[go: up one dir, main page]

JP4188371B2 - Wireless communication apparatus and wireless communication method - Google Patents

Wireless communication apparatus and wireless communication method Download PDF

Info

Publication number
JP4188371B2
JP4188371B2 JP2005515985A JP2005515985A JP4188371B2 JP 4188371 B2 JP4188371 B2 JP 4188371B2 JP 2005515985 A JP2005515985 A JP 2005515985A JP 2005515985 A JP2005515985 A JP 2005515985A JP 4188371 B2 JP4188371 B2 JP 4188371B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
matrix
column vector
antenna
wireless communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005515985A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2005055483A1 (en
Inventor
厚 太田
武 鬼沢
隆史 藤田
聞杰 姜
聰 黒崎
大誠 内田
裕介 淺井
周治 久保田
聡 相河
隆利 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
NTT Inc USA
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Inc USA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp, NTT Inc USA filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Publication of JPWO2005055483A1 publication Critical patent/JPWO2005055483A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4188371B2 publication Critical patent/JP4188371B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202Channel estimation
    • H04L25/0224Channel estimation using sounding signals
    • H04L25/0228Channel estimation using sounding signals with direct estimation from sounding signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Description

本発明は、同一の周波数チャネルを用い、異なる複数の送信アンテナより独立なデータを送信し、複数の受信アンテナを用いて信号を受信し、各送受信アンテナ間の伝達関数行列をもとに受信局側でデータの復調を行うことにより無線通信を実現する高速無線アクセスシステムにおける無線通信装置、及び無線通信方法に関し、特に、2.4GHz帯または5GHz帯等を用いた高速無線アクセスシステム(または無線LANシステム)の伝送速度の高速化を行うために利用され、回路規模を抑制しながら良好な伝送特性を実現する、無線通信装置、及び無線通信方法に関するものである。   The present invention uses the same frequency channel, transmits independent data from a plurality of different transmission antennas, receives signals using a plurality of reception antennas, and receives a reception station based on a transfer function matrix between the transmission and reception antennas. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wireless communication device and a wireless communication method in a high-speed wireless access system that realizes wireless communication by demodulating data on the side, and in particular, a high-speed wireless access system (or wireless LAN using 2.4 GHz band or 5 GHz band) The present invention relates to a wireless communication apparatus and a wireless communication method that are used to increase the transmission speed of a system and realize good transmission characteristics while suppressing the circuit scale.

近年、2.4GHz帯または5GHz帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、IEEE802.11g規格、IEEE802.11a規格などの普及が目覚しい。これらのシステムでは、最大で54Mbpsの伝送速度を実現しているが、無線LANの普及に伴い更なる伝送速度の高速化が求められている。   In recent years, the IEEE802.11g standard, the IEEE802.11a standard, and the like are remarkable as high-speed wireless access systems using the 2.4 GHz band or the 5 GHz band. In these systems, a transmission rate of 54 Mbps is realized at the maximum, but further increase in the transmission rate is required with the spread of wireless LAN.

そのための技術としては、MIMO(Multple-Input Multiple-Output)技術が有力である。このMIMO技術とは、送信局側において複数の送信アンテナから同一チャネル上で異なる独立な信号を送信し、受信局側において同じく複数のアンテナを用いて信号を受信し、各送信アンテナ/受信アンテナ間の伝達関数行列を求め、この行列を用いて送信局側で各アンテナから送信した独立な信号を推定し、データを再生するものである。   As a technology for that purpose, MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) technology is prominent. This MIMO technology is such that different independent signals are transmitted on the same channel from a plurality of transmitting antennas on the transmitting station side, and signals are received using the same plurality of antennas on the receiving station side, between each transmitting antenna / receiving antenna. The transfer function matrix is obtained, the independent signal transmitted from each antenna is estimated on the transmitting station side using this matrix, and the data is reproduced.

ここで、N本の送信アンテナを用いてN系統の信号を送信し、M本のアンテナを用いて信号を受信する場合を考える。まず、送受信局の各アンテナ間にはN×M個の伝送のパスが存在し、第i送信アンテナから送信され第j受信アンテナで受信される場合の伝達関数をhj、iとし、これを第(j,i)成分とするN行M列の行列をHと表記する。Here, consider a case in which N signals are transmitted using N transmission antennas and signals are received using M antennas. First, there are N × M transmission paths between the antennas of the transmitting and receiving stations, and the transfer function when the signal is transmitted from the i-th transmitting antenna and received by the j-th receiving antenna is defined as h j and i. A matrix of N rows and M columns as the (j, i) -th component is denoted as H.

さらに、第i送信アンテナからの送信信号をtとし(t, t, t,・・・t)を成分とする列ベクトルをTx、第j受信アンテナでの受信信号をrとし(r,r,r,・・・r)を成分とする列ベクトルをRx、第j受信アンテナの熱雑音をnとし(n,n,n,・・・n)を成分とする列ベクトルをnと表記する。Further, let t i be a transmission signal from the i-th transmission antenna, Tx be a column vector whose components are (t 1 , t 2 , t 3 ,... T N ), and r j be a reception signal at the j-th reception antenna. (R 1 , r 2 , r 3 ,... R M ) as a column vector, Rx, and the thermal noise of the j-th receiving antenna as n j (n 1 , n 2 , n 3 ,. A column vector having n M ) as a component is denoted as n.

この場合、以下の関係式が成り立つ。   In this case, the following relational expression holds.

Rx=H×Tx+n ・・・(式1)
ここで、Rxは受信信号のベクトル、Hは伝達関数行列、Txは送信信号の列ベクトル、nは熱雑音の列ベクトルを示している。
Rx = H × Tx + n (Formula 1)
Here, Rx is a received signal vector, H is a transfer function matrix, Tx is a transmitted signal column vector, and n is a thermal noise column vector.

したがって、受信局側で受信した信号Rxをもとに、送信信号Txを推定する技術が求められている。このMIMO技術の最も基本的なものとしては、一般にZF(Zero Forcing)法と呼ばれる方法があげられる(例えば、非特許文献1参照)。   Therefore, there is a need for a technique for estimating the transmission signal Tx based on the signal Rx received on the receiving station side. As the most basic one of the MIMO techniques, there is a method generally called a ZF (Zero Forcing) method (for example, see Non-Patent Document 1).

ここでは、上記の(式1)に対し、伝達関数行列の逆行列H−1を求め、これを式の両辺の左から掛け合わせる処理を行う。この結果、以下の式が得られる。Here, an inverse matrix H −1 of the transfer function matrix is obtained for (Equation 1) above, and a process of multiplying it from the left of both sides of the equation is performed. As a result, the following expression is obtained.

−1×Rx=Tx+H−1×n ・・・(式2)
ここで、H−1は伝達関数行列の逆行列、Rxは受信信号のベクトル、Hは伝達関数行列、Txは送信信号の列ベクトル、nは熱雑音の列ベクトルを示している。
H -1 × Rx = Tx + H -1 × n ··· ( Equation 2)
Here, H −1 is an inverse matrix of a transfer function matrix, Rx is a vector of a received signal, H is a transfer function matrix, Tx is a column vector of a transmission signal, and n is a column vector of thermal noise.

つまり、各受信アンテナで受信した信号を合成し、所望の送信アンテナから以外の信号による干渉を除去する処理を行うと、実際の送信信号ベクトルTxに微小な熱雑音項H−1×nが加わった信号点が得られることになる。ここで、送信信号として、BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等の多値変調を施した信号を用いる場合は、送信信号として取りえる信号点は不連続である。したがって、H−1×Rxとユークリッド距離が最も近い点を送信コンスタレーション上で検索する硬判定処理を行い、真の送信信号を推定する。That is, when the signals received by the respective receiving antennas are combined and processing for removing interference caused by signals other than those from the desired transmitting antenna is performed, a minute thermal noise term H −1 × n is added to the actual transmission signal vector Tx. Signal points are obtained. Here, when a signal subjected to multilevel modulation such as BPSK, QPSK, 16QAM, and 64QAM is used as a transmission signal, signal points that can be taken as the transmission signal are discontinuous. Therefore, a hard decision process is performed to search the point on the transmission constellation where H −1 × Rx is the closest to the Euclidean distance, and a true transmission signal is estimated.

以上のZF法においては、熱雑音項H−1×nが十分に小さく、且つ各送信アンテナ毎の成分が均等であると仮定できる場合には良好な特性が期待できる。しかし、一般にはこの仮定は成り立たず、ある伝達関数行列に対して送信アンテナ毎の熱雑音H−1×nの絶対値の期待値は異なる。さらには、もし伝達関数行列Hが逆行列をもたない行列(ないしはその行列式が非常に小さい)の場合には、送信信号の推定が非常に不安定になる。この様な状況においては、受信特性が大幅に劣化する可能性がある。この様な問題点を解決するための方法として、最も特性的に優れた方法がMLD(Maximum Likelihood Detection)法と呼ばれる方式である(例えば、非特許文献2参照)。In the above ZF method, good characteristics can be expected when the thermal noise term H −1 × n is sufficiently small and the components for each transmitting antenna can be assumed to be equal. However, in general, this assumption does not hold, and the expected value of the absolute value of the thermal noise H −1 × n for each transmission antenna differs for a certain transfer function matrix. Furthermore, if the transfer function matrix H is a matrix that does not have an inverse matrix (or its determinant is very small), the estimation of the transmission signal becomes very unstable. In such a situation, there is a possibility that the reception characteristic is greatly deteriorated. As a method for solving such a problem, a method having the most excellent characteristic is a method called an MLD (Maximum Likelihood Detection) method (for example, see Non-Patent Document 2).

まず、各アンテナからの送信信号の変調方式が決まると、ひとつのアンテナから送信される信号が取り得る信号点の数(以降、Nmaxと呼ぶ)が決まる。N本のアンテナ全体で送信される信号ベクトルのバリエーションはNmax 種類となる。MLD法では、送信信号としてTxの取りえる全ての候補(全部でNmax 種)に対して、その信号が送信された場合の受信信号の予測を行い、それらの中で最も実際の受信信号に近いものを推定精度の最も高い信号点として選択する。つまり、第k番目の送信信号候補をTx[k]で表したとすると、次の式で定義されるユークリッド距離Eを最小にするkの値を選択する。First, when the modulation method of the transmission signal from each antenna is determined, the number of signal points that can be taken by a signal transmitted from one antenna (hereinafter referred to as N max ) is determined. There are N max N types of variations of signal vectors transmitted across the N antennas. In the MLD method, prediction of a reception signal when the signal is transmitted is performed for all candidates (total of N max and N types) that can be taken as a transmission signal, and the most actual reception signal among them is predicted. Is selected as the signal point with the highest estimation accuracy. In other words, if the kth transmission signal candidate is represented by Tx [k] , the value of k that minimizes the Euclidean distance E defined by the following equation is selected.

E=(Rx−H×Tx[k]×(Rx−H×Tx[k]) ・・・(式3) E = (Rx-H × Tx [k]) H × (Rx-H × Tx [k]) ··· ( Equation 3)

なお、行列M(ベクトルMとしても可)に対してMは、行列Mのエルミート共役である行列をさす。以上の処理により、如何なる行列Hに対しても、安定した受信処理が可能であり、ZF法に対して特性が大幅に改善する。Note that MH refers to a matrix that is Hermitian conjugate of the matrix M with respect to the matrix M (which may be a vector M). With the above processing, it is possible to perform stable reception processing for any matrix H, and the characteristics are greatly improved with respect to the ZF method.

ここで、図7に従来技術における第1の無線局(送信側の無線通信装置)の送信部の構成を示す。図7において、100はデータ分割回路、101−1〜101−4はプリアンブル付与回路、102−1〜102−4は変調回路、103−1〜103−4は無線部、104−1〜104−4は送信アンテナを示す。なお、ひとつの例として、送信局が4つの送信アンテナを用いて4系統のデータを送信する場合を例にとって説明する。   Here, FIG. 7 shows the configuration of the transmission unit of the first radio station (transmission-side radio communication apparatus) in the prior art. 7, reference numeral 100 denotes a data division circuit, 101-1 to 101-4 denote preamble assignment circuits, 102-1 to 102-4 denote modulation circuits, 103-1 to 103-4 denote radio units, and 104-1 to 104- Reference numeral 4 denotes a transmission antenna. As an example, a case where the transmitting station transmits four systems of data using four transmitting antennas will be described as an example.

データが入力されると、データ分割回路100はデータを4系統に分離する。例えば、第1系統のデータはプリアンブル付与回路101−1に入力され、プリアンブル信号が付与された状態で変調回路(Ch1)102−1に入力される。変調回路では所定の変調を実施し、変調された信号は無線部103−1にて無線周波数に変換され、送信アンテナ104−1より送信される。同様に、第2系統のデータは101−2〜104−2、第3系統のデータは101−3〜104−3、第4系統のデータは101−4〜104−4を経由して、それぞれ個別に送信される。   When data is input, the data dividing circuit 100 separates the data into four systems. For example, the first system data is input to the preamble applying circuit 101-1, and is input to the modulation circuit (Ch1) 102-1 with the preamble signal applied. The modulation circuit performs predetermined modulation, and the modulated signal is converted into a radio frequency by the radio unit 103-1, and transmitted from the transmission antenna 104-1. Similarly, the second system data is 101-2 to 104-2, the third system data is 101-3 to 104-3, and the fourth system data is 101-4 to 104-4, respectively. Sent individually.

図8に従来技術におけるMLD法を用いた無線通信装置の受信部の構成を示す。図において、111−1〜111−4は受信アンテナ、112−1〜112−4は無線部、113はチャネル推定回路、114は受信信号管理部、115は伝達関数行列管理回路、116はレプリカ信号生成回路、117は送信信号生成回路、118はユークリッド距離演算回路、119は選択回路、120はデータ合成回路を示す。   FIG. 8 shows a configuration of a receiving unit of a wireless communication apparatus using the MLD method in the prior art. In the figure, 111-1 to 111-4 are receiving antennas, 112-1 to 112-4 are radio units, 113 is a channel estimation circuit, 114 is a received signal management unit, 115 is a transfer function matrix management circuit, and 116 is a replica signal. A generation circuit, 117 is a transmission signal generation circuit, 118 is a Euclidean distance calculation circuit, 119 is a selection circuit, and 120 is a data synthesis circuit.

第1の受信アンテナ111−1から第4の受信アンテナ111−4は、それぞれ個別に受信信号を受信する。無線部112−1〜112−4を経由して、受信した信号はチャネル推定回路113に入力される。送信側で付与した所定のプリアンブル信号の受信状況から、チャネル推定回路113にて各送信アンテナと受信アンテナ間の伝達関数をここで取得する。取得された各伝達関数の情報hj,iは伝達関数行列管理回路115にて伝達関数行列Hとして管理される。The first reception antenna 111-1 to the fourth reception antenna 111-4 individually receive the reception signals. The received signal is input to the channel estimation circuit 113 via the radio units 112-1 to 112-4. From the reception status of a predetermined preamble signal given on the transmission side, the channel estimation circuit 113 obtains the transfer function between each transmission antenna and the reception antenna here. The acquired information h j, i of each transfer function is managed as a transfer function matrix H by the transfer function matrix management circuit 115.

プリアンブル信号に後続するデータ信号は、1シンボル分づつ受信信号管理回路114に入力される。受信信号管理回路114では、各アンテナの受信信号(r、r、r、r)を成分とした受信信号ベクトルRxとして一旦管理される。The data signal following the preamble signal is input to the received signal management circuit 114 for each symbol. In the reception signal management circuit 114, a reception signal vector Rx having the reception signals (r 1 , r 2 , r 3 , r 4 ) of each antenna as components is once managed.

一方、送信信号生成回路117では、送信アンテナから出力され得る全ての信号パターンとして、Nmax 種類の送信信号の候補{S[k]}(1≦k≦Nmax )を生成する。レプリカ信号生成回路116では、送信信号生成回路117から入力される信号S[k]と伝達関数行列管理回路115で管理された伝達関数行列Hの積、H×S[k]を求め、ユークリッド距離演算回路118にて、この結果と受信信号管理回路114で管理された受信信号ベクトルRxとのユークリッド距離を算出する。以上のユークリッド距離演算処理は全てのkの値に対して実施(合計Nmax 回)される。選択回路119では、これらの中でユークリッド距離が最短のものを選択し、最も推定精度の高い送信信号と判断する。これらのデータは複数シンボルに渡り連続的に処理されるが、一連のデータを受信後、データ合成回路120にてデータとして再構成し、出力される。On the other hand, the transmission signal generation circuit 117 generates N max N types of transmission signal candidates {S [k]} (1 ≦ k ≦ N max N ) as all signal patterns that can be output from the transmission antenna. The replica signal generation circuit 116 calculates the product of the signal S [k] input from the transmission signal generation circuit 117 and the transfer function matrix H managed by the transfer function matrix management circuit 115, H × S [k], and the Euclidean distance. The arithmetic circuit 118 calculates the Euclidean distance between this result and the received signal vector Rx managed by the received signal management circuit 114. The above Euclidean distance calculation processing is performed for all k values (total N max N times). The selection circuit 119 selects a signal having the shortest Euclidean distance from these, and determines that the transmission signal has the highest estimation accuracy. These data are continuously processed over a plurality of symbols, but after receiving a series of data, the data is reconstructed by the data synthesis circuit 120 and output.

図9に、従来技術における第1の無線局(送信側の無線通信装置)の送信フローを示す。データが入力されると(ステップS100)、送信局ではN系統のデータ系列に分割され(ステップS101)、これらの信号にはそれぞれプリアンブル信号が付与され(ステップS102)、これに各系列毎に個別に変調処理を行う(ステップS103)。変調された信号は、無線部にて無線周波数に変換され信号が送信される(ステップS104)。   FIG. 9 shows a transmission flow of the first wireless station (transmission side wireless communication apparatus) in the prior art. When data is input (step S100), the transmitting station divides the data into N data series (step S101), and a preamble signal is assigned to each of these signals (step S102). Then, the modulation process is performed (step S103). The modulated signal is converted into a radio frequency by the radio unit, and the signal is transmitted (step S104).

図10に、従来技術におけるMLD法を用いた無線通信装置の受信フローを示す。受信局では無線パケットを受信すると(ステップS110)、プリアンブルを検出し(ステップS111)、チャネル推定を実施する(ステップS112)。ここでは、各送信アンテナおよび受信アンテナ間の伝達関数を全て取得する。   FIG. 10 shows a reception flow of the wireless communication apparatus using the MLD method in the prior art. When the receiving station receives a radio packet (step S110), it detects a preamble (step S111) and performs channel estimation (step S112). Here, all transfer functions between the transmission antennas and the reception antennas are acquired.

プリアンブル信号に後続して受信される信号は、1シンボル毎に各受信アンテナでの受信信号rを成分としてもつ受信信号ベクトルRxとして管理される(ステップS113)。これに対し、送信アンテナから出力され得る全ての信号パターンとして、Nmax 種類の送信信号の候補{S[k]}(1≦k≦Nmax )を生成し、これと伝達関数行列Hとの積H×S[k]を計算し(ステップS115、受信信号Rxとのユークリッド距離を計算する(ステップS116)。この処理S114〜S116には、実際には全体でNmax 回の処理を行う。つまり、処理S114〜S116をNmax 個並列的に処理をしたり、ないしはS114→S115→S116→S114→S115→S116→S114→S115→S116→・・・とNmax 回直列的に処理しても、ないしはその組み合わせであっても構わない。A signal received subsequent to the preamble signal is managed as a received signal vector Rx having the received signal r j at each receiving antenna as a component for each symbol (step S113). On the other hand, N max N types of transmission signal candidates {S [k]} (1 ≦ k ≦ N max N ) are generated as all signal patterns that can be output from the transmission antenna, and the transfer function matrix H is generated. (Step S115, the Euclidean distance with the received signal Rx is calculated (step S116). In this process S114 to S116, in actuality, N max N processes in total. That is, N max N processes S114 to S116 are processed in parallel, or N max N times in series as S114 → S115 → S116 → S114 → S115 → S116 → S114 → S115 → S116 →. It may be processed automatically or a combination thereof.

いずれにせよ、算出されたNmax 個の送信信号ベクトル毎のユークリッド距離が得られたら、全体を比較して最小ユークリッド距離を与える送信信号ベクトルS[kbest]を検索する(ステップS117)。このS[kbest]をもって、該当するシンボルの各送信アンテナから送信された信号推定を確定させる(ステップS118)。更に受信データが継続する場合には処理ステップS113に戻り、処理ステップS113〜S119を繰り返す。受信データが終わった場合(ステップS119)、一連の各系統の受信データを再構成し、送信側でのデータを再現してデータを出力する(ステップS120)。In any case, when the calculated E max distance for each of the N max N transmission signal vectors is obtained, the whole is compared and a transmission signal vector S [k best ] that gives the minimum Euclidean distance is searched (step S117). With this S [k best ], the signal estimation transmitted from each transmitting antenna of the corresponding symbol is determined (step S118). Further, when the received data continues, the process returns to the processing step S113, and the processing steps S113 to S119 are repeated. When the received data is finished (step S119), the series of received data of each system is reconstructed, the data on the transmission side is reproduced, and the data is output (step S120).

このMLD法の最大の問題点は、ユークリッド距離を求める演算処理をNmax 回に渡って実施しなければならない点である。例えば、変調方式として64QAMを用いる場合、Nmax=64となる。この例を用いると、N=2の場合でユークリッド距離演算回数は64(=4096)回、N=3の場合で64(=262144)回、N=4の場合で64(=16777216)回と指数関数的に発散する。The biggest problem of this MLD method is that the calculation process for obtaining the Euclidean distance must be performed N max N times. For example, when 64QAM is used as the modulation method, N max = 64. Using this example, the number of Euclidean distance calculations is 64 2 (= 4096) when N = 2 , 64 3 (= 262144) times when N = 3, and 64 4 (= 166777216 when N = 4. ) Diversify exponentially with times.

これを回路として実現する際には、図10における処理ステップS114〜S116を順次直列的に実施する方法と、並列的、つまり同時に処理する方法がある。しかし、直列的に行う場合には1シンボルの送信データを確定するのにNmax 回のループ処理を行う必要があり、膨大な処理遅延がかかってしまう。一方、並列的に実施する場合でも、同様の回路をNmax 個も実装しなければならず、Nが3以上になると回路規模が爆発的に増大するため、LSIへの実装は全く不可能となる。その中間的な組み合わせの場合も考えられるが、回路規模と演算時間を両立することは困難である。When this is realized as a circuit, there are a method of sequentially performing the processing steps S114 to S116 in FIG. 10 in series and a method of processing in parallel, that is, simultaneously. However, in the case of performing serially, it is necessary to perform N max N times of loop processing to determine one symbol of transmission data, resulting in a huge processing delay. On the other hand, even when executed in parallel, N max N similar circuits must be mounted, and when N is 3 or more, the circuit scale increases explosively, so mounting on LSI is completely impossible. It becomes. An intermediate combination is also conceivable, but it is difficult to achieve both circuit scale and calculation time.

全ての問題点は、演算の処理量がNmax に比例した値となることに起因し、この演算量を抑えることが課題となっている。
S.Kurosaki et. al.,“A SDM-COFDM Scheme Employing a Simple Feed-Forward Inter-Channel Interference Canceller for MIMO Based Broadband Wireless LANs”, IEICE TRANS. COMMUN.,Vol.E86B.No.1,January, 2003 A.van Zelst et. al.,“Space Division Multiplexing (SDM) forOFDM Systems”, Proc. VTC2000 Spring,Vol.2, pp.1070−1074
All the problems are caused by the fact that the processing amount of calculation becomes a value proportional to N max N , and it is a problem to suppress this calculation amount.
S. Kurosaki et. Al., “A SDM-COFDM Scheme Employing a Simple Feed-Forward Inter-Channel Interference Canceller for MIMO Based Broadband Wireless LANs”, IEICE TRANS. COMMUN., Vol. E86B. No. 1, January, 2003 A.van Zelst et. Al., “Space Division Multiplexing (SDM) forOFDM Systems”, Proc. VTC2000 Spring, Vol.2, pp.1070-1074

従って、本発明の目的は、MIMO技術を用いた無線通信を行う際に、良好な特性を実現しながらも、現実的な回路規模及び演算量にて実現可能な、無線通信装置、及び無線通信方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus and a wireless communication that can be realized with a realistic circuit scale and calculation amount while realizing good characteristics when performing wireless communication using MIMO technology. It is to provide a method.

上記課題を解決するために、本発明の無線通信装置は、N(Nは1より大きい整数)本以上の第1のアンテナ群を備えた第1の無線局と、M(Mは1より大きい整数)本の第2のアンテナ群を備えた第2の無線局により構成され、前記第1の無線局が、入力されたユーザデータをN系統に分割する手段と、前記のN系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN系統の第1の信号系列を生成する手段と、N本の前記第1のアンテナ群を用いて同一周波数にて同時に前記第1の信号系列を重畳して送信する手段とを備える無線通信システムにおける無線通信装置であって、
M本の前記第2のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信する手段と、
受信信号に付与された前記既知のパターンの信号を参照信号として、前記第1のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第2のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の伝達関数hj,iを取得する手段と、
前記伝達関数hj,iを第(j,i)要素とするM行N列の伝達関数行列Hをもとに、送信信号の推定値の第1近似列ベクトルTxを求める手段と、
前記列ベクトルTxの各要素で与えられる送信信号点に対してそれぞれ硬判定処理を行った列ベクトルTx’を求める手段と、
前記列ベクトルTx’の各成分の値及びその近傍の送信信号として取り得る信号点の中から、所定数の信号点を選びこれらを組み合わせ、第1のアンテナ群より送信された送信信号の候補となる信号を複数種類生成する手段と、
前記生成された送信信号の候補となる信号及び前記伝達関数行列Hに基づき、該候補となる信号の中から1つを選択し、この選択した信号に基づいて前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生し出力する手段と
を備え
前記送信信号の候補数(N t1 , N t2 , N t3 ・・・, N tN )の値を各アンテナ毎の信号対雑音比の推定値に応じて決定する、
ことを特徴とする。
また、本発明の無線通信装置は、N(Nは1より大きい整数)本以上の第1のアンテナ群を備えた第1の無線局と、M(Mは1より大きい整数)本の第2のアンテナ群を備えた第2の無線局により構成され、前記第1の無線局が、入力されたユーザデータをN系統に分割する手段と、前記のN系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN系統の第1の信号系列を生成する手段と、N本の前記第1のアンテナ群を用いて同一周波数にて同時に前記第1の信号系列を重畳して送信する手段とを備える無線通信システムにおける無線通信装置であって、
M本の前記第2のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信する手段と、
受信信号に付与された前記既知のパターンの信号を参照信号として、前記第1のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第2のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の伝達関数h j,i を取得する手段と、
前記伝達関数h j,i を第(j,i)要素とするM行N列の伝達関数行列Hをもとに、送信信号の推定値の第1近似列ベクトルTxを求める手段と、
前記列ベクトルTxの各要素で与えられる送信信号点に対してそれぞれ硬判定処理を行った列ベクトルTx’を求める手段と、
前記列ベクトルTx’の各成分の値及びその近傍の送信信号として取り得る信号点の中から、所定数の信号点を選びこれらを組み合わせ、第1のアンテナ群より送信された送信信号の候補となる信号を複数種類生成する手段と、
前記生成された送信信号の候補となる信号及び前記伝達関数行列Hに基づき、該候補となる信号の中から1つを選択し、この選択した信号に基づいて前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生し出力する手段と
を備え、
前記送信信号の候補数(N t1 , N t2 , N t3 ・・・, N tN )の値を行列H ・Hの各アンテナ毎の固有値に応じて決定する、
ことを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, a wireless communication device of the present invention includes a first wireless station including N (N is an integer greater than 1) or more first antenna groups, and M (M is greater than 1). (Integer) constituted by a second radio station having a second group of antennas, and the first radio station is divided into N systems and means for dividing input user data into N systems Means for generating a first signal sequence of N systems by assigning signals of individual known patterns to the obtained data, and the first signal simultaneously at the same frequency using N first antenna groups A wireless communication apparatus in a wireless communication system comprising means for transmitting a superimposed sequence,
Means for individually receiving radio signals using the M second antenna groups;
The transfer function h j between the i-th antenna in the first antenna group and the j-th antenna in the second antenna group, using the signal of the known pattern given to the received signal as a reference signal. , i for obtaining,
Means for obtaining a first approximate column vector Tx of an estimated value of a transmission signal based on a transfer function matrix H of M rows and N columns with the transfer function h j, i as the (j, i) element;
Means for obtaining a column vector Tx ′ obtained by performing hard decision processing on each transmission signal point given by each element of the column vector Tx;
A predetermined number of signal points are selected from the values of each component of the column vector Tx ′ and signal points that can be taken as transmission signals in the vicinity thereof, and these are combined, and transmission signal candidates transmitted from the first antenna group are combined. Means for generating a plurality of types of signals,
Based on the generated transmission signal candidate signal and the transfer function matrix H, one of the candidate signals is selected and transmitted from the first radio station based on the selected signal. Means for reproducing and outputting user data ,
Determining the value of the number of transmission signal candidates (N t1 , N t2 , N t3 ..., N tN ) according to the estimated value of the signal-to-noise ratio for each antenna;
It is characterized by that.
In addition, the wireless communication apparatus of the present invention includes a first wireless station including N (N is an integer greater than 1) or more first antenna groups and M (M is an integer greater than 1) second. A second wireless station having a plurality of antenna groups, wherein the first wireless station is configured to divide input user data into N systems, and the known data individually divided into the N systems. Means for generating a first signal sequence of N systems by assigning a signal of the pattern of N, and transmitting the first signal sequence simultaneously superimposed at the same frequency using N first antenna groups A wireless communication device in a wireless communication system comprising:
Means for individually receiving radio signals using the M second antenna groups;
The transfer function h j between the i-th antenna in the first antenna group and the j-th antenna in the second antenna group, using the signal of the known pattern given to the received signal as a reference signal. , i for obtaining,
Means for obtaining a first approximate column vector Tx of an estimated value of a transmission signal based on a transfer function matrix H of M rows and N columns with the transfer function h j, i as the (j, i) element;
Means for obtaining a column vector Tx ′ obtained by performing hard decision processing on each transmission signal point given by each element of the column vector Tx;
A predetermined number of signal points are selected from the values of each component of the column vector Tx ′ and signal points that can be taken as transmission signals in the vicinity thereof, and these are combined, and transmission signal candidates transmitted from the first antenna group are combined. Means for generating a plurality of types of signals,
Based on the generated transmission signal candidate signal and the transfer function matrix H, one of the candidate signals is selected and transmitted from the first radio station based on the selected signal. Means for reproducing and outputting user data
With
The value of the number of transmission signal candidates (N t1 , N t2 , N t3 ..., N tN ) is determined according to eigenvalues for each antenna of the matrices H H and H.
It is characterized by that.

具体例として、前記第1のアンテナ群より送信された送信信号の候補となる信号を複数種類生成する手段は、
前記列ベクトルTx’の各成分を( t, t, t,・・・t)とした場合、各成分において送信信号点として取り得るNmax個(Nmaxは1より大きい整数)の信号点の中から、第1成分の信号点としてはtを含むNt1(Nt1はNmax以下の整数)個の信号点、第2成分の信号点としてはtを含むNt2(Nt2はNmax以下の整数)個の信号点、・・・第N成分の信号点としてはtを含むNtN(NtNはNmax以下の整数)個の信号点を選びこれらを組み合わせ、前記送信信号の候補となる信号を複数種類生成する手段
を有する。
As a specific example, means for generating a plurality of types of signals that are candidates for transmission signals transmitted from the first antenna group includes:
When each component of the column vector Tx ′ is (t 1 , t 2 , t 3 ,... T N ), N max pieces (N max is an integer greater than 1) that can be taken as transmission signal points in each component. Among the signal points, N t1 (N t1 is an integer equal to or less than N max ) signal points including t 1 as signal points of the first component, and N t2 including t 2 as signal points of the second component (N t2 is an integer less than or equal to N max ) signal points,... N tN (N tN is an integer less than or equal to N max ) signal points including t N And a means for generating a plurality of types of signals that are candidates for the transmission signal in combination.

この場合、前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生し出力する手段は、
前記送信信号の候補であるNmld種類(Nmld=Nt1×Nt2×・・・×NtN:Nmldは整数)の列ベクトルの中の第k(1≦k≦Nmld:kは整数)番目の列ベクトルをS[k]とした場合に、伝達関数行列Hと該列ベクトルの積すなわちH×S[k]で与えられる列ベクトルを算出する手段と、
各列ベクトルS[k]に対する前記列ベクトルH×S[k]と実際の受信信号ベクトルRxとの信号点間距離を算出する手段と、
全てのkの中から前記信号点間距離を最小にする送信信号点S[kbest]を選択する手段と、
該選択された列ベクトルの各要素を合成して前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生する手段と
を有するように構成しても良い。
In this case, the means for reproducing and outputting the user data transmitted from the first radio station includes:
N mld types (N mld = N t1 × N t2 ×... × N tN : N mld is an integer) of column vectors (1 ≦ k ≦ N mld : k) that are candidates for the transmission signal. An integer) means for calculating a column vector given by the product of the transfer function matrix H and the column vector, that is, H × S [k], when S [k] is the column vector;
Means for calculating a signal point distance between the column vector H × S [k] and the actual received signal vector Rx for each column vector S [k];
Means for selecting a transmission signal point S [k best ] that minimizes the distance between the signal points from among all k;
Means for combining the elements of the selected column vector and reproducing the user data transmitted from the first wireless station.

前記第1近似列ベクトルTxを求める手段は、
前記伝達関数行列Hのエルミート共役となるN行M列行列Hを生成する手段と、
これらの行列の積即ちN行N列の行列H×Hを算出し、該行列の逆行列のN行N列の行列(H×H)−1を算出する手段と、
前記逆行列と行列Hの積即ちN行M列の行列(H×H)−1×Hを算出する手段と、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrとし、各成分が( r, r, r,・・・r)で与えられるM行の列ベクトルをRxとした場合、(H×H)−1×H×Rxで与えられるN行の列ベクトルTxを算出する手段と
を有しても良い。
これにより、従来のMLD法では、送信信号の重畳数Nに対し、信号の種類Nmax に比例してユークリッド距離を演算するための回路規模が指数関数的に発散するが、本発明ではこれを大幅に抑制し、回路規模を抑制しながらMLD法と等価な特性を実現するための簡易な方法を提供することが可能となる。
The means for obtaining the first approximate column vector Tx is:
Means for generating an N-row M-column matrix H H that is Hermitian conjugate of the transfer function matrix H;
Means for calculating a product of these matrices, that is, a matrix H H × H of N rows and N columns, and calculating a matrix (H H × H) −1 of N rows and N columns of an inverse matrix of the matrix;
Means for calculating a product of the inverse matrix and the matrix H H , that is, a matrix of N rows and M columns (H H × H) −1 × H H ;
Wherein the second of the m antenna reception signals actually received by the antenna group and r m, column vector of M rows each component given by (r 1, r 2, r 3, ··· r M) , Rx may be used to calculate a column vector Tx of N rows given by (H H × H) −1 × H H × Rx.
As a result, in the conventional MLD method, the circuit scale for calculating the Euclidean distance is exponentially divergent in proportion to the signal type N max N with respect to the number N of superposed transmission signals. Therefore, it is possible to provide a simple method for realizing characteristics equivalent to the MLD method while suppressing the circuit scale.

また、前記第1近似列ベクトルTxを求める手段は、N=Mの場合において、
前記伝達関数行列Hの逆行列即ちN行N列の行列H−1を算出する手段と、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrとし、各成分が( r, r, r,・・・r)で与えられるN行の列ベクトルをRxとした場合、H−1×Rxで与えられるN行の列ベクトルTxを算出する手段と、
を有するようにしても良い。
これにより、送受信側のアンテナ数が同じ(N=M)場合は、より演算処理を簡略化することができる。
The means for obtaining the first approximate column vector Tx is as follows when N = M:
Means for calculating an inverse matrix of the transfer function matrix H, that is, a matrix H −1 having N rows and N columns;
Wherein the second m-th received signal actually received by the antenna of the antenna group and r m, column vector of N rows each component given by (r 1, r 2, r 3, ··· r M) , Rx, means for calculating a column vector Tx of N rows given by H −1 × Rx;
You may make it have.
Thereby, when the number of antennas on the transmission / reception side is the same (N = M), the arithmetic processing can be further simplified.

また、前記第1近似列ベクトルTxを求める手段は、
前記伝達関数行列Hのエルミート共役となるN行M列行列Hを生成する手段と、
前記第1の無線局が送信するプリアンブル信号を前記第2のアンテナ群で受信した際の各信号を成分としてもつ列ベクトルyを取得する手段と、
該列ベクトルのエルミート共役な行ベクトルyを生成する手段と、
これらのベクトルの積としてM行M列の行列すなわちY=y× を算出する手段と、
前記プリアンブル信号が複数シンボルにわたる場合には、前記行列Yの各成分の値を複数シンボルに渡って平均化しこれに置き換える手段と、
前記行列Yの逆行列すなわちY−1を算出する手段と、
前記行列HおよびY−1の行列積すなわちN行M列の行列H×Y−1を生成する手段と、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrとし、各成分が( r, r, r,・・・r)で与えられるM行の列ベクトルをRxとした場合、H×Y−1×Rxで与えられるN行の列ベクトルTxを算出する手段と、
を有するようにしても良い。
これにより、送信信号点検索の初期情報を与える際に、ZF法よりも特性の優れたMMSE法を適用することができ、特性をより改善するための簡易な実現方法を提供できる。
The means for obtaining the first approximate column vector Tx is:
Means for generating an N-row M-column matrix H H that is Hermitian conjugate of the transfer function matrix H;
Means for obtaining a column vector y having each signal as a component when a preamble signal transmitted by the first radio station is received by the second antenna group;
Means for generating a Hermite conjugate row vector y H of the column vector;
The product of these vectors is a matrix of M rows and M columns, ie Y = y × and means for calculating the y H,
Means for averaging the values of each component of the matrix Y over a plurality of symbols and replacing them when the preamble signal covers a plurality of symbols;
Means for calculating an inverse matrix of the matrix Y, ie, Y −1 ;
Means for generating a matrix product of the matrices H H and Y −1 , that is, a matrix H H × Y −1 of N rows and M columns;
Wherein the second of the m antenna reception signals actually received by the antenna group and r m, column vector of M rows each component given by (r 1, r 2, r 3, ··· r M) , Rx, means for calculating a column vector Tx of N rows given by H H × Y −1 × Rx;
You may make it have.
This makes it possible to apply the MMSE method, which has better characteristics than the ZF method, when providing the initial information of the transmission signal point search, and to provide a simple implementation method for improving the characteristics.

本無線通信装置において、前記無線局間で複数のサブキャリアを用いた直交周波数分割多重(OFDM)変調方式を用いても良い。
これにより、MIMO技術の適用領域として、現在、5GHz帯及び2.4GHz帯を用いた高速無線LANシステムの拡張が注目されており、これらの無線LANシステムに本発明を適用できる。
In this wireless communication apparatus, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation scheme using a plurality of subcarriers between the wireless stations may be used.
As a result, the expansion of high-speed wireless LAN systems using the 5 GHz band and the 2.4 GHz band is currently attracting attention as an application area of the MIMO technology, and the present invention can be applied to these wireless LAN systems.

本発明はまた、
N(Nは1より大きい整数)本以上の第1のアンテナ群を備えた第1の無線局と、M(Mは1より大きい整数)本の第2のアンテナ群を備えた第2の無線局とにより構成された無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記第1の無線局により、
入力されたユーザデータをN系統に分割するステップと、
前記のN系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN系統の第1の信号系列を生成するステップと、
N本の前記第1のアンテナ群を用いて同一周波数にて同時に前記第1の信号系列を重畳して送信するステップと
が実施され、
前記第2の無線局により、
M本の前記第2のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信するステップと、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第1のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第2のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の伝達関数hj,iを取得するステップと、
前記伝達関数hj,iを第(j,i)要素とするM行N列の伝達関数行列Hをもとに、送信信号の推定値の第1近似列ベクトルTxを求めるステップと、
前記列ベクトルTxの各要素で与えられる送信信号点に対してそれぞれ硬判定処理を行った列ベクトルTx’を求めるステップと、
前記列ベクトルTx’の各成分の値及びその近傍の送信信号として取り得る信号点の中から、所定数の信号点を選びこれらを組み合わせ、第1のアンテナ群より送信された送信信号の候補となる信号を複数種類生成するステップと、
前記生成された送信信号の候補となる信号及び前記伝達関数行列Hに基づき、該候補となる信号の中から1つを選択し、この選択した信号に基づいて前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生し出力するステップと
が実施され
前記送信信号の候補数(N t1 , N t2 , N t3 ・・・, N tN )の値を各アンテナ毎の信号対雑音比の推定値に応じて決定する、
ことを特徴とする無線通信方法を提供する。
本発明はまた、
N(Nは1より大きい整数)本以上の第1のアンテナ群を備えた第1の無線局と、M(Mは1より大きい整数)本の第2のアンテナ群を備えた第2の無線局とにより構成された無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記第1の無線局により、
入力されたユーザデータをN系統に分割するステップと、
前記のN系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN系統の第1の信号系列を生成するステップと、
N本の前記第1のアンテナ群を用いて同一周波数にて同時に前記第1の信号系列を重畳して送信するステップと
が実施され、
前記第2の無線局により、
M本の前記第2のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信するステップと、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第1のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第2のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の伝達関数h j,i を取得するステップと、
前記伝達関数h j,i を第(j,i)要素とするM行N列の伝達関数行列Hをもとに、送信信号の推定値の第1近似列ベクトルTxを求めるステップと、
前記列ベクトルTxの各要素で与えられる送信信号点に対してそれぞれ硬判定処理を行った列ベクトルTx’を求めるステップと、
前記列ベクトルTx’の各成分の値及びその近傍の送信信号として取り得る信号点の中から、所定数の信号点を選びこれらを組み合わせ、第1のアンテナ群より送信された送信信号の候補となる信号を複数種類生成するステップと、
前記生成された送信信号の候補となる信号及び前記伝達関数行列Hに基づき、該候補となる信号の中から1つを選択し、この選択した信号に基づいて前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生し出力するステップと
が実施され、
前記送信信号の候補数(N t1 , N t2 , N t3 ・・・, N tN )の値を行列H ・Hの各アンテナ毎の固有値に応じて決定する、
ことを特徴とする無線通信方法を提供する。
The present invention also provides
A first radio station having N (N is an integer greater than 1) or more first antenna groups, and a second radio station having M (M is an integer greater than 1) second antenna groups. A wireless communication method in a wireless communication system configured with a station,
By the first radio station,
Dividing the input user data into N systems;
Providing a signal of an individual known pattern to the data divided into the N systems to generate a first signal sequence of the N systems;
Performing the process of superimposing and transmitting the first signal sequence simultaneously at the same frequency using N first antenna groups,
By the second radio station,
Individually receiving radio signals using the M second antenna groups;
A transfer function h j, between the i-th antenna of the first antenna group and the j-th antenna of the second antenna group, with a known pattern signal given to the received signal as a reference signal obtaining i ;
Obtaining a first approximate column vector Tx of the estimated value of the transmission signal based on a transfer function matrix H of M rows and N columns with the transfer function h j, i as the (j, i) element;
Obtaining a column vector Tx ′ obtained by performing hard decision processing on each transmission signal point given by each element of the column vector Tx;
A predetermined number of signal points are selected from the values of each component of the column vector Tx ′ and signal points that can be taken as transmission signals in the vicinity thereof, and these are combined, and transmission signal candidates transmitted from the first antenna group are combined. Generating a plurality of types of signals
Based on the generated transmission signal candidate signal and the transfer function matrix H, one of the candidate signals is selected and transmitted from the first radio station based on the selected signal. And reproducing and outputting the user data ,
Determining the value of the number of transmission signal candidates (N t1 , N t2 , N t3 ..., N tN ) according to the estimated value of the signal-to-noise ratio for each antenna;
A wireless communication method is provided.
The present invention also provides
A first radio station having N (N is an integer greater than 1) or more first antenna groups, and a second radio station having M (M is an integer greater than 1) second antenna groups. A wireless communication method in a wireless communication system configured with a station,
By the first radio station,
Dividing the input user data into N systems;
Providing a signal of an individual known pattern to the data divided into the N systems to generate a first signal sequence of the N systems;
Simultaneously superimposing and transmitting the first signal sequence at the same frequency using N first antenna groups;
Is implemented,
By the second radio station,
Individually receiving radio signals using the M second antenna groups;
A transfer function h j, between the i-th antenna of the first antenna group and the j-th antenna of the second antenna group, with a known pattern signal given to the received signal as a reference signal obtaining i ;
Obtaining a first approximate column vector Tx of the estimated value of the transmission signal based on a transfer function matrix H of M rows and N columns with the transfer function h j, i as the (j, i) element;
Obtaining a column vector Tx ′ obtained by performing hard decision processing on each transmission signal point given by each element of the column vector Tx;
A predetermined number of signal points are selected from the values of each component of the column vector Tx ′ and signal points that can be taken as transmission signals in the vicinity thereof, and these are combined, and transmission signal candidates transmitted from the first antenna group are combined. Generating a plurality of types of signals
Based on the generated transmission signal candidate signal and the transfer function matrix H, one of the candidate signals is selected and transmitted from the first radio station based on the selected signal. Playing and outputting the user data
Is implemented,
The value of the number of transmission signal candidates (N t1 , N t2 , N t3 ..., N tN ) is determined according to eigenvalues for each antenna of the matrices H H and H.
A wireless communication method is provided.

具体例として、前記第1のアンテナ群より送信された送信信号の候補となる信号を複数種類生成するステップは、
前記列ベクトルTx’の各成分を(t, t, t,・・・t)とした場合、各成分において送信信号点として取り得るNmax個(Nmaxは1より大きい整数)の信号点の中から、第1成分の信号点としてはtを含むNt1(Nt1はNmax以下の整数)個の信号点、第2成分の信号点としてはtを含むNt2(Nt2はNmax以下の整数)個の信号点、・・・第N成分の信号点としてはtを含むNtN(NtNはNmax以下の整数)個の信号点を選びこれらを組み合わせ、前記送信信号の候補となる信号を複数種類生成するステップ
を含む。
As a specific example, the step of generating a plurality of types of signals that are candidates for transmission signals transmitted from the first antenna group includes:
When each component of the column vector Tx ′ is (t 1 , t 2 , t 3 ,... T N ), N max pieces (N max is an integer greater than 1) that can be taken as transmission signal points in each component. Among the signal points, N t1 (N t1 is an integer equal to or less than N max ) signal points including t 1 as signal points of the first component, and N t2 including t 2 as signal points of the second component (N t2 is an integer less than or equal to N max ) signal points,... N tN (N tN is an integer less than or equal to N max ) signal points including t N Combining and generating a plurality of types of signals as candidates for the transmission signal.

この場合、前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生し出力するステップは、
前記送信信号の候補であるNmld種類(Nmld=Nt1×Nt2×・・・×NtN:Nmldは整数)の列ベクトルの中の第k(1≦k≦Nmld:kは整数)番目の列ベクトルをS[k]とした場合に、伝達関数行列Hと該列ベクトルの積すなわちH×S[k]で与えられる列ベクトルを算出するステップと、
各列ベクトルS[k]に対する前記列ベクトルH×S[k]と実際の受信信号ベクトルRxとの信号点間距離を算出するステップと、
全てのkの中から前記信号点間距離を最小にする送信信号点S[kbest]を選択するステップと、
該選択された列ベクトルの各要素を合成して前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生するステップと
を有するようにしても良い。
In this case, the step of reproducing and outputting the user data transmitted from the first wireless station includes:
N mld types (N mld = N t1 × N t2 ×... × N tN : N mld is an integer) of column vectors (1 ≦ k ≦ N mld : k) that are candidates for the transmission signal. A step of calculating a column vector given by the product of the transfer function matrix H and the column vector, that is, H × S [k], where S (k) is the (integer) th column vector;
Calculating a distance between signal points of the column vector H × S [k] and the actual received signal vector Rx for each column vector S [k];
Selecting a transmission signal point S [k best ] that minimizes the distance between the signal points from among all k;
And combining the elements of the selected column vector to reproduce user data transmitted from the first radio station.

前記第1近似列ベクトルTxを求めるステップは、
前記伝達関数行列Hのエルミート共役となるN行M列行列Hを生成するステップと、
これらの行列の積即ちN行N列の行列H×Hを算出するステップと、
該行列の逆行列即ちN行N列の行列(H×H)−1を算出するステップと、
該逆行列と行列Hの積即ちN行M列の行列(H×H)−1×Hを算出するステップと、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrとし、各成分が(r, r, r,・・・r)で与えられるM行の列ベクトルをRxとした場合、(H×H)−1×H×Rxで与えられるN行の列ベクトルTxを算出するステップと、
を含むようにしても良い。
これにより、従来のMLD法では、送信信号の重畳数Nに対し、信号の種類Nmax に比例してユークリッド距離を演算するための回路規模が指数関数的に発散するが、本発明ではこれを大幅に抑制し、回路規模を抑制しながらMLD法と等価な特性を実現するための簡易な方法を提供することが可能となる。
The step of obtaining the first approximate column vector Tx includes:
Generating an N-row M-column matrix H H that is Hermitian conjugate of the transfer function matrix H;
Calculating the product of these matrices, i.e. the matrix H H × H of N rows and N columns;
Calculating an inverse matrix of the matrix, that is, an N × N matrix (H H × H) −1 ;
Calculating the product of the inverse matrix and the matrix H H , that is, a matrix of N rows and M columns (H H × H) −1 × H H ;
Wherein the second of the m antenna reception signals actually received by the antenna group and r m, column vector of M rows each component given by (r 1, r 2, r 3, ··· r M) Is a column vector Tx of N rows given by (H H × H) −1 × H H × Rx,
May be included.
As a result, in the conventional MLD method, the circuit scale for calculating the Euclidean distance is exponentially divergent in proportion to the signal type N max N with respect to the number N of superposed transmission signals. Therefore, it is possible to provide a simple method for realizing characteristics equivalent to the MLD method while suppressing the circuit scale.

また、前記第1近似列ベクトルTxを求めるステップは、N=Mの場合において、
前記伝達関数行列Hの逆行列即ちN行N列の行列H−1を算出するステップと、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrとし、各成分が(r, r, r,・・・r)で与えられるN行の列ベクトルをRxとした場合、H−1×Rxで与えられるN行の列ベクトルTxを算出するステップと、
を含むようにしても良い。
これにより、送受信側のアンテナ数が同じ(N=M)場合は、より演算処理を簡略化することができる。
Further, the step of obtaining the first approximate column vector Tx may be performed when N = M.
Calculating an inverse matrix of the transfer function matrix H, that is, a matrix H −1 having N rows and N columns;
Wherein the second m-th received signal actually received by the antenna of the antenna group and r m, column vector of N rows each component given by (r 1, r 2, r 3, ··· r M) Is a column vector Tx of N rows given by H −1 × Rx,
May be included.
Thereby, when the number of antennas on the transmission / reception side is the same (N = M), the arithmetic processing can be further simplified.

また、前記第1近似列ベクトルTxを求めるステップは、
前記伝達関数行列Hのエルミート共役となるN行M列行列Hを生成するステップと、
前記第1の無線局が送信するプリアンブル信号を前記第2のアンテナ群で受信した際の各信号を成分としてもつ列ベクトルyを取得するステップと、
該列ベクトルのエルミート共役な行ベクトルyを生成するステップと、
これらのベクトルの積としてM行M列の行列すなわちY=y× を算出するステップと、
前記プリアンブル信号が複数シンボルにわたる場合には、前記行列Yの各成分の値を複数シンボルに渡って平均化しこれに置き換えるステップと、
前記行列Yの逆行列すなわちY−1を算出するステップと、
前記行列HおよびY−1の行列積すなわちN行M列の行列H×Y−1を生成するステップと、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrとし、各成分が(r, r, r,・・・r)で与えられるM行の列ベクトルをRxとした場合、H×Y−1×Rxで与えられるN行の列ベクトルTxを算出するステップと、
を含むようにしても良い。
これにより、送信信号点検索の初期情報を与える際に、ZF法よりも特性の優れたMMSE法を適用することができ、特性をより改善するための簡易な実現方法を提供できる。
The step of obtaining the first approximate column vector Tx includes:
Generating an N-row M-column matrix H H that is Hermitian conjugate of the transfer function matrix H;
Obtaining a column vector y having each signal as a component when a preamble signal transmitted by the first radio station is received by the second antenna group;
Generating a Hermite conjugate row vector y H of the column vector;
The product of these vectors is a matrix of M rows and M columns, ie Y = y × calculating y H ;
If the preamble signal spans multiple symbols, averaging the values of each component of the matrix Y over multiple symbols and replacing it with
Calculating an inverse matrix of the matrix Y, ie Y −1 ;
Generating a matrix product of the matrices H H and Y −1 , that is, a matrix H H × Y −1 with N rows and M columns;
Wherein the second of the m antenna reception signals actually received by the antenna group and r m, column vector of M rows each component given by (r 1, r 2, r 3, ··· r M) Where Rx is a step of calculating a column vector Tx of N rows given by H H × Y −1 × Rx;
May be included.
This makes it possible to apply the MMSE method, which has better characteristics than the ZF method, when providing the initial information of the transmission signal point search, and to provide a simple implementation method for improving the characteristics.

上記無線通信装置または無線通信方法において、前記送信信号の候補数(Nt1, Nt2, Nt3・・・, NtN)の値を各アンテナ毎の信号対雑音比の推定値に応じて決定している。あるいは、前記送信信号の候補数(Nt1, Nt2, Nt3・・・, NtN)の値を行列H・Hの各アンテナ毎の固有値に応じて決定している
これらにより、回路規模を抑えながら特性を改善するために最適な候補数(Nt1, Nt2, Nt3・・・, NtN)を選ぶための簡易な実現方法を提供することができる。
また、本無線通信方法において、前記無線局間で複数のサブキャリアを用いた直交周波数分割多重(OFDM)変調方式を用いても良い。
In the wireless communication device or wireless communication methods, depending on the number of candidates of the transmitted signal (N t1, N t2, N t3 ···, N tN) the value of the estimated value of the signal-to-noise ratio for each antenna Has been decided. Alternatively, the value of the number of transmission signal candidates (N t1 , N t2 , N t3 ..., N tN ) is determined according to the eigenvalues for each antenna of the matrices H H and H.
Accordingly, it is possible to provide a simple implementation method for selecting the optimum number of candidates (N t1 , N t2 , N t3 ..., N tN ) in order to improve the characteristics while suppressing the circuit scale.
In this wireless communication method, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation method using a plurality of subcarriers between the wireless stations may be used.

本発明はまた、上述の無線通信装置を受信側に有して無線送受信を行う無線通信システムを提供する。   The present invention also provides a wireless communication system having the above-described wireless communication apparatus on the receiving side and performing wireless transmission / reception.

本発明の無線通信装置においては、従来方式では、生成する送信信号の候補群{S[k]}は、送信信号として取り得る全ての信号であり、送信信号の推定値の第1近似Tx’とは無関係であったが、本発明では、チャネル推定処理後に伝達関数行列Hをもとに、送信信号の推定値の第1近似列ベクトルTx’を求め、これをもとに候補群{S[k]}の範囲を限定する。
これにより、MIMO技術を用いた無線通信を行う際に、良好な特性を実現しながらも、現実的な回路規模及び演算量にて実現可能な、無線通信装置、及び無線通信方法を提供することができる。
具体例としては、チャネル推定処理後に伝達関数行列Hをもとに、H、H×H、(H×H)-1、(H×H)-1×Hと順次計算を行う。また、あるシンボルの受信信号がベクトルRxであるとき、(H×H)-1×H×Rxの演算を行い、送信信号の推定値の第1近似Txを求め、さらに硬判定回路によりTxに最も接近したTx’を求め、送信信号の候補は、このTx’の近傍に限定して生成する。
これにより、従来のMLD法では、送信信号の重畳数Nに対し、信号の種類Nmax に比例してユークリッド距離を演算するための回路規模が指数関数的に発散するが、本発明ではこれを大幅に抑制し、回路規模を抑制しながらMLD法と等価な特性を実現するための簡易な方法を提供することが可能となる。
ここで、送受信側のアンテナ数が同じ(N=M)場合は、伝達関数行列Hの逆行列H−1を算出し、受信信号ベクトルRxとした場合、H−1×Rxにより、送信信号の推定値の第1近似Txを求める。
これにより、送受信側のアンテナ数が同じ(N=M)場合は、より演算処理を簡略化することができる。
In the wireless communication apparatus of the present invention, in the conventional method, the candidate group of transmission signals {S [k]} to be generated is all signals that can be taken as transmission signals, and the first approximation Tx ′ of the estimated value of the transmission signals. In the present invention, the first approximate column vector Tx ′ of the estimated value of the transmission signal is obtained based on the transfer function matrix H after the channel estimation processing, and the candidate group {S The range of [k]} is limited.
Thus, it is possible to provide a wireless communication apparatus and a wireless communication method that can be realized with a realistic circuit scale and calculation amount while realizing good characteristics when performing wireless communication using MIMO technology. Can do.
As a specific example, based on the transfer function matrix H after channel estimation processing, H H , H H × H, (H H × H) −1 , (H H × H) −1 × H H are sequentially calculated. Do. When a received signal of a certain symbol is a vector Rx, the calculation of (H H × H) −1 × H H × Rx is performed to obtain a first approximate Tx of the estimated value of the transmission signal, and further by a hard decision circuit Tx ′ closest to Tx is obtained, and transmission signal candidates are generated only in the vicinity of Tx ′.
As a result, in the conventional MLD method, the circuit scale for calculating the Euclidean distance is exponentially divergent in proportion to the signal type N max N with respect to the number N of superposed transmission signals. Therefore, it is possible to provide a simple method for realizing characteristics equivalent to the MLD method while suppressing the circuit scale.
Here, when the number of antennas on the transmission / reception side is the same (N = M), the inverse matrix H −1 of the transfer function matrix H is calculated, and when the reception signal vector Rx is used, the transmission signal is expressed by H −1 × Rx. A first approximation Tx of the estimated value is obtained.
Thereby, when the number of antennas on the transmission / reception side is the same (N = M), the arithmetic processing can be further simplified.

また、各アンテナで受信したプリアンブル信号を信号成分としてもつ列ベクトルyを取得し、該列ベクトルのエルミート共役な行ベクトルyを生成し、Y=y× 、および逆行列Y−1を算出し、さらに行列H×Y−1を生成し、受信信号ベクトルRxにより、H×Y−1×Rxで与えられる送信信号の推定値の第1近似Txを求めることも可能である。さらに硬判定回路によりTxに最も接近したTx’を求め、送信信号の候補は、このTx’の近傍に限定して生成する。
これにより、送信信号点検索の初期情報を与える際に、ZF法よりも特性の優れたMMSE法を適用することができ、特性をより改善するための簡易な実現方法を提供できる。
Also, a column vector y having a preamble signal received by each antenna as a signal component is obtained, and a Hermite conjugate row vector y H of the column vector is generated, and Y = y × y H and inverse matrix Y −1 are calculated, and further, matrix H H × Y −1 is generated, and the first estimated value of the transmission signal given by H H × Y −1 × Rx is obtained from received signal vector Rx. It is also possible to obtain the approximate Tx. Further, Tx ′ closest to Tx is obtained by the hard decision circuit, and transmission signal candidates are generated only in the vicinity of Tx ′.
This makes it possible to apply the MMSE method, which has better characteristics than the ZF method, when providing the initial information of the transmission signal point search, and to provide a simple implementation method for improving the characteristics.

また、無線局間で複数のサブキャリアを用いた直交周波数分割多重(OFDM:OrthogonalFrequency Division Multiplexing)変調方式を用いる場合には、MIMO技術の適用領域として、現在、5GHz帯及び2.4GHz帯を用いた高速無線LANシステムの拡張が注目されていおり、これらの無線LANシステムに本発明を適用できる。   In addition, when an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation scheme using a plurality of subcarriers between radio stations is used, the 5 GHz band and the 2.4 GHz band are currently used as the application area of the MIMO technology. The expansion of the high-speed wireless LAN system which has been attracting attention is applicable, and the present invention can be applied to these wireless LAN systems.

また、送信信号の候補数のベクトル(Nt1, Nt2, Nt3・・・, NtN)の値を各アンテナ毎の信号対雑音比の推定値に応じて、あるいは、各アンテナ毎の固有値に応じて決定することができる。これにより、回路規模を抑えながら特性を改善するために最適な候補数(Nt1, Nt2, Nt3・・・, NtN)を選ぶための簡易な実現方法を提供することができる。Further, the value of the vector of transmission signal candidates (N t1 , N t2 , N t3 ..., N tN ) is set according to the estimated value of the signal-to-noise ratio for each antenna, or the eigenvalue for each antenna. Can be determined according to This can provide a simple implementation method for selecting the optimum number of candidates (N t1 , N t2 , N t3 ..., N tN ) in order to improve the characteristics while suppressing the circuit scale.

本発明の第1の実施の形態における無線通信装置の受信部の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the receiving part of the radio | wireless communication apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における無線通信装置の受信部の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the receiving part of the radio | wireless communication apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態における無線通信装置の受信部の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the receiving part of the radio | wireless communication apparatus in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における無線通信装置の受信フローを示す図。The figure which shows the reception flow of the radio | wireless communication apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における無線通信装置の受信フローを示す図。The figure which shows the reception flow of the radio | wireless communication apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態における無線通信装置の受信フローを示す図。The figure which shows the reception flow of the radio | wireless communication apparatus in the 3rd Embodiment of this invention. 従来技術における第1の無線局の送信部構成を示す図。The figure which shows the transmission part structure of the 1st radio station in a prior art. 従来技術におけるMLD法を用いた無線通信装置の受信部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the receiving part of the radio | wireless communication apparatus using the MLD method in a prior art. 従来技術における第1の無線局の送信フローを示す図。The figure which shows the transmission flow of the 1st radio station in a prior art. 従来技術におけるMLD法を用いた無線通信装置の受信フローを示す図。The figure which shows the reception flow of the radio | wireless communication apparatus using the MLD method in a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1−1〜1−4 送信アンテナ 2−1〜2−4 無線部 3 チャネル推定回路 4 受信信号管理回路 5 伝達関数行列管理回路 6 行列演算回路#1 7 行列演算回路#2 8 硬判定回路 9 送信信号候補生成回路 10 レプリカ生成回路 11 ユークリッド距離演算回路 12 選択回路 13 データ合成回路 21 行列演算回路#1 22 行列演算回路#2 31 行列演算回路#1 32 行列演算回路#2 33 受信信号管理回路 100 データ分割回路 101−1〜101−4 プリアンブル付与回路 102−1〜102−4 変調回路 103−1〜103−4 無線部 104−1〜104−4 送信アンテナ 111−1〜111−4 受信アンテナ 112−1〜112−4 無線部 113 チャネル推定回路 114 受信信号管理回路 115 伝達関数行列管理回路 116 レプリカ生成回路 117 送信信号生成回路 118 ユークリッド距離演算回路 119 選択回路 120 データ合成回路   1-1 to 1-4 Transmitting antenna 2-1 to 2-4 Radio unit 3 Channel estimation circuit 4 Received signal management circuit 5 Transfer function matrix management circuit 6 Matrix operation circuit # 1 7 Matrix operation circuit # 2 8 Hard decision circuit 9 Transmission signal candidate generation circuit 10 Replica generation circuit 11 Euclidean distance operation circuit 12 Selection circuit 13 Data synthesis circuit 21 Matrix operation circuit # 1 22 Matrix operation circuit # 2 31 Matrix operation circuit # 1 32 Matrix operation circuit # 2 33 Reception signal management circuit DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Data division | segmentation circuit 101-1 to 101-4 Preamble provision circuit 102-1 to 102-4 Modulation circuit 103-1 to 103-4 Radio | wireless part 104-1 to 104-4 Transmission antenna 111-1 to 111-4 Reception antenna 112-1 to 112-4 Radio unit 113 Channel estimation circuit 114 Reception signal management circuit 115 Transfer function matrix management circuit 116 Replica generation circuit 117 Transmission signal generation circuit 118 Euclidean distance calculation circuit 119 Selection circuit 120 Data synthesis circuit

本発明と従来技術の異なる点は、無線通信装置の受信部の構成及び処理内容にあり、送信側の無線通信装置の送信部の構成及び処理内容、即ち図7および図9に示す従来例は本発明においても共通である。したがって、以下には受信側の無線通信装置の受信部に関する説明を行う。   The difference between the present invention and the prior art lies in the configuration and processing contents of the receiving unit of the wireless communication apparatus. The configuration and processing contents of the transmitting unit of the transmitting side wireless communication apparatus, that is, the conventional examples shown in FIGS. This is also common in the present invention. Therefore, a description will be given below of the receiving unit of the receiving-side wireless communication device.

以下、本発明の種々の実施形態について、図を参照して説明する。なお、各図においては、行列の積を「・」で示している。   Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the product of the matrix is indicated by “·”.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の無線通信装置の第1の実施の形態例を示す図であり、無線通信装置の受信部の構成例を示す図である。ここではひとつの例として、受信アンテナ数M=4の場合を例にとり説明する。図1において、1−1〜1−4は受信アンテナ、2−1〜2−4は無線部、3はチャネル推定回路、4は受信信号管理回路、5は伝達関数行列管理回路、6は行列演算回路#1、7は行列演算回路#2、8は硬判定回路、9は送信信号候補生成回路、10はレプリカ生成回路、11はユークリッド距離演算回路、12は選択回路、13はデータ合成回路を示している。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a first exemplary embodiment of a wireless communication device according to the present invention, and is a diagram illustrating a configuration example of a receiving unit of the wireless communication device. Here, as an example, a case where the number of receiving antennas M = 4 will be described as an example. In FIG. 1, 1-1 to 1-4 are receiving antennas, 2-1 to 2-4 are radio units, 3 is a channel estimation circuit, 4 is a received signal management circuit, 5 is a transfer function matrix management circuit, and 6 is a matrix. Arithmetic circuits # 1, 7 are matrix arithmetic circuits # 2, 8 are hard decision circuits, 9 is a transmission signal candidate generation circuit, 10 is a replica generation circuit, 11 is a Euclidean distance calculation circuit, 12 is a selection circuit, and 13 is a data synthesis circuit. Is shown.

第1の受信アンテナ1−1から第4の受信アンテナ1−4は、それぞれ個別に受信信号を受信する。無線部2−1〜2−4を経由して、受信した信号はチャネル推定回路3に入力される。送信側で付与した所定のプリアンブル信号の受信状況から、チャネル推定回路3にて各送信アンテナと受信アンテナ間の伝達関数をここで取得する。取得された各伝達関数の情報hj,iは伝達関数行列管理回路5にて伝達関数行列Hとして管理される。The first receiving antenna 1-1 to the fourth receiving antenna 1-4 individually receive the received signals. The received signal is input to the channel estimation circuit 3 via the radio units 2-1 to 2-4. From the reception status of a predetermined preamble signal given on the transmission side, the transfer function between each transmission antenna and the reception antenna is acquired here by the channel estimation circuit 3. The acquired information h j, i of each transfer function is managed as a transfer function matrix H by the transfer function matrix management circuit 5.

プリアンブル信号に後続するデータ信号は、1シンボル分づつ受信信号管理回路4に入力される。受信信号管理回路4では、各アンテナの受信信号(r, r, r, r)を成分とした受信信号ベクトルRxとして一旦管理される。行列演算回路#1(6)では、取得した伝達関数行列HからH(Hのエルミート行列)、H×H、(H×H)−1、(H×H)−1×Hと順次計算を行う。The data signal following the preamble signal is input to the received signal management circuit 4 for each symbol. In the received signal management circuit 4, the received signal vector Rx having the received signals (r 1 , r 2 , r 3 , r 4 ) of each antenna as components is once managed. In the matrix operation circuit # 1 (6), the acquired transfer function matrix H to H H (H Hermitian matrix), H H × H, (H H × H) −1 , (H H × H) −1 × H Sequential calculation with H.

ここで求められた(H×H)−1×Hと、受信信号管理回路4で管理する受信信号ベクトルRxは、行列演算回路#2(7)にて積算処理を行う。ここで得られた信号点Tx=(H×H)−1×H×Rxは、送信信号の推定値の第1近似であるが、一般には熱雑音項により不連続な値をとる送信信号のコンスタレーション上の点とは一致しない。そこで、硬判定回路8にて、Txにもっとも近接した送信信号点Tx’を判定する。The (H H × H) −1 × H H obtained here and the received signal vector Rx managed by the received signal management circuit 4 are subjected to integration processing by the matrix operation circuit # 2 (7). The signal point Tx = (H H × H) −1 × H H × Rx obtained here is a first approximation of the estimated value of the transmission signal, but transmission generally takes a discontinuous value due to the thermal noise term. It does not coincide with a point on the signal constellation. Therefore, the hard decision circuit 8 determines the transmission signal point Tx ′ closest to Tx.

送信信号候補生成回路9では、先に求めた送信信号点Tx’を含め、Tx’に近接した送信信号の候補群{S[k]}を生成する。従来のMLD法では、この送信信号の候補群{S[k]}は硬判定された送信信号点Tx’とは関係なく、Nmax 種類のとり得る全ての信号点を候補としていた。しかし、ここでは送信信号点Tx’を基準として、この信号点に近接した信号点に限定する。The transmission signal candidate generation circuit 9 generates a transmission signal candidate group {S [k]} close to Tx ′ including the transmission signal point Tx ′ obtained previously. In the conventional MLD method, this transmission signal candidate group {S [k]} has all N max N possible signal points as candidates, irrespective of the transmission signal point Tx ′ that is hard-decided. However, here, the transmission signal point Tx ′ is used as a reference, and the signal point is close to this signal point.

例えば、送信信号点の列ベクトルTx’の各成分を( t, t, t,・・・t)とした場合、各成分において送信信号点として取り得るNmax個(Nmaxは1より大きい整数)の信号点の中から、第1成分の信号点としてはtを含むNt1(Nt1はNmax以下の整数)個の信号点、第2成分の信号点としてはtを含むNt2(Nt2はNmax以下の整数)個の信号点、・・・第N成分の信号点としてはtを含むNtN(NtNはNmax以下の整数)個の信号点を選びこれらを組み合わせ、第1のアンテナ群より送信された送信信号の候補となる信号を複数種類生成し、送信信号の候補であるNmld種類(Nmld=Nt1×Nt2×・・・×NtN:Nmldは整数)の列ベクトルを生成し、この中の第k(1≦k≦Nmld:kは整数)番目の列ベクトルをS[k]とする。
なお、(Nt1, Nt2, …,NtN)の中の一部の要素の値はNmaxと一致していてもかまわないが、少なくとも1つ以上の要素はNmaxより小さな値をとり、その結果としてNmld<Nmax N となる様にする。
For example, when each component of the column vector Tx ′ of transmission signal points is (t 1 , t 2 , t 3 ,... T N ), N max pieces (N max can be taken as transmission signal points in each component). N t1 (N t1 is an integer less than or equal to N max ) signal points including t 1 as signal points of the first component, and t as signal points of the second component N t2 (N t2 is N max following integer) signal points including 2, N tN including t N as signal points ... N-th component (N tN is N max following integer) signal By selecting points and combining them, a plurality of types of signals that are candidates for transmission signals transmitted from the first antenna group are generated, and N mld types (N mld = N t1 × N t2 ×.・ × N tN : N mld is an integer) column vector. The k-th (1 ≦ k ≦ N mld : k is an integer) -th column vector in S is assumed to be S [k].
The values of some elements in (N t1 , N t2 ,..., N tN ) may coincide with N max , but at least one element takes a value smaller than N max. As a result, N mld <N max N.

また、送信信号候補生成回路9で生成した列ベクトルS[k]は伝達関数行列管理回路5にて管理された伝達関数行列Hとの積算処理をレプリカ生成回路10で実施し、送信信号がS[k]であった場合の受信信号の推定値を求める。この値と、受信信号管理回路4で管理された実際の受信信号との距離、すなわちユークリッド距離をユークリッド距離演算回路11で求める。全ての送信信号候補群{S[k]}に対して同様の処理を実施した後、選択回路12ではユークリッド距離が最短となる信号S[kbest]を選択する。
この様にしてシンボル毎に確定した受信信号は、データ合成回路13にてシンボル毎に合成すると共に、N系列の信号をまとめて1系列とし、最終的に、送信側でのデータを再生して出力する。
Also, the column vector S [k] generated by the transmission signal candidate generation circuit 9 is integrated by the replica generation circuit 10 with the transfer function matrix H managed by the transfer function matrix management circuit 5, and the transmission signal is S. The estimated value of the received signal when [k] is obtained. The distance between this value and the actual received signal managed by the received signal management circuit 4, that is, the Euclidean distance is obtained by the Euclidean distance calculation circuit 11. After performing the same processing for all the transmission signal candidate groups {S [k]}, the selection circuit 12 selects the signal S [k best ] with the shortest Euclidean distance.
The reception signal determined for each symbol in this way is synthesized for each symbol by the data synthesis circuit 13, and the N series signals are combined into one series, and finally the data on the transmission side is reproduced. Output.

なお、説明では複数の送信信号候補群{S[k]}の全てに行うべき処理を、送信信号候補生成回路9、レプリカ生成回路10、ユークリッド距離演算回路11とそれぞれひとつの機能ブロックにまとめたが、それぞれの機能ブロック内には所定の回数の演算を実施する機能が必要となる。例えば、処理遅延を短縮するためには、同様の回路を演算回数分だけ並列的に実装することになる。また、回路規模を抑制するためには、送信信号候補生成回路9→レプリカ生成回路10→ユークリッド距離演算回路11→送信信号候補生成回路9→レプリカ生成回路10→ユークリッド距離演算回路11→送信信号候補生成回路9→・・・とループ上に処理を実施する構成とすることも可能である。   In the description, the processing to be performed on all of the plurality of transmission signal candidate groups {S [k]} is grouped into one function block, the transmission signal candidate generation circuit 9, the replica generation circuit 10, and the Euclidean distance calculation circuit 11. However, a function for performing a predetermined number of operations is required in each functional block. For example, in order to shorten the processing delay, a similar circuit is mounted in parallel by the number of times of calculation. In order to suppress the circuit scale, the transmission signal candidate generation circuit 9 → the replica generation circuit 10 → the Euclidean distance calculation circuit 11 → the transmission signal candidate generation circuit 9 → the replica generation circuit 10 → the Euclidean distance calculation circuit 11 → the transmission signal candidate. It is also possible to adopt a configuration in which processing is performed on the generation circuit 9 →... And the loop.

以上の説明は、第1のアンテナ群(送信側)と第2のアンテナ群(受信側)のそれぞれのアンテナ数がNとMで一般に異なる場合を例にとって示した。これに対し、N=Mに限定した場合には、処理が若干簡単になる。   The above description shows an example in which the number of antennas of the first antenna group (transmission side) and the second antenna group (reception side) is generally different between N and M. On the other hand, when it is limited to N = M, the processing is slightly simplified.

[第2の実施の形態]
図2は、本発明の無線通信装置の第2の実施の形態例を示す図であり、無線通信装置の受信部の構成例を示す図である。図2においては、21で示す行列演算回路#1、22で示す行列演算回路#2を除き、全て図1に記載のものと処理の内容が同じである。また、図1の行列演算回路#1(6)と図2の行列演算回路#1(21)、図1の行列演算回路#2(7)と図2の行列演算回路#2(22)は、それぞれ内部で行う処理内容が異なっているだけである。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a diagram illustrating a second exemplary embodiment of the wireless communication device of the present invention, and is a diagram illustrating a configuration example of a receiving unit of the wireless communication device. In FIG. 2, the contents of the process are the same as those shown in FIG. 1 except for the matrix operation circuit # 2 indicated by the matrix operation circuit # 1, 2 indicated by 21. Also, the matrix operation circuit # 1 (6) in FIG. 1 and the matrix operation circuit # 1 (21) in FIG. 2, the matrix operation circuit # 2 (7) in FIG. 1, and the matrix operation circuit # 2 (22) in FIG. The only difference is the content of processing performed internally.

一般にはNとMの値は異なり、伝達関数行列Hは非正方行列である。このため、伝達関数行列Hのエルミート行列HとHとの積を用いることにより、行列を正方行列に変換していた。しかし、もともとの行列が正方行列であれば、その様な処理は不要であり、行列演算回路#1(21)では伝達関数行列Hの逆行列H-1を求め、行列演算回路#2(22)ではこの逆行列と受信信号ベクトルRxの積を取れば良い。In general, the values of N and M are different, and the transfer function matrix H is a non-square matrix. For this reason, the matrix is converted into a square matrix by using the product of Hermitian matrices H H and H of the transfer function matrix H. However, if the original matrix is a square matrix, such processing is not necessary, and the matrix calculation circuit # 1 (21) obtains an inverse matrix H- 1 of the transfer function matrix H, and the matrix calculation circuit # 2 (22 ), The product of this inverse matrix and the received signal vector Rx may be taken.

以上、図1および図2の説明では、送信信号の推定値の第1近似として従来のZF法を用いていた。これに対して、送信信号の推定値の第1近似としてその他の方法を選択することも可能である。例えば、MMSE(Minimum Mean Square Error)法などがその一例にあげられる。   As described above, in the description of FIGS. 1 and 2, the conventional ZF method is used as the first approximation of the estimated value of the transmission signal. On the other hand, it is possible to select another method as the first approximation of the estimated value of the transmission signal. For example, the MMSE (Minimum Mean Square Error) method is an example.

[第3の実施の形態]
図3は、本発明の第3の実施の形態例を示す図であり、無線通信装置の受信部の構成例を示す図である。図3においては、31で示す行列演算回路#1、32で示す行列演算回路#2、33で示す受信信号管理回路を除き、全て図1に記載のものと処理内容が同じである。また、図1の行列演算回路#1(6)と図3の行列演算回路#1(31)、図1の行列演算回路#2(7)と図3の行列演算回路#2(31)、図1の受信信号管理回路4と図3の受信信号管理回路33はそれぞれ内部で行う処理内容が異なっているだけである。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a diagram illustrating a third exemplary embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a configuration example of a receiving unit of a wireless communication device. In FIG. 3, except for the reception signal management circuit indicated by matrix operation circuits # 2 and 33 indicated by matrix operation circuits # 1 and 32 indicated by 31, the processing contents are the same as those described in FIG. Also, the matrix operation circuit # 1 (6) in FIG. 1 and the matrix operation circuit # 1 (31) in FIG. 3, the matrix operation circuit # 2 (7) in FIG. 1, and the matrix operation circuit # 2 (31) in FIG. The reception signal management circuit 4 of FIG. 1 and the reception signal management circuit 33 of FIG.

受信信号管理回路33では、従来通りの機能に加えて、受信した信号のうちのプリアンブル信号yを抜き出して行列演算回路#1(31)に入力する機能をもつ。行列演算回路#1(31)では、伝達関数行列管理回路5で取得した伝達関数行列HからHを求めると共に、受信信号管理回路33から入力されたプリアンブル信号yに対し、そのエルミート共役なベクトルyを生成し、さらにy×yの演算を実施する。プリアンブル信号が複数シンボルである場合には、複数シンボルでの平均値として、または1シンボルの場合にはそのままの値として、行列Yをy×yの平均値として取得する。さらに、この逆行列Y-1、および行列H×Y-1を順次計算する。以上が行列演算回路#1(31)の機能である。これに対し、行列演算回路#2(32)では、行列演算回路#1(31)から取得したH×Y-1と受信信号管理回路33から入力される受信信号Rxとの行列積を演算する。このH×Y-1×Rxが、本実施例における送信信号の推定値の第1近似となる。In addition to the conventional function, the reception signal management circuit 33 has a function of extracting the preamble signal y from the received signal and inputting it to the matrix operation circuit # 1 (31). In the matrix operation circuit # 1 (31), H H is obtained from the transfer function matrix H acquired by the transfer function matrix management circuit 5, and the Hermitian conjugate vector is obtained for the preamble signal y input from the reception signal management circuit 33. It generates y H, and further executing calculation of y × y H. When the preamble signal is a plurality of symbols, the matrix Y is acquired as an average value of y × y H as an average value of a plurality of symbols, or when the preamble signal is one symbol, as it is. Further, the inverse matrix Y −1 and the matrix H H × Y −1 are sequentially calculated. The above is the function of the matrix operation circuit # 1 (31). On the other hand, the matrix operation circuit # 2 (32) calculates the matrix product of H H × Y −1 acquired from the matrix operation circuit # 1 (31) and the reception signal Rx input from the reception signal management circuit 33. To do. This H H × Y −1 × Rx is the first approximation of the estimated value of the transmission signal in this embodiment.

それから、図1に示す場合と同様に、第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrとし、各成分が( r, r, r,・・・r)で与えられるM行の列ベクトルをRxとした場合、H×Y−1×Rxで与えられるN行の列ベクトルTxを算出し、該列ベクトルTxの各要素で与えられる送信信号点に対してそれぞれ硬判定処理を行った列ベクトルTx’を求める。Then, similarly to the case shown in FIG. 1, the received signal is actually received by the second antenna group of the m antenna and r m, each component (r 1, r 2, r 3, ··· r M ) column vector vector Mx) is Rx, N row column vector Tx given by H H × Y −1 × Rx is calculated, and transmission signal points given by each element of the column vector Tx Then, a column vector Tx ′ that has been subjected to hard decision processing is obtained.

該列ベクトルTx’の各成分を( t, t, t,・・・t)とした場合、各成分において送信信号点として取り得るNmax個(Nmaxは1より大きい整数)の信号点の中から、第1成分の信号点としてはtを含むNt1(Nt1はNmax以下の整数)個の信号点、第2成分の信号点としてはtを含むNt2(Nt2はNmax以下の整数)個の信号点、・・・第N成分の信号点としてはtを含むNtN(NtNはNmax以下の整数)個の信号点を選びこれらを組み合わせ、第1のアンテナ群より送信された送信信号の候補となる信号を複数種類生成する。When each component of the column vector Tx ′ is (t 1 , t 2 , t 3 ,... T N ), N max pieces that can be taken as transmission signal points in each component (N max is an integer greater than 1) Among the signal points, N t1 (N t1 is an integer equal to or less than N max ) signal points including t 1 as signal points of the first component, and N t2 including t 2 as signal points of the second component (N t2 is an integer less than or equal to N max ) signal points,... N tN (N tN is an integer less than or equal to N max ) signal points including t N In combination, a plurality of types of signals that are transmission signal candidates transmitted from the first antenna group are generated.

それから、送信信号の候補であるNmld種類(Nmld=Nt1×Nt2×・・・×NtN:Nmldは整数)の列ベクトルの中の第k(1≦k≦Nmld:kは整数)番目の列ベクトルをS[k]とした場合に、伝達関数行列Hと該列ベクトルの積すなわちH×S[k]で与えられる列ベクトルを算出する。また、各列ベクトルS[k]に対する前記列ベクトルH×S[k]と実際の受信信号ベクトルRxとの信号点間距離を算出し、全てのkの中から前記信号点間距離を最小にする送信信号点S[kbest]を選択し、この選択された列ベクトルの各要素を合成して前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生し出力する。
なお、以上の説明においては、送信信号の推定値(一次近似)として、行列(H×H)-1×HまたはH−1を用いるものを示したが、(式1)または、この式の熱雑音の項を省略した式の解(または近似解)を求められるのであれば、他の手段を用いてもかまわない。
Then, N mld types (N mld = N t1 × N t2 ×... × N tN : N mld is an integer) column vectors (1 ≦ k ≦ N mld : k) that are transmission signal candidates. Is an integer) When the Sth column vector is S [k], the product of the transfer function matrix H and the column vector, that is, the column vector given by H × S [k] is calculated. Further, the distance between signal points between the column vector H × S [k] and the actual received signal vector Rx for each column vector S [k] is calculated, and the distance between the signal points is minimized among all k. The transmission signal point S [k best ] to be selected is selected, the elements of the selected column vector are combined, and the user data transmitted from the first radio station is reproduced and output.
In the above description, the matrix (H H × H) −1 × H H or H −1 is used as the estimated value (primary approximation) of the transmission signal. Other means may be used as long as the solution (or approximate solution) of the equation without the thermal noise term in the equation can be obtained.

なお、MIMO技術の適用領域として、現在、5GHz帯及び2.4GHz帯等を用いた高速無線LANシステムの拡張が注目されている。これらの無線LANシステムでは、複数のサブキャリアを用いた直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式を用いており、これらのシステムに本発明に適用する場合には、各サブキャリア毎に前述の処理を実施することになる。   Note that, as an application area of the MIMO technology, expansion of a high-speed wireless LAN system using a 5 GHz band, a 2.4 GHz band, or the like is currently attracting attention. In these wireless LAN systems, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation scheme using a plurality of subcarriers is used. When the present invention is applied to these systems, each subcarrier is The above-described processing is performed.

[受信フローによる説明]
また、図4は、本発明の第1の実施の形態(図1参照)の無線通信装置における受信フローを示したものである。図10に示した従来方式では、処理ステップS114にて生成する送信信号の候補群{S[k]}は、送信信号として取り得る全ての信号であり、送信信号の推定値の第1近似Tx’とは無関係であったが、本発明では、チャネル推定処理(ステップS3)後に伝達関数行列Hをもとに、H、H×H、(H×H)-1、(H×H)-1×Hと順次計算を行う(ステップS4)。
[Explanation by reception flow]
FIG. 4 shows a reception flow in the wireless communication apparatus according to the first embodiment (see FIG. 1) of the present invention. In the conventional method shown in FIG. 10, the transmission signal candidate group {S [k]} generated in the processing step S114 is all signals that can be taken as the transmission signal, and the first approximation Tx of the estimated value of the transmission signal. In the present invention, H H , H H × H, (H H × H) −1 , (H H ) based on the transfer function matrix H after the channel estimation process (step S3). × H) performs sequential calculation and -1 × H H (step S4).

あるシンボルの受信信号がRxであるとき(ステップS5)、(H×H)-1×H×Rxの演算を行い(ステップS6)、硬判定処理により送信信号の推定値の第1近似Tx’を求める(ステップS7)。送信信号の候補の生成処理は、この送信信号の推定値の第1近似Tx’の近傍に限定して生成する(ステップS8)。以降の処理ステップS10〜S15については、図10に示す従来方式の処理ステップS116〜S121の処理と同一である。When the received signal of a certain symbol is Rx (step S5), (H H × H) −1 × H H × Rx is calculated (step S6), and the first approximation of the estimated value of the transmission signal is performed by hard decision processing. Tx ′ is obtained (step S7). The transmission signal candidate generation processing is limited to the vicinity of the first approximation Tx ′ of the estimated value of the transmission signal (step S8). The subsequent processing steps S10 to S15 are the same as the processing steps S116 to S121 of the conventional method shown in FIG.

また、図5は、本発明の第2の実施の形態(図2参照)の無線通信装置における受信フローを示す図である。図4に示す受信フローと異なる点は、図4で示す処理ステップS4及び処理ステップS6の行列演算処理の内容が、図5に処理ステップS24及び処理ステップS26に置き換わったのみである。   FIG. 5 is a diagram showing a reception flow in the wireless communication apparatus according to the second embodiment (see FIG. 2) of the present invention. The only difference from the reception flow shown in FIG. 4 is that the contents of the matrix calculation processing in processing step S4 and processing step S6 shown in FIG. 4 are replaced with processing step S24 and processing step S26 in FIG.

また、図6は、本発明の第3の実施の形態(図3参照)における無線通信装置の受信フローを示す図である。図4に示す受信フローと異なる点は、図4における処理ステップS4が、図6の処理ステップS45〜S47に置き換わった点、及び処理ステップS6が処理S49に置き換わった点である。また、各処理ステップにおけるそれぞれの内容は、図3で説明した処理に対応する。   FIG. 6 is a diagram showing a reception flow of the wireless communication apparatus in the third embodiment (see FIG. 3) of the present invention. The difference from the reception flow shown in FIG. 4 is that processing step S4 in FIG. 4 is replaced with processing steps S45 to S47 in FIG. 6, and processing step S6 is replaced with processing S49. Each content in each processing step corresponds to the processing described in FIG.

以上説明したように、送信信号の推定値の第1近似の取得方法は幾つか異なるが、求められた第1近似の送信信号点の近傍にユークリッド距離最小となる信号点を検索する範囲を限定することが本発明の特徴である。ひとつの例として、64QAMを想定するとNmax=64である。しかし、各送信アンテナ毎の候補をTx’の各成分とその第1近接までの点の5点に限定すれば、演算量は5に抑えられる。また、第2近接まで含めた9点に限定した場合には、演算量は9に抑えられる。
また、必ずしもTx’の各成分に等方的である必要もない。送信信号点が格子状に並んでいる場合、Txの各成分が含まれる格子の四隅の点として、Tx’の各成分を含む様に候補を選択しても良い。この場合は演算量は4となる。
N=4の場合を例に取れば、従来方式での演算量は16,777,216回、9の場合は6,561回、5の場合は625回、4の場合は256回となる。この様に、演算量を画期的に抑制することが可能となる。
As described above, the method of obtaining the first approximation of the estimated value of the transmission signal is different, but the range for searching for the signal point with the minimum Euclidean distance is limited in the vicinity of the obtained transmission signal point of the first approximation. This is a feature of the present invention. As an example, assuming 64QAM, N max = 64. However, if only the candidates for each transmit antenna to 5 points of the point of each component and to its first proximity Tx ', the computation amount is suppressed to 5 N. Furthermore, when limited to 9 points including up to the second proximity, the operation amount is suppressed to 9 N.
Further, it is not always necessary to be isotropic with respect to each component of Tx ′. When the transmission signal points are arranged in a grid, candidates may be selected so as to include each component of Tx ′ as the four corner points of the lattice including each component of Tx. In this case, the calculation amount is 4N .
Taking the case of N = 4 as an example, the amount of calculation in the conventional method is 16,777,216 times, 6,561 times for 9 N , 625 times for 5 N , 256 times for 4 N It becomes. In this way, it is possible to dramatically reduce the calculation amount.

なお、ここでは送信アンテナ毎の送信信号の候補数(Nt1, Nt2, Nt3・・・,NtN)の値を同一としたが、アンテナ毎に異なる値としても構わない。例えば、N=Mの場合に例をとれば、第i送信アンテナに対応した信号の信号対雑音比の推定値は以下の式で求めることができる。

Here, the number of transmission signal candidates for each transmission antenna (N t1 , N t2 , N t3 ..., N tN ) is the same, but a different value may be used for each antenna. For example, if N = M, an estimated value of the signal-to-noise ratio of the signal corresponding to the i-th transmitting antenna can be obtained by the following equation.

ここで、gj,iは伝達関数行列Hの逆行列の第j,i成分を表す。一般に、信号対雑音比の大きな良好な状態では熱雑音による誤差が小さいので、その様なアンテナに対してはNtiを小さな値とし、信号対雑音比の小さな劣悪のアンテナに対してはNtiを大きな値として設定する。
なお、ここで用いた式と異なる演算によっても、同様の信号対雑音比を求めることは可能であり、その様な類似の物理量を用いることも可能である。
Here, g j, i represents the j-th, i-th component of the inverse matrix of the transfer function matrix H. In general, since the error is small due to thermal noise in the large good condition of the signal-to-noise ratio, and a small value of N ti for such antennas, N ti for small poor antenna signal-to-noise ratio Is set as a large value.
Note that a similar signal-to-noise ratio can be obtained by an operation different from the equation used here, and such a similar physical quantity can also be used.

また、各送信アンテナに対応した信号の受信状況を示す指標として、伝達関数行列Hに対してH×Hの固有値も良く用いられる。一般には固有値の絶対値が大きい場合ほど特性が良く、固有値の絶対値が小さい場合には特性が悪い。したがって、固有値の絶対値が大きい場合にはNtiを小さな値とし、固有値の絶対値が小さい場合にはNtiを大きな値として設定する。In addition, as an index indicating the reception status of a signal corresponding to each transmission antenna, an eigenvalue of H H × H is often used for the transfer function matrix H. In general, the characteristic is better as the absolute value of the eigenvalue is larger, and the characteristic is worse when the absolute value of the eigenvalue is smaller. Therefore, Nti is set to a small value when the absolute value of the eigenvalue is large, and Nti is set to a large value when the absolute value of the eigenvalue is small.

さらに、実際の受信信号とレプリカ信号との信号点間距離として、ここではユークリッド距離を用いた例を示したが、その他の信号点間距離(例えば、ユークリッド距離に対する近似値等)を用いても構わない。   Furthermore, although the example using the Euclidean distance is shown here as the distance between the signal points of the actual received signal and the replica signal, other signal point distances (for example, approximate values for the Euclidean distance, etc.) may be used. I do not care.

以上説明した様に、本発明によれば、MIMO技術を用いた高能率な無線通信を行う際に、MLD法のもつ良好な特性を実現しながらも、従来のMLD法に比べて大幅に回路規模及び演算量を削減可能という効果を得ることが可能である。この結果、受信回路を1チップのLSI内に実装することが可能となる。また、演算量の削減は、直接、消費電力を削減するという副次的な効果も期待できる。
また、以上の技術を実現する際に、処理遅延を短時間に抑える観点からはハードウエアとして実現することが好ましいが、回路規模削減の観点からは、等価な処理フローを備えたソフトウエア処理により実現することも好ましい。
As described above, according to the present invention, when performing high-efficiency wireless communication using MIMO technology, while achieving the good characteristics of the MLD method, the circuit is significantly larger than the conventional MLD method. It is possible to obtain an effect that the scale and the amount of calculation can be reduced. As a result, the receiving circuit can be mounted in a one-chip LSI. In addition, the reduction in the amount of computation can be expected to have a secondary effect of directly reducing power consumption.
Moreover, when realizing the above technology, it is preferable to implement it as hardware from the viewpoint of suppressing processing delay in a short time, but from the viewpoint of reducing the circuit scale, software processing with an equivalent processing flow can be used. It is also preferable to realize.

なお、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することが出来る。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。   In addition, all the embodiment described above shows this invention exemplarily, and does not show it limitedly, This invention can be implemented with another various deformation | transformation aspect and change aspect. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.

本発明においては、MIMO技術を用いた高能率な無線通信を行う際に、MLD法のもつ良好な特性を実現しながらも、従来のMLD法に比べて大幅に回路規模及び演算量を削減可能という効果を奏するので、本発明は、無線通信装置、及び無線通信方法、無線通信システムなどに適用できる。   In the present invention, when performing high-efficiency wireless communication using MIMO technology, the circuit scale and the amount of computation can be greatly reduced compared to the conventional MLD method while realizing the good characteristics of the MLD method. Thus, the present invention can be applied to a wireless communication device, a wireless communication method, a wireless communication system, and the like.

Claims (17)

N(Nは1より大きい整数)本以上の第1のアンテナ群を備えた第1の無線局と、M(Mは1より大きい整数)本の第2のアンテナ群を備えた第2の無線局により構成され、前記第1の無線局が、入力されたユーザデータをN系統に分割する手段と、前記のN系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN系統の第1の信号系列を生成する手段と、N本の前記第1のアンテナ群を用いて同一周波数にて同時に前記第1の信号系列を重畳して送信する手段とを備える無線通信システムにおける無線通信装置であって、
M本の前記第2のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信する手段と、
受信信号に付与された前記既知のパターンの信号を参照信号として、前記第1のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第2のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の伝達関数h , を取得する手段と、
前記伝達関数h , を第(j,i)要素とするM行N列の伝達関数行列Hをもとに、送信信号の推定値の第1近似列ベクトルTxを求める手段と、
前記列ベクトルTxの各要素で与えられる送信信号点に対してそれぞれ硬判定処理を行った列ベクトルTx’を求める手段と、
前記列ベクトルTx’の各成分の値及びその近傍の送信信号として取り得る信号点の中から、所定数の信号点を選びこれらを組み合わせ、第1のアンテナ群より送信された送信信号の候補となる信号を複数種類生成する手段と、
前記生成された送信信号の候補となる信号及び前記伝達関数行列Hに基づき、該候補となる信号の中から1つを選択し、この選択した信号に基づいて前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生し出力する手段と
を備え
前記送信信号の候補数(N t1 , t2 , t3 ・・・ , tN )の値を各アンテナ毎の信号対雑音比の推定値に応じて決定する、
ことを特徴とする無線通信装置。
A first radio station having N (N is an integer greater than 1) or more first antenna groups, and a second radio station having M (M is an integer greater than 1) second antenna groups. A first wireless station configured to divide input user data into N systems, and to add a signal of an individual known pattern to the data divided into the N systems. A wireless communication system comprising: means for generating the first signal sequence; and means for simultaneously superimposing and transmitting the first signal sequence at the same frequency using the N first antenna groups. A communication device,
Means for individually receiving radio signals using the M second antenna groups;
The transfer function h j between the i-th antenna in the first antenna group and the j-th antenna in the second antenna group, using the signal of the known pattern given to the received signal as a reference signal. , i to obtain,
Means for obtaining a first approximate column vector Tx of an estimated value of a transmission signal based on a transfer function matrix H of M rows and N columns with the transfer function h j , i as the (j, i) element;
Means for obtaining a column vector Tx ′ obtained by performing hard decision processing on each transmission signal point given by each element of the column vector Tx;
A predetermined number of signal points are selected from the values of each component of the column vector Tx ′ and signal points that can be taken as transmission signals in the vicinity thereof, and these are combined, and transmission signal candidates transmitted from the first antenna group are combined. Means for generating a plurality of types of signals,
Based on the generated transmission signal candidate signal and the transfer function matrix H, one of the candidate signals is selected and transmitted from the first radio station based on the selected signal. Means for reproducing and outputting user data ,
Determining the value of the number of transmission signal candidates (N t1 , N t2 , N t3 ... , N tN ) according to the estimated value of the signal-to-noise ratio for each antenna;
A wireless communication apparatus.
N(Nは1より大きい整数)本以上の第1のアンテナ群を備えた第1の無線局と、M(Mは1より大きい整数)本の第2のアンテナ群を備えた第2の無線局により構成され、前記第1の無線局が、入力されたユーザデータをN系統に分割する手段と、前記のN系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN系統の第1の信号系列を生成する手段と、N本の前記第1のアンテナ群を用いて同一周波数にて同時に前記第1の信号系列を重畳して送信する手段とを備える無線通信システムにおける無線通信装置であって、  A first radio station having N (N is an integer greater than 1) or more first antenna groups, and a second radio station having M (M is an integer greater than 1) second antenna groups. A first wireless station configured to divide input user data into N systems, and to add a signal of an individual known pattern to the data divided into the N systems. A wireless communication system comprising: means for generating the first signal sequence; and means for simultaneously superimposing and transmitting the first signal sequence at the same frequency using the N first antenna groups. A communication device,
M本の前記第2のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信する手段と、  Means for individually receiving radio signals using the M second antenna groups;
受信信号に付与された前記既知のパターンの信号を参照信号として、前記第1のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第2のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の伝達関数h  A transfer function h between the i-th antenna in the first antenna group and the j-th antenna in the second antenna group, using the signal of the known pattern added to the received signal as a reference signal. j ,, i を取得する手段と、Means for obtaining
前記伝達関数h  The transfer function h j ,, i を第The second (( j ,, i )) 要素とするM行N列の伝達関数行列Hをもとに、送信信号の推定値の第1近似列ベクトルTxを求める手段と、Means for obtaining a first approximate column vector Tx of the estimated value of the transmission signal based on the transfer function matrix H of M rows and N columns as elements;
前記列ベクトルTxの各要素で与えられる送信信号点に対してそれぞれ硬判定処理を行った列ベクトルTx’を求める手段と、  Means for obtaining a column vector Tx 'obtained by performing a hard decision process on each transmission signal point given by each element of the column vector Tx;
前記列ベクトルTx’の各成分の値及びその近傍の送信信号として取り得る信号点の中から、所定数の信号点を選びこれらを組み合わせ、第1のアンテナ群より送信された送信信号の候補となる信号を複数種類生成する手段と、  A predetermined number of signal points are selected from the values of each component of the column vector Tx ′ and signal points that can be taken as transmission signals in the vicinity thereof, and these are combined, and transmission signal candidates transmitted from the first antenna group are combined. Means for generating a plurality of types of signals,
前記生成された送信信号の候補となる信号及び前記伝達関数行列Hに基づき、該候補となる信号の中から1つを選択し、この選択した信号に基づいて前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生し出力する手段と  Based on the generated transmission signal candidate signal and the transfer function matrix H, one of the candidate signals is selected and transmitted from the first radio station based on the selected signal. Means for reproducing and outputting user data
を備え、  With
前記送信信号の候補数(N  The number of transmission signal candidates (N t1t1 , , N t2t2 , , N t3t3 ・・・... , , N tNtN )の値を行列H) Is the matrix H H ・Hの各アンテナ毎の固有値に応じて決定する、・ Determined according to the eigenvalue of each antenna of H,
ことを特徴とする無線通信装置。  A wireless communication apparatus.
請求項1または請求項2に記載の無線通信装置において、
前記第1近似列ベクトルTxを求める手段は、
前記伝達関数行列Hのエルミート共役となるN行M列行列Hを生成する手段と、
これらの行列の積即ちN行N列の行列H×Hを算出し、該行列の逆行列のN行N列の行列(H×H)−1を算出する手段と、
前記逆行列と行列Hの積即ちN行M列の行列(H×H)−1×Hを算出する手段と、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrとし、各成分が( r, r, r,・・・r)で与えられるM行の列ベクトルをRxとした場合、(H×H)−1×H×Rxで与えられるN行の列ベクトルTxを算出する手段と
を有することを特徴とする無線通信装置。
The wireless communication apparatus according to claim 1 or 2 ,
The means for obtaining the first approximate column vector Tx is:
Means for generating an N-row M-column matrix H H that is Hermitian conjugate of the transfer function matrix H;
Means for calculating a product of these matrices, that is, a matrix H H × H of N rows and N columns, and calculating a matrix (H H × H) −1 of N rows and N columns of an inverse matrix of the matrix;
Means for calculating a product of the inverse matrix and the matrix H H , that is, a matrix of N rows and M columns (H H × H) −1 × H H ;
Wherein the second of the m antenna reception signals actually received by the antenna group and r m, column vector of M rows each component given by (r 1, r 2, r 3, ··· r M) And Rx, a means for calculating a column vector Tx of N rows given by (H H × H) −1 × H H × Rx.
請求項1または請求項2に記載の無線通信装置において、
前記第1近似列ベクトルTxを求める手段は、N=Mの場合において、
前記伝達関数行列Hの逆行列即ちN行N列の行列H−1を算出する手段と、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrとし、各成分が( r, r, r,・・・r)で与えられるN行の列ベクトルをRxとした場合、H−1×Rxで与えられるN行の列ベクトルTxを算出する手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
The wireless communication apparatus according to claim 1 or 2 ,
The means for obtaining the first approximate column vector Tx is as follows when N = M:
Means for calculating an inverse matrix of the transfer function matrix H, that is, a matrix H −1 having N rows and N columns;
Wherein the second m-th received signal actually received by the antenna of the antenna group and r m, column vector of N rows each component given by (r 1, r 2, r 3, ··· r M) , Rx, means for calculating a column vector Tx of N rows given by H −1 × Rx;
A wireless communication apparatus comprising:
請求項1または請求項2に記載の無線通信装置において、
前記第1近似列ベクトルTxを求める手段は、
前記伝達関数行列Hのエルミート共役となるN行M列行列Hを生成する手段と、
前記第1の無線局が送信するプリアンブル信号を前記第2のアンテナ群で受信した際の各信号を成分としてもつ列ベクトルyを取得する手段と、
該列ベクトルのエルミート共役な行ベクトルyを生成する手段と、
これらのベクトルの積としてM行M列の行列すなわちY=y×yを算出する手段と、
前記プリアンブル信号が複数シンボルにわたる場合には、前記行列Yの各成分の値を複数シンボルに渡って平均化しこれに置き換える手段と、
前記行列Yの逆行列すなわちY−1を算出する手段と、
前記行列HおよびY−1の行列積すなわちN行M列の行列H×Y−1を生成する手段と、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrとし、各成分が( r, r, r,・・・r)で与えられるM行の列ベクトルをRxとした場合、H×Y−1×Rxで与えられるN行の列ベクトルTxを算出する手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
The wireless communication apparatus according to claim 1 or 2 ,
The means for obtaining the first approximate column vector Tx is:
Means for generating an N-row M-column matrix H H that is Hermitian conjugate of the transfer function matrix H;
Means for obtaining a column vector y having each signal as a component when a preamble signal transmitted by the first radio station is received by the second antenna group;
Means for generating a Hermite conjugate row vector y H of the column vector;
Means for calculating a matrix of M rows and M columns, ie Y = y × y H , as the product of these vectors;
Means for averaging the values of each component of the matrix Y over a plurality of symbols and replacing them when the preamble signal covers a plurality of symbols;
Means for calculating an inverse matrix of the matrix Y, ie, Y −1 ;
Means for generating a matrix product of the matrices H H and Y −1 , that is, a matrix H H × Y −1 of N rows and M columns;
Wherein the second of the m antenna reception signals actually received by the antenna group and r m, column vector of M rows each component given by (r 1, r 2, r 3, ··· r M) , Rx, means for calculating a column vector Tx of N rows given by H H × Y −1 × Rx;
A wireless communication apparatus comprising:
前記請求項1または請求項2に記載の無線通信装置において、
前記第1のアンテナ群より送信された送信信号の候補となる信号を複数種類生成する手段は、
前記列ベクトルTx’の各成分を( t, t, t,・・・t)とした場合、各成分において送信信号点として取り得るNmax個(Nmaxは1より大きい整数)の信号点の中から、第1成分の信号点としてはtを含むNt1(Nt1はNmax以下の整数)個の信号点、第2成分の信号点としてはtを含むNt2(Nt2はNmax以下の整数)個の信号点、・・・第N成分の信号点としてはtを含むNtN(NtNはNmax以下の整数)個の信号点を選びこれらを組み合わせ、前記送信信号の候補となる信号を複数種類生成する手段
を有することを特徴とする無線通信装置。
In the wireless communication device according to claim 1 or 2 ,
Means for generating a plurality of types of signals that are candidates for transmission signals transmitted from the first antenna group,
When each component of the column vector Tx ′ is (t 1 , t 2 , t 3 ,... T N ), N max pieces (N max is an integer greater than 1) that can be taken as transmission signal points in each component. Among the signal points, N t1 (N t1 is an integer equal to or less than N max ) signal points including t 1 as signal points of the first component, and N t2 including t 2 as signal points of the second component (N t2 is an integer less than or equal to N max ) signal points,... N tN (N tN is an integer less than or equal to N max ) signal points including t N A wireless communication apparatus comprising means for generating a plurality of types of signals that are candidates for the transmission signal in combination.
前記請求項に記載の無線通信装置において、
前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生し出力する手段は、
前記送信信号の候補であるNmld種類(Nmld=Nt1×Nt2×・・・×NtN:Nmldは整数)の列ベクトルの中の第k(1≦k≦Nmld:kは整数)番目の列ベクトルをS[k]とした場合に、伝達関数行列Hと該列ベクトルの積すなわちH×S[k]で与えられる列ベクトルを算出する手段と、
各列ベクトルS[k]に対する前記列ベクトルH×S[k]と実際の受信信号ベクトルRxとの信号点間距離を算出する手段と、
全てのkの中から前記信号点間距離を最小にする送信信号点S[kbest]を選択する手段と、
該選択された列ベクトルの各要素を合成して前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生する手段と
を有することを特徴とする無線通信装置。
The wireless communication device according to claim 6 , wherein
Means for reproducing and outputting user data transmitted from the first radio station;
N mld types (N mld = N t1 × N t2 ×... × N tN : N mld is an integer) of column vectors (1 ≦ k ≦ N mld : k) that are candidates for the transmission signal. An integer) means for calculating a column vector given by the product of the transfer function matrix H and the column vector, that is, H × S [k], when S [k] is the column vector;
Means for calculating a signal point distance between the column vector H × S [k] and the actual received signal vector Rx for each column vector S [k];
Means for selecting a transmission signal point S [k best ] that minimizes the distance between the signal points from among all k;
Means for combining the elements of the selected column vector and reproducing the user data transmitted from the first radio station.
前記請求項1または請求項2に記載の無線通信装置において、
前記無線局間で複数のサブキャリアを用いた直交周波数分割多重(OFDM)変調方式を用いること
を特徴とする無線通信装置。
In the wireless communication device according to claim 1 or 2 ,
A radio communication apparatus using an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation scheme using a plurality of subcarriers between the radio stations.
N(Nは1より大きい整数)本以上の第1のアンテナ群を備えた第1の無線局と、M(Mは1より大きい整数)本の第2のアンテナ群を備えた第2の無線局とにより構成された無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記第1の無線局により、
入力されたユーザデータをN系統に分割するステップと、
前記のN系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN系統の第1の信号系列を生成するステップと、
N本の前記第1のアンテナ群を用いて同一周波数にて同時に前記第1の信号系列を重畳して送信するステップと
が実施され、
前記第2の無線局により、
M本の前記第2のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信するステップと、
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第1のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第2のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の伝達関数h , を取得するステップと、
前記伝達関数h , を第(j,i)要素とするM行N列の伝達関数行列Hをもとに、送信信号の推定値の第1近似列ベクトルTxを求めるステップと、
前記列ベクトルTxの各要素で与えられる送信信号点に対してそれぞれ硬判定処理を行った列ベクトルTx’を求めるステップと、
前記列ベクトルTx’の各成分の値及びその近傍の送信信号として取り得る信号点の中から、所定数の信号点を選びこれらを組み合わせ、第1のアンテナ群より送信された送信信号の候補となる信号を複数種類生成するステップと、
前記生成された送信信号の候補となる信号及び前記伝達関数行列Hに基づき、該候補となる信号の中から1つを選択し、この選択した信号に基づいて前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生し出力するステップと
が実施され
前記送信信号の候補数(N t1 , t2 , t3 ・・・ , tN )の値を各アンテナ毎の信号対雑音比の推定値に応じて決定する、
ことを特徴とする無線通信方法。
A first radio station having N (N is an integer greater than 1) or more first antenna groups, and a second radio station having M (M is an integer greater than 1) second antenna groups. A wireless communication method in a wireless communication system configured with a station,
By the first radio station,
Dividing the input user data into N systems;
Providing a signal of an individual known pattern to the data divided into the N systems to generate a first signal sequence of the N systems;
Performing the process of superimposing and transmitting the first signal sequence simultaneously at the same frequency using N first antenna groups,
By the second radio station,
Individually receiving radio signals using the M second antenna groups;
A transfer function h j between the i-th antenna in the first antenna group and the j-th antenna in the second antenna group, using a known pattern signal given to the received signal as a reference signal . obtaining i ;
Obtaining a first approximate column vector Tx of an estimated value of the transmission signal based on a transfer function matrix H of M rows and N columns with the transfer function h j , i as the (j, i) element;
Obtaining a column vector Tx ′ obtained by performing hard decision processing on each transmission signal point given by each element of the column vector Tx;
A predetermined number of signal points are selected from the values of each component of the column vector Tx ′ and signal points that can be taken as transmission signals in the vicinity thereof, and these are combined, and transmission signal candidates transmitted from the first antenna group are combined. Generating a plurality of types of signals
Based on the generated transmission signal candidate signal and the transfer function matrix H, one of the candidate signals is selected and transmitted from the first radio station based on the selected signal. And reproducing and outputting the user data ,
Determining the value of the number of transmission signal candidates (N t1 , N t2 , N t3 ... , N tN ) according to the estimated value of the signal-to-noise ratio for each antenna;
A wireless communication method.
N(Nは1より大きい整数)本以上の第1のアンテナ群を備えた第1の無線局と、M(Mは1より大きい整数)本の第2のアンテナ群を備えた第2の無線局とにより構成された無線通信システムにおける無線通信方法であって、  A first radio station having N (N is an integer greater than 1) or more first antenna groups, and a second radio station having M (M is an integer greater than 1) second antenna groups. A wireless communication method in a wireless communication system configured with a station,
前記第1の無線局により、  By the first radio station,
入力されたユーザデータをN系統に分割するステップと、  Dividing the input user data into N systems;
前記のN系統に分割されたデータに個別の既知のパターンの信号を付与してN系統の第1の信号系列を生成するステップと、  Providing a signal of an individual known pattern to the data divided into the N systems to generate a first signal sequence of the N systems;
N本の前記第1のアンテナ群を用いて同一周波数にて同時に前記第1の信号系列を重畳  Superimposing the first signal series at the same frequency simultaneously using N first antenna groups して送信するステップとAnd send and
が実施され、  Is implemented,
前記第2の無線局により、  By the second radio station,
M本の前記第2のアンテナ群を用いて個別に無線信号を受信するステップと、  Individually receiving radio signals using the M second antenna groups;
受信信号に付与された既知のパターンの信号を参照信号として、前記第1のアンテナ群の内の第iアンテナと前記第2のアンテナ群の内の第jアンテナとの間の伝達関数h  A transfer function h between the i-th antenna in the first antenna group and the j-th antenna in the second antenna group using a signal of a known pattern added to the received signal as a reference signal. j ,, i を取得するステップと、Step to get the
前記伝達関数h  The transfer function h j ,, i を第The second (( j ,, i )) 要素とするM行N列の伝達関数行列Hをもとに、送信信号の推定値の第1近似列ベクトルTxを求めるステップと、Obtaining a first approximate column vector Tx of the estimated value of the transmission signal based on the transfer function matrix H of M rows and N columns as elements;
前記列ベクトルTxの各要素で与えられる送信信号点に対してそれぞれ硬判定処理を行った列ベクトルTx’を求めるステップと、  Obtaining a column vector Tx ′ obtained by performing hard decision processing on each transmission signal point given by each element of the column vector Tx;
前記列ベクトルTx’の各成分の値及びその近傍の送信信号として取り得る信号点の中から、所定数の信号点を選びこれらを組み合わせ、第1のアンテナ群より送信された送信信号の候補となる信号を複数種類生成するステップと、  A predetermined number of signal points are selected from the values of each component of the column vector Tx ′ and signal points that can be taken as transmission signals in the vicinity thereof, and these are combined, and transmission signal candidates transmitted from the first antenna group are combined. Generating a plurality of types of signals
前記生成された送信信号の候補となる信号及び前記伝達関数行列Hに基づき、該候補となる信号の中から1つを選択し、この選択した信号に基づいて前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生し出力するステップと  Based on the generated transmission signal candidate signal and the transfer function matrix H, one of the candidate signals is selected and transmitted from the first radio station based on the selected signal. Playing and outputting the user data
が実施され、  Is implemented,
前記送信信号の候補数(N  The number of transmission signal candidates (N t1t1 , , N t2t2 , , N t3t3 ・・・... , , N tNtN )の値を行列H) Is the matrix H H ・Hの各アンテナ毎の固有値に応じて決定する、・ Determined according to the eigenvalue of each antenna of H,
ことを特徴とする無線通信方法。  A wireless communication method.
請求項9または請求項10に記載の無線通信方法において、
前記第1近似列ベクトルTxを求めるステップは、
前記伝達関数行列Hのエルミート共役となるN行M列行列Hを生成するステップと、
これらの行列の積即ちN行N列の行列H×Hを算出するステップと、
該行列の逆行列即ちN行N列の行列(H×H)−1を算出するステップと、
該逆行列と行列Hの積即ちN行M列の行列(H×H)−1×Hを算出するステップと、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrとし、各成分が(r, r, r,・・・r)で与えられるM行の列ベクトルをRxとした場合、(H×H)−1×H×Rxで与えられるN行の列ベクトルTxを算出するステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
The wireless communication method according to claim 9 or 10,
The step of obtaining the first approximate column vector Tx includes:
Generating an N-row M-column matrix H H that is Hermitian conjugate of the transfer function matrix H;
Calculating the product of these matrices, i.e. the matrix H H × H of N rows and N columns;
Calculating an inverse matrix of the matrix, that is, an N × N matrix (H H × H) −1 ;
Calculating the product of the inverse matrix and the matrix H H , that is, a matrix of N rows and M columns (H H × H) −1 × H H ;
Wherein the second of the m antenna reception signals actually received by the antenna group and r m, column vector of M rows each component given by (r 1, r 2, r 3, ··· r M) Is a column vector Tx of N rows given by (H H × H) −1 × H H × Rx,
A wireless communication method comprising:
請求項9または請求項10に記載の無線通信方法において、
前記第1近似列ベクトルTxを求めるステップは、N=Mの場合において、
前記伝達関数行列Hの逆行列即ちN行N列の行列H−1を算出するステップと、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrとし、各成分が(r, r, r,・・・r)で与えられるN行の列ベクトルをRxとした場合、H−1×Rxで与えられるN行の列ベクトルTxを算出するステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
The wireless communication method according to claim 9 or 10,
The step of obtaining the first approximate column vector Tx is performed when N = M.
Calculating an inverse matrix of the transfer function matrix H, that is, a matrix H −1 having N rows and N columns;
Wherein the second m-th received signal actually received by the antenna of the antenna group and r m, column vector of N rows each component given by (r 1, r 2, r 3, ··· r M) Is a column vector Tx of N rows given by H −1 × Rx,
A wireless communication method comprising:
請求項9または請求項10に記載の無線通信方法において、
前記第1近似列ベクトルTxを求めるステップは、
前記伝達関数行列Hのエルミート共役となるN行M列行列Hを生成するステップと、
前記第1の無線局が送信するプリアンブル信号を前記第2のアンテナ群で受信した際の各信号を成分としてもつ列ベクトルyを取得するステップと、
該列ベクトルのエルミート共役な行ベクトルyを生成するステップと、
これらのベクトルの積としてM行M列の行列すなわちY=y×yを算出するステップと、
前記プリアンブル信号が複数シンボルにわたる場合には、前記行列Yの各成分の値を複数シンボルに渡って平均化しこれに置き換えるステップと、
前記行列Yの逆行列すなわちY−1を算出するステップと、
前記行列HおよびY−1の行列積すなわちN行M列の行列H×Y−1を生成するステップと、
前記第2のアンテナ群の第mアンテナで実際に受信された受信信号をrとし、各成分が(r, r, r,・・・r)で与えられるM行の列ベクトルをRxとした場合、H×Y−1×Rxで与えられるN行の列ベクトルTxを算出するステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
The wireless communication method according to claim 9 or 10,
The step of obtaining the first approximate column vector Tx includes:
Generating an N-row M-column matrix H H that is Hermitian conjugate of the transfer function matrix H;
Obtaining a column vector y having each signal as a component when a preamble signal transmitted by the first radio station is received by the second antenna group;
Generating a Hermite conjugate row vector y H of the column vector;
Calculating an M × M matrix as the product of these vectors, ie Y = y × y H ;
If the preamble signal spans multiple symbols, averaging the values of each component of the matrix Y over multiple symbols and replacing it with
Calculating an inverse matrix of the matrix Y, ie Y −1 ;
Generating a matrix product of the matrices H H and Y −1 , that is, a matrix H H × Y −1 with N rows and M columns;
Wherein the second of the m antenna reception signals actually received by the antenna group and r m, column vector of M rows each component given by (r 1, r 2, r 3, ··· r M) Where Rx is a step of calculating a column vector Tx of N rows given by H H × Y −1 × Rx;
A wireless communication method comprising:
前記請求項9または請求項10に記載の無線通信方法において、
前記第1のアンテナ群より送信された送信信号の候補となる信号を複数種類生成するステップは、
前記列ベクトルTx’の各成分を(t, t, t,・・・t)とした場合、各成分において送信信号点として取り得るNmax個(Nmaxは1より大きい整数)の信号点の中から、第1成分の信号点としてはtを含むNt1(Nt1はNmax以下の整数)個の信号点、第2成分の信号点としてはtを含むNt2(Nt2はNmax以下の整数)個の信号点、・・・第N成分の信号点としてはtを含むNtN(NtNはNmax以下の整数)個の信号点を選びこれらを組み合わせ、前記送信信号の候補となる信号を複数種類生成するステップ
を含むことを特徴とする無線通信方法。
In the wireless communication method according to claim 9 or 10,
The step of generating a plurality of types of transmission signal candidates transmitted from the first antenna group includes:
When each component of the column vector Tx ′ is (t 1 , t 2 , t 3 ,... T N ), N max pieces (N max is an integer greater than 1) that can be taken as transmission signal points in each component. Among the signal points, N t1 (N t1 is an integer equal to or less than N max ) signal points including t 1 as signal points of the first component, and N t2 including t 2 as signal points of the second component (N t2 is an integer less than or equal to N max ) signal points,... N tN (N tN is an integer less than or equal to N max ) signal points including t N And a step of generating a plurality of types of signals that are candidates for the transmission signal in combination.
前記請求項14に記載の無線通信方法において、
前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生し出力するステップは、
前記送信信号の候補であるNmld種類(Nmld=Nt1×Nt2×・・・×NtN:Nmldは整数)の列ベクトルの中の第k(1≦k≦Nmld:kは整数)番目の列ベクトルをS[k]とした場合に、伝達関数行列Hと該列ベクトルの積すなわちH×S[k]で与えられる列ベクトルを算出するステップと、
各列ベクトルS[k]に対する前記列ベクトルH×S[k]と実際の受信信号ベクトルRxとの信号点間距離を算出するステップと、
全てのkの中から前記信号点間距離を最小にする送信信号点S[kbest]を選択するステップと、
該選択された列ベクトルの各要素を合成して前記第1の無線局から送信されたユーザデータを再生するステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
The wireless communication method according to claim 14, wherein
The step of reproducing and outputting user data transmitted from the first radio station includes:
N mld types (N mld = N t1 × N t2 ×... × N tN : N mld is an integer) of column vectors (1 ≦ k ≦ N mld : k) that are candidates for the transmission signal. A step of calculating a column vector given by the product of the transfer function matrix H and the column vector, that is, H × S [k], where S (k) is the (integer) th column vector;
Calculating a distance between signal points of the column vector H × S [k] and the actual received signal vector Rx for each column vector S [k];
Selecting a transmission signal point S [k best ] that minimizes the distance between the signal points from among all k;
Combining the elements of the selected column vector to reproduce the user data transmitted from the first radio station.
前記請求項9または請求項10に記載の無線通信方法において、
前記無線局間で複数のサブキャリアを用いた直交周波数分割多重(OFDM)変調方式を用いること
を特徴とする無線通信方法。
In the wireless communication method according to claim 9 or 10,
A radio communication method using an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation scheme using a plurality of subcarriers between the radio stations.
請求項1または請求項2に記載の無線通信装置を受信側に有して無線送受信を行う無線通信システム。A wireless communication system that has the wireless communication device according to claim 1 or 2 on a receiving side and performs wireless transmission / reception.
JP2005515985A 2003-12-05 2004-12-03 Wireless communication apparatus and wireless communication method Expired - Fee Related JP4188371B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003408239 2003-12-05
JP2003408239 2003-12-05
PCT/JP2004/018031 WO2005055483A1 (en) 2003-12-05 2004-12-03 Radio communication apparatus and radio communication method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2005055483A1 JPWO2005055483A1 (en) 2007-07-05
JP4188371B2 true JP4188371B2 (en) 2008-11-26

Family

ID=34650394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005515985A Expired - Fee Related JP4188371B2 (en) 2003-12-05 2004-12-03 Wireless communication apparatus and wireless communication method

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4188371B2 (en)
WO (1) WO2005055483A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10419084B2 (en) 2016-05-26 2019-09-17 Hitachi Kokusai Electric Inc. Wireless communication device and wireless communication method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4863459B2 (en) * 2006-05-01 2012-01-25 国立大学法人東京工業大学 MIMO detection method, receiving apparatus and receiving method
JP2013197751A (en) 2012-03-16 2013-09-30 Fujitsu Ltd Radio device, radio device control method, and radio device control program

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6601872B2 (en) * 2001-08-16 2003-08-05 Atlantic Research Corporation Compact multi-level inflator
US7447967B2 (en) * 2001-09-13 2008-11-04 Texas Instruments Incorporated MIMO hybrid-ARQ using basis hopping

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10419084B2 (en) 2016-05-26 2019-09-17 Hitachi Kokusai Electric Inc. Wireless communication device and wireless communication method

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2005055483A1 (en) 2007-07-05
WO2005055483A1 (en) 2005-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sánchez et al. Decentralized massive MIMO processing exploring daisy-chain architecture and recursive algorithms
CN102571177B (en) Wireless base station device, terminal, and wireless communication method
RU2404511C2 (en) Ofdm mimo system with controlled low-complexity directional diagram
JP5738581B2 (en) Multi-user MIMO transmission method and base station in wireless communication system
US8401106B2 (en) Interference rejection combining for multi-user MIMO telecommunications system
US20050074071A1 (en) Method and apparatus for diversity combining and co-channel interference suppression
JP5231871B2 (en) Wireless communication apparatus, system, method and program
JP4708206B2 (en) Wireless communication method and wireless base station
JP4571079B2 (en) Wireless communication system and method
CN101156335B (en) wireless base station device
JP4188371B2 (en) Wireless communication apparatus and wireless communication method
JP4503539B2 (en) Wireless communication system and spatial multiplexing wireless communication method
JP4455511B2 (en) Wireless communication method, wireless communication system, and wireless terminal station
JP4308159B2 (en) Spatial multiplexed signal detection circuit
JP4503540B2 (en) Base station apparatus for wireless communication system and wireless communication method thereof
JP4246164B2 (en) Wireless communication apparatus and wireless communication method
JP4198583B2 (en) Wireless communication apparatus and wireless communication method
US11539413B1 (en) Method for efficient beamformee implementation for Wi-Fi
JP4246169B2 (en) Wireless communication apparatus and wireless communication method
JP4230343B2 (en) Wireless communication method, wireless communication system, and reception processing program
JP4358241B2 (en) Spatial multiplexing transmission method and transmitter
JP4476873B2 (en) Wireless communication apparatus and wireless communication method
JP4624277B2 (en) Wireless communication system and transmission directivity control method
Sulyman et al. Capacity-aware linear MMSE detector for OFDM-SDMA Systems
JP4327207B2 (en) Wireless communication method and wireless communication device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080414

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080902

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080910

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4188371

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120919

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130919

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees