JP2009159377A - 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無線送信装置100と無線受信装置200とを備える無線通信システムであって、無線送信装置100は、送信するデータの最初のフレームのデータ信号の前に1の第1プリアンブル信号と2以上の第2プリアンブル信号とからなるプリアンブル信号を付加して送信し、無線受信装置200は、受信アンテナ210の制御パターンを切り替えるアンテナ制御部256と、受信データの最初のフレームから検出される第1プリアンブル信号の受信電力を測定する受信電力測定部252と、受信データの最初のフレームから検出される2以上の第2プリアンブル信号の各々に基づいて各々異なる制御パターンにおけるチャネル推定を行うチャネル推定部254とを備える。アンテナ制御部256は、チャネル推定の結果に基づいて制御パターンを切り替える。
【選択図】図3
Description
まず、本発明の好適な実施形態にかかる無線通信装置を用いた、MIMO方式の無線通信システムの構成例について、図1を参照して簡単に説明する。図1は、本実施形態にかかる無線通信装置を用いた、MIMO方式の無線通信システムの構成例を示すブロック図である。図1に示すように、MIMO方式無線通信システム10は、送信側の無線通信装置(無線送信装置)100と、受信側の無線通信装置(無線受信装置)200とにより構成される。
まず、送信側の無線通信装置100(以下、無線送信装置100と称する)について説明する。無線送信装置100は、M本(M≧2)の送信アンテナ110−1〜110−mを備え、M系統の信号を送信する装置である。無線送信装置100は、外部から入力される送信データから無線により送信するのに適した所定のフレームフォーマットのデータフレームを生成し、生成された各フレームの先頭にプリアンブル信号と呼ばれる情報を付加する。本実施形態に係る無線通信システム10では、このプリアンブル信号が、受信側においてアンテナパターンを制御するためのトレーニング信号として利用される。
次に、受信側の無線通信装置200(以下、無線受信装置200と称する)について説明する。無線受信装置200は、N本(N≧2)の受信アンテナを用いて、無線送信装置100より送信されたM系統の信号を受信する。従って、無線送信装置100と無線受信装置200との間にはN×M個の伝送路が存在する。ここで、第i送信アンテナから送信され第j受信アンテナで受信される場合の伝達関数をhjiとすると、これを第(j,i)成分とするN行M列の行列がチャネル行列である。以下、チャネル行列をHと表記する。
|Hi−λE|=0・・・(数式1)
次に、図4を参照して、指向性パターンの切替以外の方法で受信アンテナを制御する無線受信装置の例を説明する。図4は、無線受信装置200の変形例である無線受信装置300の概略構成を示すブロック図である。無線受信装置300は、無線受信装置200と同様の構成要素を有する。上述した無線受信装置200のアンテナパターン切替部220が受信アンテナ210の指向性パターンの組み合わせを切り替えるものであったのに対し、本変形例の無線受信装置300は、受信に用いられるアンテナの組み合わせを切り替える点が異なる。
ここで、本実施形態にかかる無線通信方法によるMIMO性能の向上及び処理時間短縮の効果について説明する。まず、比較のため、従来技術によるMIMO性能の向上及び処理時間短縮の効果と問題点について述べる。従来技術において、(1)全ての制御パターンについてチャネル推定を行ってチャネル容量または固有値を求め、最も大きいチャネル容量が得られた場合における制御パターンを選択する(または、同じアンテナ特性が得られるようにアンテナを制御する)場合、性能向上効果は大きいが、計算量が大きく、処理時間の増加を招く。一方、(2)全ての制御パターンについて受信電力を測定し、最も高い受信電力が得られる場合における制御パターンを選択する(または、同じアンテナ特性が得られるようにアンテナを制御する)場合、測定時間や処理量は小さいものの、性能向上効果は比較的小さい。
110 送信アンテナ
200、300 無線受信装置
210、310 受信アンテナ
220 アンテナパターン切替部
230、330 無線部
240、340 AD変換部
250、350 信号処理部
251 トレーニング信号検出部
252 受信電力測定部
253 受信電力テーブル記憶部
254 チャネル推定部
255 固有値計算部
256 アンテナ制御部
320 アンテナ切替部
Claims (12)
- 複数のアンテナを用いてデータを送信する無線送信装置と、複数のアンテナを用いてデータを受信する無線受信装置と、を備える無線通信システムであって、
前記無線送信装置は、送信するデータの最初のフレームのデータ信号の前に1の第1プリアンブル信号と2以上の第2プリアンブル信号とからなるプリアンブル信号を付加して送信し、
前記無線受信装置は、
前記無線送信装置によって送信されたデータの受信に用いられるアンテナの制御パターンを切り替えるアンテナ制御部と、
前記アンテナにより受信される受信データの最初のフレームから検出される前記第1プリアンブル信号の受信電力を測定する受信電力測定部と、
前記受信データの最初のフレームから検出される前記2以上の第2プリアンブル信号の各々に基づいて各々異なる前記制御パターンにおけるチャネル推定を行うチャネル推定部と、
を備え、
前記アンテナ制御部は、
前記受信電力測定部による受信電力の測定が行われる間に順次前記制御パターンの切り替えを行い、前記チャネル推定部によるチャネル推定が行われるときに、前記受信電力の測定結果に基づいて前記2以上の第2プリアンブル信号の各々に対し異なる前記制御パターンに切り替え、前記第2プリアンブル信号の受信後に前記チャネル推定の結果に基づいて前記制御パターンを切り替えることを特徴とする、無線通信システム。 - 前記アンテナ制御部は、前記受信電力測定部による受信電力の測定が行われる間に全ての前記制御パターンについて切り替えを行い、
前記受信電力測定部は、前記全ての制御パターンに対する受信電力の測定を行うことを特徴とする、請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記アンテナ制御部は、前記2以上の第2プリアンブル信号の各々に対して前記制御パターンを切り替えるときに、前記受信電力が大きい順に前記制御パターンを切り替えることを特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載の無線通信システム。
- 前記アンテナ制御部は、前記複数のアンテナの各々の指向性パターンの組み合わせを切り替えることにより前記制御パターンを切り替えることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の無線通信システム。
- 前記アンテナ制御部は、前記複数のアンテナのうち、データを送受信するために用いられる前記アンテナの組み合わせを切り替えることにより前記制御パターンを切り替えることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の無線通信システム。
- 前記アンテナ制御部は、前記第2プリアンブル信号の受信後に、前記チャネル推定部によるチャネル推定の結果から求められる最小固有値のうち最も大きい最小固有値に対応する前記制御パターンに切り替えることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の無線通信システム。
- 前記アンテナ制御部は、前記第2プリアンブル信号の受信後に、前記チャネル推定部によるチャネル推定の結果から求められるチャネル容量のうち最も大きいチャネル容量に対応する前記制御パターンに切り替えることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の無線通信システム。
- 前記アンテナ制御部は、前記受信電力が所定の閾値以下の前記制御パターンには切り替えを行わないことを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の無線通信システム。
- 複数のアンテナを用いてデータを送受信する無線通信装置であって、
データの受信に用いられるアンテナの制御パターンを切り替えるアンテナ制御部と、
前記アンテナにより受信される受信データの最初のフレームのデータ信号の前に付加された第1プリアンブル信号の受信電力を測定する受信電力測定部と、
前記受信データの最初のフレームの前記第1プリアンブル信号の後に付加された2以上の第2プリアンブル信号の各々に基づいて各々異なる前記制御パターンにおけるチャネル推定を行うチャネル推定部と、
を備え、
前記アンテナ制御部は、
前記受信電力測定部による受信電力の測定が行われる間に順次前記制御パターンの切り替えを行い、前記チャネル推定部によるチャネル推定が行われるときに、前記受信電力の測定結果に基づいて前記2以上の第2プリアンブル信号の各々に対し異なる前記制御パターンに切り替え、前記第2プリアンブル信号の受信後に前記チャネル推定の結果に基づいて前記制御パターンを切り替えることを特徴とする、無線通信装置。 - 複数のアンテナを用いてデータを送受信する無線通信装置であって、
送信するデータの最初のフレームのデータ信号の前に1の第1プリアンブル信号と2以上の第2プリアンブル信号とからなるプリアンブル信号を付加して送信することを特徴とする、無線通信装置。 - 複数のアンテナを用いてデータを送信する無線送信装置と、複数のアンテナを用いてデータを受信する無線受信装置と、を備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記無線送信装置が、送信するデータの最初のフレームのデータ信号の前に1の第1プリアンブル信号と2以上の第2プリアンブル信号とからなるプリアンブル信号を付加して送信する送信ステップと、
前記無線受信装置が、前記無線送信装置によって送信されたデータを受信する受信ステップと、
を含み、
前記受信ステップは、
受信データの最初のフレームから前記第1プリアンブル信号を検出するステップと、
前記受信データの受信に用いられるアンテナの制御パターンを順次切り替えるとともに、前記第1プリアンブル信号の受信電力を測定するステップと、
前記受信データの最初のフレームから前記2以上の第2プリアンブル信号を検出するステップと、
前記受信電力の測定結果に基づいて前記2以上の第2プリアンブル信号の各々に対し異なる前記制御パターンに切り替えるステップと、
前記2以上の第2プリアンブル信号の各々に基づいて各々異なる前記制御パターンにおけるチャネル推定を行うステップと、
前記第2プリアンブル信号の受信後に、前記チャネル推定の結果に基づいて前記制御パターンを切り替えるステップと、
を含むことを特徴とする、無線通信方法。 - 複数のアンテナを用いてデータを送受信する無線通信装置における無線通信方法であって、
受信データの最初のフレームのデータ信号の前に付加された第1プリアンブル信号を検出するステップと、
前記受信データの受信に用いられるアンテナの制御パターンを順次切り替えるとともに、前記第1プリアンブル信号の受信電力を測定するステップと、
前記受信データの最初のフレームの前記第1プリアンブル信号の後に付加された2以上の第2プリアンブル信号を検出するステップと、
前記受信電力の測定結果に基づいて前記2以上の第2プリアンブル信号の各々に対し異なる前記制御パターンに切り替えるステップと、
前記2以上の第2プリアンブル信号の各々に基づいて各々異なる前記制御パターンにおけるチャネル推定を行うステップと、
前記第2プリアンブル信号の受信後に、前記チャネル推定の結果に基づいて前記制御パターンを切り替えるステップと、
を含むことを特徴とする、無線通信方法。
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JP2013509845A (ja) * | 2009-11-02 | 2013-03-14 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 無線通信システムにおけるランダム・アクセス・シグナリングのための装置および方法 |
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