JP4945333B2 - 無線システム、基地局装置および端末装置 - Google Patents
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Description
非特許文献1では、基地局と端末が1対1でMIMO伝送を行うシングルユーザMIMOにおいて、周波数利用効率が大きく向上できることを示している。また、非特許文献2には、Dirty paper coding(DPC)が紹介され、非特許文献3と非特許文献4には、DPCを適用すれば、MIMOブロードキャスト伝送の最大容量に達することが報告されている。しかしながら、DPCは、その計算量の大きさから、無線システムへの実装が難しい。
図1は、本発明が想定するセルラ環境におけるMIMO(Multi-Input Multi-Output)伝送システムの構成例を示す。基地局側は、mt本のアンテナを具備し、端末側は、それぞれmr本のアンテナを具備している。伝搬路2は、MIMOチャネルになっており、それぞれのアンテナが互いに独立したフェージングを受ける。
先ず、基地局は、規定の時間スロット毎に、ランダムなmt本のパイロット信号を送信する(ステップ201)。端末装置は、パイロット情報に基づいて、各ビームの信号対干渉雑音比SINRkmを推定し、SINRkmの最大値と、SINRkmが最大値となるビームの識別子(ID)を基地局装置に報告する(ステップ202)。
ビーム重みの作り方の例としては、Schmidtの直交化を使った方法が一般的であり、乱数によってmt−1個のランダムベクトル(mt×1)を用意し、Schmidtの直交化のアルゴリズムを用いて、mt個の独立した重みベクトルを生成する。
チャネル推定のために送信されるパイロット信号は、パイロット信号生成部104によって生成される。生成されたパイロットは、空間変調部105によってアレイ重みが積算され、空間変調されたパイロット信号となる。ネットワークインターフェース101がネットワークから取り出した送信データ(ユーザデータ)は、変調部102において、リソースマネージャ109が指示する変調方式(MCS)に従って変調される。変調された情報は、重み積算部103においてアレイ重みが積算され、空間変調された信号に変換される。
基地局装置から送信されたパイロット信号は、アンテナで受信され、デプレクサ301を介して復調部302に入力され、SINRが推定される。復調部302から出力されたSINRの推定値は、リソースマネージャ303に入力される。リソースマネージャ303は、ビーム毎のSINRを比較し、SINRが最大値となるビームを選択する。SINRの最大値と、SINRが最大値となったビームの識別子(ビームID)は、リソースマネージャ303から変調部305に出力される。変調部305は、上記SINRとビームIDを規定の変調方式に従って変調する。
Claims (13)
- 複数のアンテナを具備する基地局装置と、複数の端末装置とからなる無線システムであって、
上記基地局装置が、上記複数のアンテナから規定の時間スロット毎に、ランダムビームフォームされたアンテナ本数の複数のパイロット信号を送信し、
1つ以上の端末装置が、上記基地局装置から送信された上記ランダムビームフォームされた複数のパイロット信号を受信し、各ビームの信号対干渉雑音比(SINR:Signal to Interference and Noise Rate)の検出結果を上記基地局装置に報告し、
上記基地局装置が、上記端末装置から報告されたSINRに基づいて、該端末装置宛のデータ送信に適用するビーム数と送信ビームを決定することを特徴とする無線システム。 - 請求項1に記載の無線システムにおいて、
前記1つ以上の端末装置が、MIMO(Multi-Input Multi-Output)受信を行うための複数の受信アンテナを備え、前記基地局装置から送信された前記ランダムビームフォームされた複数のパイロット信号に基づいて、前記SINRの値が高い順に、上記受信アンテナの個数以下の複数のビームを選択し、選択された各ビームの識別子とSINRの検出結果を前記基地局装置に報告することを特徴とする無線システム。 - 請求項1または請求項2に記載の無線システムにおいて、
前記基地局装置が、前記端末装置から報告されたSINRの検出結果に基づいて、システム容量が最大となるように、前記データ送信に適用するビーム数を決定することを特徴とする無線システム。 - 請求項1または請求項2に記載の無線システムにおいて、
前記基地局装置が、信号対雑音比SNR(Signal to Noise Rate)が低く、干渉の影響が小さい場合は、前記データ送信に適用するビーム数を送信アンテナ数に一致させ、SNRが高く、干渉の影響が大きい場合は、上記ビーム数を1とすることを特徴とする無線システム。 - 請求項1または請求項2に記載の無線システムにおいて、
前記基地局装置が、前記端末装置から報告されたSINRの検出結果に基づいて、前記データ送信に適用すべきビーム数、送信ビームおよび割当てチャネルを決定し、上記端末装置に上記決定された送信ビームの識別子と割当てチャネルの指定情報を通知した後、上記割り当てチャネルに該当する所定のタイミングで、上記決定された送信ビームにより端末装置宛てのデータを送信し、
上記端末装置が、上記基地局装置から通知された割当てチャネル指定情報で指定されたタイミングで、上記識別子が示す特定ビームの無線信号を受信データとして処理することを特徴とする無線システム。 - 複数のアンテナと、
直交するランダムビームフォーム用の複数のアレイ重みを生成し、該アレイ重みをパイロット信号に積算することによって、ランダムビームフォームされたパイロット信号を作成するパイロット生成部と、
上記パイロット生成部で生成されたパイロット信号を既定の時間スロット毎に上記複数のアンテナに供給し、アンテナ本数の複数のパイロット信号として端末装置に送信する送信部と、
上記端末装置から上記パイロット信号の信号対干渉雑音比を示すSINR(Signal to Interference and Noise Rate)情報を受信する受信部と、
上記SINR情報に基づいて、上記端末装置宛のデータ送信に適用するビーム数と送信ビームを決定するリソースマネージメント部とを有し、
上記送信部が、上記リソースマネージメント部で決定された送信ビームを使って、上記端末装置にデータを送信することを特徴とする基地局装置。 - 請求項6に記載の基地局装置において、
前記送信部1から送信された前記ランダムビームフォームされた複数のパイロット信号が、MIMO(Multi-Input Multi-Output)受信を行うための複数の受信アンテナを備えた端末装置によって受信され、
前記受信部が、上記端末装置から、前記SINRの値が高い順に選択された上記受信アンテナの個数以下の複数のビームの識別子と、選択された各ビームのSINRの検出結果を示すSINR情報とを受信し、
前記リソースマネージメント部が、上記受信部で受信された複数ビームのSINR情報に基づいて、上記端末装置宛のデータ送信に適用するビーム数と送信ビームを決定することを特徴とする基地局装置。 - 請求項6または請求項7に記載の基地局装置において、
前記リソースマネージメント部が、前記端末装置から受信したSINR情報に基づいて、該基地局装置全体でのシステム容量が最大となるように、前記データ送信に適用するビーム数を決定することを特徴とする基地局装置。 - 請求項6または請求項7に記載の基地局装置において、
前記リソースマネージメント部が、信号対雑音比SNR(Signal to Noise Rate)が低く、干渉の影響が小さい場合は、前記データ送信に適用するビーム数を送信アンテナ数に一致させ、SNRが高く、干渉の影響が大きい場合は、上記ビーム数を1とすることを特徴とする基地局装置。 - 請求項6または請求項7に記載の基地局装置において、
前記送信部が、前記端末装置へのデータ送信を開始する前に、前記リソースマネージメント部で決定した前記ビーム数および送信ビームの識別子と、割当てチャネルの指定情報を該端末装置に予め通知することを特徴とする基地局装置。 - 基地局装置が備える複数の送信アンテナから既定の時間スロット毎に送信されるランダムビームフォームされたアンテナ本数の複数のパイロット信号を受信する受信部と、
上記受信部で受信された各パイロット信号の信号対干渉雑音比(SINR:Signal to Interference and Noise Rate)を測定または推定するSINR検出部と、
上記SINR検出部で測定または推定された各ビームのSINRに基づいて、少なくともSINRが最も高いビームを選択するリソースマネージメント部と、
上記リソースマネージメント部で選択したビームの識別子と該ビームのSINRの値を変調信号として、上記基地局装置に送信するための変調部とを具備することを特徴とする端末装置。 - 請求項11に記載の端末装置において、
前記受信部が、MIMO受信を行う複数の受信アンテナを備え、
前記リソースマネージメント部が、前記SINRの測定結果または推定結果から、SINRの値が高い順に、上記受信アンテナの個数以下の複数のビームを選択し、
前記変調部が、上記リソースマネージメント部で選択した複数のビームの識別子と各ビームのSINRの値を前記基地局装置に送信することを特徴とする端末装置。 - 請求項11または請求項12に記載の端末装置において、
前記受信部に接続された復調部を有し、
上記復調部が、データ送信の開始前に前記基地局装置から通知されるデータ送信ビームの識別子と割当てチャネルの指定情報を受信し、該割当てチャネルの指定情報で指定されたタイミングで、上記受信部が受信する上記データ送信ビームの識別子と対応する特定ビームの無線信号を受信データとして処理することを特徴とする端末装置。
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