JPWO2009078472A1 - COMMUNICATION METHOD, SYSTEM, AND COMMUNICATION DEVICE - Google Patents
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Abstract
空間多重通信に伴う通信阻害を軽減することである。複数の空間ストリームに、伝搬路予測に基づいて優先度を付け、優先度の高い空間ストリームに優先度の高いデータを割り当てる空間多重通信方法が得られる。このような構成の採用により、伝搬路特性の時間変化に追従するための逆方向の通信頻度を減らす事により、通信阻害せずに逆方向の通信リソースを有効活用でき、また、通信阻害が発生しにくく再送制御による遅延を生じにくくする目的を達成する。It is to reduce communication hindrance associated with spatial multiplexing. A spatial multiplexing communication method can be obtained in which priorities are assigned to a plurality of spatial streams based on propagation path prediction, and data with high priority is assigned to spatial streams with high priority. By adopting such a configuration, it is possible to effectively utilize communication resources in the reverse direction without hindering communication by reducing the frequency of communication in the reverse direction to follow the time change of the propagation path characteristics, and communication hindrance occurs. The object of making it difficult to cause delay due to retransmission control is achieved.
Description
本発明は、空間多重通信方法、システム、及び送受信機等の通信装置に関する。 The present invention relates to a spatial multiplexing communication method, system, and communication apparatus such as a transceiver.
この種の空間多重通信は映像情報、音声情報等のマルチメディア情報を送受するために用いられている。このようなマルチメディア情報には、重要さに応じて優先度が設定できる。例えば、映像情報として音声と画像が同時に送信される時は、音声情報は画像情報より優先度が高い。また、スケーラブル符号化は、同じマルチメディア情報から量子化の粗さの異なる複数の情報を生成し、これによって、優先度が異なる情報を生成している。更に、画像符号化には、興味範囲(ROI:Region of interest)という優先度の高い範囲の概念がある。解像度を上げるとデータ量が増えるが、アニメ画像の境界や文字などの重要部分のみの解像度を上げることはデータ量を上げないで解像度を上げる有効な手段である(非特許文献1、非特許文献2参照)。このように、マルチメディア情報はその情報の特徴による優先度がある(非特許文献12参照)。例えば、データの品質を保証しない優先度をバックグラウンド、ベストエフォート、データの品質を保証する優先度はギャランティといい、データにより更に細かく優先度が規定されている(非特許文献13参照)。
スケーラビリティには、SNRスケーラビリティ、空間スケーラビリティ、時間スケーラビリティ、ROIスケーラビリティがある。
スケーラビリティ符号化は、同じ情報元から品質の低い少ない量のデータを生成できると共に、品質の高い多いデータを生成することができる。
これは、放送通信において、同一データ配信で、品質の異なる複数のタイプの通信を可能にするものである。
具体的には、JPEG2000,H.264,MPEG4,MPEG4 AACなどの多くの標準方式がある。例として、空間スケーラビリティを用いて説明すると、スケーラブル符号化は、最も解像度の低い基本レイヤと、それと合わせて解像度を上げるための拡張レイヤのデータ列を送信する。
受信側では、各々の装置の処理能力に応じて選択的に受信する。解像度の低い携帯端末は基本レイヤのみを受信し、他の情報は受信せず破棄する。大きな表示部を持つ装置は基本レイヤに加えて拡張レイヤのデータ列を全て受信して解像度を高める。(非特許文献1、非特許文献2参照)。
一方、特定の1つもしくは複数の送受信機間で通信を行うパーソナル通信では、空間多重通信(MIMO:Multi Input Multi Output)が行なわれる。MIMOには、受信側で伝搬路計算をするSDM(Space Division Multiplexing)の他に、送受信機間の伝搬路特性から計算したウェイトを送信側で乗算して高速化するE−SDM(Eigenbeam−Space Division Multiplexing)やW−SDM(Weighted−Space Division Multiplexing)がある(特許文献2参照)。
例として、図11に固有値を用いた空間多重方法であるE−SDMを示す。
M本の送信アンテナ703、N本の受信アンテナ705で構成する伝搬路の空間多重ストリーム数mの最大値はm≦min(M,N)で与えられる。min(M,N)は、MかNのどちらか小さい数値である。伝搬路特性の相互相関が問題とならない時はm=min(M,N)が得られ、問題となる場合は固有値の数が減りm<min(M,N)となる。
周波数分割複信方式(FDD方式)では、上りと下りの周波数が異なるために伝搬路特性が異なるため、受信側で、送信側から受信側に送られた既知信号(もしくは擬似的に既知信号として取り扱うことのできる正しく受信された信号)を受信する際、受信側で既知信号の複素共役を乗算し、雑音の影響を除くために平均化して伝搬路特性を計算する。結果として、送信アンテナjと受信アンテナk間の伝搬路計算値hkj(k=1,2,…N,j=1,2,…M)を得る。
既知信号は、アンテナ毎に伝搬路を判別するための信号であり、同一時間に送信の場合はアンテナ毎に異なる信号であるが、上りのサウンディングなど時間指定するときは同じ信号でも良い。この伝搬路計算値を用いて伝搬路行列H(704)を得る。
特異値分解などを用いて、相関行列HHHとHHHの共通の固有値λi(i=1,2,…m)を求める。
{・}Hは行列の複素共役転置を表す。
相関行列HHHの固有値λiに対する固有ベクトルet,i、相関行列HHHの固有値λiに対する固有ベクトルer,iを用いて、送信側ウェイトEt(702)及び受信側ウェイトEr H(706)を以下に設定する事で固有値伝送を行う。
固有値、固有ベクトルの求め方には、特異値分解の他に、ラグランジュ法、QR分解、シュール分解、Householder法、BD法など多くの方法が提案されている(非特許文献5参照)。
このとき、第i空間ストリームに割り付ける信号Siにより構成するS(703)と、送信アンテナ(または偏波)jで伝送する信号xjの関係は以下になる。
ここで、yt,i,j(i=1,2,…,m,j=1,2,…M)は空間ストリームλiの固有ベクトルet,iの要素であり、αiは各空間ストリームの電力制御に用いるゲインである。
αiは、各空間ストリームの固有値と受信側の雑音情報と空間ストリームの総電力にから、注水定理により決定する。これにより、第i空間ストリームの信号対雑音比SNRiが決定すると、通信容量の上限Ciを決定できる(特許文献3参照)。
このとき、Wは通信帯域、σ2は受信側の雑音、Piは送信側で設定する電力である。
実際のシステムの例では、受信側の移動局が伝搬路情報によって、システムで用意される離散的な値の中から電力及びデータレートを指定する。伝搬路情報の従来例としては単位ブロック当たりのデータ量を選択するCQI(Channel Quality Indicator)、ウェイトを通知するPCI(Precoding control indicator)やCodebook Indexがあり、ウェイト更新間隔Precoding update Intervalについても検討されている(非特許文献10、非特許文献11、非特許文献12参照)。
その後に、スケジューラがデータレートに合わせてデータを割り付ける。
受信信号R(707)は、以下のように与えられる。
W−SDMでは、伝搬路特性に基づいて送信側では送信電力制御及び伝送レート制御のみを行う。従って、空間ストリーム数m=Mであり、αiを空間ストリーム毎に制御するのみである。
受信側では、いくつかの方法があり、例えばZF(Zero forcing)とMMSE(Minimum Mean Square Error)がある。
ZFの受信ウェイトをWr_ZF、MMSEの送信ウェイトをWr_MMSEとすると、以下のようである。
ここでσ2は受信側雑音、Iは単位行列である。
送信する情報を各空間ストリームで送信可能なデータレートに分配して送信する事で、無線リソースを有効活用して伝送できる(非特許文献7、非特許文献8参照)。
また、周波数分割複信方式(FDD)においては、上りと下りで周波数が異なる為、伝搬路特性も異なる。従って、下りで固有値伝送を行う場合は上りから下りに、上りで固有値伝送を行う場合は下りから上りにEtを通知する必要がある(特許文献1参照)。
この通知する信号を削減するためのコードブックという符号化方法がある(非特許文献3参照)。
時分割複信方式(TDD)においては、FDDと同じ方法を用いる場合もあるが、上りと下りの伝搬路特性が等しい為、送信側で伝搬路特性を計算できる。この場合は、伝搬路計算を行う元になる信号を受信側から送信側に送信する必要がある。送信信号は、プリアンブルやサウンディングという既知信号の送信を行う方法が一般的であるが、先に述べる再送制御において、ACK、NACKなどの制御信号を代わりに用いた無線リソース削減方法も提案されている(非特許文献7参照)。
送信側で符号化し、受信側で復号する事により復号データ誤りを含むかどうかを判定出来る。そして、受信側から送信側に受信データが誤りを含むかどうかをACK、NACK信号で通知し、再送制御を行う方法がある(特許文献1参照)。
また、送信ウェイト更新を頻繁に行わない時、最大固有値の空間ストリームは劣化しやすい事が報告されている(非特許文献4参照)。
関連する技術として、伝搬路の変動を予測するチャネル行列変動予測と(特許文献4参照)、送信順序を受信側から送信側に指定するオーダリング(特許文献5参照)、データの優先度に応じた適応変調を行う優先度制御(特許文献6参照)がある。
Scalability includes SNR scalability, spatial scalability, temporal scalability, and ROI scalability.
Scalability coding can generate a small amount of data with low quality from the same information source and can also generate data with high quality.
This enables a plurality of types of communication with different quality in the same data distribution in broadcast communication.
Specifically, JPEG2000, H.264. There are many standard systems such as 264, MPEG4, MPEG4 AAC. As an example, when described using spatial scalability, scalable coding transmits a base layer with the lowest resolution and a data string of an enhancement layer for increasing the resolution together with the base layer.
On the receiving side, reception is selectively performed according to the processing capability of each device. A portable terminal with a low resolution receives only the base layer and discards other information without receiving it. A device having a large display unit increases the resolution by receiving all the data strings of the enhancement layer in addition to the base layer. (Refer
On the other hand, in personal communication in which communication is performed between one or more specific transceivers, spatial multiplex communication (MIMO: Multi Input Multi Output) is performed. In addition to SDM (Space Division Multiplexing) in which propagation path calculation is performed on the receiving side, MIMO includes E-SDM (Eigenbeam-Space) in which weights calculated from propagation path characteristics between transmitters and receivers are multiplied on the transmission side for speeding up. There are Division Multiplexing (W) and W-SDM (Weighted-Space Division Multiplexing) (see Patent Document 2).
As an example, FIG. 11 shows E-SDM, which is a spatial multiplexing method using eigenvalues.
The maximum value of the number m of spatially multiplexed streams in the propagation path constituted by
In the frequency division duplex method (FDD method), the uplink and downlink frequencies are different, so the propagation path characteristics are different. Therefore, on the receiving side, a known signal (or a pseudo known signal) sent from the transmitting side to the receiving side is used. When a correctly received signal that can be handled) is received, the reception side multiplies the complex conjugate of the known signal and averages it to eliminate the influence of noise to calculate the propagation path characteristics. As a result, a propagation path calculation value hkj (k = 1, 2,... N, j = 1, 2,... M) between the transmitting antenna j and the receiving antenna k is obtained.
The known signal is a signal for determining the propagation path for each antenna, and is different for each antenna when transmitting at the same time. However, the same signal may be used when specifying time such as uplink sounding. A propagation path matrix H (704) is obtained using this propagation path calculation value.
A common eigenvalue λi (i = 1, 2,..., M) of correlation matrices H H H and HH H is obtained by using singular value decomposition or the like.
{·} H represents a complex conjugate transpose of a matrix.
Eigenvector e t for the eigenvalues λi of the correlation matrix H H H, i, eigenvector e r for the eigenvalues λi of the correlation matrix HH H, with i, sender weight E t (702) and the receiving weights E r H (706) Set the following to perform eigenvalue transmission.
In addition to singular value decomposition, many methods such as Lagrangian method, QR decomposition, surreal decomposition, Householder method, and BD method have been proposed for obtaining eigenvalues and eigenvectors (see Non-Patent Document 5).
At this time, the relationship between S (703) configured by the signal Si assigned to the i-th spatial stream and the signal xj transmitted by the transmission antenna (or polarization) j is as follows.
Here, yt, i, j (i = 1, 2,..., M, j = 1, 2,... M) are elements of the eigenvectors et , i of the spatial stream λi, and αi is the power of each spatial stream. This is the gain used for control.
αi is determined by the water injection theorem from the eigenvalue of each spatial stream, the noise information on the receiving side, and the total power of the spatial stream. Thus, when the signal-to-noise ratio SNRi of the i-th spatial stream is determined, the upper limit Ci of the communication capacity can be determined (see Patent Document 3).
At this time, W is a communication band, σ 2 is noise on the receiving side, and Pi is power set on the transmitting side.
In an actual system example, the mobile station on the receiving side designates the power and data rate from the discrete values prepared by the system based on the propagation path information. Conventional examples of channel information include CQI (Channel Quality Indicator) for selecting the amount of data per unit block, PCI (Precoding Control Indicator) for notifying the weight, and Codebook Index, and the weight update interval Precoding update is also considered. (See Non-Patent
Thereafter, the scheduler allocates data according to the data rate.
Received signal R (707) is given as follows.
In W-SDM, only transmission power control and transmission rate control are performed on the transmission side based on propagation path characteristics. Therefore, the number of spatial streams m = M, and αi is only controlled for each spatial stream.
On the receiving side, there are several methods, for example, ZF (Zero Forcing) and MMSE (Minimum Mean Square Error).
Assuming that the reception weight of ZF is W r_ZF and the transmission weight of MMSE is W r_MMSE , it is as follows.
Here, σ 2 is reception side noise, and I is a unit matrix.
By distributing and transmitting the information to be transmitted to the data rate that can be transmitted in each spatial stream, it is possible to transmit the radio resource effectively (see Non-Patent Document 7 and Non-Patent Document 8).
In addition, in frequency division duplex (FDD), the frequency characteristics are different between upstream and downstream, so that the propagation path characteristics are also different. Therefore, the downlink from the uplink when performing eigenvalue transmitted in downlink, when performing eigenvalue transmitted uplink needs to notify the E t in the uplink from the downlink (see Patent Document 1).
There is an encoding method called a code book for reducing the signal to be notified (see Non-Patent Document 3).
In the time division duplex (TDD) method, the same method as FDD may be used, but since the uplink and downlink channel characteristics are equal, the channel characteristics can be calculated on the transmission side. In this case, it is necessary to transmit a signal from which the propagation path calculation is performed from the reception side to the transmission side. As a transmission signal, a method of transmitting a known signal such as a preamble or sounding is generally used, but a radio resource reduction method using a control signal such as ACK or NACK instead in the retransmission control described above has been proposed. (Refer nonpatent literature 7).
It is possible to determine whether or not a decoded data error is included by encoding on the transmission side and decoding on the reception side. There is a method of performing retransmission control by notifying whether or not received data includes an error from the receiving side to the transmitting side using an ACK or NACK signal (see Patent Document 1).
Further, it has been reported that when the transmission weight is not frequently updated, the spatial stream having the maximum eigenvalue is likely to deteriorate (see Non-Patent Document 4).
As related technologies, channel matrix fluctuation prediction for predicting propagation path changes (see Patent Document 4), ordering for specifying the transmission order from the reception side to the transmission side (see Patent Document 5), and the priority of data There is priority control for performing adaptive modulation (see Patent Document 6).
しかしながら、特許文献1〜6、及び、非特許文献1〜13に記載された方法はいずれも、次のような問題点を有している。第1の問題点は、伝搬路特性の変化に追従するために頻繁に逆方向の通信を行うため、リソースを無駄に使用してしまうということである。
具体的に説明すると、周波数複信方式(FDD)においては、受信側で計算した伝搬路特性を符号化した伝搬路情報が送信側へ通知されている。また、時分割複信方式(TDD)においては、FDDと同様の方法が採用される一方、また別な方法として、送信側で伝搬路特性を計算する為に、受信側から送信側に送られる既知信号もしくは既知信号の代わりの信号の送信が行われる方法が採用されることもある。
第2の問題点は、再送制御によって生じる遅延である。
その理由は、通信中に誤りが発生すると、受信側から送信側に再送要求し、送信側から再送して再度受信するために時間が掛かるためである(再送制御は非特許文献6参照)。
第3の問題点は、E−SDMでは、ウェイト更新のための計算が頻繁に行われるということである。その理由は、伝搬路特性の変化に追従するために、伝搬路特性の取得とそれに基づくウェイト計算を頻繁に行う為である。
このような問題点のために、従来の通信方法では、マルチメディア通信の停止、例えば、映像停止等の通信阻害が発生する場合があった。However, all the methods described in
More specifically, in frequency duplex (FDD), propagation path information obtained by encoding propagation path characteristics calculated on the reception side is notified to the transmission side. In the time division duplex (TDD) method, the same method as FDD is adopted. Alternatively, in order to calculate the propagation path characteristic on the transmission side, it is sent from the reception side to the transmission side. A method in which a known signal or a signal in place of the known signal is transmitted may be employed.
The second problem is a delay caused by retransmission control.
The reason is that if an error occurs during communication, it takes time to make a retransmission request from the reception side to the transmission side, retransmit from the transmission side, and receive again (refer to
A third problem is that in E-SDM, calculation for weight update is frequently performed. The reason is that, in order to follow the change of the propagation path characteristic, the acquisition of the propagation path characteristic and the weight calculation based on it are frequently performed.
Due to such a problem, in the conventional communication method, there is a case where multimedia communication is stopped, for example, communication hindrance such as video stop occurs.
更に、特許文献4及び6は、伝搬路の予測に基づいて送信データの優先度に応じた伝送方式を選択することを開示しているだけである。
本発明では、複数の空間ストリームの劣化予測と送信データの優先度を明確に関連づけることによって、優先度付きデータの通信を阻害せず、無線リソースを有効に活用し、再送制御による遅延を削減し、送信ウェイト計算頻度を削減できる。
具体的に云えば、本発明の原理は、複数の空間ストリームに空間の劣化予測(伝搬路予測)に基づいて、空間ストリームに優先度を与え、当該空間ストリームの優先度を考慮して送信データを割り付けることにより、再送制御等による悪影響を軽減することにある。
即ち、本発明によれば、複数の多重ストリームに、伝搬路予測に基づいて優先順位を付け、優先順位の高い多重ストリームに優先度の高いデータを割り当てる通信方法が得られる。具体的には、本発明の特定送受信機間の優先度付きデータの空間多重通信方法は、優先度割付部と、空間多重送信部と、空間多重受信部と、優先度付き復号手段と、伝搬路推定手段と、伝搬路予測優先度判定手段とを備え、劣化しにくい空間ストリームに高い優先度の優先度付きデータを割り付けるように動作する。
このような構成を採用し、優先度付きデータの通信の場合は、伝搬路特性の時間変化に追従するための逆方向の通信頻度を減らす事により、通信阻害せずに逆方向の通信リソースを有効活用でき、E−SDMなどの送信側でも伝搬路特性追従のためのウェイト計算が必要な方法を用いる場合には、伝搬路特性追従ためのウェイト計算処理回数を低減でき、また、通信阻害の発生を少なくし、再送制御による遅延を軽減できる。Further,
In the present invention, by clearly associating degradation predictions of a plurality of spatial streams and priority of transmission data, communication of data with priority is not inhibited, radio resources are effectively used, and delay due to retransmission control is reduced. The transmission weight calculation frequency can be reduced.
Specifically, the principle of the present invention is to assign priority to a spatial stream based on spatial degradation prediction (propagation channel prediction) to a plurality of spatial streams, and to consider transmission data in consideration of the priority of the spatial stream. Is to reduce the adverse effects of retransmission control and the like.
That is, according to the present invention, it is possible to obtain a communication method in which priorities are assigned to a plurality of multiplexed streams based on propagation path prediction, and data with high priority is assigned to the multiplexed streams with high priority. Specifically, the spatial multiplexing communication method for prioritized data between specific transceivers according to the present invention includes a priority allocation unit, a spatial multiplexing transmission unit, a spatial multiplexing reception unit, a priority decoding unit, and propagation. A path estimation means and a propagation path prediction priority determination means, which operate so as to assign high priority data with high priority to a spatial stream that is not easily degraded.
Adopting such a configuration, in the case of data communication with priority, by reducing the communication frequency in the reverse direction to follow the time variation of the propagation path characteristics, communication resources in the reverse direction can be saved without hindering communication. When using a method that requires effective weight calculation for tracking the propagation path characteristics on the transmitting side, such as E-SDM, the number of weight calculation processes for tracking the propagation path characteristics can be reduced, and communication obstruction can be prevented. Occurrence can be reduced and delay due to retransmission control can be reduced.
本発明によれば、優先度付きデータの通信を阻害せず、受信側から送信側への無線リソースを有効活用できることにある。その理由は、空間ストリームの時間変化による品質劣化を予測して優先度を空間ストリームに設定し、空間ストリームの優先度に従って優先度付きデータを割り付ける事で、伝搬路特性の追従頻度を減らしても、優先度付きデータの通信は阻害されないためである。
更に、本発明では、E−SDMでは、優先度付きデータの通信を停止しないで、送信ウェイト計算頻度を削減できることにある。その理由は、伝搬路特性の時間変化に追従するための送信ウェイトの計算頻度を減らしても、優先度の高い優先度付きデータが誤り無く通信でき通信阻害されないためである。According to the present invention, it is possible to effectively utilize radio resources from the reception side to the transmission side without hindering communication of data with priority. The reason for this is that even if the quality of the spatial stream is predicted to change over time, the priority is set to the spatial stream, and data with priority is assigned according to the priority of the spatial stream. This is because communication of data with priority is not hindered.
Furthermore, according to the present invention, the E-SDM can reduce the transmission weight calculation frequency without stopping communication of data with priority. The reason is that even if the transmission frequency calculation frequency for following the time variation of the propagation path characteristics is reduced, the priority-added data with high priority can be communicated without error and communication is not hindered.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る通信システムを説明するためのブロック図である。
図2は、本発明に係る通信システムの動作を概略的に説明刷るフローチャートである。
図3は、本発明の第2の実施形態に係る通信システムを説明するブロック図である。
図4は、第1の実施形態に係る通信システムの動作を具体的に説明するフローチャートである。
図5は、第1の発明を実施するための最良の形態の動作を示す流れ図である。
図6は、第1の発明を実施するための最良の形態の動作を示す流れ図である。
図7A〜図7Eは、本発明の他の実施例を説明するための構成を示すブロック図である。
図8A〜図8Eは、本発明の他の実施例を説明するための構成を示すブロック図である。
図9A〜図9Dは、本発明の他の実施例を説明するための構成を示すブロック図である。
図10A及び図10Bは、本発明の他の実施例を説明するための構成を示す模式図である。
図11は、従来例を説明するための模式図である。
図12A及び図12Bは、本発明の第3の実施形態を説明するブロック図である。
図13は、第3の実施形態に係るシステムの動作を説明するフローチャートである。FIG. 1 is a block diagram for explaining a communication system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for schematically explaining the operation of the communication system according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a communication system according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart for specifically explaining the operation of the communication system according to the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the best mode for carrying out the first invention.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the best mode for carrying out the first invention.
7A to 7E are block diagrams showing a configuration for explaining another embodiment of the present invention.
8A to 8E are block diagrams showing a configuration for explaining another embodiment of the present invention.
9A to 9D are block diagrams showing a configuration for explaining another embodiment of the present invention.
10A and 10B are schematic views showing a configuration for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a conventional example.
12A and 12B are block diagrams illustrating the third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of the system according to the third embodiment.
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
本発明の第1の実施の形態に係る通信システムは、特定の一つ又は複数の送受信機間の優先度付きデータ通信を行う。図1を参照すると、本発明の第1の実施の形態は、優先度割付部101と、空間多重送信部102と、空間多重受信部103と、優先度付き復号部104と、伝搬路推定部106と、伝搬路予測優先度設定部105とを含む。
伝搬路107は、特定の一つ又は複数の送受信機間の通信を行う空間多重伝搬路であり、時間と共に変化する場合がある。
伝搬路予測優先度設定部105と伝搬路推定部106は、送信側及び受信側のどちらにあっても良い。例えば、周波数分割複信方式(FDD方式)では伝搬路推定部は受信側に必要だが、時間分割複信方式(TDD方式)では、上りと下りは同じ伝搬路となるため、送受信側どちらでも可能である。
図1に示された第1の実施の形態における動作を概略的に説明する。
まず、優先度付きデータは、各々関連する異なる優先度の複数のデータ列で構成される。
ここで、データの優先度は、データの重要度に応じて付けられる。例えば、音声情報と画像情報の混在するビデオ情報においては、音声情報の方が画像情報より優先度が高く、また、スケーラブル符号化データでは、基本レイヤと呼ばれる最も品質が低く量の小さいデータの優先度は、品質を上げる為の拡張レイヤより優先度が高い。
優先度付きデータの通信の場合は、以下の動作を行い、伝搬路情報の更新周期を長くする。まず、優先度割付部101は優先度付きデータの優先度の高いものから順次、空間ストリームに割り付ける。
ここで、本発明では、空間ストリームにも優先度が付けられており、この実施形態の優先度割付部101は、優先度付きデータは、その優先度の高いものから順次、優先度の高い空間ストリームに割り付ける。
空間多重送信部102は、複数アンテナ素子もしくは単一アンテナ素子の複数偏波を用いて複数空間ストリームを形成し、空間多重送信を行う。空間多重方法には、ウェイト乗算をしない方法(SDMなど)と、ウェイト乗算をする方法(W−SDM,E−SDMなど)がある。
伝搬路推定部106は、既知信号もしくは、判定済み信号を疑似的に既知信号として用いて、その既知信号の複素共役を乗算して平均化する事により、各々の送受信アンテナ(もしくは偏波)間における空間多重伝搬路の特性を計算し、伝搬路計算値を出力する。
伝搬路予測優先度設定部105は、伝搬路計算値から各空間ストリームの劣化し易さを予測し、劣化しにくいものに高く、劣化しやすいものに低い優先度を割り付ける。
空間多重受信部103は、複数アンテナ素子もしくは単一アンテナ素子の偏波を用いて受信し、信号処理によって空間多重された信号を分離する。
優先度付き復号部104は、優先度付き符号化信号を復号する。優先度付き復号は、伝搬路特性の変化によって優先度の高い情報が誤る場合は通信阻害となるが、優先度の低い情報が誤り、優先度の高い情報が正しく伝搬されると品質劣化となり通信成功となる。
従って、本発明では、空間ストリームに優先度を割り付けることにより、伝搬路特性の追従性低下による誤りを、優先度付きデータの優先度の低い部位に偏らせることができる。これにより、通信を阻害せず、伝搬路情報の更新のための逆方向の通信頻度を減らして通信リソースを有効利用し、E−SDMにおいては伝搬路特性の送信ウェイトへの反映頻度を減らして計算回数を低減し、通信阻害し難くすることで再送制御による遅延の発生を低減する事が可能となる。
次に、図1及び図2を参照して本実施の形態の全体の動作について詳細に説明する。
本発明の第1の実施の形態は、特定の一つ又は複数の送受信機間のパーソナル通信の優先度付きデータを通信する場合におけるものである。
図1を参照すると、本発明の第1の実施の形態で送受される優先度付きデータは、各々関連する優先度の付いた複数のデータ列で構成されている。データ列の優先度は、情報の重要度に応じて付けられる。前述したように、音声情報と画像情報の混在するビデオ情報においては、音声情報は画像情報より優先度が高く、また、スケーラブル符号化データでは、基本レイヤと呼ばれる最も品質が低く量の小さいデータの優先度は、品質を上げる為の拡張レイヤより優先度が高い。
優先度付きデータは、優先度割付部101において、優先度の高いデータ列から順次、優先度の高い空間ストリームに割り付けられる。
各空間ストリームに割り付けられた優先度付きデータは、空間多重送信部102において、複数アンテナ素子もしくは単一アンテナ素子の複数偏波を用いて、伝搬路計算値から計算したウェイトを乗算され空間多重送信される。
ウェイトを乗算する方法の一つであるE−SDMについて具体的にウェイト計算方法を説明すると、伝搬路推定部106から送信される送信アンテナjと受信アンテナk間の伝搬路計算値hkj(k=1,2,…N,j=1,2,…M)から、伝搬路行列Hを得る。
特異値分解などを用いて、相関行列HHHとHHHの共通の固有値λi(i=1,2,…m)を求める。
{・}Hは行列の複素共役転置を表す。
相関行列HHHの固有値λiに対する固有ベクトルet,i、相関行列HHHの固有値λiに対する固有ベクトルer,iを用いて、送信側ウェイトEt及び受信側ウェイトEr Hを以下に設定する事で固有値伝送を行う。
このとき、第i空間ストリームに割り付ける情報Siと、送信アンテナ(または偏波)jで伝送する信号xjの関係は以下になる。
ここで、yt,i,j(i=1,2,…,m,j=1,2,…M)は空間ストリームλiの固有ベクトルet,iの要素であり、αiは各空間ストリームの電力制御に用いるゲインである。
W−SDMは、伝搬路特性に基づいて送信側で送信電力制御及び伝送レート制御のみを行う。従って、空間ストリーム数m=Mであり、αiを空間ストリーム毎に制御するのみである。
X=S 式27
伝搬路107は空間多重伝搬路である。
伝搬路推定部106は、既知信号もしくは、判定済み信号を疑似的に既知信号として用いて、その既知信号の複素共役を乗算して平均化する事により、各々の送受信アンテナ(もしくは偏波)間における空間多重伝搬路の特性を計算し、伝搬路計算値を出力する。
即ち、伝搬路推定部106では、伝搬路を通った信号に既知信号もしくは疑似既知信号の複素共役を乗算し、雑音の影響を除くために平均化して伝搬路特性を計算する動作が行われる。結果として、送信アンテナjと受信アンテナk間の伝搬路計算値hkj(k=1,2,…N,j=1,2,…M)を得る。この伝搬路計算値を用いて伝搬路行列Hを得る。
次に、伝搬路予測優先度設定部105は、伝搬路計算値から各空間ストリームの劣化し易さを予測し、劣化しにくいものに高く、劣化しやすいものに低い優先度を空間ストリームの優先度として割り付ける。
図2のフローチャートに基づいて、伝搬路予測優先度設定部105における劣化予測方法について説明すると、伝搬路計算値が入力されると(ステップa1)、空間ストリームの劣化しやすさの指標を計算し(ステップa2)、劣化しやすさに基づいて各空間ストリームの優先度を設定する(ステップa3)。
上記した伝搬路推定部106、伝搬路予測優先度設定部105、及び、優先度割付部101の動作は、ハードウェア回路によって実現できるだけでなく、ソフトウェアによっても実現できる。このことは、以下に説明する他の実施形態においても同様である。
空間多重受信部103は、複数アンテナ素子もしくは単一アンテナ素子の偏波を用いて受信し、信号処理によって空間多重送信された信号を分離する。優先度付き復号部104は、優先度付き符号化信号を復号する。
優先度付き復号は、伝搬路特性の変化によって優先度の高い情報が誤る場合は通信阻害となるが、優先度の低い情報が誤っていても優先度の高い情報が正しく伝搬されると品質劣化となるだけで通信成功となる。
従って、本発明に係る方式は、優先度割付により、伝搬路特性の追従性低下による誤りを、優先度付きデータの優先度の低い部位に偏らせる事ができる。この結果、優先度の低い情報が誤っていても、通信は阻害されることがなく、また、伝搬路特性の送信ウェイトに対する反映頻度を減らすことが可能になる。
次に、本発明の第2の発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
本発明の第2の実施の形態は、特定の一つ又は複数の送受信機間における優先度付きデータ通信に関するものであり、図3を参照すると、本発明の第2の実施の形態の動作は、優先度付きデータは、各々関連する異なる優先度の複数のデータ列で構成される情報である。
データ列に付けられる優先度は、この実施形態においても、データ列の重要度に応じて付けられる。例えば、音声情報と画像情報の混在するビデオ情報においては、音声情報は画像情報より優先度が高く、また、スケーラブル符号化データでは、基本レイヤと呼ばれる最も品質が低く量の小さいデータの優先度は、品質を上げる為の拡張レイヤより優先度が高い。
優先度付きデータは、優先度割付部201において、優先度の高いデータ列から順次、優先度の高い空間ストリームに割り付けられる。
各空間ストリームに割り付けられた優先度付きデータは、多重送信部202において、多重送信される。多重方法は、空間多重、周波数多重、時間多重がある。
伝搬路推定部206は、既知信号もしくは、判定済み信号を疑似的に既知信号として用いて、伝搬路を通った信号に既知信号の複素共役を乗算して平均化する事により、各々の伝搬路の特性を計算し、伝搬路計算値を出力する。
この実施形態では、伝搬路計算値は伝搬路予測優先度設定部205に通知され、多重送信部202には通知されていない点で、図1とは相違している。
伝搬路予測優先度設定部205は、通知される伝搬路特性から各空間ストリームの劣化し易さを予測し、劣化しにくいものに高く、劣化しやすいものに低い優先度を割り付け、各空間ストリームの優先度を出力する。
ここで言う伝搬路特性とは、信号対雑音比などであり、1度の計算から予測する場合は、値が比較値と比べて低いなどである。
また、繰り返し通信中においては、今回と前回の伝搬路計算値の変化から、各空間ストリームの安定性を判断して、安定した空間ストリームにはそうでない空間ストリームより高い優先度を設定するなどである。
通信中においてパケットを繰り返し送受信する状態では、伝搬路計算値を繰り返し計算して空間ストリームの優先度を設定し直す。
図2に示されたフローチャートを再度参照して、図3に示された伝搬路予測優先度設定部205で行われる劣化予測方法について説明する。伝搬路計算値が伝搬路予測優先度設定部205に入力されると(ステップa1)、空間ストリームの劣化しやすさの指標を計算し(ステップa2)、劣化しやすさに基づいて各空間ストリームの優先度を設定する(ステップa3)。
本実施の形態における空間ストリームは、空間多重における空間ストリームと各アンテナ間伝搬路と、また、周波数、時間多重による無線リソースを含む。
次に、本発明の第3の実施の形態に係る通信システムを具体的に説明する。
本発明の第3の実施の形態に係る通信システムは、特定の一つ又は複数の送受信機間における優先度付きデータの通信を行う。
ここで、説明の都合上、図12Aを参照すると、本発明の第3の実施の形態に係る通信システムは、切り換え部801、データ割付部802、優先度割付処理部803、切り換え部804、多重送信部805、制御部806、伝搬路推定部807、多重受信部809、優先度付き復号部810で構成される。
更に、優先度割付処理部803は、図12Bに示すように、優先度割付部813,伝搬路予測優先度設定部814によって構成されている。
図12A,図12B及び図13を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る通信システムの動作を説明する。尚、図12A及び図12Bの破線は制御信号であり、図13は制御部806の処理フローを表す。
制御部806は、データが入力されると(ステップb1)、優先度付きデータかどうかを判断し(ステップb2)、優先度付きデータでない場合は、切り換え部801、804に指示して優先度付き割付を無効にするように、データ割付部802にデータを送る(ステップb5)。制御部806はハードウェアで実現できるだけでなく、プログラムによって動作するマイクロプロセッサによっても実現できる。
ここで、優先度付きデータの定義は、各々関連する異なる優先度の複数のデータ列で構成されるデータである。優先度付きデータの優先度は、前述したように、重要度に応じて付けられる。
ここで、ステップb5の優先度付き割付を無効にするとは、従来通りの割付を行う事である。
データ割付部802は、伝搬路推定部808から送られる伝搬路情報に従って、データを空間ストリームに割り付ける。データ割付部802はハードウェアで構成されても良いし、ソフトウェアで実現されても良い。
多重送信部805は、各空間ストリームに割り付けられたきデータを、多重送信する。多重方法は、空間多重、周波数多重、時間多重がある。伝搬路807を通った信号は多重受信部809で受信され、優先度付き復号部810は受信信号を復号し、データを出力する。
また、制御部806は、伝搬路情報通知間隔τを初期値τ0に設定するよう伝搬路推定部808に指示する(ステップb6)。
伝搬路推定部808は、伝搬路807の特性を計算した伝搬路特性と、そこから求めた伝搬路情報を出力する。連続通信の場合の、伝搬路情報通知間隔をτとする。伝搬路特性は、伝搬路計算値、雑音情報、信号対雑音比などである。
伝搬路計算値は、既知信号もしくは、判定済み信号を疑似的に既知信号として用いて、伝搬路を経た受信信号に既知信号の複素共役を乗算して平均化する事により計算する。
また、伝搬路推定部808は、伝搬路情報通知間隔τに従って、伝搬路計算値と雑音計算値もしくは信号対雑音比から、システムで取り決めた値より選択して伝搬路情報を出力する。伝搬路情報は、伝搬路計算値及び雑音から計算される空間ストリーム毎の通信容量の指定であり、伝搬路情報の従来例として、通信レートを指定するCQI(Channel Quality Indicator)がある。
雑音計算値は、伝搬路計算値を用いて、受信信号電力から伝搬路電力値を引いて得られ、信号対雑音比は、伝搬路電力と雑音電力の比として得られる。
図13のステップb2において、優先度付きデータの場合は、制御部806は、切り換え部801、804に指示して優先度付き符号化処理部803を有効にし、多重送信部805に出力することで優先度付き割付を有効にする(ステップb3)。
優先度割付処理部803の優先度度付きデータ割付部813(図12B))は、優先度付きデータの優先度の高いデータ列から順次、優先度の高い空間ストリームに割り付ける。
優先度付きデータ割付には、伝搬路推定部808からの伝搬路情報で与えられる各空間ストリームに割り付けるデータ量も用いる。
図12Bに示された優先度割付処理部803の伝搬路予測優先度設定部814は、伝搬路推定部808から通知される伝搬路特性から各空間ストリームの劣化し易さを予測し、劣化しにくいものに高く、劣化しやすいものに低い優先度を割り付け、各空間ストリームの優先度を出力する。
ここで、伝搬路特性とは、伝搬路計算値、雑音情報、信号対雑音比などであり、1度の計算から劣化しやすさを予測する場合は、値が比較値と比べて低いなどである。
また、繰り返し通信中においては、今回と前回の伝搬路計算値の変化から、各空間ストリームの安定性を判断して、安定した空間ストリームにはそうでない空間ストリームより高い優先度を設定する等の動作が行なわれる。
多重送信部805は、各空間ストリームに割り付けられたデータを、多重送信する。多重方法は、空間多重、周波数多重、時間多重がある。伝搬路807を通った信号は多重受信部809で受信され、優先度付き復号部810は受信信号を復号し、データを出力する。
また、図13において、制御部806は、入力されたデータが優先度付きデータの場合は、伝搬路推定部808に指示して、伝搬路情報通知間隔τを初期値τ0より長い値に設定する(ステップb4)。
優先度付きデータの場合は、優先度付きデータ割付を行い、伝搬路情報通知間隔を長くする事により、逆方向の無線リソースを有効に活用する。
本実施の形態における空間ストリームは、空間多重における空間ストリームと各アンテナ間伝搬路と、また、周波数、時間多重による無線リソースを含む。
また、ステップb2における判断には、リアルタイム性が必要なデータかどうかを含んでも良い。例としては、リアルタイムアプリケーション用QoSであるRT−VRなど(参考文献12参照)。Next, the best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.
The communication system according to the first embodiment of the present invention performs prioritized data communication between one or more specific transceivers. Referring to FIG. 1, the first embodiment of the present invention includes a
The
The channel prediction
The operation in the first embodiment shown in FIG. 1 will be schematically described.
First, the data with priority is composed of a plurality of data strings having different priorities.
Here, the priority of the data is given according to the importance of the data. For example, in video information in which audio information and image information are mixed, audio information has a higher priority than image information. In scalable encoded data, priority is given to the data with the lowest quality and the smallest amount called the base layer. The degree of priority is higher than the enhancement layer for improving quality.
In the case of communication with priority data, the following operation is performed to lengthen the propagation path information update cycle. First, the
Here, according to the present invention, priorities are also assigned to the spatial streams, and the
The spatial
The propagation
The propagation path prediction
The spatial
The decoding unit with
Therefore, in the present invention, by assigning a priority to a spatial stream, an error due to a decrease in followability of propagation path characteristics can be biased to a low priority part of data with priority. As a result, communication resources are effectively used by reducing communication frequency in the reverse direction for propagation path information update without impeding communication, and in E-SDM, the reflection frequency of propagation path characteristics to transmission weights is reduced. By reducing the number of calculations and making it difficult to inhibit communication, it is possible to reduce the occurrence of delay due to retransmission control.
Next, the overall operation of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
The first embodiment of the present invention is for the case of communicating data with priority for personal communication between one or more specific transceivers.
Referring to FIG. 1, the priority-added data transmitted and received in the first embodiment of the present invention is composed of a plurality of data strings with associated priorities. The priority of the data string is given according to the importance of the information. As described above, in video information in which audio information and image information are mixed, audio information has a higher priority than image information. In scalable encoded data, data of the lowest quality and a small amount of data called a base layer is used. The priority is higher than the enhancement layer for improving the quality.
In the
The data with priority assigned to each spatial stream is multiplied by the weight calculated from the propagation path calculation value in the spatial
A specific weight calculation method for E-SDM, which is one of the methods for multiplying weights, will be described. Calculation of propagation path value hkj (k = k = transmission antenna j and reception antenna k transmitted from propagation path estimation unit 106) 1, 2,..., N, j = 1, 2,.
A common eigenvalue λi (i = 1, 2,..., M) of correlation matrices H H H and HH H is obtained by using singular value decomposition or the like.
{·} H represents a complex conjugate transpose of a matrix.
Eigenvector e t for the eigenvalues λi of the correlation matrix H H H, i, eigenvector e r for the eigenvalues λi of the correlation matrix HH H, with i, the sender weight E t and the receiving weights E r H be set below Eigenvalue transmission is performed with.
At this time, the relationship between the information Si allocated to the i-th spatial stream and the signal xj transmitted by the transmitting antenna (or polarization) j is as follows.
Here, yt, i, j (i = 1, 2,..., M, j = 1, 2,... M) are elements of the eigenvectors et , i of the spatial stream λi, and αi is the power of each spatial stream. This is the gain used for control.
W-SDM performs only transmission power control and transmission rate control on the transmission side based on propagation path characteristics. Therefore, the number of spatial streams m = M, and αi is only controlled for each spatial stream.
X = S Equation 27
The
The propagation
In other words, the propagation
Next, the propagation path prediction
The deterioration prediction method in the propagation path prediction
The operations of the propagation
The
Decoding with priority is a communication hindrance when high priority information is wrong due to changes in propagation path characteristics, but quality degradation occurs when high priority information is correctly propagated even if low priority information is wrong. It becomes communication success only by becoming.
Therefore, the system according to the present invention can bias an error due to a decrease in followability of propagation path characteristics to a low-priority portion of priority-added data by priority assignment. As a result, even if low priority information is incorrect, communication is not hindered, and the reflection frequency of propagation path characteristics with respect to transmission weights can be reduced.
Next, the best mode for carrying out the second invention of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The second embodiment of the present invention relates to prioritized data communication between one or more specific transceivers. Referring to FIG. 3, the operation of the second embodiment of the present invention is as follows. The data with priority is information composed of a plurality of data strings having different priorities.
In this embodiment, the priority given to the data string is given according to the importance of the data string. For example, in video information in which audio information and image information are mixed, audio information has a higher priority than image information, and in scalable encoded data, the priority of the data with the lowest quality and the smallest amount called the base layer is , Higher priority than the enhancement layer to improve quality.
The priority-assigned data is assigned to a spatial stream with a high priority in the
The data with priority assigned to each spatial stream is multiplexed and transmitted by the multiplexing
The propagation
This embodiment is different from FIG. 1 in that the propagation path calculation value is notified to the propagation path prediction
The propagation path prediction
Here, the propagation path characteristic is a signal-to-noise ratio or the like, and the value is lower than the comparison value when predicted from a single calculation.
In addition, during repeated communication, the stability of each spatial stream is judged from the change in the propagation path calculation value this time and the previous time, and a higher priority is given to a stable spatial stream than a spatial stream that is not so. is there.
In a state in which packets are repeatedly transmitted and received during communication, the propagation path calculation value is repeatedly calculated to reset the priority of the spatial stream.
With reference to the flowchart shown in FIG. 2 again, the degradation prediction method performed in the propagation path prediction
The spatial stream in the present embodiment includes a spatial stream in spatial multiplexing, a propagation path between antennas, and radio resources by frequency and time multiplexing.
Next, a communication system according to the third embodiment of the present invention will be specifically described.
The communication system according to the third embodiment of the present invention performs communication of data with priority between specific one or a plurality of transceivers.
Here, for convenience of description, referring to FIG. 12A, a communication system according to the third exemplary embodiment of the present invention includes a
Furthermore, the priority
The operation of the communication system according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12A, 12B, and 13. 12A and 12B are control signals, and FIG. 13 shows a processing flow of the
When data is input (step b1), the
Here, the definition of data with priority is data composed of a plurality of data strings having different priorities. As described above, the priority of the data with priority is given according to the importance.
Here, disabling the allocation with priority in step b5 is to perform the conventional allocation.
The
The
In addition, the
The propagation
The propagation path calculation value is calculated by using the known signal or the determined signal as a pseudo known signal and multiplying the reception signal that has passed through the propagation path by the complex conjugate of the known signal and averaging.
Further, the propagation
The calculated noise value is obtained by subtracting the propagation path power value from the received signal power using the propagation path calculation value, and the signal-to-noise ratio is obtained as the ratio of the propagation path power and the noise power.
In step b2 in FIG. 13, in the case of data with priority, the
The priority-assigned data assigning unit 813 (FIG. 12B) of the priority assigning
For the data assignment with priority, the data amount assigned to each spatial stream given by the propagation path information from the propagation
The propagation path prediction
Here, the propagation path characteristics are propagation path calculation values, noise information, signal-to-noise ratio, etc. When predicting the ease of deterioration from a single calculation, the value is lower than the comparison value. is there.
In addition, during repeated communication, the stability of each spatial stream is judged from the change in the propagation path calculation value this time and the previous time, and a higher priority is set for a stable spatial stream than a spatial stream that is not so. Operation is performed.
The
In FIG. 13, when the input data is data with priority, the
In the case of data with priority, data allocation with priority is performed, and the radio resource in the reverse direction is effectively utilized by increasing the propagation path information notification interval.
The spatial stream in the present embodiment includes a spatial stream in spatial multiplexing, a propagation path between antennas, and radio resources by frequency and time multiplexing.
Further, the determination in step b2 may include whether or not the data requires real-time characteristics. An example is RT-VR, which is QoS for real-time applications (see Reference Document 12).
次に、各実施形態に係る通信システムの具体的な実施例について説明する。
図4に戻ると、図1及び図2に示された実施形態で使用されるE−SDMの劣化予測方法を具体的に説明するフローチャートが示されており、ここでは、図1に示された伝搬路予測優先度設定部105の動作が示されている。尚、伝搬路予測優先度設定部105及び優先度割付部101は、ハードウェアによって実現されても良いし、ソフトウェアプログラムによって実現されても良い。また、当該ソフトウェアプログラムはコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納されているものであっても良い。
図4において、伝搬路計算値hkjが入力されると(ステップS1)、伝搬路計算値hkjを配置して伝搬路行列Hを作成し(ステップS2)、固有値計算を行い、固有値数m及び固有値λi(i=1,2,…,m)を計算する(ステップS3)。固有値の計算方法には、特異値分解、Householder、QR分解、DB法などがある。
第i空間ストリームの優先度PSiを初期化する(ステップS4)。
PSi=1(i=1,2,…,m) 式29
mの値が1以下の場合は優先度は無効なため終了する(ステップS5)。mが2以下の場合(ステップS6)、最大固有値λmaxを求め(ステップS7)、関連する空間ストリームの優先度PSmaxを下げる(ステップS8)。
PSmax=2 式30
ここで、空間ストリームの優先度は1が最も高く、値が大きくなるほど優先度は低いとしている。最大固有値の空間ストリームは時間と共に劣化し易いためである。最大固有値のストリームは最大電力が割り当てられ、時間変化による干渉は他の空間ストリームより大きくなるためである(非特許文献9参照)。
mの値が2より大きい場合は(ステップS6)、最大固有値λmaxと最小固有値λminを求め(ステップS9)、関連する空間ストリームの優先度PSmax、PSminを下げる(ステップS10)。
PSmin=2 式31
最小固有値は少しの変動があっても無くなり易いため、通信が誤る可能性が高いためである。
表1に、m=2の場合の優先度設定例を示す。最大固有値λmax=4であり、このときi=1なので、PS1=2とする。
図5のフローチャートに基づいて、繰り返し通信中のE−SDMの劣化予測方法について説明する。ここで云う繰り返し通信中とは、例えば、複数パケットにまたがるデータ通信である。これは、図2の具体例であり、図1の伝搬路予測優先度設定部105の動作である。
繰り返し通信中において、前回の伝搬路計算値から計算した固有値、固有ベクトルと今回の伝搬路計算値から計算した固有値、固有ベクトルの変化から、各空間ストリームの安定度を予測し安定度の高い空間ストリームの優先度を上げ、不安定な空間ストリームの優先度を下げる方法である。
まず、前回の固有ベクトルeu(n−1)(i=1,2,…m,u=1,2,…,m(n−1))が保持されている(ステップS11)。ここでm(n−1)は、前回の固有値の数である。
伝搬路予測優先度設定部105は、第n回の伝搬路計算値hkj(n)が入力されると(ステップS12)、伝搬路計算値hkj(n)を配置して伝搬路行列H(n)を作成し(ステップS13)、固有ベクトル計算を行い、固有値数m及び固有ベクトルei(i=1,2,…,m)を決定する(ステップS14)。固有ベクトルの計算方法には、特異値分解、Householder、QR分解、DB法などがある。各固有ベクトルeiの長さは送信側固有ベクトルでは送信側アンテナ数Mとなり、受信側固有ベクトルで行う場合は、受信側アンテナ数Nとなる。劣化予測はどちらを用いることも可能なため、本説明では、どちらの場合も固有ベクトル相関量計算を行い、空間ストリーム毎に最大の固有ベクトル相関量を選択する事で、前回の空間ストリーム番号uと今回の固有ストリーム番号iの関連づけを行う。
ただし、ここでei(n),eu(n−1)は正規化された値である。つまり、
各iに対してΔeiuが最大となるuを選択し、そのときのuをi(n−1)とする(ステップS16)。
更に、しきい値ΔethLを定め、Δeii(n−1)がしきい値ΔethLより低い場合(ステップS18)、前回の第i(n−1)空間ストリームと今回の第i空間ストリームは連続する空間ストリームではないと判断し、第i空間ストリームは不安定であると判断して低い優先度を設定する(ステップS19)。
PSi=3 式35
また、しきい値ΔethHを定め、Δeii(n−1)がしきい値ΔethHより高い場合(ステップS20)、前回の固有ベクトルと今回の固有ベクトルの相関が充分に高いと判断し、高い優先度を設定する(ステップS21)。
PSi=1 式36
Δeii(n−1)がΔethL<Δeii(n−1)<ΔethHの空間ストリームには、中程度の優先度を設定する。
PSi=2 式37
i=1からmまでの全空間ストリームに関して行う(ステップS17,S23)。
最大固有値λmaxを求め(ステップS24)、関連する空間ストリームの優先度PSmaxを下げる(ステップS25)。
これは、最大固有値は劣化しやすく、また、特に記載してないが最大送信電力を割り付けるために、相関の劣化によるストリーム間干渉電力も大きくなるためである(非特許文献3参照)。
図6のフローチャートに基づいて、図2の具体例である繰り返し通信中のW−SDMの劣化予測方法について説明する。
これは、図3の伝搬路予測優先度設定部205の動作である。
W−SDMは、伝搬路特性から送信電力制御や適応変調を行うのみであるため、空間ストリームは送信アンテナ毎になり、空間ストリーム番号iはアンテナ番号jと等しいと考える。
先の時間に計算した伝搬路計算値hjk(n−1)が保持されている(ステップS26)。今回計算した伝搬路計算値hjk(n)が入力される(ステップ27)。アンテナjの伝搬路変化量Δhj(n)を計算する(ステップS28)。但し、この式は伝搬路計算値が規格化された値でない場合に用いる。
各アンテナの伝搬路変化量を比較し、大きな値のアンテナから順次高い優先度を設定する(ステップS29)。
特に、Δhj(n)がマイナスの値の場合は縮小した事を示すので、劣化すると予測し、低い優先度を設定する。
具体例を表3に示すと、伝搬路変化量Δhj(n)が最も大きい空間ストリーム番号3の優先度を最大の1とし、続いて空間番号2,1、4の順に優先度を低く設定する。
また、縮小した固有値に関連する空間ストリームは劣化すると予測して優先度を低く設定する等、空間ストリームの優先度の割付には種々の手法を使用することができる。
図7A〜図7Eを参照して、本発明に係る他の実施例を説明する。
ここでは、優先度付きデータが特定の送信側301から受信側無線局302に送信される例が示されている。優先度付きデータは、各々異なる優先度の複数のデータ列で構成されているものとする。
伝搬路予測優先度設定部305は、伝搬路計算値から各空間ストリームの劣化し易さを予測し、劣化しにくいものに高く、劣化しやすいものに低い優先度を割り付ける。
優先度割付部304は、優先度付きデータの優先度の高いものから順次、優先度の高い空間ストリームに割り付ける。割付の際、データ数が合わないとデータ配分の調整を行う。上記した伝搬路予測優先度設定部305及び優先度割付部304は、前述した実施例と同様に、ハードウェアによって実現されても良いし、ソフトウェアプログラムによって実現されても良い。
以下に表を用いて具体的に説明する。
表4,表5に優先度付きデータとそのビット数、空間ストリームの優先度と送信ビット数の例を示す。
優先度付きデータは、本明細書の背景技術で説明したように空間スケーラビリティ、時間スケーラビリティ、SNRスケーラビリティ、ROIスケーラビリティ等に基くものがあり、また、ビデオ配信において音声と画像が同時配信される場合は、音声の優先度は画像より高いとする。また、これらのスケーラビリティ、データタイプの複合型もある。優先度の表し方はシステムにより異なるが、この例では、優先度が高い事を小さな番号で表している。
表4によると、最も解像度が低い基本レイヤと、その解像度を順次上げる冗長データの第1拡張レイヤと第2拡張レイヤがある。優先度は情報の重要度に従い、基本レイヤがもっとも高く、1とする。サービス品質(QoS)が低いものほど、優先度は高い傾向となる。一方、第i空間ストリームの優先度は、伝搬路予測優先度設定部305が設定する。
送信ビット数は、伝搬路情報によって指定される。表5はその例である。
優先度割付部304は、最も優先度の高い優先度付きデータから順次、優先度の高い空間ストリームに割り振るので、優先度1の基本レイヤを優先度1の第2空間ストリームに割り振る。
データ列のデータ数が異なるため、第2空間ストリームには、基本レイヤ128ビットに引き続いて第1拡張レイヤの冗長データの前半256ビットの合計384ビットが割り振られる。続いて、第1拡張レイヤの冗長データの残り126ビットを優先度2の第3空間ストリームに割り振り、続いて、第2拡張レイヤの冗長データを優先度3及び4の第1空間ストリームと第4空間ストリームに割り振られる。
このように、優先度割付部304は、データ調整機能を有する場合がある。
空間多重送信部306は図7Bに示されたように、ウェイト乗算部320、既知信号挿入変調部321、ウェイト生成部322を備えている。ウェイト生成部322は伝搬路情報からM×mの送信ウェイトWtを設定し、ウェイト乗算部320で各々の空間ストリームで送信するチャネル符号化したデータbi(i=1,2,…,m)に送信ウェイトを掛けてアンテナ送信信号ti(i=1,2,…,m)とする。
既知信号挿入変調部321はウェイトを掛けた信号に既知信号を挿入し、方式によって、CDMAもしくはOFDMAなどの変調を行い、必要に応じて無線搬送波周波数に周波数変換し、送信空間多重アンテナ307から空間多重伝搬路308に送信する。
送信空間多重アンテナ307は、複数アンテナ素子による構成と、単一アンテナの複数偏波を利用する構成方法がある。
空間多重伝搬路308で、多重送信した複数のデータ列は、複数ストリームによって伝送されるが、空間多重伝搬路308では、伝搬損失やマルチパスやフェージング、シャドウイングなどが生じる。
受信側302では、電波を受信空間多重アンテナ309を介して空間多重受信部310で受信する。受信する際、熱雑音も加わる。
空間多重受信部310は、図7Cに示されているように、復調部323とウェイト乗算部324とを備え、復調部323では、送信側の変調に合わせてCDMA、OFDM等の復調を行い、必要に応じて信号処理可能な周波数に変換する。一方、空間多重受信部310のウェイト乗算部324では復調信号にウェイトを乗算する。
受信側無線局302の伝搬路推定部314は、図7Dに示すように、伝搬路計算部325、ウェイト生成部326、及び、伝搬路情報生成部327を備えている。伝搬路推定部314の伝搬路計算部325では、送信側で挿入された既知信号もしくは疑似既知信号として扱うことのできる判定後信号を用い、復調信号に既知信号の複素共役を乗算して平均化して伝搬路計算値を得、伝搬路推定値としてウェイト生成部326に出力する。ウェイト生成部326は、伝搬路推定値から、ウェイトを計算する。ウェイトの計算方法は、E−SDM、ZF、MMSEなどがある。
伝搬路推定部314の伝搬路情報生成部327は、伝搬路計算値もしくはウェイトを元に送信側に送る伝搬路情報を、システムで取り決めた値より選択し出力する。
伝搬路情報は、伝搬路計算値及び雑音から計算される空間ストリーム毎の通信容量と送信側ウェイトの指定であり、伝搬路情報の従来例としては通信レートを表示するCQI(Channel Quality Indicator)、ウェイトを通知するPCI(Precoding control indicator)やCodebook Indexがある。
伝搬路情報から空間ストリームの劣化しやすさを予測し優先度を決定する。劣化しやすさは、最大ウェイトを掛ける空間ストリームは劣化しやすい、先の伝搬路情報と比較して容量やウェイト設定の変化の大きい空間ストリームは劣化しやすいなどである。
図7Aに示された優先度付きチャネル復号部311は、空間ストリームの優先度に従い、空間ストリーム毎にチャネル復号する。優先度の最も高い空間ストリームの復号が失敗すると通信阻害信号を出力し、成功すると通信阻害信号を出力しない。通信阻害信号は受信側再送制御部316に通知される。
受信側再送制御部316は、通信阻害がなければ再送要求せず、通信阻害があると受信側送信部に再送要求信号を出力する。
優先度付き復号部312では、優先度付きチャネル復号部311において通信阻害信号の出力がないとき、優先度付きチャネル復号を行う。同一情報の優先度付きデータの場合、基本レイヤが通信できておらず拡張レイヤを復号しても無効なため、以降の復号を中断し、復号したデータのみを表示部313に送る。
優先度が最高の優先度付きデータが優先度の最も高い空間ストリームで終了せず、続く空間ストリームの復号が失敗した場合は、優先度付きチャネル復号部312が通信阻害信号を出力する。通信阻害がある場合は、復号処理を停止して再送データの受信を待つ。
優先度が最高の優先度付きデータは正しく復号でき優先度の低い優先度付きデータの復号に失敗した場合は、通信阻害信号は出力しない。表示部313は、画像の場合はディスプレイ、音声の場合はマイクなどである。
受信側無線局302からの伝搬路情報は、アンテナ318と逆方向伝搬路319を通してアンテナ328で受信され、送信側受信部329で受信され、空間多重送信部306のウェイト生成部322と、伝搬路予測優先度設定部305に通知される。
また、通信阻害が発生した場合、再送要求信号が受信側送信部317、アンテナ318、逆方向伝搬路319、アンテナ328、送信側受信部329を経て送信側再送制御部330に伝えられ、送信側再送制御部は、通信阻害のあったデータを再送する。
このとき、逆方向伝搬路319は、FDD方式では伝搬路308とは異なる周波数であり、TDD方式では同一周波数である。
また、アンテナ318、327が空間多重アンテナで逆方向伝搬路319が空間多重伝搬路の場合もそうでない場合もある。
図7Eには、図7Bに示された空間多重送信部306とは異なる構成を有する空間多重送信部306の例が示されている。図7Eに示された空間多重送信部306は、既知信号挿入部331、ウェイト乗算部332、変調部333を備えると共に、図7Bと同様にウェイト生成部322を有している。図7Eからも明らかなように、既知信号挿入部331で挿入される既知信号の挿入位置が異なっている例である。
図7Eに示された例では、空間多重送信部306に設けられた既知信号挿入部331は、空間ストリーム毎に符号化した信号に既知信号を挿入し、その後、ウェイト乗算部332はウェイトを乗算し、変調部333はCDMA、OFDMなどの変調を行う。
この例では、優先度の低いデータは確実な送信を保証しないバックグラウンドやベストエフォートであり、ここでは代表してベストエフォートと呼ぶことにする。また、優先度の高いデータは確実な送信を保証するデータであり、代表してギャランティと呼ぶことにする。
一方、優先度の低いデータのQoSがバックグラウンドで優先度の高いデータのQoSも送信を保証しないタイプのベストエフォートの場合は、
再送制御は行わない。その場合は、送信側制御部330、受信側送信部317は不要であり、遅延時間は更に削減できる。全てのデータがベストエフォートであっても、ベストエフォートの中で優先度の高いデートを優先度の高い空間ストリームに割り当てることによって優先度の高いデータが伝送し易くなるという効果が得られる。
これは、ベストエフォートの定義が、ベストエフォートとそれよりQoSの低いバックグラウンドを含む場合、また、同じベストエフォートの中でもレベルと言われる更に細かい段階分けをする場合に相当する。
この実施例の効果は、送信側での伝搬路推定頻度を減らしても、再送制御による遅延を削減できる事である。その理由は、伝搬路特性の時間変化によって劣化しにくい空間ストリームに優先度の高い優先度付きデータを割り振るために、誤りを優先度の低い優先度付きデータに偏らせる事ができるため、優先度の高い優先度付きデータは正しく通信でき、再送制御を行わないためである。
図8A〜図8Eを参照して、本発明に係る他の実施例を説明する。
図示された実施例は、優先度付きデータを、特定の送信側無線局401から受信側無線局402に通信する例である。優先度付きデータは、重要度に応じた優先度を設定された複数のデータ列で構成される。優先度割付部404は、優先度付きデータの優先度の高いものから順次、優先度の高い空間ストリームに割り付ける。空間ストリームの優先度情報は優先度付き伝搬路情報で与えられる。その際、データ数が合わない時のデータ配分調整方法は、図7Aに示した優先度割付部304と同様な方法で行われる。
チャネル符号化部405は、空間ストリーム毎に割り振られたデータそれぞれに、受信側で誤りがないか検査できるようにチャネル符号化し、変調空間多重送信部406に送る。
空間多重送信部406では、図8Bに示すように、優先度付き伝搬路情報からウェイト生成部422がm×mの送信ウェイトWtを設定し、ウェイト乗算部420で各々の空間ストリームで送信するチャネル符号化したデータbi(i=1,2,…,m)に送信ウェイトを掛けてアンテナ送信信号ti(i=1,2,…,m)とする。
詳細動作は図7A〜図7Eに示した空間多重送信部306と同様である。
即ち、図8Bに示すように、空間多重送信部406の既知信号挿入変調部421はウェイトを掛けた信号に既知信号を挿入し、方式によって、CDMAもしくはOFDMAなどの変調を行い、必要に応じて無線搬送波周波数に周波数変換し、送信空間多重アンテナ407から空間多重伝搬路408に送信する。
送信空間多重アンテナ407は、複数アンテナ素子による構成と、単一アンテナの複数偏波を利用する構成方法がある。
空間多重伝搬路408で、多重送信した複数のデータ列は、複数ストリームによって伝送される。空間多重伝搬路408では、伝搬損失やマルチパスやフェージング、シャドウイングなどが生じ、空間多重伝搬路408の特性は時間と共に変化する。
受信側無線局402では、受信空間多重アンテナ409で電波を受信する。
このとき熱雑音が加わる。図8Cに示されているように、空間多重受信部410の復調部423では、送信側の変調に合わせてCDMA、OFDM等の復調を行い、必要に応じて信号処理可能な周波数に変換する。ウェイト乗算部424では復調信号にウェイトを乗算する。
次に、図8Dに示された伝搬路推定部414では、伝搬路計算部425で、送信側で挿入された既知信号もしくは疑似既知信号として扱うことのできる判定後信号を用い、復調信号に既知信号の複素共役を乗算して平均化して伝搬路計算値を得る。
更に、図8Dに示された伝搬路推定部414のウェイト生成部426は、伝搬路推定値から、ウェイトを計算する。ウェイトの計算方法は、E−SDM、ZF、MMSEなどがある。
優先度付き伝搬路情報生成部427は、伝搬路計算値もしくはウェイトを元に送信側に送る伝搬路情報を、システムで取り決めた値より選択する。また、伝搬路予測優先度設定部415から受け取った空間ストリーム優先度情報を合わせて優先度付き伝搬路情報を出力する。
伝搬路情報は、伝搬路計算値及び雑音から計算される空間ストリーム毎の通信容量と送信側ウェイトの指定であり、伝搬路情報の従来例としてはCQI、PCIなどがある。
このとき、伝搬路情報のビット数をfビットとすると、優先度付き伝搬路特性は、伝搬路情報fビットに優先度情報gビットを付加する。
例として、空間ストリームの個数がm=4の場合に、最も優先度の高い空間ストリーム番号を優先度情報として付加すると、2ビットで通知可能なので、g=2ビットを付加する。伝搬路情報が6ビットの場合、それに優先度情報2ビットを足して8ビットで通知する。
図8Aに示された伝搬路予測優先度設定部415は、伝搬路計算値から空間ストリームの劣化しやすさを予測して優先度を決定する。劣化しやすさの予測方法としては、先に図7A〜図7E及び図4を参照して説明した方法がある。
更に、最大ウェイトを掛ける空間ストリームは劣化しやすいこと、先の伝搬路情報と比較して容量やウェイト設定の変化の大きい空間ストリームは劣化しやすいこと等を利用して、劣化しやすさを予測しても良い。
優先度付きチャネル復号部411は、空間ストリームの優先度に従い、空間ストリーム毎にチャネル復号する。優先度の最も高い空間ストリームの復号が失敗すると通信阻害信号を出力し、成功すると通信阻害信号を出力しない。通信阻害信号は受信側再送制御部416に通知される。
受信側再送制御部416は、通信阻害がなければ再送要求せず、通信阻害があると受信側送信部に再送要求信号を出力する。
優先度付き復号部412では、優先度付きチャネル復号部411において通信阻害信号の出力がないとき、優先度付きチャネル復号を行う。同一情報の優先度付きデータの場合、基本レイヤが通信できておらず拡張レイヤを復号しても無効なため、以降の復号を中断し、復号したデータのみを表示部413に送る。
優先度が最高の優先度付きデータが優先度の最も高い空間ストリームで終了せず、続く空間ストリームの復号が失敗した場合は、優先度付きチャネル復号部412が通信阻害信号を出力する。通信阻害がある場合は、復号処理を停止して再送データの受信を待つ。
優先度が最高の優先度付きデータは正しく復号でき優先度の低い優先度付きデータの復号に失敗した場合は、通信阻害信号は出力しない。表示部413は、画像の場合はディスプレイ、音声の場合はマイクなどである。
図示された例では、伝搬路情報は、アンテナ418と逆方向伝搬路419を通してアンテナ428で受信され、送信側受信部429で受信され、図8Bに示された空間多重送信部406のウェイト生成部422と、図8Aの優先度割付部404に通知される。
また、通信阻害が発生した場合、再送要求信号が受信側送信部417、アンテナ418、逆方向伝搬路419、アンテナ428、送信側受信部429を経て送信側再送制御部430に伝えられ、送信側再送制御部430は、通信阻害のあったデータを再送する。
このとき、逆方向伝搬路419は、FDD方式では伝搬路408とは異なる周波数であり、TDD方式では同一周波数である。
また、アンテナ418、428が空間多重アンテナで逆方向伝搬路419が空間多重伝搬路の場合もそうでない場合もある。
図8Eに示された空間多重送信部406は図8Bと既知信号挿入の位置が異なっている。
この例では、空間多重送信部406において、既知信号挿入部431は、空間ストリーム毎に符号化した信号に既知信号を挿入し、その後ウェイト乗算部432はウェイトを乗算し、変調部433はCDMA、OFDMなどの変調を行う。
これは優先度の低いデータがベストエフォートであり、優先度の高いデータが再送制御を必要とするギャランティの場合の例であり、優先度の高いデータのQoSもベストエフォートの場合は、再送制御は行わない。その場合は、送信側再送制御部330、受信側318は不要であり、遅延時間は更に削減できる。
全てのデータがベストエフォートであっても、ベストエフォートの中で優先度の高いデータを優先度の高い空間ストリームに割り当てることによって優先度の高いデータが伝送し易くなるという効果が得られる。
これは、ベストエフォートの定義が、ベストエフォートとそれよりQoSの低いバックグラウンドを含む場合、また、同じベストエフォートの中でもレベルと言われる更に細かい段階分けをする場合に相当する。
この実施例のように、送信側において伝搬路の予測頻度を減らし、受信側において伝搬路の予測を行わなくても、再送制御による遅延を削減できると言う効果を有している。
図9A〜図9Dを参照して、更に他の実施例を説明する。ここでは、第1無線局501と第2無線局502は時分割複信方式(TDD方式)で通信をしているものとする。
入力部530はカメラやマイクである。優先度付き符号化部503はスケーラブル符号化を行い、優先度付きデータを出力する。データ保持部531は再送のためのデータ保持を行う。優先度付きデータは、重要度に応じた優先度を設定された複数のデータ列で構成される。
優先度割付部504は、優先度付きデータの優先度の高いものから順次、優先度の高い空間ストリームに割り付ける。伝搬路予測優先度設定部533が空間ストリームの優先度を与える。その際、データ数が合わない時のデータ配分調整方法は、先に述べた優先度割付部304と同様である。
チャネル符号化部505は、空間ストリーム毎に割り振られたデータそれぞれに、受信側で誤りがないか検査できるようにチャネル符号化し、空間多重送信部506に送る。
空間多重送信部506では、図9Bに示された制御信号挿入部545が再送制御部532からの再送要求信号がある場合は再送要求信号を挿入する。無い場合は挿入しない。
ウェイト乗算部520では、伝搬路推定部534からの送信ウェイトを乗算し、既知信号挿入変調部521はウェイトを掛けた信号に既知信号を挿入し、方式によって、CDMAもしくはOFDMA、OFDMなどの変調を行い、必要に応じて無線搬送波周波数に周波数変換し、送信方向に切り替えられたアンテナ切り替え部543を通して、空間多重アンテナ507から空間多重伝搬路508に送信する。
TDD方式では同じ周波数リソースを時間によって順方向と逆方向に切り替えて使うため、アンテナ切り替え部543及び544は、同じアンテナ507及び509に対して、時間により、空間多重送信部506、510からの入力と、空間多重受信部529、510への出力を切り替えて有効活用する。
空間多重アンテナ507は、複数アンテナ素子による構成と、単一アンテナの複数偏波を利用する構成方法がある。伝搬路は、空間多重伝搬路で、多重送信した複数のデータ列は、複数ストリームによって伝送され。また、伝搬損失やマルチパスやフェージング、シャドウイングが生じる。
第2無線局502は、空間多重アンテナ509で電波を受信する。このとき熱雑音が加わる。
アンテナ切り替え部544を通った信号は、図9Cに示された空間多重受信部510の復調部523に送られ、復調部523では、送信側の変調に合わせてCDMA、OFDM等の復調を行い、必要に応じて信号処理可能な周波数に変換する。
ウェイト乗算部524では復調信号にウェイトを乗算し、制御信号分離部546では、再送要求信号を分離し、再送制御部516に伝える。
伝搬路推定部514では、図9Dに示された伝搬路計算部525で、送信側で挿入された既知信号もしくは疑似既知信号として扱うことのできる判定後信号を用い、復調信号に既知信号の複素共役を乗算して平均化して伝搬路計算値を得る。
更に、ウェイト生成部526は、伝搬路推定値から、ウェイトを計算する。ウェイトの計算方法は、E−SDM、ZF、MMSEなどがある。
図9Aの伝搬路予測優先度設定部515は、伝搬路計算値から空間ストリームの劣化しやすさを予測して優先度を決定する。劣化しやすさの予測は、先に説明した図(フローチャート)の方法がある。
最大固有値の空間ストリームは劣化しやすい空間ストリームであり、例えば、先の回の伝搬路計算値と比較して変化の大きい空間ストリーム等である。優先度の最も高い空間ストリームの復号が失敗すると通信阻害信号を出力し、成功すると通信阻害信号を出力しない。通信阻害信号は受信側再送制御部516に通知する。
再送制御部516は、通信阻害がなければ再送要求せず、通信阻害があると受信側送信部に再送要求信号を出力する。
優先度付き復号部512では、優先度付きチャネル符号部537において通信阻害信号の出力がないとき、優先度付きチャネル復号を行う。同一情報の優先度付きデータの場合、基本レイヤが通信できておらず拡張レイヤを復号しても無効なため、以降の復号を中断し、復号したデータのみを表示部513に送る。
優先度が最高の優先度付きデータが優先度の最も高い空間ストリームで終了せず、続く空間ストリームの復号が失敗した場合は、優先付きチャネル符号化部537が通信阻害信号を出力する。通信阻害がある場合は、復号処理を停止して再送データの受信を待つ。
優先度が最高の優先度付きデータは正しく復号でき優先度の低い優先度付きデータの復号に失敗した場合は、通信阻害信号は出力しない。
第2無線局502の表示部513は、画像の場合はディスプレイ、音声の場合はマイクなどである。
一方、通信阻害がある場合は、再送制御部516は再送要求信号を出力する。TDD方式における逆方向の通信に割り当てられた時間において、再送要求信号は、図9Bに示された空間多重送信部517の制御信号挿入部545で送信信号に挿入される。
再送制御信号は、更に、図9Bに示されたウェイト乗算部520、既知信号挿入変調部521を通じて、送信方向に切り替えたアンテナ切り替え部544を通じて空間多重アンテナ509から、伝送路508を通して逆方向に伝搬され、第1基地局501の空間多重アンテナ507で受信され、逆方向に切り替えられたアンテナ切り替え部543を通って、空間多重受信部529で受信される。受信された後、再送制御信号は復調部523で復調され、ウェイト乗算部524でウェイトを掛けられたあと、制御信号分離部546から、再送制御部532に送られる。
再送制御部532は、データ保持部531に保持されている優先度情報付きデータを、再度、順方向の通信タイミングで再送する。
この場合、優先度割付部504を通じて優先度情報付きデータを再度空間ストリームに割り付け、優先度付きチャネル符号化部505、空間多重送信部506、送信方向に設定されたアンテナ切り替え部543を通して、空間多重伝搬路508を順方向に伝搬し、送信する。
第1無線局501からの優先度情報付きデータは、第2無線局502の空間多重アンテナ509で受信され、受信方向に切り替えられたアンテナ切り替え部544を通って空間多重受信部510を通り、優先度付きチャネル復号部511で復号される。この時、再送された信号の優先度の高い空間ストリームの信号が正しく復号できて通信阻害がないと、チャネル復号部は、チャネル復号信号を出力する。優先度付き復号部512は優先度付き復号した信号を出力し、表示部513は表示を行う。
逆方向の動作も同様である。第1無線局501と第2無線局502は同じ構成及び動作である。
第2無線局502の入力部536もカメラやマイクである。優先度付き符号化部537はスケーラブル符号化を行い、優先度付きデータを出力する。データ保持部531は再送のためのデータ保持を行う。優先度付きデータは、重要度に応じた優先度を設定された複数のデータ列で構成される。
優先度割付部538は、優先度付きデータの優先度の高いものから、順次、優先度の高い空間ストリームに割り付ける。
伝搬路予測優先度設定部515が空間ストリームの優先度を与える。その際、データ数が合わない時のデータ配分調整方法は、先に説明した方法と同様である。
チャネル符号化部539は、空間ストリーム毎に割り振られたデータそれぞれに、受信側で誤りがないか検査できるようにチャネル符号化し、空間多重送信部517に送る。
図9Bに示すように、第2無線局502の空間多重送信部517では、制御信号挿入部545で再送制御部516からの再送要求信号がある場合は再送要求信号を挿入し、ウェイト乗算部520では、伝搬路推定部514からの送信ウェイトを乗算し、既知信号挿入変調部521はウェイトを掛けた信号に既知信号を挿入し、方式によって、CDMAもしくはOFDMA、OFDMなどの変調を行い、必要に応じて無線搬送波周波数に周波数変換し、送信に切り替えたアンテナ切り替え部544を通して空間多重アンテナ509から送信し、空間多重伝搬路508を逆方向に伝搬する。
第1無線局501は、空間多重アンテナ507で電波を受信する。受信方向に切り替えたアンテナ切り替え部543を通った信号は、図9Cに示された空間多重受信部529の復調部523で復調され、必要に応じて信号処理可能な周波数に変換される。
続いて、空間多重受信部529のウェイト乗算部524では復調信号にウェイトを乗算し、制御信号分離部546では、再送要求信号がある場合は再送要求信号を分離して再送制御部532に出力し、再送要求信号が無い場合には、再送制御部532に出力しない。
伝搬路推定部534では、図9Dに示された伝搬路計算部525で、送信側で挿入された既知信号もしくは疑似既知信号として扱うことのできる判定後信号を用い、復調信号に既知信号の複素共役を乗算して平均化して伝搬路計算値を得る。ウェイト生成部526は、伝搬路推定値から、ウェイトを計算する。
伝搬路予測優先度設定部533は、伝搬路計算値から空間ストリームの劣化しやすさを予測して優先度を決定する。優先度の最も高い空間ストリームの復号が失敗すると通信阻害信号を出力し、成功すると通信阻害信号を出力しない。通信阻害信号は受信側再送制御部532に通知する。
再送制御部532は、通信阻害がなければ再送要求せず、通信阻害があると受信側送信部に再送要求信号を出力する。
優先度付き復号部541では、優先度付きチャネル符号部505において通信阻害信号の出力がないとき、優先度付きチャネル復号を行う。同一情報の優先度付きデータの場合、基本レイヤが通信できておらず拡張レイヤを復号しても無効なため、以降の復号を中断し、復号したデータのみを表示部542に送る。
優先度が最高の優先度付きデータが優先度の最も高い空間ストリームで終了せず、続く空間ストリームの復号が失敗した場合は、優先付きチャネル符号部が通信阻害信号を出力する。
通信阻害がある場合は、復号処理を停止して再送データの受信を待つ。
優先度が最高の優先度付きデータは正しく復号でき優先度の低い優先度付きデータの復号に失敗した場合は、第1無線局501は通信阻害信号を出力しない。表示部542は、画像の場合はディスプレイ、音声の場合はマイクなどである。通信阻害がある場合は、再送制御部532は、再送要求信号を出力する。
空間多重送信部506は、図9Bに示すように、順方向送信タイミングにおいて、制御信号挿入部545で再送要求信号を挿入する。更に、再送制御信号は、ウェイト乗算部520、既知信号挿入変調部521を通じて、送信方向に切り替えたアンテナ切り替え部543から空間多重アンテナ507を通じて伝送路508を順方向に伝搬する。伝搬された再送要求信号は、第2無線局502のアンテナ部509で受信され、受信側に切り替えたアンテナ切り替え部544を通って、空間多重受信部510で受信され、復調部523で復調され、ウェイト乗算部524でウェイトを掛けられたあと、制御信号分離部546から、再送制御部532に送られる。
逆方向送信タイミングにおいて、第2無線局502の再送制御部516は、優先度割付部538を通じて、データ保持部540の優先度情報付きデータを再送する。
優先度情報付きデータは優先度割付部538を通じて、再度、空間ストリームに割り付け、優先度付きチャネル符号化部539、空間多重送信部517、送信方向に切り替えられたアンテナ切り替え部544を通して、空間多重伝搬路508を逆方向に伝搬する。
第1無線局501では、優先度情報付きデータを空間多重アンテナ507で受信し、受信方向に切り替えられたアンテナ切り替え部543を通って空間多重受信部529を通り、優先度付きチャネル復号部540で復号される。この時、再送された信号の優先度の高い空間ストリームの信号が正しく復号できて通信阻害がないと、チャネル復号部は、チャネル復号信号を出力する。優先度付き復号部541は優先度付き復号後の信号を出力し、表示部542は表示を行う。
これは優先度の低いデータがベストエフォートであり、優先度の高いデータが再送制御を必要とするギャランティの場合の例であり、優先度の高いデータのQoSもベストエフォートの場合は、再送制御は行わない。その場合は、再送制御部532,538は不要であり、遅延時間は更に削減できる。
全てのデータがベストエフォートであっても、ベストエフォートの中で優先度の高いデータを優先度の高い空間ストリームに割り当てることによって優先度の高いデータが伝送し易くなるという効果が得られる。
これは、ベストエフォートの定義が、ベストエフォートとそれよりQoSの低いバックグラウンドを含む場合、また、同じベストエフォートの中でもレベルと言われる更に細かい段階分けをする場合に相当する。
図10A及び図10Bを参照して、複数無線局を含むシステムに本発明を適用した場合の実施例を説明する。
図10Aでは、第1無線局601と第2無線局602、第3無線局603は空間多重通信をする。この方法はマルチユーザMIMO、複数基地局協調MIMOとして知られている。図10Aはこのようなシステムに本発明を適用した例である。
第1無線局601から第2無線局602、第3無線局603への伝搬を順方向と呼び、反対を逆方向という。前述した例と同様に、各無線局は送信時に既知信号を送信する。
受信側では既知信号もしくは疑似既知信号として用いることの出来る判定後信号を用いて、伝搬路特性を計算する。
第2無線局602、第3無線局603は伝搬路特性を第1無線局601に通知し、第1無線局601では、それぞれの伝搬路特性を組み合わせてウェイトを生成する。
図10Aの例において、第1無線局601の第j送信アンテナと、第u無線局の第k受信アンテナ間の伝搬路特性をh(u−1)×K+k,jとする。このときu=2,3であり、Kは、第2無線局602と第3無線局603の受信アンテナ数である。このとき、伝搬路行列Hは以下に得る事が出来るため、ウェイト計算、固有値計算は1対1通信と同様に行える。
図10Bは協調通信の例であり、優先度付き情報を第4無線局604と第5無線局605から、第6無線局606と第7無線局607に伝達する。この方法では、第4無線局604と第5無線局605、第6無線局606と第7無線局607はそれぞれ送信信号及び受信信号を共有する。
第l無線局の第j送信アンテナと、第u無線局の第k受信アンテナ間の伝搬路特性をh(u−4)×K+k,(l−6)×L+jとする。このとき、l=4,5、u=6,7であり、Lは第4無線局、第5無線局の送信アンテナ数、Kは第6無線局、第7無線局の受信アンテナ数である。このとき、伝搬路行列Hは以下に得る事が出来るため、ウェイト計算、固有値計算は1対1通信と同様に行える。
送信側から複数の宛先へのデータがある場合、優先度には、各々の宛先毎の優先度を用いる必要があり、また、宛先のユーザの優先度情報も加味される。宛先の優先度の例としては、3GPPにおける端末のクラスなどがある。
このような複数局通信においても本発明は適用できる。すなわち、2以上の複数局間の空間ストリームにおいても、これまで述べた2局間の空間ストリームのように優先度を付けて、優先度付きデータの優先度に応じて割り付け通信する事ができる。Next, specific examples of the communication system according to each embodiment will be described.
Returning to FIG. 4, there is shown a flowchart for specifically explaining a method for predicting degradation of E-SDM used in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2. Here, the flowchart shown in FIG. 1 is shown. The operation of the propagation path prediction
In FIG. 4, when propagation path calculation value hkj is input (step S1), propagation path calculation value hkj is arranged to create propagation path matrix H (step S2), eigenvalue calculation is performed, eigenvalue number m and eigenvalue are calculated. λi (i = 1, 2,..., m) is calculated (step S3). Examples of eigenvalue calculation methods include singular value decomposition, Householder, QR decomposition, and DB method.
The priority PSi of the i-th spatial stream is initialized (step S4).
PSi = 1 (i = 1, 2,..., M) Equation 29
If the value of m is 1 or less, the priority is invalid and the process is terminated (step S5). When m is 2 or less (step S6), the maximum eigenvalue λmax is obtained (step S7), and the priority PSmax of the related spatial stream is lowered (step S8).
PSmax = 2 Equation 30
Here, the priority of the spatial stream is highest at 1, and the higher the value, the lower the priority. This is because the spatial stream having the maximum eigenvalue tends to deteriorate with time. This is because the maximum power is allocated to the stream with the maximum eigenvalue, and interference due to time change is larger than that of other spatial streams (see Non-Patent Document 9).
When the value of m is larger than 2 (step S6), the maximum eigenvalue λmax and the minimum eigenvalue λmin are obtained (step S9), and the priorities PSmax and PSmin of the related spatial stream are lowered (step S10).
PSmin = 2 Formula 31
This is because the minimum eigenvalue is likely to be lost even if there is a slight fluctuation, and thus there is a high possibility of communication error.
Table 1 shows an example of priority setting when m = 2. Since the maximum eigenvalue λmax = 4 and i = 1 at this time, PS1 = 2.
Based on the flowchart of FIG. 5, a method for predicting degradation of E-SDM during repeated communication will be described. The term “during repeated communication” here means, for example, data communication over a plurality of packets. This is a specific example of FIG. 2, and is an operation of the propagation path prediction
During repeated communication, the stability of each spatial stream is predicted from the eigenvalue calculated from the previous propagation path calculation value, the eigenvector calculated from the current propagation path calculation value, the eigenvalue calculated from the current propagation path calculation, and the eigenvector change. This is a method of increasing the priority and decreasing the priority of the unstable spatial stream.
First, the previous eigenvector eu (n−1) (i = 1, 2,... M, u = 1, 2,..., M (n−1)) is held (step S11). Here, m (n−1) is the number of previous eigenvalues.
When the nth propagation path calculation value hkj (n) is input (step S12), the propagation path prediction
Where e i (N), e u (N-1) is a normalized value. That means
Δe for each i iu Is selected, and u at that time is set to i (n-1) (step S16).
Further, a threshold value ΔethL is determined, and Δe ii (n-1) Is lower than the threshold value ΔethL (step S18), it is determined that the previous i (n−1) spatial stream and the current i th spatial stream are not continuous spatial streams, and the i th spatial stream is unstable. It is determined that there is a lower priority (step S19).
PSi = 3 Formula 35
Further, a threshold value ΔethH is determined, and Δe ii (n-1) Is higher than the threshold value ΔethH (step S20), it is determined that the correlation between the previous eigenvector and the current eigenvector is sufficiently high, and a high priority is set (step S21).
PSi = 1 Formula 36
Δe ii (n-1) Is Δe thL <Δe ii (n-1) <Δe thH The medium stream is set to a medium priority.
PSi = 2 Formula 37
This is performed for all spatial streams from i = 1 to m (steps S17 and S23).
The maximum eigenvalue λmax is obtained (step S24), and the priority PSmax of the associated spatial stream is lowered (step S25).
This is because the maximum eigenvalue is likely to deteriorate, and although not specifically described, the inter-stream interference power due to the deterioration of correlation increases in order to allocate the maximum transmission power (see Non-Patent Document 3).
Based on the flowchart of FIG. 6, a W-SDM degradation prediction method during repeated communication, which is a specific example of FIG. 2, will be described.
This is the operation of the propagation path prediction
Since W-SDM only performs transmission power control and adaptive modulation based on propagation path characteristics, the spatial stream is for each transmission antenna, and the spatial stream number i is considered to be equal to the antenna number j.
The propagation path calculation value hjk (n-1) calculated at the previous time is held (step S26). The propagation path calculation value hjk (n) calculated this time is input (step 27). The propagation path change amount Δhj (n) of the antenna j is calculated (step S28). However, this equation is used when the propagation path calculation value is not a standardized value.
The amount of change in the propagation path of each antenna is compared, and the higher priority is set in order from the antenna with the larger value (step S29).
In particular, if Δhj (n) is a negative value, it indicates that the image has been reduced, so that it is predicted to deteriorate, and a low priority is set.
A specific example is shown in Table 3. The priority of the
In addition, various methods can be used for assigning the priority of the spatial stream, such as predicting that the spatial stream related to the reduced eigenvalue is deteriorated and setting the priority low.
Another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7A to 7E.
Here, an example in which data with priority is transmitted from a
The propagation path prediction
The
This will be specifically described below using a table.
Tables 4 and 5 show examples of the data with priority and the number of bits, the priority of the spatial stream, and the number of transmission bits.
Prioritized data is based on spatial scalability, temporal scalability, SNR scalability, ROI scalability, etc. as described in the background art of this specification, and when video and audio are delivered simultaneously Suppose that the priority of audio is higher than that of images. There is also a composite of these scalability and data types. Although how to express the priority differs depending on the system, in this example, a high priority is represented by a small number.
According to Table 4, there are a basic layer with the lowest resolution, and a first enhancement layer and a second enhancement layer of redundant data that increase the resolution sequentially. The priority is the highest in the base layer according to the importance of the information, and is set to 1. The lower the quality of service (QoS), the higher the priority. On the other hand, the propagation path prediction
The number of transmission bits is specified by the propagation path information. Table 5 is an example.
The
Since the number of data in the data string is different, a total of 384 bits of 256 bits in the first half of the redundant data of the first enhancement layer is allocated to the second spatial stream following the 128 bits of the base layer. Subsequently, the remaining 126 bits of the redundant data of the first enhancement layer are allocated to the third spatial stream of
Thus, the
As shown in FIG. 7B, the spatial
The known signal
The transmission
A plurality of data strings multiplexed and transmitted on the spatial multiplexing propagation path 308 are transmitted by a plurality of streams. On the spatial multiplexing propagation path 308, propagation loss, multipath, fading, shadowing, and the like occur.
On the
As shown in FIG. 7C, the
The propagation
The propagation path
The propagation path information is a designation of the communication capacity and transmission side weight for each spatial stream calculated from the propagation path calculation value and noise. As a conventional example of the propagation path information, a CQI (Channel Quality Indicator) that displays a communication rate, There are PCI (Precoding Control Indicator) and Codebook Index that notify the weight.
The priority is determined by predicting the ease of degradation of the spatial stream from the propagation path information. The ease of degradation is that a spatial stream multiplied by the maximum weight is likely to be degraded, and a spatial stream having a large change in capacity and weight setting as compared with the previous propagation path information is likely to be degraded.
The
The reception side
The
If the priority-priority data with the highest priority does not end with the highest-priority spatial stream and decoding of the subsequent spatial stream fails, the prioritized
If the data with priority with the highest priority can be decoded correctly and decoding of the data with priority with a low priority fails, the communication inhibition signal is not output. The
The propagation path information from the reception-
Also, when communication obstruction occurs, a retransmission request signal is transmitted to the transmission side
At this time, the
The
FIG. 7E illustrates an example of a spatial
In the example shown in FIG. 7E, the known
In this example, low-priority data is a background or best effort that does not guarantee reliable transmission, and will be referred to as best effort here as a representative. Also, high priority data is data that guarantees reliable transmission, and is referred to as guarantee.
On the other hand, in the case of the best effort of the type in which the QoS of the low priority data does not guarantee the transmission of the QoS of the high priority data in the background,
No retransmission control is performed. In that case, the transmission
This corresponds to a case where the definition of best effort includes a best effort and a background with a lower QoS than that, and a case where a finer division called a level is performed within the same best effort.
The effect of this embodiment is that the delay due to retransmission control can be reduced even if the propagation path estimation frequency on the transmission side is reduced. The reason for this is that errors can be biased to low priority data with priority, in order to allocate high priority data to spatial streams that are not easily degraded by changes in channel characteristics over time. This is because data with high priority can be communicated correctly and retransmission control is not performed.
Another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 8A to 8E.
The illustrated embodiment is an example in which data with priority is communicated from a specific
In spatial
The detailed operation is the same as that of the
That is, as shown in FIG. 8B, the known signal
The transmission
A plurality of data strings multiplexed and transmitted on the spatial
The reception-
At this time, thermal noise is added. As shown in FIG. 8C, the
Next, in the propagation
Furthermore, the
The priority-added propagation path
The propagation path information is designation of the communication capacity and the transmission side weight for each spatial stream calculated from the propagation path calculation value and noise, and conventional examples of the propagation path information include CQI and PCI.
At this time, assuming that the number of bits of the propagation path information is f bits, the priority propagation path characteristics add priority information g bits to the propagation path information f bits.
For example, when the number of spatial streams is m = 4, if the spatial stream number with the highest priority is added as priority information, it can be notified with 2 bits, so g = 2 bits are added. When the propagation path information is 6 bits, 2 bits of priority information are added to the propagation path information, and notification is made with 8 bits.
The propagation path prediction
Furthermore, predicting the ease of degradation by utilizing the fact that the spatial stream multiplied by the maximum weight is likely to be degraded, and that the spatial stream with a large change in capacity and weight setting is more likely to degrade than the previous propagation path information. You may do it.
The channel decoding unit with
The reception side
The
If the priority-priority data with the highest priority does not end with the highest-priority spatial stream and decoding of the subsequent spatial stream fails, the prioritized
If the data with priority with the highest priority can be decoded correctly and decoding of the data with priority with a low priority fails, the communication inhibition signal is not output. The
In the illustrated example, the propagation path information is received by the
Also, when communication obstruction occurs, a retransmission request signal is transmitted to the transmission side
At this time, the
The
The
In this example, in the spatial
This is an example of a case where the low priority data is the best effort, and the high priority data is a guarantee requiring retransmission control. When the QoS of the high priority data is also the best effort, the retransmission control is performed. Not performed. In that case, the transmission side
Even if all the data is the best effort, it is possible to easily transmit the high-priority data by assigning the high-priority data in the best effort to the high-priority spatial stream.
This corresponds to a case where the definition of best effort includes a best effort and a background with a lower QoS than that, and a case where a finer division called a level is performed within the same best effort.
As in this embodiment, there is an effect that the delay due to retransmission control can be reduced without reducing the prediction frequency of the propagation path on the transmission side and performing the prediction of the propagation path on the reception side.
Still another embodiment will be described with reference to FIGS. 9A to 9D. Here, it is assumed that the
The
The
The
In spatial
In the TDD scheme, the same frequency resource is used by switching between the forward direction and the reverse direction according to time, so that the
The
The signal that has passed through the
The propagation
Furthermore, the
The propagation path prediction
The spatial stream with the largest eigenvalue is a spatial stream that is likely to deteriorate, for example, a spatial stream with a large change compared to the previous propagation path calculation value. If decoding of the spatial stream with the highest priority fails, a communication inhibition signal is output, and if successful, no communication inhibition signal is output. The communication inhibition signal is notified to the reception side
If there is no communication inhibition,
The
If the priority-priority data with the highest priority does not end with the highest-priority spatial stream and decoding of the subsequent spatial stream fails, the prioritized
If the data with priority with the highest priority can be decoded correctly and decoding of the data with priority with a low priority fails, the communication inhibition signal is not output.
The
On the other hand, when there is communication obstruction,
The retransmission control signal further propagates in the reverse direction from the
The
In this case, data with priority information is assigned again to the spatial stream through the
Data with priority information from the
The operation in the reverse direction is the same. The
The
The
The propagation path prediction
The
As shown in FIG. 9B, in the spatial
The
Subsequently,
The propagation
The propagation path prediction
If there is no communication inhibition,
The
When the priority-added data with the highest priority does not end with the highest-priority spatial stream and decoding of the subsequent spatial stream fails, the prioritized channel encoding unit outputs a communication inhibition signal.
If there is communication obstruction, the decoding process is stopped and reception of retransmission data is awaited.
If the priority-added data with the highest priority can be correctly decoded and decoding of the priority-added data with a low priority fails, the
As shown in FIG. 9B, spatial
At the reverse transmission timing, the
The data with priority information is assigned to the spatial stream again through the
The
This is an example of a case where the low priority data is the best effort, and the high priority data is a guarantee requiring retransmission control. When the QoS of the high priority data is also the best effort, the retransmission control is performed. Not performed. In that case, the
Even if all the data is the best effort, it is possible to easily transmit the high-priority data by assigning the high-priority data in the best effort to the high-priority spatial stream.
This corresponds to a case where the definition of best effort includes a best effort and a background with a lower QoS than that, and a case where a finer division called a level is performed within the same best effort.
With reference to FIG. 10A and FIG. 10B, the Example at the time of applying this invention to the system containing a several radio station is described.
In FIG. 10A, the
Propagation from the
On the receiving side, the propagation path characteristics are calculated using a signal after determination that can be used as a known signal or a pseudo-known signal.
The second wireless station 602 and the
In the example of FIG. 10A, the propagation path characteristic between the j-th transmission antenna of the
FIG. 10B shows an example of cooperative communication, in which information with priority is transmitted from the
The propagation path characteristic between the j-th transmitting antenna of the l-th wireless station and the k-th receiving antenna of the u-th wireless station is expressed as h. (U-4) × K + k, (1−6) × L + j And At this time, l = 4,5, u = 6,7, L is the number of transmitting antennas of the fourth radio station and the fifth radio station, and K is the number of receiving antennas of the sixth radio station and the seventh radio station. . At this time, since the propagation path matrix H can be obtained as follows, weight calculation and eigenvalue calculation can be performed in the same manner as in one-to-one communication.
When there is data from the transmission side to a plurality of destinations, it is necessary to use the priority for each destination as the priority, and the priority information of the destination user is also taken into account. Examples of destination priority include a terminal class in 3GPP.
The present invention can also be applied to such multi-station communication. That is, even in a spatial stream between two or more stations, priority can be assigned like the spatial stream between two stations described so far, and communication can be performed according to the priority of data with priority.
本発明によれば、パーソナル移動体通信におけるマルチメディア情報の配信といった用途に適用できる。また、複数無線局の協調通信といった用途にも適用可能である。
この出願は、2007年12月17日に出願された日本出願特願第2007−325330号及び2008年7月24日に出願された日本出願特願第2008−191303号を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。The present invention can be applied to uses such as distribution of multimedia information in personal mobile communication. It can also be applied to uses such as cooperative communication of a plurality of radio stations.
This application is based on Japanese Patent Application No. 2007-325330 filed on Dec. 17, 2007 and Japanese Patent Application No. 2008-191303 filed on Jul. 24, 2008. Argue and incorporate all of its disclosure here.
Claims (26)
前記空間多重伝搬路を介して受信された複数の空間ストリームを多重分離して受信すると共に、
前記空間多重伝搬路に既知信号又は判定済の疑似的な既知信号を送信することにより、前記空間多重伝搬路の特性を計算して、伝搬路計算値として求め、
前記伝搬路計算値から各空間ストリームの劣化し易さを予測し、劣化しにくいものに高く、劣化しやすいものに低い空間ストリームの優先度を割り付け、
前記空間ストリームの優先度に従って、前記優先度の付いたデータの優先度の高いものから、順次、優先度の高い空間ストリームに割り付けることを特徴とする通信方法。Sending data with priority composed of a plurality of data strings with priorities as a plurality of spatial streams via a spatial multiplexing channel,
A plurality of spatial streams received via the spatial multiplexing channel are demultiplexed and received,
By transmitting a known signal or a determined pseudo known signal to the spatial multiplex propagation path, the characteristics of the spatial multiplex propagation path are calculated and obtained as a propagation path calculated value,
Predicting the ease of deterioration of each spatial stream from the propagation path calculation value, assigning a priority of a low spatial stream to a high one that is difficult to deteriorate, and a low one easy to deteriorate,
According to the priority of the spatial stream, a communication method is characterized in that data having a higher priority is assigned to a spatial stream having a higher priority sequentially.
前記入力データが優先度付きデータでないことが判定されると、優先度付き割付を行うことなく、伝搬路情報通知間隔を所定の間隔に設定すると共に、
他方、前記入力データが優先度付きデータであることが判定されると、優先度付き割付を行うと共に、前記伝搬路情報通知間隔を前記優先度付きデータでない場合における前記所定の間隔より長く設定して、
空間多重伝搬路を通して、複数空間ストリームの空間多重送受信を行い、
更に、既知信号を用いるか、判定済み信号を疑似的に既知信号として用いて、伝搬路を通った信号に既知信号の複素共役を乗算して平均化することにより、伝搬路計算値を計算し、前記伝搬路計算値に基づいた伝搬路情報を伝搬路情報通知間隔で出力する一方、
前記伝搬路計算値に基づき各空間ストリームの劣化し易さを予測し、劣化しにくいものに高く、劣化しやすいものに低い空間ストリームの優先度を割り付けることにより、伝搬路予測優先度設定を行い、
前記伝搬路情報の指定する通信容量に従い、データの優先度と、前記伝搬路予測優先度設定によって得られる前記空間ストリームの優先度を用いて、優先度付きデータの優先度の高いものから順次、優先度の高い空間ストリームに割り付けることを特徴とする通信方法。In response to input data, determine whether the input data is prioritized data composed of multiple data strings with priorities,
When it is determined that the input data is not data with priority, the channel information notification interval is set to a predetermined interval without performing assignment with priority, and
On the other hand, when it is determined that the input data is data with priority, allocation with priority is performed, and the propagation path information notification interval is set longer than the predetermined interval in the case of not being data with priority. And
Perform spatial multiplexing transmission / reception of multiple spatial streams through the spatial multiplexing propagation path,
In addition, the propagation path calculation value is calculated by using the known signal or using the determined signal as a pseudo known signal and multiplying the signal passing through the propagation path by the complex conjugate of the known signal and averaging. , While outputting the propagation path information based on the propagation path calculation value at the propagation path information notification interval,
Based on the propagation path calculation value, predict the ease of degradation of each spatial stream, assign the priority of the spatial stream high to the one that is difficult to degrade, and assign the priority of the low spatial stream to the one that is easy to degrade ,
In accordance with the communication capacity specified by the propagation path information, using the priority of data and the priority of the spatial stream obtained by setting the propagation path prediction priority, sequentially from the one with the higher priority of the data with priority, A communication method characterized by allocating to a spatial stream having a high priority.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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