JP2013021545A - Receiver and reception method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受信装置および受信方法に関する。 The present invention relates to a receiving apparatus and a receiving method.
近年、次世代通信技術としてMIMO(Multiple Input Multiple Output)の技術の研究が行われている(たとえば、下記特許文献1〜4参照。)。MIMOには、SU−MIMO(Single User MIMO)やMU−MIMO(Multi User MIMO)が含まれる。SU−MIMOにおいては、複数の送信アンテナを備える送信機から複数の受信アンテナを備える一つの受信機に複数のデータストリームが同時に送信される。
In recent years, research on MIMO (Multiple Input Multiple Output) technology has been conducted as a next-generation communication technology (see, for example,
MU−MIMOにおいては、複数の送信アンテナを備える送信機から複数の受信アンテナを備える複数の受信機に複数のデータストリームが同時に送信される。特にMU−MIMOは、互いに干渉が小さい複数の受信機をスケジュールすることによるシステムスループットの改善が期待されている。 In MU-MIMO, a plurality of data streams are simultaneously transmitted from a transmitter having a plurality of transmission antennas to a plurality of receivers having a plurality of reception antennas. In particular, MU-MIMO is expected to improve system throughput by scheduling a plurality of receivers with low interference with each other.
MU−MIMOシステムにおいては、たとえば下りリンクの制御情報オーバーヘッドを削減するため、同時にスケジュールされる各ユーザの存在を受信機に通知しないシステムがある(たとえば、下記非特許文献1参照。)。このようなシステムのユーザ側では、他ユーザ(他局)が使用している変調方式についても不明である。したがって、このようなシステムにおいては、データストリームの復調にはたとえばMMSE(Minimum Mean Square Error:最小自乗誤差)法が使用される。
In the MU-MIMO system, for example, there is a system that does not notify the receiver of the presence of each user scheduled at the same time in order to reduce downlink control information overhead (for example, see Non-Patent
一方、データストリームの復調としては、MMSE法より受信特性に優れるMLD(Maximum Likelihood Detection:最尤判定)法が知られている。MLD法は、最尤判定に基づく信号分離法である。MLD法においては、たとえば、各送信信号が示す値の組み合わせの候補についてメトリックを算出し、算出したメトリックに基づいて候補を選択する同時推定方式の信号分離を行う。 On the other hand, as a data stream demodulation, an MLD (Maximum Likelihood Detection) method, which has better reception characteristics than the MMSE method, is known. The MLD method is a signal separation method based on maximum likelihood determination. In the MLD method, for example, a metric is calculated for a combination of values indicated by each transmission signal, and signal separation is performed using a simultaneous estimation method in which candidates are selected based on the calculated metric.
しかしながら、上述した従来技術では、他局宛の送信信号の変調方式が不明であるシステムにおいては、他局宛の送信信号の値の候補(変調多値数)も不明であり、MLD法による信号分離が利用できない。このため、MLD法を利用することによって受信特性を向上させることができないという問題がある。 However, in the above-described prior art, in a system in which the modulation method of the transmission signal addressed to the other station is unknown, the value of the transmission signal addressed to the other station (modulation multi-value number) is also unknown, and the signal by the MLD method Separation is not available. For this reason, there is a problem that reception characteristics cannot be improved by using the MLD method.
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、受信特性を向上させることができる受信装置および受信方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a receiving apparatus and a receiving method capable of improving reception characteristics in order to solve the above-described problems caused by the prior art.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、自局宛の送信信号を送信する他局の送信アンテナと自局の受信アンテナとの間の自チャネルを推定し、他局宛の送信信号を送信する他局の送信アンテナと前記受信アンテナとの間の干渉チャネルを推定し、前記自チャネルの推定値と、前記干渉チャネルの推定値と、を行方向に結合したチャネル行列を生成し、生成した前記チャネル行列を、直交行列と、前記自チャネルの成分が前記干渉チャネルの成分よりゼロ成分の多い行に配置された三角行列と、に分解し、前記受信アンテナによって受信された受信信号を、前記直交行列に基づいて直交化し、前記三角行列の行ごとの成分をゼロ成分のより多い行から順に取得し、前記行ごとの成分を取得するごとに、取得した行ごとの成分と直交化した前記受信信号とに基づいて前記自局宛の送信信号の値のメトリックを累積的に算出し、算出した前記メトリックに基づいて前記自局宛の送信信号を復号する、受信装置および受信方法が提案される。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to one aspect of the present invention, the own channel between the transmitting antenna of the other station that transmits the transmission signal addressed to the own station and the receiving antenna of the own station is estimated. And estimating the interference channel between the transmission antenna of the other station that transmits the transmission signal addressed to the other station and the reception antenna, and calculating the estimated value of the own channel and the estimated value of the interference channel in the row direction. Generating a combined channel matrix, decomposing the generated channel matrix into an orthogonal matrix and a triangular matrix in which a component of the own channel is arranged in a row having more zero components than a component of the interference channel; The received signal received by the antenna is orthogonalized based on the orthogonal matrix, and the components for each row of the triangular matrix are acquired in order from the rows with more zero components, and acquired every time the components for each row are acquired. did A metric of a value of the transmission signal addressed to the own station is cumulatively calculated based on each component and the received signal orthogonalized, and the transmission signal addressed to the own station is decoded based on the calculated metric. A receiving device and a receiving method are proposed.
本発明の一側面によれば、受信特性を向上させることができるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is possible to improve reception characteristics.
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる受信装置および受信方法の実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a receiving apparatus and a receiving method according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1にかかる通信システムの一例を示す図である。図1に示すように、実施の形態1にかかる通信システム100は、送信機110と、ユーザ#1〜#K(Kは1以上の自然数)に対応するK個の受信機121〜12Kと、を含んでいる。通信システム100は、複数の送信アンテナを備える送信機110から、複数の受信アンテナを備える受信機121〜12Kへ複数のデータストリームを同時に無線送信するMU−MIMOの通信システムである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a communication system according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 1, the communication system 100 according to the first embodiment includes a transmitter 110,
たとえば、送信機110は、移動体通信システムにおける基地局に適用することができる。また、受信機121〜12Kは、移動体通信システムにおける移動局に適用することができる。受信機121〜12Kの各アンテナは、自局宛の送信信号だけでなく、他局宛の送信信号も受信する。受信機121〜12Kの少なくともいずれかは、受信した各送信信号のうちの自局宛の送信信号をMLD法により分離して復号する。
For example, the transmitter 110 can be applied to a base station in a mobile communication system. The
(送信機の構成)
図2は、送信機の構成例を示す図である。図2に示す送信機200は、図1に示した送信機110の構成例である。図2に示すように、送信機200は、スケジューリング部210と、ユーザ#1〜#Kに対応するK個のユーザデータ生成部221〜22Kと、K個の誤り訂正符号化部231〜23Kと、K個の変調部241〜24Kと、ストリームマッピング部250と、Nt個(Ntは2以上の自然数)の送信部261〜26Ntと、Nt本の送信アンテナ271〜27Ntと、を備えている。
(Configuration of transmitter)
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a transmitter. A transmitter 200 illustrated in FIG. 2 is a configuration example of the transmitter 110 illustrated in FIG. As illustrated in FIG. 2, the transmitter 200 includes a
したがって、送信機200が多重可能な最大のデータストリーム数はNtである。また、送信機200が同時にスケジュール可能なユーザ数は最大でNtである。 Therefore, the maximum number of data streams that can be multiplexed by the transmitter 200 is Nt. In addition, the maximum number of users that can be simultaneously scheduled by the transmitter 200 is Nt.
<スケジューリング部>
スケジューリング部210は、受信側のユーザ#1〜#Kとの通信についてスケジューリングを行う。たとえば、スケジューリング部210は、ユーザ#1〜#Kのチャネル品質に応じて、スケジュールするユーザを決定し、スケジュールされるユーザごとのデータストリーム数、符号化率および変調方式などを決定する。スケジューリング部210は、ユーザ#1〜#Kのスケジューリング結果をそれぞれユーザデータ生成部221〜22Kへ出力する。
<Scheduling section>
The
<ユーザデータ生成部>
ユーザデータ生成部221〜22Kは、スケジューリング部210から出力されたスケジューリング結果に基づいて、それぞれユーザ#1〜#Kへ送信するユーザデータを生成する。ユーザデータ生成部221〜22Kは、生成したユーザデータをそれぞれ誤り訂正符号化部231〜23Kへ出力する。
<User data generator>
The user
<誤り訂正符号化部>
誤り訂正符号化部231〜23Kは、それぞれユーザデータ生成部221〜22Kから出力されたユーザデータの誤り訂正符号化を行う。誤り訂正符号化部231〜23Kは、たとえば、それぞれユーザ#1〜#Kのチャネル品質に応じた符号化率によって誤り訂正符号化を行ってもよい。誤り訂正符号化部231〜23Kは、誤り訂正符号化を行ったユーザデータをそれぞれ変調部241〜24Kへ出力する。
<Error correction coding unit>
Error
<変調部>
変調部241〜24Kは、それぞれ誤り訂正符号化部231〜23Kから出力されたユーザデータに基づく変調を行う。変調部241〜24Kは、たとえば、それぞれユーザ#1〜#Kのチャネル品質に応じた変調方式によって変調を行ってもよい。変調部241〜24Kは、変調を行ったユーザデータをストリームマッピング部250へ出力する。
<Modulation unit>
The
<ストリームマッピング部>
ストリームマッピング部250は、変調部241〜24Kから出力されたユーザ#1〜#Kのユーザデータを、送信アンテナ271〜27Ntにより送信される各データストリームにマッピング(割り当て)する。ストリームマッピング部250は、マッピング結果に基づいて、ユーザ#1〜#Kのユーザデータをそれぞれ送信部261〜26Ntのうちの対応する送信部へ出力する。
<Stream mapping part>
The
<送信部および送信アンテナ>
送信部261〜26Ntのそれぞれは、ストリームマッピング部250から出力されたユーザデータを無線周波数にアップコンバートする。送信部261〜26Ntは、アップコンバートしたユーザデータをそれぞれ送信アンテナ271〜27Ntへ出力する。これにより、送信アンテナ271〜27Ntからユーザデータが無線信号により同時送信される。送信アンテナ271〜27Ntからの送信信号をそれぞれ送信信号x1〜xNtとする。
<Transmitter and transmit antenna>
Each of the
(受信機の構成)
図3は、受信機の構成例を示す図である。図3に示す受信機300は、図1に示した受信機121〜12Kのそれぞれの構成例である。ここでは、一例としてユーザ#1の受信機121の構成例としての受信機300について。図3に示す例では、図2に示した送信機200においてユーザ#1にスケジュールされたデータストリームの数をL(≦Nr)とする。すなわち、送信機200の送信アンテナ271〜27Ntのうちの1〜L番目の送信アンテナにユーザ#1へのユーザデータが割り当てられたとする。
(Receiver configuration)
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a receiver. A
受信機300は、たとえば、送信アンテナ271〜27Ntの数(Nt)と、送信アンテナ271〜27Ntのうちの受信機300を宛先とする送信信号を送信する送信信号の数(L)と、をあらかじめ送信機200から取得する。送信機200は、たとえば、ストリームマッピング部250によるマッピングの結果としてNtおよびLを受信機300へ通知する。また、受信機300は、送信機200が受信機300へ送信する送信信号の変調方式を示す情報をあらかじめ送信機200から取得する。送信機200は、たとえば、ストリームマッピング部250によるマッピングの結果として、受信機300へ送信する送信信号の変調方式を受信機300へ通知する。
For example, the
図3に示すように、受信機300は、Nr本(Nrは1以上の自然数)の受信アンテナ311〜31Nrと、Nr個の受信部321〜32Nrと、自チャネル推定部331と、干渉チャネル推定部332と、チャネル行列生成部333と、雑音電力推定部334と、チャネル行列拡張部335と、QR分解部336と、ユニタリ変換部337と、MLD処理部338と、誤り訂正復号部339と、を備えている。
As illustrated in FIG. 3, the
受信部321〜32Nr、自チャネル推定部331、干渉チャネル推定部332、チャネル行列生成部333、雑音電力推定部334、チャネル行列拡張部335、QR分解部336、ユニタリ変換部337、MLD処理部338および誤り訂正復号部339は、たとえばFPGA(Field Programmable Gate Array)などの電子回路によって実現することができる。
Receiving units 321-32Nr, own
<受信アンテナ>
受信アンテナ311〜31Nrのそれぞれは、送信機200の送信アンテナ271〜27Ntから無線信号により送信された送信信号x1〜xNtを受信する。すなわち、受信アンテナ311〜31Nrのそれぞれが受信する送信信号には、受信機300を宛先とする送信信号x1〜xLだけでなく、受信機300を宛先としない送信信号xL+1〜xNtも含まれる。受信アンテナ311〜31Nrは、受信した信号(受信信号)をそれぞれ受信部321〜32Nrへ出力する。
<Receiving antenna>
Each of the
<受信部>
受信部321〜32Nrは、それぞれ受信アンテナ311〜31Nrから出力された受信信号をベースバンド信号に変換する。受信部321〜32Nrのそれぞれは、ベースバンド信号に変換した受信信号を、自チャネル推定部331、干渉チャネル推定部332およびユニタリ変換部337へ出力する。受信部321〜32Nrから出力される受信信号をそれぞれ受信信号y1〜yNrとする。
<Receiver>
The
<自チャネル推定部>
自チャネル推定部331は、受信部321〜32Nrから出力される受信信号y1〜yNrに含まれるパイロット信号などに基づいて自チャネルを推定する。具体的には、自チャネル推定部331は、受信アンテナ311〜31Nrのうちのm(1≦m≦Nr)番目の受信アンテナと、送信アンテナ271〜27Ntのうちのn(1≦n≦L)番目の送信アンテナと、の間の各チャネルを推定する。チャネルの推定は、たとえば、チャネルの振幅および位相の変動量の推定である。自チャネル推定部331は、自チャネルの推定値を自チャネル推定値ベクトルhnとしてチャネル行列生成部333および雑音電力推定部334へ出力する。
<Own channel estimation unit>
The own
<干渉チャネル推定部>
干渉チャネル推定部332は、受信部321〜32Nrから出力される受信信号y1〜yNrに含まれるパイロット信号などに基づいて自チャネルへの干渉チャネルを推定する。具体的には、干渉チャネル推定部332は、受信アンテナ311〜31Nrのうちのm番目の受信アンテナと、送信アンテナ271〜27Ntのうちのユーザ#1以外へ信号を送信している可能性のある送信アンテナと、の間のチャネルを推定する。
<Interference channel estimation unit>
The interference
ユーザ#1以外へ信号を送信している可能性のある送信アンテナは、たとえば、ユーザ#1へ信号を送信していない送信アンテナである。すなわち、ユーザ#1以外へ信号を送信している可能性のある送信アンテナは、送信アンテナ271〜27Ntのうちのk(L+1≦k≦Nt)番目の送信アンテナである。干渉チャネル推定部332は、チャネルの推定値を、干渉チャネル推定値ベクトルhkとしてチャネル行列生成部333および雑音電力推定部334へ出力する。
A transmission antenna that may transmit a signal to a user other than
<チャネル行列生成部>
チャネル行列生成部333は、自チャネル推定部331から出力された自チャネル推定値ベクトルhnと、干渉チャネル推定部332から出力された干渉チャネル推定値ベクトルhkと、を行方向(行の各成分の並び方向)に結合したチャネル行列Hを生成する。たとえば、チャネル行列生成部333は、自チャネル推定値ベクトルhnが干渉チャネル推定値ベクトルhkより右側に配置されるようにチャネル行列Hを生成する。チャネル行列生成部333によって生成されるチャネル行列Hは、たとえば下記(1)式によって表される。
<Channel matrix generator>
The channel
また、送信信号ベクトルをx(x1〜xNt)、雑音をn(n1〜nNr)とすると、受信機300の受信信号y(y1〜yNr)はy=Hx+nとなる。したがって、受信信号yはたとえば下記(2)式によって表される。
If the transmission signal vector is x (x 1 to x Nt ) and the noise is n (n 1 to n Nr ), the reception signal y (y 1 to y Nr ) of the
上述のように、チャネル行列Hにおいては自チャネル推定値ベクトルhnが干渉チャネル推定値ベクトルhkより右側に配置されている。このため、上記(2)式に示すように、送信信号ベクトルxにおいては、自局宛の送信信号(x1,x2,…,xL)が他局宛の送信信号(xL+1,xL+2,…,xNt)より下段になる。これにより、後述するMLD処理部338において、自局宛の送信信号(x1,x2,…,xL)が他局宛の送信信号(xL+1,xL+2,…,xNt)より先に処理される。チャネル行列生成部333は、生成したチャネル行列Hをチャネル行列拡張部335へ出力する。
As described above, in the channel matrix H, the own channel estimation value vector hn is arranged on the right side of the interference channel estimation value vector hk. Therefore, as shown in the above equation (2), in the transmission signal vector x, the transmission signals (x 1 , x 2 ,..., X L ) addressed to the own station are transmitted to the transmission signals (x L + 1 ) addressed to other stations. , X L + 2 ,..., X Nt ). Thus, the
このように、チャネル行列生成部333は、チャネル行列Hに対応する送信信号ベクトルxの所定方向(ここでは下段から上段へ向かう方向)の順序において、自局宛の送信信号が他局宛の送信信号より先になるようにチャネル行列Hを生成する。
In this way, the channel
<雑音電力推定部>
雑音電力推定部334は、自チャネル推定部331から出力された自チャネル推定値ベクトルhnと、干渉チャネル推定部332から出力された干渉チャネル推定値ベクトルhkと、に基づいて、受信アンテナあたりの雑音電力σ2を推定する雑音推定部である。雑音電力推定部334は、推定した雑音電力σ2をチャネル行列拡張部335へ出力する。
<Noise power estimation unit>
The noise
<チャネル行列拡張部>
チャネル行列拡張部335は、チャネル行列生成部333から出力されたチャネル行列Hを、たとえば下記(3)式に示すように拡張して拡張チャネル行列Heとする。INtはチャネル行列Hの列数(Nt)に等しい行数および列数(Nt×Nt)の単位行列である。σINtは、INtに雑音電力σ2の偏差を乗算した行列である。
<Channel matrix extension part>
The channel
チャネル行列拡張部335は、チャネル行列生成部333から出力されたチャネル行列Hの下側にσINtを追加することによって拡張を行う。したがって、拡張チャネル行列Heは(Nr+Nt)×Ntの行列である。チャネル行列拡張部335は、チャネル行列Hを拡張した拡張チャネル行列HeをQR分解部336へ出力する。
The channel
たとえば、Nt=Nr=4、L=2の場合は、チャネル行列Hは下記(4)式のようになり、拡張チャネル行列Heは下記(5)式のようになる。 For example, when Nt = Nr = 4 and L = 2, the channel matrix H is expressed by the following equation (4), and the extended channel matrix He is expressed by the following equation (5).
<QR分解部>
QR分解部336は、チャネル行列拡張部335から出力された拡張チャネル行列HeをQR分解する。たとえば、QR分解部336は、下記(6)式に示すように、拡張チャネル行列Heを(Nr+Nt)×(Nr+Nt)のユニタリ行列Qe(直交行列)と(Nr+Nt)×Ntの上三角行列Reとに分解する。上三角行列Reは、自チャネルの成分が干渉チャネルの成分よりゼロ成分の多い行(下段)に配置された三角行列となる。
<QR decomposition part>
The
QR分解部336は、QR分解により得られたユニタリ行列Qeの左上Nr×Nrを取り出した部分行列Qのエルミート共役QHをユニタリ変換部337へ出力する。また、QR分解部336は、QR分解により得られた上三角行列Reの上Nr行を取り出した部分行列RをMLD処理部338へ出力する。これにより、ユニタリ変換部337において受信信号yの直交化が可能になる。
The
<ユニタリ変換部>
ユニタリ変換部337は、受信部321〜32Nrから出力された受信信号y(=y1〜yNr)の直交化を行う直交化部である。具体的には、ユニタリ変換部337は、QR分解部336から出力されたエルミート共役QHを受信信号yに乗算(z=QHy)し、直交化した受信信号z(z1〜zNr)を得る。ユニタリ変換部337は、直交化した受信信号zをMLD処理部338へ出力する。
<Unitary converter>
The
MLD処理部338は、ユニタリ変換部337から出力された受信信号zに対するMLD法による処理を、QR分解部336から出力された部分行列Rに基づいて行う。受信信号zは、たとえば下記(7)式に示すように表すことができる。下記(7)式、受信信号z、部分行列R、エルミート共役QHに基づいて送信信号xを求めることができる。
The
<MLD処理部>
MLD処理部338は、ユニタリ変換部337から出力された受信信号zと、QR分解部336から出力された部分行列Rと、に基づいて、自局宛の各送信信号の値の各候補のメトリックを累積的に算出する算出部である。具体的には、MLD処理部338は、部分行列R(三角行列)の行ごとの成分を、ゼロ成分のより多い行(ここでは下段)から順に、自局宛の送信信号を送信する他局の送信アンテナの数(L)だけ取得する。そして、MLD処理部338は、行ごとの成分を取得するごとに、取得した行ごとの成分と受信信号zとに基づいて自局宛の送信信号の値のメトリックを累積的に算出する。
<MLD processing unit>
Based on the received signal z output from the
また、MLD処理部338は、自局宛の各送信信号のメトリックの算出が終わると、算出した累積メトリックに基づいて、自局宛の各送信信号が示す値の候補のLLR(Log Likelihood Ratio:対数尤度比)を誤り訂正復号部339へ出力する。したがって、MLD処理部338は、他局宛の各送信信号のメトリックについては算出しなくてもよい。
Further, when the calculation of the metric of each transmission signal addressed to the own station is completed, the
<誤り訂正復号部>
誤り訂正復号部339は、MLD処理部338から出力されたLLRに基づく軟判定により、送信信号xが示す値の誤り訂正復号を行う。誤り訂正復号部339は、誤り訂正復号により得られたユーザデータを出力する。
<Error correction decoding unit>
The error
(MLD処理部の具体例)
図4は、MLD処理部の具体例を示す図である。ここでは一例として、MLD処理部338が、QR分解部336によるQR分解の結果に基づいてMアルゴリズムによるシンボル候補の絞り込みを行うQRM−MLDアルゴリズムを用いる場合について説明する。Mアルゴリズムにおいては、受信アンテナ311〜31Nrに対応する各ステージにおいて、N個のシンボル候補の中からM(N≦M)個のシンボル候補を選択することにより順次シンボル候補の絞り込みを行う。
(Specific example of MLD processing unit)
FIG. 4 is a diagram illustrating a specific example of the MLD processing unit. Here, as an example, a case will be described in which the
MLD処理部338は、ステージ処理制御部410と、Nr個のステージ処理部421〜42Nrと、LLR算出部430と、を備えている。MLD処理部338には、ユニタリ変換部337から出力された受信信号zと、QR分解部336から出力された部分行列Rと、が入力される。
The
<ステージ処理制御部>
ステージ処理制御部410は、自局宛の送信信号x1〜xLまでのステージの処理が実行され、他局宛の送信信号xL+1〜xNtまでのステージの処理が実行されないようにステージ処理部421〜42Nrの動作を制御する。具体的には、ステージ処理制御部410は、第1ステージ〜第Lステージに対応するステージ処理部421〜42Lを動作するように設定する。また、ステージ処理制御部410は、第L+1ステージ〜第Nrステージに対応するステージ処理部42(L+1)〜42Nrは動作しないように設定する。
<Stage processing control unit>
The stage
また、ステージ処理制御部410は、第1ステージ〜第L−1ステージに対応するステージ処理部421〜42(L−1)の出力選択部403の出力先をシンボル候補選択部404に設定する。また、ステージ処理制御部410は、第Lステージに対応するステージ処理部42Lの出力選択部403の出力先をLLR算出部430に設定する。
Further, the stage
<ステージ処理部>
ステージ処理部421〜42Nrは、それぞれMLD法における第1ステージ〜第Nrステージの処理を行う。具体的には、ステージ処理部421〜42Nrのそれぞれは、二乗ユークリッド距離算出部401と、累積メトリック算出部402と、出力選択部403と、シンボル候補選択部404と、を備えている。ただし、ステージ処理部421は累積メトリック算出部402を備えていなくてもよい。また、ステージ処理部42Nrはシンボル候補選択部404を備えていなくてもよい。
<Stage processing unit>
The
<第1ステージ>
まず、第1ステージに対応するステージ処理部421の二乗ユークリッド距離算出部401、出力選択部403およびシンボル候補選択部404について説明する。ステージ処理部421は、受信信号zおよび部分行列Rに基づいて、送信信号xLが示す値の候補(シンボル候補)を選択する。
<First stage>
First, the square Euclidean
具体的には、二乗ユークリッド距離算出部401は、送信信号xLが示す値の各候補CL,i(i=1,2,…,mL)について、受信信号zNrとの二乗ユークリッド距離を算出する。mLは、送信信号xLの変調多値数(たとえば位相点の数)である。たとえば変調方式がQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)である場合はmL=4となる。
Specifically, the square Euclidean
たとえば、二乗ユークリッド距離算出部401は、下記(8)式によって二乗ユークリッド距離d1(cL,i)を算出する。二乗ユークリッド距離算出部401は、算出した二乗ユークリッド距離d1(cL,i)を、第1ステージまでの累積メトリックとして出力選択部403へ出力する。
For example, the square Euclidean
出力選択部403は、ステージ処理制御部410からの設定により、二乗ユークリッド距離算出部401から出力された二乗ユークリッド距離d1(cL,i)をシンボル候補選択部404へ出力する。
The
シンボル候補選択部404は、送信信号xLが示す値の各候補CL,iの中から、出力選択部403から出力された二乗ユークリッド距離d1(cL,i)が小さい順にS1個の候補cL(k)を選択する(k=1,2,…,S1)。S1は、たとえばあらかじめ設定された固定値である。シンボル候補選択部404は、選択した候補cL(k)をステージ処理部422へ出力する。
The symbol
また、シンボル候補選択部404は、出力選択部403から出力された二乗ユークリッド距離d1(cL,i)のうちの、選択した候補cL(k)に対応する二乗ユークリッド距離を第1ステージまでの累積メトリックd1(cL(k))としてステージ処理部422へ出力する。
The symbol
<第2ステージ>
つぎに、第2ステージに対応するステージ処理部422の二乗ユークリッド距離算出部401、累積メトリック算出部402、出力選択部403およびシンボル候補選択部404について説明する。ステージ処理部422は、ステージ処理部421から出力された送信信号xLの候補cL(k)および累積メトリックd1(cL(k))に基づいて、送信信号xL,xL-1が示す値の組み合わせの候補を選択する。
<Second stage>
Next, the square Euclidean
具体的には、二乗ユークリッド距離算出部401は、送信信号xL,xL-1が示す値の各候補CL-1,i(i=1,2,…,mL-1)について、受信信号zNr-1との二乗ユークリッド距離を算出する。ただし、送信信号xLの値については、ステージ処理部421から出力された候補cL(k)の値とする。
Specifically, the square Euclidean
たとえば、二乗ユークリッド距離算出部401は、下記(9)式によって二乗ユークリッド距離d2(cL(k),cL-1,i)を算出する。二乗ユークリッド距離算出部401は、算出した二乗ユークリッド距離d2(cL(k),cL-1,i)を累積メトリック算出部402へ出力する。
For example, the square Euclidean
累積メトリック算出部402は、第2ステージまでのS1mL-1個の累積メトリックE2を算出する。たとえば、累積メトリック算出部402は、下記(10)式のように累積メトリックE2を算出する。すなわち、累積メトリック算出部402は、ステージ処理部421からの第1ステージまでの累積メトリックd1(cL)と、二乗ユークリッド距離算出部401からの第2ステージの二乗ユークリッド距離d2(cL(k),cL-1,i)と、を加算する。累積メトリック算出部402は、算出した累積メトリックE2を出力選択部403へ出力する。
Cumulative
出力選択部403は、ステージ処理制御部410からの設定により、累積メトリック算出部402から出力された累積メトリックE2をシンボル候補選択部404へ出力する。
The
シンボル候補選択部404は、送信信号xL,xL-1が示す値の組み合わせの各候補CL-1,iの中から、出力選択部403から出力された累積メトリックE2が小さい順にS2個の候補CL-1(k)を選択する(k=1,2,…,S2)。ただし、送信信号xLの値の候補については、ステージ処理部421から出力された候補cL(k)とする。S2は、たとえばあらかじめ設定された固定値である。シンボル候補選択部404は、選択した候補CL-1(k)をステージ処理部423へ出力する。
The symbol
また、シンボル候補選択部404は、出力選択部403から出力された累積メトリックE2のうちの、選択した候補CL-1(k)に対応する累積メトリックE2を第2ステージまでの累積メトリックd2(cL-1(k))としてステージ処理部423へ出力する。
Further, the symbol
<第3ステージ〜第L−1ステージ>
つぎに、第3ステージ〜第L−1ステージに対応するステージ処理部423〜42(L−1)について説明する。ステージ処理部423〜42(L−1)は、ステージ処理部422と同様の処理を行う。たとえば、ステージ処理部42(L−1)は、前段のステージ処理部42(L−2)から出力された送信信号の候補および累積メトリックに基づいて、それぞれ送信信号xL〜x2の値の組み合わせの候補C2を選択する。
<3rd stage to L-1 stage>
Next, stage processing units 423 to 42 (L-1) corresponding to the third stage to the (L-1) th stage will be described. The stage processing units 423 to 42 (L-1) perform the same processing as the
ステージ処理部42(L−1)のシンボル候補選択部404は、選択した候補C2(k)をステージ処理部42Lへ出力する。また、ステージ処理部42(L−1)のシンボル候補選択部404は、選択した候補C2(k)に対応する累積メトリックEL-1を第L−1ステージまでの累積メトリックdL-1(c2(k))としてステージ処理部42Lへ出力する。
The symbol
<第Lステージ>
つぎに、第Lステージに対応するステージ処理部42Lの二乗ユークリッド距離算出部401、累積メトリック算出部402および出力選択部403について説明する。ステージ処理部42Lは、ステージ処理部42(L−1)から出力された送信信号x2の候補CL,iおよび累積メトリックdL-1(c2(k))に基づいて、送信信号xL〜x1の値の組み合わせの候補C1を選択する。
<L stage>
Next, the square Euclidean
具体的には、二乗ユークリッド距離算出部401は、送信信号xL〜x1の値の組み合わせの各候補CL-1,i(i=1,2,…,mL-1)について、受信信号zNr-L+1との二乗ユークリッド距離を算出する。ただし、送信信号xL〜x2の値については、ステージ処理部42(L−1)から出力された候補C2(k)の値とする。
Specifically, the square Euclidean
たとえば、二乗ユークリッド距離算出部401は、下記(11)式によって二乗ユークリッド距離dL(cL(k),cL-1(k),…c2(k),c1,i)を算出する。二乗ユークリッド距離算出部401は、算出した二乗ユークリッド距離dL(cL(k),cL-1(k),…c2(k),c1,i)を累積メトリック算出部402へ出力する。
For example, the square Euclidean
累積メトリック算出部402は、第Lステージまでの累積メトリックELを算出する。たとえば、累積メトリック算出部402は、下記(12)のようにS1mL-1個の累積メトリックELを算出する。すなわち、累積メトリック算出部402は、ステージ処理部421からの累積メトリックdL-1(c2(k))と、二乗ユークリッド距離算出部401からの二乗ユークリッド距離dL(cL(k),cL-1(k),…c2(k),c1,i)と、を加算する。累積メトリック算出部402は、算出した累積メトリックELを出力選択部403へ出力する。
Cumulative
出力選択部403は、ステージ処理制御部410からの設定により、累積メトリック算出部402から出力された累積メトリックELをLLR算出部430へ出力する。
The
<第L+1ステージ〜第Nrステージ>
第L+1ステージ〜第Nrステージに対応するステージ処理部42(L+1)〜42Nrは、ステージ処理制御部410からの設定により、図4に示す例では動作しない。
<L + 1 stage to Nr stage>
The stage processing units 42 (L + 1) to 42 Nr corresponding to the (L + 1) th stage to the Nrth stage do not operate in the example shown in FIG. 4 due to the setting from the stage
<LLRの算出>
LLR算出部430は、ステージ処理部42Lから出力された累積メトリックELに基づいて、送信信号xが示す値のLLR(ビットLLR)を算出する。LLRは、たとえば、信号が0となる信頼度情報(尤度)と信号が1となる信頼度情報(尤度)との比の対数値である。LLR算出部430は、算出したLLRを誤り訂正復号部339へ出力する。
<Calculation of LLR>
The
図4では、QRM−MLDアルゴリズムを例に説明したが、シンボル候補の選択アルゴリズムはQRM−MLDアルゴリズムに限られない。たとえば、シンボル候補の選択アルゴリズムとしてASESS(Adaptive SElection of Surviving Symbol replica candidates:適応生き残りシンボルレプリカ候補選択法)アルゴリズムなどを用いてもよい。 In FIG. 4, the QRM-MLD algorithm has been described as an example, but the symbol candidate selection algorithm is not limited to the QRM-MLD algorithm. For example, as a symbol candidate selection algorithm, an ASESS (Adaptive Selection of Surviving Symbol replica candidates) algorithm may be used.
なお、QRM−MLDアルゴリズムについてはたとえば非特許文献(K.J.Kim and J.Yue,“Joint channel estimation and data detection algorithms for MIMO−OFDM systems”in Proc.Thirty−Sixth Asilomar Conference on Signals,Systems and Computers,pp.1857−1861,Nov.2002)に記載されている。 The QRM-MLD algorithm is described in, for example, non-patent literature (KJ Kim and J. Yue, “Joint channel estimation and data detection algorithms for MIMO-OFDM systems and SimsityAthics in Science. Computers, pp. 1857-1861, Nov. 2002).
また、ASESSアルゴリズムについてはたとえば非特許文献(K.Higuchi,H.Kawai,N.Maeda and M.Sawahashi,“Adaptive Selection of Surviving Symbol Replica Candidates Based on Maximum Reliability in QRM−MLD for OFCDM MIMO Multiplexing”Proc.of IEEE Globecom 2004,pp.2480−2486,Nov.2004)に記載されている。 As for the ASESS algorithm, for example, non-patent literature (K. Higuchi, H. Kawai, N. Maeda and M. Sawahashi, “Adaptive Selection of Mim. of IEEE Globecom 2004, pp. 2480-2486, Nov. 2004).
このように、実施の形態1にかかる受信機300によれば、自局宛の送信信号がMLD法で先に処理されるようにチャネル行列を生成することで、MLD法において他局宛の送信信号を処理しなくても、自局宛の送信信号の累積メトリックを算出することができる。これにより、他局宛の送信信号が示す値の候補が不明であってもMLD法を実施できるため、他局の変調方式が不明なシステムにおいても受信特性を向上させることができる。
As described above, according to the
たとえば、受信機300は、自チャネルの推定値を干渉チャネルの推定値より右側に配置したチャネル行列を生成し、チャネル行列をユニタリ行列および上三角行列に分解し、送信信号ベクトルの下段側から順にメトリックを算出する。これにより、MLD法において、自局宛の送信信号を他局宛の送信信号より先に処理させることができる。
For example, the
これに対して、受信機300は、自チャネルの推定値を干渉チャネルの推定値より左側に配置したチャネル行列を生成してもよい。この場合は、受信機300は、チャネル行列をユニタリ行列および下三角行列に分解し、送信信号ベクトルxの上段側から順にメトリックを算出する。これにより、MLD法において、自局宛の送信信号を他局宛の送信信号より先に処理させることができる。
On the other hand, the
また、たとえば上記特許文献4のように、同時にスケジュールされる全てのユーザの変調方式を同じにすることによりMLD法を使用する構成に比べて、変調方式の制限がない。このため、端末の性能や通信環境に応じた柔軟なスケジューリングが可能になるため、スループットを向上させることができる。 Further, for example, as in the above-mentioned Patent Document 4, there is no limitation on the modulation scheme as compared with a configuration using the MLD method by making the modulation schemes of all users scheduled at the same time the same. For this reason, since flexible scheduling according to the performance of the terminal and the communication environment is possible, the throughput can be improved.
また、推定した雑音電力に基づいてチャネル行列を拡張することで、チャネル行列に含まれる雑音成分を低減し、後段の処理における雑音強調を抑えることができる。このため、自局宛の送信信号の復号の精度を向上させ、受信特性を向上させることができる。 Further, by expanding the channel matrix based on the estimated noise power, it is possible to reduce the noise component included in the channel matrix and suppress noise enhancement in subsequent processing. For this reason, it is possible to improve the decoding accuracy of the transmission signal addressed to the own station and improve the reception characteristics.
(実施の形態2)
実施の形態2にかかる受信機300のチャネル行列生成部333は、自チャネル推定値ベクトルhnに含まれる推定値間の順序をベクトルノルムに基づいて並べたチャネル行列Hを生成する。また、チャネル行列生成部333は、干渉チャネル推定値ベクトルhkに含まれる推定値間の順序をベクトルノルムに基づいて並べたチャネル行列Hを生成する。
(Embodiment 2)
The channel
具体的には、自チャネル推定値ベクトルhnに含まれる各推定値を、チャネル行列Hに対して、下記(13)式に示すベクトルノルムPnの大きい順に右になるように配置する。これにより、自チャネル推定値ベクトルhnに含まれる各推定値は、SNRが大きいほどチャネル行列Hの右側に配置される。 Specifically, each estimated value included in the own channel estimated value vector hn is arranged with respect to the channel matrix H so as to be on the right in the descending order of the vector norm Pn shown in the following equation (13). Thereby, each estimated value included in the own channel estimated value vector hn is arranged on the right side of the channel matrix H as the SNR increases.
また、チャネル行列生成部333は、干渉チャネル推定値ベクトルhkに含まれる各推定値を、チャネル行列Hに対して、下記(14)式に示すベクトルノルムPkの大きい順に右になるように配置する。これにより、干渉チャネル推定値ベクトルhkに含まれる各推定値は、SNRが小さいほどチャネル行列Hの右側に配置される。
Further, the channel
これにより、チャネル行列Hに対応する送信信号ベクトルxにおいては、SNRが大きいチャネルの送信信号ほど下段に配置される。これにより、MLD処理部338において、自局宛の送信信号(x1,x2,…,xL)のうちのSNRが大きいチャネルの送信信号が先に処理される。このため、推定精度の高い送信信号から先に値の候補を絞り込んでいくことができるため、値の候補の絞り込みの精度が向上し、受信特性を向上させることができる。
As a result, in the transmission signal vector x corresponding to the channel matrix H, the transmission signal of the channel having the larger SNR is arranged at the lower stage. As a result, in the
このように、実施の形態2にかかる受信機300によれば、自チャネルの各推定値および干渉チャネルの各推定値をそれぞれベクトルノルムに基づいて並べた拡張行列を生成することができる。これにより、MLD法においてSNR(Signal Noise Ratio:信号雑音比)が大きいチャネルの送信信号が先に処理され、推定精度の高い送信信号から先に値の候補を絞り込んでいくことができる。このため、値の候補の絞り込みの精度が向上し、受信特性を向上させることができる。
As described above, according to the
(実施の形態3)
実施の形態3にかかるチャネル行列拡張部335は、非対角成分が0で対角成分がσのL×Ntの行列をチャネル行列Hの下側に追加することによってチャネル行列Hを拡張する。具体的には、チャネル行列拡張部335は、下記(15)式のようにチャネル行列Hを拡張することによって拡張チャネル行列H’eを得る。
(Embodiment 3)
The channel
ただし、ΣL×Ntは下記(16)式を満たす。すなわち、拡張チャネル行列H’eは(Nr+L)×Ntの行列となる。 However, Σ L × Nt satisfies the following equation (16). That is, the extended channel matrix H′e is a (Nr + L) × Nt matrix.
たとえば、Nt=Nr=4、L=2の場合は、拡張チャネル行列H’eは下記(17)式のようになる。チャネル行列拡張部335は、チャネル行列Hを拡張した拡張チャネル行列H’eをQR分解部336へ出力する。
For example, when Nt = Nr = 4 and L = 2, the extended channel matrix H′e is expressed by the following equation (17). The channel
QR分解部336は、チャネル行列拡張部335から出力された拡張チャネル行列H’eをQR分解する。たとえば、QR分解部336は、下記(18)式に示すように、拡張チャネル行列H’eを(Nr+L)×(Nr+L)のユニタリ行列Q’eと(Nr+L)×Ntの上三角行列R’eとに分解する。
The
QR分解部336は、QR分解により得られたユニタリ行列Q’eの左上Nr×Nrを取り出した部分行列Qのエルミート共役QHをユニタリ変換部337へ出力する。また、QR分解部336は、QR分解により得られた上三角行列R’eの上Nr行を取り出した部分行列RをMLD処理部338へ出力する。この場合は、受信信号zは、たとえば下記(19)式に示すように表すことができる。
The
このように、実施の形態3にかかる受信機300によれば、チャネル行列と同じ列数および自局宛の送信信号の数に等しい行数を有し、対角成分の値が雑音電力の偏差であり、非対角成分の値がゼロである行列によってチャネル行列を拡張することができる。これにより、少ない行数の追加によりチャネル行列を拡張し、後段の計算量を低減することができる。このため、後段の処理における雑音強調を抑えるとともに、受信機300の消費電力を低減することができる。
As described above, according to the
(実施の形態4)
図5は、実施の形態4にかかる受信機の構成例を示す図である。図5において、図3に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図3に示すように、受信機300は、図3に示した構成に加えて、SNR推定部501と、拡張制御部502と、を備えている。
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a diagram of a configuration example of a receiver according to the fourth embodiment. In FIG. 5, the same parts as those shown in FIG. As illustrated in FIG. 3, the
チャネル行列拡張部335は、拡張制御部502の制御にしたがって、チャネル行列Hの拡張の有無を切り替える。具体的には、チャネル行列拡張部335は、チャネル行列Hの拡張を行う場合は拡張により得られた拡張チャネル行列Heを出力する。また、チャネル行列拡張部335は、チャネル行列Hの拡張を行わない場合はチャネル行列Hを出力する。QR分解部336は、チャネル行列拡張部335から出力される拡張チャネル行列Heまたはチャネル行列HのQR分解を行う。
The channel
自チャネル推定部331は、自チャネル推定値ベクトルhnをSNR推定部501へも出力する。干渉チャネル推定部332は、干渉チャネル推定値ベクトルhkをSNR推定部501へも出力する。雑音電力推定部334は、推定した雑音電力σ2をSNR推定部501へも出力する。
The own
SNR推定部501は、受信機300の受信信号のSNRを推定する信号雑音比推定部である。具体的には、SNR推定部501は、自チャネル推定部331からの自チャネル推定値ベクトルhnと、干渉チャネル推定部332からの干渉チャネル推定値ベクトルhkと、雑音電力推定部334からの雑音電力σ2と、に基づいてSNRを推定する。SNR推定部501は、推定したSNRを拡張制御部502へ出力する。
The
拡張制御部502は、SNR推定部501から出力されたSNRと所定の閾値とを比較する。そして、拡張制御部502は、SNRが閾値以下である場合はチャネル行列Hの拡張を行うようにチャネル行列拡張部335を制御する。また、拡張制御部502は、SNRが閾値より大きい場合はチャネル行列Hの拡張を行わないようにチャネル行列拡張部335を制御する。
The
図6は、SNRに対するBERの特性の一例を示す図である。図6において、横軸は受信機300の受信信号のSNRを示し、縦軸は受信機300の受信信号のBER(Bit Error Rate:ビット誤り率)を示している。特性601は、MMSE法を用いると仮定した場合のSNRに対するBERの特性を参考として示している。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of BER characteristics with respect to SNR. In FIG. 6, the horizontal axis represents the SNR of the reception signal of the
特性602は、チャネル行列拡張部335においてチャネル行列Hの拡張を行う場合におけるSNRに対するBERの特性を示している。特性603は、チャネル行列拡張部335においてチャネル行列Hの拡張を行わない場合におけるSNRに対するBERの特性を示している。また、特性601〜603のそれぞれは、受信信号がQPSK(たとえばEnhanced Vehicular A model)であり、最大ドップラー周波数fdが70[Hz]である場合の各特性を示している。
A characteristic 602 indicates the characteristic of the BER with respect to the SNR when the channel
SNRが約12[dB]より低い場合では、チャネル行列Hの拡張なしの特性603はMMSE法の特性601よりBERが劣化している。一方、SNRが約12[dB]より高い場合では、チャネル行列Hの拡張なしの特性603でもMMSE法の特性601よりも優れたBER(受信特性)を得られる。
In the case where the SNR is lower than about 12 [dB], the BER of the channel matrix H without
したがって、たとえば図6に示した例において、MMSE法より良好な特性が得られれば十分である場合は、所定の閾値を12[dB]としてもよい。これにより、SNRが閾値以下である場合は、MMSE法より優れた受信特性を得つつ、チャネル行列Hの拡張を行わないことで処理量を低減することができる。このため、受信機300の消費電力を低減することができる。
Therefore, for example, in the example shown in FIG. 6, when it is sufficient that a better characteristic than the MMSE method is obtained, the predetermined threshold may be set to 12 [dB]. As a result, when the SNR is equal to or less than the threshold, it is possible to reduce the processing amount by not extending the channel matrix H while obtaining reception characteristics superior to those of the MMSE method. For this reason, the power consumption of the
このように、実施の形態4にかかる受信機300によれば、SNRと閾値との比較結果に基づいてチャネル行列の拡張の有無を切り替えることで、信号の受信状態がよい場合はチャネル行列Hの拡張を行わないようにすることができる。これにより、処理量を低減することができる。
As described above, according to the
(実施の形態5)
図7は、実施の形態5にかかる受信機の構成例を示す図である。図7において、図3と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図7に示すように、実施の形態5にかかる受信機300は、図3に示した雑音電力推定部334およびチャネル行列拡張部335を省いた構成としてもよい。この場合は、チャネル行列生成部333は、生成したチャネル行列HをQR分解部336へ出力する。QR分解部336は、チャネル行列生成部333から出力されたチャネル行列HをQR分解する。
(Embodiment 5)
FIG. 7 is a diagram of a configuration example of a receiver according to the fifth embodiment. In FIG. 7, the same components as those in FIG. As illustrated in FIG. 7, the
この場合も、実施の形態1にかかる受信機300と同様に、自局宛の送信信号がMLD法で先に処理されるようにチャネル行列を生成することで、MLD法において他局宛の送信信号を処理しなくても、自局宛の送信信号の累積メトリックを算出することができる。これにより、他局宛の送信信号が示す値の候補が不明であってもMLD法を実施できるため、他局の変調方式が不明なシステムにおいても受信特性を向上させることができる。
Also in this case, similarly to the
(実施の形態6)
図8は、実施の形態6にかかる通信システムの一例を示す図である。図8において、図1と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図8に示すように、実施の形態6にかかる通信システム100は、複数の送信機111,112を含んでいてもよい。たとえば、送信機111,112はそれぞれ一本の送信アンテナを有しており、送信機111,112はそれぞれ受信機121,122へ信号を送信してもよい。この場合は、受信機121の受信アンテナは、受信機121を宛先とする送信機111からの送信信号だけでなく、受信機122を宛先とする送信機112からの送信信号も受信する。
(Embodiment 6)
FIG. 8 is a diagram of an example of a communication system according to the sixth embodiment. In FIG. 8, the same components as those in FIG. As illustrated in FIG. 8, the communication system 100 according to the sixth embodiment may include a plurality of
このように、通信システム100には、たとえば、受信機121を宛先とする送信信号を送信する第1送信アンテナと、受信機121とは異なる受信機(たとえば受信機122)を宛先とする送信信号を送信する第2送信アンテナと、が含まれている。第1送信アンテナおよび第2送信アンテナは、同一の送信機(たとえば図1の送信機110)に備えられていてもよいし、別々の送信機(たとえば図8の送信機111,112)に備えられていてもよい。また、第1送信アンテナおよび第2送信アンテナのそれぞれは、1つでもよいし、複数でもよい。
Thus, in the communication system 100, for example, a first transmission antenna that transmits a transmission signal destined for the
受信機121の受信アンテナは、1つでもよいし、複数でもよい。また、受信機121の受信アンテナは、第1送信アンテナからの送信信号と、第2送信アンテナからの送信信号と、を受信する。受信機121は、受信した各信号のうちの第1送信アンテナからの送信信号を復号する。
The
以上説明したように、受信装置および受信方法によれば、受信特性を向上させることができる。 As described above, according to the receiving apparatus and the receiving method, it is possible to improve reception characteristics.
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。 The following additional notes are disclosed with respect to the above-described embodiments.
(付記1)自局宛の送信信号を送信する他局の送信アンテナと自局の受信アンテナとの間の自チャネルと、他局宛の送信信号を送信する他局の送信アンテナと前記受信アンテナとの間の干渉チャネルと、を推定する推定部と、
前記推定部による前記自チャネルの推定値と前記干渉チャネルの推定値とを行方向に結合したチャネル行列を生成する生成部と、
前記生成部によって生成されたチャネル行列を、直交行列と、前記自チャネルの成分が前記干渉チャネルの成分よりゼロ成分の多い行に配置された三角行列と、に分解する分解部と、
前記受信アンテナによって受信された受信信号を、前記分解部によって得られた直交行列に基づいて直交化する直交化部と、
前記分解部によって得られた三角行列の行ごとの成分をゼロ成分のより多い行から順に取得し、前記行ごとの成分を取得するごとに、取得した行ごとの成分と前記直交化部によって直交化された受信信号とに基づいて前記自局宛の送信信号の値のメトリックを累積的に算出する算出部と、
前記算出部によって算出されたメトリックに基づいて前記自局宛の送信信号を復号する復号部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
(Supplementary note 1) The own channel between the transmission antenna of the other station that transmits the transmission signal addressed to the own station and the reception antenna of the own station, the transmission antenna of the other station that transmits the transmission signal addressed to the other station, and the reception antenna An interfering channel between and an estimation unit for estimating
A generating unit that generates a channel matrix obtained by combining the estimated value of the own channel and the estimated value of the interference channel in the row direction by the estimating unit;
A decomposing unit that decomposes the channel matrix generated by the generating unit into an orthogonal matrix and a triangular matrix in which a component of the own channel is arranged in a row having more zero components than a component of the interference channel;
An orthogonalization unit that orthogonalizes a reception signal received by the reception antenna based on an orthogonal matrix obtained by the decomposition unit;
The components for each row of the triangular matrix obtained by the decomposition unit are acquired in order from the rows with more zero components, and the components for each row are orthogonalized by the orthogonalization unit each time the components for each row are acquired. A calculation unit that cumulatively calculates a metric of the value of the transmission signal addressed to the local station based on the received signal converted to
A decoding unit that decodes a transmission signal addressed to the local station based on the metric calculated by the calculation unit;
A receiving apparatus comprising:
(付記2)前記算出部は、前記行ごとの成分を、前記自局宛の送信信号を送信する他局の送信アンテナの数だけ取得することを特徴とする付記1に記載の受信装置。
(Additional remark 2) The said calculating part acquires the component for every said line by the number of the transmission antennas of the other station which transmits the transmission signal addressed to the said local station, The receiving apparatus of
(付記3)前記生成部は、前記自チャネルの推定値を前記干渉チャネルの推定値より右側に配置したチャネル行列を生成し、
前記分解部は、前記チャネル行列を直交行列および上三角行列に分解し、
前記算出部は、前記行ごとの成分を前記上三角行列の下段から順に取得することを特徴とする付記1または2に記載の受信装置。
(Additional remark 3) The said production | generation part produces | generates the channel matrix which has arrange | positioned the estimated value of the said own channel to the right side from the estimated value of the said interference channel,
The decomposition unit decomposes the channel matrix into an orthogonal matrix and an upper triangular matrix,
The receiving apparatus according to
(付記4)前記生成部は、前記自チャネルの推定値を前記干渉チャネルの推定値より左側に配置したチャネル行列を生成し、
前記分解部は、前記チャネル行列を直交行列および下三角行列に分解し、
前記算出部は、前記行ごとの成分を前記下三角行列の上段から順に取得することを特徴とする付記1または2に記載の受信装置。
(Additional remark 4) The said production | generation part produces | generates the channel matrix which has arrange | positioned the estimated value of the said own channel on the left side from the estimated value of the said interference channel,
The decomposition unit decomposes the channel matrix into an orthogonal matrix and a lower triangular matrix,
The receiving apparatus according to
(付記5)前記推定部による各推定値に基づく雑音電力を推定する雑音推定部と、
前記生成部によって生成されたチャネル行列の列数に等しい行数および列数の単位行列に前記雑音推定部によって推定された雑音電力の偏差を乗算した行列を、前記チャネル行列の下側に追加して前記チャネル行列を拡張する拡張部と、
を備え、前記分解部は、前記拡張部によって拡張されたチャネル行列を分解することを特徴とする付記1〜4のいずれか一つに記載の受信装置。
(Additional remark 5) The noise estimation part which estimates the noise electric power based on each estimated value by the said estimation part,
A matrix obtained by multiplying the unit matrix of the number of rows and the number of columns equal to the number of columns of the channel matrix generated by the generation unit by the deviation of the noise power estimated by the noise estimation unit is added below the channel matrix. An extension for extending the channel matrix;
The receiving apparatus according to any one of
(付記6)前記推定部は、自局宛の送信信号を送信する他局の複数の送信アンテナと前記受信アンテナとの間の各自チャネルを推定し、他局宛の送信信号を送信する他局の複数の送信アンテナと前記受信アンテナとの間の各干渉チャネルを推定し、
前記生成部は、前記自チャネルの各推定値を前記自チャネルの各推定値のベクトルノルムに基づいて並べ、前記干渉チャネルの各推定値を前記干渉チャネルの各推定値のベクトルノルムに基づいて並べたチャネル行列を生成することを特徴とする付記1〜5のいずれか一つに記載の受信装置。
(Additional remark 6) The said estimation part estimates each own channel between the several transmission antenna of the other station which transmits the transmission signal addressed to the own station, and the said receiving antenna, and the other station which transmits the transmission signal addressed to the other station Estimating each interference channel between a plurality of transmit antennas and the receive antennas,
The generation unit arranges the estimated values of the own channel based on a vector norm of the estimated values of the own channel, and arranges the estimated values of the interference channel based on a vector norm of the estimated values of the interference channel. The receiving apparatus according to any one of
(付記7)前記推定部による各推定値に基づく雑音電力を推定する雑音推定部と、
前記生成部によって生成されたチャネル行列と同じ列数および前記自局宛の送信信号の数に等しい行数を有し、対角成分の値が前記雑音推定部によって推定された雑音電力の偏差であり非対角成分の値がゼロである行列を、前記チャネル行列の下側に追加して前記チャネル行列を拡張する拡張部と、
を備え、前記分解部は、前記拡張部によって拡張されたチャネル行列を分解することを特徴とする付記1〜4のいずれか一つに記載の受信装置。
(Supplementary Note 7) A noise estimation unit that estimates noise power based on each estimated value by the estimation unit;
It has the same number of columns as the channel matrix generated by the generation unit and the number of rows equal to the number of transmission signals addressed to the own station, and the value of the diagonal component is the deviation of the noise power estimated by the noise estimation unit. An extension that extends the channel matrix by adding a matrix with zero off-diagonal components to the bottom of the channel matrix;
The receiving apparatus according to any one of
(付記8)前記推定部による各推定値に基づく信号雑音比を推定する信号雑音比推定部を備え、
前記拡張部は、前記信号雑音比推定部によって推定された信号雑音比と閾値との比較結果に基づいて前記チャネル行列の拡張の有無を切り替え、
前記分解部は、前記拡張部によって拡張されたチャネル行列、または前記拡張部によって拡張されなかったチャネル行列を分解することを特徴とする付記5または7に記載の受信装置。
(Supplementary Note 8) A signal-to-noise ratio estimation unit that estimates a signal-to-noise ratio based on each estimated value by the estimation unit,
The extension unit switches presence / absence of extension of the channel matrix based on a comparison result between the signal noise ratio estimated by the signal noise ratio estimation unit and a threshold value,
The receiving apparatus according to
(付記9)前記算出部は、前記他局宛の送信信号が示す値のメトリックについては算出しないことを特徴とする付記1〜8のいずれか一つに記載の受信装置。
(Supplementary note 9) The receiving device according to any one of
(付記10)自局宛の送信信号を送信する他局の送信アンテナと自局の受信アンテナとの間の自チャネルと、他局宛の送信信号を送信する他局の送信アンテナと前記受信アンテナとの間の干渉チャネルと、を推定し、
前記自チャネルの推定値と、前記干渉チャネルの推定値と、を行方向に結合したチャネル行列を生成し、
生成した前記チャネル行列を、直交行列と、前記自チャネルの成分が前記干渉チャネルの成分よりゼロ成分の多い行に配置された三角行列と、に分解し、
前記受信アンテナによって受信された受信信号を、前記直交行列に基づいて直交化し、
前記三角行列の行ごとの成分をゼロ成分のより多い行から順に取得し、前記行ごとの成分を取得するごとに、取得した行ごとの成分と直交化した前記受信信号とに基づいて前記自局宛の送信信号の値のメトリックを累積的に算出し、
算出した前記メトリックに基づいて前記自局宛の送信信号を復号する、
ことを特徴とする受信方法。
(Additional remark 10) The own channel between the transmission antenna of the other station which transmits the transmission signal addressed to the own station and the reception antenna of the own station, the transmission antenna of the other station which transmits the transmission signal addressed to the other station, and the reception antenna An interference channel between and
Generating a channel matrix in which the estimated value of the own channel and the estimated value of the interference channel are combined in the row direction;
Decomposing the generated channel matrix into an orthogonal matrix and a triangular matrix in which the component of the own channel is arranged in a row having more zero components than the component of the interference channel,
The received signal received by the receiving antenna is orthogonalized based on the orthogonal matrix,
The components for each row of the triangular matrix are acquired in order from the rows with more zero components, and each time the components for each row are acquired, the automatrix is obtained based on the received signals that have been orthogonalized with the acquired components for each row. Calculate cumulatively the metric of the value of the transmission signal addressed to the station,
Decoding a transmission signal addressed to the local station based on the calculated metric;
And a receiving method.
100 通信システム
110,200 送信機
121〜12K,300 受信機
271〜27Nt 送信アンテナ
311〜31Nr 受信アンテナ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Communication system 110,200 Transmitter 121-12K, 300 Receiver 271-27Nt Transmit antenna 311-31Nr Receive antenna
Claims (8)
前記推定部による前記自チャネルの推定値と前記干渉チャネルの推定値とを行方向に結合したチャネル行列を生成する生成部と、
前記生成部によって生成されたチャネル行列を、直交行列と、前記自チャネルの成分が前記干渉チャネルの成分よりゼロ成分の多い行に配置された三角行列と、に分解する分解部と、
前記受信アンテナによって受信された受信信号を、前記分解部によって得られた直交行列に基づいて直交化する直交化部と、
前記分解部によって得られた三角行列の行ごとの成分をゼロ成分のより多い行から順に取得し、前記行ごとの成分を取得するごとに、取得した行ごとの成分と前記直交化部によって直交化された受信信号とに基づいて前記自局宛の送信信号の値のメトリックを累積的に算出する算出部と、
前記算出部によって算出されたメトリックに基づいて前記自局宛の送信信号を復号する復号部と、
を備えることを特徴とする受信装置。 The own channel between the transmitting antenna of the other station that transmits the transmission signal addressed to the own station and the receiving antenna of the own station, and between the transmitting antenna of the other station that transmits the transmission signal addressed to the other station and the receiving antenna. An estimation unit for estimating an interference channel;
A generating unit that generates a channel matrix obtained by combining the estimated value of the own channel and the estimated value of the interference channel in the row direction by the estimating unit;
A decomposing unit that decomposes the channel matrix generated by the generating unit into an orthogonal matrix and a triangular matrix in which a component of the own channel is arranged in a row having more zero components than a component of the interference channel;
An orthogonalization unit that orthogonalizes a reception signal received by the reception antenna based on an orthogonal matrix obtained by the decomposition unit;
The components for each row of the triangular matrix obtained by the decomposition unit are acquired in order from the rows with more zero components, and the components for each row are orthogonalized by the orthogonalization unit each time the components for each row are acquired. A calculation unit that cumulatively calculates a metric of the value of the transmission signal addressed to the local station based on the received signal converted to
A decoding unit that decodes a transmission signal addressed to the local station based on the metric calculated by the calculation unit;
A receiving apparatus comprising:
前記分解部は、前記チャネル行列を直交行列および上三角行列に分解し、
前記算出部は、前記行ごとの成分を前記上三角行列の下段から順に取得することを特徴とする請求項1または2に記載の受信装置。 The generation unit generates a channel matrix in which the estimated value of the own channel is arranged on the right side of the estimated value of the interference channel,
The decomposition unit decomposes the channel matrix into an orthogonal matrix and an upper triangular matrix,
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit acquires the components for each row in order from the lower stage of the upper triangular matrix.
前記生成部によって生成されたチャネル行列の列数に等しい行数および列数の単位行列に前記雑音推定部によって推定された雑音電力の偏差を乗算した行列を、前記チャネル行列の下側に追加して前記チャネル行列を拡張する拡張部と、
を備え、前記分解部は、前記拡張部によって拡張されたチャネル行列を分解することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の受信装置。 A noise estimation unit that estimates noise power based on each estimation value by the estimation unit;
A matrix obtained by multiplying the unit matrix of the number of rows and the number of columns equal to the number of columns of the channel matrix generated by the generation unit by the deviation of the noise power estimated by the noise estimation unit is added below the channel matrix. An extension for extending the channel matrix;
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the decomposing unit decomposes the channel matrix expanded by the extending unit.
前記生成部は、前記自チャネルの各推定値を前記自チャネルの各推定値のベクトルノルムに基づいて並べ、前記干渉チャネルの各推定値を前記干渉チャネルの各推定値のベクトルノルムに基づいて並べたチャネル行列を生成することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の受信装置。 The estimation unit estimates each channel between a plurality of transmission antennas of another station that transmits a transmission signal addressed to the own station and the reception antenna, and transmits a plurality of transmissions of the other station that transmits a transmission signal addressed to the other station. Estimating each interference channel between an antenna and the receiving antenna;
The generation unit arranges the estimated values of the own channel based on a vector norm of the estimated values of the own channel, and arranges the estimated values of the interference channel based on a vector norm of the estimated values of the interference channel. 5. The receiving apparatus according to claim 1, wherein a channel matrix is generated.
前記生成部によって生成されたチャネル行列と同じ列数および前記自局宛の送信信号の数に等しい行数を有し、対角成分の値が前記雑音推定部によって推定された雑音電力の偏差であり非対角成分の値がゼロである行列を、前記チャネル行列の下側に追加して前記チャネル行列を拡張する拡張部と、
を備え、前記分解部は、前記拡張部によって拡張されたチャネル行列を分解することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の受信装置。 A noise estimation unit that estimates noise power based on each estimation value by the estimation unit;
It has the same number of columns as the channel matrix generated by the generation unit and the number of rows equal to the number of transmission signals addressed to the own station, and the value of the diagonal component is the deviation of the noise power estimated by the noise estimation unit. An extension that extends the channel matrix by adding a matrix with zero off-diagonal components to the bottom of the channel matrix;
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the decomposing unit decomposes the channel matrix expanded by the extending unit.
前記拡張部は、前記信号雑音比推定部によって推定された信号雑音比と閾値との比較結果に基づいて前記チャネル行列の拡張の有無を切り替え、
前記分解部は、前記拡張部によって拡張されたチャネル行列、または前記拡張部によって拡張されなかったチャネル行列を分解することを特徴とする請求項4または6に記載の受信装置。 A signal noise ratio estimation unit for estimating a signal noise ratio based on each estimation value by the estimation unit,
The extension unit switches presence / absence of extension of the channel matrix based on a comparison result between the signal noise ratio estimated by the signal noise ratio estimation unit and a threshold value,
The receiving apparatus according to claim 4, wherein the decomposition unit decomposes a channel matrix expanded by the expansion unit or a channel matrix not expanded by the expansion unit.
前記自チャネルの推定値と、前記干渉チャネルの推定値と、を行方向に結合したチャネル行列を生成し、
生成した前記チャネル行列を、直交行列と、前記自チャネルの成分が前記干渉チャネルの成分よりゼロ成分の多い行に配置された三角行列と、に分解し、
前記受信アンテナによって受信された受信信号を、前記直交行列に基づいて直交化し、
前記三角行列の行ごとの成分をゼロ成分のより多い行から順に取得し、前記行ごとの成分を取得するごとに、取得した行ごとの成分と直交化した前記受信信号とに基づいて前記自局宛の送信信号の値のメトリックを累積的に算出し、
算出した前記メトリックに基づいて前記自局宛の送信信号を復号する、
ことを特徴とする受信方法。 The own channel between the transmitting antenna of the other station that transmits the transmission signal addressed to the own station and the receiving antenna of the own station, and between the transmitting antenna of the other station that transmits the transmission signal addressed to the other station and the receiving antenna. Estimating the interference channel,
Generating a channel matrix in which the estimated value of the own channel and the estimated value of the interference channel are combined in the row direction;
Decomposing the generated channel matrix into an orthogonal matrix and a triangular matrix in which the component of the own channel is arranged in a row having more zero components than the component of the interference channel,
The received signal received by the receiving antenna is orthogonalized based on the orthogonal matrix,
The components for each row of the triangular matrix are acquired in order from the rows with more zero components, and each time the components for each row are acquired, the automatrix is obtained based on the received signals that have been orthogonalized with the acquired components for each row. Calculate cumulatively the metric of the value of the transmission signal addressed to the station,
Decoding a transmission signal addressed to the local station based on the calculated metric;
And a receiving method.
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