JP4546220B2 - Multi-antenna communication apparatus and cell selection method - Google Patents

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Description

本発明は、マルチアンテナ通信装置およびセル選択方法に関し、特に、セルの境界付近に位置する際にスロットなどの短時間周期で通信相手となる基地局装置を選択するマルチアンテナ通信装置およびセル選択方法に関する。   The present invention relates to a multi-antenna communication apparatus and a cell selection method, and more particularly to a multi-antenna communication apparatus and a cell selection method for selecting a base station apparatus to be a communication partner in a short cycle such as a slot when located near a cell boundary. About.

近年、移動局装置が複数のセルの境界付近の領域に位置する際に、通信相手となる基地局装置を瞬時の受信レベル変動に応じて、例えばスロットなどの短時間周期で高速に切り替える高速セル選択(FCS:Fast Cell Selection)を行うことが検討されている(例えば非特許文献1参照)。   In recent years, when a mobile station device is located in an area near the boundary of a plurality of cells, a high-speed cell that switches a base station device that is a communication partner at high speed in a short period such as a slot according to instantaneous reception level fluctuations Performing selection (FCS: Fast Cell Selection) has been studied (for example, see Non-Patent Document 1).

図13(a)は、FCSによるセルの選択動作の例を示す図である。同図に示すように、移動局装置10は、基地局装置20および基地局装置30を先頭スロット40から順に通信相手を切り替えている。   FIG. 13A is a diagram illustrating an example of a cell selection operation by FCS. As shown in the figure, the mobile station device 10 switches the communication partner of the base station device 20 and the base station device 30 in order from the top slot 40.

具体的には、移動局装置10は、基地局装置20および基地局装置30から送信されている共通パイロットチャネルの信号(以下、「共通パイロット信号」という)を受信し、受信SIR(Signal to Interference Ratio:信号波対干渉波比)を測定する。この測定結果を図13(b)に示す。同図においては、実線が基地局装置20からの信号の受信SIRを示し、点線が基地局装置30からの信号の受信SIRを示している。   Specifically, the mobile station apparatus 10 receives a common pilot channel signal (hereinafter referred to as “common pilot signal”) transmitted from the base station apparatus 20 and the base station apparatus 30, and receives a received SIR (Signal to Interference). Ratio: Signal wave to interference wave ratio) is measured. The measurement result is shown in FIG. In the figure, the solid line indicates the reception SIR of the signal from the base station apparatus 20, and the dotted line indicates the reception SIR of the signal from the base station apparatus 30.

そして、移動局装置10は、スロットごとに受信SIRが大きい基地局装置を選択し、選択された基地局装置(以下、「選択基地局装置」という)に関する情報を基地局装置20および基地局装置30へ送信する。ここで、スロットごとの選択基地局装置を図13(b)の下段に実線(すなわち基地局装置20)および点線(すなわち基地局装置30)で示す。   Then, the mobile station apparatus 10 selects a base station apparatus having a large reception SIR for each slot, and transmits information on the selected base station apparatus (hereinafter referred to as “selected base station apparatus”) to the base station apparatus 20 and the base station apparatus. 30. Here, the selected base station apparatus for each slot is indicated by a solid line (that is, base station apparatus 20) and a dotted line (that is, base station apparatus 30) in the lower part of FIG.

基地局装置20および基地局装置30は、選択基地局装置に関する情報を移動局装置10から受信し、スロットごとの選択基地局装置がそれぞれ図13(a)に斜線で示すスロットで個別チャネルや高速パケットチャネルなどのデータ信号(以下、「個別データ信号」という)を送信する。   The base station device 20 and the base station device 30 receive information related to the selected base station device from the mobile station device 10, and the selected base station device for each slot is assigned to an individual channel or a high-speed channel in the slot indicated by hatching in FIG. Data signals such as packet channels (hereinafter referred to as “individual data signals”) are transmitted.

このようにセルの境界付近の領域に位置する移動局装置10が短時間周期で選択基地局装置を切り替える(すなわち、セルを選択する)ことにより、移動局装置10における受信品質およびスループットを改善することができる。   As described above, the mobile station apparatus 10 located in the region near the boundary of the cell switches the selected base station apparatus (that is, selects the cell) in a short period, thereby improving the reception quality and throughput in the mobile station apparatus 10. be able to.

一方、スループットを改善する技術としては、MIMO(Multi Input Multi Output)通信なども盛んに検討されている。MIMO通信においては、複数の送受信アンテナ間で異なるデータ系列を同時に伝送することにより、高い伝送レートを実現することができる(例えば非特許文献2参照)。
"Physical layer aspects of UTRA High Speed Downlink Packet Access"(6.4節)、3GPP TR25.848 V4.4.0(2001-03) 「MIMOシステムにおける信号処理」、北海道大学、2003年電子情報通信学会ソサイエティ大会TB−2−3、2003年9月
On the other hand, MIMO (Multi Input Multi Output) communication has been actively studied as a technique for improving throughput. In MIMO communication, a high transmission rate can be realized by simultaneously transmitting different data sequences between a plurality of transmission / reception antennas (see, for example, Non-Patent Document 2).
"Physical layer aspects of UTRA High Speed Downlink Packet Access" (Section 6.4), 3GPP TR25.848 V4.4.0 (2001-03) "Signal processing in MIMO system", Hokkaido University, 2003 IEICE Society Conference TB-2-3, September 2003

しかしながら、MIMO通信においては、上述したようなFCSによって選択基地局装置を切り替えても、必ずしも受信品質およびスループットを改善することができるとは限らない。   However, in MIMO communication, even if the selected base station apparatus is switched by FCS as described above, reception quality and throughput cannot always be improved.

すなわち、互いに相関が低い複数のパスを用いて信号を伝送するMIMO通信においては、受信信号中にすべてのパスの信号が混在しているため、各パスの信号が互いに弱め合ったり強め合ったりすることがある。したがって、単に受信信号の受信SIRを基準として基地局装置を選択しても、受信品質やスループットの改善が図られないことがあるという問題がある。そして、受信品質やスループットの改善が図られなければ、目標とするスループットを達成することができる基地局装置からの距離が大きくならず、結果として各基地局装置がカバーする領域(以下、「セルカバレッジ」という)の拡大が困難となる。   That is, in MIMO communication in which signals are transmitted using a plurality of paths having low correlation with each other, since signals of all paths are mixed in the received signal, the signals of each path weaken or strengthen each other. Sometimes. Therefore, there is a problem that even if a base station apparatus is simply selected based on the reception SIR of the received signal, reception quality and throughput may not be improved. If the reception quality and throughput are not improved, the distance from the base station apparatus that can achieve the target throughput does not increase, and as a result, the area covered by each base station apparatus (hereinafter referred to as “cell”). Expansion of coverage) is difficult.

さらに、MIMO通信においては、空間多重された信号を受信側で分離するため、複雑な受信処理が行われる。このため、高速セル選択に要する回路規模の増大を最低限に抑制するのが望ましい。   Furthermore, in MIMO communication, a complex reception process is performed in order to separate spatially multiplexed signals on the receiving side. For this reason, it is desirable to minimize the increase in circuit scale required for high-speed cell selection.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、回路規模の増大を防止しつつ高速セル選択を実行し、スループットを確実に改善してセルカバレッジを拡大することができるマルチアンテナ通信装置およびセル選択方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and performs a high-speed cell selection while preventing an increase in circuit scale, and can reliably improve throughput and expand cell coverage. The purpose is to provide a selection method.

本発明に係るマルチアンテナ通信装置は、現在の時間単位における通信相手がカバーする接続セルの信号および前記接続セルに隣接する観測セルの信号を所定のサンプルタイミングで複数のアンテナを介してサンプリングする受信手段と、前記接続セルの信号を用いて前記接続セルのチャネル容量を算出する第1算出手段と、前記観測セルの信号がサンプリングされる複数のサンプルタイミングから1以上のサンプルタイミングを選択するタイミング選択手段と、選択されたサンプルタイミングを対象として前記観測セルのチャネル容量を算出する第2算出手段と、前記接続セルのチャネル容量および前記観測セルのチャネル容量を比較し、チャネル容量が最大のセルを次の時間単位における接続セルとして選択するセル選択手段と、を有する構成を採る。   The multi-antenna communication apparatus according to the present invention receives a signal of a connection cell covered by a communication partner in a current time unit and a signal of an observation cell adjacent to the connection cell via a plurality of antennas at a predetermined sample timing. Means for calculating channel capacity of the connected cell using the signal of the connected cell, and timing selection for selecting one or more sample timings from a plurality of sample timings at which the signal of the observation cell is sampled Means, a second calculating means for calculating the channel capacity of the observation cell for the selected sample timing, and comparing the channel capacity of the connected cell and the channel capacity of the observation cell to determine the cell with the largest channel capacity. Cell selection means for selecting as a connected cell in the next time unit A configuration.

本発明に係るセル選択方法は、現在の時間単位における通信相手がカバーする接続セルの信号および前記接続セルに隣接する観測セルの信号を所定のサンプルタイミングで複数のアンテナを介してサンプリングするステップと、前記接続セルの信号を用いて前記接続セルのチャネル容量を算出するステップと、前記観測セルの信号がサンプリングされる複数のサンプルタイミングから1以上のサンプルタイミングを選択するステップと、選択されたサンプルタイミングを対象として前記観測セルのチャネル容量を算出するステップと、前記接続セルのチャネル容量および前記観測セルのチャネル容量を比較し、チャネル容量が最大のセルを次の時間単位における接続セルとして選択するステップと、を有するようにした。   The cell selection method according to the present invention includes a step of sampling a signal of a connection cell covered by a communication partner in a current time unit and a signal of an observation cell adjacent to the connection cell via a plurality of antennas at a predetermined sample timing; Calculating the channel capacity of the connected cell using the signal of the connected cell, selecting one or more sample timings from a plurality of sample timings at which the signal of the observation cell is sampled, and the selected sample The step of calculating the channel capacity of the observation cell with respect to timing is compared with the channel capacity of the connection cell and the channel capacity of the observation cell, and the cell having the largest channel capacity is selected as the connection cell in the next time unit. Steps.

これらによれば、接続セルのチャネル容量を算出するとともに、観測セルの信号のサンプルタイミングから1以上のサンプルタイミングを選択して観測セルのチャネル容量を算出し、チャネル容量が最大のセルを次の接続セルとするため、観測セルのチャネル容量算出に必要とする処理量を削減することができ、回路規模の増大を防止しつつ高速セル選択を実行し、スループットを確実に改善してセルカバレッジを拡大することができる。   According to these, while calculating the channel capacity of the connected cell, the channel capacity of the observation cell is calculated by selecting one or more sample timings from the sample timing of the signal of the observation cell. Because it is a connected cell, it can reduce the amount of processing required to calculate the channel capacity of the observation cell, perform high-speed cell selection while preventing an increase in circuit scale, and improve cell throughput by reliably improving throughput. Can be enlarged.

本発明によれば、回路規模の増大を防止しつつ高速セル選択を実行し、スループットを確実に改善してセルカバレッジを拡大することができる。   According to the present invention, it is possible to perform high-speed cell selection while preventing an increase in circuit scale, to reliably improve throughput and to expand cell coverage.

本発明の骨子は、受信信号のサンプリング区間から受信電力が高いサンプルタイミングを選択し、選択されたサンプリングタイミングのみの信号を用いてMIMO通信に利用可能な互いに独立したパスが多いセルの基地局装置を選択することである。   The essence of the present invention is that a base station apparatus of a cell having many independent paths that can be used for MIMO communication by selecting a sample timing with high reception power from a sampling interval of a reception signal and using a signal of only the selected sampling timing Is to select.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る移動体通信システムの構成の一例を示す図である。同図に示すように、基地局装置200がカバーするセル200aと基地局装置300がカバーするセル300aとの境界付近の領域に位置するマルチアンテナ通信装置100は、基地局装置200および基地局装置300双方の複数のアンテナから送信される共通パイロットチャネルの信号(共通パイロット信号)を受信している。また、マルチアンテナ通信装置100は、例えばスロットなどの短い時間単位ごとに基地局装置200および基地局装置300のいずれか一方を通信相手として切り替えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a mobile communication system according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in the figure, the multi-antenna communication apparatus 100 located in the region near the boundary between the cell 200a covered by the base station apparatus 200 and the cell 300a covered by the base station apparatus 300 includes the base station apparatus 200 and the base station apparatus. 300 Common pilot channel signals (common pilot signals) transmitted from both antennas are received. In addition, the multi-antenna communication apparatus 100 switches either the base station apparatus 200 or the base station apparatus 300 as a communication partner for each short time unit such as a slot.

図2は、本実施の形態に係るマルチアンテナ通信装置100の要部構成を示すブロック図である。図2に示すマルチアンテナ通信装置100は、RF(Radio Frequency:無線周波数)受信部101−1、101−2、パスサーチ部102、逆拡散部103−1、103−2、セル分離部104、接続セル受信処理部105、観測セル受信処理部106、セル選択部107、多重部108、誤り訂正符号化部109、変調部110、拡散部111−1、111−2、およびRF送信部112−1、112−2を有している。なお、本実施の形態においては、マルチアンテナ通信装置100が2本のアンテナを有する構成としているが、アンテナが3本以上の場合は、RF受信部、逆拡散部、拡散部、およびRF送信部の各処理部がアンテナに対応して設けられる構成となる。   FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of multi-antenna communication apparatus 100 according to the present embodiment. A multi-antenna communication apparatus 100 shown in FIG. 2 includes RF (Radio Frequency) receiving units 101-1 and 101-2, a path search unit 102, despreading units 103-1 and 103-2, a cell separation unit 104, Connected cell reception processing unit 105, observed cell reception processing unit 106, cell selection unit 107, multiplexing unit 108, error correction coding unit 109, modulation unit 110, spreading units 111-1, 111-2, and RF transmission unit 112- 1, 112-2. In the present embodiment, multi-antenna communication apparatus 100 is configured to have two antennas. However, when there are three or more antennas, an RF receiver, a despreader, a spreader, and an RF transmitter Each processing section is provided corresponding to the antenna.

RF受信部101−1、101−2は、所定のサンプリングレートのサンプルタイミングで受信信号をサンプリングし、受信信号に対して所定の無線受信処理(ダウンコンバート、A/D変換など)を施す。   The RF receivers 101-1 and 101-2 sample the received signal at a sample timing of a predetermined sampling rate, and perform predetermined wireless reception processing (down-conversion, A / D conversion, etc.) on the received signal.

パスサーチ部102は、複数のパスからRF受信部101−1、101−2に受信される信号の到来方向を推定して分離するパスサーチを行う。   The path search unit 102 performs a path search that estimates and separates the arrival directions of signals received by the RF receiving units 101-1 and 101-2 from a plurality of paths.

逆拡散部103−1、103−2は、パスサーチの結果から、各セルに対応した拡散符号およびスクランブリング符号を用いて各パスの信号を逆拡散し、得られた逆拡散信号をセル分離部104へ出力する。   The despreading sections 103-1 and 103-2 despread the signal of each path using the spreading code and scrambling code corresponding to each cell based on the path search result, and cell separation is performed on the obtained despread signal. Output to the unit 104.

セル分離部104は、逆拡散信号をセルごとの信号に分離する。具体的には、セル分離部104は、現在マルチアンテナ通信装置100の通信相手となっている基地局装置のセル(以下、「接続セル」という)の信号と、接続セルに隣接しておりマルチアンテナ通信装置100の位置付近に接続セルとの境界があるセル(以下、「観測セル」という)の信号とに逆拡散信号を分離する。なお、セル分離部104は、複数の観測セルがある場合には、逆拡散信号をそれぞれの観測セルの信号に分離する。   The cell separation unit 104 separates the despread signal into signals for each cell. Specifically, the cell separation unit 104 is adjacent to the cell of the base station apparatus (hereinafter referred to as “connected cell”) that is currently the communication partner of the multi-antenna communication apparatus 100, and is connected to the multi-antenna communication apparatus 100. The despread signal is separated into a signal of a cell (hereinafter referred to as “observation cell”) having a boundary with the connected cell in the vicinity of the position of the antenna communication device 100. Note that when there are a plurality of observation cells, the cell separation unit 104 separates the despread signal into the signals of the respective observation cells.

接続セル受信処理部105は、接続セルの信号に対して受信処理を施し、受信データを出力する。また、接続セル受信処理部105は、接続セルの信号から無線品質を測定し、無線品質情報を多重部108へ出力する。さらに、接続セル受信処理部105は、接続セルの信号に対する受信処理の過程で特異値分解処理を行うとともに、接続セルのチャネル容量を算出してセル選択部107へ出力する。   The connected cell reception processing unit 105 performs reception processing on the signal of the connected cell and outputs received data. Connected cell reception processing section 105 measures radio quality from the signal of the connected cell and outputs radio quality information to multiplexing section 108. Furthermore, the connected cell reception processing unit 105 performs singular value decomposition processing in the course of reception processing on the signal of the connected cell, calculates the channel capacity of the connected cell, and outputs the calculated channel capacity to the cell selection unit 107.

ここで、特異値とは、MIMO通信において空間多重された信号が伝送される独立したパスごとの受信品質を示す指標であり、特異値分解処理とは、MIMO通信における受信処理の過程で、チャネル推定結果を用いて独立したパスごとの特異値を算出する処理のことをいう。また、チャネル容量とは、各セルがMIMO通信を行うのに適しているか否かを示す指標である。MIMO通信においては、互いに相関が無く受信品質が高い独立したパスが多いほど、空間多重された信号を受信側で分離できる可能性が高くなる。したがって、特異値が大きいパスが多いセルほどチャネル容量が大きくなり、MIMO通信に適したセルと言える。なお、特異値、チャネル容量、および接続セル受信処理部105の詳細な構成については、後に詳述する。   Here, the singular value is an index indicating the reception quality for each independent path through which a spatially multiplexed signal is transmitted in MIMO communication, and the singular value decomposition process is a process of reception processing in MIMO communication. A process for calculating a singular value for each independent path using the estimation result. The channel capacity is an index indicating whether each cell is suitable for performing MIMO communication. In MIMO communication, the more independent paths that have no correlation and high reception quality, the higher the possibility that a spatially multiplexed signal can be separated on the receiving side. Therefore, a cell with many paths with a large singular value has a larger channel capacity and can be said to be a cell suitable for MIMO communication. The detailed configuration of the singular value, the channel capacity, and the connected cell reception processing unit 105 will be described in detail later.

観測セル受信処理部106は、観測セルの信号に対して受信処理を施し、観測セルのチャネル容量を算出してセル選択部107へ出力する。ここで、観測セルの基地局装置はマルチアンテナ通信装置100の通信相手ではないため、観測セル受信処理部106は、観測セルにおける共通パイロット信号に対する受信処理を施す。また、観測セルに関しては、サンプリングされた共通パイロット信号の全区間を対象としてチャネル容量を求めるのではなく、総受信電力が高いサンプリングタイミングについてのみチャネル容量を算出する。このため、観測セル受信処理部106におけるチャネル容量算出の処理負荷を軽減することができる。なお、観測セル受信処理部106の詳細な構成については、後に詳述する。   Observation cell reception processing section 106 performs reception processing on the signal of the observation cell, calculates the channel capacity of the observation cell, and outputs it to cell selection section 107. Here, since the base station apparatus of the observation cell is not a communication partner of multi-antenna communication apparatus 100, observation cell reception processing section 106 performs reception processing on the common pilot signal in the observation cell. For the observation cell, the channel capacity is not calculated for all sections of the sampled common pilot signal, but the channel capacity is calculated only for the sampling timing at which the total received power is high. For this reason, the processing load of channel capacity calculation in the observation cell reception processing unit 106 can be reduced. The detailed configuration of the observation cell reception processing unit 106 will be described in detail later.

セル選択部107は、接続セルのチャネル容量および観測セルのチャネル容量を大小比較し、チャネル容量が大きいセルの基地局装置を通信相手の基地局装置(選択基地局装置)とする。すなわち、セル選択部107は、チャネル容量が最大のセルを次の時間単位における接続セルとする。そして、セル選択部107は、選択基地局装置に関するセル選択情報を多重部108へ出力する。   The cell selection unit 107 compares the channel capacity of the connected cell and the channel capacity of the observation cell, and sets the base station apparatus of the cell having a large channel capacity as the communication partner base station apparatus (selected base station apparatus). That is, the cell selection unit 107 sets a cell having the largest channel capacity as a connection cell in the next time unit. Then, cell selection section 107 outputs cell selection information related to the selected base station apparatus to multiplexing section 108.

多重部108は、セル選択情報、無線品質情報、および送信データなどを多重し、得られた多重データを誤り訂正符号化部109へ出力する。   Multiplexing section 108 multiplexes cell selection information, radio quality information, transmission data, etc., and outputs the obtained multiplexed data to error correction coding section 109.

誤り訂正符号化部109は、多重データを誤り訂正符号化し、得られた符号化データを変調部110へ出力する。   Error correction coding section 109 performs error correction coding on the multiplexed data and outputs the obtained coded data to modulation section 110.

変調部110は、符号化データを変調し、得られた変調データを拡散部111−1、111−2へ出力する。   Modulating section 110 modulates the encoded data and outputs the obtained modulated data to spreading sections 111-1 and 111-2.

拡散部111−1、111−2は、変調データを拡散し、得られた拡散信号をRF送信部112−1、112−2へ出力する。   Spreading sections 111-1 and 111-2 spread the modulated data and output the obtained spread signals to RF transmitting sections 112-1 and 112-2.

RF送信部112−1、112−2は、拡散信号に対して所定の無線送信処理(D/A変換、アップコンバートなど)を施し、それぞれ対応するアンテナから送信する。   The RF transmitters 112-1 and 112-2 perform predetermined radio transmission processing (D / A conversion, up-conversion, etc.) on the spread signal, and transmit from each corresponding antenna.

図3は、本実施の形態に係る接続セル受信処理部105の内部構成を示すブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of connected cell reception processing section 105 according to the present embodiment.

チャネル推定部1051は、接続セルの共通パイロット信号を用いて送受信側のアンテナ対に対応するパスごとのチャネル推定を行う。ここで、マルチアンテナ通信装置100(受信側)のアンテナ数をMR本、基地局装置200および基地局装置300(送信側)のアンテナ数をMT(≧MR)本とすれば、チャネル推定の結果として、RF受信部101−1、101−2におけるサンプルタイミングごとにサイズがMR×MTのチャネル行列が得られる。すなわち、サンプルタイミングiに対応する基地局装置からの送信信号ベクトルをxi(t)、伝搬路における雑音信号ベクトルをni(t)とすれば、マルチアンテナ通信装置100におけるサンプルタイミングiの受信信号ベクトルri(t)は、チャネル行列Aiを用いて以下の式(1)のように表すことができる。 Channel estimation section 1051 performs channel estimation for each path corresponding to the antenna pair on the transmission / reception side using the common pilot signal of the connected cell. Here, if the number of antennas of multi-antenna communication apparatus 100 (reception side) is M R and the number of antennas of base station apparatus 200 and base station apparatus 300 (transmission side) is M T (≧ M R ), As a result of the estimation, a channel matrix having a size of M R × M T is obtained for each sample timing in the RF receivers 101-1 and 101-2. That is, if the transmission signal vector from the base station apparatus corresponding to the sample timing i is x i (t) and the noise signal vector in the propagation path is n i (t), the multi-antenna communication apparatus 100 receives the sample timing i. The signal vector r i (t) can be expressed by the following equation (1) using the channel matrix A i .

i(t)=Aii(t)+ni(t) ・・・(1)
チャネル推定部1051は、接続セルについて上式(1)を満たすサンプルタイミングごとのチャネル行列Aiを求める。なお、基地局装置200のアンテナ数と基地局装置300のアンテナ数とは異なっていても良いが、ここでは説明の便宜上、いずれの基地局装置もMT個のアンテナを有しているものとする。
r i (t) = A i x i (t) + n i (t) (1)
The channel estimation unit 1051 obtains a channel matrix A i for each sample timing that satisfies the above equation (1) for the connected cell. Although it may be different from the number of antennas of the number of antennas and the base station apparatus 300 of the base station apparatus 200, where as those having convenience, any of the M T antennas base station apparatus description To do.

復調部1052は、特異値分解処理部1052aを有しており、接続セルの個別データ信号を復調する。復調部1052は、送信側(基地局装置200または基地局装置300)における変調方式に対応した復調を行うとともに、復調後の個別データ信号を誤り訂正復号部1053および無線品質測定部1055へ出力する。特異値分解処理部1052aは、復調の過程でチャネル行列Aiを用いた特異値分解処理を行い、すべてのサンプルタイミングの信号に関して、接続セルにおける独立したパスごとの特異値を算出する。具体的には、特異値分解処理部1052aは、サンプルタイミングiにおける接続セルの独立したパスごとの特異値を以下の式(2)によって算出する。 Demodulation section 1052 has singular value decomposition processing section 1052a, and demodulates the individual data signal of the connected cell. Demodulation section 1052 performs demodulation corresponding to the modulation scheme on the transmission side (base station apparatus 200 or base station apparatus 300), and outputs the demodulated individual data signal to error correction decoding section 1053 and radio quality measurement section 1055. . The singular value decomposition processing unit 1052a performs singular value decomposition processing using the channel matrix A i in the course of demodulation, and calculates singular values for each independent path in the connected cell for all sample timing signals. Specifically, the singular value decomposition processing unit 1052a calculates the singular value for each independent path of the connected cell at the sample timing i by the following equation (2).

Figure 0004546220
上式(2)において、Ai Hはチャネル行列Aiの共役転置行列、Uiは固有ベクトルを並べて得られるユニタリ行列、Ui Hはユニタリ行列Uiの共役転置行列を示している。また、diag()は対角行列を示しており、上式(2)においては行列Λiの対角成分にMR個の特異値λi,1〜λi,MRが現れている。なお、ここではMT≧MRと仮定したため、MR個の特異値が求められるが、MT<MRの場合は、MT個の特異値が求められる。
Figure 0004546220
In the above equation (2), A i H is a conjugate transpose matrix of the channel matrix A i , U i is a unitary matrix obtained by arranging eigenvectors, and U i H is a conjugate transpose matrix of the unitary matrix U i . Also, diag () denotes a diagonal matrix, M R singular values in the diagonal elements of the matrix lambda i in the above equation (2) λ i, 1 ~λ i, MR has appeared. Here, since it is assumed that M T ≧ M R , M R singular values are obtained. However, when M T <M R , M T singular values are obtained.

誤り訂正復号部1053は、復調後の個別データ信号を送信側(基地局装置200または基地局装置300)における符号化率に対応して誤り訂正復号し、誤り訂正復号後の個別データ信号を分離部1054へ出力する。   Error correction decoding section 1053 performs error correction decoding on the demodulated individual data signal in accordance with the coding rate on the transmission side (base station apparatus 200 or base station apparatus 300), and separates the individual data signal after error correction decoding Output to the unit 1054.

分離部1054は、誤り訂正復号後の個別データ信号を受信データと送信側(基地局装置200または基地局装置300)における変調方式および符号化率を示す無線リソース割当情報とに分離し、受信データを出力するとともに無線リソース割当情報を復調部1052および誤り訂正復号部1053へ出力する。   Separating section 1054 separates the individual data signal after error correction decoding into received data and radio resource allocation information indicating the modulation scheme and coding rate on the transmitting side (base station apparatus 200 or base station apparatus 300), and receives the received data Is output to the demodulator 1052 and the error correction decoder 1053.

無線品質測定部1055は、接続セルの共通パイロット信号を用いて接続セルにおける無線品質を測定し、無線品質情報を多重部108へ出力する。   Radio quality measuring section 1055 measures the radio quality in the connected cell using the common pilot signal of the connected cell, and outputs the radio quality information to multiplexing section 108.

特異値加工部1056は、サンプルタイミングごと、かつ独立したパスごとに求められた特異値を加工し、それぞれの独立したパスを代表する特異値を算出する。すなわち、特異値加工部1056は、例えばN個のサンプルタイミング1〜Nに関して求められたすべての特異値λ1,1〜λ1,MR、λ2,1〜λ2,MR、・・・、λi,1〜λi,MR、・・・、λN,1〜λN,MRについて、独立したパスjごとの特異値λ1,j〜λN,jの和を総サンプルタイミング数Nで除算して平均値を求めることにより、それぞれの独立したパスを代表する特異値λ1〜λMRを算出する。これにより、1つの独立したパスjには、1つの特異値λjが対応することになる。 The singular value processing unit 1056 processes the singular value obtained for each sample timing and for each independent path, and calculates a singular value representing each independent path. That is, the singular value processing unit 1056 has, for example, all the singular values λ 1,1 to λ 1 , MR , λ 2,1 to λ 2, MR ,. For λ i, 1 to λ i, MR ,..., λ N, 1 to λ N, MR , the sum of singular values λ 1, j to λ N, j for each independent path j is the total number of sample timings N The singular values λ 1 to λ MR that represent the independent paths are calculated by dividing by. As a result, one singular value λ j corresponds to one independent path j.

チャネル容量算出部1057は、特異値加工部1056によって求められた独立したパスごとの特異値λ1〜λMRを所定の閾値と比較し、所定の閾値以上の特異値の数を接続セルのチャネル容量として算出する。上述したように、特異値は、MIMO通信において独立したパスそれぞれの受信品質を示している。そして、MIMO通信においては、受信品質が高いパスが多いほど、複数のアンテナから同時に送信された信号を正確に分離することができるため、所定の閾値以上の特異値の数が多いほど、スループットが高いことになる。チャネル容量算出部1057は、算出した接続セルのチャネル容量(すなわち、所定の閾値以上の特異値の数)をセル選択部107へ出力する。 The channel capacity calculation unit 1057 compares the singular values λ 1 to λ MR for each independent path obtained by the singular value processing unit 1056 with a predetermined threshold value, and determines the number of singular values equal to or greater than the predetermined threshold value in the channel of the connected cell. Calculate as capacity. As described above, the singular value indicates the reception quality of each independent path in the MIMO communication. In MIMO communication, as the number of paths with high reception quality increases, signals transmitted simultaneously from a plurality of antennas can be more accurately separated. Therefore, the greater the number of singular values equal to or greater than a predetermined threshold, the greater the throughput. It will be expensive. The channel capacity calculation unit 1057 outputs the calculated channel capacity of the connected cell (that is, the number of singular values greater than or equal to a predetermined threshold) to the cell selection unit 107.

図4は、本実施の形態に係る観測セル受信処理部106の内部構成を示すブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration of observation cell reception processing section 106 according to the present embodiment.

チャネル推定部1061は、観測セルの共通パイロット信号を用いて送受信側のアンテナ対に対応するパスごとのチャネル推定を行い、観測セルのチャネル行列を求める。   The channel estimation unit 1061 performs channel estimation for each path corresponding to the antenna pair on the transmission / reception side using the common pilot signal of the observation cell, and obtains the channel matrix of the observation cell.

タイミング選択部1062は、チャネル推定部1061によるチャネル推定結果から、マルチアンテナ通信装置100(受信側)のアンテナと観測セルの基地局装置(送信側)のアンテナとの各アンテナ対におけるサンプルタイミングごとの受信電力を算出し、すべてのアンテナ対の総受信電力が所定の閾値以上であるサンプルタイミングを特異値分解処理用のサンプルタイミングとして選択する。すなわち、タイミング選択部1062は、1サンプルタイミングについて、MR本の受信側のアンテナにおいてそれぞれ受信されるMT本の送信側のアンテナからの信号の受信電力(すなわち、1サンプルタイミングについてMR×MT通りの受信電力)を加算してサンプルタイミングごとの総受信電力を算出し、総受信電力が所定の閾値以上のサンプルタイミングを選択する。 From the channel estimation result obtained by the channel estimation unit 1061, the timing selection unit 1062 performs the sampling for each sample timing in each antenna pair of the antenna of the multi-antenna communication apparatus 100 (reception side) and the antenna of the base station apparatus (transmission side) of the observation cell. Received power is calculated, and a sample timing at which the total received power of all antenna pairs is equal to or greater than a predetermined threshold is selected as a sample timing for singular value decomposition processing. That is, the timing selection unit 1062 receives reception power of signals from M T transmitting-side antennas received at M R receiving-side antennas for one sample timing (ie, M R × 1 for one sample timing). M T received power) is added to calculate the total received power for each sample timing, and the sample timing with the total received power equal to or greater than a predetermined threshold is selected.

接続セルの信号とは異なり観測セルの信号としては、共通パイロット信号のみが受信されており、復調が行われないので、観測セルの信号の受信処理の段階で特異値分解処理が行われることはない。したがって、観測セルについては、セル選択のためだけに特異値分解処理を行う必要がある。このとき、上述したように所定の閾値以上のサンプルタイミングを選択し、このサンプルタイミングについてのみ特異値分解処理を行うことにより、特異値分解処理の処理負荷を軽減することができる。   Unlike the signal of the connected cell, only the common pilot signal is received as the signal of the observation cell and is not demodulated. Therefore, the singular value decomposition process is performed at the stage of the reception process of the signal of the observation cell. Absent. Therefore, for the observation cell, it is necessary to perform singular value decomposition processing only for cell selection. At this time, as described above, by selecting a sample timing that is equal to or greater than a predetermined threshold and performing singular value decomposition processing only for this sample timing, the processing load of singular value decomposition processing can be reduced.

また、総受信電力が所定の閾値以上のサンプルタイミングに関しては、チャネル行列が正確に求められているため、特異値分解処理の結果も正確になると考えられる。結果として、観測セルのチャネル容量を少ない処理量で正確に算出することができる。   Also, regarding the sample timing with the total received power equal to or greater than a predetermined threshold, the channel matrix is accurately obtained, so that the result of the singular value decomposition process is considered to be accurate. As a result, the channel capacity of the observation cell can be accurately calculated with a small amount of processing.

なお、タイミング選択部1062は、総受信電力が所定の閾値以上のサンプルタイミングを選択するのではなく、総受信電力が高い方から所定数のサンプルタイミングを選択しても良い。この場合には、特異値分解処理の対象とするサンプルタイミングの数が常に一定であり、全体的に受信電力が低い場合でも、特異値分解処理の対象とするサンプルタイミングが確実に選択される。   Note that the timing selection unit 1062 may select a predetermined number of sample timings from the higher total received power, instead of selecting sample timings whose total received power is greater than or equal to a predetermined threshold. In this case, the number of sample timings to be subjected to singular value decomposition processing is always constant, and even when the received power is low as a whole, the sample timing to be subjected to singular value decomposition processing is reliably selected.

パス合成部1063は、選択されたサンプルタイミングに対応するパスの信号を合成した場合のチャネル行列を求め、このチャネル行列を特異値分解処理部1064へ出力する。   The path synthesis unit 1063 obtains a channel matrix when the signals of the paths corresponding to the selected sample timing are synthesized, and outputs this channel matrix to the singular value decomposition processing unit 1064.

特異値分解処理部1064は、パス合成部1063から出力されたチャネル行列を用いて接続セルと同様に式(2)による特異値分解処理を行い、タイミング選択部1062によって選択されたサンプルタイミングのみに関して、観測セルにおける独立したパスごとの特異値を算出する。   The singular value decomposition processing unit 1064 uses the channel matrix output from the path synthesis unit 1063 to perform the singular value decomposition processing according to Expression (2) in the same manner as the connected cell, and only the sample timing selected by the timing selection unit 1062 is obtained. The singular value for each independent path in the observation cell is calculated.

チャネル容量算出部1065は、特異値分解処理部1064から出力された独立したパスごとの特異値を所定の閾値と比較し、所定の閾値以上の特異値の数を観測セルのチャネル容量として算出する。   The channel capacity calculation unit 1065 compares the singular value for each independent path output from the singular value decomposition processing unit 1064 with a predetermined threshold value, and calculates the number of singular values greater than or equal to the predetermined threshold value as the channel capacity of the observation cell. .

図5は、本実施の形態に係る基地局装置200の要部構成を示すブロック図である。図5に示す基地局装置200は、RF受信部201−1、201−2、パスサーチ部202、逆拡散部203−1、203−2、復調部204、誤り訂正復号部205、分離部206、リソース割当部207、送信制御部208、多重部209、誤り訂正符号化部210、変調部211、拡散部212−1、212−2、およびRF送信部213−1、213−2を有している。なお、基地局装置300も基地局装置200と同様の構成を有している。   FIG. 5 is a block diagram showing a main configuration of base station apparatus 200 according to the present embodiment. The base station apparatus 200 shown in FIG. 5 includes RF receiving units 201-1 and 201-2, a path search unit 202, despreading units 203-1 and 203-2, a demodulation unit 204, an error correction decoding unit 205, and a separation unit 206. A resource allocation unit 207, a transmission control unit 208, a multiplexing unit 209, an error correction coding unit 210, a modulation unit 211, spreading units 212-1, 212-2, and RF transmission units 213-1 and 213-2 ing. The base station apparatus 300 has the same configuration as the base station apparatus 200.

RF受信部201−1、201−2は、それぞれ対応するアンテナから信号を受信し、受信信号に対して所定の無線受信処理(ダウンコンバート、A/D変換など)を施す。   The RF receivers 201-1 and 201-2 receive signals from the corresponding antennas, respectively, and perform predetermined wireless reception processing (down-conversion, A / D conversion, etc.) on the received signals.

パスサーチ部202は、複数のパスからRF受信部201−1、201−2に受信される信号の到来方向を推定して分離するパスサーチを行う。   The path search unit 202 performs a path search that estimates and separates the arrival directions of signals received by the RF reception units 201-1 and 201-2 from a plurality of paths.

逆拡散部203−1、203−2は、パスサーチの結果から各パスの信号を逆拡散し、得られた逆拡散信号を復調部204へ出力する。   Despreading sections 203-1 and 203-2 despread each path signal from the path search result, and output the obtained despread signal to demodulation section 204.

復調部204は、逆拡散信号を復調し、得られた復調信号を誤り訂正復号部205へ出力する。   Demodulation section 204 demodulates the despread signal and outputs the obtained demodulated signal to error correction decoding section 205.

誤り訂正復号部205は、復調信号を誤り訂正復号し、誤り訂正復号後の信号を分離部206へ出力する。   Error correction decoding section 205 performs error correction decoding on the demodulated signal and outputs the signal after error correction decoding to separation section 206.

分離部206は、誤り訂正復号後の信号を受信データとセル選択情報および無線品質情報とに分離し、受信データを出力するとともにセル選択情報および無線品質情報をリソース割当部207へ出力する。   Separation section 206 separates the signal after error correction decoding into reception data, cell selection information, and radio quality information, outputs reception data, and outputs cell selection information and radio quality information to resource allocation section 207.

リソース割当部207は、セル選択情報を参照して自装置(基地局装置200)が選択基地局装置となったか否かを判定し、選択基地局装置となっていれば無線品質情報を参照してマルチアンテナ通信装置100宛ての送信データに対して割り当てる無線リソースを決定する。   The resource allocation unit 207 refers to the cell selection information to determine whether or not the own device (base station device 200) has become the selected base station device, and refers to the radio quality information if it has become the selected base station device. Wireless resources to be allocated to transmission data addressed to the multi-antenna communication apparatus 100 are determined.

送信制御部208は、マルチアンテナ通信装置100および他の通信装置などに対する送信データの送信順序を制御し、送信データに対応する変調方式および符号化率を示す無線リソース割当情報を生成する。   The transmission control unit 208 controls the transmission order of transmission data to the multi-antenna communication apparatus 100 and other communication apparatuses, and generates radio resource allocation information indicating a modulation scheme and a coding rate corresponding to the transmission data.

多重部209は、送信データ、無線リソース割当情報、および図示しない共通パイロット信号などを多重し、得られた多重データを誤り訂正符号化部210へ出力する。   Multiplexer 209 multiplexes transmission data, radio resource allocation information, a common pilot signal (not shown), and the like, and outputs the obtained multiplexed data to error correction encoder 210.

誤り訂正符号化部210は、それぞれの送信先に応じた符号化率で多重データを誤り訂正符号化し、得られた符号化データを変調部211へ出力する。   Error correction coding section 210 performs error correction coding on the multiplexed data at a coding rate corresponding to each transmission destination, and outputs the obtained coded data to modulation section 211.

変調部211は、それぞれの送信先に応じた変調方式で符号化データを変調し、得られた変調データを拡散部212−1、212−2へ出力する。   Modulation section 211 modulates the encoded data with a modulation scheme corresponding to each transmission destination, and outputs the obtained modulation data to spreading sections 212-1 and 212-2.

拡散部212−1、212−2は、変調データを拡散し、得られた拡散信号をRF送信部213−1、213−2へ出力する。   Spreading sections 212-1 and 212-2 spread modulated data, and output the obtained spread signals to RF transmission sections 213-1 and 213-2.

RF送信部213−1、213−2は、拡散信号に対して所定の無線送信処理(D/A変換、アップコンバートなど)を施し、それぞれ対応するアンテナから送信する。   The RF transmitters 213-1 and 213-2 perform predetermined wireless transmission processing (D / A conversion, up-conversion, etc.) on the spread signal, and transmit from each corresponding antenna.

次いで、上記のように構成されたマルチアンテナ通信装置100によるセルの選択について、通信開始時および通信中の動作に分けて図6(a)、(b)に示すシーケンス図を参照しながら説明する。   Next, cell selection by the multi-antenna communication apparatus 100 configured as described above will be described with reference to the sequence diagrams shown in FIGS. 6A and 6B, divided into operations at the start of communication and during communication. .

まず、マルチアンテナ通信装置100の電源投入時など、通信開始時の動作について図6(a)を参照して説明する。マルチアンテナ通信装置100が基地局装置200のセル200aと基地局装置300のセル300aとの境界付近に位置する時、マルチアンテナ通信装置100のRF受信部101−1、101−2によって、基地局装置200からの共通パイロット信号401および個別データ信号402と基地局装置300からの共通パイロット信号403および個別データ信号404とが所定のサンプルタイミングでサンプリングされる。   First, an operation at the start of communication, such as when the multi-antenna communication apparatus 100 is turned on, will be described with reference to FIG. When the multi-antenna communication apparatus 100 is located near the boundary between the cell 200a of the base station apparatus 200 and the cell 300a of the base station apparatus 300, the RF receiving units 101-1 and 101-2 of the multi-antenna communication apparatus 100 perform the base station Common pilot signal 401 and individual data signal 402 from apparatus 200 and common pilot signal 403 and individual data signal 404 from base station apparatus 300 are sampled at a predetermined sample timing.

サンプリングされて得られた受信信号は、RF受信部101−1、101−2によって所定の無線受信処理が施され、パスサーチ部102によってパスサーチが行われ、逆拡散部103−1、103−2によって逆拡散されることにより、自装置(マルチアンテナ通信装置100)宛ての逆拡散信号が抽出される。   The received signal obtained by sampling is subjected to predetermined radio reception processing by the RF receiving units 101-1 and 101-2, path search is performed by the path search unit 102, and despreading units 103-1 and 103-. By performing the despreading by 2, the despread signal addressed to the own device (multi-antenna communication device 100) is extracted.

逆拡散信号は、セル分離部104によって接続セルの信号と観測セルの信号とに分離されるが、ここでは、通信開始時であるため接続セルはなく、セル200aおよびセル300aの双方が観測セルである。したがって、セル200aおよびセル300a双方の信号が観測セル受信処理部106のチャネル推定部1061へ出力される。   The despread signal is separated into the signal of the connection cell and the signal of the observation cell by the cell separation unit 104, but here there is no connection cell because it is at the start of communication, and both the cell 200a and the cell 300a are both observation cells. It is. Therefore, the signals of both the cell 200a and the cell 300a are output to the channel estimation unit 1061 of the observation cell reception processing unit 106.

そして、チャネル推定部1061によって、セル200aのチャネル行列およびセル300aのチャネル行列がそれぞれ求められ、タイミング選択部1062によって、それぞれのセルにおいて総受信電力が所定の閾値以上のサンプルタイミングが選択される(405)。   Then, the channel estimation unit 1061 obtains the channel matrix of the cell 200a and the channel matrix of the cell 300a, respectively, and the timing selection unit 1062 selects a sample timing at which the total received power is greater than or equal to a predetermined threshold value in each cell ( 405).

具体的には、例えば基地局装置200が送信アンテナ#1および送信アンテナ#2の2本のアンテナを有し、マルチアンテナ通信装置100が受信アンテナ#1および受信アンテナ#2の2本のアンテナを有している場合、タイミング選択部1062によって、図7に示すように、各送信アンテナと受信アンテナとの対のサンプルタイミングごとの受信電力が加算され、総受信電力が求められる。そして、タイミング選択部1062によって、総受信電力が所定の閾値以上であるサンプルタイミングPおよびサンプルタイミングQが選択される。同様に、タイミング選択部1062によって、基地局装置300のセル300aについても総受信電力が所定の閾値以上のサンプルタイミングが選択される。   Specifically, for example, the base station apparatus 200 has two antennas, a transmission antenna # 1 and a transmission antenna # 2, and the multi-antenna communication apparatus 100 has two antennas, a reception antenna # 1 and a reception antenna # 2. If so, the timing selection unit 1062 adds the received power for each sample timing of each pair of the transmitting antenna and the receiving antenna, as shown in FIG. 7, and obtains the total received power. Then, the timing selection unit 1062 selects a sample timing P and a sample timing Q whose total received power is equal to or greater than a predetermined threshold. Similarly, the timing selection unit 1062 selects a sample timing at which the total received power is equal to or greater than a predetermined threshold for the cell 300a of the base station device 300.

それぞれのセルについて選択されたサンプルタイミングは、パス合成部1063へ通知され、パス合成部1063によって、選択されたサンプルタイミングに対応するパスの信号を合成した場合のチャネル行列が求められる。換言すれば、パス合成部1063によって、総受信電力が大きいサンプルタイミングの信号を1つの信号と仮定した場合のチャネル行列が求められる。求められたチャネル行列は、特異値分解処理部1064へ出力される。   The sample timing selected for each cell is notified to the path synthesis unit 1063, and the path synthesis unit 1063 obtains a channel matrix when the signals of the paths corresponding to the selected sample timing are synthesized. In other words, the path synthesizing unit 1063 obtains a channel matrix when it is assumed that a signal having a sample timing with a large total received power is one signal. The obtained channel matrix is output to the singular value decomposition processing unit 1064.

そして、特異値分解処理部1064によって、パス合成部1063から出力されたチャネル行列が用いられて式(2)による特異値分解処理が行われ、セル200aおよびセル300aそれぞれについて、独立したパスごとの特異値が求められる。   Then, the singular value decomposition processing unit 1064 uses the channel matrix output from the path synthesis unit 1063 to perform the singular value decomposition processing according to Expression (2), and for each of the cells 200a and 300a, for each independent path. A singular value is determined.

このように、特異値分解処理の対象とするサンプルタイミングを選択して限定することにより、特異値分解処理による処理負荷の増大を最低限に抑制することができ、回路規模の増大を防止しつつ高速セル選択を実行することができる。また、サンプルタイミングの選択に際して、総受信電力が所定の閾値以上のサンプルタイミングを選択することにより、正確なチャネル行列を用いた特異値分解処理を行うことができ、求められた特異値も正確なものになる。   In this way, by selecting and limiting the sample timings to be subjected to the singular value decomposition process, an increase in processing load due to the singular value decomposition process can be suppressed to a minimum, while preventing an increase in circuit scale. Fast cell selection can be performed. In addition, when selecting the sample timing, the singular value decomposition processing using an accurate channel matrix can be performed by selecting the sample timing with the total received power equal to or greater than a predetermined threshold, and the obtained singular value is also accurate. Become a thing.

そして、チャネル容量算出部1065によって、所定の閾値以上の特異値の数がセル200aおよびセル300aそれぞれのチャネル容量として算出される(406)。算出されたチャネル容量は、セル選択部107へ出力され、セル200aおよびセル300aのうちチャネル容量が大きい方が次の時間単位における接続セルとして選択され(407)、接続セルに対応する基地局装置が選択基地局装置となる。そして、セル選択部107によって、接続セルに選択されたセルに関するセル選択情報が多重部108へ出力される。ここでは、セル200aが接続セルとして選択され、基地局装置200が選択基地局装置となったものとして説明を続ける。   Then, the channel capacity calculation unit 1065 calculates the number of singular values equal to or greater than a predetermined threshold as the channel capacity of each of the cells 200a and 300a (406). The calculated channel capacity is output to the cell selector 107, and the cell 200a and the cell 300a having the larger channel capacity is selected as the connected cell in the next time unit (407), and the base station apparatus corresponding to the connected cell Becomes the selected base station apparatus. Then, the cell selection unit 107 outputs cell selection information related to the cell selected as the connected cell to the multiplexing unit 108. Here, the description will be continued assuming that the cell 200a is selected as the connected cell and the base station apparatus 200 is the selected base station apparatus.

ここで、本実施の形態においては、上述したように総受信電力が所定の閾値以上のサンプルタイミングを対象として特異値分解処理を行っているため、求められる特異値が正確なものとなり、結果としてチャネル容量の信頼度も高くなる。したがって、接続セルとして選択されたセル200aは、確実にセル300aよりもMIMO通信に適しており、スループットを改善してセルカバレッジを拡大することができる。   Here, in the present embodiment, as described above, the singular value decomposition process is performed for the sample timing whose total received power is equal to or greater than the predetermined threshold value, so that the singular value obtained is accurate, and as a result The reliability of channel capacity is also increased. Therefore, the cell 200a selected as the connected cell is more suitable for MIMO communication than the cell 300a, and the throughput can be improved and the cell coverage can be expanded.

セル選択情報が多重部108へ入力されると、多重部108によって、送信データとセル選択情報とが多重され、多重データが生成される。そして、多重データは、誤り訂正符号化部109によって誤り訂正符号化され、変調部110によって変調され、変調データが得られる。   When the cell selection information is input to the multiplexing unit 108, the multiplexing unit 108 multiplexes the transmission data and the cell selection information to generate multiplexed data. The multiplexed data is error correction encoded by the error correction encoding unit 109 and modulated by the modulation unit 110 to obtain modulated data.

変調データは、拡散部111−1、111−2によって拡散され、RF送信部112−1、112−2によって所定の無線送信処理が施され、送信データおよびセル選択情報を含む拡散信号408がアンテナを介して送信される。なお、図6(a)では、選択されなかった基地局装置300へは何の信号も送信されていないが、基地局装置300に対してセル選択情報が送信されるようにしても良い。   The modulated data is spread by spreading sections 111-1 and 111-2, subjected to predetermined radio transmission processing by RF transmitting sections 112-1 and 112-2, and spread signal 408 including transmission data and cell selection information is received by antenna. Sent through. In FIG. 6A, no signal is transmitted to the base station apparatus 300 that has not been selected, but cell selection information may be transmitted to the base station apparatus 300.

マルチアンテナ通信装置100から送信された拡散信号408は、基地局装置200のRF受信部201−1、201−2によってアンテナを介して受信される。そして、受信信号は、RF受信部201−1、201−2によって所定の無線受信処理が施され、パスサーチ部202によってパスサーチが行われ、逆拡散部203−1、203−2によって逆拡散されることにより、自装置(基地局装置200)宛ての逆拡散信号が抽出される。   The spread signal 408 transmitted from the multi-antenna communication apparatus 100 is received by the RF reception units 201-1 and 201-2 of the base station apparatus 200 via the antenna. The received signal is subjected to predetermined radio reception processing by the RF receiving units 201-1 and 201-2, path search is performed by the path search unit 202, and despreading by the despreading units 203-1 and 203-2. As a result, a despread signal addressed to the own apparatus (base station apparatus 200) is extracted.

逆拡散信号は、復調部204によって復調され、誤り訂正復号部205によって誤り訂正復号され、分離部206によって送信データとセル選択情報に分離される。そして、セル選択情報がリソース割当部207へ出力されると、リソース割当部207によって、自装置(基地局装置200)がマルチアンテナ通信装置100の選択基地局装置となったと判断され、マルチアンテナ通信装置100宛ての送信データに対して割り当てる変調方式および符号化率などの無線リソースが決定される(409)。決定された無線リソースの情報は、送信制御部208へ出力され、マルチアンテナ通信装置100宛ての信号の送信処理が開始される(410)。   The despread signal is demodulated by the demodulator 204, subjected to error correction decoding by the error correction decoding unit 205, and separated into transmission data and cell selection information by the separation unit 206. When cell selection information is output to resource allocation section 207, resource allocation section 207 determines that the own apparatus (base station apparatus 200) has become the selected base station apparatus of multi-antenna communication apparatus 100, and performs multi-antenna communication. Radio resources such as a modulation scheme and a coding rate assigned to transmission data addressed to apparatus 100 are determined (409). The determined radio resource information is output to the transmission control unit 208, and a transmission process of a signal addressed to the multi-antenna communication apparatus 100 is started (410).

すなわち、送信制御部208によって、マルチアンテナ通信装置100宛ての送信データとマルチアンテナ通信装置100に割り当てられる符号化率および変調方式を示す無線リソース情報とが多重部209へ出力される。   That is, the transmission control unit 208 outputs transmission data addressed to the multi-antenna communication apparatus 100 and radio resource information indicating a coding rate and a modulation scheme assigned to the multi-antenna communication apparatus 100 to the multiplexing unit 209.

そして、多重部209によって、マルチアンテナ通信装置100宛ての送信データと無線リソース情報とが多重され、多重データが生成される。そして、多重データは、誤り訂正符号化部210によって誤り訂正符号化され、変調部211によって変調され、変調データが得られる。   Then, the multiplexing unit 209 multiplexes the transmission data addressed to the multi-antenna communication apparatus 100 and the radio resource information, and generates multiplexed data. Then, the multiplexed data is subjected to error correction coding by the error correction coding unit 210 and modulated by the modulation unit 211 to obtain modulated data.

変調データは、拡散部212−1、212−2によって拡散され、RF送信部213−1、213−2によって所定の無線送信処理が施され、送信データおよび無線リソース情報を含む個別データ信号411がアンテナを介して送信される。   The modulated data is spread by spreading sections 212-1 and 212-2, subjected to predetermined radio transmission processing by RF transmission sections 213-1 and 213-2, and individual data signal 411 including transmission data and radio resource information is generated. Sent via antenna.

このようにして選択基地局装置である基地局装置200から送信された信号は、マルチアンテナ通信装置100によって受信され、接続セル受信処理部105によって受信処理されることにより受信データが得られる。   Thus, the signal transmitted from the base station apparatus 200 which is the selected base station apparatus is received by the multi-antenna communication apparatus 100 and received by the connected cell reception processing unit 105 to obtain received data.

次に、マルチアンテナ通信装置100が基地局装置200を選択基地局装置として通信している(すなわち、セル200aが接続セル、セル300aが観測セル)状態の動作について図6(b)を参照して説明する。マルチアンテナ通信装置100がセル200aを接続セルとしている時、マルチアンテナ通信装置100のRF受信部101−1、101−2によって、基地局装置200からの共通パイロット信号451および個別データ信号452が所定のサンプルタイミングでサンプリングされる。   Next, referring to FIG. 6B, the multi-antenna communication apparatus 100 communicates with the base station apparatus 200 as the selected base station apparatus (that is, the cell 200a is the connected cell and the cell 300a is the observation cell). I will explain. When multi-antenna communication apparatus 100 uses cell 200a as a connected cell, common pilot signal 451 and individual data signal 452 from base station apparatus 200 are predetermined by RF receivers 101-1 and 101-2 of multi-antenna communication apparatus 100. Sampled at the sample timing.

サンプリングされて得られた受信信号は、RF受信部101−1、101−2によって所定の無線受信処理が施され、パスサーチ部102によってパスサーチが行われ、逆拡散部103−1、103−2によって逆拡散されることにより、自装置(マルチアンテナ通信装置100)宛ての逆拡散信号が抽出される。   The received signal obtained by sampling is subjected to predetermined radio reception processing by the RF receiving units 101-1 and 101-2, path search is performed by the path search unit 102, and despreading units 103-1 and 103-. By performing the despreading by 2, the despread signal addressed to the own device (multi-antenna communication device 100) is extracted.

逆拡散信号は、セル分離部104によって接続セルの信号と観測セルの信号とに分離されるが、ここでは、接続セルであるセル200aの信号が接続セル受信処理部105へ出力され、接続セルの信号の受信処理が行われる(453)。   The despread signal is separated into the signal of the connection cell and the signal of the observation cell by the cell separation unit 104. Here, the signal of the cell 200a which is the connection cell is output to the connection cell reception processing unit 105, and the connection cell Is received (453).

すなわち、チャネル推定部1051によって、セル200aのサンプルタイミングごとのチャネル行列が求められ、復調部1052によって、基地局装置200においてマルチアンテナ通信装置100に割り当てられた変調方式で受信信号が復調され、この復調の過程で特異値分解処理部1052aによる特異値分解処理が行われる。特異値分解処理によって得られた接続セルにおける独立したパスごとの特異値は、特異値加工部1056へ出力される一方、復調された個別データ信号が誤り訂正復号部1053へ出力され、共通パイロット信号が無線品質測定部1055へ出力される。   That is, the channel estimation unit 1051 obtains a channel matrix for each sample timing of the cell 200a, and the demodulation unit 1052 demodulates the received signal using the modulation scheme assigned to the multi-antenna communication apparatus 100 in the base station apparatus 200. Singular value decomposition processing by the singular value decomposition processing unit 1052a is performed in the process of demodulation. The singular value for each independent path in the connected cell obtained by the singular value decomposition process is output to the singular value processing unit 1056, while the demodulated individual data signal is output to the error correction decoding unit 1053, and the common pilot signal Is output to the wireless quality measurement unit 1055.

誤り訂正復号部1053へ出力された個別データ信号は、基地局装置200においてマルチアンテナ通信装置100に割り当てられた符号化率で誤り訂正復号され、分離部1054によって受信データと無線リソース情報とに分離され、無線リソース情報が復調部1052および誤り訂正復号部1053へ出力される。   The individual data signal output to error correction decoding section 1053 is subjected to error correction decoding at the coding rate assigned to multi-antenna communication apparatus 100 in base station apparatus 200, and separated into received data and radio resource information by demultiplexing section 1054. Then, the radio resource information is output to demodulation section 1052 and error correction decoding section 1053.

また、特異値加工部1056へは、すべてのサンプルタイミングにおける独立したパスごとの特異値が出力されているが、特異値加工部1056によって、例えば独立したパスごとの平均値が求められることにより、それぞれの独立したパスを代表する特異値が算出される。   The singular value processing unit 1056 outputs singular values for each independent path at all sample timings, but the singular value processing unit 1056 obtains, for example, an average value for each independent path, A singular value representing each independent path is calculated.

そして、チャネル容量算出部1057によって、所定の閾値以上の特異値の数がセル200aのチャネル容量として算出され、セル選択部107へ出力される。以上で、接続セルの信号の受信処理が完了する。   Then, the channel capacity calculation unit 1057 calculates the number of singular values greater than or equal to a predetermined threshold as the channel capacity of the cell 200 a and outputs it to the cell selection unit 107. The connection cell signal reception process is thus completed.

なお、無線品質測定部1055へ出力された共通パイロット信号は、接続セルであるセル200aの無線品質測定に用いられ、無線品質測定部1055によって無線品質情報が生成される。生成された無線品質情報は、受信確認応答などと多重され、受信確認応答信号454として基地局装置200へ送信されるようにしても良い。   The common pilot signal output to radio quality measurement section 1055 is used for radio quality measurement of cell 200a, which is a connected cell, and radio quality measurement section 1055 generates radio quality information. The generated wireless quality information may be multiplexed with a reception confirmation response or the like and transmitted to the base station apparatus 200 as a reception confirmation response signal 454.

一方、観測セルであるセル300aの基地局装置300から送信されている共通パイロット信号455は、RF受信部101−1、101−2によって随時サンプリングされ、所定の無線受信処理が施され、パスサーチ部102にパスサーチされ、逆拡散部103−1、103−2によって逆拡散されることにより、自装置(マルチアンテナ通信装置100)宛ての逆拡散信号が抽出される。   On the other hand, the common pilot signal 455 transmitted from the base station apparatus 300 of the observation cell 300a is sampled as needed by the RF receivers 101-1 and 101-2, subjected to predetermined radio reception processing, and path search. A path search is performed by the unit 102 and despreading is performed by the despreading units 103-1 and 103-2, whereby a despread signal addressed to the own device (multi-antenna communication apparatus 100) is extracted.

逆拡散信号は、セル分離部104によって接続セルの信号と観測セルの信号とに分離されるが、ここでは、観測セルであるセル300aの信号が観測セル受信処理部106のチャネル推定部1061へ出力される。   The despread signal is separated into the signal of the connected cell and the signal of the observation cell by the cell separation unit 104. Here, the signal of the cell 300a which is the observation cell is sent to the channel estimation unit 1061 of the observation cell reception processing unit 106. Is output.

そして、チャネル推定部1061によって、セル300aのチャネル行列が求められ、タイミング選択部1062によって、図7に示したように、総受信電力が所定の閾値以上のサンプルタイミングが選択される(456)。   Then, the channel estimation unit 1061 obtains the channel matrix of the cell 300a, and the timing selection unit 1062 selects a sample timing whose total received power is equal to or greater than a predetermined threshold as shown in FIG. 7 (456).

選択されたサンプルタイミングは、パス合成部1063へ通知され、パス合成部1063によって、選択されたサンプルタイミングに対応するパスの信号を合成した場合のチャネル行列が求められる。求められたチャネル行列は、特異値分解処理部1064へ出力される。   The selected sample timing is notified to the path synthesizing unit 1063, and the path synthesizing unit 1063 obtains a channel matrix when the signals of the paths corresponding to the selected sample timing are synthesized. The obtained channel matrix is output to the singular value decomposition processing unit 1064.

そして、特異値分解処理部1064によって、パス合成部1063から出力されたチャネル行列が用いられて式(2)による特異値分解処理が行われ、セル300aについて、独立したパスごとの特異値が求められる。   Then, the singular value decomposition processing unit 1064 uses the channel matrix output from the path synthesis unit 1063 to perform singular value decomposition processing according to Expression (2), and obtains a singular value for each independent path for the cell 300a. It is done.

そして、チャネル容量算出部1065によって、所定の閾値以上の特異値の数が観測セルであるセル300aのチャネル容量として算出される(457)。算出されたセル300aのチャネル容量は、セル選択部107へ出力され、セル200aおよびセル300aのうちチャネル容量が大きい方が次の時間単位における接続セルとして選択され(458)、接続セルに対応する基地局装置が選択基地局装置となる。そして、セル選択部107によって、接続セルに選択されたセルに関するセル選択情報が多重部108へ出力される。ここでは、観測セルであったセル300aが接続セルとして選択され、基地局装置300が選択基地局装置となったものとして説明を続ける。   Then, the channel capacity calculation unit 1065 calculates the number of singular values equal to or greater than a predetermined threshold as the channel capacity of the cell 300a that is an observation cell (457). The calculated channel capacity of the cell 300a is output to the cell selection unit 107, and the cell 200a and the cell 300a having the larger channel capacity is selected as a connection cell in the next time unit (458) and corresponds to the connection cell. The base station device becomes the selected base station device. Then, the cell selection unit 107 outputs cell selection information related to the cell selected as the connected cell to the multiplexing unit 108. Here, description will be continued assuming that cell 300a, which was an observation cell, is selected as a connected cell, and base station apparatus 300 has become the selected base station apparatus.

セル選択情報が多重部108へ入力されると、多重部108によって、送信データとセル選択情報とが多重され、多重データが生成される。そして、多重データは、誤り訂正符号化部109によって誤り訂正符号化され、変調部110によって変調され、変調データが得られる。   When the cell selection information is input to the multiplexing unit 108, the multiplexing unit 108 multiplexes the transmission data and the cell selection information to generate multiplexed data. The multiplexed data is error correction encoded by the error correction encoding unit 109 and modulated by the modulation unit 110 to obtain modulated data.

変調データは、拡散部111−1、111−2によって拡散され、RF送信部112−1、112−2によって所定の無線送信処理が施され、送信データおよびセル選択情報を含む拡散信号459がアンテナを介して送信される。なお、図6(b)では、選択されなかった基地局装置200へは何の信号も送信されていないが、基地局装置200に対してセル選択情報が送信されるようにしても良い。   The modulated data is spread by spreading sections 111-1 and 111-2, subjected to predetermined radio transmission processing by RF transmitting sections 112-1 and 112-2, and a spread signal 459 including transmission data and cell selection information is received by an antenna. Sent through. In FIG. 6B, no signal is transmitted to the base station apparatus 200 that has not been selected, but cell selection information may be transmitted to the base station apparatus 200.

マルチアンテナ通信装置100から送信された拡散信号459は、基地局装置300のRF受信部201−1、201−2によってアンテナを介して受信される。そして、受信信号は、RF受信部201−1、201−2によって所定の無線受信処理が施され、パスサーチ部202によってパスサーチが行われ、逆拡散部203−1、203−2によって逆拡散されることにより、自装置(基地局装置300)宛ての逆拡散信号が抽出される。   The spread signal 459 transmitted from the multi-antenna communication apparatus 100 is received via the antenna by the RF receiving units 201-1 and 201-2 of the base station apparatus 300. The received signal is subjected to predetermined radio reception processing by the RF receiving units 201-1 and 201-2, path search is performed by the path search unit 202, and despreading by the despreading units 203-1 and 203-2. As a result, a despread signal addressed to the own device (base station device 300) is extracted.

逆拡散信号は、復調部204によって復調され、誤り訂正復号部205によって誤り訂正復号され、分離部206によって送信データとセル選択情報に分離される。そして、セル選択情報がリソース割当部207へ出力されると、リソース割当部207によって、自装置(基地局装置300)がマルチアンテナ通信装置100の選択基地局装置となったと判断され、マルチアンテナ通信装置100宛ての送信データに対して割り当てる変調方式および符号化率などの無線リソースが決定される(460)。決定された無線リソースの情報は、送信制御部208へ出力され、マルチアンテナ通信装置100宛ての信号の送信処理が開始される(461)。   The despread signal is demodulated by the demodulator 204, subjected to error correction decoding by the error correction decoding unit 205, and separated into transmission data and cell selection information by the separation unit 206. When cell selection information is output to resource allocation section 207, resource allocation section 207 determines that the own apparatus (base station apparatus 300) has become the selected base station apparatus of multi-antenna communication apparatus 100, and performs multi-antenna communication. Radio resources such as a modulation scheme and a coding rate assigned to transmission data addressed to apparatus 100 are determined (460). The determined radio resource information is output to the transmission control unit 208, and transmission processing of a signal addressed to the multi-antenna communication apparatus 100 is started (461).

すなわち、送信制御部208によって、マルチアンテナ通信装置100宛ての送信データとマルチアンテナ通信装置100に割り当てられる符号化率および変調方式を示す無線リソース情報とが多重部209へ出力される。   That is, the transmission control unit 208 outputs transmission data addressed to the multi-antenna communication apparatus 100 and radio resource information indicating a coding rate and a modulation scheme assigned to the multi-antenna communication apparatus 100 to the multiplexing unit 209.

そして、多重部209によって、マルチアンテナ通信装置100宛ての送信データと無線リソース情報とが多重され、多重データが生成される。そして、多重データは、誤り訂正符号化部210によって誤り訂正符号化され、変調部211によって変調され、変調データが得られる。   Then, the multiplexing unit 209 multiplexes the transmission data addressed to the multi-antenna communication apparatus 100 and the radio resource information, and generates multiplexed data. Then, the multiplexed data is subjected to error correction coding by the error correction coding unit 210 and modulated by the modulation unit 211 to obtain modulated data.

変調データは、拡散部212−1、212−2によって拡散され、RF送信部213−1、213−2によって所定の無線送信処理が施され、送信データおよび無線リソース情報を含む個別データ信号462がアンテナを介して送信される。   The modulated data is spread by spreading sections 212-1 and 212-2, subjected to predetermined radio transmission processing by RF transmission sections 213-1 and 213-2, and individual data signal 462 including transmission data and radio resource information is generated. Sent via antenna.

このようにして選択基地局装置である基地局装置300から送信された信号は、マルチアンテナ通信装置100によって受信され、接続セル受信処理部105によって受信処理されることにより受信データが得られる。   Thus, the signal transmitted from the base station apparatus 300 which is the selected base station apparatus is received by the multi-antenna communication apparatus 100 and received by the connected cell reception processing unit 105 to obtain received data.

以上のように、本実施の形態によれば、通信相手となっていない基地局装置から送信された共通パイロット信号のサンプルタイミングのうち、総受信電力が所定の閾値以上のサンプルタイミングを対象として特異値分解処理を行い、所定の閾値以上の特異値の数をチャネル容量として、チャネル容量が最大の基地局装置を選択基地局装置とする。このため、高速セル選択のための特異値分解処理による処理負荷の増大を最低限に抑制することができ、回路規模の増大を防止しつつ高速セル選択を実行し、スループットを確実に改善してセルカバレッジを拡大することができる。   As described above, according to the present embodiment, among the sample timings of the common pilot signal transmitted from the base station apparatus that is not the communication counterpart, the sample timing is specific for the sample timing whose total received power is equal to or greater than a predetermined threshold. A value decomposition process is performed, and the number of singular values equal to or greater than a predetermined threshold is defined as a channel capacity. For this reason, an increase in processing load due to singular value decomposition processing for high-speed cell selection can be suppressed to a minimum, and high-speed cell selection is performed while preventing an increase in circuit scale, thereby reliably improving throughput. Cell coverage can be expanded.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2の特徴は、受信信号のサンプリング区間から受信電力が最大のサンプルタイミングを選択し、選択されたサンプルタイミングのみを対象として特異値分解処理を行う点である。
(Embodiment 2)
The feature of Embodiment 2 of the present invention is that a sample timing with the maximum received power is selected from the sampling interval of the received signal, and the singular value decomposition process is performed only for the selected sample timing.

本実施の形態に係る移動体通信システムの構成は、図1に示す移動体通信システムと同様であるため、その説明を省略する。また、本実施の形態に係るマルチアンテナ通信装置100および基地局装置200の要部構成は図2および図5に示すマルチアンテナ通信装置100および基地局装置200の要部構成と同様であるため、その説明を省略する。   The configuration of the mobile communication system according to the present embodiment is the same as that of the mobile communication system shown in FIG. Moreover, since the principal part structure of the multi-antenna communication apparatus 100 and the base station apparatus 200 which concerns on this Embodiment is the same as that of the principal part structure of the multi-antenna communication apparatus 100 and the base station apparatus 200 shown in FIG.2 and FIG.5, The description is omitted.

本実施の形態においては、マルチアンテナ通信装置100の観測セル受信処理部106の内部構成のみが実施の形態1と異なっている。したがって、観測セル受信処理部106の内部構成について説明する。   In the present embodiment, only the internal configuration of the observation cell reception processing unit 106 of the multi-antenna communication apparatus 100 is different from the first embodiment. Therefore, the internal configuration of the observation cell reception processing unit 106 will be described.

図8は、本実施の形態に係る観測セル受信処理部106の内部構成を示すブロック図である。同図において、図4と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図8に示す観測セル受信処理部106は、図4のタイミング選択部1062およびパス合成部1063に代えて電力最大タイミング選択部5001を有する構成を採る。   FIG. 8 is a block diagram showing an internal configuration of observation cell reception processing section 106 according to the present embodiment. In this figure, the same parts as those in FIG. The observation cell reception processing unit 106 illustrated in FIG. 8 employs a configuration having a power maximum timing selection unit 5001 instead of the timing selection unit 1062 and the path synthesis unit 1063 of FIG.

電力最大タイミング選択部5001は、チャネル推定部1061によるチャネル推定結果から、マルチアンテナ通信装置100(受信側)のアンテナと観測セルの基地局装置(送信側)のアンテナとの各アンテナ対におけるサンプルタイミングごとの受信電力を算出し、すべてのアンテナ対の総受信電力が最大のサンプルタイミングを特異値分解処理用のサンプルタイミングとして選択する。   Based on the channel estimation result obtained by the channel estimation unit 1061, the maximum power timing selection unit 5001 obtains the sample timing at each antenna pair of the antenna of the multi-antenna communication apparatus 100 (reception side) and the antenna of the base station apparatus (transmission side) of the observation cell. Each received power is calculated, and a sample timing at which the total received power of all the antenna pairs is maximum is selected as a sample timing for singular value decomposition processing.

具体的には、例えば観測セルの基地局装置が送信アンテナ#1および送信アンテナ#2の2本のアンテナを有し、マルチアンテナ通信装置100が受信アンテナ#1および受信アンテナ#2の2本のアンテナを有している場合、電力最大タイミング選択部5001は、図9に示すように、各送信アンテナと受信アンテナとの対のサンプルタイミングごとの受信電力を加算して総受信電力を求める。そして、電力最大タイミング選択部5001は、総受信電力が最大であるサンプルタイミングRを選択する。   Specifically, for example, the base station apparatus of the observation cell has two antennas, transmission antenna # 1 and transmission antenna # 2, and multi-antenna communication apparatus 100 has two antennas, reception antenna # 1 and reception antenna # 2. In the case of having an antenna, the maximum power timing selection unit 5001 obtains the total received power by adding the received power for each sample timing of a pair of each transmitting antenna and receiving antenna as shown in FIG. Then, the power maximum timing selection unit 5001 selects the sample timing R with the maximum total received power.

本実施の形態においては、電力最大タイミング選択部5001は、総受信電力が最大のサンプルタイミングのみを特異値分解処理用のサンプルタイミングとして選択するため、常に1つのサンプルタイミングのみが選択され、実施の形態1のように複数のサンプルタイミングに対応するパスの信号を合成する必要がない。したがって、観測セルに関する特異値分解処理の際の処理負荷をさらに軽減することができる。   In this embodiment, power maximum timing selection section 5001 selects only the sample timing with the maximum total received power as the sample timing for singular value decomposition processing, so that only one sample timing is always selected. There is no need to synthesize signals of paths corresponding to a plurality of sample timings as in the first mode. Therefore, it is possible to further reduce the processing load during the singular value decomposition processing related to the observation cell.

以上のように、本実施の形態によれば、通信相手となっていない基地局装置から送信された共通パイロット信号のサンプルタイミングのうち、最も総受信電力が高いサンプルタイミングを対象として特異値分解処理を行い、所定の閾値以上の特異値の数をチャネル容量として、チャネル容量が最大の基地局装置を選択基地局装置とする。このため、高速セル選択のための特異値分解処理による処理負荷の増大を最低限に抑制することができ、回路規模の増大を防止しつつ高速セル選択を実行し、スループットを確実に改善してセルカバレッジを拡大することができる。また、選択されるサンプルタイミングが常に1つであるため、特異値分解処理の際の処理負荷をさらに軽減することができる。   As described above, according to the present embodiment, singular value decomposition processing is performed for the sample timing with the highest total received power among the sample timings of the common pilot signal transmitted from the base station apparatus that is not the communication partner. And the number of singular values equal to or greater than a predetermined threshold is defined as the channel capacity, and the base station apparatus having the largest channel capacity is defined as the selected base station apparatus. For this reason, an increase in processing load due to singular value decomposition processing for high-speed cell selection can be suppressed to a minimum, and high-speed cell selection is performed while preventing an increase in circuit scale, thereby reliably improving throughput. Cell coverage can be expanded. In addition, since the sample timing selected is always one, the processing load in the singular value decomposition process can be further reduced.

(実施の形態3)
本発明の実施の形態3の特徴は、セル選択に用いるチャネル容量として行列式を用い、行列式の大小によって通信相手となる基地局装置を選択する点である。
(Embodiment 3)
A feature of Embodiment 3 of the present invention is that a determinant is used as a channel capacity used for cell selection, and a base station apparatus to be a communication partner is selected depending on the size of the determinant.

本実施の形態に係る移動体通信システムの構成は、図1に示す移動体通信システムと同様であるため、その説明を省略する。また、本実施の形態に係るマルチアンテナ通信装置100および基地局装置200の要部構成は図2および図5に示すマルチアンテナ通信装置100および基地局装置200の要部構成と同様であるため、その説明を省略する。   The configuration of the mobile communication system according to the present embodiment is the same as that of the mobile communication system shown in FIG. Moreover, since the principal part structure of the multi-antenna communication apparatus 100 and the base station apparatus 200 which concerns on this Embodiment is the same as that of the principal part structure of the multi-antenna communication apparatus 100 and the base station apparatus 200 shown in FIG.2 and FIG.5, The description is omitted.

本実施の形態においては、マルチアンテナ通信装置100の接続セル受信処理部105および観測セル受信処理部106の内部構成のみが実施の形態1と異なっている。したがって、接続セル受信処理部105および観測セル受信処理部106の内部構成について説明する。   In the present embodiment, only the internal configurations of connected cell reception processing section 105 and observation cell reception processing section 106 of multi-antenna communication apparatus 100 are different from those in the first embodiment. Therefore, the internal configurations of the connected cell reception processing unit 105 and the observation cell reception processing unit 106 will be described.

図10は、本実施の形態に係る接続セル受信処理部105の内部構成を示すブロック図である。同図において、図3と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図10に示す接続セル受信処理部105は、図3の特異値加工部1056およびチャネル容量算出部1057に代えて行列式算出部6001および行列式加工部6002を有する構成を採る。   FIG. 10 is a block diagram showing an internal configuration of connected cell reception processing section 105 according to the present embodiment. In this figure, the same parts as those in FIG. Connected cell reception processing section 105 shown in FIG. 10 employs a configuration having determinant calculating section 6001 and determinant processing section 6002 instead of singular value processing section 1056 and channel capacity calculating section 1057 of FIG.

行列式算出部6001は、接続セルのサンプルタイミングiにおけるチャネル行列Aiを用いて、すべてのサンプルタイミングについて、接続セルにおける独立したパスごとの行列式を算出する。具体的には、行列式算出部6001は、接続セルの独立したパスごとの受信品質の指標となる行列式Ciを以下の式(3)によって算出する。 The determinant calculation unit 6001 calculates a determinant for each independent path in the connected cell for all sample timings using the channel matrix A i at the sample timing i of the connected cell. Specifically, the determinant calculation unit 6001 calculates a determinant C i that is an index of reception quality for each independent path of the connected cell by the following expression (3).

Figure 0004546220
上式(3)において、det()は行列式を示し、IMRはMR×MRのサイズの単位行列を示している。上式(3)によって求められる行列式Ciは、サンプルタイミングごとに求められるスカラー量であり、MIMO通信における独立したパスの受信品質の総和を示す数値である。したがって、セル内に受信品質が高い独立したパスが多ければ多いほど行列式Ciは大きくなり、行列式Ciが大きいセルほど、スループットが高いことになる。
Figure 0004546220
In the above equation (3), det () represents a determinant, and I MR represents a unit matrix having a size of M R × M R. The determinant C i obtained by the above equation (3) is a scalar quantity obtained for each sample timing, and is a numerical value indicating the sum of reception qualities of independent paths in MIMO communication. Therefore, the determinant C i The more path reception quality is high independent of the cell is increased, as the determinant C i is large cells, so that the throughput is high.

行列式加工部6002は、サンプルタイミングごとに求められる行列式Ciを加工し、接続セルを代表する行列式を算出して接続セルのチャネル容量とする。すなわち、行列式加工部6002は、例えばN個のサンプルタイミング1〜Nに関して求められたすべての行列式C1〜CNの和を総サンプルタイミング数Nで除算して平均値を求めることにより、接続セルを代表する行列式Cを算出する。上述したように、算出された行列式Cが大きければ接続セルの独立したパスの受信品質が高く、MIMO通信に適していることになるため、行列式加工部6002は、行列式Cを接続セルのチャネル容量としてセル選択部107へ出力する。 The determinant processing unit 6002 processes the determinant C i obtained for each sample timing, calculates a determinant representing the connected cell, and sets it as the channel capacity of the connected cell. That is, the determinant processing unit 6002 obtains an average value by dividing the sum of all determinants C 1 to C N obtained for N sample timings 1 to N by the total number N of sample timings, for example. A determinant C representing the connected cell is calculated. As described above, if the calculated determinant C is large, the reception quality of the independent path of the connected cell is high and suitable for MIMO communication. Therefore, the determinant processing unit 6002 converts the determinant C into the connected cell. Is output to the cell selector 107 as the channel capacity.

図11は、本実施の形態に係る観測セル受信処理部106の内部構成を示すブロック図である。同図において、図4と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図11に示す観測セル受信処理部106は、図4の特異値分解処理部1064およびチャネル容量算出部1065に代えて特異値分解処理部1064aおよび行列式算出部6003を有し、さらに空間多重情報生成部6004を追加した構成を採る。   FIG. 11 is a block diagram showing an internal configuration of observation cell reception processing section 106 according to the present embodiment. In this figure, the same parts as those in FIG. Observation cell reception processing section 106 shown in FIG. 11 has singular value decomposition processing section 1064a and determinant calculation section 6003 instead of singular value decomposition processing section 1064 and channel capacity calculation section 1065 of FIG. A configuration in which a generation unit 6004 is added is adopted.

行列式算出部6003は、パス合成部1063から出力されたチャネル行列を用いて接続セルと同様に式(3)の演算を行い、タイミング選択部1062によって選択されたサンプルタイミングのみに関する行列式を観測セルのチャネル容量として算出する。   The determinant calculation unit 6003 performs the calculation of Equation (3) using the channel matrix output from the path synthesis unit 1063 in the same manner as the connected cell, and observes the determinant relating only to the sample timing selected by the timing selection unit 1062. Calculated as the channel capacity of the cell.

特異値分解処理部1064aは、セル選択部107によって接続セルおよび観測セルのチャネル容量が比較された結果、観測セルが次の時間単位における接続セルとして選択された場合にのみ、式(2)による特異値分解処理を行い、タイミング選択部1062によって選択されたサンプルタイミングのみにおける独立したパスごとの特異値を算出する。すなわち、特異値分解処理部1064aは、セル選択部107から出力されるセル選択情報を参照して、観測セルが接続セルとなる場合にのみ、独立したパスごとの受信品質を判定するために特異値分解処理を行う。   The singular value decomposition processing unit 1064a compares the channel capacity of the connection cell and the observation cell by the cell selection unit 107, and only when the observation cell is selected as the connection cell in the next time unit, Singular value decomposition processing is performed to calculate a singular value for each independent path only at the sample timing selected by the timing selection unit 1062. That is, the singular value decomposition processing unit 1064a refers to the cell selection information output from the cell selection unit 107 to determine the reception quality for each independent path only when the observation cell is a connected cell. Perform value decomposition.

空間多重情報生成部6004は、特異値分解処理部1064aによって特異値分解処理が行われると、特異値分解処理の結果に応じてMIMO通信またはSTC(Space Time Coding:時空間符号化)通信のいずれを行うかを示す空間多重情報を生成する。   When the singular value decomposition processing is performed by the singular value decomposition processing unit 1064a, the spatial multiplexing information generation unit 6004 performs either MIMO communication or STC (Space Time Coding) communication depending on the result of the singular value decomposition processing. To generate spatial multiplexing information indicating whether or not

ここで、MIMO通信は、複数のアンテナから異なるデータ系列が同時に送信されるのに対し、STC通信は、複数のアンテナから同一のデータ系列が同時に送信される。したがって、たとえ行列式の比較によって選択された接続セルの独立したパスごとの受信品質が比較的低く、MIMO通信を行うことができないと考えられる場合でも、STC通信に切り替えることで受信品質の劣化を防止し、ダイバーシチ利得を得ることができる。   Here, in MIMO communication, different data sequences are simultaneously transmitted from a plurality of antennas, whereas in STC communication, the same data sequence is simultaneously transmitted from a plurality of antennas. Therefore, even if the reception quality for each independent path of the connected cell selected by the determinant comparison is relatively low and it is considered that MIMO communication cannot be performed, switching to STC communication reduces the reception quality. And a diversity gain can be obtained.

本実施の形態においては、セル選択に用いる観測セルのチャネル容量算出において、特異値分解処理よりも処理負荷が大幅に小さい行列式の演算が行われる。そして、観測セルが次の時間単位における接続セルに選択された場合にのみ、特異値分解処理が行われるため、観測セルのチャネル容量算出のために常に特異値分解処理が必要となる実施の形態1よりも処理負荷を軽減することができる。   In the present embodiment, in calculating the channel capacity of an observation cell used for cell selection, a determinant is calculated that has a processing load that is significantly smaller than that of the singular value decomposition process. And, the singular value decomposition process is performed only when the observation cell is selected as the connection cell in the next time unit, and therefore the singular value decomposition process is always required for calculating the channel capacity of the observation cell. The processing load can be reduced more than 1.

次いで、上記のように構成されたマルチアンテナ通信装置100によるセルの選択について、図12に示すシーケンス図を参照しながら説明する。なお、本実施の形態においては、マルチアンテナ通信装置100が基地局装置200を選択基地局装置として通信している(すなわち、セル200aが接続セル、セル300aが観測セル)状態の動作について説明する。図12において、図6(b)と同じ部分には同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。マルチアンテナ通信装置100がセル200aを接続セルとしている時、マルチアンテナ通信装置100のRF受信部101−1、101−2によって、基地局装置200からの共通パイロット信号451および個別データ信号452が所定のサンプルタイミングでサンプリングされる。   Next, cell selection by the multi-antenna communication apparatus 100 configured as described above will be described with reference to the sequence diagram shown in FIG. In the present embodiment, an operation in a state where multi-antenna communication apparatus 100 is communicating with base station apparatus 200 as a selected base station apparatus (that is, cell 200a is a connected cell and cell 300a is an observation cell) will be described. . In FIG. 12, the same parts as those in FIG. 6B are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. When multi-antenna communication apparatus 100 uses cell 200a as a connected cell, common pilot signal 451 and individual data signal 452 from base station apparatus 200 are predetermined by RF receivers 101-1 and 101-2 of multi-antenna communication apparatus 100. Sampled at the sample timing.

サンプリングされて得られた受信信号は、逆拡散部103−1、103−2を経て、自装置(マルチアンテナ通信装置100)宛ての逆拡散信号が抽出される。   The received signal obtained by sampling passes through the despreading sections 103-1 and 103-2, and the despread signal addressed to the own apparatus (multi-antenna communication apparatus 100) is extracted.

逆拡散信号は、セル分離部104によって接続セルの信号と観測セルの信号とに分離されるが、ここでは、接続セルであるセル200aの信号が接続セル受信処理部105へ出力され、接続セルの信号の受信処理が行われる(701)。   The despread signal is separated into the signal of the connection cell and the signal of the observation cell by the cell separation unit 104. Here, the signal of the cell 200a which is the connection cell is output to the connection cell reception processing unit 105, and the connection cell Is received (701).

すなわち、チャネル推定部1051によって、サンプルタイミングごとのチャネル行列が求められ、復調部1052によって、基地局装置200においてマルチアンテナ通信装置100に割り当てられた変調方式で受信信号が復調される。復調された個別データ信号は、誤り訂正復号部1053によって、基地局装置200においてマルチアンテナ通信装置100に割り当てられた符号化率で誤り訂正復号され、分離部1054によって受信データと無線リソース情報とに分離される。   That is, the channel estimation unit 1051 obtains a channel matrix for each sample timing, and the demodulation unit 1052 demodulates the received signal using the modulation scheme assigned to the multi-antenna communication apparatus 100 in the base station apparatus 200. The demodulated individual data signal is subjected to error correction decoding by the error correction decoding unit 1053 at the coding rate assigned to the multi-antenna communication apparatus 100 in the base station apparatus 200, and is converted into received data and radio resource information by the separation unit 1054. To be separated.

これらの処理と並行して、チャネル推定部1051によって求められたチャネル行列は、行列式算出部6001へ出力され、行列式算出部6001によって、サンプルタイミングごとの行列式が算出され、行列式加工部6002によって、サンプルタイミングごとの行列式が加工され、例えばサンプルタイミングごとの行列式の平均値などの接続セルを代表する行列式が算出される。算出された行列式は、接続セルのチャネル容量としてセル選択部107へ出力される。以上で、接続セルの信号の受信処理が完了する。   In parallel with these processes, the channel matrix obtained by the channel estimation unit 1051 is output to the determinant calculating unit 6001, and the determinant calculating unit 6001 calculates the determinant for each sample timing, and the determinant processing unit In step 6002, a determinant for each sample timing is processed, and for example, a determinant representing a connected cell such as an average value of the determinants for each sample timing is calculated. The calculated determinant is output to the cell selection unit 107 as the channel capacity of the connected cell. The connection cell signal reception process is thus completed.

なお、復調部1052から無線品質測定部1055へ出力された共通パイロット信号は、接続セルであるセル200aの無線品質測定に用いられ、無線品質測定部1055によって無線品質情報が生成される。生成された無線品質情報は、受信確認応答などと多重され、受信確認応答信号454として基地局装置200へ送信されるようにしても良い。   The common pilot signal output from demodulation section 1052 to radio quality measurement section 1055 is used for radio quality measurement of cell 200a, which is a connected cell, and radio quality measurement section 1055 generates radio quality information. The generated wireless quality information may be multiplexed with a reception confirmation response or the like and transmitted to the base station apparatus 200 as a reception confirmation response signal 454.

一方、観測セルであるセル300aの基地局装置300から送信されている共通パイロット信号455は、RF受信部101−1、101−2によって随時サンプリングされ、逆拡散部103−1、103−2を経て、自装置(マルチアンテナ通信装置100)宛ての逆拡散信号が抽出される。   On the other hand, the common pilot signal 455 transmitted from the base station apparatus 300 of the cell 300a which is an observation cell is sampled at any time by the RF receiving units 101-1 and 101-2, and is sent to the despreading units 103-1 and 103-2. Then, a despread signal addressed to the own device (multi-antenna communication device 100) is extracted.

逆拡散信号は、セル分離部104によって接続セルの信号と観測セルの信号とに分離されるが、ここでは、観測セルであるセル300aの信号が観測セル受信処理部106のチャネル推定部1061へ出力される。   The despread signal is separated into the signal of the connected cell and the signal of the observation cell by the cell separation unit 104. Here, the signal of the cell 300a which is the observation cell is sent to the channel estimation unit 1061 of the observation cell reception processing unit 106. Is output.

そして、実施の形態1と同様に、タイミング選択部1062によって、総受信電力が所定の閾値以上のサンプルタイミングが選択される(456)。   Then, as in the first embodiment, the timing selection unit 1062 selects a sample timing whose total received power is equal to or greater than a predetermined threshold (456).

選択されたサンプルタイミングは、パス合成部1063へ通知され、パス合成部1063によって、選択されたサンプルタイミングに対応するパスの信号を合成した場合のチャネル行列が求められる。求められたチャネル行列は、行列式算出部6003および特異値分解処理部1064aへ出力される。   The selected sample timing is notified to the path synthesizing unit 1063, and the path synthesizing unit 1063 obtains a channel matrix when the signals of the paths corresponding to the selected sample timing are synthesized. The obtained channel matrix is output to determinant calculating section 6003 and singular value decomposition processing section 1064a.

そして、行列式算出部6003によって、パス合成部1063から出力されたチャネル行列が用いられて式(3)の演算が行われ、セル300aの行列式が求められる(702)。求められた行列式は、観測セルのチャネル容量としてセル選択部107へ出力され、セル200aおよびセル300aのうちチャネル容量が大きい方が次の時間単位における接続セルとして選択され(458)、接続セルに対応する基地局装置が選択基地局装置となる。そして、セル選択部107によって、接続セルに選択されたセルに関するセル選択情報が特異値分解処理部1064aおよび多重部108へ出力される。ここでは、観測セルであったセル300aが接続セルとして選択され、基地局装置300が選択基地局装置となったものとして説明を続ける。   Then, the determinant calculating unit 6003 performs the calculation of Equation (3) using the channel matrix output from the path combining unit 1063 to obtain the determinant of the cell 300a (702). The obtained determinant is output to the cell selection unit 107 as the channel capacity of the observation cell, and the cell 200a and the cell 300a having the larger channel capacity is selected as the connection cell in the next time unit (458), and the connection cell The base station apparatus corresponding to is the selected base station apparatus. Then, the cell selection unit 107 outputs cell selection information related to the cell selected as the connected cell to the singular value decomposition processing unit 1064a and the multiplexing unit 108. Here, description will be continued assuming that cell 300a, which was an observation cell, is selected as a connected cell, and base station apparatus 300 has become the selected base station apparatus.

観測セルであったセル300aが接続セルに選択された旨のセル選択情報が特異値分解処理部1064aへ出力されると、特異値分解処理部1064aによって、パス合成部1063から出力されたチャネル行列が用いられて式(2)による特異値分解処理が行われる(703)。なお、引き続きセル200aが接続セルに選択された場合は、特異値分解処理は行われない。   When cell selection information indicating that the cell 300a that was the observation cell has been selected as a connected cell is output to the singular value decomposition processing unit 1064a, the channel matrix output from the path synthesis unit 1063 by the singular value decomposition processing unit 1064a. Is used to perform singular value decomposition processing according to the equation (2) (703). If the cell 200a is selected as the connected cell, the singular value decomposition process is not performed.

特異値分解処理の結果、所定の閾値より大きい特異値が所定数より多ければ、空間多重情報生成部6004によって、セル300aにおけるMIMO通信が可能であると判断され、MIMO通信を行う旨の空間多重情報が生成される。また、所定の閾値より大きい特異値が所定数より少なければ、空間多重情報生成部6004によって、セル300aにおいてはSTC通信を行う方が良いと判断され、STC通信を行う旨の空間多重情報が生成される。生成された空間多重情報は、セル選択部107を経由して、多重部108へ出力される。   As a result of the singular value decomposition processing, if there are more than a predetermined number of singular values greater than a predetermined threshold, the spatial multiplexing information generation unit 6004 determines that MIMO communication in the cell 300a is possible, and spatial multiplexing indicating that MIMO communication is to be performed. Information is generated. If the singular value larger than the predetermined threshold is less than the predetermined number, the spatial multiplexing information generation unit 6004 determines that it is better to perform STC communication in the cell 300a, and generates spatial multiplexing information indicating that STC communication is performed. Is done. The generated spatial multiplexing information is output to the multiplexing unit 108 via the cell selection unit 107.

セル選択情報および空間多重情報が多重部108へ入力されると、多重部108によって、送信データ、セル選択情報、および空間多重情報が多重され、多重データが生成される。そして、多重データは、誤り訂正符号化部109からRF送信部112−1、112−2を経て、送信データ、セル選択情報、および空間多重情報を含む拡散信号704がアンテナを介して送信される。なお、図12では、選択されなかった基地局装置200へは何の信号も送信されていないが、基地局装置200に対してセル選択情報が送信されるようにしても良い。   When cell selection information and spatial multiplexing information are input to multiplexing section 108, transmission data, cell selection information, and spatial multiplexing information are multiplexed by multiplexing section 108 to generate multiplexed data. The multiplexed data is transmitted from the error correction coding unit 109 through the RF transmission units 112-1 and 112-2, and a spread signal 704 including transmission data, cell selection information, and spatial multiplexing information is transmitted via an antenna. . In FIG. 12, no signal is transmitted to the base station apparatus 200 that has not been selected, but cell selection information may be transmitted to the base station apparatus 200.

マルチアンテナ通信装置100から送信された拡散信号704は、基地局装置300のRF受信部201−1、201−2によってアンテナを介して受信される。そして、受信信号は、逆拡散部203−1、203−2を経て、自装置(基地局装置300)宛ての逆拡散信号が抽出される。   The spread signal 704 transmitted from the multi-antenna communication apparatus 100 is received via the antenna by the RF receivers 201-1 and 201-2 of the base station apparatus 300. The received signal passes through the despreading sections 203-1 and 203-2, and the despread signal addressed to the own apparatus (base station apparatus 300) is extracted.

逆拡散信号は、復調部204によって復調され、誤り訂正復号部205によって誤り訂正復号され、分離部206によって送信データ、セル選択情報、および空間多重情報に分離される。そして、セル選択情報および空間多重情報がリソース割当部207へ出力されると、リソース割当部207によって、自装置(基地局装置300)がマルチアンテナ通信装置100の選択基地局装置となったと判断され、マルチアンテナ通信装置100宛ての送信データに対して割り当てる変調方式および符号化率などの無線リソースが決定される(460)。本実施の形態においては、無線リソースの決定に際して空間多重情報が参照され、MIMO通信またはSTC通信のいずれが行われるかが考慮される。決定された無線リソースの情報は、送信制御部208へ出力され、マルチアンテナ通信装置100宛ての信号の送信処理が開始される(705)。   The despread signal is demodulated by demodulator 204, error correction decoded by error correction decoder 205, and separated into transmission data, cell selection information, and spatial multiplexing information by separator 206. When cell selection information and spatial multiplexing information are output to resource allocation section 207, resource allocation section 207 determines that the own apparatus (base station apparatus 300) has become the selected base station apparatus of multi-antenna communication apparatus 100. Then, radio resources such as a modulation scheme and a coding rate assigned to transmission data addressed to multi-antenna communication apparatus 100 are determined (460). In the present embodiment, spatial multiplexing information is referred to when determining radio resources, and it is considered whether MIMO communication or STC communication is performed. The determined radio resource information is output to the transmission control unit 208, and transmission processing of a signal addressed to the multi-antenna communication apparatus 100 is started (705).

すなわち、送信制御部208によって、マルチアンテナ通信装置100宛ての送信データとマルチアンテナ通信装置100に割り当てられる符号化率および変調方式を示す無線リソース情報とが多重部209へ出力される。また、送信制御部208によって、空間多重情報に従ってMIMO通信またはSTC通信のいずれの空間多重を行うかが判断される。   That is, the transmission control unit 208 outputs transmission data addressed to the multi-antenna communication apparatus 100 and radio resource information indicating a coding rate and a modulation scheme assigned to the multi-antenna communication apparatus 100 to the multiplexing unit 209. Further, transmission control section 208 determines whether to perform MIMO multiplexing or STC communication according to the spatial multiplexing information.

そして、多重部209によって、マルチアンテナ通信装置100宛ての送信データと無線リソース情報とが多重され、多重データが生成される。そして、多重データは、誤り訂正符号化部210によって誤り訂正符号化され、変調部211によって変調され、変調データが得られる。   Then, the multiplexing unit 209 multiplexes the transmission data addressed to the multi-antenna communication apparatus 100 and the radio resource information, and generates multiplexed data. Then, the multiplexed data is subjected to error correction coding by the error correction coding unit 210 and modulated by the modulation unit 211 to obtain modulated data.

変調データは、拡散部212−1、212−2からRF送信部213−1、213−2を介して個別データ信号462としてアンテナから送信される。このとき、個別データ信号462は、空間多重情報に応じてMIMO通信またはSTC通信によって送信される。   The modulated data is transmitted from the antennas as individual data signals 462 from the spreading sections 212-1 and 212-2 via the RF transmitting sections 213-1 and 213-2. At this time, the individual data signal 462 is transmitted by MIMO communication or STC communication according to the spatial multiplexing information.

このようにして選択基地局装置である基地局装置300から送信された信号は、マルチアンテナ通信装置100によって受信され、接続セル受信処理部105によって受信されることにより受信データが得られる。   Thus, the signal transmitted from the base station apparatus 300 which is the selected base station apparatus is received by the multi-antenna communication apparatus 100 and received by the connected cell reception processing unit 105 to obtain received data.

以上のように、本実施の形態によれば、通信相手となっていない基地局装置から送信された共通パイロット信号のサンプルタイミングのうち、総受信電力が所定の閾値以上のサンプルタイミングを対象として行列式を求め、この行列式をチャネル容量として、チャネル容量が最大の基地局装置を選択基地局装置とする。このため、高速セル選択のための特異値分解処理による処理負荷の増大を最低限に抑制することができ、回路規模の増大を防止しつつ高速セル選択を実行し、スループットを確実に改善してセルカバレッジを拡大することができる。また、セル選択に際して、常に特異値分解処理を行うよりも処理負荷を軽減することができる。   As described above, according to the present embodiment, among the sample timings of the common pilot signal transmitted from the base station apparatus that is not the communication partner, the matrix for the sample timing whose total received power is equal to or greater than a predetermined threshold An equation is obtained, and this determinant is used as the channel capacity, and the base station apparatus having the largest channel capacity is set as the selected base station apparatus. For this reason, an increase in processing load due to singular value decomposition processing for high-speed cell selection can be suppressed to a minimum, and high-speed cell selection is performed while preventing an increase in circuit scale, thereby reliably improving throughput. Cell coverage can be expanded. Also, when selecting a cell, the processing load can be reduced as compared with the case where the singular value decomposition process is always performed.

なお、上記各実施の形態においては、送受信側のすべてのアンテナ対における総受信電力を用いてチャネル容量算出に用いるサンプルタイミングを選択するものとしたが、送信側または受信側のアンテナを限定した総受信電力を用いても良い。すなわち、例えば送信側のアンテナをいずれか1つに固定して、当該アンテナからのみの受信電力を用いてサンプルタイミングを選択するようにしても良い。こうすることにより、セル選択による処理負荷をさらに軽減することができる。   In each of the above embodiments, the sample timing used for channel capacity calculation is selected using the total received power of all antenna pairs on the transmission and reception sides, but the total number of antennas on the transmission side or reception side is limited. Received power may be used. That is, for example, the antenna on the transmission side may be fixed to any one, and the sample timing may be selected using the received power only from the antenna. By doing so, the processing load due to cell selection can be further reduced.

本発明の第1の態様に係るマルチアンテナ通信装置は、現在の時間単位における通信相手がカバーする接続セルの信号および前記接続セルに隣接する観測セルの信号を所定のサンプルタイミングで複数のアンテナを介してサンプリングする受信手段と、前記接続セルの信号を用いて前記接続セルのチャネル容量を算出する第1算出手段と、前記観測セルの信号がサンプリングされる複数のサンプルタイミングから1以上のサンプルタイミングを選択するタイミング選択手段と、選択されたサンプルタイミングを対象として前記観測セルのチャネル容量を算出する第2算出手段と、前記接続セルのチャネル容量および前記観測セルのチャネル容量を比較し、チャネル容量が最大のセルを次の時間単位における接続セルとして選択するセル選択手段と、を有する構成を採る。   The multi-antenna communication apparatus according to the first aspect of the present invention provides a plurality of antennas at a predetermined sample timing for a signal of a connection cell covered by a communication partner in a current time unit and a signal of an observation cell adjacent to the connection cell. Receiving means for sampling, first calculation means for calculating the channel capacity of the connected cell using the signal of the connected cell, and one or more sample timings from a plurality of sample timings at which the signal of the observation cell is sampled Comparing the channel capacity of the connected cell and the channel capacity of the observation cell by comparing the channel capacity of the observation cell with the second calculation means for calculating the channel capacity of the observation cell for the selected sample timing Cell selector that selects the cell with the largest as the connected cell in the next time unit And, a configuration with.

この構成によれば、接続セルのチャネル容量を算出するとともに、観測セルの信号のサンプルタイミングから1以上のサンプルタイミングを選択して観測セルのチャネル容量を算出し、チャネル容量が最大のセルを次の接続セルとするため、観測セルのチャネル容量算出に必要とする処理量を削減することができ、回路規模の増大を防止しつつ高速セル選択を実行し、スループットを確実に改善してセルカバレッジを拡大することができる。   According to this configuration, the channel capacity of the connected cell is calculated, and one or more sample timings are selected from the sample timings of the signal of the observation cell to calculate the channel capacity of the observation cell. Cell, the amount of processing required to calculate the channel capacity of the observation cell can be reduced, high-speed cell selection is performed while preventing an increase in circuit scale, and throughput is reliably improved to ensure cell coverage. Can be enlarged.

本発明の第2の態様に係るマルチアンテナ通信装置は、上記第1の態様において、前記タイミング選択手段は、前記複数のサンプルタイミングのうち、受信電力が所定の閾値以上のサンプルタイミングを選択する構成を採る。   A multi-antenna communication apparatus according to a second aspect of the present invention is the multi-antenna communication apparatus according to the first aspect, wherein the timing selection means selects a sample timing having a received power equal to or higher than a predetermined threshold among the plurality of sample timings. Take.

この構成によれば、受信電力が所定の閾値以上のサンプルタイミングを選択するため、受信電力の相対比較ではなく、受信電力が絶対的に大きいサンプルタイミングを選択することができ、観測セルのチャネル容量をより正確に算出することができる。   According to this configuration, since the sample timing at which the received power is equal to or higher than the predetermined threshold is selected, it is possible to select a sample timing at which the received power is absolutely large, not the relative comparison of the received power, and the channel capacity of the observation cell. Can be calculated more accurately.

本発明の第3の態様に係るマルチアンテナ通信装置は、上記第1の態様において、前記タイミング選択手段は、前記複数のサンプルタイミングのうち、受信電力が最大のサンプルタイミングを選択する構成を採る。   The multi-antenna communication apparatus according to a third aspect of the present invention employs a configuration in which, in the first aspect, the timing selection unit selects a sample timing with the maximum received power among the plurality of sample timings.

この構成によれば、受信電力が最大のサンプルタイミングを選択するため、チャネル容量の算出に用いるチャネル行列が正確に求められており、観測セルのチャネル容量を正確に算出することができる。   According to this configuration, since the sample timing with the maximum received power is selected, the channel matrix used for calculating the channel capacity is accurately obtained, and the channel capacity of the observation cell can be accurately calculated.

本発明の第4の態様に係るマルチアンテナ通信装置は、上記第1の態様において、前記タイミング選択手段は、前記複数のサンプルタイミングのうち、受信電力が大きい方から所定数のサンプルタイミングを選択する構成を採る。   The multi-antenna communication apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the multi-antenna communication apparatus according to the first aspect, wherein the timing selection means selects a predetermined number of sample timings from among the plurality of sample timings in which reception power is larger. Take the configuration.

この構成によれば、受信電力が大きい方から所定数のサンプルタイミングを選択するため、チャネル容量算出の対象とするサンプルタイミングの数が常に一定であり、全体的に受信電力が低い場合でも、サンプルタイミングが確実に選択される。   According to this configuration, since a predetermined number of sample timings are selected from the one having higher reception power, the number of sample timings to be subjected to channel capacity calculation is always constant, and even when the reception power is low overall, Timing is definitely selected.

本発明の第5の態様に係るマルチアンテナ通信装置は、上記第1の態様において、前記タイミング選択手段は、前記複数のアンテナのうちいずれか1つのアンテナにおける受信電力に応じてサンプルタイミングを選択する構成を採る。   The multi-antenna communication apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the multi-antenna communication apparatus according to the first aspect, wherein the timing selecting means selects a sample timing according to received power at any one of the plurality of antennas. Take the configuration.

この構成によれば、1つのアンテナにおける受信電力に応じてサンプルタイミングを選択するため、受信電力の算出などの演算量が削減され、セル選択に必要な処理負荷をさらに軽減することができる。   According to this configuration, since the sample timing is selected according to the reception power at one antenna, the amount of calculation such as calculation of reception power is reduced, and the processing load necessary for cell selection can be further reduced.

本発明の第6の態様に係るマルチアンテナ通信装置は、上記第1の態様において、前記第1算出手段は、前記接続セルの信号がサンプリングされる複数のサンプルタイミングそれぞれを対象に特異値分解処理を行って、前記接続セルにおける独立したパスごとの受信品質を示す特異値を前記独立したパスごとに前記複数のサンプルタイミング数ずつ求める特異値分解処理部と、求められた特異値に対して所定の加工を施し、前記接続セルにおける独立したパスごとに1つの特異値を得る特異値加工部と、前記特異値加工部によって得られた前記接続セルにおける独立したパスごとの特異値のうち、所定の閾値以上の特異値の数を前記接続セルのチャネル容量として算出するチャネル容量算出部と、を有する構成を採る。   The multi-antenna communication apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the multi-antenna communication apparatus according to the first aspect, wherein the first calculation means performs singular value decomposition processing for each of a plurality of sample timings at which the signal of the connected cell is sampled. A singular value decomposition processing unit for obtaining a singular value indicating the reception quality for each independent path in the connected cell for each of the plurality of sample timings for each independent path, and a predetermined value for the obtained singular value. Of the singular value processing unit for obtaining one singular value for each independent path in the connection cell, and a singular value for each independent path in the connection cell obtained by the singular value processing unit. A channel capacity calculation unit that calculates the number of singular values equal to or greater than the threshold value as the channel capacity of the connected cell.

本発明の第7の態様に係るマルチアンテナ通信装置は、上記第1の態様において、前記第2算出手段は、前記選択されたサンプルタイミングを対象に特異値分解処理を行って、前記観測セルにおける独立したパスごとに1つの特異値を求める特異値分解処理部と、前記観測セルにおける独立したパスごとの特異値のうち、所定の閾値以上の特異値の数を前記観測セルのチャネル容量として算出するチャネル容量算出部と、を有する構成を採る。   The multi-antenna communication apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the multi-antenna communication apparatus according to the first aspect, wherein the second calculation means performs a singular value decomposition process on the selected sample timing, A singular value decomposition processing unit that obtains one singular value for each independent path, and calculates the number of singular values that are equal to or greater than a predetermined threshold among the singular values for each independent path in the observation cell as the channel capacity of the observation cell And a channel capacity calculation unit.

これらの構成によれば、特異値分解処理結果から独立したパスごとの特異値を求め、所定の閾値以上の特異値の数をセルのチャネル容量とするため、受信品質が高い独立したパスが多いセルほどチャネル容量が大きくなる。このため、チャネル容量が大きいセルほどMIMO通信に適していることになり、スループットを確実に改善できるセルを選択することができる。   According to these configurations, there are many independent paths with high reception quality because the singular value for each independent path is obtained from the result of the singular value decomposition processing, and the number of singular values equal to or greater than a predetermined threshold is the cell channel capacity. The channel capacity increases with the cell. For this reason, a cell having a larger channel capacity is more suitable for MIMO communication, and a cell capable of reliably improving throughput can be selected.

本発明の第8の態様に係るマルチアンテナ通信装置は、上記第1の態様において、前記第1算出手段は、前記接続セルの信号がサンプリングされる複数のサンプルタイミングそれぞれを対象に演算を行って、前記接続セルにおける独立したパスごとの受信品質の総和を示す行列式を前記独立したパスごとに前記複数のサンプルタイミング数ずつ算出する行列式算出部と、算出された行列式に対して所定の加工を施し、前記接続セルにおける独立したパスごとに1つの行列式を前記接続セルのチャネル容量として得る行列式加工部と、を有する構成を採る。   The multi-antenna communication apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the multi-antenna communication apparatus according to the first aspect, wherein the first calculation means performs calculation for each of a plurality of sample timings at which the signal of the connected cell is sampled. A determinant calculating unit that calculates a determinant indicating the sum of reception qualities for each independent path in the connected cell for each of the plurality of sample timings for each independent path; and a predetermined determinant for the calculated determinant And a determinant processing unit that performs processing and obtains one determinant as the channel capacity of the connected cell for each independent path in the connected cell.

本発明の第9の態様に係るマルチアンテナ通信装置は、上記第1の態様において、前記第2算出手段は、前記選択されたサンプルタイミングを対象に演算を行って、前記観測セルにおける独立したパスごとに1つの行列式を前記観測セルのチャネル容量として算出する行列式算出部、を有する構成を採る。   The multi-antenna communication apparatus according to a ninth aspect of the present invention is the multi-antenna communication apparatus according to the first aspect, wherein the second calculation means performs an operation on the selected sample timing and performs independent paths in the observation cell. A configuration having a determinant calculating unit that calculates one determinant as the channel capacity of the observation cell for each is adopted.

これらの構成によれば、独立したパスごとの受信品質の総和を示す行列式をセルのチャネル容量とするため、独立したパスの受信品質の総和が大きいセルほどチャネル容量が大きくなる。このため、特異値分解処理を行わずにMIMO通信に適したセルを選択することができ、セル選択に必要な処理負荷を軽減することができる。   According to these configurations, since the determinant indicating the sum of the reception qualities for each independent path is used as the channel capacity of the cell, the channel capacity increases as the cell has a larger sum of the reception qualities of the independent paths. Therefore, a cell suitable for MIMO communication can be selected without performing singular value decomposition processing, and the processing load necessary for cell selection can be reduced.

本発明の第10の態様に係るマルチアンテナ通信装置は、上記第9の態様において、前記セル選択手段によって現在の時間単位における観測セルが次の時間単位における接続セルとして選択された場合に、前記タイミング選択手段によって選択されたサンプルタイミングを対象に特異値分解処理を行って、前記観測セルにおける独立したパスごとの1つの特異値を求める特異値分解処理手段と、前記観測セルにおける独立したパスごとの特異値のうち、所定の閾値以上の特異値の数が所定数以上であればMIMO通信を行う旨の空間多重情報を生成し、所定の閾値以上の特異値の数が所定数未満であればSTC通信を行う旨の空間多重情報を生成する生成手段と、をさらに有する構成を採る。   A multi-antenna communication apparatus according to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect, when an observation cell in a current time unit is selected as a connection cell in the next time unit by the cell selection means, Singular value decomposition processing means for performing singular value decomposition processing on the sample timing selected by the timing selection means to obtain one singular value for each independent path in the observation cell; and for each independent path in the observation cell If the number of singular values greater than or equal to a predetermined threshold is greater than or equal to a predetermined number, spatial multiplexing information for performing MIMO communication is generated, and the number of singular values greater than or equal to the predetermined threshold is less than the predetermined number. For example, the configuration further includes generating means for generating spatial multiplexing information for performing STC communication.

この構成によれば、行列式の比較によって観測セルが接続セルとなる場合にのみ特異値分解処理を行って、この結果に基づいてMIMO通信またはSTC通信のいずれを行うかを示す空間多重情報を生成するため、必要な場合にのみ特異値分解処理を行うことで処理負荷を軽減することができるとともに、MIMO通信が不可能な場合でも受信品質の劣化を防止し、ダイバーシチ利得を得ることができる。   According to this configuration, the singular value decomposition process is performed only when the observation cell becomes a connected cell by comparison of the determinants, and based on this result, the spatial multiplexing information indicating whether to perform MIMO communication or STC communication is obtained. Therefore, it is possible to reduce the processing load by performing singular value decomposition processing only when necessary, and to prevent reception quality degradation and obtain diversity gain even when MIMO communication is impossible. .

本発明の第11の態様に係るセル選択方法は、現在の時間単位における通信相手がカバーする接続セルの信号および前記接続セルに隣接する観測セルの信号を所定のサンプルタイミングで複数のアンテナを介してサンプリングするステップと、前記接続セルの信号を用いて前記接続セルのチャネル容量を算出するステップと、前記観測セルの信号がサンプリングされる複数のサンプルタイミングから1以上のサンプルタイミングを選択するステップと、選択されたサンプルタイミングを対象として前記観測セルのチャネル容量を算出するステップと、前記接続セルのチャネル容量および前記観測セルのチャネル容量を比較し、チャネル容量が最大のセルを次の時間単位における接続セルとして選択するステップと、を有するようにした。   A cell selection method according to an eleventh aspect of the present invention is a method of selecting a signal of a connected cell covered by a communication partner in a current time unit and a signal of an observation cell adjacent to the connected cell via a plurality of antennas at a predetermined sample timing. Sampling, calculating the channel capacity of the connected cell using the signal of the connected cell, selecting one or more sample timings from a plurality of sample timings at which the signal of the observation cell is sampled, Calculating the channel capacity of the observation cell for the selected sample timing, comparing the channel capacity of the connected cell and the channel capacity of the observation cell, and determining the cell with the largest channel capacity in the next time unit. Selecting as a connected cell.

この方法によれば、接続セルのチャネル容量を算出するとともに、観測セルの信号のサンプルタイミングから1以上のサンプルタイミングを選択して観測セルのチャネル容量を算出し、チャネル容量が最大のセルを次の接続セルとするため、観測セルのチャネル容量算出に必要とする処理量を削減することができ、回路規模の増大を防止しつつ高速セル選択を実行し、スループットを確実に改善してセルカバレッジを拡大することができる。   According to this method, the channel capacity of the connected cell is calculated, and the channel capacity of the observation cell is calculated by selecting one or more sample timings from the sample timing of the signal of the observation cell. Cell, the amount of processing required to calculate the channel capacity of the observation cell can be reduced, high-speed cell selection is performed while preventing an increase in circuit scale, and throughput is reliably improved to ensure cell coverage. Can be enlarged.

本発明のマルチアンテナ通信装置およびセル選択方法は、回路規模の増大を防止しつつ高速セル選択を実行し、スループットを確実に改善してセルカバレッジを拡大することができ、例えばセルの境界付近に位置する際にスロットなどの短時間周期で通信相手となる基地局装置を選択するマルチアンテナ通信装置およびセル選択方法として有用である。   The multi-antenna communication apparatus and cell selection method of the present invention can perform high-speed cell selection while preventing an increase in circuit scale, and can reliably improve throughput and expand cell coverage, for example, near the cell boundary. It is useful as a multi-antenna communication apparatus and a cell selection method for selecting a base station apparatus to be a communication partner with a short period such as a slot when positioned.

本発明の実施の形態1に係る移動体通信システムの構成を示す図The figure which shows the structure of the mobile communication system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1に係るマルチアンテナ通信装置の要部構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of the multi-antenna communication apparatus according to Embodiment 1. 実施の形態1に係る接続セル受信処理部の内部構成を示すブロック図The block diagram which shows the internal structure of the connection cell reception process part which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る観測セル受信処理部の内部構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of an observation cell reception processing unit according to Embodiment 1 実施の形態1に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing a main configuration of the base station apparatus according to Embodiment 1. (a)通信開始時のマルチアンテナ通信装置によるセル選択動作を示すシーケンス図(b)通信中のマルチアンテナ通信装置によるセル選択動作を示すシーケンス図(A) Sequence diagram showing cell selection operation by multi-antenna communication device at start of communication (b) Sequence diagram showing cell selection operation by multi-antenna communication device during communication 実施の形態1に係るサンプルタイミング選択の例を示す図The figure which shows the example of the sample timing selection which concerns on Embodiment 1 本発明の実施の形態2に係る観測セル受信処理部の内部構成を示すブロック図The block diagram which shows the internal structure of the observation cell reception process part which concerns on Embodiment 2 of this invention. 実施の形態2に係るサンプルタイミング選択の例を示す図The figure which shows the example of the sample timing selection which concerns on Embodiment 2. 本発明の実施の形態3に係る接続セル受信処理部の内部構成を示すブロック図The block diagram which shows the internal structure of the connection cell reception process part which concerns on Embodiment 3 of this invention. 実施の形態3に係る観測セル受信処理部の内部構成を示すブロック図FIG. 9 is a block diagram showing an internal configuration of an observation cell reception processing unit according to the third embodiment. 通信中のマルチアンテナ通信装置によるセル選択動作を示すシーケンス図Sequence diagram showing cell selection operation by multi-antenna communication apparatus during communication (a)FCSによるセル選択動作の一例を示す図(b)受信SIRの測定結果の一例を示す図(A) A figure showing an example of cell selection operation by FCS (b) A figure showing an example of a measurement result of reception SIR

符号の説明Explanation of symbols

104 セル分離部
105 接続セル受信処理部
1051 チャネル推定部
1052 復調部
1052a 特異値分解処理部
1053 誤り訂正復号部
1054 分離部
1055 無線品質測定部
1056 特異値加工部
1057 チャネル容量算出部
6001 行列式算出部
6002 行列式加工部
106 観測セル受信処理部
1061 チャネル推定部
1062 タイミング選択部
1063 パス合成部
1064、1064a 特異値分解処理部
1065 チャネル容量算出部
5001 電力最大タイミング選択部
6003 行列式算出部
6004 空間多重情報生成部
107 セル選択部
104 Cell Separation Unit 105 Connected Cell Reception Processing Unit 1051 Channel Estimation Unit 1052 Demodulation Unit 1052a Singular Value Decomposition Processing Unit 1053 Error Correction Decoding Unit 1054 Separation Unit 1055 Radio Quality Measurement Unit 1056 Singular Value Processing Unit 1057 Channel Capacity Calculation Unit 6001 Determinant Calculation Unit 6002 determinant processing unit 106 observation cell reception processing unit 1061 channel estimation unit 1062 timing selection unit 1063 path synthesis unit 1064, 1064a singular value decomposition processing unit 1065 channel capacity calculation unit 5001 maximum power timing selection unit 6003 determinant calculation unit 6004 space Multiplex information generator 107 Cell selector

Claims (11)

現在の時間単位における通信相手がカバーする接続セルの信号および前記接続セルに隣接する観測セルの信号を所定のサンプルタイミングで複数のアンテナを介してサンプリングする受信手段と、
前記接続セルの信号を用いて前記接続セルのチャネル容量を算出する第1算出手段と、
前記観測セルの信号がサンプリングされる複数のサンプルタイミングから1以上のサンプルタイミングを選択するタイミング選択手段と、
選択されたサンプルタイミングを対象として前記観測セルのチャネル容量を算出する第2算出手段と、
前記接続セルのチャネル容量および前記観測セルのチャネル容量を比較し、チャネル容量が最大のセルを次の時間単位における接続セルとして選択するセル選択手段と、
を有することを特徴とするマルチアンテナ通信装置。
Receiving means for sampling a signal of a connection cell covered by a communication partner in a current time unit and a signal of an observation cell adjacent to the connection cell via a plurality of antennas at a predetermined sample timing;
First calculating means for calculating a channel capacity of the connected cell using a signal of the connected cell;
Timing selection means for selecting one or more sample timings from a plurality of sample timings at which the signal of the observation cell is sampled;
Second calculation means for calculating the channel capacity of the observation cell for the selected sample timing;
Cell selection means for comparing the channel capacity of the connection cell and the channel capacity of the observation cell, and selecting a cell having the largest channel capacity as a connection cell in the next time unit;
A multi-antenna communication apparatus comprising:
前記タイミング選択手段は、
前記複数のサンプルタイミングのうち、受信電力が所定の閾値以上のサンプルタイミングを選択することを特徴とする請求項1記載のマルチアンテナ通信装置。
The timing selection means includes
The multi-antenna communication apparatus according to claim 1, wherein among the plurality of sample timings, a sample timing whose received power is equal to or greater than a predetermined threshold is selected.
前記タイミング選択手段は、
前記複数のサンプルタイミングのうち、受信電力が最大のサンプルタイミングを選択することを特徴とする請求項1記載のマルチアンテナ通信装置。
The timing selection means includes
The multi-antenna communication apparatus according to claim 1, wherein a sample timing with the maximum received power is selected from the plurality of sample timings.
前記タイミング選択手段は、
前記複数のサンプルタイミングのうち、受信電力が大きい方から所定数のサンプルタイミングを選択することを特徴とする請求項1記載のマルチアンテナ通信装置。
The timing selection means includes
2. The multi-antenna communication apparatus according to claim 1, wherein a predetermined number of sample timings are selected from the plurality of sample timings in descending order of reception power.
前記タイミング選択手段は、
前記複数のアンテナのうちいずれか1つのアンテナにおける受信電力に応じてサンプルタイミングを選択することを特徴とする請求項1記載のマルチアンテナ通信装置。
The timing selection means includes
The multi-antenna communication apparatus according to claim 1, wherein a sample timing is selected according to received power at any one of the plurality of antennas.
前記第1算出手段は、
前記接続セルの信号がサンプリングされる複数のサンプルタイミングそれぞれを対象に特異値分解処理を行って、前記接続セルにおける独立したパスごとの受信品質を示す特異値を前記独立したパスごとに前記複数のサンプルタイミング数ずつ求める特異値分解処理部と、
求められた特異値に対して所定の加工を施し、前記接続セルにおける独立したパスごとに1つの特異値を得る特異値加工部と、
前記特異値加工部によって得られた前記接続セルにおける独立したパスごとの特異値のうち、所定の閾値以上の特異値の数を前記接続セルのチャネル容量として算出するチャネル容量算出部と、
を有することを特徴とする請求項1記載のマルチアンテナ通信装置。
The first calculation means includes
Singular value decomposition processing is performed for each of a plurality of sample timings at which the signal of the connected cell is sampled, and a singular value indicating reception quality for each independent path in the connected cell is determined for each of the plurality of independent paths. A singular value decomposition processing unit for determining the number of sample timings;
A singular value processing unit that performs predetermined processing on the obtained singular value and obtains one singular value for each independent path in the connection cell;
Of the singular values for each independent path in the connection cell obtained by the singular value processing unit, a channel capacity calculation unit that calculates the number of singular values equal to or greater than a predetermined threshold as the channel capacity of the connection cell;
The multi-antenna communication apparatus according to claim 1, further comprising:
前記第2算出手段は、
前記選択されたサンプルタイミングを対象に特異値分解処理を行って、前記観測セルにおける独立したパスごとに1つの特異値を求める特異値分解処理部と、
前記観測セルにおける独立したパスごとの特異値のうち、所定の閾値以上の特異値の数を前記観測セルのチャネル容量として算出するチャネル容量算出部と、
を有することを特徴とする請求項1記載のマルチアンテナ通信装置。
The second calculation means includes
A singular value decomposition processing unit that performs singular value decomposition processing on the selected sample timing and obtains one singular value for each independent path in the observation cell;
Of the singular values for each independent path in the observation cell, a channel capacity calculation unit that calculates the number of singular values equal to or greater than a predetermined threshold as the channel capacity of the observation cell;
The multi-antenna communication apparatus according to claim 1, further comprising:
前記第1算出手段は、
前記接続セルの信号がサンプリングされる複数のサンプルタイミングそれぞれを対象に演算を行って、前記接続セルにおける独立したパスごとの受信品質の総和を示す行列式を前記独立したパスごとに前記複数のサンプルタイミング数ずつ算出する行列式算出部と、
算出された行列式に対して所定の加工を施し、前記接続セルにおける独立したパスごとに1つの行列式を前記接続セルのチャネル容量として得る行列式加工部と、
を有することを特徴とする請求項1記載のマルチアンテナ通信装置。
The first calculation means includes
An arithmetic operation is performed for each of a plurality of sample timings at which the signal of the connected cell is sampled, and a determinant indicating a sum of reception qualities for each independent path in the connected cell is obtained for each of the plurality of samples. A determinant calculating unit for calculating the number of timings;
A determinant processing unit that performs predetermined processing on the calculated determinant and obtains one determinant as a channel capacity of the connected cell for each independent path in the connected cell;
The multi-antenna communication apparatus according to claim 1, further comprising:
前記第2算出手段は、
前記選択されたサンプルタイミングを対象に演算を行って、前記観測セルにおける独立したパスごとに1つの行列式を前記観測セルのチャネル容量として算出する行列式算出部、
を有することを特徴とする請求項1記載のマルチアンテナ通信装置。
The second calculation means includes
A determinant calculating unit that performs an operation on the selected sample timing and calculates one determinant as a channel capacity of the observation cell for each independent path in the observation cell;
The multi-antenna communication apparatus according to claim 1, further comprising:
前記セル選択手段によって現在の時間単位における観測セルが次の時間単位における接続セルとして選択された場合に、前記タイミング選択手段によって選択されたサンプルタイミングを対象に特異値分解処理を行って、前記観測セルにおける独立したパスごとの1つの特異値を求める特異値分解処理手段と、
前記観測セルにおける独立したパスごとの特異値のうち、所定の閾値以上の特異値の数が所定数以上であればMIMO通信を行う旨の空間多重情報を生成し、所定の閾値以上の特異値の数が所定数未満であればSTC通信を行う旨の空間多重情報を生成する生成手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項9記載のマルチアンテナ通信装置。
When the observation cell in the current time unit is selected as the connected cell in the next time unit by the cell selection unit, the singular value decomposition process is performed on the sample timing selected by the timing selection unit, and the observation is performed. Singular value decomposition processing means for obtaining one singular value for each independent path in the cell;
Among the singular values for each independent path in the observation cell, if the number of singular values equal to or greater than a predetermined threshold is equal to or greater than the predetermined number, spatial multiplexing information is generated to perform MIMO communication, and the singular value equal to or greater than the predetermined threshold Generating means for generating spatial multiplexing information indicating that STC communication is performed if the number is less than a predetermined number;
The multi-antenna communication apparatus according to claim 9, further comprising:
現在の時間単位における通信相手がカバーする接続セルの信号および前記接続セルに隣接する観測セルの信号を所定のサンプルタイミングで複数のアンテナを介してサンプリングするステップと、
前記接続セルの信号を用いて前記接続セルのチャネル容量を算出するステップと、
前記観測セルの信号がサンプリングされる複数のサンプルタイミングから1以上のサンプルタイミングを選択するステップと、
選択されたサンプルタイミングを対象として前記観測セルのチャネル容量を算出するステップと、
前記接続セルのチャネル容量および前記観測セルのチャネル容量を比較し、チャネル容量が最大のセルを次の時間単位における接続セルとして選択するステップと、
を有することを特徴とするセル選択方法。
Sampling a signal of a connection cell covered by a communication partner in a current time unit and a signal of an observation cell adjacent to the connection cell via a plurality of antennas at a predetermined sample timing;
Calculating the channel capacity of the connected cell using the signal of the connected cell;
Selecting one or more sample timings from a plurality of sample timings at which the signal of the observation cell is sampled;
Calculating the channel capacity of the observation cell for the selected sample timing;
Comparing the channel capacity of the connected cell and the channel capacity of the observation cell and selecting the cell with the largest channel capacity as the connected cell in the next time unit;
A cell selection method characterized by comprising:
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