JP2012257190A

JP2012257190A - Communication system

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Publication number: JP2012257190A
Application number: JP2011252742A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Iwanami; 保則岩波; Satoshi Ri; 聡李; Naoki Okamoto; 直樹岡本; Ryota Yamada; 良太山田
Original assignee: Sharp Corp; Nagoya Institute of Technology NUC
Current assignee: Sharp Corp; Nagoya Institute of Technology NUC
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2012-12-27

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication system to realize interference elimination of an IUI (Inter-User Interference) and improvement in a frequency utilization ratio in a multiuser MIMO down relay link communication path.SOLUTION: The communication system performs multiuser MIMO downlink relay transmission with a base station 10, a relay station 20, and a plurality of user terminals 30-1 to 30-N. The respective user terminals 30-1 to 30-Nhave a plurality of receiving antennas. The base station 10 or the relay station 20 multiplies transmission weight so as to suppress interference between users in the respective user terminals 30-1 to 30-N.

Description

第４世代の移動通信システム等では、高速・大容量が要求され、下り回線のカバレッジの拡大や周波数利用率の向上が求められる。本発明は、次世代移動通信システムに対して、基地局に比べ安価なリレー局(Relay Station: RS)の導入を考える。リレー局では基地局からの信号受信後、信号を処理し、再送信する。よって、セルラー通信の下り回線において、ユーザ端末(User Destination：UD)での受信電力を強め、セルエッジでの誤り特性を大きく改善することが可能となる。 In the fourth generation mobile communication system and the like, high speed and large capacity are required, and expansion of downlink coverage and improvement of frequency utilization rate are required. The present invention considers the introduction of a relay station (Relay Station: RS) that is less expensive than a base station for a next-generation mobile communication system. After receiving the signal from the base station, the relay station processes the signal and retransmits it. Therefore, in the downlink of cellular communication, it is possible to increase the reception power at the user terminal (User Destination: UD) and greatly improve the error characteristics at the cell edge.

第１の従来技術として、マルチユーザＭＩＭＯ下りリンク伝送方式に於いて、基地局とユーザ端末がそれぞれ複数本の送受信アンテナを持ち、同一時刻、同一周波数において、各ユーザへ向け異なる送信情報を伝送でき、伝送容量や周波数利用率の増加が計れる。しかし、各ユーザに対して所望の通信品質を満たせない場合がある。例えば、基地局からの距離が離れているセルエッジエリアにおけるユーザにおいて、距離減衰やシャドウイングなどの影響で受信電力が大幅に低下する場合や、同時に大勢のユーザ端末が通信を行う場合のチャンネル配分の非最適化の問題などである。 As a first prior art, in a multi-user MIMO downlink transmission system, a base station and a user terminal each have a plurality of transmission / reception antennas, and can transmit different transmission information to each user at the same time and the same frequency. , Increase transmission capacity and frequency utilization. However, there are cases where the desired communication quality cannot be satisfied for each user. For example, for users in cell edge areas that are far away from the base station, channel distribution when the received power is significantly reduced due to the effects of distance attenuation, shadowing, etc., or when many user terminals communicate at the same time This is a problem of non-optimization.

第２の従来技術として（非特許文献１参照）、ＱＲ分解に基づくＤＰＣ伝送方式では、通信路容量の損失を避けることはできるが、ユーザ端末の受信アンテナ数が１本に制限される。しかしながら、次世代の携帯などの移動通信システムのユーザ端末では最大４本のアンテナが実装可能になると予想される。 As a second conventional technique (see Non-Patent Document 1), in the DPC transmission method based on QR decomposition, loss of communication path capacity can be avoided, but the number of receiving antennas of the user terminal is limited to one. However, it is expected that a maximum of four antennas can be mounted in a user terminal of a mobile communication system such as a next-generation mobile phone.

C. Li, Y. Iwanami, E. Okamoto, “Comparison study for Tomlinson-Harashima Precoding based on MMSE criteria in Multiuser MIMO downlink system”, IEEE TENCON 2009, 2009年11月C. Li, Y. Iwanami, E. Okamoto, “Comparison study for Tomlinson-Harashima Precoding based on MMSE criteria in Multiuser MIMO downlink system”, IEEE TENCON 2009, November 2009

マルチユーザＭＩＭＯ下り回線において、基地局からの距離が離れているセルエッジエリアでは、基地局からの信号が減衰して誤り率が増加するため、高速度通信の実現が困難になる。そこで基地局とユーザ間にリレー局を設置する。このとき、システムの周波数利用効率高めるために、基地局とリレー局において最適な送信ウェイトの設計と送信電力の配分が必要となる。 In a multi-user MIMO downlink, in a cell edge area that is far from the base station, the signal from the base station is attenuated and the error rate is increased, which makes it difficult to realize high-speed communication. Therefore, a relay station is installed between the base station and the user. At this time, in order to increase the frequency utilization efficiency of the system, it is necessary to design optimal transmission weights and allocate transmission power at the base station and the relay station.

本発明は、斯かる実情に鑑み、マルチユーザＭＩＭＯ下りリンクリレー伝送において、ＩＵＩ(Inter-User Interference)の干渉除去及び周波数利用率の向上を実現する通信システムを提供することを目的とするものである。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a communication system that realizes IUI (Inter-User Interference) interference removal and frequency utilization rate improvement in multi-user MIMO downlink relay transmission. is there.

本発明は、基地局装置、リレー局装置及び複数の受信端末装置との間でマルチユーザＭＩＭＯ下りリンクリレー伝送を行う通信システムであって、
前記各受信端末装置は複数の受信アンテナを備え、前記基地局装置または前記リレー局装置は、前記各受信端末におけるユーザ間干渉を抑圧するように送信ウェイトを乗算することを特徴とする。 The present invention is a communication system that performs multi-user MIMO downlink relay transmission between a base station apparatus, a relay station apparatus, and a plurality of receiving terminal apparatuses,
Each receiving terminal apparatus includes a plurality of receiving antennas, and the base station apparatus or the relay station apparatus multiplies transmission weights so as to suppress inter-user interference in each receiving terminal.

ここで、前記基地局装置は、前記各受信端末装置におけるユーザ間干渉を抑圧するような送信ウェイトを乗算することを特徴とする。 Here, the base station apparatus is characterized by multiplying a transmission weight that suppresses inter-user interference in each receiving terminal apparatus.

また、前記基地局装置は、前記リレー局装置におけるユーザ間干渉を抑圧するような送信ウェイトを乗算し、前記リレー局装置は、前記各受信端末装置におけるユーザ間干渉を抑圧するような送信ウェイトを乗算することを特徴とする。
さらに前記リレー局装置は、ユーザ選択を行うことを特徴とする。
そして、前記リレー局装置は、前記選択したユーザの送信利得を最大化することを特徴とする。 Further, the base station apparatus multiplies transmission weights that suppress inter-user interference in the relay station apparatus, and the relay station apparatus uses transmission weights that suppress inter-user interference in the receiving terminal apparatuses. It is characterized by multiplication.
Further, the relay station device performs user selection.
The relay station apparatus maximizes a transmission gain of the selected user.

本発明によれば、マルチユーザＭＩＭＯ下りリレー回線において、基地局装置またはリレー局装置が、複数のアンテナを備えた各受信端末におけるユーザ間干渉を抑圧するように送信ウェイトを乗算するので、ユーザ端末間のＩＵＩを除去でき、各ユーザ端末に対するマルチストリーム送信を可能とする。また、リレー局ではユーザ選択することにより送信ユーザダイバーシティ効果を得ることができる。また、リレー局装置が前記選択したユーザの送信利得を最大化するので、基地局では送信電力の等配分を行い、リレー局では注水定理による送信電力配分行うことができる。 According to the present invention, in the multi-user MIMO downlink relay line, the base station apparatus or the relay station apparatus multiplies the transmission weight so as to suppress inter-user interference in each receiving terminal having a plurality of antennas. IUI can be eliminated, and multi-stream transmission to each user terminal is possible. In addition, the relay station can obtain a transmission user diversity effect by selecting a user. Further, since the relay station apparatus maximizes the transmission gain of the selected user, the base station can perform equal distribution of transmission power, and the relay station can perform transmission power distribution according to the water injection theorem.

マルチユーザＭＩＭＯ下りリンクリレー伝送モデルを示す図である。It is a figure which shows a multiuser MIMO downlink relay transmission model. ユーザ端末アンテナ間が無相関の場合における提案方式のシステムキャパシティーレート特性（Ｎｄ＝２）の図である。It is a figure of the system capacity rate characteristic (Nd = 2) of the proposal system in case a user terminal antenna is uncorrelated. ユーザ端末アンテナ間が有相関の場合における提案方式のシステムキャパシティーレート特性（Ｎｄ＝２）の図である。It is a figure of the system capacity rate characteristic (Nd = 2) of a proposal system in case a user terminal antenna has a correlation. 異なる端末ユーザ数の場合における提案方式のシステムキャパシティーレート特性（Ｎｄ＝２）の図である。It is a figure of the system capacity rate characteristic (Nd = 2) of the proposal system in the case of a different number of terminal users.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

まず本発明の概略を図１に示す。基地局１０の送信アンテナ数をＮ_ｓ、リレー局２０のアンテナ数をＮ_ｒ、ユーザ端末数をＮ_ｄとする。また、ｎ_ｄ ^{（２，１）}をｋ番目のユーザ端末３０−ｋの受信アンテナ数とする。基地局１０から、各々異なった各ユーザ向けの送信データを、同時刻に同一のキャリヤ周波数を用いて、空間多重して伝送する。基地局１０からの送信は２つのタイムスロットに分けられ、第１のタイムスロットでは、基地局１０からリレー局２０へデータが送信される。第２のタイムスロットでは、リレー局２０が基地局１０から受信したデータを中継処理して各ユーザ端末３０−１〜３０−Ｎ_ｄにブロードキャストする。基地局１０とリレー局２０との間の通信路行列をＨ_１、リレー局２０からユーザ端末３０−１〜３０−Ｎ_ｄとの間の通信路行列をＨ_２＝［Ｈ_２，１ ^Ｔ…Ｈ_２，ｋ ^Ｔ…Ｈ_２，Ｎｄ ^Ｔ］とする。 First, an outline of the present invention is shown in FIG. The number of transmission antennas of the base station 10 is N _s , the number of antennas of the relay station 20 is N _r , and the number of user terminals is N _d . Also, let n _d ^{(2,1) be the} number of receiving antennas of the kth user terminal 30-k. Transmission data for each different user is transmitted from the base station 10 by spatial multiplexing using the same carrier frequency at the same time. Transmission from the base station 10 is divided into two time slots, and data is transmitted from the base station 10 to the relay station 20 in the first time slot. In the second time slot, the relay station 20 broadcasts to relay processing the data received from the base station 10 to the user terminals 30-1 to _{30-N d.} The communication path matrix between the base station 10 and the relay station 20 is H ₁ , and the communication path matrix between the relay station 20 and the user terminals 30-1 to 30-N _d is H ₂ = [H _2,1 ^T. _{^{_{H 2, k T ... H 2}}} , Nd T] to.

第１のタイムスロットにおいて、リレー局２０の受信信号は次のようになる。

In the first time slot, the received signal of the relay station 20 is as follows.

ここで、Ｍ_１∈Ｃ^{Ｎｓ×Ｎｓ}，Ｘ_２＝［ｘ_１ ^Ｔ…ｘ_１ ^Ｔ…ｘ_Ｎｓ ^Ｔ］∈Ｃ^Ｎｓ×１及びＷ_１∈Ｃ^Ｎｒ×１は、それぞれ基地局１０の送信ウェイト行列、基地局１０の送信信号及びリレー局２０の受信ガウス雑音である。基地局１０での送信電力制限はｔｒ（ＭＭ^Ｈ）＝Ｐ_１と表せる。 Here, M ₁ ∈C ^{Ns × Ns} , X ₂ = [x ₁ ^T ... X ₁ ^T ... X _Ns ^T ] ∈C ^{Ns × 1} and W ₁ ∈C ^{Nr × 1} are respectively the transmission weight matrices of the base station 10 The transmission signal of the base station 10 and the reception Gaussian noise of the relay station 20. The transmission power limit at the base station 10 can be expressed as tr (MM ^H ) = P ₁ .

第２のタイムスロットにおいて、リレー局２０で送信ウェイトＦ∈Ｃ^{Ｎｒ×Ｎｒ}を用いて受信信号Ｙ_Ｒを増幅し、ユーザ端末３０−１〜３０−Ｎ_ｄに送信する。このとき、ｋ番目ユーザ端末３０−ｋの受信信号は（数２）になる。

In the second time slot, it amplifies the signal _{Y R} received using the transmission weight F∈C ^{Nr × Nr} relay station 20, and transmits to the user terminal 30-1 to _{30-N d.} At this time, the received signal of the kth user terminal 30-k is (Expression 2).

ここで、ｗ_２，ｋはｋ番目のユーザにおける受信ガウス雑音である。リレー局２０での送信電力制限はｔｒ（ＦＨ_１ＭＭ^ＨＨ_１ ^ＨＦ^Ｈ）＋ｔｒ（Ｆ^ＨＦ^Ｈ）＝Ｐ_２と表せる。 Here, w _{2 and k} are received Gaussian noises in the k-th user. The transmission power limitation at the relay station 20 can be expressed as tr (FH ₁ MM ^H H ₁ ^H F ^H ) + tr (F ^H F ^H ) = P ₂ .

基地局１０における送信ウェイトの設計法について説明する。 A transmission weight design method in the base station 10 will be described.

まず、システム全体のチャネル行列Ｈ_Ｇを次のように定義する。

First, define the channel matrix H _G of the entire system, as follows.

基地局１０での送信ウェイトＭとリレー局２０での送信ウェイトＦは（数４）になる。

The transmission weight M at the base station 10 and the transmission weight F at the relay station 20 are (Equation 4).

ここで、Г_１＝ｄｉａｇ（ｐ^１，…ｐ^２，…ｐ^Ｎｄ），Ｍ⁻＝［Ｍ⁻ _１，…，Ｍ⁻ _ｋ，…，Ｍ⁻ _Ｎｄ］はそれぞれ電力配分行列とＩＵＩ（Inter-User Interference）除去行列である。ｋ番目のユーザ端末３０−ｋについて、ｋより前の（ｋ−１）個のユーザに関するチャネルで構成された行列Ｈ＾_Ｊ，ｋに対し特異値分解（ＳＶＤ）を行う。

_{^{^{Here, Г 1 = diag (p 1}}} , ... p 2, ... p Nd), M - = [M - 1, ..., M - k, ..., M - Nd] Each power allocation matrix and IUI (Inter- User Interference) removal matrix. For the k-th user terminal 30-k, singular value decomposition (SVD) is performed on the matrix H ^ _{J, k} composed of channels related to (k-1) users before k.

ここで、Ｎｓ−ｓｉｇｍａ_ｊ＝１ ^ｋ−１ｎ_ｄ ^（ｊ）列のユニタリベクトルを持つ行列Ｖ_ｊ，ｋ ^０はＨ＾_Ｊ，ｋのヌルスペースである。
Ｖ_ｊ，ｋ ^０の列ベクトルをＭ⁻ _ｋの候補とする。Ｍ⁻ _１は、Ｈ＾_Ｊ，１の固有ベクトルで作られる。 Here, a matrix V _{j, k} ⁰ having a unitary vector of Ns−sigma _{j = 1} ^k−1 n _d ^(j) columns is a null space of H ^ _{J, k} .
A column vector of V _{j, k} ⁰ is a candidate for M ⁻ _k . M ^- ₁ is made of eigenvectors of H ^ _{J, 1} .

マルチユーザＭＩＭＯリレー通信路の等価通信路行列は（数６）と表される。

The equivalent channel matrix of the multi-user MIMO relay channel is expressed as (Equation 6).

ユーザ端末３０−１〜３０−Ｎ_ｄにおいて、受信信号にデコーダーを掛け、他ユーザからの干渉を完全に除去する。ユーザ端末３０−１〜３０−Ｎ_ｄにおけるデコーダー行列は次の様になる。

In the user terminal 30-1 to _{30-N d,} multiplied by decoder the received signal, to completely remove the interference from other users. Decoder matrix in the user terminal _{30-1~30-N d} is made in the following manner.

デコーダー行列Ｄをユーザ端末受信信号Ｙ_Ｒに乗算すると次式を得る。

The following expression is obtained when multiplying the decoder matrix D to the user terminal the received signal Y _R.

ここで、（数７）のブロック三角行列Ｈ_Ｇの対角線上におけるｈ’_ｋｋ ^Ｈにコレスキー分解を適用している。また、Ｗ’＝ＤＨ_２ＦＷ_１＋Ｗ_２，Ｇ_ｋ＝ｄｉａｇ（Ｒ_ｋ）（Ｒ_ｋ ^Ｈ）^−１である。ユーザｋにおけるｉ番目の信号ストリームの実効ＳＩＮＲ(Signal-to-Interference and Noise power Ratio)は次の様になる。

Here, we have applied Cholesky decomposition to h _'kk ^H on the diagonal of the block triangular matrix H _G (Equation 7). Further, W ′ = DH ₂ FW ₁ + W ₂ , G _k = diag (R _k ) (R _k ^H ) ⁻¹ . The effective SINR (Signal-to-Interference and Noise power Ratio) of the i-th signal stream at user k is as follows.

ここで、ｒ_ｉ ^（ｋ）は（数８）にある三角行列Ｒ_ｋの対角要素である。全リレーシステムのチャネルキャパシティレートは次式になる。

Here, r _i ^(k) is a diagonal element of the triangular matrix R _k in (Equation 8). The channel capacity rate for all relay systems is:

基地局１０とリレー局２０における送信ウェイトの分離設計法を説明する。 A transmission weight separation design method in the base station 10 and the relay station 20 will be described.

まず、第１リンクのH₁行列に特異値分解を行う。

First, singular value decomposition is performed on the H ₁ matrix of the first link.

ここで、∧_１＝ｄｉａｇ（λ_１ ^（１），…，λ_１ ^（ｋ），…，λ_１ ^（Ｎｄ）），λ_１，ｉ ^（ｋ）∈λ_１ ^（ｋ）はＨ_１の特異値で構成される対角行列であり、Ｕ_１∈Ｃ^{Ｎｒ×Ｎｒ}とＶ_１∈Ｃ^{Ｎｓ×Ｎｓ}はユニタリー行列である。基地局１０での送信ウェイトＭとリレー局２０での送信ウェイトＦは次式で表される。

ここで、Ｆ＝Ｕ_１ ^ＨГ_２ ^１／２は第１リンクＨ_１に対して、Ｆ＝［Ｆ_１，２…Ｆ_１，ｋ…Ｆ_１，Ｎｄ］は第２リンクＨ_２に対してユーザ間の干渉を除去する。同様に、ユーザｋに対するリレー局２０の送信ウェイトは次の操作で求められる。

Here, ∧ ₁ = diag (λ ₁ ⁽¹⁾ ,..., Λ ₁ ^(k) ,..., Λ ₁ ^(Nd) ), λ _{1, i} ^(k) ∈λ ₁ ^(k) is a singular value of H ₁ U ₁ εC ^{Nr × Nr} and V ₁ εC ^{Ns × Ns} are unitary matrices. The transmission weight M at the base station 10 and the transmission weight F at the relay station 20 are expressed by the following equations.

Here, F = U ₁ ^H Γ ₂ ^1/2 is for the first link H ₁ and F = [F _1,2 ... F _{1, k} ... F _{1, Nd} ] is for the second link H ₂ . Remove interference between users. Similarly, the transmission weight of the relay station 20 for the user k is obtained by the following operation.

ここで、ヌルスペースＶ_２，ｋ ^０を用いてユーザｋ（ｋ＝２，…，Ｎ_ｄ）の送信ウェイトＦ_２、ｋを作り、Ｈ_２，１の固有ベクトルをＦ_２，１とする。リレーマルチユーザＭＩＭＯ通信路の等価通信路行列を次式で表す。

Here, the transmission weights F _{2 and k} of the user k (k = 2,..., N _d ) are created using the null space V _{2, k} ^0, and the eigenvector of H _2,1 is F _2,1 . The equivalent channel matrix of the relay multiuser MIMO channel is expressed by the following equation.

ユーザｋにおけるｉ番目の信号ストリームの実効ＳＩＮＲは次のようになる。

The effective SINR of the i-th signal stream at user k is

リレーシステム全体のチャネルキャパシティレートは（数１７）になる。

The channel capacity rate of the entire relay system is (Equation 17).

ここで、λ_１，ｉ ^（ｋ）はＨ_ｋおけるユーザ端末ｋ番目データストリームに対するチャネル利得である。
一つのセルにおける全ユーザの集合とし、ＵからＮ_ｄ個のユーザを選択する。リレー局２０における低計算量ユーザ選択アルゴリズムの提案を次に示す。

Where λ _{1, i} ^(k) is the channel gain for the user terminal kth data stream at H _k .
Be the set of all users in one cell selects N _d number of users from U. The proposal of the low calculation amount user selection algorithm in the relay station 20 is shown below.

更に、リレー局はユーザの順序付けに加えて、各端末の送信利得の最大化を次のアルゴリズムにより行う。

Furthermore, in addition to user ordering, the relay station maximizes the transmission gain of each terminal by the following algorithm.

マルチユーザＭＩＭＯリレー下り回線における準静的フラットレイリーフェージング通信路（Quasi-static Rayleigh fading channel）において、ユーザ毎に２ストリームを送信する。図１において、基地局１０の送信アンテナ数が４本、リレー局２０のアンテナ数が４本、ユーザ端末３０の数が２或いは４、ユーザ当りの受信アンテナ数２とする。 Two streams are transmitted for each user in a quasi-static Rayleigh fading channel in a multi-user MIMO relay downlink. In FIG. 1, the number of transmission antennas of the base station 10 is four, the number of antennas of the relay station 20 is four, the number of user terminals 30 is two or four, and the number of reception antennas per user is two.

リレー局２０における送信ユーザダイバーシティの増加を考えて基地局１０では等電力配分し、リレー局２０では注水定理による電力配分を用いる。ここで、同一セルにおいてユーザ端末数が多い場合に対し、周波数利用効率を確保する手法として、ユーザ端末３０の組み合わせの選択が有効である。 Considering an increase in transmission user diversity in the relay station 20, the base station 10 distributes power equally, and the relay station 20 uses power distribution based on the water injection theorem. Here, in a case where the number of user terminals is large in the same cell, selection of a combination of user terminals 30 is effective as a method for ensuring frequency use efficiency.

各ユーザ３０に向け２ストリーム信号を送信する場合の、システムキャパシティーレート特性を図２に示す。図２により、分離設計方式では、リレー局２０の送信ユーザダイバーシティを用いているため、統合設計方式と比べ、より優れたシステムキャパシティーレートが得られる。また、システムキャパシティーレートの上界はＣ（Ｈ_１）／２から得られる。図３に示すように、ユーザ端末３０の受信アンテナ間に相関が存在する場合、キャパシティーレートの損失が生じる。相関係数Ｒｃｕ＝０．６，ＳＮＲ＝１０（ｄＢ）の場合、無相関の場合と比べると０．９ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚのキャパシティーレートの減少を生じる。図４に示すように、ユーザ端末数が多い場合、ユーザの選択を行うことで、送信ユーザダイバーシティ効果が得られるため、システムキャパシティーレートが上界値に近づくことが分かる。しかし、基地局における統合設計方式では、全ユーザの組み合わせを考えなければならない。 FIG. 2 shows the system capacity rate characteristics when two stream signals are transmitted to each user 30. As shown in FIG. 2, the separation design method uses the transmission user diversity of the relay station 20, so that a better system capacity rate can be obtained compared to the integrated design method. The upper bound of the system capacity rate is obtained from C (H ₁ ) / 2. As shown in FIG. 3, when there is a correlation between the receiving antennas of the user terminal 30, a capacity rate loss occurs. When the correlation coefficient Rcu = 0.6 and SNR = 10 (dB), the capacity rate is reduced by 0.9 bit / s / Hz as compared with the case of no correlation. As shown in FIG. 4, when the number of user terminals is large, it is understood that the system capacity rate approaches the upper limit value because the transmission user diversity effect is obtained by performing user selection. However, in the integrated design method in the base station, a combination of all users must be considered.

マルチユーザＭＩＭＯリレー下り回線における送信ウェイトの設計と送信電力の配分に関する発明である。マルチユーザＭＩＭＯ下りリンク技術では、複数ユーザ端末向けの信号が同一周波数を用い同時に送信され、多数のユーザアンテナが同時に利用される。基地局からの距離が遠いセルエッジエリアでは、基地局からの信号が減衰して誤り率が増加するため、高速度な通信の実現が困難になる。この場合、基地局とユーザ端末の間の適当な場所に基地局に比べ安価なリレー局を設置し、ユーザ端末での受信電力を強め、セルエッジでの誤り特性を大きく改善することが可能である。ＡＦ(Amplify & Forward)リレー伝送方式では、リレー局での復調処理の必要が無く、基地局から受信した信号を単に増幅してユーザ端末に再送信するので、回路構成が簡単で効果的な中継伝送方式である。本発明では、マルチユーザＭＩＭＯ下りリンクＡＦリレー伝送方式に関し、各ユーザ端末での複数受信アンテナによる受信を可能とし、また各ユーザ端末に対するマルチストリーム送信を可能とした。優れた周波数利用効率を実現できる下りリンクディジタル無線通信方式としての利用可能性がある。 The present invention relates to transmission weight design and transmission power allocation in a multi-user MIMO relay downlink. In the multiuser MIMO downlink technology, signals for a plurality of user terminals are simultaneously transmitted using the same frequency, and a large number of user antennas are simultaneously used. In the cell edge area that is far from the base station, the signal from the base station is attenuated and the error rate is increased, so that it is difficult to realize high-speed communication. In this case, it is possible to install an inexpensive relay station at an appropriate location between the base station and the user terminal, strengthen the received power at the user terminal, and greatly improve the error characteristics at the cell edge. . The AF (Amplify & Forward) relay transmission method eliminates the need for demodulation processing at the relay station, and simply amplifies the signal received from the base station and retransmits it to the user terminal. Transmission method. The present invention relates to a multi-user MIMO downlink AF relay transmission system, which enables reception by a plurality of reception antennas at each user terminal and multi-stream transmission to each user terminal. There is a possibility of being used as a downlink digital radio communication system capable of realizing excellent frequency utilization efficiency.

１０基地局
２０リレー局
３０−１〜３０−Ｎ_ｄユーザ端末 10 base station 20 relay station 30-1 to 30-N _d user terminal

Claims

A communication system that performs multi-user MIMO downlink relay transmission between a base station device, a relay station device, and a plurality of receiving terminal devices,
Each receiving terminal device includes a plurality of receiving antennas,
The base station apparatus or the relay station apparatus multiplies a transmission weight so as to suppress inter-user interference at each receiving terminal.

The communication system according to claim 1, wherein the base station device multiplies transmission weights that suppress inter-user interference in each of the receiving terminal devices.

The base station device multiplies a transmission weight that suppresses interference between users in the relay station device,
2. The communication system according to claim 1, wherein the relay station device multiplies a transmission weight that suppresses inter-user interference in each of the receiving terminal devices.

The communication system according to claim 3, wherein the relay station device performs user selection.

The communication system according to claim 4, wherein the relay station apparatus maximizes a transmission gain of the selected user.