JP2010050862A - Radio communication terminal - Google Patents

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豪 小野
Kenzaburo Fujishima
堅三郎 藤嶋
Katsuhiko Tsunehara
克彦 恒原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To optimize MIMO reception at a radio communication terminal in a wireless communication system with which it is possible to perform MIMO transmission with streams that are not always equal to the value desired by the radio communication terminal. <P>SOLUTION: The radio communication terminal communicating with a base station which includes a plurality of antennas includes an antenna and when MIMO transmission is performed with streams different from the value desired by the radio communication terminal when the base station is to perform the MIMO transmission, a MIMO receiving system is changed in accordance with the number of streams and a radio propagation status. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、MIMO（Multiple Input Multiple Output）を用いてパケット通信を行う無線通信における、無線通信端末に関する。   The present invention relates to a wireless communication terminal in wireless communication in which packet communication is performed using MIMO (Multiple Input Multiple Output).

無線通信において周波数利用効率を向上させる技術として、MIMO（Multiple Input Multiple Output）が注目されている。第3.9世代のセルラシステムとして仕様が策定されている3GPP（3rd Generation Partnership Project）のLTE（Long Term Evolution）、3GPP2（3rd Generation Partnership Project）のUMB（Ultra Mobile Broadband）も、MIMOを標準仕様として採用している。MIMOでは、送信機、受信機がそれぞれ複数のアンテナを有しており、受信側で適切に信号処理を行うことにより、複数の独立した空間チャネルを生成し、同一周波数帯域においても、複数の異なったデータのストリームを同時に伝送する事ができる。ここで、ストリームとは、送信機の各送信アンテナから送信される無線信号を指す。 As a technique for improving frequency utilization efficiency in wireless communication, MIMO (Multiple Input Multiple Output) is attracting attention. LTE of 3GPP (3 rd Generation Partnership Project) specifications have been developed as a cellular system of the 3.9 generation (Long Term Evolution), UMB of 3GPP2 (3 rd Generation Partnership Project) (Ultra Mobile Broadband) also standard specifications MIMO Adopted as. In MIMO, the transmitter and the receiver each have multiple antennas, and by performing appropriate signal processing on the receiving side, multiple independent spatial channels are generated, and even in the same frequency band, multiple different Data streams can be transmitted simultaneously. Here, the stream refers to a radio signal transmitted from each transmission antenna of the transmitter.

下り（Forward Link）のデータ通信を例にとると、図４の基地局100は、アンテナ150-1〜アンテナ150-NからN個のストリームを同時に送信する。これらのストリームは同一の周波数帯域で送信されるので、無線通信端末200に到達するまでに、お互いが干渉しあった信号となってしまう。無線通信端末200は、アンテナ250-1〜アンテナ250-MのM本のアンテナを用いて、この信号を受信し、MIMO受信処理を施す事で、元のN個のストリームを取り出す事ができる。無線通信端末200が行うMIMO受信処理としては、MMSE（Minimum Mean Square Error）やZF（Zero Forcing）などの、干渉しあった信号に対して行列演算を施し、干渉を起こす前の変調シンボルに分解する方式や、MLD（Maximum Likelihood Detection）などの、干渉しあった信号から送信されたビットの対数尤度比を直接計算する方式が有名である。   Taking downlink (Forward Link) data communication as an example, base station 100 in FIG. 4 transmits N streams simultaneously from antennas 150-1 to 150-N. Since these streams are transmitted in the same frequency band, the signals interfere with each other before reaching the radio communication terminal 200. The radio communication terminal 200 can extract the original N streams by receiving this signal using the M antennas of the antennas 250-1 to 250-M and performing a MIMO reception process. MIMO reception processing performed by the wireless communication terminal 200 is performed by performing matrix operation on the interfering signal such as MMSE (Minimum Mean Square Error) and ZF (Zero Forcing), and decomposing it into modulation symbols before the interference occurs. A method for directly calculating a log likelihood ratio of a bit transmitted from an interfering signal, such as MLD (Maximum Likelihood Detection), is well known.

次に、図５を用いて、MIMO伝送を行う際の、基地局と無線通信端末の間における、制御信号、とデータ信号の流れについて述べる。まず基地局100は、無線通信端末200に対して、自身が持つアンテナ数を通知する（図５：301）。次に、基地局100は、パイロットシンボルを送信する（図５：302）。パイロットシンボルを受信した無線通信端末200は、チャネル推定を行い、伝搬行列を生成する。ここで、伝搬行列とはi番目の送信アンテナからj番目の受信アンテナまでの伝搬係数をj行i列成分とした、M行N列の行列の事である。無線通信端末200は、伝搬行列のランク数を計算し、CQI（Channel Quality Indicator）と共にこれを基地局に通知する（図５：303）。この通知に用いるメッセージフォーマットとしては、図６Aの350のフォーマットや、図６Bの360のフォーマットがある。図６Aの350のフォーマットにおいては、フィールド351でCQIを通知し、フィールド352にてランク数を通知する。図６Bの360のフォーマットにおいては、フィールド361,362,363,364に含まれるCQIの中で、非零の値を持つ個数がランク数となる。ランク数の通知を受けた基地局100は、パケット情報を無線通信端末200に通知する（図５：304）。ここで、パケット情報とは、これから送信するデータの送り方を指定するものであり、図６Cの370で示すメッセージフォーマットを用いて通知する。フィールド371がパケットフォーマット（変調方式やパケットサイズを指定）、フィールド372がリソース位置（データパケットを送信するリソースを指定）、フィールド373がストリーム数を指定する。一般にMIMO伝送においては、「ランク数≧ストリーム数」である事が理想であり、基地局100はこれを考慮してストリーム数を決定する。   Next, the flow of control signals and data signals between the base station and the wireless communication terminal when performing MIMO transmission will be described using FIG. First, the base station 100 notifies the radio communication terminal 200 of the number of antennas it has (FIG. 5: 301). Next, the base station 100 transmits a pilot symbol (FIG. 5: 302). Radio communication terminal 200 that has received the pilot symbol performs channel estimation and generates a propagation matrix. Here, the propagation matrix refers to a matrix of M rows and N columns, in which the propagation coefficient from the i th transmitting antenna to the j th receiving antenna is a j row i column component. Radio communication terminal 200 calculates the rank number of the propagation matrix, and notifies this to the base station together with CQI (Channel Quality Indicator) (FIG. 5: 303). As a message format used for this notification, there are a format 350 in FIG. 6A and a format 360 in FIG. 6B. In the format 350 of FIG. 6A, CQI is notified in the field 351 and the rank number is notified in the field 352. In the format 360 of FIG. 6B, the number having a non-zero value among the CQIs included in the fields 361, 362, 363, and 364 is the rank number. Receiving the notification of the rank number, the base station 100 notifies the wireless communication terminal 200 of packet information (FIG. 5: 304). Here, the packet information designates how to send data to be transmitted, and is notified using a message format indicated by 370 in FIG. 6C. A field 371 specifies a packet format (designation of a modulation method and a packet size), a field 372 designates a resource position (designates a resource for transmitting a data packet), and a field 373 designates the number of streams. In general, in MIMO transmission, it is ideal that “the number of ranks ≧ the number of streams”, and the base station 100 determines the number of streams in consideration of this.

次に基地局100は、自身が指定したパケット情報に従いデータパケットを無線通信端末200に送信する（図５：305）。無線通信端末200は、指定されたパケット情報に従いデータパケットを受信し復号を行う。その後、必要に応じて基地局100はデータパケットの再送を行う（図５：306）。次にまた新たなパケットを送信する必要があるならば、基地局100は、先ほどのデータパケット送信と全く同様に、パケット情報を無線通信端末200に通知する（図５：307）。以降も同様に、データパケットを無線通信端末200に送信し（図５：308）、必要に応じて再送を行う（図５：309）。   Next, the base station 100 transmits a data packet to the wireless communication terminal 200 according to the packet information designated by itself (FIG. 5: 305). The wireless communication terminal 200 receives and decodes the data packet according to the designated packet information. Thereafter, the base station 100 retransmits the data packet as necessary (FIG. 5: 306). Next, if a new packet needs to be transmitted again, the base station 100 notifies the wireless communication terminal 200 of packet information in exactly the same way as the previous data packet transmission (FIG. 5: 307). Thereafter, similarly, the data packet is transmitted to the wireless communication terminal 200 (FIG. 5: 308) and retransmitted as necessary (FIG. 5: 309).

以上説明した様に、MIMO伝送においては、基地局100は無線通信端末200からのランク数のフィードバックに基づき適切なストリーム数を決定し、そのストリーム数を無線通信端末200に通知したうえでデータ通信を行う。この結果、無線通信端末200の状況に適したMIMO伝送を行う事ができ、単一アンテナでの送受信であるSISO（Single Input Single Output）に比べ、周波数利用効率が改善する。すなわち、SISOと同量の周波数帯域を用いて、より高速なデータ通信が可能となる。   As described above, in MIMO transmission, the base station 100 determines the appropriate number of streams based on the feedback of the number of ranks from the radio communication terminal 200, notifies the radio communication terminal 200 of the number of streams, and performs data communication. I do. As a result, MIMO transmission suitable for the situation of the wireless communication terminal 200 can be performed, and the frequency utilization efficiency is improved compared to SISO (Single Input Single Output) which is transmission / reception with a single antenna. That is, higher-speed data communication is possible using the same frequency band as SISO.

3GPP2 C.S0084-001-0 V2.0(August/2007)3GPP2 C.S0084-001-0 V2.0 (August / 2007)

前述の通り、MIMO伝送においては、MIMO信号の受信側が持つ受信アンテナ数や伝播行列を基に受信可能なストリーム数を計算し、それを送信側に通知する事で送信側がストリーム数を調整して送信する。この結果、最適なMIMO伝送が可能になる。しかし、必ずしも受信側からのランク数のフィードバックを受ける事ができず、受信側にとって最適なストリーム数とは異なるストリーム数でMIMO伝送を行わなければならない事態も生じると考えられる。この様な事態の一例としては一斉同報伝送であるMBMS（Multimedia Broadcast and Multicast Service）やBCMCS（Broadcast Multicast Service）が考えられる。図７に示すように、基地局100からのBCMCSトラフィックを受信する無線通信端末は、それぞれ様々なMIMOの受信状況を持つ。無線通信端末200-Aは受信アンテナを１本しか持たない。無線通信端末200-Bは受信アンテナを２本持つがランク数は1である。無線通信端末200-Cは受信アンテナを２本持ち、ランク数は2である。従って、基地局100が選択するMIMO伝送のストリーム数はいずれかの無線通信端末にとっては不都合な数値になる。例えば、基地局100がストリーム数2で送信してきた時、これは無線通信端末200-Cにとっては適しているが、無線通信端末200-A，200-Bには不適である。これを解決するには、無線通信端末MIMO受信処理として常にMLDを用いる事が考えられるが、MLDは負荷が高く、無線通信端末の性能を考慮するとこれは必ずしも望ましい解ではない。   As described above, in MIMO transmission, the number of streams that can be received is calculated based on the number of receiving antennas and propagation matrix that the MIMO signal receiver has, and the sender adjusts the number of streams by notifying the transmitter of this. Send. As a result, optimal MIMO transmission becomes possible. However, it is not always possible to receive feedback on the number of ranks from the receiving side, and it is considered that there may be a situation in which MIMO transmission must be performed with a number of streams different from the optimum number of streams for the receiving side. As an example of such a situation, MBMS (Multimedia Broadcast and Multicast Service) and BCMCS (Broadcast Multicast Service), which are simultaneous broadcast transmission, can be considered. As shown in FIG. 7, each wireless communication terminal that receives BCMCS traffic from base station 100 has various MIMO reception conditions. The wireless communication terminal 200-A has only one receiving antenna. The wireless communication terminal 200-B has two receiving antennas but has a rank number of one. The wireless communication terminal 200-C has two receiving antennas and has two ranks. Therefore, the number of MIMO transmission streams selected by the base station 100 is an inconvenient value for any wireless communication terminal. For example, when the base station 100 transmits with 2 streams, this is suitable for the radio communication terminal 200-C, but not suitable for the radio communication terminals 200-A and 200-B. In order to solve this, it is conceivable to always use MLD as the radio communication terminal MIMO reception processing. However, MLD has a high load, and this is not always a desirable solution considering the performance of the radio communication terminal.

基地局から通知されたストリーム数と無線通信端末が計算した伝播行列に応じて、無線通信端末はMIMO受信処理の処理方式を適宜変更する。   In accordance with the number of streams notified from the base station and the propagation matrix calculated by the wireless communication terminal, the wireless communication terminal changes the processing method of the MIMO reception process as appropriate.

ストリーム数が、無線通信端末の持つアンテナ数或いは伝搬行列のランク数より大きい場合でも、複数ストリームをベストエフォートで受信可能になる。また、ストリーム数が、無線通信端末の持つアンテナ数或いは伝搬行列のランク数以下の場合は、MMSEやZFによる通常のMIMO受信が可能である。常にMLDを利用する事による負荷の増大も回避できる。   Even when the number of streams is larger than the number of antennas or the rank of the propagation matrix of the wireless communication terminal, a plurality of streams can be received at best effort. Further, when the number of streams is equal to or less than the number of antennas or the rank of the propagation matrix of the wireless communication terminal, normal MIMO reception by MMSE or ZF is possible. It is possible to avoid an increase in load by always using MLD.

実施例はOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplex）を前提として説明を行うが、本発明はOFDMに限定される事なく、MIMO受信を行う無線通信端末に適用可能である。   The embodiment will be described on the premise of OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex), but the present invention is not limited to OFDM, and can be applied to a wireless communication terminal that performs MIMO reception.

図３はMIMO伝送を行う基地局100の構成を示したブロック図であり、本基地局100の構成は従来の基地局の構成と同等である。基地局100は、制御信号処理部101とデータ信号処理部102を具備する。制御信号処理部101は、無線通信における制御信号を生成し、また無線通信端末200からの制御信号を受信し、それを解析し、それを無線通信の制御に反映させる。一方、データ信号処理部は、MAC（Media Access Control）レイヤなど上位レイヤから受信したデータを元に無線通信端末200に送信するデータを生成したり、無線通信端末200から受信したデータを上位レイヤに渡す事を担う。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of base station 100 that performs MIMO transmission. The configuration of base station 100 is the same as that of a conventional base station. The base station 100 includes a control signal processing unit 101 and a data signal processing unit 102. The control signal processing unit 101 generates a control signal in wireless communication, receives a control signal from the wireless communication terminal 200, analyzes it, and reflects it in control of wireless communication. On the other hand, the data signal processing unit generates data to be transmitted to the radio communication terminal 200 based on data received from an upper layer such as a MAC (Media Access Control) layer, or receives data received from the radio communication terminal 200 as an upper layer. Responsible for passing.

まず、基地局100の信号送信について説明する。制御信号処理部101、或いはデータ信号処理部102が生成した信号（この時点ではビット列）は、符号器110によって符号化される。ここで、符号化とは、データの誤り検出に用いるCRC（Cyclic Redundancy Code）符号化や、誤り訂正に用いる畳み込み符号化、ターボ符号化などの事を示す。次に、基地局100は、変調部111による変調を施し変調シンボルを生成する。次に、基地局100は、サブキャリアマッピング部112により、変調シンボルを適切なOFDMリソースにマッピングする。ここで、OFDMリソースへのマッピングとは、変調部111が出力した変調シンボルを適切なOFDMシンボルの適切なサブキャリアに割り当てる事である。尚、このマッピングのルールは、図５のパケット情報通知（304）により、基地局100と無線通信端末200の間で共有している。サブキャリアマッピング部112はN（ストリーム数）個のストリームを出力し、これらのストリームはOFDM変調部115-1〜115-Nによって、OFDM変調が施される。尚、ここでいうOFDM変調とは、入力信号に対してIFFT（Inversed Fast Fourie Transfer）処理を施し、CP（Cyclic Prefix）を付加し、ベースバンドのOFDM信号を生成する事である。この後、基地局100は、無線送受信回路140により、ベースバンドのOFDM信号に対して、デジタル-アナログ変換、搬送波の乗算、増幅処理を施して、RF（Radio Frequency）信号を生成する。生成されたRF信号は、最終的にアンテナ150-1〜アンテナ150-Nから送信される。   First, signal transmission of the base station 100 will be described. The signal (bit string at this time) generated by the control signal processing unit 101 or the data signal processing unit 102 is encoded by the encoder 110. Here, encoding indicates CRC (Cyclic Redundancy Code) encoding used for error detection of data, convolutional encoding used for error correction, turbo encoding, and the like. Next, base station 100 performs modulation by modulation section 111 to generate a modulation symbol. Next, base station 100 maps the modulation symbol to an appropriate OFDM resource by subcarrier mapping section 112. Here, the mapping to the OFDM resource is to assign the modulation symbol output from the modulation unit 111 to an appropriate subcarrier of an appropriate OFDM symbol. This mapping rule is shared between the base station 100 and the wireless communication terminal 200 by the packet information notification (304) in FIG. The subcarrier mapping unit 112 outputs N (number of streams) streams, and these streams are subjected to OFDM modulation by the OFDM modulation units 115-1 to 115-N. The OFDM modulation here is to perform IFFT (Inversed Fast Fourie Transfer) processing on an input signal, add CP (Cyclic Prefix), and generate a baseband OFDM signal. After that, the base station 100 performs digital-analog conversion, carrier multiplication, and amplification processing on the baseband OFDM signal by the radio transmission / reception circuit 140 to generate an RF (Radio Frequency) signal. The generated RF signal is finally transmitted from antenna 150-1 to antenna 150-N.

次に、基地局100の受信処理について説明する。基地局100は無線通信端末200からの信号をアンテナ150-1〜アンテナ150-Nにて受信すると、無線送受信回路140により、このRF信号をベースバンド信号に変換する。次に、OFDM復調部125により受信した信号を各サブキャリアのシンボルに分離する。次に、逆サブキャリアマッピング部122により、OFDMリソース上の各変調シンボルは本来の順序に並び変えられる。また、チャネル推定部130は、OFDM復調部125の出力を基にチャネル推定を行い、伝搬係数を導出する。次に復調部121は、チャネル推定部130が出力した伝搬係数を用いて、変調シンボルの復調を行い送信されたビットの対数尤度比を計算する。この対数尤度比に対して、復号器120は復号処理を行う。具体的には、誤り訂正処理を施し、かつCRC検査を行い、受信の成否を決定する。受信に成功したならば、制御信号は制御信号処理部101に渡し、データ信号はデータ信号処理部102に渡す。また、CQI計算部131は、チャネル推定部130が出力した伝搬係数からCQIを計算し、計算結果を制御信号処理部101に渡す。制御信号処理部101は、このCQIを今後の無線伝送の制御に用いる。   Next, the reception process of base station 100 will be described. When the base station 100 receives signals from the radio communication terminal 200 via the antennas 150-1 to 150-N, the radio transmission / reception circuit 140 converts the RF signals into baseband signals. Next, the signal received by OFDM demodulating section 125 is separated into symbols for each subcarrier. Next, each modulation symbol on the OFDM resource is rearranged in the original order by inverse subcarrier mapping section 122. Channel estimation section 130 performs channel estimation based on the output of OFDM demodulation section 125 and derives a propagation coefficient. Next, demodulation section 121 uses the propagation coefficient output from channel estimation section 130 to demodulate the modulation symbol and calculate the log likelihood ratio of the transmitted bits. The decoder 120 performs a decoding process on the log likelihood ratio. Specifically, error correction processing is performed and CRC inspection is performed to determine whether reception is successful. If reception is successful, the control signal is passed to the control signal processing unit 101, and the data signal is passed to the data signal processing unit 102. Further, CQI calculation section 131 calculates CQI from the propagation coefficient output from channel estimation section 130 and passes the calculation result to control signal processing section 101. The control signal processing unit 101 uses this CQI for future wireless transmission control.

次に、図２を用いて無線通信端末200の信号送信処理を説明する。本実施例では無線通信端末200のアンテナ数は1本であるとする（すなわちM=1）。制御信号処理部201、或いはデータ信号処理部202が生成した信号（この時点ではビット列）は、符号器210によって符号化される。ここで、符号化とは、データの誤り検出に用いるCRC（Cyclic Redundancy Code）符号化や、誤り訂正に用いる畳み込み符号化、ターボ符号化などの事を示す。次に、無線通信端末200は、変調部211による変調を施し変調シンボルを生成する。次に、無線通信端末200は、サブキャリアマッピング部212により、変調シンボルを適切なOFDMリソースにマッピングする。ここで、OFDMリソースへのマッピングとは、変調部211が出力した変調シンボルを適切なOFDMシンボルの適切なサブキャリアに割り当てる事である。尚、このマッピングのルールは、図５のパケット情報通知（304）により、基地局100と無線通信端末200の間で共有している。サブキャリアマッピング部212の出力はOFDM変調部215によって、OFDM変調が施される。尚、ここでいうOFDM変調とは、入力信号に対してIFFT（Inversed Fast Fourie Transfer）処理を施し、CP（Cyclic Prefix）を付加し、ベースバンドのOFDM信号を生成する事である。この後、無線通信端末200は、無線送受信回路240により、ベースバンドのOFDM信号に対して、デジタル-アナログ変換、搬送波の乗算、増幅処理を施して、RF（Radio Frequency）信号を生成する。生成されたRF信号は、最終的にアンテナ250-1から送信される。   Next, the signal transmission processing of the wireless communication terminal 200 will be described using FIG. In this embodiment, it is assumed that the wireless communication terminal 200 has one antenna (that is, M = 1). The signal (bit string at this time) generated by the control signal processing unit 201 or the data signal processing unit 202 is encoded by the encoder 210. Here, encoding indicates CRC (Cyclic Redundancy Code) encoding used for error detection of data, convolutional encoding used for error correction, turbo encoding, and the like. Next, radio communication terminal 200 performs modulation by modulation section 211 to generate a modulation symbol. Next, in radio communication terminal 200, subcarrier mapping section 212 maps the modulation symbol to an appropriate OFDM resource. Here, the mapping to the OFDM resource is to allocate the modulation symbol output from the modulation unit 211 to an appropriate subcarrier of an appropriate OFDM symbol. This mapping rule is shared between the base station 100 and the wireless communication terminal 200 by the packet information notification (304) in FIG. The output of the subcarrier mapping unit 212 is subjected to OFDM modulation by the OFDM modulation unit 215. The OFDM modulation here is to perform IFFT (Inversed Fast Fourie Transfer) processing on an input signal, add CP (Cyclic Prefix), and generate a baseband OFDM signal. After that, the radio communication terminal 200 performs digital-analog conversion, carrier multiplication, and amplification processing on the baseband OFDM signal by the radio transmission / reception circuit 240 to generate an RF (Radio Frequency) signal. The generated RF signal is finally transmitted from antenna 250-1.

次に、前記の通り基地局100から送信されたN個のストリームに対する、無線通信端末200の受信処理について図２を用いて説明する。本実施例では、基地局100から送信されたストリーム数は2個であるとする（すなわちN=2）。N=2,M=1の時、データパケットの送信に先立って、無線通信端末200は基地局100が送信したパイロットシンボルを受信し（図８：401）、ランク数（M=1なので、自動的にランク数は1になる）は1である旨を基地局100に通知している（図８：402）。この後、無線通信端末200は、基地局100からパケット情報を受信し（図８：403）、ストリーム数である2を取得している（図８：404）。その後のデータパケット受信処理（図８：405）を以下に述べる。   Next, reception processing of the radio communication terminal 200 for N streams transmitted from the base station 100 as described above will be described with reference to FIG. In the present embodiment, it is assumed that the number of streams transmitted from the base station 100 is two (that is, N = 2). When N = 2 and M = 1, the wireless communication terminal 200 receives the pilot symbol transmitted by the base station 100 (FIG. 8: 401) and transmits the number of ranks (M = 1 automatically since data packet transmission). The base station 100 is notified that the rank number is 1) (FIG. 8: 402). Thereafter, the wireless communication terminal 200 receives packet information from the base station 100 (FIG. 8: 403), and acquires 2 as the number of streams (FIG. 8: 404). The subsequent data packet reception process (FIG. 8: 405) will be described below.

無線通信端末200は基地局100からの信号をアンテナ250-1にて受信すると、無線送受信回路240により、このRF信号をベースバンド信号に変換する。次に、OFDM復調部225により受信した信号を各サブキャリアのシンボルに分離する。また、チャネル推定部230は、OFDM復調部225の出力を基にチャネル推定を行い、伝搬係数を導出する。さらにチャネル推定部230を基にCQI,ランク計算部231はCQI，ランクの計算を行い、結果を受信信号処理部201とMIMO受信方式決定部232に通知する。   When wireless communication terminal 200 receives a signal from base station 100 via antenna 250-1, radio transmission / reception circuit 240 converts this RF signal into a baseband signal. Next, the signal received by OFDM demodulating section 225 is separated into symbols for each subcarrier. Channel estimation section 230 performs channel estimation based on the output of OFDM demodulation section 225 and derives a propagation coefficient. Further, CQI / rank calculation section 231 calculates CQI / rank based on channel estimation section 230 and notifies reception signal processing section 201 and MIMO reception method determination section 232 of the result.

本実施例では、ランク数（=1）＜ストリーム数（=2）であるので、図８のステップ406の判断に従い、MIMO受信方式決定部232はベストエフォートのMIMO受信を行う事を決定する（図８：408）。本実施例では、MLDを用いてこれを実現するものとする。従って、MIMO受信方式決定部232はMIMO受信処理部224にMLDの利用を通知する。この結果、MIMO受信処理部224は、OFDM復調部225-1の出力結果に対して、チャネル推定部230の出力結果を利用してMLD処理を行い、ビット単位での対数尤度比を出力する。次に、逆サブキャリアマッピング部222により、OFDMリソース上の各対数尤度比は本来の順序に並び変えられる。本実施例では既にビット単位での対数尤度比が得られているので復調部221は、特に処理は行わず、入力をそのまま出力し復号器220に渡す。この対数尤度比に対して、復号器220は復号処理を行う（図８：409）。具体的には、誤り訂正処理を施し、かつCRC検査を行い、受信の成否を決定する。受信に成功したならば、制御信号は制御信号処理部201に渡し、データ信号はデータ信号処理部202に渡す。   In this embodiment, since the number of ranks (= 1) <the number of streams (= 2), the MIMO reception method determination unit 232 determines to perform best-effort MIMO reception according to the determination in step 406 of FIG. Figure 8: 408). In the present embodiment, this is realized by using MLD. Therefore, the MIMO reception method determination unit 232 notifies the MIMO reception processing unit 224 of the use of MLD. As a result, MIMO reception processing section 224 performs MLD processing on the output result of OFDM demodulation section 225-1 using the output result of channel estimation section 230, and outputs a log likelihood ratio in bit units. . Next, the inverse subcarrier mapping unit 222 rearranges each log likelihood ratio on the OFDM resource in the original order. In this embodiment, the log likelihood ratio in bit units has already been obtained, so that the demodulator 221 outputs the input as it is and passes it to the decoder 220 without performing any particular processing. The decoder 220 performs a decoding process on the log likelihood ratio (FIG. 8: 409). Specifically, error correction processing is performed and CRC inspection is performed to determine whether reception is successful. If reception is successful, the control signal is passed to the control signal processing unit 201, and the data signal is passed to the data signal processing unit 202.

以上の通り、アンテナ1本の無線通信端末200は、MLDを用いて2本のストリームをベストエフォートで受信する事が可能である。   As described above, the radio communication terminal 200 with one antenna can receive two streams at best effort using MLD.

本実施例では、基地局100が送信するストリーム数と無線通信端末200のアンテナ数は実施例１と同一とし（すなわち、N=2,M=1）、ベストエフォートのMIMO受信として所望ストリーム以外のストリームを雑音とみなして処理するものとする（図８：408）。   In the present embodiment, the number of streams transmitted by the base station 100 and the number of antennas of the radio communication terminal 200 are the same as in the first embodiment (that is, N = 2, M = 1), and other than the desired stream for best-effort MIMO reception Assume that the stream is processed as noise (FIG. 8: 408).

本実施例の実施例１との差分は、MIMO受信方式決定部232が上記のMIMO受信方式を利用する旨を、MIMO受信処理部224に通知する事、MIMO受信処理部224は、OFDM復調部225-1の出力を素通しする事、復調部221がチャネル推定部230の結果を利用して復調処理を行う事である。   The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the MIMO reception method determining unit 232 notifies the MIMO reception processing unit 224 that the above-mentioned MIMO reception method is used. The MIMO reception processing unit 224 is an OFDM demodulation unit. The demodulating unit 221 uses the result of the channel estimating unit 230 to perform the demodulating process.

本実施例によると、例えば複数のストリームで、それぞれ別個のコンテンツの送信を行っている時に、この中から特定の1つのストリームのみ受信できればいいという無線通信端末は、そのストリームだけ受信する事が可能となる。ただし、MLDを用いる実施例１に比べパケット誤り率は劣化する。   According to the present embodiment, for example, when a plurality of streams are transmitting separate contents, a wireless communication terminal that only needs to receive one specific stream can receive only that stream. It becomes. However, the packet error rate is deteriorated as compared with the first embodiment using MLD.

本実施例では、実施例１の無線通信端末200の信号受信において、基地局100が送信するストリーム数が1個の時の動作を説明する（すなわち、N=M=1）。この時、ランク数（=1）≧ストリーム数（=1）であるので、図８のステップ406の判断に従い、MIMO受信方式決定部232は通常のSISO受信を行う事を決定する（図８：407）。   In the present embodiment, an operation when the number of streams transmitted by the base station 100 is 1 in the signal reception of the radio communication terminal 200 of the first embodiment will be described (that is, N = M = 1). At this time, since the number of ranks (= 1) ≧ the number of streams (= 1), the MIMO reception method determination unit 232 determines to perform normal SISO reception according to the determination in step 406 of FIG. 8 (FIG. 8: 407).

本実施例の実施例１との差分は、MIMO受信方式決定部232がSISO受信を行う旨を、MIMO受信処理部224に通知する事、MIMO受信処理部224は、OFDM復調部225-1の出力を素通しする事、復調部221がチャネル推定部230の結果を利用して復調処理を行う事である。   The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the MIMO reception method determining unit 232 notifies the MIMO reception processing unit 224 that the SISO reception is performed, and the MIMO reception processing unit 224 is connected to the OFDM demodulating unit 225-1. Clearing the output means that the demodulator 221 uses the result of the channel estimator 230 to perform demodulation processing.

本実施例によると、本発明の無線通信端末はSISO伝送が行われる時には通常のSISO受信処理によりパケット受信が行える。   According to the present embodiment, the wireless communication terminal of the present invention can receive a packet by normal SISO reception processing when SISO transmission is performed.

本実施例では、無線通信端末200のアンテナ数が2本である時（すなわちM=2）の基地局100と無線通信端末200の動作を説明する。基地局100の動作に関しては、実施例１の時と同等である。   In this embodiment, operations of the base station 100 and the radio communication terminal 200 when the radio communication terminal 200 has two antennas (that is, M = 2) will be described. The operation of the base station 100 is the same as in the first embodiment.

無線通信端末200の信号送信処理を、図２を用いて説明する。制御信号処理部201、或いはデータ信号処理部202が生成した信号（この時点ではビット列）は、符号器210によって符号化される。ここで、符号化とは、データの誤り検出に用いるCRC（Cyclic Redundancy Code）符号化や、誤り訂正に用いる畳み込み符号化、ターボ符号化などの事を示す。次に、無線通信端末200は、変調部211による変調を施し変調シンボルを生成する。次に、無線通信端末200は、サブキャリアマッピング部212により、変調シンボルを適切なOFDMリソースにマッピングする。ここで、OFDMリソースへのマッピングとは、変調部211が出力した変調シンボルを適切なOFDMシンボルの適切なサブキャリアに割り当てる事である。尚、このマッピングのルールは、図５のパケット情報通知（304）により、基地局100と無線通信端末200の間で共有している。サブキャリアマッピング部212の出力はOFDM変調部215によって、OFDM変調が施される。尚、ここでいうOFDM変調とは、入力信号に対してIFFT（Inversed Fast Fourie Transfer）処理を施し、CP（Cyclic Prefix）を付加し、ベースバンドのOFDM信号を生成する事である。この後、無線通信端末200は、無線送受信回路240により、ベースバンドのOFDM信号に対して、デジタル-アナログ変換、搬送波の乗算、増幅処理を施して、RF（Radio Frequency）信号を生成する。生成されたRF信号は、最終的にアンテナ250-1〜アンテナ250-Nのいずれかから送信される。   A signal transmission process of the wireless communication terminal 200 will be described with reference to FIG. The signal (bit string at this time) generated by the control signal processing unit 201 or the data signal processing unit 202 is encoded by the encoder 210. Here, encoding indicates CRC (Cyclic Redundancy Code) encoding used for error detection of data, convolutional encoding used for error correction, turbo encoding, and the like. Next, radio communication terminal 200 performs modulation by modulation section 211 to generate a modulation symbol. Next, in radio communication terminal 200, subcarrier mapping section 212 maps the modulation symbol to an appropriate OFDM resource. Here, the mapping to the OFDM resource is to allocate the modulation symbol output from the modulation unit 211 to an appropriate subcarrier of an appropriate OFDM symbol. This mapping rule is shared between the base station 100 and the wireless communication terminal 200 by the packet information notification (304) in FIG. The output of the subcarrier mapping unit 212 is subjected to OFDM modulation by the OFDM modulation unit 215. The OFDM modulation here is to perform IFFT (Inversed Fast Fourie Transfer) processing on an input signal, add CP (Cyclic Prefix), and generate a baseband OFDM signal. After that, the radio communication terminal 200 performs digital-analog conversion, carrier multiplication, and amplification processing on the baseband OFDM signal by the radio transmission / reception circuit 240 to generate an RF (Radio Frequency) signal. The generated RF signal is finally transmitted from any of antennas 250-1 to 250-N.

次に、前記の通り基地局100から送信されたN個のストリームに対する、無線通信端末200の受信処理について説明する。本実施例では、基地局100から送信されたストリーム数は4個であるとする（すなわちN=4）。N=4,M=2の時、データパケットの送信に先立って、無線通信端末200は基地局100が送信したパイロットシンボルを受信し（図９：401）、チャネル推定部230は伝播行列を計算する。これを基に、CQI,ランク計算部231はチャネルのランク数を計算し（図９：410）、ランク数（ランク数は2になったとする。）を基地局100に通知している（図９：411）。   Next, the reception process of radio communication terminal 200 for N streams transmitted from base station 100 as described above will be described. In this embodiment, it is assumed that the number of streams transmitted from the base station 100 is four (that is, N = 4). When N = 4 and M = 2, prior to data packet transmission, radio communication terminal 200 receives a pilot symbol transmitted by base station 100 (FIG. 9: 401), and channel estimation unit 230 calculates a propagation matrix. To do. Based on this, the CQI / rank calculation unit 231 calculates the number of ranks of the channel (FIG. 9: 410), and notifies the base station 100 of the number of ranks (assuming that the number of ranks is 2) (FIG. 9). 9: 411).

この後、無線通信端末200は、基地局100からパケット情報を受信し（図９：403）、ストリーム数である4を取得している（図９：404）。その後のデータパケット受信処理（図９：405）を以下に述べる。   Thereafter, the wireless communication terminal 200 receives packet information from the base station 100 (FIG. 9: 403), and obtains 4 which is the number of streams (FIG. 9: 404). The subsequent data packet reception processing (FIG. 9: 405) will be described below.

無線通信端末200は基地局100からの信号をアンテナ250-1〜アンテナ250-Mにて受信すると、無線送受信回路240により、このRF信号をベースバンド信号に変換する。次に、OFDM復調部225-1〜225-Mにより受信した信号を各サブキャリアのシンボルに分離する。また、チャネル推定部230は、OFDM復調部225の出力を基にチャネル推定を行い、伝搬係数を導出する。さらにチャネル推定部230を基にCQI,ランク計算部231はCQI，ランクの計算を行い、結果を受信信号処理部201とMIMO受信方式決定部232に通知する。   When the radio communication terminal 200 receives signals from the base station 100 via the antennas 250-1 to 250-M, the radio transmission / reception circuit 240 converts the RF signals into baseband signals. Next, the signals received by OFDM demodulation sections 225-1 to 225-M are separated into symbols of subcarriers. Channel estimation section 230 performs channel estimation based on the output of OFDM demodulation section 225 and derives a propagation coefficient. Further, CQI / rank calculation section 231 calculates CQI / rank based on channel estimation section 230 and notifies reception signal processing section 201 and MIMO reception method determination section 232 of the result.

本実施例では、ランク数（=2）＜ストリーム数（=4）であるので、図９のステップ406の判断に従い、MIMO受信方式決定部232はベストエフォートのMIMO受信を行う事を決定する（図９：413）。本実施例では、MLDを用いてこれを実現するものとする。従って、MIMO受信方式決定部232はMIMO受信処理部224にMLDの利用を通知する。この結果、MIMO受信処理部224は、OFDM復調部225-1〜225-Mの出力結果に対して、チャネル推定部230の出力結果を利用してMLD処理を行い、ビット単位での対数尤度比を出力する。次に、逆サブキャリアマッピング部222により、OFDMリソース上の各対数尤度比は本来の順序に並び変えられる。本実施例では既にビット単位での対数尤度比が得られているので復調部221は、特に処理は行わず、入力をそのまま出力し復号器220に渡す。この対数尤度比に対して、復号器220は復号処理を行う（図９：409）。具体的には、誤り訂正処理を施し、かつCRC検査を行い、受信の成否を決定する。受信に成功したならば、制御信号は制御信号処理部201に渡し、データ信号はデータ信号処理部202に渡す。   In this embodiment, since the number of ranks (= 2) <the number of streams (= 4), the MIMO reception method determination unit 232 determines to perform best-effort MIMO reception according to the determination in step 406 of FIG. 9 ( Figure 9: 413). In the present embodiment, this is realized by using MLD. Therefore, the MIMO reception method determination unit 232 notifies the MIMO reception processing unit 224 of the use of MLD. As a result, the MIMO reception processing unit 224 performs MLD processing on the output results of the OFDM demodulation units 225-1 to 225-M using the output result of the channel estimation unit 230, and the log likelihood in bit units. Output the ratio. Next, the inverse subcarrier mapping unit 222 rearranges each log likelihood ratio on the OFDM resource in the original order. In this embodiment, the log likelihood ratio in bit units has already been obtained, so that the demodulator 221 outputs the input as it is and passes it to the decoder 220 without performing any particular processing. The decoder 220 performs a decoding process on the log likelihood ratio (FIG. 9: 409). Specifically, error correction processing is performed and CRC inspection is performed to determine whether reception is successful. If reception is successful, the control signal is passed to the control signal processing unit 201, and the data signal is passed to the data signal processing unit 202.

以上の通り、アンテナ2本の無線通信端末200は、MLDを用いて4本のストリームをベストエフォートで受信する事が可能である。   As described above, the radio communication terminal 200 with two antennas can receive four streams at best effort using MLD.

本実施例では、基地局100が送信するストリーム数と無線通信端末200のアンテナ数は実施例４と同一とし（すなわち、N=4,M=2）、伝播行列のランクも2であるとする。ベストエフォートのMIMO受信として所望ストリーム以外のストリームを雑音とみなして処理するものとする（図９：413）。   In the present embodiment, the number of streams transmitted by the base station 100 and the number of antennas of the radio communication terminal 200 are the same as in the fourth embodiment (that is, N = 4, M = 2), and the rank of the propagation matrix is also 2. . As a best effort MIMO reception, streams other than the desired stream are regarded as noise and processed (FIG. 9: 413).

本実施例の実施例４との差分は、MIMO受信方式決定部232が上記のMIMO受信方式を利用する旨を、MIMO受信処理部224に通知する事が一つである。さらに、MIMO受信処理部224は、本来の2行4列の伝播行列から、所望するストリームに対する成分を取り出し、2行2列の伝播行列を生成し、これを基に、MMSE、MLDによる信号分離を行う。さらに、復調部221は逆サブキャリアマッピング部222の出力に対して復調処理を行う。   The only difference between this embodiment and the fourth embodiment is that the MIMO reception method determination unit 232 notifies the MIMO reception processing unit 224 that the MIMO reception method is used. Furthermore, the MIMO reception processing unit 224 extracts a component for a desired stream from the original 2-by-4 propagation matrix, generates a 2-by-2 propagation matrix, and based on this, performs signal separation by MMSE and MLD. I do. Further, demodulation section 221 performs demodulation processing on the output of inverse subcarrier mapping section 222.

本実施例によると、例えば複数のストリームで、それぞれ別個のコンテンツの送信を行っている時に、この中から特定の複数のストリームのみ受信できればいいという無線通信端末は、そのストリームだけ受信する事が可能となる。ただし、MLDを用いる実施例４に比べパケット誤り率は劣化する。   According to the present embodiment, for example, when a plurality of streams are transmitting separate contents, a wireless communication terminal that only needs to receive a specific plurality of streams can receive only that stream. It becomes. However, the packet error rate is deteriorated as compared with the fourth embodiment using MLD.

本実施例では、実施例４の無線通信端末200の信号受信において、基地局100が送信するストリーム数が2個であり（すなわち、N=M=2）、ランク数も2である時の動作を説明する。この時、ランク数（=2）≧ストリーム数（=2）であるので、図９のステップ406の判断に従い、MIMO受信方式決定部232はMMSEによる通常のMIMO受信を行う事を決定する（図９：412）。   In the present embodiment, in the signal reception of the wireless communication terminal 200 of the fourth embodiment, the operation when the number of streams transmitted by the base station 100 is two (that is, N = M = 2) and the number of ranks is also two. Will be explained. At this time, since the number of ranks (= 2) ≧ the number of streams (= 2), the MIMO reception method determination unit 232 determines to perform normal MIMO reception by MMSE according to the determination in step 406 of FIG. 9 (FIG. 9). 9: 412).

本実施例の実施例４との差分は、MIMO受信方式決定部232がMIMO受信を行う旨を、MIMO受信処理部224に通知する事、MIMO受信処理部224は、チャネル推定部230の出力を利用して、OFDM復調部225-1〜225-Mの出力に対して、MMSE処理を行う事、復調部221が復調処理を行う事である。   The difference between the present embodiment and the fourth embodiment is that the MIMO reception method determination unit 232 notifies the MIMO reception processing unit 224 that the MIMO reception is performed, and the MIMO reception processing unit 224 displays the output of the channel estimation unit 230. Utilizing the MMSE processing on the outputs of the OFDM demodulating units 225-1 to 225-M, the demodulating unit 221 performs the demodulating processing.

本実施例によると、本発明の無線通信端末は通常のMIMO伝送が行われる時には通常のMIMO受信処理によりパケット受信が行える。   According to this embodiment, the wireless communication terminal of the present invention can receive a packet by a normal MIMO reception process when normal MIMO transmission is performed.

無線通信端末が所望するストリーム数とは異なるストリーム数で基地局がMIMO伝送を行うような環境で有用である。このような環境は一斉同報通信のような環境が一例として考えられる。   This is useful in an environment where the base station performs MIMO transmission with a number of streams different from the number of streams desired by the wireless communication terminal. An example of such an environment is an environment such as broadcast communication.

無線通信端末受信部のブロック図。The block diagram of a radio | wireless communication terminal receiving part. 無線通信端末送信部のブロック図。The block diagram of a radio | wireless communication terminal transmission part. 基地局のブロック図。The block diagram of a base station. MIMO伝送の模式図。Schematic diagram of MIMO transmission. MIMO伝送によるデータ通信のシーケンス図。The sequence diagram of data communication by MIMO transmission. 無線通信端末が基地局にCQIとランクを通知するのに用いるメッセージのフォーマットの一つ。One of the message formats used by wireless communication terminals to notify the base station of CQI and rank. 無線通信端末が基地局にCQIとランクを通知するのに用いるメッセージのフォーマットの一つ。One of the message formats used by wireless communication terminals to notify the base station of CQI and rank. 基地局が無線通信端末にストリーム数を通知するのに用いるメッセージのフォーマットの一つ。One of the message formats used by the base station to notify the wireless communication terminal of the number of streams. 様々な無線通信端末が混在する事を示した模式図。The schematic diagram which showed that various radio | wireless communication terminals coexist. アンテナ数が１の無線通信端末のパケット受信のフロー図。The flowchart of packet reception of the radio | wireless communication terminal whose antenna number is 1. アンテナ数が複数の無線通信端末のパケット受信のフロー図。The flowchart of packet reception of the radio | wireless communication terminal with two or more antennas.

符号の説明Explanation of symbols

100…基地局
150-1〜150-N…基地局のアンテナ
200…無線通信端末
224…MIMO受信処理部
232…MIMO受信方式決定部 100 ... Base station
150-1 to 150-N ... Base station antenna
200 ... Wireless communication terminal
224… MIMO reception processor
232… MIMO reception method decision unit

Claims (6)

複数のアンテナを具備する基地局と通信する無線通信端末であって、
前記基地局がMIMO伝送を行う際に、前記無線通信端末が所望する値とは異なるストリーム数でMIMO伝送が行われた場合に、ストリーム数と無線の伝播状況に応じて、MIMOの受信方式を変更することを特徴とする無線通信端末。 A wireless communication terminal that communicates with a base station having a plurality of antennas,
When the base station performs MIMO transmission, if MIMO transmission is performed with a number of streams different from the value desired by the wireless communication terminal, the MIMO reception method is set according to the number of streams and the radio propagation status. A wireless communication terminal that is changed. 請求項１記載の無線通信端末であって、
MIMOの受信方式として変調シンボルを分離する方式と、ビットの尤度を計算する方式の両方を使用可能であり、
前記ストリーム数と無線の伝播状況に応じてどちらの受信方式を使用するか決定することを特徴とする無線通信端末。 The wireless communication terminal according to claim 1,
As a MIMO reception method, both a method for separating modulation symbols and a method for calculating bit likelihood can be used.
A wireless communication terminal that determines which reception method to use depending on the number of streams and wireless propagation conditions. 請求項１記載の無線通信端末であって、
前記無線通信端末の所望する値とは異なるストリーム数でMIMO伝送が行われた場合は、前記所望する値と同数のストリーム数の信号以外の信号を雑音とみなしたうえで、前記所望する値と同数のストリーム数の信号を取り出すことを特徴とする無線通信端末。 The wireless communication terminal according to claim 1,
When MIMO transmission is performed with a number of streams different from a desired value of the wireless communication terminal, a signal other than signals with the same number of streams as the desired value is regarded as noise, and the desired value and A wireless communication terminal that extracts signals of the same number of streams. 複数のアンテナを具備する基地局と通信する無線通信端末であって、
前記基地局がMIMO伝送を行う際に、前記無線通信端末が所望する値とは異なるストリーム数でMIMO伝送が行われた場合に、ストリーム数と無線の伝播行列のランクの大小比較の結果に応じて、MIMOの受信方式を変更することを特徴とする無線通信端末。 A wireless communication terminal that communicates with a base station having a plurality of antennas,
When the base station performs MIMO transmission, if MIMO transmission is performed with a number of streams different from the value desired by the wireless communication terminal, depending on the result of the size comparison of the number of streams and the rank of the wireless propagation matrix A wireless communication terminal characterized by changing a MIMO reception method. 請求項４記載の無線通信端末であって、
MIMOの受信方式として変調シンボルを分離する方式と、ビットの尤度を計算する方式の両方を使用可能であり、
前記ストリーム数と無線の伝播状況に応じてどちらの受信方式を使用するか決定することを特徴とする無線通信端末。 The wireless communication terminal according to claim 4, wherein
As a MIMO reception method, both a method for separating modulation symbols and a method for calculating bit likelihood can be used.
A wireless communication terminal that determines which reception method to use depending on the number of streams and wireless propagation conditions. 請求項４記載の無線通信端末であって、
前記無線通信端末の伝播行列のランク数より大きいストリーム数でMIMO伝送が行われた場合は、前記所望する値と同数のストリーム数の信号以外の信号を雑音とみなしたうえで、前記所望する値と同数のストリーム数の信号を取り出すことを特徴とする無線通信端末。 The wireless communication terminal according to claim 4, wherein
When MIMO transmission is performed with the number of streams larger than the number of ranks of the propagation matrix of the wireless communication terminal, the signal other than the signal with the same number of streams as the desired value is regarded as noise, and then the desired value. A radio communication terminal that extracts signals having the same number of streams as the number of streams.
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