JP2017060138A - 無線通信装置、無線通信システムおよび送信データ制御方法 - Google Patents
無線通信装置、無線通信システムおよび送信データ制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017060138A JP2017060138A JP2015186018A JP2015186018A JP2017060138A JP 2017060138 A JP2017060138 A JP 2017060138A JP 2015186018 A JP2015186018 A JP 2015186018A JP 2015186018 A JP2015186018 A JP 2015186018A JP 2017060138 A JP2017060138 A JP 2017060138A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- rank
- data streams
- precoding matrix
- transmission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0202—Channel estimation
- H04L25/0204—Channel estimation of multiple channels
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/0413—MIMO systems
- H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
- H04B7/0486—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting taking channel rank into account
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
- H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
- H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
- H04B7/0621—Feedback content
- H04B7/0632—Channel quality parameters, e.g. channel quality indicator [CQI]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0202—Channel estimation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
- H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
- H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
- H04B7/0636—Feedback format
- H04B7/0639—Using selective indices, e.g. of a codebook, e.g. pre-distortion matrix index [PMI] or for beam selection
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0686—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
- H04B7/0691—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using subgroups of transmit antennas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
【課題】通信のスループットを向上させる。
【解決手段】受信装置30は、推定部40と、ランク特定部41と、ストリーム数決定部42と、プリコーディング行列決定部43と、送信部44とを有する。推定部40は、送信装置から送信された既知の信号を受信し、送信装置と自装置との間のチャネルおよび受信信号品質を推定する。ランク特定部41は、推定されたチャネルに基づいて伝搬路のランクを特定する。ストリーム数決定部42は、推定された受信信号品質と、特定されたランクとに基づいて、データストリーム数を決定する。プリコーディング行列決定部43は、推定された受信信号品質と、決定されたデータストリーム数とに基づいて、プリコーディング行列を決定する。送信部44は、決定されたデータストリーム数と、決定されたプリコーディング行列に関する情報とを、送信装置へ送信する。
【選択図】図3
【解決手段】受信装置30は、推定部40と、ランク特定部41と、ストリーム数決定部42と、プリコーディング行列決定部43と、送信部44とを有する。推定部40は、送信装置から送信された既知の信号を受信し、送信装置と自装置との間のチャネルおよび受信信号品質を推定する。ランク特定部41は、推定されたチャネルに基づいて伝搬路のランクを特定する。ストリーム数決定部42は、推定された受信信号品質と、特定されたランクとに基づいて、データストリーム数を決定する。プリコーディング行列決定部43は、推定された受信信号品質と、決定されたデータストリーム数とに基づいて、プリコーディング行列を決定する。送信部44は、決定されたデータストリーム数と、決定されたプリコーディング行列に関する情報とを、送信装置へ送信する。
【選択図】図3
Description
本発明は、無線通信装置、無線通信システムおよび送信データ制御方法に関する。
送信装置および受信装置が、それぞれ複数のアンテナを有するアンテナアレイを用いて通信を行うMIMO(Multiple−Input and Multiple−Output)通信システムが知られている。また、近年の通信帯域の増大に伴い、ミリ波を用いた通信が検討されている。ミリ波は、UHF(Ultra High Frequency)帯の電波に比べて空間伝搬損失が大きい。そのため、ミリ波を用いた通信では、MIMO通信の技術を用いてビームフォーミングを行うことにより、通信品質を高めている。
また、MIMO通信システムにおいて、送信信号に対する位相変移を含むRF(Radio Frequency)プリコーディング行列と、基底帯域において送信信号をプリコードするための基底帯域プリコーディング行列とを算出する無線通信システムが知られている。このような無線通信システムでは、送信装置と受信装置との間のチャネルから求まるランクに応じたデータストリーム数のデータ信号が、算出されたプリコーディング行列によりプリコーディングされて、送信装置から受信装置へ送信される。
ところで、ランクに応じたデータストリーム数で送信装置からデータ信号が送信された場合、送信装置と受信装置との間の伝搬環境によっては、受信装置において受信されたデータ信号の誤りが多くなる場合がある。その場合、データ信号の再送が頻発し、データ信号によって送信されるデータのスループットが低下する。一方、送信装置と受信装置との間の伝搬環境によっては、ランクに応じたデータストリーム数よりも多いデータストリーム数でデータ信号を送信しても、受信装置において少ない誤りでデータ信号が受信される場合がある。しかし、ストリーム数はランクに応じた値に固定的に決まるため、スループットを高める余地があるにもかかわらず、スループットは一定の値に留まってしまう。
本願に開示の技術は、通信のスループットを向上させる。
1つの側面では、無線通信装置は、推定部と、特定部と、第1の決定部と、第2の決定部と、送信部とを有する。推定部は、送信装置から送信された既知の信号を受信し、送信装置と自装置との間のチャネルおよび受信信号品質を推定する。特定部は、推定部が推定したチャネルに基づいて伝搬路のランクを特定する。第1の決定部は、推定部が推定した受信信号品質と、特定部が特定したランクとに基づいて、データストリーム数を決定する。第2の決定部は、推定部が推定した受信信号品質と、第1の決定部が決定したデータストリーム数とに基づいて、プリコーディング行列を決定する。送信部は、第1の決定部が決定したデータストリーム数と、第2の決定部が決定したプリコーディング行列に関する情報とを、送信装置へ送信する。
1実施形態によれば、通信のスループットを向上させることができる。
以下に、本願の開示する無線通信装置、無線通信システムおよび送信データ制御方法の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
[無線通信システム10]
図1は、無線通信システム10の一例を示す図である。無線通信システム10は、送信装置20および受信装置30を備える。本実施例における送信装置20と受信装置30とは、ミリ波を用いて、チャネルHを有する伝搬路を介して無線通信を行う。無線通信システム10は、例えばデータセンタやバックホール等における通信に用いられる。また、無線通信システム10は、WLAN(Wireless Local Area Network)やWPAN(Wireless Personal Area Network)に用いられてもよい。
図1は、無線通信システム10の一例を示す図である。無線通信システム10は、送信装置20および受信装置30を備える。本実施例における送信装置20と受信装置30とは、ミリ波を用いて、チャネルHを有する伝搬路を介して無線通信を行う。無線通信システム10は、例えばデータセンタやバックホール等における通信に用いられる。また、無線通信システム10は、WLAN(Wireless Local Area Network)やWPAN(Wireless Personal Area Network)に用いられてもよい。
送信装置20は、Nt本の送信アンテナ21−1〜21−Ntを含むアレイアンテナ210を有する。また、受信装置30は、Nr本の受信アンテナ31−1〜31−Nrを含むアレイアンテナ310を有する。NtおよびNrは2以上の整数である。なお、以下では、送信アンテナ21−1〜21−Ntのそれぞれを区別することなく総称する場合に送信アンテナ21と記載し、受信アンテナ31−1〜31−Nrのそれぞれを区別することなく総称する場合に受信アンテナ31と記載する。また、本実施例において、送信装置20と受信装置30とを便宜上分けて説明するが、送信装置20および受信装置30は、それぞれ送信機能および受信機能の両方を備えるようにしてもよい。
[送信装置20]
図2は、実施例1における送信装置20の一例を示すブロック図である。送信装置20は、複数の送信アンテナ21、複数のFEC(Forward Error Correction)符号化部22、空間インタリーバ23、複数のコンスタレーションマッパ24、およびBB(BaseBand)プリコーディング部25を有する。また、送信装置20は、複数のRF部26、複数のウェイト設定部27、BBプリコーディング行列設定部28、コードブック280、およびウェイト制御部29を有する。
図2は、実施例1における送信装置20の一例を示すブロック図である。送信装置20は、複数の送信アンテナ21、複数のFEC(Forward Error Correction)符号化部22、空間インタリーバ23、複数のコンスタレーションマッパ24、およびBB(BaseBand)プリコーディング部25を有する。また、送信装置20は、複数のRF部26、複数のウェイト設定部27、BBプリコーディング行列設定部28、コードブック280、およびウェイト制御部29を有する。
本実施例において、RF部26は、N個設けられる。本実施例において、RF部26の数Nは、データストリーム数Nsの最大数以下である。また、複数の送信アンテナ21は、RF部26毎に、N個のサブアレイ211に分けられる。それぞれのサブアレイ211には、Nsbt個の送信アンテナ21が含まれる。NおよびNsbtは2以上の整数である。
本実施例において、FEC符号化部22、空間インタリーバ23、コンスタレーションマッパ24、BBプリコーディング部25、RF部26、ウェイト設定部27、BBプリコーディング行列設定部28、およびウェイト制御部29は、LSI等により実現される。LSIは、Large−Scale Integrationの略である。なお、上記機能の少なくとも一部は、プログラム可能なPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の論理回路装置によって実現されてもよい。また、送信装置20は、処理装置と記憶装置とを備え、処理装置が記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより、上記機能のうち、少なくとも一部を実現してもよい。処理装置は、例えばCPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)であり、記憶装置は、例えばRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、SSD(Solid State Drive)等である。
それぞれのFEC符号化部22は、データストリームに含まれる送信ビット系列を所定の符号化率の畳み込み符号等により符号化する。それぞれのFEC符号化部22は、受信装置30から通知されたMCS(Modulation and Coding Scheme)に対応する符号化率を用いて符号化を行う。FEC符号化部22によって符号化された送信ビット系列は、空間インタリーバ23へ出力される。本実施例において、データストリームの数はNsで表される。Nsは1以上の整数である。
空間インタリーバ23は、それぞれのFEC符号化部22から出力された送信ビット系列を、データストリーム毎に、ビット位置を入れ替えることにより空間インタリーブを行う。そして、空間インタリーバ23は、インタリーブ後の送信ビット系列を、データストリーム毎にそれぞれのコンスタレーションマッパ24へ出力する。
それぞれのコンスタレーションマッパ24は、空間インタリーバ23から出力されたデータストリームに対して、該データストリームに含まれる送信ビット系列を16QAM等の所定の変調方式に従ってシンボルにマッピングする。そして、コンスタレーションマッパ24は、マッピング後のデータストリームをBBプリコーディング部25へ出力する。それぞれのコンスタレーションマッパ24は、受信装置30から通知されたMCSに対応する変調方式を用いて、データストリームに含まれる送信ビット系列を変調する。
BBプリコーディング部25は、BBプリコーディング行列設定部28から設定されたBBプリコーディング行列を、それぞれのコンスタレーションマッパ24から出力されたNs個のデータストリームに乗算する。そして、BBプリコーディング部25は、Ns個のデータストリームを、N個のRF部26のそれぞれにマッピングする。
コードブック280には、データストリーム数毎に、複数のBBプリコーディング行列が格納されている。それぞれのBBプリコーディング行列には、インデックスが対応付けられている。BBプリコーディング行列設定部28は、受信装置30からインデックスおよびデータストリーム数を受信した場合、コードブック280を参照して、データストリーム数に対応付けられている複数のBBプリコーディング行列を特定する。そして、BBプリコーディング行列設定部28は、特定した複数のBBプリコーディング行列の中で、受信装置30から受信したインデックスが対応付けられているBBプリコーディング行列をさらに特定する。そして、BBプリコーディング行列設定部28は、特定したBBプリコーディング行列をBBプリコーディング部25に設定する。
それぞれのRF部26は、BBプリコーディング部25によってマッピングされた信号に対して、ディジタル−アナログ変換、直交変調、およびアップコンバート等の処理を行う。そして、RF部26は、処理後の信号を、対応するサブアレイ211に接続されたウェイト設定部27へ出力する。なお、それぞれのRF部26は、RFプリコーディング行列およびBBプリコーディング行列が算出される際には、ウェイト制御部29からの指示に応じて、既知のデータ系列を有する参照信号を、送信アンテナ21を介して受信装置30へ送信する。参照信号は、例えばパイロット信号等であってもよい。
ウェイト制御部29は、サブアレイ211毎に、サブアレイ211に含まれるそれぞれの送信アンテナ21に設定されるウェイトを含む送信アンテナウェイトベクトル(以下、送信AWVと呼ぶ)を生成する。送信AWVが設定されることにより、サブアレイ211から所定のパターンの送信ビームが放射される。そして、ウェイト制御部29は、サブアレイ211毎に生成した送信AWVに含まれるそれぞれのウェイトを、それぞれのウェイト設定部27へ出力する。
ウェイト設定部27は、ウェイト制御部29から出力されたウェイトを、RF部26から出力された信号に乗算することにより、RF部26から出力された信号の位相を変更する。サブアレイ211に含まれるそれぞれのウェイト設定部27によってRF部26から出力された信号の位相が変更されることにより、所定の方向に指向性を有する送信ビームがサブアレイ211から放射される。
[受信装置30]
図3は、実施例1における受信装置30の一例を示すブロック図である。受信装置30は、複数の受信アンテナ31、複数のウェイト設定部32、複数のRF部33、MIMO検出部34、複数のコンスタレーションデマッパ35、空間デインタリーバ36、複数のFEC復号部37、およびウェイト制御部38を有する。また、受信装置30は、推定部40、ランク特定部41、ストリーム数決定部42、プリコーディング行列決定部43、コードブック430、送信部44、およびSINR(Signal−to−Interference plus Noise power Ratio)算出部45を有する。
図3は、実施例1における受信装置30の一例を示すブロック図である。受信装置30は、複数の受信アンテナ31、複数のウェイト設定部32、複数のRF部33、MIMO検出部34、複数のコンスタレーションデマッパ35、空間デインタリーバ36、複数のFEC復号部37、およびウェイト制御部38を有する。また、受信装置30は、推定部40、ランク特定部41、ストリーム数決定部42、プリコーディング行列決定部43、コードブック430、送信部44、およびSINR(Signal−to−Interference plus Noise power Ratio)算出部45を有する。
本実施例において、RF部33は、N個設けられる。また、複数の受信アンテナ31は、RF部33毎に、N個のサブアレイ311に分けられる。それぞれのサブアレイ311には、Nsbr個の受信アンテナ31が含まれる。Nsbrは2以上の整数である。また、本実施例において、ウェイト設定部32、RF部33、MIMO検出部34、コンスタレーションデマッパ35、空間デインタリーバ36、FEC復号部37、およびウェイト制御部38は、LSI等により実現される。また、本実施例において、推定部40、ランク特定部41、ストリーム数決定部42、プリコーディング行列決定部43、送信部44、およびSINR算出部45は、LSI等により実現される。なお、上記機能の少なくとも一部は、論理回路装置によって実現されてもよい。また、受信装置30は、処理装置と記憶装置とを備え、処理装置が記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより、上記機能のうち、少なくとも一部を実現してもよい。
ウェイト制御部38は、サブアレイ311毎に、サブアレイ311に含まれるそれぞれの受信アンテナ31に設定するウェイトを含む受信アンテナウェイトベクトル(以下、受信AWVと呼ぶ)を生成する。そして、ウェイト制御部38は、サブアレイ311毎に生成した受信AWVに含まれるそれぞれのウェイトを、それぞれのウェイト設定部32へ出力する。
ウェイト設定部32は、ウェイト制御部38から出力されたウェイトを、受信アンテナ31によって受信された信号に乗算することにより、受信アンテナ31によって受信された信号の位相を変更する。サブアレイ311に含まれるそれぞれのウェイト設定部32が受信アンテナ31を介して受信された信号の位相を変更することにより、サブアレイ311において、所定の方向に指向性を有する受信ビームが形成される。
それぞれのRF部33は、対応するサブアレイ311に含まれるウェイト設定部32によって位相が変更された信号に対して、ダウンコンバート、直交検波、およびアナログ−ディジタル変換等の処理を行う。そして、RF部33は、処理後の信号を、MIMO検出部34および推定部40へ出力する。
MIMO検出部34は、推定部40によって推定されたMIMOチャネルに基づいて、それぞれのRF部33から出力された信号に対してMIMO検出処理を実行することにより、Ns個のデータストリームを分離する。MIMO検出処理としては、ZF(Zero−Forcing)法、MMSE(Minimum Mean Square Error)法、MLD(Maximum Likelihood Detection)法等を用いることができる。そして、MIMO検出部34は、分離したNs個のデータストリームのそれぞれをコンスタレーションデマッパ35へ出力する。
それぞれのコンスタレーションデマッパ35は、MIMO検出部34から出力されたデータストリームを、送信装置20によって行われた変調方式に対応する復調方式に基づいて復調する。そして、コンスタレーションデマッパ35は、復調後の受信ビット系列を空間デインタリーバ36へ出力する。
空間デインタリーバ36は、それぞれのコンスタレーションデマッパ35から出力された受信ビット系列を、データストリーム毎に、送信装置20によって入れ替えられたビット位置を元に戻すことにより、空間デインタリーブを行う。そして、空間デインタリーバ36は、デインタリーブ後の受信ビット系列を、データストリーム毎にFEC復号部37へ出力する。
それぞれのFEC復号部37は、データストリーム毎に、SINR算出部45から出力されたSINRに基づいて、空間デインタリーバ36から出力された受信ビット系列に対してビタビアルゴリズムに基づく復号を行う。それぞれのFEC復号部37は、復号後のデータストリームを出力する。
推定部40は、それぞれのRF部33から出力された信号に含まれる参照信号に基づいて、送信装置20と受信装置30との間のベースバンドにおけるMIMOチャネルおよびSNR(Signal−to−Noise Ratio)を推定する。SNRは、受信信号品質の一例である。そして、推定部40は、推定したMIMOチャネルおよびSNRを、MIMO検出部34、ランク特定部41、ストリーム数決定部42、プリコーディング行列決定部43、およびSINR算出部45へ出力する。なお、推定部40は、ウェイト制御部38によってそれぞれのウェイト設定部32に設定されるウェイトを含むRFプリコーディング行列が算出された後に、ベースバンドにおけるMIMOチャネルおよびSNRの推定を行う。
SINR算出部45は、推定部40によって推定されたベースバンドのMIMOチャネルおよびSNRに基づいて、受信信号のSINRを算出する。そして、SINR算出部45は、算出したSINRを各FEC復号部37へ出力する。
ランク特定部41は、推定部40によって推定されたベースバンドのMIMOチャネルおよびSNRに基づいて、送信装置20と受信装置30との間の伝搬路のランクを特定する。そして、ランク特定部41は、算出したランクの情報をストリーム数決定部42へ出力する。ランク特定部41は、特定部の一例である。ランクの特定手順については後述する。
ストリーム数決定部42は、推定部40が推定したSNRと、ランク特定部41が特定したランクとに基づいて、MCSおよびデータストリーム数の組合せを決定する。そして、ストリーム数決定部42は、決定したMCSおよびデータストリーム数の組合せをプリコーディング行列決定部43へ出力する。ストリーム数決定部42は、第1の決定部の一例である。MCSおよびデータストリーム数の決定手順については後述する。
コードブック430には、データストリーム数毎に、複数のBBプリコーディング行列が格納されている。それぞれのBBプリコーディング行列には、インデックスが対応付けられている。コードブック430の内容は、送信装置20が有するコードブック280の内容と同一である。プリコーディング行列決定部43は、コードブック430を参照して、ストリーム数決定部42が決定したデータストリーム数に対応付けられた複数のBBプリコーディング行列を特定する。そして、プリコーディング行列決定部43は、推定部40が推定したSNRを用いて、特定した複数のBBプリコーディング行列の中で所定の選択基準を満たすBBプリコーディング行列を決定する。そして、プリコーディング行列決定部43は、決定したBBプリコーディング行列に対応付けられたインデックスを、ストリーム数決定部42が決定したMCSおよびデータストリーム数と共に送信部44へ出力する。プリコーディング行列決定部43は、第2の決定部の一例である。
送信部44は、プリコーディング行列決定部43から出力されたインデックス、MCS、およびデータストリーム数を、図示しない送信系を介して送信装置20へ送信する。送信部44は、インデックス、MCS、およびデータストリーム数の情報を、無線通信により送信装置20へ送信してもよく、有線通信により送信装置20へ送信してもよい。
ここで、受信装置30において受信されるベースバンド受信信号yは、下記(1)式のように表される。
上記(1)式において、Hは、送信装置20と受信装置30との間の伝搬路のチャネルであり、Pは、送信装置20のBBプリコーディング部25に設定されるBBプリコーディング行列である。また、sは、送信データ信号であり、nは、ノイズベクトルである。また、CHは、Cのエルミート転置である。
また、上記(1)式において、Wは、送信装置20の各ウェイト設定部27に設定されるウェイトで構成される送信ウェイト行列であり、下記(2)式および(3)式により表される。なお、以下では、送信ウェイト行列を、送信装置20におけるRFプリコーディング行列と呼ぶ場合がある。
また、上記(1)式において、Cは、受信装置30の各ウェイト設定部32に設定されるウェイトで構成される受信ウェイト行列であり、下記(4)式および(5)式により表される。なお、以下では、受信ウェイト行列を、受信装置30におけるRFプリコーディング行列と呼ぶ場合がある。
また、等価MIMOチャネル容量Cbは、例えば下記(7)式のように表される。
ここで、ρは受信信号のSNRであり、INは行数および列数が共にNである単位行列である。また、det(X)は、行列Xの行列式を示す。
[アンテナの配置]
図4は、アンテナの配置の一例を示す図である。例えば図4に示すように、複数の送信アンテナ21が基準の方向に対して角度θtをなす直線L1上に配置され、複数の受信アンテナ31が基準の方向に対して角度θrをなす直線L2上に配置される場合を考える。また、図4の例では、隣接するサブアレイ211間の距離がDtであり、それぞれのサブアレイ211において、隣接する送信アンテナ21間の距離がdtである。また、図4の例では、隣接するサブアレイ311間の距離がDrであり、それぞれのサブアレイ311において、隣接する受信アンテナ31間の距離がdrである。また、図4の例では、それぞれの送信アンテナ21と、それぞれの受信アンテナ31との間の基準の方向における距離がyであり、基準の方向と直交する方向における距離がRである。
図4は、アンテナの配置の一例を示す図である。例えば図4に示すように、複数の送信アンテナ21が基準の方向に対して角度θtをなす直線L1上に配置され、複数の受信アンテナ31が基準の方向に対して角度θrをなす直線L2上に配置される場合を考える。また、図4の例では、隣接するサブアレイ211間の距離がDtであり、それぞれのサブアレイ211において、隣接する送信アンテナ21間の距離がdtである。また、図4の例では、隣接するサブアレイ311間の距離がDrであり、それぞれのサブアレイ311において、隣接する受信アンテナ31間の距離がdrである。また、図4の例では、それぞれの送信アンテナ21と、それぞれの受信アンテナ31との間の基準の方向における距離がyであり、基準の方向と直交する方向における距離がRである。
距離yが0、角度θtおよび角度θrが共に0°である場合、例えば下記(8)式の関係となるように複数の送信アンテナ21および複数の受信アンテナ31を配置すれば、最大容量の通信が可能となる。
ここで、λはキャリア周波数の波長であり、Nはサブアレイ211またはサブアレイ311の数である。例えば、ミリ波通信において、Rが10m程度である場合、DtおよびDrは、例えば5cmから20cm程度に設定すればよい。本実施例において、dtおよびdrはλの例えば1/2倍の長さである。なお、dtおよびdrは、λの例えば1/4倍から2倍の範囲内の長さであってもよい。
また、複数の送信アンテナ21および複数の受信アンテナ31は、例えば図5に示すように等間隔に配置されてもよい。図5は、アンテナの配置の他の例を示す図である。ただし、この場合、隣接する送信アンテナ21間の距離dT、および、隣接する受信アンテナ31間の距離dRは、λの1/2倍よりも長い方が好ましい。距離dTおよびdRは、例えば下記の(9)式に示される距離に設定されてもよい。
[無線通信システム10の動作]
図6は、無線通信システム10の動作の一例を示すシーケンス図である。送信装置20および受信装置30は、例えばデータ信号の送受信が行われる前に、図6に示すシーケンスを実行する。まず、送信装置20および受信装置30は、RFプリコーディング行列を算出する(S100)。
図6は、無線通信システム10の動作の一例を示すシーケンス図である。送信装置20および受信装置30は、例えばデータ信号の送受信が行われる前に、図6に示すシーケンスを実行する。まず、送信装置20および受信装置30は、RFプリコーディング行列を算出する(S100)。
ここで、送信装置20のi番目のサブアレイ211と、受信装置30のi番目のサブアレイ311との間のMIMOチャネルHi,iが既知である場合、MIMOチャネルHi,iについてSVDを行うと、MIMOチャネルHi,iは、下記(10)式のように表される。SVDは、Singular Value Decompositionの略である。
MIMOチャネルHi,iにSVDを適用することにより、送信装置20のi番目のサブアレイ211の送信AWVであるwiは、右特異行列Vi,iの一列目で表される。また、受信装置30のi番目のサブアレイ311の受信AWVであるciは、左特異行列Ui,iの一列目で表される。
しかし、MIMOチャネルHi,iの取得が困難である場合、送信装置20のサブアレイ211に設定される複数の送信AWVと、受信装置30のサブアレイ311に設定される複数の受信AWVとの組合せの中から、所定の基準を満たす組合せを特定する。複数の送信AWVおよび複数の受信AWVは、予めコードブックとして作成され、コードブックの中から選択されてもよい。
所定の基準を満たす組合せとは、例えば下記の(11)式に示すように、受信信号のSNRが最大となる組合せであってもよい。
上記(11)式において、左辺は、送信AWVであるwiの推定値、および、受信AWVであるciの推定値である。
また、所定の基準を満たす組合せとは、例えば下記の(12)式に示すように、等価MIMOチャネルの容量が最大となる組合せであってもよい。
なお、送信装置20の各サブアレイ211に設定される送信AWVを同一にし、受信装置30の各サブアレイ311に設定される受信AWVを同一にすることで、等価MIMOチャネルの容量が最大となる組合せを高速に特定することができる。また、SNRが最大となる送信AWVおよび受信AWVの組合せを特定する処理と、等価MIMOチャネルの容量が最大となる送信AWVおよび受信AWVの組合せを特定する処理とは、組み合わせて用いられてもよい。
[RFプリコーディング行列の算出処理]
本実施例では、MIMOチャネルHi,iの取得が困難であることを前提として、以下の手順でRFプリコーディング行列を算出する。図7は、RFプリコーディング行列の算出処理の一例を示すシーケンス図である。
本実施例では、MIMOチャネルHi,iの取得が困難であることを前提として、以下の手順でRFプリコーディング行列を算出する。図7は、RFプリコーディング行列の算出処理の一例を示すシーケンス図である。
まず、送信装置20のウェイト制御部29は、複数のサブアレイ211の中から任意に1個のサブアレイ211を選択する(S200)。そして、ウェイト制御部29は、選択したサブアレイ211について、異なる送信パターンを形成するための送信AWVを、Kt個生成する。本実施例において、ウェイト制御部29は、例えば下記の(13)式に示すように、DFT(Discrete Fourier Transform)を用いて、k番目の送信ビームパターンを形成する際のm番目の送信アンテナ21のウェイトw(m,k)を生成する。
上記(13)式において、Mはサブアレイ211に含まれる送信アンテナ21の数であり、送信ビームパターンの場合にはNsbtである。また、Kはビームパターンの総数であり、送信ビームパターンの場合にはKtである。
そして、ウェイト制御部29は、選択したサブアレイ211に対応するRF部26に、既知の参照信号を出力させる。そして、ウェイト制御部29は、選択したサブアレイ211に接続された複数のウェイト設定部27に、生成した送信AWVを順次設定する。これにより、例えば図8に示すように、順次切り替えられたKt個の送信パターンTB−1〜TB−Ktのそれぞれにおいて、選択されたサブアレイ211から参照信号が送信される(S201)。
受信装置30のウェイト制御部38は、複数の受信アンテナ31の中から任意に1個の受信アンテナ31を選択する(S202)。そして、選択された受信アンテナ31に接続するRF部33は、該受信アンテナ31を介して送信装置20から送信された信号に対して直交検波等の処理を行い、処理後の受信信号をウェイト制御部38へ出力する。ウェイト制御部38は、RF部33から出力された信号から参照信号を抽出する(S203)。これにより、ウェイト制御部38は、例えば図8に示すように、選択された1個の受信アンテナ31により無指向性の受信パターンRB0で、送信装置20からKt個の送信パターンのそれぞれを用いて送信された参照信号を受信する。
次に、受信装置30のウェイト制御部38は、例えば前述の(11)式に基づいて、Kt個の送信パターンの中で、受信された参照信号のSNRが最大となる送信パターンを特定する。そして、ウェイト制御部38は、特定した送信パターンの情報を送信装置20に通知する(S204)。
次に、送信装置20のウェイト制御部29は、受信装置30から通知された送信パターンを形成するための送信AWVを、ステップS200で選択したサブアレイ211に接続された複数のウェイト設定部27に設定する。これにより、例えば図9に示すように、受信装置30から通知された送信パターンTB0において、選択されたサブアレイ211から参照信号が送信される(S205)。
次に、受信装置30のウェイト制御部38は、ステップS202で選択した受信アンテナ31を含むサブアレイ311を1個選択する(S206)。そして、ウェイト制御部38は、選択したサブアレイ311について、異なる受信パターンを形成するための受信AWVを、Kr個生成する。ウェイト制御部38は、例えば前述の(13)式に基づいてKr個の受信ビームパターンの受信AWVを生成する。
そして、ウェイト制御部38は、選択したサブアレイ311に接続された複数のウェイト設定部32に、生成した受信AWVを順次設定する。これにより、例えば図9に示すように、順次切り替えられたKr個の受信パターンRB−1〜RB−Krのそれぞれにおいて、選択されたサブアレイ311によって参照信号が受信される(S207)。
次に、受信装置30のウェイト制御部38は、例えば前述の(11)式に基づいて、Kr個の受信パターンの中で、受信された参照信号のSNRが最大の受信パターンを特定する(S208)。
次に、送信装置20のウェイト制御部29は、受信装置30から通知された送信パターンTB0の方向を中心として、方向が異なるNm個の送信パターンTB0〜TB2の送信AWVを生成する。本実施例において、ウェイト制御部29は、例えば下記の(14)式に示すように、k番目の送信ビームパターンを形成する際のm番目の送信アンテナ21のウェイトWN(m,k)を生成する。
上記(14)式において、a(m)は、受信装置30から通知された送信パターンTB0においてm番目の送信アンテナ21に設定されるウェイトである。上記(14)式において、KにはNmの値が用いられる。本実施例において、Nmは3である。なお、Nmは5や7等であってもよい。
そして、ウェイト制御部29は、生成したNm個の送信AWVを、ステップS200で選択したサブアレイ211に接続された複数のウェイト設定部27に順次設定する。これにより、例えば図10に示すように、順次切り替えられたNm個の送信パターンTB0〜TB2のそれぞれにおいて、サブアレイ211から参照信号が送信される(S209)。
次に、受信装置30のウェイト制御部38は、ステップS208で特定された受信パターンRB0の方向を中心として、方向が異なるNm個の受信パターンRB0〜RB2の受信AWVを生成する。そして、ウェイト制御部38は、生成したNm個の受信AWVを、ステップS206で選択されたサブアレイ311に接続された複数のウェイト設定部32に順次設定する。これにより、例えば図10に示すように、順次切り替えられたNm個の受信パターンRB0〜RB2のそれぞれにおいて、送信装置20から送信された参照信号がサブアレイ311によって受信される(S210)。
次に、受信装置30のウェイト制御部38は、Nm個の送信パターンのそれぞれと、Nm個の受信パターンのそれぞれとの組み合わせの中で、所定の評価基準を満たす組合せを1つ特定する(S211)。本実施例において、ウェイト制御部38は、例えば前述の(12)式に基づいて、Nm個の送信パターンのそれぞれと、Nm個の受信パターンのそれぞれとの組み合わせの中で、等価MIMOチャネルの容量が最大となる組合せを1つ特定する。なお、ウェイト制御部38は、MMSE、最大最小SINR、最小条件数など、他の評価基準に基づいて、送信パターンと受信パターンとの組合せを1つ特定してもよい。
次に、受信装置30のウェイト制御部38は、特定した送信パターンの情報を送信装置20に通知する(S212)。送信装置20のウェイト制御部29は、受信装置30から通知された送信パターンを形成するための送信AWVを列ベクトルとして含むRFプリコーディング行列を作成する。そして、ウェイト制御部29は、作成したRFプリコーディング行列に基づいて、各サブアレイ211のウェイトをウェイト設定部27に設定する(S213)。また、受信装置30のウェイト制御部38は、ステップS212において特定した受信パターンを形成するための受信AWVを列ベクトルとして含むRFプリコーディング行列を作成する。そして、ウェイト制御部38は、作成したRFプリコーディング行列に基づいて、各サブアレイ311のウェイトをウェイト設定部32に設定する(S214)。これにより、送信装置20と受信装置30とは、ミリ波無線通信のように伝搬損失の大きな無線通信方式において、より高いスループットを実現することができる。
図6に戻って説明を続ける。ステップS100において、送信装置20および受信装置30のRFプリコーディング行列が算出された後、送信装置20の各RF部26は、RFプリコーディング行列に対応するウェイトが設定されたサブアレイ211を介して、参照信号を送信する(S101)。
受信装置30の各RF部33は、RFプリコーディング行列に対応するウェイトが設定されたサブアレイ311を介して受信した信号に対して直交検波等の処理を行う。そして、各RF部33は、処理後の受信信号をMIMO検出部34および推定部40へ出力する。推定部40は、各RF部33から出力された受信信号に含まれる参照信号に基づいて、ベースバンドの等価MIMOチャネルおよびSNRを推定する(S102)。そして、推定部40は、推定したMIMOチャネルおよびSNRを、MIMO検出部34、ランク特定部41、ストリーム数決定部42、プリコーディング行列決定部43、およびSINR算出部45へ出力する。
次に、ランク特定部41は、推定部40によって推定されたベースバンドのMIMOチャネルおよびSNRに基づいて、送信装置20と受信装置30との間の伝搬路のランクを特定する(S103)。そして、ランク特定部41は、算出したランクの情報をストリーム数決定部42へ出力する。
[ランクの特定方法]
ここで、推定部40によって推定されたベースバンドの等価MIMOチャネルHbは、SVDを実行することにより、下記の(15)式のように表される。
上記(15)式において、Dbは、特異値を対角値とする対角行列であり、特異値は、下記の(16)式に示す関係を有する。
ここで、推定部40によって推定されたベースバンドの等価MIMOチャネルHbは、SVDを実行することにより、下記の(15)式のように表される。
また、特異値の2乗である固有値は、λ1(Hb)≧λ2(Hb)≧・・・≧λN(Hb)の関係を有する。ランク特定部41は、例えば、固有値λiの中で、所定の閾値td1より大きい固有値λiの数をランクの値として特定する。なお、ランク特定部41は、例えば、固有値λiの中で最大値となる固有値λ1で固有値λiを正規化し、正規化された固有値λiの中で、所定の閾値td1より大きい固有値λiの数をランクの値として特定してもよい。以下では、ランクの値がnである場合、ランクnと記載する場合がある。
図11は、固有値のシミュレーション結果の一例を示す図である。図11において、横軸は、送信装置20と受信装置30との間の距離を示し、縦軸は、正規化された固有値を示す。閾値td1として例えば50を想定する。図11を参照すると、送信装置20と受信装置30との間の距離が2.5mである場合、閾値td1より大きい固有値λiの数が1であるため、ランクの値は1となる。また、送信装置20と受信装置30との間の距離が5mである場合、閾値td1より大きい固有値λiの数が2であるため、ランクの値は2となる。また、送信装置20と受信装置30との間の距離が7.5mである場合、閾値td1より大きい固有値λiの数が3であるため、ランクの値は3となる。また、送信装置20と受信装置30との間の距離が8.5mである場合、閾値td1より大きい固有値λiの数が4であるため、ランクの値は4となる。
なお、ランク特定部41は、固有値λiの中で最も値が大きい固有値λ1と、他の固有値λ2〜λNとの比に基づいてランクを特定してもよい。具体的には、ランク特定部41は、例えば下記の(17)式に示すように、固有値λ1を各固有値λiで割った値であるSRiを算出し、SRiの値に基づいてランクの値を特定してもよい。
上記(17)式に示したSRiに基づいてランクを特定する場合、ランク特定部41は、例えば、i=2からNまで順にSRiが所定の閾値td2より大きいか否かを判定し、閾値td2より大きいSRiを検出した場合にi−1をランクの値として特定する。SRNが閾値td2以下であった場合、ランク特定部41は、Nをランクの値として特定する。
[データストリーム数の決定方法]
図6に戻って説明を続ける。ストリーム数決定部42は、推定部40が推定したSNRと、ランク特定部41が特定したランクとに基づいて、データストリーム数を決定する(S104)。そして、ストリーム数決定部42は、決定したデータストリーム数をプリコーディング行列決定部43へ出力する。
図6に戻って説明を続ける。ストリーム数決定部42は、推定部40が推定したSNRと、ランク特定部41が特定したランクとに基づいて、データストリーム数を決定する(S104)。そして、ストリーム数決定部42は、決定したデータストリーム数をプリコーディング行列決定部43へ出力する。
ここで、ランク毎のデータストリーム数とSNRとの関係について説明する。図12は、ランク1におけるスループットの一例を示す図である。図13は、ランク2におけるスループットの一例を示す図である。図14は、ランク3におけるスループットの一例を示す図である。図15は、ランク4におけるスループットの一例を示す図である。図12から図15において、縦軸はスループットを示し、横軸は受信信号のSNRを示す。また、1つのデータストリームは、1Gbpsで正規化されている。
なお、図12から図15は、以下の条件で行われたシミュレーションの結果を示している。即ち、送信装置20のRF部26の数が4、送信装置20から送信される信号の周波数が60GHzである。また、送信装置20と受信装置30との間の距離Rを10メートルに設定し、前述の(8)式を用いてDrDtを決定する。そして、Rを0〜10mの範囲で変化させてランクを決定する。送信装置20のRF部26の数が4であるため、1から4までのデータストリーム数で通信が可能である。
例えば図12に示すように、ランク1において、データストリーム数が1である場合、図12に示したSNRの値の範囲では、1Gbpsのスループットが達成される。しかし、SNRの値が−6dB以上の範囲では、データストリーム数が2であると、2Gbpsのスループットが達成される。また、SNRの値が0dB以上の範囲では、データストリーム数が3であると、3Gbpsのスループットが達成される。また、SNRの値が8dB以上の範囲では、データストリーム数が4であると、4Gbpsのスループットが達成される。
このように、ランク1では、SNRが高い場合には、データストリーム数をランクの値よりも多くした方が、スループットを高めることができる。図13から図15を参照すると、ランクの値が2以上の場合においても、SNRが高い場合には、データストリーム数をランクの値より多くした方が、スループットを高めることができることが分かる。
また、例えば図12に示すように、ランク1において、データストリーム数が2である場合、SNRの値が−10dB以下の範囲では、スループットがほぼ0になっている。また、データストリーム数が3である場合、SNRの値が−4dB以下の範囲では、スループットがほぼ0になっている。また、データストリーム数が4である場合、SNRの値が4dB以下の範囲では、スループットがほぼ0になっている。
このように、ランク1では、SNRが低い場合には、データストリーム数をランクの値よりも多くすると、スループットを高めることが困難になる。図13から図15を参照すると、ランクの値が2以上の場合においても、SNRが低い場合には、データストリーム数をランクの値より多くすると、スループットを高めることが困難になることが分かる。
そこで、本実施例では、各ランクにおいて、よりスループットが高くなるデータストリーム数がSNRの範囲毎に予め測定され、SNRの範囲を示す閾値を有する閾値テーブルが作成される。ストリーム数決定部42は、作成された閾値テーブルを保持する。また、ストリーム数決定部42は、MCS毎に、1データストリームあたりのスループットを対応付けたスループットテーブルを保持する。ストリーム数決定部42は、閾値テーブルを参照して、推定部40が推定したSNRと、ランク特定部41が特定したランクとに基づいて、MCS毎にデータストリーム数を特定する。そして、ストリーム数決定部42は、スループットテーブルを参照して、MCS毎に特定したデータストリーム数の中で、スループットが最大となるMCSおよびデータストリーム数の組合せを決定する。
図16は、スループットテーブル50の一例を示す図である。スループットテーブル50は、例えば図16に示すように、それぞれのMCSを識別するインデックス500に対応付けて、MCS501と、1データストリームあたりのスループット502とを保持する。スループットテーブル50は、第2のテーブルの一例である。
図17は、閾値テーブル51の一例を示す図である。閾値テーブル51は、それぞれのMCSを識別するインデックス510毎に、個別テーブル511を有する。それぞれの個別テーブル511には、ランク512毎に、閾値513が格納されている。閾値テーブル51は、第1のテーブルの一例である。
図18および図19は、閾値テーブル51の使用方法を説明する図である。例えば図18に示すように、それぞれの個別テーブル511において、ランク1に対応付けられている閾値を、それぞれt11、t12、およびt13と定義し、ランク2に対応付けられている閾値を、それぞれt21、t22、およびt23と定義する。また、ランク3に対応付けられている閾値を、それぞれt31、t32、およびt33と定義し、ランク4に対応付けられている閾値を、それぞれt41、t42、およびt43と定義する。
例えば図19に示すように、ランク1において、SNRの値を示すρが閾値t11未満の値である場合、データストリーム数として1が選択され、ρが閾値t11以上かつ閾値t12未満の範囲内の値である場合、データストリーム数として2が選択される。また、ランク1において、ρが閾値t12以上かつ閾値t13未満の範囲内の値である場合、データストリーム数として3が選択され、ρが閾値t13以上の値である場合、データストリーム数として4が選択される。他のランクに対応付けられている各閾値についても同様である。なお、図17から図19に例示した閾値テーブル51では、データストリーム数の最大値が4であるが、データストリーム数の最大値は3以下であってもよく、5以上であってもよい。閾値テーブル51の個別テーブル511において、各ランクには、データストリーム数の最大値−1個の閾値が格納される。
なお、図17に例示した個別テーブル511では、ランク3に対応付けられている閾値t31と閾値t32とが共に「−10dB」となっている。この場合、ランク3において、ρが閾値t31以上かつ閾値t32未満となる場合は存在しないため、データストリーム数として2は選択されない。図17に例示した個別テーブル511において、ランク4の閾値t41および閾値t42についても同様である。
[閾値の決定方法]
次に、各ランクにおける閾値の決定方法について説明する。図20は、閾値の決定方法の一例を示す図である。図20では、一例として、図13に例示したランク2におけるスループットのシミュレーション結果を用いている。例えば図20を参照すると、SNRが低い方から見た場合、スループットがより高くなるデータストリーム数が1から2に変わるのは、SNRが−11.5dBより高くなった場合であることが分かる。ただし、測定値の変動等を考慮すると、−11.5dBに対して所定のマージンm1を設けることが好ましい。そのため、本実施例において、データストリーム数を1から2に変更するための閾値t21は、例えば−10dBと決定される。
次に、各ランクにおける閾値の決定方法について説明する。図20は、閾値の決定方法の一例を示す図である。図20では、一例として、図13に例示したランク2におけるスループットのシミュレーション結果を用いている。例えば図20を参照すると、SNRが低い方から見た場合、スループットがより高くなるデータストリーム数が1から2に変わるのは、SNRが−11.5dBより高くなった場合であることが分かる。ただし、測定値の変動等を考慮すると、−11.5dBに対して所定のマージンm1を設けることが好ましい。そのため、本実施例において、データストリーム数を1から2に変更するための閾値t21は、例えば−10dBと決定される。
また、図20を参照すると、スループットがより高くなるデータストリーム数が2から3に変わるのは、SNRが−8.5dBより高くなった場合であることが分かる。ただし、測定値の変動等を考慮すると、−8.5dBに対して所定のマージンm2を設けることが好ましい。そのため、本実施例において、データストリーム数を2から3に変更するための閾値t22は、例えば−6dBと決定される。
また、図20を参照すると、スループットがより高くなるデータストリーム数が3から4に変わるのは、SNRが−4dBより高くなった場合であることが分かる。ただし、測定値の変動等を考慮すると、−4dBに対して所定のマージンm3を設けることが好ましい。ここで、ランク数がデータストリーム数より小さく、かつ、ランク数とデータストリーム数との差が2以上である場合に設定されるマージンの値は、ランク数との差が2未満のデータストリーム数について設定されるマージンよりも大きい値であることが好ましい。図20の例では、マージンm3は、マージンm1およびm2のいずれよりも大きい値が用いられる。そのため、スループットがより高いデータストリーム数が3から4に変わる閾値t23は、例えば2dBと決定される。
ランク1における各閾値t11〜t13、ランク3における各閾値t31〜t33、ランク4における各閾値t41〜t43についても、ランク2における各閾値t21〜t23と同様の手順で決定される。
ストリーム数決定部42は、MCS毎にデータストリーム数を特定した後に、スループットテーブル50を参照して、MCS毎に決定したデータストリーム数の中で、スループットが最大となるMCSおよびデータストリーム数の組合せを決定する。そして、ストリーム数決定部42は、決定したMCSおよびデータストリーム数の組合せをプリコーディング行列決定部43へ出力する。
[MCSおよびデータストリーム数の組合せの決定手順]
ここで、MCSおよびデータストリーム数の組合せの決定手順について、具体例を用いて説明する。例えば、図16に例示したように、MCSが「16QAM−1/2」の場合の1データストリームあたりのスループットを「2.772Gbps」、MCSが「16QAM−3/4」の場合の1データストリームあたりのスループットを「4.158Gbps」と仮定する。また、閾値テーブル51において、MCSが「16QAM−1/2」の場合の個別テーブル511として図17に例示した個別テーブル511を仮定し、MCSが「16QAM−3/4」の場合の個別テーブル511として図21に例示した個別テーブル511を仮定する。
ここで、MCSおよびデータストリーム数の組合せの決定手順について、具体例を用いて説明する。例えば、図16に例示したように、MCSが「16QAM−1/2」の場合の1データストリームあたりのスループットを「2.772Gbps」、MCSが「16QAM−3/4」の場合の1データストリームあたりのスループットを「4.158Gbps」と仮定する。また、閾値テーブル51において、MCSが「16QAM−1/2」の場合の個別テーブル511として図17に例示した個別テーブル511を仮定し、MCSが「16QAM−3/4」の場合の個別テーブル511として図21に例示した個別テーブル511を仮定する。
例えば、推定部40が推定したSNRが「0dB」、ランク特定部41が特定したランクが「1」である場合、ストリーム数決定部42は、「16QAM−1/2」のMCSについて図17の個別テーブル511を参照し、データストリーム数として「2」を特定する。また、ストリーム数決定部42は、「16QAM−3/4」のMCSについて図21の個別テーブル511を参照し、データストリーム数として「1」を特定する。
そして、ストリーム数決定部42は、図16に例示したスループットテーブル50を参照し、「16QAM−1/2」のMCSにおいて、2個のデータストリームで達成されるスループットを2.772Gbps×2=5.544Gbpsと算出する。また、ストリーム数決定部42は、図16に例示したスループットテーブル50を参照し、「16QAM−3/4」のMCSにおいて、1個のデータストリームで達成されるスループットを4.158Gbpsと算出する。MCSが「16QAM−1/2」であり、かつ、データストリーム数が「2」である場合のスループットの方が、MCSが「16QAM−3/4」であり、かつ、データストリーム数が「1」である場合のスループットより大きい。従って、例えば、SNRが「0dB」、ランクが「1」である場合、ストリーム数決定部42は、MCSおよびデータストリーム数の組合せとして、「16QAM−1/2」および「2」を決定する。
例えば、推定部40が推定したSNRが「−4dB」、ランク特定部41が特定したランクが「3」である場合、ストリーム数決定部42は、「16QAM−1/2」のMCSについて図17の個別テーブル511を参照し、データストリーム数として「4」を特定する。また、ストリーム数決定部42は、「16QAM−3/4」のMCSについて図21の個別テーブル511を参照し、データストリーム数として「3」を特定する。
そして、ストリーム数決定部42は、図16に例示したスループットテーブル50を参照し、「16QAM−1/2」のMCSにおいて、4個のデータストリームで達成されるスループットを2.772Gbps×4=11.088Gbpsと算出する。また、ストリーム数決定部42は、図16に例示したスループットテーブル50を参照し、「16QAM−3/4」のMCSにおいて、3個のデータストリームで達成されるスループットを4.158Gbps×3=12.474Gbpsと算出する。MCSが「16QAM−1/2」であり、かつ、データストリーム数が「4」である場合のスループットは、MCSが「16QAM−3/4」であり、かつ、データストリーム数が「3」である場合のスループットより小さい。従って、例えば、SNRが「−4dB」、ランクが「3」である場合、ストリーム数決定部42は、MCSおよびデータストリーム数の組合せとして、「16QAM−3/4」および「3」を決定する。
[本実施例において達成されるスループット]
図22および図23は、平均スループットのシミュレーション結果の一例を示す図である。図22には、データストリーム数が1から4のいずれかに固定された場合のスループットと、本実施例において達成されるスループットとが例示されている。図23には、比較例において達成されるスループットと、ランクの値およびデータストリーム数が同一の場合のスループットと、本実施例において達成されるスループットとが例示されている。比較例では、SNRの値が所定の閾値以上である場合に、ランクの値+1がデータストリーム数として採用され、SNRの値が所定の閾値未満である場合に、ランクの値がデータストリーム数として採用される。
図22および図23は、平均スループットのシミュレーション結果の一例を示す図である。図22には、データストリーム数が1から4のいずれかに固定された場合のスループットと、本実施例において達成されるスループットとが例示されている。図23には、比較例において達成されるスループットと、ランクの値およびデータストリーム数が同一の場合のスループットと、本実施例において達成されるスループットとが例示されている。比較例では、SNRの値が所定の閾値以上である場合に、ランクの値+1がデータストリーム数として採用され、SNRの値が所定の閾値未満である場合に、ランクの値がデータストリーム数として採用される。
図22および図23は、以下の条件で行われたシミュレーションの結果を示している。即ち、Kファクタが10dB、送信装置20のRF部26の数が4、サブアレイ211内の送信アンテナ21の数が8、MCSが16QAM−1/2である。また、図4に例示したアンテナ配置において、R=1〜10m、y=−5m〜+5m、θr=−90°〜+90°の範囲で各値をランダムに変化させた。
図22を参照すると、本実施例におけるスループットは、どのSNRにおいても、データストリーム数を固定にした場合よりスループットが高くなっていることが分かる。また、図23を参照すると、本実施例におけるスループットは、どのSNRにおいても、ランクとデータストリーム数とを同一の値にした場合よりスループットが高くなっていることが分かる。また、図23を参照すると、本実施例におけるスループットは、比較例におけるスループットと同等かそれ以上であることが分かる。従って、本実施例の無線通信システム10によれば、スループットを向上させることが可能である。
[BBプリコーディング行列の決定手順]
図6に戻って説明を続ける。プリコーディング行列決定部43は、データストリーム数毎に、複数のBBプリコーディング行列が格納されたコードブック430を参照して、ストリーム数決定部42が決定したデータストリーム数に対応付けられた複数のBBプリコーディング行列を特定する。それぞれのBBプリコーディング行列には、インデックスが対応付けられている。
図6に戻って説明を続ける。プリコーディング行列決定部43は、データストリーム数毎に、複数のBBプリコーディング行列が格納されたコードブック430を参照して、ストリーム数決定部42が決定したデータストリーム数に対応付けられた複数のBBプリコーディング行列を特定する。それぞれのBBプリコーディング行列には、インデックスが対応付けられている。
コードブック430としては、例えばLTE−A(Long Term Evolution−Advanced)やWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)で使用されているコードブックが用いられてもよい。また、データストリーム数の最大値が、送信装置20のRF部26の数よりも少ない場合には、N×NのDFT行列における列の組合せをコードワードとするDFTコードブックを用いることも可能である。DFTコードブックでは、コードワードの数は、N!/(Ns!(N−Ns)!)となる。
そして、プリコーディング行列決定部43は、推定部40が推定したSNRを用いて、特定した複数のBBプリコーディング行列の中で所定の選択基準を満たすBBプリコーディング行列を決定する(S105)。本実施例において、プリコーディング行列決定部43は、例えば、最大最小SINR基準に基づいてBBプリコーディング行列を決定する。なお、他の例として、プリコーディング行列決定部43は、最大容量、MMSE、最小条件数等の基準に基づいてBBプリコーディング行列を決定してもよい。
プリコーディング行列決定部43は、例えば下記の(18)式および(19)式を用いた最大最小SINR基準に基づいてBBプリコーディング行列を決定する。
上記(18)式および(19)式において、Pcはコードブック430、Nsはデータストリーム数、Ppはコードブック430内のコードワードである。
そして、プリコーディング行列決定部43は、決定したBBプリコーディング行列に対応するインデックスを、ストリーム数決定部42が決定したMCSおよびデータストリーム数と共に送信部44へ出力する。
なお、プリコーディング行列決定部43は、例えば前述の(15)式に示した右特異行列Vbにおいて、ストリーム数決定部42が決定したデータストリーム数に対応する列を用いてBBプリコーディング行列を生成して送信装置20へフィードバックしてもよい。ただし、BBプリコーディング行列のデータ量は多いため、プリコーディング行列決定部43によって決定されたBBプリコーディング行列は、量子化等によりデータ量を圧縮してから送信装置20へ送信されることが好ましい。圧縮方法としては、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11nやIEEE802.11acに規定されている圧縮方法が用いられてもよい。
次に、送信部44は、プリコーディング行列決定部43から出力されたインデックス、MCS、およびデータストリーム数を、図示しない送信系を介して送信装置20へフィードバックする(S106)。
送信装置20のBBプリコーディング行列設定部28は、コードブック280を参照して、受信装置30からフィードバックされたデータストリーム数に対応付けられた複数のBBプリコーディング行列を特定する。そして、BBプリコーディング行列設定部28は、特定した複数のBBプリコーディング行列の中で、受信装置30から受信したインデックスが対応付けられているBBプリコーディング行列をさらに特定する。そして、BBプリコーディング行列設定部28は、特定したBBプリコーディング行列をBBプリコーディング部25に設定する(S107)。
次に、送信装置20は、受信装置30からフィードバックされたMCSおよびデータストリーム数に基づいてデータを送信する(S108)。受信装置30は、送信装置20から送信されたデータを受信する(S109)。
[実施例1の効果]
上述したように、本実施例の受信装置30は、推定部40と、ランク特定部41と、ストリーム数決定部42と、プリコーディング行列決定部43と、送信部44とを有する。推定部40は、送信装置20から送信された既知の信号を受信し、送信装置20と自受信装置30との間のベースバンドにおけるチャネルおよびSNRを推定する。ランク特定部41は、推定されたチャネルに基づいて伝搬路のランクを特定する。ストリーム数決定部42は、推定されたSNRと、特定されたランクとに基づいて、データストリーム数を決定する。プリコーディング行列決定部43は、推定されたSNRと、決定されたデータストリーム数とに基づいて、BBプリコーディング行列を決定する。送信部44は、決定されたデータストリーム数と、決定されたBBプリコーディング行列に関する情報とを、送信装置20へ送信する。このように、受信装置30は、SNRとランクに基づいてデータストリーム数を適応的に求めることにより、送信装置20から受信されるデータのスループットを向上させることができる。
上述したように、本実施例の受信装置30は、推定部40と、ランク特定部41と、ストリーム数決定部42と、プリコーディング行列決定部43と、送信部44とを有する。推定部40は、送信装置20から送信された既知の信号を受信し、送信装置20と自受信装置30との間のベースバンドにおけるチャネルおよびSNRを推定する。ランク特定部41は、推定されたチャネルに基づいて伝搬路のランクを特定する。ストリーム数決定部42は、推定されたSNRと、特定されたランクとに基づいて、データストリーム数を決定する。プリコーディング行列決定部43は、推定されたSNRと、決定されたデータストリーム数とに基づいて、BBプリコーディング行列を決定する。送信部44は、決定されたデータストリーム数と、決定されたBBプリコーディング行列に関する情報とを、送信装置20へ送信する。このように、受信装置30は、SNRとランクに基づいてデータストリーム数を適応的に求めることにより、送信装置20から受信されるデータのスループットを向上させることができる。
また、本実施例の受信装置30は、複数の受信アンテナ31と、ウェイト制御部38とを有する。ウェイト制御部38は、送信装置20が有する複数の送信アンテナ21のそれぞれのウェイトの制御に応じて、それぞれの受信アンテナ31のウェイトを制御することにより、それぞれの受信アンテナ31のウェイトを示すRFプリコーディング行列を算出する。また、推定部40によって行われる、ベースバンドにおけるチャネルおよびSNRを推定する処理は、ウェイト制御部38によってRFプリコーディング行列が算出された後に行われる。これにより、ミリ波無線通信のように、伝搬損失の大きな無線通信方式において、より高いスループットを実現することができる。
また、本実施例の受信装置30は、ランク毎に、各データストリーム数におけるSNRの範囲を示す閾値が対応付けられた閾値テーブル51を有する。ストリーム数決定部42は、閾値テーブル51を参照し、ランク特定部41が特定したランクに対応付けられているSNRの範囲の中で、推定部40が推定したSNRが含まれる範囲を特定し、特定した範囲に対応するデータストリーム数を決定する。これにより、受信装置30は、推定部40が推定したSNRに応じて、より高いスループットが実現されるデータストリーム数を決定することができる。
また、本実施例の受信装置30は、MCS毎に、1データストリームあたりのスループットが対応付けられたスループットテーブル50を有する。また、閾値テーブル51は、MCS毎に設けられる。また、ストリーム数決定部42は、閾値テーブル51を参照して、MCS毎のデータストリーム数を特定し、スループットテーブル50を参照して、スループットが最大となるMCSにおけるデータストリーム数を決定する。これにより、受信装置30は、推定部40が推定したSNRに応じて、より高いスループットが実現されるMCSおよびデータストリーム数の組合せを決定することができる。
また、本実施例の受信装置30は、BBプリコーディング行列毎に、インデックスが対応付けられたコードブック430を有する。プリコーディング行列決定部43は、推定部40が推定したSNRと、ストリーム数決定部42が決定したデータストリーム数とに基づいて、コードブック430内のBBプリコーディング行列の中で、所定の選択基準を満たすBBプリコーディング行列を決定する。そして、プリコーディング行列決定部43は、決定したBBプリコーディング行列に対応付けられたインデックスを送信部44へ出力する。送信部44は、プリコーディング行列決定部43から出力されたインデックスを、BBプリコーディング行列に関する情報として送信装置20へ送信する。これにより、受信装置30は、BBプリコーディング行列に関する情報を送信装置20へ送信する際のデータ量を削減することができる。
また、本実施例において、ランク特定部41は、推定部40が推定したチャネルの固有値を算出し、所定の閾値以上の固有値の数をランクとして特定する。これにより、受信装置30は、チャネルのランクを特定することができる。
また、本実施例において、ランク特定部41は、推定部40が推定したチャネルの固有値を算出し、算出された固有値の中で最も値が大きい固有値と、算出されたそれぞれの固有値との比に基づいてランクを特定してもよい。これにより、受信装置30は、チャネルのランクを特定することができる。
本実施例における無線通信システム10は、MIMO−OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)システムであり、送信装置20においてサブキャリア毎にBBプリコーディングを行う点が、実施例1における無線通信システム10とは異なる。図24は、実施例2における送信装置20の一例を示すブロック図である。送信装置20は、複数の送信アンテナ21、複数のFEC符号化部22、空間インタリーバ23、およびBBプリコーディング部25を有する。また、送信装置20は、複数のRF部26、複数のウェイト設定部27、BBプリコーディング行列設定部28、コードブック280、およびウェイト制御部29を有する。また、送信装置20は、複数のパンクチャ部60、複数の周波数インタリーバ61、複数のコンスタレーションマッパ62、複数のIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部63、および複数のGI(Guard Interval)挿入部64を有する。なお、以下に説明する点を除き、図24において、図2と同一の符号を付したブロックは、図2において説明したブロックと同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
それぞれのパンクチャ部60は、FEC符号化部22によって符号化されたデータ列に対してパンクチャ処理を行う。それぞれの周波数インタリーバ61は、パンクチャ部60によってパンクチャ処理が行われたデータ系列に割り当てられるサブキャリア信号を入れ替えることにより、周波数インタリーブを行う。それぞれのコンスタレーションマッパ62は、周波数インタリーバ61によって周波数インタリーブされた各サブキャリア信号を、受信装置30から通知されたMCSに対応する変調方式を用いて変調する。
BBプリコーディング部25は、BBプリコーディング行列設定部28から設定されたBBプリコーディング行列に基づいて、サブキャリア毎にBBプリコーディングを行う。それぞれのIFFT部63は、BBプリコーディング部25から出力されたデータ系列を、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。それぞれのGI挿入部64は、IFFT部63によって変換された信号にガードインターバルを挿入してRF部26へ出力する。
図25は、実施例2における受信装置30の一例を示すブロック図である。本実施例において、受信装置30は、複数の受信アンテナ31、複数のウェイト設定部32、複数のRF部33、MIMO検出部34、空間デインタリーバ36、複数のFEC復号部37、およびウェイト制御部38を有する。また、受信装置30は、推定部40、ランク特定部41、ストリーム数決定部42、プリコーディング行列決定部43、コードブック430、送信部44、およびSINR算出部45を有する。また、受信装置30は、複数のGI除去部70、複数のFFT部71、複数のコンスタレーションデマッパ72、複数の周波数デインタリーバ73、および複数のデパンクチャ部74を有する。なお、以下に説明する点を除き、図25において、図3と同一の符号を付したブロックは、図3において説明したブロックと同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
それぞれのGI除去部70は、RF部33によって復調等の処理が行われた受信信号からガードインターバルを除去する。それぞれのFFT部71は、GI除去部70によってガードインターバルが除去された時間領域の信号を、周波数領域の信号に変換する。
それぞれのコンスタレーションデマッパ72は、空間デインタリーバ36から出力された信号を、送信装置20によって行われた変調方式に対応する復調方式に基づいて復調する。それぞれの周波数デインタリーバ73は、コンスタレーションデマッパ72によって復調された信号において、送信装置20によって入れ替えられたサブキャリア信号を元に戻すことにより、周波数デインタリーブを行う。それぞれのデパンクチャ部74は、周波数デインタリーバ73によって周波数デインタリーブされた信号に対してデパンクチャ処理を行い、処理後の信号をFEC復号部37へ出力する。
本実施例の送信装置20および受信装置30によれば、OFDMを用いたMIMOシステムにおいても、送信装置20から受信装置30へ送られるデータのスループットを向上させることができる。
[その他]
なお、開示の技術は、上記した各実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。例えば、上記した各実施例では、RFにおけるプリコーディングと、BBにおけるプリコーディングとが行われたが、開示の技術はこれに限られない。例えば、マイクロ波など、ミリ波よりも波長の長い電波を用いて無線通信を行う無線通信システムの場合には、ミリ波ほど伝搬損失が大きくないため、BBにおけるプリコーディングは行われるが、RFにおけるプリコーディングは行われなくてもよい。
なお、開示の技術は、上記した各実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。例えば、上記した各実施例では、RFにおけるプリコーディングと、BBにおけるプリコーディングとが行われたが、開示の技術はこれに限られない。例えば、マイクロ波など、ミリ波よりも波長の長い電波を用いて無線通信を行う無線通信システムの場合には、ミリ波ほど伝搬損失が大きくないため、BBにおけるプリコーディングは行われるが、RFにおけるプリコーディングは行われなくてもよい。
また、上記した各実施例において、ストリーム数決定部42は、閾値テーブル51を参照して、推定部40が推定したSNRと、ランク特定部41が特定したランクとに基づいて、MCS毎にデータストリーム数を特定するが、開示の技術はこれに限られない。例えば、ストリーム数決定部42は、SNRにおける第1の閾値および第2の閾値を有する他の閾値テーブルを有し、該テーブルと、推定部40が推定したSNRとに基づいて、MCS毎にデータストリーム数を決定してもよい。
具体的には、例えば、ストリーム数決定部42は、他の閾値テーブルを参照し、推定部40が推定したSNRが第1の閾値未満である場合、ランク特定部41が特定したランクの値から1を引いた値をデータストリーム数として決定する。また、例えば、ストリーム数決定部42は、推定部40が推定したSNRが第1の閾値以上かつ第2の閾値未満の範囲内である場合、ランク特定部41が特定したランクの値をデータストリーム数として決定する。また、例えば、ストリーム数決定部42は、推定部40が推定したSNRが第2の閾値以上である場合、ランク特定部41が特定したランクの値に1を加えた値をデータストリーム数として決定する。これにより、受信装置30は、推定部40が推定したSNRに応じて、より高いスループットが実現されるデータストリーム数を決定することができる。
30 受信装置
40 推定部
41 ランク特定部
42 ストリーム数決定部
43 プリコーディング行列決定部
44 送信部
40 推定部
41 ランク特定部
42 ストリーム数決定部
43 プリコーディング行列決定部
44 送信部
本実施例において、RF部26は、N個設けられる。本実施例において、RF部26の数Nは、データストリーム数Nsの最大数以上である。また、複数の送信アンテナ21は、RF部26毎に、N個のサブアレイ211に分けられる。それぞれのサブアレイ211には、Nsbt個の送信アンテナ21が含まれる。NおよびNsbtは2以上の整数である。
Claims (10)
- 送信装置から送信された既知の信号を受信し、前記送信装置と自装置との間のチャネルおよび受信信号品質を推定する推定部と、
前記推定部が推定したチャネルに基づいて伝搬路のランクを特定する特定部と、
前記推定部が推定した受信信号品質と、前記特定部が特定したランクとに基づいて、データストリーム数を決定する第1の決定部と、
前記推定部が推定した受信信号品質と、前記第1の決定部が決定したデータストリーム数とに基づいて、プリコーディング行列を決定する第2の決定部と、
前記第1の決定部が決定したデータストリーム数と、前記第2の決定部が決定したプリコーディング行列に関する情報とを、前記送信装置へ送信する送信部と
を有することを特徴とする無線通信装置。 - 複数の受信アンテナと、
前記送信装置が有する複数の送信アンテナのそれぞれのウェイトの制御に応じて、それぞれの前記受信アンテナのウェイトを制御することにより、それぞれの前記受信アンテナのウェイトを示すRFプリコーディング行列を算出するウェイト制御部と
を有し、
前記推定部によって行われる、前記チャネルおよび前記受信信号品質を推定する処理は、前記ウェイト制御部によって前記RFプリコーディング行列が算出された後に行われることを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 - ランク毎に、各データストリーム数における受信信号品質の範囲を示す閾値が対応付けられた第1のテーブルを有し、
前記第1の決定部は、
前記第1のテーブルを参照し、前記特定部が特定したランクに対応付けられている受信信号品質の範囲の中で、前記推定部が推定した受信信号品質が含まれる範囲を特定し、特定した範囲に対応するデータストリーム数を決定することを特徴とする請求項1または2に記載の無線通信装置。 - 受信信号品質における第1の閾値および第2の閾値を有する第1のテーブルを有し、
前記第1の決定部は、
前記第1のテーブルを参照し、前記推定部が推定した受信信号品質が前記第1の閾値未満である場合、前記特定部が特定したランクの値から1を引いた値をデータストリーム数として決定し、前記推定部が推定した受信信号品質が前記第1の閾値以上かつ前記第2の閾値未満の範囲である場合、前記特定部が特定したランクの値をデータストリーム数として決定し、前記推定部が推定した受信信号品質が前記第2の閾値以上である場合、前記特定部が特定したランクの値に1を加えた値をデータストリーム数として決定することを特徴とする請求項1または2に記載の無線通信装置。 - MCS(Modulation and Coding Scheme)毎に、1データストリームあたりのスループットが対応付けられた第2のテーブルを有し、
前記第1のテーブルは、MCS毎に設けられ、
前記第1の決定部は、
前記第1のテーブルを参照して、MCS毎のデータストリーム数を特定し、前記第2のテーブルを参照して、スループットが最大となるMCSにおけるデータストリーム数を決定することを特徴とする請求項3または4に記載の無線通信装置。 - プリコーディング行列毎に、インデックスが対応付けられたコードブックを有し、
前記第2の決定部は、
前記推定部が推定した受信信号品質と、前記第1の決定部が決定したデータストリーム数とに基づいて、前記コードブックに含まれるプリコーディング行列の中で、所定の選択基準を満たすプリコーディング行列を決定し、決定したプリコーディング行列に対応付けられたインデックスを前記送信部へ出力し、
前記送信部は、
前記第2の決定部から出力されたインデックスを、前記プリコーディング行列に関する情報として前記送信装置へ送信することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の無線通信装置。 - 前記特定部は、
前記推定部が推定したチャネルの固有値を算出し、所定の閾値以上の固有値の数をランクとして特定することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の無線通信装置。 - 前記特定部は、
前記推定部が推定したチャネルの固有値を算出し、算出された固有値の中で最も値が大きい固有値と、算出されたそれぞれの固有値との比に基づいてランクを特定することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の無線通信装置。 - 送信装置と受信装置とを有する無線通信システムにおいて、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信された既知の信号を受信し、前記送信装置と自装置との間のチャネルおよび受信信号品質を推定する推定部と、
前記推定部が推定したチャネルに基づいてランクを特定する特定部と、
前記推定部が推定した受信信号品質と、前記特定部が特定したランクとに基づいて、データストリーム数を決定する第1の決定部と、
前記推定部が推定した受信信号品質と、前記第1の決定部が決定したデータストリーム数とに基づいて、プリコーディング行列を決定する第2の決定部と、
前記第1の決定部が決定したデータストリーム数と、前記第2の決定部が決定したプリコーディング行列に関する情報とを、前記送信装置へ送信する送信部と
を有することを特徴とする無線通信システム。 - 無線通信装置が、
送信装置から送信された既知の信号を受信し、前記送信装置と自装置との間のチャネルおよび受信信号品質を推定し、
推定されたチャネルに基づいてランクを特定し、
推定された受信信号品質と、特定されたランクとに基づいて、データストリーム数を決定し、
推定された受信信号品質と、決定されたデータストリーム数とに基づいて、プリコーディング行列を決定し、
決定されたデータストリーム数と、決定されたプリコーディング行列に関する情報とを、前記送信装置へ送信する
処理を実行することを特徴とする送信データ制御方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015186018A JP2017060138A (ja) | 2015-09-18 | 2015-09-18 | 無線通信装置、無線通信システムおよび送信データ制御方法 |
US15/239,452 US9553646B1 (en) | 2015-09-18 | 2016-08-17 | Wireless communication device, wireless communication system, and transmission-data control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015186018A JP2017060138A (ja) | 2015-09-18 | 2015-09-18 | 無線通信装置、無線通信システムおよび送信データ制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017060138A true JP2017060138A (ja) | 2017-03-23 |
Family
ID=57795051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015186018A Pending JP2017060138A (ja) | 2015-09-18 | 2015-09-18 | 無線通信装置、無線通信システムおよび送信データ制御方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9553646B1 (ja) |
JP (1) | JP2017060138A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10812157B2 (en) | 2017-12-07 | 2020-10-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Wireless device and wireless communication control method |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10462801B2 (en) | 2017-05-05 | 2019-10-29 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Multi-antenna transmission protocols for high doppler conditions |
US10470072B2 (en) | 2017-06-15 | 2019-11-05 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Facilitation of multiple input multiple output communication for 5G or other next generation network |
KR20200076368A (ko) * | 2018-12-19 | 2020-06-29 | 주식회사 지씨티리써치 | Mimo 수신기에서의 효율적인 랭크 추출 방법 및 그 장치 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8750205B2 (en) * | 2009-08-07 | 2014-06-10 | Texas Instruments Incorporated | Multiple rank CQI feedback for cellular networks |
US8526519B2 (en) * | 2009-12-14 | 2013-09-03 | Texas Instruments Incorporated | Multi-rank precoding matrix indicator (PMI) feedback in a multiple-input multiple-output (MIMO) system |
US8929473B2 (en) | 2011-07-28 | 2015-01-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Combining baseband processing and radio frequency beam steering in wireless communication systems |
US9246564B2 (en) * | 2012-05-28 | 2016-01-26 | Nec Corporation | Generating precoders for use in optimising transmission capacity between an eNodeBb and UE in a DL MU-MIMO communications system |
-
2015
- 2015-09-18 JP JP2015186018A patent/JP2017060138A/ja active Pending
-
2016
- 2016-08-17 US US15/239,452 patent/US9553646B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10812157B2 (en) | 2017-12-07 | 2020-10-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Wireless device and wireless communication control method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9553646B1 (en) | 2017-01-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9806926B2 (en) | Multistage beamforming of multiple-antenna communication system | |
CN105940616B (zh) | 多天线通信***的多级波束成形 | |
KR102391724B1 (ko) | 무선 통신 시스템에서 비직교 다중 접속을 위한 장치 및 방법 | |
US11128322B2 (en) | Methods and devices for determination of beamforming information | |
JP2021073757A (ja) | 更に最適化されたオーバーヘッドを有するマルチビームコードブック | |
KR20210069623A (ko) | 채널과 간섭 측정 및 보고를 위한 방법 및 장치 | |
CN107046435B (zh) | 无线通信方法和无线通信装置 | |
CN115499922A (zh) | 用于高级csi反馈开销减少的可配置码本 | |
US10644773B2 (en) | Feedback channel information using pre-coders in a wireless communication system | |
KR20140133481A (ko) | 무선 통신 시스템에서 송수신 빔을 선택하기 위한 장치 및 방법 | |
KR102508858B1 (ko) | 송신 다이버시티를 위한 방법 및 장치 | |
KR20150043368A (ko) | 하이브리드 빔포밍을 이용하는 통신 시스템을 위한 다중 사용자 및 단일 사용자 mimo | |
JP2010502080A (ja) | Mimo通信のための変換領域フィードバック信号伝達 | |
KR20080073218A (ko) | 차분 방식에 기반한 채널 품질 정보 전송 방법 | |
JP2010537595A (ja) | 無線通信システム及び無線通信方法 | |
KR101624119B1 (ko) | 코드북 기반 다중 안테나 시스템에서 송수신 장치 및 방법 | |
KR102381159B1 (ko) | 다중 안테나 무선 통신 시스템에서 채널 측정을 위한 참조 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치 | |
US9553646B1 (en) | Wireless communication device, wireless communication system, and transmission-data control method | |
KR102441982B1 (ko) | 무선 통신 시스템에서 빔 포밍을 수행하는 방법 및 장치 | |
CN114830561A (zh) | 实施多个发送和接收天线的发送和接收方法和设备及对应计算机程序 | |
KR20160043897A (ko) | Mimo 시스템에서 공통 신호를 생성하는 방법 및 장치 | |
EP3662586A1 (en) | Improved block-diagnolization based beamforming | |
Li et al. | Low complexity precoding matrix selection method for Long-Term Evolution systems | |
KR20240094949A (ko) | 무선 통신 시스템에서 수신된 신호를 처리하기 위한 전자 장치 및 방법 | |
CN117811623A (zh) | 通信方法及通信装置 |