JP2009302766A - Receiver, communication system and communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受信装置、通信システム及び通信方法に関する。 The present invention relates to a receiving apparatus, a communication system, and a communication method.
広帯域無線通信システムでは、遅延波によって生じる干渉であるシンボル間干渉や拡散してコード多重する場合のコード間干渉やＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ：マルチ入力マルチ出力）システムにおけるストリーム間干渉が問題となる。
これらの干渉対策技術として、ターボ等化や繰り返し干渉キャンセラが注目されている。ターボ等化や繰り返し干渉キャンセラは、等化・キャンセラ処理と誤り訂正復号処理の間で尤度情報の交換を繰り返し行うことで性能を向上させることができる。
また、優れた誤り訂正能力を持つ誤り訂正符号として、ターボ符号や低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ：Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）符号が注目されている。
In wideband wireless communication systems, intersymbol interference, which is interference caused by delayed waves, intersymbol interference when spreading and code multiplexing, and interstream interference in MIMO (Multi-Input Multi-Output) systems are problems. It becomes.
As these interference countermeasure technologies, turbo equalization and repetitive interference cancellers are attracting attention. Turbo equalization and iterative interference cancellers can improve performance by repeatedly exchanging likelihood information between equalization / canceller processing and error correction decoding processing.
Further, turbo codes and low density parity check (LDPC) codes are attracting attention as error correction codes having excellent error correction capability.
ターボ符号やＬＤＰＣ符号は、復号処理内で復号処理を繰り返し行うことで性能を向上させている。ターボ等化とターボ符号やＬＤＰＣ符号を組み合わせて用いると、等化処理と復号処理の間の繰り返し処理、および、復号処理内の繰り返し処理が必要となる。
復号処理内の繰り返し回数は多い方が誤り訂正能力は高くなるが、その分、演算量や処理遅延が大きくなってしまう。特にターボ等化のように等化処理と復号処理を繰り返し行う場合は、特に復号処理内の繰り返し回数が増える影響は大きくなってしまう。
非特許文献１では、ターボ等化とＬＤＰＣ符号を組み合わせて、等化の繰り返し処理毎に復号内の繰り返し回数を変えることで効率的に良好な性能が得られることが示されている。
The performance of turbo codes and LDPC codes is improved by repeatedly performing the decoding process within the decoding process. When turbo equalization and a turbo code or LDPC code are used in combination, iterative processing between equalization processing and decoding processing and iterative processing within decoding processing are required.
The error correction capability increases as the number of repetitions in the decoding process increases, but the amount of computation and processing delay increase accordingly. In particular, when the equalization process and the decoding process are repeated, such as turbo equalization, the influence of increasing the number of repetitions in the decoding process is particularly large.
Non-Patent
非特許文献１では、ＥＸＩＴ（ＥＸｔｒｉｎｓｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）特性を解析することで、復号繰り返し回数を設定している。ＥＸＩＴ特性とは、等化器または復号器から得られるビットＬＬＲ（Ｌｏｇ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ：対数尤度比）から、送信ビットに関して得られる情報量を定量的に表現した入力相互情報量と出力相互情報量の伝達特性を図示したものである。
非特許文献１では、等化器ＥＸＩＴ特性と復号器ＥＸＩＴ特性との間の相互情報量の改善の様子であるＥＸＩＴ軌跡から最適な復号繰り返し回数を設定している。
In
ＥＸＩＴ特性を求める際に必要な相互情報量は符号化ビットのＬＬＲから求めることができる。一般に、符号化ビットのＬＬＲから得られる送信ビットに関する相互情報量は０〜１の値に拘束されるため、ＥＸＩＴ特性を求めるためには、例えば入力相互情報量が０．０、０．１、０．２、・・・、１．０に対する出力相互情報量を求める必要がある。
実際の受信装置において、適応的に繰り返し回数を制御するためには、受信信号ごとに繰り返し回数制御をすることが望ましい。しかしながら、送信されたビット系列がわからない状態で、例えば入力相互情報量が０．０、０．１、０．２、・・・、１．０となる符号化ビットＬＬＲ系列を求めることは困難である。
The mutual information necessary for obtaining the EXIT characteristic can be obtained from the LLR of the coded bit. In general, since the mutual information regarding the transmission bits obtained from the LLR of the coded bits is constrained to a value of 0 to 1, in order to obtain the EXIT characteristic, for example, the input mutual information is 0.0, 0.1, It is necessary to obtain the output mutual information amount for 0.2,..., 1.0.
In an actual receiver, in order to adaptively control the number of repetitions, it is desirable to control the number of repetitions for each received signal. However, it is difficult to obtain a coded bit LLR sequence in which the input mutual information amount is 0.0, 0.1, 0.2,..., 1.0, for example, without knowing the transmitted bit sequence. is there.
非特許文献１では計算機シミュレーションによりＥＸＩＴ特性を統計的に求めている。無線伝搬路では、伝送機会ごとに時々刻々と変化する伝搬路によってＥＸＩＴ特性が変化するだけでなく、同一時刻・同一周波数に複数の信号を多重するＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）方式やＭＩＭＯ方式などでは多重されている信号数によってもＥＸＩＴ特性は変化してしまう。
そのため、受信信号によって最適な繰り返し回数は変化してしまう。しかしながら非特許文献１では、受信信号に応じてＥＸＩＴ特性を正確に求めてはおらず、受信信号に応じて適応的に繰り返し回数制御を行うことはできないため、各受信信号について効率的に良好な受信特性が得られないという問題があった。
In
Therefore, the optimum number of repetitions varies depending on the received signal. However, in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、誤り訂正復号処理内の復号処理の繰り返し回数を好適に制御することによって、各受信信号について効率的に良好な受信特性を得ることができる受信装置、通信システム及び通信方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to effectively control the reception frequency of each received signal by appropriately controlling the number of repetitions of the decoding process in the error correction decoding process. It is an object to provide a receiving device, a communication system, and a communication method that can be obtained.
（１） 本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による受信装置は、干渉キャンセル処理と誤り訂正復号処理とを繰り返し行う第１の繰り返し処理と、前記誤り訂正復号処理内で復号処理を繰り返し行う第２の繰り返し処理とを実行する受信装置であって、伝搬路推定を行うことにより伝搬路推定値を求める伝搬路推定部と、受信信号および前記伝搬路推定値から送信装置が送信した送信信号を検出する信号検出部とを備え、前記信号検出部は、前記誤り訂正復号処理を行う復号部と、前記第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定する第２の繰り返し回数決定部と、前記誤り訂正復号処理により得られる対数尤度比から干渉レプリカを生成する干渉レプリカ生成部と、前記干渉レプリカを前記受信信号から減算して干渉キャンセル処理を行う干渉キャンセル部とを備え、前記第２の繰り返し回数決定部は、前記受信信号から前記干渉キャンセル処理の干渉キャンセル性能を判定し、その判定結果に基づいて前記第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定する。 (1) The present invention has been made to solve the above problems, and a receiving apparatus according to an aspect of the present invention includes a first iterative process for repeatedly performing an interference cancellation process and an error correction decoding process, and the error. A receiving apparatus that executes a second iterative process for repeatedly performing a decoding process within a correction decoding process, a propagation path estimating unit that obtains a propagation path estimated value by performing a propagation path estimation, a received signal, and the propagation path A signal detection unit that detects a transmission signal transmitted from the estimated value by the transmission device, the signal detection unit including a decoding unit that performs the error correction decoding process, and a second iteration count for each of the first iteration processes. A second iterative number determining unit that determines an interference replica from a log likelihood ratio obtained by the error correction decoding process; and An interference cancellation unit that performs interference cancellation processing by subtracting from the second iteration number determination unit, determines the interference cancellation performance of the interference cancellation processing from the received signal, and based on the determination result, A second number of iterations for each iteration process is determined.
（２） また、本発明の一態様による受信装置の前記第２の繰り返し回数決定部は、前記受信信号における送信信号の多重数によって前記干渉キャンセル性能を判定し、前記第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定する。 (2) In addition, the second repetition number determination unit of the reception device according to one aspect of the present invention determines the interference cancellation performance based on the number of multiplexed transmission signals in the reception signal, and performs the first repetition processing for each of the first repetition processes. A second number of iterations is determined.
（３） また、本発明の一態様による受信装置の前記送信信号は、拡散及びコード多重されており、前記多重数は、コード多重数である。 (3) In addition, the transmission signal of the reception device according to the aspect of the present invention is spread and code-multiplexed, and the multiplexing number is a code multiplexing number.
（４） また、本発明の一態様による受信装置の前記送信信号は複数の送信アンテナを用いて空間多重されており、前記多重数は、送信ストリーム数である。 (4) In addition, the transmission signal of the reception device according to one aspect of the present invention is spatially multiplexed using a plurality of transmission antennas, and the multiplexing number is the number of transmission streams.
（５） また、本発明の一態様による受信装置の前記第２の繰り返し回数決定部は、干渉キャンセルが行われていない性能である始点と、干渉キャンセルが行われた性能である終点とを求め、前記始点と前記終点とに基づいて前記干渉キャンセル性能を判定する。 (5) In addition, the second repetition number determination unit of the reception device according to one aspect of the present invention obtains a start point that is a performance without interference cancellation and an end point that is a performance with interference cancellation. The interference cancellation performance is determined based on the start point and the end point.
（６） また、本発明の一態様による受信装置の前記第２の繰り返し回数決定部は、前記伝搬路推定値から前記始点及び前記終点を求める。 (6) In addition, the second iteration number determination unit of the reception device according to one aspect of the present invention obtains the start point and the end point from the propagation path estimation value.
（７） また、本発明の一態様による受信装置の前記第２の繰り返し回数決定部は、前記対数尤度比及び前記伝搬路推定値に基づいて前記始点を更新し、当該更新した始点に基づいて前記干渉キャンセル性能を修正し、当該修正した干渉キャンセル性能に基づいて前記第２の繰り返し回数を決定する。 (7) In addition, the second iteration number determination unit of the receiving device according to one aspect of the present invention updates the start point based on the log likelihood ratio and the propagation path estimation value, and based on the updated start point. Then, the interference cancellation performance is corrected, and the second number of repetitions is determined based on the corrected interference cancellation performance.
（８） また、本発明の一態様による受信装置の前記第２の繰り返し回数決定部は、前記対数尤度比から前記始点を求め、前記伝搬路推定値から前記終点を求める。 (8) In addition, the second iteration number determination unit of the receiving device according to an aspect of the present invention obtains the start point from the log likelihood ratio and obtains the end point from the propagation path estimation value.
（９） また、本発明の一態様による受信装置の前記第２の繰り返し回数決定部は、前記対数尤度比及び前記対数尤度比に基づいて前記始点を更新し、当該更新した始点に基づいて前記干渉キャンセル性能を修正し、当該修正した干渉キャンセル性能に基づいて前記第２の繰り返し回数を決定する。 (9) Further, the second iteration number determination unit of the receiving device according to one aspect of the present invention updates the start point based on the log likelihood ratio and the log likelihood ratio, and based on the updated start point. Then, the interference cancellation performance is corrected, and the second number of repetitions is determined based on the corrected interference cancellation performance.
（１０） また、本発明の一態様による通信システムは、送信装置と受信装置とを備える通信システムであって、前記送信装置は、前記受信装置に送信信号を送信する送信部を備え、前記受信装置は、干渉キャンセル処理と誤り訂正復号処理とを繰り返し行う第１の繰り返し処理と、前記誤り訂正復号処理内で復号処理を繰り返し行う第２の繰り返し処理とを実行する受信装置であって、伝搬路推定を行うことにより伝搬路推定値を求める伝搬路推定部と、受信信号および前記伝搬路推定値から送信装置が送信した送信信号を検出する信号検出部とを備え、前記信号検出部は、前記誤り訂正復号処理を行う復号部と、前記第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定する第２の繰り返し回数決定部と、前記誤り訂正復号処理により得られる対数尤度比から干渉レプリカを生成する干渉レプリカ生成部と、前記干渉レプリカを前記受信信号から減算して干渉キャンセル処理を行う干渉キャンセル部とを備え、前記第２の繰り返し回数決定部は、前記受信信号から前記干渉キャンセル処理の干渉キャンセル性能を判定し、その判定結果に基づいて前記第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定する。 (10) A communication system according to an aspect of the present invention includes a transmission device and a reception device, and the transmission device includes a transmission unit that transmits a transmission signal to the reception device, and the reception device An apparatus is a receiving apparatus that executes a first iterative process for repeatedly performing an interference cancellation process and an error correction decoding process, and a second iterative process for repeatedly performing a decoding process within the error correction decoding process. A propagation path estimation unit that obtains a propagation path estimation value by performing path estimation, and a signal detection unit that detects a transmission signal transmitted from a transmission apparatus from a received signal and the propagation path estimation value, the signal detection unit, Obtained by the decoding unit that performs the error correction decoding process, the second iteration number determination unit that determines the second number of iterations for each of the first iteration processes, and the error correction decoding process. An interference replica generation unit that generates an interference replica from a log likelihood ratio, and an interference cancellation unit that subtracts the interference replica from the received signal to perform an interference cancellation process, and the second iteration number determination unit includes: The interference cancellation performance of the interference cancellation processing is determined from the received signal, and a second number of repetitions for each of the first repetition processing is determined based on the determination result.
（１１） また、本発明の一態様による通信方法は、干渉キャンセル処理と誤り訂正復号処理とを繰り返し行う第１の繰り返し処理と、前記誤り訂正復号処理内で復号処理を繰り返し行う第２の繰り返し処理とを受信装置で実行する通信方法であって、伝搬路推定を行うことにより伝搬路推定値を求める伝搬路推定過程と、受信信号および前記伝搬路推定値から送信装置が送信した送信信号を検出する信号検出過程とを有し、前記信号検出過程では、前記誤り訂正復号処理を行う復号過程と、前記第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定する第２の繰り返し回数決定過程と、前記誤り訂正復号処理により得られる対数尤度比から干渉レプリカを生成する干渉レプリカ生成過程と、前記干渉レプリカを前記受信信号から減算して干渉キャンセル処理を行う干渉キャンセル過程とを実行し、前記第２の繰り返し回数決定過程では、前記受信信号から前記干渉キャンセル処理の干渉キャンセル性能を判定し、その判定結果に基づいて前記第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定する。 (11) In the communication method according to one aspect of the present invention, a first repetition process for repeatedly performing an interference cancellation process and an error correction decoding process, and a second repetition for repeatedly performing the decoding process within the error correction decoding process A communication method for executing processing by a receiving apparatus, a propagation path estimation process for obtaining a propagation path estimated value by performing propagation path estimation, and a transmission signal transmitted from the received signal and the propagation path estimated value by the transmitting apparatus. A signal detection process for detecting, wherein in the signal detection process, a decoding process for performing the error correction decoding process and a second iteration count determining process for determining a second iteration count for each of the first iteration processes An interference replica generation process for generating an interference replica from a log likelihood ratio obtained by the error correction decoding process, and subtracting the interference replica from the received signal for interference An interference cancellation process for performing cancel processing, and in the second iteration number determination process, the interference cancellation performance of the interference cancellation process is determined from the received signal, and the first iterative process is performed based on the determination result A second number of iterations is determined for each.
本発明の受信装置、通信システム及び通信方法では、誤り訂正復号処理内の復号処理の繰り返し回数を好適に制御することによって、各受信信号について効率的に良好な受信特性を得ることができる。 In the receiving apparatus, communication system, and communication method of the present invention, favorable reception characteristics can be obtained efficiently for each received signal by suitably controlling the number of repetitions of the decoding process in the error correction decoding process.
以下、図面を用いて本発明の各実施形態を説明する。以下の実施形態では復号処理内で繰り返し処理を持つ復号器と、ターボ等化や繰り返し干渉キャンセラのような復号と検出を繰り返すシステムについて説明する。
以下の実施形態では、特にことわりがない限り、ターボ等化や繰り返し干渉キャンセラのような復号と検出の繰り返し処理を第１の繰り返し処理、ターボ復号やＬＤＰＣ復号のような復号処理内での繰り返し処理を第２の繰り返し処理として説明する。
また第１の繰り返し処理の回数を第１の繰り返し回数、第２の繰り返し処理の繰り返し回数を第２の繰り返し回数とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a decoder having an iterative process in the decoding process and a system that repeats decoding and detection such as turbo equalization or an iterative interference canceller will be described.
In the following embodiments, unless otherwise specified, iterative processing of decoding and detection such as turbo equalization and iterative interference canceller is the first iterative processing, and iterative processing within decoding processing such as turbo decoding and LDPC decoding. Will be described as the second iterative process.
Further, the number of times of the first repetition process is defined as the first number of repetitions, and the number of repetitions of the second repetition process is defined as the second number of repetitions.
（第１の実施形態）
始めに、本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態では、ＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：マルチキャリア−符号分割多元接続）におけるＭＣＩ（コード間干渉：Ｍｕｌｔｉ―Ｃｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）について説明する。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, MCI (Multi-Code Interference) in MC-CDMA (Multi-Carrier-Division Multiple Access) will be described.
図１は、本発明の第１の実施形態による送信装置１００ａの構成を示す概略ブロック図である。送信装置１００ａは、コードチャネル信号生成部１０１−１〜１０１−Ｃｎ、コード多重部１０６、インターリーバ部１０７、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆高速フーリエ変換）部１０８、並直列変換部１０９、パイロット多重部１１０、パイロット信号生成部１１６、ＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ：ガードインターバル）挿入部１１１、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ：ディジタル／アナログ）変換部１１２、送信フィルタ部１１３、無線部１１４、送信アンテナ部１１５を備えている。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a
コードチャネル信号生成部１０１−１〜１０１−Ｃｎの各々は、符号部１０２、変調部１０３、直並列変換部１０４、拡散部１０５−１〜１０５−Ｃｎを備えている。各コードチャネル信号生成部１０１−１〜１０１−Ｃｎは、まず符号部１０２で、送信ビットに対し、ターボ符号やＬＤＰＣ符号など、誤り訂正復号処理に繰り返し構造を持つ誤り訂正符号を用いて符号化する。
Each of the code channel signal generation units 101-1 to 101-Cn includes a
変調部１０３は、符号化ビットをＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：４相位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：１６値直交振幅変調）などの変調シンボルにマッピングする。変調シンボルは、直並列変換部１０４で直列並列変換され、拡散部１０５−１〜１０５−Ｃｎのそれぞれで対応する拡散コードで拡散される。
コード多重部１０６は、コードチャネル信号生成部１０１−１〜１０１−Ｃｎの各々で生成されたコード多重数Ｃｎ個の信号をコード多重する。コード多重された信号はインターリーバ部１０７でインターリーブされ、ＩＦＦＴ部１０８で周波数時間変換され、並直列変換部１０９で並列直列変換される。
パイロット多重部１１０では、パイロット信号生成部１１６で生成されたパイロット信号を多重され、ＧＩ挿入部１１１でガードインターバルが挿入され、Ｄ／Ａ変換部１１２でＤ／Ａ変換され、送信フィルタ部１１３で波形整形され、無線部１１４で無線周波数に変換され、送信アンテナ１１５から受信装置に送信される。
The
In
図２は、本発明の第１の実施形態による受信装置２００ａの構成を示す概略ブロック図である。受信装置２００ａは、受信アンテナ２０１、無線部２０２、受信フィルタ部２０３、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ：アナログ／ディジタル）変換部２０４、ＧＩ除去部２０５、直並列変換部２０６、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）部２０７、信号検出部２０８ａ、伝搬路推定部２０９を備えている。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the receiving device 200a according to the first embodiment of the present invention. The reception device 200a includes a
受信アンテナ２０１で受信された受信波は、無線部２０２で無線周波数からベースバンド信号に変換される。ベースバンド信号は受信フィルタ部２０３で波形整形され、Ａ／Ｄ変換部２０４でＡ／Ｄ変換され、ＧＩ除去部２０５でガードインターバルが除去され、直並列変換部２０６で直列並列変換され、ＦＦＴ部２０７で時間周波数変換され、受信信号として出力される。
伝搬路推定部２０９は、パイロット信号を用いて伝搬路推定を行い、伝搬路推定値を生成する。信号検出部２０８ａには、受信信号、伝搬路推定値が入力され、送信装置１００ａ（図１）の送信ビットが検出される。
A reception wave received by the
The propagation
図３は、本発明の第１の実施形態による受信装置２００ａ（図２）の信号検出部２０８ａの構成を示す概略ブロック図である。信号検出部２０８ａは、コードチャネル信号検出部３０８−１〜３０８−Ｃｎ、干渉レプリカ生成部３０９、第２の繰り返し回数決定部３１０を備えている。
コードチャネル信号検出部３０８−１〜３０８−Ｃｎは、干渉キャンセル部３０１、伝搬路補償部３０２、デインターリーバ部３０３、逆拡散部３０４−１〜３０４−Ｃｎ、並直列変換部３０５、復調部３０６、復号部３０７を備えている。
FIG. 3 is a schematic block diagram showing a configuration of the
The code channel signal detection units 308-1 to 308-Cn include an
コードチャネル信号検出部３０８−１〜３０８−Ｃｎの各々は、それぞれのコードチャネルに対し、干渉除去および信号検出を行う。干渉キャンセル部３０１の各々は、干渉レプリカ生成部３０９が生成したコードチャネルにおける干渉レプリカを減算し、干渉除去を行う。
伝搬路補償部３０２は、干渉除去後の信号に対し、例えば、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ−Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ−Ｅｒｒｏｒ：最小二乗誤差）基準を用いて伝搬路補償を行う。ＭＭＳＥ基準の重みとしては、以下の式（１）で示される重みＷｍ（ｋ）が用いられる。
Each of the code channel signal detection units 308-1 to 308-Cn performs interference removal and signal detection for each code channel. Each of the
The propagation
なお、式（１）におけるρｍ（ｋ）は、以下の式（２）で表わされる。 Note that ρ m (k) in the equation (1) is represented by the following equation (2).
Ｓ＾ｕ（ｋ）は、第ｕコードチャネル、第ｋサブキャリアにおける変調シンボルのレプリカである。またｍ＝１〜Ｃｎの整数である。またｃｍ，ｋは第ｍ拡散コードの第ｋ要素であり、Ｈ＾（ｋ）は第ｋサブキャリアの伝搬路推定値であり、σＮ ２は平均雑音電力である。 S u u (k) is a replica of a modulation symbol in the u-th code channel and the k-th subcarrier. Moreover, it is an integer of m = 1-Cn. The c m, k is the k-th element of the m spreading codes, H ^ (k) is the channel estimation value of the k-th subcarrier, sigma N 2 is the average noise power.
デインターリーバ部３０３は、伝搬路補償後の信号を、送信装置１００ａ側で行われたインターリーブ処理の逆パターンを用いて時間順の並び替えを行う。デインターリーブ後の信号は、逆拡散部３０４−１〜３０４−Ｃｎでそれぞれ対応する拡散コードを用いて逆拡散され、並直列変換部３０５で並列直列変換され、復調部３０６で復調処理が行われてビットＬＬＲが算出される。
ここでは、ＱＰＳＫ変調を用いる場合について説明する。逆拡散、並列直列変換後のあるシンボルをＸとする。またＱＰＳＫ変調シンボルを構成しているビットをｂ０、ｂ１とする。このときＸを復調して得られる符号化ビットＬＬＲは、以下の式（３）で求められる。
The
Here, a case where QPSK modulation is used will be described. Let X be a symbol after despreading and parallel-serial conversion. Also, bits constituting the QPSK modulation symbol are b 0 and b 1 . At this time, the coded bit LLR obtained by demodulating X is obtained by the following equation (3).
ただし、式（３）におけるＲｅ（）は複素数の実部を表す。λ（ｂ１）に対するビットＬＬＲは、式（３）のＲｅ（Ｘ）をＸの虚部に置き換えることにより求めることができる。また、μは、伝搬路補償及び逆拡散後の等価振幅利得であり、以下の式（４）で表わされる。なお、ＳＦは、拡散率である。 However, Re () in Equation (3) represents the real part of the complex number. The bit LLR for λ (b 1 ) can be obtained by replacing Re (X) in Equation (3) with the imaginary part of X. Further, μ is an equivalent amplitude gain after propagation path compensation and despreading, and is expressed by the following equation (4). SF is a spreading factor.
復号部３０７は、復調後の符号化ビットＬＬＲに対し、第２の繰り返し回数決定部３１０が決定した回数の誤り訂正復号処理を行う。復号部３０７は誤り訂正復号結果に誤りがない、もしくは、第１の繰り返し回数が規定回数に達したら、検出した送信ビットを出力して受信処理を終了する。
第１の繰り返し回数の規定回数に達しておらず、かつ、復号結果に誤りが検出された場合は、復号部３０７は、誤り訂正復号処理によって得られた符号化ビットＬＬＲを出力する。
The
When the prescribed number of first iterations has not been reached and an error is detected in the decoding result, the
干渉レプリカ生成部３０９は、復号部３０７から出力された符号化ビットＬＬＲから干渉レプリカを生成する。この場合、干渉レプリカとしてコード間干渉（ＭＣＩ：Ｍｕｌｔｉ−Ｃｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）レプリカを生成する。
ＭＣＩレプリカは、まず符号化ビットＬＬＲから変調シンボルのレプリカを生成し、その後は送信装置１００ａと同様に、直列並列変換、拡散処理が行われ、各コードチャネルのレプリカが生成される。
変調シンボルレプリカは、例えばｂ０、ｂ１で構成されているＱＰＳＫ変調の場合、以下の式（５）のように表わされる。
The interference replica generation unit 309 generates an interference replica from the encoded bit LLR output from the
The MCI replica first generates a modulation symbol replica from the coded bit LLR, and thereafter performs serial-to-parallel conversion and spreading processing in the same manner as the transmitting
For example, in the case of QPSK modulation configured by b 0 and b 1 , the modulation symbol replica is represented as the following Expression (5).
ただし、Ｚは変調シンボルの期待値を表す変調シンボルレプリカであり、ｔａｎｈは双曲線正接関数であり、ｊはｊ２＝−１を満たす虚数単位である。第ｍコードチャネルにおけるＭＣＩレプリカは、第ｍコードチャネルのレプリカ以外をコード多重し、インターリーブし、伝搬路推定部２０９から得られた伝搬路推定値を乗算して生成される。
Here, Z is a modulation symbol replica that represents an expected value of the modulation symbol, tanh is a hyperbolic tangent function, and j is an imaginary unit that satisfies j 2 = −1. The MCI replica in the m-th code channel is generated by code-multiplexing other than the m-th code channel replica, interleaving, and multiplying the channel estimation value obtained from the
第２の繰り返し回数決定部３１０では、復号繰り返し回数が決定される。第２の繰り返し回数決定部３１０は、受信信号ごとに多重数や受信ＳＩＮＲに基づいて繰り返し回数を決定する。多重数や受信ＳＩＮRは、例えば、送信装置から通知されても、受信装置が求めてもよい。正確に第２の繰り返し回数を求めるには、干渉キャンセル処理の繰り返し性能（干渉キャンセル性能とも称する）及び復号処理の繰り返し性能がわかる必要がある。これは無線伝搬路の時変化や多重数ごとに変化するＭＣＩキャンセラのＥＸＩＴ（ＥＸｔｒｉｎｓｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）特性を求めて行うことができる。
ここで、ＭＣＩキャンセラとは、復号部が出力する符号化ビットＬＬＲが入力されて、復調部が求めるビットＬＬＲを出力する処理を指している。
Second iteration
Here, the MCI canceller refers to a process in which the coded bit LLR output from the decoding unit is input and the bit LLR obtained by the demodulation unit is output.
図４は、本発明の第１の実施形態によるＭＣＩキャンセラと復号の双方のＥＸＩＴ特性を示したグラフである。ＭＣＩキャンセラの特性はある伝搬路の場合の特性であり、復号特性はターボ復号の特性を示している。
図４に示したグラフの横軸は、ＭＣＩキャンセラへ入力される（復号部から出力される）符号化ビットＬＬＲから求めた相互情報量を示しており、縦軸はＭＣＩキャンセラから出力される（復号部へ入力される）符号化ビットＬＬＲから求めた相互情報量を示している。
FIG. 4 is a graph showing the EXIT characteristics of both the MCI canceller and the decoding according to the first embodiment of the present invention. The characteristics of the MCI canceller are characteristics for a certain propagation path, and the decoding characteristics indicate the characteristics of turbo decoding.
The horizontal axis of the graph shown in FIG. 4 indicates the mutual information amount obtained from the coded bit LLR input to the MCI canceller (output from the decoding unit), and the vertical axis is output from the MCI canceller ( It shows the mutual information obtained from the coded bit LLR (input to the decoding unit).
ａ４０１〜ａ４０３は、ＭＣＩキャンセラのＥＸＩＴ特性であり、ａ４０１がコード多重数２の場合の特性を示しており、ａ４０２がコード多重数８の場合の特性を示しており、ａ４０３がコード多重数１６の場合の特性を示している。なお、拡散率は１６である。
ｂ４０１〜ｂ４０４は、復号部のＥＸＩＴ特性であり、ｂ４０１は復号繰り返し回数が０の場合を示しており、ｂ４０２は復号繰り返し回数が１の場合を示しており、ｂ４０３は復号繰り返し回数が２の場合を示しており、ｂ４０４は復号繰り返し回数が４の場合を示している。
a401 to a403 are EXIT characteristics of the MCI canceller, where a401 indicates the characteristics when the code multiplexing number is 2, a402 indicates the characteristics when the code multiplexing number is 8, and a403 indicates the code multiplexing number of 16. The case characteristics are shown. The diffusion rate is 16.
b401 to b404 are EXIT characteristics of the decoding unit, b401 indicates a case where the number of decoding iterations is 0, b402 indicates a case where the number of decoding iterations is 1, and b403 indicates a case where the number of decoding iterations is 2. B404 indicates a case where the number of decoding iterations is four.
復号繰り返し回数が０の場合は、復号処理内で繰り返し回数が行われないので畳み込み符号、もしくはターボ符号器を構成する１つのＲＳＣ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ：再帰的組織畳み込み）符号と同様になる。
また、ＭＣＩキャンセラは、上述したように、復号部が出力する符号化ビットＬＬＲが入力されて、復調部が求めるビットＬＬＲを出力する処理のことを指している。従って、復号部の出力（Ｉｄ，ｏｕｔ）とＭＣＩキャンセラの入力（Ｉｃ，ｉｎ）は等しく、ＭＣＩキャンセラの出力と復号部の入力は等しい。
相互情報量は受信処理（ここではＭＣＩキャンセラや復号）で得られる送信符号化ビットに関する情報であり、相互情報量が１であるとき、送信ビットを完全に分かっていることを示しており、相互情報量が０であるとき、送信符号化ビットの情報は全く得られていないことを示している。
When the number of decoding iterations is 0, since the number of iterations is not performed in the decoding process, it is the same as a convolutional code or one RSC (Recursive Systematic convolutional) code constituting a turbo encoder.
Further, as described above, the MCI canceller refers to a process in which the encoded bit LLR output from the decoding unit is input and the bit LLR obtained by the demodulation unit is output. Accordingly, the output (I d, out ) of the decoding unit and the input (I c, in ) of the MCI canceller are equal, and the output of the MCI canceller and the input of the decoding unit are equal.
The mutual information amount is information related to transmission coded bits obtained in the reception processing (here, MCI canceller and decoding). When the mutual information amount is 1, it indicates that the transmission bits are completely known. When the amount of information is 0, it indicates that no information of transmission coded bits is obtained.
次に、ＥＸＩＴ特性を用いて繰り返し処理の解析を行う方法を説明する。受信処理ではまずＭＣＩキャンセル処理が行われる。最初は一度も復号が行われていないので、ＭＣＩキャンセラへの入力相互情報量は０である。
このときのＭＣＩキャンセラの出力相互情報量は図４の縦軸の値になる。次にＭＣＩキャンセラの出力相互情報量は復号部への入力となるので、復号部の出力は縦軸の値がＭＣＩキャンセラの出力の値のときの横軸の値となる。
Next, a method for analyzing repetitive processing using the EXIT characteristic will be described. In the reception process, an MCI cancellation process is first performed. Since no decoding is performed at first, the amount of mutual information input to the MCI canceller is zero.
The output mutual information amount of the MCI canceller at this time is the value on the vertical axis in FIG. Next, since the output mutual information amount of the MCI canceller is input to the decoding unit, the output of the decoding unit is the horizontal axis value when the vertical axis value is the output value of the MCI canceller.
次は、復号部の出力である横軸の値がＭＣＩキャンセラへの入力となり、このときのＭＣＩキャンセラの出力の値は図４の縦軸の値になる。これを繰り返し行っていき、ＭＣＩキャンセラと復号部のグラフが交差する点に到達するか、横軸が１の点に到達したらこれ以上繰り返し処理によって改善しないので解析は終了する。
繰り返し処理で改善しない収束点に到達するまでの復号の回数が第１の繰り返し回数となる。ＭＣＩキャンセラと復号部のグラフが交差する場合は繰り返し処理により干渉除去が完全に行えない場合であり、横軸が１の点に到達する場合は干渉除去が完全に行える場合である。
Next, the value on the horizontal axis, which is the output of the decoding unit, becomes an input to the MCI canceller, and the value of the output of the MCI canceller at this time becomes the value on the vertical axis in FIG. This is repeated, and when the point at which the MCI canceller and the graph of the decoding unit intersect is reached, or when the horizontal axis reaches the
The number of times of decoding until reaching a convergence point that does not improve by the iterative processing is the first number of iterations. The case where the MCI canceller and the graph of the decoding unit intersect is a case where the interference removal cannot be completely performed by iterative processing, and the case where the horizontal axis reaches the point of 1 is a case where the interference removal can be performed completely.
このためＥＸＩＴ特性を求められれば、図４の横軸が１の点に到達するように第１の繰り返し処理ごとに第２の繰り返し回数を求めることは可能である。しかし、ＭＣＩキャンセラの特性（例えば、図４中のａ４０１〜ａ４０３）は伝搬路によって変わるので、繰り返し回数を精度よく求めるためには、受信装置２００ａは受信信号ごとにＭＣＩキャンセラのＥＸＩＴ特性を求める必要がある。しかしながら、受信装置２００ａでは受信信号ごとに横軸の任意の値に対応するビットＬＬＲを求めることはできないため、受信信号ごとに正確なＥＸＩＴ特性を求めることはできない。
そこで、本実施形態では、ＥＸＩＴ特性を精度良く求めるのではなく、受信装置２００ａで求めることが可能な範囲でＥＸＩＴ特性を求め、第２の繰り返し回数を決定する。
Therefore, if the EXIT characteristic can be obtained, it is possible to obtain the second number of repetitions for each first repetition process so that the horizontal axis in FIG. However, since the characteristics of the MCI canceller (for example, a401 to a403 in FIG. 4) vary depending on the propagation path, the receiving apparatus 200a needs to determine the EXIT characteristics of the MCI canceller for each received signal in order to accurately determine the number of repetitions. There is. However, since the receiving apparatus 200a cannot obtain a bit LLR corresponding to an arbitrary value on the horizontal axis for each received signal, an accurate EXIT characteristic cannot be obtained for each received signal.
Therefore, in this embodiment, the EXIT characteristic is not accurately obtained, but the EXIT characteristic is obtained within a range that can be obtained by the receiving apparatus 200a, and the second number of repetitions is determined.
第１の実施形態では、受信装置２００ａがＥＸＩＴ特性を求めない場合について説明する。受信装置２００ａでは受信信号ごとにＥＸＩＴ特性は求めないが、ＥＸＩＴ特性が変化するパラメータに着目して、そのパラメータから第２の繰り返し回数を求める。
例えば、コード多重数はＥＸＩＴ特性を変化させるため、コード多重数に応じて第２の繰り返し回数を求めれば良い。ＭＣＩキャンセラのＥＸＩＴ特性において、横軸が０の点を始点、横軸が１の点を終点と呼ぶ。
In the first embodiment, a case where the receiving apparatus 200a does not obtain the EXIT characteristic will be described. The receiving apparatus 200a does not obtain the EXIT characteristic for each received signal, but pays attention to the parameter whose EXIT characteristic changes, and obtains the second number of repetitions from the parameter.
For example, since the number of code multiplexes changes the EXIT characteristic, the second number of repetitions may be obtained according to the number of code multiplexes. In the EXIT characteristics of the MCI canceller, a point where the horizontal axis is 0 is called a start point, and a point where the horizontal axis is 1 is called an end point.
始点は送信ビットの情報が全く得られていない状態を表しており、終点は送信ビットの情報が完全に得られている状態、つまり干渉除去が完全に行える状態を表している。図４中のＭＣＩキャンセラのＥＸＩＴ特性ａ４０１〜ａ４０３はコード多重数が異なるので、コード多重数が多くなるにつれて、すなわち、ａ４０１、ａ４０２、ａ４０３の順に始点は低くなる。終点は、ＭＣＩ除去が完全に行われた状態になるので、コード多重数によらない。
ＭＣＩ除去を完全に行うためには、ＭＣＩキャンセラのＥＸＩＴ特性と復号部のＥＸＩＴ特性が交差しなければ良い。ＭＣＩキャンセラのＥＸＩＴ特性は、コード多重数が変化すると終点は変わらずに始点のみが変わるため、特性の傾きが変わる。また多重数が変わらずに、受信ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：信号対雑音・干渉電力比）が変わると、特性の傾きはあまり変わらず、ＳＩＮＲが大きくなると上にシフトし、ＳＩＮＲが小さくなると下にシフトする。
The start point represents a state in which no transmission bit information is obtained, and the end point represents a state in which transmission bit information is completely obtained, that is, a state in which interference removal can be performed completely. Since the EXIT characteristics a401 to a403 of the MCI canceller in FIG. 4 are different in the number of code multiplexing, the starting point becomes lower in the order of a401, a402, and a403. The end point does not depend on the code multiplexing number because the MCI removal is completely performed.
In order to perform MCI removal completely, it is sufficient that the EXIT characteristic of the MCI canceller and the EXIT characteristic of the decoding unit do not intersect. The exit characteristic of the MCI canceller changes the slope of the characteristic because only the start point changes without changing the end point when the number of multiplexed codes changes. Also, if the received SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio) changes without changing the number of multiplexing, the slope of the characteristics does not change much, and when the SINR increases, it shifts upward and the SINR decreases. Then shift down.
本実施形態では、ＥＸＩＴ特性の傾向や受信処理量に基づいて、第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定すれば良い。受信処理量の概算は、例えば第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数の合計で得れば良い。上記のことを考慮し、あらかじめ対応表等で第１の繰り返し処理ごとの第２の繰り返し回数を設定しておき、受信装置２００ａは受信ＳＩＮＲ、コード多重数から対応表を参照して第１の繰り返し処理ごとの第２の繰り返し回数を設定すれば良い。例えば図４のＥＸＩＴ特性から図５のように対応表を作成する。 In the present embodiment, the second number of repetitions for each first repetition process may be determined based on the tendency of the EXIT characteristic and the reception processing amount. The approximate amount of reception processing may be obtained, for example, as the total number of second iterations for each first iteration. In consideration of the above, the second repetition count for each first repetition process is set in advance using a correspondence table or the like, and the receiving apparatus 200a refers to the correspondence table based on the received SINR and the number of multiplexed codes. What is necessary is just to set the 2nd number of repetitions for every repetition process. For example, a correspondence table is created as shown in FIG. 5 from the EXIT characteristics shown in FIG.
図５は、本発明の第１の実施形態によるコード多重数と第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数の対応表である。図５では、第１の最大繰り返し回数を３回、第２の最大繰り返し回数を４回としている。ただし、第１および第２の最大繰り返し回数はあらかじめ決められているものとする。図５中の数値は第２の繰り返し回数を示している。
例えば、コード多重数８の場合では、第１の繰り返し処理の初回（０回目）は第２の繰り返し回数２回、１回目以降の第２の繰り返し４回であるということを示している。第１の繰り返し処理の初回は、１度も復号処理が行われていない場合である。また第２の繰り返し回数が０回というのは、復号処理内で繰り返し処理をしない場合であり、例えばターボ復号の場合は畳み込み復号またはＲＳＣ復号を行っていることになる。なお、多重数が多くなるに従い、第１の繰り返し回数の初回の第２の繰り返し回数を少なく設定しているのは、第２の繰り返し回数を増やしてもあまり特性が変わらず、第２の繰り返しによる処理遅延が少なくなることを考慮しているためである。また、コード多重数ではなく、受信ＳＩＮＲに基づいた場合も、図５のような対応表を作成することが可能である。またコード多重数と受信ＳＩＮＲの両方を考慮することも可能であり、またＥＸＩT特性を変化させるパラメータであれば全てを考慮することが可能である。
FIG. 5 is a correspondence table between the number of multiplexed codes according to the first embodiment of the present invention and the second number of repetitions for each first repetition process. In FIG. 5, the first maximum number of repetitions is 3 times and the second maximum number of repetitions is 4 times. However, it is assumed that the first and second maximum repetition counts are determined in advance. The numerical values in FIG. 5 indicate the second number of repetitions.
For example, in the case of the code multiplexing number of 8, it indicates that the first iteration of the first iteration process (0th) is the
図６は、本発明の第１の実施形態による受信装置２００ａの処理を示すフローチャートである。始めに、受信装置２００ａは、ステップｓ２００８で生成される干渉信号のレプリカを受信信号から除去することにより干渉キャンセルを行う（ステップｓ２００１）。
そして、受信装置２００ａは、干渉除去後の信号に対して伝搬路補償を行い（ステップｓ２００２）、伝搬路補償後の信号に対して逆拡散処理を行い（ステップｓ２００３）、逆拡散後の信号に対して復調処理を行い（ステップｓ２００４）、符号化ビットＬＬＲを算出する。
FIG. 6 is a flowchart showing processing of the receiving device 200a according to the first embodiment of the present invention. First, the receiving apparatus 200a performs interference cancellation by removing the replica of the interference signal generated in step s2008 from the received signal (step s2001).
Then, the receiving device 200a performs propagation path compensation on the signal after interference cancellation (step s2002), performs despreading processing on the signal after propagation path compensation (step s2003), and converts the signal after despreading to Demodulation processing is performed for the encoded bit LLR (step s2004).
そして、受信装置２００ａは、現在の第１の繰り返し回数と多重数から対応表（図５）を参照し、第２の繰り返し回数を設定する（ステップｓ２００５）。そして、受信装置２００ａは、ステップｓ２００５で設定された繰り返し回数の誤り訂正復号処理を行う（ステップｓ２００６）。
そして、受信装置２００ａは、復号結果に対し、誤りが検出されないか、または、第１の繰り返し回数が既定の回数処理したか否かを判定し（ステップｓ２００７）、誤りが検出されないか、または、第１の繰り返し回数が既定の回数に達していれば、送信ビットを出力して図６のフローチャートの処理を終了する。
復号結果に対し、誤りが検出され、第１の繰り返し回数が既定の回数に達していなければ、ステップｓ２００８に進む。そして、符号化ビットＬＬＲから干渉レプリカを生成し（ステップｓ２００８）、再度ステップｓ２００１の処理を行う。
Then, the receiving device 200a refers to the correspondence table (FIG. 5) from the current first number of repetitions and the number of multiplexing, and sets the second number of repetitions (step s2005). Then, the receiving apparatus 200a performs error correction decoding processing for the number of repetitions set in step s2005 (step s2006).
Then, the receiving apparatus 200a determines whether or not an error is detected in the decoding result, or whether or not the first number of repetitions has been processed a predetermined number of times (step s2007), and no error is detected, or If the first number of repetitions has reached the predetermined number, the transmission bit is output and the processing of the flowchart of FIG. 6 is terminated.
If an error is detected in the decoding result and the first number of iterations has not reached the predetermined number, the process proceeds to step s2008. Then, an interference replica is generated from the coded bit LLR (step s2008), and the process of step s2001 is performed again.
なお、第２の繰り返し回数を簡単に設定するために、コード多重数が多い場合は、第１の繰り返しの初回の第２の繰り返し回数を少なくして、第１の繰り返し回数が行われるにつれ、第２の繰り返し回数を増やすようにしても良い。
また、コード多重数が少ない場合は、第１の繰り返しの初回から第２の繰り返し回数を多くするようにしても良い。コード多重数が、多いか少ないかに関する基準は、例えば拡散率をＳＦ、コード多重数をＣｎとして、Ｃｎ／ＳＦ≧０．５の場合は多重数が多い、Ｃｎ／ＳＦ＜０．５の場合は多重数が少ないと判定すれば良い。
In order to easily set the second number of repetitions, if the number of code multiplexes is large, the first number of repetitions of the first repetition is reduced and the first number of repetitions is performed. The second number of repetitions may be increased.
Further, when the number of multiplexed codes is small, the second number of repetitions may be increased from the first time of the first repetition. The criteria for whether the number of code multiplexes is large or small is, for example, when the spreading factor is SF, the code multiplex number is Cn, and when Cn / SF ≧ 0.5, the number of multiplexes is large. May be determined that the number of multiplexing is small.
第１の実施形態では、送信装置１００ａの無線部１１４（送信部とも称する）が、受信装置２００ａに送信信号を送信する。
また、第１の実施形態の受信装置２００ａは、干渉キャンセル処理と誤り訂正復号処理とを繰り返し行う第１の繰り返し処理と、誤り訂正復号処理内で復号処理を繰り返し行う第２の繰り返し処理とを実行する。
そして、受信装置２００ａの伝搬路推定部２０９は、伝搬路推定を行うことにより伝搬路推定値を求める。
そして、受信装置２００ａの信号検出部２０８ａは、受信信号および伝搬路推定部２０９が求めた伝搬路推定値から、送信装置２００ａの無線部１１４が送信した送信ビット（送信信号とも称する）を検出する。
In the first embodiment, the wireless unit 114 (also referred to as a transmission unit) of the
In addition, the receiving apparatus 200a of the first embodiment performs a first iterative process that repeatedly performs an interference cancellation process and an error correction decoding process, and a second iterative process that repeatedly performs the decoding process within the error correction decoding process. Execute.
And the propagation
Then, the
受信装置２００ａの信号検出部２０８ａの復号部３０７は、誤り訂正復号処理を行う。また、信号検出部２０８ａの第２の繰り返し回数決定部３１０は、第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定する。また、信号検出部２０８ａの干渉レプリカ生成部３０９は、復号部３０７による誤り訂正復号処理により得られるビット対数尤度比から干渉レプリカを生成する。また、信号検出部２０８ａの干渉キャンセル部３０１は、干渉レプリカ生成部３０９が生成した干渉レプリカを、受信信号から減算して干渉キャンセル処理を行う。
また、受信装置２００ａの第２の繰り返し回数決定部３１０は、例えば多重数や受信ＳＩＮRを指標として、受信信号から干渉キャンセル部３０１による干渉キャンセル処理の干渉キャンセル性能を判定し、その判定結果に基づいて、第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定する。
The
Also, the second repetition
第１の実施形態では、受信信号ごとに多重数や受信ＳＩＮＲに基づいて繰り返し回数制御を行うため、受信信号に応じた繰り返し回数が可能となる。また、受信装置２００ａで、誤り訂正復号処理内の復号処理の繰り返し回数を制御することによって、各受信信号について効率的に良好な受信特性を得ることができる。 In the first embodiment, the number of repetitions is controlled on the basis of the number of multiplexing and the reception SINR for each received signal, so that the number of repetitions according to the received signal is possible. In addition, by controlling the number of repetitions of the decoding process in the error correction decoding process by the receiving apparatus 200a, it is possible to efficiently obtain good reception characteristics for each received signal.
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、受信装置２００ａでＥＸＩＴ特性を求めずに、多重数、受信ＳＩＮＲから干渉キャンセル性能を判定して第１の繰り返し毎の第２の繰り返し回数を決定する方法を説明した。
第２の実施形態では、受信装置で、干渉キャンセル性能として簡易ＥＸＩＴ特性を求め、簡易ＥＸＩＴ特性に基づいて第１の繰り返し毎の第２の繰り返し回数を決定する。簡易ＥＸＩＴ特性は、キャンセラのＥＸＩＴ特性の始点と終点を求め、始点と終点を直線に結ぶことで生成される。始点は復号結果を全く知らない状態であり、終点は復号結果が完全に正しい状態であるため、ビット毎の信頼度のばらつきがない。そのため始点と終点は受信装置で求めることができる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, a method has been described in which the reception apparatus 200a determines the second iteration count for each first iteration by determining the interference cancellation performance from the multiplexing number and the received SINR without obtaining the EXIT characteristic.
In the second embodiment, the reception apparatus obtains the simple EXIT characteristic as the interference cancellation performance, and determines the second number of repetitions for each first repetition based on the simple EXIT characteristic. The simple EXIT characteristic is generated by obtaining the start point and end point of the canceller's EXIT characteristic and connecting the start point and end point to a straight line. Since the starting point is a state in which the decoding result is not known at all, and the end point is in a state in which the decoding result is completely correct, there is no variation in reliability for each bit. Therefore, the start point and the end point can be obtained by the receiving device.
なお、第２の実施形態による送信装置と受信装置の構成は、第１の実施形態による送信装置１００ａ（図１）と受信装置２００ａ（図２）の構成と同様であるため、それらの説明を省略する。ただし、第２の実施形態による受信装置の信号検出部の構成が、第１の実施形態による受信装置２００ａの信号検出部２０８ａ（図３）の構成と異なる。
The configurations of the transmission device and the reception device according to the second embodiment are the same as the configurations of the
図７は、本発明の第２の実施形態による受信装置の信号検出部２０８ｂの構成を示す概略ブロック図である。この信号検出部２０８ｂは、コードチャネル信号検出部６０８−１〜６０８−Ｃｎ、干渉レプリカ生成部６０９、第２の繰り返し回数決定部６１０を備えている。
コードチャネル信号検出部６０８−１〜６０８−Ｃｎの各々は、干渉キャンセル部６０１、伝搬路補償部６０２、デインターリーバ部６０３、逆拡散部６０４−１〜６０４−Ｃｎ、並直列変換部６０５、復調部６０６、復号部６０７を備えている。
FIG. 7 is a schematic block diagram showing the configuration of the
Each of the code channel signal detection units 608-1 to 608-Cn includes an
第１の実施形態における信号検出部２０８ａ（図３）と第２の実施形態における信号検出部２０８ｂ（図７）の違いは、第２の繰り返し回数決定部６１０であるので、第２の実施形態では第２の繰り返し回数決定部６１０の処理の説明をする。
第２の繰り返し回数決定部６１０は、伝搬路推定部２０９から得られる伝搬路推定値からキャンセラのＥＸＩＴ特性の始点と終点を求め、簡易ＥＸＩＴ特性を求める。そして簡易ＥＸＩＴ特性から、第１の繰り返し毎の第２の繰り返し回数を決定する。始点と終点は伝搬路補償重みから求める。例えばＭＭＳＥ基準の重み式（１）、式（２）を用いると、始点は、｜Ｓ＾ ｕ（ｋ）｜＝０であるので式（１）は次の式（６）のように表わされる。
Since the difference between the
The second iteration
また終点は、｜Ｓ＾ ｕ（ｋ）｜＝１であるので式（１）は次の式（７）のように表わされる。 Since the end point is | S ^ u (k) | = 1, the expression (1) is expressed as the following expression (7).
式（６）や式（７）で求めた重みＷ（ｋ）から等価振幅を求めると、以下の式（８）のようになる。 When the equivalent amplitude is obtained from the weight W (k) obtained by the equations (6) and (7), the following equation (8) is obtained.
μＺからＬＬＲの分散を求めると、以下の式（９）のようになる。 When determining the LLR of the dispersion from mu Z, the following equation (9).
相互情報量Ｉは、ＬＬＲの標準偏差σＬから次の式（１０）により求められる。 The mutual information amount I is obtained from the standard deviation σ L of the LLR by the following equation (10).
ただし、Ｈ１＝０．３０７３、Ｈ２＝０．８９３５、Ｈ３＝１．１０６４である。このようにすれば始点、終点を求めることができる。なお、式（１０）は最小２乗誤差規範によるカーブフィッティングにより算出されたものであり、相互情報量はＬＬＲの分散から一意に決まるので、指数の計算が煩雑であれば式（１０）の値を量子化した表にしておいても良い。
始点と終点を求めた後、始点と終点を直線で結び、キャンセラの簡易ＥＸＩＴ特性を求め、復号器ＥＸＩＴ特性と合わせて、ＥＸＩＴ軌跡から第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定する。
However, H 1 = 0.3073, H 2 = 0.8935, and H 3 = 1.1064. In this way, the start point and end point can be obtained. Note that equation (10) is calculated by curve fitting according to the least square error criterion, and the mutual information amount is uniquely determined from the variance of the LLR. Therefore, if the calculation of the index is complicated, the value of equation (10) You may make it the table which quantized.
After obtaining the start point and the end point, the start point and the end point are connected by a straight line, the simple EXIT characteristic of the canceller is obtained, and together with the decoder EXIT characteristic, the second iteration number for each first iteration process is determined from the EXIT trajectory. .
図８は、本発明の第２の実施形態によるキャンセラの簡易ＥＸＩＴ特性と復号器ＥＸＩＴ特性を示すグラフである。
図８に示したグラフの横軸は、ＭＣＩキャンセラへ入力される（復号部から出力される）符号化ビットＬＬＲから求めた相互情報量を示しており、縦軸はＭＣＩキャンセラから出力される（復号部へ入力される）符号化ビットＬＬＲから求めた相互情報量を示している。
FIG. 8 is a graph showing a simple EXIT characteristic and a decoder EXIT characteristic of a canceller according to the second embodiment of the present invention.
The horizontal axis of the graph shown in FIG. 8 indicates the mutual information amount obtained from the coded bit LLR input to the MCI canceller (output from the decoding unit), and the vertical axis is output from the MCI canceller ( It shows the mutual information obtained from the coded bit LLR (input to the decoding unit).
図８において、ａ７０１は始点と終点を結んだキャンセラの簡易ＥＸＩＴ特性である。ｂ７０１〜ｂ７０４はそれぞれ第２の繰り返し回数が０、１、２、４の場合の特性である。簡易ＥＸＩＴ特性を用いて、横軸の値が１の点に到達するための第２の繰り返し回数を設定する。 In FIG. 8, a701 is a simple EXIT characteristic of a canceller that connects a start point and an end point. b701 to b704 are characteristics when the second number of repetitions is 0, 1, 2, 4 respectively. Using the simple EXIT characteristic, the second number of repetitions for the value on the horizontal axis to reach the point of 1 is set.
繰り返し回数の設定方法を説明する。まず、受信装置は復号器のＥＸＩＴ特性を記憶している。第２の繰り返し回数は、ＥＸＩＴ特性の収束特性を解析して得られる。横軸の値が１の点に到達するためには、例えば、第１の繰り返し処理ごとに、第２の繰り返し処理の最も相互情報量の改善の多い第２の繰り返し回数を選択する。
また、受信処理量を抑えつつ横軸の値が１の点に到達するために、相互情報量の改善量の差がある閾値以内で最少となる第２の繰り返し処理を設定することも可能である。
A method for setting the number of repetitions will be described. First, the receiving apparatus stores the EXIT characteristic of the decoder. The second number of repetitions is obtained by analyzing the convergence characteristic of the EXIT characteristic. In order to reach the point where the value on the horizontal axis is 1, for example, for each first iteration, the second iteration number with the greatest improvement in the mutual information amount of the second iteration is selected.
In addition, since the value of the horizontal axis reaches the point of 1 while suppressing the reception processing amount, it is also possible to set the second iterative processing that becomes the minimum within a certain threshold within the difference in the improvement amount of the mutual information amount. is there.
閾値は、キャンセラの改善量にあまり影響しない範囲に設定した方が望ましく、例えば、キャンセラの簡易ＥＸＩＴ特性の傾き／２とすれば良い。また、ＥＸＩＴ特性の始点付近はガウス近似により算出されており、例え伝搬路推定が完全であったとしても多少の誤差が出る可能性があるため、ＭＣＩキャンセラの簡易ＥＸＩＴ特性と復号器に一定の距離を持つように余裕を持たせるような制御をしても良い。 It is desirable to set the threshold within a range that does not significantly affect the amount of improvement of the canceller. For example, the threshold may be set to a slope / 2 of the simple EXIT characteristic of the canceller. Also, the vicinity of the start point of the EXIT characteristic is calculated by Gaussian approximation, and even if the propagation path estimation is complete, there is a possibility that a slight error may occur. You may control so that it may have a margin so that it may have a distance.
図９は、本発明の第２の実施形態による受信装置の処理を示すフローチャートである。
まず、受信装置は、受信信号から、ステップｓ９０７で生成される干渉レプリカを除去することにより干渉キャンセルを行う（ステップｓ９０１）。そして、受信装置は、干渉除去後の信号に対し、伝搬路補償を行い（ステップｓ９０２）、逆拡散処理を行い（ステップｓ９０３）、復調処理を行う（ステップｓ９０４）。
また、受信装置は、受信信号から伝搬路推定を行い（ステップｓ９０８）、伝搬路推定値からキャンセラのＥＸＩＴ特性の始点と終点を求め、簡易ＥＸＩＴ特性を求める。
そして、受信装置は、簡易ＥＸＩＴ特性と復号ＥＸＩＴ特性から第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を設定する（ステップｓ９０９）。そして、受信装置は、ステップｓ９０９で設定された第２の繰り返し回数の復号内繰り返し処理を行う（ステップｓ９０５）。
FIG. 9 is a flowchart showing processing of the receiving apparatus according to the second embodiment of the present invention.
First, the receiving apparatus performs interference cancellation by removing the interference replica generated in step s907 from the received signal (step s901). The receiving apparatus performs propagation path compensation on the signal after interference removal (step s902), performs despreading processing (step s903), and performs demodulation processing (step s904).
Further, the receiving apparatus estimates the propagation path from the received signal (step s908), obtains the start point and end point of the EXIT characteristic of the canceller from the propagation path estimated value, and obtains the simple EXIT characteristic.
Then, the receiving apparatus sets the second number of repetitions for each first repetition process from the simple EXIT characteristic and the decoded EXIT characteristic (step s909). Then, the receiving apparatus performs the intra-decoding iterative process for the second iteration count set in step s909 (step s905).
そして、受信装置は、ステップｓ９０５の誤り訂正復号結果に誤りが検出されないか、または、ステップｓ９０１〜ｓ９０５の処理が既定回数行われたかを判定し（ステップｓ９０６）、誤りが検出されない、もしくは、既定の回数処理が行われている場合は図９のフローチャートの処理を終了する。
誤りが検出され、既定の回数処理が行われていない場合は、受信装置は、ステップｓ９０７の処理に移行する。そして、受信装置は、ステップｓ９０５の復号処理で得られるビットＬＬＲから干渉レプリカを生成する（ステップｓ９０７）。そして、受信装置は、再度ステップｓ９０１〜ｓ９０５の処理を行う。
The receiving apparatus determines whether no error is detected in the error correction decoding result of step s905 or whether the processes of steps s901 to s905 have been performed a predetermined number of times (step s906), and no error is detected or If the number of times processing is performed, the processing of the flowchart of FIG.
If an error is detected and the predetermined number of times processing has not been performed, the receiving apparatus proceeds to processing in step s907. Then, the reception apparatus generates an interference replica from the bit LLR obtained by the decoding process in step s905 (step s907). Then, the receiving apparatus performs the processes of steps s901 to s905 again.
このように第２の実施形態では、受信装置で受信信号ごとにＥＸＩＴ特性の始点と終点を算出し、簡易ＥＸＩＴ特性を求めて、第１の繰り返し毎の第２の繰り返し回数を決定する。このため、受信信号ごとに受信装置で受信環境や、多重数といった送信パラメータに応じた繰り返し制御が可能となる。 As described above, in the second embodiment, the reception device calculates the start point and end point of the EXIT characteristic for each received signal, obtains the simple EXIT characteristic, and determines the second number of repetitions for each first repetition. For this reason, it is possible to perform repetitive control in accordance with the reception environment and transmission parameters such as the number of multiplexing in the reception apparatus for each reception signal.
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第２の実施形態では、始点と終点から簡易ＥＸＩＴ特性を求め、第１の繰り返し毎の第２の繰り返し回数を決定する場合について説明した。第３の実施形態では、第１の繰り返し処理毎に簡易ＥＸＩＴ特性を更新し、更新したＥＸＩＴ特性から第２の繰り返し回数を決定する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the case has been described in which the simple EXIT characteristic is obtained from the start point and the end point, and the second number of repetitions for each first repetition is determined. In the third embodiment, the simple EXIT characteristic is updated for each first repetition process, and the second number of repetitions is determined from the updated EXIT characteristic.
なお、第３の実施形態による送信装置と受信装置の構成は、第１の実施形態による送信装置１００ａ（図１）と受信装置２００ａ（図２）の構成と同様であるため、それらの説明を省略する。ただし、第３の実施形態による受信装置の信号検出部の構成が、第１の実施形態による受信装置２００ａの信号検出部２０８ａ（図３）の構成と異なる。
The configurations of the transmission device and the reception device according to the third embodiment are the same as the configurations of the
図１０は、本発明の第３の実施形態による受信装置の信号検出部２０８ｃの構成を示す概略ブロック図である。第３の実施形態における信号検出部２０８ｃは、コードチャネル信号検出部８０８−１〜８０８−Ｃｎ、干渉レプリカ生成部８０９、第２の繰り返し回数決定部８１０を備えている。
コードチャネル信号検出部８０８−１〜８０８−Ｃｎの各々は、干渉キャンセル部８０１、伝搬路補償部８０２、デインターリーバ部８０３、逆拡散部８０４−１〜８０４−Ｃｎ、並直列変換部８０５、復調部８０６、復号部８０７を備えている。
第１又は第２の実施形態との違いは第２の繰り返し回数決定部８１０であるので、第２の繰り返し回数決定部８１０について説明する。
FIG. 10 is a schematic block diagram showing the configuration of the
Each of the code channel signal detection units 808-1 to 808 -Cn includes an
Since the difference from the first or second embodiment is the second iteration
第３の実施形態では、第１の繰り返し処理毎に簡易ＥＸＩＴ特性を更新し、第２の繰り返し回数を決定する。第２の実施形態では伝搬路補償重みに基づいて始点を求めていたが、第３の実施形態では、ビットＬＬＲから始点や更新した簡易ＥＸＩＴ特性を求める。
第２の繰り返し回数決定部８１０は、まず入力される復調部８０６が出力するビットＬＬＲから簡易ＥＸＩＴ特性の始点を求める。ビットＬＬＲから始点を求めるには、入力されたビットＬＬＲの分散を求めて、式（１０）により相互情報量を求めれば良い。終点は第２の実施形態と同様にして求める。
In the third embodiment, the simple EXIT characteristic is updated for each first repetition process, and the second number of repetitions is determined. In the second embodiment, the starting point is obtained based on the propagation path compensation weight, but in the third embodiment, the starting point and the updated simple EXIT characteristic are obtained from the bit LLR.
The second iteration
第２の繰り返し回数決定部８１０は、始点に対する第２の繰り返し回数を、例えば最も改善量の多い回数に設定する。この設定した繰り返し回数は、復号部８０７に渡される。なお、ビットＬＬＲから第２の繰り返し回数を決定する場合は、コード多重する単位であるコードチャネル毎に第２の繰り返し回数を決定することもできる。
復号部８０７は、復調部８０６から入力されるビットＬＬＲを第２の繰り返し回数決定部８１０で設定された回数で復号処理を行う。復号処理後のビットＬＬＲは干渉レプリカ生成部８０９及び第２の繰り返し回数決定部８１０に入力する。
The second iteration
The
第２の繰り返し回数決定部８１０に入力されるビットＬＬＲ系列をλ１〜λＮとすると、相互情報量Ｉは次の式（１１）により求めることができる。
When the bit LLR sequence input to the second number-of-
第２の繰り返し回数決定部８１０には復調部８０６が出力するビットＬＬＲと復号部８０７が出力するビットＬＬＲがある。簡易ＥＸＩＴ特性は復号部８０７が出力するビットＬＬＲから求められる相互情報量が横軸の値、復調部８０６が出力するビットＬＬＲから求められる相互情報量が縦軸の値になる。
簡易ＥＸＩＴ特性の更新は、新たに求めた点と終点を直線で結べば良い。また、このときの第２の繰り返し回数は受信装置が保持している復号ＥＸＩＴ特性の中で最大の改善が得られる回数に設定すれば良い。
The second iteration
The simple EXIT characteristics can be updated by connecting the newly obtained point and end point with a straight line. Further, the second number of repetitions at this time may be set to the number of times that the maximum improvement is obtained in the decoding EXIT characteristics held by the receiving apparatus.
このようにキャンセラの簡易ＥＸＩＴ特性は、復号部８０７の出力がない場合（始点）から始めて、第１の繰り返し処理が行われるごとに簡易ＥＸＩＴ特性を更新していくため、第１又は第２の実施形態と比較してＥＸＩＴ解析の精度を高めることができる。つまり第２の繰り返し回数設定を効果的に行うことができる。 As described above, the simple EXIT characteristic of the canceller starts from the case where there is no output from the decoding unit 807 (starting point) and updates the simple EXIT characteristic every time the first iterative process is performed. Compared with the embodiment, the accuracy of the EXIT analysis can be increased. That is, the second number of repetitions can be set effectively.
図１１は、本発明の第３の実施形態による受信装置の処理を示すフローチャートである。まず、受信装置は、受信信号から、ステップｓ１００８で生成される干渉レプリカを除去することにより干渉キャンセルを行う（ステップｓ１００１）。そして、受信装置は、干渉除去後の信号に対し、伝搬路補償を行う（ステップｓ１００２）。そして、受信装置は、逆拡散処理を行い（ステップｓ１００３）、復調処理を行う（ステップｓ１００４）。ステップｓ１００４の復調処理で得られるビットＬＬＲはステップｓ１００５およびステップｓ１００６で用いられる。 FIG. 11 is a flowchart showing processing of the receiving apparatus according to the third embodiment of the present invention. First, the receiving apparatus performs interference cancellation by removing the interference replica generated in step s1008 from the received signal (step s1001). Then, the receiving apparatus performs propagation path compensation on the signal after interference removal (step s1002). Then, the receiving device performs despreading processing (step s1003) and performs demodulation processing (step s1004). The bit LLR obtained by the demodulation processing in step s1004 is used in steps s1005 and s1006.
そして、受信装置は、ステップｓ１００５の復号処理で得られるビットＬＬＲから入力相互情報量を求め、ステップｓ１００４の復調処理後のビットＬＬＲから出力相互情報量を求めて、簡易ＥＸＩＴ特性を更新する。
そして、受信装置は、更新した簡易ＥＸＩＴ特性から第２の繰り返し回数を設定する（ステップｓ１００６）。また、受信装置は、ステップｓ１００６で設定された復号繰り返し回数で復号処理を行う（ステップｓ１００５）。復号処理で得られたビットＬＬＲはステップｓ１００６で用いられる。
Then, the receiving apparatus obtains the input mutual information amount from the bit LLR obtained by the decoding process in step s1005, obtains the output mutual information quantity from the bit LLR after the demodulation process in step s1004, and updates the simple EXIT characteristic.
Then, the receiving apparatus sets the second number of repetitions from the updated simple EXIT characteristic (step s1006). Further, the receiving apparatus performs a decoding process with the number of decoding repetitions set in step s1006 (step s1005). The bit LLR obtained by the decoding process is used in step s1006.
その後、受信装置は、誤りが検出されない、もしくは、既定の回数処理を行ったかどうか判定し（ステップｓ１００７）、誤りが検出されないか、もしくは、既定の回数処理を行っていれば図１１のフローチャートの処理を終了する。
誤りが検出され、既定の回数処理を行っていなければ、受信装置は、ステップｓ１００８の処理に移り、ステップｓ１００５で得られた復号後のビットＬＬＲから干渉レプリカを生成する。そして、受信装置は、ステップｓ１００１〜ｓ１００６の処理を再度行う。
Thereafter, the receiving apparatus determines whether an error has been detected or whether a predetermined number of times processing has been performed (step s1007). If no error has been detected or the predetermined number of times processing has been performed, the receiving apparatus illustrated in the flowchart of FIG. The process ends.
If an error is detected and the predetermined number of times of processing has not been performed, the receiving apparatus proceeds to the process of step s1008 and generates an interference replica from the decoded bit LLR obtained in step s1005. Then, the receiving device performs the processes of steps s1001 to s1006 again.
なお、第３の実施形態では第１の繰り返し処理が何回か繰り返されると簡易ＥＸＩＴ特性のポイントが増えていくため、ＥＸＩＴ特性の精度が向上する。従って、第１の繰り返し処理を何回か繰り返した後の簡易ＥＸＩＴ特性を用いて、再度初回に戻り、第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を設定しても良い。 In the third embodiment, since the points of the simple EXIT characteristic increase when the first iterative process is repeated several times, the accuracy of the EXIT characteristic is improved. Therefore, it is possible to return to the first time again using the simple EXIT characteristic after the first repetition process is repeated several times, and set the second number of repetitions for each first repetition process.
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第１〜３の実施形態では、多重数をＭＣ−ＣＤＭにおけるコード多重とした場合について説明した。第４の実施形態では多重数をＭＩＭＯシステムにおけるストリーム数とした場合について説明する。
ここではストリーム数をＭＩＭＯ多重される異なるデータ系列の数として説明する。また、送信装置の送信アンテナ毎に異なるデータ系列を送信する場合について説明する。このときストリーム数と送信アンテナ数は等しくなる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the first to third embodiments, the case where the multiplexing number is code multiplexing in MC-CDM has been described. In the fourth embodiment, a case where the multiplexing number is the number of streams in the MIMO system will be described.
Here, the number of streams will be described as the number of different data series to be MIMO multiplexed. Further, a case where a different data series is transmitted for each transmission antenna of the transmission apparatus will be described. At this time, the number of streams is equal to the number of transmission antennas.
図１２は、本発明の第４の実施形態による送信装置１００ｂの構成を示す概略ブロック図である。送信装置１００ｂは、符号部１１０１−１〜１１０１−Ｔ、変調部１１０２−１〜１１０２−Ｔ、パイロット多重部１１０３−１〜１１０３−Ｔ、Ｄ／Ａ変換部１１０４−１〜１１０４−Ｔ、送信フィルタ部１１０５−１〜１１０５−Ｔ、無線部１１０６−１〜１１０６−Ｔ、送信アンテナ１１０７−１〜１１０７−Ｔを備えている。ただし、Ｔは、２又は２以上の整数である。 FIG. 12 is a schematic block diagram showing a configuration of a transmission device 100b according to the fourth embodiment of the present invention. Transmitting apparatus 100b includes coding sections 1101-1 to 1101-T, modulation sections 1102-1 to 1102-T, pilot multiplexing sections 1103-1 to 1103-T, D / A conversion sections 1104-1 to 1104-T, and transmission. Filter units 1105-1 to 1105-T, radio units 1106-1 to 1106-T, and transmission antennas 1107-1 to 1107-T are provided. However, T is an integer of 2 or 2 or more.
送信データは、符号部１１０１−１で誤り訂正符号化が行われ、変調部１１０２−１で変調シンボルにマッピングされ、パイロット多重部１１０３でパイロット信号が多重され、Ｄ／Ａ変換部１１０４−１でデジタル・アナログ変換され、送信フィルタ部１１０５−１で波形整形され、無線部１１０６−１で無線周波数に変換され、送信アンテナ１１０７−１から受信装置に送信される。 Transmission data is subjected to error correction coding in coding section 1101-1, mapped to modulation symbols in modulation section 1102-1, pilot signals multiplexed in pilot multiplexing section 1103, and D / A conversion section 1104-1. The digital / analog conversion is performed, the waveform is shaped by the transmission filter unit 1105-1, converted to a radio frequency by the radio unit 1106-1, and transmitted from the transmission antenna 1107-1 to the receiving apparatus.
符号部１１０２−２〜１１０２−Ｔ、変調部１１０２−２〜１１０２−Ｔ、パイロット多重部１１０３−２〜１１０３−Ｔ、Ｄ／Ａ変換部１１０４−２〜１１０５−Ｔ、送信フィルタ部１１０５−２〜１１０５−Ｔ、無線部１１０６−２〜１１０６−Ｔ、送信アンテナ１１０７−２〜１１０７−Ｔは、符号部１１０１−１、変調部１１０２−１、パイロット多重部１１０３−１、Ｄ／Ａ変換部１１０４−１、送信フィルタ部１１０５−１、無線部１１０６−１、送信アンテナ１１０７−１と同様の処理を行うため、それらの説明を省略する。送信アンテナ１１０７−１〜１１０７−Ｔはそれぞれ異なる送信データを受信装置に送信する。 Encoding section 1102-2 to 1102-T, modulation section 1102-2 to 1102-T, pilot multiplexing section 1103-2 to 1103-T, D / A conversion section 1104-2 to 1105-T, transmission filter section 1105-2 To 1105-T, radio units 1106-2 to 1106-T, transmission antennas 1107-1 to 1107-T are an encoding unit 1101-1, a modulation unit 1102-1, a pilot multiplexing unit 1103-1, and a D / A conversion unit. Since the same processing as 1104-1, the transmission filter unit 1105-1, the radio unit 1106-1, and the transmission antenna 1107-1 is performed, description thereof is omitted. Each of the transmission antennas 1107-1 to 1107-T transmits different transmission data to the reception device.
図１３は、本発明の第４の実施形態による受信装置２００ｂの構成を示す概略ブロック図である。受信装置２００ｂは、受信アンテナ１２０１−１〜１２０１−Ｒ、無線部１２０２−１〜１２０２−Ｒ、受信フィルタ部１２０３−１〜１２０３−Ｒ、Ａ／Ｄ変換部１２０４−１〜１２０４−Ｒ、伝搬路推定部１２０５、信号検出部１２０６を備えている。ただし、Ｒは、２又は２以上の整数で、かつ、Ｔと等しいか又は大きい整数である。
FIG. 13 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a
受信アンテナ１２０１−１〜１２０１−Ｒで受信された受信波は、無線部１２０２−１〜１２０２−Ｒで無線周波数からベースバンドに変換され、受信フィルタ部１２０３−１〜１２０３−Ｒで波形整形され、Ａ／Ｄ変換部１２０４−１〜１２０４−Ｒでアナログ・デジタル変換され、受信信号として伝搬路推定部１２０５と信号検出部１２０６に出力される。伝搬路推定部１２０５は受信信号を用いて伝搬路推定を行う。信号検出部１２０６は受信信号と伝搬路推定値から送信データを検出する。
The received waves received by the receiving antennas 1201-1 to 1201-R are converted from radio frequencies to baseband by the radio units 1202-1 to 1202-R, and waveform-shaped by the reception filter units 1203-1 to 1203-R. The A / D converters 1204-1 to 1204-R perform analog / digital conversion and output the received signals to the propagation
図１４は、本発明の第４の実施形態による受信装置２００ｂの信号検出部１２０６の構成を示す概略ブロック図である。信号検出部１２０６は、干渉キャンセル部１３０１、信号分離部１３０２、復調部１３０３−１〜１３０３−Ｔ、復号部１３０４−１〜１３０４−Ｔ、干渉レプリカ生成部１３０５、第２の繰り返し回数設定部１３０６を備えている。
FIG. 14 is a schematic block diagram illustrating the configuration of the
干渉キャンセル部１３０１は、干渉レプリカ生成部１３０５で生成されるＭＩＭＯのストリーム間干渉レプリカを受信信号から減算する。信号分離部１３０２は、干渉除去後の信号に対し、ＭＩＭＯの信号分離を行う。ＭＩＭＯの信号分離には、例えば、以下の式（１２）のようなＭＭＳＥ基準の重みＷが用いられる。
The
なお、σｎ ２は平均雑音電力を表している。なお、式（１２）のΛは、以下の式（１３）により表わされる。 Note that σ n 2 represents the average noise power. In the equation (12), Λ is expressed by the following equation (13).
Ｈは各送信アンテナと受信アンテナとの伝搬路を要素に持つＲ行Ｔ列の伝搬路行列を表し、Ｉは単位行列を表す。また、Ｈは行列の複素共役転置を表す。復調部１３０３−１〜１３０３−Ｔは信号分離後の信号を復調し、ビットＬＬＲを算出する。 H represents a propagation path matrix of R rows and T columns having elements of propagation paths of the transmission antennas and the reception antennas, and I represents a unit matrix. H represents the complex conjugate transpose of the matrix. Demodulating sections 1303-1 to 1303-T demodulate the signal after signal separation and calculate bit LLR.
復号部１３０４−１〜１３０４−Ｔは、復調後のビットＬＬＲを、第２の繰り返し回数決定部１３０６で設定された回数の復号内繰り返し処理を行う。第２の繰り返し処理決定部１３０６は、第３の実施形態と同様に、ビットＬＬＲから相互情報量を算出して簡易ＥＸＩＴ特性を更新し、第２の繰り返し回数を設定する。
なお、第２の実施形態と同様に、ＭＭＳＥ重みＷを用いて、始点と終点を求めて簡易ＥＸＩＴ特性を求めても良い。その場合、始点は｜ｓ＾ｔ｜＝０（ｔ＝１〜Ｔ）であるので式（１４）を用いて算出することができ、終点は｜ｓ＾ｔ｜＝１（ｔ＝１〜Ｔ）であるので式（１５）を用いて算出することができる。
Decoding sections 1304-1 to 1304 -T perform intra-decoding iterative processing for the number of times set by second repetition
As in the second embodiment, the simple EXIT characteristic may be obtained by obtaining the start point and the end point using the MMSE weight W. In that case, since the start point is | s ^ t | = 0 (t = 1 to T), it can be calculated using the equation (14), and the end point is | s ^ t | = 1 (t = 1 to T). Therefore, it can be calculated using the equation (15).
また、第１の実施形態と同様に多重数に基づいて第２の繰り返し回数を決定しても良い。ＭＣ−ＣＤＭＡのコード多重はウォルシュ−アダマール（Ｗａｌｓｈ−Ｈａｄａｍａｒｄ）符号のような直交符号を用いて多重されているので、ＭＣ−ＣＤＭＡよりもＭＩＭＯの方が多重数によるＥＸＩＴ特性の始点の変化は大きくなる。
また、ＭＩＭＯの場合、多重数の多い少ないに関する基準は（受信アンテナ数−ストリーム数）で判定すれば良い。
Further, the second number of repetitions may be determined based on the number of multiplexing as in the first embodiment. Since MC-CDMA code multiplexing is performed using orthogonal codes such as Walsh-Hadamard codes, the start point of the EXIT characteristics due to the number of multiplexing is larger in MIMO than in MC-CDMA. Become.
In addition, in the case of MIMO, the criterion regarding the small number of multiplexed signals may be determined by (number of receiving antennas−number of streams).
上述した実施形態は、干渉キャンセラとして並列型干渉キャンセラ（ＰＩＣ：Ｐａｒａｌｌｅｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）を用いる場合であるが、これに限定されるものではなく、逐次型干渉キャンセラ（ＳＩＣ：Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）などを用いても良い。 The embodiment described above is a case where a parallel interference canceller (PIC) is used as the interference canceller. However, the present invention is not limited to this, and a sequential interference canceller (SIC) or the like is used. May be.
なお、以上説明した第１〜第４の実施形態において、送信装置（図１、図１２）の各部や、受信装置（図２、図１３）の各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムを送信装置や受信装置に内蔵したコンピュータシステム（図示省略）に読み込ませ、実行することにより送信装置や受信装置の制御を行っても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。 In the first to fourth embodiments described above, a program for realizing the functions of each unit of the transmission device (FIGS. 1 and 12) and each unit of the reception device (FIGS. 2 and 13) is read by a computer. The program is recorded on a possible recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system (not shown) built in the transmitting device or the receiving device and executed to control the transmitting device or the receiving device. Also good. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。 The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time, like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, it is also assumed that a server that holds a program for a certain time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or client. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design and the like within the scope of the present invention are also within the scope of the claims. include.
１００ａ、１００ｂ・・・送信装置、１０１−１〜１０１−Ｃｎ・・・コードチャネル信号生成部、１０２・・・符号部、１０３・・・変調部、１０４・・・直並列変換部、１０５−１〜１０５−Ｃｎ・・・拡散部、１０６・・・コード多重部、１０７・・・インターリーバ部、１０８・・・ＩＦＦＴ部、１０９・・・並直列変換部、１１０・・・パイロット多重部、１１１・・・ＧＩ挿入部、１１２・・・Ｄ／Ａ変換部、１１３・・・送信フィルタ部、１１４・・・無線部、１１５・・・送信アンテナ部、１１６・・・パイロット信号生成部、２００ａ、２００ｂ・・・受信装置、２０１・・・受信アンテナ、２０２・・・無線部、２０３・・・受信フィルタ部、２０４・・・Ａ／Ｄ変換部、２０５・・・ＧＩ除去部、２０６・・・直並列変換部、２０７・・・ＦＦＴ部、２０８ａ〜２０８ｃ・・・信号検出部、２０９・・・伝搬路推定部、２１０・・・復号繰り返し回数決定部、３０１・・・干渉キャンセル部、３０２・・・伝搬路補償部、３０３・・・デインターリーバ部、３０４−１〜３０４−Ｃｎ・・・逆拡散部、３０５・・・並直列変換部、３０６・・・復調部、３０７・・・復号部、３０８−１〜３０８−Ｃｎ・・・コードチャネル信号検出部、３０９・・・干渉レプリカ生成部、３１０・・・第２の繰り返し回数決定部、１２０６・・・信号検出部 100a, 100b, transmitting apparatus, 101-1 to 101-Cn, code channel signal generation unit, 102, encoding unit, 103, modulation unit, 104, serial-parallel conversion unit, 105- 1 to 105-Cn: spreading unit, 106: code multiplexing unit, 107 ... interleaver unit, 108 ... IFFT unit, 109 ... parallel to serial conversion unit, 110 ... pilot multiplexing unit , 111... GI insertion section, 112... D / A conversion section, 113... Transmission filter section, 114... Radio section, 115. 200a, 200b ... receiving device, 201 ... receiving antenna, 202 ... radio unit, 203 ... receiving filter unit, 204 ... A / D conversion unit, 205 ... GI removing unit, 206 ... Series-Parallel Conversion unit, 207... FFT unit, 208a to 208c... Signal detection unit, 209... Propagation path estimation unit, 210... Decoding decoding frequency determination unit, 301. -Propagation path compensation unit, 303 ... Deinterleaver unit, 304-1 to 304-Cn ... Despreading unit, 305 ... Parallel-serial conversion unit, 306 ... Demodulation unit, 307 ... Decoding , 308-1 to 308 -Cn: code channel signal detection unit, 309 ... interference replica generation unit, 310 ... second iteration count determination unit, 1206 ... signal detection unit
Claims (11)
伝搬路推定を行うことにより伝搬路推定値を求める伝搬路推定部と、
受信信号および前記伝搬路推定値から送信装置が送信した送信信号を検出する信号検出部とを備え、
前記信号検出部は、
前記誤り訂正復号処理を行う復号部と、
前記第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定する第２の繰り返し回数決定部と
前記誤り訂正復号処理により得られる対数尤度比から干渉レプリカを生成する干渉レプリカ生成部と、
前記干渉レプリカを前記受信信号から減算して干渉キャンセル処理を行う干渉キャンセル部とを備え、
前記第２の繰り返し回数決定部は、前記受信信号から前記干渉キャンセル処理の干渉キャンセル性能を判定し、その判定結果に基づいて前記第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定することを特徴とする受信装置。 A receiving apparatus that executes a first repetition process for repeatedly performing an interference cancellation process and an error correction decoding process, and a second repetition process for repeatedly performing a decoding process within the error correction decoding process,
A channel estimator for obtaining a channel estimation value by performing channel estimation;
A signal detection unit for detecting a transmission signal transmitted by the transmission device from the received signal and the propagation path estimation value;
The signal detector is
A decoding unit for performing the error correction decoding process;
A second iteration number determination unit that determines a second iteration number for each of the first iteration processes; an interference replica generation unit that generates an interference replica from a log likelihood ratio obtained by the error correction decoding process;
An interference cancellation unit that performs interference cancellation processing by subtracting the interference replica from the received signal;
The second repetition number determination unit determines interference cancellation performance of the interference cancellation process from the received signal, and determines a second repetition number for each first repetition process based on the determination result. A receiving device.
前記多重数は、コード多重数であることを特徴とする請求項２に記載の受信装置。 The transmission signal is spread and code multiplexed,
The receiving apparatus according to claim 2, wherein the multiplexing number is a code multiplexing number.
前記多重数は、送信ストリーム数であることを特徴とする請求項２に記載の受信装置。 The transmission signal is spatially multiplexed using a plurality of transmission antennas,
The receiving apparatus according to claim 2, wherein the multiplexing number is the number of transmission streams.
前記送信装置は、前記受信装置に送信信号を送信する送信部を備え、
前記受信装置は、干渉キャンセル処理と誤り訂正復号処理とを繰り返し行う第１の繰り返し処理と、前記誤り訂正復号処理内で復号処理を繰り返し行う第２の繰り返し処理とを実行する受信装置であって、
伝搬路推定を行うことにより伝搬路推定値を求める伝搬路推定部と、
受信信号および前記伝搬路推定値から送信装置が送信した送信信号を検出する信号検出部とを備え、
前記信号検出部は、
前記誤り訂正復号処理を行う復号部と、
前記第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定する第２の繰り返し回数決定部と、
前記誤り訂正復号処理により得られる対数尤度比から干渉レプリカを生成する干渉レプリカ生成部と、
前記干渉レプリカを前記受信信号から減算して干渉キャンセル処理を行う干渉キャンセル部とを備え、
前記第２の繰り返し回数決定部は、前記受信信号から前記干渉キャンセル処理の干渉キャンセル性能を判定し、その判定結果に基づいて前記第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定することを特徴とする通信システム。 A communication system comprising a transmission device and a reception device,
The transmission device includes a transmission unit that transmits a transmission signal to the reception device,
The receiving apparatus is a receiving apparatus that executes a first iterative process for repeatedly performing an interference cancellation process and an error correction decoding process, and a second iterative process for repeatedly performing a decoding process within the error correction decoding process. ,
A channel estimator for obtaining a channel estimation value by performing channel estimation;
A signal detection unit for detecting a transmission signal transmitted by the transmission device from the received signal and the propagation path estimation value;
The signal detector is
A decoding unit for performing the error correction decoding process;
A second iteration number determination unit for determining a second iteration number for each of the first iteration processes;
An interference replica generation unit that generates an interference replica from a log likelihood ratio obtained by the error correction decoding process;
An interference cancellation unit that performs interference cancellation processing by subtracting the interference replica from the received signal;
The second repetition number determination unit determines interference cancellation performance of the interference cancellation process from the received signal, and determines a second repetition number for each first repetition process based on the determination result. A featured communication system.
伝搬路推定を行うことにより伝搬路推定値を求める伝搬路推定過程と、
受信信号および前記伝搬路推定値から送信装置が送信した送信信号を検出する信号検出過程とを有し、
前記信号検出過程では、
前記誤り訂正復号処理を行う復号過程と、
前記第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定する第２の繰り返し回数決定過程と、
前記誤り訂正復号処理により得られる対数尤度比から干渉レプリカを生成する干渉レプリカ生成過程と、
前記干渉レプリカを前記受信信号から減算して干渉キャンセル処理を行う干渉キャンセル過程とを実行し、
前記第２の繰り返し回数決定過程では、前記受信信号から前記干渉キャンセル処理の干渉キャンセル性能を判定し、その判定結果に基づいて前記第１の繰り返し処理毎の第２の繰り返し回数を決定することを特徴とする通信方法。 A communication method in which a first iterative process for repeatedly performing an interference cancellation process and an error correction decoding process and a second iterative process for repeatedly performing a decoding process within the error correction decoding process are executed by a receiving device,
A channel estimation process for obtaining a channel estimation value by performing channel estimation;
A signal detection process for detecting a transmission signal transmitted by a transmission device from a reception signal and the propagation path estimation value;
In the signal detection process,
A decoding process for performing the error correction decoding process;
A second iteration number determination process for determining a second iteration number for each of the first iteration processes;
An interference replica generation process for generating an interference replica from a log likelihood ratio obtained by the error correction decoding process;
Performing an interference cancellation process of subtracting the interference replica from the received signal to perform interference cancellation processing;
In the second iteration count determination process, the interference cancellation performance of the interference cancellation process is determined from the received signal, and a second iteration count for each first iteration process is determined based on the determination result. A characteristic communication method.
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