート要求信号に対応するアンテナにおける最も回線品質のよいアンテナの伝送レート及び送信信号を用いて、全ての送信アンテナから同一信号の送信、または、前記最も回線品質のよいアンテナのみでの送信を行う。このため、受信機は、通信相手である送信機に送信する伝送レート要求信号量が、送信機の送信アンテナ数倍になることがない。よって、伝送効率を殆ど低下させることなく伝送レート要求信号を削減して送信することができ、このように伝送レート要求信号を送信する際の他の受信機（ユーザ）への干渉を低減できるとともに、消費電力を削減することができる。また、これを受けて、送信機は、全アンテナ同一の伝送レートで送信したり、最も回線品質のよいアンテナのみで送信したりするため、よって、スループットをほとんど低下させずに下り回線の制御情報量を削減できる。 According to this configuration, the receiver has a smaller number of antennas than the plurality of transmission antennas in the transmitter based on the comparison result between the absolute value of the determinant of the matrix composed of the propagation path estimation results and the predetermined value. The transmission rate request signal for minutes is transmitted. On the other hand, the transmitter uses all the transmission rates and transmission signals of the antenna with the best channel quality in the antenna corresponding to the transmission rate request signal for the number of antennas smaller than the plurality of transmission antennas transmitted from the receiver. The same signal is transmitted from the antenna, or only the antenna having the best channel quality is transmitted. For this reason, the amount of transmission rate request signals transmitted from the receiver to the transmitter that is the communication partner does not double the number of transmission antennas of the transmitter. Therefore, transmission rate request signals can be reduced and transmitted without substantially reducing transmission efficiency, and interference to other receivers (users) when transmitting transmission rate request signals can be reduced. , Power consumption can be reduced. In response to this, the transmitter transmits at the same transmission rate for all antennas or transmits only with the antenna having the best channel quality, so that the downlink control information is hardly reduced. The amount can be reduced.
本発明に係る通信装置及び通信方法は、伝送効率をほとんど低下させることなく、伝送レート要求信号を削減して送信することができ、伝送レート要求信号を送信する際の干渉及び消費電力の削減する効果を有し、ＭＩＭＯ通信方式においてデータを送信する場合に有用である。 The communication device and the communication method according to the present invention can reduce the transmission rate request signal and transmit without substantially reducing the transmission efficiency, and reduce interference and power consumption when transmitting the transmission rate request signal. This is effective and useful when transmitting data in the MIMO communication system.
１００、３００、４００ 端末装置（通信装置）
１１０、２６０、３１０、４１０ 送信制御部
１１２ 変調符号化部
１１４ 送信部
１２４ 干渉補償部
１２８ 比較部
１３２、４３２ 選択部
１３４ 復号部
１３６ Ｓ／Ｐ変換部
２００ 送信装置
２１０ 第１送信アンテナ
２２０ 第２送信アンテナ
100, 300, 400 Terminal device (communication device)
110, 260, 310, 410
Claims (2)
前記要求信号に基づいて、複数のアンテナからデータを送信する送信手段と、
を具備し、
前記送信手段は、
前記要求信号によって前記複数のアンテナ全てからの送信を要求された場合は、アンテナごとに独立に設定された伝送レートで前記データを送信し、
前記要求信号によって前記アンテナの数よりも少ないアンテナからの送信を要求された場合は、前記データを送信するアンテナ間で同一に設定された伝送レートで前記データを送信する、
通信装置。 Receiving means for receiving a request signal from a communication partner;
Transmitting means for transmitting data from a plurality of antennas based on the request signal;
Comprising
The transmission means includes
When transmission from all of the plurality of antennas is requested by the request signal, the data is transmitted at a transmission rate set independently for each antenna,
When transmission from fewer antennas than the number of antennas is requested by the request signal, the data is transmitted at a transmission rate that is set identically between the antennas that transmit the data.
Communication device.
前記要求信号によって前記複数のアンテナ全てからの送信を要求された場合は、アンテナごとに独立に設定された伝送レートでデータを送信し、前記要求信号によって前記アンテナの数よりも少ないアンテナからの送信を要求された場合は、データを送信するアンテナ間で同一に設定された伝送レートでデータを送信する送信工程と、
を具備する通信方法。
A receiving step for receiving a request signal from a communication partner;
When transmission from all of the plurality of antennas is requested by the request signal, data is transmitted at a transmission rate set independently for each antenna, and transmission from antennas having fewer than the number of antennas is performed by the request signal. Is required to transmit data at the same transmission rate between the antennas for transmitting data, and
A communication method comprising:
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