JP5689331B2 - Calibration method and apparatus for time division duplex MIMO system - Google Patents
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Description
本発明は無線通信分野に関し、特に、時分割複信（ＴＤＤ）ＭＩＭＯシステムの校正方法および装置に関する。 The present invention relates to the field of wireless communications, and in particular, to a calibration method and apparatus for a time division duplex (TDD) MIMO system.
情報理論から明らかになるように、マルチパス無線チャネルでは、適切な時空間符号を用いる多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムが、ＳＩＳＯシステムより大きな容量を提供することができる。ＭＩＭＯアンテナの配置で動作すると、ＭＩＭＯシステムは、帯域幅を増加しない場合で、情報伝送レートをＳＩＳＯシステムの２倍に引き上げることができるため、周波数利用効率を極めて向上させる。 As will be apparent from information theory, in a multipath wireless channel, a multiple-input multiple-output (MIMO) system using an appropriate space-time code can provide greater capacity than a SISO system. When operating with the arrangement of MIMO antennas, the MIMO system can greatly increase the frequency utilization efficiency because the information transmission rate can be increased to twice that of the SISO system without increasing the bandwidth.
ＭＩＭＯに基づく移動通信システムにおいて、複数の送信アンテナから信号を同時に送信する。システムの伝送レートおよび伝送性能を向上させるために、チャネル環境によって空間分割多重（ＳＤＭ）、時空間符号化（ＳＴＣ）、および時空間合成送信などの技術を採用することができる。具体的に、ＭＩＭＯ技術は、送信／受信ダイバーシティと空間多重とに大きく分かれる。ここで、ダイバーシティ技術は、チャネルフェージングを克服することに用いられる。受信ダイバーシティ技術について、同じ情報付きの信号が異なる経路によって送信され、受信側でデータシンボルの複数の独立フェージングの複製品を得ることができ、より高い受信信頼性を得ることができる。例えば、スローレイリーフェージングチャネルにおいて、システムが１本の送信アンテナ、Ｎ本の受信アンテナを用いるとき、信号はＮ個の異なる経路によって送信される。各受信アンテナ間でフェージングが独立する場合、得られる最大ダイバーシティ利得はＮとなる。同様に、送信ダイバーシティ技術も複数の経路の利得を利用してシステムの信頼性を向上させるものである。例えば、Ｍ本の送信アンテナ、Ｎ本の受信アンテナを備えるシステムにおいて、アンテナペア間の経路利得が独立に均一分布するレイリーフェージングである場合、得られる最大ダイバーシティ利得はＭ＊Ｎとなる。ここからわかるように、ＭＩＭＯシステムに使用されるアンテナ数が多いほど、得られるダイバーシティ利得が大きくなり、システム全体の信頼性も高くなる。 In a mobile communication system based on MIMO, signals are simultaneously transmitted from a plurality of transmission antennas. In order to improve the transmission rate and transmission performance of the system, techniques such as space division multiplexing (SDM), space-time coding (STC), and space-time synthesis transmission can be adopted depending on the channel environment. Specifically, the MIMO technology is largely divided into transmission / reception diversity and spatial multiplexing. Here, diversity techniques are used to overcome channel fading. For receive diversity techniques, signals with the same information are transmitted by different paths, and multiple independent fading replicas of data symbols can be obtained at the receiving side, resulting in higher receiving reliability. For example, in a slow Rayleigh fading channel, when the system uses one transmit antenna and N receive antennas, the signal is transmitted via N different paths. If fading is independent between each receiving antenna, the maximum diversity gain obtained is N. Similarly, transmission diversity technology also uses the gain of multiple paths to improve system reliability. For example, in a system including M transmitting antennas and N receiving antennas, when the path gain between the antenna pairs is Rayleigh fading in which the path gains are independently and uniformly distributed, the maximum diversity gain obtained is M * N. As can be seen, the greater the number of antennas used in the MIMO system, the greater the diversity gain obtained and the higher the overall system reliability.
しかし、ＶＢＬＡＳＴ構成を用いるＭＩＭＯシステムについて、送信アンテナ数の増加につれて、受信側の信号検出の複雑度も指数的に増加している。従って、従来のＭＩＭＯシステムは、低次ＭＩＭＯ（即ち、送信アンテナ数が４以下であるＭＩＭＯ）を用いる場合が多い。 However, in the MIMO system using the VBLAST configuration, the complexity of signal detection on the receiving side is exponentially increasing as the number of transmitting antennas is increased. Therefore, the conventional MIMO system often uses low-order MIMO (that is, MIMO having four or less transmission antennas).
従来方法では、高次ＭＩＭＯシステムの校正係数を推定する過程は、図１に示すように、以下のステップを含む。説明すべきところとして、下記の過程では、基地局とＵＥのいずれか一方をＡ側と呼び、他方をＢ側と呼び、言い換えれば、送信機をＡ側と呼び、受信機をＢ側と呼ぶ。 In the conventional method, the process of estimating the calibration coefficient of the higher-order MIMO system includes the following steps as shown in FIG. As should be explained, in the following process, one of the base station and the UE is called the A side, the other is called the B side, in other words, the transmitter is called the A side, and the receiver is called the B side. .
ステップ１０１で、Ａ側からＢ側までのリンクに対してチャネル推定を行う。実現過程は図２（ａ）と（ｂ）を参照する。 In step 101, channel estimation is performed for the link from the A side to the B side. Refer to FIGS. 2A and 2B for the realization process.
該高次ＭＩＭＯシステムにおいて、Ａ側とＢ側のアンテナ数はいずれも８であるとする。そのため、ステップ１０１は、８個のタイムスロットを使用する必要がある。ここで、タイムスロット１の動作は、図２（ａ）に示す通りである。Ａ側のアンテナ１のアンテナスイッチを信号送信側に接続することにより、アンテナ１と送信信号とが接続され、ほかのアンテナスイッチを切断する。このとき、アンテナ１のみが信号送信に用いられる。Ａ側のアンテナ１から送信された信号を受信するために、Ｂ側の全てのアンテナスイッチを信号受信側に接続する。 In the higher-order MIMO system, it is assumed that the number of antennas on both the A side and the B side is eight. Therefore, step 101 needs to use 8 time slots. Here, the operation of the time slot 1 is as shown in FIG. By connecting the antenna switch of the A-side antenna 1 to the signal transmission side, the antenna 1 and the transmission signal are connected, and the other antenna switches are disconnected. At this time, only the antenna 1 is used for signal transmission. In order to receive a signal transmitted from the antenna 1 on the A side, all the antenna switches on the B side are connected to the signal receiving side.
同様に、タイムスロット２において、Ａ側のアンテナ２から信号を送信して、Ｂ側の全てのアンテナで受信する。このように類推すると、タイムスロット８の動作は、図２（ｂ）に示す通りである。Ａ側のアンテナ８のアンテナスイッチを信号送信側に接続し、ほかのアンテナスイッチを切断する。Ａ側のアンテナ８から送信された信号を受信するために、Ｂ側の全てのアンテナスイッチを信号受信側に接続する。 Similarly, in time slot 2, a signal is transmitted from antenna A on the A side and received by all antennas on the B side. By analogy in this way, the operation of the time slot 8 is as shown in FIG. The antenna switch of the antenna 8 on the A side is connected to the signal transmission side, and the other antenna switches are disconnected. In order to receive a signal transmitted from the antenna 8 on the A side, all the antenna switches on the B side are connected to the signal receiving side.
ステップ１０２で、Ｂ側からＡ側までのリンクに対してチャネル推定を行う。実現過程は図３（ａ）と（ｂ）を参照する。 In step 102, channel estimation is performed for the link from the B side to the A side. Refer to FIGS. 3A and 3B for the realization process.
同様に、ステップ１０２も８個のタイムスロットを使用する必要がある。ここで、タイムスロット１の動作は、図３（ａ）に示す通りである。Ｂ側のアンテナ１から信号を送信させて、Ａ側の全てのアンテナで該信号を受信するようにする。タイムスロット８の動作は、図３（ｂ）に示す通りである。 Similarly, step 102 needs to use 8 time slots. Here, the operation of the time slot 1 is as shown in FIG. A signal is transmitted from the antenna 1 on the B side, and the signal is received by all the antennas on the A side. The operation of the time slot 8 is as shown in FIG.
ステップ１０３で、Ａ側は受信された信号をＢ側に報告し（実現過程は図４を参照）、Ｂ側は校正係数（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ）を算出する。この時、Ａ側から送信されたものは、該側で推定されたＢからＡまでのリンクのチャネル情報である。もちろん、該ステップでは、Ｂ側からＡ側に報告して、Ａ側が校正係数を算出するようにしてもよい。 In step 103, the A side reports the received signal to the B side (see FIG. 4 for the realization process), and the B side calculates a calibration factor. At this time, what is transmitted from the A side is the channel information of the link from B to A estimated on the side. Of course, in this step, the B side may report to the A side, and the A side may calculate the calibration coefficient.
ここからわかるように、（８，８）のシステムにおいて、ステップ１０１を実行するには８個のタイムスロットが必要となり、ステップ１０２では８個のタイムスロットが必要となり、ステップ１０３では８個のタイムスロットが必要となる。つまり、従来技術の方法によって、全ての校正係数を推定するために、合計２４個のタイムスロットが必要となる。高次ＭＩＭＯシステムのアンテナ数が大きいため、これに応じて校正時間も長くなる。しかし、未来の移動通信システムについて、高次ＭＩＭＯシステムの利用は、重要な検討内容の１つとなる。ＭＩＭＯシステム（特に高次ＭＩＭＯシステム）における校正時間を如何に低減するかが、解決すべき課題となる。 As can be seen, in the (8,8) system, eight time slots are required to execute step 101, eight time slots are required in step 102, and eight time slots in step 103. A slot is required. That is, a total of 24 time slots are required to estimate all the calibration coefficients by the prior art method. Since the number of antennas in the high-order MIMO system is large, the calibration time is increased accordingly. However, for future mobile communication systems, the use of higher-order MIMO systems is one of the important considerations. How to reduce the calibration time in a MIMO system (particularly a higher-order MIMO system) is a problem to be solved.
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、校正性能が従来方法に近いとともに、従来方法より少ない校正時間がかかる時分割複信（ＴＤＤ）多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおける校正方法および装置を提供している。 The present invention has been made in view of the above, and a calibration method in a time-division duplex (TDD) multiple-input multiple-output (MIMO) system that has a calibration performance close to that of the conventional method and requires less calibration time than the conventional method, and The device is provided.
上記の目的を達成するために、本発明は下記の具体的な解決手段によって実現されるものである。 In order to achieve the above object, the present invention is realized by the following specific solution.
時分割複信ＭＩＭＯシステムの校正方法であって、基地局とユーザ端末のいずれか一方を校正側として決定し、前記基地局と前記ユーザ端末の他方を第２側として決定し、前記校正側にはＭ（Ｍ＞１）本のアンテナが設けられ、前記第２側にはＮ（Ｎ＞１）本のアンテナが設けられ、前記校正側から前記第２側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行い、かつ、前記第２側から前記校正側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行い、前記第２側は、前記校正側から前記第２側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られた、前記校正側のアンテナのうち１つであるアンテナＩから前記第２側までのすべてのリンク情報を前記校正側に報告し、前記校正側は前記Ｍ本のアンテナに対して自己校正を行って、自己調整係数を得、前記校正側は、前記自己調整係数と、前記第２側から前記校正側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られたリンク情報と、前記第２側から報告された、前記校正側のアンテナのうち１つである前記アンテナＩから前記第２側までのすべてのリンク情報とに基づいて、校正係数を決定する、ことを含む。 A calibration method of time division duplex MIMO system, determines one of the base station and the user terminal as a calibration side, to determine the other of the said base station a user terminal as a second side, said calibration side M (M> 1) antennas are provided, said the second side N (N> 1) antennas are provided, the channel for all links from the calibration side to the second side performs estimation and the channel estimation is performed from the second side for all links up to the calibration side, the second side channel for all links from the calibration side to the second side obtained by performing the estimation, the all of the link information from which is one antenna I of calibration side of the antenna to the second side to report to the calibration side, the calibration side of the M present antenna Perform self-calibration , To obtain a self-adjustment factor, the calibration side, said self-adjustment factor, and the link information obtained by performing channel estimation for all links from the second side to the calibration side, the second It reported from the side, based on the all link information up to the second side from the antenna I is one of the calibration side of the antenna, to determine the calibration factor includes.
前記校正側が前記Ｍ本のアンテナに対して前記自己校正を行って、前記自己調整係数を得ることは、前記校正側のアンテナｉのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側のアンテナｋのスイッチを信号受信側に接続し、前記アンテナｉの信号送信側からテスト信号を送信した後に、前記アンテナｋの信号受信側で第１信号を受信し、前記校正側のアンテナｋのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側のアンテナｉのスイッチを信号受信側に接続し、前記アンテナｋの信号送信側から前記テスト信号を送信した後に、前記アンテナｉの信号受信側で第２信号を受信し、前記第１信号と前記第２信号とを比較して、前記アンテナｋと前記アンテナｉとの間の前記自己調整係数
前記校正側は、起動後に前記Ｍ本のアンテナ間の前記自己校正を行う。 The calibration side performs the self-calibration between the M antennas after launch.
前記校正側が前記Ｍ本のアンテナに対して前記自己校正を行って、前記自己調整係数を得ることは、前記校正側のアンテナｉから前記第２側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うとき、前記校正側のアンテナｉのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側のアンテナｋの信号受信側で信号の受信を行って、第１信号を得、前記校正側のアンテナｋから前記第２側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うとき、前記校正側のアンテナｋのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側のアンテナｉの信号受信側で信号の受信を行って、第２信号を得、前記第１信号と前記第２信号とを比較して、前記アンテナｋと前記アンテナｉとの間の前記自己調整係数
前記第２側が、前記校正側から前記第２側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られた、前記校正側のアンテナのうち１つであるアンテナＩから前記第２側までのすべてのリンク情報を前記校正側に報告することは、前記第２側が、数式
前記校正側が前記Ｍ本のアンテナに対して前記自己校正を行って、前記自己調整係数を得ることは、前記校正側の前記アンテナＩのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側のアンテナｋのスイッチを信号受信側に接続し、前記アンテナＩの信号送信側からテスト信号を送信した後に、前記アンテナｋの信号受信側で第１信号を受信し、前記校正側の前記アンテナｋのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側の前記アンテナＩのスイッチを信号受信側に接続し、前記アンテナｋの信号送信側から前記テスト信号を送信した後に、前記アンテナＩの信号受信側で第２信号を受信し、前記第１信号と前記第２信号とを比較して、前記アンテナｋと前記アンテナＩとの間の前記自己調整係数
前記校正側が前記Ｍ本のアンテナに対して自己校正を行って、前記自己調整係数を得ることは、前記校正側の前記アンテナＩから前記第２側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うとき、前記校正側の前記アンテナＩのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側のアンテナｋの信号受信側で信号の受信を行って、第１信号を得、前記校正側のアンテナｋから前記第２側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うとき、前記校正側の前記アンテナｋのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側の前記アンテナＩの信号受信側で信号の受信を行って、第２信号を得、前記第１信号と前記第２信号とを比較して、前記アンテナｋと前記アンテナＩとの間の前記自己調整係数
前記校正側が、前記自己調整係数と、前記第２側から前記校正側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られたリンク情報と、前記第２側から報告された、前記校正側のアンテナのうち１つであるアンテナＩから前記第２側までのすべてのリンク情報とに基づいて、前記校正係数を決定することは、前記校正側が、前記第２側から前記校正側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られたリンク情報と、前記第２側から報告された、前記校正側のアンテナのうち１つであるアンテナＩから前記第２側までのすべてのリンク情報とに基づいて、前記アンテナＩに関連する校正係数αＩ，ｊ（ｊ＝１，．．．，Ｎ）を決定し、前記校正側が、数式αｋ，ｊ＝βｋ，Ｉ・αＩ，ｊ（ｋ＝１，．．．，Ｍ、かつｋ≠Ｉ）によって、前記アンテナｋに関連する前記校正係数を決定する、ことを含む。 The calibration side reports the self-adjustment factor, link information obtained by performing channel estimation for all links from the second side to the calibration side, and the calibration reported from the second side. based on all of the link information from the antenna I to the second side is one side of the antenna, wherein determining the calibration coefficients, the calibration side, from the second side to the calibration side and link information obtained by performing the pair to the channel estimation to all the links, the second side being reported, all from is one antenna I of the calibration side of the antenna to the second side based of the link information, wherein the antenna calibration factor alpha I, j associated with the I (j = 1, ..., N) is determined and the calibration side, - formula α k, j = β k, I α I, j (k = 1 , ... M and the k ≠ I),, to determine the calibration coefficients associated with the antenna k, it involves.
時分割複信ＭＩＭＯシステムに用いられる基地局であって、ユーザ端末から前記基地局までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うチャネル推定ユニットと、自局のＭ本のアンテナに対して自己校正を行って、自己調整係数を得る自己校正ユニットと、前記ユーザ端末から報告された、前記基地局から前記ユーザ端末までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られた、前記基地局のアンテナのうち１つであるアンテナＩから前記ユーザ端末までのすべてのリンク情報を受信し、前記リンク情報と、前記自己調整係数と、前記チャネル推定ユニットから提供された、前記ユーザ端末から前記基地局までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られたリンク情報とに基づいて、校正係数を決定する校正係数決定ユニットと、を含む。 Time division duplex A base station for use in a MIMO system, a channel estimation unit that performs channel estimation for all links from a user terminal to the base station, the self-calibration for the M antennas of the station The base station obtained by performing channel estimation on all links from the base station to the user terminal reported from the user terminal, receive all the link information from which is one antenna I of the antennas to the user terminal, and the link information, wherein the self-adjustment factor, provided from the channel estimation unit, said base from said user terminal based on the link information obtained by performing channel estimation for all links up to the station, to determine a calibration factor Including a positive coefficient determination unit.
前記自己校正ユニットは、前記基地局のアンテナｉのスイッチを信号送信側に接続し、前記基地局のアンテナｋのスイッチを信号受信側に接続し、前記アンテナｉの信号送信側からテスト信号を送信して前記アンテナｋの信号受信側で第１信号を受信するように制御し、かつ、前記基地局の前記アンテナｋのスイッチを信号送信側に接続し、前記基地局の前記アンテナｉのスイッチを信号受信側に接続し、前記アンテナｋの信号送信側から前記テスト信号を送信して前記アンテナｉの信号受信側で第２信号を受信するように制御するテスト信号送受信モジュールと、前記第１信号と前記第２信号とを比較して、前記アンテナｋと前記アンテナｉとの間の前記自己調整係数
前記自己校正ユニットは、前記基地局のアンテナｉから前記ユーザ端末までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うとき、前記基地局のアンテナｋの信号受信側で信号の受信を行って、第１信号を得、かつ、前記基地局の前記アンテナｋから前記ユーザ端末までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うとき、前記基地局の前記アンテナｉの信号受信側で信号の受信を行って、第２信号を得るテスト信号送受信モジュールと、前記第１信号と前記第２信号とを比較し、前記アンテナｋと前記アンテナｉとの間の前記自己調整係数
前記校正係数決定ユニットは、受信された前記ユーザ端末から報告された、前記基地局のアンテナのうち１つであるアンテナＩから前記ユーザ端末までのすべてのリンク情報と、前記チャネル推定ユニットから提供された、前記ユーザ端末から前記基地局までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られたリンク情報とに基づいて、前記アンテナＩに関連する校正係数αＩ，ｊ（ｊ＝１，．．．，Ｎ）を決定し、数式αｋ，ｊ＝βｋ，Ｉ・αＩ，ｊ（ｋ＝１，．．．，Ｍ、かつｋ≠Ｉ）によって、前記アンテナｋに関連する校正係数を決定する。 The calibration factor determination unit were reported from the received said user terminal, all the link information from the antenna I to the user terminal is one of the antennas of the base station is provided from the channel estimation unit and, on the basis of the user terminal and the link information obtained by performing all the links in pairs to the channel estimation to the base station, calibration coefficients associated with the antenna I α I, j (j = 1 , ..., determine the N), equation α k, j = β k, · α I, j (k = 1, ..., M and the k ≠ I),, associated with the antenna k Determine the calibration factor.
時分割複信ＭＩＭＯシステムに用いられるユーザ端末であって、基地局から前記ユーザ端末までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うチャネル推定ユニットと、自局のＭ本のアンテナに対して自己校正を行って、自己調整係数を得る自己校正ユニットと、前記基地局から報告された、前記ユーザ端末から前記基地局までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られた、前記ユーザ端末のアンテナのうち１つであるアンテナＩから前記基地局までのすべてのリンク情報を受信し、前記リンク情報と、前記自己調整係数と、前記チャネル推定ユニットから提供された、前記基地局から前記ユーザ端末までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られたリンク情報とに基づいて、校正係数を決定する校正係数決定ユニットと、を含む。 A user terminal for use in time division duplex MIMO system, a channel estimation unit that performs channel estimation for all links from the base station to the user terminal, the self-calibration for the M antennas of the station The user terminal obtained by performing channel estimation on all links from the user terminal to the base station reported from the base station, receive all the link information from which is one antenna I of the antennas to said base station, and the link information, and the self-adjustment factor, provided from the channel estimation unit, said user from said base station based on the link information obtained by performing channel estimation for all links up to the terminal, to determine a calibration factor Including a positive coefficient determination unit.
本発明の目的、解決手段およびメリットをさらに明確にするために、以下、図面を参照して実施例を挙げながら、本発明をさらに詳しく説明する。 In order to further clarify the object, solution, and merit of the present invention, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
以下の説明で設定されるシステムモデルとして、受信側はＮ本のアンテナを備え、送信側はＭ本のアンテナを備える。ここで、送信側は基地局（ｅＮＢ）であってよく、ユーザ端末（ＵＥ）であってもよい。送信側は基地局であるとき、受信側はＵＥである。送信側はＵＥであるとき、受信側は基地局である。基地局とＵＥとの間の信号伝送は双方向なものであり、ＵＥから基地局までの上りリンク信号もあれば、基地局からＵＥまでの下りリンク信号もある。そのため、基地局とＵＥのいずれか一方をＡ側と呼び、他方をＢ側と呼ぶことができる。説明すべきところとして、受信側と送信側のアンテナ数は任意の数であってよく、かつ受信側のアンテナ数と送信側のアンテナ数とは関係しなく、例えば、受信側に２本のみのアンテナを設けるが、送信側に４本のアンテナを設けることができる。 As a system model set in the following description, the reception side includes N antennas, and the transmission side includes M antennas. Here, the transmission side may be a base station (eNB) or a user terminal (UE). When the transmitting side is a base station, the receiving side is a UE. When the transmitting side is a UE, the receiving side is a base station. Signal transmission between the base station and the UE is bi-directional, and there are uplink signals from the UE to the base station and downlink signals from the base station to the UE. Therefore, either the base station or the UE can be called the A side, and the other can be called the B side. It should be explained that the number of antennas on the receiving side and the transmitting side may be any number, and the number of antennas on the receiving side and the number of antennas on the transmitting side are not related. Although antennas are provided, four antennas can be provided on the transmission side.
これに応じて、Ａ側からＢ側までの信号ｙＡＢは数式１に示し、Ｂ側からＡ側までの信号ｙＢＡは数式２に示す。
［数式１］
［数式２］
ここで、ＨはＮ×Ｍのチャネル行列を表し、ＲとＴはそれぞれ受信係数行列と送信係数行列を表し、例えば、ＲＢはＢ側の受信係数行列を表し、ＲＡはＡ側の受信係数行列を表す。ｓは送信されたシンボルベクトルを表し、ｎは白色ガウス雑音ベクトルを表し、ｙは受信側で受信された信号ベクトルを表す。
Accordingly, the signal y AB from the A side to the B side is expressed by Equation 1, and the signal y BA from the B side to the A side is expressed by Equation 2.
[Formula 1]
[Formula 2]
Here, H represents an N × M channel matrix, R and T represent a reception coefficient matrix and a transmission coefficient matrix, respectively. For example, R B represents a reception coefficient matrix on the B side, and R A represents reception on the A side. Represents a coefficient matrix. s represents a transmitted symbol vector, n represents a white Gaussian noise vector, and y represents a signal vector received at the receiving side.
具体的に、
である。
Specifically,
It is.
ＭＩＭＯシステムにおいて、有効チャネルパラメータが
に定義され、ここで、ｉ＝１，．．．，Ｍ；ｊ＝１，．．．，Ｎである。
In a MIMO system, the effective channel parameter is
Where i = 1,. . . , M; j = 1,. . . , N.
さらに、時分割複信ＭＩＭＯシステムにおいて、上り・下りチャネルに同じ周波数および異なるタイムスロットを用いるため、その上り・下りチャネルは対称のものと考えられる。しかし、実際の応用では、ベースバンドから無線周波数までの過程において、信号が例えばアンプ、フィルターなどの多くのデバイスを通過するせいで、その線形特性が破壊され、非線形誤差が生じて、上り・下りチャネルの対称性に影響が与えられる。この非線形誤差は、ランダム変数と見なしてよく、起動時に生成しかつ相対的に固定するものであり、普通、温度が大幅に変化する場合だけで変化する。従って、通信前に誤差校正を行って校正係数を得る限り、ＴＤＤシステムのチャネル対称の特徴を依然として利用することができる。一般的に、該校正係数は長期間で変化が発生しない。 Furthermore, in the time division duplex MIMO system, the same frequency and different time slots are used for the uplink and downlink channels, so the uplink and downlink channels are considered to be symmetrical. However, in actual applications, in the process from the baseband to the radio frequency, the signal passes through many devices such as amplifiers and filters, so that its linear characteristics are destroyed, nonlinear errors occur, and upstream and downstream Channel symmetry is affected. This non-linear error may be regarded as a random variable, is generated at startup and is relatively fixed, and usually changes only when the temperature changes significantly. Thus, as long as error calibration is performed prior to communication to obtain a calibration factor, the channel symmetric features of the TDD system can still be utilized. Generally, the calibration coefficient does not change over a long period.
つまり、ＭＩＭＯシステムに対して校正を行って、下記の受信係数と送信係数との比を得る。即ち、
であり、ここで、ｉ＝１，．．．，Ｍ；ｊ＝１，．．．，Ｎである。
That is, the MIMO system is calibrated to obtain the ratio of the following reception coefficient and transmission coefficient. That is,
Where i = 1,. . . , M; j = 1,. . . , N.
これにより、１つのリンクの有効チャネルパラメータ
を知った後に、校正係数αｉ，ｊに基づいてバックチャネルパラメータ
を得ることができ、即ち、
である。
This enables the effective channel parameters for one link
The back channel parameters based on the calibration coefficients α i, j
That is,
It is.
ＴＤＤシステムの特徴を考えると、校正速度を向上させ、校正時間を低減させるために、本発明の実施例では、改善された校正方法を提供している。その具体的な過程は図５を参照する。 In view of the characteristics of the TDD system, an embodiment of the present invention provides an improved calibration method in order to increase calibration speed and reduce calibration time. The specific process will be described with reference to FIG.
ステップ５００で、Ａ側は、自局の複数本のアンテナ間の校正を行って、自己調整係数（ｓｅｌｆ−ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｆａｃｔｏｒ）を得る。 In step 500, the A side performs calibration between a plurality of antennas of its own station to obtain a self-adjustment factor.
本発明の具体的な実現では、Ａ側が自己調整係数を取得する過程は以下の通りである。 In a specific implementation of the present invention, the process by which the A side acquires the self-adjusting coefficient is as follows.
Ａ側のアンテナｉのスイッチを信号送信側に接続し、Ａ側のアンテナｋのスイッチを信号受信側に接続する。このように、アンテナｉのＴｘから送信された信号は、アンテナｋのＲｘ側で受信でき、Ｓ１と記す。 The switch of the antenna i on the A side is connected to the signal transmission side, and the switch of the antenna k on the A side is connected to the signal reception side. Thus, the signal transmitted from Tx of antenna i can be received on the Rx side of antenna k, and is denoted as S1.
Ａ側のアンテナｋのスイッチを信号送信側に接続し、Ａ側のアンテナｉのスイッチを信号受信側に接続する。このように、アンテナｋのＴｘから送信された信号は、アンテナｉのＲｘ側で受信でき、Ｓ２と記す。 The switch of the antenna k on the A side is connected to the signal transmitting side, and the switch of the antenna i on the A side is connected to the signal receiving side. Thus, the signal transmitted from Tx of antenna k can be received on the Rx side of antenna i, and is denoted as S2.
アンテナｉのＴｘから送信された信号と、アンテナｋのＴｘから送信されたテスト信号とはいずれもＳであるとすると、
であり、
であり、
を得る。ここで、ｉ＝１，．．．，Ｍ；ｋ＝１，．．．，Ｍかつｉ≠ｋである。説明すべきところとして、該具体的な実現では、Ｂ側の全てのアンテナスイッチが切断状態にある。
If both the signal transmitted from Tx of antenna i and the test signal transmitted from Tx of antenna k are S,
And
And
Get. Here, i = 1,. . . , M; k = 1,. . . , M and i ≠ k. As should be explained, in this specific implementation, all antenna switches on the B side are in a disconnected state.
本発明の別の具体的な実現では、ステップ５０１において、Ａ側のアンテナｉのスイッチを信号送信側に接続し、Ｂ側の全てのアンテナに信号を送信するとともに、Ａ側のアンテナｋの信号受信側で信号の受信を行い、次に、Ａ側のアンテナｋのスイッチを信号送信側に接続し、Ｂ側の全てのアンテナに信号を送信するとともに、Ａ側のアンテナｉの信号受信側で信号の受信を行うことにより（この時、Ａ側のほかの全てのアンテナのスイッチは切断される）、自己調整係数
を算出するようにしてよい。
In another specific realization of the present invention, in step 501, the switch of the antenna i on the A side is connected to the signal transmission side, the signal is transmitted to all the antennas on the B side, and the signal of the antenna k on the A side is transmitted. The signal is received on the receiving side, and then the switch of the antenna K on the A side is connected to the signal transmitting side, and the signal is transmitted to all the antennas on the B side. By receiving the signal (at this time, all other antenna switches on the A side are switched off), the self-adjustment factor
May be calculated.
ステップ５０１で、ＡからＢまでのリンクに対してチャネル推定を行う。該ステップは、ステップ１０１と同じである。具体的に、タイムスロット１に
を得、タイムスロット２に
を得、このように類推する。
In step 501, channel estimation is performed for links A to B. This step is the same as step 101. Specifically, in time slot 1
To time slot 2
And analogy in this way.
ステップ５０２で、ＢからＡまでのリンクに対してチャネル推定を行う。該ステップは、ステップ１０２と同じである。具体的に、タイムスロット１に
を得、タイムスロット２に
を得、このように類推する。
In step 502, channel estimation is performed for the links from B to A. This step is the same as step 102. Specifically, in time slot 1
To time slot 2
And analogy in this way.
ステップ５０３で、Ｂ側は、受信されたＡ側のアンテナのうち１つのアンテナ（アンテナＩとする）からの信号をＡ側に報告し、Ａ側は、ステップ５００で得られた自己調整係数に基づいて、全ての校正係数を算出する。具体的に、以下の通りである。 In step 503, the B side reports the signal from one of the received A side antennas (referred to as antenna I) to the A side, and the A side uses the self-adjustment coefficient obtained in step 500. Based on this, all calibration coefficients are calculated. Specifically, it is as follows.
５０３１で、Ｂ側は、トレーニングで最も信頼性の高いアンテナを選択し、例えば、数式
によって、アンテナＩを決定する。もちろん、Ｂ側は、必ずしも最も信頼性の高いアンテナの選択を行う必要がなく、任意の１本のアンテナＩを選択して、受信されたＡ側のアンテナＩからの信号を報告するようにしてよい。
5031, the B side selects the most reliable antenna for training, eg
To determine the antenna I. Of course, it is not always necessary for the B side to select the most reliable antenna, and any one antenna I is selected and the received signal from the antenna I on the A side is reported. Good.
５０３２で、Ａ側は、Ｂ側から報告された信号と自局のチャネル推定とに基づいて、アンテナＩの校正係数
を決定する。Ｂ側がＡ側に報告したのはＡ側のアンテナ２の信号、即ち
であるとすると、
によって、Ａ側のアンテナ２に関連する校正係数を算出することができる。
5032, the A side determines the calibration factor for the antenna I based on the signal reported from the B side and its own channel estimate.
To decide. The B side reported to the A side that the A side antenna 2 signal,
If
Thus, the calibration coefficient related to the antenna 2 on the A side can be calculated.
５０３３で、Ａ側は、アンテナＩに関連する校正係数
と自己調整係数
とに基づいて、ほかの校正係数αｋ，ｊ（ｋ＝１，．．．，Ｍかつｋ≠Ｉ）を算出する。
5033, the A side is the calibration factor associated with antenna I
And self-adjustment factor
And other calibration coefficients α k, j (k = 1,..., M and k ≠ I) are calculated.
説明すべきところとして、ステップ５００の実行タイミングは比較的に柔軟であり、例えば、起動時に実行するようにしてよく、ステップ５０１と同時に実行するようにしてもよく、ステップ５０３でＡ側がＢ側の報告を受信した後に実行するようにしてもよい。自己調整係数を得ることは、ステップ５０３で校正係数を算出する前にさえあればよい。また、走査でＡ側の全てのアンテナの自己調整係数を得るようにしてよく、ステップ５０３でＡ側がＢ側で選択されたアンテナＩを決定した後に、βｋ，Ｉだけを算出するようにしてもよい。なお、ｉとｋは校正側の任意のアンテナを指すものであり、一定の範囲（例えば１〜Ｍ）にある。Ｉは校正側の特定のアンテナを指すものである。第２側から報告されたものは、アンテナＩの情報である。ｊは第２側の任意のアンテナを指すものであり、一定の範囲（例えば１〜Ｎ）にある。 As should be explained, the execution timing of step 500 is relatively flexible. For example, it may be executed at the time of startup or may be executed simultaneously with step 501. In step 503, the A side is the B side. It may be executed after receiving the report. Obtaining the self-adjusting factor only needs to be done before calculating the calibration factor in step 503. Further, the self-adjustment coefficients of all antennas on the A side may be obtained by scanning, and after determining the antenna I selected on the B side by the A side in step 503, only β k, I is calculated. Also good. Note that i and k indicate arbitrary antennas on the calibration side and are in a certain range (for example, 1 to M). I indicates a specific antenna on the calibration side. What is reported from the second side is antenna I information. j indicates an arbitrary antenna on the second side, and is in a certain range (for example, 1 to N).
同様に（８，８）のシステムを例として、ステップ５００における自己校正通信が自側で行われるため、通信時間コストは無視してもよい（例えば、携帯電話は起動後に短時間で自己校正を行う）。ステップ５０１では８個のタイムスロットが必要となり、ステップ５０２では８個のタイムスロットが必要となり、ステップ５０３の報告には１つのタイムスロットが必要となる（図６を参照）。従って、合計１７個のタイムスロットだけで全ての校正係数を推定することができる。ここからわかるように、報告ステップは、従来方法（図４を参照）と比べて、８７．５％の時間が節約される。 Similarly, taking the system of (8, 8) as an example, since the self-calibration communication in step 500 is performed by itself, the communication time cost may be ignored (for example, the mobile phone performs self-calibration in a short time after startup). Do). Step 501 requires 8 time slots, Step 502 requires 8 time slots, and Step 503 requires one time slot (see FIG. 6). Therefore, all the calibration coefficients can be estimated with only a total of 17 time slots. As can be seen, the reporting step saves 87.5% time compared to the conventional method (see FIG. 4).
以下、本発明の実施例と従来方法との性能比較のシミュレーション曲線を示す。ここで、図７（ａ）と図７（ｂ）は、チャネル推定の最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ：Ｍｉｎｉｍｕｍ−Ｍｅａｎ−Ｓｑｕａｒｅｄ−Ｅｒｒｏｒ）性能の比較である。具体的に、図７（ａ）では、軽度誤差の場合、即ち、遅延が０．１個のシンボル周期であり、位相ずれが２度であり、振幅誤差が１％である場合が考えられる。図７（ｂ）では、最悪誤差の場合、即ち、遅延が０．５個のシンボル周期であり、位相ずれが２０度であり、振幅誤差が１０％である場合が考えられる。図８はビット誤り率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ ｅｒｒｏｒ ｒａｔｅ）性能の比較である。 Hereafter, the simulation curve of the performance comparison with the Example of this invention and the conventional method is shown. Here, FIG. 7A and FIG. 7B are comparisons of minimum-mean-square error (MMSE) performance of channel estimation. Specifically, in FIG. 7A, a case of a slight error, that is, a case where the delay is 0.1 symbol period, the phase shift is 2 degrees, and the amplitude error is 1% can be considered. In FIG. 7B, the worst error case is considered, that is, the delay is 0.5 symbol period, the phase shift is 20 degrees, and the amplitude error is 10%. FIG. 8 is a comparison of bit error rate (BER) performance.
シミュレーション結果からわかるように、本発明の実施例に係る校正方法は、実現が簡単であって、校正時間の面で極めて大きな優位性を有するだけでなく、性能上で従来方法と大きく異ならない。 As can be seen from the simulation results, the calibration method according to the embodiment of the present invention is easy to implement and not only has a great advantage in terms of calibration time, but also does not greatly differ from the conventional method in terms of performance.
さらに、本発明の実施例では、時分割複信ＭＩＭＯシステムに用いられる基地局が提供されている。該基地局は、ユーザ端末から該基地局までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うチャネル推定ユニットと、自局のＭ本のアンテナに対して自己校正を行って、自己調整係数を得る自己校正ユニットと、前記ユーザ端末から報告された、該基地局のアンテナのうち１つであるアンテナＩから前記ユーザ端末までのすべてのリンク情報を受信し、該リンク情報と前記自己調整係数とに基づいて、校正係数を決定する校正係数決定ユニットと、を含む。 Furthermore, in an embodiment of the present invention, a base station used in a time division duplex MIMO system is provided. The base station performs self-calibration on a channel estimation unit that performs channel estimation for all links from the user terminal to the base station, and self-calibration coefficients for its own M antennas, Receiving all link information from the calibration unit and the antenna I, which is one of the antennas of the base station, reported from the user terminal to the user terminal, and based on the link information and the self-adjusting coefficient A calibration coefficient determination unit for determining a calibration coefficient.
前記自己校正ユニットは、該基地局のアンテナｉのスイッチを信号送信側に接続し、該基地局のアンテナｋのスイッチを信号受信側に接続し、アンテナｉの信号送信側からテスト信号を送信してアンテナｋの信号受信側で第１信号を受信するように制御し、かつ、該基地局のアンテナｋのスイッチを信号送信側に接続し、該基地局のアンテナｉのスイッチを信号受信側に接続し、アンテナｋの信号送信側から前記テスト信号を送信してアンテナｉの信号受信側で第２信号を受信するように制御するテスト信号送受信モジュールと、第１信号と第２信号とを比較して、アンテナｋとアンテナｉとの間の自己調整係数
を得る自己調整係数生成モジュールと、を含み、ここで、ｉ＝１，．．．，Ｍ；ｋ＝１，．．．，Ｍであり、かつｉ≠ｋであり、Ｒｉはアンテナｉの受信係数であり、Ｔｉはアンテナｉの送信係数であり、Ｒｋはアンテナｋの受信係数であり、Ｔｋはアンテナｋの送信係数である。
The self-calibration unit connects the switch of antenna i of the base station to the signal transmission side, connects the switch of antenna k of the base station to the signal reception side, and transmits a test signal from the signal transmission side of antenna i. The signal receiving side of antenna k is controlled to receive the first signal, the switch of antenna k of the base station is connected to the signal transmitting side, and the switch of antenna i of the base station is connected to the signal receiving side. A test signal transmission / reception module that is connected and controlled to transmit the test signal from the signal transmission side of antenna k and receive the second signal at the signal reception side of antenna i is compared with the first signal and the second signal. And the self-adjustment coefficient between antenna k and antenna i
A self-adjusting coefficient generation module for obtaining i = 1,. . . , M; k = 1,. . . , M, and i ≠ k, R i is the reception coefficient of antenna i, T i is the transmission coefficient of antenna i, R k is the reception coefficient of antenna k, and T k is antenna k. Is the transmission coefficient.
前記自己校正ユニットは、該基地局のアンテナｉからユーザ端末までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うとき、該基地局のアンテナｋの信号受信側で信号の受信を行って、第１信号を得、かつ、該基地局のアンテナｋからユーザ端末までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うとき、該基地局のアンテナｉの信号受信側で信号の受信を行って、第２信号を得るテスト信号送受信モジュールと、第１信号と第２信号とを比較し、アンテナｋとアンテナｉとの間の自己調整係数
を得る自己調整係数生成モジュールと、を含み、ここで、ｉ＝１，．．．，Ｍ；ｋ＝１，．．．，Ｍであり、かつｉ≠ｋであり、Ｒｉはアンテナｉの受信係数であり、Ｔｉはアンテナｉの送信係数であり、Ｒｋはアンテナｋの受信係数であり、Ｔｋはアンテナｋの送信係数である。
When performing channel estimation for all links from the antenna i of the base station to the user terminal, the self-calibration unit receives a signal on the signal receiving side of the antenna k of the base station, And channel estimation is performed for all links from the antenna k of the base station to the user terminal, the signal is received at the signal receiving side of the antenna i of the base station, and the second signal is received. A test signal transmission / reception module to obtain, a self-adjustment coefficient between antenna k and antenna i by comparing the first signal and the second signal
A self-adjusting coefficient generation module for obtaining i = 1,. . . , M; k = 1,. . . , M, and i ≠ k, R i is the reception coefficient of antenna i, T i is the transmission coefficient of antenna i, R k is the reception coefficient of antenna k, and T k is antenna k. Is the transmission coefficient.
前記校正係数決定ユニットは、受信された前記ユーザ端末から報告された、該基地局のアンテナのうち１つであるアンテナＩから前記ユーザ端末までのすべてのリンク情報と、前記チャネル推定ユニットから提供された、ユーザ端末から該基地局までのすべてのリンクに対するチャネル推定とに基づいて、アンテナＩに関連する校正係数αＩ，ｊ（ｊ＝１，．．．，Ｎ）を決定し、数式
によって、アンテナｋに関連する校正係数を決定する。
The calibration coefficient determination unit is provided from the channel estimation unit and all link information from the antenna I to the user terminal, which is one of the antennas of the base station, reported from the received user terminal. Further, a calibration coefficient α I, j (j = 1,..., N) associated with the antenna I is determined based on channel estimation for all links from the user terminal to the base station,
To determine the calibration factor associated with antenna k.
さらに、本発明の実施例では、時分割複信ＭＩＭＯシステムに用いられるユーザ端末が提供されている。該ユーザ端末は、基地局から該ユーザ端末までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うチャネル推定ユニットと、自局のＭ本のアンテナに対して自己校正を行って、自己調整係数を得る自己校正ユニットと、前記基地局から報告された、該ユーザ端末のアンテナのうち１つであるアンテナＩから前記基地局までのすべてのリンク情報を受信し、該リンク情報と前記自己調整係数とに基づいて、校正係数を決定する校正係数決定ユニットと、を含む。 Furthermore, in an embodiment of the present invention, a user terminal used for a time division duplex MIMO system is provided. The user terminal performs self-calibration on a channel estimation unit for performing channel estimation for all links from the base station to the user terminal, and M antennas of the own station to obtain a self-adjustment coefficient. Receiving all link information from the antenna I, which is one of the antennas of the user terminal, reported from the base station to the base station, and based on the link information and the self-adjusting coefficient A calibration coefficient determination unit for determining a calibration coefficient.
説明すべきところとして、ユーザ端末と基地局のいずれか一方を校正側とすることができる。ユーザ端末を校正側とする場合、校正側の内部構成（例えば、自己校正ユニットおよび校正係数決定ユニット）は、基地局を校正側とする場合と類似している。校正側としてのユーザ端末は、第２側としての基地局との情報やり取りを行う必要がある点で異なる。 As an explanation, either the user terminal or the base station can be the calibration side. When the user terminal is the calibration side, the internal configuration (for example, the self-calibration unit and the calibration coefficient determination unit) on the calibration side is similar to the case where the base station is the calibration side. The user terminal as the calibration side is different in that it needs to exchange information with the base station as the second side.
上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。 The above are only preferred embodiments of the present invention and do not limit the protection scope of the present invention. Various modifications, equivalent replacements, improvements and the like made within the spirit and principle of the present invention should all be included in the protection scope of the present invention.
Claims (13)
基地局とユーザ端末のいずれか一方を校正側として決定し、前記基地局と前記ユーザ端末の他方を第２側として決定し、前記校正側にはＭ（Ｍ＞１）本のアンテナが設けられ、前記第２側にはＮ（Ｎ＞１）本のアンテナが設けられ、
前記校正側から前記第２側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行い、かつ、前記第２側から前記校正側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行い、
前記第２側は、前記校正側から前記第２側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られた、前記校正側のアンテナのうち１つであるアンテナＩから前記第２側までのすべてのリンク情報を前記校正側に報告し、
前記校正側は前記Ｍ本のアンテナに対して自己校正を行って、自己調整係数を得、
前記校正側は、前記自己調整係数と、前記第２側から前記校正側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られたリンク情報と、前記第２側から報告された、前記校正側のアンテナのうち１つである前記アンテナＩから前記第２側までのすべてのリンク情報とに基づいて、校正係数を決定する、
ことを含むことを特徴とする方法。 A calibration method for a time division duplex MIMO system,
One of the base station and the user terminal is determined as the calibration side, the other one of the user terminal and the base station determines a second side, wherein the calibration side M (M> 1) antennas are provided , N (N> 1) antennas are provided on the second side,
It performs channel estimation for all links from the calibration side to said second side, and performs channel estimation for all links from the second side to the calibration side,
Said second side, said obtained by performing channel estimation for all links from the calibration side to said second side, said second side of which is one antenna I of the calibration side of the antenna Report all the link information up to to the calibration side,
The calibration side performs self-calibration on the M antennas to obtain a self-adjustment coefficient,
The calibration side reports the self-adjustment factor, link information obtained by performing channel estimation for all links from the second side to the calibration side, and the second side reported from the second side, based from which is one the antenna I of calibration side antennas and all of the link information to the second side, to determine the calibration factor,
A method comprising:
前記校正側のアンテナｉのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側のアンテナｋのスイッチを信号受信側に接続し、前記アンテナｉの信号送信側からテスト信号を送信した後に、前記アンテナｋの信号受信側で第１信号を受信し、
前記校正側のアンテナｋのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側のアンテナｉのスイッチを信号受信側に接続し、前記アンテナｋの信号送信側から前記テスト信号を送信した後に、前記アンテナｉの信号受信側で第２信号を受信し、
前記第１信号と前記第２信号とを比較して、前記アンテナｋと前記アンテナｉとの間の前記自己調整係数
ここで、ｉ＝１，．．．，Ｍ；ｋ＝１，．．．，Ｍであり、かつｉ≠ｋであり、Ｒｉは前記アンテナｉの受信係数であり、Ｔｉは前記アンテナｉの送信係数であり、Ｒｋは前記アンテナｋの受信係数であり、Ｔｋは前記アンテナｋの送信係数である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 Performing the self-calibration the calibration side with respect to the M antennas, to obtain the self-adjustment factor,
Wherein connects the switch calibration side antenna i on the signal transmitting side, connects the switch of the antenna k of the calibration side signal reception side, after transmitting a test signal from the signal transmitting side of the antenna i, the antenna k The first signal is received at the signal receiving side of
Wherein connects the switch calibration side of the antenna k to the signal transmitting side, connects the switch of the antenna i of the calibration side signal reception side, after transmitting the test signal from the signal transmitting side of the antenna k, the antenna The second signal is received at the signal receiving side of i,
By comparing the second signal with the first signal, the self-adjusting coefficient between the antenna k and the antenna i
Here, i = 1,. . . , M; k = 1,. . . A M, and an i ≠ k, R i is the received coefficients of the antenna i, T i is the transmission coefficient of the antenna i, R k is the received coefficients of the antenna k, T k is the transmit coefficients of the antenna k,
The method according to claim 1.
前記校正側のアンテナｉから前記第２側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うとき、前記校正側のアンテナｉのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側のアンテナｋの信号受信側で信号の受信を行って、第１信号を得、
前記校正側のアンテナｋから前記第２側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うとき、前記校正側のアンテナｋのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側のアンテナｉの信号受信側で信号の受信を行って、第２信号を得、
前記第１信号と前記第２信号とを比較して、前記アンテナｋと前記アンテナｉとの間の前記自己調整係数
ここで、ｉ＝１，．．．，Ｍ；ｋ＝１，．．．，Ｍであり、かつｉ≠ｋであり、Ｒｉは前記アンテナｉの受信係数であり、Ｔｉは前記アンテナｉの送信係数であり、Ｒｋは前記アンテナｋの受信係数であり、Ｔｋは前記アンテナｋの送信係数である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 Performing the self-calibration the calibration side with respect to the M antennas, to obtain the self-adjustment factor,
When performing channel estimation for all links up to the second side from antenna i of the calibration side, connects the switch of the antenna i of the calibration side signal transmission side, signal reception antenna k of the calibration side Receive the signal on the side to get the first signal,
When performing channel estimation for all links up to the second side from the antenna k of the calibration side, connects the switch of the antenna k of the calibration side signal transmission side, signal reception antenna i of the calibration side Receive the signal on the side to get the second signal,
By comparing the second signal with the first signal, the self-adjusting coefficient between the antenna k and the antenna i
Here, i = 1,. . . , M; k = 1,. . . A M, and an i ≠ k, R i is the received coefficients of the antenna i, T i is the transmission coefficient of the antenna i, R k is the received coefficients of the antenna k, T k is the transmit coefficients of the antenna k,
The method according to claim 1.
前記第２側が、数式
ここで、前記ｈｅｆｆ（ｉ，ｊ）は前記校正側のアンテナｉから前記第２側のアンテナｊまでのリンク情報であり、ｉ＝１，．．．，Ｍ；ｊ＝１，．．．，Ｎである、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 It said second side is the obtained by performing channel estimation for all links from the calibration side to said second side, the antenna I to the second side is one of the calibration side of the antenna Reporting all link information to the proofreader
The second side is, the formula
Here, the h eff (i, j) is the link information from antenna i of the calibration side to antenna j of the second side, i = 1,. . . , M; j = 1,. . . , N,
The method according to claim 1.
前記校正側の前記アンテナＩのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側のアンテナｋのスイッチを信号受信側に接続し、前記アンテナＩの信号送信側からテスト信号を送信した後に、前記アンテナｋの信号受信側で第１信号を受信し、
前記校正側の前記アンテナｋのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側の前記アンテナＩのスイッチを信号受信側に接続し、前記アンテナｋの信号送信側から前記テスト信号を送信した後に、前記アンテナＩの信号受信側で第２信号を受信し、
前記第１信号と前記第２信号とを比較して、前記アンテナｋと前記アンテナＩとの間の前記自己調整係数
ここで、ｋ＝１，．．．，Ｍであり、かつｋ≠Ｉであり、ＲＩは前記アンテナＩの受信係数であり、ＴＩは前記アンテナＩの送信係数であり、Ｒｋは前記アンテナｋの受信係数であり、Ｔｋは前記アンテナｋの送信係数である、
ことを特徴とする請求項１または５に記載の方法。 Performing the self-calibration the calibration side with respect to the M antennas, to obtain the self-adjustment factor,
The calibration side the connect switch of the antenna I to the signal transmitting side, connects the switch of the antenna k of the calibration side signal reception side, after transmitting a test signal from the signal transmitting side of the antenna I, the antenna the first signal is received at the signal receiving side of k,
After connecting the switch of the antenna k of the calibration side signal transmitting side, it connects the switch of the antenna I of the calibration side signal reception side, and transmitting the test signal from the signal transmitting side of the antenna k, receiving a second signal at the signal receiving end of the antenna I,
And comparing the first signal and the second signal, the self-adjusting coefficient between the antenna k and the antenna I
Here, k = 1,. . . A M, and a k ≠ I, R I is the received coefficients of said antenna I, T I is the transmission coefficient of the antenna I, R k is the received coefficients of the antenna k, T k is the transmit coefficients of the antenna k,
6. The method according to claim 1 or 5, characterized in that
前記校正側の前記アンテナＩから前記第２側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うとき、前記校正側の前記アンテナＩのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側のアンテナｋの信号受信側で信号の受信を行って、第１信号を得、
前記校正側のアンテナｋから前記第２側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うとき、前記校正側の前記アンテナｋのスイッチを信号送信側に接続し、前記校正側の前記アンテナＩの信号受信側で信号の受信を行って、第２信号を得、
前記第１信号と前記第２信号とを比較して、前記アンテナｋと前記アンテナＩとの間の前記自己調整係数
ここで、ｋ＝１，．．．，Ｍであり、かつｋ≠Ｉであり、ＲＩは前記アンテナＩの受信係数であり、ＴＩは前記アンテナＩの送信係数であり、Ｒｋは前記アンテナｋの受信係数であり、Ｔｋは前記アンテナｋの送信係数である、
ことを特徴とする請求項１または５に記載の方法。 Performing self-calibration the calibration side with respect to the M antennas, to obtain the self-adjustment factor,
When performing channel estimation for all links up to the second side from the antenna I of the calibration side, connects the switch of the antenna I of the calibration side signal transmitting side, the antenna k of the calibration side The signal reception side receives the signal to obtain the first signal,
When performing channel estimation for all links up to the second side from the antenna k of the calibration side, it connects the switch of the antenna k of the calibration side signal transmitting side, of the calibration side of the antenna I Receive the signal on the signal receiving side to obtain the second signal,
And comparing the first signal and the second signal, the self-adjusting coefficient between the antenna k and the antenna I
Here, k = 1,. . . A M, and a k ≠ I, R I is the received coefficients of said antenna I, T I is the transmission coefficient of the antenna I, R k is the received coefficients of the antenna k, T k is the transmit coefficients of the antenna k,
6. The method according to claim 1 or 5, characterized in that
前記校正側が、前記第２側から前記校正側までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られたリンク情報と、前記第２側から報告された、前記校正側のアンテナのうち１つであるアンテナＩから前記第２側までのすべてのリンク情報とに基づいて、前記アンテナＩに関連する校正係数αＩ，ｊ（ｊ＝１，．．．，Ｎ）を決定し、
前記校正側が、数式αｋ，ｊ＝βｋ，Ｉ・αＩ，ｊ（ｋ＝１，．．．，Ｍ、かつｋ≠Ｉ）によって、前記アンテナｋに関連する前記校正係数を決定する、
ことを含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法。 The calibration side reports the self-adjustment factor, link information obtained by performing channel estimation for all links from the second side to the calibration side, and the calibration reported from the second side. based on all of the link information from the antenna I is one side of the antenna to the second side, wherein determining the calibration coefficients,
The calibration side, and the link information obtained by performing channel estimation by pairs to all the links from the second side to the calibration side, reported from the second side, of the calibration antenna is one based from antenna I to the all of the link information to the second side, wherein the calibration coefficient related to the antenna I α I, j (j = 1, ..., N) is determined and
The calibration side, equation α k, j = β k, I · α I, j (k = 1, ..., M and k ≠ I,) by determining the calibration coefficients associated with the antenna k,
The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that:
ユーザ端末から前記基地局までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うチャネル推定ユニットと、
自局のＭ本のアンテナに対して自己校正を行って、自己調整係数を得る自己校正ユニットと、
前記ユーザ端末から報告された、前記基地局から前記ユーザ端末までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られた、前記基地局のアンテナのうち１つであるアンテナＩから前記ユーザ端末までのすべてのリンク情報を受信し、前記リンク情報と、前記自己調整係数と、前記チャネル推定ユニットから提供された、前記ユーザ端末から前記基地局までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られたリンク情報とに基づいて、校正係数を決定する校正係数決定ユニットと、
を含むことを特徴とする基地局。 A base station used in a time division duplex MIMO system,
A channel estimation unit that performs channel estimation for all links from a user terminal to said base station,
A self-calibration unit that self-calibrates the M antennas of its own station to obtain a self-adjustment coefficient;
From the antenna I, which is one of the antennas of the base station , obtained by performing channel estimation on all links from the base station to the user terminal reported from the user terminal to the user terminal It receives all the link information to, and the link information, and the self-adjustment factor, the provided from the channel estimation unit, to perform channel estimation for all links from the user terminal to said base station A calibration coefficient determination unit for determining a calibration coefficient based on the link information obtained by
A base station comprising:
前記基地局のアンテナｉのスイッチを信号送信側に接続し、前記基地局のアンテナｋのスイッチを信号受信側に接続し、前記アンテナｉの信号送信側からテスト信号を送信して前記アンテナｋの信号受信側で第１信号を受信するように制御し、かつ、前記基地局の前記アンテナｋのスイッチを信号送信側に接続し、前記基地局の前記アンテナｉのスイッチを信号受信側に接続し、前記アンテナｋの信号送信側から前記テスト信号を送信して前記アンテナｉの信号受信側で第２信号を受信するように制御するテスト信号送受信モジュールと、
前記第１信号と前記第２信号とを比較して、前記アンテナｋと前記アンテナｉとの間の前記自己調整係数
ここで、ｉ＝１，．．．，Ｍ；ｋ＝１，．．．，Ｍであり、かつｉ≠ｋであり、Ｒｉは前記アンテナｉの受信係数であり、Ｔｉは前記アンテナｉの送信係数であり、Ｒｋは前記アンテナｋの受信係数であり、Ｔｋは前記アンテナｋの送信係数である、
ことを特徴とする請求項９に記載の基地局。 The self-calibration unit is
Connects the switch of the antenna i of the base station to the signal transmitting side, connects the switch of the antenna k of the base station signal receiving side, of the antenna k by sending a test signal from the signal transmitting side of the antenna i controlled to receive a first signal at the signal receiver side, and connects the switch of the antenna k of said base station signal transmitting side, connects the switch of the antenna i of the base station signal receiving side a test signal receiving module for controlling so by sending the test signal from the signal transmitting side of the antenna k receiving a second signal at the signal receiving end of the antenna i,
By comparing the second signal with the first signal, the self-adjusting coefficient between the antenna k and the antenna i
Here, i = 1,. . . , M; k = 1,. . . A M, and an i ≠ k, R i is the received coefficients of the antenna i, T i is the transmission coefficient of the antenna i, R k is the received coefficients of the antenna k, T k is the transmit coefficients of the antenna k,
The base station according to claim 9.
前記基地局のアンテナｉから前記ユーザ端末までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うとき、前記基地局のアンテナｋの信号受信側で信号の受信を行って、第１信号を得、かつ、前記基地局の前記アンテナｋから前記ユーザ端末までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うとき、前記基地局の前記アンテナｉの信号受信側で信号の受信を行って、第２信号を得るテスト信号送受信モジュールと、
前記第１信号と前記第２信号とを比較し、前記アンテナｋと前記アンテナｉとの間の前記自己調整係数
ここで、ｉ＝１，．．．，Ｍ；ｋ＝１，．．．，Ｍであり、かつｉ≠ｋであり、Ｒｉは前記アンテナｉの受信係数であり、Ｔｉは前記アンテナｉの送信係数であり、Ｒｋは前記アンテナｋの受信係数であり、Ｔｋは前記アンテナｋの送信係数である、
ことを特徴とする請求項９に記載の基地局。 The self-calibration unit is
When performing channel estimation for all links from antenna i of the base station to the user terminal, wherein performing the reception of the signal at the signal receiving side of the antenna k of the base station, to obtain a first signal, and, when performing channel estimation for all links up to the user terminal from the antenna k of said base station, performs reception of a signal at the signal receiving end of the antenna i of the base station, testing to obtain a second signal A signal transceiver module;
Comparing the second signal with the first signal, the self-adjusting coefficient between the antenna k and the antenna i
Here, i = 1,. . . , M; k = 1,. . . A M, and an i ≠ k, R i is the received coefficients of the antenna i, T i is the transmission coefficient of the antenna i, R k is the received coefficients of the antenna k, T k is the transmit coefficients of the antenna k,
The base station according to claim 9.
受信された前記ユーザ端末から報告された、前記基地局のアンテナのうち１つである前記アンテナＩから前記ユーザ端末までのすべてのリンク情報と、前記チャネル推定ユニットから提供された、前記ユーザ端末から前記基地局までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られたリンク情報とに基づいて、前記アンテナＩに関連する校正係数αＩ，ｊ（ｊ＝１，．．．，Ｎ）を決定し、
数式αｋ，ｊ＝βｋ，Ｉ・αＩ，ｊ（ｋ＝１，．．．，Ｍ、かつｋ≠Ｉ）によって、前記アンテナｋに関連する校正係数を決定する、
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の基地局。 The calibration coefficient determination unit is
Reported from the received said user terminal, and all the link information from the antenna I is one of the antennas of the base station to said user terminal, provided from the channel estimation unit, from said user terminal on the basis of in pairs to all the links to the base station and the link information obtained by performing channel estimation, wherein the calibration coefficient related to the antenna I α I, j (j = 1, ..., N )
Equation α k, j = β k, I · α I, j (k = 1, ..., M and k ≠ I,) by determining the calibration coefficients associated with the antenna k,
The base station according to claim 10 or 11, characterized in that
基地局から前記ユーザ端末までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うチャネル推定ユニットと、
自局のＭ本のアンテナに対して自己校正を行って、自己調整係数を得る自己校正ユニットと、
前記基地局から報告された、前記ユーザ端末から前記基地局までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られた、前記ユーザ端末のアンテナのうち１つであるアンテナＩから前記基地局までのすべてのリンク情報を受信し、前記リンク情報と、前記自己調整係数と、前記チャネル推定ユニットから提供された、前記基地局から前記ユーザ端末までのすべてのリンクに対してチャネル推定を行うことにより得られたリンク情報とに基づいて、校正係数を決定する校正係数決定ユニットと、
を含むことを特徴とするユーザ端末。 A user terminal used in a time division duplex MIMO system,
A channel estimation unit that performs channel estimation for all links from the base station to the user terminal,
A self-calibration unit that self-calibrates the M antennas of its own station to obtain a self-adjustment coefficient;
From the antenna I, which is one of the antennas of the user terminal , obtained by performing channel estimation for all links reported from the base station from the user terminal to the base station, the base station It receives all the link information to, and the link information, and the self-adjustment factor, the provided from the channel estimation unit, to perform channel estimation for all links from the base station to said user terminal A calibration coefficient determination unit for determining a calibration coefficient based on the link information obtained by
A user terminal comprising:
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