JP5753519B2 - Wireless communication system and wireless communication method - Google Patents
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Description
本発明は、マルチリレー協調中継伝送でデータ信号の空間多重化伝送と時空間符号化伝送を行い、スループット・誤り率特性の向上を実現する技術に関する。 The present invention relates to a technique for performing improvement of throughput and error rate characteristics by performing spatial multiplexing transmission and space-time encoded transmission of a data signal by multi-relay cooperative relay transmission.
近年、発信局と宛先局以外の無線局に協調中継伝送を行わせることで通信特性を向上させる協調通信方式が注目を集めており、多くの研究がなされている。協調中継伝送における通信方式のシステムモデルは、主に中継局フォワード方式、協調システム構成（トポロジー）、協調プロトコルの三要素により決定付けられる。 In recent years, cooperative communication schemes that improve communication characteristics by making cooperative relay transmissions to radio stations other than a source station and a destination station have attracted attention, and many studies have been made. The system model of the communication system in cooperative relay transmission is mainly determined by the three elements of relay station forward system, cooperative system configuration (topology), and cooperative protocol.
中継局フォワード方式とは、中継局が発信局から受信した信号に対して、どのような信号処理を行い、宛先局へ伝送するかを示すものである。中継局フォワード方式の最も代表的なものは、ＤＦ（Decode-and-Forward）法と、ＡＦ（Amplify-and-Forward）法との二つである。ＤＦ法は、中継局が受信した信号を再生してから、再生した信号を宛先局に伝送する手法である。ＡＦ法は、中継局が受信した信号を増幅し、増幅した信号を宛先局に伝送する手法である。 The relay station forward method indicates what kind of signal processing is performed on a signal received by a relay station from a transmission station and transmitted to a destination station. The most representative relay station forward methods are the DF (Decode-and-Forward) method and the AF (Amplify-and-Forward) method. The DF method is a method of reproducing a signal received by a relay station and transmitting the reproduced signal to a destination station. The AF method is a method of amplifying a signal received by a relay station and transmitting the amplified signal to a destination station.
協調システム構成（トポロジー）は、協調通信方式を用いた無線通信システムを構成する発信局、中継局、及び宛先局の個数と、当該無線通信システム内において行われる協調中継ホップ数とを示すものである。例えば、協調通信方式を用いた無線通信システムで、発信局（Source；Ｓ）と、宛先局（Destination；Ｄ）とを具備し、発信局が送信した信号を中継する中継局（Relay；Ｒ）が二つ存在する２リレー２ホップ構成などが考えられる。２リレー構成等のマルチリレー構成では、一般に、発信局から中継局への送受信と、中継局から宛先局への送受信とに対して、無線資源（時間及び周波数）の１スロットを割り当てるため、無線通信システム全体における、送受信における１周期を２スロットとすることが多い。 The cooperative system configuration (topology) indicates the number of transmission stations, relay stations, and destination stations that constitute a wireless communication system using the cooperative communication method, and the number of cooperative relay hops performed in the wireless communication system. is there. For example, in a wireless communication system using a cooperative communication system, a relay station (Relay; R) that includes a source station (Source; S) and a destination station (Destination; D) and relays a signal transmitted by the source station. A 2-relay 2-hop configuration, in which there are two, is conceivable. In a multi-relay configuration such as a 2-relay configuration, in general, one slot of radio resources (time and frequency) is allocated to transmission / reception from the transmission station to the relay station and transmission / reception from the relay station to the destination station. In a communication system as a whole, one transmission / reception period is often set to two slots.
協調プロトコルとは、無線通信システムの１周期における各無線局（発信局、中継局、及び宛先局）間における送受信関係の組合せを示すものである。 The cooperative protocol indicates a combination of transmission / reception relationships between wireless stations (source station, relay station, and destination station) in one cycle of the wireless communication system.
図６（ａ）、（ｂ）は、中継局フォワード方式としてＤＦ法を用いた、Ｎ局の中継局のマルチリレー構成を有する無線通信（協調通信）システムの構成を示すブロック図である。なお、図６において、[]内の数は、各無線局のアンテナ数を表す。発信局１０、第ｎ中継局１１−ｎ（ｎ＝１、２、…、Ｎ）、宛先局１２は、各々、ＭＩＭＯ（multiple-input multiple-output）システムで見られるような複数のアンテナを持つマルチアンテナ構成を有する。発信局１０、第ｎ中継局１１−ｎ、宛先局１２は、各々、アンテナの本数をＮＳ、ＮＲｎ、ＮＤとする。協調プロトコルとして、図６（ａ）に示す第１スロットで発信局１０が複数の中継局１１−１〜１１−Ｎに対してパケットをブロードキャスト送信し、また、図６（ｂ）に示す第２スロットで複数の中継局１１−１〜１１−Ｎが宛先局１２へ同時送信するものを想定する。 6A and 6B are block diagrams showing the configuration of a wireless communication (cooperative communication) system having a multi-relay configuration of N-station relay stations using the DF method as the relay-station forward method. In FIG. 6, the number in [] represents the number of antennas of each radio station. The source station 10, the nth relay station 11-n (n = 1, 2,..., N), and the destination station 12 each have a plurality of antennas as seen in a multiple-input multiple-output (MIMO) system. It has a multi-antenna configuration. The transmitting station 10, the n-th relay station 11-n, and the destination station 12 each have N S , N Rn , and N D as the number of antennas. As a cooperation protocol, the transmitting station 10 broadcasts packets to the plurality of relay stations 11-1 to 11-N in the first slot shown in FIG. 6A, and the second slot shown in FIG. Assume that a plurality of relay stations 11-1 to 11-N transmit simultaneously to the destination station 12 in a slot.
［第１スロット（Ｓ−Ｒ通信）］
第１スロットにおける第ｎ中継局１１−ｎがそれぞれ受信する第Ｑ番目の受信信号ＹＲｎ，Ｑ∈［ＮＲｎ×１］は、次式（１）として表される。
[First slot (SR communication)]
The Q-th received signal Y Rn, Q ε [N Rn × 1] received by the n-th relay station 11-n in the first slot is expressed as the following equation (1).
ここで、ＨＳＲｎ∈［ＮＲｎ×ＮＳ］は、それぞれ発信局１０と第ｎ中継局１１−ｎとの間における通信路応答であり、その分散をＬＳＲｎとする。ＸＱ∈［ＮＳ×１］は、第１スロットで発信局１０が送出する第Ｑ番目の信号である。ＷＲｎ，Ｑ∈［ＮＲｎ×１］は、それぞれ第ｎ中継局１１−ｎにおける付加白色ガウス雑音であり、その雑音電力は、各無線局で全て等しいと仮定してσ２である。各中継局１１−１〜１１−Ｎは、受信した信号を復号し、第２スロットで宛先局１２へ向けて送出する。 Here, H SRn ∈ [N Rn × N S ] is a communication path response between the transmission station 10 and the n-th relay station 11-n, and the variance is L SRn . X Q ∈ [N S × 1] is a Q-th signal transmitted from the transmission station 10 in the first slot. W Rn, Q ε [N Rn × 1] is an additional white Gaussian noise in the n-th relay station 11-n, and the noise power is σ 2 assuming that all the radio stations are equal. Each relay station 11-1 to 11-N decodes the received signal and sends it to the destination station 12 in the second slot.
［第２スロット（Ｒ−Ｄ通信）］
第２スロットにおける宛先局１２が受信する受信信号Ｙ２，Ｑ∈［ＮＤ×１］は、次式（２）で表される。
[Second slot (RD communication)]
The received signal Y 2, Q ε [N D × 1] received by the destination station 12 in the second slot is expressed by the following equation (2).
ここで、ＨＲＤｎ∈［ＮＤ×ＮＲｎ］は、第ｎ中継局１１−ｎと宛先局１２とにおける通信路応答であり、その分散をＬＲｎＤとする。ＸＲｎ，Ｑ∈［ＮＲｎ×１］は、それぞれ第ｎ中継局１１−ｎが送出する信号である。ＷＱは、第２スロットにおいて、宛先局１２で発生する付加雑音であり、その雑音電力は、上記の各無線局で全て等しいと記載した通り、σ２である。 Here, H RDn ∈ [N D × N Rn ] is a channel response between the n-th relay station 11-n and the destination station 12, and its variance is L RnD . X Rn, Q ∈ [N Rn × 1] is a signal transmitted by the n-th relay station 11-n. W Q is an additional noise generated in the destination station 12 in the second slot, and the noise power is σ 2 as described in the above that all the radio stations are equal.
［レートＡの定義］
レートＡを、周波数利用効率（ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ）を複素信号点毎のビット数Ｍと符号化率Ｒｃで割った値として定義する。例えば、レートＡ＝１で、１６−ＱＡＭ（Ｍ＝４）、符号化率Ｒｃ＝１／２のシステムでの周波数利用効率は、１×４×０．５＝２ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚである。また、従来の直接通信のＳＩＳＯ（single-input single-output）は、レートＡ＝１である。本検討のマルチリレー協力システムで、第１、第２スロットのレートがそれぞれＡ１、Ａ２であるとき、発信局１０から宛先局１２への伝送を考慮した総レートは、次式（３）で表される。
[Definition of rate A]
The rate A is defined as a value obtained by dividing the frequency utilization efficiency (bit / s / Hz) by the number of bits M for each complex signal point and the coding rate Rc. For example, the frequency utilization efficiency in a system with rate A = 1, 16-QAM (M = 4), and coding rate Rc = 1/2 is 1 × 4 × 0.5 = 2 bits / s / Hz. Further, SISO (single-input single-output) of the conventional direct communication is rate A = 1. In the multi-relay cooperative system of this study, when the rates of the first and second slots are A 1 and A 2 , respectively, the total rate considering transmission from the source station 10 to the destination station 12 is given by the following equation (3) It is represented by
従来技術によるマルチリレー協調通信は、中継局１１−１〜１１−Ｎにより異なる通信路を生成し、ダイバーシチ効果を得る（例えば非特許文献１参照）。ダイバーシチ効果を得る方法の一つとして時空間符号化（ＳＴＣ；space-time coding）がある。従来システムでは、第１、第２スロットともに多重化無しの直交ＳＴＣを利用した伝送が行われる。 In the multi-relay cooperative communication according to the prior art, different communication paths are generated by the relay stations 11-1 to 11-N, and a diversity effect is obtained (for example, see Non-Patent Document 1). One method for obtaining a diversity effect is space-time coding (STC). In the conventional system, transmission using orthogonal STC without multiplexing is performed in both the first and second slots.
図７は、従来技術の無線通信システムによるフレームシーケンス図である。なお、図７では、発信局１０を（Ｓ）、中継局１１−１〜１１−Ｎを（Ｒ１）〜（ＲＮ）、宛先局１２を（Ｄ）で示している。以下では、データフレームの送受信信号処理を、一例として、Ｎｓ＝４、Ｎ＝２、ＮＲ１＝ＮＲ２＝２、ＮＤ＝２として説明する。 FIG. 7 is a frame sequence diagram according to the wireless communication system of the prior art. In FIG. 7, the source station 10 is indicated by (S), the relay stations 11-1 to 11-N are indicated by (R 1 ) to (R N ), and the destination station 12 is indicated by (D). Hereinafter, transmission / reception signal processing of a data frame will be described as an example with Ns = 4, N = 2, N R1 = N R2 = 2 and N D = 2.
［第１スロット（Ｓ−Ｒ通信、ＳＴＣ）］
Ｎｓ＝４のときは、アラモーティ符号を拡張して得られる４×４直交ＳＴＣ（例えば非特許文献２、（４０）式を参照）が使用できる。このとき、発信局１０が送出する第Ｑ（＝４ｑ−３、４ｑ−２、４ｑ−１、４ｑ）番目の信号ＸＱは、次式（４）と表される。
[First slot (SR communication, STC)]
When Ns = 4, 4 × 4 orthogonal STC obtained by extending the Alamouti code (see, for example, Non-Patent Document 2 and Equation (40)) can be used. At this time, the Q (= 4q-3,4q-2,4q -1,4q) th signal X Q the originating station 10 is sent is expressed by the following equation (4).
ここで、ＳＱは複素信号点である。上記の４×４直交ＳＴＣ［Ｘ４ｑ−３，Ｘ４ｑ−２，Ｘ４ｑ−１，Ｘ４ｑ］から各中継局１１−１〜１１−Ｎは、受信信号復号部（図示略）で、Ｓ３ｑ−２，Ｓ３ｑ−１，Ｓ３ｑを復号する。送出信号ＸＱのＱ＝４ｑ−３、４ｑ−２、４ｑ−１、４ｑの４区間に対し、ＳＱをＱ＝３ｑ−２、３ｑ−１、３ｑの３点を含んでいることから、そのレートは、Ａ１＝３／４である。 Here, S Q is a complex signal point. From the 4 × 4 orthogonal STCs [X 4q−3 , X 4q−2 , X 4q−1 , X 4q ], the relay stations 11-1 to 11-N are received signal decoding units (not shown), and S 3q-2 , S3q-1 , and S3q are decoded. To sending signal X Q of Q = 4q-3,4q-2,4q- 1,4q 4 sections of the SQ because it contains the three points Q = 3q-2,3q-1,3q, its The rate is A 1 = 3/4.
［第２スロット（Ｒ−Ｄ通信、ＳＴＣ）］
第２スロットでは、第ｎ中継局１１−ｎがそれぞれＸＲｎ，Ｑ∈［ＮＲｎ（＝２）×１］を送信する。第２スロットの送受信システムの入力（送信）の次元は、ＮＲｎ×Ｎ＝２・２＝４なので、第１スロットと同様に送信信号として、次式（５）に示す４×４直交ＳＴＣを使用できる。
[Second slot (RD communication, STC)]
In the second slot, the n-th relay station 11-n transmits X Rn, Q ε [N Rn (= 2) × 1], respectively. Since the input (transmission) dimension of the transmission / reception system in the second slot is N Rn × N = 2 · 2 = 4, the 4 × 4 orthogonal STC shown in the following equation (5) is used as a transmission signal in the same manner as in the first slot. Can be used.
上記の４×４直交ＳＴＣから宛先局１２は、受信信号復号部（図示略）で、Ｓ３ｑ−２、Ｓ３ｑ−１、Ｓ３ｑを復号する。数式（５）について、数式（４）と同様に、そのレートは、Ａ２＝３／４である。 From the 4 × 4 orthogonal STC, the destination station 12 decodes S 3q−2 , S 3q−1 , and S 3q with a received signal decoding unit (not shown). As for Equation (5), the rate is A 2 = 3/4 as in Equation (4).
上述のように、従来技術の無線通信システムでは、発信局１０から宛先局１２への伝送の総レートは、Ａ＝３／８である。上記例で見られるように、従来技術では、送信アンテナの自由度を多重化無しのＳＴＣに利用するため、各第１、第２スロットのレートＡ１、Ａ２は、１以下となり、発信局１０から宛先局１２への伝送の総レートＡは、１／２以下となる。 As described above, in the conventional wireless communication system, the total rate of transmission from the source station 10 to the destination station 12 is A = 3/8. As seen in the above example, in the prior art, since the degrees of freedom of the transmission antennas are used for the STC without multiplexing, the rates A 1 and A 2 of the first and second slots are 1 or less, and the transmitting station The total rate A of transmission from 10 to the destination station 12 is 1/2 or less.
このように、従来技術による、時空間符号化を用いたマルチリレー構成の協調通信システムでは、各送信スロットが空間多重されていないため、発信局１０から宛先局１２への伝送の総レートが非常に小さくなり、レートの向上が期待できないという問題がある。 As described above, in the cooperative communication system having a multi-relay configuration using space-time coding according to the prior art, since the transmission slots are not spatially multiplexed, the total transmission rate from the source station 10 to the destination station 12 is very high. However, there is a problem that the rate cannot be improved.
上記事情に鑑み、本発明は、マルチリレー構成の協調通信システムにおける下り／上りマルチユーザＭＩＭＯの利用によってスループットを向上させる技術の提供を目的としている。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a technique for improving throughput by using downlink / uplink multi-user MIMO in a multi-relay cooperative communication system.
本発明の一態様は、第１スロットにおいてパケットを送信する発信局と、前記発信局が前記第１スロットにおいて送信したパケットを受信し、受信したパケットを第２スロットで宛先局へ送出する複数の中継局と、前記パケットの宛先である宛先局とを具備する無線通信システムであって、前記発信局は、前記複数の中継局で通信路状態情報を推定するためのフレームを送出するフレーム送出部と、前記複数の中継局から通知される、自装置とそれぞれの中継局との間における通信路状態情報に基づいて選択される前記複数の中継局のうち、所定の選択基準を上回る通信路状態情報を有する中継局に対して、下りマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う下りマルチユーザＭＩＭＯ伝送部とを備え、前記複数の中継局は、各々、前記推定するためのフレームに基づいて、自装置と前記発信局との間の前記通信路状態情報を推定し、前記通信路状態情報を前記発信局、他の中継局及び前記宛先局に通知する通知部と、前記発信局からの下りマルチユーザＭＩＭＯ伝送に対して、前記宛先局へ上りマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う上りマルチユーザＭＩＭＯ伝送部とを備え、前記通信路状態情報を通知された前記他の中継局及び前記宛先局は、通知された前記通信路状態情報を用いて、前記発信局から前記宛先局への伝送に利用される中継局を把握する無線通信システムである。 One aspect of the present invention includes a transmitting station that transmits a packet in a first slot, a packet that the transmitting station transmits in the first slot, and a plurality of packets that are transmitted to the destination station in a second slot. A wireless communication system comprising a relay station and a destination station that is a destination of the packet, wherein the transmitting station transmits a frame for estimating channel state information at the plurality of relay stations And the communication path state exceeding a predetermined selection criterion among the plurality of relay stations selected based on the communication path state information between the own apparatus and each relay station, notified from the plurality of relay stations A downlink multi-user MIMO transmission unit that performs downlink multi-user MIMO transmission for a relay station having information, and each of the plurality of relay stations includes a frame for estimation. A notification unit that estimates the communication path state information between its own device and the transmission station based on the network, and notifies the transmission path state information to the transmission station, another relay station, and the destination station; An uplink multi-user MIMO transmission unit that performs uplink multi-user MIMO transmission to the destination station for downlink multi-user MIMO transmission from the source station, and the other relay station that is notified of the channel state information; It said destination station, using the channel state information notified, a wireless communication system that grasp the relay station to be used for transmission from the source station to the destination station.
本発明の一態様は、第１スロットにおいてパケットを送信する発信局と、前記発信局が前記第１スロットにおいて送信したパケットを受信し、受信したパケットを第２スロットで宛先局へ送出する複数の中継局と、前記パケットの宛先である宛先局とを具備する無線通信システムが行う無線通信方法であって、前記発信局が、前記複数の中継局で通信路状態情報を推定するためのフレームを送出するフレーム送出ステップと、前記中継局が、前記推定するためのフレームに基づいて、自装置と前記発信局との間の前記通信路状態情報を推定し、前記通信路状態情報を前記発信局、他の中継局及び前記宛先局に通知する通知ステップと、前記発信局が、前記複数の中継局から通知される、自装置とそれぞれの中継局との間における通信路状態情報に基づいて選択される前記複数の中継局のうち、所定の選択基準を上回る通信路状態情報を有する中継局に対して、下りマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う下りマルチユーザＭＩＭＯ伝送ステップと、前記中継局が、前記発信局からの下りマルチユーザＭＩＭＯ伝送に対して、前記宛先局へ上りマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う上りマルチユーザＭＩＭＯ伝送ステップとを有し、前記通信路状態情報を通知された前記他の中継局及び前記宛先局が、通知された前記通信路状態情報を用いて、前記発信局から前記宛先局への伝送に利用される中継局を把握する無線通信方法である。 One aspect of the present invention includes a transmitting station that transmits a packet in a first slot, a packet that the transmitting station transmits in the first slot, and a plurality of packets that are transmitted to the destination station in a second slot. A wireless communication method performed by a wireless communication system including a relay station and a destination station that is a destination of the packet, wherein the transmission station uses a frame for estimating channel state information at the plurality of relay stations. A frame sending step for sending, and the relay station estimates the communication path state information between itself and the transmission station based on the frame for estimation, and the communication path state information is transmitted to the transmission station A notification step of notifying the other relay station and the destination station, and communication path state information between the own apparatus and each relay station, which is notified from the plurality of relay stations by the transmitting station. A downlink multi-user MIMO transmission step for performing downlink multi-user MIMO transmission to a relay station having communication path state information exceeding a predetermined selection criterion among the plurality of relay stations selected based on but with respect to downlink multi-user MIMO transmission from said transmitter station, said possess an uplink multi-user MIMO transmission step of performing uplink multi-user MIMO transmission to a destination station, the channel state information notified of the other In this wireless communication method, the relay station and the destination station grasp the relay station used for transmission from the source station to the destination station using the notified channel state information .
本発明により、マルチリレー構成の協調通信システムにおける下り／上りマルチユーザＭＩＭＯの利用によってスループットを向上させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve throughput by using downlink / uplink multi-user MIMO in a cooperative communication system having a multi-relay configuration.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態における無線通信システムの構成を示すブロック図である。なお、無線通信システム全体の構成は、図６と同様であるので説明を省略する。図１において、発信局１０は、送信信号生成部１０−１と、送信ビームフォーミング形成部１０−２と、ＣＳＩ−ＦＢ（通信路状態情報フィードバック）処理部１０−３と、パスバンド（ＢＢ−ＲＦ）変換部１０−４−１〜１０−４−ＮＳと、ベースバンド（ＲＦ−ＢＢ）変換部１０−５−１〜１０−５−ＮＳと、スイッチ部１０−６−１〜１０−６−ＮＳと、ＮＳ本の送受信アンテナ１０−７−１〜１０−７−ＮＳとを備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. The overall configuration of the wireless communication system is the same as that shown in FIG. In FIG. 1, a transmission station 10 includes a transmission signal generation unit 10-1, a transmission beamforming formation unit 10-2, a CSI-FB (communication channel state information feedback) processing unit 10-3, and a passband (BB- RF) conversion unit 10-4-1~10-4-N S, baseband (RF-BB) a conversion section 10-5-1~10-5-N S, the switch unit 10-6-1～10 -6-N and S, and a N S present in the transmitting and receiving antennas 10-7-1~10-7-N S.
送信信号生成部１０−１は、伝送する情報ビット列に対し、各中継局１１−ｎへの下りマルチユーザＭＩＭＯ、時空間符号、ＣＳＤ（cyclic shift diversity）伝送を行うためのベースバンド信号処理（ベースバンド表現のデータ信号生成）を行う。送信ビームフォーミング形成部１０−２は、データ信号を各中継局１１−ｎへ下りマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行うための送信ビームフォーミングを形成する。 The transmission signal generation unit 10-1 performs baseband signal processing (baseband) for performing downlink multiuser MIMO, space-time code, and CSD (cyclic shift diversity) transmission to each relay station 11-n on the information bit sequence to be transmitted. Band-representation data signal generation). The transmission beamforming forming unit 10-2 forms transmission beamforming for performing downlink multiuser MIMO transmission of the data signal to each relay station 11-n.
パスバンド（ＢＢ−ＲＦ）変換部１０−４−１〜１０−４−ＮＳは、送信ビームフォーミング形成部１０−２から出力されたベースバンド信号をパスバンド変換（ベースバンド信号−無線周波数変換）する。スイッチ部１０−６−１〜１０−６−ＮＳは、アンテナの送受信切替を行う。ベースバンド（ＲＦ−ＢＢ）変換部１０−５−１〜１０−５−ＮＳは、送受信アンテナ１０−７−１〜１０−７−ＮＳで受信したパスバンド信号をベースバンド変換（無線周波数信号−ベースバンド変換）する。ＣＳＩ−ＦＢ処理部１０−３は、各中継局１１−ｎからフィードバックされる通信路状態情報を処理する。 Passband (BB-RF) conversion unit 10-4-1~10-4-N S, the transmission beamforming forming portion baseband signal passband conversion outputted from 10-2 (baseband signal - radio frequency converter ) Switch unit 10-6-1~10-6-N S performs reception switching of the antenna. The baseband (RF-BB) converter unit 10-5-1~10-5-N S is a passband signal received by the transmission and reception antennas 10-7-1~10-7-N S base-band conversion (radio frequency Signal to baseband conversion). The CSI-FB processing unit 10-3 processes the communication path state information fed back from each relay station 11-n.
第ｎ中継局１１−ｎは、スイッチ部１１−１−１〜１１−１−ＮＲｎと、ベースバンド（ＲＦ−ＢＢ）変換部１１−２−１〜１１−２−ＮＲｎと、受信信号復号部１１−３と、受信信号記憶部１１−４と、送信信号生成部１１−５と、パスバンド（ＢＢ−ＲＦ）変換部１１−６−１〜１１−６−ＮＲｎと、ＮＲｎ本の送受信アンテナ１１−７−１〜１１−７−ＮＲｎとを備えている。 The n-th relay station 11-n includes switch units 11-1-1 to 11-1-N Rn , baseband (RF-BB) conversion units 11-2-1 to 11-2-N Rn , and received signals. Decoding unit 11-3, reception signal storage unit 11-4, transmission signal generation unit 11-5, passband (BB-RF) conversion units 11-6-1 to 11-6-N Rn , N Rn The transmission / reception antennas 11-7-1 to 11-7-N Rn are provided.
スイッチ部１１−１−１〜１１−１−ＮＲｎは、送受信アンテナ１１−７−１〜１１−７−ＮＲｎの送受信切替を行う。ベースバンド（ＲＦ−ＢＢ）変換部１１−２−１〜１１−２−ＮＲｎは、受信したパスバンド信号をベースバンド変換（無線周波数信号−ベースバンド変換）する。受信信号復号部１１−３は、受信信号から情報ビット列を復号する。受信信号記憶部１１−４は、第１スロットと第２スロットの間、復号された受信信号（情報ビット列）を記憶する。送信信号生成部１１−５は、復号された情報ビット列を、宛先局１２への上りマルチユーザＭＩＭＯ、時空間符号、ＣＳＤ伝送を行うためのベースバンド信号処理を行う。パスバンド（ＢＢ−ＲＦ）変換部１１−６−１〜１１−６−ＮＲｎは、送信信号生成部から出力されたベースバンド信号をパスバンド変換（ベースバンド信号−無線周波数変換）する。 The switch units 11-1-1-1 to 11-1-N Rn perform transmission / reception switching of the transmission / reception antennas 11-7-1 to 11-7-N Rn . Baseband (RF-BB) converters 11-2-1 to 11-2-N Rn performs baseband conversion (radio frequency signal-baseband conversion) on the received passband signal. The received signal decoding unit 11-3 decodes the information bit string from the received signal. The reception signal storage unit 11-4 stores the decoded reception signal (information bit string) between the first slot and the second slot. The transmission signal generation unit 11-5 performs baseband signal processing for performing uplink multiuser MIMO, space-time code, and CSD transmission on the decoded information bit sequence to the destination station 12. The passband (BB-RF) conversion units 11-6-1 to 11-6-N Rn perform passband conversion (baseband signal-radio frequency conversion) on the baseband signal output from the transmission signal generation unit.
宛先局１２は、ＮＤ本の受信アンテナ１２−１−１〜１２−１−ＮＤと、ベースバンド（ＲＦ−ＢＢ）変換部１２−２−１〜１２−２−ＮＤと、マルチユーザ検出部１２−３と、受信信号復号部１２−４とを備えている。ベースバンド（ＲＦ−ＢＢ）変換部１２−２−１〜１２−２−ＮＤは、受信アンテナ１２−１−１〜１２−１−ＮＤで受信したパスバンド信号をベースバンド変換（無線周波数信号−ベースバンド変換）する。マルチユーザ検出部１２−３は、複数の中継局１１−１〜１１−ｎから上りマルチユーザＭＩＭＯ伝送された信号をマルチユーザ検出する。受信信号復号部１２−４は、マルチユーザ検出された受信信号から情報ビット列を復号する。 The destination station 12 includes a receiving antenna 12-1-1～12-1-N D of the N D the baseband (RF-BB) a conversion section 12-2-1～12-2-N D, multi-user A detection unit 12-3 and a reception signal decoding unit 12-4 are provided. The baseband (RF-BB) converter unit 12-2-1~12-2-N D baseband converts the passband signal received by the receiving antenna 12-1-1~12-1-N D (Radio Frequency Signal to baseband conversion). The multiuser detection unit 12-3 performs multiuser detection on signals transmitted from the plurality of relay stations 11-1 to 11-n via uplink multiuser MIMO. The received signal decoding unit 12-4 decodes the information bit string from the received signal detected by the multiuser.
図２は、発明の実施形態による無線通信システムのフレームシーケンス図である。また、図３は、本実施形態による無線通信システムの送受信手順を示す概念図である。図４は、本実施形態による発信局（Ｓ）の他の構成例を示すブロック図である。図５は、本実施形態による第ｎ中継局（Ｒｎ）の他の構成例を示すブロック図である。なお、図２、図３では、発信局１０を（Ｓ）、中継局１１−１〜１１−Ｎを（Ｒ１）〜（ＲＮ）、宛先局１２を（Ｄ）で示している。 FIG. 2 is a frame sequence diagram of a wireless communication system according to an embodiment of the invention. FIG. 3 is a conceptual diagram showing a transmission / reception procedure of the wireless communication system according to the present embodiment. FIG. 4 is a block diagram showing another configuration example of the transmitting station (S) according to the present embodiment. FIG. 5 is a block diagram showing another configuration example of the n-th relay station (R n ) according to the present embodiment. 2 and 3, the source station 10 is indicated by (S), the relay stations 11-1 to 11-N are indicated by (R 1 ) to (R N ), and the destination station 12 is indicated by (D).
本実施形態による無線通信システムでは、発信局（Ｓ）から複数の中継局（Ｒ１）〜（ＲＮ）へ伝送する第１スロットで、下りマルチユーザＭＩＭＯを、複数の中継局（Ｒ１）〜（ＲＮ）から宛先局１２へ伝送する第２スロットで、上りマルチユーザＭＩＭＯを、それぞれ利用する。以下、その送受信手順について説明する。 In the wireless communication system according to the present embodiment, downlink multiuser MIMO is transmitted to a plurality of relay stations (R 1 ) in a first slot transmitted from the transmission station (S) to the plurality of relay stations (R 1 ) to (R N ). Uplink multi-user MIMO is used in each of the second slots transmitted from ~ (R N ) to the destination station 12. The transmission / reception procedure will be described below.
初めに発信局（Ｓ）がＮ局の中継局（Ｒ１）〜（ＲＮ）に対して、通信路状態情報を各中継局（Ｒ１）〜（ＲＮ）が推定するためのフレーム（サウンディングフレーム）をブロードキャスト送信する（手順Ｓ１）。これにより、各中継局（Ｒ１）〜（ＲＮ）は、自装置と発信局（Ｓ）間の通信路応答ＨＳＲｎを通信路推定する。通信路推定により得られる通信路応答の値を、通信路状態情報（ＣＳＩ：channel state information）と呼ぶ。 To the originating station initially (S) is N station-relay station (R 1) ~ (R N ), each relay station the channel state information (R 1) ~ (R N ) frame for estimating the ( A sounding frame) is broadcasted (step S1). Accordingly, each of the relay stations (R 1 ) to (R N ) estimates the communication path response H SRn between the own apparatus and the transmission station (S). A channel response value obtained by channel estimation is referred to as channel state information (CSI).
下りマルチユーザＭＩＭＯでは、受信局ごとに届けたい信号を分離するために、発信局（Ｓ）がＣＳＩ−ＦＢ処理部１０−３によるＣＳＩを利用し、送信ビームフォーミング形成部１０−２で送信ビームフォーミングを形成する。そのために、ＣＳＩのフィードバック（ＦＢ：feedback）を受信局（この場合、中継局）から送信局（この場合、発信局）へ行う必要があり、そのときの伝送フレームをＣＳＩ−ＦＢフレームと呼ぶ。Ｎ局の中継局（Ｒ１）〜（ＲＮ）は、第１から第Ｎまで順にＣＳＩ−ＦＢフレームを送出する（手順Ｓ２）。 In downlink multi-user MIMO, the transmitting station (S) uses CSI by the CSI-FB processing unit 10-3 to separate a signal to be delivered for each receiving station, and a transmission beam forming unit 10-2 transmits a transmission beam. Forming. Therefore, CSI feedback (FB) needs to be performed from the receiving station (in this case, the relay station) to the transmitting station (in this case, the transmitting station), and the transmission frame at that time is referred to as a CSI-FB frame. The relay stations (R 1 ) to (R N ) of the N stations sequentially transmit CSI-FB frames from the first to the Nth (step S2).
このとき、発信局（Ｓ）だけでなく、送出元以外の各中継局と宛先局（Ｄ）もＣＳＩ−ＦＢフレームを受信できることに注意されたい。手順Ｓ２が終了した時点で、全無線局は、発信局（Ｓ）と第１から第Ｎまでの中継局（Ｒ１）〜（ＲＮ）間のＣＳＩ ＨＳＲ１、…、ＨＳＲＮを取得している。 At this time, it should be noted that not only the transmission station (S) but also each relay station other than the transmission source and the destination station (D) can receive the CSI-FB frame. When the procedure S2 ends, all the radio stations acquire CSI H SR1 ,..., H SRN between the transmitting station (S) and the first to N-th relay stations (R 1 ) to (R N ). ing.
このＮ個のＣＳＩに基づいて、所定の選択基準を上回るＣＳＩを有する中継局を選択し、そうでない中継局を休止させる（手順Ｓ３）。全無線局がＣＳＩを取得しているため、どの中継局が選択されたか、または休止するかを他の制御フレーム送受信無しに、全無線局は把握することができる。図３には、中継局Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５が選択され、中継局Ｒ４が休止となっている状態が示されている。 Based on these N CSIs, a relay station having a CSI exceeding a predetermined selection criterion is selected, and the other relay stations are suspended (step S3). Since all the radio stations have acquired CSI, all the radio stations can grasp which relay station has been selected or is to be paused without transmitting / receiving another control frame. FIG. 3 shows a state in which the relay stations R 1 , R 2 , R 3 , and R 5 are selected and the relay station R 4 is suspended.
続いて、発信局（Ｓ）は、選択されている中継局（図３では、休止している中継局Ｒ４を除く、中継局Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５）に対して送信ビームフォーミングによる下りマルチユーザＭＩＭＯでデータフレーム伝送を行う（手順Ｓ４、第１スロット）。 Subsequently, the transmission station (S) transmits to the selected relay station (in FIG. 3, the relay stations R 1 , R 2 , R 3 , R 5 except for the idle relay station R 4 ). Data frame transmission is performed by downlink multi-user MIMO by beam forming (step S4, first slot).
そして、休止している中継局を除く中継局（Ｒ１）〜（ＲＮ）（図３では、休止している中継局Ｒ４を除く、中継局Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５）は、宛先局（Ｄ）へ上りマルチユーザＭＩＭＯでデータフレーム伝送を行う（手順Ｓ５、第２スロット）。 Then, the relay stations (R 1 ) to (R N ) excluding the idle relay station (in FIG. 3, the relay stations R 1 , R 2 , R 3 , R 5 excluding the idle relay station R 4 ). ) Performs data frame transmission to the destination station (D) by uplink multi-user MIMO (procedure S5, second slot).
以下では、具体的な実施例として第１、第２スロットの送受信処理について説明する。
［第１スロット（Ｓ−Ｒ通信、下りマルチユーザＭＩＭＯ）］
第１スロットで下りマルチユーザＭＩＭＯの送信を発信局が行う場合、その送出する第Ｑ番目の信号は、次式（６）となる。
Hereinafter, transmission / reception processing of the first and second slots will be described as a specific embodiment.
[First slot (SR communication, downlink multi-user MIMO)]
When the transmitting station performs downlink multiuser MIMO transmission in the first slot, the Q-th signal to be transmitted is expressed by the following equation (6).
ここで、Ｍｎ∈［ＮＳ×Ｒｎ］は、第ｎ中継局の為の送信ビームフォーミングを形成する変調行列である。Ｓｎ，Ｑ∈［Ｒｎ×１］は、第ｎ中継局に伝送される１≦Ｒｎ≦ＮＲｎ個の複素信号点のベクトルであり、第１スロットの発信局−第ｎ中継局間の通信のレートは、それぞれＲｎとなる。これと、数式（１）より、第１スロットにおける第ｎ中継局がそれぞれ受信する第Ｑ番目の受信信号ＹＲｎ，Ｑ∈［ＮＲｎ×１］は、次式（７）として表される（非特許文献３、（１）式）。 Here, M n ∈ [N S × R n ] is a modulation matrix that forms transmission beam forming for the nth relay station. S n, Q ∈ [R n × 1] is a vector of 1 ≦ R n ≦ N Rn complex signal points transmitted to the n th relay station, and between the source station and the n th relay station in the first slot The communication rate is R n . From this and Equation (1), the Q-th received signal YRn, Q∈ [N Rn × 1] received by the n-th relay station in the first slot is expressed as the following Equation (7) (non- Patent Document 3, Formula (1)).
第ｎ中継局は、それぞれ受信信号復号部にて受信信号ＹＲｎ，ＱからＳｎ，Ｑを復号する。 The n-th relay station to decode the S n, Q received signal Y Rn, from Q at each reception signal decoding unit.
数式（８）に示す場合には、すべてのアンテナ自由度を下りマルチユーザＭＩＭＯによる空間多重に利用することができる。 In the case of Equation (8), all antenna degrees of freedom can be used for spatial multiplexing by downlink multiuser MIMO.
また、数式（９）の場合には、すべてのアンテナ自由度を多重化に利用することはできないが、図４に示すように、発信局１０に、通信特性向上のための送信ダイバーシチ信号処理を行う送信ダイバーシチ信号処理部１０−８を備え、ダイバーシチ利用することで通信特性を向上させることができる。 Further, in the case of Equation (9), not all antenna degrees of freedom can be used for multiplexing. However, as shown in FIG. 4, the transmission station 10 performs transmission diversity signal processing for improving communication characteristics. A transmission diversity signal processing unit 10-8 is provided, and communication characteristics can be improved by using diversity.
例えば、ＮＳの空間多重化を実現しながらダイバーシチ効果を得るために、数式（１０）に示す、余剰の自由度を時空間符号に用いる。または、送信ビームフォーミングによる送信ダイバーシチ効果を得ることもできる。 For example, in order to obtain a diversity effect while achieving spatial multiplexing of N S, shown in equation (10), using the surplus of freedom in the space-time code. Or the transmission diversity effect by transmission beam forming can also be acquired.
［第２スロット（Ｒ−Ｄ通信、上りマルチユーザＭＩＭＯ＋送信ダイバーシチ）］
数式（１１）の場合には、すべてのアンテナ自由度を上りマルチユーザＭＩＭＯによる空間多重に利用することができる。
[Second slot (RD communication, uplink multi-user MIMO + transmission diversity)]
In the case of Equation (11), all antenna degrees of freedom can be used for spatial multiplexing by uplink multiuser MIMO.
上りマルチユーザＭＩＭＯで送信信号処理を行わないならば、ＸＲｎ，Ｑ＝Ｓｎ，Ｑなので、数式（７）より第２スロットでの宛先局の受信信号は、次式（１２）となる。 If transmission signal processing is not performed in uplink multi-user MIMO, since X Rn, Q = S n, Q , the received signal of the destination station in the second slot is given by the following equation (12) from equation (7).
このように、一般の上りマルチユーザＭＩＭＯ と同じ送受信信号処理が行える。 In this way, the same transmission / reception signal processing as that of general uplink multiuser MIMO can be performed.
また、数式（１３）の場合には、すべてのアンテナ自由度を多重化に利用することはできないが、図５に示すように、第ｎ中継局１１−ｎに、通信特性向上のための送信ダイバーシチ信号処理を行う送信ダイバーシチ信号処理部１１−８を備え、ダイバーシチ利用することで通信特性を向上させることができる。 Further, in the case of Equation (13), not all antenna degrees of freedom can be used for multiplexing, but as shown in FIG. 5, transmission to the nth relay station 11-n is performed for improving communication characteristics. A transmission diversity signal processing unit 11-8 that performs diversity signal processing is provided, and communication characteristics can be improved by using diversity.
例えば、ＮＤの空間多重化を実現しながらダイバーシチ効果を得るために、数式（１４）に示す、余剰の自由度を時空間符号に用いる。または、送信ビームフォーミングによる送信ダイバーシチ効果を得ることもできる。但し、この手法では、各中継局で全中継局−宛先局間の通信路情報が必要である。 For example, in order to obtain a diversity effect while achieving spatial multiplexing of N D, shown in equation (14), using the surplus of freedom in the space-time code. Or the transmission diversity effect by transmission beam forming can also be acquired. However, this method requires communication path information between all relay stations and the destination station at each relay station.
上述した実施形態によれば、各送信スロットが空間多重されるため、発信局１０から宛先局１２への伝送の総レートが改善され、かつ、周りの無線局がＣＳＩ−ＦＢを受信することができ、制御信号の交換なく、選択された中継局を把握することができるため、制御オーバーヘッドを削減することができる。 According to the above-described embodiment, since each transmission slot is spatially multiplexed, the total rate of transmission from the source station 10 to the destination station 12 is improved, and the surrounding radio stations can receive CSI-FB. Since the selected relay station can be grasped without exchanging control signals, the control overhead can be reduced.
例えば、従来システムの一例で挙げられるシステムＮＳ＝４、Ｎ＝２、ＮＲ１＝ＮＲ２＝２、ＮＤ＝２であれば、それぞれのスループットに比例するレートＡは、従来技術の無線通信システムでは、３／８となり、本実施形態の無線通信システムでは、発明システムでは、４／３となる。本発明では、第１・第２スロットのレートは、それぞれＡ１＝４、Ａ２＝２であり、数式（３）よりＡ＝４／３と算出される。 For example, if the system N S = 4, N = 2, N R1 = N R2 = 2 and N D = 2 given as an example of the conventional system, the rate A proportional to the respective throughput is the wireless communication of the prior art. In the system, it becomes 3/8, and in the wireless communication system of this embodiment, it becomes 4/3 in the inventive system. In the present invention, the rates of the first and second slots are A1 = 4 and A2 = 2, respectively, and are calculated as A = 4/3 from Equation (3).
なお、上述した実施形態において、ＯＦＤＭシステムに限ることなく、直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access；ＯＦＤＭＡ）システムや、マルチキャリア符号分割多元接続（Multi Carrier-Code Division Multiple Access；ＭＣ−ＣＤＭＡ）を用いるようにしてもよい。 In addition, in embodiment mentioned above, it is not restricted to an OFDM system, Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) system, Multicarrier-Code Division Multiple Access (MC-CDMA) ) May be used.
また、図６で示した協調プロトコル（第１、第２スロットでの発信局１０、中継局１１−１〜１１−Ｎ、宛先局１２の送受信関係）だけでなく、他の考え得る協調プロトコルを用いるようにしてもよい。例えば、第２スロットでは、発信局１０が信号送出を行う、第１スロットで宛先局１２が発信局１０からの信号を受信する、等が考えられる。また、送信ダイバーシチについては、ＣＳＤ等を用いてもよい。 In addition to the cooperative protocol shown in FIG. 6 (transmission / reception relationship of the source station 10, the relay stations 11-1 to 11-N and the destination station 12 in the first and second slots), other possible cooperative protocols You may make it use. For example, in the second slot, the source station 10 transmits a signal, and in the first slot, the destination station 12 receives a signal from the source station 10. Further, for transmission diversity, CSD or the like may be used.
また、上述した発信局１０、第ｎ中継局１１−ｎ、宛先局１２などにおける各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。 Further, a program for realizing each function in the transmission station 10, the n-th relay station 11-n, the destination station 12 and the like described above is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium is recorded. It may be read by a computer system and executed. Here, the “computer system” may include an OS and hardware such as peripheral devices. Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used. The “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。 Further, the “computer-readable recording medium” means a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic DRAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)), etc., which hold programs for a certain period of time. The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
１０…発信局， １０−１…送信信号生成部， １０−２…送信ビームフォーミング形成部， １０−３…ＣＳＩ−ＦＢ処理部， １０−４−１〜１０−４−ＮＳ…ＢＢ−ＲＦ変換部， １０−５−１〜１０−５−ＮＳ…ＲＦ−ＢＢ変換部， １０−６−１〜１０−６−ＮＳ…スイッチ部， １０−７−１〜１０−７−ＮＳ…送受信アンテナ， １０−８、１１−８…送信ダイバーシチ信号処理部， １１−１〜１１−Ｎ、１１−ｎ…第ｎ中継局， １１−１−１〜１１−１−ＮＲｎ…スイッチ部， １１−２−１〜１１−２−ＮＲｎ…ベースバンド（ＲＦ−ＢＢ）変換部， １１−３…受信信号復号部， １１−４…受信信号記憶部， １１−５…送信信号生成部， １１−６−１〜１１−６−ＮＲｎ…パスバンド（ＢＢ−ＲＦ）変換部， １１−７−１〜１１−７−ＮＲｎ…送受信アンテナ， １２…宛先局， １２−１−１〜１２−１−ＮＤ…受信アンテナ， １２−２−１〜１２−２−ＮＤ…ベースバンド（ＲＦ−ＢＢ）変換部， １２−３…マルチユーザ検出部， １２−４…受信信号復号部 10 ... source station, 10-1 ... transmission signal generation unit, 10-2 ... transmission beam forming forming unit, 10-3 ... CSI-FB processing unit, 10-4-1~10-4-N S ... BB- RF conversion unit, 10-5-1~10-5-N S ... RF- BB converting unit, 10-6-1~10-6-N S ... switch unit, 10-7-1~10-7-N S Transmission / reception antenna, 10-8, 11-8 Transmission diversity signal processing unit, 11-1 to 11-N, 11-n N-th relay station, 11-1-1 to 11-1-N Rn Switch unit , 11-2-1 to 11-2-N Rn ... baseband (RF-BB) conversion unit, 11-3 ... reception signal decoding unit, 11-4 ... reception signal storage unit, 11-5 ... transmission signal generation unit , 11-6-1~11-6-N Rn ... passband (BB-RF) conversion unit, 11-7- ~11-7-N Rn ... receiving antenna, 12 ... destination station, 12-1-1~12-1-N D ... receiving antenna, 12-2-1~12-2-N D ... baseband (RF- BB) Conversion unit, 12-3 ... multi-user detection unit, 12-4 ... received signal decoding unit
Claims (2)
前記発信局は、
前記複数の中継局で通信路状態情報を推定するためのフレームを送出するフレーム送出部と、
前記複数の中継局から通知される、自装置とそれぞれの中継局との間における通信路状態情報に基づいて選択される前記複数の中継局のうち、所定の選択基準を上回る通信路状態情報を有する中継局に対して、下りマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う下りマルチユーザＭＩＭＯ伝送部と
を備え、
前記複数の中継局は、各々、
前記推定するためのフレームに基づいて、自装置と前記発信局との間の前記通信路状態情報を推定し、前記通信路状態情報を前記発信局、他の中継局及び前記宛先局に通知する通知部と、
前記発信局からの下りマルチユーザＭＩＭＯ伝送に対して、前記宛先局へ上りマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う上りマルチユーザＭＩＭＯ伝送部と
を備え、
前記通信路状態情報を通知された前記他の中継局及び前記宛先局は、通知された前記通信路状態情報を用いて、前記発信局から前記宛先局への伝送に利用される中継局を把握する無線通信システム。 A transmitting station that transmits a packet in a first slot; a plurality of relay stations that receive a packet transmitted by the transmitting station in the first slot; and that transmits the received packet to a destination station in a second slot; and A wireless communication system comprising a destination station that is a destination,
The transmitting station is
A frame sending unit for sending a frame for estimating channel state information at the plurality of relay stations;
Of the plurality of relay stations selected from the plurality of relay stations, selected based on the communication path state information between the own device and each relay station, the communication path state information exceeding a predetermined selection criterion. A downlink multi-user MIMO transmission unit that performs downlink multi-user MIMO transmission for a relay station having
Each of the plurality of relay stations is
Based on the estimation frame, the communication path state information between the own apparatus and the transmission station is estimated, and the communication path state information is notified to the transmission station, another relay station, and the destination station. A notification unit;
An uplink multi-user MIMO transmission unit that performs uplink multi-user MIMO transmission to the destination station for downlink multi-user MIMO transmission from the source station ,
The other relay station and the destination station that are notified of the channel status information grasp the relay station that is used for transmission from the source station to the destination station using the notified channel status information. wireless communication system that.
前記発信局が、前記複数の中継局で通信路状態情報を推定するためのフレームを送出するフレーム送出ステップと、
前記中継局が、前記推定するためのフレームに基づいて、自装置と前記発信局との間の前記通信路状態情報を推定し、前記通信路状態情報を前記発信局、他の中継局及び前記宛先局に通知する通知ステップと、
前記発信局が、前記複数の中継局から通知される、自装置とそれぞれの中継局との間における通信路状態情報に基づいて選択される前記複数の中継局のうち、所定の選択基準を上回る通信路状態情報を有する中継局に対して、下りマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う下りマルチユーザＭＩＭＯ伝送ステップと、
前記中継局が、前記発信局からの下りマルチユーザＭＩＭＯ伝送に対して、前記宛先局へ上りマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う上りマルチユーザＭＩＭＯ伝送ステップと
を有し、
前記通信路状態情報を通知された前記他の中継局及び前記宛先局が、通知された前記通信路状態情報を用いて、前記発信局から前記宛先局への伝送に利用される中継局を把握する無線通信方法。 A transmitting station that transmits a packet in a first slot; a plurality of relay stations that receive a packet transmitted by the transmitting station in the first slot; and that transmits the received packet to a destination station in a second slot; and A wireless communication method performed by a wireless communication system including a destination station that is a destination,
A frame sending step in which the source station sends a frame for estimating channel state information at the plurality of relay stations;
Based on the frame for the estimation, the relay station estimates the communication path state information between the own device and the transmission station, the communication path state information is the transmission station, other relay station and the A notification step for notifying the destination station;
The transmitting station exceeds a predetermined selection criterion among the plurality of relay stations selected based on communication path state information between the own device and each relay station, which is notified from the plurality of relay stations. A downlink multi-user MIMO transmission step for performing downlink multi-user MIMO transmission to a relay station having channel state information;
The relay station, possess against downlink multiuser MIMO transmission from the originating station, an uplink multi-user MIMO transmission step of performing uplink multi-user MIMO transmission to the destination station,
The other relay station and the destination station that are notified of the channel status information grasp the relay station that is used for transmission from the source station to the destination station using the notified channel status information. Wireless communication method.
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