JP5391335B2 - 多入力多出力ビーム形成のデータ送信方法及び装置 - Google Patents

多入力多出力ビーム形成のデータ送信方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は無線通信分野に関し、特に下りMIMO (Multiple Input Multiple Output、多入力多出力)ビーム形成(Beam forming、BF)のデータ送信方法及び装置に関する。
ビーム形成は自己適応アンテナ原理に基づき、アンテナアレイを利用して先進的な信号処理アルゴリズムによって各アンテナユニットに対して加重処理をそれぞれに行い、アレイを希望信号の方向にタイムリーに合わせ、干渉方向に零点を形成して干渉信号を抑制し、それによって信号対雑音比を向上させ、システム性能を向上させ、システムのカバーエリアを増加させる。図1の示す通りである。
MIMOは送信端と受信端とにそれぞれに複数本のアンテナを設ける通信システムである。それは2種類に主に分けられる。送信端又は受信端に複数本のアンテナがある場合、且つ各本の送信アンテナの送信したデータセットが同じであると、受信端は獲得した複数の分岐信号を合併し、それによってリンクの依頼性を向上させ、この種類のMIMO技術は空間ダイバーシチと言われる。送信端と受信端とにいずれも2本のアンテナがある場合、そのうちの1種のダイバーシチ記号化方式は図2(a)に示すように、アンテナ1が2つの隣接時点(又は副搬送波)に記号

Figure 0005391335

とをそれぞれに送信し、アンテナ2が2つの隣接時点(又は副搬送波)に記号

Figure 0005391335

とをそれぞれに送信する。また、送信端と受信端とに複数本のアンテナが同時にある場合、MIMOチャンネルが複数の並列チャンネルに等価するため、複数のデータストリームを並列に送信でき、データの伝送速度を向上させるのは、空間多重化というものである。送信端と受信端とにいずれも2本のアンテナがある場合、そのうちの1種の空間多重化記号化方式は図2(b)に示すように、アンテナ1とアンテナ2とが同じ時間周波数リソースにおいて記号

Figure 0005391335

とをそれぞれに送信する。
MIMOとビーム形成とを結合して、2種の技術メリットを同時に備える新技術を形成し、MIMOビーム形成と言われ、MIMO＋BFと略称される。それはビーム形成のように、干渉信号を抑制できるだけでなく、MIMOのようにリンクの依頼性又は伝送速度を向上させることもできる。そのうちの1種のMIMOビーム形成の構成は図3の示す通りである。アンテナアレイ全体はSつのビームを形成し、各ビームが1本の仮想アンテナに相当する。仮想アンテナの間は1つのMIMOシステムを構成する。ビーム形成が空間ダイバーシチと結合する場合、それは空間ダイバーシチビーム形成と言われ、ビーム形成が空間多重化と結合する場合、それは空間多重化ビーム形成と言われる。
MIMOビーム形成加重値Wの獲得はMIMOビーム形成の主要技術の一である。加重値Wの正確性和適時性はMIMOビーム形成の性能を大いに影響する。
本発明が解決しようとする技術問題は、MIMIOビーム形成のデータ送信方法及び装置を提供し、MIMOとビーム形成との2種の技術の有効結合を実現でき、システムの性能とサービスエリアとを最大限に向上させる。
上記問題を解決するために、本発明は多入力多出力ビーム形成のデータ送信方法を提供し
データストリームに対して多入力多出力(MIMO)記号化を行い、記号化された後のデータストリームを得ることと、
送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報に基づいて送信端のアンテナアレイの

Figure 0005391335


次元のビーム形成の加重値

Figure 0005391335

(その中、

Figure 0005391335

が送信端の送信アンテナの数で、SがMIMO記号化された後のデータストリームの個数で、
Figure 0005391335

である。)を獲得することと、
前記ビーム形成の加重値

Figure 0005391335

を用いて、前記記号化された後のデータストリームを加重し、前記加重された後のデータストリームを相応のアンテナで送信し、その中、アンテナ

Figure 0005391335

の送信したデータがスタックデータ

Figure 0005391335

が記号化された後の

Figure 0005391335

番目のデータストリームである。)であることとを含む。
本発明は多入力多出力ビーム形成のデータ送信装置をさらに提供し、
データストリームに対してMIMO記号化を行い、記号化された後のデータストリームを得るためのMIMO記号化モジュールと、
送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報に基づいて送信端のアンテナアレイのビーム形成の加重値

Figure 0005391335

その中、

Figure 0005391335

が送信端の送信アンテナの数で、SがMIMO記号化された後のデータストリームの個数、

Figure 0005391335

である。)を獲得するための加重値推定モジュールと、
前記ビーム形成の加重値

Figure 0005391335

を用いて、前記記号化された後のデータストリームを加重し、前記加重された後のデータストリームを相応のアンテナで送信し、その中、アンテナの送信したデータがスタックデータ

Figure 0005391335

が記号化された後の番目のデータストリームである。)であるビーム形成モジュールを含む。
本発明に記載の方法及び装置を採用して、MIMOビーム形成の加重値を得て、且つMIMOとビーム形成との合理的な結合を実現することができ、それによってシステムの性能を最大限に向上させる。
本発明に記載の線状アンテナアレイに基づくBFシステムの模式図である。 本発明に記載のMIMOシステム及びその1種の記号化方式の模式図である。 本発明に記載の線状アンテナアレイに基づくMIMOとBFとの混合システムの模式図である。 本発明に記載の送信端アンテナのタイプの模式図である。 本発明に記載の線状アンテナアレイに基づくMIMOビーム形成装置の模式図である。 送信端の各本の実体アンテナが同一時間周波数リソースでデータストリームを送信する模式図である。
本発明に関わるある専門用語の定義は下記通りである。
送信端：データ又は情報を送信するための設備であり、例えば、マクロ基地局、マイクロ基地局等。
受信端：データ又は情報を受信するための設備であり、例えば、端末、移動局、携帯設備、データカード等。
本発明はMIMOビーム形成の加重値データ送信方法を提供し、
データストリームに対してMIMO記号化を行い、記号化された後のデータストリームを得るステップと、
送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報に基づいて送信端のアンテナアレイの

Figure 0005391335

次元のビーム形成の加重値

Figure 0005391335

(その中、

Figure 0005391335

が送信端の送信アンテナの数で、SがMIMO記号化された後のデータストリームの個数である。)を獲得するステップと、
ビーム形成の加重値

Figure 0005391335

を用いてMIMO記号化された後のデータを加重し、前記加重された後のデータストリームを相応のアンテナで送信し、その中、アンテナの送信したデータがスタックデータ

Figure 0005391335

記号化された後の

Figure 0005391335

番目のデータストリームである。)であるステップを含む。
前記MIMO記号化とは1つ又は複数のデータストリームを変換処理してから複数のデータストリームを形成することを指す。MIMO記号化は空間ダイバーシチ記号化又は空間多重化記号化を含む。前記空間ダイバーシチ記号化とは入力された各データストリームを複数コピー及び/又はコピーの共役及び/又はコピーの負共役に変換することを指す。前記空間多重化記号化とは入力された1つ又は複数のデータストリームを直接に出力することを指す。
チャンネル情報によってビーム形成の加重値を獲得する前に、さらに加重値を更新する必要があるかどうかを判断し、更新する必要があると、送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報によってビーム形成の加重値

Figure 0005391335

を獲得し、そうでないと、その前に保留した加重値をビーム形成の加重値とする。その前に保留した加重値はシステムが予めに配置した加重値でよく、前回でチャンネル情報によって獲得された加重値でもよい。
送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報に基づいて送信端のアンテナアレイの

Figure 0005391335

次元のビーム形成の加重値

Figure 0005391335

を獲得するのは、
前記チャンネル情報に基づいて前記送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列を獲得するステップ101と、
前記統計チャンネル相関行列に基づいて前記送信端のアンテナアレイのビーム形成の加重値

Figure 0005391335

を確定するステップ102を含む。
ステップ101は、
前記送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

を初期化し、該送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列を計算するための若干の記号を確定する初期化ステップと、
記号を選択し、受信端から送信端アンテナアレイまでの現在に選択している記号における特定搬送波集合におけるチャンネル関連度行列

Figure 0005391335

を計算し、統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

(その中、

Figure 0005391335

が送信端アンテナアレイの送信アンテナから受信端アンテナまでの特定搬送波集合における

Figure 0005391335

番目の副搬送波のチャンネル係数行列であり、Nが特定搬送波集合において含まれる搬送波の数を表し、

Figure 0005391335

が常数で、

Figure 0005391335

番目の副搬送波相関行列の重みを表し、

Figure 0005391335

が定数で、且つ

Figure 0005391335

で、上付き文字Hが行列に対して共役転置を求めることである。) を更新する更新ステップと、
送信端アンテナアレイの統計チャンネル相関行列を計算するための前記若干の記号を選択し終わるまで、前記更新ステップを繰り返す制御ステップをさらに含む。
更新ステップにおいて、下記の方式で

Figure 0005391335

を得る。
送信端が受信端のアンテナから送信端アンテナアレイまでの上りチャンネルのチャンネル係数行列を測定し、チャンネル相反性に基づいて、測定されたチャンネル係数行列から

Figure 0005391335

の前記

Figure 0005391335

を得て、前記上りチャンネルは、受信端が上り業務を伝送するデータチャンネル、又は受信端が送信端に情報をフィードバックする上りフィードバックチャンネル、又は受信端が送信端に送信したサウンディング信号又はパイロット信号に対応するチャンネルを含む、

Figure 0005391335

又は、受信端が送信端のアンテナアレイから受信端の受信アンテナまでのチャンネル係数行列を測定し、且つ送信端にフィードバックし、送信端が受信端のフィードバックした前記チャンネル係数行列に基づいて

Figure 0005391335

の前記

Figure 0005391335

を得る(その中、

Figure 0005391335

が送信端アンテナアレイの送信アンテナの数で、

Figure 0005391335

が受信端の受信アンテナの数である。)。
統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

を獲得する1種の具体的なアルゴリズムは
(1)統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

を初期化し、統計チャンネル相関行列に用いられる記号索引を抜き取るステップと、
(2)該受信端の現在記号索引に対応する記号における特定搬送波集合におけるチャンネル関連度行列

Figure 0005391335

(ここで、Nが特定搬送波集合において含まれる搬送波の数を表し、

Figure 0005391335

が常数で、

Figure 0005391335

番目の副搬送波のチャンネル係数行列の重みを表し、

Figure 0005391335


が特定搬送波集合における番目の副搬送波のチャンネル係数行列である。)を計算するステップと、
(3)統計チャンネル相関行列が

Figure 0005391335

に更新され、

Figure 0005391335

が1つの関数を代表し、

Figure 0005391335

である)が好ましく、次の記号索引を獲得するステップと
(4)統計チャンネル相関行列を獲得するための記号を選択し終わるまで、(2)〜(3)を繰り返し、例えば、1つのフレームの記号で統計チャンネル相関行列を獲得すると、該フレームが終わるまで(2)〜(3)を繰り返し、最終の統計チャンネル相関行列を得るステップを含む。
ステップ102において、統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

によって、固定加重値方法、固有ベクトル加重値方法和定モジュラス固有ベクトル加重値方法でビーム形成の加重値を獲得できる。送信端が最終の統計チャンネル相関行列を獲得し、送信端が統計チャンネル相関行列によって加重値を得てもよく、受信端が最終の統計チャンネル相関行列を獲得してから、送信端に該最終の統計チャンネル相関行列をフィードバックし、送信端が最終の統計チャンネル相関行列によって加重値を獲得してもよく、又は、受信端が最終の統計チャンネル相関行列を獲得してから、最終の統計チャンネル相関行列によって加重値又は加重値索引を獲得し、送信端にフィードバックし、送信端が受信端のフィードバックした加重値又は加重値索引によって加重値を得る。
(1)固定加重値方法
予め設定された行列集合

Figure 0005391335

次元の複素行列で、

Figure 0005391335

が送信アンテナの数で、SがMIMO符号化された後のデータストリームの個数、且つ

Figure 0005391335

である。)において、加重値選択原則によって1つの行列を抜き取ってMIMOビーム形成の加重値とする。
加重値選択原則が統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

に基づいてよいのは好ましい。
統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

に基づく加重値選択原則が公式

Figure 0005391335

に基づいてよく、即ち、

Figure 0005391335

(detが行列の行列式の値を求めることを表す。)を最大にさせる

Figure 0005391335

を選択してビーム形成の加重値とする。
(2)固有ベクトル加重値方法
固有ベクトル加重値方法は、
A) 統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

に対して固有値分解を行い、且つ固有値

Figure 0005391335

に対応する固有ベクトルが

Figure 0005391335

(その中、

Figure 0005391335

のベクトルで、

Figure 0005391335

で、

Figure 0005391335

が送信端の送信アンテナの数である)であるステップと、
B) 前のS個の最大固有値に対応する固有ベクトルを選択し、各固有ベクトルが行列Wの一列とし、1つの

Figure 0005391335

次元の複素行列Wを形成し、W をMIMOビーム形成の加重値とするステップを含む。
(3)定モジュラス固有ベクトル方法
定モジュラス固有ベクトル方法は、
A) 統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

に対して固有値分解を行い、且つ固有値

Figure 0005391335

に対応する固有ベクトルが

Figure 0005391335

(その中、

Figure 0005391335

のベクトルで、

Figure 0005391335

が送信端の送信アンテナの数である)であるステップと、
B) 前のS個の最大固有値に対応する固有ベクトルを選択し、各固有ベクトルが行列

Figure 0005391335

の一列とし、1つの

Figure 0005391335

次元の複素行列

Figure 0005391335

を形成するステップと、
C) 行列

Figure 0005391335

に対して定モジュラス処理を行って

Figure 0005391335

とは行列

Figure 0005391335

に対して定モジュラス処理を行うことを指し、処理された後の行列又はベクトルにおける各要素の絶対値を等しくする。)を得て、該定モジュラスの行列WをMIMOビーム形成の加重値とするステップを含む。
本発明はMIMOビーム形成データ送信の装置をさらに送信し、図5の示すように、
データストリームに対してMIMO記号化を行い、記号化された後のデータストリーム

Figure 0005391335

を得ることに用いられ、前記MIMO記号化は空間ダイバーシチ記号化又は空間多重化記号化を含むMIMO記号化モジュールと、
送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報に基づいて送信端のアンテナアレイのビーム形成の加重値

Figure 0005391335

(その中、

Figure 0005391335

が送信端の送信アンテナの数で、SがMIMO記号化された後のデータストリームの個数、

Figure 0005391335

である。)を獲得するための加重値推定モジュールと、
前記ビーム形成の加重値

Figure 0005391335

を用いて、前記記号化された後のデータストリームを加重し、前記加重された後のデータストリームを相応のアンテナで送信し、その中、アンテナ

Figure 0005391335

の送信したデータがスタックデータ

Figure 0005391335

が記号化された後の

Figure 0005391335

番目のデータストリームである。)であるビーム形成モジュールを含む。
前記加重値推定モジュールは、
前記チャンネル情報に基づいて前記送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列を獲得するための統計チャンネル相関行列獲得ユニットと、
前記統計チャンネル相関行列に基づいて前記送信端のアンテナアレイのビーム形成の加重値

Figure 0005391335

を確定する加重値獲得ユニットを含む。
前記統計チャンネル相関行列獲得ユニットは、

前記送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

を初期化し、該送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列を計算するための若干の記号を確定するための初期化サブユニットと、
記号を選択し、受信端から送信端アンテナアレイまでの現在に選択している記号における特定搬送波集合におけるチャンネル関連度行列

Figure 0005391335

を計算し、統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

が送信端アンテナアレイの送信アンテナから受信端アンテナまでの特定搬送波集合における

Figure 0005391335

番目の副搬送波のチャンネル係数行列であり、Nが特定搬送波集合において含まれる搬送波の数を表し、

Figure 0005391335

が常数で、

Figure 0005391335

番目の副搬送波相関行列の重みを表し、

Figure 0005391335

が定数で、且つ

Figure 0005391335

で、上付き文字Hが行列に対して共役転置を求めることである。) を更新するための更新サブユニットと、
前記更新サブユニットが、送信端アンテナアレイの統計チャンネル相関行列を計算するための前記若干の記号を選択し終わるまで、更新を繰り返すことを制御するための制御サブユニットを含む。
前記更新サブユニットは、
前記更新サブユニットが受信端のアンテナから送信端アンテナアレイまでの上りチャンネルのチャンネル係数行列を測定し、チャンネル相反性に基づいて、測定されたチャンネル係数行列から行

Figure 0005391335

列の前記

Figure 0005391335

を得る、
又は、受信端が送信端のアンテナアレイから受信端の受信アンテナまでのチャンネル係数行列を測定し、且つ前記更新サブユニットにフィードバックし、前記更新サブユニットが受信端のフィードバックした前記チャンネル係数行列に基づいて

Figure 0005391335

の前記

Figure 0005391335

を得る(その中、が送信端アンテナアレイの送信アンテナの数で、

Figure 0005391335

が受信端の受信アンテナの数である。)ように前記

Figure 0005391335

を獲得することに用いられる。
前記上りチャンネルは、受信端が上り業務を伝送するデータチャンネル、又は受信端が送信端に情報をフィードバックする上りフィードバックチャンネル、又は受信端が送信端に送信したサウンディング信号又はパイロット信号に対応するチャンネルを含む。
前記加重値獲得ユニットは、
予め設定される行列集合

Figure 0005391335

を選択してビーム形成の加重値とする(その中、detが行列の行列式の値を求めることを表し、

Figure 0005391335

次元の複素行列である)方式1と、
統計チャンネル相関行列


Figure 0005391335

に対して固有値分解を行い、前のS個の最大固有値に対応する固有ベクトルを選択し、各固有ベクトルが行列Wの一列とし、1つの

Figure 0005391335

次元の複素行列Wを形成し、W を前記ビーム形成の加重値とする方式2と、
統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

に対して固有値分解を行い、前のS個の最大固有値に対応する固有ベクトルを選択し、各固有ベクトルが行列

Figure 0005391335

の一列とし、1つの

Figure 0005391335

次元の複素行列

Figure 0005391335

を形成し、行列

Figure 0005391335

に対して定モジュラス処理を行って

Figure 0005391335

を得て、Wを前記ビーム形成の加重値とする方式3とのいずれかを用いて、前記ビーム形成の加重値

Figure 0005391335

を獲得することに用いられる。
前記MIMO記号化モジュールは、前記データストリームに対して空間ダイバーシチ記号化又は空間多重化記号化を行うことに用いられる。
前記加重値推定モジュールは、送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報に基づいて、ビーム形成の加重値

Figure 0005391335

を獲得する前に、さらに加重値を更新する必要があるかどうかを判断し、更新する必要があると、送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報によってビーム形成の加重値

Figure 0005391335

を獲得し、そうでないと、システムが予めに配置した加重値又は前回で確定された加重値を用いてビーム形成の加重値とすることに用いられる。
本発明のアンテナ配置部分は線状アレイアンテナについての実施例。
図4(a)に示すように、送信端又は受信端に複数本のアンテナが取り付けられており、各本のアンテナが同一平面の同一直線にある。各本のアンテナは、すべての方向に電磁波を送信する全方向性アンテナ、又はある角度範囲に電磁波を送信する指向性アンテナ、又はある方向に偏波する単一偏波アンテナでよい。
本発明のアンテナ配置部分は二重偏波アンテナについての実施例。
図4(b)に示すように、送信端又は受信端に複数対のアンテナが取り付けられており、各対のアンテナが同一平面の同一直線にある。各対のアンテナがある方向に偏波する1対の二重偏波アンテナで、例えば、この対の二重偏波アンテナにおける1本の偏波アンテナが＋45゜偏波で、他本が−45°偏波である。
本発明のアンテナ配置部分は円筒アンテナについての実施例。
図4(c) の示すように、送信端又は受信端複数本のアンテナが取り付けられており、各本のアンテナが1つの楕円形の辺にある。各本のアンテナ、すべての方向に電磁波を送信する全方向性アンテナ、又はある角度範囲に電磁波を送信する指向性アンテナ、又はある方向に偏波する単一偏波アンテナでよい。
本発明のチャンネル係数獲得部分はチャンネル相反性でチャンネル係数行列を得るについての実施例。
送信端と受信端にそれぞれ

Figure 0005391335

本のアンテナが取り付けられており、アンテナ配置は図4における線状アレイアンテナ、又は二重偏波アンテナ、又は円筒アンテナでよい。受信端は一部又はずべての取り付けられたアンテナで送信端にデータストリームを送信し、このデータストリームは受信端が送信端にフィードバックした情報、又はパイロット、又はSoundingシリアル又は業務データでよい。ここで、受信端がデータストリームを送信するアンテナの数は

Figure 0005391335

である。送信端は上りチャンネル推定を行い、推定されたチャンネル係数は

Figure 0005391335

で、受信端がデータを送信するためのアンテナ

Figure 0005391335

までの間の


Figure 0005391335

の副搬送波におけるチャンネル係数を表し、ここで、

Figure 0005391335

とNは加重値を推定するためのリソースブロックの時間領域における記号個数と周波数領域における副搬送波個数を表す。行列形式で表すと、

Figure 0005391335

であり、それでは、チャンネルの相反性を利用して、送信端から受信端までの下りチャンネル行列は

Figure 0005391335

で、Tが行列又はベクトルの転置を表す。送信端は加重値推定モジュールと

Figure 0005391335

で加重値を獲得する。
本発明のチャンネル係数行列獲得部分は下りフィードバックによってチャンネル係数行列を得るについての実施例。
送信端と受信端にそれぞれ

Figure 0005391335

本のアンテナが取り付けられており、アンテナ配置は図4における線状アレイアンテナ、又は二重偏波アンテナ、又は円筒アンテナでよい。受信端は送信端から受信端までの下りリンクのチャンネル係数

Figure 0005391335

を推定し、

Figure 0005391335

送信アンテナ

Figure 0005391335

から受信端

Figure 0005391335

の副搬送波におけるチャンネル係数を表し、ここで、

Figure 0005391335

とNは加重値を推定するためのリソースブロックの時間領域における記号個数と周波数領域における副搬送波個数を表す。行列形式で表すと、

Figure 0005391335

であり、受信端は、

Figure 0005391335

でビーム形成の加重値、又は加重値の索引、又は統計チャンネル相関行列を獲得して、送信端にフィードバックする、あるいは

Figure 0005391335

又は定量化された

Figure 0005391335

を送信端にフィードバックし、送信端が

Figure 0005391335

又は定量化された

Figure 0005391335

でビーム形成加重値を獲得する。
本発明のMIMO記号化部分は空間ダイバーシチ方案1の記号化についての実施例。
送信端に

Figure 0005391335

本の送信実体アンテナがあり、アンテナ群全体が2つのビームに仮想され、各ビームが1つの仮想アンテナである。送信されたデータストリームが

Figure 0005391335

で、ビーム形成加重値が

Figure 0005391335

である。
空間ダイバーシチする時、仮想アンテナ1は2つの隣接時点(又は副搬送波)にそれぞれのデータストリーム

Figure 0005391335

を送信し、アンテナ2は2つの隣接時点(又は副搬送波)にそれぞれデータストリーム

Figure 0005391335

を送信する。即ち、第1時点(又は副搬送波)が実体アンテナにマッピングする情況は図6(a)に示すように、

Figure 0005391335

番目のアンテナでスタックデータ

Figure 0005391335

を送信し、第2時点(又は副搬送波)が実体アンテナにマッピングする情況は図6(c)に示すように、

Figure 0005391335

番目のアンテナでスタックデータ

Figure 0005391335

を送信し、ここで、

Figure 0005391335

である。
本発明のMIMO記号化部分は空間ダイバーシチ方案2の記号化についての実施例。
送信端に

Figure 0005391335

本の送信実体アンテナがあり、アンテナ群全体が2つのビームに仮想され、各ビームが1つの仮想アンテナである。送信されたデータストリームが

Figure 0005391335

で、ビーム形成加重値が

Figure 0005391335

である。
空間ダイバーシチする時、仮想アンテナ1が同一時点(又は副搬送波)にデータストリーム

Figure 0005391335

を送信し、及び仮想アンテナ2が同一時点(又は副搬送波)にデータストリーム

Figure 0005391335

を送信する。即ち、同一時点(又は副搬送波)に、実体アンテナにマッピングする情況は図6(b)に示すように、

Figure 0005391335

番目のアンテナでスタックデータ

Figure 0005391335

を送信し、ここで、

Figure 0005391335

である。
本発明のMIMO記号化部分は空間多重化記号化についての実施例。
送信端に

Figure 0005391335

本の送信実体アンテナがあり、アンテナ群全体が2つのビームに仮想され、各ビームが1つの仮想アンテナである。送信されたデータストリームが

Figure 0005391335

で、ビーム形成加重値が

Figure 0005391335

である。
空間ダイバーシチする時、仮想アンテナ1が同一時点(又は副搬送波)にデータストリーム

Figure 0005391335

を送信し、及び仮想アンテナ2が同一時点(又は副搬送波)にデータストリーム

Figure 0005391335

を送信する。即ち、同一時点(又は副搬送波)に、実体アンテナにマッピングする情況は図6(a)に示すように、

Figure 0005391335

番目のアンテナでスタックデータ

Figure 0005391335

を送信し、ここで、

Figure 0005391335

である。
本発明の加重値獲得部分は固定加重値方法で加重値を獲得するについての実施例。
送信端によって予め設定された行列(ベクトル)集合

Figure 0005391335

次元の複素行列で、

Figure 0005391335

が送信アンテナの数で、SがMIMO記号化された後のデータストリームの個数、且つ

Figure 0005391335

である。
送信端は加重値獲得モジュールで加重値を更新する必要があるかどうかを判断し、加重値を更新する必要がないと、システムの予め配置した加重値又は前回で保留された加重値を用いる。加重値を更新する必要があると、固定加重値方法で加重値を獲得し、
(1)統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

を初期化し、第1フレームであると、全零行列に初期化し、そうでないと、前回で保留された値に初期化し、統計チャンネル相関行列に用いられる記号索引を抜き取るステップと、
(2)該受信端の現在記号索引に対応する記号における特定搬送波集合におけるチャンネル関連度行列

Figure 0005391335

(ここで、Nが特定搬送波集合において含まれる搬送波の数を表し、

Figure 0005391335

が特定搬送波集合における番目の副搬送波のチャンネル係数行列であり、

Figure 0005391335

がそれぞれ送信端と受信端との送信と受信アンテナの数であり、上付き文字Hが行列に対して共役転置を求めることである。)を計算するステップと、
(3)統計チャンネル相関行列が

Figure 0005391335

に更新され、現在記号索引に1をプラスするステップと、
(4)本フレームが終わるまで(2)〜(3)を繰り返すステップと、
(5)公式


Figure 0005391335

(ここで、detが行列の行列式の値を求めることを表す。)に基づいて最適な加重値

Figure 0005391335

を選択して該受信端のビーム形成加重値とするステップを含む。
本発明の加重値獲得部分は固有ベクトル加重値方法で加重値を獲得するについての実施例。
送信端は加重値獲得モジュールで加重値を更新する必要があるかどうかを判断し、加重値を更新する必要がないと、システムの予め配置した加重値又は前回で保留された加重値を用いる。加重値を更新する必要があると、固有ベクトル加重値方法で加重値を獲得し、
(1)統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

を初期化し、第1フレームであると、全零行列に初期化し、そうでないと、前回で保留された値に初期化し、統計チャンネル相関行列をに用いられる記号索引を抜き取るステップと、
(2)該受信端の現在記号索引に対応する記号における特定搬送波集合におけるチャンネル関連度行列

Figure 0005391335

(ここで、Nが特定搬送波集合において含まれる搬送波の数を表し、

Figure 0005391335

が特定搬送波集合における番目の副搬送波のチャンネル係数行列であり、

Figure 0005391335

がそれぞれ送信端と受信端との送信と受信アンテナの数であり、上付き文字Hが行列に対して共役転置を求めることである。)を計算するステップと、
(3)統計チャンネル相関行列が

Figure 0005391335

に更新され、現在記号索引に1をプラスするステップと、
(4)本フレームが終わるまで(2)〜(3)を繰り返すステップと、
(5)統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

に対して固有値分解を行い、且つ固有値

Figure 0005391335

に対応する固有ベクトルが

Figure 0005391335

(ここで、

Figure 0005391335

のベクトルで、

Figure 0005391335

が送信端の送信アンテナの数である。)であるステップと、
(6)前のS個の最大固有値に対応する固有ベクトルを選択し、各固有ベクトルがMIMOビーム形成加重値行列Wの一列とし、1つの

Figure 0005391335

次元の複素行列Wを形成し、W がMIMOビーム形成の加重値であるステップを含む。
本発明の加重値獲得部分は定モジュラス固有ベクトル方法で加重値を獲得するについての実施例。
送信端は加重値獲得モジュールで加重値を更新する必要があるかどうかを判断し、加重値を更新する必要がないと、システムの予め配置した加重値又は前回で保留された加重値を用いる。加重値を更新する必要があると、定モジュラス固有ベクトル加重値方法で加重値を獲得し、
(1)統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

を初期化し、第1フレームであると、全零行列に初期化し、そうでないと、前回で保留された値に初期化し、統計チャンネル相関行列をに用いられる記号索引を抜き取るステップと、
(2)該受信端の現在記号索引に対応する記号における特定搬送波集合におけるチャンネル関連度行列

Figure 0005391335

(ここで、Nが特定搬送波集合において含まれる搬送波の数を表し、

Figure 0005391335

が特定搬送波集合における番目の副搬送波のチャンネル係数行列であり、

Figure 0005391335

がそれぞれ送信端と受信端との送信と受信アンテナの数であり、上付き文字Hが行列に対して共役転置を求めることである。)を計算するステップと、
(3)統計チャンネル相関行列が

Figure 0005391335

に更新され、現在記号索引に1をプラスするステップと、
(4)本フレームが終わるまで(2)〜(3)を繰り返すステップと、
(5)統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

に対して固有値分解を行い、且つ固有値

Figure 0005391335

に対応する固有ベクトルが

Figure 0005391335

(ここで、

Figure 0005391335

のベクトルで、

Figure 0005391335

で、

Figure 0005391335

が送信端の送信アンテナの数である。)であるステップと、
(6)前のS個の最大固有値に対応する固有ベクトルを選択し、各固有ベクトルがMIMOビーム形成加重値行列

Figure 0005391335

の一列とし、1つの

Figure 0005391335

次元の複素行列

Figure 0005391335

を形成するステップと、
(7)行列

Figure 0005391335

に対して定モジュラス処理

Figure 0005391335

は定モジュラス処理で、処理された後の行列又はベクトルにおける各要素の絶対値を等しくさせる。)を行い、最後に、定モジュラスの行列Wを形成し、該WをMIMOビーム形成の加重値とするステップを含む。
本発明の方案全体の一具体的な実施例。
送信端は基地局で、

Figure 0005391335

本のアンテナを有し、アンテナが1つの線状アレイに配列される。基地局によって予め設定された行列(ベクトル)集合

Figure 0005391335

次元の複素行列で、

Figure 0005391335

が送信アンテナの数である。
該基地局の下にM個のユーザーを有し、各ユーザーは2本のアンテナを有する。基地局は各ユーザーに対して下記操作を行って、MIMOビーム形成を実現する。
基地局がユーザーに送信したデータストリームをMIMO記号化モジュールに入力し、MIMO記号化モジュールはデータストリームを2個1組で分け、

Figure 0005391335

と記し、それに対して空間ダイバーシチ記号化

Figure 0005391335

がデータストリームのなさである。)を行う。
加重値推定モジュールにおいて加重値Wを計算し、Wが1つの

Figure 0005391335

の行列である。加重値推定モジュールは、加重値を更新する必要があるかどうかを判断し、加重値を更新する必要がないと、システムの予め配置した加重値又は前回で保留された加重値を用いる。加重値を更新する必要があると、固定加重値方法で加重値を獲得し、
(1)統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

を初期化し、第1フレームであると、全零行列に初期化し、そうでないと、前回で保留された値に初期化し、統計チャンネル相関行列に用いられる記号索引を抜き取るステップと、
(2)該受信端の現在記号索引に対応する記号における特定搬送波集合におけるチャンネル関連度行列

Figure 0005391335

(ここで、Nが特定搬送波集合において含まれる搬送波の数を表し、

Figure 0005391335

が特定搬送波集合における番目の副搬送波のチャンネル係数行列で、上りでSoundingを送信するチャンネルを推定することによって得られ、

Figure 0005391335

がそれぞれ送信端と受信端との送信と受信アンテナの数であり、上付き文字Hが行列に対して共役転置を求めることである。)を計算するステップと、
(3)統計チャンネル相関行列が

Figure 0005391335

である。)
に更新され、現在記号索引に1をプラスするステップと、
(4)本フレームが終わるまで(2)〜(3)を繰り返すステップと、
(5)公式

Figure 0005391335

(ここで、detが行列の行列式の値を求めることを表す。)に基づいて最適な加重値

Figure 0005391335

を選択して該受信端のビーム形成加重値W(

Figure 0005391335

である)とするステップと、を含む。
加重値を得た後、加重値でデータストリームを加重し、加重した後、アンテナjは時間に対する第1記号時間に

Figure 0005391335

を送信し、第2記号時間に

Figure 0005391335

である。)を送信する。
本発明の方案全体のまた一具体的な実施例。
送信端は基地局であり、

Figure 0005391335

本の二重偏波アンテナを有し、アンテナが1つの線状アレイに配列される。該基地局の下にM個のユーザーを有し、各ユーザーは2本のアンテナを有する。基地局は各ユーザーに対して下記操作を行って、MIMOビーム形成を実現する。
基地局がユーザーに送信したデータストリームをMIMO記号化モジュールに入力し、MIMO記号化モジュールはデータストリームを2個1組で分け、

Figure 0005391335

と記し、それに対して空間ダイバーシチ記号化

Figure 0005391335

がデータストリームのなさである。)を行う。
加重値推定モジュールにおいて加重値Wを計算し、Wが1つの

Figure 0005391335

の行列である。加重値推定モジュールは、加重値を更新する必要があるかどうかを判断し、加重値を更新する必要がないと、システムの予め配置した加重値又は前回で保留された加重値を用いる。加重値を更新する必要があると、固定加重値方法で加重値を獲得し、
(1)統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

を初期化し、第1フレームであると、全零行列に初期化し、そうでないと、前回で保留された値に初期化し、統計チャンネル相関行列をに用いられる記号索引を抜き取るステップと、
(2)該受信端の現在記号索引に対応する記号における特定搬送波集合におけるチャンネル関連度行列

Figure 0005391335

(ここで、Nが特定搬送波集合において含まれる搬送波の数を表し、

Figure 0005391335

が特定搬送波集合における

Figure 0005391335

番目の副搬送波のチャンネル係数行列であり、

Figure 0005391335

がそれぞれ送信端と受信端との送信と受信アンテナの数であり、上付き文字Hが行列に対して共役転置を求めることである。)を計算するステップと、
(3)統計チャンネル相関行列が

Figure 0005391335

Figure 0005391335

である。)に更新され、現在記号索引に1をプラスするステップと、
(4)本フレームが終わるまで(2)〜(3)を繰り返すステップと、
(5)統計チャンネル相関行列

Figure 0005391335

に対して固有値分解を行い、且つ固有値

Figure 0005391335

に対応する固有ベクトルが

Figure 0005391335

(ここで、

Figure 0005391335

が送信端の送信アンテナの数である。)であるステップと、
(6)前のS個の最大固有値に対応する固有ベクトルを選択し、各固有ベクトルがMIMOビーム形成加重値行列W一列とし、1つの

Figure 0005391335

次元の複素行列Wを形成し、W(

Figure 0005391335

である。)がMIMOビーム形成の加重値であるステップを含む。
加重値を得た後、加重値でデータストリームを加重し、加重した後、アンテナjは同一第1記号時間に

Figure 0005391335

である。)を送信する。
本発明の方案全体の一特殊な実施例。
送信端は基地局であり、

Figure 0005391335

本のアンテナを有し、アンテナが線状アレイアンテナ、又は円筒アンテナ、又は二重偏波アンテナである。該基地局の下にM個のユーザーを有し、各ユーザーは

Figure 0005391335

本のアンテナを有する。基地局は各ユーザーに対して下記操作を行って、MIMOビーム形成を実現する。
基地局はユーザーに送信したデータストリームをMIMO記号化する。MIMO記号化された後のデータストリームは

Figure 0005391335

(Sがデータストリームの個数で、

Figure 0005391335

がデータストリームの合計長さである。)である。
加重値推定モジュールで加重値Wを獲得し、Wが1つの

Figure 0005391335

の行列である。
加重値を得た後、加重値でデータストリームを加重し、加重した後、アンテナjが同一第1記号時間に

Figure 0005391335

である。)を送信する。
本発明に記載の方法及び装置を採用して、MIMOビーム形成の加重値を得て、且つMIMOとビーム形成との合理的な結合を実現することができ、それによってシステムの性能を最大限に向上させる。

Claims (11)

  1. 多入力多出力ビーム形成のデータ送信方法であって、
    データストリームに対して多入力多出力(MIMO)記号化を行い、記号化された後のデータストリームを得ることと、
    送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報に基づいて送信端のアンテナアレイの

    Figure 0005391335

    次元のビーム形成の加重値

    Figure 0005391335
    (その中、

    Figure 0005391335

    が送信端の送信アンテナの数で、SがMIMO記号化された後のデータストリームの個数で、

    Figure 0005391335

    である)を獲得することと、
    前記ビーム形成の加重値

    Figure 0005391335
    を用いて、前記記号化された後のデータストリームを加重し、前記加重された後のデータストリームを相応のアンテナで送信し、その中、アンテナ

    Figure 0005391335
    の送信したデータがスタックデータ

    Figure 0005391335
    が記号化された後の

    Figure 0005391335
    番目のデータストリームである)であることとを含み、
    ここで、前記加重値推定ステップは、
    前記チャンネル情報に基づいて前記送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列を獲得することと、
    前記統計チャンネル相関行列に基づいて前記送信端のアンテナアレイのビーム形成の加重値

    Figure 0005391335
    を確定することとを含み、
    前記の、前記送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列を獲得することは、
    前記送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列
    Figure 0005391335
    を初期化し、該送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列を計算するための若干の記号を確定することと、
    記号を選択し、受信端から送信端アンテナアレイまでの現在に選択している記号における特定搬送波集合におけるチャンネル関連度行列

    Figure 0005391335
    を計算し、統計チャンネル相関行列

    Figure 0005391335
    (その中、

    Figure 0005391335
    が送信端アンテナアレイの送信アンテナから受信端アンテナまでの特定搬送波集合における

    Figure 0005391335

    番目の副搬送波のチャンネル係数行列であり、

    Figure 0005391335
    が特定搬送波集合において含まれる搬送波の数を表し、

    Figure 0005391335
    が常数で、

    Figure 0005391335

    番目の副搬送波相関行列の重みを表し、

    Figure 0005391335
    が定数で、且つ

    Figure 0005391335
    で、上付き文字Hが行列に対して共役転置を求めることである) を更新することと、
    送信端アンテナアレイの統計チャンネル相関行列を計算するための前記若干の記号を選択し終わるまで、前記更新ステップを繰り返すこととを含む多入力多出力ビーム形成のデータ送信方法。
  2. 前記更新ステップにおいて、下記の方式で前記

    Figure 0005391335
    を得て、
    送信端が受信端のアンテナから送信端アンテナアレイまでの上りチャンネルのチャンネル係数行列を測定し、チャンネル相反性に基づいて、測定されたチャンネル係数行列から

    Figure 0005391335
    又は、受信端が送信端のアンテナアレイから受信端の受信アンテナまでのチャンネル係数行列を測定し、且つ送信端にフィードバックし、送信端が受信端のフィードバックした前記チャンネル係数行列に基づいて

    Figure 0005391335
    の前記

    Figure 0005391335
    を得る(その中、

    Figure 0005391335

    が送信端アンテナアレイの送信アンテナの数で、

    Figure 0005391335

    が受信端の受信アンテナの数である)ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記上りチャンネルは、受信端が上り業務を伝送するデータチャンネル、又は受信端が送信端に情報をフィードバックする上りフィードバックチャンネル、又は受信端が送信端に送信したサウンディング信号又はパイロット信号に対応するチャンネルを含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
  4. 前記MIMO記号化ステップにおいて、前記データストリームに対してMIMO記号化を行うとはデータストリームに対して空間ダイバーシチ記号化又は空間多重化記号化を行うことを指すことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記加重値推定ステップにおいて、送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報に基づいて、ビーム形成の加重値

    Figure 0005391335
    を獲得する前に、さらに加重値を更新する必要があるかどうかを判断し、更新する必要があると、送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報によってビーム形成の加重値

    Figure 0005391335
    を獲得し、そうでないと、システムが予めに配置した加重値又は前回で確定された加重値をビーム形成の加重値として用い、記号化された後のデータストリームを加重し、且つ送信することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  6. 多入力多出力ビーム形成のデータ送信方法であって、
    データストリームに対して多入力多出力(MIMO)記号化を行い、記号化された後のデータストリームを得ることと、
    送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報に基づいて送信端のアンテナアレイの
    Figure 0005391335
    次元のビーム形成の加重値

    Figure 0005391335
    (その中、
    Figure 0005391335
    が送信端の送信アンテナの数で、SがMIMO記号化された後のデータストリームの個数で、
    Figure 0005391335
    である)を獲得することと、
    前記ビーム形成の加重値
    Figure 0005391335
    を用いて、前記記号化された後のデータストリームを加重し、前記加重された後のデータストリームを相応のアンテナで送信し、その中、アンテナ
    Figure 0005391335
    の送信したデータがスタックデータ
    Figure 0005391335

    Figure 0005391335

    が記号化された後の
    Figure 0005391335
    番目のデータストリームである)であることとを含み、
    ここで、前記加重値推定ステップは、
    前記チャンネル情報に基づいて前記送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列を獲得することと、
    前記統計チャンネル相関行列に基づいて前記送信端のアンテナアレイのビーム形成の加重値
    Figure 0005391335
    を確定するのが、
    予め設定される行列集合
    Figure 0005391335
    において、

    Figure 0005391335
    を最大にさせる
    Figure 0005391335
    を選択してビーム形成の加重値とする(その中、detが行列の行列式の値を求めることを表し、

    Figure 0005391335
    次元の複素行列である)方式1と、
    統計チャンネル相関行列

    Figure 0005391335
    に対して固有値分解を行い、前のS個の最大固有値に対応する固有ベクトルを選択し、各固有ベクトルが行列Wの一列とし、1つの

    Figure 0005391335

    次元の複素行列Wを形成し、W を前記ビーム形成の加重値とする方式2と、
    統計チャンネル相関行列

    Figure 0005391335
    に対して固有値分解を行い、前のS個の最大固有値に対応する固有ベクトルを選択し、各固有ベクトルが行列

    Figure 0005391335
    の一列とし、1つの
    Figure 0005391335
    次元の複素行列
    Figure 0005391335
    を形成し、行列
    Figure 0005391335
    に対して定モジュラス処理を行って
    Figure 0005391335

    Figure 0005391335
    に対して定モジュラス処理を行うことを指す)を得て、Wを前記ビーム形成の加重値とする方式3とのいずれかを含むことを含む多入力多出力ビーム形成のデータ送信方法。
  7. 多入力多出力ビーム形成のデータ送信装置であって、
    データストリームに対してMIMO記号化を行い、記号化された後のデータストリームを得るためのMIMO記号化モジュールと、
    送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報に基づいて送信端のアンテナアレイのビーム形成の加重値

    Figure 0005391335

    (その中、

    Figure 0005391335
    が送信端の送信アンテナの数で、SがMIMO記号化された後のデータストリームの個数、

    Figure 0005391335

    である)を獲得するための加重値推定モジュールと、
    前記ビーム形成の加重値

    Figure 0005391335
    を用いて、前記記号化された後のデータストリームを加重し、前記加重された後のデータストリームを相応のアンテナで送信し、その中、アンテナの送信したデータがスタックデータ

    Figure 0005391335
    で、

    Figure 0005391335
    が記号化された後の

    Figure 0005391335
    番目のデータストリームである。)であるビーム形成モジュールを含み、
    ここで、前記加重値推定モジュールは、
    前記チャンネル情報に基づいて前記送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列を獲得するための統計チャンネル相関行列獲得ユニットと、
    前記統計チャンネル相関行列に基づいて前記送信端のアンテナアレイのビーム形成の加重値

    Figure 0005391335
    を確定する加重値獲得ユニットを含み、
    前記統計チャンネル相関行列獲得ユニットは、
    前記送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列

    Figure 0005391335
    を初期化し、該送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列を計算するための若干の記号を確定するための初期化サブユニットと、
    記号を選択し、受信端から送信端アンテナアレイまでの現在に選択している記号における特定搬送波集合におけるチャンネル関連度行列

    Figure 0005391335

    を計算し、統計チャンネル相関行列

    Figure 0005391335

    (その中、

    Figure 0005391335

    が送信端アンテナアレイの送信アンテナから受信端アンテナまでの特定搬送波集合における

    Figure 0005391335

    番目の副搬送波のチャンネル係数行列であり、

    Figure 0005391335

    が特定搬送波集合において含まれる搬送波の数を表し、

    Figure 0005391335

    が常数で、

    Figure 0005391335

    番目の副搬送波相関行列の重みを表し、

    Figure 0005391335

    が定数で、且つ

    Figure 0005391335

    で、上付き文字Hが行列に対して共役転置を求めることである) を更新するための更新サブユニットと、
    前記更新サブユニットが、送信端アンテナアレイの統計チャンネル相関行列を計算するための前記若干の記号を選択し終わるまで、更新を繰り返すことを制御するための制御サブユニットを含む多入力多出力ビーム形成のデータ送信装置。
  8. 前記更新サブユニットは、
    前記更新サブユニットが受信端のアンテナから送信端アンテナアレイまでの上りチャンネルのチャンネル係数行列を測定し、チャンネル相反性に基づいて、測定されたチャンネル係数行列から

    Figure 0005391335

    の前記

    Figure 0005391335

    を得る、
    又は、受信端が送信端のアンテナアレイから受信端の受信アンテナまでのチャンネル係数行列を測定し、且つ前記更新サブユニットにフィードバックし、前記更新サブユニットが受信端のフィードバックした前記チャンネル係数行列に基づいて

    Figure 0005391335

    の前記

    Figure 0005391335

    を得る(その中、

    Figure 0005391335

    が送信端アンテナアレイの送信アンテナの数で、

    Figure 0005391335

    が受信端の受信アンテナの数である)ように前記

    Figure 0005391335

    を獲得することに用いられることを特徴とする請求項7に記載の装置。
  9. 前記上りチャンネルは、受信端が上り業務を伝送するデータチャンネル、又は受信端が送信端に情報をフィードバックする上りフィードバックチャンネル、又は受信端が送信端に送信したサウンディング信号又はパイロット信号に対応するチャンネルを含むことを特徴とする請求項8に記載の装置。
  10. 前記加重値推定モジュールは、送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報に基づいて、ビーム形成の加重値

    Figure 0005391335

    を獲得する前に、さらに加重値を更新する必要があるかどうかを判断し、更新する必要があると、送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報によってビーム形成の加重値

    Figure 0005391335

    を獲得し、そうでないと、システムが予めに配置した加重値又は前回で確定された加重値を用いてビーム形成の加重値とすることに用いられることを特徴とする請求項7に記載の装置。
  11. 多入力多出力ビーム形成のデータ送信装置であって、
    データストリームに対して多入力多出力(MIMO)記号化を行い、記号化された後のデータストリームを得ることと、
    送信端のアンテナアレイから受信端アンテナまでのチャンネル情報に基づいて送信端のアンテナアレイの
    Figure 0005391335
    次元のビーム形成の加重値
    Figure 0005391335
    (その中、
    Figure 0005391335
    が送信端の送信アンテナの数で、SがMIMO記号化された後のデータストリームの個数で、
    Figure 0005391335
    である)を獲得することと、
    前記ビーム形成の加重値
    Figure 0005391335
    を用いて、前記記号化された後のデータストリームを加重し、前記加重された後のデータストリームを相応のアンテナで送信し、その中、アンテナ
    Figure 0005391335
    の送信したデータがスタックデータ
    Figure 0005391335

    Figure 0005391335

    が記号化された後の
    Figure 0005391335
    番目のデータストリームである)であることとを含み、
    ここで、前記加重値推定ステップは、
    前記チャンネル情報に基づいて前記送信端のアンテナアレイの統計チャンネル相関行列を獲得するための統計チャンネル相関行列獲得ユニットと、
    前記統計チャンネル相関行列に基づいて前記送信端のアンテナアレイのビーム形成の加重値
    Figure 0005391335
    を確定する加重値獲得ユニットを含み、
    前記加重値獲得ユニットは、
    予め設定される行列集合
    Figure 0005391335
    において、
    Figure 0005391335
    を最大にさせる
    Figure 0005391335
    を選択してビーム形成の加重値とする(その中、detが行列の行列式の値を求めることを表し、
    Figure 0005391335
    次元の複素行列である)方式1と、
    統計チャンネル相関行列
    Figure 0005391335
    に対して固有値分解を行い、前のS個の最大固有値に対応する固有ベクトルを選択し、各固有ベクトルが行列Wの一列とし、1つの
    Figure 0005391335
    次元の複素行列Wを形成し、W を前記ビーム形成の加重値とする方式2と、
    統計チャンネル相関行列
    Figure 0005391335
    に対して固有値分解を行い、前のS個の最大固有値に対応する固有ベクトルを選択し、各固有ベクトルが行列
    Figure 0005391335
    の一列とし、1つの
    Figure 0005391335
    次元の複素行列
    Figure 0005391335
    を形成し、行列
    Figure 0005391335
    に対して定モジュラス処理を行って

    Figure 0005391335

    Figure 0005391335
    に対して定モジュラス処理を行うことを指す)を得て、Wを前記ビーム形成の加重値とする方式3とのいずれかを用いて前記ビーム形成の加重値

    Figure 0005391335

    を獲得する多入力多出力ビーム形成のデータ送信装置。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102377467B (zh) * 2010-08-23 2015-02-04 中国移动通信集团公司 八天线下行控制信道发送方法及装置
GB2517217B (en) 2013-08-16 2018-03-21 Analog Devices Global Communication unit, integrated circuit and method for generating a plurality of sectored beams
GB2517218B (en) 2013-08-16 2017-10-04 Analog Devices Global Communication unit and method of antenna array calibration
KR101547421B1 (ko) * 2014-01-22 2015-08-26 한국과학기술원 통계적 채널정보 기반의 혼합 빔포밍 방법, 및 이를 수행하는 장치들
CN106463125B (zh) * 2014-04-25 2020-09-15 杜比实验室特许公司 基于空间元数据的音频分割
RU2656235C1 (ru) 2015-03-06 2018-06-04 Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) Формирование диаграммы направленности с использованием антенного устройства
US10070454B2 (en) * 2015-05-22 2018-09-04 Qualcomm Incorporated Smart grouping for multi-user multiple-input/multiple-output stations
WO2017190777A1 (en) 2016-05-04 2017-11-09 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Beam forming using an antenna arrangement
CN110870216B (zh) * 2017-07-14 2021-06-15 华为技术有限公司 一种波束成形方法及设备
CN116073929B (zh) * 2023-03-17 2023-06-09 湖南迈克森伟电子科技有限公司 一种mimo卫星通信系统中的数据检测方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4169884B2 (ja) * 1999-09-24 2008-10-22 富士通株式会社 適応アンテナを用いた通信装置
JP3685697B2 (ja) 2000-09-01 2005-08-24 三洋電機株式会社 無線受信システムおよびウェイト更新方法
US8208364B2 (en) * 2002-10-25 2012-06-26 Qualcomm Incorporated MIMO system with multiple spatial multiplexing modes
JP4350491B2 (ja) * 2002-12-05 2009-10-21 パナソニック株式会社 無線通信システム、無線通信方法、及び無線通信装置
JP4546177B2 (ja) * 2003-07-28 2010-09-15 パナソニック株式会社 無線通信装置および無線通信方法
GB2407008B (en) * 2003-10-10 2006-01-18 Toshiba Res Europ Ltd A mimo communication system
KR20050106658A (ko) * 2004-05-06 2005-11-11 한국전자통신연구원 Ｏｆｄｍ／ｔｄｄ 방식의 하향링크용 고유빔을 형성하기위한 스마트 안테나 시스템 및 그 방법
JP2007538450A (ja) * 2004-05-19 2007-12-27 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ３帯域ｔｖ−ｒｆ入力回路
US20060203794A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Qualcomm Incorporated Systems and methods for beamforming in multi-input multi-output communication systems
US9246560B2 (en) * 2005-03-10 2016-01-26 Qualcomm Incorporated Systems and methods for beamforming and rate control in a multi-input multi-output communication systems
CN101160749B (zh) * 2005-03-10 2013-02-06 高通股份有限公司 在多输入多输出通信系统中进行波束成形的系统和方法
US9154211B2 (en) * 2005-03-11 2015-10-06 Qualcomm Incorporated Systems and methods for beamforming feedback in multi antenna communication systems
JP2007036403A (ja) 2005-07-22 2007-02-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 空間多重送信装置および送信方法
CN100407825C (zh) 2005-10-18 2008-07-30 上海贝尔阿尔卡特股份有限公司 分布式基站、通信系统及其使用的信号传输方法
JP4829064B2 (ja) 2006-09-28 2011-11-30 京セラ株式会社 無線通信装置及び無線通信方法
JP4840088B2 (ja) * 2006-11-08 2011-12-21 ソニー株式会社 無線通信システム、並びに無線通信装置及び無線通信方法
US8081690B2 (en) * 2008-01-11 2011-12-20 Qualcomm Incorporated OFDM channel estimation

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