JP5121368B2 - Receiver - Google Patents
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Description
本発明は、受信装置に関する。特に、移動通信システムにおけるマルチユーザMIMO(Multiple−Input and Multiple−Output)システムに含まれる受信装置に関する。 The present invention relates to a receiving apparatus. In particular, the present invention relates to a receiving apparatus included in a multi-user MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output) system in a mobile communication system.
無線装置間の通信速度を高速化する技術の一つとして、多入力・多出力伝送方式が知られている。この方式は、文字通り、複数のアンテナを用いた信号の入出力を基本としている。この方式の特徴は、異なる複数のアンテナを利用して、同じタイミング、かつ、同じ周波数で複数の送信データを一度に送信することが可能な点にある。そのため、同時に送信可能なチャネルの数が増加するにつれ、増加したチャネルの分だけ単位時間当たりに送信可能な情報量を増加させることが可能になる。また、この方式は、通信速度を向上させるに当たって、占有される周波数帯域が増加しないという利点も有する。 As one technique for increasing the communication speed between wireless devices, a multi-input / multi-output transmission system is known. This method is literally based on signal input / output using a plurality of antennas. The feature of this method is that a plurality of transmission data can be transmitted at the same time and at the same frequency using a plurality of different antennas. Therefore, as the number of channels that can be transmitted simultaneously increases, the amount of information that can be transmitted per unit time can be increased by the increased number of channels. Further, this method has an advantage that the occupied frequency band does not increase when the communication speed is improved.
しかし、同一周波数の搬送波成分を有する複数の変調信号が同時に送信されるため、受信側において混信した変調信号を分離する手段が必要になる。そこで、受信側において、無線伝送路の伝送特性を表すチャネル行列が推定され、そのチャネル行列に基づき、受信信号から各サブストリームに対応する送信信号が分離される。尚、チャネル行列は、パイロットシンボル等を用いて推定される。 However, since a plurality of modulated signals having carrier components of the same frequency are transmitted at the same time, a means for separating the interfering modulated signals on the receiving side is necessary. Therefore, on the receiving side, a channel matrix representing the transmission characteristics of the wireless transmission path is estimated, and the transmission signal corresponding to each substream is separated from the received signal based on the channel matrix. The channel matrix is estimated using pilot symbols or the like.
しかしながら、伝送路内で付加されるノイズやサブストリーム間に生じる干渉等の影響を十分に除去してサブストリーム毎に送信信号を精度良く再現するには特別な工夫が必要である。近年、MIMO信号検出に関する様々な技術が開発されてきている。特に最近は、MIMO方式の信号伝送が可能な複数の通信装置を含むマルチユーザMIMOシステムに関する話題に注目が集まっている。マルチユーザMIMOシステムにおける信号検出方法としては、例えば、MMSE(Minimum Mean Squared Error)検出を利用する方法が知られている。この方法は、受信側でMMSE検波後のSINR(Signal power to Interference plus Noise power Ratio)を算出して送信側に帰還し、そのMMSE検波後のSINRに基づいて伝送制御パラメータを設定することで伝送特性を向上させる技術である。 However, special measures are required to accurately remove the influence of noise added in the transmission path, interference generated between substreams, and the like and accurately reproduce the transmission signal for each substream. In recent years, various techniques related to MIMO signal detection have been developed. In particular, recently, attention has been focused on a topic related to a multi-user MIMO system including a plurality of communication apparatuses capable of MIMO signal transmission. As a signal detection method in the multi-user MIMO system, for example, a method using MMSE (Minimum Mean Squared Error) detection is known. In this method, SINR (Signal power to Interference plus Noise power Ratio) after MMSE detection is calculated on the reception side, and the transmission is returned to the transmission side, and transmission control parameters are set based on the SINR after MMSE detection. It is a technology that improves the characteristics.
さらに、上記のMMSE検波方式よりも伝送特性を向上させることが可能な方式として、例えば、MLD(Maximum Likelihood Detection)検波方式等をマルチユーザMIMOシステムの受信側に利用したいという要望もある。そのため、受信装置毎にサブチャネルを分離する技術が求められている。これに関連し、例えば、各受信装置から帰還されたサブチャネル行列を特異値分解してビームフォーミング行列を算出する技術が知られている。 Further, as a method capable of improving transmission characteristics as compared with the above MMSE detection method, there is a demand to use, for example, an MLD (Maximum Likelihood Detection) detection method or the like on the receiving side of the multiuser MIMO system. Therefore, a technique for separating subchannels for each receiving apparatus is required. In relation to this, for example, a technique for calculating a beamforming matrix by performing singular value decomposition on a subchannel matrix fed back from each receiving apparatus is known.
上記の技術を適用する場合、各受信装置は、ビームフォーミング行列の算出に利用されるサブチャネル行列の情報を送信装置に帰還する必要がある。しかしながら、サブチャネル行列の情報をそのまま帰還するには膨大な通信量が消費される。そこで、帰還情報量を削減するためにベクトル量子化と呼ばれる技術が考案された。この技術は、例えば、下記の非特許文献1に記載されているように、受信装置で推定されたアンテナ毎のチャネルベクトルと、予め設定された量子化ベクトルとを比較し、当該チャネルベクトルとの間の角度差が小さい量子化ベクトルのインデックスを送信装置に帰還するというものである。そのため、当該技術を用いると、帰還情報量を大幅に削減することができる。
When the above technique is applied, each receiving apparatus needs to feed back information on the subchannel matrix used for calculating the beamforming matrix to the transmitting apparatus. However, enormous amount of communication is consumed to return the subchannel matrix information as it is. Therefore, a technique called vector quantization has been devised to reduce the amount of feedback information. For example, as described in Non-Patent
ところで、MIMOシステムに関連する他の技術として、アンテナ巡回置換を利用したMIMO用ハイブリッドARQ(Automatic Repeat reQuest)方式と呼ばれる再送制御技術が知られている(例えば、下記の非特許文献2を参照)。この方式は、受信側でMIMO信号検出されたストリーム毎の再送データに対して誤り検出し、送信側にNACK/ACKを帰還することで再送制御する技術に関する。特に、送信側で各送信シンボルに割り当てるアンテナの組み合わせを巡回置換することにより、同一パケットであっても、再送される度に異なるチャネル利得が得られる点に特徴がある。つまり、受信側で再送パケットをパケット合成することにより、アンテナ切り替えによるダイバーシチ効果が得られるというものである。
By the way, as another technique related to the MIMO system, there is known a retransmission control technique called a hybrid ARQ (Automatic Repeat reQuest) scheme using MIMO cyclic permutation (for example, see Non-Patent
しかしながら、上記の非特許文献1に記載の技術に対し、上記の非特許文献2に記載されているようなハイブリッドARQ方式を適用することは困難である。なぜなら、非特許文献1に記載の技術は、送信側で送信すべき各ストリームにビームフォーミングウェイトを乗算して全てのアンテナから送信するため、各アンテナに対するストリームの割り当て自由度が無いからである。その結果、ハイブリッドARQを適用したとしても、再送パケットと再送以前に送信された同一パケットとの間で異なるチャネル利得を受けることができず、ハイブリッドARQの効果を有効に生かすことができないという問題がある。
However, it is difficult to apply the hybrid ARQ scheme as described in
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、帰還情報量を削減しつつ、再送制御により得られるダイバーシチ効果を享受することが可能な、新規かつ改良された受信装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a novel that can enjoy the diversity effect obtained by retransmission control while reducing the amount of feedback information. Another object of the present invention is to provide an improved receiving apparatus.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、N本(N≧4)のアンテナを有し、再送制御が可能な受信装置が提供される。当該受信装置は、M本(2≦M≦N−2)の前記アンテナに対応するM個のチャネルベクトルを合成して当該M個のチャネルベクトルの合成ベクトルに対応する所定の量子化ベクトルを選択する複数の合成量子化部と、前記合成量子化部により合成される前記チャネルベクトルの組合せを前記アンテナの他の組合せに対応する前記チャネルベクトルの組合せに切り替える組合せ切換部とを備えており、各前記合成量子化部により選択された前記所定の量子化ベクトルのインデックスを送信装置に帰還することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, according to an aspect of the present invention, a receiving apparatus having N (N ≧ 4) antennas and capable of retransmission control is provided. The receiving apparatus combines M channel vectors corresponding to M antennas (2 ≦ M ≦ N−2), and selects a predetermined quantization vector corresponding to the combined vector of the M channel vectors. A combination switching unit that switches the combination of the channel vectors combined by the combination quantization unit to the combination of the channel vectors corresponding to another combination of the antennas, and The index of the predetermined quantization vector selected by the synthesis quantization unit is fed back to a transmission device.
また、前記組合せ切換部は、再生データに誤りが検出された場合に前記チャネルベクトルの組合せを切り替える。そして、前記合成量子化部は、前記組合せ切換部により切り替えられた前記チャネルベクトルの組合せに基づいて前記所定の量子化ベクトルを新たに選択する。さらに、前記受信装置は、前記新たに選択された前記所定の量子化ベクトルのインデックスを前記送信装置に帰還する。 The combination switching unit switches the channel vector combination when an error is detected in the reproduction data. And the said synthetic | combination quantization part newly selects the said predetermined | prescribed quantization vector based on the combination of the said channel vector switched by the said combination switching part. Further, the receiving apparatus feeds back the index of the newly selected predetermined quantization vector to the transmitting apparatus.
また、前記受信装置は、前記インデックスに対応する所定の量子化ベクトルに基づいてビームフォーミングが施された送信信号を受信することができる。これに対応し、前記受信装置は、各前記合成量子化部に対応する前記M本のアンテナを介して受信されたM個の受信信号を合成し、当該各合成量子化部に対応する合成信号を生成する信号合成部と、前記複数の合成量子化部に対応する複数の前記合成信号から推定されるチャネル行列に基づいてストリーム毎の送信信号を検出する信号検出部とをさらに備えていてもよい。 Further, the receiving apparatus can receive a transmission signal that has been subjected to beam forming based on a predetermined quantization vector corresponding to the index. Corresponding to this, the receiving apparatus synthesizes M reception signals received via the M antennas corresponding to the combined quantization units, and combines signals corresponding to the combined quantization units. And a signal detection unit that detects a transmission signal for each stream based on a channel matrix estimated from a plurality of the combined signals corresponding to the plurality of combined quantization units. Good.
また、前記受信装置は、誤りが検出された前記再生データに対応するストリーム毎の受信信号と、前記新たに選択された前記所定の量子化ベクトルに基づいてビームフォーミングされた再送信号に対応するストリーム毎の受信信号とを合成する検出信号合成部をさらに備えていてもよい。 In addition, the reception device may receive a stream corresponding to a received signal for each stream corresponding to the reproduction data in which an error is detected, and a retransmission signal beamformed based on the newly selected predetermined quantization vector. You may further provide the detection signal synthetic | combination part which synthesize | combines each received signal.
また、前記受信装置は、マルチユーザMIMOシステムに含まれるユーザ端末であってもよい。その場合、前記送信装置により、前記受信装置から帰還された前記所定の量子化ベクトルのインデックスに基づいてユーザ端末毎にチャネル行列をブロック対角化するためのビームフォーミング行列が算出され、当該ビームフォーミング行列によりビームフォーミングされた送信信号が送信されると、前記信号検出部は、前記合成信号に基づいて推定されたチャネル行列を利用してストリーム毎の送信信号を検出することができる。 Further, the receiving device may be a user terminal included in a multiuser MIMO system. In that case, a beamforming matrix for block diagonalizing the channel matrix is calculated for each user terminal based on the index of the predetermined quantization vector fed back from the receiving device, and the beamforming matrix is calculated by the transmitting device. When a transmission signal beamformed by a matrix is transmitted, the signal detection unit can detect a transmission signal for each stream using a channel matrix estimated based on the combined signal.
以上説明したように本発明によれば、帰還情報量を削減しつつ、再送制御により得られるダイバーシチ効果を享受することが可能になる。 As described above, according to the present invention, it is possible to enjoy the diversity effect obtained by retransmission control while reducing the amount of feedback information.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
[目的と概要]
まず、本発明に係る好適な実施形態について説明するに先立ち、以下で説明する本発明の各実施形態に関わる技術について、図1〜図6を参照しながら簡単に説明する。
[Purpose and Overview]
First, prior to describing preferred embodiments according to the present invention, technologies related to the embodiments of the present invention described below will be briefly described with reference to FIGS.
[アンテナ巡回置換型の自動再送制御方法]
図1を参照しながら、アンテナ巡回置換型の自動再送制御が可能な通信システム1の構成について説明する。図1は、アンテナ巡回置換型の自動再送制御が可能な通信システム1のシステム構成を示す説明図である。
[Antenna cyclic permutation type automatic retransmission control method]
A configuration of a
図1に示すように、通信システム1は、ハイブリッドARQ方式を採用したMIMOシステムであり、主に、送信装置10と、受信装置40とにより構成される。
As illustrated in FIG. 1, the
(送信装置10の機能構成)
まず、送信装置10の機能構成について説明する。送信装置10は、主に、再送制御部12と、誤り検出符号化部14と、誤り訂正符号化部16と、変調マッピング部18と、アンテナ巡回置換部20と、複数のアンテナ22とにより構成される。
(Functional configuration of transmitting apparatus 10)
First, the functional configuration of the
まず、ストリーム毎に送信データが生成され、各再送制御部12に入力される。再送制御部12は、受信装置40から帰還されたACK/NACK(ACKnowledgement/Non−ACKnowledgement)信号に応じて、新たな送信データ又は前回送信した送信データを誤り検出符号化部14に入力する。誤り検出符号化部14は、入力された送信データに所定の誤り検出符号を付加する。誤り検出符号としては、例えば、巡回符号、ハミング符号、リード・ソロモン符号、又はターボ符号等が用いられる。誤り検出符号が付加された送信データは、誤り訂正符号化部16に入力される。
First, transmission data is generated for each stream and input to each
誤り訂正符号化部16は、送信データに所定の誤り訂正符号を付加する。誤り訂正符号が付加された送信データは、変調マッピング部18に入力される。変調マッピング部18は、所定の変調方式に基づいて送信データを変調マッピングし、ストリーム毎に送信シンボルを生成する。ストリーム毎の送信シンボルを成分とする送信シンボルベクトルは、アンテナ巡回置換部20に入力される。アンテナ巡回置換部20は、各送信シンボルを割り当てるアンテナ22の組合せを巡回置換する。そのため、同一のパケットを送信したとしても、巡回置換の度に異なるチャネル利得が得られるという効果が期待できる。
The error
(受信装置40の機能構成)
次に、受信装置40の機能構成について説明する。受信装置40は、主に、複数のアンテナ42と、MIMO信号検出部44と、パケット合成部46と、誤り訂正復号部48と、誤り検出部50とにより構成される。
(Functional configuration of receiving device 40)
Next, the functional configuration of the receiving
MIMO信号検出部44は、複数のアンテナ42を介して受信した受信信号から、予め推定されたチャネル行列に基づいてストリーム毎の送信信号を検出する。検出された送信信号は、パケット合成部46に入力される。パケット合成部46は、入力された送信信号が再送されたものである場合、誤りが検出された再送前の送信信号と、入力された新たな送信信号とを合成する。合成された送信信号は、誤り訂正復号部48に入力される。
The MIMO
誤り訂正復号部48は、送信装置10で付加された所定の誤り訂正符号によって誤り訂正の復号を行い、送信データを復元する。復元された送信データは、誤り検出部50に入力される。誤り検出部50は、送信装置10で付加された所定の誤り検出符号に基づいて送信データの誤りを検出する。誤りが検出された場合、誤り検出部50は、送信装置10にNACKを帰還する。誤りが検出されなかった場合、誤り検出部50は、送信装置10にACKを帰還する。
The error
(自動再送制御処理の流れ)
次に、図2を参照しながら、上記の構成を有する送信装置10、及び受信装置40による自動再送制御処理の流れについて簡単に説明する。図2は、通信システム1における自動再送制御処理の流れを示す説明図である。
(Flow of automatic retransmission control processing)
Next, the flow of automatic retransmission control processing by the
まず、送信装置10は、受信装置40に対して送信シンボルベクトルs=[s1,s2,s3,s4]Tを送信する(初回送信)。送信シンボルベクトルsから再生された送信データ(再生データ)に誤りが検出されると、受信装置40は、NACKを送信装置10に帰還する。送信装置10は、アンテナ巡回置換部20により各送信アンテナに割り当てる送信シンボルを巡回置換し、送信シンボルベクトルs=[s4,s1,s2,s3]Tを再送する。このように、再送データに誤りが検出される度に、送信装置10と受信装置40との間でパケットの再送が繰り返される。
First, the
また、受信装置40は、再生データに誤りが検出されると、再び送信装置10にNACKを帰還する。送信装置10は、再送間隔毎にアンテナの巡回置換を実施し、NACKに応じて再送される各送信シンボルの割り当てアンテナを変更している。そのため、再送されたパケットは、それ以前に送信された同一パケットと異なるアンテナから送信される。その結果、再送パケットと以前に送信された同一パケットとは、異なるチャネル利得を得ることになり、受信装置40でパケット合成することでアンテナ切り替えによるダイバーシチ効果が得られる。
Further, when an error is detected in the reproduction data, the receiving
[チャネルベクトルの合成量子化方法]
次に、図3、及び図4を参照しながら、チャネルベクトルの合成量子化方法について説明する。この方法によると、複数のチャネルベクトルを合成して量子化することで、量子化ビット数を増加させることなく、量子化精度を向上させることができる。
[Synthetic quantization method of channel vector]
Next, a method of combining and quantizing channel vectors will be described with reference to FIGS. According to this method, the quantization accuracy can be improved without increasing the number of quantization bits by combining and quantizing a plurality of channel vectors.
まず、図3を参照しながら、複数のチャネルベクトルを合成量子化する手段を備えた受信装置60の機能構成について説明する。
First, with reference to FIG. 3, a functional configuration of the receiving
図3に示すように、受信装置60は、主に、チャネル推定ブロックとして、チャネル推定部62、64と、記憶部66と、合成量子化部68とを備える。さらに、受信装置60は、チャネル推定ブロックの他に、信号合成部70と、合成係数取得部72とを備える。
As illustrated in FIG. 3, the
チャネル推定部62は、一のアンテナから受信した信号に基づいて、送信装置10の各アンテナに対応するベクトル成分を有するチャネルベクトルh1=[h11,h12,h13]Tを推定する。同様に、チャネル推定部64は、他のアンテナから受信した信号に基づいて、送信装置10の各アンテナに対応するベクトル成分を有するチャネルベクトルh2=[h21,h22,h23]Tを推定する。チャネル推定部62、64により推定されたチャネルベクトルh1、h2は、合成量子化部68に入力される。
The
次いで、合成量子化部68は、チャネル推定部62、64により推定された2つのチャネルベクトルh1、h2を合成し、合成チャネルベクトルh’=a×h1+b×h2を生成する。但し、a、bは、合成係数である。さらに、合成量子化部68は、記憶部66に記録された量子化コードブックを参照して、合成チャネルベクトルh’に適合する量子化ベクトルを選択し、そのインデックスを送信装置10に帰還する。例えば、合成量子化部68は、図4に示すように、合成チャネルベクトルh’との間の角度差が最小になる量子化ベクトルq=[q1,q2,q3]Tを選出する。
Next, the combined
図4の例では、送信装置10の各アンテナに対応する3本の軸が設定され、当該3本の軸で規定される空間に複数の量子化ベクトルと、チャネル推定部62、64により推定されたチャネルベクトルh1、h2と、その合成チャネルベクトルh’とが記載されている。図4に示すように、合成量子化部68は、合成チャネルベクトルh’との間の角度差が最も小さくなる量子化ベクトルqを選出する。このとき、合成量子化部68は、例えば、合成チャネルベクトルh’が量子化ベクトルqに近似するように、合成係数a、bを決定する。尚、チャネルベクトルh1、h2の合成方法には、例えば、選択合成法、最大比合成法、又は量子化誤差最小合成法等を用いることができる。
In the example of FIG. 4, three axes corresponding to each antenna of the
次いで、合成係数取得部72は、合成量子化部68で決定した合成係数a、bを取得し、信号合成部70に入力する。尚、合成係数a、bは、合成量子化部68により選択された量子化ベクトルqの情報と、チャネルベクトルh1、h2の情報とに基づいて合成係数取得部72により算出されてもよい。この場合、合成量子化部68では、例えば、チャネルベクトルh1、h2を単純に合成した合成チャネルベクトルに基づいて量子化ベクトルqが決定されてもよい。
Next, the synthesis
上記の方法を適用すると、合成チャネルベクトルh’と量子化ベクトルqとの間の角度差が合成係数a、bを用いて調整されるため、量子化ビット数を増大させることなく、量子化精度を向上させることが可能になる。尚、帰還されたインデックスに基づいてビームフォーミングされた送信信号を受信する場合、受信装置60は、信号合成部70により、各アンテナで受信した信号に合成係数を乗算してから、各信号を合成する。例えば、チャネルベクトルh1に乗算される合成係数aは、そのチャネルベクトルh1に対応するアンテナを介して受信した信号に乗算される。
When the above method is applied, the angle difference between the combined channel vector h ′ and the quantized vector q is adjusted using the combined coefficients a and b, so that the quantization accuracy can be increased without increasing the number of quantization bits. It becomes possible to improve. When receiving a transmission signal beamformed based on the feedback index, the receiving
以上説明した方法を用いると、送信装置10でビームフォーミング等に利用されるサブチャネル行列に関する情報を少ない帰還ビット数で帰還することができる。次に、この方法の応用例として、帰還情報量を低減させつつ、複数アンテナによる多重利得を得ることが可能なマルチユーザMIMO方式の通信システム1000の構成について説明する。
By using the method described above, it is possible to feed back information on the subchannel matrix used for beamforming or the like in the
[通信システム1000のシステム構成]
図5及び図6を参照しながら、通信システム1000のシステム構成について説明する。図5は、通信システム1000のシステム構成、及び通信システム1000に含まれる送信装置100の機能構成を示す説明図である。図6は、通信システム1000に含まれる受信装置200の機能構成を示す説明図である。
[System configuration of communication system 1000]
The system configuration of the communication system 1000 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a system configuration of the communication system 1000 and a functional configuration of the
(送信装置100の機能構成)
まず、図5を参照しながら、通信システム1000に含まれる送信装置100の機能構成について説明する。
(Functional configuration of transmitting apparatus 100)
First, the functional configuration of the
尚、図5の例では、送信装置100のアンテナ数を4本、各受信装置200のアンテナ数を4本としているが、送信装置100、及び各受信装置200のアンテナ数は、これに限定されない。さらに、受信装置200のアンテナ数は、受信装置200(#1)と受信装置200(#2)とで異なっていてもよい。また、図5の例では、各受信装置200が2本のアンテナをアンテナ合成に利用するため、選択された受信装置200の組(#1、#2)に送信されるストリーム数は2である点に注意されたい。
In the example of FIG. 5, the number of antennas of the
図5に示すように、送信装置100は、主に、量子化ベクトル再生部102と、ユーザ選択部104と、サブセット行列設定部106と、逆行列演算部108と、ビームフォーミング行列生成部110と、シリアル/パラレル変換部112と、チャネル符号化部114と、変調マッピング部116と、ビームフォーミング処理部118と、複数のアンテナ120とにより構成される。
As illustrated in FIG. 5, the
(量子化ベクトル再生部102)
量子化ベクトル再生部102は、量子化コードブックを参照し、各受信装置200から帰還されたコードブックインデックスに基づいて、各受信装置200により推定されたチャネルベクトルに対応する量子化ベクトルを選出する。量子化ベクトル再生部102により選出された量子化ベクトルの情報は、ユーザ選択部104に入力される。
(Quantized vector reproduction unit 102)
The quantization
(ユーザ選択部104)
まず、ユーザ選択部104は、量子化ベクトル再生部102から入力された各受信装置200に対応する量子化ベクトルq(#1)、q(#2)に基づいてビームフォーミング後のチャネル容量が大きくなるように、信号が同時に送信される送信先となる受信装置200の組合せを選択する。ユーザ選択部104は、各受信装置200を示すユーザインデックスを用いて、受信装置200の組合せをサブセット行列設定部106に通知する。また、送信装置100は、ユーザ選択部104により選択された受信装置200の組合せ(ユーザインデックスの組合せ)に応じてストリーム毎に割り当てるデータ(データu1、データu2)を決定し、シリアル/パラレル変換部112に入力する。
(User selection unit 104)
First, the
シリアル/パラレル変換部112は、ストリーム毎のデータをシリアル/パラレル変換して複数のサブストリームに分配し、チャネル符号化部114に入力する。次いで、チャネル符号化部114は、シリアル/パラレル変換部112から入力されたサブストリーム毎のデータをチャネル符号化し、変調マッピング部116に入力する。次いで、変調マッピング部116は、所定の変調方式に基づき、チャネル符号化されたサブストリーム毎のデータを所定の変調次数で変調マッピングし、サブストリーム毎の送信シンボルを決定してビームフォーミング処理部118に入力する。
The serial /
(サブセット行列設定部106)
サブセット行列設定部106は、量子化ベクトルの要素に基づき、一の受信装置200が有する1つのアンテナ(i)と、他の受信装置200が有する全アンテナとに関するサブセット行列Hi’を設定する。このとき、サブセット行列設定部106は、通信システム1000に含まれる全ての受信装置200に対して、各受信装置200が備えるアンテナ毎にサブセット行列を設定する。但し、(i)は、全受信装置200のアンテナを番号付けした場合のi番目のアンテナを示すインデックスである。
(Subset matrix setting unit 106)
Subset
例えば、サブセット行列設定部106は、下記の式(1)に示すように、受信装置200(#1)のアンテナ(1)と、受信装置200(#2)のアンテナ(3)及びアンテナ(4)とに関するサブセット行列H1’を設定する。同様に、サブセット行列設定部106は、受信装置200(#1)のアンテナ(2)と受信装置200(#2)のアンテナ(3)(4)とに関するサブセット行列H2’(式(2))、受信装置200(#2)のアンテナ(3)と受信装置200(#1)のアンテナ(1)(2)とに関するサブセット行列H3’(式(3))、及び受信装置200(#2)のアンテナ(4)と受信装置200(#1)のアンテナ(1)(2)とに関するサブセット行列H4’(式(4))を設定する。そして、サブセット行列設定部106は、設定したサブセット行列の情報を逆行列演算部108に入力する。
For example, as shown in the following formula (1), the subset
(逆行列演算部108)
逆行列演算部108は、サブセット行列設定部106により設定された各サブセット行列Hi’に対し、下記の式(5)に示す逆行列演算を施して、サブセット行列Hi’毎のビームフォーミングウェイトWi’を算出する。そして、逆行列演算部108は、算出したビームフォーミングウェイトWi’の情報をビームフォーミング行列生成部110に入力する。
(Inverse matrix calculation unit 108)
The inverse
(ビームフォーミング行列生成部110)
ビームフォーミング行列生成部110は、サブセット行列Hi’毎に算出されたビームフォーミングウェイトWi’を用いて、チャネル行列Hを受信装置200の単位でブロック対角化するためのビームフォーミング行列W’を生成する。まず、ビームフォーミング行列生成部110は、ビームフォーミングウェイトWi’={wj (i);j=1,2,…}の要素(以下、ウェイトベクトル)の中から、受信装置200のアンテナ(i)に対応するウェイトベクトルwk (i)を抽出する。但し、kは、アンテナ(i)に対応する構成要素のインデックスを表す。そして、ビームフォーミング行列生成部110は、抽出したウェイトベクトルwk (i)(k=1,2,…)を用いてビームフォーミング行列W’を生成する。
(Beam forming matrix generator 110)
The beamforming
一例として、受信装置200(#1)のアンテナ(1)に対応するウェイトベクトルwk (i)を選択する方法について考える。まず、上記の式(1)を参照すると、アンテナ(1)に対応するサブセット行列H1’の第1行目に、受信装置200のアンテナ(1)に対応した行列要素が存在することが分かる。上記の式(5)に従って、このサブセット行列H1’に逆行列演算を施すと、下記の式(6)が得られる。このとき、サブセット行列H1’の第1行目の成分は、ビームフォーミングウェイトW1’の第1列目の成分に対応する。そのため、ビームフォーミング行列生成部110は、ウェイトベクトルとしてビームフォーミングウェイトW1’の第1番目に位置するベクトルw1 (1)を抽出する。
As an example, consider a method of selecting weight vector w k (i) corresponding to antenna (1) of receiving apparatus 200 (# 1). First, referring to the above equation (1), it can be seen that there is a matrix element corresponding to the antenna (1) of the receiving
同様に、ビームフォーミング行列生成部110は、受信装置200のアンテナ(i)(i=2,3,4)についても、ウェイトベクトル(w1 (2)、w3 (3)、w3 (4))を抽出する。そして、ビームフォーミング行列生成部110は、抽出されたウェイトベクトルw1 (1)、w1 (2)、w3 (3)、w3 (4)を用いて、下記の式(7)に示すように、ビームフォーミング行列W’を生成する。
Similarly, the beamforming
(ビームフォーミング処理部118)
ビームフォーミング処理部118は、ビームフォーミング行列生成部110により生成されたビームフォーミング行列W’を用いて、送信シンボルベクトルsにビームフォーミングを施して送信する。その結果、受信シンボルベクトルrは、下記の式(8)のように表現される。下記の式(8)に示すように、ビームフォーミング後の実効的なチャネル行列HW’は、受信装置毎にブロック対角化され、受信装置間の干渉成分が除去されている。さらに、この実行的なチャネル行列HW’には、受信装置200が備える複数アンテナ間の干渉成分が残存している。下記の式(8)において、例えば、ρ21は、アンテナ(1)向けのウェイトベクトルと、アンテナ(2)のチャネルベクトルに含まれる相互相関成分とに対応し、アンテナ(2)により受信される成分である。
(Beam forming processing unit 118)
The
この効果は、サブセット行列設定部106により、MIMOサブチャネルを残すようにサブセット行列が選択された結果として得られる。この方式によると、受信装置200が有する一のアンテナに向けたビームが他のアンテナに対してナルを形成せず、さらに、他のアンテナに向けたビームが前記一のアンテナに対してナルを形成しないように制御される。その結果、各受信装置200が有する複数アンテナに対してMIMOチャネルを形成しつつ、受信装置200の間で相互に干渉を与えないように、マルチユーザMIMOチャネルのチャネル行列をブロック対角化することが可能になる。
This effect is obtained as a result of selecting the subset matrix by the subset
(受信装置200の機能構成)
次に、図6を参照しながら、受信装置200の機能構成について説明する。
(Functional configuration of receiving apparatus 200)
Next, the functional configuration of the receiving
図6に示すように、受信装置200は、主に、チャネル推定部202、204、214、222、224、234と、合成量子化部206、226と、記憶部208、228と、合成係数取得部210、230と、信号合成部212、232と、MIMO信号検出部240とにより構成される。
As illustrated in FIG. 6, the
(チャネル推定部202、204)
チャネル推定部202は、アンテナ(1)から受信した信号に基づいて、送信装置100の各アンテナに対応するベクトル成分を有するチャネルベクトルh1=[h11,h12,h13,h14]Tを推定する。同様に、チャネル推定部204は、アンテナ(2)から受信した信号に基づいて、送信装置100の各アンテナに対応するベクトル成分を有するチャネルベクトルh2=[h21,h22,h23,h24]Tを推定する。チャネル推定部202、204により推定されたチャネルベクトルh1、h2は、合成量子化部206に入力される。
(
The
(合成量子化部206)
次いで、合成量子化部206は、チャネル推定部204、206により推定された2つのチャネルベクトルh1、h2を合成し、合成チャネルベクトルh1’=a1×h1+b1×h2を生成する。但し、a1、b1は、合成係数である。さらに、合成量子化部206は、記憶部208に記録された量子化コードブックを参照し、合成チャネルベクトルh1’に適合する量子化ベクトルを選択し、そのインデックスを送信装置100に帰還する。例えば、合成量子化部206は、合成チャネルベクトルh1’との間の角度差が最小になる量子化ベクトルq1=[q11,q12,q13,q14]Tを選出する。尚、チャネルベクトルの合成方法には、例えば、選択合成、最大比合成、又は量子化誤差最小合成等の方法が利用される。
(Synthetic quantization unit 206)
Next, the
(チャネル推定部222、224)
チャネル推定部222は、アンテナ(3)から受信した信号に基づいて、送信装置100の各アンテナに対応するベクトル成分を有するチャネルベクトルh3=[h31,h32,h33,h34]Tを推定する。同様に、チャネル推定部224は、アンテナ(4)から受信した信号に基づいて、送信装置100の各アンテナに対応するベクトル成分を有するチャネルベクトルh4=[h41,h42,h43,h44]Tを推定する。チャネル推定部222、224により推定されたチャネルベクトルh3、h4は、合成量子化部226に入力される。
(
Based on the signal received from the antenna (3), the
(合成量子化部226)
次いで、合成量子化部226は、チャネル推定部224、226により推定された2つのチャネルベクトルh3、h4を合成し、合成チャネルベクトルh2’=a2×h3+b2×h4を生成する。但し、a2、b2は、合成係数である。さらに、合成量子化部226は、記憶部228に記録された量子化コードブックを参照し、合成チャネルベクトルh2’に適合する量子化ベクトルを選択し、そのインデックスを送信装置100に帰還する。例えば、合成量子化部226は、合成チャネルベクトルh2’との間の角度差が最小になる量子化ベクトルq2=[q21,q22,q23,q24]Tを選出する。
(Synthetic quantization unit 226)
Next, the
上記のように、複数のアンテナから受信した信号に基づいて推定された複数のチャネルベクトルは複数の組に分けて合成量子化される。つまり、本実施形態に係る受信装置200は、複数のチャネルベクトルを合成量子化する手段(合成量子化部206、226)を「複数」備えている。その結果、複数のチャネルベクトルが送信装置100に帰還されるため、送信装置100は、これらに基づいて複数のストリームを送信することができるようになる。そこで、以下では、複数のストリームを分離するMIMO信号検出に関する手段について説明する。
As described above, a plurality of channel vectors estimated based on signals received from a plurality of antennas are combined and quantized into a plurality of sets. That is, the receiving
(合成係数取得部210、230)
合成係数取得部210は、複数のチャネルベクトルh1’、h2’の合成チャネルベクトルと、合成量子化部206により選出された量子化ベクトルq1との間の角度差が小さくなるように、複数のチャネルベクトルh1’、h2’に各々乗算される合成係数a1、b1を取得する手段である。尚、合成係数取得部210は、複数のチャネルベクトルh1’、h2’の情報と、選出された量子化ベクトルq1の情報とに基づいて合成係数a1、b1を算出してもよい。そして、合成係数取得部210は、取得した合成係数a1,b1の情報を信号合成部212に入力する。
(Synthesis
The synthesis
同様に、合成係数取得部230は、複数のチャネルベクトルh3’、h4’の合成チャネルベクトルと、合成量子化部226により選出された量子化ベクトルq2との間の角度差が小さくなるように、複数のチャネルベクトルh3’、h4’に各々乗算される合成係数a2、b2を取得する手段である。尚、合成係数取得部230は、複数のチャネルベクトルh3’、h4’の情報と、選出された量子化ベクトルq2の情報とに基づいて合成係数a2、b2を算出してもよい。そして、合成係数取得部230は、取得した合成係数a2,b2の情報を信号合成部232に入力する。
Similarly, the synthesis
(信号合成部212、232)
信号合成部212は、合成量子化部206に対応する複数のアンテナ(1)(2)から受信した複数の受信信号(r1、r2)を合成する。このとき、信号合成部212は、合成係数取得部210により入力された合成係数a1,b1を各受信信号に乗算してから合成する。例えば、信号合成部212は、アンテナ(1)から受信した受信信号r1に対して合成係数a1を乗算し、アンテナ(2)から受信した受信信号r2に対して合成係数b1を乗算する。そして、信号合成部212は、合成係数a1、b1を乗算した受信信号r1、r2を合成して合成信号R1=a1×r1+b1×r2を生成する。
(
The
同様に、信号合成部232は、合成量子化部226に対応する複数のアンテナ(3)(4)から受信した複数の受信信号(r3、r4)を合成する。このとき、信号合成部232は、合成係数取得部230により入力された合成係数a2,b2を各受信信号に乗算してから合成する。例えば、信号合成部232は、アンテナ(3)から受信した受信信号r3に対して合成係数a2を乗算し、アンテナ(4)から受信した受信信号r4に対して合成係数b2を乗算する。そして、信号合成部232は、合成係数a2、b2を乗算した受信信号r3、r4を合成して合成信号R2=a2×r3+b2×r4を生成する。
Similarly, the
(チャネル推定部214、234)
チャネル推定部214は、信号合成部212により生成された合成信号R1に基づいて、送信装置100の各アンテナに対応するベクトル成分を有するチャネルベクトルh1’=[h11’,h12’,h13’,h14’]Tを推定する。同様に、チャネル推定部234は、信号合成部232により生成された合成信号R2に基づいて、送信装置100の各アンテナに対応するベクトル成分を有するチャネルベクトルh2’=[h21’,h22’,h23’,h24’]Tを推定する。チャネル推定部214、234により推定されたチャネルベクトルh1’、h2’は、MIMO信号検出部240に入力される。
(
Based on the combined signal R 1 generated by the
(MIMO信号検出部240)
MIMO信号検出部240は、複数の信号合成部212、232により入力された合成信号R1、R2と、各合成信号に対応するチャネルベクトルh1’、h2’とに基づいてストリーム毎に受信信号を分離し、各ストリームの送信シンボルを再生する。MIMO信号検出部240は、例えば、MMSE検波方式やMLD検波方式等の種々の信号分離アルゴリズムを利用してストリームに受信信号を分離する。もちろん、本実施形態のように、ユーザ単位でチャネル行列をブロック対角化するためのビームフォーミング行列を用いて送信シンボルベクトルにビームフォーミングが施されている場合、より良好な伝送特性が得られるMLD検波方式又はQR分解MLD方式を適用する方が好ましい。
(MIMO signal detector 240)
The MIMO
以上、受信装置200の機能構成について説明した。上記の構成を適用すると、複数のチャネルベクトルを合成量子化するため、チャネルベクトルの量子化精度を向上させることができる。また、複数の合成量子化手段を有するため、送信装置100により、複数のストリームの信号を送信することが可能になり、ストリーム間の多重利得を得ることが可能になる。さらに、MIMO信号検出部240にMLD検波を適用することで、より良好な伝送特性を得ることができる。
The functional configuration of the receiving
しかしながら、上記の通信システム1000において、送信装置100は、送信すべき各ストリームにウェイトベクトルを乗算して全てのアンテナから送信するため、各アンテナに対するサブストリームの割り当て変更ができないという問題がある。そのため、NACKを受けてパケットが再送される際に、前回と同じチャネル利得しか得ることができない。その結果、ハイブリッドARQを適用しても、その効果が十分に発揮されないという問題がある。
However, in the communication system 1000 described above, since the
こうした問題に鑑み、以下で説明する本発明の一実施形態は、受信側でアンテナ切り替えを実施して、送信側に帰還されるコードブックインデックスを変更することで、パケット再送の際に異なるチャネル利得が得られるようにする技術を提供するものである。 In view of such a problem, an embodiment of the present invention described below performs different channel gains at the time of packet retransmission by performing antenna switching on the reception side and changing the codebook index fed back to the transmission side. The technology which makes it possible to obtain is provided.
<本発明の一実施形態>
本発明の一実施形態に係る通信システム5000の構成について説明する。図7に示すように、本実施形態に係る通信システム5000は、送信装置500と、複数の受信装置600とにより構成される。以下、送信装置500、及び受信装置600の機能構成について詳細に説明する。
<One Embodiment of the Present Invention>
A configuration of a communication system 5000 according to an embodiment of the present invention will be described. As illustrated in FIG. 7, the communication system 5000 according to the present embodiment includes a
[送信装置500の機能構成]
まず、図7を参照しながら、本実施形態に係る送信装置500の機能構成について説明する。図7は、本実施形態に係る送信装置500の機能構成を示す説明図である。但し、上記の通信システム1000に含まれる送信装置100と実質的に同一の構成要素については重複説明を避けるため、同一の符号を付することで詳細な説明を省略する。
[Functional configuration of transmitting apparatus 500]
First, the functional configuration of the
図7に示すように、送信装置500は、主に、量子化ベクトル再生部102と、ユーザ選択部104と、サブセット行列設定部106と、逆行列演算部108と、ビームフォーミング行列生成部110と、シリアル/パラレル変換部112と、再送制御部502と、チャネル符号化部114と、変調マッピング部116と、ビームフォーミング処理部118と、複数のアンテナ120とにより構成される。上記の送信装置100との主な相違点は、再送制御部502の構成にある。そこで、再送制御部502について主に説明する。
As illustrated in FIG. 7, the
(再送制御部502)
再送制御部502は、各受信装置600から帰還されたACK又はNACKに応じて再送制御するか否かを判断し、必要に応じて再送制御する。例えば、再送制御部502は、受信装置600からNACKを受信した場合、受信装置600において誤りが検出された再送データに対応する送信データを再びチャネル符号化部114に入力する。逆に、受信装置600からACKを受信した場合、シリアル/パラレル変換部112から入力された新たな送信データをチャネル符号化部114に入力する。
(Retransmission control unit 502)
The
以上説明した手段により再送制御が実現される。但し、通信システム5000では、受信装置600で再生データに誤りが検出される度に、送信装置500に対して異なるコードブックインデックスが帰還される。そのため、送信装置500では、再送制御される度に異なるビームフォーミング行列が生成される。その結果、再送パケットと、以前に送信された同一パケットとは、異なるチャネル利得を得ることが可能になる。
Retransmission control is realized by the means described above. However, in the communication system 5000, every time an error is detected in the reproduction data by the receiving
[受信装置600の機能構成]
次に、図8を参照しながら、本実施形態に係る受信装置600の機能構成について説明する。図8は、本実施形態に係る受信装置600の機能構成を示す説明図である。但し、上記の通信システム1000に含まれる受信装置200と実質的に同一の構成要素については重複説明を避けるため、同一の符号を付することで詳細な説明を省略する。
[Functional configuration of receiving apparatus 600]
Next, the functional configuration of the receiving
図8に示すように、受信装置600は、主に、アンテナ切換部602と、チャネル推定部202、204、214、222、224、234と、合成量子化部206、226と、記憶部208、228と、合成係数取得部210、230と、信号合成部212、232と、MIMO信号検出部240と、パケット合成部604、624と、誤り訂正復号部606、626と、誤り検出部608、628とにより構成される。上記の受信装置200との主な相違点は、アンテナ切換部602と、パケット合成部604、624と、誤り訂正復号部606、626と、誤り検出部608、628とにある。そこで、これらの構成について主に説明する。
As shown in FIG. 8, the receiving
(アンテナ切換部602)
アンテナ切換部602は、誤り検出部608、628から通知されたNACKに応じてアンテナ(1)〜(4)の組み合わせを切り替える。図8の例では、アンテナ(1)とアンテナ(4)とを介して受信した信号が第1合成量子化ユニットに入力されている。一方、アンテナ(2)とアンテナ(3)とを介して受信した信号は、第2合成量子化ユニットに入力されている。アンテナ切換部602は、これらの各合成量子化ユニットに対応するアンテナの組み合わせを切り替える手段である。
(Antenna switching unit 602)
The
受信アンテナ数が4本、合成量子化ユニットが2つの場合、4本から2本づつの組み合わせを作るので、図9(A)〜(F)に示す6通りの切り替えパターンが存在する。例えば、アンテナ切換部602は、この6通りのパターンを巡回するように、各受信アンテナとチャネル推定部202、204、222、224との接続を切り替える。もちろん、巡回する順序は任意に設定されうる。また、アンテナ切換部602は、受信アンテナ数が4以上、及び合成量子化ユニットの数が2以上であっても、その数に応じた切り替えパターンを巡回するように切り替えることができる。
When the number of receiving antennas is four and the number of combined quantization units is two, four to two combinations are made, so there are six switching patterns shown in FIGS. 9A to 9F. For example, the
(パケット合成部604、624)
パケット合成部604は、誤り検出部608により通知されたNACKに応じて再送された再送パケットと、再送以前に送信された同一のパケットとを合成する手段である。より具体的には、パケット合成部604は、再送パケットと再送以前に送信された同一パケットとについて、信号合成部212により合成された合成信号と、チャネル推定部214により推定されたチャネルベクトルとに基づいてMIMO信号検出部240により検出されたストリーム毎の送信信号を合成する。尚、再送制御が繰り返し実施された場合、再送以前に送信された複数の同一パケットが再送パケットに合成される。
(
The
同様に、パケット合成部624は、再送パケットと再送以前に送信された同一パケットとについて、信号合成部232により合成された合成信号と、チャネル推定部234により推定されたチャネルベクトルとに基づいてMIMO信号検出部240により検出されたストリーム毎の送信信号を合成する。そして、パケット合成部604、624は、それぞれ、合成したパケットを誤り訂正復号部606、626に入力する。
Similarly, the
(誤り訂正復号部606、626)
誤り訂正復号部606は、パケット合成部604により合成されたパケットに対して誤り訂正の復号を実施し、ストリーム毎の送信データ(以下、再生ストリーム)を再生する。同様に、誤り訂正復号部626は、パケット合成部624により合成されたパケットに対して誤り訂正の復号を実施し、ストリーム毎の送信データを再生する。そして、誤り訂正復号部606、626は、それぞれ、ストリーム毎の送信データを誤り検出部608、628に入力する。
(Error
The error
(誤り検出部608、628)
誤り検出部608は、誤り訂正復号部606により復号された再生ストリームに対し、誤り検出符号に基づいて誤り検出を実施する。同様に、誤り検出部628は、誤り訂正復号部626により復号された再生ストリームに対し、誤り検出符号に基づいて誤り検出を実施する。誤り検出部608、628は、再生ストリームに誤りが検出された場合、送信装置500に対してNACKを帰還すると共、アンテナ切換部602、及びパケット合成部604、624の各々に対してNACKを通知する。一方、再生ストリームに誤りが検出されなかった場合、誤り検出部608、628は、送信装置500に対してACKを帰還すると共、アンテナ切換部602、及びパケット合成部604、624の各々に対してACKを通知する。
(
The
上記のように、NACKが出力されると、アンテナ切換部602により受信アンテナの組み合わせが切り替えられ、再送されたパイロット信号に基づいてチャネル推定部204、224、及び合成量子化部206、226により新たにコードブックインデックスが選定される。そして、この新たなコードブックインデックスが送信装置500に帰還され、そのコードブックインデックスに基づいて算出された新たなビームフォーミング行列を用いてビームフォーミングが施された送信信号が再送される。これらの自動再生制御に係る帰還及び送信のタイミングを表したのが図10である。
As described above, when NACK is output, the
図10に示すように、初回送信されたパイロット信号に基づき、受信装置600は、ストリーム毎にチャネルベクトルを推定して合成量子化する(S102)。次いで、送信装置500は、受信装置600から帰還されたコードブックインデックスに基づき、ビームフォーミング後のチャネル容量が大きくなるように、送信先となる受信装置600の組み合わせを選択する(S104)。次いで、送信装置500は、ビームフォーミング行列を計算し(S106)、ビームフォーミング後の送信信号を選択された受信装置600に向けて送信する(S108)。
As shown in FIG. 10, based on the pilot signal transmitted for the first time, receiving
受信装置600は、ストリーム毎の送信データを再生し(S110)、誤り検出を実施する。その再生された送信データに誤りが検出された場合、受信装置600は、送信装置500にNACKを帰還する。そして、受信装置600は、合成量子化されるチャネルベクトルの組み合わせが変更されるように受信アンテナの組み合わせを切り替えて、新たにコードブックインデックスを選出し直す(S112)。
The receiving
このとき、送信装置500は、NACKに応じてデータの再送制御処理を実行する(S114)。さらに、送信装置500は、受信装置600から再び帰還されたコードブックインデックスに基づいてビームフォーミング行列を再計算する(S116)。そして、送信装置500は、再計算されたビームフォーミング行列に基づいてビームフォーミングが施された送信信号を受信装置600に対して再送する(S118)。
At this time, transmitting
受信装置600は、再送された送信信号を受信し、パケット合成した後でストリーム毎の送信データを再生する(S120)。再生した送信データに再び誤りが検出された場合、受信装置600は、送信装置500にNACKを帰還すると共に、アンテナの組み合わせを切り替えて新たなコードブックインデックスを選出し(S122)、送信装置500に帰還する。このとき、送信装置500は、送信データの再送制御を実施する(S124)。次いで、送信装置500は、受信装置600から再び帰還されたコードブックインデックスに基づいてビームフォーミング行列を再計算し(S126)、新たにビームフォーミングが施された送信信号を受信装置600に対して再送する(S128)。そして、受信装置600は、再び送信データの再生処理を実行する(S130)。
The receiving
以上説明したように、本実施形態を適用すると、ゼロフォーシング・ビームフォーミングを用いるマルチユーザMIMOシステムにおいて、各受信装置が4本以上の受信アンテナを有する場合に、帰還情報量を削減しつつ、各受信装置に対する最大伝送速度を向上させることができる。さらに、初回送信のストリームと、再送されたストリームとで異なるチャネル利得を得ることができるため、ハイブリッドARQによるダイバーシチ効果を得ることができる。その結果、各受信装置に対する伝送特性の改善や最大スループットの向上が実現される。 As described above, when this embodiment is applied, in a multi-user MIMO system using zero forcing and beamforming, each receiving apparatus has four or more receiving antennas, while reducing the amount of feedback information, The maximum transmission rate for the receiving apparatus can be improved. Furthermore, since different channel gains can be obtained for the initial transmission stream and the retransmitted stream, a diversity effect by hybrid ARQ can be obtained. As a result, an improvement in transmission characteristics and an increase in maximum throughput for each receiving apparatus are realized.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
上記の各実施形態に関する説明において、送信装置、及び受信装置のアンテナ数を4本としたが、これに限定されるものではない。また、上記の説明において、受信装置のアンテナを同本数のアンテナの組に分ける例を示したが、組毎に異なる本数のアンテナで構成されていてもよい。 In the description of each of the above embodiments, the number of antennas of the transmission device and the reception device is four, but is not limited to this. In the above description, the example in which the antennas of the receiving apparatus are divided into the same number of antenna groups has been described. However, the antennas may be configured with different numbers of antennas for each group.
1000、5000 通信システム
100 送信装置
102 量子化ベクトル再生部
104 ユーザ選択部
106 サブセット行列設定部
108 逆行列演算部
110 ビームフォーミング行列生成部
112 シリアル/パラレル変換部
114 チャネル符号化部
116 変調マッピング部
118 ビームフォーミング処理部
200 受信装置
202、204、214、222、224、234 チャネル推定部
206、226 合成量子化部
208、228 記憶部(量子化コードブック)
210、230 合成係数取得部
212、232 信号合成部
240 MIMO信号検出部
500 送信装置
502 再送制御部
600 受信装置
602 切換部
604、624 パケット合成部
606、626 誤り訂正復号部
608、628 誤り検出部
1000, 5000
210, 230 Combining
Claims (5)
M本(2≦M≦N−2)の前記アンテナに対応するM個のチャネルベクトルを合成して当該M個のチャネルベクトルの合成ベクトルに対応する所定の量子化ベクトルを選択する複数の合成量子化部と、
前記合成量子化部により合成される前記チャネルベクトルの組合せを前記アンテナの他の組合せに対応する前記チャネルベクトルの組合せに切り替える組合せ切換部と、
を備え、
各前記合成量子化部により選択された前記所定の量子化ベクトルのインデックスを送信装置に帰還することを特徴とする、受信装置。 A receiving apparatus having N (N ≧ 4) antennas and capable of retransmission control,
A plurality of combined quanta for combining M channel vectors corresponding to the M (2 ≦ M ≦ N−2) antennas and selecting a predetermined quantization vector corresponding to the combined vector of the M channel vectors. And
A combination switching unit that switches the combination of the channel vectors synthesized by the synthesis quantization unit to the combination of the channel vectors corresponding to another combination of the antennas;
With
The receiving apparatus, wherein an index of the predetermined quantization vector selected by each of the combined quantization units is fed back to a transmitting apparatus.
前記合成量子化部は、前記組合せ切換部により切り替えられた前記チャネルベクトルの組合せに基づいて前記所定の量子化ベクトルを新たに選択し、
前記受信装置は、前記新たに選択された前記所定の量子化ベクトルのインデックスを前記送信装置に帰還することを特徴とする、請求項1に記載の受信装置。 The combination switching unit switches the combination of the channel vectors when an error is detected in the reproduction data,
The synthetic quantization unit newly selects the predetermined quantization vector based on the combination of the channel vectors switched by the combination switching unit,
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the receiving apparatus feeds back an index of the newly selected predetermined quantization vector to the transmitting apparatus.
各前記合成量子化部に対応する前記M本のアンテナを介して受信されたM個の受信信号を合成し、当該各合成量子化部に対応する合成信号を生成する信号合成部と、
前記複数の合成量子化部に対応する複数の前記合成信号から推定されるチャネル行列に基づいてストリーム毎の送信信号を検出する信号検出部と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項2に記載の受信装置。 The receiving device receives a transmission signal subjected to beamforming based on a predetermined quantization vector corresponding to the index;
A signal synthesizer that synthesizes M received signals received via the M antennas corresponding to each of the synthesized quantizers and generates a synthesized signal corresponding to each of the synthesized quantizers;
A signal detection unit that detects a transmission signal for each stream based on a channel matrix estimated from a plurality of the combined signals corresponding to the plurality of combined quantization units;
The receiving apparatus according to claim 2, further comprising:
前記送信装置により、前記受信装置から帰還された前記所定の量子化ベクトルのインデックスに基づいてユーザ端末毎にチャネル行列をブロック対角化するためのビームフォーミング行列が算出され、当該ビームフォーミング行列によりビームフォーミングされた送信信号が送信された場合に、前記信号検出部は、前記合成信号に基づいて推定されたチャネル行列を利用してストリーム毎の送信信号を検出することを特徴とする、請求項3又は4に記載の受信装置。 The receiving device is a user terminal included in a multi-user MIMO system,
The transmitting device calculates a beamforming matrix for block diagonalizing the channel matrix for each user terminal based on the index of the predetermined quantization vector fed back from the receiving device, and a beam forming matrix is calculated by the beamforming matrix. The signal detection unit detects a transmission signal for each stream using a channel matrix estimated based on the combined signal when a formed transmission signal is transmitted. Or the receiving apparatus of 4.
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