WO2020175279A1 - 無線通信システム、無線通信方法、送信局装置および受信局装置 - Google Patents

無線通信システム、無線通信方法、送信局装置および受信局装置 Download PDF

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圭太 栗山
隼人 福園
努 立田
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日本電信電話株式会社
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Definitions

  • Wireless communication system wireless communication method, transmitting station device, and receiving station device
  • the present invention relates to a time-domain linear equalizer that suppresses inter-antenna interference and inter-symbol interference in a wireless communication system that performs SC—MIM 0 (Single Carrier Multiple-Input Multi-Input Multiple Output) transmission.
  • SC—MIM 0 Single Carrier Multiple-Input Multi-Input Multiple Output
  • Non-Patent Document 1 Keita Kuriyama, Hayato Fukuzono, Masafumi Yoshioka, Tsutomu Tateda, “FIR Transmit Beamforming for Wideband Single Carrier MIMO Transmission” IEICE Technical Report, voU 18, no.435, RCS2018 -247, pp.31-36, January 2019.
  • Non-Patent Document 1 since polynomial multiplication is performed in order to calculate the transfer function matrix of the equalizer, if the length of C R (Channel Impulse Response) is large, the degree of the polynomial is also There is a problem that it becomes large and the amount of calculation becomes huge. Also, the transfer function of the equalizer is in the R (Infinite Impulse Response) format. ⁇ 2020/175279 2 (:170? 2020/006547
  • the present invention provides It is an object of the present invention to provide a wireless communication system, a wireless communication method, a transmitting station apparatus, and a receiving station apparatus that can reduce the amount of calculation of an equalizer for equalizing and reduce residual errors due to tap truncation. Means for solving the problem
  • a first invention is to provide a transmission station device and a reception station device.
  • the transmitting station includes a training signal generator for generating a known training _ training signal, a first data signal of the plurality using a transmit-side transmission function for equalizing the inter-antenna interference
  • a linear equalizer on the transmitting side that outputs a plurality of second data signals that have equalized the inter-antenna interference, and transmit the training signal or a plurality of the second data signals to the receiving station device
  • a transmitting station communication unit having a plurality of antennas for receiving information about reaching function from the receiving station device, the receiving station device, a plurality of the second data signal or the training signal transmitted by the transmitting station device.
  • a receiving station communication unit having a plurality of antennas for receiving and transmitting information on the transmitting side transmission function to the transmitting station apparatus, and communication for estimating a channel response from the training signal received by the receiving station communication unit
  • a channel estimation unit a reception-side coefficient calculation unit that calculates the transmission-side transfer function and a reception-side transfer function for equalizing inter-symbol interference based on the communication-path response, and the reception-side transfer function
  • a receiving-side linear equalization unit that outputs a plurality of third data signals obtained by equalizing intersymbol interference from the plurality of second data signals received by the receiving station communication unit.
  • the reception-side coefficient calculation unit calculates only the reception-side transfer function used in the reception-side linear equalization unit, and obtains information about the channel response. Transmit to the transmitting station device, the transmitting station device calculates the transmitting-side transfer function for equalizing inter-antenna interference based on information about the channel response received from the receiving station device. Further equipped with a side coefficient calculator ⁇ 2020/175279 3 (: 170? 2020/006547
  • a third invention is to provide a transmission station apparatus and a reception station apparatus between
  • the transmitting station device uses a training signal generation process that generates a known training signal and a transmission-side transfer function that equalizes inter-antenna interference to transmit a plurality of the first data signals. Transmitting side linear equalization processing for outputting a plurality of second data signals that equalizes interference between antennas, and transmitting the training signal or a plurality of the second data signals to the receiving station device, and transmitting the transmitting side.
  • a plurality of transmitting station communication processes for receiving information about a function from the receiving station device, the receiving station device receiving a plurality of the second data signals or the training signals transmitted by the transmitting station device.
  • a plurality of receiving station communication processes for transmitting information about the transmission side transfer function to the transmitting station device; a channel estimating process for estimating a channel response from the training signal received from the transmitting station device; A reception-side coefficient calculation process for calculating the transmission-side transfer function and a reception-side transfer function for equalizing inter-symbol interference, based on a path response; and the reception-station communication process using the reception-side transfer function.
  • receiving-side linear equalization processing for outputting a plurality of third data signals obtained by equalizing inter-symbol interference from the plurality of second data signals received by.
  • a reception side transfer function used in the reception side linear equalization process is calculated, and information regarding the communication path response is obtained.
  • the transmitting side transmits to the transmitting station apparatus, and the transmitting station apparatus calculates the transmitting side transfer function for equalizing inter-antenna interference based on the information about the channel response received from the receiving station apparatus.
  • the feature is that the coefficient calculation process is further executed.
  • the fifth invention is to communicate with the receiving station device.
  • a training signal generator that generates a known training signal and a plurality of second data that equalizes the inter-antenna interference of the multiple first data signals by using the transmission-side transfer function to equalize the inter-antenna interference.
  • a transmission side linear equalizer for outputting a signal, and the training signal or a plurality of the second data signals ⁇ 0 2020/175 279 4 (: 17 2020/006547
  • a transmitting station communication unit having a plurality of antennas for transmitting to the receiving station device and receiving information on the transmission side transfer function from the receiving station device.
  • the transmitting station apparatus is configured to transmit the transmitting side for equalizing inter-antenna interference based on information about a channel response received from the receiving station apparatus. It is characterized by further comprising a transmission side coefficient calculation unit for calculating a function.
  • a seventh invention is to communicate with a transmitting station device.
  • a plurality of second data signals or training signals transmitted by the transmitting station device are received, and information on a transmitting side transfer function for equalizing inter-antenna interference on the transmitting side is transmitted to the transmitting station device.
  • a receiving station communication unit having a plurality of antennas, a communication channel estimating unit that estimates a communication channel response from the training signal received by the receiving station communication unit, and a transmission side transfer function based on the communication channel response,
  • a reception-side coefficient calculation unit that calculates a reception-side transfer function for equalizing inter-symbol interference, and an inter-symbol from the plurality of second data signals that the reception-station communication unit receives using the reception-side transfer function.
  • a reception side linear equalizer that outputs a plurality of third delay signals that equalize interference.
  • the reception side coefficient calculation section calculates only the reception side transfer function used in the reception side linear equalization section, and obtains information about the channel response. It transmits to the transmitting station device.
  • a wireless communication system, a wireless communication method, a transmitting station apparatus, and a receiving station apparatus according to the present invention It is possible to reduce the amount of operation of the equalizer that equalizes and to suppress the residual error due to tap truncation.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a wireless communication system according to a first embodiment and a second embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of 2 2 ! ⁇ /1 ⁇ IV! ⁇ 0 2020/175 279 5 ⁇ (: 17 2020 /006547
  • FIG. 3 A diagram showing an example of a transmitting station apparatus and a receiving station apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a processing example of the wireless communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 5 A diagram showing an example of a transmitting station apparatus and a receiving station apparatus according to a second embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a processing example of the wireless communication system according to the second embodiment.
  • FIG. 1 shows an example of a wireless communication system 100 according to the first and second embodiments.
  • the wireless communication system 100 has a plurality of (1 ⁇ 1 pieces: an integer of 2) antenna 8 I(1) to antenna 8 I(1 ⁇ 1 7 ) transmitting station equipment 1 ⁇ . 1 and a plurality of (! ⁇ :! ⁇ 3 2 integer) antennas “(1) to receiving antennas” (1 ⁇ 10 with the receiving station device 102 having the transmitting station device.
  • Wireless communication is performed between the mobile station 1 1 and the receiving station device 102.
  • the (number) at the end of the code is omitted and written as antenna 8-chome 1: and when referring to a specific antenna, the (number) is added at the end of the code, for example, antenna 8-chome (1
  • antenna 8-chome 1
  • the wireless communication system 100 is a wide band 301 IV! ⁇ IV! ⁇ system that uses a plurality of antennas between the transmitting station device 101 and the receiving station device 102.
  • Wireless communication In the wireless communication path between the transmitting station device 101 and the receiving station device 102, there are a plurality of delayed waves with different delay times such as multipaths, and frequency selective fading occurs. For this reason, it is necessary to suppress inter-antenna interference (0.8 I) and inter-symbol interference (0.8 I) due to channel characteristics.
  • 0.8 I inter-antenna interference
  • 0.8 I inter-symbol interference
  • Inter-antenna interference occurs due to spatial spread between the R antennas. Further, the signals transmitted and received between the respective antennas of the transmitting station device 101 and the receiving station device 102 have inter-symbol interference (SI) due to temporal spread.
  • SI inter-symbol interference
  • the channel response H (z) is It can be expressed by a matrix of transfer functions (referred to as a transfer function matrix) having N T XNR as an element according to the number.
  • transmitting station apparatus 101 includes Q AM modulating section 201, transmitting side linear equalizing section 202, RF section 203 and antenna AT t.
  • the Q AM modulation unit 201 is a data signal S (n) (referred to as a transmission data signal) obtained by performing quadrature amplitude modulation (QAM: Quadrature Amplitude Modulation) on a bit string of data information bits to be transmitted to the receiving station device 102. ) Is output.
  • the QAM modulation section 201 includes the QAM modulation section 201 (1) to the QAM modulation section 201 (K) (K: an integer of K 3 1) and outputs data signals S (n) corresponding to K streams. Output.
  • the data signal S (n) is a matrix whose elements are KX 1.
  • the transmission side linear equalization unit 202 performs equalization processing using the transmission side transfer function matrix W T (z) calculated based on the CIR between the transmission station device 101 and the reception station device 102. I do.
  • the transfer function matrix W T (z) is a row and column having N T XK transfer functions as elements. A process of normalizing the transmission power is also performed at the same time as the equalization process.
  • the transmission side linear equalization unit 202 performs equalization of the AI by transmission beamforming.
  • the transmission-side linear equalization unit 202 holds, for example, the data signal output from the QAM modulation unit 201, has a delay tap that shifts at fixed intervals, and multiplies the signal of each delay tap by a predetermined tap coefficient. This can be realized with an F R (Finite Impulse Response) type equalizer that outputs the sum of signals.
  • the transfer function for AI equalization is calculated based on C R estimated by the receiving station apparatus 102 by the training signal transmitted from the transmitting station apparatus 101.
  • the RF unit 203 includes N T RF signals corresponding to N T antennas AT t. ⁇ 2020/175279 7 ⁇ (: 170? 2020/006547
  • Antenna Hatcho has transmission and reception antennas from Antenna Hatcho (1) to Antenna Hatcho (1 ⁇ 17 ), and radiates the high-frequency signal output from section 203 as electromagnetic waves to the space.
  • the transmitting station apparatus 101 can transmit the transmission signal obtained by equalizing the I to the receiving station apparatus 102.
  • the receiving station device 102 includes an antenna 8
  • the reception side linear equalization unit 302 and the 0 IV! demodulation unit 303 are provided.
  • Antenna Hatcho has R antennas for transmitting and receiving from Antenna Hatcho “(1) to Antenna Hatcho “” ( ⁇ ), and converts the electromagnetic waves in the space transmitted from the transmitter station device 101 into high frequency signals. Convert.
  • It has a part 301 (1) to a part 301 (1 ⁇ ), and converts each high-frequency signal output from antenna 8-chome "(1)" to antenna 8-chome "(1 ⁇ )" into a baseband signal.
  • the reception side linear equalization unit 302 uses the ⁇ I between the transmission station device 101 and the reception station device 102.
  • the transfer function matrix ⁇ / ⁇ ( ⁇ ) on the receiving side calculated based on The transfer function matrix ⁇ / ⁇ ( ⁇ ) is It is a matrix whose elements are transfer functions.
  • the transfer function matrix ⁇ / ⁇ ( ⁇ ) is 0 0 estimated by the receiving station device 102 from the training signal transmitted from the transmitting station device 101. It is calculated based on and equalizes 3 ⁇ .
  • the 0 1 ⁇ /1 demodulation unit 303 demodulates the equalized ⁇ 3 stream data signals 3 ⁇ ( n ) of I 3 I output from the reception side linear equalization unit 302 into information bits. , Output the bit string.
  • the receiving side linear equalization unit 302 is Since (
  • the receiving station device 102 It is possible to demodulate the data signal by equalizing 3 I from the signal received by each of the 8 antennas.
  • the receiving station device 102 receives 0 I from the training signal transmitted from the transmitting station device 101. And the transfer function for I 3 I equalization is calculated by the receiving station device 102. Further, the transfer function used by the transmission side linear equalization unit 202 may be calculated by the receiving station device 102 side and transmitted to the transmitting station device 101 side, as will be described later. It is also possible to transmit 0 I information from the side to the transmitting station device 101 side and calculate the transfer function at the transmitting station device 101 side.
  • 3 ( n ) is the data signal output from the 08 IV! modulator 201, and the transfer function matrix of the transmitter-side linear equalizer 202 is ,
  • the transfer function matrix of the receiving side linear equalization unit 302 is ⁇ / ⁇ ( ⁇ ), and the data signal output from the 0 ! ⁇ /1 demodulation unit 303 is 3 ( n ),
  • the additive noise is 7? ( n )
  • the relationship between signals transmitted and received in the wireless communication system 100 according to the present embodiment can be expressed by equation (1).
  • ⁇ represents a set of elements of the matrix, and for example, ⁇ +1 has ( ⁇ +1 ) elements.
  • ⁇ represents a set of elements of the matrix, and for example, ⁇ +1 has ( ⁇ +1 ) elements.
  • ⁇ represents a set of elements of the matrix, and for example, ⁇ +1 has ( ⁇ +1 ) elements.
  • ⁇ represents a set of elements of the matrix, and for example, ⁇ +1 has ( ⁇ +1 ) elements.
  • ⁇ 2020/175279 9 (: 170? 2020/006547
  • equation (1) the transfer function matrix 0 I (0) of 0 I is represented by equation (2).
  • -I delay operator of transfer function
  • II ( : 1st reception antenna and Is. ⁇ is an integer of 0 £ 1 £__ 1 (!_ is a positive integer) and is the number of passes! Indicates the pass number in-.
  • the number of passes! -Indicates the number of multipaths.
  • the tap coefficient of the transmission-side linear equalizer 2 0 2 which inputs the data signal of the stream of ( 1 ) and outputs the signal to the 1st transmission antenna is shown. Is an integer of 0 £ £ _ 1 (is a positive integer) and indicates the tap number in the number of taps of the transmission side linear equalization unit 20 2.
  • equalization of 0 I [3 ⁇ 4 (!! ( ⁇ )) is performed by dividing it between the transmitting station device 101 and the receiving station device 102, so that as shown in equation (8) , A matrix obtained by multiplying the transfer function matrix ⁇ / ⁇ ( ⁇ ) of the transmission side linear equalization unit 202 by the transfer function row ⁇ / ⁇ ( ⁇ ) of the reception side linear equalization unit 302 is
  • the inverse matrix of (a) is 1 to
  • - 1 ) can be represented by the product of the transfer function of 1/ ⁇ 161: (1 ⁇ 1 (a)) and the matrix of 301" (1 ⁇ 1 (a) ).
  • det () and adj () represent the determinant and ad jugate matrix, respectively.
  • adj is different from the adjoint matrix (adj ⁇ i nt matrix) that represents the Hermitian transpose.
  • the wireless communication system 100 receives the function of I 8 I /I 3 I equalization by the time domain linear equalizer from the transmitting side linear equalizer 202. It is possible to reduce the calculation amount by sharing with the reception side linear equalization unit 302. In addition, since the transmission side does not use the transfer function in the form of a ⁇ , it is possible to suppress the error of tap censoring of about 8 ⁇ .
  • Fig. 2 shows an example of 2 x 21 ⁇ /1 ⁇ 1 ⁇ /10. Note that, in FIG. 2, blocks having the same reference numerals as those in FIG. 1 operate similarly to the blocks in FIG.
  • the transmitting station device 10 1 has 8 antennas (1) and 8 antennas.
  • the receiving station device 102 has two antennas of (2) and two antennas of eight antennas “(1) and eight antennas” (2). Note that the number of streams ⁇ 2.
  • the transfer function matrix D can be expressed as in Eq. (13). ⁇ 2020/175 279 13 ⁇ (: 170? 2020 /006547
  • the dent (a) is composed of a sword type equalizer.
  • the reception signal ( n ) received by the receiving station device 10 2 can be expressed as in Expression (14).
  • Equation (15) the diagonalized transfer function matrix on the receiving station device 102 side is Since the diagonal components of (a) are the same and are common to each stream, the polynomial multiplication need only be performed once.
  • the reception side linear equalization unit 3002 multiplies the received signal ( n ) of equation (1 4) by the transfer function matrix ⁇ / ⁇ ( ⁇ ) of equation (15). , Shown in equation (16) ⁇ 2020/175279 ⁇ (: 170? 2020/006547
  • I 3 I included in the received signal (! ⁇ !) can be equalized and the data signal 3 (can be demodulated.
  • the calculation amounts of the transmission side linear equalization unit 202 and the reception side linear equalization unit 302 according to the present embodiment are compared with the calculation amounts of the equalizer of the related art.
  • the wireless communication system 100 is superior to the related art. ⁇ 2020/175 279 15 ⁇ (: 170? 2020/006547
  • the residual components of the transmission side linear equalization unit 202 and the reception side linear equalization unit 302 according to the present embodiment are compared with the residual components of the conventional equalizer.
  • Equation (18) represents the residual component of the equalizer in Non-Patent Document 1 described in the prior art. In addition, It is the residual ingredient of ⁇ 8 ⁇ / ⁇ 3 ⁇ .
  • the residual components of the transmission-side linear equalization unit 202 and the reception-side linear equalization unit 302 can be expressed as in Expression (19).
  • ⁇ to “” are residual components of I 3 I.
  • the wireless communication system 100 is more efficient than the conventional technology. ⁇ 2020/175279 16 ⁇ (: 170? 2020/006547
  • the transmission side since the transmission side does not use the transfer function of the ⁇ type, it is possible to suppress the tap truncation error of the transfer function for the ⁇ 8 ⁇ equalization.
  • FIG. 3 shows an example of the transmitting station device 10 1 and the receiving station device 10 2 according to the first embodiment. Note that FIG. 3 shows a detailed configuration example of the transmitting station device 10 1 and the receiving station device 102 described in FIGS. 1 and 2.
  • the transmitting station device 10 1 includes an information bit generating unit 4 0 1, a data signal modulating unit 4 0 2, a training signal generating unit 4 0 3, and a transmitting side linear equalizing unit 4 0 4.
  • Transmitted signal converter 405 received signal converter 406 and antenna 1 (1) to antenna 8 (1 ⁇ 1 7 ) 1 ⁇ 1 7 antennas.
  • the receiving station device 102 has eight antennas “(1) to eight antennas” (1 ⁇ ) antennas, a received signal conversion unit 501, and a channel estimation unit 502.
  • a linear equalizer coefficient calculation unit 50 3 a reception side linear equalization unit 50 4, a data signal demodulation unit 50 5, an information bit detection unit 50 6 and a transmission signal conversion unit 5 07.
  • the information bit generation unit 4 0 1 generates the data information bit to be transmitted to the receiving station device 10 2.
  • the data information bit is a bit string corresponding to, for example, a data signal input from the outside (not shown) or a data signal generated internally.
  • the information bit generation unit 401 may have an error correction coding function for generating an error correction code at a predetermined coding rate, an interleave function, or the like.
  • the data signal modulator 4 02 is a data signal obtained by modulating the bit string output from the information bit generator 4 0 1 by a predetermined modulation method (for example, quadrature amplitude modulation (0 ! ⁇ /1)). Outputs 3 ( n ).
  • the bit string output by the information bit generator 4 01 is divided into a plurality of streams according to the number of antennas 8 I, and the data signal 3 (11) is modulated for each stream. Since each of the streams is output, it has a data signal modulation unit 402.
  • the training signal generation unit 403 generates a training signal for estimating the channel response ( ⁇ 3 I [3 ⁇ 4) (corresponding to the training signal generation process). Training ⁇ 2020/175 279 17 ⁇ (: 170? 2020/006547
  • the training signal is predetermined information such as a preamble for signal detection (for example, a specific pattern such as an alternating pattern of "0 1"). It is a predetermined signal that is modulated by a modulation method that is less susceptible to interference, such as 3 11 1 : 1 ⁇ 6 source 1 ⁇ 9), and is used by the receiving station device 10 2 to estimate ⁇ I.
  • the information on the training signal transmitted by the transmitting station device 101 is already known to the receiving station device 102.
  • the transmission-side linear equalization unit 404 is a signal equalized from the data signal 3 (11) (corresponding to the first data signal) output from the data signal modulation unit 502 to the signal I (first). (Corresponding to 2-data signal) is output to the transmission signal conversion unit 405 (corresponding to linear equalization processing on the transmission side).
  • the transmission-side linear equalization unit 404 holds, for example, the data signal output by the data signal modulation unit 502, has a delay tap that shifts at regular intervals, and the signal of each delay tap has a predetermined value.
  • I which outputs the sum of the signals multiplied by the tap coefficient Type equalizer.
  • the tap coefficient is 0 0 estimated by the receiving station device 102.
  • the transmission side linear equalization unit 404 performs linear equalization processing for equalizing II. At the same time as linear equalization processing, processing to normalize transmission power is also performed.
  • the transmission side linear equalization unit 404 outputs the training signal output by the training signal generation unit 403 as it is without performing linear equalization processing.
  • the transmission signal conversion unit 405 frequency-converts the data signal or training signal output by the transmission-side linear equalization unit 404 into a high-frequency transmission signal for transmission from the antenna 8-chome 1. For example, the transmission signal conversion unit 405 up-converts the data signal or training signal in the 2 0 1 ⁇ 1! band to a high frequency signal in the 5° 1 to 12 band and sends it out from the antenna 8-chome 1:. ..
  • each of the streams divided into multiple streams is converted into a high-frequency signal and sent from each of antenna 8 (1) to antenna 8 (1 ⁇ 17 ).
  • the reception signal conversion unit 406 converts the high-frequency reception signals received by the antennas from antenna 8 (1) to antenna 8 (1 ⁇ 17 ) into low-frequency signals. ⁇ 2020/175 279 18 ⁇ (: 170? 2020 /006547
  • the reception signal conversion unit 4 0 6 outputs 2 0 1 ⁇ (-! Baseband No. signal of 2-band down-converts the high frequency signal 5_Rei_1 ⁇ 1 2 band.
  • the reception signal conversion unit 406 receives a control signal including information such as tap coefficients that make up the transfer function used in the transmission side linear equalization unit 20 2 from the reception station device 10 2, and The signal is converted into a signal and output to the transmission-side linear equalization unit 404.
  • the transmission-side linear equalization unit 202 has the function of the demodulation unit that demodulates information such as the tap coefficient from the baseband signal.
  • the reception signal conversion unit 406 may demodulate the information such as the tap coefficient and output the demodulated information to the transmission side linear equalization unit 404.
  • the reception signal conversion unit 406 corresponds to the transmission station communication unit that performs transmission station communication processing.
  • Antenna Hatcho has two antennas for transmitting and receiving from Antenna Hatcho (1) to Antenna Hatcho (1 ⁇ 17 ), and the high frequency signal output from the transmission signal conversion unit 405 is used as an electromagnetic wave in space. Radiate to. Alternatively, the antenna Hatcho converts the electromagnetic waves in the space transmitted from the receiving station device 102 into a high frequency signal, and outputs the high frequency signal to the received signal conversion unit 406.
  • the transmitting station apparatus 101 can transmit the data signal obtained by equalizing the I 8 I to the receiving station apparatus 102 by the transmitting side linear equalization unit 202.
  • the antenna 8 “has R antennas for transmitting and receiving from the antenna 8" (1) to the antenna 8" (( ⁇ ), and the high frequency signal output from the transmission signal conversion unit 507 described later is converted into an electromagnetic wave in space.
  • the antenna 8” converts the electromagnetic waves in the space transmitted from the transmitting station device 101 into a high frequency signal, and outputs it to the receiving signal conversion unit 501, which will be described later.
  • the received signal converter 501 receives signals from each of the antennas 8 "(1) to 8""(1 ⁇ )" in the same manner as the received signal converter 4 0 6 of the transmitting station device 1 0 1.
  • the high-frequency signal that is generated is frequency-converted to a baseband signal, where the training signal received from the transmitting station device 101 is output to the communication channel estimator 502 and received from the transmitting station device 101.
  • the data signal is sent to the receiving side linear equalizer 504. ⁇ 2020/175 279 19 ⁇ (: 170? 2020/006547
  • the communication path estimation unit 502 is configured to transmit the training signal transmitted from the transmitting station device 1 0 1. Estimate (corresponding to the communication channel estimation process).
  • the linear equalizer coefficient calculation unit 503 is a channel estimation unit.
  • the tap coefficient that constitutes the transfer function for II equalization (corresponding to the transfer function on the transmission side) used by the transmission side linear equalization unit 404 of the transmission station device 101 and the reception station device 10 2
  • the tap coefficients that make up the transfer function for I 3 I equalization (corresponding to the transfer function on the receiving side) used by the receiving side linear equalization unit 504 of are calculated.
  • the information such as the tap coefficient that constitutes the transfer function for I I equalization calculated by the linear equalizer coefficient calculation unit 50 3 is transmitted to the transmitting station device 101 side.
  • the linear equalizer coefficient calculation unit 5033 corresponds to the reception-side coefficient calculation unit that performs reception-side coefficient calculation processing.
  • the receiving-side linear equalization unit 50 4 has I 3 calculated by the linear equalizer coefficient calculation unit 50 3.
  • the data signal 3 Outputs corresponds to the third data signal
  • the data signal demodulator 505 corresponds to linear equalization processing on the receiving side.
  • the data signal demodulation unit 505 demodulates the equalized data signal 3 ( n ) of I3 output from the reception side linear equalization unit 505 into information bits, and outputs a bit string. Output. Since the receiving-side linear equalization unit 504 outputs data signals 3 ⁇ ( n ) of a plurality of streams according to the number of antennas, the data signal demodulation unit 505 generates data signals 3 ( 1!) is demodulated for each stream, and the data signal demodulation unit 505 provides information on the bit sequence obtained by combining the bit sequences divided into a plurality of streams on the transmission station device 101 side. It is output to the bit detection unit 506.
  • the demodulation signal demodulation unit 505 may have an error correction decoding function and a deinterleave function depending on the function of the transmitting station device 101 side. Good.
  • the information bit detection unit 506 outputs received data obtained by converting the bit string output by the data signal demodulation unit 505 into digital data.
  • the error correction decoding function and the deinterleaving function may be performed on the information bit detection unit 506 side. ⁇ 2020/175 279 20 boxes (: 170? 2020/006547
  • the transmission signal conversion unit 507 converts the information output by the linear equalizer coefficient calculation unit 503 into a high frequency signal and sends it from the antenna D1.
  • information such as tap coefficients forming the transfer function matrix ⁇ / ⁇ () for equalizing II calculated by the linear equalizer coefficient calculation unit 503 is provided to the antenna unit. “Transmits to the transmitting station device 101 side.
  • the function of the modulation unit that modulates information such as tap coefficients into a baseband signal may be included in the transmission signal conversion unit 5 07
  • the shape equalizer coefficient calculating unit 50 3 may have the reception signal converting unit 5 0 1 and the transmission signal converting unit 5 07 correspond to a receiving station communication unit that performs receiving station communication processing. ..
  • the receiving station device 10 And ⁇ 3 I Calculate the tap coefficients that make up the transfer function for equalization. Then, the tap coefficient for the 3 I equalization is set in the receiving side linear equalization unit 504, and the tap coefficient for the I equalization is transmitted to the transmitting station device 1 0 1, and the linear equalization at the transmitting side is performed. Set to part 4 04. As a result, the equalization process of 0.88 can be performed on the side of the transmitting station device 101, and the equalization process of 3x10 can be performed on the side of the receiving station device 102.
  • FIG. 4 shows an example of processing of the wireless communication system 100 according to the first embodiment. The processing shown in FIG. 4 is executed by each unit of the transmitting station device 10 1 and the receiving station device 10 2 shown in FIG.
  • Step 3101 In the transmitting station apparatus 101, the training signal generating section 4033 generates a training signal for estimating 0 on the receiving station apparatus 102 side, and performs transmission signal conversion. It is transmitted from the antenna 1 by the section 4 05.
  • Step 3102 In the receiving station apparatus 102, the communication channel estimation unit 5202 receives the training signal transmitted in Step 3101 and estimates ⁇ .
  • Step 3 103 In the receiving station device 102, the linear equalizer coefficient calculation unit 5
  • 0 3 is the step Based on ⁇ 8 ⁇ and I ⁇ 2020/175279 21 ⁇ (: 170? 2020/006547
  • Step 3104 In the receiving station device 102, the linear equalizer coefficient calculation unit 5
  • 0 3 transmits to the transmitting station device 101 the tap coefficient that constitutes the transfer function for Eight-eight-square equalization calculated in step 3103.
  • Step 3105 In the receiving station device 102, the tap coefficient forming the transfer function for the 3 I equalization calculated in step 3103 is the receiving side linear equalization unit 50 Set to 4.
  • Step 3106 In the transmitting station apparatus 101, the transmitting-side linear equalization section 4044 configures the taps that constitute the transfer function for I8I equalization calculated in Step3103. Received from the receiving station device 102.
  • Step 3107 In the transmitting station device 101, the transmitting side linear equalization unit 404 makes the tap coefficients constituting the transfer function for I8I equalization received in Step3106. To set.
  • Step 3108 In the transmitting station device 101, the transmitting-side linear equalization unit 4044 equalizes the data using the tap coefficient set in Step 3107. Start transmitting signals.
  • Step 3109 In the receiving station device 102, the receiving-side linear equalization unit 504 uses the tap coefficient set in step 3105 to transmit from the transmitting station device 1011. Start receiving the data signal that equalizes 3 I from the received signal.
  • the receiving station device 10 And ⁇ 3 I Calculate the tap coefficients that make up the transfer function for equalization. Then, the tap coefficients that make up the transfer function for 3 I equalization are set in the receiving side linear equalization unit 50 4, and the tap coefficients that make up the transfer function for 8 I equalization are set at the transmitting station device 10 It is transmitted to 1 and set in the transmission side linear equalization section 404. As a result, the equalizing process of II can be performed on the transmitting station device 101 side, and the equalizing process of 3 I can be performed on the receiving station device 102 side.
  • equation (18) and ⁇ 2020/175 279 22 ⁇ (: 170? 2020 /006547
  • FIG. 5 shows an example of the transmitting station device 10 13 and the receiving station device 10 28 according to the second embodiment.
  • the difference between the wireless communication system 1008 shown in Fig. 5 and the wireless communication system 100 explained in Fig. 3 is that the transmitting station device 1 0 1 3 has a linear equalizer coefficient calculation unit 6 0 1 Is to have.
  • slightly different from the receiving station apparatus 1 0 2 3 linear equalizer coefficient calculating unit 5 0 3 3 processing is the receiving station apparatus 1 0 2 linear equalizer coefficient calculating unit 5 0 3. Note that in FIG. 5, blocks having the same reference numerals as those in FIG. 3 perform the same processing as in FIG.
  • a linear equalizer coefficient calculating unit 5 0 3 3 on the basis of the 0 I where channel estimation unit 5 0 2 is estimated, the receiving side of the receiving station apparatus 1 0 2
  • the linear equalization unit 504 calculates the tap coefficients that make up the transfer function for I 3 equalization.
  • a linear equalizer coefficient calculating unit 5 0 3 3 constitutes a transfer function for performing equalization processing for equalizing II on the transmission side linear equalizer 4 0 4 of the transmitting station device 1 0 1
  • the tap coefficient was not calculated and the communication channel estimation unit 502 estimated
  • the information about the information is transmitted to the transmitting station device 101. Note that ⁇ I The information regarding the information may be transmitted directly from the communication path estimating unit 50 2 to the transmitting station device 10 1 via the transmission signal converting unit 5 07 from the antenna.
  • linear equalizer coefficient calculation section 6 0 1 receives information of 0 I transmitted from the receiving station 1 0 2 3, sender linear
  • the equalization unit 404 calculates the tap coefficient that constitutes the transfer function for II equalization, and sets it in the transmission side linear equalization unit 404.
  • the linear equalizer coefficient calculation unit 60 1 corresponds to the transmission side coefficient calculation unit that performs the transmission side coefficient calculation process.
  • the wireless communication system 1003 according to the present embodiment is similar to the wireless communication system 100 according to the first embodiment. ⁇ 2020/175 279 23 ⁇ (: 170? 2020 /006547
  • Estimate ⁇ I from the training signal The information related to is transmitted to the transmitting station device 1 103 side, and the tap coefficient constituting the transfer function for II equalization is calculated on the transmitting station device 10 13 side.
  • the process of calculating the offset coefficient of the equalization transfer function is distributed to the transmitting station device 1 0 1 3 side and the receiving station device 10 2 3 side, so that the linear equalizer coefficient calculator 5
  • the processing amount of 0 3 3 can be smaller than the processing amount of the linear equalizer coefficient calculation unit 5 0 3 of the first embodiment.
  • the line equalizer coefficient calculating unit 5 0 3 3 corresponds to the reception-side coefficient calculation unit for performing reception-side coefficient calculation process.
  • the number of polynomial multiplications is smaller than that in the conventional technique, and therefore the calculation The amount can be reduced, and since the transfer function of the I-I-type is not used for the equalization processing of I 8 I, tap truncation error can be suppressed.
  • FIG. 6 shows an example of processing of the wireless communication system 1003 according to the second embodiment. Note that the processing shown in FIG. 6 is executed by each unit of the transmitting station device 1013 and the receiving station device 1023 shown in FIG. In FIG. 6, steps having the same reference numerals as those in FIG. 4 described in the first embodiment perform the same processing as in FIG.
  • Step 3101 and Step 3102 the same processing as in Fig. 4 is performed, and the receiving station device 1 0 2 3 receives the training signal transmitted from the transmitting station device 1 0 1 3. And estimate ⁇ 3 I.
  • Step 3 201 The receiving station device 1 0 2 3 transmits to the transmitting station device 1 0 1 3 estimated in step 3 1 0 1.
  • Step 3 2 0 2 in the receiving station apparatus 1 0 2 3, a linear equalizer coefficient calculation unit
  • Step 3 2 0 3 transmitting station 1 0 1 3 receives transmitted from the receiving station apparatus location 1 0 2 3 Step 3 2 0 1. ⁇ 2020/175 279 24 ⁇ (: 170? 2020 /006547
  • Step 3204 The linear equalizer coefficient calculation unit in the transmitting station device 101 3
  • step 3203 Based on, the tap coefficient that constitutes the transfer function for Eight-eight-square equalization is calculated.
  • Step 31 07 and Step 31 08 the same processing as the processing in Fig. 4 is performed, and in the transmitting station device 1013, the transmission for I-equalization calculated in Step 3204 is performed.
  • the tap coefficients forming the function are set in the transmission side linear equalization unit 404, and the transmission of the data signal that equalizes I is started.
  • step 31 09 the same processing in FIG. 4 is performed, in the receiving station apparatus 1 02 3, the receiving-side linear equalizer unit 504, ⁇ from a signal received from the transmitting station 1 01 3 3 Start receiving the data signal with I equalized.
  • the wireless communication system 1003 according to the present embodiment is similar to the wireless communication system 100 according to the first embodiment in that the training signal transmitted by the transmitting station device 1 01 3 , But I Information related to the above is transmitted to the transmitting station device 103 side, and the tap coefficient that constitutes the transfer function for II equalization is calculated on the transmitting station device 103 side.
  • the process of calculating the evening-up coefficients for equalization transfer function is distributed to a receiving station apparatus 1 023 side and transmitting station 1 ⁇ 1 3 side, of the linear equalizer coefficient calculation unit 503 3
  • the processing amount can be made smaller than the processing amount of the linear equalizer coefficient calculation unit 503 of the first embodiment.
  • the wireless communication system In I 1//1 transmission, it is possible to reduce the amount of computation of the equalizer that equalizes 8 I and I 3 I and suppress the residual error due to tap truncation.

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Abstract

本発明では、送信局装置は、トレーニング信号生成部と、ＩＡＩを等化する送信側伝達関数を用いて複数の第１データ信号のＩＡＩを等化した複数の第２データ信号を出力する送信側線形等化部と、トレーニング信号または複数の第２データ信号を受信局装置に送信し、送信側伝達関数に関する情報を受信局装置から受信する送信局通信部とを備え、受信局装置は、受信局通信部により受信するトレーニング信号から通信路応答を推定する通信路推定部と、通信路応答に基づいて、送信側伝達関数と、ＩＳＩを等化する受信側伝達関数とを算出する受信側係数算出部と、受信側伝達関数を用いて受信局通信部が受信する複数の第２データ信号からＩＳＩを等化した複数の第３データ信号を出力する受信側線形等化部とを備える。

Description

明 細 書
発明の名称 ：
無線通信システム、 無線通信方法、 送信局装置および受信局装置
技術分野
[0001 ] 本発明は、 S C— M I M 0 (Single Carrier Multiple-Input Mu It i p le-Ou tput) 伝送を行う無線通信システムにおいて、 アンテナ間干渉とシンボル間 干渉とを抑制する時間領域線形等化器の技術に関する。
背景技術
[0002] 周波数選択性のフエージングがある通信環境下で広帯域の SC_M I M〇 伝送を行う場合、 複数のアンテナの空間的な広がりにより生じる 丨 A I (Int er-Antenna Interference : アンテナ間干渉) と、 通信路特性の時間的な広が りにより生じる 丨 S 丨 (Inter-Symbol Interference :シンボル間干渉) を抑 制するための処理が必要となる。
[0003] そこで、 時間領域線形等化器を用いて時間/空間方向に送信ビーム形成を 行うことで、 低処理遅延で I A I / I S I を同時に等化する方法が検討され ている (例えば、 非特許文献 1参照) 。
先行技術文献
非特許文献
[0004] 非特許文献 1 :栗山圭太,福園隼人，吉岡正文，立田努， “広帯域シングルキヤリ ア M I MO伝送のための F I R型送信ビーム形成” 信学技報, voU 18, no.435 , RCS2018-247, pp.31-36, 2019年 1月.
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0005] ところが、 非特許文献 1では、 等化器の伝達関数行列を算出するために多 項式の乗算を行うので、 C 丨 R (Channel Impulse Response) の長さが大き いと多項式の次数も大きくなり、 演算量が膨大になるという問題がある。 ま た、 等化器の伝達関数が丨 丨 R (Infinite Impulse Response) 形式となるた 〇 2020/175279 2 卩（：170? 2020 /006547
め、 タツプ打ち切りによる誤差により、 丨 八 丨 /丨 3 丨成分が残留するとい う問題がある。
[0006] 本発明は、
Figure imgf000004_0001
を等化する等化器 の演算量の削減とタツプ打ち切りによる残留誤差の抑制を行うことができる 無線通信システム、 無線通信方法、 送信局装置および受信局装置を提供する ことを目的とする。 課題を解決するための手段
[0007] 第 1の発明は、 送信局装置と受信局装置との間で
Figure imgf000004_0002
う無線通信システムにおいて、 前記送信局装置は、 既知のトレ _ニング信号 を生成するトレーニング信号生成部と、 アンテナ間干渉を等化するための送 信側伝達関数を用いて複数の第 1データ信号のアンテナ間干渉を等化した複 数の第 2データ信号を出力する送信側線形等化部と、 前記トレーニング信号 または複数の前記第 2データ信号を前記受信局装置に送信し、 前記送信側伝 達関数に関する情報を前記受信局装置から受信する複数のアンテナを有する 送信局通信部とを備え、 前記受信局装置は、 前記送信局装置が送信する複数 の前記第 2データ信号または前記トレーニング信号を受信し、 前記送信側伝 達関数に関する情報を前記送信局装置に送信する複数のアンテナを有する受 信局通信部と、 前記受信局通信部により受信する前記トレーニング信号から 通信路応答を推定する通信路推定部と、 前記通信路応答に基づいて、 前記送 信側伝達関数と、 シンボル間干渉を等化するための受信側伝達関数とを算出 する受信側係数算出部と、 前記受信側伝達関数を用いて前記受信局通信部が 受信する複数の前記第 2データ信号からシンボル間干渉を等化した複数の第 3データ信号を出力する受信側線形等化部とを備えることを特徴とする。
[0008] 第 2の発明は、 第 1の発明において、 前記受信側係数算出部は、 前記受信 側線形等化部で用いる前記受信側伝達関数のみを算出して、 前記通信路応答 に関する情報を前記送信局装置へ送信し、 前記送信局装置は、 前記受信局装 置から受信する前記通信路応答に関する情報に基づいて、 アンテナ間干渉を 等化するための前記送信側伝達関数を算出する送信側係数算出部をさらに備 〇 2020/175279 3 卩（：170? 2020 /006547
えることを特徴とする。
[0009] 第 3の発明は、 送信局装置と受信局装置との間で
Figure imgf000005_0001
う無線通信方法であって、 前記送信局装置は、 既知のトレーニング信号を生 成するトレーニング信号生成処理と、 アンテナ間干渉を等化する送信側伝達 関数を用いて複数の前記第 1データ信号のアンテナ間干渉を等化した複数の 第 2データ信号を出力する送信側線形等化処理と、 前記トレーニング信号ま たは複数の前記第 2データ信号を前記受信局装置に送信し、 前記送信側伝達 関数に関する情報を前記受信局装置から受信する複数の送信局通信処理とを 実行し、 前記受信局装置は、 前記送信局装置が送信する複数の前記第 2デー 夕信号または前記トレーニング信号を受信し、 前記送信側伝達関数に関する 情報を前記送信局装置に送信する複数の受信局通信処理と、 前記送信局装置 から受信する前記トレーニング信号から通信路応答を推定する通信路推定処 理と、 前記通信路応答に基づいて、 前記送信側伝達関数と、 シンボル間干渉 を等化するための受信側伝達関数とを算出する受信側係数算出処理と、 前記 受信側伝達関数を用いて前記受信局通信処理により受信する複数の前記第 2 データ信号からシンボル間干渉を等化した複数の第 3データ信号を出力する 受信側線形等化処理とを実行することを特徴とする。
[0010] 第 4の発明は、 第 3の発明において、 前記受信側係数算出処理では、 前記 受信側線形等化処理で用いる受信側伝達関数のみを算出して、 前記通信路応 答に関する情報を前記送信局装置へ送信し、 前記送信局装置は、 前記受信局 装置から受信する前記通信路応答に関する情報に基づいて、 アンテナ間干渉 を等化するための前記送信側伝達関数を算出する送信側係数算出処理をさら に実行することを特徴とする。
[001 1 ] 第 5の発明は、 受信局装置との間で
Figure imgf000005_0002
において、 既知のトレーニング信号を生成するトレーニング信号生成部と、 アンテナ間干渉を等化するための送信側伝達関数を用いて複数の第 1データ 信号のアンテナ間干渉を等化した複数の第 2データ信号を出力する送信側線 形等化部と、 前記トレーニング信号または複数の前記第 2データ信号を前記 \¥0 2020/175279 4 卩（：17 2020 /006547
受信局装置に送信し、 前記送信側伝達関数に関する情報を前記受信局装置か ら受信する複数のアンテナを有する送信局通信部とを備えることを特徴とす る。
[0012] 第 6の発明は、 第 5の発明において、 前記送信局装置は、 前記受信局装置 から受信する通信路応答に関する情報に基づいて、 アンテナ間干渉を等化す るための前記送信側伝達関数を算出する送信側係数算出部をさらに備えるこ とを特徴とする。
[0013] 第 7の発明は、 送信局装置との間で
Figure imgf000006_0001
において、 前記送信局装置が送信する複数の第 2データ信号またはトレーニ ング信号を受信し、 送信側でアンテナ間干渉を等化するための送信側伝達関 数に関する情報を前記送信局装置に送信する複数のアンテナを有する受信局 通信部と、 前記受信局通信部により受信する前記トレーニング信号から通信 路応答を推定する通信路推定部と、 前記通信路応答に基づいて、 前記送信側 伝達関数と、 シンボル間干渉を等化するための受信側伝達関数とを算出する 受信側係数算出部と、 前記受信側伝達関数を用いて前記受信局通信部が受信 する複数の前記第 2データ信号からシンボル間干渉を等化した複数の第 3デ —夕信号を出力する受信側線形等化部とを備えることを特徴とする。
[0014] 第 8の発明は、 第 7の発明において、 前記受信側係数算出部は、 前記受信 側線形等化部で用いる前記受信側伝達関数のみを算出して、 前記通信路応答 に関する情報を前記送信局装置へ送信することを特徴とする。
発明の効果
[0015] 本発明に係る無線通信システム、 無線通信方法、 送信局装置および受信局 装置は、
Figure imgf000006_0002
を等化する等化器の演 算量の削減とタツプ打ち切りによる残留誤差の抑制を行うことができる。 図面の簡単な説明
[0016] [図 1 ]第 1実施形態および第 2実施形態に係る無線通信システムの一例を示す 図である。
[図 2] 2 2 !\/1 丨 IV!〇の一例を示す図である。 \¥0 2020/175279 5 卩（：17 2020 /006547
［図 3］第 1実施形態に係る送信局装置および受信局装置の一例を示す図である
［図 4］第 1実施形態に係る無線通信システムの処理例を示す図である。
［図 5］第 2実施形態に係る送信局装置および受信局装置の一例を示す図である
［図 6］第 2実施形態に係る無線通信システムの処理例を示す図である。
発明を実施するための形態
［0017］ 以下、 図面を参照して本発明に係る無線通信システム、 無線通信方法、 送 信局装置および受信局装置の実施形態について説明する。
［0018］ 図 1は、 第 1実施形態および第 2実施形態に係る無線通信システム 1 0 0 の一例を示す。 図 1 において、 無線通信システム 1 〇〇は、 複数 （1\1て個： 丁³ 2の整数） のアンテナ八丁 I （1） からアンテナ八丁 I （1\1 7） を有する 送信局装置 1 〇 1 と、 複数 （!\^個： ！\^ ³ 2の整数） のアンテナ 丁 「 （1 ） からアンテナ 丁 「 （1\1〇 を有する受信局装置 1 0 2とを備え、 送信局装 置 1 〇 1 と受信局装置 1 0 2との間で無線通信を行う。 ここで、 以降の説明 において、 送信局装置 1 〇 1のアンテナ八丁 I （ 1） からアンテナ八丁 1: （ 1\］丁） に共通の説明を行う場合は符号末尾の （番号） を省略してアンテナ八丁 1：と表記し、 特定のアンテナを指す場合は符号末尾に （番号） を付加して例 えばアンテナ八丁 （1） のように表記する。 受信局装置 1 0 2のアンテナ 八丁 「 （1） からアンテナ八丁 「 （1\^） についても同様に表記する。 また、 複数の同じブロックを有する場合についても同様に表記する。
［0019］ 本実施形態に係る無線通信システム 1 0 0は、 送信局装置 1 〇 1 と受信局 装置 1 0 2の間で複数のアンテナを用いた広帯域の 3〇一 IV! 丨 IV!〇方式によ る無線通信を行う。 ここで、 送信局装置 1 〇 1 と受信局装置 1 0 2の間の無 線通信路では、 マルチパスなど遅延時間が異なる複数の遅延波が存在し、 周 波数選択性のフエージングが生じる。 このため、 アンテナ間干渉 （丨 八 I） と通信路特性によるシンボル間干渉 （丨 3 I） とを抑制する必要がある。 図 1の例では、 送信局装置 1 0 1の 1\1 7個のアンテナと、 受信局装置 1 0 2の 〇 2020/175279 6 卩（：170? 2020 /006547
R個のアンテナとの間で空間的な広がりによるアンテナ間干渉 (丨 A I ) が生 じる。 また、 送信局装置 1 〇 1 と受信局装置 1 02のそれぞれのアンテナ間 で送受信される信号には、 時間的な広がりによるシンボル間干渉 (丨 S I ) が生じる。 ここで、 送信局装置 1 01 と受信局装置 1 02との間の無線通信 路の通信路応答 (C I R) を H (z) とすると、 通信路応答 H (z) は、 複 数のアンテナの数に応じて NTX N Rを要素とする伝達関数の行列 (伝達関数 行列と称する) で表すことができる。
[0020] 図 1 において、 送信局装置 1 01は、 Q AM変調部 201、 送信側線形等 化部 202、 R F部 203およびアンテナ AT tを備える。
[0021] Q AM変調部 201は、 受信局装置 1 02へ送信するデータ情報ビッ トの ビッ ト列を直交振幅変調 (QAM : Quadrature Amplitude Modulation) した データ信号 S (n) (送信データ信号と称する) を出力する。 なお、 QAM 変調部 201は、 QAM変調部 201 ( 1 ) から Q A M変調部 201 (K) を有し ( K : K ³ 1の整数) 、 K個のストリームに対応するデータ信号 S ( n) を出力する。 ここで、 データ信号 S (n) は、 KX 1 を要素とする行列 である。
[0022] 送信側線形等化部 202は、 送信局装置 1 01 と受信局装置 1 02との間 の C I Rに基づいて算出された送信側の伝達関数行列 WT (z) により等化処 理を行う。 伝達関数行列 WT (z) は、 NTXK個の伝達関数を要素とする行 列である。 なお、 等化処理と同時に送信電力を正規化する処理も行われる。 ここで、 本実施形態では、 送信側線形等化部 202は、 送信ビーム形成によ り 丨 A Iの等化を行う。 送信側線形等化部 202は、 例えば Q AM変調部 2 01が出力するデータ信号を保持し、 一定時間毎にシフトする遅延タップを 有し、 各遅延タップの信号に所定のタップ係数を乗算した信号の和を出力す る F 丨 R (Finite Impulse Response) 型の等化器で実現できる。 ここで、 丨 A I等化用の伝達関数は、 送信局装置 1 01から送信されるトレーニング信 号により受信局装置 1 02が推定した C 丨 Rに基づいて算出される。
[0023] R F部 203は、 N T個のアンテナ A T tにそれぞれ対応する N T個の R F 〇 2020/175279 7 卩（：170? 2020 /006547
部 203 (1 )
Figure imgf000009_0001
(!\^) を有し、 送信側線形等化部 202が 出力する 丨 八 丨の等化されたデータ信号またはトレーニング信号を高周波の 送信信号に周波数変換して、 ストリーム毎にアンテナ 丁 Iから送出する。
[0024] アンテナ八丁 は、 アンテナ八丁 (1 ) からアンテナ八丁 (1\17) の 丁個の送受信用のアンテナを有し、 8 部 203が出力する高周波信号を電磁 波として空間に放射する。
[0025] このようにして、 送信局装置 1 01は、 丨 I を等化した送信信号を受信 局装置 1 02へ送信することができる。
[0026] 図 1 において、 受信局装置 1 02は、 アンテナ八丁 「、
Figure imgf000009_0002
受 信側線形等化部 302および 0 IV!復調部 303を備える。
[0027] アンテナ八丁 「は、 アンテナ八丁 「 ( 1 ) からアンテナ八丁 「 ( 〇 の R個の送受信用のアンテナを有し、 送信局装置 1 〇 1から送信された空間上の 電磁波を高周波信号に変換する。
[0028]
Figure imgf000009_0003
個のアンテナ八丁 「にそれぞれ対応する
Figure imgf000009_0004
部 301 ( 1 ) から 部 301 (1\^) を有し、 アンテナ八丁 「 ( 1 ) から アンテナ八丁 「 (1\^) が出力するそれぞれの高周波信号をベースバンド信号 に周波数変換する。
[0029] 受信側線形等化部 302は、 送信局装置 1 01 と受信局装置 1 02との間 の〇 I
Figure imgf000009_0005
に基づいて算出された受信側の伝達関数行列 \/\^ (å) で等化処理を 行う。 伝達関数行列 \/\^ (å) は、
Figure imgf000009_0006
個の伝達関数を要素とする行列で ある。 ここで、 伝達関数行列 \/\^ (å) は、 送信局装置 1 01から送信される トレーニング信号により受信局装置 1 02が推定した 0 丨
Figure imgf000009_0007
に基づいて算出 され、 丨 3 丨 を等化する。
[0030] 0 1\/1復調部 303は、 受信側線形等化部 302が出力する I 3 Iの等化 された <個のストリームのデータ信号 3 ^ (n) を情報ビッ トに復調し、 ビ ッ ト列を出力する。 なお、 受信側線形等化部 302は、 アンテナ八丁 「の数
Figure imgf000009_0008
(|-|) を出力するので、 0八1\/1 復調部 303は、 ストリーム毎にデータ信号 3 (n) を復調する。 \¥02020/175279 8 卩(：17 2020 /006547
[0031] このようにして、 受信局装置 1 02は、
Figure imgf000010_0001
個のアンテナ八丁 「で受信する 信号から 丨 3 I を等化し、 データ信号を復調することができる。
[0032] なお、 受信局装置 1 02では、 送信局装置 1 01から送信されるトレーニ ング信号から 0 I
Figure imgf000010_0002
を推定し、 受信局装置 1 02で I 3 I等化用の伝達関数 を算出する。 また、 送信側線形等化部 202が用いる伝達関数は、 後述する ように、 受信局装置 1 〇 2側で算出して送信局装置 1 01側に送信してもよ いし、 受信局装置 1 02側から送信局装置 1 01側に 0 I の情報を送信し て、 送信局装置 1 〇 1側で伝達関数を算出するようにしてもよい。
[0033] 図 1 において、 〇八 IV!変調部 201が出力するデータ信号を 3 (n) 、 送 信側線形等化部 202の伝達関数行列を
Figure imgf000010_0003
の伝達関数行列を !! (å) 、 受信側線形等化部 302の伝達関数行列を \/\^ (å) 、 0 !\/1復調 部 303が出力するデータ信号を 3 (n) 、 付加雑音を 7? (n) とすると 、 本実施形態に係る無線通信システム 1 〇〇において送受信される信号の関 係は、 式 (1 ) で表すことができる。
[0034] [数 1]
Figure imgf000010_0004
ここで、 3 4) 、 丁 (å) 、 1~1 ) 、 \/\^ (å) , 3 ^ ) および V (门) は、 以下の通りである。
[0035] [数 2]
Figure imgf000010_0005
なお、 〇は行列の要素の集合を表し、 例えば〇＜+1は (＜+ 1 ) 個の要素を 有する。 ここで、 は、 データ信号のストリーム数 (ただし、 ＜ =1\17) であ 〇 2020/175279 9 卩(：170? 2020 /006547
る。
[0036] 式 (1 ) において、 0 I の伝達関数行列 !! (å) は、 式 (2) で表され る。
[0037] [数 3]
Figure imgf000011_0001
ここで、 伝達関数行列!· I (å) の各要素の伝達関数
Figure imgf000011_0002
(å) は、 式 ( 3) で表される。 なお、
Figure imgf000011_0003
の整数、 n tは1 £ n t£Ntの整 数である。 また、 式 (3) の記号 1~1および の下付き文字 n「および n ^は、 文書中で記載する場合、
Figure imgf000011_0004
(å) のように n 「および n tと表記する。 他の記号の下付き文字についても同様に表記する。
[0038] [数 4]
Figure imgf000011_0005
ここで、 - I :伝達関数の遅延作用素、 II ( :第门「番目の受信アン テナと第
Figure imgf000011_0006
である。 丨 は、 0£ 1 £1__ 1 (!_は正の整数) の整数で、 パス数！-の中のパス番号を示す。 なお 、 パス数！-は、 マルチパスなどの数を示す。
[0039] また、 送信局装置 1 01の送信側線形等化部 202の伝達関数行列
Figure imgf000011_0007
(2 ) は、 式 (4) で表される。
[0040] [数 5]
Figure imgf000011_0008
ここで、 伝達関数行列 (2) の各要素の伝達関数 丁， ) は、 式 \¥0 2020/175279 10 卩(：17 2020 /006547
（5） で表される。 なお、 7 , は、 第 1＜番目 （1＜は、
Figure imgf000012_0001
数） のストリームのデータ信号を入力し、 第 1番目の送信アンテナへ信号を 出力する送信側線形等化部 2 0 2の 番目のタップ係数を示す。 は、 0 £ £ _ 1の整数で （ は正の整数） 、 送信側線形等化部 2 0 2のタップ数 の中のタツプ番号を示す。
[0041 ] [数 6]
Figure imgf000012_0002
また、 受信局装置 1 〇 2の受信側線形等化部 3 0 2の伝達関数行列 \/\^ （å ） は、 式 （6） で表される。
[0042] [数 7]
Figure imgf000012_0003
ここで、 伝達関数行列 \/\^ （å） の各要素の伝達関数
Figure imgf000012_0004
（å） は、 式 （ 7） で表される。 なお、
Figure imgf000012_0005
は、 第 n「番目の受信アンテナの信号を入 力し、 等化処理を行う受信側線形等化部 3 0 2の 9番目のタップ係数を示す 。 9は、
Figure imgf000012_0006
の整数で （0は正の整数） 、 受信側線形等化部 3 0 2のタツプ数〇の中のタツプ番号を示す。
[0043] [数 8]
Figure imgf000012_0007
（送信側線形等化部 2 0 2および受信側線形等化部 3 0 2の伝達関数の算 出）
次に、 7 6 r〇- f 〇 r〇 I n 9規範での送信側線形等化部 2 0 2および 受信側線形等化部 3 0 2の伝達関数の算出について説明する。 \¥02020/175279 11 卩(：17 2020 /006547
[0044] 本実施形態では、 0 I [¾ (!! (å) ) の等化を送信局装置 1 01 と受信局 装置 1 02とで分割して行うので、 式 (8) に示すように、 送信側線形等化 部 202の伝達関数行列 \/\^ (å) と、 受信側線形等化部 302の伝達関数行 列 \/\^ (å) とを乗算した行列が〇
Figure imgf000013_0001
(å) の逆行列 1~|-1 (å) となる。 ここで、 1~|-1 ) は、 1 /〇161: (1~1 (å) ) の伝達関数 と 301 」 (1~1 (å) ) の行列との積で表すことができる。
[0045] [数 9] ⑻
Figure imgf000013_0002
ここで、 d e t ( ) 、 a d j ( ) はそれぞれ行列式、 随伴行列 (ad jug ate matrix) を表す。 なお、 a d jは、 エルミート転置を表す随伴行列 (adj 〇 i nt matrix) とは異なる。
[0046] 式 (8) において、 送信側線形等化部 202の伝達関数行列 WT (z) を式
(9) とする。
[0047] [数 10]
Figure imgf000013_0003
また、 式 (8) において、 受信側線形等化部 302の伝達関数行列
Figure imgf000013_0004
) を式 (1 〇) とする。
[0048] [数 11]
Figure imgf000013_0005
R z G CKxN^ · (10)
det(//(z)) ここで、 丨 は単位行列である。
[0049] 以上のような線形等化器の伝達関数行列 \/\^ ( 2 ) および伝達関数行列
Figure imgf000013_0006
(z) を乗算すれば、 信号の入出力関係は式 (1 1 ) のようになり、 データ 信号 3 (n) の復調が可能となる。
[0050] 〇 2020/175279 12 卩(：170? 2020 /006547
[数 12] ） = %⑷/ /〇） 7（ ㈨ ⑴）
= 5（71） このようにして、 本実施形態に係る無線通信システム 1 00は、 時間領域 線形等化器による I 八 I / I 3 I等化の機能を送信側線形等化部 202と受 信側線形等化部 302とで分担することで、 演算量を削減することができる 。 また、 送信側で 丨 丨 形式の伝達関数を用いないので、 丨 八 丨 のタップ打 ち切り誤差を抑制することができる。
[0051] （2 X 2 IV! I IV!〇の例）
次に、 具体例として、 2 X 2 IV! I IV!〇の場合について詳しく説明する。
[0052] 図 2は、 2 X 21\/1 丨 1\/1〇の一例を示す。 なお、 図 2において、 図 1 と同符 号のブロックは、 図 1 のブロックと同様に動作する。 ここで、 図 2は、 図 1 に示した無線通信システム 1 00において 1\17= 2および R= 2の場合を示 し、 送信局装置 1 0 1 は、 アンテナ八丁 （ 1 ） およびアンテナ八丁 （2 ） の 2個のアンテナ、 受信局装置 1 02は、 アンテナ八丁 「 （ 1 ） およびア ンテナ八丁 「 （2） の 2個のアンテナを有する。 なお、 ストリーム数 <は 2 である。
[0053] 図 2において、 通信路応答〇
Figure imgf000014_0001
式 （2） の 1~1 ） において、 1\17 =
2、 NR= 2として、 式 （ 1 2） のように 1~1 （2） を表すことができる。
[0054] [数 13] 12
Figure imgf000014_0002
図 2の例では、 送信局装置 1 0 1 の 2個のアンテナと、 受信局装置 1 02 の 2個のアンテナとの間で空間的な広がりによる 丨 八 丨 が生じるが、 式 （9 ） の送信側線形等化部 202の伝達関数行列 \/\^ （å） において、 ！\^= 2、
< = 2として、 式 （ 1 3） のように伝達関数行列 丁 （å） を表すことができ る。 〇 2020/175279 13 卩(：170? 2020 /006547
[0055] [数 14]
Figure imgf000015_0001
ここで、 丁 （å） は 丨 型の等化器により構成される。
[0056] そして、 受信局装置 1 0 2で受信される受信信号丫 （n） は、 式 （1 4） のように表すことができる。
[0057] [数 1 5]
7(?1) = Wt(z)H{z)S(n)
^22 (^) - 2⑺ 1『// 1;1⑺ // 12 (叫
( 1 4) 卜// 21 ( ⑺ ] I // 21〇) "22⑺
Figure imgf000015_0002
一方、 受信局装置 1 0 2において、 受信側線形等化部 3 0 2の伝達関数行 （2） は、 式 （1 5） で表すことができる。 なお、 丨 は単位行列である
[0058] [数 16]
1
%⑵ // 11(2)//22(2) - / /12(2)//21(7) /
Figure imgf000015_0003
ここで、
Figure imgf000015_0004
（2） は I I 型の等化器により構成されるが、 無限級数を用 いた近似を行うことにより、 I 型の等化器として構成することができる
。 また、 式 （1 5） に示すように、 受信局装置 1 0 2側の対角化された伝達 関数行列
Figure imgf000015_0005
（å） の対角成分は同じであり、 ストリーム毎に共通のものを用 いるため、 多項式の乗算は 1回行うだけでよい。
[0059] そして、 受信側線形等化部 3 0 2は、 式 （1 4） の受信信号丫 （n） に式 （1 5） の伝達関数行列 \/\^ （å） を乗算することにより、 式 （1 6） に示す 〇 2020/175279 卩(：170? 2020 /006547
ように受信信号丫 （!·！） に含まれる I 3 I を等化し、 データ信号 3 （ を 復調することができる。
[0060] [数 17]
Figure imgf000016_0001
= ^〇1)
（従来技術との演算量の比較）
次に、 本実施形態における送信側線形等化部 2 0 2および受信側線形等化 部 3 0 2の演算量と、 従来技術の等化器の演算量とを比較する。
[0061 ] 次式は、 従来技術で説明した非特許文献 1 において、 送信側の等化器で用 いられる伝達関数行列 （å） を示す。
[0062] [数 18]
Figure imgf000016_0002
上式の場合、 2 X 2の IV! I IV!〇なので、 多項式の乗算を 2 X 2 = 4回行う ことになる。
Figure imgf000016_0003
多項式の乗算を
Figure imgf000016_0004
回も行 わなければならない。
[0063] これに対して、 本実施形態では、 送信局装置 1 0 1の送信側線形等化部 2
0 2は、 式 （1 3） の伝達関数行列 \/\^ （å） をデータ信号 3 （n） に乗算す るだけなので、 多項式の乗算を行う必要がない。 また、 受信局装置 1 0 2の 受信側線形等化部 3 0 2は、 式 （1 5） の伝達関数行列 \/\^ （å） を受信信号 V （n） に乗算するが、 受信側の伝達関数は、 各ストリーム毎に共通のもの を用いるため、 多項式の乗算は 1回だけ行えばよい。
[0064] このように、 本実施形態に係る無線通信システム 1 0 0は、 従来技術に比 〇 2020/175279 15 卩(：170? 2020 /006547
ベて、 多項式の乗算回数が少ないので、 演算量を大幅に削減することができ る。
[0065] （等化器の残留成分の比較）
次に、 本実施形態における送信側線形等化部 2 0 2および受信側線形等化 部 3 0 2の残留成分と、 従来技術の等化器の残留成分とを比較する。
[0066] 式 （1 8） は、 従来技術で説明した非特許文献 1 における等化器の残留成 分を示す。 なお、
Figure imgf000017_0001
丨 八 丨 /丨 3 丨の残留成分である。
[0067] [数 19]
Figure imgf000017_0002
式 （ 1 8） に示すように、 アンテナ八丁 I （1） と八丁 「 （2） 、 および 、 アンテナ八丁 I （2） と八丁 「 （ 1） のアンテナ間において 丨 八 丨の成分 △1 2および八2 1が残留し、 アンテナ八丁 I （1） と八丁 「 （1） 、 および、 アンテナ八丁 I （2） と八丁 「 （2） のアンテナ間において 丨 3 丨の成分 1および△ 2 2が残留する。
[0068] これに対して、 本実施形態では、 送信側線形等化部 2 0 2および受信側線 形等化部 3 0 2の残留成分は、 式 （1 9） のように表すことができる。 なお 、 △〜，』は、 I 3 Iの残留成分である。
[0069] [数 20]
Figure imgf000017_0003
式 （ 1 9） に示すように、 アンテナ八丁 I （ 1） と八丁 「 （2 ） 、 および 、 アンテナ八丁 I （2） と八丁 「 （ 1） のアンテナ間における I 八 Iの残留 成分は 0である。 そして、 アンテナ八丁 I （1） と八丁 「 （1） 、 および、 アンテナ八丁 （2） と八丁 「 （2） のアンテナ間における 丨 3 Iの成分△ 1 1および△〜 2 2のみが残留する。
[0070] このように、 本実施形態に係る無線通信システム 1 0 0は、 従来技術に比 〇 2020/175279 16 卩（：170? 2020 /006547
ベて、 送信側で丨 丨 形式の伝達関数を用いないので、 丨 八 丨等化用の伝達 関数のタップ打ち切り誤差を抑制することができる。
[0071 ] [第 1実施形態]
図 3は、 第 1実施形態に係る送信局装置 1 0 1および受信局装置 1 0 2の —例を示す。 なお、 図 3は、 図 1および図 2で説明した送信局装置 1 0 1お よび受信局装置 1 〇 2の詳細な構成例を示す。
[0072] 図 3において、 送信局装置 1 0 1は、 情報ビッ ト生成部 4 0 1、 データ信 号変調部 4 0 2、 トレーニング信号生成部 4 0 3、 送信側線形等化部 4 0 4 、 送信信号変換部 4 0 5、 受信信号変換部 4 0 6およびアンテナ 丁 1 （1 ） からアンテナ八丁 （1\1 7） の 1\1 7個のアンテナを有する。 また、 図 3にお いて、 受信局装置 1 〇 2は、 アンテナ八丁 「 （1） からアンテナ八丁 「 （1\^ ） 個のアンテナ、 受信信号変換部 5 0 1、 通信路推定部 5 0 2、 線形等 化器係数算出部 5 0 3、 受信側線形等化部 5 0 4、 データ信号復調部 5 0 5 、 情報ビッ ト検出部 5 0 6および送信信号変換部 5 0 7を有する。
[0073] 先ず、 送信局装置 1 0 1の構成について説明する。
[0074] 情報ビッ ト生成部 4 0 1は、 受信局装置 1 0 2へ送信するデータ情報ビッ 卜を生成する。 データ情報ビッ トは、 例えば外部 （不図示） から入力するデ —夕信号、 内部で生成するデータ信号などに対応するビッ ト列である。 なお 、 情報ビッ ト生成部 4 0 1は、 所定の符号化率で誤り訂正符号を生成する誤 り訂正符号化機能やインターリーブ機能などを有してもよい。
[0075] データ信号変調部 4 0 2は、 情報ビッ ト生成部 4 0 1が出力するビッ ト列 を所定の変調方式 （例えば直交振幅変調 （0 !\/1） など） で変調したデータ 信号 3 （n） を出力する。 なお、 本実施形態では、 情報ビッ ト生成部 4 0 1 が出力するビッ ト列をアンテナ八丁 Iの数に応じて複数のストリームに分割 し、 各々のストリーム毎に変調したデータ信号 3 （11） を出力するので、 各 ストリーム毎にデータ信号変調部 4 0 2を有する。
[0076] トレーニング信号生成部 4 0 3は、 通信路応答 （＜3 I [¾） を推定するため のトレーニング信号を生成する （トレーニング信号生成処理に対応） 。 トレ 〇 2020/175279 17 卩（：170? 2020 /006547
—ニング信号は、 信号検出用のプリアンブルなどの予め決められた情報 （例 えば” 0 1” の交互バターン等の特定バターン）
Figure imgf000019_0001
3 11 丨 1: 1 < 6ソ 丨 1^ 9） など干渉を受けにくい変調方式で変調した所定の 信号であり、 受信局装置 1 0 2で〇 I を推定するために用いられる。 なお 、 送信局装置 1 〇 1が送信するトレーニング信号の情報は、 予め受信局装置 1 0 2との間で既知である。
[0077] 送信側線形等化部 4 0 4は、 データ信号変調部 4 0 2が出力するデータ信 号 3 （11） （第 1データ信号に対応） から 丨 八 I を等化した信号 （第 2デー 夕信号に対応） を送信信号変換部 4 0 5へ出力する （送信側線形等化処理に 対応） 。 送信側線形等化部 4 0 4は、 例えば、 データ信号変調部 4 0 2が出 力するデータ信号を保持し、 一定時間毎にシフトする遅延タップを有し、 各 遅延タップの信号に所定のタップ係数を乗算した信号の和を出力する I
Figure imgf000019_0002
型の等化器で実現できる。 ここで、 タップ係数は、 受信局装置 1 0 2が推定 した 0 丨
Figure imgf000019_0003
に基づいて算出した丨 八 丨等化用の伝達関数を構成する係数であ り、 式 （9） および式 （1 3） で説明した
Figure imgf000019_0004
（z） の等化器を実現する。 送 信側線形等化部 4 0 4は、 I I を等化するための線形等化処理を行う。 ま た、 線形等化処理と同時に送信電力を正規化する処理も行われる。 なお、 送 信側線形等化部 4 0 4は、 トレーニング信号生成部 4 0 3が出力するトレー ニング信号については、 線形等化処理を行わずにそのまま出力する。
[0078] 送信信号変換部 4 0 5は、 送信側線形等化部 4 0 4が出力するデータ信号 またはトレーニング信号をアンテナ八丁 1から送出するための高周波の送信 信号に周波数変換する。 例えば、 送信信号変換部 4 0 5は、 2 0 1^ 1·! å帯域 のデータ信号またはトレーニング信号を 5◦ 1~1 2帯の高周波信号にアップコ ンバートして、 アンテナ八丁 1:から送出する。 ここで、 複数のストリームに 分割された各々のストリームは、 それぞれ高周波信号に変換され、 アンテナ 八丁 （1） からアンテナ八丁 （1\1 7） のそれぞれから送出される。
[0079] 受信信号変換部 4 0 6は、 アンテナ八丁 （1） からアンテナ八丁 （1\1 7 ） のそれぞれのアンテナにより受信された高周波の受信信号を低周波のベー 〇 2020/175279 18 卩（：170? 2020 /006547
スバンド信号に周波数変換する。 例えば、 受信信号変換部 4 0 6は、 5〇1~1 2帯の高周波信号をダウンコンバートして 2 0 1^（·! 2帯域のベースバンド信 号を出力する。 ここで、 本実施形態では、 受信信号変換部 4 0 6は、 受信局 装置 1 0 2から送信側線形等化部 2 0 2で使用する伝達関数を構成するタッ プ係数などの情報を含む制御信号を受け取り、 ベースパンド信号に変換して 送信側線形等化部 4 0 4に出力する。 なお、 ベースパンド信号からタップ係 数などの情報を復調する復調部の機能は、 送信側線形等化部 2 0 2が有して もよいし、 受信信号変換部 4 0 6がタップ係数などの情報を復調して送信側 線形等化部 4 0 4へ出力してもよい。 ここで、 送信信号変換部 4 0 5および 受信信号変換部 4 0 6は、 送信局通信処理を行う送信局通信部に対応する。
[0080] アンテナ八丁 は、 アンテナ八丁 （1） からアンテナ八丁 （1\1 7） の 丁個の送受信用のアンテナを有し、 送信信号変換部 4 0 5が出力する高周波信 号を電磁波として空間に放射する。 或いは、 アンテナ八丁 は、 受信局装置 1 0 2から送信された空間上の電磁波を高周波信号に変換して、 受信信号変 換部 4 0 6へ出力する。
[0081 ] このようにして、 送信局装置 1 0 1は、 送信側線形等化部 2 0 2により、 丨 八 I を等化したデータ信号を受信局装置 1 0 2へ送信することができる。
[0082] 次に、 図 3に示す受信局装置 1 0 2の構成について説明する。
[0083] アンテナ八丁 「は、 アンテナ八丁 「 （ 1） からアンテナ八丁 「 （ 〇 の R個の送受信用のアンテナを有し、 後述する送信信号変換部 5 0 7が出力する 高周波信号を電磁波として空間に放射する。 或いは、 アンテナ八丁 「は、 送 信局装置 1 〇 1から送信された空間上の電磁波を高周波信号に変換して、 後 述する受信信号変換部 5 0 1へ出力する。
[0084] 受信信号変換部 5 0 1は、 送信局装置 1 0 1の受信信号変換部 4 0 6と同 様に、 アンテナ八丁 「 （1） からアンテナ八丁 「 （1\^） のそれぞれから受信 される高周波信号をベースパンド信号に周波数変換する。 ここで、 送信局装 置 1 0 1から受信するトレーニング信号は、 通信路推定部 5 0 2へ出力され 、 送信局装置 1 〇 1から受信するデータ信号は、 受信側線形等化部 5 0 4へ 〇 2020/175279 19 卩（：170? 2020 /006547
出力される。
[0085] 通信路推定部 5 0 2は、 送信局装置 1 0 1から送信されるトレーニング信
Figure imgf000021_0001
を推定する （通信路推定処理に対応） 。
[0086] 線形等化器係数算出部 5 0 3は、 通信路推定部
Figure imgf000021_0002
基づいて、 送信局装置 1 〇 1の送信側線形等化部 4 0 4が用いる I I等化 用の伝達関数 （送信側伝達関数に対応） を構成するタップ係数と、 受信局装 置 1 0 2の受信側線形等化部 5 0 4が用いる I 3 I等化用の伝達関数 （受信 側伝達関数に対応） を構成するタップ係数とをそれぞれ算出する。 そして、 線形等化器係数算出部 5 0 3が算出した I I等化用の伝達関数を構成する タップ係数などの情報を送信局装置 1 〇 1側に送信する。 なお、 線形等化器 係数算出部 5 0 3は、 受信側係数算出処理を行う受信側係数算出部に対応す る。
[0087] 受信側線形等化部 5 0 4は、 線形等化器係数算出部 5 0 3が算出した I 3
I等化用の伝達関数を用いて、 受信信号変換部 5 0 1が出力する信号から 丨 3 I を等化したデータ信号 3
Figure imgf000021_0003
（第 3データ信号に対応） をデータ信 号復調部 5 0 5へ出力する （受信側線形等化処理に対応） 。
[0088] データ信号復調部 5 0 5は、 受信側線形等化部 5 0 4が出力する I 3 丨の 等化されたデータ信号 3 （n） を情報ビッ トに復調し、 ビッ ト列を出力す る。 なお、 受信側線形等化部 5 0 4は、 アンテナ八丁 「の数に応じて複数の ストリームのデータ信号 3 ^ （n） を出力するので、 データ信号復調部 5 0 5は、 データ信号 3 （1·!） をストリーム毎に復調する。 そして、 データ信 号復調部 5 0 5は、 送信局装置 1 0 1側で複数のストリームに分割されたビ ッ ト列を結合したビッ ト列を情報ビッ ト検出部 5 0 6に出力する。 なお、 デ —夕信号復調部 5 0 5は、 送信局装置 1 0 1側の機能に応じて、 誤り訂正復 号機能やデインターリーブ機能を備えてもよい。
[0089] 情報ビッ ト検出部 5 0 6は、 データ信号復調部 5 0 5が出力するビッ ト列 をデジタルデータに変換した受信データを出力する。 なお、 誤り訂正復号機 能やデインターリーブ機能を情報ビッ ト検出部 5 0 6側で行ってもよい。 〇 2020/175279 20 卩（：170? 2020 /006547
[0090] 送信信号変換部 5 0 7は、 線形等化器係数算出部 5 0 3が出力する情報を 高周波信号に変換してアンテナ 丁 1から送出する。 例えば、 本実施形態で は、 線形等化器係数算出部 5 0 3が算出した I I を等化するための伝達関 数行列 \/\^ ( å ) を構成するタップ係数などの情報をアンテナ 丁 「から送信 局装置 1 〇 1側に送信する。 なお、 タップ係数などの情報をベースバンド信 号に変調する変調部の機能は、 送信信号変換部 5 0 7が有してもよいし、 線 形等化器係数算出部 5 0 3が有してもよい。 ここで、 受信信号変換部 5 0 1 および送信信号変換部 5 0 7は、 受信局通信処理を行う受信局通信部に対応 する。
[0091 ] このようにして、 受信局装置 1 0 2は、 送信局装置 1 0 1が送信するトレ
Figure imgf000022_0001
および丨 3 I等化用の伝達関数を構成するタップ係数を算出する。 そして、 丨 3 I等化 用のタップ係数は受信側線形等化部 5 0 4に設定され、 丨 I等化用のタッ プ係数は送信局装置 1 〇 1 に送信されて送信側線形等化部 4 0 4に設定され る。 これにより、 丨 八 丨の等化処理を送信局装置 1 0 1側で行い、 丨 3 丨の 等化処理を受信局装置 1 0 2側で行うことができる。
[0092] [無線通信システム 1 0 0の処理方法]
図 4は、 第 1実施形態に係る無線通信システム 1 0 0の処理の一例を示す 。 なお、 図 4に示した処理は、 図 3に示した送信局装置 1 0 1および受信局 装置 1 0 2の各部により実行される。
[0093] ステップ 3 1 0 1 :送信局装置 1 0 1 において、 トレーニング信号生成部 4 0 3は、 受信局装置 1 0 2側で〇 丨 を推定するためのトレーニング信号 を生成し、 送信信号変換部 4 0 5によりアンテナ 丁 1から送信する。
[0094] ステップ 3 1 0 2 :受信局装置 1 0 2において、 通信路推定部 5 0 2は、 ステップ 3 1 0 1で送信されたトレーニング信号を受信して〇 丨 を推定す る。
[0095] ステップ3 1 0 3 :受信局装置 1 0 2において、 線形等化器係数算出部 5
0 3は、 ステップ
Figure imgf000022_0002
に基づいて、 丨 八 丨 および I 〇 2020/175279 21 卩（：170? 2020 /006547
3 丨等化用の伝達関数を構成するタップ係数を算出する。
[0096] ステップ3 1 0 4 :受信局装置 1 0 2において、 線形等化器係数算出部 5
0 3は、 ステップ 3 1 0 3で算出された丨 八 丨等化用の伝達関数を構成する タップ係数を送信局装置 1 〇 1へ送信する。
[0097] ステップ 3 1 0 5 :受信局装置 1 0 2において、 ステップ 3 1 0 3で算出 された丨 3 I等化用の伝達関数を構成するタップ係数は、 受信側線形等化部 5 0 4に設定される。
[0098] ステップ3 1 0 6 :送信局装置 1 0 1 において、 送信側線形等化部 4 0 4 は、 ステップ 3 1 0 3で算出された I 八 I等化用の伝達関数を構成するタッ プ係数を受信局装置 1 0 2から受信する。
[0099] ステップ3 1 0 7 :送信局装置 1 0 1 において、 送信側線形等化部 4 0 4 は、 ステップ 3 1 0 6で受信した I 八 I等化用の伝達関数を構成するタップ 係数を設定する。
[0100] ステップ3 1 0 8 :送信局装置 1 0 1 において、 送信側線形等化部 4 0 4 は、 ステップ 3 1 0 7で設定したタップ係数を用いて 丨 八 丨 を等化したデー 夕信号の送信を開始する。
[0101 ] ステップ 3 1 0 9 :受信局装置 1 0 2において、 受信側線形等化部 5 0 4 は、 ステップ 3 1 0 5で設定したタップ係数を用いて、 送信局装置 1 0 1か ら受信する信号から 丨 3 I を等化したデータ信号の受信を開始する。
[0102] このようにして、 受信局装置 1 0 2は、 送信局装置 1 0 1が送信するトレ
Figure imgf000023_0001
および丨 3 I等化用の伝達関数を構成するタップ係数を算出する。 そして、 丨 3 I等化 用の伝達関数を構成するタップ係数は受信側線形等化部 5 0 4に設定され、 丨 八 I等化用の伝達関数を構成するタップ係数は送信局装置 1 0 1 に送信さ れて送信側線形等化部 4 0 4に設定される。 これにより、 I Iの等化処理 を送信局装置 1 〇 1側で行い、 丨 3 Iの等化処理を受信局装置 1 0 2側で行 うことができる。
[0103] 特に、 本実施形態に係る無線通信システム 1 0 0では、 式 （1 8） および 〇 2020/175279 22 卩（：170? 2020 /006547
式 （2 0） で説明したように、 多項式の乗算回数が従来技術に比べて少ない ので演算量を大幅に削減することができ、 さらに、 式 （2 4） で説明したよ うに、 丨 八 丨の等化処理に 丨 丨 形式の伝達関数を用いないので、 丨 八 丨の タップ打ち切り誤差を抑制することができる。
[0104] [第 2実施形態]
図 5は、 第 2実施形態に係る送信局装置 1 0 1 3および受信局装置 1 0 2 8の一例を示す。 ここで、 図 5に示す無線通信システム 1 0 0 8と図 3で説 明した無線通信システム 1 0 0との違いは、 送信局装置 1 0 1 3が線形等化 器係数算出部 6 0 1 を有することである。 また、 受信局装置 1 0 2 3の線形 等化器係数算出部 5 0 3 3の処理も受信局装置 1 0 2の線形等化器係数算出 部 5 0 3と少し異なる。 なお、 図 5において、 図 3と同符号のブロックは、 図 3と同様の処理を行う。
[0105] 受信局装置 1 0 2 3において、 線形等化器係数算出部 5 0 3 3は、 通信路 推定部 5 0 2が推定した 0 I に基づいて、 受信局装置 1 0 2の受信側線形 等化部 5 0 4で I 3 丨等化用の伝達関数を構成するタップ係数を算出する。 ここで、 線形等化器係数算出部 5 0 3 3は、 送信局装置 1 0 1の送信側線形 等化部 4 0 4で I I を等化する等化処理を行うための伝達関数を構成する タップ係数の算出を行わず、 通信路推定部 5 0 2が推定した〇 I
Figure imgf000024_0001
に関する 情報を送信局装置 1 〇 1へ送信する。 なお、 〇 I
Figure imgf000024_0002
に関する情報は、 通信路 推定部 5 0 2から直接、 送信信号変換部 5 0 7を介してアンテナ 丁 「から 送信局装置 1 〇 1へ送信するようにしてもよい。
[0106] 一方、 送信局装置 1 0 1 3において、 線形等化器係数算出部 6 0 1は、 受 信局装置 1 0 2 3から送信された 0 I の情報を受信して、 送信側線形等化 部 4 0 4で I I等化用の伝達関数を構成するタップ係数を算出し、 送信側 線形等化部 4 0 4に設定する。 ここで、 線形等化器係数算出部 6 0 1は、 送 信側係数算出処理を行う送信側係数算出部に対応する。
[0107] このようにして、 本実施形態に係る無線通信システム 1 0 0 3は、 第 1実 施形態に係る無線通信システム 1 0 0と同様に、 送信局装置 1 0 1 3が送信 〇 2020/175279 23 卩（：170? 2020 /006547
するトレーニング信号から〇 I を推定するが、 〇 I
Figure imgf000025_0001
に関する情報は送信 局装置 1 0 1 3側へ送信され、 I I等化用の伝達関数を構成するタップ係 数は送信局装置 1 0 1 3側で算出される。 これにより、 等化用伝達関数の夕 ップ係数を算出する処理が送信局装置 1 〇 1 3側と受信局装置 1 0 2 3側と に分散されるので、 線形等化器係数算出部 5 0 3 3の処理量は、 第 1実施形 態の線形等化器係数算出部 5 0 3の処理量よりも少なくできる。 ここで、 線 形等化器係数算出部 5 0 3 3は、 受信側係数算出処理を行う受信側係数算出 部に対応する。
[0108] なお、 本実施形態に係る無線通信システム 1 0 0 3においても、 第 1実施 形態に係る無線通信システム 1 0 0と同様に、 多項式の乗算回数が従来技術 に比べて少なくなるので演算量を削減することができ、 さらに、 I 八 Iの等 化処理に 丨 丨 形式の伝達関数を用いないので、 タップ打ち切り誤差を抑制 することができる。
[0109] [無線通信システム 1 0 0 3の処理方法]
図 6は、 第 2実施形態に係る無線通信システム 1 0 0 3の処理の一例を示 す。 なお、 図 6に示した処理は、 図 5に示した送信局装置 1 0 1 3および受 信局装置 1 0 2 3の各部により実行される。 なお、 図 6において、 第 1実施 形態で説明した図 4と同符号のステップは、 図 4と同様の処理を行う。
[01 10] ステップ 3 1 0 1およびステップ 3 1 0 2では図 4と同様の処理が行われ 、 受信局装置 1 〇 2 3は、 送信局装置 1 0 1 3から送信されるトレーニング 信号を受信して <3 I を推定する。
[01 1 1] ステップ 3 2 0 1 :受信局装置 1 0 2 3は、 ステップ 3 1 0 1で推定され を送信局装置 1 0 1 3へ送信する。
[01 12] ステップ 3 2 0 2 :受信局装置 1 0 2 3において、 線形等化器係数算出部
5 0 3 3は、 ステップ
Figure imgf000025_0002
に基づいて、 丨 3 丨等化 用の伝達関数を構成するタップ係数を算出する。
[01 13] ステップ 3 2 0 3 :送信局装置 1 0 1 3は、 ステップ 3 2 0 1で受信局装 置 1 0 2 3から送信された を受信する。 〇 2020/175279 24 卩（：170? 2020 /006547
[0114] ステップ 3204 :送信局装置 1 01 3において、 線形等化器係数算出部
601は、 ステップ 3203で受信した〇 丨
Figure imgf000026_0001
に基づいて、 丨 八 丨等化用の 伝達関数を構成するタップ係数を算出する。
[0115] 図 6において、 ステップ 31 05では図 4の処理と同様の処理が行われ、 受信局装置 1 〇 23において、 ステップ 3202で算出された丨 3 丨等化用 の伝達関数を構成するタップ係数が受信側線形等化部 504に設定される。
[0116] 図 6において、 ステップ 31 07およびステップ 31 08では、 図 4の処 理と同様の処理が行われ、 送信局装置 1 01 3において、 ステップ 3204 で算出された丨 I等化用の伝達関数を構成するタップ係数が送信側線形等 化部 404に設定され、 丨 I を等化したデータ信号の送信を開始する。 ま た、 ステップ 31 09では、 図 4の処理と同様の処理が行われ、 受信局装置 1 023において、 受信側線形等化部 504は、 送信局装置 1 01 3から受 信する信号から 丨 3 I を等化したデータ信号の受信を開始する。
[0117] このようにして、 本実施形態に係る無線通信システム 1 003は、 第 1実 施形態に係る無線通信システム 1 00と同様に、 送信局装置 1 01 3が送信 するトレーニング信号から〇 I
Figure imgf000026_0002
を推定するが、 〇 I
Figure imgf000026_0003
に関する情報は送信 局装置 1 〇 1 3側へ送信され、 送信局装置 1 〇 1 3側で I I等化用の伝達 関数を構成するタップ係数が算出される。 これにより、 等化用伝達関数の夕 ップ係数を算出する処理が送信局装置 1 〇 1 3側と受信局装置 1 023側と に分散されるので、 線形等化器係数算出部 5033の処理量は、 第 1実施形 態の線形等化器係数算出部 503の処理量よりも少なくできる。
[0118] 以上、 各実施形態で説明したように、 本発明に係る無線通信システム、 無 線通信方法、 送信局装置および受信局装置は、
Figure imgf000026_0004
I 1\/1〇伝送において 丨 八 I と I 3 I を等化する等化器の演算量の削減とタップ打ち切りによる残 留誤差の抑制を行うことができる。
符号の説明
[0119] 1 00, 1 003 無線通信システム； 1 〇 1 , 1 01 3 · · ·送信局 装置； 1 02, 1 023 - - -受信局装置； 201 〇八 IV!変調部； 2 〇 2020/175279 25 卩（：170? 2020 /006547 301
Figure imgf000027_0001
0八 IV!復調 部； 401 情報ビッ ト生成部； 402 データ信号変調部； 40
3 トレーニング信号生成部； 405 , 507 · · ·送信信号変換部；
406, 501 · · ·受信信号変換部； 八丁 I , 八丁 「 アンテナ； 5 02 · · ·通信路推定部； 503, 5033 · · ·線形等化器係数算出部；
505 · · ·データ信号復調部； 506 情報ビッ ト検出部； 601 - -線形等化器係数算出部

Claims

\¥0 2020/175279 26 卩（：17 2020 /006547 請求の範囲
[請求項 1 ] 送信局装置と受信局装置との間で
Figure imgf000028_0001
信システムにおいて、
前記送信局装置は、
既知のトレーニング信号を生成するトレーニング信号生成部と、 アンテナ間干渉を等化するための送信側伝達関数を用いて複数の第 1データ信号のアンテナ間干渉を等化した複数の第 2データ信号を出 力する送信側線形等化部と、
前記トレーニング信号または複数の前記第 2データ信号を前記受信 局装置に送信し、 前記送信側伝達関数に関する情報を前記受信局装置 から受信する複数のアンテナを有する送信局通信部と を備え、
前記受信局装置は、
前記送信局装置が送信する複数の前記第 2データ信号または前記卜 レーニング信号を受信し、 前記送信側伝達関数に関する情報を前記送 信局装置に送信する複数のアンテナを有する受信局通信部と、 前記受信局通信部により受信する前記トレーニング信号から通信路 応答を推定する通信路推定部と、
前記通信路応答に基づいて、 アンテナ間干渉を等化するための前記 送信側伝達関数と、 シンボル間干渉を等化するための受信側伝達関数 とを算出する受信側係数算出部と、
前記受信側伝達関数を用いて前記受信局通信部が受信する複数の前 記第 2データ信号からシンボル間干渉を等化した複数の第 3データ信 号を出力する受信側線形等化部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
[請求項 2] 請求項 1 に記載の無線通信システムにおいて、
前記受信側係数算出部は、 前記受信側線形等化部で用いる前記受信 側伝達関数のみを算出して、 前記通信路応答に関する情報を前記送信 〇 2020/175279 27 卩（：170? 2020 /006547
局装置へ送信し、
前記送信局装置は、 前記受信局装置から受信する前記通信路応答に 関する情報に基づいて、 アンテナ間干渉を等化するための前記送信側 伝達関数を算出する送信側係数算出部をさらに備える ことを特徴とする無線通信システム。
[請求項 3] 送信局装置と受信局装置との間で
Figure imgf000029_0001
信方法であって、
前記送信局装置は、
既知のトレーニング信号を生成するトレーニング信号生成処理と、 アンテナ間干渉を等化する送信側伝達関数を用いて複数の第 1デー 夕信号のアンテナ間干渉を等化した複数の第 2データ信号を出力する 送信側線形等化処理と、
前記トレーニング信号または複数の前記第 2データ信号を前記受信 局装置に送信し、 前記送信側伝達関数に関する情報を前記受信局装置 から受信する複数の送信局通信処理と
を実行し、
前記受信局装置は、
前記送信局装置が送信する複数の前記第 2データ信号または前記卜 レーニング信号を受信し、 前記送信側伝達関数に関する情報を前記送 信局装置に送信する複数の受信局通信処理と、
前記送信局装置から受信する前記トレーニング信号から通信路応答 を推定する通信路推定処理と、
前記通信路応答に基づいて、 アンテナ間干渉を等化するための前記 送信側伝達関数と、 シンボル間干渉を等化するための受信側伝達関数 とを算出する受信側係数算出処理と、
前記受信側伝達関数を用いて前記受信局通信処理により受信する複 数の前記第 2データ信号からシンボル間干渉を等化した複数の第 3デ _夕信号を出力する受信側線形等化処理と 〇 2020/175279 28 卩（：170? 2020 /006547
を実行することを特徴とする無線通信方法。
[請求項 4] 請求項 3に記載の無線通信方法において、
前記受信側係数算出処理では、 前記受信側線形等化処理で用いる前 記受信側伝達関数のみを算出して、 前記通信路応答に関する情報を前 記送信局装置へ送信し、
前記送信局装置は、 前記受信局装置から受信する前記通信路応答に 関する情報に基づいて、 アンテナ間干渉を等化するための前記送信側 伝達関数を算出する送信側係数算出処理をさらに実行する
ことを特徴とする無線通信方法。
[請求項 5] 受信局装置との間で
Figure imgf000030_0001
既知のトレーニング信号を生成するトレーニング信号生成部と、 アンテナ間干渉を等化するための送信側伝達関数を用いて複数の第 1データ信号のアンテナ間干渉を等化した複数の第 2データ信号を出 力する送信側線形等化部と、
前記トレーニング信号または複数の前記第 2データ信号を前記受信 局装置に送信し、 前記送信側伝達関数に関する情報を前記受信局装置 から受信する複数のアンテナを有する送信局通信部と を備えることを特徴とする送信局装置。
[請求項 6] 請求項 5に記載の送信局装置において、
前記送信局装置は、 前記受信局装置から受信する通信路応答に関す る情報に基づいて、 アンテナ間干渉を等化するための前記送信側伝達 関数を算出する送信側係数算出部をさらに備える
ことを特徴とする送信局装置。
[請求項 7] 送信局装置との間で
Figure imgf000030_0002
前記送信局装置が送信する複数の第 2データ信号またはトレーニン グ信号を受信し、 送信側でアンテナ間干渉を等化するための送信側伝 〇 2020/175279 29 卩（：170? 2020 /006547
達関数に関する情報を前記送信局装置に送信する複数のアンテナを有 する受信局通信部と、
前記受信局通信部により受信する前記トレーニング信号から通信路 応答を推定する通信路推定部と、
前記通信路応答に基づいて、 アンテナ間干渉を等化するための前記 送信側伝達関数と、 シンボル間干渉を等化するための受信側伝達関数 とを算出する受信側係数算出部と、
前記受信側伝達関数を用いて前記受信局通信部が受信する複数の前 記第 2データ信号からシンボル間干渉を等化した複数の第 3データ信 号を出力する受信側線形等化部と
を備えることを特徴とする受信局装置。
[請求項 8] 請求項 7に記載の受信局装置において、
前記受信側係数算出部は、 前記受信側線形等化部で用いる前記受信 側伝達関数のみを算出して、 前記通信路応答に関する情報を前記送信 局装置へ送信する
ことを特徴とする受信局装置。
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