JP5691894B2 - 無線端末および復調方法 - Google Patents
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Description
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態に係る移動通信システムを示した図である。図1に示すように、移動通信システムは、無線端末1,2および送信装置3を有している。無線端末1,2は、例えば、携帯電話機であり、送信装置3は、例えば、基地局である。無線端末1,2および送信装置3は、複数のアンテナを有し、MIMOにより無線通信を行う。
例えば、上記例のように、無線端末1宛ての信号には、QPSKの変調方式が適用されているとする。この場合、受信部1aは、送信装置3から送信される制御情報により、QPSKの情報を受信する。
例えば、図1の移動通信システムにおいて、無線端末1,2に適用される変調方式は、QPSK、16QAM、および64QAMのいずれかとする。無線端末1宛ての信号には、QPSKが適用されているとする。
例えば、推定部1cは、他の無線端末2宛ての信号には、16QAMの変調方式が適用されていると推定したとする。この場合、制御部1dは、受信部1aの受信した変調方式QPSKと、推定部1cの推定した変調方式16QAMとで、MLDを行うように、MLD部1bを制御する。
[ステップS2]MLD部1bは、受信部1aの受信した情報に基づく変調方式と、他の無線端末2宛ての信号に適用され得る複数の変調方式とによって、受信信号のMLDを行う。
このように、無線端末1は、自分宛ての信号に適用される変調方式を受信し、受信した変調方式と、他の無線端末2宛てに適用され得る複数の変調方式とによって、MLDを行う。そして、無線端末1は、MLD部1bの複数の変調方式のそれぞれにおけるMLD過程で得られる所定の情報に基づいて、他の無線端末2宛ての信号に適用されている変調方式を推定するようにした。これにより、無線端末1は、多重されている他の無線端末2の変調方式が通知されなくても受信信号を復調することができる。
次に、第2の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図3は、第2の実施の形態に係る移動通信システムを示した図である。図3に示すように、移動通信システムは、無線端末11,12および基地局13を有している。無線端末11,12は、例えば、携帯電話機である。無線端末11,12および基地局13は、例えば、LTEまたはLTE−A方式に基づいて無線通信を行う。また、無線端末11,12および基地局13は、複数のアンテナを備え、MIMOにより無線通信を行う。
LTEおよびLTE−AにおけるMU−MIMOでは、無線端末11,12の自分宛ての受信信号に適用されている変調方式の情報は、制御情報により基地局13から通知される。しかし、多重されている他の無線端末の変調方式の情報は、通知されない。例えば、無線端末11は、自分に適用されている変調方式は、制御情報により基地局13から通知されるが、他の無線端末12の変調方式は通知されない。
図4は、SU−MIMOを説明する図である。図4に示すように、基地局21aは、ユーザUE1宛て(無線端末22a宛て)のデータを、データ系列D1とデータ系列D2とに分離する。データ系列D1は、アンテナ21baによって、無線端末22aに無線送信され、データ系列D2は、アンテナ21bbによって、無線端末22aに無線送信される。
図6は、復調方式とBERとの関係を示した図である。図6の横軸はSNR[dB]を示し、縦軸は誤り率を示している。
波形W12〜14は、MU−MIMOの無線端末において、MLDで受信信号を復調した場合の誤り率を示している。ただし、波形W12は、多重されている他の無線端末の変調方式が16QAMにも関わらず、他の無線端末の変調方式をQPSKとしてMLDを行った場合の誤り率を示している。波形W13は、多重されている他の無線端末の変調方式が16QAMにも関わらず、他の無線端末の変調方式を64QAMとしてMLDを行った場合の誤り率を示している。波形W14は、多重されている他の無線端末の変調方式が16QAMで、他の無線端末の変調方式を16QAMとしてMLDを行った場合の誤り率を示している。なお、自分宛ての信号には、64QAMの変調方式が適用されているとする。
図7は、DLにおける無線リソースを示した図である。図7の横軸は時間を示し、縦軸は周波数を示している。図7に示す枠A11は、SC(SubCarrier)の単位を示している。枠A12は、シンボルの単位を示している。
基地局13は、サブフレームの時間方向の先頭から数シンボルにわたって制御情報を割り当て、無線端末11,12に送信する。例えば、基地局13は、図7の斜線部分に制御情報を割り当て、無線端末11,12に送信する。
図8は、無線端末のブロック図である。図8に示すように、無線端末11は、FFT(Fast Fourier Transform)部31、チャネル推定部32、制御情報受信部33、復調部34、変調方式推定部35、動作制御部36、および復号部37を有している。
チャネル推定部32には、FFT部31によって周波数領域に変換されたパイロット信号が入力される。チャネル推定部32は、入力されたパイロット信号により、DLにおける伝搬路のチャネル値を推定(算出)する。チャネル推定部32は、例えば、パイロット信号のキャンセル処理等を行って、DLにおける伝搬路のチャネル値を算出する。
MLD部34aには、FFT部31によって周波数領域に変換された信号と、チャネル推定部32で推定されたチャネル値とが入力される。
図9は、MLD部のブロック図である。図9に示すように、MLD部34aは、QPSK演算部41a、16QAM演算部41b、64QAM演算部41c、バッファ42a〜42c、およびセレクタ43を有している。
また、無線端末12の受信する信号に、その他の変調方式が適用される場合は、それに対応する演算部が設けられる。例えば、無線端末12に、QPSK、16QAM、64QAM、128QAM、および256QAMの変調方式が適用され得るとする。この場合、MLD部34aは、図9に示す演算部の他に、128QAM演算部および256QAM演算部を有することになる。
例えば、以下で説明する変調方式推定部35によって、他の無線端末12の変調方式が16QAMと推定されたとする。この場合、セレクタ43は、動作制御部36の制御によって、バッファ42bに記憶された距離情報をLLR計算部34bに出力する。
復号部37は、LLR計算部34bから出力されるLLRに基づいて、受信信号の復号を行う。
基地局13の送信アンテナ2から、無線端末11に信号点Aが送信され、基地局13の送信アンテナ1から、無線端末12に信号点Bが送信されているとする。また、無線端末11の受信信号ベクトルをy、チャネル行列をH、雑音ベクトルをnとする。送信信号と受信信号との間には、次の式(1a),(1b)のように示される。
無線端末11のQPSK演算部41a、16QAM演算部41b、および64QAM演算部41c(以下、これらを単に演算部と呼ぶことがある)は、無線端末12の変調方式を推定するためのメトリックを算出するために、無線端末12の変調方式として、QPSK、16QAM、および64QAMを仮定し、それぞれについてMLDを行う。MLDとしては、Full−MLDを用いてもよいし、QR分解を用いたMLDを用いてもよい。以下では、QR分解を用いたMLDの例を示す。
各演算部は、上記のようにして求めた受信信号ベクトルzおよび上三角行列Rを用い、無線端末12の適用し得る変調方式QPSK、16QAM、および64QAMのそれぞれにおいて、受信信号ベクトルとレプリカとの距離を算出する。また、各演算部は、無線端末12の適用し得る変調方式QPSK、16QAM、および64QAMのそれぞれにおいて、累積距離が最小となる信号点のペアを以下のように選択する。
式(4a)〜(4c)に乗算されている係数CQPSK,C16QAM,C64QAMは、無線端末12に適用されている変調方式が推定されにくくするための重み付けである。係数の値が大きいほど、その係数を乗算された変調方式は、変調方式判定部53によって、推定されにくくなる。
図11は、無線端末のBERを説明する図である。図11の横軸はSNR[dB]を示し、縦軸は誤り率を示している。
波形W22は、MU−MIMOの無線端末において、他の無線端末の変調方式が16QAMと知って、MLDで受信信号を復調した場合の誤り率を示している。
また、適切な係数を設定することにより、無線端末11は、波形W22,W24に示すように、他の無線端末の変調方式を16QAMと知って、MLDで受信信号を復調した場合の誤り率と同程度の誤り率を得ることができる。
次に、第3の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第3の実施の形態では無線リソースのデータ領域の先頭から所定領域における最尤検出過程で得られる所定の情報を用いて、他の無線端末の変調方式を推定する。まず、無線リソースの割り当てについて説明する。
無線端末11の変調方式推定部35は、図13の左側に示す無線リソースの枠71c,71dに示すように、RB単位で他の無線端末12,Aの変調方式を推定する。変調方式推定部35は、データ領域の先頭から所定領域(所定のシンボルの領域)におけるデータのMLD過程で得られる所定の情報に基づいて、他の無線端末12,Aの変調方式を推定する。
図14は、変調方式の推定および復調をRBG単位で行う場合を説明する図である。
無線端末11の変調方式推定部35は、図14の左側に示す無線リソースの枠81c,81dに示すように、RBG単位で他の無線端末12,Aの変調方式を推定する。変調方式推定部35は、データ領域の先頭から所定領域におけるデータのMLD過程で得られる所定の情報に基づいて、他の無線端末12,Aの変調方式を推定する。
次に、第4の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第1の実施の形態から第3の実施の形態で説明したMLDは、チャネル品質の低下によって変調方式の推定精度が劣化し、MMSEやZFなどの復調方式より、誤り率が悪くなってしまう場合がある。そこで、第4の実施の形態では、チャネル品質に応じて、復調方式を切替える。
図15に示すように、無線端末11は、MMSE部91および切替え部92を有している。MMSE部91には、FFT部31によって周波数領域に変換された信号と、チャネル推定部32で推定されたチャネル値とが入力される。MMSE部91は、FFT部31から出力される信号をMMSEによって復調する。なお、MMSEでは、多重されている他の無線端末12の変調方式を知らなくても信号を復調することができる。MMSE部91によって復調された信号は、復号部37へ出力される。
信号処理用HW101は、信号処理をハードウェアによって行う。DSP102は、信号処理をファームウェアによって行う。通常、信号処理は、信号処理用HW101またはDSP102のいずれかを用いるが、信号処理用HW101とDSP102では、得意とする処理の種類が異なる場合があるため、DSP102から信号処理用HWを呼び出すようにしてもよい。図8および図15に示す復調部34および変調方式推定部35の機能は、信号処理用HW101およびDSP102の一方または両方によって実現される。
1a 受信部
1b MLD部
1c 推定部
1d 制御部
3 送信装置
Claims (6)
- 複数のアンテナを用いて無線通信を行う無線端末において、
送信装置から当該無線端末宛ての信号に適用されている変調方式の情報を受信する受信部と、
前記受信部の受信した情報に基づく変調方式と、他無線端末宛ての信号に適用され得る複数の変調方式とによって、受信信号の最尤検出を行う最尤検出部と、
前記最尤検出部の前記複数の変調方式のそれぞれにおける最尤検出過程で得られる所定の情報に基づいて、前記他無線端末宛ての信号に適用されている変調方式を推定する推定部と、
前記推定部の推定した変調方式と、前記受信部の受信した変調方式とによって、最尤検出を行うように前記最尤検出部を制御する制御部と、
を有することを特徴とする無線端末。 - 前記推定部は、前記所定の情報に重み付けを付加したメトリックを算出し、前記メトリックに基づいて前記他無線端末宛ての信号に適用されている変調方式を推定することを特徴とする請求項1記載の無線端末。
- 前記所定の情報は、前記最尤検出部の最尤検出過程で得られる受信シンボルとレプリカとの最小距離または最小累積距離であることを特徴とする請求項1または2に記載の無線端末。
- 前記推定部は、無線リソースのデータ領域の先頭から所定領域における最尤検出過程で得られる所定の情報に基づいて、前記他無線端末宛ての信号に適用されている変調方式を推定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の無線端末。
- 前記他無線端末宛ての信号に適用されている変調方式を知らなくても復調できる復調部と、
チャネル品質に基づいて、前記最尤検出部および前記復調部の一方をアクティブにする切替え部と、
をさらに有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の無線端末。 - 複数のアンテナを用いて無線通信を行う無線端末の復調方法において、
送信装置から前記無線端末宛ての信号に適用されている変調方式の情報を受信し、
受信した情報に基づく変調方式と、他無線端末宛ての信号に適用され得る複数の変調方式とによって、受信信号の最尤検出を行い、
前記複数の変調方式のそれぞれにおける最尤検出過程で得られる所定の情報に基づいて、前記他無線端末宛ての信号に適用されている変調方式を推定し、
推定した変調方式と、受信した変調方式とによって、最尤検出を行うようにする、
ことを特徴とする復調方法。
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