JP5004974B2 - 送信方法、受信方法、伝送方法、送信装置及び受信装置 - Google Patents
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Description
なお、本発明の適用される無線通信システムは、移動通信システム、無線LAN通信システム等の無線通信システムである。
この方式は、現在様々な通信に利用されているOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)方式と比べ、無線周波数利用効率が約2.5倍になることが確認されている(非特許文献3参照)。
次に、N次元のDFT行列のN個(Nは、4以上の自然数)の行ベクトルのそれぞれと長さM(Mは、2以上の自然数)のデータとのクロネッカ積をとることによって生成された長さM×Nの信号を送受信する伝送方法であるSD方式について説明する。
(DFT行列と送信信号)
先ず、N次のDFT(Discrete Fourier Transform)行列について説明する。
N次のDFT行列FNを、
とする。なお、N次逆DFT行列FNをも同じである。
ここで、iは、行番号で、0≦i≦N−1であり、jは、列番号で、0≦j≦N−1であある。
ある。
また、単位円をN分割した点に相当する変数WNを、図1に示すように、次のように定義する。
このWNを用いると、DFT行列FNは、図2に示すようになる。
なお、WNは回転子であり、以下の関係が成立する。
図2に示すように、N次のDFT行列FNは、ベクトルfN、0、ベクトルfN、1・・・ベクトルfN、N−1のN個の行ベクトルを有している。この行ベクトル同士は、周期相互相関が全てのシフト(ゼロシフトを除く)において、ゼロである。
したがって、図3に示すように、送信装置#0、送信装置#1・・・送信装置#(N−1)のN個の長さMの送信データ:データXO、データX1・・・データX(N−1)を、それぞれ、行ベクトルfN、0、行ベクトルfN、1・・・行ベクトルfN、N−1を用いて、次のようにして生成された信号S0、S1・・・SN−1を送信する。
として、信号S0、S1・・・SN−1を送信することにより、複数の送信部から、相関なく、データを送信することができる。なお、送信される信号の長さは、N×Mの長さとなる。
つまり、信号S0、S1・・・SN−1を任意の二つの信号の周期相互相関が全てのシフトで0(ゼロ)となるので、適切なマッチドフィルタを設計すればこれらの信号を足し合わせて送信しても、受信時にそれぞれのデータ列を分離することが可能になる。
(整合フィルタ)
長さMのベクトルIM(1、0、・・・・、0)を定義する。
ここでベクトルfk(0≦k≦N−1)とIMのクロネッカ積
を整合する信号とする整合フィルタを用意する。
このマッチドフィルタにSk(0≦k≦N−1)を入力すると、出力の中央からM個の部分は、データXkになる。
の整合フィルタへ入力すると、出力信号の中央からM個の部分は常に0となる。
ルタを通せばXkのみが得られることを意味している。
(擬周期信号)
S0からSN−1までを足し合わせた信号をSsumとする。Ssumは長さMNの有限長系列であるため、マルチパスチャネル通過の際に、DFT行列によって得られた周期性を失ってしまう。すると、マッチドフィルタ出力からXk(0≦k≦N−1)を得ることができなくなる。
周期的な無限長の信号である場合、マルチパスチャネルは信号の周期性に影響を与えない。しかし、無限長の系列を送信することは実用的ではない。そこで、無限長の周期系列から必要な長さを切り出す擬周期信号を導入する。
まず、想定されるマルチパス遅延時間よりも大きな値L2を与える。
また、直接経路信号が存在しなかったり極めて小さな電力レベルである場合、遅延時間がマイナスであることがある。その時間を考慮した値をL1とする。
このL1、L2を使って図4のような擬周期信号を作り送信する。
ここでL2にあたる部分をサイクリックプレフィックス、L1にあたる部分をサイクリックポストフィックスと呼ぶ。受信時にはマッチドフィルタ入力前に両者を取り除く必要がある。
(パイロット信号)
データ列X0の長さをMとして以下のように決める。
部分は、
となる。
次にS0を擬周期化した後にマルチパスチャネルを通過させる。サイクリック(プ
出力の中央部分からM個の部分は以下のようになる。
ただし、(p0,p1,p2,p3,...,pk,...,p(L2−1))は、時間kだけ遅れて到達したパスに乗算される複素係数である。
このpkは一般に、振幅係数rkと位相回転θkを用いて、
と表される。
(連立方程式)
パイロット信号の挿入によってマルチパス特性を知ることができることを示した。パイロット以外のデータ信号部分Xk(1<k<N−1)の、それぞれのマッチドフィルタ出力の中心からM個の部分(dk0〜dk(M−1))は、データとマルチパス特性が以下の式のような関係を示す。
これを行列を用いて表現すると次の数1のようになる。
(最尤判定)
式(17)をXkについて解くことで、受信側では送信データを得ることができる。
この連立方程式を簡単に解くためには、式(17)の両辺左からPの逆行列を掛ければよい。
しかし、P及びDkには通信路上の雑音が加わっており、SNR(信号対雑音比)の大きな通信環境では、誤り特性が悪化することが知られている。
そこで、日熊(非特許文献3参照。)や橋本(非特許文献4参照。)によって誤り特性の劣化を抑えるデータ判定法が提案された。それが、MMSE(MinimumMeanSquareError:最小二乗平均誤差)線形等化を用いた最尤判定である。
今、受信側での送信データ推定値をX推定 k=(x推定 k0,x推定 k1,...,x推定 k(M−1))とする。
るX推定 kを求める。
(計算量)
MMSEによるデータ推定では、送信データとして考えうる全てのパターンについて式(19)を計算する必要がある。SD方式でも、1[シンボル]をβ[ビット]とする多値変調を行うものとする。
このとき、MMSEによって送信データXkを確定するために必要な式式(19)の計算回数は、
となる。これに、今回想定しているパラメータQPSK(β=2),M=21を代入すると、242(回)となり、計算量として現実的ではない。
N.Suehiro,C.Han,T.Imoto,andN.Kuroyanagi,"AninformationtransmissionmethodusingKroneckerproduct",ProceedingsoftheIASTEDInternationalConferenceCommunicationSystemsandNetworks,pp.206−209,Sept.2002. N.Suehiro,C.Han,andT.Imoto,"VeryEfficientwirelessusagebasedonpseudo−coherentadditionofmultipathsignalsusingKroneckerproductwithrowsofDFTmatrix",ProceedingsofInternationalSimposiumonInformationTheory,pp.385,June2003. NaokiSuehiro,RongzhenJin,ChenggaoHan,TakeshiHashimoto,"PerformanceofVeryEfficientWirelessFrequencyUsageSystemUsingKroneckerProductwithRowsofDFTMatrix",Proceedingsof2006IEEEInformationTheoryWorkshop(ITW’06),pp.526−529,Oct.2006. 日熊啓介,「マルチパス推定移動通信方式」,筑波大学大学院修士課程理工学研究科修士論文,Mar.,2002 橋本猛,「末広方式CDMAにおけるビット判定に関する研究」,SITA2002,Ikaho,Gunma,Japan,Dec.10−13,2002
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、より無線周波数利用効率を挙げた送信方法、受信方法、伝送方法、送信装置及び受信装置を提供することを目的とするものである。
前記N個の行ベクトルをf0、f1、f2、・・・fN−1としたとき、
この行ベクトルの内、行ベクトルf0、f1をパイロット信号の送信用とし、行ベクトルf2、・・・fN−1を送信データの送信用とし、
送信信号を水平偏波アンテナ(以下、「送信側水平偏波アンテナ」と言う。)及び垂直偏波アンテナ(以下、「送信側垂直偏波アンテナ」と言う。)を用いて送信し、
前記送信側水平偏波アンテナからは、上記行ベクトルf0と水平偏波用パイロット信号とのクロネッカ積の信号を送信し、前記送信側垂直偏波アンテナからは、上記行ベクトルf1と垂直偏波用パイロット信号とのクロネッカ積の信号を送信し、
更に、前記送信側水平偏波アンテナから、行ベクトルf2、・・・fN−1とN−2個の長さMの水平偏波用の送信データとのクロネッカ積の信号を送信し、前記送信側垂直偏波アンテナから、行ベクトルf2、・・・fN−1とN−2個の長さMの垂直偏波用の送信データとのクロネッカ積の信号を送信するように構成することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明の送信方法は、前記水平偏波用パイロット信号と前記垂直偏波用パイロット信号とは、長さMのベクトルIM(1、0、・・・0)であるように構成することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明の送信方法は、前記送信側水平偏波アンテナ及び前記送信側垂直偏波アンテナの少なくとも一方を、複数のアンテナとするように構成することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明の送信方法は、前記水平偏波用パイロット信号と前記垂直偏波用パイロット信号は、送信データが送信される送信データ送信期間の全期間に亘って送信されるものではなく、送信データ送信期間の一部の期間は、送信されないように構成することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明の送信装置は、垂直偏波用送信部、水平偏波用送信部、垂直偏波及び水平偏偏波共用部、送信側垂直偏波アンテナ及び送信側水平偏波アンテナを有するように構成することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明の受信方法は、N次元のDFT行列又はZCCZ行列のN個の行ベクトル(f0、f1、f2、・・・fN−1、なお、Nは、4以上の自然数であり、f0、f1は、パイロット信号の伝送用であり、f2、・・・fN−1は、送信データの伝送用である。)のそれぞれと長さM(Mは、2以上の自然数)のデータとのクロネッカ積をとることによって生成された長さM×Nの送信信号を、水平偏波アンテナ(以下、「受信側水平偏波アンテナ」と言う。)及び垂直偏波アンテナ(以下、「受信側垂直偏波アンテナ」と言う。)を用いて、受信する受信方法において、
長さMのベクトルIM(1、0、・・・・0)としたとき、
を整合する信号とする整合フィルタを、前記受信側水平偏波アンテナ及び前記受信側垂直偏波アンテナ毎に、予め設けておき、
前記受信側水平偏波アンテナ及び前記受信側垂直偏波アンテナで受信した水平偏波用パイロット信号と垂直偏波用パイロット信号とに基づいて、送信側水平偏波アンテナ及び送信側垂直偏波アンテナと、受信側水平偏波アンテナ及び受信側垂直偏波アンテナ間の、漏波成分を含む伝送特性を求め、
更に、前記受信側水平偏波アンテナ及び前記受信側垂直偏波アンテナ毎に、
行ベクトルf2、・・・fN−1に係る上記整合フィルタの各出力と、求められた伝送特性とに基づいて、送信側水平偏波アンテナ及び送信側垂直偏波アンテナのそれぞれから送信された信号を推定するように構成することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明の受信方法は、受信側水平偏波アンテナ及び受信側垂直偏波アンテナの少なくとも一方を、複数のアンテナとするように構成することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明の受信装置は、水平偏波用受信部、垂直偏波用受信部、垂直偏波及び水平偏偏波共用部、伝送路特性測定部、受信側垂直偏波アンテナ及び受信側水平偏波アンテナを有するように構成することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明の伝送方法は、N次元のDFT行列のN個(Nは、4以上の自然数)の行ベクトルのそれぞれと長さM(Mは、2以上の自然数)のデータとのクロネッカ積をとることによって生成された長さM×Nの信号を送受信する伝送方法において、
前記N個の行ベクトルをf0、f1、f2、・・・fN−1としたとき、
この行ベクトルの内、行ベクトルf0、f1をパイロット信号伝送用とし、行ベクトルf2、・・・fN−1をデータ伝送用とし、
送信側で送信信号を水平偏波アンテナ(以下、「送信側水平偏波アンテナ」と言う。)及び垂直偏波アンテナ(以下、「送信側垂直偏波アンテナ」と言う。)を用いて送信し、受信側で、受信信号を水平偏波アンテナ(以下、「受信側水平偏波アンテナ」と言う。)及び垂直偏波アンテナ(以下、「受信側垂直偏波アンテナ」と言う。)を用いて受信し、
送信側で、前記送信側水平偏波アンテナからは、上記行ベクトルf0と水平偏波用パイロット信号とのクロネッカ積の信号を送信し、前記送信側垂直偏波アンテナからは、上記行ベクトルf1と垂直偏波用パイロット信号とのクロネッカ積の信号を送信し、
更に、前記送信側水平偏波アンテナから、行ベクトルf2、・・・fN−1とN−2個の長さMの水平偏波用の送信データとのクロネッカ積の信号を送信し、前記送信側垂直偏波アンテナから、行ベクトルf2、・・・fN−1とN−2個の長さMの垂直偏波用の送信データとのクロネッカ積の信号を送信し、
受信側では、長さMのベクトルIM(1、0、・・・・0)としたとき、
但し、0≦k≦N−1
を整合する信号とする整合フィルタを、受信側水平偏波アンテナ及び受信側垂直偏波アンテナ毎に、予め設けておき、
受信側で、受信側水平偏波アンテナ及び受信側垂直偏波アンテナで受信した水平偏波用パイロット信号と垂直偏波用パイロット信号とに基づいて、送信側水平偏波アンテナ及び送信側垂直偏波アンテナと、受信側水平偏波アンテナ及び受信側垂直偏波アンテナ間の、漏波成分を含む伝送特性を求め、
更に、受信側水平偏波アンテナ及び受信側垂直偏波アンテナ毎に、
行ベクトルf2、・・・fN−1に係る上記整合フィルタの各出力と、求められた伝送特性とに基づいて、送信側水平偏波アンテナ及び送信側垂直偏波アンテナから送信された信号を推定するように構成することができる。
11 垂直偏波用送信部
12 水平偏波用送信部
13、23 垂直偏波及び水平偏偏波共用部
15、25 垂直偏波アンテナ
16、26 水平偏波アンテナ
20 受信装置
21 水平偏波用受信部
22 垂直偏波用受信部
231 特性測定部
前記N個の行ベクトルをf0、f1、f2、・・・fN−1としたとき、
この行ベクトルの内、ベクトルf0、f1をパイロット信号伝送用とし、行ベクトルf2、・・・fN−1をデータ伝送用とし、
送信側で送信信号を水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナを用いて送信し、受信側で、受信信号を水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナを用いて受信し、
送信側で、水平偏波アンテナからは、上記行ベクトルをf0と水平偏波用パイロット信号とのクロネッカ積の信号を送信し、垂直偏波アンテナからは、上記行ベクトルf1と垂直偏波用パイロット信号とのクロネッカ積の信号を送信し、
更に、水平偏波アンテナから、N−2個の長さMの水平偏波用データと行ベクトルf2、・・・fN−1とのクロネッカ積の信号を送信し、垂直偏波アンテナから、N−2個の長さMの垂直偏波用データと行ベクトルf2、・・・fN−1とのクロネッカ積の信号を送信し、
受信側では、長さMのベクトルIM(1、0、・・・・0)としたとき、
を整合する信号とする整合フィルタを、水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナ毎に、予め設けておき、
受信側で、水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナで受信した水平偏波用パイロット信号と垂直偏波用パイロット信号とに基づいて、送信側水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナと、受信側水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナ間の、漏波成分を含む伝送特性を求め、
更に、水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナ毎に、
行ベクトルf2、・・・fN−1に係る上記整合フィルタの各出力と、求められた伝送特性とに基づいて、送信側の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナから送信された信号を推定するようにした発明である。
先ず、本発明の信号構成について説明する。
(信号構成)
直交性を失って受信された両偏波を分離するための信号構成について述べる。水平・垂直の両偏波に異なる情報を乗せて送信する場合に考えなければならない問題として
(1)両偏波は、電気回路上異なるアンテナから送信されるため、異なるマルチパス環境を通過して受信アンテナに到達する。
(2)通信路において、それぞれの偏波面が傾くことが考えられる。つまり、垂直偏波用のアンテナに水平偏波成分が、水平偏波用のアンテナに垂直偏波成分がそれぞれ干渉する可能性がある。
の2点が挙げられる。
先ず、水平偏波、垂直偏波を用いて送信するデータX,Yを、それぞれ
とする。
ンによって写像した、複素数で表わされるディジットである。)
通常のSD方式であれば、一行目のデータにパイロット信号を挿入する。しかし、偏波間の干渉が生じる通信路では、それぞれ同じ行位置にパイロット信号を挿入してしまうと、干渉によって足しあわされた信号から各成分を分離することができない。
そこで、パイロット信号をそれぞれ同じ行位置の二行を用いて以下のように決める。
X0,Y1では水平、垂直それぞれの偏波のマルチパス特性を知ることができる。またX1,Y0では、それぞれ他方の偏波からの干渉成分を知ることができる。これは、ゼロベクトル行はいくらマルチパスによる時間遅れが生じて足しあわされてもゼロベクトルであり、同行の他方の偏波に干渉を与えないことを利用したものである。この信号構成を図5に示す。中央の矢印は干渉を与える向きを意味しており、ゼロベクトル行からは干渉しないので×印をつけた。
これらパイロット行を含むデータ信号X,YはDFT行列の各行とクロネッカ積を取り、各偏波ごとに行成分を全て足し合わせ、サイクリック(プレ/ポスト)フィックスを付加して送信する。
実際にシミュレーションを行って得られたマルチパスを経過した信号の各パイロット部分の出力を図6に示す。
(受信側での送信データの推定)
マルチパス通信路を経過した両偏波は、それぞれ独立した別のアンテナによって受信される。各偏波成分が他方の偏波成分へ足しあわされることを考慮した、マッチドフィルタ出力の中心からM個の部分を以下のように置く。
−1)の間には、次の式(31)の関係が成り立つ。
式(31)及び式(32)式から、送信されたXk,Ykの推定値X推定 k,Y推定 kを求める。
ここで、前述のMMSEを用いた最尤判定を行いると、β[ビット]=1[シンボル]と
ると、2164となり現実的ではない計算量となる。
計算量を減らすべく、非特許文献5の論文に紹介されている片側DFE法を基本とし、更にMMSEを用いて応用を加えた方法を考案した。
先ず、改良したMMSEを用いた片側DFE判定法について説明する。
(改良したMMSEを用いた片側DFE判定法)
以下に考案した推定法の手順を示す。
(1)X推定k=(0,0,0,...,0)と初期化する。
(2)X推定kの一列目のみを送信候補の要素内で変化させ式(17)に代入し、式(19)を満たすx推定k0を求める。
(3)(2)で確定したx推定k0をXkに代入し、今度は二列目xk1のみを送信候補の要素内で変化させて式(19)を満たすx推定k1を求める。
(4)以下同様にl=2,3,4,...,(M−1)について順次最適解x推定 klを求めていく。
こうすることで計算回数はM・2βにすることができる。
先のパラメータβ=2,M=21を代入すると、計算量は、84(回)と、大幅に削減されていることがわかる。
しかしこの判定法は、x^kの最適解を求める際、それ以前に求めた最適解x推定1,x推定2,...,x推定k−1を信用する。つまり、x推定k以前の推定に誤りがあった場合、その誤りを蓄積させる欠点を持つ。そのため、完全なMMSEを用いた最尤判定に比べ、復号誤り確率が悪くなることも考えられる。
そこで、更に、この「MMSEを用いた片側DFE判定法」に手を加えた方法を用いるものとする。
(更に改良したMMSEを用いた片側DFE判定法)
MMSEを用いた片側DFE判定法の変更点
今回は送信系列が二つ(Xk,Yk)ある。そこで、平均二乗誤差の計算式を
とする。このとき以下の手順によって、最適解(X推定k,Y推定k)を推定する。
(1)X推定k=(0,0,0,...,0),Y^k=(0,0,0,...,0)と初期化する。
(2)x推定k0の要素ひとつに対し、式(33)で表される平均二乗誤差を最小にするy推定 k0を決める。
(3)(2)をx推定 k0の全ての要素で行い、その中で平均二乗誤差を最も小さくする(x推定 k0,y推定 k0)の組を採用する。
(4)以下同様にl=2,3,4,...,(M−1)について(2)、(3).を行い、順次最適解(x推定 kl,y推定 kl)の組を求めていく。
と、実用の範囲内に収まる。
(送信装置)
図7に本発明に適した送信装置を示す。
図7の送信装置10は、垂直偏波用送信部11、水平偏波用送信部12、垂直偏波及び水平偏偏波共用部13、垂直偏波アンテナ15及び水平偏波アンテナ16から構成されている。
垂直偏波用送信部11は、N次元のDFT行列のN個の行ベクトル(f0、f1、f2、・・・fN−1;Nは、4以上の自然数、f1をパイロット信号の送信用とし、行ベクトルf2、・・・fN−1を送信データの送信用とし、f0は使用しない。)のそれぞれと長さM(Mは、2以上の自然数)の水平偏波用パイロット信号及び垂直偏波用送信データとのクロネッカ積をとり、垂直偏波アンテナ15から送信する。
同様に、水平偏波用送信部12は、N次元のDFT行列のN個の行ベクトル(f0、f1、f2、・・・fN−1;Nは、4以上の自然数、f0をパイロット信号の送信用とし、行ベクトルf2、・・・fN−1を送信データの送信用とし、f1は使用しない。)のそれぞれと長さM(Mは、2以上の自然数)の水平偏波用パイロット信号及び水平偏波用送信データとのクロネッカ積をとり、水平偏波アンテナ16から送信する。
なお、垂直偏波用パイロット信号及び水平偏波用パイロット信号としては、任意のパイロット信号を使用することができる。
垂直偏波及び水平偏偏波共用部13は、垂直偏波用送信部11及び水平偏波用送信部12が共有する部である。
(受信装置)
図8に本発明に適した受信装置を示す。
図8の受信装置20は、水平偏波用受信部21、垂直偏波用受信部22、垂直偏波及び水平偏偏波共用部23、伝送路特性測定部231、垂直偏波アンテナ25及び水平偏波アンテナ26から構成されている。
水平偏波用受信部21は、送信装置10から送信された信号の内、水平偏波の信号を受信する。
水平偏波用受信部22は、送信装置10から送信された信号の内、垂直偏波の信号を受信する。
伝送路で、偏波間干渉によって、送信信号はそのまま受信することはできない、そこで、水平偏波用受信部21及び垂直偏波用受信部22は、伝送路特性測定部231によって、測定された伝送路特性に基づいて、送信装置が送信した送信データを推定する。
伝送路特性測定部231は、行ベクトルf0及び行ベクトルf1を使用して送信されたパイロット信号に基づいて、送信側水平偏波アンテナ16及び送信側垂直偏波アンテナ15と、受信側水平偏波アンテナ26及び受信側垂直偏波アンテナ25間の、漏波成分を含む伝送特性を求める。
垂直偏波及び水平偏偏波共用部231は、垂直偏波用受信部22及び水平偏波用受信部21が共有する部である。
(変形例)
上記説明では、パイロット信号として、(1,0,0,0,...,0)の場合で説明した。しかしながら、本願発明は、パイロット信号として、ZCZ(zero Correlation Zone Sequence)信号を用いることができる。
IMの整合フィルタを通過させた後に、当該ZCZ信号の整合フィルタを通過させる必要がある。
上記説明では、N次元のDFT行列の行ベクトルを用いた。しかしながら、N次元のDFT行列の列ベクトルでも、行ベクトルと同じく、列ベクトル同士は、周期相互相関が全てのシフト(ゼロシフトを除く)において、ゼロである。
したがって、本願発明において、N次元のDFT行列の行ベクトルは、N次元のDFT行列の列ベクトルを含む意味で、この明細書及び特許請求の範囲は記載されている。
また、N次元のDFT行列の行ベクトルに代えて、長さNのZCCZ(zero Crosscorrelation Zone Sequence)系列の信号を用いることができる。
本願発明では、N次元のDFT行列の代わりに、長さNのZCCZ行列のN個(Nは、4以上の自然数)のセットを、ZCCZ行列セットと称し、ZCCZ行列セットのそれぞれを、ZCCZ行列の行ベクトルと称する。
(効果)
従来のSD方式と、本発明の直交偏波を用いたSD方式(以下、SD偏波方式と呼ぶことにする)に対して、シミュレーションモデルを作成した。その結果を図9に示す。これによれば、SD偏波方式が、ビット誤り率において、優れていることが分かる。
本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求した本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形例や実施例が考えられる。そのため、上述の実施例は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであり、明細書の本文にはなんら拘束されない。
本件国際出願は、2007年2月5日に出願した日本国特許出願2007−26187号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願2007−26187号の全内容を本国際出願に援用する。
Claims (9)
- N次元のDFT行列又はZCCZ行列のN個(Nは、4以上の自然数)の行ベクトルのそれぞれと長さM(Mは、2以上の自然数)のパイロット信号及び/又は送信データとのクロネッカ積をとることによって生成された長さM×Nの信号を送信する送信方法において、
前記N個の行ベクトルをf0、f1、f2、・・・fN−1としたとき、
この行ベクトルの内、行ベクトルf0、f1をパイロット信号の送信用とし、行ベクトルf2、・・・fN−1を送信データの送信用とし、
送信信号を水平偏波アンテナ(以下、「送信側水平偏波アンテナ」と言う。)及び垂直偏波アンテナ(以下、「送信側垂直偏波アンテナ」と言う。)を用いて送信し、
前記送信側水平偏波アンテナからは、上記行ベクトルf0と水平偏波用パイロット信号とのクロネッカ積の信号を送信し、前記送信側垂直偏波アンテナからは、上記行ベクトルf1と垂直偏波用パイロット信号とのクロネッカ積の信号を送信し、
更に、前記送信側水平偏波アンテナから、行ベクトルf2、・・・fN−1とN−2個の長さMの水平偏波用の送信データとのクロネッカ積の信号を送信し、前記送信側垂直偏波アンテナから、行ベクトルf2、・・・fN−1とN−2個の長さMの垂直偏波用の送信データとのクロネッカ積の信号を送信することを特徴とする送信方法。 - 前記水平偏波用パイロット信号と前記垂直偏波用パイロット信号とは、長さMのベクトルIM(1、0、・・・・0)であることを特徴とする請求項1記載の送信方法。
- 前記送信側水平偏波アンテナ及び前記送信側垂直偏波アンテナの少なくとも一方を、複数のアンテナとしたことを特徴とする請求項1又は2記載の送信方法。
- 前記水平偏波用パイロット信号と前記垂直偏波用パイロット信号は、送信データが送信される送信データ送信期間の全期間に亘って送信されるものではなく、送信データ送信期間の一部の期間は、送信されないことを特徴とする請求項1ないし3いずれか一項に記載の送信方法。
- 垂直偏波用送信部、水平偏波用送信部、垂直偏波及び水平偏偏波共用部、送信側垂直偏波アンテナ及び送信側水平偏波アンテナを有する請求項1ないし3いずれか一項に記載の送信方法に用いられる送信装置。
- N次元のDFT行列又はZCCZ行列のN個の行ベクトル(f0、f1、f2、・・・fN−1、なお、Nは、4以上の自然数であり、f0、f1は、パイロット信号の伝送用であり、f2、・・・fN−1は、送信データの伝送用である。)のそれぞれと長さM(Mは、2以上の自然数)のデータとのクロネッカ積をとることによって生成された長さM×Nの送信信号を、水平偏波アンテナ(以下、「受信側水平偏波アンテナ」と言う。)及び垂直偏波アンテナ(以下、「受信側垂直偏波アンテナ」と言う。)を用いて、受信する受信方法において、
長さMのベクトルIM(1、0、・・・・0)としたとき、
を整合する信号とする整合フィルタを、前記受信側水平偏波アンテナ及び前記受信側垂直偏波アンテナ毎に、予め設けておき、
前記受信側水平偏波アンテナ及び前記受信側垂直偏波アンテナで受信した水平偏波用パイロット信号と垂直偏波用パイロット信号とに基づいて、送信側水平偏波アンテナ及び送信側垂直偏波アンテナと、受信側水平偏波アンテナ及び受信側垂直偏波アンテナ間の、漏波成分を含む伝送特性を求め、
更に、前記受信側水平偏波アンテナ及び前記受信側垂直偏波アンテナ毎に、
行ベクトルf2、・・・fN−1に係る上記整合フィルタの各出力と、求められた伝送特性とに基づいて、送信側水平偏波アンテナ及び送信側垂直偏波アンテナのそれぞれから送信された信号を推定することを特徴とする受信方法。 - 受信側水平偏波アンテナ及び受信側垂直偏波アンテナの少なくとも一方を、複数のアンテナとしたことを特徴とする請求項5記載の受信方法。
- 水平偏波用受信部、垂直偏波用受信部、垂直偏波及び水平偏偏波共用部、伝送路特性測定部、受信側垂直偏波アンテナ及び受信側水平偏波アンテナを有する請求項5又は6記載の受信方法に用いられる受信装置。
- N次元のDFT行列又はZCCZ行列のN個(Nは、4以上の自然数)の行ベクトルのそれぞれと長さM(Mは、2以上の自然数)のデータとのクロネッカ積をとることによって生成された長さM×Nの信号を送受信する伝送方法において、
前記N個の行ベクトルをf0、f1、f2、・・・fN−1としたとき、
この行ベクトルの内、行ベクトルf0、f1をパイロット信号伝送用とし、行ベクトルf2、・・・fN−1をデータ伝送用とし、
送信側で送信信号を水平偏波アンテナ(以下、「送信側水平偏波アンテナ」と言う。)及び垂直偏波アンテナ(以下、「送信側垂直偏波アンテナ」と言う。)を用いて送信し、受信側で、受信信号を水平偏波アンテナ(以下、「受信側水平偏波アンテナ」と言う。)及び垂直偏波アンテナ(以下、「受信側垂直偏波アンテナ」と言う。)を用いて受信し、
送信側で、前記送信側水平偏波アンテナからは、上記行ベクトルf0と水平偏波用パイロット信号とのクロネッカ積の信号を送信し、前記送信側垂直偏波アンテナからは、上記行ベクトルf1と垂直偏波用パイロット信号とのクロネッカ積の信号を送信し、
更に、前記送信側水平偏波アンテナから、行ベクトルf2、・・・fN−1とN−2個の長さMの水平偏波用の送信データとのクロネッカ積の信号を送信し、前記送信側垂直偏波アンテナから、行ベクトルf2、・・・fN−1とN−2個の長さMの垂直偏波用の送信データとのクロネッカ積の信号を送信し、
受信側では、長さMのベクトルIM(1、0、・・・・0)としたとき、
但し、0≦k≦N−1
を整合する信号とする整合フィルタを、受信側水平偏波アンテナ及び受信側垂直偏波アンテナ毎に、予め設けておき、
受信側で、受信側水平偏波アンテナ及び受信側垂直偏波アンテナで受信した水平偏波用パイロット信号と垂直偏波用パイロット信号とに基づいて、送信側水平偏波アンテナ及び送信側垂直偏波アンテナと、受信側水平偏波アンテナ及び受信側垂直偏波アンテナ間の、漏波成分を含む伝送特性を求め、
更に、受信側水平偏波アンテナ及び受信側垂直偏波アンテナ毎に、
行ベクトルf2、・・・fN−1に係る上記整合フィルタの各出力と、求められた伝送特性とに基づいて、送信側水平偏波アンテナ及び送信側垂直偏波アンテナから送信された信号を推定することを特徴とする伝送方法。
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