JP2018067774A - 端末及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】演算量の増加を抑えて、ユーザ間干渉を抑圧させること。
【解決手段】端末２００は、基地局からMU-MIMO（Multi User-Multiple Input Multiple Output）送信される、空間多重された複数のデータ信号を受信する無線受信部１０１と、MU-MIMO送信される他の端末の送信ウェイトを用いてユーザ間干渉電力を推定するユーザ間干渉電力推定部２０９と、ユーザ間干渉電力を用いて受信ウェイトを生成し、受信ウェイトを用いて複数のデータ信号を分離する信号分離部２１２と、分離された複数のデータ信号をそれぞれ復調し軟判定値を算出し、ユーザ間干渉電力及び受信ウェイトを用いて軟判定ウェイトを生成し、軟判定ウェイトを用いて、軟判定値に対して重みづけを行う復調部２１３と、を具備する。
【選択図】図３

Description

本開示は、端末及び通信方法に関する。

3GPP（3rd Generation Partnership Project）において規格化されたLTE-Advancedシステムでは、下りリンク（downlink）のMU-MIMO（Multi User-Multiple Input Multiple output）において、送信ビームフォーミングを行うことにより、ユーザ間干渉を回避する方法が検討されている。

MU-MIMOでは、まず、複数の端末（UE（User Equipment）又はMS（Mobile Station）と呼ぶこともある）において、基地局（eNB又はBS（Base Station）と呼ぶこともある）が有する複数の送信アンテナと、複数の端末の各々が有する複数の受信アンテナと、の間の伝搬路（チャネル）について、CSI-RS（Channel State Information Reference Signal：チャネル状態情報参照信号）を用いてチャネル推定を行い、チャネル推定値（CSI）を基地局へフィードバックする。次に、基地局は、各端末からフィードバックされたCSIに基づいて送信ウェイトを算出する。そして、基地局は、送信ウェイトを用いて、複数の端末向けの下りリンクデータ信号（PDSCH：Physical Downlink Shared Channel）及び復調用参照信号（DM-RS ：Demodulation Reference Signal）を空間多重して、各端末へ送信する。

端末のチャネル推定処理に用いられるCSI-RSは、時間領域において所定周期（例えば、最短で５サブフレーム（5msec）周期）で送信される。

また、CSI-RSは、周波数領域において所定の周波数間隔で配置される。よって、例えば、CSI-RSが12サブキャリア間隔で配置される場合、端末が推定するチャネル推定値は12サブキャリア間隔で得られる。

また、端末から基地局へフィードバックする情報量を削減するために、チャネル推定値は、複数のサブキャリアで平均化されてフィードバックされることがある。例えば、サブバンド単位（10MHzシステム帯域幅では36サブキャリア）で平均したチャネル推定値がフィードバックされる。

上記の場合、基地局では、サブバンド単位でフィードバックされるチャネル推定値を用いてサブバンド毎に送信ウェイトが生成される。この場合、基地局において、サブバンド内のサブキャリアにおいて同一の送信ウェイトを用いる方法（方法１と呼ぶ）と、サブバンド単位の送信ウェイトに対して線形補間などを行うことにより、サブキャリア毎の送信ウェイトを用いる方法（方法２と呼ぶ）とがある（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１４−７５６７９号公報

しかしながら、特許文献１の方法１では、サブバンド単位で送信ウェイト制御を行うので、制御粒度（同一送信ウェイトが適用される区間）に対して、マルチパス環境のように周波数変動が激しい場合には、実際の周波数特性に対する送信ウェイトの精度が低下し、ユーザ間干渉を抑圧しきれずに受信性能が劣化してしまう。一方、特許文献１の方法２では、サブキャリア単位で送信ウェイト制御を行うので演算量が増加してしまう。

本開示の一態様に係る発明は、演算量の増加を抑えて、ユーザ間干渉を抑圧させることができる端末及び通信方法を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る端末は、基地局からMU-MIMO（Multi User-Multiple Input Multiple Output）送信される、空間多重された複数のデータ信号を受信する受信部と、前記MU-MIMO送信される他の端末の送信ウェイトを用いてユーザ間干渉電力を推定する推定部と、前記ユーザ間干渉電力を用いて受信ウェイトを生成し、前記受信ウェイトを用いて前記複数のデータ信号を分離する信号分離部と、を具備する。

本開示の一態様に係る通信方法は、基地局からMU-MIMO（Multi User-Multiple Input Multiple Output）送信される、空間多重された複数のデータ信号を受信し、前記MU-MIMO送信される他の端末の送信ウェイトを用いてユーザ間干渉電力を推定し、前記ユーザ間干渉電力を用いて受信ウェイトを生成し、前記受信ウェイトを用いて前記複数のデータ信号を分離する。

本開示の一態様によれば、演算量の増加を抑えて、ユーザ間干渉を抑圧することができる。

実施の形態１に係る通信システムの構成例を示す図 実施の形態１に係る基地局の構成例を示すブロック図 実施の形態１に係る端末の構成を示すブロック図 実施の形態１に係るMU-MIMO動作の一例を示す図 実施の形態１に係る干渉抑圧処理を示すシーケンス図 実施の形態２に係る端末の構成を示すブロック図 実施の形態２に係る干渉抑圧処理を示すシーケンス図

以下、本開示の一態様に係る発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［実施の形態１］
［通信システムの概要］
図１は、本実施の形態に係る通信システムの構成例を示す。図１に示す通信システムは、少なくとも、基地局１００、及び、複数の端末２００（図１では端末#1、端末#2）を有する。基地局１００は、各端末２００からフィードバックされるCSIを用いて送信ウェイトを算出し、送信ウェイトを用いて、各端末２００向けの下りリンク信号を空間多重して送信する。なお、端末２００は、サブバンド単位でチャネル推定値（CSI）を基地局１００へフィードバックし、基地局１００は、サブバンド単位で送信ウェイトを生成、つまり、サブバンド単位で送信ビーム制御を行う。各端末２００は、基地局１００からMU-MIMO送信される、空間多重された複数のデータ信号を受信する。

図１に示す通信システムにおいて、基地局１００から端末#1向けの下りリンク信号は、端末#2に対する干渉信号となる。同様に、基地局１００から端末#2向けの下りリンク信号は、端末#1に対する干渉信号となる。

［基地局１００の構成］
図２は、本実施の形態に係る基地局１００の構成の一例を示すブロック図である。なお、図２には、基地局１００の構成要素のうち、本開示の一態様に係る発明に関連する部分が主に示されている。

基地局１００は、ベースバンド処理部１０１と、無線送信部１１３とを含む構成をとる。また、ベースバンド処理部１０１は、送信ウェイト生成部１０２と、送信ウェイト情報生成部１０３と、誤り訂正符号化部１０４と、変調部１０５と、送信データ生成部１０６と、誤り訂正符号化部１０７と、変調部１０８と、プリコーディング制御部１０９と、物理チャネルマッピング部１１０と、IFFT（Inverse Fast Fourier Transform ）部１１１と、CP（Cyclic Prefix）挿入部１１２と、を含む。

送信ウェイト生成部１０２は、複数の端末２００の各々からフィードバックされるチャネル推定値（CSI）を用いて送信ウェイト（例えば、サブバンド単位の送信ウェイト）を生成する。例えば、送信ウェイトの算出アルゴリズムとしては、チャネル推定値の逆行列を用いるZF（Zero Forcing）法、ZF法に対して雑音電力項を追加したMMSE（Minimum Mean Square Error）法、チャネル推定値を特異値分解して雑音部分空間に対応する固有ベクトルを用いるBD（Block Diagonalization）法などが挙げられる。送信ウェイト生成部１０１は、生成した送信ウェイトを示す情報（以下、送信ウェイト情報）を、送信ウェイト情報生成部１０３及びプリコーディング制御部１０９へ出力する。

送信ウェイト情報生成部１０３は、送信ウェイト生成部１０１から入力される送信ウェイト情報を含む制御信号を生成する。なお、各端末２００向けの送信ウェイト情報には、MU-MIMO送信される他の端末２００の送信ウェイトが含まれる。送信ウェイト情報生成部１０３は、送信ウェイト情報を含む制御信号を誤り訂正符号化部１０４へ出力する。

誤り訂正符号化部１０４は、送信ウェイト情報生成部１０３から入力される制御信号に対して誤り訂正符号化を行い、符号化後の制御信号を変調部１０５へ出力する。

変調部１０５は、誤り訂正符号化部１０４から入力される制御信号を変調し、変調後の制御信号を物理チャネルマッピング部１１０へ出力する。

送信データ生成部１０６は、各端末２００向けの送信データ（下りリンクデータ信号）を生成し、生成した送信データを誤り訂正符号化部１０７へ出力する。

誤り訂正符号化部１０７は、送信データ生成部１０６から入力される送信データに対して誤り訂正符号化を行い、符号化後の送信データを変調部１０８へ出力する。

変調部１０８は、誤り訂正符号化部１０７から入力される送信データを変調し、変調後の送信データをプリコーディング制御部１０９へ出力する。

プリコーディング制御部１０９は、各端末２００に対して、送信ウェイト生成部１０２から入力される送信ウェイトを用いて、変調部１０８から入力される送信データ、及び、DM-RSをプリコーディングする。プリコーディング制御部１０９は、プリコーディング後の信号を物理チャネルマッピング部１１０へ出力する。

物理チャネルマッピング部１１０は、変調部１０５から入力される制御信号、及び、プリコーディング制御部１０９から入力される信号を、所定の物理チャネルリソースへマッピングする。また、物理チャネルマッピング部１１０は、CSI-RSを所定のリソースへマッピングする（図示せず）。物理チャネルマッピング部１１０は、マッピング後の信号をIFFT部１１１へ出力する。

IFFT部１１１は、物理チャネルマッピング部１１０から入力される信号に対してIFFT処理を行うことにより、周波数領域信号を時間領域信号に変換する。IFFT部１１１は、時間領域信号をCP挿入部１１２へ出力する。

CP挿入部１１２は、IFFT部１１１から入力される信号にCPを挿入し、CP挿入後の信号（例えば、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号と呼ぶ）を無線送信部１１３へ出力する。

無線送信部１１３は、CP挿入部１１２から入力される信号に対して、D/A変換、アップコンバート等のRF（Radio Frequency）処理を行い、アンテナを介して各端末２００へ無線信号を送信する。このように、基地局１００から送信される下りリンク信号は、複数のストリームが空間多重されて送信されている。

［端末２００の構成］
図３は、本実施の形態に係る端末２００の構成の一例を示すブロック図である。なお、図３には、端末２００の構成要素のうち、本開示の一態様に係る発明に関連する部分が主に示されている。

端末２００は、無線受信部２０１と、ベースバンド処理部２０２とを含む構成をとる。また、ベースバンド処理部２０２は、CP除去部２０３と、FFT（Fast Fourier Transform）部２０４と、物理チャネルデマッピング部２０５と、CSI-RSチャネル推定部２０６と、アップリンク送信処理部２０７と、送信ウェイト情報取得部２０８と、ユーザ間干渉電力推定部２０９と、DM-RSチャネル推定部２１０と、雑音電力推定部２１１と、信号分離部２１２と、復調部２１３と、誤り訂正復号部２１４と、を含む。

無線受信部２０１は、アンテナを介して受信した無線信号に対して、ダウンコンバート、A/D変換等のRF処理を行い、得られる受信信号をCP除去部２０３へ出力する。

CP除去部２０３は、無線受信部２０１から入力される受信信号に挿入されているCPを除去し、CP除去後の信号をFFT部２０４へ出力する。

FFT部２０４は、CP除去部２０３から入力される信号に対してFFT処理を行うことにより、時間領域信号を周波数領域信号に変換する。FFT部２０４は、周波数領域信号を物理チャネルデマッピング部２０５へ出力する。

物理チャネルデマッピング部２０５は、FFT部２０４から入力される信号から、下りリンクデータ信号、制御信号（送信ウェイト情報を含む）、CSI-RS、及び、DM-RSをそれぞれ抽出する。物理チャネルデマッピング部２０５は、下りリンクデータ信号を信号分離部２１２へ出力し、制御信号を送信ウェイト情報取得部２０８へ出力し、CSI-RSをCSI-RSチャネル推定部２０６へ出力し、DM-RSをDM-RSチャネル推定部２１０へ出力する。

CSI-RSチャネル推定部２０６は、物理チャネルデマッピング部２０５から入力されるCSI-RSを用いてチャネル推定値（CSI又はCSIチャネル推定値と呼ぶ）を算出する。CSI-RSチャネル推定部２０６は、CSIチャネル推定値をアップリンク送信処理部２０７及びユーザ間干渉電力推定部２０９へ出力する。

アップリンク送信処理部２０７は、CSI-RSチャネル推定部２０６から入力されるCSIチャネル推定値に対して送信処理を行い、送信処理後のCSIチャネル推定値を基地局１００へフィードバックする。

送信ウェイト情報取得部２０８は、物理チャネルデマッピング部２０５から入力される制御信号から送信ウェイト情報を取得する。そして、送信ウェイト情報取得部２０８は、取得した送信ウェイト情報をユーザ間干渉電力推定部２０９へ出力する。

ユーザ間干渉電力推定部２０９は、CSI-RSチャネル推定部２０６から入力されるCSIチャネル推定値、及び、送信ウェイト情報取得部２０８から入力される、MU-MIMO送信される他の端末２００の送信ウェイトを用いて、他の端末向けの信号が自機向けの信号に与える干渉電力（つまり、ユーザ間干渉電力）を推定する。なお、ユーザ間干渉電力推定部２０９は、後述する軟判定ウェイトの生成時に用いるユーザ間干渉電力を推定する際、後述する信号分離部２１２で生成される受信ウェイトを用いる。ユーザ間干渉電力推定部２０９は、推定したユーザ間干渉電力を信号分離部２１２及び復調部２１３へ出力する。

DM-RSチャネル推定部２１０は、物理チャネルデマッピング部２０５から入力されるDM-RSを用いてチャネル推定値（以下、DM-RSチャネル推定値と呼ぶ）を算出する。そして、DM-RSチャネル推定部２１０は、DM-RSチャネル推定値を、雑音電力推定部２１１、信号分離部２１２及び復調部２１３へ出力する。

雑音電力推定部２１１は、DM-RSチャネル推定部２１０から入力されるDM-RSチャネル推定値を用いて雑音電力を推定し、推定した雑音電力を信号分離部２１２及び復調部２１３へ出力する。

信号分離部２１２は、ユーザ間干渉電力推定部２０９から入力されるユーザ間干渉電力、DM-RSチャネル推定部２１０から入力されるDM-RSチャネル推定値、及び、雑音電力推定部２１１から入力される雑音電力を用いて、物理チャネルデマッピング部２０５から入力される受信信号（下りリンクデータ信号）を複数の信号（ストリーム）に分離する。具体的には、信号分離部２１２は、ユーザ間干渉電力、DM-RSチャネル推定値及び雑音電力を用いて受信ウェイト（例えば、MMSE受信ウェイト）を生成する。そして、信号分離部２１２は、受信ウェイトを受信信号に乗算することにより、信号を分離する。信号分離部２１２は、分離した信号及び受信ウェイトを復調部２１３へ出力し、受信ウェイトをユーザ間干渉電力推定部２０９へ出力する。

復調部２１３は、信号分離部２１２から入力される受信ウェイト、ユーザ間干渉電力推定部２０９から入力されるユーザ干渉電力、DM-RSチャネル推定部２１０から入力されるDM-RSチャネル推定値、及び、雑音電力推定部２１１から入力される雑音電力を用いて、復調・軟判定処理を行う。

具体的には、復調部２１３は、信号分離部２１２から入力される信号を復調し軟判定値（尤度系列）を算出する。また、復調部２１３は、受信ウェイト、DM-RSチャネル推定値、ユーザ間干渉電力及び雑音電力を用いて軟判定ウェイト（例えば、SINR（Signal to Interference and Noise Ratio））を生成する。そして、復調部２１３は、軟判定ウェイトを軟判定値に乗算することにより重みづけを行う。例えば、軟判定ウェイトは、ユーザ間干渉が小さいほど大きい値を採り、ユーザ間干渉が大きいほど小さい値を採る。復調部２１３は、重みづけ後の軟判定値を誤り訂正復号部２１４へ出力する。

誤り訂正復号部２１４は、復調部２１３から入力される重みづけ後の軟判定値に対して誤り訂正復号を行い、復号後の信号（つまり、希望信号の復号データ）を出力する。

［基地局１００及び端末２００の動作］
次に、上述した基地局１００及び端末２００の動作について説明する。

＜受信ウェイト及び軟判定ウェイトの生成方法＞
まず、端末２００の信号分離部２１２及び復調部２１３において生成される受信ウェイト及び軟判定ウェイトの生成方法について詳細に説明する。

以下では、一例として、図４に示すように、基地局１００が４本の送信アンテナ#1〜#4を有し、各端末２００（端末#1、端末#2）が２本の受信アンテナ#1、#2をそれぞれ有し、4Tx×2Rx×2UEのMU-MIMOによる空間多重を行う場合について説明する。なお、基地局１００と複数の端末２００との間のMU-MIMO空間多重において使用する送受信アンテナ数はこれに限定されるものではない。

まず、一般的な受信ウェイト及び軟判定ウェイトの生成例について説明する。なお、受信ウェイト及び軟判定ウェイトは、実際には、サブキャリア及びOFDMシンボル単位（つまり、リソースエレメント（RE：Resource Element）単位）で定義されるが、ここでは、説明を簡易化するために省略する。

ユーザ間干渉が無い場合、各端末が基地局から受信する受信信号r（図４の実線矢印に相当）を次式（１）で定義する。

ここで、H⁽¹⁾，H⁽²⁾は基地局と各端末#1,#2との間の伝搬路を表すチャネル応答を示し、W_TX ⁽¹⁾，W_TX ⁽²⁾は各端末#1,#2向けの送信ウェイトを示し、s⁽¹⁾，s⁽²⁾は各端末#1,#2向けの送信信号（希望信号）を示し、n⁽¹⁾，n⁽²⁾は各端末#1,#2での雑音を示し、各々、次式（２）〜（５）で表される。

以下では、式（１）においてチャネル応答H'=HW_TXと表すこともある。H'は、送信ウェイトW_TXが適用されたDM-RSによって推定されるDM-RSチャネル推定値である。以降、H、H’は推定値として説明する。

例えば、端末#1の受信ウェイト（MMSE受信ウェイト）W_RX ⁽¹⁾は次式（６）で表される。

ここで、上添字Hはエルミート転置演算を示し、P_nは雑音電力（例えば、サブフレーム内の平均値）を示し、I_NRXは端末の受信アンテナ数サイズの単位行列を示す。なお、端末#2の受信ウェイトについても式（６）と同様に算出される。

端末#1は、受信ウェイトW_RX ⁽¹⁾を受信信号r（式（１）の端末#1に対応する部分）に乗算して、次式（７）のように２ストリームの信号に分離する。

なお、式（７）において、W_RX ⁽¹⁾H'⁽¹⁾とwh'との関係は、次式（８）で定義される。

また、式（７）に示す２つのストリームの各々に対する軟判定ウェイト（SINR）は次式（９）で表される。

式（９）では、|s₁|²＝|s₂|²＝１とし、|n₁|²＝|n₂|²＝P_nとしている。

ここで、式（９）に示す軟判定ウェイトSINR₁ ⁽¹⁾及びSINR₂ ⁽¹⁾の各々において、|wh'₁₁ ⁽¹⁾|²及び|wh'₂₂ ⁽¹⁾|²は希望信号電力を表し、(|w₁₁ ⁽¹⁾|²+|w₁₂ ⁽¹⁾|²)P_n ⁽¹⁾及び(|w₂₁ ⁽¹⁾|²+|w₂₂ ⁽¹⁾|²)P_n ⁽¹⁾は雑音電力を表し、|wh'₁₂ ⁽¹⁾|²及び|wh'₂₁ ⁽¹⁾|²は同一端末内での２つのストリーム間の干渉電力を表す。

なお、端末#2において受信される２つのストリームについても式（９）と同様に軟判定ウェイト（SINR）が算出される。

次に、本実施の形態における受信ウェイト及び軟判定ウェイトの生成例について説明する。

本実施の形態では、端末２００は、上述した一般的な受信ウェイト及び軟判定ウェイトの生成に用いるパラメータに加え、他の端末向けの信号によるユーザ間干渉電力を考慮して受信ウェイト及び軟判定ウェイトを生成する。

具体的には、ユーザ間干渉を考慮した場合、各端末２００が基地局１００から受信する受信信号r（図４の実線矢印及び点線矢印に相当）を次式（１０）で定義する。

式（１０）（図４を参照）において、H⁽¹⁾W_TX ⁽²⁾s⁽²⁾は、端末#2から端末#1へのユーザ間干渉を表し、H⁽²⁾W_TX ⁽¹⁾s⁽¹⁾は、端末#1から端末#2へのユーザ間干渉を表す。

この場合、端末#1の信号分離部２１２で使用される、第k番目のサブキャリア及び第l番目のOFDMシンボルにおける受信ウェイトW_RX ⁽¹⁾(k,l)は次式（１１）で表される。

式（１１）において、H⁽¹⁾(k,l)W_TX ⁽¹⁾(k,l)は、DM-RSチャネル推定部２１０で推定されるDM-RSチャネル推定値を表し、P_n ⁽¹⁾は雑音電力推定部２１１で推定される雑音電力を表す。また、式（１１）において、P_i ⁽¹⁾(k,l)は、ユーザ間干渉電力推定部２０９で推定されるユーザ間干渉電力（つまり、端末#2の信号から端末#1の信号が受ける干渉電力）であり、次式（１２）、式（１３）で表される。

式（１３）において、関数diag()は対角行列を表す。また、式（１３）において、H⁽¹⁾(k,l)はCSI-RSチャネル推定部２０６で推定されるチャネル推定値（CSI）を表し、W_TX ⁽²⁾(k,l)は、送信ウェイト情報取得部２０８において基地局１００から取得する、端末#1に対して干渉を与える端末（以下、与干渉端末と呼ぶ。ここでは端末#2）の送信ウェイトを表す。

各端末２００において、DM-RSチャネル推定値（H⁽¹⁾(k,l)W_TX ⁽¹⁾(k,l)）及びユーザ間干渉電力P_iは、サブキャリア及びOFDMシンボル単位（つまり、リソースエレメント単位）で推定される。つまり、端末２００は、サブキャリア及びOFDMシンボル単位でユーザ間干渉電力を推定し、ユーザ間干渉電力を用いて受信ウェイトW_RX ⁽¹⁾(k,l)をサブキャリア及びOFDMシンボル単位で生成する。なお、雑音電力P_nは例えば、所定のサブキャリア及びOFDMシンボルの平均値でもよい。

端末#1の信号分離部２１２は、式（１１）に示す受信ウェイトW_RX ⁽¹⁾(k,l)を受信信号r（式（１）の端末#1に対応する部分）に乗算して２ストリームの信号に分離する。

式（１１）より、ユーザ間干渉電力P_iが小さいほどZF（Zero Forcing）法と同様の特性に近似し、ユーザ間干渉電力P_iが大きいほどMRC（Maximum Ratio Combining：最大比合成）法と同様の特性に近似すると云える。

また、式（１１）に示す受信ウェイトW_RX ⁽¹⁾(k,l)を用いて分離された２つのストリームの各々に対する軟判定ウェイト（SINR）は次式（１４）で表される。

式（１４）において、P'_i1 ⁽¹⁾(k,l)及びP'_i2 ⁽¹⁾(k,l)は、ユーザ間干渉電力推定部２０９において推定されるユーザ間干渉電力（つまり、端末#2の信号から端末#1の信号が受ける干渉電力）であり、次式（１５）で表される。なお、軟判定ウェイトの生成に用いられるP'_Iは、受信ウェイトW_RX ⁽¹⁾(k,l)が考慮されている点で、受信ウェイトW_RX ⁽¹⁾(k,l)の生成に用いられるユーザ間干渉電力P_i（式（１２）及び式（１３））と異なる。

式（１５）より、ユーザ間干渉電力P'_iが小さいほど軟判定ウェイトは大きくなり、ユーザ間干渉電力P'_iが大きいほど軟判定ウェイトは小さくなる。すなわち、ユーザ間干渉電力P'_Iが小さいほど、端末２００で受信した基地局１００からの希望信号の確からしさ（つまり、軟判定結果である尤度）は高くなる。

＜干渉抑圧処理の動作例＞
図５は、図１に示す通信システムの各装置における動作を示すシーケンス図である。

図５において、ステップ（以下、単に「ＳＴ」と表す）１０１では、基地局１００は、各端末２００（端末#1、#2）に対してCSI-RSを送信する。

ＳＴ１０２では、各端末２００のCSI-RSチャネル推定部２０６は、ＳＴ１０１で受信したCSI-RSを用いてCSIチャネル推定値を算出する。ＳＴ１０３では、各端末２００のアップリンク送信処理部２０７は、算出したCSIチャネル推定値を基地局１００へフィードバックする。

ＳＴ１０４では、基地局１００の送信ウェイト生成部１０２は、各端末２００からフィードバックされたCSIチャネル推定値を用いて送信ウェイトを生成する。ここで、CSIチャネル推定値は、例えば、サブバンド単位でフィードバックされ、送信ウェイトもサブバンド単位で生成される。

ＳＴ１０５では、基地局１００の送信ウェイト情報生成部１０３は、ＳＴ１０４で生成した送信ウェイトを示す送信ウェイト情報を生成する。具体的には、基地局１００は、端末#1に対して、与干渉端末である端末#2の送信ウェイトを示す送信ウェイト情報を生成し、端末#2に対して、与干渉端末である端末#1の送信ウェイトを示す送信ウェイト情報を生成する。

ＳＴ１０６では、基地局１００は、ＳＴ１０５で生成した送信ウェイト情報を各端末２００へ送信する。具体的には、基地局１００は、端末#2の送信ウェイトを示す送信ウェイト情報を端末#1へ送信し、端末#1の送信ウェイトを示す送信ウェイト情報を端末#2へ送信する。

ＳＴ１０７では、基地局１００は、各端末２００（端末#1、#2）に対してCSI-RSを送信する。ＳＴ１０８では、基地局１００は、各端末２００（端末#1、#2）に対して下りリンク信号（下りリンクデータ信号及びDM-RSなどを含む。MU-MIMO送信信号と呼ぶこともある）を送信する。

ＳＴ１０９では、各端末２００の送信ウェイト情報取得部２０８は、ＳＴ１０６で送信される送信ウェイト情報から与干渉端末向けの送信ウェイトを取得する。ＳＴ１１０では、各端末２００のCSI-RSチャネル推定部２０６は、ＳＴ１０７で送信されるCSI-RS（つまり、ビームフォーミング制御が行われるタイミングで受信したCSI-RS）を用いてCSIチャネル推定値を算出する。

ＳＴ１１１では、各端末２００のユーザ間干渉電力推定部２０９は、ＳＴ１０９で取得した与干渉端末の送信ウェイトと、ＳＴ１１０で推定したCSIチャネル推定値とを用いて、ユーザ間干渉電力を推定する（例えば、式（１２）、式（１３）、式（１５）を参照）。

ＳＴ１１２では、各端末２００は、ＳＴ１１１で推定したユーザ間干渉電力を用いて、ＳＴ１０８で受信した下りリンクデータ信号に対する受信処理を行う。具体的には、各端末２００の信号分離部２１２は、ユーザ間干渉電力（例えば、式（１２）、式（１３）を参照）を用いて受信ウェイトを生成し（例えば、式（１１）を参照）、受信ウェイトを受信信号に乗算して信号分離を行う。また、各端末２００の復調部２１３は、ユーザ間干渉電力（例えば、式（１５）を参照）を用いて軟判定ウェイトを生成し（例えば、式（１４）を参照）、軟判定ウェイトを用いて、軟判定値に対する重みづけを行う。

このように、端末２００は、サブキャリア及びOFDMシンボル毎のユーザ干渉電力を考慮した受信ウェイト及び軟判定ウェイトを用いて希望信号の受信処理を行うことで、ユーザ間干渉を抑圧して、希望信号の受信品質を向上させることができる。

［効果の説明］
以上のように、本実施の形態では、端末２００において、無線受信部２０１は、基地局１００からMU-MIMO送信される、空間多重された複数のデータ信号を受信し、ユーザ間干渉電力推定部２０９は、MU-MIMO送信される他の端末２００の送信ウェイトを用いてユーザ間干渉電力を推定し、信号分離部２１２は、ユーザ間干渉電力を用いて受信ウェイトを生成し、受信ウェイトを用いて複数のデータ信号を分離する。また、復調部２１３は、分離された複数のデータ信号をそれぞれ復調し軟判定値を算出し、ユーザ間干渉電力及び受信ウェイトを用いて軟判定ウェイトを生成し、軟判定ウェイトを用いて、軟判定値に対する重みづけを行う。

これにより、端末２００では、サブキャリア毎に推定されるユーザ間干渉を考慮して受信処理（信号分離及び軟判定値に対する重みづけ処理）を行うことができる。よって、マルチパス環境のように周波数変動が激しい場合でも、端末２００は、実際の周波数特性に応じた適切な受信ウェイト及び軟判定ウェイトを用いて受信処理を行うことができるので、受信性能（信号分離性能及び復号性能）を向上させることができる。よって、本実施の形態によれば、端末２００においてユーザ間干渉を効果的に抑圧することができる。

また、本実施の形態では、CSIチャネル推定値がサブキャリア単位よりも粗い粒度（例えばサブバンド単位）でフィードバックされ、基地局１００において使用される送信ウェイトの制御粒度もサブキャリア単位よりも粗い。すなわち、MU-MIMO送信において、受信ウェイトはサブキャリア毎に生成されるのに対して、送信ウェイトは複数のサブキャリア単位（例えば、サブバンド単位）で生成される。これにより、本実施の形態に係る通信システムでは、送信側（基地局１００）において送信ウェイト制御の演算量の増加を抑えることができる。

以上より、本実施の形態によれば、演算量の増加を抑えて、ユーザ間干渉を抑圧することができる。

なお、本実施の形態において、基地局１００から端末２００へ通知される与干渉端末の送信ウェイトの通知方法は、特に限定されない。例えば、基地局１００は、送信ウェイトそのものを示す情報を端末２００へ通知してもよい。または、基地局１００は、送信ウェイトをコードブック化し、生成した送信ウェイトに対応するコードブックを端末２００へ通知してもよい。

また、本実施の形態において、CSIチャネル推定値のフィードバック粒度及び送信ウェイトの制御粒度としてサブバンド単位を例に挙げて説明したが、上記粒度はサブバンド単位に限定されない。

また、図５では２台の端末２００に対するMU-MIMO処理について説明したが、MU-MIMOの対象となる端末２００の数は２台に限定されない。

［実施の形態２］
実施の形態１では、ユーザ間干渉電力の推定に用いる与干渉端末の送信ウェイトを基地局から端末へ通知する場合について説明した。これに対して、本実施の形態では、与干渉端末の送信ウェイトを端末が推定する場合について説明する。

つまり、本実施の形態に係る基地局１００ａ（図示しない）は、与干渉端末の送信ウェイトを各端末に通知しない。よって、本実施の形態に係る基地局１００ａは、実施の形態１に係る基地局１００（図２）における送信ウェイト情報の送信処理に関する構成部（送信ウェイト情報生成部１０３、誤り訂正符号化部１０４、変調部１０５）を備えない。

図６は、本実施の形態に係る端末３００の構成の一例を示すブロック図である。なお、図６には、端末３００の構成要素のうち、本開示の一態様に係る発明に関連する部分が主に示されている。

また、図６において、実施の形態１（図３）と同様の処理を行う構成部には同一の符号を付し、その説明を省略する。具体的には、端末３００は、実施の形態１に係る端末２００と比較して、送信ウェイト情報取得部２０８の代わりに、送信ウェイト生成部３０１及び送信ウェイト保持部３０２を備える点が異なる。

送信ウェイト生成部３０１は、CSI-RSチャネル推定部２０６から入力されるCSIチャネル推定値を用いて、与干渉端末の送信ウェイトを生成する。

ただし、端末３００は、以下の条件の場合に与干渉端末の送信ウェイトを生成する。
条件１：送信ウェイト生成アルゴリズムとしてBD（Block Diagonalization）法を使用
条件２：MU-MIMO送信における端末数が２個

BD法では、与干渉端末の送信ウェイトは、ユーザ間干渉を受ける端末（以下、被干渉端末と呼ぶ）のチャネル推定値（つまり、端末３００のCSI-RSチャネル推定部２０６で推定されるCSIチャネル推定値）から算出される。

具体的には、BD法では、与干渉端末の送信ウェイトを算出する場合、被干渉端末のチャネル推定値を特異値分解し、雑音部分空間に対応する固有ベクトルを与干渉端末の送信ウェイトとして用いる。

これにより、端末３００の送信ウェイト生成部３０１は、基地局１００ａから与干渉端末の送信ウェイトを通知されなくても、自機のチャネル推定値（CSIチャネル推定値）を用いて、与干渉端末の送信ウェイトを生成することができる。

送信ウェイト生成部３０１は、生成した与干渉端末の送信ウェイトを送信ウェイト保持部３０２へ出力する。

送信ウェイト保持部３０２は、送信ウェイト生成部３０１から入力される与干渉端末の送信ウェイトを保持する。そして、送信ウェイト保持部３０２は、保持している与干渉端末の送信ウェイトをユーザ間干渉電力推定部２０９へ出力する。

なお、送信ウェイト生成部３０１において与干渉端末の送信ウェイトの生成に使用されるCSIチャネル推定値は、基地局１００aへフィードバックされ、送信ウェイトの生成にも使用される。送信ウェイト保持部３０２は、基地局１００aへフィードバックされたCSIチャネル推定値から算出される送信ウェイトによって送信ビーム制御された下りリンクデータの受信タイミングにおいて、当該CSIチャネル推定値によって生成された与干渉端末の送信ウェイトを出力する。これにより、ユーザ間干渉電力推定部２０９は、基地局１００aから送信された下りリンクデータ信号に対する送信ビーム制御で使用されたCSIチャネル推定値と同様のCSIチャネル推定値を用いて生成された与干渉端末の送信ウェイトを用いてユーザ間干渉電力を推定することができる。

図７は、本実施の形態に係る通信システムの各装置における動作を示すシーケンス図である。なお、図７において、実施の形態１（図５）と同様の処理には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図７において、基地局１００ａは、実施の形態１に係る基地局１００と異なり、送信ウェイト情報の生成及び送信処理（図５に示すＳＴ１０５、ＳＴ１０６）を行わない。

一方、各端末３００（端末#1，端末#2）は、ＳＴ２０１において、与干渉端末の送信ウェイトを生成する。具体的には、端末#1の送信ウェイト生成部３０１は、ＳＴ１０２で推定したCSIチャネル推定値を用いて、与干渉端末である端末#2の送信ウェイトを生成する。同様に、端末#2の送信ウェイト生成部３０１は、ＳＴ１０２で推定したCSIチャネル推定値を用いて、与干渉端末である端末#1の送信ウェイトを生成する。

そして、各端末３００のユーザ間干渉電力推定部２０９は、ＳＴ２０１で生成した与干渉端末の送信ウェイトを用いてユーザ間干渉電力を推定する。

このようにして、本実施の形態では、端末３００は、自機のCSIチャネル推定値を用いて、与干渉端末の送信ウェイトを生成する。これにより、本実施の形態では、実施の形態１の効果に加え、ユーザ間干渉電力の推定に使用する与干渉端末の送信ウェイトの通知に要するシグナリングを削減することができる。

以上、本開示の一態様に係る各実施の形態について説明した。

なお、上記実施の形態１と実施の形態２とを適宜組み合わせて実施してもよい。すなわち、各端末（端末２００，３００）において、基地局１００から与干渉端末の送信ウェイトを受信してもよく、各端末で与干渉端末の送信ウェイトを生成してもよい。

上記実施の形態では、端末２００，３００においてCSI-RSを用いてチャネル推定する場合について説明したが、チャネルを推定できる参照信号であればよい。例えば、CRS（Cell-specific Reference Signal）を用いてもよい。

また、上記実施の形態では、端末２００，３００が、ユーザ間干渉電力を用いて受信ウェイト及び軟判定ウェイトの双方を生成する場合について説明したが、これに限定されず、例えば、端末２００，３００は、ユーザ間干渉電力を用いて、受信ウェイト又は軟判定ウェイトの何れか一方を生成してもよい。

また、上記実施の形態では、本開示の一態様をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアで実現することも可能である。

また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には、入力端子および出力端子を有する集積回路であるＬＳＩとして実現される。集積回路は、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックを制御し、入力端子と出力端子を備えてもよい。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

本開示の一態様に係る発明は、無線通信システムに好適である。

１００，１００ａ 基地局
１０１，２０２ ベースバンド処理部
１０２，３０１ 送信ウェイト生成部
１０３ 送信ウェイト情報生成部
１０４，１０７ 誤り訂正符号化部
１０５，１０８ 変調部
１０６ 送信データ生成部
１０９ プリコーディング制御部
１１０ 物理チャネルマッピング部
１１１ IFFT部
１１２ CP挿入部
１１３ 無線送信部
２００，３００ 端末
２０１ 無線受信部
２０３ CP除去部
２０４ FFT部
２０５ 物理チャネルデマッピング部
２０６ CSI-RSチャネル推定部
２０７ アップリンク送信処理部
２０８ 送信ウェイト情報取得部
２０９ ユーザ間干渉電力推定部
２１０ DM-RSチャネル推定部
２１１ 雑音電力推定部
２１２ 信号分離部
２１３ 復調部
２１４ 誤り訂正復号部
３０２ 送信ウェイト保持部

Claims (8)

1. 基地局からMU-MIMO（Multi User-Multiple Input Multiple Output）送信される、空間多重された複数のデータ信号を受信する受信部と、
   前記MU-MIMO送信される他の端末の送信ウェイトを用いてユーザ間干渉電力を推定する推定部と、
   前記ユーザ間干渉電力を用いて受信ウェイトを生成し、前記受信ウェイトを用いて前記複数のデータ信号を分離する信号分離部と、
   を具備する端末。
2. 分離された前記複数のデータ信号をそれぞれ復調し軟判定値を算出し、前記ユーザ間干渉電力及び前記受信ウェイトを用いて軟判定ウェイトを生成し、前記軟判定ウェイトを用いて、前記軟判定値に対する重みづけを行う復調部、をさらに具備する、
   請求項１に記載の端末。
3. 前記推定部は、前記ユーザ間干渉電力をサブキャリア毎に推定し、
   前記信号分離部は、前記受信ウェイトをサブキャリア毎に生成する、
   請求項１に記載の端末。
4. 前記復調部は、前記軟判定ウェイトをサブキャリア毎に生成する、
   請求項２に記載の端末。
5. 前記他の端末の送信ウェイトに関する情報を含む制御信号を前記基地局から取得する取得部、をさらに具備する、
   請求項１に記載の端末。
6. 前記基地局と自機とのチャネル推定値を用いて、前記他の端末の送信ウェイトを生成する生成部、をさらに具備する、
   請求項１に記載の端末。
7. 基地局からMU-MIMO（Multi User-Multiple Input Multiple Output）送信される、空間多重された複数のデータ信号を受信し、
   前記MU-MIMO送信される他の端末の送信ウェイトを用いてユーザ間干渉電力を推定し、
   前記ユーザ間干渉電力を用いて受信ウェイトを生成し、前記受信ウェイトを用いて前記複数のデータ信号を分離する、
   通信方法。
8. 分離された前記複数のデータ信号をそれぞれ復調し軟判定値を算出し、前記ユーザ間干渉電力及び前記受信ウェイトを用いて軟判定ウェイトを生成し、前記軟判定ウェイトを用いて、前記軟判定値に対する重みづけを行う、
   請求項７に記載の通信方法。

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