JP6388344B2 - Wireless communication system - Google Patents

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本発明は、無線通信システムに関する。   The present invention relates to a wireless communication system.

図9は、ブランチ数がM個(すなわち、空間多重化数がM)のMIMO(Multiple-Input and Multiple-Output)無線伝送を行う無線通信システム100を示す。無線通信システム100は、無線送信装置50及び無線受信装置60を備える。無線送信装置50は、複数のアンテナ素子Tx1〜TxM(Mは2以上の整数)を備える。また、無線受信装置60は、複数のアンテナ素子Rx1〜RxMを備える。無線受信装置60のアンテナ素子Rxiには、無線送信装置50の全てのアンテナ素子Tx1〜TxMから送信される無線周波数信号(以下、「RF信号」という。)1〜Mが到達する。このとき、重ね合わせの原理により、一対の送信側アンテナ素子と受信側アンテナ素子の間で送信されるRF信号の何倍もの大きさの振幅を有するRF信号がアンテナ素子Rxiにおいて受信されることになる。   FIG. 9 shows a wireless communication system 100 that performs MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output) wireless transmission with M branches (that is, M spatial multiplexing numbers). The wireless communication system 100 includes a wireless transmission device 50 and a wireless reception device 60. The wireless transmission device 50 includes a plurality of antenna elements Tx1 to TxM (M is an integer of 2 or more). The radio reception device 60 includes a plurality of antenna elements Rx1 to RxM. Radio frequency signals (hereinafter referred to as “RF signals”) 1 to M transmitted from all the antenna elements Tx1 to TxM of the radio transmission device 50 reach the antenna element Rxi of the radio reception device 60. At this time, due to the principle of superposition, an RF signal having an amplitude several times larger than the RF signal transmitted between the pair of transmitting antenna elements and the receiving antenna element is received by the antenna element Rxi. Become.

MIMO無線伝送の伝送路応答行列の偏角、すなわち送信側のアンテナ素子Tx1〜TxMと受信側のアンテナ素子Rx1〜RxMの各々を結ぶ電波伝搬経路の電気長に起因する位相回転量の関係により、受信側のアンテナ素子Rxiに到達するM個のRF信号列の位相が一致すると重ね合わせにより振幅の最大値が極めて大きくなる。仮に、伝搬損失がなければ、最大振幅はブランチ数をMとした場合、M倍になり、RF信号のPAPR(Peak to Average Power Ratio)が大幅に増大することになる。   Due to the declination of the transmission path response matrix of MIMO wireless transmission, that is, the relationship between the phase rotation amount due to the electrical length of the radio wave propagation path connecting each of the transmitting side antenna elements Tx1 to TxM and the receiving side antenna elements Rx1 to RxM, When the phases of the M RF signal trains that reach the receiving-side antenna element Rxi coincide with each other, the maximum amplitude value becomes extremely large due to superposition. If there is no propagation loss, the maximum amplitude is M times when the number of branches is M, and the PAPR (Peak to Average Power Ratio) of the RF signal is greatly increased.

RF信号の空間伝搬路が見通し伝搬路となっている近距離MIMO無線伝送においては、各送受信アンテナ素子間を結ぶ電波伝搬経路での伝搬損失の差が非常に小さい。そのため、無線受信装置60の各アンテナ素子Rx1〜RxMに到達するRF信号の振幅は、ブランチ数がM個の場合、上記の原理にしたがって約M倍となり、無線受信装置60に要求されるダイナミックレンジが非常に大きくなる。例えば、アナログ−ディジタル変換器(ADC: Analog-Digital Converter)等に要求されるダイナミックレンジが増大する。また、最大振幅の増大は、受信用の低雑音増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)の飽和による信号歪みやLNAの破損などを引き起こす可能性もある。さらに、送信ビームフォーミングを行う場合、出力最終段の電力増幅器における所要飽和電力の増大を招き、無線送信装置50のRF回路における消費電力を増大させることにもなる。   In short-distance MIMO wireless transmission in which the RF signal spatial propagation path is a line-of-sight propagation path, the difference in propagation loss in the radio wave propagation path connecting the transmitting and receiving antenna elements is very small. Therefore, when the number of branches is M, the amplitude of the RF signal reaching each antenna element Rx1 to RxM of the wireless reception device 60 is approximately M times according to the above principle, and the dynamic range required for the wireless reception device 60 Becomes very large. For example, the dynamic range required for an analog-digital converter (ADC) increases. Further, the increase in maximum amplitude may cause signal distortion due to saturation of a low noise amplifier (LNA) for reception, damage to the LNA, and the like. Further, when performing transmission beam forming, the required saturation power in the power amplifier at the final output stage is increased, and the power consumption in the RF circuit of the wireless transmission device 50 is also increased.

図10は、近距離MIMO無線伝送において、受信信号の振幅がどれぐらい増大するかを試算した結果をプロットしたグラフである。図10では、簡易的に試算するために送信信号として2値矩形波を想定している。そして、図10では、無線送信装置50から、空間多重化して複数の送信信号(以下、「ストリーム」という。)を無線受信装置60に送信し、無線受信装置60のアンテナ素子Rx1〜RxMにおいて受信するRF信号の振幅の時間確率を試算している。図10では、ブランチ数が16の場合とブランチ数が25の場合の試算結果を示している。図10に示すように、出現確率98%以上のシンボルにおいて、16ブランチの場合、最大振幅が1ストリームの約8倍となり、25ブランチの場合、1ストリームの約16倍となっている。すなわち、出現確率で98%以上のシンボルを正確にAD変換するためには、16ブランチ(16多重)の場合、更に3ビットを追加する必要がある。また、25ブランチ(25多重)の場合、更に4ビットを追加する必要がある。同様に、4多重の場合は2ビット、8多重の場合は3ビットを更に追加する必要がある。   FIG. 10 is a graph plotting the result of a trial calculation of how much the amplitude of the received signal increases in short-range MIMO wireless transmission. In FIG. 10, a binary rectangular wave is assumed as a transmission signal for simple estimation. In FIG. 10, a plurality of transmission signals (hereinafter referred to as “streams”) are spatially multiplexed from the wireless transmission device 50 and transmitted to the wireless reception device 60, and received by the antenna elements Rx <b> 1 to RxM of the wireless reception device 60. The time probability of the amplitude of the RF signal is estimated. FIG. 10 shows a trial calculation result when the number of branches is 16 and when the number of branches is 25. As shown in FIG. 10, in a symbol having an appearance probability of 98% or more, the maximum amplitude is about 8 times that of one stream in the case of 16 branches, and is about 16 times that of one stream in the case of 25 branches. That is, in order to accurately AD convert symbols with an appearance probability of 98% or more, it is necessary to add 3 bits in the case of 16 branches (16 multiplexes). In the case of 25 branches (25 multiplexes), it is necessary to add 4 bits. Similarly, it is necessary to add 2 bits for 4 multiplexing and 3 bits for 8 multiplexing.

堅岡、他5名、「近距離MIMO伝送における簡易受信復号法の提案」、電子情報通信学会技術研究報告.A・P、アンテナ・伝播 111(376)、2012年1月11日、p. 153-158Kenoka, et al., "Proposal of simple reception decoding method in short-distance MIMO transmission", IEICE Technical Report. A / P, Antenna & Propagation 111 (376), January 11, 2012, p. 153-158

上記のような理由から、最大振幅の増大を防ぐことは、近距離MIMO無線伝送を実施する無線通信システムにおける1つの課題となっている。その解決方法として、例えば、非特許文献1に示すような、ダイナミックレンジの制約がない受動回路のみで空間多重化された信号を分離する簡易復号方式がある。   For the reasons described above, preventing the increase in the maximum amplitude is one problem in a wireless communication system that performs short-range MIMO wireless transmission. As a solution to this problem, for example, there is a simple decoding method as shown in Non-Patent Document 1 that separates a spatially multiplexed signal using only a passive circuit with no dynamic range restriction.

しかしながら、非特許文献1に示す方式では、送信する信号の振幅自体には手を加えることなく、受信側に新たに加えたアナログウエイト回路によって上記の課題を解決しようとしていることから、電波伝搬路環境の変動がない場合のみ適用可能であり、適用範囲が限られてしまうという問題がある。   However, in the method shown in Non-Patent Document 1, the above problem is solved by an analog weight circuit newly added to the receiving side without changing the amplitude of the signal to be transmitted. This is applicable only when there is no change in the environment, and there is a problem that the application range is limited.

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、MIMO無線伝送において、無線受信装置の受信処理に新たな構成を加えることなく、無線受信装置が受信する信号のピーク電力を低減することができる技術の提供を目的としている。   The present invention has been made to solve the above problem, and its purpose is to reduce the peak power of a signal received by the wireless reception device without adding a new configuration to the reception processing of the wireless reception device in MIMO wireless transmission. The purpose is to provide technology that can be reduced.

本発明の一態様は、複数のアンテナ素子を有する無線送信装置及び複数のアンテナ素子を有する無線受信装置を備える無線通信システムであって、前記無線送信装置が、自装置が有する前記複数のアンテナ素子を通じて送信する複数の無線周波数信号を前記無線受信装置の前記複数のアンテナ素子が受信する際に、受信する前記複数の無線周波数信号のいくつかが異なる位相となるように前記複数の無線周波数信号に位相差を与える位相調整部を備える無線通信システムである。   One embodiment of the present invention is a wireless communication system including a wireless transmission device having a plurality of antenna elements and a wireless reception device having a plurality of antenna elements, wherein the wireless transmission device has the plurality of antenna elements included in the wireless communication device. When the plurality of antenna elements of the radio reception apparatus receive a plurality of radio frequency signals transmitted through the plurality of radio frequency signals, the plurality of radio frequency signals to be received have different phases. It is a radio | wireless communications system provided with the phase adjustment part which gives a phase difference.

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記複数の無線周波数信号に与える前記位相差の移相量は、前記無線送信装置と前記無線受信装置との間の電波伝搬路の特性を示す伝送路応答行列に前記位相差を与えた際に、受信する前記複数の無線周波数信号のいくつかを異なる位相とする最適化問題を解くことにより算出され、算出される前記移相量が前記位相調整部に設定される。   One aspect of the present invention is the above wireless communication system, in which the phase shift amount of the phase difference given to the plurality of radio frequency signals is a value of a radio wave propagation path between the wireless transmission device and the wireless reception device. When the phase difference is given to the channel response matrix indicating the characteristics, the phase shift amount is calculated by solving an optimization problem in which some of the plurality of radio frequency signals to be received have different phases. Is set in the phase adjustment unit.

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記受信する前記複数の無線周波数信号のいくつかを異なる位相とする最適化問題を、同一周波数、同一位相、及び同一の最大振幅値を有する正弦波を前記位相調整部に供給する信号として前記伝送路応答行列に前記位相差を与え、前記無線受信装置の前記複数のアンテナ素子で受信する前記正弦波が重ね合わせられた信号について、前記信号の振幅値の和を最小にする、又は、前記信号の振幅値の最大値を最小にする最適化問題とし、前記最適化問題を解くことにより前記移相量が算出され、算出される前記移相量が前記位相調整部に設定される。   One aspect of the present invention is the above-described wireless communication system, in which the optimization problem in which some of the plurality of received radio frequency signals have different phases has the same frequency, the same phase, and the same maximum amplitude value. A signal in which the phase difference is given to the transmission line response matrix as a signal to supply a sine wave having the following to the phase adjustment unit, and the sine wave received by the plurality of antenna elements of the wireless reception device is superimposed, An optimization problem that minimizes the sum of the amplitude values of the signals or minimizes the maximum value of the amplitude values of the signals, and the phase shift amount is calculated and calculated by solving the optimization problem The phase shift amount is set in the phase adjustment unit.

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記無線送信装置と前記無線受信装置との間の電波伝搬路が変化した場合に、又は、不定期的もしくは定期的に、前記伝送路応答行列を算出し、算出した前記伝送路応答行列に基づいて前記移相量を算出し、算出した前記移相量を前記位相調整部に設定する移相量算出部をさらに備える。   One aspect of the present invention is the above-described wireless communication system, in which the transmission is performed when a radio wave propagation path between the wireless transmission device and the wireless reception device is changed, or irregularly or periodically. A phase shift amount calculating unit configured to calculate a path response matrix, calculate the phase shift amount based on the calculated transmission path response matrix, and set the calculated phase shift amount in the phase adjustment unit;

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記無線受信装置は、トレーニング信号を送信するトレーニング信号送信部を備え、前記無線送信装置の移相量算出部は、前記トレーニング信号を受信し、受信した前記トレーニング信号に基づいて前記伝送路応答行列を推定し、推定した前記伝送路応答行列に基づいて、前記移相量を算出して前記位相調整部に当該移相量を設定する。   One aspect of the present invention is the above wireless communication system, wherein the wireless reception device includes a training signal transmission unit that transmits a training signal, and the phase shift amount calculation unit of the wireless transmission device receives the training signal. Receiving, estimating the transmission path response matrix based on the received training signal, calculating the phase shift amount based on the estimated transmission path response matrix, and setting the phase shift amount in the phase adjustment unit To do.

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記無線送信装置と前記無線受信装置との間の電波伝搬路は、見通し伝搬路であり、前記無線受信装置は、自装置の位置の測定に用いられる位置表示部をさらに備え、前記無線送信装置は、前記位置表示部を利用して自装置と前記無線受信装置との位置関係を測定する位置関係測定部をさらに備え、前記無線送信装置の移相量算出部は、前記位置関係測定部が測定する前記位置関係と、自装置の前記複数のアンテナ素子の配置に関する情報と、前記無線受信装置の前記複数のアンテナ素子の配置に関する情報と、に基づいて、前記伝送路応答行列を推定し、推定した前記伝送路応答行列に基づいて、前記移相量を算出して前記位相調整部に前記移相量を設定する。   One aspect of the present invention is the above-described wireless communication system, in which a radio wave propagation path between the wireless transmission device and the wireless reception device is a line-of-sight propagation path, and the wireless reception device is a position of its own device. The wireless transmission device further includes a positional relationship measurement unit that measures a positional relationship between the device itself and the wireless reception device using the position display unit. The phase shift amount calculation unit of the transmission device relates to the positional relationship measured by the positional relationship measurement unit, information about the arrangement of the plurality of antenna elements of the own device, and the arrangement of the plurality of antenna elements of the wireless reception device. The transmission path response matrix is estimated based on the information, the phase shift amount is calculated based on the estimated transmission path response matrix, and the phase shift amount is set in the phase adjustment unit.

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記無線受信装置は、前記複数のアンテナ素子が受信する前記無線周波数信号の振幅値を測定し、測定した前記振幅値の情報を前記無線送信装置に送信する受信レベルフィードバック部を備え、前記無線送信装置は、前記複数のアンテナ素子の各々を通じて同一周波数、同一位相、及び同一の最大振幅値を有する正弦波を送信するピーク振幅検出トレーニング信号送信部と、前記受信レベルフィードバック部から受信する前記振幅値に基づいて、前記移相量が適切であるか否かを判定し、適切でないと判定した場合、前記移相量を変更し、変更した前記移相量を前記位相調整部に設定する移相量算出部と、をさらに備える。   One aspect of the present invention is the above-described wireless communication system, in which the wireless reception device measures amplitude values of the radio frequency signals received by the plurality of antenna elements, and information on the measured amplitude values is obtained. A reception level feedback unit for transmitting to a wireless transmission device, wherein the wireless transmission device transmits a sine wave having the same frequency, the same phase, and the same maximum amplitude value through each of the plurality of antenna elements. Based on the amplitude value received from the signal transmission unit and the reception level feedback unit, determine whether or not the phase shift amount is appropriate, if it is determined that it is not appropriate, change the phase shift amount, A phase shift amount calculation unit that sets the changed phase shift amount in the phase adjustment unit.

この発明によれば、MIMO無線伝送において、無線受信装置の受信処理に新たな構成を加えることなく、無線受信装置が受信する信号のピーク電力を低減することが可能となる。   According to the present invention, in MIMO wireless transmission, it is possible to reduce the peak power of a signal received by the wireless reception device without adding a new configuration to the reception processing of the wireless reception device.

本発明の第1実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communications system by 1st Embodiment of this invention. 同実施形態の無線通信システムによるRF信号の送信状態を説明する図である。It is a figure explaining the transmission state of RF signal by the radio | wireless communications system of the embodiment. 同実施形態の効果を従来技術と比較して説明する図である。It is a figure explaining the effect of the embodiment compared with a prior art. 第2実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communications system by 2nd Embodiment. 同実施形態による処理を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the process by the embodiment. 第3実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communications system by 3rd Embodiment. 第4実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communications system by 4th Embodiment. 同実施形態による処理を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the process by the embodiment. 近接MIMO無線伝送の方式を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the system of a near field MIMO radio transmission. 近接MIMO無線伝送による受信信号振幅の増大を説明する図である。It is a figure explaining the increase in the received signal amplitude by proximity | contact MIMO radio transmission.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態による無線通信システム1の構成を示すブロック図である。無線通信システム1は、例えば、見通し伝搬路におけるMIMO無線伝送、すなわち近距離MIMO無線伝送を行う。ここで、見通し伝搬路とは、例えば、送信側のアンテナと受信側のアンテナの間の空間に電波を遮蔽する物体が存在しない伝搬路のことをいう。無線通信システム1は、無線送信装置10と無線受信装置20とを備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication system 1 according to the first embodiment of the present invention. The radio communication system 1 performs, for example, MIMO radio transmission on a line-of-sight propagation path, that is, short-range MIMO radio transmission. Here, the line-of-sight propagation path refers to a propagation path in which no object that shields radio waves exists in the space between the transmission-side antenna and the reception-side antenna, for example. The wireless communication system 1 includes a wireless transmission device 10 and a wireless reception device 20.

無線送信装置10は、情報信号入力部11、情報信号分配部12、局部発振器13、変調部14、位相調整部15及びアンテナ素子16−1〜16−Mを備える。
情報信号入力部11は、送信する情報を無線送信装置10に入力する。
情報信号分配部12は、情報信号入力部11が入力した情報をM個に分配する。情報信号分配部12によってM個に分配された情報を、情報信号1〜Mとする。情報信号分配部12は、情報信号1〜Mそれぞれを、変調器14−1〜14−Mそれぞれに出力する。
局部発振器13は、無線周波数の正弦波の周波数信号を出力する。
The wireless transmission device 10 includes an information signal input unit 11, an information signal distribution unit 12, a local oscillator 13, a modulation unit 14, a phase adjustment unit 15, and antenna elements 16-1 to 16-M.
The information signal input unit 11 inputs information to be transmitted to the wireless transmission device 10.
The information signal distribution unit 12 distributes the information input by the information signal input unit 11 into M pieces. Information distributed to the M pieces by the information signal distributor 12 is referred to as information signals 1 to M. The information signal distributor 12 outputs the information signals 1 to M to the modulators 14-1 to 14-M, respectively.
The local oscillator 13 outputs a radio frequency sine wave frequency signal.

変調部14は、M個の変調器14−1〜14−Mを備える。各変調器14−1〜14−Mは、RF周波数への周波数変換器を含んでいる。各変調器14−1〜14−Mは、局部発振器13から供給される周波数信号に基づいて、情報信号をRF周波数へアップコンバートして変調を行う。変調部14が用いる変調手法は、振幅変調である。
位相調整部15は、M個の位相調整器15−1〜15−Mを備える。各々の位相調整器15−1〜15−Mには、予め算出される移相量φi(i=1〜M、以下同様)が予め設定され、当該移相量φiに基づいて、変調された情報信号1〜Mに位相差を与える。アンテナ素子16−1〜16−Mは、変調部14で変調され、位相調整部15において移相量φiに基づいて位相差が与えられたRF信号を無線受信装置20に送信する。
The modulation unit 14 includes M modulators 14-1 to 14-M. Each modulator 14-1 to 14-M includes a frequency converter to RF frequency. Each of the modulators 14-1 to 14 -M performs modulation by up-converting the information signal to the RF frequency based on the frequency signal supplied from the local oscillator 13. The modulation method used by the modulation unit 14 is amplitude modulation.
The phase adjustment unit 15 includes M phase adjusters 15-1 to 15-M. In each of the phase adjusters 15-1 to 15-M, a phase shift amount φi (i = 1 to M, the same applies hereinafter) calculated in advance is set in advance and modulated based on the phase shift amount φi. A phase difference is given to the information signals 1 to M. The antenna elements 16-1 to 16 -M transmit the RF signal modulated by the modulation unit 14 and given a phase difference based on the phase shift amount φi in the phase adjustment unit 15 to the radio reception device 20.

無線受信装置20は、アンテナ素子21−1〜21−M、通信制御部22、情報信号出力部23を備える。
アンテナ素子21−1〜21−Mは、無線送信装置10のアンテナ素子16−1〜16−Mから送信され、空間を伝搬して到達するRF信号を受信する。
通信制御部22は、アンテナ素子21−1〜21−Mが受信したM個の信号を復調し、復調した信号と、伝送路応答行列Hとに基づくマトリックス処理によるMIMO無線伝送信号の検出を行い空間多重化された複数の情報信号を分離して情報信号を復調する。
情報信号出力部23は、通信制御部22において復調された情報信号を出力する。
The wireless reception device 20 includes antenna elements 21-1 to 21 -M, a communication control unit 22, and an information signal output unit 23.
The antenna elements 21-1 to 21-M receive the RF signals that are transmitted from the antenna elements 16-1 to 16-M of the wireless transmission device 10 and propagate through the space.
The communication control unit 22 demodulates the M signals received by the antenna elements 21-1 to 21-M, and detects a MIMO radio transmission signal by matrix processing based on the demodulated signal and the transmission path response matrix H. The information signal is demodulated by separating a plurality of spatially multiplexed information signals.
The information signal output unit 23 outputs the information signal demodulated by the communication control unit 22.

図2は、無線送信装置10のM個のアンテナ素子16−1〜16−Mから送信されるRF信号が、無線受信装置20のアンテナ素子21−iにおいて重ね合わせられる状況を概念的に示す図である。
無線通信システム1の送受信の処理の流れとしては、まず、無線送信装置10の情報信号入力部11が、送信する情報を情報信号分配部12に出力する。情報信号分配部12は、当該情報をM個の情報信号1〜Mに分配して変調器14−1〜14−Mに出力する。変調器14−1〜14−Mは、それぞれ局部発振器13から供給される無線周波数信号により、情報信号1〜Mに対してアップコンバートを行い、変調して、対応する位相調整器15−1〜15−Mに出力する。位相調整器15−1〜15−Mは、予め設定される移相量φiに基づいて変調された信号に位相差を与え、アンテナ素子16−1〜16−Mを通じて空間にRF信号出力する。
FIG. 2 is a diagram conceptually illustrating a situation in which RF signals transmitted from the M antenna elements 16-1 to 16-M of the wireless transmission device 10 are superimposed on the antenna element 21-i of the wireless reception device 20. It is.
As a flow of transmission / reception processing of the wireless communication system 1, first, the information signal input unit 11 of the wireless transmission device 10 outputs information to be transmitted to the information signal distribution unit 12. The information signal distributor 12 distributes the information to M information signals 1 to M and outputs the information information to the modulators 14-1 to 14 -M. The modulators 14-1 to 14-M up-convert and modulate the information signals 1 to M with the radio frequency signals supplied from the local oscillator 13, respectively, and modulate the corresponding phase adjusters 15-1 to 15-1. Output to 15-M. The phase adjusters 15-1 to 15-M give a phase difference to a signal modulated based on a preset phase shift amount φi, and output an RF signal to the space through the antenna elements 16-1 to 16-M.

無線受信装置20のアンテナ素子21−1〜21−Mの各々は、図2に示すようにM個の重ね合わせられたRF信号を受信する。無線受信装置20の通信制御部22は、アンテナ素子21−1〜21−Mにおいて受信したRF信号をダウンコンバートして復調し、復調した信号と、伝送路応答行列Hとに基づくマトリックス処理によるMIMO信号の検出を行い空間多重化された複数の情報信号を分離して情報信号を復調する。情報信号出力部23は、通信制御部22において復調された情報信号を出力する。   Each of the antenna elements 21-1 to 21-M of the wireless reception device 20 receives M superimposed RF signals as shown in FIG. The communication control unit 22 of the wireless reception device 20 down-converts and demodulates the RF signal received by the antenna elements 21-1 to 21-M, and performs MIMO processing by matrix processing based on the demodulated signal and the transmission path response matrix H. A signal is detected and a plurality of spatially multiplexed information signals are separated to demodulate the information signal. The information signal output unit 23 outputs the information signal demodulated by the communication control unit 22.

ここで、前述した各々の位相調整器15−1〜15−Mに対して予め設定される移相量φiが、アンテナ素子21−iにおいて受信されるM個のRF信号の位相ができるだけ一致しないような移相量になっていれば、M個のRF信号が重なって生成される振幅の最大値(以下、ピークともいう)の増大を抑えることが可能となる。   Here, the phase shift amount φi set in advance for each of the phase adjusters 15-1 to 15-M described above does not match the phases of the M RF signals received by the antenna element 21-i as much as possible. With such a phase shift amount, it is possible to suppress an increase in the maximum amplitude value (hereinafter also referred to as a peak) generated by overlapping M RF signals.

特に、非接触伝送等の近距離無線伝送では、伝送距離が短いため、信号対雑音電力比(SNR:Signal to Noise Ratio)が大きく、また、無線サービスが提供されるエリアも非常に狭いエリアに限定されるため、広い帯域を利用可能である。そのため、変復調装置の構成を簡易にして信号処理コストを低減する場合、振幅変調を利用することが想定される。振幅変調を行う場合、送信時のRF信号の位相が、受信時にも保存されるため、送信する各々のRF信号に対して、できるだけ位相が一致しないような位相差を与えておけば、ピーク振幅の低減を行うことが可能となる。以下、このような位相差となるような移相量φiを算出する手法の一例について説明する。   In particular, in short-distance wireless transmission such as contactless transmission, since the transmission distance is short, the signal-to-noise ratio (SNR) is large, and the area where the wireless service is provided is also very narrow. Since it is limited, a wide band can be used. Therefore, when the configuration of the modem is simplified to reduce the signal processing cost, it is assumed that amplitude modulation is used. When amplitude modulation is performed, the phase of the RF signal at the time of transmission is preserved even at the time of reception. Therefore, if a phase difference that does not match the phase as much as possible is given to each RF signal to be transmitted, the peak amplitude Can be reduced. In the following, an example of a method for calculating the phase shift amount φi having such a phase difference will be described.

(移相量φiの算出手法:第1の手法)
MIMO無線伝送の伝送路応答行列を行列H、移相量ベクトルをφ=[φ1,φ2,・・・,φM]とする。実際に無線送信装置10のアンテナ素子16−1〜16−Mから空間へ放射されるRF信号のベクトルt’(要素数M)は、送信するRF信号tに位相調整部15の各々の位相調整器15−1〜15−Mに設定される移相量φをアダマール積として乗算することによって、次式(1)のように表される。
(Calculation method of phase shift amount φi: first method)
A transmission line response matrix of MIMO wireless transmission is assumed to be a matrix H, and a phase shift amount vector is assumed to be φ = [φ1, φ2,..., ΦM]. The RF signal vector t ′ (number of elements M) actually radiated from the antenna elements 16-1 to 16 -M of the wireless transmission apparatus 10 to the RF signal t to be transmitted is adjusted by the phase adjustment unit 15. By multiplying the phase shift amount φ set in the units 15-1 to 15-M as a Hadamard product, the following equation (1) is obtained.

Figure 0006388344
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移相量ベクトルを伝送路応答行列の一部とするには、行列Hの第i列成分の全てに対してφi位相をずらすことになる。数学的には、行列Hの第i列成分に対してexp(φi)を乗算することになる。こうして得られた伝送路応答行列を行列H_pとする。
なお、上記の伝送路応答行列の行列H、移相量ベクトルφ、行列H_pは、いずれも行列またはベクトルであるため、数式において記載される際にはボールド体(太字)で記載されることもあるが、本明細書においては、「行列X」、「ベクトルX」等のように、「行列」や「ベクトル」の用語を付加して示す。
In order to make the phase shift vector part of the channel response matrix, the φi phase is shifted with respect to all the i-th column components of the matrix H. Mathematically, the i-th column component of the matrix H is multiplied by exp (φi). The transmission path response matrix obtained in this way is defined as a matrix H_p.
Note that the matrix H, the phase shift amount vector φ, and the matrix H_p of the transmission path response matrix described above are all matrices or vectors, and therefore may be written in bold (bold) when described in mathematical expressions. However, in the present specification, terms such as “matrix” and “vector” such as “matrix X” and “vector X” are added.

すべての無線受信装置20のアンテナ素子21−1〜21−Mにおいて、受信するRF信号の位相を可能な限り一致させないためには、例えば、行列H_pの全ての行において、その行内にあるM個の要素の偏角をできるだけ一致させないようにすればよい。このような行列H_pは、例えば、M個の要素の偏角の分散のM行分の総和を最大とするような最適化の問題として求めることができる。   In order to make the phase of the received RF signal not match as much as possible in the antenna elements 21-1 to 21 -M of all the radio reception apparatuses 20, for example, in all the rows of the matrix H_p, M pieces in the row The declination angle of the elements should not be matched as much as possible. Such a matrix H_p can be obtained, for example, as an optimization problem that maximizes the sum total of M rows of the dispersion of the deviation angles of M elements.

(移相量φiの算出手法:第2の手法)
第2の手法として、第1の手法より計算量は多くなるが、実際に、無線受信装置20のアンテナ素子21−1〜21−Mにおいて受信するRF信号のピークとなる振幅を計算により推定して、高い精度で可能な限り一致しない移相量φiを算出する手法がある。まず、行列H_pを用いてアンテナ素子21−1〜21−Mにおいて受信する、重ね合わされた正弦波信号の振幅の最大値を算出する。そして、算出された振幅の最大値の中で最も大きい値を評価関数として、最適化アルゴリズムを用いて移相量ベクトルφの値を最適化する。最適化アルゴリズムとしては、最急降下法などのアルゴリズムが用いられてもよい。なお、最適化アルゴリズムとしては、全探索であってもよい。無線送信装置10から同一周波数、同一位相、同一の最大振幅値を有する正弦波を送信する場合、位相調整器15−1〜15−Mの入力端子に供給される信号Tは、次式(2)として表される。
(Calculation method of phase shift amount φi: second method)
As the second method, although the amount of calculation is larger than that of the first method, the amplitude that is the peak of the RF signal received by the antenna elements 21-1 to 21-M of the wireless reception device 20 is actually estimated by calculation. Thus, there is a method of calculating the phase shift amount φi that does not coincide as much as possible with high accuracy. First, the maximum value of the amplitude of the superimposed sine wave signal received by the antenna elements 21-1 to 21-M is calculated using the matrix H_p. Then, the value of the phase shift amount vector φ is optimized using an optimization algorithm with the largest value among the calculated maximum amplitude values as an evaluation function. As the optimization algorithm, an algorithm such as a steepest descent method may be used. Note that the optimization algorithm may be a full search. When transmitting a sine wave having the same frequency, the same phase, and the same maximum amplitude value from the wireless transmission device 10, the signal T supplied to the input terminals of the phase adjusters 15-1 to 15-M is expressed by the following equation (2 ).

Figure 0006388344
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各々の位相調整器15−1〜15−Mに予め設定される移相量による位相の変更は、次式(3)により表される。   The change of the phase by the amount of phase shift set in advance in each of the phase adjusters 15-1 to 15-M is expressed by the following equation (3).

Figure 0006388344
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次式(3)による位相の変更が行われた後、電波伝搬路を通過して無線受信装置20の各アンテナ素子21−1〜21−Mにおいて受信されるため、M個のアンテナ素子21−1〜21−Mが受信する受信波形R(t)は、電波伝搬路の伝送路応答行列Hを用いて表すと次式(4)のように時間波形数がM本のベクトルとして表される。   After the phase is changed by the following equation (3), the antenna elements 21-1 to 21-M of the wireless reception device 20 pass through the radio wave propagation path and are received by the antenna elements 21- When the reception waveform R (t) received by 1 to 21-M is expressed using the transmission path response matrix H of the radio wave propagation path, the number of time waveforms is expressed as M vectors as in the following equation (4). .

Figure 0006388344
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式(4)において、R(t)のM本の各波形は同一周波数で同一の最大振幅値を有する正弦波を位相をずらして重ね合わせた正弦波となるため、各波形の振幅は容易に算出することができる。無線伝送中に伝送路応答行列Hが時間的に変動しない場合、行列Hが定数となるため、R(t)のM本の波形の各波形のピークの振幅を要素とするベクトルRPは、時間に依存しない、ベクトルΦのみによって定められる要素数Mのベクトルとなる。ここで、ベクトルΦを最適化する手法としては、例えば、「(1)ベクトルRPの全要素の和が最小になるベクトルΦの値を探索する。(2)ベクトルRPの最大値が最小となるΦの値を探索する。」等の手法を適用することができる。探索の手法としては、全探索を行う手法を用いてもよいが、最適化の問題となるため、最急降下法などのアルゴリズムが適用されることになる。   In Equation (4), each of the M waveforms of R (t) is a sine wave in which sine waves having the same maximum amplitude value at the same frequency are shifted in phase, so that the amplitude of each waveform can be easily set. Can be calculated. When the transmission line response matrix H does not change with time during wireless transmission, the matrix H becomes a constant. Therefore, the vector RP whose elements are the peak amplitudes of the M waveforms of R (t) is the time It is a vector having the number of elements M determined only by the vector Φ, which does not depend on. Here, as a method for optimizing the vector Φ, for example, “(1) Search for the value of the vector Φ that minimizes the sum of all elements of the vector RP. (2) The maximum value of the vector RP becomes minimum. A method such as “search for the value of Φ” can be applied. As a search method, a method of performing a full search may be used, but an algorithm such as a steepest descent method is applied because it causes an optimization problem.

なお、上記の第1の手法及び第2の手法によって求められる移相量φiは、伝送路の変動がない場合には、前述したように、伝送路応答行列Hが変わらないため、時間によって変化しない定数となる。これに対して、伝送路が変動する場合、伝送路応答行列Hも変わることになるため、後述する実施形態などの手段により伝送路応答行列Hを再度求めて、移相量φiを再計算する必要がある。   Note that the phase shift amount φi obtained by the first method and the second method described above changes with time because there is no change in the transmission line response matrix H as described above when there is no fluctuation in the transmission line. It is a constant that does not. On the other hand, when the transmission path changes, the transmission path response matrix H also changes. Therefore, the transmission path response matrix H is obtained again by means such as an embodiment described later, and the phase shift amount φi is recalculated. There is a need.

上記の第1実施形態の構成により、位相調整部15を備えたことで、無線送信装置10において各アンテナ素子16−1〜16−Mを通じて送信するRF信号の位相を位相調整器15−1〜15−Mにより変えることが可能となる。アンテナ素子16−1〜16−Mとアンテナ素子21−1〜21−Mの伝搬経路差に基づく情報となる伝送路応答行列Hを算出して推定し、推定した伝送路応答行列Hを用いて、無線受信装置20のアンテナ素子21−1〜21−MにRF信号が到達する場合に、できるだけ異なる位相を有する移相量φiを予め算出する。そして、算出した移相量φiを位相調整器15−1〜15−Mに設定しておく。これにより、無線受信装置20のアンテナ素子21−1〜21−Mの各々でM個のRF信号を受信した場合に、M個のRF信号の位相が可能な限り異なった位相となっているため、重ね合わせられたRF信号のピークの振幅の増大を抑えることが可能となる。したがって、MIMO無線伝送において、無線受信装置の受信処理に新たな構成を加えることなく、無線受信装置が受信する信号のピーク電力を低減することが可能となる。言うまでもなく、M個のRF信号の位相が全て同相ではない場合に、重ね合わせられたRF信号のピークの振幅を最も低減させることが可能となるため、最大の効果が得られることになる。   With the configuration of the first embodiment described above, the phase adjustment unit 15 is provided, so that the phase of the RF signal transmitted through the antenna elements 16-1 to 16-M in the wireless transmission device 10 is adjusted to the phase adjusters 15-1 to 15-1. It can be changed by 15-M. The transmission path response matrix H that is information based on the propagation path difference between the antenna elements 16-1 to 16-M and the antenna elements 21-1 to 21-M is calculated and estimated, and the estimated transmission path response matrix H is used. When the RF signal reaches the antenna elements 21-1 to 21 -M of the wireless reception device 20, the phase shift amount φi having a phase as different as possible is calculated in advance. Then, the calculated phase shift amount φi is set in the phase adjusters 15-1 to 15-M. Thus, when M RF signals are received by each of the antenna elements 21-1 to 21-M of the wireless reception device 20, the phases of the M RF signals are different from each other as much as possible. Thus, it is possible to suppress an increase in the amplitude of the peak of the superimposed RF signal. Therefore, in MIMO wireless transmission, it is possible to reduce the peak power of a signal received by the wireless reception device without adding a new configuration to the reception processing of the wireless reception device. Needless to say, when the phases of the M RF signals are not all in phase, the peak amplitude of the superimposed RF signal can be reduced most, and the maximum effect can be obtained.

図3に示すように、従来の無線通信システム100においては、RF信号1とRF信号2の2つのRF信号の重ね合わせで約3dBピークの電力が上昇していたのが、第1実施形態の無線通信システム1においては、前述の通り、ピーク電力の上昇を低減することが可能となる。それにより、PAPRの低減、送信増幅器飽和レベル低減、受信側LNAの飽和レベル低減、ADCのダイナミックレンジの低減を行うことが可能となり、また、ディジタル信号処理量の低減による消費電力の低減も行うことが可能となる。さらに、受信側LNAの破損等を防ぐことも可能となる。   As shown in FIG. 3, in the conventional wireless communication system 100, the power of about 3 dB peak is increased by superposition of the two RF signals of the RF signal 1 and the RF signal 2 in the first embodiment. In the wireless communication system 1, as described above, it is possible to reduce an increase in peak power. As a result, it is possible to reduce PAPR, transmit amplifier saturation level, receiver LNA saturation level, and ADC dynamic range, and to reduce power consumption by reducing the amount of digital signal processing. Is possible. Furthermore, it is possible to prevent the receiving side LNA from being damaged.

(第2実施形態)
図4は、本発明の第2実施形態による無線通信システム1aの構成を示すブロック図である。図4において、第1実施形態の無線通信システム1と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。以下、第1実施形態の無線通信システム1と異なる構成について説明する。
無線通信システム1aは、無線送信装置10aと無線受信装置20aとを備える。
第2実施形態における無線通信システム1aでは、無線受信装置20aが無線送信装置10aに対してトレーニング信号を送信し、無線送信装置10aが当該トレーニング信号に基づいて伝送路応答行列Hを算出する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a radio communication system 1a according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same components as those of the wireless communication system 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Hereinafter, a configuration different from the wireless communication system 1 of the first embodiment will be described.
The wireless communication system 1a includes a wireless transmission device 10a and a wireless reception device 20a.
In the wireless communication system 1a according to the second embodiment, the wireless reception device 20a transmits a training signal to the wireless transmission device 10a, and the wireless transmission device 10a calculates a transmission path response matrix H based on the training signal.

無線送信装置10aは、情報信号入力部11、情報信号分配部12、局部発振器13、変復調部14a、位相調整部15a、アンテナ素子16−1〜16−M及び移相量算出部17を備える。
変復調部14aは、変復調器14a−1〜14a−Mを備える。各変復調器14a−1〜14a−Mは、局部発振器13から供給される無線周波数の正弦波の周波数信号を受けて、情報信号1〜Mに対してアップコンバートして、変調を行って位相調整部15aに出力する。また、各変復調器14a−1〜14a−Mは、局部発振器13から供給される周波数信号を受けて、位相調整部15aから出力される受信信号に対して、ダウンコンバートして、復調を行い、移相量算出部17に出力する。変復調部14aが用いる変調手法は、振幅変調である。
The wireless transmission device 10a includes an information signal input unit 11, an information signal distribution unit 12, a local oscillator 13, a modulation / demodulation unit 14a, a phase adjustment unit 15a, antenna elements 16-1 to 16-M, and a phase shift amount calculation unit 17.
The modem unit 14a includes modems 14a-1 to 14a-M. Each of the modems 14a-1 to 14a-M receives a frequency signal of a radio frequency sine wave supplied from the local oscillator 13, up-converts the information signals 1 to M, performs modulation, and adjusts the phase. To the unit 15a. Each of the modems 14a-1 to 14a-M receives the frequency signal supplied from the local oscillator 13, down-converts the received signal output from the phase adjustment unit 15a, and performs demodulation. Output to the phase shift amount calculation unit 17. The modulation method used by the modem unit 14a is amplitude modulation.

位相調整部15aは、位相調整器15a−1〜15a−Mを備える。各位相調整器15a−1〜15a−Mは、各位相調整器15a−1〜15a−Mごとに移相量算出部17から出力される移相量φiの情報を受けて内部に設定する。また、各位相調整器15a−1〜15a−Mは、当該移相量φiに基づいて、変調された情報信号1〜Mに位相差を与える。各位相調整器15a−1〜15a−Mは、アンテナ素子16−1〜16−Mから受信信号が出力されると、出力される受信信号を、各々に対応する変復調器14a−1〜14a−Mに出力する。   The phase adjustment unit 15a includes phase adjusters 15a-1 to 15a-M. Each of the phase adjusters 15a-1 to 15a-M receives and sets the information of the phase shift amount φi output from the phase shift amount calculation unit 17 for each of the phase adjusters 15a-1 to 15a-M. Further, each of the phase adjusters 15a-1 to 15a-M gives a phase difference to the modulated information signals 1 to M based on the phase shift amount φi. When the received signals are output from the antenna elements 16-1 to 16-M, the phase adjusters 15a-1 to 15a-M convert the received received signals into the corresponding modulators / demodulators 14a-1 to 14a-. Output to M.

移相量算出部17は、変復調部14aから出力される復調されたトレーニング信号に基づいて、伝送路応答行列Hを推定する。また、移相量算出部17は、推定した伝送路応答行列Hと、第1実施形態において説明した移相量φiの算出手法(第1の手法及び第2の手法)とに基づいて、移相量φiを算出して、位相調整部15aの各位相調整器15a−1〜15a−Mに出力して内部に設定させる。移相量とは、位相を変化させるために用いられる量を表す。また、移相量算出部17は、算出した移相量φiの各位相調整器15a−1〜15a−Mに出力した後に、MIMO無線伝送が開始できる通知を情報信号入力部11に出力する。   The phase shift amount calculation unit 17 estimates the transmission path response matrix H based on the demodulated training signal output from the modem unit 14a. In addition, the phase shift amount calculation unit 17 shifts based on the estimated transmission path response matrix H and the calculation method (first method and second method) of the phase shift amount φi described in the first embodiment. The phase amount φi is calculated and output to the phase adjusters 15a-1 to 15a-M of the phase adjuster 15a to be set inside. The amount of phase shift represents the amount used to change the phase. Further, the phase shift amount calculation unit 17 outputs a notification that the MIMO wireless transmission can be started to the information signal input unit 11 after outputting the calculated phase shift amount φi to each of the phase adjusters 15a-1 to 15a-M.

無線受信装置20aは、アンテナ素子21−1〜21−M、通信制御部22a、情報信号出力部23及びトレーニング信号送信部24を備える。
トレーニング信号送信部24は、予め定められるトレーニング信号、例えば、IEEE802.1nの無線LAN(Local Area Network)方式におけるHT−LTF(High-Throughput Long Training Field)などの直交するM個の信号を生成する。
通信制御部22aは、トレーニング信号送信部24によって生成されたトレーニング信号をアンテナ素子21−1〜21−Mを通じて無線送信装置10に送信する。
The wireless reception device 20a includes antenna elements 21-1 to 21-M, a communication control unit 22a, an information signal output unit 23, and a training signal transmission unit 24.
The training signal transmission unit 24 generates a predetermined training signal, for example, M signals orthogonal to each other such as HT-LTF (High-Throughput Long Training Field) in an IEEE 802.1n wireless LAN (Local Area Network) system. .
The communication control unit 22a transmits the training signal generated by the training signal transmission unit 24 to the wireless transmission device 10 through the antenna elements 21-1 to 21-M.

図5は、第2実施形態による無線通信システム1aの処理の流れを示すシーケンス図である。
まず、無線受信装置20aのトレーニング信号送信部24は、トレーニング信号を生成し、生成したトレーニング信号を、通信制御部22a及びアンテナ素子21−1〜21−Mを通じて無線送信装置10aに送信する(ステップS101)。
無線送信装置10aのアンテナ素子16−1〜16−Mは、トレーニング信号を受信し、受信したトレーニング信号を対応する位相調整器15a−1〜15a−Mに出力する。各位相調整器15a−1〜15a−Mは、対応する変復調器14a−1〜14a−Mにトレーニング信号を出力する。変復調器14a−1〜14a−Mは、トレーニング信号を復調して、移相量算出部17に出力する。移相量算出部17は、トレーニング信号から伝送路応答行列Hを推定する(ステップS102)。
FIG. 5 is a sequence diagram showing a processing flow of the wireless communication system 1a according to the second embodiment.
First, the training signal transmission unit 24 of the wireless reception device 20a generates a training signal, and transmits the generated training signal to the wireless transmission device 10a through the communication control unit 22a and the antenna elements 21-1 to 21-M (step). S101).
The antenna elements 16-1 to 16-M of the wireless transmission device 10a receive the training signals and output the received training signals to the corresponding phase adjusters 15a-1 to 15a-M. Each phase adjuster 15a-1 to 15a-M outputs a training signal to the corresponding modems 14a-1 to 14a-M. The modems 14 a-1 to 14 a -M demodulate the training signal and output it to the phase shift amount calculation unit 17. The phase shift amount calculation unit 17 estimates the transmission path response matrix H from the training signal (step S102).

移相量算出部17は、推定した伝送路応答行列Hと、第1実施形態において説明した移相量φiの算出手法(第1の手法及び第2の手法)とに基づいて、移相量φiを算出する(ステップS103)。移相量算出部17は、算出した移相量φiを、対応する各位相調整器15a−1〜15a−Mに出力する。各位相調整器15a−1〜15a−Mは、移相量算出部17から出力された移相量φiを内部に設定する。また、移相量算出部17は、MIMO無線伝送が開始できる通知を情報信号入力部11に出力する(ステップS104)。   The phase shift amount calculation unit 17 is based on the estimated transmission path response matrix H and the phase shift amount φi calculation method (first method and second method) described in the first embodiment. φi is calculated (step S103). The phase shift amount calculation unit 17 outputs the calculated phase shift amount φi to the corresponding phase adjusters 15a-1 to 15a-M. Each of the phase adjusters 15a-1 to 15a-M sets the phase shift amount φi output from the phase shift amount calculation unit 17 inside. Further, the phase shift amount calculation unit 17 outputs a notification that the MIMO wireless transmission can be started to the information signal input unit 11 (step S104).

無線送信装置10aの情報信号入力部11は、MIMO無線伝送が開始できる通知を移相量算出部17から受けると、送信する情報を情報信号分配部12に出力する。情報信号分配部12は、当該情報をM個に分配し、情報信号1〜Mとして変復調器14a−1〜14a−Mに出力する。変復調器14a−1〜14a−Mは、局部発振器13から供給される周波数信号に基づいて、情報信号1〜Mを変調して対応する各位相調整器15a−1〜15a−Mに出力する。各位相調整器15a−1〜15a−Mは、各々に設定されている移相量φiに基づいて変調された情報信号1〜Mに位相差を与え、アンテナ素子16−1〜16−Mを通じて、位相差が与えられた情報信号1〜Mを無線受信装置送信する20aに送信する(ステップS105)。
無線受信装置20aは、アンテナ素子21−1〜21−Mを通じて、無線送信装置10から送信された信号を受信し、通信制御部22aにおいて復調し、情報信号出力部23に出力する(ステップS106)。
When the information signal input unit 11 of the wireless transmission device 10 a receives a notification from the phase shift amount calculation unit 17 that can start MIMO wireless transmission, the information signal input unit 11 outputs information to be transmitted to the information signal distribution unit 12. The information signal distribution unit 12 distributes the information to M pieces and outputs the information signals 1 to M to the modems 14a-1 to 14a-M. The modems 14a-1 to 14a-M modulate the information signals 1 to M based on the frequency signal supplied from the local oscillator 13 and output the modulated information signals to the corresponding phase adjusters 15a-1 to 15a-M. Each of the phase adjusters 15a-1 to 15a-M gives a phase difference to the information signals 1 to M modulated based on the phase shift amount φi set to each of the phase adjusters 15a-1 to 15a-M, and passes through the antenna elements 16-1 to 16-M. The information signals 1 to M to which the phase difference is given are transmitted to the radio receiver 20a (step S105).
The wireless reception device 20a receives the signal transmitted from the wireless transmission device 10 through the antenna elements 21-1 to 21-M, demodulates the communication control unit 22a, and outputs the demodulated signal to the information signal output unit 23 (step S106). .

上記の第2実施形態の構成により、無線通信システム1aは、無線受信装置20aからトレーニング信号を送信し、無線送信装置10aにおいて、当該トレーニング信号に基づいて伝送路応答行列Hを算出する。これにより、第1実施形態の構成より得られる効果に加えて、伝送路の環境が変動し、伝送路応答行列Hが変動する場合であっても、当該変動する伝送路応答行列Hを推定し、推定した伝送路応答行列Hに基づく、精度の高い移相量φiを算出することが可能となる。   With the configuration of the second embodiment, the wireless communication system 1a transmits a training signal from the wireless reception device 20a, and the wireless transmission device 10a calculates a transmission path response matrix H based on the training signal. As a result, in addition to the effects obtained from the configuration of the first embodiment, even when the transmission path environment fluctuates and the transmission path response matrix H fluctuates, the fluctuating transmission path response matrix H is estimated. Thus, it is possible to calculate the phase shift amount φi with high accuracy based on the estimated transmission path response matrix H.

(第3実施形態)
図6は、本発明の第3実施形態による無線通信システム1bの構成を示すブロック図である。図6において、第1実施形態の無線通信システム1及び第2実施形態の無線通信システム1aと同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。以下、第1実施形態の無線通信システム1及び第2実施形態の無線通信システム1aのいずれかと異なる構成について説明する。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication system 1b according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those of the wireless communication system 1 of the first embodiment and the wireless communication system 1a of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Hereinafter, a configuration different from either the wireless communication system 1 of the first embodiment or the wireless communication system 1a of the second embodiment will be described.

無線通信システム1bは、無線送信装置10bと無線受信装置20bとを備える。無線通信システム1bは、電波伝搬路が見通し伝搬路となっている、いわゆる近距離MIMO無線伝送の伝送路となっている場合に適用される。見通し伝搬路とは、上述したように、送信側のアンテナと受信側のアンテナの間の空間に電波を遮蔽する物体が存在しない伝搬路であり、本実施形態では、例えば、レーザ光等が到達可能な伝搬路や写真撮影が可能な伝搬路である。   The wireless communication system 1b includes a wireless transmission device 10b and a wireless reception device 20b. The wireless communication system 1b is applied when the radio wave propagation path is a line-of-sight propagation path, that is, a so-called short-distance MIMO wireless transmission transmission path. As described above, the line-of-sight propagation path is a propagation path in which no object that shields radio waves exists in the space between the transmission-side antenna and the reception-side antenna. In this embodiment, for example, a laser beam or the like arrives. It is a possible propagation path and a propagation path capable of taking a picture.

無線送信装置10bは、情報信号入力部11、情報信号分配部12、局部発振器13、変調部14、位相調整部15a、アンテナ素子16−1〜16−M、移相量算出部17b及び位置関係測定部18を備える。
位置関係測定部18は、無線送信装置10bと無線受信装置20bとの位置関係を示す情報、例えば、三次元空間における各々の装置の位置情報を測定する。位置関係測定部18は、例えば、レーザ光を使用して位置関係を示す情報の測定を行う場合、内部に備えるレーザ光照射装置から、レーザ光を無線受信装置20bの位置表示部25に向かって照射し、その反射光を受光素子で受光して位置関係を示す情報を測定する。また、位置関係測定部18は、例えば、画像により位置関係を示す情報の測定を行う場合、内部に備えるカメラを用いて無線受信装置20bの位置表示部25を撮影し、撮影により得られた位置表示部25を含む画像情報を解析して、位置関係を示す情報を測定する。また、位置関係測定部18は、測定した位置関係を示す情報を移相量算出部17bに出力する。
The wireless transmission device 10b includes an information signal input unit 11, an information signal distribution unit 12, a local oscillator 13, a modulation unit 14, a phase adjustment unit 15a, antenna elements 16-1 to 16-M, a phase shift amount calculation unit 17b, and a positional relationship. A measurement unit 18 is provided.
The positional relationship measurement unit 18 measures information indicating the positional relationship between the wireless transmission device 10b and the wireless reception device 20b, for example, positional information of each device in a three-dimensional space. For example, when measuring the information indicating the positional relationship using laser light, the positional relationship measurement unit 18 transmits laser light from the laser light irradiation device provided therein to the position display unit 25 of the wireless reception device 20b. The reflected light is received by a light receiving element, and information indicating the positional relationship is measured. In addition, for example, when measuring the information indicating the positional relationship using an image, the positional relationship measuring unit 18 captures the position display unit 25 of the wireless reception device 20b using an internal camera, and obtains the position obtained by the capturing. Image information including the display unit 25 is analyzed, and information indicating the positional relationship is measured. Further, the positional relationship measuring unit 18 outputs information indicating the measured positional relationship to the phase shift amount calculating unit 17b.

移相量算出部17bは、予め送信側のアンテナ素子16−1〜16−M及び受信側のアンテナ素子21−1〜21−Mの各々が構成するアレーアンテナの配置に関する情報を内部に記憶している。アレーアンテナの配置に関する情報とは、例えば、無線送信装置10bにおけるアンテナ素子16−1〜16−Mの配置の情報、及び無線受信装置20bのアンテナ素子21−1〜21−Mの配置の情報である。これらのアレーアンテナの配置の情報を利用することで、位置関係測定部18により測定された無線送信装置10bと無線受信装置20bの位置関係を示す情報に基づいて、三次元空間におけるアンテナ素子16−1〜16−Mの位置情報と、アンテナ素子21−1〜21−Mの位置情報が得られる。また、移相量算出部17bは、位置関係測定部18が測定した位置関係を示す情報と、当該アレーアンテナの配置に関する情報とに基づいて、見通し(LOS: Line of Sight)電波伝搬路の環境における各電波伝搬路の位相回転量を算出する。また、移相量算出部17bは、算出した位相回転量に基づいて、伝送路応答行列Hを算出して推定する。また、移相量算出部17bは、推定した伝送路応答行列Hと、第1実施形態において説明した移相量φiの算出手法(第1の手法及び第2の手法)とに基づいて、移相量φiを算出して、位相調整部15aの各位相調整器15a−1〜15a−Mに出力して内部に設定させる。   The phase shift amount calculation unit 17b internally stores information on the arrangement of the array antennas configured by the transmission side antenna elements 16-1 to 16-M and the reception side antenna elements 21-1 to 21-M in advance. ing. The information related to the arrangement of the array antenna is, for example, information on the arrangement of the antenna elements 16-1 to 16-M in the radio transmission apparatus 10b and information on the arrangement of the antenna elements 21-1 to 21-M in the radio reception apparatus 20b. is there. By using the information on the arrangement of the array antennas, the antenna element 16− in the three-dimensional space is based on the information indicating the positional relationship between the wireless transmission device 10b and the wireless reception device 20b measured by the positional relationship measurement unit 18. Position information of 1 to 16-M and position information of the antenna elements 21-1 to 21-M are obtained. The phase shift amount calculation unit 17b also determines the environment of the line-of-sight (LOS) radio wave propagation path based on the information indicating the positional relationship measured by the positional relationship measuring unit 18 and the information on the arrangement of the array antenna. The phase rotation amount of each radio wave propagation path at is calculated. Further, the phase shift amount calculation unit 17b calculates and estimates the transmission line response matrix H based on the calculated phase rotation amount. Further, the phase shift amount calculation unit 17b performs the shift based on the estimated transmission path response matrix H and the calculation method (first method and second method) of the phase shift amount φi described in the first embodiment. The phase amount φi is calculated and output to the phase adjusters 15a-1 to 15a-M of the phase adjuster 15a to be set inside.

無線受信装置20bは、アンテナ素子21−1〜21−M、通信制御部22、情報信号出力部23及び位置表示部25を備える。
位置表示部25は、例えば、後述する位置関係の測定にレーザを使用する場合は、レーザ光の的等であり、カメラを使用する場合は、写真によって撮影されるマーク等の被写体である。
The wireless reception device 20b includes antenna elements 21-1 to 21-M, a communication control unit 22, an information signal output unit 23, and a position display unit 25.
The position display unit 25 is, for example, the target of laser light when using a laser for measuring the positional relationship described later, and is a subject such as a mark photographed by a photograph when using a camera.

第3実施形態の無線通信システム1bによる処理の流れについて説明する。
まず、無線送信装置10bの位置関係測定部18は、無線受信装置20bの位置表示部25を利用して、無線送信装置10bと無線受信装置20bとの位置関係を示す情報を測定する。位置関係測定部18は、測定結果を移相量算出部17bに出力する。移相量算出部17bは、予め記憶している送信側のアンテナ素子16−1〜16−M及び受信側のアンテナ素子21−1〜21−Mの各々が構成するアレーアンテナの配置に関する情報と、当該位置関係を示す情報とに基づいて、電波伝搬路の位相回転量を算出し、算出した位相回転量から伝送路応答行列Hを算出して推定する。次に、移相量算出部17bは、推定した伝送路応答行列Hと、第1実施形態において説明した移相量φiの算出手法(第1の手法及び第2の手法)とに基づいて、移相量φiを算出して、位相調整部15aの各位相調整器15a−1〜15a−Mに出力して内部に設定させる。移相量算出部17bは、MIMO無線伝送が開始できる通知を情報信号入力部11に出力する。これ以降の送信の処理は、第1実施形態と同様の処理となる。
A flow of processing by the wireless communication system 1b of the third embodiment will be described.
First, the positional relationship measurement unit 18 of the wireless transmission device 10b uses the position display unit 25 of the wireless reception device 20b to measure information indicating the positional relationship between the wireless transmission device 10b and the wireless reception device 20b. The positional relationship measurement unit 18 outputs the measurement result to the phase shift amount calculation unit 17b. The phase shift amount calculation unit 17b includes pre-stored information on the arrangement of the array antennas configured by the transmitting-side antenna elements 16-1 to 16-M and the receiving-side antenna elements 21-1 to 21-M. Based on the information indicating the positional relationship, the phase rotation amount of the radio wave propagation path is calculated, and the transmission line response matrix H is calculated and estimated from the calculated phase rotation amount. Next, the phase shift amount calculation unit 17b is based on the estimated transmission line response matrix H and the calculation method (first method and second method) of the phase shift amount φi described in the first embodiment. The phase shift amount φi is calculated and output to the phase adjusters 15a-1 to 15a-M of the phase adjuster 15a to be set inside. The phase shift amount calculation unit 17b outputs a notification that the MIMO wireless transmission can be started to the information signal input unit 11. Subsequent transmission processing is the same processing as in the first embodiment.

なお、位置関係測定部18は、送信中に無線送信装置10bと、無線受信装置20bとの位置関係が変動する場合には、伝送路応答行列Hも変動するため、不定期的もしくは定期的、または、位置関係が変動するごとに、送信側のアンテナ素子16−1〜16−Mと、受信側のアンテナ素子21−1〜21−Mとの位置関係を測定するようにしてもよい。その場合、移相量算出部17bは、新たに測定された位置関係を示す情報に基づいて伝送路応答行列Hを再計算し、再計算した伝送路応答行列Hを用いて、位相調整器15a−1〜15a―Mのそれぞれに設定する移相量φiを算出することになる。   Note that the positional relationship measurement unit 18 changes the transmission line response matrix H when the positional relationship between the wireless transmission device 10b and the wireless reception device 20b changes during transmission, so that the transmission path response matrix H also changes irregularly or periodically. Alternatively, each time the positional relationship changes, the positional relationship between the transmitting-side antenna elements 16-1 to 16-M and the receiving-side antenna elements 21-1 to 21-M may be measured. In this case, the phase shift amount calculation unit 17b recalculates the transmission path response matrix H based on the information indicating the newly measured positional relationship, and uses the recalculated transmission path response matrix H to use the phase adjuster 15a. The phase shift amount φi set for each of −1 to 15a-M is calculated.

上記の第3実施形態の構成により、位置関係測定部18と位置表示部25とにより、無線送信装置10bと無線受信装置20bの位置関係を示す情報を測定し、測定した位置関係を示す情報に基づいて伝送路応答行列Hを算出する。これにより、第1実施形態の構成により得られる効果に加えて、伝送路の環境が変動し、伝送路応答行列Hが変動する場合であっても、当該変動する伝送路応答行列Hを推定し、推定した伝送路応答行列Hに基づく、精度の高い移相量φiを算出することが可能となる。   With the configuration of the third embodiment, the positional relationship measurement unit 18 and the position display unit 25 measure information indicating the positional relationship between the wireless transmission device 10b and the wireless reception device 20b, and the information indicating the measured positional relationship is obtained. Based on this, a transmission line response matrix H is calculated. Thereby, in addition to the effects obtained by the configuration of the first embodiment, even when the transmission line environment changes and the transmission line response matrix H changes, the changing transmission line response matrix H is estimated. Thus, it is possible to calculate the phase shift amount φi with high accuracy based on the estimated transmission path response matrix H.

(第4実施形態)
図7は、本発明の第4実施形態による無線通信システム1cの構成を示すブロック図である。図7において、第1実施形態の無線通信システム1、第2実施形態の無線通信システム1a及び第3実施形態の無線通信システム1bと同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。以下、第1実施形態の無線通信システム1、第2実施形態の無線通信システム1a及び第3実施形態の無線通信システム1bのいずれかと異なる構成について説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication system 1c according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same components as those of the wireless communication system 1 of the first embodiment, the wireless communication system 1a of the second embodiment, and the wireless communication system 1b of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. . Hereinafter, a configuration different from any of the wireless communication system 1 of the first embodiment, the wireless communication system 1a of the second embodiment, and the wireless communication system 1b of the third embodiment will be described.

無線通信システム1cは、無線送信装置10cと無線受信装置20cとを備える。無線通信システム1cでは、無線送信装置10cのアンテナ素子16−1〜16−Mの全てから最大振幅のトレーニング用のRF信号を送信し、無線受信装置20cの各アンテナ素子21−1〜21−Mにおいて受信するRF信号の振幅の中で最大値となる振幅の値を測定する。そして、測定した振幅の最大値を示す情報(以下、ピーク振幅情報ともいう)を無線送信装置10cにフィードバックして、移相量φiを算出する構成となっている。   The wireless communication system 1c includes a wireless transmission device 10c and a wireless reception device 20c. In the radio communication system 1c, the RF signals for training with the maximum amplitude are transmitted from all the antenna elements 16-1 to 16-M of the radio transmission apparatus 10c, and the antenna elements 21-1 to 21-M of the radio reception apparatus 20c are transmitted. The value of the amplitude that is the maximum value among the amplitudes of the RF signals received at is measured. The information indicating the maximum value of the measured amplitude (hereinafter also referred to as peak amplitude information) is fed back to the wireless transmission device 10c to calculate the phase shift amount φi.

無線送信装置10cは、情報信号入力部11、情報信号分配部12、局部発振器13、変復調部14a、位相調整部15a、アンテナ素子16−1〜16−M、移相量算出部17c及びピーク振幅検出トレーニング信号送信部19を備える。
ピーク振幅検出トレーニング信号送信部19は、全てのアンテナ素子16−1〜16−Mからトレーニング用のRF信号を送信させるための情報を情報信号入力部11に対して出力する。ここで、送信するトレーニング用のRF信号は、例えば、位相調整器15a−1〜15a−Mによって位相差が与えられる前の状態において同一周波数、同一位相、及び同一の最大振幅値を有する正弦波である。
The wireless transmission device 10c includes an information signal input unit 11, an information signal distribution unit 12, a local oscillator 13, a modulation / demodulation unit 14a, a phase adjustment unit 15a, antenna elements 16-1 to 16-M, a phase shift amount calculation unit 17c, and a peak amplitude. A detection training signal transmission unit 19 is provided.
The peak amplitude detection training signal transmission unit 19 outputs information for transmitting training RF signals from all the antenna elements 16-1 to 16 -M to the information signal input unit 11. Here, the training RF signal to be transmitted is, for example, a sine wave having the same frequency, the same phase, and the same maximum amplitude value before the phase difference is given by the phase adjusters 15a-1 to 15a-M. It is.

移相量算出部17cは、予め定められる初期値の移相量φiを各位相調整器15a−1〜15a−Mに設定する。また、移相量算出部17cは、無線受信装置20cの各アンテナ素子21−1〜21−Mにおいてトレーニング用のRF信号を受信した際の受信信号の振幅情報に基づいて、位相調整器15a−1〜15a−Mに設定している移相量φiが適切な値であるか否かを判定する。また、移相量算出部17cは、内部にカウンタを有しており、位相を変更した回数を記憶しており、位相を変更する回数が、予め定められる上限回数に達しているか否かを、上記の判定処理を行うと共に判定する。   The phase shift amount calculation unit 17c sets a predetermined initial phase shift amount φi in each of the phase adjusters 15a-1 to 15a-M. In addition, the phase shift amount calculation unit 17c is based on the amplitude information of the received signal when the antenna elements 21-1 to 21-M of the wireless reception device 20c receive the training RF signal. It is determined whether or not the phase shift amount φi set to 1 to 15a-M is an appropriate value. Further, the phase shift amount calculation unit 17c has a counter therein, stores the number of times of changing the phase, and whether or not the number of times of changing the phase has reached a predetermined upper limit number. The determination process is performed and the determination is performed.

無線受信装置20cは、アンテナ素子21−1〜21−M、通信制御部22c、情報信号出力部23及び受信レベルフィードバック部26を備える。
受信レベルフィードバック部26は、各アンテナ素子21−1〜21−Mにおいて受信するトレーニング用のRF信号のピーク振幅情報を測定する。例えば、受信レベルフィードバック部26によるピーク振幅情報の測定は、RF信号が振幅変調されている場合には、受信レベルフィードバック部26が無線周波数において検波ができる整流器を備え、包絡線電圧を実測することにより測定する。振幅変調ではない場合には、ディジタル信号処理によりトレーニング用のRF信号のピーク振幅情報を測定するようにしてもよい。また、受信レベルフィードバック部26は、測定したピーク振幅情報を通信制御部22cに出力する。
通信制御部22cは、当該ピーク振幅情報をアンテナ素子21−1〜21−Mを通じて無線送信装置10cに送信する。なお、当該送信は、必ずしもMIMO無線伝送である必要はなく、SISO(Single-Input Single-Output)無線伝送でもよいし、他の周波数を用いた無線送信(光による送信も含む)であってもよい。
The wireless reception device 20c includes antenna elements 21-1 to 21-M, a communication control unit 22c, an information signal output unit 23, and a reception level feedback unit 26.
The reception level feedback unit 26 measures the peak amplitude information of the training RF signal received by each of the antenna elements 21-1 to 21-M. For example, in the measurement of peak amplitude information by the reception level feedback unit 26, when the RF signal is amplitude-modulated, the reception level feedback unit 26 includes a rectifier capable of detecting at a radio frequency, and actually measures the envelope voltage. Measure with If not amplitude modulation, the peak amplitude information of the RF signal for training may be measured by digital signal processing. In addition, the reception level feedback unit 26 outputs the measured peak amplitude information to the communication control unit 22c.
The communication control unit 22c transmits the peak amplitude information to the wireless transmission device 10c through the antenna elements 21-1 to 21-M. Note that the transmission does not necessarily have to be MIMO wireless transmission, and may be SISO (Single-Input Single-Output) wireless transmission or wireless transmission using other frequencies (including optical transmission). Good.

図8は、第4実施形態による無線通信システム1cの処理の流れを示すシーケンス図である。
まず、移相量算出部17cは、予め記憶している初期値となる移相量φiをそれぞれの位相調整器15a−1〜15a−Mに設定する(ステップS201)。ピーク振幅検出トレーニング信号送信部19は、情報信号入力部11に対してトレーニング用のRF信号、すなわち同一周波数、同一位相、及び同一の最大振幅値を有する正弦波となるM個の情報信号を送信させる情報を出力する。情報信号入力部11は、ピーク振幅検出トレーニング信号送信部19から出力される情報を情報信号分配部12に出力する。情報信号分配部12は、情報信号入力部11から出力される情報をM個に分配して情報信号1〜Mを出力する。変復調器14a−1〜14a−Mは、情報信号1〜Mを局部発振器13から供給される周波数信号に基づいてRF信号にアップコンバートして変調を行う。
FIG. 8 is a sequence diagram showing a processing flow of the wireless communication system 1c according to the fourth embodiment.
First, the phase shift amount calculation unit 17c sets the phase shift amount φi serving as an initial value stored in advance in each of the phase adjusters 15a-1 to 15a-M (step S201). The peak amplitude detection training signal transmission unit 19 transmits an RF signal for training to the information signal input unit 11, that is, M information signals that are sine waves having the same frequency, the same phase, and the same maximum amplitude value. To output information. The information signal input unit 11 outputs the information output from the peak amplitude detection training signal transmission unit 19 to the information signal distribution unit 12. The information signal distribution unit 12 distributes the information output from the information signal input unit 11 to M pieces and outputs information signals 1 to M. The modems 14a-1 to 14a-M up-convert the information signals 1 to M into RF signals based on the frequency signals supplied from the local oscillator 13, and perform modulation.

位相調整器15a−1〜15a−Mは、移相量算出部17cによって設定された移相量φiに基づいてRF信号に位相差を与える。アンテナ素子16−1〜16−Mは、位相差が与えられたRF信号を無線受信装置20cに対して送信する(ステップS202)。
無線受信装置20cの受信レベルフィードバック部26は、各アンテナ素子21−1〜21−Mが受信したトレーニング用のRF信号の中で最大値の振幅値を示すピーク振幅情報を測定し、測定結果(最大値の振幅値を示すピーク振幅情報)を通信制御部22cに出力する(ステップS203)。通信制御部22cは、受信レベルフィードバック部26が出力したピーク振幅情報を無線送信装置10cに送信する(ステップS204)。
The phase adjusters 15a-1 to 15a-M give a phase difference to the RF signal based on the phase shift amount φi set by the phase shift amount calculation unit 17c. The antenna elements 16-1 to 16-M transmit the RF signal given the phase difference to the wireless reception device 20c (step S202).
The reception level feedback unit 26 of the wireless reception device 20c measures peak amplitude information indicating the maximum amplitude value among the training RF signals received by the antenna elements 21-1 to 21-M, and the measurement result ( The peak amplitude information indicating the maximum amplitude value) is output to the communication control unit 22c (step S203). The communication control unit 22c transmits the peak amplitude information output from the reception level feedback unit 26 to the wireless transmission device 10c (step S204).

無線送信装置10cの変復調器14a−1〜14a−Mは、アンテナ素子16−1〜16−M及び位相調整器15a−1〜15a−Mを通じて受信したピーク振幅情報を含むRF信号をダウンコンバートして復調し、移相量算出部17cに出力する。移相量算出部17cは、アンテナ素子21−1〜21−Mごとのピーク振幅情報を読み出し、読み出したピーク振幅情報に基づいて、移相量φiが適切でなく、かつ、予め定められる位相調整の上限回数に達していないか否かを判定する(ステップS205)。   The modems 14a-1 to 14a-M of the wireless transmission device 10c down-convert RF signals including peak amplitude information received through the antenna elements 16-1 to 16-M and the phase adjusters 15a-1 to 15a-M. Demodulated and output to the phase shift amount calculation unit 17c. The phase shift amount calculation unit 17c reads the peak amplitude information for each of the antenna elements 21-1 to 21-M, and the phase shift amount φi is not appropriate based on the read peak amplitude information, and the phase adjustment is determined in advance. It is determined whether or not the upper limit number of times has been reached (step S205).

移相量φiが適切であるか否かの判定は、例えば、ピーク振幅情報が示す振幅の最大値と、予め定められる閾値とを比較し、振幅の最大値が、当該閾値以上であるか否かを判定することによって行う。すなわち、振幅の最大値が、当該閾値以上の場合は、移相量φiが適切でないと判定し、振幅の最大値が、当該閾値を超えていない場合は、移相量φiが適切であると判定する。ここで、閾値としては、例えば、トレーニング用のRF信号の最大振幅値をM倍した値よりも小さい値などを適用することができる。   The determination of whether or not the phase shift amount φi is appropriate is performed by, for example, comparing the maximum value of the amplitude indicated by the peak amplitude information with a predetermined threshold value, and determining whether the maximum value of the amplitude is equal to or greater than the threshold value. This is done by judging. That is, when the maximum amplitude value is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the phase shift amount φi is not appropriate. When the maximum amplitude value does not exceed the threshold value, the phase shift amount φi is appropriate. judge. Here, for example, a value smaller than a value obtained by multiplying the maximum amplitude value of the training RF signal by M can be used as the threshold value.

移相量算出部17cは、移相量φiが適切でなく、かつ、内部のカウンタを参照して予め定められる位相調整の上限回数に達していないと判定した場合(ステップS205−YES)、予め定められる増量分または減少分の固定値で移相量φiを変更して位相調整器15a−1〜15a−Mに設定する(ステップS206)。ここで、移相量φiが変更される位相調整器は、位相調整器15a−1〜15a−M全てである。移相量算出部17cは、内部のカウンタの値に1を加えてカウンタの値を更新し、ピーク振幅検出トレーニング信号送信部19にステップS202からの処理を繰り返させる指示信号を出力する。当該指示信号を受けたピーク振幅検出トレーニング信号送信部19は、ステップS202の処理を行う。   If the phase shift amount calculation unit 17c determines that the phase shift amount φi is not appropriate and has not reached the predetermined upper limit number of phase adjustments with reference to the internal counter (step S205—YES), The phase shift amount φi is changed by a fixed value that is determined to be increased or decreased, and set in the phase adjusters 15a-1 to 15a-M (step S206). Here, the phase adjusters whose phase shift amount φi is changed are all the phase adjusters 15a-1 to 15a-M. The phase shift amount calculation unit 17c updates the counter value by adding 1 to the value of the internal counter, and outputs an instruction signal that causes the peak amplitude detection training signal transmission unit 19 to repeat the processing from step S202. The peak amplitude detection training signal transmitter 19 that has received the instruction signal performs the process of step S202.

移相量算出部17cは、移相量φiが適切であると判定した場合、または、移相量φiを変更した回数が、予め定められる上限回数に達していると判定した場合(ステップS205−NO)、その時点で位相調整器15a−1〜15a−Mに設定している移相量φiを正式な移相量φiとし、MIMO無線伝送が開始できる通知を情報信号入力部11に出力する(ステップS207)。情報信号入力部11は、MIMOによる空間多重化伝送でM個の情報信号を送信する(ステップS208)。
無線受信装置20cの通信制御部22cは、アンテナ素子21−1〜21−Mを通じてMIMO信号を受信すると、伝送路応答行列Hを算出して推定し(ステップS209)、推定した伝送路応答行列Hに基づいて受信信号の復調を行い、情報信号出力部23に出力する(ステップS210)。
The phase shift amount calculation unit 17c determines that the phase shift amount φi is appropriate, or determines that the number of changes of the phase shift amount φi has reached a predetermined upper limit number (step S205— NO), the phase shift amount φi set in the phase adjusters 15a-1 to 15a-M at that time is set as the formal phase shift amount φi, and a notification that the MIMO wireless transmission can be started is output to the information signal input unit 11. (Step S207). The information signal input unit 11 transmits M information signals by spatial multiplexing transmission using MIMO (step S208).
When receiving the MIMO signal through the antenna elements 21-1 to 21-M, the communication control unit 22c of the wireless reception device 20c calculates and estimates the transmission path response matrix H (step S209), and estimates the transmission path response matrix H. The received signal is demodulated based on the information and output to the information signal output unit 23 (step S210).

上記の第4実施形態の構成により、無線送信装置10cから実際に送信するトレーニング用の同一周波数、同一位相、及び同一の最大振幅値を有する信号を用いて、無線受信装置20cで受信するトレーニング用のRF信号が重ね合わせられた信号の振幅値の最大値と、予め定められる閾値とに基づいて、繰り返し移相量φiを変更して、適切な移相量φiを求めることが可能となる。これにより、送信するRF信号の位相をできるだけ異なる位相とすることができ、無線受信装置20cのアンテナ素子21−1〜21−Mにおいて重ね合わせられたRF信号を受信した際に、RF信号の最大の振幅値を低減させることが可能となる。したがって、MIMO無線伝送において、無線受信装置の受信処理に新たな構成を加えることなく、無線受信装置が受信する信号のピーク電力を低減することが可能となる。   With the configuration of the fourth embodiment described above, for training received by the wireless reception device 20c using the signals having the same frequency, the same phase, and the same maximum amplitude value for training that are actually transmitted from the wireless transmission device 10c. It is possible to obtain an appropriate phase shift amount φi by repeatedly changing the phase shift amount φi based on the maximum value of the amplitude value of the signal overlaid with the RF signal and a predetermined threshold value. As a result, the phase of the RF signal to be transmitted can be made as different as possible, and when the RF signal superimposed on the antenna elements 21-1 to 21-M of the wireless reception device 20c is received, the maximum RF signal is received. The amplitude value of can be reduced. Therefore, in MIMO wireless transmission, it is possible to reduce the peak power of a signal received by the wireless reception device without adding a new configuration to the reception processing of the wireless reception device.

また、第4実施形態では、前述した第1から第3実施形態のように移相量φiを第1実施形態で説明した伝送路応答行列Hを推定して算出する算出手法(第1の手法及び第2の手法)によらず、実際に送信側から送信するトレーニング用のRF信号に基づいて移相量φiを求めていることから、より精度の高い移相量φiを求めることが可能である。
また、第2及び第3実施形態と同じく、無線送信装置10cから送信するトレーニング信号を用いて最終的に移相量φiを求めているため、電波伝搬路の環境の変動があっても、適切な移相量φiを求めることが可能である。
また、上記の第4実施形態では、移相量φiを変更する上限回数を定めているため、無限に処理が行われることを防ぐことが可能となる。
In the fourth embodiment, as in the first to third embodiments, the phase shift amount φi is calculated by estimating the transmission line response matrix H described in the first embodiment (first method). Regardless of the second method, the phase shift amount φi is obtained based on the training RF signal actually transmitted from the transmission side, so that it is possible to obtain the phase shift amount φi with higher accuracy. is there.
Further, as in the second and third embodiments, since the phase shift amount φi is finally obtained using the training signal transmitted from the wireless transmission device 10c, it is appropriate even if the environment of the radio wave propagation path varies. It is possible to obtain a simple phase shift amount φi.
Moreover, in said 4th Embodiment, since the upper limit frequency | count which changes phase shift amount (phi) i is defined, it becomes possible to prevent that a process is performed infinitely.

なお、上記の第4実施形態において、移相量算出部17cが、ステップS201において初期値となる移相量φiを位相調整器15a−1〜15a−Mに出力しているが、初期値となる移相量φiは、どのような値でもよい。例えば、ゼロ、すなわち位相差を与えない設定であってもよく、また、初期状態での伝送路応答行列を推定し、第1実施形態において説明した移相量φiの算出手法(第1の手法及び第2の手法)によって求められる位相差を初期値としてもよい。このようにすることで、適切な移相量φiを求めるのに要する移相量φiを変更する回数を低減させることも可能である。   In the fourth embodiment, the phase shift amount calculation unit 17c outputs the phase shift amount φi that is the initial value in step S201 to the phase adjusters 15a-1 to 15a-M. The phase shift amount φi can be any value. For example, it may be set to zero, that is, a setting that does not give a phase difference, or the transmission path response matrix in the initial state is estimated, and the calculation method (first method) of the phase shift amount φi described in the first embodiment The phase difference obtained by the second method) may be used as the initial value. By doing in this way, it is also possible to reduce the frequency | count of changing the phase shift amount (phi) i required in order to obtain | require suitable phase shift amount (phi) i.

また、上記の第4実施形態において、受信レベルフィードバック部26は、各アンテナ素子21−1〜21−Mが受信したトレーニング信号の中で最大値の振幅値を示すピーク振幅情報を測定して無線送信装置10cにフィードバックするようにしているが、本発明の構成は、当該実施の形態に限られない。
例えば、受信レベルフィードバック部26が、各アンテナ素子21−1〜21−Mが受信したトレーニング信号の振幅値のそれぞれを無線送信装置10cにフィードバックして無線送信装置10cの移相量算出部17cが、アンテナ素子21−1〜21−Mごとの振幅値の中から最大の振幅値を選択して閾値と比較するようにしてもよい。
In the fourth embodiment, the reception level feedback unit 26 measures the peak amplitude information indicating the maximum amplitude value among the training signals received by the antenna elements 21-1 to 21 -M and performs wireless communication. Although the feedback is made to the transmission device 10c, the configuration of the present invention is not limited to this embodiment.
For example, the reception level feedback unit 26 feeds back the amplitude values of the training signals received by the antenna elements 21-1 to 21-M to the wireless transmission device 10c, and the phase shift amount calculation unit 17c of the wireless transmission device 10c The maximum amplitude value may be selected from the amplitude values for each of the antenna elements 21-1 to 21-M and compared with the threshold value.

また、例えば、受信レベルフィードバック部26が、各アンテナ素子21−1〜21−Mが受信したトレーニング信号の振幅値のそれぞれを無線送信装置10cにフィードバックする。そして、無線送信装置10cの移相量算出部17cが、振幅値の合計値を算出し、算出した合計値が、予め定められる閾値以上であるか否かによって、移相量φiが適切であるか否かを判定するようにしてもよい。かかる場合の閾値としては、例えば、トレーニング用のRF信号の最大振幅値に対して、送信側のアンテナ素子16−1〜16−Mの本数Mと、受信側のアンテナ素子21−1〜21−Mの本数Mとを乗算した最大振幅値×M×Mの値より小さい値などを適用してもよい。   Further, for example, the reception level feedback unit 26 feeds back the amplitude values of the training signals received by the antenna elements 21-1 to 21-M to the wireless transmission device 10c. Then, the phase shift amount calculation unit 17c of the wireless transmission device 10c calculates the total value of the amplitude values, and the phase shift amount φi is appropriate depending on whether the calculated total value is equal to or greater than a predetermined threshold. It may be determined whether or not. As threshold values in this case, for example, the number M of the transmitting side antenna elements 16-1 to 16-M and the receiving side antenna elements 21-1 to 21- with respect to the maximum amplitude value of the training RF signal. A value smaller than the maximum amplitude value multiplied by the number M of M × M × M may be applied.

なお、当該振幅値の合計値は、受信レベルフィードバック部26が算出し、算出した振幅値の合計値を無線送信装置10cにフィードバックするようにしてもよい。
なお、当該判定処理や、上述したステップS205における判定処理において、閾値以上であるか否か、上限回数に達しているか否かの判定基準は一例であり、例えば、閾値以上であるか否かに変えて、閾値を超えているか否かという判定基準としてもよいし、上限回数に達しているか否かに変えて、上限回数を超えているか否かという判定基準としてもよい。
Note that the total value of the amplitude values may be calculated by the reception level feedback unit 26, and the calculated total value of the amplitude values may be fed back to the wireless transmission device 10c.
Note that, in the determination process or the determination process in step S205 described above, whether or not the threshold value is exceeded or not and whether or not the upper limit number has been reached is an example, for example, whether or not the threshold value is exceeded. Alternatively, it may be a criterion for determining whether or not the threshold value has been exceeded, or a criterion for determining whether or not the upper limit number has been exceeded instead of whether or not the upper limit number has been reached.

また、上記の第4実施形態において、ステップS205の処理において、移相量φiが適切でないと判定した場合、予め定められる増量分または減少分の値で移相量φiを変更するとしているが、本発明の構成は、当該実施の形態に限られない。例えば、判定に用いたピーク振幅情報に対応するアンテナ素子21−1〜21−Mを識別できる情報を取得しておき、当該アンテナ素子21−1〜21−Mの位置に応じて、各々の移相量φiの増加分と減少分を定めるようにしてもよい。   In the fourth embodiment, when it is determined in step S205 that the phase shift amount φi is not appropriate, the phase shift amount φi is changed by a predetermined amount of increase or decrease. The configuration of the present invention is not limited to the embodiment. For example, information that can identify the antenna elements 21-1 to 21-M corresponding to the peak amplitude information used for the determination is acquired, and each shift is performed according to the position of the antenna elements 21-1 to 21-M. The increment and decrement of the phase amount φi may be determined.

なお、上記の第1から第4実施形態の構成では、M個の変調器14−1〜14−M、またはM個の変復調器14a−1〜14a−Mに対して、同一の局部発振器13から無線周波数信号を供給するようにしているため、M個のRF信号の位相関係が時間に対して保存されているが、本発明の構成は、当該実施の形態に限られない。M個のRF信号の位相関係が時間に対して保存されればよく、例えば、M個の局部発振器をM個の変調器14−1〜14−M、またはM個の変復調器14a−1〜14a−Mの各々に接続し、これらM個の局部発振器が、例えば、無線周波数の周波数信号を生成する元となる10MHz信号を出力する、1つの信号源となる源発振器に接続される構成であってもよい。   In the configurations of the first to fourth embodiments described above, the same local oscillator 13 is used for the M modulators 14-1 to 14-M or the M modulators / demodulators 14a-1 to 14a-M. Since the radio frequency signal is supplied from the M RF signal, the phase relationship of the M RF signals is stored with respect to time. However, the configuration of the present invention is not limited to this embodiment. The phase relationship of M RF signals only needs to be preserved with respect to time. For example, M local oscillators may be replaced with M modulators 14-1 to 14-M or M modulators / demodulators 14a-1 to 14a-1. Each of the M local oscillators connected to each of 14a-M is connected to a source oscillator serving as one signal source that outputs, for example, a 10 MHz signal from which a radio frequency signal is generated. There may be.

また、上記の第1、第2、及び第3実施形態においては、受信側で復調の際に使用する伝送路応答行列Hは、送信側で推定した伝送路応答行列Hを無線通信により送信側から受信側に送信して使用するようにしてもよいし、第4実施形態と同じく受信側において推定するようにしてもよい。   In the first, second, and third embodiments, the transmission path response matrix H used for demodulation on the reception side is the transmission side response matrix H estimated on the transmission side by wireless communication. May be transmitted to the receiving side for use, or may be estimated on the receiving side as in the fourth embodiment.

また、上記の第1実施形態では、移相量φiは、予め算出されて位相調整器15−1〜15−Mに設定されるとしているが、無線送信装置10の内部に演算部を設けて、当該演算部によって算出し、当該演算器が算出した移相量φiを位相調整器15−1〜15−Mに設定するようにしてもよい。また、当該演算部は、無線送信装置10に備えられていてもよいし、外部から無線送信装置10に接続するような形態であってもよい。   In the first embodiment, the phase shift amount φi is calculated in advance and set in the phase adjusters 15-1 to 15-M. However, a calculation unit is provided inside the wireless transmission device 10. The phase shift amount φi calculated by the calculator and calculated by the calculator may be set in the phase adjusters 15-1 to 15-M. The calculation unit may be provided in the wireless transmission device 10 or may be connected to the wireless transmission device 10 from the outside.

なお、無線送信装置10、10a、10b、10c及び無線受信装置20、20a、20b、20cの全部又は一部の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、実行することにより各部の処理を行ってもよい。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とする。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。   A program for realizing all or part of the functions of the wireless transmission devices 10, 10a, 10b, and 10c and the wireless reception devices 20, 20a, 20b, and 20c is recorded on a computer-readable recording medium. Processing of each unit may be performed by causing a computer system to read and execute a program recorded on a medium. Here, the “computer system” includes 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.

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、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。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を送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その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、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く、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であってもよい。   The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

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.

1、1a、1b、1c…無線通信システム,10、10a、10b、10c…無線送信装置,11…情報信号入力部,12…情報信号分配部,13…局部発振器,14…変調部,14a…変復調部,14−1〜14−M…変調器,14a−1〜14a−M…変復調器,15、15a…位相調整部,15−1〜15−M、15a−1〜15a−M…位相調整器,16−1〜16−M…アンテナ素子,17、17b、17c…移相量算出部,18…位置関係測定部,19…ピーク振幅検出トレーニング信号送信部,20、20a、20b、20c…無線受信装置,21−1〜21−M…アンテナ素子,22、22a、22c…通信制御部,23…情報信号出力部,24…トレーニング信号送信部,25…位置表示部,26…受信レベルフィードバック部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b, 1c ... Wireless communication system, 10, 10a, 10b, 10c ... Wireless transmitter, 11 ... Information signal input part, 12 ... Information signal distribution part, 13 ... Local oscillator, 14 ... Modulation part, 14a ... Modulator / Demodulator, 14-1 to 14-M Modulator, 14a-1 to 14a-M Modulator / Demodulator, 15 and 15a Phase adjuster, 15-1 to 15-M, 15a-1 to 15a-M Phase Adjuster, 16-1 to 16-M ... antenna element, 17, 17b, 17c ... phase shift amount calculation unit, 18 ... positional relationship measurement unit, 19 ... peak amplitude detection training signal transmission unit, 20, 20a, 20b, 20c ... wireless receivers, 21-1 to 21-M ... antenna elements, 22, 22a, 22c ... communication control unit, 23 ... information signal output unit, 24 ... training signal transmission unit, 25 ... position display unit, 26 ... reception level Feedback Wards

Claims (6)

複数のアンテナ素子を有する無線送信装置及び複数のアンテナ素子を有する無線受信装置を備える無線通信システムであって、
前記無線送信装置
自装置が有する前記複数のアンテナ素子を通じて送信する複数の無線周波数信号を前記無線受信装置の前記複数のアンテナ素子が受信する際に、受信する前記複数の無線周波数信号のいくつかが異なる位相となるように前記複数の無線周波数信号に位相差を与える位相調整部を備え
前記複数の無線周波数信号に与える前記位相差の移相量は、前記無線送信装置と前記無線受信装置との間の電波伝搬路の特性を示す伝送路応答行列に前記位相差を与えた際に、受信する前記複数の無線周波数信号のいくつかを異なる位相とする最適化問題を解くことにより算出され、算出される前記移相量が前記位相調整部に設定される、無線通信システム。
A wireless communication system comprising a wireless transmission device having a plurality of antenna elements and a wireless reception device having a plurality of antenna elements,
The wireless transmitting apparatus,
When the plurality of antenna elements of the radio reception apparatus receive a plurality of radio frequency signals transmitted through the plurality of antenna elements included in the own apparatus, some of the plurality of radio frequency signals received have different phases. A phase adjustment unit that gives a phase difference to the plurality of radio frequency signals ,
The amount of phase shift of the phase difference given to the plurality of radio frequency signals is obtained when the phase difference is given to a transmission path response matrix indicating characteristics of a radio wave propagation path between the radio transmission apparatus and the radio reception apparatus. A wireless communication system that is calculated by solving an optimization problem in which some of the plurality of received radio frequency signals have different phases, and the calculated phase shift amount is set in the phase adjustment unit .
前記受信する前記複数の無線周波数信号のいくつかを異なる位相とする最適化問題を、同一周波数、同一位相、及び同一の最大振幅値を有する正弦波を前記位相調整部に供給する信号として前記伝送路応答行列に前記位相差を与え、前記無線受信装置の前記複数のアンテナ素子で受信する前記正弦波が重ね合わせられた信号について、前記信号の振幅値の和を最小にする、又は、前記信号の振幅値の最大値を最小にする最適化問題とし、前記最適化問題を解くことにより前記移相量が算出され、算出される前記移相量が前記位相調整部に設定される、請求項に記載の無線通信システム。 The optimization problem in which some of the received radio frequency signals have different phases is transmitted as a signal for supplying a sine wave having the same frequency, the same phase, and the same maximum amplitude value to the phase adjustment unit. Giving the phase difference to the path response matrix and minimizing the sum of the amplitude values of the signals with respect to the signal in which the sine waves received by the plurality of antenna elements of the wireless receiver are superimposed, or the signal The phase shift amount is calculated by solving the optimization problem, and the calculated phase shift amount is set in the phase adjustment unit. the wireless communication system according to 1. 前記無線送信装置と前記無線受信装置との間の電波伝搬路が変化した場合に、又は、不定期的もしくは定期的に、前記伝送路応答行列を算出し、算出した前記伝送路応答行列に基づいて前記移相量を算出し、算出した前記移相量を前記位相調整部に設定する移相量算出部をさらに備える、請求項又はに記載の無線通信システム。 When the radio wave propagation path between the wireless transmission device and the wireless reception device changes, or irregularly or periodically, calculate the transmission line response matrix, and based on the calculated transmission line response matrix the phase shift is calculated, further comprising a phase shift amount calculation unit that sets the calculated the amount of phase shift to the phase adjustment unit, a wireless communication system according to claim 1 or 2 Te. 前記無線受信装置は、
トレーニング信号を送信するトレーニング信号送信部を備え、
前記無線送信装置の移相量算出部は、
前記トレーニング信号を受信し、受信した前記トレーニング信号に基づいて前記伝送路応答行列を推定し、推定した前記伝送路応答行列に基づいて、前記移相量を算出して前記位相調整部に当該移相量を設定する、請求項に記載の無線通信システム。
The wireless receiver is
A training signal transmission unit that transmits a training signal is provided.
The phase shift amount calculation unit of the wireless transmission device,
The training signal is received, the transmission channel response matrix is estimated based on the received training signal, the phase shift amount is calculated based on the estimated transmission channel response matrix, and the phase adjustment unit receives the training signal. The wireless communication system according to claim 3 , wherein the phase amount is set.
前記無線送信装置と前記無線受信装置との間の電波伝搬路は、見通し伝搬路であり、
前記無線受信装置は、
自装置の位置の測定に用いられる位置表示部をさらに備え、
前記無線送信装置は、
前記位置表示部を利用して自装置と前記無線受信装置との位置関係を測定する位置関係測定部をさらに備え、
前記無線送信装置の移相量算出部は、
前記位置関係測定部が測定する前記位置関係と、自装置の前記複数のアンテナ素子の配置に関する情報と、前記無線受信装置の前記複数のアンテナ素子の配置に関する情報と、に基づいて、前記伝送路応答行列を推定し、推定した前記伝送路応答行列に基づいて、前記移相量を算出して前記位相調整部に当該移相量を設定する、請求項に記載の無線通信システム。
The radio wave propagation path between the radio transmission apparatus and the radio reception apparatus is a line-of-sight propagation path,
The wireless receiver is
It further includes a position display unit used for measuring the position of its own device,
The wireless transmission device
A positional relationship measuring unit that measures the positional relationship between the device itself and the wireless receiver using the position display unit;
The phase shift amount calculation unit of the wireless transmission device,
Based on the positional relationship measured by the positional relationship measuring unit, information on the arrangement of the plurality of antenna elements of the own device, and information on the arrangement of the plurality of antenna elements of the wireless reception device, the transmission path estimating the response matrix, based on the estimated the channel response matrix, the calculated amount of phase shift and sets the amount of phase shift to the phase adjustment unit, a wireless communication system according to claim 3.
複数のアンテナ素子を有する無線送信装置及び複数のアンテナ素子を有する無線受信装置を備える無線通信システムであって、
前記無線送信装置は、
自装置が有する前記複数のアンテナ素子を通じて送信する複数の無線周波数信号を前記無線受信装置の前記複数のアンテナ素子が受信する際に、受信する前記複数の無線周波数信号のいくつかが異なる位相となるように前記複数の無線周波数信号に位相差を与える位相調整部を備え、
前記無線受信装置は、
自装置が有する前記複数のアンテナ素子が受信する前記無線周波数信号の振幅値を測定し、測定した前記振幅値の情報を前記無線送信装置に送信する受信レベルフィードバック部を備え、
前記無線送信装置は、
自装置が有する前記複数のアンテナ素子の各々を通じて同一周波数、同一位相、及び同一の最大振幅値を有する正弦波を送信するピーク振幅検出トレーニング信号送信部と、
前記受信レベルフィードバック部から受信する前記振幅値に基づいて、前記複数の無線周波数信号に与える前記位相差の移相量が適切であるか否かを判定し、適切でないと判定した場合、前記移相量を変更し、変更した前記移相量を前記位相調整部に設定する移相量算出部と、をさらに備える無線通信システム。
A wireless communication system comprising a wireless transmission device having a plurality of antenna elements and a wireless reception device having a plurality of antenna elements,
The wireless transmission device
When the plurality of antenna elements of the radio reception apparatus receive a plurality of radio frequency signals transmitted through the plurality of antenna elements included in the own apparatus, some of the plurality of radio frequency signals received have different phases. A phase adjustment unit that gives a phase difference to the plurality of radio frequency signals,
The wireless receiver is
A reception level feedback unit for measuring an amplitude value of the radio frequency signal received by the plurality of antenna elements included in the own device and transmitting information of the measured amplitude value to the radio transmission device;
The wireless transmission device
A peak amplitude detection training signal transmitter that transmits sine waves having the same frequency, the same phase, and the same maximum amplitude value through each of the plurality of antenna elements of the device itself ;
Based on the amplitude value received from the reception level feedback unit, it is determined whether or not the phase shift amount of the phase difference to be given to the plurality of radio frequency signals is appropriate. change the Airyo, further non-line communication system Ru comprising a phase shift amount calculation unit, the setting the phase shift amount is changed to the phase adjustment unit.
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