説明

無線伝送システムおよび無線伝送方法

【課題】 トレーニング信号を無線端末装置から受信する前のネゴシエーションの処理にかかる時間を削減することで、伝送効率をあげることができる、無線伝送システムを提供する。
【解決手段】 複数の無線端末装置と複数の受信アンテナを装備した1つの無線基地局装置から構成され、無線端末装置が同一チャネルを用いてデータ信号を送信し、無線基地局装置が同一チャネル上の複数のデータ信号を各々抽出、復調する無線信号伝送システムにおいて、各無線端末装置がトレーニング信号Pをデータ信号送信時に即座に送信する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線基地局装置と複数の無線端末装置とを有し、無線端末装置は無線基地局装置と送受信タイミングを確立し、各無線端末装置が同一チャネルを用いてデータ信号を前記無線基地局装置へ送信し、該無線基地局装置が複数のアンテナを用いて前記データ信号を抽出、復調する無線伝送システムおよび無線伝送方法に関する。
【背景技術】
【0002】
無線基地局装置と複数の無線端末装置を有する無線伝送システムにおいて、複数の無線端末装置が無線信号を同一周波数上で同時に送信した場合、無線基地局装置が各無線端末装置の無線信号を抽出、復調するためには、各無線端末装置に対して、干渉信号となる他の無線端末装置の無線信号を抑圧するための干渉抑圧技術が必要となる。その干渉抑圧技術の代表的な例として、無線基地局装置が複数M個の受信アンテナを装備し、ビーム形成することによって、特定の空間方向から到来する無線信号を抑圧する空間分離技術がある。無線基地局装置がその空間分離技術を効果的に行うためには、無線基地局装置のM個のアンテナと各無線端末装置のアンテナとの間の、伝達係数を各要素とするチャネル応答ベクトルを、各無線端末装置ごとに推定する必要がある。そして、この従来のチャネル応答ベクトルの推定方法として、非特許文献1(図15)が公開されている。
【非特許文献1】宮下和己,大鐘武雄,西村寿彦,小川恭孝,土居義晴、「TDD/SDMA方式におけるチャネル応答推定による下り回線ウェイト制御」、RCS2001-84,July 2001,電子通信情報学会無線通信システム研究会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、無線基地局装置の通信圏内に無線端末装置が大量に存在しているような場合、上述の従来の手法では、トレーニング信号を無線端末装置に要求するために無線基地局装置が発信する要求信号や、トレーニング信号の送信時間の割当を無線端末装置に通知するために無線基地局装置が発信する割当信号などの、ネゴシエーションの為の信号の送受信の時間が増加し、システム全体の伝送効率が劣化するという問題が発生していた。
【0004】
そこでこの発明は、トレーニング信号を無線端末装置から受信する前のネゴシエーションの処理にかかる時間を削減することで、伝送効率をあげることができる、無線伝送システムおよび無線伝送方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、本発明は、無線基地局装置と複数の無線端末装置とを有し、前記無線端末装置は前記無線基地局装置と送受信タイミングを確立し、各無線端末装置が同一チャネルを用いてデータ信号を前記無線基地局装置へ送信し、該無線基地局装置が複数のアンテナを用いて前記データ信号を抽出、復調する無線伝送システムであって、前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、予め複数のトレーニング信号用チャネルと1つのデータ信号用チャネルにおける信号の同期を取り、前記無線端末装置それぞれは、データ信号送信前に前記複数のトレーニング信号用チャネルの中から1チャネルをランダムに選択するトレーニング信号用チャネル選択手段と、その選択したトレーニング信号用チャネルを用いてトレーニング信号を送信するトレーニング信号送信手段と、前記トレーニング信号の送信後に前記データ信号用チャネルを用いて前記データ信号を送信するデータ信号送信手段と、を備え、前記無線基地局装置は、前記複数の無線端末装置の何れか1つが必ず前記複数のトレーニング信号用チャネルのうちの何れかのチャネルを利用して前記トレーニング信号を送信したと仮定して、前記複数のアンテナそれぞれで受信した情報から前記複数のトレーニング信号用チャネルのそれぞれについてのチャネル応答ベクトルを推定するチャネル応答ベクトル推定手段と、前記データ信号の受信信号と前記推定したチャネル応答ベクトルを用いて、前記トレーニング信号用チャネル毎のデータ信号を抽出および復調するデータ信号抽出復調手段と、前記復調したデータ信号に対して誤り検出を行い、誤りが検出されなかった信号のみを最終的な再生信号として出力する再生信号出力手段と、を備えることを特徴とする無線伝送システムである。
【0006】
また本発明は、前記トレーニング信号用チャネルとしてタイムスロットチャネルを用いることを特徴とする。
【0007】
また本発明は、前記トレーニング信号用チャネルとして直交符号系列チャネルを用いることを特徴とする。
【0008】
また本発明は、無線基地局装置と複数の無線端末装置とを有し、前記無線端末装置は前記無線基地局装置と送受信タイミングを確立し、各無線端末装置が同一チャネルを用いてデータ信号を前記無線基地局装置へ送信し、該無線基地局装置が複数のアンテナを用いて前記データ信号を抽出、復調する無線伝送システムであって、前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、予め複数のトレーニング信号用チャネルと1つのデータ信号用チャネルにおける信号の同期を取り、前記無線端末装置それぞれは、データ信号送信前に前記複数のトレーニング信号用チャネルの中から1チャネルをランダムに選択するトレーニング信号用チャネル選択手段と、その選択したトレーニング信号用チャネルを用いてトレーニング信号を送信するトレーニング信号送信手段と、前記トレーニング信号の送信後に前記データ信号用チャネルを用いて前記データ信号を送信するデータ信号送信手段と、を備え、前記無線基地局装置は、前記複数の無線端末装置の何れか1つが必ず前記複数のトレーニング信号用チャネルのうちの何れかのチャネルを利用して前記トレーニング信号を送信したと仮定して、前記複数のアンテナそれぞれで受信した情報から前記複数のトレーニング信号用チャネルのそれぞれについてのチャネル応答ベクトルを推定するチャネル応答ベクトル推定手段と、前記複数のトレーニング信号用チャネルのそれぞれについて推定したチャネル応答ベクトルの各ノルムを算出するノルム算出手段と、該ノルムが所定の閾値を超えたチャネル応答ベクトルについてのみ、有意なチャネル応答ベクトルと判断するチャネル応答ベクトル特定手段と、前記有意なチャネル応答ベクトルと、当該有意なチャネル応答ベクトルの推定に用いた前記トレーニング信号用チャネルで受信した前記データ信号の受信信号とを用いて、前記有意なチャネル応答ベクトルの推定に用いた前記トレーニング信号用チャネル毎のデータ信号を抽出および復調するデータ信号抽出復調手段と、前記復調したデータ信号に対して誤り検出を行い、誤りが検出されなかった信号のみを最終的な再生信号として出力する再生信号出力手段と、を備えることを特徴とする無線伝送システムである。
【0009】
また本発明は、前記無線基地局装置のデータ信号抽出復調手段は、MMSE(Minimum Mean Square Error)の手法を用いて前記データ信号を抽出することを特徴とする。
【0010】
また本発明は、前記無線基地局装置のデータ信号抽出復調手段は、前記MMSEの手法を用いて前記データ信号を抽出する際に、受信アンテナ相関行列を前記データ信号の受信信号から算出することを特徴とする。
【0011】
また本発明は、無線基地局装置と複数の無線端末装置とを有し、前記無線端末装置は前記無線基地局装置と送受信タイミングを確立し、各無線端末装置が同一チャネルを用いてデータ信号を前記無線基地局装置へ送信し、該無線基地局装置が複数のアンテナを用いて前記データ信号を抽出、復調する無線伝送システムにおける無線伝送方法であって、前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、予め複数のトレーニング信号用チャネルと1つのデータ信号用チャネルにおける信号の同期を取り、前記無線端末装置それぞれでは、トレーニング信号用チャネル選択手段が、データ信号送信前に前記複数のトレーニング信号用チャネルの中から1チャネルをランダムに選択し、トレーニング信号送信手段が、その選択したトレーニング信号用チャネルを用いてトレーニング信号を送信し、データ信号送信手段が、前記トレーニング信号の送信後に前記データ信号用チャネルを用いて前記データ信号を送信し、前記無線基地局装置では、チャネル応答ベクトル推定手段が、前記複数の無線端末装置の何れか1つが必ず前記複数のトレーニング信号用チャネルのうちの何れかのチャネルを利用して前記トレーニング信号を送信したと仮定して、前記複数のアンテナそれぞれで受信した情報から前記複数のトレーニング信号用チャネルのそれぞれについてのチャネル応答ベクトルを推定し、データ信号抽出復調手段が、前記データ信号の受信信号と前記推定したチャネル応答ベクトルを用いて、前記トレーニング信号用チャネル毎のデータ信号を抽出および復調し、再生信号出力手段が、前記復調したデータ信号に対して誤り検出を行い、誤りが検出されなかった信号のみを最終的な再生信号として出力することを特徴とする無線伝送方法である。
【0012】
また本発明は、前記トレーニング信号用チャネルとしてタイムスロットチャネルを用いることを特徴とする。
【0013】
また本発明は、前記トレーニング信号用チャネルとして直交符号系列チャネルを用いることを特徴とする。
【0014】
また本発明は、無線基地局装置と複数の無線端末装置とを有し、前記無線端末装置は前記無線基地局装置と送受信タイミングを確立し、各無線端末装置が同一チャネルを用いてデータ信号を前記無線基地局装置へ送信し、該無線基地局装置が複数のアンテナを用いて前記データ信号を抽出、復調する無線伝送システムにおける無線伝送方法であって、前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、予め複数のトレーニング信号用チャネルと1つのデータ信号用チャネルにおける信号の同期を取り、前記無線端末装置それぞれでは、トレーニング信号用チャネル選択手段が、データ信号送信前に前記複数のトレーニング信号用チャネルの中から1チャネルをランダムに選択し、トレーニング信号送信手段が、その選択したトレーニング信号用チャネルを用いてトレーニング信号を送信し、データ信号送信手段が、前記トレーニング信号の送信後に前記データ信号用チャネルを用いて前記データ信号を送信し、前記無線基地局装置では、チャネル応答ベクトル推定手段が、前記複数の無線端末装置の何れか1つが必ず前記複数のトレーニング信号用チャネルのうちの何れかのチャネルを利用して前記トレーニング信号を送信したと仮定して、前記複数のアンテナそれぞれで受信した情報から前記複数のトレーニング信号用チャネルのそれぞれについてのチャネル応答ベクトルを推定し、ノルム算出手段が、前記複数のトレーニング信号用チャネルのそれぞれについて推定したチャネル応答ベクトルの各ノルムを算出し、チャネル応答ベクトル特定手段が、該ノルムが所定の閾値を超えたチャネル応答ベクトルについてのみ、有意なチャネル応答ベクトルと判断し、データ信号抽出復調手段が、前記有意なチャネル応答ベクトルと、当該有意なチャネル応答ベクトルの推定に用いた前記トレーニング信号用チャネルで受信した前記データ信号の受信信号とを用いて、前記有意なチャネル応答ベクトルの推定に用いた前記トレーニング信号用チャネル毎のデータ信号を抽出および復調し、再生信号出力手段が、前記復調したデータ信号に対して誤り検出を行い、誤りが検出されなかった信号のみを最終的な再生信号として出力することを特徴とする無線伝送方法である。
【0015】
また本発明は、前記無線基地局装置のデータ信号抽出復調手段は、MMSE(Minimum Mean Square Error)の手法を用いて前記データ信号を抽出することを特徴とする。
【0016】
また本発明は、前記無線基地局装置のデータ信号抽出復調手段は、前記MMSEの手法を用いて前記データ信号を抽出する際に、受信アンテナ相関行列を前記データ信号の受信信号から算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、複数の無線端末装置と複数の受信アンテナを装備した1つの無線基地局装置から構成され、無線端末装置が同一チャネルを用いてデータ信号を送信し、無線基地局装置が同一チャネル上の複数のデータ信号を各々抽出、復調する無線信号伝送システムにおいて、各無線端末装置がトレーニング信号Pをデータ信号送信時に即座に送信することができるため、従来技術のように各無線端末装置が個別のトレーニング信号系列を取得するためのシーケンスを不要としながら、無線基地局装置側で全無線端末装置の全データ信号を取得できるため、従来技術よりも伝送効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
(第1の実施形態)
以下、本発明の一実施形態による無線伝送システムを図面を参照して説明する。図1は第1の実施形態による無線伝送システムの構成を示すブロック図である。
この図において、符号10は1つのアンテナを装備する無線端末装置であり、また20は複数M個のアンテナを装備する無線基地局装置である。この無線端末装置10と無線基地局装置20とは無線通信により接続された無線伝送システムを構成しており、無線基地局装置20の通信圏内に無線端末装置10が存在する。なお無線基地局装置20は無線端末装置10から送信される無線の受信強度を計測し、所定の閾値以上の受信強度の無線信号を送信する無線端末装置10の識別番号などを記憶することにより、自装置の通信圏内に存在する無線端末装置10を検出する。
【0019】
図2は無線端末装置の機能ブロックを示す図である。
この図が示すように、無線端末装置10において、符号1−1は無線端末装置10と無線基地局装置20の間で予め既知とするトレーニング信号Pを発生するトレーニング信号発生部である。また1−2はトレーニング信号を変調するトレーニング信号用変調部である。また1−3は複数S個のトレーニング信号用チャネルPch1〜PchSのうち1チャネルをランダムに選択するし、該変調されたトレーニング信号Pを該選択したチャネルの信号に乗せるトレーニング信号用チャネル選択部である。また1−4はデータ信号を誤り訂正符号化する誤り訂正符号化部である。また1−5はデータ信号を変調するデータ信号変調部である。また1−6はトレーニング信号用チャネル選択部1−3から出力されるトレーニング信号とデータ信号用変調部1−5から出力されるデータ信号を多重化する多重化部である。また1−7は多重化部1−6から出力される信号を無線信号に変換し、送信アンテナヘ出力する無線部である。また1−8は送信アンテナである。
【0020】
図3は無線基地局装置の機能ブロックを示す第1の図である。
この図が示すように、無線基地局装置20において、符号2−1−1〜2−1−Mは、M個の各受信アンテナを示している。また符号2−2−1〜2−2−Nは、受信アンテナ2−1−1〜2−1−Mの受信アンテナそれぞれで受信した受信信号を、復調用の信号に変換する無線部である。また符号2−3は、無線部2−2−1〜2−2−Nそれぞれの出力信号から後述する仮想チャネル応答ベクトルを推定する処理を行う仮想チャネル応答ベクトル推定部である。また2−4は、仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3が推定した仮想チャネル応答ベクトルを用いて、無線部2−2−1〜2−2−Nから出力される各信号から後述するS個の仮想データ信号S´1〜S´Sを抽出する仮想データ信号抽出部である。また2−5−1〜2−5−Sは、仮想データ信号抽出部2−4が抽出した仮想データ信号S´1〜S´Sについて各々復調を行うS個の復調部である。また2−6−1〜s−6−SはS個の復調2−5−1〜2−5−Sが復調した信号について各々誤り検出を行い、誤り検出の無かった信号に対してのみ出力するS個の誤り検出部である。
【0021】
図4は無線信号伝送システムにおける無線端末装置と無線基地局間のトレーニング信号、データ信号の伝送シーケンスを示す第1の図である。次に図4を用いて、無線信号伝送システムにおける無線端末装置と無線基地局装置間のトレーニング信号、データ信号の伝送シーケンスについて説明する。
ここで、チャネルは、複数S個のトレーニング信号用チャネルPch1〜PchSと1個のデータ信号用チャネルDchから構成される。トレーニング信号用チャネルPch1〜PchSは、無線基地局装置20がデータ信号用チャネルDchで受信した信号の後述するチャネル応答ベクトルを推定するために用いることから、トレーニング信号用チャネルPch1〜PchSは全て同一周波数であり、またデータ信号用チャネルDchの周波数と同一であるとする。また、時間的にはデータ信号用チャネルDchで受信する信号の前にトレーニング信号用チャネルPch1〜PchSでトレーニング信号を受信する。なお、以降の説明としては、トレーニング信号用チャネルPch1〜PchSはデータ信号用チャネルDchの直前に送信されるものとする。
【0022】
今、データ信号を送信しようとする無線端末装置10がN個存在するとする。これを無線端末装置10(#1)〜無線端末装置10(#N)と表現することとする。各無線端末装置10(#1〜#N)はデータ信号S1〜SNを送信する前に、無線端末装置10と無線基地局装置20の間で予め既知とするトレーニング信号Pを、S個のトレーニング信号用チャネルPch1〜PchSの中から1つランダムに選択してトレーニング信号を利用して送信する。具体的にな動作として、無線端末装置10(#k)を例に説明する。
【0023】
まず、データ信号を送信する前に、無線端末装置10のトレーニング信号発生部1−1がトレーニング信号Pを発生し、該トレーニング信号Pをトレーニング信号用変調部1−2が変調する。そして変調されたトレーニング信号Pはトレーニング信号用チャネル選択部1−3へ入力される。トレーニング信号用チャネル選択部1−3はS個あるトレーニング信号用チャネルPch1〜PchSの中からランダムに1チャネル選択し、該選択したチャネルを用いてトレーニング信号P送信するよう多重化部1−6へ指示する。
【0024】
一方、データ信号Skが誤り訂正符号化部1−4の処理により誤り訂正符号化される。データ信号Skは無線端末装置10の外部から接続されるPC(Personal Computer)等の外部端末から発生されるものでも良いし、また無線端末装置10の内部の処理部で発生されたものでも良い。次に誤り訂正符号化されたデータ信号はデータ信号用変調部1−5により変調され、多重化部1−6へ入力される。なお前記トレーニング信号Pとデータ信号Skの変復調方式が同一であれば、トレーニング信号用変調部1−2とデータ信号用変調部1−5は同一でも良い。多重化部1−6は入力されたトレーニング信号Pとデータ信号Skを多重化して、無線部1−7へ出力する。無線部1−7は入力された信号を無線信号に変換し、送信アンテナ1−8へ出力し、送信アンテナ1−8から無線送信される。
【0025】
次に、無線基地局装置20が、無線端末装置10から送信されたトレーニング信号用チャネルPch1〜PchSにおいて送信された信号を受信アンテナ2−1−1〜2−1−Mで受信し、無線部2−2−1〜2−2−Mが該M個の受信信号を復調用の信号に変換する。ここで「各トレーニング信号用チャネルPch1〜PchSには1つの無線端装置10のみがトレーニング信号Pを送信した」と仮定する。該1つの無線端末装置10を“仮想無線端末装置10”と呼ぶこととする。次に、仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3が、トレーニング信号用チャネルPch1〜PchSにおける受信信号、すなわちトレーニング信号用チャネルPch1〜PchSに対する無線部2−2−1〜2−2−Mの出力信号を用いて、仮想無線端末装置10に対して、該仮想無線端末装置10の1個のアンテナと無線基地局装置20のM個の受信アンテナ間の伝達係数を各要素とするチャネル応答ベクトルを推定する。
【0026】
ここで、推定されたチャネル応答ベクトルを“仮想チャネル応答ベクトル”と呼ぶこととし、トレーニング信号用チャネルPchi(i=1〜S)から推定された仮想チャネル応答ベクトルをh'i(i=1〜S)と表現する。なお、仮想チャネル応答ベクトルの推定方法の具体的方法については後述する。次に仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3により、S個のトレーニング信号用チャネルPch1〜PchSの受信信号に対して、S個の仮想チャネル応答ベクトルh'1〜h'Sを取得する。
【0027】
なお、無線端末装置10(#j)の1個の送信アンテナと無線基地局装置20のM個の受信アンテナ問の伝達係数を各要素とする実際のチャネル応答ベクトルをhjと表現する。これを仮想チャネル応答ベクトルとの違いを強調するために“実チャネル応答ベクトル"と呼ぶこととする。仮想チャネル応答ベクトルh'a(1≦a≦S)は、対応するトレーニング信号用チャネルPchiに対して、実際に1個の無線端末装置10(#b)<1≦b≦N>のみがトレーニング信号Pを送信してきた時のみ、実チャネル応答ベクトルhbと一致する。該一致するチャネル応答ベクトルを“有効仮想チャネル応答ベクトル”と呼ぶこととする。逆に、実際に複数の無線端末装置10がトレーニング信号Pを送信してきたトレーニング信号用チャネル、または1個の無線端末装置10もトレーニング信号を送信しなかったトレーニング信号用チャネルでは、どの無線端末装置10との実チャネル応答ベクトルとも一致しない。一致しない時のチャネル応答ベクトルを“無効仮想チャネル応答ベクトル”と呼ぶこととする。
【0028】
次に、無線基地局装置20は、トレーニング信号用チャネルPch1〜PchSにおける信号を受信後、該トレーニング信号用チャネルPch1〜PchS直後のデータ信号用チャネルDchで送信された信号を受信アンテナ2−1−1〜2−1−Mにより受信し、該M個の受信信号を無線部2−2−1〜2−2−Mにより復調用の信号に変換する。ここで「データ信号用チャネルDchにはS個の仮想無線端末装置10が送信したS個のデータ信号が送信されている」と仮定する。該データ信号を"仮想データ信号"と呼び、仮想チャネル応答ベクトルh'iにより抽出される仮想データ信号をS'iと表現することとする。次に、仮想データ信号抽出部2−4が、データ信号用チャネルDchの受信信号、すなわちデータ信号用チャネルDchにおける無線部2−2−1〜2−2−Mの出力信号から、仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3で推定したS個の仮想チャネル応答ベクトルh'l〜h'Sを用いて、該各仮想チャネル応答ベクトルh'l〜h'Sに対応する仮想データ信号S'1〜S'Sを抽出する。なお、本抽出方法の具体的方法については後述する。
【0029】
ここで、抽出されたS個の仮想データ信号S'1〜S'Sのうち、実際に無線端末装置10が送信したデータ信号S1〜SNと対応するのは、有効仮想チャネル応答ベクトルを用いて抽出された仮想データ信号のみであり、無効仮想チャネル応答ベクトルを用いて抽出された仮想データ信号は該データ信号と無関係な信号となる。無線端末装置10が送信したデータ信号S1〜SNに対応した仮想データ信号のみを最終的に抽出するために、復調部2−5−1〜2−5−Mが各仮想データ信号S'1〜S'Sについて各々独立に復調し、また誤り検出部2−6−1〜2−6−Mが、各々復調された信号について誤り検出を行う。そして、誤り検出部2−6−1〜2−6−Mが誤り検出されなかった仮想データ信号のみを最終的な再生信号として出力する。これにより、無線端末装置10が送信したデータ信号S1〜SNに対応する仮想データ信号の復調信号のみを最終的に出力する。
【0030】
図5は無線信号伝送システムにおける無線端末装置と無線基地局装置の間のトレーニング信号、データ信号の伝送シーケンスを示す第2の図である。次に図5を用いて、S=5,N=4の時の伝送シーケンスについて説明する。
無線端末装置10(#1,#2,#3,#4)の実チャネル応答ベクトルをh1,h2,h3,h4とする。また無線端末装置10(#1,#2,#3,#4)それぞれはトレーニング信号送信時にトレーニング信号用チャネルPch1〜Pch5の中から、各々Pch2、Pch1、Pch1、Pch3を選択したとする。この時、無線基地局装置20はトレーニング信号用チャネルPch1〜Pch5に対して仮想チャネル応答ベクトルh'1,h'2,h'3,h'4,h'5を推定する。
【0031】
1つの無線端末装置10のみが選択したトレーニング信号用チャネルPch2、Pch3に対応する仮想チャネル応答ベクトルh'2,h'3は該トレーニング信号用チャネルPch2、Pch3を選択した無線端末装置10(#1,#4)の実チャネル応答ベクトルh1、h4と一致する(すなわち、有効仮想チャネル応答ベクトルとなる)。複数の無線端末装置10が選択したトレーニング信号用チャネルPch1、及び選択されなかったトレーニング信号用チャネルPch4, Pch5に対応する仮想チャネル応答ベクトルは無効仮想チャネル応答ベクトルとなる。従って、各仮想チャネル応答ベクトルh'1、h'2、h'3、h'4、h'5を用いてデータ信号用チャネルの受信信号から仮想データ信号S'1、S'2、S'3、S'4、S'5を抽出し、各々を復調、誤り検出すると、有効仮想チャネル応答ベクトルh'2、h'3に対応する仮想データ信号S'2、S'3のみが誤り検出されずに元のデータ信号S1、S4が再生される。一方、データ信号S2、S3は無線端末装置10(#2,#3)が選択したトレーニング信号用チャネルが重なったため、無線基地局装置20側で実チャネル応答ベクトルh2、h3が推定できず、該データ信号S2、S3を再生することができない。なお、以上の動作は、他の任意のS、Nの値でも、また、無線端末装置10(#1〜#N)がどのトレーニング信号用チャネルPch1〜PchSを選択しようとも全く同様である。
【0032】
以上の手法により、無線基地局装置20は、前記複数の無線端末装置10(#1〜#N)が同一データ信号用チャネルにて送信したデータ信号S1〜SNの中から、選択したトレーニング信号用チャネルが他無線端末装置10と重ならなかった無線端末装置10の送信データ信号を全て再生することが可能となる。従って、全無線端末装置10(#1〜#N)の選択するトレーニング信号用チャネルが互いに重ならなければ、無線基地局装置20は全無線端末装置10(#1〜#N)の全データ信号S1〜SNを再生することが可能となる。なお、トレーニング信号用チャネル数S個を無線端末装置10の数N個よりも充分大きく設定することにより、各該無線端末装置10(#1〜#N)がトレーニング信号を送信する際に選択するトレーニング信号用チャネルPch1〜PchSが互いに重なる確率を調整することが可能である。すなわち、トレーニング信号用チャネル数S個を適切な値に設定することによって、前記無線基地局装置20は、無線端末装置10(#1〜#N)の全データ信号S1〜SNを設計上必要な確率以上で再生することが出来る。
【0033】
以上の手法により、各無線端末装置10はトレーニング信号Pをデータ信号送信時に即座に送信することができるため、従来技術のように各無線端末装置10が個別のトレーニング信号系列を取得するためのシーケンスが不要としながら、無線基地局装置20側で全無線端末装置10(#1〜#N)の全データ信号S1〜SNを取得できるため、従来技術よりも伝送効率が向上する。
【0034】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態による無線伝送システムを図面を参照して説明する。
図6は無線端末装置におけるトレーニング信号用チャネル選択部の構成を示す第1のブロック図である。
無線端末装置10のトレーニング信号用チャネル選択部1−3は、図6で示すトレーニング信号用チャネル選択部1−3−1のような構成でも良い。ここで、図6に示すトレーニング信号用チャネル選択部1−3−1において、符号1−3−1−1はトレーニング信号用チャネルとしての複数タイムスロットから1タイムスロットを選択するタイムスロット選択部である。また1−3−1−2は、タイムスロット選択部1−3―1−1が選択したタイムスロットに従って、トレーニング信号Pを多重化部1−6へ入力させるタイミングを調整する出力タイミング調整部である。
【0035】
図7は無線基地局装置における仮想チャネル応答ベクトル推定部の構成を示す第1のブロック図である。
無線基地局装置20の仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3は、図7に示す仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3−1のような構成でもよい。ここで図7に示す仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3−1において、符号2−3−1−1は無線端末装置10のトレーニング信号発生部1−1と同様のトレーニング信号Pを発生するトレーニング信号発生部である。また2−3−1−2は、トレーニング信号用チャネルの無線部2−2−1〜2−2−Mの出力信号をトレーニング信号発生部2−3−1−1から発生するトレーニング信号Pを用いて除算することにより仮想チャネル応答ベクトルを算出する除算部である。また2−3−1−3は、除算部2−3−1−2が算出した仮想チャネル応答ベクトルを記憶し、仮想データ信号抽出部2−4の必要に応じて仮想データ信号抽出部2−4に該仮想チャネル応答ベクトルを出力する記億部である。
【0036】
第2の実施形態は、第1の実施形態において、トレーニング信号用チャネルPch1〜PchSとしてタイムスロットを利用した実施形態である。すなわち、無線端末装置10において、トレーニング信号Pの送信方法を具体的に説明し、また無線基地局装置20において、トレーニング信号Pの受信信号を用いて仮想チャネル応答ベクトルの推定方法を具体的に説明するものである。従って、本実施形態の説明では、無線端末装置10と該無線基地局装置20の動作として、無線端末装置10におけるトレーニング信号用チャネル選択部1−3の動作並びに無線基地局装置20における仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3の動作のみをここで説明する。その他の動作および各処理部の符号は第1の実施形態と全く同様である。
【0037】
図8は、S=5,N=4の場合のトレーニング信号送信パターンを示す第1の図である。
次に第2の実施形態における無線伝送システムにおける無線端末装置10と無線基地局装置20の動作を、S=5, N=4を一例として説明する。なお、S、Nが他の値でも無線端末装置、無線基地局装置は同様の動作をする。
トレーニング信号用チャネル(S)として5個のタイムスロットT1,T2,T3,T4,T5がある。無線端末装置10(N)は4局あり、図5と同様に、各々を無線端末装置10(#1〜#4)とする。また、各無線端末装置10の送信アンテナ1−8と無線基地局装置20の各受信アンテナ2−1−1〜2−1−M間のチャネル応答ベクトルを図5と同様にh1,h2,h3,h4とする。
【0038】
無線端末装置10はトレーニング信号用チャネル選択部1−3−1によりタイムスロットT1,T2,T3,T4,T5のいずれか1つを選択し、該選択したタイムスロットにてトレーニング信号Pを送信する。今、無線端末装置10(#1,#2,#3,#4)が各々T2,T1,T1,T3のタイムスロットを選択したとする。この時、無線基地局装置20側にはトレーニング信号が各タイムスロットにおいて、下記のように受信される。ただし、説明の便宜上、雑音電力、符号間干渉は無視する。
【0039】
タイムスロットT1の受信信号r1:r1=h2*P+h3*P・・・(数式1)
タイムスロットT2の受信信号r2:r2=h1*P・・・・・・(数式2)
タイムスロットT3の受信信号r3:r3=h4*P・・・・・・(数式3)
タイムスロットT4の受信信号r4:r4=0・・・・・・・・(数式4)
タイムスロットT5の受信信号r5:r5=0・・・・・・・・(数式5)
【0040】
無線基地局装置20は各タイムスロットについて、1つの無線端末装置10だけがトレーニング信号Pを送信してきた、すなわち仮想無線端末装置10がトレーニング信号Pを送信してきたものとして仮想チャネル応答ベクトルを推定する。具体的には各受信信号r1,r2,r3,r4,r5について、除算部2−3−1−2がトレーニング信号発生部2−3−1−1から発生されるトレーニング信号Pで除算し、その結果を仮想チャネル応答ベクトルh'1、h'2、h'3、h'4、h'5とする。すなわち、
【0041】
h'1=r1/P=h2+h3・・・(数式6)
h'2=r2/P=h1・・・・・(数式7)
h'3=r3/P=h4・・・・・(数式8)
h'4=r4/P=0・・・・・(数式9)
h'5=r5/P=0・・・・・(数式10)
【0042】
となる。その後、h'1、h'2、h'3、h'4、h'5を記億部2−3−1−3が記憶し、仮想データ信号抽出部2−4の必要に応じて仮想データ信号抽出部3−4にh'1、h'2、h'3、h'4、h'5が出力される。数式(6)〜(10)より明らかなように、実チャネル応答ベクトルと一致し有効仮想チャネル応答ベクトルとなるのはh'2、h'3のみとなる。ただし、仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3−1ではh'1、h'2、h'3、h'4、h'5のうちどれが有効仮想チャネル応答ベクトルが分からないため、第1の実施形態の処理により、h'1、h'2、h'3、h'4、h'5について、抽出、復調、誤り検出を行い、誤り検出の有無により有効なデータ信号を再生する。
【0043】
(第3の実施形態)
次に第3の実施の形態について説明する。
第3の実施形態は第1の実施形態の発明において、トレーニング信号用チャネルPch1〜PchSを直交符号系列にしたことである。従って、第2の実施形態と同様、第3の実施形態の説明では、無線端末装置10と無線基地局装置20の動作として、無線端末装置10におけるトレーニング信号用チャネル選択部1−3の動作並びに無線基地局装置20における仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3の動作のみを説明する。その他の動作や各処理部の符号は第1の実施形態と同様である。
【0044】
図9は無線端末装置におけるトレーニング信号用チャネル選択部の構成を示す第2のブロック図である。
無線端末装置10のトレーニング信号用チャネル選択部1−3は、図9で示すトレーニング信号用チャネル選択部1−3−2のような構成でも良い。ここで、図9に示すトレーニング信号用チャネル選択部1−3−2において、符号1−3−2−1はトレーニング信号用チャネルとしての複数の直交符号系列から1つの直交符号系列を選択する直交符号選択部である。また符号1−3−2−2は直交符号選択部1−3−2−1が選択した直交符号に従って、トレーニング信号Pを直交符号化し、多重化部1−6へ入力する直交符号化部である。
【0045】
図10は無線基地局装置における仮想チャネル応答ベクトル推定部の構成を示す第2のブロック図である。
無線基地局装置20の仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3は、図10に示す仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3−2のような構成でもよい。ここで図10に示す仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3−2において、符号2−3−2−1はトレーニング信号発生部1−1と同様のトレーニング信号Pを発生するトレーニング信号発生部である。また2−3−2−2は、トレーニング信号用チャネルとしての全直交符号を発生させる直交符号発生部である。また2−3−2−3は、トレーニング信号用チャネルの無線部2−2−1〜2−2−Mの出力信号を蓄積する蓄積部である。また2−3−2−4は、蓄積部2−3−2−3の記憶する出力信号とトレーニング信号発生部2−3−2−1が発生するトレーニング信号Pと直交符号発生部2−3−2−2が発生する全直交符号系列とを用いて相互相関計算を行うことにより仮想チャネル応答ベクトルを算出する相互相関計算部である。また2−3−2−5は相互相関計算部2−3−2−4が算出した仮想チャネル応答ベクトルを記憶し、仮想データ信号抽出部2−4の必要に応じて仮想データ信号抽出部2−4に仮想チャネル応答ベクトルを出力する記億部である。
【0046】
図11は、S=5,N=4の場合のトレーニング信号送信パターンを示す第2の図である。
次に第3の実施形態における無線伝送システムにおける無線端末装置10と無線基地局装置20の動作を、S=5, N=4を一例として説明する。なお、S、Nが他の値でも無線端末装置、無線基地局装置は同様の動作をする。
トレーニング信号用チャネルPch1,Pch2,Pch3,Pch4,Pch5として5個の直交符号系列を
【0047】
Pch1 :C11,C12,C13,C14,C15・・・(数式11)
Pch2 :C21,C22,C23,C24,C25・・・(数式12)
Pch3 :C31,C32,G33,C34,G35・・・(数式13)
Pch4 :C41,C42,C43,C44,C45・・・(数式14)
Pch5 :C51,C52,C53,C54,C55・・・(数式15)
Ci1Cj1+Ci2Cj2+Ci3Cj3+Ci4Cj4+Ci5Cj5=0 (i≠j)or5(i=j) ・・・(数式16)
【0048】
とする。
無線端末装置10は4つあり、図5と同様に、各々を無線端末装置10(#1〜#4)とする。また、各無線端末装置10の送信アンテナ1−8と無線基地局装置20の各受信アンテナ2−1−1〜2−1−M間のチャネル応答ベクトルを図5と同様にh1,h2,h3,h4とする。
【0049】
まず、無線端末装置10は直交符号選択部1−3−2−1が選択した直交符号により数式11〜15で示される直交符号化系列のいずれか1つを選択し、直交符号化部1−3−2−2により該トレーニング信号Pを該直交符号化系列に従って直交符号化し送信する。今、無線端末装置10(#1,#2,#3,#4)が直交符号化系列として各々Pch2, Pch1, Pch1, Pch3を選択したとする。すなわち、各無線端末装置10(#1,#2,#3,#4)は次のようにトレーニング信号Pを送信する。なお、T1,T2,T3,T4,T5は時間を表す。
【0050】
無線端末装置10(#1)のトレーニング信号Pの送信信号t1:
t1(T1)=C21*P
t1(T2)=C22*P
t1(T3)=C23*P
t1(T4)=C24*P
t1(T5)=C25*P
【0051】
無線端末装置10(#2)のトレーニング信号Pの送信信号t2:
t2(T1)=C11*P
t2(T2)=C12*P
t2(T3)=C13*P
t2(T4)=C14*P
t2(T5)=C15*P
【0052】
無線端末装置10(#3)のトレーニング信号Pの送信信号t3:
t3(T1)=C11*P
t3(T2)=C12*P
t3(T3)=C13*P
t3(T4)=C14*P
t3(T5)=C15*P
【0053】
無線端末装置10(#4)のトレーニング信号Pの送信信号t4:
t4(T1)=C31*P
t4(T2)=C32*P
t4(T3)=C33*P
t4(T4)=C34*P
t4(T5)=C35*P
【0054】
一方、前記無線基地局装置20はトレーニング信号Pを下記のように受信する。
【0055】
時刻T1の受信信号r1 : r1=h1*C21*P+h2*C11*P+h3*C11*P+h4*C31*P
時刻T2の受信信号r2 : r2=h1*C22*P+h2*C12*P+h3*C12*P+h4*C31*P
時刻T3の受信信号r3 : r3=h1*C23*P+h2*C13*P+h3*C13*P+h4*C33*P
時刻T4の受信信号r4 : r4=h1*C24*P+h2*C14*P+h3*C14*P+h4*C34*P
時刻T5の受信信号r5 : r5=h1*C25*P+h2*C15*P+h3*C15*P+h4*C35*P
【0056】
無線基地局装置20は各直交符号系列について、1つの無線端末装置10だけがトレーニング信号Pを送信してきた、すなわち仮想無線端末装置10がトレーニング信号Pを送信してきたものとして仮想チャネル応答ベクトルを推定する。具体的には各受信信号r1,r2,r3,r4,r5を全て一旦蓄積部2−3−2−3が蓄積した後、相互相関計算部2−3−2−4がトレーニング信号発生部2−3−2−1の発生するトレーニング信号Pと直交符号発生部2−3−2−2が発生する直交符号系列を用いて下記の相互相関計算を行い、各トレーニング信号用チャネルPch1,Pch2,Pch3,Pch4,Pch5に対応する仮想チャネルh'1、h'2、h'3、h'4、h'5を下記のように算出する。
【0057】
h'1=(C11*r1+C12*r2+C13*r3+C14*r4+C15*r5)/5P=h2+h3 ・・・(数式17)
h'2=(C21*r1+C22*r2+C23*r3+C24*r4+C25*r5)/5P=h1 ・・・・・(数式18)
h'3=(C31*r1+C32*r2+C33*r3+C34*r4+C35*r5)/5P=h4・・・・・・(数式19)
h'4=(C41*r1+C42*r2+C43*r3+C44*r4+C45*r5)/5P=0・・・・・・(数式20)
h'5=(C51*r1+C52*r2+C53*r3+C54*r4+C55*r5)/5P=0・・・・・・(数式21)
【0058】
となる。その後、h'1、h'2、h'3、h'4、h'5を記億部2−3−2−5が記憶し、仮想データ信号抽出部2−4の必要に応じて該仮想データ信号抽出部2−4にh'1、h'2、h'3、h'4、h'5を出力する。数式17〜21から明らかにように、実チャネル応答ベクトルと一致し有効仮想チャネル応答ベクトルとなるのはh'2、h'3のみとなる。ただし、仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3−1では仮想チャネルh'1、h'2、h'3、h'4、h'5のうちどれが有効仮想チャネル応答ベクトルが分からないため、第1の実施形態の手法により、仮想チャネルh'1、h'2、h'3、h'4、h'5について、抽出、復調、誤り検出を行い、誤り検出の有無により有効なデータ信号を再生する。
【0059】
(第4の実施形態)
次に第4の実施形態について説明する。
第4の実施形態は、第1〜第3の実施形態において仮想チャネル応答ベクトル推定部2−3、2−3−1,2−3−2が各トレーニング信号用チャネルごとに推定した仮想チャネル応答ベクトルについて、該仮想チャネル応答ベクトルのノルムを計算し、ノルムが小さい仮想チャネル応答ベクトルは、実際に無線端末装置10からトレーニング信号が送信されなかったトレーニング信号用チャネルとみなして無意な仮想チャネル応答ベクトルとみなし、該ノルムが小さい仮想チャネル応答ベクトルに対応する仮想データ信号抽出部2−4、復調部2−5−1〜2−5−S、誤り訂正検出部2−6−1〜S−6−Sの処理を省略する技術である。
【0060】
図12は無線基地局装置の機能ブロックを示す第2の図である。
図12に示した無線基地局装置20は図3で示した無線基地局装置20における仮想チャネル応答ベクトル推定部3−3からの出力が仮想データ信号抽出部3−4だけでなく復調部3−5−1〜3−5−S、誤り検出部3−6−1〜3−6−Sまでフィードバックすることである。具体的には仮想チャネル応答ベクトル推定部3−3から仮想データ信号抽出部3−4とともに復調部3−5−1〜3−5−Sおよび誤り検出部3−6−1〜3−6−Sへ、無意な仮想チャネル応答ベクトルを知らせ、無意な仮想チャネル応答ベクトルに対応する仮想データ信号抽出部、復調部、該誤り検出部は動作を止める。その他の動作に関しては第1の実施形態と同様である。
【0061】
図13は無線基地局装置における仮想チャネル応答ベクトル推定部の構成を示す第3のブロック図である。
図14は無線基地局装置における仮想チャネル応答ベクトル推定部の構成を示す第4のブロック図である。
図13が示すように、第4の実施形態と第2の実施形態の違いは、仮想チャネル応答ベクトル推定部3−3−1において、記億部3−3−1−4の前にノルム計算部3−3−1−3が挿入されたことであり、その他の構成部の動作は第2の実施形態と同様である。
また図14が示すように、第4の実施形態と第3の実施形態の違いは、仮想チャネル応答ベクトル推定部3−3−2において、記億部3−3−2−6の前にノルム計算部3−3−2−5が挿入されたことであり、その他の構成部の動作は第3の実施形態と同様である。つまり第4の実施形態における仮想チャネル応答ベクトル推定部は図13または図14の何れかの構成となる。
【0062】
図13においてノルム計算部3−3−1−3は除算部3−3−1−2から出力されるS個の仮想チャネル応答ベクトルh'1、h'2・・・h'Sについてノルム|h'1|,|h'2|・・・|h'S|を計算し、ある閾値より下回る仮想チャネル応答ベクトルについては無意な仮想チャネル応答ベクトルについて仮想データ信号抽出部3−4、復調部3−5−1〜3−5−S、誤り検出部3−6−1〜3−6−Sへ知らせ、無意な仮想チャネル応答ベクトルに対応する処理を全て静止させる。また、記億部3−3−1−4へは無位な仮想チャネル応答ベクトルは出力しない。また、図14に示す仮想チャネル応答ベクトル推定部3−3−2においても同様の処理を行う。以上の処理により、仮想データ信号抽出部3−4以降の処理に対して、明らかに無意な仮想チャネル応答ベクトルに対する処理を全て静止させることにより、消費電力を低減することができる。
【0063】
(第5の実施形態)
第5の実施形態は、第1の実施形態〜第4の実施形態の処理において、仮想データ信号抽出部2−4,3−4の動作としてMMSE(Minimum Mean Square Error)を用いたものである。
具体的には、無線基地局装置20が各受信アンテナ2−1−1〜2−1−Mで受信するデータ信号を各要素とする受信データ信号ベクトルをrと表現すると、仮想データ信号S'kを抽出するための動作はrと仮想チャネル応答ベクトルh'kを用いて下記の演算を行う。
【0064】
S'k=[{R}-1h'k]Hr ・・・・・・(数式22)
【0065】
ただし、
・ベクトルr、h'kは列ベクトル
・(A)は行列Aの逆行列
・(a)Hはベクトルaのエルミート転置行列
またRは受信相関行列を示す。該受信相関行列Rを取得すれば、第1〜第4の実施形態の処理により取得した仮想チャネル応答ベクトルh'kを用いて、MMSEの手法により、各仮想チャネル応答ベクトルh'kに対する仮想データ信号S'kを抽出することが可能である。
【0066】
(第6の実施形態)
第6の実施形態は受信相関行列Rの取得方法として、データ信号ベクトルを用いて取得する方法を示すものである。具体的には下記の演算により、受信相関行列Rを取得する。
【0067】
R=E(rr) ・・・・・・(数式22)
【0068】
・ E(A)は行列Aのサンプル平均
本実施形態は、データ信号の受信ベクトルrとそのエルミート共役rにより得られる行列をデータ信号部分毎シンボル取得し、データ信号全体でアンサンブル平均を取ることにより受信相関行列Rを取得する方法である。受信相関行列Rは実チャネル応答ベクトルh1、h2・・・hMから取得することも可能である。これは、該実チャネル応答ベクトルh1、h2・・・hM自体が、仮想チャネル応答ベクトルh'1、h'2・・・h'Sを通じて取得するため、根本的にはトレーニング信号Pから取得されると考えられる。
【0069】
しかしながら、一般にデータ信号はトレーニング信号Pよりもその信号長が非常に長いことから、本実施形態の受信相関行列Rの取得方法は、実チャネル応答ベクトルh1、h2・・・hMからの取得方法よりも平均区間が長いため、統計的性質の信頼度が高く、取得する受信相関行列Rの精度が高い。
【0070】
以上により、本発明は、複数の無線端末装置10と複数の受信アンテナを装備した1つの無線基地局装置20から構成され、無線端末装置10が同一チャネルを用いてデータ信号を送信し、無線基地局装置20が同一チャネル上の複数のデータ信号を各々抽出、復調する無線信号伝送システムにおいて、各無線端末装置10が無線基地局装置20からのネゴシエーションのデータを受信することなくトレーニング信号Pをデータ信号送信時に即座に送信することができるため、従来技術のように各無線端末装置10が個別のトレーニング信号系列を取得するためのシーケンスを不要としながら、無線基地局装置20側で全無線端末装置10(#1〜#N)の全データ信号S1〜SNを取得できるため、従来技術よりも伝送効率が向上する。
【0071】
なお上述の無線端末装置および無線地局装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【0072】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【0073】
【図1】第1の実施形態による無線伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図2】無線端末装置の機能ブロックを示す図である。
【図3】無線基地局装置の機能ブロックを示す第1の図である。
【図4】トレーニング信号、データ信号の伝送シーケンスを示す第1の図である。
【図5】トレーニング信号、データ信号の伝送シーケンスを示す第2の図である。
【図6】トレーニング信号用チャネル選択部の構成を示す第1のブロック図である。
【図7】仮想チャネル応答ベクトル推定部の構成を示す第1のブロック図である。
【図8】S=5,N=4の場合のトレーニング信号送信パターンを示す第1の図である。
【図9】トレーニング信号用チャネル選択部の構成を示す第2のブロック図である。
【図10】仮想チャネル応答ベクトル推定部の構成を示す第2のブロック図である。
【図11】S=5,N=4の場合のトレーニング信号送信パターンを示す第2の図である。
【図12】無線基地局装置の機能ブロックを示す第2の図である。
【図13】仮想チャネル応答ベクトル推定部の構成を示す第3のブロック図である。
【図14】仮想チャネル応答ベクトル推定部の構成を示す第4のブロック図である。
【図15】従来の無線伝送システムの伝送シーケンスを示す図である。
【符号の説明】
【0074】
10・・・無線端末装置
20・・・無線基地局装置
1−1・・・トレーニング信号発生部
1−2・・・トレーニング信号用変調部
1−3,1−3−1,1−3−2・・・トレーニング信号用チャネル選択部
1−4・・・誤り訂正符号化部
1−5・・・データ信号用変調部
1−6・・・多重化部
1−7・・・無線部
1−8・・・アンテナ
2−1−1〜2−1−M・・・受信アンテナ
2−2−1〜2−2−M・・・無線部
2−3,2−3−1,2−3−2・・・仮想チャネル応答ベクトル推定部
2−4・・・仮想データ信号抽出部
2−5−1〜2−5−S・・・復調部
2−6−1〜2−6−S・・・誤り検出部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線基地局装置と複数の無線端末装置とを有し、
前記無線端末装置は前記無線基地局装置と送受信タイミングを確立し、各無線端末装置が同一チャネルを用いてデータ信号を前記無線基地局装置へ送信し、該無線基地局装置が複数のアンテナを用いて前記データ信号を抽出、復調する無線伝送システムであって、
前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、予め複数のトレーニング信号用チャネルと1つのデータ信号用チャネルにおける信号の同期を取り、
前記無線端末装置それぞれは、
データ信号送信前に前記複数のトレーニング信号用チャネルの中から1チャネルをランダムに選択するトレーニング信号用チャネル選択手段と、
その選択したトレーニング信号用チャネルを用いてトレーニング信号を送信するトレーニング信号送信手段と、
前記トレーニング信号の送信後に前記データ信号用チャネルを用いて前記データ信号を送信するデータ信号送信手段と、
を備え、
前記無線基地局装置は、
前記複数の無線端末装置の何れか1つが必ず前記複数のトレーニング信号用チャネルのうちの何れかのチャネルを利用して前記トレーニング信号を送信したと仮定して、前記複数のアンテナそれぞれで受信した情報から前記複数のトレーニング信号用チャネルのそれぞれについてのチャネル応答ベクトルを推定するチャネル応答ベクトル推定手段と、
前記データ信号の受信信号と前記推定したチャネル応答ベクトルを用いて、前記トレーニング信号用チャネル毎のデータ信号を抽出および復調するデータ信号抽出復調手段と、
前記復調したデータ信号に対して誤り検出を行い、誤りが検出されなかった信号のみを最終的な再生信号として出力する再生信号出力手段と、
を備えることを特徴とする無線伝送システム。
【請求項2】
前記トレーニング信号用チャネルとしてタイムスロットチャネルを用いる
ことを特徴とする請求項1に記載の無線伝送システム。
【請求項3】
前記トレーニング信号用チャネルとして直交符号系列チャネルを用いる
ことを特徴とする請求項1に記載の無線伝送システム。
【請求項4】
無線基地局装置と複数の無線端末装置とを有し、
前記無線端末装置は前記無線基地局装置と送受信タイミングを確立し、各無線端末装置が同一チャネルを用いてデータ信号を前記無線基地局装置へ送信し、該無線基地局装置が複数のアンテナを用いて前記データ信号を抽出、復調する無線伝送システムであって、
前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、予め複数のトレーニング信号用チャネルと1つのデータ信号用チャネルにおける信号の同期を取り、
前記無線端末装置それぞれは、
データ信号送信前に前記複数のトレーニング信号用チャネルの中から1チャネルをランダムに選択するトレーニング信号用チャネル選択手段と、
その選択したトレーニング信号用チャネルを用いてトレーニング信号を送信するトレーニング信号送信手段と、
前記トレーニング信号の送信後に前記データ信号用チャネルを用いて前記データ信号を送信するデータ信号送信手段と、
を備え、
前記無線基地局装置は、
前記複数の無線端末装置の何れか1つが必ず前記複数のトレーニング信号用チャネルのうちの何れかのチャネルを利用して前記トレーニング信号を送信したと仮定して、前記複数のアンテナそれぞれで受信した情報から前記複数のトレーニング信号用チャネルのそれぞれについてのチャネル応答ベクトルを推定するチャネル応答ベクトル推定手段と、
前記複数のトレーニング信号用チャネルのそれぞれについて推定したチャネル応答ベクトルの各ノルムを算出するノルム算出手段と、
該ノルムが所定の閾値を超えたチャネル応答ベクトルについてのみ、有意なチャネル応答ベクトルと判断するチャネル応答ベクトル特定手段と、
前記有意なチャネル応答ベクトルと、当該有意なチャネル応答ベクトルの推定に用いた前記トレーニング信号用チャネルで受信した前記データ信号の受信信号とを用いて、前記有意なチャネル応答ベクトルの推定に用いた前記トレーニング信号用チャネル毎のデータ信号を抽出および復調するデータ信号抽出復調手段と、
前記復調したデータ信号に対して誤り検出を行い、誤りが検出されなかった信号のみを最終的な再生信号として出力する再生信号出力手段と、
を備えることを特徴とする無線伝送システム。
【請求項5】
前記無線基地局装置のデータ信号抽出復調手段は、
MMSE(Minimum Mean Square Error)の手法を用いて前記データ信号を抽出する
ことを特徴とする請求項1または請求項4に記載の無線伝送システム。
【請求項6】
前記無線基地局装置のデータ信号抽出復調手段は、
前記MMSEの手法を用いて前記データ信号を抽出する際に、
受信アンテナ相関行列を前記データ信号の受信信号から算出する
ことを特徴とする請求項5に記載の無線伝送システム。
【請求項7】
無線基地局装置と複数の無線端末装置とを有し、
前記無線端末装置は前記無線基地局装置と送受信タイミングを確立し、各無線端末装置が同一チャネルを用いてデータ信号を前記無線基地局装置へ送信し、該無線基地局装置が複数のアンテナを用いて前記データ信号を抽出、復調する無線伝送システムにおける無線伝送方法であって、
前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、予め複数のトレーニング信号用チャネルと1つのデータ信号用チャネルにおける信号の同期を取り、
前記無線端末装置それぞれでは、
トレーニング信号用チャネル選択手段が、データ信号送信前に前記複数のトレーニング信号用チャネルの中から1チャネルをランダムに選択し、
トレーニング信号送信手段が、その選択したトレーニング信号用チャネルを用いてトレーニング信号を送信し、
データ信号送信手段が、前記トレーニング信号の送信後に前記データ信号用チャネルを用いて前記データ信号を送信し、
前記無線基地局装置では、
チャネル応答ベクトル推定手段が、前記複数の無線端末装置の何れか1つが必ず前記複数のトレーニング信号用チャネルのうちの何れかのチャネルを利用して前記トレーニング信号を送信したと仮定して、前記複数のアンテナそれぞれで受信した情報から前記複数のトレーニング信号用チャネルのそれぞれについてのチャネル応答ベクトルを推定し、
データ信号抽出復調手段が、前記データ信号の受信信号と前記推定したチャネル応答ベクトルを用いて、前記トレーニング信号用チャネル毎のデータ信号を抽出および復調し、
再生信号出力手段が、前記復調したデータ信号に対して誤り検出を行い、誤りが検出されなかった信号のみを最終的な再生信号として出力する
ことを特徴とする無線伝送方法。
【請求項8】
前記トレーニング信号用チャネルとしてタイムスロットチャネルを用いる
ことを特徴とする請求項7に記載の無線伝送方法。
【請求項9】
前記トレーニング信号用チャネルとして直交符号系列チャネルを用いる
ことを特徴とする請求項7に記載の無線伝送方法。
【請求項10】
無線基地局装置と複数の無線端末装置とを有し、
前記無線端末装置は前記無線基地局装置と送受信タイミングを確立し、各無線端末装置が同一チャネルを用いてデータ信号を前記無線基地局装置へ送信し、該無線基地局装置が複数のアンテナを用いて前記データ信号を抽出、復調する無線伝送システムにおける無線伝送方法であって、
前記無線基地局装置と前記無線端末装置との間で、予め複数のトレーニング信号用チャネルと1つのデータ信号用チャネルにおける信号の同期を取り、
前記無線端末装置それぞれでは、
トレーニング信号用チャネル選択手段が、データ信号送信前に前記複数のトレーニング信号用チャネルの中から1チャネルをランダムに選択し、
トレーニング信号送信手段が、その選択したトレーニング信号用チャネルを用いてトレーニング信号を送信し、
データ信号送信手段が、前記トレーニング信号の送信後に前記データ信号用チャネルを用いて前記データ信号を送信し、
前記無線基地局装置では、
チャネル応答ベクトル推定手段が、前記複数の無線端末装置の何れか1つが必ず前記複数のトレーニング信号用チャネルのうちの何れかのチャネルを利用して前記トレーニング信号を送信したと仮定して、前記複数のアンテナそれぞれで受信した情報から前記複数のトレーニング信号用チャネルのそれぞれについてのチャネル応答ベクトルを推定し、
ノルム算出手段が、前記複数のトレーニング信号用チャネルのそれぞれについて推定したチャネル応答ベクトルの各ノルムを算出し、
チャネル応答ベクトル特定手段が、該ノルムが所定の閾値を超えたチャネル応答ベクトルについてのみ、有意なチャネル応答ベクトルと判断し、
データ信号抽出復調手段が、前記有意なチャネル応答ベクトルと、当該有意なチャネル応答ベクトルの推定に用いた前記トレーニング信号用チャネルで受信した前記データ信号の受信信号とを用いて、前記有意なチャネル応答ベクトルの推定に用いた前記トレーニング信号用チャネル毎のデータ信号を抽出および復調し、
再生信号出力手段が、前記復調したデータ信号に対して誤り検出を行い、誤りが検出されなかった信号のみを最終的な再生信号として出力する
ことを特徴とする無線伝送方法。
【請求項11】
前記無線基地局装置のデータ信号抽出復調手段は、
MMSE(Minimum Mean Square Error)の手法を用いて前記データ信号を抽出する
ことを特徴とする請求項7または請求項10に記載の無線伝送方法。
【請求項12】
前記無線基地局装置のデータ信号抽出復調手段は、
前記MMSEの手法を用いて前記データ信号を抽出する際に、
受信アンテナ相関行列を前記データ信号の受信信号から算出する
ことを特徴とする請求項11に記載の無線伝送方法。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【公開番号】特開2007−116511(P2007−116511A)
【公開日】平成19年5月10日(2007.5.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−307016(P2005−307016)
【出願日】平成17年10月21日(2005.10.21)
【出願人】(000004226)日本電信電話株式会社 (13,992)
【Fターム(参考)】