JP6991027B2 - 無線通信システム、移動局及び基地局 - Google Patents
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Description
MIMOは、送信データ(ストリーム)を複数の信号(サブストリーム)に分割し、サブストリームを複数のアンテナから同時に送信させ、複数の受信アンテナに受信させている。各アンテナで受信された信号は、それぞれの送信アンテナからのサブストリームが互いに干渉しているが、サブストリームを分離検出することで伝送レートの増加を実現している。
すなわち、1以上の送信系統を有する送信側の通信装置と、1以上の受信系統を有する受信側の通信装置とを備えた無線通信システムにおいて、受信側の通信装置が、送信系統と受信系統の組み合わせ毎にチャネル推定値を算出するチャネル推定手段と、送信系統又は受信系統のいずれかが所定の障害状況にあることを検出する障害検出手段と、所定の障害状況にあることが検出された送信系統又は受信系統に対応するチャネル推定値を、0もしくは0の近似値に置換する置換手段と、置換後のチャネル推定値に基づいて、送信系統及び受信系統のウェイトを算出するウェイト算出手段とを備えたことを特徴とする。
これにより、チャネル推定値の置換による送信系統の自由度の減少に対応するように送信側の通信装置を制御できるようになる。
これにより、チャネル推定値を置換した際に生じる演算誤差を低減させることができるようになる。
(第1実施例)
第1実施例について、図1、図2を用いて説明する。第1実施例に係るMIMO伝送システムでは、基地局と移動局共に2系統以上の送信制御部と受信制御部を備え、双方向に無線通信を行う。以下、基地局と移動局共にN個の系統の送信制御部と受信制御部を備え、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重方式)変調された信号を送受信するMIMO伝送システムを例にして説明を行うが、シングルキャリア変調においても適用可能である。
基地局は、送信制御部として、N系統に共通なMIMO送信処理部100を備えており、各系統毎に送信BB(Baseband)部101と、送信RF(Radio Frequency)部102を備えている。
また、基地局は、受信制御部として、N系統に共通なMIMO受信処理部118を備えており、各系統毎に受信BB部117と、受信RF部116を備えている。
移動局は、受信制御部として、N系統に共通なMIMO受信処理部111を備えており、各系統毎に受信RF部107と、受信BB部108を備えている。
また、移動局は、送信制御部として、N系統に共通なMIMO送信処理部113を備えており、各系統毎に送信BB部114と、送信RF部115を備えている。
基地局内の送信制御部では、MIMO送信処理部100は、移動局からのウェイト情報などのFB(Feed Back)情報データの復号結果に基づいたMIMO送信方式で、情報ビットに対して符号化、送信アンテナウェイト処理、プリアンブル挿入などの信号処理を行い、その信号を送信BB部101へ出力する。送信BB部101は、MIMO送信処理部100から入力された信号に対して、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)による周波数軸信号から時間軸信号への変換、ガードインターバルの付加等の処理を施して、送信RF部102へ出力する。送信RF部102は、送信BB部101から入力された信号に対して、D/A(Digital to Analog)変換、搬送波周波数帯への変換等を行ってスイッチ103へ出力する。スイッチ103は、送信回路とアンテナ104を接続して、送信制御部内の送信RF部102から入力された信号をアンテナ104より送信信号として出力させる。
信号訂正部110では、ri の被干渉電力が所定の閾値γより大きい場合は、チャネル推定値H^ のi系統目に対して、推定値を0に変換を施した後のチャネル推定値H^'をMIMO受信処理部111及び送信制御部内のFB情報生成部112に出力する。
また、上記の説明では、周波数軸の干渉に対する検出方法及び訂正方法を説明したが、時間軸、空間軸に拡張しても一般性は失われない。
図3より、干渉信号の検出の訂正なしの場合に比べて、訂正ありの方が特に第1ストリームと第2ストリームでの二乗誤差が低減されていることが確認できる。従って、干渉信号がある場合は0置換することで、固有モードの利得が劣化せず、直交性が保てるため、通信品質の劣化を低減することが可能である。
また、上記の説明では、固有モード伝送を前提に説明したが、例えば、空間多重MIMOにおいても適用することが可能である。
第2実施例は、第1実施例で説明した移動局にて、干渉検出部109で検出した異常系統の数に応じて、FB情報生成部112で算出する変調方式制御情報のサブストリーム数を制限する機能を備えた構成となっている。
上述したように、第2実施例によれば、例えば、複数の受信系統の内の一つが狭帯域の干渉信号の影響を受けた場合には、特定のサブキャリアに対して、サブストリーム数を制限させることで、伝送品質の劣化を低減することが可能である。
第3実施例は、第1実施例で説明した移動局にて、チャネル推定値を0に置換した際に生じる演算誤差を低減させるアルゴリズムを備えた構成となっている。
なお、上記説明では、MIMO信号検出方法としてMMSEに関して説明を行ったが、ZFを用いてもよい。
すなわち、本発明に係る移動局は、情報ビット入力に対する誤り訂正符号化処理により生成された符号化ビットがデジタル変調された変調信号を受信する移動局であって、各系統の受信信号に基づいてチャネルを推定するチャネル推定手段と、各系統の受信信号もしくはチャネル推定値から所定の干渉状況を検出する干渉検出手段と、前記干渉検出手段により前記所定の干渉状況が検出された場合には、その干渉状況に対応するチャネル推定値を0に置換する出力制御手段と、0に置換後のチャネル推定値を含むチャネル行列から固有値を算出し、当該固有値に基づく送信アンテナウェイト及び受信アンテナウェイトに関するウェイト情報を算出する算出手段と、チャネル行列及び前記算出したウェイト情報に基づいて全系統の受信信号を処理する復調手段と、前記算出したウェイト情報を基地局に通知する送信手段を備えることを特徴とする。
また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法や方式、そのような方法や方式を実現するためのプログラム、そのプログラムを記憶する記憶媒体などとして提供することも可能である。
Claims (5)
- 1以上の送信系統を有する送信側の通信装置と、1以上の受信系統を有する受信側の通信装置とを備え、前記送信側の通信装置と前記受信側の通信装置が1対1で通信を行う無線通信システムにおいて、
前記受信側の通信装置が、
前記送信系統と前記受信系統の組み合わせ毎にチャネル推定値を算出するチャネル推定手段と、
前記受信系統に対する所定以上の干渉電力が発生した場合、もしくは前記送信系統又は前記受信系統のいずれかに故障が発生した場合に、障害状況であることを検出する障害検出手段と、
前記障害状況であることが検出された前記送信系統又は前記受信系統に対応するチャネル推定値を、0もしくは0の近似値に置換する置換手段と、
置換後のチャネル推定値に基づいて、前記送信系統及び前記受信系統のウェイトを算出するウェイト算出手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記受信側の通信装置が、置換後のチャネル推定値に基づいて、前記送信側の通信装置で送信に用いるサブストリームの数を制限するための制御情報を生成し、当該制御情報を前記送信側の通信装置に送信することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1又は請求項2に記載の無線通信システムにおいて、
前記受信側の通信装置が、前記送信系統及び前記受信系統のウェイトを行列表現したウェイト行列に対する逆行列の公式を用いた演算に基づいて、前記送信側の通信装置から受信した信号を復調することを特徴とする無線通信システム。 - 1以上の送信系統を有する1つの基地局から無線により送信された信号を受信する、1以上の受信系統を有する移動局において、
前記送信系統と前記受信系統の組み合わせ毎にチャネル推定値を算出するチャネル推定手段と、
前記受信系統に対する所定以上の干渉電力が発生した場合、もしくは前記送信系統又は前記受信系統のいずれかに故障が発生した場合に、障害状況であることを検出する障害検出手段と、
前記障害状況であることが検出された前記送信系統又は前記受信系統に対応するチャネル推定値を、0もしくは0の近似値に置換する置換手段と、
置換後のチャネル推定値に基づいて、前記送信系統及び前記受信系統のウェイトを算出するウェイト算出手段と、
を備えたことを特徴とする移動局。 - 1以上の送信系統を有する1つの移動局から無線により送信された信号を受信する、1以上の受信系統を有する基地局において、
前記送信系統と前記受信系統の組み合わせ毎にチャネル推定値を算出するチャネル推定手段と、
前記受信系統に対する所定以上の干渉電力が発生した場合、もしくは前記送信系統又は前記受信系統のいずれかに故障が発生した場合に、障害状況であることを検出する障害検出手段と、
前記障害状況であることが検出された前記送信系統又は前記受信系統に対応するチャネル推定値を、0もしくは0の近似値に置換する置換手段と、
置換後のチャネル推定値に基づいて、前記送信系統及び前記受信系統のウェイトを算出するウェイト算出手段と、
を備えたことを特徴とする基地局。
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- 2017-09-26 JP JP2017185290A patent/JP6991027B2/ja active Active
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