JP4671790B2 - 通信装置、基地局装置及び通信方法 - Google Patents
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宮下ら,"MIMOチャネルにおける固有ビーム空間分割多重(E-SDM)方式",RCS2002-53,2002年5月
本発明の基地局装置は、上記の通信装置と通信する基地局装置であって、前記基地局装置は、前記第一空間分割多重方式及び前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイトの情報とを受信する受信手段と、前記受信手段にて受信した前記第一空間分割多重方式及び前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイトの情報に基づいて、複数のデータストリームからなる送信信号をMIMO多重及び周波数分割多重してMIMO−OFDM信号を生成するMIMO−OFDM信号生成手段と、前記MIMO−OFDM信号生成手段にて生成されたMIMO−OFDM信号を複数のアレーアンテナより送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
また、本発明の基地局装置は、上記の通信装置と通信する基地局装置であって、前記基地局装置は、前記第一空間分割多重方式及び前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイトの情報とを受信する受信手段と、前記第一空間分割多重方式が選択されたサブキャリアの送信信号に対して前記第一空間分割多重方式の処理を行うとともに、前記第二空間分割多重方式が選択されたサブキャリアの送信信号に前記送信ウェイトを乗算して前記第二空間分割多重方式の処理を行うMIMO多重手段と、前記MIMO多重手段にて前記第一空間分割多重方式の処理または前記第二空間分割多重方式の処理が行われた送信信号を周波数分割多重してOFDM信号を生成する周波数分割多重手段と、前記周波数分割多重手段にて生成された前記OFDM信号を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
本発明の通信方法は、複数のサブキャリアから構成されるサブキャリアブロックの受信信号より前記サブキャリアブロック毎のチャネル推定値を求めるチャネル推定ステップと、指向性を設けずに空間的に独立した複数のストリームにて送信する第一空間分割多重方式または指向性を設けて空間的に直交した複数のチャネルにて送信する第二空間分割多重方式を前記チャネル推定値に基づいて前記サブキャリアブロック毎に選択する選択ステップと、前記第二空間分割多重方式が選択された前記サブキャリアブロックの前記チャネル推定値より送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、前記選択手段にて選択された前記第一空間分割多重方式及び前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイト算出手段にて算出された前記送信ウェイトの情報とを通信端末装置から基地局装置へ通知する通知ステップと、を具備し、前記選択ステップは、前記チャネル推定値として平均チャネル行列を求めるとともに、求めた前記平均チャネル行列より分散行列を求め、求めた前記分散行列の要素の最大値がしきい値以上の場合に前記第一空間分割多重方式を選択し、求めた前記分散行列の要素の最大値がしきい値未満の場合に前記第二空間分割多重方式を選択するようにした。
また、本発明の通信方法は、各サブキャリアの受信信号より各サブキャリアのチャネル推定値を求めるチャネル推定ステップと、指向性を設けずに空間的に独立した複数のストリームにて送信する第一空間分割多重方式または指向性を設けて空間的に直交した複数のチャネルにて送信する第二空間分割多重方式を前記チャネル推定値に基づいてサブキャリア毎に選択する選択ステップと、前記選択手段にて前記第二空間分割多重方式が選択されたサブキャリアの前記チャネル推定値より送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、前記選択手段にて選択された前記第一空間分割多重方式または前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイト算出手段にて算出された前記送信ウェイトの情報とを通信相手に通知する通知ステップと、を具備し、前記選択ステップは、前記チャネル推定値として各サブキャリアの平均チャネル行列を求めるとともに、求めた前記平均チャネル行列より各サブキャリアのユークリッド二乗距離を算出し、算出した前記ユークリッド二乗距離の最大値がしきい値以上の場合には前記第一空間分割多重方式を選択し、算出したユークリッド二乗距離の最大値がしきい値未満の場合には前記第二空間分割多重方式を選択するようにした。
また、本発明の通信方法は、各サブキャリアの受信信号より各サブキャリアのチャネル推定値を求めるチャネル推定ステップと、指向性を設けずに空間的に独立した複数のストリームにて送信する第一空間分割多重方式または指向性を設けて空間的に直交した複数のチャネルにて送信する第二空間分割多重方式を前記チャネル推定値に基づいてサブキャリア毎に選択する選択ステップと、前記選択手段にて前記第二空間分割多重方式が選択されたサブキャリアの前記チャネル推定値より送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、前記選択手段にて選択された前記第一空間分割多重方式または前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイト算出手段にて算出された前記送信ウェイトの情報とを通信相手に通知する通知ステップと、を具備し、前記選択ステップは、前記チャネル推定値として各サブキャリアの平均チャネル行列を求めるとともに、求めた前記平均チャネル行列よりチャネル行列要素のチャネル応答の複素相関を求め、求めた前記複素相関より平均値を算出し、算出した前記平均値がしきい値未満の場合には前記第二空間分割多重方式を選択し、算出した前記平均値がしきい値未満ではない場合には前記第一空間分割多重方式を選択するようにした。
図1は、本発明の実施の形態1に係る通信装置100の構成を示すブロック図である。通信装置100は、例えば通信端末装置である。
図6は、本発明の実施の形態2に係るSDM及びE−SDMを選択する方法を示すフロー図である。なお、本実施の形態2においては、MIMO−OFDMシステムに用いられる通信装置は、サブキャリア毎にSDM及びE−SDMを選択する以外は通信装置100及び通信装置200と同一構成を有するのでその説明は省略する。
図7は、本発明の実施の形態3に係るSDM及びE−SDMを選択する方法を示すフロー図である。なお、本実施の形態3においては、MIMO−OFDMシステムに用いられる通信装置は、サブキャリア毎にSDM及びE−SDMを選択する以外は通信装置100及び通信装置200と同一構成を有するのでその説明は省略する。
図8は、本発明の実施の形態4に係るSDM及びE−SDMを選択する方法を示すフロー図である。なお、本実施の形態4においては、MIMO−OFDMシステムに用いられる通信装置は、サブキャリア毎にSDM及びE−SDMを選択する以外は通信装置100及び通信装置200と同一構成を有するのでその説明は省略する。
101−1、101−2、112 アンテナ
102−1、102−2 受信RF部
103−1、103−2 ガードインターバル除去部
104−1、104−2 パイロット信号抽出部
105−1、105−2 パイロット信号用高速フーリエ変換部
106−1、106−2 チャネル推定部
107 MIMO多重方式決定部
108 送受信ウェイト算出部
109 フィードバック情報生成部
110 変調分
111 送信RF部
113−1、113−2 高速フーリエ変換部
114−1〜114−n MIMO復調部
115−1、115−2 並直列変換部
116−1、116−2 データ復調部
117−1、117−2 誤り訂正復号部
Claims (12)
- 複数のサブキャリアから構成されるサブキャリアブロックの受信信号より前記サブキャリアブロック毎のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
指向性を設けずに空間的に独立した複数のストリームにて送信する第一空間分割多重方式または指向性を設けて空間的に直交した複数のチャンネルにて送信する第二空間分割多重方式を前記チャネル推定値に基づいて前記サブキャリアブロック毎に選択する選択手段と、
前記選択手段にて前記第二空間分割多重方式が選択された前記サブキャリアブロックの前記チャネル推定値より送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出手段と、
前記選択手段にて選択された前記第一空間分割多重方式及び前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイト算出手段にて算出された前記送信ウェイトの情報とを通信相手に通知する通知手段と、
を具備し、
前記選択手段は、前記サブキャリアブロック毎に前記チャネル推定値として平均チャネル行列を求めるとともに、求めた前記平均チャネル行列より分散行列を求め、求めた前記分散行列の要素の最大値がしきい値以上の場合に前記第一空間分割多重方式を選択し、求めた前記分散行列の要素の最大値がしきい値未満の場合に前記第二空間分割多重方式を選択することを特徴とする通信装置。 - 前記選択手段にて前記第一空間分割多重方式が選択された前記サブキャリアブロックと前記第二空間分割多重方式が選択された前記サブキャリアブロックとで異なる受信ウェイトを前記チャネル推定値より算出する受信ウェイト算出手段と、
前記受信ウェイト算出手段にて算出された前記受信ウェイトにて前記サブキャリアブロック毎に受信信号を復調する復調手段と、
をさらに具備することを特徴とする請求項1記載の通信装置。 - 各サブキャリアの受信信号より各サブキャリアのチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
指向性を設けずに空間的に独立した複数のストリームにて送信する第一空間分割多重方式または指向性を設けて空間的に直交した複数のチャネルにて送信する第二空間分割多重方式を前記チャネル推定値に基づいてサブキャリア毎に選択する選択手段と、
前記選択手段にて前記第二空間分割多重方式が選択されたサブキャリアの前記チャネル推定値より送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出手段と、
前記選択手段にて選択された前記第一空間分割多重方式または前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイト算出手段にて算出された前記送信ウェイトの情報とを通信相手に通知する通知手段と、
を具備し、
前記選択手段は、前記チャネル推定値として各サブキャリアの平均チャネル行列を求めるとともに、求めた前記平均チャネル行列より各サブキャリアのユークリッド二乗距離を算出し、算出した前記ユークリッド二乗距離の最大値がしきい値以上の場合には前記第一空間分割多重方式を選択し、算出したユークリッド二乗距離の最大値がしきい値未満の場合には前記第二空間分割多重方式を選択することを特徴とする通信装置。 - 前記選択手段にて前記第一空間分割多重方式が選択されたサブキャリアと前記第二空間分割多重方式が選択されたサブキャリアとで異なる受信ウェイトを前記チャネル推定値より算出する受信ウェイト算出手段と、
前記受信ウェイト算出手段にて算出された前記受信ウェイトにてサブキャリア毎に受信信号を復調する復調手段と、
をさらに具備することを特徴とする請求項3記載の通信装置。 - 各サブキャリアの受信信号より各サブキャリアのチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
指向性を設けずに空間的に独立した複数のストリームにて送信する第一空間分割多重方式または指向性を設けて空間的に直交した複数のチャネルにて送信する第二空間分割多重方式を前記チャネル推定値に基づいてサブキャリア毎に選択する選択手段と、
前記選択手段にて前記第二空間分割多重方式が選択されたサブキャリアの前記チャネル推定値より送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出手段と、
前記選択手段にて選択された前記第一空間分割多重方式または前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイト算出手段にて算出された前記送信ウェイトの情報とを通信相手に通知する通知手段と、
を具備し、
前記選択手段は、前記チャネル推定値として各サブキャリアの平均チャネル行列を求めるとともに、求めた前記平均チャネル行列よりチャネル行列要素のチャネル応答の複素相関を求め、求めた前記複素相関より平均値を算出し、算出した前記平均値がしきい値未満の場合には前記第二空間分割多重方式を選択し、算出した前記平均値がしきい値未満ではない場合には前記第一空間分割多重方式を選択することを特徴とする通信装置。 - 前記選択手段は、チャネル利得が所定の値未満であるサブキャリアを除外して前記第一空間分割多重方式または前記第二空間分割多重方式を選択することを特徴とする請求項3から請求項5のいずれかに記載の通信装置。
- 前記選択手段は、前記チャネル推定値として各サブキャリアの平均チャネル行列を求めるとともに、求めた前記平均チャネル行列より各サブキャリアのユークリッド二乗距離を算出し、算出した前記ユークリッド距離がしきい値未満のサブキャリアを前記チャネル利得が所定の値未満であるサブキャリアであるものと推定して、算出した前記ユークリッド距離がしきい値未満のサブキャリアを除外して前記第一空間分割多重方式または前記第二空間分割多重方式を選択することを特徴とする請求項6記載の通信装置。
- 請求項1または請求項2記載の通信装置と通信する基地局装置であって、
前記基地局装置は、
前記第一空間分割多重方式及び前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイトの情報とを受信する受信手段と、
前記受信手段にて受信した前記第一空間分割多重方式及び前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイトの情報に基づいて、複数のデータストリームからなる送信信号をMIMO多重及び周波数分割多重してMIMO−OFDM信号を生成するMIMO−OFDM信号生成手段と、
前記MIMO−OFDM信号生成手段にて生成されたMIMO−OFDM信号を複数のアレーアンテナより送信する送信手段と、
を具備することを特徴とする基地局装置。 - 請求項3から請求項7のいずれかに記載の通信装置と通信する基地局装置であって、
前記基地局装置は、
前記第一空間分割多重方式及び前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイトの情報とを受信する受信手段と、
前記第一空間分割多重方式が選択されたサブキャリアの送信信号に対して前記第一空間分割多重方式の処理を行うとともに、前記第二空間分割多重方式が選択されたサブキャリアの送信信号に前記送信ウェイトを乗算して前記第二空間分割多重方式の処理を行うMIMO多重手段と、
前記MIMO多重手段にて前記第一空間分割多重方式の処理または前記第二空間分割多重方式の処理が行われた送信信号を周波数分割多重してOFDM信号を生成する周波数分割多重手段と、
前記周波数分割多重手段にて生成された前記OFDM信号を送信する送信手段と、
を具備することを特徴とする基地局装置。 - 複数のサブキャリアから構成されるサブキャリアブロックの受信信号より前記サブキャリアブロック毎のチャネル推定値を求めるチャネル推定ステップと、
指向性を設けずに空間的に独立した複数のストリームにて送信する第一空間分割多重方式または指向性を設けて空間的に直交した複数のチャネルにて送信する第二空間分割多重方式を前記チャネル推定値に基づいて前記サブキャリアブロック毎に選択する選択ステップと、
前記第二空間分割多重方式が選択された前記サブキャリアブロックの前記チャネル推定値より送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、
前記選択手段にて選択された前記第一空間分割多重方式及び前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイト算出手段にて算出された前記送信ウェイトの情報とを通信端末装置から基地局装置へ通知する通知ステップと、
を具備し、
前記選択ステップは、前記チャネル推定値として平均チャネル行列を求めるとともに、求めた前記平均チャネル行列より分散行列を求め、求めた前記分散行列の要素の最大値がしきい値以上の場合に前記第一空間分割多重方式を選択し、求めた前記分散行列の要素の最大値がしきい値未満の場合に前記第二空間分割多重方式を選択することを特徴とする通信方法。 - 各サブキャリアの受信信号より各サブキャリアのチャネル推定値を求めるチャネル推定ステップと、
指向性を設けずに空間的に独立した複数のストリームにて送信する第一空間分割多重方式または指向性を設けて空間的に直交した複数のチャネルにて送信する第二空間分割多重方式を前記チャネル推定値に基づいてサブキャリア毎に選択する選択ステップと、
前記選択手段にて前記第二空間分割多重方式が選択されたサブキャリアの前記チャネル推定値より送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、
前記選択手段にて選択された前記第一空間分割多重方式または前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイト算出手段にて算出された前記送信ウェイトの情報とを通信相手に通知する通知ステップと、
を具備し、
前記選択ステップは、前記チャネル推定値として各サブキャリアの平均チャネル行列を求めるとともに、求めた前記平均チャネル行列より各サブキャリアのユークリッド二乗距離を算出し、算出した前記ユークリッド二乗距離の最大値がしきい値以上の場合には前記第一空間分割多重方式を選択し、算出したユークリッド二乗距離の最大値がしきい値未満の場合には前記第二空間分割多重方式を選択することを特徴とする通信方法。 - 各サブキャリアの受信信号より各サブキャリアのチャネル推定値を求めるチャネル推定ステップと、
指向性を設けずに空間的に独立した複数のストリームにて送信する第一空間分割多重方式または指向性を設けて空間的に直交した複数のチャネルにて送信する第二空間分割多重方式を前記チャネル推定値に基づいてサブキャリア毎に選択する選択ステップと、
前記選択手段にて前記第二空間分割多重方式が選択されたサブキャリアの前記チャネル推定値より送信ウェイトを算出する送信ウェイト算出ステップと、
前記選択手段にて選択された前記第一空間分割多重方式または前記第二空間分割多重方式の情報と前記送信ウェイト算出手段にて算出された前記送信ウェイトの情報とを通信相手に通知する通知ステップと、
を具備し、
前記選択ステップは、前記チャネル推定値として各サブキャリアの平均チャネル行列を求めるとともに、求めた前記平均チャネル行列よりチャネル行列要素のチャネル応答の複素相関を求め、求めた前記複素相関より平均値を算出し、算出した前記平均値がしきい値未満の場合には前記第二空間分割多重方式を選択し、算出した前記平均値がしきい値未満ではない場合には前記第一空間分割多重方式を選択することを特徴とする通信方法。
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