JP4230933B2 - 受信機、送信機及び無線通信システム並びに電力配分方法 - Google Patents
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Pstrmin=Pstrmin×10δmin/10
Pm(m≠strmin)=Pm(m≠strmin)-((1-10-Δm/10)/Δsum)×Pstrmin×(10δmin/10-1)
ここで、Pstrminは電力差δが最小値δminとなるデータストリームに配分される電力配分値を示す、を計算し電力配分値を求めるようにしてもよい。
を計算する第2の演算手段と、第2の演算手段の出力Δsumに基づいて、電力再配分を行うか否かを判断する第2の判断手段と、第2の判断手段の判断に基づいて、第2の電力配分値を計算する第2の電力配分手段と、電力配分値及び第2の電力配分値に基づいて、スループットを見積もるスループット推定手段とを備え、電力配分手段は、見積もられたスループットに基づいて電力配分値を決定するようにしてもよい。
また、本発明に係る無線通信システムは、送信機及び受信機を備える多入力多出力(Multiple Input Multiple Output: MIMO)方式の無線通信システムであって、送信機は、電力配分値を受信する受信手段と、電力配分値に基づき、受信機側の受信特性を推定する受信機側受信特性推定手段とを備え、受信機は、受信されるデータストリームからチャネル推定量を生成するチャネル推定手段と、チャネル推定量に基づいて、各データストリームに配分する電力値をスループットが最大となるように同時に決定する電力配分決定手段とを備えるものである。
受信機120は、受信アンテナ111−1〜111−Nと、受信アンテナ111−1〜111−Nと接続されたチャネル推定部112と、チャネル推定部112と接続された電力配分・MCS(Modulation and Coding Set)(変調と符号化のセット)選択部113と、受信アンテナ111−1〜111−Nと接続された信号分離部114と、信号分離部114と接続された復号&復調部115とを備える。
信号分離部114に入力された受信データは、送信系列毎の信号に分離され、復号&復調部115により復号、復調される。一方、チャネル推定部112は、入力された受信信号から、受信した受信アンテナ毎に振幅、遅延又は位相に関する伝搬路に起因する変化を調べ、チャネル推定を行い、その結果を電力配分・MCS選択部113に入力する。電力配分・MCS選択部113は、入力されたチャネル推定値に基づきMCSの選択を行い、選択されたMCSに基づいて電力配分を決定する。また、電力配分・MCS選択部113は、MCS及び電力配分の結果を、送信機100のレート制御部102及び電力制御部104に送信する。
MCS選択部4は、SINR推定部3により推定されたSINRに基づき、MCSの選択を行う。
判定部6は、配分された電力が、配分されていない電力を超えているか否かの判定を行う。例えば、まず、
次に、電力配分・MCS選択部の処理フローについて、図3を参照して説明する。
受信特性推定部113−2は、受信後の受信特性、例えばSINRの推定を行う。例えば、
SINRm=um 2/um-um 2=um/1-um
um=hm Hwm
Wm=[hAmhH+σ2I]-1hm
δm=γIm+1-SINRm
の計算が行われる。
Δm=SINRm-γIm
の計算が行われる。
Pstrmin=Pstrmin×10δmin/10
Pm(m≠strmin)=Pm(m≠strmin)-((1-10-Δm/10)/Δsum)×Pstrmin×(10δmin/10-1)
により電力配分値を求める。また、その結果を電力初期化部113−1にフィードバックする。
このようにすることにより、各送信データストリームの電力配分値及びMCSを同時に決定でき、更に繰返し計算によって最適値に近づけることができるため、より大きな通信容量を達成できる。
次に、本実施例に係るMIMO方式の無線通信システム100における受信機120の電力配分・MCS選択部113の構成について説明する。
次に、本実施例に係るMIMO無線通信システム100における受信機120の電力配分・MCS選択部113の構成について説明する。
105−1〜105−N 送信アンテナ
111−1〜111−M 受信アンテナ
Claims (15)
- 多入力多出力(Multiple Input Multiple Output: MIMO)方式の無線通信システムにおける受信機であって:
受信されるデータストリームからチャネル推定量を生成するチャネル推定手段;
前記チャネル推定量に基づいて、各データストリームに配分する電力値に初期値を設定する電力初期化手段;
各データストリームの受信特性を推定する受信特性推定手段;
前記受信特性に基づいて、変調と符号化のセットを選択するMCS選択手段;
前記変調と符号化のセットに基づいて、各データストリームに配分する電力値を、スループットが最大となるように同時に決定する電力配分演算手段;
を備えることを特徴とする受信機。 - 請求項1に記載の受信機において:
前記MCS選択手段は、スループットに基づいて変調と符号化のセットを選択することを特徴とする受信機。 - 請求項1又は2に記載の受信機において:
前記電力配分演算手段は、
各データストリームに対して選択された前記変調と符号化のセットに対応する第1の受信特性値を計算し、前記推定された推定受信特性値を用いて、余剰電力Δ=(推定受信特性値)−(第1の受信特性値)を計算する余剰電力計算手段;
前記変調と符号化のセットに対応する受信特性より受信特性の良い変調と符号化セットに対応する第2の受信特性値を計算し、電力差δ=(第2の受信特性値)−(推定受信特性値)を計算する電力差計算手段;
電力差δの最小値δminを選択し、δminとなるデータストリーム以外のデータストリームの和
ここで、mは各データストリームに割り当てられた番号、strminは電力差δが最小値δminとなる場合のデータストリームに割り当てられた番号、Pmはm番目のデータストリームに対する電力配分値の初期値を示す、
Δsumに基づいて、電力再配分を行うか否かを判断する判断手段;
前記判断に基づいて、電力配分値を計算する電力配分手段;
を備えることを特徴とする受信機。 - 請求項3に記載の受信機において:
前記判断手段は、Δsumと(10δmin/10-1)×Pstrmin×GPとに基づいて、電力再配分を行うか否かを判断し、
前記電力配分手段は、前記判断結果に基づいて、
Pstrmin=Pstrmin×10δmin/10
Pm(m≠strmin)=Pm(m≠strmin)-((1-10-Δm/10)/Δsum)×Pstrmin×(10δmin/10-1)
ここで、Pstrminは電力差δが最小値δminとなるデータストリームに配分される電力配分値を示し、GPは、ガード電力を示す、
を計算し電力配分値を求めることを特徴とする受信機。 - 請求項1又は2に記載の受信機において:
前記電力配分演算手段は、
各データストリームに対して選択された前記変調と符号化のセットに対応する第1の受信特性値を計算し、前記推定された推定受信特性値を用いて、余剰電力Δ=(推定受信特性値)−(第1の受信特性値)を計算する余剰電力計算手段;
前記変調と符号化のセットにおけるスループットよりスループットの高い変調と符号化のセットに対応する受信特性を示す第3の受信特性値を計算し、第2の電力差δ=(第3の受信特性値)−(推定受信特性値)を計算する第2の電力差計算手段;
前記変調と符号化のセットにおけるスループットと前記変調と符号化のセットに対応するスループットよりスループットの高い変調と符号化のセットに対応するスループットとの差の最大値Thmaxを選択し、Thmaxとなるデータストリーム以外のデータストリームの和
を計算する第2の演算手段;
Δsumに基づいて、電力再配分を行うか否かを判断する判断手段;
前記判断に基づいて、電力配分値を計算する電力配分手段;
を備えることを特徴とする受信機。 - 請求項3に記載の受信機において:
前記変調と符号化のセットにおけるスループットよりスループットの高い変調と符号化のセットに対応する受信特性を示す第3の受信特性値を計算し、第2の電力差δ=(第3の受信特性値)−(推定受信特性値)を計算する第2の電力差計算手段;
前記変調と符号化のセットにおけるスループットと前記変調と符号化のセットに対応するスループットよりスループットの高い変調と符号化のセットに対応するスループットとの差の最大値Thmaxを選択し、Thmaxとなるデータストリーム以外のデータストリームの和
を計算する第2の演算手段;
前記第2の演算手段の出力Δsumに基づいて、電力再配分を行うか否かを判断する第2の判断手段;
前記第2の判断手段の判断に基づいて、第2の電力配分値を計算する第2の電力配分手段;
前記電力配分値及び前記第2の電力配分値に基づいて、スループットを見積もるスループット推定手段;
を備え、
前記電力配分手段は、見積もられたスループットに基づいて電力配分値を決定することを特徴とする受信機。 - 請求項5又は6に記載の受信機において:
前記判断手段は、前記各データストリームに対して選択された変調と符号化のセットに対応するスループットが最大値又は最小値となり、且つ前記変調と符号化のセットに対応する受信特性の差が所定の値以下である場合に電力再配分を行うと判断し、
前記電力配分手段は、受信特性が等しくなるように電力配分を行うことを特徴とする受信機。 - 請求項5又は6に記載の受信機において:
前記判断手段は、Δsumと(10δstrmax/10-1)×Pstrmax×GPとに基づいて、電力再配分を行うか否かを判断する、ここで、GPは、ガード電力を示す、
ことを特徴とする受信機。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の受信機において:
使用するアンテナのパターンを設定するアンテナパターン設定手段;
計算された電力配分値に基づいて、スループットを推定するスループット推定手段;
前記スループットに基づいて使用するアンテナのパターンの選択を行うアンテナ選択手段;
を備えることを特徴とする受信機。 - 多入力多出力(Multiple Input Multiple Output : MIMO)方式の無線通信システムにおける送信機であって:
電力配分値を受信する受信手段;
前記電力配分値に基づき、受信機側の受信特性を推定する受信機側受信特性推定手段;
を備えることを特徴とする送信機。 - 請求項10に記載の送信機において:
受信した変調と符号化のセットに基づいて、符号化及び変調処理を行う符号化&変調手段;
を備えることを特徴とする送信機。 - 送信機及び受信機を備える多入力多出力(Multiple Input Multiple Output: MIMO)方式の無線通信システムであって:
前記送信機は、
電力配分値を受信する受信手段;
前記電力配分値に基づき、受信機側の受信特性を推定する受信機側受信特性推定手段;
を備え、
前記受信機は、
受信されるデータストリームからチャネル推定量を生成するチャネル推定手段;
前記チャネル推定量に基づいて、各データストリームに配分する電力値をスループットが最大となるように同時に決定する電力配分決定手段;
を備えることを特徴とする無線通信システム。 - 多入力多出力(Multiple Input Multiple Output: MIMO)方式の無線通信システムにおける電力配分方法であって:
受信されるデータストリームからチャネル推定量を生成するステップ;
前記チャネル推定量を生成するステップにおいて生成されたチャネル推定量に基づいて、各データストリームに配分する電力値に初期値を設定するステップ;
各データストリームの受信特性を推定するステップ;
前記受信特性を推定するステップにおいて推定された受信特性に基づいて、変調と符号化のセットを選択するステップ;
前記変調と符号化のセットを選択するステップにおいて選択された変調と符号化のセットに基づいて、各データストリームに配分する電力値をスループットが最大となるように同時に決定するステップ;
を有することを特徴とする電力配分方法。 - 請求項13に記載の電力配分方法において:
前記各データストリームに対して選択された変調と符号化のセットに対応するスループットが最大値又は最小値となり、且つ前記変調と符号化のセットに対応する受信特性の差が所定の値以下である場合に電力再配分を行うと判断するステップ;
を有することを特徴とする電力配分方法。 - 請求項13又は14に記載の電力配分方法において:
使用するアンテナのパターンを設定するステップ;
計算された電力配分値に基づいて、スループットを推定するステップ;
前記スループットに基づいて、使用するアンテナのパターンの選択を行うステップ;
を有することを特徴とする電力配分方法。
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