WO2023162006A1 - 送信装置および送信方法 - Google Patents

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signal
vector
transmission
mimo
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淳 増野
斗煥 李
健 平賀
裕文 笹木
康徳 八木
知哉 景山
宏礼 芝
穂乃花 伊藤
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日本電信電話株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to technology for spatially multiplexing radio signals.
  • Non-Patent Document 1 discloses a wideband Doherty amplifier that covers multiple bands for the purpose of amplifying a signal with a large PAPR (Peak To Average Ratio) with high efficiency.
  • PAPR Peak To Average Ratio
  • the disclosed technology aims to reduce the PAPR of transmission signals while suppressing an increase in the number of amplifiers in wireless communication.
  • the technology disclosed includes a signal processing unit that processes a baseband signal so as to use MIMO multiplexing transmission, and a signal processing unit that decomposes the baseband signal corresponding to one MIMO layer into a plurality of signals. and a transmitter that allocates one RF chain to each and transmits.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a general MIMO configuration
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a long-distance transmission method using a general MIMO configuration
  • It is a figure which shows an example of a structure of the transmission part which concerns on Example 1 of embodiment of this invention.
  • FIG. 4 is a signal point constellation diagram showing an example of modulated signal vector decomposition according to Example 1 of the embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the configuration of a transmission section according to Example 2 of the embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a signal point constellation diagram showing an example of modulated signal vector decomposition according to Example 2 of the embodiment of the present invention;
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • a communication system includes a transmitting device 100 and a receiving device 200 .
  • the transmitting device 100 transmits MIMO-multiplexed signals to the receiving device 200 .
  • Transmitter 100 includes antenna 110 , transmitter 120 , and signal processor 130 .
  • Antenna 110 is composed of a number of antennas corresponding to the maximum number of MIMO layers.
  • Transmitter 120 transmits the MIMO-multiplexed signal via antenna 110 .
  • the signal processing unit 130 generates a baseband signal and causes the transmission unit 120 to transmit it.
  • signal processing section 130 determines whether or not to perform transmission with the maximum number of MIMO layers, depending on the channel state and the like.
  • transmitting section 120 decomposes a baseband signal corresponding to one MIMO layer into a plurality of signals, and decomposes a plurality of signals. , each of which is assigned one RF chain for transmission.
  • the transmitting unit 120 may transmit using one RF chain for one MIMO layer.
  • Receiving device 200 receives the MIMO-multiplexed signal.
  • the receiving device 200 includes an antenna 210 , a receiving section 220 and a signal processing section 230 .
  • Antenna 210 is composed of a number of antennas corresponding to the maximum number of MIMO layers.
  • Receiving section 220 receives the MIMO-multiplexed signal via antenna 210 .
  • the signal processing unit 230 demultiplexes the received MIMO multiplexed signal by MIMO equalization processing.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a general MIMO configuration.
  • one baseband signal corresponds to one RF chain.
  • An RF chain is a power amplifier or associated analog circuitry corresponding to a single antenna or group of antennas comprising a sub-array structure.
  • the simplest example is to associate one RF chain with each of four baseband modulation signals generated by a QAM (Quadrature Amplitude Modulation) modulation circuit or the like.
  • QAM Quadrature Amplitude Modulation
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a long-distance transmission method using a general MIMO configuration.
  • power for long-distance transmission cannot be secured with one RF chain due to constraints on total transmission power, or orthogonality cannot be secured from the viewpoint of spatial correlation of MIMO.
  • the number of layers is reduced.
  • the transmitter within the constraint of total transmission power, uses two layers (Layer #0 and Layer #1 ) and the remaining two layers (Layer #2 and Layer #3) are not used. At this time, if amplification in a nonlinear region occurs as the amplification factor increases, distortion occurs in the transmission signal. On the other hand, if there is a backoff setting restriction that avoids amplification in the nonlinear region, the amplification factor required for long-distance transmission cannot be obtained.
  • the transmitting apparatus is based on the premise of a configuration that can have a plurality of RF chains larger than the number of spatial multiplexing layers, such as a Massive-MIMO configuration, in a long-distance transmission area that requires high output.
  • a plurality of RF chains are assigned to the baseband signal, that is, the MIMO layer, and further decomposition processing is performed to decompose the previous baseband signal into a plurality of low-PAPR signals, which are individually amplified and spatially combined.
  • Example 1 In the present embodiment, an example will be described in which the transmitting apparatus performs decomposition processing to decompose into a high-power modulated signal vector whose power is constant by a limiter and other low-power modulated signal vectors.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the transmission unit according to Example 1 of the embodiment of the present invention.
  • the transmitter 120 includes a QAM modulation circuit 121, a vector decomposition circuit 122, and an RF chain 123.
  • the wireless device While the capability of the wireless device is capable of 4 ⁇ 4 MIMO transmission, long-distance transmission is assumed, and two-layer spatial multiplexing is performed in this embodiment.
  • the QAM modulation circuit 121 QAM-modulates the baseband signal.
  • the vector decomposition circuit 122 decomposes the QAM-modulated digital baseband signal into a plurality of (for example, two) modulated signal vectors by the vector decomposition function D.
  • a signal corresponding to the decomposed modulation signal vector is converted to an analog signal by D/A conversion and input to the RF chain 123 .
  • the RF chains 123 transmit signals corresponding to the decomposed modulated signal vectors to the receiving device 200 via the antennas 110 corresponding to the respective RF chains.
  • FIG. 5 is a signal point constellation diagram showing an example of modulated signal vector decomposition according to Example 1 of the embodiment of the present invention.
  • Vector decomposition circuit 122 decomposes the modulated signal vector corresponding to the signal point to be transmitted into first modulated signal vector 901 and second modulated signal vector 902 .
  • a first modulation signal vector 901 is a high-power modulation signal vector with a defined threshold power and corresponds to a signal having a large amplitude at or near a constant value.
  • the second modulation signal vector 902 is a low-power modulation signal vector that complements the space between the high-power modulation signal vector and the signal point to be transmitted.
  • the transmitting unit 120 may decompose the first modulated signal vector 901 and the second modulated signal vector 902 so that they are aligned (aligned in phase) toward the signal points to be transmitted in the signal constellation diagram, for example. .
  • the processing is simple, the total transmission power of the decomposed signals can be minimized, and the power efficiency can be improved.
  • the vector decomposition circuit 122 divides the specified power into a high-power modulated signal vector (first modulated signal vector 901) and a low-power modulated signal vector (second modulated signal vector 902).
  • Vector decomposition Since the transmission signal corresponding to the high-power modulated signal vector (first modulated signal vector 901) is controlled by the limiter to approach a constant value, the PAPR is small, and as a result, the backoff can be kept small. Also, the low-power modulated signal vector (second modulated signal vector 902) has a large amplitude swing, but is low-power, so a large backoff can be obtained.
  • first modulated signal vector 901 high-power modulated signal vector
  • second modulated signal vector 902 low-power modulated signal vectors
  • the transmitting apparatus performs decomposition processing for vector decomposition into a plurality of modulated signals with low PAPR, and superimposes each of the decomposed modulated signals hierarchically to obtain a signal to be transmitted.
  • An example of assigning an RF chain to each modulated signal will now be described.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of a transmission section according to Example 2 of the embodiment of the present invention.
  • the transmitter 120 includes a Demux (Demultiplexer) circuit 124 , a PSK (Phase Shift Keying) modulation circuit 125 , an amplitude adjustment weight circuit 126 and an RF chain 123 .
  • Demux Demultiplexer
  • PSK Phase Shift Keying
  • the Demux circuit 124 decomposes the serial bitstream into multiple parallel bitstreams.
  • the PSK modulation circuit 125 phase-shift-modulates the decomposed bitstream.
  • the transmission power of each modulated signal is set to a power ratio such that a signal to be transmitted can be obtained by superimposing it on the hierarchy.
  • a signal corresponding to the decomposed modulation signal vector is converted to an analog signal by D/A conversion, and the coefficient ratio (power ratio) is adjusted by the amplitude adjustment weight circuit 126 and input to the RF chain 123 .
  • the RF chains 123 transmit signals corresponding to the decomposed modulated signal vectors to the receiving device 200 via the antennas 110 corresponding to the respective RF chains.
  • FIG. 7 is a signal point constellation diagram showing an example of modulated signal vector decomposition according to Example 2 of the embodiment of the present invention.
  • the modulated signal vector decomposed by the demux circuit 124 is phase-shift modulated by the PSK modulation circuit 125, so that the transmitter 120 converts the modulated signal vector corresponding to the signal point to be transmitted into the first modulated signal vector 903, second modulated signal vector 904 .
  • a first modulated signal vector 903 is a high-power modulated signal vector corresponding to the first modulated signal decomposed by the demux circuit 124 and corresponds to a signal having a small amplitude that is close to constant.
  • a second modulated signal vector 904 is a low-power modulated signal vector corresponding to the second modulated signal decomposed by the demux circuit 124 .
  • the first modulating signal vector 903 and the second modulating signal vector 904 are adjusted in the coefficient ratio (power ratio) of the amplitude adjustment weighting circuit 126 so that the signal to be transmitted is obtained by adding them.
  • FIG. 7 shows an example in which the distances between signal points are not the same, the distances between signal points may be the same depending on the power ratio distribution.
  • the Demux circuit 124 decomposes the bitstream into a plurality of parallel bitstreams.
  • the signal point arrangement is limited to , and there is no element of amplitude modulation (modulation of constant amplitude). As a result, the PAPR can be reduced and the backoff can be kept small.
  • the signal points of the low-power modulation signal vector (second modulation signal vector 904) are limited to the QPSK modulation method, and the amplitude modulation element is eliminated (constant amplitude modulation).
  • first modulated signal vector 903 there is one high-power modulated signal vector
  • second modulated signal vector 904 there may be a plurality of low-power modulated signal vectors.
  • Example 3 In the present embodiment, an example will be described in which the transmitting apparatus corrects, by feedback, the phase difference of each vector decomposition signal that occurs at the receiving point due to the antenna position difference (path length difference).
  • Receiving apparatus 200 determines one of the vector-decomposed signals as a reference signal, and receives the path length difference that occurs between transmitting apparatus 100 and receiving apparatus 200 based on the difference in arrangement position between the RF chains. A phase difference at a point is detected, and feedback information indicating the detected phase difference is transmitted to the transmitting apparatus 100 .
  • Feedback information indicating the detected phase difference may be, for example, information indicating a channel estimation value using orthogonal pilots.
  • the transmitting device 100 receives the feedback information. Then, based on the received feedback information, the signal processing unit 130 corrects the phase difference of the vector-decomposed signals other than the reference signal. Then, the signal processing unit 130 inputs the corrected vector decomposition signal to each RF chain.
  • the feedback information is obtained from the receiving apparatus 200 and the phase difference is detected. can be corrected.
  • signals to be transmitted are assigned to a plurality of RF chains, so there is an effect that eavesdropping becomes difficult.
  • (Summary of embodiment) At least the transmission apparatus and transmission method described in the following sections are described herein.
  • (Section 1) a signal processing unit that processes the baseband signal to use MIMO multiplexing; a transmitting unit that decomposes the baseband signal corresponding to one MIMO layer into a plurality of signals, assigns one RF chain to each of the plurality of decomposed signals, and transmits the signals; transmitter.
  • the signal processing unit determines whether or not to perform transmission with the maximum number of MIMO layers, When transmission is not performed with the maximum number of MIMO layers, the transmitting unit decomposes the baseband signal corresponding to one MIMO layer into a plurality of signals, and one RF for each of the plurality of decomposed signals allocate and send a chain, 2.
  • the transmitter according to claim 1. (Section 3) The transmitting unit vector-decomposes the baseband signal into one or more constant-value high-power modulated signal vectors and other low-power modulated signal vectors. 3. The transmitter according to item 1 or 2.
  • the transmitting unit performs vector decomposition so that the phases of the high-power modulated signal vector and the low-power modulated signal vector are aligned. 4.
  • the transmitting device according to claim 3. (Section 5) The transmitting unit vector-decomposes the baseband signal into a plurality of modulated signals, and hierarchically superimposes the decomposed modulated signals to each modulated signal at a power ratio such that a signal to be transmitted can be obtained. Allocate and transmit one RF chain, The transmitter according to any one of items 1 to 4.
  • the transmitting unit corrects the phase difference of the plurality of transmission signals based on feedback information indicating the phase difference at the receiving point of the plurality of vector-decomposed signals.
  • the transmitter according to any one of items 1 to 5.
  • (Section 7) processing the baseband signal to use MIMO multiplexing; decomposing the baseband signal corresponding to one MIMO layer into a plurality of signals, assigning one RF chain to each of the plurality of decomposed signals, and transmitting the signals; Transmission method performed by the transmitting device.
  • any of the above configurations provides a technique that enables reduction of the PAPR of transmission signals while suppressing an increase in the number of amplifiers in wireless communication.
  • the second term when transmission is not performed with the maximum number of MIMO layers, it is possible to reduce the PAPR of the transmission signal by utilizing the redundant RF chains.
  • the backoff can be suppressed to a low level by decomposing into a high-power modulated signal vector with a low PAPR and a low-power modulated signal vector.
  • the processing is simple and the power efficiency can be improved.
  • PAPR by decomposing into a plurality of modulated signals, PAPR can be reduced and backoff can be kept small.
  • the sixth term it is possible to correct the phase difference of the decomposed signals.
  • Transmitter 110 Antenna 120 Transmitter 121 QAM Modulator 122 Vector Decomposition Circuit 123 RF Chain 124 Demux Circuit 125 PSK Modulator 126 Amplitude Adjustment Weight Circuit 130 Signal Processor 200 Receiver 210 Antenna 220 Receiver 230 Signal Processor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

ＭＩＭＯ多重伝送を用いるようにベースバンド信号を処理する信号処理部と、１つのＭＩＭＯレイヤに対応する前記ベースバンド信号を複数の信号に分解して、分解された複数の信号のそれぞれに１つのＲＦチェーンを割り当てて送信する送信部と、を備える送信装置である。

Description

送信装置および送信方法
　本発明は、無線信号を空間多重伝送する技術に関連するものである。
　無線通信の送信機では、送信信号のＰＡＰＲ（Peak To Average Ratio）を考慮したバックオフを設定し、パワーアンプの線形特性領域で増幅することで歪みの少ない信号を送信する運用が一般的である。一方で、この制約により長距離伝送時に十分な電力を確保できないという問題が生じることがある。特に、セルラ通信等の無線通信において、送信電力の小さな端末からの上りリンク伝送では顕著な問題となる。
　これに対し、例えば非特許文献１には、ＰＡＰＲ（Peak To Average Ratio）の大きい信号を高効率で増幅することなどを目的として、複数の帯域をカバーする広帯域のドハティ増幅器が開示されている。
小松崎優治ほか，「次世代移動通信基地局向け超広帯域ＧａＮドハティ増幅器」，三菱電機技報，Ｖｏｌ．９３，Ｎｏ．３，ｐｐ．２７－３１，２０１９
　しかしながら、上述した従来の無線伝送技術では、1つの送信信号に対し多数のアンプを具備する必要があるため、小型集積化またはコストの観点で課題があり、特に空間レイヤ数の大きなＭＩＭＯ伝送を行う場合に大きな障壁となる。また送信信号のＰＡＰＲ自体を低減することができないという問題もある。
　開示の技術は、無線通信においてアンプ数の増大を抑えつつ、送信信号のＰＡＰＲを低減させることを目的とする。
　開示の技術は、ＭＩＭＯ多重伝送を用いるようにベースバンド信号を処理する信号処理部と、１つのＭＩＭＯレイヤに対応する前記ベースバンド信号を複数の信号に分解して、分解された複数の信号のそれぞれに１つのＲＦチェーンを割り当てて送信する送信部と、を備える送信装置である。
　無線通信においてアンプ数の増大を抑えつつ、送信信号のＰＡＰＲを低減させることができる。
本発明の実施の形態に係る通信システムの構成図である。 一般的なＭＩＭＯ構成の一例を示す図である。 一般的なＭＩＭＯ構成を用いた長距離伝送の方法について説明するための図である。 本発明の実施の形態の実施例１に係る送信部の構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態の実施例１に係る変調信号ベクトル分解の一例を示す信号点配置図である。 本発明の実施の形態の実施例２に係る送信部の構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態の実施例２に係る変調信号ベクトル分解の一例を示す信号点配置図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施の形態）について説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。
　（通信システムの構成）
　図１は、本発明の実施の形態に係る通信システムの構成図である。通信システムは、送信装置１００と、受信装置２００とを備える。
　送信装置１００は、受信装置２００にＭＩＭＯ多重された信号を送信する。送信装置１００は、アンテナ１１０と、送信部１２０と、信号処理部１３０とを備える。アンテナ１１０は、最大のＭＩＭＯレイヤ数に相当する数のアンテナから構成されている。送信部１２０は、ＭＩＭＯ多重された信号を、アンテナ１１０を介して送信する。
　信号処理部１３０は、ベースバンド信号を生成し、送信部１２０に送信させる。また、信号処理部１３０は、最大のＭＩＭＯレイヤ数で伝送を行うか否かを、チャネル状態等に応じて決定する。
　信号処理部１３０が、最大のＭＩＭＯレイヤ数で伝送を行わないと決定すると、送信部１２０は、１つのＭＩＭＯレイヤに対応するベースバンド信号を複数の信号に分解して、分解された複数の信号のそれぞれに１つのＲＦチェーンを割り当てて送信する。
　また、信号処理部１３０が、最大のＭＩＭＯレイヤ数で伝送を行うと決定すると、送信部１２０は、１つのＭＩＭＯレイヤに１つのＲＦチェーンを使用して送信してもよい。
　受信装置２００は、ＭＩＭＯ多重された信号を受信する。
　受信装置２００は、アンテナ２１０と、受信部２２０と、信号処理部２３０とを備える。アンテナ２１０は、最大のＭＩＭＯレイヤ数に相当する数のアンテナから構成されている。受信部２２０は、ＭＩＭＯ多重された信号を、アンテナ２１０を介して受信する。信号処理部２３０は、受信されたＭＩＭＯ多重信号をＭＩＭＯ等化処理によって分離する。
　（一般的なＭＩＭＯ構成）
　図２は、一般的なＭＩＭＯ構成の一例を示す図である。一般的なＭＩＭＯ構成では、１つのＲＦチェーンに対して１つのベースバンド信号が対応する。ＲＦチェーンとは、１つのアンテナまたはサブアレー構造を含む１つのアンテナ群に対応するパワーアンプまたは付随するアナログ回路である。例えば、４×４ＭＩＭＯの場合に、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）変調回路等で生成される４系統のベースバンド変調信号に対し、各々１つのＲＦチェーンを対応づけるのが最も簡単な例となる。
　図３は、一般的なＭＩＭＯ構成を用いた長距離伝送の方法について説明するための図である。従来、長距離伝送の場合には、総送信電力の制約で１つのＲＦチェーンでは長距離伝送させるための電力を確保できない、あるいはＭＩＭＯの空間相関の観点で、直交性が確保できないため、ＭＩＭＯのレイヤ数を下げるという運用が為されている。
　例えば、４×４ＭＩＭＯの場合に、送信装置は、総送信電力の制約の中で、４つの空間レイヤすべてを使う場合に比べて増幅率を増大させた２つのレイヤ（レイヤ＃０およびレイヤ＃１）に対応した２つのＲＦチェーンのみを使用し、残り２つのレイヤ（レイヤ＃２およびレイヤ＃３）は使用しない。この際、増幅率増大に伴い、非線形領域での増幅となると、送信信号に歪が生じる。一方で、非線形領域での増幅を避けるバックオフ設定の制約を受けると長距離伝送に必要な増幅率を得られない。
　（本実施の形態の概要）
　本実施の形態に係る送信装置は、Ｍａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯ構成のように空間多重レイヤ数よりも多くの複数のＲＦチェーンを持ち得る構成を前提に、大出力が必要な長距離伝送域において、１つのベースバンド信号、すなわちＭＩＭＯレイヤに複数のＲＦチェーンを割り当て、さらに前期のベースバンド信号を複数の低ＰＡＰＲの信号に分解する分解処理を施して、個別に増幅を行い、空間合成する。
　以下、本実施の形態の実施例として、実施例１から実施例３までについて説明する。
　（実施例１）
　本実施例では、送信装置が、リミッタによって一定値の電力とする大電力の変調信号ベクトルと、その他の小電力の変調信号ベクトルに分解する分解処理を行う例について説明する。
　図４は、本発明の実施の形態の実施例１に係る送信部の構成の一例を示す図である。送信部１２０は、ＱＡＭ変調回路１２１と、ベクトル分解回路１２２と、ＲＦチェーン１２３と、を備える。
　無線機の能力としては４×４ＭＩＭＯ伝送ができる一方で、長距離伝送を想定し、本実施例では２レイヤの空間多重を行うものとする。
　ＱＡＭ変調回路１２１は、ベースバンド信号をＱＡＭ変調させる。
　ベクトル分解回路１２２は、ベクトル分解関数Ｄによって、ＱＡＭ変調されたデジタルのベースバンド信号を複数（例えば２つ）の変調信号ベクトルに分解する。分解された変調信号ベクトルに対応する信号は、Ｄ／Ａ変換によってアナログ信号に変換されて、ＲＦチェーン１２３に入力される。
　ＲＦチェーン１２３は、分解された変調信号ベクトルに対応する信号を、それぞれのＲＦチェーンに対応するアンテナ１１０を介して受信装置２００に送信する。
　図５は、本発明の実施の形態の実施例１に係る変調信号ベクトル分解の一例を示す信号点配置図である。ベクトル分解回路１２２は、送信すべき信号点に対応する変調信号ベクトルを、第一変調信号ベクトル９０１と、第二変調信号ベクトル９０２とに分解する。
　第一変調信号ベクトル９０１は、規定された閾値電力となる大電力の変調信号ベクトルであって、一定値または一定値に近い大きな振幅を有する信号に対応する。
　第二変調信号ベクトル９０２は、大電力の変調信号ベクトルと送信すべき信号点との間を補完する小電力の変調信号ベクトルである。
　送信部１２０は、第一変調信号ベクトル９０１および第二変調信号ベクトル９０２を、例えば信号点配置図において送信すべき信号点に向けて一直線上に連なる（位相を揃える）ように分解してもよい。このようにすれば、処理が簡単かつ分解信号の総送信電力を最小にすることができ、電力効率を高くすることができる。
　本実施例によれば、ベクトル分解回路１２２によって、規定された電力の大電力の変調信号ベクトル（第一変調信号ベクトル９０１）と、小電力の変調信号ベクトル（第二変調信号ベクトル９０２）とにベクトル分解する。大電力の変調信号ベクトル（第一変調信号ベクトル９０１）に対応する送信信号は、リミッタにより一定値に近づくよう制御されるためＰＡＰＲが小さく、結果としてバックオフを小さく抑えることができる。また、小電力の変調信号ベクトル（第二変調信号ベクトル９０２）は、振幅の振れ幅は大きいが小電力であるために、バックオフを大きく取れる。
　すなわち本実施例では、従来、本来無線機が持つ空間多重能力よりも低い空間多重数で伝送する場合に、活用していなかったＲＦチェーンを利用することで、増幅効率向上のために具備すべきアンプ数の増大を抑えつつ、また、バックオフが問題となるＲＦチェーンに入力する送信信号のＰＡＰＲ自体を低減することで、増幅効率をさらに向上できることを示している。
　なお、大電力の変調信号ベクトル（第一変調信号ベクトル９０１）が１つである例を示したが、大電力の変調信号ベクトルは複数であってもよい。同様に、小電力の変調信号ベクトル（第二変調信号ベクトル９０２）が１つである例を示したが、小電力の変調信号ベクトルは複数であってもよい。
　（実施例２）
　本実施例では、送信装置が、複数のＰＡＰＲの低い変調信号にベクトル分解する分解処理を行い、分解された各変調信号を階層上に重ね合わせることにより送信すべき信号が得られるような電力比で、各変調信号にＲＦチェーンを割り当てる例について説明する。
　図６は、本発明の実施の形態の実施例２に係る送信部の構成の一例を示す図である。送信部１２０は、Ｄｅｍｕｘ（Demultiplexer）回路１２４と、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調回路１２５と、振幅調整重み回路１２６と、ＲＦチェーン１２３と、を備える。
　Ｄｅｍｕｘ回路１２４は、直列ビットストリームを複数の並列ビットストリームに分解する。
　ＰＳＫ変調回路１２５は、分解されたビットストリームを位相偏移変調させる。各変調信号の送信電力は、階層上に重ね合わせることにより送信すべき信号が得られるような電力比とする。分解された変調信号ベクトルに対応する信号は、Ｄ／Ａ変換によってアナログ信号に変換され、振幅調整重み回路１２６によって係数比（電力比）が調整されてＲＦチェーン１２３に入力される。
　ＲＦチェーン１２３は、分解された変調信号ベクトルに対応する信号を、それぞれのＲＦチェーンに対応するアンテナ１１０を介して受信装置２００に送信する。
　図７は、本発明の実施の形態の実施例２に係る変調信号ベクトル分解の一例を示す信号点配置図である。Ｄｅｍｕｘ回路１２４が分解した変調信号ベクトルを、ＰＳＫ変調回路１２５が位相偏移変調させることによって、送信部１２０は、送信すべき信号点に対応する変調信号ベクトルを、第一変調信号ベクトル９０３と、第二変調信号ベクトル９０４とに分解する。
　第一変調信号ベクトル９０３は、Ｄｅｍｕｘ回路１２４によって分解された第一の変調信号に対応する大電力の変調信号ベクトルであって、一定に近い小さい振幅を有する信号に対応する。
　第二変調信号ベクトル９０４は、Ｄｅｍｕｘ回路１２４によって分解された第二の変調信号に対応する小電力の変調信号ベクトルである。
　第一変調信号ベクトル９０３と第二変調信号ベクトル９０４とは、合算によって送信すべき信号が得られるように、振幅調整重み回路１２６の係数比（電力比）が調整されている。
　なお、図７では、各信号点間距離が同一でない例を示しているが、電力比の配分によっては、各信号点間距離が同一となってもよい。
　本実施例によれば、Ｄｅｍｕｘ回路１２４によって、ビットストリームを複数の並列ビットストリームに分解する。たとえば４ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌの伝送が必要な場合、従来は１６ＱＡＭを使用するのに対し、本実施例では、大電力の変調信号ベクトル（第一変調信号ベクトル９０３）に対応する送信信号は、ＱＰＳＫ変調方式に信号点配置が限定され、振幅変調の要素がなくなる（一定振幅の変調となる）。これにより、ＰＡＰＲを低減させ、バックオフを小さく抑えることができる。また、小電力の変調信号ベクトル（第二変調信号ベクトル９０４）も同様にＱＰＳＫ変調方式に信号点が限定され、振幅変調の要素がなくなる（一定振幅の変調となる）。
　すなわち本実施例では、従来、本来無線機が持つ空間多重能力よりも低い空間多重数で伝送する場合に、活用していなかったＲＦチェーンを利用することで、増幅効率向上のために具備すべきアンプ数の増大を抑えつつ、また、バックオフが問題となるＲＦチェーンに入力する送信信号のＰＡＰＲ自体を低減することで、増幅効率をさらに向上できることを示している。
　なお、大電力の変調信号ベクトル（第一変調信号ベクトル９０３）が１つである例を示したが、大電力の変調信号ベクトルは複数であってもよい。同様に、小電力の変調信号ベクトル（第二変調信号ベクトル９０４）が１つである例を示したが、小電力の変調信号ベクトルは複数であってもよい。
　（実施例３）
　本実施例では、送信装置が、アンテナ位置差（経路長差）に伴い、受信点で生じる各ベクトル分解信号の位相差を、フィードバックにより補正する例について説明する。
　受信装置２００は、ベクトル分解された信号のうちの１つを基準信号として定め、ＲＦチェーン間の配置位置の差に基づき、送信装置１００と受信装置２００との間で生じる経路長差を、受信点における位相差として検出し、送信装置１００に検出された位相差を示すフィードバック情報を送信する。検出された位相差を示すフィードバック情報は、例えば、直交パイロットを用いた伝送路推定値を示す情報であってもよい。
　送信装置１００は、フィードバック情報を受信する。そして、信号処理部１３０は、受信したフィードバック情報に基づいて、ベクトル分解された基準信号以外の信号の当該位相差を補正する。そして、信号処理部１３０は、補正されたベクトル分解信号を各ＲＦチェーンに入力させる。
　本実施例によれば、複数のＲＦチェーンのアンテナ１１０の配置によって、複数に分解された信号に位相差が発生する場合であっても、受信装置２００からフィードバック情報を取得して、当該位相差を補正することができる。
　なお、上述した各実施例によれば、送信する信号が複数のＲＦチェーンに割り当てられるため、盗聴が困難になるという効果が発生する。
　（実施の形態のまとめ）
　本明細書には、少なくとも下記の各項に記載した送信装置および送信方法が記載されている。
（第１項）
　ＭＩＭＯ多重伝送を用いるようにベースバンド信号を処理する信号処理部と、
　１つのＭＩＭＯレイヤに対応する前記ベースバンド信号を複数の信号に分解して、分解された複数の信号のそれぞれに１つのＲＦチェーンを割り当てて送信する送信部と、を備える、
　送信装置。
（第２項）
　前記信号処理部は、最大のＭＩＭＯレイヤ数で伝送を行うか否かを決定し、
　前記送信部は、最大のＭＩＭＯレイヤ数で伝送を行わない場合に、１つのＭＩＭＯレイヤに対応する前記ベースバンド信号を複数の信号に分解して、分解された複数の信号のそれぞれに１つのＲＦチェーンを割り当てて送信する、
　第１項に記載の送信装置。
（第３項）
　前記送信部は、前記ベースバンド信号を、１つまたは複数の一定値の大電力の変調信号ベクトルと、その他の小電力の変調信号ベクトルとにベクトル分解する、
　第１項または第２項に記載の送信装置。
（第４項）
　前記送信部は、前記大電力の変調信号ベクトルと前記小電力の変調信号ベクトルとの位相を揃えるように、ベクトル分解する、
　第３項に記載の送信装置。
（第５項）
　前記送信部は、前記ベースバンド信号を複数の変調信号にベクトル分解し、分解された各変調信号を階層上に重ね合わせることにより送信すべき信号が得られるような電力比で、各変調信号に１つのＲＦチェーンを割り当てて送信する、
　第１項から第４項のいずれか１項に記載の送信装置。
（第６項）
　前記送信部は、ベクトル分解された前記複数の信号の受信点における位相差を示すフィードバック情報に基づいて、前記複数の送信信号の位相差を補正する、
　第１項から第５項のいずれか１項に記載の送信装置。
（第７項）
　ＭＩＭＯ多重伝送を用いるようにベースバンド信号を処理するステップと、
　１つのＭＩＭＯレイヤに対応する前記ベースバンド信号を複数の信号に分解して、分解された複数の信号のそれぞれに１つのＲＦチェーンを割り当てて送信するステップと、を備える、
　送信装置が実行する送信方法。
　上記構成のいずれによっても、無線通信においてアンプ数の増大を抑えつつ、送信信号のＰＡＰＲを低減させることを可能とする技術が提供される。第２項によれば、最大のＭＩＭＯレイヤ数で伝送を行わない場合に、余剰のＲＦチェーンを活用して送信信号のＰＡＰＲを低減させることができる。第３項によれば、ＰＡＰＲが低い大電力の変調信号ベクトルと小電力の変調信号ベクトルとに分解することによって、バックオフを小さく抑えることができる。第４項によれば、処理が簡単で、電力効率を高くすることができる。第５項によれば、複数の変調信号に分解することによって、ＰＡＰＲを低減させ、バックオフを小さく抑えることができる。第６項によれば、分解された複数の信号の位相差を補正することができる。
　以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１００　送信装置
１１０　アンテナ
１２０　送信部
１２１　ＱＡＭ変調回路
１２２　ベクトル分解回路
１２３　ＲＦチェーン
１２４　Ｄｅｍｕｘ回路
１２５　ＰＳＫ変調回路
１２６　振幅調整重み回路
１３０　信号処理部
２００　受信装置
２１０　アンテナ
２２０　受信部
２３０　信号処理部

Claims (7)

  1. 　ＭＩＭＯ多重伝送を用いるようにベースバンド信号を処理する信号処理部と、
    　１つのＭＩＭＯレイヤに対応する前記ベースバンド信号を複数の信号に分解して、分解された複数の信号のそれぞれに１つのＲＦチェーンを割り当てて送信する送信部と、を備える、
    　送信装置。
  2. 　前記信号処理部は、最大のＭＩＭＯレイヤ数で伝送を行うか否かを決定し、
    　前記送信部は、最大のＭＩＭＯレイヤ数で伝送を行わない場合に、１つのＭＩＭＯレイヤに対応する前記ベースバンド信号を複数の信号に分解して、分解された複数の信号のそれぞれに１つのＲＦチェーンを割り当てて送信する、
    　請求項１に記載の送信装置。
  3. 　前記送信部は、前記ベースバンド信号を、１つまたは複数の一定値の大電力の変調信号ベクトルと、その他の小電力の変調信号ベクトルとにベクトル分解する、
    　請求項１または２に記載の送信装置。
  4. 　前記送信部は、前記大電力の変調信号ベクトルと前記小電力の変調信号ベクトルとの位相を揃えるように、ベクトル分解する、
    　請求項３に記載の送信装置。
  5. 　前記送信部は、前記ベースバンド信号を複数の変調信号にベクトル分解し、分解された各変調信号を階層上に重ね合わせることにより送信すべき信号が得られるような電力比で、各変調信号に１つのＲＦチェーンを割り当てて送信する、
    　請求項１から４のいずれか１項に記載の送信装置。
  6. 　前記送信部は、ベクトル分解された前記複数の信号の受信点における位相差を示すフィードバック情報に基づいて、前記複数の送信信号の位相差を補正する、
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の送信装置。
  7. 　ＭＩＭＯ多重伝送を用いるようにベースバンド信号を処理するステップと、
    　１つのＭＩＭＯレイヤに対応する前記ベースバンド信号を複数の信号に分解して、分解された複数の信号のそれぞれに１つのＲＦチェーンを割り当てて送信するステップと、を備える、
    　送信装置が実行する送信方法。
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