[標準化動向]

802.16(BWA)の標準化動向(5):802.16e-2005(モバイルWiMAX)のマルチアンテナ技術

2007/02/19
(月)
SmartGridニューズレター編集部

(2)時空間符号(STC)

STC(Space Time Coding、時空間符号)は、MIMO技術の1つの方式として最もシンプルな実装で、送信ダイバシチとしての機能を提供する。BS(Base Station、基地局)に実装するSTCによる送信ダイバシチは、フェージング環境における通信の安定化に寄与する技術であるが、従来受信ダイバシチとして端末に実装していた2系統のRF(Radio Frequency、無線)系をBS側に移行できることで端末機能をシンプルにすることにも寄与すると考えられる。

STCの代表的な方式としてAlamouti(アラモチ)符号を用いる方式の概念を図2に送受信システムを示す。

図2 STC-MIMOの概念図
図2 STC-MIMOの概念図(クリックで拡大)

Alamouti方式では、2つのシンボルS1、S2を2系統の送信アンテナを用いて2回送信する。この時、それぞれの送信アンテナから送られる信号は次のように表すことが出来きる。

1回目: Tx1は、S1を送信、 Tx2は、S2を送信
2回目: Tx1は、-S2*を送信、 Tx2は、S1*を送信

ここで、S*は、Sの複素共役を表す(複素共役とは、ベクトル演算においてz=x+iy の値zに対して,z*=x-iy の関係を持つ値z*を言う)。1回目の受信信号をr1、2回目の受信信号をr2、Tx1から受信アンテナへのチャネル係数をh1、Tx2から受信アンテナへのチャネル係数をh2としたとき、受信信号r1、r2は、コラム2に示した式[3]で表すことができる。

コラム2

受信信号r1、r2を算出する計算式

受信信号r1、r2は、次の計算式から求められる。

式[3]

受信側では、式[4]に示す信号処理を用いて送信信号の推定を行う。

式[4]

(H*は、Hの複素共役転置行列を表す)

式[4]のように、受信側では(|h1|2 +|h2|2)のダイバシチ利得が得られることがわかる。
Alamouti方式では、2つのシンボルs1、s2を2回送信するため、送信データ・レートは1倍で、2次のダイバシチ利得が得られる。また、受信アンテナをN本とした時には同様に2N時のダイバシチ利得が得られる。

関連記事
新刊情報
5G NR(新無線方式)と5Gコアを徹底解説! 本書は2018年9月に出版された『5G教科書』の続編です。5G NR(新無線方式)や5GC(コア・ネットワーク)などの5G技術とネットワークの進化、5...
攻撃者視点によるハッキング体験! 本書は、IoT機器の開発者や品質保証の担当者が、攻撃者の視点に立ってセキュリティ検証を実践するための手法を、事例とともに詳細に解説したものです。実際のサンプル機器に...
本書は、ブロックチェーン技術の電力・エネルギー分野での応用に焦点を当て、その基本的な概念から、世界と日本の応用事例(実証も含む)、法規制や標準化、ビジネスモデルまで、他書では解説されていないアプリケー...