JP5816525B2

JP5816525B2 - 受信器

Info

Publication number: JP5816525B2
Application number: JP2011242917A
Authority: JP
Inventors: 裕介大渡; 信彦三木; 佑太寒河江
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2031-11-04
Also published as: EP2775645A1; JP2013098943A; WO2013065822A1; US20140294125A1

Description

本発明は、受信器に関する。

ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式において、下りリンクにおいて、セル端スループットの改善方法の１つとして、干渉となる他の移動局ＵＥのビームを抑圧するＩＲＣ（ＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＲｅｊｅｃｔｉｏｎＣｏｍｂｉｎｉｎｇ）受信器の検討が行われている。

図８（ａ）に示すように、ＩＲＣ受信器１０は、干渉信号を抑圧しながら、所望信号の受信品質を向上させることを目的としている。

また、ＬＴＥ（Ｒｅｌｅａｓｅ-８）方式では、チャネル状態（ＣＳＩ：ＣｈａｎｎｅｌＳｔａｔｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の推定や、データ信号及び制御信号の復調や、セルにおける受信品質の測定を行うために、ＣＲＳ（Ｃｅｌｌ-ＳｐｅｃｉｆｉｃＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌ）が送信されるように構成されている。

具体的には、ＬＴＥ（Ｒｅｌｅａｓｅ-８）方式では、ＣＲＳは、図８（ｂ）に示す構成によって、データ信号や制御信号と共に送信されるように構成されている。なお、最大４アンテナまでＣＲＳを設定することができる。

また、ＬＴＥ方式では、送信ダイバーシチ方式として、ＳＦＢＣ（ＳｐａｃｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙＢｌｏｃｋＣｏｄｉｎｇ、周波数空間ブロック符号化）方式が用いられるように構成されている。

ここで、シンボルレベルで最大比合成相当の最大のダイバーシチ利得を得ることができる「Ａｌａｍｏｕｔｉ符号化」を用いるように構成されている。すなわち、周波数方向における２つのリソースエレメント（ＲＥ：ＲｅｓｏｕｒｃｅＥｌｅｍｅｎｔ）を用いて符号化を行うように構成されている。本明細書では、かかる２つのリソースエレメントを「ＳＦＢＣペア」と呼ぶ。

以下、図９に示すように、ＩＲＣ受信器１０が、セル１（ｑ＝１）から所望信号を受信し、セル２（ｑ＝２）から干渉信号を受信するケースにおいて、チャネル変動を無視した場合のＩＲＣ受信器１０における受信信号モデルについて説明する。

具体的には、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示す式によって、ＩＲＣ受信器１０の受信アンテナ１（ｉ＝１）におけるＳＦＢＣペアｍの偶数番目のリソースエレメントにおける受信信号ｒ_１（２ｍ）、ＩＲＣ受信器１０の受信アンテナ２（ｉ＝２）におけるＳＦＢＣペアｍの偶数番目のリソースエレメントにおける受信信号ｒ_２（２ｍ）、ＩＲＣ受信器１０の受信アンテナ１（ｉ＝１）におけるＳＦＢＣペアｍの奇数番目のリソースエレメントにおける受信信号ｒ_１ ^＊（２ｍ＋１）、及び、ＩＲＣ受信器１０の受信アンテナ２（ｉ＝２）におけるＳＦＢＣペアｍの奇数番目のリソースエレメントにおける受信信号ｒ_２ ^＊（２ｍ＋１）を表すことができる。ここで、「＊」は、複素共役を表す。

また、従来、干渉を抑圧するために、ＭＭＳＥ（ＭｉｎｉｍｕｍＭｅａｎＳｑｕａｒｅＥｒｒｏｒ）空間フィルタリング方式を用いて受信処理を行う技術が知られている。

かかる技術では、図１１（ａ）に示すように、ＩＲＣ受信ウェイトＷ_ＩＲＣ（ｋ，ｌ）を生成するように構成されている。ここで、ＩＲＣ受信ウェイトＷ_ＩＲＣ（ｋ，ｌ）を生成する際には、図１１（ｂ）に示すＣＲＳに基づく共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎの推定法が用いられる（非特許文献１参照）。

図１１（ｂ）に示すように、共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎは、所望信号成分からなる所望信号用共分散行列Ａ及び干渉信号成分（雑音信号成分）からなる干渉信号用共分散行列Ｂによって構成されている。以下、干渉信号用共分散行列Ｂを

と表すことにする。

３ＧＰＰ寄書Ｒ４-１１５２１３

しかしながら、図１２に示すように、ＩＲＣ受信器１０では、サービングセル（セル１）において送信されているＣＲＳにおいて、干渉セル＃１/＃２におけるＳＦＢＣペアの偶数番目のリソースエレメントからの干渉のみを抽出することができる、すなわち、干渉セル＃１/＃２におけるＳＦＢＣペアの奇数番目のリソースエレメントからの干渉のみを抽出することができない。

すなわち、図１２に示す式（１）によって、ＳＦＢＣペアの偶数番目における干渉信号成分用共分散行列

を表し、図１２に示す式（２）によって、ＳＦＢＣペアの奇数番目における干渉信号成分用共分散行列

を表し、図１３に示すように、図１２に示す式（１）及び式（２）を用いて、干渉信号成分用共分散行列

を表した場合、図１３における要素Ｃは、ＳＦＢＣペアの異なるリソースエレメント間の共分散値である、或いは、異なる受信アンテナ及びＳＦＢＣペアの異なるリソースエレメント間の共分散値であるため、ＣＲＳに基づく共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎの推定法では、かかる要素Ｃについて求めることができないという問題点があった。

その結果、ＩＲＣ受信器１０において、ＩＲＣ受信ウェイトを適切に生成することができず、適切な受信処理を行うことができないという問題点があった。
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ＣＲＳに基づく共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎの推定法を用いて適切な受信処理を行うことができる受信器を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、周波数空間ブロック符号化方式を用いて送信されたデータ信号、制御信号及びセル固有参照信号を受信するように構成されている受信器であって、前記セル固有参照信号に基づいて共分散行列を推定するように構成されている共分散行列推定部と、推定された前記共分散行列に含まれる干渉信号成分からなる干渉信号用共分散行列内で推定不能な要素に対して任意の値を挿入するように構成されている欠損要素挿入部と、前記任意の値が挿入された前記共分散行列及び前記制御信号を用いて受信ウェイトを生成するように構成されている受信ウェイト生成部と、生成された前記受信ウェイト及び前記制御信号を用いて受信信号から前記データ信号を分離するように構成されている信号分離部とを具備することを要旨とする。

以上説明したように、本発明によれば、ＣＲＳに基づく共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎの推定法を用いて適切な受信処理を行うことができる受信器を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るＩＲＣ受信器の機能ブロック図である。本発明の第１の実施形態に係るＩＲＣ受信器における共分散行列の算出方法を説明するための図である。本発明の変更例１に係るＩＲＣ受信器の機能ブロック図である。本発明の変更例１に係るＩＲＣ受信器における共分散行列の算出方法を説明するための図である。本発明の変更例１に係るＩＲＣ受信器における共分散行列の算出方法を説明するための図である。本発明の変更例２に係るＩＲＣ受信器の機能ブロック図である。本発明の変更例２に係るＩＲＣ受信器における共分散行列の算出方法を説明するための図である。従来技術について説明するための図である。従来技術について説明するための図である。従来技術について説明するための図である。従来技術について説明するための図である。従来技術について説明するための図である。従来技術について説明するための図である。

（本発明の第１の実施形態に係る移動通信システム）
図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係るＩＲＣ受信器１０について説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るＩＲＣ受信器１０は、チャネル推定部１１と、共分散行列推定部１２と、共分散行列推定部１３と、欠損要素挿入部１４と、制御信号復調部１５と、ＩＲＣ受信ウェイト生成部１６と、信号分離部１７と、復調部１８とを具備している。

チャネル推定部１１は、サービングセル（セル１）から受信したＣＲＳに基づいてチャネル推定処理を行うことによって、チャネル行列Ｈを推定（算出）するように構成されている。

共分散行列推定部１２は、サービングセル（セル１）から受信したＣＲＳ及びチャネル推定部１１から受信したチャネル行列Ｈに基づいて、干渉信号成分用共分散行列

を推定（算出）するように構成されている。

共分散行列推定部１３は、図２（ａ）に示すように、チャネル推定部１１から受信したチャネル行列Ｈ及び共分散行列推定部１２から受信した干渉信号成分用共分散行列

に基づいて、共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎを推定（算出）するように構成されている。

ここで、図２（ａ）に示す要素Ｄ（欠損要素）は、上述したように、ＳＦＢＣペアの異なるリソースエレメント間の共分散値である、或いは、異なる受信アンテナ及びＳＦＢＣペアの異なるリソースエレメント間の共分散値であるため、ＣＲＳに基づく共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎの推定法では、かかる要素Ｄについて求めることができない。

しかしながら、かかる要素Ｄには、サービングセル（セル１）からの所望信号成分が含まれていないため、かかる要素Ｄの値は、全て小さな値であると想定される。

したがって、欠損要素挿入部１４は、図２（ｂ）に示すように、共分散行列推定部１３から受信した共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎ内の要素Ｄの全てに対して、任意の値として、固定値「０」を挿入するように構成されている。

制御信号復調部１５は、サービングセル（セル１）から受信した制御信号に対する復調処理を行うように構成されている。

ＩＲＣ受信ウェイト生成部１６は、チャネル推定部１１から受信したチャネル行列Ｈ、制御信号復調部１５から受信した制御信号及び欠損要素挿入部１４から受信した共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎ（要素Ｄに「０」が挿入されている共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎ）に基づいて、ＩＲＣ受信ウェイトＷ_ＩＲＣを生成するように構成されている。

具体的には、ＩＲＣ受信ウェイト生成部１６は、図１１（ａ）に示す式に、チャネル推定部１１から受信したチャネル行列Ｈ及び欠損要素挿入部１４から受信した共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎを代入することによって、ＩＲＣ受信ウェイトＷ_ＩＲＣを生成するように構成されている。

信号分離部１７は、制御信号復調部１５から受信した制御信号及びＩＲＣ受信ウェイト生成部１６から受信したＩＲＣ受信ウェイトＷ_ＩＲＣに基づいて、サービングセル（セル１）からの受信信号に対する信号分離処理を行うように構成されている。

復調部１８は、制御信号復調部１５から受信した制御信号及びＩＲＣ受信ウェイト生成部１６から受信したＩＲＣ受信ウェイトＷ_ＩＲＣに基づいて、信号分離部１７から受信した信号に対する復調処理を行うことによって、データ信号を出力するように構成されている。

本実施形態に係る移動通信システムによれば、干渉信号用共分散行列

内で推定不能な要素に対して、任意の値として固定値「０」を挿入することによって、ＣＲＳに基づく共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎの推定法を用いて適切な受信処理を行うことができる。

（変更例１）
図３乃至図５を参照して、本発明の変更例１に係るＩＲＣ受信器１０について説明する。以下、本変更例１に係るＩＲＣ受信器１０について、上述の第１の実施形態に係るＩＲＣ受信器１０との相違点に着目して説明する。

図３に示すように、本変更例１に係るＩＲＣ受信器１０は、図１に示す構成に加えて、欠損要素算出部２１を具備している。

欠損要素算出部２１は、上述の干渉信号用共分散行列

内で推定不能な要素Ｄに対して挿入すべき任意の値を算出するように構成されている。

例えば、図４（ａ）に示すように、かかる要素Ｄ内の要素Ｄ１は、１つのパラメータｘで表すことができることに着目して、欠損要素算出部２１は、図４（ｂ）に示すように、式（３）を用いて、かかる要素Ｄ１に対して挿入すべき任意の値α（＝ｘ）を算出するように構成されていてもよい。すなわち、欠損要素算出部２１は、算出されている干渉信号用共分散行列

の非対角項の要素を利用して、かかる要素Ｄ１に対して挿入すべき任意の値α（＝ｘ）を算出するように構成されていてもよい。

或いは、図５（ａ）に示すように、かかる要素Ｄ内の要素Ｄ２は、２つのパラメータｙ/ｚで表すことができることに着目して、欠損要素算出部２１は、図５（ｂ）に示すように、式（３）を用いて、かかる要素Ｄ２に対して挿入すべき任意の値α（＝ｙ＝ｚ）を算出するように構成されていてもよい。すなわち、欠損要素算出部２１は、算出されている干渉信号用共分散行列

の非対角項の要素を利用して、かかる要素Ｄ２に対して挿入すべき任意の値α（＝ｙ＝ｚ）を算出するように構成されていてもよい。

欠損要素挿入部１４は、図４（ｂ）に示すように、共分散行列推定部１３から受信した共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎ内の要素Ｄ１の各々に対して、任意の値として、欠損要素算出部２１から受信したαやα^＊や−αや−α^＊を挿入するように構成されていてもよい。

ここで、欠損要素挿入部１４は、共分散行列推定部１３から受信した共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎ内の要素Ｄ２の各々に対して、任意の値として、欠損要素算出部２１から受信したαやα^＊や−αや−α^＊のいずれか１つを挿入するように構成されていてもよいし、「０」を挿入するように構成されていてもよい。

或いは、欠損要素挿入部１４は、図５（ｂ）に示すように、共分散行列推定部１３から受信した共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎ内の要素Ｄ２の各々に対して、任意の値αやα^＊を挿入するように構成されていてもよい。

ここで、欠損要素挿入部１４は、共分散行列推定部１３から受信した共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎ内の要素Ｄ１の各々に対して、任意の値として、欠損要素算出部２１から受信したαやα^＊や−αや−α^＊のいずれか１つを挿入するように構成されていてもよいし、「０」を挿入するように構成されていてもよい。

本変更例１に係る移動通信システムによれば、干渉信号用共分散行列

内で推定不能な要素に対して任意の値としてαやα^＊や−αや−α^＊のいずれか１つを挿入することによって、ＣＲＳに基づく共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎの推定法を用いて適切な受信処理を行うことができる。

（変更例２）
図６及び図７を参照して、本発明の変更例２に係るＩＲＣ受信器１０について説明する。以下、本変更例２に係るＩＲＣ受信器１０について、上述の第１の実施形態に係るＩＲＣ受信器１０との相違点に着目して説明する。

図６に示すように、本変更例２に係るＩＲＣ受信器１０は、図１及び図３に示す構成に加えて、データ信号用共分散行列推定部２２を具備している。

データ信号用共分散行列推定部２２は、受信したデータ信号に基づいて、図７（ａ）に従って、共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎを推定するように構成されている。

つまり、データ信号用共分散行列推定部２２は、チャネル推定部１１において推定されたチャネル行列Ｈ及び共分散行列推定部２２において推定された共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎを用いて、図７（ｂ）に従って、データ信号用共分散行列Ｒ’_Ｉ＋Ｎを推定するように構成されている。

ここで、欠損要素算出部２１は、上述のデータ信号用共分散行列Ｒ’_Ｉ＋Ｎ内で推定不能な要素Ｄに対して挿入すべき任意の値を算出するように構成されている。

欠損要素挿入部１４は、図７（ｃ）に示すように、共分散行列推定部１３から受信した共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎ内の要素Ｄの各々、つまり、図２（ａ）における要素Ｄに対して、欠損要素算出部２１から受信したデータ信号用共分散行列Ｒ’_Ｉ＋Ｎの対応する要素を挿入するように構成されている。

これにより、共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎ内で推定不能な要素に対して、他の手法を用いて推定した共分散行列（例えば、データ信号用共分散行列Ｒ’_Ｉ＋Ｎ）内の対応する要素の値を挿入することによって、ＣＲＳに基づく共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎの推定法を用いて適切な受信処理を行うことができる。

上述の実施形態では、一例として、ＩＲＣ受信器１０のアンテナ数を「２」として説明したが、本発明は、ＩＲＣ受信器１０のアンテナ数に係わらず実施することが可能である。

以上に述べた本実施形態の特徴は、以下のように表現されていてもよい。

本実施形態の第１の特徴は、ＳＦＢＣ方式を用いて送信されたデータ信号、制御信号及びＣＲＳ（セル固有参照信号）を受信するように構成されているＩＲＣ受信器１０であって、ＣＲＳに基づいて共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎを推定するように構成されている共分散行列推定部１２/１３と、推定された共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎに含まれる干渉信号成分からなる干渉信号用共分散行列

内で推定不能な要素Ｄに対して任意の値を挿入するように構成されている欠損要素挿入部１４と、任意の値が挿入された共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎ及び制御信号を用いてＩＲＣ受信ウェイトＷ_ＩＲＣを生成するように構成されているＩＲＣ受信ウェイト生成部１６と、生成されたＩＲＣ受信ウェイト及び制御信号を用いて受信信号からデータ信号を分離するように構成されている信号分離部１７とを具備することを要旨とする。

本実施形態の第１の特徴において、欠損要素挿入部１４は、任意の値として固定値「０」を挿入するように構成されていてもよい。

本実施形態の第１の特徴において、欠損要素挿入部１４は、任意の値として、干渉信号用共分散行列

内で推定可能な要素に基づいて算出される値αやα^＊や−αや−α^＊を挿入するように構成されていてもよい。

本実施形態の第１の特徴において、受信したデータ信号に基づいて、共分散行列

を推定するように構成されているデータ信号用共分散行列推定部２２を更に具備し、欠損要素挿入部２１は、共分散行列推定部１３から受信した共分散行列Ｒ_Ｉ＋Ｎ内の要素Ｄの各々に対して、任意の値として、データ信号用共分散行列推定部２２にて推定された共分散行列

内の対応する要素を挿入するように構成されていてもよい。

なお、上述のＩＲＣ受信器１０の動作は、ハードウェアによって実施されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実施されてもよいし、両者の組み合わせによって実施されてもよい。

ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）や、フラッシュメモリや、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）や、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）や、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅａｎｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）や、レジスタや、ハードディスクや、リムーバブルディスクや、ＣＤ-ＲＯＭといった任意形式の記憶媒体内に設けられていてもよい。

かかる記憶媒体は、プロセッサが当該記憶媒体に情報を読み書きできるように、当該プロセッサに接続されている。また、かかる記憶媒体は、プロセッサに集積されていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ＡＳＩＣ内に設けられていてもよい。かかるＡＳＩＣは、ＩＲＣ受信器１０内に設けられていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ディスクリートコンポーネントとしてＩＲＣ受信器１０内に設けられていてもよい。

以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

１０…ＩＲＣ受信器
１１…チャネル推定部
１２、１３…共分散行列推定部
１４…欠損要素挿入部
１５…制御信号復調部
１６…ＩＲＣ受信ウェイト生成部
１７…信号分離部
１８…復調部
２１…欠損要素算出部
２２…データ信号用共分散行列推定部

Claims

周波数空間ブロック符号化方式を用いて送信されたデータ信号、制御信号及びセル固有参照信号を受信するように構成されている受信器であって、
前記セル固有参照信号に基づいて共分散行列を推定するように構成されている共分散行列推定部と、
推定された前記共分散行列に含まれる干渉信号成分からなる干渉信号用共分散行列内で推定不能な要素に対して任意の値を挿入するように構成されている欠損要素挿入部と、
前記任意の値が挿入された前記共分散行列及び前記制御信号を用いて受信ウェイトを生成するように構成されている受信ウェイト生成部と、
生成された前記受信ウェイト及び前記制御信号を用いて受信信号から前記データ信号を分離するように構成されている信号分離部とを具備することを特徴とする受信器。
前記欠損要素挿入部は、前記任意の値として、固定値「０」を挿入するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の受信器。
前記欠損要素挿入部は、前記任意の値として、前記干渉信号用共分散行列内で推定可能な要素に基づいて算出される値を挿入するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の受信器。
受信したデータ信号に基づいて、共分散行列を推定するように構成されているデータ信号用共分散行列推定部を更に具備し、
前記欠損要素挿入部は、前記任意の値として、前記データ信号用共分散行列推定部にて推定された前記共分散行列内の対応する要素を挿入するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の受信器。