JP5908307B2 - プリコーディング装置、無線送信装置、無線受信装置、無線通信システムおよび集積回路 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムの概略を示す図である。第1の実施形態においては、線形プリコーディングと非線形プリコーディングが可能な基地局装置(無線送信装置とも呼ぶ)1に対して、端末装置(無線受信装置とも呼ぶ)3が1個接続している1対1の伝送を対象とする。端末装置3には、基地局装置1から送信された信号(希望信号もしくは所望信号)と、干渉源5から発信された干渉信号が受信される環境を想定している。ここで干渉信号とは、希望信号と同じ無線リソースで送信されている、希望信号とは異なる信号を指す。例えば、周波数繰り返しを行なうセルラーシステムにおける同一周波数干渉(もしくはセル間干渉)等が該当する。伝送方式としては、Nc個の副搬送波(サブキャリア)を有する直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM))を仮定する。基地局装置1は端末装置3より通知される制御情報により端末装置3に受信される干渉信号の情報を取得し、その干渉信号情報に基づき、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なうものとする。なお、基地局装置1と端末装置3にはそれぞれ1本のアンテナが備わっているものとし、基地局装置1と端末装置3の間の伝搬路は端末装置3において印加される熱雑音のみを考慮するAWGNチャネルであるものとする。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る基地局装置1の構成を示すブロック図である。図2に示すように、基地局装置1は、チャネル符号化部101と、データ変調部103と、マッピング部105と、プリコーディング部107A(以下、プリコーディング部107A、107B、107C、・・・を合わせてプリコーディング部107とも表す)と、アンテナ部109と、制御情報取得部111と、干渉情報取得部113とを含んで構成されている。プリコーディング部107Aはサブキャリア数Ncだけ存在する。端末装置3宛ての送信データ系列はチャネル符号化部101において、チャネル符号化が行なわれたのち、データ変調部103において、QPSK、16QAM等のディジタルデータ変調が施される。データ変調部103からの出力はマッピング部105に入力される。
プリコーディング部107Aにおいて行な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107Aについて説明するものとし、はじめにマッピング部105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。
図6は、本発明の第1の実施形態に係る端末装置3の構成を示すブロック図である。図6に示すように、端末装置3はアンテナ401と、無線受信部403と、GI除去部405と、FFT部407と、参照信号分離部409と、伝搬路推定部411と、フィードバック情報生成部413と、無線送信部414と、伝搬路補償部415と、デマッピング部417とデータ復調部419と、チャネル復号部421とを含んで構成されている。
第1の実施形態においては、基地局装置1と端末装置3がそれぞれ1装置ずつの1対1の伝送を対象とした。第2の実施形態では、複数の送信アンテナを備える基地局装置と、複数の端末装置とが、同一無線リソースによって同時通信を行なうマルチユーザMIMO(MU-MIMO)伝送を対象とする。
図9は、本発明の第2の実施形態に係る基地局装置1の構成を示すブロック図である。図9に示すように、基地局装置1は、チャネル符号化部101と、データ変調部103と、マッピング部105とプリコーディング部107Bと、アンテナ部109と、制御情報取得部111と、伝搬路情報取得部501とを含んで構成されている。プリコーディング部107Bはサブキャリア数Nc、アンテナ部109は送信アンテナ数Ntだけそれぞれ存在する。各端末装置3宛ての送信データ系列はチャネル符号化部101において、チャネル符号化が行なわれたのち、データ変調部103において、QPSK、16QAM等のディジタルデータ変調が施される。データ変調部103からの出力はマッピング部105に入力される。
続いて、プリコーディング部107Bにおける信号処理について説明する。
第2の実施形態に係る端末装置3の装置構成は図6と同じであり、各装置における信号処理も第1の実施形態とほぼ同じであるため、説明は省略する。ただし、伝搬路推定部411については、新たにCRSが入力される事になる。伝搬路推定部411は受信されたCRSに基づき、伝搬路情報(式(2)参照)を推定し、その推定結果をフィードバック情報生成部413に入力する。フィードバック情報生成部413では、入力された伝搬路推定値を基地局装置1に通知可能な信号に変換する。最終的には、無線送信部414より基地局装置1に向けて送信される事になる。
第1および第2の実施形態では、DMRSに対して与えた位相回転量により、受信された信号に施されているプリコーディングがいずれであるかを、端末装置3が把握する場合を対象としてきた。このことは、本来伝搬路状態情報を推定することが目的であるDMRSを使って、伝搬路情報以外の情報を基地局装置1より端末装置3に送信していると捉えることができる。第3の実施形態では、DMRSの位相情報を用いて、任意の情報を通知する場合を対象とする。
基地局装置1の構成は、第1および第2の実施形態と同様であり、異なるのは、プリコーディング部107がプリコーディング部107Cとなる点のみであるから、以下では、第3の実施形態に係るプリコーディング部107Cにおける信号処理について説明する。
図12は、本発明の第3の実施形態に係るプリコーディング部107Cの装置構成を示すブロック図である。図12に示す通り、プリコーディング部107Cは、線形フィルタ生成部601と、プリコーディング切替部603と、摂動ベクトル探査部605と、送信信号生成部607と、DMRS位相制御部701とを含んで構成されている。各装置の信号処理は、DMRS位相制御部701を除き、図11と同様であり、データ信号が入力された場合の信号処理は、第2の実施形態とほぼ同様となるから説明は省略する(データ信号が入力されたとき、DMRS位相制御部701は何ら信号処理を行なわない)。ただし、第3の実施形態においては、必ずしも複数のプリコーディング方法を選択的、もしくは同時に用いる必要は無いから、プリコーディング切替部603は無くても構わない。また、摂動ベクトル探査部605が摂動項の探査を一切行なわない、すなわち、線形プリコーディングを施すように制御しても構わない。
図13は、本発明の第3の実施形態に係る端末装置3の構成を示すブロック図である。図13に示すように、端末装置3は、アンテナ401と、無線受信部403と、GI除去部405と、FFT部407と、参照信号分離部409と、伝搬路推定部801と、フィードバック情報生成部413と、無線送信部414と、伝搬路補償部415と、デマッピング部417とデータ復調部419と、チャネル復号部421と、情報復調部803とを含んで構成されている。端末装置3の構成は図6とほぼ同じであり、各装置で行なわれる信号処理もほぼ同じであるが、情報復調部803と伝搬路推定部801における信号処理および、その出力が異なるから、以下では、伝搬路推定部801と情報復調部803における信号処理についてのみ説明をする。
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。
3、3−1、3−2、3−3、3−4 端末装置
5 干渉源
101 チャネル符号化部
103 データ変調部
105 マッピング部
107、107A、107B、107C プリコーディング部
109 アンテナ部
111 制御情報取得部
113 干渉情報取得部
201 IFFT部
203 GI挿入部
205 無線送信部
207 無線受信部
209 アンテナ
301 干渉抑圧部
303 Modulo演算部
305 プリコーディング切替部
307A、307B スイッチ
309 DMRS位相制御部
401 アンテナ
403 無線受信部
405 GI除去部
407 FFT部
409 参照信号分離部
411 伝搬路推定部
413 フィードバック情報生成部
414 無線送信部
415 伝搬路補償部
417 デマッピング部
419 データ復調部
421 チャネル復号部
501 伝搬路情報取得部
601 線形フィルタ生成部
603 プリコーディング切替部
605 摂動ベクトル探査部
607 送信信号生成部
609 DMRS位相制御部
701 DMRS位相制御部
801 伝搬路推定部
803 情報復調部
Claims (5)
- 複数の送信アンテナを備え、複数の無線受信装置のそれぞれに対して、データ信号と、第1の固有参照信号と、第2の固有参照信号を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から取得した制御情報に基づいて、前記データ信号と、前記第1の固有参照信号と、前記第2の固有参照信号に対し、線形プリコーディングもしくは非線形プリコーディングのうち、いずれかのプリコーディング方式を選択的にまたは同時に用いてプリコーディングを施し、
前記データ信号に対し、前記線形プリコーディングを施す場合は、前記第1の固有参照信号および前記第2の固有参照信号に同一の位相回転量の位相回転を与える一方、
前記データ信号に対し、前記非線形プリコーディングを施す場合は、前記第1の固有参照信号および前記第2の固有参照信号にそれぞれ異なる位相回転量の位相回転を与え、
前記データ信号と、前記第1の固有参照信号と、前記第2の固有参照信号を、同じリソースブロックに配置し、
前記リソースブロックの平均送信電力を一定とする電力正規化を行ない、
前記複数の前記無線受信装置宛てに送信するデータ信号の一部を、同一の無線リソースで空間多重して送信することを特徴とする無線送信装置。 - 無線送信装置と無線通信を行なう無線受信装置であって、
前記無線送信装置に対して、制御情報を通知し、
前記無線送信装置が、前記通知した制御情報に基づいて送信した、線形プリコーディングおよび非線形プリコーディングのいずれかのプリコーディング方式を選択的にまたは同時に用いたプリコーディングが施された自装置宛てのデータ信号と第1の固有参照信号と第2の固有参照信号を受信し、
前記第1の固有参照信号および前記第2の固有参照信号に同一の位相回転量の位相回転が与えられている場合は、前記データ信号に対し、前記線形プリコーディングが施されていると判断する一方、前記第1の固有参照信号および前記第2の固有参照信号にそれぞれ異なる位相回転量の位相回転が施されている場合は、前記データ信号に対し、非線形プリコーディングが施されていると判断し、
前記位相回転量に基づいたプリコーディング方式の判断に関わらず、前記受信したデータ信号に対し、非線形プリコーディングが施されているとして、前記データ信号を復調することを特徴とする無線受信装置。 - 所定の条件に基づいて、前記位相回転量に基づいたプリコーディング方式の判断により、前記データ信号に対し、非線形プリコーディングが施されていると判断し、前記データ信号に対し、modulo演算を含む非線形処理を行なうか、前記位相回転量に基づいたプリコーディング方式の判断に関わらず、前記受信したデータ信号に対し、非線形プリコーディングが施されているとして、前記データ信号に対し、modulo演算を含む非線形処理を行なうか、を切り替えることを特徴とする、請求項2に記載の無線受信装置。
- 複数の無線受信装置と無線通信を行なう無線送信装置に実装され、前記無線送信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
前記複数の無線受信装置のそれぞれに対して、データ信号と、第1の固有参照信号と、第2の固有参照信号を送信する機能と、
前記複数の無線受信装置から取得した制御情報に基づいて、前記データ信号と、前記第1の固有参照信号と、前記第2の固有参照信号に対し、線形プリコーディングもしくは非線形プリコーディングのうち、いずれかのプリコーディング方式を選択的にまたは同時に用いてプリコーディングを施す機能と、
前記データ信号に対し、前記線形プリコーディングを施す場合は、前記第1の固有参照信号および前記第2の固有参照信号に同一の位相回転量の位相回転を与える一方、前記データ信号に対し、前記非線形プリコーディングを施す場合は、前記第1の固有参照信号および前記第2の固有参照信号にそれぞれ異なる位相回転量の位相回転を与える機能と、
前記データ信号と、前記第1の固有参照信号と、前記第2の固有参照信号を、同じリソースブロックに配置する機能と、
前記リソースブロックの平均送信電力を一定とする電力正規化を行なう機能と、
前記複数の前記無線受信装置宛てに送信するデータ信号の一部を、同一の無線リソースで空間多重して送信する機能と、を備える集積回路。 - 無線送信装置と無線通信を行なう無線受信装置に実装され、前記無線受信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
前記無線送信装置に対して、制御情報を通知する機能と、
前記無線送信装置が、前記通知した制御情報に基づいて送信した、線形プリコーディングおよび非線形プリコーディングのいずれかのプリコーディング方式を選択的にまたは同時に用いたプリコーディングが施された自装置宛てのデータ信号と第1の固有参照信号と第2の固有参照信号を受信する機能と、
前記第1の固有参照信号および前記第2の固有参照信号に同一の位相回転量の位相回転が与えられている場合は、前記データ信号に対し、前記線形プリコーディングが施されていると判断する一方、前記第1の固有参照信号および前記第2の固有参照信号にそれぞれ異なる位相回転量の位相回転が施されている場合は、前記データ信号に対し、非線形プリコーディングが施されていると判断する機能と、
所定の条件に基づいて、前記位相回転量に基づいたプリコーディング方式の判断により、前記データ信号に対し、非線形プリコーディングが施されていると判断し、前記データ信号に対し、modulo演算を含む非線形処理を行なうか、前記判断に関わらず、前記受信したデータ信号に対し、非線形プリコーディングが施されているとして、前記データ信号に対し、modulo演算を含む非線形処理を行なうかを切り替える機能と、を備える集積回路。
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