KR20050119143A

KR20050119143A - 무선통신장치, 송신장치, 수신장치 및 무선통신시스템

Info

Publication number: KR20050119143A
Application number: KR1020057018029A
Authority: KR
Inventors: 아키노리 타이라; 후미오 이시즈
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2005-12-20
Also published as: EP1617568B1; EP1617568A1; JPWO2004095730A1; US20060258303A1; WO2004095730A1; CN1768488A; CN100566204C; JP4490368B2; EP1617568A4; US7406055B2

Abstract

본 발명의 무선통신장치에서는 예를들면, 송신측의 통신장치에 있어서의 채널 분할부(1)가, 수신측의 통신장치로부터 통지되는「MIMO채널의 구성법을 도시하는 채널 구성 정보」에 의거하여 송신신호를 복수의 채널로 분할하고, STC(4) 가, 분할 후의 채널마다 STC(Space Time Coding)처리에 의한 송신다이버시티를 실현하며, 한편 수신측의 통신장치에 있어서의 전송로 추정부(15)는 송수신 간의 전송로를 추정하여, 송신측 채널 구성 결정부(20)가 상기 전송로 추정결과, 송신측의 통신장치의 물리적 구성 및 자체 장치의 물리적 구성에 의거하여 MINO채널의 구성을 결정하고, 그 결정결과인 채널 구성정보를 송신측의 통신장치에 통지한다.

Description

무선통신장치, 송신장치, 수신장치 및 무선통신시스템{RADIO COMMUNICATION APPARATUS, TRANSMITTER APPARATUS, RECEIVER APPARATUS AND RADIO COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은, 통신방식으로서 멀티 캐리어 변복조 방식을 채용하는 무선통신장치에 관한 것으로서, 특히, SDM(Space Division Multiplexing)방식 및 송신다이버시티 기술을 이용한 시스템에 적용가능한 무선통신장치에 관한 것이다.

이하, 종래의 통신장치에 대하여 설명한다. 광대역 신호를 이동체 환경에 있어서 송수신할 경우, 주파수 선택성 페이딩의 극복이 필요하지만, 이 주파수 선택성 페이딩으로의 대응 기술의 하나로서, 멀티 캐리어, 특히, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)이 각종 무선 시스템에 채용되고 있다. 한편, 이러한 전송 용량의 증대를 위해, 복수 안테나를 이용하여 2개 이상의 신호를 동시에 전송하는 Multiple Input Multiple Output)시스템이 주목을 받고 있다. MINO시스템은, 크게 SDM에 의한 방식과 송신다이버시티에 의한 방법으로 나눌 수 있으며, 후자에 속하는 기술로서, STC(Space Time Coding : 시공 부호화)라고 불리는 송신다이버시티 기술이 있다.

여기에서, 상기 SDM방식의 일예(비특허문헌 1참조)를 간단하게 설명한다. 송신측의 통신장치에서는, 예를 들면, 동시 송신하는 2채널의 데이터에 대하여 개별적으로 오류정정 부호화를 행하고, 그 후에 부호화 후의 각 데이터에 대하여 소정의 변조 처리를 실시하여, 그것들의 결과를 대응하는 서브 캐리어에 배치한다. 그리고, 각 서브 캐리어 상의 신호는, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)처리에 의해 개별적으로 시간신호(OFDM신호)로 변환되고, 또한, 가드 인터벌이 부가되어, 고주파대로 업컨버터된 후, 대응하는 각 송신 안테나로부터 송신된다.

또한 수신측의 통신장치에서는, 우선, 다른 수신 안테나에서 수신한 고주파 신호를 개별적으로 베이스밴드 신호로 변환한다. 이때, 각 베이스 밴드신호는 복수의 신호(상기 2채널)가 혼재하는 상태이기 때문에, 그것들을 분리할 필요가 있다. 다음에, 각 베이스 밴드 신호는, FFT(Fast Fourier Transform)처리에 의해 주파수축 신호로 변환된다. 즉, 여기에서 서브 캐리어 단위의 신호(서브 캐리어 신호)가 된다. 이것들의 서브 캐리어 신호는, 복수 채널의 신호가 다중으로 되어 있기 때문에, 가중 제어(웨이트 제어)에 의해 각 채널의 수신 신호로서 추출된다. 비특허문헌 1에 있어서는, 이 웨이트의 산출에, 원하지 않는 채널을 완전히 억압하는 제로 포싱(Zero-Forcing)을 이용하고 있다. 채널 단위로 분리된 수신 신호는, 각각, 복조 처리로 메트릭 계산이 실행되어, 오류정정 처리가 행해진 후, 최종적인 각 채널의 수신 신호로서 출력된다.

이와 같이, 상기 SDM방식을 채용하는 종래의 통신장치에서는, 복수 채널을 이용하여 다른 신호계열을 동시에 송신함으로써, 단위시간당 송신 심볼수를 증가할 수 있다. 즉, 전송 상태의 양호한 환경에서는 고속 통신을 실현할 수 있다.

한편, 상기 STC방식을 채용하는 통신장치에 있어서는, 일반적으로, 수신측에 의한 채널 분리에 역행열 연산을 필요로 하지 않으므로, 적은 연산량으로 수신 처리를 실현할 수 있다 라는 특징이 있다. 또한 수신측의 장치구성을 하나의 안테나로 실현할 수 있고, 또한, 저S/N의 환경 하라도 뛰어난 통신 품질을 확보할 수 있다 라는 특징이 있다. 또, 상기 STC방식의 이론적인 신호처리에 대해서는, 하기 비특허문헌 2, 3에 상세하게 기술되어 있다.

[비특허문헌 1] 전자정보통신 학회기술연구 보고RCS2001-135「MIMO채널에 의해 100Mbit/s를 실현하는 광대역 이동통신용SDM-COFDM방식의 제안」

[비특허문헌 2] S.M.Alamouti，"A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications”, IEEEJ. Se-lected Areas in Communications, Val.16, pp. 1451-1458, Oct. 1998.

[비특허문헌 3] V.Tarokh, H.Jafarkhani, A.R.Calderbank,”Space-time Block Coding for Wireless Communications:Performance Results", IEEE Journal On Selected Areas in Communications, Vol.17,pp.451-460, No.3, March 1999.

그러나, 상기, SDM방식을 채용하는 종래의 통신장치에 있어서는, 채널분리에 역행열연산이 필요하므로, 연산량이 증대한다,라는 문제가 있다. 또한 예를 들면, 상기 역행열 연산에 있어서 역행열이 존재하지 않는(또는 행렬식이 0에 가깝다) 경우에는, S/N(Signal to Noise radio)의 급격한 열화가 일어난다 라는 문제가 있었다. 또한 동시 송신 채널수 이상의 수신 안테나가 필요하다는 문제도 있었다.

또한 STC방식을 채용하는 종래의 통신장치에 있어서는, 동일 신호를 여러 번에 걸쳐 송신하므로, 송신 심볼수를 증가시키는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.

즉, STC방식을 채용하는 통신장치와 SDM방식을 채용하는 통신장치는, 상기한 바와 같이 각각 상반되는 특징을 갖고 있으므로, 바꾸어 말하면, 고유한 문제점을 안고 있으므로, 최적인 MIMO채널을 구성한다는 점에 있어서 개선의 여지가 있다.

본 발명은, 상기를 해결하기 위해 행해진 것으로, 각각의 방식의 특징을 실현하고, 고속화를 실현함으로써, 최적인 MIMO채널을 구성가능한 무선통신장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은, 본 발명의 시스템 모델을 도시하는 도면

도 2는, 본 발명에 따른 송신장치의 실시예 1의 구성을 도시하는 도면,

도 3은, 본 발명에 따른 수신장치의 실시예 1의 구성을 도시하는 도면,

도 4는, 본 발명에 따른 수신장치의 실시예 2의 구성을 도시하는 도면,

도 5는, 본 발명에 따른 송신장치의 실시예 3의 구성을 도시하는 도면이다.

본 발명에 따른 무선통신장치에 있어서는, 복수의 송신 안테나와, 하나 또는 복수의 수신 안테나를 구비하고, 하나 또는 복수의 캐리어를 이용한 통신을 행하는 무선통신장치로서, 수신측의 통신장치로부터 통지되는「MIMO(Multiple Input Multiple Output)채널의 구성법을 도시하는 채널 구성 정보」에 의거하여 송신신호를 복수의 채널로 분할하는 채널 분할 수단과, 또한 분할 후의 채널마다 STC(Space Time Coding)처리에 의한 송신다이버시티를 실현하는 STC 수단을 포함하는 송신 처리부(후술하는 도 2의 구성에 상당)와, 송수신간의 전송로를 추정하는 전송로 추정수단과, 상기 전송로 추정 결과, 송신측의 통신장치의 물리적 구성 및 자체 장치의 물리적 구성에 의거하여MIMO채널의 구성을 결정하고, 그 결정 결과인 채널 구성 정보를 송신측의 통신장치에 통지하는 채널구성 결정수단을 포함하는 수신 처리부 (후술하는 도 3의 구성에 상당)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 송수신장치에 구비된 안테나수, 계산 능력, 전송로 상태 등, 여러가지 파라미터로부터 최적인 MIMO채널의 구성(안테나에 의한 채널 분할, STC에 의한 채널 분할)을 결정한다. 이에 따라 종래기술과 비교하여 효율이 좋은 통신을 행할 수 있다. 또한 종래의 SDM방식에서는 역행열이 존재하지 않는 통신 환경하라도, STC를 적용함으로써 등화행렬을 생성할 수 있는 가능성이 높아지므로, SDM의 특징인 고속 통신을 유지하면서, STC의 특징인 뛰어난 통신 품질을 실현된다.

이하에, 본 발명에 따른 무선통신장치의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 또, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니다.

[실시예 1]

우선, 본 발명에 따른 무선통신장치에 있어서 실행되는 처리를 이론적으로 설명한다. 여기에서는, 서브 캐리어수를 1로서 설명한다.

송신 안테나i로부터 수신 안테나k로의 전송로 게인을 h_ik로 나타내면, 예를 들면, 송신 안테나가 2개인 경우, SDM방식은, 하기(1)식으로 나타낼 수 있다. 단, r_j는 수신 안테나j에 있어서의 수신 신호를 나타내고, x_j는 송신 안테나j(채널j과 등가)에 있어서의 송신 신호를 나타낸다. 또한 잡음은 무시한다.

한편, STC방식도, 특정의 신호배치 매트릭스를 이용한 경우, (1)식과 동일한 기술이 가능하다. 예를 들면, 송신 안테나2, Rate=1의 매트릭스를 사용할 경우, 시간n에 있어서의 수신 신호를 y_n으로 하면, 하기(2)식과 같이 나타낼 수 있다.

SDM방식과의 차이는 수신 안테나가 하나이기 때문에 전송로 게인이 2종의 값밖에 나타나지 않는 점이다(STC의 블록 내에서는 전송로의 변동은 없는 것으로 가정). 상기 (1)식과 (2)식에서 알 수 있는 바와 같이SDM과 STC는 완전 동일한 모양으로 표현이 가능하다.

도 1은, SDM방식과 STC방식을 동시에 사용할 경우에 있어서의, 본 실시예의 시스템 모델을 도시한 도면이다. 여기에서는, 4개의 송신 안테나, 2개의 수신 안테나로 2채널의 STC처리를 상정한다. 또한 송신 안테나Tx1， Tx2를 하나의 SDM채널(종래의 SDM인 경우의 송신 안테나 하나에 상당 : SDMch1으로 표기)로 간주하여, STC처리 후의 신호를 송신한다. 또한 송신 안테나Tx3, Tx4에 의해 구성되는 SDMch2에 있어서도, STC처리 후의 신호를 송신한다. 이 경우에는, 송신 신호s₁, s₂, s₃, s₄의 4심볼을 2단위 시간으로 송신하게 된다.

수신 안테나n의 시간t에 있어서의 신호를 r_n,_t로 하면, 수신 신호는, 상기 (1)식과 (2)식으로부터, 하기(3)식과 같이 SDM 및 STC을 완전히 통합한 형태로 기술할 수 있다.

상기 (3)식을 일반화하면, 하기(4)식과 같이 나타낼 수 있다.

그리고, 상기 G에 역행열이 존재할 경우, SDM과 STC를 맞춘 4채널의 분리가 가능하게 된다.

STC를 도시하는 신호배치 매트릭스를 A(SDMch1), B(SDMch2)로 하고, 상기 예에 의한 하기 (5)식을 적용한 경우(A, B의 첨자는 수신 안테나 신호), 행열 G는, 하기 (6)식이 된다.

행렬G이 정칙이 되기 위해서는, G의 각 행, 열이 평행하게 되어야 한다. 따라서, 송수 2안테나의 통상의 SDM방식과 비교한 경우에도, 역행열이 존재할 가능성이 크므로 MIMO의 적용 영역을 넓게 할 수 있다.

계속하여, 상기 이론을 실현하는 송신측의 통신장치(이하, 송신장치라 함) 및 수신측의 통신장치(이하, 수신장치라 함)의 동작을, 도면을 이용하여 구체적으로 설명한다. 도 2는, 본 발명에 따른 송신장치의 실시예 1의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은, 본 발명에 따른 수신장치의 실시예 1의 구성을 도시한 도면이다.

도 2에 도시하는 송신장치는, 후술하는 채널 구성 제어 정보S8에 의거하여 송신 신호S1를 복수 채널로 분할하는 채널 분할부(1)와, 분할 후의 각 채널의 송신 신호S2에 대하여 오류정정 부호화 처리를 실행하는 컨벌루션 부호화부(2)와, 부호화 데이터S3에 대하여 소정의 변조 처리를 실행하는 변조부(3)와, 변조 신호S4에 대해 송신하는 시간 및 안테나를 할당하는 STC부(4)와, 각 안테나에 할당된 서브 캐리어 상의 송신 신호S5을 시간축상의 신호(베이스 밴드 신호S6)로 변환하는 IFFT부5-1∼5-N(N은 2이상의 정수)와, 베이스 밴드 신호S6를 고주파대로 변환하는 IF/RF부6-1∼6-N와, 송신 안테나7-1∼7-N와, 후술하는 수신장치측에서 피드백되어 오는 채널 구성 정보S7로부터 상기 채널 구성 제어 정보S8를 생성하는 송신 채널 구성 제어부(8)를 구비한다. 또, 여기에서는, 설명의 편의상, 특정한 채널에 있어서의 동작을 설명하지만, 다른 채널에 대해서도 마찬가지로 동작한다.

또한 도 3에 도시하는 수신장치는, 수신 안테나11-1∼11-N(하나인 경우도 포함한다)와, 고주파 신호를 베이스 밴드 신호S11로 변환하는 IF/RF부12-1∼12-N와, 베이스 밴드 신호S11를 주파수 축상의 신호(주파수 신호S12)로 변환하는 FFT부13-1∼13-N와, 채널 구성 정보(송수신 안테나 사이에서 어떤 식으로 SDM채널, STC채널이 구성되어 있는 지를 도시하는 정보)에 따라서 수신 신호행렬S13((4)식의 R에 상당)을 생성하는 수신 신호행렬 생성부(14)와, 수신 신호(베이스 밴드 신호S11)안의 기존의 패턴을 이용하여 전송로 추정을 행하는 전송로 추정부(15)와, 전송로 정보S14 및 채널 구성에 따라서 등화행렬S15((4)식의 G의 역행열에 상당)을 생성하는 등화행렬 생성부(16)와, 수신 신호행렬S13과 등화행렬S15로부터 각 서브 캐리어 상의 송신신호 추정치S16를 산출하는 채널 분리부(17)와, 송신신호 추정치S16에 의거하여 오류 정정용의 메트릭 정보S17를 생성하는 메트릭 생성부(18)와, 메트릭 정보S17에 오류정정을 적용하여 출력 신호S18를 얻는 MLSE(Maximum Likelihood Sequence Estimation)오류 정정부(19)와, 전송로 정보S14, 수신 안테나의 개수, 자국의 계산 능력 등으로부터 송신장치 측의 채널 구성 정보S19를 생성하는 송신측 채널 구성 결정부(20)를 구비한다. 또, 여기에서는, 설명의 편의상, 특정한 채널에 있어서의 동작을 설명하지만, 다른 채널에 대해서도 마찬가지로 동작한다.

여기에서, 상기 송신장치 및 수신장치의 동작을 상세하게 설명한다. 송신장치에서는, MIMO 채널을 어떻게 구성하여 송신할지를 나타내는 채널 구성 정보S7를 수신장치측으로부터 받는다. 송신 채널 구성 제어부(8)에서는, 채널 구성 정보S7로부터 채널 구성 제어 정보S8를 생성한다.

채널 분할부(1)에서는, 채널 구성 제어 정보S8의 지시에 따라서 유저로부터의 송신 신호S1를 복수의 채널로 분할한다. 예를 들면, SDM에 의한 2채널과 STC에 의한 2채널로 분할할 경우에는, 송신 신호S1를 SDM분의 2채널로 분할하고, 분할 후의 송신 신호에 대하여 또한 STC처리를 적용한다. 구체적으로는, 컨벌루션 부호화부(2)가 채널 분할 후의 송신 신호S2에 대하여 오류정정 컨벌루션 부호화처리를 실행하고, 변조부(3)가 부호화 데이터S3를 변조하며, 그리고, STC부(4)가, 변조 신호S4에 대하여 송신해야 할 시간 및 송신 안테나를 할당하여 각 송신 안테나에 분배한다.

IFFT부5-1∼5…N에서는, 분배된 송신 신호S5를 서브 캐리어 상에 배치하고, 시간축 상의 신호(페이스 밴드 신호S6)로 변환한다. 그리고, IF/RF부6-1∼6-N가, 베이스 밴드 신호S6를 고주파대로 업컨버트하여 송신한다. 또, 실제로는 전송로 추정용의 기존 신호 부가 등의 처리도 행해지지만, 간단히 하기 위해 그 설명을 생략한다. 또, 다른 채널에서도, 상기와 동일한 순서로 송신 처리를 행한다.

또한 수신장치에서는, 안테나11-1∼11-N로 고주파 신호를 수신 후, IF/RF부12-1∼12-N가 베이스 밴드 신호S11를 생성한다. 전송로 추정부(15)에서는, 베이스 밴드 신호S11안에 포함되어 있는 기존 패턴을 이용하여 각 송수신 안테나 간의 전송로 추정을 행한다. 그리고, 등화행렬 생성부(16)는, 채널 분리를 위한 등화행렬G^-1(STC의 신호배치 매트릭스로부터 구해지는 신호배치 매트릭스:채널 마다 등화행렬)을 산출한다.

한편, FFT부13-1∼13-N에서는, 베이스 밴드 신호S11안의 유저 데이터를 주파수 신호S12로 변환하고, 각 서브 캐리어상의 신호로서 추출한다. 수신 신호행렬 생성부(14)에서는, 지정한 MINO채널 구성에 의거하여 주파수 신호S12로부터 수신 신호행렬S13 ((3)식의 R)을 생성한다. 그리고, 채널 분리부(17)에서는, 수신 신호행렬S13과 등화행렬S15로부터 송신신호 추정치S16를 계산한다.

메트릭 생성부(18)에서는, 송신신호 추정치S16로부터 오류 정정용의 메트릭 정보S17를 산출한다. 그리고, MLSE오류 정정부(19)는, 오류정정처리를 실행하고, 최종적인 출력 신호S18를 얻는다.

또, 본 실시예에서는, 수신장치측에서 송신장치측에 MIMO채널 구성을 지정할 필요가 있다. 거기에서, 송신측 채널 구성 결정부(20)가, 여러가지 파라미터를 이용하여, 구체적으로 말하면, 전송로 정보S14(수신 신호의 S/N등), 송수신 장치의 안테나 개수, 계산 능력 등을 이용하여, MIMO채널의 구성을 결정한다. 그리고, 송신장치에 대하여 상기 결정 결과인 채널 구성 정보S19를 채널 구성 정보S7로서 피드백한다. 채널 구성의 결정법에는 여러가지 패턴을 생각할 수 있다. 예를 들면, 수신기의 계산 능력이 극단적으로 낮은 경우에는, 전송로의 상태가 좋을 때라도 채널분리가 용이한 STC채널을 우선적으로 선택한다. 역으로, 송수신기로도 충분한 수의 안테나 및 계산 능력을 갖고, 전송로 상태가 MINO에 적합한 경우(안테나 사이의 상관이 작을 경우)에는, 동시 송신 채널수가 많은 SDM구성을 선택한다.

이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 각 장치에 구비된 안테나수, 계산 능력, 전송로 상태 등, 여러가지 파라미터로부터 최적인 MIMO채널의 구성(안테나에 의한 채널 분할, STC에 의한 채널 분할)을 결정한다. 이에 따라, 효율이 좋은 통신을 행할 수 있다. 또한 종래의 SDM방식에서는 역행열이 존재하지 않는 통신 환경 하라도, STC를 적용함으로써 등화행렬이 생성될 가능성이 높아지므로, SDM의 특징인 고속 통신을 유지하면서 STC의 특징인 뛰어난 통신 품질을 실현할 수 있다.

[실시예 2]

도 4는, 본 발명에 따른 수신장치의 실시예 2의 구성을 도시한 도면이다. 이 수신장치는, 전송로의 코히렌트 대역폭을 측정하는 코히렌트대역 측정부21a와, 코히렌트 대역폭정보S20 및 수신 신호안의 기존 패턴을 이용하여 전송로 추정을 행하는 전송로 추정부15a를 구비한다. 또, 먼저 설명한 실시예 1과 동일한 구성에 대해서는, 동일 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 여기에서는, 실시예 1과 다른 동작에 대해서만 설명한다.

코히렌트대역 측정부(21a)에서는, 베이스 밴드 신호S11을 정기적으로 관측하여, 현재의 전송로에 있어서의 코히렌트 대역폭(전송로가 거의 일정하다고 간주되는 주파수폭)을 산출한다. 보통, 이 산출에는 기존 신호가 필요하므로, 예를 들면, 파일럿 신호부분이 이용된다. 코히렌트대역폭 내는 거의 일정한 전송로로 간주되는 것으로부터, 전송로 추정부(15a)에서는, 코히렌트대역폭 정보S20(순시 전송로에 있어서 거의 동일한 전송로 이득을 갖는 주파수대역을 나타내는 정보. 예를 들면, 100MHz의 신호대역 내에 있어서, 1MHz폭에서는 전송로의 변동을 무시할 수 있을 경우에, 코히렌트대역1MHz라는 정보가 된다.)로 표시된 대역폭 내의 1서브 캐리어에 대해서 전송로 추정처리를 행한다. 즉, 코히렌트대역 정보S20에 의해, 신호대역을 동일한 전송로 정보를 갖는 몇 개의 서브 캐리어 그룹으로 분할한다. 그리고, 이 그룹 내에 있어서 한번만 전송로 추정 처리 및 등화행렬 생성 처리를 행하고, 그룹 내의 모든 서브 캐리어에서 동일한 등화행렬을 사용한다.

또, 상기 전송로 추정부(15a)에서는, 상기에 한하지 않고, 예를 들면, 서브 캐리어 그룹 내의 복수 서브 캐리어에 대해서 전송로 추정을 행하고, 그 결과를 평균화하도록 해도 좋다.

이와 같이, 본 실시예에서는, 전송로 추정처리 및 등화행렬 생성 처리를 코히렌트 대역내의 서브 캐리어 그룹마다 한번만 행하도록 했다. 이에 따라, 실시예 1과 동일한 효과에 더해서, 더욱 계산량을 대폭적으로 삭감하는 것이 가능하게 되고, 장치구성의 간략화를 실현할 수 있다.

[실시예 3]

도 5는, 본 발명에 따른 송신장치의 실시예 3의 구성을 도시한 도면이다. 이 송신장치는, 각 송신 채널의 데이터에 송신 안테나 단위의 복소승산을 행하여 송신 방향을 제어하는 빔 포밍부9-1∼9-M(2이상의 정수)와, 각 송신 안테나에 대응한 빔 포밍 제어후의 전 송신 신호를 가산하는 가산부10-1∼10-N를 구비한다. 또, 먼저 설명한 실시예 1과 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 여기에서는, 실시예 1과 다른 동작에 대해서만 설명한다.

실시예 1에서는, STC처리 후의 송신 신호S5가 각 송신 안테나로부터 무지향으로 송신되었다. 이에 대하여 본 실시예에서는, 송신 신호S5에 대하여 복수 안테나에 의한 빔 포밍을 적용한다. 또, 본 실시예에서는, STC처리 후의 송신 채널수와 송신 안테나수가 일치하지 않아도 좋다.

구체적으로는, 빔 포밍부9-1∼9-M이, 각 송신 채널에 대하여 독자적인 방향제어를 행하고, 송신 안테나 단위로 분배한다. 방향제어 후의 송신 신호S9는, 가산부10-1∼10-N에서 안테나 단위로 가산되고, IFFT부5-1∼5-N에서 IFFT처리 실행 후, 고주파대에 업컨버트되어 송신된다. 또, 도 8에서는, 설명의 편의상, 일부의 빔 포밍부로부터의 출력이 가산되고 있지 않지만, 실제로는 모든 빔 포밍부의 출력이 가산된다. 최적인 빔 포밍이라 함은, 「동시에 송신되는 SDM채널이 서로 직교 채널이 되는 것」인 것이, 예를 들면, 전자정보통신 학회기술연구 보고RCS2002-53「MIMO채널에 있어서의 고유 빔 공간 분할 다중(E-SDM)방식」에 기재되어 있다. 빔 포밍부에서는, 송수신 기간에 직교 채널을 형성하도록 각 안테나의 웨이트를 제어한다. 웨이트의 산출에는 전송로의 정보가 필요하지만, 이 정보는 수신기측으로부터 피드백 회선에 의해 통지된다.

이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 빔 포밍에 의해 송신 전력을 집중하도록 했다. 이에 따라 더욱 효율이 좋은 통신이 가능하게 된다. 또한 송신 채널수와 송신 안테나수가 일치하지 않아도 되는 것으로, 채널 선택의 자유도가 커져, 보다 양호한 통신특성을 확보할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 무선통신장치는, 통신방식으로서 멀티 캐리어 변복조 방식을 채용할 경우의 기술로서 유용하고, 특히, SDM방식 및 송신다이버시티 기술을 이용한 시스템에 적용가능한 무선통신장치로서 적합하다.

Claims

복수의 송신 안테나를 구비하고, 하나 또는 복수의 캐리어를 이용한 통신을 행하는 송신측의 무선통신장치에 있어서,

수신측의 통신장치로부터 통지되는「MIMO(Multiple Input Multiple Output)채널의 구성법을 도시하는 채널 구성 정보」에 의거하여 송신 신호를 복수의 채널로 분할하는 채널 분할 수단과,

분할 후의 채널 마다 STC(Space Time Coding)처리에 의한 송신다이버시티를 실현하는 STC수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
제 1항에 있어서,

상기 STC 처리후의 각 송신 채널에 대하여 복소승산에 의한 개별의 방향제어를 행하고, 각 송신 안테나 단위로 분배하는 빔 포밍 수단과,

상기 각 송신 안테나에 대응한 방향제어 후의 전 송신 신호를 가산하는 가산수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
하나 또는 복수의 수신 안테나를 구비하고, 하나 또는 복수의 캐리어를 이용한 통신을 행하는 수신측의 무선통신장치에 있어서,

송수신 간의 전송로를 추정하는 전송로 추정수단과,

상기 전송로 추정결과, 송신측의 통신장치의 물리적 구성 및 자체 장치의 물리적 구성에 의거하여 MIMO(Multiple Input Multiple Output)채널의 구성을 결정하고, 그 결정 결과인 채널 구성 정보를 송신측의 통신장치에 통지하는 채널 구성 결정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
제 3항에 있어서,

상기 채널 구성 결정 수단은, 상기 전송로 추정결과, 송신측의 통신장치 및 자체 장치의 안테나 개수, 계산 능력중 적어도 어느 하나의 정보에 의거하여 채널 구성 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
제 4항에 있어서,

수신 신호의 관측에 의해 전송로에 있어서의 코히렌트 대역폭을 측정하는 코히렌트대역 측정수단을 더 구비하고,

상기 전송로 추정수단은, 상기 측정 결과에 의거하여 신호대역을, 동일한 전송로 정보를 갖는 몇 개의 서브 캐리어 그룹으로 분할하고, 이 서브 캐리어 그룹을 단위로 하여 전송로 추정을 행하는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
제 5항에 있어서,

상기 서브 캐리어 그룹 내의 복수 서브 캐리어에 대해서 전송로 추정을 행하고, 그 결과를 평균화하는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
복수의 송신 안테나와, 하나 또는 복수의 수신 안테나를 구비하고, 하나 또는 복수의 캐리어를 이용한 통신을 행하는 무선통신장치에 있어서,

수신측의 통신장치로부터 통지되는 「MIMO(Multiple Input Multiple Output)채널의 구성법을 도시하는 채널 구성 정보」에 의거하여 송신 신호를 복수의 채널로 분할하는 채널 분할 수단과,

분할후의 채널마다 STC(Space Time Coding)처리에 의한 송신다이버시티를 실현하는 STC수단을 더 포함하는 송신처리부와,

송수신 간의 전송로를 추정하는 전송로 추정수단과,

상기 전송로 추정결과, 송신측의 통신장치의 물리적구성 및 자체 장치의 물리적구성에 의거하여 MIMO채널의 구성을 결정하고, 그 결정 결과인 채널 구성 정보를 송신측의 통신장치에 통지하는 채널 구성 결정 수단을 포함하는 수신 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
제 7항에 있어서,

상기 채널 구성 결정 수단은, 상기 전송로 추정결과, 송신측의 통신장치 및 자체 장치의 안테나 개수, 계산 능력의 적어도 어느 하나의 정보에 의거하여 채널 구성 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
제 8항에 있어서,

수신 신호의 관측에 의해 전송로에 있어서의 코히렌트 대역폭을 측정하는 코히렌트대역 측정수단을 더 구비하고,

상기 전송로 추정수단은, 상기 측정 결과에 의거하여 신호대역을, 동일한 전송로 정보를 갖는 몇개의 서브 캐리어 그룹으로 분할하고, 이 서브 캐리어 그룹을 단위로 하여 전송로 추정을 행하는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
제 9항에 있어서,

상기 서브 캐리어 그룹 내의 복수 서브 캐리어에 대해서 전송로 추정을 행하고, 그 결과를 평균화하는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
복수의 송신 안테나를 구비하고, 하나 또는 복수의 캐리어를 이용하여 수신 장치로 송신신호를 송신하는 송신장치에 있어서,

상기 수신장치로부터 통지되는 「MIMO(Multiple Input Multiple Output)채널의 구성법을 도시하는 채널 구성 정보」에 의거하여 송신 신호를 복수의 송신 채널로 분할하는 채널 분할 수단과,

상기 분할 후의 각 송신 채널의 송신 신호에 대한, STC(Space Time Coding)처리에 의한 송신다이버시티를 실현하는 STC수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
제 11항에 있어서,

상기 STC처리 후의 각 송신 채널의 송신 신호에 대하여 복소승산에 의한 개별의 방향제어를 행하고, 각 송신 안테나 단위로 분배하는 빔 포밍 수단과,

상기 각 송신 안테나에 대응한 방향제어 후의 전 송신 신호를 가산하는 가산수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
하나 또는 복수의 수신 안테나를 구비하고, 하나 또는 복수의 캐리어를 이용하여 송신장치로부터 송신되는 신호를 수신하는 수신장치에 있어서,

상기 송신장치 사이에서 전송로를 추정하는 전송로 추정수단과,

상기 전송로 추정수단이 추정한 전송로 추정결과와, 상기 송신장치의 물리적 구성과, 자체 장치의 물리적 구성에 의거하여 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 채널의 구성을 결정하고, 그 결정 결과인 채널 구성 정보를 상기 송신장치에 통지하는 채널 구성 결정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
제 13항에 있어서,

상기 송신장치로부터의 수신 신호의 관측에 의해 전송로에 있어서의 코히렌트 대역폭을 측정하는 코히렌트대역 측정수를 더 구비하고,

상기 전송로 추정수단은, 상기 코히렌트대역 측정수단에 의한 측정 결과에 의거하여 신호대역을, 동일한 전송로 정보를 갖는 복수의 서브 캐리어 그룹으로 분할하며, 상기 서브 캐리어 그룹을 단위로 하여 전송로 추정을 행하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
제 14항에 있어서,

상기 전송로 추정수단은, 서브 캐리어 그룹 내의 복수 서브 캐리어에 대해서 전송로 추정을 행하고, 그 결과를 평균화하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
제 13항에 있어서,

상기 채널 구성 결정 수단은, 상기 전송로 추정결과와, 상기 송신장치의 안테나수와, 자체 장치의 안테나수와, 상기 송신장치의 계산 능력과, 자체 장치의 계산 능력의 적어도 어느 하나의 정보에 의거하여 채널 구성 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
복수의 송신 안테나를 구비하고, 하나 또는 복수의 캐리어를 이용하여 수신 장치에 송신 신호를 송신하는 송신장치와, 하나 또는 복수의 수신 안테나를 구비하며, 상 기 송신장치로부터 송신되는 신호를 수신하는 수신장치를 포함하는 무선통신시스템에 있어서,

상기 송신장치는,

상기 수신장치로부터 통지되는 「MIMO(Multiple Input Multiple Output)채널의 구성법을 도시하는 채널 구성 정보」에 의거하여 송신 신호를 복수의 송신 채널로 분할하는 채널 분할 수단과,

상기 분할 후의 각 송신 채널의 송신 신호에 대한, STC(Space Time Coding )처리에 의한 송신다이버시티를 실현하는 STC수단을 구비하고,

상기 수신장치는,

상기 송신장치 사이의 전송로를 추정하는 전송로 추정수단과,

상기 전송로 추정수단이 추정한 전송로 추정결과와, 상기 송신장치의 물리적 구성과, 자체 장치의 물리적 구성에 의거하여 MIMO(Multiple Input Multiple Output)채널의 구성을 결정하고, 그 결정 결과인 채널 구성 정보를 상기 송신장치에 통지하는 채널 구성 결정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템.