JP3869402B2 - Mimo無線信号伝送装置 - Google Patents
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Description
「proposal of specification of uplink power control in HYPERLAN/2」,ETSI EP BRAN#13.5 HL13.5ERI8A
受信信号Rから、推定した伝達応答行列Hに基づき送信信号tjを復元するMIMOチャネル復調処理をWj(r1,r2,・・・,rM;H)(tj=Wj(r1,r2,・・・,rM;H))とおくと、この復調処理後の復元信号T〜(T〜=(t1 〜,t2 〜,・・・,tN 〜)t、tは転置ベクトル、tj 〜は無線信号tjに対す復元信号)は、下記のように表される。
よって、移動局の位置によって|Wj(n1,n2,・・・nM;H)|2 AVRの値が変化した場合(図6の6−3)、受信電力一定送信電力制御では数7の(SNRj)AVRを一定にすることができない(図6の6−4)。すなわち、移動局の位置によって|Wj(n1,n2,・・・nM;H)|2 AVRが変化するような環境でMIMO伝送を用いるとき、受信電力一定送信電力制御適用しても、安定した無線通信サービスを提供することが困難な問題があった。
前記無線信号受信装置は、前記推定した伝達応答行列Hを前記無線信号送信装置に定常的に通知する手段を具備し、前記無線信号送信装置は、前記無線信号受信装置における任意の伝達応答行列Hallに対する前記復調処理Wj(r1,r2,・・・rM;Hall)と前記無線信号受信装置における各受信アンテナに接続される受信ブランチの熱雑音電力とを既知とする手段と、前記通知された伝達応答行列Hと前記既知とした復調処理Wj(r1,r2,・・・rM;H)と前記既知とした熱雑音電力とを用いて前記無線信号受信装置における前記復調処理Wj(r1,r2,・・・,rM;H)後の雑音電力ajを算出し、前記算出した雑音電力ajに比例して前記送信アンテナj番目の送信電力を制御する手段と、を具備する、ことを特徴とするMIMO無線信号伝送装置である。
前記無線信号受信装置は、前記推定した任意の伝達応答行列Hallに対する前記復調処理Wj(r1,r2,・・・rM;Hall)と各受信アンテナに接続される受信ブランチの熱雑音電力とを既知とする手段と、前記推定した伝達応答行列Hと前記既知とした復調処理Wj(r1,r2,・・・rM,Hall)と前記既知とした熱雑音電力とを用いて前記無線信号受信装置における前記復調処理Wj(r1,r2,・・・,rM;H)後の雑音電力ajを算出し、前記算出した雑音電力ajを前記無線信号送信装置に定常的に通知する手段と、を具備し、前記無線信号送信装置は、前記通知された雑音電力ajに比例して前記送信アンテナj番目の送信電力を制御する手段を具備する、ことを特徴とするMIMO無線信号伝送装置である。
無線信号送信装置1においては、まず、N個の独立な無線信号T=(t1,t2,・・・,tN)tが入力される。なお、この無線信号Tは、PCなどの外部から独立なN個のデータ信号列が供給され、それを各々独立に無線変調するような形態でもよいし、また、同じくPCなどの外部から1個のデータ信号列が供給され、このデータ信号系列をこの無線装置がシリアル−パラレル変換によりN個のデータ信号系列に分解した後、各々を独立に無線変調するような形態でもよいし、また、この無線装置自体がN個の独立なデータ信号を発生し、これらを無線変調するような形態でもよい。
・ 無線信号受信装置2が伝達応答行列Hを推定するための経路伝達応答行列H推定用パイロット信号を生成する経路伝達応答行列H推定用パイロット信号生成手段1−1、
・ 無線信号Tに経路伝達応答行列H推定用パイロット信号を付加するN個の信号多重手段1−2−1〜1−2−N、
・ N個の信号多重手段1−2−1〜1−2−Nの出力信号を無線周波数へ変換するN個の周波数変換手段1−3−1〜1−3−N、
・ N個の周波数変換手段の出力信号に対して増幅する増幅度可変の可変アンプ1−4−1〜1−4−N、
・ N個の可変アンプ1−4−1〜1−4−Nが増幅したN個の信号を各々無線送信するN個の送信アンテナ1−5−1〜1−5−N、
・ 後述する無線信号受信装置2が推定した経路伝達応答行列Hの情報を取得するための受信アンテナ1−6、
・ 受信アンテナで受信した信号を復調する復調手段1−7、
・ 後述する無線信号受信装置2における任意の伝達応答行列Hallに対する復調処理Wj(r1,r2,・・・rM;Hall)、並びに無線信号受信装置における各受信アンテナに接続される受信ブランチの熱雑音電力を既知として、復調手段が復調した伝達応答行列Hと復調処理Wj(r1,r2,・・・rM;Hall)と熱雑音電力を用いて無線信号受信装置における復調処理Wj(r1,r2,・・・,rM;H)後の雑音電力ajを算出し、この算出した雑音電力ajに比例して、可変アンプ1−4−jの増幅度を制御する送信電力制御手段1−8、から構成される。
・ M個の受信アンテナ2−1−1〜2−1−M
・ 受信アンテナ2−1−1〜2−1−Mが受信した信号に対してベースバンド帯へ周波数変換する周波数変換手段2−2−1〜2−2−N、
・ 前記M個の受信アンテナで受信した経路伝達応答行列H推定用パイロット信号から経路伝達応答行列Hを推定する伝達応答行列H推定手段2−3、
・ 伝達応答行列H推定手段2−3が推定した伝達応答行列Hに基づいて、M個の受信アンテナ2−1−1〜2−1−Mが受信したM個の受信信号R=(r1,r2,・・・,rN)tについて、元のN個の無線信号Tを復元するための復調処理Wj(r1,r2,・・・,rM;H)(tj=Wj(r1,r2,・・・,rM;H)、(1≦j≦N))を行うMIMOチャネル復調手段2−4、
・ 伝達応答行列H推定手段2−3が推定した伝達応答行列Hを前記無線信号送信装置1に通知するために、推定した伝達応答行列Hの情報を無線信号に変調する変調手段2−5、
・ 変調手段が変調した無線信号を無線送信する送信アンテナ2−6、
から構成される。
N個の多重手段1−2−1〜1−2−NがN個の無線信号T=(t1,t2,・・・,tN)tに伝達応答行列H推定用パイロット信号を付加したN個の信号はN個の周波数変換手段1−3−1〜1−3−Nによって無線周波数帯へ周波数変換される。
また、無線信号送信装置のNFと無線信号受信装置のNFが等しいと仮定して、送信電力制御手段1−8に自無線信号送信装置1のNFを予め登録するような方法がある。
各復元信号tj 〜に対するSNRの平均値(SNRj)AVRは、
図1における無線信号送信装置1における経路伝達応答行列H推定用パイロット信号生成手段1−1、信号多重手段1−2−1〜1−2−N、周波数変換手段1−3−1〜1−3−N、可変アンプ1−3−1〜1−3−N、送信電力制御手段1−7と全く同一の、
・ 伝達応答行列H推定用パイロット信号生成手段3−1、
・ N個の信号多重手段3−2−1〜3−2−N、
・ N個の周波数変換手段3−3−1〜3−3−N、
・ N個の可変アンプ3−4−1〜3−4−N、
・ 送信電力制御手段3−7、
を具備する。
・ 後述する無線信号受信装置4から送信される伝達応答行列H推定用パイロット信号を受信し、また、前記無線信号Tを送信するためのN個の送受信アンテナ3−6−1〜3−6−N、・ 受信した伝達応答行列H推定用パイロット信号から伝達応答行列Hを推定する伝達応答行列H推定手段3−7、
・ 送受信アンテナ3−6−1〜3−6−Nの接続先を可変アンプ3−4−1〜3−4−Nと伝達応答行列H推定手段3−7に時分割に切り替えるN個のTDDスイッチ3−5−1〜3−5−N、
を具備する。
・ 周波数変換手段4−3−1〜4−3−N
・ 伝達応答行列H推定手段4−4
・ MIMOチャネル復調手段4−5
を具備する。
・ 伝達応答行列H推定用パイロット信号を生成する伝達応答行列H推定用パイロット信号生成手段4−6、
・ 伝達応答行列H推定用パイロット信号を送信し、また前記無線信号Tを受信するためのM個の送受信アンテナ4−1−1〜4−1−M、
・ 送受信アンテナ4−1−1〜4−1−Mの接続先をMIMOチャネル復調手段4−5と伝達応答行列H推定用パイロット信号生成手段4−6に時分割に切り替えるM個のTDDスイッチ4−2−1〜4−2−M、
を具備する。
1−1 伝達応答行列H推定用パイロット信号生成手段
1−2−1〜1−2−N 信号多重手段
1−3−1〜1−3−N 周波数変換手段
1−4−1〜1−4−N 可変アンプ
1−5−1〜1−5−N 送信アンテナ
1−6 受信アンテナ
1−7 受信信号復調手段
1−8 送信電力制御手段
2 無線信号受信装置
2−1−1〜2−1−M 受信アンテナ
2−2−1〜2−2−M 周波数変換手段
2−3 伝達応答行列H推定手段
2−4 MIMOチャネル復調手段
2−5 変調手段
2−6 送信アンテナ
3 無線信号送信装置
3−1 伝達応答行列H推定用パイロット信号生成手段
3−2−1〜3−2−N 信号多重手段
3−3−1〜3−3−N 周波数変換手段
3−4−1〜3−4−N 可変アンプ
3−5−1〜3−5−N TDDスイッチ
3−6−1〜3−6−N 送受信アンテナ
3−7 伝達応答行列H推定手段
3−8 送信電力制御手段
4 無線信号受信装置4−1−1〜4−1−M 送受信アンテナ
4−2−1〜4−2−M TDDスイッチ
4−3−1〜4−3−M 周波数変換手段
4−4 伝達応答行列H推定手段
4−5 MIMOチャネル復調手段
4−6 伝達応答行列H推定用パイロット信号生成手段
Claims (3)
- N(N≧2)個の送信アンテナを具備し、前記N個の送信アンテナから同一の周波数を用いて無線信号T(T=(t1,t2,・・・,tN)t、tは転置ベクトル、tiのiは送信アンテナ番号)を送信する無線信号送信装置と、
M(M≧1)個の受信アンテナを具備し、前記N個の送信アンテナと前記M個の受信アンテナとの組み合わせであるN×M個の無線経路の伝達応答行列H(Hの(i,j)成分hijは送信アンテナjと受信アンテナi間との伝達応答)が推定可能であり、M個の受信信号R(R=(r1,r2,・・・,rM)t、tは転置ベクトル、rjのjは受信アンテナ番号)に前記推定した伝達応答行列Hを基に定まる復調処理Wj(r1,r2,・・・,rM;H)(1≦j≦N)を施すことによって元の無線信号tj(tj=Wj(r1,r2,…rM;H))を復元する無線信号受信装置と、
を備えるN×MのMIMO無線信号伝送装置において、
前記無線信号受信装置は、前記推定した伝達応答行列Hを前記無線信号送信装置に定常的に通知する手段を具備し、
前記無線信号送信装置は、
前記無線信号受信装置における任意の伝達応答行列Hallに対する前記復調処理Wj(r1,r2,・・・rM;Hall)と前記無線信号受信装置における各受信アンテナに接続される受信ブランチの熱雑音電力とを既知とする手段と、
前記通知された伝達応答行列Hと前記既知とした復調処理Wj(r1,r2,・・・rM;H)と前記既知とした熱雑音電力とを用いて前記無線信号受信装置における前記復調処理Wj(r1,r2,・・・,rM;H)後の雑音電力ajを算出し、前記算出した雑音電力ajに比例して前記送信アンテナj番目の送信電力を制御する手段と、
を具備する、
ことを特徴とするMIMO無線信号伝送装置。 - N(N≧2)個の送信アンテナを具備し、前記N個の送信アンテナから同一の周波数を用いて無線信号T(T=(t1,t2,・・・,tN)t、tは転置ベクトル、tiのiは送信アンテナ番号)を送信する無線信号送信装置と、
M(M≧1)個の受信アンテナを具備し、前記N個の送信アンテナと前記M個の受信アンテナとの組み合わせであるN×M個の無線経路の伝達応答行列H(Hの(i,j)成分hijは送信アンテナjと受信アンテナi間との伝達応答)が推定可能であり、M個の受信信号R(R=(r1,r2,・・・,rM)t、tは転置ベクトル、rjのjは受信アンテナ番号)に前記推定した伝達応答行列Hを基に定まる復調処理Wj(r1,r2,・・・,rM;H)(1≦j≦N)を施すことによって元の無線信号tj(tj=Wj(r1,r2,…rM;H))を復元する無線信号受信装置と、
を備えるN×MのMIMO無線信号伝送装置において、
前記無線信号受信装置は、
前記推定した任意の伝達応答行列Hallに対する前記復調処理Wj(r1,r2,・・・rM;Hall)と各受信アンテナに接続される受信ブランチの熱雑音電力とを既知とする手段と、
前記推定した伝達応答行列Hと前記既知とした復調処理Wj(r1,r2,・・・rM,Hall)と前記既知とした熱雑音電力とを用いて前記無線信号受信装置における前記復調処理Wj(r1,r2,・・・,rM;H)後の雑音電力ajを算出し、前記算出した雑音電力ajを前記無線信号送信装置に定常的に通知する手段と、
を具備し、
前記無線信号送信装置は、前記通知された雑音電力ajに比例して前記送信アンテナj番目の送信電力を制御する手段を具備する、
ことを特徴とするMIMO無線信号伝送装置。 - N(N≧2)個の送信アンテナを具備し、前記N個の送信アンテナから同一の周波数を用いて無線信号T(T=(t1,t2,・・・,tN)t、tは転置ベクトル、tiのiは送信アンテナ番号)をTDD方式で送信する無線信号送信装置と、
M(M≧1)個の受信アンテナを具備し、前記N個の送信アンテナと前記M個の受信アンテナとの組み合わせであるN×M個の無線経路の伝達応答行列H(Hの(i,j)成分hijは送信アンテナjと受信アンテナi間との伝達応答)が推定可能であり、M個の受信信号R(R=(r1,r2,・・・,rM)t、tは転置ベクトル、rjのjは受信アンテナ番号)に前記推定した伝達応答行列Hを基に定まる復調処理Wj(r1,r2,・・・,rM;H)(1≦j≦N)を施すことによって元の無線信号tj(tj=Wj(r1,r2,…rM;H))を復元する無線信号受信装置と、
を備えるN×MのMIMO無線信号伝送装置において、
前記無線信号受信装置は、パイロット信号を定常的に送信する手段を具備し、
前記無線信号送信装置は、
前記パイロット信号を受信することによって前記伝達応答行列Hを推定し、任意の伝達応答行列Hallに対する前記無線信号受信装置の前記復調処理Wj(r1,r2,・・・rM;Hall)と前記無線信号受信装置における各受信アンテナに接続される受信ブランチの熱雑音電力とを既知とする手段と、
前記推定した伝達応答行列Hと前記既知とした復調処理Wj(r1,r2,・・・rM;Hall)と前記既知とした熱雑音電力とを用いて前記無線信号受信装置における前記復調処理Wj(r1,r2,・・・,rM;H)後の雑音電力ajを算出し、前記算出した雑音電力ajに比例して前記送信アンテナj番目の送信電力を制御する手段と、
を具備する、
ことを特徴とするMIMO無線信号伝送装置。
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