多重アンテナを使用する無線通信システムにおけるチャネル補正装置及び方法
【課題】チャネル補正に必要な情報をアナログ形態で送受信することによって、補正に必要な資源及び時間の浪費を最小化できる多重アンテナを使用する無線通信システムにおけるチャネル補正装置及び方法に関する
【解決手段】本発明に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける基地局装置は、逆方向サウンド信号を受信して第１逆方向チャネル情報を推定し、順方向チャネル情報が重み付けられた（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）逆方向サウンド信号を受信して第２逆方向チャネル情報を推定するチャネル推定部と、前記第１逆方向チャネル情報及び前記第２逆方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対する補正値を算出する計算部と、を備える。
【解決手段】本発明に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける基地局装置は、逆方向サウンド信号を受信して第１逆方向チャネル情報を推定し、順方向チャネル情報が重み付けられた（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）逆方向サウンド信号を受信して第２逆方向チャネル情報を推定するチャネル推定部と、前記第１逆方向チャネル情報及び前記第２逆方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対する補正値を算出する計算部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＤＤ−ＭＩＭＯ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）方式の無線通信システムに関し、特に、推定されたチャネルを補正するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＴＤＤ−ＭＩＭＯシステムにおいて、エアー（ａｉｒ）上の順方向及び逆方向チャネルは、相反しているが、実際のベースバンド端において獲得した順方向及び逆方向チャネル情報は、相反していない。その理由は、基地局（ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）のＴｘチェーン（ｃｈａｉｎ）端末器（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）のＲｘチェーンと端末器のＴｘチェーン基地局のＲｘチェーンとの間にゲインと位相が互いに異なるためである。
【０００３】
したがって、ＴＤＤ−ＭＩＭＯシステムにおいて、逆方向チャネルを介して求めたチャネル情報をそのまま順方向重み付け（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）に使用する場合、性能を低下させる。すなわち、基地局で推定した逆方向チャネル情報（ＣＳＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）が、実際の順方向チャネルと異なるため、基地局で逆方向チャネル情報から求めた最適の重み付けは、順方向チャネルでは最適の重み付けではなく、このため、性能の低下が発生する。したがって、このようなチャネル情報間の不整合を解決するためには、推定したチャネル情報と実際チャネル情報とを同一にする補正が必要となる。
【０００４】
図１は、従来の技術に係るＳＶＤ−ＭＩＭＯシステムにおけるチャネル情報間の不整合を説明するための図である。
【０００５】
同図に示すように、基地局ＢＳから生成した信号は、Ｔｘチェーン１０１及び実際のエアー上のチャネル１０３を経て端末器ＭＳに受信される。そして、このように受信された信号は、Ｒｘチェーン１０５を経てベースバンド端に伝達される。すると、ベースバンド端のチャネル推定器１０７は、受信された順方向信号を利用して順方向チャネルＨＢ−＞Ｍを推定し、ＳＶＤ器１０９は、前記順方向チャネル情報を唯一の値（ｓｉｎｇｕｌａｒ ｖａｌｕｅ）分解し、受信固有ベクトル（ｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒ）行列ＵＢ−＞Ｍを獲得する。
【０００６】
一方、端末器から生成した信号は、Ｔｘチェーン１１１及び実際のエアー上のチャネル１１３を経て基地局ＢＳに受信される。そして、このように受信された信号は、Ｒｘチェーン１１５を経てベースバンド端に伝達される。すると、ベースバンド端のチャネル推定器１１７は、受信された逆方向信号を利用して逆方向チャネルＨＭ−＞Ｂを推定し、ＳＶＤ器１１９は、前記逆方向チャネル情報を唯一の値分解して、送信固有ベクトル行列ＶＭ−＞Ｂを獲得する。
【０００７】
以後、基地局の加重値乗算器１２１は、送信データＴｘ ｄａｔａと前記送信固有ベクトル行列ＶＭ−＞Ｂとを乗算し、ビームフォーミングして送信する。そして、端末器の加重値乗算器１２３は、前記基地局から受信された信号と前記受信固有ベクトル行列ＵＨＢ−＞Ｍとを乗算して、受信データＲｘ ｄａｔａを復調する。
【０００８】
上記のような過程において、実際のエアー上の順方向チャネル１０３と逆方向チャネル１１３とは相反しているが、各装置内のＴｘチェーン及びＲｘチェーン１０１，１０５，１１１，１１５から発生するゲイン及び位相は、互いに異なるため、基地局内のチャネル推定器１１７から獲得した逆方向チャネル情報と実際の順方向チャネル情報とは異なる。したがって、上記のように、逆方向チャネル情報を順方向チャネル情報と見做して順方向加重値を計算すれば、性能の低下を引き起こす。したがって、推定された逆方向チャネル情報を実際の順方向チャネルに近づくように補正する作業が必要となる。
【０００９】
図２は、従来の技術に係るＴＤＤ−ＭＩＭＯシステムにおけるチャネル情報を補正するための手順を示している。
【００１０】
手順の説明に先立ち、パラメーターを定義すれば、次の通りである。
【００１１】
互いに異なる送信アンテナに対して、Ｔｘチェーン間の隔離が完壁な場合、Ｔｘチェーンのゲイン及び位相は、対角行列（ｄｉａｇｏｎａｌ ｍａｔｒｉｘ）ＥＴＢでモデリング可能である。また、互いに異なる受信アンテナに対して、Ｒｘチェーン間の隔離が完壁な場合、Ｒｘチェーンのゲイン及び位相は、対角行列ＥＲＭでモデリング可能である。
【００１２】
送信機のＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）から各アンテナまでの応答をＥＴＢ＝｛ｔ１，ｔ２，ｔ３｝、受信機のアンテナからＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）までの応答をＥＲＭ＝｛ｒ１，ｒ２，ｒ３｝、無線チャネル応答をＨとする場合、受信機から推定されたコンポジットチャネル応答（ｃｏｍｐｏｓｉｔ ｃｈａｎｎｅｌ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）は、下記の数１の通りである。
【００１３】
【数１】
【００１４】
このとき、順方向チャネル情報が実際の順方向（ＤＬ：Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）チャネルと異なるため、従来の技術では、次の数２のような補正を行う。
【００１５】
【数２】
【００１６】
前記数２における２つの式は、転置（ｔｒａｎｓｐｏｓｅ）関係にあるので、補正行列ＣＢとＣＭは、下記の数３のように示される。
【００１７】
【数３】
【００１８】
ここで、前記ＣＢとＣＭを求めるための従来の技術の手順を説明すれば、次の通りである。
【００１９】
図２に示すように、まず、基地局ＢＳは、２０１段階において端末器ＭＳにチャネルサウンド要請（ｃｈａｎｎｅｌ ｓｏｕｎｄｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔ）を伝送する。前記要請を受信した端末器は、２０３段階において、チャネルサウンド信号（またはパイロット信号）を基地局に伝送する。すると、前記基地局は、２０５段階において、逆方向パイロット信号を受信し、逆方向チャネルＨＭ−＞Ｂを推定する。
【００２０】
そして、前記基地局は、２０７段階において、前記端末器にパイロット信号を伝送する。すると、前記端末器は、２０９段階において、順方向パイロット信号を受信し、順方向チャネルＨＢ−＞Ｍを推定する。以後、前記端末器は、２１１段階において、前記推定された順方向チャネル情報を量子化によりデータ化して、前記基地局に伝送する。
【００２１】
一方、前記基地局は、２１３段階において受信された信号から前記量子化される順方向チャネル情報を復元する。そして、前記基地局は、２１５段階において、前記順方向チャネル情報及び前記逆方向チャネル情報を利用し、下記の数４を満たすＣＢとＣＭを算出する。ここで、補正行列ＣＢは、基地局において逆方向チャネル情報を補正するのに用い、補正行列ＣＭは、端末器に伝送する。
【００２２】
【数４】
【００２３】
すなわち、前記基地局は、２１７段階において前記算出された補正行列ＣＭを量子化によりデータ化して、前記端末器に伝送する。そして、前記端末器は、２１９段階において受信された信号から前記量子化された補正行列ＣＭを復元する。このように復元された補正行列を有し、順方向チャネル情報を補正する。
【００２４】
上記のような従来の技術は、端末器から推定された順方向チャネル情報を量子化して、データ形態で基地局に伝送しなければならず（２１１段階）、基地局から算出された補正行列をデータ形態で端末器に伝送しなければならない（２１７段階）。このように、補正に必要な情報をデータ形態で伝送するため、資源（ｒｅｓｏｕｒｃｅ）の浪費が大きく、補正に必要な情報を導き出すのに、多くの時間が必要となるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ＴＤＤ方式の無線通信システムにおいて推定されたチャネルを補正するための装置及び方法を提供することにある。
【００２６】
本発明の他の目的は、ＴＤＤ方式の無線通信システムにおいて、チャネル補正に必要な資源の浪費を最小化するための装置及び方法を提供することにある。
【００２７】
本発明のさらに他の目的は、ＴＤＤ方式の無線通信システムにおいてチャネル補正にかかる時間浪費を最小化するための装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記目的を達成すべく、本発明に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける基地局装置によれば、逆方向サウンド信号を受信して第１逆方向チャネル情報を推定し、順方向チャネル情報が重み付けられた（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）逆方向サウンド信号を受信して第２逆方向チャネル情報を推定するチャネル推定部と、前記第１逆方向チャネル情報及び前記第２逆方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対する補正値を算出する計算部と、を備えることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける端末装置によれば、基地局から受信された順方向パイロット信号を利用し、順方向チャネル情報を推定するチャネル推定部と、サウンド信号に前記チャネル推定部からの順方向チャネル情報を重み付けて、チャネル補正用サウンド信号を生成するサウンド信号生成部と、前記サウンド信号生成部からのチャネル補正用サウンド信号を基地局に送信する送信部とを備える。
【００３０】
また、本発明に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける基地局の動作方法によれば、逆方向サウンド信号を受信し、第１逆方向チャネル情報を推定する過程と、順方向チャネル情報が重み付けられた逆方向サウンド信号を受信し、第２逆方向チャネル情報を推定する過程と、前記第１逆方向チャネル情報及び前記第２逆方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対する補正値を算出する過程とを含む。
【００３１】
また、本発明に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける端末器の動作方法によれば、順方向パイロット信号を受信し、順方向チャネル情報を推定する過程と、逆方向サウンド信号に前記順方向チャネル情報を重み付けて、チャネル補正用サウンド信号を生成する過程と、前記生成されたチャネル補正用サウンド信号を基地局に送信する過程とを含む。
【００３２】
また、本発明に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおけるチャネル補正方法によれば、送信機が、受信機からの逆方向サウンド信号を利用し、第１逆方向チャネル情報を推定する過程と、前記受信機が、前記送信機からの順方向パイロット信号を利用して順方向チャネル情報を推定し、逆方向サウンド信号に前記順方向チャネル情報を重み付けて伝送する過程と、前記送信機が、前記重み付けられたサウンド信号を受信し、第２逆方向チャネル情報を推定する過程と、前記送信機が、前記第１逆方向チャネル情報及び前記第２逆方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対するチャネル補正値を算出する過程とを含む。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、チャネル補正に必要な情報をアナログ形態で送受信することによって、補正に必要な資源及び時間の浪費を最小化できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づき詳細に説明する。
【００３５】
以下、本発明は、ＴＤＤ−ＭＩＭＯ方式の無線通信システムにおいて推定されたチャネル情報を補正するための方案について説明する。特に、本発明は、最小限の資源と時間にてチャネル情報を補正するための技術を提案する。
【００３６】
以下の説明において、「順方向」とは、補正の主体となる送信機から受信機への方向を示し、「逆方向」とは、受信機から補正の主体となる送信機への方向を示す。
【００３７】
図３は、本発明の実施の形態に係る多重アンテナを使用する無線通信システムの構成を示している。
【００３８】
同図は、本発明と直接的な関連のある構成部を中心に示すものであり、基地局３００は、逆多重化部３０１、加重値乗算部３０３、複数のＩＦＦＴ演算部３０５−１〜３０５−ＮＴ、複数のアンテナ３０７−１〜３０７−ＮＴ、チャネル推定部３０９、補正行列計算部３１１、チャネル補正部３１３、加重値生成部３１５を備えて構成される。そして、端末器３２０は、複数のアンテナ３２１−１〜３２１−ＮＲ、複数のＦＦＴ演算部３２３−１〜３２３−ＮＲ、加重値乗算部３２５、ＭＩＭＯ検出部３２７、チャネル推定部３２９、加重値生成部３３１、パイロット信号生成部３３３、複数のＩＦＦＴ演算部３３５−１〜３３５−ＮＲを備えて構成される。
【００３９】
ここで、補正の主体は、チャネル情報を利用してデータを送信する所であり、前記補正の主体に応じて、参照符号３００及び３２０は、それぞれ端末器及び基地局となり得る。以下の説明は、基地局が主体となった補正について詳説する。
【００４０】
まず、基地局を説明すれば、チャネル推定部３０９は、複数のアンテナ３０７−１〜３０７−ＮＴを介して受信されるパイロット信号（またはサウンド信号）聞く利用し、第１逆方向チャネルＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）を推定する。そして、前記チャネル推定部３０９は、複数のアンテナ３０７−１〜３０７−ＮＴを介して受信される本発明により、順方向チャネル情報が重み付けられたパイロット信号を利用し、第２逆方向チャネルＨ（ｉ，ｊ）を推定する。ここで、前記第２逆方向チャネルＨ（ｉ，ｊ）は、下記の数５のような関係を有する。
【００４１】
【数５】
【００４２】
ここで、ｉは基地局のアンテナインデックスを示し、ｊは、端末器のアンテナインデックスを示す。
【００４３】
このように獲得された第１及び第２逆方向チャネル情報は、補正行列計算部３１１に提供される。すると、前記補正行列計算部３１１は、前記第１及び第２逆方向チャネル情報を利用し、下記の数６のように補正値ｃ（ｉ，ｊ）を算出する。
【００４４】
【数６】
【００４５】
このように獲得された各アンテナ対に対する補正値ｃ（ｉ，ｊ）は、チャネル補正部３１３に提供される。
【００４６】
前記チャネル補正部３１３は、下記の数７のように、前記チャネル推定部３０９からの前記第１逆方向チャネル情報ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）を前記補正行列計算部３１１からの補正値ｃ（ｉ，ｊ）を利用して補正することにより、補正されたチャネル応答行列を出力する。
【００４７】
【数７】
【００４８】
加重値生成部３１５は、前記チャネル補正部３１３からの補正されたチャネル応答行列に基づき、加重値行列を生成して加重値乗算部３０３に提供する。
【００４９】
逆多重化部３０１は、入力されるユーザデータを逆多重化して出力する。ここで、前記逆多重化部３０１に入力されるデータは、所定のチャネル符号器及び変調器により符号化及び変調されたデータである。前記加重値乗算部３０３は、前記逆多重化部３０１からの送信ベクトルと前記加重値生成部３１５からの加重値行列とを乗算して出力する。
【００５０】
このとき、生成される複数のアンテナ信号をそれぞれ対応するＩＦＦＴ演算部３０５に提供する。複数のＩＦＦＴ演算部３０５−１〜３０５−ＮＴのそれぞれは、前記加重値生成部３０３から入力される信号を逆高速フーリエ変換し、対応するアンテナ３０７を介して送信する。実際に、前記逆高速フーリエ変換された信号は、アナログ信号に変換され、前記アナログベースバンド信号は、ラジオ周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換され、対応するアンテナを介して送信される。
【００５１】
次に、端末器を説明すれば、複数のアンテナ３２１−１〜３２１−ＮＲを介して受信された信号は、それぞれベースバンド信号に変換され、前記ベースバンド信号は、デジタル信号に変換され、対応するＦＦＴ演算部３２３に入力される。複数のＦＦＴ演算部３２３−１〜３２１−ＮＲは、それぞれ入力されるデジタル信号（サンプルデータ）を高速フーリエ変換して出力する。
【００５２】
チャネル推定部３２９は、前記複数のＦＦＴ演算部３２３−１〜３２３−ＮＲから出力される信号からパイロット信号（またはサウンド信号）を抽出し、前記抽出されたパイロット信号を利用し、順方向チャネル情報ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）を推定して出力する。周知のように、基地局は、端末器の順方向チャネル推定のために、パイロット信号をデータ間に挿入して伝送し、端末器は、受信信号からパイロット信号を抽出し、順方向チャネルを推定する。
【００５３】
加重値生成部３３１は、前記チャネル推定部３２９からの順方向チャネル情報及び／または、基地局から受信された情報を利用して加重値行列を生成して出力する。例えば、前記加重値生成部３３１は、コードブック基盤のプリコーディング行列またはＳＶＤ基盤の固有ベクトル行列を生成して出力する。加重値乗算部３２５は、前記複数のＦＦＴ演算部３２３−１〜３２３−ＮＲからの信号と前記加重値生成部３３１からの加重値行列とを乗算して出力する。ＭＩＭＯ検出部３２７は、前記加重値乗算部３２５からの信号を該当ＭＩＭＯ方式に対応する所定規則に復号して、受信シンボルを出力する。このように出力される受信シンボルは、復調器及びチャネル復号器を介して、復調及び復号化されて、本来の情報データに復元される。
【００５４】
一方、本発明により補正モードを行うとき、前記チャネル推定部３２９は、推定された順方向チャネル情報ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）をパイロット信号生成部３３３に提供する。すると、前記パイロット信号生成部３３３は、入力されるパイロット信号に前記順方向チャネル情報を重み付けて、複数のＩＦＦＴ演算部３３５−１〜３３５−ＮＲに出力する。
【００５５】
前記複数のＩＦＦＴ演算部３３５−１〜３３５−ＮＲのそれぞれは、入力される前記重み付けられたパイロット信号を予め決められた副搬送波位置にマッピングした後、逆高速フーリエ変換し、対応するアンテナ３２１を介して送信する。実際に、前記逆高速フーリエ変換された信号は、アナログ信号に変換され、前記アナログベースバンド信号は、ラジオ周波数信号に変換され、対応するアンテナを介して送信される。このように、順方向チャネル情報が重み付けられたパイロット信号は、基地局３００において補正行列を算出するのに利用される。
【００５６】
図４は、本発明の実施の形態に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおいて、送信機の補正モードを行う手順を示している。補正の主体となる送信機（基地局と仮定）は、補正が必要な時点でチャネルの時間の経過による変化量を測定し、前記測定されたチャネルの変化量が予め決めた基準値の以下である場合、補正モードを開始する。
【００５７】
同図に示すように、補正モードの際、基地局は、４０１段階において端末器にチャネルサウンド要請を伝送する。以後、前記基地局は、４０３段階において前記端末器からサウンド信号（パイロット信号）が受信されるか否かを検査する。
【００５８】
前記パイロット信号を受信する際、前記基地局は、４０５段階において前記受信されたパイロット信号を利用して第１逆方向チャネル情報ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）を推定する。以後、前記基地局は、４０７段階において端末器にチャネル補正用パイロット信号を要請する。そして、前記基地局は、４０９段階において前記端末器からチャネル補正用パイロット信号（重み付けられたパイロット信号）が受信されているか否かを検査する。
【００５９】
ここで、前記チャネル補正用パイロット信号が受信される場合、前記基地局は、４１１段階に進み、前記受信されたチャネル補正用パイロット信号を利用して第２逆方向チャネル情報を推定し、前記第１及び第２逆方向チャネル情報を利用して、前記数６のように、各アンテナ対に対する補正値ｃ（ｉ，ｊ）を算出する。
【００６０】
前記各アンテナ対に対する補正行列を算出した後、前記基地局は、４１３段階において前記数７のように、推定された逆方向チャネル情報に前記補正値を乗算して、逆方向チャネル情報を補正する。前記基地局は、このように補正された逆方向チャネル情報を利用して加重値行列を算出し、送信ベクトルと前記加重値行列とを乗算して、前記端末器に送信する。
【００６１】
図５は、本発明の実施の形態に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける受信機（端末器と仮定）の補正モードを行う手順を示している。
【００６２】
同図に示すように、まず端末器は、５０１段階において、送信機からチャネルサウンド要請が受信されているか否かを検査する。万一、前記チャネルサウンド要請が受信されていない場合、前記端末器は、５１１段階に進んで該当モードを行う。万一、前記チャネルサウンド要請が受信されれば、前記端末器は、５０３段階においてサウンド信号（例：パイロット信号）を前記基地局に伝送する。
【００６３】
そして、前記端末器は、５０５段階において、前記基地局からチャネル補正用パイロット要請が受信されているか否かを検査する。前記補正用パイロット要請が受信される場合、前記端末器は、５０７段階において基地局から受信される順方向パイロット信号を利用して、順方向チャネル情報ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）を推定する。そして、前記端末器は、５０９段階において逆方向パイロット信号に前記推定された順方向チャネル情報ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）を重み付けて、チャネル補正用パイロット信号を前記基地局に伝送する。
【００６４】
上述のように、本発明は、チャネル補正に必要な情報をアナログ形態で送受信することによって、補正に必要な資源及び時間の浪費を最小化できるという利点がある。
【００６５】
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】従来の技術に係るＳＶＤ−ＭＩＭＯシステムにおけるチャネル情報間の不整合を説明するための図である。
【図２】従来の技術に係るＴＤＤ−ＭＩＭＯシステムにおけるチャネル情報を補正するための手順を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る多重アンテナを使用する無線通信システムの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける送信機の補正モードの遂行手順を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける受信機（端末器と仮定）の補正モードの遂行手順を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
３００ 基地局
３０１ 逆多重化部
３０３ 加重値乗算部
３０５ ＩＦＦＴ演算部
３０７ アンテナ
３０９ チャネル推定部
３１１ 補正行列計算部
３１３ チャネル補正部
３１５ 加重値生成部
３２０ 端末器
３２１ アンテナ
３２３ ＦＦＴ演算部
３２５ 加重値乗算部
３２７ ＭＩＭＯ検出部
３２９ チャネル推定部
３３１ 加重値生成部
３３３ パイロット信号生成部
３３５ ＩＦＦＴ演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＤＤ−ＭＩＭＯ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）方式の無線通信システムに関し、特に、推定されたチャネルを補正するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＴＤＤ−ＭＩＭＯシステムにおいて、エアー（ａｉｒ）上の順方向及び逆方向チャネルは、相反しているが、実際のベースバンド端において獲得した順方向及び逆方向チャネル情報は、相反していない。その理由は、基地局（ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）のＴｘチェーン（ｃｈａｉｎ）端末器（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）のＲｘチェーンと端末器のＴｘチェーン基地局のＲｘチェーンとの間にゲインと位相が互いに異なるためである。
【０００３】
したがって、ＴＤＤ−ＭＩＭＯシステムにおいて、逆方向チャネルを介して求めたチャネル情報をそのまま順方向重み付け（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）に使用する場合、性能を低下させる。すなわち、基地局で推定した逆方向チャネル情報（ＣＳＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）が、実際の順方向チャネルと異なるため、基地局で逆方向チャネル情報から求めた最適の重み付けは、順方向チャネルでは最適の重み付けではなく、このため、性能の低下が発生する。したがって、このようなチャネル情報間の不整合を解決するためには、推定したチャネル情報と実際チャネル情報とを同一にする補正が必要となる。
【０００４】
図１は、従来の技術に係るＳＶＤ−ＭＩＭＯシステムにおけるチャネル情報間の不整合を説明するための図である。
【０００５】
同図に示すように、基地局ＢＳから生成した信号は、Ｔｘチェーン１０１及び実際のエアー上のチャネル１０３を経て端末器ＭＳに受信される。そして、このように受信された信号は、Ｒｘチェーン１０５を経てベースバンド端に伝達される。すると、ベースバンド端のチャネル推定器１０７は、受信された順方向信号を利用して順方向チャネルＨＢ−＞Ｍを推定し、ＳＶＤ器１０９は、前記順方向チャネル情報を唯一の値（ｓｉｎｇｕｌａｒ ｖａｌｕｅ）分解し、受信固有ベクトル（ｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒ）行列ＵＢ−＞Ｍを獲得する。
【０００６】
一方、端末器から生成した信号は、Ｔｘチェーン１１１及び実際のエアー上のチャネル１１３を経て基地局ＢＳに受信される。そして、このように受信された信号は、Ｒｘチェーン１１５を経てベースバンド端に伝達される。すると、ベースバンド端のチャネル推定器１１７は、受信された逆方向信号を利用して逆方向チャネルＨＭ−＞Ｂを推定し、ＳＶＤ器１１９は、前記逆方向チャネル情報を唯一の値分解して、送信固有ベクトル行列ＶＭ−＞Ｂを獲得する。
【０００７】
以後、基地局の加重値乗算器１２１は、送信データＴｘ ｄａｔａと前記送信固有ベクトル行列ＶＭ−＞Ｂとを乗算し、ビームフォーミングして送信する。そして、端末器の加重値乗算器１２３は、前記基地局から受信された信号と前記受信固有ベクトル行列ＵＨＢ−＞Ｍとを乗算して、受信データＲｘ ｄａｔａを復調する。
【０００８】
上記のような過程において、実際のエアー上の順方向チャネル１０３と逆方向チャネル１１３とは相反しているが、各装置内のＴｘチェーン及びＲｘチェーン１０１，１０５，１１１，１１５から発生するゲイン及び位相は、互いに異なるため、基地局内のチャネル推定器１１７から獲得した逆方向チャネル情報と実際の順方向チャネル情報とは異なる。したがって、上記のように、逆方向チャネル情報を順方向チャネル情報と見做して順方向加重値を計算すれば、性能の低下を引き起こす。したがって、推定された逆方向チャネル情報を実際の順方向チャネルに近づくように補正する作業が必要となる。
【０００９】
図２は、従来の技術に係るＴＤＤ−ＭＩＭＯシステムにおけるチャネル情報を補正するための手順を示している。
【００１０】
手順の説明に先立ち、パラメーターを定義すれば、次の通りである。
【００１１】
互いに異なる送信アンテナに対して、Ｔｘチェーン間の隔離が完壁な場合、Ｔｘチェーンのゲイン及び位相は、対角行列（ｄｉａｇｏｎａｌ ｍａｔｒｉｘ）ＥＴＢでモデリング可能である。また、互いに異なる受信アンテナに対して、Ｒｘチェーン間の隔離が完壁な場合、Ｒｘチェーンのゲイン及び位相は、対角行列ＥＲＭでモデリング可能である。
【００１２】
送信機のＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）から各アンテナまでの応答をＥＴＢ＝｛ｔ１，ｔ２，ｔ３｝、受信機のアンテナからＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）までの応答をＥＲＭ＝｛ｒ１，ｒ２，ｒ３｝、無線チャネル応答をＨとする場合、受信機から推定されたコンポジットチャネル応答（ｃｏｍｐｏｓｉｔ ｃｈａｎｎｅｌ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）は、下記の数１の通りである。
【００１３】
【数１】
【００１４】
このとき、順方向チャネル情報が実際の順方向（ＤＬ：Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）チャネルと異なるため、従来の技術では、次の数２のような補正を行う。
【００１５】
【数２】
【００１６】
前記数２における２つの式は、転置（ｔｒａｎｓｐｏｓｅ）関係にあるので、補正行列ＣＢとＣＭは、下記の数３のように示される。
【００１７】
【数３】
【００１８】
ここで、前記ＣＢとＣＭを求めるための従来の技術の手順を説明すれば、次の通りである。
【００１９】
図２に示すように、まず、基地局ＢＳは、２０１段階において端末器ＭＳにチャネルサウンド要請（ｃｈａｎｎｅｌ ｓｏｕｎｄｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔ）を伝送する。前記要請を受信した端末器は、２０３段階において、チャネルサウンド信号（またはパイロット信号）を基地局に伝送する。すると、前記基地局は、２０５段階において、逆方向パイロット信号を受信し、逆方向チャネルＨＭ−＞Ｂを推定する。
【００２０】
そして、前記基地局は、２０７段階において、前記端末器にパイロット信号を伝送する。すると、前記端末器は、２０９段階において、順方向パイロット信号を受信し、順方向チャネルＨＢ−＞Ｍを推定する。以後、前記端末器は、２１１段階において、前記推定された順方向チャネル情報を量子化によりデータ化して、前記基地局に伝送する。
【００２１】
一方、前記基地局は、２１３段階において受信された信号から前記量子化される順方向チャネル情報を復元する。そして、前記基地局は、２１５段階において、前記順方向チャネル情報及び前記逆方向チャネル情報を利用し、下記の数４を満たすＣＢとＣＭを算出する。ここで、補正行列ＣＢは、基地局において逆方向チャネル情報を補正するのに用い、補正行列ＣＭは、端末器に伝送する。
【００２２】
【数４】
【００２３】
すなわち、前記基地局は、２１７段階において前記算出された補正行列ＣＭを量子化によりデータ化して、前記端末器に伝送する。そして、前記端末器は、２１９段階において受信された信号から前記量子化された補正行列ＣＭを復元する。このように復元された補正行列を有し、順方向チャネル情報を補正する。
【００２４】
上記のような従来の技術は、端末器から推定された順方向チャネル情報を量子化して、データ形態で基地局に伝送しなければならず（２１１段階）、基地局から算出された補正行列をデータ形態で端末器に伝送しなければならない（２１７段階）。このように、補正に必要な情報をデータ形態で伝送するため、資源（ｒｅｓｏｕｒｃｅ）の浪費が大きく、補正に必要な情報を導き出すのに、多くの時間が必要となるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ＴＤＤ方式の無線通信システムにおいて推定されたチャネルを補正するための装置及び方法を提供することにある。
【００２６】
本発明の他の目的は、ＴＤＤ方式の無線通信システムにおいて、チャネル補正に必要な資源の浪費を最小化するための装置及び方法を提供することにある。
【００２７】
本発明のさらに他の目的は、ＴＤＤ方式の無線通信システムにおいてチャネル補正にかかる時間浪費を最小化するための装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記目的を達成すべく、本発明に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける基地局装置によれば、逆方向サウンド信号を受信して第１逆方向チャネル情報を推定し、順方向チャネル情報が重み付けられた（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）逆方向サウンド信号を受信して第２逆方向チャネル情報を推定するチャネル推定部と、前記第１逆方向チャネル情報及び前記第２逆方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対する補正値を算出する計算部と、を備えることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける端末装置によれば、基地局から受信された順方向パイロット信号を利用し、順方向チャネル情報を推定するチャネル推定部と、サウンド信号に前記チャネル推定部からの順方向チャネル情報を重み付けて、チャネル補正用サウンド信号を生成するサウンド信号生成部と、前記サウンド信号生成部からのチャネル補正用サウンド信号を基地局に送信する送信部とを備える。
【００３０】
また、本発明に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける基地局の動作方法によれば、逆方向サウンド信号を受信し、第１逆方向チャネル情報を推定する過程と、順方向チャネル情報が重み付けられた逆方向サウンド信号を受信し、第２逆方向チャネル情報を推定する過程と、前記第１逆方向チャネル情報及び前記第２逆方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対する補正値を算出する過程とを含む。
【００３１】
また、本発明に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける端末器の動作方法によれば、順方向パイロット信号を受信し、順方向チャネル情報を推定する過程と、逆方向サウンド信号に前記順方向チャネル情報を重み付けて、チャネル補正用サウンド信号を生成する過程と、前記生成されたチャネル補正用サウンド信号を基地局に送信する過程とを含む。
【００３２】
また、本発明に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおけるチャネル補正方法によれば、送信機が、受信機からの逆方向サウンド信号を利用し、第１逆方向チャネル情報を推定する過程と、前記受信機が、前記送信機からの順方向パイロット信号を利用して順方向チャネル情報を推定し、逆方向サウンド信号に前記順方向チャネル情報を重み付けて伝送する過程と、前記送信機が、前記重み付けられたサウンド信号を受信し、第２逆方向チャネル情報を推定する過程と、前記送信機が、前記第１逆方向チャネル情報及び前記第２逆方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対するチャネル補正値を算出する過程とを含む。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、チャネル補正に必要な情報をアナログ形態で送受信することによって、補正に必要な資源及び時間の浪費を最小化できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づき詳細に説明する。
【００３５】
以下、本発明は、ＴＤＤ−ＭＩＭＯ方式の無線通信システムにおいて推定されたチャネル情報を補正するための方案について説明する。特に、本発明は、最小限の資源と時間にてチャネル情報を補正するための技術を提案する。
【００３６】
以下の説明において、「順方向」とは、補正の主体となる送信機から受信機への方向を示し、「逆方向」とは、受信機から補正の主体となる送信機への方向を示す。
【００３７】
図３は、本発明の実施の形態に係る多重アンテナを使用する無線通信システムの構成を示している。
【００３８】
同図は、本発明と直接的な関連のある構成部を中心に示すものであり、基地局３００は、逆多重化部３０１、加重値乗算部３０３、複数のＩＦＦＴ演算部３０５−１〜３０５−ＮＴ、複数のアンテナ３０７−１〜３０７−ＮＴ、チャネル推定部３０９、補正行列計算部３１１、チャネル補正部３１３、加重値生成部３１５を備えて構成される。そして、端末器３２０は、複数のアンテナ３２１−１〜３２１−ＮＲ、複数のＦＦＴ演算部３２３−１〜３２３−ＮＲ、加重値乗算部３２５、ＭＩＭＯ検出部３２７、チャネル推定部３２９、加重値生成部３３１、パイロット信号生成部３３３、複数のＩＦＦＴ演算部３３５−１〜３３５−ＮＲを備えて構成される。
【００３９】
ここで、補正の主体は、チャネル情報を利用してデータを送信する所であり、前記補正の主体に応じて、参照符号３００及び３２０は、それぞれ端末器及び基地局となり得る。以下の説明は、基地局が主体となった補正について詳説する。
【００４０】
まず、基地局を説明すれば、チャネル推定部３０９は、複数のアンテナ３０７−１〜３０７−ＮＴを介して受信されるパイロット信号（またはサウンド信号）聞く利用し、第１逆方向チャネルＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）を推定する。そして、前記チャネル推定部３０９は、複数のアンテナ３０７−１〜３０７−ＮＴを介して受信される本発明により、順方向チャネル情報が重み付けられたパイロット信号を利用し、第２逆方向チャネルＨ（ｉ，ｊ）を推定する。ここで、前記第２逆方向チャネルＨ（ｉ，ｊ）は、下記の数５のような関係を有する。
【００４１】
【数５】
【００４２】
ここで、ｉは基地局のアンテナインデックスを示し、ｊは、端末器のアンテナインデックスを示す。
【００４３】
このように獲得された第１及び第２逆方向チャネル情報は、補正行列計算部３１１に提供される。すると、前記補正行列計算部３１１は、前記第１及び第２逆方向チャネル情報を利用し、下記の数６のように補正値ｃ（ｉ，ｊ）を算出する。
【００４４】
【数６】
【００４５】
このように獲得された各アンテナ対に対する補正値ｃ（ｉ，ｊ）は、チャネル補正部３１３に提供される。
【００４６】
前記チャネル補正部３１３は、下記の数７のように、前記チャネル推定部３０９からの前記第１逆方向チャネル情報ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）を前記補正行列計算部３１１からの補正値ｃ（ｉ，ｊ）を利用して補正することにより、補正されたチャネル応答行列を出力する。
【００４７】
【数７】
【００４８】
加重値生成部３１５は、前記チャネル補正部３１３からの補正されたチャネル応答行列に基づき、加重値行列を生成して加重値乗算部３０３に提供する。
【００４９】
逆多重化部３０１は、入力されるユーザデータを逆多重化して出力する。ここで、前記逆多重化部３０１に入力されるデータは、所定のチャネル符号器及び変調器により符号化及び変調されたデータである。前記加重値乗算部３０３は、前記逆多重化部３０１からの送信ベクトルと前記加重値生成部３１５からの加重値行列とを乗算して出力する。
【００５０】
このとき、生成される複数のアンテナ信号をそれぞれ対応するＩＦＦＴ演算部３０５に提供する。複数のＩＦＦＴ演算部３０５−１〜３０５−ＮＴのそれぞれは、前記加重値生成部３０３から入力される信号を逆高速フーリエ変換し、対応するアンテナ３０７を介して送信する。実際に、前記逆高速フーリエ変換された信号は、アナログ信号に変換され、前記アナログベースバンド信号は、ラジオ周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換され、対応するアンテナを介して送信される。
【００５１】
次に、端末器を説明すれば、複数のアンテナ３２１−１〜３２１−ＮＲを介して受信された信号は、それぞれベースバンド信号に変換され、前記ベースバンド信号は、デジタル信号に変換され、対応するＦＦＴ演算部３２３に入力される。複数のＦＦＴ演算部３２３−１〜３２１−ＮＲは、それぞれ入力されるデジタル信号（サンプルデータ）を高速フーリエ変換して出力する。
【００５２】
チャネル推定部３２９は、前記複数のＦＦＴ演算部３２３−１〜３２３−ＮＲから出力される信号からパイロット信号（またはサウンド信号）を抽出し、前記抽出されたパイロット信号を利用し、順方向チャネル情報ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）を推定して出力する。周知のように、基地局は、端末器の順方向チャネル推定のために、パイロット信号をデータ間に挿入して伝送し、端末器は、受信信号からパイロット信号を抽出し、順方向チャネルを推定する。
【００５３】
加重値生成部３３１は、前記チャネル推定部３２９からの順方向チャネル情報及び／または、基地局から受信された情報を利用して加重値行列を生成して出力する。例えば、前記加重値生成部３３１は、コードブック基盤のプリコーディング行列またはＳＶＤ基盤の固有ベクトル行列を生成して出力する。加重値乗算部３２５は、前記複数のＦＦＴ演算部３２３−１〜３２３−ＮＲからの信号と前記加重値生成部３３１からの加重値行列とを乗算して出力する。ＭＩＭＯ検出部３２７は、前記加重値乗算部３２５からの信号を該当ＭＩＭＯ方式に対応する所定規則に復号して、受信シンボルを出力する。このように出力される受信シンボルは、復調器及びチャネル復号器を介して、復調及び復号化されて、本来の情報データに復元される。
【００５４】
一方、本発明により補正モードを行うとき、前記チャネル推定部３２９は、推定された順方向チャネル情報ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）をパイロット信号生成部３３３に提供する。すると、前記パイロット信号生成部３３３は、入力されるパイロット信号に前記順方向チャネル情報を重み付けて、複数のＩＦＦＴ演算部３３５−１〜３３５−ＮＲに出力する。
【００５５】
前記複数のＩＦＦＴ演算部３３５−１〜３３５−ＮＲのそれぞれは、入力される前記重み付けられたパイロット信号を予め決められた副搬送波位置にマッピングした後、逆高速フーリエ変換し、対応するアンテナ３２１を介して送信する。実際に、前記逆高速フーリエ変換された信号は、アナログ信号に変換され、前記アナログベースバンド信号は、ラジオ周波数信号に変換され、対応するアンテナを介して送信される。このように、順方向チャネル情報が重み付けられたパイロット信号は、基地局３００において補正行列を算出するのに利用される。
【００５６】
図４は、本発明の実施の形態に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおいて、送信機の補正モードを行う手順を示している。補正の主体となる送信機（基地局と仮定）は、補正が必要な時点でチャネルの時間の経過による変化量を測定し、前記測定されたチャネルの変化量が予め決めた基準値の以下である場合、補正モードを開始する。
【００５７】
同図に示すように、補正モードの際、基地局は、４０１段階において端末器にチャネルサウンド要請を伝送する。以後、前記基地局は、４０３段階において前記端末器からサウンド信号（パイロット信号）が受信されるか否かを検査する。
【００５８】
前記パイロット信号を受信する際、前記基地局は、４０５段階において前記受信されたパイロット信号を利用して第１逆方向チャネル情報ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）を推定する。以後、前記基地局は、４０７段階において端末器にチャネル補正用パイロット信号を要請する。そして、前記基地局は、４０９段階において前記端末器からチャネル補正用パイロット信号（重み付けられたパイロット信号）が受信されているか否かを検査する。
【００５９】
ここで、前記チャネル補正用パイロット信号が受信される場合、前記基地局は、４１１段階に進み、前記受信されたチャネル補正用パイロット信号を利用して第２逆方向チャネル情報を推定し、前記第１及び第２逆方向チャネル情報を利用して、前記数６のように、各アンテナ対に対する補正値ｃ（ｉ，ｊ）を算出する。
【００６０】
前記各アンテナ対に対する補正行列を算出した後、前記基地局は、４１３段階において前記数７のように、推定された逆方向チャネル情報に前記補正値を乗算して、逆方向チャネル情報を補正する。前記基地局は、このように補正された逆方向チャネル情報を利用して加重値行列を算出し、送信ベクトルと前記加重値行列とを乗算して、前記端末器に送信する。
【００６１】
図５は、本発明の実施の形態に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける受信機（端末器と仮定）の補正モードを行う手順を示している。
【００６２】
同図に示すように、まず端末器は、５０１段階において、送信機からチャネルサウンド要請が受信されているか否かを検査する。万一、前記チャネルサウンド要請が受信されていない場合、前記端末器は、５１１段階に進んで該当モードを行う。万一、前記チャネルサウンド要請が受信されれば、前記端末器は、５０３段階においてサウンド信号（例：パイロット信号）を前記基地局に伝送する。
【００６３】
そして、前記端末器は、５０５段階において、前記基地局からチャネル補正用パイロット要請が受信されているか否かを検査する。前記補正用パイロット要請が受信される場合、前記端末器は、５０７段階において基地局から受信される順方向パイロット信号を利用して、順方向チャネル情報ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）を推定する。そして、前記端末器は、５０９段階において逆方向パイロット信号に前記推定された順方向チャネル情報ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）を重み付けて、チャネル補正用パイロット信号を前記基地局に伝送する。
【００６４】
上述のように、本発明は、チャネル補正に必要な情報をアナログ形態で送受信することによって、補正に必要な資源及び時間の浪費を最小化できるという利点がある。
【００６５】
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】従来の技術に係るＳＶＤ−ＭＩＭＯシステムにおけるチャネル情報間の不整合を説明するための図である。
【図２】従来の技術に係るＴＤＤ−ＭＩＭＯシステムにおけるチャネル情報を補正するための手順を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る多重アンテナを使用する無線通信システムの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける送信機の補正モードの遂行手順を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る多重アンテナを使用する無線通信システムにおける受信機（端末器と仮定）の補正モードの遂行手順を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
３００ 基地局
３０１ 逆多重化部
３０３ 加重値乗算部
３０５ ＩＦＦＴ演算部
３０７ アンテナ
３０９ チャネル推定部
３１１ 補正行列計算部
３１３ チャネル補正部
３１５ 加重値生成部
３２０ 端末器
３２１ アンテナ
３２３ ＦＦＴ演算部
３２５ 加重値乗算部
３２７ ＭＩＭＯ検出部
３２９ チャネル推定部
３３１ 加重値生成部
３３３ パイロット信号生成部
３３５ ＩＦＦＴ演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重アンテナを使用する無線通信システムにおける基地局装置において、
逆方向サウンド信号を受信して第１逆方向チャネル情報を推定し、順方向チャネル情報が重み付けられた（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）逆方向サウンド信号を受信して第２逆方向チャネル情報を推定するチャネル推定部と、
前記第１逆方向チャネル情報及び前記第２逆方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対する補正値を算出する計算部と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記チャネル推定部からの第１逆方向チャネル情報を前記計算部からの補正値を利用して補正することにより、補正されたチャネル応答行列を獲得するチャネル補正部を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システムの場合、前記補正されたチャネル応答行列が、順方向チャネル応答行列として用いられることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記チャネル補正部からの前記補正されたチャネル応答行列に基づき、送信ベクトルに適用する加重値行列を生成して出力する加重値生成部と、
送信ベクトルと前記加重値生成部からの加重値行列とを乗算し、複数のアンテナ信号を生成する加重値乗算部と
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記加重値乗算部からの前記複数のアンテナ信号のそれぞれを逆高速フーリエ変換して出力するための複数のＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算部と、
対応するＩＦＦＴ演算部からの信号をＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換し、該当アンテナを介して送信するための複数のＲＦ処理器と
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記加重値生成部が、コードブック基盤のプリコーディング（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）行列またはＳＶＤ（ｓｉｎｇｕｌａｒ ｖｅｃｔｏｒ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）基盤の固有ベクトル行列を生成することを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記計算部が、下記の数１のように、ｉ−番目の送信アンテナ及びｊ−番目の受信アンテナに対する補正値ｃ（ｉ，ｊ）を算出することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【数１】
ここで、Ｈ（ｉ，ｊ）は、前記第２逆方向チャネル情報であり、ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）は、前記第１逆方向チャネル情報を表す。
【請求項８】
前記順方向チャネル情報の推定に用いられる順方向パイロット信号を送信する送信機をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
多重アンテナを使用する無線通信システムにおける端末装置において、
基地局から受信された順方向パイロット信号を利用し、順方向チャネル情報を推定するチャネル推定部と、
サウンド信号に前記チャネル推定部からの順方向チャネル情報を重み付けて、チャネル補正用サウンド信号を生成するサウンド信号生成部と、
前記サウンド信号生成部からのチャネル補正用サウンド信号を基地局に送信する送信部と
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記送信部が、
前記サウンド信号生成部からのチャネル補正用サウンド信号を、予め決められた副搬送波位置にマッピングした後、逆高速フーリエ変換して出力するための複数のＩＦＦＴ演算部と、
対応するＩＦＦＴ演算部からの信号をＲＦ信号に変換し、該当アンテナを介して送信するための複数のＲＦ処理器と
を備えることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
多重アンテナを使用する無線通信システムにおける基地局の動作方法において、
逆方向サウンド信号を受信し、第１逆方向チャネル情報を推定する過程と、
順方向チャネル情報が重み付けられた逆方向サウンド信号を受信し、第２逆方向チャネル情報を推定する過程と、
前記第１逆方向チャネル情報及び前記第２逆方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対する補正値を算出する過程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記第１逆方向チャネル情報を前記算出された補正値を利用して補正することにより、補正されたチャネル応答行列を獲得する過程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ＴＤＤシステムの場合、前記補正されたチャネル応答行列が、順方向チャネル応答行列として用いられることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記補正されたチャネル応答行列に基づき、送信ベクトルに適用する加重値行列を生成する過程と、
送信ベクトルと前記加重値行列とを乗算し、複数のアンテナ信号を生成する過程と
をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のアンテナ信号のそれぞれを逆高速フーリエ変換する過程と、
それぞれの逆高速フーリエ変換された信号をＲＦ信号に変換し、該当アンテナを介して送信する過程と
をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記加重値行列が、コードブック基盤のプリコーディング行列またはＳＶＤ基盤の固有ベクトル行列であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
ｉ−番目の送信アンテナ及びｊ−番目の受信アンテナに対する補正値ｃ（ｉ，ｊ）が、下記の数２のように算出されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【数２】
ここで、Ｈ（ｉ，ｊ）は、前記第２逆方向チャネル情報であり、ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）は、前記第１逆方向チャネル情報を表す。
【請求項１８】
前記順方向チャネル情報の推定に用いられる順方向パイロット信号を送信する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
多重アンテナを使用する無線通信システムにおける端末器の動作方法において、
順方向パイロット信号を受信し、順方向チャネル情報を推定する過程と、
逆方向サウンド信号に前記順方向チャネル情報を重み付けて、チャネル補正用サウンド信号を生成する過程と、
前記生成されたチャネル補正用サウンド信号を基地局に送信する過程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記送信過程が、
前記生成されたチャネル補正用サウンド信号のそれぞれを予め決められた副搬送波位置にマッピングした後、逆高速フーリエ変換する過程と、
それぞれの逆高速フーリエ変換された信号をＲＦ信号に変換し、該当アンテナを介して送信する過程と
を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
多重アンテナを使用する無線通信システムにおけるチャネル補正方法において、
送信機が、受信機からの逆方向サウンド信号を利用し、第１逆方向チャネル情報を推定する過程と、
前記受信機が、前記送信機からの順方向パイロット信号を利用して順方向チャネル情報を推定し、逆方向サウンド信号に前記順方向チャネル情報を重み付けて伝送する過程と、
前記送信機が、前記重み付けられたサウンド信号を受信し、第２逆方向チャネル情報を推定する過程と、
前記送信機が、前記第１逆方向チャネル情報及び前記第２逆方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対するチャネル補正値を算出する過程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記送信機が、前記第１逆方向チャネル情報を前記算出されたチャネル補正値を利用して補正することにより、補正されたチャネル応答行列を獲得する過程をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ＴＤＤシステムの場合、前記補正されたチャネル応答行列が、順方向チャネル応答行列として用いられることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
多重アンテナを使用する無線通信システムにおける端末装置において、
順方向サウンド信号を受信して第１順方向チャネル情報を推定し、逆方向チャネル情報が重み付けられた（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）順逆方向サウンド信号を受信して第２順方向チャネル情報を推定するチャネル推定部と、
前記第１順方向チャネル情報及び前記第２順方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対する補正値を算出する計算部と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２５】
多重アンテナを使用する無線通信システムにおける基地局装置において、
端末装置から受信された逆方向パイロット信号を利用し、逆方向チャネル情報を推定するチャネル推定部と、
サウンド信号に前記チャネル推定部からの逆方向チャネル情報を重み付けて、チャネル補正用サウンド信号を生成するサウンド信号生成部と、
前記サウンド信号生成部からのチャネル補正用サウンド信号を端末装置に送信する送信部と
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１】
多重アンテナを使用する無線通信システムにおける基地局装置において、
逆方向サウンド信号を受信して第１逆方向チャネル情報を推定し、順方向チャネル情報が重み付けられた（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）逆方向サウンド信号を受信して第２逆方向チャネル情報を推定するチャネル推定部と、
前記第１逆方向チャネル情報及び前記第２逆方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対する補正値を算出する計算部と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記チャネル推定部からの第１逆方向チャネル情報を前記計算部からの補正値を利用して補正することにより、補正されたチャネル応答行列を獲得するチャネル補正部を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システムの場合、前記補正されたチャネル応答行列が、順方向チャネル応答行列として用いられることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記チャネル補正部からの前記補正されたチャネル応答行列に基づき、送信ベクトルに適用する加重値行列を生成して出力する加重値生成部と、
送信ベクトルと前記加重値生成部からの加重値行列とを乗算し、複数のアンテナ信号を生成する加重値乗算部と
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記加重値乗算部からの前記複数のアンテナ信号のそれぞれを逆高速フーリエ変換して出力するための複数のＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算部と、
対応するＩＦＦＴ演算部からの信号をＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換し、該当アンテナを介して送信するための複数のＲＦ処理器と
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記加重値生成部が、コードブック基盤のプリコーディング（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）行列またはＳＶＤ（ｓｉｎｇｕｌａｒ ｖｅｃｔｏｒ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）基盤の固有ベクトル行列を生成することを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記計算部が、下記の数１のように、ｉ−番目の送信アンテナ及びｊ−番目の受信アンテナに対する補正値ｃ（ｉ，ｊ）を算出することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【数１】
ここで、Ｈ（ｉ，ｊ）は、前記第２逆方向チャネル情報であり、ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）は、前記第１逆方向チャネル情報を表す。
【請求項８】
前記順方向チャネル情報の推定に用いられる順方向パイロット信号を送信する送信機をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
多重アンテナを使用する無線通信システムにおける端末装置において、
基地局から受信された順方向パイロット信号を利用し、順方向チャネル情報を推定するチャネル推定部と、
サウンド信号に前記チャネル推定部からの順方向チャネル情報を重み付けて、チャネル補正用サウンド信号を生成するサウンド信号生成部と、
前記サウンド信号生成部からのチャネル補正用サウンド信号を基地局に送信する送信部と
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記送信部が、
前記サウンド信号生成部からのチャネル補正用サウンド信号を、予め決められた副搬送波位置にマッピングした後、逆高速フーリエ変換して出力するための複数のＩＦＦＴ演算部と、
対応するＩＦＦＴ演算部からの信号をＲＦ信号に変換し、該当アンテナを介して送信するための複数のＲＦ処理器と
を備えることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
多重アンテナを使用する無線通信システムにおける基地局の動作方法において、
逆方向サウンド信号を受信し、第１逆方向チャネル情報を推定する過程と、
順方向チャネル情報が重み付けられた逆方向サウンド信号を受信し、第２逆方向チャネル情報を推定する過程と、
前記第１逆方向チャネル情報及び前記第２逆方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対する補正値を算出する過程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記第１逆方向チャネル情報を前記算出された補正値を利用して補正することにより、補正されたチャネル応答行列を獲得する過程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ＴＤＤシステムの場合、前記補正されたチャネル応答行列が、順方向チャネル応答行列として用いられることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記補正されたチャネル応答行列に基づき、送信ベクトルに適用する加重値行列を生成する過程と、
送信ベクトルと前記加重値行列とを乗算し、複数のアンテナ信号を生成する過程と
をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のアンテナ信号のそれぞれを逆高速フーリエ変換する過程と、
それぞれの逆高速フーリエ変換された信号をＲＦ信号に変換し、該当アンテナを介して送信する過程と
をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記加重値行列が、コードブック基盤のプリコーディング行列またはＳＶＤ基盤の固有ベクトル行列であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
ｉ−番目の送信アンテナ及びｊ−番目の受信アンテナに対する補正値ｃ（ｉ，ｊ）が、下記の数２のように算出されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【数２】
ここで、Ｈ（ｉ，ｊ）は、前記第２逆方向チャネル情報であり、ＨＭ−＞Ｂ（ｉ，ｊ）は、前記第１逆方向チャネル情報を表す。
【請求項１８】
前記順方向チャネル情報の推定に用いられる順方向パイロット信号を送信する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
多重アンテナを使用する無線通信システムにおける端末器の動作方法において、
順方向パイロット信号を受信し、順方向チャネル情報を推定する過程と、
逆方向サウンド信号に前記順方向チャネル情報を重み付けて、チャネル補正用サウンド信号を生成する過程と、
前記生成されたチャネル補正用サウンド信号を基地局に送信する過程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記送信過程が、
前記生成されたチャネル補正用サウンド信号のそれぞれを予め決められた副搬送波位置にマッピングした後、逆高速フーリエ変換する過程と、
それぞれの逆高速フーリエ変換された信号をＲＦ信号に変換し、該当アンテナを介して送信する過程と
を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
多重アンテナを使用する無線通信システムにおけるチャネル補正方法において、
送信機が、受信機からの逆方向サウンド信号を利用し、第１逆方向チャネル情報を推定する過程と、
前記受信機が、前記送信機からの順方向パイロット信号を利用して順方向チャネル情報を推定し、逆方向サウンド信号に前記順方向チャネル情報を重み付けて伝送する過程と、
前記送信機が、前記重み付けられたサウンド信号を受信し、第２逆方向チャネル情報を推定する過程と、
前記送信機が、前記第１逆方向チャネル情報及び前記第２逆方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対するチャネル補正値を算出する過程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記送信機が、前記第１逆方向チャネル情報を前記算出されたチャネル補正値を利用して補正することにより、補正されたチャネル応答行列を獲得する過程をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ＴＤＤシステムの場合、前記補正されたチャネル応答行列が、順方向チャネル応答行列として用いられることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
多重アンテナを使用する無線通信システムにおける端末装置において、
順方向サウンド信号を受信して第１順方向チャネル情報を推定し、逆方向チャネル情報が重み付けられた（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）順逆方向サウンド信号を受信して第２順方向チャネル情報を推定するチャネル推定部と、
前記第１順方向チャネル情報及び前記第２順方向チャネル情報を利用し、各アンテナ対に対する補正値を算出する計算部と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２５】
多重アンテナを使用する無線通信システムにおける基地局装置において、
端末装置から受信された逆方向パイロット信号を利用し、逆方向チャネル情報を推定するチャネル推定部と、
サウンド信号に前記チャネル推定部からの逆方向チャネル情報を重み付けて、チャネル補正用サウンド信号を生成するサウンド信号生成部と、
前記サウンド信号生成部からのチャネル補正用サウンド信号を端末装置に送信する送信部と
を備えることを特徴とする装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−８９１６５（Ｐ２００７−８９１６５Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５３１４０（Ｐ２００６−２５３１４０）
【出願日】平成１８年９月１９日（２００６．９．１９）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１９日（２００６．９．１９）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
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