JP4608557B2

JP4608557B2 - データ特性化ｍｉｍｏ環境を生成するための方法、装置機構、送信器ユニット、及び受信器ユニット

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Publication number: JP4608557B2
Application number: JP2007557526A
Authority: JP
Inventors: コルヤンネ; アイラクシネンオッリ; サルケラビッレ; ブラッツフィリペ; クランスペルッティ
Original assignee: Elektrobit System Test Oy
Current assignee: Anite Telecoms Oy
Priority date: 2005-03-01
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2025-03-01
Also published as: EP1856827A1; US20090122899A1; DE602005014284D1; WO2006092462A1; JP2008532400A; EP1856827B1; DK1856827T3; ATE430415T1

Description

本発明は、送信器又は受信器シミュレーションのためのデータを生成する方法及び機構であって、上記生成されたデータが多入力多出力無線環境（MIMO）特性を有するものに関するものである。本発明は又、上記方法で用いられる送信器ベースバンドユニットと受信器ベースバンドユニットとにも関する。

無線環境のシミュレーションは、携帯電話の無線システムの開発業務において地盤を築いている。シミュレーション機器の一例として、PROPSim C8デジタル無線チャネルシミュレータがあり、これはエレクトロビットテスティング社（ELECTROBIT TESTING Ltd.）から入手可能である。このシミュレータは、８つの結合可能なシミュレーション用のチャネルを含む。PROPSim C8デジタル無線チャネルシミュレータにおいて、上記チャネルは、次のようなFIRフィルタ（有限インパルス応答）でモデル化されている。即ち、上記チャネルモデルと上記入力信号との間で、異なる遅延時間によって遅延された信号がチャネル係数（即ち、タップ係数）で重み付けされ、重み付けされた信号成分が合計されるよう重畳を形成するFIRフィルタである。上記チャネル係数は、実際の無線チャネルの振る舞いに対応して変化するものである。もし必要であれば、上記シミュレータにおいてベースバンド部分の柔軟な分配を可能にすることで、無線チャネルにおける複数信号の伝播経路がシミュレートされる。

実行されるシミュレーションは無線チャネルシミュレータにおいて、即ちシミュレートされるチャネル数等のパラメータにおいて決められ、入力信号と出力信号の数と接続とが供給される。例えば、PROPSim C8デジタル無線チャネルシミュレータは、上記シミュレーションで用いることができる。上記PROPSim C8デジタル無線チャネルシミュレータの制御装置は、上記パラメータに基づいて上記シミュレータ装置の用途を最適化する。

携帯電話無線デジタルシステムにおける大気中のインターフェイスは将来的に、従来技術でのシステムと比較して、非常に大きな容量とビットレートを提供する。その性能の向上はマルチキャリア技術（OFDM）や多入力多出力（MIMO）送信システム等の新規の送信方法に基づいている。MIMOシステムにおいては、１つの送信器、アンテナ、及び受信器に代わって、複数の送信器、アンテナ、及び受信器が用いられる。MIMOシステムにおいて、無線チャネルのより効率的な利用が、無線チャネルの時間、頻度、空間特性を組み合わせることでできるようになる。MIMOのコンセプトによって、相関関係の無いいくつかの空間―時間―頻度の無線チャネルを作り出すことができる。この無線チャネルは、例えばコーディングによって互いに区別することができる。PROPSim C8のシミュレータのみを用いてもMIMO環境をシミュレートすることは不可能である。

上述のことは、作成されたシステムが実際の多経路かつマルチアンテナ環境で確実に機能できるようにするために、送信システムとシミュレーションシステムの開発に対して新たな必要性をもたらす。リアルタイムシミュレーションツール及びフィールド測定に加えて、実際のMIMO無線チャネルモデルを完成させることが必要である。MIMOチャネル音響器及び記録データの後処理を伴ったマルチパス環境の測定によって、実際の無線チャネルモデルを提供することができる。この結果、我々は多くのインパルス応答を得て、これらから無線環境のモデルが計算される。しかし、上記モデルは、多くの伝播データを大量に含んでいる。これは一般的に、上記モデルの実行が、標準的なＰＣベースでのシミュレーション環境の許容量を超える演算能力を必要としているからである。

純粋に数学を基にしたマルチパス送信モデルを作成することもできる。無線電波を散乱、反射、及び減衰させる物体や面を用いた室内又は屋外環境のモデルを作成することができる。この人工的なモデルの環境には、送信器や受信器を配置することもできる。その後に、上記送信器と上記受信との間で可能性のある無線経路を計算することができる。上記計算を実施するための一例は、エレクトロビットテスティング社（ELECTROBIT TESTING Ltd.）のPROLabチャネルモデリングソフトウェアであり、２次元の場合において使用することができる。

純粋なコンピュータシミュレーションにおける主な問題は、マルチチャネルの場合において要求される演算能力である。上記の計算は全く意味を成さないほどに長い時間を要することになる。このためにもし、上記シミュレーションの速度向上を望むなら、例えば１チャネルだけを用いるというように、上記シミュレーションで用いられるいくつかの基本的な変数を簡素化しなければならない。これにより好ましくないシミュレーション結果がもたらされる。

上記シミュレーションが、例えば音声接続シミュレーションで通常用いられる１０^−２よりもはるかに小さい値である１０^−５の範疇内でというような、非常に小さなビットエラーの割合で実行されなければならないことも、要求される演算能力を増加させるもう一つの要因である。

本発明は無線チャネル装置の開発に関するものである。本発明の目的は、実際の大気中のインターフェイスを活用する可能性のあるMIMOシステムをリアルタイムで試験するための試験環境及び試験方法を提供することである。

本発明の目的は、マルチチャネル送信器ベースバンドユニット、マルチチャネルアップコンバーター、MIMO無線リンクシステム、マルチチャネルダウンコンバーター、及びマルチチャネル受信器ベースバンドユニットを含む本発明による方法と機構によって達成される。例えば、マットラブ（MatLab）ソフトウェアは外部装置で送信器データを生成することができ、その後上記データは、オフライン処理として上記マルチチャネルベースバンドユニットに保存される。そこから、上記データはアップコンバータを経由してMIMOシステムに送出される。上記MIMOシステムにおける無線チャネルの伝播特性は送信された上記データの周波数を変える。ダウンコンバートされた受信データは本発明による上記マルチチャネルバースバンドユニットに保存される。そこから上記受信データは、受信データを異なる受信器のアルゴリズムの元データとして用いることのできるオフライン処理ユニットに有利に供給される。

本発明の利点は、高速なリアルタイムMIMOシミュレーションができることである。

本発明のもう一つの利点は、MIMOシステムの現実での大気中のインターフェイス特性を利用することができることである。

本発明のもう一つの利点は、現実のMIMO伝播データを利用することのできる受信器又は送信器ソフトウェアシミュレーションを強化できることである。

本発明のもう一つの利点は、上記システムの同調精度によって、上記試験システムのメモリ容量が、非常に効率的に試験データに用いられることである。これは、上記受信器ベースバンドユニットにおいて記録開始が正確だからである。

本発明のもう一つの利点は、もし必要であれば上記シミュレーションシステムに外部クロックを用いることもできることである。

本発明のもう一つの利点は、複数アンテナにより引き起こされる空間ダイバーシティの効果を試すこともできることである。

本発明の更にもう一つの利点は、送信器データと受信器データの両方がグラフィカルユーザインターフェイスによって制御できることである。

本発明の着想は次の通りである。上記MIMOシステムの送信器データは、例えばマットラブソフトウェアを用いてオフラインで生成される。上記送信器データは、各送信チャネルに同相要素（Ｉ）と直交要素（Ｑ）との両方を含む。上記オフラインで作成された送信器データは、本発明による８チャネルを含むことを利点とするベースバンド送信器にリアルタイムではない状態で送信される。開始後、上記送信器データは上記送信器ベースバンドユニットから、少なくとも送信チャネルと同数のアップコンバートシステムへ有利に送信される。例えば、PROPSim C8シミュレータは、そのために用いられる。その後、アップコンバートされた上記信号は、実際のMIMOアンテナシステムを通じて無線チャネル全体に送信される。上記受信器側での受信データは、例えばPROPSim C8シミュレータを用いてダウンコンバートされる。その後上記受信データは後の分析のために、本発明による上記受信器ベースバンドユニットにデジタルフォーマットで保存される。その際上記データを、上記受信器ベースバンドユニットから、異なる種類の受信器アルゴリズムを、上記受信データを用いて試すことができる別個の処理ユニットへオフラインで送信することができる。

以下に、本発明について詳細に記述する。参照番号は添付の図面にも付されている。

図１は、本発明によるリアルタイムMIMO試験環境の第１の実施の形態の例を示している。送信器モデル１１は、外部装置におけるオフライン設計作業として作成されたものであり、この外部装置は、マットラブ（MatLab）ソフトウェアをそなえる通常のＰＣであることを利点とするものである。作成された上記送信器モデル１１は、リアルタイムでないことを利点として上記外部装置から本発明による上記MIMOシステム１４へ送信される。

図１では対応して、第２の外部装置に含まれる受信器モデル１７が示されている。上記第２の装置は、マットラブソフトウェアをそなえる通常のＰＣであることを利点としており、このソフトウェアは適正な受信器アルゴリズムにおいて活用される。

破線で示した参照番号１０は、本発明の第１の実施の形態による上記リアルタイムMIMOシミュレーション環境を示している。リアルタイムMIMOシミュレーション環境は、送信器ベースバンドユニット１２、アップコンバータ１３、リアルタイムMIMO無線チャネル環境１４、ダウンコンバータ１５、及び受信器ベースバンドユニット１６を含む。

本発明による上記送信器ベースバンドユニット１２は、ｍ個のチャネルを含む。ｍ個のチャネルの各々は、別個の構成部であるので図１には示されていないが同相要素（Ｉ）と直交要素（Ｑ）との両方を含む。固定ケーブル１１１は、上記送信器モデル１１を含む外部装置を上記送信器ベースバンドユニット１２に接続するものである。利点として、上記送信器ベースバンドユニット１２のチャネルＣＨ１、ＣＨ２からＣＨｍの１つ１つが、１本のケーブルで上記送信器モデル装置に接続されている。送信器ベースバンドユニット１２のチャネル数は８であることが望ましい。

上記送信器ベースバンドユニット１２は、上記送信器ベースバンドユニット１２内にある送信チャネルと同数のケーブル１２１によってアップコンバータ１３に接続されている。アップコンバータ１３として、例えばＣＨ１、ＣＨ２からＣＨ８の８つの分離したチャネルを有するPROPSim C8シミュレータを利用することができる。PROPSim C8シミュレータをアップコンバータ１３として用いれば、参照番号１２１で示す接続ケーブルが８本必要になる。アップコンバータとして、少なくとも上記送信器ベースバンドユニット１２と同数のチャネルを有する何らかの別の装置を用いることもできる。

上記アップコンバータ１３は、まず上記送信器ベースバンドユニット１２のデジタル信号をアナログ信号に変換し、その後それらを使用されている無線周波数にまで移す。高い周波数に変換された上記無線信号は、上記アップコンバータ１３の各々のチャネルから送信器アンテナシステム１３１に供給される。送信器アンテナシステム１３１は、いくつかのアンテナのアンテナアレイを含むことを利点とする。図１では、チャネルあたり１つのアンテナだけが示されているが、上記送信器アンテナシステム１３１はその利点として、実際のMIMO環境を形成するためにチャネルあたり数本の送信器アンテナを含むことができる。上記アップコンバータ１３に含まれる上記送信器が送信を開始するとき、その送信は、上記送信の初めにある種の前置きを含んでいる。この前置きは、上記受信器に実際の転送データが始まる時期を通知するものである。ゆえに、上記レシーバは、前もっていつデータが転送されてくるかを知って、送信部分だけを保存する。

例として、受信器アンテナシステム１５１に対してアップコンバータ１３のチャネル２に接続された送信器アンテナ１３１からの無線波のマルチパスが参照番号１４１で示されており、これは、上記ダウンコンバータ１５のチャネル２に接続されている。図１においては、チャネルあたり１つのアンテナしか描かれていないが、参照番号１５１は、実際のMIMO受信器環境を形成するためにチャネルあたりに複数のアンテナを含むことができる。無線波が上記受信器アンテナ１５１に到達するまでにいくつかの無線波が物体１４２ａ及び物体１４２ｂ上で反射する。１つではなく複数の受信器アンテナ１５１が用いられるとき、上記物体１４２ａ及び１４２ｂでの反射のため減衰した受信信号を改善するために、空間ダイバーシティを用いることができる。

ダウンコンバータ１５において、上記受信信号は、まず低い周波数のベースバンド信号に変換され、デジタル形式に再変換される。上記アップコンバータではそうであったように、上記ダウンコンバータも例えばPROPSim C8シミュレータによって実現することができる。アナログ、デジタル間の変換の後、上記ベースバンドデジタル信号は、ケーブル１５２によって上記ダウンコンバータのチャネルから本発明による上記受信器ベースバンドユニット１６に送られる。上記送信の始めに含まれる前置きが、上記受信器ベースバンドユニット１６におけるデータ保存処理開始のトリガとなる。チャネルＣＨ１、ＣＨ２からＣＨｍまでのチャネルのそれぞれは同時にそのデータ保存を開始し、これは。有利にケース特有である。この構成により、上記受信器ベースバンドユニット１６の上記メモリを、送信された試験信号のみを保存するために最適に用いることができる。

ケーブル１６１は、保存された上記データを上記受信器ベースバンドユニット１６からオフラインで外部装置に送信する。そこで上記送信されたデータは、受信器モデルの試験に用いられる。例えばマットラブソフトウェアを用いて、上記MIMO環境に最も適したものを見つけるために異なる種類の受信器アルゴリズムを試すことができる。

図２は、本発明による上記リアルタイムMIMO処理環境の第２の実施の形態の一例を示している。送信器モデルが参照番号２１で示されている。この送信器モデルは、マットラブソフトウェアを含む通常のＰＣである外部装置においてオフライン設計作業として作成されるものである。作成された上記送信器モデル２１は、本発明による上記MIMOシステム２０にリアルタイムではなく送信される。

図２では、受信器モデル２７を有する第２の外部装置が示されており、これも、適正な受信器アルゴリズムのシミュレーションに用いられるマットラブソフトウェアを含む通常のＰＣである。

破線で示した参照番号２０は、本発明の第２の実施の形態による上記リアルタイムMIMOシミュレーション環境を示している。リアルタイムMIMOシミュレーション環境は、送信器ベースバンドユニット２２、エミュレートMIMO無線チャネル環境２４、及び受信器ベースバンドユニット２６を含む。

本発明の第２の実施の形態は、ＣＨ１、ＣＨ２からＣＨｍまでのｍ個のチャネルを含む送信器ベースバンドユニット２２を含む。ｍ個のチャネルの各々は、別個の構成部であるので図２には示されていないが同相要素（Ｉ）と直交要素（Ｑ）との両方を含む。固定ケーブル２１１は、上記送信器モデル２１を含む外部装置を上記送信器ベースバンドユニット２２に接続するものである。利点として、上記送信器ベースバンドユニット２２のチャネルＣＨ１、ＣＨ２からＣＨｍの１つ１つが、１本のケーブルで上記送信器モデル装置に接続されている。送信器ベースバンドユニット２２のチャネル数は８であることが望ましい。

本発明の第２の実施の形態において、エミュレートMIMO無線チャネル環境２４は上記実際の無線チャネル環境を代わりに用いる。上記ベースバンド信号を実際の無線周波数に移す必要はない。上記エミュレート無線チャネル環境の代替案のひとつはPROPSim C8無線チャネルシミュレータであり、これは８つの無線チャネルを実行することができる。PROPSim C8無線チャネルシミュレータにおいてFIRデジタルフィルタは、無線チャネルの動きを実行する。

固定されたケーブル２４１は周波数を変更したベースバンド信号を、上記PROPSim C8シミュレータから本発明による上記受信器ベースバンドユニット２６に運ぶ。上記送信の始めに含まれる前置きが、上記受信器ベースバンドユニット１６におけるデータ保存処理開始のきっかけとなる。チャネルＣＨ１、ＣＨ２からＣＨｍまでの上記チャネルのそれぞれは同時にそのデータ保存を開始する。これは、ケース特有である。

本発明による上記受信器ベースバンドユニット２６から、ケーブル２６１は、保存された上記データを、受信器モデル２７などの外部装置にオフラインで転送することができる。、受信器モデル２７は、受信器アルゴリズムシミュレーションの元データとして用いることのできる

図３は、上記送信器側の主機能ブロックの一例を示している。本発明による１つの送信器ベースバンドチャネル３０は、ベースバンドメモリ３２及び２つのＤ／Ａコンバータ３３を含む。同相要素Ｉと直交要素Ｑを含む送信器データはオフライン処理として外部送信器ファイル３１から上記ベースバンドメモリ３２に転送される。ここでベースバンドメモリ３２は、有利にSDRAMメモリ（シンクロナスDRAMメモリ）で実現される。送信器試験データは、全体で１ギガバイト程度となりうる。上記送信を開始するトリガが与えられると、上記保存されたデータは固有の遅延時間の後、上記送信器ベースバンドメモリ３２から２つのＤ／Ａコンバータ３３へ２５Mspsのスピードで流れ出る。ＩとＱの両信号成分はＤ／Ａコンバータの後にアップコンバータ３４に伝えられる。アップコンバータ３４は、両信号成分を動作周波数にまで高める。上記動作周波数の各チャネルのバンド幅は、有利には２２ＭＨｚである。送信予定の上記ＲＦ信号３５は、送信器アンテナシステム（図３には示さず）に送られる。

図４は、上記受信器側の主機能ブロックの一例を示している。本発明による１つの受信器ベースバンドチャネル４０は、ベースバンドメモリ４４及び２つのＡ／Ｄコンバータ４３を含む。受信器アンテナシステム（図４には示さず）から受信した上記ＲＦ信号４１は、ダウンコンバータ４２によって低い周波数に変換される。ＩとＱの両信号成分は、上記Ａ／Ｄコンバータ４３によって別個にアナログからデジタルに変換される。デジタル化された信号成分ＩとＱはともに、有利にはSDRAMメモリで実現された受信器ベースバンドメモリ４４に伝えられる。上記受信器ベースバンドメモリ４４のサイズは１ギガバイトである。上記受信器ベースバンドチャネル４０は、上記実際の伝播したあるいはシミュレートされた送信器データが手元にあるときに上記送信器ベースバンドから情報を得る。このことは、上記送信において実際の送信器データに先行するある種のプリアンブルによって達成することができる。上記プリアンブルに続く固有の遅延時間の後に上記受信器バースバンドチャネルは受信データを保存する。

上記受信データは、上記ベースバンドメモリ４４から受信器ファイル４５へオフラインで転送されることが望ましい。上記受信器ファイル４５は、例えば、適正なソフトウェアがインストールされたＰＣ内に置くことができる。そこで上記受信データの助けを借りて異なる種類の受信器アルゴリズムを試すことができる。

図５ａ及び５ｂは、機能ユニットを示しており、この機能ユニットは本発明による第１の実施の形態において必要なものである。

図５ａは、本発明による送信器ベースバンドユニット３００の一例を示す（図１及び２の参照番号１２及び２２に対応している）。上記送信器ベースバンドユニット３００は、ｍ個の異なった平行なチャネル３０１〜３０３を含む。ｍの値は８であることが望ましい。上記ベースバンドユニット３００はクロックトリガカード３１０も含んでおり、送信開始信号及びクロックパルスの両方を上記ベースバンド送信器ユニットにおける参照番号３０５の上記チャネルに与える。

上記送信器ベースバンドユニット３００は、インターフェイスユニット３２０も含む。外部ＰＣ３５０は、ケーブル３４０を介して上記インターフェイスユニット３２０に接続されている。上記送信器モデルは、まずＰＣ３５０から上記インターフェイスユニット３２０に伝えられ、そこから接続部３３０を介して上記ベースバンドチャネル３０１〜３０３に伝えられる。上記インターフェイスユニット３２０は、上記クロックトリガカード３１０に対して接続部３０６も有している。この接続部３０６によって、上記試験システムのユーザはトリガとなるコマンドを上記システムに与える。図３で示したように、上記デジタル信号は、まずアナログ信号に変換されるのが望ましい。その後で、それらアナログ信号はチャネル３０１〜３０３からアップコンバータ装置（図５では図示せず）へ転送される。上記送信器ベースバンドユニットのチャネル間の同期精度は１０ｎｓ未満である。

上記クロックトリガカード３１０はクロックパルスも生成する。これらクロックパルスは保存された送信器データを上記チャネル３０１〜３０３からアップコンバータへ流すのに必要とされるものである。クロックパルスは接続部３０５を介して上記チャネルに導かれる。上記チャネル３０１〜３０３から流れるアナログ信号は参照番号３６０を用いて示されている。

図５ｂは、本発明による受信器ベースバンドユニット４００の一例を示している（図１及び２の参照番号１６及び２６に対応している）。上記受信器ベースバンドユニット４００は、ｍ個の異なった平行なチャネル４０１〜４０３を含む。ｍの値は８であることが望ましい。上記ベースバンドユニット４００はクロックトリガカード４１０も含んでおり、このクロックトリガカード４１０はアナログからデジタルに変換するのに必要なクロックパルスとデータ保存処理を上記受信器ベースバンドユニットのチャネルに与える。クロックパルスは接続部４０５を介して上記チャネルに導かれる。

上記クロックトリガカード４１０は、有利には保存開始パルスを生成する。これは、有利には既定の遅延時間後に、上記チャネルの受信器ベースバンドメモリにおける上記受信データの保存処理を開始する。ダウンコンバータ（図５ｂには示さず）から上記ベースバンド受信器チャネルへのアナログ信号は、参照番号４６０を用いて示されている。上記保存開始パルスを生成するのに必要な情報は、実際の無線送信の初めに含むことができる。あるいは上記情報は、別個の送信媒体を介して上記送信器ベースバンドユニット３００から上記受信器ベースバンドユニット４００（図５ａ又は図５ｂには示さず）へ導かれる。

上記受信器ベースバンドユニット４００は、インターフェイスユニット４２０も含む。外部ＰＣ４５０は、有利にはケーブル４４０を介して上記インターフェイスユニット４２０に接続される。上記インターフェイスユニット４２０を介して、受信し保存した上記データは、まず接続部４３０を介して上記受信器ベースバンドユニット４００のチャネル４０１〜４０３から上記インターフェイスユニット４２０へ、そしてインターフェイスユニット４２０から接続部４４０を介して上記ＰＣ４５０へオフライン処理として転送される。

上記インターフェイスユニット４２０は、上記クロックトリガカード４１０に対して接続部４０６も有している。この接続部を通じて上記ＰＣ４５０のユーザは、例えば入力データを上記受信器ベースバンドユニット４００から転送する出力コマンドを上記ＰＣ４５０へ与えることができる。上記ＰＣ４５０は、有利には上記受信データが元データとして用いられるような受信器アルゴリズムシミュレーションで用いることのできるソフトウェアを含む。

本発明の第２の実施の形態において上記ベースバンド送信器信号は、有利にはデジタルのベースバンド信号として上記エミュレートMIMO環境に伝えられる。上記エミュレートMIMO環境から、周波数が変更された信号がデジタル形式で上記受信器ベースバンドユニットに伝えられる。それにより、デジタルからアナログ又はアナログからデジタルへの変換、あるいはアップコンバータ又はダウンコンバータは、第２の実施の形態において必修のものではない。

図６は、本発明によるプリアンブルの活用方法の一例を示している。時間ｔ_１において、上記送信器ベースバンドユニット３００が特定の長さを持ったプリアンブルとコンテンツを１又は複数のベースバンド送信チャネルを介して送信する。上記プリアンブルは、時間ｔ_２で終了する。その後、固有の長さを持つ沈黙期間が続く。その沈黙期間は時間ｔ_３で終了する。時間ｔ_３で上記送信器ベースバンドユニット３００は、送信器データを上記ベースバンドチャネルに含まれるメモリユニットから上記アップコンバータへ流す。送信速度は、上記クロックトリガカードが上記ベースバンドチャネルに送信するクロックパルスによって制御される。上記チャネルメモリのコンテンツ全体は時間ｔ_４で送信される。こうして送信が終了する。

上記受信器ベースバンドユニット４００は、上記送信をすべて通して聴取している。そうすれば、上記送信器ベースバンドユニット３００によって送られた上記プリアンブルを受信したときに、上記送信の開始において容易に上記プリアンブルを検出できるからである。受信器ベースバンドユニット４００は、上記プリアンブルのコンテンツをデコードし、上記チャネル４０１〜４０３に流れるデータが上記ベースバンド受信器チャネルのメモリユニットに保存されなくてはならない時間の後の時間を設定する。上記送信器ベースバンドユニット３００と、上記受信器ベースバンドユニット４００との両方における上記メモリユニットのサイズが等しいので、上記送信器ベースバンドユニット３００の全送信データを、問題なく上記受信器ベースバンドユニット４００に保存することができる。

図７は、本発明が活用される際の主な方法のステップを例示するフローチャートである。MIMO特性を有するデータの生成はフェーズ７１で始まる。フェーズ７２では、上記送信器モデルがオフラインで、外部装置から本発明による上記送信器ベースバンドユニットに入力される。

上記送信開始のトリガはフェーズ７３で発生する。これは、上記ベースバンド送信器ユニットが本発明によるプリアンブルを送信することを意味している。

フェーズ７４において、固有の沈黙期間の後に本発明による上記送信器ベースバンドユニットは、所定の速度で自身の送信器モデルデータをアップコンバータを経由して、有利に送信器アンテナと受信器アンテナを含むアンテナシステムに伝えるか、エミュレートMIMO環境に伝える。フェーズ７５において、MIMO環境における実際の無線波の伝播か無線波のシミュレーションのいずれかが発生する。

フェーズ７６において、上記受信器ベースバンドユニットは、まず上記送信のプリアンブル部分を受信する。次に上記受信器ベースバンドユニットは、プリアンブルのコンテンツをデコードして、実際の送信器モデルデータが上記受信器に到達する時間を判断する。上記既定の遅延時間（沈黙期間）の後フェーズ７７で、上記受信器ベースバンドユニットは入力されるデータを保存する。上記データの全ての送信が終われば、保存処理は終了する。

例えば受信器モデルとして後に用いられる上記受信及び保存されたデータは、フェーズ７８においてオフライン処理として上記受信器ベースバンドユニット４００から、外部装置へ転送される。ここで外部装置は、例えばＰＣである。その後、フェーズ７９で上記処理は終了する。

本発明によるいくつかの効果的な実施の形態については、これまでに説明した。本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。本発明の思想は、この明細書に付随する請求項によって規定される範囲において非常に多くの方法に適用することができる。

本発明によるリアルタイムMIMOシミュレーション環境の第１の実施形態の概略図。本発明によるリアルタイムMIMOシミュレーション環境の第２の実施形態の概略図。本発明による送信ベースバンドチャネルの模範的なブロック図。本発明による受信器ベースバンドチャネルの模範的なブロック図。本発明による送信ベースバンドチャネルの模範的なブロック図。本発明による受信器ベースバンドチャネルの模範的なブロック図。本発明によるトリガ事象の例を示す図。本発明によるMIMOシミュレーションの主たる段階の模範的なフローチャート。

Claims

送信器又は受信器のシミュレーションのためのデータを生成する方法であって、生成されたデータが多入力多出力無線環境特性を有するような方法において、
送信器モデル（１１、２２）を、外部装置から、送信器モデルデータを構築するベースバンド送信器ユニット（１２、２２、３００）の少なくとも２つのベースバンド送信器チャネル（３０１〜３０３）へオフライン（７２）で読み込み、
まずプリアンブルの送信を行い、その後固有の長さ（ｔ_２、ｔ_３）の沈黙期間を生じさせる全てのベースバンド送信器チャネル（３０１〜３０３）において、送信開始のトリガ（７３）を同時間（ｔ_１）に発生し、
上記送信器モデルデータを、上記沈黙期間（７４、ｔ_３、ｔ_４）の終了直後に送信し、
多入力多出力無線環境（１４、２４）が、送信されたデータ（７５）の周波数を変更し、
少なくとも２つのベースバンド受信器チャネル（４０１〜４０３）を有する多チャネルベースバンド受信器ユニット（１６、２６、４００）が、周波数が変更された上記データ（７６）を受信し、
受信された上記周波数が変更されたデータを、受信した上記プリアンブルと沈黙期間（７７、ｔ_３）の終了後に始まる少なくとも２つのベースバンド受信器チャネル（４０１〜４０３）に保存することを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法であって、
前記送信を達成するためのトリガを与えた後に、上記プリアンブル及び沈黙期間を、ベースバンド信号として上記送信器ベースバンドチャネル（３０１〜３０３）から多入力多出力無線環境（１４，２４）へ伝達し、
その後、上記送信モデルデータを、ベースバンド信号として上記送信器ベースバンドチャネル（３０１〜３０３）から多入力多出力無線環境（１４，２４）へ伝達することを特徴とする方法。
請求項２に記載の方法であって、
前記送信を達成するためのトリガを与えた後に、
Ｄ／Ａコンバータ（３３）が、上記プリアンブル及び沈黙期間をアナログ信号に変換し、
上記Ｄ／Ａコンバータ（３３）が、上記送信モデルデータをアナログ信号に変換し、
アップコンバータ（３４）が、前記アナログ信号を無線波信号に混ぜ、
上記無線波信号を、少なくとも２つのアンテナを含む送信器アンテナシステム（１３１）に供給することを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法であって、
上記多入力多出力無線環境（１４）における前記周波数の低下は、上記送信器アンテナシステム（１３１）を用いた上記無線波信号の送信と、
受信器アンテナシステムに対するマルチパス伝播とから生じることを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法であって、
上記周波数を低下させたデータの前記受信において、少なくとも２つのアンテナの受信器アンテナシステム（１５１）は、送信された無線波信号を受信し、
ダウンコンバータ（１５）は、受信した上記無線波信号をベースバンド信号に混ぜ、
Ａ／Ｄコンバータ（４３）は、上記アナログプリアンブルと上記沈黙期をデジタル信号信号に変換し、上記デジタル信号はクロックトリガユニット（４１０）に伝達され、
上記Ａ／Ｄコンバータ（４３）は、受信した上記アナログ送信モデルデータをデジタル信号に変換し、上記デジタル信号は上記受信器ベースバンドチャネル（４０１〜４０３）に伝達されることを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法であって、
上記周波数を低下させたデータの前記受信において、上記プリアンブルと沈黙期間は、上記多入力多出力無線環境（１４、２４）からクロックトリガユニット（４１０）へ伝達され、
上記周波数を低下させたデータは、上記多入力多出力無線環境（１４、２４）から上記受信器ベースバンドチャネル（４０１〜４０３）へ伝達されることを特徴とする方法。
請求項２又は６に記載の方法であって、
上記多入力多出力無線環境における前記周波数の低下は、上記無線チャネルシミュレータ（２４）におけるチャネルシミュレーションから生じることを特徴とする方法。
送信器、又は受信器のシミュレーションのためのデータを生成するシミュレーション機構であり、上記生成されたデータが多入力多出力無線環境（１４、２４）特性を有するデータを生成するシミュレーション機構であって、
外部装置における送信器モデル（１１，２１）と、
上記ベースバンド送信器ユニットの少なくとも２つのベースバンド送信器チャネル（３０１〜３０３）に対して上記送信器モデルを送信器モデルデータとしてオフラインで読み込むことができる多チャネルベースバンド送信器ユニット（１３、２３、３００）と、
後に沈黙期間が続くプリアンブル及び上記送信器モデルデータを、上記送信されたデータの周波数を低くする多入力多出力無線環境（１４、２４）に転送する方法と、
周波数を低下させたデータを上記多入力多出力無線環境（１４、２４）から受信する受信方法と、
上記送信器ベースバンドユニット（１２、２２、３００）と同数のチャネル（４０１〜４０３）を有し、上記送信器モデルデータの始めに含まれる上記プリアンブルの後に受信される上記送信器モデルデータを保存することができる多チャネル受信器ベースバンドユニット（１６、２６、４００）と、を含むことを特徴とするシミュレーション機構。
請求項８に記載のシミュレーション機構であって、
上記多チャネルベースバンド送信器ユニット（１３、２３、３００）は、
同時間（ｔ_１）に全てのベースバンド送信器チャネル（３０１〜３０３）における送信開始のトリガを与える方法（３１０）を含むものであり、
上記送信開始のトリガは、プリアンブルの送信、固有の長さの沈黙期間、及び上記沈黙期間の終端に続く上記送信器モデルデータの送信を引き起こすことを特徴とするシミュレーション機構。
請求項９に記載のシミュレーション機構であって、
上記多チャネル送信器ユニット（１２、２２、３００）は、
上記送信器モデルデータを保存するベースバンドメモリ（３２）、
及び上記プリアンブル、沈黙期間、及び送信モデルデータをアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ（３３）を有する少なくとも２つのチャネル（３０１〜３０３）と、
送信開始のトリガを与える信号及びクロックパルスを上記チャネル（３０１〜３０３）に与えるクロックトリガユニット（３１０）と、を含むことを特徴とするシミュレーション機構。
請求項８に記載のシミュレーション機構であって、
上記プリアンブル、沈黙期間、及び送信器モデルデータを多入力多出力無線環境（１４、２４）に転送する前記手段は、前記信号を無線波信号に混ぜるアップコンバータ（３４）を含むことを特徴とするシミュレーション機構。
請求項８に記載のシミュレーション機構であって、
前記多入力多出力無線環境（１４）は、
少なくとも２つのアンテナを含む送信アンテナシステム（１３１）と、
マルチパス伝播環境と、
少なくとも２つのアンテナを含む受信アンテナシステム（１５１）と、を含むことを特徴とするシミュレーション機構。
請求項８に記載のシミュレーション機構であって、
上記多入力多出力無線環境（１４、２４）から周波数を低くしたデータを受信する前記受信手段は、受信した上記無線波信号をベースバンドに混ぜるダウンコンバータ（１５、４２）を含むことを特徴とするシミュレーション機構。
請求項８に記載のシミュレーション機構であって、
上記多チャネル受信器ユニット（１６、２６、４００）は、
上記プリアンブル、沈黙期間、及び受信データをデジタル形式に変換するＡ／Ｄコンバータ（４３）、
及び上記変換されたデータを保存するベースバンドメモリ（４４）を有する少なくとも２つのチャネル（４０１〜４０３）と、
受信開始のトリガを与える信号及びクロックパルスを上記チャネル（４０１〜４０３）に与えるクロックトリガユニット（４１０）と、を含むことを特徴とするシミュレーション機構。
請求項８に記載のシミュレーション機構であって、
前記多入力多出力無線環境（２４）は、上記無線チャネルが、上記送信器モデルデータに対して周波数を変更する効果をもたらすベースバンド周波数においてFIRフィルタによってシミュレートされることを特徴とするシミュレーション機構。
送信器又は受信器のシミュレーションのためのデータを生成するベースバンド送信器ユニット（３００）であり、上記生成されたデータが多入力多出力無線環境（１４、２４）特性を有するデータを生成するベースバンド送信器ユニットであって、
外部送信器モデル（１１、２１）が、送信器モデルデータとして外部装置（３５０）からオフラインで読み込むことができる少なくとも２つのベースバンド送信器チャネル（３０１〜３０３）と、
プリアンブルの送信を行いその後固有の長さの沈黙期間を生じる全てのベースバンド送信器チャネルにおいて、送信開始のトリガを同時間（ｔ_１）に与えるとともに、
上記チャネルから上記送信器モデルデータの送信中に上記チャネル（３０１〜３０３）に対してクロックパルスを生成する、上記チャネル（３０１〜３０３）に接続したクロックトリガユニット（３１０）と、
外部装置（３５０）から上記ベースバンド送信器ユニットのチャネル（３０１〜３０３）の少なくとも１つに対して、コマンド及び送信器モデルデータ（１１、２１）を転送するインターフェイスユニット（３２０）と、を含むことを特徴とするベースバンド送信器ユニット。
請求項１６に記載のベースバンド送信器ユニットであって、
上記チャネル（３０１〜３０３）は、
上記送信器モデルデータの同相要素（Ｉ）及び直交要素（Ｑ）のためのメモリ（３２）と、
上記両信号成分（Ｉ、Ｑ）をアナログ信号に変換する２つのＤ／Ａコンバータ（３３）とを
含むことを特徴とするベースバンド送信器ユニット（３００）。
送信器又は受信器のシミュレーションのためのデータを生成するベースバンド受信器ユニット（４００）であり、上記生成されたデータが多入力多出力無線環境（１４、２４）特性を有するデータを生成するベースバンド送信器ユニットであって、
リアルタイムデータを受信する少なくとも２つのベースバンド受信器チャネル（４０１〜４０３）と、
送信器モデルデータに含まれるプリアンブル及び固有の長さの沈黙期間が検出されたときに、上記受信データの保存処理開始のトリガを同時間に与えるとともに、
上記受信データを上記チャネル（４０１〜４０３）に転送するのに必要なクロックパルスを生成する、上記チャネル（４０１〜４０３）に接続したクロックトリガユニット（４１０）と、
ユーザコマンドを受信し、受信した上記送信器モデルデータを外部装置（４５０）に転送するインターフェイスユニット（４２０）と、を含むことを特徴とするベースバンド受信器ユニット。
請求項１８に記載のベースバンド受信器ユニットであって、
上記チャネル（４０１〜４０３）は、
上記両信号成分（Ｉ、Ｑ）をデジタル信号に変換する２つのＡ／Ｄコンバータと、
上記送信器モデルデータの同相要素（Ｉ）及び直交要素（Ｑ）両方を保存するためのメモリ（４４）と、を含むことを特徴とするベースバンド受信器ユニット。