JP2022138008A

JP2022138008A - Transmission antenna selection device, transmission antenna selection method, and transmission antenna selection program

Info

Publication number: JP2022138008A
Application number: JP2021037772A
Authority: JP
Inventors: 正文吉岡; Masabumi Yoshioka; 隼人福園; Hayato Fukusono; 圭太栗山; Keita Kuriyama; 利文宮城; Toshifumi Miyagi; 文明前原; Fumiaki Maehara
Original assignee: Waseda University; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Waseda University; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2022-09-22
Anticipated expiration: 2041-03-09
Also published as: JP7450227B2

Abstract

To solve a problem in which, conventionally, SC-MIMO transmission suffers from higher PAPR, higher power consumption, and the need for larger and more expensive amplifiers.SOLUTION: In MIMO transmission with N (N>M) transmission antennas, which is more than M antennas provided by the receiving side, all combinations when M out of N transmission antennas are selected are extracted and the PAPR or the maximum power is estimated, the combination of transmission antennas that minimizes the PAPR or the maximum power is determined, and the M transmission antennas of the determined combination are selected for communication.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ＳＣ－ＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）伝送を行う無線通信システムにおいて、低ＰＡＰＲ（Peak-to-Average Power Ratio）となる送信アンテナの組み合わせを選択する技術に関する。 The present invention relates to a technique for selecting a combination of transmission antennas that provides a low PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) in a radio communication system that performs SC-MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output) transmission.

無線通信システムにおける大容量化の技術として複数のアンテナを用いて同一の無線チャネルで空間分割多重を行うＭＩＭＯ伝送は、セルラ通信システムや無線ＬＡＮシステムなどをはじめとして様々な無線通信システムに採用されている。 MIMO transmission, which performs space division multiplexing on the same radio channel using multiple antennas as a technique for increasing the capacity of wireless communication systems, has been adopted in various wireless communication systems such as cellular communication systems and wireless LAN systems. there is

従来、周波数選択性フェージングがある通信環境下で広帯域ＳＣ－ＭＩＭＯ（Single Carrier）伝送を行う場合、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）型送信ビーム形成が行われている（例えば、非特許文献１参照）。ＦＩＲ型送信ビーム形成では、チャネル推定により得られたＣＩＲ（Channel Impulse Response）を表す伝達関数行列Ｈ（ｚ）の逆行列を送信ウェイトとして使用する。そして、逆行列の各要素をＦＩＲフィルタの係数として送信ビーム形成が行われる。 Conventionally, when performing wideband SC-MIMO (Single Carrier) transmission in a communication environment with frequency selective fading, FIR (Finite Impulse Response) type transmission beamforming is performed (for example, see Non-Patent Document 1). In FIR transmission beamforming, an inverse matrix of a transfer function matrix H(z) representing CIR (Channel Impulse Response) obtained by channel estimation is used as a transmission weight. Then, transmission beam forming is performed using each element of the inverse matrix as a coefficient of the FIR filter.

栗山圭太，福園隼人，吉岡正文，立田努，“広帯域シングルキャリアＭＩＭＯ伝送のためのＦＩＲ型送信ビーム形成”信学技報，Ｊａｎ．２０１９．Keita Kuriyama, Hayato Fukuzono, Masafumi Yoshioka, Tsutomu Tatsuta, “FIR-type transmit beamforming for broadband single-carrier MIMO transmission,” IEICE Technical Report, Jan. 2019.

しかしながら、ＳＣ－ＭＩＭＯ伝送におけるＦＩＲフィルタによるプレコーディングは、過去および現在の複数の信号に係数を乗じた値の和であるため、一般的にＰＡＰＲが大きくなるという問題がある。ＰＡＰＲが大きくなると、より多くの電力を使用し、サイズが大きく費用も高いアンプが必要になる。 However, since precoding by an FIR filter in SC-MIMO transmission is a sum of values obtained by multiplying a plurality of past and present signals by coefficients, there is a problem that PAPR generally increases. Larger PAPRs require amplifiers that use more power and are larger in size and more expensive.

上記課題に鑑み、本発明は、ＳＣ－ＭＩＭＯ伝送において、送信アンテナを必要数以上に準備し、ＰＡＰＲまたは最大電力が最小になる送信アンテナの組み合わせを選択して使用することにより、ＰＡＰＲを低減し、低電力、小型、および安価な無線通信システムを実現できる送信アンテナ選択装置、送信アンテナ選択方法、及び送信アンテナ選択プログラムを提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention prepares more than the required number of transmission antennas in SC-MIMO transmission, and selects and uses a combination of transmission antennas that minimizes PAPR or maximum power, thereby reducing PAPR. , a transmission antenna selection device, a transmission antenna selection method, and a transmission antenna selection program capable of realizing a low-power, compact, and inexpensive wireless communication system.

本発明は、複数のアンテナによりＭＩＭＯ伝送を行う送信側で使用する送信アンテナの組み合わせを選択する送信アンテナ選択装置において、前記送信アンテナの数は、受信側が備えるＭ個（Ｍ≧２）の受信アンテナより多いＮ個（Ｎ＞Ｍ）であり、Ｎ個の前記送信アンテナからＭ個の前記送信アンテナを選択する場合のすべての組み合わせを抽出して各組み合わせのＰＡＰＲまたは最大電力を推定する推定部と、前記推定部により推定されたＰＡＰＲまたは最大電力が最小となる前記送信アンテナの組み合せを決定し、決定した組み合わせの前記Ｍ個の前記送信アンテナを選択する選択部とを有することを特徴とする。 The present invention provides a transmitting antenna selection apparatus for selecting a combination of transmitting antennas used on a transmitting side that performs MIMO transmission using a plurality of antennas, wherein the number of transmitting antennas is M (M≧2) receiving antennas provided on the receiving side. an estimating unit that extracts all combinations when M transmission antennas are selected from the N transmission antennas, and estimates the PAPR or maximum power of each combination; and a selection unit that determines a combination of the transmission antennas that minimizes the PAPR or maximum power estimated by the estimation unit, and selects the M transmission antennas of the determined combination.

また、本発明は、複数のアンテナによりＭＩＭＯ伝送を行う送信側で使用する送信アンテナの組み合わせを選択する送信アンテナ選択方法であって、前記送信アンテナの数は、受信側が備えるＭ個（Ｍ≧２）の受信アンテナより多いＮ個（Ｎ＞Ｍ）であり、Ｎ個の前記送信アンテナからＭ個の前記送信アンテナを選択する場合のすべての組み合わせを抽出して各組み合わせのＰＡＰＲまたは最大電力を推定する推定処理と、前記推定処理により推定されたＰＡＰＲまたは最大電力が最小となる前記送信アンテナの組み合せを決定し、決定した組み合わせの前記Ｍ個の前記送信アンテナを選択する選択処理とを行うことを特徴とする。 Further, the present invention is a transmission antenna selection method for selecting a combination of transmission antennas used on a transmission side that performs MIMO transmission using a plurality of antennas, wherein the number of transmission antennas is M (M≧2 ) receiving antennas (N>M), and extracting all combinations when selecting M transmitting antennas from the N transmitting antennas, and estimating the PAPR or maximum power of each combination and a selection process of determining the combination of the transmitting antennas that minimizes the PAPR or maximum power estimated by the estimation process, and selecting the M transmitting antennas of the determined combination. Characterized by

また、本発明の送信アンテナ選択プログラムは、前記送信アンテナ選択装置で行う処理をコンピュータで実行することを特徴とする。 Further, the transmitting antenna selection program of the present invention is characterized in that the processing performed by the transmitting antenna selection device is executed by a computer.

本発明に係る送信アンテナ選択装置、送信アンテナ選択方法、及び送信アンテナ選択プログラムは、ＳＣ－ＭＩＭＯ伝送において、送信アンテナを必要数以上に準備し、ＰＡＰＲまたは最大電力が最小になる送信アンテナの組み合わせを選択して使用することにより、ＰＡＰＲを低減し、低電力、小型、および安価な無線通信システムを実現することができる。 The transmission antenna selection apparatus, transmission antenna selection method, and transmission antenna selection program according to the present invention prepare more than the necessary number of transmission antennas in SC-MIMO transmission, and select a combination of transmission antennas that minimizes PAPR or maximum power. Selective use can reduce PAPR and enable low-power, compact, and inexpensive wireless communication systems.

送信装置１０１の構成例を示す図である。2 is a diagram illustrating a configuration example of a transmission device 101; FIG. 受信装置１０２の構成例を示す図である。2 is a diagram illustrating a configuration example of a receiving device 102; FIG. アンテナ切替部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an antenna switching part. アンテナ切替部の他の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of the antenna switching unit; 送信アンテナ選択方法の処理手順の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a processing procedure of a transmission antenna selection method;

以下、図面を参照して本発明に係る送信アンテナ選択装置、送信アンテナ選択方法、及び送信アンテナ選択プログラムの実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a transmitting antenna selection device, a transmitting antenna selection method, and a transmitting antenna selection program according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、送信装置１０１の一例を示す。図１において、送信装置１０１は、複数（Ｎ個）の送信アンテナ（アンテナＡｔ（１）からＡｔ（Ｎ））を有する。ここで、Ｎは３以上の整数である。なお、アンテナＡｔ（１）からＡｔ（Ｎ）に共通する説明は（番号）を省略してアンテナＡｔと記載する。 FIG. 1 shows an example of a transmitting device 101. As shown in FIG. In FIG. 1, transmitting apparatus 101 has multiple (N) transmitting antennas (antennas At(1) to At(N)). Here, N is an integer of 3 or more. Note that the description common to the antennas At(1) to At(N) will be referred to as antenna At by omitting the (number).

本実施形態では、送信装置１０１は、Ｎ個のアンテナＡｔから、ＰＡＰＲが最小となるＭ個のアンテナＡｔを選択して、受信装置１０２（１）から受信装置１０２（Ｍ）との間でＳＣ－ＭＩＭＯ伝送による無線通信を行う。ここで、Ｍは、Ｍ＜Ｎの２以上の整数である。なお、受信装置１０２（１）から受信装置１０２（Ｍ）に共通する説明は（番号）を省略して受信装置１０２と記載する。Ｍ個の受信アンテナ（アンテナＡｒ（１）からアンテナＡｒ（Ｍ））についても同様である。 In the present embodiment, transmitting apparatus 101 selects M antennas At with the minimum PAPR from N antennas At, and performs SC communication between receiving apparatus 102(1) and receiving apparatus 102(M). - Perform wireless communication by MIMO transmission. Here, M is an integer of 2 or more satisfying M<N. Note that the description common to the receiving devices 102(1) to 102(M) will be referred to as the receiving device 102 by omitting the (number). The same applies to the M receiving antennas (antenna Ar(1) to antenna Ar(M)).

ここで、ＳＣ－ＭＩＭＯ伝送では、送受信装置が伝送したい空間上のストリーム数以上のアンテナを備えることで、複数の空間上のストリームが混在した状態で受信される信号に対して、適切なＭＩＭＯ復調処理を行って所望のストリームを受信できることが知られている。本実施形態では、送信装置１０１は、Ｎ個のアンテナＡｔから選択したＭ個のアンテナＡｔを使用して、Ｍ個のストリーム信号をＭ個の受信装置１０２（１個のアンテナＡｒを有する）にそれぞれ送信する場合について説明する。なお、本実施形態では、各受信装置１０２が１個のアンテナＡｒを有する場合について説明するが、１台の受信装置１０２が複数のアンテナＡｒを有し、複数のストリームの信号を受信する場合でも同様に本実施形態で説明する技術の適用が可能である。 Here, in SC-MIMO transmission, by providing antennas equal to or more than the number of spatial streams that the transmitting/receiving device wants to transmit, appropriate MIMO demodulation is performed for signals received in a state in which multiple spatial streams are mixed. It is known that processing can be performed to receive the desired stream. In this embodiment, the transmitting apparatus 101 uses M antennas At selected from N antennas At to transmit M stream signals to M receiving apparatuses 102 (having one antenna Ar). A case of transmitting each will be described. In this embodiment, a case where each receiving device 102 has one antenna Ar will be described. Similarly, the technology described in this embodiment can be applied.

ＳＣ－ＭＩＭＯ伝送を行う場合、ストリーム間干渉を除去するために、送信装置１０１側において、時間領域の線形等化器を構成するＦＩＲ型の送信ビーム形成処理が行われる。送信ビーム形成処理では、ＣＳＩ（Channel State Information）から推定されたＣＩＲ（Channel Impulse Response）の伝達関数行列Ｈ（ｚ）に基づいて生成された送信ウェイトＷ（ｚ）が用いられる。送信ビーム形成処理により、受信装置１０２は、ストリーム間干渉が除去された信号を受信して、符号間干渉を除去するための等化処理を行って受信データを復調することができる。なお、送信ウェイトＷ（ｚ）の算出方法については後述する。 When performing SC-MIMO transmission, in order to remove inter-stream interference, the transmission device 101 side performs FIR-type transmission beamforming processing that constitutes a linear equalizer in the time domain. In transmission beamforming processing, transmission weights W(z) generated based on a transfer function matrix H(z) of CIR (Channel Impulse Response) estimated from CSI (Channel State Information) are used. Through the transmit beamforming process, the receiving apparatus 102 can receive a signal from which inter-stream interference has been removed, perform equalization to remove inter-symbol interference, and demodulate received data. A method of calculating the transmission weight W(z) will be described later.

以下、図１に示す送信装置１０１の構成について説明する。図１において、送信装置１０１は、信号送信部２０１、ビーム形成部２０２、アンテナ切替部２０３、信号受信部２０４、送信ウェイト算出部２０５、送信アンテナ選択部２０６、および制御部２０７を有する。ここで、送信アンテナ選択部２０６は、送信装置１０１に含まれるものとして説明するが、送信装置１０１とは別に送信アンテナ選択装置２０６として設けてもよい。さらに、送信ウェイト算出部２０５を含めて送信アンテナ選択装置２０６としてもよい。 The configuration of the transmission device 101 shown in FIG. 1 will be described below. In FIG. 1 , transmitting apparatus 101 has signal transmitting section 201 , beam forming section 202 , antenna switching section 203 , signal receiving section 204 , transmission weight calculating section 205 , transmitting antenna selecting section 206 and control section 207 . Here, transmission antenna selection section 206 is described as being included in transmission apparatus 101 , but transmission antenna selection section 206 may be provided as transmission antenna selection apparatus 206 separately from transmission apparatus 101 . Furthermore, transmission weight calculation section 205 may be included in transmission antenna selection apparatus 206 .

図１において、信号送信部２０１は、Ｍ個の受信装置１０２のそれぞれに対応するＭ個のストリームの送信データをそれぞれ変調してビーム形成部２０２に出力する。なお、信号送信部２０１は、受信装置１０２がチャネル状態情報（ＣＳＩ）を測定するための既知信号（トレーニング信号、パイロット信号など）を各アンテナＡｔから順番に送信する。これにより、各受信装置１０２は、送信装置１０１の各アンテナＡｔとの間のＣＳＩを測定することができる。 In FIG. 1 , signal transmitting section 201 modulates transmission data of M streams corresponding to M receiving apparatuses 102 and outputs the modulated data to beam forming section 202 . Signal transmitting section 201 sequentially transmits known signals (training signals, pilot signals, etc.) for receiving apparatus 102 to measure channel state information (CSI) from each antenna At. This allows each receiving device 102 to measure the CSI between each antenna At of the transmitting device 101 .

ビーム形成部２０２は、送信ウェイト算出部２０５が算出した送信ウェイトＷ（ｚ）を用いてストリーム間干渉を除去するための送信ビーム形成処理を行う。 The beam forming section 202 uses the transmission weight W(z) calculated by the transmission weight calculation section 205 to perform transmission beam forming processing for removing inter-stream interference.

アンテナ切替部２０３は、アンテナＡｔを介して信号の送信または受信を行うための高周波回路、送信アンテナ選択部２０６から出力される選択信号に基づいてＮ個のアンテナＡｔから送信に使用するＭ個のアンテナを選択するためのスイッチ回路などを有する。 Antenna switching section 203 selects M antennas to be used for transmission from N antennas At based on a selection signal output from a high-frequency circuit for transmitting or receiving a signal via antenna At and a transmission antenna selection section 206. It has a switch circuit and the like for selecting an antenna.

信号受信部２０４は、アンテナＡｔで受信したＭ個の受信装置１０２のそれぞれに対応するＭ個のストリームの信号を復調してＭ個の受信データを出力する。また、信号受信部２０４は、アンテナＡｔとアンテナＡｒとの間の伝達関数行列Ｈ（ｚ）を推定するための情報を受信装置１０２から受信する。本実施形態では、信号受信部２０４は、受信装置１０２が測定したＣＳＩを受信して、送信ウェイト算出部２０５に出力する。ＣＳＩは、例えばアンテナＡｔ（１）から送信された既知信号がアンテナＡｒ（１）で受信されたときの受信電力、振幅、位相などの情報であり、既知信号とのずれにより、伝搬路応答ＣＩＲの推定が可能である。 The signal receiver 204 demodulates the signals of M streams corresponding to the M receivers 102 received by the antenna At, and outputs M received data. Signal receiving section 204 also receives information for estimating transfer function matrix H(z) between antenna At and antenna Ar from receiving apparatus 102 . In this embodiment, signal receiving section 204 receives the CSI measured by receiving apparatus 102 and outputs it to transmission weight calculating section 205 . CSI is information such as received power, amplitude, and phase when a known signal transmitted from antenna At(1) is received by antenna Ar(1), for example. can be estimated.

送信ウェイト算出部２０５は、Ｈ（ｚ）推定部２１１およびＷ（ｚ）推定部２１２を有する。Ｈ（ｚ）推定部２１１は、ＣＳＩに基づいて送信装置１０１のアンテナＡｔと各受信装置１０２のアンテナＡｒとの間のＣＩＲを推定する（Ｈ（ｚ）の推定処理）。ここで、ＣＩＲは伝達関数行列Ｈ（ｚ）で表される。具体的には、Ｈ（ｚ）は、受信装置１０２が測定した送信側のＮ個のアンテナＡｔと、受信側のＭ個のアンテナＡｒとのそれぞれのアンテナ間のＣＳＩに基づいて推定される。Ｗ（ｚ）推定部２１２は、送信に使用するＭ個のアンテナＡｔの組み合わせごとに、ストリーム間干渉を除去するための送信ウェイトＷ（ｚ）をＨ（ｚ）から推定する（Ｗ（ｚ）の推定処理）。そして、推定された送信ウェイトＷ（ｚ）は、ビーム形成部２０２に出力されるとともに、送信アンテナ選択部２０６にも出力される。 Transmission weight calculator 205 has H(z) estimator 211 and W(z) estimator 212 . H(z) estimation section 211 estimates the CIR between antenna At of transmitting apparatus 101 and antenna Ar of each receiving apparatus 102 based on CSI (H(z) estimation process). Here, CIR is represented by a transfer function matrix H(z). Specifically, H(z) is estimated based on the CSI between the N antennas At on the transmitting side and the M antennas Ar on the receiving side measured by the receiving apparatus 102 . The W(z) estimation unit 212 estimates a transmission weight W(z) for removing inter-stream interference from H(z) for each combination of M antennas At used for transmission (W(z) estimation processing). Then, the estimated transmission weight W(z) is output to beam forming section 202 and also to transmission antenna selection section 206 .

送信アンテナ選択部２０６は、ＰＡＰＲ推定部２１３およびアンテナ決定部２１４を有する。ＰＡＰＲ推定部２１３は、送信に使用するアンテナＡｔの組み合わせごとに推定されたそれぞれのＷ（ｚ）から、Ｗ（ｚ）を表す行列で取り得るピーク電力と平均電力とを推定し、ＰＡＰＲを推定する（ＰＡＰＲの推定処理）。ここで、ピーク電力と平均電力とを推定するための送信電力は、例えば、送信データの取り得る値の全ての組み合わせの各々について算出し、平均電力は全ての組み合わせの各々で算出された送信電力の平均値、ピーク電力は全ての組み合わせの各々で算出された送信電力の最大値とすればよい。アンテナ決定部２１４は、ＰＡＰＲ推定部２１３から得られた結果に基づいて使用するアンテナＡｔの組み合わせを決定し、決定したアンテナの組み合わせを選択するための選択信号をアンテナ切替部２０３に出力する（送信アンテナの選択処理）。本実施形態では、アンテナ決定部２１４は、ＰＡＰＲが最小となる（ＰＡＰＲが最も抑制される）アンテナＡｔの組み合わせを選択する。なお、アンテナＡｔの組み合わせを具体的に選択する方法については後述する。ここで、ＰＡＰＲの代わりにピーク電力（最大電力）を用いてもよい。この場合、ＰＡＰＲ推定部２１３は、最大電力のみを推定すればよい。そして、アンテナ決定部２１４は、最大電力が最小となるアンテナＡｔの組み合わせを選択する。以降の説明においても、ＰＡＰＲを最大電力に置き換えて適用することができる。 Transmitting antenna selection section 206 has PAPR estimation section 213 and antenna determination section 214 . PAPR estimating section 213 estimates the peak power and average power that can be taken in the matrix representing W(z) from each W(z) estimated for each combination of antennas At used for transmission, and estimates the PAPR. (PAPR estimation processing). Here, the transmission power for estimating the peak power and the average power is, for example, calculated for each of all combinations of possible values of the transmission data, and the average power is the transmission power calculated for each of all combinations. The average value and peak power of are the maximum values of the transmission power calculated for each of all combinations. Antenna determination section 214 determines a combination of antennas At to be used based on the result obtained from PAPR estimation section 213, and outputs a selection signal for selecting the determined combination of antennas to antenna switching section 203 (transmission antenna selection process). In this embodiment, the antenna determination unit 214 selects a combination of antennas At that minimizes PAPR (PAPR is most suppressed). A method for specifically selecting the combination of antennas At will be described later. Here, peak power (maximum power) may be used instead of PAPR. In this case, PAPR estimation section 213 only needs to estimate the maximum power. Then, the antenna determination unit 214 selects a combination of antennas At that minimizes the maximum power. Also in the following description, PAPR can be replaced with maximum power and applied.

制御部２０７は、送信装置１０１の全体の動作を制御する。例えば、制御部２０７は、送信装置１０１の各ブロック間の信号の受け渡しなどの処理を制御する。また、制御部２０７は、通信開始時や通信中に信号送信部２０１から既知信号を送信させ、受信装置１０２から送信されるＣＳＩを信号受信部２０４で受信する処理を制御する。本実施形態では、制御部２０７は、ＰＡＰＲを推定する頻度を制御する。また、ＰＡＰＲの推定は、通信開始時に行うものとするが、例えば、ＣＳＩの変動時（伝達関数行列Ｈ（ｚ）の変動時）に実施されてもよい。ここで、ＣＳＩの変動時は、言い換えると、ＰＡＰＲが変動した時に対応し、適宜、ＰＡＰＲが最小となるようにアンテナＡｔの組み合わせを更新することができる。このように、ＰＡＰＲ推定部２１３は、通信開始時およびＣＳＩの変動時のうち少なくとも通信開始時にＰＡＰＲの推定を行い、必要であればＣＳＩの変動時にもＭ個の送信アンテナの組み合わせごとのＰＡＰＲを推定し、アンテナＡｔの組み合わせを更新する。 The control unit 207 controls the overall operation of the transmission device 101 . For example, the control unit 207 controls processing such as signal transfer between blocks of the transmission device 101 . Further, control section 207 causes signal transmission section 201 to transmit a known signal at the start of communication or during communication, and controls processing for receiving CSI transmitted from reception apparatus 102 by signal reception section 204 . In this embodiment, the control unit 207 controls the frequency of estimating the PAPR. Also, the PAPR estimation is performed at the start of communication, but may be performed, for example, when the CSI fluctuates (when the transfer function matrix H(z) fluctuates). Here, when the CSI fluctuates, in other words, when the PAPR fluctuates, the combination of the antennas At can be appropriately updated so that the PAPR is minimized. In this way, PAPR estimating section 213 estimates the PAPR at least at the start of communication out of when communication starts and when CSI fluctuates, and if necessary, also when CSI fluctuates, calculates the PAPR for each combination of M transmitting antennas. Estimate and update the combination of antennas At.

このように、本実施形態に係る送信装置１０１は、受信装置１０２が測定したＣＳＩに基づいてＣＩＲおよび送信ウェイトを推定し、送信ウェイトからアンテナＡｔの組み合わせごとのＰＡＰＲを推定することにより、ＰＡＰＲが最小となるアンテナＡｔの組み合わせを選択し、ストリーム間干渉を除去した信号を受信装置１０２に送信することができる。図１の例では、ｘ_１，ｘ_２，・・・，ｘ_ＭのＭ個の送信データに対応するＭ個のストリーム信号は、ビーム形成部２０２でストリーム間干渉が除去され、Ｎ個のアンテナＡｔのうちＰＡＰＲが最小となる組み合わせのＭ個のアンテナＡｔによりそれぞれ送信される。 In this way, transmitting apparatus 101 according to the present embodiment estimates the CIR and transmission weight based on the CSI measured by receiving apparatus 102, and estimates the PAPR for each combination of antennas At from the transmission weight. A combination of antennas At that minimizes is selected, and a signal from which inter-stream interference has been removed can be transmitted to the receiving apparatus 102 . In the example of FIG. 1, M stream signals corresponding to _M transmission data x ₁ , x ₂ , . The signals are respectively transmitted by the M antennas At of the combination that minimizes the PAPR of At.

図２は、受信装置１０２の構成例を示す。図２では、送信装置１０１で送信に使用されるＭ個のアンテナＡｔにそれぞれ対応するＭ台の受信装置１０２（１）から受信装置１０２（Ｍ）の例が示されている。なお、各受信装置１０２を構成する複数の同じブロック（ＲＦ部３０１（１）からＲＦ部３０１（Ｍ）、等化部３０２（１）から３０２（Ｍ）、および送受信処理部３０３（１）から３０３（Ｍ））のそれぞれに共通する説明は、符号末尾の（番号）を省略して、ＲＦ部３０１、等化部３０２、および送受信処理部３０３と記載する。 FIG. 2 shows a configuration example of the receiving device 102. As shown in FIG. FIG. 2 shows an example of M receivers 102 ( 1 ) to 102 (M) respectively corresponding to M antennas At used for transmission by the transmitter 101 . Note that a plurality of identical blocks (RF units 301(1) to 301(M), equalization units 302(1) to 302(M), and transmission/reception processing units 303(1) to 303(M)) will be described as the RF unit 301, the equalization unit 302, and the transmission/reception processing unit 303, omitting the (number) at the end of the code.

図２において、Ｍ台の受信装置１０２は、アンテナＡｒ、ＲＦ部３０１、等化部３０２、および送受信処理部３０３を有する。 In FIG. 2 , M receiving apparatuses 102 each have an antenna Ar, an RF section 301 , an equalization section 302 , and a transmission/reception processing section 303 .

アンテナＡｒは、送信装置１０１のアンテナＡｔとの間で電波を送受信する。 The antenna Ar transmits and receives radio waves to and from the antenna At of the transmission device 101 .

ＲＦ部３０１は、受信時において、アンテナＡｒで受信された高周波信号をベースバンド信号に変換して等化部３０２を介して送受信処理部３０３に出力し、送信時において、送受信処理部３０３が出力するベースバンド信号を高周波信号に変換してアンテナＡｒから送信する。 During reception, the RF unit 301 converts the high-frequency signal received by the antenna Ar into a baseband signal and outputs it to the transmission/reception processing unit 303 via the equalization unit 302. During transmission, the transmission/reception processing unit 303 outputs The baseband signal is converted into a high frequency signal and transmitted from the antenna Ar.

等化部３０２は、送信装置１０１側のビーム形成処理によりストリーム間干渉が除去された受信信号から符号間干渉を除去するための等化処理を行う。等化部３０２が等化処理で用いる受信ウェイトは、送信ウェイトと同様に、送信装置１０１から送信される既知信号により測定されたＣＳＩにより取得した伝達関数行列Ｈ（ｚ）に基づいて算出される。なお、受信ウェイトについては後述する。 Equalization section 302 performs equalization processing for removing inter-symbol interference from the received signal from which inter-stream interference has been removed by beam forming processing on the transmitting apparatus 101 side. Reception weights used in equalization processing by equalization section 302 are calculated based on transfer function matrix H(z) obtained by CSI measured by known signals transmitted from transmission apparatus 101, similarly to transmission weights. . Note that the reception weight will be described later.

送受信処理部３０３は、等化部３０２により符号間干渉が除去された自装置宛のストリームのベースバンド信号を受信データに復調して出力する。また、送受信処理部３０３は、送信データをベースバンド信号に変調してＲＦ部３０１に出力し、ＲＦ部３０１およびアンテナＡｒから送信装置１０１に送信する。さらに、本実施形態では、送受信処理部３０３は、送信装置１０１が送信する既知信号に基づいてＣＳＩを測定し、測定したＣＳＩを送信装置１０１に送信する。 The transmission/reception processing unit 303 demodulates the baseband signal of the stream addressed to the apparatus from which the inter-symbol interference has been removed by the equalization unit 302 into reception data and outputs the reception data. Further, the transmission/reception processing section 303 modulates the transmission data into a baseband signal, outputs the baseband signal to the RF section 301, and transmits the baseband signal to the transmission device 101 from the RF section 301 and the antenna Ar. Furthermore, in this embodiment, the transmission/reception processing section 303 measures CSI based on a known signal transmitted by the transmission device 101 and transmits the measured CSI to the transmission device 101 .

このように、受信装置１０２は、送信装置１０１との間でＭＩＭＯ伝送による無線通信を行うとともに、送信装置１０１が送信する既知信号に基づいてＣＳＩを測定し、送信装置１０１に送信する。 In this way, receiving apparatus 102 performs wireless communication with transmitting apparatus 101 by MIMO transmission, measures CSI based on known signals transmitted by transmitting apparatus 101 , and transmits the CSI to transmitting apparatus 101 .

ここで、送信装置１０１は、図１に示したｘ_１，ｘ_２，・・・，ｘ_ＭのＭ個の送信データに対応するＭ個のストリーム信号のストリーム間干渉をビーム形成部２０２で除去して送信し、Ｍ台の受信装置１０２は、自装置宛のストリーム信号のマルチパスなどによる符号間干渉を等化部３０２により除去し、ｙ_１，ｙ_２，・・・，ｙ_ＭのＭ個の受信データをそれぞれ復調する。本実施形態では、送信装置１０１は、Ｍ台の受信装置１０２のＭ個のアンテナＡｒよりも多いＮ個のアンテナＡｔを有し、Ｎ個のアンテナＡｔからＰＡＰＲが最小となるＭ個のアンテナＡｔを選択して、Ｍ個のストリーム信号を送信する。 Here, transmitting apparatus 101 eliminates inter-stream interference of M stream signals corresponding to M transmission data x ₁ , x ₂ , . . . , x _M shown in FIG. M receivers 102 remove inter-symbol interference due to multipath etc. of the stream signal addressed to the device by equalization section 302, and _M of y ₁ , y ₂ , . received data is demodulated. In this embodiment, the transmitting apparatus 101 has N antennas At, which are larger than the M antennas Ar of the M receiving apparatuses 102, and selects M antennas At that minimize the PAPR from the N antennas At. to transmit M stream signals.

図３は、送信アンテナの選択方法の一例を示す。図３において、図１と同符号のブロックは図１と同様に動作する。また、図３の例では、受信装置１０２が２台の例を示し、各受信装置１０２に対応する送信データｘ_１，ｘ_２の２個のストリーム信号が、３個のアンテナＡｔから選択されたＰＡＰＲが最小となる２個のアンテナＡｔにより、それぞれ送信される。ここで、アンテナＡｔから送信される信号のストリーム間干渉はビーム形成部２０２で除去されるので、受信装置１０２（１）は、送信データｘ_１に対応するストリーム信号を受信し、符号間干渉を除去する等化処理を行って受信データｙ_１を復調する。同様に、受信装置１０２（２）は、送信データｘ_２に対応するストリーム信号を受信し、符号間干渉を除去する等化処理を行って受信データｙ_２を復調する。 FIG. 3 shows an example of a method of selecting transmitting antennas. In FIG. 3, blocks having the same reference numerals as in FIG. 1 operate in the same manner as in FIG. Also, the example of FIG. 3 shows an example in which there are two receiving devices 102, and two stream signals of transmission data x ₁ and x ₂ corresponding to each receiving device 102 are selected from three antennas At. Each signal is transmitted by two antennas At with the minimum PAPR. Here, since the inter-stream interference of the signal transmitted from the antenna At is removed by the beam forming section 202, the receiving device 102( ₁ ) receives the stream signal corresponding to the transmission data x1 and eliminates the inter-symbol interference. Received data _y1 is demodulated by performing equalization processing for removal. Similarly, receiving device 102( ₂ ) receives a stream signal corresponding to transmission data x2, performs equalization processing to remove intersymbol interference, and demodulates reception data _y2 .

図３において、アンテナ切替部２０３は、ＳＷ部２３１およびＲＦ部２３２を有する。 In FIG. 3 , antenna switching section 203 has SW section 231 and RF section 232 .

ＳＷ部２３１は、ビーム形成部２０２により送信ビーム形成処理されたｘ_１，ｘ_２に対応する２つの信号を入力する。そして、ＳＷ部２３１は、送信アンテナ選択部２０６から入力する選択信号に基づいて、アンテナＡｔ（１）からアンテナＡｔ（３）の３個のアンテナＡｔから２個のアンテナＡｔを選択し、ビーム形成部２０２から入力する２つの信号を選択したアンテナＡｔに対応するＲＦ部２３２にそれぞれ出力する。例えば、ＳＷ部２３１は、ビーム形成部２０２が出力するビーム形成後のｘ_１に対応する信号をＲＦ部２３２（１）、ＲＦ部２３２（２）、またはＲＦ部２３２（３）に出力するための切り替えスイッチａと、ビーム形成後のｘ_２に対応する信号をＲＦ部２３２（１）、ＲＦ部２３２（２）、またはＲＦ部２３２（３）に出力するための切り替えスイッチｂとを有し、切り替えスイッチａと切り替えスイッチｂとは排他的に制御される。つまり、切り替えスイッチａと切り替えスイッチｂの出力先が同じＲＦ部２３２になることはない。 The SW unit 231 inputs two signals corresponding to x ₁ and x ₂ subjected to transmission beam forming processing by the beam forming unit 202 . Then, SW section 231 selects two antennas At from three antennas At, antennas At(1) to At(3), based on the selection signal input from transmission antenna selection section 206, and performs beam formation. The two signals input from the section 202 are output to the RF section 232 corresponding to the selected antenna At. For example, the SW unit 231 outputs _a signal corresponding to x1 after beam forming output from the beam forming unit 202 to the RF unit 232(1), the RF unit 232(2), or the RF unit 232(3). and a switch _b for outputting a signal corresponding to x2 after beamforming to the RF section 232(1), the RF section 232(2), or the RF section 232(3). , the change-over switch a and the change-over switch b are exclusively controlled. In other words, the output destinations of the switch a and the switch b are not the same RF unit 232 .

ＲＦ部２３２は、ＳＷ部２３１から出力される各ストリームのベースバンド信号を高周波信号に変換してアンテナＡｔから送信する。なお、受信時は、逆に動作するものとする。 The RF unit 232 converts the baseband signal of each stream output from the SW unit 231 into a high-frequency signal and transmits the high-frequency signal from the antenna At. It should be noted that it operates in the opposite direction during reception.

このようにして、送信アンテナ選択部２０６が決定したＰＡＰＲが最小となるアンテナＡｔの組み合わせを選択して通信を行うことができる。なお、図３の例では、ベースバンド信号で切り替えを行うので、ＳＷ部２３１の構成が容易になる。 In this way, communication can be performed by selecting a combination of antennas At that minimizes the PAPR determined by transmission antenna selection section 206 . In addition, in the example of FIG. 3, switching is performed by a baseband signal, so the configuration of the SW unit 231 is simplified.

図４は、送信アンテナの選択方法の他の例を示す。図３と異なる部分はアンテナ切替部２０３ａのみであり、アンテナ切替部２０３ａは、図３で説明したアンテナ切替部２０３のＳＷ部２３１とＲＦ部２３２の配置が異なる。図３に示すアンテナ切替部２０３は、ベースバンド信号の出力先をＳＷ部２３１で切り替えることにより、送信するアンテナＡｔの組み合わせを選択する。これに対して、図４に示すアンテナ切替部２０３ａは、ＲＦ部２３２ａ（１）およびＲＦ部２３２ａ（２）の高周波信号の出力先をＳＷ部２３１ａで切り替えることにより、使用するアンテナＡｔの組み合わせを選択する。例えば、ＳＷ部２３１ａは、ＲＦ部２３２ａ（１）が出力する信号をアンテナＡｔ（１）、アンテナＡｔ（２）、またはアンテナＡｔ（３）に出力するための切り替えスイッチａと、ＲＦ部２３２ａ（２）が出力する信号をアンテナＡｔ（１）、アンテナＡｔ（２）、またはアンテナＡｔ（３）に出力するための切り替えスイッチｂとを有し、切り替えスイッチａと切り替えスイッチｂとは排他的に制御される。つまり、切り替えスイッチａと切り替えスイッチｂの出力先が同じアンテナＡｔになることはない。 FIG. 4 shows another example of a method of selecting transmitting antennas. Only the antenna switching section 203a is different from FIG. 3, and the antenna switching section 203a differs in arrangement of the SW section 231 and the RF section 232 of the antenna switching section 203 described in FIG. The antenna switching unit 203 shown in FIG. 3 selects a combination of antennas At for transmission by switching the output destination of the baseband signal using the SW unit 231 . On the other hand, the antenna switching unit 203a shown in FIG. 4 switches the output destination of the high frequency signal of the RF unit 232a(1) and the RF unit 232a(2) with the SW unit 231a, thereby selecting the combination of the antennas At to be used. select. For example, the SW unit 231a includes a switch a for outputting the signal output by the RF unit 232a(1) to the antenna At(1), the antenna At(2), or the antenna At(3), and the RF unit 232a ( 2) has a changeover switch b for outputting the signal output by the antenna At(1), the antenna At(2), or the antenna At(3), and the changeover switch a and the changeover switch b are exclusively controlled. In other words, the output destinations of the changeover switches a and b are never the same antenna At.

このように、図４に示すアンテナ切替部２０３ａは、送信アンテナ選択部２０６が決定したＰＡＰＲが最小となるアンテナＡｔの組み合わせを選択して通信を行うことができる。 In this way, the antenna switching section 203a shown in FIG. 4 can select a combination of antennas At that minimizes the PAPR determined by the transmission antenna selection section 206, and perform communication.

（送信アンテナの組み合わせについて）
次に、送信装置１０１が使用するアンテナＡｔの組み合わせを選択する例について説明する。 (Combination of transmitting antennas)
Next, an example of selecting a combination of antennas At used by transmitting apparatus 101 will be described.

ここで、本実施形態では、受信装置１０２が備えるＭ個（Ｍ≧２）のアンテナＡｒより多いＮ個（Ｎ＞Ｍ）のアンテナＡｔを送信装置１０１が有する。そして、送信装置１０１は、Ｎ個のアンテナからＰＡＰＲが最小となるＭ個のアンテナＡｔを選択して使用する。 Here, in the present embodiment, the transmitting device 101 has N (N>M) antennas At, which are larger than the M (M≧2) antennas Ar provided in the receiving device 102 . Then, transmitting apparatus 101 selects and uses M antennas At with the minimum PAPR from N antennas.

例えば図３の場合、アンテナＡｔ（１）、アンテナＡｔ（２）、およびアンテナＡｔ（３）の３個のアンテナＡｔから２個のアンテナＡｔが選択される。この場合、選択される２個のアンテナＡｔのすべての組み合わせは、アンテナＡｔ（１）とアンテナＡｔ（２）、アンテナＡｔ（２）とアンテナＡｔ（３）、アンテナＡｔ（３）とアンテナＡｔ（１）の３組である。 For example, in the case of FIG. 3, two antennas At are selected from three antennas At, antenna At(1), antenna At(2), and antenna At(3). In this case, all combinations of the two selected antennas At are antenna At(1) and antenna At(2), antenna At(2) and antenna At(3), antenna At(3) and antenna At( 1).

例えば、アンテナＡｔ（１）とアンテナＡｔ（２）が選択された場合、信号ｘ_１’がアンテナＡｔ（１）から送信され、信号ｘ_２’がアンテナＡｔ（２）から送信される。この場合、アンテナＡｔ（３）は選択されないので、信号ｘ_３’は０である。同様に、アンテナＡｔ（２）とアンテナＡｔ（３）が選択された場合、信号ｘ_２’がアンテナＡｔ（２）から送信され、信号ｘ_３’がアンテナＡｔ（３）から送信され、選択されないアンテナＡｔ（１）の信号ｘ_１’は０である。アンテナＡｔ（３）とアンテナＡｔ（１）が選択された場合も同様に、信号ｘ_３’がアンテナＡｔ（３）から送信され、信号ｘ_１’がアンテナＡｔ（１）から送信され、選択されないアンテナＡｔ（２）の信号ｘ_２’は０である。 For example, if antenna At(1) and antenna At(2) are selected, signal x ₁ ′ is transmitted from antenna At(1) and signal x ₂ ′ is transmitted from antenna At(2). In this case, the signal x ₃ ′ is 0 since antenna At(3) is not selected. Similarly, if antenna At(2) and antenna At(3) are selected, signal x ₂ ′ is transmitted from antenna At(2) and signal x ₃ ′ is transmitted from antenna At(3) and is not selected. The signal x ₁ ′ of antenna At(1) is zero. Similarly, when antenna At(3) and antenna At(1) are selected, signal x ₃ ′ is transmitted from antenna At(3) and signal x ₁ ′ is transmitted from antenna At(1) and is not selected. The signal x ₂ ′ on antenna At(2) is zero.

このようにして、本実施形態では、３個のアンテナＡｔから２個のアンテナＡｔを選択して、ＭＩＭＯ伝送が行われる。特に、本実施形態では、選択されるアンテナＡｔの組み合わせは、すべての組み合わせの中でＰＡＰＲが最小となる組み合わせのアンテナＡｔが選択される。 Thus, in this embodiment, MIMO transmission is performed by selecting two antennas At from three antennas At. In particular, in this embodiment, the combination of antennas At to be selected is the combination of antennas At that has the lowest PAPR among all the combinations.

ここで、ＺＦ（Zero Forcing）法において、送信装置１０１のアンテナＡｔと受信装置１０２のアンテナＡｒとの間の伝搬路応答ＣＩＲをＨ（ｚ）で表すと、その逆行列Ｈ（ｚ）^－１の一部分を送信ウェイトとして事前に乗ずることで、ストリーム間干渉（アンテナ間干渉とも呼ばれる）の除去された信号の受信が可能になる。なお、逆行列Ｈ（ｚ）^－１の残りの部分は、各ストリーム信号の符号間干渉成分に対応し、受信ウェイトとして受信装置１０２での等化処理に使用される。なお、Ｈ（ｚ）は一意に定まるため、Ｈ（ｚ）^－１も一意に定まる。 Here, in the ZF (Zero Forcing) method, if the channel response CIR between the antenna At of the transmitting device 101 and the antenna Ar of the receiving device 102 is represented by H(z), its inverse matrix H(z) ⁻¹ By pre-multiplying a portion of as the transmit weight, reception of the signal with inter-stream interference (also called inter-antenna interference) removed is enabled. The remaining part of the inverse matrix H(z) ⁻¹ corresponds to the intersymbol interference component of each stream signal and is used as a reception weight for equalization processing in receiving apparatus 102 . Since H(z) is uniquely determined, H(z) ⁻¹ is also uniquely determined.

次に、伝達関数行列Ｈ（ｚ）の推定方法、送信ウェイトＷ（ｚ）の推定方法、およびＰＡＰＲの推定方法について、数式を用いて説明する。 Next, a method of estimating the transfer function matrix H(z), a method of estimating the transmission weight W(z), and a method of estimating the PAPR will be described using mathematical expressions.

伝達関数行列Ｈ（ｚ）の逆行列Ｈ（ｚ）^－１は、式（１）で表される。 The inverse matrix H(z) ⁻¹ of the transfer function matrix H(z) is represented by Equation (1).

式（１）において、ｄｅｔ（・）、ａｄｊ（・）はそれぞれ行列式、転置余因子行列を表す。ここで、転置余因子行列は、随伴行列（adjugate matrix）とも呼ばれる。なお、ａｄｊはエルミート転置を表す随伴行列（adjoint matrix）とは異なる。 In equation (1), det(·) and adj(·) represent the determinant and the transposed cofactor matrix, respectively. Here, the transposed cofactor matrix is also called an adjugate matrix. Note that adj is different from the adjoint matrix representing the Hermitian transpose.

転置余因子行列ａｄｊ（Ｈ（ｚ））を送信ビーム形成の送信ウェイトＷ（ｚ）に用いることで、伝達関数行列Ｈ（ｚ）が対角化され、ストリーム間干渉が除去される。そして、各対角要素は行列式ｄｅｔ（Ｈ（ｚ））と等しくなり、ストリーム間干渉が除去された後の各ストリームの符号間干渉に対応する。つまり、受信装置１０２は、１／ｄｅｔ（Ｈ（ｚ））を等化部３０２の受信ウェイトとして用いることにより、ストリームごとの符号間干渉が除去される。ここで、送信ウェイトＷ（ｚ）は式（２）、受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）は式（３）でそれぞれ表される。 By using the transposed cofactor matrix adj(H(z)) as the transmit weight W(z) for transmit beamforming, the transfer function matrix H(z) is diagonalized and inter-stream interference is eliminated. Each diagonal element then equals the determinant det(H(z)), corresponding to the intersymbol interference for each stream after the interstream interference has been removed. In other words, receiving apparatus 102 uses 1/det(H(z)) as the reception weight of equalization section 302 to remove intersymbol interference for each stream. Here, the transmission weight W(z) is expressed by Equation (2), and the reception weight W _R (z) is expressed by Equation (3).

ここで、周知技術として、送信側のアンテナの数および受信側のアンテナの数がそれぞれ２個の２×２ＭＩＭＯの場合について説明する。なお、ＭＩＭＯ伝送の最小構成は、２×２ＭＩＭＯ（送信側のアンテナの数および受信側のアンテナの数がそれぞれ２個）である。 Here, as a well-known technique, a case of 2×2 MIMO, in which the number of antennas on the transmitting side and the number of antennas on the receiving side are two, will be described. The minimum configuration for MIMO transmission is 2×2 MIMO (the number of antennas on the transmitting side and the number of antennas on the receiving side are two each).

２×２ＭＩＭＯの場合、伝達関数行列Ｈ（ｚ）は式（４）で表される。 For 2×2 MIMO, the transfer function matrix H(z) is represented by Equation (4).

式（４）において、ｈ_１１はアンテナＡｔ（１）とアンテナＡｒ（１）との間のチャネルのＣＩＲ、ｈ_１２はアンテナＡｔ（２）とアンテナＡｒ（１）との間のチャネルのＣＩＲをそれぞれ示す。同様に、ｈ_２１はアンテナＡｔ（１）とアンテナＡｒ（２）との間のチャネルのＣＩＲ、ｈ_２２はアンテナＡｔ（２）とアンテナＡｒ（２）との間のチャネルのＣＩＲをそれぞれ示す。なお、チャネルごとのＣＩＲは、アンテナＡｔとアンテナＡｒとの間のチャネルごとのＣＳＩに基づいて推定される。 _In equation (4), h11 is the CIR of the channel between antenna At(1) and antenna Ar( ₁ ), h12 is the CIR of the channel between antenna At(2) and antenna Ar(1). each shown. Similarly, h21 indicates the CIR of the channel between the antennas At(1) and Ar(2), and _h22 indicates the CIR of the channel between the antennas At ₍ 2) and Ar(2). Note that the CIR for each channel is estimated based on the CSI for each channel between the antenna At and the antenna Ar.

ここで、送信側のアンテナＡｔ（１）から送信される信号をｘ_１’、アンテナＡｔ（２）から送信される信号をｘ_２’とし、受信側のアンテナＡｒ（１）で受信される信号をｙ_１’、アンテナＡｒ（２）で受信される信号をｙ_２’とすると、式（４）の伝達関数行列Ｈ（ｚ）を用いて、式（５）で表すことができる。 Here, the signal transmitted from the antenna At(1) on the transmitting side is x ₁ ′, the signal transmitted from the antenna At(2) is x ₂ ′, and the signal received by the antenna Ar(1) on the receiving side is y ₁ ' and the signal received by the antenna Ar (2) is y ₂ ', it can be expressed by Equation (5) using the transfer function matrix H(z) of Equation (4).

一方、本実施形態では、図３に示すように、送信側のアンテナＡｔは３個、受信側のアンテナＡｒは２個であり、この場合の伝達関数行列Ｈ（ｚ）は、式（６）で表される。 On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 3, there are three antennas At on the transmitting side and two antennas Ar on the receiving side. is represented by

式（６）において、ｈ_１１はアンテナＡｔ（１）とアンテナＡｒ（１）との間のチャネルのＣＩＲ、ｈ_１２はアンテナＡｔ（２）とアンテナＡｒ（１）との間のチャネルのＣＩＲ、ｈ_１３はアンテナＡｔ（３）とアンテナＡｒ（１）との間のチャネルのＣＩＲをそれぞれ示す。同様に、ｈ_２１はアンテナＡｔ（１）とアンテナＡｒ（２）との間のチャネルのＣＩＲ、ｈ_２２はアンテナＡｔ（２）とアンテナＡｒ（２）との間のチャネルのＣＩＲ、ｈ_２３はアンテナＡｔ（３）とアンテナＡｒ（２）との間のチャネルのＣＩＲをそれぞれ示す。なお、チャネルごとのＣＩＲは、アンテナＡｔとアンテナＡｒとの間のチャネルごとのＣＳＩに基づいて推定される。 In equation ( ₆ ), h11 is the CIR of the channel between antenna At(1) and antenna Ar( ₁ ), h12 is the CIR of the channel between antenna At(2) and antenna Ar(1), h13 denotes the CIR of the channel between antenna _At (3) and antenna Ar(1) respectively. Similarly, h21 is the CIR of the channel between antenna At(1) and antenna Ar(2), _h22 is the CIR of the channel between antenna _At (2) and antenna Ar(2), _h23 is The CIR of the channel between antenna At(3) and antenna Ar(2) are shown respectively. Note that the CIR for each channel is estimated based on the CSI for each channel between the antenna At and the antenna Ar.

ここで、送信側のアンテナＡｔ（１）から送信される信号をｘ_１’、アンテナＡｔ（２）から送信される信号をｘ_２’、アンテナＡｔ（３）から送信される信号をｘ_３’とし、受信側のアンテナＡｒ（１）で受信される信号をｙ_１’、アンテナＡｒ（２）で受信される信号をｙ_２’とすると、式（６）の伝達関数行列Ｈ（ｚ）を用いて、式（７）で表すことができる。 Here, the signal transmitted from the transmitting antenna At(1) is x ₁ ', the signal transmitted from the antenna At(2) is x ₂ ', and the signal transmitted from the antenna At(3) is x ₃ '. Assuming that the signal received by the antenna Ar(1) on the receiving side is y ₁ ' and the signal received by the antenna Ar(2) is y ₂ ', the transfer function matrix H(z) in equation (6) is expressed as can be expressed by the formula (7).

式（７）において、本実施形態では、送信側の３個のアンテナＡｔのうち、実際に使用するのはＰＡＰＲが最小となる２個のアンテナＡｔである。例えば、アンテナＡｔ（２）とアンテナＡｔ（３）を使用し、アンテナＡｔ（１）を使用しない場合、信号ｘ_１’が送信されないので、ｘ_１’＝０となり、伝達関数ｈ_１１およびｈ_２１は、どのような特性であっても、受信信号ｙ_１’およびｙ_２’に影響を与えない。この場合、式（７）は、式（８）で表される。 In equation (7), in this embodiment, of the three antennas At on the transmitting side, the two antennas At with the minimum PAPR are actually used. For example, if antenna At(2) and antenna At(3) are used and antenna At(1) is not used, no signal x ₁ ′ is transmitted, so x ₁ ′=0 and the transfer functions h ₁₁ and h ₂₁ do not affect the received signals y ₁ ′ and y ₂ ′ in any way. In this case, equation (7) is represented by equation (8).

ここで、ｘ_１’＝０のときの伝達関数行列Ｈ（ｚ）をＨ（ｚ）_{ｘｎ’＝０}と表記する。ｎは、ｘ_１’、ｘ_２’、ｘ_３’のアンテナＡｔの番号１，２，３にそれぞれ対応し、送信側のアンテナＡｔがＮ個ある場合、ｎは１からＮまでの整数となる。つまり、Ｈ（ｚ）_{ｘｎ’＝０}は、アンテナＡｔ（ｎ）から送信される信号が０であり、アンテナＡｔ（ｎ）が使用されないことを示す。例えば、ｘ_１’＝０のときの伝達関数行列Ｈ（ｚ）_{ｘ1’＝０}は、式（９）で表される。 Here, the transfer function matrix H(z) when x ₁ ′=0 is expressed as H(z) _xn′=0 . n corresponds to the numbers 1, 2, and 3 of the antennas At of x ₁ ', x ₂ ', and x ₃ ', respectively. When there are N antennas At on the transmitting side, n is an integer from 1 to N. . That is, H(z) _xn'=0 indicates that the signal transmitted from antenna At(n) is 0 and antenna At(n) is not used. For example, the transfer function matrix H(z) _{x1'=0 when x1'=0} _is represented by equation (9).

このとき、式（８）は、式（９）を用いて式（１０）で表される。 At this time, equation (8) is expressed by equation (10) using equation (9).

ここで、３個のアンテナＡｔと２個のアンテナＡｒのそれぞれのアンテナ間のＣＩＲは、トレーニング信号やパイロット信号などの既知信号を送信して受信装置１０２側で測定されるＣＳＩに基づいて推定される。 Here, the CIR between the three antennas At and the two antennas Ar is estimated based on the CSI measured by the receiver 102 side by transmitting known signals such as training signals and pilot signals. be.

上述の場合、先述の式（１）に対応する伝達関数行列Ｈ（ｚ）の逆行列Ｈ（ｚ）^－１は、使用しないアンテナＡｔを示すｘ_ｎ’＝０を用いて、式（１１）で表される。 In the above case, the inverse matrix H(z) ⁻¹ of the transfer function matrix H(z) corresponding to equation (1) above can be obtained from equation (11) with x _n '=0 indicating the unused antenna At. is represented by

このとき、送信ウェイトＷ（ｚ）は式（１２）、受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）は式（１３）でそれぞれ表される。 At this time, the transmission weight W(z) is expressed by Equation (12), and the reception weight W _R (z) is expressed by Equation (13).

このようにして、本実施形態では、送信ウェイトＷ（ｚ）および受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）が推定される。ここで、送信ウェイトＷ（ｚ）の推定は、Ｗ（ｚ）推定部２１２により行われる。なお、受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）の推定は、送信装置１０１側で行って受信装置１０２側に送信してもよいし、受信装置１０２側で行ってもよい。本実施形態では、受信ウェイトＷ_Ｒ（ｚ）についての説明は省略する。 Thus, in this embodiment, the transmission weight W(z) and the reception weight W _R (z) are estimated. Here, transmission weight W(z) is estimated by W(z) estimation section 212 . The reception weight W _R (z) may be estimated on the transmitting device 101 side and transmitted to the receiving device 102 side, or may be performed on the receiving device 102 side. In this embodiment, the description of the reception weight W _R (z) is omitted.

（ＰＡＰＲの推定について）
次に、ＰＡＰＲの推定方法について説明する。なお、以降で説明する処理は、ＰＡＰＲ推定部２１３により実行される。ＰＡＰＲ推定部２１３は、Ｎ個のアンテナＡｔからＭ個のアンテナＡｔを選択する全ての組み合わせについて、それぞれのＰＡＰＲを推定する。 (Regarding PAPR estimation)
Next, a PAPR estimation method will be described. Note that the processing described below is executed by the PAPR estimation unit 213 . PAPR estimation section 213 estimates each PAPR for all combinations of selecting M antennas At from N antennas At.

図３の例では、ＰＡＰＲ推定部２１３は、３個のアンテナＡｔから２個のアンテナＡｔを選択する全ての組み合わせについて、それぞれのＰＡＰＲを推定する。この場合、ｎは１から３なので、ｘ_１’＝０、ｘ_２’＝０、ｘ_３’＝０のそれぞれについてＰＡＰＲの推定が行われる。 In the example of FIG. 3, PAPR estimator 213 estimates the PAPR for all combinations of selecting two antennas At from three antennas At. In this case, since n ranges from 1 to 3, PAPR estimation is performed for each of x ₁ ′=0, x ₂ ′=0, and x ₃ ′=0.

例えばｎ＝１の場合、ｘ_１’＝０（例えばアンテナＡｔ（１）に接続するスイッチを切る）となり、先に説明した式（９）に示す伝達関数行列Ｈ（ｚ）が推定される。 For example, when n=1, x ₁ ′=0 (for example, the switch connected to antenna At(1) is turned off), and the transfer function matrix H(z) shown in equation (9) described above is estimated.

そして、Ｗ（ｚ）推定部２１２は、伝達関数行列Ｈ（ｚ）に基づいて、式（１２）に示す送信ウェイトＷ（ｚ）を推定する。 Then, W(z) estimation section 212 estimates transmission weight W(z) shown in Equation (12) based on transfer function matrix H(z).

例えばｘ_１’＝０の場合、送信ウェイトＷ（ｚ）は、式（１４）で示されるように、各アンテナ間のストリームごとのａｄｊ（Ｈ（ｚ））を要素とする。この場合、各要素は、ｗ_１２＝ａｄｊ（Ｈ（ｚ））_１２、ｗ_１３＝ａｄｊ（Ｈ（ｚ））_１３、ｗ_２２＝ａｄｊ（Ｈ（ｚ））_２２、ｗ_２３＝ａｄｊ（Ｈ（ｚ））_２３）となる。 For example, when x ₁ ′=0, the transmission weight W(z) has adj(H(z)) for each stream between antennas as elements, as shown in Equation (14). In this case, each element is w ₁₂ =adj(H(z)) ₁₂ , w ₁₃ =adj(H(z)) ₁₃ , w ₂₂ =adj(H(z)) ₂₂ , w ₂₃ =adj(H( z)) ₂₃ ).

次に、ＰＡＰＲ推定部２１３は、送信ウェイトＷ（ｚ）の行列で取り得るピーク電力と平均電力を算出して、ＰＡＰＲを推定する。 Next, PAPR estimation section 213 calculates the peak power and average power that can be taken by the matrix of transmission weights W(z) to estimate the PAPR.

ここで、ｘ_１’＝０の場合、アンテナＡｔ（２）およびアンテナＡｔ（３）から送信される信号ｘ_２’およびｘ_３’は、式（１５）で表される。 Here, when x ₁ ′=0, signals x ₂ ′ and x ₃ ′ transmitted from antenna At(2) and antenna At(3) are represented by equation (15).

上式において、ｘ_２’およびｘ_３’は、式（１６）および式（１７）で表される。 In the above formula, x ₂ ' and x ₃ ' are represented by formulas (16) and (17).

このとき、ｘ_２’のピーク電力（ｘ_２’）_ＰＫは、例えば過去の値を含むｘ_１とｘ_２の組み合わせの中でｘ_２’の最大値に対応する電力である。 At this time, the peak power of x ₂ ′ (x ₂ ′) _PK is the power corresponding to the maximum value of x ₂ ′ among combinations of x ₁ and x ₂ including past values, for example.

また、ｘ_２’の平均電力（ｘ_２’）_ＡＶＥは、例えば過去の値を含むｘ_１とｘ_２の取り得る値のすべての組み合わせで算出される平均値に対応する電力である。 Also, the average power of x ₂ ′ (x ₂ ′) _AVE is the power corresponding to the average value calculated for all combinations of possible values of x ₁ and x ₂ including past values, for example.

そして、ｘ_１’＝０の場合のｘ_２’およびｘ_３’のＰＡＰＲは次式で推定できる。
ＰＡＰＲ_{ｘ２’（ｘ１’＝０）}＝（ｘ_２’）_ＰＫ／（ｘ_２’）_ＡＶＥ
ＰＡＰＲ_{ｘ３’（ｘ１’＝０）}＝（ｘ_３’）_ＰＫ／（ｘ_３’）_ＡＶＥ Then, the PAPRs of x ₂ ' and x ₃ ' when x ₁ '=0 can be estimated by the following equation.
PAPR _{x2'(x1' = 0)} ₌ (x2') _PK / ₍ x2') _AVE
PAPR _{x3'(x1' = 0)} = ( _x3 ') _PK /( _x3 ') _AVE

このようにして、ｘ_１’＝０の場合のアンテナＡｔごとのＰＡＰＲを推定することができる。 In this way, the PAPR for each antenna At when x ₁ ′=0 can be estimated.

同様に、ｘ_２’＝０の場合のｘ_１’およびｘ_３’のＰＡＰＲは次式で推定できる。
ＰＡＰＲ_{ｘ１’（ｘ２’＝０）}＝（ｘ_１’）_ＰＫ／（ｘ_１’）_ＡＶＥ
ＰＡＰＲ_{ｘ３’（ｘ２’＝０）}＝（ｘ_３’）_ＰＫ／（ｘ_３’）_ＡＶＥ Similarly, the PAPRs of x ₁ ' and x ₃ ' when x ₂ '=0 can be estimated by the following equations.
PAPR _{x1'(x2' = 0)} ₌ (x1') _PK _/ (x1') _AVE
PAPR _{x3'(x2' = 0)} = ( _x3 ') _PK /( _x3 ') _AVE

同様に、ｘ_３’＝０の場合のｘ_１’およびｘ_２’のＰＡＰＲは次式で推定できる。
ＰＡＰＲ_{ｘ１’（ｘ３’＝０）}＝（ｘ_１’）_ＰＫ／（ｘ_１’）_ＡＶＥ
ＰＡＰＲ_{ｘ２’（ｘ３’＝０）}＝（ｘ_２’）_ＰＫ／（ｘ_２’）_ＡＶＥ Similarly, the PAPRs of x ₁ ' and x ₂ ' when x ₃ '=0 can be estimated by the following equations.
PAPR _{x1'(x3' = 0)} ₌ (x1') _PK _/ (x1') _AVE
PAPR _{x2'(x3' = 0)} ₌ (x2') _PK / ₍ x2') _AVE

次に、上述の結果からｘ_１’＝０とｘ_２’＝０とｘ_３’＝０の３つのアンテナＡｔの組み合わせのうちＰＡＰＲが最小となる組み合わせを選択する。 Next, from the above results, the combination with the minimum PAPR is selected from among the combinations of the three antennas At, x ₁ ′=0, x ₂ ′=0, and x ₃ ′=0.

ここで、説明が分かり易いように、上述の結果を下記のように整理する。
・ｘ_１’＝０の場合に推定されるＰＡＰＲ
（ａ）ＰＡＰＲ_{ｘ２’（ｘ１’＝０）}
（ｂ）ＰＡＰＲ_{ｘ３’（ｘ１’＝０）}
・ｘ_２’＝０の場合に推定されるＰＡＰＲ
（ｃ）ＰＡＰＲ_{ｘ１’（ｘ２’＝０）}
（ｄ）ＰＡＰＲ_{ｘ３’（ｘ２’＝０）}
・ｘ_３’＝０の場合に推定されるＰＡＰＲ
（ｅ）ＰＡＰＲ_{ｘ１’（ｘ３’＝０）}
（ｆ）ＰＡＰＲ_{ｘ２’（ｘ３’＝０）} Here, in order to facilitate understanding of the explanation, the above results are organized as follows.
Estimated PAPR when x ₁ '=0
(a) PAPR _{x2'(x1' = 0)}
(b) PAPR _{x3'(x1' = 0)}
Estimated PAPR when x ₂ '=0
(c) PAPR _{x1'(x2' = 0)}
(d) PAPR _{x3'(x2' = 0)}
Estimated PAPR when x ₃ '=0
(e) PAPR _{x1'(x3' = 0)}
(f) PAPR _{x2'(x3' = 0)}

上記の（ａ）から（ｆ）までの各ＰＡＰＲの大小関係が例えば、（ａ）＜（ｂ）＜（ｃ）＜（ｄ）＜（ｅ）＜（ｆ）である場合、アンテナＡｔの組み合わせごとの個々のアンテナＡｔのＰＡＰＲが最も抑えられる組み合わせとして、ＰＡＰＲが小さい方の（ａ）と（ｂ）に対応するｘ_１’＝０の組み合わせが選択される。 If the magnitude relationship of each PAPR from (a) to (f) above is, for example, (a) < (b) < (c) < (d) < (e) < (f), the combination of antennas At The combination of x ₁ ′=0 corresponding to (a) and (b) with the smaller PAPR is selected as the combination that minimizes the PAPR of each individual antenna At.

また、ＰＡＰＲの大小関係を容易に判別できない場合の例として、例えば、（ａ）＜（ｃ）＜（ｅ）＜（ｄ）＜（ｆ）＜（ｂ）である場合、大きいＰＡＰＲを含む組み合わせを排除する処理、または、小さいＰＡＰＲから順番に選んでいく処理、を行いつつ、アンテナＡｔの組み合わせごとの個々のアンテナＡｔのＰＡＰＲが最も抑えられる組み合わせを選択する。上記の場合、ＰＡＰＲの大きい方から見ると、大きいＰＡＰＲを持つ（ｂ）と（ｆ）を排除して、（ｂ）と（ｆ）を含まないｘ_２’＝０のアンテナＡｔの組み合わせが選択される。また、ＰＡＰＲの小さい方から見た場合でも、小さい方から順に（ａ）、（ｃ）、（ｅ）までは未だ組み合わせが決まらないが、次の（ｄ）まで来た段階で、（ｃ）と（ｄ）の両方を含むｘ_２’＝０のアンテナＡｔの組み合わせが選択される。 Further, as an example of a case where the magnitude relationship of PAPR cannot be easily determined, for example, when (a) < (c) < (e) < (d) < (f) < (b), a combination including a large PAPR , or selecting in order from the smallest PAPR, the combination that minimizes the PAPR of each antenna At for each combination of antennas At is selected. In the above case, when viewed from the side with the larger PAPR, (b) and (f) with large PAPR are excluded, and the combination of antennas At with x ₂ '=0 that does not include (b) and (f) is selected. be done. In addition, even when viewed from the smallest PAPR, the combination is not yet determined for (a), (c), and (e) in order from the smallest PAPR, but when the next (d) is reached, (c) A combination of antennas At with x ₂ ′=0 that includes both (d) is selected.

このようにして、３つのアンテナＡｔの組み合わせのうちＰＡＰＲが最小となる組み合わせを選択することができる。ここで、ＰＡＰＲが最小となる組み合わせとは、上述の通り、アンテナＡｔの組み合わせごとの個々のアンテナＡｔのＰＡＰＲが最も抑えられる組み合わせに相当する。 In this way, the combination with the minimum PAPR can be selected from among the combinations of the three antennas At. Here, the combination that minimizes the PAPR corresponds to the combination that minimizes the PAPR of the individual antennas At for each combination of antennas At, as described above.

なお、上述の処理は、送信アンテナ選択部２０６のＰＡＰＲ推定部２１３およびアンテナ決定部２１４により行われる。ここで、先に述べたように、ＰＡＰＲの代わりにピーク電力（最大電力）を用いてもよい。この場合、最大電力が最小となるアンテナＡｔの組み合わせが選択される。最大電力を用いた場合でも、上述の例の（ａ）から（ｆ）の大小関係は同じになり、ＰＡＰＲで行う場合と同じ結果が得られる。 The above processing is performed by PAPR estimation section 213 and antenna determination section 214 of transmission antenna selection section 206 . Here, as described above, peak power (maximum power) may be used instead of PAPR. In this case, the combination of antennas At that minimizes the maximum power is selected. Even when the maximum power is used, the magnitude relationships of (a) to (f) in the above example are the same, and the same results as in the case of PAPR can be obtained.

図５は、送信アンテナ選択方法の処理手順の一例を示す。なお、図５の処理は、図１で説明した各ブロックにより実行される。ここで、本実施形態では、送信装置１０１は、受信装置１０２のＭ個のアンテナＡｒの数よりも多いＮ個のアンテナＡｔを有し、Ｎ個のアンテナＡｔからＭ個（Ｍ＜Ｎ）のアンテナＡｔを選択する。 FIG. 5 shows an example of the processing procedure of the transmission antenna selection method. 5 is executed by each block described in FIG. Here, in the present embodiment, the transmitting apparatus 101 has N antennas At, which is larger than the number of M antennas Ar of the receiving apparatus 102, and M (M<N) from the N antennas At. Select antenna At.

ステップＳ１０１において、送信装置１０１の制御部２０７は、通信開始時または通信中に既知信号を送信し、受信装置１０２は、既知信号に基づいてＣＳＩを測定し、測定結果を送信装置１０１に送信する。 In step S101, the control unit 207 of the transmission device 101 transmits a known signal at the start of communication or during communication, the reception device 102 measures CSI based on the known signal, and transmits the measurement result to the transmission device 101. .

ステップＳ１０２において、送信装置１０１のＨ（ｚ）推定部２１１は、受信装置１０２から受け取るＣＳＩに基づいて、アンテナＡｔとアンテナＡｒとの間のＣＩＲを示す伝達関数行列Ｈ（ｚ）を推定する。 In step S<b>102 , H(z) estimating section 211 of transmitting apparatus 101 estimates transfer function matrix H(z) indicating CIR between antenna At and antenna Ar based on the CSI received from receiving apparatus 102 .

ステップＳ１０３において、送信装置１０１のＷ（ｚ）推定部２１２は、伝達関数行列Ｈ（ｚ）に基づいて、送信ウェイトＷ（ｚ）を推定する。 In step S103, W(z) estimation section 212 of transmitting apparatus 101 estimates transmission weight W(z) based on transfer function matrix H(z).

ステップＳ１０４において、送信装置１０１のＰＡＰＲ推定部２１３は、送信ウェイトＷ（ｚ）に基づいて、Ｎ個のアンテナＡｔからストリーム数に対応するＭ個のアンテナＡｔのすべての組み合わせごとのＰＡＰＲを推定する。 In step S104, the PAPR estimating unit 213 of the transmitting device 101 estimates the PAPR for all combinations of the N antennas At to the M antennas At corresponding to the number of streams, based on the transmission weight W(z). .

ステップＳ１０５において、送信装置１０１のアンテナ決定部２１４は、アンテナＡｔのすべての組み合わせの中で、ＰＡＰＲが最も抑制されるアンテナＡｔの組み合わせを選択する。 In step S105, the antenna determination unit 214 of the transmitting apparatus 101 selects the combination of the antennas At that suppresses the PAPR most among all the combinations of the antennas At.

このようにして、本実施形態に係る送信アンテナ選択方法では、送信装置１０１は、受信装置１０２のＭ個のアンテナＡｒの数よりも多いＮ個のアンテナＡｔを有し、Ｎ個のアンテナＡｔからＭ個（Ｍ＜Ｎ）のアンテナＡｔを選択する場合のすべての組み合わせを抽出して各組み合わせのＰＡＰＲを推定し、推定されたＰＡＰＲが最小となるアンテナＡｔの組み合せを選択することができる。なお、図５の処理においても、ＰＡＰＲの代わりに最大電力を用いてもよい。 Thus, in the transmitting antenna selection method according to the present embodiment, the transmitting apparatus 101 has N antennas At, which are larger than the number of M antennas Ar of the receiving apparatus 102, and from the N antennas At, It is possible to extract all combinations when selecting M (M<N) antennas At, estimate the PAPR of each combination, and select the combination of antennas At that minimizes the estimated PAPR. Also in the processing of FIG. 5, maximum power may be used instead of PAPR.

以上、実施形態で説明したように、本実施形態に係る送信装置１０１は、受信アンテナの数より多く、実際に使用する数（必要数）以上の送信アンテナを搭載することを前提としている。そして、搭載する送信アンテナから使用する送信アンテナを選択するときのすべての組み合わせの中からＰＡＰＲまたは最大電力が最小となる送信アンテナの組み合わせを選択することにより、ＰＡＰＲを低減し、低電力、小型、および安価な無線通信システムの実現が可能になる。 As described above in the embodiment, the transmitting apparatus 101 according to the present embodiment is premised on mounting more transmitting antennas than the number of receiving antennas and more than the number of actually used (required number). Then, by selecting a combination of transmitting antennas that minimizes PAPR or maximum power from all combinations when selecting transmitting antennas to be used from the mounted transmitting antennas, PAPR is reduced, low power, small size, And it becomes possible to realize an inexpensive wireless communication system.

なお、前述した実施形態において、送信ウェイト算出部２０５および送信アンテナ選択部２０６が受信装置１０２から受信するＣＳＩに基づいて使用すべきアンテナＡｔを選択する処理、または、送信装置１０１全体の処理は、専用装置による実現に限らず、入出力インターフェース、演算処理装置、およびメモリなどを有する汎用コンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、上述の処理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、コンピュータシステムが該プログラムを実行する。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ェアを含むものとする。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。さらに「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を送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その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のように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。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く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすで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であってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。 In the above-described embodiment, the process of selecting the antenna At to be used by transmission weight calculation section 205 and transmission antenna selection section 206 based on the CSI received from reception apparatus 102, or the entire process of transmission apparatus 101, The implementation is not limited to a dedicated device, and may be implemented by a general-purpose computer having an input/output interface, an arithmetic processing unit, a memory, and the like. In that case, a program for realizing the above processing is recorded in a computer-readable recording medium, the program recorded in this recording medium is read by a computer system, and the computer system executes the program. It should be noted that the "computer system" referred to here includes hardware such as an OS and peripheral devices. The term "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible discs, magneto-optical discs, ROMs and CD-ROMs, and storage devices such as hard discs incorporated in computer systems. Furthermore, "computer-readable recording medium" means a medium that dynamically retains a program for a short period of time, like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It may also include something that holds the program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or client in that case. In addition, the program may be for realizing part of the functions described above, or may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system. It may be implemented using hardware such as a PLD (Programmable Logic Device) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).

また、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。 Moreover, it is clear that the above-described embodiment is merely an example of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment. Therefore, additions, omissions, substitutions, and other modifications of components may be made without departing from the technical idea and scope of the present invention.

１０１・・・送信装置；１０２・・・受信装置；２０１・・・信号送信部；２０２・・・ビーム形成部；２０３，２０３ａ・・・アンテナ切替部；２０４・・・信号受信部；２０５・・・送信ウェイト算出部；２０６・・・送信アンテナ選択部；２０７・・・制御部；２１１・・・Ｈ（ｚ）推定部；２１２・・・Ｗ（ｚ）推定部；２１３・・・ＰＡＰＲ推定部；２１４・・・アンテナ決定部；２３１，２３１ａ・・・ＳＷ部；２３２，２３２ａ・・・ＲＦ部；３０２・・・等化部；３０３・・・送受信処理部；Ａｔ・・・アンテナ；Ａｒ・・・アンテナ 101 Transmitting device; 102 Receiving device; 201 Signal transmitting unit; 202 Beam forming unit; 203, 203a Antenna switching unit; 204 Signal receiving unit; 206 Transmission antenna selection unit; 207 Control unit; 211 H(z) estimation unit; 212 W(z) estimation unit; 213 PAPR Estimation part; 214... Antenna determination part; 231, 231a... SW part; 232, 232a... RF part; 302... Equalization part; ;Ar...Antenna

Claims

In a transmission antenna selection device that selects a combination of transmission antennas used on a transmission side that performs MIMO transmission using a plurality of antennas,
The number of transmitting antennas is N (N>M), which is more than M (M≧2) receiving antennas provided on the receiving side,
an estimation unit that extracts all combinations when selecting the M transmission antennas from the N transmission antennas and estimates the PAPR or maximum power of each combination;
a selection unit that determines a combination of the transmission antennas that minimizes the PAPR or maximum power estimated by the estimation unit, and selects the M transmission antennas of the determined combination. selection device.

The transmitting antenna selection device according to claim 1,
The estimating unit estimates a channel response based on channel state information for each channel between the transmitting antenna and the receiving antenna measured on the receiving side, and calculates the M A transmitting antenna selection apparatus, characterized by estimating PAPR or maximum power for each combination of the transmitting antennas.

In the transmitting antenna selection device according to claim 2,
The transmitting antenna selection device, wherein the estimating unit estimates the PAPR or maximum power for each combination of the M transmitting antennas at least at the start of communication out of when the communication starts and when the channel state information fluctuates. .

A transmission antenna selection method for selecting a combination of transmission antennas used on a transmission side that performs MIMO transmission using a plurality of antennas,
The number of transmitting antennas is N (N>M), which is more than M (M≧2) receiving antennas provided on the receiving side,
An estimation process for extracting all combinations when selecting M transmission antennas from the N transmission antennas and estimating the PAPR or maximum power of each combination;
A transmission antenna characterized by: determining a combination of the transmission antennas that minimizes the PAPR or maximum power estimated by the estimation process, and selecting the M transmission antennas of the determined combination. selection method.

The transmit antenna selection method according to claim 4,
In the estimation process, a channel response is estimated based on channel state information for each channel between the transmitting antenna and the receiving antenna measured on the receiving side, and the M A transmission antenna selection method, comprising: estimating a PAPR or maximum power for each combination of transmission antennas.

The transmit antenna selection method according to claim 5,
The transmitting antenna selection method, wherein, in the estimation process, the PAPR or maximum power for each combination of the M transmitting antennas is estimated at least at the start of communication out of when the communication starts and when the channel state information fluctuates. .

4. A transmission antenna selection program, characterized in that the process performed by the transmission antenna selection device according to any one of claims 1 to 3 is executed by a computer.