JP2014017738A - Transmission station device and radio communication method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce signal errors in simultaneously transmitting signals to a plurality of reception station devices at the same frequency.SOLUTION: A base station 100 uses transmission channel information given by terminal stations 101-1 and 101-2 to calculate broadcast weight to be used for transmitting same data to the terminal stations 101-1 and 101-2 and unicast weight to be used for transmitting different data to the terminal stations 101-1 and 101-2. The base station 100 compares signals to be simultaneously transmitted to the respective terminal stations 101-1 and 101-2 for each OFDM symbol, generates transmission signals by using the broadcast weight if the signals are same, and generates transmission signals by using the unicast weight if the signals are different. Then, the base station 100 simultaneously outputs the transmission signals generated at the same frequency by radio from a plurality of antennas.

Description

本発明は、送信局装置、及び無線通信方法に関する。   The present invention relates to a transmission station apparatus and a wireless communication method.

5GHz帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、IEEE802.11a規格がある。この規格の高速無線アクセスシステムは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式を用い、最大で54Mbps(メガビット毎秒)のスループットを実現している(例えば、非特許文献1参照。)。   There is an IEEE 802.11a standard as a high-speed wireless access system using the 5 GHz band. The high-speed wireless access system of this standard uses an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation scheme, which is a technique for stabilizing characteristics in a multipath fading environment, and has a maximum of 54 Mbps (megabits per second). Throughput is realized (for example, see Non-Patent Document 1).

更に、IEEE802.11nでは、複数のアンテナを用いて同一時刻及び同一周波数チャネルを用いて空間多重を実現することが可能なMIMO(Multiple input multiple output:多入力多出力)技術により高速通信の実現を目指し、最大600Mbpsの伝送速度を実現することが可能である(例えば、非特許文献1参照。)。   Furthermore, IEEE802.11n realizes high-speed communication by using MIMO (Multiple input multiple output) technology capable of realizing spatial multiplexing using the same time and the same frequency channel using a plurality of antennas. Aiming at a transmission speed of up to 600 Mbps can be achieved (for example, see Non-Patent Document 1).

また更に、規格が策定中であるIEEE802.11acでは、同一周波数チャネル、同一時刻に、複数の無線局と通信を行うマルチユーザMIMO技術により、IEEE802.11nよりも1Gbps(ギガビット毎秒)を超える高速な無線通信の実現を目指している。   Furthermore, IEEE 802.11ac, whose standard is being developed, has a speed exceeding 1 Gbps (gigabit per second) compared to IEEE 802.11n by multi-user MIMO technology that communicates with a plurality of radio stations at the same frequency channel and at the same time. It aims to realize wireless communication.

守倉正博、久保田周治、「改訂三版802.11高速無線LAN教科書」、インプレスR&D、2008年3月27日Masahiro Morikura, Shuji Kubota, “Revised Third Edition 802.11 High-Speed Wireless LAN Textbook”, Impress R & D, March 27, 2008

しかしながら、送信局装置である基地局が、マルチユーザMIMO技術を用いて、受信局である複数の端末局に対して異なるデータを伝送する場合、単一の端末局に対して単一のデータを伝送する場合に比べて、大きな受信電力が必要になる。この理由は、同一周波数および同一時間に伝送を行うためにユーザ間の干渉が増大するため、さらには、それぞれの端末局に伝送するデータに割り当てられる電力が低くなるためである。従って、端末局における受信電力がマルチユーザMIMO技術で伝送可能な受信電力よりも低い場合、データを正確に受信することができなくなり、信号誤りが生じる。   However, when a base station that is a transmitting station apparatus transmits different data to a plurality of terminal stations that are receiving stations using multi-user MIMO technology, a single data is transmitted to a single terminal station. Large received power is required compared to the case of transmission. This is because interference between users increases because transmission is performed at the same frequency and at the same time, and furthermore, power allocated to data transmitted to each terminal station is reduced. Therefore, when the received power at the terminal station is lower than the received power that can be transmitted by the multi-user MIMO technique, data cannot be received accurately and a signal error occurs.

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、複数の受信局装置へ同一周波数で同時に信号を送信する際の信号誤りを低減することができる送信局装置、及び無線通信方法を提供する。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides a transmitting station apparatus and a wireless communication method capable of reducing signal errors when signals are simultaneously transmitted to a plurality of receiving station apparatuses at the same frequency. .

上述した課題を解決するために、本発明は、複数の受信局装置と同時に無線通信する送信局装置であって、無線信号を送受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナにより受信した前記受信局装置からの無線信号に対する受信処理と、複数の前記受信局装置宛の送信信号から無線信号を生成して前記複数のアンテナから同時に送信させる送信処理とを行う無線部と、前記無線部において受信処理された前記無線信号から前記受信局装置の伝搬チャネル情報を取得する伝搬チャネル取得部と、前記伝搬チャネル取得部において取得された前記複数の受信局装置の伝搬チャネル情報を用いて、同一のデータを送信するときに用いる送信ウエイトであるブロードキャストウエイトと、異なるデータを送信するときに用いる送信ウエイトであるユニキャストウエイトとを前記複数の受信局装置宛の送信信号が同一となる組み合わせに応じて算出する送信ウエイト算出部と、前記複数の受信局装置宛に同時に送信する送信信号をシンボル毎に比較し、データが同一である宛先の前記受信局装置の組み合わせに応じて、データが同一のシンボルには前記ブロードキャストウエイトを用いてウエイト演算を行い、データが異なるシンボルには前記ユニキャストウエイトを用いてウエイト演算を行って前記送信信号を生成し、前記無線部に出力する送信信号生成部と、を備えることを特徴とする送信局装置である。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides a transmitting station apparatus that performs wireless communication simultaneously with a plurality of receiving station apparatuses, and includes a plurality of antennas that transmit and receive radio signals, and the receiving station that is received by the plurality of antennas. A radio unit that performs a reception process on a radio signal from a device, a transmission process that generates a radio signal from a plurality of transmission signals addressed to the receiving station device and transmits the signals simultaneously from the plurality of antennas, and a reception process in the radio unit The propagation channel acquisition unit that acquires the propagation channel information of the receiving station device from the radio signal that has been performed, and the propagation channel information of the plurality of reception station devices acquired in the propagation channel acquisition unit, the same data Broadcast weight, which is the transmission weight used when transmitting, and user, which is the transmission weight used when transmitting different data. A transmission weight calculating unit that calculates a cast weight according to a combination in which transmission signals addressed to the plurality of receiving station apparatuses are the same, and a transmission signal that is simultaneously transmitted to the plurality of receiving station apparatuses are compared for each symbol, Depending on the combination of the receiving station devices having the same data, the weight calculation is performed using the broadcast weight for symbols having the same data, and the unicast weight is used for symbols having different data. And a transmission signal generation unit that generates the transmission signal and outputs the transmission signal to the radio unit.

また、本発明は上述した送信局装置であって、前記送信信号生成部は、二位相偏移変調もしくは四位相偏移変調を行って前記送信信号を生成し、前記送信ウエイト算出部は、前記伝搬チャネル取得部において取得された前記複数の受信局装置の伝搬チャネル情報を用い、前記複数の受信局装置宛の送信信号が同一となる組み合わせに応じて、前記ブロードキャストウエイトと、当該ブロードキャストウエイトを用いた伝送を行ったときの前記受信局装置における位相回転量と同一の位相回転量を与えるユニキャストウエイトとを算出する、ことを特徴とする。   Further, the present invention is the above-described transmission station apparatus, wherein the transmission signal generation unit performs the two-phase shift keying modulation or the four-phase shift keying modulation to generate the transmission signal, and the transmission weight calculation unit includes the transmission weight calculation unit Using the propagation channel information of the plurality of receiving station devices acquired by the propagation channel acquiring unit, the broadcast weight and the broadcast weight are used according to the combination in which the transmission signals addressed to the plurality of receiving station devices are the same. And calculating a unicast weight that gives the same phase rotation amount as the phase rotation amount in the receiving station apparatus when the transmission is performed.

また、本発明は上述した送信局装置であって、前記送信ウエイト算出部は、前記伝搬チャネル取得部において取得された前記複数の受信局装置の伝搬チャネル情報を用い、前記複数の受信局装置宛の送信信号が同一となる組み合わせに応じて、前記ブロードキャストウエイトと、当該ブロードキャストウエイトを用いた伝送を行ったときの前記受信局装置における位相回転量と同一の位相回転量を与えるユニキャストウエイトとを算出し、前記送信信号生成部は、所定数以上の状態を表す直角位相振幅変調により前記送信信号を生成し、送信電力が所定よりも大きいシンボルの場合、前記複数の受信局装置宛に同時に送信する送信信号のシンボルが同一である宛先の前記受信局装置の組み合わせに応じて、データが同一のシンボルには前記ブロードキャストウエイトを用いてウエイト演算を行い、データが異なるシンボルには前記ユニキャストウエイトを用いてウエイト演算を行い、送信電力が所定よりも低いシンボルの場合、前記ユニキャストウエイトを用いてウエイト演算を行って前記送信信号を生成し、前記無線部に出力する、ことを特徴とする。   Further, the present invention is the above-described transmission station apparatus, wherein the transmission weight calculation unit uses the propagation channel information of the plurality of reception station apparatuses acquired by the propagation channel acquisition unit, and is addressed to the plurality of reception station apparatuses. The broadcast weight and the unicast weight that gives the same phase rotation amount as the phase rotation amount in the receiving station device when transmission using the broadcast weight is performed according to the combination in which the transmission signals of the same are transmitted. The transmission signal generation unit calculates and generates the transmission signal by quadrature amplitude modulation representing a predetermined number or more states. When the transmission power is a symbol larger than a predetermined value, the transmission signal generation unit simultaneously transmits to the plurality of receiving station apparatuses. Depending on the combination of the destination receiving station apparatuses with the same symbol of the transmission signal to be transmitted, the symbol having the same data The weight calculation is performed using the cast weight, and the weight calculation is performed using the unicast weight for symbols having different data. If the transmission power is lower than a predetermined symbol, the weight calculation is performed using the unicast weight. To generate the transmission signal and output it to the radio unit.

また、本発明は上述した送信局装置であって、前記送信信号生成部は、各シンボルに前記ブロードキャストウエイトと前記ユニキャストウエイトのいずれが用いられたかを示す情報を前記送信信号に設定する、ことを特徴とする。   Also, the present invention is the above-described transmission station apparatus, wherein the transmission signal generation unit sets information indicating which of the broadcast weight and the unicast weight is used for each symbol in the transmission signal. It is characterized by.

また、本発明は上述した送信局装置であって、前記無線部は、伝搬チャネル情報推定用の信号を前記複数のアンテナから前記受信局装置宛に送信し、前記複数のアンテナは、伝搬チャネル情報推定用の信号に基づいて前記受信局装置が測定した伝搬チャネル情報が設定された無線信号を受信し、前記無線部に出力する、ことを特徴とする。   Further, the present invention is the above-described transmitting station apparatus, wherein the radio unit transmits a propagation channel information estimation signal from the plurality of antennas to the receiving station apparatus, and the plurality of antennas transmit the propagation channel information. A radio signal in which propagation channel information measured by the receiving station apparatus is set based on an estimation signal is received and output to the radio unit.

また、本発明は上述した送信局装置であって、複数の受信局装置と同時に無線通信する送信局装置が実行する無線通信方法であって、複数のアンテナにより受信した前記受信局装置からの無線信号に対して受信処理を行う受信ステップと、前記受信ステップにおいて受信処理された前記無線信号から前記受信局装置の伝搬チャネル情報を取得する伝搬チャネル取得ステップと、前記伝搬チャネル取得ステップにおいて取得された前記複数の受信局装置の伝搬チャネル情報を用いて、同一のデータを送信するときに用いる送信ウエイトであるブロードキャストウエイトと、異なるデータを送信するときに用いる送信ウエイトであるユニキャストウエイトとを前記複数の受信局装置宛の送信信号が同一となる組み合わせに応じて算出する送信ウエイト算出ステップと、前記複数の受信局装置宛に同時に送信する送信信号をシンボル毎に比較し、データが同一である宛先の前記受信局装置の組み合わせに応じて、データが同一のシンボルには前記ブロードキャストウエイトを用いてウエイト演算を行い、データが異なるシンボルには前記ユニキャストウエイトを用いてウエイト演算を行って前記送信信号を生成する送信信号生成ステップと、前記送信信号生成ステップにおいて生成された複数の前記受信局装置宛の送信信号を前記複数のアンテナから同時に送信させる送信処理を行う送信ステップと、を有することを特徴とする無線通信方法である。   Further, the present invention is the above-described transmitting station apparatus, which is a wireless communication method executed by a transmitting station apparatus that performs wireless communication simultaneously with a plurality of receiving station apparatuses, and is a wireless communication method received from a plurality of antennas from the receiving station apparatus. A reception step of performing reception processing on a signal, a propagation channel acquisition step of acquiring propagation channel information of the receiving station device from the radio signal received and processed in the reception step, and acquired in the propagation channel acquisition step A plurality of broadcast weights, which are transmission weights used when transmitting the same data, and unicast weights, which are transmission weights used when transmitting different data, using the propagation channel information of the plurality of receiving station apparatuses Transmission weights calculated in accordance with combinations in which the transmission signals addressed to the receiving station devices are the same. And a transmission signal transmitted simultaneously to the plurality of receiving station devices for each symbol, and depending on the combination of the receiving station devices of the destination having the same data, the symbols having the same data A transmission signal generation step for performing a weight calculation using a broadcast weight and performing a weight calculation for the symbols having different data using the unicast weight to generate the transmission signal, and a plurality of signals generated in the transmission signal generation step A transmission step of performing a transmission process of simultaneously transmitting transmission signals addressed to the receiving station device from the plurality of antennas.

この発明によれば、送信局装置は、複数の受信局装置へ同一周波数で同時に信号を送信する際、これら複数の受信局装置に同時に送信する信号のOFDMシンボルが同一の場合と異なる場合において送信ウエイトを切り替えることで、信号誤りを低減することが可能となる。   According to the present invention, when a transmitting station apparatus transmits signals to a plurality of receiving station apparatuses at the same frequency at the same time, transmission is performed when the OFDM symbols of the signals transmitted simultaneously to the plurality of receiving station apparatuses are different from the same case. By switching the weight, it is possible to reduce signal errors.

第1の実施形態における無線通信方法を適用した無線通信システムの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the radio | wireless communications system to which the radio | wireless communication method in 1st Embodiment is applied. 同実施形態における基地局の内部構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the internal structure of the base station in the embodiment. 同実施形態における送信信号(BPSK)の比較の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the comparison of the transmission signal (BPSK) in the embodiment. 同実施形態における端末局の内部構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the internal structure of the terminal station in the same embodiment. 同実施形態におけるパケット信号送信の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation | movement of the packet signal transmission in the same embodiment. 同実施形態における送信ウエイト切替方法の実施形態の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of embodiment of the transmission weight switching method in the embodiment. 第2の実施形態における基地局の内部構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the internal structure of the base station in 2nd Embodiment. 同実施形態における送信信号(BPSK)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the transmission signal (BPSK) in the embodiment. 同実施形態におけるパケット信号送信の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation | movement of the packet signal transmission in the same embodiment. 第4の実施形態における基地局の内部構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the internal structure of the base station in 4th Embodiment. 同実施形態における端末局の内部構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the internal structure of the terminal station in the same embodiment. 第5の実施形態における基地局の内部構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the internal structure of the base station in 5th Embodiment. 同実施形態におけるブロードキャストウエイトを用いる送信信号(16QAM)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the transmission signal (16QAM) using the broadcast weight in the embodiment. 同実施形態における端末局側での受信信号(16QAM)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the received signal (16QAM) by the terminal station side in the same embodiment. 同実施形態におけるブロードキャストウエイトを用いる送信信号(64QAM)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the transmission signal (64QAM) using the broadcast weight in the embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[1. 第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態における無線通信方法を適用した無線通信システムの例を示す図である。同図に示す無線通信システムは、送信局装置としての基地局100と、受信局装置としての2台の端末局101とを備えて構成される。ここでは、基地局100と無線パケット通信をする2台の端末局101をそれぞれ端末局101−1、端末局101−2と記載する。この通信には、例えば、マルチユーザMIMO技術が用いられる。基地局100の通信セル内に位置する端末局101−1および101−2は、基地局100に属し、基地局100を介して不図示の外部のネットワークと通信を行う。
[1. First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless communication system to which a wireless communication method according to the first embodiment of the present invention is applied. The wireless communication system shown in FIG. 1 includes a base station 100 as a transmitting station device and two terminal stations 101 as receiving station devices. Here, the two terminal stations 101 that perform wireless packet communication with the base station 100 are referred to as a terminal station 101-1 and a terminal station 101-2, respectively. For this communication, for example, multi-user MIMO technology is used. The terminal stations 101-1 and 101-2 located in the communication cell of the base station 100 belong to the base station 100, and communicate with an external network (not shown) via the base station 100.

基地局100は、例えば、無線LAN(Local Area Network)におけるアクセスポイントなどであり、端末局101は、コンピュータや携帯型の情報電子機器などである。また、外部のネットワークとは、基地局100が形成するローカルネットワーク以外のネットワークであり、例えば、インターネットなどである。
また、同図に示すように、基地局100と端末局101−1の間の伝搬チャネルをHとし、基地局100と端末局101−2の間の伝搬チャネルをHとする。
The base station 100 is, for example, an access point in a wireless local area network (LAN), and the terminal station 101 is a computer, a portable information electronic device, or the like. The external network is a network other than the local network formed by the base station 100, for example, the Internet.
Further, as shown in the figure, the propagation channel between the base station 100 and the terminal station 101-1 and H 1, to the propagation channel between the base station 100 and the terminal station 101-2 and H 2.

第1の実施形態では、基地局100が、2台の端末局101に対して同時に送信する信号のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)シンボルが同一の場合と異なる場合とにおいて、シンボル毎に送信ウエイトを切り替える。これにより、信号誤りを低くすることが可能となる。   In the first embodiment, the base station 100 transmits symbols to the two terminal stations 101 at the same time when the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) symbols are the same and different symbols. The transmission weight is switched every time. This makes it possible to reduce signal errors.

[1.1 基地局構成]
図2は、第1の実施形態における基地局100の内部構成を示す概略ブロック図である。
同図に示すように、基地局100は、複数のアンテナ111と、無線部112と、伝搬チャネル取得部113と、送信ウエイト算出部114と、送信信号生成部115と、情報保存部116と、ネットワークインターフェース部117とを備えて構成される。
[1.1 Base station configuration]
FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating an internal configuration of the base station 100 according to the first embodiment.
As shown in the figure, the base station 100 includes a plurality of antennas 111, a radio unit 112, a propagation channel acquisition unit 113, a transmission weight calculation unit 114, a transmission signal generation unit 115, an information storage unit 116, And a network interface unit 117.

複数のアンテナ111は、無線部112と接続され、無線LAN等で一般的に用いられるアンテナを複数具備したものである。送信の場合、複数のアンテナ111は、無線部112から入力される電気信号を電波に変換し放射を行う。受信の場合、複数のアンテナ111は、空中の電波を電気信号に変換し、無線部112に出力する。   The plurality of antennas 111 is connected to the wireless unit 112 and includes a plurality of antennas generally used in a wireless LAN or the like. In the case of transmission, the plurality of antennas 111 radiate by converting electric signals input from the radio unit 112 into radio waves. In the case of reception, the plurality of antennas 111 convert airwaves into electrical signals and output them to the radio unit 112.

無線部112は、複数のアンテナ111を介して受信した受信信号に対して、ガードインターバル除去、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)による分波処理、チャネル等化処理、サブキャリア検出、デインターリーブ、ビタビ復号などの受信処理を行い、無線パケットを検出する。無線部112は、検出した無線パケットをネットワークインターフェース部117に出力し、端末局101から通知された伝搬チャネル情報を含む無線パケットを伝搬チャネル取得部113に出力する。また、無線部112は、送信信号生成部115から入力される送信信号に対して、ガードインターバル付加、シンボル整形などの送信処理を行い、無線パケットを生成し、複数のアンテナ111を介して送信する。   The radio unit 112 performs guard interval removal, demultiplexing processing by FFT (Fast Fourier Transform), channel equalization processing, subcarrier detection, deinterleaving on received signals received via a plurality of antennas 111 , Receive processing such as Viterbi decoding, and detect a wireless packet. The radio unit 112 outputs the detected radio packet to the network interface unit 117, and outputs a radio packet including the propagation channel information notified from the terminal station 101 to the propagation channel acquisition unit 113. The radio unit 112 also performs transmission processing such as guard interval addition and symbol shaping on the transmission signal input from the transmission signal generation unit 115, generates a radio packet, and transmits the radio packet via a plurality of antennas 111. .

伝搬チャネル取得部113は、無線部112より入力された無線パケットに設定されている伝搬チャネル情報から伝搬チャネルHもしくはHを取得し、送信ウエイト算出部114へ出力する。 The propagation channel acquisition unit 113 acquires the propagation channel H 1 or H 2 from the propagation channel information set in the radio packet input from the radio unit 112, and outputs it to the transmission weight calculation unit 114.

送信ウエイト算出部114は、伝搬チャネル取得部113から入力された伝搬チャネルH及びHを用いて、後述する算出式によりブロードキャストウエイトおよびユニキャストウエイトの送信ウエイトの算出を行い、情報保存部116に出力する。ブロードキャストウエイトとは、複数台の端末局101に対して同時に送信する信号のOFDMシンボルが同一の場合に使用する送信ウエイトである。ユニキャストウエイトは、複数台の端末局101に対して同時に送信する信号のOFDMシンボルが異なる場合に使用する送信ウエイトである。なお、この例では、複数のアンテナ111のアンテナ数は2本とするが、3本以上のアンテナ数であっても、同様に算出することができる。 The transmission weight calculation unit 114 uses the propagation channels H 1 and H 2 input from the propagation channel acquisition unit 113 to calculate broadcast weights and unicast weight transmission weights using a calculation formula described later, and the information storage unit 116. Output to. The broadcast weight is a transmission weight used when OFDM symbols of signals transmitted simultaneously to a plurality of terminal stations 101 are the same. Unicast weight is a transmission weight used when OFDM symbols of signals transmitted simultaneously to a plurality of terminal stations 101 are different. In this example, the number of antennas 111 of the plurality of antennas 111 is 2. However, even when the number of antennas is 3 or more, the calculation can be performed in the same manner.

送信信号生成部115は、ネットワークインターフェース部117から入力される信号に対して、畳み込み符号化、インターリーブ処理、サブキャリア変調、送信ウエイト演算、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform:高速逆フーリエ変換)処理などの送信信号生成処理を行う。ただし、送信信号生成部115は、送信ウエイト演算では、それぞれの端末局101宛ての送信信号をOFDMシンボル単位で比較し、OFDMシンボルが同じ場合、情報保存部116から入力されるブロードキャストウエイトを用いて送信ウエイト演算を行う。一方、OFDMシンボルが異なる場合、送信信号生成部115は、情報保存部116から入力されるユニキャストウエイトを用いて送信ウエイト演算を行う。送信信号生成部115は、送信信号生成処理を行った結果生成された送信信号を無線部112に出力する。   The transmission signal generation unit 115 performs convolutional coding, interleave processing, subcarrier modulation, transmission weight calculation, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) processing, etc., on the signal input from the network interface unit 117. A transmission signal generation process is performed. However, in the transmission weight calculation, the transmission signal generation unit 115 compares the transmission signals addressed to the respective terminal stations 101 in units of OFDM symbols, and when the OFDM symbols are the same, using the broadcast weight input from the information storage unit 116. Performs transmission weight calculation. On the other hand, when the OFDM symbols are different, the transmission signal generation unit 115 performs transmission weight calculation using the unicast weight input from the information storage unit 116. The transmission signal generation unit 115 outputs a transmission signal generated as a result of the transmission signal generation processing to the radio unit 112.

情報保存部116は、送信ウエイト算出部114から入力された送信ウエイト(ブロードキャストウエイトおよびユニキャストウエイト)を記憶する。また、情報保存部116は、記憶している送信ウエイトを送信信号生成部115に出力する。   The information storage unit 116 stores the transmission weight (broadcast weight and unicast weight) input from the transmission weight calculation unit 114. Further, the information storage unit 116 outputs the stored transmission weight to the transmission signal generation unit 115.

ネットワークインターフェース部117は、無線部112から入力された無線パケットを、外部のネットワークにおいて用いられているパケットに変換して外部のネットワークに送信する。また、ネットワークインターフェース部117は、外部のネットワークから受信したパケットのうち、端末局101宛てのパケットを送信信号生成部115に出力する。   The network interface unit 117 converts the wireless packet input from the wireless unit 112 into a packet used in an external network and transmits the packet to the external network. The network interface unit 117 outputs a packet addressed to the terminal station 101 among the packets received from the external network to the transmission signal generation unit 115.

続いて、送信ウエイト算出部114がブロードキャストウエイト、及びユニキャストウエイトの算出に用いる算出式について説明する。   Next, calculation formulas used by the transmission weight calculation unit 114 for calculating broadcast weights and unicast weights will be described.

<ブロードキャストウエイトの算出式>
まず、ブロードキャストウエイトの算出式を説明する。基地局100と端末局101−1の間の伝搬チャネルHと、基地局100と端末局101−2の間の伝搬チャネルHを、式(1)に示すように結合させた伝搬チャネルをHb1とする。Hb1は、特異値分解により式(2)のように分解される。なお、diag()は括弧内の行列や係数を対角要素とする対角行列を表す。
<Broadcast weight calculation formula>
First, the broadcast weight calculation formula will be described. A propagation channel obtained by combining a propagation channel H 1 between the base station 100 and the terminal station 101-1 and a propagation channel H 2 between the base station 100 and the terminal station 101-2 as shown in Expression (1). Let Hb1 . H b1 is decomposed as shown in Expression (2) by singular value decomposition. Here, diag () represents a diagonal matrix having a matrix and coefficients in parentheses as diagonal elements.

Figure 2014017738
Figure 2014017738

ただし、Uは右特異値行列であり、Σは固有値λの平方根を対角にもつ対角行列であり、Vは右特異値行列である。また、Vは、Vの複素共役転置を示す。ここで、ブロードキャストウエイトWb1は、式(6)である。 However, U is a right singular value matrix, Σ is a diagonal matrix having the square root of the eigenvalue λ as a diagonal, and V is a right singular value matrix. V H represents a complex conjugate transpose of V. Here, the broadcast weight W b1 is expressed by Equation (6).

Figure 2014017738
Figure 2014017738

送信ウエイト算出部114は、上記の式(1)〜式(6)により、伝搬チャネル取得部113から入力された伝搬チャネルH、Hを用い、ブロードキャストウエイトWb1を算出する。 The transmission weight calculation unit 114 calculates the broadcast weight W b1 using the propagation channels H 1 and H 2 input from the propagation channel acquisition unit 113 according to the above formulas (1) to (6).

ブロードキャストウエイトを用いる場合、ヌル指向性のためのアンテナ自由度を削減することができるために、ストリーム当たりの電力効率が増加し、信号誤りが低くなる。
さらに、マルチユーザMIMOの端末局数が増加した場合では、送信データが同じになる確率が上昇し、大きな効果が得られる。
When using broadcast weight, the antenna freedom for null directivity can be reduced, so that the power efficiency per stream increases and the signal error decreases.
Furthermore, when the number of terminal stations for multi-user MIMO increases, the probability that transmission data will be the same increases, and a great effect can be obtained.

<ユニキャストウエイトの算出式>
次に、ユニキャストウエイトの算出式を説明する。ユニキャストウエイトは、マルチユーザMIMOで一般的に用いられるゼロフォーシングウエイトから計算されるウエイトであり、式(7)のように算出される。
<Unicast weight calculation formula>
Next, a formula for calculating the unicast weight will be described. The unicast weight is a weight calculated from a zero forcing weight generally used in multi-user MIMO, and is calculated as shown in Expression (7).

Figure 2014017738
Figure 2014017738

送信ウエイト算出部114は、上記の式(7)により、伝搬チャネル取得部113から入力された伝搬チャネルH、Hを用い、ユニキャストウエイトWu1を算出する。
なお、ここでは、ユニキャストウエイトの算出方法として、マルチユーザMIMO技術で一般的なゼロフォーシングウエイトから算出したが、ブロック対角化法などの他の方法で算出しても構わない。
The transmission weight calculation unit 114 calculates the unicast weight W u1 using the propagation channels H 1 and H 2 input from the propagation channel acquisition unit 113 according to the above equation (7).
Here, the unicast weight is calculated from the zero forcing weight that is general in the multi-user MIMO technique, but may be calculated by other methods such as a block diagonalization method.

図3は、送信信号生成部115による送信信号の比較の例を示す。同図では、送信信号がBPSK(Binary Phase Shift Keying:二位相偏移変調)である場合の例を示している。同図に示すように、送信信号生成部115は、端末局101−1宛の送信信号G11のデータと端末局101−2宛ての送信信号G12のデータを、OFDMシンボル毎に比較する。送信信号生成部115は、比較の結果、一致する場合と一致しない場合で用いる送信ウエイトを変更する。   FIG. 3 shows an example of transmission signal comparison by the transmission signal generator 115. The figure shows an example in which the transmission signal is BPSK (Binary Phase Shift Keying). As shown in the figure, the transmission signal generator 115 compares the data of the transmission signal G11 addressed to the terminal station 101-1 and the data of the transmission signal G12 addressed to the terminal station 101-2 for each OFDM symbol. As a result of the comparison, the transmission signal generation unit 115 changes the transmission weight to be used depending on whether or not they match.

例えば、送信信号生成部115は、シンボル番号2、nのOFDMシンボルについては、送信信号G11と送信信号G12のデータが同じであるため、送信信号G11と送信信号G12の両方にブロードキャストウエイトを用いて送信ウエイト演算を行う。
一方、シンボル番号1、3のOFDMシンボルについては、送信信号G11と送信信号G12のデータが異なるため、送信信号G11と送信信号G12にユニキャストウエイトを用いて送信ウエイト演算を行う。
For example, the transmission signal generator 115 uses the broadcast weight for both the transmission signal G11 and the transmission signal G12 because the data of the transmission signal G11 and the transmission signal G12 are the same for the OFDM symbols of the symbol numbers 2 and n. Performs transmission weight calculation.
On the other hand, for the OFDM symbols of symbol numbers 1 and 3, the transmission signal G11 and the transmission signal G12 have different data, and therefore, transmission weight calculation is performed using unicast weights for the transmission signal G11 and the transmission signal G12.

なお、ここでは送信信号の例として、BPSKを示したが、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying:四位相偏移変調)、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation:直角位相振幅変調)、64QAM、256QAMでも構わない。
以上が、基地局100の構成の説明である。
Here, BPSK is shown as an example of the transmission signal, but QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), 16 QAM (Quadrature Amplitude Modulation), 64 QAM, and 256 QAM may be used.
The above is the description of the configuration of the base station 100.

[1.2 端末局構成]
続いて、端末局101の構成を説明する。
図4は、端末局101の内部構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、端末局101は、アンテナ121と、無線部122と、伝搬チャネル取得部123と、通知部124と、情報保存部125と、受信信号取得部126と、チャネル等化部127とを備えて構成される。
[1.2 Terminal station configuration]
Next, the configuration of the terminal station 101 will be described.
FIG. 4 is a schematic block diagram showing the internal configuration of the terminal station 101. As shown in the figure, the terminal station 101 includes an antenna 121, a radio unit 122, a propagation channel acquisition unit 123, a notification unit 124, an information storage unit 125, a received signal acquisition unit 126, and a channel equalization unit. 127.

アンテナ121は、無線部122と接続される。アンテナ121は、送信の場合、無線部122から入力される電気信号を電波に変換し放射を行い、受信の場合、空中の電波を電気信号に変換し、無線部122に出力する。   The antenna 121 is connected to the radio unit 122. In the case of transmission, the antenna 121 converts an electric signal input from the wireless unit 122 into a radio wave and radiates it.

無線部122は、アンテナ121を介して受信した受信信号に対して、ガードインターバル除去、FFTによる分波処理を行い、チャネル等化部127に出力する。また、無線部122は、チャネル等化部127から入力される信号に対して、サブキャリア検出、デインターリーブ、ビタビ復号などの受信処理を行い、無線パケットを検出し、検出した無線パケットを受信信号取得部126に出力する。また、無線部122は、無線パケット検出において取得した伝搬チャネル(端末局101−1であればH、端末局101−2であればH)を伝搬チャネル取得部123に出力する。また、無線部122は、通知部124から入力された信号に対して、畳み込み符号化、インターリーブ処理、サブキャリア変調、IFFT処理、ガードインターバル付加、シンボル整形などを行い、無線パケットを生成し、アンテナ121を介して送信する。 Radio section 122 performs guard interval removal and demultiplexing processing by FFT on the received signal received via antenna 121, and outputs the result to channel equalization section 127. The radio unit 122 performs reception processing such as subcarrier detection, deinterleaving, and Viterbi decoding on the signal input from the channel equalization unit 127, detects a radio packet, and receives the detected radio packet as a received signal. The data is output to the acquisition unit 126. Further, the radio unit 122 outputs the propagation channel (H 1 for the terminal station 101-1 and H 2 for the terminal station 101-2) acquired in the radio packet detection to the propagation channel acquisition unit 123. The radio unit 122 performs convolutional coding, interleaving processing, subcarrier modulation, IFFT processing, guard interval addition, symbol shaping, and the like on the signal input from the notification unit 124 to generate a radio packet, and 121 to transmit.

チャネル等化部127は、無線部122から入力される信号に対して、この信号に設定されているOFDMシンボル毎の一致、不一致の情報を用いて、OFDMシンボル毎にチャネル等化を行い、無線部122に出力する。   The channel equalization unit 127 performs channel equalization for each OFDM symbol on the signal input from the radio unit 122 by using information on match / mismatch for each OFDM symbol set in this signal, To the unit 122.

受信信号取得部126は、無線部122から入力される無線パケットを取得する。伝搬チャネル取得部123は、無線部122から入力された無線パケットから伝搬チャネルH、もしくはHを取得し、情報保存部125に出力する。情報保存部125は、伝搬チャネル取得部123で取得し、入力された情報を記憶する。また、情報保存部125は、保存された伝搬チャネルHもしくはHを通知部124に出力する。通知部124は、情報保存部125から入力される伝搬チャネルHもしくはHの情報を含む送信信号を生成し、無線部122に出力する。
以上が、端末局101の構成の説明である。
The reception signal acquisition unit 126 acquires a wireless packet input from the wireless unit 122. The propagation channel acquisition unit 123 acquires the propagation channel H 1 or H 2 from the radio packet input from the radio unit 122 and outputs it to the information storage unit 125. The information storage unit 125 stores the information acquired by the propagation channel acquisition unit 123 and input. Further, the information storage unit 125 outputs the stored propagation channel H 1 or H 2 to the notification unit 124. The notification unit 124 generates a transmission signal including information on the propagation channel H 1 or H 2 input from the information storage unit 125 and outputs the transmission signal to the radio unit 122.
The above is the description of the configuration of the terminal station 101.

[1.3 基地局100と端末局101の通信手順例]
次に第1の実施形態における無線通信方法を適用した基地局100と端末局101の通信手順について、タイムチャートを用いて説明する。
[1.3 Example of communication procedure between base station 100 and terminal station 101]
Next, a communication procedure between the base station 100 and the terminal station 101 to which the wireless communication method in the first embodiment is applied will be described using a time chart.

図5は、第1の実施形態におけるパケット信号送信の動作を示すタイムチャートである。なお、この説明にあたり、アクセス制御方式についてはCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が採用されていることを前提とする。   FIG. 5 is a time chart showing the operation of packet signal transmission in the first embodiment. In this description, it is assumed that CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) is adopted as the access control method.

同図において、基地局100では、端末局101−1、および101−2宛の送信データが生起している。基地局100の無線部122が、時刻t0において実行したキャリアセンスCSにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることを検出した場合、送信信号生成部115は、端末局101−1および101−2の宛先アドレスと、チャネル推定用のトレーニング信号を含む呼出信号を生成する。無線部122は、送信信号生成部115が生成した呼出信号を、時刻t0よりある時間を経過した時刻t1から時刻t2までの期間において、複数のアンテナ111により送信する。   In the figure, in the base station 100, transmission data addressed to the terminal stations 101-1 and 101-2 has occurred. When the radio unit 122 of the base station 100 detects that the communication frequency band is in an idle state by the carrier sense CS executed at the time t0, the transmission signal generation unit 115 A paging signal including a destination address of 101-2 and a training signal for channel estimation is generated. The radio unit 122 transmits the call signal generated by the transmission signal generation unit 115 by the plurality of antennas 111 during a period from time t1 to time t2 when a certain time has elapsed from time t0.

次に、呼出信号に宛先として指定された端末局101−1および101−2は、同じ時刻t1から時刻t2の期間内において、アンテナ121により呼出信号を受信し、無線部122は、受信した呼出信号から伝搬チャネルを取得し、伝搬チャネル取得部123に出力する。これにより、端末局101−1の伝搬チャネル取得部123は伝搬チャネルHを取得して情報保存部125に記憶させ、端末局101−2の伝搬チャネル取得部123は伝搬チャネルHを取得して情報保存部125に記憶させる。 Next, the terminal stations 101-1 and 101-2 designated as destinations in the call signal receive the call signal by the antenna 121 within the same time period t1 to time t2, and the radio unit 122 receives the received call signal. A propagation channel is acquired from the signal and output to the propagation channel acquisition unit 123. Thus, the propagation channel acquisition unit 123 of the terminal station 101-1 are stored to obtain a propagation channel H 1 to the information storage unit 125, the propagation channel acquisition unit 123 of the terminal station 101-2 obtains the propagation channel H 2 And stored in the information storage unit 125.

次に、時刻t2よりある時間を経過した時刻t3から時刻t4の期間において、端末局101−1の通知部124は、情報保存部125から読み出した伝搬チャネルHを設定した伝搬チャネル情報を含む通知信号を生成し、無線部122及びアンテナ121を介して送信する。この通知信号の宛先は、基地局100である。 Next, in the period from time t3 to time t4 after the elapse of a certain time from the time t2, the notification unit 124 of the terminal station 101-1 includes propagation channel information set the propagation channel H 1 read out from the information storage unit 125 A notification signal is generated and transmitted via the wireless unit 122 and the antenna 121. The destination of this notification signal is the base station 100.

同様に、時刻t4よりある時間を経過した時刻t5から時刻t6の期間において、端末局101−2の通知部124は、情報保存部125から読み出した伝搬チャネルHを設定した伝搬チャネル情報を含む通知信号を生成し、無線部122及びアンテナ121を介して送信する。この通知信号の宛先は、基地局100である。 Similarly, in the period of time t6 the time t5 after the elapse of a certain time from the time t4, the notification unit 124 of the terminal station 101-2 includes propagation channel information set the propagation channel H 2 read from the information storage unit 125 A notification signal is generated and transmitted via the wireless unit 122 and the antenna 121. The destination of this notification signal is the base station 100.

なお、ここでは、2台の端末局101が連続して通知信号を送信する例を示しているが、基地局100が通知信号を要求する信号を送信してから、各端末局101が通知信号を送信しても構わない。   Here, an example is shown in which two terminal stations 101 continuously transmit notification signals. However, after the base station 100 transmits a signal requesting a notification signal, each terminal station 101 transmits a notification signal. May be sent.

次に、基地局100の複数のアンテナ111は、端末局101−1、および101−2それぞれが送信した通知信号を受信する。伝搬チャネル取得部113は、無線部112から出力された各通知信号に設定されている伝搬チャネル情報から伝搬チャネルH、伝搬チャネルHを取得する。送信ウエイト算出部114は、取得した伝搬チャネルH、Hから、式(1)〜(6)を用いてブロードキャストウエイトWb1を算出し、式(7)を用いてユニキャストウエイトWu1を算出する。伝搬チャネル取得部113は、算出したブロードキャストウエイトWb1及びユニキャストウエイトWu1を情報保存部116に格納する。 Next, the plurality of antennas 111 of the base station 100 receive notification signals transmitted by the terminal stations 101-1 and 101-2, respectively. The propagation channel acquisition unit 113 acquires the propagation channel H 1 and the propagation channel H 2 from the propagation channel information set in each notification signal output from the radio unit 112. The transmission weight calculation unit 114 calculates the broadcast weight W b1 from the acquired propagation channels H 1 and H 2 using the equations (1) to (6), and calculates the unicast weight W u1 using the equation (7). calculate. The propagation channel acquisition unit 113 stores the calculated broadcast weight W b1 and unicast weight W u1 in the information storage unit 116.

基地局100の送信信号生成部115は、端末局101−1、及び端末局101−2それぞれへの送信信号であるData1とData2のOFDMシンボルが一致するか否かの状態に基づいて、ブロードキャストウエイトWb1とユニキャストウエイトWu1を切り替えてData1とData2のウエイト演算を行い、送信信号を生成する。なお、送信信号には、OFDMシンボル毎の一致、不一致の情報、すなわち、ブロードキャストウエイトとユニキャストウエイトのいずれか用いられたかの情報も含まれる。一致、不一致の情報とは、一致もしくは不一致のシンボルを示す場所情報でも構わないし、その場所情報を特定可能なコードブック情報でも構わない。 The transmission signal generation unit 115 of the base station 100 performs broadcast weighting based on whether or not the OFDM symbols of Data1 and Data2 that are transmission signals to the terminal station 101-1 and the terminal station 101-2 match. Wb1 and unicast weight Wu1 are switched to perform weight calculation of Data1 and Data2, and a transmission signal is generated. Note that the transmission signal also includes information on match / mismatch for each OFDM symbol, that is, information on whether broadcast weight or unicast weight is used. The coincidence / non-coincidence information may be location information indicating a coincidence or non-coincidence symbol, or may be codebook information that can specify the location information.

基地局100の無線部112は、時刻t6よりある時間が経過した時刻t7から時刻t8において、送信信号生成部115が生成した送信信号を複数のアンテナ111を介して同時に送信する。   The radio unit 112 of the base station 100 simultaneously transmits the transmission signals generated by the transmission signal generation unit 115 via the plurality of antennas 111 from time t7 to time t8 when a certain time has elapsed from time t6.

次に、端末局101−1の無線部122が、アンテナ121により受信した基地局100からの送信信号の無線パケット信号を誤りなく復号した場合、通知部124は、確認信号Ackを生成する。通知部124は、無線パケット信号受信後の時刻t8よりある時間を経過した時刻t9から時刻t10において、生成した確認信号Ackを無線部122及びアンテナ121を介して基地局100に送信する。   Next, when the radio unit 122 of the terminal station 101-1 decodes the radio packet signal of the transmission signal from the base station 100 received by the antenna 121 without error, the notification unit 124 generates the confirmation signal Ack. The notification unit 124 transmits the generated confirmation signal Ack to the base station 100 via the wireless unit 122 and the antenna 121 from time t9 to time t10 when a certain time has elapsed from time t8 after reception of the wireless packet signal.

同様に、端末局101−2の無線部122が、アンテナ121により受信した基地局100からの送信信号の無線パケット信号を誤りなく復号した場合、通知部124は、確認信号Ackを生成する。通知部124は、無線パケット信号受信後の時刻t10よりある時間を経過した時刻t11から時刻t12において、生成した通知部124は確認信号Ackを無線部122及びアンテナ121を介して基地局100に送信する。   Similarly, when the radio unit 122 of the terminal station 101-2 decodes the radio packet signal of the transmission signal from the base station 100 received by the antenna 121 without error, the notification unit 124 generates the confirmation signal Ack. The notification unit 124 transmits the confirmation signal Ack to the base station 100 via the wireless unit 122 and the antenna 121 from time t11 to time t12 when a certain time has elapsed from time t10 after reception of the wireless packet signal. To do.

なお、端末局101−1、および101−2のチャネル等化部127は、送信信号の復号時、無線部122から出力された無線パケット信号に含まれているOFDMシンボル毎の一致、不一致の情報に基づいて、シンボル単位でチャネル等化を行う。これは、端末局101において受信した信号の位相回転量が、ブロードキャストウエイトを用いた場合と、ユニキャストウエイトを用いた場合で異なるからである。
以上が第1の実施形態である。
Note that the channel equalization unit 127 of the terminal stations 101-1 and 101-2 receives information on matching / mismatching for each OFDM symbol included in the radio packet signal output from the radio unit 122 when decoding the transmission signal. Based on the above, channel equalization is performed in symbol units. This is because the phase rotation amount of the signal received at the terminal station 101 differs between when the broadcast weight is used and when the unicast weight is used.
The above is the first embodiment.

[2. 第2の実施形態]
第2の実施形態では、基地局が、3台の端末局に対して同時に送信する信号のOFDMシンボルが一致するか否かの組み合わせパターンに応じて、これら端末局宛の送信信号の生成に用いる送信ウエイトをシンボル毎に切り替える。これにより、信号誤りを低くすることが可能となる。
[2. Second Embodiment]
In the second embodiment, the base station is used to generate transmission signals addressed to these terminal stations according to the combination pattern of whether or not the OFDM symbols of the signals transmitted simultaneously to the three terminal stations match. Switch the transmission weight for each symbol. This makes it possible to reduce signal errors.

図6は、本発明の第2の実施形態における無線通信方法を適用した無線通信システムの例を示す図である。同図に示す無線通信システムは、送信局装置としての基地局100aと、受信局装置としての複数の端末局101とを備えて構成される。ここでは、基地局100aと無線パケット通信をする3台の端末局101をそれぞれ、端末局101−1、101−2、101−3と記載する。端末局101−1、101−2、101−3は、基地局100aに属し、基地局100aを介して不図示の外部のネットワークと通信を行う。
また、同図に示すように、基地局100aと端末局101−1の間の伝搬チャネルをH、基地局100aと端末局101−2の間の伝搬チャネルをH、基地局100aと端末局101−1の間の伝搬チャネルをHとする。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a wireless communication system to which the wireless communication method according to the second embodiment of the present invention is applied. The wireless communication system shown in FIG. 1 includes a base station 100a as a transmitting station device and a plurality of terminal stations 101 as receiving station devices. Here, the three terminal stations 101 that perform wireless packet communication with the base station 100a are described as terminal stations 101-1, 101-2, and 101-3, respectively. The terminal stations 101-1, 101-2, and 101-3 belong to the base station 100a, and communicate with an external network (not shown) via the base station 100a.
Further, as shown in the figure, the propagation channel between the base station 100a and the terminal station 101-1 H 1, the propagation channel of H 2 between the base station 100a and the terminal station 101-2, and base station 100a terminal the propagation channel between the stations 101-1 and H 3.

[2.1 基地局構成]
図7は、第2の実施形態における基地局100aの内部構成を示す概略ブロック図である。同図において、図2に示す第1の実施形態における基地局100と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
同図に示すように、基地局100aは、複数のアンテナ111と、無線部112と、伝搬チャネル取得部113と、送信ウエイト算出部131と、送信信号生成部132と、情報保存部116と、ネットワークインターフェース部117とを備えて構成される。このように、同図に示す基地局100aが、図2に示す基地局100と異なる点は、送信ウエイト算出部114、送信信号生成部115に代えて、送信ウエイト算出部131、送信信号生成部132を備える点である。
[2.1 Base station configuration]
FIG. 7 is a schematic block diagram showing the internal configuration of the base station 100a in the second embodiment. In this figure, the same parts as those of the base station 100 in the first embodiment shown in FIG.
As shown in the figure, the base station 100a includes a plurality of antennas 111, a radio unit 112, a propagation channel acquisition unit 113, a transmission weight calculation unit 131, a transmission signal generation unit 132, an information storage unit 116, And a network interface unit 117. As described above, the base station 100a shown in the figure is different from the base station 100 shown in FIG. 2 in that instead of the transmission weight calculation unit 114 and the transmission signal generation unit 115, the transmission weight calculation unit 131 and the transmission signal generation unit. 132.

送信ウエイト算出部131は、後述する算出式により、伝搬チャネル取得部113から入力された伝搬チャネルH、H、Hの組合せ毎に送信ウエイトの算出を行い、情報保存部116に出力する。ここでは、基地局100aの複数のアンテナ111のアンテナ数は3本とする。 The transmission weight calculation unit 131 calculates a transmission weight for each combination of the propagation channels H 1 , H 2 , and H 3 input from the propagation channel acquisition unit 113 using a calculation formula described later, and outputs the transmission weight to the information storage unit 116. . Here, the number of antennas 111 of the plurality of antennas 111 of the base station 100a is three.

送信信号生成部132は、ネットワークインターフェース部117から入力される信号に対して、畳み込み符号化、インターリーブ処理、サブキャリア変調、送信ウエイト演算、IFFT処理などの送信信号生成処理を行う。ただし、送信信号生成部132は、送信ウエイト演算では、3台の端末局101それぞれ宛ての送信信号をOFDMシンボル単位で比較し、比較結果に応じたブロードキャストウエイト、及びユニキャストウエイトを用いて送信ウエイト演算を行う。送信信号生成部132は、送信信号生成処理を行った結果生成された送信信号を無線部112に出力する。   The transmission signal generation unit 132 performs transmission signal generation processing such as convolutional coding, interleaving processing, subcarrier modulation, transmission weight calculation, and IFFT processing on the signal input from the network interface unit 117. However, in the transmission weight calculation, the transmission signal generation unit 132 compares transmission signals addressed to the three terminal stations 101 in units of OFDM symbols, and uses the broadcast weight and the unicast weight according to the comparison result to transmit the weight. Perform the operation. The transmission signal generation unit 132 outputs a transmission signal generated as a result of the transmission signal generation process to the radio unit 112.

続いて、送信ウエイト算出部131がブロードキャストウエイト、及びユニキャストウエイトの算出に用いる算出式について説明する。   Next, calculation formulas used by the transmission weight calculation unit 131 for calculating broadcast weights and unicast weights will be described.

<H、H、Hに対するブロードキャストウエイトの算出式>
基地局100aと端末局101−1の間の伝搬チャネルH、基地局100aと端末局101−2の間の伝搬チャネルH、及び基地局100aと端末局101−3の間の伝搬チャネルHを、式(8)に示すように結合させた伝搬チャネルをHb2とする。Hb2は、特異値分解により式(9)のように分解される。
<Calculation formula of broadcast weight for H 1 , H 2 , H 3 >
Propagation channel H 1 between base station 100a and terminal station 101-1, propagation channel H 2 between base station 100a and terminal station 101-2, and propagation channel H between base station 100a and terminal station 101-3 Let H b2 be a propagation channel in which 3 is coupled as shown in equation (8). H b2 is decomposed as shown in Equation (9) by singular value decomposition.

Figure 2014017738
Figure 2014017738

ここで、H、H、Hに対するブロードキャストウエイトWb2は、式(13)である。 Here, the broadcast weight W b2 for H 1 , H 2 , and H 3 is expressed by Equation (13).

Figure 2014017738
Figure 2014017738

送信ウエイト算出部131は、上記の式(7)〜式(12)により、伝搬チャネル取得部113から入力された伝搬チャネルH、H、Hを用い、H、H、Hに対するブロードキャストウエイトWb2を算出する。 The transmission weight calculation unit 131 uses the propagation channels H 1 , H 2 , and H 3 input from the propagation channel acquisition unit 113 according to the above formulas (7) to (12), and uses H 1 , H 2 , H 3. Broadcast weight Wb2 is calculated.

<H、Hに対するブロードキャストウエイトの算出式およびHに対するユニキャストウエイト算出式>
まずは、H、Hに対するブロードキャストウエイトの算出式を示す。はじめにHを式(14)のように特異値分解する。
<Broadcast Weight Calculation Formula for H 1 and H 2 and Unicast Weight Calculation Formula for H 3 >
First, calculation formulas of broadcast weights for H 1 and H 2 are shown. First, singular value decomposition is performed on H 3 as shown in equation (14).

Figure 2014017738
Figure 2014017738

次に、式(17)の一部と、基地局100aと端末局101−1の間の伝搬チャネルHと、基地局100aと端末局101−2の間の伝搬チャネルHとを式(18)に示すように結合させた伝搬チャネルをHb3とする。Hb3は、特異値分解により式(19)のように分解される。 Then, a part of formula (17), the propagation channel H 1 between the base station 100a and the terminal station 101-1, propagation channel H 2 and the equation between the base station 100a and the terminal station 101-2 ( The propagation channel coupled as shown in 18) is assumed to be Hb3 . H b3 is decomposed as shown in Expression (19) by singular value decomposition.

Figure 2014017738
Figure 2014017738

ここで、H、Hに対するブロードキャストウエイトWb3は、式(23)である。 Here, the broadcast weight W b3 for H 1 and H 2 is expressed by Equation (23).

Figure 2014017738
Figure 2014017738

送信ウエイト算出部131は、上記の式(14)〜式(23)により、伝搬チャネル取得部113から入力された伝搬チャネルH、H、Hを用い、H、Hに対するブロードキャストウエイトWb2を算出する。 The transmission weight calculation unit 131 uses the propagation channels H 1 , H 2 , and H 3 input from the propagation channel acquisition unit 113 according to the above equations (14) to (23), and broadcast weights for H 1 and H 2 . W b2 is calculated.

次に、Hに対するユニキャストウエイト算出式を示す。ユニキャストウエイトWu2は、式(24)、式(25)によって算出される。 Next, a unicast weight calculation formula for H 3 is shown. The unicast weight W u2 is calculated by Expression (24) and Expression (25).

Figure 2014017738
Figure 2014017738

送信ウエイト算出部131は、上記の式(24)及び式(25)により、伝搬チャネル取得部113から入力された伝搬チャネルH、H、Hを用い、Hに対するユニキャストウエイトWu2を算出する。 The transmission weight calculation unit 131 uses the propagation channels H 1 , H 2 , and H 3 input from the propagation channel acquisition unit 113 according to the above equations (24) and (25), and uses the unicast weights W u2 for H 3 . Is calculated.

<H、Hに対するブロードキャストウエイトの算出式およびHに対するユニキャストウエイト算出式>
、Hに対するブロードキャストウエイトの算出式は、式(14)〜式(23)に示したH、Hに対するブロードキャストウエイトの算出式におけるH、HをH、Hに変更した式である。
また、Hに対するユニキャストウエイトの算出式は、式(24)、式(25)に示したHに対するブロードキャストウエイトの算出式と同じである。
<Broadcast Weight Calculation Formula for H 1 and H 3 and Unicast Weight Calculation Formula for H 2 >
Calculation formula broadcast wait for H 1, H 3 is changed H 1, H 2 in the equation for calculating the broadcast wait for H 1, H 2 shown formula (14) to Formula (23) to H 1, H 3 It is a formula.
Further, the calculation formula of unicast weight for H 2 is the same as the calculation formula of broadcast weight for H 3 shown in Expression (24) and Expression (25).

<H、Hに対するブロードキャストウエイトの算出式およびHに対するユニキャストウエイト算出式>
、Hに対するブロードキャストウエイトの算出式は、式(14)〜式(23)に示したH、Hに対するブロードキャストウエイトの算出式におけるH、HをH、Hに変更した式である。
また、Hに対するユニキャストウエイトの算出式は、式(24)、式(25)に示したHに対するブロードキャストウエイトの算出式と同じである。
<Broadcast Weight Calculation Formula for H 2 and H 3 and Unicast Weight Calculation Formula for H 1 >
Calculation formula broadcast wait for H 2, H 3 is changed H 1, H 2 in the equation for calculating the broadcast wait for H 1, H 2 shown formula (14) to Formula (23) in H 2, H 3 It is a formula.
In addition, the calculation formula of the unicast weight for H 1 is the same as the calculation formula of the broadcast weight for H 3 shown in Expression (24) and Expression (25).

<H、H、Hに対するユニキャストウエイトの算出式>
、H、Hに対するユニキャストウエイトWu3を、式(26)に示す。
<Unicast weight calculation formula for H 1 , H 2 , H 3 >
The unicast weight W u3 for H 1 , H 2 , and H 3 is shown in Equation (26).

Figure 2014017738
Figure 2014017738

送信ウエイト算出部131は、上記の式(26)により、伝搬チャネル取得部113から入力された伝搬チャネルH、H、Hを用い、H、H、Hに対するユニキャストウエイトWu3を算出する。
なお、ここでは、ユニキャストウエイトの算出方法として、マルチユーザMIMO技術で一般的なゼロフォーシングウエイトから算出したが、他の方法で算出しても構わない。
The transmission weight calculation unit 131 uses the propagation channels H 1 , H 2 , and H 3 input from the propagation channel acquisition unit 113 according to the above equation (26), and uses the unicast weights W for H 1 , H 2 , and H 3. u3 is calculated.
In this example, the unicast weight is calculated from the zero forcing weight that is general in the multi-user MIMO technique, but may be calculated by other methods.

図8は、送信信号生成部132による送信信号の比較の例を示す。同図では、送信信号がBPSKである場合の例を示している。同図に示すように、送信信号生成部132は、端末局101−1宛の送信信号G21のデータと、端末局101−2宛ての送信信号G22のデータと、端末局101−3宛の送信信号G23のデータとを、OFDMシンボル毎に比較する。送信信号生成部132は、各送信信号のデータが全一致する場合、一部が一致する場合、あるいは、全てが一致しない場合で用いる送信ウエイトを変更する。   FIG. 8 shows an example of transmission signal comparison by the transmission signal generator 132. In the figure, an example in which the transmission signal is BPSK is shown. As shown in the figure, the transmission signal generation unit 132 transmits data of a transmission signal G21 addressed to the terminal station 101-1, data of a transmission signal G22 addressed to the terminal station 101-2, and transmission addressed to the terminal station 101-3. The data of the signal G23 is compared for each OFDM symbol. The transmission signal generation unit 132 changes the transmission weight used when the data of the respective transmission signals match completely, when they partially match, or when they do not all match.

つまり、シンボル番号1のように、端末局101−1宛て、端末局101−2宛て、及び端末局101−3宛ての送信信号G1〜G3のOFDMシンボルが同じ場合、送信信号生成部132は、情報保存部116から入力されるH、H、Hに対するブロードキャストウエイトWb2を用いて各送信信号G1〜G3に送信ウエイト演算を行う。 That is, when the OFDM symbols of the transmission signals G1 to G3 addressed to the terminal station 101-1, addressed to the terminal station 101-2, and addressed to the terminal station 101-3 are the same as symbol number 1, the transmission signal generation unit 132 A transmission weight calculation is performed on each of the transmission signals G1 to G3 using the broadcast weight W b2 for H 1 , H 2 , and H 3 input from the information storage unit 116.

シンボル番号2のように、端末局101−1宛ての送信信号G21、及び端末局101−2宛ての送信信号G22のOFDMシンボルが同じ場合、送信信号生成部132は、情報保存部116から入力されるH、Hに対するブロードキャストウエイトWb3を用いて送信信号G21及びG22に送信ウエイト演算を行い、Hに対するユニキャストウエイトWu2を用いて送信信号G23に送信ウエイト演算を行う。 When the OFDM symbol of the transmission signal G21 addressed to the terminal station 101-1 and the transmission signal G22 addressed to the terminal station 101-2 are the same as in the symbol number 2, the transmission signal generation unit 132 is input from the information storage unit 116. that H 1, performs a transmission weight calculation on a transmission signal G21 and G22 with the broadcast weight W b3 for H 2, performs transmission weight calculation on a transmission signal G23 using unicast weight W u2 for H 3.

シンボル番号3のように、端末局101−1宛ての送信信号G21、及び端末局101−3宛ての送信信号G23のOFDMシンボルが同じ場合、送信信号生成部132は、情報保存部116から入力されるH、Hに対するブロードキャストウエイトを用いて送信信号G21及びG23に送信ウエイト演算を行い、送信信号G22には、Hに対するユニキャストウエイトを用いて送信ウエイト演算を行う。 When the OFDM symbol of the transmission signal G21 addressed to the terminal station 101-1 and the transmission signal G23 addressed to the terminal station 101-3 are the same as symbol number 3, the transmission signal generation unit 132 is input from the information storage unit 116. A transmission weight calculation is performed on the transmission signals G21 and G23 using broadcast weights for H 1 and H 3 and a transmission weight calculation is performed on the transmission signal G22 using a unicast weight for H 2 .

シンボル番号nのように、端末局101−2宛ての送信信号G22、及び端末局101−3宛ての送信信号G23のOFDMシンボルが同じ場合、送信信号生成部132は、情報保存部116から入力されるH、Hに対するブロードキャストウエイトを用いて送信信号G22及びG23に送信ウエイト演算を行い、送信信号G21には、Hに対するユニキャストウエイトWu3を用いて送信ウエイト演算を行う。 When the OFDM symbol of the transmission signal G22 addressed to the terminal station 101-2 and the transmission signal G23 addressed to the terminal station 101-3 are the same as in the symbol number n, the transmission signal generation unit 132 is input from the information storage unit 116. A transmission weight calculation is performed on the transmission signals G22 and G23 using broadcast weights for H 2 and H 3 and a transmission weight calculation is performed on the transmission signal G21 using a unicast weight W u3 for H 1 .

なお、ここでは送信信号の例として、BPSKを示したが、QPSK、16QAM、64QAM、256QAMでも構わない。
これらの変調方式を用いたときには、端末局101−1宛て、端末局101−2宛て、及び端末局101−3宛ての送信信号のOFDMシンボルが全て異なることがある。その場合は、送信信号生成部132は、情報保存部116から入力されるH、H、Hに対するユニキャストウエイトを用いて、各送信信号G1〜G3に送信ウエイト演算を行う。
以上が、端末局101aの構成の説明である。
Here, BPSK is shown as an example of the transmission signal, but QPSK, 16QAM, 64QAM, and 256QAM may be used.
When these modulation schemes are used, the OFDM symbols of transmission signals addressed to the terminal station 101-1, addressed to the terminal station 101-2, and addressed to the terminal station 101-3 may all be different. In that case, the transmission signal generation unit 132 performs transmission weight calculation on the transmission signals G1 to G3 using the unicast weights for H 1 , H 2 , and H 3 input from the information storage unit 116.
The above is the description of the configuration of the terminal station 101a.

[2.2 端末局構成]
端末局101の構成は、第1実施形態の端末局101と同様である。
[2.2 Terminal station configuration]
The configuration of the terminal station 101 is the same as that of the terminal station 101 of the first embodiment.

[2.3 基地局100aと端末局101の通信手順例]
次に第2の実施形態における無線通信方法を適用した基地局100aと端末局101の通信手順について、タイムチャートを用いて説明する。
[2.3 Example of Communication Procedure between Base Station 100a and Terminal Station 101]
Next, a communication procedure between the base station 100a and the terminal station 101 to which the wireless communication method according to the second embodiment is applied will be described using a time chart.

図9は、第2の実施形態におけるパケット信号の送信の動作を示すタイムチャートである。なお、この説明にあたり、アクセス制御方式についてはCSMA/CAが採用されていることを前提とする。   FIG. 9 is a time chart illustrating an operation of transmitting a packet signal in the second embodiment. In this description, it is assumed that CSMA / CA is adopted as the access control method.

同図において、基地局100aでは、端末局101−1、101−2、および101−3宛の送信データが生起している。基地局100aの無線部122が、時刻t0において実行したキャリアセンスCSにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることを検出した場合、送信信号生成部115は、端末局101−1、101−2、および101−3の宛先アドレスと、チャネル推定用のトレーニング信号を含む呼出信号を生成する。無線部122は、送信信号生成部115が生成した呼出信号を、時刻t0よりある時間を経過した時刻t1から時刻t2までの期間において、複数のアンテナ111により送信する。   In the figure, in the base station 100a, transmission data addressed to the terminal stations 101-1, 101-2, and 101-3 has occurred. When the radio unit 122 of the base station 100a detects that the communication frequency band is in an idle state by the carrier sense CS executed at time t0, the transmission signal generation unit 115 includes the terminal station 101-1, A paging signal including destination addresses 101-2 and 101-3 and a training signal for channel estimation is generated. The radio unit 122 transmits the call signal generated by the transmission signal generation unit 115 by the plurality of antennas 111 during a period from time t1 to time t2 when a certain time has elapsed from time t0.

次に、呼出信号により宛先として指定された端末局101−1、101−2、および101−3は、同じ時刻t1から時刻t2の期間内において、アンテナ121により呼出信号を受信し、無線部122は、受信した呼出信号から伝搬チャネルを取得し、伝搬チャネル取得部123に出力する。これにより、端末局101−1の伝搬チャネル取得部123は伝搬チャネルHを取得して情報保存部125に記憶させ、端末局101−2の伝搬チャネル取得部123は伝搬チャネルHを取得して情報保存部125に記憶させ、端末局101−3の伝搬チャネル取得部123は伝搬チャネルHを取得して情報保存部125に記憶させる。 Next, the terminal stations 101-1, 101-2, and 101-3 specified as destinations by the call signal receive the call signal by the antenna 121 during the same period from time t 1 to time t 2, and the wireless unit 122 Acquires a propagation channel from the received paging signal and outputs it to the propagation channel acquisition unit 123. Thus, the propagation channel acquisition unit 123 of the terminal station 101-1 are stored to obtain a propagation channel H 1 to the information storage unit 125, the propagation channel acquisition unit 123 of the terminal station 101-2 obtains the propagation channel H 2 Te is stored in the information storage unit 125, the propagation channel acquisition unit 123 of the terminal station 101-3 stores obtains propagation channel H 3 in the information storage unit 125.

次に、時刻t2よりある時間を経過した時刻t3から時刻t4の期間において、端末局101−2の通知部124は、情報保存部125から読み出した伝搬チャネルHを設定した伝搬チャネル情報を含む通知信号を生成し、無線部122及びアンテナ121を介して送信する。この通知信号の宛先は、基地局100aである。 Next, in the period from time t3 to time t4 after the elapse of a certain time from the time t2, the notification unit 124 of the terminal station 101-2 includes propagation channel information set the propagation channel H 1 read out from the information storage unit 125 A notification signal is generated and transmitted via the wireless unit 122 and the antenna 121. The destination of this notification signal is the base station 100a.

同様に、時刻t4よりある時間を経過した時刻t5から時刻t6の期間において、端末局101−2の通知部124は、情報保存部125から読み出した伝搬チャネルHを設定した伝搬チャネル情報を含む通知信号を生成し、無線部122及びアンテナ121を介して送信する。この通知信号の宛先は、基地局100aである。 Similarly, in the period of time t6 the time t5 after the elapse of a certain time from the time t4, the notification unit 124 of the terminal station 101-2 includes propagation channel information set the propagation channel H 2 read from the information storage unit 125 A notification signal is generated and transmitted via the wireless unit 122 and the antenna 121. The destination of this notification signal is the base station 100a.

同様に、時刻t6よりある時間を経過した時刻t7から時刻t8の期間において、端末局101−3の通知部124は、情報保存部125から読み出した伝搬チャネルHを設定した伝搬チャネル情報を含む通知信号を生成し、無線部122及びアンテナ121を介して送信する。この通知信号の宛先は、基地局100aである。 Similarly, in the period of time t8 from time t7 after the elapse of a certain time from the time t6, the notification unit 124 of the terminal station 101-3 includes a propagation channel information set the propagation channel H 3 read from the information storage unit 125 A notification signal is generated and transmitted via the wireless unit 122 and the antenna 121. The destination of this notification signal is the base station 100a.

なお、ここでは、3台の端末局101が連続して通知信号を送信する例を示しているが、基地局100aが通知信号を要求する信号を送信してから、端末局101が通知信号を送信しても構わない。   In this example, three terminal stations 101 continuously transmit notification signals. However, after the base station 100a transmits a signal requesting the notification signal, the terminal station 101 transmits the notification signal. You can send it.

次に、基地局100aの複数のアンテナ111は、端末局101−1、101−2、および101−3それぞれが送信した通知信号を受信する。伝搬チャネル取得部113は、無線部112から出力された各通知信号に設定されている伝搬チャネル情報から伝搬チャネルH、伝搬チャネルH、伝搬チャネルHを取得する。送信ウエイト算出部131は、取得した伝搬チャネルH、H、Hから、送信データが一致するチャネル(宛先の端末局101)の組合せに対応するブロードキャストおよびユニキャストウエイトを算出する。送信ウエイト算出部131は、チャネルの組合せに対応して算出したブロードキャストウエイト及びユニキャストウエイトを情報保存部116に格納する。 Next, the plurality of antennas 111 of the base station 100a receive notification signals transmitted from the terminal stations 101-1, 101-2, and 101-3, respectively. The propagation channel acquisition unit 113 acquires the propagation channel H 1 , the propagation channel H 2 , and the propagation channel H 3 from the propagation channel information set in each notification signal output from the radio unit 112. The transmission weight calculation unit 131 calculates the broadcast and unicast weight corresponding to the combination of channels (destination terminal station 101) having the same transmission data from the acquired propagation channels H 1 , H 2 , and H 3 . The transmission weight calculation unit 131 stores the broadcast weight and the unicast weight calculated corresponding to the channel combination in the information storage unit 116.

基地局100aの送信信号生成部132は、端末局101−1、101−2、および端末局101−3であるData1、Data2、及びData3のOFDMシンボルが一致するか否かのパターンに従い、ブロードキャストウエイトおよびユニキャストウエイトを切り替えて、Data1、Data2、及びData3のウエイト演算を行い、送信信号を生成する。なお、送信信号には、OFDMシンボル毎の一致、不一致の情報も含まれる。一致、不一致の情報とは、一致もしくは不一致のシンボルを示す場所情報および端末局の組み合せの情報でも構わないし、場所情報および端末局の組み合わせ情報を特定可能なコードブック情報でも構わない。   The transmission signal generation unit 132 of the base station 100a performs broadcast weight according to the pattern of whether the OFDM symbols of the Data1, Data2, and Data3 of the terminal stations 101-1 and 101-2 and the terminal station 101-3 match. Then, the unicast weight is switched, and the weight calculation of Data1, Data2, and Data3 is performed, and a transmission signal is generated. Note that the transmission signal also includes information on matching and mismatching for each OFDM symbol. The coincidence / non-coincidence information may be location information indicating a coincidence or non-coincidence symbol and information of a combination of terminal stations, or may be codebook information that can specify location information and combination information of terminal stations.

基地局100aの無線部112は、時刻t8よりある時間が経過した時刻t9から時刻t10において、送信信号生成部132が生成した送信信号を複数のアンテナ111を介して同時に送信する。   The radio unit 112 of the base station 100a simultaneously transmits the transmission signals generated by the transmission signal generation unit 132 via the plurality of antennas 111 from time t9 to time t10 when a certain time has elapsed from time t8.

次に、端末局101−1の無線部122が、アンテナ121により受信した基地局100からの送信信号の無線パケット信号を誤りなく復号した場合、通知部124は、確認信号Ackを生成する。通知部124は、無線パケット信号受信後の時刻t10よりある時間を経過した時刻t11から時刻t12において、生成した確認信号Ackを無線部122及びアンテナ121を介して基地局100aに送信する。   Next, when the radio unit 122 of the terminal station 101-1 decodes the radio packet signal of the transmission signal from the base station 100 received by the antenna 121 without error, the notification unit 124 generates the confirmation signal Ack. The notification unit 124 transmits the generated confirmation signal Ack to the base station 100a via the wireless unit 122 and the antenna 121 from time t11 to time t12 when a certain time has elapsed from time t10 after reception of the wireless packet signal.

同様に、端末局101−2の無線部122が、アンテナ121により受信した基地局100からの送信信号の無線パケット信号を誤りなく復号した場合、通知部124は、確認信号Ackを生成する。通知部124は、無線パケット信号受信後の時刻t12よりある時間を経過した時刻t13から時刻t14において、生成した確認信号Ackを無線部122及びアンテナ121を介して基地局100aに送信する。   Similarly, when the radio unit 122 of the terminal station 101-2 decodes the radio packet signal of the transmission signal from the base station 100 received by the antenna 121 without error, the notification unit 124 generates the confirmation signal Ack. The notification unit 124 transmits the generated confirmation signal Ack to the base station 100a via the wireless unit 122 and the antenna 121 from time t13 to time t14 when a certain time has elapsed from time t12 after reception of the wireless packet signal.

同様に、端末局101−3の無線部122が、アンテナ121により受信した基地局100からの送信信号の無線パケット信号を誤りなく復号した場合、通知部124は、確認信号Ackを生成する。通知部124は、無線パケット信号受信後の時刻t14よりある時間を経過した時刻t15から時刻t16において、生成した確認信号Ackを無線部122及びアンテナ121を介して基地局100aに送信する。   Similarly, when the radio unit 122 of the terminal station 101-3 decodes the radio packet signal of the transmission signal from the base station 100 received by the antenna 121 without error, the notification unit 124 generates the confirmation signal Ack. The notification unit 124 transmits the generated confirmation signal Ack to the base station 100a via the wireless unit 122 and the antenna 121 from time t15 to time t16 when a certain time has elapsed from time t14 after reception of the wireless packet signal.

なお、端末局101−1、101−2、および101−3のチャネル等化部127は、送信信号の復号時、無線部122から出力された無線パケット信号に含まれているOFDMシンボル毎の一致、不一致の情報に基づいて、シンボル単位でチャネル等化を行う。
以上が第2の実施形態である。
The channel equalizers 127 of the terminal stations 101-1, 101-2, and 101-3 match each OFDM symbol included in the wireless packet signal output from the wireless unit 122 when the transmission signal is decoded. Based on the mismatch information, channel equalization is performed in symbol units.
The above is the second embodiment.

[3. 第3の実施形態]
第3の実施形態では、基地局が、4台以上の端末局に対して同時に送信する信号のOFDMシンボルが一致するか否かの組み合わせパターンに応じて、第2の実施形態に示す方法を拡張してチャネルの組合せに応じた送信ウエイトをそれぞれ算出し、各端末局宛の送信信号が一致する組み合わせによって使用する該送信ウエイトをシンボル毎に切り替える。これにより、信号誤りを低くすることが可能となる。
[3. Third Embodiment]
In the third embodiment, the method shown in the second embodiment is extended according to the combination pattern of whether or not the OFDM symbols of the signals transmitted from the base station to four or more terminal stations simultaneously match. Then, transmission weights corresponding to the combination of channels are calculated, and the transmission weight to be used is switched for each symbol depending on the combination in which the transmission signals addressed to the terminal stations match. This makes it possible to reduce signal errors.

[4. 第4の実施形態]
第4の実施形態では、BPSKもしくはQPSKの変調方式を用いて送信を行う基地局が、2台の端末局に対して同時に送信する信号のOFDMシンボルが同一の場合と異なる場合において、ブロードキャストウエイトとユニキャストウエイトを切り替える。本実施形態のユニキャストウエイトは、ブロードキャスト伝送時における端末局での位相回転量と同一の位相回転量を与える。これにより、信号誤りを低くすることが可能となることに加え、端末局において予め必要であったOFDMシンボル毎の一致、不一致の情報が不要となるために端末局において必要な情報量の削減が可能となる。
[4. Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment, when the base station that performs transmission using the BPSK or QPSK modulation scheme has different OFDM symbols for signals transmitted simultaneously to two terminal stations, the broadcast weight and Switch unicast weight. The unicast weight of this embodiment gives the same phase rotation amount as the phase rotation amount at the terminal station at the time of broadcast transmission. As a result, signal errors can be reduced, and information required for matching or mismatching for each OFDM symbol, which was previously required in the terminal station, is no longer necessary. It becomes possible.

本実施形態による無線通信方法を適用した無線通信システムは、図1に示す第1の実施形態の基地局100、端末局101をそれぞれ、後述する図10に示す基地局100b、同じく後述する図11に示す端末局101bに置き換えた構成である。ここでは、基地局100bと無線パケット通信をする2台の端末局101bをそれぞれ端末局101b−1、端末局101b−2と記載する。   In the wireless communication system to which the wireless communication method according to the present embodiment is applied, the base station 100 and the terminal station 101 of the first embodiment shown in FIG. 1 are each a base station 100b shown in FIG. The terminal station 101b shown in FIG. Here, the two terminal stations 101b that perform wireless packet communication with the base station 100b are described as a terminal station 101b-1 and a terminal station 101b-2, respectively.

[4.1 基地局構成]
図10は、第4の実施形態における基地局100bの内部構成を示す概略ブロック図であり、同図において、図2に示す第1の実施形態における基地局100と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
同図に示すように、基地局100bは、複数のアンテナ111と、無線部112と、伝搬チャネル取得部113と、送信ウエイト算出部141と、送信信号生成部142と、情報保存部116と、ネットワークインターフェース部117とを備えて構成される。このように、同図に示す基地局100bが、図2に示す基地局100と異なる点は、送信ウエイト算出部114、送信信号生成部115に代えて、送信ウエイト算出部141、送信信号生成部142を備える点である。
[4.1 Base station configuration]
FIG. 10 is a schematic block diagram showing the internal configuration of the base station 100b in the fourth embodiment, in which the same parts as those in the base station 100 in the first embodiment shown in FIG. The description is omitted.
As shown in the figure, the base station 100b includes a plurality of antennas 111, a radio unit 112, a propagation channel acquisition unit 113, a transmission weight calculation unit 141, a transmission signal generation unit 142, an information storage unit 116, And a network interface unit 117. As described above, the base station 100b shown in FIG. 2 differs from the base station 100 shown in FIG. 2 in that, instead of the transmission weight calculation unit 114 and the transmission signal generation unit 115, a transmission weight calculation unit 141 and a transmission signal generation unit. 142.

送信ウエイト算出部141は、伝搬チャネル取得部113から入力された伝搬チャネルHもしくはHを用いて、後述する算出式によりブロードキャストウエイトおよびユニキャストウエイトの送信ウエイトの算出を行い、情報保存部116に出力する。この例では、複数のアンテナ111のアンテナ数は2本とするが、3本以上のアンテナ数であっても、同様に算出することができる。 The transmission weight calculation unit 141 uses the propagation channel H 1 or H 2 input from the propagation channel acquisition unit 113 to calculate the broadcast weight and the unicast weight transmission weight using a calculation formula described later, and the information storage unit 116. Output to. In this example, the number of antennas 111 of the plurality of antennas 111 is 2. However, even when the number of antennas is 3 or more, the calculation can be performed in the same manner.

送信信号生成部142は、ネットワークインターフェース部117から入力される信号に対して、畳み込み符号化、インターリーブ処理、サブキャリア変調、送信ウエイト演算、IFFT処理などの送信信号生成処理を行う。ただし、送信信号生成部142は、送信ウエイト演算では、それぞれの端末局101b宛ての送信信号をOFDMシンボル単位で比較し、OFDMシンボルが同じ場合、情報保存部116から入力されるブロードキャストウエイトを用いて送信ウエイト演算を行う。一方、OFDMシンボルが異なる場合、送信信号生成部142は、情報保存部116から入力されるユニキャストウエイトを用いて送信ウエイト演算を行う。送信信号生成部142は、送信信号生成処理を行った結果生成された送信信号を無線部112に出力する。   The transmission signal generation unit 142 performs transmission signal generation processing such as convolutional coding, interleaving processing, subcarrier modulation, transmission weight calculation, and IFFT processing on the signal input from the network interface unit 117. However, in the transmission weight calculation, the transmission signal generation unit 142 compares the transmission signals addressed to the respective terminal stations 101b in units of OFDM symbols, and when the OFDM symbols are the same, the transmission weight is input using the broadcast weight input from the information storage unit 116. Performs transmission weight calculation. On the other hand, when the OFDM symbols are different, the transmission signal generation unit 142 performs transmission weight calculation using the unicast weight input from the information storage unit 116. The transmission signal generation unit 142 outputs a transmission signal generated as a result of the transmission signal generation processing to the radio unit 112.

続いて、送信ウエイト算出部141がブロードキャストウエイト、及びユニキャストウエイトを生成するために用いる算出式について説明する。   Subsequently, a calculation formula used by the transmission weight calculation unit 141 to generate a broadcast weight and a unicast weight will be described.

<ブロードキャストウエイトの算出式>
まず、ブロードキャストウエイトの算出式を説明する。基地局100bと端末局101b−1の間の伝搬チャネルHと、基地局100bと端末局101b−2の間の伝搬チャネルHを、式(27)に示すように結合させた伝搬チャネルをHb4とする。Hb4は、特異値分解により式(28)のように分解される。
<Broadcast weight calculation formula>
First, the broadcast weight calculation formula will be described. A propagation channel obtained by combining a propagation channel H 1 between the base station 100 b and the terminal station 101 b- 1 and a propagation channel H 2 between the base station 100 b and the terminal station 101 b-2 as shown in Expression (27) Let Hb4 . H b4 is decomposed as shown in Expression (28) by singular value decomposition.

Figure 2014017738
Figure 2014017738

ここで、ブロードキャストウエイトWb4は、式(32)である。 Here, the broadcast weight W b4 is expressed by Expression (32).

Figure 2014017738
Figure 2014017738

送信ウエイト算出部141は、上記の式(27)〜式(32)により、伝搬チャネル取得部113から入力された伝搬チャネルH、Hを用い、ブロードキャストウエイトWb4を算出する。 The transmission weight calculation unit 141 calculates the broadcast weight W b4 using the propagation channels H 1 and H 2 input from the propagation channel acquisition unit 113 according to the above equations (27) to (32).

<ユニキャストウエイトの算出式>
次に、ユニキャストウエイトの算出式を説明する。ユニキャストウエイトは、マルチユーザMIMOで一般的に用いられるゼロフォーシングウエイトから計算されるウエイトである。ただし、ブロードキャスト伝送時における端末局での位相回転量と同一の位相回転量となるように、ユニキャストウエイトを算出する点が異なる。
<Unicast weight calculation formula>
Next, a formula for calculating the unicast weight will be described. The unicast weight is a weight calculated from a zero forcing weight generally used in multiuser MIMO. However, the difference is that the unicast weight is calculated so that the phase rotation amount is the same as the phase rotation amount at the terminal station during broadcast transmission.

ブロードキャストウエイトWb4を用いた時の端末局101b−1、101b−2それぞれのける位相回転量θ、θは、式(33)、(34)で算出される。 The phase rotation amounts θ 1 and θ 2 that the terminal stations 101 b-1 and 101 b-2 respectively use when the broadcast weight W b4 is used are calculated by equations (33) and (34).

Figure 2014017738
Figure 2014017738

ここで、ang(A)は、Aの位相回転量を算出する関数を示している。ユニキャストウエイトWu4は、式(36)に示すように、式(27)で示される結合伝搬チャネルHb4の逆行列演算を行った結果Hb4 −1(式(35))に位相回転量の補正を行うことで算出される。 Here, ang (A) represents a function for calculating the phase rotation amount of A. As shown in Expression (36), the unicast weight W u4 is obtained by performing an inverse matrix operation on the coupled propagation channel H b4 expressed by Expression (27), and the amount of phase rotation is expressed as H b4 −1 (Expression (35)). It is calculated by performing the correction.

Figure 2014017738
Figure 2014017738

送信ウエイト算出部141は、上記の式(33)〜式(36)により、伝搬チャネル取得部113から入力された伝搬チャネルH、Hを用い、ユニキャストウエイトWu4を算出する。
以上が、基地局100bの構成の説明である。
The transmission weight calculation unit 141 calculates the unicast weight W u4 using the propagation channels H 1 and H 2 input from the propagation channel acquisition unit 113 according to the above equations (33) to (36).
The above is the description of the configuration of the base station 100b.

[4.2 端末局構成]
続いて、端末局101bの構成について説明する。
図8は、第4の実施形態における端末局101bの内部構成を示す概略ブロック図である。同図において、図4に示す第1の実施形態における端末局101と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
[4.2 Terminal station configuration]
Next, the configuration of the terminal station 101b will be described.
FIG. 8 is a schematic block diagram showing the internal configuration of the terminal station 101b in the fourth embodiment. In this figure, the same parts as those of the terminal station 101 in the first embodiment shown in FIG.

同図に示すように、端末局101bは、アンテナ121と、無線部122と、伝搬チャネル取得部123と、通知部124と、情報保存部125と、受信信号取得部126と、チャネル等化部151とを備えて構成される。このように、同図に示す端末局101bが、図4に示す端末局101と異なる点は、チャネル等化部127に代えて、チャネル等化部151を備える点である。   As shown in the figure, the terminal station 101b includes an antenna 121, a radio unit 122, a propagation channel acquisition unit 123, a notification unit 124, an information storage unit 125, a received signal acquisition unit 126, and a channel equalization unit. 151. As described above, the terminal station 101 b shown in the figure is different from the terminal station 101 shown in FIG. 4 in that a channel equalizing unit 151 is provided instead of the channel equalizing unit 127.

チャネル等化部151は、無線部122から入力される信号に対して、OFDMシンボル毎の一致、不一致にかかわらず、伝搬チャネル取得部123で取得したチャネルを用いてOFDMシンボル毎にチャネル等化を行い、無線部122に出力する。   The channel equalization unit 151 performs channel equalization for each OFDM symbol on the signal input from the radio unit 122 using the channel acquired by the propagation channel acquisition unit 123 regardless of whether the OFDM symbol matches or does not match. And output to the wireless unit 122.

以上が、端末局101bの構成の説明である。   The above is the description of the configuration of the terminal station 101b.

[4.3 基地局100bと端末局101bの通信手順例]
第4の実施形態における無線通信方法を適用した通信手順のタイムチャートは、図5に示す第1の実施形態のタイムチャートと同様である。つまり、図5における基地局100、端末局101−1、端末局101−2は、本実施形態の基地局100b、端末局101b−1、端末局101b−2に置き換えればよい。
[4.3 Example of communication procedure between base station 100b and terminal station 101b]
The time chart of the communication procedure to which the wireless communication method in the fourth embodiment is applied is the same as the time chart of the first embodiment shown in FIG. That is, the base station 100, the terminal station 101-1, and the terminal station 101-2 in FIG. 5 may be replaced with the base station 100b, the terminal station 101b-1, and the terminal station 101b-2 of this embodiment.

但し、送信ウエイト算出部114に代えて送信ウエイト算出部141がブロードキャストウエイトWb4、ユニキャストウエイトWu4を算出し、送信信号生成部115に代えて送信信号生成部142が、OFDMシンボルが一致するか否かの状態に基づいて、ブロードキャストウエイトWb4とユニキャストウエイトWu4を切り替えてData1とData2のウエイト演算を行い、送信信号を生成する。
また、端末局101−1、および101−2のチャネル等化部151は、OFDMシンボル毎の一致、不一致にかかわらず、OFDMシンボル毎にチャネル等化を行う。
However, instead of the transmission weight calculation unit 114, the transmission weight calculation unit 141 calculates the broadcast weight W b4 and the unicast weight W u4 , and the transmission signal generation unit 142 instead of the transmission signal generation unit 115 matches the OFDM symbols. Based on whether or not the broadcast weight W b4 and the unicast weight W u4 are switched, the weight calculation of Data1 and Data2 is performed to generate a transmission signal.
Further, the channel equalization units 151 of the terminal stations 101-1 and 101-2 perform channel equalization for each OFDM symbol regardless of the match or mismatch for each OFDM symbol.

[5. 第5実施形態]
第5の実施形態では、16QAM、64QAMなどQAMの変調方式を用いて送信を行う基地局が、2台の端末局に対して同時に送信する信号のOFDMシンボルが同一であるか否かと、OFDMシンボルの送信電力とに応じて、ブロードキャストウエイトとユニキャストウエイトをシンボル毎に切り替える。本実施形態のユニキャストウエイトは、ブロードキャスト伝送時における端末局での位相回転量と同一の位相回転量を与える。これにより、信号誤りを低くすることが可能となることに加え、第4の実施形態と同様に、端末局において予め必要であったOFDMシンボル毎の一致、不一致の情報が不要となるために端末局における必要な情報量の削減が可能となる。
[5. Fifth Embodiment]
In the fifth embodiment, whether a base station that performs transmission using a QAM modulation scheme such as 16QAM or 64QAM has the same OFDM symbol for signals transmitted simultaneously to two terminal stations, and the OFDM symbol The broadcast weight and the unicast weight are switched for each symbol in accordance with the transmission power. The unicast weight of this embodiment gives the same phase rotation amount as the phase rotation amount at the terminal station at the time of broadcast transmission. As a result, in addition to being able to reduce the signal error, since the terminal station does not need information on matching or mismatching for each OFDM symbol, which is necessary in advance in the terminal station, as in the fourth embodiment. The amount of information required at the station can be reduced.

本実施形態による無線通信方法を適用した無線通信システムは、図1に示す第1の実施形態の基地局100、端末局101をそれぞれ、後述する図12に示す基地局100c、図11に示す第4の実施形態の端末局101bに置き換えた構成である。   The radio communication system to which the radio communication method according to the present embodiment is applied includes a base station 100 and a terminal station 101 according to the first embodiment shown in FIG. 4 is replaced with the terminal station 101b of the fourth embodiment.

[5.1 基地局構成]
図12は、第5の実施形態における基地局100cの内部構成を示す概略ブロック図であり、図2に示す第1の実施形態における基地局100、図10に示す第4の実施形態における基地局100bと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
同図に示すように、基地局100cは、複数のアンテナ111と、無線部112と、伝搬チャネル取得部113と、送信ウエイト算出部141と、送信信号生成部161と、情報保存部116と、ネットワークインターフェース部117とを備えている。このように、同図に示す基地局100cが、図2に示す基地局100と異なる点は、送信ウエイト算出部114に代えて第4の実施形態における送信ウエイト算出部141を備える点、送信信号生成部115に代えて送信信号生成部161を備える点である。
[5.1 Base station configuration]
FIG. 12 is a schematic block diagram showing the internal configuration of the base station 100c in the fifth embodiment. The base station 100 in the first embodiment shown in FIG. 2 and the base station in the fourth embodiment shown in FIG. The same parts as those in 100b are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
As shown in the figure, the base station 100c includes a plurality of antennas 111, a radio unit 112, a propagation channel acquisition unit 113, a transmission weight calculation unit 141, a transmission signal generation unit 161, an information storage unit 116, A network interface unit 117. As described above, the base station 100c shown in the figure differs from the base station 100 shown in FIG. 2 in that the transmission weight calculation unit 141 in the fourth embodiment is provided instead of the transmission weight calculation unit 114, and the transmission signal The transmission signal generating unit 161 is provided instead of the generating unit 115.

送信信号生成部161は、ネットワークインターフェース部117から入力される信号に対して、畳み込み符号化、インターリーブ処理、サブキャリア変調、送信ウエイト演算、IFFT処理などを行う。ただし、送信信号生成部161は、サブキャリア変調では、16QAMや64QAなどのQAM変調を行う。また、送信信号生成部161は、送信ウエイト演算では、それぞれの端末局宛の信号をOFDMシンボル単位で比較し、OFDMシンボルの送信電力に応じて、ブロードキャストウエイトもしくはユニキャストウエイトを切り替えて送信ウエイト演算を行う。送信信号生成部132は、送信信号生成処理を行った結果生成された送信信号を無線部112に出力する。   The transmission signal generation unit 161 performs convolutional coding, interleaving processing, subcarrier modulation, transmission weight calculation, IFFT processing, and the like on the signal input from the network interface unit 117. However, the transmission signal generation unit 161 performs QAM modulation such as 16QAM and 64QA in the subcarrier modulation. Further, in the transmission weight calculation, the transmission signal generation unit 161 compares the signals addressed to the respective terminal stations in units of OFDM symbols, and switches the broadcast weight or the unicast weight according to the transmission power of the OFDM symbol, thereby calculating the transmission weight. I do. The transmission signal generation unit 132 outputs a transmission signal generated as a result of the transmission signal generation process to the radio unit 112.

図13は、ブロードキャストウエイトを用いる16QAMの送信信号の例を示す。
例えば、16QAMの場合、送信信号生成部161は、それぞれの端末局101b宛の信号が、図13に示す実線で囲まれた送信電力の高いシンボルであり、かつ、同一である場合には、ブロードキャストウエイトを用いてウエイト演算を行う。一方、送信信号生成部161は、それぞれの端末局101b宛の信号が、異なる信号である場合、もしくは、点線で囲まれた送信電力が低いシンボルであり、かつ、同一である場合は、ユニキャストウエイトを用いてウエイト演算を行う。
ここでは、16QAMの例を示したが、64QAMの場合も同様である。
FIG. 13 shows an example of a 16QAM transmission signal using broadcast weight.
For example, in the case of 16QAM, the transmission signal generator 161 broadcasts signals when the signals addressed to the terminal stations 101b are symbols with high transmission power surrounded by a solid line shown in FIG. The weight calculation is performed using the weight. On the other hand, if the signals addressed to the terminal stations 101b are different signals, or the symbols are low in transmission power surrounded by a dotted line and are the same, the transmission signal generator 161 is unicast. The weight calculation is performed using the weight.
Here, an example of 16QAM is shown, but the same applies to 64QAM.

図14が、16QAMの送信信号にブロードキャストウエイト、ユニキャストウエイトを用いた場合の端末局101b側での受信信号を示す図である。同図に示すように、ブロードキャストを用いたと場合と、ユニキャストと用いた場合とで、端末局101bにおいて受信される振幅が異なるために、図13において点線で囲まれたシンボルには誤りが発生する可能性があるが、図13において実線で囲まれたシンボルには誤りが発生しない。
従って、実線で囲まれた受信電力の高いシンボルについては、一致する場合はブロードキャストウエイトを使用し、一致しない場合はユニキャストウエイトを使用するが、点線で囲まれた受信電力の低いシンボルについては、一致するか否かにかかわらずユニキャストウエイトを使用する。
FIG. 14 is a diagram showing a received signal on the terminal station 101b side when broadcast weights and unicast weights are used for 16QAM transmission signals. As shown in the figure, when the broadcast is used and when the unicast is used, the amplitude received at the terminal station 101b is different, so that an error occurs in the symbol surrounded by the dotted line in FIG. However, no error occurs in the symbols surrounded by the solid line in FIG.
Therefore, for symbols with high received power enclosed by solid lines, broadcast weights are used if they match, and unicast weights are used if they do not match, but for symbols with low received power enclosed by dotted lines, Use unicast weights regardless of whether they match.

図15は、ブロードキャストウエイトを用いる64QAMの信号の比較の例を示す。
送信信号生成部161は、図13に示した16QAMの場合と同様に、実線で囲まれたシンボルと点線で囲まれたシンボルに分けて送信ウエイト演算を行う。つまり、送信信号生成部161は、それぞれの端末局101b宛の信号が、実線で囲まれた送信電力の高いシンボルであり、かつ、同一である場合には、ブロードキャストウエイトを用いてウエイト演算を行う。一方、送信信号生成部161は、それぞれの端末局101b宛の信号が、異なる信号である場合、もしくは、点線で囲まれた送信電力が低いシンボルであり、かつ、同一である場合は、ユニキャストウエイトを用いてウエイト演算を行う。
以上が、基地局100cの構成の説明である。
FIG. 15 shows an example of 64QAM signal comparison using broadcast weights.
As in the case of 16QAM shown in FIG. 13, the transmission signal generation unit 161 performs transmission weight calculation by dividing the symbol into a symbol surrounded by a solid line and a symbol surrounded by a dotted line. That is, the transmission signal generation unit 161 performs a weight calculation using the broadcast weight when the signal addressed to each terminal station 101b is a symbol with high transmission power surrounded by a solid line and is the same. . On the other hand, if the signals addressed to the terminal stations 101b are different signals, or the symbols are low in transmission power surrounded by a dotted line and are the same, the transmission signal generator 161 is unicast. The weight calculation is performed using the weight.
The above is the description of the configuration of the base station 100c.

[5.2 端末局構成]
第5の実施形態の端末局は、図11に示す第4の実施形態の端末局101bと同じ構成である。
[5.2 Terminal station configuration]
The terminal station of the fifth embodiment has the same configuration as the terminal station 101b of the fourth embodiment shown in FIG.

[5.3 基地局100cと端末局101bの通信手順例]
第5の実施形態における無線通信方法を適用した通信手順のタイムチャートは、図5に示す第1の実施形態のタイムチャートと同様である。つまり、図5における基地局100、端末局101−1、端末局101−2は、本実施形態の基地局100c、端末局101b−1、端末局101b−2に置き換えればよい。
[5.3 Example of Communication Procedure between Base Station 100c and Terminal Station 101b]
The time chart of the communication procedure to which the wireless communication method in the fifth embodiment is applied is the same as the time chart of the first embodiment shown in FIG. That is, the base station 100, the terminal station 101-1, and the terminal station 101-2 in FIG. 5 may be replaced with the base station 100c, the terminal station 101b-1, and the terminal station 101b-2 of this embodiment.

但し、送信ウエイト算出部114に代えて送信ウエイト算出部141が第4の実施形態と同様に、ブロードキャストウエイトWb4、ユニキャストウエイトWu4を算出する。そして、送信信号生成部115に代えて送信信号生成部161が、OFDMシンボルの送信電力と、データが一致するか否かの状態とに基づいて、ブロードキャストウエイトWb4とユニキャストウエイトWu4を切り替えてData1とData2のウエイト演算を行い、送信信号を生成する。
また、端末局101−1、および101−2のチャネル等化部151は、第4の実施形態と同様に、OFDMシンボル毎の一致、不一致にかかわらず、OFDMシンボル毎にチャネル等化を行う。
以上が第5の実施形態である。
However, instead of the transmission weight calculation unit 114, the transmission weight calculation unit 141 calculates the broadcast weight W b4 and the unicast weight W u4 as in the fourth embodiment. Then, instead of transmission signal generation section 115, transmission signal generation section 161 switches between broadcast weight W b4 and unicast weight W u4 based on the transmission power of the OFDM symbol and whether or not the data matches. Then, a weight calculation of Data1 and Data2 is performed to generate a transmission signal.
Similarly to the fourth embodiment, the channel equalizers 151 of the terminal stations 101-1 and 101-2 perform channel equalization for each OFDM symbol regardless of whether the OFDM symbols match or do not match.
The above is the fifth embodiment.

[6. 効果]
マルチユーザMIMOを用いた従来の通信システムにおいては、基地局の総送信電力が制限されているために一端末局あたりの送信電力が限られている上に、ユーザ間干渉が大きくなるため、端末局において所望信号の受信電力が不足してしまい、伝送品質が劣化するという問題があった。
上述した実施形態では、基地局において、マルチユーザMIMOで同時に送信する信号をシンボル単位で比較した上で、一致する信号はブロードキャストウエイトを、異なる信号はユニキャストウエイトを用いて、送信ウエイト演算を行う。
これにより、一致する信号においては電力効率が上がり、全体として伝送品質が改善される。
[6. effect]
In the conventional communication system using multi-user MIMO, since the total transmission power of the base station is limited, the transmission power per terminal station is limited and the inter-user interference becomes large. There is a problem in that the reception power of the desired signal is insufficient in the station and the transmission quality deteriorates.
In the above-described embodiment, the base station compares the signals transmitted simultaneously in multiuser MIMO on a symbol basis, and performs a broadcast weight calculation using broadcast weights for matching signals and unicast weights for different signals. .
As a result, the power efficiency of the matching signals is increased, and the transmission quality is improved as a whole.

[7. 補足事項]
なお、上述した実施形態における基地局100、100a、100b、100c、端末局101、101bの各機能部は、専用のハードウェア(例えば、ワイヤードロジック等)により実現されてもよく、各機能部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウエアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
[7. Supplementary items]
In addition, each function part of base station 100, 100a, 100b, 100c and terminal station 101, 101b in embodiment mentioned above may be implement | achieved by dedicated hardware (for example, wired logic etc.), The program may be recorded on a computer-readable recording medium, the program recorded on the recording medium is read into a computer system, and executed to realize the function. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer system” includes a WWW system having a homepage providing environment (or display environment). The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。更に、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。   The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

100、100a、100b、100c 基地局
101、101−1、101−2、101−3、101b 端末局
111 複数のアンテナ
112 無線部
113 伝搬チャネル取得部
114 送信ウエイト算出部
115 送信信号生成部
116 情報保存部
117 ネットワークインターフェース部
121 アンテナ
122 無線部
123 伝搬チャネル取得部
124 通知部
125 情報保存部
126 受信信号取得部
127 チャネル等化部
131 送信ウエイト算出部
132 送信信号生成部
141 送信ウエイト算出部
142 送信信号生成部
151 チャネル等化部
161 送信信号生成部
100, 100a, 100b, 100c Base station 101, 101-1, 101-2, 101-3, 101b Terminal station 111 Multiple antennas 112 Radio unit 113 Propagation channel acquisition unit 114 Transmission weight calculation unit 115 Transmission signal generation unit 116 Information Storage unit 117 Network interface unit 121 Antenna 122 Radio unit 123 Propagation channel acquisition unit 124 Notification unit 125 Information storage unit 126 Received signal acquisition unit 127 Channel equalization unit 131 Transmission weight calculation unit 132 Transmission signal generation unit 141 Transmission weight calculation unit 142 Transmission Signal generation unit 151 Channel equalization unit 161 Transmission signal generation unit

Claims (6)

複数の受信局装置と同時に無線通信する送信局装置であって、
無線信号を送受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナにより受信した前記受信局装置からの無線信号に対する受信処理と、複数の前記受信局装置宛の送信信号から無線信号を生成して前記複数のアンテナから同時に送信させる送信処理とを行う無線部と、
前記無線部において受信処理された前記無線信号から前記受信局装置の伝搬チャネル情報を取得する伝搬チャネル取得部と、
前記伝搬チャネル取得部において取得された前記複数の受信局装置の伝搬チャネル情報を用いて、同一のデータを送信するときに用いる送信ウエイトであるブロードキャストウエイトと、異なるデータを送信するときに用いる送信ウエイトであるユニキャストウエイトとを前記複数の受信局装置宛の送信信号が同一となる組み合わせに応じて算出する送信ウエイト算出部と、
前記複数の受信局装置宛に同時に送信する送信信号をシンボル毎に比較し、データが同一である宛先の前記受信局装置の組み合わせに応じて、データが同一のシンボルには前記ブロードキャストウエイトを用いてウエイト演算を行い、データが異なるシンボルには前記ユニキャストウエイトを用いてウエイト演算を行って前記送信信号を生成し、前記無線部に出力する送信信号生成部と、
を備えることを特徴とする送信局装置。
A transmitting station device that performs wireless communication simultaneously with a plurality of receiving station devices,
A plurality of antennas for transmitting and receiving radio signals;
A reception process for a radio signal from the receiving station apparatus received by the plurality of antennas and a transmission process for generating a radio signal from a plurality of transmission signals addressed to the receiving station apparatus and transmitting the signals simultaneously from the plurality of antennas A radio unit;
A propagation channel acquisition unit for acquiring propagation channel information of the receiving station device from the radio signal received and processed in the radio unit;
Using the propagation channel information of the plurality of receiving station apparatuses acquired by the propagation channel acquisition unit, a broadcast weight that is a transmission weight used when transmitting the same data and a transmission weight used when transmitting different data A transmission weight calculating unit that calculates a unicast weight according to a combination of transmission signals addressed to the plurality of receiving station devices,
The transmission signals transmitted simultaneously to the plurality of receiving station apparatuses are compared for each symbol, and the broadcast weight is used for the symbols having the same data according to the combination of the receiving station apparatuses having the same data. A transmission signal generation unit that performs a weight calculation, generates a transmission signal by performing a weight calculation using the unicast weight for symbols having different data, and outputs the transmission signal to the radio unit;
A transmitting station apparatus comprising:
前記送信信号生成部は、二位相偏移変調もしくは四位相偏移変調を行って前記送信信号を生成し、
前記送信ウエイト算出部は、前記伝搬チャネル取得部において取得された前記複数の受信局装置の伝搬チャネル情報を用い、前記複数の受信局装置宛の送信信号が同一となる組み合わせに応じて、前記ブロードキャストウエイトと、当該ブロードキャストウエイトを用いた伝送を行ったときの前記受信局装置における位相回転量と同一の位相回転量を与えるユニキャストウエイトとを算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の送信局装置。
The transmission signal generation unit performs two-phase shift keying or four-phase shift keying to generate the transmission signal,
The transmission weight calculation unit uses the propagation channel information of the plurality of reception station devices acquired by the propagation channel acquisition unit, and performs the broadcast according to a combination in which transmission signals addressed to the plurality of reception station devices are the same. Calculating a weight and a unicast weight that gives the same phase rotation amount as the phase rotation amount in the receiving station device when transmission using the broadcast weight is performed;
The transmitting station apparatus according to claim 1.
前記送信ウエイト算出部は、前記伝搬チャネル取得部において取得された前記複数の受信局装置の伝搬チャネル情報を用い、前記複数の受信局装置宛の送信信号が同一となる組み合わせに応じて、前記ブロードキャストウエイトと、当該ブロードキャストウエイトを用いた伝送を行ったときの前記受信局装置における位相回転量と同一の位相回転量を与えるユニキャストウエイトとを算出し、
前記送信信号生成部は、所定数以上の状態を表す直角位相振幅変調により前記送信信号を生成し、送信電力が所定よりも大きいシンボルの場合、前記複数の受信局装置宛に同時に送信する送信信号のシンボルが同一である宛先の前記受信局装置の組み合わせに応じて、データが同一のシンボルには前記ブロードキャストウエイトを用いてウエイト演算を行い、データが異なるシンボルには前記ユニキャストウエイトを用いてウエイト演算を行い、送信電力が所定よりも低いシンボルの場合、前記ユニキャストウエイトを用いてウエイト演算を行って前記送信信号を生成し、前記無線部に出力する、
ことを特徴とする請求項2に記載の送信局装置。
The transmission weight calculation unit uses the propagation channel information of the plurality of reception station devices acquired by the propagation channel acquisition unit, and performs the broadcast according to a combination in which transmission signals addressed to the plurality of reception station devices are the same. Calculating a weight and a unicast weight that gives the same phase rotation amount as the phase rotation amount in the receiving station device when transmission using the broadcast weight is performed,
The transmission signal generation unit generates the transmission signal by quadrature amplitude modulation representing a predetermined number of states or more, and in the case of a symbol whose transmission power is larger than a predetermined value, a transmission signal that is simultaneously transmitted to the plurality of receiving station devices Depending on the combination of the receiving station devices of the same destination, the weight calculation is performed using the broadcast weight for symbols having the same data, and the unicast weight is used for symbols having different data. When the calculation is performed and the transmission power is a symbol lower than a predetermined value, the transmission signal is generated by performing a weight calculation using the unicast weight, and is output to the radio unit.
The transmitting station apparatus according to claim 2.
前記送信信号生成部は、各シンボルに前記ブロードキャストウエイトと前記ユニキャストウエイトのいずれが用いられたかを示す情報を前記送信信号に設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の送信局装置。
The transmission signal generation unit sets information indicating whether the broadcast weight or the unicast weight is used for each symbol in the transmission signal.
The transmitting station apparatus according to claim 1.
前記無線部は、伝搬チャネル情報推定用の信号を前記複数のアンテナから前記受信局装置宛に送信し、
前記複数のアンテナは、伝搬チャネル情報推定用の信号に基づいて前記受信局装置が測定した伝搬チャネル情報が設定された無線信号を受信し、前記無線部に出力する、
ことを特徴とする請求項1に記載の送信局装置。
The radio unit transmits a propagation channel information estimation signal from the plurality of antennas to the receiving station device,
The plurality of antennas receive radio signals in which propagation channel information measured by the receiving station apparatus based on propagation channel information estimation signals is set, and output the radio signals to the radio unit.
The transmitting station apparatus according to claim 1.
複数の受信局装置と同時に無線通信する送信局装置が実行する無線通信方法であって、
複数のアンテナにより受信した前記受信局装置からの無線信号に対して受信処理を行う受信ステップと、
前記受信ステップにおいて受信処理された前記無線信号から前記受信局装置の伝搬チャネル情報を取得する伝搬チャネル取得ステップと、
前記伝搬チャネル取得ステップにおいて取得された前記複数の受信局装置の伝搬チャネル情報を用いて、同一のデータを送信するときに用いる送信ウエイトであるブロードキャストウエイトと、異なるデータを送信するときに用いる送信ウエイトであるユニキャストウエイトとを前記複数の受信局装置宛の送信信号が同一となる組み合わせに応じて算出する送信ウエイト算出ステップと、
前記複数の受信局装置宛に同時に送信する送信信号をシンボル毎に比較し、データが同一である宛先の前記受信局装置の組み合わせに応じて、データが同一のシンボルには前記ブロードキャストウエイトを用いてウエイト演算を行い、データが異なるシンボルには前記ユニキャストウエイトを用いてウエイト演算を行って前記送信信号を生成する送信信号生成ステップと、
前記送信信号生成ステップにおいて生成された複数の前記受信局装置宛の送信信号を前記複数のアンテナから同時に送信させる送信処理を行う送信ステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method executed by a transmitting station device that performs wireless communication simultaneously with a plurality of receiving station devices,
A reception step of performing reception processing on a radio signal from the reception station apparatus received by a plurality of antennas;
A propagation channel acquisition step of acquiring propagation channel information of the receiving station device from the radio signal received and processed in the reception step;
Using the propagation channel information of the plurality of receiving station devices acquired in the propagation channel acquisition step, a broadcast weight that is a transmission weight used when transmitting the same data and a transmission weight used when transmitting different data A transmission weight calculating step for calculating a unicast weight according to a combination in which transmission signals addressed to the plurality of receiving station devices are the same;
The transmission signals transmitted simultaneously to the plurality of receiving station apparatuses are compared for each symbol, and the broadcast weight is used for the symbols having the same data according to the combination of the receiving station apparatuses having the same data. A transmission signal generation step of performing a weight calculation, performing a weight calculation using the unicast weight for symbols having different data, and generating the transmission signal;
A transmission step of performing a transmission process for simultaneously transmitting a plurality of transmission signals addressed to the receiving station device generated in the transmission signal generation step from the plurality of antennas;
A wireless communication method comprising:
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003110496A (en) * 1999-03-16 2003-04-11 Telefon Ab L M Ericsson Radio communication system, its base station, and its communication method
JP2009213134A (en) * 2008-02-05 2009-09-17 Panasonic Corp Base station device, terminal device, and wireless communication system
US20110235567A1 (en) * 2008-12-03 2011-09-29 Seo Han Byul Apparatus and method for transmitting data using multiple antennas
US20120044839A1 (en) * 2010-06-01 2012-02-23 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method and Arrangement in a Wireless Communication System

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003110496A (en) * 1999-03-16 2003-04-11 Telefon Ab L M Ericsson Radio communication system, its base station, and its communication method
JP2009213134A (en) * 2008-02-05 2009-09-17 Panasonic Corp Base station device, terminal device, and wireless communication system
US20110235567A1 (en) * 2008-12-03 2011-09-29 Seo Han Byul Apparatus and method for transmitting data using multiple antennas
US20120044839A1 (en) * 2010-06-01 2012-02-23 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method and Arrangement in a Wireless Communication System

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6015005709; 村上友規 他: 'マルチユーザMIMOシステムにおけるシンボル単位ビームフォーミング' 2012年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会講演論文集1 , 20120828, P.484 *

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