JP2017092555A - シングルキャリアmimo送信装置及びシングルキャリアmimo受信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信装置の2つのSCブロック構成部により、データにCP(サイクリックプレフィクス)を付加し、チャネル応答を推定するためのUW(ユニークワード)をパイロットシンボルとして設定し、第1ブロックと第2ブロックとをMIMO信号分離時に識別するためのブロック情報を設定することで、連続する2つのUW、ブロック情報、CP及びデータからなる第1ブロック及び第2ブロックを生成する。一つのブロック構成部により、第1ブロックについて、2つの連続するUWを設定し、第2ブロックについて、2つの連続するUWを、第1ブロックのUWと同位相に設定する。もう一つのSCブロック構成部により、第2ブロックについて、2つの連続するUWを、第1ブロックのUWとは逆位相に設定する。
【選択図】図2
Description
〔SC−MIMOシステム〕
まず、SC−MIMOシステムについて説明する。図1は、本発明の実施形態による送信装置及び受信装置を含むSC−MIMOシステムの全体構成例を示すブロック図である。このSC−MIMOシステムは、2送信2受信の2×2SC−MIMO方式の例であり、送信装置(シングルキャリアMIMO送信装置)1及び受信装置(シングルキャリアMIMO受信装置)2を備えて構成され、送信装置1から受信装置2への1対1の通信を行う。
次に、図1に示したSC−MIMOシステムにおけるチャネル推定方法について説明する。以下、4種類のチャネル推定方法について説明する。第1のチャネル推定方法及び第2のチャネル推定方法は、チャネル変動が比較的速い場合に適用があり、第3のチャネル推定方法及び第4のチャネル推定方法は、チャネル変動が比較的遅い場合に適用がある。
図2は、第1のチャネル推定方法の信号形式(第1の信号形式)を説明する図である。図2に示す送信信号x1は、図1に示した送信装置1の送信高周波部30−1から送信される信号を示しており、送信信号x2は、送信高周波部30−2から送信される信号を示している。後述する図3〜図5についても同様である。
図3は、第2のチャネル推定方法の信号形式(第2の信号形式)を説明する図である。第2のチャネル推定方法における送信信号x1,x2は、2つのブロックを単位として構成される。送信信号x1,x2の各ブロックは、2つの連続するユニークワード(UW)またはヌル(Null)データ、ブロック情報、CP及び有効ブロックのデータにより構成される。
図4は、第3のチャネル推定方法の信号形式(第3の信号形式)を説明する図である。第3のチャネル推定方法における送信信号x1,x2は、2つのプリアンブル及び複数のブロックを単位として構成される。送信信号x1,x2の各プリアンブルは、2つの連続するUWにより構成され、送信信号x1,x2の各ブロックは、CP及び有効ブロックのデータにより構成される。
図5は、第4のチャネル推定方法の信号形式(第4の信号形式)を説明する図である。第4のチャネル推定方法における送信信号x1,x2は、2つのプリアンブル及び複数のブロックを単位として構成される。送信信号x1,x2の各プリアンブルは、2つの連続するUWまたはヌルデータにより構成され、送信信号x1,x2の各ブロックは、CP及び有効ブロックのデータにより構成される。
次に、図1に示したSC−MIMOシステムにおけるチャネル推定及び信号分離の原理について説明する。前述のとおり、送信信号x1,x2、受信信号y1,y2、チャネル応答h11,h12,h21,h22とする。また、受信装置2にて加わる雑音をn1,n2とする。
は既知であり、ノイズ項を無視することにより、後述する式(13)及び式(14)から、
を推定することができる。また、前記式(2)について同様の処理を行うことにより、
を推定することができる。
を求めることができる。そして、さらにIFFT(逆フーリエ変換)により、
を求めることができる。
を求めることができる。そして、さらにIFFT(逆フーリエ変換)により、
を求めることができる。
次に、図1に示した送信装置1について詳細に説明する。図6は、本発明の実施形態による送信装置1の構成例を示すブロック図である。この送信装置1は、図1のとおり、SC−MIMO変調部10、送信高周波部30−1,30−2及び2本の送信アンテナ40−1,40−2を備えている。
図2に示した第1の信号形式を用いる場合について説明する。SCブロック構成部19−1は、図2に示した送信信号x1における第1の信号形式の信号を生成し、SCブロック構成部19−2は、図2に示した送信信号x2における第1の信号形式の信号を生成する。
図3に示した第2の信号形式を用いる場合について説明する。SCブロック構成部19−1は、図3に示した送信信号x1における第2の信号形式の信号を生成し、SCブロック構成部19−2は、図3に示した送信信号x2における第2の信号形式の信号を生成する。
図4に示した第3の信号形式を用いる場合について説明する。SCブロック構成部19−1は、図4に示した送信信号x1における第3の信号形式の信号を生成し、SCブロック構成部19−2は、図4に示した送信信号x2における第3の信号形式の信号を生成する。
図5に示した第4の信号形式を用いる場合について説明する。SCブロック構成部19−1は、図5に示した送信信号x1における第4の信号形式の信号を生成し、SCブロック構成部19−2は、図5に示した送信信号x2における第4の信号形式の信号を生成する。
次に、図1に示した受信装置2について詳細に説明する。図7は、本発明の実施形態による受信装置2の構成例を示すブロック図である。この受信装置2は、図1のとおり、2本の受信アンテナ50−1,50−2、受信高周波部60−1,60−2及びSC−MIMO復調部70を備えている。尚、図7では、受信アンテナ50−2及び受信高周波部60−2は省略してある。
図2に示した第1の信号形式を用いる場合について説明する。チャネル推定部77−1は、図2に示した送信信号x1,x2における第1の信号形式の信号が多重された受信信号y1のうち、第1ブロックの受信UW及び第2ブロックの受信UWに基づいて、周波数領域のチャネル応答H11(f),H12(f)を推定する。また、チャネル推定部77−2は、図2に示した送信信号x1,x2における第1の信号形式の信号が多重された受信信号y2のうち、第1ブロックの受信UW及び第2ブロックの受信UWに基づいて、周波数領域のチャネル応答H21(f),H22(f)を推定する。尚、前述のとおり、第1ブロック及び第2ブロックの識別は、ブロック同期部74−1,74−2により既になされている。
図3に示した第2の信号形式を用いる場合について説明する。チャネル推定部77−1は、図3に示した送信信号x1,x2における第2の信号形式の信号が多重された受信信号y1のうち、第1ブロックの受信UW及び第2ブロックの受信UWに基づいて、周波数領域のチャネル応答H11(f),H12(f)を推定する。また、チャネル推定部77−2は、図3に示した送信信号x1,x2における第2の信号形式の信号が多重された受信信号y2のうち、第1ブロックの受信UW及び第2ブロックの受信UWに基づいて、周波数領域のチャネル応答H21(f),H22(f)を推定する。尚、前述のとおり、第1ブロック及び第2ブロックの識別は、ブロック同期部74−1,74−2により既になされている。
図4に示した第3の信号形式を用いる場合について説明する。チャネル推定部77−1は、図4に示した送信信号x1,x2における第3の信号形式の信号が多重された受信信号y1のうち、プリアンブル1の受信UW及びプリアンブル2の受信UWに基づいて、周波数領域のチャネル応答H11(f),H12(f)を推定する。また、チャネル推定部77−2は、図4に示した送信信号x1,x2における第3の信号形式の信号が多重された受信信号y2のうち、プリアンブル1の受信UW及びプリアンブル2の受信UWに基づいて、周波数領域のチャネル応答H21(f),H22(f)を推定する。
図5に示した第4の信号形式を用いる場合について説明する。チャネル推定部77−1は、図5に示した送信信号x1,x2における第4の信号形式の信号が多重された受信信号y1のうち、プリアンブル1の受信UW及びプリアンブル2の受信UWに基づいて、周波数領域のチャネル応答H11(f),H12(f)を推定する。また、チャネル推定部77−2は、図5に示した送信信号x1,x2における第4の信号形式の信号が多重された受信信号y2のうち、プリアンブル1の受信UW及びプリアンブル2の受信UWに基づいて、周波数領域のチャネル応答H21(f),H22(f)を推定する。
2 受信装置
10 SC−MIMO変調部
11 データフレーム同期部
12 エネルギ拡散部
13 外符号符号化部
14 外インタリーブ部
15 内符号符号化部
16 系統間振り分け部
17 内インタリーブ部
18 マッピング部
19 SCブロック構成部
20 帯域制限フィルタ
21 デジタル直交変調部
22 DA変換部
30 送信高周波部
40 送信アンテナ
50 受信アンテナ
60 受信高周波部
70 SC−MIMO復調部
71 AD変換部
72 デジタル直交復調部
73 帯域制限フィルタ
74 ブロック同期部
75 雑音電力検出部
76 フーリエ変換部
77 チャネル推定部
78 周波数領域MIMO信号分離部
79 逆フーリエ変換部
80 判定/尤度計算部
81 内デインタリーブ部
82 内符号復号部
83 外デインタリーブ部
84 外符号復号部
85 エネルギ逆拡散部
86 データフレーム同期部
Claims (8)
- 送信対象のデータにMIMO変調を施し、複数の送信アンテナを介して、前記複数の送信アンテナとシングルキャリアMIMO受信装置に備えた単数または複数の受信アンテナとの間のチャネル応答を推定するためのパイロット信号を含む送信信号を、シングルキャリアにより前記シングルキャリアMIMO受信装置へ無線伝送するシングルキャリアMIMO送信装置において、
前記送信対象のデータを、前記複数の送信アンテナに対応する複数の送信系統に振り分ける系統間振り分け部と、
前記系統間振り分け部により振り分けられたデータにおける所定長の有効ブロックのデータに対し、当該データの後ろの所定部分のコピーであるCP(サイクリックプレフィックス)を付加し、前記パイロット信号を前記CPと同じ長さのUW(ユニークワード)として設定し、連続する複数のブロックから1つのブロックを識別するためのブロック情報を設定し、2つの連続する前記UW、前記ブロック情報、前記CP及び前記有効ブロックのデータからなるブロックを、前記送信系統毎に生成するブロック構成部と、を備え、
前記ブロック構成部は、
前記複数の送信系統において直交する直交符号に基づいて、2つの連続する前記UWを設定する、ことを特徴とするシングルキャリアMIMO送信装置。 - 送信対象のデータにMIMO変調を施し、複数の送信アンテナを介して、前記複数の送信アンテナとシングルキャリアMIMO受信装置に備えた単数または複数の受信アンテナとの間のチャネル応答を推定するためのパイロット信号を含む送信信号を、シングルキャリアにより前記シングルキャリアMIMO受信装置へ無線伝送するシングルキャリアMIMO送信装置において、
前記送信対象のデータを、前記複数の送信アンテナに対応する複数の送信系統に振り分ける系統間振り分け部と、
前記系統間振り分け部により振り分けられたデータにおける所定長の有効ブロックのデータに対し、当該データの後ろの所定部分のコピーであるCP(サイクリックプレフィックス)を付加し、前記パイロット信号を前記CPと同じ長さのUW(ユニークワード)として設定し、連続する複数のブロックから1つのブロックを識別するためのブロック情報を設定し、2つの連続する前記UWまたはヌルデータ、前記ブロック情報、前記CP及び前記有効ブロックのデータからなるブロックを、前記送信系統毎に生成するブロック構成部と、を備え、
前記ブロック構成部は、
前記連続する複数のブロックのそれぞれについて、前記複数の送信系統のうちの1つの送信系統であって、他のブロックとは異なる送信系統に対し、2つの連続する前記UWを設定し、他の送信系統について、2つの連続する前記UWの代わりに前記ヌルデータを設定する、ことを特徴とするシングルキャリアMIMO送信装置。 - 送信対象のデータにMIMO変調を施し、複数の送信アンテナを介して、前記複数の送信アンテナとシングルキャリアMIMO受信装置に備えた単数または複数の受信アンテナとの間のチャネル応答を推定するためのパイロット信号を含む送信信号を、シングルキャリアにより前記シングルキャリアMIMO受信装置へ無線伝送するシングルキャリアMIMO送信装置において、
前記送信対象のデータを、前記複数の送信アンテナに対応する複数の送信系統に振り分ける系統間振り分け部と、
前記系統間振り分け部により振り分けられたデータにおける所定長の有効ブロックのデータに対し、当該データの後ろの所定部分のコピーであるCP(サイクリックプレフィックス)を付加し、前記パイロット信号を前記CPと同じ長さのUW(ユニークワード)として設定し、2つの連続する前記UWからなる複数のプリアンブル、及び、前記CP及び前記有効ブロックのデータからなる複数のブロックを、前記送信系統毎に生成するブロック構成部と、を備え、
前記ブロック構成部は、
前記複数の送信系統において直交する直交符号に基づいて、2つの連続する前記UWを設定する、ことを特徴とするシングルキャリアMIMO送信装置。 - 送信対象のデータにMIMO変調を施し、複数の送信アンテナを介して、前記複数の送信アンテナとシングルキャリアMIMO受信装置に備えた単数または複数の受信アンテナとの間のチャネル応答を推定するためのパイロット信号を含む送信信号を、シングルキャリアにより前記シングルキャリアMIMO受信装置へ無線伝送するシングルキャリアMIMO送信装置において、
前記送信対象のデータを、前記複数の送信アンテナに対応する複数の送信系統に振り分ける系統間振り分け部と、
前記系統間振り分け部により振り分けられたデータにおける所定長の有効ブロックのデータに対し、当該データの後ろの所定部分のコピーであるCP(サイクリックプレフィックス)を付加し、前記パイロット信号を前記CPと同じ長さのUW(ユニークワード)として設定し、2つの連続する前記UWまたはヌルデータからなる複数のプリアンブル、及び、前記CP及び前記有効ブロックのデータからなる複数のブロックを、前記送信系統毎に生成するブロック構成部と、を備え、
前記ブロック構成部は、
前記連続する複数のプリアンブルのそれぞれについて、前記複数の送信系統のうちの1つの送信系統であって、他のプリアンブルとは異なる送信系統に対し、2つの連続する前記UWを設定し、他の送信系統について、2つの連続する前記UWの代わりに前記ヌルデータを設定する、ことを特徴とするシングルキャリアMIMO送信装置。 - 請求項1のシングルキャリアMIMO送信装置に備えた複数の送信アンテナを介して送信された送信信号を、単数または複数の受信アンテナを介して受信し、2つの連続するUW、ブロック情報、CP及び有効ブロックのデータからなるブロックが多重された受信信号にMIMO復調を施すことで、前記複数の送信アンテナと前記単数または複数の受信アンテナとの間のチャネル応答を推定し、前記複数の送信アンテナから送信された信号を分離し、元の送信対象のデータに復元するシングルキャリアMIMO受信装置において、
前記受信信号に対し相関を求める同期処理により、前記受信信号のブロックの先頭を検出し、前記受信信号のブロックから前記ブロック情報を検出し、当該ブロック情報に基づいて前記受信信号のブロックを識別するブロック同期部と、
前記ブロック同期部により、複数の送信系統の全てについて直交符号に基づいて設定されたUWが多重された前記ブロックが識別され、
当該ブロックに含まれる連続する受信UWのうちの後ろの受信UWを用いてFFT(高速フーリエ変換)を行い、前記FFTの結果と予め設定された参照信号とに基づいて、前記チャネル応答を推定するチャネル推定部と、を備えたことを特徴とするシングルキャリアMIMO受信装置。 - 請求項2のシングルキャリアMIMO送信装置に備えた複数の送信アンテナを介して送信された送信信号を、単数または複数の受信アンテナを介して受信し、2つの連続するUWまたはヌルデータ、ブロック情報、CP及び有効ブロックのデータからなるブロックが多重された受信信号にMIMO復調を施すことで、前記複数の送信アンテナと前記単数または複数の受信アンテナとの間のチャネル応答を推定し、前記複数の送信アンテナから送信された信号を分離し、元の送信対象のデータに復元するシングルキャリアMIMO受信装置において、
前記受信信号に対し相関を求める同期処理により、前記受信信号のブロックの先頭を検出し、前記受信信号のブロックから前記ブロック情報を検出し、当該ブロック情報に基づいて前記受信信号のブロックを識別するブロック同期部と、
前記ブロック同期部により、複数の送信系統のうちの1つの送信系統についてのUWと、他の送信系統についてのヌルデータとが多重された前記ブロックが識別され、
当該ブロックに含まれる連続する受信UWのうちの後ろの受信UWを用いてFFT(高速フーリエ変換)を行い、前記FFTの結果と予め設定された参照信号とに基づいて、前記チャネル応答を推定するチャネル推定部と、を備えたことを特徴とするシングルキャリアMIMO受信装置。 - 請求項3のシングルキャリアMIMO送信装置に備えた複数の送信アンテナを介して送信された送信信号を、単数または複数の受信アンテナを介して受信し、2つの連続するUWからなるプリアンブルが多重された受信信号、及び、CP及び有効ブロックのデータからなるブロックが多重された受信信号にMIMO復調を施すことで、前記複数の送信アンテナと前記単数または複数の受信アンテナとの間のチャネル応答を推定し、前記複数の送信アンテナから送信された信号を分離し、元の送信対象のデータに復元するシングルキャリアMIMO受信装置において、
前記受信信号に対し相関を求める同期処理により、前記受信信号のプリアンブルの先頭及び前記受信信号のブロックの先頭を検出するブロック同期部と、
前記ブロック同期部により、複数の送信系統の全てについて直交符号に基づいて設定されたUWが多重された前記プリアンブルが検出され、
当該プリアンブルに含まれる連続する受信UWのうちの後ろの受信UWを用いてFFT(高速フーリエ変換)を行い、前記FFTの結果と予め設定された参照信号とに基づいて、前記チャネル応答を推定するチャネル推定部と、を備えたことを特徴とするシングルキャリアMIMO受信装置。 - 請求項4のシングルキャリアMIMO送信装置の複数の送信アンテナを介して送信された送信信号を、単数または複数の受信アンテナを介して受信し、2つの連続するUWまたはヌルデータからなるプリアンブルが多重された受信信号、及び、CP及び有効ブロックのデータからなるブロックが多重された受信信号にMIMO復調を施すことで、前記複数の送信アンテナと前記単数または複数の受信アンテナとの間のチャネル応答を推定し、前記複数の送信アンテナから送信された信号に分離し、元の送信対象のデータに復元するシングルキャリアMIMO受信装置において、
前記受信信号に対し相関を求める同期処理により、前記受信信号のプリアンブルの先頭及び前記受信信号のブロックの先頭を検出するブロック同期部と、
前記ブロック同期部により、複数の送信系統のうちの1つの送信系統についてのUWと、他の送信系統についてのヌルデータとが多重された前記プリアンブルが検出され、
当該プリアンブルに含まれる連続する受信UWのうちの後ろの受信UWを用いてFFT(高速フーリエ変換)を行い、前記FFTの結果と予め設定された参照信号とに基づいて、前記チャネル応答を推定するチャネル推定部と、を備えたことを特徴とするシングルキャリアMIMO受信装置。
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