JP5714994B2 - 無線通信システム、通信装置、及び無線通信方法 - Google Patents
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Description
また、第2の通信装置におけるトレーニング信号系列の受信信号電力が大きいほど小さい遅延量の循環シフト遅延を付加する。これにより、フレームやパケットの先頭を示す遅延プロファイルを検出しやすくなり、フレームやパケットの先頭を示すタイミングを検出する精度を向上させることができる。
なお、複数の基地局装置から単数、若しくは複数の端末局装置へ空間多重伝送を行う構成においても本発明は実施可能である。また、変調方式は、OFDM伝送の代わりに、シングルキャリア(Single Carrier;SC)伝送などを用いてもよい。
D/A変換部105−u−1〜105−u−M(u)は、GI挿入部104−u−1〜104−u−M(u)においてGI挿入された送信信号系列をアナログ信号に変換し、変換後のアナログ信号をベースバンド送信信号として出力する。
また、無線部106−u−1は、基地局装置200から送信されたRF信号をアンテナ素子107−u−1を介して受信し、共通の局部発振器を用いて中心周波数fuのRF信号をベースバンド信号に変換し、出力する。
制御信号判定部109−uは、A/D変換部108−uから出力された制御信号に基づいて、自装置の順位を判定し、判定結果をCSD量制御部110−uに出力する。なお、制御信号は、基地局装置200が、各端末局装置100から受信した信号の受信信号電力を測定し、受信信号電力の高いものから順次、順序付けを行い生成した順序付け情報を含む。順序付け情報とは、各端末局装置100へ通知する第u番目の端末局装置100−uの順位(つまり第u番目の端末局装置100−uから送信した信号が、基地局装置200において何番目に大きい受信信号電力であるか)、を示す情報である。
すなわち、制御信号判定部109−u及びCSD量制御部110−uは、基地局装置200から送信された制御信号に含まれる順序付け情報に基づいて、第2CSD付加部103−u−1〜103−u−M(u)が送信信号系列に付加する循環シフト遅延の遅延量を決定する。
それぞれの端末局装置100が自装置の順序付けを把握するための順序付け情報は、基地局装置200から制御信号として送信される。後述するように、基地局装置200は、各端末局装置100から受信した信号の受信信号電力を測定し、受信信号電力の高いものから順次、順序付けを行い、順序付けの結果を示す順序付け情報を含む制御信号を各端末局装置100に送信する。端末局装置100は、基地局装置200から受信する順序付け情報に基づいて、自装置の順序(q番目)に対応する遅延量を有する循環シフト遅延を付加する。
GI除去部204−1〜204−Nは、タイミング検出部206から入力されるタイミング情報を用いて、A/D変換部203−1〜203−Nが出力する受信信号系列から、端末局装置100において挿入されたNgサンプルのGIを除去する。
タイミング検出部206は、A/D変換部203−1〜203−Nが出力する受信信号系列に含まれているトレーニング信号系列と、基地局装置200において記憶されている予め定められたトレーニング信号系列(送信トレーニング信号系列)との相互相関値を算出する。また、タイミング検出部206は、算出した相互相関値のピークに基づいて、フレーム同期及びシンボル同期のタイミングを検出する。タイミング検出部206は、検出したタイミングを示すタイミング情報をGI除去部204−1〜204−Nに出力する。
ここで、相互相関の算出例を次式(2)に示す。
図6は、端末局装置100の数が3(=U)の場合における相互相関の算出結果の一例を示す図である。同図において、横軸は時間を示し、縦軸は電力を示す。タイミング検出部206は、式(2)を用いることにより、同図に示すような、複数パスから構成される遅延プロファイルを算出する。
受信電力算出部207は、各アンテナ素子201−1〜201−Nを介して受信した各信号を用いて、各端末局装置100から受信した信号の受信信号電力を測定する。測定する際に用いる信号は、トレーニング信号系列やデータ信号を用いてもよいし、各端末局装置100から送信された参照信号を用いて、予め測定しておいてもよい。
ここで、受信信号電力には、一般的な受信信号から受信強度を測定することで得る値を用いるようにしてもよいし、受信信号電力対雑音電力比(Signal-to-noise power ratio;SNR)や、受信信号電力対干渉・雑音電力比(Signal-to-interference plus noise power ratio;SINR)を推定し、推定した値を用いてもよい。
D/A変換部209は、制御信号生成部208が生成した制御信号をアナログ信号に変換して無線部202−1に出力する。
図7は、本実施形態における無線通信システム1の動作を示すシーケンス図である。
まず、無線通信システム1において、上りリンクSDMA伝送を行う各端末局装置100−1〜100−uは、参照信号を基地局装置200に送信する(ステップS101)。参照信号は、各端末局装置100の間で時間多重して送信してもよいし、各端末局装置100間で直交するパターンを送信してもよい。
そして、制御信号生成部208は、受信電力算出部207が算出した受信信号電力を用いて、端末局装置100の順序付けを行う(ステップS103)。制御信号生成部208は、順序付けの結果を示す順序付け情報を含んだ信号を制御信号生成し、無線部202−1を介して各端末局装置100に送信する(ステップS104)。ここで、第u番目の端末局装置100−u宛に送信する制御信号としては、第u番目の端末局装置100−uが何番目になるかという情報を少なくとも含んでいればよい。
その後、第2CSD付加部103−u−1〜103−u−M(u)は、設定された循環シフト遅延をトレーニング信号系列に付加し、無線部106−u−1〜106−u−M(u)は、循環シフト遅延が付加されたトレーニング信号系列を含む送信信号系列を基地局装置200に送信する上りリンクSDMA伝送を行う(ステップS106)。
本実施形態では、基地局装置200における受信信号電力が大きい信号を送信する端末局装置100に対して小さい遅延量の循環シフト遅延を設定するようにした。これにより、タイミング検出部206が算出する相互相関値は、図8に示すように、受信信号電力のピークが先頭になり、なだらかな傾斜がかかったような出力結果になる。
これにより、各端末局装置100と基地局装置200との間の遅延プロファイルに対して遅延時間を付加した場合と等価な効果を得ることができる。その結果、基地局装置200において、端末局装置100それぞれから送信されたトレーニング信号系列が互いに打ち消しあうことによる受信信号強度の低下を防ぐことができ、タイミング検出を行うことができる。
このような場合、受信信号系列からGIを正しく除去することできず、また、フレームの先頭を正しく認識できていないため、受信信号系列の復調においてFFTを行う際にFFTウィンドウを適切に設定することができないことがあった。その結果、シンボル間干渉が発生してしまい、伝送特性が劣化してしまうという問題があった。
このように、フレームの先頭を示す信号の受信信号電力を大きくしたことにより、タイミング検出部206においてフレームの先頭を検出する精度を向上させることができる。その結果、GIの除去、FFTウィンドウの設定などを適切に行うことができ、シンボル間干渉を生じさせることなくデータ検出が可能となり、伝送特性を改善することができる。また、フレームの先頭の検出を受信信号電力に基づいて行うようにしているので、基地局装置200の実装においてタイミング検出部206の回路構成等を簡易にすることができる。
また、上述の実施形態では、上りリンクSDMA伝送に適用した場合について説明したが、これに限ることなく、マルチユーザMIMOにも適用可能である。
100,100−1,100−2,100−u,100−U…端末局装置
101−u…トレーニング信号系列生成部
102−u−2,102−u−M(u)…第1CSD付加部
103−u−1,103−u−2,103−u−M(u)…第2CSD付加部
104−u−1,104−u−2,104−u−M(u)…GI挿入部
105−u−1,105−u−2,105−u−M(u)…D/A変換部
106−u−1,106−u−2,106−u−M(u)…無線部
107−u−1,107−u−2,107−u−M(u)…アンテナ素子
108−u…A/D変換部
109−u…制御信号判定部
110−u…CSD量制御部
200…基地局装置
201−1,201−2,201−N…アンテナ素子
202−1,202−2,202−N…無線部
203−1,203−2,203−N…A/D変換部
204−1,204−2,204−N…GI除去部
205…データ信号判定部
206…タイミング検出部
207…受信電力算出部
208…制御信号生成部
209…D/A変換部
Claims (5)
- 複数の第1の通信装置と通信し複数のアンテナ素子を備えている第2の通信装置と、前記複数の第1の通信装置とを具備する無線通信システムであって、
前記第1の通信装置は、
前記第1の通信装置のすべてにおいて共通のトレーニング信号系列を生成するトレーニング信号系列生成部と、
前記トレーニング信号系列に対して前記第1の通信装置ごとに異なる遅延量の循環シフト遅延を付加する循環シフト遅延付加部と、
前記循環シフト遅延が付加されたトレーニング信号系列を送信する無線部と、
を備え、
前記第2の通信装置は、
前記第1の通信装置それぞれから受信する信号の受信信号電力を算出する受信電力算出部と、
前記受信電力算出部が算出した受信信号電力の大きい順に前記第1の通信装置それぞれに対する順位付けを行い、順位付けの結果を示す制御信号を前記第1の通信装置それぞれに送信する制御信号生成部と、
を備え、
前記循環シフト遅延付加部は、前記制御信号が示す前記第1の通信装置の順位が高いほど小さい遅延量を有する前記循環シフト遅延を前記トレーニング信号に対して付加する
ことを特徴とする無線通信システム。 - 前記受信電力算出部は、前記受信信号電力として、受信信号電力対雑音電力比、あるいは受信信号電力対干渉・雑音電力比を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 複数の移動局装置と通信し複数のアンテナ素子を備えている通信装置と、前記複数の移動局装置とを具備する無線通信システムにおける通信装置であって、
前記移動局装置それぞれから受信する信号の受信信号電力を算出する受信電力算出部と、
前記受信電力算出部が算出した受信信号電力の大きい順に前記移動局装置それぞれに対する順位付けを行い、順位付けの結果に基づいて、前記移動局装置から送信されるトレーニング信号に付加される循環シフト遅延の遅延量を制御する制御信号を前記移動局装置に送信する制御信号生成部を備え、
前記移動局装置は、前記制御信号が示す前記移動局装置の順位が高いほど小さい遅延量を有する前記循環シフト遅延を前記トレーニング信号に付加する
ことを特徴とする通信装置。 - 複数の通信装置と通信し複数のアンテナ素子を備えている基地局装置と、前記複数の通信装置とを具備する無線通信システムにおける通信装置であって、
前記通信装置のすべてにおいて共通のトレーニング信号系列を生成するトレーニング信号系列生成部と、
前記基地局装置から受信した制御信号に基づいて定められる遅延量であって通信装置ごとに異なる遅延量の循環シフト遅延を、前記トレーニング信号系列に付加する循環シフト遅延付加部と、
前記循環シフト遅延が付加されたトレーニング信号系列を前記基地局装置に送信する無線部と
を備え、
前記制御信号は、前記通信装置それぞれから送信された信号の前記基地局装置における受信信号電力の大きい順に通信装置それぞれの順位を示し、
前記循環シフト遅延付加部は、前記制御信号が示す自装置の前記順位が高いほど小さい遅延量を有する前記循環シフト遅延を前記トレーニング信号に付加する
ことを特徴とする通信装置。 - 複数の第1の通信装置と通信し複数のアンテナ素子を備えている第2の通信装置と、前記複数の第1の通信装置とを具備する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記第2の通信装置が、前記第1の通信装置それぞれから受信した信号の受信信号電力を算出する受信電力算出ステップと、
前記第2の通信装置が、前記受信電力算出ステップにおいて算出した受信信号電力の大きい順に前記第1の通信装置それぞれに対する順位付けを行い、順位付けの結果を示す制御信号を前記第1の通信装置それぞれに送信する制御信号生成ステップと、
前記第1の通信装置が、前記制御信号が示す自装置の順位が高いほど小さい遅延量を、循環シフト遅延の遅延量とする遅延量制御ステップと
前記第1の通信装置が、前記第1の通信装置のすべてにおいて共通のトレーニング信号系列を生成するトレーニング信号系列生成ステップと、
前記第1の通信装置が、前記遅延量制御ステップにおいて定めた遅延量を有する循環シフト遅延を前記トレーニング信号系列に対して付加する循環シフト遅延付加ステップと、
前記第1の通信装置が、前記循環シフト遅延が付加されたトレーニング信号系列を送信する送信ステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011150960A JP5714994B2 (ja) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | 無線通信システム、通信装置、及び無線通信方法 |
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US20100046656A1 (en) * | 2008-08-20 | 2010-02-25 | Qualcomm Incorporated | Preamble extensions |
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- 2011-07-07 JP JP2011150960A patent/JP5714994B2/ja active Active
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