JP5909104B2 - Radio transmitting apparatus, radio receiving apparatus, radio communication system, and precoding method - Google Patents

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本発明は、複数の無線受信装置に対してマルチユーザMIMO(Multiple input multiple output)伝送を行なう技術に関する。   The present invention relates to a technique for performing multi-user MIMO (Multiple Input Multiple Output) transmission to a plurality of radio receiving apparatuses.

無線通信システムでは、多様なブロードバンド情報サービスの提供のために、伝送速度の向上が常に望まれている。伝送速度の向上は通信帯域幅の拡大により実現可能だが、利用可能な周波数帯域には限りがあるため、周波数利用効率の改善が必須となる。周波数利用効率を大幅に改善できる技術として、複数の送受信アンテナを用いて無線伝送を行なうMultiple input multiple output(MIMO)技術が注目を集めており、セルラーシステムや無線LANシステムなどで実用化されている。MIMO技術による周波数利用効率改善量は送受信アンテナ数に比例する。しかし、端末装置に配置できる受信アンテナ数には限りがある。そこで、同時接続する複数端末装置を仮想的な大規模アンテナアレーとみなし、基地局装置から各端末装置への送信信号を空間多重させるマルチユーザMIMO(Multi User-MIMO(MU-MIMO))が周波数利用効率の改善に有効である。   In the wireless communication system, it is always desired to improve the transmission speed in order to provide various broadband information services. Although the transmission speed can be improved by expanding the communication bandwidth, since the usable frequency band is limited, it is essential to improve the frequency utilization efficiency. Multiple input multiple output (MIMO) technology, which performs wireless transmission using multiple transmission / reception antennas, is attracting attention as a technology that can significantly improve frequency utilization efficiency, and has been put into practical use in cellular systems and wireless LAN systems. . The amount of improvement in frequency utilization efficiency by the MIMO technology is proportional to the number of transmission / reception antennas. However, the number of receiving antennas that can be arranged in the terminal device is limited. Therefore, multi-user MIMO (Multi User-MIMO (MU-MIMO)) that spatially multiplexes transmission signals from the base station device to each terminal device is regarded as a virtual large-scale antenna array. It is effective for improving the utilization efficiency.

MU−MIMOでは、各端末装置宛ての送信信号同士がユーザ間干渉(Inter-User-Interference(IUI))として端末装置に受信されてしまうため、IUIを抑圧する必要がある。例えば、第3.9世代移動無線通信システムの一つとして採用されているLong term evolution(LTE)においては、各端末装置より通知される伝搬路情報に基づき算出される線形フィルタを基地局装置にて予め乗算することでIUIを抑圧する線形プリコーディングが採用されている。   In MU-MIMO, transmission signals destined for each terminal apparatus are received by the terminal apparatus as inter-user-interference (IUI), so it is necessary to suppress IUI. For example, in long term evolution (LTE) adopted as one of the 3.9th generation mobile radio communication systems, a linear filter calculated based on propagation path information notified from each terminal device is used for the base station device. Linear precoding that suppresses the IUI by multiplying in advance is employed.

また、一層の周波数利用効率の改善が望めるMU−MIMOの実現方法として、非線形処理を基地局装置側で行なう非線形プリコーディングを用いるMU−MIMO技術が注目を集めている。端末装置において、剰余(Modulo、モジュロ)演算が可能である場合、送信信号に対して、任意のガウス整数に一定の実数が乗算された複素数(摂動項)を要素とする摂動ベクトルの加算が可能となる。そこで、基地局装置と複数端末装置の間の伝搬路状態に応じて、摂動ベクトルを適切に設定してやれば、線形プリコーディングと比較して、所要送信電力を大幅に削減することが可能となる。非線形プリコーディングとして、最適な伝送特性を実現できる方式として非特許文献1記載のVector perturbation(VP)がある。VPは優れた伝送特性が実現できる一方で、空間多重端末数に比例して、演算量が指数関数的に増加してしまう。一方、非特許文献2記載のTomlinson Harashima precoding(THP)では、演算量は極めて少ないものの、伝送特性はVPに劣る。   Further, as a method for realizing MU-MIMO that can further improve the frequency utilization efficiency, MU-MIMO technology using nonlinear precoding in which nonlinear processing is performed on the base station apparatus side is attracting attention. If the terminal device is capable of modulo operation, it can add a perturbation vector whose element is a complex number (perturbation term) obtained by multiplying an arbitrary Gaussian integer by a constant real number to the transmitted signal. It becomes. Therefore, if the perturbation vector is appropriately set according to the propagation path state between the base station apparatus and the plurality of terminal apparatuses, it is possible to significantly reduce the required transmission power as compared with linear precoding. Non-patent document 1 describes Vector perturbation (VP) as a method that can realize optimal transmission characteristics as nonlinear precoding. While VP can achieve excellent transmission characteristics, the amount of computation increases exponentially in proportion to the number of spatially multiplexed terminals. On the other hand, in Tomlinson Harashima precoding (THP) described in Non-Patent Document 2, although the calculation amount is extremely small, the transmission characteristics are inferior to VP.

ところで、移動無線通信においては、基地局装置と端末装置の間の伝搬路(チャネル)は時間および周波数選択性を有しているから、基地局装置より送信された信号は、その位相と振幅が変動した状態で端末装置に受信される事になる。チャネル変動の影響を受けた受信信号より所望の信号を復調するためには、チャネル変動の影響を取り除くチャネル等化処理(同期検波等とも呼ばれる)が必要となる。チャネル等化を行なうためには、伝搬路の状態(伝搬路情報もしくはChannel state information(CSI)とも呼ぶ)を端末装置で把握するための伝搬路推定(チャネル推定)が必要となる。良く知られたチャネル推定方法として、基地局装置より端末装置へ既知の信号(パイロット信号)を予め送信することで、端末装置が伝搬路推定を行なうパイロットチャネル推定が良く知られており、第3世代移動無線通信システムや、無線LANシステム等で実際に用いられている。   By the way, in mobile radio communication, since the propagation path (channel) between the base station apparatus and the terminal apparatus has time and frequency selectivity, the signal transmitted from the base station apparatus has a phase and amplitude. It is received by the terminal device in a fluctuating state. In order to demodulate a desired signal from a received signal affected by channel fluctuation, channel equalization processing (also called synchronous detection or the like) that removes the influence of channel fluctuation is required. In order to perform channel equalization, propagation path estimation (channel estimation) is required to grasp the state of the propagation path (also referred to as propagation path information or channel state information (CSI)) by the terminal device. As a well-known channel estimation method, pilot channel estimation in which the terminal apparatus performs propagation path estimation by transmitting a known signal (pilot signal) from the base station apparatus to the terminal apparatus in advance is well known. It is actually used in generation mobile radio communication systems, wireless LAN systems, and the like.

MU−MIMOでは送信信号にプリコーディングが施されるから、端末装置が所望の信号を復調するためには、伝搬路情報に加えて、どのようなプリコーディングが送信信号に施されたかを把握する必要がある。一部のパイロット信号(固有参照信号もしくは復調用参照信号とも呼ぶ)にデータ信号と同様のプリコーディングを施し、端末装置では従来と同様のパイロットチャネル推定を行なうことで、プリコーディングの結果が反映された伝搬路情報を推定することが可能である。固有参照信号は、各端末装置固有の情報を推定するためのものであるから、固有参照信号同士は直交している必要がある。線形MU−MIMOのプリコーディングは、各端末装置宛ての送信データを空間直交させるものであるから、固有参照信号に、データ信号と同様のプリコーディングを施すことで、同一無線リソースで固有参照信号を送信することが可能である。固有参照信号は冗長信号であるから、固有参照信号の挿入に多くの無線リソースを割くこととなり、オーバーヘッドを増加させ、周波数利用効率の低下を招いてしまうが、この方法によれば、時間分割多重等により固有参照信号の直交性を確保するよりも、オーバーヘッドが少なくなり、高い周波数利用効率を達成できる。   In MU-MIMO, transmission signals are precoded, so in order for the terminal device to demodulate a desired signal, in addition to propagation path information, what kind of precoding is performed on the transmission signal is grasped. There is a need. Precoding similar to the data signal is applied to some pilot signals (also referred to as unique reference signals or demodulation reference signals), and the result of precoding is reflected by performing the same pilot channel estimation as in the conventional terminal device. It is possible to estimate the propagation path information. Since the unique reference signal is for estimating information unique to each terminal device, the unique reference signals need to be orthogonal to each other. Since the linear MU-MIMO precoding is to spatially orthogonalize transmission data addressed to each terminal apparatus, by performing precoding similar to the data signal on the unique reference signal, the unique reference signal is obtained with the same radio resource. It is possible to send. Since the unique reference signal is a redundant signal, many radio resources are allocated for insertion of the unique reference signal, which increases overhead and decreases frequency utilization efficiency. According to this method, time division multiplexing is performed. As a result, overhead is reduced and high frequency utilization efficiency can be achieved compared to ensuring orthogonality of the unique reference signal.

一方、非線形MU−MIMOにおいて固有参照信号にデータ信号と同様のプリコーディングを施すことは、固有参照信号にも摂動ベクトルを付与しなければならないことを意味している。端末装置において、摂動ベクトルを除去するためには受信信号に対してmodulo演算を施す必要があるが、modulo演算はチャネル等化処理の後に行なわれる。このことは、チャネル等化処理に必要な伝搬路情報を推定するための固有参照信号には摂動ベクトルを単純に付与することはできないことを意味している。   On the other hand, performing precoding similar to a data signal on a unique reference signal in nonlinear MU-MIMO means that a perturbation vector must also be assigned to the unique reference signal. In the terminal device, in order to remove the perturbation vector, it is necessary to perform a modulo operation on the received signal, but the modulo operation is performed after the channel equalization process. This means that a perturbation vector cannot be simply added to a specific reference signal for estimating propagation path information necessary for channel equalization processing.

特開2009−182894号公報JP 2009-182894 A 特開2010−114605号公報JP 2010-114605 A

山岸他、「非線形多重DMRSを用いるTHP MU-MIMO」、電子情報通信学会2011年ソサイエティ大会、B-5-37、2011年9月。Yamagishi et al., “THP MU-MIMO using nonlinear multiplexing DMRS”, IEICE 2011 Society Conference, B-5-37, September 2011. B. M. Hochwald, et. al., “A vector-perturbation technique for near-capacity multiantenna multiuser communication-Part II:Perturbation,” IEEE Trans. Commun., Vol. 53, No. 3, pp.537-544, March 2005.BM Hochwald, et. Al., “A vector-perturbation technique for near-capacity multiantenna multiuser communication-Part II: Perturbation,” IEEE Trans. Commun., Vol. 53, No. 3, pp.537-544, March 2005 . M. Joham, et. al., “MMSE approaches to multiuser spatio-temporal Tomlinson- Harashima precoding”, Proc. 5th Int. ITG Conf. on Source and Channel Coding, Erlangen, Germany, Jan. 2004.M. Joham, et. Al., “MMSE approaches to multiuser spatio-temporal Tomlinson- Harashima precoding”, Proc. 5th Int. ITG Conf. On Source and Channel Coding, Erlangen, Germany, Jan. 2004.

特許文献1では、非線形MU−MIMOにおいても固有参照信号については空間多重を行なわず、時間等の別の無線リソースを用いて送信する方法が提案されている。しかし、固有参照信号の送信のために、多くの無線リソースを使用することとなり、周波数利用効率の低下を招いてしまう。   Patent Document 1 proposes a method of transmitting a unique reference signal by using another radio resource such as time without performing spatial multiplexing on a specific reference signal even in nonlinear MU-MIMO. However, many radio resources are used for transmission of the unique reference signal, resulting in a decrease in frequency utilization efficiency.

特許文献2では、固有参照信号に加算される摂動ベクトルに関連付けられた制御情報を別に通知することにより、固有参照信号とデータ信号との非線形空間多重を実現している。この場合、制御情報を別に通知することが必要となるため、オーバーヘッドを増大させてしまう。   In Patent Document 2, non-linear spatial multiplexing of a unique reference signal and a data signal is realized by separately reporting control information associated with a perturbation vector added to the unique reference signal. In this case, since it is necessary to notify the control information separately, the overhead is increased.

非特許文献1では、通常、周期的に送信される固有参照信号の一部については、特許文献1と同様に、空間以外の無線リソースにより送信し、その伝搬路推定結果を用いて、他の固有参照信号に付与された摂動ベクトルを除去する方法が提案されている。この方法によれば、一部固有参照信号の空間多重が実現できるため、高い周波数利用効率が実現できるが、伝搬路の時間および周波数選択性が激しい環境下においては、他の固有参照信号の伝搬路推定結果では、正しくmodulo演算が行なわれない固有参照信号が発生するため、伝搬路推定の精度を著しく損ない、伝送特性の大幅な劣化を引き起こしてしまう。   In Non-Patent Document 1, normally, a part of the unique reference signal that is periodically transmitted is transmitted by radio resources other than space as in Patent Document 1, and the propagation path estimation result is used to A method for removing a perturbation vector given to a specific reference signal has been proposed. According to this method, spatial multiplexing of some unique reference signals can be realized, so that high frequency utilization efficiency can be realized. However, in an environment where the time and frequency selectivity of the propagation path is severe, propagation of other unique reference signals is possible. In the channel estimation result, a unique reference signal that is not correctly subjected to the modulo calculation is generated, so that the accuracy of the channel estimation is remarkably impaired and the transmission characteristics are greatly deteriorated.

このように、固有参照信号に対する適切な非線形プリコーディングの実現は非常に困難である。固有参照信号の挿入に伴うオーバーヘッドの増大は、非線形MU−MIMOの周波数利用効率の大幅な低下を引き起こしてしまう。   As described above, it is very difficult to realize appropriate nonlinear precoding for the unique reference signal. An increase in overhead due to the insertion of the unique reference signal causes a significant decrease in the frequency utilization efficiency of the nonlinear MU-MIMO.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、非線形MU−MIMOの固有参照信号挿入損を大幅に抑圧する固有参照信号の送信を実現することができる無線送信装置、無線受信装置、無線通信システムおよびプリコーディング方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a wireless transmission device and a wireless reception device capable of realizing transmission of a specific reference signal that significantly suppresses a specific reference signal insertion loss of nonlinear MU-MIMO. An object of the present invention is to provide a wireless communication system and a precoding method.

(1)上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の無線送信装置は、複数のアンテナを備え、複数の無線受信装置に対してマルチユーザMIMO(Multiple input multiple output)伝送を行なう無線送信装置であって、前記複数の無線受信装置それぞれに対して送信される固有参照信号および前記固有参照信号の宛先以外の少なくとも一つの前記無線受信装置宛てのデータ信号を要素とし、前記各要素が同一の無線リソースで空間多重されるDMRS(Demodulation reference signal)ベクトルに対してプリコーディングを行ない、前記プリコーディングしたDMRSベクトルを空間多重して前記各無線受信装置へ送信することを特徴とする。   (1) In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures. That is, a wireless transmission device of the present invention is a wireless transmission device that includes a plurality of antennas and performs multi-user MIMO (Multiple Input Multiple Output) transmission to a plurality of wireless reception devices, each of the plurality of wireless reception devices. And a DMRS (Demodulation reference) in which each element is spatially multiplexed with the same radio resource, with the element being a unique reference signal transmitted to the data and a data signal destined for at least one radio receiver other than the destination of the unique reference signal. signal) vector is pre-encoded, and the pre-coded DMRS vector is spatially multiplexed and transmitted to each radio receiving apparatus.

このように、複数の無線受信装置それぞれに対して送信される固有参照信号および前記固有参照信号の宛先以外の少なくとも一つの前記無線受信装置宛てのデータ信号を要素とし、前記各要素が同一の無線リソースで空間多重されるDMRSベクトルに対してプリコーディングを行なうので、非線形マルチユーザMIMOの周波数利用効率を向上させることが可能となる。   As described above, the unique reference signal transmitted to each of the plurality of wireless reception devices and the data signal addressed to at least one wireless reception device other than the destination of the unique reference signal are used as elements, and each of the elements has the same wireless signal. Since precoding is performed on DMRS vectors that are spatially multiplexed with resources, it is possible to improve the frequency utilization efficiency of nonlinear multiuser MIMO.

(2)また、本発明の無線送信装置は、前記複数の無線受信装置宛てのデータ信号を要素とし、前記各要素が同一の無線リソースで空間多重される送信データベクトルと、前記DMRSベクトルに対して、それぞれ異なる無線リソースにおいて、前記送信データベクトルおよび前記DMRSベクトルに含まれているデータ信号に非線形プリコーディングを行なうことを特徴とする。   (2) In addition, the wireless transmission device of the present invention uses a data signal addressed to the plurality of wireless reception devices as an element, and the transmission data vector in which each element is spatially multiplexed with the same wireless resource, and the DMRS vector. Thus, nonlinear precoding is performed on data signals included in the transmission data vector and the DMRS vector in different radio resources.

このように、前記複数の無線受信装置宛てのデータ信号を要素とし、前記各要素が同一の無線リソースで空間多重される送信データベクトルと、前記DMRSベクトルに対して、それぞれ異なる無線リソースにおいて、前記送信データベクトルおよび前記DMRSベクトルに含まれているデータ信号に非線形プリコーディングを行なうので、非線形マルチユーザMIMOにおいても、従来の線形マルチユーザMIMOと同等の固有参照信号挿入損を実現できる固有参照信号の送信が可能となる。その結果、非線形マルチユーザMIMOの周波数利用効率を向上させることが可能となる。   As described above, in the data resources addressed to the plurality of radio reception devices as elements, the transmission data vector in which each element is spatially multiplexed with the same radio resource and the DMRS vector in different radio resources, Since non-linear precoding is performed on the transmission data vector and the data signal included in the DMRS vector, even in the non-linear multi-user MIMO, an eigen reference signal insertion loss equivalent to that of the conventional linear multi-user MIMO can be realized. Transmission is possible. As a result, it is possible to improve the frequency utilization efficiency of nonlinear multiuser MIMO.

(3)また、本発明の無線送信装置は、前記DMRSベクトルに含まれる固有参照信号に対しては、線形プリコーディングを行なうことを特徴とする。   (3) Further, the radio transmission apparatus of the present invention is characterized in that linear precoding is performed on the unique reference signal included in the DMRS vector.

このように、前記DMRSベクトルに含まれる固有参照信号に対しては、線形プリコーディングを行なうので、固有参照信号の伝送特性を改善することが可能となる。   As described above, since the linear precoding is performed on the unique reference signal included in the DMRS vector, the transmission characteristic of the unique reference signal can be improved.

(4)また、本発明の無線送信装置は、前記送信データベクトルおよび前記DMRSベクトルのそれぞれに対し、少なくとも一つの前記無線リソースにおける送信電力の総和を一定とする電力正規化項を乗算することを特徴とする。   (4) Further, the radio transmission apparatus of the present invention multiplies each of the transmission data vector and the DMRS vector by a power normalization term that makes a total sum of transmission powers in at least one radio resource constant. Features.

このように、前記送信データベクトルおよび前記DMRSベクトルのそれぞれに対し、少なくとも一つの前記無線リソースにおける送信電力の総和を一定とする電力正規化項を乗算するので、非線形マルチユーザMIMOにおける送信電力制御を適切に行うことが可能となる。   Thus, since each of the transmission data vector and the DMRS vector is multiplied by a power normalization term that makes the total sum of transmission power in at least one radio resource constant, transmission power control in nonlinear multiuser MIMO is performed. It becomes possible to carry out appropriately.

(5)また、本発明の無線送信装置は、前記送信データベクトルに乗算される電力正規化項と前記DMRSベクトルに乗算される電力正規化項の比と、前記固有参照信号の位相とが関連付けられていることを特徴とする。   (5) In the wireless transmission device of the present invention, the ratio between the power normalization term multiplied by the transmission data vector and the power normalization term multiplied by the DMRS vector is associated with the phase of the specific reference signal. It is characterized by being.

このように、前記送信データベクトルに乗算される電力正規化項と前記DMRSベクトルに乗算される電力正規化項の比と、前記固有参照信号の位相とが関連付けられているので、固有参照信号の位相に、電力正規化項に関する差分情報を与えることが可能となる。   Thus, since the ratio of the power normalization term multiplied by the transmission data vector and the power normalization term multiplied by the DMRS vector and the phase of the specific reference signal are related, Difference information relating to the power normalization term can be given to the phase.

(6)また、本発明の無線送信装置は、前記プリコーディングでは、前記送信データベクトルおよび前記DMRSベクトルにそれぞれオーダリングを施し、前記送信データベクトルに施されるオーダリングと、前記DMRSベクトルに施されるオーダリングとが共通であることを特徴とする。   (6) Also, in the precoding, the radio transmission apparatus of the present invention performs ordering on the transmission data vector and the DMRS vector, ordering applied to the transmission data vector, and the DMRS vector. It is characterized by common ordering.

このように、前記プリコーディングでは、前記送信データベクトルおよび前記DMRSベクトルにそれぞれオーダリングを施し、前記送信データベクトルに施されるオーダリングと、前記DMRSベクトルに施されるオーダリングとが共通であるので、固有参照信号に摂動項を加算することなく固有参照信号とデータ信号との空間多重を実現することが可のとなる。また、固有参照信号によって推定される電力正規化項と、データ信号部分に適用されている電力正規化項との誤差を小さくすることが可能となる。   Thus, in the precoding, the transmission data vector and the DMRS vector are each ordered, and the ordering applied to the transmission data vector and the ordering applied to the DMRS vector are common. It is possible to realize spatial multiplexing of the unique reference signal and the data signal without adding a perturbation term to the reference signal. In addition, it is possible to reduce an error between the power normalization term estimated by the unique reference signal and the power normalization term applied to the data signal portion.

(7)また、本発明の無線送信装置は、前記送信データベクトルには、第1のデータ信号および第2のデータ信号が含まれ、前記第1のデータ信号が送信される無線リソースは、前記固有参照信号が送信される無線リソースと関連付けられていることを特徴とする。   (7) In the wireless transmission device of the present invention, the transmission data vector includes a first data signal and a second data signal, and the wireless resource to which the first data signal is transmitted is The unique reference signal is associated with a radio resource to be transmitted.

このように、前記送信データベクトルには、第1のデータ信号および第2のデータ信号が含まれ、前記第1のデータ信号が送信される無線リソースは、前記固有参照信号が送信される無線リソースと関連付けられているので、一部のデータ信号についても、摂動項の加算を行なわず、チャネル符号化による符号化利得を向上させることが可能となる。   As described above, the transmission data vector includes the first data signal and the second data signal, and the radio resource to which the first data signal is transmitted is the radio resource to which the unique reference signal is transmitted. Therefore, even for some data signals, it is possible to improve the coding gain by channel coding without adding the perturbation term.

(8)また、本発明の無線受信装置は、少なくとも一つのアンテナを備え、複数のアンテナを備えた無線送信装置からマルチユーザMIMO(Multiple input multiple output)伝送された無線信号を受信する無線受信装置であって、前記無線送信装置から、複数の無線受信装置宛てのデータ信号を要素とする送信データベクトル、並びに、複数の無線受信装置それぞれに対して送信される固有参照信号および前記固有参照信号の宛先以外の少なくとも一つの無線受信装置宛てのデータ信号を要素とするDMRS(Demodulation reference signal)ベクトルが、それぞれ異なる無線リソースにおいて、プリコーディングされ、空間多重されて送信された無線信号を受信し、自装置宛ての固有参照信号に基づいて、伝搬路状態を推定して伝搬路状態情報を生成し、前記伝搬路状態情報に基づいて、前記送信データベクトルと前記DMRSベクトルに含まれる自装置宛てのデータ信号を復調することを特徴とする。   (8) Further, the radio reception apparatus of the present invention includes at least one antenna, and receives a radio signal transmitted by a multi-user MIMO (Multiple Input Multiple Output) from a radio transmission apparatus having a plurality of antennas. A transmission data vector having elements of data signals addressed to a plurality of radio reception devices, a unique reference signal transmitted to each of the plurality of radio reception devices, and the unique reference signal. DMRS (Demodulation Reference Signal) vectors whose elements are data signals addressed to at least one radio receiving apparatus other than the destination are pre-coded, spatially multiplexed, and transmitted by different radio resources. Based on the unique reference signal addressed to the device, the propagation path state is estimated to generate propagation path state information, Based on the serial channel state information, wherein demodulating the data signal addressed to the device itself included in the DMRS vector and the transmission data vector.

このように、前記無線送信装置からの無線信号は、複数の無線受信装置宛てのデータ信号を要素とする送信データベクトル、並びに、複数の無線受信装置それぞれに対して送信される固有参照信号および前記固有参照信号の宛先以外の少なくとも一つの無線受信装置宛てのデータ信号を要素とするDMRS(Demodulation reference signal)ベクトルが、それぞれ異なる無線リソースにおいて、プリコーディングされているので、非線形マルチユーザMIMOにおいても、従来の線形マルチユーザMIMOと同等の固有参照信号挿入損を実現できる固有参照信号の送信が可能となる。その結果、非線形マルチユーザMIMOの周波数利用効率を向上させることが可能となる。   Thus, the wireless signal from the wireless transmission device includes a transmission data vector whose elements are data signals addressed to a plurality of wireless reception devices, a unique reference signal transmitted to each of the plurality of wireless reception devices, and the Since DMRS (Demodulation reference signal) vectors whose elements are data signals addressed to at least one radio receiving apparatus other than the destination of the unique reference signal are precoded in different radio resources, even in nonlinear multi-user MIMO, It is possible to transmit a unique reference signal that can realize a unique reference signal insertion loss equivalent to that of conventional linear multiuser MIMO. As a result, it is possible to improve the frequency utilization efficiency of nonlinear multiuser MIMO.

(9)また、本発明の無線受信装置は、前記送信データベクトルに乗算される電力正規化項と前記DMRSベクトルに乗算される電力正規化項との比と、前記自装置宛ての固有参照信号の位相とが関連付けられており、前記自装置宛ての固有参照信号の位相に基づいて、前記伝搬路状態情報を補正することを特徴とする。   (9) Further, the radio reception apparatus of the present invention provides a ratio between a power normalization term multiplied by the transmission data vector and a power normalization term multiplied by the DMRS vector, and a unique reference signal addressed to the own device. The propagation path state information is corrected on the basis of the phase of the unique reference signal addressed to the own apparatus.

このように、前記送信データベクトルに乗算される電力正規化項と前記DMRSベクトルに乗算される電力正規化項との比と、前記自装置宛ての固有参照信号の位相とが関連付けられているので、固有参照信号の位相から、電力正規化項に関する差分情報を得て、適切な伝搬路状態情報を得ることが可能となる。   Thus, the ratio between the power normalization term multiplied by the transmission data vector and the power normalization term multiplied by the DMRS vector is associated with the phase of the unique reference signal addressed to the own device. Thus, it is possible to obtain difference information related to the power normalization term from the phase of the unique reference signal and obtain appropriate propagation path state information.

(10)また、本発明の無線受信装置は、前記自装置宛ての固有参照信号が含まれているDMRSベクトルが送信されている無線リソースの位置に基づいて、前記送信データベクトルおよび前記DMRSベクトルに含まれる自装置宛てのデータ信号を復調する方法を切り替えることを特徴とする。   (10) In addition, the radio reception apparatus of the present invention may add the transmission data vector and the DMRS vector to the transmission data vector and the DMRS vector based on the position of the radio resource to which the DMRS vector including the unique reference signal addressed to the own apparatus is transmitted. The method is characterized in that the method for demodulating the data signal addressed to its own device is switched.

このように、前記自装置宛ての固有参照信号が含まれているDMRSベクトルが送信されている無線リソースの位置に基づいて、前記送信データベクトルおよび前記DMRSベクトルに含まれる自装置宛てのデータ信号を復調する方法を切り替えるので、線形データ信号と非線形データ信号とを混在させて送信する場合に、すべて非線形データ信号としてチャネル復号を行なう場合よりも高い誤り訂正能力を実現させることが可能となる。   As described above, based on the position of the radio resource to which the DMRS vector including the unique reference signal addressed to the own device is transmitted, the transmission data vector and the data signal addressed to the own device included in the DMRS vector are changed. Since the demodulation method is switched, higher error correction capability can be realized when channel data is decoded as a nonlinear data signal when linear data signals and nonlinear data signals are mixed and transmitted.

(11)また、本発明の無線通信システムは、上記(2)から(7)のいずれかに記載の無線送信装置と、上記(8)から(10)のいずれかに記載の無線受信装置と、から構成されることを特徴とする。   (11) A wireless communication system according to the present invention includes the wireless transmission device according to any one of (2) to (7), and the wireless reception device according to any one of (8) to (10). It is characterized by comprising.

この構成により、非線形マルチユーザMIMOの周波数利用効率を向上させることが可能となる。   With this configuration, it is possible to improve the frequency utilization efficiency of nonlinear multiuser MIMO.

(12)また、本発明のプリコーディング方法は、複数のアンテナを備え、複数の無線受信装置に対してマルチユーザMIMO(Multiple input multiple output)伝送を行なう無線送信装置に適用されるプリコーディング方法であって、前記複数の無線受信装置宛てのデータ信号を要素とし、前記各要素が同一の無線リソースで空間多重される送信データベクトル、並びに、前記複数の無線受信装置それぞれに対して送信される固有参照信号および前記固有参照信号の宛先以外の少なくとも一つの前記無線受信装置宛てのデータ信号を要素とし、前記各要素が同一の無線リソースで空間多重されるDMRS(Demodulation reference signal)ベクトルに対して、それぞれ異なる無線リソースにおいて、前記送信データベクトルおよび前記DMRSベクトルに含まれているデータ信号に非線形プリコーディングを行なうことを特徴とする。   (12) The precoding method of the present invention is a precoding method applied to a radio transmission apparatus that includes a plurality of antennas and performs multi-user MIMO (Multiple Input Multiple Output) transmission to a plurality of radio reception apparatuses. A data signal addressed to the plurality of radio receiving devices, and a transmission data vector in which each element is spatially multiplexed with the same radio resource, and a unique transmitted to each of the plurality of radio receiving devices. With respect to a DMRS (Demodulation Reference Signal) vector in which at least one data signal addressed to the wireless reception device other than the destination of the reference signal and the specific reference signal is an element, and each element is spatially multiplexed with the same radio resource In different radio resources, they are included in the transmission data vector and the DMRS vector. And performing a non-linear precoding data signals it is.

この構成により、非線形マルチユーザMIMOの周波数利用効率を向上させることが可能となる。   With this configuration, it is possible to improve the frequency utilization efficiency of nonlinear multiuser MIMO.

本発明によれば、非線形MU−MIMOにおいても、従来の線形MU−MIMOと固有参照信号挿入損を同等とできるため、非線形MU−MIMOの周波数利用効率を大幅に改善できる。   According to the present invention, even in non-linear MU-MIMO, the efficiency of frequency utilization of non-linear MU-MIMO can be greatly improved because the insertion loss of inherent reference signal can be made equal to that of conventional linear MU-MIMO.

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。It is a figure which shows the outline of the radio | wireless communications system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 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。It is a block diagram which shows the structure of the base station apparatus 1 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るアンテナ部109の装置構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the apparatus structure of the antenna part 109 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るプリコーディング部107の装置構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the apparatus structure of the precoding part 107 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. DMRSの空間多重を行なわない場合のフレームフォーマットの一例を示したものである。An example of a frame format when DMRS spatial multiplexing is not performed is shown. 本発明の第1の実施形態におけるフレームフォーマットの一例を示したものである。2 shows an example of a frame format in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態において、電力正規化項の補正を行なう場合も含めた摂動ベクトル探査部303および送信信号生成部305におけるDMRSベクトルに対する信号処理について説明するフローチャートである。7 is a flowchart for explaining signal processing for a DMRS vector in a perturbation vector search unit 303 and a transmission signal generation unit 305, including a case of correcting a power normalization term, in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態において、U=4およびN=4の場合におけるリソースアロケーションの一例を示した図である。In the 1st Embodiment of this invention, it is the figure which showed an example of the resource allocation in the case of U = 4 and Nt = 4. 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。It is a block diagram which shows the structure of the terminal device 3 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る伝搬路推定部411において、DMRSに対して行なわれる信号処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the signal processing performed with respect to DMRS in the propagation path estimation part 411 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態におけるビット誤り率(BER)特性の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the bit error rate (BER) characteristic in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るDMRSのフレームフォーマットの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frame format of DMRS which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るDMRSベクトルと送信データベクトルに対するプリコーディング部107の信号処理のフローチャートである。It is a flowchart of the signal processing of the precoding part 107 with respect to the DMRS vector and transmission data vector which concern on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るリソースアロケーションの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the resource allocation which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態において、DMRSベクトルと送信データベクトルとでオーダリング方法を変える場合のフレームフォーマットの一例を示す図である。In the 2nd Embodiment of this invention, it is a figure which shows an example of the frame format in the case of changing an ordering method with a DMRS vector and a transmission data vector. 本発明の第2の実施形態において、DMRSベクトルと送信データベクトルとでオーダリング方法を変える場合におけるリソースアロケーションの一例を示した図である。In the 2nd Embodiment of this invention, it is the figure which showed an example of the resource allocation in the case of changing an ordering method with a DMRS vector and a transmission data vector. 本発明の第3の実施形態に係るプリコーディング部107の信号処理について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the signal processing of the precoding part 107 which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係るプリコーディング部107の信号処理について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the signal processing of the precoding part 107 which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態における、送信データの一部に摂動項の加算を行なわない場合の送信フレームフォーマットの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission frame format when not adding a perturbation term to a part of transmission data in the 4th Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の無線通信システムを適用した場合における実施形態について説明する。なお、本実施形態において説明した事項は、発明を理解するための一態様であり、実施形態に限定して発明の内容が解釈されるものではない。   Hereinafter, an embodiment in a case where a wireless communication system of the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In addition, the matter demonstrated in this embodiment is an aspect for understanding invention, and the content of invention is not interpreted limited to embodiment.

以下では、Aは行列Aの転置行列、Aは行列Aの随伴(エルミート転置)行列、A−1は行列Aの逆行列、Aは行列Aの疑似(もしくは一般)逆行列、diag(A)は行列Aの対角成分のみを抽出した対角行列、floor(c)は実部と虚部がそれぞれ複素数cの実部と虚部の値を超えない最大のガウス整数を返す床関数、E[x]はランダム変数xのアンサンブル平均、abs(c)は複素数cの振幅を返す関数、angle(c)は複素数cの偏角を返す関数、||a||はベクトルaのノルム、x%yは整数xを整数yで除算したときの余りをそれぞれ表すものとする。また、[A;B]は二つの行列AおよびBを行方向に結合した行列、[A,B]は行列AおよびBを列方向に結合した行列を、それぞれ表すものとする。 In the following, AT is a transposed matrix of matrix A, A H is an adjoint (Hermitian transpose) matrix of matrix A, A -1 is an inverse matrix of matrix A, A + is a pseudo (or general) inverse matrix of matrix A, diag (A) is a diagonal matrix obtained by extracting only the diagonal components of the matrix A. floor (c) is a floor that returns the largest Gaussian integer whose real part and imaginary part do not exceed the values of the real part and imaginary part of the complex number c, respectively. Function, E [x] is the ensemble average of the random variable x, abs (c) is a function that returns the amplitude of the complex number c, angle (c) is a function that returns the argument of the complex number c, || a || Norm and x% y represent the remainder when integer x is divided by integer y. [A; B] represents a matrix obtained by combining two matrices A and B in the row direction, and [A, B] represents a matrix obtained by combining the matrices A and B in the column direction.

[1.第1の実施形態]
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、N本の送信アンテナを有し、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、1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)3(端末装置3−1、3−2、・・・、3−u、・・・、3−Uを合わせて端末装置3とも表す)がU個接続しているMU−MIMO伝送を対象とし、N=Uであるものとするが、NとUは異なっていても構わないが、N>Uであることが望ましい。伝送方式としては、N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は各端末装置3より通知される制御情報により各端末装置3までの伝搬路情報を取得し、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なうものとする。なお、端末装置3の受信アンテナ数は1に限定されるものではない。また、本実施形態においては、各端末装置3に送信されるデータストリーム数(ランク数とも呼ぶ)は1としているが、ランク数が2より大きい場合も本実施形態には含まれる。
[1. First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a radio communication system according to the first embodiment of the present invention. In the first embodiment, has a transmission antenna of the N t present, (also referred to as a wireless transmission apparatus) nonlinear precoding capable base station apparatus with respect to 1, the terminal device having one receive antenna (radio (Also referred to as a receiving device) 3 (terminal devices 3-1, 3-2,..., 3-u,. For MIMO transmission, N t = U, but N t and U may be different, but N t > U is desirable. As a transmission method, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) having Nc subcarriers (subcarriers) is assumed. The base station apparatus 1 acquires propagation path information to each terminal apparatus 3 from the control information notified from each terminal apparatus 3, and performs precoding for each subcarrier on transmission data based on the propagation path information. And Note that the number of reception antennas of the terminal device 3 is not limited to one. In the present embodiment, the number of data streams (also referred to as the rank number) transmitted to each terminal device 3 is 1. However, the present embodiment includes a case where the rank number is larger than 2.

はじめに基地局装置1と端末装置3の間の伝搬路状態情報について定義する。本実施形態においては、準静的周波数選択性フェージングチャネルを仮定する。第n送信アンテナ(n=1〜N)と第u端末装置3−uの間(u=1〜U)の第kサブキャリアの複素チャネル利得をhu,n(k)としたとき、伝搬路行列H(k)を式(1)のように定義する。 First, propagation path state information between the base station apparatus 1 and the terminal apparatus 3 is defined. In the present embodiment, a quasi-static frequency selective fading channel is assumed. When the complex channel gain of the k-th subcarrier between the n-th transmission antenna (n = 1 to N t ) and the u-th terminal apparatus 3-u (u = 1 to U) is h u, n (k), A propagation path matrix H (k) is defined as shown in Equation (1).

Figure 0005909104
Figure 0005909104

なお、h(k)=[hu,1(k),…,hu,Nt(k)]は第u端末装置3−uで観測される複素チャネル利得により構成される伝搬路行ベクトルを表す。 Note that h u (k) = [h u, 1 (k),..., H u, Nt (k)] is a propagation path vector composed of complex channel gains observed by the u th terminal apparatus 3-u. Represents.

[1.1 基地局装置1]
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107と、アンテナ部109と、制御情報取得部111と、CSI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107はサブキャリア数N、アンテナ部109は送信アンテナ数N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。
[1.1 Base station apparatus 1]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the base station apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 2, the base station apparatus 1 includes a channel coding unit 101, a data modulation unit 103, a mapping unit 105, a precoding unit 107, an antenna unit 109, a control information acquisition unit 111, a CSI. The acquisition unit 113 is included. Precoding section 107 is the number of subcarriers N c, the antenna unit 109 is present respectively by the number of transmit antennas N t. The transmission data sequence addressed to each terminal apparatus 3 is subjected to channel coding in channel coding section 101 and then subjected to digital data modulation such as QPSK and 16QAM in data modulation section 103. An output from the data modulation unit 103 is input to the mapping unit 105.

マッピング部105では、各データを指定された無線リソース(リソースエレメント、もしくは単にリソースとも呼ぶ)に配置するマッピング(スケジューリングもしくはリソースアロケーションとも呼ぶ)が行なわれる。ここでの無線リソースとは、周波数、時間、符号および空間を主に指す。使用される無線リソースは、端末装置3で観測される受信品質や、空間多重される端末同士の伝搬路の直交性等に基づいて決定される。本実施形態においては、使用される無線リソースは予め定められているものとし、基地局装置1と各端末装置3の双方で把握できているものとする。なお、マッピング部105では、各端末装置3において伝搬路推定を行なうための既知参照信号系列も多重される。   The mapping unit 105 performs mapping (also referred to as scheduling or resource allocation) in which each data is allocated to a specified radio resource (also referred to as resource element or simply resource). Here, the radio resource mainly refers to frequency, time, code, and space. The radio resource to be used is determined based on the reception quality observed by the terminal device 3, the orthogonality of the propagation path between the spatially multiplexed terminals, and the like. In the present embodiment, it is assumed that the radio resources to be used are determined in advance and can be grasped by both the base station device 1 and each terminal device 3. In addition, in mapping section 105, a known reference signal sequence for performing channel estimation in each terminal apparatus 3 is also multiplexed.

各端末装置3宛ての参照信号については、受信した端末装置3において分離可能なように、それぞれが直交するように多重されるものとする。また、参照信号には、伝搬路推定用の参照信号であるCell−specific reference signal(CRS)と復調用の固有参照信号であるDemodulation reference signal(DMRS)の二つの参照信号が多重されるものとするが、別の参照信号を更に多重する構成としても構わない。CRSは、式(1)で表されている伝搬路行列を推定するためのものであり、DMRSは後述するプリコーディングの結果が反映された伝搬路情報を推定するためのものである。本発明において、CRSについては、データ信号およびDMRSとは完全に直交しているものとし、また各送信アンテナから送信されるCRSも、お互いに直交するように無線リソースに配置されているものとする。データ信号とDMRSの多重方法については、後述するプリコーディング部107における信号処理について説明してから詳細を記載することとする。   The reference signals addressed to the respective terminal devices 3 are multiplexed so as to be orthogonal to each other so that they can be separated in the received terminal device 3. Also, the reference signal is multiplexed with two reference signals, Cell-specific reference signal (CRS), which is a reference signal for channel estimation, and Demodulation reference signal (DMRS), which is a specific reference signal for demodulation. However, another reference signal may be further multiplexed. The CRS is for estimating the propagation path matrix represented by the equation (1), and the DMRS is for estimating the propagation path information reflecting the result of precoding described later. In the present invention, the CRS is assumed to be completely orthogonal to the data signal and DMRS, and the CRS transmitted from each transmission antenna is also arranged in the radio resource so as to be orthogonal to each other. . The data signal and DMRS multiplexing method will be described in detail after describing signal processing in the precoding unit 107 described later.

マッピング部105の出力は、それぞれ対応するサブキャリアのプリコーディング部107に入力される。プリコーディング部107における信号処理の説明は後述するものとし、以下では、プリコーディング部107の出力に対する信号処理について先に説明する。各サブキャリアのプリコーディング部107の出力は、それぞれ対応する送信アンテナのアンテナ部109に入力される。   The output of mapping section 105 is input to corresponding subcarrier precoding section 107. The signal processing in the precoding unit 107 will be described later. Hereinafter, the signal processing for the output of the precoding unit 107 will be described first. The output of precoding section 107 for each subcarrier is input to antenna section 109 of the corresponding transmission antenna.

図3は、本発明の第1の実施形態に係るアンテナ部109の装置構成を示すブロック図である。図3に示すように、アンテナ部109は、IFFT部201と、GI挿入部203と、無線送信部205と、無線受信部207と、アンテナ209とを含んで構成されている。各アンテナ部109では、対応するプリコーディング部107の出力がIFFT部201に入力され、Nポイントの逆高速フーリエ変換(IFFT)、もしくは逆離散フーリエ変換(IDFT)が適用されて、Nサブキャリアを有するOFDM信号が生成され、IFFT部201より出力される。ここでは、サブキャリア数とIFFTのポイント数は同じものとして説明しているが、周波数領域にガードバンドを設定する場合、ポイント数はサブキャリア数よりも大きくなる。IFFT部201の出力はGI挿入部203に入力され、ガードインターバルが付与されたのち、無線送信部205に入力される。無線送信部205において、ベースバンド帯の送信信号が無線周波数(RF)帯の送信信号に変換される。無線送信部205の出力信号は、アンテナ209よりそれぞれ送信される。 FIG. 3 is a block diagram showing a device configuration of the antenna unit 109 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the antenna unit 109 includes an IFFT unit 201, a GI insertion unit 203, a wireless transmission unit 205, a wireless reception unit 207, and an antenna 209. Each antenna unit 109, the output of the corresponding precoding section 107 is input to the IFFT unit 201, an inverse fast Fourier transform of N c points (IFFT), or inverse discrete Fourier transform (IDFT) is applied, N c sub An OFDM signal having a carrier is generated and output from the IFFT unit 201. Here, the number of subcarriers and the number of points of IFFT are described as being the same, but when a guard band is set in the frequency domain, the number of points is larger than the number of subcarriers. The output of the IFFT unit 201 is input to the GI insertion unit 203, and after being given a guard interval, is input to the wireless transmission unit 205. In the wireless transmission unit 205, the baseband transmission signal is converted into a radio frequency (RF) transmission signal. The output signal of the wireless transmission unit 205 is transmitted from the antenna 209.

無線受信部207には、端末装置3にて推定される伝搬路状態情報に関連付けられた情報が受信され、制御情報取得部111に向けて出力される事になる。   The radio reception unit 207 receives information associated with the propagation path state information estimated by the terminal device 3 and outputs the information to the control information acquisition unit 111.

[1.2 プリコーディング部107]
プリコーディング部107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107について説明するものとし、はじめにマッピング部105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。
[1.2 Precoding unit 107]
The signal processing performed in the precoding unit 107 will be described. Hereinafter, the k-th subcarrier precoding unit 107 will be described, and first, a case where a data signal component of the mapping unit 105 output is input will be described.

図4は、本発明の第1の実施形態に係るプリコーディング部107の装置構成を示すブロック図である。図4に示すように、プリコーディング部107は、線形フィルタ生成部301と、摂動ベクトル探査部303と、送信信号生成部305とを含んで構成されている。プリコーディング部107には、各端末装置3宛ての送信データを含むマッピング部105の出力の第kサブキャリア成分{d(k);u=1〜U}と、CSI取得部113の出力の第kサブキャリアの伝搬路行列H(k)が入力される。H(k)は上述したCRSに基づき、端末装置3にて推定され、基地局装置1に通知される。以下の説明では、H(k)は理想的にCSI取得部113にて取得されるものとし、簡単のため、インデックスkは省略して記述する。 FIG. 4 is a block diagram showing a device configuration of the precoding unit 107 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the precoding unit 107 includes a linear filter generation unit 301, a perturbation vector search unit 303, and a transmission signal generation unit 305. The precoding unit 107 includes the k-th subcarrier component {d u (k); u = 1 to U} of the output of the mapping unit 105 including the transmission data addressed to each terminal device 3, and the output of the CSI acquisition unit 113. The propagation path matrix H (k) of the kth subcarrier is input. H (k) is estimated by the terminal device 3 based on the above-described CRS and notified to the base station device 1. In the following description, H (k) is ideally acquired by the CSI acquisition unit 113, and the index k is omitted for simplicity.

はじめに線形フィルタ生成部301において、IUI抑圧のための線形フィルタWを生成する。以下では、THPに基づく方法を対象として説明する。   First, the linear filter generation unit 301 generates a linear filter W for IUI suppression. In the following, a method based on THP will be described.

THPでははじめに、取得された伝搬路行列Hに対して、LQ分解を適用し、H=LQのように下三角行列Lとユニタリ行列Qとに分解する(なお、HにQR分解を適用することで同様の計算結果を得ることも可能である)。このとき、線形フィルタWはW=Q{diag(L)}−1で表すことができる。なお、このようにして算出された線形フィルタを用いるTHPは、Zero−forcing(ZF)規範に基づく。ZF規範ではなく、送信信号と受信信号との平均二乗誤差(Meam square error(MSE))を最小とする最小平均二乗誤差(Minimum MSE(MMSE))規範に基づいたTHPも可能であり、この場合、[H;γI]を伝搬路行列と見なして、LQ分解を行なえば良い。ここで、γは残留干渉を制御するパラメータである。通常、1端末装置当たりの送信信号電力対雑音電力比の平方根の逆数が入力されるが、プリコーディング部107で取得されるCSIの種類によって値は異なる。例えば、CSIに受信電力も含まれている場合、γは端末装置3で印加される熱雑音の標準偏差となる。生成された線形フィルタWは摂動ベクトル探査部303および送信信号生成部305に入力される。 In THP, first, LQ decomposition is applied to the acquired propagation path matrix H to decompose into a lower triangular matrix L and a unitary matrix Q such that H = LQ (note that QR decomposition is applied to H H. It is also possible to obtain the same calculation result). At this time, the linear filter W can be expressed by W = Q H {diag (L)} −1 . The THP using the linear filter calculated in this way is based on the Zero-forcing (ZF) standard. THP based on the minimum mean square error (Minimum MSE (MMSE)) standard that minimizes the mean square error (MSE) between the transmitted signal and the received signal is possible instead of the ZF standard. , [H; γI] is regarded as a channel matrix, and LQ decomposition may be performed. Here, γ is a parameter for controlling the residual interference. Normally, the reciprocal of the square root of the transmission signal power to noise power ratio per terminal apparatus is input, but the value differs depending on the type of CSI acquired by the precoding unit 107. For example, when the received power is also included in the CSI, γ is a standard deviation of the thermal noise applied by the terminal device 3. The generated linear filter W is input to the perturbation vector search unit 303 and the transmission signal generation unit 305.

摂動ベクトル探査部303における信号処理について説明する。送信データベクトルd=[d,・・・,dに線形フィルタWが乗算された送信信号ベクトルs=[s,・・・,sNt=Wdを基地局装置1より送信した場合、各端末装置3で観測される受信信号で構成される受信信号ベクトルr=[r,・・・,rは式(2)で与えられる。 The signal processing in the perturbation vector search unit 303 will be described. Transmission data vector s = [s 1 ,..., S Nt ] T = Wd obtained by multiplying transmission data vector d = [d 1 ,..., D U ] T by linear filter W from base station apparatus 1 In the case of transmission, a received signal vector r = [r 1 ,..., R U ] T composed of received signals observed by each terminal device 3 is given by Expression (2).

Figure 0005909104
Figure 0005909104

ここで、η=[η,・・・,ηNrは各端末装置3で受信信号に印加される雑音により構成される雑音ベクトルである。また、Li,jは行列L{diag(L)}−1の第i行j列成分を表す。式(2)より、第1端末装置3−1については、IUIの無い伝送が実現できている一方で、第2端末装置3−2以降については、IUIの影響を受けていることが分かる。 Here, η = [η 1 ,..., Η Nr ] T is a noise vector constituted by noise applied to the received signal in each terminal device 3. L i, j represents the i-th row and j-th column component of the matrix L {diag (L)} −1 . From equation (2), it can be seen that the first terminal device 3-1 can achieve transmission without IUI, while the second terminal device 3-2 and subsequent devices are affected by IUI.

そこで、線形フィルタの乗算に加えて、IUIの抑圧のための信号処理が基地局装置1のプリコーディング部107において行なわれる。具体的には、第u端末装置3−u宛ての送信信号を、dではなく、式(3)で与えられる送信符号xとする処理が行なわれる。 Therefore, in addition to the multiplication of the linear filter, signal processing for suppressing the IUI is performed in the precoding unit 107 of the base station apparatus 1. Specifically, the transmission signal of the u terminal device 3-u addressed, the d u rather, the process of the transmission code x u given by Equation (3) is carried out.

Figure 0005909104
Figure 0005909104

式(3)で与えられる送信符号xから構成される送信符号ベクトルx=[x,・・・,xをdの代わりに送信すれば、IUIの無い伝送を実現できる。しかし、xの電力は伝搬路行列Hに依存するため、Hの状態によってはdよりも遥かに大きな電力となる場合がある。そのため、THPでは、{x; u=2〜U}に対して、逐次的にmodulo演算を施す。入力された複素数xについて、その実部と虚部がそれぞれ−δからδに収まるような出力を返すmodulo演算moduloδ(x)は式(4)で与えられる。 If a transmission code vector x = [x 1 ,..., X U ] T composed of the transmission code x u given by Expression (3) is transmitted instead of d, transmission without IUI can be realized. However, the power of x u is dependent on the channel matrix H, the state of the H may become a much greater power than d u. Therefore, in THP, modulo arithmetic is sequentially performed on {x u ; u = 2 to U}. A modulo operation modulo δ (x u ) that returns an output such that the real part and the imaginary part of the input complex number x u fall within −δ to δ, respectively, is given by Expression (4).

Figure 0005909104
Figure 0005909104

ここで、zt,u=−floor(x/2δ+(1+j)/2)を摂動項と呼ぶこととする。摂動項は実部と虚部がそれぞれ整数となる複素数(ガウス整数とも呼ばれる)となる。modulo演算を施すことにより、xの電力は伝搬路行列Hには依存せず、δをパラメータとして与えられることになる。δの値はデータ変調方式によって、最適な値が計算されており、QPSKであれば21/2、16QAMであれば4/101/2となるが、基地局装置1と端末装置3との間で共有されているのであれば、この値に設定せずとも構わない。摂動項で構成される摂動ベクトルz=[zt,1,・・・,zt,Uを用いると、送信符号ベクトルはx=(HW)−1(d+2δz)で与えられる。摂動ベクトル探査部303で行なわれる信号処理は送信符号ベクトルxを算出するものとなる。摂動ベクトル探査部303より出力された送信符号ベクトルxは送信信号生成部305に入力される。 Here, z t, u = −floor (x u / 2δ + (1 + j) / 2) is called a perturbation term. The perturbation term is a complex number (also called a Gaussian integer) whose real part and imaginary part are integers. By performing the modulo operation, the power of x u does not depend on the propagation path matrix H, and δ is given as a parameter. The optimum value of δ is calculated according to the data modulation method, and is 2 1/2 for QPSK and 4/10 1/2 for 16 QAM, but the base station apparatus 1 and terminal apparatus 3 If it is shared between the two, it is not necessary to set this value. Using a perturbation vector z t = [z t, 1 ,..., Z t, U ] T composed of perturbation terms, the transmission code vector is given by x = (HW) −1 (d + 2δz t ). The signal processing performed by the perturbation vector search unit 303 is to calculate the transmission code vector x. The transmission code vector x output from the perturbation vector search unit 303 is input to the transmission signal generation unit 305.

送信信号生成部305では、送信信号ベクトルs=(2P)1/2βWxを算出し、プリコーディング部107の出力として出力する。ここで、Pは1端末装置当たりの平均送信電力を表す。βは電力正規化項であり、E[|d]=1とした場合、式(5)で与えられる。 Transmission signal generation section 305 calculates transmission signal vector s = (2P) 1/2 βWx and outputs it as an output of precoding section 107. Here, P represents the average transmission power per terminal device. β is a power normalization term, and is given by Equation (5) when E [| d u | 2 ] = 1.

Figure 0005909104
ここで、Cは送信符号ベクトルxの共分散行列であり、式(6)で与えられる。
Figure 0005909104
Here, Cv is a covariance matrix of the transmission code vector x and is given by Equation (6).

Figure 0005909104
Figure 0005909104

以上がデータ信号のみがプリコーディング部107に入力された場合の信号処理に関する説明である。CRSが入力された場合、これまで説明してきた信号処理は基本的に行なわれず、電力調整のみが行なわれる事になる。   The above is the description regarding the signal processing when only the data signal is input to the precoding unit 107. When CRS is input, the signal processing described so far is not basically performed, and only power adjustment is performed.

DMRSが入力される場合について説明する。DMRSは端末装置3が受信信号処理より所望の信号を復調するのに必要となる伝搬路情報を推定するための信号である。詳細は後述するが、THPによる非線形プリコーディングが行なわれている場合、端末装置3は(2P)1/2βを把握する必要がある。 A case where DMRS is input will be described. The DMRS is a signal for estimating propagation path information necessary for the terminal device 3 to demodulate a desired signal by reception signal processing. Although details will be described later, when nonlinear precoding by THP is performed, the terminal device 3 needs to grasp (2P) 1/2 β.

ここで、線形MU−MIMOと同様に既知の信号から構成されているパイロット信号ベクトルp=[p,・・・,pにデータ信号と同様のプリコーディングを行なうことを考える。このとき、受信信号は式(7)で与えられることになる。 Here, similarly to linear MU-MIMO, it is assumed that pilot signal vector p = [p 1 ,..., P U ] T composed of known signals is subjected to precoding similar to a data signal. At this time, the received signal is given by equation (7).

Figure 0005909104
Figure 0005909104

式(7)より、第1端末装置3−1については、受信信号対雑音電力比(Signal-to-Noise power Ratio(SNR))が十分に大きければ、受信された信号よりpを除算することで所望の情報を取得できることが分かる。一方、第2端末装置3−2においては、既知信号であるpで受信信号を除算したとしても、摂動項zt,2が未知であるために、所望の情報を取得することが出来ない。第3端末装置3−3以降においても同様である。そこで、DMRSについては、空間多重を行なわない手法が従来検討されている。 From the equation (7), for the first terminal device 3-1, the received signal-to-noise power ratio (Signal-to-Noise power Ratio (SNR)) can be sufficiently large, dividing the p 1 from the received signal It can be seen that desired information can be acquired. On the other hand, in the second terminal device 3-2, even by dividing the received signal by p 2 is a known signal, for perturbation term z t, 2 is unknown, it is impossible to obtain the desired information . The same applies to the third terminal device 3-3 and later. Thus, for DMRS, methods that do not perform spatial multiplexing have been studied.

図5は、DMRSの空間多重を行なわない場合のフレームフォーマットの一例を示したものである。図5では、空間多重端末数をU=4としている。pは第u端末装置3−uに送信されるDMRSである。またd(i)は第u端末装置3−uに送信される第i送信シンボルを表す。{E[|p]=1,u=1〜U}および{E[|d(i)|]=1,u=1〜U}として説明していくが、両者の平均電力は異なっていても構わず、また端末装置3毎に異なる電力でも構わない。なお、以下では空間リソースの位置をアンテナポート番号と呼ばれる番号で呼ぶ場合もある。 FIG. 5 shows an example of a frame format when DMRS spatial multiplexing is not performed. In FIG. 5, the number of spatially multiplexed terminals is U = 4. p u is DMRS transmitted to the u th terminal apparatus 3-u. D u (i) represents the i-th transmission symbol transmitted to the u-th terminal apparatus 3-u. {E [| p u | 2 ] = 1, u = 1 to U} and {E [| d u (i) | 2 ] = 1, u = 1 to U}. The power may be different, or may be different for each terminal device 3. In the following, the position of the spatial resource may be referred to as a number called an antenna port number.

各端末装置3に対して、異なる時間にDMRSを送信し、ある端末装置3宛てにDMRSが送信されている間は、他の端末装置3には如何なるデータも送信しない。この場合、受信されたDMRS信号には抑圧すべきIUIは存在しない。よって、modulo演算による摂動項の加算を行なう必要もないから、適切な送信電力制御さえ行なわれれば、各端末装置3は所望の情報を取得することができる。しかし、この場合、DMRSの送信に多くの無線リソースが消費されてしまうため、周波数利用効率を大幅に低下させてしまう。図5を例にとれば、DMRS挿入により伝送レートは2分の1となってしまう。本実施形態では、DMRSと一部データ信号を空間多重させることにより、周波数利用効率の向上を実現する。   DMRS is transmitted to each terminal device 3 at different times, and no data is transmitted to other terminal devices 3 while DMRS is transmitted to a certain terminal device 3. In this case, there is no IUI to be suppressed in the received DMRS signal. Therefore, since it is not necessary to add the perturbation term by the modulo calculation, each terminal apparatus 3 can obtain desired information as long as appropriate transmission power control is performed. However, in this case, since many radio resources are consumed for DMRS transmission, the frequency utilization efficiency is greatly reduced. Taking FIG. 5 as an example, the transmission rate is halved due to DMRS insertion. In this embodiment, the DMRS and a part of the data signal are spatially multiplexed to improve the frequency use efficiency.

図6は、本発明の第1の実施形態におけるフレームフォーマットの一例を示したものである。図6では、空間多重端末数をU=4としているが、多重端末数に制限は無い。図6に示すように、本実施形態においては、ある端末装置3宛てのDMRSとともに、他端末装置3宛てのデータ信号を送信している。この場合、DMRS挿入によって伝送レートは8分の7であり、従来方式と比較して、およそ1.75倍となる。時刻t=1から時刻t=4までは、DMRSとデータ信号が混在された送信データベクトルd(1)、d(2)、d(3)、およびd(4)を連続して送るものとし、時刻t=5以降は、全てデータ信号で構成されている送信データベクトルd(t)を送るものとする。d(1)、d(2)、d(3)、およびd(4)は式(8)で与えられるものとする。 FIG. 6 shows an example of a frame format in the first embodiment of the present invention. In FIG. 6, the number of spatially multiplexed terminals is U = 4, but there is no limit on the number of multiplexed terminals. As shown in FIG. 6, in this embodiment, a data signal addressed to another terminal device 3 is transmitted together with a DMRS addressed to a certain terminal device 3. In this case, the transmission rate is 7/8 due to DMRS insertion, which is approximately 1.75 times that of the conventional method. From time t = 1 to time t = 4, transmission data vectors d p (1), d p (2), d p (3), and d p (4) in which DMRS and data signals are mixed are consecutive. It is assumed that after time t = 5, a transmission data vector d (t) composed entirely of data signals is transmitted. It is assumed that d p (1), d p (2), d p (3), and d p (4) are given by equation (8).

Figure 0005909104
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以下では、DMRSとデータ信号とが混在された送信データベクトルのことをDMRSベクトルと呼ぶこととし、データ信号のみで構成されるベクトルのことを送信データベクトルと呼ぶこととする。はじめに、d(1)がプリコーディング部107に入力された場合について説明する。既に説明してきたデータ信号に対するプリコーディングと同様の信号処理をした場合、受信信号ベクトルは式(9)で与えられることになる。 Hereinafter, a transmission data vector in which a DMRS and a data signal are mixed is referred to as a DMRS vector, and a vector composed only of a data signal is referred to as a transmission data vector. First, a case where d p (1) is input to the precoding unit 107 will be described. When signal processing similar to precoding for the data signal already described is performed, the received signal vector is given by equation (9).

Figure 0005909104
Figure 0005909104

第1端末装置3−1は受信された信号からpを除算することで、所望の情報を取得できる。第2端末装置3−2以降の装置については、この段階においては、信号の復調を行なうことは出来ないため、受信信号を記憶するに留めておくことになる。 The first terminal device 3-1 can acquire desired information by dividing p 1 from the received signal. As for the devices after the second terminal device 3-2, the signal cannot be demodulated at this stage, so that the received signal is stored.

続いて、d(2)がプリコーディング部107に入力された場合について説明する。既に説明してきたデータ信号に対するプリコーディングと同様の信号処理をした場合、受信信号ベクトルは式(10)で与えられることになる。なお、説明を簡単にするため、伝搬路の時間選択性は十分に弱いものとする。 Next, a case where d p (2) is input to the precoding unit 107 will be described. When signal processing similar to precoding for the data signal already described is performed, the received signal vector is given by equation (10). In order to simplify the explanation, it is assumed that the time selectivity of the propagation path is sufficiently weak.

Figure 0005909104
Figure 0005909104

第1端末装置3−1は、r(1)に対する信号処理により信号復調に必要な情報が得られているため、d(1)を復調することができる。一方、第2端末装置3−2については、既知信号に摂動項が付与されているため、所望の情報を取得することが出来ない。 The first terminal device 3-1 can demodulate d 1 (1) because information necessary for signal demodulation is obtained by signal processing on r (1). On the other hand, since the perturbation term is given to the known signal for the second terminal device 3-2, desired information cannot be acquired.

そこで、第1の実施形態の摂動ベクトル探査部303では、DMRSベクトルが入力された場合、DMRSには摂動項の付与を行なわないようにする。つまり、d(2)が入力されたとき、摂動ベクトル探査部303の出力x(2)=[xp,1(2),xp,2(2),xp,3(2),xp,4(2)]は式(11)で与えられることになる。 Therefore, in the perturbation vector search unit 303 of the first embodiment, when a DMRS vector is input, a perturbation term is not added to the DMRS. That is, when d p (2) is input, the output x p (2) = [x p, 1 (2), x p, 2 (2), x p, 3 (2) of the perturbation vector search unit 303 is input. , X p, 4 (2)] T is given by equation (11).

Figure 0005909104
Figure 0005909104

式(11)で与えられる送信符号ベクトルを送信信号生成部305に入力することで送信信号が生成される。ただし、送信符号ベクトルの共分散行列は式(6)とは異なり、式(12)で与えられることになるから、電力正規化項βも若干異なる値となる。   A transmission signal is generated by inputting the transmission code vector given by Expression (11) to the transmission signal generation unit 305. However, unlike the equation (6), the covariance matrix of the transmission code vector is given by the equation (12), so the power normalization term β also has a slightly different value.

Figure 0005909104
Figure 0005909104

以下では、d(t)を送信する際の電力正規化項をβ(t)で表すこととする。なお、β(1)=βとなる。 Hereinafter, the power normalization term when d p (t) is transmitted is represented by β (t) . Note that β (1) = β.

このようにして得られた送信信号ベクトルが基地局装置1より送信された場合、受信信号は式(13)で与えられることになるから、第2端末装置3−2は受信信号より(2P)1/2β(2)を把握することができる。 When the transmission signal vector obtained in this way is transmitted from the base station apparatus 1, the received signal is given by the equation (13). Therefore, the second terminal apparatus 3-2 determines (2P) from the received signal. 1/2 β (2) can be grasped.

Figure 0005909104
Figure 0005909104

この情報を用いることで、一旦記憶しておいたr(1)より、データ信号d(1)を復調することができる。また、第1端末装置3−1については、r(1)により得られた情報より、d(1)を復調することが可能となる。以下、d(3)およびd(4)についてもd(2)と同様の信号処理を摂動ベクトル探査部303および送信信号生成部305で行なえば良い。ただし、伝搬路の状態によっては、β(2)〜β(4)とβとが大幅に異なる値となる場合がある。その差が無視できないほど大きい場合(例えば、予め与えられた閾値Γよりも差が大きい場合等)以下に説明する方法により、その差分を通知するように制御しても良い。 By using this information, the data signal d 2 (1) can be demodulated from r (1) once stored. Also, the first terminal device 3-1, from information obtained by r (1), it becomes possible to demodulate d 1 (1). Hereinafter, for d p (3) and d p (4), the perturbation vector search unit 303 and the transmission signal generation unit 305 may perform signal processing similar to that of d p (2). However, depending on the state of the propagation path, β (2 ) to β (4) may be significantly different from β. When the difference is so large that it cannot be ignored (for example, when the difference is larger than a predetermined threshold Γ), the difference may be notified by the method described below.

方法1として、送信電力制御方法がある。これは、β(1)〜β(4)のうち、最も値の小さい値を全てのリソース(送信データベクトルも含む)における電力正規化項とするものである。このように制御することで、電力正規化項の誤差に依存する誤りは発生しなくなるものの、受信電力が若干低下することになる。方法2としては、位相による差分通知方法がある。これは、各端末装置3宛てのDMRSの位相に、電力正規化項に関する差分情報を与えるものである。 As method 1, there is a transmission power control method. This is a power normalization term for all resources (including transmission data vectors ) among β (1) to β ( 4) . By controlling in this way, an error depending on the error of the power normalization term does not occur, but the received power is slightly reduced. As method 2, there is a phase difference notification method. This gives difference information regarding the power normalization term to the phase of the DMRS addressed to each terminal device 3.

図7は、本発明の第1の実施形態において、電力正規化項の補正を行なう場合も含めた摂動ベクトル探査部303および送信信号生成部305におけるDMRSベクトルに対する信号処理について説明するフローチャートである。はじめに、入力された線形フィルタWに基づいて、β(1)〜β(4)を計算する(ステップS101)。なお、β=β(1)となる。続いて、β(2)〜β(4)とβとの誤差が閾値Γを超えているか否かの判定が行なわれる(ステップS102)。なお、Γの値は計算機シミュレーション等により適切な値を事前に把握しておけば良い。β(2)〜β(4)とβとの誤差が小さい場合(ステップS102:YES)、電力正規化項に対する補正は何ら行なわれないため、前述してきたように、d(1)〜d(4)に対して、THPが施され、送信符号ベクトルx(1)〜x(4)を算出する(ステップS103)。そして、算出された送信符号ベクトルと線形フィルタWに基づいて、送信信号ベクトルが算出される(ステップS104)。 FIG. 7 is a flowchart for explaining signal processing for the DMRS vector in the perturbation vector search unit 303 and the transmission signal generation unit 305 including the case of correcting the power normalization term in the first embodiment of the present invention. First , β (1) to β (4) are calculated based on the input linear filter W (step S101). Note that β = β (1) . Subsequently, it is determined whether or not an error between β (2) to β (4) and β exceeds a threshold Γ (step S102). It should be noted that an appropriate value of Γ may be grasped in advance by computer simulation or the like. When the error between β (2) to β (4) and β is small (step S102: YES), no correction is performed on the power normalization term, and as described above, d p (1) to d against p (4), THP is applied to calculate the transmitted code vector x p (1) ~x p ( 4) ( step S103). Then, a transmission signal vector is calculated based on the calculated transmission code vector and the linear filter W (step S104).

一方、β(2)〜β(4)とβとの誤差が大きい場合(ステップS102:NO)、電力正規化項の誤差を補正するための信号処理が施される。方法1で補正する場合(ステップS105:N=1)、β(1)〜β(4)の中で、最小の値となるものを探索し、それをβminとする(ステップS106)。そして、ステップS103と同様の信号処理が行なわれた後(ステップS107)、送信信号ベクトルが生成されるが、この場合、電力正規化項は常にβminが用いられることになる(ステップS108)。なお、方法1が用いられた場合、送信データべクトルに対しても、電力正規化項はβminが用いられることになる。 On the other hand, when the error between β (2) to β (4) and β is large (step S102: NO), signal processing for correcting the error of the power normalization term is performed. When correcting by the method 1 (step S105: N = 1), a search is made for a minimum value among β (1) to β ( 4) , and this is set as β min (step S106). Then, after signal processing similar to that in step S103 is performed (step S107), a transmission signal vector is generated. In this case, β min is always used as the power normalization term (step S108). When Method 1 is used, β min is used as the power normalization term for the transmission data vector.

方法2で補正する場合(ステップS105:N=2)、α(1)=β(1)/β(4)および{α(t)=β(t)/β(1);t=2〜4}を算出する(ステップS109)。続いて、算出されたα(t)に基づいて、各端末装置3宛てのDMRSをpexp(jα(t))とする(ステップS110)。その後、ステップS103およびステップS104と同じ信号処理が行なわれることになる(ステップS111、ステップS112)。なお、詳細は後述するが、全てのDMRSベクトルについて、方法2で補正を行なった場合、正しく信号復調を行なうことが出来ない場合がある。そのため、少なくとも一つのDMRSベクトルについては、方法1で補正を行なうか、従来技術のように直交リソースで送信する必要がある。 When correcting by the method 2 (step S105: N = 2), α (1) = β (1) / β (4) and {α (t) = β (t) / β (1) ; t = 2 to 2 4} is calculated (step S109). Subsequently, based on the calculated α (t) , the DMRS addressed to each terminal device 3 is set to p t exp (jα (t) ) (step S110). Thereafter, the same signal processing as in steps S103 and S104 is performed (steps S111 and S112). Although details will be described later, when all DMRS vectors are corrected by method 2, signal demodulation may not be performed correctly. For this reason, at least one DMRS vector needs to be corrected by method 1 or transmitted using orthogonal resources as in the prior art.

方法1と方法2のいずれを用いるかは、所望の受信品質等に応じて、予め決定しておいても良いし、瞬時の受信品質に応じて、適応的に変更するように制御しても良い。適応的に変更する場合、用いられている補正方法に関連付けられた制御情報が各端末装置3宛てに通知される事になる。   Whether method 1 or method 2 is used may be determined in advance according to the desired reception quality or the like, or may be controlled to be adaptively changed according to the instantaneous reception quality. good. When the change is adaptively performed, control information associated with the correction method used is notified to each terminal device 3.

以上の説明では、DMRSベクトルd(1)、d(2)、d(3)、およびd(4)については、時間分割多重するものとしているが、時間分割多重ではなく、周波数分割多重や符号分割多重により多重しても良いし、時間と周波数の2次元で多重するようにしても良い。d(1)、d(2)、d(3)、およびd(4)の多重方法に応じて、マッピング部105では、データ信号、DMRSおよびCRSを多重させることになる。 In the above description, the DMRS vectors d p (1), d p (2), d p (3), and d p (4) are assumed to be time-division multiplexed. It may be multiplexed by division multiplexing or code division multiplexing, or may be multiplexed in two dimensions of time and frequency. According to the multiplexing method of d p (1), d p (2), d p (3), and d p (4), mapping section 105 multiplexes the data signal, DMRS, and CRS.

図8は、本発明の第1の実施形態において、U=4およびN=4の場合におけるリソースアロケーションの一例を示した図である。#nは第n送信アンテナより送信されるCRSを表しており、該当無線リソースでは、第n送信アンテナからのみ信号が送信される。空白部分にはデータ信号もしくは制御信号が多重されており、それぞれ複数の端末装置3宛ての信号が空間多重されて送信されることになる。なお、どの無線リソースにおいてDMRSが送信されているかは、基地局装置1より予め通知されるものとしている。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of resource allocation in the case of U = 4 and N t = 4 in the first embodiment of the present invention. #N represents a CRS transmitted from the nth transmission antenna, and a signal is transmitted only from the nth transmission antenna in the corresponding radio resource. Data signals or control signals are multiplexed in the blank portion, and signals addressed to a plurality of terminal apparatuses 3 are spatially multiplexed and transmitted. In addition, it is assumed that the base station apparatus 1 notifies in advance which radio resource DMRS is transmitted.

また、これまでの説明では、DMRSベクトルに含まれるDMRSは一つであるものとしているが、含まれるDMRSの数は1に限られるものではない。複数のDMRSを空間多重する場合、いずれのDMRSについても摂動項の加算を行なわないように制御しても良いが、一部DMRSについては、摂動項の加算を行なっても良い。ただし、例えば時刻t=1において、第1端末装置3−1と第2端末装置3−2宛てのDMRSを空間多重するものとし、第2端末装置3−2宛てのDMRSには摂動項を加算する場合、異なる時刻(例えば時刻t=2)においては、第2端末装置3−2宛てに摂動項の加算を行なっていないDMRSを送信する必要がある。摂動項の加算を行なっていないDMRSによって推定された情報を用いることで、摂動項が加算されたDMRSも伝搬路推定に用いることが可能となる。   In the description so far, the DMRS vector includes one DMRS, but the number of DMRSs included is not limited to one. When spatially multiplexing a plurality of DMRSs, control may be performed so as not to add perturbation terms for any DMRS, but perturbation terms may be added for some DMRSs. However, for example, at time t = 1, the DMRS addressed to the first terminal device 3-1 and the second terminal device 3-2 is spatially multiplexed, and a perturbation term is added to the DMRS addressed to the second terminal device 3-2. In this case, at a different time (for example, time t = 2), it is necessary to transmit a DMRS that has not been added with a perturbation term to the second terminal apparatus 3-2. By using the information estimated by the DMRS to which the perturbation term is not added, the DMRS to which the perturbation term is added can also be used for propagation path estimation.

[1.3 端末装置3]
図9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9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415と、伝搬路補償部417と、デマッピング部419とデータ復調部421と、チャネル復号部423とを含んで構成されている。
[1.3 Terminal device 3]
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the terminal device 3 according to the first embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 9, the terminal device 3 includes an antenna 401, a radio reception unit 403, a GI removal unit 405, an FFT unit 407, a reference signal separation unit 409, a propagation path estimation unit 411, and a feedback information generation unit. 413, a wireless transmission unit 415, a propagation path compensation unit 417, a demapping unit 419, a data demodulation unit 421, and a channel decoding unit 423.

端末装置3においては、アンテナ401で受信された信号が、無線受信部403に入力され、ベースバンド帯の信号に変換される。ベースバンド帯に変換された信号は、GI除去部405に入力され、ガードインターバルが取り除かれた後、FFT部407に入力される。FFT部407では、入力された信号に対して、Nポイントの高速フーリエ変換(FFT)もしくは離散フーリエ変換(DFT)が適用され、N個のサブキャリア成分に変換される。FFT部407の出力は参照信号分離部409に入力される。参照信号分離部409では入力された信号を、データ信号成分とCRS成分と、DMRS成分とに分離する。そして、データ信号成分については、伝搬路補償部417に向けて出力され、CRSとDMRSについては、伝搬路推定部411に向けて出力される。以下で説明する信号処理は基本的にはサブキャリア毎に行なわれることになる。 In the terminal device 3, a signal received by the antenna 401 is input to the wireless reception unit 403 and converted into a baseband signal. The signal converted into the baseband is input to the GI removal unit 405, and after the guard interval is removed, is input to the FFT unit 407. In the FFT unit 407, N c point fast Fourier transform (FFT) or discrete Fourier transform (DFT) is applied to the input signal to convert it into N c subcarrier components. The output of the FFT unit 407 is input to the reference signal separation unit 409. The reference signal separation unit 409 separates the input signal into a data signal component, a CRS component, and a DMRS component. The data signal component is output toward the propagation path compensation unit 417, and the CRS and DMRS are output toward the propagation path estimation unit 411. The signal processing described below is basically performed for each subcarrier.

伝搬路推定部411では、入力された既知参照信号であるCRSおよびDMRSに基づいて伝搬路推定が行なわれる。はじめにCRSを用いた伝搬路推定について説明する。CRSは、プリコーディングを適用されずに送信されているため、式(1)で表されている伝搬路行列H(k)のうち、各端末装置3に対応する成分(例えば第u端末装置3−uであればH(k)のうちの第u行成分)を推定することが可能である。通常、CRSは無線リソースに対して周期的に多重されるため、全てのサブキャリアの伝搬路情報を直接推定することは出来ないが、標本化定理を満たすような時間間隔、および周波数間隔でCRSを送信することで、適切な補間による全サブキャリアの伝搬路情報の推定が可能となる。具体的な伝搬路推定方法については、特に限定しないが、例えば二次元MMSE伝搬路推定を用いることが考えられる。   The propagation path estimation unit 411 performs propagation path estimation based on the input known reference signals CRS and DMRS. First, channel estimation using CRS will be described. Since the CRS is transmitted without applying precoding, the component corresponding to each terminal device 3 (for example, the u-th terminal device 3) in the channel matrix H (k) represented by the equation (1). If -u, it is possible to estimate the u-th component of H (k). Usually, since CRS is periodically multiplexed with respect to radio resources, it is not possible to directly estimate the propagation path information of all subcarriers, but CRS at time intervals and frequency intervals that satisfy the sampling theorem. By transmitting, it is possible to estimate the propagation path information of all subcarriers by appropriate interpolation. A specific propagation path estimation method is not particularly limited. For example, it is conceivable to use two-dimensional MMSE propagation path estimation.

CRSにより推定された伝搬路情報はフィードバック情報生成部413に入力される。フィードバック情報生成部413では、各端末装置3がフィードバックする伝搬路情報形式に応じて、基地局装置1にフィードバックする情報を生成する。本発明においては、伝搬路情報形式については何かに限定されるものではない。例えば、推定された伝搬路情報について、有限ビット数にて量子化を行ない、その量子化情報をフィードバックする方法が考えられる。また、基地局装置1との間で予め取り決めておいたコードブックに基づいてフィードバックを行なっても良い。フィードバック情報生成部413で生成された情報は、無線送信部415に入力され、基地局装置1に向けて通知される。以下では、この伝搬路情報を第一の伝搬路情報とも呼び、第一の伝搬路情報に関連付けられた制御情報を第一の制御情報とも呼ぶこととする。   The propagation path information estimated by the CRS is input to the feedback information generation unit 413. The feedback information generation unit 413 generates information to be fed back to the base station apparatus 1 according to the propagation path information format fed back by each terminal apparatus 3. In the present invention, the propagation path information format is not limited to anything. For example, a method is conceivable in which estimated channel information is quantized with a finite number of bits and the quantized information is fed back. Further, feedback may be performed based on a code book that has been agreed with the base station apparatus 1 in advance. Information generated by feedback information generation section 413 is input to radio transmission section 415 and notified to base station apparatus 1. Hereinafter, this propagation path information is also referred to as first propagation path information, and control information associated with the first propagation path information is also referred to as first control information.

次いで、DMRSを用いた伝搬路推定について説明する。以下では、基地局装置1において説明したように、空間多重端末数がUの場合、時刻t=1から時刻t=Uまで、DMRSベクトルが送信されているものとし、第u端末装置3−u宛てのDMRSは時刻t=uに送信されているものとする。この場合、伝搬路推定部411に入力される信号は時刻t=uに送信されたものだけであり、その他の時刻に送信された信号については、伝搬路補償部417に出力される事になる。   Next, propagation path estimation using DMRS will be described. In the following, as described in the base station apparatus 1, when the number of spatially multiplexed terminals is U, it is assumed that the DMRS vector is transmitted from time t = 1 to time t = U, and the u-th terminal apparatus 3-u It is assumed that the addressed DMRS is transmitted at time t = u. In this case, the signal input to the propagation path estimation unit 411 is only the signal transmitted at time t = u, and the signals transmitted at other times are output to the propagation path compensation unit 417. .

DMRSに対する信号処理は、プリコーディング部107で行なわれている電力正規化項に対して行なわれている補正処理に応じて異なる。どの補正処理が行なわれているかは、基地局装置1より通知される制御情報により把握することが可能である。なお、予め決められた一つの補正処理を行なうように制御しても良い。   The signal processing for DMRS differs depending on the correction processing performed for the power normalization term performed in precoding section 107. Which correction process is being performed can be grasped from the control information notified from the base station apparatus 1. Control may be performed so as to perform one predetermined correction process.

図10は、本発明の第1の実施形態に係る伝搬路推定部411において、DMRSに対して行なわれる信号処理を説明するフローチャートである。はじめに、第u端末装置3−uでは、時刻t=uに送信された信号から、既知信号pを除算することで、データ信号の復調に必要となる(2P)1/2β(u)を算出する(ステップS201)。電力正規化項の補正が行なわれていない、もしくは方法1で補正が行なわれている場合(ステップS202:NO)、ここで算出され取得された情報が伝搬路補償部417に向けて出力される。この場合、送信データベクトルに含まれるデータ信号の復調に加えて、DMRSベクトルに含まれている自端末装置3宛てのデータ信号の復調についても、ここで推定された値が用いられることになる。 FIG. 10 is a flowchart illustrating signal processing performed on DMRS in propagation path estimation section 411 according to the first embodiment of the present invention. First, the u-th terminal apparatus 3-u divides the known signal p u from the signal transmitted at time t = u, and is required for demodulation of the data signal (2P) 1/2 β (u). Is calculated (step S201). When the power normalization term is not corrected or is corrected by the method 1 (step S202: NO), the information calculated and acquired here is output to the propagation path compensation unit 417. . In this case, in addition to the demodulation of the data signal included in the transmission data vector, the value estimated here is also used for the demodulation of the data signal addressed to the terminal device 3 included in the DMRS vector.

方法2が行なわれている場合(ステップS202:YES)について説明する。この場合、第u端末装置3−uにおいて、時刻t=uに送信されている信号の受信信号は式(14)で与えられることになる。   A case where method 2 is performed (step S202: YES) will be described. In this case, in the u-th terminal device 3-u, the reception signal of the signal transmitted at time t = u is given by Expression (14).

Figure 0005909104
Figure 0005909104

ここで、exp(jφ)は、基地局装置1の発振器と、端末装置3の発振器との周波数オフセット等から生ずる位相ずれを表している(通常、この位相ずれは伝搬路情報に含まれて推定されるため、明細書中の他の受信信号表記においては、記載は省略している)。方法2においては、端末装置3はexp(jφ)の値を把握しておく必要がある。exp(jφ)は、一部のDMRSベクトルについて電力正規化項の補正を行なうことなく送信したり、従来方式と同様に、DMRSを直交リソースによって送信する等によって、把握することが可能である。例えば、電力正規化項の補正を行なわない場合、式(14)で与えられている受信信号はr(u)=(2P)1/2β(u)exp(jφ)p+η(u)で与えられるから、angle(r(u))を計算することで、φの値を推定できる。発振器同士で周波数にオフセットが存在する場合、exp(jφ)は時間変動することになるから、補正を行なわないDMRSは、補正を行なうDMRSの近傍の無線リソースで送信することが望ましい。以下では、exp(jφ)は推定可能であるものとし、記載を省略して説明を行なう。 Here, exp (jφ) represents a phase shift caused by a frequency offset between the oscillator of the base station apparatus 1 and the oscillator of the terminal apparatus 3 (usually, this phase shift is estimated by being included in the propagation path information). Therefore, the description is omitted in other received signal notations in the specification). In the method 2, the terminal device 3 needs to know the value of exp (jφ). exp (jφ) can be grasped by transmitting some DMRS vectors without correcting the power normalization term, or by transmitting DMRS using orthogonal resources, as in the conventional method. For example, when the power normalization term is not corrected, the received signal given by the equation (14) is r u (u) = (2P) 1/2 β (u) exp (jφ) p u + η u ( Since it is given by u), the value of φ can be estimated by calculating angle (r u (u)). When there is an offset in frequency between the oscillators, exp (jφ) fluctuates over time. Therefore, it is desirable that a DMRS that does not perform correction be transmitted using radio resources in the vicinity of the DMRS that performs correction. In the following, exp (jφ) is assumed to be estimable, and the description is omitted.

続いて、伝搬路推定部411は、abs(r(u)/p)およびangle(r(u)/p)を計算する(ステップS203)。アンテナポート2番以降でDMRSが送信されている端末装置3(つまりu>1)について(ステップS204:Yes)、DMRSの送信電力が、雑音電力より十分に高い場合、abs(r(u)/p)≒(2P)1/2β(u)であり、angle(r(u)/p)≒α(u)となる。α(u)=β(1)/β(u)であるから、abs(r(u)/p)にangle(r(u)/p)を乗算することで、(2P)1/2β(1)(=(2P)1/2β)を推定することができる(ステップS205)。この値は、送信データベクトルに含まれる送信データの復調のために、伝搬路補償部417に出力される事になる。 Subsequently, the propagation path estimation unit 411 calculates abs (r u (u) / p u ) and angle (r u (u) / p u ) (step S203). For the terminal device 3 (that is, u> 1) in which DMRS is transmitted from antenna port 2 and after (step S204: Yes), if the DMRS transmission power is sufficiently higher than the noise power, abs (r u (u) / P u ) ≈ (2P) 1/2 β (u) , and angle (r u (u) / p u ) ≈α (u) . Since α (u) = β (1) / β (u) , by multiplying abs (r u (u) / p u ) by angle (r u (u) / p u ), (2P) 1/2 β (1) (= (2P) 1/2 β) can be estimated (step S205). This value is output to the propagation path compensator 417 for demodulation of transmission data included in the transmission data vector.

続いて、DMRSベクトルに含まれるデータ信号復調用の情報を推定する方法を説明する。第u端末装置3−uでは、上記方法によりβ(1)およびβ(u)が得られているが、データ信号を復調するためには、β(2)〜β(4)の全ての情報を知る必要がある。第1の実施形態では、β(1)およびβ(u)を用いた線形補間により、β(2)〜β(4)を推定する(ステップS206)。なお、補間の方法は線形補間に限らない。 Next, a method for estimating data signal demodulation information included in the DMRS vector will be described. In the u-th terminal device 3-u, β (1) and β (u) are obtained by the above method, but in order to demodulate the data signal, all information of β (2) to β (4) is obtained. Need to know. In the first embodiment, β (2) to β (4) are estimated by linear interpolation using β (1) and β (u) (step S206). The interpolation method is not limited to linear interpolation.

アンテナポート1でDMRSが送られている第1端末装置3−1については(ステップS204:No)、abs(r(1)/p)≒(2P)1/2β(1)を送信データベクトル復調用の情報として出力する(ステップS207)。その後、abs(r(1)/p)にangle(r(1)/p)を乗算することで、(2P)1/2β(4)を推定し、ステップS206において、第u端末装置3−uが行なった信号処理と同じ信号処理により、DMRSベクトルに含まれるデータ信号の復調用の情報を算出する(ステップS208)。 For the first terminal device 3-1 to which DMRS is transmitted via the antenna port 1 (step S204: No), abs (r 1 (1) / p 1 ) ≈ (2P) 1/2 β (1) is transmitted. It outputs as information for data vector demodulation (step S207). After that, abs (r 1 (1) / p 1 ) is multiplied by angle (r 1 (1) / p 1 ) to estimate (2P) 1/2 β (4) . Information for demodulating the data signal included in the DMRS vector is calculated by the same signal processing as that performed by the u terminal apparatus 3-u (step S208).

なお、これまでの説明では、各端末装置3宛てのDMRSは1無線リソースでのみ送信されているものとしているが、図8で示したように、DMRSは、複数の無線リソースによって、周期的に送信しても良い。この場合、複数の伝搬路推定結果を用いて、適切な補間等を行なうことで、伝搬路推定精度を向上させることが可能である。なお、電力正規化項を方法2によって補正する場合、一部のDMRSベクトルについては、方法2による補正を行なうことなく送信する必要があるが、この場合、方法2による補正を行なっているDMRSベクトルと、補正を行なっていないDMRSベクトルは、同一OFDMシンボル内に両方存在していることが望ましい。   In the description so far, it is assumed that the DMRS addressed to each terminal apparatus 3 is transmitted only by one radio resource. However, as shown in FIG. 8, the DMRS is periodically transmitted by a plurality of radio resources. You may send it. In this case, it is possible to improve propagation path estimation accuracy by performing appropriate interpolation or the like using a plurality of propagation path estimation results. When the power normalization term is corrected by the method 2, some DMRS vectors need to be transmitted without being corrected by the method 2. In this case, the DMRS vector that has been corrected by the method 2 is used. It is desirable that both DMRS vectors not subjected to correction exist in the same OFDM symbol.

図9に戻り、参照信号分離部409の出力のうち、データ信号成分と、伝搬路推定部411の出力のうち、DMRSによって得られた伝搬路情報(すなわち、(2P)1/2β)は伝搬路補償部417に入力される。伝搬路補償部417ではデータ信号成分に対してチャネル等化処理が行なわれる。第u端末装置3−uのデータ信号部分における受信信号は式(15)で与えられる。 Returning to FIG. 9, out of the output of the reference signal separation unit 409, the propagation path information (that is, (2P) 1/2 β) obtained by DMRS out of the output of the propagation path estimation unit 411 is Input to the propagation path compensation unit 417. The channel compensation unit 417 performs channel equalization processing on the data signal component. The received signal in the data signal portion of the u-th terminal device 3-u is given by equation (15).

Figure 0005909104
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なお、時間および周波数を表すインデックスについては記載を省略している。伝搬路補償部417でははじめに、rをDMRSによって推定された情報である(2P)1/2βで除算する。すなわち、r/(2P)1/2β=(d+2δzt,u)+η/(2P)1/2βである。受信SNRが十分に高く、η/(2P)1/2β≒0であるとすると、r/(2P)1/2β=d+2δzt,uとなるから、r/(2P)1/2βに対して、式(4)と同様のmodulo演算を施すことで、dを復調することができる。 In addition, description is abbreviate | omitted about the index showing time and a frequency. Introduction The channel compensation section 417, is divided by the information that has been estimated r u by DMRS (2P) 1/2 β. That is, r u / (2P) 1/2 β = (d u + 2δz t, u ) + η u / (2P) 1/2 β. If the received SNR is sufficiently high and η u / (2P) 1/2 β≈0, then r u / (2P) 1/2 β = d u + 2δz t, u , so r u / (2P ) against 1/2 beta, by applying the same modulo operation with formula (4), it is possible to demodulate the d u.

伝搬路補償部417の出力はその後デマッピング部419に入力され、各端末装置3は、自装置宛ての送信データの送信に使われている無線リソースより、自装置宛ての送信データを抽出する。デマッピング部419の出力は、その後、データ復調部421およびチャネル復号部423に入力され、データ復調とチャネル復号が行なわれる。なお、参照信号分離部409の出力を、先にデマッピング部419に入力し、自装置に該当する無線リソース成分のみを伝搬路補償部417に入力し、伝搬路補償部417出力をデータ復調部421に入力するような構成としても良い。   The output of the propagation path compensation unit 417 is then input to the demapping unit 419, and each terminal apparatus 3 extracts transmission data addressed to itself from radio resources used for transmission of transmission data addressed to itself. The output of demapping section 419 is then input to data demodulation section 421 and channel decoding section 423, where data demodulation and channel decoding are performed. Note that the output of the reference signal separation unit 409 is input to the demapping unit 419 first, only the radio resource component corresponding to the own device is input to the propagation path compensation unit 417, and the output of the propagation path compensation unit 417 is input to the data demodulation unit. It is good also as a structure which inputs into 421. FIG.

図11は、本発明の第1の実施形態におけるビット誤り率(BER)特性の一例を示した図である。変調方式はQPSKで、送信アンテナ数Nと多重端末数Uはともに4としている。誤り訂正は行なっておらず、伝搬路の時間変動は無いものとしている。フレームフォーマットは図6と同様のフレームが繰り返し送信されるものとしているが、送信データベクトル数は12としている。また、2つのDMRSを用いた線形補間を仮定している。なお、端末装置3から基地局装置1への伝搬路情報のフィードバックは理想的であるものとしている。比較のため、理想チャネル推定を仮定した場合と、従来方式である、DMRSを直交リソースで送信した場合(すなわち、図5のフレームフォーマットで送信した場合)を併せて示している。各時刻における全送信電力が一定となるものとし、送信データベクトル部分のみの全端末装置3の誤り率の平均値を示している。参考として、方法2で補正し、DMRSの送信電力を4倍としたものも併せて示している。 FIG. 11 is a diagram showing an example of bit error rate (BER) characteristics in the first embodiment of the present invention. Modulation scheme is QPSK, the number of transmitting antennas N t multiplexed number of terminals U are both set to 4. Error correction is not performed, and it is assumed that there is no time variation of the propagation path. The frame format is such that the same frame as in FIG. 6 is repeatedly transmitted, but the number of transmission data vectors is 12. In addition, linear interpolation using two DMRSs is assumed. Note that feedback of propagation path information from the terminal device 3 to the base station device 1 is ideal. For comparison, a case where ideal channel estimation is assumed and a case where DMRS is transmitted using orthogonal resources (that is, a case where transmission is performed in the frame format of FIG. 5), which is a conventional method, are shown together. The total transmission power at each time is assumed to be constant, and the average value of the error rates of all terminal apparatuses 3 for only the transmission data vector portion is shown. For reference, the correction by the method 2 and the DMRS transmission power being quadrupled are also shown.

図11から分かるように、DMRSとデータ信号とを空間多重させる場合、方法2で補正したとしても、従来方式に対して、およそ3dBだけ所要SNRが大きくなる。これは、DMRSの送信電力が、従来方式と比較して4分の1となるためである。仮に、DMRSの送信電力を同じとした場合、方法2で補正する本実施形態の方法と、直交リソースでDMRSを送信する方法とで、BER特性はほぼ同等となる。なお、直交リソースでDMRSを送信した場合の、パイロット信号挿入損(データ信号数/(全リソース数))は、0.75であるのに対して、DMRSとデータ信号とを空間多重させる場合、挿入損は0.9375であるから、伝送効率はおよそ1.25倍となる。   As can be seen from FIG. 11, when the DMRS and the data signal are spatially multiplexed, the required SNR is increased by about 3 dB as compared with the conventional method even if correction is performed by the method 2. This is because the transmission power of DMRS is ¼ compared with the conventional method. If the transmission power of the DMRS is the same, the BER characteristics are substantially the same between the method of the present embodiment corrected by the method 2 and the method of transmitting the DMRS using orthogonal resources. When DMRS is transmitted using orthogonal resources, pilot signal insertion loss (number of data signals / (total number of resources)) is 0.75, whereas when DMRS and data signals are spatially multiplexed, Since the insertion loss is 0.9375, the transmission efficiency is about 1.25 times.

ところで、r/(2P)1/2βの信号候補点は、元々の変調信号の信号候補点が、信号点空間において周期的に繰り返されている信号点のうちのいずれかとなる。modulo演算は、その中で、r/(2P)1/2βに最も近い信号点を検出していることになる。modulo演算を行なわずに、周期的に繰り返されている信号点と、r/(2P)1/2βとの距離(尤度)に基づいて、対数尤度比を算出することができる。この対数尤度比に基づいて、データ復調や、チャネル復号を行なう場合、伝搬路補償部417ではmodulo演算を行なわなくても良い。 By the way, the signal candidate point of r u / (2P) 1/2 β is one of signal points in which the signal candidate point of the original modulation signal is periodically repeated in the signal point space. In the modulo calculation, a signal point closest to r u / (2P) 1/2 β is detected. The log-likelihood ratio can be calculated based on the distance (likelihood) between a periodically repeated signal point and r u / (2P) 1/2 β without performing a modulo operation. When data demodulation or channel decoding is performed based on the log likelihood ratio, the propagation channel compensator 417 does not have to perform a modulo operation.

本実施形態においては、OFDM信号伝送を仮定し、プリコーディングはサブキャリア毎に行なうことを仮定したが、伝送方式(もしくはアクセス方式)やプリコーディングの適用単位に制限は無い。例えば、複数サブキャリアを一纏めとしたリソースブロック毎にプリコーディングが行なわれた場合も本実施形態は適用可能であり、同様に、シングルキャリアベースのアクセス方式(例えばシングルキャリア周波数分割多重アクセス(SC-FDMA)方式など)にも適用することが可能である。   In this embodiment, it is assumed that OFDM signal transmission is performed and precoding is performed for each subcarrier. However, there is no limitation on the transmission scheme (or access scheme) and the precoding application unit. For example, the present embodiment is also applicable when precoding is performed for each resource block in which a plurality of subcarriers are grouped. Similarly, a single carrier-based access scheme (for example, single carrier frequency division multiple access (SC- (FDMA) method).

以上、説明してきた方法により、非線形プリコーディングを用いる下りリンクMU−MIMO伝送において、DMRS挿入に係るオーバーヘッドの増大を抑圧することが可能となる。   As described above, in the downlink MU-MIMO transmission using nonlinear precoding, it is possible to suppress an increase in overhead related to DMRS insertion.

[2. 第2の実施形態]
第1の実施形態においては、DMRSとデータ信号とを空間多重させることで、DMRS挿入に係るオーバーヘッドの増大を抑圧する方法を対象とした。ただし、第1の実施形態の方法は、従来のTHPとほぼ同様の装置構成で実現可能である一方で、DMRSによる伝搬路推定精度を若干低下させてしまう。第2の実施形態では、DMRSによる伝搬路推定精度を向上させる方法を対象とする。
[2. Second Embodiment]
The first embodiment is directed to a method of suppressing an increase in overhead related to DMRS insertion by spatially multiplexing DMRS and a data signal. However, the method of the first embodiment can be realized with a device configuration almost the same as that of the conventional THP, but the channel estimation accuracy by DMRS is slightly lowered. The second embodiment is directed to a method for improving propagation path estimation accuracy by DMRS.

[2.1 基地局装置1]
第2の実施形態に係る基地局装置1の構成は、図2と同じとなる。ただし、マッピング部105およびプリコーディング部107における信号処理については、第1の実施形態と異なるため、以下では、マッピング部105とプリコーディング部107の信号処理について説明する。
[2.1 Base station apparatus 1]
The configuration of the base station apparatus 1 according to the second embodiment is the same as that in FIG. However, since the signal processing in the mapping unit 105 and the precoding unit 107 is different from that of the first embodiment, the signal processing of the mapping unit 105 and the precoding unit 107 will be described below.

[2.2 プリコーディング部107およびマッピング部105]
はじめにプリコーディング部107における信号処理について説明する。第1の実施形態においては、摂動ベクトル探査部303において、DMRSには摂動項を加算しないことにより、DMRSとデータ信号との空間多重を可能としていた。ところで、THPによる非線形プリコーディングは、一番はじめに送信符号が生成される端末装置3宛ての送信符号には摂動項は加算されない。そこで、第2の実施形態では、送信符号を生成する順番を変更するオーダリングを適切に設定することでDMRSに対する摂動項の加算を回避する。
[2.2 Precoding unit 107 and mapping unit 105]
First, signal processing in the precoding unit 107 will be described. In the first embodiment, the perturbation vector search unit 303 does not add a perturbation term to the DMRS, thereby enabling spatial multiplexing of the DMRS and the data signal. By the way, in the non-linear precoding by THP, the perturbation term is not added to the transmission code addressed to the terminal device 3 where the transmission code is generated first. Therefore, in the second embodiment, addition of perturbation terms to the DMRS is avoided by appropriately setting the ordering for changing the order in which the transmission codes are generated.

図12は、本発明の第2の実施形態に係るDMRSのフレームフォーマットの一例を示す図である。図6と同様に、U=4とし、時刻t=1から4まではDMRSとデータが混在された信号を送信するものとし、以降の時刻では、データ信号のみが空間多重された信号を送信するものとする。なお、オーダリングの位置をアンテナポート番号で表すものとする。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a DMRS frame format according to the second embodiment of the present invention. As in FIG. 6, it is assumed that U = 4, a signal in which DMRS and data are mixed is transmitted from time t = 1 to time 4, and a signal in which only the data signal is spatially multiplexed is transmitted at subsequent times. Shall. The ordering position is represented by an antenna port number.

図13は、本発明の第2の実施形態に係るDMRSベクトルと送信データベクトルに対するプリコーディング部107の信号処理のフローチャートである。はじめに、図12に示すように、各端末装置3宛てのDMRSが順番にアンテナポート1、すなわち、はじめに送信符号化が行なわれる位置にオーダリングされるようにDMRSを配置する(ステップS301)。このようにオーダリングすることで、各端末装置3宛てのDMRSには摂動ベクトルを加算する必要が無くなる。オーダリングはプリコーディング部107において行なっても良いが、マッピング部105において、予めDMRSおよびデータ信号を送信するアンテナポートを適切に設定することにより行なっても良い。このとき、第2の実施形態におけるDMRSベクトルd’(1)、d’(2)、d’(3)、およびd’(4)は第1の実施形態で用いたd(1)、d(2)、d(3)、およびd(4)を使って式(16)で与えられる。 FIG. 13 is a flowchart of signal processing of the precoding unit 107 for DMRS vectors and transmission data vectors according to the second embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 12, the DMRSs are arranged so that the DMRSs addressed to the terminal apparatuses 3 are ordered in order to the antenna port 1, that is, the position where transmission encoding is performed first (step S301). By ordering in this way, it is not necessary to add a perturbation vector to the DMRS addressed to each terminal device 3. The ordering may be performed in the precoding unit 107, but may be performed in the mapping unit 105 by appropriately setting an antenna port for transmitting DMRS and data signal in advance. At this time, the DMRS vectors d ′ p (1), d ′ p (2), d ′ p (3), and d ′ p (4) in the second embodiment are d p used in the first embodiment. Using (1), d p (2), d p (3), and d p (4), it is given by equation (16).

Figure 0005909104
Figure 0005909104

ここで、Πは行列の行を入れ替える順列行列を表し、式(16)に現れる順列行列はそれぞれ式(17)で与えられる。 Here, Π u represents a permutation matrix for exchanging the rows of the matrix, and the permutation matrix appearing in Equation (16) is given by Equation (17), respectively.

Figure 0005909104
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続いて、線形フィルタ生成部301において、線形フィルタWが生成されるが、第2の実施形態では、伝搬路行列Hに順列行列Πが乗算された行列ΠHを伝搬路行列と見なして、第1の実施形態と同様に線形フィルタWを算出する(ステップS302)。例えば、d’(1)に対してはΠHを伝搬路行列と見なして線形フィルタWを生成すれば良い。以下ではこの線形フィルタをWで表すものとする。 Subsequently, the linear filter W is generated in the linear filter generation unit 301. In the second embodiment, a matrix u u H obtained by multiplying the permutation matrix u by the propagation channel matrix H is regarded as a propagation channel matrix. The linear filter W is calculated as in the first embodiment (step S302). For example, for d ′ p (1), a linear filter W may be generated by regarding Π 1 H as a channel matrix. The following shall represent this linear filter W 1.

続いて、摂動ベクトル探査部303において、送信符号ベクトルが生成されるが、d’(1)を送信シンボルベクトルとみなして、第1の実施形態におけるデータ信号と同様に送信符号ベクトルを生成すれば良い(ステップS303)。例えば、d’(1)より生成される送信符号ベクトルはx(1)=((ΠH)W−1(Π(1)+2δz(1))で与えられることになる。以降、d’(2)、d’(3)、およびd’(4)についても同様に送信符号ベクトルを生成していけば良い。 Subsequently, in the perturbation vector search unit 303, a transmission code vector is generated, and d ′ p (1) is regarded as a transmission symbol vector, and the transmission code vector is generated in the same manner as the data signal in the first embodiment. (Step S303). For example, the transmission code vector generated from d ′ p (1) is given by x p (1) = ((Π 1 H) W 1 ) −11 d p (1) + 2δz t (1)). It will be. Thereafter, transmission code vectors may be generated similarly for d ′ p (2), d ′ p (3), and d ′ p (4).

続いて、送信信号生成部305において電力正規化項βを算出する(ステップS304)。電力正規化を第1の実施形態と同様に行なった場合、式(5)で与えられる電力正規化項は送信信号ベクトル毎に異なった値となってしまう。なぜならば、各送信信号ベクトルに用いられている線形フィルタの値が異なっているためである(なお、送信符号ベクトルxの共分散行列は変化しない)。そのため、第2の実施形態においては、電力正規化は複数の送信信号ベクトルの合計送信電力が一定となるように行なうものとする。例えば、時刻t=1〜4で送信される送信信号ベクトルで電力正規化を行なう場合、電力正規化項βは式(18)で与えられることになる。   Subsequently, the transmission signal generation unit 305 calculates a power normalization term β (step S304). When power normalization is performed in the same manner as in the first embodiment, the power normalization term given by Equation (5) has a different value for each transmission signal vector. This is because the values of the linear filters used for the transmission signal vectors are different (the covariance matrix of the transmission code vector x does not change). Therefore, in the second embodiment, power normalization is performed so that the total transmission power of a plurality of transmission signal vectors is constant. For example, when power normalization is performed with transmission signal vectors transmitted at time t = 1 to 4, the power normalization term β is given by Equation (18).

Figure 0005909104
Figure 0005909104

続いて、送信信号生成部305において送信信号ベクトルs(t)=βW(t)が生成される(ステップS305)。ここまでが、DMRSベクトルに対するプリコーディング部107における信号処理となる。 Then, the transmission signal vector s p (t) = βW t x p (t) is generated in the transmission signal generating unit 305 (step S305). This is the signal processing in the precoding unit 107 for the DMRS vector.

続いて、時刻t=5以降、すなわち、送信データベクトルに対してプリコーディングを行なっていく。第2の実施形態においては、データ信号についても、図12に示すように、連続する4つの送信データベクトルに対して、DMRS部分と同様のオーダリングを施す。つまり、時刻tにおける送信データベクトルをd(t)とした場合、Π((t―1)%4+1)d(t)を送信データベクトルとするようなオーダリングを施していく(ステップS306)。そして、線形フィルタW((t―1)%4+1)を用いて、第1の実施形態においてデータ信号部分に行なったようなプリコーディングを施す(ステップS307)。続いて、送信信号生成部305において、送信信号ベクトルが施されるが、電力正規化項はステップS304で生成されたものを用いる(ステップS308)。 Subsequently, after time t = 5, that is, precoding is performed on the transmission data vector. In the second embodiment, as in the data signal, as shown in FIG. 12, the same ordering as that in the DMRS part is performed on four consecutive transmission data vectors. That is, when the transmission data vector at time t is d (t), ordering is performed so that Π ((t−1)% 4 + 1) d (t) is the transmission data vector (step S306). Then, using the linear filter W ((t−1)% 4 + 1) , the precoding as performed in the data signal portion in the first embodiment is performed (step S307). Subsequently, in the transmission signal generation unit 305, a transmission signal vector is applied, and the power normalization term generated in step S304 is used (step S308).

このようにすることで、DMRS部分とデータ信号部分とで電力正規化項を共通にすることが可能となる。つまり、第2の実施形態では、複数のDMRSベクトルから構成されるリソースブロックと、複数の送信データベクトルから構成されるリソースブロックに適用されるオーダリングとを、共通化させることで、DMRSへの摂動項の加算を行なわずに、データ信号とDMRSとの空間多重を実現させている。第2の実施形態では、第1の実施形態で行なったような電力正規化項に対する補正は必要ない。   By doing so, it is possible to make the power normalization term common to the DMRS portion and the data signal portion. That is, in the second embodiment, perturbation to DMRS is achieved by sharing a resource block composed of a plurality of DMRS vectors and an ordering applied to a resource block composed of a plurality of transmission data vectors. Spatial multiplexing of the data signal and DMRS is realized without adding terms. In the second embodiment, the correction for the power normalization term as in the first embodiment is not necessary.

マッピング部105では、これまで説明してきたようにDMRSとデータ信号とを適切にオーダリングさせて、データ信号、DMRSおよびCRSを多重させれば良い。   The mapping unit 105 may multiplex the data signal, DMRS, and CRS by appropriately ordering the DMRS and data signal as described above.

図14は、本発明の第2の実施形態に係るリソースアロケーションの一例を示した図である。基本的には図8と同様であるが、太実線で四角に囲んだ4つのデータ信号部分から構成されるリソースブロックについては、これまで説明してきたように、複数のDMRSベクトルから構成されるリソースブロックに行なったオーダリングと同じオーダリングを施すとともに、電力正規化についても、四角で囲んだ部分を1単位として行なうことになる。ここで、同じオーダリングを行なうということは、リソースブロック内で、Π〜Πをそれぞれ一回使ってオーダリングを行うことを意味している。例えば、iで示したリソースにはΠ、iiで示したリソースにはΠ、iiiで示したリソースにはΠ、ivで示したリソースにはΠを使ってオーダリングを行なえば良い。また、リソースブロック内でDMRSベクトルとデータベクトルが混在している場合も同様であり、例えば、d’(1)とd’(2)が配置されているリソースブロックにおいては、残りの2つのデータベクトルについては、ΠとΠを使ってオーダリングを行なえば良い。なお、点線で囲んだ部分については、他の点線で囲んだ部分と併せて、4つのデータ信号グループを形成して、オーダリングおよび電力正規化を行なえば良い。 FIG. 14 is a diagram showing an example of resource allocation according to the second embodiment of the present invention. Basically, it is the same as that shown in FIG. 8, but the resource block composed of four data signal portions surrounded by a square with a thick solid line is a resource composed of a plurality of DMRS vectors as described above. The same ordering as the ordering performed on the block is performed, and the power normalization is performed with the portion surrounded by a square as one unit. Here, the same ordering means that the ordering is performed by using Π 1 to Π 4 once in the resource block. For example, ordering may be performed using Π 1 for the resource indicated by i, Π 2 for the resource indicated by ii, Π 3 for the resource indicated by iii, and 4 4 for the resource indicated by iv. The same applies when DMRS vectors and data vectors are mixed in the resource block. For example, in the resource block in which d ′ p (1) and d ′ p (2) are arranged, the remaining 2 One of the data vectors may be performed ordering using [pi 3 and [pi 4. As for the portion surrounded by a dotted line, it is sufficient to form four data signal groups together with the portions surrounded by other dotted lines to perform ordering and power normalization.

図14に示したリソースブロックの構成は、あくまで一例にすぎず、図14と異なるリソースの組み合わせによりリソースブロックを構成しても構わない。   The configuration of the resource block shown in FIG. 14 is merely an example, and the resource block may be configured by a combination of resources different from that in FIG.

なお、電力正規化を行なう送信信号ベクトル数を変更することで、データ信号部分に対するオーダリングに自由度を与えることも可能である。例えば、式(18)とは異なり、電力正規化をデータ信号部分まで含めて行なうのであれば、データ信号部分に対するオーダリングは自由に行なって良い。   In addition, it is also possible to give a degree of freedom to the ordering for the data signal portion by changing the number of transmission signal vectors for power normalization. For example, unlike the equation (18), if the power normalization is performed including the data signal part, the ordering for the data signal part may be freely performed.

図15は、本発明の第2の実施形態において、DMRSベクトルと送信データベクトルとでオーダリング方法を変える場合のフレームフォーマットの一例を示す図である。この場合、線形フィルタ生成部301および摂動ベクトル探査部303における信号処理は、オーダリングの方法を除き、これまで説明してきた方法と同様となるが、送信信号生成部305において行なわれる電力正規化は、DMRSベクトルと送信データベクトルの併せて8つの送信信号ベクトルの合計送信電力が一定となるように行なわれることになる。   FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a frame format when the ordering method is changed between the DMRS vector and the transmission data vector in the second embodiment of the present invention. In this case, the signal processing in the linear filter generation unit 301 and the perturbation vector search unit 303 is the same as the method described so far except for the ordering method, but the power normalization performed in the transmission signal generation unit 305 is as follows. The total transmission power of the eight transmission signal vectors including the DMRS vector and the transmission data vector is constant.

図16は、本発明の第2の実施形態において、DMRSベクトルと送信データベクトルとでオーダリング方法を変える場合におけるリソースアロケーションの一例を示した図である。四角で囲んだ8つのリソースについては、それぞれ同じオーダリングおよび電力正規化が行なわれる事になる。先ほどと同様で、同じオーダリングとは、図15のフレームフォーマットを実現するための8つの順列行列を、それぞれ一回使ってオーダリングを行なうということである。なお、点線で囲んだ部分については、他の点線で囲んだ部分と併せて、8つのリソースから構成されるリソースブロックを形成して、オーダリングおよび電力正規化を行なえば良い。グループ化の方法はこれに限らず、1リソースブロックの数も任意に定めて構わない。   FIG. 16 is a diagram illustrating an example of resource allocation in the case where the ordering method is changed between the DMRS vector and the transmission data vector in the second embodiment of the present invention. The same ordering and power normalization are performed for each of the eight resources surrounded by a square. As before, the same ordering means that the eight permutation matrices for realizing the frame format of FIG. 15 are each used once for ordering. As for the part surrounded by the dotted line, a resource block composed of eight resources may be formed together with the part enclosed by the other dotted lines to perform ordering and power normalization. The grouping method is not limited to this, and the number of one resource block may be arbitrarily determined.

[2.3 端末装置3]
端末装置3の構成は図9と同じであり、各装置で行なわれる信号処理も伝搬路推定部411において行なわれた、電力正規化項βに対する補正は行なわれないことを除き、第1の実施形態と同じとなるため、説明は省略する。
[2.3 Terminal device 3]
The configuration of the terminal device 3 is the same as that in FIG. 9, and the signal processing performed in each device is also performed in the propagation path estimation unit 411, except that the correction for the power normalization term β is not performed. Since it becomes the same as a form, description is abbreviate | omitted.

なお、第1の実施形態で述べたように、DMRSが周期的に送信されている場合、適切な補間を行なうことで、伝搬路推定精度を向上させることができるが、このときに、電力正規化がどのリソースブロック単位で行なわれているかを知る必要がある場合がある。電力正規化が行なわれるリソースブロックの単位については、基地局装置1と端末装置3との間で予め定めておいても良く、伝搬路の状態や、受信品質に応じて適応的に変更させる場合、リソースブロックの単位に関連付けられた制御情報を基地局装置1が通知するようにしても良い。   As described in the first embodiment, when DMRS is transmitted periodically, propagation path estimation accuracy can be improved by performing appropriate interpolation. In some cases, it is necessary to know in which resource block unitization is performed. The unit of the resource block for which power normalization is performed may be determined in advance between the base station apparatus 1 and the terminal apparatus 3, and is adaptively changed according to the state of the propagation path and the reception quality. The base station apparatus 1 may notify control information associated with a resource block unit.

第2の実施形態では、複数のリソースから構成されるリソースブロック毎にオーダリング方法および電力正規化項を共通化させることで、DMRSに摂動項を加算させることなくDMRSとデータ信号との空間多重を実現させる場合を対象とした。第2の実施形態の方法によれば、第1の実施形態とは異なり、DMRSによって推定される電力正規化項と、データ信号部分に適用されている電力正規化項との誤差を小さくすることができる。   In the second embodiment, by sharing an ordering method and a power normalization term for each resource block composed of a plurality of resources, spatial multiplexing of the DMRS and the data signal can be performed without adding a perturbation term to the DMRS. The target was to achieve this. According to the method of the second embodiment, unlike the first embodiment, the error between the power normalization term estimated by the DMRS and the power normalization term applied to the data signal portion is reduced. Can do.

[3. 第3の実施形態]
第1および第2の実施形態では、プリコーディングの手法としてTHPを用いる場合を対象としてきた。ところで、第1の実施形態における送信信号ベクトルsは式(19)のように変形できる

Figure 0005909104
[3. Third Embodiment]
In the first and second embodiments, the case where THP is used as a precoding technique has been targeted. By the way, the transmission signal vector s in the first embodiment can be transformed as shown in Expression (19).
Figure 0005909104

式(19)において、摂動ベクトルzを取り除けば、良く知られているZF規範に基づく線形プリコーディングを用いるMU−MIMOの送信信号ベクトルとなることが分かる。つまり、非線形プリコーディングとは、線形プリコーディングに基づく線形MU−MIMOの送信シンボルに対して、摂動項を加算しているに過ぎず、加算される摂動項に応じて、伝送品質が大幅に変化する。第1および第2の実施形態において対象としたTHPは、式(19)で与えられる送信信号ベクトルの送信電力を小さくできる摂動項を探査するものである。そのような摂動項の探査方法として、他に、オーダリングや格子基底縮小(Lattice reduction(LR))を用いるTHPやVector perturbation(VP)等が知られており、いずれの方式でも、送信信号ベクトルは式(19)の形で表現できる。第3の実施形態では、THP以外の非線形プリコーディングを用いる下りリンクMU−MIMO伝送を対象とする。 In Expression (19), it can be seen that if the perturbation vector z t is removed, a transmission signal vector of MU-MIMO using linear precoding based on the well-known ZF criterion is obtained. In other words, non-linear precoding is merely adding a perturbation term to a linear MU-MIMO transmission symbol based on linear precoding, and the transmission quality varies greatly depending on the added perturbation term. To do. The THP targeted in the first and second embodiments searches for a perturbation term that can reduce the transmission power of the transmission signal vector given by Equation (19). Other methods for searching for such perturbation terms include THP using vectoring and lattice reduction (LR), Vector perturbation (VP), and the like. It can be expressed in the form of equation (19). The third embodiment is directed to downlink MU-MIMO transmission using nonlinear precoding other than THP.

[3.1 基地局装置1]
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における信号処理のみであるから、以下では、第3の実施形態に係るプリコーディング部107における信号処理について説明する。
[3.1 Base station apparatus 1]
Since the configuration of the base station apparatus 1 is the same as that of the first and second embodiments, and only the signal processing in the precoding unit 107 is different, the precoding unit according to the third embodiment will be described below. The signal processing at 107 will be described.

[3.2 プリコーディング部107]
プリコーディング部107の装置構成は、図4と同様であるが、各構成装置それぞれにおける信号処理は異なる。以下の説明では、送信信号のフレームフォーマットとして、図6で示したフレームフォーマットを仮定するが、フレームフォーマットはこれに限るわけではない。
[3.2 Precoding unit 107]
The device configuration of the precoding unit 107 is the same as that in FIG. 4, but the signal processing in each component device is different. In the following description, the frame format shown in FIG. 6 is assumed as the frame format of the transmission signal, but the frame format is not limited to this.

図17は、本発明の第3の実施形態に係るプリコーディング部107の信号処理について説明するフローチャートである。プリコーディング部107では、はじめに線形フィルタ生成部301において、線形フィルタWが算出される(ステップS401)。線形フィルタWとしては、W=H−1(もしくはH)で表されるZFフィルタや、W=H(HH+γI)−1で表されるMMSEフィルタ等が考えられる。 FIG. 17 is a flowchart illustrating signal processing of the precoding unit 107 according to the third embodiment of the present invention. In the precoding unit 107, first, the linear filter generation unit 301 calculates the linear filter W (step S401). As the linear filter W, a ZF filter represented by W = H −1 (or H + ), an MMSE filter represented by W = H H (HH H + γI) −1 , or the like can be considered.

続いて、摂動ベクトル探査部303において、摂動項の探査が行なわれる。摂動項の探査方法は、所望の伝送品質や、基地局装置1が有する演算装置が実現可能な演算量に応じて決定される。例えば、最も高い受信品質が達成できるVPを用いる場合、摂動項は式(20)で表される最小化問題を解くことで得ることができる。   Subsequently, the perturbation vector search unit 303 searches for a perturbation term. The perturbation term search method is determined in accordance with the desired transmission quality and the amount of computation that can be realized by the arithmetic unit included in the base station apparatus 1. For example, when a VP that can achieve the highest reception quality is used, the perturbation term can be obtained by solving the minimization problem expressed by Equation (20).

Figure 0005909104
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ここで、Z はU次元のガウス整数ベクトルの集合を表す。式(20)の解法、すなわち、摂動ベクトルの探査方法については特定の方法に限定されるものではなく、Sphere encoding(SE)やMアルゴリズムとQR分解に基づくQRM−VP等の方法で実現しても良い。また、VPではなく、格子基底縮小によって摂動項の探査を行なっても良い。また、第1および第2の実施形態で対象としたTHPの高度化技術であるLRA−THP(LR aided-THP)や、オーダリングを用いるオーダリングTHPによって摂動項の探査を行なっても良い。なお、ここでいうオーダリングとは、第2の実施形態でDMRSベクトルに適用したものに加えて、受信品質の向上を目的とするBLAST法などのオーダリングも含まれる。 Here, Z U G represents a set of U-dimensional Gaussian integer vectors. The solution of equation (20), that is, the perturbation vector search method is not limited to a specific method, and is realized by a method such as Sphere encoding (SE) or QRM-VP based on M algorithm and QR decomposition. Also good. Further, instead of VP, the perturbation term may be searched by lattice base reduction. Further, the perturbation term may be searched for by LRA-THP (LR aided-THP), which is a THP advancement technique targeted in the first and second embodiments, or by ordering THP using ordering. The ordering referred to here includes ordering such as the BLAST method for the purpose of improving the reception quality in addition to what is applied to the DMRS vector in the second embodiment.

摂動ベクトル探査部303にDMRSベクトルが入力された場合、摂動ベクトル探査部303では、式(21)で表される最小化問題を解くことで、摂動項の探査を行なう(ステップS402)。   When the DMRS vector is input to the perturbation vector search unit 303, the perturbation vector search unit 303 searches for the perturbation term by solving the minimization problem expressed by the equation (21) (step S402).

Figure 0005909104
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つまり、従来のVPと同様に摂動項の探査は行なうものの、DMRSベクトルに含まれるDMRSには摂動項を加算しないことになる。VP以外の方法による摂動項の探査を行なう場合も同様である。空間多重端末数が大きい場合、VPやオーダリングTHP等の高精度の非線形プリコーディングでは、大きな空間ダイバーシチ効果を得ることが可能である。よって、式(20)に基づく摂動項の探査を行なった場合と、式(21)に基づく摂動項の探査を行なった場合とで、送信電力に大きな差は生じないから、DMRSに対する摂動項の加算を行なわなくとも大きな受信品質の低下は発生しない。   That is, although the perturbation term is searched as in the conventional VP, the perturbation term is not added to the DMRS included in the DMRS vector. The same applies when searching for the perturbation term by a method other than VP. When the number of spatially multiplexed terminals is large, high-precision nonlinear precoding such as VP or ordering THP can obtain a large spatial diversity effect. Therefore, there is no significant difference in transmission power between the case where the perturbation term is searched based on Equation (20) and the case where the perturbation term is searched based on Equation (21). Even if the addition is not performed, the reception quality is not greatly reduced.

摂動ベクトルz(t)が探査されたのち、送信信号生成部305において、DMRSベクトルに対する送信信号ベクトルs(t)=W(d(t)+2δz(t))が一旦生成される(ステップS403)。 After perturbation vector z t (t) is probed, the transmission signal generating unit 305, transmission signal to the DMRS Vector s p (t) = W ( d p (t) + 2δz t (t)) is generated once (Step S403).

続いて、摂動ベクトル探査部303において、送信データベクトル{d(t);t>4}に対する摂動項{z(t);t>4}の探査が行なわれる(ステップS404)。DMRSベクトルとは異なり一部の信号に摂動項の加算を行なわない等の制限を与える必要はない。その後、送信信号生成部305において、送信データベクトルに対する送信信号ベクトルs(t)=W(d(t)+2δz(t))が一旦生成される(ステップS405)。 Subsequently, the perturbation vector search unit 303 searches for the perturbation term {z t (t); t> 4} for the transmission data vector {d (t); t> 4} (step S404). Unlike the DMRS vector, there is no need to give a restriction such as not adding a perturbation term to some signals. Thereafter, the transmission signal generation unit 305 once generates a transmission signal vector s (t) = W (d (t) + 2δz t (t)) for the transmission data vector (step S405).

プリコーディング部107では、最後に、生成された送信信号ベクトルに対する電力正規化が行なわれる(ステップS406)。第1や第2の実施形態で対象としたTHPとは異なり、VP等の非線形プリコーディングを施した場合、各送信信号ベクトルの電力は、伝搬路の状態だけではなく、各端末装置3宛ての送信シンボルに依存しても変化してしまうため、リソース毎に電力正規化を行なった場合、受信信号の復調に必要な情報は、DMRSを周期的に送信するだけでは推定することが出来ない。   In precoding section 107, power normalization is finally performed on the generated transmission signal vector (step S406). Unlike the THP targeted in the first or second embodiment, when nonlinear precoding such as VP is performed, the power of each transmission signal vector is not only transmitted to the state of the propagation path but also to each terminal device 3 Since it varies depending on the transmission symbol, when power normalization is performed for each resource, information necessary for demodulating the received signal cannot be estimated only by periodically transmitting DMRS.

そのため、第3の実施形態では、電力正規化は複数のリソースから構成されるリソースブロック毎に電力正規化を行なう。例えば、式(22)のように電力正規化項βを求めれば良い。   Therefore, in the third embodiment, power normalization is performed for each resource block composed of a plurality of resources. For example, what is necessary is just to obtain | require power normalization term (beta) like Formula (22).

Figure 0005909104
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ここで、Nは電力正規化を同時に行なっているリソースブロックに含まれるリソース数であり、適宜適切な値とすれば良いが、DMRSによる電力正規化項の推定精度を高めるためにも、正規化を行なうリソースブロックにはDMRSベクトルが含まれていることが望ましい。なお、リソースブロックに含まれるリソース数を増やすことは、平均受信電力が一定となる送信信号ベクトルが多くなることを意味している。そのため、チャネル符号化部101で適用されているチャネル符号化の符号化率によっては、あまり大きなリソースブロックでの電力正規化は好ましくない場合がある。よって、符号化率に応じて、リソースブロックの大きさを変更するように制御しても良い。例えば、符号化率が高い場合は、電力正規化を行なうリソース数を大きくとり、符号化率が低い場合には、リソース数を小さくするような制御を行なうことが考えられる。 Here, N d is the number of resources included in the resource block that is performing power normalization at the same time, and may be an appropriate value as appropriate. In order to improve the accuracy of estimation of the power normalization term by DMRS, It is desirable that a resource block to be converted includes a DMRS vector. Note that increasing the number of resources included in the resource block means that the number of transmission signal vectors with constant average received power increases. Therefore, depending on the coding rate of channel coding applied in the channel coding unit 101, power normalization with a very large resource block may not be preferable. Therefore, control may be performed so as to change the size of the resource block in accordance with the coding rate. For example, when the coding rate is high, it is conceivable to increase the number of resources for power normalization, and when the coding rate is low, control may be performed to reduce the number of resources.

以上が、第3の実施形態に係るプリコーディング部107における信号処理となる。他の各部の信号処理については、第1および第2の実施形態と同様であるから説明は省略する。   The above is the signal processing in the precoding unit 107 according to the third embodiment. Since the signal processing of other parts is the same as in the first and second embodiments, the description thereof is omitted.

[3.3 端末装置3]
端末装置3の構成は図9と同じであり、各装置で行なわれる信号処理も伝搬路推定部411において行なわれた、電力正規化項βに対する補正は行なわれないことを除き、第1の実施形態と同じとなるため、説明は省略する。
[3.3 Terminal device 3]
The configuration of the terminal device 3 is the same as that in FIG. 9, and the signal processing performed in each device is also performed in the propagation path estimation unit 411, except that the correction for the power normalization term β is not performed. Since it becomes the same as a form, description is abbreviate | omitted.

第3の実施形態では、THP以外の非線形プリコーディングを対象とした。第3の実施形態によれば、より高精度な非線形プリコーディングに基づくMU−MIMOを実現することが可能となる。   In the third embodiment, nonlinear precoding other than THP is targeted. According to the third embodiment, MU-MIMO based on more accurate nonlinear precoding can be realized.

[4. 第4の実施形態]
第3の実施形態では、任意の非線形プリコーディングを対象としてDMRSとデータ信号との空間多重を実現する方法を対象とした。第3の実施形態においては、摂動項の加算を行なわないのはDMRSベクトルに含まれるDMRSのみである。第4の実施形態では、送信データベクトルに含まれる一部データ信号についても摂動項の加算を行なわないことにより、伝送特性を改善させる方法を対象とする。以下では、摂動項を加算しないデータ信号のことを線形データ信号(第1のデータ信号)、摂動項を加算するデータ信号のことを非線形データ信号(第2のデータ信号)と呼ぶこととする。第1および第2の実施形態を例にとれば、アンテナポート1で送信されていた信号は線形データ信号であり、それ以外のアンテナポートで送信されていた信号は非線形データ信号ということになる。
[4. Fourth Embodiment]
The third embodiment is directed to a method for realizing spatial multiplexing of DMRS and a data signal for any nonlinear precoding. In the third embodiment, only the DMRS included in the DMRS vector does not perform perturbation term addition. The fourth embodiment is directed to a method for improving transmission characteristics by not adding a perturbation term for a partial data signal included in a transmission data vector. Hereinafter, a data signal without adding a perturbation term is called a linear data signal (first data signal), and a data signal with adding a perturbation term is called a non-linear data signal (second data signal). Taking the first and second embodiments as an example, the signal transmitted through the antenna port 1 is a linear data signal, and the signals transmitted through other antenna ports are nonlinear data signals.

[4.1 基地局装置1]
基地局装置1の構成は、第3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における信号処理のみであるから、以下では、第4の実施形態に係るプリコーディング部107における信号処理について説明する。
[4.1 Base station apparatus 1]
The configuration of the base station apparatus 1 is the same as that of the third embodiment, and only the signal processing in the precoding unit 107 is different. Therefore, in the following, the signal in the precoding unit 107 according to the fourth embodiment is described. Processing will be described.

[4.2 プリコーディング部107]
プリコーディング部107の装置構成は、図4と同様であるが、各構成装置それぞれにおける信号処理は異なる。以下の説明では、送信信号のフレームフォーマットとして、図6で示したフレームフォーマットを仮定するが、フレームフォーマットはこれに限るわけではない。
[4.2 Precoding unit 107]
The device configuration of the precoding unit 107 is the same as that in FIG. 4, but the signal processing in each component device is different. In the following description, the frame format shown in FIG. 6 is assumed as the frame format of the transmission signal, but the frame format is not limited to this.

図18は、本発明の第4の実施形態に係るプリコーディング部107の信号処理について説明するフローチャートである。DMRSベクトルに対する信号処理、すなわちステップS501〜ステップS503までは、図17におけるステップS401〜S403と同一であるから説明は省略する。続いて、送信データベクトルに加算する摂動項の探査が摂動ベクトル探査部303で行なわれるが、第4の実施形態では、第3の実施形態とは異なり、送信データベクトルについても、DMRSベクトルのように、一部データ信号に対して、摂動項の加算を行なわないようにして摂動項を探査する(ステップS504)。送信データに摂動項の加算を行なわない端末装置3の決定方法については、任意に定めて良い。   FIG. 18 is a flowchart illustrating signal processing of the precoding unit 107 according to the fourth embodiment of the present invention. The signal processing for the DMRS vector, that is, steps S501 to S503 are the same as steps S401 to S403 in FIG. Subsequently, the perturbation term to be added to the transmission data vector is searched by the perturbation vector search unit 303. In the fourth embodiment, unlike the third embodiment, the transmission data vector is also a DMRS vector. Further, the perturbation term is searched for without adding the perturbation term to the partial data signal (step S504). The determination method of the terminal device 3 that does not add the perturbation term to the transmission data may be arbitrarily determined.

図19は、本発明の第4の実施形態における、送信データの一部に摂動項の加算を行なわない場合の送信フレームフォーマットの一例を示す図である。ここでは、黒の塗りつぶしで示したデータ信号が線形データ信号であり、それ以外が非線形データ信号となる。   FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a transmission frame format when a perturbation term is not added to part of transmission data in the fourth embodiment of the present invention. Here, the data signal shown in black is a linear data signal, and the others are non-linear data signals.

線形データ信号と非線形データ信号とがどのように多重されているかを示すマッピング情報については、端末装置3も把握しておく必要がある。マッピング情報の通知の方法としては、別に制御情報により通知しても良いし、図19の示すような周期的な多重方法を用いるのであれば、基地局装置1と端末装置3とで、線形データ信号が多重される間隔を予め決定しておいても良い。なお、線形データ信号の多重間隔とDMRSが送信されているアンテナポートとを関連付けておき、DMRSが送信されているアンテナポートを各端末装置3に通知することにより、線形データ信号の多重位置を通知するように制御しても良い。   The mapping information indicating how the linear data signal and the nonlinear data signal are multiplexed needs to be understood by the terminal device 3 as well. As a method of notifying the mapping information, it may be notified separately by control information, and if a periodic multiplexing method as shown in FIG. 19 is used, linear data is transmitted between the base station apparatus 1 and the terminal apparatus 3. An interval at which signals are multiplexed may be determined in advance. Note that the multiplexing interval of the linear data signal is associated with the antenna port to which the DMRS is transmitted, and the antenna port to which the DMRS is transmitted is notified to each terminal device 3, thereby notifying the multiplexing position of the linear data signal. You may control to do.

非線形データの多重方法については、特定の方法に限定されるものではない。図19で示したように周期的に多重しても良いし、極端な場合においては、ある特定の端末装置3宛ての信号は線形データ信号とし、それ以外の端末装置3宛ての信号は非線形データ信号とするように制御しても良い。ただし、非線形データ信号の位置をDMRSが送信されているアンテナポートより推定できるように、特定の規則性に基づいて多重することが望ましい。   The nonlinear data multiplexing method is not limited to a specific method. As shown in FIG. 19, the signals may be periodically multiplexed. In an extreme case, a signal addressed to a specific terminal device 3 is a linear data signal, and other signals addressed to the terminal device 3 are nonlinear data. You may control so that it may become a signal. However, it is desirable to multiplex based on specific regularity so that the position of the nonlinear data signal can be estimated from the antenna port through which DMRS is transmitted.

図18に戻り、摂動ベクトル探査部303における摂動項の探査が終了した後、送信信号生成部305において送信データベクトルに対する送信信号ベクトルを生成する(ステップS505)。その後、生成された送信信号ベクトルに対する電力正規化を行なうことで、プリコーディング部107の出力となる送信信号ベクトルを算出する(ステップS506)。電力正規化の方法としては、第3の実施形態と同様に、複数のリソースから構成されるリソースブロック毎に正規化を行なっても良いが、第4の実施形態では、DMRSベクトル部分と、送信データベクトル部分とで、摂動項が加算されている信号の割合が同一となる。よって、第1および第2の実施形態と同様に、リソース毎に電力正規化を行なっても構わない。   Returning to FIG. 18, after the search for the perturbation term in the perturbation vector search unit 303 is completed, the transmission signal generation unit 305 generates a transmission signal vector for the transmission data vector (step S505). Thereafter, power normalization is performed on the generated transmission signal vector to calculate a transmission signal vector to be output from the precoding unit 107 (step S506). As a method of power normalization, normalization may be performed for each resource block composed of a plurality of resources, as in the third embodiment, but in the fourth embodiment, a DMRS vector portion and a transmission The ratio of the signal to which the perturbation term is added is the same in the data vector portion. Therefore, as in the first and second embodiments, power normalization may be performed for each resource.

[4.3 端末装置3]
端末装置3の構成は図9と同じであり、各装置で行なわれる信号処理も第3の実施形態とほぼ同様であるが、伝搬路補償部417およびチャネル復号部423における信号処理が異なる。
[4.3 Terminal device 3]
The configuration of the terminal device 3 is the same as in FIG. 9 and the signal processing performed in each device is substantially the same as in the third embodiment, but the signal processing in the propagation path compensation unit 417 and the channel decoding unit 423 is different.

伝搬路補償部417においては、データ信号に対して、DMRSによって推定された伝搬路推定値に基づいたチャネル等化が行なわれる事は、第3の実施形態と同様であるが、第4の実施形態においては、その後で行なわれていたmodulo演算については、伝搬路補償部417では行なわない。   In the channel compensation unit 417, the channel equalization based on the channel estimation value estimated by the DMRS is performed on the data signal as in the third embodiment. In the embodiment, the modulo calculation performed after that is not performed by the propagation path compensation unit 417.

続いて、チャネル復号部423における信号処理について説明する。以下では、データ信号に対して適用されているチャネル符号について、その復号に、受信された信号の対数尤度比(Log Likelihood Ratio(LLR))が必要となる復号(例えば、Log-MAP復号等)が適用されているものとする。以下では、第4の実施形態におけるチャネル復号部423におけるLLRの算出方法について説明する。   Next, signal processing in the channel decoding unit 423 will be described. In the following, for channel codes applied to data signals, decoding that requires a log likelihood ratio (LLR) of the received signal for decoding (for example, Log-MAP decoding, etc.) ) Shall apply. Hereinafter, an LLR calculation method in the channel decoding unit 423 in the fourth embodiment will be described.

プリコーディング部107の説明でも述べたように、第4の実施形態で、各端末装置3に受信されているデータ信号には、線形データ信号と非線形データ信号とが混在して受信されている。各端末装置3は、基地局装置1から別に通知されている制御情報や、DMRSが送信されているアンテナポートを通知するための制御情報等により、受信されたデータ信号が線形データ信号と非線形データ信号のいずれであるかを把握出来ているものとする。チャネル復号部423では、受信されているデータ信号の種類に応じて、LLRの算出方法を変更する。   As described in the description of the precoding unit 107, in the fourth embodiment, a linear data signal and a nonlinear data signal are mixedly received in the data signal received by each terminal device 3. Each terminal device 3 receives a linear data signal and nonlinear data based on control information separately notified from the base station device 1 or control information for notifying an antenna port to which DMRS is transmitted. It is assumed that it is possible to grasp which of the signals. Channel decoding section 423 changes the LLR calculation method according to the type of data signal being received.

今、基地局装置1のプリコーディングおよび端末装置3のチャネル等化が理想的に行なわれたものとし、線形データ信号と非線形データ信号の受信信号をそれぞれrおよびrで表すものとする。それぞれは式(23)で与えられる。なお、簡単のため、リソース等を示すインデックスは全て省略して記載している。 Now, it is assumed that precoding of the base station apparatus 1 and channel equalization of the terminal apparatus 3 are ideally performed, and the received signals of the linear data signal and the nonlinear data signal are represented by r L and r N , respectively. Each is given by equation (23). For simplicity, all indexes indicating resources and the like are omitted.

Figure 0005909104
Figure 0005909104

ここで、n’は、チャネル等化後の等価雑音を表す。また送信シンボルdは簡単のため、BPSK変調信号であるものとする。   Here, n ′ represents equivalent noise after channel equalization. For simplicity, the transmission symbol d is assumed to be a BPSK modulated signal.

はじめに、線形データ信号が受信された場合のLLRの算出方法について説明する。LLRは送信シンボルがd=+1、つまり送信ビットとして‘1’が送信された場合の受信信号rの条件付き確率p(r|d=+1)と、送信シンボルがd=−1、つまり送信ビットとして‘0’が送信された場合の受信信号rの条件付き確率p(r|d=−1)との比の対数をとることで算出される。 First, an LLR calculation method when a linear data signal is received will be described. The LLR has a conditional probability p (r L | d = + 1) of the received signal r L when the transmission symbol is d = + 1, that is, “1” is transmitted as a transmission bit, and the transmission symbol is d = −1. It is calculated by taking the logarithm of the ratio with the conditional probability p (r L | d = −1) of the reception signal r L when “0” is transmitted as the transmission bit.

一方、非線形データ信号が受信された場合のLLRの算出方法では、線形データ信号と同様に、送信シンボルがd=+1、つまり送信ビットとして‘1’が送信された場合の受信信号rの条件付き確率を求めるが、データ信号に加算されている摂動項を考慮した条件付き確率を求める必要がある。つまり、d=+1のみではなく、d=+1±2δ、+1±4δ、・・・である場合の条件付き確率を求め、それぞれを全て足し合わせたものが、送信ビットが‘1’である場合の条件付き確率となる。しかし、全ての摂動項を考慮するのは困難であるから、d=+1±2δ、+1±4δ、・・・のうち、受信信号に最も近い点のみを考慮すれば良い。送信ビットが0である場合の条件付き確率についても同様に求め、二つの確率の比の対数を取ることで、非線形データ信号のLLRが算出できる。 On the other hand, in the LLR calculation method when a non-linear data signal is received, the condition of the received signal r N when the transmission symbol is d = + 1, that is, “1” is transmitted as the transmission bit, as with the linear data signal. It is necessary to obtain a conditional probability in consideration of the perturbation term added to the data signal. That is, when not only d = + 1 but also the conditional probabilities in the case of d = + 1 ± 2δ, + 1 ± 4δ,..., And all of them are added, the transmission bit is “1” The conditional probability of However, since it is difficult to consider all the perturbation terms, only the point closest to the received signal among d = + 1 ± 2δ, + 1 ± 4δ,. The conditional probability when the transmission bit is 0 is similarly obtained, and the LLR of the nonlinear data signal can be calculated by taking the logarithm of the ratio of the two probabilities.

通常、受信電力が同一であった場合、線形データ信号のLLRと非線形データ信号のLLRでは、線形データ信号のLLRの方が精度の高い値を取ることができる。よって、第4の実施形態のように、線形データ信号と非線形データ信号とを混在させて送信することで、全て非線形データ信号としてチャネル復号を行なう場合と比較して、高い誤り訂正能力を得ることが可能である。   Usually, when the received power is the same, the LLR of the linear data signal and the LLR of the non-linear data signal can take values with higher accuracy. Therefore, as in the fourth embodiment, a linear data signal and a non-linear data signal are mixed and transmitted, so that a high error correction capability can be obtained as compared with the case where channel decoding is performed as a non-linear data signal. Is possible.

第4の実施形態では、DMRSとデータ信号とを空間多重する場合と同様に、送信データベクトルに含まれる一部のデータ信号についても、摂動項の加算を行なわない方法を対象とした。この方法によれば、チャネル符号化による符号化利得を向上させることが可能となる。   In the fourth embodiment, as in the case where DMRS and data signals are spatially multiplexed, a method in which perturbation terms are not added is also targeted for some data signals included in the transmission data vector. According to this method, it is possible to improve the coding gain by channel coding.

[5.全実施形態共通]
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。
[5. Common to all embodiments]
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design and the like within the scope of the present invention are also within the scope of the claims. include.

本発明に関わる移動局装置および基地局装置1で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、CPU等を制御するプログラム(コンピュータを機能させるプログラム)である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にRAMに蓄積され、その後、各種ROMやHDDに格納され、必要に応じてCPUによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体(例えば、ROM、不揮発性メモリカード等)、光記録媒体(例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等)、磁気記録媒体(例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等)等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。   The program that operates in the mobile station apparatus and the base station apparatus 1 related to the present invention is a program (a program that causes a computer to function) that controls the CPU and the like so as to realize the functions of the above-described embodiments related to the present invention. Information handled by these devices is temporarily stored in the RAM at the time of processing, then stored in various ROMs and HDDs, read out by the CPU, and corrected and written as necessary. As a recording medium for storing the program, a semiconductor medium (for example, ROM, nonvolatile memory card, etc.), an optical recording medium (for example, DVD, MO, MD, CD, BD, etc.), a magnetic recording medium (for example, magnetic tape, Any of a flexible disk etc. may be sufficient. In addition, by executing the loaded program, not only the functions of the above-described embodiment are realized, but also based on the instructions of the program, the processing is performed in cooperation with the operating system or other application programs. The functions of the invention may be realized.

また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における移動局装置および基地局装置1の一部、または全部を典型的には集積回路であるLSIとして実現してもよい。移動局装置および基地局装置1の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。   In the case of distribution in the market, the program can be stored and distributed in a portable recording medium, or transferred to a server computer connected via a network such as the Internet. In this case, the storage device of the server computer is also included in the present invention. Moreover, you may implement | achieve part or all of the mobile station apparatus and base station apparatus 1 in embodiment mentioned above as LSI which is typically an integrated circuit. Each functional block of the mobile station apparatus and the base station apparatus 1 may be individually made into a processor, or a part or all of them may be integrated into a processor. Further, the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. In addition, when an integrated circuit technology that replaces LSI appears due to progress in semiconductor technology, an integrated circuit based on the technology can also be used.

1 基地局装置
3、3−1、3−2、3−3、3−4、3−u、3−U 端末装置
101 チャネル符号化部
103 データ変調部
105 マッピング部
107 プリコーディング部
109 アンテナ部
111 制御情報取得部
113 CSI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 線形フィルタ生成部
303 摂動ベクトル探査部
305 送信信号生成部
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
415 無線送信部
417 伝搬路補償部
419 デマッピング部
421 データ復調部
423 チャネル復号部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base station apparatus 3, 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 3-u, 3-U terminal apparatus 101 Channel encoding part 103 Data modulation part 105 Mapping part 107 Precoding part 109 Antenna part 111 control information acquisition unit 113 CSI acquisition unit 201 IFFT unit 203 GI insertion unit 205 wireless transmission unit 207 wireless reception unit 209 antenna 301 linear filter generation unit 303 perturbation vector search unit 305 transmission signal generation unit 401 antenna 403 wireless reception unit 405 GI removal Unit 407 FFT unit 409 reference signal separation unit 411 propagation channel estimation unit 413 feedback information generation unit 415 wireless transmission unit 417 propagation channel compensation unit 419 demapping unit 421 data demodulation unit 423 channel decoding unit

Claims (9)

複数のアンテナを備え、複数の無線受信装置に対してマルチユーザMIMO(Multiple
input multiple output)伝送を行なう無線送信装置であって、
前記複数の無線受信装置それぞれに対して送信される固有参照信号および前記固有参照信号の宛先以外の少なくとも一つの前記無線受信装置宛てのデータ信号を要素とし、前記各要素が同一の無線リソースで空間多重されるDMRS(Demodulation reference signal)ベクトルに対してプリコーディングを行ない、
前記DMRSベクトルに含まれる固有参照信号に対しては、線形プリコーディングを行ない、
前記プリコーディングしたDMRSベクトルを空間多重して前記各無線受信装置へ送信することを特徴とする無線送信装置。
Multi-user MIMO (Multiple MIMO) for multiple wireless receivers with multiple antennas
input multiple output) a wireless transmission device that performs transmission,
A unique reference signal transmitted to each of the plurality of wireless reception devices and a data signal addressed to at least one wireless reception device other than the destination of the unique reference signal are used as elements, and each element is a space with the same radio resource. Precoding is performed on a DMRS (Demodulation Reference Signal) vector to be multiplexed,
Linear precoding is performed on the unique reference signal included in the DMRS vector,
A radio transmitting apparatus, wherein the pre-coded DMRS vector is spatially multiplexed and transmitted to each radio receiving apparatus.
前記複数の無線受信装置宛てのデータ信号を要素とし、前記各要素が同一の無線リソースで空間多重される送信データベクトルと、前記DMRSベクトルに対して、それぞれ異なる無線リソースにおいて、前記送信データベクトルおよび前記DMRSベクトルに含まれているデータ信号に非線形プリコーディングを行なうことを特徴とする請求項1記載の無線送信装置。   A transmission data vector in which the data signals addressed to the plurality of radio reception devices are elements, and each element is spatially multiplexed with the same radio resource, and the transmission data vector and the DMRS vector in different radio resources. The radio transmission apparatus according to claim 1, wherein nonlinear precoding is performed on a data signal included in the DMRS vector. 前記送信データベクトルおよび前記DMRSベクトルのそれぞれに対し、少なくとも一つの前記無線リソースにおける送信電力の総和を一定とする電力正規化項を乗算することを特徴とする請求項1または請求項2記載の無線送信装置。 3. The radio according to claim 1, wherein each of the transmission data vector and the DMRS vector is multiplied by a power normalization term that makes a sum of transmission powers in at least one of the radio resources constant. Transmitter device. 前記送信データベクトルに乗算される電力正規化項と前記DMRSベクトルに乗算される電力正規化項の比と、前記固有参照信号の位相とが関連付けられていることを特徴とする請求項3記載の無線送信装置。 The ratio of a power normalization term to be multiplied to the transmission data vector and a power normalization term to be multiplied to the DMRS vector, and a phase of the unique reference signal are associated with each other . Wireless transmission device. 前記プリコーディングでは、前記送信データベクトルおよび前記DMRSベクトルにそれぞれオーダリングを施し、
前記送信データベクトルに施されるオーダリングと、前記DMRSベクトルに施されるオーダリングとが共通であることを特徴とする請求項2記載の無線送信装置。
In the precoding, the transmission data vector and the DMRS vector are each ordered.
The radio transmission apparatus according to claim 2, wherein the ordering applied to the transmission data vector and the ordering applied to the DMRS vector are common .
前記送信データベクトルには、第1のデータ信号および第2のデータ信号が含まれ、
前記第1のデータ信号が送信される無線リソースは、前記固有参照信号が送信される無線リソースと関連付けられていることを特徴とする請求項2記載の無線送信装置。
The transmission data vector includes a first data signal and a second data signal,
The radio transmission apparatus according to claim 2 , wherein the radio resource to which the first data signal is transmitted is associated with the radio resource to which the unique reference signal is transmitted .
少なくとも一つのアンテナを備え、複数のアンテナを備えた無線送信装置からマルチユーザMIMO(Multiple input multiple output)伝送された無線信号を受信する無線受信装置であって、A radio reception device that includes at least one antenna and receives a radio signal transmitted by a multi-user MIMO (Multiple input multiple output) from a radio transmission device having a plurality of antennas,
前記無線送信装置から、複数の無線受信装置宛てのデータ信号を要素とする送信データベクトル、並びに、複数の無線受信装置それぞれに対して送信される固有参照信号および前記固有参照信号の宛先以外の少なくとも一つの無線受信装置宛てのデータ信号を要素とするDMRS(Demodulation reference signal)ベクトルが、それぞれ異なる無線リソースにおいて、プリコーディングされ、空間多重されて送信された無線信号を受信し、A transmission data vector whose elements are data signals addressed to a plurality of radio reception devices from the radio transmission device, and a unique reference signal transmitted to each of the plurality of radio reception devices and at least other than the destination of the unique reference signal DMRS (Demodulation Reference Signal) vectors whose elements are data signals addressed to one radio reception apparatus receive radio signals that are precoded and spatially multiplexed in different radio resources,
自装置宛ての固有参照信号に基づいて、伝搬路状態を推定して伝搬路状態情報を生成し、Based on the unique reference signal addressed to its own device, the propagation path state is estimated to generate propagation path state information,
前記送信データベクトルに乗算される電力正規化項と前記DMRSベクトルに乗算される電力正規化項との比と、前記自装置宛ての固有参照信号の位相とが関連付けられており、A ratio between a power normalization term multiplied by the transmission data vector and a power normalization term multiplied by the DMRS vector, and a phase of the unique reference signal addressed to the own device are associated;
前記自装置宛ての固有参照信号の位相に基づいて、前記伝搬路状態情報を補正し、Based on the phase of the unique reference signal addressed to the device itself, correct the propagation path state information,
前記伝搬路状態情報に基づいて、前記送信データベクトルと前記DMRSベクトルに含まれる自装置宛てのデータ信号を復調することを特徴とする無線受信装置。A radio receiving apparatus that demodulates a data signal addressed to the own apparatus included in the transmission data vector and the DMRS vector based on the propagation path state information.
前記自装置宛ての固有参照信号が含まれているDMRSベクトルが送信されている無線リソースの位置に基づいて、前記送信データベクトルおよび前記DMRSベクトルに含まれる自装置宛てのデータ信号を復調する方法を切り替えることを特徴とする請求項7記載の無線受信装置。 A method of demodulating a data signal addressed to the own device included in the transmission data vector and the DMRS vector based on a position of a radio resource in which a DMRS vector including a unique reference signal addressed to the own device is transmitted. The radio reception apparatus according to claim 7, wherein the radio reception apparatus is switched . 複数のアンテナを備え、複数の無線受信装置に対してマルチユーザMIMO(MultipleMulti-user MIMO (Multiple MIMO) for multiple wireless receivers with multiple antennas
input multiple output)伝送を行なう無線送信装置に適用されるプリコーディング方法であって、input multiple output) a precoding method applied to a wireless transmission device that performs transmission,
前記複数の無線受信装置それぞれに対して送信される固有参照信号および前記固有参照信号の宛先以外の少なくとも一つの前記無線受信装置宛てのデータ信号を要素とし、前記各要素が同一の無線リソースで空間多重されるDMRS(Demodulation reference signal)ベクトルに対してプリコーディングを行ない、A unique reference signal transmitted to each of the plurality of wireless reception devices and a data signal addressed to at least one wireless reception device other than the destination of the unique reference signal are used as elements, and each element is a space with the same radio resource. Precoding is performed on a DMRS (Demodulation Reference Signal) vector to be multiplexed,
前記DMRSベクトルに含まれる固有参照信号に対しては、線形プリコーディングを行なうことを特徴とするプリコーディング方法。A precoding method comprising performing linear precoding on a specific reference signal included in the DMRS vector.
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