JP4105177B2 - Wireless communication apparatus and method - Google Patents

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本発明は、無線回線を介して通信を行う無線システムにおいて、送信するパケット長が長い場合、伝達関数の変動による受信品質の低下を抑制するため、伝達関数の経時変化に対応したチャネルトラッキング(伝達関数のチューニング)を行う技術に関する。
特に、本発明は、同一の周波数チャネルを用い、異なる複数の送信アンテナより独立なデータを送信し、複数の受信アンテナを用いて信号を受信し、各送受信アンテナ間の伝達関数行列をもとに受信局側でデータの復調を行うことにより無線通信を実現する高速無線アクセスシステムにおいて、回路規模を抑制しながら良好な伝送特性を実現するための受信技術に関する。
また、本発明は、特に、2.4GHz帯または5GHz帯を用いた高速無線アクセスシステムの伝送速度の高速化を行うためにおいて利用される。
In a wireless system that performs communication via a wireless line, the present invention provides channel tracking (transmission) corresponding to a change in transfer function over time in order to suppress a decrease in reception quality due to a change in transfer function when the packet length to be transmitted is long. The present invention relates to a technique for performing function tuning.
In particular, the present invention uses the same frequency channel, transmits independent data from a plurality of different transmission antennas, receives signals using a plurality of reception antennas, and based on a transfer function matrix between the transmission and reception antennas. The present invention relates to a receiving technique for realizing good transmission characteristics while suppressing a circuit scale in a high-speed wireless access system that realizes wireless communication by demodulating data on a receiving station side.
In addition, the present invention is used particularly for increasing the transmission speed of a high-speed wireless access system using the 2.4 GHz band or the 5 GHz band.

近年、2.4GHz帯または5GHz帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、IEEE802.11g規格、IEEE802.11a規格などの普及が目覚しい。
これらのシステムでは、最大で54Mbpsの伝送速度 を実現しているが、無線LANの普及に伴い更なる伝送速度の高速化が求められている。
そのための技術としては、MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)技術が有力である。このMIMO技術とは、送信局側において複数の送信アンテナから同一チャネル上で異なる独立な信号を送信し、受信局側において同じく複数のアンテナを用いて信号を受信し、各送信アンテナ/受信アンテナ間の伝達関数行列を求め、この行列を用いて送信局側の各アンテナから送信された独立な信号を推定し、送信された信号におけるデータを再生するものである。
In recent years, the IEEE802.11g standard, the IEEE802.11a standard, etc. have been remarkably spread as high-speed wireless access systems using the 2.4 GHz band or the 5 GHz band.
In these systems, a maximum transmission rate of 54 Mbps is realized. However, with the widespread use of wireless LAN, further increase in transmission rate is required.
For this purpose, MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) technology is promising. This MIMO technology is such that different independent signals are transmitted on the same channel from a plurality of transmitting antennas on the transmitting station side, and signals are received using the same plurality of antennas on the receiving station side, between each transmitting antenna / receiving antenna. The transfer function matrix is obtained, the independent signal transmitted from each antenna on the transmitting station side is estimated using this matrix, and the data in the transmitted signal is reproduced.

ここで、上記MIMOの無線送受信システムにおいて、N本の送信アンテナを用いてN系統の信号を送信し、M本のアンテナを用いて、送信されたN系統の信号を受信する場合を考える。
まず、送信局及び受信局の各アンテナ間にはN×M個の伝送のパスが存在し、第i送信アンテナから送信され第j受信アンテナで受信される場合の伝達関数をhj,iとし、これを第(j,i)成分とするM行N列の行列をHと表記する。さらに、第i送信アンテナからの送信信号をtとし(t, t, t,・・・,t)を成分とする列ベクトルをT、第j受信アンテナでの受信信号をrjとし(r,r,r3,・・・,r)を成分とする列ベクトルをR、第j受信アンテナの熱雑音をnjとし(n,n,n,・・・n)を成分とする列ベクトルをnと表記する。
この場合、以下に示す(1)式の関係が成り立つ。
R=H×T+n …(1)
Here, in the MIMO wireless transmission / reception system, a case is considered where N signals are transmitted using N transmitting antennas and the transmitted N signals are received using M antennas.
First, there are N × M transmission paths between the antennas of the transmitting station and the receiving station, and the transfer function when transmitted from the i-th transmitting antenna and received by the j-th receiving antenna is h j, i. A matrix of M rows and N columns having this as the (j, i) th component is denoted as H. Furthermore, the transmission signal from the i transmit antenna and t i (t 1, t 2 , t 3, ···, t N) column vector whose components T, a received signal at the j-th receive antenna r and j (r 1, r 2, r 3, ···, r M) column vector whose components R, the thermal noise of the j receiving antennas and n j (n 1, n 2 , n 3, · ... A column vector whose component is n M ) is expressed as n.
In this case, the following relationship (1) is established.
R = H × T + n (1)

したがって、受信局側で受信した信号Rをもとに、送信信号Tを推定する技術が求められている.このMIMO技術の最も基本的なものとしては、一般にZF (Zero Forcing)法と呼ばれる方法があげられる。(非特許文献1参照)
ここでは、上記の(1)式に対し、伝達関数行列の逆行列H−1を求め、これを式の両辺の左から掛け合わせる処理を行う。この結果、以下の(1a)式が得られる。
−1×R=T+H−1×n …(1a)
つまり、各受信アンテナで受信した信号を合成し、所望の送信アンテナ以外からの信号による干渉を除去する処理を行う場合、実際の送信信号ベクトルTに微小な熱雑音H−1×nが加わった信号点が得られることになる。
ここで、送信信号として、BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等の多値変調を施した信号を用いる場合は、送信信号として取り得る信号点(デジタル信号を多値変調によりマッピングした信号)は不連続である。
Therefore, a technique for estimating the transmission signal T based on the signal R received on the receiving station side is required. As the most basic one of the MIMO technology, there is a method generally called a ZF (Zero Forcing) method. (See Non-Patent Document 1)
Here, an inverse matrix H −1 of the transfer function matrix is obtained for the above equation (1), and a process of multiplying this from the left of both sides of the equation is performed. As a result, the following expression (1a) is obtained.
H -1 × R = T + H -1 × n ... (1a)
That is, when the signals received by the respective receiving antennas are combined and processing for removing interference due to signals from other than the desired transmitting antenna is performed, a minute thermal noise H −1 × n is added to the actual transmitted signal vector T. A signal point is obtained.
Here, when a signal subjected to multilevel modulation such as BPSK, QPSK, 16QAM, or 64QAM is used as a transmission signal, possible signal points (signals obtained by mapping a digital signal by multilevel modulation) are discontinuous. It is.

したがって、H−1×Rに対して、ユークリッド距離が最も近い信号点を、送信コンスタレーション上において検索する硬判定処理を行い、真の送信信号を推定する。
以上のZF法においては、熱雑音項H−1×nが十分に小さく、かつ各送信アンテナ毎の成分が、各送信アンテナ間において均等であると仮定できる場合、良好な信号再生の特性が期待できる。
しかし、一般にはこの仮定は成り立たず、ある伝達関数行列に対して受信アンテナ毎の熱雑音H−1×nの絶対値の期待値は異なる(各送信アンテナ間の送信特性が異なる)。
さらには、もし伝達関数行列Hが逆行列をもたない行列(ないしはその逆行列の行列式が非常に小さい)の場合、送信信号の推定が非常に不安定になる。
上述したような状況において、受信局における受信アンテナによる受信特性が大幅に劣化する可能性がある。
この様な問題点を解決するための方法として、最も特性的に優れた方法がMLD法と呼ばれる方式である。(非特許文献2参照)
Therefore, a hard decision process for searching for a signal point with the shortest Euclidean distance on the transmission constellation for H −1 × R is performed, and a true transmission signal is estimated.
In the above ZF method, when the thermal noise term H −1 × n is sufficiently small and the components for each transmitting antenna can be assumed to be uniform among the transmitting antennas, good signal reproduction characteristics are expected. it can.
However, in general, this assumption does not hold, and the expected value of the absolute value of the thermal noise H −1 × n for each reception antenna is different for a certain transfer function matrix (transmission characteristics between the transmission antennas are different).
Furthermore, if the transfer function matrix H is a matrix that does not have an inverse matrix (or the determinant of the inverse matrix is very small), the estimation of the transmission signal becomes very unstable.
In the situation described above, there is a possibility that the reception characteristics of the receiving antenna at the receiving station are significantly degraded.
As a method for solving such problems, a method having the most excellent characteristics is a method called an MLD method. (See Non-Patent Document 2)

このMLD法においては、まず、各送信側のアンテナからの送信信号の変調方式が決まると、ひとつのアンテナから送信される信号が取り得る信号点の数(以降、Nmaxと呼ぶ)が決まる。N本のアンテナ全体で送信される信号ベクトルのバリエーションはNmax 種類となる。
またMLD法においては、送信信号として、取りえる全ての候補(全部でNmax 種)に対して、その信号が送信された場合の受信信号の予測を行い、それらの中で最も実際の受信信号に近いものを推定制度の最も高い信号点として選択する。つまり、任意に選択された送信号候補T、例えば、第k番目の送信信号候補をT[k]で表したとすると、以下に示す(2)式で定義されるユークリッド距離Eを最小にするkの値を選択する。
E=(R−H×T[k]×(R−H×T[k]) …(2)
なお、行列Mに対してMは、行列Mのエルミート共役である行列をさす。以上の処理により、MLD法は、如何なる行列Hに対しても、安定した受信処理が可能であり、ZF法に対して受信特性が大幅に改善する。
In this MLD method, first, when the modulation method of a transmission signal from each transmitting antenna is determined, the number of signal points that can be taken by a signal transmitted from one antenna (hereinafter referred to as N max ) is determined. There are N max N types of variations of signal vectors transmitted across the N antennas.
Further, in the MLD method, prediction of received signals when the signals are transmitted is performed on all possible candidates (total of N max N types) as transmission signals, and the most actual reception among them is performed. The one that is close to the signal is selected as the highest signal point of the estimation system. That is, if an arbitrarily selected transmission signal candidate T, for example, the kth transmission signal candidate is represented by T [k] , the Euclidean distance E defined by the following equation (2) is minimized. Select a value for k.
E = (R−H × T [k] ) H × (R−H × T [k] ) (2)
Note that MH with respect to the matrix M indicates a matrix that is Hermitian conjugate of the matrix M. With the above processing, the MLD method can perform stable reception processing for any matrix H, and reception characteristics are greatly improved compared to the ZF method.

ここで、図2に従来技術におけるMIMO技術を適用した送信局の送信部の構成を示す。この図において、送信局の送信部は、データ分割回路101、プリアンブル付与回路102−1、変調回路103−1〜103−N、無線部104−1〜104−N、送信アンテナ105−1〜105−Nから構成されている。
なお、ひとつの例として、送信局がN本の送信アンテナを用いてN系統のデータを送信する場合を例にとって説明する。
Here, FIG. 2 shows a configuration of a transmission section of a transmission station to which the MIMO technique in the prior art is applied. In this figure, the transmission unit of the transmission station includes a data division circuit 101, a preamble assignment circuit 102-1, modulation circuits 103-1 to 103-N, radio units 104-1 to 104-N, and transmission antennas 105-1 to 105. -N.
As an example, a case where a transmitting station transmits N systems of data using N transmitting antennas will be described as an example.

データ分割回路101は、外部回路から送信するデータが入力されると、このデータをN系統に分離し、各々を異なるプリアンブル回路へ出力する。
例えば、データ分割回路101は、第1系統のデータをプリアンブル付与回路102−1へ出力する。これにより、プリアンブル回路102−1は、プリアンブル信号が付与された状態で変調回路103−1(Chl) に入力される。
変調回路103−1においては、入力されるプリアンブル信号が付与されたデータに対して、所定の変調(BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等の多値変調)を実施し、変調された送信信号を無線部104−1へ出力する。
When data to be transmitted is input from the external circuit, the data dividing circuit 101 divides this data into N systems and outputs each to different preamble circuits.
For example, the data division circuit 101 outputs the first system data to the preamble provision circuit 102-1. As a result, the preamble circuit 102-1 is input to the modulation circuit 103-1 (Chl) with the preamble signal applied.
In the modulation circuit 103-1, predetermined modulation (multilevel modulation such as BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, etc.) is performed on the data to which the input preamble signal is added, and the modulated transmission signal is wirelessly transmitted. Output to unit 104-1.

そして、無線部104−1は、上記送信信号を無線周波数に変換し、送信アンテナ105−1を介し、受信局に対して送信される(電波として放射される)。
また、上述した「Ch1」の系と同様に、データ分割回路101の出力する第2系統目のデータを、プリアンブル付与回路102−2,変調回路103−2(Ch2),及び無線部104−2において処理され、アンテナ105−2から送信される。
同様に、上述した「Ch1」及び「Ch2」の系と同様に、データ分割回路101の出力する第N系統のデータを、プリアンブル付与回路102−N,変調回路103−N(ChN),及び無線部104−Nにおいて処理され、アンテナ105−Nから送信される。
これにより、データ分割回路101により分割された送信するデータが、異なるアンテナ(105−1〜105−N)からそれぞれ個別に送信される。
The radio unit 104-1 converts the transmission signal into a radio frequency and transmits the radio signal to the reception station via the transmission antenna 105-1 (radiated as a radio wave).
Similarly to the “Ch1” system described above, the data of the second system output from the data dividing circuit 101 is converted into the preamble assigning circuit 102-2, the modulation circuit 103-2 (Ch2), and the radio unit 104-2. And transmitted from the antenna 105-2.
Similarly, similarly to the above-described “Ch1” and “Ch2” systems, the N-th system data output from the data dividing circuit 101 is converted into a preamble assigning circuit 102-N, a modulation circuit 103-N (ChN), and a radio. Processed by the unit 104-N and transmitted from the antenna 105-N.
Thereby, the data to be transmitted divided by the data dividing circuit 101 is individually transmitted from different antennas (105-1 to 105-N).

次に、図3に従来技術における受信局の受信部の構成を示す。
受信局の受信部は、受信アンテナ111−1〜111−M、無線部112−1〜112−M、チャネル推定回路113、受信信号管理部114、伝達関数行列管理回路115、信号検出回路116、データ合成回路117から構成されている。
また、第1の受信アンテナ111−1から第Mの受信アンテナ111−Mは、それぞれ個別に受信信号を受信する。
Next, FIG. 3 shows the configuration of the receiving unit of the receiving station in the prior art.
The reception unit of the reception station includes reception antennas 111-1 to 111 -M, radio units 112-1 to 112 -M, a channel estimation circuit 113, a reception signal management unit 114, a transfer function matrix management circuit 115, a signal detection circuit 116, The data composition circuit 117 is configured.
Also, each of the first reception antenna 111-1 to the Mth reception antenna 111-M individually receives a reception signal.

チャネル推定回路113は、無線部112−1〜112−Mを経由して、上記送信部の送信した信号(パケット)を入力する。
そして、チャネル推定回路113は、上記パケットにおける送信側で付与した所定のプリアンブル信号の受信状況から、各送信アンテナ105−1〜105−Nと、受信アンテナ111−1〜111−M間の伝達関数を取得する(予めプリアンブル信号におけるパイロットデータが送受信部双方で決められており、このパイロットデータの受信状況により伝達関数を求める)。
チャネル推定回路113は、取得された各伝達関数の情報hj,iが伝達関数行列管理回路115に出力するとともに、プリアンブル信号に後続するデータ信号を、1シンボルづつ受信信号管理回路114へ出力する。
ここで、伝達関数行列管理回路115は、チャネル推定回路113から入力されるhj,iから構成される行列を伝達関数行列Hとして管理する。
The channel estimation circuit 113 inputs the signal (packet) transmitted from the transmission unit via the radio units 112-1 to 112-M.
Then, the channel estimation circuit 113 determines the transfer function between each of the transmission antennas 105-1 to 105-N and the reception antennas 111-1 to 111-M based on the reception status of the predetermined preamble signal given on the transmission side in the packet. (Pilot data in the preamble signal is determined in advance by both the transmission and reception units, and a transfer function is obtained from the reception status of this pilot data).
The channel estimation circuit 113 outputs the acquired information h j, i of each transfer function to the transfer function matrix management circuit 115 and outputs the data signal subsequent to the preamble signal to the reception signal management circuit 114 one symbol at a time. .
Here, the transfer function matrix management circuit 115 manages a matrix composed of h j, i input from the channel estimation circuit 113 as a transfer function matrix H.

そして、受信信号管理回路114は、シンボル単位で入力されるデータ信号を、受信アンテナ111−1及び111−Mの受信信号(r,r,・・・,rM)を成分とした受信信号ベクトルRとして一旦、内部の記憶部により管理する。 Then, the received signal management circuit 114 receives the data signal input in symbol units using the received signals (r 1 , r 2 ,..., R M ) of the receiving antennas 111-1 and 111 -M as components. The signal vector R is once managed by an internal storage unit.

信号検出回路116では、伝達関数行列管理回路115で管理された伝達関数行列と、受信信号管理回路114で管理する受信信号との関係から、最も確からしいと思われる送信信号を推定する。この際に用いる方法は、非特許文献1及び非特許文献2などで規定された方法を含め、その他の方式を用いても構わない。ここでは一般化して、信号検出回路116として説明を進める。
信号検出回路116から出力された推定送信信号としてのデータは、複数シンボルに渡り連続的に、時系列に処理されるが、一連のデータを受信後、データ合成回路117にてシンボルを合成しデータとして再構成し、出力される。
S.Kurosaki et. al.,“A SDM-COFDM Scheme Employing a Simple Feed-Forward Inter-Channel Interference Canceller for MIMO Based Broadband Wireless LANs”,IEICE TRANS. COMMUN・, Vol.E86 B. No.l, January, 2003 A.van Zelst et.al.,“Space Division Multiplexing (SDM) for OFDM Systems”, Proc・ VTC2000 Spring, Vol. 2, pp.1070 -1074
The signal detection circuit 116 estimates the most likely transmission signal from the relationship between the transfer function matrix managed by the transfer function matrix management circuit 115 and the reception signal managed by the reception signal management circuit 114. As the method used at this time, other methods including the methods defined in Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, and the like may be used. Here, it will be generalized and will be described as the signal detection circuit 116.
The data as the estimated transmission signal output from the signal detection circuit 116 is processed in time series continuously over a plurality of symbols. However, after receiving a series of data, the data synthesis circuit 117 synthesizes the symbols to generate data. Is reconstructed and output as
S. Kurosaki et. Al., “A SDM-COFDM Scheme Employing a Simple Feed-Forward Inter-Channel Interference Canceller for MIMO Based Broadband Wireless LANs”, IEICE TRANS. COMMUN ・, Vol.E86 B. 2003 A.van Zelst et.al., “Space Division Multiplexing (SDM) for OFDM Systems”, Proc, VTC2000 Spring, Vol. 2, pp.1070 -1074

以上の受信処理において、入力されるパケットのデータ長が長い場合、一旦、パケットの先頭のプリアンブルにより抽出した伝達関数行列Hが経時変化してしまい、パケットの後方に位置するシンボルの精度の高い再生が行えなくなる場合がある。従来技術においては、信号検出に用いる伝達関数に関する情報はパケットの先頭で取得し、その値がパケット内ではほぼ変動しないことを前提としていたが、MACレイヤにおける伝送効率の向上のためにパケット長を拡張し、長いパケットを送るような場合には、この仮定が崩れることになる。特に、高速無線アクセスシステムであるIEEE802.11a、802.11g等を拡張し、伝送速度の向上を目指し標準化が進められているIEEE802.11nにおいては、実際にこのような検討がなされており、その様な運用条件でも安定して長いパケットを受信できるための対応が求められていた。   In the above reception processing, when the data length of the input packet is long, the transfer function matrix H extracted by the preamble at the beginning of the packet changes with time, and the symbol positioned at the back of the packet is reproduced with high accuracy. May not be possible. In the prior art, it was assumed that the transfer function information used for signal detection was acquired at the beginning of the packet and the value did not fluctuate within the packet. This assumption is broken when expanding and sending long packets. In particular, IEEE802.11n, which has been standardized to improve the transmission speed by expanding IEEE802.11a, 802.11g, etc., which are high-speed wireless access systems, is actually being studied in this way. In order to be able to receive a long packet stably even under various operating conditions, there has been a demand for it.

このための対応策の例としては、「浅井他, “MIMO-OFDMのための簡略化されたブラインド伝搬路トラッキング方式”, 信学技報, RCS2004-290」に記載の方法があげられる。その原理を以下に簡単に示す。伝達関数情報は、既知の送信信号とその信号の実際の受信状態を比較することにより取得される。プリアンブル以外のデータ部分については、真の送信信号は受信側では知る由もないが、受信における信号検出処理の過程で推定することは可能である。
例えば、送受信アンテナ数が3でMIMO多重数も同じく3の場合を例にとり説明する。ある時刻(シンボル)で、3つの送信アンテナから送信された信号を各成分とする3行1列の列ベクトルをT1とする。また、この信号に対する3つの受信アンテナでの受信信号を各成分とする列ベクトルをR1とする。同様に、別の時刻の送信信号及び受信信号の組み合わせとしてT2とR2、T3とR3が得られたとする。この時の伝達関数行列(3行3列)がHであったとする。送信信号のベクトルT1、T2、T3を各列に配置した3行3列の送信信号のレプリカ行列をTrepと表記し、さらに受信信号のベクトルR1、R2、R3を各列に配置した3行3列の受信信号の行列をRrepと表記すると、以下の(3)式が与えられる。
rep=H・Trep+ N …(3)
ここで最後の項は熱雑音に関する行列である。したがって、この項を無視すれば、以下の(4)式で伝達関数行列を推定可能である。
H ≒ Rrep・Trep -1 …(4)
したがって、受信信号をもとに構成した受信信号行列と、送信信号のレプリカ行列の逆行列の乗算から、その瞬間の伝達関数行列を推定することは可能である。
An example of a countermeasure for this is the method described in “Asai et al.,“ Simplified Blind Channel Tracking Method for MIMO-OFDM ”, IEICE Technical Report, RCS2004-290”. The principle is briefly shown below. The transfer function information is obtained by comparing the known transmission signal with the actual reception state of the signal. For the data portion other than the preamble, there is no reason to know the true transmission signal on the reception side, but it is possible to estimate it in the process of signal detection processing at reception.
For example, the case where the number of transmission / reception antennas is 3 and the number of MIMO multiplexing is also 3 will be described as an example. A column vector of 3 rows and 1 column having signals transmitted from three transmission antennas as components at a certain time (symbol) is defined as T 1 . In addition, a column vector whose components are reception signals at three reception antennas for this signal is R 1 . Similarly, it is assumed that T 2 and R 2 , and T 3 and R 3 are obtained as combinations of transmission signals and reception signals at different times. It is assumed that the transfer function matrix (3 rows and 3 columns) at this time is H. A replica matrix of a 3 × 3 transmission signal in which transmission signal vectors T 1 , T 2 , and T 3 are arranged in each column is represented as T rep, and further, received signal vectors R 1 , R 2 , and R 3 are represented as When a matrix of 3 × 3 received signals arranged in columns is expressed as R rep , the following equation (3) is given.
R rep = H · T rep + N (3)
Here, the last term is a matrix related to thermal noise. Therefore, if this term is ignored, the transfer function matrix can be estimated by the following equation (4).
H ≒ R rep · T rep -1 (4)
Therefore, it is possible to estimate the transfer function matrix at that moment from the multiplication of the reception signal matrix configured based on the reception signal and the inverse matrix of the replica matrix of the transmission signal.

この場合、先の図3においては、伝達関数行列管理回路115は、所定の間隔にて、伝達関数のキャリブレーションを行う必要があり、復号された情報信号系列を再符号化及び再変調を行うことにより、送信信号のレプリカ行列を生成する。
また、伝達関数行列管理回路115は、このレプリカ行列に対応する時刻の受信信号行列を、受信信号管理回路14に記憶されている受信信号行列群から読み出す。
そして、伝達関数行列管理回路115は、受信信号行列の右からレプリカ行列の逆行列を乗算することにより、伝達関数推定行列を求める。
このように、伝達関数行列管理回路115は、求めた上記伝達関数推定行列を、所定の時間毎にその時点で記憶されている伝達関数行列Hを置き換えることにより、伝達関数行列(すなわちチャネル)のトラッキングを行うことが可能となる。
In this case, in FIG. 3, the transfer function matrix management circuit 115 needs to calibrate the transfer function at predetermined intervals, and re-encodes and re-modulates the decoded information signal sequence. Thus, a replica matrix of the transmission signal is generated.
Further, the transfer function matrix management circuit 115 reads the reception signal matrix at the time corresponding to this replica matrix from the reception signal matrix group stored in the reception signal management circuit 14.
Then, the transfer function matrix management circuit 115 obtains a transfer function estimation matrix by multiplying the inverse matrix of the replica matrix from the right of the received signal matrix.
In this way, the transfer function matrix management circuit 115 replaces the transfer function estimation matrix thus obtained with the transfer function matrix H stored at that time for each predetermined time, so that the transfer function matrix (that is, the channel) Tracking can be performed.

上述したチャネルトラッキングの方法は、MIMOであるために推定精度を上げる必要があり、複数シンボルの情報に対して送信信号のレプリカ信号を生成して、その逆行列及び受信信号行列を用いて伝達関数推定行列を推定している。
しかしながら、このチャネルトラッキングの方法は、使用するレプリカ行列の特性に推定精度が依存するとともに、レプリカ行列を求めるために複数のシンボルが必要となり、更新周期も複数シンボル周期以上必要となり、リアルタイムでのチャネルトラッキングに対応できないという欠点がある。さらに、ある時刻の送信信号ベクトルが、他の時刻のひとつまたは複数の送信信号ベクトルの線形結合で表わされる場合、送信信号のレプリカ行列は逆行列をもたないことになる。この場合には、伝達関数行列を求めることができず、更新処理は行うことができない。
Since the above-described channel tracking method is MIMO, it is necessary to improve estimation accuracy. A replica signal of a transmission signal is generated for information of a plurality of symbols, and a transfer function is generated using the inverse matrix and the reception signal matrix. The estimation matrix is estimated.
However, in this channel tracking method, the estimation accuracy depends on the characteristics of the replica matrix to be used, a plurality of symbols are required to obtain the replica matrix, and the update period is also required to be more than a plurality of symbol periods. There is a drawback that it cannot support tracking. Furthermore, when a transmission signal vector at a certain time is represented by a linear combination of one or a plurality of transmission signal vectors at other times, the replica matrix of the transmission signal does not have an inverse matrix. In this case, the transfer function matrix cannot be obtained, and the update process cannot be performed.

また、上記チャネルトラッキングの方法は、MIMOの多重数が多い場合、例えば、送信アンテナをN本、例えば4本使用して4重に多重されていれば、4×4の逆行列演算が必要になり、演算を行わせる演算回路の規模が大きくなるため1つのチップ内への全機能の実装を行う際の障害となっていた。さらには、この演算処理に伴う遅延が発生して、よりチャネルトラッキングに時間を要することにもなる。
従って、本発明の目的は、MIMO技術を用いた無線通信を行う際に、従来例に比較して短いシンボル周期にて、高速かつ推定精度の高いチャネルトラッキングを、現実的な回路規模及び演算量にて実現可能な無線通信装置を提供することにある。
In addition, the channel tracking method requires 4 × 4 inverse matrix calculation when there are a large number of multiplexed MIMOs, for example, if N transmission antennas, for example, 4 antennas are used and quadruplex multiplexing is performed. As a result, the scale of the arithmetic circuit for performing the calculation becomes large, which has been an obstacle to mounting all functions in one chip. Furthermore, a delay associated with this calculation process occurs, and more time is required for channel tracking.
Therefore, an object of the present invention is to perform channel tracking with high speed and high estimation accuracy in a short symbol period compared to the conventional example when performing wireless communication using the MIMO technology, with a realistic circuit scale and calculation amount. It is to provide a wireless communication apparatus that can be realized by the above.

上記課題を解決するために、本発明の無線通信装置は、同一周波数チャネル上で複数の信号系列を空間上で多重化して送信するN(N≧2、Nは整数)本の送信アンテナを備えた送信局と、送信された無線信号を受信し前記複数の信号系列に分離して受信処理を行うM本(M≧1、Mは整数)の受信アンテナを備えた受信局により構成されたMIMO(Multiple Input Multiple Output)通信が可能な無線通信装置において、前記送信局は、ユーザデータをN系統に分割するユーザデータ分割手段と、前記N系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN系統の信号系列を生成する信号系列生成手段と、N本の前記送信アンテナを用いて同一周波数にて同時に前記信号系列を重畳して送信する信号送信手段とを備え、前記受信局は、M本の前記受信アンテナを用いて個別に無線信号を受信する信号受信手段と、受信信号に付与された前期既知のパターンの信号を参照信号として、前記送信アンテナのうちの第iアンテナと前記受信アンテナのうちの第jアンテナとの間のM×N組の伝達関数hj,iを取得する伝達関数取得手段と、該伝達関数hj,iを第(j,i)成分とするM行N列の行列すなわち伝達関数行列をH、N系統の信号系列の送信信号をN行1列の送信信号列ベクトルT、M本のアンテナで受信されたシンボル単位の受信信号をM行1列の受信信号列ベクトルRと表記した際に、各シンボル毎に該伝達関数行列H、および該受信信号列ベクトルRを用いて前記送信局が送信した送信信号列ベクトルTの推定値である推定送信信号列ベクトルT'を取得する送信信号推定手段と、前記伝達関数行列Hを列ベクトルに分解して、H=(h1,h2,…,hN)と表記し、かつ所定のシンボルにおいて推定された前記送信信号列ベクトルをT'=(t1,t2,…,tN(右肩のtは転置行列を示す)と表記した場合、第k(1≦k≦N、kは整数)信号系統から推定送信信号tkを送信した場合に、前記アンテナにて受信される受信信号を推定した受信信号レプリカ列ベクトルを生成するレプリカ受信ベクトル生成手段と、前記受信信号列ベクトルRから、第k'(1≦k'≦N、k'は整数)系統以外の受信信号レプリカ列ベクトルの信号系統を減算して干渉除去列ベクトルを求める干渉信号除去手段と、該干渉信号除去手段で求めた干渉除去列ベクトルを、第k'信号系列の推定送信信号により除算して、第k'信号系統の推定伝達関数列ベクトルを生成する推定伝達関数列ベクトル生成手段と、該推定伝達関数列ベクトルと前記伝達関数行列の第k'列目の列ベクトルとを線形結合させて新規伝達関数列ベクトルを生成する伝達関数列ベクトル合成手段と、伝達関数取得手段に格納されている前記伝達関数行列の第k'行目を、前記新規伝達関数列ベクトルに更新する伝達関数列ベクトル更新手段とを有することを特徴とする。
これにより、MIMOによる通信装置にて、パケット長の長いパケットを受信する際、プリアンブルにて推定した伝達関数の時間経過による変動のトラッキング処理(チャネルトラッキング)を、1つのシンボルを入力したタイミングで、簡易な行列演算にて行うことが可能となり、従来のトラッキング方式のように、複数シンボルを用いた処理に比較し、短い周期にてチャネルトラッキングが行えるため、複数シンボル間の伝達関数の変動要因を含むことなく、より精度の高い伝達関数を推定することができる。
In order to solve the above problems, a wireless communication apparatus of the present invention includes N (N ≧ 2, N is an integer) transmission antennas that multiplex and transmit a plurality of signal sequences on the same frequency channel in space. And a receiving station having M (M ≧ 1, M is an integer) receiving antennas that receive a transmitted radio signal and perform reception processing by separating the signal into a plurality of signal sequences. In a wireless communication apparatus capable of (Multiple Input Multiple Output) communication, the transmitting station includes user data dividing means for dividing user data into N systems, and signals of known patterns that are individually divided into the data divided into the N systems. And a signal transmission unit that simultaneously superimposes and transmits the signal sequence at the same frequency using the N transmission antennas, Station Signal receiving means for individually receiving radio signals using the M receiving antennas, and a signal having a known pattern given to the received signal as a reference signal, the i-th antenna of the transmitting antenna and the receiving Transfer function acquisition means for acquiring M × N sets of transfer functions h j, i between the antenna and the j-th antenna, and M rows with the transfer function h j, i as the (j, i) component An N-column matrix, that is, a transfer function matrix is H, an N-line signal sequence transmission signal is an N-row 1-column transmission signal column vector T, and a symbol-unit received signal received by M antennas is an M-row 1-column signal. When expressed as a received signal sequence vector R, an estimated transmission signal that is an estimated value of the transmission function sequence H transmitted by the transmitting station using the transfer function matrix H and the received signal sequence vector R for each symbol. Get column vector T ' A transmission signal estimation means; and the transfer function matrix H is decomposed into column vectors, expressed as H = (h 1 , h 2 ,..., H N ), and the transmission signal sequence vector estimated for a predetermined symbol Is expressed as T ′ = (t 1 , t 2 ,..., T N ) t ( t on the right shoulder indicates a transposed matrix), and is estimated from the k-th (1 ≦ k ≦ N, k is an integer) signal system From the received signal sequence vector R, replica received vector sequence means for generating a received signal replica sequence vector that estimates the received signal received by the antenna when the transmission signal t k is transmitted, and k ′ (1 ≦ k ′ ≦ N, k ′ is an integer) interference signal removing means for subtracting the signal system of the received signal replica string vector other than the system to obtain an interference removing string vector, and the interference removing string vector obtained by the interference signal removing means Is divided by the estimated transmission signal of the k'th signal sequence. Then, an estimated transfer function sequence vector generating means for generating an estimated transfer function sequence vector of the k 'signal system, and the estimated transfer function sequence vector and the column vector of the k'th column of the transfer function matrix are linearly combined. Transfer function sequence vector synthesizing means for generating a new transfer function sequence vector, and a transfer function for updating the k'th row of the transfer function matrix stored in the transfer function obtaining means to the new transfer function sequence vector And a column vector updating means.
Thereby, when receiving a packet having a long packet length in a MIMO communication apparatus, the tracking process (channel tracking) of the variation of the transfer function estimated by the preamble over time is performed at the timing when one symbol is input. Compared to the processing using multiple symbols as in the conventional tracking method, channel tracking can be performed in a short period, so that the transfer function variation factor between multiple symbols can be reduced. It is possible to estimate a transfer function with higher accuracy without including it.

また、本発明の無線通信装置は、前記受信信号レプリカ列ベクトルの全ての信号系統毎に、前記干渉信号除去手段,推定伝達関数列ベクトル生成手段および伝達関数列ベクトル合成手段が設けられていることを特徴とする。
また、本発明の無線通信装置は、前記干渉信号除去手段,推定伝達関数列ベクトル生成手段,伝達関数列ベクトル合成手段及び伝達関数列ベクトル更新手段が、1信号系列分設けられており、前記受信信号レプリカ列ベクトルの各信号系統に対して、順次新規伝達関数列ベクトルを生成し、前記新規伝達関数列ベクトルに更新することを特徴とする。
これにより、受信したシンボルから求めた推定送信信号列ベクトルT'を用いて伝達関数の推定を行う際、この推定送信信号列ベクトルT'からなる推定送信信号行列において、各列ベクトルが他の列ベクトルとの干渉を防止することが可能となり、伝達関数の推定精度を向上させることができる。
In the radio communication apparatus of the present invention, the interference signal removing means, the estimated transfer function sequence vector generating means, and the transfer function sequence vector combining means are provided for every signal system of the received signal replica sequence vector. It is characterized by.
In the wireless communication apparatus of the present invention, the interference signal removing unit, the estimated transfer function sequence vector generating unit, the transfer function sequence vector synthesizing unit, and the transfer function sequence vector updating unit are provided for one signal sequence. For each signal system of the signal replica sequence vector, a new transfer function sequence vector is sequentially generated and updated to the new transfer function sequence vector.
Thus, when the transfer function is estimated using the estimated transmission signal sequence vector T ′ obtained from the received symbol, each column vector in the estimated transmission signal matrix composed of the estimated transmission signal sequence vector T ′ is another column. Interference with the vector can be prevented, and the estimation accuracy of the transfer function can be improved.

また、本発明の無線通信装置は、前記伝達関数列ベクトル合成手段が、忘却係数μ(0<μ≦1:μは実数)を用い、前記伝達関数行列の列ベクトルhkの(1−μ)倍と、第k信号系統の前記推定伝達関数列ベクトルhk'のμ倍を線形合成することにより新規伝達関数行列を生成することを特徴とする。
これにより、本発明の無線通信装置は、伝達関数の急激な変化を抑制、すなわち、新規に推定される推定伝達関数列ベクトルhk'がノイズ等の影響により、低い推定精度であり実際の伝達関数と大幅に異なる場合に、完全に入れ替えてしまうことによる通信効率の大幅な低下を防止し、誤り訂正が行える程度の通信品質を有する伝達関数の調整、すなわちチャネルトラッキングが行える。
In the wireless communication apparatus of the present invention, the transfer function sequence vector synthesizing means uses a forgetting factor μ (0 <μ ≦ 1: μ is a real number), and (1-μ) of the column vector h k of the transfer function matrix. ) Times and μ times the estimated transfer function sequence vector h k ′ of the k-th signal system, a new transfer function matrix is generated.
As a result, the wireless communication apparatus of the present invention suppresses a sudden change in the transfer function, that is, the newly estimated estimated transfer function sequence vector h k ′ has low estimation accuracy due to the influence of noise or the like, and the actual transfer When the function is significantly different from the function, it is possible to prevent a significant decrease in communication efficiency due to complete replacement, and to adjust a transfer function having communication quality that can perform error correction, that is, channel tracking.

また、本発明の無線通信装置は、前記忘却係数μが、前記推定送信信号列ベクトルT'の第k成分すなわちtkの絶対値に比例して動的に変更することを特徴とする。
これにより、本発明の無線通信装置は、推定される第k系統の推定送信信号tkの絶対値が大きい場合、受信される受信信号強度が高いので、推定される伝達関数がより実際の伝達関数に近い、すなわち推定精度が高いことが考えられるため、忘却係数μを大きくし、一方、推定される推定送信信号の絶対値が小さい場合、受信される受信信号強度が低いのでノイズの影響を強く受けることが考えられ、推定される伝達関数が実際の伝達関数と異なる、すなわち推定精度が低いことが考えられるため、忘却係数μを小さくすることにより、チャネルトラッキングの精度を向上させることができる。
The radio communication apparatus of the present invention is characterized in that the forgetting factor μ is dynamically changed in proportion to the k-th component of the estimated transmission signal sequence vector T ′, that is, the absolute value of t k .
Thus, the radio communication apparatus of the present invention, when the absolute value of the estimated transmission signal t k of the k lines are estimated is large, the received signal strength received is high, the transfer function is more actual transfer estimated Since the function is close to the function, that is, the estimation accuracy is high, the forgetting factor μ is increased. On the other hand, when the estimated estimated transmission signal has a small absolute value, the received signal strength is low. It can be strongly received and the estimated transfer function is different from the actual transfer function, that is, the estimation accuracy may be low. Therefore, the channel tracking accuracy can be improved by reducing the forgetting factor μ. .

また、本発明の受信装置は、同一周波数チャネル上で複数の信号系列を空間上で多重化して送信するN(N≧2、Nは整数)本の送信アンテナを備えた送信局から、MIMO(Multiple Input Multiple Output)通信方式により送信された無線信号を受信し、前記複数の信号系列に分離して受信処理を行うM本(M≧1、Mは整数)の受信アンテナを備えた受信装置であり、M本の前記受信アンテナを用いて個別に無線信号を受信する信号受信手段と、受信信号に付与された前期既知のパターンの信号を参照信号として、前記送信アンテナのうちの第iアンテナと前記受信アンテナのうちの第jアンテナとの間のM×N組の伝達関数hj,iを取得する伝達関数取得手段と、該伝達関数hj,iを第(j,i)成分とするM行N列の行列すなわち伝達関数行列をH、N系統の信号系列の送信信号をN行1列の送信信号列ベクトルT、M本のアンテナで受信されたシンボル単位の受信信号をM行1列の受信信号列ベクトルRと表記した際に、各シンボル毎に該伝達関数行列H、および該受信信号列ベクトルRを用いて前記送信局が送信した送信信号列ベクトルTの推定値である推定送信信号列ベクトルT'を取得する送信信号推定手段と、前記伝達関数行列Hを列ベクトルに分解して、H=(h1,h2,…,hN)と表記し、かつ所定のシンボルにおいて推定された前記送信信号列ベクトルをT'=(t1,t2,…,tN(右肩のtは転置行列を示す)と表記した場合、第k(1≦k≦N、kは整数)信号系統から推定送信信号tを送信した場合に、前記アンテナにて受信される受信信号を推定した受信信号レプリカ列ベクトルを生成するレプリカ受信ベクトル生成手段と、前記受信信号列ベクトルRから、第k'(1≦k'≦N、k'は整数)系統以外の受信信号レプリカ列ベクトルの信号系統を減算して干渉除去列ベクトルを求める干渉信号除去手段と、該干渉信号除去手段で求めた干渉除去列ベクトルを、第k'信号系列の推定送信信号により除算して、第k'信号系統の推定伝達関数列ベクトルを生成する推定伝達関数列ベクトル生成手段と、該推定伝達関数列ベクトルと前記伝達関数行列の第k'列目の列ベクトルとを線形結合させて新規伝達関数列ベクトルを生成する伝達関数列ベクトル合成手段と、伝達関数取得手段に格納されている前記伝達関数行列の第k'行目を、前記新規伝達関数列ベクトルに更新する伝達関数列ベクトル更新手段とを有することを特徴とする。 In addition, the receiving apparatus of the present invention receives a MIMO (N MIMO (N ≧ 2, N is an integer)) transmission station having N (N ≧ 2, N is an integer) transmitting a plurality of signal sequences on the same frequency channel. A receiving apparatus having M (M ≧ 1, M is an integer) receiving antennas that receive a radio signal transmitted by a multiple input (Multiple Input Multiple Output) communication method and perform reception processing by separating the signal into a plurality of signal sequences. A signal receiving means for individually receiving radio signals using the M receiving antennas, a signal having a known pattern given to the received signal as a reference signal, and the i-th antenna among the transmitting antennas; Transfer function acquisition means for acquiring M × N sets of transfer functions h j, i with respect to the j-th antenna among the receiving antennas, and the transfer function h j, i as the (j, i) component M-by-N matrix, ie transfer function The number matrix is H, the transmission signal of the N signal series is the transmission signal sequence vector T of N rows and 1 column, and the reception signal in units of symbols received by the M antennas is the reception signal sequence vector R of M rows and 1 column. When notated, an estimated transmission signal sequence vector T ′, which is an estimated value of the transmission signal sequence vector T transmitted by the transmitting station using the transfer function matrix H and the received signal sequence vector R, is obtained for each symbol. Transmitting signal estimation means for decomposing the transfer function matrix H into column vectors, expressed as H = (h 1 , h 2 ,..., H N ), and the transmission signal sequence estimated for a predetermined symbol When the vector is expressed as T ′ = (t 1 , t 2 ,..., T N ) t ( t on the right shoulder indicates a transposed matrix), from the k-th (1 ≦ k ≦ N, k is an integer) signal system when transmitting estimated transmission signal t k, reception is received by the antenna Received signal replica string other than the k ′ (1 ≦ k ′ ≦ N, k ′ is an integer) system from the received signal string vector R; An interference signal removing unit that subtracts the signal system of the vector to obtain an interference removal column vector; and the interference cancellation column vector obtained by the interference signal removal unit is divided by the estimated transmission signal of the k'th signal sequence, 'Estimated transfer function sequence vector generating means for generating an estimated transfer function sequence vector of a signal system; and a new transfer function by linearly combining the estimated transfer function sequence vector and the column vector of the k'th column of the transfer function matrix A transfer function that generates a column vector; a transfer function that updates the k′th row of the transfer function matrix stored in the transfer function acquisition means to the new transfer function column vector; And having a vector updating means.

また、本発明の受信方法は、同一周波数チャネル上で複数の信号系列を空間上で多重化して送信するN(N≧2、Nは整数)本の送信アンテナを備えた送信局から、MIMO(Multiple Input Multiple Output)通信方式により送信された無線信号を、前記複数の信号系列に分離して受信処理を行うM本(M≧1、Mは整数)の受信アンテナにより受信する受信方法であり、M本の前記受信アンテナを用いて個別に無線信号を受信する信号受信過程と、受信信号に付与された前期既知のパターンの信号を参照信号として、前記送信アンテナのうちの第iアンテナと前記受信アンテナのうちの第jアンテナとの間のM×N組の伝達関数hj,iを取得する伝達関数取得過程と、該伝達関数hj,iを第(j,i)成分とするM行N列の行列すなわち伝達関数行列をH、N系統の信号系列の送信信号をN行1列の送信信号列ベクトルT、M本のアンテナで受信されたシンボル単位の受信信号をM行1列の受信信号列ベクトルRと表記した際に、各シンボル毎に該伝達関数行列H、および該受信信号列ベクトルRを用いて前記送信局が送信した送信信号列ベクトルTの推定値である推定送信信号列ベクトルT'を取得する送信信号推定過程と、前記伝達関数行列Hを列ベクトルに分解して、H=(h1,h2,…,hN)と表記し、かつ所定のシンボルにおいて推定された前記送信信号列ベクトルをT'=(t1,t2,…,tN(右肩のtは転置行列を示す)と表記した場合、第k(1≦k≦N、kは整数)信号系統から推定送信信号tを送信した場合に、前記アンテナにて受信される受信信号を推定した受信信号レプリカ列ベクトルを生成するレプリカ行列生成過程と、前記受信信号列ベクトルRから、第k'(1≦k'≦N、k'は整数)系統以外の受信信号レプリカ列ベクトルの信号系統を減算して干渉除去列ベクトルを求める干渉信号除去過程と、該干渉信号除去手段で求めた干渉除去列ベクトルを、第k'信号系列の推定送信信号により除算して、第k'信号系統の推定伝達関数列ベクトルを生成する推定伝達関数列ベクトル生成過程と、該推定伝達関数列ベクトルと前記伝達関数行列の第k'列目の列ベクトルとを線形結合させて新規伝達関数列ベクトルを生成する伝達関数列ベクトル合成過程と、伝達関数取得手段に格納されている前記伝達関数行列の第k'行目を、前記新規伝達関数列ベクトルに更新する伝達関数列ベクトル更新過程と有することを特徴とする。 In addition, the reception method of the present invention provides a MIMO (N MIMO (N ≧ 2, N is an integer)) transmission station equipped with MIMO (N ≧ 2, N is an integer) transmitting a plurality of signal sequences on the same frequency channel. A reception method for receiving wireless signals transmitted by a multiple input (Multiple Input Multiple Output) communication method using M reception antennas (M ≧ 1, M is an integer) that performs reception processing by separating the signal into a plurality of signal sequences. A signal reception process for individually receiving radio signals using the M reception antennas, and a signal having a known pattern added to the reception signal as a reference signal, and the i-th antenna of the transmission antenna and the reception A transfer function acquisition process for acquiring M × N sets of transfer functions h j, i with respect to the j-th antenna among the antennas, and M rows with the transfer function h j, i as the (j, i) component N-column matrix or transfer function The number matrix is H, the transmission signal of the N signal series is the transmission signal sequence vector T of N rows and 1 column, and the reception signal in units of symbols received by the M antennas is the reception signal sequence vector R of M rows and 1 column. When notated, an estimated transmission signal sequence vector T ′, which is an estimated value of the transmission signal sequence vector T transmitted by the transmitting station using the transfer function matrix H and the received signal sequence vector R, is obtained for each symbol. Transmitting signal estimation process, the transfer function matrix H is decomposed into column vectors, expressed as H = (h 1 , h 2 ,..., H N ), and the transmission signal sequence estimated for a predetermined symbol When the vector is expressed as T ′ = (t 1 , t 2 ,..., T N ) t ( t on the right shoulder indicates a transposed matrix), from the k-th (1 ≦ k ≦ N, k is an integer) signal system when transmitting estimated transmission signal t k, reception is received by the antenna A received signal replica sequence vector other than the k ′ (1 ≦ k ′ ≦ N, k ′ is an integer) system from the received signal sequence vector R An interference signal removal process for subtracting the signal system of the signal to obtain an interference removal column vector, and the interference removal column vector obtained by the interference signal removal unit is divided by the estimated transmission signal of the k'th signal sequence to obtain the k'th An estimated transfer function sequence vector generation process for generating an estimated transfer function sequence vector of a signal system, and a new transfer function sequence by linearly combining the estimated transfer function sequence vector and the k'th column vector of the transfer function matrix Transfer function sequence vector synthesis process for generating vectors, and a transfer function sequence vector for updating the k'th row of the transfer function matrix stored in the transfer function acquisition means to the new transfer function sequence vector Characterized in that it has an update process.

なお、以上の方法を、複数のサブキャリアを用いた直交周波数分割多重(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式を用いた無線通信システムに適用することも好ましい。
特にMIMO技術とOFDM技術を適用し、受信側でMLD法ないしはそれに準ずる手法にて受信処理を行う際、チャネルトラッキング処理を行う場合、非常に多数の行列計算を行う必要が出てくるが、これを簡易かつ回路規模が小さな回路にて近似処理を行うことにより、回路規模の削減、更には消費電力の抑制につながる。
Note that it is also preferable to apply the above method to a radio communication system using an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation scheme using a plurality of subcarriers.
Especially when MIMO processing and OFDM technology are applied and reception processing is performed on the receiving side using the MLD method or a method equivalent thereto, when performing channel tracking processing, it is necessary to perform a large number of matrix calculations. By performing the approximation process using a circuit that is simple and has a small circuit scale, the circuit scale can be reduced and the power consumption can be reduced.

以上詳細に説明した様に、本発明によれば、MIMO技術を用いた高能率な無線通信を行う際に、チャネルトラッキング処理を1シンボルにて行う構成としたため、従来のチャンネルトラッキング方式に比べて大幅に回路規模及び演算量を削減可能とする効果を得ることができる。
この結果、本発明によれば、回路規模を大幅に削減することができるため、受信回路を1チップのLSI内に実装することが可能となる。また、上述した回路規模の縮小及び演算量の削減は、直接、消費電力を削減するという副次的な効果も期待できる。
As described above in detail, according to the present invention, when performing highly efficient wireless communication using MIMO technology, the channel tracking process is performed with one symbol, so that it is compared with the conventional channel tracking system. An effect of greatly reducing the circuit scale and the amount of calculation can be obtained.
As a result, according to the present invention, the circuit scale can be greatly reduced, so that the receiving circuit can be mounted in a one-chip LSI. Further, the above-described reduction in circuit scale and reduction in the amount of calculation can also be expected to have a secondary effect of directly reducing power consumption.

本発明の無線通信装置(システム)は、MIMO通信における伝達関数のトラッキングにおいて、1シンボルの受信信号列ベクトルRから送信信号列ベクトルTの推定を行い、伝達関数行列を列ベクトルに分解し、いずれか1つの伝達関数行列の列ベクトルhの各成分を未知数とし、受信信号ベクトルRからこの列ベクトルh以外の列ベクトルと推定送信信号との項を減算し、列ベクトルhに乗算されている推定送信信号tにより除算することにより、推定伝達関数行列の列ベクトルh'を求めることでトラッキング処理を行う。 The wireless communication apparatus (system) of the present invention estimates a transmission signal sequence vector T from a reception signal sequence vector R of one symbol in tracking of a transfer function in MIMO communication, decomposes the transfer function matrix into column vectors, Each component of the column vector h k of one transfer function matrix is set as an unknown, and the column vector h k is multiplied from the received signal vector R by subtracting the term of the column vector other than the column vector h k and the estimated transmission signal. by dividing by the estimated transmission signal t k and is, it performs tracking processing by obtaining a column vector h k 'of estimated transfer function matrix.

以下、本発明の一実施形態による無線通信装置を図面を参照して説明する。図1は同実施形態の構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。本発明と従来技術の差分は受信部の構成にあり、本発明の送信側の構成は、すでに説明した従来例と共通である。
したがって、以下には受信局のみに関する説明を行う。なお、従来方式と同様に、送信局がN本の送信アンテナを用いてN系統のデータを送信する場合をひとつの例として用いる。
Hereinafter, a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the embodiment.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The difference between the present invention and the prior art is in the configuration of the receiving unit, and the configuration on the transmission side of the present invention is the same as the conventional example already described.
Therefore, only the receiving station will be described below. Similar to the conventional method, a case where the transmitting station transmits N systems of data using N transmitting antennas is used as an example.

図1は、本発明の実施形態における受信局の受信部の構成を示す図である。図において、本発明の受信部は、受信アンテナ111−1〜111−M、無線部112−1〜112−M、チャネル推定回路113、受信信号管理回路114、伝達関数行列管理回路115、信号検出回路116、データ合成回路117を従来例と同様に有している。
図1に示す本発明と図3に示す従来例との差異は、レプリカ受信ベクトル生成回路1,h1生成回路2−1,h2生成回路2−2,…,hN生成回路2−N,伝達関数ベクトル合成回路3及び伝達関数行列更新制御回路4を新たに設けた点にある。以下、新たに設けられた回路を含めて受信部についての説明を行う。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a receiving unit of a receiving station in the embodiment of the present invention. In the figure, the receiving unit of the present invention includes receiving antennas 111-1 to 111 -M, radio units 112-1 to 112 -M, channel estimation circuit 113, received signal management circuit 114, transfer function matrix management circuit 115, signal detection. The circuit 116 and the data synthesis circuit 117 are provided as in the conventional example.
The difference between the prior art shown in the present invention and FIG. 3 shown in FIG. 1, a replica received vector generating circuit 1, h 1 generating circuit 2-1, h 2 generating circuit 2-2, ..., h N generation circuit 2-N , A transfer function vector synthesis circuit 3 and a transfer function matrix update control circuit 4 are newly provided. Hereinafter, the reception unit including the newly provided circuit will be described.

第1の受信アンテナ111−1,第2の受信アンテナ111−2,…,第Mの受信アンテナ111−Mは、それぞれ個別に受信信号を受信する。
無線部112−1〜112−Mは、それぞれ第1の受信アンテナ111−1,第2の受信アンテナ111−2,…,第Mの受信アンテナ111−Mが個別に受信した受信信号を入力し、増幅及びノイズ除去などの信号処理を行い、チャネル推定回路113へ出力する。
チャネル推定回路113は、送信側において付与された既知のパターンデータからなるプリアンブル信号を参照信号とし、この参照信号の受信状況から、すでに述べたように、N本の送信アンテナi(1≦i≦N)と各受信アンテナj(1≦j≦M)との間のM×N組の伝達関数(hj,i)を取得し、伝達関数行列管理回路115に出力する。
伝達関数行列管理回路115は、入力される伝達関数(hj,i)を行列の成分とする、M行N列の行列である伝達関数行列Hとして管理する。
The first reception antenna 111-1, the second reception antenna 111-2,..., And the Mth reception antenna 111-M individually receive reception signals.
The radio units 112-1 to 112 -M receive the received signals individually received by the first receiving antenna 111-1, the second receiving antenna 111-2, and the M-th receiving antenna 111 -M, respectively. Then, signal processing such as amplification and noise removal is performed and output to the channel estimation circuit 113.
The channel estimation circuit 113 uses, as a reference signal, a preamble signal composed of known pattern data given on the transmission side, and, as described above, N transmission antennas i (1 ≦ i ≦). N) and M × N sets of transfer functions (h j, i ) between the receiving antennas j (1 ≦ j ≦ M) are acquired and output to the transfer function matrix management circuit 115.
The transfer function matrix management circuit 115 manages the input transfer function (h j, i ) as a transfer function matrix H that is a matrix of M rows and N columns, with the matrix components as components.

受信信号管理回路114は、プリアンブル信号に後続するデータ信号を、チャネル推定回路113から1シンボルずつ入力し、各アンテナの受信信号(r1,r2,…,rM)を成分とした受信信号ベクトルRとして一旦管理する。
信号検出回路116では、伝達関数行列管理回路115で管理された伝達関数行列と、受信信号管理回路114で管理する受信信号ベクトルRの関係から、最も確からしいと思われる推定送信信号T(N本のアンテナで送信されたシンボル単位のN行1列の推定送信信号列ベクトル)を求めて、レプリカ受信ベクトル生成回路1へ出力する。この際の送信信号の推定方法は、従来技術で説明したように非特許文献1及び非特許文献2などで規定された方法を含め、その他の方式を用いても構わない。
The received signal management circuit 114 receives a data signal subsequent to the preamble signal one symbol at a time from the channel estimation circuit 113 and receives the received signal (r 1 , r 2 ,..., R M ) of each antenna as a component. Once managed as a vector R.
In the signal detection circuit 116, the estimated transmission signal T (N lines) that seems to be most likely from the relationship between the transfer function matrix managed by the transfer function matrix management circuit 115 and the received signal vector R managed by the received signal management circuit 114. N-row 1-column estimated transmission signal sequence vector) transmitted by the antenna of (1) is obtained and output to the replica reception vector generation circuit 1. As the transmission signal estimation method at this time, other methods may be used including the methods defined in Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, and the like as described in the related art.

レプリカ受信ベクトル生成回路1は、伝達関数行列管理回路115に記憶されている伝達関数行列Hを列ベクトルに分解、すなわちH=(h1,h2,…,hN)とし、この分解した伝達関数行列(列ベクトル)と、推定送信信号列べクトルT=(t1,t2,…,tN)の中の1成分を乗算して、ある送信アンテナからの送信信号tkに対する受信信号レプリカ列ベクトルR'(tk)を算出する。(1≦k≦N,kは整数) The replica reception vector generation circuit 1 decomposes the transfer function matrix H stored in the transfer function matrix management circuit 115 into column vectors, that is, H = (h 1 , h 2 ,..., H N ). A received signal corresponding to a transmission signal t k from a certain transmission antenna by multiplying one component of the function matrix (column vector) and the estimated transmission signal sequence vector T = (t 1 , t 2 ,..., T N ). A replica column vector R ′ (t k ) is calculated. (1 ≦ k ≦ N, k is an integer)

上述したように、レプリカ受信ベクトル生成回路1は、下記に示す(5)により、受信信号レプリカ列ベクトルR'(tk)を算出する。
R'(tk)=tk・hk …(5)
この受信信号レプリカ列ベクトルR'(tk)は、第k信号系統から推定送信信号tを送信する際、各受信アンテナ、すなわち、第1の受信アンテナ111−1,第2の受信アンテナ111−2,…,第Mの受信アンテナ111−Mにより受信されるであろう受信信号の推定値を要素としてもつ列ベクトルとして求められる。
As described above, the replica reception vector generation circuit 1 calculates the reception signal replica sequence vector R ′ (t k ) according to the following (5).
R ′ (t k ) = t k · h k (5)
The received signal replica column vector R '(t k), when transmitting the estimated transmitted signal t k from the k signal lines, each receive antenna, i.e., a first reception antenna 111-1, a second reception antenna 111 -2,..., A column vector having elements of estimated values of received signals that will be received by the Mth receiving antenna 111-M.

ここで、所定の周期でトラッキングを行う場合、その時間変動により伝達関数行列H=(h1,h2,…,hN)が伝達関数行列H'=(h1',h2',…,hN')に変化したとしても、その変化量が微細であるため、推定送信信号ベクトルTと実際の受信信号ベクトルR、伝達関数行列H及びH’の間には以下の近似式が成り立つことになる。
ここで、受信信号列ベクトルはR=(r1,r2,…,rNであり、「(t1,t2,…,rN)」の右肩の「」の記載は、上記「(r1,r2,…,rN」が行ベクトル「(r1,r2,…,rN)」の転置行列(すなわち列ベクトル)であることを示している。
Here, when tracking is performed at a predetermined period, the transfer function matrix H = (h 1 , h 2 ,..., H N ) is transferred to the transfer function matrix H ′ = (h 1 ′, h 2 ′,. , H N ′), since the amount of change is fine, the following approximate expression holds between the estimated transmission signal vector T, the actual reception signal vector R, and the transfer function matrices H and H ′. It will be.
Here, the received signal string vector is R = (r 1 , r 2 ,..., R N ) t , and the description of “ t ” on the right shoulder of “(t 1 , t 2 ,..., R N )” is , “(R 1 , r 2 ,..., R N ) t ” is a transposed matrix (that is, a column vector) of the row vector “(r 1 , r 2 ,..., R N )”.

R≒t1・h1'+t2・h1+…+tN・hN
≒t1・h1+t2・h2'+…+tN・hN



≒t1・h1+t2・h2+…+tN・hN' …(6)
この式(6)に式(5)を代入し、以下の(6-a)を生成する。
R≒t1・h1' +R’(t2)+…+R’(tN)
≒t2・h2' +R’(t1)+R’(t3)+…+R’(tN)



≒tN・hN' +R’(t1)+…+R’(tN-1) …(6-a)
この式(6-a)の各行は、hk'の各成分を未定数とする1次方程式であり、以下の式(7)の様に変形して簡単に求めることができる。
1'≒{R−R’(t2)−…−R’(tN)}/t1
2'≒{R−R’(t1)−R’(t3)−…−R’(tN)}/t2

k'≒{R−R’(t1)−…−R’(tk-1)−R’(tk+1)−…−R’(tN)}/t

N'≒{R−R’(t1)−…−R’(tN-1)}/tN …(7)
R ≒ t 1・ h 1 '+ t 2・ h 1 + ... + t N・ h N
≒ t 1・ h 1 + t 2・ h 2 '+… + t N・ h N



≒ t 1・ h 1 + t 2・ h 2 + ... + t N・ h N '... (6)
Substituting equation (5) into equation (6), the following (6-a) is generated.
R≈t 1 · h 1 '+ R' (t 2 ) + ... + R '(t N )
≒ t 2・ h 2 '+ R' (t 1 ) + R '(t 3 ) + ... + R' (t N )



≒ t N · h N '+ R' (t 1) + ... + R '(t N-1) ... (6-a)
Each row of the equation (6-a) is a linear equation in which each component of h k ′ is an unconstant value, and can be easily obtained by modification as the following equation (7).
h 1 '≈ {R−R ′ (t 2 ) −... −R ′ (t N )} / t 1
h 2 '≈ {R−R ′ (t 1 ) −R ′ (t 3 ) −... −R ′ (t N )} / t 2

h k '≈ {R−R ′ (t 1 ) −... −R ′ (t k−1 ) −R ′ (t k + 1 ) −... −R ′ (t N )} / t k

h N '≈ {R−R ′ (t 1 ) −... −R ′ (t N−1 )} / t N (7)

1生成回路2−1は、上記(7)式の1行目に示すように、第1信号系列以外の第k’信号系列(2≦k’≦N,k’は整数)に対する受信信号レプリカ列ベクトルR'(tk’)をそれぞれ実際の受信信号列ベクトルRから減算し、列ベクトルh1’を推定伝達関数列ベクトルとして算出する。
また、h2生成回路2−2は、同様に上記(7)式の2行目に示すように、第2信号系列以外の第k’信号系列(1≦k’≦N且つk’≠2、k’は整数)に対する受信信号レプリカ列ベクトルR'(tk’)をそれぞれ実際の受信信号列ベクトルRから減算し、列ベクトルh2’を推定伝達関数列ベクトルh2'として算出する。
同様に、hN生成回路2−Nは、上記(7)式のN行目に示すように、第1信号系列以外の第k’信号系列(1≦k’≦N−1,k’は整数)に対する受信信号レプリカ列ベクトルR'(tk’)をそれぞれ実際の受信信号列ベクトルRから減算し、列ベクトルhN’を推定伝達関数列ベクトルとして算出する。
The h 1 generation circuit 2-1 receives the received signal for the k ′ signal sequence (2 ≦ k ′ ≦ N, k ′ is an integer) other than the first signal sequence, as shown in the first row of the above equation (7). Each replica column vector R ′ (t k ′ ) is subtracted from the actual received signal column vector R to calculate a column vector h 1 ′ as an estimated transfer function column vector.
Similarly, as shown in the second row of the above equation (7), the h 2 generation circuit 2-2 is the k ′ signal sequence (1 ≦ k ′ ≦ N and k ′ ≠ 2) other than the second signal sequence. , k 'is the received signal replica column vector R on integer)''subtracted) from the actual received signal column vector R each column vector h 2' (t k is calculated as the estimated transfer function column vector h 2 '.
Similarly, as shown in the Nth row of the above equation (7), the h N generation circuit 2-N has a k ′ signal sequence (1 ≦ k ′ ≦ N−1, k ′ other than the first signal sequence). The received signal replica column vector R ′ (t k ′ ) for (integer) is subtracted from the actual received signal column vector R, and the column vector h N ′ is calculated as an estimated transfer function column vector.

伝達関数列ベクトル合成回路3は、これまで使用していた伝達関数行列の第k列目すなわちhと、上記推定伝達関数列ベクトルh'とを線形結合させて、新規伝達関数列ベクトルh (new)を求める。
ここで、伝達関数列ベクトル合成回路3は、伝達関数行列管理回路115に現在記憶されている伝達関数行列H=(h1,h2,…,hN)におけるhを読み出し、所定の忘却係数μ(0<μ≦1)を用いて、以下の(4)式により、新たに伝達関数行列管理回路115に記憶させる新規の伝達関数列ベクトルh (new)の計算を行う。
(new) = (1−μ)・h + μ・h' …(8)
上記(8)式により、所定の忘却係数μを乗算した推定伝達関数列ベクトルh'と、「1−μ」を乗算した伝達関数行列ベクトルhとを加算することにより線形結合させ、推定された推定伝達関数列ベクトルh'へ急激に置き換えるのではなく、直前の成分を残しつつ緩やかに調整する。
The transfer function sequence vector synthesizing circuit 3 linearly combines the k-th column of the transfer function matrix that has been used so far, that is, h k and the estimated transfer function sequence vector h k ′, to generate a new transfer function sequence vector h. k (new) is obtained.
Here, the transfer function sequence vector synthesizing circuit 3 reads out h k in the transfer function matrix H = (h 1 , h 2 ,..., H N ) currently stored in the transfer function matrix management circuit 115 and performs a predetermined forgetting. Using the coefficient μ (0 <μ ≦ 1), a new transfer function column vector h k (new) to be newly stored in the transfer function matrix management circuit 115 is calculated by the following equation (4).
h k (new) = (1−μ) · h k + μ · h k ′ (8)
According to the above equation (8), the estimated transfer function sequence vector h k ′ multiplied by a predetermined forgetting factor μ and the transfer function matrix vector h k multiplied by “1−μ” are linearly combined and estimated. Instead of abruptly replacing the estimated transfer function sequence vector h k ′, the adjustment is performed while leaving the immediately preceding component.

伝達関数行列更新制御回路4は、得られた伝達関数列ベクトルh (new)を、伝達関数行列管理回路115に記憶されている伝達関数行列H=(h1,h2,…,h,…hN)の対応する各列ベクトルに対して上書きし、新たな伝達関数行列Hとする。
また、伝達関数行列更新制御回路4は、他のh1生成回路2−1,h2生成回路2−2,hN生成回路2−Nが各々算出する、推定伝達関数列ベクトルh1',h2',…,hN'も、上述した処理と同様に、伝達関数行列管理回路115に記憶されている伝達関数行列H=(h1,h2,…,h,…hN)の対応する各列ベクトルに対して上書きする。 このとき、伝達関数行列更新制御回路4は、周期的なトラッキングのタイミングにおいて、あるシンボルでは伝達関数行列の1列目を新規の伝達関数列ベクトルにより置換し、次のタイミングのシンボルでは2行目を置換するように、列を順番に時系列に置き換えていくように制御しても良い。
The transfer function matrix update control circuit 4 converts the obtained transfer function sequence vector h k (new) into a transfer function matrix H = (h 1 , h 2 ,..., H k stored in the transfer function matrix management circuit 115. ,..., H N ) are overwritten on the corresponding column vectors to form a new transfer function matrix H.
In addition, the transfer function matrix update control circuit 4 includes estimated transfer function sequence vectors h 1 ′, h 1 generation circuit 2-1, h 2 generation circuit 2-2, h N generation circuit 2-N, respectively. Similarly to the above-described processing, h 2 ′,..., h N ′ is also a transfer function matrix H = (h 1 , h 2 ,..., h k ,... h N ) stored in the transfer function matrix management circuit 115. Overwrite each corresponding column vector of. At this time, at the periodic tracking timing, the transfer function matrix update control circuit 4 replaces the first column of the transfer function matrix with a new transfer function sequence vector for a certain symbol and the second row for the symbol with the next timing. It is also possible to control so that the columns are sequentially replaced in time series so as to replace.

上述した構成においては、送信部が有する送信信号の信号系統各々に対応して、h1生成回路2−1〜hN生成回路2−NのN個の推定伝達関数列ベクトルを算出する回路が個別に設けられていた。
しかしながら、h生成回路2−kを1個設けて、順序回路により、推定伝達関数列ベクトルh1'〜h'を時系列に順番に求める構成としてもよい。例えば、ひとつのhk生成回路2−kを用いて、周期的なトラッキングのタイミングにおいて、あるシンボルでは伝達関数行列の1列目を求めるためにh1生成回路2−1として利用し、次のタイミングのシンボルでは伝達関数行列の2列目を求めるためにh2生成回路2−2として利用し、N番目のタイミングのシンボルでは伝達関数行列のN列目を求めるためにhN生成回路2−Nとして利用することも可能である。
In the configuration described above, a circuit for calculating N estimated transfer function sequence vectors of the h 1 generation circuit 2-1 to h N generation circuit 2-N corresponding to each signal system of the transmission signal of the transmission unit. It was provided separately.
However, a configuration may be adopted in which one h k generation circuit 2-k is provided and the estimated transfer function sequence vectors h 1 ′ to h k ′ are sequentially obtained in time series by a sequential circuit. For example, using one h k generation circuit 2-k, at a periodic tracking timing, a certain symbol is used as the h 1 generation circuit 2-1 to obtain the first column of the transfer function matrix, and the following The timing symbol is used as the h 2 generation circuit 2-2 to obtain the second column of the transfer function matrix, and the N th timing symbol is used as the h N generation circuit 2- to obtain the Nth column of the transfer function matrix. It can also be used as N.

次に、図1及び図2を参照して、上述した実施形態における送信部及び受信部を有する無線通信システムの動作を説明する。
ここで、説明を簡略化するため、例えば、4×4(M=4,N=4)MIMOの場合の無線通信システムの構成で説明する。
すなわち、送信アンテナを4本及び受信アンテナを4本として、すなわち、送信部は送信アンテナ105−1〜105−4を有し、受信部は受信アンテナ111−1〜111−4を有しており、他の構成もこのアンテナ数に対応して構成されている。
送信部が送信アンテナ105−1〜105−4から個別にデータを発信する。
Next, with reference to FIG.1 and FIG.2, operation | movement of the radio | wireless communications system which has a transmission part and a receiving part in embodiment mentioned above is demonstrated.
Here, in order to simplify the description, for example, the configuration of the wireless communication system in the case of 4 × 4 (M = 4, N = 4) MIMO will be described.
That is, with four transmission antennas and four reception antennas, that is, the transmission unit has transmission antennas 105-1 to 105-4, and the reception unit has reception antennas 111-1 to 111-4. Other configurations are also configured corresponding to the number of antennas.
The transmission unit individually transmits data from the transmission antennas 105-1 to 105-4.

そして、第1の受信アンテナ111−1〜第4の受信アンテナ111−4は、それぞれ個別に受信信号を受信する。
これにより、無線部112−1〜112−4は、それぞれ第1の受信アンテナ111−1〜第4の受信アンテナ111−4が個別に受信した受信信号R{r1,r2,r3,r4}を入力し、増幅及びノイズ除去などの信号処理を行い、チャネル推定回路113へ出力する。
次に、チャネル推定回路113は、送信側において付与された既知のパターンデータからなるプリアンブル信号を参照信号とし、この参照信号の受信状況から、すでに述べたように、4本の各送信アンテナi(1≦i≦4)と4本の各受信アンテナj(1≦j≦4)との間の4×4組の伝達関数(hj,i)を取得し、列ベクトルに分解して、H={h1、h2、h3、h4}として伝達関数行列管理回路115に出力して管理させる。
And the 1st receiving antenna 111-1-the 4th receiving antenna 111-4 each receive a received signal individually.
As a result, the radio units 112-1 to 112-4 receive the received signals R {r 1 , r 2 , r 3 , r 1 , received individually by the first receiving antenna 111-1 to the fourth receiving antenna 111-4, respectively. r 4 } is input, signal processing such as amplification and noise removal is performed, and the result is output to the channel estimation circuit 113.
Next, the channel estimation circuit 113 uses a preamble signal composed of known pattern data given on the transmission side as a reference signal, and from the reception status of this reference signal, as described above, each of the four transmission antennas i ( 1 × i ≦ 4) and each of the four receiving antennas j (1 ≦ j ≦ 4), 4 × 4 sets of transfer functions (h j, i ) are obtained, decomposed into column vectors, and H = {H 1 , h 2 , h 3 , h 4 } is output to the transfer function matrix management circuit 115 for management.

そして、受信信号管理回路114は、プリアンブル信号に後続するデータ信号を、チャネル推定回路113から1シンボルずつ入力される、各アンテナの受信信号(r1,r2,r3,r4)を成分とした受信信号列ベクトルR={r1,r2,r3,r4を記憶する。
次に、信号検出回路116は、受信信号管理回路114から受信信号ベクトルRを読み出し、また、伝達関数行列管理回路115から伝達関数行列を読み出し、送信信号の推定値を求め、4行1列の推定送信信号列ベクトルT={t1、t2、t3、t4を出力する。
Then, the received signal management circuit 114 is a component of the received signals (r 1 , r 2 , r 3 , r 4 ) of the respective antennas, each of which receives the data signal subsequent to the preamble signal from the channel estimation circuit 113 one symbol at a time. The received signal sequence vector R = {r 1 , r 2 , r 3 , r 4 } t is stored.
Next, the signal detection circuit 116 reads the reception signal vector R from the reception signal management circuit 114 and reads the transfer function matrix from the transfer function matrix management circuit 115 to obtain an estimated value of the transmission signal. The estimated transmission signal sequence vector T = {t 1 , t 2 , t 3 , t 4 } t is output.

次に、レプリカ受信ベクトル生成回路1は、(1)式により受信信号レプリカ列ベクトルR'(t)を算出する。
そして、レプリカ受信ベクトル生成回路1は、h1生成回路2−1〜h4生成回路2−4各々に対して、上記受信信号レプリカ列ベクトルR'(t)を出力する。
このとき、h1生成回路2−1〜h4生成回路2−4各々には、受信信号管理回路114から、推定送信信号列ベクトルTを算出する際に用いた、実際に受信した受信信号列ベクトルR={r1,r2,r3,r4が入力されている。
Next, the replica reception vector generation circuit 1 calculates the reception signal replica column vector R ′ (t k ) by the equation (1).
The replica reception vector generation circuit 1 outputs the reception signal replica string vector R ′ (t k ) to each of the h 1 generation circuits 2-1 to h 4 generation circuits 2-4.
At this time, each of the h 1 generation circuit 2-1 to h 4 generation circuit 2-4 includes an actually received reception signal sequence used when calculating the estimated transmission signal sequence vector T from the reception signal management circuit 114. A vector R = {r 1 , r 2 , r 3 , r 4 } t is input.

次に、h1生成回路2−1は、上記(3)式において、伝達関数h1'を未知数として方程式を解く。
つまり、h1生成回路2−1は、受信信号ベクトルRから未知数と定義した信号系統「t1・h1'」以外の項「t2・h2+t3・h3+t4・h4」を減算し、未知数と定義したh1'の係数である送信信号t1により除算することにより、未知数h1'を算出する以下の(9)式を得る。
1'≒{R−t2・h2−t3・h3−t4・h4}/t1 …(9)
これにより、h1生成回路2−1は、推定伝達関数列ベクトルh1'を算出する。
同様に、h2生成回路2−2,h3生成回路2−3,h4生成回路2−4も、各々設定されている未知数としての伝達関数列ベクトルに対応させて、h1生成回路2−1と同様な処理により、それぞれ、推定伝達関数列ベクトルh2',h3',h4'を算出する。
Next, the h 1 generation circuit 2-1 solves the equation using the transfer function h 1 ′ as an unknown in the above equation (3).
That is, the h 1 generation circuit 2-1 determines the term “t 2 · h 2 + t 3 · h 3 + t 4 · h 4 ” other than the signal system “t 1 · h 1 ′” defined as an unknown from the received signal vector R. Is subtracted and divided by the transmission signal t 1, which is a coefficient of h 1 ′ defined as an unknown, to obtain the following equation (9) for calculating the unknown h 1 ′.
h 1 '≈ {Rt 2 · h 2 -t 3 · h 3 -t 4 · h 4 } / t 1 (9)
As a result, the h 1 generation circuit 2-1 calculates the estimated transfer function sequence vector h 1 ′.
Similarly, the h 2 generation circuit 2-2, the h 3 generation circuit 2-3, and the h 4 generation circuit 2-4 also correspond to the set transfer function sequence vectors as the unknowns, and the h 1 generation circuit 2. The estimated transfer function sequence vectors h 2 ′, h 3 ′, and h 4 ′ are calculated by the same processing as −1, respectively.

次に、伝達関数列ベクトル合成回路3は、h1生成回路2−1,h2生成回路2−2,h3生成回路2−3,h4生成回路2−4各々から、それぞれ推定伝達関数列ベクトルh1',h2',h3',h4'を入力する。
また、伝達関数列ベクトル合成回路3は、伝達関数行列管理回路115から、現在の伝達関数行列Hnowの各列ベクトルh1,h2,h3,h4を読み込み、上記(8)式を用いて、各信号系統に対応する新規の伝達関数列ベクトルh1 (new)、h2 (new)、h3 (new)、h4 (new)を算出する。
そして、伝達関数列ベクトル合成回路3は、算出した新規の伝達関数列ベクトルh1 (new)、h2 (new)、h3 (new)、h4 (new)を伝達関数行列更新制御回路4へ出力する。
Next, the transfer function sequence vector synthesizing circuit 3 receives an estimated transfer function from each of the h 1 generation circuit 2-1, the h 2 generation circuit 2-2, the h 3 generation circuit 2-3, and the h 4 generation circuit 2-4. Input column vectors h 1 ', h 2 ', h 3 ', h 4 '.
The transfer function column vector synthesis circuit 3 reads each column vector h 1 , h 2 , h 3 , h 4 of the current transfer function matrix Hnow from the transfer function matrix management circuit 115 and uses the above equation (8). Thus, new transfer function sequence vectors h 1 (new) , h 2 (new) , h 3 (new) , h 4 (new) corresponding to each signal system are calculated.
Then, the transfer function sequence vector synthesis circuit 3 sends the calculated new transfer function sequence vectors h 1 (new) , h 2 (new) , h 3 (new) , h 4 (new) to the transfer function matrix update control circuit 4. Output to.

次に、伝達関数行列更新制御回路4は、伝達関数行列管理回路115に記憶されている伝達関数行列Hの各伝達関数列ベクトルh1〜h4各々を、入力される新規の伝達関数列ベクトルh1 (new)、h2 (new)、h3 (new)、h4 (new)により、上書きして置き換える。
このとき、伝達関数行列更新制御回路4は、すでに述べたように、一括して伝達関数行列を置き換えるのではなく、トラッキング周期で順番に、伝達関数行列管理回路115に記憶されている既存の伝達関数行列の行を、得られた新規の伝達関数列ベクトルh1 (new)、h2 (new)、h3 (new)、h4 (new)により置き換えるようにしてもよい。
ここで、得られた伝達関数行列hk (new)が推定精度として不十分であった場合には伝達関数行列の置き換えを保留するなど、必要に応じて置き換えの実施を制御することも可能である。
Next, the transfer function matrix update control circuit 4 converts each transfer function column vector h 1 to h 4 of the transfer function matrix H stored in the transfer function matrix management circuit 115 into a new input transfer function column vector. Overwrite and replace with h 1 (new) , h 2 (new) , h 3 (new) , h 4 (new) .
At this time, as described above, the transfer function matrix update control circuit 4 does not replace the transfer function matrix all at once, but sequentially replaces the existing transfer functions stored in the transfer function matrix management circuit 115 in the tracking period. The rows of the function matrix may be replaced by the obtained new transfer function column vectors h 1 (new) , h 2 (new) , h 3 (new) , h 4 (new) .
Here, if the obtained transfer function matrix h k (new) is insufficient as the estimation accuracy, it is possible to control the replacement as necessary, such as deferring the transfer function matrix replacement. is there.

なお、図1における受信部の機能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受信におけるデータの再生を行ってもよい。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ェ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。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。   Note that a program for realizing the function of the receiving unit in FIG. 1 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed, whereby data of the received data is received. Regeneration may be performed. 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 portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in the 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。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、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.

本発明の一実施形態による受信局の受信部の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the receiving part of the receiving station by one Embodiment of this invention. MIMO技術を適用した送信局の送信部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the transmission part of the transmission station to which a MIMO technique is applied. 従来技術における受信局の受信部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the receiving part of the receiving station in a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・レプリカ受信ベクトル生成回路
2−1・・・h1生成回路
2−2・・・h2生成回路
2−N・・・hN生成回路
3・・・伝達関数列ベクトル合成回路
4・・・伝達関数行列更新制御回路
101・・・データ分割回路
102−1,102−2,102−N・・・プリアンブル付与回路
103−1,103−2,103−N・・・変調回路
104−1,104−2,104−N・・・無線部
105−1,105−2,105−M・・・送信アンテナ
111−1,111−2,111−M・・・受信アンテナ
112−1,112−2,112−M・・・無線部
113・・・チャネル推定回路
114・・・受信信号管理回路
115・・・伝達関数行列管理回路
116・・・信号検出回路
117・・・データ合成回路

1 ... replica reception vector generator 2-1 ... h 1 generating circuit 2-2 ... h 2 generating circuit 2-N ... h N generation circuit 3 ... transfer function column vector synthesizing circuit 4 ... Transfer function matrix update control circuit 101 ... Data division circuits 102-1, 102-2, 102-N ... Preamble applying circuits 103-1, 103-2, 103-N ... Modulation circuit 104 -1, 104-2, 104-N: wireless units 105-1, 105-2, 105-M ... transmitting antennas 111-1, 111-2, 111-M ... receiving antennas 112-1 , 112-2, 112 -M ... wireless unit 113 ... channel estimation circuit 114 ... received signal management circuit 115 ... transfer function matrix management circuit 116 ... signal detection circuit 117 ... data synthesis circuit

Claims (7)

同一周波数チャネル上で複数の信号系列を空間上で多重化して送信するN(N≧2、Nは整数)本の送信アンテナを備えた送信局と、送信された無線信号を受信し前記複数の信号系列に分離して受信処理を行うM本(M≧1、Mは整数)の受信アンテナを備えた受信局により構成されたMIMO(Multiple Input Multiple Output)通信が可能な無線通信装置において、
前記送信局は、
ユーザデータをN系統に分割するユーザデータ分割手段と、
前記N系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN系統の信号系列を生成する信号系列生成手段と、
N本の前記送信アンテナを用いて同一周波数にて同時に前記信号系列を重畳して送信する信号送信手段とを備え、
前記受信局は、
M本の前記受信アンテナを用いて個別に無線信号を受信する信号受信手段と、
受信信号に付与された前期既知のパターンの信号を参照信号として、前記送信アンテナのうちの第iアンテナと前記受信アンテナのうちの第jアンテナとの間のM×N組の伝達関数hj,iを取得する伝達関数取得手段と、
該伝達関数hj,iを第(j,i)成分とするM行N列の行列すなわち伝達関数行列をH、N系統の信号系列の送信信号をN行1列の送信信号列ベクトルT、M本のアンテナで受信されたシンボル単位の受信信号をM行1列の受信信号列ベクトルRと表記した際に、
各シンボル毎に該伝達関数行列H、および該受信信号列ベクトルRを用いて前記送信局が送信した送信信号列ベクトルTの推定値である推定送信信号列ベクトルT'を取得する送信信号推定手段と、
前記伝達関数行列Hを列ベクトルに分解して、H=(h1,h2,…,hN)と表記し、かつ所定のシンボルにおいて推定された前記送信信号列ベクトルをT'=(t1,t2,…,tN(右肩のtは転置行列を示す)と表記した場合、
第k(1≦k≦N、kは整数)信号系統から推定送信信号tを送信した場合に、前記アンテナにて受信される受信信号を推定した受信信号レプリカ列ベクトルを生成するレプリカ受信ベクトル生成手段と、
前記受信信号列ベクトルRから、第k'(1≦k'≦N、k'は整数)系統以外の受信信号レプリカ列ベクトルをそれぞれ減算して干渉除去列ベクトルを求める干渉信号除去手段と、
該干渉信号除去手段で求めた干渉除去列ベクトルを、第k'信号系列の推定送信信号により除算して、第k'信号系統の推定伝達関数列ベクトルを生成する推定伝達関数列ベクトル生成手段と、
該推定伝達関数列ベクトルと前記伝達関数行列の第k'列目の列ベクトルとを線形結合させて新規伝達関数列ベクトルを生成する伝達関数列ベクトル合成手段と、
伝達関数取得手段に格納されている前記伝達関数行列の第k'行目を、前記新規伝達関数列ベクトルに更新する伝達関数列ベクトル更新手段と
を有することを特徴とする無線通信装置。
A transmitting station having N (N ≧ 2, N is an integer) transmitting antennas that multiplex and transmit a plurality of signal sequences in space on the same frequency channel; In a wireless communication apparatus capable of MIMO (Multiple Input Multiple Output) communication configured by a receiving station provided with M receiving antennas (M ≧ 1, M is an integer) that performs reception processing by separating into signal sequences,
The transmitting station is
User data dividing means for dividing user data into N systems;
A signal sequence generation means for generating a signal sequence of N systems by giving individual known pattern signals to the data divided into the N systems;
Signal transmitting means for simultaneously superimposing and transmitting the signal sequence at the same frequency using N transmitting antennas,
The receiving station is
Signal receiving means for individually receiving radio signals using the M receiving antennas;
M × N sets of transfer functions h j, between the i-th antenna of the transmission antennas and the j-th antenna of the reception antennas, using a signal of a known pattern given to the reception signal as a reference signal . transfer function acquisition means for acquiring i ;
A matrix of M rows and N columns having the transfer function h j, i as the (j, i) component, that is, a transfer function matrix H, a transmission signal of N signal sequences, a transmission signal sequence vector T of N rows and 1 column, When a received signal in units of symbols received by M antennas is expressed as a received signal column vector R of M rows and 1 column,
Transmission signal estimation means for obtaining an estimated transmission signal sequence vector T ′ which is an estimated value of the transmission signal sequence vector T transmitted by the transmission station using the transfer function matrix H and the received signal sequence vector R for each symbol. When,
The transfer function matrix H is decomposed into column vectors, expressed as H = (h 1 , h 2 ,..., H N ), and the transmission signal column vector estimated for a predetermined symbol is expressed as T ′ = (t 1 , t 2 ,..., T N ) t ( t on the right shoulder indicates a transposed matrix)
The k (1 ≦ k ≦ N, k is an integer) replica received vector in transmission of estimated transmitted signal t k from the signal line, and generates a received signal replica column vector estimating the signal received by the antenna Generating means;
Interference signal removing means for subtracting received signal replica string vectors other than the k ′ (1 ≦ k ′ ≦ N, k ′ is an integer) system from the received signal string vector R to obtain an interference removed string vector;
Estimated transfer function sequence vector generation means for generating an estimated transfer function sequence vector of the k 'signal system by dividing the interference cancellation sequence vector obtained by the interference signal cancellation means by the estimated transmission signal of the k' signal sequence; ,
Transfer function sequence vector combining means for linearly combining the estimated transfer function sequence vector and the k'th column vector of the transfer function matrix to generate a new transfer function sequence vector;
A wireless communication apparatus comprising: transfer function sequence vector updating means for updating the k′th row of the transfer function matrix stored in the transfer function acquisition means to the new transfer function sequence vector.
前記請求項1記載の無線通信装置において、
前記全ての信号系統毎に、前記干渉信号除去手段,推定伝達関数列ベクトル生成手段および伝達関数列ベクトル合成手段が設けられていることを特徴とする請求項1記載の無線通信装置。
The wireless communication device according to claim 1,
2. The radio communication apparatus according to claim 1, wherein the interference signal removing unit, the estimated transfer function sequence vector generating unit, and the transfer function sequence vector combining unit are provided for each of all the signal systems.
前記請求項1記載の無線通信装置において、
前記干渉信号除去手段,推定伝達関数列ベクトル生成手段,伝達関数列ベクトル合成手段及び伝達関数列ベクトル更新手段が、1信号系列分設けられており、前記各信号系統に対して、順次新規伝達関数列ベクトルを生成し、前記新規伝達関数列ベクトルに更新することを特徴とする無線通信装置。
The wireless communication device according to claim 1,
The interference signal removing means, the estimated transfer function sequence vector generating means, the transfer function sequence vector synthesizing unit and the transfer function sequence vector updating means are provided for one signal sequence, and a new transfer function is sequentially added to each signal system. A wireless communication apparatus, wherein a column vector is generated and updated to the new transfer function column vector.
前記請求項1から請求項3のいずれかに記載の無線通信装置において、
前記伝達関数列ベクトル合成手段が、忘却係数μ(0<μ≦1:μは実数)を用い、前記伝達関数行列の列ベクトルhの(1−μ)倍と、第k信号系統の前記推定伝達関数列ベクトルh'のμ倍を線形合成することにより新規伝達関数行列を生成する
ことを特徴とする無線通信装置。
In the wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The transfer function column vector synthesizing means uses a forgetting factor μ (0 <μ ≦ 1: μ is a real number), (1-μ) times the column vector h k of the transfer function matrix, and the k-th signal system. A wireless communication apparatus characterized by generating a new transfer function matrix by linearly synthesizing μ times the estimated transfer function sequence vector h k ′.
前記請求項4に記載の無線通信装置において、
前記忘却係数μは、前記推定送信信号列ベクトルT'の第k成分すなわちtの絶対値に比例して動的に変更することを特徴とする無線通信装置。
The wireless communication device according to claim 4, wherein
The forgetting factor μ is the radio communication apparatus characterized by dynamically changing in proportion to the absolute value of the k component i.e. t k of the estimated transmission signal column vector T '.
同一周波数チャネル上で複数の信号系列を空間上で多重化して送信するN(N≧2、Nは整数)本の送信アンテナを備えた送信局から、MIMO(Multiple Input Multiple Output)通信方式により送信された無線信号を受信し、前記複数の信号系列に分離して受信処理を行うM本(M≧1、Mは整数)の受信アンテナを備えた受信装置であり、
M本の前記受信アンテナを用いて個別に無線信号を受信する信号受信手段と、
受信信号に付与された前期既知のパターンの信号を参照信号として、前記送信アンテナのうちの第iアンテナと前記受信アンテナのうちの第jアンテナとの間のM×N組の伝達関数hj,iを取得する伝達関数取得手段と、
該伝達関数hj,iを第(j,i)成分とするM行N列の行列すなわち伝達関数行列をH、N系統の信号系列の送信信号をN行1列の送信信号列ベクトルT、M本のアンテナで受信されたシンボル単位の受信信号をM行1列の受信信号列ベクトルRと表記した際に、
各シンボル毎に該伝達関数行列H、および該受信信号列ベクトルRを用いて前記送信局が送信した送信信号列ベクトルTの推定値である推定送信信号列ベクトルT'を取得する送信信号推定手段と、
前記伝達関数行列Hを列ベクトルに分解して、H=(h1,h2,…,hN)と表記し、かつ所定のシンボルにおいて推定された前記送信信号列ベクトルをT'=(t1,t2,…,tN(右肩のtは転置行列を示す)と表記した場合、
第k(1≦k≦N、kは整数)信号系統から推定送信信号tを送信した場合に、前記アンテナにて受信される受信信号を推定した受信信号レプリカ列ベクトルを生成するレプリカ受信ベクトル生成手段と、
前記受信信号列ベクトルRから、第k'(1≦k'≦N、k'は整数)系統以外の受信信号レプリカ列ベクトルをそれぞれ減算して干渉除去列ベクトルを求める干渉信号除去手段と、
該干渉信号除去手段で求めた干渉除去列ベクトルを、第k'信号系列の推定送信信号により除算して、第k'信号系統の推定伝達関数列ベクトルを生成する推定伝達関数列ベクトル生成手段と、
該推定伝達関数列ベクトルと前記伝達関数行列の第k'列目の列ベクトルとを線形結合させて新規伝達関数列ベクトルを生成する伝達関数列ベクトル合成手段と、
伝達関数取得手段に格納されている前記伝達関数行列の第k'行目を、前記新規伝達関数列ベクトルに更新する伝達関数列ベクトル更新手段と
を有することを特徴とする受信装置。
Transmitted by a MIMO (Multiple Input Multiple Output) communication system from a transmission station equipped with N (N ≧ 2, N is an integer) transmission antennas that multiplex and transmit a plurality of signal sequences on the same frequency channel. A receiving apparatus including M (M ≧ 1, M is an integer) receiving antennas that receive received radio signals and perform reception processing by separating them into a plurality of signal sequences;
Signal receiving means for individually receiving radio signals using the M receiving antennas;
M × N sets of transfer functions h j, between the i-th antenna of the transmission antennas and the j-th antenna of the reception antennas, using a signal of a known pattern given to the reception signal as a reference signal . transfer function acquisition means for acquiring i ;
A matrix of M rows and N columns having the transfer function h j, i as the (j, i) component, that is, a transfer function matrix H, a transmission signal of N signal sequences, a transmission signal sequence vector T of N rows and 1 column, When a received signal in units of symbols received by M antennas is expressed as a received signal column vector R of M rows and 1 column,
Transmission signal estimation means for obtaining an estimated transmission signal sequence vector T ′ which is an estimated value of the transmission signal sequence vector T transmitted by the transmission station using the transfer function matrix H and the received signal sequence vector R for each symbol. When,
The transfer function matrix H is decomposed into column vectors, expressed as H = (h 1 , h 2 ,..., H N ), and the transmission signal column vector estimated for a predetermined symbol is expressed as T ′ = (t 1 , t 2 ,..., T N ) t ( t on the right shoulder indicates a transposed matrix)
The k (1 ≦ k ≦ N, k is an integer) replica received vector in transmission of estimated transmitted signal t k from the signal line, and generates a received signal replica column vector estimating the signal received by the antenna Generating means;
Interference signal removing means for subtracting received signal replica string vectors other than the k ′ (1 ≦ k ′ ≦ N, k ′ is an integer) system from the received signal string vector R to obtain an interference removed string vector;
Estimated transfer function sequence vector generation means for generating an estimated transfer function sequence vector of the k 'signal system by dividing the interference cancellation sequence vector obtained by the interference signal cancellation means by the estimated transmission signal of the k' signal sequence; ,
Transfer function sequence vector combining means for linearly combining the estimated transfer function sequence vector and the k'th column vector of the transfer function matrix to generate a new transfer function sequence vector;
A receiving apparatus comprising: transfer function sequence vector updating means for updating the k′th row of the transfer function matrix stored in the transfer function obtaining means to the new transfer function sequence vector.
同一周波数チャネル上で複数の信号系列を空間上で多重化して送信するN(N≧2、Nは整数)本の送信アンテナを備えた送信局から、MIMO(Multiple Input Multiple Output)通信方式により送信された無線信号を、前記複数の信号系列に分離して受信処理を行うM本(M≧1、Mは整数)の受信アンテナにより受信する受信方法であり、
M本の前記受信アンテナを用いて個別に無線信号を受信する信号受信過程と、
受信信号に付与された前期既知のパターンの信号を参照信号として、前記送信アンテナのうちの第iアンテナと前記受信アンテナのうちの第jアンテナとの間のM×N組の伝達関数hj,iを取得する伝達関数取得過程と、
該伝達関数hj,iを第(j,i)成分とするM行N列の行列すなわち伝達関数行列をH、N系統の信号系列の送信信号をN行1列の送信信号列ベクトルT、M本のアンテナで受信されたシンボル単位の受信信号をM行1列の受信信号列ベクトルRと表記した際に、
各シンボル毎に該伝達関数行列H、および該受信信号列ベクトルRを用いて前記送信局が送信した送信信号列ベクトルTの推定値である推定送信信号列ベクトルT'を取得する送信信号推定過程と、
前記伝達関数行列Hを列ベクトルに分解して、H=(h1,h2,…,hN)と表記し、かつ所定のシンボルにおいて推定された前記送信信号列ベクトルをT'=(t1,t2,…,tN(右肩のtは転置行列を示す)と表記した場合、
第k(1≦k≦N、kは整数)信号系統から推定送信信号tを送信した場合に、前記アンテナにて受信される受信信号を推定した受信信号レプリカ列ベクトルを生成するレプリカ行列生成過程と、
前記受信信号列ベクトルRから、第k'(1≦k'≦N、k'は整数)系統以外の受信信号レプリカ列ベクトルをそれぞれ減算して干渉除去列ベクトルを求める干渉信号除去過程と、
該干渉信号除去手段で求めた干渉除去列ベクトルを、第k'信号系列の推定送信信号により除算して、第k'信号系統の推定伝達関数列ベクトルを生成する推定伝達関数列ベクトル生成過程と、
該推定伝達関数列ベクトルと前記伝達関数行列の第k'列目の列ベクトルとを線形結合させて新規伝達関数列ベクトルを生成する伝達関数列ベクトル合成過程と、
伝達関数取得手段に格納されている前記伝達関数行列の第k'行目を、前記新規伝達関数列ベクトルに更新する伝達関数列ベクトル更新過程と
有することを特徴とする受信方法。

Transmitted by a MIMO (Multiple Input Multiple Output) communication system from a transmission station equipped with N (N ≧ 2, N is an integer) transmission antennas that multiplex and transmit a plurality of signal sequences on the same frequency channel. A reception method of receiving the received radio signal by M reception antennas (M ≧ 1, M is an integer) that performs reception processing by separating the signal into a plurality of signal sequences,
A signal receiving process of individually receiving radio signals using the M receiving antennas;
M × N sets of transfer functions h j, between the i-th antenna of the transmission antennas and the j-th antenna of the reception antennas, using a signal of a known pattern given to the reception signal as a reference signal . a transfer function acquisition process for acquiring i ;
A matrix of M rows and N columns having the transfer function h j, i as the (j, i) component, that is, a transfer function matrix H, a transmission signal of N signal sequences, a transmission signal sequence vector T of N rows and 1 column, When a received signal in units of symbols received by M antennas is expressed as a received signal column vector R of M rows and 1 column,
A transmission signal estimation process for obtaining an estimated transmission signal sequence vector T ′ that is an estimated value of the transmission signal sequence vector T transmitted by the transmission station using the transfer function matrix H and the received signal sequence vector R for each symbol. When,
The transfer function matrix H is decomposed into column vectors, expressed as H = (h 1 , h 2 ,..., H N ), and the transmission signal column vector estimated for a predetermined symbol is expressed as T ′ = (t 1 , t 2 ,..., T N ) t ( t on the right shoulder indicates a transposed matrix)
The k (1 ≦ k ≦ N, k is an integer) in the case of transmitting the estimated transmission signal t k from the signal system, generating a replica matrix to generate a received signal replica column vector estimating the signal received by the antenna Process,
An interference signal removal step of subtracting received signal replica sequence vectors other than the k ′ (1 ≦ k ′ ≦ N, k ′ is an integer) system from the received signal sequence vector R to obtain an interference elimination sequence vector;
An estimated transfer function sequence vector generation step of generating an estimated transfer function sequence vector of the k 'signal system by dividing the interference cancellation sequence vector obtained by the interference signal cancellation means by the estimated transmission signal of the k'th signal sequence; ,
A transfer function sequence vector synthesis process for generating a new transfer function sequence vector by linearly combining the estimated transfer function sequence vector and the k'th column vector of the transfer function matrix;
A receiving method comprising: a transfer function sequence vector updating step of updating the k'th row of the transfer function matrix stored in the transfer function obtaining means to the new transfer function sequence vector.

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