WO2012161081A1 - 受信装置、送信装置及び無線通信方法 - Google Patents

受信装置、送信装置及び無線通信方法 Download PDF

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WO2012161081A1
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control signal
signal
receiving device
radio
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祥久 岸山
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株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ
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    • H04J11/0036—Interference mitigation or co-ordination of multi-user interference at the receiver
    • H04J11/004—Interference mitigation or co-ordination of multi-user interference at the receiver using regenerative subtractive interference cancellation
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    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
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    • H04W52/06—TPC algorithms
    • H04W52/14—Separate analysis of uplink or downlink
    • H04W52/143—Downlink power control

Definitions

  • the present invention relates to a receiving apparatus, a transmitting apparatus, and a wireless communication method adapted to non-orthogonal multi-access.
  • LTE Long Term Evolution
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • orthogonal multi-access using orthogonal signals in which a plurality of signals do not interfere with each other is performed between a base station and a user terminal (mobile station).
  • LTE Long Term Evolution
  • mobile station a user terminal
  • non-orthogonal multiple access using non-orthogonal signals has been proposed in order to increase the capacity of a mobile communication system (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • signal separation In non-orthogonal multi-access, signal separation (interference canceller) based on nonlinear signal processing is assumed.
  • the base station transmits non-orthogonal signals simultaneously to a plurality of user terminals.
  • Each user terminal demodulates the received non-orthogonal signal after removing a signal to a user terminal (at the cell edge) having a path loss larger than that of the user terminal by signal processing.
  • each user terminal that is, a mobile station
  • each user terminal needs to demodulate after removing a signal to a mobile station having a path loss larger than that of its own station by signal processing. For this reason, the processing load on the mobile station is high, and the problem of an increase in cost and processing delay of the mobile station may occur.
  • introduction of hybrid orthogonal / non-orthogonal multi-access using both orthogonal multi-access and non-orthogonal multi-access can be considered. Thereby, it is considered that the problem of the cost increase and processing delay of the mobile station can be suppressed to some extent.
  • each mobile station can recognize the state of the mobile station multiplexed as non-orthogonal multi-access in order to further reduce cost and processing delay.
  • an object of the present invention is to provide a receiving device, a transmitting device, and a wireless communication method that can use non-orthogonal multi-access while suppressing cost increase and processing delay.
  • the first feature of the present invention is that a radio signal receiving unit (physical channel separation unit 210) that receives a radio signal including a plurality of non-orthogonal signals that are not orthogonal to each other, and a plurality of non-signals received by the radio signal receiving unit.
  • a radio signal receiving unit physical channel separation unit 210) that receives a radio signal including a plurality of non-orthogonal signals that are not orthogonal to each other, and a plurality of non-signals received by the radio signal receiving unit.
  • An interference cancellation unit (data demodulation / decoding unit 220) that extracts a non-orthogonal signal addressed to the receiving device by demodulating and canceling a radio signal addressed to another receiving device from the orthogonal signal, and the interference canceling unit A control signal receiving unit (target user control signal detecting unit 230 and interference user control signal detecting unit 240) that receives control signals used for demodulation and cancellation of the radio signal by the receiver, and the receiving device extracted by the interference canceling unit A demodulator (data demodulator / decoder 220) for demodulating the addressed signal, and the control signal is assigned to a non-orthogonal signal addressed to the other receiving device
  • the interference canceling unit is a receiving device (for example, mobile station 200A) that demodulates and cancels a radio signal addressed to the other receiving device based on the control information. The gist.
  • a second feature of the present invention is that a radio signal transmission unit (hybrid orthogonal / non-orthogonal multiplexing unit) transmits a radio signal including a plurality of non-orthogonal signals that are not orthogonal to each other to a plurality of receiving devices located in the cell. 130 and the physical channel multiplexing unit 160), and a control signal used for demodulating and canceling a radio signal addressed to another receiving device among the plurality of non-orthogonal signals received by the receiving device.
  • a radio signal transmission unit hybrid orthogonal / non-orthogonal multiplexing unit
  • control signal transmission unit (control signal generation unit 140, control signal resource allocation unit 150, and physical channel multiplexing unit 160) for transmitting to the non-orthogonal signal addressed to the other receiving device
  • control signal generation unit 140 control signal generation unit 140, control signal resource allocation unit 150, and physical channel multiplexing unit 160
  • control signal generation unit 140 control signal generation unit 140, control signal resource allocation unit 150, and physical channel multiplexing unit 160
  • control signal resource allocation unit 150 control signal resource allocation unit 150
  • physical channel multiplexing unit 160 for transmitting to the non-orthogonal signal addressed to the other receiving device
  • the gist of the present invention is that it is a transmission apparatus (base station 100) configured by control information including a radio resource block.
  • the third feature of the present invention is that the communication device receives a radio signal including a plurality of non-orthogonal signals that are not orthogonal to each other, and the communication device receives another one of the received non-orthogonal signals.
  • Receiving a control signal used for demodulating and canceling a radio signal addressed to the receiving device, a step of demodulating and canceling a radio signal addressed to the other receiving device, and the communication device And a step of demodulating a signal destined for the receiving device extracted by the interference canceling unit, and the control signal is configured by control information including a radio resource block allocated to a non-orthogonal signal destined for the other receiving device.
  • the radio signal addressed to the other receiving device is demodulated and captured based on the control information. And summarized in that a radio communication method of the cell.
  • FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a mobile communication system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating radio resource allocation images for orthogonal multi-access, non-orthogonal multi-access, and hybrid orthogonal / non-orthogonal multi-access.
  • FIG. 3 is a functional block configuration diagram of a transmission unit of the base station 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a functional block configuration diagram of the receiving unit of the mobile station 200A according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of scheduling of a mobile station to a non-orthogonal signal in the base station 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of radio resource block allocation according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example 1 of a control signal according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration example 2 of the control signal according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration example 3 of the control signal according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example 4 of the control signal according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a mobile communication system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the mobile communication system 1 includes a base station 100 and mobile stations 200A and 200B.
  • the base station 100 transmits a radio signal toward the mobile stations 200A and 200B, specifically, into the cell C1.
  • the base station 100 receives radio signals from the mobile stations 200A and 200B.
  • the base station 100 constitutes a transmitting device
  • the mobile stations 200A and 200B constitute a receiving device.
  • the mobile station 200A is located in the cell end of the cell C1, which is located in the cell C1, but has a large path loss of the radio signal from the base station 100.
  • Mobile station 200B is located in the center of cell C1. For this reason, the path loss of the radio signal from the base station 100 is smaller than the path loss in the mobile station 200A.
  • the base station 100 and the mobile stations 200A and 200B are mobile stations 200A located in the cell C1 with radio signals including a plurality of orthogonal signals orthogonal to each other and a plurality of non-orthogonal signals not orthogonal to each other. , Send to 200B. That is, in the mobile communication system 1, the orthogonal multi-access that realizes simultaneous communication with a plurality of mobile stations using orthogonal signals and the non-orthogonal multi-access that realizes simultaneous communication with a plurality of mobile stations using non-orthogonal signals. Access is used together (hereinafter referred to as hybrid orthogonal / non-orthogonal multiple access).
  • FIGS. 2A to 2C show radio resource allocation images of orthogonal multi-access, non-orthogonal multi-access, and hybrid orthogonal / non-orthogonal multi-access.
  • radio resources allocated to each mobile station (user) do not overlap in the frequency domain / time domain / space domain. For this reason, in the orthogonal multi-access, in principle, it is not necessary to remove interference caused by radio resources allocated to other mobile stations.
  • Orthogonal multiple access is also used in LongLTerm Evolution (LTE), which is standardized in 3GPP.
  • LTE LongLTerm Evolution
  • Non-Patent Document 1 As shown in FIG. 2B, in non-orthogonal multi-access, radio resources allocated to each mobile station overlap in the band. For this reason, the mobile station needs to remove all multi-access interference by signal processing. For specific signal processing, the technique described in Non-Patent Document 1 described above can be used.
  • the radio resources allocated to each mobile station partially overlap in the band. For this reason, the mobile station only needs to remove multi-access interference equal to or less than the specified number in accordance with the number of multiplexed radio resources.
  • the signal processing load accompanying the removal of multi-access interference is reduced, and a radio that can recognize the number of multi-access interference to be removed by the mobile station An interface is defined.
  • FIG. 3 is a functional block configuration diagram of the transmission unit of the base station 100.
  • FIG. 4 is a functional block configuration diagram of the receiving unit of the mobile station 200A.
  • the transmission unit of the base station 100 includes an encoding / data modulation unit 110, a base station scheduler 120, a hybrid orthogonal / non-orthogonal multiplexing unit 130, a control signal generation unit 140, a control signal resource allocation unit 150, A physical channel multiplexing unit 160 is provided.
  • the encoding / data modulation unit 110 performs transmission data division, channel coding / data modulation, transmission power setting, and resource block allocation for each predetermined user (user k).
  • encoding / data modulation section 110 allocates radio resource blocks to orthogonal signals and non-orthogonal signals included in radio signals transmitted toward mobile stations 200A and 200B.
  • the base station scheduler 120 is based on feedback of Circuit State Information (CSI) from the mobile stations 200A and 200B and a path loss between the base station 100 and the mobile stations 200A and 200B. Control the non-orthogonal multiplexing unit 130 and the control signal generation unit 140.
  • CSI Circuit State Information
  • the base station scheduler 120 increases the difference in path loss based on the path loss to each of a plurality of mobile stations (for example, mobile stations 200A and 200B) of signals multiplexed as non-orthogonal signals.
  • a signal multiplexed as a non-orthogonal signal is scheduled to the plurality of mobile stations.
  • FIG. 5 shows an example of scheduling of a mobile station to a non-orthogonal signal in the base station 100.
  • a non-orthogonal signal in which a maximum of four users (mobile stations) are multiplexed is used.
  • a plurality of signals are not orthogonal, that is, the same radio resource block is allocated in the frequency domain or the time domain.
  • a signal addressed to a mobile station with a small path loss is sequentially multiplexed as a non-orthogonal signal from a signal addressed to a mobile station with a small path loss.
  • a signal addressed to a mobile station with a small path loss may have a small ratio in the vertical axis (transmission power) direction of FIG. 5 because transmission power for securing a desired SNR may be small.
  • a signal addressed to a mobile station having a large path loss has a large transmission power for securing a desired SNR, and therefore, the ratio of the signal in the vertical axis (transmission power) direction in FIG. 5 is large.
  • a user (mobile station) having the second smallest path loss needs to remove interference from signals assigned to two mobile stations having a larger path loss than the user. Yes (see explanation in the figure).
  • different radio resource blocks are allocated in the frequency domain and the time domain, that is, orthogonal signals in which a plurality of signals are orthogonal to each other are also used. Since no interference occurs, the mobile station does not need to cancel the interference.
  • the hybrid orthogonal / non-orthogonal multiplexing unit 130 multiplexes orthogonal signals and non-orthogonal signals. Specifically, the hybrid orthogonal / non-orthogonal multiplexing unit 130 multiplexes signals (radio resource blocks) output from the plurality of encoding / data modulation units 110 based on control from the base station scheduler 120. As a result, a multiplexed signal is generated as shown in FIG.
  • the control signal generator 140 generates various control signals to be notified to the mobile stations 200A and 200B.
  • the maximum number of signals multiplexed as non-orthogonal signals is known (for example, 4 multiplexing) in the base station 100 and the mobile stations 200A and 200B.
  • the control signal generator 140 generates a control signal necessary for the mobile station to demodulate and cancel a radio signal addressed to another mobile station (another device).
  • the control signal generation unit 140 can generate a signal including control information or a reference signal as described below in order for the mobile station to demodulate and cancel a radio signal addressed to another mobile station (another device), for example.
  • the control signal generation unit 140 may generate a control signal combining any one of (a) to (d) described above or a plurality thereof.
  • the control signal generation unit 140 transmits the generated control signal to the mobile stations 200A and 200B via the control signal resource allocation unit 150 and the physical channel multiplexing unit 160.
  • control signal generation unit 140 the control signal resource allocation unit 150, and the physical channel multiplexing unit 160 are addressed to other receiving devices (for example, the mobile station 200A) in the mobile stations 200A and 200B (multiple receiving devices).
  • a control signal transmission unit is configured to transmit a control signal used for canceling the non-orthogonal signal to the mobile stations 200A and 200B.
  • the control signal resource allocation unit 150 allocates a radio resource block to the control signal output from the control signal generation unit 140.
  • the physical channel multiplexing unit 160 multiplexes the baseband signal output from the hybrid orthogonal / non-orthogonal multiplexing unit 130 and the control signal output from the control signal resource allocation unit 150 on the physical channel.
  • the signal output from the physical channel multiplexing unit 160 is subjected to IFFT, added with a Cyclic Prefix (CP), and transmitted from the transmitting antenna to the mobile stations 200A and 200B.
  • CP Cyclic Prefix
  • a transmission unit is configured.
  • the mobile station 200A includes a physical channel separation unit 210, a data demodulation / decoding unit 220, a target user control signal detection unit 230, and an interference user control signal detection unit 240. Note that the mobile station 200B also has the same functional block configuration as the mobile station 200A.
  • the physical channel separation unit 210 receives a radio signal transmitted from the base station 100 and separates a physical channel included in the radio signal.
  • the radio signal received by the physical channel separation unit 210 is a radio signal transmitted from the base station 100 (one transmitting apparatus), and is an orthogonal signal that is orthogonal to each other and a non-orthogonal signal that is not orthogonal to each other. It is included.
  • the separated physical channel is output to the data demodulation / decoding unit 220, the target user control signal detection unit 230, and the interference user control signal detection unit 240.
  • the physical channel separation unit 210 constitutes a radio signal reception unit.
  • a plurality of data demodulation / decoding units 220 are provided. Specifically, the data demodulating / decoding unit 220 is provided for the interference user and the target user according to the number of signals (users) multiplexed as non-orthogonal signals. In this embodiment, since up to four users are multiplexed, it is preferable that four data demodulation / decoding units 220 are also provided.
  • the data demodulation / decoding unit 220 executes radio resource block extraction, interference canceller, channel estimation, demodulation decoding, and decoding data decoding.
  • the interference canceller of the data demodulation / decoding unit 220 uses a quadrature signal (for example, the control information and the reference signal described above) included in the received radio signal, from among a plurality of non-orthogonal signals.
  • a non-orthogonal signal addressed to the mobile station 200A is extracted by demodulating and canceling a radio signal addressed to another mobile station (receiving device).
  • the interference canceller demodulates and cancels a radio signal addressed to another mobile station (receiving device) based on the control signal received by the physical channel separation unit 210 (control signal receiving unit). More specifically, the interference canceller cancels non-orthogonal signals addressed to other mobile stations based on control information included in the control signals detected by the target user control signal detection unit 230 and the interference user control signal detection unit 240. To do.
  • the interference canceller is addressed to other receiving apparatuses within a range not exceeding the known maximum number of non-orthogonal signals.
  • the radio signal is demodulated and canceled. A method for canceling interference will be described later.
  • the data demodulation / decoding unit 220 demodulates the signal addressed to the mobile station 200A included in the orthogonal signal and the signal addressed to the mobile station 200A extracted by the interference canceller.
  • the target user control signal detection unit 230 detects a control signal addressed to the target user, that is, the own apparatus (mobile station 200A).
  • the target user control signal detection unit 230 provides the detected control signal to the data demodulation / decoding unit 220 (for the target user).
  • the control signal any one or combination of (a) to (d) as described above is used.
  • Interference user control signal detector 240 detects a control signal addressed to an interference user, that is, another device (for example, mobile station 200B). Similar to the target user control signal detection unit 230, the interference user control signal detection unit 240 provides the detected control signal to the data demodulation / decoding unit 220 (for interference users). In the present embodiment, the interference user control signal detection unit 240 constitutes a control signal reception unit that receives a control signal used for canceling a non-orthogonal signal by the interference canceller.
  • the interference canceller of the data demodulation / decoding unit 220 will be briefly described.
  • the interference canceller cannot remove the signal of the mobile station 200B located in the center of the cell C1, so that data demodulation / decoding is performed.
  • the unit 220 performs demodulation / decoding as it is.
  • the signal processing in the user 1 can be described based on the following calculation formula.
  • the user 1 shows a mobile station 200A located at the cell edge of the cell C1
  • the user 2 shows a mobile station 200B located at the center in the cell C1.
  • P 1 and P 2 are transmission powers of user 1 and user 2.
  • h 1 and h 2 are channel gains of user 1 and user 2.
  • the received signal (R 1 ) includes interference with the mobile station (user 2) located in the center of the cell. And since SNR is bad, the interference from the user 2 cannot be removed. Therefore, the user 1 performs demodulation / decoding as it is without removing the signal of the user 2.
  • the signal processing in the user 2 can be described based on the following calculation formula.
  • the received signal (R 2 ) includes interference with the mobile station (user 1) located at the cell edge. Since the SNR is good, the signal of the user 1 is once removed by decoding, and after the signal is removed, the signal of the user 2 is demodulated / decoded.
  • radio resource block allocation according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • FIG. 6 shows an example of radio resource block allocation according to this embodiment.
  • a new radio resource domain (level) for non-orthogonal multiplexing is defined (hereinafter referred to as non-orthogonal multiplexing domain). That is, the radio resource block allocated to the non-orthogonal signal is defined by the frequency domain, the time domain, and the non-orthogonal multiplex domain.
  • the non-orthogonal multiplex area has a plurality of levels according to the number of interference cancellations in the mobile station. Specifically, the level is determined according to the path loss between the base station 100 and the mobile stations 200A and 200B, and a higher level radio resource block is assigned as the path loss is smaller. That is, the encoding / data modulation unit 110 of the base station 100 is a radio defined by a non-orthogonal multiplexing region having a frequency region, a time region, and a plurality of levels according to the number of interference cancellations in the mobile stations 200A and 200B. Assign resource blocks to non-orthogonal signals.
  • the mobile stations 200A and 200B (own user) are assigned to lower-level mobile stations (interferences) in the non-orthogonal multiplex region with respect to radio resource blocks in the frequency / time domain to which the own device is assigned.
  • the arrow in the figure indicates the radio resource block allocated to the lower level non-orthogonal signal that the higher level mobile station must remove). That is, the interference cancellers of the mobile stations 200A and 200B cancel a non-orthogonal signal to which a radio resource block whose level is lower than that of its own device is assigned.
  • the mobile station (user) and radio resource block that are subject to interference cancellation are automatically determined by the assigned radio resource block.
  • each mobile station needs to recognize information such as radio resource block allocation, modulation scheme, and coding rate of the user whose interference is to be removed. Therefore, in the present embodiment, each mobile station can recognize the information using a control signal.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration example 1 of the control signal.
  • the control information for all users is encoded together.
  • the control information of all users is encoded by Joint coding. That is, in the configuration example 1, the control signal generation unit 140 of the base station 100 transmits a control signal obtained by collectively encoding control information of a plurality of mobile stations to the mobile stations 200A and 200B.
  • the control signal includes radio resource blocks, modulation schemes, transport block sizes (coding rates), and transmission power ratios that are allocated to non-orthogonal signals addressed to other mobile stations (receiving devices). It is comprised by the control information containing.
  • the transmission power ratio is a ratio of the transmission power of the non-orthogonal signal to the mobile station and the transmission power of the non-orthogonal signal to another mobile station.
  • the control information may include other control information and a mobile station identifier (UE) ID).
  • UE mobile station identifier
  • the modulation scheme, transport block size (coding rate), and transmission power ratio are not necessarily essential, and the control signal may not include these control information.
  • control signal generator 140 generates a control signal including a level (non-orthogonal multiplex level) in a non-orthogonal multiplex region of radio resource blocks allocated to non-orthogonal signals addressed to a plurality of mobile stations. You may send it.
  • the non-orthogonal multiplex level may be omitted when the orthogonal multiplex level can be determined by blind demodulation or the like.
  • control signal generation unit 140 may change the number of blind decoding used for blind demodulation of the control signal according to the level in the non-orthogonal multiplexing region. For example, the number of blind decoding may be increased as the level in the non-orthogonal multiplexing region is higher.
  • the mobile stations 200A and 200B are lower-level than their own devices, acquire control information of mobile stations assigned to radio resource blocks in the same frequency domain or time domain, and use the acquired control information, A non-orthogonal signal to which a radio resource block whose level is lower than that of its own device is allocated is canceled.
  • control information may be mapped in ascending order (or descending order) of levels in the non-orthogonal multiplex region.
  • the level may be directly notified to the mobile stations 200A and 200B.
  • Configuration example 2 8A and 8B are diagrams illustrating a configuration example 2 of the control signal.
  • information necessary for interference cancellation of a mobile station (user) that is a target of interference cancellation is transmitted as control information addressed to the own user.
  • FIG. 8A shows a configuration example of a control signal addressed to a lower level user in the non-orthogonal multiplex region.
  • FIG. 8B shows a configuration example of a control signal addressed to a higher level user in the non-orthogonal multiplex region.
  • control information addressed to the user at the lower level is multiplexed with the control signal addressed to the user at the upper level (predetermined level) in addition to the user at the upper level.
  • the control signal addressed to the user at the lower level does not need to remove the interference of other users, and therefore includes only control information addressed to the user.
  • the control signal generation unit 140 of the base station 100 is at a lower level than the upper level in the non-orthogonal multiplex region and the control information of the mobile station that is the higher level in the non-orthogonal multiplex region.
  • a control signal including mobile station control information is transmitted.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example 3 of the control signal.
  • information for demodulating the control signal of the user who is the target of interference removal, specifically, the control signal of the next lower level user is included in the control signal for the own user.
  • information indicating the UE ID and the position of the radio resource block for example, Control Channel Element (CCE) index
  • CCE Control Channel Element
  • the mobile stations 200A and 200B sequentially demodulate lower-level user control signals.
  • the control information of the mobile station 200B is level 2
  • the mobile station 200B sequentially demodulates control signals of level 1 and level 0 users (for example, the mobile station 200A).
  • control signal generation unit 140 of the base station 100 adds another control level that is one level lower than the higher level to the control information of the mobile station that is the higher level in the non-orthogonal multiplex region.
  • a control signal including control information of the mobile station is transmitted.
  • Configuration example 4 10A and 10B are diagrams illustrating a configuration example 4 of the control signal.
  • the control information of the lower-level users is configured so that all users multiplexed on the non-orthogonal signals can demodulate.
  • Configuration example 4 is particularly effective when the level in the non-orthogonal multiplex region is only two levels.
  • FIG. 10A shows a configuration example of a control signal addressed to a user at a higher level (predetermined level) in the non-orthogonal multiplex region.
  • FIG. 10B shows a configuration example of a control signal addressed to a lower level user in the non-orthogonal multiplex region.
  • the control signal generation unit 140 of the base station 100 makes it possible to demodulate the control information of the mobile station, which is a lower level in the non-orthogonal multiplexing region, in a plurality of mobile stations (all mobile stations). Send a control signal.
  • a radio resource block (CCE index) in which a control signal is multiplexed is fixed.
  • the control signal used for canceling the non-orthogonal signal in the mobile stations 200A and 200B is a non-orthogonal signal addressed to another mobile station. It consists of control information including a radio resource block to be allocated, a modulation scheme, a transport block size, and a transmission power ratio. For this reason, since the mobile stations 200A and 200B can reduce the processing load when removing multi-access interference using non-orthogonal signals by using the control information, the mobile stations 200A and 200B introduce hybrid orthogonal / non-orthogonal multi-access. Therefore, it is possible to suppress the cost increase and processing delay of the mobile station.
  • the present invention may be applied in the uplink direction.
  • the present invention is not limited to between a base station and a mobile station, and may be applied to wireless communication between base stations.
  • the characteristics of the present invention it is possible to provide a receiving device, a transmitting device, and a wireless communication method that can use non-orthogonal multi-access while suppressing cost increase and processing delay.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mobile communication system 100 ... Base station 110 ... Coding / data modulation part 120 ... Base station scheduler 130 ... Hybrid orthogonal / non-orthogonal multiplexing part 140 ... Control signal generation part 150 ... Control signal resource allocation part 160 ... Physical channel multiplexing 200A, 200B ... mobile station 210 ... physical channel separation unit 220 ... data demodulation / decoding unit 230 ... target user control signal detection unit 240 ... interference user control signal detection unit

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Abstract

コスト上昇や処理遅延を抑制しつつ、非直交マルチアクセスを利用し得る受信装置、送信装置及び無線通信方法を提供する。移動局200Aは、干渉キャンセラによる非直交信号のキャンセルに用いられる制御信号を受信する目的ユーザ制御信号検出部230及び干渉ユーザ制御信号検出部240を備える。制御信号は、他の移動局宛ての非直交信号に割り当てられる無線リソースブロックを含む制御情報によって構成される。移動局200Aは、当該制御情報に基づいて他の移動局宛ての無線信号を復調及びキャンセルする。

Description

受信装置、送信装置及び無線通信方法
　本発明は、非直交マルチアクセスに適応する受信装置、送信装置及び無線通信方法に関する。
　移動体通信システム、例えば、3GPPにおいて標準化されたLong Term Evolution（LTE）では、基地局とユーザ端末（移動局）との間において、複数の信号が互いに干渉しない直交信号を用いた直交マルチアクセスが広く用いられている。一方、移動体通信システムのキャパシティを増大させるため、非直交信号を用いた非直交マルチアクセスが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
　非直交マルチアクセスでは、非線形信号処理による信号分離（干渉キャンセラ）が前提となっている。例えば、下りリンクの場合、基地局が複数のユーザ端末宛てに非直交信号を同時送信する。各ユーザ端末は、受信した非直交信号の中から、自端末よりもパスロスの大きい（セル端の）ユーザ端末への信号を信号処理により除去してから復調する。
D. Tse and P. Viswanath, "Fundamentals of Wireless Communication", Cambridge University Press、２００５年、インターネット＜http://www.eecs.berkeley.edu/~dtse/book.html＞
　上述したように、非直交マルチアクセスの場合、各ユーザ端末、つまり、移動局は、自局よりもパスロスの大きい移動局への信号を信号処理により除去してから復調する必要がある。このため、移動局における処理負荷が高く、移動局のコスト上昇や処理遅延の問題が生じ得る。このような問題を解決するためには、直交マルチアクセスと非直交マルチアクセスとを併用するハイブリッド直交／非直交マルチアクセスの導入が考えられる。これにより、移動局のコスト上昇や処理遅延の問題は、ある程度抑制できると考えられる。
　しかしながら、実装上の観点からは、更なるコストや処理遅延の抑制を図るべく、各移動局は、非直交マルチアクセスとして多重されている移動局の状態を認識できることが好ましい。
　そこで、本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、コスト上昇や処理遅延を抑制しつつ、非直交マルチアクセスを利用し得る受信装置、送信装置及び無線通信方法の提供を目的とする。
　本発明の第１の特徴は、互いに直交しない複数の非直交信号が含まれた無線信号を受信する無線信号受信部（物理チャネル分離部210）と、前記無線信号受信部が受信した複数の非直交信号の中から、他の受信装置宛ての無線信号を復調及びキャンセルすることによって、当該受信装置宛ての非直交信号を抽出する干渉キャンセル部（データ復調／復号部220）と、前記干渉キャンセル部による前記無線信号の復調及びキャンセルに用いられる制御信号を受信する制御信号受信部（目的ユーザ制御信号検出部230及び干渉ユーザ制御信号検出部240）と、前記干渉キャンセル部によって抽出された当該受信装置宛ての信号を復調する復調部（データ復調／復号部220）とを備え、前記制御信号は、前記他の受信装置宛ての非直交信号に割り当てられる無線リソースブロックを含む制御情報によって構成され、前記干渉キャンセル部は、前記制御情報に基づいて前記他の受信装置宛ての無線信号を復調及びキャンセルする受信装置（例えば、移動局200A）であることを要旨とする。
　本発明の第２の特徴は、互いに直交しない複数の非直交信号が含まれた無線信号をセル内に位置する複数の受信装置に向けて送信する無線信号送信部（ハイブリッド直交／非直交多重部130及び物理チャネル多重部160）と、前記受信装置が受信した複数の非直交信号の中から、他の受信装置宛ての無線信号を復調及びキャンセルするために用いられる制御信号を前記複数の受信装置に向けて送信する制御信号送信部（制御信号生成部140、制御信号リソース割当部150及び物理チャネル多重部160）とを備え、前記制御信号は、前記他の受信装置宛ての非直交信号に割り当てられる無線リソースブロックを含む制御情報によって構成される送信装置（基地局100）であることを要旨とする。
　本発明の第３の特徴は、通信装置が、互いに直交しない複数の非直交信号が含まれた無線信号を受信するステップと、前記通信装置が、受信した複数の非直交信号の中から、他の受信装置宛ての無線信号の復調及びキャンセルするために用いられる制御信号を受信するステップと、前記通信装置が、前記他の受信装置宛ての無線信号を復調及びキャンセルするステップと、前記通信装置が、前記干渉キャンセル部によって抽出された当該受信装置宛ての信号を復調するステップとを含み、前記制御信号は、前記他の受信装置宛ての非直交信号に割り当てられる無線リソースブロックを含む制御情報によって構成され、前記非直交信号をキャンセルするステップでは、前記制御情報に基づいて前記他の受信装置宛ての無線信号を復調及びキャンセルする無線通信方法であることを要旨とする。
図１は、本発明の実施形態に係る移動体通信システム1の全体概略構成図である。 図２は、直交マルチアクセス、非直交マルチアクセス、及びハイブリッド直交／非直交マルチアクセスの無線リソースの割当イメージを示す図である。 図３は、本発明の実施形態に係る基地局100の送信部の機能ブロック構成図である。 図４は、本発明の実施形態に係る移動局200Aの受信部の機能ブロック構成図である。 図５は、本発明の実施形態に係る基地局100における非直交信号への移動局のスケジューリングの一例を示す図である。 図６は、本発明の実施形態に係る無線リソースブロックの割当例を示す図である。 図７は、本発明の実施形態に係る制御信号の構成例１を示す図である。 図８は、本発明の実施形態に係る制御信号の構成例２を示す図である。 図９は、本発明の実施形態に係る制御信号の構成例３を示す図である。 図１０は、本発明の実施形態に係る制御信号の構成例４を示す図である。
　次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
　したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
　図１は、本実施形態に係る移動体通信システム1の全体概略構成図である。図１に示すように、移動体通信システム1は、基地局100及び移動局200A, 200Bを含む。
　基地局100は、移動局200A, 200Bに向けて、具体的にはセルC1内に向けて無線信号を送信する。また、基地局100は、移動局200A, 200Bから無線信号を受信する。本実施形態において、基地局100は送信装置を構成し、移動局200A, 200Bは受信装置を構成する。
　移動局200Aは、セルC1内に位置するが基地局100からの無線信号のパスロスが大きいセルC1のセル端に位置する。移動局200Bは、セルC1内の中央に位置する。このため、基地局100からの無線信号のパスロスは、移動局200Aにおけるパスロスよりも小さい。
　本実施形態では、基地局100と移動局200A, 200Bとは、互いに直交する複数の直交信号と、互いに直交しない複数の非直交信号とが含まれた無線信号をセルC1に位置する移動局200A, 200Bに向けて送信する。すなわち、移動体通信システム1では、直交信号を用いた複数の移動局との同時通信を実現する直交マルチアクセスと、非直交信号を用いた複数の移動局との同時通信を実現する非直交マルチアクセスとが併用（以下、ハイブリッド直交／非直交マルチアクセス）される。
　図２（ａ）～（ｃ）は、直交マルチアクセス、非直交マルチアクセス、及びハイブリッド直交／非直交マルチアクセスの無線リソースの割当イメージを示す。図２（ａ）に示すように、直交マルチアクセスでは、周波数領域／時間領域／空間領域における帯域において、各移動局（ユーザ）に割り当てられる無線リソースが重複しない。このため、直交マルチアクセスでは、原則的には、他の移動局に割り当てられる無線リソースによる干渉を除去する必要がない。直交マルチアクセスは、3GPPにおいて標準化されているLong Term Evolution（LTE）でも用いられている。
　図２（ｂ）に示すように、非直交マルチアクセスでは、当該帯域において、各移動局に割り当てられる無線リソースが重複する。このため、移動局は、全てのマルチアクセス干渉を信号処理により除去する必要がある。具体的な信号処理については、上述した非特許文献１に記載された技術を用いることができる。
　図２（ｃ）に示すように、ハイブリッド直交／非直交マルチアクセスでは、当該帯域において、各移動局に割り当てられる無線リソースが一部重複する。このため、移動局は、無線リソースの多重数に応じて、規定された数以下のマルチアクセス干渉を除去すればよい。
　本実施形態では、ハイブリッド直交／非直交マルチアクセスを導入することによって、マルチアクセス干渉の除去に伴う信号処理負荷を低減するとともに、移動局が除去すべきマルチアクセス干渉の数を認識できるような無線インターフェースが規定される。
　（２）機能ブロック構成
　次に、移動体通信システム1の機能ブロック構成について説明する。図３は、基地局100の送信部の機能ブロック構成図である。図４は、移動局200Aの受信部の機能ブロック構成図である。
　（２．１）基地局100
　図３に示すように、基地局100の送信部は、符号化／データ変調部110、基地局スケジューラ120、ハイブリッド直交／非直交多重部130、制御信号生成部140、制御信号リソース割当部150及び物理チャネル多重部160を備える。
　符号化／データ変調部110は、所定のユーザ（ユーザｋ）毎に、送信データの分割、チャネルコーディング／データ変調、送信電力設定、及びリソースブロック割当を実行する。特に、本実施形態では、符号化／データ変調部110は、移動局200A, 200Bに向けて送信される無線信号に含まれる直交信号及び非直交信号に無線リソースブロックを割り当てる。
　基地局スケジューラ120は、移動局200A, 200BからのCircuit State Information（CSI）のフィードバックや、基地局100～移動局200A, 200B間のパスロスなどに基づいて、符号化／データ変調部110、ハイブリッド直交／非直交多重部130及び制御信号生成部140を制御する。
　特に、本実施形態では、基地局スケジューラ120は、非直交信号として多重される信号の複数の移動局（例えば、移動局200A, 200B）それぞれまでのパスロスに基づいて、当該パスロスの差が大きくなるように非直交信号として多重される信号を、当該複数の移動局にスケジューリングする。
　図５は、基地局100における非直交信号への移動局のスケジューリングの一例を示す。図５に示す例では、最大４ユーザ（移動局）が多重される非直交信号が用いられる。図５に示すように、非直交信号では、複数の信号が直交せず、つまり、周波数領域または時間領域において同一の無線リソースブロックが割り当てられている。
　本実施形態では、パスロスが小さい移動局宛ての信号から、パスロスが大きい移動局宛ての信号が、非直交信号として順次多重される。パスロスが小さい移動局宛ての信号は、所望のSNRを確保するための送信電力が小さくてよいため、図５の縦軸（送信電力）方向において占める割合が小さい。一方、パスロスが大きい移動局宛ての信号は、所望のSNRを確保するための送信電力が大きいため、図５の縦軸（送信電力）方向において占める割合が大きくなっている。
　このような非直交信号が用いられる場合、例えば、パスロスが２番目に小さいユーザ（移動局）は、当該ユーザよりもパスロスが大きい２つの移動局に割り当てられた信号からの干渉を除去する必要がある（図中の説明を参照）。
　なお、図５に示す例では、周波数領域及び時間領域において、異なる無線リソースブロックが割り当てられる、つまり、複数の信号が互いに直交する直交信号も用いられており、直交信号間では、上述したような干渉は生じないため、移動局は、当該干渉を除去する必要はない。
　ハイブリッド直交／非直交多重部130は、直交信号及び非直交信号を多重する。具体的には、ハイブリッド直交／非直交多重部130は、基地局スケジューラ120からの制御に基づいて、複数の符号化／データ変調部110から出力された信号（無線リソースブロック）を多重する。この結果、図５に示したように多重された信号が生成される。
　制御信号生成部140は、移動局200A, 200Bに報知される各種の制御信号を生成する。特に、本実施形態では、非直交信号として多重される信号の最大数は、基地局100及び移動局200A, 200Bにおいて既知（例えば、４多重）である。制御信号生成部140は、移動局が他の移動局（他装置）宛ての無線信号を復調及びキャンセルするために必要な制御信号を生成する。
　制御信号生成部140は、例えば、移動局が他の移動局（他装置）宛ての無線信号を復調及びキャンセルするため、以下のような制御情報または参照信号を含む信号を生成することができる。
　　（ａ）　ユーザ（移動局）が除去すべきマルチアクセス干渉の数を示す情報（0または1を含む）
　　（ｂ）　ユーザ（移動局）がマルチアクセス干渉の除去に必要な他のユーザの状態（割当無線リソースブロック、変調方式、チャネル符号化率など）を示す情報
　　（ｃ）　ユーザ（移動局）におけるコヒーレント復調に必要な参照信号
　　（ｄ）　ハイブリッド直交／非直交マルチアクセスの無線リソースブロック割り当てに必要な情報（トランスポートブロック、無線リソースブロックの定義、送信電力制御、フィードバック制御信号など）
　制御信号生成部140は、上述した（ａ）～（ｄ）の何れか、または複数を組み合わせた制御信号を生成してもよい。制御信号生成部140は、生成した制御信号を制御信号リソース割当部150及び物理チャネル多重部160を介して、移動局200A, 200Bに送信する。
　本実施形態では、制御信号生成部140、制御信号リソース割当部150及び物理チャネル多重部160によって、移動局200A, 200B（複数の受信装置）における他の受信装置（例えば、移動局200A）宛ての非直交信号のキャンセルに用いられる制御信号を移動局200A, 200Bに向けて送信する制御信号送信部が構成される。
　制御信号リソース割当部150は、制御信号生成部140から出力された制御信号に無線リソースブロックを割り当てる。
　物理チャネル多重部160は、ハイブリッド直交／非直交多重部130から出力されたベースバンド信号、及び制御信号リソース割当部150から出力された制御信号を物理チャネルに多重する。物理チャネル多重部160から出力された信号は、IFFTが施されるとともに、Cyclic Prefix（CP）が追加されて送信アンテナから移動局200A, 200Bに向けて送信される。本実施形態は、ハイブリッド直交／非直交多重部130及び物理チャネル多重部160によって、直交信号と非直交信号とをセルC1内に位置する複数の移動局（受信装置）に向けて送信する無線信号送信部が構成される。
　（２．２）移動局200A
　図４に示すように、移動局200Aは、物理チャネル分離部210、データ復調／復号部220、目的ユーザ制御信号検出部230及び干渉ユーザ制御信号検出部240を備える。なお、移動局200Bも移動局200Aと同様の機能ブロック構成を有する。
　物理チャネル分離部210は、基地局100から送信された無線信号を受信し、当該無線信号に含まれる物理チャネルを分離する。上述したように、物理チャネル分離部210が受信する無線信号は、基地局100（１の送信装置）から送信された無線信号であって、互いに直交する直交信号と、互いに直交しない非直交信号とが含まれている。分離された物理チャネルは、データ復調／復号部220、目的ユーザ制御信号検出部230及び干渉ユーザ制御信号検出部240に出力される。本実施形態において、物理チャネル分離部210は、無線信号受信部を構成する。
　データ復調／復号部220は、複数設けられる。具体的には、データ復調／復号部220は、非直交信号として多重される信号（ユーザ）の数に応じて、干渉ユーザ用及び目的ユーザ用が設けられる。本実施形態では、最大４ユーザが多重されるため、データ復調／復号部220も４つ設けられることが好ましい。
　データ復調／復号部220は、無線リソースブロック抽出、干渉キャンセラ、チャネル推定、復調復号及び復号データの連結を実行する。
　特に、本実施形態では、データ復調／復号部220の干渉キャンセラは、受信した無線信号に含まれる直交信号（例えば、上述した制御情報や参照信号）を用いて、複数の非直交信号の中から、他の移動局（受信装置）宛ての無線信号を復調及びキャンセルすることによって、移動局200A宛ての非直交信号を抽出する。
　具体的には、干渉キャンセラは、物理チャネル分離部210（制御信号受信部）が受信した制御信号に基づいて、他の移動局（受信装置）宛ての無線信号を復調及びキャンセルする。より具体的には、干渉キャンセラは、目的ユーザ制御信号検出部230及び干渉ユーザ制御信号検出部240によって検出された制御信号に含まれる制御情報に基づいて他の移動局宛ての非直交信号をキャンセルする。
　また、干渉キャンセラは、多重される非直交信号の最大数が既知（本実施形態では、４多重）であるため、既知である非直交信号の最大数を超えない範囲で、他の受信装置宛ての無線信号を復調及びキャンセルする。なお、干渉のキャンセル方法については後述する。
　また、データ復調／復号部220は、直交信号に含まれる移動局200A宛ての信号と、干渉キャンセラによって抽出された移動局200A宛ての信号とを復調する。
　目的ユーザ制御信号検出部230は、目的ユーザ、つまり自装置（移動局200A）宛ての制御信号を検出する。目的ユーザ制御信号検出部230は、検出した制御信号をデータ復調／復号部220（目的ユーザ用）に提供する。制御信号としては、上述したような（ａ）～（ｄ）の何れかまたは組み合わせが用いられる。
　干渉ユーザ制御信号検出部240は、干渉ユーザ、つまり、他装置（例えば、移動局200B）宛ての制御信号を検出する。干渉ユーザ制御信号検出部240は、目的ユーザ制御信号検出部230と同様に、検出した制御信号をデータ復調／復号部220（干渉ユーザ用）に提供する。本実施形態において、干渉ユーザ制御信号検出部240は、干渉キャンセラによる非直交信号のキャンセルに用いられる制御信号を受信する制御信号受信部を構成する。
　ここで、データ復調／復号部220の干渉キャンセラおける信号処理について簡単に説明する。まず、図１に示したように、移動局200AがセルC1のセル端に位置する場合、干渉キャンセラは、セルC1内の中央に位置する移動局200Bの信号を除去できないため、データ復調／復号部220は、そのまま復調／復号を実行する。具体的には、ユーザ１における信号処理は、以下のような計算式に基づいて説明することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、ユーザ１はセルC1のセル端に位置する移動局200Aを示し、ユーザ２はセルC1内の中央に位置する移動局200Bを示す。P1及びP2は、ユーザ１及びユーザ２の送信電力である。h1及びh2は、ユーザ１及びユーザ２のチャネル利得である。
　このように、移動局（ユーザ１）がセル端に位置する場合、受信信号（R1）には、セル中央に位置する移動局（ユーザ２）との干渉が含まれるが、ユーザ２と比較してSNRが悪いため、ユーザ２からの干渉を除去することができない。そこで、ユーザ１は、ユーザ２の信号を除去することなく、そのまま復調／復号を実行する。
　一方、ユーザ２における信号処理は、以下のような計算式に基づいて説明することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　このように、移動局（ユーザ２）がセル中央に位置する場合、受信信号（R2）には、セル端に位置する移動局（ユーザ１）との干渉が含まれるが、ユーザ１と比較してSNRが良いため、ユーザ１の信号を一旦復号することによって除去し、当該信号を除去した後、ユーザ２の信号の復調／復号を実行する。
　なお、このような信号処理は、上述した非特許文献１に記載されている方法と同様である。
　（３）制御信号の構成例
　次に、制御信号の構成例について説明する。具体的には、図６～図１０を参照して、制御信号の構成例１～４について説明する。
　（３．１）構成例１
　まず、図６を参照して、本実施形態に係る無線リソースブロックの割当について説明する。図６は、本実施形態に係る無線リソースブロックの割当例を示す。本実施形態では、従来の周波数／時間領域といった無線リソースブロックの定義に加え、新たに非直交多重のための無線リソースの領域（レベル）が定義されている（以下、非直交多重領域という）。つまり、非直交信号に割り当てられる無線リソースブロックは、周数数領域、時間領域及び非直交多重領域によって定義される。
　非直交多重領域は、移動局における干渉キャンセル数に応じた複数のレベルを有する。具体的には、基地局100と移動局200A, 200Bとの間のパスロスに応じて当該レベルが決定され、パスロスが小さい程、高いレベルの無線リソースブロックが割り当てられる。すなわち、基地局100の符号化／データ変調部110は、周数数領域、時間領域、及び移動局200A, 200Bにおける干渉キャンセル数に応じた複数のレベルを有する非直交多重領域によって定義された無線リソースブロックを非直交信号に割り当てる。
　移動局200A, 200B（自ユーザ）は、自装置が割り当てられた周波数／時間領域の無線リソースブロックに対して、非直交多重領域おいて自装置よりも下位のレベルに割り当てられた移動局（干渉除去対象のユーザ）の信号を除去する（図中の矢印は、上位レベルの移動局が除去しなければならない下位レベルの非直交信号に割り当てられた無線リソースブロックを示す）。つまり、移動局200A, 200Bの干渉キャンセラは、当該レベルが自装置よりも下位のレベルである無線リソースブロックが割り当てられた非直交信号をキャンセルする。
　このように非直交多重領域を定義することによって、割り当てられた無線リソースブロックによって自動的に干渉除去の対象となる移動局（ユーザ）及び無線リソースブロックが一意に定まる。
　また、各移動局は、干渉除去対象のユーザの無線リソースブロック割り当て、変調方式及び符号化率などの情報を認識する必要がある。そこで、本実施形態では、各移動局が、制御信号を用いて当該情報を認識できるようにする。
　図７は、制御信号の構成例１を示す図である。構成例１では、全ユーザの制御情報がまとめて符号化される。具体的には、全ユーザの制御情報は、Joint codingによって符号化される。すなわち、構成例１では、基地局100の制御信号生成部140は、複数の移動局の制御情報をまとめて符号化した制御信号を移動局200A, 200Bに向けて送信する。
　また、図７に示すように、制御信号は、他の移動局（受信装置）宛ての非直交信号に割り当てられる無線リソースブロック、変調方式、トランスポートブロックサイズ（符号化率）、及び送信電力比を含む制御情報によって構成される。なお、送信電力比は、当該移動局への非直交信号の送信電力と、他の移動局への非直交信号の送信電力の比である。また、制御情報は、その他の制御情報や、移動局の識別子（UE ID）を含んでもよい。また、変調方式、トランスポートブロックサイズ（符号化率）、及び送信電力比は、必ずしも必須でなく、制御信号には、これらの制御情報が含まれていなくても構わない。
　さらに、図７に示すように、制御信号生成部140は、複数の移動局宛ての非直交信号に割り当てられた無線リソースブロックの非直交多重領域におけるレベル（非直交多重レベル）を含む制御信号を送信してもよい。なお、非直交多重レベルは、ブラインド復調などによって直交多重レベルを判定できる場合には省略してもよい。
　なお、制御信号生成部140（制御信号送信部）は、非直交多重領域におけるレベルに応じて、制御信号のブラインド復調に用いるブラインド復号数を変化させてもよい。例えば、非直交多重領域におけるレベルが上位である程、ブラインド復号数を多くしてもよい。
　移動局200A, 200Bは、自装置よりも下位レベルであって、同一の周波数領域または時間領域における無線リソースブロックに割り当てられた移動局の制御情報を取得し、取得した当該制御情報を用いて、当該レベルが自装置よりも下位のレベルである無線リソースブロックが割り当てられた非直交信号をキャンセルする。
　このような制御情報は、非直交多重領域におけるレベルの昇順（または降順）にマッピングしてもよい。或いは、各制御情報に当該レベルを示す情報を含めることによって、当該レベルを直接移動局200A, 200Bに通知するようにしてもよい。
　（３．２）構成例２
　図８（ａ）及び（ｂ）は、制御信号の構成例２を示す図である。構成例２では、干渉除去の対象となる移動局（ユーザ）の干渉除去に必要な情報が、自ユーザ宛ての制御情報として送信される。
　図８（ａ）は、非直交多重領域における下位レベルのユーザ宛て制御信号の構成例を示す。図８（ｂ）は、非直交多重領域における上位レベルのユーザ宛て制御信号の構成例を示す。
　図８（ｂ）に示すように、上位レベル（所定レベル）のユーザ宛て制御信号には、当該上位レベルのユーザに加え、下位レベルのユーザ宛ての制御情報が多重される。一方、図８（ａ）に示すように、下位レベルのユーザ宛て制御信号には、他のユーザの干渉を除去する必要がないため、当該ユーザ宛ての制御情報のみが含まれている。
　すなわち、構成例２では、基地局100の制御信号生成部140は、非直交多重領域において上位のレベルである移動局の制御情報と、非直交多重領域において上位のレベルよりも下位のレベルである移動局の制御情報とを含む制御信号を送信する。
　（３．３）構成例３
　図９は、制御信号の構成例３を示す図である。構成例３では、自ユーザ向けの制御信号に、干渉除去対象のユーザ宛て、具体的には、１つ下位のレベルユーザの制御信号を復調するための情報が含められる。具体的には、UE IDや、無線リソースブロックの位置を示す情報（例えば、Control Channel Element（CCE） indexなど）を用いることができる。
　構成例３の場合、移動局200A, 200Bは、下位レベルのユーザ制御信号を順次復調していく。例えば、移動局200Bの制御情報がレベル２であった場合、移動局200Bは、レベル１及びレベル０のユーザ（例えば、移動局200A）の制御信号を順次復調する。
　すなわち、構成例３では、基地局100の制御信号生成部140は、非直交多重領域において上位のレベルである移動局の制御情報に、当該上位のレベルよりも１レベル下位のレベルである他の移動局の制御情報を含む制御信号を送信する。
　（３．４）構成例４
　図１０（ａ）及び（ｂ）は、制御信号の構成例４を示す図である。構成例４では、下位レベルのユーザの制御情報は、非直交信号に多重される全ユーザが復調可能な構成とされる。構成例４は、特に非直交多重領域におけるレベルが２段階のみの場合は有効である。
　図１０（ａ）は、非直交多重領域における上位レベル（所定レベル）のユーザ宛て制御信号の構成例を示す。図１０（ｂ）は、非直交多重領域における下位レベルのユーザ宛て制御信号の構成例を示す。
　すなわち、構成例４では、基地局100の制御信号生成部140は、非直交多重領域において下位のレベルである移動局の制御情報を、複数の移動局（全ての移動局）において復調可能にした制御信号を送信する。なお、全ての移動局（ユーザ）が復調可能な構成としては、制御信号が多重される無線リソースブロック（CCE index）を固定とすることが挙げられる。
　（４）作用・効果の例
　本実施形態に係る移動体通信システム1によれば、移動局200A, 200Bにおける非直交信号のキャンセルに用いられる制御信号は、他の移動局宛ての非直交信号に割り当てられる無線リソースブロック、変調方式、トランスポートブロックサイズ、及び送信電力比を含む制御情報によって構成される。このため、移動局200A, 200Bは、当該制御情報を用いることによって、非直交信号を用いたマルチアクセス干渉を除去する際の処理負荷を低減できるため、ハイブリッド直交／非直交マルチアクセスを導入する場合において、移動局などのコスト上昇や処理遅延を抑制できる。
　（５）その他の実施形態
　上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
　例えば、上述した本発明の実施形態では、基地局100から移動局200A, 200Bへの下り方向における例について説明したが、本発明は、上り方向に適用してもよい。また、本発明は、基地局と移動局との間に限らず、基地局間の無線通信に適用してもよい。
　さらに、上述した実施形態では、ハイブリッド直交／非直交マルチアクセスが導入されている場合を例として説明したが、本発明の適用範囲は、ハイブリッド直交／非直交マルチアクセスに限定されるものではなく、非直交マルチアクセスが用いられている移動体通信システムに適用できることは勿論である。
　このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
　なお、日本国特許出願第２０１１－１１４０３２号（２０１１年５月２０日出願）、日本国特許出願第２０１１－２２７１４９号（２０１１年１０月１４日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
　本発明の特徴によれば、コスト上昇や処理遅延を抑制しつつ、非直交マルチアクセスを利用し得る受信装置、送信装置及び無線通信方法を提供することができる。
　1…移動体通信システム
　100…基地局
　110…符号化／データ変調部
　120…基地局スケジューラ
　130…ハイブリッド直交／非直交多重部
　140…制御信号生成部
　150…制御信号リソース割当部
　160…物理チャネル多重部
　200A, 200B…移動局
　210…物理チャネル分離部
　220…データ復調／復号部
　230…目的ユーザ制御信号検出部
　240…干渉ユーザ制御信号検出部

Claims (10)

  1. 　互いに直交しない複数の非直交信号が含まれた無線信号を受信する無線信号受信部と、
    　前記無線信号受信部が受信した複数の非直交信号の中から、他の受信装置宛ての無線信号を復調及びキャンセルすることによって、当該受信装置宛ての非直交信号を抽出する干渉キャンセル部と、
    　前記干渉キャンセル部による前記無線信号の復調及びキャンセルに用いられる制御信号を受信する制御信号受信部と、
    　前記干渉キャンセル部によって抽出された当該受信装置宛ての信号を復調する復調部と
    を備え、
    　前記制御信号は、前記他の受信装置宛ての非直交信号に割り当てられる無線リソースブロックを含む制御情報によって構成され、
    　前記干渉キャンセル部は、前記制御情報に基づいて前記他の受信装置宛ての無線信号を復調及びキャンセルする受信装置。
  2. 　前記制御信号受信部は、
    　前記非直交多重領域において、少なくとも前記受信装置よりも上位のレベルまたは下位のレベルの何れかである受信装置の制御情報を含む制御信号を受信し、
    　前記干渉キャンセル部は、前記制御信号受信部が受信した前記制御信号に基づいて、前記他の受信装置宛ての無線信号を復調及びキャンセルする請求項１に記載の受信装置。
  3. 　互いに直交しない複数の非直交信号が含まれた無線信号をセル内に位置する複数の受信装置に向けて送信する無線信号送信部と、
    　前記受信装置が受信した複数の非直交信号の中から、他の受信装置宛ての無線信号を復調及びキャンセルするために用いられる制御信号を前記複数の受信装置に向けて送信する制御信号送信部と
    を備え、
    　前記制御信号は、前記他の受信装置宛ての非直交信号に割り当てられる無線リソースブロックを含む制御情報によって構成される送信装置。
  4. 　前記非直交信号に割り当てられる無線リソースブロックは、周数数領域、時間領域及び非直交多重領域によって定義され、
    　前記非直交多重領域は、前記受信装置における干渉キャンセル数に応じた複数のレベルを有し、
    　前記制御信号送信部は、前記複数の受信装置宛ての非直交信号に割り当てられた無線リソースブロックの前記レベルを含む制御信号を送信する請求項３に記載の送信装置。
  5. 　前記制御信号送信部は、前記複数の受信装置の制御情報をまとめて符号化した制御信号を送信する請求項４に記載の送信装置。
  6. 　前記制御信号送信部は、
    　前記非直交多重領域において所定のレベルである受信装置の制御情報と、
    　前記非直交多重領域において前記所定のレベルよりも下位のレベルである受信装置の制御情報と
    を含む制御信号を送信する請求項４に記載の送信装置。
  7. 　前記制御信号送信部は、前記非直交多重領域において所定のレベルである受信装置の制御情報に、前記所定のレベルよりも１レベル下位のレベルである他の受信装置の制御情報の復調に必要な制御信号を送信する請求項４に記載の送信装置。
  8. 　前記制御信号送信部は、前記非直交多重領域において下位のレベルである受信装置の制御情報を、前記複数の受信装置において復調可能にした制御信号を送信する請求項４に記載の送信装置。
  9. 　前記制御信号送信部は、前記非直交多重領域におけるレベルに応じて、前記制御信号のブラインド復調に用いるブラインド復号数を変化させる請求項４に記載の送信装置。
  10. 　通信装置が、互いに直交しない複数の非直交信号が含まれた無線信号を受信するステップと、
    　前記通信装置が、受信した複数の非直交信号の中から、他の受信装置宛ての無線信号を復調及びキャンセルするために用いられる制御信号を受信するステップと、
    　前記通信装置が、前記他の受信装置宛ての無線信号を復調及びキャンセルするステップと、
    　前記通信装置が、前記干渉キャンセル部によって抽出された当該受信装置宛ての信号を復調するステップと
    を含み、
    　前記制御信号は、前記他の受信装置宛ての非直交信号に割り当てられる無線リソースブロックを含む制御情報によって構成され、
    　前記非直交信号をキャンセルするステップでは、前記制御情報に基づいて前記他の受信装置宛ての無線信号を復調及びキャンセルする無線通信方法。
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