JP6893333B2 - Transmitter, communication system and communication method - Google Patents

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Description

本発明は、複数のアンテナ素子を用いた空間多重伝送により通信相手に信号を送信する送信装置及びこの送信装置の通信相手であり、送信装置から送信された信号を受信する受信装置およびこれらを用いた通信方法に関する。 The present invention uses a transmitting device that transmits a signal to a communication partner by spatial multiplex transmission using a plurality of antenna elements, a receiving device that is a communication partner of the transmitting device and receives a signal transmitted from the transmitting device, and these. Regarding the communication method that was used.

従来、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナを用いてデータを空間多重して送信することにより、周波数利用効率を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１）。特に、近年、多数のアンテナ素子からなるアレーアンテナを用いてデータを空間多重して送信するＭａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯと呼ばれる技術が注目されてきている。広帯域を確保可能なサブミリ波からミリ波を用いる通信は、アンテナサイズ及びアンテナ間隔を小さくすることができるため、多数のアンテナ素子を備えるＭａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯと相性がよい。Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯは、第５世代無線通信システム（５Ｇ）における重要な要素技術の一つである。 Conventionally, there is known a technique for improving frequency utilization efficiency by spatially multiplexing and transmitting data using an array antenna composed of a plurality of antenna elements (for example, Patent Document 1). In particular, in recent years, a technique called Massive MIMO, in which data is spatially multiplexed and transmitted using an array antenna composed of a large number of antenna elements, has attracted attention. Communication using submillimeter waves to millimeter waves that can secure a wide band is compatible with Massive MIMO provided with a large number of antenna elements because the antenna size and antenna spacing can be reduced. Massive MIMO is one of the important elemental technologies in the 5th generation wireless communication system (5G).

Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯでは、多数のアンテナ素子の位相を調整して、通信相手に対して挟ビームを向けることにより、空間多重を実現することができると共に電力効率を向上させることができる。 In Massive MIMO, spatial multiplexing can be realized and power efficiency can be improved by adjusting the phases of a large number of antenna elements and directing a sandwich beam toward a communication partner.

特表２００６−５０４３５４号公報Special Table 2006-504354 Gazette

アレーアンテナを用いてデータを空間多重して送信する装置では、部品のばらつき又は装置本体とアンテナとの配線長のばらつき等に伴って、アンテナ素子間の位相を調整してビームを形成する必要がある。また、通信相手が移動した場合、又は、風若しくは振動等の環境変化によるアンテナ素子の物理的な位置変動があった場合に、初期に設定したビームが最適でなくなるため、適応的に位相調整を行ってビームを形成する必要がある。 In a device that spatially multiplexes and transmits data using an array antenna, it is necessary to adjust the phase between the antenna elements to form a beam due to variations in parts or variations in the wiring length between the device body and the antenna. is there. In addition, if the communication partner moves, or if there is a physical position change of the antenna element due to environmental changes such as wind or vibration, the initially set beam will not be optimal, so phase adjustment should be performed adaptively. You need to go and form a beam.

直進性が高く、電波が飛びにくい特性がある高周波数帯を使用する５Ｇでは、所定の通信距離を得るために狭ビームを形成してデータを送信する必要があるため、ビームを精度よく形成することが特に重要となる。 In 5G, which uses a high frequency band that has high straightness and is difficult for radio waves to fly, it is necessary to form a narrow beam and transmit data in order to obtain a predetermined communication distance, so the beam is formed accurately. Is especially important.

しかしながら、従来において、MassiveＭＩＭＯ伝送の通信中に、環境変化や通信相手の移動に応じて、適応的かつ即時的にビームを最適な方向に精度良く追随させるように制御する技術は開示されていない。 However, conventionally, there is no disclosure of a technique for controlling an adaptive and immediate beam to follow in an optimum direction with high accuracy in response to changes in the environment or movement of a communication partner during Massive MIMO transmission communication.

本発明の目的は、MassiveＭＩＭＯのようなマルチアンテナによる空間多重伝送の通信中に、環境変化や通信相手の移動に応じて、適応的かつ即時的にビームを最適な方向に精度良く追随させ、電力効率を向上させることができる送信装置及び受信装置およびこれらを用いた通信方法を提供することである。 An object of the present invention is to adapt and instantly follow a beam in an optimum direction accurately and accurately in response to changes in the environment or movement of a communication partner during communication of spatial multiplex transmission by a multi-antenna such as Massive MIMO, and power. It is an object of the present invention to provide a transmitting device and a receiving device capable of improving efficiency, and a communication method using these.

本発明に係る送信装置は、複数のアンテナ素子を用いて空間多重伝送により通信相手の受信装置に信号を送信する送信装置であって、前記受信装置において既知であってパターンが互いに異なる、前記アンテナ素子と同数の参照信号を発生させる参照信号発生部と、前記アンテナ素子毎に、前記受信装置による過去の前記各参照信号の受信タイミングに基づく情報を含むフィードバック情報に基づいて、データとパイロットシンボルを含む送信信号の位相を調整する位相調整部と、前記アンテナ素子毎に、前記位相が調整された送信信号に、互いに異なる前記参照信号を重畳し、前記アンテナ素子と同数の重畳信号を出力する加算部と、前記各重畳信号を、対応するアンテナ素子から無線送信する無線送信部と、を具備し、前記各アンテナ素子から送信される、前記各送信信号の振幅はほぼ同一であり、前記参照信号の振幅は前記送信信号の１つとほぼ同一である。 The transmitting device according to the present invention is a transmitting device that transmits a signal to a receiving device of a communication partner by spatial multiplex transmission using a plurality of antenna elements, and the antennas that are known in the receiving device and have different patterns from each other. Data and pilot symbols are generated for each of the antenna elements and the reference signal generator that generates the same number of reference signals as the elements, based on feedback information including information based on the past reception timing of each reference signal by the receiving device. Addition that superimposes different reference signals on the phase-adjusted transmission signal for each antenna element and a phase adjustment unit that adjusts the phase of the including transmission signal, and outputs the same number of superposed signals as the antenna element. A unit and a wireless transmission unit that wirelessly transmits each of the superimposed signals from the corresponding antenna elements, and the amplitudes of the transmission signals transmitted from the respective antenna elements are substantially the same, and the reference signal. The amplitude of is almost the same as that of one of the transmitted signals.

本発明に係る通信システムは、複数のアンテナ素子を用いて空間多重伝送により信号を送信する送信装置と、前記送信装置から送信された信号を受信する受信装置と、を含み、前記送信装置は、前記受信装置において既知であってパターンが互いに異なる、前記アンテナ素子と同数の参照信号を発生させる参照信号発生部と、前記アンテナ素子毎に、前記受信装置による過去の前記各参照信号の受信タイミングに基づく情報を含むフィードバック情報に基づいて、データとパイロットシンボルを含む送信信号の位相を調整する位相調整部と、前記アンテナ素子毎に、前記位相が調整された送信信号に、互いに異なる前記参照信号を重畳し、前記アンテナ素子と同数の重畳信号を出力する加算部と、前記各重畳信号を、対応するアンテナ素子から無線送信する無線送信部と、を具備し、前記各アンテナ素子から送信される、前記各送信信号の振幅はほぼ同一であり、前記参照信号の振幅は前記送信信号の１つとほぼ同一であり、前記受信装置は、受信信号を復調してデータを取り出す復調部と、前記受信信号に対して前記各参照信号について相関演算を行い、前記各参照信号の受信タイミングを検出する相関器と、前記各参照信号の受信タイミングに基づく情報を含むフィードバック情報を前記送信装置に送信する送信部と、を具備する。 The communication system according to the present invention includes a transmitting device that transmits a signal by spatial multiplex transmission using a plurality of antenna elements and a receiving device that receives a signal transmitted from the transmitting device. A reference signal generating unit that generates the same number of reference signals as the antenna element, which is known in the receiving device and has a different pattern from each other, and the reception timing of each of the past reference signals by the receiving device for each of the antenna elements. The phase adjusting unit that adjusts the phase of the transmission signal including the data and the pilot symbol based on the feedback information including the information based on the information, and the reference signal that is different from each other in the transmission signal whose phase is adjusted for each antenna element. An addition unit that superimposes and outputs the same number of superimposition signals as the antenna element, and a radio transmission unit that wirelessly transmits each superimposition signal from the corresponding antenna element are provided, and is transmitted from each of the antenna elements. The amplitude of each of the transmitted signals is substantially the same, the amplitude of the reference signal is substantially the same as that of one of the transmitted signals, and the receiving device has a demodizing unit that demolishes the received signal and extracts data, and the received signal. A correlator that performs correlation calculation for each reference signal and detects the reception timing of each reference signal, and a transmission unit that transmits feedback information including information based on the reception timing of each reference signal to the transmission device. And.

本発明に係る通信方法は、複数のアンテナ素子を有する送信装置が空間多重伝送により受信装置に信号を送信する通信方法であって、前記送信装置は、前記受信装置において既知であってパターンが互いに異なる、前記アンテナ素子と同数の参照信号を発生させるステップと、前記アンテナ素子毎にデータとパイロットシンボルを含む送信信号の位相を調整するステップと、前記アンテナ素子毎に、前記位相が調整された送信信号に、互いに異なる前記参照信号を重畳し、前記アンテナ素子と同数の重畳信号を出力するステップと、前記各重畳信号を、対応するアンテナ素子から無線送信するステップと、を有し、前記各アンテナ素子から送信される、前記各送信信号の振幅はほぼ同一であり、前記参照信号の振幅は前記送信信号の１つとほぼ同一であり、前記受信装置は、前記送信装置から送信された信号を受信するステップと、受信信号を復調してデータを取り出すステップと、前記受信信号に対して前記各参照信号について相関演算を行い、前記各参照信号の受信タイミングを検出するステップと、前記各参照信号の受信タイミングに基づく情報を含むフィードバック情報を前記送信装置に送信するステップと、を有し、前記送信装置は、前記位相を調整するステップにおいて、前記受信装置から受信したフィードバック情報に基づいて送信信号の位相を調整する。 The communication method according to the present invention is a communication method in which a transmitting device having a plurality of antenna elements transmits a signal to a receiving device by spatial multiplex transmission, and the transmitting device is known in the receiving device and has patterns of each other. A step of generating the same number of reference signals as the antenna element, a step of adjusting the phase of a transmission signal including data and a pilot symbol for each antenna element, and a transmission in which the phase is adjusted for each antenna element. Each antenna has a step of superimposing the reference signals different from each other on the signal and outputting the same number of superposed signals as the antenna element, and a step of wirelessly transmitting each superposed signal from the corresponding antenna element. The amplitude of each of the transmitted signals transmitted from the element is substantially the same, the amplitude of the reference signal is substantially the same as one of the transmitted signals, and the receiving device receives the signal transmitted from the transmitting device. A step of demolating the received signal and taking out data, a step of performing a correlation calculation on the received signal for each of the reference signals and detecting the reception timing of each of the reference signals, and a step of detecting the reception timing of each reference signal. It has a step of transmitting feedback information including information based on reception timing to the transmitting device, and the transmitting device has a step of adjusting the phase of the transmission signal based on the feedback information received from the receiving device. Adjust the phase.

本発明によれば、空間多重伝送の通信中に、環境変化や通信相手の移動に応じて、適応的かつ即時的にビームを最適な方向に精度良く追随させ、電力効率を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to adapt and immediately follow the beam in the optimum direction with high accuracy in response to changes in the environment and the movement of the communication partner during communication of spatial multiplexing transmission, and improve power efficiency. ..

本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を示す図The figure which shows the structure of the communication system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る送信装置の構成を示すブロック図A block diagram showing a configuration of a transmission device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態１に係る位相計算器の構成を示すブロック図A block diagram showing a configuration of a phase computer according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図A block diagram showing a configuration of a receiving device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態１に係る通信システムの動作を示すフロー図The flow chart which shows the operation of the communication system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る送信信号のスロットフォーマットを示す図The figure which shows the slot format of the transmission signal which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る受信信号のスロットフォーマットを示す図The figure which shows the slot format of the received signal which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る相関器の出力信号を示す図The figure which shows the output signal of the correlator which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る通信システムの変形例の構成を示す図The figure which shows the structure of the modification of the communication system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る通信システムの変形例の構成を示す図The figure which shows the structure of the modification of the communication system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る通信システムの動作を示すフロー図The flow chart which shows the operation of the communication system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る送信装置の構成を示すブロック図A block diagram showing a configuration of a transmission device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態２に係る送信信号のスロットフォーマットを示す図The figure which shows the slot format of the transmission signal which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る受信信号のスロットフォーマットを示す図The figure which shows the slot format of the received signal which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る相関器の出力信号を示す図The figure which shows the output signal of the correlator which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３に係る送信装置の構成を示すブロック図A block diagram showing a configuration of a transmission device according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態４に係る受信装置の構成を示すブロック図A block diagram showing a configuration of a receiving device according to a fourth embodiment of the present invention.

以下、図面を適宜参照して、本発明の一実施の形態につき、詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

（実施の形態１）
＜通信システムの構成＞
本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成につき、図１を参照しながら、以下に詳細に説明する。 (Embodiment 1)
<Communication system configuration>
The configuration of the communication system according to the first embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIG.

通信システムは、１つの送信装置１００と、Ｍ個（Ｍは自然数）の受信装置２００と、基地局３００と、を有している。 The communication system includes one transmitting device 100, M (M is a natural number) receiving devices 200, and a base station 300.

送信装置１００は、マクロセルよりもセル半径が小さいマイクロセルの基地局であり、基地局３００と有線又は無線リンクで接続し、受信装置２００と無線接続する。送信装置１００は、Ｎ本（Ｎは自然数）のアンテナ素子からなるアレーアンテナを用いて空間多重伝送により、パイロットシンボル及びユーザデータを含む送信信号を、受信装置２００に対して指向性送信する。また、送信装置１００は、各アンテナ素子から参照信号を受信装置２００に無指向性送信する。また、送信装置１００は、受信装置２００から、基地局３００を経由してフィードバック情報を受信し、受信したフィードバック情報に基づいて指向性制御を行う。 The transmitting device 100 is a base station of a microcell having a cell radius smaller than that of the macrocell, and is connected to the base station 300 by a wire or a wireless link and wirelessly connected to the receiving device 200. The transmitting device 100 directionally transmits a transmission signal including a pilot symbol and user data to the receiving device 200 by spatial multiplex transmission using an array antenna composed of N antenna elements (N is a natural number). Further, the transmitting device 100 omnidirectionally transmits a reference signal from each antenna element to the receiving device 200. Further, the transmitting device 100 receives feedback information from the receiving device 200 via the base station 300, and performs directivity control based on the received feedback information.

各受信装置２００は、送信装置１００の通信相手であり、送信装置１００から指向性送信されたパイロットシンボル及びユーザデータを含む信号を受信する。また、受信装置２００は、送信装置１００から送信された参照信号を受信する。そして、受信装置２００は、受信した参照信号に基づいて作成したフィードバック情報を生成し、基地局３００に送信する。 Each receiving device 200 is a communication partner of the transmitting device 100, and receives a signal including a pilot symbol and user data directionally transmitted from the transmitting device 100. Further, the receiving device 200 receives the reference signal transmitted from the transmitting device 100. Then, the receiving device 200 generates the feedback information created based on the received reference signal and transmits it to the base station 300.

基地局３００は、マクロセルの基地局であり、受信装置２００から送信されたフィードバック情報を受信し、受信したフィードバック情報を送信装置１００に転送する。 The base station 300 is a base station of a macro cell, receives feedback information transmitted from the receiving device 200, and transfers the received feedback information to the transmitting device 100.

＜送信装置の構成＞
本実施の形態に係る送信装置１００の構成につき、図２を参照しながら、以下に詳細に説明する。 <Configuration of transmitter>
The configuration of the transmission device 100 according to the present embodiment will be described in detail below with reference to FIG.

送信装置１００は、タイミング制御部１０１と、参照信号発生部１０２と、Ｎ個の変調部１０３−１〜１０３−Ｎと、Ｍ個の送信信号生成部１０４−１〜１０４−Ｍと、Ｍ個の変調部１０５−１〜１０５−Ｍと、Ｍ×Ｎ個の移相器１０６−１−１〜１０６−Ｍ−Ｎと、Ｍ個の位相計算器１０７−１〜１０７−Ｍと、Ｎ個の加算部１０８−１〜１０８−Ｎと、Ｎ個の無線送信部１０９−１〜１０９−Ｎと、Ｎ本のアンテナ素子１１０−１〜１１０−Ｎと、を有している。Ｎ本のアンテナ素子１１０−１〜１１０−Ｎは、アレーアンテナを構成する。 The transmission device 100 includes a timing control unit 101, a reference signal generation unit 102, N modulation units 103-1 to 103-N, M transmission signal generation units 104-1 to 104-M, and M units. 105-1-105-M, M × N phase shifters 106-1-1 to 106-MN, M phase calculators 107-1 to 107-M, and N It has an addition unit 108-1 to 108-N, N radio transmission units 109-1 to 109-N, and N antenna elements 110-1 to 110-N. The N antenna elements 110-1 to 110-N form an array antenna.

タイミング制御部１０１は、参照信号を出力するタイミングを参照信号発生部１０２に通知すると共に、送信信号＃ｋ（ｋは、１≦ｋ≦Ｍを満たす整数）を出力するタイミングを、各送信信号生成部１０４−ｋに通知する。 The timing control unit 101 notifies the reference signal generation unit 102 of the timing to output the reference signal, and generates each transmission signal at the timing of outputting the transmission signal #k (k is an integer satisfying 1 ≦ k ≦ M). Notify unit 104-k.

参照信号発生部１０２は、アンテナ素子数Ｎと同数の参照信号＃１〜＃Ｎを発生させる。参照信号発生部１０２は、発生させた各参照信号＃ｊ（ｊは、１≦ｊ≦Ｎを満たす整数）をタイミング制御部１０１から通知されたタイミングで各変調部１０３−ｊに出力する。ここで、各参照信号＃ｊは、受信装置２００において既知であって、直交拡散コードやＰＮパターン等、互いに異なるパターン信号である。各参照信号＃ｊは、互いに直交していることが好ましい。 The reference signal generation unit 102 generates the same number of reference signals # 1 to # N as the number of antenna elements N. The reference signal generation unit 102 outputs each generated reference signal #j (j is an integer satisfying 1 ≦ j ≦ N) to each modulation unit 103-j at the timing notified from the timing control unit 101. Here, each reference signal # j is a pattern signal that is known in the receiving device 200 and is different from each other, such as an orthogonal diffusion code and a PN pattern. It is preferable that the reference signals # j are orthogonal to each other.

各変調部１０３−ｊは、参照信号発生部１０２から出力された参照信号＃ｊを変調して無線送信部１０９−ｊに出力する。 Each modulation unit 103-j modulates the reference signal #j output from the reference signal generation unit 102 and outputs it to the radio transmission unit 109-j.

各送信信号生成部１０４−ｋは、パイロットシンボル＃ｋ及びユーザデータ＃ｋを含む送信信号＃ｋを生成し、タイミング制御部１０１から通知されたタイミングで送信信号＃ｋを変調部１０５−ｋに出力する。 Each transmission signal generation unit 104-k generates a transmission signal #k including a pilot symbol #k and user data #k, and transmits the transmission signal #k to the modulation unit 105-k at the timing notified from the timing control unit 101. Output.

各変調部１０５−ｋは、送信信号生成部１０４−ｋから出力された送信信号＃ｋを変調して移相器１０６−ｋ−１〜１０６−ｋ−Ｎに出力する。 Each modulation unit 105-k modulates the transmission signal #k output from the transmission signal generation unit 104-k and outputs it to the phase shifters 106-k-1 to 106-k-N.

各移相器１０６−ｋ−ｊは、アンテナ素子１１０−ｊ毎に、位相計算器１０７−ｋが計算した位相の修正量に基づいて、変調部１０５−ｋから出力された送信信号＃ｋの位相を移す。移相器１０６−１−ｊ〜１０６−Ｍ−ｊは、移相後の送信信号＃ｋを加算部１０８−ｊに出力する。 Each phase shifter 106-k-j is a transmission signal # k output from the modulation unit 105-k based on the phase correction amount calculated by the phase calculator 107-k for each antenna element 110-j. Shift the phase. The phase shifters 106-1-j to 106-M-j output the transmission signal #k after the phase shift to the addition unit 108-j.

各位相計算器１０７−ｋは、アンテナ素子１１０−ｊ毎に、受信装置２００による過去の各参照信号＃ｊの受信タイミングに基づく回線推定値に基づいて、指向性を最適に保つための位相の修正量を計算する。位相計算器１０７−ｋは、移相器１０６−ｋ−１〜１０６−ｋ−Ｎに位相の修正量を出力する。なお、位相計算器１０７−ｋの構成の詳細については後述する。 Each phase calculator 107-k has a phase for each antenna element 110-j to maintain optimum directivity based on a line estimate based on the reception timing of each past reference signal # j by the receiving device 200. Calculate the amount of correction. The phase calculator 107-k outputs the phase correction amount to the phase shifters 106-k-1 to 106-k-N. The details of the configuration of the phase computer 107-k will be described later.

各加算部１０８−ｊは、アンテナ素子１１０−ｊ毎に、移相器１０６−１−ｊ〜１０６−Ｍ−ｊから出力された送信信号＃１−ｊ〜＃Ｍ−ｊを加算し、加算後の送信信号＃ｊを無線送信部１０９−ｊに出力する。 Each addition unit 108-j adds and adds transmission signals # 1-j to # M-j output from the phase shifters 106-1-j to 106-M-j for each antenna element 110-j. The later transmission signal # j is output to the wireless transmission unit 109-j.

各無線送信部１０９−ｊは、加算部１０８−ｊから出力された送信信号＃ｊに、変調部１０３−ｊから出力された参照信号を挿入し、増幅、アップコンバート等の無線処理を行い、アンテナ素子１１０−ｊから無線送信する。これにより、送信信号＃ｋは、指向性送信される。 Each wireless transmission unit 109-j inserts a reference signal output from the modulation unit 103-j into the transmission signal # j output from the addition unit 108-j, performs wireless processing such as amplification and up-conversion, and performs wireless processing such as amplification and up-conversion. Wireless transmission is performed from the antenna element 110-j. As a result, the transmission signal #k is directionally transmitted.

＜位相計算器の構成＞
次に、本実施の形態に係る位相計算器１０７−ｋの構成につき、図３を参照しながら、以下に詳細に説明する。 <Phase calculator configuration>
Next, the configuration of the phase computer 107-k according to the present embodiment will be described in detail below with reference to FIG.

位相計算器１０７−ｋは、Ｎ個のタップ係数乗算部１２１と、Ｎ個の回線推定値算出部１２２と、加算部１２３と、比較部１２４と、修正量計算部１２５と、を有している。 The phase calculator 107-k has N tap coefficient multiplication units 121, N line estimation value calculation units 122, an addition unit 123, a comparison unit 124, and a correction amount calculation unit 125. There is.

各タップ係数乗算部１２１−ｊは、入力されたランダム信号にタップ係数＃ｊを乗算し、回線推定値算出部１２２−ｊに出力する。また、各タップ係数乗算部１２１−ｊは、修正量計算部１２５からの指示により、タップ係数＃ｊを逐次修正する。 Each tap coefficient multiplication unit 121-j multiplies the input random signal by the tap coefficient #j and outputs it to the line estimation value calculation unit 122-j. Further, each tap coefficient multiplication unit 121-j sequentially corrects the tap coefficient #j according to an instruction from the correction amount calculation unit 125.

回線推定値算出部１２２−ｊは、タップ係数乗算部１２１−ｊから出力されたランダム信号を用いて、伝搬路の回線変動を示す回線推定値を擬似的に算出して加算部１２３に出力する。 The line estimation value calculation unit 122-j uses the random signal output from the tap coefficient multiplication unit 121-j to pseudo-calculate the line estimation value indicating the line variation of the propagation path and outputs it to the addition unit 123. ..

加算部１２３は、回線推定値算出部１２２−ｊから出力された回線推定値を加算し、加算結果を比較部１２４に出力する。 The addition unit 123 adds the line estimation value output from the line estimation value calculation unit 122-j, and outputs the addition result to the comparison unit 124.

比較部１２４は、加算部１２３から出力された回線推定値と、フィードバック情報に含まれている回線推定値を示す情報とを比較し、比較結果を誤差情報として修正量計算部１２５に出力する。 The comparison unit 124 compares the line estimated value output from the addition unit 123 with the information indicating the line estimated value included in the feedback information, and outputs the comparison result as error information to the correction amount calculation unit 125.

修正量計算部１２５は、比較部１２４から出力された誤差情報に基づいて、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズム、ＲＬＳ（Recursive Least Squares）アルゴリズム等を用いて、誤差が小さくなるような位相の修正量およびタップ係数を算出し、移相器１０６−ｋ−１〜１０６−ｋ−Ｎに位相の修正量を出力し、タップ係数乗算部１２１−ｊにタップ係数を指示する。 The correction amount calculation unit 125 uses an LMS (Least Mean Square) algorithm, an RLS (Recursive Least Squares) algorithm, or the like based on the error information output from the comparison unit 124, and uses a phase correction amount that reduces the error. And the tap coefficient are calculated, the phase correction amount is output to the phase shifters 106-k-1 to 106-k-N, and the tap coefficient is instructed to the tap coefficient multiplication unit 121-j.

＜受信装置の構成＞
次に、本実施の形態に係る受信装置２００の構成につき、図４を参照しながら、以下に詳細に説明する。 <Configuration of receiver>
Next, the configuration of the receiving device 200 according to the present embodiment will be described in detail below with reference to FIG.

受信装置２００は、アンテナ２０１と、無線受信部２０２と、復調部２０３と、Ｎ個の相関器２０４と、送信制御情報計算部２０５と、を有している。 The receiving device 200 includes an antenna 201, a wireless receiving unit 202, a demodulation unit 203, N correlators 204, and a transmission control information calculation unit 205.

無線受信部２０２は、アンテナ２０１に受信された受信信号に対して増幅、ダウンコンバート等の無線処理を行い、復調部２０３及び相関器２０４−１〜２０４−Ｎに出力する。 The wireless reception unit 202 performs wireless processing such as amplification and down-conversion on the received signal received by the antenna 201, and outputs the signal to the demodulation unit 203 and the correlators 204-1 to 204-N.

復調部２０３は、無線受信部２０２から出力された受信信号に含まれるパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行い、チャネル推定値を用いてデータシンボルのチャネル変動を補償する。その後、復調部２０３は、データシンボルを復調し、データを取り出す。 The demodulation unit 203 performs channel estimation using the pilot symbol included in the received signal output from the radio reception unit 202, and compensates for the channel variation of the data symbol using the channel estimation value. After that, the demodulation unit 203 demodulates the data symbol and takes out the data.

各相関器２０４−ｊは、スライディング相関器等であり、無線受信部２０２から出力された受信信号と参照信号＃ｊの既知パターンとの相関演算を行って、送信制御情報計算部２０５に相関値を出力する。なお、送信装置１００及び受信装置２００が移動体でない場合には、相関器２０４−１〜２０４−Ｎを、初期設定時又はメンテナンス時以外に取り除けるような構成にしてもよい。 Each correlator 204-j is a sliding correlator or the like, performs a correlation calculation between the received signal output from the wireless reception unit 202 and the known pattern of the reference signal # j, and causes the transmission control information calculation unit 205 to perform a correlation value. Is output. When the transmitting device 100 and the receiving device 200 are not mobile bodies, the correlators 204-1 to 204-N may be configured so that they can be removed except at the time of initial setting or maintenance.

送信制御情報計算部２０５は、相関器２０４−１〜２０４−Ｎから出力された相関値に基づいて参照信号＃１〜＃Ｎの受信タイミングを検出し、受信タイミングに基づいて回線推定を行い、回線推定値を示す情報を含むフィードバック情報を生成して基地局３００に送信する。 The transmission control information calculation unit 205 detects the reception timing of the reference signals # 1 to #N based on the correlation value output from the correlator 204-1 to 204-N, performs line estimation based on the reception timing, and performs line estimation. Feedback information including information indicating the line estimated value is generated and transmitted to the base station 300.

＜通信システムの動作＞
次に、本実施の形態に係る通信システム１の動作につき、図５を用いて説明する。 <Operation of communication system>
Next, the operation of the communication system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

まず、送信装置１００が、各アンテナ素子１１０−１〜１１０−Ｎから各参照信号＃１〜＃Ｎを送信する（Ｓ１）。 First, the transmitting device 100 transmits each reference signal # 1 to #N from each of the antenna elements 110-1 to 110-N (S1).

ユーザ＃ｋの受信装置２００−ｋは、受信した参照信号＃１〜＃Ｎを用いてタイミング同期を確立する（Ｓ２）。タイミング同期は、１つの参照信号＃ｊのパターンについてのみ相関値を得ることができれば確立することができる。 The receiving device 200-k of the user #k establishes the timing synchronization by using the received reference signals # 1 to #N (S2). Timing synchronization can be established if the correlation value can be obtained only for the pattern of one reference signal # j.

次に、受信装置２００−ｋは、確立した同期タイミングに基づいてスライディング相関を行い、全ての参照信号＃１〜＃Ｎについて回線推定を行う（Ｓ３）。 Next, the receiving device 200-k performs a sliding correlation based on the established synchronization timing, and performs line estimation for all the reference signals # 1 to #N (S3).

次に、受信装置２００−ｋは、回線推定値を示す情報を含むフィードバック情報を生成し、基地局３００を介して送信装置１００にフィードバック情報を伝送する（Ｓ４）。 Next, the receiving device 200-k generates feedback information including information indicating the line estimated value, and transmits the feedback information to the transmitting device 100 via the base station 300 (S4).

次に、送信装置１００は、基地局３００経由で受信装置２００−ｋから受信したフィードバック情報に基づいて、ユーザデータ＃ｋに対して指向性制御を行い、受信装置２００−ｋに下りのユーザデータ＃ｋを送信する（Ｓ５）。 Next, the transmitting device 100 performs directivity control on the user data #k based on the feedback information received from the receiving device 200-k via the base station 300, and the user data downloaded to the receiving device 200-k. # K is transmitted (S5).

受信装置２００−ｋは、送信装置１００から下りのユーザデータ＃ｋを受信する。また、受信装置２００−ｋは、基地局３００に上りのユーザデータ＃ｋを送信する（Ｓ６）。 The receiving device 200-k receives the downlink user data # k from the transmitting device 100. Further, the receiving device 200-k transmits the upstream user data #k to the base station 300 (S6).

基地局３００は、受信装置２００−ｋからデータ＃ｋを受信する（Ｓ７）。以降、受信装置２００−ｋの通信が終了する（Ｓ８でＹＥＳとなる）まで、Ｓ５〜Ｓ７のステップが繰り返される。 The base station 300 receives the data # k from the receiving device 200-k (S7). After that, the steps S5 to S7 are repeated until the communication of the receiving device 200-k is completed (YES in S8).

＜スロットフォーマット＞
図６は、本実施の形態に係る送信信号のスロットフォーマットを示す図である。図７は、本実施の形態に係る受信信号のスロットフォーマットを示す図である。図８は、相関器２０４−ｋの出力信号を示す図である。なお、図６及び図７において、パイロットシンボル＃１〜＃Ｍを単にパイロットと記載する。 <Slot format>
FIG. 6 is a diagram showing a slot format of a transmission signal according to the present embodiment. FIG. 7 is a diagram showing a slot format of a received signal according to the present embodiment. FIG. 8 is a diagram showing an output signal of the correlator 204-k. In addition, in FIG. 6 and FIG. 7, pilot symbols # 1 to # M are simply referred to as pilots.

図６に示すように、送信装置１００は、スロット毎に、各アンテナ素子１１０−ｊから、時刻ｔ１〜ｔ２の間にパイロットシンボル＃１〜＃Ｍを多重送信し、時刻ｔ２〜ｔ３の間に参照信号＃ｊを送信し、時刻ｔ３〜ｔ４の間にユーザデータ＃１〜＃Ｍを多重送信する。このとき、送信装置１００は、パイロットシンボル＃ｋおよびユーザデータ＃ｋが受信装置２００−ｋにおいて最大の受信レベルで受信されるように指向性を制御する。 As shown in FIG. 6, the transmission device 100 multiplexes the pilot symbols # 1 to #M from each antenna element 110-j during the time t1 to t2 for each slot, and transmits the pilot symbols # 1 to #M multiple times during the time t2 to t3. The reference signal #j is transmitted, and the user data # 1 to #M are multiplexed between the times t3 and t4. At this time, the transmission device 100 controls the directivity so that the pilot symbol #k and the user data #k are received at the maximum reception level in the reception device 200-k.

この場合、図７に示すように、受信装置２００−ｋは、時刻ｔ１’〜ｔ２’の間に、パイロットシンボル＃１〜＃Ｍを受信する。ただし、送信装置１００からの送信信号は指向性が制御されているので、受信装置２００−ｋは、干渉となる他のパイロットシンボルに比べて、相対的に大きい受信レベルでパイロットシンボル＃ｋを受信することができる。同様に、受信装置２００−ｋは、時刻ｔ３’〜ｔ４’の間に、干渉となる他のユーザデータに比べて、相対的に大きい受信レベルでユーザデータ＃ｋを受信することができる。なお、受信装置２００−ｋは、時刻ｔ２’〜ｔ３’の間に参照信号＃１〜＃Ｎを受信するが、これらの信号を復調処理等に用いることは無く、廃棄する。 In this case, as shown in FIG. 7, the receiving device 200-k receives the pilot symbols # 1 to #M between the times t1'and t2'. However, since the directivity of the transmitted signal from the transmitting device 100 is controlled, the receiving device 200-k receives the pilot symbol # k at a relatively large reception level as compared with other pilot symbols that cause interference. can do. Similarly, the receiving device 200-k can receive the user data # k during the time t3'to t4'at a relatively large reception level as compared with other user data that interferes. The receiving device 200-k receives the reference signals # 1 to #N between the times t2'and t3', but these signals are not used for demodulation processing or the like and are discarded.

図８は、相関器２０４−ｋの出力信号を示す図である。図８に示すように、受信信号と参照信号＃ｊの既知パターンとの相関を取ると、相関値は、参照信号＃ｊの受信タイミングにおいて他に比べて非常に高い値となる。したがって、受信装置２００−ｋは、相関値に基づいて参照信号＃ｊの受信タイミングを推定することができ、回線推定を行うことができる。 FIG. 8 is a diagram showing an output signal of the correlator 204-k. As shown in FIG. 8, when the received signal and the known pattern of the reference signal #j are correlated, the correlation value becomes a very high value at the reception timing of the reference signal #j as compared with the others. Therefore, the receiving device 200-k can estimate the reception timing of the reference signal # j based on the correlation value, and can perform line estimation.

以上のように、本実施の形態によれば、送信装置１００が、通信相手において既知であってパターンが互いに異なる、アンテナ素子１１０と同数の参照信号を、アンテナ素子１１０毎に、位相調整後の送信信号に挿入し、各アンテナ素子１１０から送信信号及び参照信号を送信する。さらに、送信装置１００が、通信相手からの回線推定値を示す情報を含むフィードバック情報に基づいて指向性を形成するための位相を計算し、送信信号の位相を調整する。これにより、空間多重伝送の通信中に、環境変化や通信相手の移動に応じて、即時的にビームを最適な方向に精度良く追随させ、電力効率を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the transmission device 100 transmits the same number of reference signals as the antenna element 110, which are known to the communication partner and have different patterns, after the phase adjustment for each antenna element 110. It is inserted into the transmission signal, and the transmission signal and the reference signal are transmitted from each antenna element 110. Further, the transmission device 100 calculates the phase for forming the directivity based on the feedback information including the information indicating the line estimated value from the communication partner, and adjusts the phase of the transmission signal. As a result, during the communication of spatial multiplex transmission, the beam can be immediately and accurately followed in the optimum direction in response to changes in the environment or the movement of the communication partner, and power efficiency can be improved.

なお、上記では、フィードバック情報を受信装置２００から基地局３００を介して送信装置１００に送信する場合について説明したが、本実施の形態はこれに限られず、図９に示すように、フィードバック情報を受信装置２００から送信装置１００に無指向性で直接無線送信する場合にも適用することができる。また、本実施の形態は、図１０に示すように、１対１のエントランス回線（２つの通信装置が、それぞれ、送信装置１００の機能と受信装置２００の機能を有する１対１の通信）にも適用することができる。 In the above description, the case where the feedback information is transmitted from the receiving device 200 to the transmitting device 100 via the base station 300 has been described, but the present embodiment is not limited to this, and the feedback information is provided as shown in FIG. It can also be applied to the case of direct wireless transmission from the receiving device 200 to the transmitting device 100 in an omnidirectional manner. Further, as shown in FIG. 10, the present embodiment is for a one-to-one entrance line (one-to-one communication in which two communication devices have the function of the transmission device 100 and the function of the reception device 200, respectively). Can also be applied.

また、上記では、位相計算器１０７−ｋで逐次修正したタップ係数を算出する場合について説明したが、本実施の形態では、位相計算器１０７−ｋの構成として、[タップ係数行列]＝[回線推定行列]−１としてＺＦ（Zero forcing）法により回線推定値を求める構成、又は、[タップ係数行列]＝[回線推定行列]＋［雑音行列］−１としてＭＭＳＥ（Minimum mean square error）法より回線推定値を求める構成にしてもよい。または、タップ係数の候補を予め記憶しておいて、算出した回線推定値に対応するタップ係数を選択してフィードバック情報に含めるようにしてもよい。この場合には、フィードバック情報を簡単に生成することができると共に、回路規模を小さくすることができる。 Further, in the above, the case of calculating the tap coefficient sequentially corrected by the phase calculator 107-k has been described, but in the present embodiment, the configuration of the phase calculator 107-k is such that [tap coefficient matrix] = [line]. Estimate matrix] -1 to obtain the line estimation value by the ZF (Zero forcing) method, or [tap coefficient matrix] = [line estimation matrix] + [noise matrix] -1 from the MMSE (Minimum mean square error) method The configuration may be such that the line estimation value is obtained. Alternatively, the tap coefficient candidates may be stored in advance, and the tap coefficient corresponding to the calculated line estimated value may be selected and included in the feedback information. In this case, the feedback information can be easily generated and the circuit scale can be reduced.

また、上記では、装置１００が全てのスロットにおいて参照信号を送信する場合について説明したが、本実施の形態では、指向性の更新が必要な場合にのみ、当該スロットに参照信号を含めて送信するようにしても良い。図１１は、この場合におけるフロー図である。図１１では、図５のフローに対して、Ｓ４のステップとＳ５のステップの間にＳ１１のステップが挿入され、Ｓ７のステップとＳ８のステップの間にＳ１２のステップが挿入され、さらに、Ｓ１３、Ｓ１４のステップが挿入される。 Further, in the above description, the case where the device 100 transmits the reference signal in all the slots has been described, but in the present embodiment, the reference signal is transmitted including the reference signal in the slot only when the directivity needs to be updated. You may do so. FIG. 11 is a flow chart in this case. In FIG. 11, with respect to the flow of FIG. 5, the step S11 is inserted between the steps S4 and S5, the step S12 is inserted between the steps S7 and S8, and S13, The step of S14 is inserted.

Ｓ４の後、送信装置１００は、参照信号＃１〜＃Ｎの送信を中止する（Ｓ１１）。そして、装置１００は、過去に受信したフィードバック情報に基づいて、ユーザデータ＃ｋに対して指向性制御を行い、受信装置２００−ｋに下りのユーザデータ＃ｋを送信する（Ｓ５）。 After S4, the transmission device 100 stops transmitting the reference signals # 1 to #N (S11). Then, the device 100 performs directivity control on the user data #k based on the feedback information received in the past, and transmits the downlink user data #k to the receiving device 200-k (S5).

Ｓ７の後、受信装置２００−ｋは、受信品質に基づいて指向性の変更が必要か否かを判定する（Ｓ１２）。受信品質が良く指向性の更新が必要無い場合（Ｓ１２：ＮＯ）、フローはＳ８に進む。一方、受信品質が悪く指向性の更新が必要な場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、受信装置２００−ｋは、装置１００に対して指向性制御リクエストを送信する（Ｓ１３）。装置１００は、指向性制御リクエストを受信すると、再び、参照信号＃１〜＃Ｎを送信する（Ｓ１４）。この後、フローはＳ３に戻る。 After S7, the receiving device 200-k determines whether or not the directivity needs to be changed based on the receiving quality (S12). When the reception quality is good and the directivity update is not necessary (S12: NO), the flow proceeds to S8. On the other hand, when the reception quality is poor and the directivity needs to be updated (S12: YES), the receiving device 200-k transmits a directivity control request to the device 100 (S13). Upon receiving the directivity control request, the device 100 transmits the reference signals # 1 to # N again (S14). After this, the flow returns to S3.

なお、図１１では、指向性の更新が必要か否かの判断、および、指向性制御リクエストの送信を受信装置２００−ｋが行う場合について説明したが、本実施の形態においては、指向性の更新が必要か否かの判断を送信装置１００で行ってもよい。 Note that FIG. 11 has described the case where the receiving device 200-k performs the determination of whether or not the directivity needs to be updated and the transmission of the directivity control request. However, in the present embodiment, the directivity is determined. The transmission device 100 may determine whether or not an update is necessary.

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態において、通信システムの構成は、実施の形態１で説明した図１と同一であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態において、受信装置の構成は、実施の形態１で説明した図４と同一構成であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態において、通信システムの動作は、実施の形態１で説明した図５、図１１と同一構成であるので、その説明を省略する。 (Embodiment 2)
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration of the communication system is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted. Further, in the present embodiment, the configuration of the receiving device is the same as that of FIG. 4 described in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted. Further, in the present embodiment, the operation of the communication system has the same configuration as that of FIGS. 5 and 11 described in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.

＜送信装置の構成＞
本実施の形態に係る送信装置４００の構成につき、図１２を参照しながら、以下に詳細に説明する。なお、図１２において、図２と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。 <Configuration of transmitter>
The configuration of the transmission device 400 according to the present embodiment will be described in detail below with reference to FIG. In FIG. 12, parts having the same configuration as that of FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図１２に示す送信装置４００は、図２に示した送信装置１００と比較して、加算部１０８−１〜１０８−Ｎの機能、および、無線送信部１０９−１〜１０９−Ｎの機能が異なる。 The transmission device 400 shown in FIG. 12 is different from the transmission device 100 shown in FIG. 2 in the functions of the addition units 108-1 to 108-N and the functions of the wireless transmission units 109-1 to 109-N. ..

各変調部１０３−ｊは、参照信号発生部１０２から出力された参照信号＃ｊを変調して各加算部１０８−ｊに出力する。 Each modulation unit 103-j modulates the reference signal #j output from the reference signal generation unit 102 and outputs it to each addition unit 108-j.

各加算部１０８−ｊは、アンテナ素子１１０−ｊ毎に、移相器１０６−１−ｊ〜１０６−Ｍ−ｊから出力された送信信号＃１−ｊ〜＃Ｍ−ｊを加算し、さらに、変調部１０３−ｊから出力された参照信号＃ｊを重畳し、重畳信号＃ｊを無線送信部１０９−ｊに出力する。このとき、各送信信号＃１−ｊ〜＃Ｍ−ｊの振幅（送信電力）は、ほぼ同一であり、参照信号＃ｊの振幅は、送信信号＃１−ｊ〜＃Ｍ−ｊの１つとほぼ同一である。 Each addition unit 108-j adds transmission signals # 1-j to # M-j output from the phase shifters 106-1-j to 106-M-j for each antenna element 110-j, and further adds them. , The reference signal #j output from the modulation unit 103-j is superimposed, and the superimposed signal #j is output to the wireless transmission unit 109-j. At this time, the amplitudes (transmission power) of the transmission signals # 1-j to # M-j are almost the same, and the amplitude of the reference signal # j is one of the transmission signals # 1-j to # M-j. It is almost the same.

各無線送信部１０９−ｊは、加算部１０８−ｊから出力された重畳信号＃ｊに対して、増幅、アップコンバート等の無線処理を行い、アンテナ素子１１０−ｊから無線送信する。これにより、送信信号＃ｋは、指向性送信される。一方、参照信号＃ｊは、各アンテナ素子１１０−ｊから無指向性送信される。 Each wireless transmission unit 109-j performs wireless processing such as amplification and up-conversion on the superimposed signal #j output from the addition unit 108-j, and wirelessly transmits the superimposed signal # j from the antenna element 110-j. As a result, the transmission signal #k is directionally transmitted. On the other hand, the reference signal #j is omnidirectionally transmitted from each antenna element 110-j.

＜スロットフォーマット＞
図１３は、本実施の形態に係る送信信号のスロットフォーマットを示す図である。図１４は、本実施の形態に係る受信信号のスロットフォーマットを示す図である。なお、図１３及び図１４において、パイロットシンボル＃１〜＃Ｍを単にパイロットと記載する。 <Slot format>
FIG. 13 is a diagram showing a slot format of a transmission signal according to the present embodiment. FIG. 14 is a diagram showing a slot format of a received signal according to the present embodiment. In addition, in FIGS. 13 and 14, pilot symbols # 1 to # M are simply referred to as pilots.

図１３に示すように、送信装置４００は、スロット毎に、各アンテナ素子１１０−ｊから、時刻ｔ１１〜ｔ１３の間にパイロットシンボル＃１〜＃Ｍを多重送信し、時刻ｔ１３〜ｔ１５の間にユーザデータ＃１〜＃Ｍを多重送信する。このとき、送信装置１００は、パイロットシンボル＃ｋおよびユーザデータ＃ｋが受信装置２００−ｋにおいて最大の受信レベルで受信されるように指向性を制御する。さらに、本実施の形態では、送信装置４００は、スロット毎に、各アンテナ素子１１０−ｊから、時刻ｔ１２〜ｔ１４の間に、パイロットシンボル＃１〜＃Ｍあるいはユーザデータ＃１〜＃Ｍに参照信号＃ｊを重畳させて無指向性送信する。このとき、送信アンテナ＃ｊにおいて、各送信信号＃ｊの振幅は、ほぼ同一であり、参照信号＃ｊの振幅は、送信信号＃ｊの１つとほぼ同一である。 As shown in FIG. 13, the transmission device 400 multiplexes the pilot symbols # 1 to #M from each antenna element 110-j during the time t11 to t13 for each slot, and transmits the pilot symbols # 1 to #M multiple times between the times t13 to t15. Multiple transmission of user data # 1 to # M. At this time, the transmission device 100 controls the directivity so that the pilot symbol #k and the user data #k are received at the maximum reception level in the reception device 200-k. Further, in the present embodiment, the transmitting device 400 refers to the pilot symbols # 1 to #M or the user data # 1 to #M from each antenna element 110-j to the time t12 to t14 for each slot. Signal # j is superimposed and transmitted omnidirectionally. At this time, in the transmission antenna #j, the amplitude of each transmission signal #j is substantially the same, and the amplitude of the reference signal #j is substantially the same as that of one of the transmission signals #j.

この場合、受信装置２００−ｋは、時刻ｔ１１’〜ｔ１３’の間に、パイロットシンボル＃１〜＃Ｍを受信する。ただし、送信装置１００からの送信信号は指向性が制御されているので、受信装置２００−ｋでは、干渉となる他のパイロットシンボルに比べて、相対的に大きい受信レベルでパイロットシンボル＃ｋを受信することができる。同様に、受信装置２００−ｋは、時刻ｔ１３’〜ｔ１５’の間に、干渉となる他のユーザデータに比べて、相対的に大きい受信レベルでユーザデータ＃ｋを受信することができる。 In this case, the receiving device 200-k receives the pilot symbols # 1 to #M between the times t11'and t13'. However, since the directivity of the transmitted signal from the transmitting device 100 is controlled, the receiving device 200-k receives the pilot symbol # k at a relatively large reception level as compared with other pilot symbols that interfere with each other. can do. Similarly, the receiving device 200-k can receive the user data # k between times t13'and t15' at a relatively large reception level as compared to other interfering user data.

指向性送信することにより、所望の送信先（受信装置２００−ｋ）に対して振幅がＮ倍、電力がＮ２倍となるのに対し、他の送信先に対しては各素子の位相がランダムであるために電力がＮ倍となるため、ＤＵ比（Signal-to-Noise ratio）がＮとなる。例えば、Ｎ＝１００であれば、ＤＵ比は２０ｄＢ、Ｎ＝４００であればＤＵ比は２６ｄＢとなる。 By directional transmission, the amplitude is N times and the power is N 2 times for the desired destination (receiver 200-k), whereas the phase of each element is N times for other destinations. Since the power is N times because it is random, the DU ratio (Signal-to-Noise ratio) is N. For example, if N = 100, the DU ratio is 20 dB, and if N = 400, the DU ratio is 26 dB.

また、時刻ｔ１２〜ｔ１４の間において、受信装置２００−ｋには、参照信号＃１〜＃Ｎが受信される。参照信号＃１〜＃Ｎは、復調に際して干渉として作用するが、低い送信電力で無指向性送信されているため、殆ど影響を及ぼさない。 Further, between the times t12 and t14, the reference signals # 1 to #N are received by the receiving device 200-k. Reference signals # 1 to # N act as interference during demodulation, but have little effect because they are omnidirectionally transmitted with low transmission power.

参照信号を重畳することにより、多重数が１増加したことになる。多重数がＭ＋１となった場合、ＤＵ比はＮ／Ｍとなる。例えば、Ｎ＝１００、Ｍ＝１０であれば、ＤＵ比は１０ｄＢとなる。また、参照信号を長くすれば、振幅を抑えられるため、干渉を低減することが可能である。 By superimposing the reference signal, the number of multiplexes is increased by 1. When the number of multiplex becomes M + 1, the DU ratio becomes N / M. For example, if N = 100 and M = 10, the DU ratio is 10 dB. Further, if the reference signal is lengthened, the amplitude can be suppressed, so that the interference can be reduced.

図１５は、相関器２０４−ｋの出力信号を示す図である。図１５に示すように、受信信号と参照信号＃ｊの既知パターンとの相関を取ると、図８と同様に、相関値は、参照信号＃ｊの受信タイミングにおいて他に比べて非常に高い値となる。したがって、受信装置２００−ｋは、相関値に基づいて参照信号＃ｊの受信タイミングを推定することができ、回線推定を行うことができる。 FIG. 15 is a diagram showing an output signal of the correlator 204-k. As shown in FIG. 15, when the received signal and the known pattern of the reference signal #j are correlated, the correlation value is a very high value at the reception timing of the reference signal #j as compared with the others, as in FIG. It becomes. Therefore, the receiving device 200-k can estimate the reception timing of the reference signal # j based on the correlation value, and can perform line estimation.

以上のように、本実施の形態によれば、送信装置４００が、通信相手において既知であってパターンが互いに異なる、アンテナ素子１１０と同数の参照信号を、アンテナ素子１１０毎に、位相調整後の送信信号に重畳し、各アンテナ素子１１０から重畳信号を送信する。さらに、送信装置４００が、通信相手からの回線推定値を示す情報を含むフィードバック情報に基づいて指向性を形成するための位相を計算し、送信信号の位相を調整する。これにより、ＭＩＭＯ伝送の通信中に、環境変化や通信相手の移動に応じて、即時的にビームを最適な方向に精度良く追随させ、電力効率を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the transmitting device 400 transmits the same number of reference signals as the antenna element 110, which are known to the communication partner and have different patterns, after the phase adjustment for each antenna element 110. It is superimposed on the transmission signal, and the superimposed signal is transmitted from each antenna element 110. Further, the transmission device 400 calculates the phase for forming the directivity based on the feedback information including the information indicating the line estimated value from the communication partner, and adjusts the phase of the transmission signal. As a result, during MIMO transmission communication, the beam can be immediately and accurately followed in the optimum direction in response to changes in the environment or movement of the communication partner, and power efficiency can be improved.

また、本実施の形態において、参照信号＃１〜＃Ｍをパイロットシンボル＃１〜＃Ｍ及びユーザデータ＃１〜＃Ｍに重畳して送信することにより、参照信号＃１〜＃Ｍを送信するための専用のリソース（時間）を不要にすることができ、ユーザデータ＃１〜＃Ｍの伝送効率を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, the reference signals # 1 to #M are transmitted by superimposing the reference signals # 1 to #M on the pilot symbols # 1 to #M and the user data # 1 to #M. It is possible to eliminate the need for dedicated resources (time) for the purpose, and it is possible to improve the transmission efficiency of user data # 1 to # M.

また、本実施の形態において、スロット全体に渡って重畳するように、参照信号＃１〜＃Ｍの送信期間を長くすることもできる。参照信号＃１〜＃Ｍの送信期間が長いほど、より精度良く、回線推定を行うことができる。 Further, in the present embodiment, the transmission period of the reference signals # 1 to #M can be lengthened so as to be superimposed over the entire slot. The longer the transmission period of the reference signals # 1 to # M, the more accurately the line estimation can be performed.

また、本実施の形態において、パイロットシンボル＃１〜＃Ｍを固定パターンとし、参照信号＃１〜＃Ｎをパイロットシンボル＃１〜＃Ｍと直交するように設定することにより、相関処理時にパイロットシンボルの干渉としての影響を低減することができるので、アンテナ素子１１０−ｊ毎の回線推定値をさらに精度良く求めることができる。 Further, in the present embodiment, the pilot symbols # 1 to #M are set as fixed patterns, and the reference signals # 1 to #N are set to be orthogonal to the pilot symbols # 1 to #M, so that the pilot symbols are used during the correlation processing. Since the influence of the interference as an interference can be reduced, the line estimation value for each antenna element 110-j can be obtained with higher accuracy.

また、上記では、装置４００が全てのスロットにおいて参照信号を送信する場合について説明したが、本実施の形態では、指向性の更新が必要な場合にのみ、当該スロットに参照信号を含めて送信するようにしても良い（図１１参照）。 Further, in the above description, the case where the device 400 transmits the reference signal in all the slots has been described, but in the present embodiment, the reference signal is included in the slot and transmitted only when the directivity needs to be updated. (See FIG. 11).

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。なお、本実施の形態において、通信システムの構成は、実施の形態１で説明した図１と同一であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態において、受信装置の構成は、実施の形態１で説明した図４と同一構成であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態において、通信システムの動作は、実施の形態１で説明した図５、図１１と同一構成であるので、その説明を省略する。 (Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration of the communication system is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted. Further, in the present embodiment, the configuration of the receiving device is the same as that of FIG. 4 described in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted. Further, in the present embodiment, the operation of the communication system has the same configuration as that of FIGS. 5 and 11 described in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.

＜送信装置の構成＞
本実施の形態に係る送信装置５００の構成につき、図１６を参照しながら、以下に詳細に説明する。なお、図１６において、図２と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。 <Configuration of transmitter>
The configuration of the transmission device 500 according to the present embodiment will be described in detail below with reference to FIG. In FIG. 16, the parts having the same configuration as that of FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図１６に示す送信装置５００は、図２に示した送信装置１００と比較して、移相器１０６−１−１〜１０６−Ｍ−Ｎの代わりにＦＩＲフィルタ５０１−１−１〜５０１−Ｍ−Ｎを備え、位相計算器１０７−１〜１０７−Ｍの代わりにタップ係数計算器５０２−１〜５０２−Ｍを備える。 The transmitter 500 shown in FIG. 16 has an FIR filter 501-1-1 to 501-M instead of the phase shifter 1061-1 to 106-MN as compared with the transmitter 100 shown in FIG. -N is provided, and the tap coefficient calculators 501-1 to 502-M are provided instead of the phase calculators 107-1 to 107-M.

各変調部１０５−ｋは、送信信号生成部１０４−ｋから出力された送信信号＃ｋを変調してＦＩＲフィルタ５０１−ｋ−１〜５０１−ｋ−Ｎに出力する。 Each modulation unit 105-k modulates the transmission signal #k output from the transmission signal generation unit 104-k and outputs it to the FIR filters 501-k-1 to 501-k-N.

各ＦＩＲフィルタ５０１−ｋ−ｊは、アンテナ素子１１０−ｊ毎に、タップ係数計算器５０２−ｋが計算したタップ係数でフィルタを構成し、変調部１０５−ｋから出力された送信信号＃ｋをフィルタに通すことにより、送信信号＃ｋの位相を調整する。ＦＩＲフィルタ５０１−１−ｊ〜５０１−Ｍ−ｊは、移相後の送信信号＃ｋを加算部１０８−ｊに出力する。 Each FIR filter 501-k-j constitutes a filter with a tap coefficient calculated by the tap coefficient calculator 502-k for each antenna element 110-j, and transmits a transmission signal # k output from the modulation unit 105-k. The phase of the transmission signal #k is adjusted by passing it through a filter. The FIR filters 501-1-j to 501-M-j output the transmission signal #k after the phase shift to the addition unit 108-j.

各タップ係数計算器５０２−ｋは、アンテナ素子１１０−ｊ毎に、受信装置２００による過去の各参照信号＃ｊの受信タイミングに基づく回線推定値に基づいて、指向性を形成するためのタップ係数を計算する。タップ係数計算器５０２−ｋは、ＦＩＲフィルタ５０１−ｋ−１〜５０１−ｋ−Ｎにタップ係数を出力する。 Each tap coefficient calculator 502-k has a tap coefficient for forming directivity for each antenna element 110-j based on a line estimated value based on the reception timing of each past reference signal # j by the receiving device 200. To calculate. The tap coefficient calculator 501-k outputs the tap coefficient to the FIR filters 501-k-1 to 501-k-N.

以上のように、本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

また、本実施の形態において、送信装置５００の加算部１０８−１〜１０８−Ｎの機能、および、無線送信部１０９−１〜１０９−Ｎの機能を実施の形態２で説明したように変更すれば、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。 Further, in the present embodiment, the functions of the addition units 108-1 to 108-N of the transmission device 500 and the functions of the wireless transmission units 109-1 to 109-N are changed as described in the second embodiment. For example, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.

なお、タップ係数を推定する場合、過去の履歴を用いることもできる。この場合、過去に推定したタップ係数と位置情報とを対応付けて記憶しておくことで、指向性制御を早期に収束させることができる。また、タップ係数の推定を逐次行い、その変化を観測することにより、受信装置の移動速度の推定等に利用することができる。また、タップ係数を分析して過去のものと比較することにより、受信装置若しくは障害物等の位置若しくは方向を推定することができる。 When estimating the tap coefficient, the past history can also be used. In this case, the directivity control can be converged at an early stage by storing the tap coefficient estimated in the past and the position information in association with each other. Further, by sequentially estimating the tap coefficient and observing the change, it can be used for estimating the moving speed of the receiving device and the like. In addition, the position or direction of the receiving device or obstacle can be estimated by analyzing the tap coefficient and comparing it with the past one.

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。実施の形態４では、受信装置が複数のアンテナ素子を有する場合について説明する。 (Embodiment 4)
Next, Embodiment 4 of the present invention will be described. In the fourth embodiment, a case where the receiving device has a plurality of antenna elements will be described.

なお、本実施の形態において、通信システムの構成は、実施の形態１で説明した図１と同一であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態において、送信装置の構成は、実施の形態１で説明した図２と同一構成であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態において、通信システムの動作は、実施の形態１で説明した図５、図１１と同一構成であるので、その説明を省略する。 In the present embodiment, the configuration of the communication system is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted. Further, in the present embodiment, the configuration of the transmission device is the same as that of FIG. 2 described in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted. Further, in the present embodiment, the operation of the communication system has the same configuration as that of FIGS. 5 and 11 described in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.

＜受信装置の構成＞
本実施の形態に係る受信装置６００の構成につき、図１７を参照しながら、以下に詳細に説明する。 <Configuration of receiver>
The configuration of the receiving device 600 according to the present embodiment will be described in detail below with reference to FIG.

受信装置６００は、Ｌ本のアンテナ６０１−１〜６０１−Ｌと、Ｌ個の無線受信部６０２−１〜６０２−Ｌと、Ｌ＋Ｎ−１個の相関器６０３−１−１〜６０３−１−Ｎ、６０３−２〜６０３−Ｌと、送信制御情報計算部６０４と、Ｌ個のＦＩＲフィルタ６０５−１〜６０５−Ｌと、加算部６０６と、復調部６０７と、を有している。 The receiving device 600 includes L antennas 601-1 to 601-L, L wireless receiving units 602-1 to 602-L, and L + N-1 correlators 603-1 to 603-1. It has N, 6032 to 603-L, a transmission control information calculation unit 604, L FIR filters 605-1 to 605-L, an addition unit 606, and a demodulation unit 607.

各無線受信部６０２−ｉ（ｉは、１≦ｉ≦Ｌを満たす整数）は、アンテナ６０１−ｉに受信された受信信号に対して増幅、ダウンコンバート等の無線処理を行い、相関器６０３−ｉ及びＦＩＲフィルタ６０５−ｉに出力する。なお、無線受信部６０２−１は、無線処理後の受信信号を相関器６０３−１−１〜６０３−１−Ｎに出力する。 Each radio receiving unit 602-i (i is an integer satisfying 1 ≦ i ≦ L) performs radio processing such as amplification and down-conversion on the received signal received by the antenna 601-i, and correlators 603-. Output to i and FIR filter 605-i. The wireless reception unit 602-1 outputs the received signal after the wireless processing to the correlator 603-1 to 603-1-N.

相関器６０３−１−１〜６０３−１−Ｎは、無線受信部６０２−１から出力された受信信号と参照信号＃１〜＃Ｍの既知パターンとの相関演算を行って相関値を算出し、算出した相関値を送信制御情報計算部６０４に出力する。また、相関器６０３−１−１は、算出した相関値をＦＩＲフィルタ６０５−１に出力する。 The correlator 603-1 to 603-1-N calculates the correlation value by performing a correlation calculation between the received signal output from the wireless receiver 602-1 and the known pattern of the reference signals # 1 to # M. , The calculated correlation value is output to the transmission control information calculation unit 604. Further, the correlator 603-1-1 outputs the calculated correlation value to the FIR filter 605-1.

相関器６０３−ｉ（この場合、ｉは１以外）は、受信信号と参照信号＃１の既知パターンとの相関演算を行って相関値を算出し、算出した相関値をＦＩＲフィルタ６０５−ｉに出力する。 The correlator 603-i (in this case, i is other than 1) calculates the correlation value by performing the correlation calculation between the received signal and the known pattern of the reference signal # 1, and transfers the calculated correlation value to the FIR filter 605-i. Output.

送信制御情報計算部６０４は、相関器６０３−１−１〜６０３−１−Ｎから出力された相関値に基づいて参照信号＃１〜＃Ｎの受信タイミングを検出し、受信タイミングに基づいて回線推定を行い、回線推定値を示す情報を含むフィードバック情報を生成して基地局３００に送信する。 The transmission control information calculation unit 604 detects the reception timing of the reference signals # 1 to #N based on the correlation value output from the correlator 603-1 to 603-1-N, and the line is based on the reception timing. The estimation is performed, feedback information including information indicating the line estimated value is generated, and the feedback information is transmitted to the base station 300.

ＦＩＲフィルタ６０５−ｉは、相関器６０３−ｉ（ｉ＝１の場合、相関器６０３−１−１）から出力された相関値を用いて、無線受信部６０２−ｉから出力された受信信号に対してフィルタリング処理（回線変動の補償）を行って加算部６０６に出力する。 The FIR filter 605-i uses the correlation value output from the correlator 603-i (in the case of i = 1, the correlator 603-1-1) to obtain the received signal output from the wireless receiver 602-i. On the other hand, filtering processing (compensation for line fluctuation) is performed and output to the addition unit 606.

加算部６０６は、ＦＩＲフィルタ６０５−１〜６０５−Ｌから出力されたフィルタリング処理後の受信信号を加算して最大比合成を行った後に復調部６０７に出力する。 The addition unit 606 adds the received signals after the filtering process output from the FIR filters 605-1 to 605-L, performs maximum ratio synthesis, and then outputs the signals to the demodulation unit 607.

復調部６０７は、加算部６０６から出力された加算した受信信号に含まれるパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行い、チャネル推定値を用いてデータシンボルのチャネル変動を補償する。その後、復調部６０７は、データシンボルを復調し、データを取り出す。 The demodulation unit 607 performs channel estimation using the pilot symbol included in the added received signal output from the addition unit 606, and compensates for the channel variation of the data symbol using the channel estimation value. After that, the demodulation unit 607 demodulates the data symbol and takes out the data.

このように、本実施の形態によれば、受信装置が複数のアンテナ素子を有する場合において、上記実施の形態１〜３と同等の効果を得ることができる。また、タイミング同期は、参照信号のうちの１つのパターンだけ取れば良く、フィードバック用回線推定は１ブランチ分だけ行えば良いので、受信装置全体の構成を簡単にすることができる。 As described above, according to the present embodiment, when the receiving device has a plurality of antenna elements, the same effect as that of the above-described first to third embodiments can be obtained. Further, the timing synchronization only needs to take one pattern of the reference signal, and the feedback line estimation needs to be performed for only one branch, so that the configuration of the entire receiving device can be simplified.

なお、本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment in terms of the type, arrangement, number, etc. of the members, and deviates from the gist of the invention, such as appropriately substituting its constituent elements with those having the same effect and effect. It can be changed as appropriate to the extent that it does not.

具体的には、上記各実施の形態では、回線推定値を示す情報をフィードバック情報に含める場合について説明したが、本発明はこれに限られず、タップ係数（重み係数、送信側ウェイト）等、参照信号の受信タイミングに関する他の情報をフィードバック情報に含めてもよい。 Specifically, in each of the above embodiments, the case where the information indicating the line estimated value is included in the feedback information has been described, but the present invention is not limited to this, and the tap coefficient (weighting coefficient, transmitting side weight) and the like can be referred to. Other information regarding the timing of receiving the signal may be included in the feedback information.

また、上記各実施の形態では、基地局３００を介してフィードバック情報を受信したり、送信装置と受信装置との間でフィードバック情報を直接送受信したりする場合について説明したが、本発明は、ある程度の遅延が許容される場合には携帯電話等によりフィードバック情報を通知したり、又はフィードバック情報を記憶したメモリで物理的に移動するようにしてもよい。 Further, in each of the above embodiments, the case where the feedback information is received via the base station 300 and the feedback information is directly transmitted and received between the transmitting device and the receiving device has been described, but the present invention has a certain degree. If the delay is allowed, the feedback information may be notified by a mobile phone or the like, or the feedback information may be physically moved by the stored memory.

また、本発明では、複数のアンテナ素子をグループ化して、グループ内で同一の参照信号を送信するようにしてもよく、グループ毎に指向性制御を行って指向性を強くしてもよい。また、本発明では、グループ化するアンテナ素子をユーザ毎に変えてもよい。更に、本発明では、グループ内のアンテナ素子の数を移動速度等に応じて変更してもよい。グループ内で同一の参照信号を送信する場合には、演算量を削減することができ、参照信号の送信時間を短くすることができると共に、ゲインを向上させることができる。 Further, in the present invention, a plurality of antenna elements may be grouped to transmit the same reference signal within the group, or directivity may be controlled for each group to enhance the directivity. Further, in the present invention, the antenna elements to be grouped may be changed for each user. Further, in the present invention, the number of antenna elements in the group may be changed according to the moving speed and the like. When the same reference signal is transmitted within the group, the amount of calculation can be reduced, the transmission time of the reference signal can be shortened, and the gain can be improved.

また、上記各実施の形態では、送信制御情報計算部において移相を計算する場合について説明したが、移相及び遅延成分を求めて、それらをフィードバック情報に含めてもよい。この場合には、遅延量を考慮して指向性制御を行うことができる。 Further, in each of the above embodiments, the case where the transmission control information calculation unit calculates the phase shift has been described, but the phase shift and delay components may be obtained and included in the feedback information. In this case, the directivity control can be performed in consideration of the delay amount.

本発明は、複数のアンテナ素子を用いてＭＩＭＯ伝送により通信相手に信号を送信する送信装置及びこの送信装置の通信相手であり、送信装置から送信された信号を受信する受信装置に好適である。 The present invention is suitable for a transmitting device that transmits a signal to a communication partner by MIMO transmission using a plurality of antenna elements, and a receiving device that is a communication partner of the transmitting device and receives a signal transmitted from the transmitting device.

１００、４００、５００ 送信装置
１０１ タイミング制御部
１０２ 参照信号発生部
１０３、１０５ 変調部
１０４ 送信信号生成部
１０６ 移相器
１０７ 位相計算器
１０８、１２３、６０６ 加算部
１０９ 無線送信部
１１０ アンテナ素子
１２１ タップ係数乗算部
１２４ 比較部
１２５ 修正量計算部
２００、６００ 受信装置
２０１、６０１ アンテナ
２０２、６０２ 無線受信部
２０３、６０７ 復調部
２０４、６０３ 相関器
２０５、６０４ 送信制御情報計算部
３００ 基地局
５０１、６０５ ＦＩＲフィルタ
５０２ タップ係数計算器 100, 400, 500 Transmitter 101 Timing control unit 102 Reference signal generator 103, 105 Modulation unit 104 Transmission signal generator 106 Phase shifter 107 Phase calculator 108, 123, 606 Adder unit 109 Wireless transmitter 110 Antenna element 121 tap Coefficient multiplication unit 124 Comparison unit 125 Correction amount calculation unit 200, 600 Receiver 201, 601 Antenna 202, 602 Wireless receiver 203, 607 Demodulation unit 204, 603 Correlator 205, 604 Transmission control information calculation unit 300 Base station 501, 605 FIR filter 502 tap coefficient calculator

Claims (6)

複数のアンテナ素子を用いて空間多重伝送により通信相手の受信装置に信号を送信する送信装置であって、
前記受信装置において既知であってパターンが互いに異なる、前記アンテナ素子と同数の参照信号を発生させる参照信号発生部と、
前記アンテナ素子毎に、前記受信装置による過去の前記各参照信号の受信タイミングに基づく情報を含むフィードバック情報に基づいて、データとパイロットシンボルを含む送信信号の位相を調整する位相調整部と、
前記アンテナ素子毎に、前記位相が調整された送信信号に、互いに異なる前記参照信号を重畳し、前記アンテナ素子と同数の重畳信号を出力する加算部と、
前記各重畳信号を、対応するアンテナ素子から無線送信する無線送信部と、
を具備し、
前記各アンテナ素子から送信される、前記各送信信号の振幅はほぼ同一であり、前記参照信号の振幅は前記送信信号の１つとほぼ同一である、
送信装置。 A transmitter that transmits a signal to a receiver of a communication partner by spatial multiplex transmission using a plurality of antenna elements.
A reference signal generator that generates the same number of reference signals as the antenna element, which are known in the receiving device and have different patterns from each other.
For each antenna element, a phase adjusting unit that adjusts the phase of a transmission signal including data and a pilot symbol based on feedback information including information based on the past reception timing of each reference signal by the receiving device.
An adder that superimposes different reference signals on the phase-adjusted transmission signal for each antenna element and outputs the same number of superimposed signals as the antenna element.
A wireless transmitter that wirelessly transmits each of the superimposed signals from the corresponding antenna element,
Equipped with
The amplitude of each transmitted signal transmitted from each of the antenna elements is substantially the same, and the amplitude of the reference signal is substantially the same as that of one of the transmitted signals.
Transmitter. 前記無線送信部は、前記各アンテナ素子から前記各参照信号を無指向性送信する、
請求項１に記載の送信装置。 The wireless transmission unit omnidirectionally transmits each reference signal from each of the antenna elements.
The transmitting device according to claim 1. 前記位相調整部は、
前記フィードバック情報に基づいて指向性を形成するための位相の修正量を計算する位相計算器と、
前記アンテナ素子毎に、前記位相計算器が計算した位相の修正量に基づいて前記送信信号の位相を移す移相器と、
を有する、
請求項１または請求項２に記載の送信装置。 The phase adjusting unit is
A phase computer that calculates the amount of phase correction for forming directivity based on the feedback information, and
A phase shifter that shifts the phase of the transmission signal based on the phase correction amount calculated by the phase calculator for each antenna element.
Have,
The transmitter according to claim 1 or 2. 前記位相調整部は、
前記フィードバック情報に基づいて指向性を形成するためのタップ係数を計算するタップ係数計算器と、
前記アンテナ素子毎に、前記タップ係数計算器が計算したタップ係数でフィルタを構成し、前記送信信号を前記フィルタに通すことにより前記送信信号の位相を調整するＦＩＲフィルタと、
を有する、
請求項１または請求項２に記載の送信装置。 The phase adjusting unit is
A tap coefficient calculator that calculates a tap coefficient for forming directivity based on the feedback information, and
An FIR filter that adjusts the phase of the transmission signal by forming a filter with the tap coefficient calculated by the tap coefficient calculator for each antenna element and passing the transmission signal through the filter.
Have,
The transmitter according to claim 1 or 2. 複数のアンテナ素子を用いて空間多重伝送により信号を送信する送信装置と、前記送信装置から送信された信号を受信する受信装置と、を含む通信システムであって、A communication system including a transmitting device that transmits a signal by spatial multiplexing transmission using a plurality of antenna elements and a receiving device that receives a signal transmitted from the transmitting device.
前記送信装置は、The transmitter is
前記受信装置において既知であってパターンが互いに異なる、前記アンテナ素子と同数の参照信号を発生させる参照信号発生部と、A reference signal generator that generates the same number of reference signals as the antenna element, which are known in the receiving device and have different patterns from each other.
前記アンテナ素子毎に、前記受信装置による過去の前記各参照信号の受信タイミングに基づく情報を含むフィードバック情報に基づいて、データとパイロットシンボルを含む送信信号の位相を調整する位相調整部と、For each antenna element, a phase adjusting unit that adjusts the phase of a transmission signal including data and a pilot symbol based on feedback information including information based on the past reception timing of each reference signal by the receiving device.
前記アンテナ素子毎に、前記位相が調整された送信信号に、互いに異なる前記参照信号を重畳し、前記アンテナ素子と同数の重畳信号を出力する加算部と、An adder that superimposes different reference signals on the phase-adjusted transmission signal for each antenna element and outputs the same number of superimposed signals as the antenna element.
前記各重畳信号を、対応するアンテナ素子から無線送信する無線送信部と、A wireless transmitter that wirelessly transmits each of the superimposed signals from the corresponding antenna element,
を具備し、Equipped with
前記各アンテナ素子から送信される、前記各送信信号の振幅はほぼ同一であり、前記参照信号の振幅は前記送信信号の１つとほぼ同一であり、The amplitude of each transmitted signal transmitted from each of the antenna elements is substantially the same, and the amplitude of the reference signal is substantially the same as that of one of the transmitted signals.
前記受信装置は、The receiving device is
受信信号を復調してデータを取り出す復調部と、A demodulator that demodulates the received signal and extracts data,
前記受信信号に対して前記各参照信号について相関演算を行い、前記各参照信号の受信タイミングを検出する相関器と、A correlator that performs a correlation calculation on each of the received signals for each of the reference signals and detects the reception timing of each of the reference signals.
前記各参照信号の受信タイミングに基づく情報を含むフィードバック情報を前記送信装置に送信する送信部と、A transmission unit that transmits feedback information including information based on the reception timing of each reference signal to the transmission device, and a transmission unit.
を具備する、Equipped with
通信システム。 Communications system. 複数のアンテナ素子を有する送信装置が空間多重伝送により受信装置に信号を送信する通信方法であって、
前記送信装置は、
前記受信装置において既知であってパターンが互いに異なる、前記アンテナ素子と同数の参照信号を発生させるステップと、
前記アンテナ素子毎にデータとパイロットシンボルを含む送信信号の位相を調整するステップと、
前記アンテナ素子毎に、前記位相が調整された送信信号に、互いに異なる前記参照信号を重畳し、前記アンテナ素子と同数の重畳信号を出力するステップと、
前記各重畳信号を、対応するアンテナ素子から無線送信するステップと、
を有し、
前記各アンテナ素子から送信される、前記各送信信号の振幅はほぼ同一であり、前記参照信号の振幅は前記送信信号の１つとほぼ同一であり、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信された信号を受信するステップと、
受信信号を復調してデータを取り出すステップと、
前記受信信号に対して前記各参照信号について相関演算を行い、前記各参照信号の受信タイミングを検出するステップと、
前記各参照信号の受信タイミングに基づく情報を含むフィードバック情報を前記送信装置に送信するステップと、
を有し、
前記送信装置は、
前記位相を調整するステップにおいて、前記受信装置から受信したフィードバック情報に基づいて送信信号の位相を調整する、
通信方法。 A communication method in which a transmitting device having a plurality of antenna elements transmits a signal to a receiving device by spatial multiplex transmission.
The transmitter is
A step of generating the same number of reference signals as the antenna element, which are known in the receiving device and have different patterns from each other.
The step of adjusting the phase of the transmission signal including the data and the pilot symbol for each antenna element, and
A step of superimposing the reference signals different from each other on the transmission signal whose phase is adjusted for each antenna element and outputting the same number of superimposed signals as the antenna element.
A step of wirelessly transmitting each of the superimposed signals from the corresponding antenna element,
Have,
The amplitude of each transmitted signal transmitted from each of the antenna elements is substantially the same, and the amplitude of the reference signal is substantially the same as that of one of the transmitted signals.
The receiving device is
The step of receiving the signal transmitted from the transmitter and
The step of demodulating the received signal and extracting the data,
A step of performing a correlation calculation on each of the received signals for each of the reference signals and detecting the reception timing of each of the reference signals.
A step of transmitting feedback information including information based on the reception timing of each reference signal to the transmission device, and
Have,
The transmitter is
In the step of adjusting the phase, the phase of the transmission signal is adjusted based on the feedback information received from the receiving device.
Communication method.
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