JP6047743B2 - Wireless communication system, wireless communication apparatus, and wireless communication method - Google Patents

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この発明は、複数のアンテナを有する基地局と、端末装置の存在する無線通信システムに関し、より特定的には、MIMO(Multiple Input Multiple Output)通信の無線通信システムにおける復号処理技術に関連する、無線通信システム、無線通信装置および無線通信方法に関する。   The present invention relates to a radio communication system in which a base station having a plurality of antennas and a terminal device exist, and more particularly, to a radio communication system related to a decoding processing technique in a radio communication system of MIMO (Multiple Input Multiple Output) communication. The present invention relates to a communication system, a wireless communication apparatus, and a wireless communication method.

近年、ユーザ数の増加やスマートフォンの普及等に伴い無線通信システムのトラフィック量が爆発的に増加している。   In recent years, with the increase in the number of users and the spread of smartphones, the traffic volume of wireless communication systems has increased explosively.

この傾向は今後益々加速すると予想されており、無線通信システムのトラフィック収容能力の著しい改善が急務である。無線通信システムの面的周波数利用効率の改善に向けては様々な手法が検討されており、中でも基地局当たりのアクティブユーザ数の減少ならびに基地局(BS)−移動端末(UE)間伝搬損失の低減を念頭においた小セル化や、セル内総スループットと各端末のスループットの双方を同時に改善するマルチユーザMIMO(Multi−Input Multi−Output;多入力多出力)伝送の高度化は面的周波数利用効率の改善に有効な手法として期待されている。   This trend is expected to accelerate further in the future, and there is an urgent need to significantly improve the traffic capacity of wireless communication systems. Various techniques have been studied for improving the surface frequency utilization efficiency of a wireless communication system, and in particular, the reduction in the number of active users per base station and the propagation loss between the base station (BS) and the mobile terminal (UE). Multi-input multi-output (multi-input multi-output) transmission that improves both the total intra-cell throughput and the throughput of each terminal at the same time, using planar frequency It is expected to be an effective method for improving efficiency.

ここで、MIMO技術は、その有効性から無線LAN(Local Area Network)(非特許文献1)や携帯電話(非特許文献2)など数多くの通信システムに採用されている。MIMO技術により高い効果を得るためには、一般にはMIMOを構成するアンテナ素子間の相関が低いこと、そのためには受信側の各アンテナ素子に到来する信号の伝搬路による位相や振幅の変化が出来るだけ独立となる事が望まれる。   Here, the MIMO technology is employed in many communication systems such as a wireless local area network (LAN) (Non-Patent Document 1) and a mobile phone (Non-Patent Document 2) because of its effectiveness. In order to obtain a high effect by the MIMO technology, generally, the correlation between the antenna elements constituting the MIMO is low, and for this purpose, the phase and amplitude can be changed by the propagation path of the signal arriving at each antenna element on the receiving side. It is desirable to be independent only.

しかし、送受信のアンテナが互いに見通しとなる環境などでは信号の強い直接波が支配的となり反射波の影響が相対的に減ることから伝搬経路の多様性が失われMIMOの効果が減ることがある。携帯電話等のシステムにおいて周波数の有効利用のために小セル化が行われるとより一層その可能性が高まる。   However, in an environment where the transmitting and receiving antennas are visible to each other, the strong direct wave is dominant and the influence of the reflected wave is relatively reduced. Therefore, the diversity of the propagation path is lost and the MIMO effect is reduced. If the cell size is reduced for effective use of frequency in a system such as a mobile phone, the possibility is further increased.

そして、複数のユーザを対象としたMIMO技術として、上述したマルチユーザMIMO技術について、すでにいくつかの提案がされている(特許文献1、特許文献2、特許文献3)。マルチユーザMIMOは、基地局(またはアクセスポイント)側に多数のアンテナ素子をもたせるとともに、端末側は比較的少数のアンテナ素子をもたせ、基地局と複数の端末とで同時に仮想的なMIMOチャネルを形成するものである。   And as a MIMO technique for a plurality of users, several proposals have already been made for the above-described multi-user MIMO technique (Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3). Multi-user MIMO has a large number of antenna elements on the base station (or access point) side and a relatively small number of antenna elements on the terminal side, so that a virtual MIMO channel can be formed simultaneously between the base station and a plurality of terminals. To do.

つまり、マルチユーザMIMO送信技術とは、送信局側において複数の送信アンテナから同一周波数同一タイミングで異なる独立な信号を複数の通信相手装置に送信し、複数の通信相手装置に接続されている受信アンテナ全体を巨大な受信アレーとみなして複数ユーザへの同時通信と周波数利用効率の向上を図る技術である。携帯電話システムの下りリンクにおいては、端末機器の大きさからアンテナ素子数が制限される事が多くMIMOによる空間多重効果に限界が生じるが、同一周波数・同一時刻で、複数の端末装置に信号を送信する下りリンクMU−MIMO(Multi−User MIMO)システムは、この様な状況でも大きな伝送容量を達成できる。   In other words, the multi-user MIMO transmission technology is a receiving antenna that transmits independent signals different from each other at the same frequency and same timing from a plurality of transmission antennas to a plurality of communication counterpart devices on the transmission station side and is connected to the plurality of communication counterpart devices. This is a technology that considers the entire system as a huge receiving array and improves simultaneous communication to multiple users and frequency utilization efficiency. In the downlink of a mobile phone system, the number of antenna elements is often limited due to the size of the terminal device, and there is a limit to the spatial multiplexing effect by MIMO, but signals are transmitted to multiple terminal devices at the same frequency and the same time. A downlink MU-MIMO (Multi-User MIMO) system for transmission can achieve a large transmission capacity even in such a situation.

このようなマルチユーザMIMOの手法は、たとえば、LTE(Long Term Evolution)や、LTE−A(Long Term Evolution Advanced;LTEの拡張)でも採用されている。(非特許文献3参照)
このようなマルチユーザMIMO技術には、線形MU−MIMO方式と非線形MU−MIMO方式とが知られている。
Such a multi-user MIMO technique is also adopted in, for example, LTE (Long Term Evolution) and LTE-A (Long Term Evolution Advanced: LTE). (See Non-Patent Document 3)
As such multi-user MIMO technology, a linear MU-MIMO scheme and a nonlinear MU-MIMO scheme are known.

下りリンクにおいて、線形MU−MIMO方式は、基地局装置が送信信号に線形フィルタを乗算して(線形プリコーディング)、端末装置を空間多重する技術である。   In the downlink, the linear MU-MIMO scheme is a technique in which a base station apparatus multiplies a transmission signal by a linear filter (linear precoding) and spatially multiplexes terminal apparatuses.

一方で、非線形MU−MIMO方式としては、たとえば、VP(Vector Perturbation)MU−MIMO方式や、THP(Tomlinson Harashima Precoding)MU−MIMO方式などがある(非特許文献4、特許文献4を参照)。   On the other hand, examples of the non-linear MU-MIMO system include a VP (Vector Perturbation) MU-MIMO system and a THP (Tomlinson Harashima Precoding) MU-MIMO system (see Non-Patent Document 4 and Patent Document 4).

すなわち、一般的なセルラシステムのように、各移動端末のアンテナ素子数が基地局の素子数に比べて少ない状況における下りリンク線形マルチユーザMIMO伝送では、基地局側でプリコーディング処理を行い、ストリーム分離を実現する。このプリコーディング手法としては、ゼロフォーシング(ZF:zero-forcing)規範や平均2乗誤差最小(MMSE:minimum mean square error)規範等に基づきアンテナ重みを生成し、これを送信シンボルに乗じて送信する空間フィルタリング(線形プリコーディング)が挙げられる。   That is, as in a general cellular system, in downlink linear multiuser MIMO transmission in a situation where the number of antenna elements of each mobile terminal is smaller than the number of elements of the base station, precoding processing is performed on the base station side, Achieve separation. As this precoding method, an antenna weight is generated based on a zero-forcing (ZF) standard, a minimum mean square error (MMSE) standard, and the like, and is transmitted by multiplying this by a transmission symbol. Examples include spatial filtering (linear precoding).

空間フィルタリングは、各受信アンテナ間の伝搬路相関が小さい場合に高いビームフォーミング利得が得られるが、伝搬路相関が大きい場合にはビームフォーミング利得が小さくなる。このため、各ストリームに対して同等の伝送性能を実現するにはビームフォーミング利得の小さいストリームに対するアンテナ重みのノルムを大きくする(すなわち、大きな送信電力を割り当てる)必要がある。しかし、送信機の総送信電力には上限があるため、このような場合は送信機における電力効率が劣化し、sum−rateの低下を引き起こす(非特許文献4)。   Spatial filtering provides a high beamforming gain when the channel correlation between the receiving antennas is small, but the beamforming gain decreases when the channel correlation is large. For this reason, in order to achieve the same transmission performance for each stream, it is necessary to increase the norm of the antenna weight for the stream having a small beamforming gain (that is, to allocate a large transmission power). However, since there is an upper limit on the total transmission power of the transmitter, in such a case, the power efficiency in the transmitter is degraded, causing a decrease in sum-rate (Non-Patent Document 4).

この問題の克服する手段の一つとして、上述した非線形プリコーディングの一種であるベクトルパータベーション法やTHP法が注目を集めている(非特許文献4,特許文献4)。たとえば、VP法はノルムの大きなアンテナ重みに起因する送信信号の平均ノルムの増大、すなわち電力効率の低下を抑えるために、摂動ベクトル(Perturbation Vector)と呼ばれるオフセットベクトルを各ストリームの送信シンボルに加算して信号送信を行う。この摂動ベクトルは受信信号に対して適切な格子サイズのモジュロ(modulo)演算を適用することで除去可能となるように生成される。具体的には、通常の1次変調信号点をIQ平面上に一定間隔で繰り返した拡大信号点配置を用い、拡大信号点中の1点を選択することで摂動ベクトルの付加された送信信号を生成する。   As one means for overcoming this problem, the vector perturbation method and the THP method, which are a kind of the above-described nonlinear precoding, are attracting attention (Non-patent Documents 4 and 4). For example, in the VP method, an offset vector called a perturbation vector is added to a transmission symbol of each stream in order to suppress an increase in average norm of a transmission signal caused by an antenna weight having a large norm, that is, a decrease in power efficiency. Signal transmission. This perturbation vector is generated so that it can be removed by applying a modulo operation of an appropriate lattice size to the received signal. Specifically, a transmission signal with a perturbation vector added can be obtained by selecting one of the enlarged signal points by using an enlarged signal point arrangement in which normal primary modulation signal points are repeated on the IQ plane at regular intervals. Generate.

すなわち、非線形プリコーディングを用いたMU−MIMOでは、QPSKやQAMなどのデジタル変調で使用する信号点を本来配置する空間の外側も使用する事でMIMOの性能劣化を防いでいる。   That is, in MU-MIMO using non-linear precoding, MIMO performance degradation is prevented by using the outside of the space where signal points used for digital modulation such as QPSK and QAM are originally arranged.

特開2005−328312号公報JP 2005-328312 A 特開2007−110664号公報JP 2007-110664 A 特開2009−177616号公報JP 2009-177616 A 特開2011−250073号公報JP 2011-250073 A

IEEE802.11n StandardIEEE802.11n Standard 3GPP Standard 36.211 Physical channels and modulation3GPP Standard 36.211 Physical channels and modulation 3GPP Technical Specification 36.211 v8.9.03GPP Technical Specification 36.211 v8.9.0 Hochwald, B.M. et al., ”A vector-perturbation technique for near-capacity multiantenna multiuser communication-part II: perturbation,” IEEE Transactions on Communications, vol.53, no.3, pp. 537-544, March 2005.Hochwald, B.M. et al., “A vector-perturbation technique for near-capacity multiantenna multiuser communication-part II: perturbation,” IEEE Transactions on Communications, vol.53, no.3, pp. 537-544, March 2005.

しかしながら、モジュロ格子サイズの適切な値は受信側では未知の値であるため、このようなモジュロ演算の操作では本来信号点を配置する空間と増加させた信号点が存在する空間との境界までの距離を受信側で推定する必要があり、この推定誤差が性能劣化の原因となる。推定誤差は外側へ行くほど大きくなる。   However, since an appropriate value of the modulo lattice size is an unknown value on the receiving side, in such a modulo calculation operation, the boundary between the space where the signal point is originally arranged and the space where the increased signal point exists is present. It is necessary to estimate the distance on the receiving side, and this estimation error causes performance degradation. The estimation error increases as going outward.

本発明の目的は、非線形MIMO通信において、モジュロ格子サイズの設定誤差の影響を低減して、受信性能を向上させることが可能な無線通信システム、無線通信装置および無線通信方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a wireless communication system, a wireless communication apparatus, and a wireless communication method capable of reducing the influence of a setting error of a modulo lattice size and improving reception performance in nonlinear MIMO communication. .

この発明のある局面に従うと、第1の無線通信装置と第2の無線通信装置との間で、所定の変調方式で変調された信号を非線形MIMO(Multiple Input Multiple Output)方式により無線通信する無線通信システムであって、第1の無線通信装置は、複数の第1のアンテナと、第2の無線通信装置に対する伝送路のチャネル状態に基づいて、非線形プリコーディングを行い、アンテナ指向性を制御するためのプリコーディング処理を実行するプリコーディング部と、プリコーディング部の出力を複数の第1のアンテナから所定の変調方式で送信するための送信処理部とを備え、第2の無線通信装置は、第2のアンテナと、第1の無線通信装置からの信号を所定の変調方式に対する復調処理を実行して受信するための受信処理部と、受信処理部からの信号に対し、モジュロ演算のためのモジュロ幅を推定し、拡大信号点配置における信号の格子位置を推定する格子位置推定部と、推定されたモジュロ幅により摂動ベクトルの影響を除去するためのモジュロ演算を行うモジュロ処理部と、モジュロ演算された信号に対して所定のコンスタレーションに基づく復調処理と、格子位置に基づき重みづけられた尤度値の算出とを行い、尤度値に応じて誤り訂正を行うための復号処理部とを備える。   According to an aspect of the present invention, a radio that wirelessly communicates a signal modulated by a predetermined modulation scheme between a first radio communication device and a second radio communication device by a non-linear MIMO (Multiple Input Multiple Output) scheme. In the communication system, the first wireless communication device performs nonlinear precoding and controls antenna directivity based on a plurality of first antennas and a channel state of a transmission path with respect to the second wireless communication device. A precoding unit that executes precoding processing for transmission, and a transmission processing unit for transmitting the output of the precoding unit from a plurality of first antennas using a predetermined modulation scheme, and the second wireless communication apparatus includes: A signal from the second antenna and the first wireless communication apparatus is received by performing demodulation processing for a predetermined modulation method Reception processing unit, a grid position estimation unit that estimates a modulo width for a modulo operation for a signal from the reception processing unit, and estimates a grid position of the signal in the expanded signal point arrangement, and an estimated modulo width A modulo processor that performs modulo operation to remove the influence of the perturbation vector, demodulation processing based on a predetermined constellation for the modulo-calculated signal, and calculation of a weighted likelihood value based on the grid position And a decoding processing unit for performing error correction according to the likelihood value.

好ましくは、格子位置に基づき重みづけられた尤度値は、拡大信号点配置における信号点の原点からの距離の増加に伴い、より小さくなるように重みづけられた尤度値である。   Preferably, the likelihood value weighted based on the lattice position is a likelihood value weighted so as to become smaller as the distance from the origin of the signal point in the enlarged signal point arrangement increases.

好ましくは、復号処理部は、重みづけられた尤度値に基づく軟判定処理により、誤り訂正を行う。   Preferably, the decoding processing unit performs error correction by a soft decision process based on the weighted likelihood value.

好ましくは、格子位置は、拡大信号点配置において、信号点が中心点から何個目のモジュロ格子に属するかを示す情報であり、格子位置に基づき重みづけられた尤度値は、所定の定数に対して格子位置を乗数とする値を重み係数とする。   Preferably, the grid position is information indicating how many modulo grids the signal point belongs to from the center point in the enlarged signal point arrangement, and the likelihood value weighted based on the grid position is a predetermined constant. A value having a grid position as a multiplier is used as a weighting factor.

好ましくは、非線形MIMO方式は、VP(Vector Perturbation)法である。   Preferably, the nonlinear MIMO method is a VP (Vector Perturbation) method.

この発明の他の局面に従うと、所定の変調方式で変調された信号を非線形MIMO方式により基地局から受信する無線通信装置であって、非線形MIMO方式では、非線形プリコーディングが実行されており、アンテナと、基地局からの信号を所定の変調方式に対する復調処理を実行して受信するための受信処理部と、受信処理部からの信号に対し、モジュロ演算のためのモジュロ幅を推定し、拡大信号点配置における信号の格子位置を推定する格子位置推定部と、推定されたモジュロ幅により摂動ベクトルの影響を除去するためのモジュロ演算を行うモジュロ処理部と、モジュロ演算された信号に対して所定のコンスタレーションに基づく復調処理と、格子位置に基づき重みづけられた尤度値の算出とを行い、尤度値に応じて誤り訂正を行うための復号処理部とを備える。   According to another aspect of the present invention, a wireless communication apparatus that receives a signal modulated by a predetermined modulation scheme from a base station by a nonlinear MIMO scheme, wherein nonlinear precoding is performed in the nonlinear MIMO scheme, and an antenna A reception processing unit for receiving a signal from the base station by performing demodulation processing for a predetermined modulation method, estimating a modulo width for a modulo operation for the signal from the reception processing unit, and expanding the signal A grid position estimator for estimating a grid position of a signal in a point arrangement, a modulo processor for performing a modulo operation for removing the influence of a perturbation vector by the estimated modulo width, and a predetermined modulo signal Performs demodulation processing based on constellation and calculation of likelihood values weighted based on lattice positions, and performs error correction according to the likelihood values. And a decoding processing unit for.

好ましくは、格子位置に基づき重みづけられた尤度値は、拡大信号点配置における信号点の原点からの距離の増加に伴い、より小さくなるように重みづけられた尤度値である。   Preferably, the likelihood value weighted based on the lattice position is a likelihood value weighted so as to become smaller as the distance from the origin of the signal point in the enlarged signal point arrangement increases.

好ましくは、復号処理部は、重みづけられた尤度値に基づく軟判定処理により、誤り訂正を行う。   Preferably, the decoding processing unit performs error correction by a soft decision process based on the weighted likelihood value.

好ましくは、格子位置は、拡大信号点配置において、信号点が中心点から何個目のモジュロ格子に属するかを示す情報であり、格子位置に基づき重みづけられた尤度値は、所定の定数に対して格子位置を乗数とする値を重み係数とする。   Preferably, the grid position is information indicating how many modulo grids the signal point belongs to from the center point in the enlarged signal point arrangement, and the likelihood value weighted based on the grid position is a predetermined constant. A value having a grid position as a multiplier is used as a weighting factor.

好ましくは、非線形MIMO方式は、VP法である。   Preferably, the nonlinear MIMO method is a VP method.

この発明のさらに他の局面に従うと、第1の無線通信装置と第2の無線通信装置との間で、所定の変調方式で変調された信号を非線形MIMO方式により無線通信する無線通信方法であって、第1の無線通信装置が、第2の無線通信装置に対する伝送路のチャネル状態に基づいて、非線形プリコーディングを行い、アンテナ指向性を制御するためのプリコーディング処理を実行するステップと、第1の無線通信装置が、プリコーディング処理後の信号を複数の第1のアンテナから所定の変調方式で送信するステップと、第2の無線通信装置が、第1の無線通信装置から第2のアンテナにより受信した信号を所定の変調方式に対する復調処理を実行して受信するステップと、第2の無線通信装置が、復調された信号に対し、モジュロ演算のためのモジュロ幅を推定し、拡大信号点配置における信号の格子位置を推定するステップと、第2の無線通信装置が、推定されたモジュロ幅により摂動ベクトルの影響を除去するためのモジュロ演算を行うステップと、第2の無線通信装置が、モジュロ演算された信号に対して所定のコンスタレーションに基づく復調処理と、格子位置に基づき重みづけられた尤度値の算出とを行い、尤度値に応じて誤り訂正を行うステップとを備える。   According to still another aspect of the present invention, there is provided a wireless communication method in which a signal modulated by a predetermined modulation method is wirelessly communicated by a nonlinear MIMO method between a first wireless communication device and a second wireless communication device. The first wireless communication apparatus performs non-linear precoding based on the channel state of the transmission path with respect to the second wireless communication apparatus, and executes precoding processing for controlling antenna directivity; A first wireless communication device transmitting a signal after precoding processing from a plurality of first antennas by a predetermined modulation method; and a second wireless communication device from a first wireless communication device to a second antenna. A step of performing demodulation processing for a predetermined modulation scheme and receiving the signal received by the second radio communication device for modulo operation on the demodulated signal; Estimating a modulo width and estimating a lattice position of the signal in the expanded signal point arrangement; and performing a modulo operation for the second wireless communication apparatus to remove the influence of the perturbation vector by the estimated modulo width; The second wireless communication apparatus performs demodulation processing based on a predetermined constellation for the modulo-calculated signal and calculation of a likelihood value weighted based on the lattice position, and according to the likelihood value Performing error correction.

本発明の無線通信システム、無線通信装置および無線通信方法によれば、非線形MIMO通信において、モジュロ格子サイズの設定誤差の影響を抑制して、受信性能を向上させることが可能である。   According to the wireless communication system, the wireless communication apparatus, and the wireless communication method of the present invention, it is possible to improve the reception performance by suppressing the influence of the setting error of the modulo lattice size in the nonlinear MIMO communication.

ベクトルパータベーションにおける拡大信号点配置を示す図である。It is a figure which shows the expansion signal point arrangement | positioning in vector perturbation. 受信側でモジュロ格子サイズの推定を行った結果、拡大信号点配置における推定誤差の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the estimation error in an expansion signal point arrangement | positioning as a result of estimating the modulo lattice size by the receiving side. 受信側で誤ったモジュロ境界が設定された結果、復号処理において生じる誤りを説明する図である。It is a figure explaining the error which arises in a decoding process as a result of having set the wrong modulo boundary by the receiving side. 実施の形態の無線通信システム10の構成を説明するための機能ブロック図である。It is a functional block diagram for demonstrating the structure of the radio | wireless communications system 10 of embodiment. 基地局1000における信号プロセッサ1204の構成を説明するための機能ブロック図である。3 is a functional block diagram for explaining a configuration of a signal processor 1204 in a base station 1000. FIG. 移動端末2000における信号プロセッサ2204の構成を説明するための機能ブロック図である。3 is a functional block diagram for explaining a configuration of a signal processor 2204 in the mobile terminal 2000. FIG. 基地局側と移動局側との処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process by the base station side and the mobile station side. 重み付け係数と拡大信号点配置との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a weighting coefficient and expansion signal point arrangement | positioning. QPSKについてのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result about QPSK. 16QAMについてのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result about 16QAM.

以下、本発明の実施の形態の無線通信システムについて、図に従って説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素および処理工程は、同一または相当するものであり、必要でない場合は、その説明は繰り返さない。   Hereinafter, a radio communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, components and processing steps given the same reference numerals are the same or equivalent, and the description thereof will not be repeated unless necessary.

また、以下の説明では、上述したLTE−Advancedで採用されるMU−MIMO方式の送受信の構成を基本的なシステム構成として、例にとって説明することとするが、本発明は、このような場合に限定されることなく、MIMO通信において、モジュロ演算を利用する非線形MIMO方式に適用することが可能である。   In the following description, the transmission / reception configuration of the MU-MIMO scheme employed in the above-described LTE-Advanced will be described as an example of a basic system configuration. However, the present invention is not limited to this case. Without being limited thereto, the MIMO communication can be applied to a nonlinear MIMO system using modulo arithmetic.

(システムの動作原理)
まず、一般的なシステムの動作原理の説明を行う。
(System operating principle)
First, the operation principle of a general system will be described.

そこで、以下では、ユーザ数がKの下りリンクマルチユーザMIMO伝送を想定する。また、送信アンテナ数をNt、移動端末当たりの受信アンテナ数をNrとする。従って、総受信アンテナ数はKNrである。ここでNt=KNrが成り立つとし、送信データストリーム数NdはNtに等しいとする。   Thus, in the following, downlink multi-user MIMO transmission with K users is assumed. The number of transmission antennas is Nt, and the number of reception antennas per mobile terminal is Nr. Therefore, the total number of receiving antennas is KNr. Here, it is assumed that Nt = KNr holds, and the transmission data stream number Nd is equal to Nt.

以下、単一のサブキャリアに着目して説明を行う。なお、(・)*、(・)Tならびに(・)Hは複素共役、転置行列、ならびに複素共役転置行列をそれぞれ表す。また、jは虚数単位、E[・]と|・|2(数式上は縦二重線)は、それぞれアンサンブル平均ならびに2乗ユークリッドノルムを表す。 Hereinafter, the description will be given focusing on a single subcarrier. In addition, (•) * , (•) T and (•) H represent a complex conjugate, a transposed matrix, and a complex conjugate transposed matrix, respectively. Further, j is an imaginary unit, and E [·] and | · | 2 (vertical double line in the equation) represent an ensemble average and a square Euclidean norm, respectively.

受信信号y=(y,y2,…yKNrTは次式で与える。 The received signal y = (y 1 , y 2 ,... Y KNr ) T is given by the following equation.

ここで、z=(z,z2,…zKNrTはプリコーディング後の送信信号ベクトル、Hはサイズが(KNr×Nt)の伝搬路行列、n=(n,n2,…nKNrTは加法性白色ガウス雑音(AWGN)ベクトルをそれぞれ表す。
(ベクトルパータベーション(VP))
以下では、非線形MIMOにおけるプリコーディングの例として、MMSE規範に基づくアンテナ重みを用いるベクトルパータベーションを想定するものとする。一般的な送信空間フィルタリングでは、送信シンボルベクトルx=(x,x2,…xKNrTに対してアンテナ重み行列Wを乗じて送信する、MMSE規範に基づくアンテナ重み行列Wは以下で与えられる。
Here, z = (z 1 , z 2 ,... Z KNr ) T is a transmission signal vector after precoding, H is a channel matrix of size (KNr × Nt), n = (n 1 , n 2 ,. n KNr ) T represents an additive white Gaussian noise (AWGN) vector, respectively.
(Vector perturbation (VP))
In the following, it is assumed that vector perturbation using antenna weight based on the MMSE standard is assumed as an example of precoding in nonlinear MIMO. In general transmission spatial filtering, a transmission symbol vector x = (x 1 , x 2 ,... X KNr ) T is multiplied by an antenna weight matrix W and transmitted, and an antenna weight matrix W based on the MMSE criterion is given by It is done.

ここで、H(ティルダ)(Hの上に“〜”がついたものを以後このように表記する)は送信側が伝搬路フィードバック等の手法により取得した伝搬路行列であり、Iはサイズが(KNr×Nt)の単位行列、γ0は受信側における平均SNR(signal-to-noise ratio)をそれぞれ表す。空間フィルタリングの送信信号ベクトルzは次式で与えられる。 Here, H (tilde) (the one with “˜” on H is described in this way) is a propagation path matrix acquired by the transmitting side by a technique such as propagation path feedback, and I has a size of ( KNr × Nt) unit matrix, γ 0 represents an average SNR (signal-to-noise ratio) on the receiving side. The transmission signal vector z for spatial filtering is given by the following equation.

ここで、Pは平均送信電力を表す。式(1)および式(3)から、電力正規化を行う前の送信信号Wxの2乗ユークリッドノルムγSFが小さくなるほど、受信SNRは大きくなることが分かる。 Here, P represents average transmission power. From Expression (1) and Expression (3), it can be seen that the received SNR increases as the square Euclidean norm γ SF of the transmission signal Wx before power normalization decreases.

そこで、ベクトルパータベーションはγSFを低減するために摂動ベクトルを送信シンボルに加算して送信する。その際、摂動ベクトルは付加情報を必要とせずに受信側で除去できる必要がある。 Therefore, in vector perturbation, a perturbation vector is added to a transmission symbol and transmitted in order to reduce γ SF . In this case, the perturbation vector needs to be removed on the receiving side without requiring additional information.

図1は、ベクトルパータベーションにおける拡大信号点配置を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing an enlarged signal point arrangement in vector perturbation.

上述したようなベクトルパータベーションの処理を実現するために、図1(a)に示すように、送信側では、通常の1次変調信号点をIQ平面上に一定間隔τで繰り返した拡大信号点配置を用いる。そして、電力正規化前の送信信号の平均2乗ユークリッドノルムが最小となるように、各ストリーム対して送信シンボルxiに対応する1点をそれぞれ選択する。これらは、以下の式(5)を満たすl(ティルダ)(英文字の上に“〜”を付したものを以下このように記載する)を探索する処理である。 In order to realize the vector perturbation processing as described above, as shown in FIG. 1A, on the transmission side, an enlarged signal point obtained by repeating normal primary modulation signal points on the IQ plane at a constant interval τ. Use the arrangement. Then, one point corresponding to the transmission symbol x i is selected for each stream so that the mean square Euclidean norm of the transmission signal before power normalization is minimized. These are processings for searching for l (tilde) satisfying the following expression (5) (hereinafter, a case where “˜” is added to an English letter is described in this way).

ここで、τl(l=(l1,…,lNdT)は拡大信号点配置上の送信シンボルベクトルと元の送信シンボルベクトルとの差に相当する摂動ベクトル、Lは拡大信号点配置のサイズ(摂動ベクトルの探索範囲)を示す整数値である。この結果、送信信号の電力正規化前平均2乗ユークリッドノルムは次式で表される。 Here, τl (l = (l 1 ,..., L Nd ) T ) is a perturbation vector corresponding to the difference between the transmission symbol vector on the expanded signal point arrangement and the original transmission symbol vector, and L is the expanded signal point arrangement. It is an integer value indicating the size (perturbation vector search range). As a result, the average square Euclidean norm before power normalization of the transmission signal is expressed by the following equation.

なお、以下では、拡大信号点配置における最小信号点距離が元の信号点配置におけるそれと同一となるようτを設定する。以上より、VP使用時の送信信号ベクトルは次式で表される。 In the following, τ is set so that the minimum signal point distance in the enlarged signal point arrangement is the same as that in the original signal point arrangement. From the above, the transmission signal vector when using VP is expressed by the following equation.

受信側ではプリコーディング誤差に起因する受信信号の位相誤差を補償した後に、図1(b)に示すように受信信号の各要素に対してモジュロ演算を適用することで摂動ベクトルの影響を除去する。第iストリームに対応する処理は次式で表される。 On the receiving side, after compensating the phase error of the received signal due to the precoding error, the influence of the perturbation vector is removed by applying a modulo operation to each element of the received signal as shown in FIG. . The process corresponding to the i-th stream is expressed by the following equation.

ここで、gi,i(ハット)(gの上に“^”がついたものを以下このように表記する。“^”は推定値であることを示す。)は第i受信アンテナにおける第iストリームのプリコーディング後伝搬路推定値を表す。最後に、摂動ベクトル除去後の受信信号yi(ティルダ)を用いてシンボル復調を行う。なお、τは、送信側のモジュロ幅(モジュロ格子サイズ)を表し、τ′は、受信側でのモジュロ幅を表す。 Here, g i, i (hat) (the one with “^” on g is expressed as follows. “^” Indicates an estimated value). Represents the post-precoding channel estimation value of i-stream. Finally, symbol demodulation is performed using the received signal y i ( tilde ) after removal of the perturbation vector. Note that τ represents the modulo width (modulo lattice size) on the transmission side, and τ ′ represents the modulo width on the reception side.

このような送信側のモジュロ幅τについての情報は、適切なタイミングで、送信側から受信側に通知されているものとする。   Information on the modulo width τ on the transmission side is notified from the transmission side to the reception side at an appropriate timing.

(モジュロ格子サイズ設定)
摂動ベクトルを除去するためのモジュロ格子サイズτ′は、通常は、HW〜Iの関係から、以下の式(10)のように設定される。
(Modulo grid size setting)
The modulo lattice size τ ′ for removing the perturbation vector is usually set as in the following equation (10) from the relationship of HW˜I.

しかし、実際にはγVPは受信側では未知な値であるため、何らかの手法によりτ′を設定する必要がある。 However, since γ VP is actually an unknown value on the receiving side, it is necessary to set τ ′ by some method.

たとえば、拡大信号点配置の格子サイズτと所望波成分のプリコーディング後伝搬路推定値gi,i(ハット)を用いて、式(11)に基づきモジュロ格子サイズの設定を行うことも可能である。 For example, it is also possible to set the modulo lattice size based on Equation (11) using the lattice size τ of the expanded signal point arrangement and the post-precoding propagation path estimation value g i, i (hat) of the desired wave component. is there.

ただし、MMSE重みに基づく空間フィルタリングは、残留干渉を許容して所望信号点からの平均2乗誤差を最小化するように働く。これは、所望波成分の受信電力は実際に受信される信号の電力よりも小さくなることを意味する。このため、所望波成分のプリコーディング伝搬路推定値gi,i(ハット)を用いて設定されたモジュロ格子サイズτ′(ハット)は、所望の値である式(10)の値よりも小さい値となる傾向にある。 However, spatial filtering based on MMSE weights works to allow residual interference and minimize the mean square error from the desired signal point. This means that the received power of the desired wave component is smaller than the power of the signal actually received. For this reason, the modulo lattice size τ ′ (hat) set by using the precoding propagation path estimation value g i, i (hat) of the desired wave component is smaller than the value of Expression (10) which is a desired value. It tends to be a value.

モジュロ格子サイズの推定値τ′(ハット)を推定する手法については、他にも提案はあるものの、推定誤差が存在することには、変わりはない。   Although there are other proposals for estimating the estimated value τ ′ (hat) of the modulo lattice size, there is no change in the existence of an estimation error.

さらに、図1(b)に示すように、このようなモジュロ演算により、受信信号点を拡大信号点配置から、本来の信号点配置にもどす処理を行うことは、信号点に対する尤度にも影響を与える。   Further, as shown in FIG. 1B, performing the process of returning the received signal point from the expanded signal point arrangement to the original signal point arrangement by such a modulo operation also affects the likelihood of the signal point. give.

すなわち、VP法やTHP法では、本来の送信シンボルをそのまま送信するときとτを格子サイズとして拡大した信号点のいずれかで送信するときがある。従来は、受信側ではτ´を格子サイズとしたモジュロ演算によって元の信号点に戻した後に、送信したであろう候補点との最小二乗距離から尤度値(LLR値)を求めていた。このとき、どの拡大信号点を使われていても尤度値の計算は同じとすることになる。   In other words, in the VP method and the THP method, there are a case where the original transmission symbol is transmitted as it is and a case where the transmission symbol is transmitted at any one of the signal points expanded with τ as the lattice size. Conventionally, on the receiving side, after returning to the original signal point by modulo calculation using τ ′ as the lattice size, the likelihood value (LLR value) is obtained from the least square distance to the candidate point that would have been transmitted. At this time, the calculation of the likelihood value is the same regardless of which enlarged signal point is used.

ただし、実際には、モジュロ演算操作では本来信号点を配置する空間と増加させた信号点が存在する空間との境界までの距離を受信側で推定する必要があり、この推定誤差推定誤差は外側へ行くほど大きくなる。したがって、本来は、尤度についても、拡大信号点配置での位置を考慮した計算を行うことが必要である。   However, in actuality, in the modulo operation, it is necessary to estimate the distance to the boundary between the space where the signal point is originally placed and the space where the increased signal point exists, and this estimation error estimation error is The bigger you go, the bigger it becomes. Therefore, it is originally necessary to calculate the likelihood in consideration of the position in the enlarged signal point arrangement.

そこで、本実施の形態では、図1(b)に示すように、拡大信号点配置での位置情報を考慮して、受信信号点の尤度値を計算する。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the likelihood value of the received signal point is calculated in consideration of the position information in the enlarged signal point arrangement.

図2は、受信側でモジュロ格子サイズの推定を行った結果、拡大信号点配置における推定誤差の影響を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating the influence of an estimation error in an enlarged signal point arrangement as a result of estimating the modulo lattice size on the receiving side.

モジュロ演算の格子サイズは受信側で未知のため伝搬路推定値から計算しなければならない。伝搬路推定誤差により格子サイズの設定誤差も引き起こされる。   Since the grid size of the modulo operation is unknown on the receiving side, it must be calculated from the propagation path estimation value. A grating size setting error is also caused by the propagation path estimation error.

図2に示すように、受信側でのモジュロ格子サイズの推定値τ′(ハット)が、本来のモジュロ格子サイズよりも小さい場合、正しいモジュロ境界と誤ったモジュロ境界との誤差は、拡大信号点配置において、原点から遠くなるほど、大きくなる。逆に、モジュロ格子サイズの推定値τ′(ハット)が、本来のモジュロ格子サイズよりも大きい場合でも同様である。   As shown in FIG. 2, when the estimated value τ ′ (hat) of the modulo lattice size on the receiving side is smaller than the original modulo lattice size, the error between the correct modulo boundary and the incorrect modulo boundary is the enlarged signal point. In the arrangement, the distance from the origin increases. Conversely, the same applies when the estimated value τ ′ (hat) of the modulo lattice size is larger than the original modulo lattice size.

したがって、より外側の拡大信号点が使われたときには確からしさがより低下していることになり、尤度値計算でも、このような事情を考慮することが必要である。   Accordingly, when the outer enlarged signal point is used, the probability is further lowered, and it is necessary to consider such a situation also in the likelihood value calculation.

図3は、受信側で誤ったモジュロ境界が設定された結果、復号処理において生じる誤りを説明する図である。   FIG. 3 is a diagram for explaining an error that occurs in the decoding process as a result of setting an incorrect modulo boundary on the receiving side.

信号点を、拡大信号点配置から、モジュロ演算により本来の信号点配置にもどす処理を「モジュロ演算によるリマッピング」と呼ぶことにする。   The process of returning the signal point from the enlarged signal point arrangement to the original signal point arrangement by modulo calculation is referred to as “remapping by modulo calculation”.

図3では、このような誤差を強調して説明している。   In FIG. 3, such an error is emphasized for explanation.

受信側でのモジュロ格子サイズの推定値τ′(ハット)が、本来のモジュロ格子サイズよりも小さいことにより、受信側での拡大信号点配置において、より原点から遠い側の信号点は、モジュロ演算によるリマッピングによって、本来のシンボル位置とは大きく異なった位置に、リマッピングされてしまうことがわかる。   Since the estimated value τ ′ (hat) of the modulo lattice size on the receiving side is smaller than the original modulo lattice size, the signal point farther from the origin in the enlarged signal point arrangement on the receiving side is modulo-calculated. It can be seen that the remapping by remapping is performed at a position that is significantly different from the original symbol position.

そこで、本実施の形態では、以下により詳しく説明するような方式により、信号点の尤度値に重みづけを行う処理をする。   Therefore, in the present embodiment, processing for weighting the likelihood value of the signal point is performed by a method described in more detail below.

(無線通信システムの概要)
図4は、本実施の形態の無線通信システム10の具体的構成を説明するための機能ブロック図である。
(Outline of wireless communication system)
FIG. 4 is a functional block diagram for explaining a specific configuration of radio communication system 10 of the present embodiment.

図4においては、ユーザ数をK=4、送信アンテナ数をNt=8、移動端末当たりの受信アンテナ数をNr=2とする。   In FIG. 4, the number of users is K = 4, the number of transmission antennas is Nt = 8, and the number of reception antennas per mobile terminal is Nr = 2.

図4を参照して、送信側の基地局1000は、送信信号をデジタル信号として符号化するなどの処理を行う信号処理部1200と、符号化された信号をアナログ信号へと変換して高周波信号にアップコンバートし、アンテナ1002−1〜1002−8から送信するためのRF処理部1100とを備える。   Referring to FIG. 4, base station 1000 on the transmission side includes a signal processing unit 1200 that performs processing such as encoding a transmission signal as a digital signal, and a high-frequency signal by converting the encoded signal into an analog signal. And RF processing section 1100 for transmitting from antennas 1002-1 to 1002-8.

ここで、図4では、例として、基地局1台、移動端末(移動局)4台による8×8MIMO構成を示しており、基地局1000には、アンテナが8本設けられている。基地局のアンテナ本数や、移動局の台数、移動局のアンテナ本数については、このような数に限定されるものでなない。   Here, FIG. 4 shows an 8 × 8 MIMO configuration with one base station and four mobile terminals (mobile stations) as an example, and the base station 1000 is provided with eight antennas. The number of base station antennas, the number of mobile stations, and the number of mobile station antennas are not limited to such numbers.

図4においては、RF処理部1100と信号処理部1200との間の信号伝達は、光通信で行われる構成となっている。信号伝達の方式も、光通信に限定されることなく、たとえば、RF処理部1100と信号処理部1200とが1つの筐体内に収められて、電気的な信号で信号の授受が行われる構成であってもよい。   In FIG. 4, signal transmission between the RF processing unit 1100 and the signal processing unit 1200 is performed by optical communication. The signal transmission method is not limited to optical communication. For example, the RF processing unit 1100 and the signal processing unit 1200 are housed in one housing, and signals are transmitted and received by electrical signals. There may be.

また、基地局1000においては、RF処理部1100は、アンテナ1002−1〜1002−8により受信した信号をダウンコンバートして、デジタル信号に変換する受信処理も実行し、信号処理部1200は、RF処理部1100からの信号をデジタル信号として復号処理化するなどの処理も行う。   In base station 1000, RF processing section 1100 also performs reception processing for down-converting signals received by antennas 1002-1 to 1002-8 and converting them into digital signals, and signal processing section 1200 performs RF processing. Processing such as decoding the signal from the processing unit 1100 as a digital signal is also performed.

すなわち、RF処理部1100は、アンテナ1002−1〜1002−8にそれぞれ対応して設けられ、高周波信号の送受信のフロントエンドとして機能するRF部1102−1〜1102−8と、RF部1102−1〜1102−8にそれぞれ対応して設けられ、送信号をデジタルアナログ変換し、受信信号をアナログデジタル変換するためのA/DおよびD/A変換部1104−1〜1104−8と、信号処理部1200とそれぞれ光通信で信号の授受を行うための光インタフェース(光I/F)部1106−1〜1106−8とを備える。   That is, the RF processing unit 1100 is provided corresponding to each of the antennas 1002-1 to 1002-8, and functions as a front end for transmitting and receiving a high-frequency signal. The RF unit 1102-1 to 1102-8 and the RF unit 1102-1 A / D and D / A converters 1104-1 to 1104-8, which are provided corresponding to each of .about.1102-8, convert the transmission signal into digital / analog, and convert the reception signal into analog / digital, and a signal processing unit. 1200 and optical interface (optical I / F) units 1106-1 to 1106-8 for transmitting and receiving signals through optical communication.

信号処理部1200は、RF処理部1100とそれぞれ光通信で信号の授受を行うための光I/F部1202−1〜1202−8と、光I/F部1202−1〜1202−8にそれぞれ対応して設けられ、送信信号の符号化や受信信号の復号化のデジタル信号処理を実行するための信号プロセッサ1204−1〜1204−8とを備える。   The signal processing unit 1200 includes optical I / F units 1202-1 to 1202-8 and optical I / F units 1202-1 to 1202-8 for transmitting and receiving signals to and from the RF processing unit 1100, respectively. Correspondingly, signal processors 1204-1 to 1204-8 are provided for executing digital signal processing for encoding transmission signals and decoding reception signals.

信号プロセッサ1204−1〜1204−8の構成については、後述する。   The configuration of the signal processors 1204-1 to 1204-8 will be described later.

一方、受信側の移動端末2000−1〜2000−4(なお、以下、移動端末を総称する必要がある場合は、移動端末2000と表記する)は、それぞれ、基本的に同様の構成を有するので、以下では、移動端末2000−1の構成について説明する。   On the other hand, mobile terminals 2000-1 to 2000-4 on the receiving side (hereinafter referred to as mobile terminal 2000 when mobile terminals need to be collectively referred to) have basically the same configuration. Hereinafter, the configuration of mobile terminal 2000-1 will be described.

移動端末2000−1は、送信信号をデジタル信号として符号化するなどの処理を行う信号処理部2200−1と、符号化された信号をアナログ信号へと変換して高周波信号にアップコンバートし、2本のアンテナ2002−1〜2002−2から送信するためのRF処理部2100−1とを備える。また、移動端末2000−1においても、RF処理部2100−1は、アンテナ2002−11〜2002−12により受信した信号をダウンコンバートして、デジタル信号に変換する受信処理も実行し、信号処理部2200−1は、RF処理部2100−1からの信号をデジタル信号として復号処理化するなどの処理も行う。   The mobile terminal 2000-1 has a signal processing unit 2200-1 that performs processing such as encoding a transmission signal as a digital signal, and converts the encoded signal into an analog signal and up-converts the signal into a high-frequency signal. And an RF processing unit 2100-1 for transmitting from the antennas 2002-1 to 2002-2. Also in the mobile terminal 2000-1, the RF processing unit 2100-1 also performs a reception process of down-converting a signal received by the antennas 2002-11 to 2002-12 and converting the signal into a digital signal. 2200-1 also performs processing such as decoding processing of the signal from the RF processing unit 2100-1 as a digital signal.

図4では、例として、移動端末2000−1でも、RF処理部2100−1と信号処理部2200−1との間の信号伝達は、光通信で行われる構成となっている。   In FIG. 4, as an example, also in the mobile terminal 2000-1, the signal transmission between the RF processing unit 2100-1 and the signal processing unit 2200-1 is performed by optical communication.

基地局1000の側と同様に、RF処理部2100−1は、アンテナ2002−11〜2002−12にそれぞれ対応して設けられ、高周波信号の送受信のフロントエンドとして機能するRF部2102−11〜2102−12と、RF部1102−11〜1102−12にそれぞれ対応して設けられ、送信号をデジタルアナログ変換し、受信信号をアナログデジタル変換するためのA/DおよびD/A変換部2104−11〜2104−12と、信号処理部1200とそれぞれ光通信で信号の授受を行うための光I/F部2106−11〜2106−12とを備える。   Similarly to the base station 1000 side, the RF processing unit 2100-1 is provided corresponding to each of the antennas 2002-11 to 2002-12, and functions as a front end for transmitting and receiving high-frequency signals. -12 and RF units 1102-11 to 1102-12, A / D and D / A converters 2104-11 for converting the transmission signals from digital to analog and converting the received signals from analog to digital, respectively. To 2104-12, and a signal processing unit 1200, and optical I / F units 2106-11 to 2106-12 for exchanging signals through optical communication, respectively.

信号処理部2200−1は、RF処理部2100−1とそれぞれ光通信で信号の授受を行うための光I/F部2202−11〜2202−12と、光I/F部2202−11〜2202−12にそれぞれ対応して設けられ、送信信号の符号化や受信信号の復号化のデジタル信号処理を実行するための信号プロセッサ2204−11〜2204−12とを備える。   The signal processing unit 2200-1 includes optical I / F units 2202-11 to 2202-12 and optical I / F units 2202-11 to 2202 for transmitting and receiving signals to and from the RF processing unit 2100-1, respectively. -12 and signal processors 2204-11 to 2204-12 for executing digital signal processing of transmission signal encoding and reception signal decoding.

信号プロセッサ2204−11〜2204−12の構成については、後述する。
(送信側信号プロセッサの構成)
図5は、基地局1000における信号プロセッサ1204(以下、信号プロセッサ1204−1〜1204−8を総称するときは、信号プロセッサ1204と呼ぶ)の構成を説明するための機能ブロック図である。
The configuration of the signal processors 2204-11 to 2204-12 will be described later.
(Configuration of transmitter signal processor)
FIG. 5 is a functional block diagram for explaining a configuration of a signal processor 1204 in the base station 1000 (hereinafter, the signal processors 1204-1 to 1204-8 are collectively referred to as the signal processor 1204).

なお、以下、マルチキャリアによる直交周波数分割多重 (OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を例にとって説明するが、上述した摂動ベクトルの加算の処理は、シングルキャリアの場合に適用することも可能である。   In the following description, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) using multicarriers will be described as an example, but the above-described perturbation vector addition processing can also be applied to a single carrier.

図5を参照して、信号プロセッサ1204は、受信データに対して、OFDM変調方式に対する復調処理(以下、「OFDM復調処理」と呼ぶ)を実行するOFDM復調部1210を備え、復調後の信号は、REデマッパ部1212において、リソースエレメントにデマッピングされる。デマッピングされた情報には、参照信号C−RSが含まれる。   Referring to FIG. 5, the signal processor 1204 includes an OFDM demodulator 1210 that performs demodulation processing (hereinafter referred to as “OFDM demodulation processing”) on the received data with respect to the OFDM modulation scheme. In the RE demapper unit 1212, the resource element is demapped. The demapped information includes the reference signal C-RS.

アップリンクチャネル評価部1214は、参照信号C−RSによりチャネル状態情報CSIを取得する。   The uplink channel evaluation unit 1214 acquires channel state information CSI using the reference signal C-RS.

信号分離部1216は、チャネル状態情報CSIを参照して、各アンテナからの信号に重みづけを行い、複数系統の信号のうちから所望の信号を分離する。レイヤデマッピング部1218により、各ストリームに対応する信号にデマッピングされ後、復調部1220で、たとえば、QAMに変調されていた信号が復調される。デスクランブル処理部1222でデスクランブルされた信号は、チャネル復号部1224により、誤り検出・誤り訂正などの処理が実行される。   The signal separation unit 1216 weights the signal from each antenna with reference to the channel state information CSI, and separates a desired signal from a plurality of systems of signals. After being demapped to a signal corresponding to each stream by the layer demapping unit 1218, the demodulating unit 1220 demodulates, for example, a signal that has been modulated into QAM. The signal descrambled by the descrambling processing unit 1222 is subjected to processing such as error detection and error correction by the channel decoding unit 1224.

フィードバック情報抽出部1226は、チャネル復号化された信号から、所定の基準に基づいて適切なプリコーディングウェイトとして選択されるウェイト行列を特定するためのフィードバックされた情報を抽出する。   The feedback information extraction unit 1226 extracts feedback information for specifying a weight matrix selected as an appropriate precoding weight based on a predetermined criterion from the channel-decoded signal.

チャネル符号化部1230は、たとえば、送信するデータに、誤り検出・誤り訂正のための符号化を行い、スクランブル処理部1232がスクランブル処理をした後、変調部1234は、送信シンボルをコンスタレーション上の所定の信号点に対応させる変調処理、たとえば、QAM変調処理を実行する。   For example, the channel coding unit 1230 performs coding for error detection and error correction on the data to be transmitted, and after the scramble processing unit 1232 performs the scramble processing, the modulation unit 1234 converts the transmission symbol into a constellation. A modulation process corresponding to a predetermined signal point, for example, a QAM modulation process is executed.

レイヤマッピング部1236により複数ストリームをマッピングした信号と、参照信号生成部1238が生成したチャネル推定用の参照信号DM−RSとに対して、プリコーディング部1240により、図1で説明したような「拡大信号点配置」に基づき、VP法における摂動ベクトルが加算され、プリコーディング処理が行われる。   The pre-encoding unit 1240 performs “enlargement” on the signal obtained by mapping the plurality of streams by the layer mapping unit 1236 and the reference signal DM-RS for channel estimation generated by the reference signal generation unit 1238 as described in FIG. Based on the “signal point arrangement”, perturbation vectors in the VP method are added and precoding processing is performed.

さらに、プリコーディング後の信号に、参照信号生成部1238が生成した端末側でのチャネル品質の評価用の参照信号C−RS,CSI−RSや同期信号などが、REマッパ1242によりリソースエレメントにマッピングされた後、OFDM変調部1244によりOFDM信号として変調処理がなされる。   Further, the reference signal C-RS, CSI-RS, and the synchronization signal for channel quality evaluation on the terminal side generated by the reference signal generation unit 1238 are mapped to the resource element by the RE mapper 1242 after the precoding. After that, the OFDM modulation unit 1244 performs modulation processing as an OFDM signal.

なお、プリコーディング部1240で行われるプリコーディング処理において、図1の「拡大信号点配置」に基づいて実行される摂動ベクトルの加算の処理については、上述したとおりである。
(受信側信号プロセッサの構成)
図6は、移動端末2000における信号プロセッサ2204(以下、信号プロセッサ2204−11〜2204−42を総称するときは、信号プロセッサ2204と呼ぶ)の構成を説明するための機能ブロック図である。
In addition, in the precoding process performed by the precoding unit 1240, the perturbation vector addition process executed based on the “enlarged signal point arrangement” in FIG. 1 is as described above.
(Receiver side signal processor configuration)
FIG. 6 is a functional block diagram for explaining the configuration of the signal processor 2204 (hereinafter, the signal processors 2204-11 to 2204-42 are collectively referred to as the signal processor 2204) in the mobile terminal 2000.

図6を参照して、信号プロセッサ1204は、受信データのパイロット信号によりフレーム同期を行うためのフレーム同期部2206と、受信データに対して、フレーム同期部2206の生成するタイミングに基づいてOFDM復調処理を実行するOFDM復調部2205とを備え、復調後の信号は、REデマッパ部2207において、リソースエレメントにデマッピングされる。デマッピングされた情報には、参照信号CSI−RSおよび参照信号DM−RSが含まれる。   Referring to FIG. 6, signal processor 1204 has a frame synchronization unit 2206 for performing frame synchronization with a pilot signal of received data, and an OFDM demodulation process based on the timing generated by frame synchronization unit 2206 for the received data The demodulated signal is demapped to resource elements in the RE demapper unit 2207. The demapped information includes the reference signal CSI-RS and the reference signal DM-RS.

ダウンリンクチャネル評価部2220は、参照信号CSI−RSにより伝搬路の推定を行い、チャネル状態情報CSIやノイズパワー、信号パワーなどを取得する。一方で、タウ評価部2208は、REデマッパ2206でデマッピングされた参照信号DM−RSにより、プリコーディング後伝搬路推定値を算出して、たとえば、上述した式(11)によりモジュロ演算におけるモジュロ幅を評価する。   The downlink channel evaluation unit 2220 estimates a propagation path using the reference signal CSI-RS, and acquires channel state information CSI, noise power, signal power, and the like. On the other hand, the tau evaluation unit 2208 calculates a post-coding channel estimation value from the reference signal DM-RS demapped by the RE demapper 2206, and, for example, the modulo width in the modulo operation by the above-described equation (11). To evaluate.

格子位置推定処理部2209は、以下の式(12)に従って、格子位置を推定する。   The lattice position estimation processing unit 2209 estimates the lattice position according to the following equation (12).

すなわち、格子位置l(ティルダ)とは、I成分またはQ成分が、それぞれ、拡大信号点配置において、原点を中心として、何個目の格子に属するかを示す。格子位置とは、より一般にいえば、「拡大信号点配置における信号点の原点からの距離を表す値」である。したがって、格子位置の値の計算の方法としては、上述したものに必ずしも限定されるものではない。 That is, the lattice position l (tilde) indicates to which lattice the I component or the Q component belongs with respect to the origin in the enlarged signal point arrangement. More generally, the lattice position is “a value representing the distance from the origin of the signal point in the enlarged signal point arrangement”. Therefore, the method of calculating the value of the lattice position is not necessarily limited to the above-described method.

なお、このようにして推定された格子位置の情報は、後の尤度計算に対する重み付け処理で使用できるように、たとえば、信号点の情報に付加ビットとして付加されてもよい。あるいは、この格子位置の情報を後の尤度計算に対する重み付け処理で使用できるのであれば、他の構成でもよい。   The information on the lattice position estimated in this way may be added as an additional bit to the information on the signal point, for example, so that it can be used in the weighting process for the later likelihood calculation. Alternatively, other configurations may be used as long as the information on the lattice position can be used in the weighting process for the later likelihood calculation.

モジュロ処理部2210は、評価されたモジュロ幅によりモジュロ演算を行う。   The modulo processing unit 2210 performs a modulo operation based on the evaluated modulo width.

ここで、参照信号CSI−RSは、プリコーディング重みを算出するために、いわば「素の伝搬路」の情報を取得するためのものであり、参照信号DM−RSは、プリコーディングの信号を復調するために「プリコーディング後の伝搬路」についての情報を取得するためのものである。   Here, the reference signal CSI-RS is used to obtain information on “primary propagation path” in order to calculate precoding weights, and the reference signal DM-RS demodulates a precoding signal. In order to do this, it is for acquiring information about “propagation path after precoding”.

モジュロ演算された結果に対して、レイヤデマッピング2212が、各レイヤへのデマッピング処理を行った後に、復調部2214において、たとえば、QAM変調されていた信号が復調される。この際、各信号点に対して尤度値(あるいは、対数尤度値LLRであってもよい)が算出される。   After the modulo operation is performed, the layer demapping 2212 performs demapping processing to each layer, and then the demodulator 2214 demodulates, for example, a signal that has been QAM modulated. At this time, a likelihood value (or a log likelihood value LLR) may be calculated for each signal point.

そして、復調された信号は、デスクランブル処理部2216で、デスクランブルされる。   The demodulated signal is descrambled by a descrambling processing unit 2216.

デスクランブルされた信号に対しては、重み付け処理部2215が、各信号点に関連付けられた尤度値に対して、以下のように格子位置の情報を用いて、重みをつける。   For the descrambled signal, the weighting processing unit 2215 weights the likelihood value associated with each signal point using the information on the grid position as follows.

図8は、このような重み付け係数と拡大信号点配置との関係を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between such weighting coefficients and enlarged signal point arrangement.

図8に示されるように、拡大信号点配置において、原点から遠ざかるほど、重み付け係数βmの値は小さくなる。   As shown in FIG. 8, in the enlarged signal point arrangement, the value of the weighting coefficient βm decreases as the distance from the origin increases.

すなわち、より一般にいえば、尤度値に付加される「重み」とは、「拡大信号点配置における信号点の原点からの距離の増加に伴い、より小さくなる重み」であればよく、必ずしも上述した構成に限られるものではない。   That is, more generally, the “weight” added to the likelihood value may be “a weight that becomes smaller as the distance from the origin of the signal point in the enlarged signal point arrangement increases”, and is not necessarily described above. The configuration is not limited to the above.

チャネル復号部2218は、重み付け処理がされた信号に対して、誤り検出・誤り訂正などの処理を実行する。この際、重みづけられた尤度値を使用して、誤り検出・誤り訂正を実行する。特に限定されないが、たとえば、ターボ符号の復号処理のように、軟判定を利用する場合の入力信号の尤度値として利用することができる。   Channel decoding section 2218 performs processing such as error detection and error correction on the weighted signal. At this time, error detection / error correction is executed using the weighted likelihood value. Although not particularly limited, for example, it can be used as a likelihood value of an input signal when soft decision is used as in the decoding process of a turbo code.

フィードバック情報挿入部2222は、ダウンリンクチャネル評価部2220での評価結果に応じて、フィードバックされるチャネル状態情報を生成する。   The feedback information insertion unit 2222 generates channel state information to be fed back according to the evaluation result in the downlink channel evaluation unit 2220.

チャネル符号化部2224は、たとえば、送信するデータに、誤り検出・誤り訂正のための符号化を行い、スクランブル処理部2226がスクランブル処理をした後、変調部2228は、送信シンボルをコンスタレーション上の所定の信号点に対応させる変調処理、たとえば、QAM変調処理を実行する。   For example, the channel encoding unit 2224 performs encoding for error detection / error correction on the data to be transmitted, and after the scramble processing unit 2226 performs the scramble processing, the modulation unit 2228 converts the transmission symbol into a constellation. A modulation process corresponding to a predetermined signal point, for example, a QAM modulation process is executed.

レイヤマッピング部2230により複数ストリームをマッピングした信号と、参照信号生成部2232が生成したチャネル推定用の参照信号DM−RS、チャネル品質の評価用の参照信号C−RS,CSI−RSや同期信号などが、REマッパ2234によりリソースエレメントにマッピングされた後、OFDM変調部2236によりOFDM信号として変調処理がなされる。   A signal obtained by mapping a plurality of streams by the layer mapping unit 2230, a reference signal DM-RS for channel estimation generated by the reference signal generation unit 2232, reference signals C-RS, CSI-RS for channel quality evaluation, a synchronization signal, and the like After being mapped to resource elements by the RE mapper 2234, the OFDM modulation unit 2236 performs modulation processing as an OFDM signal.

図7は、以上説明した基地局側と移動局側との処理を説明するためのフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart for explaining the processes on the base station side and the mobile station side described above.

図7では、基地局1000が送信側で、移動端末2000が受信側である。   In FIG. 7, the base station 1000 is the transmitting side, and the mobile terminal 2000 is the receiving side.

図7を参照して、送信側の基地局1000では、受信側からフィードバックされたチャネル状態情報に基づいて、MMSEの重み行列が計算され(S100)、MMSE重み行列に基づいて、加算される摂動ベクトルの演算処理が実行される(S102)。   Referring to FIG. 7, in base station 1000 on the transmission side, a weight matrix of MMSE is calculated based on channel state information fed back from the reception side (S100), and perturbation added based on the MMSE weight matrix Vector calculation processing is executed (S102).

さらに、摂動ベクトルが加算された信号に対してMMSEの重み行列が乗算されて、アンテナ1002−1〜1002−8から送信される(S104)。   Further, the signal added with the perturbation vector is multiplied by the MMSE weight matrix and transmitted from the antennas 1002-1 to 1002-8 (S104).

受信側の移動端末2000では、OFDM復調後の信号から抽出された参照信号CSI−RSにより伝搬路の推定が行われ、送信側にフィードバックされるチャネル状態情報が生成される(S110)。   In the mobile terminal 2000 on the receiving side, the propagation path is estimated by the reference signal CSI-RS extracted from the signal after OFDM demodulation, and channel state information fed back to the transmitting side is generated (S110).

さらに、受信側の移動端末2000のタウ評価部2208では、参照信号DM−RSにより、モジュロ幅の推定処理が実行される(S112)。   Further, the tau evaluation unit 2208 of the mobile terminal 2000 on the receiving side performs a modulo width estimation process using the reference signal DM-RS (S112).

続いて、格子位置推定処理部2209が、式(12)にしたがって、格子位置を推定する(S114)。   Subsequently, the lattice position estimation processing unit 2209 estimates the lattice position according to Expression (12) (S114).

続いて、受信側の移動端末2000では、OFDM復調後の信号に対してモジュロ演算が実行され(S116)、さらに、復調部2214における復調処理と尤度値の算出処理が実行されて(S118)、信号点の尤度値についての重み付け処理が、重み付け処理部2215により実行される(S120)。さらに、デスクランブル処理の後に、チャネル復号部2218において、重みづけられた尤度値を用いて、軟判定処理により誤り検出・誤り訂正などの処理が実行される(S122)。   Subsequently, the mobile terminal 2000 on the receiving side performs a modulo operation on the signal after OFDM demodulation (S116), and further executes a demodulation process and a likelihood value calculation process in the demodulation unit 2214 (S118). The weighting process for the likelihood value of the signal point is executed by the weighting processing unit 2215 (S120). Further, after descrambling processing, channel detection section 2218 performs processing such as error detection and error correction by soft decision processing using the weighted likelihood values (S122).

一方で、受信側の移動端末2000では、推定されたチャネル状態情報を送信側の基地局1000に対してフィードバックする(S124)。   On the other hand, the receiving-side mobile terminal 2000 feeds back the estimated channel state information to the transmitting-side base station 1000 (S124).

なお、送信側にフィードバックされる情報は、上述したようなチャネル状態情報そのものでもよいし、あるいは、チャネル状態情報に応じて、端末側で適切であるとして選択されたウェイト行列を特定するための情報であってもよい。
(計算機シミュレーション)
(シミュレーション結果)
図9は、QPSKについてのシミュレーション結果を示す図である。
The information fed back to the transmission side may be the channel state information itself as described above, or information for specifying a weight matrix selected as appropriate on the terminal side according to the channel state information. It may be.
(Computer simulation)
(simulation result)
FIG. 9 is a diagram illustrating simulation results for QPSK.

符号化率Rは、3/4とし、伝搬路モデル関しては見通しのある屋内オフィス環境を念頭に、WINNER II A1 LOSモデルを使用した。   The coding rate R was set to 3/4, and the WINNER II A1 LOS model was used for the propagation path model in consideration of the indoor office environment with a view.

ここで、WINNER II A1 LOSモデルについては、以下に開示がある。   Here, the WINNER II A1 LOS model is disclosed below.

”WINNER II channel models, Part I Channel models”IST-4-027756 WINNER II, D1.1.2 V1.2, Feb. 2008.
また、このシミュレーションの条件は、基地局アンテナ数8、移動局アンテナ数2、移動局数4、誤り訂正:Turbo復号(MAX Log-MAP、復号繰り返し数6、インタリーバ長6144@QPSK、5120@16QAM)である。
“WINNER II channel models, Part I Channel models” IST-4-027756 WINNER II, D1.1.2 V1.2, Feb. 2008.
The conditions of this simulation are as follows: 8 base station antennas, 2 mobile station antennas, 4 mobile stations, error correction: Turbo decoding (MAX Log-MAP, 6 decoding repetitions, interleaver length 6144 @ QPSK, 5120 @ 16QAM ).

従来方式(α=1)に対して、BER=10-2の所要SNRは、約1.5dB改善している。 Compared to the conventional method (α = 1), the required SNR of BER = 10 −2 is improved by about 1.5 dB.

図10は、16QAMについてのシミュレーション結果を示す図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating simulation results for 16QAM.

シミュレーションの条件は、図9の場合と同様である。   The simulation conditions are the same as in FIG.

従来方式(α=1)に対して、BER=10-2の所要SNRは、約1.0dB改善している。 Compared to the conventional method (α = 1), the required SNR of BER = 10 −2 is improved by about 1.0 dB.

以上説明したように、本実施の形態の無線通信システム、無線通信装置および無線通信方法によれば、非線形MIMO通信において、モジュロ格子サイズの設定誤差の影響を低減して、受信性能を向上させることが可能である。   As described above, according to the radio communication system, radio communication apparatus, and radio communication method of the present embodiment, it is possible to improve the reception performance by reducing the influence of the setting error of the modulo lattice size in the nonlinear MIMO communication. Is possible.

なお、以上の説明では、主として、本発明をVP法を具体例として説明したが、本発明は、このような構成に限定されるわけではなく、送信側で非線形プリコーディングを行い、受信側で、摂動ベクトルの影響を除去するためのモジュロ演算を実行する通信方式であれば、他の通信方式にも適用可能なものである。   In the above description, the present invention has been mainly described by taking the VP method as a specific example. However, the present invention is not limited to such a configuration, and nonlinear precoding is performed on the transmission side, and the reception side is configured. As long as the communication method executes a modulo operation for removing the influence of the perturbation vector, it can be applied to other communication methods.

今回開示された実施の形態は、本発明を具体的に実施するための構成の例示であって、本発明の技術的範囲を制限するものではない。本発明の技術的範囲は、実施の形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲の文言上の範囲および均等の意味の範囲内での変更が含まれることが意図される。   Embodiment disclosed this time is an illustration of the structure for implementing this invention concretely, Comprising: The technical scope of this invention is not restrict | limited. The technical scope of the present invention is shown not by the description of the embodiment but by the scope of the claims, and includes modifications within the wording and equivalent meanings of the scope of the claims. Is intended.

10 無線通信システム、1000 基地局、1002−1〜1002−8 アンテナ、1100 RF処理部、1200 信号処理部、1102−1〜1102−8 RF部、1104−1〜1104−8 A/DおよびD/A変換部、1204−1〜1204−8 信号プロセッサ、1240 プリコーディング部、2000−1〜2000−4 移動端末、2002−11〜2002−12 アンテナ、2100−1 RF処理部、2102−11〜2102−12 RF部、2104−11〜2104−12 A/DおよびD/A変換部、2200−1 信号処理部、2204−11〜2204−12 信号プロセッサ、2208 タウ評価部、2209 格子位置推定処理部、2210 モジュロ処理部、2214 復調部、2215 重みづけ処理部、2216 デスクランブル処理部、2218 チャネル復号部。   10 wireless communication system, 1000 base station, 1002-1 to 1002-8 antenna, 1100 RF processing unit, 1200 signal processing unit, 1102-1 to 1102-8 RF unit, 1104-1 to 1104-8 A / D and D / A conversion unit, 1204-1 to 1204-8 signal processor, 1240 precoding unit, 2000-1 to 2000-4 mobile terminal, 2002-11 to 2002-12 antenna, 2100-1 RF processing unit, 2102-11 2102-12 RF unit, 2104-11 to 2104-12 A / D and D / A conversion unit, 2200-1 signal processing unit, 2204-11 to 2204-12 signal processor, 2208 tau evaluation unit, 2209 lattice position estimation processing Unit, 2210 modulo processing unit, 2214 demodulation unit, 2215 weighting Processing section, 2216 descramble processing section, 2218 the channel decoding unit.

Claims (11)

第1の無線通信装置と第2の無線通信装置との間で、所定の変調方式で変調された信号を非線形MIMO(Multiple Input Multiple Output)方式により無線通信する無線通信システムであって、
前記第1の無線通信装置は、
複数の第1のアンテナと、
前記第2の無線通信装置に対する伝送路のチャネル状態に基づいて、非線形プリコーディングを行い、アンテナ指向性を制御するためのプリコーディング処理を実行するプリコーディング部と、
前記プリコーディング部の出力を前記複数の第1のアンテナから前記所定の変調方式で送信するための送信処理部とを備え、
前記第2の無線通信装置は、
第2のアンテナと、
前記第1の無線通信装置からの信号を前記所定の変調方式に対する復調処理を実行して受信するための受信処理部と、
前記受信処理部からの信号に対し、モジュロ演算のためのモジュロ幅を推定し、拡大信号点配置における信号の格子位置を推定する格子位置推定部と、
前記推定されたモジュロ幅により摂動ベクトルの影響を除去するためのモジュロ演算を行うモジュロ処理部と、
前記モジュロ演算された信号に対して所定のコンスタレーションに基づく復調処理と、前記格子位置に基づき重みづけられた尤度値の算出とを行い、前記尤度値に応じて誤り訂正を行うための復号処理部とを備える、無線通信システム。
A wireless communication system that performs wireless communication between a first wireless communication device and a second wireless communication device using a non-linear MIMO (Multiple Input Multiple Output) method, a signal modulated by a predetermined modulation method,
The first wireless communication device is:
A plurality of first antennas;
A precoding unit that performs non-linear precoding and performs precoding processing for controlling antenna directivity based on a channel state of a transmission path for the second wireless communication device;
A transmission processing unit for transmitting the output of the precoding unit from the plurality of first antennas by the predetermined modulation scheme;
The second wireless communication device is:
A second antenna;
A reception processing unit for receiving a signal from the first wireless communication apparatus by executing demodulation processing for the predetermined modulation method;
With respect to the signal from the reception processing unit, a modulo width for modulo calculation is estimated, and a lattice position estimation unit that estimates a lattice position of the signal in the expanded signal point arrangement;
A modulo processing unit for performing a modulo operation for removing the influence of a perturbation vector by the estimated modulo width;
A demodulation process based on a predetermined constellation for the modulo-calculated signal and a calculation of a likelihood value weighted based on the lattice position, and error correction is performed according to the likelihood value A wireless communication system comprising a decoding processing unit.
前記格子位置に基づき重みづけられた尤度値は、拡大信号点配置における信号点の原点からの距離の増加に伴い、より小さくなるように重みづけられた尤度値である、請求項1記載の無線通信システム。   The likelihood value weighted based on the lattice position is a likelihood value weighted so as to become smaller as the distance from the origin of the signal point in the enlarged signal point arrangement increases. Wireless communication system. 前記復号処理部は、前記重みづけられた尤度値に基づく軟判定処理により、前記誤り訂正を行う、請求項2記載の無線通信システム。   The wireless communication system according to claim 2, wherein the decoding processing unit performs the error correction by a soft decision process based on the weighted likelihood value. 前記格子位置は、前記拡大信号点配置において、信号点が中心点から何個目のモジュロ格子に属するかを示す情報であり、
前記格子位置に基づき重みづけられた尤度値は、所定の定数に対して前記格子位置を乗数とする値を重み係数とする、請求項2記載の無線通信システム。
The grid position is information indicating how many modulo grids the signal point belongs to from the center point in the enlarged signal point arrangement,
The wireless communication system according to claim 2, wherein the likelihood value weighted based on the lattice position uses a value obtained by multiplying a predetermined constant by the lattice position as a weighting factor.
前記非線形MIMO方式は、VP(Vector Perturbation)法である、請求項1記載の無線通信システム。   The wireless communication system according to claim 1, wherein the nonlinear MIMO scheme is a VP (Vector Perturbation) method. 所定の変調方式で変調された信号を非線形MIMO方式により基地局から受信する無線通信装置であって、
前記非線形MIMO方式では、非線形プリコーディングが実行されており、
アンテナと、
前記基地局からの信号を前記所定の変調方式に対する復調処理を実行して受信するための受信処理部と、
前記受信処理部からの信号に対し、モジュロ演算のためのモジュロ幅を推定し、拡大信号点配置における信号の格子位置を推定する格子位置推定部と、
前記推定されたモジュロ幅により摂動ベクトルの影響を除去するためのモジュロ演算を行うモジュロ処理部と、
前記モジュロ演算された信号に対して所定のコンスタレーションに基づく復調処理と、前記格子位置に基づき重みづけられた尤度値の算出とを行い、前記尤度値に応じて誤り訂正を行うための復号処理部とを備える、無線通信装置。
A wireless communication apparatus that receives a signal modulated by a predetermined modulation scheme from a base station by a nonlinear MIMO scheme,
In the nonlinear MIMO system, nonlinear precoding is performed,
An antenna,
A reception processing unit for receiving a signal from the base station by executing a demodulation process for the predetermined modulation scheme;
With respect to the signal from the reception processing unit, a modulo width for modulo calculation is estimated, and a lattice position estimation unit that estimates a lattice position of the signal in the expanded signal point arrangement;
A modulo processing unit for performing a modulo operation for removing the influence of a perturbation vector by the estimated modulo width;
A demodulation process based on a predetermined constellation for the modulo-calculated signal and a calculation of a likelihood value weighted based on the lattice position, and error correction is performed according to the likelihood value A wireless communication apparatus comprising: a decoding processing unit.
前記格子位置に基づき重みづけられた尤度値は、拡大信号点配置における信号点の原点からの距離の増加に伴い、より小さくなるように重みづけられた尤度値である、請求項6記載の無線通信装置。   The likelihood value weighted based on the grid position is a likelihood value weighted so as to become smaller as the distance from the origin of the signal point in the enlarged signal point arrangement increases. Wireless communication device. 前記復号処理部は、前記重みづけられた尤度値に基づく軟判定処理により、前記誤り訂正を行う、請求項7記載の無線通信装置。   The radio communication apparatus according to claim 7, wherein the decoding processing unit performs the error correction by a soft decision process based on the weighted likelihood value. 前記格子位置は、前記拡大信号点配置において、信号点が中心点から何個目のモジュロ格子に属するかを示す情報であり、
前記格子位置に基づき重みづけられた尤度値は、所定の定数に対して前記格子位置を乗数とする値を重み係数とする、請求項7記載の無線通信装置。
The grid position is information indicating how many modulo grids the signal point belongs to from the center point in the enlarged signal point arrangement,
The wireless communication apparatus according to claim 7, wherein the likelihood value weighted based on the lattice position is a weight coefficient that is a value that is a multiplier of the lattice position with respect to a predetermined constant.
前記非線形MIMO方式は、VP法である、請求項6記載の無線通信装置。   The wireless communication apparatus according to claim 6, wherein the nonlinear MIMO method is a VP method. 第1の無線通信装置と第2の無線通信装置との間で、所定の変調方式で変調された信号を非線形MIMO方式により無線通信する無線通信方法であって、
前記第1の無線通信装置が、前記第2の無線通信装置に対する伝送路のチャネル状態に基づいて、非線形プリコーディングを行い、アンテナ指向性を制御するためのプリコーディング処理を実行するステップと、
前記第1の無線通信装置が、前記プリコーディング処理後の信号を複数の第1のアンテナから前記所定の変調方式で送信するステップと、
前記第2の無線通信装置が、前記第1の無線通信装置から第2のアンテナにより受信した信号を前記所定の変調方式に対する復調処理を実行して受信するステップと、
前記第2の無線通信装置が、前記復調された信号に対し、モジュロ演算のためのモジュロ幅を推定し、拡大信号点配置における信号の格子位置を推定するステップと、
前記第2の無線通信装置が、前記推定されたモジュロ幅により摂動ベクトルの影響を除去するためのモジュロ演算を行うステップと、
前記第2の無線通信装置が、前記モジュロ演算された信号に対して所定のコンスタレーションに基づく復調処理と、前記格子位置に基づき重みづけられた尤度値の算出とを行い、前記尤度値に応じて誤り訂正を行うステップとを備える、無線通信方法。
A wireless communication method for wirelessly communicating a signal modulated by a predetermined modulation method by a nonlinear MIMO method between a first wireless communication device and a second wireless communication device,
The first wireless communication apparatus performs nonlinear precoding based on a channel state of a transmission path with respect to the second wireless communication apparatus, and executes a precoding process for controlling antenna directivity;
The first wireless communication apparatus transmitting the pre-coded signal from a plurality of first antennas by the predetermined modulation method;
The second wireless communication apparatus receiving a signal received by the second antenna from the first wireless communication apparatus by performing a demodulation process for the predetermined modulation method;
The second wireless communication apparatus estimating a modulo width for a modulo operation with respect to the demodulated signal, and estimating a lattice position of a signal in an expanded signal point arrangement;
The second wireless communication apparatus performing a modulo operation for removing the influence of a perturbation vector by the estimated modulo width;
The second wireless communication device performs a demodulation process based on a predetermined constellation for the modulo-calculated signal, and calculates a likelihood value weighted based on the lattice position, and the likelihood value And a step of performing error correction according to the method.
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