JP2010057071A - Demodulator and demodulation method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a demodulator supporting, in a single architecture, reception and demodulation in all possible transmission-reception modes. <P>SOLUTION: On the basis of a channel estimation and reception signals from reception antennas, a channel matrix corresponding to a communication mode is calculated and on the basis of the reception signals, a reception vector corresponding to the communication mode is calculated. Furthermore, a unitary matrix Q and an upper triangular matrix R corresponding to the communication mode are derived by QR decomposition of the channel matrix, the calculated reception vector is multiplied by the Hermitian matrix of the unitary matrix, and a reception symbol vector is calculated. Moreover, on the basis of the received symbol vector and the upper triangular matrix R, soft bits are calculated by computing the Euclidean distance. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の通信方法で送信されたデータを復調する復調器および復調方法に関する。   The present invention relates to a demodulator and a demodulation method for demodulating data transmitted by a plurality of communication methods.

移動体通信の高速なデータ通信仕様である、LTE(Long Term Evolution)や高度化LTEなど、移動体通信用の現在の最新式のシステムにおける受信器装置は、様々な異なる通信方法で送信されたデータを復調する能力を必要とすることが望まれている。したがって、すべての送信方法にわたってほぼ同様である復調方法であることが大いに望ましい。なお、本発明に関連する技術が特許文献1および特許文献2に開示されている。
米国特許出願公開第2008/0069261号明細書 米国特許出願公開第2008/0056396号明細書
Receiver devices in the latest state-of-the-art systems for mobile communications, such as LTE (Long Term Evolution) and advanced LTE, which are high-speed data communications specifications for mobile communications, were transmitted using various different communication methods. It is desirable to require the ability to demodulate data. Therefore, it is highly desirable to have a demodulation method that is substantially similar across all transmission methods. In addition, the technique relevant to this invention is disclosed by patent document 1 and patent document 2. FIG.
US Patent Application Publication No. 2008/0069261 US Patent Application Publication No. 2008/0056396

ここで、現在のLTEシステムは、
1.2送信―2受信アンテナ(2×2)多入力・多出力(MIMO)システム
2.1×1単一入力・単一出力(SISO)システム
3.2×1受信ダイバーシティ(Rxダイバーシティ)
4.1×2または1×4の空間周波数ブロック符号(SFBC)システム
5.2×2または2×4の空間周波数ブロック符号(SFBC)システム
6.2×2または2×4の空間多重化(MIMO)システム
の1〜6の通信モードにより送信されたデータを1つの受信器装置で復調することができる受信器を必要としている。
Here, the current LTE system is:
1.2 Transmit-2 Receive Antenna (2x2) Multiple Input / Multiple Output (MIMO) System 2.1x1 Single Input / Single Output (SISO) System 3.2x1 Receive Diversity (Rx Diversity)
4.1 × 2 or 1 × 4 spatial frequency block code (SFBC) system 5.2 × 2 or 2 × 4 spatial frequency block code (SFBC) system 6.2 × 2 or 2 × 4 spatial multiplexing ( There is a need for a receiver that can demodulate data transmitted in one to six communication modes of a (MIMO) system with a single receiver device.

上記に列挙された1〜6の通信モードのうち、最も複雑な復調器を必要とするシステムは、送信データの2つのストリームを同時に検出する復調器が必要となるMIMOシステムである。この通信モードにより送信されたデータを復調する1つの方式として、QR分解および最尤検出器(MLD)を使用するものがある。現在の最新技術のQR−MLD復調器のブロック図を図2に示す。この図で示す復調器の構成は、いくつかの主要な機能構成としてまとめることができる。つまり、上記復調器は、
(1)チャネル行列および受信ベクトルの算出
チャネル推定および各受信アンテナからの受信記号を取り入れ、適切な送信記号を復調することができるように、それらを再構成する処理。
(2)QR分解
(1)の出力によって提供されたチャネル行列についてQR分解を実施する処理。
(3)受信シンボルの処理
算出された受信シンボルベクトルに、QR分解処理によって得られるエルミート行列Qを乗算する処理。
(4)ソフトビットの計算
ユークリッド距離メトリックを使用して、各送信シンボルについてソフトビットを計算する処理。
(5)コントローラ
チャネル行列および受信ベクトルがどのように算出されるべきであるかを確定することを含めて、機能ブロックがどのように動作するべきであるかを制御する処理。
の主要な機能構成を備えている。
Among the communication modes 1 to 6 listed above, the system that requires the most complex demodulator is a MIMO system that requires a demodulator that simultaneously detects two streams of transmission data. One method for demodulating data transmitted in this communication mode is to use QR decomposition and maximum likelihood detector (MLD). A block diagram of the current state of the art QR-MLD demodulator is shown in FIG. The configuration of the demodulator shown in this figure can be summarized as several main functional configurations. In other words, the demodulator
(1) Calculation of channel matrix and received vector A process of taking channel estimation and received symbols from each receiving antenna and reconfiguring them so that appropriate transmitted symbols can be demodulated.
(2) QR decomposition Processing for performing QR decomposition on the channel matrix provided by the output of (1).
(3) Received symbol processing Processing to multiply the calculated received symbol vector by the Hermitian matrix Q obtained by QR decomposition processing.
(4) Calculation of soft bits A process of calculating soft bits for each transmission symbol using the Euclidean distance metric.
(5) Controller A process that controls how the functional block should operate, including determining how the channel matrix and received vector should be calculated.
It has the main functional configuration.

そして、MIMOシステムにおける最新技術のQR−MLDは周知であるが、その機能アーキテクチャブロックの使用は、2×2MIMO(空間多重化)に限定され、SIDO、SFBC(2Tx−1Rx、4Tx−1Rx、2Tx−4Rx、および4Tx−2Rx)、ならびにRxダイバーシティなどの他の場合に使用することができない。   The state-of-the-art QR-MLD in a MIMO system is well known, but its use of functional architecture blocks is limited to 2 × 2 MIMO (spatial multiplexing), and SIDO, SFBC (2Tx-1Rx, 4Tx-1Rx, 2Tx -4Rx, and 4Tx-2Rx), and other cases such as Rx diversity.

そこで、この発明は、すべての可能な送信−受信モードの受信および復調を、単一のアーキテクチャによって支援することができる復調器および復調方法を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention aims to provide a demodulator and demodulation method that can support reception and demodulation of all possible transmission-reception modes by a single architecture.

上記目的を達成するために、本発明は、チャネル推定および各受信アンテナからの受信信号に基づいて、通信モードに応じたチャネル行列の算出を行うチャネル行列算出手段と、前記受信信号に基づいて前記通信モードに応じた受信ベクトルを算出する受信ベクトル算出手段と、前記通信モードに応じたユニタリ行列Qおよび上三角行列Rを前記チャネル行列のQR分解により導出するQR分解手段と、前記算出された受信ベクトルに、前記ユニタリ行列Qのエルミート行列を乗算して、受信したシンボルベクトルを算出する受信シンボル処理手段と、前記受信したシンボルベクトルと前記上三角行列Rとに基づいて、ユークリッド距離の計算によりソフトビットを算出するソフトビット算出手段と、を備えることを特徴とする復調器である。   To achieve the above object, the present invention provides channel matrix calculation means for calculating a channel matrix corresponding to a communication mode based on channel estimation and a received signal from each receiving antenna, and based on the received signal, A reception vector calculation means for calculating a reception vector according to the communication mode; a QR decomposition means for deriving a unitary matrix Q and an upper triangular matrix R according to the communication mode by QR decomposition of the channel matrix; and the calculated reception The received symbol processing means for calculating the received symbol vector by multiplying the vector by the Hermitian matrix of the unitary matrix Q, and the Euclidean distance calculation based on the received symbol vector and the upper triangular matrix R And a soft bit calculating means for calculating a bit.

また本発明は、上述の復調器において、前記ソフトビット算出手段は、前記ソフトビットのi番目のビット位置について1を有するコンスタレーションのシンボルから第1の最小距離を算出する第1最小距離算出手段と、前記ソフトビットのi番目のビット位置について0を有するコンスタレーションのシンボルから第2の最小距離を算出する第2最小距離算出手段と、前記第1の最小距離と前記第2の最小距離の差分を算出する最小距離差分算出手段と、を備えることを特徴とする。   According to the present invention, in the demodulator described above, the soft bit calculation means calculates the first minimum distance from a constellation symbol having 1 for the i-th bit position of the soft bit. Second minimum distance calculating means for calculating a second minimum distance from a constellation symbol having 0 for the i-th bit position of the soft bit, and the first minimum distance and the second minimum distance And a minimum distance difference calculating means for calculating the difference.

また本発明は、上述の復調器において、前記通信モードを設定するコントローラを備えることを特徴とする。   According to the present invention, the demodulator includes a controller for setting the communication mode.

また本発明は、復調器における復調方法であって、前記復調器のチャネル行列算出手段が、チャネル推定および各受信アンテナからの受信信号に基づいて、通信モードに応じたチャネル行列の算出を行い、前記復調器の受信ベクトル算出手段が、前記受信信号に基づいて前記通信モードに応じた受信ベクトルを算出し、前記復調器のQR分解手段が、前記通信モードに応じたユニタリ行列Qおよび上三角行列Rを前記チャネル行列のQR分解により導出し、前記復調器の受信シンボル処理手段が、前記算出された受信ベクトルに、前記ユニタリ行列Qのエルミート行列を乗算して、受信したシンボルベクトルを算出し、前記復調器のソフトビット算出手段が、前記受信したシンボルベクトルと前記上三角行列Rとに基づいて、ユークリッド距離の計算によりソフトビットを算出することを特徴とする復調方法である。   Further, the present invention is a demodulation method in a demodulator, wherein the channel matrix calculation means of the demodulator calculates a channel matrix corresponding to a communication mode based on channel estimation and a received signal from each receiving antenna, The reception vector calculation means of the demodulator calculates a reception vector according to the communication mode based on the received signal, and the QR decomposition means of the demodulator includes a unitary matrix Q and an upper triangular matrix according to the communication mode. R is derived by QR decomposition of the channel matrix, and the received symbol processing means of the demodulator multiplies the calculated received vector by the Hermitian matrix of the unitary matrix Q to calculate a received symbol vector, Based on the received symbol vector and the upper triangular matrix R, the soft bit calculation means of the demodulator performs Euclidean distance The calculation is a demodulation method characterized by calculating the soft bits.

また本発明は、上述の復調方法において、前記ソフトビット算出手段は、第1最小距離算出手段において、前記ソフトビットのi番目のビット位置について1を有するコンスタレーションのシンボルから第1の最小距離を算出し、第2最小距離算出手段において、前記ソフトビットのi番目のビット位置について0を有するコンスタレーションのシンボルから第2の最小距離を算出し、最小距離差分算出手段において、前記第1の最小距離と前記第2の最小距離の差分を算出することを特徴とする。   According to the present invention, in the demodulation method described above, the soft bit calculation unit obtains a first minimum distance from a constellation symbol having 1 for the i-th bit position of the soft bit in the first minimum distance calculation unit. And a second minimum distance calculating unit calculates a second minimum distance from a constellation symbol having 0 for the i-th bit position of the soft bit, and a minimum distance difference calculating unit calculates the first minimum distance. The difference between the distance and the second minimum distance is calculated.

また本発明は、上述の復調方法において、前記復調器のコントローラが、前記通信モードを設定することを特徴とする。   According to the present invention, in the demodulation method described above, the controller of the demodulator sets the communication mode.

本発明によれば、上述の復調器の処理によれば、SISOシステム,SIMOシステム,SFBCシステムおよびMIMOシステムなどの、異なる通信モードで送信される物理チャネルを受信して復調するために、最尤検出と共にQR分解を使用する一貫した方法を提供することができる。そして、この一貫した復調方法による利点は、
(1)機能および構成要素を再使用することによるチップのサイズの縮小を行うことができる。
(2)全ての通信モードが、同じ処理連鎖を受けることによるCQIおよび閾値計算などの他の機能の全体的な処理の低減を行うことができる。
(3)送信モードがサブフレームについてと同程度に頻繁に動的に変更されるときの高速復調切替えを行うことができる。
また、上述の復調器の処理によれば、隣接するチャネルの応答(周波数または時間について)が等しく、それにより、従来のSFBCシステムの復号に対して、システムの誤り率の性能を潜在的に低下させることを想定しない空間周波数ブロック符号(SFBC)の復調方法を提供することができる。
上述の復調器の処理によれば、既存の2×2MIMOシステムの通信モードによるQR−MLDの復調器を再利用して、SISOシステム,SIMOシステム,SFBCシステムおよびMIMOシステム(Tx−Rxダイバーシティ)等の全体的に機能アーキテクチャの観点から見て複雑なシステムを構築することができる。
According to the present invention, according to the above-described demodulator processing, it is possible to receive and demodulate a physical channel transmitted in different communication modes, such as a SISO system, a SIMO system, an SFBC system, and a MIMO system. A consistent method using QR decomposition with detection can be provided. And the advantage of this consistent demodulation method is
(1) The chip size can be reduced by reusing functions and components.
(2) All communication modes can reduce overall processing of other functions such as CQI and threshold calculation by receiving the same processing chain.
(3) High-speed demodulation switching can be performed when the transmission mode is dynamically changed as frequently as for subframes.
Also, the above-described demodulator processing results in equal response (in frequency or time) of adjacent channels, thereby potentially reducing system error rate performance over conventional SFBC system decoding. It is possible to provide a method of demodulating a spatial frequency block code (SFBC) that is not supposed to be performed.
According to the processing of the above-described demodulator, the QR-MLD demodulator according to the communication mode of the existing 2 × 2 MIMO system is reused, and the SISO system, SIMO system, SFBC system, MIMO system (Tx-Rx diversity), etc. It is possible to construct a complex system from the viewpoint of the overall functional architecture.

以下、本発明の一実施形態による復調器を図面を参照して説明する。
図1は同実施形態による復調器の構成を示すブロック図である。この図において、符号1は復調器である。そして本発明の一実施形態による復調器1は、コントローラ11、チャネル行列・受信ベクトル算出部12、QR分解処理部13、受信シンボル処理部14、ソフトビット計算部15の各処理部を備えている。
Hereinafter, a demodulator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a demodulator according to the embodiment. In this figure, reference numeral 1 denotes a demodulator. The demodulator 1 according to the embodiment of the present invention includes a controller 11, a channel matrix / reception vector calculation unit 12, a QR decomposition processing unit 13, a received symbol processing unit 14, and a soft bit calculation unit 15. .

次に、本実施形態の復調器の詳細について説明する。
本実施形態による復調器1は、QR−MLDの復調における2×2MIMO検出において使用される機能ブロックの性能向上を図り、また機能処理について適正な通信モードの構成を選択させるように、コントローラ11の機能構成を導入したものである。復調器1の各処理部は、以下の各処理ステップによって動作を行う。
Next, details of the demodulator of this embodiment will be described.
The demodulator 1 according to the present embodiment improves the performance of function blocks used in 2 × 2 MIMO detection in QR-MLD demodulation, and selects the configuration of an appropriate communication mode for function processing. Functional configuration is introduced. Each processing unit of the demodulator 1 operates according to the following processing steps.

<ステップS1>チャネル行列および受信ベクトルの算出
まず、チャネル行列・受信ベクトル算出部12が、通信モード毎に、QR分解処理の算出に適切なチャネル行列と、受信ベクトルとを算出する。ここで送信アンテナnと受信アンテナmの間のチャネルにおけるf番目の周波数トーンは、hm,n(f)で表される。各通信モードにおけるチャネル行列および受信ベクトルの算出は以下の式により行われる。
<Step S1> Calculation of Channel Matrix and Reception Vector First, the channel matrix / reception vector calculation unit 12 calculates a channel matrix and a reception vector suitable for calculation of QR decomposition processing for each communication mode. Here, the f-th frequency tone in the channel between the transmitting antenna n and the receiving antenna m is represented by hm , n (f). The calculation of the channel matrix and the reception vector in each communication mode is performed by the following equations.

(通信モードA)第1アンテナから送信されたシンボルを復調する2×2MIMOにおいて、チャネル行列Hの算出は下記式(1)、受信ベクトルの算出は下記式(2)により行われる。   (Communication mode A) In 2 × 2 MIMO for demodulating symbols transmitted from the first antenna, the channel matrix H is calculated by the following equation (1), and the reception vector is calculated by the following equation (2).

Figure 2010057071
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Figure 2010057071
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(通信モードB)第2アンテナから送信されたシンボルを復調する2×2MIMOにおいてチャネル行列Hの算出は下記式(3)、受信ベクトルの算出は下記式(4)により行われる。   (Communication mode B) In 2 × 2 MIMO for demodulating a symbol transmitted from the second antenna, the channel matrix H is calculated by the following equation (3), and the reception vector is calculated by the following equation (4).

Figure 2010057071
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Figure 2010057071
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(通信モードC)1×1のSISOシステムにおいてチャネル行列Hの算出は下記式(5)、受信ベクトルの算出は下記式(6)により行われる。   (Communication mode C) In the 1 × 1 SISO system, the channel matrix H is calculated by the following equation (5), and the reception vector is calculated by the following equation (6).

Figure 2010057071
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Figure 2010057071
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(通信モードD)2×1のRxダイバーシティのシステムにおいてチャネル行列Hの算出は下記式(7)、受信ベクトルの算出は下記式(8)により行われる。   (Communication mode D) In the 2 × 1 Rx diversity system, the channel matrix H is calculated by the following equation (7), and the reception vector is calculated by the following equation (8).

Figure 2010057071
Figure 2010057071

Figure 2010057071
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(通信モードE)第1周波数トーンで送信されたシンボルを復調する1×2のSFBCシステムにおいてチャネル行列Hの算出は下記式(9)、受信ベクトルの算出は下記式(10)により行われる。   (Communication mode E) In a 1 × 2 SFBC system that demodulates symbols transmitted on the first frequency tone, the channel matrix H is calculated by the following equation (9), and the reception vector is calculated by the following equation (10).

Figure 2010057071
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Figure 2010057071
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(通信モードF)第2周波数トーンで送信されたシンボルを復調する1×2のSFBCシステムにおいてチャネル行列Hの算出は下記式(11)、受信ベクトルの算出は下記式(12)により行われる。   (Communication mode F) In a 1 × 2 SFBC system that demodulates symbols transmitted with the second frequency tone, the calculation of the channel matrix H is performed by the following equation (11), and the reception vector is calculated by the following equation (12).

Figure 2010057071
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Figure 2010057071
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(通信モードG)第1周波数トーンで送信されたシンボルを復調する2×2のSFBCシステムにおいてチャネル行列Hの算出は下記式(13)、受信ベクトルの算出は下記式(14)により行われる。   (Communication mode G) In a 2 × 2 SFBC system that demodulates symbols transmitted on the first frequency tone, calculation of the channel matrix H is performed by the following equation (13), and reception vector is calculated by the following equation (14).

Figure 2010057071
Figure 2010057071

Figure 2010057071
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(通信モードH)第2周波数トーンで送信されたシンボルを復調する2×2のSFBCシステムにおいてチャネル行列Hの算出は下記式(15)、受信ベクトルの算出は下記式(16)により行われる。   (Communication mode H) In a 2 × 2 SFBC system that demodulates symbols transmitted on the second frequency tone, the channel matrix H is calculated by the following equation (15), and the reception vector is calculated by the following equation (16).

Figure 2010057071
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Figure 2010057071
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<ステップS2>QR分解
次に、ステップS2においてQR分解処理部が、特定の通信モードに対応するユニタリ行列Qおよび上三角行列Rを、チャネル行列・受信ベクトル算出部12の出力したチャネル行列のQR分解を行うことにより導出する。数学的には以下の式(17)により表される。
<Step S2> QR Decomposition Next, in step S2, the QR decomposition processing unit converts the unitary matrix Q and the upper triangular matrix R corresponding to a specific communication mode into the QR of the channel matrix output from the channel matrix / reception vector calculation unit 12. Derived by performing decomposition. Mathematically, it is expressed by the following equation (17).

Figure 2010057071
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ここで、Rxダイバーシティの場合のように、チャネル行列・受信ベクトル算出部12によるチャネル出力がベクトルである場合、Qはベクトルであり、Rはスカラー値である。また、SISOシステムの場合のように、チャネル行列・受信ベクトル算出部12によるチャネル出力がスカラーである場合には、Qは1であり、Rはチャネル係数である。   Here, as in the case of Rx diversity, when the channel output by the channel matrix / reception vector calculation unit 12 is a vector, Q is a vector and R is a scalar value. Further, when the channel output by the channel matrix / reception vector calculation unit 12 is a scalar as in the case of the SISO system, Q is 1 and R is a channel coefficient.

<ステップS3>受信シンボル処理
次に、ステップS3において受信シンボル処理部14は、算出された受信ベクトルに、ユニタリ行列Qのエルミート行列を乗算して、受信したシンボルベクトルを算出する。この処理は式(18)により表すことができる。
<Step S3> Received Symbol Processing Next, in step S3, the received symbol processing unit 14 multiplies the calculated received vector by the Hermitian matrix of the unitary matrix Q to calculate a received symbol vector. This process can be expressed by equation (18).

Figure 2010057071
Figure 2010057071

ここでRxダイバーシティの場合のように、Qがベクトルである場合、zはスカラー値である。またSISOシステムの場合のように、Qがスカラーで単位元である場合、zはスカラー値であるが、このステップは自明である。   Here, when Q is a vector, as in the case of Rx diversity, z is a scalar value. Also, as in the SISO system, when Q is a scalar unit, z is a scalar value, but this step is self-evident.

<ステップS4>ソフトビットの計算
次に、ステップS4においてソフトビット計算部15は、処理された受信シンボル処理の結果と、QR分解処理部13によって出力されたR行列(ベクトルまたはスカラー)を用いてソフトビットを計算する。つまり、これは、式(19)で示すようなユークリッド距離を計算することによって行われる。
<Step S4> Calculation of Soft Bit Next, in step S4, the soft bit calculation unit 15 uses the processed reception symbol processing result and the R matrix (vector or scalar) output by the QR decomposition processing unit 13. Calculate soft bits. That is, this is done by calculating the Euclidean distance as shown in equation (19).

Figure 2010057071
Figure 2010057071

ここで式(19)においてcは、コンスタレーションのセット(例えば、QPSK、16QAM、および64QAM)から導かれたシンボルである。なお、SISOシステム(1Tx−1Rx)の場合およびSIMOシステム(1Tx−2Rx)の場合では、rおよびzはスカラー値であり、これによりユークリッド距離は、式(20)のように計算される。 Here, in Expression (19), c j is a symbol derived from a set of constellations (for example, QPSK, 16QAM, and 64QAM). In the case of the SISO system (1Tx-1Rx) and the case of the SIMO system (1Tx-2Rx), r and z are scalar values, whereby the Euclidean distance is calculated as in Expression (20).

Figure 2010057071
Figure 2010057071

また、SFBCシステム(2Tx−1Rx,4Tx−1Rx,2Tx−2Rx,または4Tx−2Rx)およびMIMOシステムでは、Rは行列であり、zはベクトルであり、これによりユークリッド距離は、式(21)のように計算される。なお、ベクトルzの最後の行(z)および行列Rの最後の列の最後の行(r2,2)は、ユークリッド距離の計算に使用される。 Further, in the SFBC system (2Tx-1Rx, 4Tx-1Rx, 2Tx-2Rx, or 4Tx-2Rx) and the MIMO system, R is a matrix, z is a vector, and the Euclidean distance is expressed by the equation (21). Is calculated as follows. Incidentally, the last row (r 2, 2) in the last column of the last row (z 2) and the matrix R of the vector z is used to calculate the Euclidean distance.

Figure 2010057071
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またソフトビット計算部15は、式(22)で示す追加の距離計算を、各通信モードについて行う。   In addition, the soft bit calculation unit 15 performs the additional distance calculation represented by Expression (22) for each communication mode.

Figure 2010057071
Figure 2010057071

式22においてx は、他のアンテナ(MIMOの場合)または周波数(SFBCの場合)に関するシンボルの推定である。この推定は、以下の式(23)によって計算することができる。 In Equation 22, x ^ j is an estimate of a symbol related to another antenna (in the case of MIMO) or frequency (in the case of SFBC). This estimation can be calculated by the following equation (23).

Figure 2010057071
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なお、SFBCシステムの通信モードが使用され、かつ「第2」送信シンボルのソフトビットが計算されている場合、Cの値は、距離メトリックおよびx の推定において共役であるはずである。 The communication mode of the SFBC system is used, and if the soft bits of the "second" transmission symbol is calculated, the value of C j, should be conjugated in the estimation of distance metrics and x ^ j.

Figure 2010057071
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Figure 2010057071
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Figure 2010057071
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また、SFBCシステムの通信モードが使用され、かつ「第1」送信シンボルのソフトビットが計算されている場合、第2距離メトリックは、x の共役を含むはずである。 Also, if the communication mode of the SFBC system is used and the soft bits of the “first” transmission symbol are being calculated, the second distance metric should include the conjugate of x ^ j .

Figure 2010057071
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Figure 2010057071
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次に、ソフトビット計算部15は、最後の距離を導出する。
ここで、SISOシステムの通信モードおよびRxダイバーシティの通信モードでは、最後の距離は、計算された第1距離メトリックに等しい。
Next, the soft bit calculation unit 15 derives the last distance.
Here, in the communication mode of the SISO system and the communication mode of Rx diversity, the last distance is equal to the calculated first distance metric.

Figure 2010057071
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SFBCシステムの通信モードおよびMIMOシステムの通信モードでは、最後の距離メトリックは、上記で計算された2つの距離メトリックの和である。   In the communication mode of the SFBC system and the communication mode of the MIMO system, the last distance metric is the sum of the two distance metrics calculated above.

Figure 2010057071
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そしてソフトビット計算部15は、最後に、ソフトビットを以下の式によって決定する。つまり、まず、i番目のビット位置について1を有する(B と表される)コンスタレーションのシンボルから最小距離を算出する。 And the soft bit calculation part 15 finally determines a soft bit by the following formula | equation. That is, first, the minimum distance is calculated from a constellation symbol having 1 at the i-th bit position (denoted as B 1 i ).

Figure 2010057071
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そして、i番目のビット位置について0を有する(B と表される)コンスタレーションのシンボルから最小距離を算出する。 Then, the minimum distance is calculated from the constellation symbol having 0 at the i-th bit position (denoted as B 0 i ).

Figure 2010057071
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そしてソフトビット計算部15は、上記2つの最小距離の差分を算出する。   The soft bit calculation unit 15 calculates the difference between the two minimum distances.

Figure 2010057071
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なお、コントローラ11は、入力信号処理に適切な通信モードに対応する設定を、ステップS1〜ステップS4を行う各処理部に対して実施する。その主な機能には、以下がある。
(1)適切な通信モードについてチャネル行列および受信ベクトルの算出を構成する設定を行う処理。
(2)動作する通信モードに応じて、どの距離メトリックが計算されるべきであるかを制御する処理。
(3)適切な値の共役がSFBCモードにおいて使用されるべきであるかを適切に規定する処理。
In addition, the controller 11 implements the setting corresponding to the communication mode suitable for the input signal processing for each processing unit that performs Steps S1 to S4. Its main functions are as follows.
(1) A process for performing settings that constitute calculation of a channel matrix and a reception vector for an appropriate communication mode.
(2) A process for controlling which distance metric should be calculated according to the operating communication mode.
(3) A process that appropriately specifies whether an appropriate value of conjugate should be used in the SFBC mode.

なお、SFBCシステムについての上記のアルゴリズムは、隣接するチャネルの応答(周波数について)が一般に想定されるように等しいことを想定しない。これは、高度に周波数選択性のチャネルの性能を場合によっては向上させ、したがって、従来のSFBC復調方法を凌駕することができる。
また、上記のアルゴリズムは、空間時間ブロック符号(STBC)に拡張することもできる。
また、図3で示す復調器の構成は、2送信アンテナおよび2受信アンテナの最大数に限定されず、より多数の送信アンテナおよび受信アンテナに拡張可能である。
Note that the above algorithm for the SFBC system does not assume that the response (for frequency) of adjacent channels is equal as generally assumed. This in some cases improves the performance of highly frequency selective channels and can thus outperform conventional SFBC demodulation methods.
The above algorithm can also be extended to space time block codes (STBC).
Further, the configuration of the demodulator shown in FIG. 3 is not limited to the maximum number of two transmission antennas and two reception antennas, and can be extended to a larger number of transmission antennas and reception antennas.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述の復調器の処理によれば、SISOシステム,SIMOシステム,SFBCシステムおよびMIMOシステムなどの、異なる通信モードで送信される物理チャネルを受信して復調するために、最尤検出と共にQR分解を使用する一貫した方法を提供することができる。そして、この一貫した復調方法による利点は、
(1)機能および構成要素を再使用することによるチップのサイズの縮小を行うことができる。
(2)全ての通信モードが、同じ処理連鎖を受けることによるCQIおよび閾値計算などの他の機能の全体的な処理の低減を行うことができる。
(3)送信モードがサブフレームについてと同程度に頻繁に動的に変更されるときの高速復調切替えを行うことができる。
また、上述の復調器の処理によれば、隣接するチャネルの応答(周波数または時間について)が等しく、それにより、従来のSFBCシステムの復号に対して、システムの誤り率の性能を潜在的に低下させることを想定しない空間周波数ブロック符号(SFBC)の復調方法を提供することができる。
上述の復調器の処理によれば、既存の2×2MIMOシステムの通信モードによるQR−MLDの復調器を再利用して、SISOシステム,SIMOシステム,SFBCシステムおよびMIMOシステム(Tx−Rxダイバーシティ)等の全体的に機能アーキテクチャの観点から見て複雑なシステムを構築することができる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, according to the above-described demodulator processing, physical channels transmitted in different communication modes such as a SISO system, a SIMO system, an SFBC system, and a MIMO system are received and demodulated. In order to do so, a consistent method of using QR decomposition with maximum likelihood detection can be provided. And the advantage of this consistent demodulation method is
(1) The chip size can be reduced by reusing functions and components.
(2) All communication modes can reduce overall processing of other functions such as CQI and threshold calculation by receiving the same processing chain.
(3) High-speed demodulation switching can be performed when the transmission mode is dynamically changed as frequently as for subframes.
Also, the above-described demodulator processing results in equal response (in frequency or time) of adjacent channels, thereby potentially reducing system error rate performance over conventional SFBC system decoding. It is possible to provide a method of demodulating a spatial frequency block code (SFBC) that is not supposed to be performed.
According to the processing of the above-described demodulator, the QR-MLD demodulator according to the communication mode of the existing 2 × 2 MIMO system is reused, and the SISO system, SIMO system, SFBC system, MIMO system (Tx-Rx diversity), etc. It is possible to construct a complex system from the viewpoint of the overall functional architecture.

復調器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a demodulator. QR−MLD復調器のブロック図である。It is a block diagram of a QR-MLD demodulator.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・復調器
11・・・コントローラ
12・・・チャネル行列・受信ベクトル算出部
13・・・QR分解処理部
14・・・受信シンボル処理部
15・・・ソフトビット計算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Demodulator 11 ... Controller 12 ... Channel matrix and received vector calculation part 13 ... QR decomposition processing part 14 ... Received symbol processing part 15 ... Soft bit calculation part

Claims (6)

チャネル推定および各受信アンテナからの受信信号に基づいて、通信モードに応じたチャネル行列の算出を行うチャネル行列算出手段と、
前記受信信号に基づいて前記通信モードに応じた受信ベクトルを算出する受信ベクトル算出手段と、
前記通信モードに応じたユニタリ行列Qおよび上三角行列Rを前記チャネル行列のQR分解により導出するQR分解手段と、
前記算出された受信ベクトルに、前記ユニタリ行列Qのエルミート行列を乗算して、受信したシンボルベクトルを算出する受信シンボル処理手段と、
前記受信したシンボルベクトルと前記上三角行列Rとに基づいて、ユークリッド距離の計算によりソフトビットを算出するソフトビット算出手段と、
を備えることを特徴とする復調器。
Channel matrix calculating means for calculating a channel matrix according to the communication mode based on channel estimation and a received signal from each receiving antenna;
Received vector calculation means for calculating a received vector according to the communication mode based on the received signal;
QR decomposition means for deriving a unitary matrix Q and an upper triangular matrix R according to the communication mode by QR decomposition of the channel matrix;
Received symbol processing means for calculating the received symbol vector by multiplying the calculated received vector by the Hermitian matrix of the unitary matrix Q;
Soft bit calculating means for calculating a soft bit by calculation of Euclidean distance based on the received symbol vector and the upper triangular matrix R;
A demodulator.
前記ソフトビット算出手段は、
前記ソフトビットのi番目のビット位置について1を有するコンスタレーションのシンボルから第1の最小距離を算出する第1最小距離算出手段と、
前記ソフトビットのi番目のビット位置について0を有するコンスタレーションのシンボルから第2の最小距離を算出する第2最小距離算出手段と、
前記第1の最小距離と前記第2の最小距離の差分を算出する最小距離差分算出手段と、を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の復調器。
The soft bit calculation means includes
First minimum distance calculating means for calculating a first minimum distance from a constellation symbol having 1 for the i-th bit position of the soft bit;
Second minimum distance calculating means for calculating a second minimum distance from a constellation symbol having 0 for the i-th bit position of the soft bit;
The demodulator according to claim 1, further comprising minimum distance difference calculation means for calculating a difference between the first minimum distance and the second minimum distance.
前記通信モードを設定するコントローラを備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の復調器。   The demodulator according to claim 1, further comprising a controller that sets the communication mode. 復調器における復調方法であって、
前記復調器のチャネル行列算出手段が、チャネル推定および各受信アンテナからの受信信号に基づいて、通信モードに応じたチャネル行列の算出を行い、
前記復調器の受信ベクトル算出手段が、前記受信信号に基づいて前記通信モードに応じた受信ベクトルを算出し、
前記復調器のQR分解手段が、前記通信モードに応じたユニタリ行列Qおよび上三角行列Rを前記チャネル行列のQR分解により導出し、
前記復調器の受信シンボル処理手段が、前記算出された受信ベクトルに、前記ユニタリ行列Qのエルミート行列を乗算して、受信したシンボルベクトルを算出し、
前記復調器のソフトビット算出手段が、前記受信したシンボルベクトルと前記上三角行列Rとに基づいて、ユークリッド距離の計算によりソフトビットを算出する
ことを特徴とする復調方法。
A demodulation method in a demodulator,
The channel matrix calculation means of the demodulator calculates the channel matrix according to the communication mode based on the channel estimation and the received signal from each receiving antenna,
The reception vector calculation means of the demodulator calculates a reception vector corresponding to the communication mode based on the reception signal,
QR decomposition means of the demodulator derives a unitary matrix Q and an upper triangular matrix R according to the communication mode by QR decomposition of the channel matrix,
The received symbol processing means of the demodulator multiplies the calculated received vector by the Hermitian matrix of the unitary matrix Q to calculate a received symbol vector,
The demodulating method characterized in that the soft bit calculating means of the demodulator calculates a soft bit by calculating the Euclidean distance based on the received symbol vector and the upper triangular matrix R.
前記ソフトビット算出手段は、
第1最小距離算出手段において、前記ソフトビットのi番目のビット位置について1を有するコンスタレーションのシンボルから第1の最小距離を算出し、
第2最小距離算出手段において、前記ソフトビットのi番目のビット位置について0を有するコンスタレーションのシンボルから第2の最小距離を算出し、
最小距離差分算出手段において、前記第1の最小距離と前記第2の最小距離の差分を算出する
ことを特徴とする請求項4に記載の復調方法。
The soft bit calculation means includes
In a first minimum distance calculating means, a first minimum distance is calculated from a constellation symbol having 1 for the i-th bit position of the soft bit,
A second minimum distance calculating means for calculating a second minimum distance from a constellation symbol having 0 for the i-th bit position of the soft bit;
The demodulation method according to claim 4, wherein the minimum distance difference calculation means calculates a difference between the first minimum distance and the second minimum distance.
前記復調器のコントローラが、前記通信モードを設定する
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の復調方法。
The demodulation method according to claim 4 or 5, wherein a controller of the demodulator sets the communication mode.
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