JP5278279B2 - 無線通信システム - Google Patents
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Description
各送信ビームは、以下のようにして形成される。例えば、図6に示すように、アンテナ15−1〜15−4が間隔dで配置されたリニアアレーアンテナにおいては、各アンテナに対応するウェイトwn (n=1〜4)を乗算することにより、(1)式に示す指向性パターンが得られる。ここで、「y(θ)」は指向性パターンを表す。ウェイトwn は、(2)式で表される。ステアリングベクトルVn (θ)は、(3)式で表される。「λ」はキャリア波の波長である。このように、各アンテナにウェイトwn を乗算することにより、φ方向に最大の指向性を持った送信ビームを形成できる。すなわち、ウェイトwn を適切に設定することにより、所望の方向に最大指向性を持った送信ビームを形成できる。
xp =hk ・Sp (11)
このとき、パイロット信号Sp は予め分かっているので、受信装置においてパイロット信号xp を検出することにより、k番目の送信ビームについての伝搬路情報hk を算出することができる。
x=h・s+n (12)
そして、送信データsが既知のパイロット信号であり、雑音nが推定可能であるものとすると、下記の(13)式により伝搬路情報の推定値h’を求めることができる。
<実施例1>
図7は、第1の実施例の送信装置の構成を示す図である。なお、送信装置の基本構成は図4を参照しながら説明した通りであり、入力ポート11−1〜11−M、乗算回路12−1〜12−M、加算回路13−1〜13−4、送信機14−1〜14−4、およびアンテナ15−1〜15−4を備える。すなわち、この送信装置は、4本のアンテナ素子を利用してM個の送信ビームを形成することができる。なお、アンテナ15−1〜15−4は、特に限定されるものではないが、例えば、キャリア波の波長の半分からキャリア波の波長程度の間隔で配置される。
シリアル/パラレル変換部33は、「選択ビーム数K」に従って送信データSをシリアル/パラレル変換する。すなわち、シリアル形式の送信データからK個の送信データストリームS1 〜SK を生成する。なお、「選択ビーム数K=1」のときは、シリアル/パラレル変換は実行されない。
D1 =|x−h2 ・S+1,+1 −h3 ・S+1,+1 |
D2 =|x−h2 ・S+1,+1 −h3 ・S-1,+1 |
D3 =|x−h2 ・S+1,+1 −h3 ・S-1,-1 |
D4 =|x−h2 ・S+1,+1 −h3 ・S+1,-1 |
D5 =|x−h2 ・S-1,+1 −h3 ・S+1,+1 |
D6 =|x−h2 ・S-1,+1 −h3 ・S-1,+1 |
D7 =|x−h2 ・S-1,+1 −h3 ・S-1,-1 |
D8 =|x−h2 ・S-1,+1 −h3 ・S+1,-1 |
D9 =|x−h2 ・S-1,-1 −h3 ・S+1,+1 |
D10=|x−h2 ・S-1,-1 −h3 ・S-1,+1 |
D11=|x−h2 ・S-1,-1 −h3 ・S-1,-1 |
D12=|x−h2 ・S-1,-1 −h3 ・S+1,-1 |
D13=|x−h2 ・S+1,-1 −h3 ・S+1,+1 |
D14=|x−h2 ・S+1,-1 −h3 ・S-1,+1 |
D15=|x−h2 ・S+1,-1 −h3 ・S-1,-1 |
D16=|x−h2 ・S+1,-1 −h3 ・S+1,-1 |
D1 〜D16の中で最小値を求める。そうすると、その最小値が得られるS2 、S3 の組合せが、最も確からしい送信データシンボルと推定される。たとえば、D1 〜D16の中でD1 が最小であったものとすると、送信シンボルの推定値として「S2 =(+1、+1)」「S3 =(+1、+1)」が得られる。
<実施例2>
第2の実施例における通信システムでは、受信装置において測定されたビーム間の相関係数およびビーム毎の受信品質情報が、逆リンクを利用してそのまま送信装置にフィードバックされる。そして、送信装置において、予め設定された閾値と比較することにより、選択ビーム数(MIMO多重数)およびビーム番号が決定される。
<実施例3>
図12は、第3の実施例の送信装置の構成を示す図である。第3の実施例の送信装置は、送信ビームと同じ指向性の受信ビームを形成することで、送信ビームの間の相関係数および送信ビーム毎の品質を推定する。なお、アンテナ15−1〜15−4から構成されるアレーアンテナは、送信および受信のために共用される。
<実施例4>
図13は、第4の実施例の受信装置の構成を示す図である。第4の実施例では、本発明が受信装置におけるMIMO信号分離に適用されている。
(1)アレーアンテナを実装した送信装置において、アンテナ本数や送信機などの構成を変更することなく、MIMO多重伝送を実現することができる。このため、アレーアンテナによる伝送およびMIMO多重伝送を同一の送信装置内に共存させることができる。
(3)アレーアンテナを利用してカバレッジの増大および端末の消費電力の低減を図りながら、所定の条件を満たすユーザに対しては、MIMO多重伝送による高速レート伝送を提供することができる。
(5)本発明を受信処理に適用した場合、実装されているMIMO信号分離回路が処理できるブランチ数の範囲内で、好適な受信ビームが選択されるので、MIMO信号分離回路を変更することなく、アレーアンテナの本数に応じて、受信特性を最適化することができる。
Claims (9)
- 複数のアンテナを備える基地局装置から移動機へデータを送信する無線通信システムで
あって、
前記基地局装置は、
前記複数のアンテナに対して複数パターンの送信ウエイトセットを乗算して複数の送信ビームを形成する送信ビーム形成手段を有し、
前記移動機は、
前記複数の送信ビームを利用してそれぞれ送信された信号を受信する受信手段と、
前記受信した信号を利用して前記複数の送信ビームの中から、相関が低くなるような送信ビームを、前記基地局装置が使用すべき送信ビームとして選択する選択手段を有し、
前記基地局装置は、
前記選択手段により選択された送信ビームを利用して互いに異なるデータストリームを送信する送信手段をさらに有する、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1において、
前記移動機は、前記基地局装置において前記送信手段が実際に使用している送信ビームを表す情報に基づいて、前記基地局装置から送信されたデータストリームを分離する分離手段を有する
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項2において、
前記送信ビームを表す情報は、前記基地局装置から前記移動機に通知される
ことを特徴とする無線通信システム。 - 移動機と通信を行う基地局装置であって、
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナに対して複数パターンの送信ウエイトセットを乗算して複数の送信ビームを形成する送信ビーム形成手段と、
前記複数の送信ビームの中で、相関が低くなるような、前記移動機で選択された2以上の送信ビームを利用して互いに異なるデータストリームを送信する送信手段、
を有することを特徴とする基地局装置。 - 請求項4において、
前記送信手段は、2以上の送信ビームが選択されなかったときは、受信品質の最も良好な1つの送信ビームを利用してデータを送信する
ことを特徴とする基地局装置。 - 複数のアンテナを備える基地局装置から送信される信号を受信する移動機であって、
前記複数のアンテナに対して複数パターンの送信ウエイトセットを乗算して形成された複数の送信ビームを利用してそれぞれ送信された信号を受信する受信手段と、
前記受信した信号を利用して前記複数の送信ビームの中から、相関が低くなるような送信ビームを、前記基地局装置が使用すべき送信ビームとして選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された送信ビームを前記基地局装置に通知する通知手段、
を有することを特徴とする移動機。 - 請求項6において、
前記選択手段は、2以上の送信ビームを選択することを特徴とする移動機。 - 互いに異なる複数のデータストリームを空間多重して伝送する無線通信システムにおいて使用される移動機であって、
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナに対して複数パターンの受信ウエイトセットを乗算して複数の受信ビームを形成する受信ビーム形成手段と、
前記複数の受信ビームの中から、相関が低くなるような2以上の受信ビームを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された2以上の受信ビームを介して得られる受信信号を利用して前記複数のデータストリームを分離する分離手段、
を有することを特徴とする移動機。 - 複数のアンテナを備える基地局装置から移動機へデータを送信する無線通信方法であって、
前記複数のアンテナに対して複数パターンの送信ウエイトセットを乗算して複数の送信ビームを形成し、
前記複数の送信ビームを利用してそれぞれ送信された信号を利用して前記複数の送信ビームの中から、相関が低くなるような送信ビームを、前記基地局装置が使用すべき送信ビームとして選択し、
前記選択された送信ビームを利用して互いに異なるデータストリームを送信する、
ことを特徴とする無線通信方法。
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