JP5625573B2 - 無線通信システム及び無線通信装置、並びに無線通信方法 - Google Patents
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Description
図1を参照して、本実施形態のMIMO無線通信システム1の構成の一例について説明する。図1は、本実施形態のMIMO無線通信システム1の構成の一例を示すブロック図である。
図3を参照して、MIMO無線通信システム1の動作例について説明する。図3は、MIMO無線通信システム1の動作例の流れを示すフローチャートである。
図3のステップS23における、送信データストリームの送信に使用されるL個の送信アンテナ14のサブセットpの選択動作について説明する。本実施形態では、送信データストリームの送信に使用されるL個の送信アンテナ14のサブセットpの選択動作として、3つの動作例を提示する。尚、以下に示す3つの動作例以外の動作例を用いて、送信データストリームの送信に使用されるL個の送信アンテナ14のサブセットpが選択されてもよい。
図4を参照して、送信データストリームの送信に使用されるL個の送信アンテナ14のサブセットpを選択する第1動作例について説明する。図4は、第1動作例の流れを示すフローチャートである。
図4のステップS32における「1番目のサブセットpの逆行列B(p)の算出動作」について説明する。本実施形態では、逆行列算出部241は、後述する「1つの送信アンテナ14の追加による逆行列の更新式(数式4参照)」を用いて、1番目のサブセットpの逆行列B(p)を算出してもよい。以降、図5を参照して、1つの送信アンテナ14の追加による逆行列の更新式(数式4参照)を用いて、1番目のサブセットpの逆行列B(p)を算出する動作について説明する。
図4のステップS37における「2番目のサブセットpの逆行列B(p)の算出動作」について説明する。本実施形態では、逆行列算出部241は、「1つの送信アンテナ14の削除による逆行列の更新式(数式11参照)」及び上述した「1つの送信アンテナ14の追加による逆行列の更新式(数式4参照)」を用いて、新たなサブセットpの逆行列B(p)を、既に算出されているサブセットpの逆行列B(p)を用いて算出してもよい(図7参照)。例えば、Nt=8個の送信アンテナ14−1から14−8からL=7個の送信アンテナ14を選択するサブセットpを例にあげて説明する。図6に示すように、1番目のサブセットp1として、送信アンテナ14−1から14−7が選択されているとする。このとき、送信アンテナ14−1から14−6及び14−8を含む2番目のサブセットp2の逆行列B(p2)は、1番目のサブセットp1の逆行列B(p1)に対して、送信アンテナ14−7に対応する要素を削除すると共に送信アンテナ14−8に対応する要素を追加することで算出される。同様に、送信アンテナ14−1から14−5、14−7及び14−8を含む3番目のサブセットp3の逆行列B(p3)は、2番目のサブセットp2の逆行列B(p2)に対して、送信アンテナ14−6に対応する要素を削除すると共に送信アンテナ14−7に対応する要素を追加することで算出される。その他のサブセットp3からp8の逆行列B(p3)からB(p8)も同様に、実線にて囲まれた送信アンテナ14の削除及び追加を行うことで算出される。
図7を参照して、「1つの送信アンテナ14の削除による逆行列の更新式(数式11参照)」及び上述した「1つの送信アンテナ14の追加による逆行列の更新式(数式4参照)」を用いて、2番目以降のサブセットpの逆行列B(p)を算出する動作について説明する。図7は、「1つの送信アンテナ14の削除による逆行列の更新式(数式11参照)」及び上述した「1つの送信アンテナ14の追加による逆行列の更新式(数式4参照)」を用いて、2番目以降のサブセットpの逆行列B(p)を算出する動作の流れを示すフローチャートである。
図8を参照して、「1つの送信アンテナ14の変更による逆行列の更新式(数式12及び数式13参照)」を用いて、2番目のサブセットpの逆行列B(p)を算出する動作について説明する。図8は、「1つの送信アンテナ14の変更による逆行列の更新式(数式12及び数式13参照)」を用いて、2番目のサブセットpの逆行列B(p)を算出する動作の流れを示すフローチャートである。尚、図7に示す動作と同様の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明を省略する。
図9を参照して、送信データストリームの送信に使用されるL個の送信アンテナ14のサブセットpを選択する第2動作例について説明する。図9は、第2動作例の流れを示すフローチャートである。尚、第1動作例と同一の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明については省略する。
図10を参照して、送信データストリームの送信に使用されるL個の送信アンテナ14のサブセットpを選択する第3動作例について説明する。図10は、第3動作例の流れを示すフローチャートである。尚、第1動作例及び第2動作例と同一の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明については省略する。
N個(但し、Nは2以上の整数)のアンテナを備える無線通信装置を用いて多重入力多重出力通信を行う無線通信システムであって、
前記N個のアンテナからL個(但し、Lは1以上且つN以下の整数)のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する逆行列算出部と
前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出部により算出される逆行列に関する値であるアンテナ選択用参照値であって且つ当該L個のアンテナから送信される信号に対して行われる連続干渉除去処理に適合するように決定されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定するアンテナ選択部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
前記アンテナ選択用参照値は、逆行列に関する値であって且つ前記連続干渉除去処理によって前記L個のアンテナが削除される順序に応じて決定される値を含むことを特徴とする付記1に記載の無線通信システム。
前記アンテナ選択用参照値は、逆行列の対角成分であって且つ対角成分が大きい値であるほど小さい重み付けが掛け合わせられた対角成分の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定することを特徴とする付記1又は2に記載の無線通信システム。
前記アンテナ選択用参照値は、逆行列の対角成分であって且つ前記連続干渉除去処理によって削除される順序が遅いアンテナに対応する逆行列の対角成分ほど小さい重み付けが掛け合わせられた対角成分の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定することを特徴とする付記1又は2に記載の無線通信システム。
前記アンテナ選択用参照値は、逆行列が示す信号対干渉比であって且つ信号対干渉比が小さい値であるほど小さい重み付けが掛け合わせられた信号対干渉比の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最大となる組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定することを特徴とする付記1又は2に記載の無線通信システム。
前記逆行列算出部は、前記N個のアンテナのうち1からn(但し、nは1以上且つL以下の整数)番目のアンテナを含むグループから、逆行列の対角成分が最小となるアンテナが削除されたグループについてのチャンネル行列の逆行列を、1からn番目のアンテナを含むグループについてのチャンネル行列の逆行列を用いて演算により算出し、
前記アンテナ選択部は、前記逆行列算出部によって逆行列が算出される都度、逆行列の対角成分のうちの最小値を抽出し、
前記アンテナ選択用参照値は、前記アンテナ選択部によって抽出される最小値の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定することを特徴とする付記1又は2に記載の無線通信システム。
前記逆行列算出部は、前記N個のアンテナのうち1からn(但し、nは1以上且つL以下の整数)番目のアンテナを含むグループから前記連続干渉除去処理によってアンテナが削除される順序と同一の順序でアンテナが順次削除されていくグループについてのチャンネル行列の逆行列を、アンテナを削除する前の逆行列を用いて演算により順次算出し、
前記アンテナ選択部は、前記逆行列算出部によって逆行列が算出される都度、削除されるアンテナに対応する逆行列の対角成分を抽出し、
前記アンテナ選択用参照値は、前記アンテナ選択部によって抽出される対角成分の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定することを特徴とする付記1又は2に記載の無線通信システム。
前記逆行列算出部は、前記N個のアンテナのうち1からn(但し、nは1以上且つL以下の整数)番目のアンテナを含むグループから、逆行列が示す信号対干渉比が最大となるアンテナが削除されたグループについてのチャンネル行列の逆行列を、1からn番目のアンテナを含むグループについてのチャンネル行列の逆行列を用いて演算により算出し、
前記アンテナ選択部は、前記逆行列算出部によって逆行列が算出される都度、逆行列が示す信号対干渉比の最大値を抽出し、
前記アンテナ選択用参照値は、前記アンテナ選択部によって抽出される最大値の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最大となる組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定することを特徴とする付記1又は2に記載の無線通信システム。
前記逆行列算出部は、前記N個のアンテナのうち1からn(但し、nは1以上且つL以下の整数)番目のアンテナを含むグループから、逆行列の対角成分が最小となるアンテナが削除されたグループについてのチャンネル行列の逆行列を、1からn番目のアンテナを含むグループについてのチャンネル行列の逆行列を用いて演算により算出し、
前記アンテナ選択部は、前記逆行列算出部によって逆行列が算出される都度、逆行列の対角成分のうちの最小値を抽出し、
前記アンテナ選択用参照値は、前記アンテナ選択部によって抽出される最小値であって且つ抽出される最小値が大きい値であるほど小さい重み付けが掛け合わせられた最小値の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定することを特徴とする付記1又は2に記載の無線通信システム。
前記逆行列算出部は、前記N個のアンテナのうち1からn(但し、nは1以上且つL以下の整数)番目のアンテナを含むグループから前記連続干渉除去処理によってアンテナが削除される順序と同一の順序でアンテナが順次削除されていくグループについてのチャンネル行列の逆行列を、アンテナを削除する前の逆行列を用いて演算により順次算出し、
前記アンテナ選択部は、前記逆行列算出部によって逆行列が算出される都度、削除されるアンテナに対応する逆行列の対角成分を抽出し、
前記アンテナ選択用参照値は、前記アンテナ選択部によって抽出される対角成分であって且つ抽出される対角成分が大きい値であるほど小さい重み付けが掛け合わせられた対角成分の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定することを特徴とする付記1又は2に記載の無線通信システム。
前記逆行列算出部は、前記N個のアンテナのうち1からn(但し、nは1以上且つL以下の整数)番目のアンテナを含むグループから、逆行列が示す信号対干渉比が最大となるアンテナが削除されたグループについてのチャンネル行列の逆行列を、1からn番目のアンテナを含むグループについてのチャンネル行列の逆行列を用いて演算により算出し、
前記アンテナ選択部は、前記逆行列算出部によって逆行列が算出される都度、逆行列が示す信号対干渉比の最大値を抽出し、
前記アンテナ選択用参照値は、前記アンテナ選択部によって抽出される最大値であって且つ抽出される最大値が小さい値であるほど小さい重み付けが掛け合わせられた最大値の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最大となる組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定することを特徴とする付記1又は2に記載の無線通信システム。
前記逆行列算出部によって逆行列が算出される場合におけるアンテナの削除の順序と同一の順序で前記L個のアンテナから送信される信号を順次削除するように前記連続干渉除去処理を行う受信処理部を更に備えることを特徴とする付記6から11のいずれか一項に記載の無線通信システム。
前記逆行列算出部は、前記一の組み合わせについての逆行列に対して、前記一の組み合わせと前記他の組み合わせとの間で相違するアンテナに対応する要素を入れ替える入れ替え処理を行うことで、前記他の組み合わせについての逆行列を算出することを特徴とする付記1から13のいずれか一項に記載の無線通信システム。
多重入力多重出力通信を行う無線通信システムで用いられる、N個(但し、Nは2以上の整数)のアンテナを備える対向側装置と通信を行う無線通信装置であって、
前記N個のアンテナからL個(但し、Lは1以上且つN以下の整数)のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する逆行列算出部と
前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出部により算出される逆行列に関する値であるアンテナ選択用参照値であって且つ当該L個のアンテナから送信される信号に対して行われる連続干渉除去処理に適合するように決定されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定するアンテナ選択部と、
前記アンテナ選択部により選択される前記L個のアンテナに関する情報を、前記対向側装置に送信する送信部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
多重入力多重出力通信を行う無線通信システムで用いられる、N個(但し、Nは2以上の整数)のアンテナを備える無線通信装置であって、
前記N個のアンテナからL個(但し、Lは1以上且つN以下の整数)のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する逆行列算出部と
前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出部により算出される逆行列に関する値であるアンテナ選択用参照値であって且つ当該L個のアンテナから送信される信号に対して行われる連続干渉除去処理に適合するように決定されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定するアンテナ選択部と、
前記アンテナ選択部により選択される前記L個のアンテナを用いて、対向側装置との間の通信を行うアンテナ選択制御部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
N個(但し、Nは2以上の整数)のアンテナを備える無線通信装置を用いて多重入力多重出力通信を行う無線通信方法であって、
前記N個のアンテナからL個(但し、Lは1以上且つN以下の整数)のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する逆行列算出工程と
前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出工程において算出される逆行列に関する値であるアンテナ選択用参照値であって且つ当該L個のアンテナから送信される信号に対して行われる連続干渉除去処理に適合するように決定されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定するアンテナ選択工程と
を備えることを特徴とする無線通信方法。
10 無線基地局
12−1〜12−Lt 送信RF部
13 アンテナスイッチ
14−1〜14−Nt 送信アンテナ
15 アンテナ選択制御部
16 アップリンク受信部
20 移動端末
21−1〜21−Nr 受信アンテナ
22−1〜22−Lr 受信RF部
23 MIMO受信処理部
24 制御部
241 逆行列算出部
242 アンテナ選択部
25 アップリンク送信部
Claims (9)
- N個(但し、Nは2以上の整数)のアンテナを備える無線通信装置を用いて多重入力多重出力通信を行う無線通信システムであって、
前記N個のアンテナからL個(但し、Lは1以上且つN以下の整数)のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する処理を繰り返すことで、前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する各組み合わせの逆行列を算出する第1処理を行う逆行列算出部と、
前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出部により算出される逆行列の対角成分に基づいて算出されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定するアンテナ選択部と
を備え、
前記逆行列算出部は、(i)前記一の組み合わせについての逆行列から前記一の組み合わせに含まれている一方で前記他の組み合わせに含まれていない一のアンテナに対応する要素が削除されることで得られる一の逆行列を、前記一の組み合わせについての逆行列を用いて算出した後に、(ii)前記一の逆行列に対して前記他の組み合わせに含まれている一方で前記一の組み合わせに含まれていない他のアンテナに対応する要素を追加することで、前記他の組み合わせについての逆行列を算出し、
前記一の組み合わせについての逆行列をB1 L とし、当該逆行列B1 L のうち前記一のアンテナに対応する要素が第x行第x列の要素であるとし、前記一の逆行列をB L−1 とすると、前記逆行列算出部は、(i−1)前記逆行列B1 L の第x行第x列の要素を夫々前記逆行列B1 L の最後の行及び最後の列の要素と交換することで得られる逆行列B1 L ’を算出し、(i−2)前記逆行列B1 L ’を数式1に示す形式(但し、C1はL−1行×L−1列の行列を示し、c2はL−1行×1列のベクトルを示し、c3は1行×1行のスカラーを示す)で区分し、(i−3)数式2を用いて、前記一の逆行列B L−1 を算出し、
前記他の組み合わせについての逆行列をB2 L とし、前記他のアンテナのチャネル行列をh(j)とし、前記一の組み合わせから前記一のアンテナが削除された場合の残りのL−1個のアンテナを含むグループのチャネル行列をH L−1 とし、u 1 (j)=H L−1 H h(j)とし、u 2 (j)=B L−1 u 1 (j)とし、u 3 (j)=d(j)u 2 (j)とし、d(j)=1/(g(j)−u 1 (j) H u 2 (j))とし、且つ、g(j)=h(j) H h(j)+δγ(但し、δは所定の係数であり、γはLを平均SNRで除算した値である)とすると、前記逆行列算出部は、数式3を用いて、前記他の組み合わせについての逆行列B2 L を算出することを特徴とする無線通信システム。
- 前記アンテナ選択用参照値は、逆行列の対角成分であって且つ対角成分が大きい値であるほど小さい重み付けが掛け合わせられた対角成分の和を含み、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定す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。 - 前記逆行列算出部は、前記一の組み合わせについての逆行列を用いて前記他の組み合わせについての逆行列を算出する前記第1処理に加えて、前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する各組み合わせの逆行列を対象として、(i)各組み合わせの逆行列を用いて、各組み合わせの逆行列から最小となる対角成分に対応するアンテナの要素を削除することで得られる逆行列を新たに算出した後、(ii)新たに算出された逆行列を用いて、新たに算出された逆行列から最小となる対角成分に対応するアンテナの要素を削除することで得られる逆行列を新たに算出する処理を繰り返す第2処理を行い、
前記アンテナ選択部は、前記各組み合わせの逆行列及び当該各組み合わせの逆行列を対象として前記第2処理によって新たに算出される逆行列の夫々の最小となる対角成分の和を前記各組み合わせについての前記アンテナ選択用参照値として算出し、
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定す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。 - 前記逆行列算出部は、前記一の組み合わせについての逆行列を用いて前記他の組み合わせについての逆行列を算出する前記第1処理に加えて、前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する各組み合わせの逆行列を対象として、(i)各組み合わせの逆行列を用いて、各組み合わせの逆行列から最小となる対角成分に対応するアンテナの要素を削除することで得られる逆行列を新たに算出した後、(ii)新たに算出された逆行列を用いて、新たに算出された逆行列から最小となる対角成分に対応するアンテナの要素を削除することで得られる逆行列を新たに算出する処理を繰り返す第2処理を行い、
前記アンテナ選択部は、前記各組み合わせの逆行列及び当該各組み合わせの逆行列を対象として前記第2処理によって新たに算出される逆行列の夫々の最小となる対角成分であって且つ対角成分が大きい値であるほど小さい重み付けが掛け合わせられた対角成分の和を、前記各組み合わせについての前記アンテナ選択用参照値として算出し
前記アンテナ選択部は、前記アンテナ選択用参照値が最小となる組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定す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。 - 前記第2処理によって逆行列が算出される場合の前記要素の削除の順序と同一の順序で前記L個のアンテナから送信される信号が順次削除されるように連続干渉除去処理を行う受信処理部を更に備えることを特徴とする請求項3又は4に記載の無線通信システム。
- 前記逆行列算出部は、前記一の組み合わせについての逆行列に対して、前記一の組み合わせと前記他の組み合わせとの間で相違するアンテナに対応する要素を入れ替える入れ替え処理を行うことで、前記他の組み合わせについての逆行列を算出することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 多重入力多重出力通信を行う無線通信システムで用いられる、N個(但し、Nは2以上の整数)のアンテナを備える対向側装置と通信を行う無線通信装置であって、
前記N個のアンテナからL個(但し、Lは1以上且つN以下の整数)のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する処理を繰り返すことで、前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する各組み合わせの逆行列を算出する第1処理を行う逆行列算出部と
前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出部により算出される逆行列の対角成分に基づいて算出されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定するアンテナ選択部と、
前記アンテナ選択部により選択される前記L個のアンテナに関する情報を、前記対向側装置に送信する送信部と
を備え、
前記逆行列算出部は、(i)前記一の組み合わせについての逆行列から前記一の組み合わせに含まれている一方で前記他の組み合わせに含まれていない一のアンテナに対応する要素が削除されることで得られる一の逆行列を、前記一の組み合わせについての逆行列を用いて算出した後に、(ii)前記一の逆行列に対して前記他の組み合わせに含まれている一方で前記一の組み合わせに含まれていない他のアンテナに対応する要素を追加することで、前記他の組み合わせについての逆行列を算出し、
前記一の組み合わせについての逆行列をB1 L とし、当該逆行列B1 L のうち前記一のアンテナに対応する要素が第x行第x列の要素であるとし、前記一の逆行列をB L−1 とすると、前記逆行列算出部は、(i−1)前記逆行列B1 L の第x行第x列の要素を夫々前記逆行列B1 L の最後の行及び最後の列の要素と交換することで得られる逆行列B1 L ’を算出し、(i−2)前記逆行列B1 L ’を数式4に示す形式(但し、C1はL−1行×L−1列の行列を示し、c2はL−1行×1列のベクトルを示し、c3は1行×1行のスカラーを示す)で区分し、(i−3)数式5を用いて、前記一の逆行列B L−1 を算出し、
前記他の組み合わせについての逆行列をB2 L とし、前記他のアンテナのチャネル行列をh(j)とし、前記一の組み合わせから前記一のアンテナが削除された場合の残りのL−1個のアンテナを含むグループのチャネル行列をH L−1 とし、u 1 (j)=H L−1 H h(j)とし、u 2 (j)=B L−1 u 1 (j)とし、u 3 (j)=d(j)u 2 (j)とし、d(j)=1/(g(j)−u 1 (j) H u 2 (j))とし、且つ、g(j)=h(j) H h(j)+δγ(但し、δは所定の係数であり、γはLを平均SNRで除算した値である)とすると、前記逆行列算出部は、数式6を用いて、前記他の組み合わせについての逆行列B2 L を算出することを特徴とする無線通信装置。
- 多重入力多重出力通信を行う無線通信システムで用いられる、N個(但し、Nは2以上の整数)のアンテナを備える無線通信装置であって、
前記N個のアンテナからL個(但し、Lは1以上且つN以下の整数)のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する処理を繰り返すことで、前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する各組み合わせの逆行列を算出する第1処理を行う逆行列算出部と
前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出部により算出される逆行列の対角成分に基づいて算出されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定するアンテナ選択部と、
前記アンテナ選択部により選択される前記L個のアンテナを用いて、対向側装置との間の通信を行うアンテナ選択制御部と
を備え、
前記逆行列算出部は、(i)前記一の組み合わせについての逆行列から前記一の組み合わせに含まれている一方で前記他の組み合わせに含まれていない一のアンテナに対応する要素が削除されることで得られる一の逆行列を、前記一の組み合わせについての逆行列を用いて算出した後に、(ii)前記一の逆行列に対して前記他の組み合わせに含まれている一方で前記一の組み合わせに含まれていない他のアンテナに対応する要素を追加することで、前記他の組み合わせについての逆行列を算出し、
前記一の組み合わせについての逆行列をB1 L とし、当該逆行列B1 L のうち前記一のアンテナに対応する要素が第x行第x列の要素であるとし、前記一の逆行列をB L−1 とすると、前記逆行列算出部は、(i−1)前記逆行列B1 L の第x行第x列の要素を夫々前記逆行列B1 L の最後の行及び最後の列の要素と交換することで得られる逆行列B1 L ’を算出し、(i−2)前記逆行列B1 L ’を数式7に示す形式(但し、C1はL−1行×L−1列の行列を示し、c2はL−1行×1列のベクトルを示し、c3は1行×1行のスカラーを示す)で区分し、(i−3)数式8を用いて、前記一の逆行列B L−1 を算出し、
前記他の組み合わせについての逆行列をB2 L とし、前記他のアンテナのチャネル行列をh(j)とし、前記一の組み合わせから前記一のアンテナが削除された場合の残りのL−1個のアンテナを含むグループのチャネル行列をH L−1 とし、u 1 (j)=H L−1 H h(j)とし、u 2 (j)=B L−1 u 1 (j)とし、u 3 (j)=d(j)u 2 (j)とし、d(j)=1/(g(j)−u 1 (j) H u 2 (j))とし、且つ、g(j)=h(j) H h(j)+δγ(但し、δは所定の係数であり、γはLを平均SNRで除算した値である)とすると、前記逆行列算出部は、数式9を用いて、前記他の組み合わせについての逆行列B2 L を算出することを特徴とする無線通信装置。
- N個(但し、Nは2以上の整数)のアンテナを備える無線通信装置を用いて多重入力多重出力通信を行う無線通信方法であって、
前記N個のアンテナからL個(但し、Lは1以上且つN以下の整数)のアンテナを選択する一の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を用いて、前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する他の組み合わせについてのチャンネル行列の逆行列を演算により算出する処理を繰り返すことで、前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する各組み合わせの逆行列を算出する第1処理を行う逆行列算出工程と
前記N個のアンテナから前記L個のアンテナを選択する組み合わせのうち、前記逆行列算出部により算出される逆行列の対角成分に基づいて算出されるアンテナ選択用参照値が所定のアンテナ選択基準を満たす組み合わせを、通信に用いる前記L個のアンテナとして決定するアンテナ選択工程と
を備え、
前記逆行列算出工程は、(i)前記一の組み合わせについての逆行列から前記一の組み合わせに含まれている一方で前記他の組み合わせに含まれていない一のアンテナに対応する要素が削除されることで得られる一の逆行列を、前記一の組み合わせについての逆行列を用いて算出した後に、(ii)前記一の逆行列に対して前記他の組み合わせに含まれている一方で前記一の組み合わせに含まれていない他のアンテナに対応する要素を追加することで、前記他の組み合わせについての逆行列を算出し、
前記一の組み合わせについての逆行列をB1 L とし、当該逆行列B1 L のうち前記一のアンテナに対応する要素が第x行第x列の要素であるとし、前記一の逆行列をB L−1 とすると、前記逆行列算出工程は、(i−1)前記逆行列B1 L の第x行第x列の要素を夫々前記逆行列B1 L の最後の行及び最後の列の要素と交換することで得られる逆行列B1 L ’を算出し、(i−2)前記逆行列B1 L ’を数式10に示す形式(但し、C1はL−1行×L−1列の行列を示し、c2はL−1行×1列のベクトルを示し、c3は1行×1行のスカラーを示す)で区分し、(i−3)数式11を用いて、前記一の逆行列B L−1 を算出し、
前記他の組み合わせについての逆行列をB2 L とし、前記他のアンテナのチャネル行列をh(j)とし、前記一の組み合わせから前記一のアンテナが削除された場合の残りのL−1個のアンテナを含むグループのチャネル行列をH L−1 とし、u 1 (j)=H L−1 H h(j)とし、u 2 (j)=B L−1 u 1 (j)とし、u 3 (j)=d(j)u 2 (j)とし、d(j)=1/(g(j)−u 1 (j) H u 2 (j))とし、且つ、g(j)=h(j) H h(j)+δγ(但し、δは所定の係数であり、γはLを平均SNRで除算した値である)とすると、前記逆行列算出工程は、数式12を用いて、前記他の組み合わせについての逆行列B2 L を算出することを特徴とする無線通信方法。
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