JP2013009225A - Radio communication method and radio communication system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication method and a radio communication system that can curb the number of frequency channels in which frequency repetition is performed to effectively use frequency resources by establishing an uplink interference canceller technology feasible in an operation amount and a circuit scale.SOLUTION: Interference cancellation is performed by generating a replica signal of an interference signal relative to an uplink reception signal at a receiving side. A replica with a rough interference signal is generated by regarding a reception signal in each cell as a transmission signal and multiplying the transmission signal by a coefficient in which channel information is taken into consideration, and a highly accurate estimation signal of which interference has been cancelled out is obtained by subtracting the replica from the reception signal with a desired radio wave. The number of repetition to calculate the estimation signal is the number satisfying the condition that an absolute value of difference between estimation signals of the "a" order and "a+1" order is smaller than a threshold value, an EVM obtained from a training signal and the reception signal is within a predetermined range, and an error is not detected by error detection.

Description

本発明は、複数の基地局が同一周波数チャネルを用いて信号送信を行う屋外の無線アクセスシステムにおいて、各基地局が協調的に信号伝送を行うための無線通信方法および無線通信システムに関する。   The present invention relates to a radio communication method and a radio communication system in which each base station performs signal transmission cooperatively in an outdoor radio access system in which a plurality of base stations perform signal transmission using the same frequency channel.

広帯域のインターネット接続サービスを提供するために光回線の普及が進んでいる。しかし、光回線の敷設には大きなコストがかかり、ある程度まとまったユーザ数を見込めなければ敷設が難しい。そこで、設備コストを抑えて広帯域のインターネット接続サービスを提供するために、ユーザに一番近いところ（ラスト１ホップ）で無線回線を利用する方法が検討されている。   In order to provide a broadband Internet connection service, an optical line is spreading. However, laying an optical line is very expensive, and it is difficult to lay it unless a certain number of users can be expected. Therefore, in order to provide a broadband Internet connection service with reduced facility costs, a method of using a wireless line at a location closest to the user (last one hop) has been studied.

このラスト１ホップの無線回線としては、ネットワーク側の基地局とユーザ宅側の端末局間で見通しがなくても通信可能なマイクロ波帯を用いることが理想である。しかし、周波数資源が枯渇しつつある現状では、マイクロ波帯においてひとつの事業者が多数の周波数チャネルを独占することは難しい。一方、広域のサービスエリアをひとつの基地局でカバーすることは困難であるため、面的にサービスエリアを広げる場合には、ひとつの基地局が円形状のセルと呼ばれるサービスエリアを構成し、そのセルを連続的に敷き詰めることで対処してきた。この際、隣接するセルが同一周波数チャネルを用いると、一般的にはセル間干渉が発生し、特性が大幅に劣化する。通常、このような問題を解決するためには、複数の周波数チャネルを用い、周波数の繰り返し割り当てを行うことで、同一周波数チャネルのセルの間隔を隔離していた。   As this last one-hop wireless line, it is ideal to use a microwave band in which communication is possible without a line of sight between the base station on the network side and the terminal station on the user's home side. However, in the present situation where frequency resources are being exhausted, it is difficult for a single operator to monopolize many frequency channels in the microwave band. On the other hand, since it is difficult to cover a wide service area with one base station, when expanding the service area in one area, one base station constitutes a service area called a circular cell. It has been dealt with by spreading cells continuously. At this time, if adjacent cells use the same frequency channel, inter-cell interference generally occurs, and the characteristics are greatly deteriorated. Usually, in order to solve such a problem, a plurality of frequency channels are used, and the frequency interval is assigned repeatedly, thereby isolating the cell interval of the same frequency channel.

このように、複数の周波数チャネルの繰り返し割り当てにより、同一周波数チャネルのセル間の相互干渉を抑圧することは可能であるが、利用可能な周波数チャネルが少ない場合には、必ずしも十分なレベルまで干渉を抑圧することはできない。このような問題を解決するための方法としては、非特許文献１に記載されているような、セル間の相互の干渉を抑圧するためのセル間干渉キャンセラを利用する方法が提案されている。   In this way, it is possible to suppress mutual interference between cells of the same frequency channel by repeatedly assigning a plurality of frequency channels. It cannot be suppressed. As a method for solving such a problem, a method using an intercell interference canceller for suppressing mutual interference between cells as described in Non-Patent Document 1 has been proposed.

図８は、従来技術におけるセル間干渉キャンセラを用いた無線通信システムの構成例を示す。
図８において、101 は制御局、102-1 〜102-5 は遠隔基地局、103-1 〜103-5 は端末局、104-1 〜104-5 は同一周波数チャネルを用いるセル、105 は有線伝送路を表す。同一周波数を用いるセル104-1 〜104-5 は、これらのセルの間に存在するセルにおいて複数周波数チャネルの繰り返し利用などをすることにより、それぞれのセル104-1 〜104-5 はある程度の距離で隔離されている。すなわち、ここには着目した周波数チャネルのセル以外は記載していないが、実際にはその他の周波数チャネルを利用するセルが存在する。各セル104-1 〜104-5 に設置される遠隔基地局102-1 〜102-5 は、有線伝送路105 を介して制御局101 と接続される。制御局101 は、各遠隔基地局102-1 〜102-5 とその配下の端末局103-1 〜103-5 との無線通信を一括して管理し、各種信号処理を行う。 FIG. 8 shows a configuration example of a radio communication system using an inter-cell interference canceller in the prior art.
In FIG. 8, 101 is a control station, 102-1 to 102-5 are remote base stations, 103-1 to 103-5 are terminal stations, 104-1 to 104-5 are cells using the same frequency channel, and 105 is wired. Represents a transmission line. The cells 104-1 to 104-5 using the same frequency can be separated to a certain extent by repeatedly using a plurality of frequency channels in cells existing between these cells. Isolated by That is, although the cells other than the frequency channel cell of interest are not described here, there are actually cells using other frequency channels. The remote base stations 102-1 to 102-5 installed in the cells 104-1 to 104-5 are connected to the control station 101 via the wired transmission path 105. The control station 101 collectively manages wireless communication between each of the remote base stations 102-1 to 102-5 and the terminal stations 103-1 to 103-5 subordinate thereto, and performs various signal processing.

遠隔基地局102-1 〜102-5 および端末局103-1 〜103-5 は、図中では複数のアンテナを備え、各セル104-1 〜104-5 毎にＭＩＭＯチャネルを構成するように図示しているが、それぞれがアンテナ１本ずつのＳＩＳＯチャネルを構成しても構わない。さらに、セル内にそれぞれ複数の遠隔基地局を備え、全体として複数本のアンテナを備える構成でもよい。さらに、端末局103-1 〜103-5 もセル内に複数局存在し、同時刻に同一周波数チャネルを用いて同時並行的に通信を行うマルチユーザＭＩＭＯ通信を実現する構成でもよい。   The remote base stations 102-1 to 102-5 and the terminal stations 103-1 to 103-5 are provided with a plurality of antennas in the figure, and configure the MIMO channel for each of the cells 104-1 to 104-5. Although shown, each may constitute a SISO channel with one antenna. Furthermore, a configuration may be adopted in which a plurality of remote base stations are provided in each cell, and a plurality of antennas are provided as a whole. Further, the terminal stations 103-1 to 103-5 may exist in a plurality of stations in the cell, and may be configured to realize multiuser MIMO communication in which communication is performed in parallel using the same frequency channel at the same time.

制御局101 は、各遠隔基地局102-1 〜102-5 および各端末局103-1 〜103-5 との間のＭＩＭＯチャネルのチャネル情報を何らかの方法で取得可能であるとする。このチャネル情報の取得方法は、様々な文献で議論されている一般的な技術なので、ここではチャネル情報が既知であるとして詳細は省略する。   It is assumed that the control station 101 can acquire the channel information of the MIMO channel between the remote base stations 102-1 to 102-5 and the terminal stations 103-1 to 103-5 by some method. Since this channel information acquisition method is a general technique discussed in various documents, the details are omitted here because the channel information is known.

次に、無線通信システムにおける全体のチャネル行列Ｈall を以下のように定義する。

Figure 2013009225
Next, the entire channel matrix Hall in the wireless communication system is defined as follows.
Figure 2013009225

ここで、Ｎは無線通信システムを構成する同一周波数チャネルを用いるセルの総数を表す。さらに、チャネル行列Ｈall を構成する各成分Ｈi,j は、それ自体が行列を構成している。例えば、図８の例であれば５つのセルにより構成されているのでＮ＝５であり、対角成分であるＨ1,1 、Ｈ2,2 、…、Ｈ5,5 はそれぞれ、セル104-1 〜104-5 の中の各基地局102-1 〜102-5 と各端末局103-1 〜103-5 との間のＭＩＭＯチャネルを表している。また、非対角成分であるｉ≠ｊに対するＨi,j は、第ｊセル内の基地局102-j から第ｉセルの端末局103-i への干渉に相当するチャネル行列を表す。なお、この行列Ｈi,j は通信相手となる端末局毎に異なるので、その端末局に相当する添え字を付与して標記すべきであるが、ある瞬間に通信を行う対象となる端末のみに着目し、ここでは説明の都合上、端末局に相当する添え字を省略している。 Here, N represents the total number of cells using the same frequency channel constituting the wireless communication system. Further, each component Hi, j constituting the channel matrix Hall itself constitutes a matrix. For example, in the example of FIG. 8, N = 5 because it is composed of five cells, and the diagonal components H 1,1 , H 2,2 ,. -1 to 104-5 represents a MIMO channel between the base stations 102-1 to 102-5 and the terminal stations 103-1 to 103-5. H i, j for i ≠ j, which is a non-diagonal component, represents a channel matrix corresponding to interference from the base station 102-j in the j-th cell to the terminal station 103-i in the i-th cell. Since this matrix H i, j is different for each terminal station that is a communication partner, it should be marked with a subscript corresponding to that terminal station, but only the terminal that is to be communicated at a certain moment. Here, for convenience of explanation, subscripts corresponding to terminal stations are omitted.

ここで、非対角項の行列のノルムが対角項の行列のノルムよりも十分に小さい場合、すなわち以下の条件が成り立つとき、干渉キャンセラが有効に機能する。

Figure 2013009225
Here, when the norm of the off-diagonal matrix is sufficiently smaller than the norm of the diagonal matrix, that is, when the following condition is satisfied, the interference canceller functions effectively.
Figure 2013009225

以下の説明を進めるにあたり、チャネル行列Ｈall の対角項のみを抜き出して他をゼロ挿入した行列Ｈd と、非対角項のみを抜き出して対角項をゼロ挿入した行列Ｈndとを以下のように定義する。

Figure 2013009225
In the following description, the matrix H d in which only the diagonal terms of the channel matrix H all are extracted and zeros are inserted, and the matrix H nd in which only the non-diagonal terms are extracted and the diagonal terms are zero-inserted are as follows: Define as follows.
Figure 2013009225

さらに、第ｉセルにおいて必要に応じて遠隔基地局が送信信号に乗算する送信ウエイトをＷi,i としたとき、この部分行列を対角項に配置した全体の送信ウエイト行列を以下のように定義する。

Figure 2013009225
Further, when the transmission weight that the remote base station multiplies the transmission signal as necessary in the i-th cell is W i, i , the entire transmission weight matrix in which this partial matrix is arranged in the diagonal terms is as follows: Define.
Figure 2013009225

同様に、第ｉセルでの遠隔基地局からの送信情報をＳi 、第ｉセルの端末局において受信される信号をＲi 、第ｉセルの端末局における雑音信号をｎi とおくと、全体としては以下のように表すことができる。

Figure 2013009225
Similarly, if the transmission information from the remote base station in the i-th cell is S i , the signal received at the i-th cell terminal station is R i , and the noise signal at the i-th cell terminal station is n i , As a whole, it can be expressed as follows.
Figure 2013009225

式(10)の信号Ｔとは、送信情報に対して送信ウエイトを乗算した信号で、送信側から実際に送信されるプリコーディングされた信号と位置づけられる。ここで、送信ウエイト行列Ｗi,i は、自分のセル以外のセルからの干渉を無視して算出した送信ウエイトとなっているので、式(6) ではセル間干渉信号が混在した状態になっている。非特許文献１に記載の干渉キャンセラでは、この他セルからの干渉信号の総和が端末局においてどのように受信されるかを推定し、この推定した信号の逆符号の信号のレプリカを遠隔基地局において生成し、これをもとの信号に加算して送信することとしている。干渉レプリカ信号を考慮した具体的な送信信号Ｔ′は以下の式で与えられる。

Figure 2013009225
The signal T in Expression (10) is a signal obtained by multiplying transmission information by a transmission weight, and is positioned as a precoded signal that is actually transmitted from the transmission side. Here, since the transmission weight matrix W i, i is a transmission weight calculated by ignoring interference from cells other than its own cell, the inter-cell interference signal is mixed in Equation (6). ing. In the interference canceller described in Non-Patent Document 1, it is estimated how the sum of interference signals from other cells is received at the terminal station, and a replica of the signal with the opposite sign of the estimated signal is transmitted to the remote base station. Is generated and added to the original signal and transmitted. A specific transmission signal T ′ in consideration of the interference replica signal is given by the following equation.
Figure 2013009225

ここで、式(11)は、先の送信ウエイトＷの代わりに以下の換算送信ウエイトＷ′を算出し、送信情報Ｓに対しＷ′を乗算することで送信信号を求めることと理解できる。

Figure 2013009225
Here, equation (11) can be understood as calculating the following converted transmission weight W ′ in place of the previous transmission weight W and multiplying the transmission information S by W ′ to obtain the transmission signal.
Figure 2013009225

図９は、従来の無線通信方法におけるダウンリンクの送信信号算出処理手順を示す。図９(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図９(b) は実際の送信処理を行う前段の送信準備処理、図９(c) は各ビット列を送信する際のシンボル単位での送信信号算出処理をそれぞれ表す。   FIG. 9 shows a downlink transmission signal calculation processing procedure in the conventional wireless communication method. FIG. 9 (a) is a channel information acquisition process that is periodically performed between the remote base station and each terminal station, FIG. 9 (b) is a previous transmission preparation process for performing an actual transmission process, and FIG. A transmission signal calculation process in symbol units when transmitting a bit string is shown.

図９(a) において、遠隔基地局と各端末局との間の伝搬チャネルは、時間と共に変化しているのが一般的である。そこで、所定の周期でそれぞれのチャネル情報を定期的に取得する。具体的には、処理を開始すると（S101）、チャネル情報を取得し（S102）、それを式(3) および式(4) の部分チャネル行列Ｈi,j として記録し（S103）、処理を終了する（S104）。本来、部分チャネル行列Ｈi,j は端末局毎に異なるので、その端末局に相当する添え字を付与すべきであるが、ここでは説明の都合上、省略している。 In FIG. 9 (a), the propagation channel between the remote base station and each terminal station generally changes with time. Therefore, each channel information is periodically acquired at a predetermined cycle. Specifically, when processing is started (S101), channel information is acquired (S102), and it is recorded as a partial channel matrix H i, j of Equation (3) and Equation (4) (S103). The process ends (S104). Since the partial channel matrix H i, j is originally different for each terminal station, a subscript corresponding to the terminal station should be given, but is omitted here for convenience of explanation.

図９(b) において、送信機会を得て処理を開始すると（S111）、通信相手の端末局を選択し（S112）、メモリに記憶された当該端末局に関連した部分チャネル行列Ｈi,j を読み出す（S113）。さらに、対角成分の部分チャネル行列Ｈi,iに対する送信ウエイトＷi,iを算出する（S114）。ここでの送信ウエイトは、例えばＭＩＭＯ伝送における固有モード伝送のための送信ウエイトであったり、マルチユーザＭＩＭＯにおける端末局間干渉抑圧のためのヌル形成用の送信ウエイトであったり、如何なるものであっても構わない。また、特に送信ウエイトを定めずに、単なる単位行列を用いても構わない。この場合、送信ウエイトの算出処理（S114）は実効的には意味を持たない。次に、この送信ウエイトＷi,i を対角成分とした送信ウエイトＷに対して式(12)で示す換算送信ウエイトＷ′を算出し（S115) 、処理を終了する（S116）。 In FIG. 9 (b), when the transmission opportunity is obtained and the processing is started (S111), the terminal station of the communication partner is selected (S112), and the partial channel matrix H i, j related to the terminal station stored in the memory is selected. Is read (S113). Further calculates versus partial channel matrix H i corner components, transmission weight W i for i, a i (S114). The transmission weight here is, for example, a transmission weight for eigenmode transmission in MIMO transmission or a transmission weight for null formation for inter-terminal-station interference suppression in multi-user MIMO. It doesn't matter. In addition, a simple unit matrix may be used without particularly defining a transmission weight. In this case, the transmission weight calculation process (S114) has no meaning effectively. Next, a converted transmission weight W ′ represented by the equation (12) is calculated for the transmission weight W having the transmission weights Wi , i as diagonal components (S115), and the process is terminated (S116).

図９(c) において、実際にビット列に基づいたプリコーディングを行った送信信号の算出処理として処理を開始すると（S121）、送信情報Ｓを入力し（S122）、式(11)に従い送信情報Ｓに換算送信ウエイトＷ′を乗算し、送信信号Ｔ′を算出し（S123）、処理を終了して送信信号Ｔ′を決定する（S124）。なお、送信情報Ｓは、各セル毎の成分を式(7) により合成した信号ベクトルとして処理を行う。   In FIG. 9 (c), when the processing is started as the calculation processing of the transmission signal that is actually precoded based on the bit string (S121), the transmission information S is input (S122), and the transmission information S according to the equation (11) is input. Is multiplied by the converted transmission weight W ′ to calculate the transmission signal T ′ (S123), and the processing is terminated to determine the transmission signal T ′ (S124). The transmission information S is processed as a signal vector obtained by synthesizing the components for each cell according to the equation (7).

ここで、この干渉キャンセラが有効に機能するためには式(2) の条件を満たさなければならず、もともと少ない周波数チャネルで繰り返しを行っていた場合には、十分にセル間干渉を抑圧することができなかった。   Here, in order for this interference canceller to function effectively, the condition of Equation (2) must be satisfied, and if the repetition was originally performed with a small number of frequency channels, inter-cell interference should be sufficiently suppressed. I could not.

そこで、式(2) の条件を十分に満たさない環境では、さらに干渉レプリカ信号の推定精度を高めることが有効である。まず、先の式(11)で示した干渉信号をキャンセルするためのレプリカ信号は、このレプリカ信号を求める対象のセルにおいて干渉源となりうる隣接セルからの干渉信号を考慮しない場合の送信ウエイトが付加された送信信号を前提として求めていた。次に、これを拡張し、隣接する干渉源となりうるセルから式(11)で与えられる信号が送信されたことを前提に、その信号をキャンセルするためのレプリカ信号を再度算出し、その信号を減算することで近似の精度を高めることが可能となる。この場合の干渉レプリカ信号を考慮した具体的な送信信号Ｔ″は以下の式で与えられる。

Figure 2013009225
Therefore, in an environment that does not sufficiently satisfy the condition of Equation (2), it is effective to further increase the estimation accuracy of the interference replica signal. First, the replica signal for canceling the interference signal shown in the above equation (11) is added with a transmission weight when the interference signal from an adjacent cell that can be an interference source in the cell for which the replica signal is obtained is not considered. It was obtained on the assumption of the transmitted signal. Next, expanding this, assuming that the signal given by Equation (11) has been transmitted from a cell that can be an adjacent interference source, a replica signal for canceling the signal is calculated again, and the signal is By subtracting, the accuracy of approximation can be increased. A specific transmission signal T ″ in consideration of the interference replica signal in this case is given by the following equation.
Figure 2013009225

なお、一般的に、Ｎ×Ｎの行列同士の乗算には、Ｎ3 の乗算回数が必要となる。非特許文献１にも記載されているように、全体としてのサービスエリアが広域になり、エリア全体での遠隔基地局のアンテナ数が増えるに従い、Ｎ3 に比例して乗算回数が膨大化する。すなわち、近似の精度を高めることは可能であるが、全体の行列Ｈall のサイズが増大した環境での適用は、回路規模が増大し、また演算の負荷が増大するために非現実的であった。 In general, N 3 multiplications are required to multiply N × N matrices. As described in Non-Patent Document 1, the service area as a whole becomes wide, and as the number of antennas of remote base stations in the entire area increases, the number of multiplications increases in proportion to N 3 . That is, although it is possible to increase the accuracy of approximation, application in an environment in which the size of the entire matrix Hall is increased is impractical because the circuit scale increases and the calculation load increases. It was.

以上のダウンリンクでの信号処理に対し、アップリンクでの信号処理を簡単に説明する。アップリンクでは、各端末局側では周辺セルの遠隔基地局との間のチャネル情報も十分に把握できておらず、さらには複数のセルに存在する各端末局はそれぞれ協調して通信を行うことが困難であるため、各遠隔基地局において相互のセル間の与／被干渉を抑圧するような協調伝送は不可能である。   In contrast to the above-described downlink signal processing, uplink signal processing will be briefly described. In the uplink, each terminal station does not have sufficient knowledge of the channel information with the remote base stations in the neighboring cells, and each terminal station in multiple cells communicates in a coordinated manner. Therefore, it is impossible for each remote base station to perform coordinated transmission that suppresses the interference / interference between the cells.

したがって、アップリンクにおける各セルの送信情報を式(7) と同様に定義するならば、特殊な送信ウエイトを乗算することなしに全ての端末局が信号を送信することになるために、制御局（または遠隔基地局）におけるＲについて、式(6) は以下のように書き直すことができる。

Figure 2013009225
Therefore, if the transmission information of each cell in the uplink is defined in the same way as Equation (7), all the terminal stations transmit signals without multiplying special transmission weights. For R at (or the remote base station), equation (6) can be rewritten as:
Figure 2013009225

ここで、Ｈ'allとは、アップリンクに相当する全体のチャネル行列である。この行列のサイズが非常に大きいことを考慮すれば、通常のＭＩＭＯ通信において良好な特性を示す最大尤度検出（ＭＬＤ：Maximum Likelihood Detection）法の適用は不可能である。したがって、ＺＦ（Zero Forcing）法、最小自乗誤差（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Square Error ）法などを利用した信号処理が前提となる。この中で最も簡単なＺＦ法の場合の処理内容を以下に説明する。 Here, H ′ all is the entire channel matrix corresponding to the uplink. Considering that the size of this matrix is very large, it is impossible to apply a maximum likelihood detection (MLD) method that exhibits good characteristics in normal MIMO communication. Therefore, signal processing using a ZF (Zero Forcing) method, a minimum square error (MMSE) method, or the like is assumed. Processing contents in the case of the simplest ZF method will be described below.

まず、行列Ｈ'allがサイズＮ×Ｍの行列とすると、送信信号系統数Ｍよりも受信アンテナの総数Ｎの方が大きくないと信号分離ができないため、必然的にＮ≧Ｍの関係が成り立つ。Ｎ＝Ｍであれば、式(14)に対し行列Ｈ'allの逆行列を左側より乗算することにより信号検出処理が可能である。しかし、一般にはＮ＝Ｍとは限らないので、行列Ｈ'allそのものには逆行列が存在するとは限らない。この場合、行列Ｈ'allの擬似逆行列である行列
（Ｈ'all H Ｈ'all)-1Ｈ'all H
を用いる。ここで、行列Ｈ'all H Ｈ'allはサイズＭ×Ｍの正方行列であり、行列Ｈ'allのランクがＭであれば、行列Ｈ'all H Ｈ'allには逆行列が一般的に存在する。そこで式(14)に対し、擬似逆行列を左側より乗算すると、以下の式が得られる。

Figure 2013009225
First, if the matrix H ′ all is a matrix of size N × M, signal separation cannot be performed unless the total number N of receiving antennas is larger than the number M of transmission signal systems, so that the relationship of N ≧ M is inevitably established. . If N = M, signal detection processing can be performed by multiplying Expression (14) by an inverse matrix of matrix H ′ all from the left side. However, in general, N = M is not always true, and thus the matrix H ′ all itself does not always have an inverse matrix. In this case, a matrix (H ' all H H' all ) -1 H ' all H which is a pseudo inverse matrix of the matrix H' all
Is used. Here, the matrix H ′ all H H ′ all is a square matrix of size M × M, and if the rank of the matrix H ′ all is M, the matrix H ′ all H H ′ all generally has an inverse matrix. Exists. Therefore, by multiplying Equation (14) by the pseudo inverse matrix from the left side, the following equation is obtained.
Figure 2013009225

右辺の第２項は雑音ベクトルｎの各成分を擬似逆行列のウエイトで合成した信号になっており、一般的には送信情報Ｓの大きさよりも十分に小さく、この結果に対して硬判定ないしは軟判定（誤り訂正処理を伴う）処理を行って求めた信号をもとに、端末局側にて送信した送信情報の推定（受信信号の検出）処理を行うことになる。   The second term on the right-hand side is a signal obtained by synthesizing each component of the noise vector n with a weight of a pseudo inverse matrix, and is generally sufficiently smaller than the size of the transmission information S. Based on the signal obtained by performing the soft decision (with error correction processing) processing, the transmission information transmitted on the terminal station side is estimated (received signal detection).

図１０は、従来の無線通信のアップリンクにおける制御局および遠隔基地局の構成例を示す。
図１０において、61は制御局、13は受信信号生成手段、2aはチャネル情報取得・管理手段、4aは復調部、6aは受信データ出力手段、10a 〜10i は遠隔基地局、12a 〜12c は端末局を示す。端末局12a 〜12c から制御局61への情報伝送であるアップリンクについて説明すると、端末局12a 〜12c が送信した信号を遠隔基地局10a 〜10i が受信し、それらが接続されている制御局61へ信号を転送する。制御局61は、遠隔基地局10a 〜10i が受信した信号に対し、その信号がトレーニング信号の場合にはチャネル情報取得・管理手段2aにおいて、遠隔基地局と端末局間のチャネル情報を取得し、受信ウェイトを算出して保存する。一方、受信した信号がデータ信号の場合には受信信号生成手段13において、チャネル情報取得・管理手段2aにて生成された受信ウェイトを乗算して受信信号を生成する。受信信号は復調部4aへ出力され、復調処理を行った後に受信データ出力手段6aへと出力される。 FIG. 10 shows a configuration example of a control station and a remote base station in the uplink of conventional wireless communication.
In FIG. 10, 61 is a control station, 13 is a received signal generating means, 2a is channel information acquisition / management means, 4a is a demodulator, 6a is received data output means, 10a to 10i are remote base stations, and 12a to 12c are terminals. Indicates the station. The uplink, which is information transmission from the terminal stations 12a to 12c to the control station 61, will be described. The remote base stations 10a to 10i receive the signals transmitted by the terminal stations 12a to 12c, and the control station 61 to which they are connected. Transfer signal to. For the signals received by the remote base stations 10a to 10i, the control station 61 acquires channel information between the remote base station and the terminal station in the channel information acquisition / management means 2a when the signal is a training signal, Calculate the reception weight and save it. On the other hand, when the received signal is a data signal, the reception signal generating means 13 multiplies the reception weight generated by the channel information acquisition / management means 2a to generate a reception signal. The received signal is output to the demodulator 4a, and is output to the received data output means 6a after being demodulated.

図１１は、従来の無線通信方法におけるアップリンクの信号推定処理手順を示す。図１１(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図１１(b) は信号推定処理の前段の受信準備処理、図１１(c) はデータの各ビット列を受信した際のシンボル単位での信号推定処理をそれぞれ表す。   FIG. 11 shows an uplink signal estimation processing procedure in a conventional wireless communication method. FIG. 11A shows channel information acquisition processing periodically performed between the remote base station and each terminal station, FIG. 11B shows reception preparation processing before the signal estimation processing, and FIG. 11C shows data items. Each of them represents signal estimation processing in symbol units when receiving a bit string.

図１１(a) において、遠隔基地局10a 〜10i と各端末局12a 〜12c との間の伝搬チャネルは、時間と共に変化しているのが一般的である。そこで、チャネル情報取得・管理手段2aにおいて所定の周期でそれぞれのチャネル情報を定期的に取得する。具体的には、処理を開始すると（S131）、チャネル情報を取得し（S132）、それを部分チャネル行列Ｈ'i,jとして記録し（S133）、処理を終了する（S134）。本来、部分チャネル行列Ｈ'i,jは端末局毎に異なるので、その端末局に相当する添え字を付与すべきであるが、ここでは説明の都合上、省略している。なお、チャネル情報取得・管理手段2aで取得するチャネル情報は、遠隔基地局と端末局間で推定されたチャネル情報がチャネル情報取得・管理手段2aに対して定期的に出力されたものである。チャネル情報は、遠隔基地局10a 〜10i または端末局12a 〜12c により算出されて、制御局61に通知する。 In FIG. 11 (a), the propagation channels between the remote base stations 10a to 10i and the terminal stations 12a to 12c generally change with time. Therefore, the channel information acquisition / management means 2a periodically acquires each channel information at a predetermined cycle. Specifically, when the process is started (S131), channel information is acquired (S132), recorded as a partial channel matrix H ′ i, j (S133), and the process ends (S134). Originally, since the partial channel matrix H ′ i, j is different for each terminal station, a subscript corresponding to the terminal station should be given, but is omitted here for convenience of explanation. The channel information acquired by the channel information acquisition / management means 2a is obtained by periodically outputting channel information estimated between the remote base station and the terminal station to the channel information acquisition / management means 2a. The channel information is calculated by the remote base stations 10a to 10i or the terminal stations 12a to 12c and notified to the control station 61.

次に、図１１(b) において、データ受信により処理を開始すると（S141）、各セルにて遠隔基地局と端末間との間のチャネル情報を取得し（S142）、さらに図１０(a) で取得した他のセルからの干渉信号に対応するチャネル情報であるセル間の部分行列Ｈ'i,jを読み出し（S143）、それらを合成して全体の行列Ｈ'allを作成する（S144）。この全体のチャネル行列に対し、式(15)により擬似逆行列を算出し（S145）、処理を終了し（S146）、受信したデータに後続する情報（ビット列）の受信信号推定処理を引き続き行う。 Next, in FIG. 11 (b), when processing is started by data reception (S141), channel information between the remote base station and the terminal is acquired in each cell (S142), and further, FIG. 10 (a). The inter-cell partial matrix H ′ i, j , which is channel information corresponding to the interference signal from the other cell acquired in step S4, is read (S143) and synthesized to create the entire matrix H ′ all (S144). . For this entire channel matrix, a pseudo inverse matrix is calculated by equation (15) (S145), the process is terminated (S146), and the received signal estimation process for information (bit string) following the received data is continued.

一般的に、受信するデータの先頭領域にはチャネル推定用のプリアンブル信号が付与されているため、処理S142において部分チャネル行列の対角項に相当するところの、着目したセル内の端末から送信され、このセル内の基地局にて受信される際の部分チャネル行列Ｈ'i,iは取得可能である。しかし、処理S143において非対角項に相当する部分チャネル行列Ｈ'i,jについてはそのシステムに依存し、必ずしも取得できるとは限らない。図１１(b) の説明では、非対角項に相当する部分チャネル行列Ｈ'i,jについては、図１１(a) にて説明したように実際のデータ受信とは別の機会に取得し、図１１(a) の処理S133で記録した情報を処理S143で読み出して用いる場合を例にとって説明した。ただし、もしデータ受信時に非対角項に相当する部分チャネル行列Ｈ'i,jも取得可能であれば、図１１(a) に記載の一連の処理は省略可能であり、処理S142の中で対角項、非対角項の全てを取得し、処理S143は省略することになる。 In general, since a preamble signal for channel estimation is added to the head region of the data to be received, it is transmitted from the terminal in the focused cell corresponding to the diagonal term of the partial channel matrix in step S142. The partial channel matrix H ′ i, i when received by the base station in this cell can be acquired. However, the partial channel matrix H ′ i, j corresponding to the off-diagonal term in the process S143 depends on the system and cannot always be acquired. In the description of FIG. 11 (b), the partial channel matrix H ′ i, j corresponding to the off-diagonal term is acquired at a different opportunity from the actual data reception as described in FIG. 11 (a). The case where the information recorded in step S133 in FIG. 11A is read out and used in step S143 has been described as an example. However, if the partial channel matrix H ′ i, j corresponding to the off-diagonal term can also be acquired at the time of data reception, the series of processing shown in FIG. All diagonal terms and non-diagonal terms are acquired, and processing S143 is omitted.

次に、図１１(c) において、データのビット列をシンボル単位で信号推定処理を開始すると（S151）、シンボル単位の第ｉセルの受信信号をＲi を全セルで取得し（S152）、受信信号生成手段13において式(15)に従い擬似逆行列を全体の受信信号ベクトルＲの左側より乗算し、推定信号Ｓを算出し（S153）、信号推定処理を終了する (S154) 。 Next, in FIG. 11 (c), the acquired when starting the signal estimation process a bit string of data on a symbol basis (S151), a reception signal of the i-th cell of the symbol units R i with all cells (S152), the receiving The signal generating means 13 multiplies the pseudo inverse matrix from the left side of the entire received signal vector R according to the equation (15) to calculate the estimated signal S (S153), and ends the signal estimating process (S154).

なお、雑音成分等による推定誤差を抑圧するために、処理S153には復調部4aにおける復調処理及び信号の硬判定処理、誤り訂正を含む軟判定処理などが含まれるが、これらは一般的な技術であるためここでは説明を省略する。   In order to suppress an estimation error due to a noise component or the like, the process S153 includes a demodulation process in the demodulation unit 4a, a hard decision process of a signal, a soft decision process including error correction, and the like. Therefore, the description is omitted here.

丸田一輝他、「マルチユーザMIMO分散アンテナシステムにおけるクラスタ間干渉キャンセラを用いた周波数利用効率改善効果」、信学技報RCS2009-231 、 pp.139-144 、2010年１月Kazuteru Maruta et al., “Improvement efficiency of frequency utilization using inter-cluster interference canceller in multi-user MIMO distributed antenna system”, IEICE Technical Report RCS2009-231, pp.139-144, January 2010

非特許文献１に記載の干渉キャンセラはダウンリンクに関する信号処理のみに関する技術であり、アップリンクの信号処理については言及がなかった。多数の端末局が送信する信号を受信して信号処理を行うこと自体は原理的には可能であるが、ここでは先に説明した式(15)のように、行列に対する行列の乗算や逆行列演算を伴う。この行列は、全てのサービスエリアに関する行列全体で構成されるため、非常に大きなサイズとなる。例えば、 100×100 のサイズであれば、その行列の乗算や逆行列演算にはそれぞれ106 回の乗算が必要となる。実際にはそれ以上の行列サイズとなることも一般的であり、膨大な演算量を処理するためには非現実的な回路規模のハードウエアを想定するか、ないしは処理遅延が膨大となるソフトウエア的な処理が避けられない。 The interference canceller described in Non-Patent Document 1 is a technique related only to signal processing related to the downlink, and there was no mention of signal processing related to the uplink. Although it is possible in principle to perform signal processing by receiving signals transmitted by a large number of terminal stations, here, as shown in Equation (15), matrix multiplication or inverse matrix is performed on the matrix. With computation. Since this matrix is composed of the entire matrix for all service areas, it has a very large size. For example, if the size is 100 × 100, 10 6 multiplications are required for matrix multiplication and inverse matrix operation, respectively. In reality, it is also common for the matrix size to be larger than this, and in order to process a huge amount of computation, it is assumed that hardware with an unrealistic circuit scale is assumed, or software with a huge processing delay Processing is inevitable.

本発明は、現実的な演算量、現実的な回路規模において実現可能なアップリンクにおける干渉キャンセラ技術を確立し、さらに周波数繰り返しを行う周波数チャネル数を抑えて周波数リソースを有効に活用することができる無線通信方法および無線通信システムを提供することを目的とする。   The present invention establishes an uplink interference canceller technology that can be realized with a realistic amount of computation and a realistic circuit scale, and can effectively use frequency resources by suppressing the number of frequency channels for frequency repetition. An object is to provide a wireless communication method and a wireless communication system.

第１の発明は、複数のセルにそれぞれ基地局が配置され、各基地局が有線回線を介してネットワークと接続され、各基地局がセル内の端末局と無線回線を介して通信を行う無線通信方法であって、同一セル内および異なるセル間における基地局と端末局の間のチャネル情報を取得するステップと、取得したチャネル情報を、第ｉセル内の基地局と第ｊセル内の端末局との間のチャネル行列Ｈ'i,jとして管理するステップと、チャネル行列に基づいて、同一セル内の基地局と端末局間での受信ウエイト行列Ｗ'i,iと、他セル内の端末局から到来する干渉信号のレプリカを生成するためのウェイト行列Ｇi,j とを算出するステップと、第ｉセルにおける受信情報をＲi としたときに、送信ウエイトＷ'i,iとの乗算により第ｉセルにおける０次の推定信号Ｓi [0]＝Ｗ'i,iＲi を算出するステップと、第ｉセルについて、当該セルと同一周波数チャネルを用いて通信を行う周辺のセルの全てまたは一部において算出されたｊ≠ｉなる第ｊセルにおけるａ次の推定信号Ｓj [a]とウェイト行列Ｇi,j の積算結果を所定のｊに対して総和を取ることにより生成した干渉信号レプリカを推定信号Ｓi [0]に加算することで第ｉセルにおけるａ＋１次の推定信号Ｓi [a+1]を算出するステップと、完了条件を満たした場合に、第ｉセルにおけるａ＋１次の推定信号Ｓi [a+1]を算出することを完了するステップとを有する。 In the first invention, a base station is disposed in each of a plurality of cells, each base station is connected to a network via a wired line, and each base station communicates with a terminal station in the cell via a wireless line. A communication method for acquiring channel information between a base station and a terminal station in the same cell and between different cells, and acquiring the acquired channel information as a base station in an i-th cell and a terminal in a j-th cell. A channel matrix H ′ i, j between the base station and the terminal station in the same cell based on the channel matrix, and a reception weight matrix W ′ i, i between the base station and the terminal station based on the channel matrix, A step of calculating a weight matrix G i, j for generating a replica of an interference signal coming from the terminal station, and a transmission weight W ′ i, i when the reception information in the i-th cell is R i . The 0th-order estimated signal in the i-th cell by multiplication Calculating a S i [0] = W ' i, i R i, the i-th cell, j ≠ calculated in all or some of the cells of the peripheral to communicate using the cell of the same frequency channel An interference signal replica generated by adding the sum of the a-order estimated signal S j [a] and the weight matrix G i, j in a j-th cell i to a predetermined j is estimated signal S i [0 calculating a a + 1-order estimation signal S i [a + 1] in the i cell by adding to, if it meets the completion condition, a + 1-order estimated signal in the i cell S i [a + Completing the calculation of [ 1] .

本発明により、全体行列Ｈ'allの行列サイズが非常に大きい場合でも、各ａの値に対して共通の小規模行列である行列Ｇi,j を用いながら、ａ次の推定信号Ｓi [a]を漸化式で算出することにより、演算量を抑えながら高次の推定信号の解を算出することが可能になる。 The present invention, even if the matrix size of the entire matrix H 'all is very large, the matrix G i is a common small matrix for the value of each a, while using the j, a next estimation signal S i [ By calculating a] with a recurrence formula, it is possible to calculate a solution of a higher-order estimated signal while suppressing the amount of calculation.

第１の発明の無線通信方法であって、完了条件は、推定信号Ｓi [a+1]のＳi [a]に対する変化量を算出し、当該算出した変化量が所定の閾値よりも小さいことである。 In the wireless communication method of the first invention, the completion condition is that a change amount of the estimated signal S i [a + 1] with respect to S i [a] is calculated, and the calculated change amount is smaller than a predetermined threshold value. That is.

本発明により、干渉キャンセルを実施することによる信号の変化量を算出し、その変化量がある一定量よりも小さければ以降干渉キャンセル処理を実施する必要がないと判断し、その処理を中断するため、送信信号算出のための演算量を削減することが可能になる。さらに、以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を算出する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。   According to the present invention, the amount of change in signal due to interference cancellation is calculated, and if the amount of change is smaller than a certain amount, it is determined that it is not necessary to perform interference cancellation processing thereafter, and the processing is interrupted. Therefore, it is possible to reduce the amount of calculation for calculating the transmission signal. Furthermore, since it is not necessary to calculate a signal from the cell in the subsequent repetitive processing, it is possible to reduce the amount of information exchanged at the base station or the control station.

第１の発明の無線通信方法であって、完了条件は、第ｉセルにおける基地局と端末局において互いに共有している既知の送信信号をＲi としたときに、受信ウエイトＷ'i,iとの乗算により第ｉセルにおける０次の推定信号Ｓi [0]＝Ｗ'i,iＲi を取得し、ａ＝０を含むａ次の推定信号Ｓi [a]の信号品質を測定し、測定した信号品質が所定の条件を満たすか否かを判別し、信号品質が所定の条件を満たす場合の次数を基準点として定め、推定信号Ｓi [a]の次数ａが当該次数と同一となることである。 A wireless communication method of the first aspect of the invention, completed condition, a known transmitted signal that shares with each other at the base station and the terminal station in the i cell is taken as R i, reception weight W 'i, i To obtain the 0th-order estimated signal S i [0] = W ′ i, i R i in the i-th cell and measure the signal quality of the a-order estimated signal S i [a] including a = 0. Then, it is determined whether or not the measured signal quality satisfies a predetermined condition, the order when the signal quality satisfies the predetermined condition is determined as a reference point, and the order a of the estimated signal S i [a] is determined as the order. It is to be the same.

本発明により、繰り返し処理の途中に受信信号に誤りが小さいと判定された場合にはその処理を中断するため、演算量を削減することが可能になる。すなわち、受信信号に他セルからの干渉成分が含まれている場合、その受信信号から干渉信号レプリカを生成すると新たな干渉成分、すなわち残留干渉を発生する原因となる。このとき、式(2) に示す条件が満たされていない、つまり所望信号の電力よりも干渉信号の電力が大きい場合では、繰り返し処理において残留干渉成分が増幅されてしまい干渉キャンセルがうまく機能しなくなる。さらに、以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。   According to the present invention, when it is determined that there is a small error in the received signal during the iterative process, the process is interrupted, so that the amount of calculation can be reduced. That is, when an interference component from another cell is included in the received signal, generating an interference signal replica from the received signal causes a new interference component, that is, residual interference. At this time, if the condition shown in Equation (2) is not satisfied, that is, if the power of the interference signal is larger than the power of the desired signal, the residual interference component is amplified in the iterative process, and interference cancellation does not function well. . Furthermore, since it is not necessary to acquire a signal from the cell in the subsequent repetitive processing, the amount of information exchanged at the base station or the control station can be reduced.

第１の発明の無線通信方法であって、完了条件は、ａ次の推定信号Ｓi [a]を一定のビット列単位のＴi [a]として取得したものを復調し、復調したデータビット列に対してビット誤り検出演算を行い、誤りが存在しないことである。 In the wireless communication method according to the first aspect of the present invention, the completion condition is that the a-th estimated signal S i [a] obtained as T i [a] in a certain bit string unit is demodulated and converted into a demodulated data bit string. On the other hand, bit error detection calculation is performed and no error exists.

本発明により、データビット列Ｔi [a]に誤りが検出されなくなった場合には所定の繰り返し回数まで処理を実施することなく信号検出処理を完了できるため、演算量を抑えることが可能になる。また、あるセルにおいて受信データに誤りが無いものと判定された場合、次の繰り返し処理には誤りの無い受信信号が用いられる。これにより、誤りの無い、すなわち干渉成分を含まない受信信号から干渉信号のレプリカを生成できるため、残留干渉は発生しない。さらに以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。 According to the present invention, when no error is detected in the data bit string T i [a] , the signal detection process can be completed without performing the process up to a predetermined number of repetitions, so that the amount of calculation can be suppressed. When it is determined that there is no error in received data in a certain cell, a received signal without error is used for the next iterative process. Thereby, since a replica of the interference signal can be generated from the received signal that is error-free, that is, does not include an interference component, no residual interference occurs. Furthermore, since it is not necessary to acquire a signal from the cell in the subsequent iterative processing, it is possible to reduce the amount of information exchanged at the base station or the control station.

第２の発明は、複数のセルにそれぞれ基地局が配置され、各基地局が有線回線を介してネットワークと接続され、各基地局がセル内の端末局と無線回線を介して通信を行う無線通信システムであって、同一セル内および異なるセル間における基地局と端末局の間のチャネル情報を取得する手段と、取得したチャネル情報を、第ｉセル内の基地局と第ｊセル内の端末局との間のチャネル行列Ｈ'i,jとして管理する手段と、チャネル行列に基づいて、同一セル内の基地局と端末局間での受信ウエイト行列Ｗ'i,iと、他セル内の端末局から到来する干渉信号のレプリカを生成するためのウェイト行列Ｇi,j とを算出する手段と、第ｉセルにおける受信情報をＲi としたときに、送信ウエイトＷ'i,iとの乗算により第ｉセルにおける０次の推定信号Ｓi [0]＝Ｗ'i,iＲi を算出する手段と、第ｉセルについて、当該セルと同一周波数チャネルを用いて通信を行う周辺のセルの全てまたは一部において算出されたｊ≠ｉなる第ｊセルにおけるａ次の推定信号Ｓj [a]とウェイト行列Ｇi,j の積算結果を所定のｊに対して総和を取ることにより生成した干渉信号レプリカを推定信号Ｓi [0]に加算することで第ｉセルにおけるａ＋１次の推定信号Ｓi [a+1]を算出する手段と、完了条件を満たした場合に、第ｉセルにおけるａ＋１次の推定信号Ｓi [a+1]を算出することを完了する手段とを備える。 In the second invention, a base station is arranged in each of a plurality of cells, each base station is connected to a network via a wired line, and each base station communicates with a terminal station in the cell via a wireless line. A communication system, means for acquiring channel information between a base station and a terminal station in the same cell and between different cells, and the acquired channel information for the base station in the i-th cell and the terminal in the j-th cell channel matrix H between the stations Prefecture 'i, and means for managing as j, based on the channel matrix, the reception weight matrix W between the base station and the terminal station in the same cell' i, and i, in the other cells Means for calculating a weight matrix G i, j for generating a replica of the interference signal coming from the terminal station, and transmission weight W ′ i, i when the reception information in the i-th cell is R i The 0th-order estimated signal S i [0] in the i-th cell by multiplication = Means for calculating W ′ i, i R i , and, for the i-th cell, the j-th cell with j ≠ i calculated in all or part of the surrounding cells that communicate using the same frequency channel as the cell An interference signal replica generated by adding the sum of the a-order estimated signal S j [a] and the weight matrix G i, j for a predetermined j to the estimated signal S i [0]. to in calculating means for calculating a + 1-order estimation signal S i [a + 1] in the i-th cell, if it meets the completion condition, the a + 1-order estimation signal S i [a + 1] in the i-cell Means for completing the process.

第２の発明の無線通信システムであって、完了条件は、推定信号Ｓi [a+1]のＳi [a]に対する変化量を算出し、当該算出した変化量がある閾値よりも小さいことである。 In the wireless communication system of the second invention, the completion condition is that the amount of change of the estimated signal S i [a + 1] with respect to S i [a] is calculated, and the calculated amount of change is smaller than a certain threshold value. It is.

第２の発明の無線通信システムであって、完了条件は、第ｉセルにおける基地局と端末局において互いに共有している既知の送信信号をＲi としたときに、受信ウエイトＷ'i,iとの乗算により第ｉセルにおける０次の推定信号Ｓi [0]＝Ｗ'i,iＲi を取得し、ａ＝０を含むａ次の推定信号Ｓi [a]の信号品質を測定し、測定した信号品質が所定の条件を満たすか否かを判別し、信号品質が所定の条件を満たす場合の次数を基準点として定め、推定信号Ｓi [a]の次数ａが当該次数と同一となることである。 A wireless communication system of the second aspect of the invention, completed condition, a known transmitted signal that shares with each other at the base station and the terminal station in the i cell is taken as R i, reception weight W 'i, i To obtain the 0th-order estimated signal S i [0] = W ′ i, i R i in the i-th cell and measure the signal quality of the a-order estimated signal S i [a] including a = 0. Then, it is determined whether or not the measured signal quality satisfies a predetermined condition, the order when the signal quality satisfies the predetermined condition is determined as a reference point, and the order a of the estimated signal S i [a] is determined as the order. It is to be the same.

第２の発明の無線通信システムであって、完了条件は、ａ次の推定信号Ｓi [a]を一定のビット列単位のＴi [a]として取得したものを復調し、復調したデータビット列に対してビット誤り検出演算を行い、誤りが存在しないことである。 In the wireless communication system of the second invention, the completion condition is that the a-th estimated signal S i [a] acquired as T i [a] in a certain bit string unit is demodulated and converted into a demodulated data bit string. On the other hand, bit error detection calculation is performed and no error exists.

本発明によれば、同一周波数チャネルを用いる周辺のセルからの相互の与／被干渉が存在する環境で、多数の端末局が送信した信号を複数の遠隔基地局が受信するアップリンクにおいて、多数の遠隔基地局のアンテナの受信信号に対する信号処理により、周辺のセルからの相互の与／被干渉を抑圧し、信号対干渉電力比（ＳＩＲ：Signal to Interference Ratio）を改善した状態で通信を行うことができる。この結果、周波数チャネル数が少ない場合であっても、これに起因するセル間干渉を抑えて、通信品質を改善できる。   According to the present invention, in an uplink where a plurality of remote base stations receive signals transmitted by a plurality of terminal stations in an environment in which there is mutual interference / interference from neighboring cells using the same frequency channel, Communicating with improved signal-to-interference ratio (SIR) by suppressing the mutual interference / interference from surrounding cells by signal processing of the received signal of the antenna of the remote base station be able to. As a result, even when the number of frequency channels is small, it is possible to suppress the inter-cell interference caused by this and improve the communication quality.

また、従来技術では、非現実的な規模の膨大な演算量を伴う干渉キャンセラの信号処理に対して、本発明では必要となる演算量を大幅に抑圧可能である。   In addition, in the conventional technique, the amount of calculation required in the present invention can be significantly suppressed with respect to the signal processing of an interference canceller with an unrealistic scale of huge amount of calculation.

さらに、信号処理自体はひとつの制御局に全て集約する必要はなく、分散的な制御局または基地局において処理を実行可能であり、この結果、個別の制御局または基地局の演算量をサービスエリア全体のセルの数に依存しない、現実的な演算量に抑えることが可能になり、極限的には超広域のサービスエリアへの拡張が可能になる。   Furthermore, the signal processing itself does not have to be integrated into one control station, and processing can be executed in a distributed control station or base station. As a result, the calculation amount of individual control stations or base stations is reduced to the service area. It becomes possible to limit the amount of computation to a practical amount that does not depend on the total number of cells, and it is possible to extend to an extremely wide service area in the limit.

さらに、本発明では推定信号の品質を測定して干渉キャンセルの処理を中断する処理を伴うので、さらに演算量を抑圧し、さらには基地局ないしは制御局間にて交換する情報量を削減することが可能になる。   Furthermore, since the present invention involves the process of measuring the quality of the estimated signal and interrupting the interference cancellation process, further reducing the amount of computation and further reducing the amount of information exchanged between the base station or the control station Is possible.

本発明の実施例１における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する信号推定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the signal estimation process which implement | achieves the interference cancellation which considered the signal quality in Example 1 of this invention. 本発明の実施例２における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する信号推定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the signal estimation process which implement | achieves the interference cancellation which considered the signal quality in Example 2 of this invention. 本発明の実施例３における制御局および遠隔基地局の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the control station in Example 3 of this invention, and a remote base station. 本発明の実施例３における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する信号検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the signal detection process which implement | achieves the interference cancellation which considered the signal quality in Example 3 of this invention. 本発明の関連技術における制御局および遠隔基地局の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the control station and remote base station in the related technology of this invention. 本発明の関連技術における干渉キャンセルを実現する信号推定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the signal estimation process which implement | achieves the interference cancellation in the related technology of this invention. 本発明の関連技術におけるセル間干渉キャンセラを用いた無線通信システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the radio | wireless communications system using the intercell interference canceller in the related technology of this invention. 従来技術におけるセル間干渉キャンセラを用いた無線通信システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the radio | wireless communications system using the intercell interference canceller in a prior art. 従来の無線通信方法におけるダウンリンクの送信信号算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the transmission signal calculation process of the downlink in the conventional radio | wireless communication method. 従来の無線通信システムのアップリンクにおける制御局および遠隔基地局の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the control station and remote base station in the uplink of the conventional radio | wireless communications system. 従来の無線通信方法におけるアップリンクの信号推定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the signal estimation process of the uplink in the conventional radio | wireless communication method.

始めに、本発明の背景となる関連技術（特願２０１０−２３３２６３）について説明する。
まず、アップリンクに関するチャネル行列を再定義する。

Figure 2013009225
First, a related technology (Japanese Patent Application No. 2010-233263) which is the background of the present invention will be described.
First, the channel matrix for the uplink is redefined.
Figure 2013009225

ここで、式(19)のＷ’の各項におけるＷ'i,iは、式(17)のＨ'i,iに対する受信ウエイトであり、例えばＺＦ法であれば
Ｗ'i,i＝Ｈ'i,i -1
または
Ｗ'i,i＝（Ｈ'i,i H Ｈ'i,i)-1Ｈ'i,i H
で与えられる。また、最小自乗平均誤差（ＭＭＳＥ）基準のウエイトなど、他の如何なる方法により算出して構わない。この行列を式(14)の両辺の左側より乗算する。

Figure 2013009225
Here, W ′ i, i in each term of W ′ in Expression (19) is a reception weight for H ′ i, i in Expression (17). For example, in the ZF method, W ′ i, i = H ' i, i -1
Or W ′ i, i = (H ′ i, i H H ′ i, i ) −1 H ′ i, i H
Given in. Further, it may be calculated by any other method such as a weight based on the least mean square error (MMSE) standard. Multiply this matrix from the left side of both sides of Equation (14).
Figure 2013009225

さらに、以下のように演算を進める。

Figure 2013009225
Further, the calculation proceeds as follows.
Figure 2013009225

ここで式(20)の右辺第３項の雑音項を無視すれば、以下のような関係式が求まる。

Figure 2013009225
Here, if the noise term of the third term on the right side of the equation (20) is ignored, the following relational expression can be obtained.
Figure 2013009225

これを各行毎に分けて記述すれば、第ｉ行は以下の関係式となる。

Figure 2013009225
If this is described separately for each line, the i-th line becomes the following relational expression.
Figure 2013009225

ここで、左辺のＳi に乗算されているＷ'i,iＨ'i,iは対角行列である。これは、受信信号に受信ウエイトを乗算したＷ'i,iＲi から干渉成分である信号を推定して減算することで、セル間干渉のない場合の信号に関する情報（式(24)の左辺）が求まることを意味している。全てのｉ，ｊに対し式(24)が成立する送信情報Ｓi を求めることができれば、それは送信情報Ｓの近似解とみなすことができる。そこで、以下の処理を行う。

Figure 2013009225
Here, W ′ i, i H ′ i, i multiplied by S i on the left side is a diagonal matrix. This is because information on the signal when there is no inter-cell interference is obtained by estimating and subtracting the signal that is an interference component from W ′ i, i R i obtained by multiplying the received signal by the reception weight (the left side of Expression (24)). ) Is required. If transmission information S i satisfying Expression (24) can be obtained for all i and j, it can be regarded as an approximate solution of transmission information S. Therefore, the following processing is performed.
Figure 2013009225

式(27)は送信情報Ｓi [a]に関する漸化式となっており、初期値を式(25)で与えた後、繰り返し演算を行えば、式(2) の条件式が満たされている場合には収束解をもつことになる。以下に、関連技術について図を参照して説明する。 Equation (27) is a recurrence formula for the transmission information S i [a] . If the initial value is given by Equation (25) and then repeated calculation is performed, the conditional equation of Equation (2) is satisfied. If so, it will have a convergent solution. The related art will be described below with reference to the drawings.

図５は、関連技術における制御局および遠隔基地局の構成例を示す。
図５において、1a〜1cは制御局、2a〜2cはチャネル情報取得・管理手段、3a〜3cは受信信号生成・保存手段、4a〜4cは復調部、5a〜5cは干渉除去手段、6a〜6cは受信データ出力手段、7a〜7cは周辺セル情報取得手段、8a〜8cは干渉信号レプリカ生成手段、9a〜9cは情報伝達手段、10a 〜10i は遠隔基地局、12a 〜12c は端末局を示す。 FIG. 5 shows a configuration example of a control station and a remote base station in the related art.
In FIG. 5, 1a to 1c are control stations, 2a to 2c are channel information acquisition / management means, 3a to 3c are reception signal generation / storage means, 4a to 4c are demodulation sections, 5a to 5c are interference cancellation means, and 6a to 6c is a reception data output means, 7a to 7c are neighboring cell information acquisition means, 8a to 8c are interference signal replica generation means, 9a to 9c are information transmission means, 10a to 10i are remote base stations, and 12a to 12c are terminal stations Show.

本技術の特徴は、制御局1a〜1cは、受信信号生成・保存手段3a〜3c、干渉除去手段5a〜5c、周辺セル情報取得手段7a〜7c、干渉信号レプリカ生成手段8a〜8c、情報伝達手段9a〜9cを備え、情報伝達手段9a〜9cから情報取得手段7a〜7cに有線伝送路等を介して通知される周辺セルの情報（受信信号）をもとに、干渉信号レプリカ生成手段8a〜8cにおいて干渉信号レプリカを生成し、干渉除去手段5a〜5cにおいて他セルからの干渉をキャンセルする処理を繰り返し実施するところにある。   The feature of the present technology is that the control stations 1a to 1c receive signal generation / storage means 3a to 3c, interference removal means 5a to 5c, neighboring cell information acquisition means 7a to 7c, interference signal replica generation means 8a to 8c, information transmission Means 9a to 9c are provided, and interference signal replica generation means 8a based on information (received signal) of neighboring cells notified from information transmission means 9a to 9c to information acquisition means 7a to 7c via a wired transmission path or the like The interference signal replica is generated at ˜8c, and the processing for canceling the interference from other cells is repeatedly performed by the interference removing means 5a to 5c.

端末局12a 〜12c から制御局1a〜1cまたは基地局への情報伝送であるアップリンクについて説明する。端末局12a 〜12c が送信した信号は遠隔基地局10a 〜10i が受信し、それぞれが接続されている制御局1a〜1cへ信号を転送する。制御局1a〜1cは、遠隔基地局10a 〜10i が受信した信号に対し、その信号がトレーニング信号の場合にはチャネル情報取得・管理手段2a〜2cに入力され、遠隔基地局と端末局間のチャネル情報を取得し、受信ウェイト等を生成して保存する。一方、受信した信号がデータ信号の場合には受信信号生成・保存手段3a〜3cに入力され、チャネル情報取得・管理手段2a〜2cにて算出されたウェイトを用いて式(25)により０次の受信信号を生成し、保存する。   The uplink that is information transmission from the terminal stations 12a to 12c to the control stations 1a to 1c or the base station will be described. The signals transmitted from the terminal stations 12a to 12c are received by the remote base stations 10a to 10i and transferred to the control stations 1a to 1c to which the terminals are connected. When the control station 1a to 1c receives a signal received by the remote base station 10a to 10i and the signal is a training signal, the control station 1a to 1c is input to the channel information acquisition / management means 2a to 2c. Channel information is acquired, reception weights, etc. are generated and stored. On the other hand, when the received signal is a data signal, it is input to the received signal generating / storing means 3a to 3c, and using the weight calculated by the channel information acquiring / managing means 2a to 2c, the 0th order is obtained by the equation (25). The received signal is generated and stored.

干渉除去の処理を実施する際は、干渉除去手段5a〜5cを通して制御局1a〜1cが保有しているａ＝０を含むａ次の受信信号を情報伝達手段9a〜9cによって他の制御局に向けて伝送し、同時に、該伝送された情報を周辺セル情報取得手段7a〜7cによって取得する。次に、干渉信号レプリカ生成手段8a〜8cが、取得した周辺セルの受信信号と、チャネル情報取得・管理手段2a〜2cにて保存されているチャネル情報を用いて干渉信号レプリカを生成し、干渉除去手段5a〜5cは該干渉信号レプリカと受信信号生成・保存手段3a〜3cにて保存されている０次の受信信号を用いて式(27)によりａ＋１次の受信信号を生成する。上記一連の処理を繰り返し実施することで、高次の推定信号を生成する。繰り返し処理を終えると、干渉除去手段5a〜5cは推定信号を復調部4a〜4cへ出力し、復調処理を行って受信データ出力手段6a〜6cへ出力する。   When performing the interference removal processing, the a-order received signal including a = 0 held by the control stations 1a to 1c through the interference removal means 5a to 5c is transmitted to other control stations by the information transmission means 9a to 9c. At the same time, the transmitted information is acquired by the neighboring cell information acquisition means 7a to 7c. Next, the interference signal replica generation means 8a-8c generates interference signal replicas using the acquired received signals of neighboring cells and the channel information stored in the channel information acquisition / management means 2a-2c, The removing means 5a to 5c use the interference signal replica and the 0th-order received signal stored in the received signal generating / storing means 3a to 3c to generate the a + 1-order received signal according to the equation (27). A high-order estimated signal is generated by repeatedly performing the above-described series of processing. When the iterative processing is completed, the interference removing means 5a to 5c output the estimation signals to the demodulation units 4a to 4c, perform demodulation processing, and output to the reception data output means 6a to 6c.

図６は、本発明の関連技術における干渉キャンセルを実現する信号推定処理手順を示す。図６(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図６(b) は信号推定処理を行う前段の受信準備処理、図６(c) はデータの各ビット列を受信した際のシンボル単位での信号推定処理をそれぞれ表す。   FIG. 6 shows a signal estimation processing procedure for realizing interference cancellation in the related art of the present invention. Fig. 6 (a) is a channel information acquisition process periodically performed between the remote base station and each terminal station, Fig. 6 (b) is a reception preparation process before the signal estimation process, and Fig. 6 (c) is a data reception process. The signal estimation processing in symbol units when each bit string is received is shown.

図６(a) において、遠隔基地局10a 〜10i と各端末局12a 〜12c との間の伝搬チャネルは、時間と共に変化しているのが一般的である。そこで、所定の周期でそれぞれのチャネル情報を定期的に取得する。具体的には、処理を開始すると（S1）、チャネル情報を取得し（S2）、それを式(16)の部分チャネル行列Ｈ'i,jとして記録し（S3）、処理を終了する（S4）。本来、部分チャネル行列Ｈ'i,jは端末局毎に異なるので、その端末局に相当する添え字を付与すべきであるが、ここでは説明の都合上、省略している。 In FIG. 6 (a), the propagation channel between the remote base stations 10a to 10i and the terminal stations 12a to 12c generally changes with time. Therefore, each channel information is periodically acquired at a predetermined cycle. Specifically, when the process is started (S1), channel information is acquired (S2), and is recorded as a partial channel matrix H ′ i, j of Expression (16) (S3), and the process is terminated (S4). ). Originally, since the partial channel matrix H ′ i, j is different for each terminal station, a subscript corresponding to the terminal station should be given, but is omitted here for convenience of explanation.

図６(b) において、データを受信して処理を開始すると（S11)、着目したセル内の通信相手とする端末局とのチャネル情報を取得し（S12)、部分チャネル行列Ｈ'i,iとして管理する（S13)。さらに、同一セル内の基地局と端末局間での受信ウエイト行列Ｗ'i,iを部分チャネル行列Ｈ'i,iに基づいて取得し、式(26)に従って行列Ｇi,j を算出し（S14)、処理を終了する（S15)。そして、受信したデータに後続する情報（ビット列）の信号推定処理を引き続き行う。 In FIG. 6 (b), when data is received and processing is started (S11), channel information with a terminal station as a communication partner in the focused cell is acquired (S12), and a partial channel matrix H ′ i, i (S13). Further, the reception weight matrix W ′ i, i between the base station and the terminal station in the same cell is acquired based on the partial channel matrix H ′ i, i, and the matrix G i, j is calculated according to equation (26). (S14), the process ends (S15). Then, signal estimation processing of information (bit string) following the received data is continued.

ここで、図９における従来技術でも同様の説明をしたが、受信するデータの先頭領域にはチャネル推定用のプリアンブル信号が付与されているため、処理S12 において部分チャネル行列の対角項に相当するところの、着目したセル内の端末から送信されこのセル内の基地局にて受信される際の部分チャネル行列Ｈ'i,iは取得可能である。しかし、非対角項に相当する部分チャネル行列Ｈ'i,jについてはそのシステムに依存し、必ずしも取得できるとは限らない。図６(b) での説明では、非対角項に相当する部分チャネル行列Ｈ'i,jについては、図６(a) にて説明したように実際のデータ受信とは別の機会に取得し、図６(a) の処理S3で記録した情報を処理S13 で読み出して用いる場合を例にとって説明した。ただし、もしデータ受信時に非対角項に相当する部分チャネル行列Ｈ'i,jも取得可能であれば、図６(a) に記載の一連の処理は省略可能であり、処理S12 の中で対角項、非対角項の全てを取得し、処理S13 は省略することになる。 Here, the same description is given in the prior art in FIG. 9, but since a preamble signal for channel estimation is added to the head region of the received data, it corresponds to the diagonal term of the partial channel matrix in step S12. However, the partial channel matrix H ′ i, i when transmitted from the terminal in the focused cell and received by the base station in the cell can be acquired. However, the partial channel matrix H ′ i, j corresponding to the off-diagonal term depends on the system and cannot always be acquired. In the explanation in FIG. 6 (b), the partial channel matrix H ′ i, j corresponding to the off-diagonal term is acquired at a different opportunity from the actual data reception as explained in FIG. 6 (a). The case where the information recorded in step S3 in FIG. 6A is read out and used in step S13 has been described as an example. However, if the partial channel matrix H ′ i, j corresponding to the off-diagonal term can be acquired at the time of data reception, the series of processing shown in FIG. 6 (a) can be omitted, and the processing in step S12 All diagonal terms and non-diagonal terms are acquired, and the process S13 is omitted.

図６(c) において、データのビット列をシンボル単位で受信し、信号推定処理を開始すると（S101) 、シンボル単位の第ｉセルの受信信号をＲi とし（S102) 、式(25)に従って着目したセルの０次の信号検出処理によりＳj [0]を算出する（S103) 。次にカウンタ値ａをゼロにリセットし（S104) 、周辺セルの信号Ｓi [a]を取得し（S105) 、式(27)に従いａ＋１の着目したセルの推定信号Ｓi [a+1]を算出する（S106) 。さらに、カウンタ値ａに１加算し（S107) 、所定のしきい値ｂを超えるか否かを判断する（S108) 。ステップS108にてYes の場合、処理を終了してｂ次の推定信号Ｓi [b]を決定し、復調処理へ進む（S109) 。一方、ステップS108にてNoの場合はステップS105に戻り、ステップS105からステップS108の処理を繰り返し実行する。 In FIG. 6 (c), when a bit sequence of data is received in symbol units and signal estimation processing is started (S101), the received signal of the i-th cell in symbol units is set to R i (S102), and attention is paid according to equation (25). Then, S j [0] is calculated by the 0th-order signal detection processing of the obtained cell (S103). Next, the counter value a is reset to zero (S104), the signal S i [a] of the peripheral cell is acquired (S105), and the estimated signal S i [a + 1] of the cell of interest a + 1 according to the equation (27) . Is calculated (S106). Further, 1 is added to the counter value a (S107), and it is determined whether or not a predetermined threshold value b is exceeded (S108). If Yes in step S108, the process is terminated to determine the b-th order estimated signal S i [b] , and the process proceeds to the demodulation process (S109). On the other hand, if No in step S108, the process returns to step S105, and the processing from step S105 to step S108 is repeatedly executed.

なお、処理S109では信号の推定処理が完了としているが、当然ながら復調処理および雑音成分等による推定誤差を抑圧するための信号の硬判定処理、誤り訂正を含む軟判定処理などが含まれることがあるが、これらの処理は一般的な技術であるためここでは説明を省略する。   Note that the signal estimation process is completed in the process S109, but of course, it may include a demodulation process and a signal hard decision process for suppressing an estimation error due to a noise component, a soft decision process including error correction, and the like. However, since these processes are general techniques, description thereof is omitted here.

ここで、ステップS105について補足すると、ここでいう周辺のセルとは、式(27)のΣで総和をとる対象のセルであり、具体的には相互の与／被干渉が無視できない所定のレベル以上のセルである。この条件は、通常は置局設計において決まるため、固定的に設定されていることが一般的であるが、逐次干渉の度合いを調査し、その時点で干渉が無視できないセルを動的に管理しても構わない。たとえば、受信電力が閾値以上のものを対象とする。また、ａ次の近似解として得られた推定信号Ｓi [a]のみを近接セル同士で情報交換すればよいので、相互に通知する情報量は限定的である。 Here, supplementing step S105, the peripheral cells here are cells to be summed by Σ in Equation (27), and specifically, a predetermined level at which mutual addition / interference cannot be ignored. This is the above cell. Since this condition is usually determined by station design, it is generally fixed. However, the degree of successive interference is investigated, and cells that cannot be ignored at that time are dynamically managed. It doesn't matter. For example, the received power is the threshold value or more. Further, since only the estimated signal S i [a] obtained as an a-th order approximate solution needs to be exchanged between neighboring cells, the amount of information notified to each other is limited.

また、ステップS105からステップS108の処理をハードウエア上に回路を構成して繰り返し実行する際には、同一の回路を繰り返し利用することになるため、演算回数という意味では演算量は多少増加するが、回路規模はステップS105からステップS108の処理の繰り返し回数には依存せず、一定の回路規模のままとすることができる。   In addition, when the process from step S105 to step S108 is repeatedly performed by configuring a circuit on hardware, the same circuit is repeatedly used, so the amount of calculation slightly increases in terms of the number of calculations. The circuit scale does not depend on the number of repetitions of the processing from step S105 to step S108, and can be kept constant.

図７は、本発明の関連技術におけるセル間干渉キャンセラを用いた無線通信システムの構成例を示す。
図７において、201-1 〜201-2 は制御局、202-1 〜202-5 は遠隔基地局、203-1 〜203-5 は端末局、204-1 〜204-5 は同一周波数チャネルを用いるセル、205-1 〜205-3 は有線伝送路を表す。 FIG. 7 shows a configuration example of a radio communication system using an inter-cell interference canceller in the related technology of the present invention.
In FIG. 7, 201-1 to 201-2 are control stations, 202-1 to 202-5 are remote base stations, 203-1 to 203-5 are terminal stations, and 204-1 to 204-5 are the same frequency channels. The cells used, 205-1 to 205-3, represent wired transmission lines.

本構成と図８に示す従来構成が異なるところは、全てのセル204-1 〜204-5 内の遠隔基地局202-1 〜202-5 が単一の制御局に接続されているのではなく、分散した複数の制御局201-1 〜201-2 のいずれかひとつに有線伝送路205-1 〜205-2 を介して接続され、さらに分散した複数の制御局201-1 〜201-2 の間も有線伝送路205-3 を介して接続されている点である。   The difference between this configuration and the conventional configuration shown in FIG. 8 is that the remote base stations 202-1 to 202-5 in all the cells 204-1 to 204-5 are not connected to a single control station. , Connected to any one of a plurality of distributed control stations 201-1 to 201-2 via wired transmission paths 205-1 to 205-2, and further distributed to a plurality of distributed control stations 201-1 to 201-2. They are also connected through a wired transmission line 205-3.

例えば、着目するセル204-1 において、相互に与／被干渉が無視できないセルがセル204-2 とセル204-5 であったとする。この場合、セル204-1 内の遠隔基地局202-1 が接続された制御局201-1 では、セル204-1 内およびセル204-1 とセル204-2 ／セル204-5 との間のチャネル情報を取得し、式(26)に示した行列Ｇi,j を算出する。さらに、実際に信号を受信する際には、式(28)におけるＳi [a]を、セル204-2 の遠隔基地局202-2 が接続された制御局1-1 （実際は同一の制御局であるので、情報の伝送は不要）およびセル204-5 の遠隔基地局202-5 が接続された制御局201-2 から取得する（図６(c) のステップS105）。図６(c) のステップS105〜S108の処理を繰り返しながらこの情報交換を繰り返し、最終的にセル204-1 の推定信号Ｓi [a]を決定する。 For example, in the cell 204-1 of interest, the cells 204-2 and 204-5 are the cells that cannot be ignored / interfered with each other. In this case, in the control station 201-1 to which the remote base station 202-1 in the cell 204-1 is connected, between the cell 204-1 and between the cell 204-1 and the cell 204-2 / cell 204-5. Channel information is acquired, and the matrix G i, j shown in Equation (26) is calculated. Further, when actually receiving a signal, S i [a] in the equation (28) is replaced with the control station 1-1 (actually the same control station) to which the remote base station 202-2 of the cell 204-2 is connected. Therefore, the information is not required to be transmitted) and is acquired from the control station 201-2 to which the remote base station 202-5 of the cell 204-5 is connected (step S105 in FIG. 6 (c)). This information exchange is repeated while repeating the processing of steps S105 to S108 in FIG. 6C, and finally the estimated signal S i [a] of the cell 204-1 is determined.

例えば、着目するセル204-4 において、相互に与／被干渉が無視できないセルがセル204-3 とセル204-5 であったとする。この場合、これらのセルは全て共通の制御局201-2 に接続しているので、制御局201-1 と制御局201-2 の間の有線伝送路205-3 にて情報交換は不要のように見えるが、実際には、全てのセルにおける送信信号の算出処理は同時並行的に行われるため、いずれかのセルにおいて必要となる情報は有線伝送路205-3 を介して交換し、それらを共有する。   For example, it is assumed that cells 204-3 and 204-5 are cells 204-4 and 204-5 that cannot be ignored or interfered with each other in the focused cell 204-4. In this case, since these cells are all connected to the common control station 201-2, no information exchange is required on the wired transmission path 205-3 between the control station 201-1 and the control station 201-2. However, in reality, the calculation processing of the transmission signals in all cells is performed in parallel, so the information required in any cell is exchanged via the wired transmission path 205-3, and they are exchanged. Share.

なお、以上の関連技術では制御局が複数存在する場合について説明を行ったが、式(26)および式(27)の処理を実施すれば、必ずしも制御局は複数である必要はない。図８に示すようなひとつの制御局で集中的に信号処理を行う従来方式のような構成をとってもよい。あくまでも、本技術によれば必要な情報交換のみを行えば、分散的に複数の制御局に信号処理を分散させることが可能になり、かつ、その制御局毎の演算量を少なく抑えることが可能になるため、結果的に実現可能な回路規模に抑えることが可能となる。   In the above related technology, the case where there are a plurality of control stations has been described. However, if the processing of Expression (26) and Expression (27) is performed, the number of control stations is not necessarily limited. A configuration as in the conventional method in which signal processing is intensively performed by one control station as shown in FIG. 8 may be adopted. To the last, according to this technology, if only necessary information exchange is performed, signal processing can be distributed to a plurality of control stations in a distributed manner, and the amount of calculation for each control station can be reduced. As a result, the circuit scale can be reduced to a realizable size.

また、図６(c) におけるステップS105からステップS108の処理について、ループを繰り返すことになるが、ハードウエア的にはループ毎に個別の回路を実装しても、同一回路を繰り返し利用してもどちらでも構わない。   In addition, a loop is repeated for the processing from step S105 to step S108 in FIG. 6C. However, in terms of hardware, an individual circuit may be mounted for each loop or the same circuit may be repeatedly used. Either one does not matter.

さらに、以上の説明の中で部分チャネル行列Ｈ'i,jは行列として説明を行っていたが、単なるスカラー量も１×１の行列として理解すれば、必ずしも行列である必要はなく、部分チャネル行列Ｈ'i,jがスカラー量である場合にも拡張可能である。またこの場合、受信ウエイトＷi,i も１×１の行列とみなすことが可能であり、この場合の受信ウエイト
Ｗ'i,iの算出処理とは、伝搬路上で発生する信号の減衰と位相の回転量に相当するスカラー量のＨ'i,iの逆数をＷ'i,iに設定する処理とみなすことができる。また、部分チャネル行列Ｈ'i,jはベクトルであっても、これを１×ｍ（ｍは２以上の整数）の行列と理解すれば、同様の拡張は可能である。 Further, in the above description, the partial channel matrix H ′ i, j has been described as a matrix. However, if a simple scalar quantity is also understood as a 1 × 1 matrix, the partial channel matrix H ′ i, j does not necessarily have to be a matrix. The expansion is also possible when the matrix H ′ i, j is a scalar quantity. In this case, the reception weight W i, i can also be regarded as a 1 × 1 matrix. In this case, the reception weight W ′ i, i is calculated by the attenuation and phase of the signal generated on the propagation path. Can be regarded as a process of setting the reciprocal of the scalar quantity H ′ i, i corresponding to the rotation quantity of W ′ i, i . Even if the partial channel matrix H ′ i, j is a vector, if it is understood as a matrix of 1 × m (m is an integer of 2 or more), the same extension is possible.

ここで、図６(c) におけるステップS105からステップS108の繰り返し処理における最適な回数について以下に説明する。最適な回数については、十分な繰り返し回数を設定すれば、干渉を十分に抑制し良好な特性は得られるが、繰り返し処理の増加に伴い演算量は増大してしまう。そのため、良好な干渉キャンセル特性を最低限の繰り返し処理にて実施するような制御が必要である。   Here, the optimum number of times in the repetitive processing from step S105 to step S108 in FIG. 6C will be described below. As for the optimum number of times, if a sufficient number of repetitions is set, interference can be sufficiently suppressed and good characteristics can be obtained, but the amount of calculation increases as the number of repetition processes increases. For this reason, it is necessary to perform control so that good interference cancellation characteristics are implemented with a minimum number of repetitive processes.

以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１における制御局、遠隔基地局および端末局の構成例は図５と同様である。ただし、後述するように、干渉除去手段5a〜5cは、繰り返し処理を最適化するための動作を行う。実施例１の特徴は、干渉除去手段5a〜5cにおいて、干渉キャンセルを実施後と実施前の信号の差分、すなわち変化量を算出し、その変化量がある閾値よりも小さいと判定された場合には干渉キャンセル処理を終端するところにある。 Examples of the present invention will be described below.
Configuration examples of the control station, the remote base station, and the terminal station in the first embodiment are the same as those in FIG. However, as will be described later, the interference removing units 5a to 5c perform an operation for optimizing the iterative process. The feature of the first embodiment is that when the interference canceling means 5a to 5c calculate a difference between signals before and after performing interference cancellation, that is, a change amount, and the change amount is determined to be smaller than a certain threshold value. Is where the interference cancellation process ends.

前記の関連技術に加え、本発明では干渉キャンセルを実施することによる推定信号の変化量を算出し、その変化量がある一定量よりも小さければ以降、干渉キャンセル処理を実施する必要がないと判断し、その処理を中断するため、推定信号算出のための演算量を削減することが可能になる。ここで、変化量を算出する対象となる信号とは、たとえば推定した送信信号であり、変化量とはａ次の推定信号からａ＋１次の推定信号の差の絶対値を評価する。   In addition to the related technology, the present invention calculates the amount of change in the estimated signal by performing interference cancellation, and if the amount of change is smaller than a certain amount, it is determined that it is not necessary to perform interference cancellation processing thereafter. Since the process is interrupted, the amount of calculation for calculating the estimated signal can be reduced. Here, the signal for which the amount of change is calculated is, for example, an estimated transmission signal, and the amount of change is the absolute value of the difference between the a-order estimated signal and the a + 1-order estimated signal.

図１は、本発明の実施例１における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する信号推定処理フローを示す。図１(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図１(b) は信号推定処理の前段の受信準備処理、図１(c) は受信信号シンボルを用いた信号推定処理をそれぞれ表す。図１(a) および(b) における処理は、図６に示すフローと同様であるため、ここでは説明を省略する。   FIG. 1 shows a signal estimation processing flow for realizing interference cancellation in consideration of signal quality in Embodiment 1 of the present invention. Fig. 1 (a) shows channel information acquisition processing periodically performed between the remote base station and each terminal station, Fig. 1 (b) shows reception preparation processing prior to signal estimation processing, and Fig. 1 (c) shows received signal symbols. Each of the signal estimation processes using is represented. Since the processing in FIGS. 1A and 1B is the same as the flow shown in FIG. 6, the description thereof is omitted here.

図１(c) において、端末局からの信号をシンボル単位で受信し信号推定処理を開始すると（S21 ）、シンボル単位の第ｉセルの受信信号をＲi とし（S22 ）、式(25)に従い自セルの０次の信号推定処理によりＳi [0]を算出(S23) し、カウンタ値ａをゼロにリセットし（S24 ）、繰り返し処理を開始する。 In FIG. 1 (c), when a signal from the terminal station is received in symbol units and signal estimation processing is started (S21), the received signal of the i-th cell in symbol units is set to R i (S22), and according to equation (25) S i [0] is calculated by the 0th-order signal estimation process of the own cell (S23), the counter value a is reset to zero (S24), and the repetition process is started.

次に、周辺セルのａ次の推定信号Ｓj [a]を取得し（S25 ）、干渉信号レプリカを生成する(S26) 。そして式(27)に従いａ＋１次の自セルの推定信号Ｓi [a+1]を算出し（S27 ）、カウンタ値ａに１加算する（S28)。次に、ａ次の干渉キャンセル処理を実施した推定信号Ｓi [a]とａ−１次の干渉キャンセル処理を実施した推定信号Ｓi [a-1]の差分の絶対値である
ｄ＝｜Ｓi [a]−Ｓi [a-1]｜
を算出し（S29 ）、その差分ｄが閾値ｅよりも小さいかを判定する（S30 ）。ステップS30 にてYes の場合、ａ次の推定信号Ｓi [a]を決定して信号推定処理を終了する（S32)。一方、ステップS30 にてNoの場合にはａが所定のしきい値ｂを超えるか否かを判断し（S31)、ステップS31 にてYes の場合、ｂ次の推定信号Ｓi [b]を決定して信号推定処理を終了する（S31)。一方、ステップS31 にてNoの場合はステップS25 に戻り、ステップS25 からステップS30 の処理を繰り返し実行する。 Next, the a-order estimated signal S j [a] of the neighboring cell is acquired (S25), and an interference signal replica is generated (S26). Then, the estimated signal S i [a + 1] of the a + 1-order own cell is calculated according to the equation (27) (S27), and 1 is added to the counter value a (S28). Next, the absolute value of the difference between the estimated signal S i [a] on which the a-th order interference cancellation processing is performed and the estimated signal S i [a-1] on which the a-first order interference cancellation processing is performed is d = | S i [a] −S i [a-1] |
Is calculated (S29), and it is determined whether the difference d is smaller than the threshold value e (S30). If Yes in step S30, the a-th estimated signal S i [a] is determined and the signal estimation process is terminated (S32). On the other hand, if No in step S30, it is determined whether a exceeds a predetermined threshold value b (S31). If Yes in step S31, b-th order estimated signal S i [b] is determined. Then, the signal estimation process is terminated (S31). On the other hand, if No in step S31, the process returns to step S25, and the processing from step S25 to step S30 is repeatedly executed.

なお、処理S32 では信号の推定処理が完了としているが、当然ながら雑音成分等による推定誤差を抑圧するために、信号の硬判定処理、誤り訂正を含む軟判定処理などが含まれることがあるが、これらの処理は一般的な技術であるためここでは説明を省略する。   In step S32, the signal estimation process is completed. Naturally, in order to suppress an estimation error due to a noise component or the like, a signal hard decision process, a soft decision process including error correction, and the like may be included. Since these processes are general techniques, description thereof is omitted here.

上記の動作により、繰り返し処理の途中に受信信号の変化量がある一定量よりも小さくなる場合にはその処理を中断するため、演算量を削減することが可能になる。   By the above operation, when the amount of change in the received signal becomes smaller than a certain amount during the repeated processing, the processing is interrupted, so that the amount of calculation can be reduced.

また、あるセルにおいて干渉キャンセル処理を終了した場合、まだ干渉キャンセル処理が終了していない他のセルにおけるそれ以降の干渉除去処理には当該セルの誤りの無い受信信号が用いられる。これにより、誤りの無い、すなわち干渉成分を含まない受信信号から干渉信号のレプリカを生成できるため、残留干渉は発生しない。   In addition, when the interference cancellation process is completed in a certain cell, the received signal without error of the cell is used for the subsequent interference cancellation process in another cell that has not yet completed the interference cancellation process. Thereby, since a replica of the interference signal can be generated from the received signal that is error-free, that is, does not include an interference component, no residual interference occurs.

さらに、以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。   Furthermore, since it is not necessary to acquire a signal from the cell in the subsequent repetitive processing, the amount of information exchanged at the base station or the control station can be reduced.

さらに、上記の動作を、基地局と端末局にて共有している既知のトレーニング信号に対して実施し、決定したａの値を用いてある一定量のデータ信号に対して干渉キャンセル処理を実施しても構わない。すなわち、既知のトレーニング信号について、ａ＋１次の干渉キャンセル処理を実施した推定信号Ｓi [a+1]とａ次の干渉キャンセル処理を実施した推定信号Ｓi [a]の差分の絶対値である
ｄ＝｜Ｓi [a+1]−Ｓi [a]｜
を算出し, その差分ｄが閾値ｅよりも小さくなったときの次数を閾値ｂとして、S31 の判定を行う。このときには、受信信号ごとに行うS29 、S30 は行わず、S31 の判定のみを行う。 Further, the above operation is performed on a known training signal shared by the base station and the terminal station, and interference cancellation processing is performed on a certain amount of data signal using the determined value of a. It doesn't matter. That is the absolute value of the difference of the known training signal, a + 1-order interference cancel processing estimation signal was performed S i [a + 1] and the estimated signal was carried out a following interference cancel processing S i [a] d = | S i [a + 1] −S i [a] |
S31 is determined with the order when the difference d is smaller than the threshold e as the threshold b. At this time, S29 and S30 performed for each received signal are not performed, and only the determination of S31 is performed.

トレーニング信号を用いて閾値ｂを求める方法として、実施例１のようにａ次とａ＋１次の推定信号の差分の絶対値に基づく方法の他に、信号品質を測定することにより求める方法があり、実施例２として以下に説明する。   As a method for obtaining the threshold value b using the training signal, there is a method for obtaining the threshold value b by measuring the signal quality in addition to the method based on the absolute value of the difference between the a-order and a + 1-order estimated signals as in the first embodiment. A second embodiment will be described below.

実施例２における制御局、遠隔基地局および端末局の構成例は図５と同様である。ただし、後述するように、干渉除去手段5a〜5cは、繰り返し処理を最適化するための動作を行う。実施例２の特徴は、干渉除去手段5a〜5cにおいて、受信したトレーニング信号の品質を基に干渉キャンセルの繰り返し次数の閾値ｂを決定し、受信データ信号の干渉キャンセル処理を実施するところにある。   Configuration examples of the control station, the remote base station, and the terminal station in the second embodiment are the same as those in FIG. However, as will be described later, the interference removing units 5a to 5c perform an operation for optimizing the iterative process. The feature of the second embodiment is that the interference canceling means 5a to 5c determine the threshold b of the repetition order of interference cancellation based on the quality of the received training signal, and perform interference cancellation processing of the received data signal.

図２は、本発明の第２の実施例における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する受信信号検出処理フローを示す。図２(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図２(b) は信号推定処理の前段の受信準備処理、図２(c) はトレーニング信号を用いた干渉キャンセル次数の決定処理をそれぞれ表す。図２(a) および(b) における処理は、図６に示すフローと同様であるため、ここでは説明を省略する。   FIG. 2 shows a received signal detection processing flow for realizing interference cancellation in consideration of signal quality in the second embodiment of the present invention. Fig. 2 (a) is a channel information acquisition process periodically performed between the remote base station and each terminal station, Fig. 2 (b) is a reception preparation process before the signal estimation process, and Fig. 2 (c) is a training signal. Each of the used interference cancellation order determination processes is shown. The processing in FIGS. 2 (a) and 2 (b) is the same as the flow shown in FIG.

図２(c) において、基地局と端末局間にて既知であるトレーニング信号をシンボル単位で受信し信号推定処理を開始すると（S41 ）、シンボル単位の第ｉセルの受信信号をＲi とし（S42 ）、式(25)に従い自セルの０次の信号推定処理によりＳi [0]を算出(S43) し、カウンタ値ａをゼロにリセットし（S44 ）、繰り返し処理を開始する。 In FIG. 2 (c), when a training signal that is known between the base station and the terminal station is received in symbol units and signal estimation processing is started (S41), the received signal of the i-th cell in symbol units is denoted as R i ( S42), S i [0] is calculated by the zero-order signal estimation process of the own cell according to the equation (25) (S43), the counter value a is reset to zero (S44), and the repetition process is started.

次にＳi [a]の信号品質を測定し（S45 ）、測定した信号品質が条件を満たすかを判別する（S46 ）。ここで、信号品質とは、たとえばＥＶＭ（Error Vector Magnitude）を用いる。ＥＶＭとは、受信シンボルの基準点との差を示す値である。条件としてある値を閾値として定め、トレーニングシンボルを用いて基準点を算出し、当該トレーニングシンボルの基準点（送信信号）と受信信号の差からＥＶＭを測定し、測定したＥＶＭが閾値よりも小さい場合には条件を満たすこととすればよい。その他、ＳＮＲ（Signal to Noise Power Ratio ）やＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Power Ratio）、ＢＥＲ（Bit Error Rate）の特性から信号品質を推定するなど、いかなる手段を信号品質の指標として用いて構わない。 Next, the signal quality of S i [a] is measured (S45), and it is determined whether the measured signal quality satisfies the condition (S46). Here, for example, EVM (Error Vector Magnitude) is used as the signal quality. The EVM is a value indicating a difference from the reference point of the received symbol. When a certain value is set as a threshold as a threshold, a reference point is calculated using a training symbol, EVM is measured from the difference between the reference point (transmission signal) of the training symbol and the received signal, and the measured EVM is smaller than the threshold It is sufficient to satisfy the condition. In addition, any means may be used as an indicator of signal quality, such as estimating signal quality from the characteristics of SNR (Signal to Noise Power Ratio), SINR (Signal to Interference and Noise Power Ratio), and BER (Bit Error Rate). .

ステップS26 にてYes の場合、次数ａを決定して信号推定処理へ進む（S52 ）。一方、ステップS46 にてNoの場合、周辺セルの推定信号Ｓj [a]を取得し（S47 ）、干渉信号レプリカを生成する（S48 ）。そして式(27)に従いａ＋１次の自セルの推定信号Ｓi [a+1]を算出する（S49 ）。さらにカウンタ値ａに１加算し（S50 ）、所定のしきい値ｂを超えるか否かを判断する（S51)。ステップS51 にてYes の場合、次数ｂを決定して信号推定処理へ進む（S52 ）。一方、ステップS51 にてNoの場合、ステップS45 に戻り、ステップS45 からステップS51 の処理を繰り返し実行する。 If Yes in step S26, the order a is determined and the process proceeds to signal estimation processing (S52). On the other hand, in the case of No in step S46, the estimated signal S j [a] of the neighboring cell is acquired (S47), and an interference signal replica is generated (S48). Then, the estimated signal S i [a + 1] of the a + 1-order own cell is calculated according to the equation (27) (S49). Further, 1 is added to the counter value a (S50), and it is determined whether or not a predetermined threshold value b is exceeded (S51). If Yes in step S51, the order b is determined and the process proceeds to signal estimation processing (S52). On the other hand, if No in step S51, the process returns to step S45, and the processing from step S45 to step S51 is repeatedly executed.

上記の動作により、データ信号の干渉キャンセル処理を実施する前準備として信号品質に応じて繰り返し次数を決定し、各セルの受信信号毎に最適な処理を実施することが可能となるため、演算量を削減することができる。   As a result of the above operation, it is possible to repeatedly determine the order according to the signal quality as preparation before performing the interference cancellation processing of the data signal, and to perform optimal processing for each received signal of each cell. Can be reduced.

また、あるセルにおいて干渉キャンセル処理を終了した場合、次の繰り返し処理には当該セルの誤りの無い受信信号が用いられる。これにより、誤りの無い、すなわち干渉成分を含まない受信信号から干渉信号のレプリカを生成できるため、残留干渉は発生しない。   Further, when the interference cancellation process is completed in a certain cell, a reception signal without an error of the cell is used for the next repetition process. Thereby, since a replica of the interference signal can be generated from the received signal that is error-free, that is, does not include an interference component, no residual interference occurs.

さらに、以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。   Furthermore, since it is not necessary to acquire a signal from the cell in the subsequent repetitive processing, the amount of information exchanged at the base station or the control station can be reduced.

上記の動作以降は、決定した次数ａに基づき、データ信号に対して干渉キャンセルの処理を実施する。その処理フローは、関連技術の図６(c) に示すものと同様である。ここで、次数の閾値であるｂの値を上記新たに決定したａの値とする。   After the above operation, interference cancellation processing is performed on the data signal based on the determined order a. The processing flow is the same as that shown in FIG. 6C of the related art. Here, the value of b, which is the order threshold, is set as the newly determined value of a.

また、ＯＦＤＭのような変調方式を用いる場合、サブキャリアごとのトレーニング信号とデータ信号を一つの処理単位とし、トレーニング信号の品質を測定した上で干渉キャンセル処理はデータ信号部分も同時に行うこととしてもよい。   Also, when using a modulation scheme such as OFDM, the training signal and data signal for each subcarrier are used as one processing unit, and after measuring the quality of the training signal, the interference cancellation processing may be performed simultaneously with the data signal portion. Good.

図３は、本発明の実施例３における制御局および遠隔基地局の構成例を示す。本実施例における無線通信システムの概要は図７と同様である。
図３において、本実施例３の特徴は、図５に示す制御局1a〜1cの受信データ出力手段6a〜6cの前段にビット誤り検出手段11a 〜11c を備え、復調されたデータビット列の誤りを検出し、誤りが検出されなかった場合には干渉キャンセルの繰り返し処理を中断するところにある。また、本実施例３で用いるビット演算は例えばデータパケットのような、ある程度のビット列単位にて実施する必要があるため、干渉キャンセルの処理は一定のビット列を構成する複数のシンボルに毎に実施することになる。その他の構成は、図５に示すものと同様である。 FIG. 3 shows a configuration example of a control station and a remote base station according to the third embodiment of the present invention. The outline of the wireless communication system in the present embodiment is the same as FIG.
In FIG. 3, the feature of the third embodiment is that bit error detection means 11a to 11c are provided in front of the reception data output means 6a to 6c of the control stations 1a to 1c shown in FIG. If the error is detected and no error is detected, the interference canceling process is interrupted. In addition, since the bit operation used in the third embodiment needs to be performed in units of a certain bit string such as a data packet, interference cancellation processing is performed for each of a plurality of symbols constituting a certain bit string. It will be. Other configurations are the same as those shown in FIG.

端末局12a 〜12c から制御局1a〜1cまたは基地局への情報伝送であるアップリンクについて説明する。端末局12a 〜12c が送信した信号を遠隔基地局10a 〜10i が受信し、それぞれが接続されている制御局へ信号を転送する。制御局1a〜1cは、遠隔基地局10a 〜10i が受信した信号に対し、その信号がトレーニング信号の場合にはチャネル情報取得・管理手段2a〜2cに入力され、遠隔基地局と端末局間のチャネル情報を取得し、受信ウェイト等を生成して保存する。一方、受信した信号がデータ信号の場合には受信信号生成・保存手段3a〜3cに入力され、チャネル情報取得・管理手段2a〜2cにて算出されたウェイトを用いて式(25)により０次の受信信号を生成し、保存する。   The uplink that is information transmission from the terminal stations 12a to 12c to the control stations 1a to 1c or the base station will be described. The remote base stations 10a to 10i receive the signals transmitted from the terminal stations 12a to 12c, and transfer the signals to the control stations to which they are connected. When the control station 1a to 1c receives a signal received by the remote base station 10a to 10i and the signal is a training signal, the control station 1a to 1c is input to the channel information acquisition / management means 2a to 2c. Channel information is acquired, reception weights, etc. are generated and stored. On the other hand, when the received signal is a data signal, it is input to the received signal generating / storing means 3a to 3c, and using the weight calculated by the channel information acquiring / managing means 2a to 2c, the 0th order is obtained by the equation (25). The received signal is generated and stored.

干渉除去手段5a〜5cは、受信信号のシンボルをあるビット列単位分をまとめて復調部4a〜4cへ出力して復調処理を行い、復調されたデータビット列をビット誤り検出手段11a 〜11c へと出力する。ビット誤り検出手段11a 〜11c はデータビット列に対して誤り検出演算を行い、誤りがなければ受信データ出力手段6a〜6cへ出力する。一方、誤りがあればその結果を干渉除去手段5a〜5cへフィードバックし、干渉除去の処理を実施する。干渉除去の処理を実施する際は、干渉除去手段5a〜5cを通して制御局が保有しているａ＝０を含むａ次の受信信号を情報伝達手段9a〜9cによって他の制御局に向けて伝送し、同時に、該伝送された情報を周辺セル情報取得手段7a〜7cによって取得する。   Interference canceling means 5a to 5c collect received signal symbols for a certain bit string unit and output them to demodulation sections 4a to 4c to perform demodulation processing, and output demodulated data bit strings to bit error detecting means 11a to 11c To do. Bit error detection means 11a to 11c perform error detection calculation on the data bit string, and if there is no error, output to received data output means 6a to 6c. On the other hand, if there is an error, the result is fed back to the interference removal means 5a to 5c, and the interference removal processing is performed. When performing interference removal processing, the a-order received signal including a = 0 held by the control station through the interference removal means 5a to 5c is transmitted to other control stations by the information transmission means 9a to 9c. At the same time, the transmitted information is acquired by the neighboring cell information acquisition means 7a to 7c.

次に、干渉信号レプリカ生成手段8a〜8cが、取得した周辺セルの受信信号と、チャネル情報取得・管理手段2a〜2cにて保存されているチャネル情報を用いて干渉信号レプリカを生成し、干渉除去手段5a〜5cは該干渉信号レプリカと受信信号生成・保存手段3a〜3cにて保存されている０次の受信信号を用いて式(27)によりａ＋１次の受信信号を生成する。上記干渉除去の処理はデータビット列を構成するシンボル群毎に行い、一連の処理を繰り返し実施することで、高次の推定信号を生成する。繰り返し処理を終えると、干渉除去手段5a〜5cは推定信号を復調部4a〜4cへ出力して復調処理を行い、ビット誤り検出手段11a 〜11c による誤り検出を行い受信データ出力手段6a〜6cへ出力する。   Next, the interference signal replica generation means 8a-8c generates interference signal replicas using the acquired received signals of neighboring cells and the channel information stored in the channel information acquisition / management means 2a-2c, The removing means 5a to 5c use the interference signal replica and the 0th-order received signal stored in the received signal generating / storing means 3a to 3c to generate the a + 1-order received signal according to the equation (27). The interference removal process is performed for each symbol group constituting the data bit string, and a series of processes are repeatedly performed to generate a higher-order estimated signal. When the iterative processing is completed, the interference removing means 5a to 5c output the estimation signal to the demodulating units 4a to 4c to perform demodulation processing, detect errors by the bit error detecting means 11a to 11c, and to the received data output means 6a to 6c. Output.

図４は、本発明の第３の実施例における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する受信信号検出処理フローを示す。図４(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図４(b) は信号推定処理の前段の受信準備処理、図４(c) はデータを受信後の各ビット列を受信した際の信号検出処理をそれぞれ表す。図４(a) および(b) における処理は、図６に示すフローと同様であるため、ここでは説明を省略する。   FIG. 4 shows a received signal detection processing flow for realizing interference cancellation in consideration of signal quality in the third embodiment of the present invention. Fig. 4 (a) shows channel information acquisition processing periodically performed between the remote base station and each terminal station, Fig. 4 (b) shows reception preparation processing before signal estimation processing, and Fig. 4 (c) shows data reception. Signal detection processing when each subsequent bit string is received is shown. Since the processing in FIGS. 4A and 4B is the same as the flow shown in FIG. 6, the description thereof is omitted here.

図４(c) において、データ信号をあるビット列単位で受信し信号検出処理を開始すると（S61)、ビット誤り検出を行う単位であるデータブロックを構成する第ｉセルの受信信号列（受信シンボル列）をＲi とし（S62)、式(25)に従い自セルの０次の信号検出処理により推定信号列Ｓi [0]をデータブロックに相当するシンボル数分算出し、推定信号Ｔi [0]を構成する (S63)。そしてカウンタ値ａをゼロにリセットし（S64)、繰り返し処理を開始する。まず、Ｔi [a]を復調し、データビット列として出力し、その出力データに対しビット誤り検出演算を行い、誤り検出を行う（S65)。ここで、ビット誤り検出にはＣＲＣ（巡回冗長検査）や、パリティチェック、チェックサム方式など、さまざまな手法がある。また、Ｔi [a]の復調処理は、受信信号に対し誤り訂正符号化が行われている場合にはその復号処理も伴う。 In FIG. 4C, when a data signal is received in a certain bit string unit and signal detection processing is started (S61), the received signal string (received symbol string) of the i-th cell constituting the data block which is a unit for performing bit error detection. ) Is set to R i (S62), and the estimated signal sequence S i [0] is calculated for the number of symbols corresponding to the data block by the 0th-order signal detection processing of the own cell according to Equation (25), and the estimated signal T i [0 ] constitute a (S63). Then, the counter value a is reset to zero (S64), and the repetition process is started. First, T i [a] is demodulated and output as a data bit string, bit error detection calculation is performed on the output data, and error detection is performed (S65). Here, there are various methods for bit error detection such as CRC (Cyclic Redundancy Check), parity check, and checksum method. Further, the demodulation processing of T i [a] is accompanied by decoding processing when error correction coding is performed on the received signal.

次に、ビット誤り検出の結果に誤りが検出されたか否かを判断し（S66)、ステップS66 にてNoの場合、ビット列を推定信号として決定し、Ｔi [a]を復調したデータを出力し、信号検出処理を完了する（S74)。一方、ステップS66 にてYes の場合には、周辺セルからＴj [a]を構成する推定信号Ｓj [a]を取得し（S67)、干渉信号レプリカを生成する（S68)。そして式(27)に従いａ＋１次の自セルの推定信号Ｓi [a+1]を算出し（S69)、複数のＳi [a+1]からＴi [a+1]を再構成する(S70) 。ここで、ステップS67 からステップS69 の処理は、ひとつのビット列を構成する複数のシンボルに対して順次行ってもよいし、並列処理が可能であればそのようにしても構わない。 Next, it is determined whether or not an error has been detected in the result of bit error detection (S66). If No in step S66, the bit string is determined as an estimated signal, and data obtained by demodulating T i [a] is output. Then, the signal detection process is completed (S74). On the other hand, if Yes in step S66, the estimated signal S j [a] constituting T j [a] is obtained from the neighboring cells (S67), and an interference signal replica is generated (S68). Then, an estimated signal S i [a + 1] of the a + 1-order own cell is calculated according to the equation (27) (S69), and T i [a + 1] is reconstructed from a plurality of S i [a + 1] ( S70). Here, the processing from step S67 to step S69 may be performed sequentially on a plurality of symbols constituting one bit string, or may be performed if parallel processing is possible.

次に、カウンタ値ａに１加算し（S71 ）、所定のしきい値ｂを超えるか否かを判断する（S72 ）。ステップS72 にてYes の場合、ｂ次の推定信号Ｔi [b]を決定して復調を行いデータビット列として出力し（S73 ）、信号検出処理を完了する（S74 ）。一方、ステップS72 にてNoの場合、ステップS65 に戻り、ステップS65 からステップS71 の処理を繰り返し実行する。 Next, 1 is added to the counter value a (S71), and it is determined whether or not a predetermined threshold value b is exceeded (S72). If Yes in step S72, the b-th-order estimated signal T i [b] is determined, demodulated and output as a data bit string (S73), and the signal detection process is completed (S74). On the other hand, if No in step S72, the process returns to step S65, and the processing from step S65 to step S71 is repeatedly executed.

上記の動作により、繰り返し処理の途中に一定のビット長列における受信信号に誤りが無いと判定された場合にはその処理を中断するため、演算量を削減することが可能になる。   With the above operation, when it is determined that there is no error in the received signal in a fixed bit length sequence during the repetition process, the process is interrupted, so that the amount of calculation can be reduced.

また、あるセルにおいて受信データに誤りが無いものと判定された場合、次の繰り返し処理には誤りの無い受信信号が用いられる。こうすることにより、誤りの無い、すなわち干渉成分を含まない受信信号から干渉信号のレプリカを生成できるため、残留干渉は発生しない。さらに以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。   When it is determined that there is no error in received data in a certain cell, a received signal without error is used for the next iterative process. By doing so, a replica of the interference signal can be generated from a received signal that is error-free, that is, does not include an interference component, so that residual interference does not occur. Furthermore, since it is not necessary to acquire a signal from the cell in the subsequent iterative processing, it is possible to reduce the amount of information exchanged at the base station or the control station.

1a〜1c、61 制御局
2a〜2c チャネル情報取得・管理手段
3a〜3c 受信信号生成・保存手段
4a〜4c 復調部
5a〜5c 干渉除去手段
6a〜6c 受信データ出力手段
7a〜7c 周辺セル情報取得手段
8a〜8c 干渉信号レプリカ生成手段
9a〜9c 情報伝達手段
10a 〜10i 遠隔基地局
11a 〜11c ビット誤り検出手段
12a 〜12c 端末局
101 、201-1 〜201-2 制御局
102-1 〜102-5 、202-1 〜202-5 遠隔基地局
103-1 〜103-5 、203-1 〜203-5 端末局
104-1 〜104-5 、204-1 〜204-5 同一周波数チャネルを用いるセル
105 、 205-1〜205-3 有線伝送路 1a ~ 1c, 61 control station
2a to 2c Channel information acquisition / management means
3a-3c Received signal generation / storage means
4a to 4c demodulator
5a-5c Interference canceling means
6a to 6c Receive data output means
7a-7c Peripheral cell information acquisition means
8a-8c Interference signal replica generation means
9a-9c Information transmission means
10a to 10i remote base station
11a to 11c Bit error detection means
12a to 12c terminal stations
101, 201-1 to 201-2 Control station
102-1 to 102-5, 202-1 to 202-5 Remote base station
103-1 to 103-5, 203-1 to 203-5 Terminal stations
104-1 to 104-5, 204-1 to 204-5 Cells using the same frequency channel
105, 205-1 to 205-3 Wired transmission line

Claims (8)

複数のセルにそれぞれ基地局が配置され、各基地局が有線回線を介してネットワークと接続され、各基地局がセル内の端末局と無線回線を介して通信を行う無線通信方法であって、
同一セル内および異なるセル間における前記基地局と前記端末局の間のチャネル情報を取得するステップと、
前記取得したチャネル情報を、第ｉセル内の基地局と第ｊセル内の端末局との間のチャネル行列Ｈ'i,jとして管理するステップと、
前記チャネル行列に基づいて、同一セル内の前記基地局と前記端末局間での受信ウエイト行列Ｗ'i,iと、他セル内の前記端末局から到来する干渉信号のレプリカを生成するためのウェイト行列Ｇi,j とを算出するステップと、
第ｉセルにおける受信情報をＲi としたときに、前記送信ウエイトＷ'i,iとの乗算により第ｉセルにおける０次の推定信号Ｓi [0]＝Ｗ'i,iＲi を算出するステップと、
第ｉセルについて、当該セルと同一周波数チャネルを用いて通信を行う周辺のセルの全てまたは一部において算出されたｊ≠ｉなる第ｊセルにおけるａ次の推定信号Ｓj [a]と前記ウェイト行列Ｇi,j の積算結果を所定のｊに対して総和を取ることにより生成した干渉信号レプリカを前記推定信号Ｓi [0]に加算することで第ｉセルにおけるａ＋１次の推定信号Ｓi [a+1]を算出するステップと、
完了条件を満たした場合に、第ｉセルにおけるａ＋１次の推定信号Ｓi [a+1]を算出することを完了するステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。 A base station is disposed in each of a plurality of cells, each base station is connected to a network via a wired line, and each base station communicates with a terminal station in the cell via a wireless line,
Obtaining channel information between the base station and the terminal station in the same cell and between different cells;
Managing the acquired channel information as a channel matrix H ′ i, j between a base station in the i-th cell and a terminal station in the j-th cell;
Based on the channel matrix, a reception weight matrix W ′ i, i between the base station and the terminal station in the same cell, and a replica of an interference signal coming from the terminal station in another cell Calculating a weight matrix G i, j ;
When the reception information in the i-th cell is R i , the 0th-order estimated signal S i [0] = W ′ i, i R i in the i -th cell is calculated by multiplication with the transmission weight W ′ i, i. And steps to
For the i-th cell, the a-order estimated signal S j [a] in the j-th cell with j ≠ i calculated in all or part of the surrounding cells that communicate using the same frequency channel as the cell and the weight An interference signal replica generated by taking the summation result of the matrix G i, j with respect to a predetermined j is added to the estimated signal S i [0] , whereby an a + 1-order estimated signal S i in the i-th cell is added. calculating [a + 1] ,
Completing the calculation of the a + 1-order estimated signal S i [a + 1] in the i-th cell when the completion condition is satisfied. 請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記完了条件は、前記推定信号Ｓi [a+1]のＳi [a]に対する変化量を算出し、当該算出した変化量が所定の閾値よりも小さいことである
ことを特徴とする無線通信方法。 The wireless communication method according to claim 1,
The completion condition is that a change amount of the estimated signal S i [a + 1] with respect to S i [a] is calculated, and the calculated change amount is smaller than a predetermined threshold value. Method. 請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記完了条件は、第ｉセルにおける前記基地局と前記端末局において互いに共有している既知の送信信号をＲi としたときに、前記受信ウエイトＷ'i,iとの乗算により第ｉセルにおける０次の推定信号Ｓi [0]＝Ｗ'i,iＲi を取得し、ａ＝０を含む前記ａ次の推定信号Ｓi [a]の信号品質を測定し、前記測定した信号品質が所定の条件を満たすか否かを判別し、信号品質が所定の条件を満たす場合の次数を基準点として定め、前記推定信号Ｓi [a]の次数ａが当該次数と同一となることである
ことを特徴とする無線通信方法。 The wireless communication method according to claim 1,
The completion condition, the known transmitted signals sharing with each other in the terminal station and the base station in the i cell is taken as R i, in the reception weight W 'i, the i cell by multiplying the i 0th-order estimated signal S i [0] = W ′ i, i R i is acquired, the signal quality of the a-order estimated signal S i [a] including a = 0 is measured, and the measured signal quality is measured Is determined as a reference point, and the degree a of the estimated signal S i [a] is the same as the order. A wireless communication method characterized by the above. 請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記完了条件は、前記ａ次の推定信号Ｓi [a]を一定のビット列単位のＴi [a]として取得したものを復調し、復調したデータビット列に対してビット誤り検出演算を行い、誤りが存在しないことである
ことを特徴とする無線通信方法。 The wireless communication method according to claim 1,
The completion condition is obtained by demodulating the a-order estimated signal S i [a] obtained as T i [a] in a constant bit string unit, performing a bit error detection operation on the demodulated data bit string, A wireless communication method characterized in that there is no existence. 複数のセルにそれぞれ基地局が配置され、各基地局が有線回線を介してネットワークと接続され、各基地局がセル内の端末局と無線回線を介して通信を行う無線通信システムであって、
同一セル内および異なるセル間における前記基地局と前記端末局の間のチャネル情報を取得する手段と、
前記取得したチャネル情報を、第ｉセル内の基地局と第ｊセル内の端末局との間のチャネル行列Ｈ'i,jとして管理する手段と、
前記チャネル行列に基づいて、同一セル内の前記基地局と前記端末局間での受信ウエイト行列Ｗ'i,iと、他セル内の前記端末局から到来する干渉信号のレプリカを生成するためのウェイト行列Ｇi,j とを算出する手段と、
第ｉセルにおける受信情報をＲi としたときに、前記送信ウエイトＷ'i,iとの乗算により第ｉセルにおける０次の推定信号Ｓi [0]＝Ｗ'i,iＲi を算出する手段と、
第ｉセルについて、当該セルと同一周波数チャネルを用いて通信を行う周辺のセルの全てまたは一部において算出されたｊ≠ｉなる第ｊセルにおけるａ次の推定信号Ｓj [a]と前記ウェイト行列Ｇi,j の積算結果を所定のｊに対して総和を取ることにより生成した干渉信号レプリカを前記推定信号Ｓi [0]に加算することで第ｉセルにおけるａ＋１次の推定信号Ｓi [a+1]を算出する手段と、
完了条件を満たした場合に、第ｉセルにおけるａ＋１次の推定信号Ｓi [a+1]を算出することを完了する手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。 A base station is disposed in each of a plurality of cells, each base station is connected to a network via a wired line, and each base station communicates with a terminal station in the cell via a wireless line,
Means for obtaining channel information between the base station and the terminal station in the same cell and between different cells;
Means for managing the acquired channel information as a channel matrix H ′ i, j between a base station in the i-th cell and a terminal station in the j-th cell;
Based on the channel matrix, a reception weight matrix W ′ i, i between the base station and the terminal station in the same cell, and a replica of an interference signal coming from the terminal station in another cell Means for calculating the weight matrix G i, j ;
When the reception information in the i-th cell is R i , the 0th-order estimated signal S i [0] = W ′ i, i R i in the i -th cell is calculated by multiplication with the transmission weight W ′ i, i. Means to
For the i-th cell, the a-order estimated signal S j [a] in the j-th cell with j ≠ i calculated in all or part of the surrounding cells that communicate using the same frequency channel as the cell and the weight An interference signal replica generated by taking the summation result of the matrix G i, j with respect to a predetermined j is added to the estimated signal S i [0] , whereby an a + 1-order estimated signal S i in the i-th cell is added. a means to calculate [a + 1]
And a means for completing the calculation of the a + 1-order estimated signal S i [a + 1] in the i-th cell when the completion condition is satisfied. 請求項５に記載の無線通信システムであって、
前記完了条件は、前記推定信号Ｓi [a+1]のＳi [a]に対する変化量を算出し、当該算出した変化量がある閾値よりも小さいことである
ことを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 5,
The completion condition is that a change amount of the estimated signal S i [a + 1] with respect to S i [a] is calculated, and the calculated change amount is smaller than a threshold value. . 請求項５に記載の無線通信システムであって、
前記完了条件は、第ｉセルにおける前記基地局と前記端末局において互いに共有している既知の送信信号をＲi としたときに、前記受信ウエイトＷ'i,iとの乗算により第ｉセルにおける０次の推定信号Ｓi [0]＝Ｗ'i,iＲi を取得し、ａ＝０を含む前記ａ次の推定信号Ｓi [a]の信号品質を測定し、前記測定した信号品質が所定の条件を満たすか否かを判別し、信号品質が所定の条件を満たす場合の次数を基準点として定め、前記推定信号Ｓi [a]の次数ａが当該次数と同一となることである
ことを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 5,
The completion condition, the known transmitted signals sharing with each other in the terminal station and the base station in the i cell is taken as R i, in the reception weight W 'i, the i cell by multiplying the i 0th-order estimated signal S i [0] = W ′ i, i R i is acquired, the signal quality of the a-order estimated signal S i [a] including a = 0 is measured, and the measured signal quality is measured Is determined as a reference point, and the degree a of the estimated signal S i [a] is the same as the order. There is a wireless communication system characterized by that. 請求項５に記載の無線通信システムであって、
前記完了条件は、前記ａ次の推定信号Ｓi [a]を一定のビット列単位のＴi [a]として取得したものを復調し、復調したデータビット列に対してビット誤り検出演算を行い、誤りが存在しないことである
ことを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 5,
The completion condition is obtained by demodulating the a-order estimated signal S i [a] obtained as T i [a] in a constant bit string unit, performing a bit error detection operation on the demodulated data bit string, A wireless communication system, characterized in that there is no existence.
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