JP5557543B2 - 無線通信システム、送信装置、受信装置、受信制御方法、及び、受信制御プログラム - Google Patents
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Description
ダウンリンクMIMO伝送では、次の2つの技術が知られている。1つ目は、複数のアンテナを備える単一の端末装置へ、複数の送信信号を空間多重して送信するSingle User−MIMO(SU−MIMO)伝送である。2つ目は、複数の端末装置宛の送信信号を空間多重して送信するMulti User−MIMO(MU−MIMO)伝送である。通常、基地局装置が備えるアンテナは端末装置が備えるアンテナよりも多く、SU−MIMO伝送では基地局装置の全アンテナを必ずしも活用できるとは限らないが、MU−MIMO伝送では、複数の端末装置宛の送信信号を空間多重することにより基地局装置の全アンテナを有効に活用し、システム全体のスループットを向上させることができる。
非線形プリコーディングを適用したMU−MIMO伝送として、Tomlinson−Harashima Precodingを用いたMU−MIMO(THP MU−MIMO)伝送が知られている。THP MU−MIMO伝送では、例えば多重する端末装置を4個とした場合、各端末装置A〜D宛の信号xA〜xDから端末間の干渉を減算した干渉除去信号vA〜vDを生成する。この減算処理は、逐次的に行われ、端末装置A、B、C、Dの順番でそれぞれの宛先へ向けて送信される信号が生成される。この時、例えば、端末装置C宛の信号は、端末装置C宛の所望信号から、端末装置Aが端末装置Cに与える干渉信号と端末装置Bが端末装置Cに与える干渉信号がそれぞれ減算された信号となる。このように生成された干渉除去信号vA〜vDを成分とするベクトルvは、次式(1)で表される。
式(1)に示すように、干渉除去信号は所望信号から干渉信号を減算した信号であり、この干渉信号減算処理により送信信号の電力が大幅に増加する場合があるため、THP MU−MIMO伝送では、干渉除去信号vA〜vDにModulo演算を行って摂動信号uA〜uD(変調方式に応じて定まる定数τの整数倍の信号)を加算することで、送信する信号の送信電力を抑圧する。基地局装置は、Modulo演算後の信号vA’〜vD’にユニタリ行列で表される送信ウェイトQを乗算し、送信アンテナを介して送信する。この場合、各端末装置A〜Dは、次式(2)の受信信号ベクトルyの成分で表される受信信号yA〜yDを受信する。但し、説明の簡単化のため、各受信装置で加わる熱雑音は省略している。
このような問題に対して、非特許文献1には、パイロット信号を周波数領域で直交化するように配置することが記載されている。
図14は、従来技術に係るパイロット信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、周波数方向はサブキャリア毎に分割され、時間方向は予め定めた時間(シンボル)単位で分割されている(分割された周波数及び時間領域を信号配置領域という)。
図14において、番号が付されている信号配置領域は復調用パイロット信号が伝送される信号配置領域を表しており、その番号kは、該当する信号配置領域が、送信アンテナkから送信される復調用パイロット信号が配置されている信号領域であることを示す。また、番号が付されていない信号配置領域ではデータ信号が送信される。この図において、例えば、符号Q11を付したサブキャリアでは、時間が1番早い信号配置領域に送信アンテナ「1」から送信するパイロット信号が配置されている。同様に、符号Q11を付したサブキャリアでは、時間が2、5、6番目の信号配置領域には、それぞれ、送信アンテナ「4」、「3」、「2」から送信するパイロット信号が配置されている。
このような復調用パイロット信号の配置である場合に、式(1)、(2)で示されるTHP MU−MIMO伝送を行うと、端末装置Aは番号1が付されたサブキャリアを基に伝搬路推定を行うこととなる。同様に、端末装置Bは番号2、端末装置Cは番号3、端末装置Dは番号4が付されたサブキャリアを基にそれぞれ伝搬路推定を行って、その伝搬路推定結果を用いて信号の復調を行う。
先に述べたように、THP MU−MIMO伝送では、送信信号が生成される順序(干渉が除去される順序)と信号が送信されるアンテナ番号が等価的に対応付けられており(この対応付けを表す情報を空間対応情報と呼ぶこととする)、この対応関係に応じて各端末装置は自身が用いるべきパイロット信号の位置を把握する必要があるが、この対応関係は基地局装置でのみ正確に把握できるものであり、基地局装置は空間対応情報を各端末装置に通知する必要がある。このように、空間対応情報を事前に通知する場合、無線リソースを浪費して信号の伝送効率が低下するという欠点があった。特に、伝搬路状況等に応じて対応関係を適宜変更する場合には、変更の度に空間対応情報を通知しなければならず、伝送効率が低下してしまう。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムを示す概略図である。この図は、Tomlinson−Harashima Precodingを用いたMU−MIMO(THP MU−MIMO)伝送を行う無線通信システムの図である。
この図において、基地局装置1は、複数の端末装置n(n=A、B、C、・・・)各々に宛てた所望のデータ信号から既知の干渉信号を逐次減算する。基地局装置1は、減算後の信号に線形ウェイト(送信ウェイト)を乗算し、乗算後の信号を、複数の送信アンテナTk(k=1〜4;kを送信アンテナ識別情報という)を用いて空間多重して送信する。このデータ信号には、基地局装置1及び端末装置nが、その波形を予め記憶する復調用パイロット信号が付加されて送信される。
端末装置nは、受信した全パイロット信号に基づいて、自身宛の復調用パイロット信号が等価的にどのアンテナから送信されたか、つまり空間対応情報を検出し、検出した空間対応情報を基に自身が用いるべきパイロット信号の位置を検出して伝搬路推定を行う。
なお、本実施形態では、端末装置n各々を端末装置1mという。また、本実施形態では、基地局装置1が4本の送信アンテナT1〜T4を備え、4個の端末装置A〜Dと通信を行う場合について説明をする。
図2は、本実施形態に係る基地局装置1の構成を示す概略ブロック図である。この図において、基地局装置1は、受信アンテナ101、無線部102、A/D(アナログ/デジタル)部103、受信部104、係数算出部105、干渉生成部106、変調部111、P/S(並直列)部112、干渉減算部113、modulo(剰余)部114、S/P(直並列)部115、送信ウェイト乗算部116を含んで構成される。また、基地局装置1は、送信アンテナT1〜4各々に対する構成として、バッファ117−1〜117−4、S/P部118−1〜118−4、パイロット信号生成部119、送信ウェイト乗算部120、パイロット多重部121−1〜121−4、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform;逆高速フーリエ変換)部122−1〜122−4、P/S部123−1〜123−4、GI(Guard Interval;ガードインターバル)挿入部124−1〜124−4、D/A(デジタル/アナログ)部125−1〜125−4、無線部126−1〜126−4、及び、送信アンテナT1〜T4を含んで構成される。
A/D部103は、無線部102から入力された信号をアナログデジタル変換して、変換後の信号を受信部104に出力する。
受信部104は、A/D部103から入力された信号を復調する。受信部104は、復調した情報から、基地局装置1と端末装置A〜Dの受信アンテナ各々と送信アンテナT1〜4各々との伝搬路状態を示す伝搬路状態情報(Channel State Information;CSIという)であって、端末装置A〜D各々が推定したCSI(CSIは、伝搬路推定値を含む情報)を抽出する。受信部104は、抽出したCSIを係数算出部105に出力する。
係数算出部105は、生成した伝搬行列Hの複素共役転置行列HHをQR分解して、行列R及び線形フィルタ(行列Q)を算出する。QR分解とは、行列をユニタリ行列Qと上三角行列Rに分解することである。
係数算出部105は、算出した行列Rを示す情報を干渉生成部106に出力し、算出した線形フィルタを送信ウェイト乗算部116及び送信ウェイト乗算部124に出力する。
P/S部112は、変調部111から入力された各端末装置1m宛の信号を直列変換する。P/S部112は、直列変換によって、オーダリング順位が示す端末装置nの順(干渉処理順Nという;本実施形態では、例えば、N=1が端末装置A、N=2が端末装置B)に並び替えた信号を、干渉減算部113に出力する。なお、図2中の変調部111からP/S部112に向かう4個の矢印は、それぞれ、端末装置A〜D宛の信号系列を示す。なお、この並び替えは、変調信号分(サブキャリア数×データシンボル数)だけ行われる。
この処理を全てのnについて順に繰り返した後の送信信号ベクトルv’は次式(3)で表される。
modulo部114は、干渉減算部113から入力された干渉除去信号vnに対して、Modulo演算(剰余演算)を行い、演算後の剰余信号vn’を、干渉生成部106及びS/P部115に出力する。
まず、干渉生成部106は、係数算出部105から干渉係数行列Bが入力され、干渉減算部113が処理を行った端末装置A(端末装置Aの干渉処理順N=1)宛の剰余信号vA’が入力される。干渉生成部106は、端末装置B(端末装置Bの干渉処理順N=2)宛の信号xBに対する干渉信号fB=B(vA’,0,0,0)Tを算出して、干渉減算部113に出力する。干渉減算部113は、干渉除去信号vB=xB−fBを算出してmodulo部114に出力する。modulo部114は、vB’=Modτ(vB)を算出して干渉生成部106及びS/P部115に出力する。
干渉生成部106は、端末装置C(端末装置Cの干渉処理順N=3)宛の信号xCに対する干渉信号fC=B(vA’,vB’,0,0)Tを算出して、干渉減算部113に出力する。干渉減算部113は、干渉除去信号vC=xC−fCを算出してmodulo部114に出力する。modulo部114は、vC’=Modτ(vC)を算出して干渉生成部106及びS/P部115に出力する。
干渉生成部106は、端末装置D(端末装置Dの干渉処理順N=4)宛の信号xCに対する干渉信号fD=B(vA’,vB’,vC’,0)Tを算出して、干渉減算部113に出力する。干渉減算部113は、干渉除去信号vD=xD−fDを算出してmodulo部114に出力する。modulo部114は、vD’=Modτ(vD)を算出して干渉生成部106及びS/P部115に出力する。
干渉生成部106、干渉減算部113、及びmodulo部114が行う上記の処理は、信号xn毎に逐次的に行われる。
送信ウェイト乗算部116は、係数算出部105から入力された線形フィルタを、S/P部115から入力された剰余信号vn’に乗算する。乗算後の信号skは、次式(6)で表される。
バッファ117−kは、信号skを、1OFDMシンボル分(例えば、4サブキャリア分)入力されるまで保持する。バッファ117−kは、1OFDMシンボル分の信号skが入力されると、信号列skをS/P部118−kに出力する。
S/P部118−kは、バッファ117−kから入力された信号列skを直並列変換することによって、1OFDMシンボルの信号Skを同時にパイロット多重部119−kに出力する。
送信ウェイト乗算部120は、係数算出部105から入力された線形フィルタを、パイロット信号生成部119から入力された復調用パイロット信号pkに乗算する。送信ウェイト乗算部120は、送信ウェイト乗算後のパイロット信号pk’を、それぞれ、パイロット多重部121−kに出力する。
また、先に述べたように、THP MU−MIMO伝送では、各端末装置において基地局装置の各アンテナとの間の伝搬路を推定し、CSIとして基地局装置にフィードバックする必要があり、基地局装置はこの伝搬路推定のためのパイロット信号(CSI用パイロット信号)を各端末装置宛に送信する。パイロット多重部121−kでは、このCSI用パイロット信号についても、システムで予め定められたマッピング情報に基づいて、マッピングして送信する。但し、このCSI用パイロット信号は、基地局装置1が送信ウェイトを乗算しないで送信するパイロット信号であり、データ信号に付加して伝送する必要はなく、別フレームで伝送しても良い。
P/S部123−kは、IFFT部122−kから入力された信号を並直列変換して、GI挿入部124−kに出力する。
D/A部125−kは、GI挿入部124−kから入力された信号をデジタルアナログ変換して、無線部126−kに出力する。
無線部126−kは、D/A部125−kから入力された信号を、無線周波数帯域にアップコンバートし、アップコンバートした送信信号を、送信アンテナTkを介して送信する。
図3は、本実施形態に係る復調用パイロット信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、周波数方向はサブキャリア毎に分割され、時間方向は予め定めた時間単位で分割されている(分割された周波数及び時間領域を信号配置領域という)。この図3は、復調用パイロット信号の配置を示す図であって、CSI用パイロット信号の配置は図3に示す配置と同じである必要はない。
図3において、信号配置領域の番号kは、送信アンテナkから送信する復調用パイロット信号pk’が配置されていることを示し、番号が付されていない信号配置領域では全端末装置宛のデータ信号が空間多重されて送信されることを示している。この図において、例えば、符号S11を付したシンボルでは、周波数が1番高いサブキャリアに送信アンテナ「1」から送信するパイロット信号p1’が配置されている。同様に、符号S11を付したシンボルでは、周波数が2、3、4番目に高いサブキャリアに、それぞれ、送信アンテナ「2」、「3」、「4」から送信するパイロット信号p2’、p3’、p4’が配置されている。
式(12)は、干渉処理順N=1の端末装置Aは、パイロット信号p1が配置された1個のサブキャリアでのみパイロット信号を検出できることを示す。また、式(12)は、干渉処理順N=2の端末装置Bは、パイロット信号p1、 p2が配置された2個のサブキャリアでパイロット信号を検出できることを示す。
例えば、端末装置3は、それぞれ、パイロット信号数G=3を検出し、干渉処理順が「3」であり、及び自装置宛の復調用パイロット信号が配置されるサブキャリアがサブキャリア「3」であることを特定する。そして、このサブキャリア3で受信されたパイロット信号を用いて伝搬路推定を行うこととなる。
A/D部102mは、無線部101mから入力された信号をアナログデジタル変換して、GI除去部103mに出力する。
GI除去部103mは、A/D部102mから入力された信号から、ガードインターバルを除去し、S/P部104に出力する。
FFT部105は、S/P部104から入力された信号に対して、時間周波数変換を行うことによって、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。FFT部105は、変換後の信号をパイロット分離部106mに出力する。
パイロット分離部106mは、デマッピングによって抽出したパイロット信号を電力測定部107mに出力する。また、パイロット分離部106mは、デマッピングによって抽出したパイロット信号以外の信号、つまりデータ信号を伝搬路補償部110mに出力する。具体的には、図3に示す信号の場合、パイロット分離部106mは、1番目のOFDMシンボルの各サブキャリアに配置された信号を電力測定部107m及び伝搬路推定部110mに出力し、2番目〜5番目のOFDMシンボルの各サブキャリアに配置された信号を伝搬路補償部110mに出力する。
また、パイロット分離部106mは、デマッピングによってCSI用パイロット信号を抽出する。パイロット分離部106mは、抽出したCSI用パイロット信号をCSI測定部121mに出力する。但し、このCSI用パイロット信号は別フレームで伝送される場合もあり、周波数領域での配置も復調用パイロット信号とは異なる場合がある。
伝搬路補償部110mは、伝搬路補償した信号をmodulo部111mに出力する。
復調部112mは、modulo部111mから入力された信号を復調する。復調部112mは、復調後のデータビットを出力する。
送信部122は、CSI測定部121mから入力されたCSIを変調する。送信部122は、変調した信号をD/A部123mに出力する。
D/A部123mは、送信部122から入力された信号をデジタルアナログ変換して、変換後の信号を無線部124mに出力する。
無線部124mは、D/A部123mから入力された信号を、無線周波数帯域にアップコンバートし、アップコンバートした送信信号を、送信アンテナ125mを介して送信する。
また、本実施形態によれば、パイロット信号は、送信ウェイトが乗算されて送信される。これにより、復調用のパイロット信号がデータ信号と全く同じ伝搬路を経由して各端末で受信されるようにすることができる。
また、本実施形態によれば、前記受信装置は、受信パイロット信号の電力を測定し、予め決められた閾値以上の電力で受信される前記パイロット信号の数に応じて所望パイロット信号の検出を行う。これにより、本実施形態では、各端末装置nが用いるべき復調用のパイロット信号の位置を基地局装置1から各端末装置nに通知しない場合でも、各端末装置nが自律的に所望のパイロット信号位置を抽出して復調に用いることができる。
以下、図面を参照しながら本発明の第2の実施形態について詳しく説明する。
上記第1の実施形態では、干渉除去順をA、B、C、Dとする場合についての例を示したが、この干渉除去順は必ずしも固定されるものではなく、この順序関係を適宜変更することが考えられる。本実施形態では、順序関係を適宜変更する場合について説明をする。
なお、本実施形態に係る無線通信システムを示す概略図は、第1の実施形態(図1)と同じである。また、本実施形態に係る端末装置nの構成は、第1の実施形態(図4)と同じである。第1の実施形態と同じ図の説明は省略する。
以下、本実施形態に係る基地局装置を基地局装置2という。
図5は、本発明の第2の実施形態に係る基地局装置2の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る基地局装置2(図5)と第1の実施形態に係る基地局装置1(図2)とを比較すると、係数算出部205、及びP/S部212が異なる。しかし、他の構成要素(受信アンテナ101、無線部102、A/D部103、受信部104、干渉生成部106、変調部111、干渉減算部113、modulo部114、S/P部115、送信ウェイト乗算部116、バッファ117−1〜117−4、S/P部118−1〜118−4、パイロット信号生成部119、送信ウェイト乗算部120、パイロット多重部121−1〜121−4、IFFT部122−1〜122−4、P/S部123−1〜123−4、GI挿入部124−1〜124−4、D/A部125−1〜125−4、無線部126−1〜126−4、及び、送信アンテナT1〜T4)が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
基地局装置1から送信された信号pk’は、次式(14)で表される受信信号ypとして、各端末装置nに受信される。
以下、図面を参照しながら本発明の第3の実施形態について詳しく説明する。
上記第1、2の実施形態では、復調用パイロット信号を周波数領域で直交するように配置する場合について説明をした。本実施形態では、時間領域で直交するように配置する。
なお、本実施形態に係る無線通信システムを示す概略図は、第1の実施形態(図1)と同じであるので、説明は省略する。
以下、本実施形態に係る基地局装置を基地局装置3といい、端末装置A〜D各々を端末装置3mという。
図6は、本発明の第3の実施形態に係る基地局装置3の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る基地局装置3(図6)と第1の実施形態に係る基地局装置1(図2)とを比較すると、パイロット多重部321−1〜421−4が異なる。しかし、他の構成要素(受信アンテナ101、無線部102、A/D部103、受信部104、係数算出部105、干渉生成部106、変調部111、P/S部112、干渉減算部113、modulo部114、S/P部115、送信ウェイト乗算部116、D/A部125−1〜125−4、無線部126−1〜126−4、及び、送信アンテナT1〜T4)が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
また、パイロット多重部321−kは、CSI用パイロット信号を、システムで予め定められたマッピング情報に基づいてマッピングするが、CSI用パイロット信号の配置は復調用パイロット信号の配置と必ずしも同じである必要はない。
図7は、本実施形態に係る復調用パイロット信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、時間方向は予め定めた時間単位(シンボル単位;信号配置領域)で分割されている。また、この図は1フレーム(8シンボル)内での信号の配置を示す図である。
図4は、k(シンボル番号という)番目(k=1〜4)のシンボルには復調用パイロット信号pk’が配置されていることを示す。これらのシンボルに記載した番号kは、送信アンテナkから送信するパイロット信号pk’が配置されていることを示す。また、この図は、5番目から8番目のシンボルには信号配置領域にはデータ信号が配置されることを示す。
式(25)は、干渉処理順N=1の端末装置Aは、パイロット信号p1’が配置された1番目のシンボルでのみパイロット信号を検出することを示す。また、式(25)は、干渉処理順N=2の端末装置Bは、パイロット信号p1’、 p2’が配置された2個のシンボルでパイロット信号を検出することを示す。
このように、各端末装置では、パイロット信号数Gを計数することにより、干渉処理順N及び自身宛のパイロット信号が配置されるシンボル番号を特定することができる。
図8は、本実施形態に係る端末装置3mの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る端末装置3m(図8)と第1の実施形態に係る端末装置1m(図4)とを比較すると、パイロット分離部306m、所望パイロット検出部308m、及び、伝搬路補償部310mが異なる。しかし、他の構成要素(受信アンテナR1、無線部101m、A/D部102m、電力測定部107m、伝搬路推定部109m、modulo部111m、復調部112m、CSI測定部121m、送信部122m、D/A部123m、無線部124m、及び送信アンテナ125m)が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
パイロット分離部306mは、デマッピングによって抽出した復調用パイロット信号を電力測定部307mに出力する。また、パイロット分離部306mは、デマッピングによって抽出したパイロット信号以外の信号を伝搬路補償部310mに出力する。具体的には、図7に示す信号の場合、パイロット分離部306mは、フレーム中の1番目から4番目のシンボルに配置された信号を電力測定部307m及び伝搬路推定部310mに出力し、5番目から8番目のシンボルに配置された信号を伝搬路補償部310mに出力する。
また、パイロット分離部306mは、デマッピングによってCSI用パイロット信号を抽出する。パイロット分離部306mは、抽出したCSI用パイロット信号をCSI測定部121mに出力する。
伝搬路補償部310mは、伝搬路補償した信号をmodulo部111mに出力する。
以下、図面を参照しながら本発明の第4の実施形態について詳しく説明する。
上記各実施形態では、端末装置が1個のアンテナを備える場合について説明をした。本実施形態では、端末装置が複数個のアンテナを備える場合について説明をする。また、本実施形態では、基地局装置は、同じ端末装置宛に複数の信号系列(ストリーム)の信号を送信する。ここで、基地局装置は、ある端末装置宛の信号から他の端末装置宛の信号を減算して送信するが、同じ端末装置宛の信号を減算せずに送信する。
図9は、本実施形態に係る無線通信システムを示す概略図である。この図は、THP MU−MIMO伝送を行う無線通信システムの図である。
この図において、基地局装置4は、複数の端末装置n(n=A、B)宛に信号を送信する。端末装置nは、2個の受信アンテナRtn(t=1,2:tを受信アンテナ識別情報という)を用いて基地局装置4からの信号を受信する。
図10は、本発明の第4の実施形態に係る基地局装置4の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る基地局装置4(図10)と第1の実施形態に係る基地局装置1(図2)とを比較すると、係数算出部405、及びP/S部412が異なる。しかし、他の構成要素(受信アンテナ101、無線部102、A/D部103、受信部104、干渉生成部106、変調部111、干渉減算部113、modulo部114、S/P部115、送信ウェイト乗算部116、バッファ117−1〜117−4、S/P部118−1〜118−4、パイロット信号生成部119、送信ウェイト乗算部120、パイロット多重部121−1〜121−4、IFFT部122−1〜122−4、P/S部123−1〜123−4、GI挿入部124−1〜124−4、D/A部125−1〜125−4、無線部126−1〜126−4、及び、送信アンテナT1〜T4)が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
また、本実施形態では、基地局装置4が、送信アンテナT1、T2を用いて端末装置A宛の信号を送信し、送信アンテナT3、T4を用いて端末装置B宛の信号を送信する場合について説明をする。
係数算出部405は、VAの1列目と2列目からなる行列VAL、及び、VAの3列目と4列目からなる行列VARを生成する。なお、端末装置A宛の信号と端末装置B宛の信号とからなる信号ベクトルに、基地局装置4が行列VARを乗算することにより、端末装置B宛の信号が端末装置Aに届かなくなる。
係数算出部405は、次式(29)で表される送信ウェイト(行列W)を算出する。
また、係数算出部405は、行列T=HWを算出する。係数算出部405は、算出した行列Tから干渉行列Bを算出する。干渉係数行列Bは、次式(30)で表される。
係数算出部405は、算出した干渉係数行列Bを、干渉生成部106に出力する。
この場合、S/P部115は、剰余信号vA1’、vA2’、vB1’、vB2’を、それぞれ、送信アンテナT1、T2、T3、T4から等価的に送信する信号として出力する。
式(37)は、端末装置では、検出したパイロット信号数を2で除算した値と、端末装置の干渉処理順と、が一致することを示す。
図11は、本実施形態に係る端末装置3mの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る端末装置4m(図11)と第1の実施形態に係る端末装置1m(図4)とを比較すると、受信フィルタ乗算部413m、パイロット分離部406m、所望パイロット検出部408m、及び、伝搬路補償部410mが異なる。しかし、他の構成要素(電力測定部107m、伝搬路推定部109m、modulo部111m、復調部112m、CSI測定部121m、送信部122m、D/A部123m、無線部124m、及び送信アンテナ125m)が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
また、受信アンテナR1t、無線部101tm、A/D部102tm、GI除去部103tm、S/P部104tm、及び、FFT部105tm(t=1、2)が持つ機能は、受信アンテナR1、無線部101m、A/D部102mと同じであるので、説明は省略する。
受信フィルタ乗算部413mは、乗算後の信号ベクトルの信号をパイロット分離部406mに出力する。
なお、伝搬路推定部109mは2行2列の伝搬行列を生成し、伝搬路補償部410mは伝搬路推定部109mが生成した伝搬行列を用いて伝搬路補償を行う。
なお、上記第1〜第3の実施形態において、無線通信システムは、基地局装置1〜3と、1個の受信アンテナを備える4個の端末装置nとが通信を行う場合について説明をした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、基地局装置1〜3と、1個の受信アンテナを備える2個の端末装置A、B及び2個の受信アンテナを備える1個の端末装置Cと、が通信を行ってもよい。この場合、端末装置Cの一方のアンテナ宛に送信する信号を、上述の実施形態における端末装置D宛の信号として、処理をすればよい。
図12は、本発明の変形例に係る端末装置n宛の信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、周波数方向はサブキャリア毎に分割され、時間方向は予め定めた時間単位で分割されている。
図12は、フレーム1では端末装置A、B、C、D宛のデータ信号が多重されていることを示す。また、フレーム2では端末装置C、D、E、F宛のデータ信号が多重されていることを示す。また、フレーム3では端末装置A、C、F、G宛のデータ信号が多重されていることを示す。
このような場合、従来技術では、基地局装置が全てのフレームの時間周波数領域について、各端末装置n宛のパイロット信号の配置を示す制御情報を送信し、端末装置nがこの制御情報に基づいてパイロット信号を抽出していた。しかし、本変形例に係る基地局装置1、2、3、4では、端末装置宛の信号とフレームとの割り当て関係を示す情報のみを送信し、端末装置がこの制御情報に基づいて信号を受信し、自律的にパイロット信号の位置を抽出することができるため、伝送効率の低下を防止することができる。
図13は、本発明の変形例に係る端末装置n宛の信号の配置を示す概略図である。この図において、横軸は時間であり縦軸は周波数である。また、周波数方向はサブキャリア毎に分割され、時間方向は予め定めた時間単位で分割されている。
図13は、周波数領域が4つのサブキャリアからなるサブチャネル1〜3に分割されていることを示す。また、この図において、各サブチャネル1〜3の領域は、端末装置A〜Dに対して割り当てられている。
また、上述した実施形態における基地局装置1〜4、端末装置1m、3m、4mの一部、または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現しても良い。基地局装置1〜4、端末装置1m、3m、4mの各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
A〜D、1m、3m、4m・・・端末装置、R1・・・受信アンテナ、101m・・・無線部、102m・・・A/D部、103m・・・GI除去部、104m・・・S/P部、105m・・・FFT部、106m、306m、406m・・・パイロット分離部、107m・・・電力測定部、108m、308m、408m・・・所望パイロット検出部、109m・・・伝搬路推定部、110m、310m、410m・・・伝搬路補償部、111m・・・modulo部、112m・・・復調部、121m・・・CSI測定部、122m・・・送信部、123m・・・D/A部、124m・・・無線部、125m・・・送信アンテナ、413m・・・受信フィルタ乗算部
Claims (7)
- 複数の送信アンテナを備えた送信装置において、複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を基に生成した前記複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する無線通信システムであって、
前記送信装置は、前記伝搬路変動に関する情報を基に生成された送信ウェイトを乗算された、前記複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重したデータ信号および前記複数の受信装置宛の複数の復調用パイロット信号を送信し、
前記受信装置は、前記送信装置から送信された信号を受信し、受信した前記複数の復調用パイロット信号の電力を測定し、前記電力の測定結果において予め決められた閾値以上の電力で受信された前記復調用パイロット信号の個数を計数し、前記個数に応じて前記複数の復調用パイロット信号のうちから自身宛の復調用パイロット信号を自律的に検出することを特徴とする無線通信システム。 - 前記複数の受信装置宛の送信データ信号は、各受信装置宛の希望信号から干渉信号を減算する処理を逐次的に施されて生成され、前記伝搬路変動に関する情報を基に生成された送信ウェイトを乗算されて送信されることを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記複数の受信装置宛の送信データ信号が逐次的に生成される順序と、前記送信データ信号が前記送信ウェイトも含めた等価伝搬路へ向けて送信される際の送信アンテナは関連付けられていることを特徴とする請求項2に記載の無線通信システム。
- 複数の送信アンテナを備え、複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重して同一リソースで送信する送信装置であって、
複数の受信装置から通知された伝搬路変動に関する情報を受信する手段と、
前記伝搬路変動に関する情報を基に前記複数の受信装置宛の送信データ信号を空間多重する際の送信ウェイトを算出する手段と、
前記複数の受信装置宛の送信データ信号と、前記複数の受信装置宛の複数の復調用パイロット信号とに前記送信ウェイトを乗算する手段と、
前記送信ウェイトが乗算された前記送信データ信号及び前記復調用パイロット信号を送信する手段とを備え、
前記送信ウェイトは、前記複数の受信装置において予め決められた閾値以上の電力で受信される前記復調用パイロット信号の個数が、前記複数の受信装置のそれぞれにおいて異なるようにする送信ウェイトであることを特徴とする送信装置。 - 複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し、前記複数の受信装置宛の複数の復調用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置であって、
前記送信装置から送信された信号を受信する手段と、
受信した前記複数の復調用パイロット信号の電力を測定する手段と、
前記電力の測定結果において予め決められた閾値以上の電力で受信された前記復調用パイロット信号の個数を計数し、前記個数に応じて前記複数の復調用パイロット信号のうちから自身宛の復調用パイロット信号の検出を行う手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。 - 複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し、前記複数の受信装置宛の複数の復調用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置における受信制御方法であって、
前記受信装置が、前記送信装置から送信された信号を受信する過程と、
前記受信装置が、受信した前記複数の復調用パイロット信号の電力を測定する過程と、
前記受信装置が、前記電力の測定結果において予め決められた閾値以上の電力で受信された前記復調用パイロット信号の個数を計数し、前記個数に応じて前記複数の復調用パイロット信号のうちから自身宛の復調用パイロット信号の検出を行う過程と、
を有することを特徴とする受信制御方法。 - 複数の送信アンテナを備え複数の受信装置宛の送信データ信号を同一リソースで空間多重し、前記複数の受信装置宛の複数の復調用のパイロット信号とともに送信する送信装置から送信された信号を受信する受信装置のコンピュータを、
前記送信装置から送信された信号を受信する手段、
受信した前記複数の復調用パイロット信号の電力を測定する手段、
前記電力の測定結果において予め決められた閾値以上の電力で受信された前記復調用パイロット信号の個数を計数し、前記個数に応じて前記複数の復調用パイロット信号のうちから自身宛の復調用パイロット信号の検出を行う手段、
として機能させる受信制御プログラム。
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