WO2015016193A1 - 端末装置、基地局装置及び受信方法 - Google Patents

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WO2015016193A1
WO2015016193A1 PCT/JP2014/069863 JP2014069863W WO2015016193A1 WO 2015016193 A1 WO2015016193 A1 WO 2015016193A1 JP 2014069863 W JP2014069863 W JP 2014069863W WO 2015016193 A1 WO2015016193 A1 WO 2015016193A1
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WO
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base station
interference
terminal
signal
station apparatus
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PCT/JP2014/069863
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梢 横枕
良太 山田
加藤　勝也
宏道 留場
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シャープ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J11/00—Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
    • H04J11/0023—Interference mitigation or co-ordination
    • H04J11/005—Interference mitigation or co-ordination of intercell interference

Definitions

  • the present invention relates to a terminal device, a base station device, and a receiving method.
  • MU-MIMO Multi-User-Multiple Input Multiple Output
  • interference between terminal devices (inter-user interference) becomes a problem.
  • NAICS Network Assisted Interference Cancellation and Suppression
  • a terminal device receives information related to another terminal device causing interference, detects a signal addressed to the other terminal device causing interference, and performs interference removal.
  • the NAICS is described in Non-Patent Document 1.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce deterioration in reception performance due to inter-cell interference and inter-user interference even when many interference streams are received. It is an object to provide a terminal device, a base station device, and a receiving method that can be used.
  • the configurations of the terminal device, the base station device, and the reception method according to the present invention are as follows.
  • the terminal apparatus includes a first interference signal that is a signal addressed to another terminal apparatus from the first base station apparatus, and a second base station apparatus that has a transmission power different from that of the first base station apparatus.
  • a second interference signal that is a signal addressed to the other terminal device and a receiving unit that receives terminal information for demodulating the first interference signal; and And a signal detection unit that suppresses and removes at least one interference stream from the first interference signal using the terminal information.
  • the second base station device is plural in number.
  • the terminal device is connected to the first base station device.
  • the terminal device is connected to the second base station device.
  • the first interference signal is removed after the second interference signal is suppressed.
  • a base station apparatus of the present invention is a base station apparatus that transmits a signal to a terminal apparatus in cooperation with a plurality of base station apparatuses, and the base station apparatus is the first base station apparatus or the first base station.
  • the terminal device is a second base station device having different transmission power from the device, and notifies the terminal device of terminal information for demodulating a signal transmitted from the first base station device to another terminal device. It is characterized by that.
  • the reception method of the present invention includes a first interference signal that is a signal addressed to another terminal device from the first base station device, and a second base station device that has transmission power different from that of the first base station device.
  • Receiving means for receiving a second interference signal that is a signal addressed to the other terminal device and terminal information for demodulating the first interference signal, and receiving the second interference signal using a reception weight.
  • Signal detection means for suppressing and removing at least one interference stream from the first interference signal using the terminal information.
  • the interference signal received by the terminal device is divided into the first interference signal and the second interference signal based on the type of the base station device serving as the interference source, and the terminal notified from the base station device
  • the first interference signal is detected and removed using the information, and the second interference signal is suppressed using the reception weight. Therefore, even when a large number of interference streams are received, it is possible to reduce the degradation of reception performance due to inter-cell interference and inter-user interference, so that throughput can be improved.
  • FIG. 6 is a sequence diagram between a base station device 600-1 and a terminal device 601 according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a sequence diagram between a base station device 600-2 and a terminal device 603 according to the second embodiment.
  • the communication system in this embodiment includes a base station device (transmitting device, cell, transmission point, transmitting antenna group, transmitting antenna port group, component carrier, eNodeB) and terminal device (terminal, mobile terminal, receiving point, receiving terminal, receiving terminal).
  • a base station device transmitting device, cell, transmission point, transmitting antenna group, transmitting antenna port group, component carrier, eNodeB
  • terminal device terminal, mobile terminal, receiving point, receiving terminal, receiving terminal.
  • Device receiving antenna group, receiving antenna port group, UE).
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a communication system according to the present embodiment.
  • the communication system according to the present embodiment includes a base station device 100-1 (also referred to as a first base station device) and a base station device (second base station device) having different transmission power from the base station device 100-1. 100-2, 100-3, and terminal devices 101, 102, 103.
  • the first base station apparatus may be a macro base station.
  • the second base station apparatus may be a base station apparatus (LPN: Low Power Node, low power base station, etc.) whose transmission power is lower than that of the first base station apparatus.
  • LPN Low Power Node, low power base station, etc.
  • 100-1a is the coverage (macro cell) of base station apparatus 100-1
  • 100-2a and 100-3a are the coverages (small cell, pico cell, etc.) of base station apparatuses 100-2 and 100-3, respectively.
  • Coverage refers to a range (communication area) in which a base station device can be connected to a terminal device.
  • the base station apparatuses may be wirelessly connected or may be wired.
  • terminal apparatuses 101, 102, and 103 connect to each base station apparatus using the same resource.
  • Terminal apparatus 101 is connected to base station apparatus 100-1 and receives interference from base station apparatus 100-2 and base station apparatus 100-3.
  • Terminal apparatus 102 is connected to base station apparatus 100-2 and receives interference from base station apparatus 100-1 and base station apparatus 100-3.
  • Terminal apparatus 103 is connected to base station apparatus 100-3 and receives interference from base station apparatus 100-1 and base station apparatus 100-2. That is, the terminal device connected to the first base station device receives a desired signal from the first base station device and interference from the second base station device (referred to as a second interference signal).
  • the terminal device connected to the second base station device has a desired signal from the second base station device to which the terminal device is connected and interference from the first base station device (referred to as a first interference signal). ) And interference (second interference signal) from the second base station apparatus to which it is not connected.
  • each of the first interference signal and the second interference signal may be an interference signal from one base station apparatus, or may be an interference signal from a plurality of base stations.
  • the communication system includes the number of cells, the number of base station devices, the number of terminal devices, the type of cell (for example, macro cell, pico cell, femto cell, small cell, etc.) and the type of base station device as follows.
  • the form is not limited.
  • the coverage of the second base station apparatus completely overlaps with the coverage of the first base station apparatus, but may partially overlap or may not overlap.
  • the transmission power may be different for each second base station apparatus.
  • the first base station apparatus and the second base station apparatus not only distinguish between transmission powers, but also a backward compatible base station that supports a service-in method, and a newly defined backward compatibility. You may distinguish with the base station which does not have sex.
  • the service system (communication system version, option, etc.) may be different between the second base station apparatuses.
  • FIG. 2 is a sequence diagram between the base station apparatus and the terminal apparatus according to the present embodiment.
  • the terminal device 103 receives a desired signal from the base station device 100-3, an interference signal from the base station device 100-1 (first interference signal), and an interference signal from the base station device 100-2 (second signal). Interference signal).
  • the terminal apparatus 103 detects a cell (cell ID) that can be used for communication using a synchronization signal, performs a cell search, and performs initial connection to the base station apparatus 100-3 (step s201).
  • the base station device 100-3 grasps the neighboring cell (step s202).
  • the base station device 100-3 requests the terminal device 103 to perform channel measurement of neighboring cells (step s203).
  • Terminal apparatus 103 measures the channel of the neighboring cell instructed from base station apparatus 100-3, and feeds back CSI (Channel (State Information) to base station apparatus 100-3 (step s204).
  • the CSI may include statistics such as a channel matrix and a channel covariance matrix.
  • terminal apparatus 103 also feeds back the channel between base station apparatus 100-3 and terminal apparatus 103.
  • the base station device 100-3 requests terminal information from the base station device 100-1 (step s205).
  • Base station apparatus 100-1 notifies terminal information to base station apparatus 100-3 (step s206).
  • the terminal information is support information used when the terminal apparatus 103 suppresses or removes the first interference signal.
  • the base station apparatus 100-3 notifies the terminal apparatus 103 of the terminal information obtained in step s206 (step s207).
  • the base station device 100-3 transmits data to the terminal device 103 (step s208).
  • the terminal device 103 detects and removes the first interference signal using the terminal information, and suppresses the second interference signal (step s209).
  • FIG. 2 shows the case where the terminal apparatus 103 is connected to the base station apparatus 100-3 as an example, but the same processing is performed when the terminal apparatuses 101 and 102 are connected to the base station apparatus.
  • the first base station apparatus notifies the terminal information to the terminal apparatuses (terminal apparatuses 102 and 103) that receive the first interference signal.
  • the terminal device detects and removes the first interference signal using the terminal information, and suppresses the second interference signal. Note that the terminal device may detect and remove the first interference signal only when receiving the terminal information.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram showing a configuration example of the base station device 100-3 in the present embodiment.
  • Base station apparatus 100-3 includes upper layer 301, encoding sections 302-1 to 302-S, scramble sections 303-1 to 303-S, modulation sections 304-1 to 304-S, layer mapping section 305, reference signal Generation unit 306, precoding unit 307, terminal information generation unit 308, resource mapping 309-1 to 309-T, OFDM signal generation units 310-1 to 310-T, transmission units 311-1 to 311-T, transmission antenna 312 -1 to 312-T, receiving antennas 313-1 to 313-R, receiving units 314-1 to 314-R, and report information detecting unit 315.
  • S, T, and R in the figure represent the number of streams, the number of transmission antennas, and the number of reception antennas, respectively.
  • a chip control circuit that controls each functional block is provided.
  • the higher layer 301 is a layer of functions higher than the physical layer (Physical Layer) among the layers of communication functions defined in the OSI reference model, for example, MAC (Media Access Control), data link layer, network Layer etc.
  • the upper layer 301 also notifies other parameters necessary for each part constituting the base station device 100-3 to perform its function.
  • Upper layer 301 is connected to an upper layer of another base station apparatus, and can share terminal information, channel information, and the like between base station apparatuses.
  • the encoding units 302-1 to 302-S perform error correction encoding on the information data input from the upper layer 301, and generate encoded bits (also referred to as code words).
  • the information data is, for example, an audio signal accompanying a call, a still image or moving image signal representing a captured image, a character message, or the like.
  • the encoding methods used when the encoding units 302-1 to 302-S perform error correction encoding include, for example, turbo encoding (Turbo Coding), convolutional encoding (Convolutional Coding), and low-density parity check encoding ( Low Density Parity Check coding (LDPC).
  • the encoding units 302-1 to 302-S perform encoding on the encoded bit sequence in order to match the coding rate of the error correction encoded data sequence to the encoding rate corresponding to the data transmission rate. Rate matching processing may be performed.
  • the encoding units 302-1 to 302-S may have a function of rearranging and interleaving the error correction encoded data series.
  • the scramblers 303-1 to 303-S scramble the code words input from the encoders 302-1 to 302-S based on the cell IDs.
  • the scrambled codeword is mapped to the modulation symbol in the modulators 304-1 to 304-S.
  • Modulating sections 304-1 to 304-S may have a function of rearranging generated modulation symbols and interleaving them.
  • the modulation symbol is layer-mapped for spatial multiplexing in the layer mapping unit 305.
  • LTE-A LTE-Advanced
  • LTE-Advanced supports up to 8 layers, and one codeword is mapped to 4 layers at the maximum.
  • the reference signal generation unit 306 generates a reference signal, and outputs a reference signal that requires precoding to the precoding unit 307 and a reference signal that does not precode to the resource mapping units 309-1 to 309-T.
  • the precoding unit 307 performs precoding on the output of the layer mapping unit 305.
  • DMRS demodulation reference signal: DeModulationModReference Symbol
  • the same precoding as the data signal to be demodulated may be performed.
  • the terminal information generation unit 308 generates terminal information for the terminal apparatus 103 to detect and remove the first interference signal, using the terminal information notified from the base station apparatus 100-1.
  • the terminal information is information necessary for demodulating and decoding a signal addressed to another terminal apparatus, such as a cell ID, a modulation scheme, a coding rate, a reference signal, an antenna port number, and resource allocation information.
  • the terminal information can be a control signal.
  • Resource mapping units 309-1 to 309-T map the output of the precoding unit 307, reference signals, and terminal information to resources.
  • Outputs of the resource mapping units 309-1 to 309-T are OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal generation units 310-1 to 310-T, and IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) , A cyclic prefix (CP: Cyclic Prefix) is inserted, and digital / analog conversion, filtering, frequency conversion, and the like are performed in the transmission units 311-1 to 311-T. Sent.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • the base station device 100-3 also has a receiving function.
  • Receiving antennas 313-1 to 313-R receive signals from terminal apparatus 102, and receiving units 313-1 to 313-R perform frequency conversion, filtering, analog / digital conversion, and the like on the received signals.
  • the report information detection unit 315 includes the number of ranks such as CSI (ChannelCState Information) fed back from the terminal apparatus 102, information necessary for determining MCS (Modulation and Coding Scheme), channel information of interference signals, and the like. Ask for.
  • the channel information includes information necessary for precoding such as a channel matrix, a channel covariance matrix, and information indicating the channel matrix and the channel covariance matrix.
  • FIG. 3 shows an example of the configuration of the base station device 100-3 as an example, but the configuration of other base station devices is the same. Note that base station apparatus 100-1 notifies other base station apparatuses of terminal information and the like in higher layer 301 in accordance with the sequence of FIG.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the terminal device 103 in the present embodiment.
  • the terminal device 103 includes receiving antennas 401-1 to 401-R, receiving units 402-1 to 402-R, CP removing units 403-1 to 403-R, FFT units 404-1 to 404-R, and a channel estimating unit 405. , A signal detection unit 406, an upper layer 407, a reference signal generation unit 408, an uplink signal generation unit 409, transmission units 410-1 to 410-T, and transmission antennas 411-1 to 411-T. Further, when a part or all of the terminal device 102 is formed into a chip to form an integrated circuit, a chip control circuit (not shown) that controls each functional block is provided. Note that the number of transmitting antennas T and the number of receiving antennas R are the same as those of the base station apparatus 100-3, but the number of antennas of the terminal apparatus and the base station apparatus may be the same or different.
  • Terminal apparatus 103 receives signals with receiving antennas 401-1 to 401-R, and receiving sections 402-1 to 402-R perform frequency conversion, filtering, analog / digital conversion, etc. on the received signals. From the outputs of the receiving units 402-1 to 402-R, cyclic prefix removal is performed by the CP removing units 403-1 to 403-R, and time frequency conversion is performed by the FFT units 404-1 to 404-R. .
  • the channel estimation unit 405 obtains a channel estimation value using DMRS. If the DMRS is precoded, a channel estimate including precoding is obtained.
  • the signal detection unit 406 removes the first interference signal notified of the terminal information from the base station apparatus 100-3, suppresses the second interference signal with the reception weight, and calculates information data transmitted to itself. To the upper layer 407.
  • the terminal device 103 also has a transmission function.
  • the reference signal generation unit 408 generates an uplink reference signal.
  • the uplink signal generation unit 409 information data obtained from the higher layer 407, parameters for generating an uplink signal, reference signals obtained from the reference signal generation unit 408, information to be reported to the base station apparatus 100-3 Etc. to generate an uplink signal.
  • the uplink signal is a signal composed of SC-FDMA (Single-Carrier--Frequency-Division-Multiple-Access) symbols and OFDMA symbols.
  • SC-FDMA Single-Carrier--Frequency-Division-Multiple-Access
  • the output of the uplink signal generation unit 409 is transmitted from the transmission antennas 411-1 to 411-T after being subjected to digital / analog conversion, filtering, frequency conversion and the like in the transmission units 410-1 to 410-T.
  • FIG. 4 shows an example of the configuration of the terminal device 103 as an example, but the same applies to the configurations of other terminal devices.
  • the signal detection unit 406 suppresses the second interference signal with the reception weight and does not remove the first interference signal.
  • FIG. 5 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the signal detection unit 406.
  • the signal detection unit 406 includes propagation path compensation units 501 and 506, a demodulation unit 502, a descrambling unit 503, a decoding unit 504, and an interference removal unit 505.
  • the propagation path compensation unit 501 performs propagation path compensation using the reception weight and suppresses the second interference signal (and noise).
  • Demodulation section 502 performs demodulation processing to determine a bit log likelihood ratio (LLR: Log Likelihood Ratio).
  • LLR Log Likelihood Ratio
  • the descrambling unit 503 solves the scrambling performed in the base station apparatus and obtains the bit log likelihood ratio of the codeword.
  • the decoding unit 504 performs error correction decoding on the bit log likelihood ratio of the codeword, and in the case of a signal transmitted to another terminal apparatus, performs decoding using the terminal information, and obtains the encoded bit obtained
  • the log likelihood ratio is output to the interference removal unit 505.
  • information bits are obtained by decoding, and when decoding of all the streams has not been completed, the coded bit log likelihood ratio after decoding is output to the interference removal unit 505.
  • the propagation path compensation unit 506 performs propagation path compensation on the signal after interference cancellation.
  • H 11 is a channel matrix between base station apparatus 100-3 and terminal apparatus 103
  • s 1 is a desired signal transmitted from base station apparatus 100-3 to terminal apparatus 103
  • H 12 is base station apparatus 100.
  • s 2 is a signal transmitted from the base station apparatus 100-1 to the terminal apparatus 101
  • H 13 is a channel between the base station apparatus 100-2 and the terminal apparatus 103.
  • the matrix s 3 represents a signal transmitted from the base station apparatus 100-2 to the terminal apparatus 102.
  • N represents noise. That is, in Equation (1), the first term on the right side is the desired signal, the second term is the first interference signal, and the third term is the term relating to the second interference signal.
  • the propagation path compensation unit 501 performs propagation path compensation so as to suppress the second interference signal and noise.
  • a weight as shown in Equation (2) can be used.
  • the channel compensation can be performed by multiplying the weight obtained in the equation (2) by the equation (1) from the left.
  • H ⁇ represents a channel estimation value, and the channel estimation value estimated by the channel estimation unit 405 is used.
  • Superscript H represents a complex conjugate transpose matrix.
  • R is an autocorrelation matrix of a received signal, and can be obtained using a resource element or a data channel (downlink shared channel: Physical Downlink Shared Channel) in which a reference signal (RS: Reference Signal) is arranged.
  • RS Reference Signal
  • R can be obtained as in the following equation (3).
  • Equation (4) is obtained by using CRS (Cell-Specific RS)
  • Equation (5) is obtained by using DMRS. This is the case.
  • N CRS is the number of CRS resource elements used for calculating Q
  • N DMRS is the number of DMRS resource elements used for calculating Q.
  • DMRS is the sum of the number of data channels and DMRS resource elements used to calculate R.
  • the first interference signal is demodulated and decoded, and then interference cancellation is performed.
  • interference removal is performed in order from the stream index 1, but the present invention is not limited to this, and an arbitrary interference removal order can be applied.
  • Equation (8) is an expression representing processing in a certain resource element, but (k, t) will be omitted in the following unless it is necessary.
  • ( ⁇ ) 1 represents the first column in the case of a matrix and the first element in the case of a vector.
  • s ⁇ is a vector having as an element a symbol replica that is an expected value of a modulation symbol.
  • the symbol replica can be obtained as shown in Equation (9) when QPSK modulation is taken as an example.
  • ⁇ 1 and ⁇ 2 represent the log likelihood ratio of the first bit and the log likelihood ratio of the second bit, respectively, constituting the QPSK symbol.
  • Tanh represents a hyperbolic tangent function
  • j represents an imaginary unit.
  • the propagation path compensation unit 506 performs propagation path compensation using the following weights.
  • E [] represents an expected value.
  • diag [] is a diagonal matrix having the parenthesized elements as diagonal elements.
  • Q can be obtained using a reference signal in the same manner as in equations (4) and (5). Further, when obtaining using data, it can be obtained from the signal after interference removal as shown in the following equation (13).
  • the second interference stream is decoded, and if necessary, the second interference stream is removed.
  • Interference removal up to the xth (> 1) interference stream can be performed as in the following equation (14).
  • the propagation path compensation unit 506 performs propagation path compensation using a reception weight as shown in the following equation (15).
  • the propagation path compensation unit 506 can use a weight like the following equation (20).
  • the SIC is performed until all signals destined for the terminal device are decoded.
  • the terminal device uses the reception weight to suppress the second interference signal.
  • the base station device calculates the transmission weight or the transmission weight and the reception weight in cooperation with each other.
  • the interference signal may be suppressed.
  • the terminal apparatus As described above, in the present embodiment, some of the interference streams received by the terminal apparatus are detected and removed (first interference signal), and the other streams (second interference signal) are received. Interference suppression was performed using weights. Therefore, the terminal device can suppress interference even when all the interference streams cannot be detected, and can improve the throughput. Moreover, in this embodiment, since the number of interference streams for detecting and removing interference is reduced, the amount of computation of the terminal device can be reduced.
  • the interference signal received by the terminal device is divided into a first interference signal and a second interference signal based on the type of the base station device serving as an interference source, and the terminal device supports the interference signal.
  • the interference suppression method was used.
  • the type of base station apparatus correspond to the interference suppression method, a design suitable for the configuration of the communication system becomes possible. For example, when the transmission power of the first base station apparatus is higher than the transmission power of the second base station apparatus, the influence of the first interference signal on the terminal apparatus is more than the influence of the second interference signal. Also grows.
  • the reception characteristic of the terminal device can be improved by making the interference suppression method of the first interference signal a highly accurate interference suppression method.
  • interference streams are detected and removed one by one, but the present invention is not limited to this, and a plurality of interference streams can be detected and removed.
  • detection and removal are performed from the interference stream.
  • the present invention is not limited to this, and detection and removal may be performed from the desired stream. In this case, after removing the desired stream, the interference stream is detected and removed, and the desired stream is obtained again. Further, detection and removal of a desired stream and an interference stream may be repeated.
  • the terminal device can set the interference stream to be detected and removed depending on the number of repetitions.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a communication system according to the present embodiment.
  • the communication system according to the present embodiment includes a base station device 600-1 (first base station device) and a base station device 600-2 (first base station device 600-1) having different transmission power from the base station device 600-1. 2 base station devices) and terminal devices 601, 602, and 603.
  • the first base station apparatus may be a macro base station.
  • the second base station apparatus may be a base station apparatus (LPN: Low Power Node, low power base station, etc.) whose transmission power is lower than that of the first base station apparatus.
  • LPN Low Power Node, low power base station, etc.
  • Reference numerals 600-1a and 600-2a denote the coverage (small cell, pico cell, etc.) of the base station devices 600-1 (macro cell) and 600-2, respectively.
  • the base station apparatuses may be wirelessly connected or may be wired.
  • base station apparatus 600-1 is connected to terminal apparatuses 601 and 602, and base station apparatus 600-2 is connected to terminal apparatus 603.
  • base station apparatus 600-1 spatially multiplexes terminal apparatuses 601 and 602.
  • the terminal devices 601, 602, and 603 connect to the base station device using the same resource.
  • Terminal apparatuses 601 and 602 receive inter-user interference from base station apparatus 600-1 and inter-cell interference from base station apparatus 600-2.
  • Terminal apparatus 603 receives inter-cell interference from base station apparatus 600-1. That is, the terminal device connected to the first base station device has a desired signal from the first base station device, inter-user interference (first interference signal) from the first base station device, and second Inter-cell interference (second interference signal) from the base station apparatus is received. Further, the terminal device connected to the second base station device receives a desired signal from the second base station device and inter-cell interference (first interference signal) from the first base station device.
  • FIG. 7 is a sequence diagram between the base station apparatus 600-1 and the terminal apparatus 601 according to the present embodiment.
  • the terminal device 601 receives a desired signal from the base station device 600-1, inter-user interference from the base station device 600-1 (first interference signal), and inter-cell interference from the base station device 600-2 (second Interference signal).
  • the terminal apparatus 601 detects a cell (cell ID) that can be used for communication by using a synchronization signal, performs a cell search, and makes an initial connection to the base station apparatus 600-1 (step s701).
  • the base station apparatus 600-1 grasps neighboring cells (step s702).
  • Base station apparatus 600-1 requests terminal apparatus 601 to perform channel measurement of neighboring cells (step s703).
  • Terminal apparatus 601 measures the channel of the neighboring cell instructed from base station apparatus 600-1, and feeds back CSI (Channel (State Information) to base station apparatus 600-1 (step s704).
  • the CSI may include statistics such as a channel matrix and a channel covariance matrix.
  • terminal apparatus 601 also feeds back the channel between base station apparatus 600-1 and terminal apparatus 601.
  • the base station apparatus 600-1 notifies the terminal apparatus 601 of terminal information for removing the first interference signal in the terminal apparatus 601 (step s707).
  • Base station apparatus 600-1 transmits data to terminal apparatus 601 (step s708).
  • the terminal device 601 detects and removes the first interference signal using the terminal information, and suppresses the second interference signal (step s709).
  • the base station apparatus 600-1 requests terminal information from the base station apparatus 600-2 (step s705)
  • the base station apparatus 600-1 notifies the base station apparatus 600-2 of the terminal information (step s706).
  • FIG. 7 shows the case where the terminal apparatus 601 connects to the base station apparatus 600-1, but the same processing is performed when the terminal apparatus 602 connects to the base station apparatus 600-1.
  • FIG. 8 is a sequence diagram between the base station apparatus 600-2 and the terminal apparatus 603 according to the present embodiment.
  • Terminal apparatus 603 receives a desired signal from base station apparatus 600-2 and inter-cell interference (first interference signal) from base station apparatus 600-1.
  • inter-cell interference first interference signal
  • steps s801 to s804 and s807 to s809 are the same as steps s701 to s704 and s707 to s709 in FIG. 7, respectively.
  • the base station device 600-2 requests terminal information from the base station device 600-1 (step s805).
  • Base station apparatus 600-1 notifies terminal information to base station apparatus 600-2 (step s806).
  • the first base station apparatus notifies the terminal information to the terminal apparatuses (terminal apparatuses 601 and 602) that receive the first interference signal.
  • the terminal device detects and removes the first interference signal using the terminal information, and suppresses the second interference signal.
  • the configurations of the base station device and the terminal device in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. Here, the points different from the first embodiment will be mainly described.
  • the signal detection unit 406 of the terminal device 601 in this embodiment will be described.
  • the received signal r (k, t) of the terminal device 601 is the same as that in Expression (1).
  • H 11 is a channel matrix related to a desired signal between the base station apparatus 600-1 and the terminal apparatus 601, and s 1 is transmitted from the base station apparatus 600-1 to the terminal apparatus 601.
  • Desired signal H 12 is a channel matrix related to inter-user interference between base station apparatus 600-1 and terminal apparatus 601
  • s 2 is a signal transmitted from base station apparatus 600-1 to terminal apparatus 602
  • H 13 is channel matrix between the base station apparatus 600-2 and the terminal device 601
  • s 3 denotes the signal transmitted to the terminal device 603 from the base station device 600-2.
  • the signal detection unit 406 suppresses the second interference signal using the reception weight, and detects and removes the first interference signal using the terminal information.
  • the terminal device 603 does not receive the second interference signal, but can use the reception weight calculated by Expression (2).
  • the terminal apparatus can suppress interference even when all the interference streams cannot be detected, and can improve the throughput. Moreover, in this embodiment, since the number of interference streams for detecting and removing interference is reduced, the amount of computation of the terminal device can be reduced. Also, according to the present embodiment, the present invention can be applied even when inter-user interference occurs due to the base station apparatus spatially multiplexing a plurality of terminal apparatuses.
  • the present invention is not limited to this, and the case where interference signals arrive from a plurality of base station apparatuses.
  • the present invention can also be applied.
  • interference signals from one base station apparatus are suppressed using weights.
  • the present invention is not limited to this, and is a case where interference signals from a plurality of base station apparatuses are suppressed.
  • the present invention can be applied.
  • the program that operates in the base station apparatus and mobile station apparatus is a program (a program that causes a computer to function) that controls the CPU and the like so as to realize the functions of the above-described embodiments according to the present invention.
  • Information handled by these devices is temporarily stored in the RAM at the time of processing, then stored in various ROMs and HDDs, read out by the CPU, and corrected and written as necessary.
  • a recording medium for storing the program a semiconductor medium (for example, ROM, nonvolatile memory card, etc.), an optical recording medium (for example, DVD, MO, MD, CD, BD, etc.), a magnetic recording medium (for example, magnetic tape, Any of a flexible disk etc. may be sufficient.
  • the processing is performed in cooperation with the operating system or other application programs.
  • the functions of the invention may be realized.
  • the program when distributing to the market, can be stored in a portable recording medium for distribution, or transferred to a server computer connected via a network such as the Internet.
  • the storage device of the server computer is also included in the present invention.
  • part or all of the mobile station apparatus and the base station apparatus in the above-described embodiment may be realized as an LSI that is typically an integrated circuit.
  • Each functional block of the receiving apparatus may be individually chipped, or a part or all of them may be integrated into a chip. When each functional block is integrated, an integrated circuit controller for controlling them is added.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor.
  • an integrated circuit based on the technology can also be used.
  • the terminal device of the present invention is not limited to application to a mobile station device, but is a stationary or non-movable electronic device installed indoors or outdoors, such as AV equipment, kitchen equipment, cleaning / washing equipment Needless to say, it can be applied to air conditioning equipment, office equipment, vending machines, and other daily life equipment.
  • the present invention is suitable for use in a terminal device, a base station device, and a receiving method.

Landscapes

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Abstract

　多くの干渉ストリームを受信する場合であっても、セル間干渉、ユーザ間干渉による受信性能の劣化を軽減すること。端末装置は、第１の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第１の干渉信号と、前記第１の基地局装置とは異なる送信電力である第２の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第２の干渉信号と、前記第１の干渉信号を復調するための端末情報とを受信する受信部と、受信重みを用いて前記第２の干渉信号を抑圧し、前記端末情報を用いて前記第１の干渉信号のうち少なくとも１つの干渉ストリームを除去する信号検出部と、を備える。

Description

端末装置、基地局装置及び受信方法
　本発明は、端末装置、基地局装置及び受信方法に関する。
　近年、スマートフォンやタブレット端末の普及に伴い、モバイル伝送におけるトラフィックは、指数的に増大を続けており、今後もさらに増大することが予想されている。このような無線トラフィック増大の対策の１つとして、ヘテロジーニアスネットワーク（Heterogeneous Network）による基地局の高密度配置の検討が行なわれている。基地局の高密度配置は、マクロセル内に小電力基地局（LPN:Low Power Node）等を配置し、端末装置が小電力基地局に接続することで、マクロ基地局の負荷を軽減するものである。この時、セル間干渉（Inter-Cell Interference）が問題となる。
　また、セルスループットを向上させるために、複数の端末装置を空間多重するＭＵ－ＭＩＭＯ（Multi-User Multiple Input Multiple Output）の検討も行なわれている。ＭＵ－ＭＩＭＯでは、端末装置間の干渉（ユーザ間干渉）が問題となる。
　このようなセル間干渉やユーザ間干渉に対して、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、端末装置が干渉信号を抑圧または除去するＮＡＩＣＳ（Network Assisted Interference Cancellation and Suppression）の検討が行なわれている。ＮＡＩＣＳでは、端末装置は、干渉となっている他の端末装置に関する情報を受け取り、干渉となっている他の端末装置宛の信号を検出し、干渉除去を行なう。ＮＡＩＣＳについては、非特許文献１に記載されている。
　しかしながら、ＮＡＩＣＳでは、干渉信号を検出して除去を行なうため、精度良く干渉信号を検出するためには、端末装置が備える受信アンテナ数を干渉信号ストリーム数よりも多くする必要がある。従って、受信アンテナ数よりも多くの干渉ストリームを受信する場合や多数の受信アンテナを搭載できない小型端末装置では、高精度に干渉除去が行なえず、受信性能が劣化するという問題がある。
　本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、多くの干渉ストリームを受信する場合であっても、セル間干渉、ユーザ間干渉による受信性能の劣化を軽減することが可能な端末装置、基地局装置及び受信方法を提供することにある。
　上述した課題を解決するために本発明に係る端末装置、基地局装置及び受信方法の構成は、次の通りである。
　本発明の端末装置は、第１の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第１の干渉信号と、前記第１の基地局装置とは異なる送信電力である第２の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第２の干渉信号と、前記第１の干渉信号を復調するための端末情報とを受信する受信部と、受信重みを用いて前記第２の干渉信号を抑圧し、前記端末情報を用いて前記第１の干渉信号のうち少なくとも１つの干渉ストリームを除去する信号検出部と、を備えることを特徴とする。
　また、本発明の端末装置において、前記第２の基地局装置は複数であることを特徴とする。
　また、本発明の端末装置において、前記第１の基地局装置に接続していることを特徴とする。
　また、本発明の端末装置において、前記第２の基地局装置に接続していることを特徴とする。
　また、本発明の端末装置において、前記第２の干渉信号を抑圧した後に前記第１の干渉信号を除去することを特徴とする。
　本発明の基地局装置は、複数の基地局装置と協調して端末装置に信号を送信する基地局装置であって、前記基地局装置は、第１の基地局装置又は前記第１の基地局装置とは送信電力が異なる第２の基地局装置のいずれかであって、前記第１の基地局装置が他端末装置宛に送信した信号を復調するための端末情報を前記端末装置に通知することを特徴とする。
　本発明の受信方法は、第１の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第１の干渉信号と、前記第１の基地局装置とは異なる送信電力である第２の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第２の干渉信号と、前記第１の干渉信号を復調するための端末情報とを受信する受信手段と、受信重みを用いて前記第２の干渉信号を抑圧し、前記端末情報を用いて前記第１の干渉信号のうち少なくとも１つの干渉ストリームを除去するための信号検出手段と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、端末装置が受信する干渉信号について、干渉源となる基地局装置の種類に基づいて第１の干渉信号と第２の干渉信号とに分け、基地局装置から通知された端末情報を用いて第１の干渉信号の検出及び除去を行ない、受信重みを用いて第２の干渉信号を抑圧するようにした。従って、多くの干渉ストリームを受信する場合であっても、セル間干渉、ユーザ間干渉による受信性能の劣化を軽減できるため、スループットを向上させることができる。
第１の実施形態に係る通信システムの一例を示す図である。 第１の実施形態に係る基地局装置と端末装置との間のシーケンス図である。 第１の実施形態に係る基地局装置の構成例を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態に係る端末装置の構成例を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態に係る信号検出部４０６の構成例を示す概略ブロック図である。 第２の実施形態に係る通信システムの一例を示す図である。 第２の実施形態に係る基地局装置６００－１と端末装置６０１との間のシーケンス図である。 第２の実施形態に係る基地局装置６００－２と端末装置６０３との間のシーケンス図である。
　（第１の実施形態）
　以下、本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態における通信システムは、基地局装置（送信装置、セル、送信点、送信アンテナ群、送信アンテナポート群、コンポーネントキャリア、eNodeB）および端末装置（端末、移動端末、受信点、受信端末、受信装置、受信アンテナ群、受信アンテナポート群、UE）を備える。
　図１は、本実施形態に係る通信システムの一例を示す図である。図１に示すように、本実施形態における通信システムは、基地局装置１００－１（第１の基地局装置ともいう）、基地局装置１００－１とは送信電力が異なる基地局装置（第２の基地局装置ともいう）１００－２、１００－３、端末装置１０１、１０２、１０３を備える。なお、第１の基地局装置はマクロ基地局でも良い。また、第２の基地局装置は、第１の基地局装置よりも送信電力が低い基地局装置（LPN:Low Power Node、小電力基地局など）でも良い。１００－１ａは、基地局装置１００－１のカバレッジ（マクロセル）、１００－２ａ、１００－３ａはそれぞれ基地局装置１００－２、１００－３のカバレッジ（スモールセル、ピコセル等）である。カバレッジとは、基地局装置が端末装置と接続可能な範囲（通信エリア）をいう。また、基地局装置間は、無線接続されていても良いし、有線接続されていても良い。
　図１において、端末装置１０１、１０２、１０３は、同じリソースを用いて各基地局装置に接続する。端末装置１０１は、基地局装置１００－１に接続し、基地局装置１００－２及び基地局装置１００－３から干渉を受ける。端末装置１０２は、基地局装置１００－２に接続し、基地局装置１００－１及び基地局装置１００－３から干渉を受ける。端末装置１０３は、基地局装置１００－３に接続し、基地局装置１００－１及び基地局装置１００－２から干渉を受ける。つまり、第１の基地局装置に接続する端末装置は、第１の基地局装置からの所望信号と、第２の基地局装置からの干渉（第２の干渉信号とよぶ）とを受信する。また、第２の基地局装置に接続する端末装置は、自身が接続している第２の基地局装置からの所望信号と、第１の基地局装置からの干渉（第１の干渉信号とよぶ）と、自身が接続していない第２の基地局装置からの干渉（第２の干渉信号）とを受信する。
　なお、本発明において、第１の干渉信号及び第２の干渉信号は、それぞれ１つの基地局装置からの干渉信号であっても良いし、複数の基地局からの干渉信号でも良い。
　また、本発明における通信システムは、セル数、基地局装置の数、端末装置の数、セルの種類（例えば、マクロセル、ピコセル、フェムトセル、スモールセル等）、基地局装置の種類は以下の実施形態に限定されない。また、図１では、第２の基地局装置のカバレッジが第１の基地局装置のカバレッジと完全に重なっているが、部分的に重なっていても良いし、重なっていなくても良い。
　また、第２の基地局装置が複数ある場合、第２の基地局装置毎に送信電力が異なっていても良い。また、第１の基地局装置と第２の基地局装置は、送信電力の区別のみならず、既にサービスインしている方式をサポートする後方互換性のある基地局と、新しく定義される後方互換性のない基地局とで区別しても良い。
　また、第２の基地局装置間でサービスする方式（通信システムのバージョン、オプション等）が異なっていても良い。
　図２は、本実施形態に係る基地局装置と端末装置との間のシーケンス図である。一例として、端末装置１０３が基地局装置１００－３に接続する場合を説明する。端末装置１０３は、基地局装置１００－３からの所望信号と、基地局装置１００－１からの干渉信号（第１の干渉信号）と、基地局装置１００－２からの干渉信号（第２の干渉信号）とを受信する。
　図２において、端末装置１０３は、同期信号を用いて通信に利用可能なセル（セルID）を検出してセルサーチを行ない、基地局装置１００－３に初期接続を行なう（ステップｓ２０１）。基地局装置１００－３は周辺セルを把握する（ステップｓ２０２）。基地局装置１００－３は、端末装置１０３に対して周辺セルのチャネル測定を要求する（ステップｓ２０３）。端末装置１０３は、基地局装置１００－３から指示された周辺セルのチャネルを測定し、基地局装置１００－３にＣＳＩ（Channel State Information）をフィードバックする（ステップｓ２０４）。ＣＳＩにはチャネル行列やチャネルの共分散行列などの統計量も含んでも良い。このとき、端末装置１０３は、基地局装置１００－３と端末装置１０３との間のチャネルもフィードバックする。基地局装置１００－３は、基地局装置１００－１に端末情報を要求する（ステップｓ２０５）。基地局装置１００－１は、基地局装置１００－３に端末情報を通知する（ステップｓ２０６）。ここで、端末情報とは、端末装置１０３が第１の干渉信号を抑圧または除去するときに用いる支援情報である。基地局装置１００－３は、ステップｓ２０６で得られた端末情報を端末装置１０３に通知する（ステップｓ２０７）。基地局装置１００－３は、端末装置１０３に対してデータを送信する（ステップｓ２０８）。端末装置１０３は、端末情報を用いて第１の干渉信号の検出及び除去を行ない、第２の干渉信号を抑圧する（ステップｓ２０９）。
　図２では、一例として端末装置１０３が基地局装置１００－３に接続する場合を示したが、端末装置１０１、１０２が基地局装置に接続する場合も同様な処理を行なう。本実施形態では、第１の基地局装置は、第１の干渉信号を受信する端末装置（端末装置１０２、１０３）に対して端末情報を通知する。端末装置は、端末情報を用いて第１の干渉信号の検出及び除去を行ない、第２の干渉信号を抑圧する。なお、端末装置は、端末情報を受信した場合のみ、第１の干渉信号の検出及び除去を行なえば良い。
　図３は、本実施形態における基地局装置１００－３の構成例を示す概略ブロック図である。基地局装置１００－３は、上位レイヤ３０１、符号化部３０２－１～３０２－Ｓ、スクランブル部３０３－１～３０３－Ｓ、変調部３０４－１～３０４－Ｓ、レイヤマッピング部３０５、参照信号生成部３０６、プレコーディング部３０７、端末情報生成部３０８、リソースマッピング３０９－１～３０９－Ｔ、ＯＦＤＭ信号生成部３１０－１～３１０－Ｔ、送信部３１１－１～３１１－Ｔ、送信アンテナ３１２－１～３１２－Ｔ、受信アンテナ３１３－１～３１３－Ｒ、受信部３１４－１～３１４－Ｒ、報告情報検出部３１５を備える。なお、図中のＳ、Ｔ、Ｒはそれぞれ、ストリーム数、送信アンテナ数、受信アンテナ数を表す。なお、上記基地局装置１００－３の一部あるいは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行なうチップ制御回路を有する。
　上位レイヤ３０１は、ＯＳＩ参照モデルで定義された通信機能の階層のうち、物理層（Physical Layer）よりも上位の機能の階層、例えばＭＡＣ（媒体アクセス制御:Media Access Control）、データリンク層、ネットワーク層等である。また、上位レイヤ３０１は、基地局装置１００－３を構成する各部位が、機能を発揮するために必要なその他のパラメータも通知する。上位レイヤ３０１は、他の基地局装置の上位レイヤと接続されており、基地局装置間で端末情報やチャネル情報等を共有することができる。
　符号化部３０２－１～３０２－Ｓは、上位レイヤ３０１から入力された情報データに対して、誤り訂正符号化を行ない、符号化ビット（コードワードともいう）を生成する。また、情報データは、例えば、通話に伴う音声信号、撮影した画像を表す静止画像又は動画像信号、文字メッセージ等である。符号化部３０２－１～３０２－Ｓが誤り訂正符号化を行なう際に用いる符号化方式は、例えば、ターボ符号化（Turbo Coding）、畳み込み符号化（Convolutional Coding）、低密度パリティ検査符号化（Low Density Parity Check coding;LDPC）等である。
　なお、符号化部３０２－１～３０２－Ｓは、誤り訂正符号化したデータ系列の符号化率（coding rate）をデータ伝送率に対応する符号化率に合わせるために、符号化ビット系列に対してレートマッチング処理を行なっても良い。また、符号化部３０２－１～３０２－Ｓは、誤り訂正符号化したデータ系列を並び替えてインターリーブする機能を有しても良い。
　スクランブル部３０３－１～３０３－Ｓは、符号化部３０２－１～３０２－Ｓから入力されるコードワードに対して、それぞれセルＩＤに基づいたスクランブルを行なう。
　スクランブルされたコードワードは、変調部３０４－１～３０４－Ｓにおいて、変調シンボルにマッピングされる。変調部３０４－１～３０４－Ｓが行なう変調処理は、例えば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying;2相位相変調）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying;4相位相変調）、Ｍ－ＱＡＭ（M-Quadrature Amplitude Modulation;M値直交振幅変調、例えば、M=16、64、256、1024、4096）などである。なお、変調部３０４－１～３０４－Ｓは、生成した変調シンボルを並び替えてインターリーブする機能を有しても良い。
　変調シンボルは、レイヤマッピング部３０５において、空間多重のためにレイヤマッピングされる。例えば、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）では最大で８レイヤまでサポートされており、１つのコードワードは最大で４レイヤにマッピングされる。
　参照信号生成部３０６は、参照信号を生成して、プレコーディングが必要な参照信号をプレコーディング部３０７に、プレコーディングしない参照信号をリソースマッピング部３０９－１～３０９－Ｔに出力する。
　プレコーディング部３０７は、レイヤマッピング部３０５の出力に対してプレコーディングを行なう。なお、一部の参照信号、例えばＤＭＲＳ（復調用参照信号:DeModulation Reference Symbol）に対しては、復調するデータ信号と同じプレコーディングが行なわれても良い。
　端末情報生成部３０８は、基地局装置１００－１から通知された端末情報を用いて、端末装置１０３が第１の干渉信号の検出及び除去を行なうための端末情報を生成する。端末情報は、例えば、セルＩＤ、変調方式、符号化率、参照信号、アンテナポート番号、リソース割り当て情報など、他端末装置宛の信号を復調、復号するために必要な情報である。なお、端末情報は、制御信号とすることができる。
　リソースマッピング部３０９－１～３０９－Ｔはプレコーディング部３０７の出力、参照信号、端末情報をリソースにマッピングする。
　リソースマッピング部３０９－１～３０９－Ｔの出力は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重:Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号生成部３１０－１～３１０－Ｔで、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換:Inverse Fast Fourier Transform）、サイクリックプレフィックス（CP:Cyclic Prefix）の挿入が行なわれ、送信部３１１－１～３１１－Ｔでデジタル・アナログ変換、フィルタリング、周波数変換等が行なわれ、送信アンテナ３１２－１～３１２－Ｔから送信される。
　基地局装置１００－３は、受信する機能も備える。受信アンテナ３１３－１～３１３－Ｒは、端末装置１０２からの信号を受信し、受信部３１３－１～３１３－Ｒは、受信した信号に周波数変換、フィルタリング、アナログ・デジタル変換等を行なう。報告情報検出部３１５は、端末装置１０２からフィードバックされたＣＳＩ（Channel State Information）などランク数、ＭＣＳ（変調符号化方式:Modulation and Coding Scheme）の決定に必要な情報や、干渉信号のチャネル情報などを求める。チャネル情報には、チャネル行列やチャネル共分散行列や、チャネル行列やチャネル共分散行列を示す情報など、プレコーディングに必要な情報が含まれる。
　図３では、一例として基地局装置１００－３の構成例を示したが、他の基地局装置の構成についても同様である。なお、基地局装置１００－１は、図２のシーケンスに従い、上位レイヤ３０１において、他の基地局装置に端末情報等の通知を行なう。
　図４は、本実施形態における端末装置１０３の構成例を示す概略ブロック図である。端末装置１０３は、受信アンテナ４０１－１～４０１－Ｒ、受信部４０２－１～４０２－Ｒ、ＣＰ除去部４０３－１～４０３－Ｒ、ＦＦＴ部４０４－１～４０４－Ｒ、チャネル推定部４０５、信号検出部４０６、上位レイヤ４０７、参照信号生成部４０８、上りリンク信号生成部４０９、送信部４１０－１～４１０－Ｔ、送信アンテナ４１１－１～４１１－Ｔを備える。また、端末装置１０２の一部あるいは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行なうチップ制御回路（図示せず）を有する。なお、送信アンテナ本数Ｔ、受信アンテナ本数Ｒは、基地局装置１００－３と同じ表記をしているが、端末装置と基地局装置のアンテナ本数は同じであっても異なっても良い。
　端末装置１０３は、受信アンテナ４０１－１～４０１－Ｒで信号を受信し、受信部４０２－１～４０２－Ｒは受信した信号に周波数変換、フィルタリング、アナログ・デジタル変換等を行なう。受信部４０２－１～４０２－Ｒの出力には、ＣＰ除去部４０３－１～４０３－Ｒでサイクリックプレフィックスの除去が行なわれ、ＦＦＴ部４０４－１～４０４－Ｒで時間周波数変換が行なわれる。チャネル推定部４０５は、ＤＭＲＳを用いてチャネル推定値を求める。ＤＭＲＳがプレコーディングされている場合は、プレコーディングを含んだチャネル推定値が求まる。信号検出部４０６は、基地局装置１００－３から端末情報を通知された第１の干渉信号を除去し、第２の干渉信号を受信重みで抑圧し、自己宛に送信された情報データを算出し、上位レイヤ４０７に出力する。
　端末装置１０３は、送信する機能も備える。参照信号生成部４０８は、上りリンク用の参照信号を生成する。上りリンク信号生成部４０９は、上位レイヤ４０７から得られる情報データや上りリンク信号を生成するためのパラメータ等や、参照信号生成部４０８から得られる参照信号、基地局装置１００－３に報告する情報等から上りリンク信号を生成する。上りリンク信号はＳＣ－ＦＤＭＡ（Single Carrier - Frequency Division Multiple Access）シンボルやＯＦＤＭＡシンボルで構成された信号である。上りリンク信号生成部４０９の出力は、送信部４１０－１～４１０－Ｔでデジタル・アナログ変換、フィルタリング、周波数変換等が行なわれ、送信アンテナ４１１－１～４１１－Ｔから送信される。
　図４では、一例として端末装置１０３の構成例を示したが、他の端末装置の構成についても同様である。なお、端末装置１０１のように、基地局装置から端末情報が通知されない場合、信号検出部４０６は、第２の干渉信号を受信重みで抑圧し、第１の干渉信号の除去を行なわない。
　図５は、信号検出部４０６の構成例を示す概略ブロック図である。信号検出部４０６は、伝搬路補償部５０１、５０６、復調部５０２、デスクランブル部５０３、復号部５０４、干渉除去部５０５を備える。伝搬路補償部５０１は、受信重みを用いて伝搬路補償を行ない、第２の干渉信号（及び雑音）を抑圧する。復調部５０２は、復調処理を行なってビット対数尤度比（LLR:Log Likelihood Ratio）を求める。他端末装置宛の信号を復調する場合、復調部５０２は、端末情報を用いて復調を行なう。デスクランブル部５０３は、基地局装置で行なわれたスクランブルを解き、コードワードのビット対数尤度比を求める。復号部５０４は、コードワードのビット対数尤度比に対して誤り訂正復号を行ない、他端末装置宛に送信された信号の場合は、端末情報を用いて復号を行ない、得られた符号化ビット対数尤度比を干渉除去部５０５に出力する。自端末装置宛の信号であった場合、復号により情報ビットを求めると共に、全てのストリームの復号が終わっていない場合、復号後の符号化ビット対数尤度比を干渉除去部５０５に出力する。伝搬路補償部５０６は、干渉除去後の信号に対して伝搬路補償を行なう。
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　信号検出部４０６の処理を、数式を用いて説明する。リソースエレメント（ｋ，ｔ）における受信信号ｒ（ｋ，ｔ）を式（１）に示す。なお、ｋ、ｔはそれぞれサブキャリアインデックス、ＯＦＤＭシンボルインデックスである。
Figure WO-DOC-MATHS-1
　なお、Ｈ１１は基地局装置１００－３と端末装置１０３との間のチャネル行列、ｓ１は基地局装置１００－３から端末装置１０３宛に送信された所望信号、Ｈ１２は基地局装置１００－１と端末装置１０３との間のチャネル行列、ｓ２は基地局装置１００－１から端末装置１０１に送信された信号、Ｈ１３は基地局装置１００－２と端末装置１０３との間のチャネル行列、ｓ３は基地局装置１００－２から端末装置１０２に送信された信号を表す。また、ｎは雑音を表す。つまり、式（１）において、右辺の第１項が所望信号、第２項が第１の干渉信号、第３項が第２の干渉信号に関する項である。
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　伝搬路補償部５０１は、第２の干渉信号及び雑音を抑圧するように伝搬路補償を行なう。これは、例えば、式（２）のような重みを用いることができる。式（２）で求めた重みを式（１）に左から乗算して伝搬路補償を行なうことができる。
Figure WO-DOC-MATHS-2
　ただし、Ｈ＾はチャネル推定値を表し、チャネル推定部４０５で推定したチャネル推定値を用いる。また、上付きのＨは複素共役転置行列を表す。なお、Ｒは受信信号の自己相関行列であり、参照信号（RS:Reference Signal）が配置されるリソースエレメントやデータチャネル（下りリンク共有チャネル:Physical Downlink Shared Channel）を用いて求めることができる。
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　参照信号を用いて求める場合、Ｒは次式（３）のように求めることができる。
Figure WO-DOC-MATHS-3
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　ただし、Ｑは干渉雑音の共分散行列であり、式（４）はＣＲＳ（セル固有参照信号:Cell-Specific RS）を用いてＱを求めた場合、式（５）はＤＭＲＳを用いてＱを求めた場合である。
Figure WO-DOC-MATHS-4
　ＮＣＲＳはＱの算出に用いたＣＲＳリソースエレメント数であり、ＮＤＭＲＳはＱの算出に用いたＤＭＲＳリソースエレメント数である。
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　また、次式（７）はデータチャネルやＤＭＲＳリソースエレメントを用いてＲを求める方法である。
Figure WO-DOC-MATHS-5
　ＮＰＤＳＣＨ，ＤＭＲＳは、Ｒの算出に用いたデータチャネル、ＤＭＲＳリソースエレメント数の和である。
　伝搬路補償後、全ストリームを復調、復号することもできるが、以下では、逐次型干渉キャンセラ（SIC:Successive Interference Canceller）を適用した場合を説明する。
　式（２）を用いた伝搬路補償後、第１の干渉信号について復調、復号した後、干渉除去を行なう。干渉ストリーム全てを一括して除去することも可能であるが、ここでは干渉ストリームを１つずつ逐次的に除去する場合を説明する。なお、以降の説明では、ストリームインデックス１から順番に干渉除去を行なっていくが、本発明はこれに限らず、任意の干渉除去順を適用することができる。
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　基地局装置１００－１からの第１の干渉信号を除去する場合、干渉除去部５０５は式（８）のように干渉除去を行なう。なお、式（８）はあるリソースエレメントにおける処理を表す数式であるが、以降では必要なとき以外は（ｋ，ｔ）を省略する。
Figure WO-DOC-MATHS-6
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　なお、（・）１は、行列の場合は第１列、ベクトルの場合は第１要素を表す。また、ｓ＾は変調シンボルの期待値であるシンボルレプリカを要素に持つベクトルである。シンボルレプリカは、ＱＰＳＫ変調を例にすると、式（９）のように求めることができる。
Figure WO-DOC-MATHS-7
　ただし、λ１、λ２はそれぞれＱＰＳＫシンボルを構成する第１ビットの対数尤度比、第２ビットの対数尤度比を表す。また、ｔａｎｈは双曲線正接関数を表し、ｊは虚数単位を表す。
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　このとき、伝搬路補償部５０６は次のような重みを用いて伝搬路補償を行なう。
Figure WO-DOC-MATHS-8
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　ただし、Ｅ［］は期待値を表す。また、ｄｉａｇ［］は括弧内を対角要素に持つ対角行列である。Ｑは式（４）、（５）と同様に参照信号を用いて求めることができる。また、データを用いて求める場合は次式（１３）のように干渉除去後の信号から求めることができる。
Figure WO-DOC-MATHS-9
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　伝搬路補償後、第２干渉ストリームの復号を行ない、必要な場合は、第２干渉ストリームの除去を行なう。第ｘ（＞１）干渉ストリームまでの干渉除去は次式（１４）のように行なうことができる。
Figure WO-DOC-MATHS-10
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　このとき、伝搬路補償部５０６は、次式（１５）のような受信重みを用いて伝搬路補償する。
Figure WO-DOC-MATHS-11
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　なお、データを用いてＲ０，ｘを求める場合は、次式（１８）のようにすることができる。
Figure WO-DOC-MATHS-12
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　以降、基地局装置１００－２からの干渉ストリームを全て除去することができる。また、自端末装置宛の信号であっても、空間多重されている場合はストリーム間干渉が生じているため、同様にＳＩＣにより干渉を除去できる。自端末装置宛の第ｘ（＞０）ストリームまでの干渉除去は次式（１９）のようにすることができる。ただし、Ｓは基地局装置１００－１からの干渉ストリーム数を表す。
Figure WO-DOC-MATHS-13
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　このとき、伝搬路補償部５０６では次式（２０）のような重みを用いることができる。
Figure WO-DOC-MATHS-14
[規則26に基づく補充 12.08.2014]　
　また、データを用いる場合、Ｒｘ，Ｓは次式（２３）のように求めることができる。
Figure WO-DOC-MATHS-15
　このように、ＳＩＣは自端末装置宛の信号が全て復号されるまで行なう。
　なお、本実施形態では、端末装置は、第２の干渉信号を抑圧するために、受信重みを用いたが、基地局装置が協調して送信重み又は送信重み及び受信重みを算出し、第２の干渉信号を抑圧しても良い。
　このように、本実施形態では、端末装置が受信する干渉ストリームのうち、一部のストリーム（第１の干渉信号）について検出及び除去を行ない、その他のストリーム（第２の干渉信号）は、受信重みを用いて干渉抑圧を行なった。従って、端末装置は、全ての干渉ストリームが検出できない場合であっても、干渉を抑圧することが可能となり、スループットを向上させることができる。また、本実施形態では、干渉の検出及び除去を行なう干渉ストリーム数を減らすことになるため、端末装置の演算量を削減することができる。
　また、本実施形態では、端末装置が受信する干渉信号について、干渉源となる基地局装置の種類に基づいて第１の干渉信号と第２の干渉信号とに分け、端末装置では干渉信号に対応した干渉抑圧方式を用いた。このように、基地局装置の種類と干渉抑圧方式とを対応させることにより、通信システムの構成に適した設計が可能となる。また、例えば、第２の基地局装置の送信電力よりも第１の基地局装置の送信電力が高い場合、第１の干渉信号が端末装置に与える影響は、第２の干渉信号が与える影響よりも大きくなる。このとき、本実施形態のように、第１の干渉信号の干渉抑圧方式を高精度な干渉抑圧方式とすることにより、端末装置の受信特性を向上させることができる。
　上述のように、本実施形態では、干渉ストリームを１つずつ検出及び除去を行なっていたが、本発明はこれに限らず、複数の干渉ストリームを検出及び除去を行なうことも可能である。また、本実施形態では、干渉ストリームから検出及び除去を行なっていたが、本発明はこれに限らず、所望ストリームから検出及び除去しても良い。この場合、所望ストリームを除去した後、干渉ストリームの検出及び除去を行ない、再度所望ストリームを求めれば良い。また、所望ストリーム、干渉ストリームの検出及び除去を繰り返し行なっても良い。なお、所望ストリーム、干渉ストリームの検出及び除去を繰り返し行なう場合、繰り返し回数によって、検出及び除去を行なう干渉ストリームを端末装置が設定することも可能である。例えば、１つ前までの繰り返しで、第１の干渉信号のうち一部の信号が精度よく検出できている場合、再度検出する必要はない。このようにすると、全ての繰り返しで第１の干渉信号の全てを検出及び除去を行なう場合と比べて、演算量を削減することができる。
　（第２の実施形態）
　以下、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、基地局装置が複数の端末装置を空間多重することによって、ユーザ間干渉が生じる場合について説明する。以下では、主に第１の実施形態と異なる箇所を説明する。
　図６は、本実施形態に係る通信システムの一例を示す図である。図６に示すように、本実施形態における通信システムは、基地局装置６００－１（第１の基地局装置）、基地局装置６００－１とは送信電力が異なる基地局装置６００－２（第２の基地局装置）、端末装置６０１、６０２、６０３を備える。なお、第１の基地局装置はマクロ基地局でも良い。また、第２の基地局装置は、第１の基地局装置よりも送信電力が低い基地局装置（LPN:Low Power Node、小電力基地局など）でも良い。６００－１ａ、６００－２ａはそれぞれ基地局装置６００－１（マクロセル）、６００－２のカバレッジ（スモールセル、ピコセル等）である。また、基地局装置間は、無線接続されていても良いし、有線接続されていても良い。
　図６において、基地局装置６００－１は端末装置６０１及び６０２と接続し、基地局装置６００－２は端末装置６０３と接続する。このとき、基地局装置６００－１は端末装置６０１と６０２とを空間多重する。また、端末装置６０１、６０２、６０３は、同じリソースを用いて基地局装置に接続する。端末装置６０１、６０２は、基地局装置６００－１からのユーザ間干渉と基地局装置６００－２からのセル間干渉とを受ける。端末装置６０３は、基地局装置６００－１からのセル間干渉を受ける。つまり、第１の基地局装置に接続する端末装置は、第１の基地局装置からの所望信号と、第１の基地局装置からのユーザ間干渉（第１の干渉信号）と、第２の基地局装置からのセル間干渉（第２の干渉信号）とを受信する。また、第２の基地局装置に接続する端末装置は、第２の基地局装置からの所望信号と、第１の基地局装置からのセル間干渉（第１の干渉信号）とを受信する。
　図７は、本実施形態に係る基地局装置６００－１と端末装置６０１との間のシーケンス図である。端末装置６０１は、基地局装置６００－１からの所望信号と、基地局装置６００－１からのユーザ間干渉（第１の干渉信号）と基地局装置６００－２からのセル間干渉（第２の干渉信号）とを受信する。
　図７において、端末装置６０１は、同期信号を用いて通信に利用可能なセル（セルID）を検出してセルサーチを行ない、基地局装置６００－１に初期接続を行なう（ステップｓ７０１）。基地局装置６００－１は周辺セルを把握する（ステップｓ７０２）。基地局装置６００－１は、端末装置６０１に対して周辺セルのチャネル測定を要求する（ステップｓ７０３）。端末装置６０１は、基地局装置６００－１から指示された周辺セルのチャネルを測定し、基地局装置６００－１にＣＳＩ（Channel State Information）をフィードバックする（ステップｓ７０４）。ＣＳＩにはチャネル行列やチャネルの共分散行列などの統計量も含んでも良い。このとき、端末装置６０１は、基地局装置６００－１と端末装置６０１との間のチャネルもフィードバックする。基地局装置６００－１は、端末装置６０１において第１の干渉信号を除去するための端末情報を端末装置６０１に通知する（ステップｓ７０７）。基地局装置６００－１は、端末装置６０１に対してデータを送信する（ステップｓ７０８）。端末装置６０１は、端末情報を用いて第１の干渉信号の検出及び除去を行ない、第２の干渉信号を抑圧する（ステップｓ７０９）。なお、基地局装置６００－１は、基地局装置６００－２から端末情報を要求された場合（ステップｓ７０５）、基地局装置６００－２に端末情報を通知する（ステップｓ７０６）。
　なお、図７では、端末装置６０１が基地局装置６００－１に接続する場合を示したが、端末装置６０２が基地局装置６００－１に接続する場合も同様な処理を行なう。
　図８は、本実施形態に係る基地局装置６００－２と端末装置６０３との間のシーケンス図である。端末装置６０３は、基地局装置６００－２からの所望信号と、基地局装置６００－１からのセル間干渉（第１の干渉信号）とを受信する。
　図８において、ステップｓ８０１～ｓ８０４、ｓ８０７～ｓ８０９は、それぞれ図７のステップｓ７０１～ｓ７０４、ｓ７０７～ｓ７０９と同様である。基地局装置６００－２は、基地局装置６００－１に端末情報を要求する（ステップｓ８０５）。基地局装置６００－１は、基地局装置６００－２に端末情報を通知する（ステップｓ８０６）。
　以上のように、本実施形態では、第１の基地局装置は、第１の干渉信号を受信する端末装置（端末装置６０１、６０２）に対して端末情報を通知する。端末装置は、端末情報を用いて第１の干渉信号の検出及び除去を行ない、第２の干渉信号を抑圧する。
　本実施形態における基地局装置及び端末装置の構成は、第１の実施形態と同様である。ここでは、主に、第１の実施形態と異なる箇所について説明する。
　本実施形態における端末装置６０１の信号検出部４０６を説明する。端末装置６０１の受信信号ｒ（ｋ，ｔ）は、式（１）と同様である。ただし、式（１）において、Ｈ１１は基地局装置６００－１と端末装置６０１との間の所望信号に係るチャネル行列、ｓ１は基地局装置６００－１から端末装置６０１宛に送信された所望信号、Ｈ１２は基地局装置６００－１と端末装置６０１との間のユーザ間干渉に係るチャネル行列、ｓ２は基地局装置６００－１から端末装置６０２に送信された信号、Ｈ１３は基地局装置６００－２と端末装置６０１との間のチャネル行列、ｓ３は基地局装置６００－２から端末装置６０３に送信された信号を表す。つまり、式（１）において、右辺の第１項が所望信号、第２項が第１の干渉信号、第３項が第２の干渉信号に関する項である。信号検出部４０６は、第１の実施形態と同様に、受信重みを用いて第２の干渉信号の抑圧を行ない、端末情報を用いて第１の干渉信号の検出及び除去を行なう。
　また、端末装置６０３は、第２の干渉信号を受信しないが、式（２）で算出した受信重みを用いることができる。
　このように、本実施形態では、端末装置が受信する干渉ストリームのうち、一部のストリーム（第１の干渉信号）について検出及び除去を行ない、その他のストリーム（第２の干渉信号）は、受信重みを用いて干渉抑圧を行なった。従って、端末装置は、全ての干渉ストリームが検出できない場合であっても、干渉を抑圧することが可能となり、スループットを向上させることができる。また、本実施形態では、干渉の検出及び除去を行なう干渉ストリーム数を減らすことになるため、端末装置の演算量を削減することができる。また、本実施形態によれば、基地局装置が複数の端末装置を空間多重することによってユーザ間干渉が生じた場合においても、本発明を適用することができる。
　なお、上記実施形態では、１つの基地局装置からの干渉信号を検出及び除去する場合を説明したが、本発明はこれに限らず、複数の基地局装置から干渉信号が到来する場合であっても本発明を適用することができる。
　なお、上記実施形態では、１つの基地局装置からの干渉信号を重みを用いて抑圧していたが、本発明はこれに限らず、複数の基地局装置からの干渉信号を抑圧する場合であっても本発明を適用することができる。
　なお、本発明に係る基地局装置及び移動局装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ROM、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであっても良い。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
　また、市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における移動局装置および基地局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現しても良い。受信装置の各機能ブロックは個別にチップ化しても良いし、一部、または全部を集積してチップ化しても良い。各機能ブロックを集積回路化した場合に、それらを制御する集積回路制御部が付加される。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
　なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本願発明の端末装置は、移動局装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、例えば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用出来ることは言うまでもない。
　以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
　本発明は、端末装置、基地局装置及び受信方法に用いて好適である。
　なお、本国際出願は、２０１３年７月３０日に出願した日本国特許出願第２０１３－１５７２２３号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１３－１５７２２３号の全内容を本国際出願に援用する。
１００－１、１００－２、１００－３、６００－１、６００－２　基地局装置
１０１、１０２、１０３、６０１、６０２、６０３　端末装置
３０１、４０７　上位レイヤ
３０２－１～３０２－Ｓ　符号化部
３０３－１～３０３－Ｓ　スクランブル部
３０４－１～３０４－Ｓ　変調部
３０５、４０８　レイヤマッピング部
３０６　参照信号生成部
３０７　プレコーディング部
３０８　端末情報生成部
３０９－１～３０９－Ｔ　リソースマッピング部
３１０－１～３１０－Ｔ　ＯＦＤＭ信号生成部
３１１－１～３１１－Ｔ　送信部
３１２－１～３１２－Ｔ　送信アンテナ
３１３－１～３１３－Ｒ　受信アンテナ
３１４－１～３１４－Ｒ　受信部
３１５　報告情報検出部
４０１－１～４０１－Ｒ　受信アンテナ
４０２－１～４０２－Ｒ　受信部
４０３－１～４０３－Ｒ　ＣＰ除去部
４０４－１～４０４－Ｒ　ＦＦＴ部
４０５　チャネル推定部
４０６　信号検出部
４０８　参照信号生成部
４０９　上りリンク信号生成部
４１０－１～４１０－Ｔ　送信部
４１１－１～４１１－Ｔ　送信アンテナ
５０１、５０６　伝搬路補償部
５０２　復調部
５０３　デスクランブル部
５０４　復号部
５０５　干渉除去部

Claims (7)

  1. 　第１の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第１の干渉信号と、前記第１の基地局装置とは異なる送信電力である第２の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第２の干渉信号と、前記第１の干渉信号を復調するための端末情報とを受信する受信部と、
    　受信重みを用いて前記第２の干渉信号を抑圧し、前記端末情報を用いて前記第１の干渉信号のうち少なくとも１つの干渉ストリームを除去する信号検出部と、
    　を備えることを特徴とする端末装置。
  2. 　前記第２の基地局装置は複数であることを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
  3. 　前記第１の基地局装置に接続していることを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
  4. 　前記第２の基地局装置に接続していることを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
  5. 　前記第２の干渉信号を抑圧した後に前記第１の干渉信号を除去することを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
  6. 　複数の基地局装置と協調して端末装置に信号を送信する基地局装置であって、
    　前記基地局装置は、第１の基地局装置又は前記第１の基地局装置とは送信電力が異なる第２の基地局装置のいずれかであって、
    　前記第１の基地局装置が他端末装置宛に送信した信号を復調するための端末情報を前記端末装置に通知することを特徴とする基地局装置。
  7. 　第１の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第１の干渉信号と、前記第１の基地局装置とは異なる送信電力である第２の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第２の干渉信号と、前記第１の干渉信号を復調するための端末情報とを受信する受信手段と、
    　受信重みを用いて前記第２の干渉信号を抑圧し、前記端末情報を用いて前記第１の干渉信号のうち少なくとも１つの干渉ストリームを除去するための信号検出手段と、
    　を備えることを特徴とする受信方法。
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