JP5753041B2 - 無線送信装置、無線受信装置、および無線通信システム - Google Patents
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Description
前記複数の無線受信装置と共通の、複数の線形フィルタが記載されたコードブックを記憶する記憶部と、前記複数の無線受信装置より通知された、前記コードブックより抽出され、前記各無線受信装置の受信信号対雑音電力比、または受信信号対干渉プラス雑音電力比を最小とする第一の線形フィルタに関連付けられた第一の制御情報を取得する制御情報取得部と、前記第一の制御情報に基づき、前記複数の無線受信装置宛てのデータ信号にプリコーディングを行なうプリコーディング部と、を備えることを特徴とする。
また、このプリコーディング部は、第一のプリコーディングと第二のプリコーディングとを選択的もしくは同時に実行でき、前記第一のプリコーディングは、前記第一の制御情報と第二の制御情報の少なくとも一部の情報に基づき第三の線形フィルタを算出し、前記データ信号に前記第三の線形フィルタが乗算された送信信号を算出する信号処理であり、前記第二のプリコーディングは、前記第三の線形フィルタと前記データ信号に基づき、第一のベクトルを算出し、前記データ信号に前記第一のベクトルが加算されたのち、更に前記第三の線形フィルタが乗算された送信信号を算出してもよい。
ここで、前記第三の制御情報は、適応変調伝送において参照されるModulation and Coding schme (MCS)セットに関連付けられた情報である。
前記複無線送信装置と共通の、複数の線形フィルタが記載されたコードブックを記憶する記憶部と、前記コードブックより抽出され、自装置の受信信号対雑音電力比、または受信信号対干渉プラス雑音電力比を最小とする第一の線形フィルタに関連付けられた第一の制御情報を算出する制御情報生成部と、を備え、前記第一の制御情報を前記無線送信装置に通知することを特徴とする。
第1の実施形態においては、Nt本の送信アンテナを有した基地局装置(無線送信装置とも呼ぶ)200に対して、Nr本の受信アンテナを有する端末装置(無線受信装置とも呼ぶ)100がU個接続しているMU−MIMO伝送を対象とする。なお、Nt>U×Nrが満たされているものとし、各端末装置100に向けて送信するストリーム数R(ランク数とも呼ぶ)は一つであるものとする。伝送方式としてはNc個のサブキャリア(副搬送波)を有する直交周波数分割多重(以下、Orthogonal frequency division multiplexing(OFDM)と呼ぶ)信号伝送を仮定する。基地局装置200は各端末装置100より通知される制御情報により各端末装置100までの伝搬路(チャネル)情報を取得し、その伝搬路情報に基づき、送信データに対してサブキャリア毎にプリコーディングを行うものとする。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る端末装置の構成を示すブロック図である。図2に示すように、端末装置100は、アンテナ101と、無線受信部102と、GI除去部103と、FFT部104と、参照信号分離部105と、伝搬路推定部106と、フィードバック情報生成部107と、無線送信部108と、伝搬路補償部109と、P/S変換部110と、データ復調部111と、チャネル復号部112と、コードブック記憶部113を含んで構成されている。
以下では第u端末装置における伝搬路情報のフィードバック(図1の伝搬路情報推定L2およびコード番号通知L3)について説明する。
図5は、本発明の第1の実施形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。図5に示すように、基地局装置200は、チャネル符号化部201と、データ変調部202と、参照信号多重部203と、S/P変換部204と、プリコーディング部205と、アンテナ部206と、制御情報取得部207と、CSI取得部208と、コードブック記憶部209とを含んで構成されている。プリコーディング部205はサブキャリア数Nc、アンテナ部206は送信アンテナ数Ntだけそれぞれ存在する。
プリコーディング部205において行われる信号処理について説明する。以下では、第kサブキャリアのプリコーディング部205について説明するものとし、はじめに参照信号多重部203の出力のうち、データ信号成分が入力された場合について説明する。
ここでは、第1端末装置と第2端末装置の2つの端末装置が多重される場合を考え、第1端末装置からはc1,1(k)、第2端末装置からはc2,1(k)が通知されているものとする。このとき、プリコーディングフィルタW(k)は次式で与えられる。
はじめに多重端末数をU=3とし、第1、第2および第3端末装置を空間多重するものとし、それぞれの端末装置からは{cu,1(k),cu,2(k);u=1〜3}の2つの線形フィルタが通知されているものとする。
第1、第2および第3端末装置を空間多重するためには以下の条件を満たす必要がある。
以下では、所望データ検出に係る端末装置100の信号処理について説明する。図2に戻り、参照信号分離部105より出力される、DM−RSとデータ信号成分に対して行われる信号処理について説明する。
第1の実施形態において、基地局装置のプリコーディング部で行われたプリコーディングは線形プリコーディングと呼ばれる手法である。線形プリコーディングは要求される演算量が少ないという利点があるものの、伝搬路行列の直交性が低い場合、伝送特性が大幅に劣化するという欠点がある。第2の実施形態においては、伝搬路行列の直交性が低い場合でも、良好な空間多重性能を有する非線形プリコーディングを用いる場合を対象とする。
端末装置の構成は第1の実施形態とほぼ同様である。特にフィードバック処理に係る信号処理については全く同じであるため、説明は省略する。
基地局装置の構成は第1の実施形態とほぼ同様であり、異なるのはプリコーディング部において行われる信号処理であり、以下ではプリコーディング部205bが配置されているものとする。
第2の実施形態に係るプリコーディング部205bにおいて行われる信号処理について説明する。以下では、第kサブキャリアのプリコーディング部205bについて説明するものとし、はじめに参照信号多重部203の出力のうち、データ信号成分が入力された場合について説明する。
以下では、第2の実施形態における、所望データ検出に係る端末装置の信号処理について説明する。所望データ検出に係る端末装置の信号処理について、第1の実施形態と異なるのは、伝搬路補償部109において、データ信号に対して行われる信号処理とチャネル復号部112における信号処理のみであるから、以下では、この2点を中心に説明を行う。
第1および第2の実施形態では、端末装置から通知される所望線形フィルタは、端末装置の受信SNRもしくは受信SINRを最小とする線形フィルタに関連付けられたものである。一方、LTEで仕様化されているMU−MIMOでは、端末装置が通知する所望線形フィルタは受信SNRもしくは受信SINRを最大とするものである(これを第二の線形フィルタとも呼ぶ)。第3の実施形態では、第1および第2の実施形態と同様に、受信SNRを最小とする線形フィルタを通知するとともに、受信SNRを最大とする線形フィルタも通知された場合を対象とする。
端末装置の構成は第1および第2の実施形態とほぼ同様である。フィードバック処理に係る信号処理については、フィードバック情報生成部107における信号処理のみが、第1および第2の実施形態と異なるため、以下では、第3の実施形態に係るフィードバック情報生成部の信号処理について説明する。
基地局装置の構成は第1の実施形態とほぼ同様であり、異なるのはプリコーディング部205において行われる信号処理であり、第3の実施形態においては、プリコーディング部205cが配置されているものとする。
プリコーディング部205cにおいて行われる信号処理について説明する。以下では、第kサブキャリアのプリコーディング部205cについて説明するものとし、はじめに参照信号多重部出力のうち、データ信号成分が入力された場合について説明する。
第一のプリコーディングにおけるプリコーディング部205cの信号処理は、第1の実施形態と同様であるから説明は省略する。
第二のプリコーディングにおけるプリコーディング部205cの信号処理は、第2の実施形態と同様であるから説明は省略する。
第三のプリコーディングでは、まず線形フィルタ生成部241において、各端末装置より通知される受信SNRを最大とする線形フィルタ{c1,max(k)〜cU,max(k)}に基づいて、見掛け上の伝搬路行列Gを次式のように生成する。
第三のプリコーディングでは、線形フィルタ生成部241より出力される線形フィルタが送信信号生成部244に入力され、式(12)に基づいて、送信信号が算出されることになる。
第四のプリコーディングでは、第三のプリコーディングと同様に、線形フィルタW(k)の算出が行われる。算出された線形フィルタW(k)に基づいて、第二のプリコーディングで行われる摂動ベクトルの探査等の信号処理が行われる事になる。
以下では、第3の実施形態における、所望データ検出に係る端末装置の信号処理について説明する。所望データ検出に係る端末装置の信号処理について、第1の実施形態および第2の実施形態と異なるのは、伝搬路補償部109において、データ信号に対して行われる信号処理のみであるから、以下では、この2点を中心に説明を行う。
[変形例]
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
101 受信アンテナ
102 無線受信部
103 GI除去部
104 FFT部
105 参照信号分離部
106 伝搬路推定部
107 フィードバック情報生成部
108 無線送信部
109 伝搬路補償部
110 P/S変換部
111 データ復調部
112 チャネル復号部
200 基地局装置
201 チャネル符号化部
202 データ変調部
203 参照信号多重部
204 S/P変換部
205,205a,205b,205c プリコーディング部
206 アンテナ部
207 制御情報取得部
208 CSI取得部
211 IFFT部
212 GI挿入部
213 無線送信部
214 無線受信部
215 アンテナ
221,231,241 線形フィルタ生成部
222,233,244 送信信号生成部
232,242 摂動ベクトル探査部
243 プリコーディング切替部
Claims (7)
- 複数の送信アンテナを備え、複数の無線受信装置宛てのデータ信号に対して、それぞれプリコーディングを行ない、プリコーディング後の信号を同一無線リソースに空間多重して送信する無線送信装置であって、
前記複数の無線受信装置と共通の、複数の線形フィルタが記載されたコードブックを記憶する記憶部と、
前記複数の無線受信装置より通知された、前記コードブックより抽出され、前記各無線受信装置の受信信号対雑音電力比、または受信信号対干渉プラス雑音電力比を最小とする第一の線形フィルタに関連付けられた第一の制御情報を取得する制御情報取得部と、
前記第一の制御情報に基づき第三の線形フィルタを算出し、前記第三の線形フィルタと前記データ信号に基づいて第一のベクトルを算出し、前記第三の線形フィルタと前記第一のベクトルに基づいて、前記複数の無線受信装置宛てのデータ信号にプリコーディングを行なうプリコーディング部と、
を備えることを特徴とする無線送信装置。 - 前記プリコーディング部は第一のプリコーディングと第二のプリコーディングとを選択的もしくは同時に実行でき、
前記第一のプリコーディングは、前記第一の制御情報に基づき第三の線形フィルタを算出し、前記データ信号に前記第三の線形フィルタが乗算された送信信号を算出する信号処理であり、
前記第二のプリコーディングは、前記第三の線形フィルタと前記データ信号に基づき、第一のベクトルを算出し、前記データ信号に前記第一のベクトルが加算されたのち、更に前記第三の線形フィルタが乗算された送信信号を算出する信号処理であることを特徴とする請求項1記載の無線送信装置。 - 前記制御情報取得部は、
前記複数の無線受信装置より通知された、前記コードブックより抽出され、前記無線受信装置の受信信号対雑音電力比、または受信信号対干渉プラス雑音電力比を最大とする第二の線形フィルタに関連付けられた第二の制御情報を更に取得し、
前記プリコーディング部は、
前記第一の制御情報と前記第二の制御情報の少なくとも一部に基づき第三の線形フィルタを算出し、前記第三の線形フィルタと前記データ信号に基づいて第一のベクトルを算出し、前記第三の線形フィルタと前記第一のベクトルに基づいて、前記第三の線形フィルタと前記第一のベクトルに基づいて前記複数の無線受信装置宛てのデータ信号に、プリコーディングを行うことを特徴とする請求項1記載の無線送信装置。 - 前記プリコーディング部は、第一のプリコーディングと第二のプリコーディングとを選択的もしくは同時に実行でき、
前記第一のプリコーディングは、前記第一の制御情報と第二の制御情報の少なくとも一部の情報に基づき第三の線形フィルタを算出し、前記データ信号に前記第三の線形フィルタが乗算された送信信号を算出する信号処理であり、
前記第二のプリコーディングは、前記第三の線形フィルタと前記データ信号に基づき、第一のベクトルを算出し、前記データ信号に前記第一のベクトルが加算されたのち、更に前記第三の線形フィルタが乗算された送信信号を算出する信号処理であることを特徴とする請求項3記載の無線送信装置。 - 前記複数のプリコーディングのいずれかが行われたことを明示できる第三の制御情報を前記無線受信装置に通知することを特徴とする請求項2または請求項4のいずれかに記載の無線送信装置。
- 前記第三の制御情報は、適応変調伝送において参照されるModulation and coding scheme (MCS)セットに関連付けられた情報であることを特徴とする請求項5記載の無線送信装置。
- 少なくとも一つの受信アンテナを備え、無線送信装置より複数のデータ信号が同一無線リソースに空間多重されて送信された信号を受信する無線受信装置であって、
前記複無線送信装置と共通の、複数の線形フィルタが記載されたコードブックを記憶する記憶部と、
前記コードブックより抽出され、自装置の受信信号対雑音電力比、または受信信号対干渉プラス雑音電力比を最小とする第一の線形フィルタに関連付けられた第一の制御情報と、自装置の受信信号対雑音電力比、または受信信号対干渉プラス雑音電力比を最大とする第二の線形フィルタに関連付けられた第二の制御情報を算出する制御情報生成部と、
前記無線送信装置より送信された信号から、modulo演算を含む非線形演算処理によって所望の信号を検出する信号復調部を備え、
前記第一の制御情報を前記無線送信装置に通知することを特徴とする無線受信装置。
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