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無線通信システム及び無線通信方法

国内特許コード P140011145
整理番号 TDU-254
掲載日 2014年12月5日
出願番号 特願2014-089404
公開番号 特開2015-211226
出願日 平成26年4月23日(2014.4.23)
公開日 平成27年11月24日(2015.11.24)
発明者
  • 小林 岳彦
  • 三浦 巧磨
出願人
  • 学校法人東京電機大学
発明の名称 無線通信システム及び無線通信方法
発明の概要 【課題】ZFアルゴリズムにおける雑音強調を抑制する。
【解決手段】DS-CDMA通信システム1は、拡散符号生成部31と、送信機10と、受信機20とを備える。拡散符号生成部31は、拡散符号行列cから特異値分解により対角要素に特異値を有する特異値行列Σを算出し、特異値行列Σの対角要素のすべてを0以外の同一の所定値に統一することで処理済拡散符号行列c´を生成する。送信機10は、入力されたデータxに処理済拡散符号行列c´で拡散処理を行って送信信号sを作成し、伝搬路Pに送信する。受信機20は、伝搬路Pを経た送信信号sを受信信号rとして受信し、処理済拡散符号行列c´と、伝搬路推定部22により推定された伝搬路Pのチャネル行列hcirと、に基づきZFアルゴリズムを用いてウェイト行列を算出し、このウェイト行列を用いて受信信号rを等化処理する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


現在、無線通信技術は高速化が進められており、1Gbps以上の伝送速度を達成するために様々な研究がなされている。無線通信の伝送速度が向上するにつれて、遅延時間の異なる多数の多重波の存在によって生じる周波数選択性フェージングの影響が大きくなる。そのため、さらなる高速伝送速度を達成するためには、周波数選択性フェージングの影響は解決すべき重要な問題となる。



周波数選択性フェージング環境において、その影響を低減するための伝送路ひずみ補正方法として、周波数領域等化(Frequency Domain Equalization:FDE)を既存の通信システムに用いる手法がある。周波数領域等化は受信信号を周波数領域において重みを乗算することで補正し、周波数選択性フェージングの影響を低減する。このような等化処理に用いる重み(ウェイト行列)を決定するアルゴリズムとして、ZF(Zero Forcing)等化(以下「ZFアルゴリズム」と表記する)が知られている(例えば特許文献1)。ZFアルゴリズムは、シンボル間干渉を完全に補正することが可能である。

産業上の利用分野


本発明は、無線通信システム及び無線通信方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
拡散符号行列から特異値分解により対角要素に特異値を有する特異値行列を算出し、前記特異値行列の前記対角要素のすべてを0以外の同一の所定値に統一することで処理済拡散符号行列を生成する拡散符号生成部と、
入力された情報信号を変調処理し、さらに前記処理済拡散符号行列で拡散処理を行って送信信号を作成し、前記送信信号を伝搬路に送信する送信機と、
前記伝搬路を経た前記送信信号を受信信号として受信し、前記処理済拡散符号行列に基づきZFアルゴリズムを用いてウェイト行列を算出し、前記ウェイト行列を用いて前記受信信号を等化処理し、前記等化処理された前記受信信号を復調して前記情報信号を出力する受信機と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。

【請求項2】
前記伝搬路の伝達関数の行列表現である伝搬路行列を推定する伝搬路推定部を備え、
前記受信機が、前記処理済拡散符号行列と、前記伝搬路推定部により推定された前記伝搬路行列と、に基づきZFアルゴリズムを用いてウェイト行列を算出し、前記ウェイト行列を用いて前記受信信号を等化処理する
ことを特徴とする、請求項1に記載の無線通信システム。

【請求項3】
前記拡散符号生成部は、前記特異値行列の前記対角要素のすべてを、前記特異値のうちの最大値に基づき統一することで前記処理済拡散符号行列を生成する
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の無線通信システム。

【請求項4】
前記拡散符号生成部により生成された複数の前記処理済拡散符号行列から1つを選択して前記送信機及び前記受信機に出力する拡散符号選択部を備える
ことを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の無線通信システム。

【請求項5】
前記拡散符号生成部は、
前記拡散符号行列をM×N行列c、前記特異値行列をM×N行列Σ、M×Mユニタリ行列をU、N×Nユニタリ行列をV、エルミート転置をHで表すとき、下記の(A)式を用いて前記特異値分解を行い、
前記処理済拡散符号行列をM×N行列c´、前記特異値行列の前記特異値のすべてを0以外の同一の所定値に統一したM×N行列をΣ´で表わすとき、下記の(B)式を用いて前記処理済拡散符号行列c´を生成することを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の無線通信システム。
【数1】



【請求項6】
拡散符号行列から特異値分解により対角要素に特異値を有する特異値行列を算出し、前記特異値行列の前記特異値のすべてを0以外の同一の所定値に統一することで処理済拡散符号行列を生成する拡散符号生成ステップと、
送信機に入力された情報信号を変調処理し、さらに前記拡散符号生成ステップにて生成された前記処理済拡散符号行列で拡散処理を行って送信信号を作成する送信信号作成ステップと、
前記送信信号作成ステップにて作成された前記送信信号を伝搬路に送信する送信ステップと、
前記送信ステップにて送信され、前記伝搬路を経た前記送信信号を受信信号として受信機で受信する受信ステップと、
前記拡散符号生成ステップにて生成された前記処理済拡散符号行列に基づきZFアルゴリズムを用いてウェイト行列を算出するウェイト行列算出ステップと、
前記ウェイト行列算出ステップにて算出された前記ウェイト行列を用いて前記受信信号を等化処理する等化処理ステップと、
前記等化処理ステップにて等化処理された前記受信信号を復調して前記情報信号を出力する出力ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014089404thum.jpg
出願権利状態 公開
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