(57)【要約】【課題】スループットの向上を実現する。【解決手段】送信機１０１のアンテナ１１１−１〜１１１−γから受信機１０２−１〜１０２−βにおける受信品質を算出するためのパイロット信号を送信し、受信機１０２−１〜１０２−βからアンテナ１１１−１〜１１１−γのそれぞれから送信されたパイロット信号の受信品質を示す複数の品質情報を受信し、重み付け係数を記憶し、複数の品質情報と重み付け係数とを用いて、アンテナ１１１−１〜１１１−γからデータを送信するためのリソースを決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信機と通信を行う送信機であって、
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから前記受信機における受信品質を算出するためのパイロット信号を送信し、前記受信機から前記複数のアンテナのそれぞれから送信された前記パイロット信号の受信品質を示す複数の品質情報を受信する送受信部と、
重み付け係数を記憶する記憶部とを有し、
前記複数の品質情報と前記重み付け係数とを用いて、前記複数のアンテナからデータを送信するためのリソースを決定することを特徴とする送信機。
【請求項２】
受信機との間で通信を行う送信機の制御方法であって、
前記送信機が具備する複数のアンテナから前記受信機における受信品質を算出するためのパイロット信号を送信し、
前記受信機から前記複数のアンテナのそれぞれから送信された前記パイロット信号の受信品質を示す複数の品質情報を受信し、
重み付け係数を記憶し、
前記複数の品質情報と前記重み付け係数とを用いて、前記複数のアンテナからデータを送信するためのリソースを決定することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線技術を用いて通信を行う無線通信において、多入力多出力（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ  Ｏｕｔｐｕｔ）通信を行う送信機および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年急速に普及してきている第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ：３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）準拠のＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅ  ｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式において、ダウンリンクにおける高速なパケット伝送を実現するために、ＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ）方式が提案され、研究及び開発が進められている。
【０００３】
また、送信機が有する複数のアンテナからデータを送信し、複数のアンテナを有する受信機にて当該データを受信する多入力多出力（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ  Ｏｕｔｐｕｔ）通信方式についても、研究及び開発が進められている。この多入力多出力通信方式については、送信機及び受信機に複数のアンテナをそれぞれ設置し、データを分割して同時に、つまり並列的に送受信することにより、伝送容量、つまりスループットの向上を測ることが目的とされている。また、複数のアンテナを有する受信機が複数台、存在する場合も同様である。そのため、この多入力多出力通信方式は、上述したＨＳＤＰＡ方式を用いたサービスを実現するための１つの手段としても考えられている。
【０００４】
ここで、複数のアンテナを有する受信機にて正しくデータが受信されるために、送信機から送信されたデータが受信機にて受信される受信品質が測定され、その受信品質に基づいて送信機において送信スケジュールを行う方法が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許公表２００４−５３５１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許公表２００４−５３５１０６号公報に記載された方法においては、複数の受信品質のうち１つだけの受信品質に基づいて送信スケジュールが行われてしまう。複数の受信品質のうちどの受信品質に基づいて送信スケジュールを行うかによって、受信機にて受信されるデータの特性が異なってきてしまう。
【０００７】
予め設定された送信機のアンテナと受信機のアンテナとの間の伝搬環境を示す受信品質に基づいてアンテナに割り当てるリソースが設定されると、基となる受信品質が測定された受信機のアンテナにおいては、データの復号が正しく行われる。しかし、そうではない受信機のアンテナにおいては、データの復号が正しく行われなかったり、コード数や電力といった無駄なリソースを使ってしまったりする虞があるという問題点がある。これにより、電波の干渉の増加や多重数の減少が生じてしまい、リソースの有効活用ができず、多入力多出力通信方式の特徴であるスループット向上の実現ができなくなってしまうという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上述したような課題を解決するため、スループットの向上を実現できる送信機および制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の送信機は、
受信機と通信を行う送信機であって、
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから前記受信機における受信品質を算出するためのパイロット信号を送信し、前記受信機から前記複数のアンテナのそれぞれから送信された前記パイロット信号の受信品質を示す複数の品質情報を受信する送受信部と、
重み付け係数を記憶する記憶部とを有し、
前記複数の品質情報と前記重み付け係数とを用いて、前記複数のアンテナからデータを送信するためのリソースを決定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の制御方法は、
受信機との間で通信を行う送信機の制御方法であって、
前記送信機が具備する複数のアンテナから前記受信機における受信品質を算出するためのパイロット信号を送信し、
前記受信機から前記複数のアンテナのそれぞれから送信された前記パイロット信号の受信品質を示す複数の品質情報を受信し、
重み付け係数を記憶し、
前記複数の品質情報と前記重み付け係数とを用いて、前記複数のアンテナからデータを送信するためのリソースを決定することを特徴とする。
【００１１】
上記のように構成された本発明においては、送信機が具備する複数のアンテナから受信機における受信品質を算出するためのパイロット信号を送信し、受信機から複数のアンテナのそれぞれから送信されたパイロット信号の受信品質を示す複数の品質情報を受信し、重み付け係数を記憶し、複数の品質情報と重み付け係数とを用いて、複数のアンテナからデータを送信するためのリソースを決定する。
【００１２】
これにより、複数のアンテナを有する複数の受信機にてそれぞれ測定されたＣＱＩ値に基づいたリソース割り当てが可能となり、送信機と受信機との間の状態に応じて、送信機が装置全体として有するリソースを適切に、且つ有効に活用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明においては、送信機が具備する複数のアンテナから受信機における受信品質を算出するためのパイロット信号を送信し、受信機から複数のアンテナのそれぞれから送信されたパイロット信号の受信品質を示す複数の品質情報を受信し、重み付け係数を記憶し、複数の品質情報と重み付け係数とを用いて、複数のアンテナからデータを送信するためのリソースを決定する構成としたため、スループットの向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の多入力多出力通信システムの実施の一形態を示す図である。
【図２】図１に示した送信機の一構成例を示す図である。
【図３】係数計算部における係数の計算方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３に示したフローチャートにおけるステップ２のサブルーチンの処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】（式２）の行列Ｍ１を通信方式に応じて決定する方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】リソース割り当て部におけるリソース割り当て方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】リソース係数と割り当てるリソースとの対応付けのテーブルの内容の一例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の多入力多出力通信システムの実施の一形態を示す図である。
【００１７】
本形態は図１に示すように、送信機１０１と、複数の受信機１０２−１〜１０２−βとから構成されている。送信機１０１には、アンテナ１１１−１〜１１１−γが設けられている。また、受信機１０２−１〜１０２−βには、アンテナ１２１−１〜１２１−φがそれぞれ設けられている。これにより、送信機１０１と受信機１０２−１〜１０２−βとの間にて、データが送受信されている。
【００１８】
図２は、図１に示した送信機１０１の一構成例を示す図である。
【００１９】
図１に示した送信機１０１には図２に示すように、アンテナ１１１−１〜１１１−γと、送受信部２０１と、変復調部２０２と、多重分離部２０３と、ＣＱＩ抽出部２０４と、係数計算部２０５と、リソース割り当て部２０６と、記憶部２０７とが設けられている。なお、図２には、送信機１０１の構成要素の中で、本発明に関する構成要素のみを示している。
【００２０】
アンテナ１１１−１〜１１１−γは、図１に示した受信機１０２−１〜１０２−βとの間にて、電波の送受信を行う。送受信部２０１は、アンテナ１１１−１〜１１１−γを介して、図１に示した受信機１０２−１〜１０２−βとの間にて、データの送受信を行う。変復調部２０２は、受信機１０２−１〜１０２−βからアンテナ１１１−１〜１１１−γを介して送受信部２０１にて受信されたデータを復調し、また、アンテナ１１１−１〜１１１−γを介して送受信部２０１から受信機１０２−１〜１０２−βへ送信されるデータを変調する。多重分離部２０３は、変復調部２０２にて復調されたデータは複数のアンテナ１１１−１〜１１１−γを介して送受信部２０１にて受信されたデータであるため、その複数のデータを多重し、また、変復調部２０２にて変調されるデータは複数のアンテナ１１１−１〜１１１−γを介して送受信部２０１から送信されるデータであるため、その複数のデータに分離する。ＣＱＩ抽出部２０４は、多重分離部２０３にて多重されたデータから受信品質を示すＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）値を抽出する。このＣＱＩ値は、送信機１０１から送信されて受信機１０２−１〜１０２−βにて受信されたデータについての受信品質が受信機１０２−１〜１０２−βにおいて測定された値であり、受信機１０２−１〜１０２−βから送信機１０１へフィードバックされるものである。係数計算部２０５は、ＣＱＩ抽出部２０４にて抽出されたＣＱＩ値に基づいて、受信機１０２−１〜１０２−βへデータを送信するためのリソースを割り当てるための係数を計算する。リソース割り当て部２０６は、係数計算部２０５にて計算された係数に基づいて、受信機１０２−１〜１０２−βへデータを送信するためのリソースを割り当てる。記憶部２０７は、ＣＱＩ抽出部２０４にて抽出されたＣＱＩ値や、係数計算部２０５にて係数を計算する際に使用される重み付け係数や、係数計算部２０５にて計算された係数に応じたリソース割り当ての内容を記憶する。
【００２１】
ここで、送信機１０１へフィードバックされるＣＱＩ値の数について説明する。受信機１０２−１〜１０２−βにおいては、送信機１０１の各アンテナ１１１−１〜１１１−γから送信されて受信されたデータについての受信品質がそれぞれ測定される。つまり、例えば、受信機１０２−１について着目すると、送信機１０１のアンテナ１１１−１から送信されて受信機１０２−１のアンテナ１２１−１にて受信されたデータ、送信機１０１のアンテナ１１１−２から送信されて受信機１０２−１のアンテナ１２１−１にて受信されたデータ、送信機１０１の送信アンテナ１１１−３から送信されて受信機１０２−１のアンテナ１２１−１にて受信されたデータというように、送信機１０１のアンテナ１１１−１〜１１１−γの本数γと受信機１０２−１のアンテナ１２１−１〜１２１−φの本数φをかけた「γ×φ」の数だけのＣＱＩ値が測定される。受信機１０２−２〜１０２−βについても同様に測定される。それらが送信機１０１へフィードバックされるため、送信機１０１へフィードバックされるＣＱＩ値の個数は「γ×φ×β」となる。
【００２２】
以下に、上記のように構成された多入力多出力通信システムにおけるリソース割り当て方法について説明する。リソース割り当て方法のうち、まずは、図２に示した係数計算部２０５における係数の計算方法について説明する。
【００２３】
図３は、係数計算部２０５における係数の計算方法を説明するためのフローチャートである。
【００２４】
まず、処理される受信機１０２−１〜１０２−βそれぞれに予めシーケンシャルに付与されている固有の受信機番号がステップ１にて初期化される。ここでの初期化は、処理される受信機番号を「１」とすることである。
【００２５】
その後、ステップ２にて各送信アンテナについて係数が計算される。
【００２６】
図４は、図３に示したフローチャートにおけるステップ２のサブルーチンの処理を説明するためのフローチャートである。
【００２７】
図３に示したステップ２の処理は、図４において、まず、処理される送信機１０１のアンテナ１１１−１〜１１１−γそれぞれに予めシーケンシャルに付与されている固有の送信アンテナ番号がステップ１１にて初期化される。ここでの初期化は、処理されるアンテナ番号を「１」とすることである。
【００２８】
そして、記憶部２０７に記憶されているＣＱＩ値がステップ１２にてリードされる。このとき処理される送信アンテナ番号に応じたＣＱＩ値がリードされる。ここで、リードされるＣＱＩ値の個数は、上述したように受信機１０２のアンテナ１２１−１〜１２１−φの本数である「φ」である。
【００２９】
リードされた「φ」個のＣＱＩ値は、ステップ１３にて（式１）に代入され、係数「Φ」が計算される。
【００３０】
【数１】
2015092701.tif 000003
【００３１】
ここで、「ρ」は記憶部２０７に予め設定されている受信機１０２−１〜１０２−βのアンテナ１２１−１〜１２１−φの重み付け係数、「ｉ」は受信機１０２のアンテナ番号を示す。つまり、受信機１０２−１〜１０２−βのアンテナ１２１−１〜１２１−φのＣＱＩ値が重み付けに応じて合成されることとなる。（式１）で計算された係数「Φ」は、ステップ１４にて「α」として（式２）の行列Ｍ１に保持される。
【００３２】
【数２】
2015092701.tif 000004
【００３３】
（式２）は、β行γ列の行列であり、例えば、受信機番号が「ａ」であり、且つ送信機１０１のアンテナ番号が「ｂ」である場合、その係数はａ行ｂ列に保持される。
【００３４】
その後、ステップ１５にてアンテナ番号が「１」だけインクリメントされる。そして、インクリメントされたアンテナ番号が、送信機１０１の全アンテナ１１１−１〜１１１−γの数よりも大きいかどうかがステップ１６にて判断される。
【００３５】
インクリメントされた送信アンテナ番号が、全アンテナ１１１−１〜１１１−γの数よりも大きい、または等しいと判断された場合、図４に示した送信アンテナのサブルーチンは終了し、図３に示した処理に戻る。
【００３６】
一方、  インクリメントされた送信アンテナ番号が、全アンテナ１１１−１〜１１１−γの数よりも小さいと判断された場合は、ステップ１２の処理に戻る。つまり、アンテナ１１１−１〜１１１−γの数だけ、（式１）の計算が行われ、その結果が（式２）の行列Ｍ１に保持される。
【００３７】
図４に示した送信アンテナのサブルーチンが終了すると、ステップ３にて受信機番号が「１」だけインクリメントされる。そして、インクリメントされた受信機番号が、受信機１０２−１〜１０２−βの数よりも大きいかどうかがステップ４にて判断される。
【００３８】
インクリメントされた受信機番号が、全受信機１０２−１〜１０２−βの数よりも大きい、または等しいと判断された場合、（式２）の行列Ｍ１が完成し、処理は終了する。
【００３９】
一方、  インクリメントされた受信機番号が、全受信機１０２−１〜１０２−βの数よりも小さいと判断された場合は、ステップ２の処理に戻る。つまり、受信機１０２−１〜１０２−βの数だけ、（式１）の計算が行われ、その結果が（式２）の行列Ｍ１に保持される。
【００４０】
こうして、（式２）の行列Ｍ１が完成すると、現在の通信方式に応じて、（式２）の行列Ｍ１の変換が行われる。
【００４１】
図５は、（式２）の行列Ｍ１を通信方式に応じて決定する方法を説明するためのフローチャートである。
【００４２】
図３及び図４を用いて説明した係数計算の処理が終了し、（式２）の行列Ｍ１が完成すると、現在の通信方式が多重方式であるかダイバーシチ方式であるかがステップ２１にて判断される。
【００４３】
現在の通信方式が多重方式であると判断された場合、（式２）で得られた行列Ｍ１がステップ２２にてそのまま行列Ｍとして決定される。
【００４４】
一方、現在の通信方式がダイバーシチ方式であると判断された場合、（式２）で得られて行列Ｍ１が、ステップ２３にて（式３）にしたがって変換される。
【００４５】
【数３】
2015092701.tif 000005
【００４６】
ここで、「ｋ」は送信機１０１のアンテナ番号を示す。現在の通信方式がダイバーシチ方式であると判断された場合は、送信機１０１のアンテナの本数が１本であるため、（式３）によって、（式２）のβ行γ列の行列Ｍ１がβ行１列の行列Ｍに変換される。
【００４７】
そして、行列Ｍが決定されると、決定された行列Ｍの係数に基づいて受信機１０２−１〜１０２−βに割り当てるリソースがリソース割り当て部２０６にて決定される。
【００４８】
図６は、リソース割り当て部２０６におけるリソース割り当て方法を説明するためのフローチャートである。
【００４９】
まず、送信すべきデータが存在するかどうかがステップ３１にて判断される。ここでは、送信すべきデータを持つ受信機番号が記憶部２０７内に記憶されているリストに登録されている。送信すべきデータが存在すると判断された場合、その送信先である受信機１０２−１〜１０２−βがリストアップされる。
【００５０】
一方、送信すべきデータが存在しないと判断された場合は、処理は終了する。
【００５１】
そして、送信機１０１としてリソース（例えば、ＨＳ−ＰＤＳＣＨ、ＨＳ−ＳＣＣＨのコード数や装置の電力など）が足りているかどうかがステップ３２にて判断される。リソースが足りないと判断された場合、このＴＴＩで送信を行うリソースの割り当てに関する処理は終了する。
【００５２】
一方、送信機１０１としてリソースが足りていると判断された場合、当該リストに登録されている受信機１０２−１〜１０２−βのうち図３に示したフローチャートの処理に従って計算された係数の一番高い受信機１０２−１〜１０２−βがステップ３３にて選択され、選択された受信機１０２−１〜１０２−βのリソース係数「σ」に応じたリソースがステップ３４にて割り当てられる。リソース係数「σ」は、（式１）〜（式３）によって計算された係数から（式４）を用いて計算される。
【００５３】
【数４】
2015092701.tif 000006
【００５４】
（式４）において、「α」は、（式３）にて計算された行列Ｍの各要素である係数である。例えば、現在の通信方式がダイバーシチ方式である場合を例に挙げると、送信機１０１のアンテナ１１１−１から受信機１０２−１へデータを送信するためのリソース係数「σ１１」は、
【００５５】
【数５】
2015092701.tif 000007
【００５６】
となる。また、送信機１０１のアンテナ１１１−γから受信機１０２−βへデータを送信するためのリソース係数「σβγ」は、
【００５７】
【数６】
2015092701.tif 000008
【００５８】
となる。以上の計算により算出された係数「σ」に基づいて、送信機１０１のアンテナ１１１−１〜１１１−γから受信機１０２−１〜１０２−βへデータを送信するためのリソースが決定される。
【００５９】
決定されるリソースは、係数「σ」に対応付けられて記憶部２０７に予め記憶されている。
【００６０】
図７は、リソース係数と割り当てるリソースとの対応付けのテーブルの内容の一例を示す図である。ここでは、係数σが整数値として、リソースの対応付けが格納されているため、上述したように計算された係数「σ」の小数点以下は切り上げ、もしくは切り捨てられて使用されるものとする。
【００６１】
図７に示すテーブルを参照すると、係数「σ」と、Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｂｌｏｃｋ  Ｓｉｚｅと、ＨＳ−ＰＤＳＣＨのコード数と、変調方式と、Ｐｏｗｅｒ  Ｏｆｆｄｅｔとが対応付けられて記憶されている。例えば、係数「σ１１」が「０」である場合、送信機１０１のアンテナ１１１−１から受信機１０２−１へは何も送信されない。また、係数「σ２１」が「１」である場合、送信機１０１のアンテナ１１１−１から受信機１０２−２へデータを送信するには、Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｂｌｏｃｋ  Ｓｉｚｅが「１３７」、ＨＳ−ＰＤＳＣＨのコード数が「１」、変調方式がＱＰＳＫ方式、及びＰｏｗｅｒ  Ｏｆｆｄｅｔが「０」のリソースが割り当てられる。
【００６２】
リソースの割り当てが終了すると、選択された受信機１０２−１〜１０２−βがステップ３５にてリストから削除され、ステップ３１の処理に戻り、次に係数の高い受信機１０２−１〜１０２−βのリソース割り当て処理が行われる。
【００６３】
以上により、送信機１０１のアンテナ１１１−１〜１１１−γと受信機１０２−１〜１０２−βとの間におけるすべてのＣＱＩ値及び重み付けを合成して計算された係数に基づいたリソース割り当てができることから、装置全体として適切なリソースの割り当てが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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