JP2005198223A - Multi-user detection receiver for packet transmission in multi-carrier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチキャリアにおけるパケット伝送用マルチユーザ検出受信機に関するものである。 The present invention relates to a multiuser detection receiver for packet transmission in a multicarrier.
高速信号伝送を実現する次世代の移動通信システムにおいて、高速フーリエ変換(FFT)と逆高速フーリエ変換(IFFT)を用いてマルチキャリア伝送方式を実現するOFDM方式や、OFDMのサブキャリアにおいて拡散符号を用いて信号を拡散するOFCDM(またはMC−CDMAと呼ばれる)方式が検討されている。 In the next generation mobile communication system that realizes high-speed signal transmission, the spread code is applied to the OFDM system that implements the multi-carrier transmission system using the fast Fourier transform (FFT) and the inverse fast Fourier transform (IFFT), and the OFDM subcarrier. OFCDM (or called MC-CDMA) scheme that uses and spreads the signal has been studied.
これらの方式ではFFTとIFFTを用いるため、フーリエ変換区間内において信号の連続性が確保される必要がある。マルチパス環境では受信信号に遅延時間が発生するため、シンボル前にシンボルの後方部分をガードインターバル(GI)として挿入して送信信号を生成することで受信機において信号の連続性を確保する。ただし、GIは遅延時間以上に設定する必要がある。このため、各ユーザの信号が同時に受信される下り回線において採用が検討されている。 Since these methods use FFT and IFFT, it is necessary to ensure continuity of signals within the Fourier transform interval. In a multipath environment, a delay time occurs in the received signal. Therefore, the continuity of the signal is ensured in the receiver by inserting the rear part of the symbol as a guard interval (GI) before the symbol to generate a transmission signal. However, the GI needs to be set longer than the delay time. For this reason, adoption is considered in the downlink where the signals of each user are received simultaneously.
一方、上り回線では各ユーザの位置により基地局までの距離が異なるため、受信タイミング偏差が発生し、その偏差がGI以上になる場合がある。このような環境では信号の連続性が確保されないため、現在の時刻のシンボル内でのサブキャリア間の直交性が崩れることで発生するキャリア間干渉(ICI)と、前または次の時刻のシンボルが漏れ込んでくる符号間干渉(ISI)が発生する。上り回線ではこれらの干渉はユーザ間において発生する。 On the other hand, since the distance to the base station differs depending on the position of each user on the uplink, a reception timing deviation may occur and the deviation may be greater than or equal to GI. In such an environment, since the continuity of the signal is not ensured, inter-carrier interference (ICI) that occurs due to the loss of orthogonality between subcarriers in the symbol at the current time and the symbol at the previous or next time Leaky intersymbol interference (ISI) occurs. In the uplink, these interferences occur between users.
そのため、上り回線ではユーザ間に発生する干渉に強い伝送方式であるMC−DS−CDMAが有力な候補として検討されている(例えば、非特許文献1参照)。しかし、上下回線に同じ伝送方式を用いることによる部品コスト削減や端末の小型化等を目的として、OFDMやOFCDMの上り回線への適用に関する検討も行われている。
各ユーザ間の受信タイミング偏差を補償する方法として、ある程度の受信タイミングの同期が確立した状況で、残っているタイミング偏差を許容できる長さのGIを用意する方法が知られている(例えば、非特許文献2参照)。
また、基地局と端末間で何回かのパケットの送受信を行い、基地局で測定した受信タイミング偏差を端末側にフィードバックして高精度な受信タイミング制御を実現する方法もある。 There is also a method for realizing high-accuracy reception timing control by performing packet transmission / reception between the base station and the terminal several times and feeding back the reception timing deviation measured by the base station to the terminal side.
しかしながら、従来手法には以下のような欠点がある。
(1) タイミング偏差を許容できる長さのGIを用意する方法は、GI長の増加に伴って伝送効率が低下する。
(2) タイミング偏差を許容できる長さのGIを用意する方法は、GI長でタイミング偏差が許容できる程度の受信タイミング同期が確立した状況でないと干渉による劣化が大きい。
(3) フィードバック制御による高精度な受信タイミング確立する方法は、制御用に多くのパケットを必要となるため、伝送効率が低下する。
以上の点を考慮すると、システムの伝送効率が低下させることなく、受信機のみにおいてGIを超える受信タイミング偏差によって発生する干渉を除去できるのが望ましい。However, the conventional method has the following drawbacks.
(1) In the method of preparing a GI having a length that allows the timing deviation, the transmission efficiency decreases as the GI length increases.
(2) The method of preparing a GI having a length that allows the timing deviation is greatly deteriorated due to interference unless reception timing synchronization is established to the extent that the GI length allows the timing deviation.
(3) The method of establishing a high-accuracy reception timing by feedback control requires a large number of packets for control, so that transmission efficiency decreases.
Considering the above points, it is desirable that interference generated by a reception timing deviation exceeding the GI can be removed only by the receiver without reducing the transmission efficiency of the system.
また、上り回線では端末から送信された信号を受信するため、受信信号電力を得ることが難しいので各ユーザのチャネルインパルス応答の推定精度が著しく劣化するという問題がある。 In addition, since the signal transmitted from the terminal is received on the uplink, it is difficult to obtain the received signal power, so that there is a problem that the estimation accuracy of the channel impulse response of each user is significantly deteriorated.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、移動通信システムにおける上り回線のマルチキャリア伝送方式において,GIを超える受信タイミング偏差によるユーザ間の直交性が崩れることによって発生する干渉を除去でき,また,チャネル推定精度の向上を図る受信機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and in an uplink multi-carrier transmission system in a mobile communication system, interference generated by disruption of orthogonality between users due to reception timing deviation exceeding GI is achieved. An object of the present invention is to provide a receiver that can be eliminated and that can improve channel estimation accuracy.
本発明のマルチキャリアにおけるパケット伝送用マルチユーザ検出受信機は、U(Uは正の整数)人のユーザがマルチキャリア伝送方式により送信したパケットを受信するL(Lは正の整数)本のアンテナからの入力と、上記ユーザの受信タイミングを推定するタイミング再生器と、上記ユーザのチャネルインパルス応答を推定するチャネル推定器と、受信信号を検波し、検波信号を出力するマルチユーザ検出器と、上記検波信号をデインターリーブ後に誤り訂正復号する復号器と、復号結果から受信ビットの決定を行うビット判定器と、上記パケットの上記受信ビットの誤りを検出するパケット誤り検出器と、上記復号結果から送信信号のレプリカ信号を生成するレプリカ生成器と、これらの構成の全部または一部を繰り返し動作させる制御を行う繰り返し制御器を有するものである。 The multi-user detection receiver for packet transmission in the multi-carrier of the present invention has L (L is a positive integer) antennas for receiving packets transmitted by U (U is a positive integer) users by the multi-carrier transmission method. A timing regenerator that estimates the reception timing of the user, a channel estimator that estimates the channel impulse response of the user, a multi-user detector that detects a received signal and outputs a detected signal, and A decoder that performs error correction decoding after deinterleaving the detection signal, a bit determination unit that determines a received bit from the decoding result, a packet error detector that detects an error in the received bit of the packet, and a transmission from the decoding result A replica generator that generates a replica of the signal and a control that repeatedly operates all or part of these components. Those having a repetitive controller that performs.
また、本発明の上記タイミング再生器は、上記パイロット信号と上記受信信号の相互相関値から上記ユーザの受信タイミング偏差を推定するものである。 The timing regenerator of the present invention estimates the reception timing deviation of the user from the cross-correlation value between the pilot signal and the received signal.
また、本発明の上記チャネル推定器は、トランスバーサルフィルタを用いて上記パイロット信号を入力として上記受信信号のレプリカを生成し、上記受信信号との差が最小になるように最小2乗法により上記トランスバーサルフィルタのタップ重み係数を推定することで、上記ユーザのチャネルインパルス応答を推定するか、または、上記送信信号のレプリカを入力として同様にチャネル推定を行うものである。 In addition, the channel estimator of the present invention generates a replica of the received signal using the transversal filter as an input, and generates a replica of the received signal, and uses the least square method to minimize a difference from the received signal. By estimating the tap weight coefficient of the Versal filter, the channel impulse response of the user is estimated, or the channel estimation is similarly performed with the replica of the transmission signal as an input.
また、本発明の上記タイミング再生器は、上記チャネル推定器における上記トランスバーサルフィルタの必要タップ数を上記相互相関値から決定するものである。 The timing regenerator of the present invention determines the necessary number of taps of the transversal filter in the channel estimator from the cross-correlation value.
また、本発明の上記マルチユーザ検出器は、上記タイミング偏差と上記のチャネルインパルス応答を用いて上記ユーザの伝達関数を導出し、上記伝達関数を用いてフーリエ変換後の上記受信信号を重み付け合成して検波信号を出力するか、または、上記送信信号のレプリカを用いてターボ干渉キャンセル器において、所望ユーザ以外の受信信号のレプリカを生成して上記受信信号から減算し、減算後の受信信号をフーリエ変換後に重み付け合成して検波信号を出力するものである。 The multiuser detector of the present invention derives the transfer function of the user using the timing deviation and the channel impulse response, and weights and synthesizes the received signal after Fourier transform using the transfer function. In the turbo interference canceller using the replica of the transmission signal, a replica of the received signal other than the desired user is generated and subtracted from the received signal. After conversion, weighted synthesis is performed to output a detection signal.
また、本発明の上記復号器は、上記検波信号をデインターリーブ後に最大事後確率復号により誤り訂正復号し、情報ビットと符号化されたビットの対数尤度比を出力するものである。 Further, the decoder of the present invention performs error correction decoding by maximum a posteriori probability decoding after deinterleaving the detection signal, and outputs a log likelihood ratio between the information bit and the encoded bit.
また、本発明の上記復号器は、パケットが再送された際に、誤って受信された以前のパケットの上記検波信号と、今回再送された上記検波信号を合成して、最大事後確率復号するものである。 Further, the decoder of the present invention combines the detection signal of the previous packet received in error and the detection signal retransmitted this time, and decodes the maximum posterior probability when the packet is retransmitted. It is.
また、本発明の上記ビット判定器は、上記情報ビットの対数尤度比の正負から受信ビットを決定するものである。 The bit determination unit of the present invention determines a received bit from the sign of the log likelihood ratio of the information bit.
また、本発明の上記パケット誤り検出器は、上記パケットに付加された巡回符号を用いて決定された上記受信ビットに対して巡回符号を復号することによって上記パケットの誤りを検出するものである。 The packet error detector of the present invention detects an error in the packet by decoding a cyclic code for the received bit determined using the cyclic code added to the packet.
また、本発明の上記レプリカ生成器は、上記符号化されたビットの対数尤度比を用いて上記ユーザの変調信号の期待値を計算し、上記変調信号の期待値を変調信号として送信機と同様の処理を行うことで送信信号のレプリカを生成するものである。 Further, the replica generator of the present invention calculates an expected value of the user's modulation signal using the logarithmic likelihood ratio of the encoded bits, and uses the expected value of the modulation signal as a modulation signal. A replica of the transmission signal is generated by performing the same processing.
また、本発明の上記繰り返し制御器は、受信機構成の全部または一部を既定の回数繰り返す制御か、あるいは、全ユーザの上記パケットの誤りが検出されなくなるまで繰り返す制御か、のどちらか繰り返し回数の少ない制御を行い、どちらにおいても各ユーザのパケット誤りが無くなった時点で、そのユーザに対する受信処理は繰り返さないという制御を行うものである。 Further, the repeat controller of the present invention repeats either all or a part of the receiver configuration by a predetermined number of times or repeats until no error is detected in the packet of all users. In both cases, when there is no packet error for each user, the reception process for that user is not repeated.
本発明により、GIを超える受信タイミング偏差によって発生する干渉を除去でき,また,チャネル推定精度の向上を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to eliminate interference caused by a reception timing deviation exceeding GI, and to improve channel estimation accuracy.
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項1記載の発明マルチユーザ検出受信機によれば、パケット交換における上りリンクのマルチキャリア伝送において、ユーザ間にGIを超える受信タイミング偏差がある場合に発生する干渉の除去とチャネル推定の精度の向上を図ることができる。The present invention has the following effects.
According to the multi-user detection receiver of the first aspect of the present invention, in uplink multi-carrier transmission in packet switching, interference generated when there is a reception timing deviation exceeding the GI between users and accuracy of channel estimation can be improved. Improvements can be made.
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
まず、マルチユーザ検出受信機にかかる第1の発明を実施するための最良の形態について説明する。図1はマルチユーザ検出受信機の基本構成を示している。U人のユーザが送信した信号はL本のアンテナで受信される。受信された信号はアンテナ端子1から入力される。タイミング再生器2は受信信号から各ユーザの受信タイミングを推定する。タイミング再生器2の出力はチャネル推定器3とマルチユーザ検出器4に接続されており、その推定値はそれぞれに入力される。チャネル推定器3は受信信号と受信タイミングより各ユーザのチャネルインパルス応答を推定する。その推定値は接続されているマルチユーザ検出器4に入力される。マルチユーザ検出器4は各ユーザの受信タイミングとチャネルインパルス応答を用いて受信信号を検波し、各ユーザの検波信号を出力する。各ユーザの検波信号はデインターリーバ5でそれぞれデインターリーブされ、復号器6において最大事後確率(MAP)復号される。ビット判定器7は出力された復号結果から受信ビットの決定する。さらに、パケット誤り検出器8はパケットに付加された巡回符号を復号することでパケット内の受信ビットの誤りを検出する。パケット誤りが検出された際には、繰り返し制御器10によって繰り返し処理に移行する。繰り返し処理では、インターリーバ11で復号結果をインターリーブした後に、レプリカ生成器12において各ユーザの送信信号のレプリカを生成し出力する。出力された送信信号のレプリカは、チャネル推定器3とマルチユーザ検出器4に入力される。繰り返し処理時では、チャネル推定器3は送信信号のレプリカを用いてチャネルインパルス応答を再び推定する。推定結果はマルチユーザ検出器4に再度入力される。マルチユーザ検出器4は再度受信信号から各ユーザの検波信号を出力する。その際、繰り返し時のマルチユーザ検出器4内部では図2のターボ干渉キャンセラ16が動作し、所望ユーザ以外の受信信号をキャンセルしている。詳細は以降で説明する。各ユーザの検波信号は同様に復号器6で処理される。繰り返し制御器10はこれらの構成の全部または一部を繰り返し動作させる制御を行う。なお、繰り返し制御器10の制御信号は各器へ接続されている。 First, the best mode for carrying out the first invention according to the multiuser detection receiver will be described. FIG. 1 shows a basic configuration of a multiuser detection receiver. A signal transmitted by U users is received by L antennas. The received signal is input from the antenna terminal 1. The timing regenerator 2 estimates the reception timing of each user from the received signal. The output of the timing regenerator 2 is connected to the
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、受信タイミングを推定し、その偏差に基づいて発生する所望ユーザ以外の受信信号のレプリカを推定したチャネルインパルス応答を用いて生成して、受信信号から除去するため、受信タイミング偏差によって発生するユーザ間の干渉を除去することができる。また、復号結果を用いてデータ信号区間においてもチャネル推定を行うことで、推定精度の向上を図ることができる。 From the above, according to the best mode for carrying out the present invention, the reception timing is estimated and generated using the channel impulse response that estimates the received signal replica other than the desired user based on the deviation. And since it removes from a received signal, the interference between users which generate | occur | produces by reception timing deviation can be removed. Further, estimation accuracy can be improved by performing channel estimation in the data signal section using the decoding result.
次に、マルチユーザ検出受信機にかかる第2の発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明はタイミング再生器の動作に関するものである。図3にタイミング再生器の構成を示す。タイミング再生器では、各ユーザの送信信号に時間多重されたユーザ毎に異なるパイロット信号と受信信号との相互相関値を相関器22で各アンテナの受信信号について計算する。各アンテナの相互相関値は絶対値2乗器23でその値の絶対値2乗値が計算され、合成される。合成された相互相関値は閾値検出器24によって最大値を取った時刻をそのユーザの受信タイミングと決定する。各ユーザ用タイミング再生器21を用いて全ユーザについて同様の処理が行われる。相互相関値が既定の閾値を超えなかったユーザについては送信が行われていないとして、以降の全ての受信処理を行わない。 Next, the best mode for carrying out the second invention according to the multiuser detection receiver will be described. The present invention relates to the operation of a timing regenerator. FIG. 3 shows the configuration of the timing regenerator. In the timing regenerator, a cross-correlation value between a pilot signal and a received signal that are different for each user time-multiplexed with the transmission signal of each user is calculated by the
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、ユーザ毎に異なるパイロット信号を用いて相互相関値を計算するため、各ユーザの受信タイミング偏差を推定することができる。また、送信したユーザを決定できる。さらに、各アンテナについて計算した相互相関値を合成するため、より精度の高い推定が行える。 From the above, according to the best mode for carrying out the present invention, the cross-correlation value is calculated using a pilot signal different for each user, so that the reception timing deviation of each user can be estimated. Moreover, the user who transmitted can be determined. In addition, since the cross-correlation values calculated for each antenna are combined, more accurate estimation can be performed.
次に、マルチユーザ検出受信機にかかる第3及び第4の発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明はチャネル推定器の動作に関するものである。図4にチャネル推定器の構成を示す。チャネル推定は各アンテナについて行われるため、各アンテナ用チャネル推定器26をアンテナ数分用意する必要がある。各アンテナ用チャネル推定器26では、トランスバーサルフィルタを用いて各ユーザのチャネルインパルス応答を最小2乗法により一括して推定する。 Next, the best mode for carrying out the third and fourth aspects of the multiuser detection receiver will be described. The present invention relates to the operation of a channel estimator. FIG. 4 shows the configuration of the channel estimator. Since channel estimation is performed for each antenna, it is necessary to prepare each
具体的には、タイミング再生器で推定した各ユーザの受信タイミングを元に離散化された時刻における時間領域の受信信号に対してレプリカを生成し、受信信号とそのレプリカの差の絶対値2乗値が最小になるように重み付け係数制御器27によって最小2乗法により推定される。トランスバーサルフィルタの入力は各ユーザのパイロット信号であり、タップの重み付け係数を推定するチャネルインパルス応答とすると、その出力は受信信号のレプリカとなる。このとき、各ユーザのパイロット信号は入力タイミング制御器29に制御され、タイミング再生器で推定した各ユーザの受信タイミングを元に入力される。なお、トランスバーサルフィルタのタップ数は、閾値検出器24において各ユーザにおける相互相関値の最大値のα(1>α≧0)倍を超える時刻の幅から決定される。決定したタップ数に合わせてタップ制御器28でトランスバーサルフィルタのタップ数を変化させる。 Specifically, a replica is generated for the received signal in the time domain at the time discretized based on the reception timing of each user estimated by the timing regenerator, and the absolute value square of the difference between the received signal and the replica is generated. It is estimated by the least square method by the
また、繰り返し制御時にはレプリカ生成器12が生成した送信信号のレプリカをトランスバーサルフィルタの入力として判定指向形チャネル推定を行う。なお、タップの重み付け係数の初期値はパイロット信号を用いて推定した最終推定値を用いる。推定されたチャネルインパルス応答は再度マルチユーザ検出器に入力され、ターボ干渉キャンセル器で使用される。 Further, at the time of iterative control, decision-directed channel estimation is performed using a replica of the transmission signal generated by the
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、推定するパラメタ数を各ユーザの伝搬環境に応じて変化させてチャネルインパルス応答を直接推定するため、周波数領域において伝達関数を推定するより精度の向上を図ることができる。また、推定するパラメタ数を減らすことができるので、パイロット信号の長さが短くても推定が可能である。繰り返し制御時には、パイロット信号に加えてデータ信号区間においてもチャネル推定を行うことが可能なため、推定の精度の向上を図ることができる。さらに、繰り返し回数を増やすことで送信信号のレプリカの確からしさが向上するため、推定の精度をより一層向上することができる。 From the above, according to the best mode for carrying out the present invention, in order to directly estimate the channel impulse response by changing the number of parameters to be estimated according to the propagation environment of each user, the transfer function in the frequency domain is The accuracy can be improved more than the estimation. In addition, since the number of parameters to be estimated can be reduced, estimation is possible even if the length of the pilot signal is short. During iterative control, channel estimation can be performed in the data signal section in addition to the pilot signal, so that the estimation accuracy can be improved. Furthermore, since the probability of the replica of the transmission signal is improved by increasing the number of repetitions, the estimation accuracy can be further improved.
次に、マルチユーザ検出受信機にかかる第5の発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明はマルチユーザ検出器の構成及び動作に関するものである。図2にマルチユーザ検出器の構成を示す。マルチユーザ検出器4は各ユーザ用のマルチユーザ検出器14から構成されており、推定された各ユーザのタイミング偏差に応じてユーザ毎に個別のタイミングで受信信号をFFT器により周波数領域に変換する。繰り返し制御のみターボ干渉キャンセラ16と受信信号レプリカ生成15は動作する。詳細は後述する。 Next, the best mode for carrying out the fifth aspect of the multiuser detection receiver will be described. The present invention relates to the configuration and operation of a multi-user detector. FIG. 2 shows the configuration of the multiuser detector. The multi-user detector 4 includes a
フーリエ変換後の受信信号に対して重み付け合成を行った合成信号と送信信号との誤差が最小になるように最小2乗法によって重み付け係数を決定する。重み付け係数の導出についてはたとえば、非特許文献3に示されている。OFDMでは重み付け係数は伝達関数のみで、OFCDMではそれに加えて拡散符号を用いて生成される。伝達関数は推定された各ユーザのチャネルインパルス応答をユーザ毎に個別のタイミングを考慮してフーリエ変換することで導出できる。重み付け係数は重み付け係数生成器18で生成され、重み付け合成器19においてその重み付け係数を用いて受信信号が合成される。
重み付け合成された合成信号は軟判定出力検波器20において各ビット毎に対数尤度比に変換される。合成信号から対数尤度比への変換方法についてはたとえば、非特許文献4に示されている。変換後、マルチユーザ検出器4は全ユーザ分のビットの対数尤度比を検波信号として出力する。
また、繰り返し制御時では、各ユーザ用マルチユーザ検出器14は、ターボ干渉キャンセラ16によって所望ユーザの受信信号成分のみを受信信号から抽出し、その抽出された受信信号に対して重み付け合成を行って合成信号を出力する。合成信号は上記と同様にビットの対数尤度比に変換される。 Further, at the time of repetitive control, the
受信信号レプリカ生成器15は各ユーザの送信信号のレプリカ信号と推定したタイミングとチャネルインパルス応答を用いて、所望ユーザ以外の受信信号のレプリカを生成する。次に、受信信号から受信信号のレプリカを減算することで所望ユーザの受信信号成分のみを抽出する。所望ユーザの受信信号成分は所望ユーザのタイミングに合わせてFFTされ、最小2乗法により重み付け合成される。たとえば、OFDMでは各サブキャリアにおいて伝達関数で除算するように重み付けされ、同期検波される。また、OFCDMではそれに加えて重み付け合成により逆拡散も同時に行われる。また、重み付け合成する際に、受信信号における受信信号のレプリカを減算した後の残留誤差を考慮することで特性の改善を図る。レプリカ減算の残留誤差を考慮した重み付け係数の導出方法は例えば、非特許文献4に示されている。 The reception signal replica generator 15 generates a replica of the reception signal other than the desired user by using the replica signal of each user's transmission signal and the estimated timing and channel impulse response. Next, only the received signal component of the desired user is extracted by subtracting the received signal replica from the received signal. The received signal component of the desired user is subjected to FFT in accordance with the timing of the desired user, and weighted and synthesized by the least square method. For example, in OFDM, each subcarrier is weighted so as to be divided by a transfer function, and synchronous detection is performed. In addition, in OFCDM, despreading is simultaneously performed by weighting synthesis. In addition, when weighted synthesis is performed, the characteristics are improved by taking into account the residual error after subtracting the replica of the received signal in the received signal. For example, Non-Patent Document 4 shows a method for deriving a weighting coefficient in consideration of a residual error of replica subtraction.
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、ユーザ毎に異なったタイミングでFFTを行うため、所望ユーザの信号電力を確保でき、干渉電力の低減を図ることができる。また、各ユーザの厳密な伝達関数で受信信号を重み付け合成するため、ユーザ間にGIを超える受信タイミング偏差によって発生する干渉を抑圧することができる。また、繰り返し制御時では、所望ユーザ以外の受信信号成分を受信信号から減算して重み付け合成を行うため、ユーザ間の干渉を除去することができる。さらに、干渉を除去した後に重み付け合成することで、他のユーザからの干渉を抑圧する必要がないため、より雑音を抑圧する重み係数に設定でき、合成後のSN比を向上することができる。 From the above, according to the best mode for carrying out the present invention, since FFT is performed at different timing for each user, signal power of a desired user can be secured and interference power can be reduced. In addition, since the received signals are weighted and synthesized with a strict transfer function of each user, it is possible to suppress interference caused by a reception timing deviation exceeding the GI between users. Further, during repetitive control, the received signal components other than the desired user are subtracted from the received signal and weighted synthesis is performed, so that interference between users can be removed. Furthermore, since it is not necessary to suppress interference from other users by performing weighted combining after removing the interference, it is possible to set a weighting factor that suppresses noise more, and to improve the S / N ratio after combining.
次に、マルチユーザ検出受信機にかかる第6、第8及び第9の発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明は復号器の動作に関するものである。復号器はマルチユーザ検出器が出力した各ユーザのビットの対数尤度比をデインターリーブ後にMAP復号により誤り訂正復号する。これらの処理はユーザ毎に行われる。 Next, the best mode for carrying out the sixth, eighth and ninth aspects of the multiuser detection receiver will be described. The present invention relates to the operation of a decoder. The decoder performs error correction decoding by MAP decoding after deinterleaving the log likelihood ratio of each user's bit output from the multiuser detector. These processes are performed for each user.
具体的には、復号器はマルチユーザ検出器が出力したビットの対数尤度比を事前情報としてMAP復号を行う。MAP復号は前方向、後方向の対数領域でのビタビ復号により実現され、符号化されたビットと情報ビットのメトリック差から各対数尤度比を計算し、符号化ビットに関しては事前情報を減算して出力する。 Specifically, the decoder performs MAP decoding using the log likelihood ratio of the bits output from the multiuser detector as prior information. MAP decoding is implemented by Viterbi decoding in the forward and backward logarithmic regions, and calculates each log likelihood ratio from the metric difference between the encoded bits and the information bits, and subtracts the prior information for the encoded bits. Output.
また、ビット判定器7は情報ビットの対数尤度比の正負から受信ビットを決定する。さらに、パケット誤り検出器8はパケットに付加された巡回符号を用いて決定された受信ビットに対して巡回符号を復号することによってパケット内の誤りを検出する。パケットに誤りが検出された際には、復号後の符号化されたビットの対数尤度比が出力され、レプリカ生成器によって利用される。 In addition, the bit determination unit 7 determines a reception bit from the positive / negative of the log likelihood ratio of the information bit. Further, the packet error detector 8 detects an error in the packet by decoding the cyclic code for the received bit determined using the cyclic code added to the packet. When an error is detected in the packet, the log likelihood ratio of the encoded bits after decoding is output and used by the replica generator.
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、判定するための情報ビットの対数尤度比に加えて、符号化されたビットの対数尤度比も符号器から出力されるため、パケットに誤りが検出された際の繰り返し処理において、符号化されたビットの対数尤度比をレプリカ信号の生成に用いることができる。このように、軟判定出力を持つMAP復号器を用いることで、ターボ干渉キャンセルや判定指向形チャネル推定を実現できる。 From the above, according to the best mode for carrying out the present invention, in addition to the log likelihood ratio of information bits for determination, the log likelihood ratio of coded bits is also output from the encoder. Therefore, the log likelihood ratio of the encoded bits can be used for generating the replica signal in the iterative process when an error is detected in the packet. Thus, turbo interference cancellation and decision-directed channel estimation can be realized by using a MAP decoder having a soft decision output.
次に、マルチユーザ検出受信機にかかる第7の発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明は復号器の動作に関するものである。復号器6において、パケットが再送された際に、誤って受信された以前のパケットの検波信号と、今回再送された検波信号を合成して、最大事後確率復号を行う。 Next, the best mode for carrying out the seventh aspect of the multiuser detection receiver will be described. The present invention relates to the operation of a decoder. In the decoder 6, when the packet is retransmitted, the detection signal of the previous packet received in error and the detection signal retransmitted this time are combined to perform maximum posterior probability decoding.
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、誤って受信された以前のパケットと再送されたパケットの検波信号を合成するため、SN比を改善することができ、信号判定の信頼度の向上を図ることができる。 From the above, according to the best mode for carrying out the present invention, the S / N ratio can be improved because the detection signal of the previous packet received in error and the detection signal of the retransmitted packet are combined. The determination reliability can be improved.
次に、マルチユーザ検出受信機にかかる第10の発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明はレプリカ生成器の動作に関するものである。レプリカ生成器は復号器が出力した各ユーザの符号化されたビットの対数尤度比から各ユーザの変調信号の期待値を計算し、変調信号の期待値を変調信号として送信機と同様の処理を行うことで送信信号のレプリカを生成する。 Next, the best mode for carrying out the tenth aspect of the multiuser detection receiver will be described. The present invention relates to the operation of a replica generator. The replica generator calculates the expected value of each user's modulated signal from the log-likelihood ratio of each user's encoded bits output by the decoder, and uses the expected value of the modulated signal as the modulated signal to perform the same processing as the transmitter To generate a replica of the transmission signal.
送信機では複数の符号化されたビットを変調信号に変換する。変換の仕方は変調方式によって異なる。たとえば、QPSKでは2ビットを、16QAMでは4ビットを変調信号に変換する。符号化されたビットの対数尤度比から各ビットが0または1である確率を計算し、それを元に各変調信号の生成される確率を計算する。さらに、各変調信号とその生成確率から変調信号の期待値を計算することができる(例えば、非特許文献4参照)。次に、変調信号の期待値、すなわち、変調信号のレプリカを変調信号として送信機と同様の処理を行うことで送信信号のレプリカを生成する。例えば、OFDMでは、変調信号の期待値をIFFTし、ガードインターバルを挿入することで送信信号のレプリカを生成できる。また、OFCDMでは、それに加えて拡散処理を行えばよい。The transmitter converts a plurality of encoded bits into a modulated signal. The conversion method differs depending on the modulation method. For example, 2 bits are converted into a modulated signal in QPSK, and 4 bits are converted into a modulated signal in 16QAM. The probability that each bit is 0 or 1 is calculated from the log likelihood ratio of the encoded bits, and the probability that each modulated signal is generated is calculated based on the probability. Furthermore, the expected value of the modulation signal can be calculated from each modulation signal and its generation probability (see, for example, Non-Patent Document 4). Next, an expected value of the modulation signal, that is, a replica of the transmission signal is generated by performing the same processing as the transmitter using the modulation signal replica as the modulation signal. For example, in OFDM, a replica of a transmission signal can be generated by IFFT of an expected value of a modulated signal and inserting a guard interval. In addition, in OFCDM, diffusion processing may be performed in addition thereto.
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、変調信号は通常固定値ではあるが、符号化されたビットの対数尤度比から変調信号の期待値を生成するため、非固定な、すなわち、ソフトな変調信号を生成することができる。また、これにより符号化されたビットの対数尤度比に合わせて変調信号の期待値がアナログ的に変化するため、繰り返し処理を行った場合に特性の改善を行うことができる。 From the above, according to the best mode for carrying out the present invention, the modulation signal is usually a fixed value, but in order to generate the expected value of the modulation signal from the log likelihood ratio of the encoded bits, A non-fixed, that is, soft, modulation signal can be generated. In addition, since the expected value of the modulation signal changes in an analog manner in accordance with the log likelihood ratio of the encoded bits, the characteristics can be improved when iterative processing is performed.
次に、マルチユーザ検出受信機にかかる第11の発明を実施するための最良の形態について説明する。繰り返し制御器からマルチユーザ検出受信機内の各器に対して制御線が接続されており、繰り返し制御器は受信処理の繰り返しを集中制御しており、上述した各発明の全部または一部を既定の回数繰り返し動作させるか、あるいは、ビット判定器において全ユーザのパケットの誤りが検出されなくなるまで繰り返し動作させるか、のどちらか繰り返し回数の少ない制御を行う。なお、どちらにおいても各ユーザのパケット誤りが無くなった時点で、そのユーザに対する受信処理は繰り返し行わない。 Next, the best mode for carrying out the eleventh aspect of the multiuser detection receiver will be described. A control line is connected from the repeat controller to each unit in the multi-user detection receiver, and the repeat controller centrally controls the repetition of the reception process. The control is performed with a smaller number of repetitions, that is, the operation is repeated for the number of times or the operation is repeated until no error is detected in the packet of all users in the bit decision unit. In either case, when there is no packet error for each user, the receiving process for that user is not repeated.
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、各ユーザのパケット誤りが無くなった時点で、そのユーザに対する受信処理は繰り返さないため、一連の受信処理を効率的に繰り返し行うことができる。 From the above, according to the best mode for carrying out the present invention, when there is no packet error for each user, the reception process for that user is not repeated, so a series of reception processes are efficiently repeated. be able to.
なお、上述した各発明を実施するための最良の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。 It should be noted that the present invention is not limited to the best mode for carrying out each invention, and various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
1:アンテナ端子、2:タイミング再生器、3:チャネル推定器、4:マルチユーザ検出器、5:デインターリーバ、6:復号器、7:ビット判定器、8:パケット誤り検出器、9:受信ビット出力端子、10:繰り返し制御器、11:インターリーバ、12:レプリカ生成器、13:パイロット信号入力端子、14:第Uユーザ用マルチユーザ検出器、15:受信信号レプリカ生成器、16:ターボ干渉キャンセラ、17:FFT器、18:重み付け係数生成器、19:重み付け合成器、20:軟判定出力検波器、21:第Uユーザ用タイミング再生器、22:相関器、23:絶対値2乗器、24:閾値検出器、25:閾値入力端子、26:第Lアンテナ用チャネル推定器、27:重み付け係数制御器、28:タップ制御器、29:入力タイミング制御器1: antenna terminal, 2: timing regenerator, 3: channel estimator, 4: multiuser detector, 5: deinterleaver, 6: decoder, 7: bit determiner, 8: packet error detector, 9: Receive bit output terminal, 10: repetitive controller, 11: interleaver, 12: replica generator, 13: pilot signal input terminal, 14: multi-user detector for Uth user, 15: received signal replica generator, 16: Turbo interference canceller, 17: FFT unit, 18: weighting coefficient generator, 19: weighting synthesizer, 20: soft decision output detector, 21: timing regenerator for Uth user, 22: correlator, 23: absolute value 2 Multiplier, 24: threshold detector, 25: threshold input terminal, 26: channel estimator for Lth antenna, 27: weighting coefficient controller, 28: tap controller, 29: input counter Timing controller
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