JP4903058B2 - 無線送信装置、無線受信装置、無線送信方法および無線受信方法 - Google Patents
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Description
上げることができ、送信側または受信側の移動速度が速くなったときのチャネル推定精度を向上することができ、受信誤り率特性を向上することができる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る無線通信システムの構成図である。図1の無線通信システム1においては、基地局装置(以下「基地局」と言う)10と移動局装置(以下「移動局」と言う)20とがMIMOチャネル30を介して無線通信を行う。基地局10には、本発明の実施の形態1に係る無線送信装置が適用され、移動局20には、本発明の実施の形態1に係る無線受信装置が適用されている。
Fourier Transform)部112−1、112−2、2個のGI(Guard Interval)付加部114−1、114−2、2個の送信無線処理部116−1、116−2および2本のアンテナ118−1、118−2を有する。
Q反転データシンボルを生成する。つまり、このIQ反転データシンボルは、データ変調部122で生成された変調データシンボルに対応するシンボルであり、この変調データシンボルと合成した場合に特定の値を有する信号となる。生成されたIQ変調データシンボルは、変調データシンボルの出力に引き続いて、多重部110−1に出力される。なお、以下の説明では、Q反転シンボルおよびIQ反転シンボルを「反転シンボル」と総称することがある。
Q成分の値の正負符号を反転して、Q反転データシンボルを生成する。このQ反転データシンボルは、データ変調部132で生成された変調データシンボルに対応するシンボルであり、この変調データシンボルと合成した場合に特定の値を有する信号となる。生成されたQ変調データシンボルは、変調データシンボルの出力に引き続いて、多重部110−2に出力される。
信号を生成し、生成された無線信号をアンテナ118−1から送信する。送信無線処理部116−2は、GI付加部114−2でGIを付加された多重信号に対して所定の送信無線処理を施すことによって無線信号を生成し、生成された無線信号をアンテナ118−2から送信する。
転データシンボルつまりサブキャリアf1、時刻t2の位置に配置されたQPSKシンボルに対応するIQ反転シンボルが配置されている。サブキャリアf1、時刻t4の位置には、データ変調部131で生成されたQPSKシンボル(つまり、サブキャリアf1、時刻t2の位置に配置されたQPSKシンボルの次に生成された変調データシンボル)が配置されている。サブキャリアf1、時刻t5の位置には、IQ反転部135で生成されたIQ反転データシンボルつまりサブキャリアf1、時刻t4の位置に配置されたQPSKシンボルに対応するIQ反転シンボルが配置されている。
のGI除去部206−1、206−2、2個のFFT(Fast Fourier Transform)部208−1、208−2、2個のサブキャリア分離部210−1、210−2、N個のMIMO受信部212−1、…、212−Nを有する。なお、N個のMIMO受信部212−1〜212−Nは、いずれも同様の構成を有するため、以下、N個のMIMO受信部212−1〜212−Nのうち任意のものについて説明するときは、「MIMO受信部212」と言う。
れたRS(2,2n−1)およびRS(2,2n)に対してMIMO受信処理を施し、基地局10から送信されたD(j,2n−1)およびD(j,2n)を出力する。
ルを用いて補正する。補正後のチャネル推定値h(1,1)、h(2,1)は、分離係数算出部229に出力される。すなわち、チャネル推定部223およびチャネル推定値補正部225の組み合わせは、無線受信装置の推定手段としての推定部を構成する。なお、推定部における動作の具体例については後で説明する。
、h(2,2)から得られるチャネル行列Hの逆行列を求めることによって、算出される。算出された分離係数は、ストリーム分離部230、231に出力される。
は、ストリーム分離部231から入力されたD(1,2n)の中のIQ反転シンボルのI成分の値の正負符号およびQ成分の値の正負符号をいずれも反転して、複製シンボルを復元する。そして、IQ反転部235は、復元された複製シンボルを、変調データシンボルの出力に引き続いてシンボル合成部238に出力する。
の各シンボルの配置位置に示された括弧内の数値は、各シンボルのI成分の値およびQ成分の値である。
実施の形態1では、変調方式にQPSKを適用した場合を例に説明したが、16QAMを適用した場合、変調データシンボルとQ反転データシンボルとの平均シンボルは、図10に示すように、I軸上に4値となり、この4値の信号点のうち絶対値の小さい2値の信号点はSNRが低いため、チャネル推定精度が劣化してしまう。そこで、本発明の実施の形態2では、変調方式に16QAMを適用した場合について説明する。
たマッピング変更シンボルは、変調データシンボルの出力に引き続いて、多重部110−2に出力される。このマッピング変更シンボルは、データ変調部332で生成された変調データシンボルに対応するシンボルであり、この変調データシンボルと合成した場合に得られる平均シンボルは、BPSK変調された信号と実質的に同じになる。
実施の形態2では、変調方式に16QAMを適用した場合について説明したが、本発明の実施の形態3では、変調方式に64QAMを適用した場合について説明する。なお、本発明の実施の形態3に係る基地局の構成は実施の形態2の図11に示した構成と同様であるため、図11を援用し、また、本発明の実施の形態3に係る移動局の構成は、実施の形態1の図7に示した構成と同様であるため、図7を援用し、重複する説明は省略する。
成する。データ変調部331で生成された変調データシンボルはレピティション部133に出力される。データ変調部332は、D(2,2n)を64QAM変調して変調データシンボルを生成する。データ変調部332で生成された変調データシンボルはレピティション部134に出力される。
実施の形態1から3では、変調方式にQPSK、16QAM、64QAMを適用した場合についてそれぞれ説明したが、本発明の実施の形態では、変調方式に8PSKを適用した場合について説明する。なお、本発明の実施の形態4に係る基地局の構成は実施の形態
2の図11に示した構成と同様であるため、図11を援用し、また、本発明の実施の形態4に係る移動局の構成は、実施の形態1の図7に示した構成と同様であるため、図7を援用し、重複する説明は省略する。
理によって合成した平均シンボルは、「−1」もしくは「1」のどちらかの情報の信号となる。
実施の形態4では、変調方式に8PSKを適用した場合について説明したが、本発明の実施の形態5では、変調方式に16PSKを適用した場合について説明する。なお、本発明の実施の形態5に係る基地局の構成は実施の形態2の図11に示した構成と同様であるため、図11を援用し、また、本発明の実施の形態5に係る移動局の構成は、実施の形態1の図7に示した構成と同様であるため、図7を援用し、重複する説明は省略する。
データシンボルに対応するシンボルであり、この変調データシンボルと合成した場合に得られる平均シンボルは、4値のAM変調された信号と実質的に同じになる。
実施の形態2では、変調方式に16QAMを適用し、変調データシンボルとマッピング変更シンボルとを合成することにより得られる2値の平均シンボルを用いてチャネル推定を行う場合について説明したが、本発明の実施の形態6では、1値の平均シンボルを用いてチャネル推定を行う場合について説明する。
Claims (15)
- 所定の変調方式を用いて、1つの変調シンボルに重畳するデータ信号の先頭に0または1が挿入されたデータ信号を変調して変調シンボルを得る変調手段と、
前記変調シンボルのI成分の値およびQ成分の値の正負符号をそれぞれ反転させた反転シンボルを生成するか、あるいは、IQ平面上のQ軸に対して前記変調シンボルがマッピングされた右側の象限または左側の象限において、前記所定の変調方式が取り得る各信号点のI成分を平均した値が示す点を対称の中心として前記変調シンボルを点対称移動してマッピング変更シンボルを生成する生成手段と、
前記変調シンボルと、前記反転シンボルまたは前記マッピング変更シンボルとを時分割多重または周波数多重して多重信号を得る多重手段と、
を有する無線送信装置。 - 既知信号を生成する既知信号生成手段をさらに有し、
前記多重手段は、
前記既知信号と、前記変調シンボルと、前記反転シンボルまたは前記マッピング変更シンボルとを多重して多重信号を得る、
請求項1記載の無線送信装置。 - 前記多重手段は、
前記既知信号と、前記変調シンボルと、前記反転シンボルまたは前記マッピング変更シンボルとを時分割多重または周波数多重して、前記既知信号、前記変調シンボル、前記反転シンボルまたは前記マッピング変更シンボルの順に配置された多重信号を生成する、
請求項2記載の無線送信装置。 - 前記変調手段は、
2個のデータ信号をそれぞれ変調して、第1の変調シンボルおよび第2の変調シンボルを得て、
前記生成手段は、
前記第1の変調シンボルと前記第1の変調シンボルから得られる第1の反転シンボルまたは第1のマッピング変更シンボル、および、前記第2の変調シンボルと前記第2の変調シンボルから得られる第2の反転シンボルまたは第2のマッピング変更シンボルをそれぞれ生成し、
前記多重手段は、
前記第1の変調シンボルおよび前記第1の反転シンボルまたは前記第1のマッピング変更シンボル、ならびに、前記第2の変調シンボルおよび前記第2の反転シンボルまたは前記第2のマッピング変更シンボルをそれぞれ多重して、第1の多重信号および第2の多重信号を得て、
複数のアンテナと、
前記第1の多重信号を複数のサブキャリアのうちいずれかのサブキャリアに割り当てるとともに、前記第2の多重信号を前記複数のサブキャリアのうち他のサブキャリアに割り当てる割当手段と、
前記いずれかのサブキャリアに割り当てられた前記第1の多重信号および前記他のサブキャリアに割り当てられた前記第2の多重信号の双方を前記複数のアンテナのうちいずれかのアンテナから送信する送信手段と、
をさらに有する請求項1記載の無線送信装置。 - 前記変調手段は、
2個のデータ信号をそれぞれ変調して、第1の変調シンボルおよび第2の変調シンボルを得て、
前記生成手段は、
前記第1の変調シンボルと前記第1の変調シンボルから得られる第1の反転シンボルまたは第1のマッピング変更シンボル、および、前記第2の変調シンボルと前記第2の変調シンボルから得られる第2の反転シンボルまたは第2のマッピング変更シンボルをそれぞれ生成し、
前記多重手段は、
前記第1の変調シンボルおよび前記第1の反転シンボルまたは前記第1のマッピング変更シンボル、ならびに、前記第2の変調シンボルおよび前記第2の反転シンボルまたは前記第2のマッピング変更シンボルをそれぞれ多重して、第1の多重信号および第2の多重信号を得て、
複数のアンテナと、
前記第1の多重信号および前記第2の多重信号の双方を複数のサブキャリアのうち いずれかのサブキャリアに割り当てる割当手段と、
前記いずれかのサブキャリアに割り当てられた前記第1の多重信号を前記複数のアンテナのうちいずれかのアンテナから送信するとともに、前記いずれかのサブキャリアに割り当てられた前記第2の多重信号を前記複数のアンテナのうち他のアンテナから送信する送信手段と、
をさらに有する請求項1記載の無線送信装置。 - 前記変調手段は、
2個のデータ信号をそれぞれ変調して、第1の変調シンボルおよび第2の変調シンボルを得て、
前記生成手段は、
前記第1の変調シンボルと前記第1の変調シンボルから得られる第1の反転シンボルまたは第1のマッピング変更シンボル、および、前記第2の変調シンボルと前記第2の変調シンボルから得られる第2の反転シンボルまたは第2のマッピング変更シンボルをそれぞれ生成し、
前記多重手段は、
前記第1の変調シンボルおよび前記第1の反転シンボルまたは前記第1のマッピング変更シンボル、ならびに、前記第2の変調シンボルおよび前記第2の反転シンボルまたは前記第2のマッピング変更シンボルをそれぞれ多重して、第1の多重信号および第2の多重信号を得て、
複数のアンテナと、
前記第1の多重信号を複数のサブキャリアのうちいずれかのサブキャリアに割り当てるとともに、前記第2の多重信号を前記複数のサブキャリアのうち他のサブキャリアに割り当てる割当手段と、
前記いずれかのサブキャリアに割り当てられた前記第1の多重信号を前記複数のアンテナのうちいずれかのアンテナから送信するとともに、前記他のサブキャリアに割り当てられた前記第2の多重信号を前記複数のアンテナのうち他のアンテナから送信する送信手段と、
をさらに有する請求項1記載の無線送信装置。 - 前記生成手段は、前記第1の変調シンボルが16QAMシンボルである場合、IQ平面上のQ軸を中心に右側の象限と左側の象限のそれぞれについて、前記第1変調シンボルの各信号点の2値のI成分を平均した値が示す点を対称の中心として各信号点を点対称移動して前記第1のマッピング変更シンボルを生成する請求項1記載の無線送信装置。
- 前記生成手段は、前記第1の変調シンボルが64QAMシンボルである場合、IQ平面上のQ軸を中心に右側の象限と左側の象限のそれぞれについて、前記第1変調シンボルの各信号点の4値のI成分を平均した値が示す点を対称の中心として各信号点を点対称移動して前記第1のマッピング変更シンボルを生成する請求項1記載の無線送信装置。
- 前記生成手段は、前記第1の変調シンボルが8PSKシンボルである場合、IQ平面上のQ軸を中心に右側の象限と左側の象限のそれぞれについて、前記第1変調シンボルの各信号点の2値のI成分を平均した値が示す点を対称の中心として各信号点を点対称移動して前記第1のマッピング変更シンボルを生成する請求項1記載の無線送信装置。
- 前記生成手段は、前記第1の変調シンボルが16PSKシンボルである場合、IQ平面上のQ軸を中心に右側の象限と左側の象限のそれぞれについて、前記第1変調シンボルの各信号点の4値のI成分を平均した値が示す点を対称の中心として各信号点を点対称移動して前記第1のマッピング変更シンボルを生成する請求項1記載の無線送信装置。
- 所定の変調方式を用いて、1つの変調シンボルに重畳するデータ信号の先頭に0または1が挿入されたデータ信号が変調された変調シンボルと、前記変調シンボルのI成分の値およびQ成分の値の正負符号をそれぞれ反転させた反転シンボル、あるいは、IQ平面上のQ軸に対して前記変調シンボルがマッピングされた右側の象限または左側の象限において、前記所定の変調方式が取り得る各信号点のI成分を平均した値が示す点を対称の中心として前記変調シンボルを点対称移動したマッピング変更シンボルと、が時分割多重または周波数多重された多重信号を受信する受信手段と、
前記変調シンボルと、前記反転シンボルまたは前記マッピング変更シンボルと、を前記多重信号から抽出する抽出手段と、
前記変調シンボルと前記反転シンボルまたは前記マッピング変更シンボルとから成る合成信号を生成する生成手段と、
前記合成信号に基づいてチャネル推定を行う推定手段と、
を有する無線受信装置。 - 前記抽出手段は、
前記多重信号から既知信号をさらに抽出し、
前記推定手段は、
前記既知信号を用いてチャネル推定を行って第1のチャネル推定値を取得するとともに、前記合成信号および前記第1のチャネル推定値を用いてチャネル推定を行って前記第1のチャネル推定値と異なる第2のチャネル推定値を取得する、
請求項11記載の無線受信装置。 - 前記推定手段は、
前記合成信号を用いてチャネル推定を行って前記第2のチャネル推定値の複数の候補を取得するとともに、前記複数の候補の中で、前記第1のチャネル推定値との二乗誤差が最も小さいものを前記第2のチャネル推定値として決定する、
請求項12記載の無線受信装置。 - 所定の変調方式を用いて、1つの変調シンボルに重畳するデータ信号の先頭に0または1が挿入されたデータ信号を変調して変調シンボルを得る変調ステップと、
前記変調シンボルのI成分の値およびQ成分の値の正負符号をそれぞれ反転させた反転シンボルを生成するか、あるいは、IQ平面上のQ軸に対して前記変調シンボルがマッピングされた右側の象限または左側の象限において、前記所定の変調方式が取り得る各信号点のI成分を平均した値が示す点を対称の中心として前記変調シンボルを点対称移動してマッピング変更シンボルを生成する生成ステップと、
前記変調シンボルと、前記反転シンボルまたは前記マッピング変更シンボルと、を時分割多重または周波数多重して多重信号を得る多重ステップと、
を有する無線送信方法。 - 所定の変調方式を用いて、1つの変調シンボルに重畳するデータ信号の先頭に0または1が挿入されたデータ信号が変調された変調シンボルと、前記変調シンボルのI成分の値およびQ成分の値の正負符号をそれぞれ反転させた反転シンボル、あるいは、IQ平面上のQ軸に対して前記変調シンボルがマッピングされた右側の象限または左側の象限において、前記所定の変調方式が取り得る各信号点のI成分を平均した値が示す点を対称の中心として前記変調シンボルを点対称移動したマッピング変更シンボルと、が時分割多重または周波数多重された多重信号を受信する受信ステップと、
前記変調シンボルと、前記反転シンボルまたは前記マッピング変更シンボルと、を前記多重信号から抽出する抽出ステップと、
前記変調シンボルと前記反転シンボルまたは前記マッピング変更シンボルとから成る合成信号を生成する生成ステップと、
前記合成信号に基づいてチャネル推定を行う推定ステップと、
を有する無線受信方法。
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