JP4198583B2 - 無線通信装置、及び無線通信方法 - Google Patents
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以下では、簡単化のために周波数軸上での信号表記を用いて示す。
ここで、N本の送信アンテナを用いてN系統の信号を送信し、M本のアンテナを用いて信号を受信する場合を考える。まず、送受信局の各アンテナ間にはN×M個の伝送のパスが存在し、第i送信アンテナから送信され第j受信アンテナで受信される場合の伝達関数をhj、iとし、これを第(j,i)成分とするM行N列の行列をHと表記する。
ここで、Rxは受信信号のベクトル、Hは伝達関数行列、Txは送信信号の列ベクトル、nは熱雑音の列ベクトルを示している。
ここで、H−1は伝達関数行列の逆行列、Rxは受信信号のベクトル、Hは伝達関数行列、Txは送信信号の列ベクトル、nは熱雑音の列ベクトルを示している。
S.Kurosaki et.al.,"A SDM-COFDM Scheme Employing a Simple Feed-Forward Inter-Channel Interference Canceller for MIMO Based Broadband Wireless LANs", IEICE TRANS. COMMUN., Vol.E86 B. No.1, January, 2003 A.van Zelst et.al.,"Space Division Multiplexing (SDM) for OFDM Systems", Proc. VTC2000 Spring, Vol. 2, pp.1070-1074
これにより、MIMO技術を用いた高能率な無線通信を行う際に、MLD法のもつ良好な特性を実現しながらも、従来のMLD法に比べて大幅に回路規模及び演算量を削減可能という効果を得ることが可能となる。この結果、受信回路を1チップのLSI内に実装することが可能となる。また、演算量の削減は、直接、消費電力を削減するという副次的な効果も期待できる。さらに、送信信号系列がN系統であるのに対し、そのうちの一系統の信号を干渉信号としてキャンセルし、N−1系統の信号が重畳されているものとして処理する干渉除去機能を簡易に実現することができるので、その結果、実際には「送信局がN本のアンテナよりN系統の信号を重畳し、受信側でM本のアンテナで受信」しているのに対し、「送信局が(N−1)本のアンテナより(N−1)系統の信号を重畳し、受信側でM本のアンテナで受信」するものとして処理することが可能となる。これにより、受信ダイバーシチに伴う利得が期待でき、特性の改善を行うことが可能となる。
これにより、送信信号系列がN系統であるのに対し、そのうちの二系統の信号を干渉信号としてキャンセルし、N−2系統の信号が重畳されているものとして処理する干渉除去機能を実現することができ、また、従来のMLD法に比べて大幅に回路規模及び演算量を削減可能という効果に加えて、受信ダイバーシチ利得を向上するための簡単な実現方法を提供できる。
これにより、干渉除去を行う信号系列を選択する際に、もっとも受信ダイバーシチ利得が得られる信号系列を選択する方法を実現することができる。
これにより、送信信号系列がN系統であるのに対し、そのうちの二系統の信号を干渉信号としてキャンセルし、N−2系統の信号が重畳されているものとして処理する干渉除去機能を実現すると共に、もっとも受信ダイバーシチ利得が得られる信号系列を選択することができる。
これにより、受信ダイバーシチ利得を獲得するための、最も確実かつ簡易な実現方法を提供できる。
これにより、受信ダイバーシチ利得を獲得するための、最も確実かつ簡易な実現方法を提供できる。
これにより、MIMO技術は多様な散乱波が存在するマルチパス環境に適しているが、そのマルチパス環境でのフェージングへの対応として、OFDM技術との併用により安定した特性を実現することができる。
これにより、MIMO技術を用いた高能率な無線通信を行う際に、MLD法のもつ良好な特性を実現しながらも、従来のMLD法に比べて大幅に回路規模及び演算量を削減可能という効果を得ることが可能となる。この結果、受信回路を1チップのLSI内に実装することが可能となる。また、演算量の削減は、直接、消費電力を削減するという副次的な効果も期待できる。さらに、送信信号系列がN系統であるのに対し、そのうちの一系統の信号を干渉信号としてキャンセルし、N−1系統の信号が重畳されているものとして処理する干渉除去機能を簡易に実現することができるので、その結果、実際には「送信局がN本のアンテナよりN系統の信号を重畳し、受信側でM本のアンテナで受信」しているのに対し、「送信局が(N−1)本のアンテナより(N−1)系統の信号を重畳し、受信側でM本のアンテナで受信」するものとして処理することが可能となる。これにより、受信ダイバーシチに伴う利得が期待でき、特性の改善を行うことが可能となる。
これにより、送信信号系列がN系統であるのに対し、そのうちの二系統の信号を干渉信号としてキャンセルし、N−2系統の信号が重畳されているものとして処理する干渉除去機能を実現することができ、また、従来のMLD法に比べて大幅に回路規模及び演算量を削減可能という効果に加えて、受信ダイバーシチ利得を向上するための簡単な実現方法を提供できる。
また、前記全ての本発明の無線通信方法は前記無線局間でシングルキャリア変調方式を用いる場合にも、また当然OFDM変調方式を用いる場合にも適用が可能である。
これにより、MIMO技術を用いた高能率な無線通信を行う際に、MLD法のもつ良好な特性を実現しながらも、従来のMLD法に比べて大幅に回路規模及び演算量を削減可能という効果を得ることが可能となる。この結果、受信回路を1チップのLSI内に実装することが可能となる。また、演算量の削減は、直接、消費電力を削減するという副次的な効果も期待できる。さらに、送信信号系列がN系統であるのに対し、そのうちの一系統の信号を干渉信号としてキャンセルし、N−1系統の信号が重畳されているものとして処理する干渉除去機能を簡易に実現することができるので、その結果、実際には「送信局がN本のアンテナよりN系統の信号を重畳し、受信側でM本のアンテナで受信」しているのに対し、「送信局が(N−1)本のアンテナより(N−1)系統の信号を重畳し、受信側でM本のアンテナで受信」するものとして処理することが可能となる。これにより、受信ダイバーシチに伴う利得が期待でき、特性の改善を行うことが可能となる。
これにより、従来のMLD法に比べて大幅に回路規模及び演算量を削減可能という効果に加えて、受信ダイバーシチ利得を向上するための簡単な実現方法を提供できる。
これにより、干渉除去を行う信号系列を選択する際に、もっとも受信ダイバーシチ利得が得られる信号系列を選択する方法を実現することができる。
これにより、送信信号系列がN系統であるのに対し、そのうちの二系統の信号を干渉信号としてキャンセルし、N−2系統の信号が重畳されているものとして処理する干渉除去機能を実現すると共に、もっとも受信ダイバーシチ利得が得られる信号系列を選択することができる。
これにより、受信ダイバーシチ利得を獲得するための、最も確実かつ簡易な実現方法を提供できる。
これにより、MIMO技術は多様な散乱波が存在するマルチパス環境に適しているが、そのマルチパス環境でのフェージングへの対応として、OFDM技術との併用により安定した特性を実現することができる。
これにより、MIMO技術を用いた高能率な無線通信を行う際に、MLD法のもつ良好な特性を実現しながらも、従来のMLD法に比べて大幅に回路規模及び演算量を削減可能という効果を得ることが可能となる。この結果、受信回路を1チップのLSI内に実装することが可能となる。また、演算量の削減は、直接、消費電力を削減するという副次的な効果も期待できる。さらに、送信信号系列がN系統であるのに対し、そのうちの一系統の信号を干渉信号としてキャンセルし、N−1系統の信号が重畳されているものとして処理する干渉除去機能を簡易に実現することができるので、その結果、実際には「送信局がN本のアンテナよりN系統の信号を重畳し、受信側でM本のアンテナで受信」しているのに対し、「送信局が(N−1)本のアンテナより(N−1)系統の信号を重畳し、受信側でM本のアンテナで受信」するものとして処理することが可能となる。これにより、受信ダイバーシチに伴う利得が期待でき、特性の改善を行うことが可能となる。
これにより、従来のMLD法に比べて大幅に回路規模及び演算量を削減可能という効果に加えて、受信ダイバーシチ利得を向上するための簡単な実現方法を提供できる。
前記全ての、無線通信方法においてはシングルキャリア変調方式を用いた場合にも信号帯域幅を増加させることなく伝送速度の高速化が可能であり、また、当然OFDM変調方式を用いた場合にも同様の優れた効果が得られる。
図1は、本発明の第1の実施の形態である無線通信装置の受信部の構成例を示す図である。図において、1−a〜1−dは受信アンテナ、2−a〜2−dは無線部、3はチャネル推定回路、4は受信信号管理回路、5は部分干渉除去回路、6は伝達関数行列管理回路、7は行列演算回路#1、8は行列演算回路#2、9は硬判定回路、10は送信信号生成回路、11はレプリカ生成回路、12はユークリッド距離演算回路、13は選択回路、14はデータ合成回路を示している。
図2は、本発明の第2の実施の形態における無線通信装置の受信部の構成を示す図である。図において、21−a〜21−dは受信アンテナ、22−a〜22−dは無線部、23はチャネル推定回路、24は受信信号管理回路、25は部分干渉除去回路、26は伝達関数行列管理回路、27は行列演算回路#1、28は行列演算回路#2、29は硬判定回路、30は送信信号生成回路、31はレプリカ生成回路、32はユークリッド距離演算回路、33は選択回路、34はデータ合成回路を示す。
k2,r3 - tk1×h3,k1 −tk2×h3,k2,r4 - tk1×h4,k1− tk2×h4,k2) ・・・(式5)
図3は、本発明の第3の実施の形態における無線通信装置の受信部の構成を示す図である。図において、41−a〜41−dは受信アンテナ、42−a〜42−dは無線部、43はチャネル推定回路、44は受信信号管理回路、45は部分干渉除去回路、46は伝達関数行列管理回路、47は行列演算回路#1、48は行列演算回路#2、49は硬判定回路、50は送信信号生成回路、51はレプリカ生成回路、52はユークリッド距離演算回路、53は選択回路、54はデータ合成回路、55は送信アンテナ選択回路、56は行列式演算回路を示している。
図4は、本発の第4の実施の形態における無線通信装置の受信部の構成例を示す図である。図4において、61−a〜61−dは受信アンテナ、62−a〜62−dは無線部、63はチャネル推定回路、64は受信信号管理回路、65−a〜65−dは部分干渉除去回路、66は伝達関数行列管理回路、667行列演算回路#1、68−a〜68−dは行列演算回路#2、69−a〜69−dは硬判定回路、70は送信信号生成回路、71はレプリカ生成回路、72はユークリッド距離演算回路、73は選択回路、74はデータ合成回路を示す。
図5は、本発明の第1の実施の形態(図1)の無線通信装置におけるの受信部の処理フローを示す図である。無線パケットを受信すると(ステップS1)、まずパケットの先頭に付与された既知のプリアンブル信号を検出し(ステップS2)、この信号を用いてチャネル推定を行う(ステップS3)。このチャネル推定により、各送信アンテナ及び受信アンテナ間の伝達関数が全て求められ、これにより伝達関数行列Hを取得する。
Tx[tk]=(τ1,τ2,・・・,τk−1,τk+1,・・・τN)
であった場合に、 第k送信アンテナに対応した送信信号tkを第k要素として加えて、
Tck=(τ1,τ2,・・・,τk−1, tk,τk+1,・・・τN)
なる全送信信号の組(ベクトル)に変換する処理も併せて行う(ステップS9)。
2−a〜2−d 無線部
3 チャネル推定回路
4 受信信号管理回路
5 部分干渉除去回路
6 伝達関数行列管理回路
7 行列演算回路#1
8 行列演算回路#2
9 硬判定回路
10 送信信号生成回路
11 レプリカ生成回路
12 ユークリッド距離演算回路
13 選択回路
14 データ合成回路
21−a〜21−d 受信アンテナ
22−a〜22−d 無線部
23 チャネル推定回路
24 受信信号管理回路
25 部分干渉除去回路
26 伝達関数行列管理回路
27 行列演算回路#1
28 行列演算回路#2
29 硬判定回路
30 送信信号生成回路
31 レプリカ生成回路
32 ユークリッド距離演算回路
33 選択回路
34 データ合成回路
41−a〜41−d 受信アンテナ
42−a〜42−d 無線部
43 チャネル推定回路
44 受信信号管理回路
45 部分干渉除去回路
46 伝達関数行列管理回路
47 行列演算回路#1
48 行列演算回路#2
49 硬判定回路
50 送信信号生成回路
51 レプリカ生成回路
52 ユークリッド距離演算回路
53 選択回路
54 データ合成回路
55 送信アンテナ選択回路
56 行列式演算回路
61−a〜61−d 受信アンテナ
62−a〜62−d 無線部
63 チャネル推定回路
64 受信信号管理回路
65−a〜65−d 部分干渉除去回路
66 伝達関数行列管理回路
67 行列演算回路#1
68−a〜68−d 行列演算回路#2
69−a〜69−d 硬判定回路
70 送信信号生成回路
71 レプリカ生成回路
72 ユークリッド距離演算回路
73 選択回路
74 データ合成回路
100 データ分割回路
101−1〜101−4 プリアンブル付与回路
102−1〜102−4 変調回路
103−1〜103−4 無線部
104−1〜104−4 送信アンテナ
111−1〜111−4 受信アンテナ
112−1〜112−4 無線部
113 チャネル推定回路
114 受信信号管理部
115 伝達関数行列管理回路
116 レプリカ生成回路
117 送信信号生成回路
118 ユークリッド距離演算回路
119 選択回路
120 データ合成回路
Claims (9)
- N(N>1:整数)本以上の第1のアンテナ群を備えた第1の無線局と、M(M>1:整数)本の第2のアンテナ群を備えた第2の無線局とにより構成され、前記第1の無線局が、ユーザデータをN系統に分割する手段と、前記のN系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN系統の第1の信号系列を生成する手段と、N本の前記第1のアンテナ群を用いて同一周波数にて同時に前記第1の信号系列を重畳して送信する手段とを備える無線通信システムにおける無線通信装置であって、
M本の前記第2のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信する手段と、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第1のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第2のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の伝達関数hj,iを取得する手段と、
前記伝達関数hj,iを第(j,i)要素とするM行N列の伝達関数行列Hから第k列(1≦k≦N:整数)の列ベクトルを分離して得られるM行(N−1)列の行列Gkを生成する手段と、
該行列Gkのエルミート共役となる(N−1)行M列行列Gk Hを生成する手段と、
これらの行列の積即ち(N−1)行(N−1)列の行列Gk H×Gkを算出する手段と、
該行列の逆行列即ち(N−1)行(N−1)列の行列(Gk H×Gk)−1を算出する手段と、
該逆行列と行列Gk Hの積即ち(N−1)行M列の行列(Gk H×Gk)−1×Gk Hを算出する手段と、
前記第1のアンテナ群の内の第kアンテナより所定の変調が施された信号tkを送信した場合に、この信号に対する前記第2のアンテナ群の第m(1≦m≦M:整数)アンテナにおける受信信号推定値をtk×hm、kにて算出する手段と、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrmとした場合、{r1−tk×h1,k,r2−tk×h2,k,・・・,rM−tk×hM,k}を要素とするM行の列ベクトルr’[tk]を算出する手段と、
該列ベクトルr’[tk]と前記行列(Gk H×Gk)−1×Gk Hとの積、即ち(Gk H×Gk)−1×Gk H×r’[tk]で与えられる(N−1)列の列ベクトルtx[tk]を算出する手段と、
該列ベクトルtx[tk]の各要素で与えられる信号点に対して硬判定処理を行う手段と、
該硬判定処理により列ベクトルtx[tk]を(N−1)列の列ベクトルTx[tk]に変換する手段と、
前記第1のアンテナ群の各アンテナより信号t1、t2,・・・tNが重畳されて送信したときに、これらの送信信号t1、t2,・・・tNを要素とするN列の列ベクトルV[t1、t2,・・・tN]と前記伝達関数行列Hとの積即ちH×V[t1、t2,・・・tN]により、前記第2の無線局における推定受信信号R[t1、t2,・・・tN]を算出する手段と、
前記第2のアンテナ群の各アンテナ毎に求める前記生成された推定受信信号と実際の受信信号との信号点間距離の全アンテナでの総和E[t1、t2,・・・tN]を算出する手段と、
前記第1のアンテナ群の内の第kアンテナより送信される送信信号tkとして取り得る信号がJ種類であり且つその各々がtk (1), tk (2), tk (3),・・・, tk (J)であった場合、1≦j≦J(整数)なる全てのjに対し、tk (j) に対応する前記列ベクトルTx[tk (j)]の各要素よりτ1 (j), τ2 (j),・・・, τk−1 (j), τk+1 (j),・・・τN (j)を算出し、τ1 (j), τ2 (j),・・・, τk−1 (j), tk (j),τk+1 (j),・・・τN (j)を要素とする送信信号候補であるJ個のM列の列ベクトル群{Tck (j)}を算出する手段と、
該送信信号候補の中でE[τ1 (j), τ2 (j),・・・, τk−1 (j), tk (j),τk+1 (j),・・・τN (j)]が最小となる送信信号の列ベクトルTck (j)を選択する手段と、
該選択された列ベクトルの各要素を前記第1の無線局からの送信信号として出力する手段と
を備えたことを特徴とする無線通信装置。 - N(N>1:整数)本以上の第1のアンテナ群を備えた第1の無線局と、M(M>1:整数)本の第2のアンテナ群を備えた第2の無線局とにより構成され、前記第1の無線局が、ユーザデータをN系統に分割する手段と、前記のN系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN系統の第1の信号系列を生成する手段と、N本の前記第1のアンテナ群を用いて同一周波数にて同時に前記第1の信号系列を重畳して送信する手段とを備える無線通信システムにおける無線通信装置であって、
M本の前記第1のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信する手段と、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第1のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第2のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の伝達関数hj、iを取得する手段と、
前記伝達関数hj、iを第(j,i)要素とするM行N列の伝達関数行列Hから第k1列(1≦k1≦N:整数)及び第k2列(1≦k2≦N,k1≠k2:整数)の列ベクトルを分離して得られるM行(N−2)列の行列Gk1,k2を生成する手段と、
該行列Gk1,k2のエルミート共役となる(N−2)行M列行列Gk1,k2 Hを生成する手段と、
これらの行列の積即ち(N−2)行(N−2)列の行列Gk1,k2 H×Gk1,k2を算出する手段と、
該行列の逆行列即ち(N−2)行(N−2)列の行列(Gk1,k2 H×Gk1,k2)−1を算出する手段と、
該逆行列と行列Gk1,k2 Hの積即ち(N−2)行M列の行列(Gk1,k2 H×Gk1,k2)−1×Gk1,k2 Hを算出する手段と、
前記第1のアンテナ群の内の第k1及び第k2アンテナより所定の変調が施された信号tk1を及びtk2を送信した場合に、この信号に対する前記第2のアンテナ群の第m(1≦m≦M:整数)アンテナにおける受信信号推定値をtk1×hm、k1+tk2×hm、k2にて算出する手段と、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrmとした場合、{r1−tk1×h1,k1−tk2×h1,k2,r2−tk1×h2,k1−tk2×h2,k2,・・・,rM−tk1×hM、k1−tk2×hM,k2}を要素とするM行の列ベクトルr’[tk1、k2]を算出する手段と、
列ベクトルr’[tk1、k2]と前記行列(Gk1,k2 H×Gk1,k2)−1×Gk1,k2 Hとの積即ち(Gk1,k2 H×Gk1,k2)−1×Gk1,k2 H×r’[tk1、k2]で与えられる(N−2)列の列ベクトルtx[tk]を算出する手段と、
該列ベクトルtx[tk1,tk2]の各要素で与えられる信号点に対して硬判定処理を行う手段と、
該硬判定処理により列ベクトルtx[tk1,tk2]を(N−2)列の列ベクトルTx[tk1,tk2]に変換する手段と、
前記第1のアンテナ群の各アンテナより信号t1、t2,・・・tNが重畳されて送信したときに、これらの送信信号t1、t2,・・・tNを要素とするN列の列ベクトルV[t1、t2,・・・tN]と前記伝達関数行列Hとの積即ちH×V[t1、t2,・・・tN]により、前記第2の無線局における推定受信信号R[t1、t2,・・・tN]を算出する手段と、
前記第2のアンテナ群の各アンテナ毎に求める前記生成された推定受信信号と実際の受信信号との信号点間距離の全アンテナでの総和E[t1、t2,・・・tN]を算出する手段と、
前記第1のアンテナ群の内の第k1及び第k2アンテナより送信される送信信号tk1及びtk2として取り得る信号の組み合わせがJ種類であり且つその各々が(tk1 (1),tk2 (1)), (tk1 (2),tk2 (2)), (tk1 (3),tk2 (3)),・・・, (tk1 (j),tk2 (j))であった場合、1≦j≦J(整数)なる全てのjに対し、(tk1 (j),tk2 (j))に対応する前記列ベクトルTx[tk1 (j),tk2 (j))]の各要素よりτ1 (j), τ2 (j),・・・,τk−1 (j),τk+1 (j),・・・,τk2−1 (j),τk2+1 (j),・・・τN (j)を算出し、τ1 (j), τ2 (j),・・・,τk−1 (j),tk1 (j),τk+1 (j),・・・,τk2−1 (j),tk2 (j),τk2+1 (j),・・・τN (j)を要素とする送信信号候補であるJ個のM列の列ベクトル群{Tck1,k2 (j)}を算出する手段と、
該送信信号候補の中でE[τ1 (j), τ2 (j),・・・,τk−1 (j),tk1 (j),τk+1 (j),・・・,τk2−1 (j),tk2 (j),τk2+1 (j),・・・τN (j)]が最小となる送信信号の列ベクトルTck1,k2 (j)を選択する手段と、
該選択された列ベクトルの各要素を前記第1の無線局からの送信信号として出力する手段と
を備えたことを特徴とする無線通信装置。 - 前記請求項1に記載の無線通信装置において、
前記第1のアンテナ群に対して、前記第kアンテナのkの値として1からNのそれぞれに対応した(N−1)行(N−1)列の行列Gk H×Gkの行列式の絶対値、即ち|Det(Gk H×Gk)|を算出する手段と、
算出された前記|Det(Gk H×Gk)|を最大とするkを選択する手段と、
前記選択されたkに対した前記M列の列ベクトル群{Tck (j)}を算出する手段と、
前記列ベクトルの中でE[τ1 (j), τ2 (j),・・・, τk−1 (j), tk (j),τk+1 (j),・・・τN (j)]が最小となる送信信号の列ベクトルTck (j)を選択する手段と、
前記選択された列ベクトルの各要素を前記第1の無線局からの送信信号として出力する手段と
を備えたことを特徴とする無線通信装置。 - 前記請求項2に記載の無線通信装置において、
前記第1のアンテナ群に対して、前記第k1及び第k2アンテナのk1及びk2値として、それぞれが1からN対応したN×(N−1)/2個の(N−2)行(N−2)列の行列Gk1,k2 H×Gk1,k2の行列式の絶対値、即ち|Det(Gk1,k2 H×Gk1,k2)|を算出する手段と、
算出された前記|Det(Gk1,k2 H×Gk1,k2)|を最大とするk1及びk2を選択する手段と、
該選択されたk1及びk2に対した前記M列の列ベクトル群{Tck1,k2 (j)}を算出する手段と、
該列ベクトルの中でE[τ1 (j), τ2 (j),・・・,τk−1 (j),tk1 (j),τk+1 (j),・・・,τk2−1 (j),tk2 (j),τk2+1 (j),・・・τN (j)]が最小となる送信信号の列ベクトルTck (j)を選択する手段と、
該選択された列ベクトルの各要素を前記第1の無線局からの送信信号として出力する手段と
を備えたことを特徴とする無線通信装置。 - 前記請求項1に記載の無線通信装置において、
前記第1のアンテナ群に対して、前記第kアンテナのkの値として1からNのそれぞれに対応した前記M列の列ベクトル群{Tc1 (j)},{Tc2 (j)},・・・,{Tck (j)},・・・,{TcN (j)}を算出する手段と、
これらの列ベクトルの中のから前記信号点間距離の総和が最小となる送信信号の列ベクトルTck (j)を選択する手段と、
該選択された列ベクトルの各要素を前記第1の無線局からの送信信号として出力する手段と
を備えたことを特徴とする無線通信装置。 - 前記請求項2に記載の無線通信装置において、
前記第1のアンテナ群に対して、前記第k1及び第k2アンテナのk1及びk2の値として、それぞれが1からNに対応した前記M列の列ベクトル群{Tc1,2 (j)},{Tc1,3 (j)},・・・,{Tc1,k (j)},・・・,{T1,N (j)},{Tc2,3 (j)}, ・・・,{Tc2,N (j)},{Tc3,4 (j)}, ・・・,{Tc3,N (j)},・・・,{TcN−1,N (j)}を算出する手段と、
これらの列ベクトルの中のから前記信号点間距離の総和が最小となる送信信号の列ベクトルTck1,k2 (j)を選択する手段と、
該選択された列ベクトルの各要素を前記第1の無線局からの送信信号として出力する手段と
を備えたことを特徴とする無線通信装置。 - 前記請求項1から請求項6までのいずれかに記載の無線通信装置において、
前記無線局間で複数のサブキャリアを用いた直交周波数分割多重(OFDM)変調方式を用いたことを特徴とする無線通信装置。 - N(N>1:整数)本以上の第1のアンテナ群を備えた第1の無線局と、M(M>1:整数)本の第2のアンテナ群を備えた第2の無線局とにより構成された無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記第1の無線局により、
ユーザデータをN系統に分割するステップと、
前記のN系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN系統の第1の信号系列を生成するステップと、
前記N本の第1のアンテナ群を用いて同一周波数にて同時に前記第1の信号系列を重畳して送信するステップと
が実施され、
前記第2の無線局により、
M本の前記第2のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信するステップと、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第1のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第2のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の伝達関数hj,iを取得するステップと、
前記伝達関数hj,iを第(j,i)要素とするM行N列の伝達関数行列Hから第k列(1≦k≦N:整数)の列ベクトルを分離して得られるM行(N−1)列の行列Gk生成するステップと、
該行列Gkのエルミート共役となる(N−1)行M列行列Gk Hを生成するステップと、
これらの行列の積即ち(N−1)行(N−1)列の行列Gk H×Gkを算出するステップと、
該行列の逆行列即ち(N−1)行(N−1)列の行列(Gk H×Gk)−1を算出するステップと、
該逆行列と行列Gk Hの積即ち(N−1)行M列の行列(Gk H×Gk)−1×Gk Hを算出するステップと、
前記第1のアンテナ群の内の第k(1≦k≦N:整数)アンテナより所定の変調が施された信号tkを送信した場合に、この信号に対する前記第2のアンテナ群の第m(1≦m≦M:整数)アンテナにおける受信信号推定値をtk×hm,kにて算出するステップと、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrmとした場合、{r1−tk×h1,k,r2−tk×h2,k,・・・,rM−tk×hM,k}を要素とするM行の列ベクトルr’[tk]を算出するステップと、
該列ベクトルr’[tk]と前記行列(Gk H×Gk)−1×Gk Hとの積即ち(Gk H×Gk)−1×Gk H×r’[tk]で与えられる(N-1)列の列ベクトルtx[tk]を算出するステップと、
該列ベクトルtx[tk]の各要素で与えられる信号点に対して硬判定処理を行うステップと、
該硬判定処理により列ベクトルtx[tk]を(N−1)列の列ベクトルTx[tk]に変換するステップと、
前記第1のアンテナ群の各アンテナより信号t1,t2,・・・tNが重畳されて送信したときに、これらの送信信号t1,t2,・・・tNを要素とするN列の列ベクトルV[t1,t2,・・・tN]と前記伝達関数行列Hとの積即ちH×V[t1,t2,・・・tN]により、前記第2の無線局における推定受信信号R[t1,t2,,・・・tN]を算出するステップと、
前記第2のアンテナ群の各アンテナ毎に求める前記生成された推定受信信号と実際の受信信号との信号点間距離の全アンテナでの総和E[t1,t2,・・・tN]を算出するステップと、
前記第1のアンテナ群の内の第kアンテナより送信される送信信号tkとして取り得る信号がJ種類であり且つその各々がtk (1), tk (2), tk (3),・・・,tk (J)であった場合、1≦j≦J(整数)なる全てのjに対し、tk (j) に対応する前記列ベクトルTx[tk (j)]の各要素よりτ1 (j), τ2 (j),・・・, τk−1 (j), τk+1 (j),・・・τN (j)を算出し、τ1 (j), τ2 (j),・・・, τk−1 (j),tk (j), τk+1 (j),・・・τN (j)を要素とする送信信号候補であるJ個のM列の列ベクトル群{Tck (j)}を算出するステップと、
該送信信号候補の中でE[τ1 (j), τ2 (j),・・・, τk−1 (j),tk (j), τK+1 (j),・・・τN (j)]が最小となる送信信号の列ベクトルTck (j)を選択するステップと、
該選択された列ベクトルの各要素を前記第1の無線局からの送信信号として出力するステップと
が実施されることを特徴とする無線通信方法。 - N(N>2:整数)本以上の第1のアンテナ群を備えた第1の無線局と、M(M>1:整数)本の第2のアンテナ群を備えた第2の無線局とにより構成された無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記第1の無線局により、
ユーザデータをN系統に分割するステップと、
前記のN系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN系統の第1の信号系列を生成するステップと、
前記N本の第1のアンテナ群を用いて同一周波数にて同時に前記第1の信号系列を重畳して送信するステップと
が実施され、
前記第2の無線局により、
M本の前記第2のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信するステップと、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第1のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第2のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の伝達関数hj,iを取得するステップと、
前記伝達関数hj,iを第(j,i)要素とするM行N列の伝達関数行列Hから第k1列(1≦k1≦N:整数)及び第k2列(1≦k2≦N,k1≠k2:整数)の列ベクトルを分離して得られるM行(N−2)列の行列Gk1,k2を生成するステップと、
該行列Gk1,k2のエルミート共役となる(N−2)行M列行列Gk1,k2 Hを生成するステップと、
これらの行列の積即ち(N−2)行(N−2)列の行列Gk1,k2 H×Gk1,k2を算出するステップと、
該行列の逆行列即ち(N−2)行(N−2)列の行列(Gk1,k2 H×Gk1,k2)−1を算出するステップと、
該逆行列と行列Gk1,k2の積即ち(N−2)行M列の行列(Gk1,k2 H×Gk1,k2)−1×Gk1,k2 Hを算出するステップと、
前記第1のアンテナ群の内の第k1及び第k2アンテナより所定の変調が施された信号tk1及びtk2を送信した場合に、この信号に対する前記第2のアンテナ群の第m(1≦m≦M:整数)アンテナにおける受信信号推定値をtk1×hm,k1+tk2×hm,k2にて算出するステップと、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrmとした場合、{r1−tk1×h1,k1−tk2×h1,k2,r2−tk1×h2,k1−tk2×h2,k2,・・・,rM−tk1×hM,k1−tk2×hM,k2}を要素とするM行の列ベクトルr’[tk1,tk2]を算出するステップと、
該列ベクトルr’[tk1,tk2]と前記行列(Gk1,k2 H×Gk1,k2)−1×Gk1,k2 Hとの積即ち(Gk1,k2 H×Gk1,k2)−1×Gk1,k2 H×r’[tk1,tk2]で与えられる(N−2)列の列ベクトルtx[tk1、tk2]を算出するステップと、
該列ベクトルtx[tk1、tk2]の各要素で与えられる信号点に対して硬判定処理を行うステップと、
該硬判定処理により列ベクトルtx[tk1、tk2]を(N−2)列の列ベクトルTx[tk1、tk2]に変換するステップと、
前記第1のアンテナ群の各アンテナより信号t1,t2,,・・・tNが重畳されて送信したときに、これらの送信信号t1,t2,,・・・tNを要素とするN列の列ベクトルV[t1,t2,,・・・tN]と前記伝達関数行列Hとの積即ちH×V[t1,t2,,・・・tN]により、前記第2の無線局における推定受信信号R[t1,t2,,・・・tN]を算出するステップと、
前記第2のアンテナ群の各アンテナ毎に求める前記生成された推定受信信号と実際の受信信号との信号点間距離の全アンテナでの総和E[t1,t2,,・・・tN]を算出するステップと、
前記第1のアンテナ群の内の第k1及び第k2アンテナより送信される送信信号tk1及びtk2として取り得る信号の組み合わせがJ種類であり且つその各々が(tk1 (1)tk2 (1)),(tk1 (2)tk2 (2)) , (tk1 (3)tk2 (3)),・・・,(tk1 (j)tk2 (j)) であった場合、1≦j≦J(整数)なる全てのjに対し、(tk1 (j)tk2 (j)) に対応する前記列ベクトルTx[tk1 (j)tk2 (j)]の各要素よりτ1 (j), τ2 (j),・・・,τk1−1 (j),τk1+1 (j),・・・,τk2−1 (j),τk2+1 (j),・・・τN (j)を算出し、τ1 (j), τ2 (j),・・・,τk1−1 (j),tk1 (j),τk1+1 (j),・・・,τk2−1 (j),tk2 (j),τk2+1 (j),・・・τN (j)を要素とする送信信号候補であるJ個のM列の列ベクトル群{Tck1,k2 (j)}を算出するステップと、
該送信信号候補の中でE[τ1 (j), τ2 (j),・・・,τk1−1 (j),tk1 (j),τk1+1 (j),・・・,τk2−1 (j),tk2 (j),τk2+1 (j),・・・τN (j)]が最小となる送信信号の列ベクトルTck1,k2 (j)を選択するステップと、
該選択された列ベクトルの各要素を前記第1の無線局からの送信信号として出力するステップと
が実施されることを特徴とする無線通信方法。
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