JP4413545B2 - 多入力多出力伝搬路信号伝送装置及び受信局 - Google Patents
多入力多出力伝搬路信号伝送装置及び受信局 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4413545B2 JP4413545B2 JP2003193832A JP2003193832A JP4413545B2 JP 4413545 B2 JP4413545 B2 JP 4413545B2 JP 2003193832 A JP2003193832 A JP 2003193832A JP 2003193832 A JP2003193832 A JP 2003193832A JP 4413545 B2 JP4413545 B2 JP 4413545B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transmission
- signal
- information
- unit
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は多入力多出力伝搬路信号伝送装置及び受信局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、図８に示すような多入力多出力伝搬路信号伝送装置が提案されている。送信局１００は送信信号を生成する送信信号生成部１０１、＃１〜＃Ｋの送信信号分割部１０２、＃１〜＃Ｋの送信処理部１０３、＃１〜＃Ｎの送信アンテナ１０５を備えている。そして各送信処理部１０３は、送信信号変調部１１１、乗算部１１１２、既知シンボル付加部１１３から構成されている。
【０００３】
他方、受信局２００は＃１〜＃Ｌの受信アンテナ２０１、既知シンボル分離部２０２、＃１〜＃Ｋの等化処理部２０３、チャネル推定部２０４、送信ウェイト生成部２８１、送信ウェイト蓄積部２８２、受信ウェイト生成部２８３、受信信号結合部２０９を備えている。そして各等化処理部２０３は、乗算部２１１と受信信号復調部２１２から構成されている。
【０００４】
この提案されている多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、送信局１００はフィードバック回線４００の利用により、受信局２００から送信ウェイト情報を信号送信前に受信する。フィードバック情報は受信アンテナ２０１の数Ｌと同じ数の＃１〜＃Ｌの組となっており、＃１〜＃Ｌの各組には送信アンテナ１０５の本数Ｎと同じ数のウェイト情報が含まれている。送信局１００の送信信号分割部１０２では、受信局２００からフィードバックされた送信ウェイト情報を参照し、送信ウェイト情報が全て０でない組の数Ｋと同じ数の系列＃１〜＃Ｋに送信信号を分割する。分割された＃１〜＃Ｋの各送信信号系列は、それぞれ送信信号変調部１１１で変調され、乗算部１１２で対応する送信ウェイト情報と乗算され、受信局２００側で等化処理を行うために用いられる既知シンボルを付加される。各送信信号系列は対応する送信アンテナ１０５毎に加算され、伝搬路３００に送信される。
【０００５】
いま、Ｋ個に分割された送信信号系列（ここでは、「ストリーム」と呼ぶ）のうちｋ番目のストリームをＳk(t)、送信アンテナ本数をＮ、ｋ番目のストリームに対応する送信ウェイトベクトル（Ｎ×１列）をＷTkとすると、多重化された送信信号ベクトルＸ(t)は、
【数１】
となる。
【０００６】
受信局２００では、無線伝搬路３００によって歪んだ送信信号が受信される。送信信号系列の歪の様子は伝搬路３００自体の形状と、各送受信アンテナ１０５、２０１の位置関係で決定される。
【０００７】
いま、伝搬路３００は各チャネルにおいて遅延波の影響が無視できるような一様フェージングチャネルを想定する。このとき、既知シンボルを用いて、チャネル推定部２０４において各送受信間の伝搬路特性を推定することで、この伝搬路特性は、以下のチャネル行列Ａによって示される。ただし、Ｌは受信アンテナ本数とする。
【０００８】
【数２】
各受信アンテナ２０１で受信された受信信号ｒ(t)は、ノイズベクトルをｎ(t)とすると、
【数３】
のように示される。
【０００９】
各受信アンテナ２０１で受信された信号は、既知シンボル分離部２０２において既知シンボルと送信情報シンボルとに分離され、送信情報シンボルは＃１〜＃Ｋの各送信信号系列と同じ数Ｋの等化処理部２０３に入力される。既知シンボルはチャネル推定部２０４に入力される。チャネル推定部２０４は、各送受信アンテナ１０５、２０１間の伝搬路特性を推定し、チャネル推定情報を出力する。
【００１０】
受信局２００の送信ウェイト生成部２８１では、チャネル推定情報を用いて送信ウェイト情報を生成する。この送信ウェイト生成には通常、固有値演算や特異値演算を用いる。具体的には、（４）式のようにチャネル相間行列ＡHＡの固有値分解を行うと、以下の関係を満たすＫ個（Ｋ＝min(Ｎ,Ｌ)）の固有ベクトルｅkが得られる。ただし、Ｈは複素転置を示している。
【００１１】
【数４】
（４）式で、λiはｉ番目の固有ベクトルに対応する固有値を示す。上記ｅkを用いてｋ番目のストリームに対する送信ウェイトベクトルを、
【数５】
のように生成する。この時点で生成された送信ウェイトは、フィードバック回線４００を通じて送信局１００へ送信され、次回の送信時に使用される。
【００１２】
送信ウェイト生成部２８１で生成された送信ウェイトは、送信ウェイトがフィードバックされ、信号送信に用いられて受信局２００で受信されるまで各送信ウェイト蓄積部２８２において保持される。その後、蓄積されている送信ウェイトは受信ウェイト生成部２８３に入力される。受信ウェイト生成部２８３では、蓄積されている送信ウェイト情報とチャネル推定部２０４からのチャネル推定値とを用いて受信ウェイト情報を算出する。
【００１３】
この受信ウェイトベクトル（１行×Ｌ列）ＷRkは、
【数６】
により生成される。
【００１４】
各等化処理部２０３では、乗算部２１１で受信ウェイト生成部２８３からの受信ウェイト情報を受信信号と乗算して合成し、さらに受信信号復調部２１２で復調処理を行う。
【００１５】
ｋ番目のストリームに対する合成後出力ｙk(t)は、
【数７】
となる。
【００１６】
そして各等化処理部２０３での復調処理後の＃１〜＃Ｋの受信信号は、受信信号結合部２０９において送信信号分割部１０２の分割法と対応した形で結合され、送信信号系列が得られる。
【００１７】
このように、提案されている多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、送受信ウェイト情報を生成して用いることにより、多重化された他のストリームからの干渉を全く受けずに所望のストリームのみを抽出することができる。この結果、周波数利用効率を従来の１ストリームのみを伝送する場合と比較して飛躍的に高めることができるのである。
【００１８】
しかしながら、上述した多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、受信局で算出したウェイト情報をフィードバック回線を用いて送信局に通知する際に遅延が生じ、通信路チャネルが変動してしまう。このような変動が発生すれば、通信チャネルと送受信ウェイトの整合性が乱れ、伝送特性の劣化が生じてしまう。
【００１９】
つまり、従来提案されている技術では、送信ウェイトベクトルを生成したときのチャネル行列をＣ、実際に通信を行った際のチャネル行列をＣ′とすると、送信ウェイトベクトルはチャネル行列Ｃに対して生成されているのに対して、受信ウェイトベクトルＷRkは、ＷRk＝(Ｃ′ｅk)Hのように、Ｃ′に基づいて生成される。このときの受信局における合成後信号ｙk(t)は、
【数８】
となる。このときＷTkはＣHＣの固有ベクトルであり、Ｃ′HＣ′の固有値ではないため、他ストリームからの干渉成分を消去できない。この結果、伝送特性の劣化が生じるという問題点があった。
【００２０】
また従来例では、（５），（６）式のようにチャネル推定値を基に固有値計算を行い、現在の伝搬路に整合した形で送受信ウェイト情報を算出して伝送時に用いている。しかし、フィードバック情報はフィードバック回線を用いて伝達される関係上、フィードバック回線の情報速度に応じた遅延の後に通知されるため、遅延の影響を受けずに生成された受信ウェイト情報との整合性が乱れ、伝送容量が劣化する事態が起こる問題点があった。
【００２１】
【非特許文献１】
宮下、西村、大鐘、小川、鷹取、長著、「ＭＩＭＯチャネルにおける固有ビーム空間分割多重（Ｅ−ＳＤＭ）方式」、電子情報通信学会技報、ＲＣＳ２００２−５３、２００２年５月。
【００２２】
【非特許文献２】
西村、大鐘、小川、鷹取、長著、「固有ビーム空間分割多重方式におけるチャネル推定誤差を考慮した場合の特性評価」、電子情報通信学会技報、ＲＣＳ２００２−９４、２００２年７月。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、受信ウェイト生成時に加工後の送信ウェイトを用いることにより、送受信ウェイトの整合性を向上させ、伝送特性の劣化を減少させることができる多入力多出力伝搬路信号伝送技術を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、送信信号生成部と、送信信号を複数の系列に分割する送信信号分割部と、分割された各信号系列を変調する送信信号変調部と、前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された加工フィードバック情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信信号変調部の変調信号に前記送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部とを具備し、
前記受信局は、前記送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、通信チャネル情報を入力し、フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、前記フィードバック情報を前記フィードバック回線の回線状況に応じて加工して前記加工フィードバック情報を生成し、前記フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックするフィードバック情報加工部と、前記加工フィードバック情報を一定期間保持し、蓄積された蓄積フィードバック情報を出力するフィードバック情報蓄積部と、前記通信チャネル情報と前記蓄積フィードバック情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、
前記受信局は、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００２５】
請求項２の発明は、多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、通信チャネル情報を入力し、フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、前記フィードバック情報をフィードバック回線の回線状況に応じて加工して加工フィードバック情報を生成し、前記送信局に前記フィードバック回線を通じてフィードバックするフィードバック情報加工部と、前記加工フィードバック情報を一定期間保持し、蓄積された蓄積フィードバック情報を出力するフィードバック情報蓄積部と、前記通信チャネル情報と前記蓄積フィードバック情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信局側の送信信号分割法と対応して結合する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００２６】
請求項１の発明の多入力多出力伝搬路信号伝送装置、請求項２の発明の受信局では、送信局側において、送信信号を複数の系列に分割し、分割された各信号系列を変調し、受信局側からのフィードバック回線を通じて通知された加工フィードバック情報を用いて生成された送信ウェイト情報をこの変調信号に乗算し、複数のアンテナから伝搬路に送信する。
【００２７】
受信局側においては、送信局の送信信号を複数のアンテナにて受信し、受信信号から通信チャネル情報を推定し、この通信チャネル情報からフィードバック情報を生成し、さらにフィードバック情報をフィードバック回線の回線状況に応じて加工して加工フィードバック情報を生成し、フィードバック回線を通じて送信局側にこの加工フィードバック情報をフィードバックする。また加工フィードバック情報を一定期間保持し、蓄積された蓄積フィードバック情報と前記通信チャネル情報とを用いて受信ウェイト情報を生成し、複数の信号系列毎に受信信号にこの受信ウェイト情報を乗算し、複数の送信信号系列毎に受信信号を復調する。そして送信信号系列毎の復調信号を送信局側の送信信号分割部に対応して結合し、元の送信信号を得て出力する。
【００２８】
これにより、多入力多出力伝搬路信号伝送において、送信ウェイトのフィードバックに伴う加工処理による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減し、伝送特性の劣化を低減する。
【００２９】
請求項３の発明は、複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、送信信号生成部と、前記送信信号を複数の信号系列に分割する送信信号分割部と、分割された各送信信号系列を変調する送信信号変調部と、前記送信信号変調部の変調信号に前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された量子化送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部とを具備し、
前記受信局は、前記送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信ウェイト情報に量子化処理を施して前記量子化送信ウェイト情報を生成し、前記フィードバック回線を通じて前記送信局へフィードバックする送信ウェイト量子化部と、前記量子化送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された量子化送信ウェイトを出力する送信ウェイト蓄積部と、前記通信チャネル情報と前記送信ウェイト蓄積部の蓄積された量子化送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、
前記受信局は、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００３０】
請求項４の発明は、多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信ウェイト情報に量子化処理を施して量子化送信ウェイト情報を生成し、フィードバック回線を通じて前記送信局へフィードバックする送信ウェイト量子化部と、前記量子化送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された量子化送信ウェイト情報を出力する送信ウェイト送信ウェイト蓄積部と、前記通信チャネル情報と前記送信ウェイト蓄積部の蓄積された量子化送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を結合して元の送信信号を復元する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００３１】
請求項３の発明の多入力多出力伝搬路信号伝送装置、請求項４の発明の受信局では、送信局側において、送信信号を複数の信号系列に分割し、分割された各送信信号系列を変調し、受信局側からフィードバック回線を通じて通知された量子化送信ウェイト情報をこの変調信号に乗算し、複数のアンテナを通じて伝搬路に送信する。
【００３２】
受信局側においては、送信局からの送信信号を複数のアンテナで受信し、受信信号から通信チャネル情報を推定し、この通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成し、さらに送信ウェイト情報に量子化処理を施して量子化送信ウェイト情報を生成し、フィードバック回線を通じて送信局側へフィードバックする。これと共に、量子化送信ウェイト情報を一定期間保持し、通信チャネル情報と蓄積された量子化送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成し、複数の信号系列毎に受信信号にこの受信ウェイト情報を乗算し、複数の送信信号系列毎に受信信号を復調する。そして送信信号系列毎の復調信号を送信局側の送信信号分割部に対応して結合し、元の送信信号を得て出力する。
【００３３】
これにより、多入力多出力伝搬路信号伝送において、送信ウェイトのフィードバックに伴う遅延による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減し、伝送特性の劣化を低減する。
【００３４】
請求項５の発明は、複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、送信信号生成部と、送信信号を複数の系列に分割する送信信号分割部と、分割された各信号系列を変調する送信信号変調部と、前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信信号変調部の変調信号に前記送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部とを具備し、
前記受信局は、前記送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、前記通信チャネル情報に量子化処理を施して前記量子化通信チャネル情報を生成し、前記フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックする通信チャネル量子化部と、前記量子化通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された量子化通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部と、前記チャネル蓄積部の蓄積された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記チャネル推定部の出力する通信チャネル情報と前記送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、
前記受信局は、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００３５】
請求項６の発明は、多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、前記通信チャネル情報に量子化処理を施して量子化通信チャネル情報を生成し、フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックする通信チャネル量子化部と、前記量子化通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された量子化通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部と、前記チャネル蓄積部の蓄積された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記チャネル推定部の出力する通信チャネル情報と前記送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を結合して元の送信信号を復元する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００３６】
請求項５の発明の多入力多出力伝搬路信号伝送装置、請求項６の発明の受信局では、送信局側において、送信信号を複数の系列に分割し、分割された各信号系列を変調し、受信局側からのフィードバック回線を通じて通知された量子化通信チャネル情報を用いて生成された送信ウェイト情報をこの変調信号に乗算し、複数のアンテナを通じて伝搬路に送信する。
【００３７】
受信局側においては、送信局からの送信信号を複数のアンテナで受信し、受信信号から通信チャネル情報を推定し、この通信チャネル情報に量子化処理を施して量子化通信チャネル情報を生成し、フィードバック回線を通じて送信局側にフィードバックする。これと共に、量子化通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成し、前記通信チャネル情報とこの送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイトを生成し、複数の信号系列毎に受信信号にこの受信ウェイト情報を乗算し、複数の送信信号系列毎に受信信号を復調する。そして送信信号系列毎の復調信号を送信局側の送信信号分割部に対応して結合し、元の送信信号を得て出力する。
【００３８】
これにより、多入力多出力伝搬路信号伝送において、送信ウェイトのフィードバックに伴う遅延による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減し、伝送特性の劣化を低減する。
【００３９】
請求項７の発明は、複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、送信信号生成部と、前記送信信号を複数の信号系列に分割する送信信号分割部と、分割された各送信信号系列を変調する送信信号変調部と、前記送信信号変調部の変調信号に前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された補正送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部とを具備し、
前記受信局は、前記送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信ウェイト生成部が過去に出力した前記送信ウェイト情報を保存する送信ウェイト保存部と、前記送信ウェイト保存部に保存された過去の送信ウェイト情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて前記送信ウェイト生成部の出力する送信ウェイト情報を補正して前記補正送信ウェイト情報を生成し、前記送信局に前記フィードバック回線を通じてフィードバックする送信ウェイト補正部と、前記送信ウェイト補正部からの補正送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された補正送信ウェイト情報を出力する送信ウェイト蓄積部と、前記通信チャネル情報と前記送信ウェイト蓄積部の蓄積された補正送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、
前記受信局は、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００４０】
請求項８の発明は、多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信ウェイト生成部が過去に出力した前記送信ウェイト情報を保存する送信ウェイト保存部と、前記送信ウェイト保存部に保存された過去の送信ウェイト情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて前記送信ウェイト生成部の出力する送信ウェイト情報を補正して補正送信ウェイト情報を生成し、前記送信局にフィードバック回線を通じてフィードバックする送信ウェイト補正部と、前記送信ウェイト補正部からの補正送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された補正送信ウェイト情報を出力する送信ウェイト蓄積部と、前記通信チャネル情報と前記送信ウェイト蓄積部の蓄積された補正送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を結合して元の送信信号を復元する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００４１】
請求項７の発明の多入力多出力伝搬路信号伝送装置、請求項８の発明の受信局では、送信局側において、送信信号を複数の信号系列に分割し、分割された各送信信号系列を変調し、受信局側からのフィードバック回線を通じて通知された補正送信ウェイト情報をこの変調信号に乗算し、複数のアンテナを通じて伝搬路に送信する。
【００４２】
受信局側においては、送信局からの送信信号を複数のアンテナで受信し、受信信号から通信チャネル情報を推定し、この通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する。そして、保存されている過去の送信ウェイト情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて、新たに生成された送信ウェイト情報を補正して補正送信ウェイト情報を生成し、送信局側にフィードバック回線を通じてフィードバックする。これと共に、補正送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された補正送信ウェイト情報と前記通信チャネル情報とを用いて受信ウェイト情報を生成し、複数の信号系列毎に受信信号にこの受信ウェイト情報を乗算し、複数の送信信号系列毎に受信信号を復調する。そして送信信号系列毎の復調信号を送信局側の送信信号分割部に対応して結合し、元の送信信号を得て出力する。
【００４３】
これにより、多入力多出力伝搬路信号伝送において、送信ウェイト補正時の誤差による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減し、伝送特性の劣化を低減する。
【００４４】
請求項９の発明は、複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、送信信号生成部と、送信信号を複数の系列に分割する送信信号分割部と、分割された各信号系列を変調する送信信号変調部と、前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された補正通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信信号変調部の変調信号に前記送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部とを具備し、
前記受信局は、前記送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、前記チャネル推定部が過去に出力した前記通信チャネル情報を保存するチャネル情報保存部と、前記チャネル情報保存部に保存された過去の通信チャネル情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて前記通信チャネル情報を補正して前記補正通信チャネル情報を生成し、前記フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックするチャネル情報補正部と、前記補正通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された補正通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部と、前記チャネル蓄積部の蓄積された補正通信チャネル情報を入力し、送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信ウェイト情報を用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、
前記受信局は、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００４５】
請求項１０の発明は、多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、前記チャネル推定部が過去に出力した前記通信チャネル情報を保存するチャネル情報保存部と、前記チャネル情報保存部に保存された過去の通信チャネル情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて前記通信チャネル情報を補正して補正通信チャネル情報を生成し、フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックするチャネル情報補正部と、前記補正通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された補正通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部と、前記チャネル蓄積部の蓄積された補正通信チャネル情報を入力し、送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信ウェイト情報を用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を結合して元の送信信号を復元する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００４６】
請求項９の発明の多入力多出力伝搬路信号伝送装置、請求項１０の発明の受信局では、送信局側においては、送信信号を複数の系列に分割し、分割された各信号系列を変調し、受信局側からのフィードバック回線を通じて通知された補正通信チャネル情報を用いて生成された送信ウェイト情報をこの変調信号に乗算し、複数のアンテナを通じて伝搬路に送信する。
【００４７】
受信局側においては、送信局からの送信信号を複数のアンテナで受信し、受信信号から通信チャネル情報を推定し、チャネル情報保存部に保存されている過去の通信チャネル情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて新たに得た通信チャネル情報を補正して補正通信チャネル情報を生成し、フィードバック回線を通じて送信局側にフィードバックする。また、補正通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された補正通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を算出し、さらに送信ウェイト情報を用いて受信ウェイトを算出し、複数の信号系列毎に受信信号にこの受信ウェイト情報を乗算し、複数の送信信号系列毎に受信信号を復調する。そして送信信号系列毎の復調信号を送信局側の送信信号分割部に対応して結合し、元の送信信号を得て出力する。
【００４８】
これにより、多入力多出力伝搬路信号伝送において、送信ウェイトのフィードバックに伴う遅延による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減し、伝送特性の劣化を低減する。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００５０】
［第１の実施の形態］図１に、本発明の第１の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置を示す。本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置は、大きく分けて、送信局１００、受信局２００、伝搬路３００の３つから構成されている。
【００５１】
送信局１００は送信信号を生成する送信信号生成部１０１、＃１〜＃Ｋの送信信号分割部１０２、＃１〜＃Ｋの送信処理部１０３、＃１〜＃Ｎの加算部１０４、＃１〜＃Ｎの送信アンテナ１０５、送信ウェイト生成部１０６を備えている。そして各送信処理部１０３は、送信信号変調部１１１、乗算部１１２、既知シンボル付加部１１１３から構成されている。
【００５２】
他方、受信局２００は＃１〜＃Ｌの受信アンテナ２０１、既知シンボル分離部２０２、＃１〜＃Ｋの等化処理部２０３、チャネル推定部２０４、フィードバック情報生成部２０５、フィードバック情報加工部２０６、フィードバック情報蓄積部２０７、受信ウェイト生成部２０８、受信信号結合部２０９を備えている。そして各等化処理部２０３は、乗算部２１１と受信信号復調部２１２から構成されている。
【００５３】
本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、送信局１００はフィードバック回線４００の利用により、受信局２００からフィードバック情報を受信し、送信ウェイト生成部１０６によって送信ウェイト情報を生成する。フィードバック情報は受信アンテナ２０１の数Ｌと同じ数の＃１〜＃Ｌの組となっており、＃１〜＃Ｌの各組には送信アンテナ１０２の本数Ｎと同じ数のウェイト情報が含まれている。
【００５４】
送信局１００の送信ウェイト生成部１０６は、受信局２００からフィードバックされた情報に基づき生成された送信ウェイト情報を生成する。この送信ウェイト情報の生成には通常、固有値演算や特異値演算を用いる。具体的にはチャネル行列をＡとすると、チャネル相関行列ＡHＡの固有値分解を行うことで以下の関係を満たすＫ個（Ｋ＝min(N,L)）の固有ベクトルｅkを得る。
【００５５】
【数９】
ただし、記号Ｈは複素転置を示している。また、λiはｉ番目の固有ベクトルに対応する固有値を示す。
【００５６】
上記固有ベクトルｅkを用いてｋ番目のストリームに対する送信ウェイトベクトルを
【数１０】
のように生成する。
【００５７】
送信局１００の送信信号分割部１０２では送信ウェイト情報を参照し、送信ウェイト情報が全て０でない組の数と同じ数の系列に送信信号を分割する。分割された各送信信号系列は、それぞれ送信信号変調部１１１で変調され、対応する送信ウェイトと乗算され、受信局２００側で等化処理を行うために用いられる既知シンボルを付加される。各送信信号系列は加算部１０４にて対応する送信アンテナ１０５毎に加算され、送信アンテナ１０５から伝搬路３００に送信される。いま、Ｋ個に分割された送信信号系列（ストリーム）のうちｋ番目のストリームをＳk(t)、送信アンテナ本数をＮ、ｋ番目のストリームに対応する送信ウェイトベクトル（Ｎ行×１列）をＷTkとすると、多重化された送信信号ベクトルＸ(t)は、
【数１１】
となる。
【００５８】
送信された信号は無線伝搬路３００によって歪んだ後、受信局２００で受信される。送信信号系列の歪の様子は伝搬路３００自体の形状と、各送受信アンテナ１０５，２０１の位置関係で決定される。いま、伝搬路３００は各チャネルにおいて遅延波の影響が無視できるような一様フェージングチャネルを想定する。
【００５９】
受信局２００では、受信信号が既知シンボル分割部２０２で既知シンボルと送信情報シンボルとに分離される。送信情報シンボルは各送信信号系列と同じ数の等化処理部２０３に入力され、既知シンボルはチャネル推定部２０４に入力される。既知シンボルを用いてチャネル推定部２０４において各送受信間の伝搬路特性を推定し、通信チャネル情報を出力する。
【００６０】
この伝搬路特性は以下のチャネル行列Ａによって示される。ただし、Ｌは受信アンテナ２０１の本数とする。
【００６１】
【数１２】
各受信アンテナ２０１で受信された受信信号ｒ(t)は、ノイズベクトルをｎ(t)とすると、
【数１３】
のように示される。
【００６２】
チャネル推定部２０４の出力する通信チャネル情報を用いて、フィードバック情報生成部２０５においてフィードバック情報が生成される。このフィードバック情報として送信ウェイト情報を用いる場合は、フィードバック情報生成部２０５にて上述した送信ウェイト生成部１０６と同様の処理が行われる。したがって、この場合、送信局１００側には送信ウェイト生成部１０６が不要となる。他方、フィードバック情報として通信チャネル情報をフィードバックする場合、フィードバック情報生成部２０５はスルーとなる。
【００６３】
生成されたフィードバック情報はフィードバック情報加工部２０６とフィードバック情報蓄積部２０７に入力される。フィードバック情報加工部２０６ではフィードバック情報に対して、フィードバック回線４００の帯域、フィードバック情報量等に応じた加工を施した後、加工フィードバック情報を出力する。この加工フィードバック情報はフィードバック回線４００を通じて送信局１００に通知される。フィードバック情報蓄積部２０７では、加工フィードバック情報が送信局１００に通知され、通知情報を用いて送信された信号が受信局２００で受信されるまでの一定期間フィードバック情報を保持する。フィードバック情報生成部２０５がスルーだった場合は、保持終了後に送信局１００側の送信ウェイト生成部１０６と同様の処理が施され、送信ウェイト情報が蓄積フィードバック情報として出力される。
【００６４】
前記一定期間が経過した後、フィードバック情報蓄積部２０７から蓄積フィードバック情報が受信ウェイト生成部２０８へ出力される。受信ウェイト生成部２０８では、通信チャネル情報と蓄積フィードバック情報を用いて受信ウェイト情報を生成する。このとき、受信ウェイトベクトル（１行×Ｌ列）ＷRkは、
【数１４】
のように生成される。
【００６５】
生成された受信ウェイト情報は受信信号と乗算される。ｋ番目のストリームに対する合成後出力ｙk(t)は、
【数１５】
となる。
【００６６】
このように送受信ウェイトを生成して用いることにより、多重化された他のストリームからの干渉を全く受けずに所望のストリームのみを抽出することができる。この結果、本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、周波数利用効率を従来の１ストリームのみを伝送する場合と比較して飛躍的に高めることが可能となる。
【００６７】
［第２の実施の形態］次に、本発明の第２の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置について、図２を用いて説明する。
【００６８】
図１に示した第１の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、フィードバック情報をフィードバック回線を用いて送信局に通知する際、フィードバック回線の帯域、フィードバック情報量に応じた加工による劣化が生じことがあり得る。この結果、送受信ウェイト間の整合性が乱れ、伝送特性の劣化が生じてしまう場合がある。つまり、加工前の送信ウェイト情報、加工後の送信ウェイト情報それぞれを
【数１６】
とすると、第１の実施の形態の技術では、受信ウェイトを
【数１７】
として生成する。
【００６９】
このときの受信局２００における合成後信号ｙk(t)は、
【数１８】
となる。このとき、
【数１９】
の加工前の送信ウェイト情報と加工後の送信ウェイト情報との間には加工に伴う誤差が生じているために送受信ウェイト間の整合性が乱れることがあり、その場合には他ストリームからの干渉成分を十分消去できず、この結果として伝送特性の劣化が生じ得ることが予想される。
【００７０】
図２に示した本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置において、図１に示した第１の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置と共通する構成要素については同一の符号を付して示している。第１の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、受信局２００において受信ウェイトの生成時に加工を施さない状態のフィードバック情報を用いていたのに対して、本実施の形態では、受信局２００のフィードバック情報加工部２０６において加工した後の加工フィードバック情報をフィードバック情報蓄積部２２１で一定時間保持し、受信ウェイト生成部２０８に出力し、受信ウェイトを生成するようにした点を特徴とする。
【００７１】
【表１】
表１に第１の実施の形態と第２の実施の形態との関係を示す。第１の実施の形態では、（１０）式のようにチャネル推定値を基に固有値計算を行い、現在の伝搬路に整合した形で送受信ウェイトを算出して伝送時に用いているが、フィードバック情報はフィードバック回線を用いて伝達される関係上、フィードバック回線の情報速度に応じた加工処理が施されるため、加工処理の影響を受けずに生成された受信ウェイトとの整合性が乱れ、伝送容量が劣化するといった事態が起こり得た。
【００７２】
これに対して、本実施の形態では送信ウェイトと受信ウェイトとの整合性を保持することを目的に、フィードバック情報に加工を施した後の加工フィードバック情報を用いて受信ウェイトを生成する。これにより、送信ウェイトのフィードバックに伴う加工処理による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減することができる。つまり、加工前のフィードバック情報を用いて生成した送信ウェイト情報を
【数２０】
とし、加工後のフィードバック情報を用いて生成した加工送信ウェイト情報を
【数２１】
とすると、第１の実施の形態の方法では受信ウェイトを
【数２２】
として生成していたところを、
【数２３】
として生成することになる。このときの合成後信号ｙk(t)は、
【数２４】
となる。
【００７３】
以上の動作により、本第２の実施の形態による多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、フィードバック時の加工による誤差が生じた際の影響を低減することが可能となり、伝送特性の劣化を低減することができる。
【００７４】
［第３の実施の形態］図３に本発明の第３の実施の形態を示す。本実施の形態ではフィードバックに伴って生じる誤差として、量子化に伴う誤差を低減することを目的としている。図１に示した第１の実施の形態の技術では受信ウェイトの生成時に量子化を施さない状態の送信ウェイト情報を用いていたのに対して、本実施の形態では、送信ウェイト情報を送信ウェイト量子化部において量子化した後の量子化送信ウェイト情報を用いて受信ウェイト生成を行う点が異なる。
【００７５】
図３に示すように本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置は、複数のアンテナ１０５を備えた送信局１００と複数のアンテナ２０１を備えた受信局２００と、無線伝搬路３００から構成される。
【００７６】
送信局１００は図１の第１の実施の形態の送信局とほぼ同様の構成であるが、送信ウェイト生成部を備えておらず、受信局２００側からフィードバックされる量子化送信ウェイト情報を利用するようにしている。
【００７７】
一方、受信局２００は、複数の信号系列毎のアンテナ２０１による受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部２０４と、通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部２３１と、送信ウェイト情報に量子化処理を施して量子化送信ウェイト情報を生成し、フィードバック回線４００を通じて送信局１００へフィードバックする送信ウェイト量子化部２３２と、量子化送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された量子化送信ウェイトを出力する送信ウェイト蓄積部２３３と、通信チャネル情報と送信ウェイト蓄積部２３３の蓄積された量子化送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部２３４と、受信信号に受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部２１１と、受信信号を復調する受信信号復調部２１２を備えている。受信局２００はさらに、複数の送信信号系列毎の等化処理部２０３の受信信号復調部２１２それぞれからの復調出力を送信局１００側の送信信号分割部１０２の分割法と対応して結合して受信信号を出力する受信信号結合部２０９を備えている。
【００７８】
第１の実施の形態では、（１０）式のようにチャネル推定値を基に固有値計算を行い、現在の伝搬路に整合した形で送受信ウェイトを算出して伝送時に用いたが、送信ウェイト情報はフィードバック回線を用いて伝達される関係上、送信ウェイトはフィードバック回線の情報速度に応じた量子化が施されるため、量子化の影響を受けずに生成された受信ウェイトとの整合性が乱れ、伝送容量が劣化する事態が起こることが予想される。
【００７９】
このような状況に対応するために、本実施の形態では送信ウェイトと受信ウェイトとの整合性を保持することを目的に、送信ウェイト情報に量子化を施した後の量子化送信ウェイト情報を用いて受信ウェイトを生成する。これにより、送信ウェイトのフィードバックに伴う遅延による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減することができる。
【００８０】
つまり、量子化前の送信ウェイト情報、量子化後の送信ウェイト情報それぞれを
【数２５】
とすると、第１の実施の形態では受信ウェイトを
【数２６】
として生成していたところを、
【数２７】
として生成することになる。このときの合成後信号ｙk(t)は、
【数２８】
となる。
【００８１】
以上の動作により、本実施の形態による多入力多出力伝搬路信号伝送では、フィードバックによる量子化誤差が生じた際の影響を低減することが可能となり、伝送特性の劣化を低減することができる。
【００８２】
［第４の実施の形態］図４に本発明の第４の実施の形態を示す。図３に示した第３の実施の形態では受信局２００で算出した送信ウェイト情報をフィードバック回線４００によって送信局１００に通知していたのに対して、本実施の形態では量子化通信チャネル情報を送信局１００にフィードバック回線４００を用いて通知し、送信局１００側で送信ウェイト情報を生成するようにしたことを特徴とする。
【００８３】
本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置は、複数のアンテナ１０５を備えた送信局１００と複数のアンテナ２０１を備えた受信局２００と、無線伝搬路３００から構成される。なお、図１に示した第１のの実施の形態と共通する構成要素には同一の符号を付している。
【００８４】
送信局１００は、送信信号生成部１０１と、送信信号を複数の系列に分割する送信信号分割部１０２と、分割された各信号系列を変調する送信信号変調部１１１と、受信局２００からのフィードバック回線４００を通じて通知された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部１２１と、送信信号変調部１１１の変調信号に送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部１１２と、既知シンボル付加部１１３と、加算部１０４を備えている。
【００８５】
一方、受信局２００は、複数の信号系列毎のアンテナ２０１による受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部２０４と、通信チャネル情報に量子化処理を施して量子化通信チャネル情報を生成し、フィードバック回線４００を通じて送信局１００にフィードバックする通信チャネル量子化部２４１と、量子化通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された量子化通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部２４２と、チャネル蓄積部２４２の蓄積された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部２４３と、チャネル推定部２０４の出力する通信チャネル情報と送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部２４４と、受信信号に受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部２１１と、受信信号を復調する受信信号復調部２１２を備えている。受信局２００はさらに複数の送信信号系列毎の等化処理部２０３それぞれの受信信号復調部２１２から出力される復調信号を送信局１００側の送信信号分割部１０２の分割法と対応して結合し、受信信号を出力する受信信号結合部２０９を備えている。
【００８６】
このような構成においては、送信ウェイト情報はフィードバック回線の情報速度に応じた量子化が施された通信チャネル情報を用いて生成されるため、量子化の影響を受けずに生成された受信ウェイトとの整合性が乱れ、伝送容量が劣化するといった事態が起こることが予想されるが、このような状況に対応するために、本実施の形態では送信ウェイトと受信ウェイトとの整合性を保持することを目的にして、通信チャネル情報に量子化を施した後の量子化通信チャネル情報を用いて受信ウェイトを生成する。
【００８７】
これにより、本実施の形態による多入力多出力伝搬路信号伝送方式では、送信ウェイトのフィードバックに伴う遅延による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減することができる。つまり、量子化前の通信チャネル情報、量子化後の送信ウェイト情報をそれぞれ
【数２９】
とすると、送信ウェイトは
【数３０】
の特異値分解若しくは固有値分解を行うことで得られる固有ベクトル
【数３１】
を用いて以下のように表せる。
【００８８】
【数３２】
これに対して第１の実施の形態では受信ウェイトを
【数３３】
として生成していたところを、本実施の形態によれば
【数３４】
として生成することになる。このときの合成後信号ｙk(t)は、
【数３５】
となる。
【００８９】
以上の動作により、本実施の形態による多入力多出力伝搬路信号伝送方式では、フィードバックによる量子化誤差が生じた際の影響を低減することが可能となり、伝送特性の劣化を低減することができる。
【００９０】
［第５の実施の形態］図５に本発明の第５の実施の形態を示す。本実施の形態ではフィードバックに伴い生じる誤差として、フィードバック遅延の補償を目的に行うウェイト補正時に生じる補正誤差を問題としている。図１の第１の実施の形態では、（１０）式のようにチャネル推定値を基に固有値計算を行い、現在の伝搬路に整合した形で送受信ウェイトを算出して伝送時に用いているが、送信ウェイト情報はフィードバック回線を用いて伝達される関係上、送信ウェイトはフィードバック回線の情報速度に応じた遅延の後に受信されるため、送信ウェイトと通信チャネルとの整合性が乱れ、伝送容量が劣化するといった事態が起こる。
【００９１】
このような状況に対応するために、フィードバックによる遅延に伴う送信ウェイト及び通信チャネル間の不整合性を低減させることを目的とし、送信ウェイト補正部を用いることができ、その場合、例えば遅延時間情報と送信ウェイト保存部に保存された過去に使用された送信ウェイト情報を基に、一次外挿処理を用いることによって送信ウェイトを補正することが考えられる。上記遅延時間情報は例えば、送信局、受信局それぞれにおいてウェイト生成及び補正に必要な時間と、送信ウェイト情報を受信してから実際の通信に用いられるまでの所要時間を計測することで算出することができる。しかし、遅延時間情報の精度及び送信ウェイト補正時の誤差により送受信ウェイトと通信チャネル間に不整合が発生すると考えられる。
【００９２】
そこで本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、送信ウェイトと受信ウェイトとの整合性を保持することを目的に、送信ウェイト情報に補正を施した後の補正送信ウェイト情報を用いて受信ウェイトを生成するようにしている。
【００９３】
図５を用いて、本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置の構成を説明する。本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置は、複数のアンテナ１０５を備えた送信局１００と複数のアンテナ２０１を備えた受信局２００と、無線伝搬路３００から構成される。送信局１００は、図３に示した第３の実施の形態と同様の構成であるので、共通する構成要素に同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００９４】
一方、受信局２００は、複数の信号系列毎のアンテナ２０１による受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部２０４と、通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部２３１と、送信ウェイト生成部２３１が過去に出力した送信ウェイト情報を保存する送信ウェイト保存部２５１と、送信ウェイト保存部２５１に保存された過去の送信ウェイト情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報２５３を用いて送信ウェイト生成部２３１の出力する送信ウェイト情報を補正して補正送信ウェイト情報を生成し、送信局１００にフィードバック回線４００を通じてフィードバックする送信ウェイト補正部２５２と、送信ウェイト補正部２５２からの補正送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された補正送信ウェイト情報を出力する送信ウェイト蓄積部２３３と、通信チャネル情報と送信ウェイト蓄積部２３３の蓄積された補正送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部２３４と、受信信号に受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部２１１と、受信信号を復調する受信信号復調部２１２を備えている。受信局２００はさらに、複数の送信信号系列毎の等化処理部２０３の受信信号復調部２１２それぞれからの復調出力を送信局１００側の送信信号分割部１０２の分割法と対応して結合して受信信号を出力する受信信号結合部２０９を備えている。
【００９５】
以上の構成により、本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、送信ウェイトと受信ウェイトとの整合性を保持することを目的に、受信局２００において送信ウェイト情報に補正を施した後の補正送信ウェイト情報を用いて受信ウェイトを生成する。これにより、本実施の形態による多入力多出力伝搬路信号伝送では、送信ウェイト補正時の誤差による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減することができる。
【００９６】
つまり、補正前の送信ウェイト情報、補正後の送信ウェイト情報それぞれを
【数３６】
とすると、第１の実施の形態では受信ウェイトを
【数３７】
として生成していたところを、本実施の形態では
【数３８】
として生成することになる。このときの合成後信号ｙk(t)は、
【数３９】
となり、補正誤差の影響をも考慮して送受信ウェイト間の整合性を保つことが可能となる。
【００９７】
以上により、本実施の形態による多入力多出力伝搬路信号伝送方式では、フィードバックによる誤差が生じた際の影響を低減することが可能となり、伝送特性の劣化を低減することができる。
【００９８】
［第６の実施の形態］図６に本発明の第６の実施の形態を示す。第５の実施の形態による伝送方式では、受信局で算出した送信ウェイト情報をフィードバック回線によって送信局に通知していたのに対して、本実施の形態では補正通信チャネル情報を送信局にフィードバック回線を用いて通知し、送信局側で送信ウェイト情報を生成する点を特徴とする。
【００９９】
図６を用いて本実施の形態の構成を説明する。本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置は、複数のアンテナ１０５を備えた送信局１００と複数のアンテナ２０１を備えた受信局２００と、無線伝搬路３００から構成される。
【０１００】
送信局１００は、図２、図４に示した実施の形態とほぼ共通であるが、送信ウェイト生成部１３１は受信局２００からフィードバックされる補正通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する点が他のものとは異なっている。
【０１０１】
また受信局２００は、複数の信号系列毎に、送信信号を受信する複数のアンテナ２０１と、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部２０４と、チャネル推定部２０４が過去に出力した通信チャネル情報を保存するチャネル情報保存部２６１と、チャネル情報保存部２６１に保存された過去の通信チャネル情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報２５３を用いて通信チャネル情報を補正して補正通信チャネル情報を生成し、フィードバック回線４００を通じて送信局１００にフィードバックするチャネル情報補正部２６２と、補正通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された補正通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部２４２と、チャネル蓄積部２４２の蓄積された補正通信チャネル情報を入力し、送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部２４３と、送信ウェイト情報を用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部２４４と、受信信号に受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部２１１と、受信信号を復調する受信信号復調部２１２を備えている。受信局２００はまた、複数の送信信号系列毎の等化処理部２０３の受信信号復調部２１２それぞれからの復調出力を送信局１００側の送信信号分割部１０２の分割法と対応して結合し、受信信号を出力する受信信号結合部２０９を備えている。
【０１０２】
送信ウェイト情報をフィードバック回線４００の情報速度に応じた遅延の影響を受けた通信チャネル情報を用いて生成する場合、遅延の影響を受けずに生成された受信ウェイトとの整合性が乱れ、伝送容量が劣化するといった事態が起こり得る。
【０１０３】
このような状況に対応するために、本実施の形態では、送信ウェイトと受信ウェイトとの整合性を保持することを目的に、通信チャネル情報に補正処理を施した後の補正通信チャネル情報を用いて受信ウェイトを生成する。これにより、本実施の形態では、送信ウェイトのフィードバックに伴う遅延による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減することができる。
【０１０４】
つまり、補正前の通信チャネル情報、補正後の通信チャネル情報それぞれを
【数４０】
とすると、送信ウェイトは、
【数４１】
の特異値分解若しくは固有値分解を行うことで得られる固有ベクトル
【数４２】
を用いて以下のように表せる。
【０１０５】
【数４３】
これに対して、第１の実施の形態では、受信ウェイトを
【数４４】
として生成していた。このときの合成後信号ｙk(t)は、
【数４５】
となる。
【０１０６】
一方、本実施の形態では、
【数４６】
として生成することになる。このときの合成後信号ｙk(t)は、
【数４７】
となる。送信ウェイトは
【数４８】
の固有ベクトルであるから、（２４）式の方が不整合性に伴う影響は小さくなる。
【０１０７】
以上の動作により、本実施の形態による多入力多出力伝搬路信号伝送では、フィードバックによる遅延が生じた際の影響を低減することが可能となり、伝送特性の劣化を低減することができる。
【０１０８】
【実施例】
本発明の第３の実施の形態に示す構成での改善効果評価を目的に、計算機シミュレーションを行った。シミュレーション条件を以下に示す。
【０１０９】
送受信アンテナ１０５，２０１の本数は共に４本とし、変調方式はＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭを伝搬路品質に応じて適応的に切り替える構成とした。チャネル符号化は行っていない。各送信信号系列は等電力で送信されるものとした。伝搬路３００は各送受信アンテナ間で１波レイリーフェージングを想定し、送信ブランチ間及び受信ブランチ間の相関特性は下記の参考文献のＣａｓｅ IIを参考に設定した。平均信号電力対雑音電力比は２０ｄＢとした。
【０１１０】
本発明の第１の実施の形態及び第３の実施の形態による伝送方式について、横軸を１フレーム当たりに使用する総量子化ビット数、縦軸を平均スループットとして評価した結果を図７に示す。両方式共に横軸の値が小さくなるほどスループットが減少しているが、第３の実施の形態による伝送方式では第１の実施の形態による伝送方式と比較してより良好な特性が維持できているのが確認できた。
【０１１１】
［参考文献］
“Joint 3GPP 3GPP2 Spatial Channel Modeling AHG Status Report”, RAN1 #27, July2-5, 2002.
【０１１２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、送受信ウェイトの整合性を考慮してウェイトを設定できるため、フィードバックに伴う量子化による特性の劣化を低減することができ、その結果として、良好な伝送特性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置のブロック図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置のブロック図。
【図３】本発明の第３の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置のブロック図。
【図４】本発明の第４の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置のブロック図。
【図５】本発明の第５の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置のブロック図。
【図６】本発明の第６の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置のブロック図。
【図７】本発明の第１の実施の形態による伝送方式と第３の実施の形態による伝送方式との伝送特性を比較するグラフ。
【図８】従来例の多入力多出力伝搬路信号伝送装置のブロック図。
【符号の説明】
１００ 送信局
１０１ 送信信号生成部
１０２ 送信信号分割部
１０３ 信号処理部
１０４ 加算部
１０５ アンテナ
１０６ 送信ウェイト生成部
１１１ 送信信号変調部
１１２ 送信ウェイト乗算部
１１３ 既知シンボル付加部
１２１ 送信ウェイト生成部
１３１ 送信ウェイト生成部
２００ 受信局
２０１ アンテナ
２０２ 既知シンボル分離部
２０３ 等化処理部
２０４ チャネル推定部
２０５ フィードバック情報生成部
２０６ フィードバック情報加工部
２０８ 受信ウェイト生成部
２０９ 受信信号結合部
２１１ 受信ウェイト乗算部
２１２ 受信信号復調部
２２１ フィードバック情報蓄積部
２３１ 送信ウェイト生成部
２３２ 送信ウェイト量子化部
２３３ 送信ウェイト蓄積部
２３４ 受信ウェイト生成部
２４１ 通信チャネル量子化部
２４２ チャネル蓄積部
２４３ 送信ウェイト生成部
２４４ 受信ウェイト生成部
２５１ 送信ウェイト保存部
２５２ 送信ウェイト補正部
２５３ 遅延時間情報
２６１ チャネル情報保存部
２６２ チャネル情報補正部
３００ 伝搬路
４００ フィードバック回線
【発明の属する技術の分野】
本発明は多入力多出力伝搬路信号伝送装置及び受信局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、図８に示すような多入力多出力伝搬路信号伝送装置が提案されている。送信局１００は送信信号を生成する送信信号生成部１０１、＃１〜＃Ｋの送信信号分割部１０２、＃１〜＃Ｋの送信処理部１０３、＃１〜＃Ｎの送信アンテナ１０５を備えている。そして各送信処理部１０３は、送信信号変調部１１１、乗算部１１１２、既知シンボル付加部１１３から構成されている。
【０００３】
他方、受信局２００は＃１〜＃Ｌの受信アンテナ２０１、既知シンボル分離部２０２、＃１〜＃Ｋの等化処理部２０３、チャネル推定部２０４、送信ウェイト生成部２８１、送信ウェイト蓄積部２８２、受信ウェイト生成部２８３、受信信号結合部２０９を備えている。そして各等化処理部２０３は、乗算部２１１と受信信号復調部２１２から構成されている。
【０００４】
この提案されている多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、送信局１００はフィードバック回線４００の利用により、受信局２００から送信ウェイト情報を信号送信前に受信する。フィードバック情報は受信アンテナ２０１の数Ｌと同じ数の＃１〜＃Ｌの組となっており、＃１〜＃Ｌの各組には送信アンテナ１０５の本数Ｎと同じ数のウェイト情報が含まれている。送信局１００の送信信号分割部１０２では、受信局２００からフィードバックされた送信ウェイト情報を参照し、送信ウェイト情報が全て０でない組の数Ｋと同じ数の系列＃１〜＃Ｋに送信信号を分割する。分割された＃１〜＃Ｋの各送信信号系列は、それぞれ送信信号変調部１１１で変調され、乗算部１１２で対応する送信ウェイト情報と乗算され、受信局２００側で等化処理を行うために用いられる既知シンボルを付加される。各送信信号系列は対応する送信アンテナ１０５毎に加算され、伝搬路３００に送信される。
【０００５】
いま、Ｋ個に分割された送信信号系列（ここでは、「ストリーム」と呼ぶ）のうちｋ番目のストリームをＳk(t)、送信アンテナ本数をＮ、ｋ番目のストリームに対応する送信ウェイトベクトル（Ｎ×１列）をＷTkとすると、多重化された送信信号ベクトルＸ(t)は、
【数１】
【０００６】
受信局２００では、無線伝搬路３００によって歪んだ送信信号が受信される。送信信号系列の歪の様子は伝搬路３００自体の形状と、各送受信アンテナ１０５、２０１の位置関係で決定される。
【０００７】
いま、伝搬路３００は各チャネルにおいて遅延波の影響が無視できるような一様フェージングチャネルを想定する。このとき、既知シンボルを用いて、チャネル推定部２０４において各送受信間の伝搬路特性を推定することで、この伝搬路特性は、以下のチャネル行列Ａによって示される。ただし、Ｌは受信アンテナ本数とする。
【０００８】
【数２】
【数３】
【０００９】
各受信アンテナ２０１で受信された信号は、既知シンボル分離部２０２において既知シンボルと送信情報シンボルとに分離され、送信情報シンボルは＃１〜＃Ｋの各送信信号系列と同じ数Ｋの等化処理部２０３に入力される。既知シンボルはチャネル推定部２０４に入力される。チャネル推定部２０４は、各送受信アンテナ１０５、２０１間の伝搬路特性を推定し、チャネル推定情報を出力する。
【００１０】
受信局２００の送信ウェイト生成部２８１では、チャネル推定情報を用いて送信ウェイト情報を生成する。この送信ウェイト生成には通常、固有値演算や特異値演算を用いる。具体的には、（４）式のようにチャネル相間行列ＡHＡの固有値分解を行うと、以下の関係を満たすＫ個（Ｋ＝min(Ｎ,Ｌ)）の固有ベクトルｅkが得られる。ただし、Ｈは複素転置を示している。
【００１１】
【数４】
【数５】
【００１２】
送信ウェイト生成部２８１で生成された送信ウェイトは、送信ウェイトがフィードバックされ、信号送信に用いられて受信局２００で受信されるまで各送信ウェイト蓄積部２８２において保持される。その後、蓄積されている送信ウェイトは受信ウェイト生成部２８３に入力される。受信ウェイト生成部２８３では、蓄積されている送信ウェイト情報とチャネル推定部２０４からのチャネル推定値とを用いて受信ウェイト情報を算出する。
【００１３】
この受信ウェイトベクトル（１行×Ｌ列）ＷRkは、
【数６】
【００１４】
各等化処理部２０３では、乗算部２１１で受信ウェイト生成部２８３からの受信ウェイト情報を受信信号と乗算して合成し、さらに受信信号復調部２１２で復調処理を行う。
【００１５】
ｋ番目のストリームに対する合成後出力ｙk(t)は、
【数７】
【００１６】
そして各等化処理部２０３での復調処理後の＃１〜＃Ｋの受信信号は、受信信号結合部２０９において送信信号分割部１０２の分割法と対応した形で結合され、送信信号系列が得られる。
【００１７】
このように、提案されている多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、送受信ウェイト情報を生成して用いることにより、多重化された他のストリームからの干渉を全く受けずに所望のストリームのみを抽出することができる。この結果、周波数利用効率を従来の１ストリームのみを伝送する場合と比較して飛躍的に高めることができるのである。
【００１８】
しかしながら、上述した多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、受信局で算出したウェイト情報をフィードバック回線を用いて送信局に通知する際に遅延が生じ、通信路チャネルが変動してしまう。このような変動が発生すれば、通信チャネルと送受信ウェイトの整合性が乱れ、伝送特性の劣化が生じてしまう。
【００１９】
つまり、従来提案されている技術では、送信ウェイトベクトルを生成したときのチャネル行列をＣ、実際に通信を行った際のチャネル行列をＣ′とすると、送信ウェイトベクトルはチャネル行列Ｃに対して生成されているのに対して、受信ウェイトベクトルＷRkは、ＷRk＝(Ｃ′ｅk)Hのように、Ｃ′に基づいて生成される。このときの受信局における合成後信号ｙk(t)は、
【数８】
【００２０】
また従来例では、（５），（６）式のようにチャネル推定値を基に固有値計算を行い、現在の伝搬路に整合した形で送受信ウェイト情報を算出して伝送時に用いている。しかし、フィードバック情報はフィードバック回線を用いて伝達される関係上、フィードバック回線の情報速度に応じた遅延の後に通知されるため、遅延の影響を受けずに生成された受信ウェイト情報との整合性が乱れ、伝送容量が劣化する事態が起こる問題点があった。
【００２１】
【非特許文献１】
宮下、西村、大鐘、小川、鷹取、長著、「ＭＩＭＯチャネルにおける固有ビーム空間分割多重（Ｅ−ＳＤＭ）方式」、電子情報通信学会技報、ＲＣＳ２００２−５３、２００２年５月。
【００２２】
【非特許文献２】
西村、大鐘、小川、鷹取、長著、「固有ビーム空間分割多重方式におけるチャネル推定誤差を考慮した場合の特性評価」、電子情報通信学会技報、ＲＣＳ２００２−９４、２００２年７月。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、受信ウェイト生成時に加工後の送信ウェイトを用いることにより、送受信ウェイトの整合性を向上させ、伝送特性の劣化を減少させることができる多入力多出力伝搬路信号伝送技術を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、送信信号生成部と、送信信号を複数の系列に分割する送信信号分割部と、分割された各信号系列を変調する送信信号変調部と、前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された加工フィードバック情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信信号変調部の変調信号に前記送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部とを具備し、
前記受信局は、前記送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、通信チャネル情報を入力し、フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、前記フィードバック情報を前記フィードバック回線の回線状況に応じて加工して前記加工フィードバック情報を生成し、前記フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックするフィードバック情報加工部と、前記加工フィードバック情報を一定期間保持し、蓄積された蓄積フィードバック情報を出力するフィードバック情報蓄積部と、前記通信チャネル情報と前記蓄積フィードバック情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、
前記受信局は、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００２５】
請求項２の発明は、多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、通信チャネル情報を入力し、フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、前記フィードバック情報をフィードバック回線の回線状況に応じて加工して加工フィードバック情報を生成し、前記送信局に前記フィードバック回線を通じてフィードバックするフィードバック情報加工部と、前記加工フィードバック情報を一定期間保持し、蓄積された蓄積フィードバック情報を出力するフィードバック情報蓄積部と、前記通信チャネル情報と前記蓄積フィードバック情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信局側の送信信号分割法と対応して結合する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００２６】
請求項１の発明の多入力多出力伝搬路信号伝送装置、請求項２の発明の受信局では、送信局側において、送信信号を複数の系列に分割し、分割された各信号系列を変調し、受信局側からのフィードバック回線を通じて通知された加工フィードバック情報を用いて生成された送信ウェイト情報をこの変調信号に乗算し、複数のアンテナから伝搬路に送信する。
【００２７】
受信局側においては、送信局の送信信号を複数のアンテナにて受信し、受信信号から通信チャネル情報を推定し、この通信チャネル情報からフィードバック情報を生成し、さらにフィードバック情報をフィードバック回線の回線状況に応じて加工して加工フィードバック情報を生成し、フィードバック回線を通じて送信局側にこの加工フィードバック情報をフィードバックする。また加工フィードバック情報を一定期間保持し、蓄積された蓄積フィードバック情報と前記通信チャネル情報とを用いて受信ウェイト情報を生成し、複数の信号系列毎に受信信号にこの受信ウェイト情報を乗算し、複数の送信信号系列毎に受信信号を復調する。そして送信信号系列毎の復調信号を送信局側の送信信号分割部に対応して結合し、元の送信信号を得て出力する。
【００２８】
これにより、多入力多出力伝搬路信号伝送において、送信ウェイトのフィードバックに伴う加工処理による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減し、伝送特性の劣化を低減する。
【００２９】
請求項３の発明は、複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、送信信号生成部と、前記送信信号を複数の信号系列に分割する送信信号分割部と、分割された各送信信号系列を変調する送信信号変調部と、前記送信信号変調部の変調信号に前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された量子化送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部とを具備し、
前記受信局は、前記送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信ウェイト情報に量子化処理を施して前記量子化送信ウェイト情報を生成し、前記フィードバック回線を通じて前記送信局へフィードバックする送信ウェイト量子化部と、前記量子化送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された量子化送信ウェイトを出力する送信ウェイト蓄積部と、前記通信チャネル情報と前記送信ウェイト蓄積部の蓄積された量子化送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、
前記受信局は、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００３０】
請求項４の発明は、多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信ウェイト情報に量子化処理を施して量子化送信ウェイト情報を生成し、フィードバック回線を通じて前記送信局へフィードバックする送信ウェイト量子化部と、前記量子化送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された量子化送信ウェイト情報を出力する送信ウェイト送信ウェイト蓄積部と、前記通信チャネル情報と前記送信ウェイト蓄積部の蓄積された量子化送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を結合して元の送信信号を復元する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００３１】
請求項３の発明の多入力多出力伝搬路信号伝送装置、請求項４の発明の受信局では、送信局側において、送信信号を複数の信号系列に分割し、分割された各送信信号系列を変調し、受信局側からフィードバック回線を通じて通知された量子化送信ウェイト情報をこの変調信号に乗算し、複数のアンテナを通じて伝搬路に送信する。
【００３２】
受信局側においては、送信局からの送信信号を複数のアンテナで受信し、受信信号から通信チャネル情報を推定し、この通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成し、さらに送信ウェイト情報に量子化処理を施して量子化送信ウェイト情報を生成し、フィードバック回線を通じて送信局側へフィードバックする。これと共に、量子化送信ウェイト情報を一定期間保持し、通信チャネル情報と蓄積された量子化送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成し、複数の信号系列毎に受信信号にこの受信ウェイト情報を乗算し、複数の送信信号系列毎に受信信号を復調する。そして送信信号系列毎の復調信号を送信局側の送信信号分割部に対応して結合し、元の送信信号を得て出力する。
【００３３】
これにより、多入力多出力伝搬路信号伝送において、送信ウェイトのフィードバックに伴う遅延による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減し、伝送特性の劣化を低減する。
【００３４】
請求項５の発明は、複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、送信信号生成部と、送信信号を複数の系列に分割する送信信号分割部と、分割された各信号系列を変調する送信信号変調部と、前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信信号変調部の変調信号に前記送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部とを具備し、
前記受信局は、前記送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、前記通信チャネル情報に量子化処理を施して前記量子化通信チャネル情報を生成し、前記フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックする通信チャネル量子化部と、前記量子化通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された量子化通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部と、前記チャネル蓄積部の蓄積された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記チャネル推定部の出力する通信チャネル情報と前記送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、
前記受信局は、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００３５】
請求項６の発明は、多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、前記通信チャネル情報に量子化処理を施して量子化通信チャネル情報を生成し、フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックする通信チャネル量子化部と、前記量子化通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された量子化通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部と、前記チャネル蓄積部の蓄積された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記チャネル推定部の出力する通信チャネル情報と前記送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を結合して元の送信信号を復元する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００３６】
請求項５の発明の多入力多出力伝搬路信号伝送装置、請求項６の発明の受信局では、送信局側において、送信信号を複数の系列に分割し、分割された各信号系列を変調し、受信局側からのフィードバック回線を通じて通知された量子化通信チャネル情報を用いて生成された送信ウェイト情報をこの変調信号に乗算し、複数のアンテナを通じて伝搬路に送信する。
【００３７】
受信局側においては、送信局からの送信信号を複数のアンテナで受信し、受信信号から通信チャネル情報を推定し、この通信チャネル情報に量子化処理を施して量子化通信チャネル情報を生成し、フィードバック回線を通じて送信局側にフィードバックする。これと共に、量子化通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成し、前記通信チャネル情報とこの送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイトを生成し、複数の信号系列毎に受信信号にこの受信ウェイト情報を乗算し、複数の送信信号系列毎に受信信号を復調する。そして送信信号系列毎の復調信号を送信局側の送信信号分割部に対応して結合し、元の送信信号を得て出力する。
【００３８】
これにより、多入力多出力伝搬路信号伝送において、送信ウェイトのフィードバックに伴う遅延による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減し、伝送特性の劣化を低減する。
【００３９】
請求項７の発明は、複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、送信信号生成部と、前記送信信号を複数の信号系列に分割する送信信号分割部と、分割された各送信信号系列を変調する送信信号変調部と、前記送信信号変調部の変調信号に前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された補正送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部とを具備し、
前記受信局は、前記送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信ウェイト生成部が過去に出力した前記送信ウェイト情報を保存する送信ウェイト保存部と、前記送信ウェイト保存部に保存された過去の送信ウェイト情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて前記送信ウェイト生成部の出力する送信ウェイト情報を補正して前記補正送信ウェイト情報を生成し、前記送信局に前記フィードバック回線を通じてフィードバックする送信ウェイト補正部と、前記送信ウェイト補正部からの補正送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された補正送信ウェイト情報を出力する送信ウェイト蓄積部と、前記通信チャネル情報と前記送信ウェイト蓄積部の蓄積された補正送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、
前記受信局は、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００４０】
請求項８の発明は、多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信ウェイト生成部が過去に出力した前記送信ウェイト情報を保存する送信ウェイト保存部と、前記送信ウェイト保存部に保存された過去の送信ウェイト情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて前記送信ウェイト生成部の出力する送信ウェイト情報を補正して補正送信ウェイト情報を生成し、前記送信局にフィードバック回線を通じてフィードバックする送信ウェイト補正部と、前記送信ウェイト補正部からの補正送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された補正送信ウェイト情報を出力する送信ウェイト蓄積部と、前記通信チャネル情報と前記送信ウェイト蓄積部の蓄積された補正送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を結合して元の送信信号を復元する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００４１】
請求項７の発明の多入力多出力伝搬路信号伝送装置、請求項８の発明の受信局では、送信局側において、送信信号を複数の信号系列に分割し、分割された各送信信号系列を変調し、受信局側からのフィードバック回線を通じて通知された補正送信ウェイト情報をこの変調信号に乗算し、複数のアンテナを通じて伝搬路に送信する。
【００４２】
受信局側においては、送信局からの送信信号を複数のアンテナで受信し、受信信号から通信チャネル情報を推定し、この通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する。そして、保存されている過去の送信ウェイト情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて、新たに生成された送信ウェイト情報を補正して補正送信ウェイト情報を生成し、送信局側にフィードバック回線を通じてフィードバックする。これと共に、補正送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された補正送信ウェイト情報と前記通信チャネル情報とを用いて受信ウェイト情報を生成し、複数の信号系列毎に受信信号にこの受信ウェイト情報を乗算し、複数の送信信号系列毎に受信信号を復調する。そして送信信号系列毎の復調信号を送信局側の送信信号分割部に対応して結合し、元の送信信号を得て出力する。
【００４３】
これにより、多入力多出力伝搬路信号伝送において、送信ウェイト補正時の誤差による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減し、伝送特性の劣化を低減する。
【００４４】
請求項９の発明は、複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、送信信号生成部と、送信信号を複数の系列に分割する送信信号分割部と、分割された各信号系列を変調する送信信号変調部と、前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された補正通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信信号変調部の変調信号に前記送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部とを具備し、
前記受信局は、前記送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、前記チャネル推定部が過去に出力した前記通信チャネル情報を保存するチャネル情報保存部と、前記チャネル情報保存部に保存された過去の通信チャネル情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて前記通信チャネル情報を補正して前記補正通信チャネル情報を生成し、前記フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックするチャネル情報補正部と、前記補正通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された補正通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部と、前記チャネル蓄積部の蓄積された補正通信チャネル情報を入力し、送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信ウェイト情報を用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、
前記受信局は、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００４５】
請求項１０の発明は、多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、前記チャネル推定部が過去に出力した前記通信チャネル情報を保存するチャネル情報保存部と、前記チャネル情報保存部に保存された過去の通信チャネル情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて前記通信チャネル情報を補正して補正通信チャネル情報を生成し、フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックするチャネル情報補正部と、前記補正通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された補正通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部と、前記チャネル蓄積部の蓄積された補正通信チャネル情報を入力し、送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、前記送信ウェイト情報を用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部と、複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部とを具備し、かつ、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を結合して元の送信信号を復元する受信信号結合部を具備することを特徴とするものである。
【００４６】
請求項９の発明の多入力多出力伝搬路信号伝送装置、請求項１０の発明の受信局では、送信局側においては、送信信号を複数の系列に分割し、分割された各信号系列を変調し、受信局側からのフィードバック回線を通じて通知された補正通信チャネル情報を用いて生成された送信ウェイト情報をこの変調信号に乗算し、複数のアンテナを通じて伝搬路に送信する。
【００４７】
受信局側においては、送信局からの送信信号を複数のアンテナで受信し、受信信号から通信チャネル情報を推定し、チャネル情報保存部に保存されている過去の通信チャネル情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて新たに得た通信チャネル情報を補正して補正通信チャネル情報を生成し、フィードバック回線を通じて送信局側にフィードバックする。また、補正通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された補正通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を算出し、さらに送信ウェイト情報を用いて受信ウェイトを算出し、複数の信号系列毎に受信信号にこの受信ウェイト情報を乗算し、複数の送信信号系列毎に受信信号を復調する。そして送信信号系列毎の復調信号を送信局側の送信信号分割部に対応して結合し、元の送信信号を得て出力する。
【００４８】
これにより、多入力多出力伝搬路信号伝送において、送信ウェイトのフィードバックに伴う遅延による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減し、伝送特性の劣化を低減する。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００５０】
［第１の実施の形態］図１に、本発明の第１の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置を示す。本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置は、大きく分けて、送信局１００、受信局２００、伝搬路３００の３つから構成されている。
【００５１】
送信局１００は送信信号を生成する送信信号生成部１０１、＃１〜＃Ｋの送信信号分割部１０２、＃１〜＃Ｋの送信処理部１０３、＃１〜＃Ｎの加算部１０４、＃１〜＃Ｎの送信アンテナ１０５、送信ウェイト生成部１０６を備えている。そして各送信処理部１０３は、送信信号変調部１１１、乗算部１１２、既知シンボル付加部１１１３から構成されている。
【００５２】
他方、受信局２００は＃１〜＃Ｌの受信アンテナ２０１、既知シンボル分離部２０２、＃１〜＃Ｋの等化処理部２０３、チャネル推定部２０４、フィードバック情報生成部２０５、フィードバック情報加工部２０６、フィードバック情報蓄積部２０７、受信ウェイト生成部２０８、受信信号結合部２０９を備えている。そして各等化処理部２０３は、乗算部２１１と受信信号復調部２１２から構成されている。
【００５３】
本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、送信局１００はフィードバック回線４００の利用により、受信局２００からフィードバック情報を受信し、送信ウェイト生成部１０６によって送信ウェイト情報を生成する。フィードバック情報は受信アンテナ２０１の数Ｌと同じ数の＃１〜＃Ｌの組となっており、＃１〜＃Ｌの各組には送信アンテナ１０２の本数Ｎと同じ数のウェイト情報が含まれている。
【００５４】
送信局１００の送信ウェイト生成部１０６は、受信局２００からフィードバックされた情報に基づき生成された送信ウェイト情報を生成する。この送信ウェイト情報の生成には通常、固有値演算や特異値演算を用いる。具体的にはチャネル行列をＡとすると、チャネル相関行列ＡHＡの固有値分解を行うことで以下の関係を満たすＫ個（Ｋ＝min(N,L)）の固有ベクトルｅkを得る。
【００５５】
【数９】
【００５６】
上記固有ベクトルｅkを用いてｋ番目のストリームに対する送信ウェイトベクトルを
【数１０】
【００５７】
送信局１００の送信信号分割部１０２では送信ウェイト情報を参照し、送信ウェイト情報が全て０でない組の数と同じ数の系列に送信信号を分割する。分割された各送信信号系列は、それぞれ送信信号変調部１１１で変調され、対応する送信ウェイトと乗算され、受信局２００側で等化処理を行うために用いられる既知シンボルを付加される。各送信信号系列は加算部１０４にて対応する送信アンテナ１０５毎に加算され、送信アンテナ１０５から伝搬路３００に送信される。いま、Ｋ個に分割された送信信号系列（ストリーム）のうちｋ番目のストリームをＳk(t)、送信アンテナ本数をＮ、ｋ番目のストリームに対応する送信ウェイトベクトル（Ｎ行×１列）をＷTkとすると、多重化された送信信号ベクトルＸ(t)は、
【数１１】
【００５８】
送信された信号は無線伝搬路３００によって歪んだ後、受信局２００で受信される。送信信号系列の歪の様子は伝搬路３００自体の形状と、各送受信アンテナ１０５，２０１の位置関係で決定される。いま、伝搬路３００は各チャネルにおいて遅延波の影響が無視できるような一様フェージングチャネルを想定する。
【００５９】
受信局２００では、受信信号が既知シンボル分割部２０２で既知シンボルと送信情報シンボルとに分離される。送信情報シンボルは各送信信号系列と同じ数の等化処理部２０３に入力され、既知シンボルはチャネル推定部２０４に入力される。既知シンボルを用いてチャネル推定部２０４において各送受信間の伝搬路特性を推定し、通信チャネル情報を出力する。
【００６０】
この伝搬路特性は以下のチャネル行列Ａによって示される。ただし、Ｌは受信アンテナ２０１の本数とする。
【００６１】
【数１２】
【数１３】
【００６２】
チャネル推定部２０４の出力する通信チャネル情報を用いて、フィードバック情報生成部２０５においてフィードバック情報が生成される。このフィードバック情報として送信ウェイト情報を用いる場合は、フィードバック情報生成部２０５にて上述した送信ウェイト生成部１０６と同様の処理が行われる。したがって、この場合、送信局１００側には送信ウェイト生成部１０６が不要となる。他方、フィードバック情報として通信チャネル情報をフィードバックする場合、フィードバック情報生成部２０５はスルーとなる。
【００６３】
生成されたフィードバック情報はフィードバック情報加工部２０６とフィードバック情報蓄積部２０７に入力される。フィードバック情報加工部２０６ではフィードバック情報に対して、フィードバック回線４００の帯域、フィードバック情報量等に応じた加工を施した後、加工フィードバック情報を出力する。この加工フィードバック情報はフィードバック回線４００を通じて送信局１００に通知される。フィードバック情報蓄積部２０７では、加工フィードバック情報が送信局１００に通知され、通知情報を用いて送信された信号が受信局２００で受信されるまでの一定期間フィードバック情報を保持する。フィードバック情報生成部２０５がスルーだった場合は、保持終了後に送信局１００側の送信ウェイト生成部１０６と同様の処理が施され、送信ウェイト情報が蓄積フィードバック情報として出力される。
【００６４】
前記一定期間が経過した後、フィードバック情報蓄積部２０７から蓄積フィードバック情報が受信ウェイト生成部２０８へ出力される。受信ウェイト生成部２０８では、通信チャネル情報と蓄積フィードバック情報を用いて受信ウェイト情報を生成する。このとき、受信ウェイトベクトル（１行×Ｌ列）ＷRkは、
【数１４】
【００６５】
生成された受信ウェイト情報は受信信号と乗算される。ｋ番目のストリームに対する合成後出力ｙk(t)は、
【数１５】
【００６６】
このように送受信ウェイトを生成して用いることにより、多重化された他のストリームからの干渉を全く受けずに所望のストリームのみを抽出することができる。この結果、本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、周波数利用効率を従来の１ストリームのみを伝送する場合と比較して飛躍的に高めることが可能となる。
【００６７】
［第２の実施の形態］次に、本発明の第２の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置について、図２を用いて説明する。
【００６８】
図１に示した第１の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、フィードバック情報をフィードバック回線を用いて送信局に通知する際、フィードバック回線の帯域、フィードバック情報量に応じた加工による劣化が生じことがあり得る。この結果、送受信ウェイト間の整合性が乱れ、伝送特性の劣化が生じてしまう場合がある。つまり、加工前の送信ウェイト情報、加工後の送信ウェイト情報それぞれを
【数１６】
【数１７】
【００６９】
このときの受信局２００における合成後信号ｙk(t)は、
【数１８】
【数１９】
【００７０】
図２に示した本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置において、図１に示した第１の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置と共通する構成要素については同一の符号を付して示している。第１の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、受信局２００において受信ウェイトの生成時に加工を施さない状態のフィードバック情報を用いていたのに対して、本実施の形態では、受信局２００のフィードバック情報加工部２０６において加工した後の加工フィードバック情報をフィードバック情報蓄積部２２１で一定時間保持し、受信ウェイト生成部２０８に出力し、受信ウェイトを生成するようにした点を特徴とする。
【００７１】
【表１】
【００７２】
これに対して、本実施の形態では送信ウェイトと受信ウェイトとの整合性を保持することを目的に、フィードバック情報に加工を施した後の加工フィードバック情報を用いて受信ウェイトを生成する。これにより、送信ウェイトのフィードバックに伴う加工処理による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減することができる。つまり、加工前のフィードバック情報を用いて生成した送信ウェイト情報を
【数２０】
【数２１】
【数２２】
【数２３】
【数２４】
【００７３】
以上の動作により、本第２の実施の形態による多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、フィードバック時の加工による誤差が生じた際の影響を低減することが可能となり、伝送特性の劣化を低減することができる。
【００７４】
［第３の実施の形態］図３に本発明の第３の実施の形態を示す。本実施の形態ではフィードバックに伴って生じる誤差として、量子化に伴う誤差を低減することを目的としている。図１に示した第１の実施の形態の技術では受信ウェイトの生成時に量子化を施さない状態の送信ウェイト情報を用いていたのに対して、本実施の形態では、送信ウェイト情報を送信ウェイト量子化部において量子化した後の量子化送信ウェイト情報を用いて受信ウェイト生成を行う点が異なる。
【００７５】
図３に示すように本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置は、複数のアンテナ１０５を備えた送信局１００と複数のアンテナ２０１を備えた受信局２００と、無線伝搬路３００から構成される。
【００７６】
送信局１００は図１の第１の実施の形態の送信局とほぼ同様の構成であるが、送信ウェイト生成部を備えておらず、受信局２００側からフィードバックされる量子化送信ウェイト情報を利用するようにしている。
【００７７】
一方、受信局２００は、複数の信号系列毎のアンテナ２０１による受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部２０４と、通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部２３１と、送信ウェイト情報に量子化処理を施して量子化送信ウェイト情報を生成し、フィードバック回線４００を通じて送信局１００へフィードバックする送信ウェイト量子化部２３２と、量子化送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された量子化送信ウェイトを出力する送信ウェイト蓄積部２３３と、通信チャネル情報と送信ウェイト蓄積部２３３の蓄積された量子化送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部２３４と、受信信号に受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部２１１と、受信信号を復調する受信信号復調部２１２を備えている。受信局２００はさらに、複数の送信信号系列毎の等化処理部２０３の受信信号復調部２１２それぞれからの復調出力を送信局１００側の送信信号分割部１０２の分割法と対応して結合して受信信号を出力する受信信号結合部２０９を備えている。
【００７８】
第１の実施の形態では、（１０）式のようにチャネル推定値を基に固有値計算を行い、現在の伝搬路に整合した形で送受信ウェイトを算出して伝送時に用いたが、送信ウェイト情報はフィードバック回線を用いて伝達される関係上、送信ウェイトはフィードバック回線の情報速度に応じた量子化が施されるため、量子化の影響を受けずに生成された受信ウェイトとの整合性が乱れ、伝送容量が劣化する事態が起こることが予想される。
【００７９】
このような状況に対応するために、本実施の形態では送信ウェイトと受信ウェイトとの整合性を保持することを目的に、送信ウェイト情報に量子化を施した後の量子化送信ウェイト情報を用いて受信ウェイトを生成する。これにより、送信ウェイトのフィードバックに伴う遅延による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減することができる。
【００８０】
つまり、量子化前の送信ウェイト情報、量子化後の送信ウェイト情報それぞれを
【数２５】
【数２６】
【数２７】
【数２８】
【００８１】
以上の動作により、本実施の形態による多入力多出力伝搬路信号伝送では、フィードバックによる量子化誤差が生じた際の影響を低減することが可能となり、伝送特性の劣化を低減することができる。
【００８２】
［第４の実施の形態］図４に本発明の第４の実施の形態を示す。図３に示した第３の実施の形態では受信局２００で算出した送信ウェイト情報をフィードバック回線４００によって送信局１００に通知していたのに対して、本実施の形態では量子化通信チャネル情報を送信局１００にフィードバック回線４００を用いて通知し、送信局１００側で送信ウェイト情報を生成するようにしたことを特徴とする。
【００８３】
本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置は、複数のアンテナ１０５を備えた送信局１００と複数のアンテナ２０１を備えた受信局２００と、無線伝搬路３００から構成される。なお、図１に示した第１のの実施の形態と共通する構成要素には同一の符号を付している。
【００８４】
送信局１００は、送信信号生成部１０１と、送信信号を複数の系列に分割する送信信号分割部１０２と、分割された各信号系列を変調する送信信号変調部１１１と、受信局２００からのフィードバック回線４００を通じて通知された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部１２１と、送信信号変調部１１１の変調信号に送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部１１２と、既知シンボル付加部１１３と、加算部１０４を備えている。
【００８５】
一方、受信局２００は、複数の信号系列毎のアンテナ２０１による受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部２０４と、通信チャネル情報に量子化処理を施して量子化通信チャネル情報を生成し、フィードバック回線４００を通じて送信局１００にフィードバックする通信チャネル量子化部２４１と、量子化通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された量子化通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部２４２と、チャネル蓄積部２４２の蓄積された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部２４３と、チャネル推定部２０４の出力する通信チャネル情報と送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部２４４と、受信信号に受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部２１１と、受信信号を復調する受信信号復調部２１２を備えている。受信局２００はさらに複数の送信信号系列毎の等化処理部２０３それぞれの受信信号復調部２１２から出力される復調信号を送信局１００側の送信信号分割部１０２の分割法と対応して結合し、受信信号を出力する受信信号結合部２０９を備えている。
【００８６】
このような構成においては、送信ウェイト情報はフィードバック回線の情報速度に応じた量子化が施された通信チャネル情報を用いて生成されるため、量子化の影響を受けずに生成された受信ウェイトとの整合性が乱れ、伝送容量が劣化するといった事態が起こることが予想されるが、このような状況に対応するために、本実施の形態では送信ウェイトと受信ウェイトとの整合性を保持することを目的にして、通信チャネル情報に量子化を施した後の量子化通信チャネル情報を用いて受信ウェイトを生成する。
【００８７】
これにより、本実施の形態による多入力多出力伝搬路信号伝送方式では、送信ウェイトのフィードバックに伴う遅延による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減することができる。つまり、量子化前の通信チャネル情報、量子化後の送信ウェイト情報をそれぞれ
【数２９】
【数３０】
【数３１】
【００８８】
【数３２】
【数３３】
【数３４】
【数３５】
【００８９】
以上の動作により、本実施の形態による多入力多出力伝搬路信号伝送方式では、フィードバックによる量子化誤差が生じた際の影響を低減することが可能となり、伝送特性の劣化を低減することができる。
【００９０】
［第５の実施の形態］図５に本発明の第５の実施の形態を示す。本実施の形態ではフィードバックに伴い生じる誤差として、フィードバック遅延の補償を目的に行うウェイト補正時に生じる補正誤差を問題としている。図１の第１の実施の形態では、（１０）式のようにチャネル推定値を基に固有値計算を行い、現在の伝搬路に整合した形で送受信ウェイトを算出して伝送時に用いているが、送信ウェイト情報はフィードバック回線を用いて伝達される関係上、送信ウェイトはフィードバック回線の情報速度に応じた遅延の後に受信されるため、送信ウェイトと通信チャネルとの整合性が乱れ、伝送容量が劣化するといった事態が起こる。
【００９１】
このような状況に対応するために、フィードバックによる遅延に伴う送信ウェイト及び通信チャネル間の不整合性を低減させることを目的とし、送信ウェイト補正部を用いることができ、その場合、例えば遅延時間情報と送信ウェイト保存部に保存された過去に使用された送信ウェイト情報を基に、一次外挿処理を用いることによって送信ウェイトを補正することが考えられる。上記遅延時間情報は例えば、送信局、受信局それぞれにおいてウェイト生成及び補正に必要な時間と、送信ウェイト情報を受信してから実際の通信に用いられるまでの所要時間を計測することで算出することができる。しかし、遅延時間情報の精度及び送信ウェイト補正時の誤差により送受信ウェイトと通信チャネル間に不整合が発生すると考えられる。
【００９２】
そこで本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、送信ウェイトと受信ウェイトとの整合性を保持することを目的に、送信ウェイト情報に補正を施した後の補正送信ウェイト情報を用いて受信ウェイトを生成するようにしている。
【００９３】
図５を用いて、本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置の構成を説明する。本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置は、複数のアンテナ１０５を備えた送信局１００と複数のアンテナ２０１を備えた受信局２００と、無線伝搬路３００から構成される。送信局１００は、図３に示した第３の実施の形態と同様の構成であるので、共通する構成要素に同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００９４】
一方、受信局２００は、複数の信号系列毎のアンテナ２０１による受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部２０４と、通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部２３１と、送信ウェイト生成部２３１が過去に出力した送信ウェイト情報を保存する送信ウェイト保存部２５１と、送信ウェイト保存部２５１に保存された過去の送信ウェイト情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報２５３を用いて送信ウェイト生成部２３１の出力する送信ウェイト情報を補正して補正送信ウェイト情報を生成し、送信局１００にフィードバック回線４００を通じてフィードバックする送信ウェイト補正部２５２と、送信ウェイト補正部２５２からの補正送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された補正送信ウェイト情報を出力する送信ウェイト蓄積部２３３と、通信チャネル情報と送信ウェイト蓄積部２３３の蓄積された補正送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部２３４と、受信信号に受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部２１１と、受信信号を復調する受信信号復調部２１２を備えている。受信局２００はさらに、複数の送信信号系列毎の等化処理部２０３の受信信号復調部２１２それぞれからの復調出力を送信局１００側の送信信号分割部１０２の分割法と対応して結合して受信信号を出力する受信信号結合部２０９を備えている。
【００９５】
以上の構成により、本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置では、送信ウェイトと受信ウェイトとの整合性を保持することを目的に、受信局２００において送信ウェイト情報に補正を施した後の補正送信ウェイト情報を用いて受信ウェイトを生成する。これにより、本実施の形態による多入力多出力伝搬路信号伝送では、送信ウェイト補正時の誤差による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減することができる。
【００９６】
つまり、補正前の送信ウェイト情報、補正後の送信ウェイト情報それぞれを
【数３６】
【数３７】
【数３８】
【数３９】
【００９７】
以上により、本実施の形態による多入力多出力伝搬路信号伝送方式では、フィードバックによる誤差が生じた際の影響を低減することが可能となり、伝送特性の劣化を低減することができる。
【００９８】
［第６の実施の形態］図６に本発明の第６の実施の形態を示す。第５の実施の形態による伝送方式では、受信局で算出した送信ウェイト情報をフィードバック回線によって送信局に通知していたのに対して、本実施の形態では補正通信チャネル情報を送信局にフィードバック回線を用いて通知し、送信局側で送信ウェイト情報を生成する点を特徴とする。
【００９９】
図６を用いて本実施の形態の構成を説明する。本実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置は、複数のアンテナ１０５を備えた送信局１００と複数のアンテナ２０１を備えた受信局２００と、無線伝搬路３００から構成される。
【０１００】
送信局１００は、図２、図４に示した実施の形態とほぼ共通であるが、送信ウェイト生成部１３１は受信局２００からフィードバックされる補正通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する点が他のものとは異なっている。
【０１０１】
また受信局２００は、複数の信号系列毎に、送信信号を受信する複数のアンテナ２０１と、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部２０４と、チャネル推定部２０４が過去に出力した通信チャネル情報を保存するチャネル情報保存部２６１と、チャネル情報保存部２６１に保存された過去の通信チャネル情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報２５３を用いて通信チャネル情報を補正して補正通信チャネル情報を生成し、フィードバック回線４００を通じて送信局１００にフィードバックするチャネル情報補正部２６２と、補正通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された補正通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部２４２と、チャネル蓄積部２４２の蓄積された補正通信チャネル情報を入力し、送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部２４３と、送信ウェイト情報を用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部２４４と、受信信号に受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部２１１と、受信信号を復調する受信信号復調部２１２を備えている。受信局２００はまた、複数の送信信号系列毎の等化処理部２０３の受信信号復調部２１２それぞれからの復調出力を送信局１００側の送信信号分割部１０２の分割法と対応して結合し、受信信号を出力する受信信号結合部２０９を備えている。
【０１０２】
送信ウェイト情報をフィードバック回線４００の情報速度に応じた遅延の影響を受けた通信チャネル情報を用いて生成する場合、遅延の影響を受けずに生成された受信ウェイトとの整合性が乱れ、伝送容量が劣化するといった事態が起こり得る。
【０１０３】
このような状況に対応するために、本実施の形態では、送信ウェイトと受信ウェイトとの整合性を保持することを目的に、通信チャネル情報に補正処理を施した後の補正通信チャネル情報を用いて受信ウェイトを生成する。これにより、本実施の形態では、送信ウェイトのフィードバックに伴う遅延による送信ウェイトと受信ウェイトとの不整合性を低減することができる。
【０１０４】
つまり、補正前の通信チャネル情報、補正後の通信チャネル情報それぞれを
【数４０】
【数４１】
【数４２】
【０１０５】
【数４３】
【数４４】
【数４５】
【０１０６】
一方、本実施の形態では、
【数４６】
【数４７】
【数４８】
【０１０７】
以上の動作により、本実施の形態による多入力多出力伝搬路信号伝送では、フィードバックによる遅延が生じた際の影響を低減することが可能となり、伝送特性の劣化を低減することができる。
【０１０８】
【実施例】
本発明の第３の実施の形態に示す構成での改善効果評価を目的に、計算機シミュレーションを行った。シミュレーション条件を以下に示す。
【０１０９】
送受信アンテナ１０５，２０１の本数は共に４本とし、変調方式はＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭを伝搬路品質に応じて適応的に切り替える構成とした。チャネル符号化は行っていない。各送信信号系列は等電力で送信されるものとした。伝搬路３００は各送受信アンテナ間で１波レイリーフェージングを想定し、送信ブランチ間及び受信ブランチ間の相関特性は下記の参考文献のＣａｓｅ IIを参考に設定した。平均信号電力対雑音電力比は２０ｄＢとした。
【０１１０】
本発明の第１の実施の形態及び第３の実施の形態による伝送方式について、横軸を１フレーム当たりに使用する総量子化ビット数、縦軸を平均スループットとして評価した結果を図７に示す。両方式共に横軸の値が小さくなるほどスループットが減少しているが、第３の実施の形態による伝送方式では第１の実施の形態による伝送方式と比較してより良好な特性が維持できているのが確認できた。
【０１１１】
［参考文献］
“Joint 3GPP 3GPP2 Spatial Channel Modeling AHG Status Report”, RAN1 #27, July2-5, 2002.
【０１１２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、送受信ウェイトの整合性を考慮してウェイトを設定できるため、フィードバックに伴う量子化による特性の劣化を低減することができ、その結果として、良好な伝送特性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置のブロック図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置のブロック図。
【図３】本発明の第３の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置のブロック図。
【図４】本発明の第４の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置のブロック図。
【図５】本発明の第５の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置のブロック図。
【図６】本発明の第６の実施の形態の多入力多出力伝搬路信号伝送装置のブロック図。
【図７】本発明の第１の実施の形態による伝送方式と第３の実施の形態による伝送方式との伝送特性を比較するグラフ。
【図８】従来例の多入力多出力伝搬路信号伝送装置のブロック図。
【符号の説明】
１００ 送信局
１０１ 送信信号生成部
１０２ 送信信号分割部
１０３ 信号処理部
１０４ 加算部
１０５ アンテナ
１０６ 送信ウェイト生成部
１１１ 送信信号変調部
１１２ 送信ウェイト乗算部
１１３ 既知シンボル付加部
１２１ 送信ウェイト生成部
１３１ 送信ウェイト生成部
２００ 受信局
２０１ アンテナ
２０２ 既知シンボル分離部
２０３ 等化処理部
２０４ チャネル推定部
２０５ フィードバック情報生成部
２０６ フィードバック情報加工部
２０８ 受信ウェイト生成部
２０９ 受信信号結合部
２１１ 受信ウェイト乗算部
２１２ 受信信号復調部
２２１ フィードバック情報蓄積部
２３１ 送信ウェイト生成部
２３２ 送信ウェイト量子化部
２３３ 送信ウェイト蓄積部
２３４ 受信ウェイト生成部
２４１ 通信チャネル量子化部
２４２ チャネル蓄積部
２４３ 送信ウェイト生成部
２４４ 受信ウェイト生成部
２５１ 送信ウェイト保存部
２５２ 送信ウェイト補正部
２５３ 遅延時間情報
２６１ チャネル情報保存部
２６２ チャネル情報補正部
３００ 伝搬路
４００ フィードバック回線
Claims (10)
- 複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、
送信信号生成部と、
送信信号を複数の系列に分割する送信信号分割部と、
分割された各信号系列を変調する送信信号変調部と、
前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された加工フィードバック情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、
前記送信信号変調部の変調信号に前記送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部と
を具備し、
前記受信局は、
前記送信信号を受信する複数のアンテナと、
受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、
通信チャネル情報を入力し、フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、
前記フィードバック情報を前記フィードバック回線の回線状況に応じて加工して前記加工フィードバック情報を生成し、前記フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックするフィードバック情報加工部と、
前記加工フィードバック情報を一定期間保持し、蓄積された蓄積フィードバック情報を出力するフィードバック情報蓄積部と、
前記通信チャネル情報と前記蓄積フィードバック情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、
複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、
前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部と、
前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部と
を具備することを特徴とする多入力多出力伝搬路信号伝送装置。 - 多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、
送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、
受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、
通信チャネル情報を入力し、フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、
前記フィードバック情報をフィードバック回線の回線状況に応じて加工して加工フィードバック情報を生成し、前記送信局に前記フィードバック回線を通じてフィードバックするフィードバック情報加工部と、
前記加工フィードバック情報を一定期間保持し、蓄積された蓄積フィードバック情報を出力するフィードバック情報蓄積部と、
前記通信チャネル情報と前記蓄積フィードバック情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、
複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、
前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部と、
前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を結合して元の送信信号を復元する受信信号結合部と
を具備することを特徴とする受信局。 - 複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、
送信信号生成部と、
前記送信信号を複数の信号系列に分割する送信信号分割部と、
分割された各送信信号系列を変調する送信信号変調部と、
前記送信信号変調部の変調信号に前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された量子化送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部と
を具備し、
前記受信局は、
前記送信信号を受信する複数のアンテナと、
受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、
通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、
前記送信ウェイト情報に量子化処理を施して前記量子化送信ウェイト情報を生成し、前記フィードバック回線を通じて前記送信局へフィードバックする送信ウェイト量子化部と、
前記量子化送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された量子化送信ウェイトを出力する送信ウェイト蓄積部と、
前記通信チャネル情報と前記送信ウェイト蓄積部の蓄積された量子化送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、
複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、
前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部と、
前記受信局は、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部と
を具備することを特徴とする多入力多出力伝搬路信号伝送装置。 - 多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、
送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、
受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、
通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、
前記送信ウェイト情報に量子化処理を施して量子化送信ウェイト情報を生成し、フィードバック回線を通じて前記送信局へフィードバックする送信ウェイト量子化部と、
前記量子化送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された量子化送信ウェイト情報を出力する送信ウェイト送信ウェイト蓄積部と、
前記通信チャネル情報と前記送信ウェイト蓄積部の蓄積された量子化送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、
複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、
前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部と、
前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を結合して元の送信信号を復元する受信信号結合部と
を具備することを特徴とする受信局。 - 複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、
送信信号生成部と、
送信信号を複数の系列に分割する送信信号分割部と、
分割された各信号系列を変調する送信信号変調部と、
前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、
前記送信信号変調部の変調信号に前記送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部と
を具備し、
前記受信局は、
前記送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、
前記通信チャネル情報に量子化処理を施して前記量子化通信チャネル情報を生成し、前記フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックする通信チャネル量子化部と、
前記量子化通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された量子化通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部と、
前記チャネル蓄積部の蓄積された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、
前記チャネル推定部の出力する通信チャネル情報と前記送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部と、
複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、
前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部と、
前記受信局は、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部と
を具備することを特徴とする多入力多出力伝搬路信号伝送装置。 - 多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、
送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、
受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、
前記通信チャネル情報に量子化処理を施して量子化通信チャネル情報を生成し、フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックする通信チャネル量子化部と、
前記量子化通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された量子化通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部と、
前記チャネル蓄積部の蓄積された量子化通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、
前記チャネル推定部の出力する通信チャネル情報と前記送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部と、
複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、
前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部と、
前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を結合して元の送信信号を復元する受信信号結合部と
を具備することを特徴とする受信局。 - 複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、
送信信号生成部と、
前記送信信号を複数の信号系列に分割する送信信号分割部と、
分割された各送信信号系列を変調する送信信号変調部と、
前記送信信号変調部の変調信号に前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された補正送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部と
を具備し、
前記受信局は、
前記送信信号を受信する複数のアンテナと、
受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、
通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、
前記送信ウェイト生成部が過去に出力した前記送信ウェイト情報を保存する送信ウェイト保存部と、
前記送信ウェイト保存部に保存された過去の送信ウェイト情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて前記送信ウェイト生成部の出力する送信ウェイト情報を補正して前記補正送信ウェイト情報を生成し、前記送信局に前記フィードバック回線を通じてフィードバックする送信ウェイト補正部と、
前記送信ウェイト補正部からの補正送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された補正送信ウェイト情報を出力する送信ウェイト蓄積部と、
前記通信チャネル情報と前記送信ウェイト蓄積部の蓄積された補正送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、
複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、
前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部と、
前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部と
を具備することを特徴とする多入力多出力伝搬路信号伝送装置。 - 多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、
送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、
受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、
通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、
前記送信ウェイト生成部が過去に出力した前記送信ウェイト情報を保存する送信ウェイト保存部と、
前記送信ウェイト保存部に保存された過去の送信ウェイト情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて前記送信ウェイト生成部の出力する送信ウェイト情報を補正して補正送信ウェイト情報を生成し、前記送信局にフィードバック回線を通じてフィードバックする送信ウェイト補正部と、
前記送信ウェイト補正部からの補正送信ウェイト情報を一定期間保持し、蓄積された補正送信ウェイト情報を出力する送信ウェイト蓄積部と、
前記通信チャネル情報と前記送信ウェイト蓄積部の蓄積された補正送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイト情報を生成する受信ウェイト生成部と、
複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、
前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部と、
前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を結合して元の送信信号を復元する受信信号結合部と
を具備することを特徴とする受信局。 - 複数のアンテナを備えた送信局と複数のアンテナを備えた受信局から成る多入力多出力伝搬路信号伝送装置であって、
前記送信局は、
送信信号生成部と、
送信信号を複数の系列に分割する送信信号分割部と、分割された各信号系列を変調する送信信号変調部と、
前記受信局からのフィードバック回線を通じて通知された補正通信チャネル情報を用いて送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、
前記送信信号変調部の変調信号に前記送信ウェイト情報を乗算する送信ウェイト乗算部と
を具備し、
前記受信局は、
前記送信信号を受信する複数のアンテナと、受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、
前記チャネル推定部が過去に出力した前記通信チャネル情報を保存するチャネル情報保存部と、
前記チャネル情報保存部に保存された過去の通信チャネル情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて前記通信チャネル情報を補正して前記補正通信チャネル情報を生成し、前記フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックするチャネル情報補正部と、
前記補正通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された補正通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部と、
前記チャネル蓄積部の蓄積された補正通信チャネル情報を入力し、送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、
前記チャネル情報補正部が出力する前記補正通信チャネル情報と、前記送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部と、
複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、
前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部と、
前記受信局は、前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を前記送信信号分割部に対応して結合する受信信号結合部と
を具備することを特徴とする多入力多出力伝搬路信号伝送装置。 - 多入力多出力伝搬路信号伝送に用いられる、複数のアンテナを備えた受信局であって、
送信局からの送信信号を受信する複数のアンテナと、
受信信号から通信チャネル状況を推定し、通信チャネル情報を出力するチャネル推定部と、
前記チャネル推定部が過去に出力した前記通信チャネル情報を保存するチャネル情報保存部と、
前記チャネル情報保存部に保存された過去の通信チャネル情報とあらかじめ与えられているフィードバックに伴う遅延時間情報を用いて前記通信チャネル情報を補正して補正通信チャネル情報を生成し、フィードバック回線を通じて前記送信局にフィードバックするチャネル情報補正部と、
前記補正通信チャネル情報を一定期間保持し、蓄積された補正通信チャネル情報を出力するチャネル蓄積部と、
前記チャネル蓄積部の蓄積された補正通信チャネル情報を入力し、送信ウェイト情報を生成する送信ウェイト生成部と、
前記チャネル情報補正部が出力する前記補正通信チャネル情報と、前記送信ウェイト情報とを用いて受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成部と、
複数の信号系列毎に前記受信信号に前記受信ウェイト情報を乗算する受信ウェイト乗算部と、
前記複数の信号系列毎に前記受信信号を復調する受信信号復調部と、
前記複数の送信信号系列毎の前記受信信号復調部からの出力を結合して元の送信信号を復元する受信信号結合部と
を具備することを特徴とする受信局。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003193832A JP4413545B2 (ja) | 2003-07-08 | 2003-07-08 | 多入力多出力伝搬路信号伝送装置及び受信局 |
| EP20040002069 EP1445886B1 (en) | 2003-01-31 | 2004-01-30 | Multiple-output multiple-input (MIMO) communication system, MIMO receiver and MIMO receiving method |
| US10/767,282 US7813440B2 (en) | 2003-01-31 | 2004-01-30 | Multiple-output multiple-input (MIMO) communication system, MIMO receiver and MIMO receiving method |
| CNB2004100004901A CN100431283C (zh) | 2003-01-31 | 2004-02-02 | 多道输出输入(mimo)通信系统、mimo接收器及其接收方法 |
| US12/839,990 US8019013B2 (en) | 2003-01-31 | 2010-07-20 | Multiple-output multiple-input (MIMO) communication system, MIMO receiver and MIMO receiving method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003193832A JP4413545B2 (ja) | 2003-07-08 | 2003-07-08 | 多入力多出力伝搬路信号伝送装置及び受信局 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005033335A JP2005033335A (ja) | 2005-02-03 |
| JP4413545B2 true JP4413545B2 (ja) | 2010-02-10 |
Family
ID=34205193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003193832A Expired - Lifetime JP4413545B2 (ja) | 2003-01-31 | 2003-07-08 | 多入力多出力伝搬路信号伝送装置及び受信局 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4413545B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4802830B2 (ja) * | 2005-04-11 | 2011-10-26 | パナソニック株式会社 | 端末装置 |
| WO2006112032A1 (en) | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Wireless reception apparatus, wireless transmission apparatus, wireless communication system, wireless reception method, wireless transmission method, and wireless communication method |
| CN101228711B (zh) * | 2005-06-30 | 2016-08-03 | 诺基亚技术有限公司 | 用于数字蜂窝通信的方法和设备 |
| WO2008084540A1 (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-17 | Hitachi, Ltd. | 無線通信装置および無線通信方法 |
| DE102016124341A1 (de) | 2016-12-14 | 2018-06-14 | Hamm Ag | Baumaschine |
-
2003
- 2003-07-08 JP JP2003193832A patent/JP4413545B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005033335A (ja) | 2005-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8019013B2 (en) | Multiple-output multiple-input (MIMO) communication system, MIMO receiver and MIMO receiving method | |
| US8731038B2 (en) | Method and apparatus for determining channel state information | |
| EP2328670B1 (en) | System and method for wireless communications | |
| US7961807B2 (en) | Reference signaling scheme using compressed feedforward codebooks for multi-user, multiple input, multiple output (MU-MIMO) systems | |
| EP1700438B1 (en) | Calibration method to achieve reciprocity of bidirectional communication channels | |
| EP1821444B1 (en) | Apparatus and method for transmission and reception in a multi-user MIMO communication system | |
| CN101854186B (zh) | 用于数据传输的预编/解码方法和系统 | |
| US20100098030A1 (en) | Method and Arrangement for SINR Feedback in MIMO Based Wireless Communication Systems | |
| KR101624148B1 (ko) | 네트워크 다중 입출력 무선통신 시스템에서 채널 상태 정보 송수신 방법 및 장치 | |
| US8953702B2 (en) | Precoding matrix index selection process for a MIMO receiver based on a near-ML detection, and apparatus for doing the same | |
| EP2683093B1 (en) | Mobile terminal device, wireless base station and wireless communication method | |
| JP6583292B2 (ja) | Ｍｉｍｏ復調装置及び方法、並びに見通し内ｍｉｍｏ無線通信システム | |
| CN102726016A (zh) | 用于无线通信系统中信道估计的设备和方法 | |
| EP2557720B1 (en) | Transformation device and method | |
| JP4413545B2 (ja) | 多入力多出力伝搬路信号伝送装置及び受信局 | |
| CN106209184B (zh) | 一种mu-mimo系统中的信息处理方法、终端和基站 | |
| JP6067333B2 (ja) | チャネル品質指示の更新方法およびその装置 | |
| JP4413540B2 (ja) | 多入力多出力伝搬路信号伝送装置及び受信局 | |
| JP4170789B2 (ja) | 無線通信システム、受信局及び無線通信制御方法 | |
| US8908548B2 (en) | Method and apparatus for feedback of channel state information in a distributed antenna system (DAS)— based wireless communication system | |
| JP5777092B2 (ja) | 無線通信装置、無線伝送システム及び無線伝送方法 | |
| JP5756636B2 (ja) | 無線通信システム、受信装置、送信装置 | |
| JP4776673B2 (ja) | 多入力多出力伝搬路信号伝送装置及び受信局 | |
| WO2021033265A1 (ja) | 無線通信システム、無線通信方法および受信局装置 | |
| US20220278721A1 (en) | Wireless communication system, wireless communication method, transmitting station device and receiving station device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060411 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080811 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080826 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090616 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090814 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091110 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091118 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121127 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4413545 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121127 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131127 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |