JP5259809B2 - マルチアンテナ無線通信システムにおける送信機、受信機及び方法 - Google Patents
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Description
(無線通信システム)
図1を参照して本発明の一実施形態に係る無線通信システムについて説明する。送信機1には、第1送信アンテナ2及び第2送信アンテナ3が備えられる。受信機7には、受信アンテナ6が備えられる。図1のシステムは、典型的には例えばセルラ通信システムに用いられるが、これに限られるものではなく例えば無線LANや固定無線アクセス網などへの適用も可能である。
図3は、送信機が送信する送信信号のフォーマットを示している。送信信号はシングルキャリア信号、つまりデータ信号の変調により生成される送信シンボルが時間方向に直列に並んでいる構成をとる。また、複数の送信シンボルを1信号ブロックとし、信号ブロックの末尾にあたる時間TCPの信号が信号ブロックの先頭にコピーされて接続された構成であるとする。図3の例では、1信号ブロック長は時間Tであり、M個の変調されたシンボルが配置される。先頭に付与した部分は、一般的にサイクリックプレフィックス(CP)と呼ばれ、受信機において周波数等化を可能とするために付与されることが多い。
次に、図5を用いて本実施形態における送信信号の生成手順について詳細に説明する。送信信号は第1伝搬路及び第2伝搬路のインパルス応答、または周波数特性を測定するためのパイロット信号、及びユーザデータが変調されたデータ信号を含む。
図6を用いて本実施形態における受信動作の概略について述べる。送信機1の第1送信アンテナ2からは時間τ1だけサイクリックシフトされた第1パイロット信号17と、それに続く時間τ2だけサイクリックシフトされた第1データ信号16が送信される。同時に、第2送信アンテナ3からは、時間τ3だけサイクリックシフトされた第2パイロット信号19と、時間τ4だけサイクリックシフトされた第2データ信号18が送信されている。
図8を用いて本実施形態に係る送信機について説明する。図8の送信機は、パイロット系列生成部103、パイロット系列変調部105、ユーザデータ生成部101、誤り訂正符号化部102、データ系列変調部104、第1〜第4サイクリックシフト部106〜109、シフト量制御部110、第1〜第4CP付与部111〜114、送信信号選択部117、第1及び第2セレクタ115,116、送信アナログ部118,119、第1送信アンテナ121及び第2送信アンテナ122を有する。
図9を用いて本実施形態に係る受信機について説明する。受信機は受信アンテナ201、受信アナログ部202、基準信号生成部205、相関演算部207、プロファイル調整部208、補償信号生成部209、同期部204、CP除去部203、FFT部205、歪み補償部210、IFFT部211、データ系列復調部212及びユーザデータ抽出部213を有する。
基準信号生成部205では、第1パイロット信号生成器2051により送信側で作成された第1パイロット信号と同じ信号を作成し、第2パイロット信号生成器2052により送信側で作成された第2パイロット信号と同じ信号を生成する。すなわち、第1パイロット信号生成器2051はパイロット元信号15をτ1だけサイクリックシフトした信号を生成し、第2パイロット信号生成器2052はパイロット元信号15をτ3だけサイクリックシフトした信号を生成する。
基準信号生成部205は、先と同様に相関演算部2063が相互相関値の計算に用いるための一方の系列を生成するが、出力信号の時間長は先の例に比べて2倍となっている。すなわち、基準信号生成部205ではパイロット元信号生成器2053が生成したパイロット元信号を繰り返し部2054を介して2回繰り返して出力する。
図14は、本実施形態におけるフレーム構成の一例を示している。送信フレームは10msecの長さを持ち、20個のサブフレームに分割されている。1サブフレーム長は0.5msecとなる。サブフレームは、さらに8個のブロック(時間的に先頭から順に第1〜第8送信ブロックと呼ぶものとする)に分割される。各送信ブロックにはサイクリックプレフィックスが付与されている。第2送信ブロックと第7送信ブロックは、時間長が半分であるショートブロック(SB)である。なお、ここでいう時間長にはサイクリックプレフィックスは含んでいない。第1送信ブロック、第3〜第6送信ブロック及び第8送信ブロックは、ロングブロック(LB)と呼ぶ。具体的には、LB長は66.7μsec、SB長は33.3μsec、サイクリックプレフィックス長は4.13μsecであるものとする。SBではパイロット信号を送信し、LBではデータ信号を送信するものと仮定する。
図15及び図16は、パイロット系列変調部105やデータ系列変調部104に用いられる系列変調部の詳細な構成例を示している。図15では、入力信号301を一旦DFT部302により周波数領域の信号へ変換し、DFTサイズより大きいIFFTサイズを持つIFFT部303へ入力することにより、周波数変換を実現している。DFTサイズにくらべIFFTサイズの方が大きいことから、IFFT部303の入力のうち、DFT部302の出力が接続されない部分については、“0”が入力される。
次に、図17及び図18を用いて本発明の他の実施形態について説明する。図17は、本実施形態における送信信号の生成手順を示している。先の実施形態では、図5に示したように、第1パイロット信号17及び第1データ信号16を生成する際、それぞれパイロット元信号15及びデータ元信号14に対してCP付与とサイクリックシフトを施している。
2,3・・・送信アンテナ
4,5・・・伝搬路
6・・・受信アンテナ
7・・・受信機
101・・・ユーザデータ生成部
102・・・誤り訂正符号化部
103・・・パイロット系列生成部
104・・・データ系列変調部
105・・・パイロット系列変調部
106〜109・・・サイクリックシフト部
110・・・シフト量制御部
111〜114・・・CP付与部
115,116・・・セレクタ
117・・・送信信号選択部
118,119・・・送信アナログ部
121,122・・・送信アンテナ
Claims (5)
- 少なくとも第1アンテナと第2アンテナとを介して信号を送信するための送信機であって、
CAZAC系列に、前記送信機に設定される値である第1値のサイクリックシフト量の第1サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第1伝送路状態を推定するための第1系列を生成する第1系列生成部と、
前記CAZAC系列に、前記送信機に設定される値であって前記第1値とは異なる第2値のサイクリックシフト量の第2サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第2伝送路状態を推定するための第2系列を生成する第2系列生成部と、
データから生成されるブロック信号に、第3値のサイクリックシフト量の第3サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第1ブロック信号を生成する第1ブロック信号生成部と、
データから生成されるブロック信号に、前記第3値とは異なる第4値のサイクリックシフト量の第4サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第2ブロック信号を生成する第2ブロック信号生成部と、を備え、
前記第1系列と前記第2系列とが送信される期間は、前記第1ブロック信号と前記第2ブロック信号とが送信される期間とは異なっていて、
前記第1ブロック信号と前記第2ブロック信号とが送信される周波数は、前記送信機に設定される値であって、
前記第1値と前記第2値とは、前記送信機に設定される値であって、
前記第1値と前記第2値との間の差は、前記第3値と前記第4値との間の差とは異なっていて、
前記第1系列と前記第1ブロック信号とは、少なくとも第1アンテナから送信されるための信号であって、
前記第2系列と前記第2ブロックの信号とは、少なくとも第2アンテナから送信されるための信号であることを特徴とする送信機。 - 請求項1に記載の送信機と、前記第1アンテナと前記第2アンテナとを備える通信装置。
- 送信機から送信された信号を受信するための受信機であって、
CAZAC系列にサイクリックシフト量が第1値の第1サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第1系列と、前記CAZAC系列にサイクリックシフト量が前記第1値とは異なる第2値の第2サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第2系列と、データから生成されるブロック信号にサイクリックシフト量が第3値の第3サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第1ブロック信号と、データから生成されるブロック信号にサイクリックシフト量が前記第3値とは異なる第4値の第4サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第2ブロック信号と、を受信する受信部を備え、
前記第1系列と前記第2系列とが受信される期間は、前記第1ブロック信号と前記第2ブロック信号とが送信される期間とは異なっていて、
前記第1ブロック信号と前記第2ブロック信号とが受信される周波数は、前記送信機に設定される値であって、
前記第1値と前記第2値とは、前記送信機に設定される値であって、
前記第1値と前記第2値との間の差は、前記第3値と前記第4値との間の差とは異なっていて、
前記第1系列と前記第1ブロック信号とは、少なくとも第1アンテナから送信されたものであって、
前記第2系列と前記第2ブロック信号とは、少なくとも第2アンテナから送信されたものであることを特徴とする受信機。 - 少なくとも第1アンテナと第2アンテナとを介して信号を送信するための送信機で使用される送信方法であって、
CAZAC系列に、前期送信機に設定される値である第1値のサイクリックシフト量の第1サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第1伝送路状態を推定するための第1系列を生成し、
前記CAZAC系列に、前記送信機に設定される値であって前記第1値とは異なる第2値のサイクリックシフト量の第2サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第2伝送路状態を推定するための第2系列を生成し、
データから生成されるブロック信号に、第3値のサイクリックシフト量の第3サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第1ブロック信号を生成し、
データから生成されるブロック信号に、前記第3値とは異なる第4値のサイクリックシフト量の第4サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第2ブロック信号を生成し、
前記第1系列と前記第2系列とが送信される期間は、前記第1ブロック信号と前記第2ブロック信号とが送信される期間とは異なっていて、
前記第1ブロック信号と前記第2ブロック信号とが送信される周波数は、前記送信機に設定される値であって、
前記第1値と前記第2値とは、前記送信機に設定される値であって、
前記第1値と前記第2値との間の差は、前記第3値と前記第4値との間の差とは異なっていて、
前記第1系列と前記第1ブロック信号とは、少なくとも第1アンテナから送信されるための信号であって、
前記第2系列と前記第2ブロック信号とは、少なくとも第2アンテナから送信されるための信号であることを特徴とする送信方法。 - 送信機から送信された信号を受信するための受信機で使用される受信方法であって、
CAZAC系列にサイクリックシフト量が第1値の第1サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第1系列と、前記CAZAC系列にサイクリックシフト量が前記第1値とは異なる第2値の第2サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第2系列と、データから生成されるブロック信号にサイクリックシフト量が第3値の第3サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第1ブロック信号と、データから生成されるブロック信号にサイクリックシフト量が前記第3値とは異なる第4値の第4サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第2ブロック信号と、を受信し、
前記第1系列と前記第2系列とが受信される期間は、前記第1ブロック信号と前記第2ブロック信号とが送信される期間とは異なっていて、
前記第1ブロック信号と前記第2ブロック信号とが受信される周波数は、前記送信機に設定される値であって、
前記第1値と前記第2値とは、前記送信機に設定される値であって、
前記第1値と前記第2値との間の差は、前記第3値と前記第4値との間の差とは異なっていて、
前記第1系列と前記第1ブロック信号とは、少なくとも第1アンテナから送信されたものであって、
前記第2系列と前記第2ブロック信号とは、少なくとも第2アンテナから送信されたものであることを特徴とする受信方法。
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