JP2011228786A - 無線通信システム、無線通信装置、プログラムおよび送信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の送信アンテナを有し、MIMO方式で信号を送信する第1の無線通信装置と、その信号を受信する第2の無線通信装置とを有する無線通信システムであって、第1の無線通信装置は、送信アンテナ数より小さいランクで送信するときは、同一データが送信される送信アンテナについては、同一の周波数割当とすることを特徴とする。
【選択図】図6
Description
以下、図面を参照して、本発明の第1の実施形態について説明する。第1の実施形態では、送信する際にプリコーディングを行なうシングルキャリア伝送において、複数の送信アンテナを有し、MIMO方式で信号を送信する場合について説明する。図1は、本実施形態における無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態における無線通信システム10は、基地局装置100と、移動局装置200a、200b、…200cとを備える。基地局装置100は、移動局装置200a、200b、…200cと無線通信する。後述するように、移動局装置200a、200b、…200c(第1の無線通信装置)から基地局装置100(第2の無線通信装置)への通信である上りリンクには、Clustered DFT−S−OFDM方式を用いる。また、基地局装置100から移動局装置200a、200b、…200cへの通信である下りリンクには、例えば、OFDMAなど、マルチアクセス可能な通信方式を用いる。
図2に戻って、プリコーディング部208が出力する第1から第Nt送信アンテナ用の信号S0(k)〜SNt−1(k)の各々は、OFDM信号生成部209−1〜209−Ntのうち、対応するOFDM信号生成部に入力される。OFDM信号生成部209−1〜209−Ntの各々は、入力された信号に、NFFTポイントの逆高速フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transform、IFFT)を適用し、周波数領域信号から時間領域信号(Clusteredシンボル)への変換を行なう。また、OFDM信号生成部209−1〜209−Ntの各々は、基地局装置100において既知の参照信号であって、各送信アンテナ210−1〜210−Ntと基地局装置100の受信アンテナとの間の伝搬路を、それぞれ推定できるような系列からなる参照信号SRS(Sounding Reference Signal)を、入力された信号に多重する。なお、この参照信号SRSの多重は、周波数領域の信号に対して行っても良いし、時間領域の信号(Clusteredシンボル)に対して行っても良い。さらに、OFDM信号生成部209−1〜209−Ntは、これらClusteredシンボルに、サイクリックプリフィックス(CP;Cyclic Prefix)を挿入する。OFDM信号生成部209−1〜209−Ntは、サイクリックプリフィックス挿入後のClusteredシンボルにD/A(ディジタル−アナログ)変換、アナログフィルタリング、ベースバンドから搬送周波数へのアップコンバージョン等を行なった後、対応する送信アンテナ210−1〜210−Ntから送信する。
一方、参照信号分離部103−1〜103−Nrの各々で分離されたデータ信号は、対応するデマッピング部104−1〜104−Nrに入力される。デマッピング部104−1〜104−Nrは、割当情報生成部112から受けた割当情報に基づき、移動局装置200aのNt本の送信アンテナ210−1〜210−Ntのうち、少なくとも1本が送信に利用している周波数を抽出し、等化部105に入力する。等化部105は、Nr個のデマッピング部104−1〜104−Nrの出力に対して等化重みを乗算することで、R個のレイヤの信号を分離する。分離されたR個のレイヤの各々の信号は、それぞれ対応するIDFT部106−1〜106−Rに入力される。なお、レイヤ数Rが最大ランク数Rmに満たないときは、等化部105の出力は、レイヤ数R分のIDFT部、すなわちIDFT部106−1〜106−Rに入力され、残りのIDFT部には入力されない。
送信アンテナ数Nt=ランクRである時(フルランクと呼ばれる)、プリコーディングマトリックス、すなわち(1)式のwとしては、Nt×Ntの単位行列を用いる。割当情報生成部112は、入力された伝搬路推定値に応じて、各レイヤ、すなわち各送信アンテナ210−1〜210−Ntで独立に割り当て周波数を決定する。ここで割り当て単位はサブキャリア(直交周波数ポイント)でもよいし、LTEシステムのように12サブキャリアを1RB(リソースブロック)とし、RB単位あるいは複数のRBを1単位として割り当てを行なってもよい。
例えば、送信アンテナ数Nt=4、ランクR=3のとき、割当情報生成部112は、プリコーディングマトリックスwを、以下の(2−1)から(2−6)式のうちから、一つ選択する。これらの式は、3GPPにおいて考えられているCMPのプリコーディングマトリックスと同様であるが、従来(例えば、LTEの下りリンク)は、プリコーディング後に、アンテナ毎に周波数割当(マッピング)を行うのに対し、本実施形態では、レイヤ毎に周波数割当した後に、(2−1)から(2−6)式の中から選択した一つを用いてプリコーディングを行う点が異なる。
以上の処理を、24パターンすべてのプリコーディングマトリックスに対して行ない、最も伝搬路容量Cが大きくなるプリコーディングマトリックスを選択し、制御情報として送信部113を介して移動局装置に送信する。なお、上記では伝搬路容量を評価の対象としたが、受信側での処理(MMSEやZF、あるいはMLD)を考慮した伝搬路容量からプリコーディングマトリックスを決定してもよい。また、全帯域で同一のプリコーディングマトリックスを選択するのではなく、周波数の割当単位(サブキャリア、あるいはRB)毎にプリコーディングを決定してもよい。
図6は、プリコーディングマトリックスwとして、(2−1)式のa=1(すなわち、下記の(6)式)を用いたときの周波数割当の例を示す図である。
送信アンテナ数数Nt>ランクRであるときのその他の例として、送信アンテナ数Nt=4、ランクR=1のときについて説明する。図8は、プリコーディングマトリックスwとして、(9)式を用いたときの周波数割当の例を示す図である。
第1の実施形態では、送信側でプリコーディングを行なうシングルキャリア伝送(Clustered DFT−S−OFDM)の例を示したが、低速移動以外では、基地局装置でのプリコーディングマトリックスの決定時と、実際に移動局装置がプリコーディングを行なう時とで、最適なプリコーディングが異なるため、プリコーディングによるゲインが得られない可能性がある。したがって高速移動時には、STBC(Space Time Block Code)やSFBC(Space Frequency Block Code),CDD(Cyclic Delay Diversity)等の開ループ型の送信ダイバーシチが適用されることが考えられる。そこで本実施形態では、開ループ型の送信ダイバーシチとしてSTBCを適用した場合について説明する。
以上、この発明の実施形態を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変更等も含まれる。
100…基地局装置
101−1、・・・101−Nr…受信アンテナ
102−1、・・・102−Nr…OFDM信号受信部
103−1、・・・103−Nr…参照信号分離部
104−1、・・・104−Nr…デマッピング部
105…等化部
106−1、・・・106−Rm…IDFT部
107−1、・・・107−Rm…復調部
108−1、・・・108−Rm…復号部
109…P/S変換部
110…伝搬路推定部
111…等化重み生成部
112…割当情報生成部
113…送信部
114…送信アンテナ
200a、200b、200c…移動局装置
201…S/P変換部
202−1、・・・202−Rm…符号化部
203−1、・・・203−Rm…変調部
204−1、・・・204−Rm…DFT部
205…参照信号生成部
206−1、・・・206−Rm…参照信号多重部
207−1、・・・207−Rm…マッピング部
208…送信処理部
209−1、・・・209−Rm…OFDM信号生成部
210−1、・・・210−Rm…送信アンテナ
211…受信アンテナ
212…受信部
213…割当情報取得部
214…プリコーディング部
215…送信重み行列取得部
300a、300b、300c、300d…移動局装置
Claims (8)
- 複数の送信アンテナを有し、MIMO方式で信号を送信する第1の無線通信装置と、前記信号を受信する第2の無線通信装置とを有する無線通信システムであって、
前記第1の無線通信装置は、前記送信アンテナ数より小さいランクで送信するときは、同一データが送信される送信アンテナについては、同一の周波数割当とすること
を特徴とする無線通信システム。 - 前記第2の無線通信装置は、前記周波数割当を決定する割当情報生成部を具備すること
を特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記割当情報生成部は、ランク数と同数の周波数割当を決定することを特徴とする請求項2に記載の無線通信システム。
- 前記第2の無線通信装置は、前記送信アンテナからの伝搬路を推定する伝搬路推定部を具備し、
割当情報生成部は、前記伝搬路推定部による推定結果に基づき、前記周波数割当を決定すること
を特徴とする請求項2に記載の無線通信システム。 - 複数の送信アンテナを有し、MIMO方式で信号を送信する無線通信装置であって、
前記送信アンテナ数より小さいランクで送信するときは、同一データが送信される送信アンテナについては、同一の周波数割当とすること
を特徴とする無線通信装置。 - 複数の送信アンテナを有し、MIMO方式で信号を送信する他の無線通信装置からの信号を受信する無線通信装置であって、
前記他の無線通信装置が前記送信アンテナ数より小さいランクで送信するときは、同一データが送信される送信アンテナについては、同一の周波数割当となるように、周波数割当を決定する割当情報生成部を具備すること
を特徴とする無線通信装置。 - 複数の送信アンテナを有し、MIMO方式で信号を送信する他の無線通信装置からの信号を受信する無線通信装置のコンピュータを、
前記他の無線通信装置が前記送信アンテナ数より小さいランクで送信するときは、同一データが送信される送信アンテナについては、同一の周波数割当となるように、周波数割当を決定する割当情報生成部
として機能させるプログラム。 - 複数の送信アンテナを有し、MIMO方式で信号を送信する第1の無線通信装置と、前記信号を受信する第2の無線通信装置とを有する無線通信システムにおける送信方法であって、
前記第1の無線通信装置が、前記送信アンテナ数より小さいランクで送信するときは、同一データが送信される送信アンテナについては、同一の周波数割当とすること
を特徴とする送信方法。
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