JP2008072722A - Mimo−ofdm送受信方法及び装置、並びにコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】MIMO−OFDM受信器は、複数個の受信アンテナそれぞれの受信信号の電力強度の順位のような整列情報をMIMO−OFDM送信器にフィードバックし、MIMO−OFDM送信器は、このフィードバック情報によって、データシンボルそれぞれが割り当てられた副搬送波それぞれを複数個の送信アンテナそれぞれに対応するように整列する。これによって、チャンネル利得が最も高い送信アンテナを通じて特定のサブストリームを送信でき、その結果、特定のサブストリームが正しく復元される確率が非常に高くなる。
【選択図】図4
Description
図1に示すように、従来のMIMO−OFDM送信器は、エラー訂正符号化(Error Correction Coding:ECC)部11、シンボルマッパー12、直並列変換部13、パイロット挿入部14、IFFT(Inverse Fast Fourier Transformation)/GI(Guard Interval)挿入部15、及びDAC/送信部16から構成される。特に、図1に示したNTは、送信アンテナの個数及び受信アンテナの個数と一致しており、Ncは、副搬送波の個数と一致する。また、以下で、サブストリームは、複数個の送信アンテナ及び複数個の受信アンテナそれぞれのデータ系列を意味する。
図2に示すように、従来のMIMO−OFDM受信器は、受信/ADC部21、GI除去/FFT部22、チャンネル推定部23、並列干渉除去器(Parallel Interference Canceller:PIC)24、MIMO信号検出部25、シンボルデマッパー26、エラー訂正復号化部27、サブストリーム選択部28、ECC部29、シンボルマッパー210、及び複写部211から構成される。
また、本発明によれば、このような効果によってあらゆるサブストリームにエラーが発生することを防止できるため、正しく復元されたサブストリームを利用するサブストリーム間の並列干渉除去を効果的に活用でき、その結果、サブストリーム間の信号分離の程度が向上して通信品質が向上する。
図3に示すように、本実施形態によるMIMO−OFDM送信器は、ECC部31、シンボルマッパー32、直並列変換部33、プリコーダ34、パイロット挿入部35、IFFT/GI挿入部36、及びDAC/送信部37から構成される。特に、図3に示したNTは、送信アンテナの個数及び受信アンテナの個数と一致しており、Ncは、副搬送波の個数と一致する。また、MIMO環境でのサブストリームそれぞれは、複数個の送信アンテナ及び複数個の受信アンテナそれぞれのデータ系列を意味する。また、OFDM環境での副搬送波それぞれは、互いに直交する周波数を有する。
図5に示すように、従来は、常に特定の送信アンテナを通じて特定のサブストリームが送信された。例えば、最初のサブストリームは、常に最初の送信アンテナを通じて送信され、最初の受信アンテナを通じて受信される。したがって、最初のサブストリームの受信電力強度は、最初の送信アンテナ及び最初の受信アンテナ間の通信環境変化によって変わる。しかし、本実施形態の場合には、送信アンテナそれぞれと受信アンテナそれぞれとの間の通信環境変化によって流動的に形成される整列情報によって、最初のサブストリームは、受信信号の電力強度の最も高くなる送信アンテナ、すなわちチャンネル利得が最も高い送信アンテナを通じて送信されるので、最初のサブストリームが正しく復元される確率が高くなる。
図6に示すように、m番目の副搬送波についての整列情報O(m)は、図4に示した{3,4,2,1}の一部である{3,4}であるということが分かる。この場合、それぞれのプリコーダ34は、プリコーディング行列の第1列に対して整列情報の最初のアンテナインデックスが表す行、すなわち第3行には1を設定し、残りの行には0を設定する。また、それぞれのプリコーダ34は、プリコーディング行列の第2列に対して整列情報の二番目のアンテナインデックスが表す行、すなわち第4行には1を設定し、残りの行には0を設定する。また、それぞれのプリコーダ34は、プリコーディング行列の第3列に対して整列情報の最初及び二番目のアンテナインデックスが表す行を除いた行のうちいずれか一つ、例えば第1行には1を設定し、残りの行には0を設定する。また、それぞれのプリコーダ34は、プリコーディング行列の第4列に対して既定された行を除いた残りの行、すなわち第2行には1を設定し、残りの行には0を設定する。
図7に示すように、図8に示した受信器からフィードバックされた整列情報は、B個の連続するn番目の副搬送波の集合に該当するブロック、すなわちn番目の副搬送波のブロック単位の情報であるということが分かる。すなわち、n番目の副搬送波ブロックは、B(n−1)+1番目の副搬送波からBn番目の副搬送波までの副搬送波集合である。この場合、プリコーダ34は、n番目の副搬送波ブロックを代表する一つの整列情報によって、n番目の副搬送波ブロックを構成する副搬送波の全体をいずれか一つの送信アンテナに対応するように整列する。これは、隣接する副搬送波間ではチャンネルの相関性が高いということを考慮したためである。このように、MIMO−OFDM受信器がいずれか一つの副搬送波ブロックを構成する副搬送波に対してそれぞれ整列情報をフィードバックせず、この副搬送波ブロックを代表する一つの整列情報のみをフィードバックすることによって、フィードバック情報量を減らすことができる。
図8に示すように、本実施形態によるMIMO−OFDM受信器は、受信/ADC部81、GI除去/FFT部82、チャンネル推定/整列情報フィードバック部83、PIC84、MIMO信号検出部85、プリデコーダ86、シンボルデマッパー87、エラー訂正復号化部88、サブストリーム選択部89、ECC部810、シンボルマッパー811、プリコーダ812、及び複写部813から構成される。
図9に示すように、本実施形態によるMIMO−OFDM送信器は、LDPC符号化部91、シンボルマッパー92、直並列変換部93、プリコーダ94、パイロット挿入部95、IFFT/GI挿入部96、及びDAC/送信部97から構成される。図9に示したMIMO−OFDM送信器は、図3に示したECC部31をLDPC符号化部91でもって具体化した実施形態である。
図10に示すように、本実施形態によるMIMO−OFDM受信器は、受信/ADC部101、GI除去/FFT部102、チャンネル推定/整列情報フィードバック部103、PIC104、QRD−MLD(QR Decomposition−Maximum Likelihood Detection)部105、プリデコーダ106、シンボルデマッパー107、LLR(Log−Likelihood Ratio:対数尤度比)計算部108、LDPC復号化部109、サブストリーム選択部1010、LDPC符号化部1011、シンボルマッパー1012、プリコーダ1013、及び複写部1014から構成される。図10に示したMIMO−OFDM受信器は、図8に示したMIMO信号検出部85をQRD−MLD部105でもって具体化し、エラー訂正復号化部88をLLR計算部108及びLDPC復号化部109でもって具体化し、ECC部810をLDPC符号化部1011でもって具体化した実施形態である。
図11に示すように、本実施形態によるMIMO−OFDM送信方法は、図3に示したMIMO−OFDM送信器で時系列的に処理されるステップで構成される。したがって、以下で省略された内容であっても、図3に示したMIMO−OFDM送信器に関して上述した内容は、本実施形態によるMIMO−OFDM送信方法にも適用される。
図12A及び図12Bに示すように、本実施形態によるMIMO−OFDM受信方法は、図8に示したMIMO−OFDM受信器で時系列的に処理されるステップで構成される。したがって、以下で省略された内容であっても、MIMO−OFDM受信器に関して上述した内容は、本実施形態によるMIMO−OFDM受信方法にも適用される。
12、32、92、210、811、1012 シンボルマッパー
13、33、93 直並列変換部
14、35、95 パイロット挿入部
15、36、96 IFFT/GI挿入部
16、37、97 DAC/送信部
21、81、101 受信/ADC部
22、82、102 GI除去/FFT部
23 チャンネル推定部
24、84、104 PIC(並列干渉除去器)
25、85 MIMO信号検出部
26、87、107 シンボルデマッパー
27、88 エラー訂正復号化部
28、89、1010 サブストリーム選択部
34、94、812、1013 プリコーダ
83、103 チャンネル推定/整列情報フィードバック部
86、106 プリデコーダ
91、1011 LDPC符号化部
105 QRD−MLD部
108 LLR計算部
109 LDPC復号化部
211、813、1014 複写部
Claims (20)
- (a)受信器からの情報によって、データシンボルそれぞれが割り当てられた副搬送波それぞれを複数個の送信アンテナそれぞれに対応するように整列するステップと、
(b)前記整列された副搬送波それぞれに対する変調を行うことによって、送信信号それぞれを生成するステップと、
(c)前記送信アンテナそれぞれを通じて前記生成された送信信号それぞれを前記受信器に送信するステップと、を有することを特徴とする送信方法。 - 前記情報は、前記受信器により測定された受信アンテナそれぞれの受信信号の電力強度順位を表すことを特徴とする請求項1に記載の送信方法。
- 前記情報は、前記受信器により測定された受信アンテナそれぞれの受信信号のSINR(signal interference to noise ratio)順位を表すことを特徴とする請求項1に記載の送信方法。
- 前記情報は、前記受信器に付着された受信アンテナのうちの一部の受信アンテナの受信信号の所定特性の順位を表し、
前記(a)ステップは、前記情報によって、前記副搬送波のうちの一部の副搬送波を前記送信アンテナのうちの一部の送信アンテナに対応するように整列することを特徴とする請求項1に記載の送信方法。 - 前記情報は、所定の副搬送波の集合に該当するブロック単位の情報であり、
前記情報によって、前記ブロックを構成する副搬送波の全体をいずれか一つの送信アンテナに対応するように整列することを特徴とする請求項1に記載の送信方法。 - 前記(a)ステップは、前記情報に基づいてプリコーディング行列(precoding matrix)を生成し、前記生成されたプリコーディング行列と前記副搬送波とを乗じるプリコーディングを行うことによって整列することを特徴とする請求項1に記載の送信方法。
- 前記(b)ステップは、前記整列された副搬送波それぞれに対するIFFT(inverse fast Fourier transformation)を行うことによって、前記整列された副搬送波それぞれを変調することを特徴とする請求項1に記載の送信方法。
- 前記副搬送波それぞれは、互いに直交する周波数を有することを特徴とする請求項1に記載の送信方法。
- 受信器からの情報によって、データシンボルそれぞれが割り当てられた副搬送波それぞれを複数個の送信アンテナそれぞれに対応するように整列するステップと、
前記整列された副搬送波それぞれに対する変調を行うことによって、送信信号それぞれを生成するステップと、
前記送信アンテナそれぞれを通じて前記生成された送信信号それぞれを前記受信器に送信するステップと、を有することを特徴とする送信方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 受信器からの情報によって、データシンボルそれぞれが割り当てられた副搬送波それぞれを複数個の送信アンテナそれぞれに対応するように整列するプリコーダ(precoder)と、
前記整列された副搬送波それぞれに対するIFFTを行うことによって、送信信号それぞれを生成するIFFT部と、
前記送信アンテナそれぞれを通じて前記生成された送信信号それぞれを前記受信器に送信する送信部と、を備えることを特徴とする送信装置。 - (a)複数個の受信アンテナそれぞれを通じて送信器から複数個の信号それぞれを受信するステップと、
(b)前記受信された信号それぞれの所定特性を測定し、該測定された所定特性の順位に関する情報を前記送信器にフィードバックするステップと、
(c)前記送信器に以前にフィードバックされた情報を利用して前記受信信号からデータそれぞれを復元するステップと、を有することを特徴とする受信方法。 - 前記情報は、前記測定された受信アンテナそれぞれの受信信号の電力強度順位を表すことを特徴とする請求項11に記載の受信方法。
- 前記情報は、前記測定された受信アンテナそれぞれの受信信号のSINR順位を表すことを特徴とする請求項11に記載の受信方法。
- 前記情報は、前記受信アンテナのうちの一部の受信アンテナの受信信号の所定特性の順位を表すことを特徴とする請求項11に記載の受信方法。
- 前記情報は、所定の副搬送波の集合に該当するブロック単位の情報であることを特徴とする請求項11に記載の受信方法。
- 前記(c)ステップは、
前記送信器に以前にフィードバックされた情報によって、前記受信信号から復元された副搬送波それぞれを元来の順位に整列するステップと、
前記整列された副搬送波に割り当てられたデータシンボルそれぞれをサブストリームそれぞれに該当するデータそれぞれにマッピングするステップと、を含むことを特徴とする請求項11に記載の受信方法。 - 前記受信された信号それぞれに対するFFT(fast Fourier transformation)を行うことによって、データシンボルそれぞれが割り当てられた副搬送波それぞれを復元するステップをさらに含むことを特徴とする請求項16に記載の受信方法。
- 前記副搬送波それぞれは、互いに直交する周波数を有することを特徴とする請求項11に記載の受信方法。
- 複数個の受信アンテナそれぞれを通じて送信器から複数個の信号それぞれを受信するステップと、
前記受信された信号それぞれの所定特性を測定し、該測定された所定特性の順位に関する情報を前記送信器にフィードバックするステップと、
前記送信器に以前にフィードバックされた情報を利用して前記受信信号からデータそれぞれを復元するステップと、を有することを特徴とする受信方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 複数個の受信アンテナそれぞれを通じて送信器から複数個の信号それぞれを受信する受信部と、
前記受信された信号それぞれの所定特性を測定し、該測定された所定特性の順位に関する情報を前記送信器にフィードバックするフィードバック部と、
前記送信器に以前にフィードバックされた情報によって前記受信信号から復元された副搬送波それぞれを元来の順位に整列するプリコーダと、
前記整列された副搬送波に割り当てられたデータシンボルそれぞれをサブストリームそれぞれに該当するデータそれぞれにマッピングするシンボルデマッパーと、を備えることを特徴とする受信装置。
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