WO2007037416A1

WO2007037416A1 - 無線通信装置及びその方法

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Publication number: WO2007037416A1
Application number: PCT/JP2006/319554
Authority: WO
Inventors: Zheng Zhao; Jifeng Li
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2007-04-05
Also published as: JPWO2007037416A1; US20100150210A1; CN1941661A; CN1941661B; US7924905B2

Abstract

　ユーザ間でチャネル資源を共有し、通信システムの容量を増加することができるクローズドループ通信における無線通信装置。この装置において、算出部（６０３１）、（６０３２）はそれぞれ、受信側の無線通信装置からフィードバックされたＣＳＩから第１のプレ符号（α）と第２のプレ符号（β）を算出し、符号化部（６０３３）では、乗算器α１,α２はそれぞれ、第１のプレ符号αを第１のデータと第２のデータとに乗算し、第１の符号化データと第３の符号化データを得て、乗算器β１,β２はそれぞれ、第２のプレ符号βを第１のデータと第２のデータとに乗算し、第２の符号化データと第４の符号化データを得て、拡散部（６０３４－１）、（６０３４－２）はそれぞれ、第１の符号化データと第２の符号化データを第１の拡散コード（ｃ）でそれぞれ拡散し、第１の拡散データと第２の拡散データを得て、拡散部（６０３５－１）、（６０３５－２）はそれぞれ、第３の符号化データと第４の符号化データを第２の拡散コード（ｐ）でそれぞれ拡散し、第３の拡散データと第４の拡散データを得て、加算部（６０３６）は、第１の拡散データと第３の拡散データを加算し、加算部（６０３７）は、第２の拡散データと第４の拡散データを加算する。

Description

無線通信装置及びその方法

技術分野

[0001] 本発明は、無線通信装置及びその方法に関し、特にクローズドループの MIMO ( Multi Input Multi Output)通信システムにおいて使用される無線通信装置及びその方法に関する。

背景技術

[0002] 空間多重 MIMO通信システムは、受信側と送信側のマルチアンテナを利用して信号を伝送するシステムであり、スループット量が高いという特徴を有する。図 1に従来の MIMO通信システムの構成を示す。図 1に示すように、空間多重 MIMO通信システムでは、送信機 10が同一のシンボル周期において異なるシンボルシーケンス s ,s ,

1 2

… をそれぞれ送信アンテナ 11— 1〜Nを介して同時に送信し、受信機 20が受信

N

アンテナ 21— 1〜Mを用、て信号を受信する。送信アンテナ 11— 1〜Nから受信ァンテナ 21— 1〜Mまでのチャネルフェージングはそれぞれ h ,h ,- --,h である。受

11 12 MN

信機 20は、各送信アンテナ間のチャネルフェージングが独立すると!/ヽぅ特徴を利用して、同時に受信される信号!： (n) ,r (η) ,··τ (η)をそれぞれ検出する。

1 2 Μ

[0003] 例えばオープンループの MIMO通信システムにおいて、チップレベルの処理により、受信側において 1本の受信アンテナを利用して、同時に送信される複数の信号を分離する技術がある (非特許文献 1、 2、 3、 4参照)。以下、その技術について説明する。

[0004] 図 2は従来の MPD (Multi Path Diversity)法による MIMO通信システムの送信側の構成を示す図である。

[0005] まず、シリアル Zパラレル（SZP)変換部 21はシリアルに入力されるデータをパラレルに変換して、第 1シンボルストリーム sと第 2シンボルストリーム sを得る。第 1シンポ

1 2

ルストリーム sが第 1正規化部 22と STTD(Space Time Transmit Diversity)符号化部 24に出力される。同様に、第 2シンボルストリーム sが第 1正規化部 22と STTD符号

2

化部 24に出力される。 [0006] 第 1正規ィ匕部 22は、入力される 2つのシンボルストリームを正規ィ匕する。例えば、第 1正規ィ匕部 22は、送信されるシンボルの電力が 1となるように、第 1シンボルストリームと第 2シンボルストリームのシンボルにそれぞれ定数 1/ 2を乗算して正規ィ匕し、正規ィ匕したシンボルストリーム sと sを第 1拡散部 23に出力する。

1 2

[0007] 第 1拡散部 23は、入力されたシンボルストリームを拡散する。例えば、第 1拡散部 2 3は、特定の拡散コードをシンボルに乗算して第 1拡散シーケンスと第 2拡散シーケンスを生成し、合成部 28に出力する。

[0008] 一方、 STTD符号化部 24は、入力される 2つシンボルストリーム sと sに対して、次

1 2

式（1)に示されるような処理を行い、その結果である— s *と s *を第 2正規ィ匕部 25に

2 1

出力する。

[数 1]

\

(1)

[0009] 第 2正規ィ匕部 25は、入力される—s *と s *に対して、例えば定数 1Z 2を乗算す

2 1

るような正規ィ匕処理を行って、第 2拡散部 26に出力する。

[0010] 第 2拡散部 26は、正規化されたシンボルストリームに特定の拡散コードを乗算する拡散処理を行って第 1拡散シーケンスと第 2拡散シーケンスを生成し、遅延部 27に出力する。

[0011] 遅延部 27は、第 1拡散シーケンスと第 2拡散シーケンスを 1チップ分遅延させ、合成部 28に出力する。

[0012] 合成部 28は、第 1拡散部 23から入力された第 1拡散シーケンスと第 2拡散シーケンス及び遅延部 27から入力された第 1拡散シーケンス及び第 2拡散シーケンスとを足し合わせて、それぞれ 2本のアンテナ力送信する。

[0013] MPD法による MIMO通信システムでは、チップレベルの遅延ダイバーシチを使用するので、拡散コードの直交性が崩れる。このため、逆拡散された信号に別の通信端末ユーザ (以下、単にユーザという）の干渉信号が残るため、逆拡散された信号の信号干渉雑音比（SINR)が低減してしまう。また、遅延の影響により、フラットフェージングにおいても、逆拡散された信号に符号間干渉が発生する。このため、 MPD法では、受信側にて干渉をキャンセルする処理を行う必要がある。

[0014] 図 3は従来の MPD法による MIMO通信システムの受信側の構成を示す図である。

[0015] 逆拡散部 32は、アンテナ 31を介して入力された受信信号に対して、拡散コードべタトルと受信信号のチップベクトルとの内積をとる逆拡散処理を行う。

[0016] 干渉キャンセル部 33は、逆拡散された信号のユーザ間干渉及び符号間干渉をキヤンセルして、復調部 34に出力する。

[0017] 復調部 34は、入力された信号に対して、例えば最小平均平方誤差 (MMSE)法により、信号を第 1シンボルストリーム s及び第 2ストリーム sに復調する。

1 2

[0018] パラレル Zシリアル (P/S)変換部 35は、パラレルに入力される第 1シンボルストリーム sと第 2シンボルストリーム sをシリアルに変換して、元のシンボルストリームに復

1 2

元して出力する。

[0019] 以上説明したように、 MPD法よる MIMO通信システムでは、遅延多重により送信ダイバーシチを実現する。

[0020] また、 MPD法を改良した STTD拡散法による MIMO通信システムも提案されている。 STTD拡散法は、チップレベルにて空間-時間の送信順番を決定することにより、送信データのチップレベルでの直交性を保証し、受信側でのチップレベルの遅延による符号間干渉及びユーザ間干渉を低減することができる。 STTD拡散法では、拡散コードが互いに直交するため、検出複雑度を大幅に低減することができる。 MPD 法と同様に、 STTD拡散法による MIMO通信システムは送信ダイバーシチを実現するとともに空間分割多重を実現することができる。

非特許文献 1： "Multi-paths diversity for MIMO (MPD)", 3GPP TSG RAN WGl, Rl— 030565, Marne La Vallee, France, May 19th— 23rd 2003

非特許文献 2 : "Multi- paths diversity for MIMO (MPD)", 3GPP TSG RAN WGl, NY, Rl- 030760, New York, USA, August 25th- 29th 2003

非特許文献 3 : "Further results on Multi-Paths Diversity for MIMO (MPD)", 3GPP TSG RAN WGl, NY, Rl- 031102, Seoul, South Korea, October 6th- 11th 2003 非特許文献 4: "Rate Control for MPD", 3GPP TSG RAN WGl, NY, Rl- 031316, Lis bon, Portugal, November 17th— 21st 2003 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0021] しかしながら、上記の MPD法は、受信側で干渉キャンセルする処理が必要であるため、受信側の処理が複雑になるという問題がある。また、 MPD法及び STTD拡散法は、いずれもオープンループ通信を対象とする。これに対し、本発明はクローズドループ通信における無線通信装置及びその方法を対象とする。

[0022] 本発明の目的は、ユーザ間でチャネル資源を共有し、通信システムの容量を向上することができるクローズドループにおける無線通信装置及びその方法を提供することである。

課題を解決するための手段

[0023] 本発明の無線通信装置は、 MIMO通信システムにおいて用いられる無線通信装置であって、複数の通信端末ユーザを複数のグループに分けるユーザグループィ匕手段と、 1つのグループ内の一方の通信端末ユーザからフィードバックされた回線品質情報から複数のプレ符号を算出する算出手段と、前記 1つのグループ内の他方の通信端末ユーザの複数のデータを前記複数のプレ符号を用いてそれぞれ符号ィ匕して複数の符号化データを得る符号化手段と、前記複数の符号化データを前記複数のデータにそれぞれ対応する複数の拡散コードでそれぞれ拡散して複数の拡散データを得る拡散手段と、前記複数の拡散データを前記複数のプレ符号毎に加算して複数の加算データを得る加算手段と、前記複数の加算データを複数のアンテナ力それぞれ送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

発明の効果

[0024] 本発明によれば、複数のシングルアンテナユーザを全体的に考慮することにより、ユーザ間でチャネル資源を共有することができるため、システム容量を増加することができる。また、クローズドループシステムの特徴を利用しながら、複数の拡散コードでデータを拡散して、互いに加算して力も複数のアンテナ力送信するため、システムのスループット量を低減することなぐ送信ダイバーシチを実現し、空間選択性フエ一ジングに強い無線通信装置を実現することができる。さらに、方程式を連立する等の複雑な計算が送信側で行われるため、受信側での処理の複雑度を低減することできる。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1]従来の MIMO通信システムの構成を示す図

[図 2]従来の MPD法による MIMO通信システムの送信側の構成を示す図

[図 3]従来の MPD法による MIMO通信システムの受信側の構成を示す図

[図 4]本発明の実施の形態に係るマルチユーザ MIMO通信システムの構成を示す図

[図 5]本発明の実施の形態に係る送信側の無線通信装置の構成を示す図

[図 6]本発明の実施の形態に係るダイバーシチ設定部の詳細構成を示す図

[図 7]本発明の実施の形態に係る送信側の無線通信装置の処理フロー図

[図 8]本発明の実施の形態に係る受信側の無線通信装置の構成を示す図

[図 9]本発明の実施の形態に係る無線通信装置がマルチアンテナを使用する場合の構成を示す図

[図 10]本発明の実施の形態に係る無線通信装置の異なる拡散ゲインを示すグラフ [図 11]本発明の実施の形態に係る無線通信装置のチャネル相関を示すグラフ発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明に対する理解を混乱させないように、不必要な細部構成及び機能を省略する。また、説明を分かりやすくするために、本実施の形態では送信アンテナ数を 2、受信アンテナ数を 1とする。

[0027] 一般的には、システムの伝送レートを向上するため 1つの周期において 2つのシンボルを送信すると、受信側では 2つのシンボルを復号するには少なくとも 2つ以上の方程式が必要である。フラットフェージングの場合でも、 2つ以上の方程式を得るには、受信側のダイバーシチブランチは 2つ以上でなければならない。一方、データを拡散する場合、 1つのユーザに 2つの拡散コードを分配すると、受信側では、 2つの拡散コードが互いに直交する特徴を利用し、同時に送信される 2つのシンボルを復号することができる。しかし、 1つのユーザに 2つの拡散コードを分配すると、同時に通信できるユーザ数が半減してしまう。

[0028] 図 4は本発明の実施の形態に係るマルチユーザ MIMO通信システムの構成を示す図である。図 4に示すように、本発明では、 N個のユーザそれぞれの空間位置が異なるためにユーザ間の空間チャネルが互いに独立するという特徴を利用して、受信側の複数のユーザを全体的に考慮し、システム全体で N個の互いに独立する方程式を得る。そして、クローズドループシステムの特徴を生かし、送信側（基地局 50)では各ユーザからフィードバックされる CSI (Channel State Information)に基づいて、 N個の方程式を連立することにより、ダイバーシチを実現する。さらに、複数のユーザを 2 つごとにグノレープ化し、 1グノレープ内の 2つのユーザのデータを 2つの拡散コードで拡散することにより、同時に通信できるユーザ数を維持する。

[0029] 図 5は本発明の実施の形態に係る送信側の無線通信装置の構成を示す図である。

[0030] 図 5に示す無線通信装置において、ユーザグループィ匕部 601は、複数のユーザ 1 〜Nを複数のグループ 1〜NZ2に分ける。具体的には、アンテナ数及びダイバーシチゲインに基づいてグループ毎のユーザ数を決定し、そして、フィードバックされた各ユーザの CSIに基づいて、ユーザ間の相関を 2ユーザ毎に計算して、相関が最も低 V、ユーザを 1グループにする。

[0031] SZP変換部 602—1〜602—Νはそれぞれ、データをシリアルからパラレルに、つまり第 1のデータ s と第 2のデータ s に変換して、ダイバーシチ部 603に出力する

2n- l 2n

。なお、図 5では n= lの場合を一例として示す。

[0032] ダイバーシチ設定部 603— 1〜603— Nはそれぞれ、入力された第 1のデータ s

2n_ と第 2のデータ s に対して、それぞれプレ符号化及び拡散処理を行い、得られた第

1 2n

1の送信データと第 2の送信データをそれぞれ加算部 604— 1、 604— 2に出力する。ダイバーシチ設定部 603— 1〜603— Nの詳細については後述する。

[0033] 加算部 604— 1は、各ユーザ力もの第 1の送信データを加算し、得られた第 1の加算データを送信部 605— 1に出力する。同様に加算部 604— 2は、各ユーザからの第 2の送信データを加算し、得られた第 2の加算データを送信部 605— 2に出力する

[0034] 送信部 605— 1は、入力された第 1の加算データを無線処理して、アンテナ 1から送信する。同様に送信部 605— 2は、入力された第 2の加算データを無線処理して、ァンテナ 2から送信する。

[0035] 以下、ダイバーシチ設定部 603の詳細について図 6を用いて説明する。図 6は本発明の実施の形態に係るダイバーシチ設定部の詳細構成を示す図である。なお、図 5 に示すダイバーシチ設定部 603— 1〜603—Nはすべて図 6に示す構成を採る。ここでは、 n番目のシンボル周期での、同一グループのユーザ Kとユーザ Lに対する処理を例にとって説明する。

[0036] 算出部 6031、 6032はそれぞれ、受信側の無線通信装置からフィードバックされた回線品質情報である CSIから第 1のプレ符号（ oc )と第 2のプレ符号（ β )を算出する。

[0037] 符号ィ匕部 6033は、乗算器 α 1 , α 2と乗算器 /3 1 , /3 2とから構成される。乗算器 oc 1 , a 2はそれぞれ、第 1のプレ符号 aを SZP変換部 602から入力された第 1のデータと第 2のデータとに乗算することにより第 1のデータと第 2のデータとを符号ィ匕し、第 1 のデータに aを乗算した第 1の符号ィ匕データと第 2のデータに aを乗算した第 3の符号化データを得る。乗算器 j8 1 , β 2はそれぞれ、第 2のプレ符号 |8を SZP変換部 60 2から入力された第 1のデータと第 2のデータとに乗算することにより第 1のデータと第 2のデータとを符号ィ匕し、第 1のデータに βを乗算した第 2の符号ィ匕データと第 2のデータに βを乗算した第 4の符号ィ匕データを得る。

[0038] 拡散部 6034—1、 6034— 2はそれぞれ、第 1の符号化データと第 2の符号化データを第 1のデータに対応する第 1の拡散コード (c)でそれぞれ拡散して、第 1の拡散データと第 2の拡散データを得る。同様に、拡散部 6035— 1、 6035— 2はそれぞれ、第 3の符号ィ匕データと第 4の符号ィ匕データを第 2のデータに対応する第 2の拡散コード (Ρ)でそれぞれ拡散して、第 3の拡散データと第 4の拡散データを得る。

[0039] 加算部 6036は、互いに aが乗算されている第 1の拡散データと第 3の拡散データを加算し、得られた第 1の送信データを加算部 604— 1へ出力する。同様に、加算部 6037は、互いに j8が乗算されている第 2の拡散データと第 4の拡散データを加算し、得られた第 2の送信データを加算部 604— 2へ出力する。

[0040] より具体的には、ユーザ Kのダイバーシチ設定部 603に、 SZP変換されたシンポル s と s 及びユーザ Kと同一グループ内の他方のユーザ Lからフィードバックされた CSIが入力される。フィードバックされたユーザ Lの CSIにより第 1のプレ符号 a

K

と第 2のプレ符号 |8 を算出し、算出された α と β とをそれぞれ第 1のデータ s

K k k k,2n- l に乗算し、同様に a と 13 とをそれぞれ第 2のデータ s に乗算する。そして、 a 力 S

k k k,2n k 乗算された s と 13 が乗算された s とを拡散コード cで拡散し、次式 (2)、（3)

k,2n- l k k,2n- l

に示すような第 1の拡散データと第 2の拡散データを得る。

[数 2]

ak^Sk，一、， ^ak^k ，，

)

[数 3]

A レ， fik^Sk ， · · ·· · ·, P k 、 (3) 一方、それぞれ α が乗算された s と β が乗算された s とを拡散コード ρで拡散

k k,2n k k,2n

し、次式 (4)、（5)に示すような第 3の拡散データと第 4の拡散データを得る。

画

a_ks_kュ„p、，a_ks_{k 2} , ,c _ks_k p_N

(4)

[数 5]

β^ ₂„ρ,, βΛ__2ηρ₂, , βΛ „ρ_Ν

(5)

そして、得られた第 1の拡散データと第 3の拡散データが加算され、第 1の送信データとなる。同様に、得られた第 2の拡散データと第 4の拡散データが加算され第 2の送信データとなる。

[0041] ユーザ Lも同様の方法により、第 1の送信データと第 2の送信データを得ることができる。

[0042] 図 7は本発明の実施の形態に係る送信側の無線通信装置の処理フロー図である。

[0043] ステップ ST801では、フィードバックチャネルにより受信側からすべてのユーザの C

SIがユーザグループ化部 601にフィードバックされる。

[0044] ステップ ST802では、フィードバックされた CSIに基づき、ユーザグループ化部 60

1がユーザのチャネル間相関を 2ユーザ毎に求める。

[0045] ステップ ST803では、ユーザグループ化部 601が、送信アンテナ数とダイバーシチゲインとにより、グループ毎のユーザ数 Uを決定する（u= l,2,〜,U)。なお、本実施の形態では、グループごとのユーザ数は 2とする。

[0046] ステップ ST804では、ステップ ST802で求められた相関に基づき、ユーザグループ化部 601が、ユーザ間のチャネル相関が最小となるように、ユーザを G個のグループに分ける (g= l,2,-,G) ₀

[0047] ステップ ST805では、ユーザグループ化部 601が、グループ番号が g= 1のグループを選択し、ステップ ST806で、ユーザグループ化部 601が、選択したグループのユーザ番号が u= 1のユーザを確定する。

[0048] ステップ ST807では、ダイバーシチ設定部 603— 1〜603—N力フィードバックされた同一グループの他方のユーザの CSIを利用して、ユーザ uのプレ符号 α 、 β ，， uを算出する。例えば ZF (Zero Forcing)法により、送信アンテナ数が 2、グループごとのユーザ数が 2である場合、算出された _α ヽ & はそれぞれ式 (6)と（7)となる。 h g，u g，u 1,1

、 h はそれぞれユーザ uと同一グループの他方のユーザのチャネルフェージングを

1,2

示す。

[数 6]

[数 7]

[0049] ステップ S808では、ダイバーシチ設定部 603— 1〜603— Νが u=u+ lにして、ステツプ S809では、ダイバーシチ設定部 603— 1〜603—Nが当該グループ内すベてのユーザのプレ符号が算出されたカゝ否かを判断する。

[0050] u<U+ lの場合（ST809 ;YES)ステップ ST807に戻り、ダイバーシチ設定部 60 3— 1〜603—Νが続けてユーザのプレ符号を算出する。一方、 u≥U+ lの場合（S T809； NO)ステップ ST810に進む。

[0051] ステップ ST810では、ダイバーシチ設定部 603— 1〜603—Ν力同一グループ内のデータをそれぞれプレ符号化及び拡散する。

[0052] ステップ S811では、ダイバーシチ設定部 603— 1〜603— Nが g=g+ lにして、ステツプ ST812では、ダイバーシチ設定部 603— 1〜603— Nがすべてのグループに対してダイバーシチ設定が完了したカゝ否かを判断する。

[0053] gく G+ 1の場合（ST812 ;YES)ステップ ST806に戻り、ダイバーシチ設定部 603

— 1〜603— Nが続けてユーザのダイバーシチ設定を行い、一方、 g≥G+ lの場合

(ST812； NO)処理を終了する。

[0054] 図 8は本発明の実施の形態に係る受信側の無線通信装置の構成を示す図である。

[0055] 図 8に示す無線通信装置において、アンテナ 901は信号を受信し、逆拡散部 902 に出力する。

[0056] 逆拡散部 902は入力された受信信号を逆拡散し、複素係数除去部 903に出力する。

[0057] 複素係数除去部 903は、信号の FA (Finite Alphabet)特性を利用して、逆拡散されたデータ力も複素係数を除去し、復調部 904に出力するとともに回線品質測定部 90 5にも出力する。

[0058] 復調部 904は、複素係数が除去されたデータを復調して、送信されたデータを得る

[0059] 回線品質測定部 905は、入力されたデータから回線品質を測定して CSIを生成し、フィードバック部 906に出力する。

[0060] フィードバック部 906は、入力された CSIをフィードバック情報としてアンテナ 901からフィードバックチャネルにより送信側の無線通信装置（図 5)にフィードバックする。

[0061] 以下、受信側の信号検出処理について説明する。本実施の形態では、フラットフ一ジングにおける受信アルゴリズムを例にとって説明する。受信アンテナ数を 1とし、基地局の 2本の送信アンテナからユーザ Kまでのチャネルフェージングを h hで示

1、 2 し、ユーザ Lまでのチャネルフェージングを q

1、 qで示す。

2

[0062] n番目のシンボル周期では、ユーザ Kが N個ユーザ宛てのデータを受信し、拡散コードの直交性を利用して、 N— 2個のユーザのデータを除去する。よって、ユーザ K が n番目のシンボル周期に受信した信号 r (n)は次式 (8)に示される。 r (n)は N次 k k

元のベクトルである。

[数 8] r_k (n) = h^a. ^c + a.s^p) ^- h₂ (fi_ks_{k 2n}__]c + β^, ^ρ)

(8)

[0063] また、拡散コード cより逆拡散して、得られるデータを次式 (9)で示す。 Nは拡散コ

G

ードの長さである。

[数 9]

Χι (") = N_Gh^ (a_ks_{k 2n}__} ) + N_Gh₂ (β^, ^ ) _(g)

[0064] 式 (9)から明らかなように、ユーザ Kが受信信号を逆拡散して得られた式 (9)に示されたデータ X (η)に、ユーザ L宛の信号も含まれている。この場合、ユーザ Lのプレ符号 α 、 β により、式（9)のデータ力もユーザ L宛ての信号を除去することができる。

しし

a 、 β をそれぞれ式（10)、（11)で示す。

しし

[数 10]

hつ

a, (10)

+ h₂ ²

[数 11]

[0065] これにより、ユーザ Lの信号が除去されたユーザ Kの X (n)が得られる。 X (n)を式（ 12)で示す。

[数 12]

[0066] 同じぐ拡散コード pで逆拡散し、 a 、 β を利用すれば、次式（13)に示されるユーしし

ザ Κの X (η)も得られる。

2

[数 13]

¾(") = N a_K + /¾Ac)¾，₂" (¹³)

[0067] 次いで、式（12)及び（13)の複素係数 h a + β はデータを復調時に位相ず

1 Κ 2 Κ

れを引き起こすため、除去する必要がある。ユーザ Κは α ヽ β の内容 (すなわちュ

Κ Κ

一ザ Lのチャネル状況)を知らないので、通信信号の FA特性により複素係数を除去する。

[0068] 一方、同一グループの他方のユーザ Lも、同様の方法により、 a 、 β を利用して、

Κ Κ

受信信号力もユーザ κ宛の信号を除去することができる。

[0069] 以上、送信アンテナ数が 2、受信アンテナ数が 1である場合を例にとって説明した。

なお、本発明では送信アンテナ数は 2本に限定されず、マルチアンテナを使用してもよい。

[0070] 図 9は本発明の実施の形態に係る無線通信装置がマルチアンテナを使用する場合の構成を示す図である。ここでは、ダイバーシチ設定などの詳細説明は上述の内容と同様であるため、省略する。

[0071] 図 9に示す無線通信装置において、 SZP変換部 1001は、入力されたデータをパラレルに変換してアンテナグループ化部 1002に出力する。

[0072] アンテナグループ化部 1002は、 2本のアンテナを 1グループに分ける。この際、同一信号を送信する 2本のアンテナが同時にディープフェージングにならないように、送信空間ダイバーシチの性能を考慮して、比較的離れた 2本のアンテナを 1グループにする。アンテナの最適な組み合わせは、アンテナチャネルフェージングの統計データに基づき、基地局とユーザが通信している間に、グループ内及びグループ同士のアンテナチャネルフェージング相関が最も低くなる組み合わせである。

[0073] 図 10は本発明の実施の形態に係る無線通信装置での異なる拡散ゲインを示すグラフである。図 11は本発明の実施の形態に係る無線通信装置でのチャネル相関を示すグラフである。シミュレーションの実行環境は、 300000回の実験データに基づき、雑音は零平均値ガウスホワイトノイズであり、エネルギーは可変である。また、送信アンテナ数は 2、受信アンテナ数は 1であり、それぞれの送信アンテナ力受信アンテナまでのチャネルフェージングが互いに独立する。

[0074] 図 10では、同調マルチユーザシステムにおいて、ユーザ数は 2、拡散ゲインはそれぞれ 4、 8及び 16である場合の SNR変化曲線が示される。図 11は、拡散ゲインが 8 であり、 2ユーザの無線チャネル間において、それぞれ相関する場合と独立する場合の SNRによる誤り率の変化を比較する図である。図 11では、上の曲線はチャネルの相関 ρ = 0.5の場合の誤り率曲線であり、 3GPPの SCM (3GPP TR 25.996, "Spatial channel model for multiple input multiple output simulation")〖こおけるチヤネノレネ目関に関するパラメータによれば、大多数の基地局ダイバーシチアンテナ間の相関が 0.5 未満である。図 11により、チャネルが相関する場合の性能は、チャネルが独立する場合の性能と近似して、るため、本発明による無線通信装置は相関に強、と、うことが明らかである。

[0075] 従来の MPD法及び STTD拡散法による MIMO通信装置と比較して、本実施の形態の無線通信装置は、クローズドループシステムにおいて、すべてのユーザを全体的に考慮し、フィードバック情報 (CSI)に基づき、複数のユーザを複数のグループにし、同一グループ内の他方ユーザの CSIより算出された第 1及び第 2のプレ符号を用いて、第 1及び第 2の送信データをそれぞれプレ符号化する。さらに、分配された第 1 及び第 2の拡散コードでそれぞれ拡散して、得られた第 1及び第 2の拡散データをプレ符号毎に加算して、それぞれ第 1及び第 2のアンテナより送信する。このように、本発明ではユーザを全体的に考慮するので、ユーザ間でチャネル資源を共有することができる。また、クローズドループシステムのフィードバック情報を利用して、システムスループット量を低減することなく、送信空間ダイバーシチを実現することができる。また、方程式を連立するような複雑な計算を送信側に集中させて、受信側での信号検出処理の複雑度を低減することができる。

[0076] 以上、本発明の最良な実施の形態について説明した力本発明の主旨と範囲から逸脱しない限り、種々の変更、置き換え及び追加をすることができる。そのため、本発明は上記の実施の形態に拘らず、請求の範囲及びそれに均等する範囲によって限定されるちのである。

[0077] 本明細書は、 2005年 9月 30曰出願の中国出願番号 200510108559.7に基づくものである。この内容はすべてここに含めておく。

産業上の利用可能性

[0078] 本発明に係る無線通信装置およびその方法は、各種セルラ方式の高速無線通信システム及びスループット量の高い無線ローカルネットワークシステム等に好適である

Claims

請求の範囲

[1] MIMO通信システムにお、て用いられる無線通信装置であって、

複数の通信端末ユーザを複数のグループに分けるユーザグループ化手段と、

1つのグループ内の一方の通信端末ユーザ力もフィードバックされた回線品質情報から複数のプレ符号を算出する算出手段と、

前記 1つのグループ内の他方の通信端末ユーザの複数のデータを前記複数のプレ符号を用いてそれぞれ符号化して複数の符号化データを得る符号化手段と、前記複数の符号化データを前記複数のデータにそれぞれ対応する複数の拡散コードでそれぞれ拡散して複数の拡散データを得る拡散手段と、

前記複数の拡散データを前記複数のプレ符号毎に加算して複数の加算データを得る加算手段と、

前記複数の加算データを複数のアンテナからそれぞれ送信する送信手段と、を具備する無線通信装置。

[2] 前記算出手段は、前記回線品質情報力第 1のプレ符号および第 2のプレ符号を算出し、

前記符号化手段は、前記他方の通信端末ユーザの第 1のデータおよび第 2のデータと前記第 1のプレ符号および前記第 2のプレ符号とをそれぞれ乗算し、前記第 1のデータに前記第 1のプレ符号を乗算した第 1の符号化データ、前記第 1のデータに前記第 2のプレ符号を乗算した第 2の符号化データ、前記第 2のデータに前記第 1のプレ符号を乗算した第 3の符号化データ、および、前記第 2のデータに前記第 2のプレ符号を乗算した第 4の符号ィ匕データを得て、

前記拡散手段は、前記第 1の符号化データおよび前記第 2の符号化データを前記第 1のデータに対応する第 1の拡散コードでそれぞれ拡散して第 1の拡散データおよび第 2の拡散データを得るとともに、前記第 3の符号化データおよび前記第 4の符号化データを前記第 2のデータに対応する第 2の拡散コードでそれぞれ拡散して第 3の拡散データおよび第 4の拡散データを得て、

前記加算手段は、互いに前記第 1のプレ符号を乗算されている前記第 1の拡散データと前記第 3の拡散データとを加算して第 1の加算データを得るともに、互いに前記第 2のプレ符号を乗算されている前記第 2の拡散データと前記第 4の拡散データとを加算して第 2の加算データを得て、

前記送信手段は、前記第 1の加算データを第 1のアンテナ力送信するとともに、前記第 2の加算データを第 2のアンテナ力送信する、

請求項 1記載の無線通信装置。

[3] 前記ユーザグループィ匕手段は、アンテナ数及びダイバーシチゲインに基づき、 1グループごとの通信端末ユーザ数を決定する、

請求項 1記載の無線通信装置。

[4] 前記ユーザグループィ匕手段は、通信端末ユーザ間の相関が最も低い複数の通信端末ユーザを 1グループにする、

請求項 1記載の無線通信装置。

[5] 前記ユーザグループィ匕手段は、前記相関を前記回線品質情報力算出する、請求項 4記載の無線通信装置。

[6] 前記拡散手段は、グループごとに異なる拡散コードを使用する、

請求項 1記載の無線通信装置。

[7] 前記複数のアンテナを 1グループにグループ化するアンテナグループィ匕手段、をさらに具備する、

請求項 1記載の無線通信装置。

[8] MIMO通信システムにお、て用いられる無線通信方法であって、

複数の通信端末ユーザを複数のグループに分けるステップと、

1つのグループ内の一方の通信端末ユーザ力もフィードバックされた回線品質情報力複数のプレ符号を算出するステップと、

前記 1つのグループ内の他方の通信端末ユーザの複数のデータを前記複数のプレ符号を用いてそれぞれ符号ィ匕して複数の符号ィ匕データを得るステップと、前記複数の符号化データを前記複数のデータにそれぞれ対応する複数の拡散コードでそれぞれ拡散して複数の拡散データを得るステップと、

前記複数の拡散データを前記複数のプレ符号毎に加算して複数の加算データを得るステップと、前記複数の加算データを複数のアンテナからそれぞれ送信するステップと、を具備する無線通信方法。