무선통신장치 및 무선통신방법 document_id A220623068233

이 종류의 기술 분야에서는, 정보전송의 고속화 및 고품질화 등의 관점에서, 몇 가지 멀티 안테나 시스템 또는 멀티 안테나 전송법이 장래적인 이동통신 시스템에 제안되고 있다. 멀티 안테나 시스템에서는, 송신 및/또는 수신에 복수의 안테나를 이용하여 데이터 전송이 수행되며, 주파수나 시간뿐 아니라 공간도 유효하게 활용된다. 대체적으로, 멀티 안테나 전송방법으로는, MIMO (Multiple Input Multiple Output) 다중(multiplexing)법, MIMO 다이버시티(Diversity)법, 및 적응 어레이 안테나(AAA: Adaptive Array Antenna)법이 있다. 도 1a는 MIMO 다중법의 개념을 설명하기 위한 도면이다. MIMO 다중법은, 복수의 송신 안테나로부터 다른 데이터를 동시에 병렬전송하고, 데이터 전송량을 안테나 수 배로 증가시키고자 하는 기술이다. 간단을 위해, 송신측 및 수신측에 각각 2개의 안테나가 사용되어 있는 것으로 한다. 도시된 예에서는, 각 안테나로부터 개개의 신호계열(A, B,...와, C, D,..의 2 계열의 신호)이 송신된다. 송신 및 수신 안테나가 2개이기 때문에, 그것이 하나의 경우에 비해 2배 많은 데이터를 한번에 전송할 수 있다. 수신측에서는 적절한 신호 분리법이 수행된다. 해당 기술분야에서 알려져 있는 바와 같이, 신호 분리법에는, 예를 들면, 블래스트(BLAST)법, MMSE(Minimum Mean Square Error) 법, MLD(Maximum Likelihood Detection) 법 등이 사용되어도 좋다. MIMO 다중법으로 양호하게 데이터 전송을 수행하는 데에는, 송신 안테나 수 NTX 및 수신 안테나 수 NRX 사이에, NTX ≤ NRX 의 관계가 성립해야만 한다. MIMO 다중법에 대하여는, 예를 들면, 비특허문헌 1에 기재되어 있다. 도 1b는, MIMO 다이버시티법의 개념을 설명하기 위한 도면이다. MIMO 다이버시티법은, 복수의 송신안테나로부터 동일 내용의 복수 스트림을 병렬로 전송하고, 수신측에서의 신뢰성을 향상시키고자 하는 기술이다. 도시된 예에서는, 2 개의 심볼 A,B가, 일방의 송신 안테나로부터 B, A의 순서로 송신되며, 타방의 안테나로부터 A*,-B*의 순서로 송신된다. 기호 "-"는 음의 부호를 나타내며, 상부의 "*"는 복소공역(complex conjugate)을 나타낸다. 송신하는 심볼 A, B를 이와 같은 2 계통의 스트림으로 변환하는 기술은, 시공간 블럭 부호화 (STBC: Space-Time Block Coding) 또는 간단히 선형처리(linear process)라고 불린다. 수신측에서는, B + A*와 A - B*가 순서대로 수신되며, 이들 수신신호로부터 송신된 심볼 A, B가 추정된다. 2개의 안테나로부터 송신된 2개의 신호는, 개개의 페이딩(fading)에 맡겨지기 때문에, 수신측에서 적절히 합성(combining)함으로써, 수신신호의 신뢰도가 향상된다. MIMO 다이버시티법에 대하여는, 예를 들면, 비특허문헌 2에 기재되어 있다. 도 1c는, 적응 어레이 안테나법의 개념을 설명하기 위한 도면이다. 적응 어레이 안테나법은, 송신하는 1개의 심볼 계열(symbol sequence)을 안테나 수에 맞추어 복제하고, 그들에게 송신 웨이트(weight)를 승산하여 송신한다. 송신 웨이트를 적절히 조정함으로써, 메인 로브(main lobe)가 통신상대의 방향으로 향하도록 하는 지향성 빔(directional beam)이 형성되고, 통신 상대 측에 있어서의 수신품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 데이터 오류에 대처하는 기술의 하나로서 하이브리드(hybrid) ARQ(Automatic Repeat Request)가 있다. 이것은, 오류 검출부호(CRC: Cyclic Redundancy Check)에 의한 오류 검출시의 패킷의 재송 요구와 오류 정정 부호화(채널 부호화)에 의한 오류 정정 복호를 결합시킨 것이다. 도 2는 일반적인 하이브리드 ARQ의 처리를 나타내는 도면으로, 송신측에서는 CRC 비트부여(단계 S1) 및 오류 정정 부호화(단계 S2)를 수행하고, 수신측에서는 오류 정정 복호(단계 S3)의 후에, CRC 비트를 이용한 오류 검출을 수행하며(단계 S4), 오류가 있는 경우는 송신측에 재송(resending) 요구를 수행하며, 오류가 없으면 송신(수신)을 완료하는 것이다(단계 S5). 또한, 도 3a, 3b 및 도 3c는 하이브리드 ARQ의 처리의 타입을 나타내는 도면이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 패킷 P1에 복조 오류가 있는 경우는 패킷 P1을 폐기하고, 같은 내용의 패킷 P2를 재송을 받아 재차 복조처리를 수행하는 타입과, 도 3b 및 도 3c에 도시한 바와 같이, 패킷 P1에 복조 오류가 있는 경우는 그 패킷 P1을 폐기하지 않고 유지해 두며, 그 패킷 P1과 재송을 받은 패킷 P2를 패킷 합성하여 패킷 P3을 생성하며, 이 패킷 P3에 대해 복조 처리를 수행하는 타입이 있다. 여기서, 도 3b는 같은 패킷의 재송을 받은 것이며, 패킷 합성에 의해 수신 SIR이 개선되는 것이다. 또한, 도 3c는 다른 패턴의 펑크추어링(Puncturing)을 수행한 패킷의 재송을 받는 것이며, 패킷 합성에 의해 부호화 이득(coding gain)이 개선되는 것이다. 또한, 상술한 MIMO 다중방식에 있어서의 타입에 대하여, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한다. MIMO 다중방식의 타입으로는, 도 4a에 도시한 바와 같이 송신 안테나 #1, #2마다 송신 데이터(송신 스트림)#1, #2를 각각 보내는 타입과, 도 4b에 도시한 바와 같이, 송신 데이터(송신 스트림) #1, #2에 웨이트 w1,1, w1,2, w2,1, w2,2를 승산하여 송신 안테나 #1, #2로 보냄으로써, 각각의 송신 데이터(송신 스트림) #1, #2에 대응하는 안테나 빔 패턴을 형성하는 타입이 있다. 후술하는 본 발명에서는 양자의 타입을 대상으로 한다. 비특허문헌 1: G.J.Foschini,Jr: "Layered space-time architecture for wireless communication in a fading environment when using multi-element antennas", Bell Labs Tech.J.,pp.41-59, Autumn 1996. 비특허문헌 2: V. Tarokh,H.Jafarkhani, and R.Calderbank: "Space-Time Block Coding for Wireless Communications:Performance Results", IEEE J.Select.Areas Commun.,Vol.17, No.3,pp.451-460,Mar.1999. 비특허문헌 3: Paulraj et al., "Transmit Optimization for Spatial Multiplexing in Presence of Spatial Fading Correlation,"