JP2007116637A - 無線通信方法及び無線通信システム並びに受信装置及び送信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】MIMO伝送において、送信アンテナ間および受信アンテナ間の相関が高い場合であっても、MIMO信号分離処理を効果的に行ない、また、再送合成においても十分な特性改善を得られるようにする。
【解決手段】各受信アンテナ21−i(i=1,2)で受信される受信信号から送信アンテナ及び受信アンテナ21−i間のチャネル推定値hij(j=1,2)を求めるチャネル推定手段23と、受信信号yiとチャネル推定手段23で得られたチャネル推定値hijとを保持するメモリ24と、送信装置から再送された再送信号及び当該再送信号についてチャネル推定手段23で得られたチャネル推定値と、メモリ24に保持された受信信号yi及びチャネル推定値hijとに基づいて、送信装置が各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する信号再生分離手段25とをそなえるように構成する。
【選択図】図2
【解決手段】各受信アンテナ21−i(i=1,2)で受信される受信信号から送信アンテナ及び受信アンテナ21−i間のチャネル推定値hij(j=1,2)を求めるチャネル推定手段23と、受信信号yiとチャネル推定手段23で得られたチャネル推定値hijとを保持するメモリ24と、送信装置から再送された再送信号及び当該再送信号についてチャネル推定手段23で得られたチャネル推定値と、メモリ24に保持された受信信号yi及びチャネル推定値hijとに基づいて、送信装置が各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する信号再生分離手段25とをそなえるように構成する。
【選択図】図2
Description
本発明は、無線通信方法及び無線通信システム並びに受信装置及び送信装置に関し、特に、複数の送受信アンテナを用いて信号伝送を行なう多入力多出力の無線通信技術に用いて好適な技術に関する。
近年、周波数帯域を有効利用して大容量(高速)のデータ通信を可能とする技術として、MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)が注目されている。MIMOは、送受信双方に複数アンテナを用いて、即ち、複数アンテナを有する送信機及び複数アンテナを有する受信機を用いて、送信機の複数アンテナから独立したデータストリームを送信し、受信機の各受信アンテナで受信される信号から、伝播路上で混ざり合った複数の送信信号(データストリーム)を、伝播路(チャネル)推定値を用いて個々に分離することで、周波数帯域の拡大を必要とすることなく伝送レートを向上させる技術である。
例えば、図15に、送受のアンテナがそれぞれ2本ずつのMIMO通信システムの構成を示す。この図15において、xj(j=1,2)は送信アンテナTxj毎の送信信号、yi(i=1,2)は受信アンテナRxi毎の受信信号、hijは送信アンテナTxjと受信アンテナRxiとの間のチャネルを表している。
つまり、この場合、一方の送信アンテナTx1から送信された送信信号x1は、チャネルh11及びh21を経由して各受信アンテナRx1及びRx2で受信され、他方の送信アンテナTx2から送信された送信信号x2は、チャネルh12及びh22を経由して各受信アンテナRx1及びRx2で受信される。したがって、送信信号ベクトルX(x1,x2)と受信信号ベクトルY(y1,y2)との間には、次式(1)で表される関係が成り立つ。
つまり、この場合、一方の送信アンテナTx1から送信された送信信号x1は、チャネルh11及びh21を経由して各受信アンテナRx1及びRx2で受信され、他方の送信アンテナTx2から送信された送信信号x2は、チャネルh12及びh22を経由して各受信アンテナRx1及びRx2で受信される。したがって、送信信号ベクトルX(x1,x2)と受信信号ベクトルY(y1,y2)との間には、次式(1)で表される関係が成り立つ。
この(1)式において、h11,h12,h21及びh22で構成される行列Hをチャネル行列と呼ぶ。なお、雑音成分の影響はここでは含めない。
受信側でのMIMO信号分離方式には、チャネル相関行列の逆行列を用いる方法や、MLD(Maximum Likelihood Detection)アルゴリズムを用いる方法などのいくつかの方法があるが、ここでは、チャネル相関行列の逆行列を用いる方法について説明する。今、チャネル相関行列Rおよび相関ベクトルZを次式(2),(3)で定義する。
受信側でのMIMO信号分離方式には、チャネル相関行列の逆行列を用いる方法や、MLD(Maximum Likelihood Detection)アルゴリズムを用いる方法などのいくつかの方法があるが、ここでは、チャネル相関行列の逆行列を用いる方法について説明する。今、チャネル相関行列Rおよび相関ベクトルZを次式(2),(3)で定義する。
これらの(2),(3)式において、H*は、チャネル行列Hの複素共役転置を意味する。上記の(1)〜(3)式から、以下の式(4),(5)が成り立つ。
このように、チャネル相関行列Rの逆行列R-1を相関ベクトルZに乗算することにより、送信信号ベクトルXを再生することができる。
次に、従来のMIMO通信システムの構成について、図16及び図17を用いて説明する。ただし、以下では、送信アンテナと受信アンテナがそれぞれ2本ずつある場合を例にとって説明する。
次に、従来のMIMO通信システムの構成について、図16及び図17を用いて説明する。ただし、以下では、送信アンテナと受信アンテナがそれぞれ2本ずつある場合を例にとって説明する。
図16は従来のMIMO送信機の構成を示すブロック図であり、図17は従来のMIMO受信機の構成を示すブロック図である。図16に示すMIMO送信機100は、例えば、2本の送信アンテナ105−1,105−2と、これらの送信アンテナ105−1,105−2毎にそれぞれ設けられた、送信バッファ101−1,101−2,符号化部102−1,102−2,変調部103−1,103−2及び無線送信部(Tx)104−1,104−2と、再送制御部106とをそなえて構成され、図17に示すMIMO受信機200は、例えば、2本の受信アンテナ201−1,201−2と、これらの受信アンテナ201−1,201−2に対応してそれぞれ設けられた、無線受信部(Rx)202−1,202−2,受信バッファ204−1,204−2,合成部205−1,205−2,復号部206−1,206−2及び誤り検出部207−1,207−2と、MIMO信号分離・復調部203と、OR(論理和)演算部208と、チャネル推定部209とをそなえて構成されている。
ここで、図16に示すMIMO送信機100において、送信バッファ101−i(i=1,2)は、再送制御に備えて、送信データ(データストリーム#i)を一時的に保持するためのものであり、符号化部102−iは、送信バッファ101−iからの送信データについてターボ符号化などの所要の誤り訂正符号化を施すものであり、変調部103−iは、符号化部102−iからのビット系列を例えばQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)や16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)などの信号点を有するシンボルにマッピングして変調するものである。なお、この変調部103−iでは、データシンボル以外に、チャネル推定に使用するパイロットシンボルや、制御情報を伝送する制御シンボルなどの多重処理も行なう。
無線送信部104−iは、変調部103−iからの変調信号(ベースバンド信号)を無線(RF)信号に変換(アップコンバート)するものであり、当該RF信号は送信アンテナ105−iから放射される。
再送制御部106は、MIMO受信機200からのACK/NACK信号に基づき、所定のタイミングで、送信バッファ101−iから再送データを出力するように制御するものである。
再送制御部106は、MIMO受信機200からのACK/NACK信号に基づき、所定のタイミングで、送信バッファ101−iから再送データを出力するように制御するものである。
一方、図17に示すMIMO受信機200において、受信アンテナ201−iは、MIMO送信機100から送信されたRF信号を受信するものであり、無線受信部202−iは、受信アンテナ201−iで受信されたRF信号をベースバンド信号に変換(ダウンコンバート)するものであり、チャネル推定部209は、受信信号に多重されているパイロットシンボルを用いて送信アンテナ15−i及び受信アンテナ21−i間のチャネル推定値(チャネル行列)を計算するものである。
MIMO信号分離・復調部203は、チャネル推定部209で求められたチャネル推定値(チャネル行列)に基づいて、上述したごとく、チャネル相関行列の逆行列を用いる方法や、MLDアルゴリズムを用いる方法などによって、送信アンテナ105−i毎に多重されたデータストリーム#iの分離を行ない、復調データを生成するものである。
受信バッファ204−iは、上記復調データを一時的に保持するものであり、合成部205−iは、以前(前回)の復調データと再送時の復調データとを合成(再送合成)するものであり、復号部206−iは、このように再送合成された復調データについてターボ復号などの誤り訂正復号を施すものである。
受信バッファ204−iは、上記復調データを一時的に保持するものであり、合成部205−iは、以前(前回)の復調データと再送時の復調データとを合成(再送合成)するものであり、復号部206−iは、このように再送合成された復調データについてターボ復号などの誤り訂正復号を施すものである。
誤り検出部207−iは、上記誤り訂正復号の結果から誤りを検出するもので、この誤り検出部207−iにおいて誤りが検出されなかった復調データは、データストリーム#iとして正しく再生されたことになる。
OR演算部208は、各誤り検出部207−iでの誤り検出結果についてOR演算を施して、いずれかのデータストリーム#iにおいて誤りが検出されればNACK信号を、両方のストリーム#iで誤りが検出されなければACK信号を出力するもので、これらのACK/NACK信号は、図示しない無線送信部によってMIMO送信機100側に送信される。
OR演算部208は、各誤り検出部207−iでの誤り検出結果についてOR演算を施して、いずれかのデータストリーム#iにおいて誤りが検出されればNACK信号を、両方のストリーム#iで誤りが検出されなければACK信号を出力するもので、これらのACK/NACK信号は、図示しない無線送信部によってMIMO送信機100側に送信される。
上述のごとく構成された従来のMIMO通信システムでは、MIMO送信機100において、送信データストリーム#iが、再送制御に備えて送信バッファ101−iに一時的に保持された後、符号化部102−iにて誤り訂正符号化され、変調部103−iにてQPSKや16QAMなど所要の変調処理によって変調される。このとき、変調部103−iでは、パイロットシンボルや制御シンボルなどの多重処理も行なう。
そして、変調部103−iによって得られた変調信号は、無線送信部104−iにてRF信号にアップコンバートされて送信アンテナ105−iからMIMO受信機200に向けて送信される。
一方、MIMO受信機200では、各受信アンテナ201−iにて上記RF信号がそれぞれ受信され、無線受信部202−iにて当該受信RF信号がベースバンド信号にダウンコンバートされてMIMO信号分離・復調部203に入力される。MIMO信号分離・復調部203では、当該受信信号を基に、前記パイロットシンボルを用いたチャネル推定を行ない、チャネル相関行列の逆行列を用いる方法や、MLDアルゴリズムを用いる方法によって、送信アンテナ105−i毎に多重されたデータストリーム#iの分離を行ない、復調データを生成する。
一方、MIMO受信機200では、各受信アンテナ201−iにて上記RF信号がそれぞれ受信され、無線受信部202−iにて当該受信RF信号がベースバンド信号にダウンコンバートされてMIMO信号分離・復調部203に入力される。MIMO信号分離・復調部203では、当該受信信号を基に、前記パイロットシンボルを用いたチャネル推定を行ない、チャネル相関行列の逆行列を用いる方法や、MLDアルゴリズムを用いる方法によって、送信アンテナ105−i毎に多重されたデータストリーム#iの分離を行ない、復調データを生成する。
当該復調データは受信バッファ204−iに再送合成のために一旦保持され、合成部205−iにて再送時の復調データと合成される(このような合成を「再送合成」と呼ぶ)。再送合成された復調データは、復号部206−iにて誤り訂正復号される。ここで、誤り検出部207−iにて誤りが検出されなかったデータは、データストリーム#iとして再生されたことになる。誤り検出結果は、OR演算部208において、2つのストリームについてOR演算され、いずれかのデータストリーム#iにおいて誤りが検出されればNACK信号、両方のデータストリーム#iで誤りが検出されなければACK信号が生成されて、MIMO送信機100へ送信される。
MIMO送信機100では、当該ACK/NACK信号を図示しない無線受信部にて復調し、再送制御部106に通知する。再送制御部106は、当該ACK/NACK信号に基づき、所定のタイミングで、送信バッファ101−iから再送データを出力するように制御する。
このように、従来例では、MIMO信号分離・復調部203によるMIMO信号分離後の受信バッファ204−iの復調データを用いて再送合成が行なわれる。
このように、従来例では、MIMO信号分離・復調部203によるMIMO信号分離後の受信バッファ204−iの復調データを用いて再送合成が行なわれる。
なお、MIMOに関する従来技術として、下記特許文献1〜3により提案されている技術がある。
(1)特許文献1の技術は、無線信号の伝播路環境の時間的変化が緩やかである場合でも、データ再送時のダイバーシチゲインを増大させることを目的とし、そのために、複数のデータストリームを複数の送信系統を用いて同時に無線送信する場合に、データストリームの再送時には、送信信号に乗じるウェイトを前回送信時のウェイトとは異なる値に変更して、あるいは、送信信号の送信タイミングを前回送信時のタイミングとは異なるタイミングに変更することで、データストリームが送信後に経由する伝播路環境を作為的に前回送信時と異ならせるようにしている。これにより、再送時のフェージング相関を小さくすることが可能となる。
(1)特許文献1の技術は、無線信号の伝播路環境の時間的変化が緩やかである場合でも、データ再送時のダイバーシチゲインを増大させることを目的とし、そのために、複数のデータストリームを複数の送信系統を用いて同時に無線送信する場合に、データストリームの再送時には、送信信号に乗じるウェイトを前回送信時のウェイトとは異なる値に変更して、あるいは、送信信号の送信タイミングを前回送信時のタイミングとは異なるタイミングに変更することで、データストリームが送信後に経由する伝播路環境を作為的に前回送信時と異ならせるようにしている。これにより、再送時のフェージング相関を小さくすることが可能となる。
また、当該特許文献1の図2に示されるように、受信側においては、MIMO信号分離後に(MIMO受信部153の出力について)、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)などの再送制御に基づく再送合成処理(バッファ154−1,154−2に保持された前回送信時の受信信号と再送による受信信号との合成)が行なわれる。なお、HARQは、ARQと誤り訂正符号(FEC:Forward Error Correction)とを組み合わせることにより再送時に誤り訂正能力を向上させ、再送回数を低減させる技術で、大別して2つのタイプがある。
1つは、以前の送信時の受信信号と再送時の受信信号とを合成して復号すべきデータの生成を行なうタイプのもので、もう1つは、再送時に符号化後のデータのパンクチャリングパターンを変更して今まで送信されなかったビットを送信して、合成を適用することで等価的な符号化率を低くし、誤り訂正能力(符号化利得)を向上させるタイプのものである。後者の技術は、IR(Incremental Redundancy)と呼ばれ、3GPP(登録商標)においてHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)の仕様として標準化されている技術である(例えば、下記の非特許文献2参照)。
(2)特許文献2の技術は、複数のアンテナからそれぞれ異なるデータを伝送する場合に、周波数利用効率を維持しつつ受信データの誤り率特性を向上させることを目的とし、そのために、複数の送信系統毎に拡散部を設けることにより、送信系統毎に拡散方法(拡散率や使用拡散符号数、1ユーザあたりの割り当て拡散符号数など)を変えることができるようにしている。これにより、例えば、回線品質(伝播路環境)の悪い送信系統の拡散率を大きくすることで、回線品質を向上させることが可能となる。
(3)特許文献3の技術は、チャネル間の相対的な関係を考慮して変調方法等の送信パラメータを制御して、受信品質を向上させることを目的とし、そのために、送受信双方に複数アンテナを用いて無線通信を行なうシステムにおいて、システム全体の受信電界強度及び実効受信電界強度に基づいて上記送信パラメータを制御するようになっている。
また、複数アンテナを用いる通信技術として、他に、STTD(Space Time Transmit Diversity)と呼ばれる技術もある。このSTTDは、送信に2アンテナを用いる技術で、例えば下記の非特許文献1に説明がある。
特開2004−112098号公報
特開2004−166038号公報
特開2004−304760号公報
3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Physical channels and mapping of transport channelsonto physical channels (FDD)(Release 5)(3GPP TS 25.211 V5.6.0 (2004-09))
3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Multiplexing and channel coding (FDD)(Release 5)(3GPP TS 25.212 V5.9.0 (2004-06))
また、複数アンテナを用いる通信技術として、他に、STTD(Space Time Transmit Diversity)と呼ばれる技術もある。このSTTDは、送信に2アンテナを用いる技術で、例えば下記の非特許文献1に説明がある。
MIMO伝送では、複数のアンテナ間の伝播路(チャネル)は、互いに相関が低いことを前提としている。しかしながら、アンテナ間の相関は、アンテナ配置だけでは決まらず、伝播環境に依存して大きく変化する。例えば、見通し伝播環境では、アンテナ間の相関が高くなるため、従来のMIMO信号分離方法では、信号分離がうまくできずに、復調データに誤りが生じる。
例えば図15において、受信アンテナRxi間の相関が高い場合は、前記(1)式において、h11とh21およびh12とh22の相関が高くなる。これに対し、送信アンテナTxj間の相関が高い場合は、h11とh12およびh21とh22の相関が高くなる。このような場合には、前記(5)式により、送信信号ベクトルを再生しても、データストリーム間の干渉の影響により、復調特性が大きく劣化してしまう。
復調信号に誤りが発生した場合には、前述したHARQなどの再送制御によって信号の再送、合成が行なわれるが、伝播路環境は、急には変化しないため、再送時においてもアンテナ間の相関は高い状態のままの可能性が高く、このような環境で従来の再送合成処理を適用しても伝送誤り率は改善されない。
即ち、従来のMIMO伝送を用いた再送合成では、時刻t1に送信された信号を前記(5)式により求めた送信信号ベクトルX(t1)と、時刻t2に再送された信号を前記(5)式により求めた送信信号ベクトルX(t2)とを、次式(6)に示すように合成(加算)処理する。
即ち、従来のMIMO伝送を用いた再送合成では、時刻t1に送信された信号を前記(5)式により求めた送信信号ベクトルX(t1)と、時刻t2に再送された信号を前記(5)式により求めた送信信号ベクトルX(t2)とを、次式(6)に示すように合成(加算)処理する。
通常、移動通信におけるフェージングの影響により、時刻t1と時刻t2のフェージング相関は小さくなり、再送合成によるダイバーシチ利得が期待できるが、アンテナ間の相関が高い場合は、再送合成を行なっても、X(t1)およびX(t2)を復調(MIMO信号分離)する際に生じるデータストリーム間の干渉の影響が残るため、再送合成後の復調特性は改善されにくいのである。
前記特許文献1の技術では、前述したごとく、再送時に送信アンテナのウェイトを変更することにより、再送時のフェージング相関が小さくなるように制御する方法が提案されているが、この方法では、最適なウェイトを制御する方法が難しい上、見通し伝播環境など、アンテナ間の相関が高い条件では、アンテナ間の相関を低くする十分な効果は得られない。また、特許文献1の技術では、MIMO信号分離後に再送合成処理が行なわれるため、アンテナ相関が高い場合には、MIMO信号分離においてデータストリーム間の干渉が残留してしまう。なお、特許文献2,3では、再送制御に基づく再送合成処理の内容については触れられていない。
本発明は、上述したような課題に鑑み創案されたもので、送受双方で複数アンテナを用いて信号伝送を行なうMIMO伝送において、送信アンテナ間および受信アンテナ間の相関が高い場合であっても、MIMO信号分離処理を有効に機能させて、また、再送合成においても十分な特性改善を得られるようにすることを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明では、以下の無線通信方法及び無線通信システム並びに受信装置及び送信装置を用いることを特徴としている。即ち、
(1)本発明の無線通信方法は、複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信方法であって、該送信装置は、前記複数の送信アンテナからそれぞれ信号を送信し、該受信装置は、該送信装置から送信された信号を前記各受信アンテナで受信し、その受信信号から前記送信アンテナ及び受信アンテナ間のチャネル推定値を求め、当該チャネル推定値と該受信信号とを保持しておき、該送信装置からの前記受信信号についての再送信号及び当該再送信号について得られるチャネル推定値と、前記保持した受信信号及びチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が前記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離することを特徴としている。
(1)本発明の無線通信方法は、複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信方法であって、該送信装置は、前記複数の送信アンテナからそれぞれ信号を送信し、該受信装置は、該送信装置から送信された信号を前記各受信アンテナで受信し、その受信信号から前記送信アンテナ及び受信アンテナ間のチャネル推定値を求め、当該チャネル推定値と該受信信号とを保持しておき、該送信装置からの前記受信信号についての再送信号及び当該再送信号について得られるチャネル推定値と、前記保持した受信信号及びチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が前記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離することを特徴としている。
(2)また、本発明の無線通信方法は、複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信方法であって、該送信装置は、前記送信アンテナ毎に、周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信し、該受信装置は、該送信装置から送信された信号を前記各受信アンテナで受信し、その受信信号から前記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値を求め、前記受信信号と前記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が前記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離することを特徴としている。
(3)さらに、本発明の受信装置は、複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信システムに用いられる前記受信装置であって、該送信装置から前記各受信アンテナで受信される受信信号から前記送信アンテナ及び受信アンテナ間のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、該受信信号と該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値とを保持する第1メモリと、該送信装置から前記受信信号について再送された再送信号及び当該再送信号について該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値と、該第1メモリに保持された前記受信信号及び前記チャネル推定値とに基づいて、該送信装置が各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する第1信号再生分離手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
(4)ここで、前記受信装置は、前記受信信号に関する所定の条件を検出する条件検出手段と、該条件検出手段で前記所定の条件が検出された場合に、前記各受信アンテナで受信した受信信号及び当該受信信号について該チャネル推定手段で求められたチャネル推定値に基づいて、該送信装置が送信した信号を再生、分離する第2信号再生分離手段と、該第2信号再生分離手段で得られた信号を保持する第2メモリと、該送信装置から前記受信信号について再送された再送信号について該第2信号再生手段で得られた信号と該第2メモリに保持された信号とを合成する再送合成手段とをさらにそなえていてもよい。
(5)また、該条件検出手段は、前記所定の条件として、前記受信信号の再送回数が所定回数を超えたことを検出する再送回数検出部として構成されてもよい。
(6)さらに、該条件検出手段は、前記所定の条件として、該チャネル推定手段で求められた前記チャネル推定値の相関が所定の閾値未満であることを検出する相関値検出部として構成されてもよい。
(6)さらに、該条件検出手段は、前記所定の条件として、該チャネル推定手段で求められた前記チャネル推定値の相関が所定の閾値未満であることを検出する相関値検出部として構成されてもよい。
(7)また、前記受信装置は、該条件検出手段で前記所定の条件が検出されると、該送信装置へパンクチャリングパターンを変更して前記再送信号の送信を行なうよう要求するパンクチャリングパターン変更要求手段をさらにそなえていてもよい。
(8)さらに、本発明の無線通信システムは、複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信システムであって、該送信装置が、前記送信アンテナ毎に、周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する送信手段をそなえ、該受信装置が、該送信装置から送信された信号を前記各受信アンテナで受信し、その受信信号から前記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、前記受信信号と該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が前記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する信号再生分離手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
(8)さらに、本発明の無線通信システムは、複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信システムであって、該送信装置が、前記送信アンテナ毎に、周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する送信手段をそなえ、該受信装置が、該送信装置から送信された信号を前記各受信アンテナで受信し、その受信信号から前記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、前記受信信号と該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が前記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する信号再生分離手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
(9)また、本発明の送信装置は、複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう送信装置であって、複数の送信アンテナと、当該送信アンテナ毎に、周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する送信手段とをそなえたことを特徴としている。
(10)さらに、本発明の受信装置は、複数の送信アンテナを有する送信装置との間で無線通信を行なう受信装置であって、複数の受信アンテナと、当該送信アンテナ毎に周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する該送信装置から送信された信号を前記各受信アンテナで受信し、その受信信号から前記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、前記受信信号と該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が前記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する信号再生分離手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
(10)さらに、本発明の受信装置は、複数の送信アンテナを有する送信装置との間で無線通信を行なう受信装置であって、複数の受信アンテナと、当該送信アンテナ毎に周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する該送信装置から送信された信号を前記各受信アンテナで受信し、その受信信号から前記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、前記受信信号と該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が前記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する信号再生分離手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
上記本発明によれば、少なくとも次のような効果ないし利点が得られる。
(1)従来のように信号分離後に再送合成を行なう場合に比して、アンテナ相関が高い場合においても、信号分離再生処理をより有効に機能させることができ、十分な特性改善を図ることができる。したがって、再送制御の効率を高めて、データ通信のスループットを向上することが可能となる。
(1)従来のように信号分離後に再送合成を行なう場合に比して、アンテナ相関が高い場合においても、信号分離再生処理をより有効に機能させることができ、十分な特性改善を図ることができる。したがって、再送制御の効率を高めて、データ通信のスループットを向上することが可能となる。
(2)再送制御を行なわない場合においても、周波数方向に離れた相関の低い複数のキャリアや、時間方向に離れた相関の低い複数のシンボルを用いることで、上記と同様の効果を得ることができる。
以下に説明する実施形態では、アンテナ間の相関が高い場合は、前記(6)式のように再送合成をMIMO信号分離後に行なうのではなく、MIMO信号分離前に行なう方法を提案する。さらには、再送制御を行なわない場合においても、周波数方向に離れた相関の低い複数のキャリアや、時間方向に離れた相関の低い複数のシンボルを用いることで、同様の効果を得る方法についても提案する。
〔A〕第1実施形態の説明
図1及び図2は本発明の第1実施形態に係るMIMO通信システムを構成するMIMO送信機及びMIMO受信機の構成を示すブロック図で、図1に示すMIMO送信機(送信装置)1は、図16により前述した従来のMIMO送信機100と同様のもので、例えば、2本の送信アンテナ15−1,15−2と、これらの送信アンテナ15−1,15−2毎に設けられた、送信バッファ11−1,11−2,符号化部12−1,12−2,変調部13−1,13−2及び無線送信部(Tx)14−1,14−2と、再送制御部16とをそなえて構成され、図2に示すMIMO受信機(受信装置)2は、例えば、2本の受信アンテナ21−1,21−2と、これらの受信アンテナ21−1,21−2毎に設けられた無線受信部(Rx)22−1,22−2,復号部26−1,26−2及び誤り検出部27−1,27−2と、チャネル推定部23と、受信バッファ24と、MIMO信号分離・復調部25と、OR(論理和)演算部28とをそなえて構成されている。
図1及び図2は本発明の第1実施形態に係るMIMO通信システムを構成するMIMO送信機及びMIMO受信機の構成を示すブロック図で、図1に示すMIMO送信機(送信装置)1は、図16により前述した従来のMIMO送信機100と同様のもので、例えば、2本の送信アンテナ15−1,15−2と、これらの送信アンテナ15−1,15−2毎に設けられた、送信バッファ11−1,11−2,符号化部12−1,12−2,変調部13−1,13−2及び無線送信部(Tx)14−1,14−2と、再送制御部16とをそなえて構成され、図2に示すMIMO受信機(受信装置)2は、例えば、2本の受信アンテナ21−1,21−2と、これらの受信アンテナ21−1,21−2毎に設けられた無線受信部(Rx)22−1,22−2,復号部26−1,26−2及び誤り検出部27−1,27−2と、チャネル推定部23と、受信バッファ24と、MIMO信号分離・復調部25と、OR(論理和)演算部28とをそなえて構成されている。
なお、本例においても、送信アンテナ15−iと受信アンテナ21−iがそれぞれ2本ずつ(i=1,2)の場合について説明するが、勿論、アンテナ数はこれに限定されない。また、MIMO送信機(以下、単に「送信機」という)1の構成要素11−i,12−i,13−i,14−i,15−i,16は、それぞれ、特に断らない限り、図16にて既述の構成要素101−i,102−i,103−i,104−i,105−i,106と同一若しくは同様のものである。
ここで、MIMO受信機(以下、単に「受信機」ともいう)2において、受信アンテナ21−iは、送信機1から送信されたRF信号を受信するものであり、無線受信部22−iは、受信アンテナ21−iで受信されたRF信号をベースバンド信号に変換(ダウンコンバート)するものであり、チャネル推定部(チャネル推定手段)23は、受信信号に多重されているパイロットシンボルを用いて送信アンテナ15−i及び受信アンテナ21−i間のチャネル推定値(チャネル行列)を計算するものであり、受信バッファ(第1メモリ)24は、無線受信部22−iからの受信信号〔受信信号ベクトルY(y1,y2)〕とチャネル推定部23により得られたチャネル推定値〔チャネル行列H(h11,h12,h21,h22)〕とを一時的に保持するものである。
MIMO信号分離・復調部25は、受信バッファ24に保持された情報(受信信号ベクトル及びチャネル推定値)を用いて、送信アンテナ毎に多重されたデータストリームの分離を行ない、復調データを生成するものである。即ち、本実施形態では、受信アンテナ21−i間及び/又は送信アンテナ11−i間の相関が高い場合は、前記(6)式のように再送合成をMIMO信号分離・復調部203によるMIMO信号分離後に行なうのではなく、以下に説明するように、MIMO信号分離前に再送合成に相当する処理を行なうようになっている。
より詳細には、図15と同様に、本例のように送受のアンテナがそれぞれ2本ずつのシステムの場合、時刻t1における送信信号ベクトルXと受信信号ベクトルYの関係は下記(7)式により表され、時刻t2における送信信号ベクトルXと受信信号ベクトルYとの関係は下記(8)式により表される。
ここで、これらの式(7),(8)において、hij(t)は時刻tにおけるチャネル推定値、H(t)は時刻tにおけるチャネル行列、Y(t)は時刻tにおける受信信号ベクトルを表す。
本実施形態では、チャネル行列H(t1)および受信信号ベクトルY(t1)を時刻t1の時点で一旦上記受信バッファ24に格納し、時刻t2で再送される信号のチャネル行列H(t2)および受信信号ベクトルY(t2)と、受信バッファ24に格納した情報〔チャネル行列H(t1)および受信信号ベクトルY(t1)〕の双方を用いて、次式(9)に示すように、MIMO信号分離前に再送合成に相当する処理を行なって送信信号(ベクトルX)の再生、分離処理を行なう。
本実施形態では、チャネル行列H(t1)および受信信号ベクトルY(t1)を時刻t1の時点で一旦上記受信バッファ24に格納し、時刻t2で再送される信号のチャネル行列H(t2)および受信信号ベクトルY(t2)と、受信バッファ24に格納した情報〔チャネル行列H(t1)および受信信号ベクトルY(t1)〕の双方を用いて、次式(9)に示すように、MIMO信号分離前に再送合成に相当する処理を行なって送信信号(ベクトルX)の再生、分離処理を行なう。
なお、チャネル相関行列Rおよび相関ベクトルZは、前記(2)式および(3)式を用いて同様に求めることができる。そして、前記(4)式および(5)式を用いて、送信信号ベクトルXを求めることができる。なお、相関行列Rおよび相関ベクトルZの大きさは、前記(1)式の従来例と同じであるため、前記(5)式における逆行列演算や相関ベクトル乗算において、処理量が増大することはない。また、初回送信時には、受信バッファ24に格納されたチャネル行列H(t)および受信信号ベクトルY(t)は、そのままMIMO信号分離・復調部25に送られ、再送時には、受信バッファ24に格納された全てのチャネル行列H(t)および受信信号ベクトルY(t)がMIMO信号分離・復調部25に送られて処理されることになる。
つまり、本実施形態のMIMO信号分離・復調部25は、送信機1から受信信号について再送された再送信号及び当該再送信号についてチャネル推定部23で得られたチャネル推定値と、受信バッファ24に保持された受信信号及びチャネル推定値とに基づいて、送信機1が各送信アンテナ15−1,15−2から送信した信号を再生、分離する第1信号再生分離手段としての機能を果たしているのである。したがって、本例でいう「MIMO信号分離前の再送合成」とは、厳密には、「再送合成」は行なっていないことになるが、以降の説明では、説明の便宜上、かかる表現を用いることとする。
次に、復号部26−i,誤り検出部27−i及びOR演算部28は、それぞれ、図17により既述の復号部206−i,誤り検出部207−i及びOR演算部208と同様のもので、復号部26−iは、上述したMIMO信号分離・復調部25により得られた復調データについてターボ復号などの誤り訂正復号を施すものであり、誤り検出部27−iは、上記誤り訂正復号の結果から誤りを検出するもので、この誤り検出部27−iにおいて誤りが検出されなかった復調データは、データストリームとして正しく再生されたことになる。
OR演算部28は、各誤り検出部27−iでの誤り検出結果についてOR演算を施して、いずれかのデータストリームにおいて誤りが検出されればNACK信号を、両方のストリームで誤りが検出されなければACK信号を出力するもので、これらのACK/NACK信号は、受信機2における図示しない無線送信部によって送信機1側に送信される。
上述のごとく構成された本実施形態のMIMO通信システムでは、送信機1において、送信データストリーム#iが、再送制御に備えて送信バッファ11−iに一時的に保持された後、符号化部12−iにて誤り訂正符号化され、変調部13−iにてQPSKや16QAMなど所要の変調処理によって変調される。このとき、変調部13−iでは、パイロットシンボルや制御シンボルなどの多重処理も行なう。
上述のごとく構成された本実施形態のMIMO通信システムでは、送信機1において、送信データストリーム#iが、再送制御に備えて送信バッファ11−iに一時的に保持された後、符号化部12−iにて誤り訂正符号化され、変調部13−iにてQPSKや16QAMなど所要の変調処理によって変調される。このとき、変調部13−iでは、パイロットシンボルや制御シンボルなどの多重処理も行なう。
そして、変調部13−iによって得られた変調信号は、無線送信部14−iにてRF信号にアップコンバートされて送信アンテナ15−iから受信機2に向けて送信される。
一方、受信機2では、各受信アンテナ21−iにて上記RF信号がそれぞれ受信され、無線受信部22−iにて当該受信RF信号がベースバンド信号にダウンコンバートされる。
一方、受信機2では、各受信アンテナ21−iにて上記RF信号がそれぞれ受信され、無線受信部22−iにて当該受信RF信号がベースバンド信号にダウンコンバートされる。
ダウンコンバート後の受信信号はチャネル推定部23に入力され、当該チャネル推定部23にて、受信信号に多重されているパイロットシンボルを用いて送信アンテナ15−i及び受信アンテナ21−i間のチャネル行列が計算され、その情報が一旦バッファに格納される。このとき、受信バッファ24には、受信信号ベクトルも併せて格納される。
ここで、初回送信時には、受信バッファ24に格納されたチャネル行列および受信信号ベクトルは、そのままMIMO信号分離・復調部25に送られ、再送時には、受信バッファ24に格納された全てのチャネル行列および受信信号ベクトルがMIMO信号分離・復調部25に送られて処理される。
ここで、初回送信時には、受信バッファ24に格納されたチャネル行列および受信信号ベクトルは、そのままMIMO信号分離・復調部25に送られ、再送時には、受信バッファ24に格納された全てのチャネル行列および受信信号ベクトルがMIMO信号分離・復調部25に送られて処理される。
MIMO信号分離・復調部25では、上述のごとく受信バッファ24に格納された情報(チャネル行列および受信信号ベクトル)を用いて、前記(9)式による演算処理を行なう(つまり、再送時には再送前後の信号についてのチャネル推定値及び受信信号ベクトルの双方に基づいて演算を行なう)とともに、チャネル相関行列Rおよび相関ベクトルZを前記(2)式および(3)式を用いて求め、そして、前記(4)式および(5)式を用いて、送信信号ベクトルX(データストリーム#i毎の復調データ)を求める。
得られた復調データは、それぞれ、復号部26−iにて誤り訂正復号される。ここで、誤り検出部27−iにて誤りが検出されなかったデータは、データストリームとして再生されたことになる。誤り検出結果は、OR演算部28において、2つのデータストリーム#iについてOR演算され、いずれかのデータストリーム#iにおいて誤りが検出されればNACK信号、両方のデータストリーム#iで誤りが検出されなければACK信号が生成されて、送信機1へ送信される。
MIMO送信機1では、当該ACK/NACK信号を図示しない無線受信部にて復調し、再送制御部16に通知し、再送制御部16は、当該ACK/NACK信号に基づき、所定のタイミングで、送信バッファ11−iから再送データを出力するように制御する。
以上のように、本実施形態によれば、従来のようにMIMO信号分離後に再送合成を行なう場合に比して、アンテナ相関が高い場合においても、MIMO信号分離処理をより有効に機能させることができ、また、再送合成においても十分な特性改善を図ることができる。したがって、再送制御の効率を高めて、データ通信のスループットを向上することが可能となる。
以上のように、本実施形態によれば、従来のようにMIMO信号分離後に再送合成を行なう場合に比して、アンテナ相関が高い場合においても、MIMO信号分離処理をより有効に機能させることができ、また、再送合成においても十分な特性改善を図ることができる。したがって、再送制御の効率を高めて、データ通信のスループットを向上することが可能となる。
(A1)第1実施形態の変形例の説明
次に、他のMIMO信号分離アルゴリズムとして、MLDを用いる方法について説明する。この方法は、受信アンテナ数に応じたダイバーシチ利得が得られるため、特性的に最も優れた方法である。今、前記(1)式と同じ例で考えると、MLDでは、変調方式の信号点配置に対応する全ての送信レプリカの組合せの中から、次式(10)を用いて最小二乗ユークリッド距離を計算する。
次に、他のMIMO信号分離アルゴリズムとして、MLDを用いる方法について説明する。この方法は、受信アンテナ数に応じたダイバーシチ利得が得られるため、特性的に最も優れた方法である。今、前記(1)式と同じ例で考えると、MLDでは、変調方式の信号点配置に対応する全ての送信レプリカの組合せの中から、次式(10)を用いて最小二乗ユークリッド距離を計算する。
ここで、iのインデックスは受信アンテナ番号を、jのインデックスは送信アンテナ番号を表す。また、xjは、送信レプリカを表しており、1データストリーム当り、QPSK変調では4通り、16QAM変調では16通りの送信レプリカが存在する。上記(10)式では、送信アンテナ数が2であるため、QPSK変調では42=16通り、16QAM変調では162=256通りの組合せの送信レプリカが存在する。
通常用いられる方法では、最小二乗ユークリッド距離を、各信号点配置に割り当てられているビット毎に計算し、その差分からビット毎の対数尤度比Λを次式(11)のように計算する。
ここで、d(bit'1')はビット1の最小二乗ユークリッド距離を、d(bit'0')はビット0の最小二乗ユークリッド距離をそれぞれ表している。そして、従来の再送合成では、ビット毎の対数尤度比を次式(12)のように計算する。
これに対し、本変形例(MIMO信号分離・復調部25)では、再送信号受信時には、受信バッファ24に保持された情報に基づき、次式(13)を用いて最小二乗ユークリッド距離を求めることにより、MIMO信号分離前の再送合成処理を実現する。
図3に、(1)従来の方法でMIMO信号分離後に再送合成処理を行なった場合と、(2)本変形例(MLDアルゴリズム)を用いてMIMO信号分離前に再送合成処理を行なった場合と、(3)再送合成処理を行なわない場合の特性を比較したシミュレーション結果を示す。なお、この図3において、特性51が上記(3)の場合、特性52が上記(1)の場合、特性53が上記(2)の場合をそれぞれ示している。また、この場合のシミュレーションでは、アクセス方式にOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を用いており、変調方式として16QAMを、誤り訂正符号に符号化率3/4のターボ符号を用いている。さらに、再送時のフェージング相関およびアンテナ間の相関は無相関という条件としている。この図3に示す結果から分かるように、本例では、アンテナ相関が高い条件に限らず、アンテナ相関が低い条件においても効果がある。
〔B〕第2実施形態の説明
図4及び図5は本発明の第2実施形態に係るMIMO通信システムを構成するMIMO送信機及びMIMO受信機の構成を示すブロック図で、図4に示す送信機1は、図1に示す構成に比して、符号化部12−1,12−2に代えて符号化部12′−1,12′−2がそなえられている点が異なり、図5に示す受信機2は、図2に示す構成に比して、MIMO信号分離・復調部25と復号部26−iとの間に、受信アンテナ21−i毎の受信バッファ29−1,29−2及び合成部30−1,30−2が付加されるとともに、再送回数検出部31が付加されている点が異なる。なお、これらの図4及び図5において既述の符号と同一符号を付した構成要素は、特に断らない限り、既述の構成要素と同一若しくは同様の構成要素である。
図4及び図5は本発明の第2実施形態に係るMIMO通信システムを構成するMIMO送信機及びMIMO受信機の構成を示すブロック図で、図4に示す送信機1は、図1に示す構成に比して、符号化部12−1,12−2に代えて符号化部12′−1,12′−2がそなえられている点が異なり、図5に示す受信機2は、図2に示す構成に比して、MIMO信号分離・復調部25と復号部26−iとの間に、受信アンテナ21−i毎の受信バッファ29−1,29−2及び合成部30−1,30−2が付加されるとともに、再送回数検出部31が付加されている点が異なる。なお、これらの図4及び図5において既述の符号と同一符号を付した構成要素は、特に断らない限り、既述の構成要素と同一若しくは同様の構成要素である。
ここで、図4に示す送信機1において、符号化部12′−iは、本例においても、送信バッファ11−iからの送信データについてターボ符号化などの所要の誤り訂正符号化を施すものであるが、ここでは、受信機2側から送信されてくるパンクチャリングパターンの変更要求(図示しない無線受信部にて復調される)に応じて、符号化データのパンクチャリングパターンを変更することができるようになっている。この方法は、既述のようにIRと呼ばれ、再送合成時に符号化率が小さくなるため、符号化利得を得ることができる。
一方、図5に示す受信機2において、受信バッファ(第2メモリ)29−iは、MIMO信号分離・復調部25により得られた復調データを従来と同等の再送合成に備えて一時的に保持するものであり、合成部(再送合成手段)30−iは、当該受信バッファ29−iに保持された以前の復調データ〔送信信号ベクトルX(t1)〕と、再送信号についての復調データ〔送信信号ベクトルX(t2)〕とを合成(前記の(6)式による加算)するものである。
再送回数検出部31は、OR演算部28の出力(ACK/NACK信号)を監視して再送回数(NACK信号の出力回数)を検出(カウント)するもので、検出した再送回数が所定回数を超えるとパンクチャリングパターンの変更要求を図示しない無線送信部を通じて送信機1側へ送信するとともに、再送回数に応じて、受信バッファ24,29−iでの情報の書き込み及び読み出し(受信バッファ24からMIMO信号分離・復調部25への情報供給および受信バッファ29−iから合成部30−iへの情報供給)を制御して、再送回数に応じてMIMO信号分離前の再送合成処理とMIMO信号分離後の再送合成処理とを選択的に用いることができるようになっている。
つまり、上記の再送回数検出部31は、受信信号に関する所定の条件として受信信号の再送回数が所定回数を超えたことを検出する条件検出手段としての機能と、当該条件が検出されると、送信機1へパンクチャリングパターンを変更して再送信号の送信を行なうよう要求するパンクチャリングパターン変更要求手段としての機能とを有し、MIMO信号分離・復調部25は、当該再送回数検出部31で再送回数が所定回数を超えたことが検出された場合に、通常のMIMO信号分離処理、即ち、各受信アンテナ21−iで受信した受信信号(ベクトル)及び当該受信信号についてチャネル推定部23で求められたチャネル推定値(チャネル行列)に基づいて、送信機1が送信アンテナ15−iから送信した信号を再生、分離する第2信号再生分離手段としての機能を有していることになる。
以下、上述のごとく構成された本実施形態のMIMO通信システムの動作について説明する。
今、MIMO信号分離前の再送合成処理を1回に限定した場合を考える。初回送信時は、受信機2は、MIMO信号分離・復調部25にて通常のMIMO信号分離・復調処理を行ない、復調データに対して誤り検出部27−iにて誤りの有無を監視(検出)し、誤りがあった場合、送信機1に対して再送を要求する。
今、MIMO信号分離前の再送合成処理を1回に限定した場合を考える。初回送信時は、受信機2は、MIMO信号分離・復調部25にて通常のMIMO信号分離・復調処理を行ない、復調データに対して誤り検出部27−iにて誤りの有無を監視(検出)し、誤りがあった場合、送信機1に対して再送を要求する。
これにより、送信機1は1回目の再送を行なうが、受信機2は、1回目の再送時においては、受信バッファ24に保持された初回送信信号についての情報(送信信号ベクトルおよびチャネル行列)と1回目の再送信号についての情報(送信信号ベクトルおよびチャネル行列)とを用いて、第1実施形態(又は変形例)により前述したごとくMIMO信号分離・復調部25にてMIMO信号分離前の再送合成処理を行なう。
それでも誤りが生じた場合、つまり、再送回数検出部31にて検出された再送回数が所定回数(1回)を超えた場合、受信機2は、送信機1に対して再送要求とともにパンクチャリングパターンの変更を要求し、MIMO信号分離後の受信バッファ29−iに復調データを格納する。
これにより、送信機1は、2回目の再送をパンクチャリングパターンを変更して行なう。この2回目の再送信号はパンクチャリングパターンが異なるため、受信機2では、MIMO信号分離前の再送合成処理は行なわず、MIMO信号分離・復調部25によるMIMO信号分離後に通常の再送合成処理を行なう。即ち、受信バッファ29−iに保持された、初回送信信号と1回目の再送信号とを用いてMIMO信号分離前で合成して復調した信号と、パンクチャリングパターンの異なる2回目の再送信号をMIMO信号分離・復調部25にて通常のMIMO信号分離処理で復調した信号とを合成部30−iにて合成(加算)する。
これにより、送信機1は、2回目の再送をパンクチャリングパターンを変更して行なう。この2回目の再送信号はパンクチャリングパターンが異なるため、受信機2では、MIMO信号分離前の再送合成処理は行なわず、MIMO信号分離・復調部25によるMIMO信号分離後に通常の再送合成処理を行なう。即ち、受信バッファ29−iに保持された、初回送信信号と1回目の再送信号とを用いてMIMO信号分離前で合成して復調した信号と、パンクチャリングパターンの異なる2回目の再送信号をMIMO信号分離・復調部25にて通常のMIMO信号分離処理で復調した信号とを合成部30−iにて合成(加算)する。
3回目の再送がある場合は、受信機2は、2回目の再送信号と3回目の再送信号とを用いてMIMO信号分離前で合成して復調した結果と、初回送信信号と1回目の再送信号と用いてMIMO信号分離前で合成して得られた復調結果とを、MIMO信号分離後に合成部30−iにて合成することになる。なお、上記の処理手順はあくまでも一例であり、他の組合せや順番で処理を行なうことも可能である。
以上のように、MIMO信号分離前の再送合成処理に加えて、MIMO信号分離後の再送合成処理を併用する、即ち、MIMO信号分離前の再送合成回数を所定回数に制限しておき、再送回数が所定回数を超えた場合に、MIMO信号分離後の再送合成処理に切り替え、その際に、送信機1に対して、パンクチャリングパターンの変更を要求することで、IRによる符号化利得を得ることができる。
また、MIMO信号分離後に再送合成処理を行なう方法は、MIMO信号分離前に再送合成処理を行なう方法に比して、再送バッファ、即ち、受信バッファ29−iに必要な容量が小さくて済むという利点がある。さらに、再送回数が増加した場合でも、必要な処理量やバッファ量が増えることもない。
これに対し、MIMO信号分離前に再送合成処理を行なう方法では、受信信号ベクトルに加えてチャネル行列を受信バッファ24に格納しなければならない。通常、受信信号ベクトルやチャネル行列は、十分な演算精度を確保するために、必要とする量子化ビット数が多くなる。また、MIMO信号分離前に再送合成処理を行なう方法では、再送回数に比例して、受信バッファ24に格納するチャネル行列や受信信号ベクトルの情報量が増加してしまう。
これに対し、MIMO信号分離前に再送合成処理を行なう方法では、受信信号ベクトルに加えてチャネル行列を受信バッファ24に格納しなければならない。通常、受信信号ベクトルやチャネル行列は、十分な演算精度を確保するために、必要とする量子化ビット数が多くなる。また、MIMO信号分離前に再送合成処理を行なう方法では、再送回数に比例して、受信バッファ24に格納するチャネル行列や受信信号ベクトルの情報量が増加してしまう。
そこで、上述のごとく再送回数が所定回数を超えた場合に、MIMO信号分離後の再送合成処理に切り替えることで、MIMO信号分離前に再送合成処理に必要な受信バッファ24の容量を最小限に抑制しつつ、上記のような利点を得ることが可能となるのである。
(B1)第2実施形態の変形例の説明
図6は図5により上述したMIMO通信システムを構成するMIMO受信機の変形例を示すブロック図で、この図6に示す受信機2は、図5に示した構成に比して、再送回数検出部31に代えて相関値検出部23aがそなえられている点が異なる。なお、送信側の構成は図4に示す送信機1の構成と同一でよい。
(B1)第2実施形態の変形例の説明
図6は図5により上述したMIMO通信システムを構成するMIMO受信機の変形例を示すブロック図で、この図6に示す受信機2は、図5に示した構成に比して、再送回数検出部31に代えて相関値検出部23aがそなえられている点が異なる。なお、送信側の構成は図4に示す送信機1の構成と同一でよい。
ここで、相関値検出部23aは、チャネル推定部23で求められたチャネル行列の相関値を検出するとともに、検出した相関値が所定の閾値を超えた場合に、受信バッファ24,29−1,29−2に対する書き込み及び読み出し(受信バッファ24からMIMO信号分離・復調部25への情報供給および受信バッファ29−iから合成部30−iへの情報供給)を制御し、且つ、送信機1に対してパンクチャリングパターンの変更要求を行なうものである。ここでの相関値の計算方法の一例として、前記(2)式で求めたチャネル相関行列Rを用いる方法について説明すると、今、チャネル相関行列Rが次式(14)で表された場合、
相関値ρは、例えば、チャネル相関行列Rの対角成分と非対角成分の比として、次式(15)により求めることができる。
本例では、このようにして相関値検出部23aで求められた相関値ρの大きさを基にして、MIMO信号分離前とMIMO信号分離後の再送合成処理を切り替えるようにしている。即ち、チャネル行列の相関値が所定閾値を超えている、つまりは送信アンテナ15−i及び受信アンテナ21−i間の相関が高い場合は、MIMO信号分離前の再送合成処理を積極的に行ない、その結果、送信アンテナ15−i及び受信アンテナ21−i間の相関が予め決めておいた閾値以下となった場合に、MIMO信号分離・復調部25によるMIMO信号分離後の再送合成処理(合成部30−iによる合成)に切り替える。その際に、受信機2は、送信機1に対して、パンクチャリングパターンの変更を要求することで、IRによる符号化利得を得ることができる。
〔C〕第3実施形態の説明
次に、第3実施形態及び第4実施形態では、再送間隔がフェージング変動に対して短い場合など、再送信号のフェージング相関が高い場合の特性劣化に対応するため、再送時に送信アンテナを変更する方法および再送時に送信する周波数(キャリア周波数)を変更する方法を提案する。この方法により、フェージング変動だけでは、再送時の相関が低くならない場合にも、再送信号の相関を小さくすることができ、MIMO信号分離前での合成において、十分なダイバーシチ利得を得ることができる。
次に、第3実施形態及び第4実施形態では、再送間隔がフェージング変動に対して短い場合など、再送信号のフェージング相関が高い場合の特性劣化に対応するため、再送時に送信アンテナを変更する方法および再送時に送信する周波数(キャリア周波数)を変更する方法を提案する。この方法により、フェージング変動だけでは、再送時の相関が低くならない場合にも、再送信号の相関を小さくすることができ、MIMO信号分離前での合成において、十分なダイバーシチ利得を得ることができる。
図7は本発明の第3実施形態に係るMIMO通信システムを構成するMIMO送信機の構成を示すブロック図で、この図7に示す送信機1は、図1に示す構成に比して、4本の送信アンテナ15−1,15−2,15−3,15−4がそなえられ、これらの送信アンテナ15−k(k=1〜4)のうち任意の2つの送信アンテナ15−kを使用アンテナとして選択するアンテナ切り替えスイッチ17がそなえられている点が異なる。なお、この図7において、既述の符号と同一符号は付した他の構成要素は、特に断らない限り、既述の構成要素と同一若しくは同様の構成要素である。また、受信側の構成は図2に示す受信機2の構成と同一でよい。
ここで、上記アンテナ切り替えスイッチ17は、より詳細には、4本の送信アンテナ15−kの中から任意の2つの送信アンテナ15−kを選択し、受信機2からフィードバックされるACK/NACK信号に応じて、再送毎に送信に使用する送信アンテナ15−kを切り替えるようになっている。その際の、アンテナの選択方法は、予め決められたパターンに従って行ってもよいし、ランダムに選択してもよい。
これにより、再送間隔がフェージング変動に対して短い場合(フェージング相関が高くなる傾向にある)であっても、再送信号の相関(フェージング相関)が高くなることを抑制して、MIMO信号分離前での再送合成処理において、十分なダイバーシチ利得を得ることができる(特性劣化を抑制することができる)。
なお、本例の場合、送信アンテナ15−iを切り替えるだけの処理となるため、受信機2側で特別な処理を行なう必要はない。
なお、本例の場合、送信アンテナ15−iを切り替えるだけの処理となるため、受信機2側で特別な処理を行なう必要はない。
〔D〕第4実施形態の説明
図8及び図9は本発明の第4実施形態に係るMIMO通信システムを構成するMIMO送信機及びMIMO受信機の構成を示すブロック図で、図8に示す送信機1は、既述の送信バッファ11−1,11−2,符号化部12−1,12−2,変調部13−1,13−2,送信アンテナ15−1,15−2をそなえるほか、2系統のデータストリームのうちの一方に対して複数の異なるキャリア周波数(ここでは、f1,f2,f3,f4の4種)を扱う複数(4つ)の無線送信部(Tx)14−1−1,14−1−2,14−1−3,14−1−4と、他方のデータストリームに対して同様に複数の異なるキャリア周波数(f1,f2,f3,f4の4種)を扱う複数(4つ)の無線送信部(Tx)14−2−1,14−2−2,14−2−3,14−2−4と、再送回数検出部17と、無線送信部14−1−j(j=1〜4)を切り替えるためのスイッチ(SW)18−1と、無線送信部14−2−jを切り替えるためのスイッチ(SW)18−2とをそなえて構成されている。
図8及び図9は本発明の第4実施形態に係るMIMO通信システムを構成するMIMO送信機及びMIMO受信機の構成を示すブロック図で、図8に示す送信機1は、既述の送信バッファ11−1,11−2,符号化部12−1,12−2,変調部13−1,13−2,送信アンテナ15−1,15−2をそなえるほか、2系統のデータストリームのうちの一方に対して複数の異なるキャリア周波数(ここでは、f1,f2,f3,f4の4種)を扱う複数(4つ)の無線送信部(Tx)14−1−1,14−1−2,14−1−3,14−1−4と、他方のデータストリームに対して同様に複数の異なるキャリア周波数(f1,f2,f3,f4の4種)を扱う複数(4つ)の無線送信部(Tx)14−2−1,14−2−2,14−2−3,14−2−4と、再送回数検出部17と、無線送信部14−1−j(j=1〜4)を切り替えるためのスイッチ(SW)18−1と、無線送信部14−2−jを切り替えるためのスイッチ(SW)18−2とをそなえて構成されている。
ここで、再送回数検出部17は、受信機2側からフィードバックされてくるACK/NACK信号を監視して受信機2への再送回数を検出(カウント)するものであり、スイッチ18−1は、この再送回数検出部17で検出された再送回数に応じて(再送毎に)、使用する無線送信部14−1−jを選択的に切り替える(変更する)ものであり、スイッチ18−2も、同様に、再送回数検出部17で検出された再送回数に応じて(再送毎に)、使用する無線送信部14−2−jを選択的に切り替える(変更する)ものである。
無線送信部14−1−jは、変調部13−1からスイッチ18−1経由で入力された変調信号(ベースバンド信号)をキャリア周波数fjのRF信号に変換(アップコンバート)するものであり、無線送信部14−2−jも、変調部13−2からスイッチ18−2経由で入力された変調信号(ベースバンド信号)をキャリア周波数fjのRF信号に変換(アップコンバート)するものである。
つまり、本例の送信機1は、複数のデータストリーム(送信アンテナ15−i)毎に、複数のキャリア周波数(以下、単に「キャリア」ともいう)fjに対応した複数の無線送信部14−i−jが用意されており、再送の度に使用する無線送信部14−i−jを切り替える(変更する)ことにより、送信に使用するキャリアfjを変更するようになっているのである。
一方、図9に示す受信機2は、既述の受信アンテナ21−1,21−2,チャネル推定部23,受信バッファ24,MIMO信号分離・復調部25,復号部26−1,26−2,誤り検出部27−1,27−2及びOR演算部28をそなえるほか、上述した送信機1の構成に対応して、一方の受信アンテナ21−1に対して複数の異なるキャリア周波数(ここでは、f1,f2,f3,f4の4種)を扱う複数(4つ)の無線受信部(Rx)22−1−1,22−1−2,22−1−3,22−1−4と、他方の受信アンテナ21−2に対して同様に複数の異なるキャリア周波数(f1,f2,f3,f4の4種)を扱う複数(4つ)の無線受信部(Rx)22−2−1,22−2−2,22−2−3,22−2−4と、無線受信部22−1−jの出力のいずれかを選択するためのセレクタ(SEL)32−1と、無線受信部22−2−jの出力のいずれかを選択するためのセレクタ(SEL)32−2と、再送回数検出部31aとをそなえて構成されている。
ここで、無線受信部22−1−jは、受信アンテナ21−1で受信されたキャリア周波数fjのRF信号をベースバンド信号に変換(ダウンコンバート)するものであり、無線受信部22−2−jは、同様に、受信アンテナ21−2で受信されたキャリア周波数fjのRF信号をベースバンド信号に変換(ダウンコンバート)するものである。
再送回数検出部31aは、OR演算部28の出力(ACK/NACK信号)を監視して再送回数を検出(カウント)するものであり、セレクタ32−1は、一方の受信アンテナ21−1についての無線受信部22−1−jの出力のいずれかを、再送回数検出部31aでの検出結果に応じて選択的にチャネル推定部23及びMIMO信号分離・復調部25へ出力するものであり、同様に、セレクタ32−2は、他方の受信アンテナ21−2についての無線受信部22−2−jの出力のいずれかを、再送回数検出部31aでの検出結果に応じて選択的にチャネル推定部23及びMIMO信号分離・復調部25へ出力するものである。
再送回数検出部31aは、OR演算部28の出力(ACK/NACK信号)を監視して再送回数を検出(カウント)するものであり、セレクタ32−1は、一方の受信アンテナ21−1についての無線受信部22−1−jの出力のいずれかを、再送回数検出部31aでの検出結果に応じて選択的にチャネル推定部23及びMIMO信号分離・復調部25へ出力するものであり、同様に、セレクタ32−2は、他方の受信アンテナ21−2についての無線受信部22−2−jの出力のいずれかを、再送回数検出部31aでの検出結果に応じて選択的にチャネル推定部23及びMIMO信号分離・復調部25へ出力するものである。
つまり、上記の無線受信部22−i−j及びセレクタ32−iは、送信機1でのキャリア(周波数)変更後の信号を選択受信してチャネル推定部23及びMIMO信号分離・復調部25に入力する周波数選択受信手段としての機能を果たすのである。
このように、本例の受信機2は、図8により上述した送信機1でのキャリア切り替えに対応して、複数の受信アンテナ21−i)毎に、複数のキャリアfjに対応した無線受信部22−i−jが用意されており、送信機1による再送の度に使用する無線受信部22−i−j(つまり、キャリアfj)を切り替える(変更する)ことで、受信キャリアfjを変更することが可能である。
このように、本例の受信機2は、図8により上述した送信機1でのキャリア切り替えに対応して、複数の受信アンテナ21−i)毎に、複数のキャリアfjに対応した無線受信部22−i−jが用意されており、送信機1による再送の度に使用する無線受信部22−i−j(つまり、キャリアfj)を切り替える(変更する)ことで、受信キャリアfjを変更することが可能である。
なお、この場合、使用するキャリアfjは、送信機1と受信機2とで予め決められた同一のパターンに従って(同期して)切り替える必要があるが、図8及び図9により上述した例では、受信機2からフィードバックされるACK/NACK信号から再送回数を判断することで、再送回数に応じて予め決められたキャリアfjを選択するようにしている。
これにより、再送間隔がフェージング変動に対して短く、再送信号のフェージング相関が高い場合の特性劣化に対応することが可能となる。
これにより、再送間隔がフェージング変動に対して短く、再送信号のフェージング相関が高い場合の特性劣化に対応することが可能となる。
なお、上述のごとく使用するキャリアfjを再送回数に応じて切り替える(変更する)動作を除いて、本例の送信機1及び受信機2の動作は、第1実施形態にて図1及び図2により上述した送信機1及び受信機2の動作と同一若しくは同様である。
〔E〕第5実施形態の説明
次に、以下に説明する第5実施形態及び第6実施形態では、再送制御を行なわない場合においても、周波数の離れた相関の低い複数のキャリアや、時間方向に離れた相関の低い複数のシンボルを用いることで、再送制御を行なう場合と同様の効果を得る方法について提案する。この方法は、MIMO信号分離前の合成処理により、非常に大きなダイバーシチ利得が得られる場合に有効である。また、MLDなど、比較的大きなダイバーシチ利得を得ることができるMIMO信号分離アルゴリズムを適用した場合に有効である。
〔E〕第5実施形態の説明
次に、以下に説明する第5実施形態及び第6実施形態では、再送制御を行なわない場合においても、周波数の離れた相関の低い複数のキャリアや、時間方向に離れた相関の低い複数のシンボルを用いることで、再送制御を行なう場合と同様の効果を得る方法について提案する。この方法は、MIMO信号分離前の合成処理により、非常に大きなダイバーシチ利得が得られる場合に有効である。また、MLDなど、比較的大きなダイバーシチ利得を得ることができるMIMO信号分離アルゴリズムを適用した場合に有効である。
図10及び図11は本発明の第5実施形態に係るMIMO通信システムを構成するMIMO送信機及びMIMO受信機の構成を示すブロック図で、図10に示す送信機1は、既述の送信アンテナ15−1,15−2,異なる送信アンテナ15−i(i=1,2)毎の符号化部12−1,12−2,変調部13−1,13−2,異なる送信アンテナ15−i及び異なるキャリアfj毎の無線送信部(Tx)14−i−j(j=1〜4)をそなえるほか、送信アンテナ15−1,15−2に対応して、スイッチ18a−1,18a−2及びコピー部19−1,19−2をそなえて構成されている。なお、本例では、再送制御は用いないことを前提とする。
ここで、コピー部19−i(i=1,2)は、変調部13−iからの変調信号をコピーして2系統の同じデータストリームを生成するものであり、スイッチ18a−1は、受信機2側から通知されるキャリア選択信号に応じて、4つの無線送信部14−1−jの中から任意の2つの無線送信部14−1−jを選択し、選択した無線送信部14−1−jへコピー部19−1からのデータストリームをそれぞれ入力するものであり、同様に、スイッチ18a−2は、上記キャリア選択信号に応じて、4つの無線送信部14−2−jの中から任意の2つの無線送信部14−2−jを選択し、選択した無線送信部14−2−jへコピー部19−2からのデータストリームをそれぞれ入力するものである。
つまり、本例の送信機1は、複数のキャリアfjに対応した複数の無線送信部14−i−jが用意され、1つの送信データストリーム#iが2つにコピーされ、複数の無線送信部14−i−jの中から2つの無線送信部14−i−j(つまりは使用キャリアfj)が上記キャリア選択信号に従って選択されるようになっているのである。なお、このとき選択されるキャリアfjは周波数の離れたキャリアが好ましい。また、各送信アンテナ15−iにおいて選択される無線送信部14−i−jは同じキャリアfjの無線送信部14−i−jである。
換言すれば、上記のコピー部19−i,スイッチ18a−i及び無線送信部14−i−jは、送信アンテナ15−i毎に、周波数の離れた複数キャリアfjを用いて1つの信号を送信する送信手段としての機能を果たしていることになる。
一方、図11に示す受信機2は、上記送信機1の構成に対応して、既述の受信アンテナ21−1,21−2,異なる受信アンテナ21−i及び異なるキャリアfj毎の無線受信部(Rx)22−1−j(j=1〜4),22−2−j,チャネル推定部23,MIMO信号分離・復調部25及び異なる受信アンテナ21−i毎の復号部26−1,26−2をそなえるほか、相関値検出部23b,セレクタ32a−1,32a−2及び周波数選択部33をそなえて構成されている。
一方、図11に示す受信機2は、上記送信機1の構成に対応して、既述の受信アンテナ21−1,21−2,異なる受信アンテナ21−i及び異なるキャリアfj毎の無線受信部(Rx)22−1−j(j=1〜4),22−2−j,チャネル推定部23,MIMO信号分離・復調部25及び異なる受信アンテナ21−i毎の復号部26−1,26−2をそなえるほか、相関値検出部23b,セレクタ32a−1,32a−2及び周波数選択部33をそなえて構成されている。
ここで、相関値検出部23bは、上記各無線受信部22−i−jの出力を基に複数のキャリアfjの中から相関の低い2つのキャリアfjを検出(選択)するもので、その検出情報は周波数選択部33で使用キャリアfjを決定するための情報として周波数選択部33へ供給されるとともに、セレクタ32a−iで選択すべきキャリアfjの出力を決定するための情報としてセレクタ32a−iへ供給されるようになっている。
なお、各キャリアfj間の相関値を測定するためには、全てのキャリアfjにおいて、送信機1から定期的にパイロットシンボルを送信するなどの方法を用いることができる。例えば、周波数f1のキャリアのチャネル推定値をh1、周波数f2のキャリアのチャネル推定値をh2とすると、f1とf2のキャリア間の相関値ρは次式(16)で計算することができる。
周波数選択部33は、上記相関値検出部23bからの検出情報に基づいて使用キャリアfj(2種類)を決定し、その情報をキャリア選択情報として送信機1側へ通知するものであり、セレクタ32a−1は、相関値検出部23bでの検出結果に従って、4つの無線受信部22−1−jの中から上記相関値ρの高い2つの無線受信部22−1−jの出力を選択するものであり、同様に、セレクタ32a−2は、相関値検出部23bでの検出結果に従って、4つの無線受信部22−2−jの中から上記相関値ρの高い2つの無線受信部22−2−jの出力を選択するものである。
つまり、本例の場合、1本の受信アンテナ21−iについて異なる2つのキャリアfjの信号(合計4系統の受信信号)が受信信号としてチャネル推定部23及びMIMO信号分離・復調部25に入力されることになり、この場合、チャネル推定部23及びMIMO信号分離・復調部25では、4本の受信アンテナで信号を受信したのと同様のチャネル推定処理及びMIMO信号分離・復調処理を行なうことになる。
上述のごとく構成された本実施形態の通信システムでは、例えば、送信機1において、2本の送信アンテナ15−1,15−2から、それぞれ異なる2つのデータストリームを送信し、異なるキャリアf1とキャリアf2とで同じ信号を送信することができる。この時、1つのデータストリームの伝送量をA(bps)とすると、合計で2A(bps)となる。
これは、周波数f1と周波数f2の2つのキャリアを用いる通信システムにおいて、送信側に送信アンテナが2本、受信側に受信アンテナが2本存在し、キャリアf1とキャリアf2の両方を使える場合は、1つの送信アンテナからそれぞれのキャリアにおいてA(bps)ずつの情報量を伝送し、合計で2A(bps)の伝送を行なう既存の通信方法と同等の伝送速度となることを意味している。なお、既存の通信方法の受信側では、2本の受信アンテナでダイバーシチ受信を行なうことになる。
これは、周波数f1と周波数f2の2つのキャリアを用いる通信システムにおいて、送信側に送信アンテナが2本、受信側に受信アンテナが2本存在し、キャリアf1とキャリアf2の両方を使える場合は、1つの送信アンテナからそれぞれのキャリアにおいてA(bps)ずつの情報量を伝送し、合計で2A(bps)の伝送を行なう既存の通信方法と同等の伝送速度となることを意味している。なお、既存の通信方法の受信側では、2本の受信アンテナでダイバーシチ受信を行なうことになる。
一方、本例の受信機2では、キャリアf1を2本の受信アンテナ21−1,21−2で受信し、キャリアf2も同じく2本の受信アンテナ21−1,21−2で受信することができる。ただし、キャリアf1とキャリアf2は、周波数が十分離れており、周波数選択性フェージングにより、相関も十分低いことを想定している。
そして、異なるキャリアf1,f2で受信した信号を異なる受信アンテナ21−1,21−2で受信したようにみなすことで、4本の受信アンテナで受信したのと同様のMIMO信号分離処理をチャネル推定部23及びMIMO信号分離・復調部25によって行なう。
そして、異なるキャリアf1,f2で受信した信号を異なる受信アンテナ21−1,21−2で受信したようにみなすことで、4本の受信アンテナで受信したのと同様のMIMO信号分離処理をチャネル推定部23及びMIMO信号分離・復調部25によって行なう。
即ち、チャネル推定部23は、セレクタ32a−iからの受信信号から複数キャリアf1,f2毎のチャネル推定値h(f)を求め、MIMO信号分離・復調部(信号再生分離手段)25は、上記受信信号と上記チャネル推定値h(f)とに基づいて、送信機1が各送信アンテナ15−iから複数キャリアf1,f2を用いて各送信アンテナ15−iから送信した信号を再生、分離することになる〔これは、前記(9)式での時間についてのチャネル推定値h(t)を周波数についてのチャネル推定値h(f)に置き換えた式を用いることに相当する〕。
このように、本例では、4ブランチのダイバーシチ受信となるため、従来の2ブランチのダイバーシチよりも大きなダイバーシチ利得が得られる(例えば図3のシミュレーション結果参照)。
なお、上記の例では、従来の通信方法として、送信アンテナを2本使用する前記STTD(例えば、前記非特許文献1参照)を用いることも可能である。この場合は、1本の送信アンテナを用いる従来の方法に対して、送信ダイバーシチ利得が加わるため、本例に近いダイバーシチ利得が得られる可能性がある。よって、本発明の適用に際しては、送信アンテナ15−i間や受信アンテナ21−i間の相関や、使用するキャリアfj間の相関などの条件に応じて、最適な通信方法を選択する。
なお、上記の例では、従来の通信方法として、送信アンテナを2本使用する前記STTD(例えば、前記非特許文献1参照)を用いることも可能である。この場合は、1本の送信アンテナを用いる従来の方法に対して、送信ダイバーシチ利得が加わるため、本例に近いダイバーシチ利得が得られる可能性がある。よって、本発明の適用に際しては、送信アンテナ15−i間や受信アンテナ21−i間の相関や、使用するキャリアfj間の相関などの条件に応じて、最適な通信方法を選択する。
また、本例において、再送制御を用いる場合には、既述のMIMO信号分離後の再送合成を併用することも可能である。
〔F〕第6実施形態の説明
図12及び図13は本発明の第6実施形態に係るMIMO通信システムを構成するMIMO送信機及びMIMO受信機の構成を示すブロック図で、図12に示す送信機1は、
既述の送信アンテナ15−1,15−2,送信アンテナ15−i毎の符号化部12−1,12−2,変調部13−1,13−2及び無線送信部(Tx)14−1,14−2をそなえるほか、送信アンテナ15−i毎のマッピング部18b−1,18b−2及び逆高速フーリエ変換(IFFT)部19a−1,19a−2をそなえて構成されている。
〔F〕第6実施形態の説明
図12及び図13は本発明の第6実施形態に係るMIMO通信システムを構成するMIMO送信機及びMIMO受信機の構成を示すブロック図で、図12に示す送信機1は、
既述の送信アンテナ15−1,15−2,送信アンテナ15−i毎の符号化部12−1,12−2,変調部13−1,13−2及び無線送信部(Tx)14−1,14−2をそなえるほか、送信アンテナ15−i毎のマッピング部18b−1,18b−2及び逆高速フーリエ変換(IFFT)部19a−1,19a−2をそなえて構成されている。
ここで、マッピング部18b−iは、例えば図14に示すように周波数と時間の2次元に分割された複数のシンボルを有するフレームを生成するもので、フレーム内では、周波数および時間方向に離れた2つのシンボルを用いて、1つの変調データが伝送されるようになっている。即ち、図14に示すA、B、Cなどの同じ記号のシンボルには、1つの変調データをコピーしてマッピングするようになっている。
IFFT部19a−iは、マッピング部18b−iの出力についてIFFT処理を施すことによりマルチキャリア変調を行なうもので、同一時刻のシンボル列(例えば図16では周波数方向の6シンボル)が、マルチキャリア変調されるようになっている。
つまり、上記のマッピング部18b−i及びIFFT部19a−iは、送信アンテナ15−i毎に、少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する送信手段として機能する。
つまり、上記のマッピング部18b−i及びIFFT部19a−iは、送信アンテナ15−i毎に、少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する送信手段として機能する。
一方、図13に示す受信機2は、既述の受信アンテナ21−1,21−2,チャネル推定部23,MIMO信号分離・復調部25,OR演算部28,受信アンテナ21−i毎の無線受信部22−1,22−2,復号部26−1,26−2,誤り検出部27−1,27−2をそなえるほか、誤り率検出部34,受信アンテナ21−i毎の高速フーリエ変換(FFT)部35−1,35−2,デマッピング部36−1,36−2をそなえて構成されている。
ここで、FFT部35−iは、無線受信部22−iからの受信信号についてFFT処理を施すことにより、周波数方向の複数シンボルを再生するものであり、デマッピング部36−iは、図14に示す上記マッピングパターンに従って、時間的に離れた2つの同一シンボルを選択してチャネル推定部23及びMIMO信号分離・復調部25へ出力するものである。したがって、この場合のチャネル推定部23は、各受信アンテナ21−iで受信された受信信号から上記複数の選択シンボル毎のチャネル推定値を求め、MIMO信号分離・復調部(信号再生分離手段)25は、当該チャネル推定値に基づき上記2つの同一シンボルについて既述のMIMO信号分離前の再送合成処理と同等の合成処理(信号再生分離処理)を行なうことになる。
つまり、本例では、第5実施形態(図10及び図11)のように、複数の無線送信部14−i−j、複数の無線受信部22−i−jを用意することなく、高速フーリエ変換を利用したマルチキャリア伝送を適用することで、第5実施形態と同等のシステムを実現しているのである。
なお、図14に示すマッピングパターンは、送信機1と受信機2とで予め決められた同じパターンを使用する。誤り率検出部34は、当該マッピングパターンが複数用意されている場合のオプションで、OR演算部28の出力(ACK/NACK信号)を基に誤り率を検出(計算)するもので、誤り率が所定の閾値を超えると、使用すべきマッピングパターンの変更要求をデマッピング部36−i及び送信機1のマッピング部18b−iに対して行なうものである。
なお、図14に示すマッピングパターンは、送信機1と受信機2とで予め決められた同じパターンを使用する。誤り率検出部34は、当該マッピングパターンが複数用意されている場合のオプションで、OR演算部28の出力(ACK/NACK信号)を基に誤り率を検出(計算)するもので、誤り率が所定の閾値を超えると、使用すべきマッピングパターンの変更要求をデマッピング部36−i及び送信機1のマッピング部18b−iに対して行なうものである。
上述のごとく構成された本実施形態のMIMO通信システムでは、送信機1において、データストリーム#iが符号化部12−iにて誤り訂正符号化され、変調部13−iにてQPSKや16QAM等の所要の変調方式で変調された後、マッピング部18b−iに入力される。
マッピング部18b−iでは、図14に示したように、周波数と時間の2次元に分割された複数シンボルを有するフレームを生成する。フレーム内では、周波数および時間方向に離れた2つのシンボル(時間方向にのみ離れたシンボルでもよい)を用いて1つの変調データが伝送される。即ち、図14に示すA、B、Cなどの同じ記号のシンボルに対して、1つの変調データがコピーされてマッピングされる。
マッピング部18b−iでは、図14に示したように、周波数と時間の2次元に分割された複数シンボルを有するフレームを生成する。フレーム内では、周波数および時間方向に離れた2つのシンボル(時間方向にのみ離れたシンボルでもよい)を用いて1つの変調データが伝送される。即ち、図14に示すA、B、Cなどの同じ記号のシンボルに対して、1つの変調データがコピーされてマッピングされる。
マッピング部18b−iの出力は、IFFT部19a−iに入力されてIFFT処理されることにより、同一時刻のシンボル列(例えば図16では周波数方向の6シンボル)がマルチキャリア変調された後、無線送信部14−iにてRF信号にアップコンバートされて送信アンテナ15−iから送信される。
一方、受信機2では、送信機1からのRF信号が受信アンテナ21−iで受信され、無線受信部22−iにてベースバンド信号にダウンコンバートされてFFT部35−iに入力される。
一方、受信機2では、送信機1からのRF信号が受信アンテナ21−iで受信され、無線受信部22−iにてベースバンド信号にダウンコンバートされてFFT部35−iに入力される。
FFT部35−iでは、受信信号に対して所定のタイミングでFFT処理を施すことで、周波数方向の複数のシンボルを再生する。そして、デマッピング部36−iにおいて、図14に示した送信機1で用いたマッピングパターンと同じパターンに従って、時間的に離れた2つの同一シンボルを選択し、チャネル推定部23及びMIMO信号分離・復調部25に入力する。これにより、上記2つの同一シンボルについて、既述のMIMO信号分離前の再送合成処理と同等の合成処理が施されて、MIMO信号分離・復調が行なわれる。
そして、当該MIMO信号分離・復調処理によって得られた復調データは、それぞれ、復号部26−iにて誤り訂正復号される。ここで、誤り検出部27−iにて誤りが検出されなかったデータは、データストリーム#iとして再生されたことになる。誤り検出結果は、OR演算部28において、2つのデータストリーム#iについてOR演算され、その結果が誤り率検出部34に入力される。
そして、誤り率検出部34において、閾値を超える誤り率が検出された場合には、デマッピング部36−i及び送信機1のマッピング部18b−iに対してマッピングパターンの変更要求が送信される。送信機1及び受信機2は、当該マッピングパターンの変更要求に従って、マッピングパターンをともに変更する。
以上のように、本例によれば、1つのフレーム内において、1つの変調データが少なくとも時間的に離れた相関の低いシンボル位置にコピーされるため、フェージング周波数が高い場合などにおいて、受信特性を大きく改善することができる。
以上のように、本例によれば、1つのフレーム内において、1つの変調データが少なくとも時間的に離れた相関の低いシンボル位置にコピーされるため、フェージング周波数が高い場合などにおいて、受信特性を大きく改善することができる。
以上説明したように、本発明では、再送制御やマルチキャリア伝送を利用することで、MIMO信号分離アルゴリズムにおいて、大きなダイバーシチ利得を得ることができ、データ通信の伝送効率を向上することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
〔G〕付記
(付記1)
複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信方法であって、
該送信装置は、
上記複数の送信アンテナからそれぞれ信号を送信し、
該受信装置は、
該送信装置から送信された信号を上記各受信アンテナで受信し、その受信信号から上記送信アンテナ及び受信アンテナ間のチャネル推定値を求め、当該チャネル推定値と該受信信号とを保持しておき、
該送信装置からの前記受信信号についての再送信号及び当該再送信号について得られるチャネル推定値と、上記保持した受信信号及びチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が上記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する
ことを特徴とする、無線通信方法。
(付記1)
複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信方法であって、
該送信装置は、
上記複数の送信アンテナからそれぞれ信号を送信し、
該受信装置は、
該送信装置から送信された信号を上記各受信アンテナで受信し、その受信信号から上記送信アンテナ及び受信アンテナ間のチャネル推定値を求め、当該チャネル推定値と該受信信号とを保持しておき、
該送信装置からの前記受信信号についての再送信号及び当該再送信号について得られるチャネル推定値と、上記保持した受信信号及びチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が上記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する
ことを特徴とする、無線通信方法。
(付記2)
前記受信信号の再送回数が所定回数を超えると、該受信装置では、上記各受信アンテナで受信された受信信号と当該受信信号について求められるチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が上記送信アンテナから送信した信号を再生、分離し、その信号とその後に該送信装置から再送された信号について再生、分離した信号とを合成して復号することを特徴とする、付記1記載の無線通信方法。
前記受信信号の再送回数が所定回数を超えると、該受信装置では、上記各受信アンテナで受信された受信信号と当該受信信号について求められるチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が上記送信アンテナから送信した信号を再生、分離し、その信号とその後に該送信装置から再送された信号について再生、分離した信号とを合成して復号することを特徴とする、付記1記載の無線通信方法。
(付記3)
前記受信信号のチャネル推定値の相関が所定の閾値未満であると、該受信装置では、上記各受信アンテナで受信された受信信号と当該受信信号について求められるチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が上記送信アンテナから送信した信号を再生、分離し、その信号とその後に該送信装置から再送された信号について再生、分離した信号とを合成して復号することを特徴とする、付記1記載の無線通信方法。
前記受信信号のチャネル推定値の相関が所定の閾値未満であると、該受信装置では、上記各受信アンテナで受信された受信信号と当該受信信号について求められるチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が上記送信アンテナから送信した信号を再生、分離し、その信号とその後に該送信装置から再送された信号について再生、分離した信号とを合成して復号することを特徴とする、付記1記載の無線通信方法。
(付記4)
該受信装置は、該送信装置へパンクチャリングパターンを変更して前記再送を行なうよう要求することを特徴とする、付記2又は3に記載の無線通信方法。
(付記5)
該送信装置は、前記再送時に使用する送信アンテナ又は周波数を変更することを特徴とする、付記1記載の無線通信方法。
該受信装置は、該送信装置へパンクチャリングパターンを変更して前記再送を行なうよう要求することを特徴とする、付記2又は3に記載の無線通信方法。
(付記5)
該送信装置は、前記再送時に使用する送信アンテナ又は周波数を変更することを特徴とする、付記1記載の無線通信方法。
(付記6)
複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信方法であって、
該送信装置は、
上記送信アンテナ毎に、周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信し、
該受信装置は、
該送信装置から送信された信号を上記各受信アンテナで受信し、その受信信号から上記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値を求め、
上記受信信号と上記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が上記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する
ことを特徴とする、無線通信方法。
複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信方法であって、
該送信装置は、
上記送信アンテナ毎に、周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信し、
該受信装置は、
該送信装置から送信された信号を上記各受信アンテナで受信し、その受信信号から上記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値を求め、
上記受信信号と上記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が上記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する
ことを特徴とする、無線通信方法。
(付記7)
複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信システムに用いられる前記受信装置であって、
該送信装置から上記各受信アンテナで受信される受信信号から上記送信アンテナ及び受信アンテナ間のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
該受信信号と該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値とを保持する第1メモリと、
該送信装置から前記受信信号について再送された再送信号及び当該再送信号について該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値と、該第1メモリに保持された前記受信信号及び前記チャネル推定値とに基づいて、該送信装置が各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する第1信号再生分離手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、受信装置。
複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信システムに用いられる前記受信装置であって、
該送信装置から上記各受信アンテナで受信される受信信号から上記送信アンテナ及び受信アンテナ間のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
該受信信号と該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値とを保持する第1メモリと、
該送信装置から前記受信信号について再送された再送信号及び当該再送信号について該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値と、該第1メモリに保持された前記受信信号及び前記チャネル推定値とに基づいて、該送信装置が各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する第1信号再生分離手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、受信装置。
(付記8)
前記受信信号に関する所定の条件を検出する条件検出手段と、
該条件検出手段で前記所定の条件が検出された場合に、上記各受信アンテナで受信した受信信号及び当該受信信号について該チャネル推定手段で求められたチャネル推定値に基づいて、該送信装置が送信した信号を再生、分離する第2信号再生分離手段と、
該第2信号再生分離手段で得られた信号を保持する第2メモリと、
該送信装置から前記受信信号について再送された再送信号について該第2信号再生手段で得られた信号と該第2メモリに保持された信号とを合成する再送合成手段とをさらにそなえたことを特徴とする、付記7記載の受信装置。
前記受信信号に関する所定の条件を検出する条件検出手段と、
該条件検出手段で前記所定の条件が検出された場合に、上記各受信アンテナで受信した受信信号及び当該受信信号について該チャネル推定手段で求められたチャネル推定値に基づいて、該送信装置が送信した信号を再生、分離する第2信号再生分離手段と、
該第2信号再生分離手段で得られた信号を保持する第2メモリと、
該送信装置から前記受信信号について再送された再送信号について該第2信号再生手段で得られた信号と該第2メモリに保持された信号とを合成する再送合成手段とをさらにそなえたことを特徴とする、付記7記載の受信装置。
(付記9)
該条件検出手段が、
前記所定の条件として、前記受信信号の再送回数が所定回数を超えたことを検出する再送回数検出部として構成されたことを特徴とする、付記8記載の受信装置。
(付記10)
該条件検出手段が、
前記所定の条件として、該チャネル推定手段で求められた前記チャネル推定値の相関が所定の閾値未満であることを検出する相関値検出部として構成されたことを特徴とする、付記8記載の受信装置。
該条件検出手段が、
前記所定の条件として、前記受信信号の再送回数が所定回数を超えたことを検出する再送回数検出部として構成されたことを特徴とする、付記8記載の受信装置。
(付記10)
該条件検出手段が、
前記所定の条件として、該チャネル推定手段で求められた前記チャネル推定値の相関が所定の閾値未満であることを検出する相関値検出部として構成されたことを特徴とする、付記8記載の受信装置。
(付記11)
該条件検出手段で前記所定の条件が検出されると、該送信装置へパンクチャリングパターンを変更して前記再送信号の送信を行なうよう要求するパンクチャリングパターン変更要求手段をさらにそなえたことを特徴とする、付記8〜10のいずれか1項に記載の受信装置。
該条件検出手段で前記所定の条件が検出されると、該送信装置へパンクチャリングパターンを変更して前記再送信号の送信を行なうよう要求するパンクチャリングパターン変更要求手段をさらにそなえたことを特徴とする、付記8〜10のいずれか1項に記載の受信装置。
(付記12)
該送信装置が、前記再送時に使用する周波数を変更する手段をそなえるとともに、
該受信装置が、
上記変更後の周波数の信号を選択受信して該チャネル推定手段及び該第1信号再生分離手段に入力する周波数選択受信手段をさらにそなえたことを特徴とする、付記7記載の受信装置。
該送信装置が、前記再送時に使用する周波数を変更する手段をそなえるとともに、
該受信装置が、
上記変更後の周波数の信号を選択受信して該チャネル推定手段及び該第1信号再生分離手段に入力する周波数選択受信手段をさらにそなえたことを特徴とする、付記7記載の受信装置。
(付記13)
複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信システムであって、
該送信装置が、
上記送信アンテナ毎に、周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する送信手段をそなえ、
該受信装置が、
該送信装置から送信された信号を上記各受信アンテナで受信し、その受信信号から上記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
上記受信信号と該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が上記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する信号再生分離手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、無線通信システム。
複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信システムであって、
該送信装置が、
上記送信アンテナ毎に、周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する送信手段をそなえ、
該受信装置が、
該送信装置から送信された信号を上記各受信アンテナで受信し、その受信信号から上記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
上記受信信号と該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が上記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する信号再生分離手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、無線通信システム。
(付記14)
複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう送信装置であって、
複数の送信アンテナと、
上記送信アンテナ毎に、周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する送信手段とをそなえたことを特徴とする、送信装置。
複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう送信装置であって、
複数の送信アンテナと、
上記送信アンテナ毎に、周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する送信手段とをそなえたことを特徴とする、送信装置。
(付記15)
複数の送信アンテナを有する送信装置との間で無線通信を行なう受信装置であって、
複数の受信アンテナと、
上記送信アンテナ毎に周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する該送信装置から送信された信号を上記各受信アンテナで受信し、その受信信号から上記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
上記受信信号と該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が上記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する信号再生分離手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、受信装置。
複数の送信アンテナを有する送信装置との間で無線通信を行なう受信装置であって、
複数の受信アンテナと、
上記送信アンテナ毎に周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する該送信装置から送信された信号を上記各受信アンテナで受信し、その受信信号から上記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
上記受信信号と該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が上記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する信号再生分離手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、受信装置。
以上詳述したように、本発明によれば、従来のように信号分離後に再送合成を行なう場合に比して、アンテナ相関が高い場合においても、信号分離再生処理をより有効に機能させることができ、十分な特性改善を図ることができる。したがって、再送制御の効率を高めて、データ通信のスループットを向上することが可能であり、無線通信技術分野において極めて有用と考えられる。
1 MIMO送信機(送信装置)
11−1,11−2 送信バッファ
12−1,12−2,12′−1,12′−2 符号化部
13−1,13−2 変調部
14−1,14−2 無線送信部(Tx)
14−1−1,14−1−2,14−1−3,14−1−4,14−2−1,14−2−2,14−2−3,14−2−4 無線送信部(Tx)
15−1,15−2,15−3,15−4 送信アンテナ
16 再送制御部
17 アンテナ切り替えスイッチ(SW)
18−1,18−2,18a−1,18a−2 スイッチ(SW)
18b−1,18b−2 マッピング部
19a−1,19a−2 逆高速フーリエ変換(IFFT)部
19−1,19−2 コピー部
2 MIMO受信機(受信装置)
21−1,21−2 受信アンテナ
22−1,22−2 無線受信部(Rx)
22−1−1,22−1−2,22−1−3,22−1−4,22−2−1,22−2−2,22−2−3,22−2−4 無線受信部(Rx)
23 チャネル推定部
23a,23b 相関値検出部
24 受信バッファ(第1メモリ)
25 MIMO信号分離・復調部(第1/第2信号再生分離手段)
26−1,26−2 復号部
27−1,27−2 誤り検出部
28 OR(論理和)演算部
29−1,29−2 受信バッファ(第2メモリ)
30−1,30−2 合成部
31,31a 再送回数検出部
32−1,32−2,32a−1,32a−2 セレクタ(SEL)
33 周波数選択部
34 誤り率検出部
35−1,35−2 高速フーリエ変換(FFT)部
36−1,36−2 デマッピング部
11−1,11−2 送信バッファ
12−1,12−2,12′−1,12′−2 符号化部
13−1,13−2 変調部
14−1,14−2 無線送信部(Tx)
14−1−1,14−1−2,14−1−3,14−1−4,14−2−1,14−2−2,14−2−3,14−2−4 無線送信部(Tx)
15−1,15−2,15−3,15−4 送信アンテナ
16 再送制御部
17 アンテナ切り替えスイッチ(SW)
18−1,18−2,18a−1,18a−2 スイッチ(SW)
18b−1,18b−2 マッピング部
19a−1,19a−2 逆高速フーリエ変換(IFFT)部
19−1,19−2 コピー部
2 MIMO受信機(受信装置)
21−1,21−2 受信アンテナ
22−1,22−2 無線受信部(Rx)
22−1−1,22−1−2,22−1−3,22−1−4,22−2−1,22−2−2,22−2−3,22−2−4 無線受信部(Rx)
23 チャネル推定部
23a,23b 相関値検出部
24 受信バッファ(第1メモリ)
25 MIMO信号分離・復調部(第1/第2信号再生分離手段)
26−1,26−2 復号部
27−1,27−2 誤り検出部
28 OR(論理和)演算部
29−1,29−2 受信バッファ(第2メモリ)
30−1,30−2 合成部
31,31a 再送回数検出部
32−1,32−2,32a−1,32a−2 セレクタ(SEL)
33 周波数選択部
34 誤り率検出部
35−1,35−2 高速フーリエ変換(FFT)部
36−1,36−2 デマッピング部
Claims (10)
- 複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信方法であって、
該送信装置は、
前記複数の送信アンテナからそれぞれ信号を送信し、
該受信装置は、
該送信装置から送信された信号を前記各受信アンテナで受信し、その受信信号から前記送信アンテナ及び受信アンテナ間のチャネル推定値を求め、当該チャネル推定値と該受信信号とを保持しておき、
該送信装置からの前記受信信号についての再送信号及び当該再送信号について得られるチャネル推定値と、前記保持した受信信号及びチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が前記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する
ことを特徴とする、無線通信方法。 - 複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信方法であって、
該送信装置は、
前記送信アンテナ毎に、周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信し、
該受信装置は、
該送信装置から送信された信号を前記各受信アンテナで受信し、その受信信号から前記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値を求め、
前記受信信号と前記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が前記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する
ことを特徴とする、無線通信方法。 - 複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信システムに用いられる前記受信装置であって、
該送信装置から前記各受信アンテナで受信される受信信号から前記送信アンテナ及び受信アンテナ間のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
該受信信号と該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値とを保持する第1メモリと、
該送信装置から前記受信信号について再送された再送信号及び当該再送信号について該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値と、該第1メモリに保持された前記受信信号及び前記チャネル推定値とに基づいて、該送信装置が各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する第1信号再生分離手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、受信装置。 - 前記受信信号に関する所定の条件を検出する条件検出手段と、
該条件検出手段で前記所定の条件が検出された場合に、前記各受信アンテナで受信した受信信号及び当該受信信号について該チャネル推定手段で求められたチャネル推定値に基づいて、該送信装置が送信した信号を再生、分離する第2信号再生分離手段と、
該第2信号再生分離手段で得られた信号を保持する第2メモリと、
該送信装置から前記受信信号について再送された再送信号について該第2信号再生分離手段で得られた信号と該第2メモリに保持された信号とを合成する再送合成手段とをさらにそなえたことを特徴とする、請求項3記載の受信装置。 - 該条件検出手段が、
前記所定の条件として、前記受信信号の再送回数が所定回数を超えたことを検出する再送回数検出部として構成されたことを特徴とする、請求項4記載の受信装置。 - 該条件検出手段が、
前記所定の条件として、該チャネル推定手段で求められた前記チャネル推定値の相関が所定の閾値未満であることを検出する相関値検出部として構成されたことを特徴とする、請求項4記載の受信装置。 - 該条件検出手段で前記所定の条件が検出されると、該送信装置へパンクチャリングパターンを変更して前記再送信号の送信を行なうよう要求するパンクチャリングパターン変更要求手段をさらにそなえたことを特徴とする、請求項4〜6のいずれか1項に記載の受信装置。
- 複数の送信アンテナを有する送信装置と複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう無線通信システムであって、
該送信装置が、
前記送信アンテナ毎に、周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する送信手段をそなえ、
該受信装置が、
該送信装置から送信された信号を前記各受信アンテナで受信し、その受信信号から前記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
前記受信信号と該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が前記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する信号再生分離手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、無線通信システム。 - 複数の受信アンテナを有する受信装置との間で無線通信を行なう送信装置であって、
複数の送信アンテナと、
前記送信アンテナ毎に、周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する送信手段とをそなえたことを特徴とする、送信装置。 - 複数の送信アンテナを有する送信装置との間で無線通信を行なう受信装置であって、
複数の受信アンテナと、
前記送信アンテナ毎に周波数の離れた複数キャリアまたは少なくとも時間的に離れた複数シンボルを用いて1つの信号を送信する該送信装置から送信された信号を前記各受信アンテナで受信し、その受信信号から前記複数キャリアまたは複数シンボル毎のチャネル推定値を求めるチャネル推定手段と、
前記受信信号と該チャネル推定手段で得られたチャネル推定値とに基づいて、該送信装置が前記各送信アンテナから送信した信号を再生、分離する信号再生分離手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、受信装置。
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