JP2011250073A - Communication system, transmitter, receiver, and communication method - Google Patents
Communication system, transmitter, receiver, and communication method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011250073A JP2011250073A JP2010120367A JP2010120367A JP2011250073A JP 2011250073 A JP2011250073 A JP 2011250073A JP 2010120367 A JP2010120367 A JP 2010120367A JP 2010120367 A JP2010120367 A JP 2010120367A JP 2011250073 A JP2011250073 A JP 2011250073A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bit
- perturbation
- signal
- transmission
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J11/00—Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
- H04J11/0023—Interference mitigation or co-ordination
- H04J11/0026—Interference mitigation or co-ordination of multi-user interference
- H04J11/003—Interference mitigation or co-ordination of multi-user interference at the transmitter
- H04J11/0033—Interference mitigation or co-ordination of multi-user interference at the transmitter by pre-cancellation of known interference, e.g. using a matched filter, dirty paper coder or Thomlinson-Harashima precoder
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
- H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
- H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
- H04L25/497—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems by correlative coding, e.g. partial response coding or echo modulation coding transmitters and receivers for partial response systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
Description
本発明は、移動通信技術に関する。 The present invention relates to mobile communication technology.
1. THPについて
Tomlinson Harashima Precoding (THP)は、干渉が存在する状況下で、送信装置が受信装置に対して信号を送信する技術であり、送信装置があらかじめ干渉を把握していることを前提とする。送受信両装置がモジュロ(Modulo、剰余)演算を行うことで、送信電力の増加を抑圧した信号の送受信を実現できる(下記非特許文献1参照)。THPを用いた通信で、送受信装置が行うModulo演算について説明する。送信装置が行うModulo演算は、送信信号を一定振幅以下に保つことによって送信電力を低減する処理であり、受信装置が行うModulo演算は、送信装置側でModulo演算された信号を元に戻す処理である。具体的にいうと、Modulo演算は、送信信号などの実部(In-phase channel、I-ch), 虚部(Qudrature channel、Q-ch)に対して送受信両側で既知の値τの整数倍の信号を加算することにより、当該信号が[-τ/2, τ /2]の範囲に収める演算である。このModulo演算の一例を図23に示した。図23中ではModulo演算は、●で表される信号が○の位置に移動する処理で表され、●に(-2)τ +j*(-1)τを加算することで○に移動している(矢印参照)。ここで、jは虚数単位である。○は実部、虚部ともに原点(0)から[-τ /2, τ /2]の範囲に収まっている。このようにModulo演算は信号の振幅を一定範囲内に収める効果を持つ。通常、Modulo幅τは、変調シンボルの平均電力を1に正規化した場合、変調方式に応じて、あらかじめ送受信側で既知な所定の値となる。例えば、BPSKではτ=4、QPSKではτ=2√2、16QAMでは、τ=8/√10、64QAMではτ=16/√42である。
1. About THP
Tomlinson Harashima Precoding (THP) is a technique in which a transmission apparatus transmits a signal to a reception apparatus in a situation where interference exists, and it is assumed that the transmission apparatus has grasped the interference in advance. By performing both modulo (modulo) operations, both the transmission and reception devices can realize transmission and reception of signals in which an increase in transmission power is suppressed (see Non-Patent
このModulo演算により、受信側が大きな干渉を受ける環境にあっても、干渉除去による送信電力の増加を抑えながら、信号を送信することができる。またModulo演算を式で示すと、
次にTHPの原理を説明する。所望信号をsとし、干渉をfとする。送信装置は、まず干渉fを所望信号sから減算する。しかし、減算した信号s −f は通常振幅が大きいため、このまま送信すると送信電力が増加してしまう。そこで、送信装置は、この信号s − f に対してModulo演算を行って、Modτ(s − f )で示される信号を送信する。 Next, the principle of THP will be described. Let s be the desired signal and f be the interference. The transmitting apparatus first subtracts the interference f from the desired signal s. However, since the subtracted signal s −f usually has a large amplitude, if it is transmitted as it is, the transmission power increases. Therefore, the transmission device performs a Modulo operation on this signal s − f and transmits a signal indicated by Modτ (s − f).
すると送信装置は、送信信号をI-ch Q-chともに原点から[-τ/2, τ/2]の範囲に収めることができており、信号s − f を送るときに比べて、電力を抑圧した信号を送信できる。ここで、伝搬路の特性を1とし、雑音の影響を無視すると、受信信号はModτ(s − f )+ f となる。受信装置は干渉fを受けるからである。受信装置が、この受信信号に対してModulo演算を行うと、
2. MU-MIMO THP
図24に示したように、基地局(Base Station: BS)が、同一時刻・同一周波数で複数の端末 (Mobile Terminal: MT) に対して信号を送信すると、通常はユーザ間干渉 (Multi User Interference: MUI) が発生する。THPを用いてこのMUIを電力効率良く除去することで、複数のMTを多重する方法が、ダウンリンク (Downlink: DL)のMU-MIMO(Multi-User Multi Input Multi Output)である。
2. MU-MIMO THP
As shown in FIG. 24, when a base station (BS) transmits a signal to a plurality of terminals (Mobile Terminal: MT) at the same time and the same frequency, usually, multi-user interference (Multi User Interference : MUI) occurs. Downlink (DL) MU-MIMO (Multi-User Multi Input Multi Output) is a method of multiplexing a plurality of MTs by removing the MUI efficiently using THP.
DL MU-MIMO THPは、BSがMTの伝搬路状態情報 (Channel State Information: CSI)を全て把握していることが前提の技術である。なぜなら、上述の通りTHPは、送信装置であるBSが、受信装置であるMTの受ける干渉を把握していることが必要であり、DL MU-MIMO THPでは、その干渉を算出するために、CSIを用いる必要があるからである。 DL MU-MIMO THP is a technology based on the premise that the BS knows all MT channel state information (Channel State Information: CSI). This is because, as described above, the THP requires that the BS that is the transmission device knows the interference that the MT that is the reception device receives, and the DL MU-MIMO THP uses CSI to calculate the interference. This is because it is necessary to use.
DL MU-MIMO THPにおいては、ZF規範及びMMSE規範に基づきQR分解を用いてプレコーディングを行う方法や、ZF規範及びMMSE規範に基づきBLAST法を用いてプレコーディングを行う方法が知られている(下記非特許文献2、非特許文献3参照)。
In DL MU-MIMO THP, a method of precoding using QR decomposition based on the ZF norm and MMSE norm, and a method of precoding using BLAST based on the ZF norm MMSE norm are known ( Non-Patent Document 2 and Non-Patent
3. MU-MIMO Vector Perturbation
またMU-MIMO THPに類似の技術としてMU-MIMO Vector Perturbation (VP)という技術も存在する(非特許文献4参照)。BSは、MU-MIMIO VPを行う場合、以下の二つの手順によって送信信号を生成する。
3. MU-MIMO Vector Perturbation
There is also a technology called MU-MIMO Vector Perturbation (VP) as a technology similar to MU-MIMO THP (see Non-Patent Document 4). When performing MU-MIMIO VP, the BS generates a transmission signal by the following two procedures.
1. 適切に選択したModulo幅の整数倍の信号(摂動ベクトル)を所望信号に加算する。
2. 線形プレコーディングと同じ処理によりMT同士の干渉を除去する。
1. Add an appropriately multiple signal (perturbation vector) of the Modulo width to the desired signal.
2. Remove interference between MTs by the same process as linear precoding.
このとき、加算する信号を摂動ベクトル(Perturbation Vector)という。この摂動ベクトルを全MT宛の信号と伝搬路状態を考慮して適切に選ぶと、送信電力を抑圧することができる(非特許参考文献4)。MU-MIMO VPは線形プリコーディングと同じ線形フィルタを用いるものの、摂動ベクトルの加算という非線形処理を施しているため、MU-MIMO THPと同様の非線形処理に分類される。また、各MTは、MU-MIMO THPと同様のModulo演算を受信信号に対して施すことで、所望信号を取り出すことができる。 At this time, the signal to be added is called a perturbation vector. If this perturbation vector is appropriately selected in consideration of signals addressed to all MTs and propagation path conditions, transmission power can be suppressed (Non-patent Reference 4). Although MU-MIMO VP uses the same linear filter as linear precoding, it performs non-linear processing such as addition of perturbation vectors, and is classified as non-linear processing similar to MU-MIMO THP. In addition, each MT can extract a desired signal by performing a Modulo operation similar to MU-MIMO THP on the received signal.
このMU-MIMO VPでも、MU-MIMO THPと同様に、BSが持つ複数の送信アンテナによる空間リソースをより効率的に利用でき、ひいては周波数利用効率の向上を実現することができる。 In this MU-MIMO VP, as with the MU-MIMO THP, it is possible to more efficiently use the spatial resources of the multiple transmission antennas of the BS, and thus to improve the frequency utilization efficiency.
THPは、干渉電力が大きい場合であっても、送信電力の増加を抑圧しながら、干渉を事前に除去した信号を送信できる。 Even when the interference power is large, the THP can transmit a signal from which interference has been removed in advance while suppressing an increase in transmission power.
しかし、受信時は、Modulo幅・間隔で周期的に実軸(I-ch)、虚軸(Q-ch)方向にずれた点を、全て同じ点と見なすため、受信候補点が増加して、信号検出性能が低下する。この性能の低下をModulo Lossという。例えば、変調方式にQPSKを用いた場合は、図25のようになる。図25の4つの印 (●・○・■・□)は各々異なるビットに対応し、受信側では、4つのうちどの信号点が送信されたかを判別する。いま、雑音の影響で図25 (a), (b)に示した矢印の方向に信号がずれたとする。図25(a)では、矢印の先端の×が示す受信信号点に最も近い点が○であるが、図25(b)では、●が最も近い点になっている。このように、受信候補点が増加することにより、信号検出性能が劣化する。この劣化は、QPSKに限らず、いかなる変調方式でも生じる。 However, at the time of reception, the points that shifted periodically in the real axis (I-ch) and imaginary axis (Q-ch) directions with the Modulo width and interval are all regarded as the same point, so the number of reception candidate points increased. The signal detection performance is degraded. This drop in performance is called Modulo Loss. For example, when QPSK is used as the modulation method, the result is as shown in FIG. The four marks (•••••• □) in FIG. 25 correspond to different bits, and the receiving side determines which of the 4 signal points has been transmitted. Now, it is assumed that the signal is shifted in the direction of the arrow shown in FIGS. 25A and 25B due to the influence of noise. In FIG. 25 (a), the point closest to the reception signal point indicated by x at the tip of the arrow is ◯, whereas in FIG. As described above, the signal detection performance deteriorates as the number of reception candidate points increases. This deterioration occurs not only in QPSK but in any modulation scheme.
本発明は、Modulo Lossを低減する伝送方式を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the transmission system which reduces Modulo Loss.
本発明の一観点によれば、送信装置が少なくとも1つの受信装置に対して信号を送信する通信システムにおける送信装置であって、誤り訂正符号化により符号ビットを生成する符号部と、送信ビットを変調して変調信号を生成する変調部と、受信装置と送信装置において既知の大きさ信号の整数倍の信号である摂動ベクトルを、前記変調信号に加算して送信信号を生成する摂動ベクトル加算部と、前記摂動ベクトルに基づいて、摂動ビットを算出する摂動ビット算出部と、前記符号ビットの少なくとも一部に前記摂動ビットを加算して送信ビットを算出する摂動ビット加算部と、を有することを特徴とする送信装置が提供される。前記摂動ビット算出部は、前記摂動ベクトルを前記既知の大きさの信号で除算した値に基づいて摂動ビットを算出することが好ましい。また、前記摂動ビット算出部は、前記除算した値が奇数であるか偶数であるかに基づいて摂動ビットを算出することが好ましい。また、前記変調信号から、前記受信信号が受ける干渉信号を減算する干渉減算部を有することが好ましい。また、前記変調信号から、前記受信信号が受ける干渉信号に対して1未満の正の係数を乗算する係数乗算部と、前記係数を乗算した信号を減算する干渉減算部と、を有することが好ましい。ここで、前記摂動ベクトル加算部は、Modulo演算により前記送信信号を生成することが好ましい。 According to one aspect of the present invention, a transmission device in a communication system in which a transmission device transmits a signal to at least one reception device, a coding unit that generates a code bit by error correction coding, and a transmission bit A modulation unit that generates a modulation signal by modulating, and a perturbation vector addition unit that generates a transmission signal by adding a perturbation vector that is a signal that is an integral multiple of a known magnitude signal in the reception device and the transmission device to the modulation signal And a perturbation bit calculation unit that calculates a perturbation bit based on the perturbation vector, and a perturbation bit addition unit that calculates a transmission bit by adding the perturbation bit to at least a part of the sign bit. A featured transmitter is provided. It is preferable that the perturbation bit calculation unit calculates a perturbation bit based on a value obtained by dividing the perturbation vector by the signal of the known magnitude. The perturbation bit calculator preferably calculates the perturbation bit based on whether the divided value is an odd number or an even number. It is preferable that an interference subtracting unit that subtracts an interference signal received by the reception signal from the modulation signal. Preferably, the apparatus further includes a coefficient multiplier that multiplies the interference signal received by the reception signal by a positive coefficient less than 1 from the modulated signal, and an interference subtractor that subtracts the signal multiplied by the coefficient. . Here, it is preferable that the perturbation vector addition unit generates the transmission signal by Modulo calculation.
また、前記送信装置は、同一周波数で同時に複数の受信装置宛の送信信号を送信し、前記複数の受信装置に対して算出した前記送信信号に対して、線形フィルタを乗算する線形フィルタ乗算部を有するようにしても良い。さらに、前記線形フィルタと、前記受信装置宛に送信する前記変調信号に基づいて、前記受信装置宛に加算する前記摂動ベクトルを算出する摂動ベクトル算出部を有するようにしても良い。 Further, the transmission device transmits a transmission signal addressed to a plurality of reception devices simultaneously at the same frequency, and a linear filter multiplication unit that multiplies the transmission signal calculated for the plurality of reception devices by a linear filter. You may make it have. Furthermore, a perturbation vector calculation unit that calculates the perturbation vector to be added to the receiving device based on the linear filter and the modulated signal transmitted to the receiving device may be provided.
また、本発明は、送信装置が少なくとも1つの受信装置に対して信号を送信する通信システムにおける受信装置であって、受信信号に基づいて、摂動ビットを推定して摂動ビット軟推定値を算出する摂動ビット軟推定部と、受信信号に基づいて、送信ビットを推定して送信ビット軟推定値を算出する送信ビット軟推定部と、前記摂動ビット軟推定値と前記送信ビット軟推定値とに基づいて符号ビット軟推定値を算出するCheck Nodeと、前記符号ビット軟推定値に基づいて復号を行う復号部と、を有することを特徴とする受信装置である。前記復号部は、さらに、符号ビット軟推定値を算出し、前記CheckNodeは、さらに、前記符号ビット軟推定値と前記摂動ビット軟推定値に基づいて送信ビット軟推定値を算出し、前記符号ビット軟推定値と前記摂動ビット軟推定値と前記送信ビット軟推定値に基づいて、新たに、前記摂動ビット軟推定値を算出することが好ましい。また、前記送信ビット軟推定部は、受信信号を、実部又は虚部方向に、受信装置と送信装置において既知の大きさの信号の整数倍だけ平行移動した点を同じ受信信号点であるとみなして送信ビット軟推定値を算出し、前記摂動ビット軟推定部は、受信信号を、実部又は虚部方向に、前記既知の大きさの偶数倍だけ平行移動した点を同じ受信信号点であるとみなして摂動ビット軟推定値を算出することが好ましい。前記復号部は、受信信号に対して、1未満の正の係数を乗算する係数乗算部を有することが好ましい。 The present invention is also a receiving apparatus in a communication system in which a transmitting apparatus transmits a signal to at least one receiving apparatus, and estimates a perturbation bit based on the received signal to calculate a perturbation bit soft estimate. Based on a perturbation bit soft estimation unit, a transmission bit soft estimation unit that estimates a transmission bit based on a received signal and calculates a transmission bit soft estimation value, and the perturbation bit soft estimation value and the transmission bit soft estimation value And a decoding unit that performs decoding based on the code bit soft estimated value and a Check Node that calculates the code bit soft estimated value. The decoding unit further calculates a code bit soft estimate, and the CheckNode further calculates a transmission bit soft estimate based on the code bit soft estimate and the perturbation bit soft estimate, and the code bit It is preferable to newly calculate the perturbation bit soft estimation value based on the soft estimation value, the perturbation bit soft estimation value, and the transmission bit soft estimation value. In addition, the transmission bit soft estimation unit is the same reception signal point in that the reception signal is translated in the real part or imaginary part direction by an integral multiple of a signal having a known magnitude in the reception device and the transmission device. The perturbation bit soft estimator calculates the transmitted bit soft estimate by regarding the received signal as the same received signal point by translating the received signal in the real part or imaginary part direction by an even multiple of the known size. It is preferable to calculate the perturbation bit soft estimate by assuming that there is. The decoding unit preferably includes a coefficient multiplier that multiplies the received signal by a positive coefficient less than 1.
また、本発明は、送信装置が少なくとも1つの受信装置に対して信号を送信する通信システムであって、誤り訂正符号化により符号ビットを生成する符号部と、送信ビットを変調して変調信号を生成する変調部と、受信装置と送信装置において既知の大きさの信号の整数倍の信号である摂動ベクトルを、前記変調信号に加算して送信信号を生成する摂動ベクトル加算部と、前記摂動ベクトルに基づいて、摂動ビットを算出する摂動ビット算出部と、前記符号ビットの少なくとも一部に前記摂動ビットを加算して送信ビットを算出する摂動ビット加算部と、を具備する送信装置と、受信信号に基づいて、摂動ビットを推定して摂動ビット軟推定値を算出する摂動ビット軟推定部と、受信信号に基づいて、送信ビットを推定して送信ビット軟推定値を算出する送信ビット軟推定部と、前記摂動ビット軟推定値と前記送信ビット軟推定値に基づいて符号ビット軟推定値を算出するCheck Nodeと、前記符号ビット軟推定値に基づいて復号を行う復号部と、を具備する受信装置と、を有することを特徴とする通信システムである。 In addition, the present invention is a communication system in which a transmission device transmits a signal to at least one reception device, a coding unit that generates code bits by error correction coding, and a modulation signal by modulating transmission bits. A modulation unit to generate, a perturbation vector addition unit that generates a transmission signal by adding a perturbation vector that is a signal that is an integer multiple of a signal of a known magnitude in the reception device and the transmission device, and the perturbation vector A perturbation bit calculation unit that calculates a perturbation bit based on the above, a perturbation bit addition unit that calculates a transmission bit by adding the perturbation bit to at least a part of the sign bit, and a received signal A perturbation bit soft estimator that estimates the perturbation bit and calculates the perturbation bit soft estimate based on the received signal, and the transmission bit soft estimation based on the received signal A transmission bit soft estimator for calculating the bit, a check node for calculating a code bit soft estimate based on the perturbation bit soft estimate and the transmission bit soft estimate, and decoding based on the code bit soft estimate A communication system comprising: a decoding unit; and a receiving device including the decoding unit.
本発明の他の観点によれば、送信装置が少なくとも1つの受信装置に対して信号を送信する通信システムにおける送信方法であって、誤り訂正符号化により符号ビットを生成するステップと、送信ビットを変調して変調信号を生成するステップと、所定の大きさの整数倍の信号である摂動ベクトルを、前記変調信号に加算して送信信号を生成するステップと、前記摂動ベクトルに基づいて、摂動ビットを算出するステップと、前記符号ビットの少なくとも一部に前記摂動ビットを加算して送信ビットを算出するステップと、を含む送信方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a transmission method in a communication system in which a transmission device transmits a signal to at least one reception device, the step of generating a code bit by error correction coding, A step of generating a modulation signal by modulation, a step of adding a perturbation vector that is an integer multiple of a predetermined magnitude to the modulation signal to generate a transmission signal, and a perturbation bit based on the perturbation vector And a step of calculating a transmission bit by adding the perturbation bit to at least a part of the code bit.
また、送信装置が少なくとも1つの受信装置に対して信号を送信する通信システムにおける受信方法であって、受信信号に基づいて、摂動ビットを推定して摂動ビット軟推定値を算出するステップと、受信信号に基づいて、送信ビットを推定して送信ビット軟推定値を算出するステップと、前記摂動ビット軟推定値と前記送信ビット軟推定値に基づいて符号ビット軟推定値を算出するステップと、前記符号ビット軟推定値に基づいて復号を行うステップと、を含む受信方法が提供される。 Further, a reception method in a communication system in which a transmission device transmits a signal to at least one reception device, the step of estimating a perturbation bit based on the reception signal and calculating a perturbation bit soft estimation value; Estimating a transmission bit based on a signal and calculating a transmission bit soft estimate; calculating a code bit soft estimate based on the perturbation bit soft estimate and the transmission bit soft estimate; Decoding based on the code bit soft estimate.
本発明は、上記の送信方法又は受信方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであっても良く、該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体であっても良い。当該プログラムは、インターネットなどの伝送媒体によって取得されるものでも良い。 The present invention may be a program for causing a computer to execute the above transmission method or reception method, or a computer-readable recording medium for recording the program. The program may be acquired by a transmission medium such as the Internet.
さらに、本発明は、送信装置が少なくとも1つの受信装置に対して信号を送信する通信システムにおける送信装置で使用されるプロセッサであって、誤り訂正符号化により符号ビットを生成する符号部と、送信ビットを変調して変調信号を生成する変調部と、受信装置と送信装置において既知の大きさの信号の整数倍の信号である摂動ベクトルを、前記変調信号に加算して送信信号を生成する摂動ベクトル加算部と、前記摂動ベクトルに基づいて、摂動ビットを算出する摂動ビット算出部と、前記符号ビットの少なくとも一部に前記摂動ビットを加算して送信ビットを算出する摂動ビット加算部と、を具備するプロセッサである。 Furthermore, the present invention is a processor used in a transmission apparatus in a communication system in which a transmission apparatus transmits a signal to at least one reception apparatus, and a coding unit that generates code bits by error correction coding, and a transmission A modulation unit that modulates bits to generate a modulated signal, and a perturbation vector that adds a perturbation vector that is an integer multiple of a signal of a known magnitude in the receiving device and the transmitting device to the modulated signal to generate a transmission signal A vector addition unit, a perturbation bit calculation unit that calculates a perturbation bit based on the perturbation vector, and a perturbation bit addition unit that calculates a transmission bit by adding the perturbation bit to at least a part of the sign bit. It is a processor provided.
また、送信装置が少なくとも1つの受信装置に対して信号を送信する通信システムにおける受信装置で使用されるプロセッサであって、受信信号に基づいて、摂動ビットを推定して摂動ビット軟推定値を算出する摂動ビット軟推定部と、受信信号に基づいて、送信ビットを推定して送信ビット軟推定値を算出する送信ビット軟推定部と、前記摂動ビット軟推定値と前記送信ビット軟推定値に基づいて符号ビット軟推定値を算出するCheck Nodeと、前記符号ビット軟推定値に基づいて復号を行う復号部と、を具備するプロセッサであっても良い。 Further, a processor used in a receiving apparatus in a communication system in which a transmitting apparatus transmits a signal to at least one receiving apparatus, and calculates a perturbation bit soft estimate by estimating a perturbation bit based on the received signal. A perturbation bit soft estimator, a transmission bit soft estimator that estimates a transmission bit based on a received signal and calculates a transmission bit soft estimation value, and is based on the perturbation bit soft estimation value and the transmission bit soft estimation value. The processor may include a Check Node that calculates a code bit soft estimate and a decoding unit that performs decoding based on the code bit soft estimate.
本発明によれば、Modulo Lossを低減する伝送方式を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the transmission system which reduces Modulo Loss can be provided.
本発明は、THPやVPを行う通信システムにおいて、受信装置における繰り返し信号検出処理により、誤り訂正符号化の利得を利用してModulo Lossを低減する方法を提供する。これは、ターボ符号化やターボ等化などで用いられる、いわゆる「ターボ原理」を利用したものである。また、受信装置でターボ原理を機能させるために、送信装置は送信信号に対して一定の処理を新たに施す。以下に、本発明の実施の形態による通信技術について図面を参照しながら説明を行う。 The present invention provides a method for reducing Modulo Loss by using a gain of error correction coding by repetitive signal detection processing in a receiving apparatus in a communication system that performs THP and VP. This utilizes the so-called “turbo principle” used in turbo coding, turbo equalization, and the like. Further, in order for the receiving device to make the turbo principle function, the transmitting device newly performs certain processing on the transmission signal. Hereinafter, a communication technique according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
尚、本明細書における「線形フィルタ」は、第1〜第4までの実施の形態では、例えば、HHのQR分解後のQでもよいし(MU-MIMO THP)、第5の実施の形態では、例えば、伝搬路行列の逆行列等でもよい(MU-MIMO VP)。 The “linear filter” in this specification may be, for example, Q after QR decomposition of H H (MU-MIMO THP) in the first to fourth embodiments, or the fifth embodiment. Then, for example, an inverse matrix of a propagation path matrix or the like may be used (MU-MIMO VP).
<第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態では、第一に、発明の要素部分の動作をAWGN(Additive White Gaussian Noise:加法性ガウス雑音)チャネルを用いて説明する。第二に、当該要素部分を具体的に端末装置が2つの場合におけるDL MU-MIMO THPに適用した変形例について説明する。第三に、端末装置が任意の2以上のN個の場合に適用した変形例について説明する。
<First Embodiment>
In the first embodiment of the present invention, first, the operation of the element part of the present invention will be described using an AWGN (Additive White Gaussian Noise) channel. Secondly, a modification in which the element part is applied to DL MU-MIMO THP when there are two terminal devices will be described. Third, a modified example applied to a case where there are two or more arbitrary terminal devices will be described.
1.要素部分
まず、本実施の形態の要素部分の動作について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態による送信装置の一構成例を示す機能ブロック図である。図1に示すように、当該要素部分の送信装置A側は、DPC符号部1と呼ばれ、符号部3、インターリーブ部5、生成行列記憶部11、摂動ビット加算部7、変調部17、干渉減算部19、dither系列加算部21、摂動ベクトル加算部23、摂動ビット算出部25から構成される。変調部17−摂動ベクトル加算部23までを、送信信号生成部15と称する。
1. Element Part First, the operation of the element part of the present embodiment will be described. FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration example of a transmission apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the transmitting apparatus A side of the element part is called a
以下、送信装置の構成と動作について、図1の機能ブロック図と図2の送信装置のフローチャート図とを参照しながら説明する。 The configuration and operation of the transmission apparatus will be described below with reference to the functional block diagram of FIG. 1 and the flowchart of the transmission apparatus of FIG.
(図2のステップS101)符号部3は、情報ビットに対して誤り訂正符号化を施して、符号ビットを生成し、インターリーブ部5に入力する。なお、誤り訂正符号方式は、例えば畳みこみ符号、ターボ符号、Low Density Parity Check (LDPC)符号、Repeat-Accumulate (RA)符号などでもよいし、他の符号化方式でもよい。
(Step S <b> 101 in FIG. 2) The
(ステップS102)インターリーブ部5は符号ビットに対してインターリーブを施し、インターリーブ後の符号ビットを摂動ビット加算部7に入力する。
(Step S <b> 102) The
(ステップS103)次に、生成行列記憶部11が、生成行列を摂動ビット加算部7に入力した後、摂動ビット加算部7は、インターリーブ部5から入力された符号ビットに対して摂動ビットを生成行列が表す規則に従って加算して送信ビットを算出する。ここで摂動ビットとは、摂動ビットを加算しようとしている符号ビットよりも前の符号ビットから計算するビットであり、送信信号生成部15と摂動ビット算出部25によって算出されるものである。摂動ビット加算部7で、摂動ビットの少なくとも一部を符号ビットに加算して得られるビットを送信ビットと呼ぶ。摂動ビット加算部7は送信信号生成部15内の変調部17に送信ビットを入力する。
(Step S103) Next, after the generation
摂動ビット加算部7が、符号ビットと摂動ビットから送信ビットを算出する方法を、生成行列として図4に数式で示した。図4に示す数式は、符号後の符号化ブロック長(符号部一回の符号化で出力するビット数)が9であるときの、符号ビット、送信ビット、摂動ビットの関係を示している。
A method in which the perturbation
上記の式(1−1)に示したように、各送信ビットbtxk(k=1〜9)は、同じk番目の符号ビットbcikと、kより順番が前の1〜k-1までの摂動ビットbpv1〜bpv(k-1)の中から選択したビットを加算したものである。順番が前の摂動ビットしか使えないのは、送信ビットbtxkを算出する時点では、後述の送信信号生成部15及び摂動ビット算出部25が摂動ビットbtxk〜btx9を算出していないからである。
As shown in the above equation (1-1), each transmission bit btxk (k = 1 to 9) is the same k-th code bit bcik and perturbation from 1 to k-1 in order before k. A bit selected from bits bpv1 to bpv (k-1) is added. The reason why only the perturbation bits in the previous order can be used is that the transmission
各送信ビットbtxkを算出するときに、どの摂動ビット(bpv1〜bpvk)を選択して加算するかは、送受信側であらかじめ共有していれば、ランダムに選択することができ、この情報を表したものが生成行列である。図4に示した生成行列では、右半分の9×9の行列部分の下三角成分(P_lowで示した部分)中の1が入っている成分が、加算される摂動ビットを示している。生成行列が、対角成分が0の下三角行列であるため、各送信ビットは、符号ビットより、順番kが前の摂動ビットを常に用いて算出される。 Which perturbation bit (bpv1 to bpvk) to select and add when calculating each transmission bit btxk can be selected at random if it is shared in advance on the sending and receiving sides. What is a generator matrix. In the generator matrix shown in FIG. 4, a component containing 1 in the lower triangular component (portion indicated by P_low) of the 9 × 9 matrix portion in the right half indicates a perturbation bit to be added. Since the generator matrix is a lower triangular matrix with a diagonal component of 0, each transmission bit is always calculated using the perturbation bits in the order k before the sign bit.
加算する摂動ビットは、送信ビットbtxk毎に、ランダムに選択しても良い。ただし、送信ビットどうしで加算される摂動ビットを比較した時に、できるだけ異なっているように配置することが望ましい。他の誤り訂正符号化方式と同様に、できるだけお互いに相関の低い拘束を与えることで、高い利得を得て、誤り率を低下させることかできるからである。 The perturbation bits to be added may be randomly selected for each transmission bit btxk. However, when the perturbation bits added between the transmission bits are compared, it is desirable that they be arranged as different as possible. This is because, as in other error correction coding schemes, by giving constraints with low correlation to each other as much as possible, a high gain can be obtained and the error rate can be reduced.
図4では、簡単のために符号ビット、送信ビット、摂動ビットがそれぞれ9個の場合を説明したが、もちろん9個の場合に限らず、より多くてもよい。特に符号部3における符号化ブロック長がより長い時は、符号化ブロック長と等しい値であることが望ましい。受信処理において誤り訂正符号の復号と本ステップに対応する処理を繰り返し行うのであるが、そのときにビットを検出する単位が揃っている方が、検出する際に符号化ブロック毎に情報ビットを検出することができるからである。ただし、必ずしも符号化ブロックと等しくなくても良い。
For the sake of simplicity, FIG. 4 illustrates the case where there are nine code bits, transmission bits, and perturbation bits. However, the number is not limited to nine and may be larger. In particular, when the encoding block length in the
(ステップS104)変調部17は、摂動ビット加算部7から入力された送信ビットから変調信号を生成し、干渉減算部19に入力する。本実施の形態では、変調信号はBPSK(Binary Phase Shift Keying)であるとする。
(Step S <b> 104) The
(ステップS105)干渉減算部19では、変調信号から干渉信号を減算して、干渉信号を減算した変調信号をdither系列加算部21に入力する。なお、干渉の算出方法は後述する。
(Step S <b> 105) The
(ステップS106)dither系列加算部21は、送受信装置で既知の信号であるdither系列を、干渉減算部19から入力された信号に対して加算し、加算した信号を摂動ベクトル加算部23に入力する。ここで摂動ベクトル加算部23に入力する信号を被摂動信号と呼ぶ。dither系列は、摂動ベクトルを加算後の信号の偏りをなくすためのランダム信号である。なお、当該送信信号生成部15は、dither系列加算部21を具備することが望ましいが、dither系列を加算しなくても良い。
(Step S106) The dither
(ステップS107)摂動ベクトルとは、THPで用いるModulo幅τの整数倍の成分を実部に持つ信号である。送信電力を軽減するために送信信号が、[-τ /2, τ/2]内に収まるように適切に摂動ベクトルを選択して、被摂動信号に対してその摂動ベクトルを加算する。また、このTHPで用いるModulo幅τは送信装置のみでなく受信装置でも既知であるとする。本実施の形態では摂動ベクトル加算部の動作は、変調方式がBPSKであることから、送信信号は実部のみに存在するため、以下の式で表される。 (Step S107) The perturbation vector is a signal having, in its real part, a component that is an integral multiple of the Modulo width τ used in THP. In order to reduce the transmission power, a perturbation vector is appropriately selected so that the transmission signal falls within [−τ / 2, τ / 2], and the perturbation vector is added to the perturbed signal. Further, it is assumed that the Modulo width τ used in this THP is known not only by the transmitting apparatus but also by the receiving apparatus. In the present embodiment, the operation of the perturbation vector adder is expressed by the following equation because the transmission signal exists only in the real part because the modulation method is BPSK.
ここで、floor(x)はx を超えない最大の整数を表す。摂動ベクトル加算部23は、摂動ベクトル(zk=-floor((x+τ/2)/τ) τ)を、摂動ビット算出部25に入力する。
Here, floor (x) represents the largest integer not exceeding x. The perturbation
(ステップS108)摂動ビット算出部25は、摂動ベクトル加算部23から入力された摂動ベクトルを摂動ビットに変換し、摂動ビット加算部7に入力する。ここで、摂動ビット算出部25は、Modulo幅の整数倍で表される摂動ベクトルzkがModulo幅の偶数倍の時に摂動ビットを0に、奇数倍の時に摂動ビット1に変換する。
(Step S <b> 108) The perturbation
(ステップS109)最後に、摂動ベクトル加算後(Modulo演算後)の信号を受信装置宛に送信する。ただし、ここでは、本摂動ベクトル加算部23で摂動ベクトルを加算して生成した信号(DPC符号後信号)を受信装置へ送信するものとして説明を行うが、後述するようにMU-MIMO THPに適用した場合は、この後に線形フィルタの乗算等の送信処理を施してから信号を受信装置宛に送信する。
(Step S109) Finally, a signal after addition of the perturbation vector (after Modulo calculation) is transmitted to the receiving apparatus. However, here, a description will be given on the assumption that a signal (signal after DPC code) generated by adding the perturbation vectors in the perturbation
図1では、簡潔に説明するため、AWGNチャネルを用いて説明している。そのため、摂動ベクトル加算部23から出力され、送信された信号には、干渉26と雑音27が付加され、受信装置に受信されるとする。AWGNチャネルであるため、伝搬路の利得は1とする。
In FIG. 1, an AWGN channel is used for the sake of brevity. Therefore, it is assumed that
次に、受信装置の構成を図1と受信装置のフローチャート(図3)を用いて詳細に、説明する。 Next, the configuration of the receiving apparatus will be described in detail with reference to FIG. 1 and the flowchart of the receiving apparatus (FIG. 3).
(ステップS201)dither系列減算部33は、受信信号から送信装置で加算されたdither系列を減算し、dither系列を減算した受信信号を送信ビット軟推定部35と摂動ビット軟推定部37に入力する。また、送信装置において、dither系列を加算しない時は、dither系列減算部33は省略される。
(Step S201) The dither
(ステップS202)送信ビット軟推定部35は、dither系列を減算した受信信号に対してModulo演算を考慮した軟推定を行い、送信ビットの軟推定値を算出して、Check Node41に入力する。以下、一例として、送信ビットの軟推定値にLLR(Log Liklihood Ratio:対数尤度比)を用いて受信処理を行った場合について説明することとする。また、受信装置は、受信処理において、必ずしも軟推定値としてLLRを使う必要はなく、尤度比などを用いても良い。LLRを用いた送信ビットの軟推定値を送信ビットLLRと呼ぶ。送信ビット軟推定部35における送信ビットLLRの算出方法を、図5と図6を用いて説明する。
(Step S202) The transmission bit
図5の●、▲、○、△は、それぞれ図5中に記載している、送信ビットと摂動ビットとの組み合わせに対応する候補信号点である。図6は図5を拡大して、受信信号点(ykとおく。ここで、受信信号とは、dither系列減算部33でdither系列を減算した受信信号とする。)を×として示した図である。まず、受信信号点から最も近い●、▲、○、△の4点までの距離をそれぞれ求める。 In FIG. 5, ●, ▲, ○, and △ are candidate signal points corresponding to combinations of transmission bits and perturbation bits, respectively, described in FIG. FIG. 6 is an enlarged view of FIG. 5, and a received signal point ( denoted as y k . Here, the received signal is a received signal obtained by subtracting a dither sequence by the dither sequence subtracting unit 33) is shown as x. It is. First, the distances from the reception signal point to the four points closest to ●, ▲, ○, and △ are obtained.
候補信号点が●だったときに雑音の影響で受信信号点に移動する確率は、
送信ビット軟推定部35は受信信号について式(1−7)に基づいて送信ビットLLRを算出し、Check Node41に入力する。式(1−7)のlogがかかる部分の分子は、「受信信号点×からModulo幅毎に並ぶ信号点●のうち最も受信信号点×に近い点までの距離」と「Modulo幅毎に並ぶ信号点○のうち最も受信信号点×に近い点までの距離」との関数であり、式(1−7)のlogがかかる部分の分母は、「受信信号点×からModulo幅毎に並ぶ信号点▲のうち最も受信信号点×に近い点までの距離」と「Modulo幅毎に並ぶ信号点△のうち最も受信信号点×に近い点までの距離」との関数であるからである。そのため送信ビット軟推定部35では、Modulo幅の整数倍だけ平行移動した点を同じ受信信号点であるとみなして、送信ビットを算出していると言える。
The transmission bit
(ステップS203)摂動ビット軟推定部37は、dither系列を減算した受信信号に対して摂動ビットの軟推定を行い、摂動ビットLLRを算出し、摂動ビットLLRをCheck Node41に入力する。摂動ビット軟推定部37における摂動ビットLLRの算出方法は、送信ビット軟推定部35と同様に式(1−3)から式(1−6)を用いて下式(1−8)で算出する。
(Step S203) The perturbation bit
摂動ビット軟推定部37は受信信号について式(1−8)に基づいて摂動ビットLLRを算出し、Check Nodeに入力する。
The perturbation bit
図5及び図6に示したように、▲、●、△、○の点がModulo幅(所定の大きさτ)の2の整数倍(偶数倍)毎に周期的に並んでいるので、摂動ビット軟推定部37は、Modulo幅の2の整数倍だけ平行移動した点を同じ受信信号点であるとみなして、摂動ビットを算出していると言える。
As shown in FIGS. 5 and 6, the points ▲, ●, Δ, and ○ are periodically arranged every integer multiple (even multiples) of the Modulo width (predetermined size τ). It can be said that the bit
(ステップS204)次にCheck Node41は、送信ビットLLRと摂動ビットLLRから、符号ビットLLRを算出し、デインターリーブ部45に入力する。
(Step S204) Next, the
いま、bci, bpv, 及びbtxで表される各ビットは次のような検査行列 [I P I]で表される関係となっている。 Now, each bit represented by bci, bpv, and btx has a relation represented by the following check matrix [I P I].
ここで、Iは単位行列、Pは式(1−1)内のPで示した9行9列の行列である。検査行列記憶部は[I P I]を記憶しておき、CheckNodeがステップS204の動作を行うときにCheckNodeに検査行列[I P I]を入力する。ステップS204ではLpvとLtxから、Lciを算出する。一例として、Lci4を求める方法について説明する。 Here, I is a unit matrix, and P is a 9 × 9 matrix indicated by P in Formula (1-1). The check matrix storage unit stores [I P I], and inputs the check matrix [I P I] to CheckNode when Check Node performs the operation of step S204. In step S204, Lci is calculated from Lpv and Ltx. As an example, a method for obtaining Lci4 will be described.
btxとbciとbpvは式(1−1)に示した9個の拘束が掛かっているが、そのうちの1つは、
0= bci5+ btx5 + bpv1 + bpv3 (1−10)
と表される。ステップS204では、Check NodeにLtxとLpvが入力されるので、その中でLtx5とLpv1とLpv3を用いることにより、Lci5を求める。LLRとは各ビットが0か1かの確率に基づく値であるため、各ビットは式(1−10)の拘束条件を必ず満たすことを用いて、Lci5を求めることができるからである。具体的にLci5を求める方法を説明する。
btx, bci, and bpv are subject to the nine constraints shown in equation (1-1), one of which is
0 = bci5 + btx5 + bpv1 + bpv3 (1-10)
It is expressed. In step S204, Ltx and Lpv are input to the Check Node, so Lci5 is obtained by using Ltx5, Lpv1, and Lpv3. This is because LLR is a value based on the probability that each bit is 0 or 1, so that Lci5 can be obtained by using that each bit always satisfies the constraint condition of Expression (1-10). A specific method for obtaining Lci5 will be described.
式(1−10)によって、bci5=1となる(btx5, bpv1, bpv3)の組み合わせが(0,0,1),(0,1,0),(1,0,0), (1,1,1)であり、それ以外の組み合わせでbic5=0になるので、bci5が1である確率pci5(1)と0である確率pci5(0)を下式で算出する。 According to the formula (1-10), the combination of (btx5, bpv1, bpv3) where bci5 = 1 is (0,0,1), (0,1,0), (1,0,0), (1, 1, 1), and bic5 = 0 in other combinations, so the probability pci5 (1) where bci5 is 1 and the probability pci5 (0) where 0 is 0 are calculated by the following equations.
ここで、ptx5(1)とptx5(0)は、Ltx5から、
まず、
また関数φを
First,
And the function φ
ここで、
(ステップS205)デインターリーブ部45は符号ビットLLRをデインターリーブして、デインターリーブした符号ビットLLRを復号部53に入力する。ここでデインターリーブとは、送信側のインターリーブ部5で施されたインターリーブと全く逆の置換を施すことで、符号ビットLLRの順番を送信側のインターリーブ部前の符号ビットに対応する順番に戻すこと言う。
(Step S205) The
(ステップS206)復号部53は、符号ビットLLRに基づいて復号を施した後、(ステップS207)復号部53内のメモリ(図示はしていない。)に格納された繰り返し回数niteが所定の回数Niteに達していなければ、復号後の符号ビットLLRを符号ビットLLR減算部51に入力し、所定の回数Niteに達していれば情報ビットLLRを硬判定部55に出力する。ここで情報ビットLLRは、送信側で符号部3に入力されたビットの尤度を表すものである。
(Step S206) The
(ステップS208)符号ビットLLR減算部51は、復号後の符号ビットLLRから復号前の符号ビットLLRを減算して、減算した符号ビットLLRをインターリーブ部47に入力する。
(Step S208) The code bit
(ステップS209)インターリーブ部47は、符号ビットLLR減算部51から入力された符号ビットLLRに対して送信側のインターリーブ部47と同一のインターリーブを施し、インターリーブされた符号ビットLLRをCheck Node41に入力する。
(Step S209) The
(ステップS210)Check Node41は、インターリーブされた符号ビットLLRと、摂動ビット軟推定部37から入力された摂動ビットLLRを用いて、Sum-Productアルゴリズムにより、送信ビットLLRを算出し、送信ビット軟推定部35及び摂動ビット軟推定部37に入力する。ここでステップS210において、摂動ビットLLRは、繰り返し回数1回(nite=1)のときは、ステップS203により算出した摂動ビットLLR、繰り返し回数2回以上(nite>1)のときは、繰り返し回数が1回前のステップS213(後述)により算出した摂動ビットLLRを用いる。
(Step S210) The
(ステップS211)Check Node41でインターリーブされた符号ビットLLR、摂動ビット軟推定部37から入力された摂動ビットLLR、及び送信ビット軟推定部35から入力された送信ビットLLRを用いて、摂動ビットLLRを算出する。
(Step S211) Using the code bit LLR interleaved by the
例えば、式(1−1)の中の1つである式(1−10)を用いて摂動ビットLLR Lpv3を算出するときは、インターリーブ部47から入力された符号ビットLLR Lci5と、ステップS202又はステップS212(後述)で送信ビット軟推定部35から入力された送信ビットLLR Ltx5と、ステップS203又はステップS213(後述)で摂動ビット軟推定部37から入力された摂動ビットLLR Lpv1を用いて、式(1−10)により新たに摂動ビットLLR Lpv3を算出する。このときにSum-Product法を用いても良い。また、このときステップS203又はステップS212(後述する)で摂動ビット軟推定部37から入力された摂動ビットLLR Lpv3は用いずに、式(1−10)に含まれる他のビットのLLRから算出する。
For example, when calculating the perturbation bit LLR Lpv3 using the equation (1-10) which is one of the equations (1-1), the code bit LLR Lci5 input from the
また同様に、式(1−10)を用いて摂動ビットLLR Lpv1を算出するときは、インターリーブ部47から入力された符号ビットLLR Lci5と、ステップS202又はステップS212(後述)で送信ビット軟推定部35から入力された送信ビットLLR Ltx5と、ステップS203又はステップS213(後述)で摂動ビット軟推定部37から入力された摂動ビットLLR Lpv3 を用いて、式(1−10)により新たに摂動ビットLLR Lpv1を算出する。
Similarly, when the perturbation bit LLR Lpv1 is calculated using the equation (1-10), the sign bit LLR Lci5 input from the
このようにして式(1−1)の各式に含まれる各ビットに関して摂動ビットLLRを求める。しかし、多くの場合、摂動ビットは、式(1−1)の3行目と4行目のbpv2のように、同じビットが複数の式に含まれる。この場合は、3行目の拘束条件により新たに算出したLpv2と4行目の拘束条件により新たに算出したLpv2を加算したものを、送信ビット軟推定部35と摂動ビット軟推定部37に入力する。なお、ステップS211において、繰り返し回数1回(nite=1)のときは、ステップS202により算出した送信ビットLLRを用い、繰り返し回数2回以上(nite>1)のときは、繰り返し回数が1回前のステップS212(後述)により算出した送信ビットLLRを用いる。同様に、繰り返し回数1回(nite=1)のときは、ステップS203により算出した摂動ビットLLRを用い、繰り返し回数2回以上(nite>1)のときは、繰り返し回数が1回前のステップS213(後述)により算出した摂動ビットLLRを用いる。
In this way, the perturbation bit LLR is obtained for each bit included in each expression of the expression (1-1). However, in many cases, the same bits are included in a plurality of expressions as perturbation bits, such as bpv2 in the third and fourth lines of Expression (1-1). In this case, a value obtained by adding Lpv2 newly calculated by the constraint condition of the third row and Lpv2 newly calculated by the constraint condition of the fourth row is input to the transmission bit
(ステップS212)次に、送信ビット軟推定部35は、Check Node41で算出した摂動ビットLLRと、dither系列を減算した受信信号とから、新たな送信ビットLLRを算出して、Check Node41に新たな送信ビットLLRを入力する。
(Step S212) Next, the transmission bit
具体的には、以下の手順で算出する。まず、ステップ211で算出した摂動ビットLLRのk番目Lpvkの各ビットが0と1の確率を求める。式(1−12)と同様にして、
(ステップS213)また、送信ビット軟推定部35は、Check Node41で算出した送信ビットLLRと、dither系列を減算した受信信号とから、新たな摂動ビットLLRを算出して、Check Node41に新たな摂動ビットLLRを入力する。
(Step S213) The transmission bit
具体的には、以下の手順で算出する。まず、ステップ210で算出した送信ビットLLRのk番目Ltxkの各ビットが0と1の確率を求める。式(1−12)と同様にして、
ステップS204からステップS213を繰り返すことで、送信ビットLLR、摂動ビットLLR、及び符号ビットLLRで表される尤度情報を互いに高め合う。最終的に所定の繰り返し回数Niteに達したときに、ステップS207において、復号部53が、硬判定部55に情報ビットLLRを出力する。
By repeating Step S204 to Step S213, the likelihood information represented by the transmission bit LLR, the perturbation bit LLR, and the sign bit LLR is enhanced. When the predetermined number of repetitions Nite is finally reached, the
(ステップS214)最後に、硬判定部55が情報ビットLLRを硬判定して、判定した情報ビットを出力する。 (Step S214) Finally, the hard decision unit 55 makes a hard decision on the information bit LLR and outputs the decided information bit.
2.変形例1(MU-MIMO THP 2MTs)
次に、上記DPC符号部とDPC復号部をダウンリンクMU-MIMO THPに適用する方法を説明する。本変形例は、1本ずつアンテナを持つ2つの端末を、2つアンテナを持つ基地局が空間多重してダウンリンクで信号を送信するシステム(すなわち同一周波数で同時に2つの受信装置宛の送信信号を送信するシステム)に前述の要素部分のシステムを適用したものである。
2. Modification 1 (MU-MIMO THP 2MTs)
Next, a method for applying the DPC encoding unit and the DPC decoding unit to the downlink MU-MIMO THP will be described. This modification is a system in which two terminals each having one antenna are spatially multiplexed by a base station having two antennas and signals are transmitted on the downlink (that is, transmission signals addressed to two receivers simultaneously at the same frequency) The system of the above-described element part is applied to a system that transmits
2.1: 基地局装置
本変形例における基地局装置の構成を、図7を用いて説明する。基地局装置Bは、アンテナ101a・b、基地局送信部103、基地局受信部105、線形フィルタ算出部151、符号部153、変調部155、干渉算出部157、DRS(Dedicated Reference Signal)生成部161、固有信号構成部163a・b、線形フィルタ乗算部165、及びDPC符号部167からなる。
2.1: Base station apparatus The structure of the base station apparatus in this modification is demonstrated using FIG. The base station apparatus B includes an antenna 101a / b, a base
また、基地局送信部103は、無線送信部111a・b、GI(Guard Interval:ガードインターバル)挿入部113a・b、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform:高速逆フーリエ変換)部115a・b、フレーム構成部117a・b、CRS(Common Reference Signal)生成部121からなる。
The base
また、基地局受信部105は、無線受信部131a・b、GI除去部133a・b、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)部135a・b、伝搬路状態情報取得部137からなる。またDPC符号部167は、前述の構成(図1のDPC符号部1)と同じものを用いることができる。
The base
まず、基地局受信部105の動作について説明する。無線受信部131a・bは、各アンテナ101a・bを介して各端末から送信された伝搬路状態情報を含む信号を受信し、ベースバンドにダウンコンバージョンした後、アナログ/デジタル変換して、当該デジタル信号をGI除去部133a・bにそれぞれ入力する。各GI除去部133a・bは、入力されたデジタル信号からGIを除去してFFT部135a・bにそれぞれ入力する。各FFT部135a・bは、入力された信号に対してFFTを施して算出した周波数領域信号を伝搬路状態情報取得部137に入力する。伝搬路状態情報取得部137は、入力された周波数領域信号から伝搬路状態情報(Channel State Information:CSI)を取得して、線形フィルタ算出部151に入力する。ここで伝搬路状態情報とは、各基地局アンテナから各端末のアンテナ宛の伝搬路の複素利得を示した値であり、以下の式で表現できる。
First, the operation of the base
この行列の第p行q列成分(p, q = 1, 2)は、p番目の端末と基地局のq番目のアンテナとの間の伝搬路の複素利得を表す。また、この伝搬路状態情報はサブキャリア毎に基地局が取得する。 The pth and qth column components (p, q = 1, 2) of this matrix represent the complex gain of the propagation path between the pth terminal and the qth antenna of the base station. Also, this propagation path state information is acquired by the base station for each subcarrier.
なお、図7は、一例として伝搬路状態情報を基地局の持つ二つのアンテナから取得する場合について説明しているが、片方のアンテナからのみ信号を用いて伝搬路状態情報を取得しても良い。また、図7では、基地局受信部105は、GI除去部133a・b及びFFT部135a・bを用いてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)を行っているが、シングルキャリア伝送やMC-CDM(Multi-Carrier Code Division Multiplexing:マルチキャリア符号分割多重)など、その他の伝送方式で伝搬路状態情報を取得してもよい。また、伝搬路状態情報はサブキャリア毎に基地局が取得すると述べたが、複数のサブキャリアに対する伝搬路状態情報であっても良い。
FIG. 7 illustrates the case where the propagation path state information is acquired from two antennas of the base station as an example, but the propagation path state information may be acquired using a signal from only one antenna. . In FIG. 7, the base
次に、伝搬路状態情報を取得した線形フィルタ算出部151は、以下のQR分解によって線形フィルタと干渉係数フィルタを算出する。 Next, the linear filter calculation unit 151 that has acquired the propagation path state information calculates a linear filter and an interference coefficient filter by the following QR decomposition.
ここで、Hはエルミート共役を表す。QR分解とは任意の行列をユニタリ行列Qと上三角行列Rの積で表されるように分解する演算を言う。線形フィルタはQであり、また干渉係数フィルタFは、 Here, H represents Hermitian conjugate. QR decomposition is an operation that decomposes an arbitrary matrix so that it is represented by the product of a unitary matrix Q and an upper triangular matrix R. The linear filter is Q, and the interference coefficient filter F is
符号部153は、1番目の端末宛の情報ビットに対して誤り訂正符号化を施し、1番目の端末宛の符号後ビットを変調部155に入力する。変調部155は、符号ビットに対して変調を施して、1番目の端末宛の変調信号w1を生成し、固有信号構成部163aと干渉算出部157に入力する。また変調部155は、1番目の端末宛の変調信号(第1の端末宛のデータ信号とも呼ぶ。)を干渉乗算部157に入力する。また、干渉算出部157は、1番目の端末宛の変調信号を用いて2番目の端末宛の変調信号に対する干渉を算出する。干渉算出部157は、
その後、両固有信号構成部163a・163bは、DRSを挿入された送信信号を各々線形フィルタ乗算部165に入力する。線形フィルタ乗算部165は、入力された信号に対して線形フィルタQを乗算して算出した第1のアンテナに対する送信信号を第1のフレーム構成部117aに入力する。同様に線形フィルタ乗算部165は、第2のアンテナ101bに対する送信信号を第2のフレーム構成部117bに入力する。
Thereafter, both
最後に、基地局送信部103の動作について説明する。基地局送信部103内のCRS生成部121は、CRSを第1及び第2のフレーム構成部117a・117bに入力する。各フレーム構成部117a・117bは、1)線形フィルタ乗算部165から入力された各アンテナに対する送信信号に対してCRSを挿入してフレームを構成する。尚、各フレーム構成部117a・117bは、2)CRSを含むが線形フィルタ乗算部165から入力された各アンテナに対する送信信号を含まないフレーム、及び、3)CRSを含まないが線形フィルタ乗算部165から入力された各アンテナに対する送信信号を含むフレームを構成して、上記2種類のフレームを異なるフレームとして送信しても良い。各フレーム構成部117a・117bは、構成したフレームを第1及び第2のIFFT部115a・115bにそれぞれ入力する。各IFFT部115a・115bは、入力されたフレームに対してIFFTを施して、時間領域信号を算出し、第1及び第2のGI挿入部113a・113bにそれぞれ入力する。各GI挿入部113a・113bは、入力された時間領域信号に対してGIを挿入して、第1及び第2の無線送信部111a・111bにそれぞれ入力する。各無線送信部111a・111bは、GIが挿入された時間領域信号をデジタル/アナログ変換した後、搬送波周波数にアップコンバージョンして生成した無線信号を、対応するアンテナを介してそれぞれ送信する。
Finally, the operation of the base
2.2端末装置
次に、本変形例における受信装置の構成について説明する。本変形例においては、DPC符号化されていな信号を受信する端末(第1の端末と称する。)と、DPC符号化された信号を受信する端末(第2の端末と称する。)が存在するので、両者について説明していく。
2.2 Terminal Device Next, the configuration of the receiving device in this modification will be described. In this modification, there are a terminal (referred to as a first terminal) that receives a signal that is not DPC-encoded and a terminal (referred to as a second terminal) that receives a signal that is DPC-encoded. So I will explain both.
まず、DPC符号化されていない信号を受信する端末(第1の端末)の構成を、図8を用いて説明する。本端末装置は、アンテナ201、無線受信部203、GI除去部205、FFT部207、信号分離部211、伝搬路推定部215、伝搬路状態情報生成部217、IFFT部221、GI挿入部223、無線送信部225、伝搬路補償部227、復調部231、復号部233、から構成される。
First, the configuration of a terminal (first terminal) that receives a signal that is not DPC encoded will be described with reference to FIG. The terminal apparatus includes an
無線受信部203は、アンテナ201を介して基地局から送信された信号を受信し、ベースバンドにダウンコンバージョンした後、アナログ/デジタル変換して、デジタル信号に変換して、当該デジタル信号をGI除去部205に力する。GI除去部205は、入力されたデジタル信号からGIを除去してFFT部207に入力する。各FFT部207は、入力された信号に対してFFTを施して算出した周波数領域信号を信号分離部211に入力する。信号分離部211は、入力された周波数領域信号からCRS及びDRSを分離して伝搬路推定部215に入力する。また同様に、周波数領域信号から第1の端末宛のデータ信号を分離して伝搬路補償部227に入力する。
The
伝搬路推定部215は、CRSに基づいて伝搬路推定を行い、伝搬路状態を示す情報を伝搬路状態情報生成部217に入力する。伝搬路状態情報生成部217は、伝搬路推定部215から入力された伝搬路状態を示す情報に基づいて、伝搬路状態情報を含む信号を生成して、IFFT部221に入力する。ここで伝搬路状態情報とは、原則的には、基地局が持つ各アンテナと第1の端末のアンテナ間の伝搬路の複素利得であることが望ましいが、当該複素利得を量子化したものでも良いし、基地局装置と共有するコードブックの番号でもよいし、その他伝搬路状態情報を圧縮して送信する方法でもよい。
The propagation
IFFT部221は、伝搬路状態情報を含む信号に対してIFFTを施して時間領域信号を算出し、当該時間領域信号をGI挿入部223に入力する。GI挿入部223は、時間領域信号に対してGIを挿入して、無線送信部225に入力する。無線送信部225は、GIが挿入された時間領域信号をデジタル/アナログ変換した後、搬送波周波数にアップコンバージョンして生成した無線信号を、アンテナを介して基地局装置に送信する。
また、伝搬路推定部215はDRSに基づいて、第1の端末宛のデータ信号が実質的に通ったと見做せる伝搬路、すなわち基地局装置の線形フィルタ乗算部165(図7)と実際の伝搬路を含めた等価的な伝搬路の複素利得を推定して、伝搬路補償部227に入力する。伝搬路補償部227は、伝搬路推定部215から入力された複素利得に基づいて伝搬路補償を第1の端末宛のデータ信号に対して行い、伝搬路補償後の変調信号を復調部231に入力する。復調部231は変調信号を復調して得た硬判定値若しくは軟推定値を復号部233に入力する。復号部233は、入力された硬判定値若しくは軟推定値を用いて復号を施して、情報ビットを抽出する。
Further, the propagation
次に、DPC符号化された信号を受信する端末(第2の端末)の構成について、図9を用いて説明する。第2の端末の構成は、第1の端末の復調部231と復号部233がDPC復号部235に置き換えられた構成を持っており、DPC復号部235以外の動作は、第1の端末の対応する部分と同じ動作である。また、DPC復号部235は、図1等を参照して説明した前述の説明の通りの動作を行って情報ビットを出力する。なお、前述の説明では受信信号と呼んでいたDPC復号部の入力信号は、本変形例においては伝搬路補償部から入力された伝搬路補償後の信号として扱う。
Next, the configuration of a terminal (second terminal) that receives a DPC-encoded signal will be described with reference to FIG. The configuration of the second terminal has a configuration in which the
3.変形例2(MU-MIMO THP N-MTs)
上記変形例1では、2つの端末を多重していたが、本変形例2においては、N個の端末を多重する例(すなわち同一周波数で同時に複数の受信装置宛の送信信号を送信するシステム)について説明する。
3. Modification 2 (MU-MIMO THP N-MTs)
In the first modification, two terminals are multiplexed. In the second modification, N terminals are multiplexed (that is, a system that simultaneously transmits transmission signals addressed to a plurality of receiving devices at the same frequency). Will be described.
3.1 基地局装置
本変形例における基地局装置の構成例について、図10を参照しながら説明する。上記変形例1において、基地局装置はアンテナを2本有していたが、本変形例では図10に示す通り、N本有している(301−1〜301−N)。基地局送信部303及び基地局受信部305も、無線送信部311−1〜N、GI挿入部313−1〜N、IFFT部3151〜N、フレーム構成部317−1〜N、無線受信部331−1〜N、GI除去部333−1〜N、FFT部335−1〜Nをアンテナ数Nと同じ個数だけ設けられている。これらの構成部は、各々のアンテナに対応した動作を行い、各々の動作は変形例1と同じであるため、ここでは説明を省略する。但し、アンテナがN本であることと、端末数がN個であることに対応して、伝搬路状態情報から線形フィルタ算出部351に入力される伝搬路状態は下式で示されるN×N行列となる。
3.1 Base Station Apparatus A configuration example of the base station apparatus in this modification will be described with reference to FIG. In the first modification, the base station apparatus has two antennas, but in this modification, as shown in FIG. 10, the base station apparatus has N (301-1 to 301-N). The base
この行列の第p行q列成分(p, q = 1, 2,…,N)は、p番目の端末と基地局のq番目の間の伝搬路の複素利得を表す。次に伝搬路状態情報を取得した線形フィルタ算出部351は、変形例1と同様にQR分解を用いて線形フィルタと干渉係数フィルタを算出する。このとき、線形フィルタ算出部351は、上記の式(1−102)と式(1−103)を本変形例においても用いることができ、両式で算出した線形フィルタQを線形フィルタ乗算部365に入力し、干渉係数フィルタFを干渉算出部357に入力する。
The pth and qth column components (p, q = 1, 2,..., N) of this matrix represent the complex gain of the propagation path between the pth terminal and the qth of the base station. Next, the linear
符号部353は、1番目の端末宛の情報ビットに対して誤り訂正符号化を施し、1番目の端末宛の符号後ビットを変調部355に入力する。変調部355は、符号後ビットに対して変調を施して、1番目の端末宛の変調信号s1を生成し、固有信号構成部363−1と干渉算出部357に入力する。また変調部355は、1番目の端末宛の変調信号(第1の端末宛のデータ信号とも呼ぶ。)を線形フィルタ乗算部365に入力する。また、干渉算出部357は、1番目の端末宛の変調信号を用いて2番目の端末宛の変調信号に対する干渉を算出する。干渉算出部357は、
1)干渉算出部357は、第2の端末の干渉信号f2を、式(1−106)の第2列のみを取り出した、
1) The
2)第2の端末に対応するDPC符号部367−2は第2の端末宛の情報ビットと第2の端末の干渉信号g2に基づいて2番目の端末宛のデータ信号w2を算出し、固有信号構成部363−2と干渉算出部357に入力する。
2) the DPC coding unit 367-2 corresponding to the second terminal calculates a data signal w 2 of the second to the terminal based on the interference signal g 2 of the second information bits and the second terminal to the terminal The unique signal configuration unit 363-2 and the
3)干渉算出部は第3の端末の干渉信号g3をサブキャリア毎に、
4)第3の端末に対応するDPC符号部367−3は第3の端末宛の情報ビットと第3の端末の干渉信号g3に基づいて3番目の端末宛のDPC符号後信号w3を算出し、固有信号構成部363−3と干渉算出部357に入力する。
4) the DPC coding unit 367-3 is DPC code after signal w 3 of the third to the terminal based on the interference signal g 3 of the information bit of the addressed third terminal third terminal corresponding to the third terminal It is calculated and input to the unique signal configuration unit 363-3 and the
以降、各端末に対して上記1)〜4)と同様の手順でデータ信号を逐次的に算出していく。つまり、干渉算出部357によって第k番目の端末宛の干渉信号gkを式(1−106)によって算出した後、第k番目の端末の対応するDPC符号部で第k番目の端末宛の情報ビットと干渉信号gkの実部を用いて第k番目の端末宛のデータ信号wkを算出し、固有信号構成部363−kと干渉算出部357に入力する。この動作を第N番目の端末宛のデータ信号wNを算出するまで繰り返す。
Thereafter, the data signal is sequentially calculated for each terminal in the same procedure as 1) to 4). That is, after the
また、DRS生成部361、固有信号構成部363、線形フィルタ乗算部365、及び基地局送信部303の動作は、上記変形例1と同様であるのでここでの説明は省略する。
以上が本変形例における基地局装置の動作である。
The operations of the
The above is the operation of the base station apparatus in this modification.
3.2 端末装置
本変形例は、上記変形例1において説明したDPC符号化されていない信号を受信する端末(第1の端末)と、DPC符号化された信号を受信する端末(第2の端末)と全く同じ動作をする端末を用いる。第1の端末は変形例1と同様にDPC符号化されていな信号を受信する端末であり、第2〜第Nの端末は、変形例1のDPC符号化された信号を受信する端末と同じ構成(図9)を持つ。本実施例は、MU-MIMO THP方式において課題とされていたModulo Lossを、誤り訂正符号の能力を用いて低減することができる。
3.2 Terminal Device This modification includes a terminal (first terminal) that receives a signal that is not DPC-encoded as described in
尚、本変形例においては、ダウンリンクMU-MIMO THPで一般的に用いられるZF(Zero-Forcing)型のQR分解による方法によって線形フィルタと干渉係数フィルタを算出したが、上記非特許文献2に記載されているように、QR分解に対してオーダリングを用いても良いし、MMSE(Minimum Mean Square Error)規範に基づいて線形フィルタと干渉係数フィルタとを算出してもよい。また、上記非特許文献3に記載されているように、ZF又はMMSE規範のBLAST法を用いて線形フィルタと干渉係数フィルタを算出してもよい。また、物理的には複数の受信アンテナを持つものの、各アンテナで受信信号を合成することで、実質的に1つの受信信号を受信したとして、復調、復号処理を行う端末に対しても、本変形例で説明した1つのアンテナを持つ端末として、本変形例で説明した技術を適用することができる。
In this modified example, the linear filter and the interference coefficient filter are calculated by a method using QR decomposition of ZF (Zero-Forcing) type generally used in downlink MU-MIMO THP. As described, ordering may be used for QR decomposition, and a linear filter and an interference coefficient filter may be calculated based on a MMSE (Minimum Mean Square Error) standard. Further, as described in
<第2の実施の形態>
上記第1の実施の形態では、変調方式がBPSKの場合について説明したが、本実施の形態では、変調方式がQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)の場合について説明する。第1の実施の形態と同様に、本実施の形態では、まず、発明の要素部分の動作をAWGNチャネルを用いて説明した後、当該要素部分をダウンリンクMU-MIMO THPにあてはめた変形例について説明する。
<Second Embodiment>
In the first embodiment, the case where the modulation scheme is BPSK has been described, but in this embodiment, the case where the modulation scheme is QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) will be described. As in the first embodiment, in this embodiment, first, the operation of the element part of the invention will be described using an AWGN channel, and then a modification in which the element part is applied to the downlink MU-MIMO THP. explain.
まず、本発明の実施の形態の要素部分であるDPC符号部の動作について説明する。本実施の形態の要素部分であるDPC符号部401とDPC復号部451の一構成例について図11に示す。本実施の形態におけるDPC符号部401は、第1の実施の形態によるDPC符号部1(図1)に対して、実部・虚部分離部411と実部・虚部合成部415を追加した構成を有している。また、DPC符号部401に入力される干渉信号は、第1の実施の形態では実数値であったのに対して、複素数の値を持つ。
First, the operation of the DPC encoding unit that is an element part of the embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 shows a configuration example of a
本実施の形態によるDPC符号部401は、実部(I-ch)と虚部(Q-ch)とを分けてデータ信号を算出し、後に、実部・虚部合成部415で実部と虚部とに情報が乗った信号を生成する構成を持つ。DPC符号部401中の変調部17は、送信ビットbtxkの1ビット毎に変調を施す。通常、QPSKは入力ビット2ビットを変調して1つの変調シンボルを出力するが、DPC符号部401中では、BPSK方式と同様に、1ビットに対して1つの実部にのみ成分を持つ信号を出力する。最後に実部・虚部合成部で合成するため、実質的にBPSK変調の場合と同じ動作を行うことができる。
The
また、実部・虚部分離部411は、DPC符号部401に入力される複素数値の干渉flを実部と虚部とに分離し、交互に干渉信号fkとして干渉減算部19に入力する。実部・虚部合成部415以外のその他の動作は、第1の実施の形態と同じである。第1の実施の形態と同じ方法で実部のみ信号で構成されるデータ信号xkを算出する。その後、実部・虚部合成部415において、データ信号xkを2つずつ組にして実部と虚部とに配置する。すなわち、
本実施の形態におけるDPC復号部451は、実施例1のDPC復号部のdither系列減算部の前に実部・虚部分離部453を加えた構成を持つ。受信信号Y1をとすると、実部・虚部分離部453は、Y1を実部と虚部とに交互に並べた受信信号ykを生成して、dither系列減算部33に入力する。また、dither系列減算部33以降は、第1の実施の形態と同じ動作をする。尚、第1の実施の形態における式(1−3)から式(1−6)では、雑音分散
以上が、QPSKにしたときの本発明の要素部分の動作である。QPSKを用いる第2の実施の形態でも、基地局装置は、第1の実施の形態の変形例1及び2と同様に、図7及び図10の構成を有する。但し、第1の実施の形態では、干渉算出部157で算出した干渉信号の実部のみをDPC符号部1に入力していたが、第1の実施の形態では、実部と虚部とを合わせた複素数のままDPC符号部401に入力する。第2の実施の形態では、DPC符号部401内の実部・虚部分離部411において、干渉成分を実部と虚部に分離して両方用いるからである。
The above is the operation of the element portion of the present invention when QPSK is used. Also in the second embodiment using QPSK, the base station apparatus has the configuration shown in FIGS. 7 and 10 as in the first and second modifications of the first embodiment. However, in the first embodiment, only the real part of the interference signal calculated by the
本実施の形態は、第1の実施の形態による発明をQPSKに適用したものであり、BPSKを前提としていた第1の実施の形態に比較して、2倍のレートの通信をしつつ、Modulo Lossを低減することができる。 In this embodiment, the invention according to the first embodiment is applied to QPSK, and Modulo performs communication at twice the rate as compared with the first embodiment based on BPSK. Loss can be reduced.
(第3の実施の形態)
第1の実施の形態では、変調方式がBPSKの場合、第2の実施の形態2では、変調方式がQPSKの場合について説明したが、本実施例では変調方式が、Gray Mapping(グレイ・マッピング)を用いた16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、64QAMなど、1つの変調信号に配置されたビットを独立しているとして復調できる方式の場合について説明する。以下、aを1つ変調信号に配置されるビットの数とする。またlは変調信号の番号を表すとする。
(Third embodiment)
In the first embodiment, the case where the modulation scheme is BPSK and the second embodiment 2 has been described in the case where the modulation scheme is QPSK. However, in this embodiment, the modulation scheme is Gray Mapping (gray mapping). A case of a method capable of demodulating the bits arranged in one modulation signal as independent, such as 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) using 64 and 64QAM will be described. Hereinafter, a is the number of bits arranged in one modulation signal. Also, l represents the modulation signal number.
1. DPC符号部について
第2の実施の形態では、1つの変調シンボルの実部と虚部を分けてビットを算出しており、また符号ビット、送信ビット、摂動ビットが1対1に対応していた。本実施の形態では、実部と虚部を併せた1つの変調シンボル毎に送信信号を算出する。
1. Regarding the DPC code part In the second embodiment, the bits are calculated by dividing the real part and the imaginary part of one modulation symbol, and the code bits, transmission bits, and perturbation bits correspond one-to-one. . In the present embodiment, a transmission signal is calculated for each modulation symbol that combines the real part and the imaginary part.
よって、本実施例では、1つの変調シンボルに対して、a個の符号ビットと、a個の送信ビットと、実軸と虚軸についての2つの摂動ビットが対応する。 Therefore, in this embodiment, a code symbol, a transmission bit, and two perturbation bits for the real axis and the imaginary axis correspond to one modulation symbol.
例えば、16QAMのときは、1つの変調シンボルに対して、符号ビットと送信ビット4個、摂動ビット2個が対応し、64QAMのときは、1つの変調シンボルに対して、符号ビットと送信ビット6個、摂動ビット2個が対応する。 For example, in the case of 16QAM, one modulation symbol corresponds to four code bits and two transmission bits and two perturbation bits. In the case of 64QAM, one code symbol and six transmission bits correspond to one modulation symbol. And two perturbation bits.
本実施例のDPC符号部の動作について、図12の構成図と図15のフローチャートを用いて順番に説明する。 The operation of the DPC encoding unit of the present embodiment will be described in order with reference to the configuration diagram of FIG. 12 and the flowchart of FIG.
(ステップS305)干渉減算部19は、l番目の変調信号から干渉信号flを減算する。
(Step S305)
(ステップS306)dither系列加算部21は、l番目の干渉減算後の変調信号にdither系列dlを加算する。
(Step S306) dither
(ステップS307)摂動ベクトル加算部23は、l番目のdither系列を加算後の変調信号に、摂動ベクトルを加算してDPC符号後信号Xlを生成する。摂動ベクトルの加算は、第1の実施の形態において実部のみで算出したものを実部及び虚部両方に対して行うことに相当する。また、複素数で表される摂動ベクトルz2l-1+jz2lを摂動ビット算出部25に入力する。
(Step S307)
(ステップS309)最後にDPC符号後信号Xlを送信する。 (Step S309) Finally, the post-DPC code signal Xl is transmitted.
2.第3の実施の形態のDPC復号部について
本発明の第3の実施の形態では、DPC符号部において、実部と虚部の信号を同時に算出したことに伴って、DPC復号においても第1の実施の形態及び第2の実施の形態と異なる処理を行う。以降のように、本実施の形態の説明では、DPC符号部15から出力されるデータ信号を、XIとおく。
2. About the DPC decoding part of 3rd Embodiment In the 3rd Embodiment of this invention, in the DPC encoding part, since the signal of a real part and an imaginary part was calculated simultaneously, also in DPC decoding, the 1st Processing different from that in the embodiment and the second embodiment is performed. As later, in the description of this embodiment, the data signal output from the
まず、送信ビット軟推定部35の動作について説明する。いまl(エル)番目のデータ信号を端末で受信したとき、受信信号がYlであったとする。ここで、受信信号Ylは、dither系列減算部33でdither系列を減算した受信信号とする。l番目のデータ信号に割り当てられた送信ビットがそれぞれd_1, …, d_a、虚軸に対応する摂動ビットがd_a+1、 実軸に対応する摂動ビットがd_a+2(d_1,…,d_a+2は全て“0”若しくは“1”の値をとる。)であるとする。また、d_kはdk (kは任意の自然数)と表すことがある。すると、l番目のデータ信号に配置された送信ビットが雑音の影響で受信信号Ylとして受信される確率は、
上記の式(3−1)を用いて、(d_1,…,d_a+2)が各々、“0”と“1“を取った時の値を全2a+2個算出する。その後、送信ビット軟推定部35は、下記の式で実軸に割り当てられた各送信ビットの軟推定値を出力する。
Using the above equation (3-1), a total of 2 a + 2 values are calculated when (d_1,..., D_a + 2) takes “0” and “1”, respectively. Thereafter, the transmission bit
ここで、「D」は(d_1,…,d_a+2)が取り得る2a+2個の値の全てを表し、「D| d_c=0」は(d_1,…,d_a+2)が取り得る2a+2個の値の中で、c番目の成分d_cが0である2a+1個の値を示す。 Here, “D” represents all 2 a + 2 values that (d_1,..., D_a + 2) can take, and “D | d_c = 0” can be 2 that (d_1,..., D_a + 2) can take. Among the a + 2 values, 2 a + 1 values in which the c-th component d_c is 0 are shown.
上記式(3−2)では、対数logがかかる部分の分子でc番目の成分d_cが0である2a+1個についての式(3−1)の値の和を取り、分母でc番目の成分d_cが1である2a+1個についての式(3−1)の値の和を取っている。 In the above formula (3-2), the sum of the values of the formula (3-1) for 2 a + 1 pieces of the numerator where the logarithm log is applied and the c-th component d_c is 0 is obtained, and the c-th component is obtained by the denominator. The sum of the values of Expression (3-1) for 2 a + 1 pieces where d_c is 1 is taken.
上記の式(3−2)では、DPC復号部の1回目(実施例1のステップS202に対応)及び2回目(実施例1のステップS212)以降の繰り返し検出においても同じ式を用いることができる。但し、1回目では、各送信ビットを取る確率に関する情報がCheck Nodeから入力されないため、
次に、摂動ビット軟推定部37の動作について説明する。摂動ビット軟推定部37においても、送信ビット軟推定部35とほぼ同様の動作を行う。摂動ビット軟推定部37も、式(3−1)で算出した確率を用いて下式によって各摂動ビットLLRを算出する。
Next, the operation of the perturbation bit
ここで、eは1又は2の値を持つ。式(3−4)では、DPC復号部の1回目(第1の実施の形態のステップS203に対応)及び2回目以降(第1の実施の形態のステップS213に対応)の繰り返し検出においても同じ式を用いることができる。但し、1回目では、各摂動ビットを取る確率に関する情報がCheck Nodeから入力されないため、全送信ビットが“0”又は“1”である確率は、それぞれ1/2とおいて、式(3−4)に基づいて摂動ビットLLRを算出する。2回目以降は、CheckNodeから入力された、摂動ビットLLRに従って、
摂動ビット軟推定部37は、上記式(3−4)で算出した摂動ビットLLRを算出した後、当該摂動ビットLLRをCheck Nodeに入力する。
After calculating the perturbation bit LLR calculated by the above equation (3-4), the perturbation bit
2.実施例3をMU-MIMO THPに適用したときについての説明
実施例2の構成と同じMU-MIMO THPシステムのDPC符号部及びDPC復号部を本実施例で説明したものに代えることで、本実施例をMU-MIMO THPシステムに適用することができる。
2. Explanation when Example 3 is applied to MU-MIMO THP This embodiment is achieved by replacing the DPC encoding unit and DPC decoding unit of the same MU-MIMO THP system as in Example 2 with those described in this example. An example can be applied to the MU-MIMO THP system.
本実施の形態によれば、第1の実施の形態と第2の実施の形態に記載された発明を16QAMと64QAMなどに適用することができ、Modulo Lossを低減しつつ、高レートの通信をすることができる。また、本実施の形態は16QAMなどの多値数の高い変調方式を前提としているが、QPSKにも適用することができる。 According to the present embodiment, the invention described in the first embodiment and the second embodiment can be applied to 16QAM, 64QAM, etc., and high-rate communication can be performed while reducing Modulo Loss. can do. Further, although this embodiment is premised on a modulation system having a high multi-level number such as 16QAM, it can also be applied to QPSK.
<第4の実施の形態>
第1の実施の形態から第3の実施の形態までは、干渉減算部26において各端末が受ける干渉を完全に除去していたが、本実施の形態では、敢えて不完全に干渉を除去することで、残留干渉を信号電力の増加に用いることができるILP(Inflated Lattice Precoding)を本発明に適用する例について説明する。
<Fourth embodiment>
From the first embodiment to the third embodiment, interference received by each terminal in the
本実施の形態による通信装置の一構成例について、図16を参照しながら説明する。図16は、第3の実施の形態の構成例である図12に対して、DPC符号部601とDPC復号部651に、それぞれ係数乗算部603・653を新たに設けた構成を持つ。DPC符号部601では、干渉信号を実部・虚部分離部411に入力する前に係数乗算部603を設けており、DPC復号部651では、受信信号をdither系列加算部33に入力する前に係数乗算部653を設けている。
One configuration example of the communication apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 has a configuration in which coefficient
次に、本実施の形態による通信技術をMU-MIMO THPに適用する方法について、図17に示す機能ブロック図を用いて説明する。図17では、図10の構成に加えて、新たに係数算出部701が、基地局装置に設けられている。式(1−102)と式(1−103)に加えて、線形フィルタ算出部351は、線形フィルタQと実際の伝搬路Hとを合わせた等価伝搬路であるRHの対角成分を係数算出部701に入力する。係数算出部はRHの対角成分を用いて、式(4−1)より算出した係数αを、2番目以降の端末に対して算出し、各々対応する端末のDPC符号部367−2〜Nに入力する。また係数αを示す情報含む信号それぞれ対応する端末の固有信号構成部363−1〜Nに入力する。
Next, a method of applying the communication technique according to the present embodiment to MU-MIMO THP will be described using the functional block diagram shown in FIG. In FIG. 17, in addition to the configuration of FIG. 10, a
2番目以降の端末宛の固有信号を構成する固有信号構成部363−2〜363−Nは、データ信号とDRSの他に係数αを示す情報を含む信号を用いて各端末宛の固有信号を構成する。 The unique signal configuration units 363-2 to 363 -N constituting the unique signal addressed to the second and subsequent terminals use the data signal and the signal including the information indicating the coefficient α in addition to the DRS to generate the unique signal addressed to each terminal. Constitute.
また端末の構成例を、図18に示す。図18に示した構成は、DPC復号を行う2番目以降の端末の構成例である。DPC復号を行わない1番目の端末は係数αが通知されないので、図8と同じ構成のままで良い。 A configuration example of the terminal is shown in FIG. The configuration shown in FIG. 18 is a configuration example of second and subsequent terminals that perform DPC decoding. Since the first terminal that does not perform DPC decoding is not notified of the coefficient α, the same configuration as in FIG.
図18においては、係数検出部801が新たに構成に加わっている。信号分離部211が各端末宛の固有信号を分離するとき、本実施の形態では、新たに係数αを示す情報を含む信号も含まれているため、係数αを示す情報含む信号を係数検出部801に入力する。その後、係数検出部801が係数αを検出して、DPC復号部235に入力する。
In FIG. 18, a
以上の構成により、本発明にILPを適用することができ、第1から第3までの実施の形態による通信技術と比較して特性を改善するこができる。 With the above configuration, the ILP can be applied to the present invention, and the characteristics can be improved as compared with the communication techniques according to the first to third embodiments.
<第5の実施の形態>
第1から第4までの実施の形態において説明したMU-MIMO THPシステムでは、摂動ベクトルを各端末宛に個別に算出していた。本発明の第5の実施の形態では、全端末の摂動ベクトルを考慮して最適化することで、基地局装置全体で電力効率を向上させるVPを適用した例について説明する。
<Fifth embodiment>
In the MU-MIMO THP system described in the first to fourth embodiments, the perturbation vector is individually calculated for each terminal. In the fifth embodiment of the present invention, an example will be described in which VP is applied to improve power efficiency in the entire base station apparatus by optimizing in consideration of perturbation vectors of all terminals.
VPは、MU-MIMOに適用することが前提の技術であるため、第1の実施の形態の変形例2と同様に、基地局装置が送信アンテナをN本持ち、N個の端末を多重する場合について説明する。まず、基地局装置の構成を、図19と図20を用いて説明する。第1の実施の形態と異なり、本実施の形態による通信技術では、全端末宛の信号に対してDPC符号化を施す。そのため、図19において、第1の端末の情報ビットもDPC符号部367−1に入力される。また図20においては、図1において変調信号から干渉信号を減算していた干渉減算部19が無くなり、変調部17が直接dither系列加算部21に変調信号を入力する。また、図19では、各DPC符号部367−1〜Nが、それぞれDPC符号後信号(図20の摂動ベクトル加算部23から出力された信号)を出力して、摂動ベクトル算出部903に入力する。摂動ベクトル算出部903は、線形フィルタ算出部351から入力された線形フィルタと各DPC符号部367−1〜Nから入力されたDPC符号後信号を用いて、各DPC符号後信号に加算する摂動ベクトルを算出して、対応するDPC符号部367−1〜Nに当該摂動ベクトルをそれぞれ入力する。
Since VP is a technique premised on being applied to MU-MIMO, the base station apparatus has N transmission antennas and multiplexes N terminals, as in Modification 2 of the first embodiment. The case will be described. First, the configuration of the base station apparatus will be described using FIG. 19 and FIG. Unlike the first embodiment, in the communication technique according to this embodiment, DPC encoding is performed on signals addressed to all terminals. Therefore, in FIG. 19, the information bits of the first terminal are also input to the DPC encoding unit 367-1. In FIG. 20, the
ここで、線形フィルタ算出部351は、第1から第4までの実施例の形態とは異なる線形フィルタを算出する。線形フィルタにはZF型とMMSE型が存在し、それぞれ伝搬路状態Hを用いて以下のように表すことができる。
Here, the linear
ここで、1サブキャリア1OFDMシンボルあたりの送信電力ETRと、第n行n列に第n番目の雑音の分散の値を持つ対角行列Rμとを用いて、v=tr(Rμ)/Etrとする。ここで、tr()は行列のトレースを取る演算を表す。線形フィルタ算出部351は、線形フィルタ乗算部365と摂動ベクトル算出部903に対して、式(5−1)又は式(5−2)で表される線形フィルタを入力する。
Here, v = tr (R μ ) using transmission power E TR per
次に、摂動ベクトル算出部903の動作について説明する。いま、摂動ベクトル算出部に入力される各端末のDPC符号後信号を各成分に持つベクトルuで表す。摂動ベクトル算出部903は、ベクトルuの各成分の実部と虚部に加算する最適な摂動ベクトルzを算出する。
Next, the operation of the perturbation
ここで、最適な摂動ベクトルとは、
また摂動ベクトル算出部903は、最適化した摂動ベクトルの各端末に対する成分を対応する各端末のDPC符号部367に入力する。DPC符号部367は、摂動ベクトル算出部903から入力された摂動ベクトルを、摂動ベクトル加算部23に入力し、DPC符号後信号を出力する。。
The perturbation
本方式では、摂動ベクトルは、実部と虚部両方同時に摂動ベクトル算出部903で算出される。そのため、各摂動ビット算出部903は2ビットずつ摂動ビットを算出する。摂動ビット加算部も、2ビット毎に摂動ビットが入力されることに対応した生成行列を用いて送信ビットを算出する。例えば、実部と虚部に送信ビットが1ビットずつ配置されるQPSKでは、図13のように送信ビットと摂動ビットを実部と虚部に対応して2つずつ組み合わせた生成行列を持つ。つまり、第1の実施の形態等では、対角成分を除いた下三角成分に1が入っていたが、本実施の形態においては、図21の実線の四角で囲った部分のように2×2のブロック対角成分が0である必要がある。例えば、3番目(実部)と4番目(虚部)に変調部で配置される送信ビットを、摂動ビット加算部で算出するときに、3番目と4番目の摂動ビットを使うことができないからである。
In this method, the perturbation vector is calculated by the perturbation
次に、DPC符号部367から出力されたDPC符号後信号は、固有信号構成部363に入力される。固有信号構成部363は、第1の実施の形態と同様に、DPC符号後信号に対してDRSを挿入して得た送信信号を線形フィルタ乗算部365に入力する。線形フィルタ乗算部365は、式(5−1)または式(5−2)で表される線形フィルタを、入力された送信信号に対して乗算し、各アンテナに対応する信号を電力正規化部901に入力する。電力正規部901は、全アンテナ宛の信号を算出した後に、1サブキャリア、1OFDMシンボルあたりの送信電力がEtrとなるように全端末宛の信号に対して電力正規化を行う。電力正規化部は正規化係数gを算出して、各アンテナに対応する信号に乗算する。この電力の正規化は、必ずしも1サブキャリア・1OFDMシンボル毎にする必要はなく、複数サブキャリアでの送信電力の平均が1サブキャリア・1OFDMシンボルあたりEtrとなるように、複数サブキャリアに1つのgを算出しても良いし、複数サブキャリア・複数OFDMシンボルで平均した送信電力がEtrとなるように複数サブキャリア・複数OFDMシンボルで一つのgを算出しても良い。
Next, the post-DPC code signal output from the
以上が基地局装置の構成である。また本実施例において端末側でDPC復号部の構成を第1の実施の形態から変更する必要はない。 The above is the configuration of the base station apparatus. In the present embodiment, it is not necessary to change the configuration of the DPC decoding unit from the first embodiment on the terminal side.
本実施の形態により、本発明をMU-MIMOにおいて伝送特性の高いVPに適用することができ、VPにおいても特性劣化要因となっていたModulo Lossを低減するこができる。 According to the present embodiment, the present invention can be applied to a VP having high transmission characteristics in MU-MIMO, and Modulo Loss, which has been a factor of characteristic deterioration in VP, can be reduced.
(第6の実施の形態)
上記第1から第5までの実施の形態では、1つの変調シンボルに配置されたビットが互いに無相関であるとして取り扱うことができるGray Mappingなどのコンスタレーショを用いていた。本実施の形態では、1つの変調信号に配置されるビット同士が相関を持つコンスタレーションの場合について説明する。
(Sixth embodiment)
In the first to fifth embodiments described above, a constellation such as Gray Mapping that can treat the bits arranged in one modulation symbol as being uncorrelated with each other is used. In the present embodiment, a case of a constellation in which bits arranged in one modulation signal have a correlation will be described.
本実施例は、ある特定のコンスタレーションを用いることで、ビット同士が無相関として取り扱えるコンスタレーションを用いた場合よりも、良好な誤り率特性を得ることができる。これは、BICM-ID方式を本発明に組み込むことによるものである。 In this embodiment, by using a specific constellation, it is possible to obtain better error rate characteristics than when using a constellation in which bits can be handled as uncorrelated. This is due to the incorporation of the BICM-ID method into the present invention.
本実施例は、送受信装置ともに第3から第5までの実施の形態のどの構成でも、そのまま実施可能である。ただし、送信装置の変調部と、受信装置の送信ビット軟推定部の動作が、第3から第5までの実施の形態と異なる。 This embodiment can be implemented as it is with any configuration of the third to fifth embodiments of the transmission / reception apparatus. However, the operations of the modulation unit of the transmission device and the transmission bit soft estimation unit of the reception device are different from those of the third to fifth embodiments.
送信装置の変調部は、Gray Mappingではなく、図22に例示したSet Partitioningなどのように、BICM-ID方式で用いられる、ビット同士が相関を持つ方式を用いて、送信ビットの変調を行う。変調部以外の動作は、実施例3から5と同じであるので説明を省略する。 The modulation unit of the transmission apparatus modulates transmission bits using a method in which bits are correlated with each other, such as Set Partitioning illustrated in FIG. 22 instead of Gray Mapping, which is used in the BICM-ID method. Since the operations other than the modulation unit are the same as those in the third to fifth embodiments, the description thereof is omitted.
ここで、ビット同士が相関を持つコンスタレーションと、相関を持たないコンスタレーションとの違いを、図26を用いて説明する。図26(a)は図22(a)と同じコンスタレーションを示しており、、図26(b)は、Gray Mappingを用いたコンスタレーションを示している。また両者は、ともに一つの変調信号に2つのビットを配置するコンスタレーションである。図26(b)は、1ビット目(図26中において各ビットに付した数のうち右の数字)が0なら、信号点は必ず実軸上で正の位置になり、1ビット目が1なら、信号点は必ず実軸上で負の位置になる。また2ビット目(図26中において各ビットに付した数のうち左の数字)が0なら、信号点は必ず虚軸上で正の位置になり、2ビット目が1なら、信号点は必ず虚軸上で負の位置になる。ここで、1ビット目も2ビット目も他方が0であるか1であるかによって、各軸上の配置が変わることがない。 Here, a difference between a constellation in which bits are correlated and a constellation in which there is no correlation will be described with reference to FIG. FIG. 26 (a) shows the same constellation as FIG. 22 (a), and FIG. 26 (b) shows a constellation using Gray Mapping. Both are constellations in which two bits are arranged in one modulation signal. In FIG. 26B, if the first bit (the number on the right of the numbers assigned to each bit in FIG. 26) is 0, the signal point is always in the positive position on the real axis, and the first bit is 1 Then, the signal point is always in a negative position on the real axis. In addition, if the second bit (the number on the left in the numbers in FIG. 26) is 0, the signal point is always positive on the imaginary axis, and if the second bit is 1, the signal point is always Negative position on the imaginary axis. Here, the arrangement on each axis does not change depending on whether the first bit or the second bit is 0 or 1.
一方、図26(a)は、2ビット目が0のときに、1ビット目が0なら、信号点が虚軸上で正の位置になるが、同じく2ビット目が0であっても、1ビット目が1なら、信号点は虚軸上で負の位置になる。このように、各ビットの配置が、他のビットが0か1かによって、変わるコンスタレーションを、ここでは、ビット同士が相関を持つコンスタレーションと呼ぶ。 On the other hand, in FIG. 26A, when the second bit is 0, if the first bit is 0, the signal point is a positive position on the imaginary axis, but even if the second bit is 0, If the first bit is 1, the signal point is in a negative position on the imaginary axis. In this way, a constellation in which the arrangement of each bit changes depending on whether the other bits are 0 or 1 is referred to as a constellation in which bits are correlated here.
ただし、Gray Mapping を用いる16QAMや64QAMは実軸、虚軸上に複数のビットを配置するが、近似的に独立したものとみなすことができる配置であり、ビット同士が相関を持たないコンスタレーションとして扱うことができる。 However, 16QAM and 64QAM using Gray Mapping place multiple bits on the real and imaginary axes, but they can be regarded as being approximately independent, and as a constellation with no correlation between bits. Can be handled.
本実施の形態では、Gray Mappingのようなビット同士が相関を持たないコンスタレーションではなく、Set Pertitioningなどのように、ビット同士が相関を持つコンスタレーションを用いる場合の実施の形態である。受信装置の送信ビット軟推定部は、式(3−2)の代わりに下式で送信ビットの軟推定を行う。 This embodiment is an embodiment in which a constellation in which bits are correlated, such as Set Pertitioning, is used instead of a constellation in which bits are not correlated, such as Gray Mapping. The transmission bit soft estimator of the receiving apparatus performs soft estimation of the transmission bits using the following equation instead of equation (3-2).
ここで、式(6−1)には、式(3−2)に対して、
さらに、初回では送信ビットに関する事前情報が無いので、
以上のように、本発明は、BICM-ID方式と相性が良く、変調部と送信ビット軟推定部の動作を変えるだけで、Gray Mappingより高い伝送特性を示すBICM-ID方式を導入できる。 As described above, the present invention has good compatibility with the BICM-ID scheme, and a BICM-ID scheme that exhibits higher transmission characteristics than Gray Mapping can be introduced simply by changing the operations of the modulation section and the transmission bit soft estimation section.
<全実施例共通>
本発明では、各種LLRの算出の時に、上述した式のように近似を用いずにLLRを算出することが望ましいが、受信装置の処理能力や、許容遅延時間などを考慮してMax-log近似などの近似を用いて受信装置における演算量を削減してもよい。
<Common to all examples>
In the present invention, when calculating various LLRs, it is desirable to calculate LLRs without using approximation as in the above-described formula, but Max-log approximation is performed in consideration of the processing capability of the receiving apparatus, allowable delay time, and the like. The calculation amount in the receiving apparatus may be reduced using approximation such as.
本発明に関わる移動局装置および基地局装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、CPU等を制御するプログラム(コンピュータを機能させるプログラム)である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にRAMに蓄積され、その後、各種ROMやHDDに格納され、必要に応じてCPUによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体(例えば、ROM、不揮発性メモリカード等)、光記録媒体(例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等)、磁気記録媒体(例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等)等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。 The program that operates in the mobile station apparatus and the base station apparatus related to the present invention is a program (a program that causes a computer to function) that controls the CPU and the like so as to realize the functions of the above-described embodiments related to the present invention. Information handled by these devices is temporarily stored in the RAM at the time of processing, then stored in various ROMs and HDDs, read out by the CPU, and corrected and written as necessary. As a recording medium for storing the program, a semiconductor medium (for example, ROM, nonvolatile memory card, etc.), an optical recording medium (for example, DVD, MO, MD, CD, BD, etc.), a magnetic recording medium (for example, magnetic tape, Any of a flexible disk etc. may be sufficient. In addition, by executing the loaded program, not only the functions of the above-described embodiment are realized, but also based on the instructions of the program, the processing is performed in cooperation with the operating system or other application programs. The functions of the invention may be realized.
また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における移動局装置および基地局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるLSIとして実現してもよい。移動局装置および基地局装置の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。 In the case of distribution in the market, the program can be stored and distributed in a portable recording medium, or transferred to a server computer connected via a network such as the Internet. In this case, the storage device of the server computer is also included in the present invention. Moreover, you may implement | achieve part or all of the mobile station apparatus and base station apparatus in embodiment mentioned above as LSI which is typically an integrated circuit. Each functional block of the mobile station apparatus and the base station apparatus may be individually made into a processor, or a part or all of them may be integrated into a processor. Further, the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. In addition, when an integrated circuit technology that replaces LSI appears due to progress in semiconductor technology, an integrated circuit based on the technology can also be used.
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design and the like within the scope not departing from the gist of the present invention are also claimed. Included in the range.
本発明は、移動通信装置に利用可能である。 The present invention is applicable to mobile communication devices.
A…送信側装置、1…DPC符号部、3…符号部、5…インターリー部、7…摂動ビット加算部、11…生成行列記憶部、15…送信信号生成部、17…変調部、19…干渉演算部、21…dither系列加算部、23…摂動ベクトル加算部、25…摂動ビット算出部、31…DPC復号部、33…dither系列減算部、35…送信ビット軟推定部、37…摂動ビット軟推定部、41…Check Node、43…検査行列記憶部、45…デインターリーブ部、47…インターリーブ部、51…減算部、53…復号部、55…硬判定部、B…基地局装置、101a・b…アンテナ、103…基地局送信部、105…基地局受信部、111a・b…無線送信部、113a・b…GI挿入部、115a・b…IFFT部、117a・b…フレーム構成部、121…CRS生成部、131a・b…無線受信部、133a・b…GI除去部、135a・b…FFT部、137…伝搬路状態情報取得部、151…線形フィルタ算出部、153…符号部、155…変調部、157…干渉算出部、161…DRS生成部、163a…固有信号構成部、163b…固有信号構成部、165…線形フィルタ乗算部、167…DPC符号部、201…アンテナ、203…GI除去部、207…FFT部、211…信号分離部、215…伝搬路推定部、217…伝搬路状態情報生成部、221…IFFT部、223…GI挿入部、225…無線送信部、227…伝搬路補償部、231…復調部、233…復号部、235…DPC復号部、411…実部・虚部分離部、415…実部・虚部合成部、451…DPC復号部、453…実部・虚部分離部、603…係数乗算部、653…係数乗算部、701、801…係数算出部、801…係数、901…電力正規化部、903…摂動ベクトル算出部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS A ... Transmission side apparatus, 1 ... DPC encoding part, 3 ... Code | symbol part, 5 ... Interleaving part, 7 ... Perturbation bit addition part, 11 ... Generation matrix memory | storage part, 15 ... Transmission signal generation part, 17 ... Modulation part, 19 ... Interference calculation unit, 21 ... dither sequence addition unit, 23 ... perturbation vector addition unit, 25 ... perturbation bit calculation unit, 31 ... DPC decoding unit, 33 ... dither sequence subtraction unit, 35 ... transmission bit soft estimation unit, 37 ... perturbation Bit soft estimator, 41 ... Check Node, 43 ... Check matrix storage, 45 ... Deinterleave, 47 ... Interleave, 51 ... Subtractor, 53 ... Decode, 55 ... Hard decision, B ... Base station, 101a · b ... antenna, 103 ... base station transmitter, 105 ... base station receiver, 111a · b ... radio transmitter, 113a · b ... GI inserter, 115a · b ... IFFT unit, 117a · b ... frame configuration unit , 21 ... CRS generator, 131a.b ... radio receiver, 133a.b ... GI remover, 135a.b ... FFT unit, 137 ... propagation state information acquisition unit, 151 ... linear filter calculator, 153 ... encoder, 155: Modulation unit, 157 ... Interference calculation unit, 161 ... DRS generation unit, 163a ... Eigen signal configuration unit, 163b ... Eigen signal configuration unit, 165 ... Linear filter multiplication unit, 167 ... DPC encoding unit, 201 ... Antenna, 203 ... GI removal unit, 207 ... FFT unit, 211 ... signal separation unit, 215 ... propagation path estimation unit, 217 ... propagation path state information generation unit, 221 ... IFFT unit, 223 ... GI insertion unit, 225 ... wireless transmission unit, 227 ... Propagation path compensator, 231 ... demodulator, 233 ... decoder, 235 ... DPC decoder, 411 ... real part / imaginary part separator, 415 ... real part / imaginary part combiner, 451 ... DPC decoder , 453 ... real part / imaginary part separation part, 603 ... coefficient multiplication part, 653 ... coefficient multiplication part, 701, 801 ... coefficient calculation part, 801 ... coefficient, 901 ... power normalization part, 903 ... perturbation vector calculation part.
Claims (17)
誤り訂正符号化により符号ビットを生成する符号部と
送信ビットを変調して変調信号を生成する変調部と、
受信装置と送信装置において既知の大きさの信号の整数倍の信号である摂動ベクトルを、前記変調信号に加算して送信信号を生成する摂動ベクトル加算部と、
前記摂動ベクトルに基づいて、摂動ビットを算出する摂動ビット算出部と、
前記符号ビットの少なくとも一部に前記摂動ビットを加算して送信ビットを算出する摂動ビット加算部と、
を有することを特徴とする送信装置。 A transmitting device in a communication system in which a transmitting device transmits a signal to at least one receiving device,
A code unit that generates a code bit by error correction coding, a modulation unit that generates a modulated signal by modulating a transmission bit, and
A perturbation vector addition unit that generates a transmission signal by adding a perturbation vector that is a signal that is an integral multiple of a signal of a known magnitude in the reception device and the transmission device to the modulation signal;
A perturbation bit calculator for calculating a perturbation bit based on the perturbation vector;
A perturbation bit addition unit for calculating a transmission bit by adding the perturbation bit to at least a part of the sign bit;
A transmission device comprising:
前記摂動ベクトルを前記既知の大きさの信号で除算した値に基づいて摂動ビットを算出すること、
を特徴とする請求項1に記載の送信装置。 The perturbation bit calculation unit includes:
Calculating a perturbation bit based on a value obtained by dividing the perturbation vector by the signal of the known magnitude;
The transmission device according to claim 1.
前記除算した値が奇数であるか偶数であるかに基づいて摂動ビットを算出すること、
を特徴とする請求項2に記載の送信装置。 The perturbation bit calculation unit includes:
Calculating a perturbation bit based on whether the divided value is odd or even;
The transmission device according to claim 2.
を特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の送信装置。 An interference subtraction unit that subtracts an interference signal received by the reception signal from the modulation signal;
The transmission device according to any one of claims 1 to 3.
を特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の送信装置。 A coefficient multiplier that multiplies the interference signal received by the received signal from the modulated signal by a positive coefficient less than 1, and an interference subtractor that subtracts the signal multiplied by the coefficient;
The transmission device according to any one of claims 1 to 3.
Modulo演算により前記送信信号を生成すること、
を特徴とする請求項4又は5に記載の送信装置。 The perturbation vector addition unit
Generating the transmission signal by Modulo operation;
The transmission device according to claim 4, wherein:
前記複数の受信装置に対して算出した前記送信信号に対して、線形フィルタを乗算する線形フィルタ乗算部を有すること、
を特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の送信装置。 The transmitting device transmits transmission signals addressed to a plurality of receiving devices simultaneously at the same frequency,
A linear filter multiplier that multiplies the transmission signals calculated for the plurality of receiving devices by a linear filter;
The transmission device according to any one of claims 1 to 3.
を特徴とする請求項7に記載の送信装置。 Having a perturbation vector calculation unit for calculating the perturbation vector to be added to the receiving device based on the linear filter and the modulation signal transmitted to the receiving device;
The transmission apparatus according to claim 7.
受信信号に基づいて、摂動ビットを推定して摂動ビット軟推定値を算出する摂動ビット軟推定部と、
受信信号に基づいて、送信ビットを推定して送信ビット軟推定値を算出する送信ビット軟推定部と、
前記摂動ビット軟推定値と前記送信ビット軟推定値とに基づいて符号ビット軟推定値を算出するCheck Nodeと、
前記符号ビット軟推定値に基づいて復号を行う復号部と、
を有することを特徴とする受信装置。 A receiving device in a communication system in which a transmitting device transmits a signal to at least one receiving device,
A perturbation bit soft estimator for estimating a perturbation bit and calculating a perturbation bit soft estimate based on a received signal;
A transmission bit soft estimator that estimates a transmission bit and calculates a transmission bit soft estimate based on a received signal;
Check Node for calculating a sign bit soft estimate based on the perturbation bit soft estimate and the transmission bit soft estimate;
A decoding unit that performs decoding based on the code bit soft estimate;
A receiving apparatus comprising:
前記CheckNodeは、さらに、
前記符号ビット軟推定値と前記摂動ビット軟推定値に基づいて送信ビット軟推定値を算出し、前記符号ビット軟推定値と前記摂動ビット軟推定値と前記送信ビット軟推定値に基づいて、新たに、前記摂動ビット軟推定値を算出する、
ことを特徴とする請求項9に記載の受信装置。 The decoding unit further calculates a code bit soft estimate,
The CheckNode further includes
A transmission bit soft estimation value is calculated based on the code bit soft estimation value and the perturbation bit soft estimation value, and based on the code bit soft estimation value, the perturbation bit soft estimation value, and the transmission bit soft estimation value, a new Calculating the perturbation bit soft estimate,
The receiving device according to claim 9.
前記摂動ビット軟推定部は、受信信号を、実部又は虚部方向に、前記既知の大きさの偶数倍だけ平行移動した点を同じ受信信号点であるとみなして摂動ビット軟推定値を算出すること、
を特徴とする請求項9又は10に記載の受信装置。 The transmission bit soft estimation unit regards a point obtained by translating a received signal in the real part or imaginary part direction by an integral multiple of a signal having a known size in the receiving apparatus and the transmitting apparatus as the same received signal point. Calculate the transmitted bit soft estimate,
The perturbation bit soft estimation unit calculates a perturbation bit soft estimation value by regarding a point obtained by translating a reception signal in the real part or imaginary part direction by an even multiple of the known size as the same reception signal point. To do,
The receiving device according to claim 9 or 10.
1未満の正の係数を乗算する係数乗算部を有することを、
特徴とする請求項9から11までのいずれか1項に記載の受信装置。 For the received signal, the decoding unit
Having a coefficient multiplier that multiplies positive coefficients less than 1;
The receiving device according to claim 9, wherein the receiving device is characterized in that:
誤り訂正符号化により符号ビットを生成する符号部と
送信ビットを変調して変調信号を生成する変調部と、
受信装置と送信装置において既知の大きさの信号の整数倍の信号である摂動ベクトルを、前記変調信号に加算して送信信号を生成する摂動ベクトル加算部と、
前記摂動ベクトルに基づいて、摂動ビットを算出する摂動ビット算出部と、
前記符号ビットの少なくとも一部に前記摂動ビットを加算して送信ビットを算出する摂動ビット加算部と、
を具備する送信装置と、
受信信号に基づいて、摂動ビットを推定して摂動ビット軟推定値を算出する摂動ビット軟推定部と、
受信信号に基づいて、送信ビットを推定して送信ビット軟推定値を算出する送信ビット軟推定部と、
記摂動ビット軟推定値と前記送信ビット軟推定値に基づいて符号ビット軟推定値を算出するCheck Nodeと、
前記符号ビット軟推定値に基づいて復号を行う復号部と、
を具備する受信装置と、
を有することを特徴とする通信システム。 A communication system in which a transmission device transmits a signal to at least one reception device, a code unit that generates a code bit by error correction coding, a modulation unit that modulates the transmission bit and generates a modulation signal;
A perturbation vector addition unit that generates a transmission signal by adding a perturbation vector that is a signal that is an integral multiple of a signal of a known magnitude in the reception device and the transmission device to the modulation signal;
A perturbation bit calculator for calculating a perturbation bit based on the perturbation vector;
A perturbation bit addition unit for calculating a transmission bit by adding the perturbation bit to at least a part of the sign bit;
A transmission device comprising:
A perturbation bit soft estimator for estimating a perturbation bit and calculating a perturbation bit soft estimate based on a received signal;
A transmission bit soft estimator that estimates a transmission bit and calculates a transmission bit soft estimate based on a received signal;
Check Node for calculating a sign bit soft estimate based on the perturbation bit soft estimate and the transmission bit soft estimate;
A decoding unit that performs decoding based on the code bit soft estimate;
A receiving device comprising:
A communication system comprising:
誤り訂正符号化により符号ビットを生成するステップと
送信ビットを変調して変調信号を生成するステップと、
受信装置と送信装置において既知の大きさの信号の整数倍の信号である摂動ベクトルを、前記変調信号に加算して送信信号を生成するステップと、
前記摂動ベクトルに基づいて、摂動ビットを算出するステップと、
前記符号ビットの少なくとも一部に前記摂動ビットを加算して送信ビットを算出するステップと、
を含む送信方法。 A transmission method in a communication system in which a transmission device transmits a signal to at least one reception device,
Generating a code bit by error correction coding; modulating a transmission bit to generate a modulated signal; and
Adding a perturbation vector, which is a signal that is an integral multiple of a signal of a known magnitude in the receiving apparatus and the transmitting apparatus, to the modulation signal to generate a transmission signal;
Calculating a perturbation bit based on the perturbation vector;
Adding the perturbation bit to at least a part of the sign bit to calculate a transmission bit;
Including sending method.
受信信号に基づいて、摂動ビットを推定して摂動ビット軟推定値を算出するステップと、
受信信号に基づいて、送信ビットを推定して送信ビット軟推定値を算出するステップと、
前記摂動ビット軟推定値と前記送信ビット軟推定値に基づいて符号ビット軟推定値を算出するステップと、
前記符号ビット軟推定値に基づいて復号を行うステップと、
を含む受信方法。 A receiving method in a communication system in which a transmitting device transmits a signal to at least one receiving device,
Calculating a perturbation bit soft estimate by estimating a perturbation bit based on the received signal;
Calculating a transmission bit soft estimate by estimating a transmission bit based on a received signal;
Calculating a sign bit soft estimate based on the perturbation bit soft estimate and the transmission bit soft estimate;
Decoding based on the code bit soft estimate;
Including receiving method.
誤り訂正符号化により符号ビットを生成する符号部と
送信ビットを変調して変調信号を生成する変調部と、
受信装置と送信装置において既知の大きさの信号の整数倍の信号である摂動ベクトルを、前記変調信号に加算して送信信号を生成する摂動ベクトル加算部と、
前記摂動ベクトルに基づいて、摂動ビットを算出する摂動ビット算出部と、
前記符号ビットの少なくとも一部に前記摂動ビットを加算して送信ビットを算出する摂動ビット加算部と、
を具備するプロセッサ。 A processor used in a transmission apparatus in a communication system in which the transmission apparatus transmits a signal to at least one reception apparatus,
A code unit that generates a code bit by error correction coding, a modulation unit that generates a modulated signal by modulating a transmission bit, and
A perturbation vector addition unit that generates a transmission signal by adding a perturbation vector that is a signal that is an integral multiple of a signal of a known magnitude in the reception device and the transmission device to the modulation signal;
A perturbation bit calculator for calculating a perturbation bit based on the perturbation vector;
A perturbation bit addition unit for calculating a transmission bit by adding the perturbation bit to at least a part of the sign bit;
A processor comprising:
受信信号に基づいて、摂動ビットを推定して摂動ビット軟推定値を算出する摂動ビット軟推定部と、
受信信号に基づいて、送信ビットを推定して送信ビット軟推定値を算出する送信ビット軟推定部と、
前記摂動ビット軟推定値と前記送信ビット軟推定値に基づいて符号ビット軟推定値を算出するCheck Nodeと、
前記符号ビット軟推定値に基づいて復号を行う復号部と、
を具備するプロセッサ。 A processor used in a receiving apparatus in a communication system in which a transmitting apparatus transmits a signal to at least one receiving apparatus,
A perturbation bit soft estimator for estimating a perturbation bit and calculating a perturbation bit soft estimate based on a received signal;
A transmission bit soft estimator that estimates a transmission bit and calculates a transmission bit soft estimate based on a received signal;
Check Node for calculating a sign bit soft estimate based on the perturbation bit soft estimate and the transmission bit soft estimate;
A decoding unit that performs decoding based on the code bit soft estimate;
A processor comprising:
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010120367A JP2011250073A (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Communication system, transmitter, receiver, and communication method |
PCT/JP2011/060619 WO2011148771A1 (en) | 2010-05-26 | 2011-05-09 | Communication system, transmitting device, receiving device, method of communication |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010120367A JP2011250073A (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Communication system, transmitter, receiver, and communication method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011250073A true JP2011250073A (en) | 2011-12-08 |
Family
ID=45003763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010120367A Pending JP2011250073A (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Communication system, transmitter, receiver, and communication method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011250073A (en) |
WO (1) | WO2011148771A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014112763A (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Advanced Telecommunication Research Institute International | Wireless communication system, wireless communication device and wireless communication method |
-
2010
- 2010-05-26 JP JP2010120367A patent/JP2011250073A/en active Pending
-
2011
- 2011-05-09 WO PCT/JP2011/060619 patent/WO2011148771A1/en active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014112763A (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Advanced Telecommunication Research Institute International | Wireless communication system, wireless communication device and wireless communication method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011148771A1 (en) | 2011-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5344121B2 (en) | Wireless communication method and apparatus in single carrier transmission system | |
KR100843253B1 (en) | Iterative reception method and Iterative receiver | |
JP4903122B2 (en) | Wireless communication system, receiving apparatus, receiving method | |
Han et al. | Iterative per-vector equalization for orthogonal signal-division multiplexing over time-varying underwater acoustic channels | |
JP5330599B2 (en) | Method and receiver for jointly decoding received communication signals using maximum likelihood detection | |
JP2009152876A (en) | Radio communication system, reception device, and reception method | |
US8666003B2 (en) | Reception device, reception method, and reception program | |
JP5753678B2 (en) | Wireless transmission device | |
WO2010150313A1 (en) | Communication device | |
Kumar et al. | Multi-user CFOs estimation for SC-FDMA system over frequency selective fading channels | |
KR20080052159A (en) | Intercell interference mitigation method and apparatus for ofdma systems | |
JP6716469B2 (en) | Base station device and terminal device | |
JP5288622B2 (en) | Wireless communication apparatus, wireless communication system, and communication method | |
JP2008258899A (en) | Receiver and receiving method | |
JP5770558B2 (en) | Receiving device, program, and integrated circuit | |
WO2011148771A1 (en) | Communication system, transmitting device, receiving device, method of communication | |
JP2015056690A (en) | Terminal device and reception device | |
JP5909104B2 (en) | Radio transmitting apparatus, radio receiving apparatus, radio communication system, and precoding method | |
WO2012122778A1 (en) | System and method for signaling and detecting in wireless communications systems | |
Rahmati et al. | OFDM signal recovery in deep faded erasure channel | |
JP2010045422A (en) | Radio receiver, and radio reception method | |
JP2012142857A (en) | Radio communication system, radio communication method, and radio terminal | |
JP2018050097A (en) | Base station device, perturbation vector search method and program | |
Chtourou et al. | Efficient doubly-iterative frequency domain turbo-equalization for single-carrier transmission over MIMO ISI channel | |
JP2013126144A (en) | Transmitter, receiver, and communication system |