JP2009177462A - Radio communication apparatus, and radio communication method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To more accurately predict the number of ranks and the rate in an open loop MCW-MIMO. <P>SOLUTION: A mapping unit 32 assumes the number of layers within a range from the number of physical antennas provided in a transmitting-side radio communication apparatus to "1" and determines, for each assumed number of layers, a corresponding relation between the layer and the physical antenna. A rank rate prediction unit 33 predicts, for each assumed number of layers, capacity of data to be transmitted by the transmitting-side radio communication apparatus based on communication status information of physical antenna, to transmit the layer, determined by the mapping unit 32. Furthermore, the rank rate prediction unit 33 determines the optimal number of layers based on the predicted capacity for each assumed number of layers. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、オープンループＭＣＷ−ＭＩＭＯ技術を使用する無線通信装置および無線通信方法に関する。   The present invention relates to a wireless communication apparatus and a wireless communication method that use open-loop MCW-MIMO technology.

ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ、多入力・多出力）技術は、送受信局に複数のアンテナを装備し、同一周波数干渉環境下でも異なる信号系列の同時空間多重化伝送を可能とする技術である（例えば、非特許文献１参照）。これにより、伝送路を空間的に多重化して伝送レートを向上させたり、あるいは時空間符号化による送受信ダイバーシチで誤り率を低減させたりといった効果が得られる。そのため、ＭＩＭＯ技術は様々な高速無線通信システムに採用されている。   MIMO (Multiple-Input Multiple-Output, Multiple Input / Multiple Output) technology is a technology in which a transmitting / receiving station is equipped with a plurality of antennas and enables simultaneous spatial multiplexing transmission of different signal sequences even in the same frequency interference environment. (For example, refer nonpatent literature 1). As a result, it is possible to improve the transmission rate by spatially multiplexing the transmission paths, or to reduce the error rate by transmission / reception diversity using space-time coding. Therefore, the MIMO technology is adopted in various high-speed wireless communication systems.

ＭＩＭＯは、送受信局が同時に符号／復号、変調／復調するコードワードの数によってＳｉｎｇｌｅ Ｃｏｄｅ Ｗｏｒｄ（シングルコードワード、ＳＣＷ）ＭＩＭＯとＭｕｌｔｉ−Ｃｏｄｅ Ｗｏｒｄ（マルチコードワード、ＭＣＷ）ＭＩＭＯとに分かれる。ＭＣＷ−ＭＩＭＯでは、送受信局が符号／復号、変調／復調するデータは複数のコードワードであり、複数のコードワードを並列に送受信を行う。   MIMO is divided into single codeword (single codeword, SCW) MIMO and multi-codeword (multicodeword, MCW) MIMO according to the number of codewords that are simultaneously encoded / decoded and modulated / demodulated by the transmitting and receiving stations. In MCW-MIMO, data to be encoded / decoded and modulated / demodulated by a transmitting / receiving station is a plurality of code words, and a plurality of code words are transmitted / received in parallel.

図３は、ＭＣＷ−ＭＩＭＯを使用する送信局の構成例を示した図である。送信局は、ターボエンコーダ部１１と、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、直交振幅変調）部１２と、マッピング部１３と、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、直交波周波数分割多重）変調部１４と物理アンテナ１５と、受信部１６と、レート予測部１７とを備える。なお、送信局は、ターボエンコーダ部１１と、ＱＡＭ部１２と、ＯＦＤＭ変調部１４と物理アンテナ１５とをそれぞれＭ_Ｔ個含む。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a transmission station using MCW-MIMO. The transmitting station includes a turbo encoder unit 11, a QAM (Quadrature Amplitude Modulation) unit 12, a mapping unit 13, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation unit 14, and a physical antenna 15. The receiving unit 16 and the rate predicting unit 17 are provided. Note that the transmitting station includes M _T turbo encoder units 11, QAM units 12, OFDM modulation units 14, and physical antennas 15, respectively.

図３を参照して、送信局がデータを送信する手順について説明する。初めに、ターボエンコーダ部１１は、送信するＭ個のコードワードを誤り訂正符号化する。なお、ターボエンコーダ部１１は複数個用意されており、１つのコードワードに対し１つのターボエンコーダ部１１が割り当てられ、割り当てられたコードワードを誤り訂正符号化する。   With reference to FIG. 3, the procedure by which the transmitting station transmits data will be described. First, the turbo encoder unit 11 performs error correction encoding on the M code words to be transmitted. A plurality of turbo encoder units 11 are prepared, and one turbo encoder unit 11 is assigned to one codeword, and the assigned codeword is error-correction encoded.

続いて、ＱＡＭ部１２は、誤り訂正符号化されたデータより変調シンボルを作成する。なお、ＱＡＭ部１２も複数個用意されており、１つの誤り訂正符号化されたコードワードに対し１つのＱＡＭ部１２が割り当てられ、割り当てられた誤り訂正符号化されたコードワードより変調シンボルを作成する。   Subsequently, the QAM unit 12 creates a modulation symbol from the data subjected to error correction coding. A plurality of QAM units 12 are also prepared. One QAM unit 12 is assigned to one error correction encoded codeword, and a modulation symbol is created from the assigned error correction encoded codeword. To do.

続いて、マッピング部１３は、変調シンボル毎に、変調シンボルをどのＯＦＤＭ変調部１４および物理アンテナ１５に関連付けるのか決定する。この関連付けをマッピングと呼ぶ。続いてＯＦＤＭ変調部１４は、マッピングされた変調シンボルをＯＦＤＭ変調する。物理アンテナ１５は、ＯＦＤＭ変調された変調シンボルを受信局に対して送信する。   Subsequently, the mapping unit 13 determines which OFDM modulation unit 14 and physical antenna 15 the modulation symbol is associated with for each modulation symbol. This association is called mapping. Subsequently, the OFDM modulation unit 14 performs OFDM modulation on the mapped modulation symbol. The physical antenna 15 transmits OFDM-modulated modulation symbols to the receiving station.

また、ＭＩＭＯシステムは、Ｐｒｅ−ｃｏｄｅｒ（プリコーダ）を使用するかどうかによって、大きくＣｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐ ＭＩＭＯ（クローズド・ループ・マイモ）システムとＯｐｅｎ Ｌｏｏｐ ＭＩＭＯ（オープン・ループ・マイモ）システムに分かれる。   The MIMO system is roughly divided into a Closed Loop MIMO (Closed Loop Mimo) system and an Open Loop MIMO (Open Loop Mimo) system, depending on whether a Pre-coder (precoder) is used.

Ｃｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐ ＭＩＭＯシステムは、予め用意したＰｒｅ−ｃｏｄｅｒによってＢｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ（ビームフォーミング）を作成し、通信を行う。例えば、物理アンテナ１５に｛０，１｝の要素からなる送信アレー重みを乗じることにより、コードワードを送信する物理アンテナ１５を選択する。   The Closed Loop MIMO system creates a beam forming with a pre-coder prepared in advance, and performs communication. For example, the physical antenna 15 that transmits a codeword is selected by multiplying the physical antenna 15 by a transmission array weight composed of elements of {0, 1}.

Ｏｐｅｎ Ｌｏｏｐ ＭＩＭＯシステムは、Ｍ個のコードワードのうち一部のコードワードをコピーして、物理アンテナ１５にマッピングし、通信を行う。これにより、Ｏｐｅｎ Ｌｏｏｐ ＭＩＭＯシステムでは送信ダイバシチゲインを得られる。   The Open Loop MIMO system copies some of the M codewords, maps them to the physical antenna 15, and performs communication. Thereby, a transmission diversity gain can be obtained in the Open Loop MIMO system.

Ｏｐｅｎ Ｌｏｏｐ ＭＩＭＯシステムでは、最大のキャパシティを得るために、受信局でランクとレートの予測を行い、送信局にフィードバックしている。なお、ランク（レイヤー、Ｌａｙｅｒ）は独立に送信するコードワードの数を意味する。また、レートはいわゆるＭＣＳ（エム・シー・エス、Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）であり、送信コードワードの変調方式および符号化率を意味する。また、受信局が行うランクとレートの予測は、受信局で推定した空間チャネル特性Ｈに基づいて行う。   In the Open Loop MIMO system, in order to obtain the maximum capacity, the rank and rate are predicted at the receiving station and fed back to the transmitting station. The rank (layer) means the number of code words to be transmitted independently. The rate is a so-called MCS (Modulation and Coding Scheme), which means a modulation scheme and a coding rate of a transmission codeword. The rank and rate prediction performed by the receiving station is performed based on the spatial channel characteristic H estimated by the receiving station.

図４は、ＭＣＷ−ＭＩＭＯを使用する受信局の構成例を示した図である。受信局は、物理アンテナ２１と、ＯＦＤＭ復調部２２と、データ分離部２３と、対数尤度比（ＬＬＲ、Ｌｏｇ−Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）算出部２５と、ターボデコーダ部２６と、干渉除去部２７と、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）予測部２８とを備える。なお、受信局は、物理アンテナ２１とＯＦＤＭ復調部２２とをそれぞれＭ_Ｒ個含む。また、ＭＣＷ−ＭＩＭＯでは、受信局はＳｕｃｃｅｓｓｉｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ（逐次干渉キャンセラ、ＳＩＣ）機能を有する。図４に示した例では、干渉除去部２７がＳｕｃｃｅｓｓｉｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎを有する。 FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a receiving station using MCW-MIMO. The receiving station includes a physical antenna 21, an OFDM demodulator 22, a data separator 23, a log likelihood ratio (LLR, Log-Likelihood Ratio) calculator 25, a turbo decoder 26, an interference canceler 27, A CQI (Channel Quality Indication) prediction unit 28. The receiving station includes _{M R} number and a physical antenna 21 and OFDM demodulator 22, respectively. In MCW-MIMO, the receiving station has a Successive Interference Cancellation (Sequential Interference Canceller, SIC) function. In the example illustrated in FIG. 4, the interference removal unit 27 has a Successive Interference Cancellation.

図４を参照して、受信局がデータを受信する手順について説明する。初めに、物理アンテナ２１は、送信局より送信されたデータを受信する。なお、受信するデータには、Ｌａｙｅｒ１〜Ｌａｙｅｒ Ｍの複数のレイヤーが含まれている。続いて、ＯＦＤＭ復調部２２は、物理アンテナ２１が受信したデータをＯＦＤＭ復調する。   With reference to FIG. 4, the procedure in which the receiving station receives data will be described. First, the physical antenna 21 receives data transmitted from the transmitting station. The received data includes a plurality of layers Layer 1 to Layer M. Subsequently, the OFDM demodulator 22 performs OFDM demodulation on the data received by the physical antenna 21.

続いて、データ分離部２３は、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ−Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ−Ｅｒｒｏｒ）空間フィルタにより、Ｌａｙｅｒ１のデータを分離する。続いて、対数尤度比算出部２５は、Ｌａｙｅｒ１のデータの誤り訂正を行う。続いて、ターボデコーダ部２６は、誤り訂正を行った信号をオリジナルの信号に復調・復号する。続いて、干渉除去部２７は、物理アンテナ２１が受信したデータからＬａｙｅｒ１のデータの干渉を取り除き、取り除いたデータをデータ分離部２３に入力する。   Subsequently, the data separation unit 23 separates the data of Layer 1 using a MMSE (Minimum-Mean Square-Error) spatial filter. Subsequently, the log-likelihood ratio calculation unit 25 performs error correction on the Layer 1 data. Subsequently, the turbo decoder unit 26 demodulates and decodes the error-corrected signal into the original signal. Subsequently, the interference removal unit 27 removes the interference of the data of Layer 1 from the data received by the physical antenna 21 and inputs the removed data to the data separation unit 23.

続いて、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ−Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ−Ｅｒｒｏｒ）空間フィルタにより、データ分離部２３は、干渉除去部２７より入力されたデータからＬａｙｅｒ２のデータを分離する。以下、Ｌａｙｅｒ１の場合と同様にＬａｎｅｒ２のデータを復調・復号する。その後、干渉除去部２７は、物理アンテナ２１が受信したデータからＬａｙｅｒ１とＬａｙｅｒ２とのデータの干渉を取り除き、取り除いたデータをデータ分離部２３に入力する。この手順を全てのレイヤーに対して行うことで、全てのレイヤーのデータを復号できる。   Subsequently, the data separation unit 23 separates the Layer 2 data from the data input from the interference removal unit 27 by using a MMSE (Minimum-Mean Square-Error) spatial filter. Thereafter, the data of Layer 2 is demodulated / decoded similarly to the case of Layer 1. Thereafter, the interference removal unit 27 removes data interference between Layer 1 and Layer 2 from the data received by the physical antenna 21 and inputs the removed data to the data separation unit 23. By performing this procedure for all layers, the data of all layers can be decoded.

なお、データ分離部２３が出力するＭ個の出力は、送信局より送信されたレイヤーのデータの推定値を表す。なお、送信局の物理アンテナ１５毎に用意されるパイロット信号の送受信により、送信局の物理アンテナ１５と受信局の物理アンテナ２１との間のチャネル数の推定ができる。図３および図４の例では、Ｍ＝Ｍ_Ｔである。 The M outputs output from the data separation unit 23 represent the estimated values of the layer data transmitted from the transmitting station. The number of channels between the physical antenna 15 of the transmitting station and the physical antenna 21 of the receiving station can be estimated by transmitting and receiving pilot signals prepared for each physical antenna 15 of the transmitting station. In the example of FIGS. 3 and 4, M = M _T.

また、各レイヤーのデータの推定値と、無線通信に影響を与える雑音（熱雑音と他のレイヤーからの干渉）の電力比をＰｏｓｔ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＳＮＲ（Ｓ／Ｎ比、Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）として定義する。ＣＱＩ予測部２８は、Ｐｏｓｔ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＳＮＲに基づいて、ランクとレートの予測を行う。   Also, the power ratio between the estimated value of each layer data and noise (thermal noise and interference from other layers) affecting wireless communication is defined as Post-processing SNR (S / N ratio, Signal to Noise ratio). To do. The CQI prediction unit 28 performs rank and rate prediction based on the post-processing SNR.

以下、Ｐｏｓｔ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＳＮＲの求め方を説明する。なお、以下の数式ではマトリックスのサイズを下付きの中括弧｛行×列｝で表記する。送信局の物理アンテナ１５の数Ｍ_Ｔと受信局の物理アンテナ２１の数Ｍ_Ｒ間のチャネルインパルス行列は（１）式と仮定する。 Hereinafter, a method for obtaining the post-processing SNR will be described. In the following formula, the size of the matrix is indicated by subscript braces {rows × columns]. Channel impulse matrix between the number M _R of the physical antenna 21 having M _T and the receiving station of the physical antenna 15 of the transmitting station is assumed to equation (1).

また、送信信号ベクトルを（２）式、受信信号ベクトルを（３）式、データ分離部２３からの復号信号ベクトルを（４）式、送信信号総電力をρ、雑音電力を（５）式、ＯＦＤＭシンボルＩＤをｎ、サブキャリアＩＤをｋ、受信アンテナ応答の単位行列を（６）式とすれば、（７）式および（８）式となる。ここで、（８）式において上付きのＨはエルミート転置を表す。また、（９）式はＭＭＳＥ空間フィルタのウェートを表す。   Further, the transmission signal vector is represented by equation (2), the reception signal vector is represented by equation (3), the decoded signal vector from the data separator 23 is represented by equation (4), the transmission signal total power is ρ, and the noise power is represented by equation (5). If the OFDM symbol ID is n, the subcarrier ID is k, and the unit matrix of the receiving antenna response is Equation (6), Equations (7) and (8) are obtained. Here, the superscript H in the equation (8) represents Hermitian transposition. Equation (9) represents the weight of the MMSE spatial filter.

また、受信信号ベクトルｒは（１０）式となる。（１０）式において、Ｎは雑音を表す。   Also, the received signal vector r is given by equation (10). In the equation (10), N represents noise.

また、ＭＭＳＥ空間フィルタの要素を（１１）式とし、（１２）式で示すチャネルインパルス行列の要素を（１３）式とすると、（８）式を（１４）式と書き換えることができる。このとき、ｑ＝１，２，・・・，Ｍ_Ｔであり、送信局の物理アンテナ１５のｑ番目から送信された送信信号ベクトルはＳ_ｑであり、物理アンテナ１５のｑ番目から送信され、受信局で受信した復号信号ベクトルの推定値は（１５）式である。 Further, if the element of the MMSE spatial filter is represented by equation (11) and the element of the channel impulse matrix represented by equation (12) is represented by equation (13), equation (8) can be rewritten as equation (14). In this case, q = 1, 2, · · ·, a _{M T,} transmission signal vector sent from the q-th physical antenna 15 of the transmitting station is _{S q,} sent from the q-th physical antennas 15, The estimated value of the decoded signal vector received at the receiving station is expressed by equation (15).

送信局の物理アンテナ１５のｑ番目から送信された送信信号のＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ、受信信号電力対干渉および雑音電力比）値であるＳＩＮＲ_ｑは、（１４）式に基づいて計算すると（１６）式となる。このとき、ｑ＝１，・・・，Ｍ_Ｔである。 SINR _q , which is the SINR (Signal to Interference plus Noise power Ratio) value of the transmission signal transmitted from the q-th of the physical antenna 15 of the transmitting station, is based on the equation (14). When calculated, equation (16) is obtained. In this case, q = 1, ···, is _{M T.}

ランク（レイヤー）の予測方法としては、例えば、６４ＱＡＭの限界性能カーブＣ_{６４ＱＡＭ}に基づいて、レイヤー毎にキャパシティ（Ｃａｐ）と、有効ＳＩＮＲ（ＳＩＮＲＥｆｆ、Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ＳＩＮＲ）値を算出し、算出した値に基づいてランク数を予測する方法が考えられる。 As a rank (layer) prediction method, for example, a capacity (Cap) and an effective SINR (SINREff, Effective SINR) value are calculated for each layer based on a _64QAM limit performance curve C _64QAM. A method of predicting the number of ranks based on this can be considered.

以下、ランク数を予測する方法の具体例を説明する。Ｃａｐは（１７）式となる。また、ＳＩＮＲＥｆｆは（１８）式となる。このとき、ｑ＝１，・・・，Ｍ_Ｔであり、Ｋは総サブキャリア数であり、Ｎは総ＯＦＤＭシンボル数である。また、Ｃ_{６４ＱＡＭ}の逆関数は（１９）式となる。 Hereinafter, a specific example of a method for predicting the number of ranks will be described. Cap is expressed by equation (17). Further, SINREff is expressed by equation (18). In this case, q = 1, ···, a _{M T,} K is the total number of subcarriers, N represents the total number of OFDM symbols. Further, the inverse function of _C64QAM is given by equation (19).

図５は６４ＱＡＭの限界性能カーブＣ_{６４ＱＡＭ}を示した図である。図の縦軸はキャパシティ（ｂｉｔ／Ｈｚ／ｓ）の値を示し、横軸はＳＮＲ値を示している。図示する例では、Ｃ_{６４ＱＡＭ}はＳＮＲ値が大きくなるにつれ、キャパシティの値も大きくなっている。 FIG. 5 is a diagram showing a _64QAM limit performance curve C _64QAM . The vertical axis in the figure indicates the capacity (bit / Hz / s) value, and the horizontal axis indicates the SNR value. In the example shown, the capacity value of C _64QAM increases as the SNR value increases.

（１６）式、（１７）式、（１８）式に基づいて、キャパシティが最大となるようにランクとレートの予測を行う。なお、ＭＣＷ−ＭＩＭＯの受信機はＳｕｃｃｅｓｓｉｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ機能を有しており、後に復号されるデータほど先に復号されたデータの干渉が除去されているため、先に復号されるデータのＳＩＮＲＥｆｆより後に復号されるデータのＳＩＮＲＥｆｆが大きくなる。１からＭの順にデータを復号すると、一般的にはＳＩＮＲＥｆｆ_１＜ＳＩＮＲＥｆｆ_２＜・・・＜ＳＩＮＲＥｆｆ_ＭＴとなる。 Based on the equations (16), (17), and (18), the rank and rate are predicted so as to maximize the capacity. Note that the MCW-MIMO receiver has a Successive Interference Cancellation function, and interference of data decoded earlier is removed as data decoded later becomes later, so that SINREff of data decoded earlier is removed. The SINREff of the data to be decoded increases. When data is decoded in the order of 1 to M, generally, SINREff ₁ <SINREff ₂ <... <SINREff _MT .

（ステップＳ１０１）ＳＩＮＲＥｆｆ_１〜ＳＩＮＲＥｆｆ_ＭＴの順に、ＭＣＳ（エム・シー・エス、Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）にマッピングする。 (Step S101) Mapping to MCS (Modulation and Coding Scheme) in the order of SINREff _{1 to} SINREff _MT .

（ステップＳ１０２）ＳＩＮＲＥｆｆ_１に対応するパケットフォーマットが存在する場合、ランクＭをＭ_Ｔと予測し処理を終了する。それ以外はステップＳ１０３に進む。 (Step S102) If there is a packet format corresponding to SINREff ₁ , the rank M is predicted as M _T and the process is terminated. Otherwise, the process proceeds to step S103.

（ステップＳ１０３）ＳＩＮＲＥｆｆ_１に対応するパケットフォーマットが存在しない場合、ＳＩＮＲＥｆｆ_２〜ＳＩＮＲＥｆｆ_ＭＴを（２０）式を用いて更新する。なお、ｑ＝２，・・・，Ｍ_Ｔである。その後、ステップＳ１０２に戻る。 (Step S103) When there is no packet format corresponding to SINREff ₁ , SINREff _{2 to} SINREff _MT are updated using equation (20). In addition, q = 2, ···, a _{M T.} Thereafter, the process returns to step S102.

（ステップＳ１０２）ＳＩＮＲＥｆｆ_２に対応するパケットフォーマットが存在する場合、ランクＭをＭ_Ｔと予測し処理を終了する。それ以外はステップＳ１０３に進む。 (Step S102) If the packet format corresponding to SINREff ₂ is present, and ends the predicted rank M and _{M T} process. Otherwise, the process proceeds to step S103.

（ステップＳ１０３）ＳＩＮＲＥｆｆ_１に対応するパケットフォーマットが存在しない場合、ＳＩＮＲＥｆｆ_２〜ＳＩＮＲＥｆｆ_ＭＴを（２０）式を用いて更新する。なお、ｑ＝２，・・・，Ｍ_Ｔである。その後、ステップＳ１０２に戻る。 (Step S103) When there is no packet format corresponding to SINREff ₁ , SINREff _{2 to} SINREff _MT are updated using equation (20). In addition, q = 2, ···, a _{M T.} Thereafter, the process returns to step S102.

以下ステップＳ１０２〜ステップＳ１０３の処理を行い、ランクＭを予測する。   Thereafter, the processing of step S102 to step S103 is performed, and the rank M is predicted.

（ステップＳ２０１）次に、予測したランクＭに基づいてレートの予測を行う。なお、レートの予測に使用するＳＩＮＲＥｆｆ_ｑをＦｉｎａｌ＿ＳＩＮＲＥｆｆ_ｑとする。ステップＳ１０２で算出した予測ランクＭに従って、Ｆｉｎａｌ＿ＳＩＮＲＥｆｆ_ｑを（２１）式を用いて算出する。なお、ｑ＝１，・・・，Ｍである。 (Step S201) Next, a rate is predicted based on the predicted rank M. Note that SINREff _q used for rate prediction is Final_SINREff _q . In accordance with the predicted rank M calculated in step S102, Final_SINREff _q is calculated using equation (21). Note that q = 1,..., M.

（ステップＳ２０２）ステップＳ２０１で算出したＦｉｎａｌ＿ＳＩＮＲＥｆｆ_ｑと、予め用意されているＭＣＳのＰＥＲ（Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ、パケットの誤り率）カーブとに基づいて、要求するパケットの誤り率を満たすことができる最大のレートを選択する。これにより、ランクとレートを予測することができる。 (Step S202) Based on Final_SINREff _q calculated in Step S201 and the MCS PER (Packet Error Rate) curve prepared in advance, the maximum error rate of the requested packet can be satisfied. Select a rate. Thereby, a rank and a rate can be predicted.

唐沢 好男、”MIMO伝搬チャネルモデリング”、電子情報通信学会論文誌 B Ｖｏｌ．J８６−B No．９ pp．１７０６−１７２０Yoshio Karasawa, “MIMO propagation channel modeling”, IEICE Transactions B Vol. J86-B No. 9 pp. 1706-1720

しかしながら、オープンループＭＣＷ−ＭＩＭＯにおいて、ランク数と送信局の物理アンテナ数とが一致しない場合もありえるが、上述したランク数の決定方法では、ランクと送信局の物理アンテナとのマッピングについては考慮していない。そのため、ランクと物理アンテナとの組み合わせによってはレートが異なるため、正確なランク数とレートの予測を行うことが出来ないという問題があった。   However, in open-loop MCW-MIMO, the number of ranks may not match the number of physical antennas of the transmitting station. Not. For this reason, since the rate differs depending on the combination of the rank and the physical antenna, there is a problem that it is impossible to accurately predict the number of ranks and the rate.

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、オープンループＭＣＷ−ＭＩＭＯにおいて、より正確なランク数とレートの予測を行うことが可能な無線通信装置および無線通信方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a wireless communication apparatus and a wireless communication method capable of performing more accurate rank number and rate prediction in open loop MCW-MIMO. With the goal.

本発明は、複数種類のデータを並列に送信するオープンループＭＣＷ−ＭＩＭＯシステムに含まれる無線通信装置であって、前記データを送信するレイヤーの並列数を示すレイヤー数を送信側無線通信装置が備える物理アンテナの数から１まで仮定し、前記レイヤーと前記物理アンテナとの対応関係を、前記仮定したレイヤー数毎に決定するマッピング部と、前記マッピング部で決定した前記レイヤーを送信する前記物理アンテナの通信状況情報に基づいて、前記送信側無線端末装置が送信する前記レイヤーのキャパシティを前記仮定したレイヤー数毎に予測する予測部と、前記予測部が予測した前記仮定したレイヤー数毎の前記キャパシティに基づいて、最適な前記レイヤー数を決定するレイヤー数決定部と、を備えたことを特徴とする無線通信装置である。   The present invention is a wireless communication device included in an open-loop MCW-MIMO system that transmits a plurality of types of data in parallel, and the transmission-side wireless communication device includes a number of layers indicating the number of parallel layers for transmitting the data. Assuming from the number of physical antennas to 1, the mapping unit that determines the correspondence between the layers and the physical antennas for each of the assumed number of layers, and the physical antennas that transmit the layers determined by the mapping unit Based on the communication status information, a prediction unit that predicts the capacity of the layer transmitted by the transmitting wireless terminal device for each of the assumed number of layers, and the capacity for each of the assumed number of layers predicted by the prediction unit. A layer number determining unit that determines the optimal number of layers based on the city. A communication device.

また、本発明の無線通信装置において、前記マッピング部は、前記複数のレイヤーの内、一のレイヤー以外の他のレイヤーに一つずつ前記物理アンテナをマッピングし、前記マッピングを行っていない前記物理アンテナを前記一のレイヤーにすべてマッピングすることを特徴とする。   Further, in the wireless communication apparatus of the present invention, the mapping unit maps the physical antennas one by one to a layer other than the one layer among the plurality of layers, and the physical antenna that is not mapped Are all mapped to the one layer.

また、本発明は、複数種類のデータを並列に送信するオープンループＭＣＷ−ＭＩＭＯシステムに含まれる無線通信装置の無線通信方法であって、前記データを送信するレイヤーの並列数を示すレイヤー数を送信側無線通信装置が備える物理アンテナの数から１まで仮定し、前記レイヤーと前記物理アンテナとの対応関係を、前記仮定したレイヤー数毎に決定するマッピングステップと、前記マッピングステップで決定した前記レイヤーを送信する前記物理アンテナの通信状況情報に基づいて、前記送信側無線端末装置が送信する前記レイヤーのキャパシティを前記仮定したレイヤー数毎に予測する予測ステップと、前記予測ステップで予測した前記仮定したレイヤー数毎の前記キャパシティに基づいて、最適な前記レイヤー数を決定するレイヤー数決定ステップと、を含むことを特徴とする無線通信方法である。   The present invention is also a wireless communication method for a wireless communication apparatus included in an open loop MCW-MIMO system for transmitting a plurality of types of data in parallel, wherein the number of layers indicating the number of parallel layers for transmitting the data is transmitted. The number of physical antennas included in the side wireless communication apparatus is assumed to be 1, and a mapping step for determining the correspondence between the layers and the physical antennas for each of the assumed number of layers, and the layers determined in the mapping step are Based on the communication status information of the physical antenna to be transmitted, a prediction step of predicting the capacity of the layer transmitted by the transmission-side wireless terminal device for each of the assumed number of layers, and the assumption assumed in the prediction step Based on the capacity for each number of layers, the optimal number of layers is determined. And yer number determining step, a wireless communication method, which comprises a.

また、本発明の無線通信方法において、 前記マッピングステップは、前記複数のレイヤーの内、一のレイヤー以外の他のレイヤーに一つずつ前記物理アンテナをマッピングし、前記マッピングを行っていない前記物理アンテナを前記一のレイヤーにすべてマッピングすることを特徴とする。   Further, in the wireless communication method of the present invention, the mapping step maps the physical antennas one by one to a layer other than one layer among the plurality of layers, and the physical antennas that are not mapped Are all mapped to the one layer.

本発明によれば、オープンループＭＣＷ−ＭＩＭＯにおいて、より正確なランク数とレートの予測を行うことができる。   According to the present invention, more accurate rank number and rate prediction can be performed in open loop MCW-MIMO.

以下、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態では、オープンループＭＣＷ−ＭＩＭＯ技術を使用する無線通信システムを想定する。図１は本発明の一実施形態における無線通信装置の受信部分に関する構成を示した図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a wireless communication system using an open loop MCW-MIMO technique is assumed. FIG. 1 is a diagram showing a configuration relating to a receiving portion of a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention.

無線通信装置の受信部分は、物理アンテナ２１と、ＯＦＤＭ復調部２２と、データ分離部２３と、パラレル／シリアル変換部２４と、対数尤度比（ＬＬＲ、Ｌｏｇ−Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）算出部２５と、ターボデコーダ部２６と、干渉除去部２７と、ＳＮＲ（Ｓ／Ｎ比、Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）計算部３１と、マッピング部３２と、ランク・レート予測部３３とを備える。なお、無線通信装置の受信部分は、物理アンテナ２１とＯＦＤＭ復調部２２とをそれぞれＭ_Ｒ個含む。また、無線通信装置の送信部分は、従来技術と同様の構成であり、図３に示した構成と同様である。 The receiving part of the wireless communication device includes a physical antenna 21, an OFDM demodulator 22, a data separator 23, a parallel / serial converter 24, a log likelihood ratio (LLR, Log-Likelihood Ratio) calculator 25, A turbo decoder unit 26, an interference removal unit 27, an SNR (S / N ratio, Signal to Noise ratio) calculation unit 31, a mapping unit 32, and a rank / rate prediction unit 33 are provided. The receiving portion of the radio communication apparatus includes _{M R} number and a physical antenna 21 and OFDM demodulator 22, respectively. Further, the transmission part of the wireless communication apparatus has the same configuration as that of the prior art and is the same as the configuration shown in FIG.

図１を参照して、無線通信装置の受信部分がテータを受信する手順について説明する。初めに、物理アンテナ２１は、他の無線通信装置より送信されたデータを受信する。なお、受信するデータにはＬａｙｅｒ１〜Ｌａｙｅｒ Ｍの複数のレイヤーが含まれている。続いて、ＯＦＤＭ復調部２２は、物理アンテナ２１が受信したデータをＯＦＤＭ復調する。   With reference to FIG. 1, a description will be given of a procedure in which the receiving portion of the wireless communication apparatus receives data. First, the physical antenna 21 receives data transmitted from another wireless communication device. The received data includes a plurality of layers Layer 1 to Layer M. Subsequently, the OFDM demodulator 22 performs OFDM demodulation on the data received by the physical antenna 21.

続いて、データ分離部２３は、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ−Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ−Ｅｒｒｏｒ）空間フィルタにより、Ｌａｙｅｒ１のデータを分離する。続いて、パラレル／シリアル変換部２４は、データ分離部２３が分離したＬａｙｅｒ１のデータをパラレル／シリアル変換する。   Subsequently, the data separation unit 23 separates the data of Layer 1 using a MMSE (Minimum-Mean Square-Error) spatial filter. Subsequently, the parallel / serial conversion unit 24 performs parallel / serial conversion on the Layer 1 data separated by the data separation unit 23.

続いて、対数尤度比算出部２５は、パラレル／シリアル変換したＬａｙｅｒ１のデータの誤り訂正を行う。続いて、ターボデコーダ部２６は、誤り訂正を行った信号をオリジナルの信号に復調・復号する。続いて、干渉除去部２７は、物理アンテナ２１が受信したデータからＬａｙｅｒ１のデータの干渉を取り除き、取り除いたデータをデータ分離部２３に入力する。   Subsequently, the log likelihood ratio calculation unit 25 performs error correction on the data of Layer 1 subjected to parallel / serial conversion. Subsequently, the turbo decoder unit 26 demodulates and decodes the error-corrected signal into the original signal. Subsequently, the interference removal unit 27 removes the interference of the data of Layer 1 from the data received by the physical antenna 21 and inputs the removed data to the data separation unit 23.

続いて、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ−Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ−Ｅｒｒｏｒ）空間フィルタにより、データ分離部２３は、干渉除去部２７より入力されたデータからＬａｙｅｒ２のデータを分離する。以下、Ｌａｙｅｒ１の場合と同様にＬａｎｅｒ２のデータを復調・復号する。その後、干渉除去部２７は、物理アンテナ２１が受信したデータからＬａｙｅｒ１とＬａｙｅｒ２とのデータの干渉を取り除き、取り除いたデータをデータ分離部２３に入力する。この手順を全てのレイヤーに対して行うことで、全てのレイヤーのデータを復号する。   Subsequently, the data separation unit 23 separates the Layer 2 data from the data input from the interference removal unit 27 by using a MMSE (Minimum-Mean Square-Error) spatial filter. Thereafter, the data of Layer 2 is demodulated / decoded similarly to the case of Layer 1. Thereafter, the interference removal unit 27 removes data interference between Layer 1 and Layer 2 from the data received by the physical antenna 21 and inputs the removed data to the data separation unit 23. By performing this procedure for all layers, the data of all layers is decoded.

また、データ分離部２３が出力するＭ個の出力は、送信局より送信されたレイヤーのデータの推定値を表す。なお、送信局の物理アンテナ１５毎に用意されるパイロット信号の送受信により、送信局の物理アンテナ１５と受信局の物理アンテナ２１との間のチャネル数の推定ができる。本実施形態では、Ｍ＝Ｍ_Ｔである。 Further, the M outputs output from the data separator 23 represent the estimated values of the layer data transmitted from the transmitting station. The number of channels between the physical antenna 15 of the transmitting station and the physical antenna 21 of the receiving station can be estimated by transmitting and receiving pilot signals prepared for each physical antenna 15 of the transmitting station. In this embodiment, a M = _{M T.}

また、各レイヤーのデータの推定値と、無線通信に影響を与える雑音（熱雑音と他のレイヤーからの干渉）の電力比をＰｏｓｔ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＳＮＲ（Ｓ／Ｎ比、Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）として定義する。ＳＮＲ計算部３１は、Ｐｏｓｔ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＳＮＲを算出する。ランク・レート予測部３３は、ＳＮＲ計算部３１が算出したＰｏｓｔ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＳＮＲに基づいて、ランクとレートの予測を行う。   Also, the power ratio between the estimated value of each layer data and noise (thermal noise and interference from other layers) affecting wireless communication is defined as Post-processing SNR (S / N ratio, Signal to Noise ratio). To do. The SNR calculator 31 calculates a post-processing SNR. The rank / rate prediction unit 33 performs rank and rate prediction based on the post-processing SNR calculated by the SNR calculation unit 31.

次に、図２を参照して、本実施形態におけるランクおよびレートの予測方法について説明する。図２は、本実施形態におけるランクおよびレートの測定手順を示すフローチャートである。なお、以下の数式ではマトリックスのサイズを下付きの中括弧｛行×列｝で表記する。   Next, a rank and rate prediction method according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a rank and rate measurement procedure in this embodiment. In the following formula, the size of the matrix is indicated by subscript braces {rows × columns].

ステップＳ１１０１〜ステップＳ１１０８の処理は、ランクをＭ_Ｔと仮定した場合のＦｉｎａｌ＿Ｃａｐを算出する処理である。
（ステップＳ１１０１）ランク・レート予測部３３は、ランク＝Ｍ_Ｔと仮定した場合のキャパシティ予測を行うためｉｎｉｔをＭ_Ｔとする。その後、ステップＳ１１０２に進む。なお、本実施形態ではｉｎｉｔ値はランク数である。 Processing of step S1101~ step S1108 is a process of calculating the Final_Cap when the rank was assumed _{M T.}
(Step S1101) rank rate estimating unit 33, and _{M T} to init for performing capacity prediction assuming that rank = _{M T.} Thereafter, the process proceeds to step S1102. In the present embodiment, the init value is the number of ranks.

（ステップＳ１１０２）ランク・レート予測部３３は、ｉｎｉｔがＭ_Ｔであるか否か判断する。ｉｎｉｔがＭ_Ｔであると判断した場合はステップＳ１１０３に進み、それ以外はステップＳ１１０９に進む。 (Step S1102) rank rate estimating unit 33, init determines whether _{M T.} If init is determined to be _{M T} proceeds to step S1103, otherwise proceeds to step S1109.

（ステップＳ１１０３）ランクがＭ_Ｔである場合、レイヤーと物理アンテナ１５とは１対１の関係であるため、チャネルＨと、ＭＭＳＥウェートと、Ｐｏｓｔ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＳＮＲの算出方法は従来技術と同様である。よって、従来技術と同様に、（８）式および（１６）式に基づいて、ＳＮＲ計算部３１はＳＩＮＲ_ｑ（ｎ，ｋ）を算出する。その後、ステップＳ１１０４に進む。なお、ｑ＝１，２，・・・，Ｍ_Ｔである。 (Step S1103) If the rank is _{M T,} because the layer and the physical antenna 15 is a one-to-one relationship, and channel H, and MMSE weights, the calculation method of the Post-Processing SNR is the same as the prior art . Therefore, similarly to the conventional technique, the SNR calculator 31 calculates SINR _q (n, k) based on the equations (8) and (16). Thereafter, the process proceeds to step S1104. In addition, q = 1,2, ···, is _{M T.}

（ステップＳ１１０４）従来技術と同様に、（１７）式および（１８）式に基づいて、ＳＮＲ計算部３１はＳＩＮＲＥｆｆ_ｑ（ｎ，ｋ）を算出する。なお、ｑ＝１，２，・・・，Ｍ_Ｔである。その後、ステップＳ１１０３に進む。 (Step S1104) Similar to the prior art, the SNR calculator 31 calculates SINREff _q (n, k) based on the equations (17) and (18). In addition, q = 1,2, ···, is _{M T.} Thereafter, the process proceeds to step S1103.

（ステップＳ１１０５）ＳＮＲ計算部３１は、ステップＳ１１０４で算出したＳＩＮＲＥｆｆ_ｑの最小値と、パケットフォーマットの要求ＳＮＲの最小値とを比較する。ＳＩＮＲＥｆｆ_ｑの最小値がパケットフォーマットの要求ＳＮＲの最小値より小さい場合はステップＳ１１０７に進み、それ以外はステップＳ１１０６に進む。 (Step S1105) The SNR calculator 31 compares the minimum value of SINREff _q calculated in step S1104 with the minimum value of the request SNR of the packet format. If the minimum value of SINREff _q is smaller than the minimum value of the request SNR of the packet format, the process proceeds to step S1107. Otherwise, the process proceeds to step S1106.

（ステップＳ１１０６）ランク・レート予測部３３は、ステップＳ１１０４で算出したＳＩＮＲＥｆｆ_ｑと、予め用意されているＭＣＳのＰＥＲ（Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ、パケットの誤り率）カーブとに基づいて、要求するパケットの誤り率を満たすことができる最大のレートを選択する。また、選択したレートの変調方式の限界性能カーブと、ＳＩＮＲＥｆｆとに基づいてキャパシティ（Ｃａｐａｃｉｔｙ_ｑ）を求め、その総和をＦｉｎａｌ＿Ｃａｐとして求める。その後、ステップＳ１１０７に進む。なお、ｑ＝１，２，・・・，Ｍ_Ｔである。また、Ｆｉｎａｌ＿Ｃａｐは（２２）式となる。 (Step S1106) The rank / rate prediction unit 33 requests a packet error based on the SINREff _q calculated in step S1104 and the MCS PER (Packet Error Rate) curve prepared in advance. Choose the maximum rate that can meet the rate. Further, the capacity (Capacity _q ) is obtained based on the limit performance curve of the modulation system of the selected rate and SINREff, and the sum is obtained as Final_Cap. Thereafter, the process proceeds to step S1107. In addition, q = 1,2, ···, is _{M T.} Further, Final_Cap is expressed by equation (22).

（ステップＳ１１０７）ランク・レート予測部３３は、ｉｎｉｔから１を減算する。その後、ステップＳ１１０８に進む。
（ステップＳ１１０８）ランク・レート予測部３３は、ｉｎｉｔが１であるか否か判断する。ｉｎｉｔが１であると判断した場合はステップＳ１１１８に進み、それ以外はステップＳ１１０２に戻る。 (Step S1107) The rank / rate prediction unit 33 subtracts 1 from init. Thereafter, the process proceeds to step S1108.
(Step S1108) The rank / rate prediction unit 33 determines whether or not init is 1. If it is determined that init is 1, the process proceeds to step S1118; otherwise, the process returns to step S1102.

ステップＳ１１０９〜ステップＳ１１１７の処理は、ランクをＭと仮定した場合のＦｉｎａｌ＿Ｃａｐを算出する処理である。なお、１≦Ｍ≦Ｍ_Ｔである。
（ステップＳ１１０９）マッピング部３２は、Ｌａｙｅｒ Ｍ〜Ｌａｙｅｒ２に対して、Ｍ_Ｔ〜Ｍ_Ｔ−Ｍ＋２の順に一本ずつ物理アンテナ１５をマッピングする。また、Ｌａｙｅｒ１に対して１〜Ｍ_Ｔ−Ｍ＋１の物理アンテナ１５をすべてマッピングする。その後、ステップＳ１１１０に進む。 The processes in steps S1109 to S1117 are processes for calculating Final_Cap when the rank is assumed to be M. Note that it is 1 ≦ _M ≦ M _T.
(Step S1109) The mapping unit 32 maps the physical antennas 15 to Layer M to Layer 2 one by one in the order of M _{T to} M _T -M + 2. Further, all physical antennas 1 to M _T -M + 1 are mapped to Layer 1. Thereafter, the process proceeds to step S1110.

（ステップＳ１１１０）ステップＳ１１０９で行ったマッピングに基づいて、データ分離部２３は、レイヤー（ランク）と物理アンテナ１５との間のチャネル行列Ｈ´を算出する。その後、ステップＳ１１１１に進む。具体的には、例えばＭ_Ｔが４であり、Ｍが２である場合のチャネル行列Ｈ´は（２３）式に示すとおりとなる。 (Step S1110) Based on the mapping performed in step S1109, the data separation unit 23 calculates a channel matrix H ′ between the layer (rank) and the physical antenna 15. Thereafter, the process proceeds to step S1111. Specifically, for example, when M _T is 4 and M is 2, the channel matrix H ′ is as shown in Expression (23).

（ステップＳ１１１１）データ分離部２３は、ステップＳ１１１０に基づいてＭＭＳＥウェートω´を（２４）式により算出する。また、データ分離部２３は、算出したＭＭＳＥウェートω´をＳＮＲ計算部３１に入力する。その後、ステップＳ１１１２に進む。   (Step S1111) The data separation unit 23 calculates the MMSE weight ω ′ using the equation (24) based on step S1110. Further, the data separation unit 23 inputs the calculated MMSE weight ω ′ to the SNR calculation unit 31. Thereafter, the process proceeds to step S1112.

（ステップＳ１１１２）ＳＮＲ計算部３１は、ランクごとのＳＩＮＲを算出する。その後、ステップＳ１１１３に進む。なお、チャネルインパルス行列を（２５）式、ＭＭＳＥ空間フィルタの要素を（２６）式、チャネルインパルス行列の要素を（２７）式とすると、ＳＩＮＲ値は（２８）式より算出することができる。   (Step S1112) The SNR calculator 31 calculates the SINR for each rank. Thereafter, the process proceeds to step S1113. The SINR value can be calculated from Equation (28), where the channel impulse matrix is Equation (25), the element of the MMSE spatial filter is Equation (26), and the element of the channel impulse matrix is Equation (27).

（ステップＳ１１１３）ランク・レート予測部３３は（１７）式と（１８）式とを用いて各レイヤーのＣａｐとＳＩＮＲＥｆｆとを算出する。その後、ステップＳ１１１４に進む。   (Step S1113) The rank / rate prediction unit 33 calculates Cap and SINREFf of each layer using Expressions (17) and (18). Thereafter, the process proceeds to step S1114.

（ステップＳ１１１４）ＳＮＲ計算部３１は、ステップＳ１１１３で算出したＳＩＮＲＥｆｆ_ｑの最小値と、パケットフォーマットの要求ＳＮＲの最小値とを比較する。ＳＩＮＲＥｆｆ_ｑの最小値がパケットフォーマットの要求ＳＮＲの最小値より小さい場合はステップＳ１１１５に進み、それ以外はステップＳ１１１６に進む。 (Step S1114) The SNR calculator 31 compares the minimum value of SINREff _q calculated in step S1113 with the minimum value of the request SNR of the packet format. If the minimum value of SINREff _q is smaller than the minimum value of the required SNR of the packet format, the process proceeds to step S1115, otherwise the process proceeds to step S1116.

（ステップＳ１１１５）ランク・レート予測部３３は、ステップＳ１１１３で算出したＳＩＮＲＥｆｆ_ｑと、予め用意されているＭＣＳのＰＥＲ（Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ、パケットの誤り率）カーブとに基づいて、要求するパケットの誤り率を満たすことができる最大のレートを選択する。また、選択したレートの変調方式の限界性能カーブと、ＳＩＮＲＥｆｆとに基づいてキャパシティ（Ｃａｐａｃｉｔｙ_ｑ）を求め、その総和をＦｉｎａｌ＿Ｃａｐとして求める。その後、ステップＳ１１１６に進む。なお、ｑ＝１，２，・・・，Ｍである。また、Ｆｉｎａｌ＿Ｃａｐは（２９）式となる。 (Step S1115) The rank / rate prediction unit 33 requests a packet error based on SINREff _q calculated in step S1113 and a MCS PER (Packet Error Rate) curve prepared in advance. Choose the maximum rate that can meet the rate. Further, the capacity (Capacity _q ) is obtained based on the limit performance curve of the modulation scheme of the selected rate and SINREff, and the sum is obtained as Final_Cap. Thereafter, the process proceeds to step S1116. Note that q = 1, 2,..., M. Also, Final_Cap is expressed by equation (29).

（ステップＳ１１１６）ランク・レート予測部３３は、ｉｎｉｔから１を減算する。その後、ステップＳ１１０８に進む。
（ステップＳ１１１７）ランク・レート予測部３３は、ｉｎｉｔが１であるか否か判断する。ｉｎｉｔが１であると判断した場合はステップＳ１１１８に進み、それ以外はステップＳ１１０２に戻る。 (Step S1116) The rank / rate prediction unit 33 subtracts 1 from init. Thereafter, the process proceeds to step S1108.
(Step S1117) The rank / rate prediction unit 33 determines whether or not init is 1. If it is determined that init is 1, the process proceeds to step S1118; otherwise, the process returns to step S1102.

（ステップＳ１１１８）ランク・レート予測部３３は、ステップＳ１１０６とステップＳ１１１５で算出したＦｉｎａｌ＿Ｃａｐのうち、最大となるＦｉｎａｌ＿Ｃａｐのときのランク数をランク予測の結果（Ｒａｎｋ）とする。また、ランク予測の結果のときのレートをレート予測の結果（ＣＱＩ）とする。また、ランク・レート予測部３３は、決定したランク予測の結果とレート予測の結果とを送信局に送信する。その後、処理を終了する。   (Step S1118) The rank / rate prediction unit 33 sets the number of ranks at the final Final_Cap among the Final_Caps calculated in Steps S1106 and S1115 as the rank prediction result (Rank). Further, the rate at the rank prediction result is defined as the rate prediction result (CQI). The rank / rate prediction unit 33 transmits the determined rank prediction result and the rate prediction result to the transmitting station. Thereafter, the process ends.

なお、送信局となる無線通信装置は、受信局となる無線通信装置より受信したランク予測の結果のランク数にて、受信局となる無線通信装置に対してデータの送信を行う。   Note that the wireless communication device serving as the transmitting station transmits data to the wireless communication device serving as the receiving station with the rank number as a result of the rank prediction received from the wireless communication device serving as the receiving station.

上述したとおり、ランク数がＭ_Ｔから１（Ｍ_Ｔは送信局の物理アンテナ数）の場合を想定し、各ランク数の場合におけるレイヤーと物理アンテナとのマッピングを決定し、決定したマッピングの場合のキャパシティをランク数がＭ_Ｔから１の場合毎に算出する。その後、ランク数毎に算出したキャパシティを比較し、一番良いキャパシティの場合のランク数を予測ランク数と決定し、決定した予測ランク数に基づいたレートを予測レートとする。このことにより、オープンループＭＣＷ−ＭＩＭＯにおいて、より正確なランク数とレートの予測を行うことが可能となる。 As described above, assuming that the number of ranks is from M _T to 1 (M _T is the number of physical antennas of the transmitting station), the mapping between layers and physical antennas in the case of each rank number is determined, and the determined mapping number of ranks of capacity is calculated for each case from 1 to M _T. Thereafter, the capacities calculated for each rank number are compared, the rank number in the case of the best capacity is determined as the predicted rank number, and the rate based on the determined predicted rank number is set as the predicted rate. This makes it possible to predict the number of ranks and rates more accurately in open loop MCW-MIMO.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

本発明の一実施形態における無線通信装置の受信部分に関する構成を示した図である。It is the figure which showed the structure regarding the reception part of the radio | wireless communication apparatus in one Embodiment of this invention. 本実施形態におけるランクおよびレートの決定手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination procedure of the rank and rate in this embodiment. ＭＣＷ−ＭＩＭＯを使用する送信局の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the transmitting station which uses MCW-MIMO. ＭＣＷ−ＭＩＭＯを使用する受信局の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the receiving station which uses MCW-MIMO. ６４ＱＡＭの限界性能カーブＣ_{６４ＱＡＭ}を示した図である。It is the figure which showed the limit performance curve C _64QAM of _64QAM .

符号の説明Explanation of symbols

１１・・・ターボエンコーダ部、１２・・・ＱＡＭ部、１３・・・マッピング部、１４・・・ＯＦＤＭ変調部、１５，２１・・・物理アンテナ、１６・・・受信部、１７・・・レート予測部、２２・・・ＯＦＤＭ復調部、２３・・・データ分離部、２４・・・パラレル／シリアル変換部、２５・・・対数尤度比算出部、２６・・・ターボデコーダ部、２７・・・干渉除去部、２８・・・ＣＱＩ予測部、３１・・・ＳＮＲ計算部、３２・・・マッピング部、３３・・・ランク・レート予測部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Turbo encoder part, 12 ... QAM part, 13 ... Mapping part, 14 ... OFDM modulation part, 15, 21 ... Physical antenna, 16 ... Reception part, 17 ... Rate prediction unit, 22 ... OFDM demodulation unit, 23 ... data separation unit, 24 ... parallel / serial conversion unit, 25 ... log likelihood ratio calculation unit, 26 ... turbo decoder unit, 27 ... Interference canceller, 28 ... CQI predictor, 31 ... SNR calculator, 32 ... mapping unit, 33 ... rank rate predictor

Claims (4)

複数種類のデータを並列に送信するオープンループＭＣＷ−ＭＩＭＯシステムに含まれる無線通信装置であって、
前記データを送信するレイヤーの並列数を示すレイヤー数を送信側無線通信装置が備える物理アンテナの数から１まで仮定し、前記レイヤーと前記物理アンテナとの対応関係を、前記仮定したレイヤー数毎に決定するマッピング部と、
前記マッピング部で決定した前記レイヤーを送信する前記物理アンテナの通信状況情報に基づいて、前記送信側無線端末装置が送信する前記レイヤーのキャパシティを前記仮定したレイヤー数毎に予測する予測部と、
前記予測部が予測した前記仮定したレイヤー数毎の前記キャパシティに基づいて、最適な前記レイヤー数を決定するレイヤー数決定部と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication device included in an open loop MCW-MIMO system for transmitting a plurality of types of data in parallel,
The number of layers indicating the number of parallel layers for transmitting the data is assumed from the number of physical antennas included in the transmission-side wireless communication device to 1, and the correspondence between the layers and the physical antennas is set for each of the assumed number of layers. A mapping part to be determined;
Based on communication status information of the physical antenna that transmits the layer determined by the mapping unit, a prediction unit that predicts the capacity of the layer transmitted by the transmission-side wireless terminal device for each hypothesized number of layers;
A layer number determination unit that determines the optimal number of layers based on the capacity for each assumed layer number predicted by the prediction unit;
A wireless communication apparatus comprising: 前記マッピング部は、前記複数のレイヤーの内、一のレイヤー以外の他のレイヤーに一つずつ前記物理アンテナをマッピングし、前記マッピングを行っていない前記物理アンテナを前記一のレイヤーにすべてマッピングする
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。 The mapping unit maps the physical antennas one by one to other layers other than one of the plurality of layers, and maps all the physical antennas that have not been mapped to the one layer. The wireless communication apparatus according to claim 1. 複数種類のデータを並列に送信するオープンループＭＣＷ−ＭＩＭＯシステムに含まれる無線通信装置の無線通信方法であって、
前記データを送信するレイヤーの並列数を示すレイヤー数を送信側無線通信装置が備える物理アンテナの数から１まで仮定し、前記レイヤーと前記物理アンテナとの対応関係を、前記仮定したレイヤー数毎に決定するマッピングステップと、
前記マッピングステップで決定した前記レイヤーを送信する前記物理アンテナの通信状況情報に基づいて、前記送信側無線端末装置が送信する前記レイヤーのキャパシティを前記仮定したレイヤー数毎に予測する予測ステップと、
前記予測ステップで予測した前記仮定したレイヤー数毎の前記キャパシティに基づいて、最適な前記レイヤー数を決定するレイヤー数決定ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method for a wireless communication device included in an open loop MCW-MIMO system for transmitting a plurality of types of data in parallel,
The number of layers indicating the number of parallel layers for transmitting the data is assumed from the number of physical antennas included in the transmission-side wireless communication device to 1, and the correspondence between the layers and the physical antennas is set for each of the assumed number of layers. Mapping step to determine;
Based on the communication status information of the physical antenna that transmits the layer determined in the mapping step, a prediction step of predicting the capacity of the layer transmitted by the transmitting wireless terminal device for each hypothesized number of layers;
A layer number determining step for determining the optimum number of layers based on the capacity for each assumed number of layers predicted in the prediction step;
A wireless communication method comprising: 前記マッピングステップは、前記複数のレイヤーの内、一のレイヤー以外の他のレイヤーに一つずつ前記物理アンテナをマッピングし、前記マッピングを行っていない前記物理アンテナを前記一のレイヤーにすべてマッピングする
ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信方法。 In the mapping step, the physical antennas are mapped one by one to a layer other than one layer among the plurality of layers, and all the physical antennas that are not mapped are mapped to the one layer. The wireless communication method according to claim 3.

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